專利名稱：非鹵化聚酰胺組合物的制作方法
背景技術：
本發明涉及一種非鹵化聚酰胺組合物，特別是具有阻燃性能的組合物。
聚酰胺，例如尼龍，有各種的商業用途。一個重要的用途是作為用于模塑制品的樹脂。對于模塑聚酰胺制品，阻燃性能經常是重要的。過去用于在聚酰胺組合物中獲得阻燃性能的方法表現出各種問題或缺點。
加入鹵素化合物能提供阻燃性，但是鹵素化合物不能用于提供最有利于環境的系統。例如，一個問題是因鹵素的腐蝕性，要縮短模具壽命。非鹵化阻燃(NHFR)尼龍組合物能通過加入蜜胺氰尿酸酯制得。NHFR尼龍制品用高韌性的共聚物基樹脂制備，但是這一共聚物導致組合物在模塑加工中有較長的凝固或固化時間。為了增加生產量并且因此減少生產成本，模塑加工中希望短的凝固時間。降低基礎共聚物樹脂的相對粘度(RV)會減少凝固時間，但也減弱阻燃性(例如，由Underwrites’Laboratories UL-V0 Vertical Flame Test測定)。
存在對既有好的阻燃性能和模塑加工中相對短的凝固時間，還有其它所希望的性能，例如韌性，的改性聚酰胺組合物的需要。
發明簡介本發明的一方面涉及一種聚酰胺組合物，其包括(a)至少一種除了尼龍2，2的聚酰胺，或含有至少兩種非尼龍2，2的聚酰胺重復單元的共聚物，(b)蜜胺氰尿酸酯，和(c)導致聚酰胺(a)成核的有效量的成核劑。
在優選實施方案中，成核劑為尼龍2，2。優選尼龍2，2的量為約0.001重量％～約0.1重量％，更優選量為約0.01重量％～約0.05重量％。
聚酰胺(a)可以為，例如尼龍6，6。作為另一個例子它可為尼龍6，6和尼龍6的共聚物。優選聚酰胺有約40～約50的相對粘度(RV)。特別優選RV在約44～50的范圍。
組合物可以進一步包括一種或多種填料、增強劑、穩定劑、染料、其它阻燃劑、脫模劑、增塑劑、顏料、紫外光吸收劑、抗靜電劑或潤滑劑。
優選共聚物為組合物重量的約75～95％，蜜胺氰尿酸酯為組合物重量的約1～15％，和成核劑(例如，尼龍2，2)為組合物重量的約0.001～0.1％。一個特別優選的實例中，共聚物為組合物重量的約85～95％，蜜胺氰尿酸酯為組合物重量的約5～10％，和尼龍2，2為組合物重量的約0.01～0.05％。
本發明的另一方面是一種生產成核聚酰胺的方法。該方法包括在(a)蜜胺氰尿酸酯和(b)導致聚酰胺成核的有效量的成核劑存在下，冷卻熔融的非尼龍2，2的聚酰胺。在該方法的各種實施方案中，對應于組合物的反應物和配比可以為如上所述的。
本發明的組合物顯示出商業希望的阻燃性、韌性和流動性，同時還具有模塑操作中相對短的凝固時間和因此降低的模塑周期。特別是，保持模塑操作中相對短的凝固時間的同時，本發明的組合物符合Underwtites’Laboratories UL-V0阻燃性試驗。模塑周期的改進提高生產產出量和減少單位成本。
具體實施方案的描述本發明的組合物包括一種或多種聚酰胺，它們是通過胺基羧酸或二胺和二羧酸混合物的縮聚得到的縮合聚合物，包括通過不同聚酰胺形成成份的縮聚得到的共聚酰胺共聚體。合適的聚酰胺包括尼龍6和尼龍6，6。其它合適的聚酰胺是含有至少兩種聚酰胺重復單元的共聚物，或兩種或多種聚酰胺的共混物或合金。合適的共聚物包括尼龍6，6和尼龍6、尼龍6IA、尼龍6TA等等的共聚物。
本發明的組合物也包括蜜胺氰尿酸酯。US專利4,180,496、4,298,518、4,317,766、4,321,189、4,363,890、4,789,698和5,135,974已教導各種加入這種化合物到聚合物的組合物中的方法，各專利這里作為參考引入。通常，對于最后的組合物的蜜胺氰尿酸酯，可通過加熱前直接將該化合物與聚酰胺和其它組份一起加入提供，或可加入前體化合物，該化合物在升溫加工期間就地反應生成蜜胺氰尿酸酯。
本發明的組合物還包括成核劑，優選均相成核劑。目前優選的成核劑是尼龍2，2。其它合適的均相成核劑包括例如尼龍4，6和由苯代次膦酸和硬脂酸鋁反應形成的化合物。此外其它合適的成核劑包括非均相成核劑例如二氧化鈦和氟化鈣。
成核劑(例如，尼龍2，2)和蜜胺氰尿酸酯或其前體化合物，可以在縮聚步驟之前、之間或之后加入到聚酰胺中。例如尼龍2，2和蜜胺氰尿酸酯可以加入到熔融的聚酰胺中。此外，它們可以和固態聚酰胺混合，然后熔融該混合物。作為另一種選擇，一定形狀的固態聚酰胺，例如塊狀、球狀或碎片狀，可以被其它組份涂布或與其它組份一起研磨，然后熔融。
本發明的組合物可以進一步包括一種或多種聚合物添加劑，例如填料、增強劑、穩定劑、染料、其它阻燃劑、脫模劑、增塑劑、顏料、紫外光吸收劑、抗靜電劑、和潤滑劑。
本發明的組合物可以用公知的裝置和方法模塑成各種形狀的制品。本發明特別用于要求高阻燃性的工程熱塑性材料。
本發明的可膜塑加工、阻燃性尼龍組合物的一個具體的例子是組合物包括尼龍6/尼龍6，6共聚物(約91重量％)，蜜胺氰尿酸酯(約7％)，和尼龍2，2(約0.02％)，加上非必要的如上所述的一種或多種其它聚合物添加劑。共聚物可以包括，例如，約89重量％尼龍6，6和約11％尼龍6，加上約0.05％乙酸。
這里所有公開和要求保護的組合物和方法，都是依據本發明內容，在不進行過分的實驗下實現和實施的。盡管本發明的組合物和方法已通過優選的實施方案進行了描述，但本領域熟練技術人員顯而易見的是，在不離開本發明的概念、精神和范圍下，可對組合物和方法以及方法的步驟或步驟順序進行各種變化。更具體地，在獲得相同或相近的效果下，可用化學上相關的一些試劑取代這里所述的試劑是顯而易見的。本領域熟練技術人員顯而易見的所有這些類似取代和變化，都認為在所附權利要求定義的本發明精神、范圍和概念內。
權利要求
1.一種聚酰胺組合物，其包括(a)至少一種非尼龍2，2的聚酰胺，或含有至少兩種非尼龍2，2的聚酰胺重復單元的共聚物，(b)蜜胺氰尿酸酯，和(c)導致聚酰胺(a)成核的有效量的成核劑。
2.根據權利要求1的組合物，成核劑是尼龍2，2。
3.根據權利要求2的組合物，其中尼龍2，2的量為約0.001重量％～約0.1重量％。
4.根據權利要求3的組合物，其中尼龍2，2量為約0.01重量％～約0.05重量％。
5.根據權利要求1的組合物，其中聚酰胺(a)為尼龍6，6。
6.根據權利要求1的組合物，其中(a)的共聚物為尼龍6，6和尼龍6的共聚物。
7.根據權利要求1的組合物，進一步包括一種或多種填料、增強劑、穩定劑、染料、其它阻燃劑、脫模劑、增塑劑、顏料、紫外光吸收劑、抗靜電劑、或潤滑劑。
8.一種聚酰胺組合物，其包括(a)尼龍6，6和尼龍6的共聚物，(b)蜜胺氰尿酸酯，和(c)導致聚酰胺共聚物成核的有效量的尼龍2，2。
9.根據權利要求8的組合物，其中共聚物為組合物重量的約75～95％，蜜胺氰尿酸酯為組合物重量的約1～15％，和尼龍2，2為組合物重量的約0.001～0.1％。
10.根據權利要求9的組合物，其中共聚物為組合物重量的約85～95％，蜜胺氰尿酸酯為組合物重量的約5～10％，和尼龍2，2為組合物重量的約0.01～0.05％。
11.根據權利要求10的組合物，組合物進一步包括一種或多種填料、增強劑、穩定劑、染料、其它阻燃劑、脫模劑、增塑劑、顏料、紫外光吸收劑、抗靜電劑、或潤滑劑。
12.一種制備成核聚酰胺的方法，包括在(a)蜜胺氰尿酸酯和(b)導致聚酰胺成核的有效量的成核劑的存在下，冷卻熔融的非尼龍2，2的聚酰胺。
13.根據權利要求12的方法，其中成核劑為尼龍2，2。
14.根據權利要求13的方法，其中尼龍2，2的量為約0.001重量％～約0.1重量％。
15.根據權利要求13的方法，其中尼龍2，2量為約0.01重量％～約0.05重量％。
16.根據權利要求12的方法，其中聚酰胺為尼龍6，6和尼龍6的共聚物。
17.根據權利要求16的方法，其中成核劑為尼龍2，2。
18.根據權利要求17的方法，其中共聚物為組合物重量的約75～95％，蜜胺氰尿酸酯為組合物重量的約1～15％，和尼龍2，2為組合物重量的約0.001～0.1％。
19.根據權利要求18的方法，其中共聚物為組合物重量的約85～95％，蜜胺氰尿酸酯為組合物重量的約5～10％，和尼龍2，2為組合物重量的約0.01～0.05％。
20.根據權利要求19的方法，其中在聚酰胺冷卻時，還存在一種或多種填料、增強劑、穩定劑、染料、其它阻燃劑、脫模劑、增塑劑、顏料、紫外光吸收劑、抗靜電劑、或潤滑劑。
全文摘要
一種聚酰胺組合物,包括(a)至少一種除了尼龍2,2的聚酰胺,或含有至少兩種非尼龍2,2的聚酰胺重復單元的共聚物,(b)蜜胺氰尿酸酯,和(c)一定量的成核劑足夠導致聚酰胺(a)的成核。該組合物有好的阻燃性能和模塑加工中相對短的凝固時間。
文檔編號C08L77/00GK1329636SQ99814146
公開日2002年1月2日 申請日期1999年12月7日 優先權日1998年12月10日
發明者B·A·萊塞克, R·F·鄧恩, J·C·科斯塔克斯 申請人:索羅蒂亞公司