[发明专利]复合配料和复合制品

说明书

提供了复合配料(100)和复合制品(900)。复合制品包括至少两层(901)复合配料，该复合配料包括聚合物基质(101)和分布在聚合物基质内的导电颗粒(103)，导电颗粒按体积计形成为在复合配料的20％和50％之间。至少两层中的每层中的导电颗粒包括选自由纤维状、树枝状(201)和薄片(301)组成的组的至少一种形态，并且至少两层中的一个层中的导电颗粒的形态与至少两层中的另一个层中的导电颗粒的形态不同。复合配料包括聚合物基质和按体积计在30％和45％之间、铜/锡比在3/1和3/2之间的镀锡的铜导电颗粒，导电颗粒包括选自由纤维状、树枝状和薄片组成的组的至少两种形态。

技术领域

本发明涉及复合配料(formulation)和复合制品。更具体地，本发明涉及导电复合配料和导电复合制品。

背景技术

执行电磁干扰(EMI)屏蔽功能的材料可用于各种电子部件、电缆、组件和其他装置。这些材料通常通过降低或消除从其通过的电磁辐射而提供EMI屏蔽。通常，材料的EMI屏蔽效能尤其是在低频率下随着导电率的增加而增加。鉴于此，传统上已经将高导电性材料(诸如金属片、网状物、泡沫和其它金属材料)用于EMI屏蔽。然而，大多数金属材料很重和/或难以加工，这增加了制造成本并限制了设计灵活性。

电流EMI屏蔽材料的一种可行的替代物包括导电聚合物复合材料。某些导电聚合物复合材料是导电的并且可以经由传统的聚合物加工技术(诸如挤出和注塑成型)加工。然而，存在与将导电复合材料用于EMI屏蔽应用相关联的挑战。例如，在大多数情况下，增加填料负载同时增加了导电率并降低了机械性能。与导电率增加相关联的机械性能的降低在加工性/机械强度和EMI屏蔽效率之间产生折衷。

另外，聚合物复合材料通常表现出对频率的复杂依赖性。复合材料的聚合物组分的绝缘性质导致与金属相比复合材料的较低的导电率，并且随后在低频范围内较低的屏蔽效能。微米级导电颗粒填料嵌入聚合物中，导致微米长度级上的低导电率孔。颗粒的确切尺寸、形状和取向影响低导电率孔的分布，这继而影响高频范围中的屏蔽效能。在一些情况下，与诸如编织物的传统金属屏蔽件中的孔相比，微米级颗粒提供了较小孔的优点，导致在高频范围中较高的屏蔽效能。在其他情况下，孔导致在高频范围中非常差的屏蔽效能。聚合物复合材料中屏蔽性能的频率依赖性可能在薄的几何形状中加剧，这尤其具有挑战性，因为均匀材料的屏蔽效能甚至随着厚度的减小而单调地递减。

在本领域中期望与现有技术相比显示出一种或更多种改进的复合配料和复合制品。

发明内容

在一个实施例中，复合制品包括至少两层复合配料，每层的复合配料包括聚合物基质和分布在聚合物基质内的导电颗粒，导电颗粒包括按体积计在复合配料的20％和50％之间的浓度。在所述至少两层中的每层中的导电颗粒包括选自由纤维状、树枝状和薄片组成的组的至少一种形态，并且在所述至少两层中的一个层中的导电颗粒的形态与在所述至少两层中的另一个层中的导电颗粒的形态不同。

在另一个实施例中，复合制品包括部件和位于该部件上的复合配料的层，该复合配料包括聚合物基质和分布在该聚合物基质内的导电颗粒，导电颗粒包括按体积计在复合配料的20％和50％之间的浓度。层的厚度等于或小于0.75mm，导电颗粒包括选自由纤维状、树枝状和薄片组成的组的至少两种形态，并且该复合配料的层提供了在从0.01GHz至25GHz的频率范围内至少40dB的电磁屏蔽效能。

在另一个实施例中，复合配料包括聚合物基质和铜/锡比在3/1和3/2之间的镀锡的铜导电颗粒，该镀锡的铜导电颗粒包括按体积计在复合配料的30％和45％之间的浓度。镀锡的铜导电颗粒分布在聚合物基质中，并且包括选自由纤维状、树枝状和薄片组成的组的至少两种形态。

结合附图，通过以下更详细的描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，附图通过示例的方式示出了本发明的原理。

附图说明

图1是根据本公开的一个实施例的具有分布在聚合物基质中的添加剂的复合配料的示意图。