阻燃剂、电导性EMI屏蔽材料及其制造方法技术

公开了一种具有改进的屏蔽性质保持性的阻燃性ＥＭＩ屏蔽材料。这种屏蔽材料把分散的阻燃剂提供到内部间隙的表面上。也公开了制造这种阻燃性屏蔽材料的方法。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阻燃剂电导性EMI屏蔽材料，更具体地说，是涉及表现出改进的屏蔽性质保留时间的阻燃剂电导性EMI屏蔽材料。
技术介绍
在电子装置运作中的一个共同问题是，在设备的电子电路中产生电磁辐射。这类辐射会导致“电磁干扰”或称之为EMI，并从而干扰了一些邻近区域其它电子装置的运作。为改善EMI影响的普通解决方法是，开发能够吸收和/或反射EMI能量的屏蔽材料。这些屏蔽材料被用来使EMI仅局限于它的发射源，并使之和邻近发射源的其它装置绝缘。事实上，在美国，EMI屏蔽材料必须遵守商业联邦通信委员会(FCC)EMC有关规则作为EMI屏蔽材料出售。还有，对所有用于电子装置中的EMI屏蔽材料的一个目标是它们不仅必需遵从FCC的要求，还应该满足担保商实验室(Underwriter’sLabora tories，UL)对于阻燃性的标准。在这里的上下文中，EMI屏蔽材料需要做成是阻燃性的，即，能够达到UL标准No.94中“用于装置和用具部件的塑料材料的可燃性试验”的V-0级别，同时不损害为满足EMI屏蔽需要所必需的屏蔽性质。已经做过一些尝试，来提供呈现出阻燃性的EMI屏蔽材料(或填料)。典型地，EMI填料通过使用高度粘稠的阻燃材料，以提供以独特的阻燃剂层，后者随后被熟化。例如，美国专利No.4,857,668是致力于一种导电性编织物在泡沫塑料上形成的EMI填料，它公开了把一种氨基甲酸酯层配置在导电性织物的内部一面上。同样，美国专利No.6,248,393也是致力于导电性编织物在泡沫塑料上形成的EMI填料，它公开了用高度粘稠的阻燃剂组合物定界穿透织物从而使导电性织物的内部一面上形成独特的阻燃剂层。织物的定界穿透允许填料的外部基本上保持不被涂布，因而仍然是导电性的。然而，编织物被涂布的部份会由于阻燃剂的涂布而失去导电性。这样，虽然填充材料呈现出表面电阻率，但这些材料呈现的任何Z轴电导率或体电阻率将由于阻燃剂而剧烈下降。于是，本领域需要这样的EMI屏蔽材料，它既是阻燃性的，又能呈现出适宜于电磁屏蔽应用的Z-轴电导率或体电阻率。按此，本专利技术的一个目的是提供阻燃性EMI屏蔽材料，它呈现出Z-轴导电率或体电阻率，并提供生产这些材料的方法。专利技术概要本专利技术提供一种阻燃性电导EMI屏蔽材料，它包含具有内部间隙的多孔材料，间隙的内表面是导电性的，并且含有有效数量的阻燃剂。最好是，间隙的表面是由于在其内表面上配置了至少一层导电层而成为导电性的，该层更优选敷金属的层。用于敷金属层的金属包括铜、镍、银、钯、铂、镀镍的银、铝、锡，以及它们的合金。在一个实施方案中，阻燃剂是以颗粒形式完全地分散在整个屏幕材料的间隙中。在这个实施方案中，颗粒物占据的表面优选不超过间隙限定的内部总表面积的30％，更优选不超过20％，最优选不超过10％。在另一个实施方案中，阻燃剂是以涂布物的形式涂布在间隙的内表面上。在这个实施方案中，涂层厚度优选约12微米或更薄，更优选约5微米或更薄，还更优选约2微米或更薄。在上述这两种实施方案中，屏幕材料优选基本上没有封闭的间隙。一种优选的多孔材料是含有至少一层完全涂敷的金属层的开孔泡沫塑料，它供选择地可包括多孔的棉麻织物。开孔泡沫塑料的一个实例是聚氨酯泡沫塑料。本专利技术的屏幕材料有益地呈现出体电阻和阻燃性。这种屏幕材料优选的体电阻率为大约20欧姆·厘米或更低，更优选约1欧姆·厘米或更低，最优选约0.5欧姆·厘米或更低。有效数量的阻燃剂优选为屏蔽材料提供下列UL94燃烧级别当中的至少一种至少HF-1级；至少HB级；至少V2级；至少V1级或V0级。所用的阻燃的一个实例是基于三价磷的阻燃剂诸如一种磷酸铵盐。在另一个实施方案中，阻燃剂是不含卤素的。这种阻燃剂可供选择地包含一种聚合物载体，诸如水溶性的或可在水中分散的聚合物。最后，本专利技术的这种屏蔽材料呈现出至少约65分贝的平均屏蔽效力。本专利技术也提供生产上述屏蔽材料的方法。这种方法包括把具有内部间隙的多孔材料用助燃剂浸渍以便在间隙的内表面上提供有效数量的阻燃剂，该间隙的内表面是导电性的。阻燃剂优选用水溶液组合物的形式，后者可供选择地包括一种聚合物载体诸如水溶性的或可在水中分散的聚合物。最好是，用于水溶液组合物的溶剂是水和可与水混溶的有机溶剂，并且可供选择地不含与水不能混溶的有机溶剂。这种方法优选包括把已浸渍过的屏蔽材料进行熟化。有益地，这种方法在提供有效数量的阻燃剂的同时导致体电阻率的增加不大于约10倍，更优选体电阻率的增加不大于1倍。其它优选的实施方案已如前所述。按此，本专利技术提供一种屏蔽材料，它有益地呈现出此前未能达到过的阻燃性和电学性质。本专利技术的这些优点以及其它优点从下面列出的说明书中可以看得更为明显。附图简述附图说明图1是说明远场屏蔽效力(SE)对带有分散的本专利技术阻燃剂的屏蔽材料(1.75毫米厚的泡沫塑料)频率的函数图形未涂布的对照物 涂布了聚合物 涂布了阻燃剂(“FR”) 以及涂布了聚合物和阻燃剂 图2是说明用带有分散的本专利技术阻燃剂的屏蔽材料(1.75毫米的泡沫塑料)所做的体电阻对材料压缩的远场压力耐受性的函数图形未涂布的对照物 涂布了聚合物 涂布了阻燃剂(“FR”) 以及涂布了聚合物和阻燃剂 图3是说明远场屏蔽效力(SE)对带有本专利技术阻燃剂的屏蔽材料(1.5毫米厚的织物在泡沫塑料上的材料)频率的函数图形未涂布的对照物 涂布聚合物 涂布了阻燃剂(“FR”) 以及涂布了聚合物和阻燃剂 图4是说明用带有分散的本专利技术阻燃剂的屏蔽材料(1.5毫米厚的织物在泡沫塑料上的材料)所做的体电阻对材料压缩的远场压力耐受性的函数图形未涂布的对照物 涂布了聚合物 涂布了阻燃剂(“FR”) 以及涂布了聚合物和阻燃剂 专利技术详述按照本专利技术，提供了阻燃剂电导EMI屏蔽材料，后者呈现出阻燃性，同时没有使屏蔽能力发生明显的降低。有益地，已经发现导电性屏蔽材料可以使之具有阻燃性，而不会对电学性质造成明显的破坏，后者在使用普通的阻燃剂时是会发生的。本专利技术的阻燃性屏蔽材料包含具有内部间隙的多孔材料，其中间隙的内表面是电导性的并且包含有效数量的阻燃剂。具有内部间隙(或孔隙)并带有导电性表面的多孔材料，在本领域内是已知的，并且一般地用于EMI屏蔽方面。间隙(或孔隙)的内表面通过遍及整个材料的间隙或孔隙的相互连系的网络限定了“内表面面积”。在一个实施方案中，这种多孔材料是一种开孔的聚合物泡沫材料，诸如由热塑性高弹体(例如一种聚氨酯泡沫塑料)所制成的泡沫塑料。这些聚合物泡沫材料优选是由于它们的可变形性质，后者对于某些屏蔽应用是有益的。在一个更优选的实施方案中，每英寸泡沫材料有大约5至120个孔隙，更优选每英寸具有约50至70个孔隙。在屏蔽应用中，多孔材料的内表面通过沉积至少一层导电性材料，遍及整个材料内表面面积而使之具有导电性。典型地，在屏蔽应用中的导电性意指表面电阻率为大约300欧姆/平方或更低。导电材料可以是导电性填料的形式、金属层或导电性非金属层的形式。用于EMI屏蔽应用中的导电性填料的实例包括、但不限于，碳石墨，金属薄片，金属粉末，金属丝以及镀金属的颗粒物或它们的组合。多孔材料用填料浸渍以使填料分散遍及整个材料。敷金属层典型地是通过电镀或喷镀来施敷，这在本领域中是众所周知的。通常用来使多孔材料具有导电性的金属包括、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电导性ＥＭＩ屏蔽材料阻燃剂，它包含具有内部间隙的多孔材料，这种内部表面是具有导电性的，并且所说的间隙包含有效数量的阻燃剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：L克里西，K休格，
申请(专利权)人：莱尔德技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]