復(fù)合物及其模制品的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的復(fù)合物包含：(A)約10-84wt％的熱塑性樹脂；(B)約5-35wt％的第一填料；(C)約1-20wt％的第二填料；和(D)約10-60wt％的第三填料，其中第三填料(D)是導(dǎo)電纖維，且熱塑性樹脂(A)、第一填料(B)和第二填料(C)的熔點滿足以下關(guān)系式1：[關(guān)系式1]Tma-30℃＞Tmb，Tma+500℃＜Tmc(其中，Tma是熱塑性樹脂(A)的熔點(℃)，Tmb是第一填料(B)的熔點(℃)，且Tmc是第二填料(C)的熔點(℃))。
【專利說明】復(fù)合物及其模制品
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復(fù)合物及其模制品。更具體地，本發(fā)明涉及高剛度的電磁屏蔽復(fù)合物及其模制品，該復(fù)合物具有優(yōu)異的成型性能(processability)，并且可通過確保優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和EMI屏蔽性質(zhì)代替現(xiàn)有的金屬材料以減少制造成本。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁波是由靜電放電產(chǎn)生的噪聲，并已知不僅會對人體產(chǎn)生不利的影響，還會導(dǎo)致周圍的零件或裝置 遭受噪聲并失靈。近來，電磁波產(chǎn)生的可能性由于高效率、高功率消耗和高集成電氣/電子產(chǎn)品而迅速增加，且包括韓國在內(nèi)的許多國家正在加強(qiáng)電磁波的法規(guī)。
[0003]通常，現(xiàn)有技術(shù)中金屬材料已被用來屏蔽電磁波。例如，由于在便攜式顯示器，如移動電話、筆記本電腦、PDA和其他移動物品中使用IT支架(bracket)保護(hù)LCD，屏蔽電磁波，并充當(dāng)框架，因而該IT支架需要高剛度和EMI屏蔽性質(zhì)。近來，諸如鎂、鋁、不銹鋼等金屬主要被用作支架、框架等的材料。然而，盡管此類金屬殼可以有效地屏蔽電磁波，但是產(chǎn)品是通過壓鑄由金屬制造，從而產(chǎn)生高制造成本和高失敗率。
[0004]因此，已提出用熱塑性樹脂替換金屬的方法，熱塑性樹脂可易于模制并提供優(yōu)異的模制精度、經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)率。
[0005]由于代替金屬的現(xiàn)有的熱塑性樹脂具有20Gpa或更低的撓曲強(qiáng)度和約30dB(在IGHz)的電磁屏蔽效能(shielding effectiveness),因此現(xiàn)有的熱塑性塑料表現(xiàn)出比金屬低得多的剛度和EMI屏蔽性質(zhì)。已嘗試通過增加纖維含量提高撓曲強(qiáng)度。然而，該方法具有的問題是由于就沖擊強(qiáng)度、流動性和成型性能而言性質(zhì)不足，所以代替金屬的高纖維含量的熱塑性塑料難以實際應(yīng)用，而且由于極低的導(dǎo)電性和高表面電阻難以用作電子設(shè)備的材料。
[0006]近來，盡管具有高模量和30dB或更高的電磁屏蔽效能的產(chǎn)品使用50%或更高的碳纖維研制，但該產(chǎn)品不足以代替金屬并且難以加工。此外，此類材料由于它的低導(dǎo)電性被用作電子設(shè)備材料是個問題。例如，當(dāng)該材料被應(yīng)用到普通移動電話支架時，接地性能和天線性能有劣化的問題。
[0007]盡管普通高剛度樹脂經(jīng)受導(dǎo)電電鍍(conductive plating)以降低表面電阻以便解決上述問題，但存在由于電鍍、后處理等的成本增加問題，且樹脂可以在長時間使用后遭受表面剝離。
[0008]因此，需要新的材料，其就流動性、沖擊強(qiáng)度、導(dǎo)電性和電磁屏蔽效應(yīng)而言具有優(yōu)異的性質(zhì)，因而可以代替現(xiàn)有的金屬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009][技術(shù)問題]
[0010]本發(fā)明的一方面提供了一種復(fù)合物及其模制品，該復(fù)合物可以代替金屬并且被用作電子設(shè)備等的材料。
[0011]本發(fā)明的另一方面提供了一種復(fù)合物及其模制品，該復(fù)合物表現(xiàn)出杰出的成型性能，如注射模制性、高撓曲強(qiáng)度、低表面電阻、高導(dǎo)電率和高電磁屏蔽性質(zhì)。
[0012]本發(fā)明在另外的方面提供了一種復(fù)合物及其模制品，該復(fù)合物不需要后處理并提供杰出的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)率。
[0013]本發(fā)明在又一個方面提供了一種復(fù)合物及其模制品，該復(fù)合物表現(xiàn)出優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。
[0014]本發(fā)明在又一個方面提供了一種復(fù)合物及其模制品，該復(fù)合物通過提高的生產(chǎn)率和降低的制造成本而具有提高的產(chǎn)品競爭性。
[0015][技術(shù)方案]
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，復(fù)合物包含:約10重量％ (wt% )至約84￥〖％的(A)熱塑性樹脂；約5wt%至約35?1:%的⑶第一填料；約Iwt %至約2(^1:%的(C)第二填料；和約10wt%至約6(^1:%的(D)第三填料,其中該第一填料是比熱塑性樹脂熔點低的金屬，該第二填料是比熱塑性樹脂熔點高的金屬，且該第三填料是導(dǎo)電纖維。
[0017]在一個實施方式中，(A)熱塑性樹脂，(B)第一填料和(C)第二填料可具有滿足關(guān)系式I的熔點: [0018][關(guān)系式I]
[0019]Tma-30°C >Tfflb, Tma+500°C <TfflC
[0020](其中，Tffla是(A)熱塑性樹脂的熔點(V)，Tmb是(B)第一填料的熔點(V )，Tfflc是(C)第二填料的熔點(V ))。
[0021]第三填料可以以第一和第二填料總量的約I至約4倍的量存在。
[0022]第三填料可以以大于第一和第二填料總量的量存在。
[0023]第二填料可以表現(xiàn)出比第一填料更高的導(dǎo)電率。
[0024]第一和第二填料可以為粉末或纖維形式。
[0025]復(fù)合物可以具有⑶第一填料和(C)第二填料約1:1至約3:1的重量比。
[0026]第三填料可以為碳纖維或表面處理的碳纖維。
[0027]表面處理的碳纖維可以為具有經(jīng)受用金屬涂布或用樹脂上漿的表面的碳纖維。
[0028]涂布到碳纖維上的金屬可以包含至少一種選自由鋁、不銹鋼、鐵、鉻、鎳、黑鎳、銅、銀、金和鉬組成的組的金屬。
[0029]第三填料可以具有約3 μ m至約10 μ m的直徑。
[0030](A)熱塑性樹脂可以為結(jié)晶熱塑性樹脂。
[0031](A)熱塑性樹脂可以包括以下各項中的至少一種:聚縮醛、丙烯酸、聚碳酸酯、芳香族乙烯基、聚酯、乙烯基、聚苯醚、聚烯烴、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚芳酯(polyarylate)、聚酰胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚、聚硫化物、聚芳基砜(polyarylsulfone)、聚醚酰亞胺、聚醚砜、聚苯硫醚、氟、聚酰亞胺、聚醚酮、聚苯并噁唑、聚噁二唑、聚苯并噻唑、聚苯并咪唑、聚吡啶、聚三唑、聚吡咯烷、聚二苯并呋喃、聚砜、聚脲、聚磷腈和液晶聚合物樹脂。
[0032]該復(fù)合物可以進(jìn)一步包含至少一種添加劑，該添加劑選自由阻燃劑、增塑劑、偶聯(lián)劑(coupling agent)、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、脫模劑、分散劑、抗滴落劑,和耐候穩(wěn)定劑組成的組。
[0033](D)第三填料可以以大于或等于㈧熱塑性樹脂的量的量存在。
[0034]該復(fù)合物可以進(jìn)一步包含(E)含官能團(tuán)的抗沖改性劑。
[0035](E)抗沖改性劑可以通過與馬來酸酐、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸，或1I惡唑啉接枝聚合而官能化。
[0036]第一填料可以具有比第二填料低約700°C或更多的熔點。
[0037]本發(fā)明的另一方面涉及上述復(fù)合物的模制品。該模制品具有以下結(jié)構(gòu)，其中熱塑性樹脂形成連續(xù)相；包含第一、第二和第三填料的分散相分散在連續(xù)相中；該第一填料具有比該第二填料低約700°C或更多的熔點；且該第一填料連續(xù)地或間斷地包圍該第二填料的表面。
[0038]在一個實施方式中，該模制品可以具有:如根據(jù)ASTM D790在3.2mm厚的樣品上測量的，約25GPa或更高的撓曲模量；如根據(jù)ASTM D257在IGHz測量的，約40dB或更高的EMI屏蔽效能；和約5.0Ω.cm或更低的表面電阻。
[0039][有益效果]
[0040]本發(fā)明提供一種復(fù)合物及其模制品，該復(fù)合物通過確保杰出的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性以及低表面電阻而適用于EMI屏蔽，就流動性、模制性、經(jīng)濟(jì)效益、生產(chǎn)率和尺寸穩(wěn)定性而言表現(xiàn)出優(yōu)異的性質(zhì)， 不需要后處理，并且可以代替現(xiàn)有的金屬。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的復(fù)合物的示意圖。
[0042]圖2是根據(jù)本發(fā)明另一個實施方式的復(fù)合物的示意圖。
[0043]圖3示出了(a)比較例I的樣品的表面的掃描電鏡(SEM)圖像，和(b)銅(Cu)表面的能量散射光譜(EDS)圖像。
[0044]圖4示出了(a)實施例1的樣品的表面的SEM圖像，(b)錫(Sn)表面的EDS圖像，和(c)銅(Cu)表面的EDS圖像。
【具體實施方式】
[0045][最佳模式]
[0046]根據(jù)本發(fā)明，一種復(fù)合物包含:(A)熱塑性樹脂；(B)第一填料；(C)第二填料；和(D)第三填料。
[0047]在下文中，該復(fù)合物的組分將參考附圖詳細(xì)描述。
[0048](A)熱塑性樹脂
[0049]根據(jù)本發(fā)明，在不受限制的情況下，熱塑性樹脂可以為任何熱塑性樹脂。例如，該熱塑性樹脂可以包括聚縮醛、丙烯酸、聚碳酸酯、芳香族乙烯基、聚酯、乙烯基、聚苯醚、聚烯烴、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚芳酯、聚酰胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚、聚硫化物、聚芳基砜、聚醚酰亞胺、聚醚砜、聚苯硫醚、氟、聚酰亞胺、聚醚酮、聚苯并噁唑、聚噁二唑、聚苯并噻唑、聚苯并咪唑、聚吡啶、聚三唑、聚吡咯烷、聚二苯并呋喃、聚砜、聚脲、聚磷腈和液晶聚合物樹脂，且不限于此。這些化合物可以單獨(dú)或組合使用。
[0050]優(yōu)選地，該熱塑性樹脂是結(jié)晶熱塑性樹脂，更優(yōu)選為聚酰胺樹脂或聚酯樹脂。[0051]聚酰胺樹脂可以包括脂肪族聚酰胺樹脂、在其主鏈中包含芳族基團(tuán)的芳香族聚酰胺樹脂以及它們的共聚物或混合物。在一個實施方式中，該聚酰胺樹脂可以包括NYL0N6、NYL0N66、NYL0N46、NYL0N610、NYL0N612、NYL0N66/6、NYL0N6/6T、NYL0N66/61、NYL0N6T、NYL0N9T,NYLONlOT,NYLON MXD6和NYL0N6I/6T，而不限于此。優(yōu)選地，該聚酰胺樹脂為在其主鏈中包含芳族基團(tuán)的芳香族聚酰胺樹脂。當(dāng)主鏈包含芳族基團(tuán)時，該復(fù)合物可以表現(xiàn)出高剛度和強(qiáng)度。
[0052]在一個實施方式中，該聚酰胺樹脂具有約60°C至約120°C、優(yōu)選約80°C至約100°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在此范圍內(nèi)，該復(fù)合物可以在優(yōu)異的流動性、剛度和低吸濕性之間平衡。
[0053]此外，該 聚酰胺樹脂具有約10，000g/mol至約200，000g/mol、優(yōu)選約30，000g/mol至約100，000g/mol的數(shù)均分子量。在此范圍內(nèi)，該復(fù)合物就流動性和機(jī)械性能而言表現(xiàn)出優(yōu)異的性質(zhì)。
[0054]聚酯樹脂可以包括聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯，和聚萘二甲酸乙二醇酯，而不限于此。
[0055]聚縮醛樹脂可以為聚甲醛樹脂，而不限于此。
[0056]聚碳酸酯樹脂可以包括直鏈聚碳酸酯樹脂、支鏈聚碳酸酯樹脂、聚酯碳酸酯共聚物等。優(yōu)選地，該聚碳酸酯樹脂為基于雙酚A的聚碳酸酯。
[0057]丙烯酸樹脂可以包括芳香族(甲基)丙烯酸聚合物、脂肪族(甲基)丙烯酸聚合物以及它們的共聚物或混合物。在一個實施方式中，該丙烯酸樹脂可以為甲基丙烯酸甲酯的單聚合物，或者甲基丙烯酸甲酯與另一種乙烯基單體的共聚物。該乙烯基單體可以包括:甲基丙烯酸酯，包括甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯和甲基丙烯酸芐基酯；丙烯酸酯，包含丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己基酯和丙烯酸2-乙基己基酯；不飽和羧酸，包括丙烯酸和甲基丙烯酸；酸酐，包括馬來酸酐；含羥基酯，包括丙烯酸2-羥基己基酯、丙烯酸2-羥基丙酯和丙烯酸單甘油酯等。
[0058]聚烯烴樹脂可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯，以及它們的共聚物或混合物。此外，該聚烯烴樹脂可以包括它們的不規(guī)則的、全同立構(gòu)的和間同立構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
[0059]芳香族乙烯基樹脂可以包括聚苯乙烯、HIPS、ABS、SAN、ASA、MABS以及它們的組合。
[0060]根據(jù)本發(fā)明，(A)熱塑性樹脂形成連續(xù)相并以總復(fù)合物的約10wt%至約84wt%的量存在，例如，約30wt %至約80wt %,優(yōu)選約35wt %至約75wt %,更優(yōu)選約35wt %至約55wt%。在此范圍內(nèi)，該復(fù)合物就模量、強(qiáng)度、EMI屏蔽性質(zhì)和模制性而言表現(xiàn)出優(yōu)異的性質(zhì)。
[0061](B)第一填料
[0062]根據(jù)本發(fā)明，(B)第一填料可以為比(A)熱塑性樹脂熔點低的低熔點金屬。因此，當(dāng)(A)熱塑性樹脂進(jìn)行加工時，如熔體擠出等，(B)第一填料與(A)熱塑性樹脂一起熔化并包圍下文描述的(C)第二填料。
[0063](A)熱塑性樹脂、(B)第一填料和(C)第二填料可以具有滿足關(guān)系式I的熔點:
[0064][關(guān)系式I]
[0065]Tma-30°C >Tmb，Tma+500°C <Tmc[0066](其中，Tffla是(A)熱塑性樹脂的熔點(V)，Tmb是(B)第一填料的熔點(V )，Tfflc是(C)第二填料的熔點(V ))。
[0067]因此，⑶第一填料可以具有比㈧熱塑性樹脂的熔點低的固相線溫度(凝結(jié)結(jié)束的溫度)。優(yōu)選地，(B)第一填料具有比(A)熱塑性樹脂熔點低約30°C或更多的熔點。在這種情況下，在復(fù)合物的制備和填料之間網(wǎng)絡(luò)的形成中具有優(yōu)勢，且由于(B)第一填料充分地在熱塑性樹脂表面上排列，該復(fù)合物具有優(yōu)異的降低表面電阻的效果。
[0068](B)第一填料可以具有約185°C至約300°C的熔點。優(yōu)選地，⑶第一填料具有約190°C至約250°C的熔點，更優(yōu)選約200°C至約245°C。在此范圍中，該復(fù)合物表現(xiàn)出低表面電阻和優(yōu)異的穩(wěn)定性。
[0069]此外，⑶第一填料可以具有導(dǎo)電率，例如，約1.0X106s/m至約10X106s/m。在此范圍內(nèi)，該復(fù)合物表現(xiàn)出優(yōu)異的屏蔽性質(zhì)。
[0070](B)第一填料的實例可以包括鉍、針、鎘、鎵、銦、鉛、錫、它們的合金等等。優(yōu)選地，(B)第一填料是一種合金，其包含選自由錫、鉛和它們的組合組成的組的主組分，和選自由銅、鋁、鎳、銀、鍺、銦、鋅和它們的組合組成的組的亞組分。該第一填料可以為合金，其中熔合有高熔點金屬，并且該第一填料的熔點應(yīng)滿足關(guān)系式I。
[0071]該第一填料可以具有任何形狀而不受限制。例如，該第一填料可以為粉末或纖維形式，而不限于此。
[0072]根據(jù)本發(fā)明，(B)第一填料在總復(fù)合物中以約5wt%至約3(^七％的量存在，例如，約7wt%至約27wt%,優(yōu)選約10wt%至約25wt%,更優(yōu)選約10wt%至約20wt%。在此范圍內(nèi)，該復(fù)合物在導(dǎo)電性、流動性、沖擊強(qiáng)度和撓曲模量之間平衡。
[0073](C)第二填料
[0074]該第二填料在熱塑性樹脂的處理溫度不熔化，且包含具有比熱塑性樹脂高的熔點的金屬。在一個實施方式中，第二填料可以為具有比(B)第一填料高的導(dǎo)電性和熔點的金屬，或為包含上述金屬的無機(jī)材料。此處，術(shù)語“無機(jī)材料”包括除金屬之外的任何無機(jī)材料。優(yōu)選地，該第二填料包含具有比(B)第一填料的熔點高約700°C或更高的熔點的金屬。因此，由于該第二填料具有比熱塑性樹脂高約500°C或更多且比(B)第一填料高約700°C或更多的熔點，該第二填料在加工過程中不熔化并且有助于第一填料分散，從而允許復(fù)合物表現(xiàn)出優(yōu)異的屏蔽性質(zhì)。
[0075]在一個實施方式中，(C)第二填料可以具有約950°C或更多的熔點，例如，約1000 °C 至約 2000 °C。
[0076]此外，(C)第二填料可以具有約1.0X107s/m至10X107s/m的導(dǎo)電率。在此范圍內(nèi)，該復(fù)合物表現(xiàn)出優(yōu)異的屏蔽性質(zhì)。
[0077](C)第二填料的實例可以包括不銹鋼、鐵、鉻、鎳、黑鎳、銅、金、鉬、鈀、鈷、鈦、釩、銠、它們的合金、它們的混合物等等。這些物質(zhì)可以單獨(dú)或組合使用。例如，(C)第二填料可以為至少兩種這些材料的混合物，或可以涂布有至少一種金屬。在一個實施方式中，(C)第二填料可以為鐵-鉻-鎳合金。該第二填料可以為合金，其中熔合有低熔點金屬，并且該第二填料的熔點應(yīng)滿足關(guān)系式I。
[0078](C)第二填料可以為粉末或纖維形式。在一個實施方式中，(C)第二填料可以為金屬粉末形式，包括金屬珠、金屬纖維、金屬片和金屬枝狀晶體(dendrite)的球形金屬，而不限于此。這些物質(zhì)可以單獨(dú)或組合使用。優(yōu)選地，(C)第二填料為球形或片形。
[0079]當(dāng)(C)第二填料為金屬粉末或金屬珠形式時，(C)第二填料可以具有30μπι至300 μ m的平均粒徑。在此范圍內(nèi)，復(fù)合物可以在擠出時易于給料。
[0080]當(dāng)(C)第二填料為金屬纖維形式時，(C)第二填料可以具有約0.1mm至約15mm的長度和約10 μ m至約100 μ m的直徑。此外，金屬纖維可以具有約0.7g/ml至約6.0g/ml的密度。在此范圍內(nèi)，該復(fù)合物可以在擠出過程中合適地給料。
[0081]當(dāng)(C)第二填料為金屬片形式時，(C)第二填料可以具有約50 μ m至約500 μ m的平均尺寸。在此范圍內(nèi)，該復(fù)合物可以在擠出過程中合適地給料。
[0082]當(dāng)(C)第二填料為金屬枝狀晶體形式時，(C)第二填料可以具有約5μπι至約80 μ m的平均尺寸。在此范圍內(nèi)，由于可以保持填料和碳纖維之間的網(wǎng)絡(luò)，該復(fù)合物表現(xiàn)出提高的導(dǎo)電率。
[0083](B)第一填料與(C)第二填料的重量比在約1:1至約3:1的范圍內(nèi)，優(yōu)選從約
1.1:1至約2:1。在此范圍內(nèi)，該復(fù)合物表現(xiàn)出優(yōu)異的EMI屏蔽性質(zhì)、高剛度和高沖擊阻力。
[0084]根據(jù)本發(fā)明，(C)第二填料在總復(fù)合物中以約lwt%至約2(^七％的量存在，例如，約3wt%至約17wt%,優(yōu)選約5wt%至約15wt%,更優(yōu)選約IOwt%至約15wt%。在此范圍內(nèi)，該復(fù)合物在導(dǎo)電性、流動性、沖擊強(qiáng)度和撓曲模量之間平衡。
[0085]此外，當(dāng)復(fù)合物包含第一和第二填料時，從其制備的注射模制品具有約5.0Ω或更低的表面電阻，因此可以表現(xiàn)出高導(dǎo)電率。
[0086]⑶第三填料
[0087]第三填料可以為導(dǎo)電纖維。在一個實施方式中，該第三填料可以為碳纖維或表面處理的碳纖維。
[0088]該第三填料具有約3 μ m至約10 μ m的平均直徑,優(yōu)選約3.5 μ m至約7 μ m。在此范圍內(nèi)，該復(fù)合物可以表現(xiàn)出優(yōu)異的性質(zhì)和導(dǎo)電性。此外，該第三填料可以具有約4μπι至約100 μ m的長度。
[0089]該第三填料可以為短纖維、長纖維或桿狀纖維。在另一個實施方式中，該第三填料可以為纖維束(a bundle of fibers)。
[0090]表面處理的碳纖維是具有樹脂上漿(sizing)的表面或金屬涂布的表面的碳纖維。
[0091]在一個實施方式中，該碳纖維可以由PAN或浙青(pitch)制備。
[0092]在一個實施方式中，在碳纖維表面處理中使用的樹脂可以包括聚氨酯、聚酰胺、環(huán)氧樹脂等等。優(yōu)選地，該樹脂是聚酰胺或環(huán)氧樹脂。用特定樹脂表面處理碳纖維有助于碳纖維的分散并且可以在加工過程中減少單紗，從而改善復(fù)合物的性質(zhì)，如剛度、導(dǎo)電率等等。此處，樹脂具有約0.5 %至約7.5 %的上漿濃度，優(yōu)選約I %至約5 %。在此范圍內(nèi)，由于碳纖維的單紗，該復(fù)合物不經(jīng)受成型性能或撓曲模量的劣化，并由于碳纖維之間網(wǎng)絡(luò)的形成表現(xiàn)出優(yōu)異的導(dǎo)電率。上漿濃度可以通過熱重分析(TGA)測量。
[0093](A)熱塑性樹脂可以與上漿使用的樹脂一樣。例如，當(dāng)形成連續(xù)相的㈧熱塑性樹脂為聚酰胺樹脂時，用于碳纖維的上漿的樹脂可以為聚酰胺樹脂。此外，當(dāng)形成連續(xù)相的(A)熱塑性樹脂為環(huán)氧或聚酯樹脂時，用于碳纖維的上漿的樹脂可以為環(huán)氧樹脂。
[0094]碳纖維可涂布有金屬。在這種情況下，金屬可以涂布到約30nm至約200nm的厚度。在此范圍內(nèi)，該碳纖維不經(jīng)受金屬的分離或單紗的形成，并且可以表現(xiàn)出優(yōu)異的導(dǎo)電率和撓曲模量。
[0095]文中，涂布的金屬可以為任何導(dǎo)電金屬而不受限制。涂布的金屬可以包括鋁、不銹鋼、鐵、鉻、鎳、黑鎳、銅、銀、金、鉬等等。這些金屬可單獨(dú)或組合使用?？梢孕纬芍辽僖粚油繉?。
[0096]該第三填充劑在總復(fù)合物中以約10wt%至約60wt%的量存在,例如，約15wt%至約50wt %,優(yōu)選約20wt %至約45wt %,更優(yōu)選約25wt %至約40wt %。在此范圍內(nèi)，該復(fù)合物在導(dǎo)電性、流動性、沖擊強(qiáng)度和撓曲模量之間平衡。
[0097]在一個實施方式中，第三填料的量可以大于或等于(A)熱塑性樹脂的量。(A)熱塑性樹脂與(D)第三填料的重量比可以在約1:1至約1:1.5的范圍內(nèi)。在此范圍內(nèi)，該復(fù)合物在剛度和模制性之間平衡。
[0098]在另一個實施方式中，該第三填料可以以第一和第二填料總量的約I至4倍存在。第三填料的量可以大于第一和第二填料的總量。在一個實施方式中，(D)第三填料與第一和第二填料的總和(B+C)的比可以為1.8至2.5:1。在此范圍內(nèi)，該復(fù)合物可以具有優(yōu)異的性質(zhì)平衡。
[0099](E)含官能團(tuán)的抗沖改性劑
[0100]根據(jù)本發(fā)明， 該復(fù)合物可以可選地包含(E)含官能團(tuán)的抗沖改性劑。(E)含官能團(tuán)的抗沖改性劑具有以下結(jié)構(gòu)，其中熱塑性樹脂和高反應(yīng)官能團(tuán)被接枝到橡膠上。
[0101]在一個實施方式中，(E)含官能團(tuán)的抗沖改性劑可以通過將官能團(tuán)如馬來酸酐、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸或噁唑啉等接枝到橡膠上來制備，所述橡膠如乙烯-丙烯橡膠、異戍二烯橡膠、乙烯_辛燒橡膠、乙烯-丁烯-二烯單體、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯以及它們的組合。中間嵌段可以被氫化。
[0102]例如，(E)含官能團(tuán)的抗沖改性劑可以包含馬來酸酐接枝的聚乙烯(PE-g-MA)、馬來酸酐接枝的聚丙烯(PP-g-MA)、馬來酸酐接枝的乙烯-丙烯橡膠(EPR-g-MA)、馬來酸酐接枝的乙烯-辛烷橡膠(EOR-g-MA)、馬來酸酐接枝的乙烯-丙烯-二烯單體(EPDM-g-MA)、丙烯酸接枝的聚乙烯(PE-g-MA)、丙烯酸接枝的乙烯-丙烯橡膠(EPR-g-AA)、馬來酸酐接枝的乙烯-辛烷橡膠(EOR-g-MA)、丙烯酸接枝的乙烯-丙烯-二烯單體(EPDM-g-AA)、馬來酸酐接枝的苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS-g-MA)等等。這些物質(zhì)可以單獨(dú)或組合使用。
[0103](E)含官能團(tuán)的抗沖改性劑在總復(fù)合物中以約10wt%*更低的量存在，例如，約Iwt %至約IOwt %,優(yōu)選約3wt %至約8wt %,更優(yōu)選約4wt %至約7.5wt %。在此范圍內(nèi)，該復(fù)合物可以表現(xiàn)出優(yōu)異的沖擊強(qiáng)度和撓曲模量。
[0104]根據(jù)本發(fā)明，該復(fù)合物可以進(jìn)一步包含添加劑，如阻燃劑、增塑劑、偶聯(lián)劑、熱穩(wěn)定齊?、光穩(wěn)定劑、脫模劑、分散劑、抗滴落劑、耐候穩(wěn)定劑等等。
[0105]根據(jù)本發(fā)明，該復(fù)合物可以通過熱塑性樹脂組合物的常規(guī)模制方法模制。例如，組分被引入擠出機(jī)中并制備成粒料。制備的粒料可以通過注射模制、壓縮模制、鑄塑模制等形成各種形狀。
[0106]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的復(fù)合物的示意圖。參見圖1，模制的復(fù)合物可以具有以下結(jié)構(gòu)，其中熱塑性樹脂50形成連續(xù)相；第一、第二和第三填料10、20、30形成連續(xù)相中的分散相；且第一填料10連續(xù)地或間斷地包圍第二填料20的表面。[0107]圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的復(fù)合物的示意圖。參見圖2，模制的復(fù)合物可以具有以下結(jié)構(gòu)，其中熱塑性樹脂50形成連續(xù)相；第一和第二填料10、20、碳纖維30和含官能團(tuán)的抗沖改性劑40形成連續(xù)相中的分散相；且第一填料10連續(xù)地或間斷地包圍第二填料20的表面。
[0108]根據(jù)本發(fā)明，復(fù)合物的模制品可以具有:如按照ASTM D790在3.2mm的樣品上測量的，約25GPa或更高的撓曲模量；如按照ASTM D257在IGHz測量的，約40dB或更高的EMI屏蔽效能；和約5.0Ω或更低的表面電阻。
[0109]在一個實施方式中，模制品可以具有:如按照ASTM D790在3.2mm的樣品上測量的，約25GPa或更高的撓曲模量；如按照ASTM D257在IGHz測量的，約40dB或更高的EMI屏蔽效能；和約3.0Ω或更低的表面電阻。
[0110]在一個實施方式中，模制品可以具有:如按照ASTM D790在3.2mm的樣品上測量的，約25GPa或更高的撓曲模量；如按照ASTM D256在3.2mm的樣品上測量的，約8kgf -cm/cm或更高的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(Izod impact strength);和如在IGHz測量的,約5.0 Ω或更低的表面電阻。
[0111]根據(jù)本發(fā)明，由于復(fù)合物就電磁屏蔽、導(dǎo)電性、機(jī)械性能和模制性而言表現(xiàn)出優(yōu)異的性質(zhì)，該復(fù)合物可以被應(yīng)用到便攜式顯示器的LCD保護(hù)性支架和各種電磁屏蔽材料。
[0112]在下文中，將參考一些實施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實施例僅提供用于解釋說明，而不以任何方式被解釋為對本發(fā)明的限制。對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的詳細(xì)描述將為了清楚而省略。 [0113][發(fā)明模式]
[0114]實施例
[0115]實施例和比較例中使用的組分的詳情如下:
[0116](A)熱塑性樹脂
[0117](Al)使用熔點為 270。。的 PA66(ZYTEL101F, Dupont C0.，Ltd.)。
[0118](A2)使用熔點為 300。。的 PAlOT (TGP-3567, Evonik C0.，Ltd.)。
[0119](A3)使用熔點為 260。。的 PET (Al 100，Anychem C0.，Ltd.)。
[0120](A4)使用熔點為 240。。的 PA(T600，Toyobo C0.，Ltd.)。
[0121](B)第一填料
[0122](BI)使用熔點為 215°C 的焊粉(F05, Duksan H1-Metal C0.，Ltd.)。
[0123](B2)使用熔點為 220°C 的焊粉(SA35, Duksan H1-Metal C0.，Ltd.)。
[0124](C)第二填料
[0125](Cl)使用熔點為 1000°C或更高的涂布銀的銅(SCC，Sunkyoung S.T C0.，Ltd.)。
[0126](C2)使用熔點為 1000°C或更高的鎳粉(1231，Sulzer C0.，Ltd.)。
[0127](C3)使用熔點為900°C或更高的涂布鎳的石墨(2708，Sulzer C0.，Ltd.)。
[0128](D)第三填料
[0129](Dl)使用 PANEX PX35CA0250-65 (Zoltek C0.，Ltd.)，其用聚氨酯樹脂上漿，并具有2.75%的上漿含量和7.2 μ m的直徑。
[0130](D2)使用涂布鎳的碳纖維(Tenax MC, Toho C0.，Ltd.)。
[0131](D3)使用HT C603 (Toho Tenex C0.，Ltd.)，其用聚酰胺樹脂上漿并且具有3.5%的上漿含量和7.2 μ m的直徑。
[0132](E)抗沖改性劑
[0133](El)使用 SEBS (KRATON G1651, SHELL C0.，Ltd.)。
[0134](E2)使用 S.B.S 嵌段共聚物(TUFPRENE A, ASAHI CHEM C0.，Ltd.)。
[0135](E3)使用與馬來酸酐(MA)接枝的 EOR (EOR-g-MA) (FUSABOND MN493D, DUPONTC0., Ltd.)。
[0136](E4)使用與馬來酸酐(MA)接枝的 SEBS(SEBS-g-MA) (KRATON FG1901X, SHELLC0., Ltd.)。
[0137](F)熱穩(wěn)定劑和潤滑劑:IRGAN0X1010(CIBA chemical C0., Ltd.)作為熱穩(wěn)定劑，且乙烯基雙(硬脂酰胺)(ethylene bis (stearamide))作為潤滑劑，以1:1的比率混合,然后使用?；?00重量份的㈧到(E)的總量，加入0.5重量份的混合物。
[0138]實施例1至9和比較例I至9
[0139]組分以表1和表2中列出的量在常規(guī)混合器中混合，接著使用具有L/D = 35和Φ=45mm的雙螺桿擠出機(jī)擠出，并制備成粒料。制備的粒料在100°C干燥4小時，接著制備用于在290°C的注射模制溫度測試性質(zhì)和評估EMI和電阻率的樣品。樣品在23°C和50% RH靜置48小時，接著按照ASTM標(biāo)準(zhǔn)測量其性質(zhì)。
[0140]性質(zhì)評估
[0141](1)撓曲模量:撓曲模量按照ASTM D790在6.4mm厚的樣品上以2.8mm/min測量(單位:GPa)。
[0142](2)比重:比重按照ASTM D792測量。
[0143](3)螺旋流:粒料在2mm厚度的螺旋狀模具中在320°C的模制溫度和60°C的模具溫度下以50%的注射壓力和70%的注射速率以及使用6oz注射模制機(jī)進(jìn)行注射模制，接著測量注射模制產(chǎn)品的長度(單位:mm)。
[0144](4)EMI屏蔽性質(zhì):樣品在23°C和50% RH處靜置48小時，接著按照EMI D257在2t厚的樣品(6X6)上以 及在IGHz測量電磁屏蔽效能(單位:dB)。
[0145](5)表面電阻:制備具有IOmmX IOmm的面積的銅片,接著在3.2t厚的注射模制樣品上使用Asahi4201電阻表測量表面電阻(單位:Ω.cm)。
[0146]表1
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合物，包含: 約IOwt %至約84?1:%的⑷熱塑性樹脂； 約5wt%至約35wt%的⑶第一填料； 約Iwt %至約20wt5^tJ (C)第二填料；以及 約IOwt %至約60wt%的(D)第三填料， 其中，所述第三填料是導(dǎo)電纖維，并且所述(A)熱塑性樹脂、所述(B)第一填料和所述(C)第二填料具有滿足關(guān)系式I的熔點: [關(guān)系式I]
Tma-30°C >Tmb，Tma+500°C <Tmc (其中，Tma是所述㈧熱塑性樹脂的熔點(V ),Tfflb是所述⑶第一填料的熔點(V )，Tfflc是所述(C)第二填料的熔點(V))。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中，所述第三填料以所述第一填料和所述第二填料總量的約I至4倍的量存在。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中，所述第三填料以大于所述第一填料和所述第二填料總量的量存在。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中，所述第二填料比所述第一填料具有更高的導(dǎo)電率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中，所述第二填料為粉末或纖維形式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中，所述(B)第一填料與所述(C)第二填料的重量比在約1:1至約3:1的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中，所述第三填料是碳纖維或表面處理的碳纖維。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合物，其中，所述表面處理的碳纖維是具有經(jīng)受用金屬涂布或用樹脂上漿的表面的碳纖維。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合物，其中，涂布到所述碳纖維上的所述金屬包括選自由鋁、不銹鋼、鐵、鉻、鎳、黑鎳、銅、銀、金和鉬組成的組中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中，所述第三填料具有約3μ m至約10 μ m的直徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中，所述㈧熱塑性樹脂是結(jié)晶熱塑性樹脂。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中，所述(A)熱塑性樹脂包括以下各項中的至少一種:聚縮醛、丙烯酸、聚碳酸酯、芳香族乙烯基、聚酯、乙烯基、聚苯醚、聚烯烴、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚芳酯、聚酰胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚、聚硫化物、聚芳基砜、聚醚酰亞胺、聚醚砜、聚苯硫醚、氟、聚酰亞胺、聚醚酮、聚苯并噁唑、聚噁二唑、聚苯并噻唑、聚苯并咪唑、聚吡啶、聚三唑、聚吡咯烷、聚二苯并呋喃、聚砜、聚脲、聚磷腈和液晶聚合物樹脂。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，進(jìn)一步包括:至少一種選自由以下各項組成的組中的添加劑:阻燃劑、增塑劑、偶聯(lián)劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、脫模劑、分散劑、抗滴落劑和耐候穩(wěn)定劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中，所述(D)第三填料以下述量存在，其大于或等于所述(A)熱塑性樹脂的量。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，進(jìn)一步包含:(E)含官能團(tuán)的抗沖改性劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的復(fù)合物，其中，所述(E)含官能團(tuán)的抗沖改性劑通過用馬來酸酐、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸或噁唑啉接枝聚合而官能化。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其中，所述第一填料具有比所述第二填料低約700°C或更多的熔點。
18.一種根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項所述的復(fù)合物的模制品，所述模制品具有以下結(jié)構(gòu)，其中，熱塑性樹脂形成連續(xù)相；包含第一填料、第二填料和第三填料的分散相在所述連續(xù)相中分散；所述第一填料具有比所述第二填料低約700°C或更多的熔點；且所述第一填料連續(xù)或間斷地包圍所述第二填料的表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的模制品，其中，所述模制品具有:如按照ASTMD790在`3.2mm厚的樣品上測量的，約25GPa或更高的撓曲模量；如按照ASTM D257在IGHz測量的，約40dB或更高的EMI屏蔽效 能；和約5.0 Ω.cm或更低的表面電阻。
【文檔編號】C08K3/08GK103975023SQ201280060757
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月9日
【發(fā)明者】樸志權(quán), 林潤淑, 韓在鉉, 樸康烈 申請人:第一毛織株式會社