專利名稱：阻燃劑、電導性emi屏蔽材料和它們的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及阻燃劑電導性EMI屏蔽材料，更具體地說，是涉及表現(xiàn)出改進的屏蔽性質保留時間的阻燃劑電導性EMI屏蔽材料。
背景技術：
在電子裝置運作中的一個共同問題是，在設備的電子電路中產生電磁輻射。這類輻射會導致“電磁干擾”或稱之為EMI，并從而干擾了一些鄰近區(qū)域其它電子裝置的運作。
為改善EMI影響的普通解決方法是，開發(fā)能夠吸收和/或反射EMI能量的屏蔽材料。這些屏蔽材料被用來使EMI僅局限于它的發(fā)射源，并使之和鄰近發(fā)射源的其它裝置絕緣。事實上，在美國，EMI屏蔽材料必須遵守商業(yè)聯(lián)邦通信委員會(FCC)EMC有關規(guī)則作為EMI屏蔽材料出售。
還有，對所有用于電子裝置中的EMI屏蔽材料的一個目標是它們不僅必需遵從FCC的要求，還應該滿足擔保商實驗室(Underwriter’sLabora tories，UL)對于阻燃性的標準。在這里的上下文中，EMI屏蔽材料需要做成是阻燃性的，即，能夠達到UL標準No.94中“用于裝置和用具部件的塑料材料的可燃性試驗”的V-0級別，同時不損害為滿足EMI屏蔽需要所必需的屏蔽性質。
已經做過一些嘗試，來提供呈現(xiàn)出阻燃性的EMI屏蔽材料(或填料)。典型地，EMI填料通過使用高度粘稠的阻燃材料，以提供以獨特的阻燃劑層，后者隨后被熟化。例如，美國專利No.4,857,668是致力于一種導電性編織物在泡沫塑料上形成的EMI填料，它公開了把一種氨基甲酸酯層配置在導電性織物的內部一面上。同樣，美國專利No.6,248,393也是致力于導電性編織物在泡沫塑料上形成的EMI填料，它公開了用高度粘稠的阻燃劑組合物定界穿透織物從而使導電性織物的內部一面上形成獨特的阻燃劑層?？椢锏亩ń绱┩冈试S填料的外部基本上保持不被涂布，因而仍然是導電性的。然而，編織物被涂布的部份會由于阻燃劑的涂布而失去導電性。這樣，雖然填充材料呈現(xiàn)出表面電阻率，但這些材料呈現(xiàn)的任何Z軸電導率或體電阻率將由于阻燃劑而劇烈下降。
于是，本領域需要這樣的EMI屏蔽材料，它既是阻燃性的，又能呈現(xiàn)出適宜于電磁屏蔽應用的Z-軸電導率或體電阻率。按此，本發(fā)明的一個目的是提供阻燃性EMI屏蔽材料，它呈現(xiàn)出Z-軸導電率或體電阻率，并提供生產這些材料的方法。
發(fā)明概要本發(fā)明提供一種阻燃性電導EMI屏蔽材料，它包含具有內部間隙的多孔材料，間隙的內表面是導電性的，并且含有有效數量的阻燃劑。最好是，間隙的表面是由于在其內表面上配置了至少一層導電層而成為導電性的，該層更優(yōu)選敷金屬的層。用于敷金屬層的金屬包括銅、鎳、銀、鈀、鉑、鍍鎳的銀、鋁、錫，以及它們的合金。在一個實施方案中，阻燃劑是以顆粒形式完全地分散在整個屏幕材料的間隙中。在這個實施方案中，顆粒物占據的表面優(yōu)選不超過間隙限定的內部總表面積的30％，更優(yōu)選不超過20％，最優(yōu)選不超過10％。在另一個實施方案中，阻燃劑是以涂布物的形式涂布在間隙的內表面上。在這個實施方案中，涂層厚度優(yōu)選約12微米或更薄，更優(yōu)選約5微米或更薄，還更優(yōu)選約2微米或更薄。在上述這兩種實施方案中，屏幕材料優(yōu)選基本上沒有封閉的間隙。一種優(yōu)選的多孔材料是含有至少一層完全涂敷的金屬層的開孔泡沫塑料，它供選擇地可包括多孔的棉麻織物。開孔泡沫塑料的一個實例是聚氨酯泡沫塑料。
本發(fā)明的屏幕材料有益地呈現(xiàn)出體電阻和阻燃性。這種屏幕材料優(yōu)選的體電阻率為大約20歐姆·厘米或更低，更優(yōu)選約1歐姆·厘米或更低，最優(yōu)選約0.5歐姆·厘米或更低。有效數量的阻燃劑優(yōu)選為屏蔽材料提供下列UL94燃燒級別當中的至少一種至少HF-1級；至少HB級；至少V2級；至少V1級或V0級。所用的阻燃的一個實例是基于三價磷的阻燃劑諸如一種磷酸銨鹽。在另一個實施方案中，阻燃劑是不含鹵素的。這種阻燃劑可供選擇地包含一種聚合物載體，諸如水溶性的或可在水中分散的聚合物。最后，本發(fā)明的這種屏蔽材料呈現(xiàn)出至少約65分貝的平均屏蔽效力。
本發(fā)明也提供生產上述屏蔽材料的方法。這種方法包括把具有內部間隙的多孔材料用助燃劑浸漬以便在間隙的內表面上提供有效數量的阻燃劑，該間隙的內表面是導電性的。阻燃劑優(yōu)選用水溶液組合物的形式，后者可供選擇地包括一種聚合物載體諸如水溶性的或可在水中分散的聚合物。最好是，用于水溶液組合物的溶劑是水和可與水混溶的有機溶劑，并且可供選擇地不含與水不能混溶的有機溶劑。這種方法優(yōu)選包括把已浸漬過的屏蔽材料進行熟化。有益地，這種方法在提供有效數量的阻燃劑的同時導致體電阻率的增加不大于約10倍，更優(yōu)選體電阻率的增加不大于1倍。其它優(yōu)選的實施方案已如前所述。
按此，本發(fā)明提供一種屏蔽材料，它有益地呈現(xiàn)出此前未能達到過的阻燃性和電學性質。本發(fā)明的這些優(yōu)點以及其它優(yōu)點從下面列出的說明書中可以看得更為明顯。
附圖簡述

圖1是說明遠場屏蔽效力(SE)對帶有分散的本發(fā)明阻燃劑的屏蔽材料(1.75毫米厚的泡沫塑料)頻率的函數圖形未涂布的對照物 涂布了聚合物 涂布了阻燃劑(“FR”) 以及涂布了聚合物和阻燃劑 圖2是說明用帶有分散的本發(fā)明阻燃劑的屏蔽材料(1.75毫米的泡沫塑料)所做的體電阻對材料壓縮的遠場壓力耐受性的函數圖形未涂布的對照物 涂布了聚合物 涂布了阻燃劑(“FR”) 以及涂布了聚合物和阻燃劑 圖3是說明遠場屏蔽效力(SE)對帶有本發(fā)明阻燃劑的屏蔽材料(1.5毫米厚的織物在泡沫塑料上的材料)頻率的函數圖形未涂布的對照物 涂布聚合物 涂布了阻燃劑(“FR”) 以及涂布了聚合物和阻燃劑 圖4是說明用帶有分散的本發(fā)明阻燃劑的屏蔽材料(1.5毫米厚的織物在泡沫塑料上的材料)所做的體電阻對材料壓縮的遠場壓力耐受性的函數圖形未涂布的對照物 涂布了聚合物 涂布了阻燃劑(“FR”) 以及涂布了聚合物和阻燃劑 發(fā)明詳述按照本發(fā)明，提供了阻燃劑電導EMI屏蔽材料，后者呈現(xiàn)出阻燃性，同時沒有使屏蔽能力發(fā)生明顯的降低。有益地，已經發(fā)現(xiàn)導電性屏蔽材料可以使之具有阻燃性，而不會對電學性質造成明顯的破壞，后者在使用普通的阻燃劑時是會發(fā)生的。
本發(fā)明的阻燃性屏蔽材料包含具有內部間隙的多孔材料，其中間隙的內表面是電導性的并且包含有效數量的阻燃劑。具有內部間隙(或孔隙)并帶有導電性表面的多孔材料，在本領域內是已知的，并且一般地用于EMI屏蔽方面。間隙(或孔隙)的內表面通過遍及整個材料的間隙或孔隙的相互連系的網絡限定了“內表面面積”。在一個實施方案中，這種多孔材料是一種開孔的聚合物泡沫材料，諸如由熱塑性高彈體(例如一種聚氨酯泡沫塑料)所制成的泡沫塑料。這些聚合物泡沫材料優(yōu)選是由于它們的可變形性質，后者對于某些屏蔽應用是有益的。在一個更優(yōu)選的實施方案中，每英寸泡沫材料有大約5至120個孔隙，更優(yōu)選每英寸具有約50至70個孔隙。
在屏蔽應用中，多孔材料的內表面通過沉積至少一層導電性材料，遍及整個材料內表面面積而使之具有導電性。典型地，在屏蔽應用中的導電性意指表面電阻率為大約300歐姆/平方或更低。導電材料可以是導電性填料的形式、金屬層或導電性非金屬層的形式。用于EMI屏蔽應用中的導電性填料的實例包括、但不限于，碳石墨，金屬薄片，金屬粉末，金屬絲以及鍍金屬的顆粒物或它們的組合。多孔材料用填料浸漬以使填料分散遍及整個材料。敷金屬層典型地是通過電鍍或噴鍍來施敷，這在本領域中是眾所周知的。通常用來使多孔材料具有導電性的金屬包括、但不限于，銅、鎳、銀、鈀、鉑、鍍鎳的銀、鋁、錫、或它們的合金。使多孔材料的內表面積人具有導電性的非金屬材料的實例包括、但不限于，固有地具有導電性的聚合物諸如d-聚乙炔，d-聚(亞苯基亞乙烯基)，以及d-聚苯胺，以及它們的組合。
本發(fā)明的多孔屏蔽材料，也可包括棉麻織物或外部的編織物層，來為屏蔽材料提供磨損耐受力。編織物可以是紡織的、非紡織的或編結的織物。在任一種情況下，這種棉麻織物都是多孔材料。
這種多孔屏蔽材料應優(yōu)選能呈現(xiàn)出高度的屏蔽效力。在這一方面，屏蔽裝置的屏蔽效力是通過這種材料傳送的信號衰減的量度。按照本發(fā)明，多孔屏蔽材料優(yōu)選在1兆赫至1仟兆赫頻率的傳送阻抗試驗中能呈現(xiàn)出至少65分貝(dB)的平均屏蔽效力。更優(yōu)選平均屏蔽效力(SE)至少為約80dB，最優(yōu)選至少約90dB。
在一個具體的實施方案中，按照本發(fā)明所用的多孔材料是敷金屬的泡沫塑料(即一種泡沫材料，在這種泡沫塑料的內表面面積上至少沉積著一層金屬層)。敷金屬的泡沫塑料的實例可從許多來源買到。一種商業(yè)供應來源是位于俄亥俄州Chardon的Eltech System Corp.，另一個商業(yè)供應來源是位于密蘇里州圣路易斯市的LairdTechnologies Inc.，。
按照本發(fā)明，多孔材料的內部表面提供有效數量的阻燃劑。換言之，阻燃劑是在相互聯(lián)接著的間隙(或孔隙)表面上偏布于整個材料分散配置的。在本發(fā)明的上下文中，“有效數量”是意指阻燃劑達到這樣的數量，它能夠為屏蔽材料提供至少臥式的燃燒級別，并同時保持z-軸的電導率或體電阻率足夠用于EMI屏蔽應用。阻燃性是用保險實驗室標準(Umderwriters Laboratories Standard.)No.94，“裝置和用具中塑料部件的可燃性試驗”(1991)方法來測定的。在一個更優(yōu)選的實施方案中，有效數量的阻燃劑為屏蔽材料提供了至少HF-1級或HB級的UL94立式燃燒級別。更優(yōu)選是能提供至少V1、V2或V0級別的UL94燃燒級別。同樣，這種屏蔽材料優(yōu)選呈現(xiàn)出大約20歐姆·厘米(Ω·cm)或更低的體電阻率(在未受壓縮狀態(tài))，更優(yōu)選約1Ω·cm或更低的體電阻率，最優(yōu)選0.05Ω·cm或更低的體電阻率。一種確定體電阻率的方法是同ASTM D991標準所描述的方法。如本領域技術人員所熟悉的，遍及材料中分散的阻燃劑的實際數量會由于許多因素而發(fā)生變化。一般，遍及材料中分散的阻燃劑的數量應該為大約每平方碼10盎司(0psy)或更低，優(yōu)選約3opsy或更低，更優(yōu)選約1opsy或更低。不過，這些參數可以容易地通過本領域技術人員按照本發(fā)明講授的方法來確定。
本發(fā)明的阻燃材料是以多種形式把阻燃劑配置到材料的內表面上。在一個實施方案中，阻燃劑是作為比較薄的涂布物徹底分散在整個材料中的。在另一個實施方案中，阻燃劑是以粘附在內表面的顆粒形式，徹底分散在整個材料中的。雖然不愿被理論所限制，但相信本發(fā)明阻燃性屏蔽材料的性質由于阻燃劑的分散性質，基本上沒有封閉的間隙(或孔隙)，從而使屏蔽材料電學性質明顯地保留變得容易。屏蔽材料電導性表面之間的電接觸于是可以存在，尤其是在形變過程之中。這一點與原有的阻燃性EMI屏蔽材料相反，后者的阻燃涂層太厚，以致發(fā)生間隙或孔隙的阻塞或封閉，從而降低了電接觸。這里指的“基本上沒有”被封閉的間隙(或孔隙)意指提供有阻燃劑的多孔材料只有少部份間隙(或孔隙)被封閉或堵塞。在一種更優(yōu)選的實施方案中，只有不到25％的間隙(或孔隙)被封閉，最優(yōu)選只有不到10％的間隙(或孔隙)被封閉。
在一個具體的實施方案中，阻燃劑是以配置在內部表面上的顆粒形式存在。在一個更優(yōu)選的實施方案中，顆粒物占據的表面，為提供有阻燃劑的屏蔽材料總的內表面面積的大約30％或更少，優(yōu)選20％或更少，更優(yōu)選10％或更少。在另一個實施方案中，阻燃劑是以厚度約12微米或更薄的薄涂層的形式存在，更優(yōu)選涂層厚度為5微米或更薄，還更優(yōu)選2微米或更薄。
所用的阻燃劑包括任意阻燃劑，諸如基于鹵素的和基于非鹵素的阻燃劑。在一個實施方案中，用的是一種基于磷酸鹽的阻燃劑。用作基于磷酸鹽的阻燃劑的實例有磷酸銨、烷基磷酸鹽、膦酸鹽化合物或它們的組合。所用的阻燃劑有代表性的實例包括，但不限于，十溴二苯基氧化物、十溴二苯基醚、三氧化銻、六溴環(huán)十二碳烷、亞乙基雙-(四溴鄰苯二甲酰亞胺)、雙(六氯環(huán)戊二烯基合)環(huán)辛烷、氯化的石蠟、三水合鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、氧化鋅、三-(1，3-二氯異丙基)磷酸鹽、膦酸、低聚膦酸鹽、聚磷酸銨(APP)、磷酸二氫銨(ADP)、磷酸三苯基酯(TPP)、磷酸二銨和單銨鹽或它們的任何混合物。在另外的實施方案中，阻燃劑基本上不含鹵素以便提供不含鹵素的阻燃材料。市售阻燃劑的具體實例由位于南卡羅來納州Spartanburg的Apex化學公司和紐約州Dobbs Ferry的AK20 Nobel公司出售。
在另外的實施方案中，一種聚合物涂層任選地被安置在間隙(或孔隙)的內表面和阻燃劑之間。已經有益地發(fā)現(xiàn)，屏蔽材料可以提供聚合物涂層，而不會明顯增加其可燃性。為屏蔽材料提供的聚合物涂層的數量可以是任意量，前提是它不會明顯降低材料的屏蔽效力并同時增加其可燃性。所用的聚合物材料的實例有均聚物、共聚物以及它們的混合物諸如聚(乙烯)、聚(磷腈)、聚(丙烯腈)、聚(苯乙烯)、聚(丁二烯)、增塑的聚(氯乙烯)、聚氯丁二烯(Neoprene)、聚碳酸酯、聚(醋酸乙烯基酯)、烷基纖維素、聚(對苯二甲酸乙二酯)、磷酸鹽和聚膦酸酯、環(huán)氧樹脂、苯乙烯和馬來酸酐的共聚物、三聚氰氨-甲醛樹脂以及氨基甲酸酯。最好是，用于涂布的聚合物材料是水溶性的或可在水中分散的聚合物。在一個具體的實施方案中，多孔材料的內部表面積上所提供的氨基甲酸酯聚合物涂層，按干燥涂層重量計算，少于大約每平方碼1盎司(opsy)，更優(yōu)選少于約0.6opsy。如本領域技術人員所熟悉知的，只要屏蔽材料的屏蔽效力和可燃性不受到有害的影響，聚合物涂層的量是可以變化的。
本發(fā)明的阻燃性屏蔽材料，是通過在足夠配送有效數量的阻燃劑到間隙的內表面的條件下，把上述屏蔽材料用阻燃劑浸漬而制備的。多孔材料可用本領域中任何已知的技術來浸漬。例如，可把多孔材料浸漬在含有阻燃劑的液體組合物中。多孔材料用阻燃劑浸漬的其它方法包括噴霧法。氣刀涂布，頂部和底部的直接涂布，槽模(擠出)涂布，輥襯刮刀涂布(間隙)，計量桿涂布，以及雙逆輥涂布。
在一個優(yōu)選的實施方案中，多孔材料是通過把該種材料浸沒在有足夠粘度的液體阻燃組合物中、并保持足夠時間以使組合物擴散遍及整個材料而浸漬的。過量的阻燃劑被除去(例如通過夾捏已浸漬的材料)以減少包藏的發(fā)生，在這以后浸漬過的材料用本領域中任何已知的技術來熟化。更優(yōu)選地，可用一種水溶液組合物浸漬聚合物泡沫材料以使泡沫材料潛在的溶脹降至最低。在本發(fā)明的上下文中，“水溶液”一詞意指用于液體組合物的溶劑大部份是水或水和可與水混溶的有機溶劑的組合。更優(yōu)選地是，溶劑中沒有不能與水混溶的有機溶劑。在一個實施方案中，熟化是通過把材料進行干燥(例如在室溫或者用烘箱)來實施的。不過，如本領域中技術人員所熟知的那樣，熟化方法的選擇要依賴于包含在組合物中的組份。
用來浸漬泡沫材料的液體阻燃劑組合物，可以容易地從一些供應商處買到，諸如Apex化學公司和Akzo Nobel公司，這在前面已經提及。這類液體組合物的粘度應該足夠低，以便容易地擴散(即滲透)遍及整個多孔材料中。最好是，這種液體阻燃劑組合物應具有約1000每秒厘泊(cps)或更低的粘度，更優(yōu)選大約500cps或更低，還更優(yōu)選100cps或更低。這樣，市售阻燃劑的粘度可以調節(jié)，使得除了改變涂布重量以外還使擴散能遍及整個多孔材料變得容易。供選擇地，液體組合物中可包含一種潤濕劑，以使阻燃劑組合物的擴散變得容易。所使用的潤濕劑包括、但不限于，表面活性劑(例如陽離子的、陰離子的、非離子的和兩性離子的)。并入組合物中的潤濕劑的數量為按重量過大約10％或更低，優(yōu)選約4重量％或更低，更優(yōu)選2重量％或更低。
在另一個實施方案中，液體阻燃劑組合物也包括一種聚合物載體，使得在多孔屏蔽材料的間隙或孔隙內表面上形成薄的阻燃劑涂層變得容易。所使用的聚合物載體包括上述聚合物材料，其中優(yōu)選水溶性的或可在水中分散的聚合物。在一個具體的實施方案中，使用的是基于水的氨基甲酸酯聚合物組合物。阻燃劑對聚合物載體的比率基于干燥重量計算應在1∶1至5∶1范圍內，更優(yōu)選基于干燥重量計算為大約2∶1至約3∶1的比率。
如前所述，這種屏蔽材料可供選擇地提供聚合物涂層而不增加屏蔽材料的可燃性。在這一實施方案中，屏蔽材料首先用聚合物涂布組合物浸漬。從已浸漬過的屏蔽材料上除去過量聚合物涂布材料以使封閉的間隙減至最少，并供選擇地在應用阻燃劑以前熟化它(即干燥)。
按照本發(fā)明，多孔材料用阻燃劑浸漬的步驟導致阻燃劑被分散遍及整個材料中。本發(fā)明這種方法的一個有意義的優(yōu)點是，與先有方法比較，有等價或更大量的阻燃劑可被配置到材料中，而先有方法中僅有難得的一部份材料上提供有阻燃劑。用先有方法產生的難得的阻燃劑明顯地降低了材料的Z軸電導率或體電阻率。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，為屏蔽材料提供阻燃劑的方法導致屏蔽材料的體電阻率的增加不超過10倍，優(yōu)選體電阻率的增加不超過約1倍，更優(yōu)選不超過0.1倍。同樣，一旦提供阻燃劑之后，這種屏蔽材料的平均屏蔽效力的降低不應超過30％，更優(yōu)選不超過20％，還更優(yōu)選不超過10％。
以下非限制性的實施例說明了按本發(fā)明生產的阻燃劑泡沫材料的獨特性質。
實施例實施例1市售全部涂敷金屬織物在泡沫塑料上的屏蔽材料，是用可從Apex化學公司買到的未經稀釋的Apex 911阻燃劑(粘度25cps)涂敷的。從Laird Techrologies在線生產的織物在泡沫塑料上的產品CF0040-4和CF0125-4上，分別取下兩種厚度不同的(1.0毫米和3.2毫米)織物在泡沫塑料上的屏蔽材料。把5″×11″的導電性泡沫塑料片浸漬在含有阻燃劑的5″×12″盤中。然后把泡沫塑料片在10psi壓力之下，用雙橡膠夾輾壓機進行壓軋。填塞以后，把涂布好的泡沫塑料片，在攝氏110°的烘箱中干燥約25分鐘。涂布好的泡沫塑料片用回測可看出沒有封閉的孔隙。Apex 911涂布重量經測定，對3.2毫米厚的片材料為4.34opsy(每平方碼的盎司數)，對1.0毫米厚的片材為1.76opsy，樣本被切成
的棒狀試樣，并將其置于UL94立式燃燒(V)試驗中。燃燒試驗結果列舉在下面的表1中。
表1
阻燃劑織物在泡沫塑料上的兩種試樣，都以V0燃燒級別通過了UL94立式燃燒試驗。這些材料的V0燃燒級別也由UnderwritersLabratories獨立地證實。用上述方法也獲得了用其它阻燃劑Apex2080和Fyrol FR-2(Akzo Nobel公司)的室內V0級燃燒級別。
實施例2從俄亥俄州Chardron的Eltech Systems公司買到的1.75毫米厚的導電性泡沫塑料試樣按照本發(fā)明方法處理。這種導電性泡沫塑料是每平方米鍍有30克鎳的涂布碳的聚氨酯泡沫塑料，以產品編碼2620出售。一組泡沫塑料試樣(n＝5)不作處理，把它們作為對照物。第二組5″×7″導電性泡沫塑料片(n＝5)被浸漬在包含未稀釋的耐火材料911和1重量百分數(重量％)Pentrapex 1924(潤濕劑)的5″×7″盤中，耐火材料911是由Apex化學品公司涂布的，Pentrapex 1924也是從Apex化學品公司買來的。然后把上述泡沫塑料片在10psi壓力之下用雙橡膠夾輾壓機壓軋。填塞之后，把涂布的泡沫塑料塑料片在攝氏110度干燥約25分鐘。第三組泡沫塑料試樣(n＝5)首先用基于水的氨基甲酸酯涂布(用Soluol化學品公司生產的Solucote1024-4C)。5″×7″的導電性泡沫塑料片被浸沒在包含稀釋的基于水的氨基甲酸酯涂布物溶液的5″×12″的塑料盤中[200克氨基甲酸酯(Solucote)在800克去離子水中]。泡沫塑料片被浸入氨基甲酸酯涂布物中以后，在10psi壓力下用雙橡膠夾輾壓機填塞。填塞后把涂布的泡沫塑料片在140攝氏度的烘箱中干燥約20分鐘。試樣干燥后，再按上述實驗操作在未稀釋的耐火材料911中浸漬，并在攝氏100度溫度的烘箱中干燥。第四組泡沫塑料試樣(n＝5)只用氨基甲酸酯涂布。涂布過的試樣經目測可看出沒有封閉的孔隙。從三個(3)組(即未涂布的、用911涂布過的和用氨基甲酸酯加上911涂布的三組)中取出的樣本被切割成長5″、寬
的棒狀試樣，并置于UL94立式(V)燃燒試驗中。燃燒試驗的結果被列舉在表2中。
這些樣本也被用于涂布重量、表面電阻率(4點)、屏蔽效力(SE)以及對壓力的耐受性等特性的分析。涂布重量和表面電阻率數據被列出于表3中。屏蔽效力和對壓力的耐受特性(即體電阻對于壓縮的函數關系)被分別描繪在圖1和圖2中。
表2
*NT-由于材料較早失效而未試驗表3
表3中的數據和圖1、圖2指出，用分散的阻燃劑提供的泡沫塑料屏蔽材料所呈現(xiàn)的性質和供對照用的材料相比基本上沒有改變。例如，涂布過的材料呈現(xiàn)的表面電阻率最多增加4.3倍(0.4483ohm/sq.÷0.1036ohm/sq.＝4.3)。如圖1所示，材料的屏蔽效力降低不超過23％。同樣，圖2顯示對照物對壓力耐受性的圖形和涂布有阻燃劑的試樣是類似的。
實施例3把實例1中厚度為1.5毫米的全部導電性織物的泡沫塑料上的屏蔽材料試樣，用來稀釋的Apex 911(含有和未含氨基甲酸酯)浸漬，并單獨用氨基甲酸酯浸漬。上述材料是從Laird Technologies公司在線生產的織物在泡沫塑料上的產品CF0060-4購得的。材料試樣按上述實驗操作浸漬，只是在911阻燃劑中包含0.2重量％的Pentrapex1924。涂布的試樣經目測可看出沒有封閉的孔隙。試樣3(氨基甲酸酯涂布+911涂布)的樣本也在電子顯微鏡下檢驗，以評估阻燃的分布性質。孔隙的內表面被觀察到含有粘附的顆粒，后者占據內表面積的不到10％。顆粒物也被測定出含有三價磷的材料，相應于在Apex 911中發(fā)現(xiàn)的磷酸銨鹽。涂布過的材料和未涂布過的對照材料的表面電阻率、涂布重量和UL94 V0級阻燃性數據被列出于表4中，材料的屏蔽效力和試樣對壓力的耐受特性分別顯示在圖3和圖4中。效力和試樣對壓力的耐受特性分別顯示在圖3和圖4中。
表4
表4中的數據和圖3、圖4表明，提供有阻燃劑的織物在泡沫塑料上的屏蔽材料呈現(xiàn)出的屏蔽能力和對照物比較基本上沒有改變。涂布材料呈現(xiàn)出的表面電阻率最多增加不到3倍(0.038ohm/sq.÷0.014ohm/sq.＝2.71)。如圖3所示，對照試樣呈現(xiàn)出的平均屏蔽效力為95分貝，而單獨涂布阻燃劑以及除阻燃劑以外還預涂氨基甲酸酯的試樣所呈現(xiàn)的屏蔽效力分別為91和90分貝，即屏蔽效力的降低小于10％。同樣，圖4表明，對照試樣和涂布有阻燃劑的試樣對壓力耐受性的圖形也基本上是相類似的。
權利要求
1.一種電導性EMI屏蔽材料阻燃劑，它包含具有內部間隙的多孔材料，這種內部表面是具有導電性的，并且所說的間隙包含有效數量的阻燃劑。
2.權利要求1的屏蔽材料，其中所說的間隙具有電導性是由于至少有一層導電層被配置在所說的內部表面上。
3.權利要求2的屏蔽材料，其中所說的導電層是涂敷金屬層。
4.權利要求3的屏蔽材料，其中用于涂敷金屬層的金屬是選自銅、鎳、銀、鈀、鉑、鍍鎳的銀、鋁、錫和它們的合金。
5.權利要求1的屏蔽材料，其中所說的阻燃劑是全部分散在所說屏蔽材料的所說間隙中的顆粒形式。
6.權利要求5的屏蔽材料，其中所說的顆粒占據的表面積不超過所說間隙限定的總內部表面積的30％。
7.權利要求6的屏蔽材料，其中不超過20％的所說的內部表面積是被占據的。
8.權利要求7的屏蔽材料，其中不超過10％的所說的內部表面積是被占據的。
9.權利要求1的屏蔽材料，其中所說阻燃劑的形式是在間隙內部表面上的涂布物形式。
10.權利要求9的屏蔽材料，其中所說的涂敷物厚度為約12微米或更薄。
11.權利要求10的屏蔽材料，其中所說的厚度為約5微米或更薄。
12.權利要求11的屏蔽材料，其中所說的厚度為約2微米或更薄。
13.權利要求1的屏蔽材料，其中所說的屏蔽材料的體電阻率為大約20歐姆·厘米或更低。
14.權利要求13的屏蔽材料，其中所說的電阻率為大約1歐姆·厘米或更低。
15.權利要求14的屏蔽材料，其中所說的電阻率為大約0.5歐姆·厘米或更低。
16.權利要求1的屏蔽材料，其中所說的多孔材料是具有至少一層完全涂敷金屬層的開孔泡沫塑料。
17.權利要求16的屏蔽材料，其中所說的泡沫材料進一步還包括多孔的棉麻織物。
18.權利要求17的屏蔽材料，其中所說的泡沫材料是聚氨酯泡沫塑料。
19.權利要求1的屏蔽材料，其中有效數量的所說阻燃劑為所說的屏蔽材料提供至少HF-1級的UL94燃燒級別。
20.權利要求19的屏蔽材料，其中所說的屏蔽材料呈現(xiàn)出至少HB級的UL 94燃燒級別。
21.權利要求20的屏蔽材料，其中所說的屏蔽材料呈現(xiàn)出至少V2級的UL 94燃燒級別。
22.權利要求21的屏蔽材料，其中所說的屏蔽材料呈現(xiàn)出至少V1級的UL 94燃燒級別。
23.權利要求22的屏蔽材料，其中所說的屏蔽材料呈現(xiàn)出至少V0級的UL 94燃燒級別。
24.權利要求1的屏蔽材料，其中所說的阻燃劑是基于三價磷的阻燃劑。
25.權利要求24的屏蔽材料，其中所說的阻燃劑是一種磷酸銨鹽。
26.權利要求24的屏蔽材料，其中所說的阻燃劑是不合鹵素的。
27.權利要求1的屏蔽材料，其中所說的阻燃劑進一步包括一種聚合物載體。
28.權利要求27的屏蔽材料，其中的聚合物載體是一種水溶性或可在水中分散的聚合物。
29.權利要求1的屏蔽材料，其中所說的屏蔽材料具有至少約65分貝的平均屏蔽效力。
30.權利要求1的屏蔽材料，其中所說的屏蔽材料基本上沒有封閉的間隙。
31.一種生產阻燃、導電性EMI的屏蔽材料的方法，所說的方法包括用阻燃劑浸漬具有內部間隙的多孔材料，后者的內表面是導電性的，以提供有效數量的阻燃劑到所說間隙的內表面上。
32.權利要求31的方法，其中所說的間隙由于在內表面上配置著至少一層導電層而成為導電性的。
33.權利要求32的方法，其中所說的導電層是敷金屬的層。
34.權利要求33的方法，其中用于所說敷金屬層的金屬是選自銅、鎳、銀、鈀、鉑、鍍鎳的銀、鋁、錫、以及它們的合金。
35.權利要求31的方法，其中所說的阻燃劑是水溶液組合物的形式。
36.權利要求35的方法，其中所說的水溶液組合物進一步包括一種聚合物載體。
37.權利要求36的方法，其中的聚合物載體是一種水溶性的或可在水中分散的聚合物。
38.權利要求35的方法，其中用于所說水溶液組合物的溶劑是水以及可與水混溶的有機溶劑。
39.權利要求38的方法，其中所說的溶劑中沒有不能與水混溶的有機溶劑。
40.權利要求31的方法，它進一步包括熟化所說的已浸漬過的屏蔽材料。
41.權利要求31的方法，所說的阻燃劑是一種基于三價磷的阻燃劑。
42.權利要求41的方法，其中所說的阻燃劑是一種磷酸銨鹽。
43.權利要求31的方法，其中所說的有效數量提供體電阻率方面不多于約10倍的增加。
44.權利要求43的方法，其中所說的有效數量提供體電阻率方面不多于1倍的增加。
45.權利要求31的方法，其中所說的有效數量提供至少HF-1級的UL94燃燒級別。
46.權利要求45的方法，其中所說的有效數量提供至少HB級的UL94燃燒級別。
47.權利要求46的方法，其中所說的有效數量提供至少V2級的UL94燃燒級別。
48.權利要求47的方法，其中所說的有效數量提供至少V1級的UL94燃燒級別。
49.權利要求48的方法，其中所說的有效數量提供至少V0級的UL94燃燒級別。
全文摘要
公開了一種具有改進的屏蔽性質保持性的阻燃性EMI屏蔽材料。這種屏蔽材料把分散的阻燃劑提供到內部間隙的表面上。也公開了制造這種阻燃性屏蔽材料的方法。
文檔編號H05K9/00GK1653877SQ03810328
公開日2005年8月10日 申請日期2003年3月7日 優(yōu)先權日2002年3月8日
發(fā)明者L·克里西, K·休格 申請人:萊爾德技術公司