具有改善的分层特性的emi屏蔽材料的制作方法
【专利摘要】本发明公开了为模制品提供电磁/射频干扰（EMI/RFI）屏蔽特性的热塑性组合物。所述组合物提供了改善的分层特性。所述组合物包括聚碳酸酯树脂、聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯、能够提供EMI屏蔽特性的导电填料、以及可选地其他颜料和/或加工添加剂。所述组合物可用于各种应用如个人电脑、笔记本和便携式计算机、照相机、或其他电子装置。
【专利说明】具有改善的分层特性的EMI屏蔽材料
[0001]相关申请的引用
[0002]本申请要求于2011年5月24日提交的美国临时申请号61/489，483的优先权。
【技术领域】[0003]本发明涉及热塑性组合物，并且具体涉及能够用作EMI屏蔽材料的聚碳酸酯类组合物。本发明还涉及制造这些组合物的方法和包括这些组合物的制品。
【背景技术】
[0004]电子装置需要免受电磁干扰以便正常工作。因而，这些设备通常由表现出高电磁/射频干扰(EMI/RFI)屏蔽效率(SE)的材料制成。将导电材料引入热塑性树脂提高了生成的热塑性组合物的电磁屏蔽效率。令人遗憾的是，为了获得高水平的屏蔽效率，通常需要在组合物中使用较高量的导电填料。结果这些纤维通常终止在模制品表面上。这样，对于油漆或另外涂布的部分而言，由于涂层和由部分表面上存在导电填料导致的部分表面之间缺乏粘附力通常导致油漆或涂覆层出现分层。如果使用较低加载量的导电填料以助于将这种影响最小化，结果是组合物提供不了充分的屏蔽。
[0005]因此，提供具有改善的分层特性的EMI屏蔽材料将是有益的。提供能够油漆或涂覆以允许用于更广泛应用的EMI屏蔽材料也将是有益的。还将有益的是提供能够用于EMI屏蔽应用中的热塑性组合物。
【发明内容】
[0006]本发明提供了具有改善的分层特性的电磁/射频干扰(EMI/RFI)屏蔽材料。本发明的组合物包括聚碳酸酯树脂、聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯、能够提供EMI屏蔽特性的导电填料、以及可选的其他颜料和/或加工添加剂。组合物可用于各种应用如个人电脑、笔记本和便携式计算机、照相机、或其他电子装置。
[0007]因此，在一个方面，本发明提供了一种热塑性组合物，包含按重量计从1%至30%的聚碳酸酯；按重量计从30%至90%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯，其中聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯具有按重量计10%以下的聚硅氧烷嵌段含量；按重量计从1%至30%的电磁屏蔽剂；以及按重量计从O至20%的选自颜料、加工添加剂或包含上述添加剂中的至少一种的组合中的至少一种添加剂，其中，在模制之后组合物具有根据ASTM D4935测定的至少约10分贝的屏蔽效率，并且进一步地，其中，模制和油漆或涂覆之后的组合物具有改善的分层特性。
[0008]在另一方面，本发明提供了形成热塑性组合物的方法，包括以下步骤:在挤出机中掺混按重量计从1%至30%的聚碳酸酯；按重量计从30%至90%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯，其中聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯具有按重量计10%以下的聚硅氧烷嵌段含量；按重量计从1%至30%的电磁屏蔽剂；以及按重量计从O至20%的选自颜料、加工添加剂、或包含上述添加剂中的至少一种的组合中的至少一种添加剂，其中在模制之后的组合物具有根据ASTMD4935测定的至少约10分贝的屏蔽效率，并且进一步地，其中，模制和油漆或涂覆之后的组合物具有改善的分层特性。
[0009]在另一方面，本发明提供了包含组合物的制品，所述组合物包含按重量计从1%至30%的聚碳酸酯；按重量计从30%至90%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯，其中聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯具有按重量计10%以下的聚硅氧烷嵌段含量；按重量计从1%至30%的电磁屏蔽剂；以及按重量计从O至20%的选自颜料、加工添加剂、或包含上述添加剂中的至少一种的组合中的至少一种添加剂，其中在模制之后的组合物具有根据ASTM D4935测定的至少约10分贝的屏蔽效率，并且进一步地，其中，模制和油漆或涂覆之后的组合物具有改善的分层特性。
[0010]在另一方面，本发明提供了一种热塑性组合物，包含按重量计从5%至20%的聚碳酸酯；按重量计从50%至85%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯，其中聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯具有按重量计8%以下的聚硅氧烷嵌段含量；按重量计从5%至20%的电磁屏蔽剂；以及按重量计从1%至10%的选自颜料、加工添加剂或包含上述添加剂中的至少一种的组合中的至少一种添加剂，其中，模制之后的组合物具有根据ASTM D4935测定的至少约10分贝的屏蔽效率，并且进一步地，其中模制和油漆或涂覆之后组合物具有改善的分层特性。[0011]在另一方面，本发明提供了一种热塑性组合物，包含按重量计从10%至25%的聚碳酸酯；按重量计从60%至75%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯，其中聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯具有按重量计6%以下的聚硅氧烷嵌段含量；按重量计从5%至15%的电磁屏蔽剂；以及按重量计从1%至10%的选自颜料、加工添加剂或包含上述添加剂中的至少一种的组合中的至少一种添加剂，其中，在模制之后的组合物具有根据ASTM D4935测定的至少约10分贝的屏蔽效率；进一步地，其中，在模制和油漆或涂覆之后组合物具有改善的分层特性。
[0012]在另一方面，本发明提供了包含模制品的制品，所述模制品具有按重量计从10%至25%的聚碳酸酯；按重量计从60%至75%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯，其中聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯具有按重量计6%以下的聚硅氧烷嵌段含量；按重量计从5%至15%的电磁屏蔽剂；以及按重量计从0.11%至10%的选自颜料、加工添加剂或包含上述添加剂中的至少一种的组合中的至少一种添加剂；其中，模制品进一步包含单一涂覆层，并且其中，模制品具有根据ASTM D4935测定的至少约10分贝的EMI屏蔽效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1示出了由现有技术的组合物和根据本发明的构思制成的组合物制备的模制品的表面照片。
【具体实施方式】
[0014]在以下说明和实施例中更具体地描述本发明，这些说明和实施例仅旨在举例说明，因为其中的多种变更和改变对于本领域技术人员而言将是显而易见的。如在说明书和权利要求书中使用的，术语“包含”可包括实施方式“由...组成”和“基本上由...组成”。本文中公开的所有范围包括端点并可独立地组合。本文中公开的范围的端点和任何数值并不限于精确的范围或数值，它们是足够不精确的以包括近似这些范围和/或数值的数值。
[0015]如在本文中使用的，近似性语言可用于修饰可变化的任何定量表示而不会导致与其相关的基本功能的改变。因此，在某些情况下，通过一个或多个术语如“约”、“基本上”修饰的数值可以不限于精确的指定数值。在至少某些实例中，近似性语言可相应于用于测量数值的仪器的精确度。
[0016]本发明是针对具有改善的分层特性的电磁/射频干扰(EMI/RFI)屏蔽材料，以及制备这些组合物的方法和由其制成的制品。本发明的组合物包括聚碳酸酯树脂、聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯、能够提供EMI屏蔽特性的导电填料、以及可选地其他颜料和/或加工添加剂。组合物可用于各种应用如个人电脑、笔记本和便携式计算机、照相机、或其他电子装置。
[0017]本发明的组合物解决了与现有技术的组合物相关的分层问题。如上所述，当油漆或另外涂覆模制品时，出现分层。油漆或涂覆层通常粘附至模制品的表面。然而，对于包含填料的组合物而言，如使用电磁屏蔽剂的本发明组合物，模制部件表面上存在填料对油漆或涂覆层粘附至那些位置表面的能力造成干扰。这可导致油漆或涂覆层的剥落，尤其是如果模制品受到刮擦时。然而，通过将位于模制品表面上的填料的量降至最低，可实现油漆或涂覆层之间更好的粘附力。
[0018]通过使用具有按重量计10%以下的聚硅氧烷嵌段含量的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯，本发明的组合物获得了这种解决方案。与使用具有较高量的聚硅氧烷嵌段含量的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的现有技术组合物相比，即使最终组合物中的聚硅氧烷嵌段含量的量近似相等，通过使用具有较低的聚硅氧烷嵌段含量的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯，本发明的组合物出乎意料地提供了改善的分层特性。这是出乎意料的，因为最终组合物中聚硅氧烷嵌段含量的量并不是决定因素，而是聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯中聚硅氧烷嵌段含量的量起决定作用。由于总组合物中聚硅氧烷嵌段含量的总量可在如使用具有较高量的聚硅氧烷嵌段含量的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的现有技术组合物的近似的一般范围内，优点是聚硅氧烷嵌段可在最终组合物中提供并可保留任何生成的模制品。
[0019]不希望受理论束缚，认为使用具有按重量计10%以下的聚硅氧烷嵌段含量的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯有助于减少分层，这是由于组合物的聚硅氧烷嵌段部分得到了更好的分散。由于聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯具有较高的聚硅氧烷嵌段含量，认为聚硅氧烷嵌段部分与基础聚碳酸酯树脂不易混合。这些不易混合的部分被认为有助于阻碍填料的分散，从而导致模制品表面上较高的填料量。使用具有较低的聚硅氧烷嵌段含量的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯，减少或甚至消除了这些不易混合的部分从而显著降低模制品表面上存在的填料。
[0020]因此，在一个方面，本发明的热塑性组合物使用聚碳酸酯树脂作为组合物的基底。聚碳酸酯的量将根据最终使用材料的所需性能特性而变化。例如，聚碳酸酯的量将与加入至物料的组合物的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯的量相平衡，例如用来平衡电磁屏蔽剂的分层特性。此外，必须选择添加剂/其他化学试剂以便基本上不劣化聚碳酸酯材料或聚碳酸酯组合物的其他性能。
[0021]在一个实施方式中，聚碳酸酯可以是直链的、支链的或它们的组合。具有以下式(O的重复结构骨架的各种类型聚碳酸酯可用于本公开所包含的要求保护的一项发明/多项发明中。
[0022][0023]在一个实施方式中，聚碳酸酯衍生自双酚A。
[0024]在另一个实施方式中，每个R1基团是例如衍生自式(2)的芳族二羟基化合物的二价芳香基:
[0025]HO-A1-Y1-A2-OH (2)
[0026]其中，A1和A2中的每一个都是单环二价亚芳基，并且Y1是单键或具有将A1和A2分隔开的一个或两个原子的桥连基。在一个不例性实施方式中，一个原子将A1和A2分隔开。
[0027]在另一个实施方式中，当A1和A2中的每一个是亚苯基时，Y1在相对于亚苯基上的每个羟基的对位。这种类型基团的示例性非限制性实例是-0-、-5-、-5(0)-、-5(0)2-、-(:(0)-、亚甲基(次甲基)、环己基-亚甲基(环己基-次甲基)、2-[2.2.1]-二环庚叉基、乙叉基、异丙叉基、新戊叉基、环已叉基、环十五叉基、环十二叉基、以及金刚烷叉基。桥连基Y1可以是烃基或饱和烃基如亚甲基、环己叉基、或异丙叉基。
[0028]通式(3)的双酚化合物包括在式(2)的范围内:
[0029]
【权利要求】
1.一种热塑性组合物，包含: a)按重量计从1%至30%的聚碳酸酯； b)按重量计从30%至90%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯，其中所述聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯具有按重量计10%以下的聚硅氧烷嵌段含量； c)按重量计从1%至30%的电磁屏蔽剂；以及 d)按重量计从O至20%的选自颜料、加工添加剂或包含上述添加剂中的至少一种的组合中的至少一种添加剂； 其中，模制之后的所述组合物具有根据ASTM D4935测定的至少约10分贝的屏蔽效率； 进一步地，其中，模制和着色或涂布之后的所述组合物具有改善的分层特性。
2.根据权利要求1所述的热塑性组合物，其中，所述聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯具有按重量计小于10%的聚硅氧烷嵌段含量。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的热塑性组合物，其中，所述聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯具有按重量计8%以下的聚硅氧烷嵌段含量。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的热塑性组合物，其中，所述聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯具有按重量计6%以下的聚硅氧烷嵌段含量。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的热塑性组合物，其中，所述聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯具有如根据ASTM-D1003-00使用3.2mm厚度板测定的小于10%的浊度。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的热塑性组合物，其中，所述电磁屏蔽剂包括不锈钢纤维。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的热塑性组合物，其中，所述组合物包含按重量计从1%至10%的选自颜料、加工添加剂或包含上述添加剂中的至少一种的组合中的至少一种添加剂。
8.一种热塑性组合物，包含: a)按重量计从5%至20%的聚碳酸酯； b)按重量计从50%至85%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯，其中所述聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯具有按重量计8%以下的聚硅氧烷嵌段含量； c)按重量计从5%至20%的电磁屏蔽剂；以及 d)按重量计从1%至10%的选自颜料、加工添加剂或包含上述添加剂中的至少一种的组合中的至少一种添加剂； 其中，模制之后的所述组合物具有根据ASTM D4935测定的至少约10分贝的屏蔽效率； 进一步地，其中，模制和着色或涂布之后的所述组合物具有改善的分层特性。
9.一种热塑性组合物，包含: a)按重量计从10%至25%的聚碳酸酯； b)按重量计从60%至75%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯，其中所述聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯具有按重量计6%以下的聚硅氧烷嵌段含量； c)按重量计从5%至15%的电磁屏蔽剂；以及 d)按重量计从1%至10%的选自颜料、加工添加剂或包含上述添加剂中的至少一种的组合中的至少一种添加剂； 其中，模制之后的所述组合物具有根据ASTM D4935测定的至少约10分贝的屏蔽效率；进一步地，其中，模制和着色或涂布之后的所述组合物具有改善的分层特性。
10.一种包含根据权利要求1-9中任一项所述的组合物的制品。
11.根据权利要求10所述的制品，其中，所述制品选自计算机外壳、手机、寻呼机、照相机外壳、电视游戏机、计算器、无线车载输入设备、汽车部件、滤光镜外壳、手推行李车、以及办公椅。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的制品，其中，所述制品是照相机外壳。
13.一种降低具有涂覆层的模制品分层量的方法，包括以下步骤:模制包含根据权利要求1-9中任一项所述的组合物的制品并将涂覆层施加至所述模制品。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述涂覆层包括油漆。
15.—种包含模制品的制品,包含: a)按重量计从10%至25%的聚碳酸酯； b)按重量计从60%至75%的聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯，其中所述聚硅氧烷嵌段共聚碳酸酯具有按重量计6%以下的聚硅氧烷嵌段含量； c)按重量计从5%至15%的电磁屏蔽剂；以及 d)按重量计从0.11%至10%的选自颜料、加工添加剂或包含上述添加剂中的至少一种的组合中的至少一种添加剂； 其中，所述模制品进一步包含单一涂覆层，并且其中，所述模制品具有根据ASTM D4935测定的至少10分贝的EMI屏蔽效率。
16.根据权利要求15所述的制品，其中，所述制品选自计算机外壳、手机、寻呼机、照相机外壳、电视游戏机、计算器、无线车载输入设备、汽车部件、滤光镜外壳、手推行李车、以及办公椅。
17.根据权利要求15或权利要求16所述的制品，其中，所述制品是照相机外壳。
18.根据权利要求15-17中任一项所述的制品，其中，所述涂覆层包括油漆。
【文档编号】C08L83/10GK103547633SQ201280024950
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年5月24日 优先权日:2011年5月24日
【发明者】三宅浩 申请人:沙特基础创新塑料Ip私人有限责任公司