聚酰胺組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及基于聚酷胺共混物和添加劑的多種組合物，該些組合物W模制組合物 的形式用于生產(chǎn)具有短期熱變形抗性的產(chǎn)品的用途，W及一種用于生產(chǎn)具有短期熱變形抗 性的尤其用于電氣或電子應(yīng)用的聚酷胺基產(chǎn)品的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 許多電子和電氣組件和部件包括熱敏的電氣和/或電子產(chǎn)品，特別是熱敏的集成 電路、振蕩器晶體W及光電產(chǎn)品。在該樣一種組件的安裝過程中，必須將該些產(chǎn)品上提供的 電觸點(diǎn)W-種可靠的加工方法連接到一個電路板上的導(dǎo)體軌道和/或其他產(chǎn)品上的電觸 點(diǎn)上。該種安裝經(jīng)常是借助于一種焊接方法來實(shí)現(xiàn)的，其中提供在該產(chǎn)品上的焊接連接件 被焊接到該電路板上。對于每一種產(chǎn)品，存在焊接時間和焊接溫度的安全范圍，在該安全范 圍內(nèi)可W產(chǎn)生良好的焊接連接。為了獲得良好的焊接結(jié)果，在焊接過程中必須將該些產(chǎn)品 于延長的時間內(nèi)暴露于高溫。例如，在波峰焊接過程中，首先將插入電路板中的產(chǎn)品逐漸加 熱到約100°C。該之后進(jìn)行實(shí)際焊接，該實(shí)際焊接典型地在260°C至285°C下進(jìn)行并且花費(fèi) 至少5秒，然后是凝固階段，在該凝固階段中，該產(chǎn)品在數(shù)分鐘內(nèi)逐漸冷卻下來。
[000引 根據(jù)"http://de. w;Lkipedia. o;rg/w;Lki/Wellen% C3% B6ten"，波峰焊接（也稱作 流動焊接）是一種焊接方法，通過該焊接方法在裝配之后將電子組件（電路板、平板組件） W半自動的或全自動的方式進(jìn)行焊接。首先用焊劑涂敷器中的焊劑來潤濕該電路板的焊接 偵U。此后，通過對流加熱（熱禍流，其結(jié)果是實(shí)質(zhì)上每個地方、甚至上側(cè)上都存在相同的溫 度）、線圈加熱或紅外散熱器對該電路板進(jìn)行預(yù)熱。該是首先完成的W便汽化該焊劑的溶劑 成分（否則在焊接操作中將形成氣泡），W便提高活化劑的化學(xué)功效，并且避免由于隨后的 焊接過程中過分急劇的升溫而引起的該組件的熱翅曲W及對該些部件的損害。
[0004] 通過溫度特征曲線可W找到確切數(shù)據(jù)。該包括在樣品電路板上的相關(guān)點(diǎn)處安裝溫 度傳感器并且用測量儀器進(jìn)行記錄。該給出了用于選定的部件的電路板的上側(cè)和電路板的 下側(cè)的溫度曲線。此后，該組件運(yùn)行經(jīng)過一個或兩個焊料波峰。該焊料波峰是通過將液態(tài) 焊料累送通過一個孔口而產(chǎn)生的。在含鉛焊料的情況下焊接溫度為約250°C，而在無鉛焊料 的情況下焊接溫度高出約l〇°C到35°C，即260°C到285°C，由于避免了含鉛蒸汽，優(yōu)選使用 無鉛焊料。
[0005] 應(yīng)該如此選擇焊接時間使得該加熱既不損害電路板也不損害熱敏部件。焊接時間 為每一焊接位點(diǎn)與該液態(tài)焊料的接觸時間。一側(cè)層壓的電路板的指導(dǎo)時間為小于一秒，而 兩側(cè)層壓的電路板的指導(dǎo)時間為不多于兩秒。在多個電路板的情況下，施用最高達(dá)六秒的 單獨(dú)焊接時間。根據(jù)DIN EN 61760-1:1998, 一個波峰亦或兩個波峰總計的最長時間為10 秒。從上述參考文件中可W獲得更多詳細(xì)細(xì)節(jié)。在焊接之后，冷卻該組件是可取的，W便再 次迅速降低熱應(yīng)力。該通過緊接著該焊接區(qū)域下游的一個冷卻單元（氣候控制系統(tǒng)）和/ 或通過散熱站（sink station)中的常規(guī)通風(fēng)機(jī)或回料帶上的一個冷卻隧道進(jìn)行直接冷卻 來完成。
[0006] 結(jié)果為對所用的材料存在短期熱變形抗性方面的高要求，尤其對于具有升高的烙 化范圍并且由于環(huán)境原因越來越頻繁地使用的無鉛焊料來說。此外，該種材料必須具有在 使用中存在的溫度下的非常好的抗老化性。
[0007] 熱塑性聚酷胺類（諸如巧龍-6 (PA6)和巧龍-6, 6 (PA66))由于它們的良好可加工 性、高機(jī)械耐久性、W及對眾多加工化學(xué)品的抗性，并且還尤其由于它們的高水解穩(wěn)定性而 特別適用于電氣和電子應(yīng)用。該尤其適用于室外區(qū)域中的應(yīng)用。然而，純脂肪族的聚酷胺 類（諸如PA6或PA66)由于其對應(yīng)的220°C和260°C左右的烙化范圍，當(dāng)在電氣或電子產(chǎn)品 的生產(chǎn)過程中發(fā)生具有高于該些聚酷胺的烙點(diǎn)的溫度的加工步驟時-例如在用無鉛焊料 進(jìn)行焊接的情況下，迅速達(dá)到它們的極限。
[000引 EP 0 997 496 A1披露了可焊接的（振動焊接）組合物，該些組合物包括PA66、 PA6T/12、玻璃纖維W及一種熱穩(wěn)定劑（化I/KI)的混合物。
[0009] WO 2011/126794 A2 描述了基于 PA66、PA6T/66 W及任選的 PA6I/6T 的組合物，該 些組合物包括玻璃纖維和熱穩(wěn)定劑（諸如勃姆石和棚酸鋒），具有良好的表面外觀、可接受 的阻燃性能W及在高溫下并且在潮濕條件下的高保光澤性。
[0010] WO 2013/188488 A2給出了組合物的實(shí)例，該些組合物包括PA66、PA66/6T W及任 選的PA6,另外還有玻璃纖維W及一種銅基熱穩(wěn)定劑。該些組合物在爐內(nèi)老化之后展現(xiàn)出高 的拉伸強(qiáng)度。
[0011] WO 2004/090036 A1描述了用于電氣和電子工業(yè)的玻璃纖維增強(qiáng)的、熱穩(wěn)定化的、 阻燃聚酷胺模制品的生產(chǎn)，例如用無鉛焊接材料通過表面安裝技術(shù)安裝在印刷電路板上的 部件。為此目的，提出了由PA6T/66、一種阻燃劑（二甲基次麟酸侶）、玻璃纖維、一種熱穩(wěn) 定劑（Irganox⑧1098) W及一種潤滑劑（硬脂酸巧）構(gòu)成的組合物。
[0012] W0 99/45070 A1披露了用于電子應(yīng)用的高烙點(diǎn)聚酷胺組合物，該些組合物，除其 他之外，基于一種具有至少280°C的烙點(diǎn)的聚酷胺、一種具有低于230°C的烙點(diǎn)的熱塑性塑 料、一種面化的有機(jī)化合物W及一種無機(jī)增強(qiáng)劑。
[001引 W0 2013/014144 A1描述了基于半晶質(zhì)半芳香族聚酷胺類、W及還有半晶質(zhì)脂肪 族聚酷胺類和一種無面阻燃劑的阻燃聚合物組合物。在該些實(shí)例中，存在PA4T/66與PA46 W及PA4T/66與PA66的組合。
[0014] 最后，參見 G. Lau，電子部件的材料選擇（Material Selection of Electronic Components) - Zytel?高溫巧龍HTN和Zenite⑧LCP，電力電子系統(tǒng)和應(yīng)用（Power Electronics Systems and Applications)，2006，ICPESA-06,2006 年 11 月 1 日的第二屆 國際會議，其中Zy化I夠代表PA66并且HTN代表PA6T。
[0015] 如果考慮現(xiàn)有技術(shù)，則為了生產(chǎn)電子產(chǎn)品的目的，由于在焊接過程中存在的 高的短期溫度將可能改用該些脂肪族聚酷胺當(dāng)中的具有290°C左右的烙化范圍的巧 龍-4, 6(PA46)。然而，在PA46的推薦加工溫度（理想地在310°C與320°C之間）下，適合 的添加劑的選擇非常有限。該對于熱敏的但仍然可W有效地用于PA66的阻燃劑來說尤其 如此，例如像特別是紅磯、聚磯酸=聚氯胺或=(二己基次麟酸）侶。當(dāng)該些阻燃劑用于 PA46中時，由于更高的加工溫度，存在增大的此類添加劑分解的風(fēng)險，并且因此例如像在加 工例如塑料-金屬混合產(chǎn)品的情況下增大的金屬腐蝕的傾向，或者增大的沉積物形成的傾 向。PA46的一個另外的困難是與PA6和PA66相比增大的吸水性，該額外地還導(dǎo)致由PA46 生產(chǎn)的產(chǎn)品在尺寸上的更顯著的變化。
[0016] 作為PA46的一種替代物，可W想到改用半晶質(zhì)半芳香族聚酷胺類，如像通過將對 苯二甲酸結(jié)合到聚酷胺結(jié)構(gòu)中可得到的。該些的實(shí)例是PA6T/6、PA6T/66或PA6T/6I/66， 其中"T"代表對苯二甲酸，"I"代表間苯二甲酸并且"/"代表一種共聚物。該些材料提供 了優(yōu)于PA46的更低的吸水性的優(yōu)點(diǎn)。還可能獲得高于300°C的烙化范圍。然而，在半芳香 族聚酷胺類的情況下，除了對于PA46關(guān)于熱敏粘合劑提及的限制，還必須考慮由于明顯更 高的烙體粘度W及降低的結(jié)晶速率引起的限制（Ludwig Bottenbruch，Rudolf Binsack(主 編）；Technische Thermoplaste[工業(yè)熱塑性塑料（Industrial Thermoplastics)]第4部 分，聚酷胺[聚酷胺類]，慕巧黑漢澤爾出版社（Hanser Verlag Munich)，第803-809頁）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 因此，本發(fā)明的一個目的是提供基于熱塑性聚酷胺類的多種組合物，該些組合物， 一方面，具有與PA66相比改善的短期熱變形抗性，而另一方面，可W用慣常用于PA66的低 溫來加工，并且因此在熱敏添加劑（尤其是阻燃劑）的選擇上具有更少的限制，并且具有良 好的機(jī)械性能并且，在待由該些組合物W焊接工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品的情況下，具有高的短期熱 變形抗性。
[0018] 在本發(fā)明的背景下，對于PA66基產(chǎn)品來說在限定溫度下的短期熱變形抗性是，當(dāng) 尺寸為20 ? 13 ? 1. 5mm、具有成直角的角和邊緣的試樣在處于W上限定的溫度下的玻璃板上 15min而沒有經(jīng)受任何形狀改變并且另外地沒有示出對該玻璃板的任何粘附時。對于該測 試，將平放在玻璃板上的試樣引入一個預(yù)加熱到目標(biāo)溫度的常規(guī)熱風(fēng)烘箱中持續(xù)15min并 且然后通過具有23°C +/-2°C溫度的周圍空氣將其冷卻回到室溫[2：rC +/-2°C ]。在本發(fā)明 的背景下，當(dāng)該試樣的角和邊緣在該加熱存儲之后沒有任何大于0. 8mm半徑的圓化時，則 存在無形狀變化、或者短期熱變形抗性。該半徑通過描述一個虛圓的尺寸來指示一個角或 邊緣的圓化度，因此可W將該虛圓放入該試樣的一個角或邊緣中該樣使得該虛圓代表該圓 化。半徑越大，則角或邊緣越圓。在本發(fā)明的背景下，當(dāng)已經(jīng)將玻璃板從水平傾斜90°到豎 直之后該試樣從該玻璃板上脫落時，則不存在粘附。
[0019] 在此方面，還參見章節(jié)"Andeni des Eckenradius von 油gerundeten Rechtecken"[改變圓角矩形的角半徑（Qianging the Corner Radius of Rounded Rectangles)]；
[0020] ht1:p://help, adobe. com/de_DE/framemaker/using/WSd817046a44el05e21e63e3 dll油7f7960b-7f38.htm