用于电磁屏蔽的导电长纤维热塑性配混物制造技术

粒料形式的热塑性配混物包含热塑性树脂和导电纤维。导电纤维被热塑性树脂包围，并且分布在粒料内，以使得至少部分导电纤维各自基本被热塑性树脂围绕，并且由此与任意其它导电纤维的物理接触基本分隔开。另外，至少部分导电纤维包括长纤维。当热塑性配混物以约3.2mm的厚度模塑时，根据ASTM D4935，该热塑性配混物在约0.5GHz至约2.0GHz的频率范围内具有至少约60dB的电磁屏蔽效能，这使得该热塑性配混物可用于对热塑性配混物进行模塑用于屏蔽电磁干扰。磁干扰。磁干扰。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电磁屏蔽的导电长纤维热塑性配混物
[0001]优先权声明
[0002]本申请要求于2018年10月16日提交的美国临时专利申请系列号62/746,129(代理人案卷号12018029)的优先权，其通过引用纳入本文。
专利

[0003]本专利技术涉及导电长纤维热塑性配混物以及由其模塑的热塑性制品，其可用于屏蔽电磁干扰。
[0004]专利技术背景
[0005]电子系统、设备和装备无处不在。现代世界依赖于众多市场和行业的电子产品，例如航空航天、汽车、消费、娱乐、金融、工业、物流、制造、医疗、零售、电信和运输等。
[0006]随着电子设备的普及，对屏蔽电子设备免受电磁干扰(EMI)(有时也称为射频干扰(RFI))的手段需求日益增加。通常，EMI/RFI是由外部源(例如附近的电子设备)产生的电磁场。不利的是，EMI/RFI会对性能产生负面影响，甚至扰乱附近其他电子设备的运行。
[0007]通常，可以通过用常规屏蔽材料(例如金属或导电塑料)围绕电子设备来保护电子设备免受EMI/RFI干扰。然而，该常规屏蔽材料肯能具有缺陷。例如，金属可能是昂贵的，并且相对难以加工、成型和制造成用于EMI/RFI屏蔽应用的部件。金属还往往使最终用途产品的重量增加，这通常是不希望的。尽管仍然存在缺点，但是常规的导电塑料可以减缓金属的一些缺点。
[0008]常规的导电塑料通常通过将导电填料如金属粉末或金属纤维掺入聚合物基体中以提供导电塑料材料而制成。导电塑料材料方便地可以颗粒或粒料的形式提供，随后可以通过成型工艺如注塑或挤出将其加工成成型件。但是，为了达到或超过典型的EMI/RFI屏蔽要求，可能需要相对较多的导电填料。不利的是，与包括相对少量导电填料的导电塑料相比，包括相对大量导电填料的导电塑料可能具有相对较高的成本和相对更大的加工、成型和制造难度。另外，相对较高量的导电填料可导致最终用途产品的不希望的重量增加。
[0009]专利技术概述
[0010]因此，需要一种能够满足或超过典型的EMI/RFI屏蔽要求、同时避免上述缺点或使上述缺点最小化的导电塑料材料。
[0011]本专利技术的一个或多个方面能满足上述需求。
[0012]本专利技术的一方面是本公开所述的热塑性配混物。
[0013]本专利技术的另一方面是由本公开所述热塑性配混物模塑的热塑性制品。
[0014]本专利技术的另一方面是制备本公开中所述的热塑性配混物的方法。
[0015]根据本专利技术的一些方面，粒料形式的热塑性配混物包含热塑性树脂和导电纤维。导电纤维被热塑性树脂包围，并且分布在粒料内，以使得至少部分导电纤维各自基本被热塑性树脂围绕，并且由此与任意其它导电纤维的物理接触基本分隔开。另外，至少部分导电纤维包括长纤维。当热塑性配混物以约3.2mm的厚度模塑时，根据ASTM D4935，该热塑性配混物在约0.5GHz至约2.0GHz的频率范围内具有至少约60dB的电磁屏蔽效能，这使得该热塑
性配混物可用于对热塑性配混物进行模塑用于屏蔽电磁干扰。
[0016]参考以下的实施方式，本专利技术的特征将变得显而易见。本专利技术的上述各方面所涉及的特征存在多种变形。附加特征也可以纳入本专利技术的上述方面中。这些改进和附加特征可以单独存在或以任意组合存在。例如，除非另有说明，否则下文讨论的关于本专利技术的任意所述方面的多个特征可以单独地或以任意组合纳入本专利技术的任意其它所述方面中。
附图说明
[0017]图1是根据本专利技术的第一示例性实施方式的粒料形式的热塑性配混物的横截面图，其中，导电纤维被热塑性树脂包围并且分布在粒料内，使得导电纤维的至少第一示例性部分基本各自被热塑性树脂围绕，从而与任意其它导电纤维的物理接触基本分隔开。
[0018]图2是根据本专利技术的第二示例性实施方式的粒料形式的热塑性配混物的横截面图，其中，导电纤维被热塑性树脂包围并且分布在粒料内，使得导电纤维的至少第二示例性部分基本各自被热塑性树脂围绕，从而与任意其它导电纤维的物理接触基本分隔开。
[0019]图3是根据本专利技术的第三示例性实施方式的粒料形式的热塑性配混物的横截面图，其中，导电纤维被热塑性树脂包围并且分布在粒料内，使得导电纤维的至少第三示例性部分基本各自被热塑性树脂围绕，从而与任意其它导电纤维的物理接触基本分隔开。
[0020]图4是粒料形式的第一对比热塑性配混物(并非是本专利技术示例)的横截面图，其中，导电纤维并未分布在粒料内，使得至少部分导电纤维基本各自被热塑性树脂围绕，从而与任意其它导电纤维的物理接触基本分隔开。
[0021]图5是粒料形式的第二对比热塑性配混物(并非是本专利技术示例)的横截面图，其中，导电纤维并未分布在粒料内，使得至少部分导电纤维基本各自被热塑性树脂围绕，从而与任意其它导电纤维的物理接触基本分隔开。
[0022]图6是柱形图，显示了与两个比较例(这两个并非是本专利技术示例)相比，本专利技术的示例性实施方式的屏蔽效能(ASTM D4953)。
[0023]图7是对本专利技术示例性实施方式的机械性能与两个比较例(这两个并非是本专利技术示例)进行比较的雷达图(spider graph)。
[0024]图8是比较示例性实施方式的热塑性配混物和对比热塑性材料(其并非是本专利技术示例)的EMI屏蔽效能的柱形图。
[0025]图9A显示了示例性实施方式的热塑性基板(plaque)上的电阻测量。
[0026]图9B显示了对比热塑性基板(其并非是本专利技术示例)上的电阻测量。
具体实施方式
[0027]在一些实施方式中，本专利技术涉及热塑性配混物。
[0028]在其它实施方式中，本专利技术涉及由热塑性配混物模塑的热塑性制品。
[0029]在其它实施方式中，本专利技术涉及制造热塑性配混物的方法。
[0030]以下描述本专利技术的这些和其他实施方式的必需的和任选的特征。
[0031]如本文所用，术语“配混物”是指通过对纯聚合物和至少一种其它成分进行熔融混合或配混而得到的组合物或混合物，所述至少一种其它成分包括但不限于一种或多种添加剂和/或一种或多种其它聚合物。
[0032]本文所用，术语“纤维”是指单根纤丝或两根或更多根纤丝的束。
[0033]如本文所用，在一些实施方式中，术语“不含”某一成分或物质是指该组分或物质的量不是以故意方式存在的，并且在其它实施方式中，该术语是指不存在该成分或物质的功能有效量，并且在其它实施方式中，该术语是指该组分或物质的量不存在。
[0034]如本文中所用的，术语“长度”是指物体的最长尺寸。
[0035]如本文所用，术语“长纤维”是指长度与包含纤维的热塑性配混物的粒料的长度基本相等的纤维，所述粒料旨在于用于进一步加工以形成除粒料之外的热塑性制品。包括长纤维的热塑性配混物可以使用拉挤成型工艺来制造，该拉挤成型工艺包括拉动纤维的连续丝束通过树脂熔体，并进行冷却以提供拉挤成型型材，并且将拉挤成型型材切碎以提供粒料，如下文进一步所述。
[0036]如本文所用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.粒料形式的热塑性配混物，所述热塑性配混物包含：(a)热塑性树脂；和(b)导电纤维，所述导电纤维被热塑性树脂包围，并且分布在粒料内，以使得至少部分导电纤维各自基本被热塑性树脂围绕，并且由此与任意其它导电纤维的物理接触基本分隔开；其中，粒料具有粒料长度，各导电纤维具有纤维长度，并且，至少部分导电纤维各自的纤维长度基本上等于粒料长度；并且当热塑性配混物以约3.2mm的厚度模塑时，根据ASTM D4935，该热塑性配混物在约0.5GHz至约2.0GHz的频率范围内具有至少约60dB的电磁屏蔽效能。2.如权利要求1所述的热塑性配混物，其中，至少约50％的导电纤维各自基本被热塑性树脂围绕，并且与任意其它导电纤维的物理接触基本分隔开。3.如权利要求1或权利要求2所述的热塑性配混物，其中，至少约99％的导电纤维各自基本被热塑性树脂围绕，并且与任意其它导电纤维的物理接触基本分隔开。4.如权利要求1至3中任一项所述的热塑性配混物，至少部分导电纤维各自进行取向，以使得纤维长度与粒料长度基本平行。5.如权利要求1至4中任一项所述的热塑性配混物，其中，至少约50％的导电纤维各自的纤维长度基本等于粒料长度，并且至少约50％的导电纤维各自进行取向，以使得纤维长度与粒料长度基本平行。6.如权利要求1至5中任一项所述的热塑性配混物，其中，至少约99％的导电纤维各自的纤维长度基本等于粒料长度，并且至少约99％的导电纤维各自进行取向，以使得纤维长度与粒料长度基本平行。7.如权利要求4至6中任一项所述的热塑性配混物，其中，粒料长度范围为约5mm至约30mm。8.如权利要求4至7中任一项所述的热塑性配混物，其中，粒料长度范围为约6mm至约12mm。9.如权利要求1至8中任一项所述的热塑性配混物，其中，各导电纤维由单根纤丝或两根或更多根纤丝的束组成。10.如权利要求1至9中任一项所述的热塑性配混物，其中，导电纤维选自：金属纤维、金属涂覆纤维、金属混杂纤维、或它们的组合。11.如权利要求10所述的热塑性配混物，其中，金属纤维选自包含铝、铬、钴、铜、金、铁、镍、银、不锈钢、锡、钨、锌、它们的合金以及它们的组合的纤维。12.如权利要求10所述的热塑性配混物，其中，金属涂覆的纤维各自包括：涂覆有金属的非金属纤维，其中，所述非金属纤维选自丙烯酸、芳族聚酰胺、碳、尼龙、聚酯、聚烯烃及它们组合的纤维，并且所述金属选自铝、铬、钴、铜、金、铁、镍、银、不锈钢、锡、钨、锌、它们的合金以及它们的组合。13.如权利要求1至12中任一项所述的热塑性配混物，其中，导电纤维选自：不锈钢纤维、镀镍碳纤维及它们的组合。14.如权利要求1至13中任一项所述的热塑性配混物，其中，热塑性树脂选自：聚缩醛、聚丙烯酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：艾维恩股份有限公司，
类型：发明
国别省市：