CN117916316A - 聚酰胺组合物和制品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚酰胺组合物,其包含:(A)按重量计10%至60%的聚酰胺,(B)按重量计10%至60%的聚酮,(C)按重量计5%至25%的阻燃剂以及(D)按重量计0.5%至10%的阻燃增效剂,各自基于该聚酰胺组合物的总重量,其中该聚酰胺具有至少一种类型的大于6个碳原子的结构单元。本发明还涉及一种由该聚酰胺组合物生产的制品。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚酰胺(PA)组合物和一种由其生产的制品。
背景技术
聚酰胺(也称为尼龙)是一种在聚合物的主链上含有重复酰胺基部分(-CONH-)的聚合物。现今,聚酰胺由于其良好的可加工性和机械特性以及低成本被广泛用作各种工业(汽车、器具等)的结构材料。在各种聚酰胺中,聚酰胺6和聚酰胺66由于其优异的性价比被广泛用于许多不同的市场和应用中。然而,它们的尺寸稳定性差且吸水率高,这限制了在电子学领域中的应用。因为较低的吸水率、耐磨性和耐化学性,长链聚酰胺在电气和汽车市场上具有优势。
除了以上优势之外,长链聚酰胺的阻燃性并不那么令人满意。常见的阻燃剂(如卤系、磷酸盐系阻燃剂)在聚酰胺6、聚酰胺66中示出良好的效果,但对于长链聚酰胺来说阻燃效果相当有限。
TW 201114825A1描述了一系列具有式b.1至b.6中任一结构的阻燃剂及其聚酰胺组合物。如说明书中所述,样品厚度为0.8mm的UL94 V-0只有通过分别以超过10 wt%的量的阻燃增效剂和阻燃剂的混合物才能实现。此外,具有式b.1至b.6的阻燃剂还没有被商业化。
CN 104744935A描述了一种长链导热聚酰胺组合物,其包含20至40wt%的长链聚酰胺、30至50wt%的导热填料、5至20wt%的增强剂、5至20wt%的无卤素阻燃剂和其他添加剂。尽管无卤素阻燃剂以常用量用于聚酰胺组合物中,但是根据UL94(0.8mm),聚酰胺组合物的阻燃性还是V-2,其不能达到尼龙6或66的相同水平。
US2008/0085956A1描述了一种阻燃热塑性组合物,其包含PA-11和PA-12聚酰胺树脂以及氰尿酸三聚氰胺的共混物,其中PA-12/PA-11比率在90/10至50/50的范围内。根据UL94(1.6mm),此种组合物的阻燃性只能达到V-2(实例3)和V-0(实例4),但根据UL94(0.8mm)还不能达到V-0。已知对于相同的材料,以更薄的厚度更难以达到V-0。
因此,需要提供一种具有良好的阻燃性、低吸湿率和良好的机械特性的聚酰胺组合物。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有良好的阻燃性、低吸湿率和良好的机械特性的聚酰胺组合物。
因此,本发明提供了一种聚酰胺组合物,其包含:
(A)按重量计10%至60%的聚酰胺,
(B)按重量计10%至60%的聚酮,
(C)按重量计5%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计0.5%至10%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺具有至少一种类型的大于6个碳原子的结构单元。
本发明还提供了一种由如本文所述的聚酰胺组合物生产的制品。
已经发现,根据本发明的聚酰胺组合物具有良好的阻燃性、低吸湿率和良好的机械特性。由根据本发明的聚酰胺组合物生产了具有良好的阻燃性、低吸湿率和良好的机械特性的制品,并且在根据本发明的聚酰胺组合物的挤出或注射期间没有发生变色(即,黄化),这示出聚酰胺组合物在加工期间的良好的颜色稳定性。
具体实施方式
在下文中将详细描述本发明。应当理解,本发明可以以许多不同的方式来实施并且不应被解释为限于本文所阐述的实施例。
单数形式“一个/种(a/an)”和“该(the)”包括复数指示物,除非上下文另有明确规定。术语“包含(comprise/comprising)”等与“含有(contain/containing)”等可互换使用并应以非限制性、开放的方式进行解释。也就是说,例如,可以存在另外的组分或元素。表述“由……组成”或“基本上由……组成”或同源词可以包括在“包含(comprises)”或同源词中。
如本文使用的,术语“聚酰胺”可以缩写为“PA”,并且具有至少一种类型的大于6个碳原子的结构单元的聚酰胺可以被称为“长链聚酰胺”(LCPA)。
如本文使用的,术语“结构单元”旨在是指聚合后从相应的单体分子中产生的最小分子残基。例如,PA6具有一种类型的-NH(CH2)5CO-的结构单元,PA66具有两种类型的结构单元,即,-NH(CH2)6NH-和-CO(CH2)4CO-,PA510具有两种类型的结构单元,即,-NH(CH2)5NH-和-CO(CH2)8CO-,PA1010具有两种类型的结构单元,即,-NH(CH2)10NH-和-CO(CH2)8CO-,等等。
如本文使用的,术语“重复单元”旨在是指在聚合物中具有相同化学组成的最小单元。重复单元可以由一种或多种类型的结构单元构成。例如,PA6具有与结构单元相同的重复单元,即,-NH(CH2)5CO-;PA66具有-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-的重复单元,该重复单元由两种类型的结构单元(即,-NH(CH2)6NH-和-CO(CH2)4CO-)构成;PA510具有-NH(CH2)5NHCO(CH2)8CO-的重复单元,该重复单元由两种类型的结构单元(即,-NH(CH2)5NH-和-CO(CH2)8CO-)构成;PA1010具有-NH(CH2)10NHCO(CH2)8CO-的重复单元,该重复单元由两种类型的结构单元(即,-NH(CH2)10NH-和-CO(CH2)8CO-)构成。
组分(A)
聚酰胺本领域众所周知的,并且意指在聚合物的主链上含有重复酰胺基团(-CONH-)的聚合物。通常,聚酰胺由通过共价键重复连接的许多相同的结构单元组成。
聚酰胺可以典型地衍生自至少一种选自由以下组成的组的单体:内酰胺,氨基酸,二羧酸和二胺的组合,以及二羧酸酰氯和二胺的组合。
本发明的聚酰胺可以具有式(I)的重复单元:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基。
具有式(I)的重复单元的聚酰胺可以典型地衍生自至少一种选自由以下组成的组的脂肪族单体:(1)具有7个或更多个碳原子的内酰胺,和(2)具有7个或更多个碳原子的氨基酸。
内酰胺优选地具有9至20个碳原子、更优选9至13个碳原子。内酰胺的实例包括但不限于辛内酰胺(caprylolactam)、癸内酰胺(caprinolactam)、十一内酰胺、月桂内酰胺、及其混合物。
氨基酸优选地具有9至20个碳原子、更优选9至13个碳原子。氨基酸的实例包括但不限于9-氨基壬酸、10-氨基癸酸、11-氨基十一烷酸、12-氨基十二烷酸、及其混合物。
可替代地,本发明的聚酰胺可以具有式(II)的重复单元:
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子,例如4、5、6、8、9、10、11、12、13或14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至36个碳原子、进一步优选8至20个或34个碳原子、最优选8至12个或34个碳原子,例如7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或34个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子。
优选地,R1、R2和R3各自独立地是具有如本文所述的碳原子数的亚烷基或亚环烷基、更优选亚烷基。
本发明的聚酰胺优选地具有式(II)的重复单元。优选地,R2具有6至14个碳原子,R3具有8至36个碳原子、更优选8至20个或34个碳原子。
具有式(II)的重复单元的聚酰胺可以典型地衍生自选自由以下组成的组的脂肪族单体:(1)具有7至42个碳原子的脂肪族二羧酸和具有4至40个碳原子的脂肪族二胺的组合,和(2)具有7至42个碳原子的脂肪族二羧酸酰氯和具有4至40个碳原子的脂肪族二胺的组合。
脂肪族二羧酸优选地具有7至20个或36个碳原子,例如8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或36个碳原子。脂肪族二羧酸的实例包括但不限于庚二酸、辛二酸、癸二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、十六烷二酸、十八烷二酸、具有36个碳原子的二聚酸、及其混合物。
脂肪族二胺优选地具有4至24个碳原子、更优选4至18个碳原子,例如4、5、6、8、9、10、11、12、13或14个碳原子。脂肪族二胺可以是直链脂肪族二胺或支链脂肪族二胺。脂肪族二胺的实例包括但不限于1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、1,12-十二烷二胺、1,13-十三烷二胺、1,14-十四烷二胺、1,16-十六烷二胺、1,18-十八烷二胺、1,20-二十烷二胺、1,22-二十二烷二胺、2-甲基戊烷-1,5-二胺、3-甲基戊烷-1,5-二胺、2,5-二甲基己烷-1,6-二胺、2,4-二甲基己烷-1,6-二胺、3,3-二甲基己烷-1,6-二胺、2,2-二甲基己烷-1,6-二胺、2,2,4-三甲基己烷-1,6-二胺、2,4,4-三甲基己烷-1,6-二胺、2,3-二甲基庚烷-1,7-二胺、2,4-二甲基庚烷-1,7-二胺、2,5-二甲基庚烷-1,7-二胺、2,2-二甲基庚烷-1,7-二胺、2-甲基辛烷-1,8-二胺、1,3-二甲基辛烷-1,8-二胺、1,4-二甲基辛烷-1,8-二胺、2,4-二甲基辛烷-1,8-二胺、3,4-二甲基辛烷-1,8-二胺、4,5-二甲基辛烷-1,8-二胺、2,2-二甲基辛烷-1,8-二胺、3,3-二甲基辛烷-1,8-二胺、4,4-二甲基辛烷-1,8-二胺、2,4-二乙基己烷-1,6-二胺、5-甲基壬烷-1,9-二胺、及其混合物。
脂肪族二羧酸酰氯优选地具有7至20个碳原子,例如7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17或18个碳原子。二羧酸酰氯的实例包括但不限于庚二酰氯、壬二酰氯(壬二酰二氯)、癸二酰氯、十一烷二酰氯、及其混合物。
在一些实施例中,聚酰胺可以是选自由以下组成的组中的至少一种:PA7、PA8、PA9、PA1l、PA12、PA410、PA510、PA513、PA515、PA69、PA610、PA612、PA613、PA614、PA618、PA636、PA88、PA810、PA812、PA1010、PA1012、PA1014、PA1018、PA1210、PA1212、PA1214、PA1218、PA1313、PA1410、PA1412、PA1414、PA1418、及其任何组合,优选PA410、PA510、PA513、PA515、PA69、PA610、PA612、PA613、PA614、PA618、PA636、PA88、PA810、PA812、PA1010、PA1012、PA1014、PA1018、PA1210、PA1212、PA1214、PA1218、PA1313、PA1410、PA1412、PA1414、PA1418、及其任何组合,甚至更优选PA410、PA510、PA610、PA612、PA618、PA1010、PA1012、PA1210、PA1212、及其任何组合,进一步更优选PA510、PA1010、及其任何组合。
此外,聚酰胺还可以是至少一种如上所述的聚酰胺的共混物和/或共聚的聚酰胺(共聚酰胺)。
共聚的聚酰胺是包含式(I)的重复单元和式(II)的重复单元,或两种或更多种类型的式(I)的重复单元,或两种或更多种类型的式(II)的重复单元,并且可选地包含至少一种类型的式(III)和/或式(IV)的重复单元的聚酰胺共聚物:
其中,
R4是具有2至5个碳原子、优选3至5个碳原子的亚烃基;
其中
R5是具有2至6个碳原子的亚烃基,并且
R6是具有1至4个碳原子的亚烃基。
优选地,R4、R5和R6各自独立地是亚烷基或亚环烷基,更优选地是亚烷基。
上式(III)的重复单元可以典型地衍生自至少一种选自由以下组成的组的脂肪族单体:(1)具有3至6个碳原子的内酰胺,和(2)具有3至6个碳原子的氨基酸。
具有3至6个碳原子的内酰胺的实例包括但不限于β-内酰胺、己内酰胺、庚内酰胺、及其混合物。
具有3至6个碳原子的氨基酸的实例包括但不限于5-氨基-戊酸。
上式(IV)的重复单元可以典型地衍生自选自由以下组成的组的脂肪族单体:(1)具有3至6个碳原子的脂肪族二羧酸和具有2至6个碳原子的脂肪族二胺的组合;和(2)具有3至6个碳原子的脂肪族二羧酸酰氯和具有2至6个碳原子的脂肪族二胺的组合。
具有3至6个碳原子的脂肪族二羧酸的实例包括但不限于丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、及其混合物。
具有2至6个碳原子的脂肪族二胺的实例包括但不限于1,2-乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、1,3-丁二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,1-二甲基丁烷-1,4-二胺、1-乙基丁烷-1,4-二胺、1,2-二甲基丁烷-1,4-二胺、1,3-二甲基丁烷-1,4-二胺、1,4-二甲基丁烷-1,4-二胺、2,3-二甲基丁烷-1,4-二胺、1-丁基乙烷-1,2-二胺、1,6-己二胺、及其混合物。
具有3至6个碳原子的脂肪族二羧酸酰氯的实例包括但不限于戊二酰氯、己二酰氯、及其混合物。
式(III)和式(IV)的重复单元的实例包括但不限于-NH(CH2)5CO-、-NH(CH2)4NHCO(CH2)4CO-、-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-。共聚酰胺的实例包括但不限于PA6/PA510、PA6/PA610、PA6/PA612、PA6/PA636、PA6/PA1010、PA66/PA410、PA66/PA510、PA66/PA610、PA66/PA612、或PA66/PA1010。
对共聚物的类型没有限制,包括例如嵌段共聚物、无规共聚物、接枝共聚物和交替共聚物。
根据本发明的聚酰胺组合物中的聚酰胺可以具有常规的分子量。优选地,聚酰胺的相对粘度为1.8至4.0,如在25℃下在98wt%硫酸溶液中测量的。
根据本发明的聚酰胺组合物中的聚酰胺可以经由已知的方法制备或是可商购的聚酰胺材料。可商购的聚酰胺材料的实例包括但不限于来自凯赛生物材料有限公司(Cathay Biomaterial Co.,Ltd)的系列,如/>PA510、/>PA511、/>PA512、/>PA513、/>PA514、/>PA612、PA1012、/>PA1212,以及来自山东东辰工程塑料有限公司(Shandong Dongchen Engineering Plastic Co.,Ltd)的PA系列,如PA610、PA612、PA1010、PA1212、PA1313。
优选的是,组分(A)以基于聚酰胺组合物的总重量按重量计15%至50%、优选按重量计20%至45%、例如按重量计20%、按重量计25%、按重量计30%、按重量计35%、按重量计40%、按重量计45%的量存在于根据本发明的聚酰胺组合物中。
组分(B)
如本文使用的,根据本发明适合作为组分(B)的聚酮是衍生自一氧化碳和烯烃不饱和单体的聚合物,其具有至少一种类型的式(V)的重复单元:
其中R7、R7’、R8和R8’各自独立地是氢或具有1至40个碳原子、优选1至20个碳原子、更优选1至10个、最优选1至5个碳原子的烃基。
在优选的实施例中,聚酮具有至少两种类型的式(V)的重复单元。
烯烃不饱和单体包括例如具有2至10个碳原子的α-烯烃及其取代的衍生物,以及具有6至30个碳原子的单环或多环芳族单体及其烷基取代的衍生物。特别地,烯烃不饱和单体是选自具有2至8个碳原子的α-烯烃,如乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、戊烯。特别优选的是,烯烃不饱和单体是乙烯、或乙烯与一种或多种具有3至6个碳原子的α-烯烃(尤其是丙烯或丁烯)的混合物。进一步优选的是,乙烯与一种或多种具有3至6个碳原子的α-烯烃的摩尔比大于或等于1,例如2至30。
典型地,聚酮可以是乙烯/CO、丙烯/CO、丁烯/CO、乙烯/丙烯/CO或乙烯/丁烯/CO的共聚物,其中CO表示一氧化碳。
聚酮优选地具有小于100,000、更优选小于70,000、例如在10,000至70,000、30,000至70000、或45,000至65,000范围内的数均分子量。
出于本发明的目的,聚酮可以经由已知的方法制备或是可商购的聚酮材料。可商购的聚酮材料的实例包括但不限于来自晓星集团有限公司(Hyosung Co.Ltd)的POKETONE系列,如POKETONETM M930A、POKETONETM M930F。
优选的是,组分(B)以基于聚酰胺组合物的总重量按重量计20%至55%、优选按重量计25%至50%、例如按重量计25%、按重量计30%、按重量计35%、按重量计40%、按重量计45%、按重量计50%的聚酮的量存在于根据本发明的聚酰胺组合物中。
组分(C)
如本文使用的,作为组分(C)的阻燃剂(也称为耐火剂)是赋予可燃聚合物阻燃性的功能添加剂。对于用于根据本发明的聚酰胺组合物的阻燃剂的类型没有限制,包括例如无机阻燃剂、含磷阻燃剂、含卤素阻燃剂和含氮阻燃剂等。
无机阻燃剂通常以单质或化合物的形式添加到聚合物中,并且以物理分散状态与聚合物充分混合。例如,红磷是常见的无机阻燃剂,其阻燃效率高、用量少、发烟量低且毒性低。
含磷阻燃剂具有低烟、无毒和无卤的优点。本文中所用的含磷阻燃剂包括但不限于磷酸盐、亚磷酸盐、膦酸盐、次膦酸盐、焦磷酸盐、多磷酸盐、磷杂环化合物等。
无机含磷阻燃剂的实例包括但不限于红磷、磷酸锌、磷酸铵、焦磷酸铵和多磷酸铵。
有机磷系阻燃剂的实例包括但不限于乙二胺磷酸盐、哌嗪磷酸盐、哌嗪焦磷酸盐、金属二烷基次膦酸盐、或金属二烷基次膦酸盐与亚磷酸金属盐的组合。
优选的含磷阻燃剂的实例包括但不限于衍生自次膦酸的金属次膦酸盐,例如,次膦酸与Mg、Ca、Al或Zn作为金属的金属盐。在此给出特别优选的是次膦酸铝。
式(VI)的次膦酸盐和/或式(VII)的二次膦酸盐或其聚合物适合作为根据本发明的聚酰胺组合物中的组分(C):
其中
R9和R10独立地表示氢、直链或支链C1-C6-烷基、或芳基;
R11表示直链或支链C1-C10-亚烷基、C6-C10-亚芳基、C6-C10-烷基亚芳基或C6-C10-芳基亚烷基;
M表示Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na、K和/或质子化的氮碱;
m=1至4;n=1至4;x=1至4。
优选地,R9和R10独立地表示氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基或苯基。
优选地,R11表示亚甲基、亚乙基、亚正丙基、亚异丙基、亚正丁基、亚叔丁基、亚正戊基、亚正辛基或亚正十二烷基、亚苯基或亚奈基;甲基亚苯基、乙基亚苯基、叔丁基亚苯基、甲基亚萘基、乙基亚萘基或叔乙基亚萘基;苯基亚甲基、苯基亚乙基、苯基亚丙基或苯基亚丁基。
特别优选地,R9和R10独立地表示氢、甲基、乙基,并且M是Al。特别优选次膦酸的铝盐,如二乙基次膦酸的铝盐,即二乙基次膦酸铝(DEPAL),例如来自科菜恩塑料和涂料有限公司(Clariant plastics&Coating Ltd)的Exolit OP1230。
对于次膦酸盐或二次膦酸盐的描述,可以参考DE-A 199 60 671、DE-A 44 30 932和DE-A 199 33 901。
金属二烷基次膦酸盐可以是二甲基次膦酸铝、乙基甲基次膦酸铝、二乙基次膦酸铝、甲基-正丙基次膦酸铝、二甲基次膦酸钙、二甲基次膦酸镁、二甲基次膦酸锌、乙基甲基次膦酸钙、乙基甲基次膦酸镁、乙基甲基次膦酸锌、二乙基次膦酸钙、二乙基次膦酸镁、二乙基次膦酸锌、甲基-正丙基次膦酸钙、甲基-正丙基次膦酸镁、和/或甲基-正丙基次膦酸锌。在它们之中,更优选二乙基次膦酸铝、二乙基次膦酸锌、二甲基次膦酸铝和二甲基次膦酸锌。
亚磷酸的金属盐具有下式
[HP(=O)O2]2-M2/m m+
其中
M是Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na和/或K;并且
m是1至4,
优选地,亚磷酸的金属盐可以是Al(H2PO3)3、Al2(HPO3)3、Zn(HPO3)、Al2(HPO3)3·4H2O和/或Al(OH)(H2PO3)2·2H2O。
在优选的实施例中,合适的有机磷系阻燃剂可以是金属二烷基次膦酸盐和亚磷酸的金属盐的组合,并且可以从科莱恩塑料和涂料有限公司作为Exolit OP1400商购。
含卤素阻燃剂包括但不限于有机氯化物和有机溴化物。合适的含卤素阻燃剂优选地是溴化化合物,如溴化二苯醚、溴化三甲基苯基二氢化茚、四溴双酚A、六溴环十二烷、环溴化聚苯乙烯、卤化聚丙烯酸酯如溴化聚丙烯酸苄酯、溴化双酚A环氧化物低聚物和溴化双酚A聚碳酸酯。
溴化化合物的实例包括四溴双酚A与环氧化物(例如,来自DSB的FR 2300和2400)的低聚反应产物(n>3),其具有以下结构式:
溴化化合物的另外的实例包括溴化低聚苯乙烯,其具有通过蒸气压渗透法在甲苯中测量的在3与90之间、优选在5与60之间的平均(数均)聚合度。溴化聚苯乙烯典型地通过EP-A 047 549中描述的方法获得。
合适的溴化化合物还包括具有以下结构式的溴化低聚碳酸酯(来自大湖公司(Great Lakes)的BC 52或BC 58):
尤其合适的溴化化合物包括具有以下结构式的聚丙烯酸五溴苄酯(其中n>4)(例如,来自ICL的FR-1025):
含氮阻燃剂的实例包括但不限于三聚氰胺、蜜白胺、蜜勒胺、蜜隆、三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺、2-脲基三聚氰胺、乙酰胍胺、苯并胍胺、二氨基苯基三嗪、硼酸三聚氰胺、草酸三聚氰胺、磷酸三聚氰胺、硫酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、硫酸三聚氰胺、新戊二醇硼酸三聚氰胺、三嗪、三嗪衍生物、胍、胍衍生物、缩二脲、三脲、柠檬黄、甘脲、乙酰胍胺、丁酰胍胺、癸酰胍胺(prinoguanamine)、氰尿酸的三聚氰胺衍生物、异氰尿酸的三聚氰胺衍生物、三聚氰胺的缩合产物、三聚氰胺的缩合产物的焦磷酸盐、磷酸双三聚氰胺、焦磷酸双三聚氰胺、多磷酸三聚氰胺、双氰胺、单磷酸铵或多磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸二氢铵、三聚氰胺的缩合产物的多磷酸盐、尿囊素、或其混合物。
在根据本发明的聚酰胺组合物中,阻燃剂可以单独使用或以阻燃剂的混合物使用。
优选的是,组分(C)以基于聚酰胺组合物的总重量按重量计10%至25%的阻燃剂、优选按重量计15%至20%的阻燃剂的量存在于根据本发明的聚酰胺组合物中。
组分(D)
阻燃增效剂在整个阻燃体系中起到协同作用并且提高阻燃效果。通常,添加的阻燃增效剂的量小于聚酰胺组合物中阻燃剂的量,以减少阻燃剂的用量并提高阻燃效果。
用于根据本发明的聚酰胺组合物的阻燃增效剂的实例包括但不限于氰尿酸三聚氰胺、三氧化二锑、氢氧化铝(如合成偏氢氧化铝(合成氢氧化铝)、天然偏氢氧化铝(天然氢氧化铝))、氢氧化镁、硼酸锌、聚硅氧烷、氧化铝、硼酸钙、碳酸钙、碳酸钙镁、氧化钙、硫化钙、氧化铁、硼酸镁、碳酸镁、氮化镁、氧化镁、硫化镁、氢氧化锰、氧化锰、氮化钛、二氧化钛、偏硼酸锌、碳酸锌、氢氧化锌、硝酸锌、氧化锌、磷酸锌、硫化锌、锡酸锌、羟基锡酸锌、碱性硅酸锌、氧化锡水合物、或其任何组合。
任何经由已知的方法制备的阻燃增效剂或任何可商购的阻燃增效剂都可以用于本发明的目的。可商购的阻燃增效剂的实例包括但不限于来自伊利比亚博德有限公司(Budenheim Iberica,S.L.)的BUDIT 315 E和来自格雷蒙精细化工有限公司(GredmannFine Chemical Ltd)的GM-F01。
优选的是,组分(D)以基于聚酰胺组合物的总重量按重量计1%至9%的阻燃增效剂、优选按重量计3%至8%的阻燃增效剂、更优选按重量计5%至7%的阻燃增效剂的量存在于根据本发明的聚酰胺组合物中。
组分(E)
根据本发明的聚酰胺组合物可以可选地包含至少一种添加剂作为组分(E),例如润滑剂、抗氧化剂、着色剂如染料和/或颜料、脱模剂、增强剂如玻璃纤维、抗冲击改性剂、相容剂、热稳定剂、光稳定剂如UV稳定剂、增塑剂、表面活性剂、成核剂、偶联剂、抗微生物剂、抗静电剂、及其任何组合。
出于本发明的目的,添加剂可以以常规的量使用。例如,聚酰胺组合物可以包含以基于聚酰胺组合物的总重量按重量计0.01%至15%的量的至少一种添加剂。
聚酰胺组合物可以例如包含抗氧化剂。合适的抗氧化剂是基于芳族胺的抗氧化剂、基于受阻酚的抗氧化剂和基于亚磷酸酯的抗氧化剂,特别是基于受阻酚的抗氧化剂。基于受阻酚的抗氧化剂的实例包括但不限于α-[3-[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]-l-氧代丙基]-ω-[3-[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]-1-氧代丙氧基]聚(氧基-1,2-乙二基)、2,4-双[(辛硫基)甲基]-邻甲酚、辛基-3,5-二-叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酸酯、3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸C7-C9-支链烷基酯、2,4-双[(十二烷硫基)甲基]-邻甲酚、4,4′-亚丁基双-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸十八烷基酯、季戊四醇四(3-(3,5-二一叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)、三乙二醇双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,4-双(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二-叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪、三-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、2,2-硫代二亚乙基双[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、N,N′-1,6-己二基双[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酰胺。
抗氧化剂(当存在时)可以是以基于聚酰胺组合物的总重量按重量计0.01%至1%、或按重量计0.1%至0.5%的量。
聚酰胺组合物可以例如包含润滑剂。合适的润滑剂优选地是具有10至40个、优选16至22个碳原子的饱和或不饱和脂肪族羧酸与包含2至40个、优选2至6个碳原子的饱和脂肪族醇或胺的酯或酰胺。
羧酸可以是一元或二元的。羧酸的实例是壬酸、棕榈酸、月桂酸、十七烷酸、十二烷二酸、山嵛酸,并且特别优选硬脂酸、癸酸、以及还有褐煤酸(具有30至40个碳原子的脂肪酸的混合物)。
脂肪族醇可以是一元至四元的。脂肪族醇的实例是正丁醇、正辛醇、硬脂醇、乙二醇、丙二醇、新戊二醇和季戊四醇,优选甘油和季戊四醇。
脂肪族胺可以是单至三官能的。脂肪族胺的实例是硬脂胺、乙二胺、丙二胺、六亚甲基二胺和二(6-氨基己基)胺,在此给出特别优选的是乙二胺和六亚甲基二胺。
优选的酯或酰胺是N,N’-亚乙基二(硬脂酰胺)、二硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯、单棕榈酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、单山嵛酸甘油酯和四硬脂酸季戊四醇酯。N,N’-亚乙基二(硬脂酰胺)在根据本发明的聚酰胺组合物中作为润滑剂是特别优选的。
还可以以任何所需的混合比使用各种酯或酰胺的混合物、或酯与酰胺的组合。
其他润滑剂优选地是长链脂肪酸(例如,硬脂酸或山嵛酸)、它们的盐(例如,硬脂酸钙或硬脂酸锌)、或褐煤蜡(链长为28至32个碳原子的直链饱和羧酸的混合物)、褐煤酸钙或褐煤酸钠、以及还有低分子量聚乙烯蜡和低分子量聚丙烯蜡。
润滑剂(当存在时)可以是以基于聚酰胺组合物的总重量按重量计0.01%至2%、或按重量计0.2%至1%的量。
聚酰胺组合物可以例如包含着色剂,该着色剂可以是无机颜料(例如,TiO2、SnO2、ZnO、ZnS、SiO2等)和有机颜料、以及还有染料例如苯胺黑和蒽醌。例如,EP 1722984 B1、EP1353986 B1、或DE 10054859 A1提及合适的着色剂。
着色剂(当存在时)可以是以基于聚酰胺组合物的总重量按重量计0.01%至15%、或按重量计1%至15%、或按重量计2%至8%的量。
聚酰胺组合物可以例如包含抗冲击改性剂。合适的抗冲击改性剂可以包括基于聚烯烃、基于苯乙烯、基于不饱和羧酸的抗冲击改性剂。合适的抗冲击改性剂还可以是通过官能嵌段(如环氧官能嵌段和/或酸酐嵌段)改性的那些。环氧官能嵌段可以是衍生自(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的单元。酸酐嵌段可以是衍生自马来酸酐的单元。
合适的基于聚烯烃的抗冲击改性剂可以包括包含衍生自具有2至10个碳原子的烯烃的重复单元的聚烯烃。此类烯烃的实例包括乙烯、1-丁烯、1-丙烯、1-戊烯、1-辛烯和乙烯与1-辛烯的混合物,优选乙烯、1-丙烯和乙烯与1-辛烯的混合物。
合适的基于不饱和羧酸的抗冲击改性剂可以包括衍生自羧酸及其衍生物(如酯、酰亚胺和酰胺)的嵌段。合适的羧酸及其衍生物是例如丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、戊烯二酸、衣康酸、柠康酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯和(甲基)丙烯酸异丁酯。
抗冲击改性剂还可以是二元或三元聚合物或核-壳结构聚合物。此种抗冲击改性剂的实例包括苯乙烯/乙烯/丁烯共聚物(SEBS)、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元聚合物、乙烯/丙烯/二烯橡胶(EPDM)和乙烯-辛烯共聚物。
抗冲击改性剂(当存在时)可以是以基于聚酰胺组合物的总重量按重量计0.01%至15%、或按重量计1%至15%、或按重量计5%至10%的量。
聚酰胺组合物可以例如包含增塑剂,包括但不限于邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二苄酯、邻苯二甲酸丁基苄酯、烃油、和N-(正丁基)苯磺酰胺。
增塑剂(当存在时)可以是以基于聚酰胺组合物的总重量按重量计0.01%至15%、或按重量计1%至15%、或按重量计5%至10%的量。
在根据本发明的具体实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计15%至50%的聚酰胺,
(B)按重量计20%至55%的聚酮,
(C)按重量计10%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计3%至8%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺具有至少一种类型的8个或更多个碳原子的结构单元。
在一个优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计15%至50%的聚酰胺,
(B)按重量计20%至55%的聚酮,
(C)按重量计10%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计3%至8%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺具有至少一种类型的10个或更多个碳原子的结构单元。
在另一个优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计15%至50%的聚酰胺,
(B)按重量计20%至55%的聚酮,
(C)按重量计10%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计3%至8%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子。
在进一步优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计15%至50%的聚酰胺,
(B)按重量计20%至55%的聚酮,
(C)按重量计10%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计3%至8%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:PA410、PA510、PA513、PA515、PA69、PA610、PA612、PA613、PA614、PA618、PA636、PA88、PA810、PA812、PA1010、PA1012、PA1014、PA1018、PA1210、PA1212、PA1214、PA1218、PA1313、PA1410、PA1412、PA1414、PA1418、及其任何组合,优选PA410、PA510、PA610、PA612、PA618、PA1010、PA1012、PA1210、PA1212、及其任何组合,更优选PA510、PA1010、及其任何组合。
在另一个优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计15%至50%的聚酰胺,
(B)按重量计20%至55%的聚酮,
(C)按重量计10%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计3%至8%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,并且
其中该聚酮具有式(V)的重复单元:
其中R7、R7’、R8和R8’各自独立地是氢或具有1至20个碳原子、优选1至10个碳原子的烃基,并且其中该聚酮具有小于70,000、例如在10,000至70,000、30,000至70,000、或45,000至65,000范围内的数均分子量(Mn)。
在进一步优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计15%至50%的聚酰胺,
(B)按重量计20%至55%的聚酮,
(C)按重量计10%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计3%至8%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:PA410、PA510、PA513、PA515、PA69、PA610、PA612、PA613、PA614、PA618、PA636、PA88、PA810、PA812、PA1010、PA1012、PA1014、PA1018、PA1210、PA1212、PA1214、PA1218、PA1313、PA1410、PA1412、PA1414、PA1418、及其任何组合,优选PA410、PA510、PA610、PA612、PA618、PA1010、PA1012、PA1210、PA1212、及其任何组合,更优选PA510、PA1010、及其任何组合,并且
其中该聚酮具有式(V)的重复单元:
其中R7、R7’、R8和R8’各自独立地是氢或具有1至20个碳原子、优选1至10个碳原子的烃基,并且其中该聚酮具有小于70,000、例如在10,000至70,000、30,000至70,000、或45,000至65,000范围内的数均分子量(Mn)。
在另一个优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计15%至50%的聚酰胺,
(B)按重量计20%至55%的聚酮,
(C)按重量计10%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计3%至8%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺是包含式(I)的重复单元和式(II)的重复单元,或两种或更多种类型的式(I)的重复单元,或两种或更多种类型的式(II)的重复单元,并且可选地包含至少一种类型的式(III)和/或式(IV)的重复单元的聚酰胺共聚物:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,
其中,
R4是具有2至5个碳原子、优选3至5个碳原子的亚烃基;
共中
R5是具有2至6个碳原子的亚烃基,并且
R6是具有1至4个碳原子的亚烃基。
在一个优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计15%至50%的聚酰胺,
(B)按重量计20%至55%的聚酮,
(C)按重量计10%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计3%至8%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,并且
其中该阻燃剂是有机磷系阻燃剂。
在进一步优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计15%至50%的聚酰胺,
(B)按重量计20%至55%的聚酮,
(C)按重量计10%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计3%至8%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,并且
其中该阻燃剂是乙二胺磷酸盐、哌嗪磷酸盐、哌嗪焦磷酸盐、金属二烷基次膦酸盐、或金属二烷基次膦酸盐与亚磷酸金属盐的组合。
在进一步优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计15%至50%的聚酰胺,
(B)按重量计20%至55%的聚酮,
(C)按重量计10%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计3%至8%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,并且
其中该阻燃剂是二烷基次膦酸铝,并且其中该烷基含有1-20个碳原子、优选2-8个碳原子。
在进一步优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计15%至50%的聚酰胺,
(B)按重量计20%至55%的聚酮,
(C)按重量计10%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计3%至8%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,并且
其中该阻燃剂是二乙基次膦酸铝。
在另一个优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计15%至50%的聚酰胺,
(B)按重量计20%至55%的聚酮,
(C)按重量计10%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计3%至8%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,并且
其中该阻燃剂是二烷基次膦酸铝和亚磷酸的铝盐的组合,并且其中该烷基含有1-20个碳原子、优选2-8个碳原子。
在进一步优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计15%至50%的聚酰胺,
(B)按重量计20%至55%的聚酮,
(C)按重量计10%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计3%至8%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,并且
其中该阻燃剂是二乙基次膦酸铝和亚磷酸的铝盐的组合。
在一个优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计15%至50%的聚酰胺,
(B)按重量计20%至55%的聚酮,
(C)按重量计10%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计3%至8%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,
其中该阻燃剂是有机磷系阻燃剂,并且
其中该阻燃增效剂是含卤素阻燃增效剂。
在另一个优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计15%至50%的聚酰胺,
(B)按重量计20%至55%的聚酮,
(C)按重量计10%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计3%至8%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,
其中该聚酮具有式(V)的重复单元:
其中R7、R7’、R8和R8’各自独立地是氢或具有1至20个碳原子、优选1至10个碳原子的烃基,并且其中该聚酮具有小于70,000、例如在10,000至70,000、30,000至70,000、或45,000至65,000范围内的数均分子量(Mn),
其中该阻燃剂是有机磷系阻燃剂,并且
其中该阻燃增效剂是含卤素阻燃增效剂。
在进一步优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计15%至50%的聚酰胺,
(B)按重量计20%至55%的聚酮,
(C)按重量计10%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计3%至8%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,
其中该聚酮具有式(V)的重复单元:
其中R7、R7’、R8和R8’各自独立地是氢或具有1至20个碳原子、优选1至10个碳原子的烃基,并且其中该聚酮具有小于70,000、例如在10,000至70,000、30,000至70,000、或45,000至65,000范围内的数均分子量(Mn),
其中该阻燃剂是金属二烷基次膦酸盐,并且
其中该阻燃增效剂是含卤素阻燃增效剂。
在根据本发明的另一个具体实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计20%至45%的聚酰胺,
(B)按重量计25%至50%的聚酮,
(C)按重量计15%至20%的阻燃剂,以及
(D)按重量计5%至7%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺具有至少一种类型的8个或更多个碳原子的结构单元。
在一个优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计20%至45%的聚酰胺,
(B)按重量计25%至50%的聚酮,
(C)按重量计15%至20%的阻燃剂,以及
(D)按重量计5%至7%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺具有至少一种类型的10个或更多个碳原子的结构单元。
在另一个优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计20%至45%的聚酰胺,
(B)按重量计25%至50%的聚酮,
(C)按重量计15%至20%的阻燃剂,以及
(D)按重量计5%至7%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子。
在进一步优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计20%至45%的聚酰胺,
(B)按重量计25%至50%的聚酮,
(C)按重量计15%至20%的阻燃剂,以及
(D)按重量计5%至7%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:PA410、PA510、PA513、PA515、PA69、PA610、PA612、PA613、PA614、PA618、PA636、PA88、PA810、PA812、PA1010、PA1012、PA1014、PA1018、PA1210、PA1212、PA1214、PA1218、PA1313、PA1410、PA1412、PA1414、PA1418、及其任何组合,优选PA410、PA510、PA610、PA612、PA618、PA1010、PA1012、PA1210、PA1212、及其任何组合,更优选PA510、PA1010、及其任何组合。
在进一步优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计20%至45%的聚酰胺,
(B)按重量计25%至50%的聚酮,
(C)按重量计15%至20%的阻燃剂,以及
(D)按重量计5%至7%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,并且
其中该聚酮具有式(V)的重复单元:
其中R7、R7’、R8和R8’各自独立地是氢或具有1至20个碳原子、优选1至10个碳原子的烃基,并且其中该聚酮具有小于70,000、例如在10,000至70,000、30,000至70,000、或45,000至65,000范围内的数均分子量(Mn)。
在进一步优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计20%至45%的聚酰胺,
(B)按重量计25%至50%的聚酮,
(C)按重量计15%至20%的阻燃剂,以及
(D)按重量计5%至7%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:PA410、PA510、PA513、PA515、PA69、PA610、PA612、PA613、PA614、PA618、PA636、PA88、PA810、PA812、PA1010、PA1012、PA1014、PA1018、PA1210、PA1212、PA1214、PA1218、PA1313、PA1410、PA1412、PA1414、PA1418、及其任何组合,优选PA410、PA510、PA610、PA612、PA618、PA1010、PA1012、PA1210、PA1212、及其任何组合,更优选PA510、PA1010、及其任何组合,并且
其中该聚酮具有式(V)的重复单元:
其中R7、R7’、R8和R8’各自独立地是氢或具有1至20个碳原子、优选1至10个碳原子的烃基,并且其中该聚酮具有小于70,000、例如在10,000至70,000、30,000至70,000、或45,000至65,000范围内的数均分子量(Mn)。
在另一个优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计20%至45%的聚酰胺,
(B)按重量计25%至50%的聚酮,
(C)按重量计15%至20%的阻燃剂,以及
(D)按重量计5%至7%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺是包含式(I)的重复单元和式(II)的重复单元,或两种或更多种类型的式(I)的重复单元,或两种或更多种类型的式(II)的重复单元,并且可选地包含至少一种类型的式(III)和/或式(IV)的重复单元的聚酰胺共聚物:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,
其中,
R4是具有2至5个碳原子、优选3至5个碳原子的亚烃基;
其中
R5是具有2至6个碳原子的亚烃基,并且
R6是具有1至4个碳原子的亚烃基。
在一个优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计20%至45%的聚酰胺,
(B)按重量计25%至50%的聚酮,
(C)按重量计15%至20%的阻燃剂,以及
(D)按重量计5%至7%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,并且
其中该阻燃剂是有机磷系阻燃剂。
在进一步优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计20%至45%的聚酰胺,
(B)按重量计25%至50%的聚酮,
(C)按重量计15%至20%的阻燃剂,以及
(D)按重量计5%至7%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,并且
其中该阻燃剂是乙二胺磷酸盐、哌嗪磷酸盐、哌嗪焦磷酸盐、金属二烷基次膦酸盐、或金属二烷基次膦酸盐与亚磷酸金属盐的组合。
在进一步优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计20%至45%的聚酰胺,
(B)按重量计25%至50%的聚酮,
(C)按重量计15%至20%的阻燃剂,以及
(D)按重量计5%至7%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,并且
其中该阻燃剂是二烷基次膦酸铝,并且其中该烷基含有1-20个碳原子、优选2-8个碳原子。
在进一步优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计20%至45%的聚酰胺,
(B)按重量计25%至50%的聚酮,
(C)按重量计15%至20%的阻燃剂,以及
(D)按重量计5%至7%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,并且
其中该阻燃剂是二乙基次膦酸铝。
在另一个优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计20%至45%的聚酰胺,
(B)按重量计25%至50%的聚酮,
(C)按重量计15%至20%的阻燃剂,以及
(D)按重量计5%至7%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,并且
其中该阻燃剂是二烷基次膦酸铝和亚磷酸的铝盐的组合,并且其中该烷基含有1-20个碳原子、优选2-8个碳原子。
在进一步优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计20%至45%的聚酰胺,
(B)按重量计25%至50%的聚酮,
(C)按重量计15%至20%的阻燃剂,以及
(D)按重量计5%至7%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,并且
其中该阻燃剂是二乙基次膦酸铝和亚磷酸的铝盐的组合。
在一个优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计20%至45%的聚酰胺,
(B)按重量计25%至50%的聚酮,
(C)按重量计15%至20%的阻燃剂,以及
(D)按重量计5%至7%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,
其中该阻燃剂是有机磷系阻燃剂,并且
其中该阻燃增效剂是含卤素阻燃增效剂。
在另一个优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计20%至45%的聚酰胺,
(B)按重量计25%至50%的聚酮,
(C)按重量计15%至20%的阻燃剂,以及
(D)按重量计5%至7%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,
其中该聚酮具有式(V)的重复单元:
其中R7、R7’、R8和R8’各自独立地是氢或具有1至20个碳原子、优选1至10个碳原子的烃基,并且其中该聚酮具有小于70,000、例如在10,000至70,000、30,000至70,000、或45,000至65,000范围内的数均分子量(Mn),
其中该阻燃剂是有机磷系阻燃剂,并且
其中该阻燃增效剂是含卤素阻燃增效剂。
在进一步优选实施例中,聚酰胺组合物包含:
(A)按重量计20%至45%的聚酰胺,
(B)按重量计25%至50%的聚酮,
(C)按重量计15%至20%的阻燃剂,以及
(D)按重量计5%至7%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子,
其中该聚酮具有式(V)的重复单元:
其中R7、R7’、R8和R8’各自独立地是氢或具有1至20个碳原子、优选1至10个碳原子的烃基,并且其中该聚酮具有小于70,000、例如在10,000至70,000、30,000至70,000、或45,000至65,000范围内的数均分子量(Mn),
其中该阻燃剂是金属二烷基次膦酸盐,并且
其中该阻燃增效剂是含卤素阻燃增效剂。
在本文所述的所有实施例中,聚酰胺组合物中的每种组分的含量总和总计为按重量计100%。
制品
根据本发明的聚酰胺组合物可以通过常规方法加工成各种结构或形式以提供具有阻燃性的制品。例如,可以将根据本发明的聚酰胺组合物的各个组分混合,并且然后模制,例如在常规混合设备如螺杆挤出机、布拉本德(Brabender)混合机或班伯里(Banbury)混合机中经由注射和/或挤出以形成制品。本文使用的混合温度通常为220℃至260℃。
将理解,聚酰胺组合物的所有组分可以同时混合。可替代地,可以将聚酰胺组合物的一些组分预混合并且然后与其他组分混合。例如,将聚酰胺组合物的除阻燃剂和阻燃增效剂之外的所有起始组分在搅拌器中混合在一起,并且在喉部处进料到双螺杆挤出机中,然后将阻燃剂和阻燃增效剂预混合并使用侧进料器在下游处进料。
因此,本发明提供了一种由根据本发明的聚酰胺组合物生产的制品。
根据本发明的制品在0.4mm厚度下具有根据UL 94垂直燃烧法的UL94 V0等级。
优选的是,根据本发明的制品具有以下特性中的一种或多种:
-根据ISO 62-2008测量的小于0.8的吸湿率。
-根据ISO 527-1-2012测量的大于2,200GPa的拉伸模量。
-根据ISO 527-1-2012测量的大于8的拉伸伸长率(%)。
-根据ISO 527-1-2012测量的大于35MPa的拉伸强度。
-根据ISO 179-1-2010测量的在23℃下的至少2KJ/m2的夏比缺口冲击强度。
-根据ISO 179-1-2010测量的在23℃下的至少30KJ/m2的夏比无缺口冲击强度。
根据本发明的聚酰胺组合物具有良好的阻燃性、低吸湿率和良好的机械特性,并且在挤出或注射过程期间没有发生变色(例如,黄化)。
因此,由根据本发明的聚酰胺组合物生产的制品可以用于许多领域中,包括但不限于电气、家具、体育、机械工程、卫生和保健、医疗、电力工程和驱动技术、汽车和其他运输工具,或用于电信、消费电子产品、家用设备、加热装置的设备和装置的外壳材料,或用于安装作业的紧固零件,或容器,或任何类型的通风零件。
根据本发明的聚酰胺组合物适用于生产纤维、箔、管、膜等,特别适用于应用如插头、开关、外壳零件、外壳盖、前照灯遮光板、淋浴头、配件、熨斗、旋转开关、炉子控制器、油炸锅盖、门把手、(后)视镜外壳、(后挡板)刮水器、光学导体护套。
可以用根据本发明的聚酰胺组合物生产的制品可以用于电气和电子领域,例如插头、插头零件、插头连接器、插头套管、电缆束部件、电路安装件、电路安装部件、三维注射模制的电路安装件、电连接器元件、机电部件和光电部件。
根据本发明的聚酰胺组合物在汽车内部的可能用途是用于仪表板、转向柱开关、座椅零件、头枕、中央控制台、变速箱部件和门模块,并且在汽车外部的可能用途是用于门把手、前灯部件、外后视镜部件、挡风玻璃刮水器部件、挡风玻璃刮水器保护外壳、装饰格栅、车顶架、天窗框架和外部车身零件。
根据本发明的聚酰胺组合物还可以可能用于厨房和家用领域,例如用于生产厨房设备的部件,例如油炸锅、熨斗、按钮,以及还有园林和休闲领域应用,如用于灌溉系统或园林设备的部件。
实施例
下面列出了各种实施例。将理解,下面列出的实施例可以与根据本发明的范围的所有方面和其他实施例组合。
1.一种聚酰胺组合物,其包含:
(A)按重量计10%至60%的聚酰胺,
(B)按重量计10%至60%的聚酮,
(C)按重量计5%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计0.5%至10%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺具有至少一种类型的大于6个碳原子的结构单元。
2.根据实施例1所述的聚酰胺组合物,其中该聚酰胺具有至少一种类型的7至40个碳原子、优选8至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的结构单元。
3.根据实施例1或2所述的聚酰胺组合物,其中该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子。
4.根据前述实施例中任一项所述的聚酰胺组合物,其中该聚酰胺选自由以下组成的组:PA7、PA8、PA9、PA11、PA12、PA410、PA510、PA513、PA515、PA69、PA610、PA612、PA613、PA614、PA618、PA636、PA88、PA810、PA812、PA1010、PA1012、PA1014、PA1018、PA1210、PA1212、PA1214、PA1218、PA1313、PA1410、PA1412、PA1414、PA1418、及其任何组合,优选PA410、PA510、PA513、PA515、PA69、PA610、PA612、PA613、PA614、PA618、PA636、PA88、PA810、PA812、PA1010、PA1012、PA1014、PA1018、PA1210、PA1212、PA1214、PA1218、PA1313、PA1410、PA1412、PA1414、PA1418、及其任何组合,甚至更优选PA410、PA510、PA610、PA612、PA618、PA1010、PA1012、PA1210、PA1212、及其任何组合,进一步更优选PA510、PA1010、及其任何组合。
5.根据前述实施例中任一项所述的聚酰胺组合物,其中该聚酮具有式(V)的重复单元:
其中R7、R7’、R8和R8’各自独立地是氢或具有1至20个碳原子、优选1至10个碳原子的烃基。
6.根据前述实施例中任一项所述的聚酰胺组合物,其中该聚酮具有小于100,000、优选小于70,000、例如在10,000至70,000、30,000至70,000、或45,000至65,000范围内的数均分子量(Mn)。
7.根据前述实施例中任一项所述的聚酰胺组合物,其中该阻燃剂包括无机阻燃剂、含磷阻燃剂、含卤素阻燃剂、含氮阻燃剂、或其任何组合。
8.根据实施例7所述的聚酰胺组合物,其中该阻燃剂包括金属二烷基次膦酸盐、卤化聚丙烯酸酯、或其任何组合。
9.根据前述实施例中任一项所述的聚酰胺组合物,其中该阻燃增效剂包括氰尿酸三聚氰胺、三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、聚硅氧烷、氧化铝、硼酸钙、碳酸钙、碳酸钙镁、氧化钙、硫化钙、氧化铁、硼酸镁、碳酸镁、氮化镁、氧化镁、硫化镁、氢氧化锰、氧化锰、氮化钛、二氧化钛、偏硼酸锌、碳酸锌、氢氧化锌、硝酸锌、氧化锌、磷酸锌、硫化锌、锡酸锌、羟基锡酸锌、碱性硅酸锌、氧化锡水合物、或其任何组合。
10.根据前述实施例中任一项所述的聚酰胺组合物,其中该聚酰胺组合物包含按重量计15%至50%的聚酰胺、优选按重量计20%至45%的聚酰胺o
11.根据前述实施例中任一项所述的聚酰胺组合物,其中该聚酰胺组合物包含按重量计20%至55%的聚酮、优选按重量计25%至50%的聚酮o
12.根据前述实施例中任一项所述的聚酰胺组合物,其中该聚酰胺组合物包含按重量计10%至25%的阻燃剂、优选按重量计15%至20%的阻燃剂。
13.根据前述实施例中任一项所述的聚酰胺组合物,其中该聚酰胺组合物包含按重量计1%至9%的阻燃增效剂、优选按重量计3%至8%的阻燃增效剂、更优选按重量计5%至7%的阻燃增效剂。
14.根据前述实施例中任一项所述的聚酰胺组合物,其中该聚酰胺组合物进一步包含至少一种选自由以下组成的组的添加剂:润滑剂、抗氧化剂、着色剂如染料和/或颜料、脱模剂、增强剂如玻璃纤维、抗冲击改性剂、相容剂、热稳定剂、光稳定剂如UV稳定剂、增塑剂、表面活性剂、成核剂、偶联剂、抗微生物剂、抗静电剂、及其任何组合。
15.一种制品,其由根据实施例1至14中任一项所述的聚酰胺组合物生产。
16.根据实施例15所述的制品,其中该制品在0.4mm厚度下具有根据UL 94垂直燃烧法的UL94 V0等级。
17.根据实施例15或16所述的制品,其中该制品具有根据ISO 62-2008测量的小于0.8的吸湿率。
18.根据实施例15至17中任一项所述的制品,其中这些制品呈纤维、箔、膜或管的形式。
19.根据实施例15至18中任一项所述的制品,其中这些制品用于电气和电子领域,例如插头、插头零件、插头连接器、插头套管、电缆束部件、电路安装件、电路安装部件、三维注射模制的电路安装件、电连接器元件、机电部件和光电部件。
实例
通过以下实例更充分地说明了本发明的各方面,这些实例是为了说明本发明的某些方面而提出的,而不应被解释为对其的限制。
在实例中使用以下材料和测试方法。
材料:
表1用于本发明实例和对比实例的材料
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测量:
1.根据ISO 527-1-2012测量拉伸强度、拉伸模量和拉伸伸长率。使用ISO 527-1-2012中描述的厚度为4mm的1型试样。根据ISO 179-1-2010经由沿边冲击测量夏比缺口冲击强度和夏比无缺口冲击强度。用于夏比无缺口测试的试样为1型试样,其尺寸为80*10*4mm(长*宽*厚)。用于夏比缺口测试的试样为缺口为A型的1型。将所有试样均在23℃和50%相对湿度下调节16h。测试在与调节相同的环境下进行。
2.根据UL 94垂直燃烧法测量UL阻燃性等级,样品尺寸为127mm*12.7mm*0.4mm(长*宽*厚)。
3.根据ISO 62-2008测量吸湿率,在23℃的水中浸泡24小时之后测量重量。
4.通过眼睛观察模制的色板(60×60×2mm)来测量变色,轻微变色标记为“+”,中度变色标记为“++”,并且严重变色标记为“+++”。
所用的试样是根据以下用于制备试样的通用程序制成的。
用于制备试样的通用程序
根据如表2所示的配方制备试样。将除阻燃剂和阻燃增效剂之外的所有原料在Tubula T50A高速搅拌器中混合在一起,并且在喉部处进料到Coperion ZSK26MC双螺杆挤出机中,并且将阻燃剂和阻燃增效剂预混合并使用侧进料器在下游处进料,然后在250℃的温度下熔融挤出,并造粒,从而获得以粒料形式的聚酰胺组合物。
将聚酰胺组合物的干燥粒料在注塑机(KM130CX,来自克劳斯玛菲公司(KraussMaffei))中以130T的夹紧力在220℃至260℃的熔融温度下加工以提供试样。
如上所述测量所获得的测试样品的特性。测试结果和用于制备试样的配方总结在表2中。
表2
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/>
E:本发明实例;C:对比实例
从表2可以看出,使用根据本发明的PA和POK的组合的本发明实例E1-E4实现了良好的阻燃性(UL94 V0)、低吸湿率和良好的机械特性。虽然仅使用POK的对比实例C1实现了良好的阻燃性(UL94 V0)和低吸湿率,但是其总体机械特性低于本发明实例,尤其是其拉伸伸长率相对于本发明实例显著更低。虽然仅使用PA510的对比实例C2实现了良好的机械特性,但是相对于本发明实例,其阻燃性更差,吸湿率更高,并且拉伸伸长率更低。
除了在E2中使用的POK在C3中被PPO替代之外,对比实例C3与本发明实例E2相同。从表2可以看出,C3的阻燃性(UL94 V2)、拉伸伸长率、夏比缺口冲击强度和夏比无缺口冲击强度低于E2,尤其是阻燃性、拉伸伸长率和夏比无缺口冲击强度。
除了在E2中使用的POK在C4中被PET替代之外,对比实例C4与本发明实例E2相同。从表2可以看出,C4的拉伸强度、拉伸伸长率、夏比缺口冲击强度和夏比无缺口冲击强度低于E2,尤其是拉伸伸长率和夏比无缺口冲击强度。
虽然仅使用PA6的对比实例C5实现了良好的阻燃性和良好的机械特性,但是对比实例C5的吸湿率相对于本发明实例显著更高。
虽然使用PA6和PA510的组合的对比实例C6具有良好的机械特性,但是其吸湿率相对于本发明实例更高,并且其阻燃性变差(UL94 V2),即使对比实例C6相对于对比实例C5使用了总计更高量的阻燃剂和阻燃增效剂。
相对于使用PA510/PA1010(本发明的长链PA)和POK(本发明的POK)的组合的本发明实例,使用PA6(非本发明的PA)和POK(本发明的POK)的组合的对比实例C7和C8具有更高的吸湿率。特别地,在对比实例C7和C8中出现严重变色(即,黄化),而在本发明实例中仅出现少量变色或中度变色。
使用PA6(非本发明的PA)和POK(非本发明的POK)的组合的对比实例C9和C10具有严重变色(即,黄化)并且难以加工。
因此,只有使用根据本发明的PA和POK的组合的本发明实例显示出阻燃性、机械特性、吸湿率和颜色稳定性之间的优异平衡。
对于本领域普通技术人员将显而易见的是,在不脱离本发明的范围或精神的情况下,可以在本发明中进行各种修改和变化。旨在仅将实施例和实例视为示例性的。因此,本发明旨在涵盖在所附权利要求书及其等效物的范围内的此类修改和变化。
Claims (19)
1.一种聚酰胺组合物,其包含:
(A)按重量计10%至60%的聚酰胺,
(B)按重量计10%至60%的聚酮,
(C)按重量计5%至25%的阻燃剂,以及
(D)按重量计0.5%至10%的阻燃增效剂,
各自基于该聚酰胺组合物的总重量,
其中该聚酰胺具有至少一种类型的大于6个碳原子的结构单元。
2.根据权利要求1所述的聚酰胺组合物,其中,该聚酰胺具有至少一种类型的7至40个碳原子、优选8至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的结构单元。
3.根据权利要求1或2所述的聚酰胺组合物,其中,该聚酰胺选自由以下组成的组:具有式(I)的重复单元的聚酰胺、具有式(II)的重复单元的聚酰胺、及其任何组合:
其中
R1是具有6至40个碳原子、优选8至19个碳原子、更优选8至12个碳原子的亚烃基;
其中
R2是具有4至40个碳原子、优选4至24个碳原子、更优选4至18个、最优选4至14个碳原子的亚烃基,
R3是具有4至40个碳原子、优选7至36个碳原子、更优选8至20个碳原子的亚烃基,并且
其中R2具有大于6个碳原子和/或R3具有大于4个碳原子。
4.根据前述权利要求中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,该聚酰胺选自由以下组成的组:PA7、PA8、PA9、PA11、PA12、PA410、PA510、PA513、PA515、PA69、PA610、PA612、PA613、PA614、PA618、PA636、PA88、PA810、PA812、PA1010、PA1012、PA1014、PA1018、PA1210、PA1212、PA1214、PA1218、PA1313、PA1410、PA1412、PA1414、PA1418、及其任何组合,优选PA410、PA510、PA513、PA515、PA69、PA610、PA612、PA613、PA614、PA618、PA636、PA88、PA810、PA812、PA1010、PA1012、PA1014、PA1018、PA1210、PA1212、PA1214、PA1218、PA1313、PA1410、PA1412、PA1414、PA1418、及其任何组合,甚至更优选PA410、PA510、PA610、PA612、PA618、PA1010、PA1012、PA1210、PA1212、及其任何组合,进一步更优选PA510、PA1010、及其任何组合。
5.根据前述权利要求中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,该聚酮具有式(V)的重复单元:
其中R7、R7’、R8和R8’各自独立地是氢或具有1至20个碳原子、优选1至10个碳原子的烃基。
6.根据前述权利要求中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,该聚酮具有小于100,000、优选小于70,000、例如在10,000至70,000、30,000至70,000、或45,000至65,000范围内的数均分子量(Mn)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,该阻燃剂包括无机阻燃剂、含磷阻燃剂、含卤素阻燃剂、含氮阻燃剂、或其任何组合。
8.根据权利要求7所述的聚酰胺组合物,其中,该阻燃剂包括金属二烷基次膦酸盐、卤化聚丙烯酸酯、或其任何组合。
9.根据前述权利要求中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,该阻燃增效剂包括氰尿酸三聚氰胺、三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、聚硅氧烷、氧化铝、硼酸钙、碳酸钙、碳酸钙镁、氧化钙、硫化钙、氧化铁、硼酸镁、碳酸镁、氮化镁、氧化镁、硫化镁、氢氧化锰、氧化锰、氮化钛、二氧化钛、偏硼酸锌、碳酸锌、氢氧化锌、硝酸锌、氧化锌、磷酸锌、硫化锌、锡酸锌、羟基锡酸锌、碱性硅酸锌、氧化锡水合物、或其任何组合。
10.根据前述权利要求中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,该聚酰胺组合物包含按重量计15%至50%的聚酰胺、优选按重量计20%至45%的聚酰胺。
11.根据前述权利要求中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,该聚酰胺组合物包含按重量计20%至55%的聚酮、优选按重量计25%至50%的聚酮。
12.根据前述权利要求中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,该聚酰胺组合物包含按重量计10%至25%的阻燃剂、优选按重量计15%至20%的阻燃剂。
13.根据前述权利要求中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,该聚酰胺组合物包含按重量计1%至9%的阻燃增效剂、优选按重量计3%至8%的阻燃增效剂、更优选按重量计5%至7%的阻燃增效剂。
14.根据前述权利要求中任一项所述的聚酰胺组合物,其中,该聚酰胺组合物进一步包含至少一种选自由以下组成的组的添加剂:润滑剂、抗氧化剂、着色剂如染料和/或颜料、脱模剂、增强剂如玻璃纤维、抗冲击改性剂、相容剂、热稳定剂、光稳定剂如UV稳定剂、增塑剂、表面活性剂、成核剂、偶联剂、抗微生物剂、抗静电剂、及其任何组合。
15.一种制品,其由根据权利要求1至14中任一项所述的聚酰胺组合物生产。
16.根据权利要求15所述的制品,其中,该制品在0.4mm厚度下具有根据UL 94垂直燃烧法的UL94 V0等级。
17.根据权利要求15或16所述的制品,其中,该制品具有根据ISO 62-2008测量的小于0.8的吸湿率。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的制品,其中,这些制品呈纤维、箔、膜或管的形式。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的制品,其中,这些制品用于电气和电子领域,例如插头、插头零件、插头连接器、插头套管、电缆束部件、电路安装件、电路安装部件、三维注射模制的电路安装件、电连接器元件、机电部件和光电部件。
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