[发明专利]阻燃聚酰胺模塑材料及其用途

说明书

本申请是申请日为2004年10月6日，申请号为“200480029294.5”，发明名称为“阻燃聚酰胺模塑材料及其用途”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及基于脂肪族和部分芳香族聚酰胺混合物的无卤阻燃模塑料，其含有次膦酸盐作为阻燃剂。此外，本发明涉及根据本发明的聚酰胺模塑料用于生产模制品、尤其是电气和电子工业用组件的用途。

背景技术

基于脂肪族聚酰胺的模塑料由于其出色的性能特征而在多个应用领域中用于生产模制品。对于电气和电子工业用组件来说尤其需要具有阻燃性能的聚酰胺模塑料，以确保充分防火。

聚酰胺通常通过加入卤素化合物而提供阻燃处理。含卤素的聚酰胺模塑料由于在焚烧处理过程中释放含卤素物质，因此除了其它缺点之外其在毒理学上也是成问题的。为此，已经开发了一些用于聚酰胺的无卤阻燃体系。

DE 1931 387描述将红磷加入到聚酰胺中。这种模塑料具有固有的暗色，这限制了用于着色的可能性。此外，在生产和加工含有红磷作为阻燃剂的聚酰胺模塑料的过程中，由于形成有毒的膦而需要相当多的安全防护。

由DE 19525873已知无机阻燃剂例如氢氧化镁的用途。为得到足够的阻燃性需要高填充量，这导致模塑料具有下降的强度和高脆性。

在EP 0614 933中尤其描述了含氮阻燃剂例如氰尿酸三聚氰胺。在聚酰胺中，尤其是在玻璃纤维增强配方中，其效果有限。

对于玻璃纤维增强聚酰胺模塑料，在EP 0782599中尤其提出含磷/氮阻燃体系，例如三聚氰胺多磷酸盐。对于根据UL94的V0阻燃级别，需要至少25重量％的填充量，这使得模塑料的断裂伸长率低而不足以适用于各种应用。

磷化合物被提出作为另一组无卤阻燃剂。因而，EP 0792912描述了膦酸和二膦酸的钙和铝盐作为阻燃剂用于聚酰胺的用途。提及聚酰胺6和聚酰胺66是特别适用的聚酰胺。由此生产的具有30重量％填充量的模塑料在试样厚1.2mm时达到根据UL94的的V0阻燃级别。在EP 1024167A1中也证明了这些膦酸盐的较高用量的必要性。从EP 1024167的表1中可推导出对于玻璃纤维增强聚酰胺6需要远大于20重量％、对于玻璃纤维增强聚酰胺66需要30重量％以上的膦酸铝，以达到UL94的V0级别。这种高填充量对于机械性能具有不利影响。如果模塑料由于低断裂伸长率而呈脆性，这会导致一些问题，例如在具有咬合连接的组件的情况下在电气工业中常产生的问题。所述组件通常在通过注射成型生产的短时间内被组装，即没有调湿，其中如果这些咬合连接由于材料脆性而断裂，则发生明显破坏。为了防止出现这种情况，对于这些应用，要求模塑料在新的模塑状态下具有至少2％的断裂伸长率。

发明内容

由此出发，本发明的目的是提供一种新型聚酰胺模塑料，相对于现有技术、特别是相对于EP 1024167的聚酰胺模塑料，其机械性能尤其是断裂伸长率得到显著改善。所述聚酰胺化合物还应该在试样厚度最大为0.8mm时满足根据UL94的V0阻燃级别的要求。

上述目的通过本专利权利要求1的特征来实现。

令人惊奇的是，目前发现权利要求1所限定的模塑料使得可以生产具有改善的机械性能、尤其是在新模塑状态下断裂伸长率至少为2％的模制品。根据本发明的模塑料与现有技术的区别还在于可使用显著低填充量的次膦酸盐作为阻燃剂，而且仍然达到根据UL94的V0阻燃级别。根据本发明，在本发明的基于脂肪族聚酰胺的模塑料的情况下，通过将一部分脂肪族聚酰胺替换为部分芳香族聚酰胺而明显达到上述效果。

因此，本发明的主题是阻燃聚酰胺模塑料，包含：

a)20-80重量％的一种或多种脂肪族聚酰胺；

b)1-40重量％的一种或多种部分芳香族聚酰胺；

c)1-30重量％的阻燃剂，所述阻燃剂包含式(1)的次膦酸盐和/或式(2)的二次膦酸盐和/或其聚合物；

其中，

R¹、R²相同或不同，并且是指C₁-C₆的线型或支链烷基和/或芳基；

R³指C₁-C₁₀的线型或支链亚烷基、C₆-C₁₀亚芳基、烷基亚芳基或芳基亚烷基；

M    指来自元素周期表第二或第三主族或副族的金属离子；

m    指2或3；

n    指1或3；