CN100393188C - 阻燃剂、电导性emi屏蔽材料及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

阻燃剂、电导性EMI屏蔽材料及其制造方法
技术领域
本发明涉及阻燃电导性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电导性EMI屏蔽材料。
背景技术
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，本发明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。
发明内容
本发明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，阻燃剂是以涂层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。
本发明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。所用的阻燃剂的一个实例是基于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，本发明的这种屏蔽材料呈现出至少约65分贝的平均屏蔽效力。
本发明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，本发明提供一种屏蔽材料，它有益地呈现出此前未能达到过的阻燃性和电学性质。本发明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。
附图说明
图1是说明远场屏蔽效力(SE)对带有分散的本发明阻燃的屏蔽材料(1.75毫米厚的泡沫塑料)频率的函数图形：未涂布的对照物
Figure C0381032800091
；涂布了聚合物
Figure C0381032800092
；涂布了阻燃剂(“FR”)；以及涂布了聚合物和阻燃剂
Figure C0381032800094
图2是说明用带有分散的本发明阻燃的屏蔽材料(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
Figure C0381032800096
；涂布了阻燃剂(“FR”)
Figure C0381032800097
；以及涂布了聚合物和阻燃剂
Figure C0381032800098
图3是说明远场屏蔽效力(SE)对带有本发明阻燃的屏蔽材料(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
Figure C03810328000910
；涂布了阻燃剂(“FR”)
Figure C03810328000911
；以及涂布了聚合物和阻燃剂
Figure C03810328000912
图4是说明用带有分散的本发明阻燃的屏蔽材料(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
Figure C03810328000913
；涂布了聚合物
Figure C03810328000914
；涂布了阻燃剂(“FR”)
Figure C03810328000915
；以及涂布了聚合物和阻燃剂
Figure C03810328000916
具体实施方式
按照本发明，提供了阻燃电导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。
本发明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、但不限于，铜、镍、银、钯、铂、镀镍的银、铝、锡、或它们的合金。使多孔材料的内表面积人具有导电性的非金属材料的实例包括、但不限于，固有地具有导电性的聚合物诸如d-聚乙炔，d-聚(亚苯基亚乙烯基)，以及d-聚苯胺，以及它们的组合。
本发明的多孔屏蔽材料，也可包括棉麻织物或外部的编织物层，来为屏蔽材料提供磨损耐受力。编织物可以是纺织的、非纺织的或编结的织物。在任一种情况下，这种棉麻织物都是多孔材料。
这种多孔屏蔽材料应优选能呈现出高度的屏蔽效力。在这一方面，屏蔽装置的屏蔽效力是通过这种材料传送的信号衰减的量度。按照本发明，多孔屏蔽材料优选在1兆赫至1仟兆赫频率的传送阻抗试验中能呈现出至少65分贝(dB)的平均屏蔽效力。更优选平均屏蔽效力(SE)至少为约80dB，最优选至少约90dB。
在一个具体的实施方案中，按照本发明所用的多孔材料是敷金属的泡沫塑料(即一种泡沫材料，在这种泡沫塑料的内表面面积上至少沉积着一层金属层)。敷金属的泡沫塑料的实例可从许多来源买到。一种商业供应来源是位于俄亥俄州Chardon的Eltech System Corp.，另一个商业供应来源是位于密苏里州圣路易斯市的LairdTechnologies Inc.，。
按照本发明，多孔材料的内部表面提供有效数量的阻燃剂。换言之，阻燃剂是在相互联接着的间隙(或孔隙)表面上偏布于整个材料分散配置的。在本发明的上下文中，“有效数量”是意指阻燃剂达到这样的数量，它能够为屏蔽材料提供至少卧式的燃烧级别，并同时保持z-轴的电导率或体电阻率足够用于EMI屏蔽应用。阻燃性是用保险实验室标准(Umderwriters Laboratories Standard.)No.94，“装置和用具中塑料部件的可燃性试验”(1991)方法来测定的。在一个更优选的实施方案中，有效数量的阻燃剂为屏蔽材料提供了至少HF-1级或HB级的UL 94立式燃烧级别。更优选是能提供至少V1、V2或V0级别的UL94燃烧级别。同样，这种屏蔽材料优选呈现出大约20欧姆·厘米(Ω·cm)或更低的体电阻率(在未受压缩状态)，更优选约1Ω·cm或更低的体电阻率，最优选0.5Ω·cm或更低的体电阻率。一种确定体电阻率的方法是同ASTM D991标准所描述的方法。如本领域技术人员所熟悉的，遍及材料中分散的阻燃剂的实际数量会由于许多因素而发生变化。一般，遍及材料中分散的阻燃剂的数量应该为大约每平方码10盎司(Opsy)或更低，优选约3opsy或更低，更优选约1opsy或更低。不过，这些参数可以容易地通过本领域技术人员按照本发明讲授的方法来确定。
本发明的阻燃材料是以多种形式把阻燃剂配置到材料的内表面上。在一个实施方案中，阻燃剂是作为比较薄的涂层彻底分散在整个材料中的。在另一个实施方案中，阻燃剂是以粘附在内表面的颗粒形式，彻底分散在整个材料中的。虽然不愿被理论所限制，但相信本发明阻燃性屏蔽材料的性质由于阻燃剂的分散性质，基本上没有封闭的间隙(或孔隙)，从而使屏蔽材料电学性质明显地保留变得容易。屏蔽材料电导性表面之间的电接触于是可以存在，尤其是在形变过程之中。这一点与原有的阻燃性EMI屏蔽材料相反，后者的阻燃涂层太厚，以致发生间隙或孔隙的阻塞或封闭，从而降低了电接触。这里指的“基本上没有”被封闭的间隙(或孔隙)意指提供有阻燃剂的多孔材料只有少部份间隙(或孔隙)被封闭或堵塞。在一种更优选的实施方案中，只有不到25％的间隙(或孔隙)被封闭，最优选只有不到10％的间隙(或孔隙)被封闭。
在一个具体的实施方案中，阻燃剂是以配置在内部表面上的颗粒形式存在。在一个更优选的实施方案中，颗粒物占据的表面，为提供有阻燃剂的屏蔽材料总的内表面面积的大约30％或更少，优选20％或更少，更优选10％或更少。在另一个实施方案中，阻燃剂是以厚度约12微米或更薄的薄涂层的形式存在，更优选涂层厚度为5微米或更薄，还更优选2微米或更薄。
所用的阻燃剂包括任意阻燃剂，诸如基于卤素的和基于非卤素的阻燃剂。在一个实施方案中，用的是一种基于磷酸盐的阻燃剂。用作基于磷酸盐的阻燃剂的实例有磷酸铵、烷基磷酸盐、膦酸盐化合物或它们的组合。所用的阻燃剂有代表性的实例包括，但不限于，十溴二苯基氧化物、十溴二苯基醚、三氧化锑、六溴环十二碳烷、亚乙基双-(四溴邻苯二甲酰亚胺)、双(六氯环戊二烯基合)环辛烷、氯化的石蜡、三水合铝、氢氧化镁、硼酸锌、氧化锌、三-(1，3-二氯异丙基)磷酸盐、膦酸、低聚膦酸盐、聚磷酸铵(APP)、磷酸二氢铵(ADP)、磷酸三苯基酯(TPP)、磷酸二铵和单铵盐或它们的任何混合物。在另外的实施方案中，阻燃剂基本上不含卤素以便提供不含卤素的阻燃材料。市售阻燃剂的具体实例由位于南卡罗来纳州Spartanburg的Apex化学公司和纽约州Dobbs Ferry的AK20 Nobel公司出售。
在另外的实施方案中，一种聚合物涂层任选地被安置在间隙(或孔隙)的内表面和阻燃剂之间。已经有益地发现，屏蔽材料可以提供聚合物涂层，而不会明显增加其可燃性。为屏蔽材料提供的聚合物涂层的数量可以是任意量，前提是它不会明显降低材料的屏蔽效力并同时增加其可燃性。所用的聚合物材料的实例有均聚物、共聚物以及它们的混合物诸如聚(乙烯)、聚(磷腈)、聚(丙烯腈)、聚(苯乙烯)、聚(丁二烯)、增塑的聚(氯乙烯)、聚氯丁二烯(Neoprene)、聚碳酸酯、聚(醋酸乙烯基酯)、烷基纤维素、聚(对苯二甲酸乙二酯)、磷酸盐和聚膦酸酯、环氧树脂、苯乙烯和马来酸酐的共聚物、三聚氰氨-甲醛树脂以及氨基甲酸酯。最好是，用于涂布的聚合物材料是水溶性的或可在水中分散的聚合物。在一个具体的实施方案中，多孔材料的内部表面积上所提供的氨基甲酸酯聚合物涂层，按干燥涂层重量计算，少于大约每平方码1盎司(opsy)，更优选少于约0.6opsy。如本领域技术人员所熟悉知的，只要屏蔽材料的屏蔽效力和可燃性不受到有害的影响，聚合物涂层的量是可以变化的。
本发明的阻燃性屏蔽材料，是通过在足够配送有效数量的阻燃剂到间隙的内表面的条件下，把上述屏蔽材料用阻燃剂浸渍而制备的。多孔材料可用本领域中任何已知的技术来浸渍。例如，可把多孔材料浸渍在含有阻燃剂的液体组合物中。多孔材料用阻燃剂浸渍的其它方法包括喷雾法。气刀涂布，顶部和底部的直接涂布，槽模(挤出)涂布，辊衬刮刀涂布(间隙)，计量杆涂布，以及双逆辊涂布。
在一个优选的实施方案中，多孔材料是通过把该种材料浸没在有足够粘度的液体阻燃组合物中、并保持足够时间以使组合物扩散遍及整个材料而浸渍的。过量的阻燃剂被除去(例如通过夹捏已浸渍的材料)以减少包藏的发生，在这以后浸渍过的材料用本领域中任何已知的技术来熟化。更优选地，可用一种水溶液组合物浸渍聚合物泡沫材料以使泡沫材料潜在的溶胀降至最低。在本发明的上下文中，“水溶液”一词意指用于液体组合物的溶剂大部份是水或水和可与水混溶的有机溶剂的组合。更优选地是，溶剂中没有不能与水混溶的有机溶剂。在一个实施方案中，熟化是通过把材料进行干燥(例如在室温或者用烘箱)来实施的。不过，如本领域中技术人员所熟知的那样，熟化方法的选择要依赖于包含在组合物中的组份。
用来浸渍泡沫材料的液体阻燃剂组合物，可以容易地从一些供应商处买到，诸如Apex化学公司和Akzo Nobel公司，这在前面已经提及。这类液体组合物的粘度应该足够低，以便容易地扩散(即渗透)遍及整个多孔材料中。最好是，这种液体阻燃剂组合物应具有约1000每秒厘泊(cps)或更低的粘度，更优选大约500cps或更低，还更优选100cps或更低。这样，市售阻燃剂的粘度可以调节，使得除了改变涂布重量以外还使扩散能遍及整个多孔材料变得容易。供选择地，液体组合物中可包含一种润湿剂，以使阻燃剂组合物的扩散变得容易。所使用的润湿剂包括、但不限于，表面活性剂(例如阳离子的、阴离子的、非离子的和两性离子的)。并入组合物中的润湿剂的数量为按重量过大约10％或更低，优选约4重量％或更低，更优选2重量％或更低。
在另一个实施方案中，液体阻燃剂组合物也包括一种聚合物载体，使得在多孔屏蔽材料的间隙或孔隙内表面上形成薄的阻燃剂涂层变得容易。所使用的聚合物载体包括上述聚合物材料，其中优选水溶性的或可在水中分散的聚合物。在一个具体的实施方案中，使用的是基于水的氨基甲酸酯聚合物组合物。阻燃剂对聚合物载体的比率基于干燥重量计算应在1∶1至5∶1范围内，更优选基于干燥重量计算为大约2∶1至约3∶1的比率。
如前所述，这种屏蔽材料可供选择地提供聚合物涂层而不增加屏蔽材料的可燃性。在这一实施方案中，屏蔽材料首先用聚合物涂布组合物浸渍。从已浸渍过的屏蔽材料上除去过量聚合物涂布材料以使封闭的间隙减至最少，并供选择地在应用阻燃剂以前熟化它(即干燥)。
按照本发明，多孔材料用阻燃剂浸渍的步骤导致阻燃剂被分散遍及整个材料中。本发明这种方法的一个有意义的优点是，与先有方法比较，有等价或更大量的阻燃剂可被配置到材料中，而先有方法中仅有难得的一部份材料上提供有阻燃剂。用先有方法产生的难得的阻燃剂明显地降低了材料的Z轴电导率或体电阻率。在本发明的一个优选的实施方案中，为屏蔽材料提供阻燃剂的方法导致屏蔽材料的体电阻率的增加不超过10倍，优选体电阻率的增加不超过约1倍，更优选不超过0.1倍。同样，一旦提供阻燃剂之后，这种屏蔽材料的平均屏蔽效力的降低不应超过30％，更优选不超过20％，还更优选不超过10％。
以下非限制性的实施例说明了按本发明生产的阻燃泡沫材料的独特性质。
实施例
实施例1
市售全部涂敷金属织物在泡沫塑料上的屏蔽材料，是用可从Apex化学公司买到的未经稀释的Apex 911阻燃剂(粘度25cps)涂敷的。从Laird Techrologies在线生产的织物在泡沫塑料上的产品CF0040-4和CF0125-4上，分别取下两种厚度不同的(1.0毫米和3.2毫米)织物在泡沫塑料上的屏蔽材料。把5″×11″的导电性泡沫塑料片浸渍在含有阻燃剂的5″×12″盘中。然后把泡沫塑料片在10psi压力之下，用双橡胶夹辗压机进行压轧。填塞以后，把涂布好的泡沫塑料片，在摄氏110°的烘箱中干燥约25分钟。涂布好的泡沫塑料片用回测可看出没有封闭的孔隙。Apex 911涂布重量经测定，对3.2毫米厚的片材料为4.34opsy(每平方码的盎司数)，对1.0毫米厚的片材为1.76opsy，样本被切成
Figure C0381032800151
的棒状试样，并将其置于UL94立式燃烧(V)试验中。燃烧试验结果列举在下面的表1中。
表1
Figure C0381032800152
阻燃剂织物在泡沫塑料上的两种试样，都以VO燃烧级别通过了UL94立式燃烧试验。这些材料的VO燃烧级别也由UnderwritersLabratories独立地证实。用上述方法也获得了用其它阻燃剂Apex2080和Fyrol FR-2(Akzo Nobel公司)的室内VO级燃烧级别。
实施例2
从俄亥俄州Chardron的Eltech Systems公司买到的1.75毫米厚的导电性泡沫塑料试样按照本发明方法处理。这种导电性泡沫塑料是每平方米镀有30克镍的涂布碳的聚氨酯泡沫塑料，以产品编码2620出售。一组泡沫塑料试样(n＝5)不作处理，把它们作为对照物。第二组5″×7″导电性泡沫塑料片(n＝5)被浸渍在包含未稀释的耐火材料911和1重量百分数(重量％)Pentrapex 1924(润湿剂)的5″×7″盘中，耐火材料911是由Apex化学品公司涂布的，Pentrapex 1924也是从Apex化学品公司买来的。然后把上述泡沫塑料片在10psi压力之下用双橡胶夹辗压机压轧。填塞之后，把涂布的泡沫塑料塑料片在摄氏110度干燥约25分钟。第三组泡沫塑料试样(n＝5)首先用基于水的氨基甲酸酯涂布(用Soluol化学品公司生产的Solucote1024-4C)。5″×7″的导电性泡沫塑料片被浸没在包含稀释的基于水的氨基甲酸酯涂料溶液的5″×12″的塑料盘中[200克氨基甲酸酯(Solucote)在800克去离子水中]。泡沫塑料片被浸入氨基甲酸酯涂料中以后，在10psi压力下用双橡胶夹辗压机填塞。填塞后把涂布的泡沫塑料片在140摄氏度的烘箱中干燥约20分钟。试样干燥后，再按上述实验操作在未稀释的耐火材料911中浸渍，并在摄氏100度温度的烘箱中干燥。第四组泡沫塑料试样(n＝5)只用氨基甲酸酯涂布。涂布过的试样经目测可看出没有封闭的孔隙。从三个(3)组(即未涂布的、用911涂布过的和用氨基甲酸酯加上911涂布的三组)中取出的样本被切割成长5″、宽
Figure C0381032800161
的棒状试样，并置于UL94立式(V)燃烧试验中。燃烧试验的结果被列举在表2中。
这些样本也被用于涂布重量、表面电阻率(4点)、屏蔽效力(SE)以及对压力的耐受性等特性的分析。涂布重量和表面电阻率数据被列出于表3中。屏蔽效力和对压力的耐受特性(即体电阻对于压缩的函数关系)被分别描绘在图1和图2中。
表2
Figure C0381032800162
*NT-由于材料较早失效而未试验
表3
Figure C0381032800171
表3中的数据和图1、图2指出，用分散的阻燃剂提供的泡沫塑料屏蔽材料所呈现的性质和供对照用的材料相比基本上没有改变。例如，涂布过的材料呈现的表面电阻率最多增加4.3倍(0.4483ohm/sq.÷0.1036ohm/sq.＝4.3)。如图1所示，材料的屏蔽效力降低不超过23％。同样，图2显示对照物对压力耐受性的图形和涂布有阻燃剂的试样是类似的。
实施例3
把实例1中厚度为1.5毫米的全部导电性织物的泡沫塑料上的屏蔽材料试样，用来稀释的Apex 911(含有和未含氨基甲酸酯)浸渍，并单独用氨基甲酸酯浸渍。上述材料是从Laird Technologies公司在线生产的织物在泡沫塑料上的产品CF0060-4购得的。材料试样按上述实验操作浸渍，只是在911阻燃剂中包含0.2重量％的Pentrapex1924。涂布的试样经目测可看出没有封闭的孔隙。试样3(氨基甲酸酯涂布+911涂布)的样本也在电子显微镜下检验，以评估阻燃的分布性质。孔隙的内表面被观察到含有粘附的颗粒，后者占据内表面积的不到10％。颗粒物也被测定出含有磷材料，相应于在Apex 911中发现的磷酸铵盐。涂布过的材料和未涂布过的对照材料的表面电阻率、涂布重量和UL94 VO级阻燃性数据被列出于表4中，材料的屏蔽效力和试样对压力的耐受特性分别显示在图3和图4中。
表4
  未涂布的  只用氨基甲酸酯涂布的 氨基甲酸酯+911涂布的   只用911涂布的
  4-点电阻率   0.014欧姆/平方   0.028欧姆/平方   0.038欧姆/平方   0.022欧姆/平方
  每平方码盎司率   7.35   7.63-7.35＝0.28   10.68-7.63＝3.05   2.75
  UL94VO燃烧试验   失败   失败   通过   通过
表4中的数据和图3、图4表明，提供有阻燃剂的织物在泡沫塑料上的屏蔽材料呈现出的屏蔽能力和对照物比较基本上没有改变。涂布材料呈现出的表面电阻率最多增加不到3倍(0.038ohm/sq.÷0.014ohm/sq.＝2.71)。如图3所示，对照试样呈现出的平均屏蔽效力为95分贝，而单独涂布阻燃剂以及除阻燃剂以外还预涂氨基甲酸酯的试样所呈现的屏蔽效力分别为91和90分贝，即屏蔽效力的降低小于10％。同样，图4表明，对照试样和涂布有阻燃剂的试样对压力耐受性的图形也基本上是相类似的。

Claims (63)

1.一种阻燃电导性EMI屏蔽材料，它包含具有内部间隙的多孔材料，其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，所说阻燃剂为所说的屏蔽材料提供根据保险商的实验室标准No.94至少HF-1级的燃烧级别，其中小部分的所述间隙是封闭的。
2.权利要求1的屏蔽材料，其中所说的间隙具有电导性是由于至少有一层导电层被配置在所说的内部表面上。
3.权利要求2的屏蔽材料，其中所说的导电层是涂敷金属层。
4.权利要求3的屏蔽材料，其中用于涂敷金属层的金属是选自铜、镍、银、钯、铂、镀镍的银、铝、锡和它们的合金。
5.权利要求1的屏蔽材料，其中所说的阻燃剂是分散遍及在所说屏蔽材料的所说间隙中的颗粒形式。
6.权利要求1的屏蔽材料，其中所说的阻燃剂以颗粒的形式，所述颗粒占据的表面积不超过所说间隙限定的总内部表面积的30％。
7.权利要求6的屏蔽材料，其中所说的颗粒占据不超过20％的所说的内部表面积。
8.权利要求7的屏蔽材料，其中所说的颗粒占据不超过10％的所说的内部表面积。
9.权利要求1的屏蔽材料，其中所说阻燃剂的形式是在间隙内部表面上的涂层形式。
10.权利要求9的屏蔽材料，其中所说的涂层厚度为12微米或更薄。
11.权利要求10的屏蔽材料，其中所说的厚度为5微米或更薄。
12.权利要求11的屏蔽材料，其中所说的厚度为2微米或更薄。
13.权利要求1的屏蔽材料，其中所说的屏蔽材料的体电阻率为20欧姆·厘米或更低。
14.权利要求13的屏蔽材料，其中所说的体电阻率为1欧姆·厘米或更低。
15.权利要求14的屏蔽材料，其中所说的体电阻率为0.5欧姆·厘米或更低。
16.权利要求1的屏蔽材料，其中所说的多孔材料是具有至少一层遍及涂敷金属层的开孔泡沫塑料。
17.权利要求16的屏蔽材料，其中所说的多孔材料进一步还包括多孔的棉麻织物。
18.权利要求17的屏蔽材料，其中所说的开孔泡沫塑料是聚氨酯泡沫塑料。
19.权利要求1的屏蔽材料，其中有效数量的所说阻燃剂为所说的屏蔽材料提供根据保险商的实验室标准No.94至少HB级的燃烧级别。
20.权利要求19的屏蔽材料，其中有效数量的所说阻燃剂为所说的屏蔽材料提供根据保险商的实验室标准No.94至少V2级的燃烧级别。
21.权利要求20的屏蔽材料，其中有效数量的所说阻燃剂为所说的屏蔽材料提供根据保险商的实验室标准No.94至少V1级的燃烧级别。
22.权利要求21的屏蔽材料，其中有效数量的所说阻燃剂为所说的屏蔽材料提供根据保险商的实验室标准No.94至少V0级的燃烧级别。
23.权利要求1的屏蔽材料，其中所说的阻燃剂是基于磷的阻燃剂。
24.权利要求23的屏蔽材料，其中所说的阻燃剂是一种磷酸铵盐。
25.权利要求23的屏蔽材料，其中所说的阻燃剂是不合卤素的。
26.权利要求1的屏蔽材料，其中所说的阻燃剂进一步包括一种聚合物载体。
27.权利要求26的屏蔽材料，其中的聚合物载体是一种水溶性或可在水中分散的聚合物。
28.权利要求1的屏蔽材料，其中所说的屏蔽材料具有至少65分贝的平均屏蔽效力。
29.权利要求1的屏蔽材料，其中所说的屏蔽材料基本上没有封闭的间隙。
30.权利要求1的屏蔽材料，其中阻燃剂的有效数量是能够为屏蔽材料提供至少卧式的燃烧级别，并同时保持z-轴的电导率或体电阻率足够用于EMI屏蔽应用的数量。
31.权利要求1的屏蔽材料，其中所述间隙由于选自金属层和导电非金属层中的至少一种导电层而导电。
32.权利要求1的屏蔽材料，其中低于25％的所述间隙是封闭的。
33.权利要求1的屏蔽材料，其中低于10％的所述间隙是封闭的。
34.一种生产阻燃、导电性EMI的屏蔽材料的方法，所说的方法包括：
用阻燃剂浸渍具有内部间隙的多孔材料，后者的内表面是导电性的，以提供有效数量的阻燃剂到所说间隙的内表面上。
35.权利要求34的方法，其中所说的间隙由于在内表面上配置着至少一层导电层而成为导电性的。
36.权利要求35的方法，其中所说的导电层是敷金属的层。
37.权利要求36的方法，其中用于所说敷金属层的金属选自铜、镍、银、钯、铂、镀镍的银、铝、锡、以及它们的合金。
38.权利要求34的方法，其中所说的阻燃剂是水溶液组合物的形式。
39.权利要求38的方法，其中所说的水溶液组合物进一步包括一种聚合物载体。
40.权利要求39的方法，其中的聚合物载体是一种水溶性的或可在水中分散的聚合物。
41.权利要求38的方法，其中用于所说水溶液组合物的溶剂是水以及可与水混溶的有机溶剂。
42.权利要求41的方法，其中所说的溶剂中没有不能与水混溶的有机溶剂。
43.权利要求34的方法，它进一步包括熟化所说的已浸渍过的屏蔽材料。
44.权利要求34的方法，所说的阻燃剂是一种基于磷的阻燃剂。
45.权利要求44的方法，其中所说的阻燃剂是一种磷酸铵盐。
46.权利要求34的方法，其中所说的有效数量使得体电阻率提高了不多于10倍。
47.权利要求46的方法，其中所说的有效数量使得体电阻率提高了不多于1倍。
48.权利要求34的方法，其中所说的有效数量提供根据保险商的实验室标准No.94至少HF-1级的燃烧级别。
49.权利要求48的方法，其中所说的有效数量提供根据保险商的实验室标准No.94至少HB级的燃烧级别。
50.权利要求49的方法，其中所说的有效数量提供根据保险商的实验室标准No.94至少V2级的燃烧级别。
51.权利要求50的方法，其中所说的有效数量提供根据保险商的实验室标准No.94至少V1级的燃烧级别。
52.权利要求51的方法，其中所说的有效数量提供根据保险商的实验室标准No.94至少V0级的燃烧级别。
53.权利要求34的方法，其中阻燃剂的有效数量是能够为屏蔽材料提供至少卧式的燃烧级别，并同时保持z-轴的电导率或体电阻率足够用于EMI屏蔽应用的数量。
54.权利要求34的方法，其中所述间隙由于选自金属层和导电非金属层中的至少一种导电层而导电。
55.权利要求34的方法，其中所述阻燃剂被分散从而使得小部分的所述间隙是封闭的。
56.权利要求34的方法，其中低于25％的所述间隙是封闭的。
57.权利要求34的方法，其中低于10％的所述间隙是封闭的。
58.一种阻燃电导性EMI屏蔽材料，它包含具有内部间隙的多孔材料，其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以颗粒形式分散遍及于所述屏蔽材料的所述间隙的阻燃剂。
59.权利要求58的屏蔽材料，其中所说的颗粒占据不超过30％的由所说的间隙限定的总内部表面积。
60.权利要求58的屏蔽材料，其中所说的颗粒占据不超过20％的所说的内部表面积。
61.权利要求58的屏蔽材料，其中所说的颗粒占据不超过10％的所说的内部表面积。
62.一种阻燃电导性EMI屏蔽材料，它包含具有内部间隙的多孔材料，其内部表面是具有导电性的，所说的内部间隙是用有效量的颗粒形式的阻燃剂浸渍的，所述阻燃剂为浸渍的屏蔽材料提供至少卧式的燃烧级别，并同时保持z-轴的电导率或体电阻率足够用于EMI屏蔽应用。
63.权利要求62的屏蔽材料，其中所述阻燃剂被分散从而使得小部分的所述间隙是封闭的。
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