具有改善的阻燃性能的聚合物组合物的制作方法

文档序号:11632763阅读:376来源:国知局
具有改善的阻燃性能的聚合物组合物的制造方法与工艺
相关申请本申请要求2014年12月1日申请的美国临时申请序列号第62/085,791号的优先权,其整体上在此通过引用引入本文。发明背景电组件通常包含由液晶热塑性树脂形成的模制部件。目前对电子工业的要求已决定了这样的组件的减小的尺寸以实现期望的性能和空间节约。一种这样的组件是电连接器,其可以为外部的(例如用于供电或沟通)或内部的(例如用于计算机磁盘驱动器或服务器、连接印刷线路板、导线、电缆和其它eee组件)。由于使用它们的方式,要求大部分电组件满足某些阻燃性标准,所述标准使得部件滴落和捆绑至热源例如电加热元件或明火上的风险最小化。对此问题的一种解决方案是生产具有相对高水平的抗滴落添加剂如玻璃纤维或聚四氟乙烯(ptfe)的产品。虽然这样的添加剂可以改善组合物的阻燃性能,但是它们经常导致其它问题,如差的机械和热性质(例如流动性或耐热性)和牺牲流动性。因此,目前存在对可以具有良好的阻燃性能,还要保持良好的机械和热性质和流动性的聚合物组合物的需求。发明简述根据本发明的另一实施方案,公开了聚合物组合物,其包括具有根据iso测试号11443在1000s-1的剪切率和比聚合物熔化温度高15℃的温度(例如350℃)测定的约50pa·s或更小的熔体粘度的液晶聚合物。将所述聚合物与每100份聚合物约0.1至约35份的量的无机填料和每100份聚合物约0.01至约5份的量的有机磷化合物熔融共混。本发明的其它特征和方面在下文中更详细地阐明。附图简介本发明的完整和有效的公开,包括其对本领域技术人员而言的最佳模式在说明书的其余部分,包括参考附图更详细地阐明,其中图1为根据本发明可以形成的细间距电连接器的一个实施方案的分解透视图;图2为图1的细间距电连接器的相对的壁的前视图;图3为可以用于形成本发明的聚合物组合物的挤出机螺杆的一个实施方案的示意图;图4-5为可以使用根据本发明的一个实施方案形成的天线结构的电子组件的各自的前和后透视图;和图6-7为可以根据本发明的一个实施方案形成的紧凑型摄像模组(“ccm”)的透视和前视图。发明详述本领域普通技术人员应理解的是,该讨论仅为示例性实施方案的描述,并且不意图限制本发明的更宽泛的方面。一般而言,本发明涉及用于模制部件的聚合物组合物。所述聚合物组合物包括与相对少量如每100份液晶聚合物约0.1至约35份,在一些实施方案中为约0.5至约30份,且在一些实施方案中为约1至约20份的量的无机填料(例如玻璃纤维、矿物填料等)共混的热致液晶聚合物。尽管所述组合物仅包含少量的无机填料,但是所产生的模制部件仍然可以显示出优异的阻燃性能。更特别地,本发明人已出人意料地发现,使用在某个浓度之内的有机磷化合物可以改善部件的阻燃性能而不牺牲部件的其它性质,如耐气泡性。有机磷化合物例如典型地占每100份液晶聚合物的约0.01至约5份,在一些实施方案中约0.02至约1份,和在一些实施方案中约0.05至约0.5份。部件的阻燃性可以例如根据underwriter'slaboratorybulletin94名称为“testsforflammabilityofplasticmaterials,ul94”的程序测定。基于如下文更详细描述的熄灭时间(总火焰时间)和抗滴落能力,可应用若干评级。根据该程序,例如,模制部件可以实现v0评级,这意味着在给定部件厚度(例如0.25mm或0.8mm)下测定,该部件具有约50秒或更短的总火焰时间。为了达到v0评级,所述部件还可以具有0个点燃棉花的燃烧颗粒的滴落物的总数。例如,当暴露于明火时,模制部件可以显示约50秒或更短,在一些实施方案中,约45秒或更短,并且在一些实施方案中,约1至约40秒的总火焰时间。此外,在ul94测试期间产生的燃烧颗粒的滴落物的总数可以为3或更小,在一些实施方案中为2或更小,并且在一些实施方案中,为1或更小(例如0)。可以在23℃和50%相对湿度下调节48小时之后进行这样的测试。值得注意的是,即使用于组合物中的聚合物是高度流动性的,改善的阻燃性能也是可能的。也就是说,聚合物通常具有约50pa·s或更小,在一些实施方案中约0.1至约40pa·s,和在一些实施方案中约0.5至约30pa·s的熔体粘度。同样,所产生的聚合物组合物可以具有约80pa·s或更小,在一些实施方案中约0.1至约60pa·s,和在一些实施方案中约0.5至约50pa·s的熔体粘度。熔体粘度可以根据iso试验no.11443在1000秒-1的剪切率和比所述聚合物的熔融温度高15℃的温度(例如350℃)测定。如所指出,模制部件还可以具有良好的热性质。例如,所述部件可以显示出相对高程度的耐热性,其通过约240℃以上,在一些实施方案中约250℃以上,在一些实施方案中约260℃至约320℃,和在一些实施方案中约270℃至约300℃的“无气泡温度”表征。如下文更详细地解释那样,所述“无气泡温度”是模制部件在置于加热的硅油浴或暴露至ir回流通道时不显示出气泡的最高温度。当捕获的湿气的蒸气压超过部件的强度时,通常形成这样的气泡,由此导致分层和/或表面缺陷。常规地,相信具有上述性质的部件不会还具有足够良好的机械性质以使得它们能够用于某些类型的应用。然而与常规想法相反,已发现本发明的模制部件还具有优异的机械性质。例如,所述部件可以显示出高的冲击强度,这当形成小的部件时是有用的。在23℃下根据iso测试号179-1(技术上等同于astmd256,方法b)测量,该部件例如可以具有大于约4kj/m2,在一些实施方案中约5至约40kj/m2,且在一些实施方案中约6至约30kj/m2的简支梁缺口冲击强度。组合物的拉伸和挠曲机械性质也良好。例如,该部件可以显示出约20至约500mpa,在一些实施方案中约50至约400mpa,且在一些实施方案中约100至约350mpa的拉伸强度;约0.5%或更大,在一些实施方案中约0.6%至约20%,且在一些实施方案中约0.8%至约3.5%的断裂拉伸应变;和/或约5,000mpa至约30,000mpa,在一些实施方案中约8,000mpa至约20,000mpa,且在一些实施方案中约10,000mpa至约15,000mpa的拉伸模量。拉伸性质可以根据iso测试号527(技术上等同于astmd638)在23℃下测定。该部件也可以显示出约20至约500mpa,在一些实施方案中约50至约400mpa,且在一些实施方案中约100至约350mpa的挠曲强度;约0.5%或更大,在一些实施方案中约0.6%至约20%,且在一些实施方案中,约0.8%至约3.5%的挠曲断裂应变;和/或约5,000mpa至约30,000mpa,在一些实施方案中约8,000mpa至约20,000mpa,且在一些实施方案中约10,000mpa至约15,000mpa的挠曲模量。挠曲性质可以根据iso测试号178(技术上等同于astmd790)在23℃下测定。现在将更详细地描述本发明的各个实施方案。i.液晶聚合物热致液晶聚合物通常具有允许其有效填充模具的小空间的高结晶度。合适的热致液晶聚合物可以包括芳族聚酯、芳族聚(酯酰胺)、芳族聚(酯碳酸酯)、芳族聚酰胺等,并且可以同样包含由一种或多种芳族羟基羧酸、芳族二羧酸、芳族二醇、芳族氨基羧酸、芳族胺、芳族二胺等以及它们的组合形成的重复单元。在一个具体的实施方案中,液晶聚合物为芳族聚酯,其包含一般地由下式(ii)表示的芳族酯重复单元:其中,其中,环b为取代的或未被取代的6元芳基(例如,1,4-亚苯基或1,3-亚苯基)、稠合至取代的或未被取代的5或6元芳基的取代的或未被取代的6元芳基(例如,2,6-萘)、或连接至取代的或未被取代的5或6元芳基的取代的或未被取代的6元芳基(例如,4,4-联苯撑);和y1和y2独立地为o、c(o)、nh、c(o)hn或nhc(o),其中,y1和y2的至少一个为c(o)。适合用于本发明中的芳族酯重复单元的实例可以包括,例如,芳族二羧酸重复单元(式ii中y1和y2为c(o))、芳族羟基羧酸重复单元(式ii中y1为o且y2为c(o))及其各种组合。例如,可以使用得自芳族二羧酸的芳族二羧酸重复单元,以及其烷基、烷氧基、芳基和卤素取代物和它们的组合,所述芳族二羧酸例如为对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、二苯醚-4,4'-二羧酸、1,6-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸、4,4'-二羧基联苯、双(4-羧基苯基)醚、双(4-羧基苯基)丁烷、双(4-羧基苯基)乙烷、双(3-羧基苯基)醚、双(3-羧基苯基)乙烷等。特别合适的芳族二羧酸可以包括,例如,2,6-萘二甲酸(“nda”)、对苯二甲酸("ta")和间苯二甲酸("ia")。当使用时,例如nda可以占所述聚合物的约5摩尔%至约40摩尔%,在一些实施方案中约10摩尔%至约35摩尔%,且在一些实施方案中约15摩尔%至约30摩尔%,而ta和/或ia可以占所述聚合物的约0.1摩尔%至约20摩尔%,在一些实施方案中约0.5摩尔%至约15摩尔%,且在一些实施方案中约1摩尔%至约10%。也可以使用得自芳族羟基羧酸的芳族羟基羧酸重复单元,以及其烷基、烷氧基、芳基和卤素取代物和它们的组合,所述芳族羟基羧酸例如为4-羟基苯甲酸、4-羟基-4'-联苯甲酸、2-羟基-6-萘甲酸、2-羟基-5-萘甲酸、3-羟基-2-萘甲酸、2-羟基-3-萘甲酸、4'-羟苯基-4-苯甲酸、3'-羟苯基-4-苯甲酸、4'-羟苯基-3-苯甲酸等。特别合适的芳族羟基羧酸为6-羟基-2-萘甲酸(“hna”)和4-羟基苯甲酸("hba")。当使用时,例如hba可以占所述聚合物的约5摩尔%至约70摩尔%,在一些实施方案中约10摩尔%至约60摩尔%,且在一些实施方案中约20摩尔%至约50摩尔%。在所述聚合物中也可以使用其它重复单元。例如,在某些实施方案中,可以使用得自芳族二醇的重复单元,以及其烷基、烷氧基、芳基和卤素取代物和它们的组合,所述芳族二醇例如为氢醌、间苯二酚、2,6-二羟基萘、2,7-二羟基萘、1,6-二羟基萘、4,4'-二羟基联苯(或4,4'-双苯酚)、3,3'-二羟基联苯、3,4'-二羟基联苯、4,4'-二羟基联苯醚、双(4-羟苯基)乙烷等。特别合适的芳族二醇可以包括,例如氢醌("hq")和4,4'-双苯酚("bp")。当使用时,得自芳族二醇(例如,hq和/或bp)的重复单元典型地占所述聚合物的约1摩尔%至约60摩尔%,在一些实施方案中约5摩尔%至约40摩尔%,且在一些实施方案中约10摩尔%至约30%。也可以使用重复单元如得自芳族酰胺(例如,对对乙酰氨基酚("apap"))和/或芳族胺(例如,4-氨基苯酚("ap")、3-氨基苯酚、1,4-苯二胺、1,3-苯二胺等)的那些。当使用时,得自芳族酰胺(例如,apap)和/或芳族胺(例如,ap)的重复单元典型地占所述聚合物的约0.1摩尔%至约20摩尔%,在一些实施方案中约0.5摩尔%至约15摩尔%,且在一些实施方案中约1摩尔%至约10%。还应理解的是,可以将各种其它单体重复单元引入所述聚合物中。例如,在某些实施方案中,所述聚合物可以包含一个或多个得自非芳族单体如脂族或脂环族羟基羧酸、二羧酸(例如环己烷二甲酸)、二醇、酰胺、胺等的重复单元。当然,在其它实施方案中,所述聚合物可以是"全芳族的",因为其缺少得自非芳族(例如,脂族或脂环族)单体的重复单元。尽管并非必需,在包含最高含量的得自环烷羟基羧酸和环烷二羧酸如2,6-萘二甲酸(“nda”)、6-羟基-2-萘甲酸(“hna”)或它们的组合的重复单元的意义上,可能要求所述液晶聚合物可以为“富环烷的”。即,得自环烷羟基羧酸和/或二羧酸(例如,nda、hna或hna与nda的组合)的重复单元的总量典型地为所述聚合物的大于约5摩尔%,在一些实施方案中大于约10摩尔%,在一些实施方案中大于约15摩尔%,且在一些实施方案中为15摩尔%至约35摩尔%。不欲受制于理论,相信这样的高含量的环烷重复单元可以中断聚合物骨架的线性特性,由此有助于增强组合物的流动性和阻燃性。在一个具体的实施方案中,例如可以形成“富环烷的”芳族聚酯,其包含得自环烷酸(例如,nda和/或hna);4-羟基苯甲酸(“hba”)、对苯二甲酸(“ta”)和/或间甲苯二甲酸(“ia”)以及各种其它任选的组成部分的单体重复单元。得自4-羟基苯甲酸(“hba”)的单体单元可以占所述聚合物的约5摩尔%至约70摩尔%,在一些实施方案中约10摩尔%至约60摩尔%,在一些实施方案中约20摩尔%至约50摩尔%,而得自对苯二甲酸(“ta”)和/或间苯二甲酸(“ia”)的单体单元可以各自占所述聚合物的约0.1摩尔%至约20摩尔%,在一些实施方案中约0.5摩尔%至约15摩尔%,且在一些实施方案中约1摩尔%至约10摩尔%。其它可能的单体重复单元包括芳族二醇,如4,4'-联苯二酚("bp")、氢醌("hq")等,和芳族酰胺如对对乙酰氨基酚(“apap”)。当使用时,在某些实施方案中,例如bp和/或hq可以占约1摩尔%至约60摩尔%,在一些实施方案中约5摩尔%至约40摩尔%,且在一些实施方案中约10摩尔%至约30%。所述液晶聚合物可以通过首先将用于形成所述酯重复单元的一种或多种芳族单体(例如,芳族羟基羧酸、芳族二羧酸等)和/或其它重复单元(例如,芳族二醇、芳族酰胺、芳族胺等)引入反应容器以引发缩聚反应来制备。此类反应中使用的具体条件和步骤是公知的,并且可更详细地描述在calundann的美国专利第4,161,470号;linstid.iii等的美国专利第5,616,680号;linstid.iii等的美国专利第6,114,492号;shepherd等的美国专利第6,514,611号和waggoner的wo2004/058851中。对用于所述反应的容器没有特别限制,但典型地期望使用通常用于高粘度流体的反应的容器。这样的反应容器的实例可以包括这样的搅拌罐型装置,其具有搅拌器,所述搅拌器具有可变形状搅拌桨叶如锚型、多段型、螺线带型、螺旋轴型等或它们的经改变的形状。这样的反应容器的其它实例可以包括通常用于树脂捏合的混合装置如捏合机、辊式捏合机、班伯里密炼机等。如果需要,所述反应可通过本领域已知的单体的乙酰化来进行。这可通过将乙酰化剂(例如,乙酸酐)添加至单体来实现。乙酰化通常在约90℃的温度下引发。在乙酰化的初始阶段过程中,可以采用回流,以保持蒸气相温度低于乙酸副产物和酸酐开始蒸馏的点。乙酰化过程中的温度典型地在90℃至150℃的范围内,在一些实施方案中约110℃至约150℃。如果使用回流,则蒸气相温度典型地超过乙酸的沸点,但是保持足够低以保留残留的乙酸酐。例如,乙酸酐在约140℃的温度下蒸发。因此,提供具有在约110℃至约130℃温度下回流的蒸气相的反应器是特别合乎需要的。为了确保基本上完全反应,可以使用过量的乙酸酐。过量的酸酐的量将取决于使用的具体乙酰化条件(包括存在或不存在回流)而不同。基于存在的反应物羟基的总摩尔数,使用过量约1至约10摩尔%的乙酸酐不是不常规的。乙酰化可以在单独反应容器中发生,或其可以在聚合反应容器中原位发生。当使用单独的反应容器时,可以将一种或多种单体引入乙酰化反应器,随后转移至聚合反应器。同样,也可以将一种或多种单体直接引入反应容器,而不进行预乙酰化。除单体和任选的乙酰化剂之外,所述反应混合物中还可以包括其它组分以帮助促进聚合。例如,可以任选使用催化剂如金属盐催化剂(例如,乙酸镁、乙酸锡(i)、钛酸四丁酯、乙酸铅、乙酸钠、乙酸钾等)和有机化合物催化剂(例如,n-甲基咪唑)。基于重复单元前体的总重量,这样的催化剂典型地以约50至约500ppm的量使用。当使用单独的反应器时,典型地期望将催化剂施加至乙酰化反应器而不是聚合反应器,尽管这绝不是要求。通常在聚合反应容器中将反应混合物加热至提高的温度,以引发反应物的熔融缩聚。例如,缩聚可以在约210℃至约400℃,在一些实施方案中约250℃至约350℃的温度范围内发生。例如,一种用于形成所述液晶聚合物的合适的技术可以包括将前体单体和乙酸酐投入反应器,加热所述混合物至约90℃至约150℃的温度以使单体的羟基乙酰化(例如,形成乙酰氧基),然后将温度升高到约210℃至约400℃以进行熔融缩聚。当接近最终聚合温度时,也可除去反应的挥发性副产物(例如,乙酸),从而可以容易地获得期望的分子量。在聚合期间,通常对反应混合物进行搅拌以确保良好的传热和传质,进而确保良好的材料均匀性。搅拌器的旋转速率可以在反应期间变化,但典型地在约10至约100转/分钟("rpm")和在一些实施方案中约20至约80rpm范围内。为了在熔体中构建分子量,还可以在真空下进行所述聚合反应,施加真空有助于在缩聚的最后阶段过程中除去形成的挥发物。可以通过施加例如在约5至约30磅/平方英寸("psi")和在一些实施方案中约10至约20psi范围内的抽吸压力来产生真空。在熔融聚合后,可以将熔融聚合物典型地通过装有期望构造的模头的挤出孔自反应器排出,冷却并收集。通常,通过穿孔模头排出所述熔体以在水浴中形成收集的丝条,造粒并干燥。树脂还可以为丝条、粒料或粉末形式。虽然不必要,但还应理解的是,可以进行后续的固相聚合法,以进一步增大其分子量。当对通过熔融聚合获得的聚合物进行固相聚合时,典型地期望选择这样的方法,其中将通过熔融聚合获得的聚合物固化,然后粉末化以形成粉末状或薄片状聚合物,然后进行固态聚合方法,如在惰性气氛(例如氮气)下在约200℃至约350℃的温度范围内的热处理。不管所使用的具体方法,所产生的的液晶聚合物可以具有相对高的熔融温度。例如,聚合物的熔融温度可以为约250℃至约450℃,在一些实施方案中为约280℃至约420℃,在一些实施方案中为约290℃至约400℃,且在一些实施方案中为约300℃至约400℃。当然,在一些情况下,聚合物可能在根据常规技术(例如dsc)测定时不显示出独特的熔融温度。聚合物典型地具有约2,000克/摩尔或更大,在一些实施方案中约4,000克/摩尔或更大,且在一些实施方案中约5,000至约50,000克/摩尔或更大的数均分子量(mn)。当然,使用本发明的方法还可能形成具有较低分子量,如小于约2,000克/摩尔的聚合物。通常与分子量成比例的聚合物的特性粘度也可以相对高。例如,特性粘度可以为约1分升/克(“dl/g”)或更大,在一些实施方案中约2dl/g或更大,在一些实施方案中约3至约20dl/g,且在一些实施方案中约4至约15dl/g。可以根据iso-1628-5使用50/50(v/v)的五氟苯酚和六氟异丙醇混合物测定特性粘度,如下文更详细描述那样。ii.有机磷化合物如上文所指出,本发明的聚合物组合物还包包含机磷化合物。不欲受制于理论,本发明人已出人意料地发现这样的化合物可以改善模制部件的阻燃性能而不牺牲其它性质,如耐气泡性。三价有机磷化合物(例如亚磷酸酯或亚膦酸酯)在本发明中特别有用。特别合适的是包含c1至c10烷基取代基的芳基亚膦酸(单或二)酯。这些取代基可以是直链的(如在壬基取代基的情况下)或支链的(如异丙基或叔丁基取代基)。在一个实施方案中,例如,芳基亚膦酸酯具有以下通式(i):其中,m为0或1;n为0或1;r10和r11独立地为1至24个碳原子的脂族、脂环族或芳族基团,任选地被进一步取代(例如被直链或支链的脂族基团或烷芳基取代基取代),或基团r10和/或r11二者与单个磷原子形成环状基团;y为-o-、-s-、-ch(r15)-或-c6h4-,其中r15为氢、c1-6烷基或coor6,且r6为c1-18烷基。如果需要的话,m可以为1,从而使得化合物为二亚膦酸酯化合物。例如,所述二亚膦酸酯化合物可以具有以下通式(x):其中r10和r11如上文所定义。例如r10和r11可以独立地为直链、支链或环状c1-24脂族基团或芳族基团(例如苯基),任选地被1至4个c1-12烷基或芳基取代。例如,r10和/或r11可以为2,4-二叔丁基苯基。在一个具体的实施方案中,所述二亚膦酸酯化合物可以为四(2,4-二叔丁基苯基)联苯撑二亚膦酸酯,其可从clariantgmbh并以名称p-epq商购获得,并且具有以下通式:所述有机磷化合物可以整体上以二亚膦酸酯化合物形成,如上文所述。替代性地,可以使用二亚膦酸酯化合物与单亚膦酸酯和/或亚磷酸酯的混合物。在这样的实施方案中,二亚膦酸酯化合物典型地占添加剂的约50重量%至约99重量%,在一些实施方案中约70重量%至约95重量%,且在一些实施方案中约75重量%至90重量%。单亚膦酸酯和/或亚磷酸酯可以同样占所述有机磷化合物的约1重量%至约50重量%,在一些实施方案中约5重量%至约30重量%,且在一些实施方案中约10重量%至约25重量%。iii.无机填料也可以将无机填料用于聚合物组合物以改善机械性质。可以选择性控制无机填料在聚合物组合物中的相对量,以帮助实现期望的性质。例如,所述填料典型地占聚合物组合物的约0.5重量%至约30重量%,在一些实施方案中约1重量%至约20重量%,且在一些实施方案中约3重量%至约12重量%。同样地,有机磷化合物典型地占聚合物组合物的约0.01重量%至约4重量%,在一些实施方案中约0.02重量%至约1重量%,且在一些实施方案中约0.05重量%至约0.5重量%。液晶聚合物可以同样地占聚合物组合物的约60重量%至约99重量%,在一些实施方案中约70重量%至约98重量%,且在一些实施方案中约80重量%至约95重量%。通常可以将任意一种无机填料用于所述组合物。在一个实施方案中,例如可以使用无机纤维。这样的纤维通常具有相对于它们的质量的高程度的拉伸强度。例如,纤维的极限拉伸强度(根据astmd2101测定)典型地为约1,000至约15,000兆帕(“mpa”),在一些实施方案中约2,000mpa至约10,000mpa,且在一些实施方案中约3,000mpa至约6,000mpa。为了帮助保持经常对于用于电子组件中所希望的绝缘性质,可以由通常本质上也绝缘的材料如玻璃、陶瓷(例如氧化铝或二氧化硅)等及其混合物形成高强度的纤维。玻璃纤维是特别合适的,如e玻璃、a玻璃、c玻璃、d玻璃、ar玻璃、r玻璃、s1玻璃、s2玻璃等,及其混合物。纤维的体积平均长度可以为约1至约400微米,在一些实施方案中为约80至约250微米,在一些实施方案中为约100至约200微米,且在一些实施方案中约110至约180微米。纤维还可以具有窄的长度分布。即,纤维的至少约70体积%,在一些实施方案中纤维的至少约80体积%,且在一些实施方案中纤维的至少约90体积%具有在约1至约400微米,在一些实施方案中约80至约250微米,在一些实施方案中约100至约200微米,且在一些实施方案中约110至约180微米范围内的长度。这样的重均长度和窄的长度分布可以进一步帮助实现强度和流动性的期望的组合,使得其能够独有地适合于具有小的尺寸公差的模制部件。除了具有上述长度特性以外,纤维还可以具有相对高的长宽比(平均长度除以公称直径)以帮助改善所产生的聚合物组合物的机械性质。例如,纤维可以具有约2至约50,在一些实施方案中约4至约40的长宽比,且在一些实施方案中约5至约20是特别有益的。纤维可以例如具有约10至约35微米,且在一些实施方案中约15至约30微米的公称直径。在又一实施方案中,可以单独或与无机纤维组合使用矿物填料。粘土矿物可以特别适合用于本发明。这样的粘土矿物包括例如滑石(mg3si4o10(oh)2)、埃洛石(al2si2o5(oh)4)、高岭石(al2si2o5(oh)4)、伊利石((k,h3o)(al,mg,fe)2(si,al)4o10[(oh)2,(h2o)])、蒙脱石(na,ca)0.33(al,mg)2si4o10(oh)2·nh2o)、蛭石((mgfe,al)3(al,si)4o10(oh)2·4h2o)、坡缕石((mg,al)2si4o10(oh)·4(h2o))、叶腊石(al2si4o10(oh)2)等及其组合。替代粘土矿物或除粘土矿物以外,还可以使用另外的矿物填料。例如还可以使用其它合适的硅酸盐填料,如硅酸钙、硅酸铝、云母、硅藻土、硅灰石等等。例如云母可以是特别合适的。存在若干种地质产状方面相当不同的化学上不同的云母种属,但是全部具有本质上相同的晶体结构。如本文中所使用的术语“云母”意指在种属上包括任意这些种类,如白云母(kal2(alsi3)o10(oh)2)、黑云母(k(mg,fe)3(alsi3)o10(oh)2)、金云母(kmg3(alsi3)o10(oh)2)、锂云母(k(li,al)2-3(alsi3)o10(oh)2)、海绿石(k,na)(al,mg,fe)2(si,al)4o10(oh)2)等及其组合。iv.任选的组分所述组合物中可以包括的另外的添加剂可以包括例如矿物填料、抗微生物剂、润滑剂、颜料、抗氧化剂、稳定剂、表面活性剂、蜡、固体溶剂、流动助剂和添加来增强性质和可加工性的其它材料。虽然可以使用许多任选的组分,但典型地期望的是,所述组合物通常不含常规的抗滴落剂,如聚四氟乙烯(“ptfe”)。例如,所述组合物典型地包含不超过约1重量%,在一些实施方案中不超过约0.5重量%,且在一些实施方案中不超过约0.1重量%(例如,0重量%)的ptfe。v.组合物的成型所述液晶聚合物、有机磷化合物、填料和其它任选的添加剂可以在约200℃至约450℃的温度范围内,在一些实施方案中约220℃至约400℃的温度范围内,且在一些实施方案中约250℃至约350℃的温度范围内熔融共混到一起,以形成所述聚合物组合物。在本发明中通常可以使用多种熔融共混技术的任一种。例如,组分(例如液晶聚合物、有机磷化合物、填料等)可以单独地或组合提供至挤出机,所述挤出机包括可旋转安装并接纳在筒体(例如圆柱形筒体)内的至少一个螺杆并且可以限定进料区段和沿螺杆的长度位于进料区段下游的熔融区段。该挤出机可以为单螺杆或双螺杆挤出机。参见图3,例如,示出单螺杆挤出机80的一个实施方案,其包含壳体或筒体114和螺杆120,所述螺杆可在一端部上由合适驱动器124(典型地包括马达和齿轮箱)可旋转地驱动。如果需要,则可以使用包含两个单独螺杆的双螺杆挤出机。螺杆的构造对本发明而言并非特别关键,并且其可以包含任何数量和/或取向的螺纹和通道,如本领域中已知的。如图3中所示,例如,螺杆120包含螺纹,所述螺纹形成围绕螺杆120的芯体径向延伸的大体螺旋形通道。料斗40与驱动器124相邻定位,所述驱动器用于通过筒体114中的开口将液晶聚合物和/或其它材料(例如芳族羧酸)供应至进料区段132。与驱动器124相对的是挤出机80的输出端144,其中挤出的塑料为用于进一步加工的输出物。沿螺杆120的长度限定进料区段132和熔体区段134。进料区段132为筒体114的输入部,其中通常添加液晶聚合物和/或有机磷化合物。熔体区段134为相变区段,其中液晶聚合物从固体变为液体。虽然在制造挤出机时,这些区段无精确限定的描述,但本领域的普通技术人员也能可靠地识别进料区段132和其中发生从固体至液体的相变的熔体区段134。虽然并非必需,但挤出机80也可以具有混合区段136,所述混合区段与筒体114的输出端相邻定位并且在熔融区段134下游。如果需要,在挤出机的混合和/或熔融区段内可以使用一个或多个分布式和/或分散式混合元件。用于单螺杆挤出机的合适的分布式混合器可以包括例如saxon、dulmage、cavitytransfer混合器等。同样,合适的分散式混合器可以包括blister环、leroy/maddock、crd混合器等。如本领域公知的,可以通过使用使聚合物熔体产生折叠或再取向的筒体中的销钉来进一步改善混合,例如用于busskneader挤出机、cavitytransfer混合器和vortexintermeshingpin混合器中的那些。也可以将填料添加至料斗40或在其下游位置。在一个具体实施方案中,所述填料可以在供应液晶聚合物的点下游的位置处,但又在熔融区段之前添加。例如在图3中,示出位于挤出机80的进料区段132的区域内的料斗42。当将纤维用作填料时,可以将它们以相对长的长度,如约1,000至约5,000微米,在一些实施方案中约2,000至约4,500微米,且在一些实施方案中约3,000至约4,000微米的体积平均长度供应至料斗42。然而,通过在液晶聚合物仍然处于固态的位置处供应这些长的纤维,所述聚合物可以充当摩擦剂,用于将纤维的尺寸降低至如上文所述的体积平均长度和长度分布。如果需要,可以选择螺杆的长度(“l”)比直径(“d”)的比例,以实现通量和纤维长度减小之间的最优化的平衡。l/d值例如可以在约15至约50,在一些实施方案中约20至约45,且在一些实施方案中约25至约40的范围。所述螺杆的长度例如可以在约0.1至约5米,在一些实施方案中约0.4至约4米,且在一些实施方案中约0.5至约2米的范围。同样,所述螺杆的直径可以为约5至约150毫米,在一些实施方案中约10至约120毫米,且在一些实施方案中约20至约80毫米。还可以将在供应所述矿物纤维的点之后的螺杆的l/d比控制在特定范围内。例如,所述螺杆具有从将所述填料供应至所述挤出机的点到所述螺杆端部所限定的共混长度(“lb”),所述共混长度比所述螺杆的总长度短。如上文所述,可能希望在液晶聚合物熔融之前添加填料,这意味着lb/d比例将会相对高。然而,过高的lb/d比例可能导致聚合物的降解。因此,供应填料的点之后的螺杆的lb/d比例典型地在约4至约20,在一些实施方案中约5至约15,且在一些实施方案中约6至约10的范围内。除了长度和直径以外,还可以选择挤出机的其它方面以帮助实现期望的纤维长度。例如,可以选择螺杆的速率以实现期望的停留时间、剪切速率、熔体加工温度等。通常,如果使用的话,由通过在挤出机内的材料上转动螺杆所施加的剪切导致增加的摩擦能量,并且导致纤维断裂。断裂的程度可以至少部分地取决于螺杆速率。例如,所述螺杆速率可以在约50至约800转每分(“rpm”),在一些实施方案中约70至约150rpm,且在一些实施方案中约80至约120rpm的范围。在熔体共混期间,表观剪切速率还可以在约100秒-1至约10,000秒-1,在一些实施方案中约500秒-1至约5000秒-1,且在一些实施方案中约800秒-1至约1200秒-1之间的范围。所述表观剪切速率等于4q/πr3,其中q为聚合物熔体的体积流速(“m3/s”)且r为熔融的聚合物所流动穿过的毛细管(例如,挤出机模头)的半径(“m”)。vi.模制部件一旦形成,则可以使用本领域已知的技术将聚合物组合物模制成任意各种不同形状的部件。例如,成形部件可以使用单组分注塑成形方法来模制,其中将干燥和预热的塑料粒料注入模具中。与所使用的模制技术无关,已发现,具有高流动性和良好机械性质的独特组合的本发明的聚合物组合物特别好地适用于具有小尺寸公差的电子部件。例如,这样的部件通常包含至少一个微小尺寸的维度(例如厚度、宽度、高度等),例如约500微米或更小,在一些实施方案中,约50至约450微米,且在一些实施方案中约100至约400微米。一种这样的部件为细间距电连接器。更具体而言,常常使用这样的电连接器来将中央处理单元(“cpu”)可拆卸地安装至印刷电路板。该连接器可以包含插入通道,所述插入通道被构造成接受接触插脚。这些通道由相对壁所限定,所述壁可以由热塑性树脂形成。为帮助实现期望的电性能,这些插脚的间距通常很小,以容纳在给定空间内所需的大量接触插脚。这进而要求隔开那些通道的插脚插入通道的间距和相对壁的宽度也很小。例如,所述壁可以具有约500微米或更小,在一些实施方案中约50至约450微米,且在一些实施方案中约100至约400微米的宽度。过去,常常难以用热塑性树脂来充分填充这种薄宽度的模具。然而,由于其独特性质,本发明的聚合物组合物特别良好地适于形成细间距连接器的壁。图1中示出细间距电连接器的一个实例。示出电连接器200,其具有可安装到电路板p的表面上的板侧部c2。连接器200还可以包括布线材料侧部c1,所述布线材料侧部c1被构造成通过联接至板侧连接器c2来将离散的线3连接至电路板p。板侧部c2可以包括第一壳体10,所述第一壳体具有其中装配布线材料侧连接器c1的装配凹槽10a,和在壳体10的宽度方向上细且长的构造。布线材料侧部c1同样可以包括第二壳体20,所述第二壳体在壳体20的宽度方向上细且长。在第二壳体20中,可以在宽度方向上平行提供数个端子接收腔22,以便产生两层阵列,所述两层阵列包括上和下端子接收腔22。安装至离散的线3的远端的端子5可以被接收在在各端子接收腔22内。如果需要,也可以在壳体20上提供锁定部28(接合部),所述锁定部对应于板侧连接器c2上的连接构件(未示出)。如上文讨论,第一壳体10和/或第二壳体20的内壁可以具有相对小的宽度尺寸,并且可由本发明的聚合物组合物形成。例如,图2中更详细示出所述壁。如所示,在相对壁224之间限定插入通道或空间225,所述插入通道或空间225可容纳接触插脚。壁224具有在上述范围内的宽度“w”。如所示,所述壁224可以由包含纤维(例如元件400)的聚合物组合物形成,这样的纤维可以具有在某个范围内的体积平均长度和窄的长度分布,以最佳地匹配壁的宽度。例如,至少一个所述壁的宽度比纤维的体积平均长度的比例为约0.8至约3.2,在一些实施方案中约1.0至约3.0,且在一些实施方案中约1.2至约2.9。除了所述壁以外或代替所述壁,还应理解的是,壳体的任何其它部分也可以由本发明的聚合物组合物形成。例如,连接器也可以包括包围所述壳体的屏蔽件。一些或所有所述屏蔽件可以由本发明的聚合物组合物形成。例如,壳体和屏蔽件可各自为由聚合物组合物整体模制的一件式结构。同样,屏蔽件可为两件式结构,所述结构包括第一壳和第二壳,所述壳中的每个可以由本发明的聚合物组合物形成。当然,聚合物组合物也可以被用于各种各样的具有小尺寸公差的其它组件。例如,可以将聚合物组合物模制成用于电子组件的平坦基材。该基材可以很薄,例如具有约500微米或更小,在一些实施方案中约50至约450微米,且在一些实施方案中,约100至约400微米的厚度。可以使用这样的基材的电子组件的实例包括例如蜂窝电话,笔记本计算机,小型便携式计算机(例如,超便携式计算机,上网本计算机和平板计算机),腕表装置,挂件装置,听筒和耳机装置,具有无线通信能力的媒体播放器,手持式计算机(有时被称为个人数字助理),遥控器,全球定位系统(gps)设备,手持游戏设备,电池盖,扬声器,集成电路(例如sim卡)等。在一个实施方案中,例如,可以使用各种已知技术(例如激光直接结构化、电镀等),为平坦基材施加一个或多个导电元件。所述导电元件可以用于各种不同目的。在一个实施方案中,例如,所述导电元件形成集成电路,如用于sim卡中的那些。在另一个实施方案中,所述导电元件形成各种不同类型的天线,例如具有谐振元件的天线,所述谐振元件由贴片天线结构,倒-f天线结构,封闭和开放槽式天线结构,回路天线结构,单极、双极、平坦倒-f天线结构,这些设计的混合型等形成。所产生的天线结构可以纳入相对紧凑的便携电子组件(例如上文所述)的壳体中,其中可用的内部空间相对小。一种包括图4-5中所示天线结构的特别合适的电子组件是具有蜂窝电话能力的手持装置410。如图4中所示,装置410可以具有壳体412,所述壳体412由塑料、金属、其它合适的介电材料、其它合适的导电材料、或这样的材料的组合形成。可以在装置410的正表面上提供显示器414,例如触摸屏显示器。装置410也可以具有扬声器端口440和其它输入输出端口。一个或多个按钮438和其它用户输入装置可以用于收集用户输入。如图5中所示,也可在装置410的后表面442上提供天线结构426,但应当理解的是,该天线结构可一般设置在装置的任何所需位置上。如上文所示,天线结构426可以包含平坦基材,所述平坦基材由本发明的聚合物组合物形成。该天线结构可以使用任何的各种已知技术来电连接至电子装置内其它组件。例如,壳体412或壳体412的部件可以充当用于天线结构426的导电接地平面。由本发明的聚合物组合物形成的平坦基材也可以用于其它应用中。例如,在一个实施方案中,平坦基材可以用于形成在无线通信装置(例如蜂窝式电话)中常用的紧凑型摄像模组(“ccm”)的基座。参见图6-7,例如,以更详细方式示出紧凑型摄像模组500的一个具体实施方案。如所示,紧凑型摄像模组500包含镜片组合件504,所述镜片组合件叠加在基座506上。基座506又叠加在任选的主板508上。由于其相对薄的性质,基座506和/或主板508特别适于由如上文所述的本发明的聚合物组合物来形成。镜片组合件504可以具有本领域已知的任何的各种构造,并且可以包括定焦型透镜和/或自动对焦型透镜。在一个实施方案中,例如,镜片组合件504呈中空筒体形式,所述中空筒体容纳透镜604,所述透镜604与设置在主板508上并且由电路601控制的图像传感器602连通。该筒体可以具有任何的各种形状,例如矩形、圆柱形等。在某些实施方案中,筒体也可以由本发明的聚合物组合物形成,并且具有上述范围内的壁厚度。应当理解,摄像模组的其它部件也可以由本发明的聚合物组合物形成。例如,如所示,聚合物膜510(例如聚酯膜)和/或绝热盖件502可以覆盖镜片组合件504。在一些实施方案中,薄膜510和/或盖件502也可以由本发明的聚合物组合物形成。打印机部件也可以包含本发明的聚合物组合物。这样的部件的实例可以包括例如打印机墨盒,分离爪,加热器保持器等。例如,可以将组合物用于形成喷墨打印机或喷墨打印机的部件。在一个具体实施方案中,例如,墨盒可以包含刚性外壳,所述外壳具有固定至周壁区段上的一对隔开的盖板。在一个实施方案中,盖板和/或壁区段可以由本发明的组合物形成。可以参考以下实施例来更佳地理解本发明。测试方法ul94:以垂直状态支撑试样并且向试样的底部施加火焰。火焰施加十(10)秒,然后直至火焰熄灭才移除,在此时,再次施加火焰另外十(10)秒,然后移除。测试两(2)组试样,每组五(5)个。样品尺寸为长125mm、宽13mm并且厚0.8mm。老化之前和之后,调节所述两个组。对于未老化测试,在23℃和50%相对湿度下调节48小时之后,测试各厚度。对于经老化的测试,在70℃下调节7天之后,测试各厚度的五(5)个样品。熔体粘度:可以根据iso测试号11443在1000s-1的剪切速率和熔融温度以上15℃的温度(例如,350℃)下使用dyniscolcr7001毛细管流变仪,测定熔体粘度(pa·s)。流变仪孔口(模头)具有1mm的直径,20mm的长度,20.1的l/d比,和180°的进入角。筒体的直径为9.55mm+0.005mm并且杆长度为233.4mm。熔融温度:通过本领域已知的差示扫描量热法(“dsc”)来测定熔融温度(“tm”)。熔融温度是由iso测试号11357测定的差示扫描量热法(dsc)峰熔体温度。在dsc程序下,如iso标准10350所述,使用taq2000仪器上进行的dsc测量法,以20℃/分钟来加热和冷却样品。负荷变形温度(“dtul”):根据测定iso测试号75-2(技术上等同于astmd648-07)测定负荷变形温度。更具体而言,使长度80mm、厚度10mm并且宽度4mm的测试条样品沿边缘经受三点弯曲测试,其中额定负荷(最大外纤维应力)为1.8兆帕。将试样放入有机硅油浴,其中温度以2℃/分钟增加,直至其变形0.25mm(对于iso测试号75-2,0.32mm)。拉伸模量、拉伸应力和拉伸伸长率:根据iso测试号527(技术上等同于astmd638)测试拉伸性质。模量和强度测量是在长度80mm、厚度10mm和宽度4mm的相同测试条样品上进行。测试温度为23℃,并且测试速度为1或5mm/min。挠曲模量、挠曲应力和挠曲应变:根据iso测试号178(技术上等同于astmd790),测试挠曲性质。该测试在64mm支撑跨距上进行。在未切割的iso3167多用途棒的中心部分上进行测试。测试温度为23℃,并且测试速度为2mm/min。缺口简支梁冲击强度:根据iso测试号iso179-1(技术上等同于astmd256,方法b)测试缺口简支梁性质。使用a型缺口(0.25mm基圆半径)和1型试样尺寸(长度80mm,宽度10mm,和厚度4mm)进行该测试。使用单齿研磨机从多用途棒的中心切割出试样。测试温度为23℃。无气泡温度:为了测试耐气泡性,在比聚合物树脂的熔融温度(通过dsc测定)高5℃至10℃模制127×12.7×0.8mm测试条。在给定温度将十(10)个条浸入有机硅油3分钟,然后移除,冷却至环境条件,然后检查可能已形成的气泡(即表面变型)。有机硅油的测试温度开始于250℃并以10℃增量增加直至在一个或多个测试条上观察到气泡。测试材料的“无气泡温度”被定义为所有十(10)个经测试的条都不显示气泡时的最高温度。较高的无气泡温度指示较高程度的耐热性。在给定温度将十(10)个条浸入有机硅油3分钟,然后移除,冷却至环境条件,然后检查可能已形成的气泡(即表面变型)。有机硅油的测试温度开始于250℃并以10℃增量增加直至在一个或多个测试条上观察到气泡。测试材料的“无气泡温度”被定义为所有十(10)个经测试的条都不显示气泡时的最高温度。较高的无气泡温度指示较高程度的耐热性。实施例1形成样品(样品1),其包含67.6重量%的液晶聚合物,0.2重量%三水合氧化铝、0.1重量%的4,4-联苯二酚、10.0重量%的玻璃纤维、22.0重量%的云母和0.1重量%的p-epq。与样品1相同还形成的对照样品,不同之处在于其缺少p-epq。为了形成组合物,将液晶聚合物的丸粒在150℃过夜干燥。其后,将聚合物供应至zsk-25wle同向旋转的全啮合双螺杆挤出机的进料喉,其中螺杆的长度为750毫米,螺杆的直径为32毫米。借助于体积进料器将聚合物供应至进料喉。玻璃纤维、云母和其它添加剂进料至挤出机的4和/或6区。一旦熔融共混,就将样品通过双孔丝条模头挤出,通过水浴冷却并造粒。然后测试样品的机械和阻燃性能。结果列于下表1中。表1如所示,样品1实现了v0评级而没有熔体粘度或机械强度方面的实质改变。实施例2形成样品(样品2),其包含69.9重量%的液晶聚合物,30.0重量%的滑石和0.1重量%的p-epq。与样品2相同还形成的对照样品,不同之处在于其缺少p-epq。为了形成组合物,将液晶聚合物的丸粒在150℃过夜干燥。其后,将聚合物供应至zsk-25wle同向旋转的全啮合双螺杆挤出机的进料喉,其中螺杆的长度为750毫米,螺杆的直径为32毫米。借助于体积进料器将聚合物供应至进料喉。玻璃纤维、云母和其它添加剂进料至挤出机的4和/或6区。一旦熔融共混,就将样品通过双孔丝条模头挤出,通过水浴冷却并造粒。然后测试样品的机械和阻燃性能。结果列于下表2中。表2样品对照2熔体粘度,1000s-1(pa.s)5351拉伸强度(mpa)132129伸长(%)4.285.05挠曲强度(mpa)141139缺口伊佐德,kj/m21510dtul(℃)259260无气泡温度(℃)>280270阻燃性v1@0.8mmv0@0.8mm实施例3形成样品(样品3-4),其包含69.5重量%的液晶聚合物,0.4重量%三水合氧化铝、0.01重量%的2,6-萘二甲酸(“nda”)、30.0重量%滑石和0.05至0.1重量%的p-epq。与样品3-4相同还形成的对照样品,不同之处在于其缺少p-epq。为了形成组合物,将液晶聚合物的丸粒在150℃过夜干燥。其后,将聚合物供应至zsk-25wle同向旋转的全啮合双螺杆挤出机的进料喉,其中螺杆的长度为750毫米,螺杆的直径为32毫米。借助于体积进料器将聚合物供应至进料喉。玻璃纤维、云母和其它添加剂进料至挤出机的4和/或6区。一旦熔融共混,就将样品通过双孔丝条模头挤出,通过水浴冷却并造粒。然后测试样品的机械和阻燃性能。结果列于下表3中。表3实施例4形成样品(样品5),其包含59.69重量%的液晶聚合物,0.2重量%三水合氧化铝、0.01重量%的2,6-萘二甲酸(“nda”)、40.0重量%的玻璃纤维和0.1重量%的p-epq。与样品5相同还形成的对照样品,不同之处在于其缺少p-epq。为了形成组合物,将液晶聚合物的丸粒在150℃过夜干燥。其后,将聚合物供应至zsk-25wle同向旋转的全啮合双螺杆挤出机的进料喉,其中螺杆的长度为750毫米,螺杆的直径为32毫米。借助于体积进料器将聚合物供应至进料喉。玻璃纤维、云母和其它添加剂进料至挤出机的4和/或6区。一旦熔融共混,就将样品通过双孔丝条模头挤出,通过水浴冷却并造粒。然后测试样品的机械和阻燃性能。结果列于下表4中。表4在不脱离本发明的精神和范围的情况下,本领域的普通技术人员可以实施本发明的这些和其它修改和变型。另外,应当理解各种实施方案的方面可以整体或部分互换。此外,本领域的普通技术人员将了解上述说明仅用于举例,并非旨在限制在随附权利要求书中进一步描述的本发明。当前第1页12
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