一種選擇性沉積金屬的聚酰胺組合物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種選擇性沉積金屬的聚酰胺組合物，尤其涉及具有激光直接成型（Laser?Direct?Structuring，LDS）功能的導熱樹脂組合物，其制備方法以及該樹脂組合物的應(yīng)用。所述的聚酰胺組合物按重量百分比組分組成如下：聚酰胺組合物：20-80wt%；無鹵阻燃劑：5-15wt%；金屬氧化物固溶體：1-10wt%；其他添加劑：60wt%以下；上述各組分重量總含量之和為100wt%。本發(fā)明所述的聚酰胺組合物在激光作用下可以有選擇性地在激光掃描過的區(qū)域內(nèi)沉積銅、鎳、金等金屬的、具有無鹵阻燃特性，耐高溫，主要應(yīng)用在制造手機、電腦、汽車、家電、電子電氣等領(lǐng)域。
【專利說明】一種選擇性沉積金屬的聚酰胺組合物及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚酰胺樹脂組合物，特別是一種在激光作用下可以有選擇性地在激光掃描過的區(qū)域內(nèi)沉積金屬的聚酰胺樹脂組合物；本發(fā)明還涉及一種聚酰胺樹脂組合物的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚酰胺(又稱尼龍)具有機械性能優(yōu)異、成型快速、流動性好、耐化學腐蝕性好等優(yōu)點，經(jīng)常被用在手機、汽車、電子電氣零部件、筆記本電腦、家電等領(lǐng)域。在上述領(lǐng)域中，某些具體應(yīng)用還要求聚酰胺組合物具有阻燃性。然而，使用鹵素阻燃劑有一系列缺點，通常會造成表觀質(zhì)量變差，特別是在耐高溫聚酰胺的加工溫度下(比如320°C)，鹵素阻燃劑容易分解或降解，并且使用鹵素阻燃劑的產(chǎn)品在受熱的情況下也易造成環(huán)境污染，毒理學顯示也是危害健康的，由于人們的環(huán)保意識不斷提高以及對使用安全性的考慮，無鹵阻燃才是阻燃技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。
[0003]此外，由于電子電氣相關(guān)領(lǐng)域的一些制件向著小型化、功能化、集成化方面發(fā)展，需要將導電電路集成在電子器件上，滿足電子器件的各種需求，特別是滿足電路圖的三維設(shè)計要求。在超細電路圖的制作過程中，激光加工是一種重要的技術(shù)手段。
[0004]美國專利US 5773556所公開的相關(guān)阻燃劑及其組合物包括了膦酸鹽和/或次膦酸鹽和/或二次膦酸鹽及其組合物，在耐熱半芳香族聚酰胺組合物的加工溫度下相對比較穩(wěn)定，但沒有公開其在激光的作用下具有沉積金屬的特性。
[0005]中國專利CN200480009662.X、中國專利 CN1860168A、中國專利 CN1771292A、中國專利CN20048028446都公開了次膦酸鹽以及和/或二次膦酸鹽和/或它們的聚合物，但都沒有公開其在激光的作用下具有沉積金屬的特性。
[0006]中國專利CN102066122A公布了一種可在激光的作用下具有沉積金屬特性的阻燃材料，能夠在0.4-1.2mm內(nèi)滿足UL94 V-O燃燒等級，且力學性能優(yōu)異。但需要強調(diào)的一點是，此專利中的樹脂基體是聚碳酸酯或聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂的組合物，典型加工溫度較低，約為260°C。而在表面封裝技術(shù)中(SMT)，一般的峰值溫度都在270°C以上，對于一些要求苛刻的產(chǎn)品，峰值溫度會上升到290°C，此時聚碳酸酯及其組合物則不能夠滿足要求。
[0007]在激光加工過程中，樹脂基體中的激光敏感添加劑起著關(guān)鍵的作用。據(jù)已公布的專利可知，這些激光敏感添加劑可分為有機和無機兩大類。其中有機激光敏感添加劑的耐熱溫度大概在200°C左右，如果加工溫度高于250°C，則會出現(xiàn)嚴重的熱失重現(xiàn)象；而無機激光敏感添加劑多是在高溫煅燒下制得的，能夠耐超過600°C的高溫，所涉及到的專利有中國專利ZL03814691.6、中國專利CN200910106506.X、美國專利US006207344B1、美國專利 US20040241422A1、美國專利 US20090292051A1、PCT 專利 W02009141799A1、美國專利US20090292048A1。這些激光敏感添加劑在激光束的作用下，釋放出金屬粒子，并在后續(xù)的無電化學鍍中起著活化中心的作用，加速鍍液中的氧化還原反應(yīng)而沉積金屬。通常所使用的激光敏感添加劑是一種含有金屬銅的尖晶石，也含有重金屬鉻，其在激光的作用下，重金屬鉻具有轉(zhuǎn)變成六價鉻(有毒)的潛在環(huán)境風險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，規(guī)避潛在的環(huán)境風險，本發(fā)明有必要提供一種不含有重金屬鉻的、同時又具有可選擇性沉積金屬的無鹵阻燃聚酰胺樹脂組合物。
[0009]一種選擇性沉積金屬的聚酰胺組合物，所述組分按重量百分比包括:
[0010]聚酰胺組合物:20_80wt% ；
[0011]無鹵阻燃劑:5_15wt% ;
[0012]金屬氧化物固溶體:l_10wt% ;以及
[0013]其他添加劑:60wt%以下；
[0014]上述各組分重量總含量的加和為100wt%。所得到的組合物能夠在0.5mm以上厚度滿足UL94 V-O燃燒等級。
[0015]所述的聚酰胺組合物包括脂肪族聚酰胺、半芳香族聚酰胺、半芳香族聚酰胺與脂肪族聚酰胺的共混組合物。 [0016]所述半芳香族聚酰胺由二元羧酸單元和二胺單元組成，其中二元羧酸單元包括45-100摩爾百分比的芳香族二羧酸單元和0-55摩爾百分比的具有4-12個碳原子的脂肪族二羧酸單元，二胺單元為4-14個碳原子直鏈脂肪族二元胺、支鏈脂肪族二元胺或脂環(huán)族二元胺。
[0017]芳香族二羧酸單元包括對苯二甲酸、間苯二甲酸、2-甲基對苯二甲酸、2，5-二氯對苯二甲酸、2，6-二氯對苯二甲酸、1，4-萘二甲酸、4，4’ -聯(lián)苯二甲酸或2，2’ -聯(lián)苯二甲酸。
[0018]脂肪族二羧酸單元包括1，4- 丁二酸、1，6-己二酸、1，8-辛二酸、1，9_壬二酸、1，10-癸二酸、1，11-1^一烷二酸、1，12-十二烷二酸。
[0019]直鏈脂肪族二元胺包括1，4_ 丁二胺、1,6-己二胺、1，8_辛二胺、1,9-壬二胺、1，10-癸二胺、1，11-1^一碳二胺、1，12-十二碳二胺。
[0020]支鏈脂肪族二元胺包括2-甲基-1，5-戊二胺、3-甲基-1，5-戊二胺、2，4_ 二甲基-1，6-己二胺、2，2，4-三甲基-1，6-己二胺、2，4，4-三甲基-1，6-己二胺、2-甲基-1，8-辛二胺或5-甲基-1，9-壬二胺。
[0021]脂環(huán)族二元胺包括環(huán)己烷二胺、甲基環(huán)己烷二胺或4，4’ - 二氨基二環(huán)己基甲烷。
[0022]所選用脂肪族聚酰胺碳鏈由4-36個碳原子組成，典型的脂肪族聚酰胺包括PA6、PA66、PA610、PA612, PA1010、PAlU PA12、PA1012中的一種或者多種的組合物，但不局限于這些組合。
[0023]本發(fā)明所選用的無鹵阻燃劑的通式為:
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種選擇性沉積金屬的聚酰胺組合物，包括以下組分: 聚酰胺組合物:20-80wt% ； 無鹵阻燃劑:5-15wt%; 金屬氧化物固溶體:l_10wt% ； 其他添加劑:60wt%以下； 上述各組分重量總含量之和為100wt%, 其中，金屬氧化物固溶體中溶劑中的金屬元素來自于元素周期表中的第3、4、5和/或6周期中的元素，溶質(zhì)中的金屬元素來自于元素周期表中的第3、4、5和/或6周期中的元素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂組合物，其特征在于:所述的金屬氧化物固溶體中溶質(zhì)和溶劑的重量含量比為1:9-1:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹脂組合物，其特征在于:所述的金屬氧化物固溶體溶劑中的金屬元素選自Ti，Sn，Pb，Nb，W，Mn，Ge和/或Ta。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹脂組合物，其特征在于:所述的金屬氧化物固溶體的溶質(zhì)中的金屬元素選自 Mg，Al，Ca，Mn，F(xiàn)e，Ti，Ni，Cu，Zn，Ge，Nb，Pd，Ag，Sn 和 / 或 Sb。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹脂組合物，其特征在于:所述的金屬氧化物固溶體的溶質(zhì)中的金屬元素不含有重金屬元素鉻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹脂組合物，其特征在于:所述的聚酰胺組合物包括脂肪族聚酰胺、半芳香族聚酰胺、半芳香族聚酰胺與脂肪族聚酰胺的共混組合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹脂組合物，其特征在于:所述的其他添加劑包括增強劑、粉體填充劑、抗氧劑、加工助劑中的一種或多種的組合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的樹脂組合物，其特征在于:所述的增強劑包括碳纖維、短切玻璃纖維、異形截面玻璃纖維、磨碎玻璃纖維、實心或空心玻璃微珠、或玻璃鱗片。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項所述的樹脂組合物的制備方法，包括以下步驟: 按原料組分的重量配比稱料； 將聚酰胺組合物、金屬氧化物固溶體和其他添加劑在高速混合機中混合均勻； 將預(yù)混料倒入雙螺桿擠出機主喂料斗中進料；填充增強劑采用第一側(cè)喂料或第二側(cè)喂料斗進料；無鹵阻燃劑采用第二側(cè)喂料或第一側(cè)喂料進料； 通過雙螺桿擠出機擠出、切粒得到目標產(chǎn)物。
10.權(quán)利要求1-8任意一項所述的樹脂組合物用于制作手機、電腦、汽車、家電、電子電氣設(shè)備的用途。
【文檔編號】C08K5/5313GK103694698SQ201210366437
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月27日
【發(fā)明者】嚴峽, 姜蘇俊, 龍杰明, 易慶鋒, 蔣智強, 麥杰鴻, 曾祥斌 申請人:金發(fā)科技股份有限公司, 上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司