聚酯組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有增加的灼熱絲耐受性的基于聚酯的組合物，這些組合物包含至少 一種用于改進(jìn)熱傳導(dǎo)率的填充劑，優(yōu)選氧化鋁、氮化硼或硅酸鋁、特別優(yōu)選硅酸鋁、其中特 別優(yōu)選具有三斜軸面晶體結(jié)構(gòu)的硅酸鋁，涉及這些組合物的生產(chǎn)并且涉及有待由其生產(chǎn)的 用于電氣和電子市場(chǎng)的產(chǎn)品、優(yōu)選家用裝置，并且涉及氧化鋁、氮化硼或硅酸鋁、特別優(yōu)選 硅酸鋁、其中特別優(yōu)選具有三斜軸面晶體結(jié)構(gòu)的硅酸鋁用于改進(jìn)用于電氣和電子市場(chǎng)的產(chǎn) 品、優(yōu)選家用裝置的灼熱絲耐受性的用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 基于聚酯的熱塑性組合物具有除其他之外的關(guān)于強(qiáng)度、韌性的優(yōu)異特性，良好的 表面以及非常好的耐溶劑性，并且因此它們被用于各種各樣的應(yīng)用中，從汽車行業(yè)延伸到 遠(yuǎn)至電氣和電子行業(yè)中的應(yīng)用。具體地，當(dāng)用于家用裝置的部件（其中所述部件承載電流 或經(jīng)受電勢(shì)）的非金屬的、絕緣的材料與承載電流的零件的距離是小于3mm時(shí)，這些材料必 須符合標(biāo)準(zhǔn)IEC60335-1就灼熱絲耐受性而言的要求。
[0003] 在使用超過(guò)0.5A的電流的家用裝置（其中所述裝置是受監(jiān)管）的情況下，這些非 金屬的、絕緣的材料以及對(duì)應(yīng)地由其制造的產(chǎn)品必須達(dá)到至少750°C的GWFI(灼熱絲可燃 性指數(shù)=IEC60695-2-12)。GWFI是根據(jù)IEC60695-2-12在一個(gè)測(cè)試板片（盤(pán)）上測(cè)量 的，并且是一種樣品暴露于灼熱絲的自熄滅行為的量度。該測(cè)試樣品用一牛頓的力對(duì)抗一 個(gè)加熱的灼熱絲壓制30秒。該灼熱絲的穿透深度被限為7mm。假如，在該灼熱絲移除之后， 該測(cè)試樣品繼續(xù)燃燒小于30秒，并且假如在該測(cè)試樣品下面的一張棉紙沒(méi)有起燃，則該測(cè) 試通過(guò)。
[0004] 然而，可替代地還存在最終部件上進(jìn)行的GWT測(cè)試（灼熱絲溫度測(cè)試=IEC 60695-2-11)。在使用超過(guò)0.5A的電流的家用裝置（其中所述裝置是受監(jiān)管）的情況下， 這些非金屬的、絕緣的材料必須達(dá)到至少750°C的GWT。
[0005] 在此對(duì)于家用裝置（其中所述裝置是不受監(jiān)管的）的要求是獲得850°C的 GWFI(灼熱絲可燃性指數(shù)=IEC60695-2-12)和775°C的GWIT(灼熱絲起燃溫度=IEC 60695-2-13)〇
[0006] 根據(jù)IEC60695-2-13的GWIT是在一個(gè)測(cè)試板片（盤(pán)）上測(cè)量，并且是一種塑料暴 露于例如灼熱絲或過(guò)熱電阻器下的易起燃性的量度。在整個(gè)起燃溫度測(cè)試過(guò)程中不允許該 測(cè)試樣品起燃。起燃被定義為持續(xù)超過(guò)5秒的燃燒。那么，如GWIT所述說(shuō)明的溫度比沒(méi)有使 該板片起燃的最大溫度高25°C。GWIT由這些材料的生產(chǎn)商陳述說(shuō)明并且在Underwriters Laboratories(UL)的黃色卡片（YellowCard)上列出。在該GWIT的一種替代物中，還可能 的是在最終部件上進(jìn)行GWT測(cè)試（灼熱絲溫度測(cè)試=IEC60695-2-11)。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)
[0008] 為了符合這些GWFI和GWIT的要求，基于聚酯的組合物和基于聚酯的熱塑性模制 組合物配備有阻燃劑。含鹵素的阻燃劑優(yōu)選地用于該目的。然而，這些主要基于溴化阻燃劑 的模制組合物引起了環(huán)境問(wèn)題，并且特別地主要是不符合所要求的GWIT。還難以符合其他 的在電氣和電子行業(yè)中重要的特性，例如高抗電弧痕跡性值（CTI-A)、以及還有低煙密度， 并且因此現(xiàn)今給予優(yōu)選的是在模制組合物中使用無(wú)鹵阻燃劑。
[0009] WO01/81470AU以及EP1276813Bl(由其衍生的）描述了這樣的阻燃聚酯組合 物，這些組合物包含聚酯樹(shù)脂或一種聚酯樹(shù)脂共混物組分、三嗪、胍、或（異）氰尿酸酯化合 物、硫化鋅、硼酸鋅、或氮化硼、任選地非原纖維（nonfibrillating)的聚四氟乙稀、以及一 種含磷的化合物。
[0010] JP2012 229315描述了這樣的聚對(duì)苯二甲酸亞烷基酯樹(shù)脂組合物，這些組合物包 含除其他之外的一種基于聚對(duì)苯二甲酸丁二酯使用至少70mol%的對(duì)苯二甲酸和從5至 12mol%的氫化二聚酸作為酸組分的共聚酯、以及還有氮化硼和/或硅酸鎂、溴化的阻燃 劑、銻化合物、以及纖維填充劑。WO2006/117087Al描述了這樣的聚合物組合物，這些聚合 物組合物具有一種基于氮的有機(jī)阻燃劑并具有一種脫模劑、以及還有任選地一種含磷的阻 燃劑；這些符合上述根據(jù)IEC60695-2-13用于家用非監(jiān)管裝置的要求。
[0011]WO2010/080491Al描述了基于次膦酸鹽的阻燃劑、以及還有膦酸酯低聚物、聚合 物、以及三聚氰胺衍生物的混合物。在PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁二酯）中使用含磷阻燃劑給出 彡 775°C的GWIT值。
[0012] WO03/018680A2提出了基于PBT、含氮阻燃劑、以及還有含磷阻燃劑的模制組合 物；這些達(dá)到了根據(jù)IEC695-2-1/2的960°C的GWT。
[0013] 在具體地使用無(wú)鹵阻燃劑中出現(xiàn)的一個(gè)具體缺點(diǎn)是它們具有低的分解溫度，并且 這與在加工以產(chǎn)生產(chǎn)品的過(guò)程中，具體地在注塑模制或擠出中，受限制的包含無(wú)鹵阻燃劑 的模制組合物的加工界限有關(guān)。此外，含磷阻燃劑是僅僅通過(guò)能量密集生產(chǎn)過(guò)程可獲得的。 因此，還存在避免這些無(wú)鹵素、但是含磷的阻燃劑的愿望的環(huán)境原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 發(fā)明目的
[0015] 因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供在用于電氣和電子市場(chǎng)的產(chǎn)品中使用的、優(yōu)選用 于生產(chǎn)家用裝置的基于聚酯的組合物，這些組合物符合標(biāo)準(zhǔn)IEC60335-1的要求甚至不使 用現(xiàn)有技術(shù)中已知的基于鹵素-或磷的阻燃劑。
[0016] 出人意料地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)包含至少一種來(lái)自氧化鋁、氮化硼、和硅酸鋁的組的組分的 聚酯組合物符合標(biāo)準(zhǔn)IEC60335-1的要求，而沒(méi)有任何需要使用從現(xiàn)有技術(shù)中已知的附加 的阻燃劑，并且因?yàn)檫@些具有非常好的灼熱絲耐受性連同寬大的加工界限，他們具有用于 生產(chǎn)用于電氣和電子市場(chǎng)的產(chǎn)品、優(yōu)選地用于生產(chǎn)家用裝置的優(yōu)異的適合性。
[0017] 技術(shù)方案
[0018] 該目的是通過(guò)包含以下項(xiàng)的組合物實(shí)現(xiàn)的，并且因此本發(fā)明提供了包含以下項(xiàng)的 組合物
[0019]a)至少一種聚對(duì)苯二甲酸亞烷基酯，優(yōu)選聚對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBT)、聚對(duì)苯二 甲酸乙二酯（PET)、或PBT和PET的一種共混物，特別地優(yōu)選PBT和PET的共混物，其中該 PET含量基于存在的所有這些聚酯的全部是在按重量計(jì)從50%至99. 9%的范圍內(nèi)，
[0020] b)至少一種來(lái)自氧化鋁、氮化硼、和硅酸鋁的組的組分，優(yōu)選硅酸鋁、特別優(yōu)選具 有三斜軸面晶體結(jié)構(gòu)的硅酸鋁，以及
[0021] c)玻璃纖維。
[0022] 為了清楚起見(jiàn)，應(yīng)注意到本發(fā)明的范圍包括在一般意義上的或在優(yōu)選的范圍內(nèi)以 下所列出的所有定義和參數(shù)的任何所希望的組合。
[0023] 本發(fā)明優(yōu)選地提供了包含以下項(xiàng)的組合物
[0024]a)按重量計(jì)從24. 9 %至89. 9%、優(yōu)選按重量計(jì)從34. 9 %至84. 9%、特別優(yōu)選按 重量計(jì)從44. 9 %至84. 9 %的至少一種聚對(duì)苯二甲酸亞烷基酯，優(yōu)選PBT、PET、或PBT和PET 的一種共混物，特別地優(yōu)選PBT和PET的共混物，特別是其中該P(yáng)ET含量基于存在的所有這 些聚酯的全部是在按重量計(jì)從50%至99. 9%的范圍內(nèi)的PBT和PET的共混物，
[0025]b)按重量計(jì)從10%至75%、優(yōu)選按重量計(jì)從15%至65%、特別優(yōu)選按重量計(jì)從 25%至65%的至少一種來(lái)自氧化鋁、氮化硼、和硅酸鋁的組的組分，優(yōu)選硅酸鋁、特別優(yōu)選 具有三斜軸面晶體結(jié)構(gòu)的硅酸鋁，以及
[0026] c)按重量計(jì)從0. 1 %至50%、優(yōu)選按重量計(jì)從10 %至40%、特別優(yōu)選按重量計(jì)從 10 %至30%的玻璃纖維，
[0027] 其條件是所有重量百分?jǐn)?shù)的總和始終為100。
[0028] 本發(fā)明特別優(yōu)選地提供了包含以下項(xiàng)的組合物
[0029]a)按重量計(jì)從24. 9%至54%、優(yōu)選按重量計(jì)從28%至45%、特別優(yōu)選按重量計(jì)從 32 %至40 %的聚對(duì)苯二甲酸丁二酯或聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、或PBT和PET的一種共混物，特 別地優(yōu)選PBT和PET的共混物，特別是其中該P(yáng)ET含量基于存在的所有這些聚酯的全部是 按重量計(jì)從50%至99. 9%的PBT和PET的共混物，
[0030] b)按重量計(jì)從21 %至75%、優(yōu)選按重量計(jì)從30 %至70%、特別優(yōu)選按重量計(jì)從 40%至65%的至少一種來(lái)自氧化鋁、氮化硼、和硅酸鋁的組的組分，優(yōu)選硅酸鋁、特別優(yōu)選 具有三斜軸面晶體結(jié)構(gòu)的硅酸鋁，以及
[0031]c)按重量計(jì)從0.1 %至50%、優(yōu)選按重量計(jì)從2 %至40%、特別優(yōu)選按重量計(jì)從 3 %至30 %的玻璃纖維，
[0032] 其條件是所有重量百分?jǐn)?shù)的總和始終為100。
[0033] 本發(fā)明的組合物是通過(guò)在至少一個(gè)混合器中混合用作起始材料的組分a)至c)制 備用于進(jìn)一步使用。這產(chǎn)生了基于本發(fā)明的組合物的模制組合物作為中間體。這些模制組 合物可以或者僅僅由組分a)至c)組成，或者另外包含除了組分a)至c)之外的其他的組 分。在這種情況下，組分a)至c)的量按這樣一種方式在規(guī)定的量值范圍內(nèi)改變，使得所有 重量百分?jǐn)?shù)的總和始終為1〇〇。
[0034] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的組合物除了組分a)至c)之外還包含
[0035] d)在每種情況下基于該整個(gè)組合物按重量計(jì)從0. 01 %至5%、優(yōu)選按重量計(jì)從 0. 05%至4%、特別優(yōu)選按重量計(jì)從0. 1 %至3%的至少一種亞磷酸酯穩(wěn)定劑，其中組分a)、 b)、c)的量被降低至使得所有重量百分?jǐn)?shù)的總和始終為100的程度。
[0036]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的組合物除了組分a)至d)之外、或代替d)，還包含
[0037] e)基于該整個(gè)組合物按重量計(jì)從0. 01%至10%的至少一種用于改進(jìn)流動(dòng)性的添 加劑，也稱為流動(dòng)輔助劑、流動(dòng)劑、流動(dòng)助劑或內(nèi)部潤(rùn)滑劑，其中這些其他組分的量被降低 至使得所有重量百分?jǐn)?shù)的總和始終為1〇〇的程度。
[0038]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的組合物除了組分a)至d)之外或代替d)和/或e)，還 包含
[0039] f)基于該整個(gè)組合物按重量計(jì)從0. 01 %至10%、優(yōu)選按重量計(jì)從0. 01 %至5%的 滑石粉、優(yōu)選微晶滑石粉，其中其他組分的量被降低至使得所有重量百分?jǐn)?shù)的總和始終為 100的程度。
[0040] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的組合物除了組分a)至e)之外或代替組分d)和/Se) 和/或f)，還包含
[0041] g)基于該整個(gè)組合物按重量計(jì)從0.01 %至15%、優(yōu)選按重量計(jì)從0.01 %至10%、 特別優(yōu)選按重量計(jì)從〇. 01 %至5%的至少一種脫模劑，其中這些其他組分的量被降低至使 得所有重量百分?jǐn)?shù)的總和始終為100的程度。
[0042] 在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的組合物除了組分a)至g)之外或代替組分d)和/Se) 和/或f)和/或g)，還包含
[0043]h)基于該整個(gè)組合物按重量計(jì)從0. 01 %至45 %、優(yōu)選按重量計(jì)從0. 01 %至30%、 特別優(yōu)選按重量計(jì)從〇. 01 %至15%的至少一種不同于組分C)至g)的其他添加劑，其中這 些其他組分的量被降低至使得所有重量百分?jǐn)?shù)的總和始終為100的程度。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明，有利的是如果所使用的組分b)包含氧化鋁、硅酸鋁或氮化硼，后者 與二氧化鈦結(jié)合作為組分h)。
[0045] 優(yōu)選的是使用氧化鋁作為組分b)。
[0046] -個(gè)可替代優(yōu)選的實(shí)施例使用氮化硼與二氧化鈦結(jié)合代替氧化鋁或硅酸鋁。
[0047]組分a)
[0048] 根據(jù)本發(fā)明，組分a)是至少一種聚對(duì)苯二甲酸亞烷基酯，優(yōu)選至少聚對(duì)苯二甲酸 丁二酯（PBT)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET)或PBT和PET的一種共混物，特別地PBT和PET 的共混物其中該P(yáng)ET含量基于存在的所有這些聚酯的全部是在按重量計(jì)從50 %至99. 9% 的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的是組分a)是聚對(duì)苯二甲酸丁二酯（PBT)或聚對(duì)苯二甲酸乙 二酯（PET)或PBT和PET的一種共混物，特別地P