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CN101668803B - 导电聚合物组合物，其制备方法和包含它的制品 - Google Patents

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CN101668803B CN2008800140512A CN200880014051A CN101668803B CN 101668803 B CN101668803 B CN 101668803B CN 2008800140512 A CN2008800140512 A CN 2008800140512A CN 200880014051 A CN200880014051 A CN 200880014051A CN 101668803 B CN101668803 B CN 101668803B
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Abstract

本文公开的是制造导电聚合物组合物的方法，其包括在挤出机中共混包括热塑性有机聚合物的有机聚合物组合物；包括金属纤维的导电填料组合物；和电绝缘组合物；其中在将所述有机聚合物组合物供入挤出机的位置的下游将所述电绝缘组合物供入挤出机中，以及其中在将所述电绝缘组合物供入挤出机的位置的下游位置将所述导电填料组合物供入挤出机中。

Description

导电聚合物组合物,其制备方法和包含它的制品
背景技术
本公开内容涉及导电聚合物组合物、其制备方法和包含它的制品。
电子产品发射电磁辐射，这些电磁辐射会不利地影响位于这些产品附近的其它电气产品的性能。因此期望使电子产品例如电脑、文字处理器、显示屏、手机、DVD播放器、数码相机、家用电器等屏蔽发出的电磁辐射。
金属涂层已经用于使电子产品和用户屏蔽电磁辐射。金属涂层不是很柔软，不容易制造并且因此对许多应用而言不实用。此外，金属涂层会是昂贵的，使得它们的应用在经济上不实用或不理想。
提供电磁屏蔽的聚合物组合物在商业上可得，但是这些组合物通常含有大量导电填料。大量导电填料的混入一般使这些聚合物组合物的加工容易性降低。大量导电填料还降低抗冲强度。
另外，大量导电填料的使用对聚合物组合物的机械性能不利。例如，随着导电填料的量增大，抗张弹性模量增大，但是这通常伴随着延展性的降低。
因此期望具有提供有效电磁屏蔽的导电聚合物组合物，该组合物柔软、易于制造、而且保持良好的机械强度和加工性能。
概述
本文公开的是一种导电聚合物组合物，其包含包括热塑性有机聚合物的有机聚合物组合物；包括金属纤维、金属涂布纤维或包含上述金属纤维和金属涂布纤维中至少一种的组合的导电填料组合物；和电绝缘组合物；其中所述导电聚合物组合物具有大于或等于约4千兆帕的挠曲模量和在10kg-f/cm2载荷下测定的约5-约100的熔体流动指数。
本文还公开的是制造导电聚合物组合物的方法，其包括在挤出机中共混包括热塑性有机聚合物的有机聚合物组合物；包括金属纤维、金属涂布纤维或包含上述金属纤维和金属涂布纤维中至少一种的组合的导电填料组合物；和电绝缘组合物；其中在将所述有机聚合物组合物供入挤出机的位置的下游将所述电绝缘组合物供入挤出机中，以及其中在将所述电绝缘组合物供入挤出机的位置的下游位置将所述导电填料组合物供入挤出机中。
详述
本文公开的是包含热塑性有机聚合物组合物、导电填料组合物和电绝缘组合物的导电聚合物组合物。所述导电有机聚合物组合物可以有利地在市售加工装置例如挤出机或注塑机中加工。除了容易加工之外，所得的导电聚合物组合物具有均匀分散的导电填料组合物，其可以提供大于或等于约20分贝(dB)的电磁屏蔽。
所述有机聚合物组合物包括热塑性聚合物。该有机聚合物组合物包括热塑性半结晶聚合物、无定形聚合物或者半结晶聚合物与无定形聚合物的共混物。可以使用热塑性聚合物的共混物或者热塑性聚合物与热固性聚合物的共混物。所述有机聚合物组合物可以包括均聚物、共聚物例如星型嵌段共聚物、接枝共聚物、交替嵌段共聚物或无规共聚物、离聚物、枝状物、或包含上述有机聚合物类型中至少一种的组合。
可以用于所述导电聚合物组合物中的有机聚合物的实例包括聚缩醛、聚烯烃、聚丙烯酸类、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚芳基化合物、聚芳基砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚苯并噁唑、聚苯酞、聚缩醛、聚酸酐、聚乙烯基醚、聚乙烯基硫醚、聚乙烯醇、聚乙烯基酮、聚卤代乙烯、聚乙烯基腈、聚乙烯基酯、聚磺酸盐、聚硫化物、聚硫酯、聚砜、聚磺酰胺、聚脲、聚膦腈、聚硅氮烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯、全氟烷氧基乙烯、聚一氯三氟乙烯、聚偏二氟乙烯等、或包含上述有机聚合物中至少一种的组合。
可以用于所述导电聚合物组合物中的有机聚合物共混物的合适实例包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/尼龙、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/聚氯乙烯、聚苯醚/聚苯乙烯、聚苯醚/尼龙、聚砜/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯/热塑性聚氨酯、聚碳酸酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯、尼龙/弹性体、聚酯/弹性体、聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯、缩醛/弹性体、苯乙烯-马来酐/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚醚醚酮/聚醚砜、聚醚醚酮/聚醚酰亚胺、聚乙烯/尼龙、聚乙烯/聚缩醛等。
一种实施方案中，所述有机聚合物组合物的用量为所述导电聚合物组合物总重量的约5-约70重量百分比(wt％)，特别地约10-约65wt％，更特别地约15-约60wt％，甚至更特别地约20-约55wt％。
所述导电填料组合物包括金属纤维或金属涂布纤维。金属纤维可以包括不锈钢纤维、铝纤维、铜纤维、镍纤维、铝合金纤维、铜合金纤维等、或包含上述纤维中至少一种的组合。金属纤维一般是束状。示例性的金属纤维是可从Bekaert购得的约10,000根纤维一束的不锈钢纤维。该束用有机聚合物层(护套)涂布。
金属涂布纤维一般包含用导电金属涂布的电绝缘纤维。导电纤维也可以涂布金属层。电绝缘纤维材料的列表在下文提供。这些电绝缘纤维材料可以用诸如铜、铝、铁、镍、钴、锡、锌、金、银、铂、钯等、或包含上述金属中至少一种的组合的金属涂布。
一种实施方案中，所述导电聚合物组合物包括直径为约0.5-约12微米、特别地约3-约9微米、更特别地约4-约9微米的金属纤维或金属涂布纤维。示例性的直径为8微米。
另一实施方案中，所述导电聚合物组合物包括平均长度为加工之前约0.5-约12毫米、特别地加工之前约3-约11毫米、更特别地加工之前约5-约10毫米的金属纤维或金属涂布纤维。
另一实施方案中，所述导电聚合物组合物包括平均长度为在挤出机中经历加工之后约0.1-约3毫米、特别地在挤出机中经历加工之后约0.3-约1.5毫米、更特别地在挤出机中经历加工之后约0.5-约1毫米的金属纤维或金属涂布纤维，而且将该组合物注塑成厚度为3毫米的板。
另一实施方案中，所述导电填料组合物的用量为所述导电聚合物组合物总重量的约3-约30wt％、特别地约4-约28wt％、更特别地约5-约25wt％、甚至更特别地约7-约20wt％。导电填料组合物的示例性用量为所述导电聚合物组合物总重量的约15wt％。
所述电绝缘组合物一般改善所述导电聚合物组合物的挠曲模量以及可加工性。该电绝缘组合物一般包括电绝缘而且具有大于或等于约1012ohm-cm的电阻率的材料。电绝缘组合物可以是纤维状或非纤维状的。一种示例性实施方案中，该电绝缘组合物是纤维状的。电绝缘组合物在与所述导电填料组合物结合时显示出产生改善的电磁辐射屏蔽性能的协同作用。一种实施方案中，电绝缘组合物与导电填料组合物之间的协同作用产生与不含该电绝缘组合物的相当组合物相比具有改善的电导率、改善的电磁辐射屏蔽性能和改善的挠曲模量的导电填料组合物。
本文使用的“纤维”电绝缘填料可以呈如下形式存在：晶须、针状物、棒状物、管、丝束、细长小片、层状小片、椭球体、微纤维、纳米纤维和纳米管、伸长富勒烯等、或包含上述形式中至少一种的组合。一般希望纤维电绝缘填料具有大于或等于约1的平均长径比。当这些纤维填料以聚集体形式存在时，平均长径比大于1的聚集体也将满足要求。合适的纤维填料的实例包括短无机纤维，包括加工过的矿物纤维例如来源于包含硅酸铝、氧化铝、氧化镁和半水硫酸钙中至少一种的共混物的那些，硼纤维，陶瓷纤维例如碳化硅，以及由3M Co.，St.Paul，MN，USA以商品名NEXTEL
Figure G2008800140512D00041
销售的来自铝、硼和硅的混合氧化物的纤维。纤维填料还包括单晶纤维或“晶须”，其包括碳化硅、氧化铝、碳化硼等，或包含上述纤维填料中至少一种的组合。也可以包括诸如玻璃纤维、玄武岩纤维之类的纤维填料，包括织物玻璃纤维和石英。
所述纤维填料可以呈单丝或复丝纤维形式提供，而且可以单独使用或者例如通过共编织或者芯/皮、并列(side-by-side)、橘型(orange-type)或基质和原纤维构造与其它种类的纤维组合使用。示例性的共编织结构包括玻璃纤维-芳族聚酰亚胺(芳族聚酰胺)纤维和芳族聚酰亚胺纤维-玻璃纤维。纤维填料可以以例如粗纱、编织纤维增强材料例如0-90度织物、无纺纤维增强材料例如连续原丝片(continuous strand mat)、短切原丝片(choppedstrand mat)、绢纱(tissue)、纸和毛毯以及三维编织增强材料、预制坯和编带(braids)的形式供应。
示例性的电绝缘填料为玻璃纤维。可用的玻璃纤维可以由任何类型的可纤维化的玻璃组合物形成而且包括由称为“E型玻璃”、“A型玻璃”、“C型玻璃”、“D型玻璃”、“R型玻璃”、“S型玻璃”、以及无氟和/或无硼的E型玻璃衍生物的市售可纤维化玻璃组合物制成的那些。大多数增强毡包含由E型玻璃形成的玻璃纤维并且包括在本发明的导电组合物中。
所述导电聚合物组合物中可以包括标称长丝直径一般为约4.0-约35.0微米的市售玻璃纤维，以及大多数是标称长丝直径为约9.0-约30.0微米的E型玻璃纤维。长丝通过标准工艺制成，例如通过蒸汽或空气吹制、火焰吹制、和机械拉拔。塑料增强材料的优选长丝通过机械拉拔制成。非圆形纤维横截面的使用也是可能的。
玻璃纤维可以是施胶或未施胶的。施胶的玻璃纤维一般在其表面的至少一部分上涂有经选择与聚合物基质材料相容的施胶组合物。该施胶组合物促进在纤维丝束上的基质材料的浸湿(wet-out)和湿透(wet-through)而且在复合材料中帮助获得期望的物理性能。
所用的胶料的量一般是足以将玻璃长丝粘结成连续丝束的量并且基于该玻璃纤维的重量为约0.1-约5wt％，特别地约0.1-2wt％。
如上所述，该电绝缘组合物可以包括非纤维填料。非纤维填料一般具有约1的平均长径比。非纤维填料的合适实例为滑石、云母、粘土、玻璃珠、金属氧化物例如二氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化锆、氧化铈、二氧化硅、碳化硅、氮化硅等、或包含上述填料中至少一种的组合。
一种实施方案中，在制造所述导电聚合物组合物的一种方法中，将有机聚合物组合物、导电填料组合物和电绝缘组合物共混在一起。该共混可以包括干混、熔融共混、溶液共混或包含上述共混形式中至少一种的组合。
所述导电聚合物组合物的熔融共混包括使用剪切力、拉伸力、压缩力、超声能、电磁能、热能或包含上述力或能量形式中至少一种的组合，而且在其中由单螺杆、多螺杆、互相啮合的同向旋转或反向旋转的螺杆、非互相啮合的同向旋转或反向旋转的螺杆、往复式螺杆、具有销的螺杆、具有销的筒、辊、射料杆(ram)、螺旋转子，或包含上述中至少一种的组合施加上述力的加工设备中进行。
涉及上述力的熔融共混可以在诸如下述的机械中进行：单螺杆或多螺杆挤出机、Buss捏和机、Henschel混合机、螺旋混合器(helicone)、Ross混合机、Banbury混合机、辊轧机、模塑机械例如注塑机、真空成型机、吹塑机等、或包含上述机械中至少一种的组合。
当在双螺杆挤出机上进行熔融共混时，一般选择该挤出机的螺杆速度大于或等于约125转/分(rpm)，特别地大于或等于约150rpm，更特别地大于或等于约175rpm，甚至更特别地大于或等于约200rpm。
一种实施方案中，在制造所述导电聚合物组合物的一种方法中，将有机聚合物组合物供入挤出机的进料喉，而导电填料组合物和电绝缘组合物在进料喉下游供入挤出机。另一实施方案中，将有机聚合物组合物供入挤出机的进料喉，而电绝缘组合物通过位于进料喉下游的第一入口供入挤出机，导电填料组合物通过位于第一入口更下游的第二入口供入挤出机。
一种实施方案中，第一入口为第二入口。换句话说，第一入口和第二入口位于挤出机的相同位置。另一实施方案中，第一入口和第二入口距离挤出机进料喉相同距离但是位于挤出机筒的相反两侧。
一种示例性实施方案中，将有机聚合物组合物供入挤出机的进料喉，而电绝缘组合物通过位于进料喉下游的第一入口供入挤出机，导电填料组合物通过位于第一入口更下游但是刚好在挤出机模头之前的第二入口供入挤出机。使用这种挤出方法，在导电填料组合物的破坏最小的情况下导电填料组合物由有机聚合物组合物润湿。使用这种挤出方法，导电填料组合物的长径比得到保持。
一种实施方案中，导电填料组合物在所述导电聚合物组合物的制造过程中经受约40-约500秒-1(s-1)、特别地约45-约200s-1、更特别地约50-约100s-1的剪切速率。导电填料组合物可以经受的示例性的剪切速率值为约68s-1。
另一实施方案中，可以将导电填料组合物或电绝缘组合物或者该导电填料组合物和电绝缘组合物二者以母料形式加入到挤出机中。
将挤出机的挤出物冷却并造粒。需要的话该粒料可以在注塑机中进行模塑。也可以使用其它部件成型方法，例如压塑、热成形、挤出、吹塑、真空成型。
如上所述，包含有机聚合物组合物、导电填料组合物和电绝缘组合物的导电聚合物组合物可以具有小于或等于约10e8ohm-cm、特别地小于或等于约10e5ohm-cm和甚至更特别地小于或等于约10e3ohm-cm的堆积体积电阻率(bulk volume electrical resistivity)。
一种实施方案中，厚度约1-约5毫米的导电聚合物组合物可以屏蔽大于或等于约25分贝(dB)、特别地大于或等于约45dB和更特别地大于或等于约80dB的电磁辐射。
所述导电聚合物组合物具有大于或等于约4千兆帕(GPa)、特别地大于或等于约4.5GPa、特别地大于或等于约5GPa和更特别地大于或等于约6GPa的挠曲模量。
一种示例性实施方案中，所述导电聚合物组合物在约150℃-约400℃的温度下以10kg-f/cm2的载荷测定的熔体流动指数为5-约100，特别地在约175℃-约375℃的温度下以10kg-f/cm2的载荷测定的熔体流动指数为约20-约90，更特别地在约200℃-约350℃的温度下以10kg-f/cm2的载荷测定的熔体流动指数为约30-约70。
一种示例性实施方案中，相对仅含有不锈钢纤维的组合物，向包含不锈钢纤维的导电填料组合物中加入包含玻璃纤维的电绝缘组合物提高导电聚合物组合物的电磁屏蔽。尽管玻璃纤维是电绝缘的，但是在玻璃纤维与不锈钢纤维之间存在协同作用，该协同作用改善所述组合物的EMI屏蔽效率，相对于仅含有相同量的钢纤维的组合物而言。
向组合物中加入玻璃纤维改善所述导电聚合物组合物的熔体流动和提高其熔体强度。熔体强度的提高使该组合物更易于挤出，从而降低加工成本。玻璃纤维也促进不锈钢纤维改善的网络化，从而促进所述导电聚合物组合物的电磁屏蔽能力。玻璃纤维的加入也改善该导电聚合物组合物的弹性模量。
意味着说明性、非限制性的下列实施例说明本文所述各种实施方案中的一些的组合物和制造方法。
实施例
实施例1
进行下列实施例以说明选定的导电聚合物组合物的屏蔽效果和冲击性能。本实施例中，通过将含有不锈钢纤维(SSF)的导电填料组合物和含有玻璃纤维(GF)的电绝缘组合物与热塑性半结晶聚合物共混在一起而制成导电聚合物组合物。如同从表1中可以看出的，有机聚合物为聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺(尼龙6)(PA6)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。对于含PPS和PA6的导电聚合物组合物而言所用的玻璃纤维是来自PPG Industries的PPG35401/8；来自Owens Corning的183H-14P，VCE2玻璃纤维用于含PBT的导电聚合物组合物中。用于导电聚合物组合物中的不锈钢纤维是从Bekaert Group可购得的Beki-shield S3010 GR75。
将有机聚合物、不锈钢纤维和玻璃纤维在Toshiba TEM-37Bs双螺杆挤出机中挤出。挤出机螺杆直径为37毫米，长径比为40。挤出机在140rpm下运行。
将有机聚合物供入挤出机的进料喉，而将纤维通过下游的侧进料器供入挤出机。
挤出之后，来自挤出机的导电聚合物组合物线材立即骤冷并切成粒料。在注塑机中注塑该粒料。注塑在ES3000注塑机中进行。注射期间螺杆速度为60rpm。最大注射压力为800千克力/平方厘米(kgf/cm2)。模具温度为80℃，而喷嘴温度为285℃。机筒温度设定为1区270℃，2区280℃和3区290℃。
组成和结果示于表1。表1中，聚合物构成组合物的其余部分。EMI屏蔽效果试验根据ASTM D4935进行。表1
Figure G2008800140512D00091
Figure G2008800140512D00101
*聚合物构成组合物的其余部分.
如表1所示，同时含有不锈钢纤维(5-20wt％)和玻璃纤维(0-30wt％)的组合物与只含不锈钢纤维的那些组合物比较时在电磁屏蔽和加工性能方面表现出显著改善。在含有PPS和15wt％不锈钢(没有玻璃纤维)的导电聚合物组合物的情况下，工艺不稳定而且离开挤出机的线材趋向易于断裂。电磁干扰(EMI)屏蔽效果仅能达到34dB。然而，当保持不锈钢纤维的量不变，并向导电聚合物组合物中加入15wt％或20wt％玻璃纤维时，工艺得到显著改善，该工艺过程中没有发生线材断裂，同时EMI屏蔽效果分别达到52dB和51dB。当向导电聚合物组合物中加入30wt％玻璃纤维时，挤出粒料的工艺在没有任何线材断裂的情况下进行并且达到41dB的EMI屏蔽效果。
在PPS树脂中20wt％不锈钢纤维用量下，由于挤出过程中模头堵塞而无法进行导电聚合物复合材料的复合。但是当加入10wt％玻璃纤维时(参见试样12)，工艺非常稳定而且在导电聚合物组合物中达到62dB的有效屏蔽。
改善的可加工性联同线材断裂的减少归因于含玻璃纤维的组合物增大的熔体粘度。对于含聚酰胺(参见试样16-19)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(参见试样20-25)的导电聚合物组合物可以看出类似的结果。
实施例2.
进行这组试验以显示当电绝缘组合物中的玻璃纤维用玻璃珠代替时，实施例1中证明的协同效应保持良好。另外进行这组试验以表明当无定形树脂代替半结晶树脂使用时，存在电绝缘填料与导电填料之间的协同效应。所用的有机聚合物为聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的共混物(PC/ABS)。该共混物是无定形的。该有机聚合物可从General ElectricAdvanced Materials购得。
以类似于实施例1的方式进行复合。将有机聚合物、不锈钢纤维、玻璃珠和/或玻璃纤维在Toshiba TEM-37Bs双螺杆挤出机中挤出。挤出机在140rpm下运行。
将有机聚合物供入挤出机的进料喉，而将纤维和/或玻璃珠通过下游的侧进料器供入挤出机。
挤出之后，来自挤出机的线材立即骤冷并切成粒料。如实施例1所述在注塑机中注塑该粒料。组成和结果示于表2。表2中，聚合物构成组合物的其余部分。EMI屏蔽效果试验根据ASTM D4935进行。表2
Figure G2008800140512D00111
*聚合物构成组合物的其余部分.
如表2所示，当只有9wt％不锈钢纤维加入到PC/ABS中时(参见试样1)，导电聚合物组合物显示仅25dB的EMI屏蔽效果，然而当15wt％玻璃纤维连同9wt％不锈钢纤维一起加入到导电聚合物组合物中时(试样2)，屏蔽效果提高到28dB。当不锈钢纤维含量增加到15wt％时(参见试样4和5)观察到类似趋势。
当玻璃珠(GB)代替玻璃纤维使用时，在导电聚合物组合物中同样观察到协同效应。如表2所示，当PC/ABS中20wt％的玻璃珠与9wt％不锈钢纤维一起复合时，测得EMI屏蔽效果为36dB，比不含玻璃珠时高出10dB。在具有5wt％玻璃珠和15wt％不锈钢纤维的组合物的情况下(参见试样6)，EMI屏蔽效果达到51dB，比不含玻璃珠高出8个单位。
实施例3
进行这组试验以表明在包含结晶和无定形聚合物的混合物的导电聚合物组合物中观察到导电填料与电绝缘填料之间的协同效应。如表3所示，除了不锈钢纤维以外使用玻璃珠和滑石。用于本实施例的有机聚合物为聚醚酰亚胺(PEI)和尼龙6，6(PA66)的共混物。聚醚酰亚胺为无定形聚合物，而尼龙6，6为半结晶聚合物。
以类似于实施例1的方式进行复合。将有机聚合物、不锈钢纤维、玻璃珠和玻璃纤维在Toshiba TEM-37Bs双螺杆挤出机中挤出。挤出机在140rpm下运行。
将有机聚合物供入挤出机的进料喉，玻璃珠或滑石也一样。将不锈钢纤维通过下游的侧进料器供入挤出机。
挤出之后，来自挤出机的线材立即骤冷并切成粒料。在注塑机中注塑该粒料。如实施例1所述进行注塑。组成和结果示于表3。表3中，聚合物构成组合物的其余部分。EMI屏蔽效果试验根据ASTM D4935进行。表3 *聚合物构成组合物的其余部分.
如表3所示，在只有15wt％不锈钢纤维用量下，获得仅54dB的EMI屏蔽效果，然而添加5wt％滑石，EMI屏蔽效果可以达到62dB，在14wt％滑石用量下，可以达到60dB的EMI屏蔽效果(SE)。在9wt％不锈钢纤维用量下，以不锈钢-玻璃珠填料组合可以观察到类似趋势。
实施例4
进行本实施例以表明使用两个侧进料器将两种纤维填料，例如不锈钢纤维和玻璃纤维分别加入到挤出机中是有利的。如同可以在下表4中看出的，对于试样3和6，通过朝着挤出机螺杆末端设置的进料口(进料器3)将不锈钢纤维加入到挤出机中，然而通过在不锈钢纤维进料器(进料器3)和进料喉(进料器1)之间设立的进料器2将玻璃纤维供入挤出机。对于试样2和5，玻璃纤维和不锈钢纤维都通过进料器3供入挤出机。
有机聚合物为含有聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的无定形聚合物。将有机聚合物、不锈钢纤维、玻璃珠和玻璃纤维在ToshibaTEM-37Bs双螺杆挤出机中挤出。挤出机在140rpm下运行。如实施例1所述进行注塑。组成和结果示于表4。EMI屏蔽效果试验根据ASTM D4935进行。表4
Figure G2008800140512D00131
*聚合物构成组合物的其余部分.
从表4中可以看出，当玻璃纤维与从进料器3供给的不锈钢纤维分开从进料器2供给时，与玻璃纤维和不锈钢纤维从同一进料器供给时相比，存在更大的EMI屏蔽效果的协同增强。因此，看来分开添加玻璃纤维的主要优点是填料更好的分散。
当玻璃纤维和不锈钢纤维一起供给时，发现玻璃填料分散不良。当玻璃纤维和不锈钢纤维一起供给时，发现不锈钢纤维和玻璃纤维在粒料中分离成独立的束。这导致就不均匀的粒料尺寸而言以及就填料分离成独立和隔离的畴而言的不良粒料质量。这产生不均匀的产品质量而且引起下游制造问题。
从上述数据中可以看出，将玻璃纤维连同不锈钢纤维一起混入组合物后，导电聚合物组合物的电磁屏蔽能力提高。相对于不含玻璃纤维的组合物，电磁屏蔽能力提高至少10％，特别地至少20％，更特别地至少30％和甚至更特别地至少40％。导电聚合物组合物可以显示出大于或等于约50dB、特别地大于或等于约55dB和更特别地大于或等于约60dB的EMI屏蔽能力。
所述导电聚合物组合物可以有利地用于通常需要电磁屏蔽的电子应用中。实例为计算机、电视机、收音机等。该导电聚合物组合物也可以在汽车中用于大于或等于约15dB的电磁屏蔽是期望特性的部件中。
虽然已经参照示例性实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解在不脱离本发明范围的情况下可以作出各种改变以及等价物可以代替其要素。另外，在不脱离本发明实质范围的情况下可以作出许多修改以使特定的情况或材料与本发明的教导适应。因此，希望本发明不限于作为实施本发明所设想的最佳方式而公开的特定实施方案，而是本发明将会包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方案。

Claims (21)

1.导电聚合物组合物，其包含：
包括热塑性有机聚合物的有机聚合物组合物；
包括金属纤维、金属涂布纤维或包含上述金属纤维和金属涂布纤维中至少一种的组合的导电填料组合物，所述导电填料组合物的存在量为所述导电聚合物组合物总重量的3-30wt％；和
包括平均长径比大于1的玻璃纤维的电绝缘组合物，其中所述电绝缘组合物的存在量为所述导电聚合物组合物总重量的5-50wt％；并且
其中所述导电聚合物组合物具有大于或等于4千兆帕的挠曲模量和在150℃-400℃的温度下在10kg-f/cm2载荷下测定的5-100的熔体流动指数，
其中厚度1-5毫米的导电聚合物组合物能屏蔽大于或等于25分贝的电磁辐射。
2.权利要求1的组合物，其中所述有机聚合物组合物包括无定形聚合物、半结晶聚合物、或者无定形聚合物与半结晶聚合物的组合。
3.权利要求1的组合物，其中所述有机聚合物组合物的存在量为所述导电聚合物组合物总重量的50-90wt％，在所述组合物中所有组分的总量为100wt％。
4.权利要求2的组合物，其中所述有机聚合物组合物的存在量为所述导电聚合物组合物总重量的50-90wt％，在所述组合物中所有组分的总量为100wt％。
5.权利要求1-4任一项的组合物，其中所述金属涂布纤维涂有金属，其中所述金属为铜、铝、铁、镍、钴、锡、锌、金、银、铂、钯、或包含上述金属中至少一种的组合。
6.权利要求1-4任一项的组合物，其中所述金属涂布纤维为碳化硅纤维、氮化硅纤维、玻璃纤维、或包含上述纤维中至少一种的组合。
7.权利要求1-4任一项的组合物，其中所述金属纤维为不锈钢纤维、铝纤维、铜纤维、镍纤维、铝合金纤维、铜合金纤维、或包含上述纤维中至少一种的组合。
8.权利要求7的组合物，其中所述金属纤维为不锈钢纤维。
9.权利要求7的组合物，其中所述金属纤维具有0.5-50微米的直径和0.5-3毫米的平均长度。
10.权利要求1-4任一项的组合物，其中所述电绝缘组合物具有大于或等于1012ohm·cm的电阻率。
11.权利要求1-4任一项的组合物，其中所述电绝缘组合物进一步包括平均长径比为1的颗粒。
12.权利要求11的组合物，其中所述颗粒为云母、滑石、粘土、玻璃珠、或包含上述颗粒中至少一种的组合。
13.权利要求1-4任一项的组合物，其对于厚度为3毫米的试样具有25-80dB的电磁屏蔽能力。
14.权利要求1-4任一项的组合物，其具有小于或等于105ohm·cm的电阻率。
15.制造导电聚合物组合物的方法，其包括：
在挤出机中共混包括热塑性有机聚合物的有机聚合物组合物；包括金属纤维、金属涂布纤维或包含上述金属纤维和金属涂布纤维中至少一种的组合的导电填料组合物；和电绝缘组合物，该电绝缘组合物包括玻璃纤维；其中在将所述有机聚合物组合物供入挤出机的位置的下游将所述电绝缘组合物供入挤出机中，以及其中在将所述电绝缘组合物供入挤出机的位置的下游位置将所述导电填料组合物供入挤出机中。
16.权利要求15的方法，其中所述共混包括熔融共混。
17.权利要求15-16任一项的方法，其进一步包括将所述导电聚合物组合物注塑。
18.权利要求15-16任一项的方法，其中刚好在挤出机模头之前的位置将所述导电填料组合物供入挤出机中。
19.权利要求17的方法，其中刚好在挤出机模头之前的位置将所述导电填料组合物供入挤出机中。
20.由权利要求1-14任一项的组合物制造的制品。
21.由权利要求15-19任一项的方法制造的制品。
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