阻燃的聚酰胺组合物制造技术

本发明专利技术涉及包含至少一种来自包含氧化铝、氮化硼和三斜的硅酸铝的组的填充剂的基于聚酰胺的组合物，并且涉及所述组合物用于制造具有更高的防火要求的产品、尤其优选具有更高的灼热丝要求的产品、特别地在家用电器中用于带电部件和带电压部件的组成零件的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含至少一种来自由氧化铝、氮化硼和硅酸铝组成的组的填充剂的基于聚酰胺的组合物，以及还有这些组合物用于生产以下项的用途：具有相对高的阻燃性要求的产品，特别优选具有相对高的灼热丝要求的产品，特别是在家用电器中用于电流和电压传导部件的部件。
技术介绍
在从汽车行业直到电气和电子领域的各种应用中使用聚酰胺组合物，因为除其他之外其就强度、韧性、可加工性而言的优异的特性以及其非常良好的耐溶剂性。在电气和电子领域中，特别地，由于例如通过短路、电弧或破损的线触发的增加的火险，经常存在就非金属的绝缘材料、工作材料或产品的阻燃性而言的增加的要求。特别地对于家用电器中的电流和电压传导部件，用于此目的的非金属的绝缘材料必须满足就其阻燃性而言的根据IEC60335-1的标准要求，在该材料与电力传导零件之间的距离小于3mm时(参见Plastverarbeiter，56，2005年，第4期，66-67)。在携带大于0.5A的电流的经受监管的家用电器中，非金属的绝缘材料和由其制成的产品必须实现至少750℃的GWFI(灼热丝可燃性指数＝IEC60695-2-12)。该GWFI是根据IEC60695-2-12在测试板(圆盘)上测量的并且是在通过灼热丝施加时样品的自熄灭行为的量度。用一牛顿的力将测试样品压在加热的灼热丝上持续30秒。该灼热丝的穿透深度被限于7mm。当移除灼热丝后测试样品继续燃烧小于30秒时并且当在该测试样品下面的一张棉纸没有起燃时通过测试。因此，对于本专利技术的目的的高或相对高的阻燃性要求是GWFI≥750℃，其中此参数是根据IEC60695-2-12确定的。如果有待检测的材料或有待检测的产品不满足根据IEC 60695-2-12的这个条件，则不能给予相应的许可。作为替代方案，有待检测的产品还可以经受GWT测试(灼热丝温度测试＝IEC60695-2-11)。对于携带大于0.5A的电流的经受监管的家用电器，在这种情况下这些非金属的绝缘材料必须经受至少750℃的GWT。此外，可以评论的是在没有经受监管的家用电气的情况下，灼热丝可燃性也发挥作用。例如，这可以根据IEC60695-2-13在测试板上确定。由于其化学组成，许多塑料例如聚酰胺易于燃烧。为了能够获得被塑料加工者并且有时被立法者所要求的高阻燃性要求，因此塑料一般配备有阻燃剂。在聚酰胺的情况下，含卤素的阻燃剂如溴化的聚苯乙烯或十溴二苯乙烷被讨论并且通常与阻燃性增效剂例如三氧化二锑结合使用。在非卤化的阻燃剂中，含氮的衍生物(特别地三聚氰胺氰尿酸盐)、释水化合物(特别地氢氧化镁)或含磷组分(特别地红磷、聚磷酸三聚氰胺或次膦酸的盐(次膦酸盐))经常用于聚酰胺(DE-A-2 252 258和DE-A-2447 727)。使用这些阻燃剂的缺点具体是由该系统强加的低分解温度以及与此关联的用于在混配中、在注射模制中或在挤出中模制含有此类阻燃剂的组合物的窄的加工窗口。混配(从化合物＝混合物)是来自塑料技术的术语，该术语可以等同于塑料加工并且描述通过混合助剂(填充剂、添加剂等等)用于塑料的特性轮廓的定向优化的塑料的改良工艺。混配在至少一种混合装置中、优选地在挤出机、特别优选地在同向旋转双螺杆挤出机、反向旋转双螺杆挤出机、行星式螺杆挤出机或共混料机中进行并且包括工艺操作：输送、融化、分散、混合、排气和压力积聚。因此，在无卤素阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐在聚酰胺中的加工或混配中，具有不利作用的有待使用的组合物的分解现象如沉积物形成和发泡可能在仅高于290℃的温度下发生。类似地，无卤素阻燃剂氢氧化镁的工业可用性经常受限于低融化聚酰胺如聚酰胺6。氢氧化镁的另外的缺点具体地是对于由加入氢氧化镁的聚酰胺组合物可获得的产品的机械特性、特别地冲击韧性和边缘纤维伸长率的不利影响。在含次膦酸盐的阻燃剂的使用中，在加工期间特别地在高于300℃的加工温度下同样有时观察到聚合物降解、聚合物褪色和烟释放。然而，这些困难可以通过加入小量的碱性或两性氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐、硼酸盐或锡酸盐减少(WO-A 2004/022640)。独立于加工问题，通常使用的许多阻燃剂还由于生态原因处于讨论中。因此，一些含卤素阻燃剂可以在被引入到环境中时由于其高的持久性而在生物体中累积。在基于磷的无卤素阻燃剂的情况下，能源密集型的生产除其他之外是不利的。US 2011/103021 A1描述了用于电气或电子器件的散热器。其中的实例II涉及由聚酰胺46和氮化硼构成的模制组合物。该组合物在挤出机中混合并且经受注射模制工艺以便产生测试板。借助于灼热丝测试GWFI根据IEC 60695-2确定灼热丝耐受性，该灼热丝耐受性在650℃以及还有在960℃下都通过了。WO 2013/045426 A1披露了含有聚酰胺、金属氧化物如氧化铝和氮化合物如氮化硼的组合物。另外的组分包含纤维如玻璃纤维、阻燃剂和热稳定剂。CN 103 304 992 A描述了含有聚酰胺66、阻燃剂、具有低含碳量的加速剂、抗氧化剂以及按重量计从1％至3％的GWIT助剂如氧化铝的阻燃聚酰胺组合物。US 4399246 A描述了含有矿物填充剂、氨基硅烷和磺酰胺化合物的聚酰胺组合物。在实例2和3中描述了由聚酰胺和硅酸铝构成的组合物。在挤出机中在270℃-280℃混合这些组合物并且借助于注射模制挤出以形成测试样品。US 2006/189747 A披露了包含高岭土的聚酰胺组合物。
技术实现思路
从此现有技术出发，因此本专利技术的目的是提供用于具有相对高的阻燃性要求、特别地根据IEC60335-1的要求的应用中的基于聚酰胺的组合物，这些组合物优选地在不加入基于含卤素、含氮或含磷的有机化合物或红磷的阻燃剂下满足上述相对高的阻燃性要求。现在已经出人意料地发现，基于聚酰胺的组合物和由其制得的产品满足相对高的阻燃性要求、特别地增加的灼热丝耐受性，而没有在使用阻燃剂时必须接受的就加工窗口或生态而言的通常的限制，这些组合物和产品含有至少一种来自由氧化铝、氮化硼和硅酸铝组成的组的电绝缘导热填充剂、优选硅酸铝。通过提供含有以下项的组合物的本专利技术实现该目的：a)至少一种聚酰胺以及b)至少一种选自由氧化铝、氮化硼和硅酸铝组成的组的电绝缘导热的填充剂。本专利技术优选地提供含有以下项的组合物：a)至少一种聚酰胺以及b)三斜轴面硅酸铝。为了清晰起见，应注意到本专利技术的范围涵盖下文中概括地提及的或在优选的范围内所指定的呈任何所希望的组合的所有定义及参数。本专利技术优选地提供含有以下项的组合物：a)按重量计从20％至90％、优选按重量计从30％至70％的至少一种聚酰胺，以及b)按重量计从10％至80％、优选按重量计从15％至75％、特别优选按重量计从30％至70％的至少一种选自由b1)氧化铝、b2)氮化硼和b3)硅酸铝组成的组的电绝缘导热的填充剂，其中所有重量百分比的总和始终为100。本专利技术特别优选地提供含有以下项的组合物：a)按重量计从20％至90％、优选按重量计从30％至70％的至少一种乙烯基单体，以及b)按重量计从10％至80％、优选按重量计从15％至75％、特别优选按重量计从30％至70％的三斜轴面硅酸铝，其中所有重量百分比的总和始终为100。本专利技术另外提供a)至少一种聚酰胺和b)至少一种选自由氧化铝、氮化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，含有：a)按重量计从20％至90％的至少一种聚酰胺以及b)按重量计从10％至80％的至少一种选自由b1)氧化铝、b2)氮化硼和b3)硅酸铝组成的组的电绝缘导热的填充剂，其中所有重量百分比的总数始终为100。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.27 EP 14161895.91.一种组合物，含有：a)按重量计从20％至90％的至少一种聚酰胺以及b)按重量计从10％至80％的至少一种选自由b1)氧化铝、b2)氮化硼和b3)硅酸铝组成的组的电绝缘导热的填充剂，其中所有重量百分比的总数始终为100。2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于这些组分b1)和b2)以细针、小片、球体或不规则形状的颗粒的形式使用。3.如权利要求2所述的组合物，其特征在于这些组分b1)和b2)的粒径是在从0.1μm至300μm的范围内。4.如权利要求2或3中任一项所述的组合物，其特征在于这些组分b1)和b2)的导热率是在从10W/mK至400W/mK的范围内。5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于所使用的硅酸铝是三斜的硅酸铝、优选地具有化学组成Al2[O SiO4]的矿物蓝晶石。6.如权利要求5所述的组合物，其特征在于使用具有按重量计小于1％的杂质的蓝晶石。7.如权利要求5或6中任一项所述的组合物，其特征在于以粉末、优选地以具有根据ASTM D 1921-89方法A不大于500μm的平均粒径d50的粉末使用蓝晶石。8.如权利要求1至7中任一项所述的组合物，其特征在于该组合物含有c)基于总组合物，按重量计从5％至70％的除了这些组分a)和b)之外的玻璃纤维，其中将其他组分的量降低到使得所有重量百分比的总数始终为100的这样的程度。9.如权利要求8所述的组合物，其特征在于有待用作组分c)的这些玻璃纤维配备有胶料体系或粘合剂或粘合剂体系、特别优选基于硅烷的胶料体系或粘合剂或粘合剂体系。10.如权利要求1至9中任一项所述的组合物，其特征在于该组合物含有d)基于总组合物，按重量计从0.01％至3％的除了这些组分a)至c)之外的至少一种热稳定剂，其中所有重量百分比的总数始终为100。11.如权利要求10所述的组合物，其特征在于该...

【专利技术属性】
技术研发人员：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