CN104736639A - 聚酰胺组合物、方法,和制品 - Google Patents

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Abstract

形成聚酰胺组合物的方法，包括熔融共混特定量的聚(亚苯基醚)母料、第一聚酰胺、玻璃纤维，和包含金属二烷基次膦酸盐的阻燃剂。通过熔融共混特定量的聚(亚苯基醚)和第二聚酰胺制备所述聚(亚苯基醚)母料。所述方法提供了具有阻燃性、熔体流动性、抗热性，和机械性能的理想平衡的聚酰胺组合物，同时降低在没有所述聚(亚苯基醚)母料的情况下相应组合物所需的金属二烷基次膦酸盐的量。描述了相应的聚酰胺组合物，同样还有所述聚(亚苯基醚)母料，和降低阻燃剂聚酰胺组合物的所述金属二烷基次膦酸盐含量的方法。

Description

聚酰胺组合物、方法,和制品
背景技术
因为聚酰胺(也称为尼龙)良好的熔体流动性、耐化学性、抗冲击性和电气性质，它被广泛用于各种电气和电子应用。对于需要具有高度的阻燃性的玻璃填充的聚酰胺组合物的应用，必须将阻燃剂添加剂添加至组合物。金属二烷基次膦酸盐目前是聚酰胺优选的阻燃剂，但是它们是昂贵的并且必须以相对高的浓度使用它们以提供较高的阻燃性。因此对于减少高浓度的金属二烷基次膦酸盐，同时基本上维持阻燃性、熔体流动性、抗热性，和机械性能的玻璃填充的聚酰胺组合物存在需求。
发明内容
一种实施方式是形成聚酰胺组合物的方法，该方法包括：基于聚酰胺组合物的重量，熔融共混包含以下各项的组分以形成聚酰胺组合物：5至30重量百分数的聚(亚苯基醚)母料，35至70重量百分数的第一聚酰胺，15至40重量百分数的玻璃纤维，和10至20重量百分数的包含金属二烷基次膦酸盐的阻燃剂；其中，基于聚(亚苯基醚)母料的重量，聚(亚苯基醚)母料是熔融共混包含以下各项的组分的产物：35至97重量百分数的聚(亚苯基醚)，和3至65重量百分数的第二聚酰胺。
另外的实施方式是形成聚酰胺组合物的方法，该方法包括：基于聚酰胺组合物的重量，熔融共混包含以下各项的组分以形成聚酰胺组合物：5至14重量百分数的聚(亚苯基醚)母料，45至55重量百分数的包含聚酰胺-6,6的第一聚酰胺，20至30重量百分数的玻璃纤维，和12至18重量百分数的包含金属二烷基次膦酸盐、三聚氰胺聚磷酸酯，和硼酸锌的阻燃剂；其中，基于聚(亚苯基醚)母料的重量，聚(亚苯基醚)母料是熔融共混包含以下各项的组分的产物：75至96.5重量百分数的包含选自由以下各项组成的组的单体的均聚物或共聚物的聚(亚苯基醚)：2,6-二甲基苯酚，2,3,6-三甲基苯酚，和它们的组合；3至24.5重量百分数的包含聚酰胺-6,6的第二聚酰胺；和0.5至4重量百分数的聚(亚苯基醚)和第二聚酰胺的增容剂(compatibilizing agent)；其中，基于组合物的总重量，聚酰胺组合物包含小于或等于13重量百分数的聚(亚苯基醚)；并且其中，聚酰胺组合物不包括导电填料和抗冲改性剂。
另外的实施方式是根据上面描述的方法制备的聚酰胺组合物。
另外的实施方式是聚酰胺组合物，包含熔融共混以下各项的产物：40至60重量百分数的聚酰胺；3至13重量百分数的聚(亚苯基醚)；12至18重量百分数的包含金属二烷基次膦酸盐、三聚氰胺聚磷酸酯，和硼酸锌的阻燃剂；0.1至2重量百分数的聚酰胺和聚(亚苯基醚)的增容剂；和20至40重量百分数的玻璃纤维；其中，所有的重量百分数是基于聚酰胺组合物的总重量。
另外的实施方式是包括包含熔融共混以下各项的产物的组合物的制品：40至60重量百分数的聚酰胺；3至13重量百分数的聚(亚苯基醚)；12至18重量百分数的包含金属二烷基次膦酸盐、三聚氰胺聚磷酸酯，和硼酸锌的阻燃剂；0.1至2重量百分数的聚酰胺和聚(亚苯基醚)的增容剂；和20至40重量百分数的玻璃纤维；其中，所有的重量百分数是基于聚酰胺组合物的总重量。
另外的实施方式是减少阻燃剂聚酰胺组合物的金属二烷基次膦酸盐含量的方法，包括：基于聚酰胺组合物的重量，熔融共混包含以下各项的组分以形成聚酰胺组合物：5至30重量百分数的聚(亚苯基醚)母料，35至70重量百分数的第一聚酰胺，15至40重量百分数的玻璃纤维，和10至20重量百分数的包含金属二烷基次膦酸盐的阻燃剂；其中，基于聚(亚苯基醚)母料的重量，聚(亚苯基醚)母料是熔融共混包含以下各项的组分的产物：35至97重量百分数的聚(亚苯基醚)，和3至65重量百分数的第二聚酰胺。
在下面详细描述这些和其它实施方式。
具体实施方式
本发明人已经确认具有减少的金属二烷基次膦酸盐含量的玻璃填充的聚酰胺组合物显示出理想的阻燃性、熔体流动性、抗热性，和机械性能。通过利用特定的聚(亚苯基醚)母料的混炼(compounding)方法可以制备组合物。组合物得益于聚(亚苯基醚)阻燃剂增效剂效应，同时避免使用难处理的聚(亚苯基醚)粉末。
关于可燃性性能，在保险商实验室公告94“塑料材料的可燃性测试，UL94”(Underwriter’s Laboratory Bulletin 94“Tests for Flammability ofPlastic Materials,UL 94”)20mm垂直燃烧火焰测试中，在0.8毫米的样品厚度下聚酰胺组合物可以显示出V-0或V-1的等级。
关于熔体流动性能，聚酰胺组合物可以表现出使用282℃的温度和1,500秒-1的剪切速率，根据ISO 11443:2005确定的，小于或等于251帕斯卡-秒的熔融粘度。在一些实施方式中，熔融粘度是100至250帕斯卡-秒，具体地，100至160帕斯卡-秒。
关于硬度性能，聚酰胺组合物可以表现出使用80毫米乘以10毫米乘以4毫米的横截面尺寸的棒，64毫米的支承跨距，和每个组合物三个样品，根据ISO 178:2010在23℃下确定的至少7200兆帕的挠曲模量。在一些实施方式中，挠曲模量是7200至9000兆帕，具体地，7900至9000兆帕。
关于延展性能，聚酰胺组合物可以表现出使用A型半径和45度的缺口角度(切口坡角，notch angle)和在缺口下8毫米的材料深度，2.75焦耳的锤能量，10毫米乘以4毫米棒横截面尺寸，以及每个组合物十个样品，根据ISO 180:2000在23℃下确定的至少8.3千焦耳/米2的缺口悬臂梁冲击强度。在一些实施方式中，缺口悬臂梁冲击强度是8.3至10千焦耳/米2，具体地，8.5至10千焦耳/米2。
关于抗热(耐热，heat resistance)性能，聚酰胺组合物可以表现出使用方法B120，在1毫米读数的针入度(needle penetration)下，5分钟的预加载时间，和每个组合物三个样品，根据ISO 306:2004确定的，至少200℃的维卡软化温度(Vicat softening temperature)。在一些实施方式中，维卡软化温度是200至250℃，具体地，240至250℃。
在一些实施方式中，聚酰胺组合物表现出V-0的UL94等级、100至160帕斯卡-秒的熔融粘度、7900至9000兆帕的挠曲模量、8.5至10千焦耳/米2的缺口悬臂梁冲击强度，和240至250℃的维卡软化温度。
一种实施方式是形成聚酰胺组合物的方法，该方法包括：基于聚酰胺组合物的重量，熔融共混包含以下各项的组分以形成聚酰胺组合物：5至30重量百分数的聚(亚苯基醚)母料，35至70重量百分数的第一聚酰胺，15至40重量百分数的玻璃纤维，和10至20重量百分数的包含金属二烷基次膦酸盐的阻燃剂；其中，基于聚(亚苯基醚)母料的重量，聚(亚苯基醚)母料是熔融共混包含以下各项的组分的产物：35至97重量百分数的聚(亚苯基醚)，和3至65重量百分数的第二聚酰胺。
使用熔融共混以形成聚(亚苯基醚)母料和聚酰胺组合物。使用普通的装置(如螺条掺混机(ribbon blender)、亨舍尔混合机(Henschel mixer)、班伯里混合机(Banbury mixer)、鼓式桶(drum tumbler)、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机、共捏合机(co-kneader)，等等)可以实施熔融共混(也被称作为熔融捏合)。例如，在230至310℃，具体地，240至300℃的温度下在双螺杆挤出机中可以通过熔融共混聚(亚苯基醚)、第二聚酰胺，和任何可选的组分实施聚(亚苯基醚)母料的形成。例如，在230至290℃，具体地，250至270℃的温度下可以通过熔融共混聚(亚苯基醚)母料、第一聚酰胺、玻璃纤维和阻燃剂实施聚酰胺组合物的形成。
聚(亚苯基醚)母料包含聚(亚苯基醚)。聚(亚苯基醚)包括包含具有下式的重复结构单元的那些
其中，Z1的每次出现都独立地是卤素、未取代的或者取代的C1-C12烃基，条件是所述烃基基团不是叔烃基、C1-C12烃硫基、C1-C12烃氧基，或C2-C12卤烃氧基，其中至少二个碳原子分开卤素和氧原子；以及Z2的每次出现都独立地是氢，卤素、未取代的或者取代的C1-C12烃基，条件是所述烃基基团不是叔烃基、C1-C12烃硫基、C1-C12烃氧基，或C2-C12卤烃氧基，其中至少二个碳原子分开卤素和氧原子。如在本文中使用的，术语“烃基”，无论单独使用，还是作为另外的术语的前缀、后缀或片段使用，是指仅包含碳和氢的残基。残基可以是脂肪族或芳香族，直链、环状、二环、分枝、饱和或不饱和的。它还可以包含脂肪族、芳香族、直链、环状的、二环的、分枝的、饱和的或不饱和烃部分的组合。然而，当将烃基残基描述为取代的时，它可以可选地包含在取代基残基的碳和氢成员以上或之上的杂原子。因此，当具体描述为取代的时，烃基残基还可以包括一种或多种羰基基团，氨基基团，羟基基团，或类似物，或它可以在烃基残基的主链内包含杂原子。作为一个实施例，Z1可以是通过末端的3,5-二甲基-1,4-苯基与氧化聚合催化剂的二-正丁胺组分反应形成的二-正丁基氨甲基基团。
聚(亚苯基醚)可以包括具有含有氨基烷基末端基团(典型地位于羟基基团邻位的位置)的分子。还经常存在的是四甲基联苯醌(TMDQ)末端基团，典型地从其中存在四甲基联苯醌副产物的含有2,6-二甲基苯酚的反应混合物获得。聚(亚苯基醚)可以是均聚物、共聚物、接枝共聚物、离子聚合物或者嵌段共聚物以及它们的组合的形式。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。如在本文中使用的，术语“聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物”是指包含至少一种聚(亚苯基醚)嵌段和至少一种聚硅氧烷嵌段的嵌段聚合物。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物由氧化共聚方法制备。在这种方法中，聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物是一种方法的产物，该方法包括氧化共聚包含一元苯酚和羟芳基封端的聚硅氧烷的单体混合物。在一些实施方式中，基于一元苯酚和羟芳基封端的聚硅氧烷的总重量，单体混合物包括70至99重量份的一元苯酚，和1至30重量份的羟芳基封端的聚硅氧烷。羟芳基封端的聚硅氧烷可以包含多个具有以下结构的重复单元
其中，R8的每次出现都独立地是氢、C1-C12烃基或C1-C12卤烃基；和具有以下结构的两个末端单元
其中，Y是氢、C1-C12烃基、C1-C12烃氧基，或卤素，并且其中R9的每次出现独立地是氢、C1-C12烃基或C1-C12卤烃基。在一种非常具体的实施方式中，R8和R9的每次出现是甲基，且Y是甲氧基。
在一些实施方式中，一元苯酚包含2,6-二甲基苯酚，并且羟芳基封端的聚硅氧烷具有以下结构
其中，n平均是5至100，具体地，30至60。
氧化共聚方法产生作为理想的产物的聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物和作为副产物的聚(亚苯基醚)(没有结合的聚硅氧烷嵌段)。把聚(亚苯基醚)从聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物中分离是不必要的。因此聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物可以用作包含聚(亚苯基醚)和聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物的“反应产物”。某些分离步骤，如来从异丙醇沉淀，能够保证反应产物基本上无残余的羟芳基封端的聚硅氧烷原材料。换句话说，这些分离操作保证反应产物的聚硅氧烷含量基本上都是聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物的形式。在Carrillo等人的美国专利号8,017,697和Carrillo等人于2011年6月27日提交的美国专利申请系列号13/169,137中描述了用于形成聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物的详细方法。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)具有在氯仿中在25℃下通过乌氏粘度计(Ubbelohde viscometer)测量的每克0.25至1分升的固有粘度。在这个范围之内，聚(亚苯基醚)固有粘度可以是每克0.3至0.65分升，具体地，每克0.35至0.5分升，更具体地，每克0.4至0.5分升。
在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)包含单体的均聚物或共聚物，该单体选自由2,6-二甲基苯酚，2,3,6-三甲基苯酚，和它们的组合组成的组。在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。在这些实施方式中，聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物可以，例如，为聚酰胺组合物提供0.05至2重量百分数，具体地，0.1至1重量百分数，更具体地，0.2至0.8重量百分数的硅氧烷基团。
基于聚(亚苯基醚)母料的重量，聚(亚苯基醚)的量是35至97重量百分数。在这个范围之内，聚(亚苯基醚)的量可以是50至97重量百分数，具体地，75至96.5重量百分数，更具体地，85至95重量百分数。
基于聚酰胺组合物的重量，聚(亚苯基醚)的量可以是1.75至29.1重量百分数。在这个范围之内，聚(亚苯基醚)的量可以是3至20重量百分数，具体地，5至15重量百分数，更具体地，3至13重量百分数。在一些实施方式中，聚酰胺组合物包含小于或等于19重量百分数，具体地，小于或等于17重量百分数，更具体地，小于或等于15重量百分数的聚(亚苯基醚)。在一些实施方式中，聚酰胺组合物包含小于或等于13重量百分数，具体地，小于或等于11重量百分数的聚(亚苯基醚)。
聚酰胺组合物包含可以是相同或不同的第一聚酰胺和第二聚酰胺。聚酰胺(也被称作为尼龙)以多个酰胺(-C(O)NH-)基团的存在为特征，并且在Gallucci的美国专利号4,970,272中得到描述。适合在本发明方法中作为第一聚酰胺或第二聚酰胺使用的聚酰胺包含聚酰胺-6、聚酰胺-6,6、聚酰胺-4,6、聚酰胺-11、聚酰胺-12、聚酰胺-6,10、聚酰胺-6,12、聚酰胺-6/6,6、聚酰胺-6/6,12、聚酰胺-MXD,6、聚酰胺-6,T、聚酰胺-6,I、聚酰胺-6/6,T、聚酰胺-6/6,I、聚酰胺-6,6/6,T、聚酰胺-6,6/6,I、聚酰胺-6/6,T/6,I、聚酰胺-6,6/6,T/6,I、聚酰胺-6/12/6,T、聚酰胺-6,6/12/6,T、聚酰胺-6/12/6,I、聚酰胺-6,6/12/6,I，和它们的组合。在一些实施方式中，第一聚酰胺和/或第二聚酰胺包含聚酰胺-6。在一些实施方式中，第一聚酰胺和/或第二聚酰胺包含聚酰胺-6,6。在一些实施方式中，第一聚酰胺包含聚酰胺-6,6，并且第二聚酰胺包含聚酰胺-6。在一些实施方式中，第一聚酰胺和第二聚酰胺包含聚酰胺-6,6。
聚酰胺可以通过许多已知的方法制备，并且聚酰胺是从各种来源商购的。
基于聚(亚苯基醚)母料的重量，第二聚酰胺的量是3至65重量百分数。在这个范围之内，第二聚酰胺的量可以是3至40重量百分数，具体地，3至20重量百分数，更具体地，3至10重量百分数。
基于聚酰胺组合物的重量，第二聚酰胺的量可以是0.15至19.5重量百分数。在这个范围之内，第二聚酰胺的量可以是0.2至5重量百分数，具体地，0.2至2重量百分数，更具体地，0.2至1重量百分数。
基于聚酰胺组合物的重量，第一聚酰胺的量是35至70重量百分数。在这个范围之内，第一聚酰胺的量可以是40至65重量百分数，具体地，45至55重量百分数。
基于聚酰胺组合物的重量，总的聚酰胺的量(即，第一聚酰胺的量和第二聚酰胺的量的总和)可以是35.15至73.25重量百分数。在这个范围之内，总的聚酰胺的量可以是40至60重量百分数，具体地，45至55重量百分数。在一些实施方式中，聚酰胺组合物包含小于或等于52重量百分数，具体地，小于或等于50重量百分数的组合的第一聚酰胺和第二聚酰胺。
聚(亚苯基醚)母料可以可选地进一步包含聚(亚苯基醚)和第二聚酰胺的增容剂。如在本文中使用的，术语“增容剂”是指与聚(亚苯基醚)，第二聚酰胺，或两者相互作用的多官能的化合物。该相互作用可以是化学的(例如，接枝)和/或物理的(例如，影响分散相的表面特征)。
可以采用的增容剂的实例包括液体双烯聚合物、环氧树脂化合物、氧化的聚烯烃蜡、醌、有机硅烷化合物、多官能化合物，和它们的组合。增容剂进一步在Gallucci的美国专利号5,132,365，和Koevoets等人的6,593,411和7,226,963中描述。
在一些实施方式中，增容剂包含多官能的化合物。可以作为增容剂的多官能的化合物通常为三种类型。第一类型多官能的化合物在分子中具有(a)碳-碳双键或碳-碳三键，和(b)至少一种羧酸、酸酐、酰胺、酯、酰亚胺、氨基、环氧化物、原酸酯(orthoester)，或羟基基团。这样的多官能的化合物的实例包含马来酸；马来酸酐；延胡索酸(富马酸，fumaricacid)；丙烯酸缩水甘油酯，衣康酸；乌头酸；马来酰亚胺；马来酰肼；从二胺与马来酸酐、马来酸、延胡索酸等得到的反应产物；二氯马来酸酐；马来酸酰胺；不饱和的二羧酸(例如，丙烯酸、丁烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、戊烯酸、癸烯酸、十一碳烯酸、十二碳烯酸酸、亚油酸等)；上述不饱和羧酸的酯、酰胺或酸酐；不饱和醇(例如，烷醇、巴豆醇、甲基乙烯基甲醇、4-戊烯-1-醇、1,4-己二烯-3-醇、3-丁烯-1,4-二醇、2,5-二甲基-3-己-2,5-二醇和式CnH2n-5OH，CnH2n-7OH和CnH2n-9OH的醇，其中，n是10至30的正整数)；用-NH2基团替换上面不饱和醇的-OH基团得到的不饱和胺；功能化的双烯聚合物和共聚物；包含上述中一种或多种的组合。在一些实施方式中，增容剂包含马来酸酐和/或延胡索酸。
第二类型的多官能增容剂具有(a)由式(OR)表示的基团，其中R是氢或烷基、芳基、酰基或羰二氧基团，(b)它们中的每一个的至少两个基团可以是相同或不同的，选自羧酸、酸卤化物、酸酐、酸卤化物酸酐、酯、原酸酯、酰胺、亚胺基、氨基，和它们的各种盐。典型的这组增容剂是由下式表示的脂肪族多羧酸、酯和酰胺：
(RIO)mR’(COORII)n(CONRIIIRIV)s
其中，R'是直链或支链，具有2至20，或，更具体地，2至10个碳原子的饱和的脂肪族烃；RI是氢或具有1至10，或，更具体地，1至6，或，甚至更具体地，1至4个碳原子的烷基、芳基、酰基或羰基二氧基团；每个RII独立地是氢或具有1至20，或，更具体地，1至10个碳原子的烷基或芳基；每个RIII和RIV独立地是氢或具有1至10，或，更具体地，1至6，或，甚至更具体地，1至4个碳原子的烷基或芳基；m等于1以及(n+s)大于或等于2，或，更具体地，等于2或3，并且n和s各自大于或等于零，并且其中(ORI)相当于羰基为α或β，并且至少二个羰基被2至6个碳原子分开。显而易见，当相应的取代基具有少于6个碳原子时，RI、RII、RIII，和RIV不可以是芳基。
适合的多羧酸包含，例如，枸橼酸(柠檬酸，citric acid)、苹果酸，和落叶松蕈酸(松蕈酸，agaricic acid)，包含它们的各种商售形式，如例如，无水和含水的酸；和包含上述中一种或多种的组合。在一些实施方式中，增容剂包含枸橼酸。在本文中有用的酯的举例说明包含，例如，乙酰基柠檬酸酯、单硬脂基和/或二硬脂基柠檬酸酯，等等。在本文中有用的适合的酰胺包含，例如，N,N'-二乙基枸橼酸酰胺；N-苯基枸橼酸酰胺；N-十二烷基枸橼酸酰胺；N,N'-二十二烷基枸橼酸酰胺；N-十二烷基苹果酸。衍生物包含它们的盐，包含与胺的盐以及碱金属和碱性金属盐。适合的盐的实例包含苹果酸钙、柠檬酸钙、苹果酸钾，和枸橼酸钾。
第三类型的多官能的增容剂在分子中具有(a)酸卤化物基团和(b)至少一种羧酸、酸酐、酯、环氧化物、原酸酯、或酰胺基团，优选羧酸或酸酐基团。在这个组中增容剂的实例包含偏苯三酸酐酰氯、氯甲酰琥珀酸酐、氯甲酰琥珀酸、氯甲酰基戊二酸酐、氯甲酰基戊二酸、氯乙酰基琥珀酸酐、氯乙酰琥珀酸、偏苯三酸酰氯和氯乙酰戊二酸。在一些实施方式中，增容剂包含偏苯三酸酐酰氯。
可以将上述的增容剂直接添加至聚(亚苯基醚)母料的其它组分，或者与聚(亚苯基醚)预反应。当至少一部分增溶剂与所有或部分聚(亚苯基醚)预反应时，发现与许多前面的增容剂，特别是多官能的化合物相容性的改进。应当相信，这些预反应可以导致增容剂与聚(亚苯基醚)起反应并且随后将其功能化。例如，聚(亚苯基醚)可以与枸橼酸或马来酸酐预反应以形成酸-功能化的聚(亚苯基醚)，与非-功能化的聚(亚苯基醚)相比，它具有与第一和第二聚酰胺改进的相容性。
当在相容的聚酰胺-聚(亚苯基醚)共混物的制备中采用增容剂时，使用的量将取决于选择的具体的增容剂和其加入其中的具体的聚(亚苯基醚)和第二聚酰胺。在一些实施方式中，基于聚(亚苯基醚)母料的重量，增容剂的量是0.2至5重量百分数，具体地，0.5至4重量百分数，更具体地，1至3重量百分数。
如在下面工作实施例中表示的，在没有过度地损害得到的聚酰胺组合物的特性的情况下，可以在没有增容剂的情况下制备聚(亚苯基醚)母料。
聚(亚苯基醚)母料可以可选地进一步包括在热塑性塑料领域中已知的一种或多种添加剂。例如，聚(亚苯基醚)母料可以可选地进一步包括添加剂，该添加剂选自稳定剂、润滑剂、加工助剂、抗滴落剂，成核剂，UV阻隔剂、染料、颜料、抗氧化剂、抗静电剂、金属钝化剂、防粘剂，等等，和它们的组合。当存在时，基于聚(亚苯基醚)母料的重量，通常以小于或等于5重量百分数，具体地，小于或等于2重量百分数，更具体地，小于或等于1重量百分数的总量，使用这样的添加剂。
基于聚酰胺组合物的重量，以5至30重量百分数的量使用聚(亚苯基醚)母料。在这个范围之内，聚(亚苯基醚)母料的量可以是5至25重量百分数，具体地，5至15重量百分数。除聚(亚苯基醚)母料和第一聚酰胺之外，聚酰胺组合物包括玻璃纤维。适合的玻璃纤维包括基于E、A、C、ECR、R、S、D，和NE玻璃，以及石英的那些。在一些实施方式中，玻璃纤维具有2至30微米，具体地，5至25微米，更具体地，8至15微米的直径。在一些实施方式中，在混炼(compounding)之前玻璃纤维的长度是2至7毫米，具体地，3至5毫米。玻璃纤维可以可选地包括所谓的附着促进剂以改进它与聚(亚苯基醚)和聚苯乙烯的相容性。附着促进剂包括铬复合物、硅烷、钛酸盐(酯)、锆铝酸盐(酯)、丙烯马来酸酐共聚物、反应性纤维素酯等等。适合的玻璃纤维是从供应商(包括，例如，OwensCorning，Nippon Electric Glass，PPG，和Johns Manville)商购的。
基于聚酰胺组合物的重量，聚酰胺组合物包含15至40重量百分数的量的玻璃纤维。在这个范围之内，玻璃纤维的量可以是18至35重量百分数，具体地，20至30重量百分数。
除聚(亚苯基醚)母料、第一聚酰胺和玻璃纤维外，聚酰胺组合物包括阻燃剂。阻燃剂包含金属二烷基次膦酸盐。如在本文中使用的，术语“金属二烷基次膦酸盐”是指一种盐，其包含至少一种金属阳离子和至少一种二烷基次膦酸阴离子。在一些实施方式中，金属二烷基次膦酸盐具有以下式
其中，Ra和Rb各自独立地是C1-C6烷基；M是钙、镁、铝，或锌；并且d是2或3。Ra和Rb的实例包含甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基，正戊基，和苯基。在一些实施方式中，Ra和Rb是乙基，M是铝，并且d是3(即，金属二烷基次膦酸盐是三(二乙基次膦酸)铝)。
在一些实施方式中，金属二烷基次膦酸盐是微粒的形式。金属二烷基次膦酸盐微粒可以具有小于或等于40微米的中值粒径(D50)，或，更具体地，小于或等于30微米的D50，或，甚至更具体地，小于或等于25微米的D50。
基于聚酰胺组合物的重量，阻燃剂的量是10至20重量百分数。在这个范围之内，阻燃剂的量可以是12至18重量百分数，具体地，13至17重量百分数。基于聚酰胺组合物的重量，金属二烷基次膦酸盐的量可以是5至20重量百分数。在这个范围之内，金属二烷基次膦酸盐的量可以是6至15重量百分数，具体地，7至13重量百分数。当金属二烷基次膦酸盐的量小于10重量百分数时，它与另外的阻燃剂结合使用，以使总的阻燃剂的量是至少10重量百分数。
在一些实施方式中，阻燃剂进一步包含三聚氰胺聚磷酸酯。在一些实施方式中，阻燃剂进一步包含硼酸锌。在一些实施方式中，阻燃剂进一步包含三聚氰胺聚磷酸酯和硼酸锌。在一些实施方式中，基于阻燃剂的总重量，阻燃剂包含50至76重量百分数，具体地，55至70重量百分数的金属二烷基次膦酸盐；22至49重量百分数，具体地，25至40重量百分数的三聚氰胺聚磷酸酯，和2至8重量百分数，具体地，3至7重量百分数的硼酸锌。在一些实施方式中，基于聚酰胺组合物的重量，聚酰胺组合物包含6至13重量百分数的金属二烷基次膦酸盐并且进一步包含3至7重量百分数的三聚氰胺聚磷酸酯，和0.2至2重量百分数的硼酸锌。
聚酰胺组合物可以可选地进一步包含聚(亚苯基醚)和第一聚酰胺的增容剂。该增容剂可以与在聚(亚苯基醚)母料制备中使用的任何增容剂相同或不同。在聚(亚苯基醚)母料的背景下，上面描述的增容剂适合于增容聚(亚苯基醚)母料和第一聚酰胺。在一些实施方式中，在第一聚酰胺和聚(亚苯基醚)母料的熔融共混中使用的增容剂包含枸橼酸、延胡索酸、马来酸、马来酸酐，或上述至少两种的组合。当存在时，基于聚酰胺组合物的重量，可以以0.1至5重量百分数，具体地，0.2至3重量百分数的量使用在第一聚酰胺和聚(亚苯基醚)母料的熔融共混中使用的增容剂。在一些实施方式中，除在聚(亚苯基醚)母料中包括的那些，聚酰胺组合物不包括任何增容剂。在一些实施方式中，聚酰胺组合物不包括任何增容剂。
除已经包含在聚(亚苯基醚)母料中的任何添加剂之外，聚酰胺组合物可以可选地进一步包括一种或多种添加剂。例如，聚酰胺组合物可以可选地进一步包括添加剂，该添加剂选自稳定剂、脱模剂、润滑剂、加工助剂、抗滴落剂、成核剂、UV阻隔剂、染料、颜料、抗氧化剂、抗静电剂、矿物油、金属钝化剂、防粘剂，等等，和它们的组合。当存在时，基于聚酰胺组合物的总重量，通常以小于或等于5重量百分数，具体地，小于或等于2重量百分数，更具体地，小于或等于1重量百分数的总量使用这样的添加剂。硬脂酸铝是特别适合的润滑剂。
在一些实施方式中，聚酰胺组合物不包括导电填料。例如，对于许多电气的和电子的应用，聚酰胺组合物表现出最小的导电性是合乎需要的。
在一些实施方式中，聚酰胺组合物不包括抗冲改性剂。对于许多产物应用，在没有使用抗冲改性剂的情况下，聚酰胺组合物的延展性是足够的。
在形成聚酰胺组合物非常具体的方法中，该方法包括：基于聚酰胺组合物的重量，熔融共混包含以下各项的组分以形成聚酰胺组合物：5至14重量百分数的聚(亚苯基醚)母料，45至55重量百分数的包含聚酰胺-6,6的第一聚酰胺，20至30重量百分数的玻璃纤维，和12至18重量百分数的包含金属二烷基次膦酸盐、三聚氰胺聚磷酸酯和硼酸锌的阻燃剂；其中，基于聚(亚苯基醚)母料的重量，聚(亚苯基醚)母料是熔融共混包含以下各项的组分的产物：75至96.5重量百分数的包含单体的均聚物或共聚物的聚(亚苯基醚)，该单体选自由2,6-二甲基苯酚、2,3,6-三甲基苯酚，和它们的组合组成的组；3至24.5重量百分数的包含聚酰胺-6,6的第二聚酰胺；和0.5至4重量百分数的聚(亚苯基醚)和第二聚酰胺的增容剂；其中，基于组合物的总重量，聚酰胺组合物包含小于或等于13重量百分数的聚(亚苯基醚)；并且其中，聚酰胺组合物不包括导电填料和抗冲改性剂。在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)进一步包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。
本发明包含根据上面描述的方法的所有变化制备的聚酰胺组合物。
另外的实施方式是聚酰胺组合物，包含熔融共混以下各项的产物：40至60重量百分数的聚酰胺；3至13重量百分数的聚(亚苯基醚)；12至18重量百分数的包含金属二烷基次膦酸盐、三聚氰胺聚磷酸酯，和硼酸锌的阻燃剂；0.1至2重量百分数的聚酰胺和聚(亚苯基醚)的增容剂；和20至40重量百分数的玻璃纤维；其中，所有的重量百分数是基于聚酰胺组合物的总重量。通过上面描述的方法可以形成这样的组合物。在该方法的背景下，聚酰胺和聚(亚苯基醚)可以选自任何上面描述的那些。
在聚酰胺组合物的非常具体的实施方式中，聚酰胺包含聚酰胺-6,6；聚酰胺组合物包含45至55重量百分数的聚酰胺；聚(亚苯基醚)包含单体的均聚物或共聚物，该单体选自由2,6-二甲基苯酚，2,3,6-三甲基苯酚，和它们的组合组成的组；聚酰胺组合物包含6至12重量百分数的聚(亚苯基醚)；阻燃剂包含6至13重量百分数的金属二烷基次膦酸盐，3至7重量百分数的三聚氰胺聚磷酸酯，和0.2至2重量百分数的硼酸锌；以及组合物包含20至30重量百分数的玻璃纤维。在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)进一步包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。
另外的实施方式是包含在本文中描述的任何聚酰胺组合物的制品。聚酰胺组合物适合于形成电气和电子元件，尤其是，断路器(包括微型断路器)；剩余的电路装置；开关；插座；工业插头；电气连接件(包括用于汽车、远程通信、数据通信、计算机，和电子装置行业的连接器)；用于汽车、计算机、远程通信和移动电话行业的开关装置；用于加热、通风和冷却系统的部件；机械部件；用于消费者和工业产品的部件。形成这样的制品的适合的方法包括单层和多层板材挤出、注射成型、吹塑、薄膜挤出、型材挤出、拉挤成型、压缩模塑、热成形、压力成形、液压成形、真空成形，等等。可以使用上述的制品制造方法的组合。
在制品的非常具体的实施方式中，聚酰胺包含聚酰胺-6,6；聚酰胺组合物包含45至55重量百分数的聚酰胺；聚(亚苯基醚)包含单体的均聚物或共聚物，该单体选自由2,6-二甲基苯酚，2,3,6-三甲基苯酚，和它们的组合组成的组；聚酰胺组合物包含6至12重量百分数的聚(亚苯基醚)；阻燃剂包含6至13重量百分数的金属二烷基次膦酸盐，3至7重量百分数的三聚氰胺聚磷酸酯，和0.2至2重量百分数的硼酸锌；以及组合物包含20至30重量百分数的玻璃纤维。在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)进一步包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。
本发明包含聚(亚苯基醚)母料。因此，一种实施方式是聚(亚苯基醚)母料包含基于聚(亚苯基醚)母料的重量，熔融共混包含以下各项的组分的产物：92至97重量百分数的聚(亚苯基醚)；3至4.8重量百分数的聚酰胺；并且可选地，0.1至5重量百分数的聚(亚苯基醚)和聚酰胺的增容剂。在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)母料包含0.5至3重量百分数的增容剂。除在这个段落中指定的组分的量之外，上面描述的聚(亚苯基醚)母料的所有组成变化适用于这个段落的聚(亚苯基醚)母料。例如，本发明母料的聚酰胺相当于上面描述的第二聚酰胺。在一些实施方式中，熔融共混组分进一步包含0.2至0.5重量百分数的添加剂，该添加剂选自由抗氧化剂、稳定剂和它们的组合组成的组。在一些实施方式中，聚(亚苯基醚)母料由以下组成：聚(亚苯基醚)，聚酰胺，可选地增容剂，和可选地0.2至0.5重量百分数的添加剂，该添加剂选自由抗氧化剂、稳定剂和它们的组合组成的组。
在聚(亚苯基醚)母料的非常具体的实施方式中，聚(亚苯基醚)包含单体的均聚物或共聚物，该单体选自由2,6-二甲基苯酚，2,3,6-三甲基苯酚，和它们的组合组成的组；熔融共混的组分包含92至95重量百分数的聚(亚苯基醚)；聚酰胺包含聚酰胺-6,6；熔融共混的组分包含4至4.8重量百分数的聚酰胺；增容剂选自由枸橼酸、马来酸、马来酸酐和它们的组合组成的组；以及熔融共混的组分包含0.5至3重量百分数的增容剂。在这个实施方式中，聚(亚苯基醚)母料可以可选地进一步包含0.2至0.5重量百分数的添加剂，该添加剂选自由抗氧化剂、稳定剂和它们的组合组成的组。
本发明包括使用聚(亚苯基醚)母料以减少阻燃剂聚酰胺组合物的金属二烷基次膦酸盐含量。具体地，一种实施方式是减少阻燃剂聚酰胺组合物的金属二烷基次膦酸盐含量的方法，包括：基于聚酰胺组合物的重量，熔融共混包含以下各项的组分以形成聚酰胺组合物：5至30重量百分数的聚(亚苯基醚)母料，35至70重量百分数的第一聚酰胺，15至40重量百分数的玻璃纤维，和10至20重量百分数的包含金属二烷基次膦酸盐的阻燃剂；其中，基于聚(亚苯基醚)母料的重量，聚(亚苯基醚)母料是熔融共混包含以下各项的组分的产物：35至97重量百分数的聚(亚苯基醚)，和3至65重量百分数的第二聚酰胺。在形成聚酰胺组合物的方法的背景下，上面描述的所有的变型也适用于减少阻燃剂聚酰胺组合物的金属二烷基次膦酸盐含量的方法。
本发明至少包括以下的实施方式。
实施方式1：形成聚酰胺组合物的方法，该方法包括：基于聚酰胺组合物的重量，熔融共混包含以下各项的组分以形成聚酰胺组合物：5至30重量百分数的聚(亚苯基醚)母料，35至70重量百分数的第一聚酰胺，15至40重量百分数的玻璃纤维，和10至20重量百分数的包含金属二烷基次膦酸盐的阻燃剂；其中，基于聚(亚苯基醚)母料的重量，聚(亚苯基醚)母料是熔融共混包含以下各项的组分的产物：35至97重量百分数的聚(亚苯基醚)，和3至65重量百分数的第二聚酰胺。
实施方式2：实施方式1中的方法，其中，第一聚酰胺和第二聚酰胺独立地选自由聚酰胺-6、聚酰胺-6,6、聚酰胺-4,6、聚酰胺-11、聚酰胺-12、聚酰胺-6,10、聚酰胺-6,12、聚酰胺-6/6,6、聚酰胺-6/6,12、聚酰胺-MXD,6、聚酰胺-6,T、聚酰胺-6,I、聚酰胺-6/6,T、聚酰胺-6/6,I、聚酰胺-6,6/6,T、聚酰胺-6,6/6,I、聚酰胺-6/6,T/6,I、聚酰胺-6,6/6,T/6,I、聚酰胺-6/12/6,T、聚酰胺-6,6/12/6,T、聚酰胺-6/12/6,I、聚酰胺-6,6/12/6,I，和它们的组合组成的组。
实施方式3：实施方式1中的方法，其中，第一聚酰胺和第二聚酰胺独立地选自由聚酰胺-6、聚酰胺-6,6，和它们的组合组成的组。
实施方式4：实施方式1中的方法，其中，第一聚酰胺和第二聚酰胺包含聚酰胺-6,6。
实施方式5：实施方式1-4中任一项的方法，其中，聚酰胺组合物包含小于或等于52重量百分数的组合的第一聚酰胺和第二聚酰胺。
实施方式6：实施方式1-5中任一项的组合物，其中，聚(亚苯基醚)包含单体的均聚物或共聚物，该单体选自由2,6-二甲基苯酚、2,3,6-三甲基苯酚，和它们的组合组成的组。
实施方式7：实施方式1-6中任一项的方法，其中，聚(亚苯基醚)包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。
实施方式8：实施方式1-7中任一项的方法，其中，基于聚酰胺组合物的重量，聚酰胺组合物包含小于或等于19重量百分数的聚(亚苯基醚)。
实施方式9：实施方式1-8中任一项的方法，其中，基于聚酰胺组合物的重量，聚酰胺组合物包含小于或等于13重量百分数的聚(亚苯基醚)。
实施方式10：实施方式1-9中任一项的方法，其中，阻燃剂进一步包含三聚氰胺聚磷酸酯。
实施方式11：实施方式1-10中任一项的方法，其中，阻燃剂进一步包含硼酸锌。
实施方式12：实施方式1-11中任一项的方法，其中，基于聚酰胺组合物的重量，阻燃剂包含6至13重量百分数的金属二烷基次膦酸盐并且进一步包含3至7重量百分数的三聚氰胺聚磷酸酯，和0.2至2重量百分数的硼酸锌。
实施方式13：实施方式1-12中任一项的方法，其中，基于聚(亚苯基醚)母料的重量，聚(亚苯基醚)母料进一步包含0.2至5重量百分数的聚(亚苯基醚)和第二聚酰胺的增容剂。
实施方式14：实施方式1-13中任一项的方法，其中，聚酰胺组合物不包括导电填料。
实施方式15：实施方式1-14中任一项的方法，其中，聚酰胺组合物不包括抗冲改性剂。
实施方式16：实施方式1的方法，其中，熔融共混以形成聚酰胺组合物的组分包含5至14重量百分数的聚(亚苯基醚)母料、45至55重量百分数的第一聚酰胺、20至30重量百分数的玻璃纤维和12至18重量百分数的阻燃剂；其中，阻燃剂进一步包含三聚氰胺聚磷酸酯和硼酸锌；其中，熔融共混以形成聚(亚苯基醚)母料的组分包含75至96.5重量百分数的聚(亚苯基醚)，和3至24.5重量百分数的第二聚酰胺；并且其中，聚(亚苯基醚)包含单体的均聚物或共聚物，该单体选自由2,6-二甲基苯酚、2,3,6-三甲基苯酚，和它们的组合组成的组；其中，第二聚酰胺包含聚酰胺-6,6；其中，熔融共混以形成聚(亚苯基醚)母料的组分进一步包含0.5至4重量百分数的聚(亚苯基醚)和第二聚酰胺的增容剂；其中，基于组合物的总重量，聚酰胺组合物包含小于或等于13重量百分数的聚(亚苯基醚)；并且其中，聚酰胺组合物不包括导电填料和抗冲改性剂。
实施方式16a：形成聚酰胺组合物的方法，该方法包括：基于聚酰胺组合物的重量，熔融共混包含以下各项的组分以形成聚酰胺组合物：5至14重量百分数的聚(亚苯基醚)母料，45至55重量百分数的包含聚酰胺-6,6的第一聚酰胺，20至30重量百分数的玻璃纤维，和12至18重量百分数的包含金属二烷基次膦酸盐、三聚氰胺聚磷酸酯，和硼酸锌的阻燃剂；其中，基于聚(亚苯基醚)母料的重量，聚(亚苯基醚)母料是熔融共混包含以下各项的组分的产物：75至96.5重量百分数的包含单体的均聚物或共聚物的聚(亚苯基醚)，该单体选自由2,6-二甲基苯酚，2,3,6-三甲基苯酚，和它们的组合组成的组；3至24.5重量百分数的包含聚酰胺-6,6的第二聚酰胺；和0.5至4重量百分数的聚(亚苯基醚)和第二聚酰胺的增容剂；其中，基于组合物的总重量，聚酰胺组合物包含小于或等于13重量百分数的聚(亚苯基醚)；并且其中，聚酰胺组合物不包括导电填料和抗冲改性剂。
实施方式17：实施方式16的方法，其中，聚(亚苯基醚)进一步包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。
实施方式18：根据实施方式1-17中任一项的方法制备的聚酰胺组合物。
实施方式19：一种聚酰胺组合物，包括熔融共混以下各项的产物：40至60重量百分数的聚酰胺；3至13重量百分数的聚(亚苯基醚)；12至18重量百分数的包含金属二烷基次膦酸盐、三聚氰胺聚磷酸酯，和硼酸锌的阻燃剂；0.1至2重量百分数的聚酰胺和聚(亚苯基醚)的增容剂；和20至40重量百分数的玻璃纤维；其中，所有的重量百分数是基于聚酰胺组合物的总重量。
实施方式20：实施方式19的聚酰胺组合物，其中，聚酰胺包含聚酰胺-6,6；其中，聚酰胺组合物包含45至55重量百分数的聚酰胺；其中，聚(亚苯基醚)包含单体的均聚物或共聚物，该单体选自由2,6-二甲基苯酚、2,3,6-三甲基苯酚，和它们的组合组成的组；其中，聚酰胺组合物包含6至12重量百分数的聚(亚苯基醚)；其中，阻燃剂包含6至13重量百分数的金属二烷基次膦酸盐，3至7重量百分数的三聚氰胺聚磷酸酯，和0.2至2重量百分数的硼酸锌；其中，组合物包含20至30重量百分数的玻璃纤维。
实施方式21：实施方式20的聚酰胺组合物，其中，聚(亚苯基醚)进一步包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。
实施方式22：一种包括包含熔融共混以下各项的产物的组合物的制品：40至60重量百分数的聚酰胺；3至13重量百分数的聚(亚苯基醚)；12至18重量百分数的包含金属二烷基次膦酸盐、三聚氰胺聚磷酸酯，和硼酸锌的阻燃剂；0.1至2重量百分数的聚酰胺和聚(亚苯基醚)的增容剂；和20至40重量百分数的玻璃纤维；其中，所有的重量百分数是基于聚酰胺组合物的总重量。
实施方式23：减少阻燃剂聚酰胺组合物的金属二烷基次膦酸盐含量的方法，包括：基于聚酰胺组合物的重量，熔融共混包含以下各项的组分以形成聚酰胺组合物：5至30重量百分数的聚(亚苯基醚)母料，35至70重量百分数的第一聚酰胺，15至40重量百分数的玻璃纤维，和10至20重量百分数的包含金属二烷基次膦酸盐的阻燃剂；其中，基于聚(亚苯基醚)母料的重量，聚(亚苯基醚)母料是熔融共混包含以下各项的组分的产物：35至97重量百分数的聚(亚苯基醚)，和3至65重量百分数的第二聚酰胺。
实施方式24：基于聚(亚苯基醚)母料的重量，聚(亚苯基醚)母料包含熔融共混包含以下各项的组分的产物：92至97重量百分数的聚(亚苯基醚)；3至4.8重量百分数的聚酰胺；以及可选地，0.1至5重量百分数的聚(亚苯基醚)和聚酰胺的增容剂。
实施方式25：实施方式24的聚(亚苯基醚)母料，包含0.5至3重量百分数的增容剂。
实施方式26：实施方式24或25的聚(亚苯基醚)母料，其中，熔融共混的组分进一步包含0.2至0.5重量百分数的添加剂，该添加剂选自由抗氧化剂、稳定剂和它们的组合的组成的组。
实施方式27：实施方式24-26中任一项的聚(亚苯基醚)母料，由以下各项组成：聚(亚苯基醚)、聚酰胺，可选地增容剂，和可选地0.2至0.5重量百分数的添加剂，该添加剂选自由抗氧化剂、稳定剂和它们的组合组成的组。
实施方式28：实施方式24的聚(亚苯基醚)母料，其中，聚(亚苯基醚)包含单体的均聚物或共聚物，该单体选自由2,6-二甲基苯酚，2,3,6-三甲基苯酚，和它们的组合组成的组；其中，熔融共混的组分包含92至95重量百分数的聚(亚苯基醚)；其中，聚酰胺包含聚酰胺-6,6；其中，熔融共混的组分包含4至4.8重量百分数的聚酰胺；其中，增容剂选自由枸橼酸、马来酸、马来酸酐，和它们的组合组成的组；其中，熔融共混的组分包含0.5至3重量百分数的增容剂。
实施方式29：实施方式28的聚(亚苯基醚)母料，其中，熔融共混的组分进一步包含0.2至0.5重量百分数的添加剂，该添加剂选自由抗氧化剂、稳定剂，和它们的组合组成的组。
在本文中公开的所有范围包括端点，并且端点可互相独立结合。在本文中公开的每个范围构成在公开的范围之内的任何点或子范围的公开。
通过以下非-限制的实施例进一步阐述本发明。
制备实施例1-12
这些实施例说明母料的制备。
在表1中概述了用于形成母料的组分，以及在以下实施例中描述的组合物。
表1
在240-300℃的熔融温度和15千克/小时的处理量下使用28毫米内径的ZSK双螺杆挤出机制备聚(亚苯基醚)母料。粉末形式的PPE或PPE-Si与抗氧化剂和稳定剂和枸橼酸干燥共混，随后在挤出机的喉管处在第一进料器中引入得到的干燥共混物，而经由第二进料器下游进料PA66或PA6。在表2中概述母料组合物，其中组分的量以重量份表示。
表2
表2(继续)。
实施例1-8，比较实施例1-5
这些实施例说明用包含聚酰胺-6,6的聚(亚苯基醚)母料制备的组合物。这些实施例显示在降低浓度的阻燃剂添加剂的情况下并且在没有利用难处理的聚(亚苯基醚)粉末的情况下，可以用制备阻燃的聚酰胺浓度。
使用在250-270℃的熔融温度和15千克/小时的处理量下运转的28毫米内径的ZSK双螺杆挤出机制备聚酰胺组合物。在袋子中通过手动摇动使母料与另外的稳定剂和枸橼酸一起混合，并且在第一进料器中在挤出机的喉管处引入得到的干燥的共混物。经由第一进料器的下游第二进料器进料PA66至挤出机，并且经由第二进料器的下游第三个进料器引入玻璃纤维。
使用250-290℃的桶温度，和80-100℃的模塑温度，注射成型用于物理测试的测试物品。
使用282℃的温度和多点方法根据ISO 11443:2005进行熔融粘度测试，其中测量在各种剪切速率下的熔融粘度。在表2中，在1,500秒-1剪切速率下测量具有帕斯卡-秒的单位的熔融粘度值。
使用具有80毫米乘以10毫米乘以4毫米尺寸的1A型棒，50毫米的标距长度，115毫米的夹具分离(grip separation)，1毫米/分钟的测试速度，和每个组合物5个样品，根据ISO 527-1:2012在23℃下确定以兆帕为单位表达的拉伸模量值，和以百分数表达的断裂拉伸应变值。
使用80毫米乘以10毫米乘以4毫米的棒横截尺寸，64毫米的支承跨距和每个组合物三个样品根据ISO178:2010在23℃下确定以兆帕为单位表达的挠曲模量和挠曲强度。
使用A型半径和45度的缺口角度和在缺口下8毫米材料的深度，2.75焦耳的锤能量，10毫米乘以4毫米的棒横截面尺寸，和每个组合物十个样品，根据ISO 180:2000，在23℃和-30℃下确定以千焦耳/米2为单位表达的缺口悬臂梁冲击强度值。
使用方法B120，1毫米读数的针入度，5分钟的预加载时间，和每个组合物三个样品，根据ISO 306:2004确定以摄氏度为单位表达的维卡软化温度值。
根据保险商的实验室公告94“塑料材料的可燃性测试，UL 94”，20mm垂直燃烧火焰测试，确定注射成型的火焰棒的阻燃性。测试之前，在23℃和50％相对湿度下将具有0.8毫米厚度的火焰棒预处理至少48小时。测试被修改成使用一套十个火焰棒而不是通常的五个。对于每个棒，施加火焰至棒然后去除，并且记录棒自熄灭所需要的时间(第一燃尽时间(firstafterflame time)，t1)。随后再次施加火焰并且去除，并且记录棒自熄灭所需要的时间(第二燃尽时间(second afterflame time)，t2)和火焰后发光时间(post-flame glowing time)(余辉时间(afterglow time)，t3)。为了实现V-0等级，十个单个的样品中的至少九个的燃尽时间t1和t2一定小于或等于10秒(在表2中的等级记录组合物，对于该组合物，十个单个的样品中的一个具有大于10秒的燃尽时间)；并且所有十个样品总燃尽时间(所有十个样品的t1加t2)一定小于或等于100秒；并且每个单个的样品的第二燃尽时间加余辉时间(t2+t3)一定小于或等于30秒；并且没有样品可以燃烧或烧至固定卡具；并且棉花指示物不能被燃烧的颗粒或滴落物点燃。为了实现V-1的等级，每个单个的样品的燃尽时间t1和t2一定小于或等于30秒；并且所有十个样品的总燃尽时间(所有十个样品的t1加t2)一定小于或等于500秒；并且每个单个的样品第二燃尽时间加余辉时间(t2+t3)一定小于或等于60秒；并且没有样品可以燃烧或烧至固定卡具；并且棉花指示物不能被燃烧的颗粒或滴落物点燃。为了实现V-2的等级，每个单个的样品的燃尽时间t1和t2一定小于或等于30秒；并且所有十个样品的总燃尽时间(所有十个样品的t1加t2)一定小于或等于250秒；并且每个单个样品的第二燃尽时间加余辉时间(t2+t3)一定小于或等于60秒；并且没有样品可以燃烧或烧至固定卡具；但是棉花指示物可以被燃烧的颗粒或滴落物点燃。没有达到V-2标准的组合物被认为已经失败。在表3中，“UL 94TFT(秒)”是所有的十个样品的t1值的总和。
使用具有3.2毫米的厚度和10厘米的直径的测试样品，和每种组合物五个样品，根据国际电工委员会(IEC)标准IEC-60112，第三版本(1979)实施以伏特为单位表达的相比漏电起痕指数(CTI)值。报告值是在50滴氯化铵溶液已经落在材料表面上之后引起漏电起痕的电压。
比较实施例1和2，和实施例1-3和7说明作为粉末(比较实施例2)或以母料(实施例1-3和7)添加的聚(亚苯基醚)的效应。聚(亚苯基醚)的添加允许阻燃剂的量降低约29％(从21重量百分数至15重量百分数)，同时在UL 94可燃性试验中维持合乎需要的V-0或V-1等级。实施例2和3(其利用带有增容剂枸橼酸和较高的聚(亚苯基醚)含量的母料)表现出V-0等级。相对于比较实施例1和2，机械性能也得到很大程度的保持。并且在实施例1-3和7中母料的使用避免与聚(亚苯基醚)粉末相关的处理困难。
比较实施例4和实施例3说明在聚(亚苯基醚)母料中包含聚酰胺的作用。相对于比较实施例4(在母料中没有聚酰胺)，实施例3(在母料中带有聚酰胺)显示出优异的阻燃性和熔体流动性。
比较实施例1和3，和实施例4-6和8说明了作为粉末(比较实施例3)或以母料(实施例4-6和8)的聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物反应产物的效果。聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物反应产物的添加允许阻燃剂的量降低约29％(从21重量百分数至15重量百分数)，同时在UL 94可燃性试验中维持合乎需要的V-0或V-1等级。没有与增容剂或聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物反应产物含量相关的清楚的趋势，但是实施例4、6，和8全部表现出V-0等级。相对于比较实施例1和3，机械性能也得到很大程度的保持。在实施例4-6和8中母料的使用避免与聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷反应产物粉末相关的处理困难。
实施例1和4说明，甚至当没有使用增容剂时，可以获得本发明的益处。
表3
*十个样品中的一个具有长于10秒的燃尽时间
表3(继续)
*十个样品中一个具有长于10秒的燃尽时间
表3(继续)。
*十个样品中的一个具有长于10秒的燃尽时间
实施例11-18，比较实施例4-5
这些实施例说明用包含聚酰胺-6的聚(亚苯基醚)母料制备的组合物。这些实施例显示出可以在减少浓度的阻燃剂添加剂的情况下并且在没有利用难以处理的(亚苯基醚)粉末的情况下制备阻燃的聚酰胺组合物。
使用程序B(移位-测量，自动的方法)，300℃的测试温度，5千克施加的加载，2.0995毫米的毛细管直径，8.0毫米的毛细管长度，球粒形式的测试样品，在测试前在120℃下样品预处理5.5小时，和每种组合物一次运行五次读数，根据ISO 1133-2005确定以每10分钟立方厘米为单位表达的熔融体积-流动速率值。
除了样品不是缺口的之外，对于在23℃下的缺口悬臂梁值，测量以千焦耳/米2的单位表达的无缺口悬臂梁冲击强度值。
在0.8和1.5毫米厚度下确定UL 94等级。
在表4中的结果显示，带有聚酰胺-6和聚(亚苯基醚)或聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物的母料在聚酰胺-6,6组合物(实施例11-14)，和聚酰胺-6组合物(实施例15-18)中是有效的，用减少的量的阻燃剂产生V-0或V-1的UL 94等级。实施例15-18的聚酰胺-6组合物的V-0或V-1等级比分别使用聚(亚苯基醚)粉末和聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物粉末的相应的比较实施例4和5的V-2等级更好。在0.8毫米厚度下的V-0等级通过实施例13和17(具有20重量百分数的包含聚(亚苯基醚)的母料)和实施例18(具有20重量百分数的包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物反应产物的母料)显示。用母料制造的共混物的机械性能类似于用粉末制造的共混物的机械性能，但是使用母料避免与聚(亚苯基醚)粉末处理有关的困难。
表4
*十个样品中的一个具有长于10秒的燃尽时间
表4(继续)
*十个样品中一个具有长于10秒的燃尽时间。

Claims (23)

1.一种形成聚酰胺组合物的方法，所述方法包括：
基于所述聚酰胺组合物的重量，熔融共混包含以下各项的组分，以形成所述聚酰胺组合物：
5至30重量百分数的聚(亚苯基醚)母料，
35至70重量百分数的第一聚酰胺，
15至40重量百分数的玻璃纤维，以及
10至20重量百分数的包含金属二烷基次膦酸盐的阻燃剂；
其中，基于所述聚(亚苯基醚)母料的重量，所述聚(亚苯基醚)母料是熔融共混包含以下各项的组分的产物：
35至97重量百分数的聚(亚苯基醚)，和
3至65重量百分数的第二聚酰胺。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一聚酰胺和所述第二聚酰胺独立地选自由聚酰胺-6、聚酰胺-6,6、聚酰胺-4,6、聚酰胺-11、聚酰胺-12、聚酰胺-6,10、聚酰胺-6,12、聚酰胺-6/6,6、聚酰胺-6/6,12、聚酰胺MXD,6、聚酰胺-6,T、聚酰胺-6,I、聚酰胺-6/6,T、聚酰胺-6/6,I、聚酰胺-6,6/6,T、聚酰胺-6,6/6,I、聚酰胺-6/6,T/6,I、聚酰胺-6,6/6,T/6,I、聚酰胺-6/12/6,T、聚酰胺-6,6/12/6,T、聚酰胺-6/12/6,I、聚酰胺-6,6/12/6,I，和它们的组合组成的组。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一聚酰胺和所述第二聚酰胺独立地选自由聚酰胺-6、聚酰胺-6,6，和它们的组合组成的组。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一聚酰胺和所述第二聚酰胺包含聚酰胺-6,6。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述聚酰胺组合物包含小于或等于52重量百分数的组合的所述第一聚酰胺和所述第二聚酰胺。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的组合物，其中，所述聚(亚苯基醚)包含选自由以下各项组成的组的单体的均聚物或共聚物：2,6-二甲基苯酚、2,3,6-三甲基苯酚，和它们的组合。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述聚(亚苯基醚)包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，基于所述聚酰胺组合物的重量，所述聚酰胺组合物包含小于或等于19重量百分数的聚(亚苯基醚)。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，基于所述聚酰胺组合物的重量，所述聚酰胺组合物包含小于或等于13重量百分数的聚(亚苯基醚)。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述阻燃剂进一步包含三聚氰胺聚磷酸酯。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中，所述阻燃剂进一步包含硼酸锌。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中，基于所述聚酰胺组合物的重量，所述阻燃剂包含6至13重量百分数的所述金属二烷基次膦酸盐并且进一步包含3至7重量百分数的三聚氰胺聚磷酸酯，和0.2至2重量百分数的硼酸锌。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中，基于所述聚(亚苯基醚)母料的重量，所述聚(亚苯基醚)母料进一步包含0.2至5重量百分数的所述聚(亚苯基醚)和所述第二聚酰胺的增容剂。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中，所述聚酰胺组合物不包括导电填料。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其中，所述聚酰胺组合物不包括抗冲改性剂。
16.根据权利要求1所述的方法，
其中，熔融共混以形成所述聚酰胺组合物的所述组分包含
5至14重量百分数的所述聚(亚苯基醚)母料，
45至55重量百分数的所述第一聚酰胺，
20至30重量百分数的所述玻璃纤维，以及
12至18重量百分数的所述阻燃剂；
其中，所述阻燃剂进一步包含三聚氰胺聚磷酸酯和硼酸锌；
其中，熔融共混以形成所述聚(亚苯基醚)母料的所述组分包含
75至96.5重量百分数的聚(亚苯基醚)，和
3至24.5重量百分数的所述第二聚酰胺；
其中，所述聚(亚苯基醚)包含选自由以下各项组成的组的单体的均聚物或共聚物：2,6-二甲基苯酚、2,3,6-三甲基苯酚，和它们的组合；
其中，所述第二聚酰胺包含聚酰胺-6,6；
其中，熔融共混以形成所述聚(亚苯基醚)母料的所述组分进一步包含0.5至4重量百分数的所述聚(亚苯基醚)和所述第二聚酰胺的增容剂；
其中，基于所述组合物的总重量，所述聚酰胺组合物包含小于或等于13重量百分数的聚(亚苯基醚)；并且
其中，所述聚酰胺组合物不包括导电填料和抗冲改性剂。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述聚(亚苯基醚)进一步包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的方法制备的聚酰胺组合物。
19.一种聚酰胺组合物，包含熔融共混以下各项的产物：
40至60重量百分数的聚酰胺；
3至13重量百分数的聚(亚苯基醚)；
12至18重量百分数的阻燃剂，包含金属二烷基次膦酸盐、三聚氰胺聚磷酸酯，和硼酸锌；
0.1至2重量百分数的所述聚酰胺和所述聚(亚苯基醚)的增容剂；和
20至40重量百分数的玻璃纤维；
其中，所有的重量百分数是基于所述聚酰胺组合物的总重量。
20.根据权利要求19所述的聚酰胺组合物，
其中，所述聚酰胺包含聚酰胺-6,6；
其中，所述聚酰胺组合物包含45至55重量百分数的所述聚酰胺；
其中，所述聚(亚苯基醚)包含选自由以下各项组成的组的单体的均聚物或共聚物：2,6-二甲基苯酚，2,3,6-三甲基苯酚，和它们的组合；
其中，所述聚酰胺组合物包含6至12重量百分数的所述聚(亚苯基醚)；
其中，所述阻燃剂包含6至13重量百分数的所述金属二烷基次膦酸盐，3至7重量百分数的所述三聚氰胺聚磷酸酯，和0.2至2重量百分数的所述硼酸锌；并且
其中，所述组合物包含20至30重量百分数的玻璃纤维。
21.根据权利要求20所述的聚酰胺组合物，其中，所述聚(亚苯基醚)进一步包含聚(亚苯基醚)-聚硅氧烷嵌段共聚物。
22.一种包括包含熔融共混以下各项的产物的组合物的制品：
40至60重量百分数的聚酰胺；
3至13重量百分数的聚(亚苯基醚)；
12至18重量百分数的阻燃剂，包含金属二烷基次膦酸盐、三聚氰胺聚磷酸酯，和硼酸锌；
0.1至2重量百分数的所述聚酰胺和所述聚(亚苯基醚)的增容剂；和
20至40重量百分数的玻璃纤维；
其中，所有的重量百分数是基于所述聚酰胺组合物的总重量。
23.一种降低阻燃剂聚酰胺组合物的金属二烷基次膦酸盐含量的方法，包括：
基于所述聚酰胺组合物的重量，熔融共混包含以下各项的组分，以形成所述聚酰胺组合物：
5至30重量百分数的聚(亚苯基醚)母料，
35至70重量百分数的第一聚酰胺，
15至40重量百分数的玻璃纤维，以及
10至20重量百分数的包含金属二烷基次膦酸盐的阻燃剂；
其中，基于所述聚(亚苯基醚)母料的重量，所述聚(亚苯基醚)母料是熔融共混包含以下各项的组分的产物：
35至97重量百分数的聚(亚苯基醚)，和
3至65重量百分数的第二聚酰胺。
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