聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物及其雷达设备部件的制作方法

发明领域本发明涉及一种雷达设备部件和聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物。相关技术描述5g是第五代移动网络。它是继1g、2g、3g和4g网络之后的新的全球无线标准。5g实现了一种新的网络，其旨在将几乎所有人和所有东西连接在一起，包括移动通信设备。5g无线技术旨在提供更高的多gbps峰值数据速率、超低延迟、更高可靠性和大规模网络容量。5g中使用的频带估计为目标毫米波长，估计的频率范围为3-100吉赫兹(ghz)，远高于当前的3g/4g网络。传播到塑料材料中的电磁波导致反射、吸收和透射行为。具有高介电常数(dk)或损耗因子(df)的材料将分别反射和吸收更多的em波。介电性能是指材料集中电通量的程度和能量损失率，通常表示为介电常数dk和损耗因子df。高介电常数和损耗因子对于高频工业来说不一定是期望的。随着dk和df的增加，电通密度和能量损失增加。电荷的累积会干扰信号传输，降低电路的可靠性，限制频率的进一步增加。能量损失会产生热量并影响使用。另一方面，与低介电常数的材料相比，高介电常数物质在强电场下更容易分解。在这种情况下，低介电常数/损耗因子(dk/df)材料对于没有信号延迟和高传输效率的电子器件变得更为重要。介电性能被认为是射频(rf)设备(例如基站、智能手机、笔记本电脑和毫米波雷达)需要考虑的重要因素之一。汽车雷达中的天线罩作为天线的窗口，具有保护天线单元的功能，以确保电子单元的稳定性和信号的高效接收和发射。用于汽车雷达的频率高达76-81ghz。在如此高的频率下，塑料的dk和df增加很小，会严重降低雷达的性能。因此，在天线罩零件中经常使用具有相当低dk和低df的em波透明塑料材料。除介电性能外，用于天线罩部件的塑料还应具有其他机械性能，例如高模量、高冲击强度、高激光透射率、低热膨胀系数(cte)。高性能材料通常通过掺入玻璃纤维、碳纤维或矿物获得。然而，传统填料通常会提高聚合物复合材料的dk和df，这很难平衡机械和介电性能。激光焊接因其生产效率高而成为主要的汽车雷达装配工艺。激光焊接技术需要高激光透射率。然而，部分结晶的热塑性塑料的激光焊接原则上比无定形塑料更困难。部分结晶的热塑性塑料具有球晶微结构，包含具有不同折射力的相。这意味着激光束更宽，后向散射更大。这一问题在所有部分结晶塑料中都很常见，但在pbt中尤为明显。由于界面上的光散射，增强填料和低介电填料的添加将进一步降低激光透射。通过激光焊接组装pbt是一个具有挑战性的问题。ep 3464449b1公开了一种热塑性组合物，其包含聚合物基体树脂、低介电常数(dk)/低损耗因子(df)玻璃纤维组分，其中所述低dk/低df玻璃纤维组分在1mhz至1ghz的频率下具有小于5.0的dk，在1mhz至1ghz的频率下具有小于0.002的df。聚合物基体可以是聚丙烯、聚对苯醚(ppo)、聚苯乙烯(ps)、聚碳酸酯(pc)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚酰胺(pa)，其中ppo、ps、pc是无定形聚合物。该专利通过添加低介电玻璃纤维提供了低介电热塑性组合物。由于半结晶或无定形聚合物也被选为基体树脂，该专利没有解决半结晶聚合物激光焊接的困难。wo2019213920公开了一种具有电绝缘性能的聚合物组合物，其包含40wt％的半结晶芳族热塑性聚合物、包含高密度聚乙烯颗粒的聚合物填料，所述聚合物填料存在于所述聚合物组合物中，当在2.5ghz的频率下测试时足以将所述热塑性聚合物的介电常数降低超过2％；以及任选的玻璃纤维，其具有在1ghz频率下小于约6的介电常数。该技术通过使用聚合物填料(如具有低dk的uhmwpe粉末)降低介电常数，但不能解决pbt的激光焊接问题。

背景技术：

技术实现思路

0、发明概述和优点

1、因此，本发明的目的是提供一种pbt组合物，其显示出良好的激光焊接性能以及较低的损耗因子，从而在应用于高频通信制品时产生较少的问题。

2、这一目的通过优选用于天线罩部件的本发明聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物实现，其包含作为组分(a)的40-90wt％量的聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)，作为组分(b)的10-60wt％量的在1-78ghz的频率下具有等于或小于4.6的介电常数(dk)和小于0.004的损耗因子(df)，并且在79-85ghz的频率下具有等于或小于4.2的dk和0.001-0.0035的df的玻璃纤维，玻璃纤维的介电常数dk和损耗因子df根据gb 9534-88测量。

3、因此，本发明的另一目的是提供一种包含本发明的pbt组合物的雷达设备部件。

4、因此，本发明的另一目的是提供一种制备聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的方法。

5、在本发明中，术语“一个”、“一种”和“所述”与术语“至少一个”可互换使用。后接一个列表的短语“至少一个”和“包含至少一个”是指列表中的任何一个项目以及列表中两个或更多个项目的任何组合。除非另有说明，否则所有数值范围均包括其端点以及端点和端点之间的非整数值。

6、术语“第一”、“第二”和“第三”在本公开内容中仅作为对一个或多个实施方案的描述中的方便事项而使用。应理解的是，除非另有说明，否则这些术语仅在其相对意义上使用。

7、术语“二醇”是包含两个连接到不同碳原子的羟基(--oh基团)的脂族二醇。

8、术语“金属”包括纯金属材料和由两种或更多种元素组成的金属合金，其中至少一种元素是金属。

9、术语“介电常数dk(ε’)是相对介电常数，或者在某些情况下是相对静态介电常数。通常，本发明中的dk是以相对于真空介电常数的比率表示的介电常数。在本发明中，介电常数dk根据gb9534-88测量。

10、损耗因子df(ε”/ε’)也称为损耗角正切(也称为tanδ)，表示介电常数的损耗量，并与实介电常数和虚介电常数相关。

11、术语“共聚物”是指含有多于两种单体的聚合物，如三元共聚物。

技术特征：

1.一种包含聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的雷达设备部件，所述组合物包含：40-90wt％量的作为组分(a)的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂，作为组分(b)的10-60wt％量的在1-78ghz的频率下具有等于或小于4.6的介电常数(dk)和小于0.004的损耗因子(df)，并且在79-85ghz的频率下具有等于或小于4.2的dk和0.001-0.0035的df的玻璃纤维，玻璃纤维的介电常数dk和损耗因子df根据gb 9534-88测量。

2.根据权利要求1所述的雷达设备部件，其中玻璃纤维(b)在1-78ghz的频率下具有4.4-4.6的介电常数和0.002-0.003的损耗因子，在79-85ghz的频率下具有3.5-4.2的介电系数和0.001-0.0015的损耗因子。

3.根据权利要求1和/或2所述的雷达设备部件，其中所述组合物进一步包含作为组分(c)的第二聚合物，其选自聚烯烃、环烯烃共聚物和聚亚芳基醚。

4.根据权利要求3所述的雷达设备部件，其中组分(c)是聚丙烯，其含量基于聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物总重量为25-35wt％或5-15wt％；或

5.根据权利要求3-4中任一项所述的雷达设备部件，其中所述环烯烃共聚物包含摩尔比为6:4至9:1的环烯烃单元和无环烯烃单元；所述环烯烃单元衍生自环烯烃单体，其选自基于环戊烯的烯烃、基于降冰片烯的烯烃，基于四环十二碳烯的烯烃和基于二环戊二烯的烯烃及其衍生物；无环烯烃单元衍生自无环烯烃单体，其选自具有2-20个碳原子的支化和非支化烯烃。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的雷达设备部件，其中所述聚亚芳基醚是聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)、聚(2-甲基-6-乙基-1,4-亚苯基醚)、聚(2-甲基-6-苯基-1,4-亚苯基醚)、聚(2,3,6-三甲基-1,4-亚苯基醚)，聚(2,6-二氯-1,4-亚苯基醚)、聚(2,6-二甲基苯酚-1,4-亚苯基醚)和/或聚(2,3,6-三甲基苯酚-1,4-亚苯基醚)。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的雷达设备部件，其中玻璃纤维(b)在1-78ghz的频率下具有4.4-4.6的介电常数和0.002-0.003的损耗因子(df)，并且在79-85ghz的频率下具有3.5-4.2的dk和0.001-0.0015的df，玻璃纤维的介电常数dk和损耗因子df根据gb 9534-88测量。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的雷达设备组件，其中所述组合物进一步包含其量为5-15wt％的作为组分(d)的抗冲改性剂，基于聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的总重量。

9.根据权利要求8所述的雷达设备部件，其中所述抗冲改性剂衍生自至少一种α-烯烃和/或二烯，以及至少一种烯属不饱和羧酸和环氧化合物、其酯和酸酐。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的雷达设备部件，其中所述雷达设备部件是天线罩、外壳、汽车天线隔板和基站天线螺钉。

11.一种聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其包含40-90wt％量的作为组分(a)的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂，10-60wt％量的作为组分(b)的在1-78ghz的频率下具有等于或小于4.6的介电常数(dk)和小于0.004的损耗因子(df)，并且在79-85ghz的频率下具有等于或小于4.2的dk和0.001-0.0035的df的玻璃纤维，玻璃纤维的介电常数dk和损耗因子df根据gb9534-88测量。

12.一种由权利要求11所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物制备的制品。

13.一种制备如权利要求11所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的方法，包括(1)混合聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(a)、任选的第二聚合物(c)、任选的抗冲改性剂(d)和任选的添加剂(f)，(2)加入玻璃纤维(b)、挤出或捏合。

技术总结
本发明公开了一种聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物，其包含40‑90wt％量的作为组分(A)的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂，10‑60wt％量的作为组分(B)的具有根据GB 9534‑88测量的低介电常数和损耗因子的玻璃纤维。本发明还公开了一种包含聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物的雷达设备部件。

技术研发人员：窦睿,魏振柯,李萍
受保护的技术使用者：巴斯夫欧洲公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13