JP2000500517A - Flame resistant polyamide - Google Patents

Flame resistant polyamide

Info

Publication number
JP2000500517A
JP2000500517A JP9519278A JP51927897A JP2000500517A JP 2000500517 A JP2000500517 A JP 2000500517A JP 9519278 A JP9519278 A JP 9519278A JP 51927897 A JP51927897 A JP 51927897A JP 2000500517 A JP2000500517 A JP 2000500517A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
atoms
polyamide
flame
phosphorus
phosphorus compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9519278A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ゲンツコウ、ウォルフガング フォン
カピツァ、ハインリッヒ
シュライヤー、ミヒアエル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JP2000500517A publication Critical patent/JP2000500517A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/303Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups H01B3/38 or H01B3/302
    • H01B3/305Polyamides or polyesteramides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/14Polycondensates modified by chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/22Di-epoxy compounds
    • C08G59/30Di-epoxy compounds containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/48Polymers modified by chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/53Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
    • C08K5/5317Phosphonic compounds, e.g. R—P(:O)(OR')2
    • C08K5/5333Esters of phosphonic acids
    • C08K5/5357Esters of phosphonic acids cyclic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/5398Phosphorus bound to sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers
    • C08K7/04Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14Glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyamides (AREA)

Abstract

(57)【要約】 耐炎性ポリアミドを製造するため、ポリアミド、コポリアミド又はポリアミドブレンドを(ホスホン酸−又はホスフィン酸無水物の付加生成物の形の)エポキシ単官能性リン化合物と高温で反応させ、その際リン化合物の分量は総質量即ちポリマー混合物に関して5〜35質量%である。   (57) [Summary] To produce the flame-resistant polyamide, the polyamide, copolyamide or polyamide blend is reacted at high temperature with an epoxy monofunctional phosphorus compound (in the form of an addition product of phosphonic acid or phosphinic anhydride), The amount is from 5 to 35% by weight with respect to the total weight, ie the polymer mixture.

Description

【発明の詳細な説明】 耐炎性ポリアミド 本発明は耐炎性ポリアミドの製造方法に関する。 合成によるポリアミド(PA)は多くの工業技術及び日用品の分野で多様に使 用されている。これは主に良好な加工挙動及びこれらのポリマーを使用に適する サイズに切断可能であることによる。ポリアミドの用途のほぼ90%が現在標準 タイプのPA6(ポリ−ε−カプロラクタム)及びPA66(ポリヘキサメチレ ンアジピンアミド)に使用されている。PA11(ポリウンデカンアミド)、P A12(ポリ−ε−ラウリンラクタム)、PA610(ポリヘキサメチレンセバ シンアミド)及びPA612(ポリヘキサメチレンドデカンアミド)並びにコポ リアミドが残りの10%に割当てられている。世界的にみてポリアミドの生産量 の80%以上は繊維及び織布に加工される。せいぜい20%が工業技術的使用分 野、特に自動車の製造、電気産業、包装分野及び機械及び装置の建造に使用され ている。工業技術分野でよく求められる良好な機械特性は繊維類又は鉱物性充填 剤で強化することにより得られる。電気工学分野ではポリアミドの使用はその高 い絶縁抵抗、優れたクリープ電流耐性及び溶剤安定性並びに良好な熱機械的特性 値の故に、特に絶縁構造材、回路部材、電磁弁、導体レール、ケーブル固定材、 コイル体、プラグ接続及びケースに適することが実証されている。 ポリアミドは二、三の検査方法によれば自己消火性であるが、この特性はガラ ス繊維のような充填剤又は顔料の添加によって失われてしまう。しかし電気工学 及び自動車製造における多くの用途に耐炎性を強化されたポリアミドが必要とさ れている。その際耐炎性は火災の場合に人間及び有価物を救うために十分な時間 を提供するものである。 耐炎剤としては今日工業的にはとりわけ有機性ハロゲン化合物及び赤リンが使 用されている。ハロゲン化合物は、しばしば亜鉛化合物又はいわゆる相乗作用は あるが動物実験では発ガン性を示す三酸化アンチモンと結合される主として塩化 又は臭化炭化水素である。ハロゲン化合物は火災の際に塩化水素及び臭化水素の ような腐食性及び毒性の高い分解生成物を遊離し、激しい煙の発生原因となる欠 点がある。その他にハロゲン化合物はポリアミドの粘着性、クリープ電流耐性を 低減させる。赤リンは多くの場合カプセルに入れて使用される。しかしカプセル に入れても高い加工温度でリンが燃える危険性がある。その際不均化反応してホ スフィン及びリン酸塩となり、爆発を生じたり加工機械を著しく損傷することに なる。更に赤リンで耐炎化したポリアミド材の劣悪な電気腐食挙動並びにその暗 色は欠点である。 ハロゲン化合物及び赤リンに関連する欠点を回避するため、数年来この種の耐 炎剤を用いない防火性のポリアミドの開発に努力がなされている。それには例え ばシアノグアニジン(ドイツ連邦共和国特許出願公開第3909145号)、メ ラミン及びメラミン塩(ドイツ連邦共和国特許出願公開第3609341号及び 同第4141861号)及びメラミン付加生成物(ドイツ連邦共和国特許出願公 開第3722118号)のような窒素化合物の使用が提案されている。特にガラ ス繊維で補強された材料では十分な耐炎性を達成するためには、機械的特性に悪 影響を及ぼす極めて高い充填度が必要とされる。更に提案されている水酸化マグ ネシウム(「プラスチック」第80巻(1990年)第1107〜1112頁) は要求される高い濃度では同様に機械的耐性を低下させる原因となる。更に加工 温度で生じる脱水で気泡が形成される。部分的芳香族ポリアミドには高濃度のポ リホスホン酸の使用も提案されている(ドイツ連邦共和国特許出願公開第361 3490号)。しかしその際得られる耐炎性はガラス繊維充填度を高めても不十 分なものであり、更にポリアミドの機械的特性は著しく悪影響を蒙る。 更にポリアミドの合成を重合の際にポリマー鎖に組み込まれる化合物の存在下 に行うことは既に提案されいる。例えばε−カプロラクタムの重合にε−カプロ ラクタムのN−ホスホネート及びN−ホスフェートの使用が推奨されている(こ れに関しては「ポリマー応用科学ジャーナル」第47巻(1993年)第118 5〜1192頁参照)。更に例えば3,3′−ジアミノジフェニル酸化ホスフィ ンを1,3−フェニレンイソフタルアミドと反応させることによるリン含有コポ リマーを合成すること、及びこれらのコポリマーを耐炎剤として使用することが 推奨されている(これに関しては「ポリマー科学ジャーナル、パートA、高分子 化学」第30巻(1992年)、第2521〜2529頁参照)。これらの場合 に必要となるかなりの出費を除いてもその際得られる難燃性は工業的要件に対し ては不十分なものである。 本発明の課題は、鮮明な着色を可能とし、電気的、化学的、機械的及び熱的特 性に対するあらゆる要件を満たし、とりわけ大量の充填剤を必要とする電気工学 及び電子工学分野での使用にも適している、ハロゲン化合物も赤リンも含まず、 なおかつ問題なく加工することができる十分に耐炎性のポリアミドの製造を工業 的に可能とする容易かつ価格的に有利に実施可能の方法を提供することにある。 この課題は本発明により、ポリアミド、コポリアミド又はポリアミドブレンド を以下の構造式 又は [式中nは1〜6の整数であり、 Aは1〜4個のC原子を有する2価の炭化水素基であり、 ZはO又はSであり、 R1は1〜4個の炭素原子を有するアルキル又はフェニルであり、 R2〜R7は水素又は1〜4個のC原子を有するアルキル、 R3及びR4又はR5及びR6はまたそれぞれ1〜4個のC原子を有する アルキレンブリッジであってもよく、 R2及びR7はまた最大8個のC原子を有する炭素環状リング中のアル キレンブリッジであってもよく、 R8は単結合、1〜4個のC原子を有するアルキレン、1〜4個のC原子を有す るアルキレンオキシ、2〜4個のC原子を有するアルキレンオキシアルキレン又 はアリレンであり、 R9は単結合、1〜4個のC原子を有するアルキレン、1〜4個のC原子を有す るオキシアルキレン、2〜4個のC原子を有するアルキレンオキシアルキレン、 ビスフェノールA類を有する基又はイソシアヌレート基であり、 R8及びR9は−CH2−O−CO−の分族であってもよい] のエポキシ単官能性リン化合物と高温で反応させ、その際総質量、即ちポリアミ ド及びリン化合物並びに場合によっては添加剤から成る混合物(ポリアミド混合 物)の総質量に関してリン化合物の分量が5〜35質量%であることにより解決 される。 即ち本発明による方法でリン化合物が鎖状ポリマーに化学的に結合されること が発見されたことは驚くべきことである。従って簡単なプロセスによりハロゲン 又は赤リンを使用せずに十分に耐炎性で、全ての工業的要件を満たすリン改質ポ リアミドを得ることができる。更に達成可能の耐炎性は鎖状ポリマーに結合され たリンの分量のみにより決まることが判明している。 高温、即ち一般に≧150℃の温度(上限≦300℃)で行われる本発明方法 は公知の加熱可能の混練機、ローラミキサ及び押出機のような混合装置内で行う ことができる。ポリアミド及びリン化合物から成る予備混合物を例えば回転ミキ サ又は流体ミキサで製造することも、またリン化合物を直接ポリアミドの溶融物 に配量し、その中で分散させ、ポリアミドと反応させ、即ち鎖状ポリマーに結合 させることも可能である。リン化合物の添加の際に揮発減量を回避するためにモ ル量≧190のリン化合物を使用すると有利であることが判明している。同時に 特にガラス繊維のような充填剤並びに色素、老化防止剤、加工補助剤その他のよ うな別の添加剤を加え、ポリアミドに分散させることも可能である。また充填剤 混合物も使用することができる。添加剤の混合は既に前もって行うことも又はそ の後の混合プロセスで行うことも可能である。 本発明による方法ではポリアミド混合物に付加的に他のハロゲン不含の耐炎剤 を添加することもできる。この種の耐炎剤としてはシアヌル酸メラミン、リン酸 メラミン及び水酸化マグネシウムを使用すると有利である。 本発明により使用されるリン化合物はそれ自体公知である(これに関してはド イツ連邦共和国特許出願公開第4308185号明細書参照)。これらのリン化 合物の製造は2〜7個のエポキシ基を有するポリエポキシ化合物にホスホン酸− 又はホスフィン酸無水物を加えることによって行うと有利である。その際使用可 能のポリエポキシ化合物の例としてはビスエポキシブタン、ビス(2,3−エポ キシシクロペンチル)−エーテル、ジシクロヘキサジエンジオキシド、ビニルシ クロヘキセンジオキシド、エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化ポリイソプレ ン、ジグリシジルエーテル、エタンジオールジグリシジルエーテル、ブタンジオ ールジグリシジルエーテル、1,2,3−トリス−グリシジルプロパン(表1、 第IX参照)、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、ペンタエリスリ ットテトラグリシジルエーテル(表1、第X参照)、ポリアリルグリシジルエー テル、ビスフェノールA−ジグリシジルエーテル(表1、第VI参照)、ジビニ ルベンゾールジオキシド、エポキシ化フェノール−又はクレゾールノボラック、 トリグリシジルイソシアヌレート、エポキシ化グリシジルアクリレート、エポキ シ化ポリグリシジルアクリレート、エポキシ化グリシジルメタクリレート及びエ ポキシ化ポリグリシジルメタクリレートがある。 ポリアミドの耐炎性の調整に必要なリン化合物の分量はそれらの化学構造及び 添加物により決まる。例えばPA6及びPA66のポリアミドはPA11及びP A12のポリアミドよりもリンの分量が僅かで済む。またガラス繊維のような充 填剤の分量の多いポリアミド混合物は充填剤を含まない混合物よりも高度のリン 濃度を必要とする。従ってその必要とされるリン含有量はポリアミド混合物に関 して1〜5質量%である。ポリアミドの耐炎性がポリマーマトリックス中のリン 濃度のみにより決定されるので、種々のリン化合物の分量が必要とされる。その 必要量は(必要に応じて及びリン化合物のリン含有量により)ポリアミド混合物 に関して5〜35質量%である。 本発明による方法は特に以下の利点を有する。 ポリマーの改質を製造後のポリアミドの均質化又は種々の工業的使用目的に対 するそのコンパウンド化の際に元来必要とされるような混合又は抽出プロセスで 極めて容易かつ価格的に有利に実施可能であること。 ポリアミドの加工挙動及び特性図がリン改質により殆ど変化しないこと。 ポリアミドの明るい着色が問題なく可能であること。 ポリアミドが揮発性成分を含有せず、従って電気工学分野及び電子工学分野で の使用に際して電気的接触を損傷又は不活性化しないこと。 ポリアミドから腐食性成分が遊離しないこと。 ポリアミドが再利用可能であること。 本発明方法により製造される耐炎性ポリアミドは電気工学分野及び電子工学分 野の絶縁材、建材及びケース材として特に好適である。他の使用分野としてはと りわけ自動車の構造部材、繊維(織物)工業、包装産業並びに機械器具の構造部 材がある。 本発明を実施例に基づき以下に詳述する。 ポリアミド成形コンパウンドの製造には以下の成分が使用される。 成分A 相対粘度2.9ηrelのポリアミド6(ISO 307による96% のH2SO4溶液で測定して0.5%) 成分B 相対粘度2.7ηrelのポリアミド66 成分C 平均直径10μmのガラス繊維。 使用されたリン化合物I〜Xは表1にまとめてある。これらの化合物の製造は ドイツ連邦共和国特許出願公開第4308185号明細書に記載されているよう にして行われる。 混合物又は相当する成形コンパウンドの製造(例1〜13) 混合物の製造に使用された成分A〜C及びリン化合物I〜Xの分量は表2にま とめてある。これらの混合物の製造には成分A又はBの相当質量部(MT)をブ ラベンダ式二軸混練機内で240〜260℃で可塑化し、次いでリン化合物I〜 Xの相当分量をべたつき効果が起こらないように添加する。それぞれのリン化合 物を添加してから、リン化合物を良好に分散しポリマーマトリックスに化学的に 結合するために少なくとも5分間混練する。場合によってはリン化合物の添加後 更に成分Cを添加し、その後更に少なくとも5分間混練する。混練工程の終了後 混合物を混練機から取り出し、冷却する。冷却された融成物を粉砕し、射出成形 する。これらの成形体に対してUL94Vにより耐炎性(厚さ1.6mmのテス 棒)、DIN53457により弾性率及びDIN53453により衝撃強さを測 定する。その際得られた値は表2にまとめてある。 混合物又はそれに相当する成形コンパウンドの製造(例14) 表2に記載した質量部のポリアミド6(成分A)を二軸押出機(ZSK23、 ウェルナーウントプフライデラー社製)に入れ、250℃の質量温度で可塑化し 、次いで上記の分量のリン化合物IIをこの押出機の孔を介してシリンダに配量 し、可塑化されたポリマーに混和する。この融成物を水槽内に押出し、粉砕し、 乾燥し、射出成形する。結果は表2にまとめてある。 The present invention relates to a method for producing a flame-resistant polyamide. Synthetic polyamides (PA) are widely used in many industrial technologies and household products. This is mainly due to the good processing behavior and the ability to cut these polymers into usable sizes. Nearly 90% of the polyamide applications are currently used for the standard types PA6 (poly-ε-caprolactam) and PA66 (polyhexamethylene adipamide). PA11 (polyundecaneamide), PA12 (poly-ε-laurinlactam), PA610 (polyhexamethylene sebacinamide) and PA612 (polyhexamethylene dodecaneamide) and copolyamide are allocated to the remaining 10%. Over 80% of the world's polyamide production is converted to fibers and wovens. At most 20% are used in the field of industrial use, in particular in the manufacture of motor vehicles, the electrical industry, in the field of packaging and in the construction of machinery and equipment. Good mechanical properties often required in the industrial arts are obtained by reinforcing with fibrous or mineral fillers. In the field of electrical engineering, the use of polyamides is especially important for insulating construction materials, circuit components, solenoid valves, conductor rails, cable fixing materials due to their high insulation resistance, excellent creep current resistance and solvent stability and good thermomechanical properties. Suitable for coil bodies, plug connections and cases. Polyamides are self-extinguishing according to a few test methods, but this property is lost by the addition of fillers or pigments such as glass fibers. However, many applications in electrical engineering and automotive manufacturing require polyamides with enhanced flame resistance. Flame resistance then provides sufficient time to save humans and valuables in the event of a fire. Today, organic halogen compounds and red phosphorus are used industrially as flame retardants. Halogen compounds are predominantly chlorinated or brominated hydrocarbons which are often combined with zinc compounds or so-called antimony trioxide which has a synergistic but carcinogenic effect in animal studies. Halogen compounds have the disadvantage of releasing highly corrosive and toxic decomposition products such as hydrogen chloride and hydrogen bromide in the event of a fire and causing severe smoke. In addition, the halogen compound reduces the tackiness and creep current resistance of the polyamide. Red phosphorus is often used in capsules. However, there is a danger of phosphorus burning at high processing temperatures even when placed in capsules. The disproportionation reaction then leads to phosphines and phosphates, which can cause explosions and severely damage processing machines. Furthermore, the poor galvanic corrosion behavior of the polyamide material oxidized with red phosphorus and its dark color are disadvantageous. In order to avoid the disadvantages associated with halogen compounds and red phosphorus, efforts have been made for several years to develop flame-retardant polyamides of this type without flame retardants. These include, for example, cyanoguanidine (DE 39 09 145), melamine and melamine salts (DE 36 09 341 and DE 41 41 861) and melamine addition products (DE 39 09 191 A1). No. 3,722,118) has been proposed. In order to achieve sufficient flame resistance, especially with materials reinforced with glass fibers, a very high degree of filling is required which adversely affects the mechanical properties. Furthermore, the proposed magnesium hydroxide ("Plastics", Vol. 80 (1990) pp. 1107-1112), at the required high concentrations, also causes a decrease in mechanical resistance. Furthermore, bubbles are formed by dehydration occurring at the processing temperature. It has also been proposed to use high concentrations of polyphosphonic acids for partially aromatic polyamides (DE-A-361 3490). However, the flame resistance obtained at that time is insufficient even if the glass fiber filling degree is increased, and the mechanical properties of the polyamide are significantly adversely affected. It has already been proposed to carry out the synthesis of polyamides in the presence of compounds which are incorporated into the polymer chains during the polymerization. For example, the use of N-phosphonates and N-phosphates of ε-caprolactam in the polymerization of ε-caprolactam is recommended (for this, see the Journal of Polymer Science and Technology, Vol. 47 (1993) pp. 1185-1192). . It is further recommended to synthesize phosphorus-containing copolymers, for example by reacting 3,3'-diaminodiphenylphosphine oxide with 1,3-phenyleneisophthalamide, and to use these copolymers as flameproofing agents (this For details, see "Polymer Chemistry Journal, Part A, Polymer Chemistry", Vol. 30, (1992), pp. 2521-2529. Even without the considerable expense required in these cases, the flame retardancy obtained is insufficient for the industrial requirements. The object of the present invention is to provide vivid coloration, meet all requirements for electrical, chemical, mechanical and thermal properties, especially for use in electrical and electronics fields requiring large amounts of fillers. It provides an easy and cost-effective method that enables the industrial production of sufficiently flame-resistant polyamides that are free of halogen compounds and red phosphorus and that can be processed without any problems. Is to do. According to the present invention, a polyamide, a copolyamide or a polyamide blend is represented by the following structural formula: Or Wherein n is an integer of 1 to 6, A is a divalent hydrocarbon group having 1 to 4 C atoms, Z is O or S, and R 1 is 1 to 4 carbon atoms. R 2 to R 7 are hydrogen or alkyl having 1 to 4 C atoms, R 3 and R 4 or R 5 and R 6 are each also 1 to 4 C atoms. R 2 and R 7 may also be alkylene bridges in a carbocyclic ring having up to 8 C atoms, R 8 is a single bond, 1-4 C atoms Alkyleneoxy having 1 to 4 C atoms, alkyleneoxyalkylene having 2 to 4 C atoms or arylene, R 9 is a single bond, alkylene having 1 to 4 C atoms, Oxyalkylenes having 1-4 C atoms, Alkyleneoxyalkylene having 4 C atoms, a group having bisphenol A or an isocyanurate group, and R 8 and R 9 may be a group of —CH 2 —O—CO—. Reacting with the functionalized phosphorus compound at an elevated temperature, the amount of phosphorus compound being from 5 to 35% by weight, based on the total weight of the mixture of polyamide and phosphorus compound and optionally of additives (polyamide mixture) Is solved by That is, it is surprising that it was discovered that the phosphorus compound was chemically bonded to the chain polymer in the method according to the present invention. It is thus possible to obtain phosphorus-modified polyamides which are sufficiently flame-resistant and meet all industrial requirements without the use of halogens or red phosphorus by a simple process. It has further been found that the achievable flame resistance depends only on the amount of phosphorus bound to the chain polymer. The process according to the invention, which is carried out at elevated temperatures, generally at temperatures of ≧ 150 ° C. (up to ≦ 300 ° C.), can be carried out in known heatable kneaders, mixing equipment such as roller mixers and extruders. It is also possible to prepare a premix of polyamide and phosphorus compounds, for example in a rotary or fluid mixer, by also metering the phosphorus compounds directly into the melt of the polyamide, dispersing therein and reacting with the polyamide, i.e. a linear polymer. It is also possible to combine with. It has been found to be advantageous to use a molar amount ≧ 190 of the phosphorus compound in order to avoid volatilization loss when adding the phosphorus compound. At the same time, it is also possible to add fillers, in particular glass fibers, and further additives, such as pigments, antioxidants, processing aids and the like, and to disperse them in the polyamide. Filler mixtures can also be used. The mixing of the additives can already take place beforehand or in a subsequent mixing process. In the process according to the invention, it is also possible to add further halogen-free flame retardants to the polyamide mixture. Advantageously, melamine cyanurate, melamine phosphate and magnesium hydroxide are used as such flame retardants. The phosphorus compounds used according to the invention are known per se (for this purpose, see DE-A 43 08 185). The production of these phosphorus compounds is advantageously carried out by adding phosphonic acid or phosphinic anhydride to a polyepoxy compound having 2 to 7 epoxy groups. Examples of polyepoxy compounds that can be used in this case include bisepoxybutane, bis (2,3-epoxycyclopentyl) -ether, dicyclohexadiene dioxide, vinylcyclohexene dioxide, epoxidized polybutadiene, epoxidized polyisoprene, and diglycidyl. Ether, ethanediol diglycidyl ether, butanediol diglycidyl ether, 1,2,3-tris-glycidylpropane (see Table 1, IX), trimethylolpropane diglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether (Table 1, X), polyallyl glycidyl ether, bisphenol A-diglycidyl ether (see Table 1, VI), divinyl benzol dioxide, epoxidized phenol- or cresol novolak, tri Glycidyl isocyanurate, epoxidized glycidyl acrylate, epoxidized polyglycidyl acrylate, epoxidized glycidyl methacrylate and epoxidized poly glycidyl methacrylate. The amount of phosphorus compounds needed to adjust the flame resistance of polyamides depends on their chemical structure and additives. For example, polyamides PA6 and PA66 require less phosphorus than polyamides PA11 and PA12. Also, polyamide mixtures with high filler content, such as glass fibers, require higher phosphorus concentrations than mixtures without filler. The required phosphorus content is therefore 1 to 5% by weight, based on the polyamide mixture. Since the flame resistance of the polyamide is determined solely by the phosphorus concentration in the polymer matrix, quantities of various phosphorus compounds are required. The required amount is from 5 to 35% by weight with respect to the polyamide mixture (as required and depending on the phosphorus content of the phosphorus compound). The method according to the invention has in particular the following advantages: The modification of the polymer can be carried out very easily and cost-effectively in the mixing or extraction process as originally required in the homogenization of the polyamide after production or its compounding for various industrial uses. There is. The processing behavior and characteristic diagram of the polyamide are hardly changed by the phosphorus modification. Bright coloring of the polyamide is possible without problems. The polyamide contains no volatile components and therefore does not damage or deactivate the electrical contacts for use in the electrical and electronics fields. No release of corrosive components from polyamide. The polyamide is reusable. The flame-resistant polyamide produced by the method of the present invention is particularly suitable as an insulating material, a building material and a case material in the fields of electrical engineering and electronics. Other fields of use are, inter alia, the structural components of the motor vehicle, the textile (textile) industry, the packaging industry and the structural components of machine tools. The present invention will be described in detail below based on examples. The following components are used in the production of the polyamide molding compound. Component A Polyamide 6 with a relative viscosity of 2.9 ηrel (0.5% as measured in 96% H 2 SO 4 solution according to ISO 307) Component B Polyamide 66 with a relative viscosity of 2.7 ηrel Component C Glass fibers with an average diameter of 10 μm. The phosphorus compounds IX used are summarized in Table 1. The preparation of these compounds is carried out as described in DE-A-4308185. Preparation of Mixtures or Corresponding Molding Compounds (Examples 1 to 13) The amounts of the components AC and the phosphorus compounds IX used for the preparation of the mixtures are summarized in Table 2. For the production of these mixtures, equivalent parts by mass (MT) of component A or B are plasticized in a Brabender twin-screw kneader at 240-260 ° C., and then a considerable amount of the phosphorus compounds I-X has no sticky effect. To be added. After each phosphorus compound is added, it is kneaded for at least 5 minutes in order to disperse the phosphorus compound well and chemically bond it to the polymer matrix. In some cases, after the addition of the phosphorus compound, Component C is further added, and then kneading is further performed for at least 5 minutes. After completion of the kneading step, the mixture is taken out of the kneader and cooled. The cooled melt is ground and injection molded. The flame resistance (test rod having a thickness of 1.6 mm) of these molded articles is measured by UL94V, the elastic modulus is measured by DIN 53457, and the impact strength is measured by DIN 53453. The values obtained are summarized in Table 2. Preparation of a mixture or a molding compound corresponding thereto (Example 14) Polyamide 6 (component A) in parts by mass described in Table 2 was placed in a twin-screw extruder (ZSK23, manufactured by Werner & Co. Pfleiderer) and weighed at 250 ° C. Plasticizing at temperature, then the above amount of phosphorus compound II is metered into the cylinder via the extruder holes and incorporated into the plasticized polymer. The melt is extruded into a water bath, crushed, dried and injection molded. The results are summarized in Table 2.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュライヤー、ミヒアエル ドイツ連邦共和国 デー−91085 ワイゼ ンドルフ ホーダーヴェーク 13────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventors Schreyer, Mihiel             Germany Day 91085 Weise             Ndorf Hoederweg 13

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1. ポリアミド、コポリアミド又はポリアミドブレンドを以下の構造式 又は [式中nは1〜6の整数であり、 Aは1〜4個のC原子を有する2価の炭化水素基であり、 ZはO又はSであり、 R1は1〜4個の炭素原子を有するアルキル又はフェニルであり、 R2〜R7は水素又は1〜4個のC原子を有するアルキル、 R3及びR4又はR5及びR6はまたそれぞれ1〜4個のC原子を有する アルキレンブリッジであってもよく、 R2及びR7はまた最大8個のC原子を有する炭素環状リング中のアル キレンブリッジであってもよく、 R8は単結合、1〜4個のC原子を有するアルキレン、1〜4個のC原子を有す るアルキレンオキシ、2〜4個のC原子を有するアルキレンオキシアルキレン又 はアリレンであり、 R9は単結合、1〜4個のC原子を有するアルキレン、1〜4個のC原子を有す るオキシアルキレン、2〜4個のC原子を有するアルキレンオキシアルキレン、 ビスフェノールA類を有する基又はイソシアヌレート基であり、 R8及びR9は−CH2−O−CO−の分族であってもよい] のエポキシ単官能性リン化合物と高温で反応させ、その際総質量に関してリン化 合物の分量が5〜35質量%である ことを特徴とする耐炎性ポリアミドの製造方法。 2. ポリアミドに添加材、特に充填剤を混和することを特徴とする請求項1記 載の方法。 3. 充填剤としてガラス繊維を使用することを特徴とする請求項2記載の方法 。 4. ポリアミドにハロゲン不含の耐炎剤を添加することを特徴とする請求項1 乃至3の1つに記載の方法。 5. 耐炎剤としてシアヌル酸メラミン、リン酸メラミン又は水酸化マグネシウ ムを使用することを特徴とする請求項4記載の方法。 6. 請求項1乃至5の1つに記載の耐炎性ポリアミドを絶縁材、建材及びケー シング材料又は繊維製品として使用する方法。[Claims] 1. Polyamide, copolyamide or polyamide blend of the following structural formula Or Wherein n is an integer of 1 to 6, A is a divalent hydrocarbon group having 1 to 4 C atoms, Z is O or S, and R 1 is 1 to 4 carbon atoms. R 2 to R 7 are hydrogen or alkyl having 1 to 4 C atoms, R 3 and R 4 or R 5 and R 6 are each also 1 to 4 C atoms. R 2 and R 7 may also be alkylene bridges in a carbocyclic ring having up to 8 C atoms, R 8 is a single bond, 1-4 C atoms Alkyleneoxy having 1 to 4 C atoms, alkyleneoxyalkylene having 2 to 4 C atoms or arylene, R 9 is a single bond, alkylene having 1 to 4 C atoms, Oxyalkylenes having 1-4 C atoms, Alkyleneoxyalkylene having 4 C atoms, a group having bisphenol A or an isocyanurate group, and R 8 and R 9 may be a group of —CH 2 —O—CO—. A method for producing a flame-resistant polyamide, comprising reacting a functional phosphorus compound at a high temperature, wherein the amount of the phosphorus compound is 5 to 35% by mass with respect to the total mass. 2. 2. The method according to claim 1, wherein the polyamide is mixed with additives. 3. 3. The method according to claim 2, wherein glass fibers are used as filler. 4. 4. The method according to claim 1, wherein a halogen-free flame retardant is added to the polyamide. 5. 5. The method according to claim 4, wherein melamine cyanurate, melamine phosphate or magnesium hydroxide is used as the flame retardant. 6. A method of using the flame-resistant polyamide according to one of claims 1 to 5 as insulating material, building material and casing material or textile.
JP9519278A 1995-11-24 1996-11-11 Flame resistant polyamide Pending JP2000500517A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19543890A DE19543890A1 (en) 1995-11-24 1995-11-24 Flame retardant polyamides
DE19543890.6 1995-11-24
PCT/DE1996/002147 WO1997019119A2 (en) 1995-11-24 1996-11-11 Flame-resistant polyamides

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000500517A true JP2000500517A (en) 2000-01-18

Family

ID=7778346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9519278A Pending JP2000500517A (en) 1995-11-24 1996-11-11 Flame resistant polyamide

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0862598A2 (en)
JP (1) JP2000500517A (en)
KR (1) KR19990071522A (en)
CN (1) CN1202917A (en)
DE (1) DE19543890A1 (en)
WO (1) WO1997019119A2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109898330B (en) * 2018-10-18 2020-05-26 天津工业大学 Preparation method of modified polycaprolactam carbon fiber water-based sizing agent
FR3107528B1 (en) * 2020-02-26 2022-02-04 Commissariat Energie Atomique PROCESS FOR CHEMICAL MODIFICATION OF A POLYMERIC PART WITH A VIEW TO GIVEN IT FIRE-RETARDANT PROPERTIES OR TO IMPROVE THESE PROPERTIES INVOLVING A COVALENT REACTION WITH AT LEAST ONE COMPOUND CARRIER OF AN ISOCYANATE GROUP
FR3107526B1 (en) * 2020-02-26 2022-04-01 Commissariat Energie Atomique PROCESS FOR CHEMICAL MODIFICATION OF A POLYMERIC PART
FR3135460A1 (en) * 2022-05-12 2023-11-17 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives METHOD FOR CHEMICAL MODIFICATION OF A POLYMERIC PART IN ORDER TO PROVIDE IT WITH FIRE-RETARDANT PROPERTIES OR IMPROVE THEM

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4308185A1 (en) * 1993-03-15 1994-09-22 Siemens Ag Phosphorus-modified epoxy resins, process for their preparation, and their use
EP0689558A1 (en) * 1993-03-15 1996-01-03 Siemens Aktiengesellschaft Phosphorus-modified epoxy resins, process for producing them and their use

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990071522A (en) 1999-09-27
DE19543890A1 (en) 1997-05-28
EP0862598A2 (en) 1998-09-09
WO1997019119A3 (en) 1997-09-12
CN1202917A (en) 1998-12-23
WO1997019119A2 (en) 1997-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100353739B1 (en) Flameproof, glass fibre-reinforced polyamide resin compound with melamine or melem phosphoric acid reaction products as flame retardants
KR101052232B1 (en) Flameproof polyamide moulding materials
KR950001855B1 (en) Thermoplastic resin composition
KR100894884B1 (en) Thermoplastic resin composition with excellent flame resistance
JP4077085B2 (en) Flame retardant polybutylene terephthalate composition and method for flame retardant polybutylene terephthalate composition
TW200523311A (en) Flame-proofed polyamide moulding materials and the use thereof
WO2008068898A1 (en) Flame-retardant polyamide resin composition and molded article
US4788259A (en) Flame-proof polyamides
CN107266910A (en) Daiamid composition with high thermoconductivity
EP3480255A1 (en) Thermoplastic resin composition and molded body obtained by molding same
US5942584A (en) Flame-retardant polyamides
EP1141090A1 (en) Method of producing branched polyamides
CA2347260C (en) Polyamide composition stabilized with copper salt and an aromatic halogen compound
CN104250440A (en) Flame-retardant polymer composition
DE102015209451A1 (en) Flame-retardant polyamides
JP2000500517A (en) Flame resistant polyamide
DE4436281A1 (en) Fire resistant glass fibre-reinforced polyamide resin compsns.
EP0251712A2 (en) Thermoplastics polyester resin composition
EP1248818B1 (en) Flame-retardant polyamide resin composition, and electrical parts employing the same
CN105061815B (en) A kind of halogen-free flameproof composite assistant, its preparation method and PP composite material
EP0971936A1 (en) Alkyl-1-alkoxyethylphosphinous acid aluminium salts
CN1179168A (en) Non-flammable polyamides
KR100443269B1 (en) A polyolefin resin composition with improved flame retardancy
JP2854074B2 (en) Flame retardant resin composition
KR20180039482A (en) The polyamide resin composition and product prepared by the same