聚酯组合物制造技术

本发明专利技术涉及聚酯组合物，尤其是热塑性模制组合物，这些组合物包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚(对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯)(PCT)、玻璃纤维以及滑石，涉及这些组合物以模制组合物的形式用于生产抗短期热变形的产品的用途，并且涉及一种用于生产抗短期热变形的聚酯基产品，优选聚酯基电气或电子产品，尤其是聚酯基光电产品的方法。

【技术实现步骤摘要】
聚酯组合物
本专利技术涉及多种组合物，尤其是热塑性模制组合物，这些组合物包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚(对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯)(PCT)、滑石以及玻璃纤维，涉及这些组合物以模制组合物的形式用于生产抗短期热变形的产品的用途，并且涉及一种用于生产抗短期热变形的聚酯基电气或电子产品，尤其是聚酯基光电产品的方法。
技术介绍
许多电子和电气组件和部件包括热敏的电气和/或电子产品，特别是热敏的集成电路、锂电池、振荡器晶体、以及光电产品。在这样一种组件的安装过程中，必须将这些产品上提供的电触点以一种可靠的加工方法连接到一个电路板上的导体轨道和/或其他产品上的电触点上。这种安装经常是借助于一种焊接方法来实现的，其中提供在该产品上的焊接连接件被焊接到该电路板上。对于每一种产品，存在焊接时间和焊接温度的安全范围，在该安全范围内可以产生良好的焊接连接。为了获得良好的焊接结果，在焊接过程中必须将这些产品于延长的时间内暴露于高温。例如，在波峰焊接过程中，首先将插入电路板中的产品逐渐加热到约100℃-130℃。这之后进行实际焊接，该实际焊接典型地在260℃至285℃下进行并且花费至少5秒，然后是凝固阶段，在该凝固阶段中，该产品在数分钟内逐渐冷却下来。根据“http://de.wikipedia.org/wiki/％C3％B6ten”，波峰焊接(也称作流动焊接)是一种焊接方法，通过该焊接方法可以在装配之后将电子组件(电路板、平板组件)以半自动的或全自动的方式进行焊接。首先用焊剂涂敷器中的焊剂来润湿该电路板的焊接侧。此后，通过对流加热(热涡流，其结果是实质上每个地方、甚至上侧上都存在相同的温度)、线圈加热或红外散热器对该电路板进行预热。这是首先完成的以便汽化该焊剂的溶剂成分(否则在焊接操作中将形成气泡)，以便提高所用的活化剂的化学功效，并且避免由于随后的焊接过程中过分急剧的升温而引起的该组件的热翘曲以及对这些部件的损害。通常，要求小于120℃的温差。这意味着，在焊接温度为250℃的情况下，必须将电路板加热到至少130℃。通过温度特征曲线可以找到确切数据。这包括在样品电路板上的相关点处安装温度传感器并且用测量仪器进行记录。这给出了用于选定的部件的电路板的上侧和下侧的温度曲线。此后，该组件运行经过一个或两个焊料波峰。该焊料波峰是通过将液态焊料泵送通过一个孔口而产生的。在含铅焊料的情况下焊接温度为约250℃，而在无铅焊料的情况下焊接温度高出约10℃到35℃，即260℃到285℃，由于避免了含铅蒸汽，优选无铅焊料。应该如此选择焊接时间使得该加热既不损害电路板也不损害热敏部件。焊接时间为每一焊接位点与该液态焊料的接触时间。一侧层压的电路板的指导时间为小于一秒，而两侧层压的电路板的指导时间为不多于两秒。在多个电路板的情况下，施用最高达六秒的单独焊接时间。根据DINEN61760-1:1998，一个波峰亦或两个波峰总计的最长时间为10秒。从上述参考文件中可以获得更多详细细节。在焊接之后，冷却该组件是可取的，以便再次迅速降低热应力。这通过紧接着该焊接区域下游的一个冷却单元(气候控制系统)和/或通过散热站(sinkstation)中的常规通风机或回料带上的一个冷却隧道进行直接冷却来完成。结果为对所用的材料存在短期热变形抗性方面的高要求，尤其对于具有升高的熔化范围并且由于环境原因越来越频繁地使用的无铅焊料来说。此外，这种材料必须具有在使用中存在的温度下的非常好的抗老化性。热塑性聚酯类(诸如聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和聚对苯二甲酸乙二酯(PET))由于它们的良好可加工性、低吸水性和相关联的高尺寸稳定性、以及高温下的色泽稳定性，并且特别由于其突出的电气性能而特别适用于电气和电子应用。然而，热塑性聚酯类诸如PBT和PET，由于它们的熔点分别为220℃和260℃，特别地在具有高于这些熔点的短期峰值温度的焊接操作中，迅速达到其极限。一种可用于波峰焊接的具有285℃的熔点的热塑性聚酯原则上将是聚(1,4-亚环己基二亚甲基)对苯二甲酸酯(PCT)。例如，WO2007/033129A1描述了用于LED壳体的热稳定组合物，这些组合物基于PCT、以及还有二氧化钛和玻璃纤维。然而，此处有问题的是，PCT的机械性能比PBT或PET的机械性能差，并且由于它结晶更慢而更难以加工。由于由高熔点决定的高加工温度，适合的添加剂的选择也非常受限制，这特别适用于阻燃剂的范围，并且非常特别地适用于常常为相对热敏性的基于氮和基于磷的无卤阻燃剂。作为电气和电子应用的一个实例，WO2010/049531A1披露了被称为功率LED的、基于芳香族聚酯或者全芳香族聚酯的物质，这些聚酯据说防止由热或辐射引起的热塑性材料的降解。利用这些芳香族聚酯或者全芳香族聚酯，尤其是基于对羟基苯甲酸、对苯二甲酸、对苯二酚或4,4’-双酚、以及任选地间苯二甲酸的，使得这些功率LED的照明性能更持久。然而，这里WO2010/049531A1的聚酯的一个缺点也是由于所描述聚合物的高熔点在熔化时的高的加工温度，为355℃或更高的温度，并且另一个缺点是175℃或更高的高的模具温度。高的加工温度和模具温度限制了另外的添加剂的选择，尤其是可用的阻燃剂的选择，并且额外地要求以昂贵的方式专门改良的注塑模制机，尤其是在模具的加热和冷却时。此外，高的加工温度还导致注塑模制单元的磨损增加。US-A4874809描述了包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚(对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯)(PCT)的玻璃纤维增强的聚酯类，向其中已添加在按重量计5％与按重量计50％之间的云母以便降低翘曲的倾向。然而，在其中并没有证明与改善的短期热变形抗性亦或更低的加工温度有关的优点。此处可以确定的另一个问题是必须使用按重量计至少5％的云母，这会不利地影响性能的特征曲线，尤其对机械性能而言。根据“http://de.wikipedia.org/wiki/Glimmergruppe”，云母指的是具有化学组成DG2.3[T4O10]X2的一组页硅酸盐，其中D表示12-配位的阳离子，尤其是K、Na、Ca、Ba、Rb、Cs、NH4+，G表示6-配位的阳离子，尤其是Li、Mg、Fe2+、Mn、Zn、Al、Fe3+、Cr、V、Ti，T表示4-配位的阳离子，尤其是Si、Al、Fe3+、B、Be，并且X表示一种阴离子，尤其是OH-、F-、Cl-、O2-、S2-。因此，本专利技术解决的问题是提供基于热塑性聚酯类的多种组合物，尤其是热塑性组合物，这些组合物一方面与PBT和PET相比具有改善的短期热变形抗性，而且另一方面又可在PBT和PET的特征低温下加工，并且因此在添加剂(尤其是阻燃剂)的选择上具有更少的限制，并且具有良好的机械性能。关于根据本专利技术待生产的产品，本专利技术背景下的良好的机械性能的特征在于高的艾佐德冲击抗性(Izodimpactresistance)值、以及高的挠曲强度和边缘纤维伸长率。抗冲击性描述了材料在不断裂的情况下吸收冲击能量和撞击能量的能力。按照ISO180的艾佐德冲击抗性测试是一种用于测定材料的抗冲击性的标准方法。这包括首先将一个臂保持在特定的高度(＝恒定势能)并且最终将其释放。该臂撞到样品，使其断裂。由该样品吸收的能量来测定冲击能量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
多种组合物，这些组合物包括a)聚(1,4‑亚环己基二亚甲基)对苯二甲酸酯(PCT)，b)聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，c)玻璃纤维，以及d)滑石。

【技术特征摘要】
2014.01.18 DE 102014000613.1;2013.11.27 EP 13194641.组合物，包括a)按重量计3％至30％的聚(1,4-亚环己基二亚甲基)对苯二甲酸酯PCT，其中基于该组合物中存在的所有热塑性聚合物的总和，PCT的比例为在按重量计从5％到40％的范围内，b)按重量计15％至91.99％的聚对苯二甲酸乙二酯PET，c)按重量计5％至70％的玻璃纤维，以及d)按重量计0.01％至10％的滑石，其中单独组分应当以使得所有重量百分数的总和为100％的方式彼此组合。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，它们包括按重量计5％至25％的组分a)，并且其中单独组分应该以使得所有重量百分数的总和为100％的方式彼此组合。3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，它们包括按重量计10％至45％的玻璃纤维，并且其中单独组分应该以使得所有重量百分数的总和为100％的方式彼此组合。4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，它们包括按重量计0.05％至5％的滑石，并且其中单独组分应该以使得所有重量百分数的总和为100％的方式彼此组合。5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其特征在于，组分d)是微晶滑石。6.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其特征在于，除了组分a)、b)、c)以及d)之外，它们还包括e)至少一种阻燃剂。7.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于，所用的阻燃剂是具有或没有增效剂的有机卤素化合物，或者是基于有机或无机磷化合物或者有机氮化合物的无卤阻燃剂，单独地或混合物的形式。8.根据权利要求7所述的组合物，其特征在于，所用的有机卤素化合物是亚乙基-1,2-双四溴邻苯二甲酰亚胺、十溴二苯乙烷、四溴双酚A环氧低聚物、四溴双酚A低聚碳酸酯、四氯双酚A低聚碳酸酯、聚丙烯酸五溴苄酯、溴化聚苯乙烯或溴化聚苯醚。9.根据权利要求7所述的组合物，其特征在于，所用的有机或无机磷化合物是金属次膦酸盐类，金属膦酸盐类，和金属膦酸盐类的对应水合物，以及9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲10-氧化物类的衍生物，磷酸三苯酯TPP，包括低聚物的间苯二酚双(二苯基磷酸酯)RDP，和包括低聚物的双酚A双(二苯基磷酸酯)BDP，聚膦酸酯类，以及还有磷酸三聚氰胺，焦磷酸三聚氰胺，聚磷酸三聚氰胺，聚(磷酸铝)三聚氰胺，聚(磷酸锌)三聚氰胺或苯氧基磷腈低聚物以及它们的混合物。10.根据权利要求7所述的组合物，其特征在于，所用的有机氮化合物是三聚氰胺或氰脲酸三聚氰胺酯，以及三氯三嗪、哌嗪和吗啉的反应产物。11.根据权利要求7所述的组合物，其特征在于，所用的增效剂是锑化合物、锌化合物、锡化合物、或硼酸盐类。12.根据权利要求9所述的组合物，其特征在于，使用三(二乙基次膦酸)铝。13.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于，除了组分a)到e)之外或者代替组分e)，它们还包括f)至少一种每分子具有两个环氧基团的添加剂。14.根据权利要求13所述的组合物，其特征在于，组分f)选自双酚二缩水甘油醚类的组。15.根据权利要求13所述的组合物，其特征在于，除了组分a)到f)之外或者代替组分e)和/或f)，它们还包括g)二氧化钛。16.根据权利要求15所述的组合物，其特征在于，除了组分a)到g)之外或者代替组分e)和/或f)和/或g)，它们还包括h)至少一种不同于组分c)到g)的其他添加剂。17.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其特征在于，PET含有基于二羧酸至少80mol％的对苯二甲酸残基，以及基于二醇组分至少80mol％的乙二醇残基。18.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其特征在于，除了对苯二甲酸残基之外，PET含有至多达20mol％的具有8至14个碳原子的其他芳香族二羧酸类的残基或具有4至12个碳原子的脂肪族二羧酸类的残基。19.根据权利要求18所述的组合物，其特征在于，存在邻苯二甲酸、间苯二甲酸、萘-2,6-二羧酸、4,4’-二苯基二羧酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、环己烷二乙酸或环己烷二甲酸的残基。20.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其特征在于，PET具有在从30cm3/g到150cm3/g的范围内的特性粘度，所述特性粘度根据ISO1628-1借助乌氏粘度计于25℃下在重量份为1:1的苯酚/邻-二氯苯中测得。21.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其特征在于，组分a)PCT和/或组分b)PET的聚酯以与其他聚酯和/或另外的聚合物的混合物使用。22.根据权利要求21所述的组合物，其特征在于，其他聚酯是PBT。23.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其特征在于，对于组分c)，在加工前短切长玻璃纤维具有在从1至50mm范围内的起始长度，并且根据ISO22314测定玻璃纤维长度和玻璃纤维长度分布。24.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其特征在于，所述玻璃纤维具有在从7至18μm范围内的平均纤维直径。25.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述玻璃纤维用适合的滑移系和助粘附剂体系改性。26.根据权利要求25所述的组合物，其特征在于，所述玻璃纤维用硅烷基助粘附剂体系改性。27.根据权利要求26所述的组合物，其特征在于，硅烷基助粘附剂是具有以下通式(I)的硅烷化合物(X-(CH2)q)k-Si-(O-CrH2r+1)4-k(I)其中取代基定义如下：X：NH2-、HO-、q：从2至10的整数，r：从1至5的整数，k：从1至3的整数。28.根据权利要求27所述的组合物，其特征在于，所述助粘附剂来自下组的硅烷化合物：氨基丙基三甲氧基硅烷、氨基丁基三甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、氨基丁基三乙氧基硅烷、以及含有缩水甘油基作为取代基X的相应的硅烷。29.根据权利要求25至28中任一项所述的组合物，其特征在于，基于用于表面涂层的所述玻璃纤维，以按重量计0.05％至2％的量使用硅烷化合物。30.根据权利要求15所述的组合物，其特征在于，二氧化钛具有在从90nm到2000nm范围内的中值粒径d50，粒径分布通过至少德拜-谢勒法测定。31.根据权利要求30所述的组合物，其特征在于，二氧化钛的表面覆盖有化合物SiO2和/或Al2O3和/或氧化锆的无定形的沉淀氧化物水合物。32.根据权利要求16所述的组合物，其特征在于，组分h)是脱模剂、紫外稳定剂、热稳定剂、伽马射线稳定剂、抗静电剂、助流剂、阻燃剂、弹性体改性剂、酸清除剂、乳化剂、成核剂、增塑剂、润滑剂、染料或颜料。33.根据权利要求32所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫·伊梅尔，约亨·恩特尔，马蒂亚斯·比恩米勒，
申请(专利权)人：朗盛德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE