DE69900783T2 - Hochschmelzende polyamidzusammensetzungen für den elektronikbereich - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Polyamidzusammensetzung, die insbesondere zur Herstellung von elektrischen und elektronischen Bauelementen geeignet sind, die in der so genannten "Surface mounting technology", SMT, für Leiterplatten eingesetzt werden, wobei während des so genannten Aufschmelzlötverfahrens diese Bauelemente sehr hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Die angewendeten hohen Temperaturen werden unter anderem durch Infrarotstrahlung oder Heißumluft oder eine Kombination von beiden erhalten.
• Natürlich sollte die mechanische Unversehrtheit des Bauelements bei den hohen Temperaturen, welche 260ºC übersteigen können, beibehalten werden. Es gibt verschiedene Gründe für die Anwendung von hochschmelzenden Polyamidzusammensetzungen in SMT-Bauelementen.
• Diese Zusammensetzungen enthalten im Allgemeinen faserverstärkte Materialien, häufig Glasfasern und Materialien, welche die Flammverzögerung fördern.
• Im Hinblick auf die sehr hohen Verarbeitungstemperaturen, 300ºC und höher, die für die Herstellung der SMT-Bauelemente aus den hochschmelzenden Polyamiden benötigt werden, müssen hohe Ansprüche bezüglich der chemischen Stabilität der verwendeten Flammverzögerungsmittel erfüllt werden und insbesondere sind Flammverzögerungsmittel geeignet, deren Aktivität auf einem eingebauten Halogen basiert. Brom enthaltende Styrolpolymere werden häufig angewendet.
• In der Praxis, insbesondere unter tropischen Bedingungen, tritt ein Störungsphänomen, die Blasenbildung auf der Oberfläche von Aufschmelzlöten unterzogenen Bauelementen, auf, wenn SMT-Bauelementen aus den hochschmelzenden Polyamiden einem Aufschmelzlöten unterzogen werden. Dieses Phänomen wird der Tatsache zugeschrieben, dass Polyamide leicht Wasser absorbieren, wobei sich das absorbierte Wasser in dem Bauelement explosionsartig ausdehnen wird, wenn die Temperatur des Letzteren in einem sehr kurzen Zeitraum, beispielsweise mit Hilfe von Infrarotstrahlung, auf beispielsweise 260ºC ansteigt. Intensive Forschungen wurden bis jetzt mit dem Ziel der Verminderung der Wasserabsorption durchgeführt. JP-A- 63-1959508 empfiehlt beispielsweise das Trocknen der Bauelemente auf einen Wassergehalt von weniger als 0,8 Gew.-% vor dem Anbringen derselben auf der Leiterplatte. Dies erfordert jedoch einen zusätzlichen Arbeitsschritt und spezielle Logistik, während es nur einen kurzen Zeitraum zwischen Trocknen und Anbringen des Bauelements gibt. Faktoren, die den Montagevorgang stören, haben eine sehr nachteilige Wirkung.
• Es wurden auch Versuche unternommen, durch Einarbeitung von unpolaren Polymeren oder Polymeren mit einer niedrigen Wasserabsorptionskapazität die Wasserabsorptionskapazität der angewendeten Zusammensetzung zu vermindern, insbesondere von dem aliphatischen Polyamid-4.6. Hierfür wurden unter anderem aromatische Polyester, beispielsweise Polybutylenterephthalat, JP-A-03-190962, amorphe aliphatische Polyamide mit einer langen Kohlenstoffkette, beispielsweise Polyamid- 12, amorphe aromatische Polyamide, beispielsweise Polyamid 6.6/6.T, JP-A-06- 065502, und ein aromatisches Polysulfon, JP-A-05-239344 eingesetzt. Zusätzlich zu einigen negativen Wirkungen auf die mechanischen Eigenschaften der aus diesen Zusammensetzungen hergestellten Bauelemente erwies sich keine der erhaltenen Zusammensetzungen als eine hinreichende Lösung für das Blasenbildungsproblem unter allen Produktionsbedingungen.
• Insbesondere unter tropischen Bedingungen, 90% relative Luftfeuchtigkeit und 35ºC, wird in einer Vielzahl von Fällen noch Blasenbildung festgestellt, obwohl auch die Wasserabsorptionskapazität der Zusammensetzungen stark vermindert wurde.
• Gemäß Derwent Abstract des Dokuments JP-A-8003327 wurden Verbinder für elektrische und elektronische Anwendungen aus hochfließenden thermoplastischen Harzzusammensetzungen hergestellt, die 6-90 Gew.-% Nylon-4.6, 5-89 Gew.-% Polyphenylensulfid, 0-30 Gew.-% nicht kristalline Polyamide, 0,1-20 Gew.-% Olefin-ungesättigte Carbonsäure oder Derivatcopolymere, 0-50 Gew.-% Faserfüllstoffe, 0-30 Gew.-% Flammverzögerungsmittel und 0-15 Gew.-% Flammverzögerungshilfsmittel enthalten. Diese Zusammensetzungen zeigen gute mechanische Eigenschaften ohne Blasenbildung nach Löten und Abnahme der Eigenschaften der Absorption von Feuchtigkeit.
• Die Aufgabe der Erfindung ist eine Polyamidzusammensetzung zur Verwendung in elektrischen und elektronischen, für SMT geeigneten Bauelementen, welche auch während des Infrarot- oder Heißumluftaufschmelzlötverfahrens eine größere Beständigkeit gegen Blasenbildung zeigen. Die Erfindung hat insbesondere eine Polyamidzusammensetzung zur Aufgabe, die trotz eines Wassergehalts höher als 0,8 Gew.-% keinen Anlass zur Blasenbildung gibt, wenn sie - in elektrischen und elektronischen Bauelementen - beim Aufschmelzlötverfahren verarbeitet wird.
• Die Aufgabe wird mit einer Zusammensetzung gelöst, umfassend
• (a) ein Polyamid mit einem Schmelzpunkt von mindestens etwa 280ºC,
• (b) ein thermoplastisches Polymer mit einem Schmelzpunkt von weniger als 230ºC,
• (c) eine Halogen enthaltende organische Verbindung, die, wenn 10 Minuten auf 300ºC erhitzt, höchstens 200 ppm, vorzugsweise höchstens 50 ppm anorganisches Chlor und höchstens 350 ppm, vorzugsweise höchstens 300 ppm anorganisches Brom erzeugt,
• (d) gegebenenfalls eine Verbindung, welche die flammverzögernde Aktivität von (c) unterstützt,
• (e) ein anorganisches Verstärkungsmittel,
• (f) gegebenenfalls andere Additive.
• Das Polyamid (a) kann entweder ein Homopolyamid oder ein Copolyamid sein und aus wiederkehrenden Einheiten, abgeleitet von einem Diamin und einer Dicarbonsäure, zusammengesetzt sein oder durch Ringöffnung eines Lactams erhalten werden.
• Geeignete Diamine sind aliphatische Diamine, cycloaliphatische Diamine und aromatische Diamine. Beispiele sind Tetramethylendiamin, Hexamethylendiamin, 2- Methylpentamethylendiamin (2MP), 1,4-Cyclohexandiamin (CHDA), 1,4-Phenylendiamin (PDA) und p-Xylylendiamin (PXDA). Geeignete Dicarbonsäuren sind aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Dicarbonsäuren. Beispiele sind Adipinsäure, Pimelinsäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure (CHDC), Terephthalsäure (T) und Isophthalsäure (I). Geeignete Homopolyamide und Copolyamide schließen Polyamid-4.6, Polyamid-4.T, Polyamid-4.6/4.T, Polyamid 6.6/6.CHDC, Polyamid-6.6/6.T, Polyamid-6/6.6/6.T und Polyamid-6T/6I/2MPT ein. Verschiedene von diesen Polyamiden sind unter unterschiedlichen Handelsmarken erhältlich. Die Polyamide können mittels Polykondensation, ausgehend von den monomeren Komponenten oder den entsprechenden Nylonsalzen, erhalten werden. Diese Verfahren, die dem Fachmann bekannt sind, werden unter anderem in Encyclopaedia of polymer science and engineering, Band 11, S. 315 ff. (1988), ISBN 0-471-80943-8 (v.11) beschrieben und den darin zitierten Verweisen.
• Vorzugsweise wird ein Polyamid mit einem Schmelzpunkt zwischen 280ºC und 340ºC ausgewählt. Bei einer höheren Temperatur wird die Stabilität der aufbauenden Komponenten im Allgemeinen unzureichend und das Verarbeiten mit Hilfe von unter anderem Spritzgießformen zeigt technische Probleme.
• Vorzugsweise liegt der Schmelzpunkt zwischen 280 und 320ºC. Sowohl das blasenbildende Verhalten als auch die mechanischen Eigenschaften werden durch ein höheres Molekulargewicht des Polyamids günstig beeinflusst. Der Fachmann wird bestrebt sein, ein Polyamid mit dem höchstmöglichen, noch leicht zu verarbeitenden Polymerisationsgrad einzusetzen.
• Für das thermoplastische Polymer (b) kann im Prinzip jedes Polymer mit einem Schmelzpunkt unterhalb 230ºC ausgewählt werden. Um die guten physikalischen Eigenschaften der Zusammensetzung beizubehalten, ist allerdings ein Polymer bevorzugt, das zumindest in einem gewissen Grad mit Polyamid (a) verträglich ist. Aus diesem Grund sind Polyolefine beispielsweise zur Verwendung als Polymer (b) wenig geeignet, jedoch wenn das Polyolefin beispielsweise durch Pfropfen mit Maleinsäureanhydrid modifiziert wird, so dass polare Gruppen eingeführt werden, welche die Verträglichkeit mit Polyamid verbessern, können Polyolefine angewendet werden. Das Gleiche gilt für andere unpolare Polymere, die durch die Modifizierung unter anderem mit Carbonsäure-, Amin- und Epoxidgruppen mit Polyamid besser verträglich sind. Vorzugsweise liegt der Schmelzpunkt unterhalb 220ºC, bevorzugter unterhalb 200ºC.
• Besonders geeignet sind Polyester, Copolyester und Polyamide. Beispiele für Ester sind Polybutylenterephthalat, Polyethylenterephthalat, Polycarbonat und Copolyetherester, beispielsweise die Copolyester, abgeleitet von Polybutylenterephthalat und Polytetrahydrofuran. Geeignete Polyamide sind Polyamid 6, Polyamid 8, Polyamid 11 und Polyamid 12. Vorzugsweise ist das Verhältnis von aliphatischen C- Atomen zu Amidgruppen in der Kette mindestens 6, bevorzugter mindestens 8.
• Vorzugsweise wird Komponente (b) in der Matrix von (a) sehr gut dispergiert. Die besten Wirkungen werden erhalten, wenn der mittlere Querschnitt von dispergierten Teilchen von Komponente (b) in der Zusammensetzung in festem Zustand weniger als 3 um, vorzugsweise weniger als 1 um, für mindestens 90% der Teilchen beträgt.
• Die Halogen enthaltende organische Verbindung (c) wird ausgewählt aus der Gruppe, gebildet durch Halogen enthaltende organische Verbindungen, die für die Flammverzögerung von Polyamid verwendet werden. Die am besten bekannten aus dieser Gruppe sind Halogen enthaltende Polymere. Im Hinblick auf die hohen Verarbeitungstemperaturen und die Komplikationen, denen sie bei diesen Temperaturen aufgrund der höheren Flüchtigkeit von Produkten mit niederem Molekulargewicht ausgesetzt sein können, sind polymere, Halogen enthaltenden Verbindungen bevorzugt, von denen die Brom enthaltenden die am meisten verwendeten sind, und auch jene sind, welche die geringsten Umweltprobleme verursachen.
• Bei den höchsten Verarbeitungstemperaturen haben Halogen enthaltende Verbindungen mit niederem Molekulargewicht im Allgemeinen einen zu hohen Dampfdruck und zeigen häufig ein Ausbluten. Das Molekulargewicht Mw ist deshalb vorzugsweise > 25.000 und auch bevorzugter > 30.000, während im Allgemeinen das Molekulargewicht 100.000 nicht übersteigen wird, da in dem Fall die Verarbeitbarkeit problematisch wird.
• Die Verwendung von Halogen enthaltenden Polymeren, insbesondere Brom enthaltenden Styrolpolymeren, die nach Erhitzen auf 300ºC höchstens 50 ppm anorganisches Chlor und höchstens 350 ppm anorganisches Brom erzeugen, ist aus JP-A- 08-208978 bekannt. In dem Patent wird eine ähnliche Brom enthaltende Polystyrolverbindung angewendet, um die negativen Wirkungen des Formabbaus und elektrische Korrosion durch anorganisches Chlor oder Brom zu verhindern. Von irgendeiner positiven Wirkung des geringen Gehalts an anorganischem Halogenid, der beim Blasenphänomen entwickelt wird, und der Kombination mit Polymer (b) wird nichts erwähnt.
• Die Herstellung von Brom enthaltenden polymeren Flammverzögerungsmitteln, die zur Verwendung als Komponente (c) geeignet sind, wird unter anderem in WO-A- 91/13915, US-A-5369202 und JP-A-05-287014 beschrieben.
• Der beim Erhitzen auf 300ºC erzeugte anorganische Chlor- und Bromgehalt kann leicht durch Erhitzen einer Gewichtsmenge von Komponente (c) in einem Stickstoffstrom und Durchleiten dieses Stickstoffstroms durch eine verdünnte Lösung von Wasserstoffperoxid (1%), worin das anorganische Chlor und Brom absorbiert werden und anschließend bestimmt wird, beispielsweise mit Hilfe von Ionenchromatographie oder anderer Standardtechnik, bestimmt werden. Bei dieser Bestimmung wird die Probe bei 300ºC für 10 Minuten gehalten und liegt in fein verteilter Form vor.
• Wenn eine Polymerzusammensetzung mit einer hohen Verarbeitungstemperatur verwendet wird, ist es vorteilhaft, dass die maximalen Mengen von anorganischem Chlor und Brom sich nur entwickeln, wenn ein Erhitzen auf 320ºC stattfindet, und vorteilhafter, sich nur bei einer Temperatur von 340ºC entwickelt.
• Die Flammverzögerung der Zusammensetzung kann weiterhin durch die Gegenwart einer Komponente (d) verbessert werden. Im Prinzip kann diese jede Substanz sein, die eine synergistische Wirkung mit den Halogen enthaltenden Flammverzögerungsverbindungen (c) aufweist. Im Hinblick auf die sehr hohen Verarbeitungstemperaturen können vorzugsweise anorganische Verbindungen dafür angewendet werden. Beispiele können Metalloxide, z. B. Antimonoxid und die Oxide von Erdalkalimetallen, Metallhydroxide, beispielsweise Magnesiumhydroxid und Aluminiumhydroxid, Hydroxycarbonat und Phosphor- oder Bor-enthaltende Verbindungen sein. Antimonoxid und Natriumantimonat werden häufig angewendet.
• Für die geforderte Steifheit enthalten die Zusammensetzungen im Allgemeinen ein verstärktes Fasermaterial, z. B. Glasfasern. Die Länge und der Durchmesser des verstärkten Fasermaterials kann innerhalb breiter Grenzen schwanken, wobei die Länge z. B. zwischen 60 und 600 um und der Durchmesser zwischen 1 und 20 um liegt. Andere verstärkende Füllstoffe können auch vorliegen, beispielsweise verstärkende Materialien in Form von Plättchen, z. B. Glimmer, Talk und Ton. Vorzugsweise liegen diese verstärkenden Materialien in gut dispergierter Form vor.
• Die Zusammensetzung kann weiterhin die üblichen Additive, beispielsweise Stabilisatoren gegen die Wirkung von hohen Temperaturen, UV-Licht und Hydrolyse, Verarbeitungshilfen, beispielsweise Formtrennmittel und Fließhilfsmittel, Färbemittel und Pigmente und Zähigkeitsverbesserer enthalten.
• Überraschenderweise wurde gefunden, dass eine noch bessere Blasenbeständigkeit erhalten wird, wenn auch eine Verbindung, die eine saure Imidgruppe gemäß der nachstehenden Formel enthält, in der Zusammensetzung vorliegt.
• worin R H oder eine Gruppe, ausgewählt aus Alkyl, Aryl, Alkaryl oder Aralkyl mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, darstellt.
• Beispiele für solche Verbindungen sind Styrol, Maleidimidcopolymere, Polyetherimid und imidisiertes Polyacrylat. Styrolmaleidimid (SMI), welches im Handel erhältlich ist, beispielsweise Denka SMI® von Denki Kagaku Kogyo K. K., das durch Imidisierung eines Styrolmaleinsäurecopolymers (SMA) hergestellt wird, ist bevorzugt.
• Es ist besonders überraschend, dass die positive Wirkung auf die Blasenbildung nach Zugabe von SMA nicht auftritt.
• Ein weiterer Vorteil ist, dass die Flammverzögerung durch die Zugabe der Säureimid enthaltenden Verbindung verbessert wird, so dass insgesamt weniger flammverzögernde Komponenten in der Zusammensetzung ausreichen, was eine vorteilhafte Wirkung auf die mechanischen Eigenschaften hat.
• Die Verhältnisse, in denen die verschiedenen Komponenten in der Zusammensetzung vorliegen können, variieren innerhalb breiter Grenzen und werden insbesondere durch die gewünschten mechanischen Eigenschaften bestimmt. Im Allgemeinen liegt die Zusammensetzung innerhalb der nachstehenden Grenzen, wobei die Prozentangaben als Gewichtsprozente, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung, ausgedrückt werden.
• 20-60 Gew.-% (a), vorzugsweise 23-55 Gew.-%
• 1-20 Gew.-% (b), vorzugsweise 2-15 Gew.-%
• 5-30 Gew.- (c), vorzugsweise 8-25 Gew.-%
• 0-15 Gew.-% (d), vorzugsweise 2-12 Gew.-%
• 5-50 Gew.-% (e), vorzugsweise 10-45 Gew.-%
• 0-20 Gew.-% (f), vorzugsweise 0-15 Gew.-%
• Wenn eine Säureimidgruppen enthaltende Zusammensetzung verwendet wird, ist deren Anteil im Allgemeinen 0,5-20 Gew.-%, vorzugsweise 1-10 Gew.-%, bevorzugter 1-5 Gew.-%.
• Die Aktivität der Zusammensetzung, die Säureimidgruppen enthält, hängt zum Teil von dem Gehalt an Säureimidgruppen ab.
• Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die nachstehenden Beispiele und Vergleichsbeispiele erläutert. Es ist klar, dass die Erfindung nicht auf diese und die verschiedenen Komponenten, insbesondere (a), (b) und (c), begrenzt ist, die einfach durch Substanzen, die ähnliche Eigenschaften zeigen, ersetzt werden können.
• Um den Vergleich zwischen den Wirkungen der verschiedenen Zugaben so streng wie möglich zu halten, wurde in allen Beispielen, sofern nicht anders ausgewiesen, die gleiche Glasfaserart, 0,5 Gew.-% Formtrennmittel und 0,33 Gew.-% eines thermischen Oxidationsstabilisators verwendet.
• Nach Trocknen der einzelnen Komponenten wurden die Zusammensetzungen an einem ZSK 25-Doppelschneckenextruder hergestellt. Das angewendete Dosierungsverfahren beeinflusste die absoluten Anteile der Eigenschaften. Jedoch wurden die Beispiele und Vergleichsbeispiele in dieser Anmeldung alle auf die gleiche Weise ausgeführt, sofern nicht anders ausgewiesen.
• Von der Zusammensetzung wurden mit einer Arburg CMD-Spritzfgussformmaschine bei einer Schmelztemperatur von 310-350ºC in Abhängigkeit vom Schmelzpunkt des am höchsten schmelzenden Polyamids Testriegel hergestellt.
• Verwendete Materialien:
• (a) 1. STANYL® KS 200, Polyamid-4.6 mit niedrigem Molekulargewicht von DSM, Niederlande
• 2. KS 300, Polyamid-4.6 mit mittlerem Molekulargewicht von DSM
• 3. AMODEL® AF 1113 von Amoco, USA, aromatisches Copolyamid 6.6/6.I/6.T
• 4. AF 4133 von Amoco, USA, aromatisches Copolyamid 6.6/6.T
• 5. Arlene® CH 230 von Mitsui, JP, aromatisches Copolyamid 6.6/6.T
• 6. Grivory® HTVS-3X2VO von EMS, CH, 6,6/6.T
• 7. Grivory® HTV-4X2VO, 6.6/6.T
• (b) 1. Polybutylenterephthalat. tm = 225ºC
• 2. Polyamid-11, Rilsan® B MNO von Elf Atochem, Frankreich. tm = 185ºC
• 3. Polyamid-12, X-1988 von Hüls, Deutschland, tm = 180ºC
• 4. Polyethersulfon, Victrex® 3600 von ICI, Großbritannien, tg = 179ºC
• (c) 1. Pyro-check® 68 PB, bromiertes Polystyrol von Ferro, USA, anorganisches Cl = 730 ppm und Br = 760 ppm bei 320ºC
• 2. PDBS® 80, Polydibromstyrol von Great Lakes, USA, Cl = 3 ppm und Br = 74 ppm
• (d) Sb&sub2;O&sub3;, Antimontrioxid
• (e) Glasfaser, Durchmesser 10 um, Länge 3 mm
• (f) SMI; Denka® SMI MS-NA von Denki Kagaku, Japan
• Die Zugtests wurden in Übereinstimmung mit ASTM D-638 ausgeführt.
• Die Flammverzögerung wurde gemäß dem Verfahren von US Underwriters Laboratory (UL 94) bestimmt, die Dicke der Testriegel war 0,8 mm.
• Die Wasserabsorption wurde auf der Grundlage des Gewichtsanstiegs der Testriegel beim Aussetzen der ausgewiesenen Umgebung gemessen.
• Eine erste Reihe von Versuchen wurde mit den nachstehenden Zusammensetzungen ausgeführt:
Beispiele I-V Vergleichsbeispiele A - F (siehe Tabelle 1)
• Die Testriegel für den Blasentest wurden eine Stunde bei 80ºC und 95% relativer Feuchtigkeit konditioniert. Als ein Maß für die Aufschmelzlötbeständigkeit wurde die Temperatur verwendet, bei der die ersten Blasen auf den Testplatten in einer kombinierten Heißluft-IR-Aufschmelzlötanlage gebildet wurden. An diesem Ende wurde die Testplatte 60 Sekunden auf 150ºC vorerhitzt und anschließend 20 Sekunden bei der ausgewiesenen Temperatur gehalten. Die letztere Temperatur wurde auf der Oberfläche der Testplatten gemessen. Tabelle 1
• Die Wirkungen von Polyamid-11 und -12 auf das Blasenverhalten sind fast identisch mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Die Wirkung von Polybutylenterephthalat und Polyethersulfon in Kombination mit dem Flammverzögerungsmittel (c.2) ist jedoch trotz der wesentlichen Wirkung auf die Wasserabsorption relativ klein.
• Eine Erklärung kann vielleicht in der viel besseren Dispersion der niedrigschmelzenden Polyamide in dem hochschmelzenden Polyamid gefunden werden, wie aus elektronenmikroskopischen Abbildungen der Zusammensetzungen von Beispielen I und IV deutlich wird. Die Polyamid-11-Phase wird in Teilchen dispergiert, wovon mindestens 90% einen Durchmesser kleiner als 3 um aufweisen. Die Polybutylenterephthalatteilchen haben viel gröbere Abmessungen.
Beispiel VI und Vergleichsversuche G und H
• zeigen die Vorteile der erfindungsgemäßen Zusammensetzung für eine Vielzahl von anderen hochschmelzenden Copolyamiden.
• Ein Copolyamid 6.6/6.T mit einem Molverhältnis von 0,4 : 0,6 wurde mit einer relativen Viskosität von 3,0 (gemessen in H&sub2;SO&sub4;) synthetisiert. Mit diesem Copolyamid wurden die Zusammensetzungen von Beispiel 6 und Vergleichsversuch G erzeugt. Nach Konditionieren der mit diesen Zusammensetzungen hergestellten Testriegel für unterschiedliche Zeiträume wurde die Blasenbeständigkeit bestimmt. Die für die Blasenbildungsversuche verwendeten Testriegel wurden für variierende Zeiträume bei 35ºC und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90% gehalten, wonach die Blasenbildung unter den Bedingungen des IR-Aufschmelzlötens und jenen von Heißumluftstrom-Aufschmelzlöten bei verschiedenen Temperaturen gemessen wurde. Fig. 1 und 2 geben repräsentative Temperaturprofile für die Tests in dem Heißluftofen bzw. Infrarotofen an. Die Temperatur wurde an drei Orten der Oberfläche des Testriegels gemessen. Dies beinhaltete das Zählen der Anzahl an Blasen, die pro 2 Riegel gebildet wurden. Zusätzlich wurde der Wassergehalt einer Vielzahl von Testriegeln nach den verschiedenen konditionierenden Zeiträumen gemessen. Die Testriegel hatten eine Länge von 115 mm, eine Breite von 12 mm und eine Dicke von 0,8 mm.
• Als Vergleichsversuch H wurde eine kommerzielle Zusammensetzung am Modell AF 1133 VONT hinzugezogen. Der absorbierte Wassergehalt dieser Zusammensetzungen ist relativ gering, wie durch den aromatischen Charakter des Polyamids erwartet werden kann.
• Trotzdem scheinen nach 10 Tagen Konditionieren die Zusammensetzung in Vergleichsversuch G und die kommerzielle Zusammensetzung in Versuch H unter den Bedingungen des IR-Aufschmelzlötens bei 260ºC einen beträchtlichen Grad an Blasenbildung aufzuweisen, wobei mehr als 50 Blasen pro zwei Testriegel gezählt werden. In Versuch G tritt etwas Blasenbildung immer nach 5 Tagen Konditionieren auf. Die Zusammensetzung gemäß der Erfindung zeigt auch nach 20 Tagen Konditionieren keine Blasenbildung.
• Die Zusammensetzungen enthalten 33-35 Gew.-% Glasfaser. In Beispiel Vl und Vergleichsversuch G lagen auch 9 Gew.-% Polyamid-11 vor.
• In Beispiel VI wurde PDBS® 80, in anderen Versuchen Pyrocheck® 68PB verwendet. Die Mengen an Flammverzögerung wurden derart ausgewählt, dass der Br- Gehalt der Zusammensetzung in allen Fällen gleich war (bezogen auf 13,7 Gew.-% Pyrocheck® 68PB in der Zusammensetzung von Vergleichsversuch H).
Beispiele VII und VIII
• In der Zusammensetzung von Beispiel III wurde ein Teil des PDBS 80 (Verbindung (c.2)) durch ein imidisiertes SMA, SMI, 2,8 Gew.-% (Beispiel VII) ausgetauscht. Dann wurden Testriegel aus den Zusammensetzungen von Beispiel III (nun Beispiel VIII) spritzgußgeformt und auf deren Blasenbildungsverhalten in der in Beispiel VI und Vergleichsversuchen G und H beschriebenen Weise getestet.
• Die Zusammensetzung von Beispiel VII zeigte auch nach 10 Tagen Konditionieren sowohl unter Heißumluftofenbedingungen als auch unter den Infrarotstrahlungsbedingungen bei 260ºC keine Blasenbildung.
• Die Zusammensetzung von Beispiel III (Beispiel VIII) begann unter IR- Aufschmelzlötbedingungen, nur nach 5 Tagen Konditionieren Blasen zu bilden.
• In dem UL-94-Test erfüllten beide Zusammensetzungen die V-0-Klassifizierungen. Die Zusammensetzung von Beispiel VII, in dem SMI vorlag, zeigte kein Tropfen weder nach dem ersten noch nach dem zweiten Flammenkontakt. Dieses Phänomen tritt bei dem zweiten Flammenkontakt der Zusammensetzung ohne SMI auf.
• Weitere Tests zeigten, dass die Gesamtmenge an benötigtem Flammverzögerungsmittel zur Erzielung der UL-94 V-0-Klassifizierung in Gegenwart von SMI und einschließlich SMI, kleiner ist als in Abwesenheit von SMI.

Claims (14)

1. Polyamidzusammensetzung, umfassend

a. 20-60 Gew.-% eines Polyamids mit einem Schmelzpunkt von mindestens etwa 280ºC,

b. 1-20 Gew.-% eines thermoplastischen Polymers mit einem Schmelzpunkt von weniger als 230ºC, ausgewählt aus der Gruppe, gebildet durch Polyester, Copolyester und Polyamide,

c. 5-30 Gew.-% einer Halogen enthaltenden organischen Verbindung, die, wenn 10 Minuten auf 300ºC erhitzt, höchstens 200 ppm, vorzugsweise höchstens 50 ppm, anorganisches Chlor und höchstens 350 ppm, vorzugsweise höchstens 300 ppm, anorganisches Brom erzeugt,

d. 0-15 Gew.-% einer Verbindung, welche die flammverzögernde Aktivität von (c) unterstützt,

e. 5-50 Gew.-% eines anorganischen Verstärkungsmittels,

f. 0-2 Gew.-% anderer Additive

und wobei die Summe von (a) bis (f) sich auf 100 Gew.-% summiert.

2. Polyamidzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hochschmelzende Polyamid (a) aus der Gruppe, gebildet durch Polyamide, die in der Hauptkette aus wiederkehrenden Einheiten, abgeleitet von einem aliphatischen, einem cycloaliphatischen oder einem aromatischen Diamin und einer aliphatischen, einer cycloaliphatischen oder einer aromatischen Dicarbonsäure, oder erhalten durch Ringöffnung eines Lactams oder Kombinationen davon aufgebaut sind, ausgewählt ist.

3. Polyamidzusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hochschmelzende Polyamid (a) aus der Gruppe, gebildet durch aliphatische Homopolyamide, aliphatisch-cycloaliphatische Copolyamide und aliphatisch-aromatische Copolyamide, ausgewählt ist.

4. Polyamidzusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzpunkt des hochschmelzenden Polyamids zwischen 280 und 320ºC liegt.

5. Polyamidzusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer (b) in Polyamid (a) mit einer Teilchengröße dispergiert ist, bei der mindestens 90% der Teilchen einen mittleren Querschnitt aufweisen, der kleiner als 3 um, vorzugsweise kleiner als 1 um, ist.

6. Polyamidzusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamid (b) ein aliphatisches Polyamid darstellt, worin das Verhältnis der Anzahl von aliphatischen C-Atomen zu Amidgruppen in der Kette mindestens 6, vorzugsweise mindestens 8, ist.

7. Polyamidzusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (c) aus der durch Halogen enthaltende Polymere gebildeten Gruppe ausgewählt ist.

8. Polyamidzusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Halogen enthaltende Verbindung (c) ein Brom enthaltendes Styrolpolymer ist.

9. Polyamidzusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (d) aus der durch anorganische Verbindungen gebildeten Gruppe ausgewählt ist.

10. Polyamidzusammensetzung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindung (d) Antimonoxid oder Natriumantimonat darstellt.

11. Polyamidzusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Verbindung, die saure Imidgruppen enthält, als (f) vorliegt.

12. Polyamidzusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung, die saure Imidgruppen enthält, ein Styrolmaleimidcopolymer ist.

13. Polyamidzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung enthält

23-55 Gew.-% (a)

2-15 Gew.-% (b)

8-25 Gew.-% (c)

2-12 Gew.-% (d)

10-45 Gew.-% (e)

0-10 Gew.-% (f)

und wobei die Summe von (a) bis (f) sich auf 100 Gew.-% summiert.

14. Verwendung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Herstellung von elektrischen oder elektronischen