專利名稱：：樹脂組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種樹脂組合物。
背景技術(shù)：
：隨著電氣/電子裝置不斷小型化、一體化和重量減輕，越來越需要制造內(nèi)部部件的模塊。例如，要求EMI/RFI屏蔽的內(nèi)骨架需要電導(dǎo)率和機(jī)械強(qiáng)度，且要求EMI/RFI屏蔽的外部材料需要EMI/RFI屏蔽和優(yōu)異的外觀。通常，使用具有不同功能的各個材料的組合以提供最終材料所需的不同功能，但是人們越來越希望使用具有不同功能的材料。此外，材料的高生產(chǎn)率是滿足大規(guī)模生產(chǎn)所必需的。因為在由高集成、高功效和高能耗的電氣/電子裝置發(fā)射的電磁波下暴露的增加，這會引起對人的全身功能障礙或損傷，所以現(xiàn)代世界中越來越要求改進(jìn)電磁屏蔽效率。屏蔽電磁波的常規(guī)方法是使用金屬材料涂層或鍍層。因為金屬材料具有高電導(dǎo)率，所以通過表面反射的電磁波屏蔽效率很高。因此，即使是薄層金屬也可以有效地屏蔽電磁波。然而，金屬涂覆和電鍍工藝會很昂貴，會限制產(chǎn)率且會引起環(huán)境顧慮。例如，金屬電鍍工藝可以包括復(fù)雜的步驟，如脫脂、蝕刻、中和、活化、引發(fā)、金屬化、第一次電鍍、第二次電鍍和第三次電鍍。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種樹脂組合物，所述樹脂組合物為多功能的，且可以具有高抗沖強(qiáng)度、高電導(dǎo)率，和高電磁干擾(EMI)和/或射頻干擾(RFI)屏蔽。本發(fā)明的樹脂組合物包括熱塑性樹脂(A)、無機(jī)化合物(B)和纖維填料(C)，所述無機(jī)化合物(B)具有小于約10—3Qm的體積電阻和大于約5，000的相對磁導(dǎo)率。本發(fā)明的樹脂組合物可以進(jìn)一步包括碳填料(D)。樹脂組合物可以包括約40至約80重量％的熱塑性樹脂(A)、約3至約20重量％的無機(jī)化合物(B)、約5至約40重量％的纖維填料(C)，和約0.05至約10重量％的碳填料(D)，所述無機(jī)化合物(B)具有小于約10—3Q*m的體積電阻和大于約5，000的相對磁導(dǎo)率。本發(fā)明進(jìn)一步提供包含所述樹脂組合物的模制塑料品。所述模制塑料品可以用于要求高抗沖強(qiáng)度、高電導(dǎo)率和EMI/RFI屏蔽的應(yīng)用中。具體實施例方式本發(fā)明將在下文的本發(fā)明詳細(xì)描述中進(jìn)行更詳細(xì)地描述，其中描述本發(fā)明一些而并非全部的實施方式。事實上，本發(fā)明可以以許多不同形式實施，且不應(yīng)限于本文所述的實施方式；相反地，提供這些實施方式以使本公開滿足適用的法律要求?？梢詫⑷缣祭w維、碳納米管等導(dǎo)電材料單獨或與增強(qiáng)劑混合后加入到樹脂中，以形成具有高抗沖強(qiáng)度和高電導(dǎo)率的復(fù)合材料。然而，當(dāng)使用含碳的導(dǎo)電材料時，需要其它額外的方法以改進(jìn)EMI/RFI性質(zhì)。本發(fā)明提供了具有高抗沖強(qiáng)度、高電導(dǎo)率和優(yōu)異EMI/RFI屏蔽的樹脂組合物。本發(fā)明能通過改進(jìn)內(nèi)部吸收以及電磁反射來改進(jìn)電磁波屏蔽效率(稱為"S.B.")，電磁波屏蔽效率根據(jù)以下公式1所示。[公式l]S.B.=R+A+B在以上公式中，R為電磁波的表面反射(電導(dǎo)率)，A為電磁波的內(nèi)部吸收，且B為多次反射的損失。因為樹脂組合物的電導(dǎo)率低于金屬材料的電導(dǎo)率，所以改進(jìn)公式1所示的元件的內(nèi)部吸收以及表面反射很重要。因此，可以通過增加A值(即通過引起電磁波的內(nèi)部吸收)和通過降低表面阻抗來增加R值(增加電導(dǎo)率)，以增加樹脂組合物的電磁屏蔽效率，來制備高電磁屏蔽復(fù)合樹脂。換句話說，樹脂組合物的電磁屏蔽效率與電磁波的內(nèi)部吸收和電導(dǎo)率有關(guān)。電磁波的內(nèi)部吸收與材料的磁導(dǎo)率直接相關(guān)。然而，注意到僅具有高磁導(dǎo)率的材料(如鋁硅鐵粉、鐵氧體等非導(dǎo)電材料)的EMI/RFI屏蔽效率可以忽略。相反，既具有電導(dǎo)率又具有高磁導(dǎo)率的材料(如P-金屬(mu-metal)或坡莫合金)的EMI/RFI屏蔽效率很高。因為這些無機(jī)材料具有良好的電導(dǎo)率，且因高磁導(dǎo)率可有效地吸收電磁波，所以通過在也使用如碳纖維或碳納米管等碳材料的樹脂組合物中形成電導(dǎo)路徑，無機(jī)材料也可以改進(jìn)電導(dǎo)率。使用樹脂組合物制成的屏蔽材料可以通過擠出復(fù)合材料(復(fù)合)樹脂來經(jīng)濟(jì)且高效地制備。本發(fā)明的具有高抗沖強(qiáng)度和高電導(dǎo)率的EMI/RFI屏蔽樹脂組合物可以包括熱塑性樹脂(A)、無機(jī)化合物(B)和纖維填料(C)，所述無機(jī)化合物(B)具有小于約10—3Q，m的體積電阻和大于5，000的相對磁導(dǎo)率。示例性纖維填料(C)非限定性地包括碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、酰胺纖維、液晶聚酯纖維等，和其組合。本發(fā)明的樹脂組合物可以進(jìn)一步包括碳填料(D)。示例性碳填料(D)非限定性地包括碳納米管、炭黑、碳納米纖維等，和其組合。基于全部組分的總和(100重量％)，本發(fā)明的樹脂組合物可以包括約40至約80重量％的熱塑性樹脂、約3至約20重量％的具有電導(dǎo)率和高磁導(dǎo)率的無機(jī)化合物，和約0.05至約10.0重量％的碳填料。本發(fā)明的樹脂組合物可以通過混和所述組分制備。熱塑性樹脂可以形成基質(zhì)，且樹脂組合物可以具有基質(zhì)中分散有填料的結(jié)構(gòu)。在下文的本發(fā)明具體描述中將更全面地描述本發(fā)明的各個組分。(A)熱塑性樹脂示例性熱塑性樹脂非限定地包括聚酰胺；聚對苯二甲酸亞烷基酯，如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯；聚縮醛；聚碳酸酯；聚酰亞胺；聚苯醚；聚砜；聚苯硫醚；聚酰胺酰亞胺；聚醚砜；液晶聚合物；聚醚酮；聚醚酰亞胺；聚烯烴，如聚丙烯和聚乙烯；聚丙烯腈_丁二烯_苯乙烯(ABS);聚苯乙烯；間規(guī)聚苯乙烯等；和其組合。例如，本發(fā)明的熱塑性樹脂可以為結(jié)晶熱塑性樹脂。因為結(jié)晶區(qū)不包含導(dǎo)電材料，所以具有更大可能性使各個導(dǎo)電材料相連，因此結(jié)晶聚合物有一個優(yōu)點就是與無定形聚合物相比其電通路更好。也就是說，結(jié)晶區(qū)降低了聚合物基質(zhì)中導(dǎo)電材料的可移動區(qū)域，因此它們有更大的機(jī)會相遇。因此，結(jié)晶熱塑性樹脂在結(jié)晶期間將本發(fā)明的樹脂組合物中的組分(A)之外的填料排除在結(jié)晶區(qū)域之外的性質(zhì)，使其可以比無定形結(jié)晶樹脂更易形成電導(dǎo)路徑。此外，結(jié)晶熱塑性樹脂中的增強(qiáng)填料可以比非結(jié)晶樹脂中的增強(qiáng)填料更有效地改進(jìn)機(jī)械抗沖強(qiáng)度。示例性結(jié)晶熱塑性樹脂非限定性地包括聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯；聚縮醛；聚苯硫醚；液晶聚合物；聚醚酮；聚烯烴；間規(guī)聚苯乙烯等；和其組合。樹脂組合物可以包括約40至約80重量％的熱塑性樹脂，例如約60至約75重量％。如果熱塑性樹脂的量小于約40重量％，很難加工樹脂組合物；如果熱塑性樹脂的量大于約80重量％，很難提供樹脂組合物的所需物理性質(zhì)。(B)具有電導(dǎo)率和高磁導(dǎo)率的無機(jī)化合物具有電導(dǎo)率和高磁導(dǎo)率的無機(jī)化合物可以具有小于約10—3Qm的體積電阻和大于約5，000的相對磁導(dǎo)率。示例性無機(jī)化合物可以非限定性地包括如P-金屬等鎳鐵合金(其可以為約75%的鎳、約15%的鐵，加銅和鉬)、坡莫合金(其可以為約20%的鐵和約80%的鎳)等，和其組合。樹脂組合物可以包括具有電導(dǎo)率和高磁導(dǎo)率的無機(jī)化合物，其含量為約3至約20重量％，例如約5至約15重量％。如果無機(jī)化合物的量小于約3重量％，EMI/RFI屏蔽改進(jìn)可以忽略。無機(jī)化合物的量大于20重量％會對樹脂組合物的粘度和比重具有負(fù)面影響。(C)纖維填料示例性纖維填料非限定性地包括碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、酰胺纖維、液晶聚酯纖維等，和其組合。纖維填料(C)可以具有約l至約20iim的平均直徑和約l至約15mm的平均長度。示例性碳纖維非限定性地包括聚丙烯腈(PAN)類碳纖維、瀝青類碳纖維等，和其組合。碳纖維可以具有約5至約12ym的平均直徑、約3至約12mm的平均長度、小于約10—3Qm的體積電阻，和大于約lOOGPa的抗張強(qiáng)度。玻璃纖維可以為用于降低在僅使用碳纖維時的樹脂組合物的脆性且改進(jìn)抗沖強(qiáng)度的任何常規(guī)玻璃纖維，例如，可以使用用于增強(qiáng)物理性質(zhì)的具有高抗沖強(qiáng)度的玻璃纖維。在本發(fā)明的一個實施方式中，玻璃纖維可以具有約8至約15iim的平均直徑和約2至約12mm的平均長度。因為纖維填料與樹脂組合物的電導(dǎo)率和高抗沖強(qiáng)度有關(guān)，所以當(dāng)體積電阻低且抗張強(qiáng)度高時，本發(fā)明的纖維填料會更合適。樹脂組合物可以包括約5至約40重量％的纖維填料，例如約10至約25重量％。如果纖維填料的量小于約5重量％，很難獲得所需的物理性質(zhì)；如果纖維填料的量大于約40重量％，可加工性會降低，且使用含大于40重量％的纖維填料的樹脂組合物制備的模制品即使在受到極小沖擊時也會破碎。(D)碳填料示例性碳填料非限定性地包括碳納米管、炭黑、碳納米纖維等，和其組合。因為碳納米管的優(yōu)異靜電放電(ESD)性質(zhì)，所以可以使用碳納米管。示例性碳納米管可以非限定性地包括單壁碳納米管、雙壁碳納米管、多壁碳納米管等，和其組合。碳納米管可以具有約1至約50nm的平均外徑、約10nm至約20ym的平均長度和大于約80%的純度。樹脂組合物可以包括約0.05至約10.0重量％的碳填料(D)，例如約0.3至約0.5重量％。如果碳填料(D)的量小于約0.05重量％，很難提供樹脂組合物的所需物理性質(zhì)；如果碳填料(D)的量大于約10.0重量％，樹脂組合物會因自身粘度顯著增加而難以加工。在本發(fā)明的另一個實施方式中，本發(fā)明提供了使用本發(fā)明的樹脂組合物制備的模制品。此模制品可以使用例如但不限于擠出、注塑等的任何常規(guī)模制技術(shù)制備。本發(fā)明的模制品可以具有高抗沖強(qiáng)度和高電導(dǎo)率，且可以用在要求EMI/RFI屏蔽的領(lǐng)域中。例如，本發(fā)明的模制品可以用于制備各種模制品，例如但不限于如TV和PDP等顯示設(shè)備、如計算機(jī)、手機(jī)和辦公自動化設(shè)備等電氣/電子裝置的部件、內(nèi)骨架等。在本發(fā)明的一個實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的模制塑料品可以具有約15至約50dB的電磁波屏蔽效率、約10至約104Q/口的表面電阻(根據(jù)ASTMD257測定)、約12至約30GPa的彎曲強(qiáng)度(使1/4英寸(1/4")寬度根據(jù)ASTMD790測定)，和約20至約70J/m的Izod切口抗沖強(qiáng)度(使1/8英寸寬度根據(jù)ASTMD256測定)。通過參考以下實施例更好地理解本發(fā)明，以下實施例意在說明而非以任何方式限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。實施例(A)熱塑性樹脂將聚苯硫醚(PPS)用作上述熱塑性樹脂，該聚苯硫醚具有316t:和1270g的負(fù)荷下約48至約70g/10min的熔體流動指數(shù)。(B)具有電導(dǎo)率和高磁導(dǎo)率的無機(jī)化合物將坡莫合金用作上述具有電導(dǎo)率和高磁導(dǎo)率的無機(jī)化合物，所述坡莫合金為鎳鐵合金(DongbuFineChemicalsCorporation)，且具有10—7[Q*m]的體積電阻和10，000的相對磁導(dǎo)率。(Cl)纖維填料將瀝青碳纖維用作纖維填料，所述瀝青碳纖維具有7ym的直徑、4mm的長度、10—5[Q*m]的體積電阻和200GPa的抗張強(qiáng)度。(C2)纖維填料將玻璃纖維用作纖維填料，所述玻璃纖維具有10iim的直徑、3mm的長度和涂覆有硅烷增容劑的表面，所述硅烷增容劑用于與用作熱塑性樹脂的PPS的良好粘合。(D)碳填料將多壁碳納米管用作碳填料，所述多壁碳納米管具有9.5nm的直徑、1.5mm的長度和90%的純度。在通過混合如表1中所述的組分以制備實施例1至6和比較例1的樹脂組合物后，通過使用常規(guī)雙螺桿擠出機(jī)和注塑機(jī)制備用于測定物理性質(zhì)的樣品。用R0HDE&SCHWARZ生產(chǎn)的頻譜分析儀測定EMI屏蔽效率。根據(jù)ASTMD257測定所制備樣品的表面電阻。使用1/4英寸寬度，根據(jù)ASTMD790測定彎曲強(qiáng)度。使用1/8英寸寬度，根據(jù)ASTMD256測定izod切口抗沖強(qiáng)度。物理性質(zhì)的測定結(jié)果顯示在下表1中。表1的實施例和比較例表明用作纖維填料的碳纖維(CI)主要對抗沖強(qiáng)度和電導(dǎo)率起作用，碳填料對電導(dǎo)率起作用，玻璃纖維(C2)對抗沖強(qiáng)度起作用，且用作無機(jī)化合物的坡莫合金對增加EMI/RFI屏蔽性質(zhì)起作用，碳纖維和碳納米管對所述EMI/RFI屏蔽性質(zhì)的改進(jìn)有限。因此，本發(fā)明可以提供通過混合具有電導(dǎo)率的無機(jī)化合物和高磁導(dǎo)率纖維填料制備，或混合具有電導(dǎo)率的無機(jī)化合物、高磁導(dǎo)率纖維填料和碳填料制備的多功能樹脂組合物，所述樹脂組合物具有高抗沖強(qiáng)度、高電導(dǎo)率和良好的EMI/RFI屏蔽性質(zhì)。[表1]7<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>受益于前述說明的教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白本發(fā)明的許多修改和其它實施方式。因此，應(yīng)理解本發(fā)明不限于所公開的具體實施方式，且修改和其它實施方式也包括在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。雖然本文中使用了特定的術(shù)語，但它們僅以通用和描述性含義使用，且不意在限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書限定。權(quán)利要求一種樹脂組合物，包括熱塑性樹脂(A)、無機(jī)化合物(B)和纖維填料(C)，所述無機(jī)化合物(B)具有小于約10-3Ω·m的體積電阻和大于約5,000的相對磁導(dǎo)率。2.如權(quán)利要求l所述的樹脂組合物，其中所述樹脂組合物進(jìn)一步包括碳填料(D)。3.如權(quán)利要求1所述的樹脂組合物，其中所述樹脂組合物包括約40至約80重量％的所述熱塑性樹脂(A)、約3至約20重量％的所述無機(jī)化合物(B)，和約5至約40重量％的所述纖維填料(C)，所述無機(jī)化合物(B)具有小于約10—3Qm的體積電阻和大于約5，000的相對磁導(dǎo)率。4.如權(quán)利要求3所述的樹脂組合物，其中所述樹脂組合物進(jìn)一步包括約0.05至約10.0重量％的碳填料(D)。5.如權(quán)利要求l所述的樹脂組合物，其中所述纖維填料(C)包括碳纖維、玻璃纖維、硼纖維、酰胺纖維、液晶聚酯纖維，或它們的組合。6.如權(quán)利要求2所述的樹脂組合物，其中所述碳填料(D)包括碳納米管、炭黑、碳納米纖維，或它們的組合。7.如權(quán)利要求1所述的樹脂組合物，其中所述熱塑性樹脂(A)包括聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚縮醛、聚碳酸酯、聚酰亞胺、聚苯醚、聚砜、聚苯硫醚、聚酰胺酰亞胺、聚醚砜、液晶聚合物、聚醚酮、聚醚酰亞胺、聚烯烴、ABS樹脂、聚苯乙烯、間規(guī)聚苯乙烯，或它們的組合。8.如權(quán)利要求l所述的樹脂組合物，其中所述熱塑性樹脂(A)為結(jié)晶熱塑性樹脂。9.如權(quán)利要求1所述的樹脂組合物，其中所述纖維填料(C)具有約1至約20iim的平均直徑和約1至約15mm的平均長度。10.如權(quán)利要求l所述的樹脂組合物，其中所述纖維填料(C)為碳纖維，所述碳纖維具有小于約10—3Qm的體積電阻和大于約100GPa的抗張強(qiáng)度。11.如權(quán)利要求6所述的樹脂組合物，其中所述碳納米管具有約1至約50nm的平均外徑和約10nm至約20iim的平均長度。12.如權(quán)利要求11所述的樹脂組合物，其中所述碳納米管包括單壁碳納米管、雙壁碳納米管、多壁碳納米管等，或它們的組合。13.如權(quán)利要求1所述的樹脂組合物，其中所述無機(jī)化合物包括鎳鐵合金。14.如權(quán)利要求13所述的樹脂組合物，其中所述鎳鐵合金包括y-金屬、坡莫合金，或它們的組合。15.—種模制塑料品，由如權(quán)利要求1所述的聚碳酸酯樹脂組合物制備。16.如權(quán)利要求15所述的模制塑料品，其中所述模制塑料品具有約15至約50dB的電磁波屏蔽效率。17.如權(quán)利要求15所述的模制塑料品，其中根據(jù)ASTMD257測定，所述模制塑料品具有約10至約104Q/口的表面電阻。18.如權(quán)利要求15所述的模制塑料品，其中使用1/4英寸寬度根據(jù)ASTMD790測定，所述模制塑料品具有約12至約30GPa的彎曲強(qiáng)度，且使用1/8英寸寬度根據(jù)ASTMD256測定，所述模制塑料品具有約25至約70J/m的Izod切口抗沖強(qiáng)度。全文摘要本發(fā)明提供了一種樹脂組合物，包括熱塑性樹脂(A)、無機(jī)化合物(B)和纖維填料(C)，所述無機(jī)化合物(B)具有小于約10-3Ω·m的體積電阻和大于約5,000的相對磁導(dǎo)率。本發(fā)明的樹脂組合物可以具有高抗沖強(qiáng)度和高電導(dǎo)率，和高電磁干擾(EMI)和射頻干擾(RFI)屏蔽性質(zhì)。因此，本發(fā)明的樹脂組合物可以具有多種功能，且可以用于電氣/電子裝置。文檔編號C08K7/00GK101768367SQ20091025892公開日2010年7月7日申請日期2009年12月30日優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日發(fā)明者柳聆湜,金成俊申請人:第一毛織株式會社