无卤阻燃高温尼龙制造技术

本申请涉及一种无卤阻燃高温尼龙，其特征在于，含有聚酰胺和DOPO衍生物。该无卤阻燃高温尼龙0.8毫米燃烧测试达到UL94V-0级别，具有良好的热稳定性、化学稳定性和机械性能，以其为主要原料制作的表面贴装元件(SMD)，满足表面贴装过程(SMT)中高温红外回流炉焊接工艺的使用要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本申请涉及一种无卤阻燃高温尼龙，其特征在于，含有聚酰胺和DOPO衍生物。该无卤阻燃高温尼龙0.8毫米燃烧测试达到UL94V-0级别，具有良好的热稳定性、化学稳定性和机械性能，以其为主要原料制作的表面贴装元件(SMD)，满足表面贴装过程(SMT)中高温红外回流炉焊接工艺的使用要求。【专利说明】无卤阻燃高温尼龙
本专利技术涉及无卤阻燃半芳香族高温尼龙。
技术介绍
电子电器的小型化和多功能化，促使制造业加速采用表面贴装技术（SMT)来实 现电子元器件的高密度化。由于SMT过程需要使用高温红外回流炉来焊接表面贴装元件 (SMD)，要求SMD的材料具有杰出的热稳定性、化学稳定性和机械性能，半芳香族类高温尼 龙由此在SMD中得到极大的应用。但由于一般的半芳香族类高温尼龙具有可燃性，因此在 实际使用时需要添加阻燃剂，以达到防火安全的要求。传统上，半芳香族类高温尼龙通常采 用溴系阻燃剂，实现阻燃效果。但溴系阻燃剂在燃烧时，会产生强烈刺激性的溴化氢气体、 浓烟、甚至一些强烈致癌性物质，使得溴系阻燃剂的使用受到了限制。欧盟更是制定了法律 和法规譬如REACH和RoHS，限制某些溴系阻燃剂的使用，因此工业界开始转向无卤阻燃剂。 在半芳香族类高温尼龙这方面，寻找合适的无卤阻燃剂存在着巨大的挑战。半芳 香族类高温尼龙的熔点非常高（超过300°C )，加工温度常常需要在310-350°C之间，这导致 一般的无卤阻燃剂譬如聚磷酸胺等由于缺乏足够的热稳定性而不能满足其加工要求，因此 目前该领域的研究主要集中在发展具有高度热稳定性的无卤阻燃剂上。 由于含磷-碳键的化合物具有良好的热稳定性和化学稳定性，膦酸盐类化合物 在无卤阻燃方面得到了应用。譬如二烷基次膦酸盐特别是二乙基次膦酸铝被用作高温 尼龙的阻燃剂，见美国专利US7294661 ;美国专利申请US2008068971、US20100261818、 US20120029124、US2013049040和US20140011925。但二烷基次膦酸盐具有腐蚀性，它们的 腐蚀性在高温情况下尤其严重。另外二烷基次膦酸铝在高温尼龙的加工温度下是固体，会 引起制品流动性能的降低，影响复杂电子元器件的制作。 膦酸酯类特别是环状膦酸酯类也被报道作为阻燃剂。W02010135398报道了 9， 10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（D0P0)的衍生物，该衍生物一个分子中含有2 个磷中心（DiDOPO)，具有良好的热稳定性和阻燃性，但结构上仅限于2个磷中心之间的乙 烯基桥链（-CH 2CH2_)。W02012064703描述了具有不同桥链的DiDOPO作为环氧树脂的阻燃 齐U，该专利申请不包括芳香基取代的乙烯基桥链。 日本公开专利申请JPH11-106619报道了 D0P0的衍生物DiDOPO,该专利申请没有 提到芳香基取代的乙烯基桥链，且仅限应用于聚酯纤维。 日本公开专利申请JP2001270993描述了 D0P0的衍生物DiDOPO,该专利申请描述 的DiDOPO桥链长于乙烯基桥链，桥链太长导致DiDOPO的塑化性能增加，引起工程塑料制品 热变形温度的下降。并且该专利申请描述的DiDOPO亚烯基桥链上的取代基是羟基或烷氧 基。羟基的引入降低了阻燃剂的热稳定性，对工程塑料的加工不利。烷氧基的引入则增加 了被氧化性能，会导致高分子材料的提早降解。该专利申请没有提到芳香基取代的乙烯基 桥链。 本申请提供了一种基于D0P0衍生物的无卤阻燃高温尼龙。该D0P0衍生物阻燃效 果好，具有良好的热稳定性和化学稳定性，能够在不降低高温尼龙加工流动性的同时，克服 已有DiDOPO阻燃剂的耐化学性不足或者塑化性强的缺点。以其为阻燃剂制备的高温尼龙 燃烧测试0. 8毫米达到UL94V-0级别。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请提供了一种无卤阻燃高温尼龙，其特征在于，含有聚 酰胺和化合物A ;化合物A具有如式（1)所示的化学结构式： 【权利要求】1. 一种无卤阻燃高温尼龙，其特征在于，含有聚酰胺和化合物A ; 所述聚酰胺任选自半芳香族聚酰胺、半芳香族聚酰胺与脂肪族聚酰胺的混合物、半芳 香族聚酰胺与脂肪族聚酰胺的共聚物； 化合物A具有如式（1)所示的化学结构式：其中 Ar任选自C3?C18的杂芳基或C6?C18的芳基； 札和R2独立地任选自氢、C1?C18的烷基、C3?C18的杂芳基、C6?C18的芳基； R3, R4, R5和R6独立地任选自氢、C1?C18的烷基、C3?C18的杂芳基、C6?C18的芳 基； m，n，k和p独立地任选自0，1，2,3,4 ; 所述芳基或杂芳基芳香环上的任意氢原子可以独立被任意C1-C18的烷基取代。2. 根据权利要求1所述的无卤阻燃高温尼龙，其特征在于，所述化合物A结构式中杂芳 基任选自呋喃基、苯并呋喃基；芳基任选自苯基、萘基、茚基、芴基、甲基苯基、乙基苯基、丙 基苯基、丁基苯基、二甲基苯基、异丙基苯基、异丁基苯基或叔丁基苯基。3. 根据权利要求1所述的无卤阻燃高温尼龙，其特征在于，所述化合物A的结构式任选 自式（2)、式（3)、式（4)、式（5)、式（6)和式（7)中的一种，4. 根据权利要求1所述的无卤阻燃高温尼龙，其特征在于，所述半芳香族聚酰胺由任 意一种或几种芳香族二元羧酸与任意一种或几种脂肪族二元胺制得，或者由任意一种或几 种芳香族二元胺与任意一种或几种脂肪族二元羧酸制得；优选地，所述半芳香族聚酰胺由 任选自对苯二甲酸、间苯二甲酸和萘二甲酸中的一种或多种芳香族二元羧酸，与任选自丁 二胺、己二胺、辛二胺、癸二胺和2-甲基戊二胺中的一种或多种脂肪族二胺制得。5. 根据权利要求1所述的无卤阻燃高温尼龙，其特征在于，所述半芳香族聚酰胺由脂 肪族二元胺、芳香族二元羧酸和脂肪族二元羧酸制得。6. 根据权利要求5所述的无卤阻燃高温尼龙，其特征在于，所述芳香族二元羧酸任选 自对苯二甲酸、间苯二甲酸和萘二甲酸中的一种或多种；所述脂肪族二元胺任选自丁二胺、 己二胺、辛二胺、癸二胺和2-甲基戊二胺中的一种或多种；所述脂肪族二元羧酸任选自己 二酸、丁二酸、癸二酸、辛二酸中的一种或多种。7. 根据权利要求1所述的无卤阻燃高温尼龙，其特征在于，所述半芳香族聚酰胺任选 自聚对苯二甲酰己二胺、聚间苯二甲酰己二胺、对苯二甲酸/己二胺/己内酰胺共聚物、对 苯二甲酸/己二胺/己二酸的共聚物、对苯二甲酸/己二胺/己二酸/间苯二甲酸的共聚 物、聚对苯二甲酰壬二胺、聚对苯二甲酰癸二胺，聚对苯二甲酰十二二胺、对苯二甲酸/己 二胺/十二内酰胺共聚物、聚己二酰间苯二甲胺、对苯二甲酸/己二胺/2-甲基戊二胺共聚 物、对苯二甲酸/2, 2, 4三甲基己二胺/2, 4, 4-三甲基己二胺共聚物中的一种或几种。8. 权利要求1所述的无卤阻燃高温尼龙，其特征在于，含有玻璃纤维；所述化合物A占 无卤阻燃高温尼龙总重量的1?40%，优选的范围为3?30%，进一步优选的范围为5? 25%。9. 制备权利要求1-8所述任一无卤阻燃高温尼龙的方法，其特征在于，将聚酰胺和化 合物A，于250?380°C下混合，经冷却、干燥后，即得所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无卤阻燃高温尼龙，其特征在于，含有聚酰胺和化合物A；所述聚酰胺任选自半芳香族聚酰胺、半芳香族聚酰胺与脂肪族聚酰胺的混合物、半芳香族聚酰胺与脂肪族聚酰胺的共聚物；化合物A具有如式(1)所示的化学结构式：其中Ar任选自C3～C18的杂芳基或C6～C18的芳基；R1和R2独立地任选自氢、C1～C18的烷基、C3～C18的杂芳基、C6～C18的芳基；R3，R4，R5和R6独立地任选自氢、C1～C18的烷基、C3～C18的杂芳基、C6～C18的芳基；m，n，k和p独立地任选自0，1，2，3，4；所述芳基或杂芳基芳香环上的任意氢原子可以独立被任意C1‑C18的烷基取代。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚强，周浩，曹微虹，张伟伟，刘正西，徐子平，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，贵州源翼矿业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33