TWI471357B - 電氣／電子連接器及用於其中的聚合物組成物 - Google Patents

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Description

電氣/電子連接器及用於其中的聚合物組成物
本發明係有關於電氣/電子(E/E)連接器及其它之非阻燃性及阻燃性之聚醯胺組成物之使用。本發明亦係有關於其間使用此E/E連接器之表面安裝方法，及包含此E/E連接器之表面安裝裝置。本發明進一步係有關於包含半芳香族聚醯胺、阻燃系統，及強化劑之阻燃性聚醯胺組成物，其中，半芳香族聚醯胺包含自包含對苯二甲酸及脂族二羧酸之二羧酸及脂族二胺衍生之單元，其可用於連接器。
電氣連接器係一種用以使電路結合在一起之導電裝置。例如，安裝於印刷電路板(PCB)上之端子台能使個別之電線與電路板連接。此連接可為暫時，如用於擕帶式設備，或可能需要用於組裝及移除之工具，或可能係二電線或裝置間之永久性之電氣結合。典型上，此一電氣連接器包含導電元件，或以由電絕緣材料(諸如，塑膠材料)製造之外殼包封之二或更多之導電元件。塑膠材料可為包含不同組份之聚合物組成物，且外殼可藉由射出成型方法製造。用於電氣及電子應用之射出成型零件之聚合物組成物需遵從許多要求，一般包含作為基本要求之阻燃性。對於許多此等應用，阻燃劑之存在對於通過UL-94 V-0易燃性分級係重要的，以便獲得作為電氣及電子組件之UL資格。其次，亦有其間阻燃性要求較不嚴格且阻燃劑並不一定需要(例如，其間UL-HB分級係足夠者)之連接器應用。由於連接器 之小型化，機械性質亦變得更重要，例如，有關於PCB上之剝離強度、觸點上之高預載，及重環境測試，其需要高的抗濕熱衝擊性。再者，經常地，射出成型零件係相常複雜，且其於最終使用條件下之尺寸安定性變成係性能之重要特質。此於其間零件之截面相當薄及其間相同零件可能相對較長之電氣/電子(E/E)連接器應用係特別真。對於電子連接器，組件整體性及插針位置之保持需要於焊接處理期間所遭遇之高溫下之優異尺寸安定性。於許多情況，當電子連接器使用表面安裝技術(SMT)與電路板焊接時，此等處理遭遇之高的表面溫度造成塑膠連接器起泡。由於鉛之禁止，焊接溫度因波峰焊接及回流焊接而增加。起泡係於焊接處理條件下之孔隙、捕獲水份，或氣體膨脹而顯現。因為高溫無鉛焊接方法之趨勢，使用傳統聚醯胺組成物與現今之連接器處理程序結合對於避免起泡係不足夠。控制且因而避免E/E連接器外殼起泡之關鍵參數係控制模製零件之水份吸收。起泡係於外殼之樹脂以水蒸氣超飽和時發生。許多用於PCB之組件係於世界上之太平洋沿岸區域為之。連接器可能被曝置之高的溫度及水份含量會造成此等連接器以水飽和。
浮泡開始之溫度係依數個因素而定，包含零件內之水份百分率、連接器加熱速度，及回流處理之峰值溫度、結晶性，及模製條件(例如，模製溫度、熔融溫度)、貯存條件(例如，溫度、% RH、時間)，及零件設計特性(即，厚度、長度)。模製零件通常貯存於潮濕條件下，以降低焊接處理 期間起泡之傾向。
峰值溫度愈高，起泡發生前允許之水份含量愈低。無鉛之焊料需要較高之峰值溫度，因此，起泡之發生頻率愈大。
聚醯胺樹脂組成物因其水份吸收特性(此不利地影響尺寸安定性及其於焊接條件下對起泡之抗性)而於歷史上發現於電子/電氣應用具有限之利用。
用於連接器之聚醯胺之例子係，例如，聚醯胺-46及半芳香族共聚醯胺。以對苯二甲酸(TA)及六甲撐基二胺(HMD)為主，選擇性包含作為脂族二羧酸之己二酸，之半芳香族共聚醯胺一般係描述於專利文獻。自TA及脂族二胺製成之高溫，半結晶性，半芳香族耐綸共聚物，與自TA、脂族二羧酸，及脂族二胺製成之共聚物係自US-6,140,459得知。US-6,140,459之共聚物係以TA、具有9-12個碳原子之脂族二羧酸，及作為脂族二胺之HMD為主。
如於US-6,140,459中所述，專利文獻中所述或於商業上存在之許多以TA及HMD為主之共聚物於表面安裝應用賦予極邊際之性能。此係6T/DT[50/50莫耳比例](六甲撐基對苯二甲醯胺(6T)及2-甲基五甲撐基對苯二甲醯胺(DT)之共聚物)之情況(Mok,Pagilagan之美國專利第5,378,800號案；Lahary,Coquard之美國專利第5,322,923號案)，其係因其高的玻璃轉移溫度(Tg)及高的後模製收縮率。以3種酸(對苯二甲酸(TA)、間苯二甲酸(IA)及己二酸(AA))及HMD為主之六甲撐基對苯二甲醯胺/六甲撐基間苯二甲醯胺/六甲撐 基己二醯胺(6T/6I/66)[65/25/10莫耳比例]之三元共聚物(Poppe,Lisle等人之美國專利第Re.34,447號案)當安裝於冷模上具有高的模製及後模製之收縮率。相似者係對於六甲撐基對苯二甲醯胺/六甲撐基間苯二甲醯胺/六甲撐基癸二醯胺(6T/6I/610)之三元共聚物[70/20/10莫耳比例](Amimoto等人之美國專利第5,424,104號案)之情況，其係因為其高的Tg。此亦係於六甲撐基對苯二甲醯胺/己內醯胺(6T/6)[70/30]之共聚物(Kopietz,Betz,Blinne,Koch之EP 413258)之情況，其係因以TA、AA及HMD為主，以55/45莫耳比例(美國專利第5,424,104號案)或65/35莫耳比例(美國專利第Re.34,447號案)之六甲撐基對苯二甲醯胺/六甲撐基己二醯胺(6T/66)之共聚物之其高的Tg，展現可接受之後模製收縮率，但於熔融加工處理性(即，熱安定性及流動性)、吸水性，及抗起泡性係不及。
如於US-6,140,459中進一步陳述，除如上之半芳香族聚醯胺外，對於許多之E/E連接器應用，聚醯胺46、PPS及LCP已被使用。但是，聚醯胺46係對水份敏感，因此，起泡會於回流焊接處理條件下觀察到。PPS因其脆性而易造成腐蝕問題及零件破壞。LCP可提供比其它材料更佳之性能，但其熔接線強度低且價格高。
US-6,140,459提供之解答係一種阻燃性聚合物組成物，其包含阻燃系統、選擇性之無機填料，及自對苯二甲酸(TA)、具有9-12個碳原子之脂族二羧酸，及六甲撐基二胺(HMD)製成之半結晶，半芳香族耐綸共聚物，其中，此 聚合物具有少於或等於90℃之玻璃轉移溫度(Tg)及至少295℃之熔點(Tm)。此等產物被請求提供於用於電子連接器所需之SMT(表面安裝技術)IR熔回流焊接條件下之低的後模製收縮率、良好之熔融安定性及加工處理性、低吸水性，及優異之抗起泡性。
基於安裝中涉及之更高峰值溫度，以去除可能火災危險之安全方面而言之增加的重要性，及造成具有更為尺寸精準之更小零件之小型化之各種趨勢，需要更為，且甚至更佳之於SMT條件下顯示良好之熔融安定性及加工處理性、尺寸安定性、良好之機械性質，及優異之抗起泡性之阻燃性材料。此等材料需顯示擴大之抗起泡性及擴大之焊接能力，此等材料需顯示之其它性質係提供長流動路徑、薄零件、低孔隙之高流動性，同時維持良好之機械性質(諸如，高硬挺性及韌性)。再者，尺寸安定性於脫模後，焊接前後，及於熱/濕條件之環境曝置後係需要。
因此，目的係提供一用於電氣連接器之塑料外殼，及一包含此塑料外殼之連接器，及另外之可用於連接器之阻燃性聚合物材料，其以抗起泡性而言具有較佳性質。同時，此材料需具有良好之熔融安定性及加工處性理之平衡、機械性質及尺寸安定性，較佳地，整體平衡亦被改良。
此目的已以依據本發明之連接器及其中之由包含強化劑及包含自包含對苯二甲酸之二羧酸及包含脂族二胺之二胺衍生之單元之半芳香族聚醯胺共聚物之強化聚合物組成 物製造之塑料外殼達成，其中，a.二羧酸(A)係由5-65莫耳%之脂族二羧酸及選擇性之非對苯二甲酸之芳香族二羧酸(A1)及35-95莫耳%之對苯二甲酸(A2)之混合物所組成；及b.脂族二胺(B)係由10-70莫耳%之具有2-5個C原子之短鏈脂族二胺(B1)及30-90莫耳%之具有至少6個C原子之長鏈脂族二胺之混合物所組成；c.對苯二甲酸(A2)及長鏈脂族二胺(B2)之混合莫耳量相較於二羧酸及二胺之總莫耳量係至少60莫耳%。
為了緊湊及閱讀性，半芳香族聚醯胺共聚物於此亦表示為半芳香族聚醯胺X，或甚至更短地為聚醯胺X。
此目的已以一強化阻燃性聚合物組成物所達成，其係以阻燃添加劑及強化劑配製，且包含半芳香族聚醯胺，其中，半芳香族聚醯胺係與此間於上對於連接器所述者相同。
為了本發明，包含外殼或其包封材料之電氣或電子連接器係意指用以使此連接可為暫時性，如用於攜帶式裝置，或可能需要用於組裝及移除之工具，或可為二電線或裝置間之永外性電氣接合。
於本發明之一較佳實施例，連接器之塑料外殼係由此間於上所述之阻燃性聚合物組成物所製成。
由該強化聚合物組成物所製成之依據本發明之塑料連接器外殼於用於電子連接器之表面安裝技術(SMT)使用之回流焊接條件下展現優異之抗起泡性，與良好之加工處理 性，及機械性能、收縮行為與尺寸安定性之極良好之平衡。
本發明之E/E連接器已被發現具有優於其它聚醯胺組成物(包含PA46、PA6T/66及PA9T組成物)之改良之抗起泡性。此係不可預期，特別是，本發明之E/E連接器之水份吸收或吸取係大量地高於被認為”良好之抗起泡性”之傳統聚醯胺E/E連接器(諸如，PA 9T)。
除無鉛焊接方法之趨勢外，具有使E/E連接器進一步小型化之趨勢。此趨勢導致未彎曲且於高溫能具有良好機械性質(諸如，硬挺性)之薄壁設計之需求。與適用於E/E連接器之傳統聚醯胺組成物相比，本發明之E/E連接器能提供改良之抗彎曲性及於高溫時之改良硬挺性之組合。等向性之行為、於與聚合物流動平行及垂直方向之相關之相似的線性熱膨脹系數，及於高溫之改良硬挺性之組合係驚人的，因為於機械性質(諸如，硬挺性)之改良典型上係與各向異性之材料有關，其中，促進之性質係自此材料增加方向衍生。
依據本發明之塑料連接器外殼中之強化聚合物組成物亦顯示比相對應之以PA-6T/66為主之阻燃性組成物更佳之流動及較高之硬挺性。此新穎組成物亦顯示高模量及極良好之尺寸安定性，其不僅於低於Tg時，而且於高於Tg時。此以本發明組成物中之高溫半結晶性聚醯胺具有相對較低結晶性且，再者，淨聚醯胺本身於高於Tg時具有相對較低模量之事實而言係特別驚人。依據本發明之組成物所包含之半結晶性聚醯胺亦具有相對較高之Tg，其數個實施例具有高於90℃之Tg，即，高於US-6,140,459般之90℃上限，而 仍具有極良好之尺寸安定性。某些聚合物具有與6T/DT者(此聚合物於US-6,140,459中提及係不適用於電氣連接器)一樣高之Tg，甚至於150℃模製溫度模製，係因為其高的玻璃轉移溫度(Tg)及高的後模製收縮。與PA6T/66及PA46相比之改良之抗起泡性及良好之尺寸安定性結果亦於半結晶性半芳香族聚醯胺包含與，例如，作為長鏈二胺之己二胺混合之作為短鏈二胺之1,4-二胺基丁烷，及作為羧酸之對苯二甲酸及己二酸(因此表示PA6T/66/46共聚物)時獲得。同時，本發明組成物之其它良好性質被維持。此結果以聚醯胺46係高度水份敏感性，其模製物件易為尺寸不安定且起泡係於回流焊接處理條件下經常觀察到(如US-6,140,459中所報導)之事實係特別驚人。
依據本發明第二實施例之強化阻燃性聚醯胺組成物不僅展現上述之強化聚合物組成物之性質，而且亦顯示高的介電破壞強度，甚至比數種其它聚醯胺組成物更佳。
需注意，若可應用，此等改良係以以半芳香族聚醯胺X，個別是依據所述習知技藝之共聚醯胺(諸如，聚醯胺6T/66)為主之聚醯胺組成物之比較為基準，其中，聚醯胺X及該共聚醯胺被配製成具有相似熔融溫度。
塑料連接器外殼及依據本發明之強化阻燃性聚醯胺組成物所包含之半芳香族聚醯胺X包含自脂族之二胺及二羧酸衍生之單元。自二羧酸衍生之單元可表示為A-A單元，且自二胺衍生之單元可表示為B-B單元。與其一致地，聚醯胺可表示為AABB聚合物，其係相對應於，例如，Nylon Plastic handbook,Ed.M.I.Kohan,Hanser Publishers,Munich,ISBN 1-56990-189-9(1995)，第5頁中之分類。
短鏈脂族二胺(B1)係C2-C5脂族二胺，或其混合物。換言之，其具有2-5個碳(C)原子。短鏈脂族二胺可為，例如，1,2-乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺，及1,5-戊二胺，及其等之混合物。較佳地，短鏈脂族二胺係選自1,4-丁二胺、1,5-戊二胺，及其等之混合物所組成之族群，更佳係1,4-丁二胺。
長鏈脂族二胺(B2)係具有至少6個碳(C)原子之脂族二胺。長鏈脂族二胺可為線性、分支，及/或脂環狀。長鏈脂族二胺可為，例如，2-甲基-1,5-戊二胺(亦稱為2-甲基五甲撐基二胺)、1,5-己二胺、1,6-己二胺、1,4-環己二胺、1,8-辛二胺、2-甲基-1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、三甲基六甲撐基二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、1,12-十二烷二胺、間-二甲苯二胺，及對-二甲苯二胺，及其等之混合物。較佳地，長鏈脂族二胺具有6-12個碳原子，且適合地係C8-或C10二胺。於一較佳實施例，長鏈二胺係由50-100莫耳%，更佳係75-100莫耳%之具有6至9個碳原子之二胺所組成。此造成具有更佳之高溫性質之材料。更佳地，長鏈脂族二胺係選自1,6-己二胺、2-甲基-1,8-辛二胺、1,9-壬二胺，及其等之混合物所組成之族群，更佳係1,6-己二胺。此較佳選擇且特別是更佳選擇1,6-己二胺之優點係依據本發明之共聚醯胺之高溫性質係更佳。
脂族二羧酸可為直鏈、分支鏈，及/或脂環狀，且其間之碳原子數並被特別限制。但是，脂族二羧酸較佳係包含 具有4至25個碳原子之直鏈或分支鏈之脂族二羧酸，或其等之混合物，更佳係6-18個且更佳係6-12個碳原子。適合之脂族二羧酸係，例如，己二酸(C6)、1,4-環己烷二羧酸(C8)、辛二酸(C8)、癸二酸(C10)、十二烷二酸(C12)，或其等之混合物。較佳地，脂族二羧酸係C6-C10脂族二羧酸，包含己二酸、癸二酸，或其等之混合物，且更佳地，脂族二羧酸係C6-C8脂族二羧酸。最佳地，脂族二羧酸係己二酸。
除對苯二甲酸外，芳香族二羧酸可包含其它之芳香族二羧酸，例如，間苯二甲酸及/或萘二羧酸。
除對苯二甲酸外，此半-芳香族聚醯胺可適合地包含脂族二羧酸，及選擇性地，非對苯二甲酸之芳香族二羧酸，與其等之任何混合物。較佳地，相較於脂族二羧酸及非對苯二甲酸之芳香族二羧酸(A1)之總莫耳量，非對苯二甲酸之芳香族二羧酸之量係少於50莫耳%，更佳係少於25莫耳%。
於依據本發明之組成物中之半芳香族聚醯胺，短鏈脂族二胺(B1)構成10-70莫耳%，且長鏈脂族二胺(B2)構成脂族二胺單元(B)之剩餘之30-90莫耳%。
較佳地，相較於短鏈及長鏈之二胺之莫耳量，短鏈脂族二胺之莫耳量最多係60莫耳%，更佳係50莫耳%，40莫耳%，或甚至35莫耳%。具有此一較低莫耳量之短鏈二胺之共聚醯胺之優點係對於具特定Tm之共聚醯胺，起泡行為改善。
亦較佳地，相對於短鏈脂族二胺及長鏈脂族二胺之總 莫耳量，半芳香族聚醯胺內之短鏈脂族二胺之莫耳量係至少15莫耳%，更佳地，係至少20莫耳%。短鏈脂族二胺之莫耳量愈高，聚醯胺之熱安定性愈好。
脂族二羧酸及非對苯二甲酸之芳香族二羧酸(A1)構成5-65莫耳%，且對苯二甲酸(A2)構成二羧酸單元(A)之剩餘35-95莫耳%。
較佳地，二羧酸由至少40莫耳%，更佳係至少45莫耳%，或甚至至少50莫耳%之對苯二甲酸組成。增加量之對苯二甲酸之優點係高溫性質被進一步改良。亦較佳地，脂族二羧酸及選擇性非對苯二甲酸之芳香族二羧酸(A1)之量係二羧酸之至少10莫耳%，更佳係至少15莫耳%。此較高量具有組成物具有較佳加工處理性之優點。
於一高度較佳實施例，相較於二羧酸之莫耳量，二羧酸(A)係由50-85莫耳%之對苯二甲酸(A2)及50-15莫耳%之脂族二羧酸及選擇性之非對苯二甲酸之芳香族二羧酸(A1)所組成，其間之非對苯二甲酸之芳香族二羧酸若存在，其相較於脂族二羧酸及非對苯二甲酸之芳香族二羧酸(A1)之總莫耳量，係少於25莫耳%，且相較於脂族二胺之總莫耳量，脂族二胺(B)係由40-80莫耳%之長鏈二胺(B2)及60-20莫耳%之短鏈二胺(B1)所組成。此較佳之組成物賦予起泡性質、介電破壞強度、加工行為，及機械性質之較佳整體平衡。
若相較於脂族二胺之總莫耳量，長鏈脂族二胺之最小量係30莫耳%，且相較於二羧酸之莫耳量，對苯二甲酸之 數小量係35莫耳%，則相較於二羧酸及二胺之總莫耳量，對苯二甲酸及長鏈脂族二胺之混合莫耳量係至少60莫耳%。其結果係當長鏈脂族二胺之相對量係最小30莫耳%，對苯二甲酸之相對量係至少90莫耳%。有利地，當對苯二甲酸之相對量係最小35莫耳%，長鏈脂族二胺之相對量係至少85莫耳%。
於另一高度較佳實施例，相較於二羧酸及二胺之總莫耳量，對苯二甲酸(A2)及長鏈脂族二胺(B2)之莫耳量總和係至少65莫耳%，更佳係至少70莫耳%，且更佳係至少75莫耳%。具有對苯二甲酸(A2)及長鏈脂族二胺(B2)之莫耳量總和較高之聚醯胺之優點係此聚醯胺結合較高之介電破壞值與較佳之熱安定性及良好之熔融加工處理性。適合地，相較於二羧酸及二胺之總莫耳量，該總和係於70-85莫耳%之範圍內，或甚至75-80莫耳%。
除自二羧酸(AA)及二胺(BB)衍生之A-A-B-B單元外，依據本發明之聚醯胺可包含自其它組份(諸如，脂族胺基羧酸(AB單元)及相對應之環狀內醯胺)衍生之單元，與小量之分支劑及/或鏈中止劑。
較佳地，相較於聚醯胺之總質量，依據本發明之聚醯胺包含至多10質量%，更佳係至多8質量%，且更佳係至多5質量%，之自非二羧酸及二胺之組份衍生之單元。最佳地，依據本發明之聚醯胺不包含此等其它組份，且僅由自二羧酸及二胺衍生之A-A-B-B單元組成。優點係邏輯上較簡單之處理及較佳之結晶性質。
較佳地，具芳香族聚醯胺具有多於100℃，更佳係至少110℃，或甚至至少120℃之玻璃轉移溫度(Tg)。較佳地，Tg至多係140℃，更佳係至多130℃。亦較佳地，半芳香族聚醯胺具有至少295℃，較佳係至少300℃，更佳係至少310℃之熔融溫度(Tm)。較佳地，Tm係至多340℃，更佳係至多330℃。較高之Tm造成較佳之抗起泡性。Tg及Tm於此等限制內之另一優點係於抗起泡性、尺寸安定性，及加工行為之較佳平衡。
此間之Tg及Tm之測量係藉由DSC使用下列方法為之。熔點(溫度)一辭於此被瞭解係依據ASTM D3417-97/D3418-97藉由DSC且以10℃/分鐘之加熱速率測量之溫度，其係落於熔融範圍且顯示最高熔融速率。玻璃轉移點一辭於此被瞭解係依據ASTM E 1356-91藉由DSC且以10℃/分鐘之加熱速率測量且以母加熱曲線之第一衍生線(關於時間)之波峰處，相當於母加熱曲線之彎曲點，之溫度而決定之溫度。
該半芳香族聚醯胺可具有於廣範圍變化之黏度。驚人地，已觀察到該半芳香族聚醯胺可具有低達1.6或甚至更低之相對黏度，而仍維持抗起泡性及良好之機械性質，甚至對於包含強化劑及阻燃劑之強化阻燃性組成物。一般，聚醯胺且特別是具有此低分子量之半芳香族聚醯胺係極脆，此性質係於填料及阻燃劑被包含時提高。與包含依據引述之習知技藝之半芳香族聚醯胺之相對應組成物相比較，依據本發明之強化阻燃性組成物顯示改良之硬挺性。
較佳地，相對黏度係至少1.7，更佳係1.8，或甚至1.9。機械強度之保持對於此等模製零件係確實重要，其於低相對黏度時仍係事實。亦較佳地，相對黏度係少於4.0，更佳係少於3.5，且更佳係少於3.0。此較低相對黏度具有於模製期間之流動係較佳且具較薄元素之模製零件可被製得之優點。需注意相對黏度之值係與於依據ISO 307，第4版，之方法於96%硫酸中測量之相對黏度有關。
該半芳香族聚醯胺亦可由具高的相對黏度之半芳香族聚醯胺及具低的相對黏度者之摻合物所組成。適合地，此摻合物包含一具有至少1.8，更佳係至少1.9之相對黏度之組份，及一具少於1.7，更佳係少於1.6之相對黏度之組份。具有至少1.9之相對黏度之第一組份可具有至少10,000之分子量，而具有少於1.6之相對黏度之第二組份可具有少於7,500，較佳係少於5,000之分子量。第一及第二組份可以於大範圍，且較佳係於19：1-1：1，更佳係於9：1-3：1之範圍改變之重量比例存在。具相對較低黏度之第二組份存在之優點係聚醯胺組成物之模製行為被進一步改良，而能模製具有更薄之壁區段之零件。
可製造本發明連接器外殼之強化聚合物組成物可包含於廣範圍變化之量之半芳香族聚醯胺X。適合地，半芳香族聚醯胺之量係於25-95重量%之範圍，更佳地，相較於強化聚合物組成物之總重量，此組成物包含35-90重量%，或甚至45-85重量%。於依據本發明之阻燃性聚醯胺組成物，半芳香族聚醯胺亦可以於廣範圍改變之量存在。由於亦欲被 包含之阻燃劑，相對含量一般會更低。適合地，其內之半芳香族聚醯胺X之量係於25-80重量%之範圍，更佳地，此組成物包含25-60重量%，或甚至30-50重量%之半芳香族聚醯胺。
除半結晶性半芳香族聚醯胺及強化劑外，依據本發明之連接器外殼及組成物可包含一或更多之其它組份，及選擇性之阻燃系統。阻燃系統可包含聚合物阻燃劑。其它組份可包含非高溫半結晶性半芳香族聚醯胺及選擇性之聚合物阻燃劑之聚合物或聚合物組份。此等其它聚合物可包含，例如，橡膠及熱塑性聚合物。橡膠適合地包含衝擊改質劑。熱塑性聚合物可為其它聚醯胺。較佳地，聚醯胺係具有比高溫半結晶性半芳香族聚醯胺之熔融溫度更低之熔融溫度之半結晶性聚醯胺。
相較於組成物總重量，此其它聚合物較佳係以少於25重量%之量存在，更佳地，若存在，係1-20重量%，更佳係2-15重量%，且最佳係5-10重量%之量。
較低含量之其它聚合物，特別是無諸如聚醯胺-46及聚醯胺-6T/66之聚合物之優點係，例如，於曝置於較高溫度及高濕度之環境條件後，介電強度被較佳地維持。
阻燃系統可包含鹵化阻燃劑及/或無鹵素之阻燃劑，且除該阻燃劑或其組合物外，選擇性地亦包含阻燃增效劑。鹵化阻燃劑可為溴化聚合物，例如，溴化聚苯乙烯、聚溴苯乙烯共聚物、溴化環氧樹脂，及/或溴化聚苯撐氧。適合地，鹵化阻燃劑係具有高的溴含量(例如，61-70重量%)之 範圍之溴化聚苯乙烯。較高溴含量容許較低增充量之阻燃劑，及較低之流動性質。無鹵素之阻燃劑可適合地為含氮之阻燃劑、含磷之阻燃劑，及/或含氮及磷之阻燃劑。適合之無鹵素之阻燃劑係，例如，磷酸鹽，特別是聚磷酸鹽，諸如，密胺聚磷酸鹽及次膦酸鹽，特別是有機次膦酸鹽之金屬鹽，諸如，鈣及鋁之二乙基次膦酸鹽。適合增效劑之例子係銻化合物，如，三氧化銻、五氧化銻，及銻酸鈉及其它金屬氧化物，及硼酸鋅及其它金屬硼酸鹽。較佳地，增效劑係硼酸鋅，因為此提供改良之抗起泡性。
適合地，相較於組成物之總重量，阻燃系統係以1-40重量%，較佳係5-35重量%之總量存在。較佳地，相較於組成物之總重量，阻燃劑係以5-30重量%，更佳係10-25重量%之量存在，且增效劑較佳係以0-15重量%，更佳係1-10重量%，且更佳係5-10重量%之量存在。
強化劑可包含不同之纖維材料，包含玻璃纖維及碳纖維，其中，玻璃纖維係較佳。適合地，相較於組成物總重量，強化劑係以5-50重量%，較佳係15-45重量%，更佳係25-40重量%之量存在。如前所述，強化劑對於高於Tg時之組成物模量具有強烈增加功效，此增加係大於數種其它聚醯胺。此能限制強化劑之量，但仍能達極良好之機械性質。於低程度之強化劑，強化劑之限制亦能限制阻燃劑之量以達特定之阻燃性程度。此等別是於無鹵素之阻燃劑之情況。整體功效係良好阻燃性質係以可與其它半芳香族聚醯胺相比擬但低於，例如，聚醯胺4,6所需者之量獲得，即使 本發明組成物中之半結晶性聚醯胺包含以短鏈脂族二胺及脂族羧酸為主之AABB單元，諸如，聚醯胺4,6。進一步之優點係此等組成物之流動性質遠比以，例如，聚醯胺6T/66為主之具相似機械性質之相對應組成物更佳。
可由本發明組成物包含之其它添加劑包含用於射出成型化合物之無機填料及輔助添加劑。無機填料係，例如，玻璃薄片馭礦物填料，諸如，黏土、高嶺土、矽灰石，及滑石，及其它礦物，及其等之任何混合物。無機填料之量可於大範圍改變，但適合地，相較於組成物總重量，係於0-25重量%之範圍。
輔助添加劑被瞭解係熟習製造聚醯胺模製組成物技藝者所知之一般包含於該聚醯胺組成物內之添加劑。適合之輔助添加劑係，例如，安定劑(諸如，UV安定劑、熱安定劑，及抗氧化劑)、著色劑、加工處理助劑(例如，脫模劑及潤滑劑)、流動改良添加劑(諸如，聚醯胺寡聚物)，及用以改良耐衝擊性之試劑。輔助添加劑之量可於大範圍改變，但適合地，相較於組成物總重量，係於0-10重量%，較佳係0.1-5重量%之範圍。
於本發明之一較佳實施例，連接器外殼係由一種由如下所組成之聚合物組成物製成：-25-85重量%之半芳香族聚醯胺X，-5-50重量%之強化劑，及-以所示量之至少一選自下列族群之組份：-至多50重量%之阻燃系統， -至多25重量%之非半芳香族聚醯胺及聚合物阻燃劑之聚合物，-至多25重量%之無機填料，及/或-至多10重量%之其它添加劑，其中，重量百分率(重量%)係相較於組成物之總重量。
於本發明之另一較佳實施例，聚合物組成物係由如下所組成之阻燃性組成物：-25-80重量%之半芳香族聚醯胺，-5-50重量%之強化劑，及-1-40重量%之阻燃系統，及-0-25重量%之非半芳香族聚醯胺及聚合物阻燃劑之聚合物，-0-25重量%之無機填料，及/或-0-5重量%之輔助添加劑，其中，重量百分率(重量%)係相較於組成物之總重量。
此間之其它聚合物、無機填料，及輔助添加劑係選擇性之組份，意指此等之無或僅一者，或僅二者或全部三者之混合物可存在。適合地，至少一或多種之輔助添加劑存在。
更佳地，組成物係由下述所組成：-30-60重量%之半芳香族聚醯胺，-15-45重量%之強化劑，及-5-35重量%之阻燃系統，-0.1-5重量%之輔助添加劑，及 -0-25重量%之非半芳香族聚醯胺及聚合物阻燃劑之聚合物，及-0-25重量%之無機填料。
依據本發明之共聚醯胺可以本身已知之用於製備聚醯胺及其共聚物之各種方式製備。適合方法之例子係描述於，例如，Polyamide,Kunststoff Handbuch 3/4,Hanser Verlag(Mnchen),1998,ISBN 3-446-16486-3。包含共聚醯胺、阻燃系統，及強化劑，及一或多種添加劑之阻燃性組成物亦可藉由熟習此項技藝者所知之化合技術製造，例如，於雙螺桿擠塑機內。
此間所述之用於依據本發明之連接器之聚合物組成物可被模製成用於表面安裝之電氣/電子裝置之塑料零件，此等零件於更嚴苛之焊接處理條件下提供較佳之抗起泡性。
模製可藉由熟習塑料射出成型之技藝者所知之射出成型技術完成。包含半芳香族聚醯胺X之組成物之良好模製性有利於此等方法。對於模製性之測量，Barflow方法或螺形流方法可被應用，其中，聚合物組成物係於特定之熔融溫度及注出壓力(例如，80 Mpa，90 Mpa及/或100 Mpa)射出成型於具特定寬度及厚度之模穴內，且射出成型樣本之長度被測定。此等測試方法間之差異係於第一情況中，樣本係線性，而於第二情況，其具有似螺旋之形狀。依據本發明之阻燃性組成物之良好模製性已於螺形流測試中證實。對於製造依據本發明之連接器外殼，包含半芳香族聚醯胺X之聚合物組成物於些微高於半芳香族聚醯胺X之熔融溫度 之溫度時具有於廣範圍變化之螺形流動長度。由於該組成物之高溫安定性，射出成型裝置之設定溫度及熔融物之形成溫度可被足夠地大量提升以進一步降低螺形流動長度，且不會使聚醯胺明顯降解。但是，較佳地，聚合物組成物具有至少100 mm，更佳係至少120 mm，且更佳係至少133 mm之螺形流長度(其係於高於半芳香族聚醯胺X之熔融溫度10℃之溫度，於具有280 x 15 x 1 mm之尺寸之螺形模穴測定)。
本發明亦係有關於用於電氣連接器之塑料外殼。於一較佳實施例，塑料外殼包含如上所述之阻燃性聚醯胺組成物。本發明亦係有關於用於使電氣或電子應用內之電路結合在一起之電氣連接器，包含一導電元件及一包埋該導電元件之至少部份之塑料外殼，且其中，塑料外殼包含依據如上申請專利範圍中任一者之阻燃性聚醯胺組成物。
電氣連接器可為，例如，I/O連接器、卡座連接器，諸如，PCB連接器，FPC(平印刷電路)連接器，或FFC(平可撓性電纜)連接器，高速連接器、端子台型式、MID(模組式積體裝置)連接器、插頭插座式連接器、測試座，或其等之組合物。例如，印刷電路板(PCB)安裝之端子台被焊接於此板，但其能以拉開型式利用，使此端子台之電接連線之半部份自焊接至PCB之部份拔掉。
依據本發明之用於電氣連接器之外殼及相對應之電氣連接器提供促進之性質，其可有利地用於各種連接器應用。對於I/O連接器，優點係降低之起泡、於低填充量之阻 燃劑時增加之硬挺性，及/或纖維強化。
I/O連接器可為，例如，用於電池連接器裝置、移動式設備(諸如，行動電話)，或辦公室設備之連接器。此等應用一般涉及包含焊接步驟之SMT(表面安裝技術)之安裝方法。依據本發明之外殼於焊接處理期間顯示極佳之尺寸安定性。於此應用，由於連接器(較小之間距及主機板尺寸)(PCB上之剝離強度，觸點上之高預載，重環境測試(高濕度熱震)尺寸減小，機械性質變得更重。以且燃劑為主及以非阻燃性組成物為主之依據本發明之I/O連接器於此等方面實施良好。
I/O連接器亦可為用於汽車之連接器，即，用於電氣及電子汽車系統(例如，ECU集束連接裝置、密封式連接器、ABS模組)之連接器。依據本發明之外殼提供低吸水性及尺寸安定性、低翹曲性，及良好機械性質(亦於高溫時)、良好之抗化學性，且可被雷射焊接，所有用於汽車連接器應用所需之所有性質。
對於卡座連接器，小型化造成組合及使用期間更高之機械力，且需較佳之流動物料，同時更強且顯示較少翹曲性。依據本發明之外殼顯示比以聚醯胺-6,6為主之相對應組成物更佳之流動性，甚至比聚醯胺-46更少之翹曲性，同時仍顯示極佳之機械性質。於此等應用，高預載被應用於觸點(由於降低之高度)，造成外殼上之高機械載荷。此於回流焊接期間係重要。LCP長期被用於此等應用，但於降低厚度變重要。依據本發明之連接器於高溫(SMT溫度)保持硬挺 性。
卡座連接器適合地係PCB連接器、FPC(平印刷電路)連接器，或FFC(平可撓性電纜)連接器。特別地，對於FPC及FFC連接器，良好流動性、高硬挺性、低吸水性，及良好尺寸安定性係重要參數，此等性質於依據本發明之塑料外殼係良好平衡。
依據本發明之塑料外殼亦顯示極安定之介電分佈，且於室溫與高於此之廣泛溫度範圍，甚至於具高溫度之條件時，之極低介電反應及低介電常數，且於此方面係比依據習知技藝之相對應之半芳香族聚醯胺(諸如，聚醯胺6T/66)更佳地實施。此對於高速連接器係一重要優點。高速連接器係，例如，高速底板連接器(第3層連接器)或hdmi/UDI/顯示器接口連接器(用於高清淅度TV)。
依據本發明之外殼及相對應之連接器之進一步優點係藉由用以製造外殼之聚醯胺組成物所展現之高CTI(比較痕跡指數)，及相似之高介電強度，即使當組成物包含阻燃系統時。其CTI值係遠高於由，例如，聚醯胺66/6T製成之相對應產物。高CTI值使連接器高度適於高電壓應用，特別是用於端子台，及用於鐵路應用(高電壓)之連接器，且亦能進一步降低持續之小型化所需之連接器尺寸。典型上，CTI值高於400 V，符合依據UL 746-A之第1類。當以作為強化劑之一般玻璃纖維及一般阻燃劑(包含以密胺及/或磷酸鹽衍生物為主之無鹵素之阻燃劑(例如，密胺聚磷酸鹽，及次膦酸鹽之金屬鹽)，及以含鹵素之聚合物為主之含鹵素之阻 燃系統(諸如，聚溴苯乙烯)，及阻燃增效劑(諸如，硼酸鋅)，及降低CTI之遺漏或有限之添加劑)配製時，600V及更高之CTI值可被達成，因而符合依據UL 746-A之第0類。以CTI而言係中性或對於CTI具有正面作用，且避免或限制對於CTI具負面作用之添加劑之量之添加劑之選擇可由熟習製造射出成型產物之技藝者，符合一般之CTI要求且特別是UL法規，以一般知識及例行實驗為基準而選擇。高CTI值結合良好機械性質及低翹曲性可有利地產業上之高電壓端子台。較佳地，此間使用之依據本發明之外殼及阻燃材料之CTI具有至少500 V，更佳係至少600 V之CTI。
本發明進一步係有關於使用於此之如上所述之該電氣連接器用於包含回流焊接步驟之SMT方法，及包含藉由包含焊接步驟之SMT方法安裝之電氣連接器之電氣或電子裝置。除回流焊接步驟外，此方法包含涉及加熱步驟之相以安裝步驟。於加熱步驟，由於包含半芳香族聚醯胺X之聚合物組成物之抗起泡性，峰值溫度可相當高。此溫度可高達250℃及更高，且適合地係260℃-300℃，較佳係270℃-280℃之範圍。藉由極短之熱載荷，即，極短期間之曝置於峰值溫度，峰值溫度可甚至高於300℃。
有數種現今可利用之焊接方法。其包含蒸氣相焊接、波焊、浸焊、IR回流焊接，及傳統之熱空氣回流焊接。本申請案請求之半芳香族聚醯胺之阻燃性組成物提供由如下表中所示之起泡結果所預期之較優之抗焊接性。上述焊接方法提供電子電路板上之表面安裝裝置之高生產力之方 法。此等方法(皆涉及加熱步驟)中之安裝步驟一般可分類為涉及熱焊接步驟之方法。
本發明以下列實施例及比較例作例示說明。
實驗
用於製備E/E連接器之聚醯胺組成物係先製備實施例1至5(E-1至E-5)及比較例(CE)A、B、C及F之聚醯胺聚合物。比較例D及E係商業上之阻燃劑，配製用於諸如開關裝置之電氣裝置之玻璃纖維強化之聚醯胺組成物。
聚合物之製備 E-1聚合物：PA-6T/4T/46(莫耳比例67.5/21.3/11.2)
179.8克之四甲撐基二胺、347.25克之六甲撐基二胺、537克之水、0.36克之次磷酸鈉單水合物、72.36克之己二酸，及653.38克之對苯二甲酸之混合物於2.5公升之高壓釜內攪拌，並且加熱及藉由蒸餾移除水。需注意，相較於經計算之聚醯胺組成物之組成，約2-4重量%之些微過量之四甲撐基二胺已被使用，以補償於製備聚醯胺期間損失之四甲撐基二胺。約27分鐘後，91重量%之鹽水溶液被獲得。於此方法，溫度從169℃增至223℃。聚合反應係於210℃至226℃之增加溫度實行21分鐘，期間，壓力升至1.3 MPa，其後，高壓釜之內容物被蒸餾，且固體產物於氮氣下進一步冷卻。因而獲得之預聚物其後於乾燥室於125℃時於真空下且於0.02 Mpa之氮氣流加熱乾燥數小時。經乾燥之預聚物於金屬管式反應器(d=85mm)內，於200℃且於氮氣流(2400克/小時)下數小時加熱，然後，於氮/水蒸氣之氣流(3/1 重量比例，2400克/小時)下，於225℃持續2小時，且於260℃持續4小時，而以固相後縮合。然後，聚合物冷卻至室溫。
E-2聚合物：製備PA-6T/4T/46(莫耳比例74.5/10/15.5)
以如E-1聚合物般相同之方式，127.09克之四甲撐基二胺、350.05克之六甲撐基二胺、487克之水、0.66克之次磷酸鈉單水合物、91.59克之己二酸，及567.48克之對苯二甲酸之混合物於2.5公升之高壓釜內攪拌，並且加熱，以於22分鐘後獲得91重量%之鹽水溶液。於此方法，溫度從176℃增至212℃。聚合反應係於220℃至226℃之增加溫度實行22分鐘，期間，壓力升至1.4 MPa。因而獲得之預聚物其後於乾燥室於125℃及180℃時於真空下且於0.02 Mpa之氮氣流加熱乾燥數小時。預聚物於金屬管式反應器(d=85mm)內，於190℃及230℃且於氮氣流(2400克/小時)下數小時加熱，然後，於氮/水蒸氣之氣流(3/1重量比例，2400克/小時)下，於251℃持續96小時，而以固相後縮合。然後，聚合物冷卻至室溫。
E-3聚合物：製備PA-6T/56(莫耳比例85/15)，其係相等於PA-6T/5T/66(莫耳比例70/15/15)
55.3克之五甲撐基二胺(98重量%)、529.7克之含水之六甲撐基二胺(59.6重量%)、360.4克之水、0.5克之次磷酸鈉單水合物、67.2克之己二酸，及433.04克之對苯二甲酸之混合物於2.5公升之高壓釜內攪拌，並且加熱，且蒸餾移除水。35分鐘後，獲得90重量%之鹽水溶液，同時使溫度從170℃上升至212℃。然後，關閉高壓釜。聚合反應係於212℃ 至250℃之增加溫度實行25分鐘。混合物於250℃攪拌15分鐘，期間，壓力升至2.9 MPa，其後，高壓釜之內容物被閃蒸，且固體產物於氮氣下進一步冷卻。預聚物於金屬管式反應器(d=85mm)內，於200℃且於氮氣流(2400克/小時)下數小時加熱，然後，於氮/水蒸氣之氣流(3/1重量比例，2400克/小時)下，於230℃持續2小時，且於260℃持續24小時，而以固相後縮合。然後，聚合物冷卻至室溫。
E-4聚合物：製備PA-6T/5T/56(莫耳比例75.5/15/9.5)
78.4克之五甲撐基二胺(98重量%)、473.3克之含水之六甲撐基二胺(59.6重量%)、382.56克之水、0.5克之次磷酸鈉單水合物、42.6克之己二酸，及461.5克之對苯二甲酸之混合物於2.5公升之高壓釜內攪拌，並且加熱，且蒸餾移除水。35分鐘後，獲得90重量%之鹽水溶液，同時使溫度從170℃上升至212℃。然後，關閉高壓釜。聚合反應係於212℃至250℃之增加溫度實行25分鐘。混合物於250℃攪拌15分鐘，期間，壓力升至2.8 MPa，其後，高壓釜之內容物被閃蒸，且固體產物於氮氣下進一步冷卻。預聚物其後被乾燥，且以與E-1聚合物相同方式以固相後縮合。然後，聚合物冷卻至室溫。
E-5聚合物：製備PA-6T/66/56(莫耳比例76.5/12/11.5)
36.9克之五甲撐基二胺(98重量%)、553.0克之含水之六甲撐基二胺(59.6重量%)、351.2克之水、0.5克之次磷酸鈉單水合物、105.8克之己二酸，及391.4克之對苯二甲酸之混合物於2.5公升之高壓釜內攪拌，並且加熱，且蒸餾移除 水。35分鐘後，獲得90重量%之鹽水溶液，同時使溫度從170℃上升至212℃。然後，關閉高壓釜。聚合反應係於212℃至250℃之增加溫度實行25分鐘。混合物於250℃攪拌15分鐘，期間，壓力升至2.8 MPa，其後，高壓釜之內容物被閃蒸，且固體產物於氮氣下進一步冷卻。預聚物其後被乾燥，且以與E-1聚合物相同方式以固相後縮合。然後，聚合物冷卻至室溫。
CE-A聚合物：PA6T/66(莫耳比例60/40)
以如聚合物1般相同之方式，520克之六甲撐基二胺、537克之水、0.36克之次磷酸鈉單水合物、330克之己二酸，及420克之對苯二甲酸之混合物於2.5公升之高壓釜內攪拌，並且加熱，以於27分鐘後獲得91重量%之鹽水溶液。於此方法，溫度從169℃增至223℃。聚合反應係於210℃至226℃之增加溫度實行21分鐘，期間，壓力升至1.3 MPa。預聚物其後被乾燥，且以與E-1聚合物相同方式以固相後縮合。然後，聚合物冷卻至室溫。
CE-B,C聚合物：PA 46
以如聚合物1般相同之方式，430.4克之四甲撐基二胺、500克之水、0.33克之次磷酸鈉單水合物，及686.8克之己二酸之混合物於2.5公升之高壓釜內攪拌，並且加熱，以於25分鐘後獲得90重量%之鹽水溶液。於此方法，溫度從110℃增至162℃。聚合反應係於162℃至204℃之增加溫度實行，期間，壓力升至1.3 MPa。預聚物其後被乾燥，且以與E-1聚合物相同方式以固相後縮合。然後，聚合物冷卻至 室溫。
比較例CE-F：製備PA-6T/5T(莫耳比例56/44)
201.4克之五甲撐基二胺、300.8克之六甲撐基二胺、521.1克之水、0.65克之次磷酸鈉單水合物，及722.18克之對苯二甲酸之混合物於2.5公升之高壓釜內攪拌，並且加熱，且蒸餾移除水。27分鐘後，獲得90重量%之鹽水溶液，同時使溫度從170℃上升至211℃。然後，關閉高壓釜。聚合反應係於211℃至250℃之增加溫度實行15分鐘。混合物於250℃攪拌15分鐘，期間，壓力升至2.9 MPa，其後，高壓釜之內容物被閃蒸，且固體產物於氮氣下進一步冷卻。預聚物其後被乾燥，且以與E-3聚合物相同方式以固相後縮合。然後，聚合物冷卻至室溫。
化合物之製備
E-1至E-5、CE-A至C，及CE-F亦包合下列組份：．用於聚醯胺之標準玻璃纖維等級；．阻燃劑：溴化聚苯乙烯(可得自Albermarle之Saytex® HP3010)；．阻燃增效劑：硼酸鋅(可得自Luzenac之Firebrake® 500)；及．包含脫模劑及安定包裝物之輔助添加劑，比較實驗D及E係以商業產品為基礎：CE-D係Zytel HTNFR52G30BL，DuPont之PA6T/66產品，且CE-E係Genestar GN2332 BK，Kururay之PA9T產品。傳統分析技術被用以評估用於此等商業產品之溴化聚苯乙烯、增效 劑，及輔助添加劑之比例。Genestar之PA9T產品之分析顯示聚醯胺組份係由PA8T及PA9T以約20：80莫耳比例組成。
E-1至E-5、CE-A至C及CE-F化合物係於設定為325℃平溫度之Werner & Pfleiderer KSK 4042D擠塑機製備。所有組份被添加至擠塑機之供料口，例外者係玻璃纖維係經由側供料口個別添加至熔融物內。聚合物熔融物係於擠塑機之端部被除氣而成為股材，冷卻，及切成粒狀物。化合及商業上之組成物係顯示於第1表。
射出成型：
上述材料於用於射出成型前藉由施加下列條件而預先乾燥：共聚醯胺於0.02 Mpa之真空下加熱至80℃，於此溫度及壓力維持24小時，同時使氮氣流通過。經預先乾燥之材料於具22 mm螺桿直徑及Campus UL 0.8 mm 2殼體射出成型模具之Arburg 5射出成型機射出成型。機筒溫度設定為345℃，且模具溫度設定為140℃。因而獲得之Campus UL桿材被用於進一步之測試。
測試方法
相對黏度 (RV)係於1質量%之甲酸溶液內測定。
螺形流動 係於具280 x 15 x 1 mm尺寸之螺旋模穴，於高於半芳香族聚醯胺X之熔融氳度10℃之溫度，於80 Mpa有效注射壓力測定。
藉由DSC之熱 特性分析
熔點(Tm )及玻璃轉移溫度(Tg )係藉由差式掃瞄量熱術(DSC)(2第二操作，10℃/分鐘)依據ASTM D3417-97 E793-85/794-85測定。
E-模量 係於23℃及5 mm/分鐘之抗張測試，依據ISO 527而測定。
衝擊測試(凹口-Charpy) 係於23℃依據ISO 179/1A測定。
水/濕氣之吸收(吸取)測試：
預先乾燥之樣品(0.8 mm UL桿材)於濕化櫃或具有蒸餾水之容器內，於預定之溫度及濕度程度調節，重量之增加隨時間監測至達到飽和程度為止。於飽和程度之重量增加係以預乾燥樣品之起始重量之百分率計算。
於回流焊接條件下之起泡性能
對於在回流焊接條件下之起泡性能，大數量之預先乾燥樣品於濕化櫃內，於預設之溫度及濕度程度，以與用於上述吸水性測試相同之方式調節。於不同之時間間隔，個別之樣品(10個為一批)自櫃取出，於周圍條件短暫冷卻至室溫，置於回流爐內，且接受應用於回流焊接方法之溫度條件。應用之溫度分佈如下。首先，樣品以平均1.5℃/秒之加熱坡度於80秒後預熱至140℃之溫度，其後，樣品更徐緩地加熱於起始210秒後達160℃之溫度。然後，樣品以約6℃/ 秒之起始加熱坡度加熱於220秒後達220℃之溫度，且以2℃/秒之更徐緩之加熱速率於起始290秒後達260℃之溫度而加熱至260℃。其後，樣品於20秒內冷卻至140℃。然後，10個樣品自爐取出，冷卻至室溫，且檢測浮泡之存在。對於在濕化櫃內之每一條節期，顯示浮泡發生之樣品之百分率被分級。具浮泡之樣品之百分率被記錄。
線性熱膨脹系數 係依據ISO 11359-1/-2測定。
樣品之介電常數 (DAM)係依據IEC 60250以3 Ghz頻率於23℃測定。
樣品之介電強度 (DAM)係依據IEC 60243-1測定。
比較痕跡指數 係依據IEC 60112測定。
熱變形溫度 係依據ISO 75-1/-2以施加1.8 Mpa之載荷量而測定。
所有化合物符合用於0.8 mm測試桿材之UL-94-V0。
結果
實驗結果係呈現於第2表。
如第2表所示，本發明之組成物藉由提供具有改良之於高溫之抗起泡性、尺寸安定性，及機械性質且至少維持傳統組成物之所需的加工處理、電，及阻燃性質之聚醯胺組成物,，而克服與焊接具傳統聚醯胺組成物之E/E連接器有關之問題。
本發明之組成物已被發現對適於E/E連接器之聚醯胺組成物提供改良之起泡性能。於本發明範圍下之組成物被發現符合JEDEC 2/2a之起泡測試(IPC/JEDEC J-STD-020C 2004年7月)之要求。相反地，任一比較例能符合此產業標準。
若使樣品於85℃及85%相對濕度調節168小時後，於迴流焊接條件後未觀察到起泡，則JEDEC之第2級被達成。
若使樣品於30℃及60%相對濕度調節696小時後，於迴流焊接條件後未觀察到起泡，則JEDEC之第2a級被達成。
比較例中，包含以聚醯胺9T為主之組成物CE-E記錄最佳之起泡性能，即使仍比本發明範圍內之組成物高得多。此發現基於CE-E之較低吸水性而被預期。事實上，比較例內之起泡結果顯示起泡性能及水份吸取程度間之相關係。
改良之起泡性能經由生產吸收較少水份之更具疏水性之聚醯胺而達成之教示亦出現於US 6,140,459及WO2006/135841，其揭示於包含自包含對苯二甲酸之二羧酸單體及具有10至20個碳原子之脂族二胺衍生之重複單元之聚醯胺組成物(例如，PA10T)之改良之起泡性能。因此，驚人地係與傳統之聚醯胺相比，於本發明範圍下之實施例具有更優之起泡性能，即使其相對較高之吸水性。
為了比較目的，需注意於引述技藝US 6,140,459，起泡係40℃,95% RH調節96小時且施加最高達250℃之峰值溫度後而測試。於此等測試，PA 6T/66於240℃時已失敗，且PA 6T/D6甚至未通過210℃。
與比較例相反，本發明之組成物展現等向性之行為，如藉由於聚合物流之垂直及平行方向間之線性熱膨脹系數 (CLTE)之較低變化而例示。此低變化性造成較不易翹曲之組件。此性質由於降低組份壁厚度之趨勢而漸增重要性。相似之改良亦於關於模收縮性能觀察到。
相同地，於高溫之硬挺性(藉由載荷下變形之溫度(Tdef )測量)係使薄壁組件能機械性抵抗於焊接處理期間遭遇之高溫環境之增加重要性之因素。本發明之組成物展現改良之於高溫時之硬挺性，與以PA 66/6T及PA 9T為主之組成物之Tm 及Tdef 間之約20℃差異相比，組件能抵抗其熔點之11℃內之載荷。

Claims (10)

  1. 一種阻燃性聚醯胺組成物，包含含有自脂族二胺及二羧酸衍生之單元之半芳香族聚醯胺(X)、強化劑，及阻燃系統，其中，a)該二羧酸(A)係由5-65莫耳%之脂族二羧酸及選擇性之非對苯二甲酸之芳香族二羧酸(A1)及35-95莫耳%之對苯二甲酸(A2)之混合物所組成；及b)該脂族二胺(B)係由10-70莫耳%之具有2-5個C原子之短鏈脂族二胺(B1)及30-90莫耳%之具有至少6個C原子之長鏈脂族二胺(B2)之混合物所組成；c)該對苯二甲酸(A2)及該長鏈脂族二胺(B2)之混合莫耳量相較於該二羧酸(A)及該脂族二胺(B)之總莫耳量係至少60莫耳%。
  2. 如申請專利範圍第1項之阻燃性聚醯胺組成物，其中，該半芳香族聚醯胺具有多於100℃之Tg，及/或至少295℃之Tm。
  3. 如申請專利範圍第1項之阻燃性聚醯胺組成物，具有至少500V之比較痕跡指數(CTI)。
  4. 如申請專利範圍第1項之阻燃性聚醯胺組成物，其中，該組成物係由下述組成：- 25-80重量%之該半芳香族聚醯胺；- 5-50重量%之該強化劑；- 1-40重量%之該阻燃系統；及- 0-25重量%之非該半芳香族聚醯胺之聚合物， - 0-25重量%之無機填料，及/或- 0-5重量%之輔助添加劑，其中，重量百分率(重量%)係相較於該組成物之總重量。
  5. 一種用於電氣連接器之塑料外殼，包含強化聚合物組成物，其包含強化劑及如申請專利範圍第1項之半芳香族聚醯胺X。
  6. 如申請專利範圍第5項之塑料外殼，其中，該強化聚合物組成物係如申請專利範圍第1-4項中任一項之阻燃性聚醯胺組成物。
  7. 一種用於使電氣或電子應用內之電路連接在一起之電氣連接器，包含一導電元件，及一包埋該導電元件之至少部份之塑料外殼，其係如申請專利範圍第5-6項中任一項之塑料外殼。
  8. 如申請專利範圍第7項之電氣連接器，其中，該電氣連接器係I/O連接器、卡座(PCB)連接器、FPC(可撓性印刷電路)連接器、FFC(可撓性箔材電路)連接器、高速連接器、端子台、MID(模組式積體裝置)連接器，或插頭插座式連接器，或其等之組合物。
  9. 一種如申請專利範圍第7或8項之電氣連接器之用途，其係用於包含熱焊接步驟之SMT方法。
  10. 一種電氣或電子之裝置，包含藉由包含熱焊接步驟之SMT方法安裝之如申請專利範圍第8項之電氣連接器。
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