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作为传感器应用中微波吸收体的包含碳纳米管的聚酯组合物制造技术

技术编号:41065233 阅读:8 留言:0更新日期:2024-04-24 11:19
热塑性组合物包括:包含聚酯的热塑性聚合物组分;以及大于0.10wt%至约1.95wt%的碳纳米管(CNT)填料。根据自由空间法,在77GHz频率下观察时,组合物6in x 8in x 1/8in成型样品在透射模式下测量的吸收功率百分比为至少60%。在一些方面,聚酯包括聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)。其他方面包括制品(例如,雷达传感器、照相机、电子控制单元等),其包括含有微波吸收材料(吸收体)的成型零件。制品可具有至少两个开口,以允许微波辐射在位于传感器的印刷电路板中/上的发射天线和接收天线之间传输。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开内容涉及热塑性组合物,其包括聚酯和碳纳米管(cnt)填料,适合用作传感器应用中的微波吸收体。


技术介绍

1、汽车行业越来越多地使用电子雷达传感器为驾驶员提供具有诸如自适应巡航控制、停车/车道变换辅助、倒车警告、盲点检测、防撞等特征的辅助功能。为了使这些传感器有效运行,需要保护它们免受虚假电磁辐射源的影响。汽车的雷达传感器包括天线罩型塑料部件,它们对微波辐射基本透明,以及吸收体型塑料部件,它们捕获在一定频率范围内的微波能量,以保护传感器免受外部辐射干扰。这些塑料部件通常使用相对较高的注射压力和熔融温度注射成型成最终零件。由炭黑粉、石墨或碳纤维制成的微波吸收材料通常需要相对大量的碳填料,以在电磁波谱的k波段和w波段提供足够的屏蔽干扰。

2、电子雷达传感器用于汽车行业,以帮助驾驶员进行诸如巡航控制、车道变换、自动停车、盲点检测等操作。需要保护这些传感器免受电磁干扰,电磁干扰会损害它们的正常运行。金属(铝、不锈钢)是用于微波(mw)屏蔽的最常见材料,但它们很重,价格昂贵,需要复杂的加工才能成型为最终零件。

3、聚合物/碳复合材料因其密度低、成本低、易于成型和可制成大体积成型零件而被优选。碳填料捕获或偏转外壳壁中的mw辐射,保护腔体内的电子传感器。相对较高的介电常数和电导率,以及较大的介电和磁损耗是微波屏蔽中使用材料所需的一些特征。

4、微波辐射(频率约1-300ghz,波长约300-1mm)是汽车应用的雷达传感器的操作中最常用的em能来源。金属(例如,铝和不锈钢)、含有金属填料的聚合物复合材料,诸如铝片、不锈钢纤维和镀银聚酰胺纤维、金属化涂层、固有导电聚合物(聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等)、碳化硅、铁酸盐(fe2o3+ni/zn/cd/co氧化物)和羰基铁是用于屏蔽汽车雷达传感器免受微波电磁辐射损伤的一些材料。

5、雷达设计人员在选择微波雷达干扰材料时考虑了多种介电特性。复介电常数(实部和虚部)、材料吸收、反射或透射的辐射量、屏蔽效果、反射损失和衰减只是雷达传感器应用塑料部件制造中感兴趣的一些材料特性。当捕获微波能量时,入射辐射的频率和材料厚度也很重要,如果不消除或最小化,可能会干扰汽车电子传感器的正常工作。

6、碳(例如,粉末、薄片、纤维)正成为赋予聚合物电磁干扰性能的选择填料,未填充时,聚合物对微波辐射几乎是透明的。例如,当用于汽车引擎盖下外壳时,聚合物-碳复合材料可以通过防止外部或内部源的电磁辐射恶化传感器的电子性能来保护位于外壳内的雷达传感器。

7、本公开的各方面解决了这些和其他缺点。


技术实现思路

1、本公开内容的方面涉及热塑性组合物,其包括:包含聚酯的热塑性聚合物组分;以及大于0.10wt%至约1.95wt%的碳纳米管(cnt)填料。根据自由空间法,在77ghz频率下观察时,组合物的6in x 8in x 1/8in成型样品在透射模式下测得的吸收功率百分比为至少60%。在一些方面,聚酯包括聚对苯二甲酸丁二酯(pbt)。进一步的方面包括制品(例如,雷达传感器、照相机、电子控制单元等),其包括包含微波吸收材料(吸收体)的成型零件。制品可以具有至少两个开口,以允许微波辐射在位于传感器的印刷电路板内/上的发射天线和接收天线之间传输。

2、在又进一步的方面,本公开内容涉及形成热塑性组合物的方法,其包括:将包含聚酯的热塑性聚合物组分与大于0.10wt%至约1.95wt%的碳纳米管(cnt)填料混合以形成混合物;和成型混合物以形成热塑性组合物。根据自由空间法,在77ghz频率下观察时,热塑性组合物的6in x 8in x 1/8in成型样品在透射模式下测得的吸收功率百分比为至少60%。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种热塑性组合物,其包含:

2.根据权利要求1所述的热塑性组合物,其中所述聚酯包括聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚(对苯二甲酸环己烷二甲醇酯)(PCT)、聚对苯二甲酸乙二醇乙二酯(PETG)、聚对苯二甲酸乙二醇环己烷二甲醇酯(PCTG)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇二元酸酯(PCTA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、其共聚物或其组合。

3.根据权利要求1或2所述的热塑性组合物,其中所述组合物包含聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的热塑性组合物,其中所述CNT填料的平均直径为约5-15纳米(nm),表面积为至少100平方米/克(m2/g),体积电阻率小于10-3欧姆·厘米(Ω·cm)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的热塑性组合物,其中所述组合物的体积电阻率为至少1.0×1011Ω·cm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的热塑性组合物,其中当根据自由空间法在75GHz至110GHz的频率下观察时,所述组合物的6in x 8in x 1/8in的成型样品在透射模式下测量的吸收功率百分比为至少60%。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的热塑性组合物,其中所述组合物包含大于0.25wt%至小于1wt%的CNT填料,其中根据自由空间法在77GHz频率下观察时,所述组合物的6in x 8in x 1/8in成型样品在透射模式下测量的吸收功率百分比为至少74%。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的热塑性组合物,其中所述组合物进一步包含聚碳酸酯-硅氧烷共聚物。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的热塑性组合物,其中所述组合物包含大于0.25wt%至约1.95wt%的CNT填料,并且其中根据自由空间法在77GHz频率下观察时,所述组合物的成型样品具有至少-30dB/cm的衰减常数。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的热塑性组合物,其中所述组合物进一步包含至少一种附加添加剂,其中所述至少一种附加添加剂包括酸清除剂、抗滴剂、抗氧化剂、抗静电剂、着色剂、脱模剂、流动促进剂、润滑剂、脱释放剂、增塑剂、淬火剂、阻燃剂、UV反射添加剂、冲击改性剂、发泡剂、增强剂或其组合。

11.一种制品,其包含根据权利要求1至10中任一项所述的热塑性组合物。

12.根据权利要求11所述的制品,其中所述制品是用于内部或外部雷达传感器的微波吸收体。

13.根据权利要求11所述的制品,其中所述制品是用于雷达传感器、照相机或电子控制单元的微波吸收体。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的制品,其中所述制品包括发射天线、接收天线和至少两个开口,以允许微波辐射在所述发射天线和所述接收天线之间传输。

15.一种用于形成热塑性组合物的方法,其包括:

...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种热塑性组合物,其包含:

2.根据权利要求1所述的热塑性组合物,其中所述聚酯包括聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、聚(对苯二甲酸环己烷二甲醇酯)(pct)、聚对苯二甲酸乙二醇乙二酯(petg)、聚对苯二甲酸乙二醇环己烷二甲醇酯(pctg)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇二元酸酯(pcta)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚萘二甲酸丁二醇酯(pbn)、其共聚物或其组合。

3.根据权利要求1或2所述的热塑性组合物,其中所述组合物包含聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的热塑性组合物,其中所述cnt填料的平均直径为约5-15纳米(nm),表面积为至少100平方米/克(m2/g),体积电阻率小于10-3欧姆·厘米(ω·cm)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的热塑性组合物,其中所述组合物的体积电阻率为至少1.0×1011ω·cm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的热塑性组合物,其中当根据自由空间法在75ghz至110ghz的频率下观察时,所述组合物的6in x 8in x 1/8in的成型样品在透射模式下测量的吸收功率百分比为至少60%。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的热塑性组合物,其中所述组合物包含大于0.25wt%至小于1wt%的cnt填料,其中根据自由空间法在77ghz频率下观察时,所述组合物的...

【专利技术属性】
技术研发人员:N·希尔维
申请(专利权)人:高新特殊工程塑料全球技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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