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JP2020502300A - 改善された耐熱性かつ電気抵抗性の熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

改善された耐熱性かつ電気抵抗性の熱可塑性樹脂組成物 Download PDF

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JP2020502300A JP2019525009A JP2019525009A JP2020502300A JP 2020502300 A JP2020502300 A JP 2020502300A JP 2019525009 A JP2019525009 A JP 2019525009A JP 2019525009 A JP2019525009 A JP 2019525009A JP 2020502300 A JP2020502300 A JP 2020502300A
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Abstract

本明細書には、第2の包含されるポリアミドよりも高い融点を有する第1のポリアミドの特定のブレンドを含む樹脂マトリックスと、ハロゲン化および非ハロゲン化の両方の難燃剤成分を含む難燃性パッケージと、限られた量の種々の相乗剤と、任意選択的に、1つまたは複数の添加剤とを含有する、耐熱性かつ電気抵抗性の熱可塑性樹脂組成物が記載されている。また、記載される組成物から物品を作る方法、および物品自体も開示されている。【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明
[技術分野]
[0001]本発明は、耐熱性かつ電気抵抗性の熱可塑性樹脂組成物と、それから形成された種々の物品とに関する。
[背景]
[0002]種々の物品を製造するための熱可塑性樹脂組成物はよく知られている。特定の熱可塑性樹脂組成物の対象とする最終使用用途に応じて、種々の物理的特性が最重要になる。熱可塑性樹脂組成物の1つの一般的な用途は、電気的および電子的な成形物品を形成することにある。電気的および電子的用途には、例えば、電気回路および電子的構成要素による電力伝達およびデータ転送のためのシステムが含まれ、いくつか挙げると、電子通信システム、コンピュータ、携帯電話、自動車エレクトロニクス、照明、および家電器具などである。電子的構成要素は、いくつかの非限定的な例を明記すれば、コネクタ、配線用遮断器、ボビン、継電器、インダクタ、ディン(din)レール、およびエンクロージャを含むことができる。
[0003]通常、ポリアミドを含有する熱可塑性樹脂組成物は、このような成形物品の製造のために使用されることが多い。ポリアミドは、射出成形などの既知の方法により製造される種々の熱可塑性物品を作るために広く使用される合成ポリマーである。テクニカルポリアミドは、このような分野(例えば、電気的および電子的な分野)において、特に、流動性、耐衝撃性、高温での寸法安定性、表面仕上げ、および密度などの特性の最適化が求められる場合に物品を製造するために一般的に使用される。
[0004]さらに、電気的および電子的用途のためのこのような成形物品を製造するために、ガラス繊維と、難燃相乗剤を伴う1つまたは複数の難燃剤とがポリアミド樹脂マトリックスに添加されることが多い。何故なら、これらは、これらから製造された成形物品に、高剛性、高い難燃性、および/または改善した電気抵抗性のうちの少なくとも1つを付与する傾向があるからである。しかしながら、最も一般的に使用される難燃剤の多く、特に三酸化アンチモンなどの相乗剤は高価であるか、あるいは環境への懸念をもたらす。
[0005]ポリアミド樹脂に基づく組成物の難燃性を改善する試みは長い間知られている。米国特許出願公開第2012/0276391号明細書は、ポリアミドマトリックス中の難燃剤が過度に大量であると、それから形成される固体部品の機械的特性の低下が生じることを教示する。さらに、欧州特許出願公開第2935430A1号明細書から、恐らく、適切な機械的特性と並行して適切な難燃性を保証するために、臭素化難燃剤の最大量はポリマーマトリックスの重量に対して40重量%くらいであることが教示される。
[0006]さらに、欧州特許出願公開第2297237A1号明細書(DSM IP Assets BV)には、充填された熱可塑性樹脂組成物が記載される。この参考文献は、(A)ポリアミド、(B)シアヌル酸メラミン、および(C)ミネラル充填剤としてのタルカムを含む難燃剤組成物を開示する。その開示の目的は、許容できる燃焼時間または難燃性を依然として有する、タルカム量が増大されたポリアミド組成物を提供することである。
[0007]難燃性は種々の方法で測定することができ、そのうちのグローワイヤ燃焼性指数試験(以下、GWFI−試験、または単にGWFIと称する)は、電気および電子部品の相対的な性能を計測するために一般的に使用される。GWFI−試験は種々の温度で測定することができ、960℃が最も厳しい基準である。例えば、小型遮断器は、この温度においてGWFI−試験に従わなければならない。この試験は、グローワイヤのプリセット温度において、指定の厚さおよび少なくとも約3500mmの表面積を有する試験片に対して、標準IEC60695−2−12に従ってグローワイヤを適用することにより生じる炎を消化する能力を測定する。試験片の着火が起こらない場合か、あるいは着火が起こるが、前記グローワイヤを除去してから30秒以内に自己消火する場合に、組成物は試験に合格する。連続試験により、3つの異なる試験片が前記グローワイヤを除去してから30秒以内に自己消火するか、あるいは全く着火しなければ、組成物は特定の温度で試験に合格する。
[0008]難燃性を評価するための別の方法は、特定の温度においてグローワイヤの適用を開始してから炎が自己消火する瞬間までの間の燃焼時間を記録することである。燃焼時間がグローワイヤの適用時間よりも短い場合もあることは理解されるべきである。GWFI−試験は合格/不合格試験なので、この方法はGWFI−試験と比べてより定量的な評価を可能にする。
[0009]種々の高分子組成物の難燃性を決定するために頻繁に使用される試験である、グローワイヤに基づいた別の試験は、グローワイヤ着火温度(GWIT)である。この試験は、機能不良の電気設備(例えば、過負荷または過熱した構成要素など)において起こり得るような熱の効果をシミュレートする。この試験は、これらの状況下で熱可塑性樹脂組成物が着火する温度を比較する方法を提供する。
[0010]高分子材料の燃焼性を評価するためのさらに別の方法は、UL−94標準に従う。この標準は、特に、デバイスおよび器具内に組み込まれる予定のプラスチック材料のために設計されている。UL94V試験に従う評点は、以下の一般化された基準によって割り当てられる。
Figure 2020502300
[0011]残炎時間が30秒を超えるか、クランプまでの燃焼の結果がありである場合に、物品はUL94試験に不合格であったとみなされる。
[0012]言及されるように、難燃性熱可塑性樹脂組成物は、電気的用途のための物品および部品を製造するために広く使用される。しかしながら、このような目的のために、多くの場合、熱可塑性樹脂組成物は、優れた難燃特性に加えて高い電気抵抗性を示すことが必要とされる。
[0013]物品の電気抵抗の充足を決定するための1つの周知のプロキシ(proxy)は、比較トラッキング指数(CTI)試験である。この特性は、トラッキングとしても知られている材料の電気絶縁破壊特性を測定するので、エレクトロニクス分野などの多数の分野における用途のために重要である。CTIは通常、数字と、任意選択的にその後に続く括弧内の数字とで示される。最初の数字は、厚さ3mmの材料が50滴の塩化アンモニウム溶液に耐えることができる電圧を示す。2番目の括弧内の数字は、100滴に耐える間にどの電圧が得られたかを示す。報告される全てのCTI値は、IEC60112に従って測定される。
[0014]上記のことにもかかわらず、GWFI、GWIT、およびUL−94により測定される優れた難燃性と、CTIにより測定される優れた電気抵抗性とを同時に示しながら「極度の安全性」、または十分な破断伸び、靭性、および剛性を示し、さらに、多くの場合に高価なおよび/または環境に有害である一般的な難燃相乗剤を必要とせずに上記のことが可能である、電気的および電子的用途における使用に適した熱可塑性樹脂組成物を提供することの必要性はこれまでに満たされていないことは明らかである。
[簡単な概要]
[0015]本明細書には、本発明のいくつかの実施形態が記載されている。第1の実施形態は、熱可塑性樹脂組成物全体の重量に対して、少なくとも第1のポリアミドおよび第2のポリアミドのブレンドを含む樹脂マトリックスと、ハロゲン化難燃剤成分および非ハロゲン化難燃剤成分を含む難燃性パッケージと、0重量%から約60重量%まで、または約40重量%まで、または約20重量%の1つまたは複数の添加剤とを含む熱可塑性樹脂組成物であり、ここで、第1の脂肪族ポリアミド対第2の脂肪族ポリアミドの重量比は、約1:1〜約75:1、または約5:1〜約75:1であり、第1のポリアミドは、第2のポリアミドの融点よりも高い融点を有し、かつ樹脂組成物は、約5重量%未満、または約3重量%未満、または約1重量%未満、または約0.5重量%未満、または約0.1重量%未満、または約0.05重量%未満の三酸化アンチモンを含有する。
[0016]本発明のさらなる実施形態は以下に記載される。
[詳細な説明]
[0017]本文書の全体を通して、組成物または構成要素が、例えば相乗剤、コポリアミド、または充填剤などに関して、特定の物質または成分を「実質的に欠いている」とされる場合、あるいは任意の他の物質に対して他の同様の用語体系に依存する場合、組成物全体が、本発明が適用される技術分野の当業者によれば周知である従来の方法(例えば、原子発光分析法)により測定したときに、参照される物質または成分を約3ppm(100万分の1)未満で含有することを意味する。
[0018]本発明の第1の態様は、熱可塑性樹脂組成物全体の重量に対して、少なくとも第1のポリアミドおよび第2のポリアミドのブレンドを含む樹脂マトリックスと、ハロゲン化難燃剤成分および非ハロゲン化難燃剤成分を含む難燃性パッケージと、0%から約60重量%まで、または約40重量%まで、または約20重量%の1つまたは複数の添加剤とを含む熱可塑性樹脂組成物であり、ここで、第1の脂肪族ポリアミド対第2の脂肪族ポリアミドの重量比は、約1:1〜約75:1、または約5:1〜約75:1であり、第1のポリアミドは、第2のポリアミドの融点よりも高い融点を有し、かつ樹脂組成物は、約5重量%未満、または約3重量%未満、または約1重量%未満、または約0.5重量%未満、または約0.1重量%未満、または約0.05重量%未満の三酸化アンチモンを含有する。
[0019]基本的なレベルにおいて、本発明に従う組成物は、樹脂マトリックス、難燃剤パッケージ、および任意選択的に1つまたは複数の添加剤を有し、これらはそれぞれ、以下に順に記載される。
[樹脂マトリックス]
[0020]本発明に従う組成物は樹脂マトリックスを有する。樹脂マトリックスは、1つまたは複数の樹脂マトリックスポリマーを含み得る。好ましくは、1つまたは複数のマトリックスポリマーは熱可塑性材料である。実施形態において、樹脂マトリックスは、1つまたは複数のポリアミド(PA)を含む。
[0021]ポリアミドは、アミド結合により連結された繰返し単位を有する巨大分子である。全てのポリアミドは、二酸とジアミンとの反応またはラクタムの開環重合のいずれかにより生じるアミド官能基の形成により、2つのモノマー分子を互いに連結することによって作られる。ポリアミドを製造するための様々なプロセスが知られており、所望の最終生成物に応じて、異なるモノマー単位の利用と、所望の分子量を確立するための種々の連鎖調節剤とが必要とされる。
[0022]産業的に関連のあるポリアミドの製造プロセスは、通常、溶融物における重縮合を含む。これに関連して、ラクタムの加水分解重合も重縮合であると理解される。多くの場合、ジアミンおよびジカルボン酸および/または少なくとも5個の環員を有するラクタムまたは対応するアミノ酸から出発して調製され得るポリアミドである部分結晶性ポリアミドが使用される。
[0023]使用される通常の反応物は、脂肪族および/もしくは芳香族ジカルボン酸、例えば、アジピン酸、2,2,4−および2,4,4−トリメチルアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、脂肪族および/もしくは芳香族ジアミン、例えば、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,9−ノナンジアミン、2,2,4−および2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、異性体ジアミノジシクロヘキシルメタン、ジアミノジシクロヘキシルプロパン、ビスアミノメチルシクロヘキサン、フェニレンジアミン、キシリレンジアミン、アミノカルボン酸、アミノカプロン酸、または対応するラクタムのいずれかである。
[0024]いずれの場合も、ポリアミドは、米国特許第2071250号明細書、同第2071251号明細書、同第2130523号明細書、同第2130948号明細書、同第2241322号明細書、同第2312966号明細書、および同第2512606号明細書に記載されるものを含むがこれらに限定されない、いくつかの周知のプロセスによって得ることができる。
[0025]ポリアミドは、脂肪族または芳香族であり得る。芳香族ポリアミド(他にアラミドとして知られる)は、多くの場合、より良好な耐溶媒性、耐熱性、および耐炎性と共に、優れた靭性および/またはモジュラスを有すると考えられ、全てがその脂肪族対応物よりも優れた寸法安定性を伴うが、通常、製造および供給するのにより費用がかかる。最も周知の芳香族アミドの2つとして、ポリ(p−フェニレンテレフタルアミド)およびポリ(m−フェニレンイソフタルアミド)が挙げられる。完全な芳香族構造と、隣接するアラミド鎖間の強い水素(hydrogon)結合とにより、高い融点、低重量での高い引張強さ、ならびに優れた耐炎性および耐熱性が得られる。
[0026]脂肪族ポリアミド(他にナイロンとして知られる)は通常、より入手しやすく、従って、より多数の用途に適している。これらは射出成形されたときに非晶質であるか、あるいは中程度にしか結晶性でないが、結晶化度の程度は、機械的な延伸による配向性によって、繊維およびフィルム用途のために大きく増大させることができる。最も周知のポリアミドの2つは、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)(PA66またはナイロン6,6)およびポリカプロラクタム(PA6またはナイロン6)である。PA6(CAS#25038−54−4)およびPA66(CAS#32131−17−2)はいずれも、高い引張強さ、靭性、柔軟性、弾性、および低クリープを含む優れた機械的特性を有する。これらは染色が容易であり、低摩擦係数(自己潤滑性)のために優れた耐摩耗性を示す。ナイロンは、通常、高い融解温度およびガラス転移温度を有し、それにより、ナイロンから形成された固体ポリマーは上昇した温度においても優れた機械的特性を有することができる。例えば、PA−6,6の熱撓み温度(HDT)は通常180〜240℃であり、ポリカーボネートおよびポリエステルの熱撓み温度を超える。またこれらは、油、塩基、真菌、および多数の溶媒に対して良好な耐性を有する。
[0027]別の周知のポリアミドはナイロン6,12である。これは、ポリマー骨格中により多数のメチレン基があるためにナイロン6,6および6よりも親水性が低い。この理由からナイロン6,12はより優れた耐湿性、寸法安定性、および電気特性を有するが、結晶化度の程度、融点および機械的特性はより低い。他の非限定的な市販のポリアミドには、ナイロン4,6、ナイロン6,10およびナイロン11が含まれる。
[0028]本発明の実施形態において使用されるポリアミドは、結晶性、半結晶性および非晶質またはこれらの混合物の全てのポリアミドを含み得る。ポリアミドの調査は、例えば、Roempp Chemie−Lexikon(第9版、第5巻、359頁から開始)およびその中で言及される引用において見出すことができる。特に、ポリアミドPA6、PA46、PA66、PA11、PA12、PA6T/66、PA6T/6I、PA6I/6T、PA6/6T、PA6/66、PA8T、PA9T、PA12T、PA69、PA610、PA612、PA1012、PA1212、PAMACM12、PAPACM12、PAMACMT、PAPACP12、PANDT、PAMXDI、PANI、PANT、PATMHMDAT、PA12/PACMT/PACMI、PA12/MACMI/MACMT、PAN12、PA6/MACMIまたはこれらのブレンドが使用され得る。一般的な市販のポリアミドの例としては、PA66、PA6、PA3、PA7、PA8、PA10、PA11、PA12、PA410、PA610、およびPA46が挙げられる。
[0029]芳香族または脂肪族のいずれの場合も、ポリアミドはホモポリマーまたはコポリマーであり得る。ポリアミドホモポリマーは、例えば、ジアミン(X)および二酸(Y)から製造することができ、一般にAABB型ポリアミドとして知られており、例えばPA−612は、基本単位ヘキサン−1,6−ジアミン(HMDA)および1,12−ドデカン酸を有するホモポリマーを示す。またポリアミドホモポリマーはアミノ酸(Z)から製造することもでき、一般にAB型ポリアミドとして知られており、例えばPA−6は、ε−カプロラクタムからのホモポリマーを示す。
[0030]コポリアミドは既知であり、一般に、Nylon Plastics Handbook,Melvin I.Kohan編,Hanser Publishers,1995(特に、365頁から開始)に記載されている。コポリアミドは、本明細書では、一部はヘキサメチレンジアミンおよびアジピン酸からのそのモノマー単位に由来し、ジアミンおよび二酸ならびに/またはアミノ酸に由来するさらなるモノマー単位を有するコポリアミドであると理解される。従って、これらのさらなるモノマー単位は、ヘキサメチレンジアミンまたはアジピン酸とは異なる。
[0031]コポリアミドは、通常、PA−XY/MN(ここで、PA−XYはAABB型ポリアミドである)、またはPA−Z/MN(ここで、PA−ZはAB型ポリアミドである)のいずれかで記載され、ここで、MおよびNは、最初に言及されるモノマー単位よりも少量で存在する。例として、このようなコポリアミドはPA−66/XY(ここで、Xはさらなるジアミンを指し、Yはさらなる二酸を指す)、またはPA−66/Z(ここで、Zはアミノ酸を指す)、またはPA−66/XY/Zで示すことができる。
[0032]用語体系は、Nylon Plastics Handbook,Melvin I.Kohan編,Hanser Publishers,1995において使用されるように順守される。例えば、PA−612は基本単位ヘキサン−1,6−ジアミンおよび1,12−ドデカン酸を有するホモポリマーを示し、PA−6/12は、ε−カプロラクタムおよびラウロラクタムから製造されたコポリマーを示す。この表記法はコポリアミドのタイプに言及しない。コポリアミドは、従って、ランダム、ブロック、またはさらに交互であり得る。
[0033]コポリアミドは、例えば、PA−66/PA−XYまたはPA−66/PA−Zで示されるブレンドとは区別されるべきである。ブレンドは2つのポリアミドを混合することによって調製されるが、コポリアミドは、モノマーを混合し、これらがその後重合してコポリアミドになることによって調製される。モノマーとは、本明細書では、他のモノマーと化学的に結合したときにポリマーを形成する分子であると理解される。ポリアミドの場合、可能性のあるモノマーには、例えば、アミノ酸、ジアミンおよび二酸、ならびにこれらの塩が含まれる。さらなる例として、PA−6およびPA−12のブレンドは、PA−6/PA−12として記載される。
[0034]半結晶性ポリアミドは、本明細書では、本質的な成分としてポリマー主鎖中に繰り返しアミド基を有する合成長鎖ポリアミドのホモポリマー、コポリマー、ブレンドおよびグラフトであると理解されるべきである。ポリアミドホモポリマーの例は、ポリアミド−6(PA6、ポリカプロラクタム、ε−カプロラクタムの重縮合)、ポリアミド−10(PA10、ポリデカノアミド)、ポリアミド−11(PA11、ポリウンデカノラクタム)、ポリアミド−12(PA12 ポリドデカノラクタム)、ポリアミド−6,6(PA66、ポリヘキサメチレンアジパミド、ヘキサメチレンジアミンおよびアジピン酸の重縮合生成物)、ポリアミド−6,9(PA69、1,6−ヘキサメチレンジアミンおよびアゼライン酸の重縮合生成物の縮合生成物)、ポリアミド−4,10(PA410、ジアミノブタンおよび1,10−デカン二酸の重縮合生成物)、ポリアミド−6,10(PA610、1,6−ヘキサメチレンジアミンおよび1,10−デカン二酸の重縮合生成物)、ポリアミド−6,12(PA612、1,6−ヘキサメチレンジアミンおよび1,12−ドデカン二酸の重縮合生成物)、ポリアミド10,10(PA1010、1,10−デカメチレンジアミンおよび1,10−デカンジカルボン酸の重縮合生成物)、PA1012(1,10−デカメチレンジアミンおよびドデカンジカルボン酸の重縮合生成物)またはPA1212(1,12−ドデカメチレンジアミンおよびドデカンジカルボン酸の重縮合生成物)である。
[0035]ポリアミドコポリマーは、種々の比率のポリアミド基本単位を含み得る。ポリアミドコポリマーの例は、ポリアミド6/66およびポリアミド66/6(PA6/66、PA66/6、PA6およびPA66基本単位から製造されたコポリアミド、すなわち、ε−カプロラクタム、ヘキサメチレンジアミンおよびアジピン酸から製造されたもの)である。PA66/6(90/10)は、90パーセントのPA66および10パーセントのPA6を含有し得る。さらなる例としては、ポリアミド66/610(PA66/610、ヘキサメチレンジアミン、アジピン酸およびセバシン酸から製造される)が挙げられる。またポリアミドコポリマーはイソホロンジアミン、テレフタル酸、イソフタル酸などの芳香族基本単位を含む環状基本単位も含むことができ、例えば、PA6/IPDTおよびPA6I/6Tなどである。実施形態において、ポリアミドコポリマーは、ε−カプロラクタム、ヘキサメチレンジアミン、アジピン酸、およびこれらの組合せの群から選択される基本単位よりも少ない量の環状基本単位を含む。
[0036]実施形態において、半結晶性ポリアミドは、主要基本単位としてのε−カプロラクタムならびに/またはヘキサメチレンジアミンおよびアジピン酸の基本単位を有し、PA−6、PA−66、PA6/66およびPA66/6およびこれらのブレンドが含まれる。
[0037]実施形態において、樹脂マトリックスは、ポリアミド−6、ポリアミド−7、ポリアミド−6,6、ポリアミド−4,6、またはこれらのブレンドを含む。好ましくは、樹脂マトリックスは、ポリアミド−6およびポリアミド−6,6を含む。実施形態において、ポリアミド−6およびポリアミド−6,6は、2よりも高い、または2.2よりも高く、かつ3よりも低い、または2.8よりも低い相対溶液粘度を有する。相対溶液粘度はISO307に従って測定され、25℃において90%濃度のギ酸100ml中1グラムの関連の樹脂マトリックス成分の溶液を用いて決定される。
[0038]実施形態において、適切なポリアミドは、一般に、直鎖分子あたり0.1〜1個のアミン基を末端基として有し、アミン基含有量は、好ましくは、少なくとも20meq/kg、より好ましくは30meq/kg、最も好ましくは40meq/kgである。より高いアミン基含有量の利点は、より強力な粘度の増大およびより明白な非ニュートン溶融流動挙動である。
[0039]実施形態において、樹脂マトリックスは、好ましくは、2つ以上の別々のポリアミドのブレンドを含む。本発明者らは、複数のポリアミドの特定のブレンドが複数の個々のマトリックスポリマー成分の利益を有利に活用して、強化剤または充填剤を明確に必要とすることなく、所望の特性のより良好なバランスを有する、例えば、耐熱性/耐炎性、電気抵抗性、本明細書の他の箇所に記載されている難燃剤パッケージ成分との即時の混和性、および許容できる機械的特性(例えば、材料の剛性および破断伸びなど)に関して高性能の同時維持を有する組成物を可能にすることを見出した。本発明者らはさらに驚くことに、少なくとも2つのポリアミドの特定のブレンドが、適切な量で構成されたとき、かつ適切な耐熱特性を有するように選択されたときに難燃剤と共に相乗的に働く樹脂マトリックスをもたらし(高価なおよび/または環境に悪い別々の難燃相乗剤を必要とすることなく)、それにより、耐熱性、耐炎性、および電気抵抗性における最適な性能が可能になることを発見した。
[0040]個々のポリアミドは、本明細書の他の箇所に記載されている実施例の1つまたは複数から選択され得る。しかしながら、実施形態において、ポリアミドは、ブレンドが、第2のポリアミドよりも高い融点を有する第1のポリアミドをもたらすように選択される。好ましい実施形態では、樹脂マトリックスは、約250℃よりも高い融点を有する第1のポリアミドと、約250℃よりも低い融点を有する第2のポリアミドとを含む。
[0041]本発明者らは、驚くことに、少なくとも2つの別個の熱可塑性ポリマーの特定のブレンドが互いに対して調節される量で使用されると、本発明に従う樹脂マトリックスが、優れた耐熱性および電気抵抗性を有する熱可塑性物品の形成を可能にするために特に最適化され得ることを見出した。
[0042]従って、好ましい実施形態では、熱可塑性ポリマーのブレンドは2つの別々のポリアミドを含み、第1のポリアミドは第2のポリアミドよりも高い融点を有し、第1のポリアミド対第2のポリアミドの重量比は、約1:1〜約50:1、または約1:1〜約25:1、または約5:1〜約50:1、または約5:1〜約25:1、または約5:1〜約15:1である。好ましい実施形態では、これらの前述の比率は、250℃よりも高い融点を有する第1のポリアミド、および250℃よりも低い融点を有する第2のポリアミドに適用される。本発明者らは、驚くことに、より低い融点、特に250℃よりも低い融点を有する第2のポリアミドが多過ぎてまたは少な過ぎて含まれる場合に、耐熱性および電気抵抗性の独自の組合せが低下する傾向にあることを発見した。
[0043]実施形態において、ポリアミドの少なくとも1つは脂肪族ポリアミドである。実施形態において、少なくとも第1および第2のポリアミドは脂肪族ポリアミドである。別の実施形態では、少なくとも第3の付加的なポリマーが含まれるが、それは一般に、第1または第2のポリアミドよりも少ない量(重量による)で組成物中に存在する。個々のポリアミドは、ホモポリアミドもしくはコポリアミド、または両方の組合せであり得る。
[0044]実施形態において、少なくとも2つのポリアミドは脂肪族ポリアミドである。実施形態において、脂肪族ポリアミドは、PA6およびPA66を含む。
[0045]好ましい実施形態では、樹脂マトリックスは、例えば、家電器具における電気コネクタとしての用途のために、使用される脂肪族ポリアミドのモル熱容量が最適化されるように構成される。従って、好ましい実施形態では、樹脂マトリックスは、ASTM E1269−11に従って試験したときに、少なくとも約250J(molK)−1、または少なくとも約275J(molK)−1、または少なくとも約300J(molK)−1、またはより好ましくは少なくとも約325J(molK)−1のモル熱容量Cを有する第1の脂肪族ポリアミドと、約325J(molK)−1未満、または約300J(molK)−1未満、または約275J(molK)−1未満、より好ましくは約250J(molK)−1未満のモル熱容量Cを有する第2の脂肪族ポリアミドとを含む。
[0046]種々の一般的な脂肪族ポリアミドのモル熱容量値はよく知られている。例えば、既知のモル熱容量の計算値は以下を含む。
Figure 2020502300
[0047]実施形態において、第1または第2の脂肪族ポリアミドは、ヘキサメチレンジアミンおよびアジピン酸に由来するモノマー単位から本質的になるホモポリアミドであるPA66である。
[0048]実施形態において、第1または第2の脂肪族ポリアミドはPA6であり、その商業的な市販の例は、DSM(オランダ)から入手可能なAkulon F132−Eである。
[0049]実施形態において、樹脂マトリックスはさらに1つまたは複数の流動性調整剤を含む。本発明の目的のために、流動性調整剤は、付随する樹脂マトリックスの溶融粘度を変化させる。適切な流動性調整剤は希釈モノマーを含むが、一般的にオリゴマーが好ましい。実施形態において、適切なオリゴマー流動性調整剤は、少なくとも1つのポリアミドオリゴマーである。適切なポリアミドオリゴマーは、樹脂マトリックスにおける使用に適しているとして本明細書の他の箇所に記載されている低分子量を有するポリアミドを含む。好ましいポリアミドオリゴマーは、ポリアミド−6オリゴマー、ポリアミド−4,6オリゴマー、ポリアミド−6,6オリゴマーまたはこれらのオリゴマーのうちの少なくとも2つの混合物である。ポリアミドオリゴマーは、好ましくは樹脂マトリックス中のベースポリアミドの「絡み合い間の分子量」よりも低い重量平均分子量を有する低分子量ポリアミドである。この「絡み合い間の分子量」は、例えば、ポリアミド−6の場合は5000g/molである。好ましくは、重量平均分子量は、最大で5000g/mol、好ましくは最大で4000g/mol、より好ましくは最大で3000g/molである。しかしながら、分子量が低くなり過ぎると、流動性調整剤が取り込まれた樹脂組成物のガラス転移温度は、望ましくないレベルまで低下し得る。好ましくは、重量平均分子量は約500g/molよりも大きく、より好ましくは約1000g/molよりも大きい。
[0050]実施形態において、樹脂マトリックスは、0.1〜50重量%の量(全樹脂マトリックスに対して)の本明細書に記載される流動性改良剤を含む。より好ましくは、樹脂マトリックスは、0.1〜40重量%の量、さらにより好ましくは0.1〜30重量%の量、さらにより好ましくは0.1〜20重量%の量(全樹脂マトリックスに対して)の流動性改良剤を含む。
[0051]上述の脂肪族ポリアミドを含む、樹脂マトリックスを形成するポリマー成分は、任意の既知の方法で構成要素を混合することによって得ることができる。例えば、構成要素は乾式ブレンドされ、従って、溶融混合装置、好ましくは押出機に供給され得る。また構成要素は溶融混合装置に直接供給され、一緒にまたは別々に投入され得る。好ましくは、溶融混合は不活性ガス雰囲気中で実施され、材料は混合する前に乾燥される。
[0052]実施形態において、樹脂マトリックスは、樹脂組成物全体の重量に対して、25〜85重量%、または30〜80重量%、または35〜75重量%、または40〜70重量%、または45〜65重量%で使用される。
[難燃性パッケージ]
[0053]また本発明に従う組成物は難燃性パッケージも有する。本明細書で記載されるような難燃性パッケージは、本発明が適用される技術分野においてこれらの用語が一般的に知られており、理解されるように、難燃剤または難燃剤の組合せに関する。特に、難燃性パッケージは樹脂マトリックス(ポリアミドなどの熱可塑性ポリマーを含む)を形成する材料を排除し、さらに、これらが取り込まれた組成物が火災損害に抵抗し、延焼を防止し、または火災が始まり得る時点を遅らせる能力を改善する機能に寄与する傾向がある。このような効果は、一般的に、グローワイヤ着火試験(GWIT)、またはグローワイヤ燃焼性指数(GWFI)における構成要素の性能に対して性能によって定量化される。
[0054]難燃剤は、燃焼プロセスを妨害するためにいくつかの方法の1つで作用することが一般的に知られている。第1に、難燃剤は、水または不活性ガスなどの炎抑制流体を放出することによって、炎形成ゾーン内の可燃性ガスおよび酸素の危険濃度を希釈および妨害し得る。また難燃剤は火災サイクルの燃焼段階を妨害することもあり、密閉区域を包み込む「フラッシュオーバー」または炎のバーストを回避もしくは遅延させることが含まれる。さらに、難燃剤は、「炭化(char)」層をその上に形成し、燃料が豊富な材料から炭化層を越える炎を物理的に絶縁することにより、材料の分解プロセスを遅延させるように作用し得る。
[0055]実施形態によると、組成物は、少なくとも2つの難燃剤成分を含む難燃性パッケージを含有する。実施形態において、少なくとも1つの難燃剤成分は、1つまたは複数のハロゲンフリー化合物を含有する。実施形態において、少なくとも1つの難燃剤成分は、1つまたは複数のハロゲン含有化合物を含有する。実施形態において、難燃剤パッケージは、少なくとも1つのハロゲン化難燃性化合物をさらに含むハロゲン化難燃剤成分と、少なくとも1つのハロゲンフリーまたは非ハロゲン化難燃性化合物をさらに含む非ハロゲン化難燃剤成分とを含む。
[0056]組成物は、例えば、特定の実施形態では、組成物全体の重量に対して、約60重量%まで、または約50重量%まで、または約40重量%まで、または約30重量%までの量、あるいは特定の実施形態では、少なくとも約5重量%、または少なくとも約10重量%、または少なくとも約20重量%、または少なくとも約30重量%の量の任意の適切な量の難燃性パッケージを含むことができる。実施形態において、難燃性パッケージは、組成物全体の重量に対して、10重量%〜約60重量%、より好ましくは約20重量%〜約50重量%、より好ましくは約30重量%〜約40重量%の量で存在する。
[0057]実施形態において、以下に記載されるハロゲン化難燃剤成分対以下に記載される非ハロゲン化難燃剤成分の重量比は、約1:25〜約25:1、または約2:1〜約15:1、または約4:1〜約10:1である。
[ハロゲン化難燃剤]
[0058]複数の実施形態において、難燃性パッケージはハロゲン化難燃剤成分を含む。ハロゲン化難燃剤は、1つまたは複数のハロゲン化(またはハロゲン含有)難燃剤からなる。これは、難燃性パッケージがハロゲン化化合物を含む1つまたは複数の難燃剤を取り込むことを示す。ハロゲン化化合物は、ハロゲン原子を含む1つまたは複数の化合物の組合せである。ハロゲンは、フッ素、アスタチン、塩素、臭素およびヨウ素を含む元素の群である。
[0059]実施形態において、ハロゲン化難燃剤成分は、エポキシド化テトラブロモビスフェノールA樹脂、テトラクロロビスフェノールAオリゴカーボネート、ペンタブロモポリアクリレート、エチレン−1,2−ビステトラブロモフタルイミド、臭素化ポリスチレン、ビス(ペンタブロモフェニル)エタン、テトラブロモビスフェノールAオリゴカーボネート、およびこれらの組合せなどの1つまたは複数の臭素化および塩素化化合物を含む。
[0060]実施形態において、1つまたは複数の臭素含有難燃剤がハロゲン化難燃剤成分において使用される。有機臭素難燃剤は、テトラブロモビスフェノールA(TBBPA)ならびにエステル、エーテル、およびオリゴマーなどのその誘導体、例えば、テトラブロモフタル酸エステル、ビス(2,3−ジブロモプロピルオキシ)テトラブロモビスフェノールA、TBBPAに基づく臭素化カーボネートオリゴマー、TBBPAおよびエピクロロヒドリンの縮合に基づく臭素化エポキシオリゴマー、ならびにTBBPAおよび1,2−ジブロモエタンのコポリマー;ジブロモ安息香酸、ジブロモスチレン(DBS)およびその誘導体;エチレンブロモビステトラブロモフタルイミド、ジブロモネオペンチルグリコール、ジブロモシクロオクタン、トリスブロモネオペンタノール、トリス(トリブロモフェニル)トリアジン、2,3−ジブロモプロパノール、トリブロモアニリン、トリブロモフェノール、テトラブロモシクロペンタン、テトラブロモビフェニルエーテル、テトラブロモジペンタエリスリトール、デカブロモジフェニルエーテル、テトラブロモフタル酸無水物、ペンタブロモトルエン、ペンタブロモジフェニルエーテル、ペンタブロモジフェニルオキシド、ペンタブロモフェノール、ペンタブロモフェニルベンゾエート、ペンタブロモエチルベンゼン、ヘキサブロモシクロヘキサン、ヘキサブロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロデカン、ヘキサブロモシクロドデカン、ヘキサブロモベンゼン、ヘキサブロモビフェニル、オクタブロモビフェニル、オクタブロモジフェニルオキシド、ポリ(ペンタブロモベンジルアクリレート)、オクタブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエタン、デカブロモジフェニル、臭素化トリメチルフェニルインダン、テトラブロモクロロトルエン、ビス(テトラブロモフタルイミド)エタン、ビス(トリブロモフェノキシ)エタン、臭素化ポリスチレン、臭素化エポキシオリゴマー、ポリペンタブロモベンジルアクリレート、ジブロモプロピルアクリレート、ジブロモヘキサクロロシクロペンタジエノシクロオクタン、N’−エチル(ビス)ジブロモノンボランジカルボキシイミド(dibromononboranedicarboximide)、テトラブロムビスフェノール(tetrabrombisphenol)S、N’N’−エチル−ビス(ジブロモノンボルネン(dibromononbornene))ジカルボキシイミド、ヘキサクロロシクロペンタジエノ−ビス(2,3−ジブロモ−1−プロピル)フタレート、臭素化ホスフェート(リン酸ビス(2,3−ジブロモプロピル)およびリン酸トリス(トリブロモネオペンチル)および亜リン酸トリス(ジクロロブロモプロピル)など)、N,N’−エチレン−ビス(テトラブロモフタルイミド)、テトラブロモフタル酸ジオール[2−ヒドロキシプロピル−オキシ−2−2−ヒドロキシエチル−エチルテトラブロモフタレート]、ビニルブロミド、ポリペンタブロモベンジルアクリレート、ポリ臭素化ジベンゾ−p−ジオキシン、トリス(2,3−ジブロモプロピル)−イソシアヌレート、エチレン−ビス−テトラブロモフタルイミドおよびリン酸トリス(2,3−ジブロモプロピル)を含むがこれらに限定されない。
[0061]市販の臭素化難燃剤の適切な例としては、ポリ臭素化ジフェニルオキシド(DE−60F)、デカブロモジフェニルオキシド(デカブロモジフェニルエーテル)(DBDPO;SAYTEX(登録商標)102E)、リン酸トリス[3−ブロモ−2,2−ビス(ブロモメチル)プロピル](PB370(登録商標)、FMC Corp.またはFR370、ICL/Ameribrom)、リン酸トリス(2,3−ジブロモプロピル)、テトラブロモフタル酸、ビス(N,N’−ヒドロキシエチル)テトラクロルフェニレンジアミン、テトラブロモビスフェノールAビス(2,3−ジブロモプロピルエーテル)(PE68)、臭素化エポキシ樹脂、エチレン−ビス(テトラブロモフタルイミド)(SAYTEX(登録商標)BT−93)、オクタブロモジフェニルエーテル、1,2−ビス(トリブロモフェノキシ)エタン(FF680)、テトラブロモ−ビスフェノールA(SAYTEX(登録商標)RB100)、エチレンビス(ジブロモ−ノルボルナンジカルボキシイミド)(SAYTEX(登録商標)BN−451)、トリス−(2,3−ジブロモプロピル)−イソシアヌレート、ヘキサブロモシクロドデカン、臭素化ポリスチレン、およびChemturaからのEMERALD INNOVATIONシリーズ、例えばEMERALD INNOVATION1000が挙げられる。
[0062]実施形態において、ハロゲン化難燃剤成分は、有機臭素難燃剤のデカブロモジフェニルエーテル、リン酸トリス[3−ブロモ−2,2−ビス(ブロモメチル)プロピル]、または臭素化ポリスチレンのうちの1つまたは複数を含む。
[0063]使用される場合、組成物は、任意の適切な量、例えば、特定の実施形態では、組成物全体の重量に対して、約50重量%まで、または約40重量%まで、または約30重量%までの量、あるいは特定の実施形態では、少なくとも約5重量%、または少なくとも約10重量%、または少なくとも約20重量%、または少なくとも約30重量%の量のハロゲン化難燃剤成分を含むことができる。実施形態において、ハロゲン化難燃剤成分は、組成物全体の重量に対して、10重量%〜約50重量%、または約20重量%〜約50重量%、または約30重量%〜約40重量%の量で存在する。
[0064]本明細書に記載される上記のハロゲン含有難燃剤の1つまたは複数は、純粋な形態またはマスターバッチもしくはコンパクトの形態で難燃性パッケージのハロゲン化難燃剤成分に添加され得る。
[非ハロゲン化難燃剤]
[0065]複数の実施形態において、難燃性パッケージは非ハロゲン化難燃剤成分を含む。非ハロゲン化難燃剤成分は、1つまたは複数の非ハロゲン化(またはハロゲンフリー)難燃剤を含む。これは、難燃性パッケージが、ハロゲン化合物を含有しない1つまたは複数の難燃剤(フッ素、アスタチン、塩素、臭素またはヨウ素原子を実質的に欠いている1つまたは複数の化合物の組合せを意味する)を取り込むことを示す。
[0066]ハロゲンフリー難燃剤は、再利用を促進し、環境に対する危険が少なく、多くの場合、比較トラッキング指数性能の改善に寄与するので、一般的に望ましい。実施形態において、非ハロゲン化難燃剤成分は、組成物全体に対して約4重量%〜25重量%の量で存在する。ハロゲンフリー難燃剤の存在は、例えば、電気的および電子的用途のための構成要素など、難燃性および電気絶縁性が必要とされる用途においても本発明に従うポリアミド組成物が適用され得るという利点を有する。
[0067]実施形態において、非ハロゲン化難燃剤成分は、少なくとも1つの窒素含有難燃剤、または複数の窒素含有難燃剤の混合物を含む。また非ハロゲン化難燃剤成分は、アンモニウム塩、または特にポリリン酸アンモニウムなどの無機窒素含有化合物を含有してもよい。さらなる窒素含有例としては、シュウ酸メラミン、リン酸メラミン、およびリン酸メラミンが挙げられる。これらは、メラミンと縮合リン酸との反応生成物、またはメラミン縮合物とリン酸または縮合リン酸との反応生成物(特に、メラミン)、およびメラミンとポリリン酸と塩基性アルミニウム、マグネシウムおよび/または亜鉛化合物との反応生成物、ならびにシアヌル酸メラミンネオペンチルグリコールホウ酸であり得る。また、グアニジン、例えば、炭酸グアニジン、シアヌル酸グアニジン、リン酸グアニジン、ペンタエリスリトールホウ酸、ネオペンチルグリコールホウ酸グアニジン、リン酸尿素およびシアヌル酸尿素も適している。さらに、メラミン縮合物、特に、メレム、メラム、またはより高度に縮合したこのタイプの化合物およびその反応生成物を、縮合リン酸と共に使用することができる。また、イソシアヌル酸トリス(ヒドロキシエチル)またはそのカルボン酸との反応生成物、ベンゾグアナミンおよびその付加物または塩、ならびに窒素において置換されたその生成物、そしてこれらの塩および付加物も適している。他の窒素含有構成要素としては、アラントイン化合物、さらにそのリン酸、ホウ酸またはピロリン酸との塩、およびグリコールウリルまたはその塩である。
[0068]実施形態において、非ハロゲン化難燃剤成分は、少なくとも1つのトリアジンタイプの難燃剤、例えば、メラミン、シアヌル酸メラミン、メラム、メレム、アンメリン、アンメリド、およびこれらの混合物を含む。
[0069]好ましい実施形態では、非ハロゲン化難燃剤成分はメラミン含有化合物を含む。メラミン系難燃剤は、以下の化学基のうちの少なくとも1つを含む非ハロゲン化難燃剤群である:メラミン(2,4,6−トリアミノ−1,3,5トリアジン);メラミン誘導体(有機または無機酸、例えば、ホウ酸、シアヌル酸、リン酸またはピロ/ポリ−リン酸との塩を含む);メラミン同族体、およびメラミン縮合生成物。
[0070]本出願との関連では、メラミン誘導体は、1つまたは複数のアミン基が1つまたは複数のアルキル、アリール、アラルキルまたはシクロアルキル基(例えば、メチル、エチル、エテニル、フェニルまたはトルイルを含む群から選択される)によって置換されたメラミンであると理解される。このようなメラミン誘導体の例は、N,N’,N”−トリフェニルメラミンである。またメラミン誘導体は、例えば、シアヌル酸メラミン(メラミンとシアヌル酸の塩)、モノリン酸メラミン(メラミンとリン酸の塩)、ピロリン酸メラミンおよびポリリン酸メラミンも含む。さらに、本出願との関連では、メラミン縮合生成物は、2つ以上のメラミン化合物が互いに結合された化合物、例えば、メラム、メレム、メロンおよびより高度のオリゴマー、ならびにメントンであると理解され、これらの縮合生成物は、例えば、国際公開第96/16948号パンフレットに記載されるプロセスを用いて得ることができる。メラミン同族体には、メラム(1,3,5−トリアジン−2,4,6−トリアミン−n−(4,6−ジアミノ−1,3,5−トリアジン−2−イル)、メレム(2,5,8−トリアミノ1,3,4,6,7,9,9b−ヘプタアザフェナレン)およびメロン(ポリ[8−アミノ−1,3,4、6,7,9,9b−ヘプタアザフェナレン−2,5−ジイル)が含まれる。実施形態において、非ハロゲン化難燃剤成分のメラミン系難燃剤はリンを含まない。
[0071]実施形態において、ハロゲンフリーメラミン系難燃剤は、メラミン、シアヌル酸メラミン、メラム、メレムおよびメロンならびにこれらの混合物の群から選択される。利点は、樹脂マトリックス中のポリアミド化合物、特に脂肪族ポリアミドの加工がより容易であること、そしてモールド内の揮発性構成要素の付着が低減されることである。
[0072]好ましい実施形態では、非ハロゲン化難燃剤成分は、シアヌル酸メラミン(MeCy)難燃性化合物を含む。メラミンとシアヌル酸との反応により合成されるシアヌル酸メラミンは、実験式Cで表される。これは、約350℃の融点を有する。商業的な例としては、Melapur(登録商標)MC25およびMC50Melapur(登録商標)(Fa.BASF,Ludwigshafen,Germany)が挙げられるがこれらに限定されない。含まれる場合、実施形態において、組成物は約5重量%〜約45重量%のシアヌル酸メラミンを含有し得る。
[0073]他の適切なハロゲンフリー難燃剤は、例えば、有機ホスフェート、ホスファイト、ホスホネートおよびホスフィネートなどのリン化合物である。このような化合物の例は、例えば、Kirk Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology,Vol.10,396頁以下(1980)において、そして例えば、欧州特許第1104766号明細書、特開平07292233号公報、独国特許第19828541号明細書、独国特許第1988536号明細書、特開平11263885号公報、ならびに米国特許第4079035号明細書、同第4107108号明細書、同第4108805号明細書、および同第6265599号明細書において記載されている。非ハロゲン化リン系難燃剤は、リン酸トリフェニル、ホスフェートエステル、ホスホニウム誘導体、ホスホネート、リン酸エステルおよびホスフェートエステル、ならびに例えば、米国特許第7786199号明細書に記載されるもなどの、リンを含む化合物である。リン系難燃剤は、通常、アルキル(通常、直鎖)またはアリール(芳香族環)基が結合したリン酸コアから構成される。例としては、赤リン、無機ホスフェート、不溶性リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、尿素ポリリン酸アンモニウム、オルトリン酸アンモニウム、炭酸リン酸アンモニウム、尿素リン酸アンモニウム、リン酸二アンモニウム、メラミンリン酸アンモニウム、ポリリン酸ジエチレンジアミン、ポリリン酸ジシアンジアミド、ポリホスフェート、リン酸尿素、ピロリン酸メラミン、オルトリン酸メラミン、メチルホスホン酸ジメチルのメラミン塩、亜リン酸水素ジメチルのメラミン塩、ホウ素−ポリホスフェートのアンモニウム塩、メチルホスホン酸ジメチルの尿素塩、オルガノホスフェート、ホスホネートおよびホスフィンオキシドが挙げられる。リン酸エステルは、例えば、トリアルキル誘導体、例えば、リン酸トリエチル、リン酸トリス(2−エチルヘキシル)、リン酸トリオクチル、トリアリール誘導体、例えば、リン酸トリフェニル、リン酸クレジルジフェニルおよびリン酸トリクレジル、ならびにアリール−アルキル誘導体、例えば、リン酸2−エチルヘキシル−ジフェニルおよびリン酸ジメチル−アリール、およびリン酸オクチルフェニルを含む。
[0074]リン系難燃剤の他の例としては、メチルアミンホウ素−ホスフェート、リン酸シアヌルアミド、リン酸マグネシウム、リン酸ジメチルエタノールアミン、環状ホスホン酸エステル、トリアルキルホスホネート、リン酸カリウムアンモニウム、リン酸シアヌルアミド、リン酸アニリン、トリメチルホスホルアミド、トリス(1−アジリジニル)ホスフィンオキシド、ビス(5,5−ジメチル−2−チオノ−1,3,2−ジオキサホスホリンアミル)オキシド、ジメチルホスホノ−N−ヒドロキシメチル−3−プロピオンアミド、リン酸トリス(2−ブトキシエチル)、テトラキス(ヒドロキシメチル)ホスホニウム塩、例えば、テトラキス(ヒドロキシメチル)ホスホニウムクロリドおよびテトラキス(ヒドロキシメチル)ホスホニウムスルフェート、n−ヒドロキシメチル−3−(ジメチルホスホノ)−プロピオンアミド、ホウ素−ポリホスフェートのメラミン塩、ホウ素−ポリホスフェートのアンモニウム塩、亜リン酸トリフェニル、リン酸ジメチルアンモニウム、オルトリン酸メラミン、尿素リン酸アンモニウム、メラミンリン酸アンモニウム、メチルホスホン酸ジメチルのメラミン塩、亜リン酸水素ジメチルのメラミン塩などが挙げられる。
[0075]実施形態において、非ハロゲン化難燃剤成分は式(I)のジアルキルホスフィン酸塩および/または式(II)のジホスフィン酸塩および/またはこれらのポリマーを含み、本発明に従う組成物中に存在する。
Figure 2020502300

式中、
、Rは同一または異なっており、それぞれ、線状または分枝状C〜C−アルキルであり、
は、線状または分枝状C〜C10−アルキレン、C〜C10−アリーレン、C〜C20−アルキルアリーレンまたはC〜C20−アリールアルキレンであり、
Mは、Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na、Kおよび/またはプロトン化窒素塩基であり、
mは1〜4であり、
nは1〜4であり、かつ
xは1〜4である。
[0076]式(I)のジアルキルホスフィン酸塩および/または式(II)のジホスフィン酸塩および/またはこれらのポリマーが存在する場合、本発明に従う組成物は、式(III)を有する亜リン酸塩も含み得る。
[HP(=O)O2−m+ (III)
式中、
Mは、Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Naおよび/またはKであり、かつ
mは1〜4である。
[0077]上記の式(I)〜(III)に従う難燃剤は、例えば、米国特許出願公開第2013190432号明細書において記載される。
[0078]実施形態において、非ハロゲン化難燃剤成分は有機リン含有化合物を含む。実施形態において、リン含有化合物は、少なくとも14重量%または少なくとも18重量%のリン含有量を有する。このような化合物の例としては、Amgard P45、ならびに例えば、米国特許第4208321号明細書および同第3594347号明細書に記載されるような純粋または混合金属ホスフィン酸塩(Clariantの商品名Exolit OP1230またはOP1311、OP1400およびOP1312)、そしてポリリン酸メラミンが挙げられる。
[0079]さらなるリン含有難燃剤の例としては、金属ホスフィン酸塩および他のリン含有難燃剤が挙げられる。
[0080]金属ホスフィン酸塩には、ホスフィン酸および/またはジホスフィン酸の金属塩またはこれらの高分子誘導体が含まれる。適切には、金属ホスフィン酸塩は、式[RP(O)O]m+(式IV)のホスフィン酸および/または式[O(O)PR−R−PR(O)O] m+ (式V)のジホスフィン酸および/またはこれらのポリマーの金属である。ここで、RおよびRは、水素、線状、分枝状および環状C〜C脂肪族基、ならびに芳香族基からなる群から選択される等しいまたは異なる置換基であり、Rは、線状、分枝状および環状C〜C10脂肪族基ならびにC〜C10芳香族および脂肪族−芳香族基からなる群から選択され、Mは、Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Zn、Fe、Zr、Ce、Bi、Sr、Mn、Li、Na、およびKからなる群から選択される金属であり、m、nおよびxは、1〜4の範囲の等しいまたは異なる整数である。
[0081]付加的なリン含有難燃剤は、モノおよびオリゴマーリン酸およびホスホン酸エステル、ホスホン酸アミン、ホスホネート、ホスフィネート、金属ジアルキルホスフィネート、特に、アルミニウムトリス[ジアルキルホスフィネート]および亜鉛ビス[ジアルキルホスフィネート]、ホスファイト、ハイポホスファイト、ホスフィンオキシドおよびホスファゼンの群から選択される。
[0082]また非ハロゲン化難燃剤成分は、1つまたは複数の塩素化難燃剤も含み得る。塩素化難燃剤は、例えば、米国特許第6472456号明細書、同第5393812号明細書、同第7230042号明細書、および同第7786199号明細書に開示されている。塩素化難燃剤は、例えば、亜リン酸トリス(2−クロロエチル)、ビス(ヘキサクロロシクロエンタデノ(hexachlorocycloentadeno))シクロオクタン、リン酸トリス(1−クロロ−2−プロピル)、リン酸トリス(2−クロロエチル)、ビス(2−クロロエチル)ビニルホスフェート、ヘキサクロロシクロペンタジエン、リン酸トリス(クロロプロピル)、リン酸トリス(2−クロロエチル)、リン酸トリス(クロロプロピル)、ポリ塩化ビフェニル、モノマークロロエチルホスホネートおよび高沸点スホネートの混合物、リン酸トリス(2,3−ジクロロプロピル)、クロレンド酸、テトラクロロフタル酸、ポリ−p−クロロエチルトリホスホネート混合物、ビス(ヘキサクロロシクロペンタジエノ)シクロオクタン(DECLORANE PLUS)、塩素化パラフィンおよびヘキサクロロシクロペンタジエン誘導体である。
[0083]他の適切なハロゲンフリー難燃添加剤は、炭化形成剤(char former)、特に好ましくは、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、またはポリエーテルケトンである。
[0084]使用される場合、組成物は、任意の適切な量、例えば、特定の実施形態では、組成物全体の重量に対して、約50重量%まで、または約40重量%まで、または約30重量%までの量、あるいは特定の実施形態では、少なくとも約5重量%、または少なくとも約10重量%、または少なくとも約20重量%、または少なくとも約30重量%の量の非ハロゲン化難燃剤成分を含むことができる。実施形態において、非ハロゲン化難燃剤成分は、組成物全体の重量に対して、10重量%〜約50重量%、または約20重量%〜約50重量%、または約30重量%〜約40重量%の量で存在する。
[0085]本明細書に記載される上記のハロゲンフリー難燃剤の1つまたは複数は、純粋な形態またはマスターバッチもしくはコンパクトの形態で難燃性パッケージの非ハロゲン化難燃剤成分に添加され得る。
[難燃相乗剤]
[0086]難燃相乗剤、または本明細書において同等に使用されるように単に「相乗剤」は、多くの場合、難燃剤パッケージが燃焼に抵抗するかまたは燃焼を制限するように作用する効率を増強するために使用される。相乗剤は、最も頻繁には、特にハロゲン化難燃剤の存在を伴う傾向があるが、非ハロゲン化難燃剤の機能も改善し得る。相乗剤は、付随する難燃剤(本明細書の他の箇所に記載される)と共に含まれたときに、それらが材料の形でのみ関連付けられた組成物の難燃性を改善する傾向がある物質の群を指す。相乗剤は、米国特許第4028333号明細書および米国特許第4051101号明細書(Velsicol Chemical Corporationに譲渡)を含む様々なこれまでの刊行物において記載されている。実際、相乗剤は、単独ではそれらが関連付けられた組成物の難燃性を直接改善するとは考えられないが、多くの場合、難燃剤と反応してその能力を相乗的な形で改善する働きをする。
[0087]難燃相乗剤は本発明が適用される技術分野においてよく知られており、一般的に、真珠箔(nacreous pigment)、金属酸化物または金属酸化物の合金、例えばアンチモン酸化スズなどの物質を含む。真珠箔は、高い屈折率を有するプレート形状の粒子、例えば、好ましくは金属酸化物で被覆されたシリケートを含有する。真珠箔の定義は、例えば、Encyclopaedia of Chemical Technology Kirk−Othmer,第3版(1982),Vol.17,p.833において与えられる。本発明に従う組成物において使用することができる真珠箔の例は、欧州特許第0797511号明細書に記載されている。
[0088]一般的に知られている難燃相乗剤には、少なくとも1つの酸素、窒素または硫黄原子をさらに有する金属化合物が含まれる。このような例としては、酸化亜鉛、ホウ酸亜鉛、スズ酸亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛、硫化亜鉛、酸化モリブデン、二酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、窒化チタン、窒化ホウ素、窒化マグネシウム、窒化亜鉛、リン酸亜鉛、リン酸カルシウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸マグネシウム、およびこれらの混合物が挙げられる。
[0089]このような難燃相乗剤のさらなる一般的な例は、三酸化アンチモン、二酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウム、酸化鉄、リン酸亜鉛および/またはホウ酸またはスズ酸の金属塩を含むものであり、前記金属は、亜鉛、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属からなる群から選択される。スズ酸の金属塩には、例えば、スズ酸亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛、スズ酸マグネシウム、スズ酸ナトリウム、およびスズ酸カリウムが含まれる。ホウ酸の金属塩には、例えば、ホウ酸亜鉛、ホウ酸カルシウム、およびホウ酸マグネシウムが含まれる。
[0090]一般的に使用される相乗剤のまたさらなる例としては、アンチモン酸化スズ、酸化スズ、オルトリン酸スズ、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、ヒドロキシリン酸銅、オルトリン酸銅、二リン酸カリウム銅、銅、アンチモン、およびアントラキノンが挙げられる。
[0091]ビスマス系相乗剤も知られている。例としては、三酸化ビスマス、オキシ硝酸ビスマス、または例えば、商品名MEARLITEでBASFから入手可能な既知の顔料であるオキシ塩化ビスマス(BiOCl)を含む、欧州特許第2935430号明細書において引用されるものが挙げられる。他の引用されるオキシ塩化ビスマス顔料は、化粧品およびパーソナルケア製品における使用のために市販され、そして知られており、BiOF、BiOBr、BiOIおよびBiO(NO)が含まれる。
[0092]恐らく、最も広く知られており、商業的に使用されている相乗剤の1つは、三酸化アンチモン(ATO、または化学的にはSb)である。三酸化アンチモンは、ハロゲン化難燃剤を伴うためにまたはレーザーマーキング添加剤として周知であり、そして使用されており、例えば、欧州特許第1196488B1号明細書(DSM IP Assets B.V.に譲渡)において記載されている。
[0093]相乗剤は、粉末としてまたはマスターバッチの形態で、組成物中に直接取り込むことができる。実施形態において、マスターバッチはポリアミドに基づくものであるか、あるいはポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン−ポリプロピレンコポリマー 無水マレイン酸グラフト化ポリエチレンおよび/または無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレンに基づくものである。マスターバッチのためのポリマーは、個々にまたは2つ以上の組合せで混合物において使用することができる。実施形態において、相乗剤は、ポリアミド6に基づくマスターバッチの形態で使用される三酸化アンチモンである。
[0094]使用される場合、上記の相乗剤は、単独でまたは2つ以上の組合せで使用することができ、任意の適切な量で組成物中に取り込まれ得る。
[0095]難燃剤組成物における上記の相乗剤の普及および長い間信じられている利点にもかかわらず、特に、相乗剤が本発明に従って規定される樹脂マトリックスおよび難燃性パッケージに伴われる場合、本発明者らは、驚くことに、このような構成要素が含まれると、多数の「極度の安全性」の電気的用途に十分な特性を有する組成物が生成されない傾向があることを発見した。特に、本発明者らは、いくつかの周知の相乗剤が本発明に従う組成物中に含まれると、1つまたは複数の物理的特性(例えば、破断伸び、比較トラッキング指数、またはグローワイヤ着火温度による尺度として)に対して、これらが意図される電気コネクタとしての用途のために許容できないと考えられるレベルまで悪影響を与える傾向にあることを発見した。
[0096]従って、好ましい実施形態では、樹脂組成物は、組成物全体に対して、約5重量%未満、好ましくは約3重量%未満、好ましくは1重量%未満、好ましくは約0.5重量%未満、最も好ましくは約0.1重量%未満の、SbおよびZnBOからなる群から選択される相乗剤を含有する。好ましい実施形態では、樹脂組成物は、SbおよびZnBOからなる群から選択される相乗剤を実質的に欠いている。
[0097]別の好ましい実施形態では、樹脂組成物は、組成物全体に対して、約5重量%未満、好ましくは約3重量%未満、好ましくは1重量%未満、好ましくは約0.5重量%未満、最も好ましくは約0.1重量%未満、または0.05重量%未満の、Sb、SbCl、SbBr、SbI、SbOCl、As、As、ZnBO、酸化第一スズ水和物、およびオキシ塩化ビスマスからなる群から選択される相乗剤を含有する。別の好ましい実施形態では、樹脂組成物は、Sb、SbCl、SbBr、SbI、SbOCl、As、As、ZnBO、酸化第一スズ水和物、およびオキシ塩化ビスマスからなる群から選択される相乗剤を実質的に欠いている。
[0098]別の好ましい実施形態では、樹脂組成物は、組成物全体に対して、約5重量%未満、好ましくは約3重量%未満、好ましくは1重量%未満、好ましくは約0.5重量%未満、好ましくは約0.1重量%未満、または0.05重量%未満の任意の難燃相乗剤を含有する。別の好ましい実施形態では、樹脂組成物は、実質的に難燃相乗剤を完全に欠いている。
[任意選択的な添加剤]
[0099]上記の本明細書の他の箇所で言及される成分に加えて、本発明に従う組成物は、任意選択的に、1つまたは複数の添加剤を含み得る。本発明の種々の実施形態で使用することができる適切な添加剤には、例えば、流動性調整剤(本明細書の他の箇所に記載されているモノマー、オリゴマー、またはポリマーの流動性調整剤以外)、充填剤(細断または粉砕したガラス繊維、細断または粉砕した炭素繊維、ナノ充填剤、クレイ、ウォラストナイトおよびマイカなどの分散強化材料、ならびに連続強化材料を含む)、顔料、加工助剤(例えば、離型剤など)、安定剤(例えば、酸化防止剤およびUV安定剤など)、可塑剤、衝撃改質剤、および担体ポリマーが含まれる。
[0100]充填剤は既知であり、熱可塑性樹脂組成物において一般的に使用される。例示的な充填剤には、クレイ、マイカ、タルク、およびガラス球などのミネラル充填剤が含まれる。強化繊維は、例えば、ガラス繊維である。ガラス繊維を含む樹脂組成物の利点は、特に、より高い温度おいても増大したその強度および剛性であり、関連の組成物中のポリマーの融点に近い温度までの使用が可能になる。
[0101]無機物質は、組成物に耐水性、耐熱性、および強固な機械的特性を付与するその傾向のために、充填剤として特に適している。本発明の実施形態において、充填剤は無機であり、シリカ(SiO)ナノ粒子(すなわち、1ナノメートル(nm)〜999nmの平均粒径を有する粒子)、またはマイクロ粒子(すなわち、1マイクロメートル(μm)〜999μmの平均粒径を有する粒子)などのセラミックを含む。平均粒径は、ISO13320:2009に従ってレーザー回折粒径分析を用いて測定され得る。ナノ粒子の平均粒径を測定するための適切なデバイスは、Horiba Instruments,Inc.から入手可能なLB−550装置であり、これは、動的光散乱により粒径を測定する。シリカナノ粒子のさらなる例については米国特許第6013714号明細書を参照されたい。
[0102]本発明の他の実施形態では、ガラスまたは金属粒子を含有するものなどの別の無機充填剤物質が使用され得る。このような物質の特定の非限定的な例としては、ガラス粉末、アルミナ、アルミナ水和物、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸塩鉱物、ケイ藻土、ケイ砂、シリカ粉末、酸化チタン、アルミニウム粉末、青銅、亜鉛粉末、銅粉末、鉛粉末、金粉末、銀ダスト、ガラス繊維、チタン酸カルシウムウィスカー、炭素ウィスカー、サファイアウィスカー、ヴェリフィケイション・リヤ(verification rear)ウィスカー、炭化ホウ素ウィスカー、炭化ケイ素ウィスカー、および窒化ケイ素ウィスカーが挙げられる。
[0103]しかしながら、好ましい実施形態では、本発明者らは、このような充填剤が樹脂組成物中に取り込まれていなくても十分な機械強度を完全に保持しながら、最適な耐火性および電気抵抗性を達成することが可能であることを発見したので、本発明に従う樹脂組成物は、ISO03451などの既知の方法に従って試験したときに、実質的に充填剤を全く欠いている。充填剤の不在は、組成物の加工性(すなわち、流動性、表面仕上げ、射出成形プロセス適合性など)の改善が保証されるので有益である。
[0104]適切な衝撃改質剤は、オレフィンなどの無極性モノマーだけでなく、特に、アクリレートおよびエポキシド、酸または酸無水物を含有するモノマーなどの極性または反応性モノマーも含有するゴム様ポリマーである。例としては、エチレンと(メタ)アクリル酸のコポリマーまたは無水物基で官能基化されたエチレン/プロピレンコポリマーが挙げられる。衝撃改質剤の利点は、樹脂組成物の衝撃強度を改善するだけでなく、粘度の増大にも寄与することである。包含される場合、衝撃改質剤は、組成物全体の重量に対して、少なくとも1重量%または少なくとも5重量%〜約60重量%未満または約50重量%未満の量で存在する。適切な衝撃改質剤は、例えば、無水マレイン酸官能基化ポリオレフィンである。
[0105]顔料または染料などの着色剤も、種々の実施形態において任意選択的に包含され得る。着色剤として、例えば、カーボンブラックまたはニグロシンを使用することができる。欧州特許第2935430号明細書には、その3つの結晶形態(ルチル、アナターゼ、およびブルッカイト)の二酸化チタン、ウルトラマリン、酸化鉄、バナジン酸ビスマス、効果顔料(金属顔料、例えばアルミニウムフレーク、および真珠光沢顔料、例えばマイカを含む)、ならびに有機顔料、例えば、フタロシアニン、ペリレン、アゾ化合物、イソインドリン、キノフタロン、ジケトピロロピロール、キナクリドン、ジオキサジン、およびインダントロンなどの種々の他の一般的な顔料が記載される。
[0106]また染料も樹脂組成物に色を付与するために使用され得る。染料は、使用されるプラスチックに完全に溶解するか、または分子的に分散された形態で存在する着色剤のいずれかであり、従って、高透明度で非拡散のポリマーの着色を提供するために使用することができる。他の染料は、電磁スペクトルの可視部で蛍光を発する有機化合物、例えば、蛍光染料である。使用される場合、着色剤(染料および顔料の合計で)の総量は、樹脂組成物全体の重量に対して、約5重量%までで存在する。
[0107]組成物は、付加的および任意選択的に、1つまたは複数の安定剤を含み得る。安定剤はそれ自体知られており、例えば、熱、光およびそれにより形成されるラジカルの影響の結果としての劣化に対抗することが意図される。組成物中に適用され得る既知の安定剤は、例えば、ヒンダードアミン安定剤、ヒンダードフェノール、フェノール系酸化防止剤、銅塩、およびハロゲン化物(好ましくは、臭化物およびヨウ化物)、および銅塩とハロゲン化物の混合物(例えば、ヨウ化銅/ヨウ化カリウム組成物)、ならびに、ホスファイト、ホスホナイト、チオエーテル、置換レオルシノール(reorcinol)、サリチレート、ベンゾトリアゾール、ヒンダードベンゾエート、およびベンゾフェノンである。好ましくは、安定剤は、無機、ヒンダードフェノール系酸化剤、ヒンダードアミン安定剤、およびこれらの組合せからなる群から選択される。より好ましくは、安定剤は、無機安定剤、フェノール系酸化防止剤およびヒンダードアミンの組合せである。実施形態において、組成物が安定剤成分を含む場合、このような成分は、組成物全体に対して、約0.05重量%〜約2.0重量%、または約0.1〜1.5重量%、または0.3重量%〜1.2重量%の重量で存在する。
[0108]実施形態において、樹脂組成物は1つまたは複数の離型剤も含む。潤滑剤としても知られており、これらの物質には、長鎖脂肪酸(特に、ステアリン酸またはベヘン酸)、これらの塩(特に、ステアリン酸CaまたはZn)、およびこれらのエステル誘導体またはアミド誘導体(特に、エチレン−ビス−ステアリルアミド)、モンタンワックス、ならびに低分子量ポリエチレンまたはポリプロピレンワックスが含まれる。実施形態において、適切な離型剤には、8〜40個の炭素原子を有する飽和または不飽和脂肪族カルボン酸と、2〜40個の炭素原子を有する飽和脂肪族アルコールまたはアミンとのエステルまたはアミド、ならびにエチレンビス−ステアリルアミドおよびステアリン酸カルシウムと共に使用される、8〜40個の炭素原子を有する飽和または不飽和脂肪族カルボン酸の金属塩が含まれる。
[0109]上記の添加剤のリストは限定を意図せず、本発明が適用される技術分野の当業者に一般的に知られているように、任意の他の適切な添加剤が使用され得る。さらなるこのような例としては、UV安定剤、ガンマ線安定剤、加水分解安定剤、熱安定剤、帯電防止剤、乳化剤、造核剤、ドリップ剤(例えば、ポリテトラフルオロエチレンまたはポリビニルピロリドンなど)、および可塑剤が挙げられる。
[0110]包含される場合、本明細書に記載される添加剤は、単独または2つ以上の組合せで使用することができ、そして樹脂組成物中に直接取り込まれてもよいし、あるいはマスターバッチの形態であってもよい。
[0111]実施形態において、添加剤の総量は、このような添加剤が取り込まれる組成物全体の重量に対して、任意の適切な量、例えば、0.1〜2重量%またはそれ以下から、50〜60重量%またはそれ以上までの量で取り込まれることが可能である。実施形態において、組成物は、0〜約60重量%、または0〜約50重量%、または0〜約40重量%、または0〜約20重量%のもう1つの添加剤を含む。
[0112]本発明に従う熱可塑性樹脂組成物は、任意の慣習的な方法で調製することができる。個々の組成成分の全ては個々に添加されてもよいし、あるいはいわゆるマスターバッチ組成物の使用により添加されてもよく、この場合、まず任意選択的に希釈剤中で特定の成分の群(例えば、非限定的な例として、難燃性パッケージまたは樹脂マトリックス)を所望の割合で混合することができ、その後マスターバッチが添加され、熱可塑性樹脂組成物の残りの構成要素と混合される。また、構成要素は乾式ブレンドされ、従って、押出機などの溶融混合装置に供給され得る。また、構成要素は直接溶融混合装置に供給され、一緒にまたは別々に投入され得る。その場合、組成物はペレットで得られ、これをさらなる加工、例えば射出成形に使用することができる。使用される場合、溶融混合プロセスは好ましくは不活性ガス雰囲気中で実行され、材料は混合する前に乾燥される。
[0113]また本発明は、完全または部分的に本発明に従う熱可塑性樹脂組成物から製造された物品にも関する。例えば、射出成形、ブロー成形、鋳造、押出などのような、樹脂組成物から物品を調製するための全ての既知の技術を使用することができる。別の実施形態では、物品は、本発明に従う樹脂組成物のコーティングをその上に有する基材を含み得る。このような物品は、プレポリマー組成物を基材上に適用し、次にその場で重合させて樹脂組成物を形成することによって形成され得る。また本発明は、本発明に従う樹脂組成物を含む物品、例えば、家電器具の電気コネクタなどの電気的および電子的構成要素にも関する。
[0114]以下の実施例は本発明をさらに説明するが、当然ながらいかなる形でもその範囲を限定すると解釈されてはならない。
[実施例]
[0115]これらの実施例は、本発明の熱可塑性樹脂組成物の実施形態を説明する。表1には、本実施例において使用される組成物の種々の構成要素が記載される。
Figure 2020502300
[実施例1〜5]
[0116]当該技術分野において周知の方法に従って、上記の表1に記載される構成要素を組み合わせることにより、樹脂マトリックス、難燃性パッケージ、および選択した添加剤を含む種々の熱可塑性樹脂組成物を調製した。実施例1〜5に対応する組成物は、以下の表2に示される。
[0117]25mm共回転二軸スクリュー押出機(Berstorff ZE25UTX)において、約380rpmのスクリュー速度および49%〜55%のトルク設定を用いて25〜30kg/hrのスループットで、約14kgの全てのこのような組成物を混ぜ合わせた。溶融圧力を10〜14バールに設定し、溶融温度を274℃〜288℃に制御した。特性試験のために最終組成物を種々の形状に成形した:
・ GWITおよび/またはGWFI試験のための50x70x0.5mm、90x90x1.0mm、90x90x1.6mm、および50x70x0.5mmのプラーク
・ 垂直燃焼試験のための0.4、0.8、および1.6mmのUL94V試験片
[0118]GWFI試験は、IEC60695−2−12に従って実行した。CTI試験はIEC60112(溶液A)に従って行い、垂直燃焼試験はUL94Vに従って行った。引張係数、引張強さ、および破断伸びは、ISO527に従って試験した。シャルピーノッチ付きおよびノッチなし試験は、それに応じてISO179/1eAおよびISO179/1eUに従って実行した。
[0119]種々の物理的特徴の性能値が報告されており、これらは以下で説明され、表3に示される。他に示されない限り、全ての値は重量部で記載される。
Figure 2020502300
Figure 2020502300
[結果の考察]
[0120]分かるように、本発明に従う熱可塑性樹脂組成物は、破断伸び、Efmax、靭性(シャルピーノッチ付き&ノッチなしで測定)、L、a、b、および密度に従って評価したときに適切な物理的性能もたらすと同時に、UL94、GWITおよびGWFIで測定される優れた耐熱性、ならびにCTIに従って評価される並外れた電気抵抗性も示す。
[追加の例示的な実施形態]
[0121]第1の追加の例示的な実施形態の第1の態様は、組成物全体の重量に対して、
少なくとも2つの熱可塑性ポリマーのブレンドを含む樹脂マトリックスと、
難燃性パッケージと、
任意選択的に、約70重量%まで、または約50重量%まで、または約20重量%までの1つまたは複数の添加剤と
を含む組成物であり、ここで、第1の熱可塑性ポリマー対第2の熱可塑性ポリマーの重量比は、約1:1〜約75:1、または約1:1〜約50:1、または約5:1〜約75:1、または約5:1〜約25:1である。
[0122]第1の追加の例示的な実施形態の第2の態様は、樹脂マトリックスが少なくとも1つのポリアミドを含む、第1の追加の例示的な実施形態の第1の態様の組成物である。
[0123]第1の追加の例示的な実施形態の第3の態様は、樹脂マトリックスが少なくとも2つのポリアミドを含む、第1の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの組成物である。
[0124]第1の追加の例示的な実施形態の第4の態様は、少なくとも1つのポリアミドが脂肪族ポリアミドである、第1の追加の例示的な実施形態の第2または第3の態様の組成物である。
[0125]第1の追加の例示的な実施形態の第5の態様は、組成物が三酸化アンチモン化合物を実質的に欠いている、第1の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの組成物である。
[0126]第1の追加の例示的な実施形態の第6の態様は、組成物が難燃相乗剤を実質的に欠いている、第1の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの組成物である。
[0127]第1の追加の例示的な実施形態の第7の態様は、少なくとも1つの熱可塑性ポリマーが、少なくとも約250J(molK)−1、または少なくとも約275J(molK)−1、または少なくとも約300J(molK)−1、または少なくとも約325J(molK)−1のモル熱容量Cを有する、第1の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの組成物である。
[0128]第1の追加の例示的な実施形態の第8の態様は、少なくとも1つの熱可塑性ポリマーが、約325J(molK)−1未満、または約300J(molK)−1未満、または約275J(molK)−1未満、または約250J(molK)−1未満のモル熱容量Cを有する、第1の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの組成物である。
[0129]第1の追加の例示的な実施形態の第9の態様は、組成物が、少なくとも約800℃、より好ましくは少なくとも約850℃、より好ましくは少なくとも約900℃、より好ましくは少なくとも約960℃のグローワイヤ着火温度(GWIT)(0.4mm〜1.6mm、または0.2mm〜3.2mm)を達成することができる、第1の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの組成物である。
[0130]第1の追加の例示的な実施形態の第10の態様は、組成物が、0.4〜1.6mmのサンプル厚さからUL94−Vにおいて試験したときにV−0の評点を達成する、第1の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの組成物である。
[0131]第1の追加の例示的な実施形態の第11の態様は、組成物が、少なくとも約350V、より好ましくは少なくとも約400V、より好ましくは少なくとも約450Vの比較トラッキング指数(CTI)値を達成する、第1の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの組成物である。
[0132]第1の追加の例示的な実施形態の第12の態様は、組成物が、少なくとも約3%、より好ましくは少なくとも約5%、より好ましくは少なくとも約6%、より好ましくは少なくとも約15%の破断伸びを達成する、第1の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの組成物である。
[0133]第1の追加の例示的な実施形態の第13の態様は、組成物が、少なくとも約800℃、より好ましくは少なくとも約850℃、より好ましくは少なくとも約900℃、より好ましくは少なくとも約960℃のグローワイヤ燃焼性指数(GWFI)(0.4mm〜1.6mm、または0.2mm〜3.2mm)を達成する、第1の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの組成物である。
[0134]第1の追加の例示的な実施形態の第14の態様は、組成物が充填剤を実質的に欠いている、第1の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの組成物である。
[0135]第2の追加の例示的な実施形態の第1の態様は、組成物全体の重量に対して、
少なくとも第1の脂肪族ポリアミドおよび第2の脂肪族ポリアミドのブレンドを含む樹脂マトリックスと、
ハロゲン化難燃剤成分、および非ハロゲン化難燃剤成分を含む難燃性パッケージと、
任意選択的に、約70重量%まで、または約50重量%まで、または約20重量%までの1つまたは複数の添加剤と
を含む熱可塑性樹脂組成物であり、ここで、
第1の脂肪族ポリアミド対第2の脂肪族ポリアミドの重量比は、約1:1〜約75:1、または約1:1〜約50:1、または約5:1〜約75:1、または約5:1〜約25:1であり
第1の脂肪族ポリアミドは、第2の脂肪族ポリアミドの融点よりも高い融点を有し、かつ
樹脂組成物は、約5重量%未満、または約3重量%未満、または約1重量%未満、または約0.5重量%未満、または約0.1重量%未満、または約0.05重量%未満の三酸化アンチモン相乗剤を含有する。
[0136]第2の追加の例示的な実施形態の第2の態様は、さらに樹脂組成物が、約5重量%未満、または約3重量%未満、または約1重量%未満、または約0.5重量%未満、または約0.1重量%未満の、Sb、SbCl、SbBr、SbI、SbOCl、As、As、ZnBO、酸化第一スズ水和物、およびオキシ塩化ビスマスからなる群から選択される1つまたは複数の相乗剤も含有する、第2の例示的な実施形態の第1の態様の熱可塑性樹脂組成物である。
[0137]第2の追加の例示的な実施形態の第3の態様は、第1の脂肪族ポリアミドが、少なくとも約275J(molK)−1、または少なくとも約300J(molK)−1のモル熱容量Cを有し、かつ第2の脂肪族ポリアミドが、約275J(molK)−1未満、または約250J(molK)−1未満のモル熱容量Cを有し、モル熱容量CがASTM E1269−11に従って測定される、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0138]第2の追加の例示的な実施形態の第4の態様は、ハロゲン化難燃剤成分の少なくとも1つのハロゲン化難燃性化合物が、エポキシド化テトラブロモビスフェノールA樹脂、テトラクロロビスフェノールAオリゴカーボネート、ペンタブロモポリアクリレート、エチレン−1,2−ビス−テトラブロモフタルイミド、臭素化ポリスチレン、ビス(ペンタブロモフェニル)エタン、およびテトラブロモビスフェノールAオリゴカーボネートからなる群から選択される、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0139]第2の追加の例示的な実施形態の第5の態様は、非ハロゲン化難燃剤成分の少なくとも1つの非ハロゲン化難燃性化合物が、炭酸グアニジン、シアヌル酸グアニジン、リン酸グアニジン、ペンタエリスリトールホウ酸、シアヌル酸メラミン、ネオペンチルグリコールホウ酸グアニジン、リン酸尿素およびシアヌル酸尿素からなる群から選択される、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0140]第2の追加の例示的な実施形態の第6の態様は、樹脂マトリックスが、組成物全体の重量に対して、約30重量%〜約80重量%、より好ましくは約50重量%〜約80重量%、より好ましくは約60重量%〜約75重量%の量で存在する、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0141]第2の追加の例示的な実施形態の第7の態様は、難燃性パッケージが、組成物全体の重量に対して、10重量%〜約60重量%、より好ましくは約20重量%〜約50重量%、より好ましくは約30重量%〜約40重量%の量で存在する、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0142]第2の追加の例示的な実施形態の第8の態様は、ハロゲン化難燃剤成分対非ハロゲン化難燃剤成分の重量比が約2:1〜約15:1、より好ましくは約4:1〜約10:1である、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0143]第2の追加の例示的な実施形態の第9の態様は、第1の脂肪族ポリアミドがポリアミド66である、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0144]第2の追加の例示的な実施形態の第10の態様は、第2の脂肪族ポリアミドがポリアミド6である、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0145]第2の追加の例示的な実施形態の第11の態様は、樹脂マトリックスが、ポリアミド6およびポリアミド66のコポリアミドを実質的に欠いている、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0146]第2の追加の例示的な実施形態の第12の態様は、組成物が充填剤を実質的に欠いている、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0147]第2の追加の例示的な実施形態の第13の態様は、添加剤が、離型剤、熱安定剤、および滴下防止剤のうちの1つまたは複数を含む、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0148]第2の追加の例示的な実施形態の第14の態様は、滴下防止剤がポリテトラフルオロエチレンまたはポリビニルピロリドンを含む、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0149]第2の追加の例示的な実施形態の第15の態様は、組成物が難燃相乗剤を実質的に欠いている、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0150]第2の追加の例示的な実施形態の第16の態様は、組成物が、射出成形プロセスにより固体ポリマーを形成した後に、少なくとも約800℃、より好ましくは少なくとも約850℃、より好ましくは少なくとも約900℃、より好ましくは少なくとも約960℃のグローワイヤ着火温度(GWIT)(0.4mm〜1.6mm、または0.2mm〜3.2mm)を達成することができる、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0151]第2の追加の例示的な実施形態の第17の態様は、組成物が、射出成形プロセスにより固体ポリマーを形成した後に、0.4〜1.6mmのサンプル厚さからUL94−Vにおいて試験したときにV−0の評点を達成する、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0152]第2の追加の例示的な実施形態の第18の態様は、組成物が、少なくとも約350V、より好ましくは少なくとも約400V、より好ましくは少なくとも約450Vの比較トラッキング指数(CTI)値を達成する、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0153]第2の追加の例示的な実施形態の第19の態様は、組成物が、少なくとも約3%、より好ましくは少なくとも約5%、より好ましくは少なくとも約6%、より好ましくは少なくとも約15%の破断伸びを達成する、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0154]第2の追加の例示的な実施形態の第20の態様は、組成物が、射出成形プロセスにより固体ポリマーを形成した後に、少なくとも約800℃、より好ましくは少なくとも約850℃、より好ましくは少なくとも約900℃、より好ましくは少なくとも約960℃のグローワイヤ燃焼性指数(GWFI)(0.4mm〜1.6mm、または0.2mm〜3.2mm)を達成することができる、第2の追加の例示的な実施形態の上記の態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物である。
[0155]第3の追加の例示的な実施形態の第1の態様は、第1または第2の追加の例示的な実施形態のどちらかの態様のいずれかの熱可塑性樹脂組成物から形成された物品である。
[0156] 他に規定されない限り、重量%という用語は、それが取り込まれた熱可塑性樹脂組成物全体に対して、特定の成分または構成要素の質量による量を意味する。
[0157]本発明を説明する文脈における(特に、以下の特許請求の範囲の文脈における)「a」および「an」および「the」という用語ならびに類似の指示対象の使用は、本明細書中で他に記載されない限り、または文脈が明らかに矛盾しない限り、単数形および複数形の両方を包含すると解釈されるべきである。「含む(comprising)」、「有する(having)」、「含む(including)」、および「含有する(containing)」という用語は、他に言及されない限り、オープンエンドの用語として解釈されるべきである(すなわち、「含むが、これらに限定されない(including,but not limited to)」を意味する)。本明細書における値の範囲の詳説は、本明細書中で他に記載されない限り、単にその範囲内に含まれるそれぞれ別々の値を個々に参照する簡単な方法としての役割を果たすことが意図され、それぞれ別々の値は、あたかも本明細書に個々に記載されたかのように本明細書中に援用される。本明細書に記載される全ての方法は、本明細書中で他に記載されない限り、または他に文脈が明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実施することができる。本明細書で提供される任意および全ての実施例、または例示的な語法(例えば、「など(such as」」)の使用は、単に、より良く本発明の理解を容易にすることが意図され、他に特許請求されない限り、本発明の範囲に限定を課すものではない。本明細書中の語法はいずれも、本発明の実施に不可欠である任意の特許請求していない要素を示すものと解釈されてはならない。
[0158]本発明の好ましい実施形態は、本発明を実行するために本発明者が知得している最良の形態を含めて、本明細書に記載される。上述の説明を読めば、これらの好ましい実施形態の変化形は当業者に明らかになるであろう。本発明者は、当業者が必要に応じてこのような変化形を使用することを予想し、そして本発明者は、本発明が本明細書に具体的に記載されたもの以外の形で実施されることを意図する。従って、本発明は、適用法令により許可されるように、本明細書に添付の特許請求の範囲に記載の主題の全ての改変物および等価物を含む。さらに、それらの全ての可能な変化形における上記の要素の任意の組合せは、本明細書中で他に記載されない限り、または他に文脈が明らかに矛盾しない限り本発明に包含される。
[0159]本発明はその特定の実施形態を参照して詳細に記載されたが、特許請求された本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく種々の変化および改変が成され得ることは当業者には明らかであろう。

Claims (20)

  1. 熱可塑性樹脂組成物全体の重量に対して、
    少なくとも第1のポリアミドおよび第2のポリアミドのブレンドを含む樹脂マトリックスと、
    ハロゲン化難燃剤成分、および非ハロゲン化難燃剤成分を含む難燃性パッケージと、
    0重量%〜約40重量%までの1つまたは複数の添加剤と
    を含む熱可塑性樹脂組成物であって、
    前記第1のポリアミド対前記第2のポリアミドの重量比が約5:1〜約75:1であり、
    前記第1のポリアミドが前記第2のポリアミドの融点よりも高い融点を有し、かつ
    前記樹脂組成物が約1重量%未満の三酸化アンチモンを含有する、熱可塑性樹脂組成物。
  2. 前記樹脂組成物が約0.1重量%未満の三酸化アンチモンを含有する、請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  3. 前記樹脂組成物が約0.1重量%未満の難燃相乗剤成分を含有し、前記難燃相乗剤成分が、Sb、SbCl、SbBr、SbI、SbOCl、As、As、ZnBO、酸化第一スズ水和物、およびオキシ塩化ビスマスからなる群の1つまたは複数から選択される、請求項2に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  4. 前記第1のポリアミドが脂肪族であり、かつ少なくとも約275J(molK)−1のモル熱容量Cを有し、前記モル熱容量Cが、ASTM E1269−11に従って決定される、請求項3に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  5. 前記第2のポリアミドが脂肪族であり、かつ約275J(molK)−1未満のモル熱容量Cを有し、前記モル熱容量Cが、ASTM E1269−11に従って決定される、請求項4に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  6. 前記ハロゲン化難燃剤成分が、エポキシド化テトラブロモビスフェノールA樹脂、テトラクロロビスフェノールAオリゴカーボネート、ペンタブロモポリアクリレート、エチレン−1,2−ビステトラブロモフタルイミド、臭素化ポリスチレン、ビス(ペンタブロモフェニル)エタン、およびテトラブロモビスフェノールAオリゴカーボネートからなる群から選択される少なくとも1つのハロゲン化難燃性化合物を含む、請求項5に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  7. 前記非ハロゲン化難燃剤成分が、炭酸グアニジン、シアヌル酸グアニジン、リン酸グアニジン、ペンタエリスリトールホウ酸、シアヌル酸メラミン、ネオペンチルグリコールホウ酸グアニジン、リン酸尿素およびシアヌル酸尿素からなる群から選択される少なくとも1つの非ハロゲン化難燃性化合物を含む、請求項5に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  8. 前記樹脂マトリックスが、前記熱可塑性樹脂組成物全体の重量に対して約30重量%〜約80重量%の量で存在する、請求項5に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  9. 前記難燃性パッケージが、前記組成物全体の重量に対して10重量%〜約60重量%の量で存在する、請求項8に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  10. 前記ハロゲン化難燃剤成分対前記非ハロゲン化難燃剤成分の重量比が約2:1〜約15:1である、請求項9に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  11. 前記第1の脂肪族ポリアミドがポリアミド66である、請求項10に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  12. 前記第2の脂肪族ポリアミドがポリアミド6である、請求項11に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  13. 前記添加剤が離型剤、充填剤、熱安定剤、および滴下防止剤のうちの1つまたは複数を含む、請求項12に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  14. 前記滴下防止剤がポリテトラフルオロエチレンまたはポリビニルピロリドンを含む、請求項13に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  15. 前記組成物が難燃相乗剤を実質的に欠いている、請求項12に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  16. 前記組成物が、射出成形プロセスにより固体ポリマーを形成した後に、少なくとも約850℃のグローワイヤ着火温度(GWIT)(約0.5mm〜約3.0mm)を達成することができる、請求項12に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  17. 前記組成物が、約0.4mm〜約1.6mmのサンプル厚さからUL94−Vにおいて試験したときに、V−0の評点を達成するように構成される、請求項16に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  18. 前記組成物が、少なくとも約450Vの比較トラッキング指数(CTI)値を達成するように構成される、請求項17に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  19. 前記組成物が、射出成形プロセスにより固体ポリマーを形成した後に、約960℃のグローワイヤ燃焼性指数(GWFI)(約0.5mm〜約3.0mm)を達成するように構成される、請求項18に記載の熱可塑性樹脂組成物。
  20. 請求項1〜19のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物から形成された物品。
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