CN104968727B - 移动电子装置 - Google Patents

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Abstract

一种移动电子装置，该移动电子装置包括至少一个由聚合物组合物[组合物(C)，在下文中]制成的零件包括至少一个由聚合物组合物[组合物(C)，在下文中]制成的零件，该聚合物组合物包含基于该组合物(C)的总重量，至少一种聚芳醚酮聚合物[(PAEK)聚合物]，和至少一种具有如在CRC出版社的《化学和物理手册》，第64版，第B‑65至B‑158页中定义的从1.3至2.5的电负性(ε)的元素的氮化物(NI)。

Description

移动电子装置
本申请要求于2012年12月20日提交的美国临时申请号61/740278以及2013年2月12日提交的欧洲申请号13154977.6的优先权，出于所有目的将这些申请中的每一个的全部内容通过引用结合在此。
发明领域
本发明涉及移动电子装置，这些移动电子装置包括至少一个由聚(芳醚酮)聚合物组合物制成的零件，其中所述聚(芳醚酮)聚合物组合物的特征为具有改进的机械特性，特别是高的刚度和高的韧性以及良好的美学特性。本发明进一步涉及制造所述移动电子装置及其零件的方法。
发明背景
电子装置，并且尤其是移动电子装置，如移动电话、个人数码助理、笔记本电脑、平板电脑、全球定位系统接收器、便携式游戏机、收音机、摄像机、摄像机附件等等，在许多不同的环境中被广泛地、越来越多地使用。
由此重要的是所述电子装置，包括它们的不同零件诸如值得注意地是不同的电子部件和多条用于电连接所述电子部件的电缆，是由聚合物材料制成的或涂覆有聚合物材料，这些聚合物材料易于加工成不同的部件，并且所述聚合物材料的特征是优异的机械特性，特别是优异的高刚度/高韧性的平衡并且是延展性、耐化学性、阻燃性、耐湿性。
例如，半结晶聚芳醚酮(PAEK)聚合物可以被视为这种聚合物材料，因为它们以其优越的技术特性的平衡，即高熔点、良好的热稳定性、良好的刚度和强度、良好的韧性以及真正优异的耐化学性而已知。
通常已知的是(PAEK)聚合物的刚度可通过添加刚性材料如增强填料，特别是玻璃纤维或碳纤维而提高，但是它的缺点在于所述增强组合物往往变脆。
还值得提及的是由聚合物材料制成的此类移动装置的零件应该能够承受此类物品的频繁使用的严格性，还应该符合苛刻的防火要求并且尤其能够满足具有挑战性的美观需求，如值得注意地具有非常低的变色效应同样还显示出非常小的降解而不干扰它们预期的可操作性。
最后但并非最不重要的，这些聚合物材料的比重需要尽可能低，特别是在大的移动设备如笔记本电脑中。在这些情况下，使用具有相对高负载量的玻璃增强物(即20％或更高)的玻璃纤维增强树脂从单位重量和移动性的观点来看可能变得不利，因为相对于相应的未填充的聚合物这些增强物显著增加了该组合物的密度。碳纤维由于其相对于玻璃纤维更低的密度可以减轻这种影响，但在另一方面碳纤维增强的塑料具有导电性，这限制了在该移动电子设备中可以使用这样一种组合物。此外，玻璃纤维和碳纤维二者当被结合到半结晶硬质塑料像PEEK聚合物中时，通常会导致脆性，这使得移动装置在使用过程中更易于损坏。增强物像玻璃纤维和碳纤维的另一个缺点是这些材料的众所周知的各向异性效应。增量纤维增强的塑料(像玻璃纤维和碳纤维)的各向异性性质，例如是该组合物具有遍布零件的不同位置的非均匀特性，取决于纤维如何取向。在纤维的流动方向或对齐方向上强度和刚度是非常高的而垂直于这些纤维的取向实现了弱得多的特性。刚才提及的强各向异性还导致注塑模制的零件的翘曲问题，因为零件的不同部位或尺寸可能不同地收缩，这取决于在该特定方向上纤维对齐的状态。因此，本领域中对于不赋予在移动电子装置中使用的组合物这种高各向异性特征的增强物或填料存在一种需要。
因此，对于包括至少一个由聚合物组合物制成的零件的移动电子装置仍然存在一种高度需求，这些移动电子装置可以克服以上所述的缺点并且其中所述聚合物组合物具有的特征是优异的机械特性(并且特别是高刚度和高的韧性、强度、伸长率特性以及耐冲击性的良好结合)，具有优异的刚度和延展性的平衡、良好的可加工性、良好的流动性、良好的热稳定性、低吸湿量、增加的介电强度并且同时不引起变色或其他退化现象，并且其中所述聚合物组合物提供了更薄且更轻的最终零件并且移动电子装置具有改进的特性，诸如更均匀的结晶度、改进的延展性、耐冲击性、更高的拉伸和挠曲模量以及强度，因此具有在严苛的下落试验条件下所要求的必要的结构完整性和耐破损性，具有增加的介电强度以及此外改进的美感，尤其是改进的、更浅的颜色。
发明概述
本发明解决以上详述的需求并且涉及一种包括至少一个由聚合物组合物[组合物(C)，在下文中]制成的零件的移动电子装置，该聚合物组合物包含
(i)至少一种聚芳醚酮聚合物[(PAEK)聚合物]；
(ii)至少一种具有如在CRC出版社的《化学和物理手册》，第64版，第B-65至B-158页中定义的从1.3至2.5的电负性(ε)的元素的氮化物(NI)。
本发明还涉及一种用于制造所述移动电子装置的以上零件的方法。
发明详细说明
术语“移动电子装置”旨在是指被设计为方便运输并且用于不同场所的一种电子装置。移动电子装置的代表性实例包括移动电子电话、个人数码助理、笔记本电脑、平板电脑、收音机、摄像机以及摄像机附件、手表、计算器、音乐播放机、全球定位系统接收器、便携式游戏机、硬盘驱动器以及其他电子存储装置等等。
优选的移动电子装置是笔记本电脑和移动电子电话。
根据本发明的移动电子装置的至少一个零件可以选自一个大的以下物品的清单，如配件、卡扣式零件、相互可移动的零件、功能元件、操作元件、追踪元件、调节元件、载体元件、框架元件、薄膜、特别是扬声器薄膜、开关、接插件、电缆、外壳、以及除如在移动电子装置中使用的外壳之外的任何其他结构零件，例如像扬声器零件。所述移动电子装置零件可以值得注意地通过注射模制、挤出或其他成型技术生产。
尤其，该聚合物组合物(C)非常适合用于生产移动电子装置的电缆护套和外壳零件。
因此，根据本发明的移动电子装置的该至少一个零件有利地是移动电子装置外壳或移动电子装置电缆护套。
电缆可以值得注意地是电连接如以上所列出的移动电子电话的不同零件的电线、或如以上所列出的笔记本电脑的不同零件的电线。
“移动电子装置电缆护套”意味着在电缆上的一个或多个管状形状的保护覆盖层，如以上所描述的。
“移动电子装置外壳”意味着一种移动电子装置的后盖、前盖、天线外壳、框架和/或骨架中的一个或多个。该外壳可以是一种单个的物品或者包括两个或更多个零件。“骨架”意味着一个结构零件，该装置的其他零件如电子器件、微处理器、屏幕、键盘以及小键盘、天线、电池插座等等安装于其上。该骨架可以是从该移动电子装置的外部不可见或者仅部分可见的一种内部部件。该外壳可以为该装置的内部零件提供保护，防止来自环境因素(如液体、灰尘等等)的冲击以及污染和/或损害。外壳零件如盖子也可以为暴露于该装置外部的某些零件(如屏幕和/或天线)提供实质性的或基本结构支撑以及冲击防护。
在一个优选的实施例中，该移动电子装置外壳是选自由一种移动电话外壳、平板外壳、笔记本电脑外壳、以及一种平板电脑外壳组成的组。当根据本发明的移动电子装置的零件是移动电话外壳和笔记本电脑外壳时获得了优异的结果。
根据本发明的移动电子装置的该至少一个零件的有利地特征在于：所述零件的扁平部分的厚度平均上是2.0mm或更少，优选1.6mm或更少，更优选1.2mm或更少，仍然更优选0.8mm或更少。术语“平均上”在此旨在指的是基于在该零件的至少一个扁平部分的至少3个点上对其厚度进行的测量的零件的平均厚度。
聚芳醚酮聚合物
在本发明的背景下提及“至少一种聚芳醚酮聚合物[(PAEK)聚合物]”旨在表示一种或多于一种的(PAEK)聚合物。(PAEK)聚合物的混合物可以有利地用于本发明的目的。
在本文的其余部分，为了本发明的目的，表述“(PAEK)聚合物”理解为既是复数也是单数，也就是说，本发明的组合物可包含一种或多于一种(PAEK)聚合物。
为了本发明的目的，术语“聚芳醚酮(PAEK)”旨在表示包括重复单元的任何聚合物，其中超过50％摩尔的所述重复单元是包含Ar-C(O)-Ar’基团的重复单元(RPAEK)，其中Ar和Ar’，彼此相同或不同，是芳香族基团。这些重复单元(RPAEK)总体上是选自由在此以下的式(J-A)至(J-O)组成的组：
其中：
-每个R’，彼此相同或不同，选自由卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚、硫醚、羧酸、酯、酰胺、酰亚胺、碱金属或碱土金属磺酸盐、烷基磺酸盐、碱金属或碱土金属膦酸盐、烷基膦酸盐、胺和季铵组成的组；
-j’为零或为从0至4的整数。
在重复单元(RPAEK)中，相应的亚苯基部分可以独立地具有到在重复单元中不同于R’的其他部分的1,2-、1,4-和1,3-键联。优选地，所述亚苯基部分具有1,3-或1,4-键联，更优选地它们具有1,4-键联。
此外，在重复单元(RPAEK)中，j’在每次出现时为零，也就是说，该亚苯基部分除了在聚合物的主链中使得能够进行键联的那些取代基之外，没有其他取代基。
因此，优选的重复单元(RPAEK)是选自在此以下的式(J'-A)至(J'-O)的那些：
在如上所详述的(PAEK)聚合物中，优选地大于60％、更优选地大于80％、仍然更优选地大于90％摩尔的重复单元是如以上详述的重复单元(RPAEK)。
仍然，总体上优选的是基本上该(PAEK)聚合物的所有重复单元是重复单元(RPAEK)，如以上详述的；可能存在链缺陷或非常少量的其他单元，应理解的是这些后者基本上不改变(RPAEK)的特性。
该(PAEK)聚合物可以值得注意地是均聚物，无规的、交替的或嵌段的共聚物。当该(PAEK)聚合物是共聚物时，它可以值得注意地包含(i)具有至少两种不同的选自式(J-A)至(J-O)的式的重复单元(RPAEK)，或(ii)具有一种或多种式(J-A)至(J-O)的重复单元(RPAEK)以及不同于重复单元(RPAEK)的重复单元(R*PAEK)。
如之后将详述的，该(PAEK)聚合物可以是聚醚醚酮聚合物[(PEEK)聚合物，在下文中]。可替代地，该(PAEK)聚合物可以是聚醚酮酮聚合物[(PEKK)聚合物，在下文中]、聚醚酮聚合物[(PEK)聚合物，在下文中]、聚醚醚酮酮聚合物[(PEEKK)聚合物，在下文中]、或聚醚酮醚酮酮聚合物[(PEKEKK)聚合物，在下文中]。
该(PAEK)聚合物还可以是由选自由以下各项组成的组的至少两种不同的(PAEK)聚合物组成的共混物：(PEKK)聚合物、(PEEK)聚合物、(PEK)聚合物和(PEKEKK)聚合物，如以上详述的。
为了本发明的目的，术语“(PEEK)聚合物”旨在表示其中按摩尔计大于50％的重复单元是具有式J’-A的重复单元(RPAEK)的任何聚合物。
优选地按摩尔计大于75％，优选地按摩尔计大于85％，优选地按摩尔计大于95％，优选地按摩尔计大于99％的(PEEK)聚合物的重复单元是具有式J’-A的重复单元。最优选地，该(PEEK)聚合物的所有重复单元是具有式J’-A的重复单元。
为了本发明的目的，术语“(PEEK)聚合物”旨在表示其中按摩尔计大于50％的重复单元是具有式J’-B的重复单元(RPAEK)的任何聚合物。
优选地按摩尔计大于75％、优选地按摩尔计大于85％、优选地按摩尔计大于95％、优选地按摩尔计大于99％的(PEKK)聚合物的重复单元是具有式J’-B的重复单元。最优选地，该(PEEK)聚合物的所有重复单元是具有式J’-B的重复单元。
为了本发明的目的，术语“(PEKK)聚合物”旨在表示其中按摩尔计大于50％的重复单元是具有式J’-C的重复单元(RPAEK)的任何聚合物。
优选地按摩尔计大于75％、优选地按摩尔计大于85％、优选地按摩尔计大于95％、优选地按摩尔计大于99％的(PEK)聚合物的重复单元是具有式J’-C的重复单元。最优选地，该(PEK)聚合物的所有重复单元是具有式J’-C的重复单元。
为了本发明的目的，术语“(PEEKK)聚合物”旨在表示其中按摩尔计大于50％的重复单元是具有式J’-M的重复单元(RPAEK)的任何聚合物。
优选地按摩尔计大于75％、优选地按摩尔计大于85％、优选地按摩尔计大于95％、优选地按摩尔计大于99％的(PEEKK)聚合物的重复单元是具有式J’-M的重复单元。最优选地，该(PEEKK)聚合物的所有重复单元是具有式J’-M的重复单元。
为了本发明的目的，术语“(PEKEKK)聚合物”旨在表示其中按摩尔计大于50％的重复单元是具有式J’-L的重复单元(RPAEK)的任何聚合物。
优选地按摩尔计大于75％、优选地按摩尔计大于85％、优选地按摩尔计大于95％、优选地按摩尔计大于99％的(PEKEKK)聚合物的重复单元是具有式J’-L的重复单元。最优选地，该(PEKEKK)聚合物的所有重复单元是具有式J’-L的重复单元。
当该(PAEK)聚合物是(PEEK)均聚物时，即，其中基本上该(PEEK)聚合物的所有重复单元是具有式J’-A的重复单元的聚合物，获得优异的结果，其中可能存在链缺陷或非常少量的其他单元，应理解的是后者这些情况本质上不改变该(PEEK)均聚物的特性。
适用于本发明的可商购的聚芳醚酮(PAEK)树脂的非限制性实例包括从美国苏威特种聚合物公司(Solvay Specialty Polymers USA，LLC)可商购的聚醚醚酮。
该(PAEK)聚合物可以具有至少0.50dl/g、优选至少0.60dl/g、更优选至少0.70dl/g的特性粘度(IV)，如在95％-98％的硫酸(d＝1.84g/ml)中在0.1g/100ml的(PAEK)聚合物浓度下测量的。
该(PAEK)聚合物的IV可以值得注意地是等于或小于1.40dl/g、优选地等于或小于1.30dl/g、更优选地等于或小于1.20dl/g、最优选地等于或小于1.15dl/g，如在95％-98％硫酸(d＝1.84g/ml)中在0.1g/100ml的(PAEK)聚合物浓度下测量的。
使用具有如在95％-98％的硫酸(d＝1.84g/ml)中在0.1g/100ml的(PAEK)聚合物浓度下测量的从0.70dl/g至1.15dl/g的IV的(PAEK)聚合物获得了良好的结果。
通常使用No 50 Cannon-Fleske粘度计进行该测量；在溶解后小于4小时的时间内在25℃下测量IV。
该(PAEK)聚合物在400℃以及1000s-1的剪切速率下具有以下熔体粘度：有利地至少0.05kPa.s、优选至少0.08kPa.s、更优选至少0.1kPa.s、还更优选至少0.12kPa.s，如根据ASTM D3835使用毛细管流变仪来进行测量的。
对于毛细胞流变仪，可以使用Kayeness Galaxy V流变仪(型号8052DM)。
该PAEK聚合物在400℃以及1000s-1的剪切速率下具有以下熔体粘度：有利地最多1.00kPa.s、优选最多0.80kPa.s、更优选最多0.70kPa.s、甚至更优选最多0.60kPa.s，如根据ASTM D3835使用毛细管流变仪来进行测量的。
该(PAEK)聚合物可以通过本领域已知的用于制造聚(芳基醚酮)的任何方法制备。
氮化物(NI)
在本发明的背景下提及“至少一种氮化物(NI)”旨在表示一种或多于一种的氮化物(NI)。氮化物(NI)的混合物可以有利地用于本发明的目的。
为了本发明的目的，一种“元素”旨在表示一种来自元素周期表的元素。
为了本发明的目的要考虑到的一种元素的电负性的值是由J.Breysem,c/o VELs.a.编辑的，在1987年2月比利时印刷的“Produits,appareillage et fournitures pourle laboratoire”的元素周期表中报道的那些。
具有从1.3至2.5的电负性(ε)的元素的氮化物(NI)的非限制性实例在CRC出版社的《化学和物理手册》，第64版，第B-65至B-158页中列出。括号中的代码是一个由CRC手册归属于有关氮化物的代码，而ε表示衍生出该氮化物的元素的电负性。然后，适合于本发明的目的具有从1.3至2.5的电负性(ε)的元素的氮化物(NI)值得注意地是氮化铝(AlN，a45，ε＝1.5)，氮化锑(SbN，a271，ε＝1.9)，氮化铍(Be3N2，b123，ε＝1.5)，氮化硼(BN，b2O3，ε＝2.0)，氮化铬(CrN，c406，ε＝1.6)，氮化铜(Cu3N，c615，ε＝1.9)，氮化镓(GaN，g41，ε＝1.6)，二氮化三锗(Ge3N2，g82，ε＝1.8)，四氮化三锗(Ge3N4，g83，ε＝1.8)，氮化铪(HfN，h7，ε＝1.3)，氮化铁，像Fe4N(i151，ε＝1.8)和Fe2N或Fe4N2(i152，ε＝1.8)，氮化汞(Hg3N2，m221，ε＝1.9)，氮化铌(n109，ε＝1.6)，氮化硅(Si3N4，s109，ε＝1.8)，氮化钽(TaN，t7，ε＝1.5)，氮化钛(Ti3N4，t249，ε＝1.5)，二氮化钨(WN2，t278，ε＝1.7)，氮化钒(VN，v15，ε＝1.6)，氮化锌(Zn3N2，z50，ε＝1.6)和氮化锆(ZrN，z105，ε＝1.4)。
氮化物(NI)是具有优选至少1.6并且更优选至少1.8的电负性的元素的氮化物。此外，氮化物(NI)是具有优选最多2.2的电负性的元素的氮化物。
此外，氮化物(NI)是优选选自元素周期表第IIIa、IVa、IVb、Va、Vb、VIa、Ⅵb、VIIb和VIII族的元素的氮化物，并且更优选选自元素周期表第IIIa族的元素的氮化物。
最优选的氮化物(NI)为氮化硼。
本申请人已经出人意料地发现如上所述的氮化物(NI)的存在在提高组合物(C)的刚度同时保持未填充的PAEK聚合物的延展性上是有效的，从而为本发明的所述组合物(C)提供了优异特性，这使它们作为被包括在移动电子装置中的零件是非常有用的。
本申请人已发现了氮化物(NI)的平均粒度可在改进机械特性中起作用，例如特别是组合物(C)的刚度和拉伸断裂伸长率，并且在提高美观方面，尤其是在改进组合物(C)的颜色方面起作用。
该氮化物(NI)的平均粒度有利地是等于或低于30μm、优选等于或低于20μm、更优选等于或低于18μm、更优选等于或低于10μm。
该氮化物(NI)的平均粒度优选地是等于或至少0.05μm、等于或至少0.1μm、更优选等于或至少0.2μm、等于或至少1μm。
该氮化物(NI)的平均粒度优选是从1μm至20μm、更优选从2μm至18μm、更优选从2μm至10μm。
约2.5μm的氮化物(NI)的平均粒度给出了特别良好的结果。
氮化物(NI)的平均粒度是使用光散射技术(动态或激光)使用例如来自马尔文公司(company Malvern)的相应的设备(Mastersizer Micro或3000)或使用筛分析根据DIN53196测量的。
组合物(C)
本发明的组合物(C)，基于该组合物(C)的总重量，包含的氮化物(NI)的量有利地是至少1.0％wt、优选至少1.10％wt、更优选至少2.0％wt、最优选至少5.0％wt。
这样，对于本发明的组合物(C)中所存在的氮化物(NI)的量不存在上限。
在一个实施例中，本发明的组合物(C)，基于该组合物(C)的总重量，包含的氮化物(NI)的量有利地是最多50.0％wt、优选最多40.0％wt、更优选最多30.0％wt、甚至更优选最多20.0％wt、还更优选最多15.0％wt、并且最优选最多10.0％wt。
本发明的组合物(C)，基于该组合物(C)的总重量，包含的氮化物(NI)的量有利地是范围从2％wt至50％wt、更优选从5％wt至20％wt、甚至更优选从5％wt至10％wt。
基于该组合物(C)的总重量，该(PAEK)聚合物的总重量有利地是高于50％、优选高于60％、更优选高于70％、更优选高于80％、更优选高于85％。
如果希望的话，该组合物(C)由该(PAEK)聚合物和氮化物(NI)组成。
本发明的优选组合物(C)因此包括一种如以上详述的(PAEK)聚合物、并且更优选地包含如以上详述的式(J’-A)的重复单元(RPAEK)的(PAEK)聚合物，以及基于该组合物(C)的总重量的5％wt至15％wt的量氮化硼。
本发明的组合物(C)还可进一步包含至少一种其他热塑性聚合物(聚合物T)。
适合用于本发明的组合物(C)中的聚合物(T)的非限制性实例，包括例如聚芳醚砜、聚亚苯基、聚酰亚胺，更值得注意地是聚醚酰亚胺以及聚苯硫醚。
所述其他聚合物的重量，基于该组合物(C)的总重量，有利地是在40％wt以下、优选在30％wt以下、并且更优选在25％wt以下。
该组合物(C)还可包含不同于该(PAEK)聚合物的一种或多种成分[成分(I)，在下文中]。
适合用于本发明的组合物(C)中的成分(I)的非限制性实例是聚合物组合物，添加剂，例如UV吸收剂；稳定剂如光稳定剂和热稳定剂；抗氧化剂；润滑剂；加工助剂；增塑剂；流动改性剂；阻燃剂；颜料，例如值得注意地是二氧化钛(TiO2)；染料；着色剂；抗静电剂；增充剂；金属减活剂；导电性添加剂如碳黑和碳纳米原纤以及包含一种或多种上述添加剂的组合。
所述成分(I)的重量，基于该组合物(C)的总重量，有利地是在10％wt以下并且优选在5％wt以下。
如果希望的话，该组合物(C)包含大于80％wt的该(PAEK)聚合物，其条件是该(PAEK)聚合物是该组合物(C)中仅有的聚合物组分，并且一种或多种任选的成分，如值得注意地是UV吸附剂；稳定剂如光稳定剂和热稳定剂；抗氧化剂；润滑剂；加工助剂；增塑剂；流动改性剂；阻燃剂；颜料，例如值得注意地是二氧化钛(TiO2)；染料；着色剂；抗静电剂；增充剂；金属减活剂；导电性添加剂如碳黑和碳纳米原纤可能存在于其中，其中这些组分不会显著影响组合物(C)的相关的机械和韧性特性。
表述“聚合物组分”将按照其通常含义来理解，即，包括以重复的连接单元为特征的、典型具有2000或更高的分子量的化合物。
该聚合物组合物(C)可以进一步包含至少一种增强填充剂。增强填充剂是本领域的技术人员所熟知的。它们优选选自不同于如以上定义的颜料的纤维状和微粒状填充剂。更优选地，该增强填充剂是选自矿物填充剂(如滑石、云母、高岭土、碳酸钙、硅酸钙、碳酸镁)、玻璃纤维、碳纤维、合成聚合物纤维、芳纶纤维、铝纤维、钛纤维、镁纤维、碳化硼纤维、岩棉纤维、钢纤维、硅灰石等。还更优选地，它是选自云母、高岭土、硅酸钙、碳酸镁、玻璃纤维、碳纤维和硅灰石。
优选地，这种填充剂是选自纤维填充剂。一类特别的纤维性填充剂由晶须组成，即由不同原材料如Al2O3、SiC、BC、Fe和Ni制成的单晶纤维。
在本发明的一个实施例中，这种增强填充剂选自硅灰石和玻璃纤维。在纤维状填充剂中，玻璃纤维是优选的；它们包括短切原丝A-、E-、C-、D-、S-、T-和R-玻璃纤维，如在约翰墨菲的塑料添加剂手册，第2版(Additives for Plastics Handbook,2nd ed.,JohnMurph)的第5.2.3章第43-48页中描述的。
被任选地包括在聚合物组合物(C)中的玻璃纤维可以具有圆形截面或非圆形截面(如椭圆形或长方形截面)。
当所使用的这些玻璃纤维具有圆形截面时，它们优选具有3μm至30μm并且特别优选5μm至12μm的平均纤维直径。不同种类的具有圆形截面的玻璃纤维是依据制成它们的玻璃的类型在市场上可获得的。值得注意地人们可以举例由E-或S-玻璃制成的玻璃纤维。
使用具有非圆形截面的标准E-玻璃材料时获得了良好的结果。当该聚合物组合物使用具有圆形截面的S-玻璃纤维、并且尤其是当使用具有6μm的直径的圆形截面的(E-玻璃或S-玻璃)时，获得了优异的结果。
在本发明的另一个实施例中，该增强填充剂是碳纤维。
如在此所使用，术语“碳纤维”旨在包括石墨化的、部分石墨化的、以及未石墨化的碳增强纤维或其混合物。可用于本发明中的碳纤维可以有利地通过对不同聚合物前体(例如像人造纤维、聚丙烯腈(PAN)、芳族聚酰胺或酚醛树脂)进行热处理和热解而获得；可用于本发明中的碳纤维还可以从沥青材料中获得。术语“石墨纤维”旨在表示通过碳纤维高温热解(2000℃以上)而获得的碳纤维，其中碳原子以与石墨结构相似的方式排列。可用于本发明中的碳纤维优选地选自下组，该组由以下各项组成：PAN基碳纤维、沥青基碳纤维、石墨纤维、以及其混合物。
所述增强填充剂的重量，基于该组合物(C)的总重量，有利地优选是在60％wt以下、更优选在50％wt以下、甚至更优选在45％wt以下、最更优选在35％wt以下。
优选地，该增强填充剂存在的量基于该聚合物组合物(C)的总重量是在从10％wt至60％wt、优选从20％wt至50％wt、优选从25％wt至45％wt、最优选从25％wt至35％wt的范围内。
该组合物(C)可通过多种涉及密切混合聚合物材料与如以上详述的、配方中所希望的任何任选成分的方法制备，例如通过熔体混合或干混和熔体混合的组合。典型地，如以上详述的(PAEK)聚合物和氮化物(NI)以及任选地聚合物(T)、任选地增强填充剂以及任选地成分(I)的干混是通过使用高强度混合机、如值得注意地是亨舍尔(Henschel)型混合机和螺带混合机来进行的。
如此获得的粉末混合物可以按如以上详述的适合用于获得如上所述的移动电子装置的零件的有效形成的重量比率包含该(PAEK)聚合物和氮化物(NI)、以及任选地聚合物(T)、任选地增强填充剂以及任选地成分(I)，或者可以是一种有待用作母料的浓缩混合物并且在随后加工步骤中在另外量的(PAEK)聚合物和氮化物(NI)、以及任选地聚合物(T)、任选地增强填充剂以及任选地成分(I)中稀释。
还有可能通过将如以上所描述的粉末混合物进一步熔融配混来制造本发明的组合物。如所述的，熔融配混可以在如以上详述的粉末混合物上进行，或者优选地直接在(PAEK)聚合物和氮化物(NI)、以及任选地聚合物(T)、任选地增强填充剂以及任选地成分(I)上进行。可以使用常规熔融配混装置，如同向和反向旋转的挤出机、单螺杆挤出机、往复式捏合机、盘组加工机(disc-pack processor)以及多种其他类型的挤出设备。优选地，挤出机，更优选地双螺杆挤出机可以使用。
如果希望的话，配混螺杆的设计，例如，螺距和宽度、间隙、长度以及操作条件将有利地选择为提供足够的热和机械能以有利地完全熔融如以上详述的粉末混合物或成分并且有利地获得不同成分的均匀分布。其条件是最佳的混合在本体聚合物与填充剂内含物之间实现。有可能有利地获得非延性的本发明的组合物(C)的线料挤出物。此类线料挤出物可以在传送装置上使用水喷雾的一段冷却时间之后通过例如旋转切刀短切。因此，例如，可以进而将能够以球粒或球珠的形式存在的组合物(C)进一步用于制造如以上详述的移动电子装置的零件。
本发明的另一个目的是提供一种方法用于制造以上描述的移动电子装置的方法。这种方法不受具体限制。该聚合物组合物(C)一般可以通过注塑、挤出、或其他成型工艺加工。
在本发明的一个实施例中，用于制造以上描述的移动电子装置的零件的方法优选包括将该聚合物组合物(C)注塑并凝固的步骤。
在本发明的另一个实施例中，用于制造如以上详述的移动电子装置的零件的方法包括将一个标准形状结构零件机加工成具有任何类型的尺寸和形状的零件。所述标准形状结构零件的非限制性实例值得注意地包括板、棒、厚片等。所述标准形状结构零件可以由聚合物组合物(C)的挤出或注塑而得到。
本发明的另一个目的是一个包含如以上所述的聚合物组合物的移动电子装置的零件。
本申请人已经出乎意料地发现本发明的组合物(C)在提供具有高的刚度和延展性的优异的平衡、以及超过现有技术的移动电子装置零件的改进的抗冲击性的电子装置零件上是有效的。
本申请人还已经发现包含本发明的组合物(C)的所述移动电子装置零件具有改进的介电强度。
本申请人还已经发现包含本发明的组合物(C)的所述移动电子装置零件具有改进的美观，特别是改进的更浅的颜色并且所述移动电子装置零件具有更高的对于许多应用(其中颜色是关注点)的接受度。
本发明的移动电子装置零件有利地具有下列颜色特征：
颜色L*>70，优选地L*>71；
颜色b*为至少8
其中颜色是在2.5mm厚的注塑模制的彩色薄板上使用CIE实验室标准如下测定的。颜色总体上通过L*、a*、b*值表征，它们是1976年由CIE(国际照明委员会(CommissionInternationale de l’Eclairage))所定义的三色坐标(K.Nassau,in“Kirk-OthmerEncylopedia of Chemical Technology”2004,Chapter 7,P 303-341)。这三个基础坐标代表了颜色的亮度(L*，L*＝0产生黑色并且L*＝100表示白色)，其在红色/品红和绿色之间的位置(a*，负值表示绿色而正值表示品红)以及其在黄色和蓝色之间的位置(b*，负值表示蓝色而正值表示黄色)。
根据本发明的移动电子装置的零件可以通过任何已知的用于实现的方法用金属涂覆，如真空沉积法(包括加热待沉积的金属的各种方法)、化学镀、电镀、化学气相沉积、金属溅射、以及电子束沉积。虽然金属可很好地粘附到零件上而无须任何特殊的处理，通常将使用一些本领域众所周知的方法来改进粘附性。这个的范围可以为合成树脂表面的简单磨损使其变粗糙、粘合促进剂的添加、化学刻蚀、通过暴露于等离子体和/或辐射(例如激光或UV辐射)的表面功能化或这些的任何组合。另外，一些金属涂覆方法包括至少一个步骤，其中零件被浸在酸浴中。多于一种的金属或金属合金可以被镀在由聚合物组合物(C)制成的零件上，例如一种金属或合金因为其良好的粘附性可以直接镀在合成树脂表面上，而另一种金属或合金因为它具有更高的强度和/或刚度可以镀在其上。形成该金属涂层的有用的金属和合金包括铜、镍、铁-镍、钴、钴-镍、和铬，以及这些在不同的层中的组合。优选的金属和合金是铜、镍、和铁-镍，并且镍是更优选的。零件的表面可以是完全地或部分地用金属涂覆。表面积的50％以上将被涂覆，更优选全部表面将被涂覆。在零件的不同区域，金属层的厚度和/或数量、和/或金属层的组成可以不同。金属可涂覆成图案以有效地改进零件的某些区段的一种或多种特性。
本发明的另一个目的是提供一种方法用于制造以上描述的、包含至少一个包含聚合物组合物(C)的零件的移动电子装置，所述方法包括以下步骤：
-提供作为部件的至少电路板、屏幕和电池；
-提供至少一个包含该聚合物组合物(C)的零件；
-将至少一个所述部件与所述零件进行组装或者将至少一个所述部件安装在所述零件上。
移动电子装置很经常商品化成黑色。然而，对彩色化移动电子装置存在着不断增长的市场兴趣。本发明允许制造彩色移动电子装置，并且尤其是彩色移动电子装置外壳。
以上描述的用于制造该移动电子装置的方法因此可以进一步包括将所述包含该聚合物组合物(C)的零件进行上漆或涂覆的附加的步骤。
当首先用一种涂底漆并且然后用顶涂漆将该移动电子装置上漆时，获得了优异的结果。在黏着力试验中，这些涂层给出出人意料地优异结果。此外，本发明提供的极大的好处是该聚合物组合物(C)在使用以上描述的颜料时具有优异的可着色性，还有以及在使用上述油漆时具有优异的涂漆性能。
若任何通过引用结合在此的专利、专利申请以及公开物的披露内容与本申请的描述相冲突的程度到了可能导致术语不清楚，则本说明应该优先。
现在将参考以下实例更详细地描述本发明，这些实例的目的仅是说明性的并且不旨在限制本发明的范围。
原料
PEEK KT-820P是从美国苏威特种聚合物公司可商购的一种聚醚醚酮聚合物。
氮化硼，S1-SF，从ESK陶瓷公司(ESK Ceramics,GmbH)可商购，平均粒度为2.5μm。
氮化硼，S15，从ESK陶瓷公司可商购，平均粒度为15μm。
碳纤维，Sigrafil C30APS 006，来自SGL公司
滑石，Mistron Vapor R，从美国Luzenac公司可商购
PEEK树脂的配混工艺的通用说明
PEEK树脂与所希望量的S1-SF或S15的干共混物通过首先翻滚共混约20分钟，随后通过使具有40:1的L/D比的25mm贝尔斯托夫(Berstorff)同向旋转部分啮合双螺杆挤出机熔融配混来制备。挤出机具有8个机筒段，其中机筒段2到8是加热段。在配混过程中在机筒段7处使用18-20英寸真空施加真空通风以从化合物中清除湿气和任何可能的残留挥发物。配混温度分布是使得机筒段2-5设定在330℃，同时机筒段5-8和模口适配器设定在340℃。螺杆速度用180通过量并且生产率为15-17磅/小时，而针对各配方熔融挤出物手动测量的熔融温度在挤出机模口的出口处范围是从398℃至402℃。将对于每种配方的挤出物在水槽中冷却并且然后使用造粒机制粒。接着将这样获得的四种共混物的粒料在干燥的空气烘箱中在150℃下干燥4小时并进行机械测试。将所述粒料进行注塑以使用东芝(Toshiba)150吨注塑机按照以下由供应商苏威特种聚合物提供的用于KetaSpire KT-820 PEEK树脂的标准条件和指南生产ASTM测试样本。
机械特性是对于所有配制品使用注射成型的0.125英寸厚的ASTM测试样本测试，样本由以下各项组成：1)I型拉伸棒，2)5英寸×0.5英寸×0.125英寸的挠曲棒，以及3)4英寸×4英寸×0.125英寸薄板，用于仪器化冲击(Dynatup)测试。
采用以下ASTM测试方法评估所有九种组合物：
-D638：使用2英寸/min测试速度的拉伸特性
-D790：弯曲特性
-D256：抗悬臂梁式冲击性(带缺口)
-D4812：抗悬臂梁式冲击性(不带缺口)
-D3763：还以Dynatup冲击的名称熟知的仪器化抗冲击性
-D648：热挠曲温度(HDT)
-D5279：在200℃下的DMA储能模量(Pa)
HDT在264磅/平方英寸的外加应力下使用在200℃退火2小时的0.125英寸厚挠性样本测量以确保在这些零件内的均匀的结晶度和残余的模制在内的应力的去除，这否则可能损害测量精确度。
4英寸×4英寸×0.125英寸的注塑模制的薄板注塑模制的彩色薄板的颜色根据ASTM E308-06使用光源D65(模拟日光的白光)以10°角进行测量(1964CIE)。
L*、a*和b*颜色坐标是使用一个格灵达麦克贝斯(Gretag Macbeth)Color EyeCi5分光光度计(其具有三光束散射(tribeam diffuse)/8”6”球面光学几何形状，10nm的带通，360nm至750nm的光谱范围)根据CIE实验室标准使用光源D65和10°观测器测量。因此，通过此测试所测量的L、a和b颜色坐标对应亮度标尺(L)、绿-红的色度标尺(a)和蓝-黄色度标尺(b)。
根据D149ASTM方法的介电强度测量是对于对比实例1和实例4、5、6和7的配制品在4英寸×4英寸×0.125英寸注塑模制的厚ASTM测试样品上进行的。结果在表1中示出。
九种组合物的组成、机械特性，颜色特性和物理特性总结于表1中。
碳纤维增强的PEEK树脂配混过程的通用说明
表2中所描述的碳纤维增强PEEK配制品通过熔融配混使用配备有8个机筒段和40的总L/D比的双螺杆同向旋转啮合挤出机制备。将PEEK粉末与氮化硼翻滚共混亦或原样(在对照情况下)送料到挤出机的进料斗中。将碳纤维以所要求的比例重力供料并且在挤出机的机筒段5上的一个进料口处计量加入。在机筒段7处的真空通气口被用来对熔体抽高真空以除去任何残留的水分或可能从碳纤维的上浆中逐步形成的有机挥发物。将配混的配制品使用单孔3mm直径成股并且在送到造粒机将挤出物短切成粒料之前在具有水喷雾的传送带上冷却。配混条件的细节在表3中示出。
表2
用滑石和氮化硼改性的碳纤维增强的PEEK的特性
表3
用于制造表3中列出的配制品的配混条件和过程参数。

Claims (15)

1.一种包括至少一个由聚合物组合物[组合物(C)，在下文中]制成的零件的移动电子装置，所述零件为移动电子装置外壳或移动电子装置电缆护套，所述移动电子装置选自移动电子电话、笔记本电脑、平板电脑、收音机、摄像机以及摄像机附件、手表、计算器、音乐播放机、全球定位系统接收器、便携式游戏机、硬盘驱动器以及其他电子存储装置，该聚合物组合物包含
(i)至少一种聚芳醚酮聚合物[(PAEK)聚合物]；
(ii)至少一种具有如在CRC出版社的《化学和物理手册》，第64版，第B-65至B-158页中定义的从1.3至2.5的电负性(ε)的元素的氮化物(NI)，
其中，基于该组合物(C)的总重量，该PAEK聚合物的总重量高于50％，并且氮化物(NI)的总重量是至少1.0％。
2.根据权利要求1所述的移动电子装置，其中(PAEK)聚合物的大于50％摩尔的重复单元是选自在此以下具有式(J-A)至(J-O)的那些的重复单元(RPAEK)：
其中：
-每个R’，彼此相同或不同，选自由卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、醚基、硫醚基、羧酸基、酯基、酰胺基、酰亚胺基、碱金属或碱土金属磺酸盐基、烷基磺酸盐基、碱金属或碱土金属膦酸盐基、烷基膦酸盐基、胺基和季铵基组成的组；
-j’为零或为从0至4的整数。
3.根据权利要求1所述的移动电子装置，其中该(PAEK)聚合物的大于50％摩尔的重复单元是选自在此以下具有式(J’-A)至(J’-O)的那些的重复单元(RPAEK)：
4.根据权利要求1所述的移动电子装置，其中该氮化物(NI)是具有至少1.6的电负性的元素的氮化物。
5.根据权利要求1所述的移动电子装置，其中该氮化物(NI)是氮化硼。
6.根据权利要求1所述的移动电子装置，其中该氮化物(NI)存在的量是基于该组合物(C)的总重量最多10.0％wt。
7.根据权利要求1所述的移动电子装置，其中该聚合物组合物(C)进一步包含至少一种不同于该(PAEK)聚合物的其他热塑性聚合物(聚合物T)。
8.根据权利要求1所述的移动电子装置，其中该聚合物组合物(C)进一步包含一种或多种不同于该(PAEK)聚合物的成分[成分(I)]，其选自UV吸收剂；稳定剂；抗氧化剂；润滑剂；加工助剂；增塑剂；流动改性剂；阻燃剂；颜料；染料；着色剂；抗静电剂；增充剂；金属减活剂；导电性添加剂以及包含一种或多种上述添加剂的组合。
9.根据权利要求1所述的移动电子装置，其中该聚合物组合物(C)进一步包含至少一种增强填充剂。
10.根据权利要求9所述的移动电子装置，其中该增强填充剂选自硅灰石和玻璃纤维。
11.根据权利要求9所述的移动电子装置，其中该增强填充剂是碳纤维。
12.根据权利要求1所述的移动电子装置，其中所述零件是移动电子装置外壳。
13.根据权利要求12所述的移动电子装置，其中所述移动电子装置外壳是移动电话外壳。
14.用于制造根据权利要求1至13中任一项所述的移动电子装置的零件的方法，该方法包括使该聚合物组合物(C)注塑并且凝固的步骤。
15.用于制造根据权利要求1-13中任一项所述的移动电子装置的方法，所述方法包括以下步骤：
a.提供作为部件的至少电路板、屏幕和电池；
b.提供至少一个包含该聚合物组合物(C)的零件；
c.将至少一个所述部件与所述零件进行组装或者将至少一个所述部件安装在所述零件上。
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