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具有耐斜面漏电起痕性的聚酰胺组合物

文献发布时间:2023-06-19 19:30:30



技术领域

本发明涉及一种通过使用聚酰胺组合物来改善在高于1kV电压下的斜面漏电起痕(IPT)性能的方法。该聚酰胺组合物包含a)10-50重量%的至少一种半结晶脂肪族聚酰胺,每个酰胺基平均具有3-5个碳原子,不包括羰基中的碳原子;b)1-40重量%的至少一种长链脂肪族聚酰胺,每个酰胺基平均具有等于或多于6个碳原子,不包括羰基中的碳原子;c)0-35重量%的阻燃剂;d)0-50重量%的纤维和/或颗粒填料;e)1-25重量%的抗冲改性剂,和f)0-20重量%的其它添加剂。本发明还涉及聚酰胺组合物和由此生产的制品。

背景技术

20世纪50年代引入环氧树脂后,高分子材料作为高压绝缘材料得到了广泛的应用。起初,聚合物用于室内环境。罗森塔尔公司在1976年推出了由硅胶制成的复合绝缘体。聚合物绝缘体的外形可能很复杂,它们的部件可能比陶瓷绝缘体更薄。不幸的是,聚合物对表面放电的抵抗性比陶瓷材料低很多倍。为此,提出了几种提高聚合物耐高压降解性能的方法。

聚酰胺66(PA 66)是一种非常重要的工程热塑性聚合物,因为它结合了几种理想的性能,如高强度和刚性、高韧性、高耐热性、优异的耐磨性、良好的电性能和耐化学性、高流动性和优异的加工性。PA 66作为一种绝缘材料,广泛应用于汽车、电气和电子领域。

根据IEC 60112,相对漏电起痕指数(CTI)是评估塑料对表面漏电起痕敏感性的最常见测试,提供了绝缘材料性能的指标。CTI是一种在潮湿和污染条件下的加速测试方法,其在放置在材料表面的两个电极之间施加电压。

斜面漏电起痕(IPT)是评价绝缘材料在潮湿条件下高压效应(>1kV)下放电效应引起的耐腐蚀性和耐漏电起痕性的有效方法。聚合物是由分子组成的有机材料,这些分子之间的结合不像无机材料(如陶瓷和玻璃)中的分子那样紧密。它们可以在比陶瓷低得多的温度下降解。降解过程中形成的碳使表面导电并导致电气故障,不再能够承受施加的电压。碳导电通路在表面上的形成被称为漏电起痕。用于高压应用的最常见的聚合物材料是硅橡胶、EPR橡胶、脂环族环氧树脂、聚碳酸酯,因为它们在漏电起痕性和腐蚀性、疏水性、紫外线稳定性等方面具有优异的性能。有机填料类型、填料尺寸、填料导电性、基底聚合物的碳含量等因素都会影响IPT值。正常情况下,IPT的电压测试范围不高于1kV。

CN 102732002A公开了一种具有高CTI值的玻璃纤维增强PA66/PA 11合金。通过除铁红磷、抗迁移剂和高CTI值试剂的组合来提高CTI值。然而,该专利申请没有披露高CTI值试剂的定义。

CN 102105119A公开了PA 1010和聚丙烯树脂在改善PA 66的韧性和柔韧性方面的应用。CN 103224703A公开了苯乙烯-丙烯腈可以提高包含PA 66和PA 1212的聚酰胺复合材料的韧性。这种聚酰胺的组合主要是提高韧性,而与聚酰胺树脂的耐漏电起痕性无关。

光伏(“PV”)市场正从1kVA电网转向1.5kVA电网,这一转变导致了对光伏连接器和接线盒的新规定。在工程塑料领域,有许多产品用于光伏应用;然而,对于高电压的应用,特别是1.2kV、1.5kV或2kV的应用,以前很少受到关注。具有低碳原子数二羧酸或内酰胺的聚酰胺,如PA 6和PA 66,由于其良好的机械和加工性能,在光伏市场上被广泛使用。然而,这种聚酰胺不能满足电压高于1.5kV的光伏应用的要求。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种通过使用每个酰胺基平均具有等于或多于6个碳原子(不包括酰胺基中的碳原子)的长链脂肪族聚酰胺来改善在高于1kV的电压下的斜面漏电起痕性能的方法。

本发明的另一个目的是提供一种通过使用聚酰胺组合物在高于1kV的电压下改善斜面漏电起痕性能的方法,所述组合物包括:

a)10-50重量%的至少一种半结晶脂肪族聚酰胺,每个酰胺基平均具有3-5个碳原子,不包括羰基中的碳原子;

b)1-40重量%的至少一种长链脂肪族聚酰胺,每个酰胺基平均具有等于或多于6个碳原子,不包括羰基中的碳原子;

c)0-35重量%阻燃剂;

d)0-50重量%的纤维和/或颗粒填料;

e)1-25重量%的抗冲改性剂,和

f)0-20重量%的其它添加剂。

在优选实施方案中,长链脂肪族聚酰胺选自聚酰胺1212、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺1010和聚酰胺6/6.36。

在优选实施方案中,基于聚酰胺组合物的总重量计,阻燃剂包含(c1)3-15重量%的红磷和(c2)1-10重量%的三嗪类阻燃剂。所述三嗪类阻燃剂优选为三聚氰胺磷酸酯、双三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、三聚氰胺聚磷酸酯、双三聚氰胺焦磷酸酯、二甲拉嗪磷酸酯或三聚氰胺聚磷酸酯。

在优选实施方案中,填料是玻璃纤维,优选无碱E-玻璃纤维。其它添加剂f)可包括抗氧化剂、润滑分散剂。

在优选实施方案中,聚酰胺组合物中聚酰胺组分a)和b)的重量比为5:1至1:1,优选为4:1至1:1,更优选为3.5:1至2.5:1,尤其是3:1。

与现有技术相比,本发明提供的聚酰胺组合物具有高夏比缺口冲击强度(23℃时≥16kJ/m

本发明的另一个目的是提供一种由聚酰胺组合物生产的制品,其在高于1kV,例如1.2kV或更高,1.5kV或更高,或高达2kV的电压下表现出优异的耐漏电起痕性能。所述制品优选为光伏连接器的螺母或主体或电绝缘塑料部件。

本发明的另一个目的是提供一种聚酰胺组合物,包括

a)10-50重量%的至少一种半结晶脂肪族聚酰胺,每个酰胺基平均具有3-5个碳原子,不包括羰基中的碳原子;

b)1-40重量%的至少一种长链脂肪族聚酰胺,每个酰胺基平均具有等于或多于6个碳原子,不包括羰基中的碳原子;

c)4-25重量%的阻燃剂,包括组分c1)红磷和组分c2)三嗪类阻燃剂,所述三嗪类阻燃剂优选为三聚氰胺磷酸酯、双三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、三聚氰胺聚磷酸酯、双三聚氰胺焦磷酸酯、二甲拉嗪磷酸酯或三聚氰胺聚磷酸酯;

d)0-50重量%的纤维和/或颗粒填料;

e)1-25重量%的抗冲改性剂,和

f)0-20重量%的其它添加剂。

具体实施方式

除非另有定义,在此使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域的技术人员通常理解的含义。除非另有说明,否则以下术语具有以下赋予其的含义。

如本文所使用的,冠词“a”和“an”指的是冠词的语法宾语的一个或多于一个(即,至少一个)。举例来说,“一个元素”是指一个元素或多于一个元素。

如本文所使用的,术语“大约”被理解为指本领域技术人员在实现相同功能或结果的情境中会认为等同于所述值的数字范围。

如本文所用,术语“添加剂”是指包含在配方系统中以增强其物理或化学性质并提供所需结果的添加剂。这种添加剂包括但不限于染料、颜料、增韧剂、抗冲改性剂、流变改性剂、增塑剂、触变剂、天然或合成橡胶、填充剂、增强剂、增稠剂、不透明剂、抑制剂、荧光或其他标记剂、热降解还原剂、热阻赋予剂、表面活性剂、润湿剂、消泡剂、分散剂、流动或滑动助剂、生物杀灭剂和稳定剂。

除非另有说明,所有百分比(%)均为“重量百分比”。

以上在一般术语或优先领域中给出的基本定义或说明适用于最终产品,并相应地适用于起始原料和中间体。这些基本定义可以根据需要彼此组合,即包括一般定义和/或各自的优选范围和/或实施例之间的组合。

本文公开的所有实施例和优选实施例可以根据需要组合,它们也被认为包含在本发明的范围内。

AB-聚酰胺中的“AB”表示AB-聚酰胺的重复单元中有一个氮原子和一个羰基;

AABB-聚酰胺中的“AABB”表示在AABB-聚酰胺的重复单元中有两个氮原子和两个羰基。

除非另有说明,温度是指室温,压力是指环境压力。

除非另有说明,溶剂是指本领域技术人员已知的所有有机和无机溶剂,不包括任何类型的单体分子。

本发明的发明人已经令人惊讶地发现,聚酰胺组合物通过使用每个酰胺基平均具有等于或多于6个碳原子(不包括羰基中的碳原子)的长链脂肪族聚酰胺,可以改善在高于1kV的电压下的斜面漏电起痕性能。

本发明提供了一种通过使用聚酰胺组合物来改善在高于1kV的电压下的斜面漏电起痕性能的方法,所述组合物包括:

a)10-50重量%的至少一种半结晶脂肪族聚酰胺,每个酰胺基平均具有3-5个碳原子,不包括羰基中的碳原子;

b)1-40重量%的至少一种长链脂肪族聚酰胺,每个酰胺基平均具有等于或多于6个碳原子,不包括羰基中的碳原子;

c)0-35重量%的阻燃剂;

d)0-50重量%的纤维和/或颗粒填料;

e)1-25重量%的抗冲改性剂,和

f)0-20重量%的其它添加剂。

所述高电压高于1kV,优选为1.2kV或更高,更优选为1.5kV或更高,甚至高达2kV。

每个酰胺基的碳原子数

在AB-聚酰胺的情况下,每个酰胺基的碳原子数定义为每个酰胺基的氮原子和羰基之间的碳原子数。AB-聚酰胺的一个实例是衍生自己内酰胺的聚酰胺6,在此氮原子和羰基之间的碳原子数是5,则聚酰胺6的每个酰胺基的碳原子数是5。AB-聚酰胺的另一个实例是衍生自十二内酰胺的聚酰胺11,聚酰胺11的每个酰胺基的碳原子数是10。

在衍生自二胺和二羧酸的AABB-聚酰胺的情况下,每个酰胺基的碳原子数是二胺的两个氮原子之间的碳原子数(C

聚酰胺(a)或(b)的混合物的每个酰胺基的碳原子数是所有聚酰胺(a)或(b)的平均碳原子数,将聚酰胺(a)或(b)在混合物中的重量比考虑在内。

a)每个酰胺基平均具有3-5个碳原子的半结晶脂肪族聚酰胺

本发明中的组分a)可以衍生自脂肪族二羧酸和脂肪族二胺、内酰胺和/或氨基酸,其中所述脂肪族二羧酸优选具有4-6个碳原子,所述脂肪族二胺优选具有4-6个碳原子,所述内酰胺优选具有4-6个碳原子,此处的碳原子包括构成二羧酸、二胺或内酰胺的所有碳原子。

本发明中的组分a)包括本发明中至少一种半结晶脂肪族聚酰胺(a)的共聚酰胺或共混物。

本发明中的组分a)的实例包括PA 4、PA 6、PA 56、PA 46、PA 66和/或PA 6/66,优选PA 66。PA 66具有优异的阻燃性,在本发明中可以适当地选择聚酰胺工业中常用的常规PA 66产品。优选地,适合用作组分a)的PA 66可以具有90-300ml/g、优选110-200ml/g、更优选110-170ml/g的粘度值,根据ISO 307-2007在浓度为0.005g/ml的聚酰胺溶液中于96重量%硫酸中测量。合适的PA 66可以商购自来自杜邦的

PA 6具有优异的阻燃性,在本发明中可以适当地选择聚酰胺工业中常用的常规PA6产品。优选地,适合用作组分a)的PA 6可以具有90-260ml/g、优选110-200ml/g的粘度值,根据ISO 307-2007在浓度为0.005g/ml的聚酰胺溶液中于96重量%硫酸中测量。合适的PA6可以商购自来自杜邦的

基于聚酰胺组合物的总重量计,聚酰胺组分a)的量为10-50重量%,优选15-45重量%,特别是20-40重量%。

b)每个酰胺基平均具有等于或多于6个碳原子的长链脂肪族聚酰胺

本发明中的组分b)可以衍生自脂肪族二羧酸和脂肪族二胺、内酰胺和/或氨基酸,其中所述脂肪族二羧酸优选具有6个或更多碳原子,所述脂肪族二胺优选具有6个或更多碳原子,所述内酰胺优选具有6个或更多碳原子,此处的碳原子包括构成二羧酸、二胺或内酰胺的所有碳原子。

基于聚酰胺组合物的总重量计,聚酰胺组分b)的量为1-40重量%,优选5-30重量%,更优选8-25重量%,特别是10-25重量%。

形成本发明中的长链脂肪族聚酰胺的脂肪族二羧酸是用于生产聚酰胺的常规二酸,优选是6-40个碳原子的脂肪族二羧酸,更优选是6-36个碳原子的脂肪族二羧酸,进一步更优选是6-20或36个碳原子的脂肪族二羧酸,最优选是6、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18和/或36个碳原子的脂肪族二羧酸。形成本发明中的长链脂肪族聚酰胺的脂肪族二胺是用于生产聚酰胺的常规二胺,优选是6-24个碳原子的脂肪族二胺,更优选是6-18个碳原子的脂肪族二胺,最优选是6、8、9、10、11、12、13和/或14个碳原子的脂肪族二胺。这里的碳原子包括构成二羧酸或二胺的所有碳原子。

形成本发明中的长链脂肪族聚酰胺的内酰胺可以是癸内酰胺、辛内酰胺和/或十二内酰胺。

长链脂肪族聚酰胺优选地可以是选自PA 7、PA8、PA9、PA11、PA12、PA68、PA610、PA612、PA614、PA618、PA88、PA810、PA812、PA1010、PA1012、PA1014、PA1018、PA1210、PA1212、PA1214、PA1218、PA1313、PA1410、PA1412、PA 1414、PA1418和PA6.36的至少一种,更优选地是PA 610、PA 1010、PA 1012、PA 1210和/或PA1212。在优选实施例中,组分b)是PA 1212。

本发明中的组分b)可以包括至少两种长链脂肪族聚酰胺和/或长链脂肪族聚酰胺共聚合的共聚酰胺的共混物。

长链脂肪族聚酰胺共聚合的共聚酰胺是聚酰胺共聚物,其中所述聚酰胺共聚物的构建链段包括至少一个长链脂肪族聚酰胺链段(链段A),所述聚酰胺共聚物的剩余链段可以是非长链脂肪族聚酰胺链段或除链段A之外的其他长链链段,剩余链段的实例可以是PA6或PA 66。可提及的实例是PA 6/6.36,其是PA 6和PA 6.36的共聚物,后者由六亚甲基二胺和C36二羧酸形成。其他实例有PA 66/610、PA 6/610和PA66/6/610。

对共聚物的类型没有限制,例如嵌段共聚物、无规共聚物、接枝共聚物或交替共聚物适用于本发明。

本发明中的长链脂肪族聚酰胺可以具有聚酰胺组合物的常规分子量,并且长链聚酰胺的特性粘度优选为90至200ml/g,根据ISO 307在浓度为0.005g/ml的聚酰胺溶液中于96重量%硫酸中在25℃下测定。

在优选实施方案中,聚酰胺组合物中聚酰胺组分a)和b)的重量比为5:1至1:1,优选为4:1至1:1,更优选为3.5:1至2.5:1,尤其是3:1。

c)阻燃剂

阻燃剂c)优选是磷类阻燃剂、卤化阻燃剂、氮类阻燃剂和/或矿物类阻燃剂。它可以以未经处理的形式使用。

矿物类阻燃剂的实例是三氧化二锑、碱土金属氧化物如氧化锌或氧化镁、金属氢氧化物如氢氧化镁或氢氧化铝、金属硼酸盐如硼酸锌。

磷类阻燃剂包括无机和有机含磷阻燃剂。

无机含磷阻燃剂的实例是红磷、磷酸锌、磷酸铵、焦磷酸铵、聚磷酸铵,优选是红磷。

有机磷类阻燃剂的实例是乙二胺磷酸酯、哌嗪磷酸酯、哌嗪焦磷酸酯、磷酸二烷基酯或磷酸二烷基酯和磷酸金属盐的组合。

磷酸二烷基酯可以是二甲基次膦酸铝、乙基甲基次膦酸铝、二乙基次膦酸铝、甲基正丙基次膦酸铝、二甲基次膦酸钙、二甲基次膦酸镁、二甲基次膦酸锌、乙基甲基次膦酸钙、乙基甲基次膦酸镁、乙基甲基次膦酸锌、二乙基次膦酸钙、二乙基次膦酸镁、二乙基次膦酸锌、甲基正丙基次膦酸钙、甲基正丙基次膦酸镁和/或甲基正丙基次膦酸锌。其中,二乙基次膦酸铝、二乙基次膦酸锌、二甲基次膦酸铝和二甲基次膦酸锌更优选。

含磷的金属盐可以是Al(H

氮类阻燃剂优选三嗪类阻燃剂。三嗪类阻燃剂的实例是三聚氰胺或其衍生物,例如蜜白胺(melam)、蜜勒胺(melem)、三聚氰胺氰尿酸酯、三聚氰胺硫酸酯、三聚氰胺硼酸酯、三聚氰胺草酸酯、三聚氰胺硅酸酯、三聚氰胺磷酸酯、双三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、三聚氰胺聚磷酸酯、双三聚氰胺焦磷酸酯、二甲拉嗪磷酸酯或三聚氰胺聚磷酸酯、蜜白胺焦磷酸酯、蜜白胺聚磷酸酯、蜜勒胺磷酸酯、蜜勒胺焦磷酸酯、蜜勒胺聚磷酸酯,以及三聚氰胺和/或蜜勒胺的更高缩合产物的磷酸酯、焦磷酸酯、三聚氰胺新戊二醇硼酸酯和聚磷酸酯。优选衍生自1,3,5-三嗪化合物的三聚氰胺聚磷酸盐,其中平均缩合度的n数值为20-200,每摩尔磷原子的1,3,5-三嗪含量为1.1-2.0mol的1,3,5-三嗪化合物,所述1,3,5-三嗪化合物选自三聚氰胺、蜜白胺、蜜勒胺、氰脲酰胺(melon)、三聚氰酸二酰胺(ammeline)、三聚氰酸一酰胺、2-脲基三聚氰胺、甲基胍胺、苯代三聚氰胺和二氨基苯基三嗪。优选的是,这种类型的盐的n值通常为40至150,1,3,5-三嗪化合物:磷原子摩尔比为1.2至1.8。

卤化阻燃剂的实例是溴化聚苯乙烯。

基于聚酰胺组合物的总重量计,作为组分c)阻燃剂的量为0-35重量%,优选4-25重量%,特别是8-18重量%。

在一个优选实施方案中,本发明中的阻燃剂可以选自红磷、三氧化二锑、磷酸二烷基酯、磷酸二烷基酯和亚磷酸金属盐的组合以及三嗪类阻燃剂。

在一个优选实施方案中,本发明中的阻燃剂可以是红磷。

红磷可以红磷母粒的形式使用。所述母粒中的红磷含量可达30重量%-60重量%。所述母粒中的基础树脂可以是本发明的抗冲改性剂e)。

在一个优选的实施方案中,本发明中的阻燃剂包括组分c1)红磷和组分c2)三嗪类阻燃剂,所述三嗪类阻燃剂优选为三聚氰胺磷酸酯、双三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、三聚氰胺聚磷酸酯、双三聚氰胺焦磷酸酯、二甲拉嗪磷酸酯或三聚氰胺聚磷酸酯。组分c1)优选为聚酰胺组合物的3-20重量%,更优选为10-15重量%。组分c2)优选为聚酰胺组合物的1-10重量%,更优选为3-8重量%。

在一个优选实施方案中,基于聚酰胺组合物的总重量计,本发明的阻燃剂包括3-20重量%、优选10-15重量%的红磷作为组分c1),以及1-10重量%、优选3-8重量%的三聚氰胺磷酸酯和/或双三聚氰胺磷酸酯作为组分c2)。

在一个优选实施方案中,基于聚酰胺组合物的总重量计,本发明中的阻燃剂包含15-35重量%的有机含磷阻燃剂。

在一个优选实施方案中,基于聚酰胺组合物的总重量计,本发明中的阻燃剂包含15-35重量%的磷酸二烷基酯或磷酸二烷基酯和磷的金属盐的组合。

在一个优选实施方案中,基于聚酰胺组合物的总重量计,本发明中的阻燃剂包含20-25重量%的磷酸二烷基酯或磷酸二烷基酯和磷的金属盐的组合。

在一个优选实施方案中,基于聚酰胺组合物的总重量计,本发明的阻燃剂包含15-35重量%的磷酸二烷基酯,所述磷酸二烷基酯选自二甲基次膦酸铝、乙基甲基次膦酸铝、二乙基次膦酸铝、甲基正丙基次膦酸铝、二乙基次膦酸锌和二甲基次膦酸锌。

在一个优选实施方案中,基于聚酰胺组合物的总重量计,本发明中的阻燃剂包含15-35重量%的磷酸二烷基酯和磷的金属盐的组合。所述磷酸二烷基酯选自二甲基次膦酸铝、乙基甲基次膦酸铝、二乙基次膦酸铝、甲基正丙基次膦酸铝、二乙基次膦酸锌和二甲基次膦酸锌,所述磷的金属盐选自Al(H

分散在聚酰胺组合物中的有机磷类阻燃剂颗粒的平均粒径(d

在一个优选实施方案中,基于聚酰胺组合物的总重量计,本发明中的阻燃剂包含5-15重量%、优选5-10重量%的矿物类阻燃剂和10-30重量%、优选15-25重量%的卤化阻燃剂。所述矿物类阻燃剂优选三氧化二锑。所述卤化阻燃剂优选溴化聚苯乙烯。

本领域技术人员知晓其他合适的含氮阻燃剂。

d)纤维和/或颗粒填料

本发明中的纤维和/或颗粒填料可以是聚酰胺组合物中的常规填料。填料可以包括例如选自玻璃纤维、碳纤维和矿物纤维的纤维。优选地,所述组合物至少包含玻璃纤维、碳纤维或其组合。玻璃纤维可以例如选自A-玻璃、C-玻璃、D-玻璃、E-玻璃、H-玻璃、M-玻璃、R-玻璃和S-玻璃纤维或其任何混合物。优选无碱E-玻璃纤维,或包含E-玻璃纤维和一种或多种其它玻璃纤维的玻璃纤维混合物。这些可以以无捻粗纱的形式或以商业上可获得的形式的碎玻璃的形式使用。玻璃纤维可以具有2至7mm的平均长度,更优选3至6mm。玻璃纤维的直径优选为3至20μm,更优选为7至13μm。纤维增强剂的横截面形状的实例包括圆形、矩形、椭圆形和其他非圆形横截面,优选为圆形。

可以使用的填料都是本领域技术人员已知的颗粒填料。这些尤其包括选自矿物、滑石、云母、白云石、硅酸盐、石英、硅灰石、高岭土、硅酸、碳酸镁、氢氧化镁、白垩、毛玻璃、玻璃薄片、玻璃珠、空心玻璃珠及其混合物的颗粒填料。

在一个优选实施方案中,本发明中的纤维和/或颗粒填料是短切玻璃纤维和/或碳玻璃纤维。

基于聚酰胺组合物的总重量计,本发明的聚酰胺组合物包含0-50重量%、优选10-40重量%、更优选15-30重量%的组分d)。

e)抗冲改性剂

基于聚酰胺组合物总重量计,聚酰胺组合物包含1-25重量%、优选5-20重量%、特别是8-15重量%的抗冲改性剂(通常也称为弹性体聚合物、弹性体或橡胶)作为组分e)。

抗冲改性剂优选衍生自至少两种单体,所述单体选自α-烯烃、二烯、烯键式不饱和腈和烯键式不饱和羧酸及其环氧化合物、酯和酸酐,更优选衍生自α-烯烃、二烯、烯键式不饱和羧酸、不饱和羧酸酯和烯键式不饱和腈中的至少一种,以及环氧化合物或不饱和羧酸酸酐中的至少一种。

α-烯烃优选具有2-20个碳原子,更优选具有4-10个碳原子。α-烯烃的实例是乙烯,丙烯,1-丁烯,异丁烯,1-戊烯,1-己烯,1-辛烯,4-甲基-1-戊烯,3-甲基-1-戊烯,3,5,5-三甲基-1-己烯,1-癸烯及其混合物,更优选为乙烯,丙烯,1-丁烯,1-己烯,异丁烯,乙烯和丙烯的混合物,乙烯和1-辛烯的混合物,乙烯和1-丁烯的混合物,丙烯和4-甲基-1-戊烯的混合物,丙烯和1-丁烯的混合物,乙烯、丙烯和1-丁烯的混合物,以及1-癸烯和1-甲基-1-戊烯的混合物,最优选为乙烯,1-丁烯,1-丙烯,1-戊烯,以及乙烯和1-辛烯的混合物。

二烯优选共轭二烯如1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、异戊二烯、1,3-己二烯及其混合物,具有5-25个碳原子的非共轭二烯如1,4-戊二烯、1,4-己二烯、1,5-己二烯、2,5-二甲基-1,5-己二烯、1,4-辛二烯及其混合物,环状二烯如环戊二烯、环己二烯、环辛二烯、双环戊二烯,链烯基降冰片烯如5-亚乙基-2-降冰片烯、5-亚丁基-2-降冰片烯、2-甲基烯丙基-5-降冰片烯和2-异丙烯基-5-降冰片烯,以及三环二烯如3-甲基三环

[5.2.1.0.2.6]-3,8-癸二烯及其混合物。优选1,3-丁二烯、1,3-戊二烯和/或异戊二烯,更优选1,3-丁二烯。

烯键式不饱和腈单体优选选自丙烯腈、甲基丙烯腈、富马腈和α-氰乙基丙烯腈,更优选为丙烯腈和/或甲基丙烯腈,最优选为丙烯腈。

所述烯键式不饱和羧酸具有至少一个碳-碳双键和至少一个羧基。烯键式不饱和羧酸的实例是丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、戊烯二酸、衣康酸、柠康酸、2-乙基丙烯酸、2-氯丙烯酸、巴豆酸、异巴豆酸、天使酸、山梨酸、中康酸、肉桂酸,更优选是丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸和/或柠康酸。

烯键式不饱和羧酸的环氧化合物可以是羧酸缩水甘油酯、缩水甘油醚和/或类似物。烯键式不饱和酸的环氧化合物的实例是丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、马来酸1-缩水甘油酯、马来酸二缩水甘油酯、衣康酸单缩水甘油酯、衣康酸二缩水甘油酯、柠康酸单缩水甘油酯、柠康酸二缩水甘油酯、丁烯三羧酸单缩水甘油酯,优选是丙烯酸缩水甘油酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯。

烯键式不饱和羧酸酯优选为丙烯酸和/或乙酸的酯,更优选为丙烯酸和/或乙酸的烷基酯和/或羟基烷基酯,例如丙烯酸和/或乙酸的C

烯键式不饱和羧酸的酸酐优选选自马来酸酐(MAH)、丙烯酸酐、甲基丙烯酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐、富马酸酐、纳迪酸酐、甲基纳迪酸酐、那迪克酸酐和甲基那迪克酸酐,更优选为马来酸酐、(甲基)丙烯酸酐和/或富马酸酐。

抗冲改性剂的单体优选选自乙烯、1-丁烯、1-丙烯、1-戊烯、1-辛烯、1,3-丁二烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、马来酸酐、丙烯酸酐、丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯。

在Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie,卷4/1(Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart,1961),第392至406页以及C.B.Bucknal的专著“增韧塑料”(ToughenedPlastics)中以实例的方式描述了抗冲改性剂的聚合物。(Applied Science Publishers,London,1977年)。

这些抗冲改性剂的一些优选类型描述如下。

在本发明的一个实施方案中,抗冲改性剂衍生自至少两种α-烯烃单体,或α-烯烃和共轭二烯的组合。

在本发明的一个实施方案中,抗冲改性剂衍生自乙烯、丙烯和/或辛烯的两种单体。抗冲改性剂优选为乙烯-丙烯(EPM)橡胶或乙烯-辛烯共聚物。

在本发明的一个实施方案中,抗冲改性剂衍生自α-烯烃和二烯。抗冲改性剂优选为乙烯-丙烯-二烯烃(EPDM)橡胶。

EPM橡胶通常几乎没有残留双键,而EPDM橡胶每100个碳原子可能有1至20个双键。

可提及的用于EPDM橡胶的二烯单体的实例是共轭二烯,例如异戊二烯和丁二烯,具有5-25个碳原子的非共轭二烯如1,4-戊二烯、1,4-己二烯、1,5-己二烯、2,5-二甲基-1,5-己二烯和1,4-辛二烯,环状二烯如环戊二烯、环辛二烯和双环戊二烯,以及链烯基降冰片烯如5-亚乙基-2-降冰片烯,5-亚丁基-2-降冰片烯,2-甲基烯丙基-5-降冰片烯和2-异丙烯基-5-降冰片烯,以及三环二烯如3-甲基三环[5.2.1.0.2.6]-3,8-癸二烯,以及它们的混合物。优选1,5-己二烯、5-亚乙基降冰片烯和双环戊二烯。基于橡胶的总重量计,EPDM橡胶的二烯含量优选为0.5至50重量%,特别是1至8重量%。

EPM橡胶和EPDM橡胶也可以优选地用烯键式不饱和羧酸和/或其环氧化合物、酯和酸酐接枝。接枝单体的实例是丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯以及马来酸酐。

在本发明的一个实施方案中,抗冲改性剂衍生自α-烯烃、烯键式不饱和羧酸的环氧化合物和苯乙烯。本文中α-烯烃优选为乙烯、丁烯和/或丙烯,更优选为乙烯和丁烯。本文中的烯键式不饱和羧酸的环氧化合物的实例优选为丙烯酸缩水甘油酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)。本文中其烯键式不饱和羧酸的环氧化合物优选接枝到聚烯烃/聚苯乙烯共嵌段或共聚到聚烯烃/聚苯乙烯共嵌段。

在本发明的一个优选实施方案中,抗冲改性剂是GMA接枝聚丙烯或GMA接枝苯乙烯-乙烯-丁烯(SEBS)共聚物。

在本发明的一个实施方案中,抗冲改性剂衍生自至少一种α-烯烃、至少一种烯键式不饱和羧酸和至少一种烯键式不饱和羧酸的环氧化合物。本文中α-烯烃的实例是乙烯、丁烯和丙烯。烯键式不饱和羧酸的实例是丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸和富马酸,优选是丙烯酸和甲基丙烯酸。本文中的烯键式不饱和羧酸的环氧化合物的实例优选为丙烯酸缩水甘油酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)。抗冲改性剂优选为乙烯/丙烯酸/GMA三元共聚物。

在本发明的一个实施方案中,抗冲改性剂衍生自至少一种α-烯烃、至少一种烯键式不饱和羧酸酯和至少一种聚酯醚弹性体。本文中α-烯烃的实例是乙烯和/或丁烯。本文中的烯键式不饱和羧酸酯的实例是甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和/或甲基丙烯酸丁酯。

(e-1)α-烯烃与(e-2)烯键式不饱和羧酸、环氧化合物、烯键式不饱和羧酸的酯和/或酸酐的共聚物是另一组优选的橡胶。共聚物可以是嵌段共聚物、交替共聚物、无规共聚物或接枝共聚物,优选是嵌段共聚物和/或接枝共聚物。所述(e-1)α-烯烃优选为乙烯、丁烯、丙烯和/或辛烯。组分(e-2)优选为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、马来酸酐、(甲基)丙烯酸酐、富马酸酐、丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种。

在本发明的一个实施方案中,抗冲改性剂衍生自α-烯烃的至少一种单体(e-1),以及烯键式不饱和羧酸的环氧化合物和/或烯键式不饱和羧酸的酸酐的至少一种单体(e-2)。本文中α-烯烃优选乙烯、丁烯、丙烯和/或辛烯。本文中的烯键式不饱和羧酸的环氧化合物的实例优选为丙烯酸缩水甘油酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)。所述烯键式不饱和羧酸的酸酐优选为马来酸酐。本文中的单体(e-2)优选接枝到聚烯烃嵌段上或共聚到聚烯烃嵌段上。抗冲改性剂优选是GMA接枝乙烯、GMA接枝聚丙烯、GMA接枝乙烯-丁烯共聚物、GMA接枝乙烯-辛烯。

在一个优选实施方案中,本发明中的抗冲改性剂可以衍生自乙烯和辛烯。

所述共聚物有利地由50-98重量%的(e-1)α-烯烃和0.1-20重量%的组分(e-2)组成。

特别优选由以下组分组成的共聚物:

50至98重量%、特别是55至95重量%的乙烯和/或辛烯,

0.1至20重量%、特别是0.3至20重量%的丙烯酸缩水甘油酯和/或甲基丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸酐和/或马来酸酐,以及

1-45重量%、特别是5-40重量%的(甲基)丙烯酸、丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸2-乙基己酯。

上述乙烯共聚物可以通过本身已知的方法生产,优选通过在高压和高温下的无规共聚。适当的工艺是众所周知的。

特别优选的抗冲改性剂选自马来酸酐官能化聚烯烃、马来酸酐官能化聚乙烯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯官能化乙烯和丙烯酸甲酯三元共聚物或其组合。

抗冲改性剂的摩尔质量优选为10,000至500,000g/mol,更优选为15,000至400,000g/mol(Mn,通过在1,2,4-三氯苯中用PS校准的GPC测定)。

当然,也可以使用上面列出的各种抗冲改性剂的混合物。

f)添加剂

聚酰胺组合物包含0-20重量%的其它添加剂,包括抗氧化剂、润滑分散剂、UV稳定剂、颜料、着色剂、抗静电剂、增稠剂、触变剂、表面活性剂、粘度调节剂、增塑剂或成核剂。

可以提及的合适的抗氧化剂是具有磷酸酯抗氧化剂脂质化合物系统的受阻酚类抗氧化剂。合适的受阻酚原则上是所有具有酚结构的化合物,并且在酚环上具有至少一个大基团。

可优选使用的化合物的实例是式I的化合物

其中:

R

另一组优选的受阻酚由衍生自取代苯羧酸,特别是衍生自取代苯丙酸的受阻酚提供。

这一类中特别优选的化合物是式II的化合物

其中R

已经证明特别有效并因此优选使用的化合物是2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,6-己二醇双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯(

合适的阻燃促进剂包括氧化锌、改性氧化锌、硼酸锌、锡酸锌、MgO、Mg(OH)

合适的润滑分散剂包括硬脂酸锌、硬脂酸钙、亚乙基双硬脂酸胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、聚乙烯蜡或其组合。

合适的着色剂包括无机颜料,如二氧化钛、氧化铁和炭黑。

在一个优选实施方案中,通过使用聚酰胺组合物来改善在高于1kV的电压下的斜面漏电起痕性能的方法,所述组合物包括:

a)20-40重量%的至少一种选自PA 6、PA 66和PA 6/66的半结晶脂肪族聚酰胺;

b)8-25重量%的至少一种选自PA 1212、610、612、1010和PA 6/6.36的长链脂肪族聚酰胺;

c)3-20重量%的红磷和1-10重量%的三嗪类阻燃剂;

d)10-40重量%的纤维和/或颗粒填料;

e)0-15重量%的抗冲改性剂,和

f)0-20重量%的其它添加剂;基于聚酰胺组合物的总重量计。

在一个优选实施方案中,通过使用聚酰胺组合物来改善在高于1kV的电压下的斜面漏电起痕性能的方法,所述组合物包括:

a)20-40重量%的至少一种选自PA 6、PA 66和PA 6/66的半结晶脂肪族聚酰胺;

b)8-25重量%的至少一种选自PA 1212、610、612、1010和PA 6/6.36的长链脂肪族聚酰胺;

c)3-20重量%的红磷和1-10重量%三嗪类阻燃剂;

d)10-40重量%的纤维和/或颗粒填料;

e)5-15重量%的抗冲改性剂,和

f)0-20重量%的其它添加剂;基于聚酰胺组合物的总重量计。

在一个优选实施方案中,通过使用聚酰胺组合物来改善在高于1kV的电压下的斜面漏电起痕性能的方法,所述组合物包括:

a)20-40重量%的至少一种选自PA 6、PA 66和PA 6/66的半结晶脂肪族聚酰胺;

b)8-15重量%的至少一种选自PA 1212、610、612、1010和PA 6/6.36的长链脂肪族聚酰胺;其中组分a)与b)的重量比为3.5:1-2.5:1;

c)4-25重量%的阻燃剂;

d)20-40重量%的纤维和/或颗粒填料;

e)5-15重量%的抗冲改性剂,和

f)0-20重量%的其它添加剂;基于聚酰胺组合物的总重量计。

在一个优选实施方案中,通过使用聚酰胺组合物来改善在高于1kV的电压下的斜面漏电起痕性能的方法,所述组合物包括:

a)20-40重量%的至少一种选自PA 6、PA 66和PA 6/66的半结晶脂肪族聚酰胺;

b)8-15重量%的至少一种选自PA 1212、610、612、1010和PA 6/6.36的长链脂肪族聚酰胺;其中组分a)与b)的重量比为3.5:1-2.5:1;

c)3-20重量%的红磷,或3-20重量%的红磷和1-10重量%的三嗪类阻燃剂的组合;

d)20-40重量%的纤维和/或颗粒填料;

e)5-15重量%的抗冲改性剂,和

f)0-20重量%的其它添加剂;基于聚酰胺组合物的总重量计。

在一个优选实施方案中,通过使用聚酰胺组合物来改善在高于1kV的电压下的斜面漏电起痕性能的方法,所述组合物包括:

a)20-40重量%的至少一种选自PA 6、PA 66和PA 6/66的半结晶脂肪族聚酰胺;

b)8-15重量%的至少一种选自PA 1212、610、612、1010和PA 6/6.36的长链脂肪族聚酰胺;其中组分a)与b)的重量比为3.5:1-2.5:1;

c)15-35重量%的磷酸二烷基酯,或磷酸二烷基酯和磷的金属盐的组合;所述磷酸二烷基酯选自二甲基次膦酸铝、乙基甲基次膦酸铝、二乙基次膦酸铝、甲基正丙基次膦酸铝、二乙基次膦酸锌和二甲基次膦酸锌,所述磷的金属盐选自Al(H

d)20-40重量%的纤维和/或颗粒填料;

e)0-15重量%的抗冲改性剂,和

f)0-20重量%的其它添加剂;基于聚酰胺组合物的总重量计。

在一个优选实施方案中,通过使用聚酰胺组合物来改善在高于1kV的电压下的斜面漏电起痕性能的方法,所述组合物包括:

a)20-40的重量%至少一种选自PA 6、PA 66和PA 6/66的半结晶脂肪族聚酰胺;

b)8-15重量%的至少一种选自PA 1212、610、612、1010和PA 6/6.36的长链脂肪族聚酰胺;其中组分a)与b)的重量比为3.5:1-2.5:1;

c)5-15重量%的矿物类阻燃剂和10-30重量%的卤化阻燃剂,基于聚酰胺组合物的总重量计;矿物类阻燃剂优选三氧化二锑;卤化阻燃剂优选溴化聚苯乙烯;

d)20-40重量%的纤维和/或颗粒填料;

e)0-15重量%的抗冲改性剂,和

f)0-20重量%的其它添加剂;基于聚酰胺组合物的总重量计。

聚酰胺组合物的制备

本发明的聚酰胺组合物可以通过本身已知的方法生产,通过在常规混合设备中混合组分,例如螺杆类挤出机、Brabender混合机或班伯里混合机,然后将其挤出。挤出物可以进行冷却和造粒。也可以预混合单个组分,然后单独和/或同样以混合物的形式加入剩余的组分。一般来说,螺杆直径为20-40mm,螺杆转速为300rpm-500rpm,产量为25-35kg/h,熔体温度为230-320℃。

在一个优选实施方案中,聚酰胺组合物是通过(1)将半结晶脂肪族聚酰胺(a)、长链脂肪族聚酰胺(b)、抗冲改性剂(e)和添加剂(f)引入挤出机,和(2)将纤维和/或颗粒填料(d)和阻燃剂(c)通过下游进料区引入挤出机,进行捏合和挤出来生产的。

本发明的聚酰胺组合物具有良好的机械性能和根据UL 94的高度可再现的阻燃等级,并且在高电压下也具有非常好的电性能,例如在高于1kV、高达1.2kV、1.5kV或甚至2kV的电压下的高IPT和CTI值。

聚酰胺组合物适用于生产任何类型的纤维、薄膜和模制品。一些实例是插头连接器、插头、插头部件、电缆线束部件、电路安装件、电路安装件部件、三维注射成型电路安装件、电气连接元件和机电部件。由于这些材料在高压下具有优异的电性能,特别适用于生产光伏连接器螺母和主体、户外电绝缘塑料零件。

本发明的另一个目的是提供一种由聚酰胺组合物生产的制品,其在1kV以上,例如1.2kV或以上,1.5kV或以上,或高达2kV的电压下表现出优异的抗电痕性能。该物品优选为光伏连接器的螺母或主体或电绝缘塑料部件。

本发明的另一个目的是提供一种聚酰胺组合物,包括

a)10-50重量%的至少一种半结晶脂肪族聚酰胺,每个酰胺基平均具有3-5个碳原子,不包括酰胺基中的碳原子;

b)1-40重量%的至少一种长链脂肪族聚酰胺,每个酰胺基平均具有等于或多于6个碳原子,不包括酰胺基中的碳原子;组分a)和b)在聚酰胺组合物中的重量比为3.5:1-2.5:1;

c)4-25重量%的阻燃剂,包括组分c1)红磷和组分c2)三嗪类阻燃剂,所述三嗪类阻燃剂优选为三聚氰胺磷酸酯、双三聚氰胺磷酸酯、三聚氰胺焦磷酸酯、三聚氰胺聚磷酸酯、双三聚氰胺焦磷酸酯、二甲拉嗪磷酸酯或三聚氰胺聚磷酸酯;

d)0-50重量%的纤维和/或颗粒填料;

e)1-25重量%的抗冲改性剂,和

f)0-20重量%的其它添加剂。

组分a)优选为15-45重量%,特别是20-40重量%,基于聚酰胺组合物的总重量计。组分b)优选为5-30重量%,更优选为8-25重量%,特别是10-20重量%,基于聚酰胺组合物的总重量计。在组分c)中,组分c1)优选为聚酰胺组合物的3-15重量%,更优选为5-10重量%,组分c2)优选为聚酰胺组合物的1-10重量%,更优选为3-8重量%。

实施例

现在将参考实施例和比较例来描述本发明,其不旨在限制本发明。

使用以下起始材料:

聚酰胺66,巴斯夫,Ultramid A27,根据ISO 307,1157粘度值为150cm

聚酰胺66,巴斯夫,Ultramid A24,根据ISO 307,1157粘度值为125cm

聚酰胺1212,聚十二亚甲基十二酰胺,山东东辰新科技有限公司,PA 1212型II。

聚酰胺610,聚[亚氨基-1,6-己二酰亚氨基(1,10-二氧代-1,10-癸二酰)],山东东辰新科技有限公司,PA 610型II。

聚酰胺6/6.36,巴斯夫,Ultramid Flex F 29。

聚酰胺6I/6T,杜邦,Selar 3426。

玻璃纤维,日本电气玻璃公司,NEG-T 251H,长度=4.5mm,直径=10μm。

红磷母粒,具有50重量%的平均粒径(d50)为20-25μm的红磷和50重量%的烯烃聚合物,Italmatch Chemicals,母粒11452-1270,烯烃聚合物:59.8重量%的乙烯、35重量%的丙烯酸正丁酯、4.5重量%的丙烯酸和0.7重量%的马来酸酐。

三聚氰胺磷酸酯,巴斯夫,Melapur 200-70。

OP 1400,80重量%的OP 1230(二乙基次膦酸铝)和20重量%的PHOPHAL(磷酸铝)的混合物,Clariant。

溴化聚苯乙烯,山东兄弟科技,XZ-6700H。

三氧化二锑母粒,低密度聚乙烯(LDPE)中90重量%的Sb

用MAH接枝的乙烯辛烯共聚物,杜邦,Fusabond N493。

Lotader AX 8900,乙烯、丙烯酸酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的无规三元共聚物,具有8重量%的甲基丙烯酸缩水甘油酯、24重量%的丙烯酸酯,Arkema。

蜡酯,润滑剂,Emery Oleochemicals Co.,Loxiol G 32。

Irganox 1098,抗氧化剂,巴斯夫。

氧化锌,申隆,氧化锌99.8%。

UB 434,Colloids Ltd.,黑色着色剂母粒(MB)。

测量方法

斜面漏电起痕(IPT)值根据ASTM D 2303测量;

阻燃等级根据UL 94测量,试样尺寸为127mm*12.7mm*1.6mm(长*宽*厚);

比较试验指数(CTI)值根据IEC 60112测量;

拉伸强度、断裂应变和E-模量在Z050(Zwick Roell,德国)上测量,根据ISO 527-2,采用1A型试样。

缺口夏比由HIT25P(Zwick Roell,德国)根据ISO 179/1eA完成;

无缺口夏比由HIT25P(Zwick Roell,德国)根据ISO 179/1eU测量。

实施例1:

加工步骤:

(1)将包括31.9重量%的聚酰胺66(Ultramid A27)、10.5重量%的聚酰胺1212、8.7重量%的抗冲改性剂(Fusabond N493)、2重量%的AX 8900、0.35重量%的润滑剂(Loxiol G32)、0.35重量%的抗氧化剂(Irganox 1098)、0.7重量%的阻燃促进剂(ZnO)和2.5重量%的黑色着色剂MB(UB 434)在内的重量比的组分在高速混合机中混合;

(2)将该混合物送入双螺杆挤出机的喉部区域;

(3)将25重量%的玻璃纤维(NEG-T251H)通过侧面纤维进料器送入挤出机;

(4)将15重量%的红磷母粒和3重量%的Melapur 200-70通过侧面粉末进料器送入挤出机;

(5)加入双螺杆挤出机造粒,将挤出物切割成颗粒;

(6)螺杆直径为26mm,螺杆转速为300rpm~500rpm,产量为25~35kg/h,熔体温度为280℃。

实施例2:

加工步骤:

(1)将包括31.9重量%的聚酰胺66(Ultramid A27)、10.5重量%的聚酰胺610、8.7重量%的抗冲改性剂(Fusabond N493)、2重量%的AX 8900、0.35重量%的润滑剂(LoxiolG32)、0.35重量%的抗氧化剂(Irganox 1098)、0.7重量%的阻燃促进剂(ZnO)和2.5重量%的黑色着色剂MB(UB 434)在内的重量比的组分在高速混合机中混合;

(2)将该混合物送入双螺杆挤出机的喉部区域;

(3)将25重量%的玻璃纤维(NEG-T251H)通过侧面纤维进料器送入挤出机;

(4)将15重量%的红磷母粒和3重量%的Melapur 200-70通过侧面粉末进料器送入挤出机;

(5)加入双螺杆挤出机造粒,将挤出物切割成颗粒;

(6)螺杆直径为26mm,螺杆转速为300rpm~500rpm,产量为25~35kg/h,熔体温度为280℃。

实施例3:

加工步骤:

(1)将包括31.9重量%的聚酰胺66(Ultramid A27)、10.5重量%的聚酰胺6/636、8.7重量%的抗冲改性剂(Fusabond N493)、2重量%的AX 8900、0.35重量%的润滑剂(Loxiol G32)、0.35重量%的抗氧化剂(Irganox 1098)、0.7重量%的阻燃促进剂(ZnO)和2.5重量%的黑色着色剂MB(UB 434)在内的重量比的组分在高速混合机中混合;

(2)将该混合物送入双螺杆挤出机的喉部区域;

(3)将25重量%的玻璃纤维(NEG-T251H)通过侧面纤维进料器送入挤出机;

(4)将15重量%的阻燃剂红磷母粒和3重量%的Melapur 200-70通过侧面粉末进料器送入挤出机;

(5)加入双螺杆挤出机造粒,将挤出物切割成颗粒;

(6)螺杆直径为26mm,螺杆转速为300rpm~500rpm,产量为25~35kg/h,熔体温度为280℃。

比较例1:

加工步骤:

(1)将包括46.9重量%的聚酰胺66(Ultramid A27)、12.2重量%的抗冲改性剂(Fusabond N493)、0.35重量%的润滑剂(Loxiol G32)、0.35重量%的抗氧化剂(Irganox1098)、0.7重量%的阻燃促进剂(ZnO)和2.5重量%的黑色着色剂MB(UB 434)在内的重量比的组分在高速混合机中混合;

(2)将该混合物送入双螺杆挤出机的喉部区域;

(3)将25重量%的玻璃纤维(NEG-T251H)通过侧面纤维进料器送入挤出机;

(4)将12重量%的红磷母粒通过侧面粉末进料器送入挤出机;

(5)加入双螺杆挤出机造粒,将挤出物切割成颗粒;

(6)螺杆直径为26mm,螺杆转速为300rpm~500rpm,产量为25~35kg/h,熔体温度为280℃。

比较例2:

加工步骤:

(1)将包括31.9重量%的聚酰胺66(Ultramid A27)、10.5重量%的Selar 3426、8.7重量%的抗冲改性剂(Fusabond N493)、2重量%的AX 8900、0.35重量%的润滑剂(Loxiol G32)、0.35重量%的抗氧化剂(Irganox 1098)、0.7重量%的阻燃促进剂(ZnO)和2.5重量%的黑色着色剂MB(UB 434)在内的重量比的组分在高速混合机中混合;

(2)将该混合物送入双螺杆挤出机的喉部区域;

(3)将25重量%的玻璃纤维(NEG-T251H)通过侧面纤维进料器送入挤出机;

(4)将15重量%的阻燃剂红磷母粒和3重量%的Melapur 200-70通过侧面粉末进料器送入挤出机;

(5)加入双螺杆挤出机造粒,将挤出物切割成颗粒;

(6)螺杆直径为26mm,螺杆转速为300rpm~500rpm,产量为25~35kg/h,熔体温度为280℃。

测试由上述实施例生产的制品的阻燃性能和电性能以及机械性能,并将结果总结在下表1中:

表1:实施例1-3和比较例1-2的聚酰胺组合物的性能

*“EX”指实施例,“CE”指比较例。

从上表中可以看出,PA 66单独作为聚酰胺组分导致组合物在高于1kV的高电压下性能较差,即IPT值很低,不适合在电气技术领域中的应用。相反,根据本发明的聚酰胺组合物同时兼具在高电压下优异的电性能和高水平的阻燃性以及良好的机械性能,使得这些组合物成为如光伏连接器螺母和主体、户外电绝缘塑料部件等应用的理想材料。在这些脂肪族长链聚酰胺中,PA 1212表现出更好的综合性能,在1.5和2.0kV下都获得高IPT值。

特别地,如比较例2所示,当使用芳香族聚酰胺代替长链脂肪族聚酰胺时,1.5kV下的IPT值明显低于由长链脂肪族聚酰胺获得的IPT值,不能满足在更高电压下的光伏应用的要求。

实施例4:

加工步骤:

(1)将包括23.45重量%的聚酰胺66(Ultramid A27)、23.45重量%的聚酰胺1212、12.2重量%的抗冲改性剂(Fusabond N493)、0.35重量%的润滑剂(Loxiol G32)、0.35重量%的抗氧化剂(Irganox 1098)、0.7重量%的阻燃促进剂(ZnO)和2.5重量%的黑色着色剂母粒(UB434)在内的重量比的组分在高速混合机中混合;

(2)将该混合物送入双螺杆挤出机的喉部区域;

(3)将25重量%的玻璃纤维(NEG-T251H)通过侧面纤维进料器送入挤出机;

(4)将12重量%的阻燃剂(红磷母粒)通过侧面粉末进料器送入挤出机;

(5)加入双螺杆挤出机造粒,将挤出物切割成颗粒;

(6)螺杆直径为26mm,螺杆转速为300rpm~500rpm,产量为25~35kg/h,熔体温度为280℃。

实施例5:

加工步骤:

(1)将包括31.4重量%的聚酰胺66(Ultramid A27)、15.5重量%的聚酰胺1212、12.2重量%的抗冲改性剂(Fusabond N493)、0.35重量%的润滑剂(Loxiol G32)、0.35重量%的抗氧化剂(Irganox 1098)、0.7重量%的阻燃促进剂(ZnO)和2.5重量%的黑色着色剂母粒(UB434)在内的重量比的组分在高速混合机中混合;

(2)将该混合物送入双螺杆挤出机的喉部区域;

(3)25重量%的玻璃纤维(NEG-T251H)通过侧面纤维进料器送入挤出机;

(4)12重量%的阻燃剂(红磷母粒)通过侧面粉末进料器送入挤出机;

(5)加入双螺杆挤出机造粒,将挤出物切割成颗粒;

(6)螺杆直径为26mm,螺杆转速为300rpm~500rpm,产量为25~35kg/h,熔体温度为280℃。

实施例6:

加工步骤:

(1)将包括35.1重量%的聚酰胺66(Ultramid A27)、11.8重量%的聚酰胺1212、12.2重量%的抗冲改性剂(Fusabond N493)、0.35重量%的润滑剂(Loxiol G32)、0.35重量%的抗氧化剂(Irganox 1098)、0.7重量%的阻燃促进剂(ZnO)和2.5重量%的黑色着色剂母粒在内的重量比的组分在高速混合机中混合;

(2)将该混合物送入双螺杆挤出机的喉部区域;

(3)将25重量%的玻璃纤维(NEG-T251H)通过侧面纤维进料器送入挤出机;

(4)将12重量%的阻燃剂(红磷母粒)通过侧面粉末进料器送入挤出机;

(5)加入双螺杆挤出机造粒,将挤出物切割成颗粒;

(6)螺杆直径为26mm,螺杆转速为300rpm~500rpm,产量为25~35kg/h,熔体温度为280℃。

测试由上述实施例4-6制备的制品的阻燃性能和电性能,并将结果总结在下表2中:

表2:实施例4-6的聚酰胺组合物的性能

实施例7-12和比较例3-4

除了组分的添加量列于下表3-4中以外,实施例7-12按照实施例1-6的加工步骤实施,比较例3-4按照比较例1-2的加工步骤实施。测试由上述实施例生产的制品的阻燃性能和电性能,结果总结在下表3-4中:

表3:比较例3和实施例7-9的聚酰胺组合物的性能

表4:比较例4和实施例10-12的聚酰胺组合物的性能

在1.5kV的高电压下,本发明的聚酰胺组合物取得了显著改善的IPT值,而单独的PA 66即使用量相同,在这样的高电压下仅导致低很多的IPT值。

本文所述的结构、材料、组合物和方法旨在作为本发明的代表性实施例,并且应当理解,本发明的范围不受实施例范围的限制。本领域技术人员将认识到,本发明可以通过对所公开的结构、材料、组合物和方法的变化来实施,并且这些变化被视为在本发明的范围内。因此,本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这种修改和变化。

相关技术
  • 具有高的耐热变形性的阻燃性聚酰胺组合物及其用途
  • 具有改善的外观及翘曲特性的聚酰胺组合物及包含该组合物的制品
  • 灼热丝引燃温度、相比耐漏电起痕指数和阻燃性的平衡得到增强的聚酯、聚碳酸酯和聚酰胺共混物及其制品
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技术分类

06120115929203