CN105009225B - 具有电磁干扰减轻特性的聚合物复合物 - Google Patents

具有电磁干扰减轻特性的聚合物复合物 Download PDF

Info

Publication number
CN105009225B
CN105009225B CN201480009672.7A CN201480009672A CN105009225B CN 105009225 B CN105009225 B CN 105009225B CN 201480009672 A CN201480009672 A CN 201480009672A CN 105009225 B CN105009225 B CN 105009225B
Authority
CN
China
Prior art keywords
particle
matrix
polymer
compound
fluorocarbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201480009672.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105009225A (zh
Inventor
D·格霍施
B·K·罗伊
N·S·萨塔卡尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of CN105009225A publication Critical patent/CN105009225A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105009225B publication Critical patent/CN105009225B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/24—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2248—Oxides; Hydroxides of metals of copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/041—Carbon nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/042—Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/046—Carbon nanorods, nanowires, nanoplatelets or nanofibres

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了适于用作电磁干扰减轻剂的聚合物复合物，其包含有损耗的聚合物基体、分散在聚合物基体内的陶瓷颗粒、和分散在聚合物基体内的导电颗粒。有损耗的聚合物基体可为氟碳基聚合物基体、或环氧基聚合物基体。陶瓷颗粒可为金属氧化物颗粒，尤其是氧化铜(CuO)颗粒。导电颗粒可为碳黑。其它电磁干扰减轻聚合物基体包含有损耗的聚合物基体和分散在聚合物基体内的氧化铜(CuO)颗粒。

Description

具有电磁干扰减轻特性的聚合物复合物
技术领域
本公开涉及聚合物复合物，尤其是适于用作电磁干扰减轻剂的聚合物复合物。
背景技术
电磁干扰(EMI)是电子系统(诸如电子通信系统)中遇到的常见问题。外部电磁辐射被熟知为在电子组件中引起不可取的电流，从而扰乱它们的正常运行。为了防止此类影响，常见的是经由高度导电的附件、涂层、衬圈、粘合剂、密封剂、线缆套管、金属网或纤维等来完全屏蔽电子设备或组件。这些类型的屏蔽通过将非期望的电磁场从敏感组件反射开来运行。保护的另一种形式通过电磁吸收材料来提供。这些通常不高度导电并且不通过吸收非期望的电磁能量并将其转换为热量来运行。吸收器被广泛地用于雷达和绝密应用中。它们也常常见于电子设备的内部，在电子设备中它们被用于控制来自设备的电磁发射。电磁吸收器可被分类为磁吸收器(如果它们主要与电磁波的磁场组件相互作用)或介电吸收器(如果它们主要与波的电场组件相互作用)。
多种不同的材料和方法已被用于提供EMI屏蔽。这些屏蔽方法中的一些涉及非聚合物基体。例如，美国专利3,671,275(Gates等人)描述了碳化硅和氧化铝基质的组合构成的有损耗的介电衰减器；美国专利5,691.498(Fogle Jr.)描述了有电磁损耗的液体或由玻璃粘结剂和铁磁填料和/或铁电填料构造的气密性熔合密封；并且美国专利公布2010/0294559(Izawa等人)描述了包括至少绝缘层和导电金属层的层合体的电磁屏蔽膜。其它屏蔽方法涉及聚合物基体。例如，美国专利公布2010/0315105(Fornes)描述了包含反应性有机化合物和导电填料的EMI屏蔽复合物，所述导电填料在有机化合物的固化期间自组合成三维金属网络；和美国专利公布2011/0200740(Ma等人)，其描述了具有EMI屏蔽效应的碳纳米管/聚合物复合物。
发明内容
本文描述了适于用作电磁干扰减轻剂的聚合物复合物。在一些实施例中，聚合物复合物包含有损耗的聚合物基体、分散在聚合物基体内的陶瓷颗粒和分散在聚合物基体内的导电颗粒。有损耗的聚合物基体可包括氟碳基聚合物基体、含氯聚合物基体、环氧基聚合物基体、(甲基)丙烯酸酯聚合物基体、聚醚聚合物基体、或它们的组合。在一些实施例中，有损耗的聚合物基体包括氟碳基聚合物基体或环氧基聚合物基体。陶瓷颗粒包括金属氧化物颗粒、金属氮化物颗粒、金属碳化物颗粒、金属硫化物颗粒、金属硅化物颗粒、金属硼化物颗粒、多铁性化合物的颗粒、混合的陶瓷颗粒、硫系玻璃颗粒、或它们的组合。在一些实施例中，陶瓷颗粒包括金属氧化物颗粒，尤其是氧化铜(CuO)颗粒。导电颗粒包括碳黑、碳气泡、碳泡沫、石墨烯、碳纤维、石墨、碳纳米管、金属颗粒和纳米颗粒、金属合金颗粒、金属纳米线、PAN纤维、导电涂覆的颗粒、或它们的组合。在一些实施例中，导电颗粒包括碳黑。
为电磁干扰减轻剂的聚合物复合物的其它实施例包含有损耗的聚合物基体和分散在聚合物基体内的氧化铜(CuO)颗粒。有损耗的聚合物基体可包括氟碳基聚合物基体、含氯聚合物基体、环氧基聚合物基体、(甲基)丙烯酸酯聚合物基体、聚醚聚合物基体、或它们的组合。在一些实施例中，有损耗的聚合物基体包括氟碳基聚合物基体或环氧基聚合物基体。
附图说明
参照以下结合附图对本发明各种实施例的详细说明，可以更全面地理解本专利申请。
图1显示了比较例C1的样品的介电常数对频率的曲线图。
图2显示了比较例C1的样品的损耗角正切对频率的曲线图。
图3显示了实例1的样品的介电常数对频率的曲线图。
图4显示了实例1的样品的损耗角正切对频率的曲线图。
图5显示了实例2和3的样品的介电常数对频率的曲线图。
图6显示了实例2和3的样品的损耗角正切对频率的曲线图。
图7显示了实例4的样品的介电常数对频率的曲线图。
图8显示了实例4的样品的损耗角正切对频率的曲线图。
图9显示了比较例C2-C5的样品的介电常数对频率的曲线图。
图10显示了比较例C2-C5的样品的损耗角正切对频率的曲线图。
图11显示了实例5-7的样品的介电常数对频率的曲线图。
图12显示了实例5-7的样品的损耗角正切对频率的曲线图。
图13显示了实例8-10的样品的介电常数对频率的曲线图。
图14显示了实例8-10的样品的损耗角正切对频率的曲线图。
图15显示了比较例C6和C7的样品的介电常数对频率的曲线图。
图16显示了比较例C6和C7的样品的损耗角正切对频率的曲线图。
图17显示了实例11和12的样品的介电常数对频率的曲线图。
图18显示了实例11和12的样品的损耗角正切对频率的曲线图。
图19显示了实例13和14的样品的介电常数对频率的曲线图。
图20显示了实例13和14的样品的损耗角正切对频率的曲线图。
在以下对图示实施例的描述中，参照了附图，并通过举例说明的方式在这些附图中示出在其中可以实施本发明的多种实施例。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用实施例并且可以进行结构上的改变。附图中使用的类似标号是指类似组件。然而，应当理解，使用标号来指代给定附图中的组件并非意图限制在另一附图中以相同标号标记的组件。
具体实施方式
仍然需要可被用于减轻电磁干扰(EMI)的柔性且通用的电磁吸收材料。这些材料应为轻质的、工业加工中易于处理的、且具有对特定应用感兴趣的频率范围适当的损耗特征。本文公开了可用作EMI吸收材料的聚合物复合物。
如本文所用的术语“复合物”是指其中两种或更多种材料共存而无化学相互作用的材料，并且一个或多个相可为离散的或连续的。
如本文所用的术语“有损耗的聚合物基体”是指在感兴趣的频率范围内具有0.005-0.50或甚至0.01-0.30范围内的介电损耗角正切的聚合物基体。介电损耗角正切，通常被称为tanδ，为介电材料的频率相依性参数，所述参数量化了其电磁能量的固有耗散。术语是指在电阻性(有损耗)组分电磁场和其反应性(无损耗)组分之间的复杂平面中的角度的正切。其被便利地定义为材料的假想介电常数与其实际介电常数的比率，即tanδ＝ε”/ε’。
术语“聚合物”和“聚合物材料”二者是指由一种单体制得的材料诸如均聚物，或是指由两种或更多种单体制得的材料诸如共聚物、三元共聚物等。同样，术语“聚合”是指制备聚合物材料的工艺，所述聚合物材料可为均聚物、共聚物、三元共聚物等。术语“共聚物”和“共聚材料”是指由至少两种单体制备的聚合物材料。
术语“室温”和“环境温度”可互换地使用，指20℃至25℃范围内的温度。
如本文所用的术语“氟碳基”是指氟化的材料。通常，本公开的氟碳基材料是高度氟化的。
当与聚合物、单体、或与聚合物或单体相关联的基团一起使用时，术语“氟化的”是指具有至少一个氢原子被氟原子替换。术语“高度氟化的”是指聚合物、单体、或基团，其中许多氢原子已被氟原子替换，在一些情况下，至少一半的氢原子已被氟原子替换，并且在其它情况下，几乎所有的氢原子已被氟原子替换。
如本文所用的术语“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯材料两者。
如本文所用的术语“环氧”是指为三元环的反应性基团，所述三元环包含两个碳原子和一个氧原子，常常被称为“环氧乙烷环”。如本文所用的术语“环氧树脂”与该术语在本领域中一般被理解的使用一致并且被用于描述包含一个或多个环氧基团的可固化材料。
本文公开了包含有损耗的聚合物基体和一种或多种类型的附加颗粒的EMI减轻聚合物复合物。在一些实施例中，EMI减轻聚合物复合物包含有损耗的聚合物基体、分散在聚合物基体内的陶瓷颗粒、和分散在聚合物基体内的导电颗粒。在其它实施例中，EMI减轻聚合物复合物包含有损耗的聚合物基体和分散在聚合物基体内的氧化铜(CuO)颗粒。这两种类型的EMI减轻聚合物复合物在下文中更详细地论述。通常，复合物减轻100兆赫-100吉赫范围内，更典型地100兆赫-70吉赫范围内，或甚至1-20吉赫范围内的电磁干扰。也期望这些材料同样地减轻更低频率范围内的电磁干扰，诸如千赫和更低兆赫波段。
本文公开了EMI减轻包含聚合物基体、分散在聚合物基体内的陶瓷颗粒、和分散在聚合物基体内的导电颗粒的聚合物复合物，所述聚合物基体具有0.005-0.50，或甚至0.01-0.30的损耗角正切。
EMI减轻聚合物复合物包含具有0.005-0.50，或甚至0.01-0.30损耗角正切的聚合物基体。具有期望的固有介电损耗特定的任何聚合物基体可适于作为本公开的聚合物基体。在合适的聚合物基体材料之中的是：包含卤化碳基团的材料，也就是说包含C-X键的材料，其中X为例如，氟原子或氯原子，诸如包含氟碳基聚合物和含氯聚合物的材料；环氧基材料，包括表氯醇聚合物和共聚物以及环氧树脂聚合物；(甲基)丙烯酸酯聚合物和共聚物；以及聚醚聚合物和共聚物。特别合适的聚合物基体材料为环氧基聚合物基体和氟碳基聚合物基体。
多种参数控制聚合物基体的介电损耗。这些参数中的一些涉及聚合物自身的结构特征，其它参数涉及添加剂的存在。影响聚合物基体介电损耗的聚合物结构特征的例子包括极性基团的存在、结晶度、玻璃化转变温度(Tg)和交联的程度。影响聚合物基体的介电损耗的添加剂的例子包括例如，可降低聚合物基体的Tg的增塑剂。
有助于聚合物中介电损耗的关键组件与短极性链段的松弛相关联，所述短极性链段包含具有高偶极矩的基团。此类极化键的一些例子包括：C-OR基团，其中R为氢原子或烷基或芳基基团；C-X基团，其中X为卤素原子，诸如氟或氯原子；以及C-NR1R2，其中每个R1和R2基团独立地为氢原子、烷基基团或芳基基团。极性链段可为主链结构的一部分或者在侧链上。
结晶度影响聚合物中的介电损耗的另一个参数，并且较少结晶的聚合物基体具有更大的介电损耗，因为增大的结晶度减小了聚合物链移动的自由度。相比之下，非晶态聚合物基体具有更高的自由体积，这增强了聚合物链段旋转的容易度，并且由于电磁能量的吸收而增大了介电损耗。因此，具有更大非晶态区域并因此具有更低结晶度的聚合物基体具有更高的介电损耗，即“更有损耗”。聚合物中的结晶度可通过聚合物组成和加工条件的选择来控制。
聚合物链的移动性也受到玻璃化转变温度的影响。即使是具有高玻璃化转变温度(也就是说，大于使用温度(一般为环境温度或室温)的Tg值)的非晶态聚合物也在使用温度下具有受限的移动性。因此，具有低于使用温度(一般为室温)的Tg值的聚合物基体比具有高于使用温度的Tg值的聚合物基体更有损耗。基体的Tg也可受到使用添加剂的影响。例如，基体的Tg可通过加入增塑剂而降低。
基体中的交联度在固化的聚合物体系(诸如固化的环氧树脂体系)中是尤其重要的。更高的交联水平不利地影响链段移动性，并且因此降低基体的介电损耗。因此，更低的交联水平对于固化的聚合物体系来说一般是期望的。
除了上文的因素，聚合物体系的损耗也受到诸如支化度(因为支化趋于破坏结晶度)、所得端基的性质(是极性还是非极性)、杂质或添加剂的存在(诸如未反应单体、溶剂诸如水、加工助剂诸如抗氧化剂等因素的影响。
如上文所述，在合适的聚合物基体材料之中的是：包含卤化碳基团的材料，也就是说，包含C-X键的聚合物材料，其中X为例如，氟原子或氯原子；环氧基材料，包括表氯醇聚合物和共聚物以及环氧树脂聚合物；(甲基)丙烯酸酯聚合物和共聚物；以及聚醚聚合物和共聚物。
包含卤化碳基团的聚合物材料的例子包括宽泛的含氯和含氟聚合物。合适的含氯聚合物的例子包括聚氯乙烯聚合物(PVC)和聚偏二氯乙烯聚合物(PVDC)。PVC聚合物包含极性C-Cl基团，但是趋于具有相对高的Tg值(至多95℃)并且因此仅显示适中的介电损耗特性。另一方面，PVDC聚合物不仅包含极性C-Cl基团，而且具有相对低的Tg值(-17℃)。各种各样的含氟聚合物是合适的。在合适的含氟聚合物之中的是聚偏二氟乙烯(PVDF)聚合物和共聚物。PVDF聚合物具有非常低的Tg值(-65℃)。特别合适的PVDF和其它含氟聚合物的例子在下文更详细地描述，所述其它含氟聚合物包括由氟碳基单体四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、和偏二氟乙烯(VDF)制备的共聚物。
环氧基聚合物基体材料的例子包括宽泛的表氯醇基聚合物和环氧树脂基聚合物范围。表氯醇基聚合物的例子包括聚表氯醇(诸如可从吉翁化学品公司(Zeon Chemical)作为HYDRIN H(CO)商购获得的表氯醇均聚物)和表氯醇共聚物(诸如可从吉翁化学品公司(Zeon Chemical)作为HYDRIN C(ECO)商购获得的表氯醇和环氧乙烷的共聚物)两者，以及可从吉翁化学品公司(Zeon Chemical)作为HYDRIN T商购获得的表氯醇、环氧乙烷、和烯丙基缩水甘油醚的三元共聚物。宽泛范围的可固化环氧树脂是合适的，包括基于双酚A、双酚F、和苯酚酚醛的那些。特别合适的环氧树脂体系在下文更详细地描述。
合适的(甲基)丙烯酸酯聚合物和共聚物的例子包括聚甲基丙烯酸酯聚合物(PMA)和聚甲基丙烯酸甲酯聚合物(PMMA)，其展示了高的非晶态内容物含量、来自(甲基)丙烯酸酯官能团的极性基团，并且在室温下一般显示适中的介电损耗。
聚醚聚合物和共聚物趋于具有期望的介电损耗值，因为主链的C-O-C键不仅为如上文所述的极性基团，而且它们具有大量的柔韧性。另外，聚醚聚合物和共聚物具有低Tg值(一般为～-70℃)。各种各样的聚醚聚合物和共聚物可商购获得，包括例如，聚环氧乙烷聚合物和共聚物、以及聚环氧丙烷聚合物和共聚物。
由于多种原因，环氧基聚合物基体和氟碳基聚合物基体是特别合适的聚合物基体材料。这些原因不仅包括聚合物基体的期望的有损耗特性，而且包括随时间推移的稳定性、材料的可用性、处理特性等。
合适的环氧基聚合物基体的例子包括由基于双酚A、双酚F、苯酚酚醛、或它们的组合的环氧树脂制备的那些。基于双酚A的合适的环氧树脂的例子包括：EPON 828(液体环氧树脂)和EPON 1001F(固体环氧树脂)，可从俄亥俄州哥伦布的迈图特用化学品公司(Momentive Specialty Chemicals,Columbus,OH)商购获得；DER 6508(高分子量环氧树脂)，可从密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Company,Midland MI)商购获得；和EPOXICURE树脂(低分子量环氧树脂)，可从伊利诺伊州布勒夫湖的标乐公司(Buehler,Lake Bluff,IL)商购获得。合适的双酚F环氧树脂的例子为EPON 862(低分子量环氧树脂)可从俄亥俄州哥伦布的迈图特用化学品公司(Momentive SpecialtyChemicals,Columbus,OH)商购获得。基于苯酚酚醛的合适的环氧树脂的例子包括：EPON1050，可从俄亥俄州哥伦布的迈图特用化学品公司(Momentive Specialty Chemicals,Columbus,OH)商购获得；和ARALDITE ECN 1299，可从德克萨斯州伍德兰市的亨兹曼先进材料美洲公司(Huntsman Advanced Materials Americas,Inc.,The Woodlands,TX)商购获得。也可使用混合物或环氧树脂。环氧树脂可使用各种各样的固化剂来固化，所述固化剂包括胺基固化剂、酚固化剂、和酸酐基固化剂。
用于本公开聚合物复合物中的特别合适的材料类别为氟碳基聚合物基体。这些基体包含氟碳基聚合物。在一些实施例中，氟碳基聚合物基体包含单一氟碳基聚合物，在其它实施例中，氟碳基聚合物基体包含氟碳基聚合物的混合物。
合适的氟碳基聚合物的例子包括由氟碳基单体四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、和偏二氟乙烯(VDF)制备的那些共聚物。此类聚合物的例子描述于美国专利6,310,141(Chen等人)中。合适的氟碳基聚合物的例子包括例如，20-60重量％TFE、30-50重量％HFP、和10-40％VDF的三元共聚物。这些三元共聚物可从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Corp,St.Paul,MN)以商品名“THV”商购获得。附加的例子包括六氟丙烯-四氟乙烯-乙烯(HTE)三元共聚物、乙烯-四氟乙烯(ETFE)共聚物、六氟丙烯-四氟乙烯(FEP)、和四氟乙烯-全氟(烷氧基烷烃)(PFA)共聚物。这些共聚物也可购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Corp,St.Paul,MN)。
特别可用的氟碳基聚合物类别为含VDF的氟碳基聚合物。例子包括材料THV 200、THV 400、THV 500G，可从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Corp,St.Paul,MN)商购获得；KYNAR 720、KYNAR740、KYNAR 1000HD、和KYNAR ADX，可从宾夕法尼亚州费城的阿科玛公司(ARKEMA,Philadelphia,PA)商购获得；HYLAR 700，可从新泽西州莫里斯敦的蒙特公司(Ausimont USA Inc.,Morristown,NJ)商购获得；和FLUOREL FC-2178，可从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Corp,St.Paul,MN)商购获得。特别可用的为聚-VDF聚合物KYNAR 720、KYNAR 740、KYNAR 1000HD、和KYNAR ADX，可从宾夕法尼亚州费城的阿科玛公司(ARKEMA,Philadelphia,PA)商购获得。
除了上文所述的有损耗的聚合物基体，EMI减轻聚合物复合物的一些实施例也包含分散在聚合物基体内的陶瓷颗粒。这些陶瓷颗粒为有损耗的介电陶瓷颗粒。宽泛范围的陶瓷颗粒是合适的。合适的陶瓷颗粒包括金属氧化物颗粒、金属氮化物颗粒、金属碳化物颗粒、金属硫化物颗粒、金属硅化物颗粒、金属硼化物颗粒、多铁性化合物的颗粒、混合的陶瓷颗粒、硫系玻璃颗粒、或它们的组合。这些材料中的每一个更详细地描述于下文中。
通常，颗粒的尺寸在50纳米-50微米，更典型地1-10微米的平均粒度范围内，并且陶瓷颗粒一般以10-90重量％，更典型地10-80重量％的量存在。
各种各样的金属氧化物颗粒适于在本公开的复合物中使用。合适的金属氧化物颗粒的例子包括氧化锡、氧化铁(氧化亚铁或氧化铁)、氧化锌、氧化锰、氧化铅、氧化镍、氧化钴、氧化银、氧化锑、和氧化铜(CuO)的掺杂和未掺杂的颗粒。金属氧化物颗粒的混合物也是合适的。
合适的金属氮化物颗粒的例子包括氮化钽、氮化钛、氮化钒、和氮化锆的掺杂和未掺杂的颗粒。金属氮化物颗粒的混合物也是合适的。
合适的金属碳化物颗粒的例子包括碳化钨、碳化铌、碳化钛、碳化钒、碳化钼、碳化硅、碳化锆、碳化硼、和碳化钛硅的掺杂和未掺杂的颗粒。金属碳化物颗粒的混合物也是合适的。
合适的金属硫化物颗粒的例子包括硫化铜、硫化银、硫化铁、硫化镍、硫化钴、硫化铅、和硫化锌的掺杂和未掺杂的颗粒。金属硫化物颗粒的混合物也是合适的。
合适的金属硅化物颗粒的例子包括硅化铬、硅化钼、硅化钴、硅化钒、硅化钨、和硅化钛的掺杂和未掺杂的颗粒。金属硅化物颗粒的混合物也是合适的。
合适的金属硼化物颗粒的例子包括硼化铬、硼化钼、硼化钛、硼化锆、硼化铌、和硼化钽的掺杂和未掺杂的颗粒。金属硼化物颗粒的混合物也是合适的。
合适的多铁性化合物颗粒的例子包括铁酸铋(BiFeO3)、锰酸铋(BiMnO3)、和稀土金属氧化物(MFe2O4，其中M为稀土元素，诸如例如，LuFe2O4)的掺杂和未掺杂的颗粒。多铁性化合物颗粒的混合物也是合适的。
混合的陶瓷颗粒的例子包括具有金属或准金属元素的混合物的颗粒。合适的例子包括掺杂和未掺杂的碳化硅和铍氧化物颗粒、碳化硅和氮化铝、氧化铜(CuO)和氧化铝、氮化铝和玻璃态碳、以及Si-Ti-C-N陶瓷。
硫系玻璃颗粒的例子包括基于As-Ge-Te和Se-Ge-Te的玻璃态材料。
特别适用于本公开复合物中的是金属氧化物颗粒，尤其是氧化铜(CuO)。
除了上文论述的有损耗的聚合物基体和陶瓷颗粒，本公开的一些实施例还包括也包括分散在聚合物基体内的导电颗粒的复合物。宽泛的导电颗粒范围是合适的。合适的导电颗粒包括碳黑、碳气泡、碳泡沫、石墨烯、碳纤维、石墨、石墨纳米片、碳纳米管、金属颗粒和纳米颗粒、金属合金颗粒、金属纳米线、PAN纤维、导电涂覆的颗粒(诸如例如，金属涂覆的玻璃颗粒)、或它们的组合。在一些实施例中，碳黑是特别合适的。
通常，导电颗粒的尺寸在5纳米-20微米，更典型地5-500纳米的平均粒度范围内，并且导电颗粒一般以0.05-20重量％，更典型地0.05-3重量％的量存在。
特别合适的本公开复合物的实施例的例子包括其中聚合物基体包含四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的三元共聚物，陶瓷颗粒包括氧化铜(CuO)颗粒，并且导电颗粒包含碳黑的那些。本公开复合物的其它特别合适的实施例包括其中聚合物基体包含偏二氟乙烯聚合物(PVDF)，陶瓷颗粒包括氧化铜(CuO)颗粒，并且导电颗粒包含碳黑的那些。
本公开复合物的其它特别合适的实施例包括其中聚合物基体包含环氧树脂(包括双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、或苯酚酚醛环氧树脂、或它们的组合)，陶瓷颗粒包括氧化铜(CuO)颗粒，并且导电颗粒包含碳黑的那些。
还公开了包含有损耗的聚合物基体和分散在聚合物基体内的氧化铜(CuO)颗粒的EMI减轻聚合物复合物。通常，复合物减轻100兆赫-100吉赫范围内，更典型地100兆赫-70吉赫范围内，或甚至1-20吉赫范围内的电磁干扰。还期望这些材料同样地减轻更低频率范围内(诸如千赫和更低兆赫波段内)的电磁干扰。
EMI减轻聚合物复合物包含具有0.005-0.50，或甚至0.01-0.30损耗角正切的聚合物基体。具有期望的固有介电损耗特性的任何合适的聚合物基体可适于作为本公开的聚合物基体，诸如上文所述的那些。在合适的聚合物基体材料之中的是环氧基聚合物基体和氟碳基聚合物基体。
合适的环氧基聚合物基体的例子包括由基于双酚A、双酚F、苯酚酚醛、或它们的组合的环氧树脂制备的那些。基于双酚A的合适的环氧树脂的例子包括：EPON 828(液体环氧树脂)和EPON 1001F(固体环氧树脂)，可从俄亥俄州哥伦布的迈图特用化学品公司(Momentive Specialty Chemicals,Columbus,OH)商购获得；DER 6508(高分子量环氧树脂)，可从密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Company,Midland MI)商购获得；和EPOXICURE树脂(低分子量环氧树脂)，可从伊利诺伊州布勒夫湖的标乐公司(Buehler,Lake Bluff,IL)商购获得。合适的双酚F环氧树脂的例子为EPON 862(低分子量环氧树脂)，可从俄亥俄州哥伦布的迈图特用化学品公司(Momentive SpecialtyChemicals,Columbus,OH)商购获得。基于苯酚酚醛的合适的环氧树脂的例子包括：EPON1050，可从俄亥俄州哥伦布的迈图特用化学品公司(Momentive Specialty Chemicals,Columbus,OH)商购获得；和ARALDITE ECN 1299，可从德克萨斯州伍德兰市的亨兹曼先进材料美洲公司(Huntsman Advanced Materials Americas,Inc.,The Woodlands,TX)商购获得。也可使用混合物或环氧树脂。可使用各种各样的固化剂来固化环氧树脂，所述固化剂包括胺基固化剂、酚固化剂、和酸酐基固化剂。
用于本公开聚合物复合物中的特别合适的材料类别为氟碳基聚合物基体。这些基体包含氟碳基聚合物。在一些实施例中，氟碳基聚合物基体包含单一氟碳基聚合物，在其它实施例中，氟碳基聚合物基体包含氟碳基聚合物的混合物。
合适的氟碳基聚合物的例子包括由氟碳基单体四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、和偏二氟乙烯(VDF)制备的那些共聚物。此类聚合物的例子描述于美国专利6,310,141(Chen等人)中。合适的氟碳基聚合物的例子包括例如，20-60重量％TFE、30-50重量％HFP、和10-40％VDF的三元共聚物。这些三元共聚物可从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Corp,St.Paul,MN)以商品名“THV”商购获得。附加的例子包括六氟丙烯-四氟乙烯-乙烯(HTE)三元共聚物、乙烯-四氟乙烯(ETFE)共聚物、六氟丙烯-四氟乙烯(FEP)、和四氟乙烯-全氟(烷氧基烷烃)(PFA)共聚物。这些共聚物也购自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Corp,St.Paul,MN)。
特别可用的氟碳基聚合物类别为含VDF的氟碳基聚合物。例子包括材料THV 200、THV 400、THV 500G，可从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Corp,St.Paul,MN)商购获得；KYNAR 720、KYNAR740、KYNAR 1000HD、和KYNAR ADX，可从宾夕法尼亚州费城的阿科玛公司(ARKEMA,Philadelphia,PA)商购获得；HYLAR 700，可从新泽西州莫里斯敦的蒙特公司(Ausimont USA Inc.,Morristown,NJ)商购获得；和FLUOREL FC-2178，可从明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Corp,St.Paul,MN)商购获得。特别可用的为聚-VDF聚合物KYNAR 720、KYNAR 740、KYNAR 1000HD、和KYNAR ADX，可从宾夕法尼亚州费城的阿科玛公司(ARKEMA,Philadelphia,PA)商购获得。
合适的氧化铜(CuO)颗粒尺寸通常在50纳米-50微米，更典型地1-10微米的平均粒度范围内，并且氧化铜(CuO)颗粒一般以10-90重量％，更典型地10-80重量％的量存在。
实例
这些实例仅仅是用于示例性目的，并且无意于限制附带的权利要求的范围。除非另外指明，否则实例以及说明书的以下部分及权利要求书中的所有份数、百分数、比率等均按重量计。除非另外指明，否则所用溶剂和其他试剂均得自美国威斯康星州密尔沃基市的西格玛-奥德里奇化学公司(Sigma-Aldrich Chemical Company；Milwaukee,Wisconsin)。使用以下缩写：cm＝厘米；mm＝毫米；phr＝每100份树脂的份数；mL＝毫升。术语“重量％”、“％重量”和“wt％”可互换使用。
缩写表
合成实例
制备和使用以下环氧树脂组合物：
合成实例S1：环氧树脂体系-1
环氧树脂体系-1为100.00重量份环氧树脂(EPOXICURE树脂(低分子量双酚A基环氧树脂，可从伊利诺伊州布勒夫湖的标乐公司(Buehler,Lake Bluff,IL)商购获得))和18.00phr环氧固化剂(EPOXICURE硬化剂(脂族胺的混合物)，可从伊利诺伊州布勒夫湖的标乐公司(Buehler,Lake Bluff,IL)商购获得)的混合物。
合成实例S2：环氧树脂体系-2
环氧树脂体系-2为100.00重量份环氧树脂(EPON 862，低分子量双酚F基环氧树脂，可从俄亥俄州哥伦布的迈图特用化学品公司(Momentive Specialty Chemicals,Inc.,Columbus,OH)商购获得)和46.50phr环氧固化剂(EPIKURE 3233(聚氧基丙烯三胺)，可从俄亥俄州哥伦布的迈图特用化学品公司(Momentive Specialty Chemicals,Inc.,Columbus,OH)商购获得)的混合物。
合成实例S3：环氧树脂体系-3
环氧树脂体系-3为100.00重量份环氧树脂(D.E.R.6508，高分子量双酚A基环氧树脂，可从密歇根州米德兰的陶氏化学公司(The Dow Chemical Company,Midland,MI)商购获得)和以下物质的固化性混合物的混合物：a)8.46phr环氧固化剂，(D.E.H.85(酚)，可从密歇根州米德兰的陶氏化学公司(The Dow Chemical Company,Midland,MI)商购获得)；b)2.59phr环氧固化剂，(DYHARD 100(胺)，可从佐治亚州亚特兰大市的阿尔茨化学有限责任公司(AlzChem LLC,Atlanta,GA)商购获得)；和c)1.32phr环氧固化加速剂，(EPIKURE P-100，可从俄亥俄州哥伦布的迈图特用化学品公司(Momentive Specialty Chemicals,Inc.,Columbus,OH)商购获得)。
合成实例S4：环氧树脂体系-4
环氧树脂体系-4为100.00重量份环氧树脂(ARALDITE ECN1299，来自德克萨斯州伍德兰市的亨兹曼先进材料美洲公司(Huntsman Advanced Materials Americas,Inc.,The Woodlands,TX))和以下物质的固化性混合物的混合物：a)68.48phr环氧固化剂(BTDA,3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐(酸酐)，可从德国埃森的赢创工业公司(EvonikIndustries,Essen,Germany)商购获得)；和b)1.70phr环氧固化加速剂，(EPIKURE P-100，可从俄亥俄州哥伦布的迈图特用化学品公司(Momentive Specialty Chemicals,Inc.,Columbus,OH)商购获得)。
合成实例S5：涂底漆的PI膜
涂底漆的PI膜通过用乙醇清洁PI膜，干燥，通过用用底漆浸泡的擦拭器摩擦PI膜来施加非常薄的底漆涂层，允许底漆在空气中干燥至少1小时，并且然后在空气通风罩中干燥过夜来制备。
比较例C1
制备并分析不具有填料的PVDF聚合物的样品。将预定量的PVDF聚合物置于玻璃烧杯中并在热板上加热至250℃的温度，持续10分钟。将所得的流体倒到铝板上并在175℃的温度下和6公吨的压力下使用实验室压机热压15分钟。允许热压的聚合物片材冷却至室温并切成具有2.54cm的外径和1.10cm的内径与1-2mm的厚度的环形或甜甜圈形样品。在频率范围内由使用耦接有空气诱测试固定装置的网络分析仪获得的S-参数计算复合介电特性。结果显示于图1和2中，分别示出了样品的介电常数对频率和损耗角正切对频率。样品的介电常数在频率范围内为约3.0(图1)，损耗角正切在低频率范围内为约0.1(图2)，展示了PVDF聚合物固有地为有损耗的聚合物材料。
实例1
制备并分析具有16.25重量％CuO填料和0.34重量％CB填料-1的PVDF聚合物样品。在热板上在250℃的温度下在玻璃烧杯中将CuO填料和CB填料-1与PVDF聚合物共混，持续10分钟。DMF溶剂被用于溶解PVDF聚合物，并且向混合物加入一滴FS分散剂。将所得的混合物倒到铝板上并且在200℃的温度下和6公吨的压力下使用实验室压机热压15分钟。然后允许热压的聚合物复合物冷却至室温并切成具有2.54cm的外径和1.10cm的内径和1-2mm的厚度的环形或甜甜圈形样品。在频率范围内由使用耦接有空气诱测试固定装置的网络分析仪获得的S-参数计算复合介电特性。结果显示于图3和4，分别示出了样品的介电常数对频率和损耗角正切对频率。
实例2-实例4
制备并分析在PI膜上制备的一系列样品：对于实例2，在PI膜上具有60.0重量％CuO填料的PVDF聚合物；对于实例3，在PI膜上具有74.16重量％CuO填料的PVDF聚合物；并且对于实例4，在PI膜上具有57.2重量％CuO填料和0.40重量％CB填料-2的PVDF聚合物。对于实例2和3，在研钵和研杵中手动研磨CuO填料颗粒，在高速机械研磨机中挤压5分钟，并且在60℃下干燥至少4小时。通过在封闭的小瓶中在65℃下加热过夜，通过在9mL的DMF溶剂中溶解3g的PVDF来制备PVDF聚合物溶液。通过加入小部分的CuO填料，使用高速混合器快速混合，在60℃的温度下使用超声发生器超声破碎5分钟，并且使用热板在65℃的温度下加热，来制得分散体。一旦获得具有适于涂层的粘度的均一悬浮液，则使用具有375微米(15密耳)间隙设定的润湿膜施用装置将分散体涂覆在涂底漆的PI膜上。为了使涂覆的样品致密并减小孔隙率，将涂覆的样品置于在250℃的温度下预热的烘箱中。30分钟后，关掉烘箱并且允许样品空气冷却。在频率范围内由使用耦接有空气诱测试固定装置的网络分析仪获得的S-参数计算复合介电特性。结果显示于图5和6中，分别示出了实例2(501,601)和实例3(502,602)的介电常数对频率和损耗角正切对频率。
对于实例4，如上文所述研磨并挤压CuO填料颗粒，并且将CB填料-2粒料在高速机械研磨机中研磨5分钟。将所得的粉末在60℃下干燥至少4小时。通过在4mL的DMF溶剂中溶解1.95克的FS分散剂来制备分散剂原液。通过在封闭的小瓶中在65℃下加热过夜，通过在9mL的DMF溶剂中溶解3g的PVDF，来制备PVDF聚合物溶液。通过加入小部分的CuO填料，并且在研钵和研杵中研磨CB填料-2与150毫升的分散剂原液，并且使用高速混合器快速混合，在60℃的温度下使用超声发生器超声破碎5分钟，并且使用热板在65℃的温度下加热，来制得分散体。一旦获得具有适于涂层的粘度的均一悬浮液，则使用具有375微米(15密耳)间隙设定的润湿膜施用装置将悬浮液涂覆在涂底漆的PI膜上。为了使涂覆的样品致密并减小孔隙率，将涂覆的样品置于在250℃的温度下预热的烘箱中。30分钟后，关掉烘箱并且允许样品空气冷却。在频率范围内由使用耦接有空气诱测试固定装置的网络分析仪获得的S-参数计算复合介电特性。结果示于图7和8中。
比较例C2-C5
制备并分析合成实例S1-S4的不具有填料的环氧树脂体系的样品。对于比较例C2(合成实例S1的液体环氧树脂体系)和比较例C3(合成实例S2的液体环氧树脂体系)，在高速混合器中混合环氧树脂和固化剂，并且在具有57mm直径的铝盘中浇铸。将比较例C2在65℃的温度下在烘箱中固化2小时。将比较例C3在60℃的温度下固化2小时，随后在100℃的温度下后固化2小时。对于每个实例，使用具有炭化工具的铣床将固化的材料被机加工成具有2.54cm的外径和1.10cm的内径的环形或甜甜圈形样品。对于比较例C4(合成实例S3的固体环氧树脂体系)和比较例C5(合成实例S4的固体环氧树脂体系)，在110℃的温度下使用双螺杆挤出机将环氧树脂和固化剂混配。对于比较例C4，将挤出的材料在110℃的温度下固化过夜，并且在200℃的温度下后固化15分钟。使用与上文比较例C2和C3一样的方法将固化的材料机加工成环形样品。对于比较例C5，使用高速机械研磨机将挤出的材料挤压成粉末。在30,000psi的压力下在手动液压机中使用环形钢模具将粉末压制成具有2.54cm的外径和1.10cm的内径的环形或甜甜圈形粒料，并且在200℃的温度下在烘箱中固化20分钟。样品具有2-5mm的厚度。在频率范围内由使用耦接有空气诱测试固定装置的网络分析仪获得的S-参数计算复合介电特性。结果显示于图9和10中，分别示出了比较例C2(901,1001)、比较例C3(902,1002)、比较例C4(903,1003)、和比较例C5(904,1004)的介电常数对频率和损耗角正切对频率。
实例5-7
制备并分析合成实例S1-S3的具有CuO填料的环氧树脂体系的样品。对于实例5(合成实例S1的具有64.8重量％CuO填料的液体环氧树脂体系)和实例6(合成实例S2的具有65.4重量％CuO填料的液体环氧树脂体系)，在高速混合器中混合环氧树脂和CuO填料，加入固化剂并混合，并且在具有57mm直径的铝盘中浇铸所得的混合物。将实例5在65℃的温度下在烘箱中固化2小时。将实例6在60℃的温度下固化2小时，随后在100℃的温度下后固化2小时。对于每个实例，使用具有炭化工具的铣床将固化的材料被机加工成具有2.54cm的外径和1.10cm的内径的环形或甜甜圈形样品。对于实例7(合成实例S3的具有63.7重量％CuO填料的固体环氧树脂体系)，在110℃的温度下使用双螺杆挤出机将环氧树脂、CuO填料、和固化剂混配。将挤出的材料在110℃的温度下固化过夜，并且在200℃的温度下后固化15分钟。使用与上文比较例C2和C3一样的方法将固化的材料机加工成环形样品。样品具有2-5mm的厚度。在频率范围内由使用耦接有空气诱测试固定装置的网络分析仪获得的S-参数计算复合介电特性。结果显示于图11和12中，分别示出了实例5(1101,1201)、实例6(1102,1202)、和实例7(1103,1203)的介电常数对频率和损耗角正切对频率。
实例8-10
制备并分析合成实例S1-S3的具有CuO填料和CB填料-2的环氧树脂体系的样品。对于实例8(合成实例S1的具有64.8重量％CuO填料和0.55重量％CB填料-2的液体环氧树脂体系)和实例9(合成实例S2的具有65.2重量％CuO填料和0.55重量％CB填料-2的液体环氧树脂体系)，在高速混合器中混合环氧树脂、CuO填料、CB填料-2、和基于CB填料-2的重量计5重量％的表面活性剂，加入固化剂并混合，并且在具有57mm直径的铝盘中浇铸所得的混合物。将实例5在65℃的温度下在烘箱中固化2小时。将实例6在60℃的温度下固化2小时，随后在100℃的温度下后固化2小时。对于每个实例，使用具有炭化工具的铣床将固化的材料被机加工成具有2.54cm的外径和1.10cm的内径的环形或甜甜圈形样品。对于实例10(合成实例S3的具有63.5重量％CuO填料和0.36重量％CB填料-2的固体环氧树脂体系)，在110℃的温度下使用双螺杆挤出机将环氧树脂、填料、和固化剂混配。将挤出的材料在110℃的温度下固化过夜，并且在200℃的温度下后固化15分钟。使用与上文比较例C2和C3一样的方法将固化的材料机加工成环形样品。样品具有2-5mm的厚度。在频率范围内由使用耦接有空气诱测试固定装置的网络分析仪获得的S-参数计算复合介电特性。结果显示于图13和14中，分别示出了实例8(1301,1401)、实例9(1302,1402)、和实例10(1303,1403)的介电常数对频率和损耗角正切对频率。
实例11-14和比较例C6-C7
在PI膜上制备并分析合成实例S1-S2的具有或不具有填料的具有环氧树脂体系的一系列样品。比较例C6和C7为不具有填料的环氧树脂体系，实例11和12为具有CuO填料的环氧树脂体系，并且实例13和14为具有CuO填料和CB填料-2的环氧树脂体系。对于比较例C6(合成实例S1的液体环氧树脂体系)和比较例C7(合成实例S2的液体环氧树脂体系)，在高速混合器中混合环氧树脂和固化剂。一旦获得具有适于涂层的粘度的均一悬浮液，则使用具有125微米(5密耳)间隙设定的润湿膜施用装置将悬浮液涂覆在涂底漆的PI膜上。将比较例C6在65℃的温度下在烘箱中固化2小时。将比较例C7在60℃的温度下固化2小时，随后在100℃的温度下后固化2小时。固化的涂层具有80-100微米的厚度。对于实例11(合成实例S1的具有70.5重量％CuO填料的液体环氧树脂体系)和实例12(合成实例S2的具有70.8重量％CuO填料的液体环氧树脂体系)，在高速混合器中混合环氧树脂和CuO填料，加入固化剂并混合。一旦获得具有适于涂层的粘度的均一悬浮液，则使用具有125微米(5密耳)间隙设定的润湿膜施用装置将悬浮液涂覆在涂底漆的PI膜上。将实例11在65℃的温度下在烘箱中固化2小时。将实例12在60℃的温度下固化2小时，随后在100℃的温度下后固化2小时。固化的涂层具有80-100微米的厚度。对于实例13(合成实例S1的具有64.8重量％CuO填料和0.55重量％CB填料-2的液体环氧树脂体系)和实例14(合成实例S2的具有65.2重量％CuO填料和0.55重量％CB填料-2的液体环氧树脂体系)，在高速混合器中混合环氧树脂、CuO填料、和CB填料-2，加入固化剂并混合。一旦获得具有适于涂层的粘度的均一悬浮液，则使用具有125微米(5密耳)间隙设定的润湿膜施用装置将悬浮液涂覆在涂底漆的PI膜上。将实例13在65℃的温度下在烘箱中固化2小时。将实例14在60℃的温度下固化2小时，随后在100℃的温度下后固化2小时。固化的涂层具有80-100微米的厚度。在频率范围内由使用耦接有空气诱测试固定装置的网络分析仪获得的S-参数计算复合介电特性。结果显示于图15-20中，分别示出了比较例C6(1501,1601)、比较例C7(1502,1602)、实例11(1701,1801)、实例12(1702,1802)、实例13(1901,2001)、和实例14(1902,2002)的介电常数对频率和损耗角正切对频率。

Claims (11)

1.一种复合物，所述复合物包含：
有损耗的聚合物基体；
分散在所述聚合物基体内的陶瓷颗粒，其中所述陶瓷颗粒包括氧化铜(CuO)颗粒；和
分散在所述聚合物基体内的导电颗粒，其中所述复合物为电磁干扰减轻材料，
其中所述有损耗的聚合物基体包括氟碳基聚合物基体，所述氟碳基聚合物基体包含聚偏二氟乙烯聚合物或共聚物。
2.根据权利要求1所述的复合物，其中所述氟碳基聚合物基体包括四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的三元共聚物。
3.根据权利要求1所述的复合物，其中所述导电颗粒包括碳黑、碳气泡、碳泡沫、石墨烯、碳纤维、石墨、碳纳米管、金属颗粒和纳米颗粒、金属合金颗粒、金属纳米线、PAN纤维、导电涂覆的颗粒、或它们的组合。
4.根据权利要求1所述的复合物，其中所述有损耗的聚合物基体包含四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的三元共聚物，并且其中所述陶瓷颗粒包括氧化铜(CuO)颗粒，并且其中所述导电颗粒包括碳黑。
5.根据权利要求1所述的复合物，其中所述有损耗的聚合物基体包含聚偏二氟乙烯聚合物，并且其中所述陶瓷颗粒包括氧化铜(CuO)颗粒，并且其中所述导电颗粒包括碳黑。
6.根据权利要求1所述的复合物，其中所述复合物减轻100兆赫-100吉赫范围内的电磁干扰。
7.根据权利要求1所述的复合物，其中所述复合物减轻1-20吉赫范围内的电磁干扰。
8.一种复合物，所述复合物包含：
有损耗的聚合物基体；和
分散在所述聚合物基体内的氧化铜(CuO)颗粒，其中所述复合物为电磁干扰减轻材料，其减轻100兆赫-100吉赫范围内的电磁干扰，以及
其中所述有损耗的聚合物基体包括氟碳基聚合物基体，所述氟碳基聚合物基体包含聚偏二氟乙烯聚合物或共聚物。
9.根据权利要求8所述的复合物，其中所述氟碳基聚合物基体包含四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的三元共聚物。
10.根据权利要求8所述的复合物，其中所述氟碳基聚合物基体包含聚偏二氟乙烯聚合物。
11.根据权利要求8所述的复合物，其中所述复合物减轻1-20吉赫范围内的电磁干扰。
CN201480009672.7A 2013-02-21 2014-02-18 具有电磁干扰减轻特性的聚合物复合物 Expired - Fee Related CN105009225B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361767482P 2013-02-21 2013-02-21
US61/767,482 2013-02-21
PCT/US2014/016828 WO2014130431A2 (en) 2013-02-21 2014-02-18 Polymer composites with electromagnetic interference mitigation properties

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105009225A CN105009225A (zh) 2015-10-28
CN105009225B true CN105009225B (zh) 2019-08-16

Family

ID=50239981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480009672.7A Expired - Fee Related CN105009225B (zh) 2013-02-21 2014-02-18 具有电磁干扰减轻特性的聚合物复合物

Country Status (5)

Country Link
US (3) US9704613B2 (zh)
EP (1) EP2959490A2 (zh)
JP (2) JP2016515298A (zh)
CN (1) CN105009225B (zh)
WO (1) WO2014130431A2 (zh)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2006225969B2 (en) 2005-03-21 2011-10-20 Cupron Inc. Antimicrobial and antiviral polymeric master batch, processes for producing polymeric material therefrom and products produced therefrom
IN2015DN01799A (zh) 2012-08-09 2015-05-29 Ii Kenneth Gauthier Trinder
CN105814979B (zh) 2013-12-18 2020-01-10 3M创新有限公司 使用一氧化钛(tio)基材料的电磁干扰(emi)屏蔽产品
WO2016039830A1 (en) * 2014-09-12 2016-03-17 Sabic Global Technologies B.V. Use of ambient-robust solution processing for preparing nanoscale organic ferroelectric films
US11369050B2 (en) 2015-06-09 2022-06-21 3M Innovative Properties Company High frequency electromagnetic interference (EMI) composites
CN108475552B (zh) 2015-12-29 2022-07-12 3M创新有限公司 用于高频电磁干扰(emi)应用的复合物
AT518664B1 (de) * 2016-04-22 2017-12-15 Trench Austria Gmbh HGÜ-Luftdrosselspule und Verfahren zur Herstellung
WO2018081394A1 (en) 2016-10-31 2018-05-03 3M Innovative Properties Company High-dielectric-loss composites for electromagnetic interference (emi) applications
JP6757973B2 (ja) * 2016-11-18 2020-09-23 独立行政法人国立高等専門学校機構 複合素子の製造方法
CN106793727A (zh) * 2016-12-13 2017-05-31 苏州城邦达力材料科技有限公司 一种电磁屏蔽膜及其制备方法
US11434381B2 (en) 2017-03-06 2022-09-06 Bic-Violex Sa Coating
CN107129736B (zh) * 2017-04-17 2019-11-12 中国人民解放军61489部队 一种具有辐射屏蔽能力的放射性沾染控制与清除材料
CN107249291B (zh) * 2017-06-22 2019-02-05 朱勇 电力调度自动化系统用电磁屏蔽材料
CN107172873A (zh) * 2017-07-11 2017-09-15 苏州城邦达力材料科技有限公司 一种导电高分子材料电磁屏蔽膜及其制备方法
CN107135641A (zh) * 2017-07-11 2017-09-05 苏州城邦达力材料科技有限公司 一种新型非金属体系的电磁屏蔽膜及其制备方法
KR102451386B1 (ko) * 2018-03-30 2022-10-07 다이킨 고교 가부시키가이샤 전파 흡수 재료 및 전파 흡수 시트
WO2019193528A1 (en) 2018-04-06 2019-10-10 3M Innovative Properties Company Radar standing wave dampnening components and systems
JP6588596B2 (ja) * 2018-05-07 2019-10-09 藤森工業株式会社 粘着剤層及び粘着フィルム
US11873403B2 (en) 2018-05-16 2024-01-16 3M Innovative Properties Company Electric field grading composition, methods of making the same, and composite articles including the same
JP7264391B2 (ja) * 2018-07-11 2023-04-25 北川工業株式会社 熱伝導組成物
CN109111873A (zh) * 2018-08-06 2019-01-01 广州市花林景观工程有限公司 具有电磁屏蔽效果的建筑用塑料卷材
CN109021854A (zh) * 2018-08-06 2018-12-18 广州市花林景观工程有限公司 一种半导电塑料卷材结构
CN108912966A (zh) * 2018-08-06 2018-11-30 广州市花林景观工程有限公司 用于卫生间的多功能涂料的制备方法
US12022642B2 (en) 2018-08-21 2024-06-25 Laird Technologies, Inc. Patterned electromagnetic interference (EMI) mitigation materials including carbon nanotubes
EP3841434A4 (en) * 2018-08-21 2021-10-20 Laird Technologies, Inc. PATTERNED MATERIALS AND FILMS AND SYSTEMS AND METHODS FOR MAKING THEM
WO2020170608A1 (ja) * 2019-02-20 2020-08-27 住友金属鉱山株式会社 電磁波吸収材料及び電磁波吸収体
CN113574614B (zh) 2019-03-18 2023-07-14 3M创新有限公司 多层电场分级制品及其制造方法和包括其的制品
WO2020213215A1 (ja) * 2019-04-15 2020-10-22 住友金属鉱山株式会社 電磁波吸収材料及び電磁波吸収体
CN110157346B (zh) * 2019-05-06 2021-05-07 费植煌 一种含石墨烯的装饰膜
JP2019206726A (ja) * 2019-09-12 2019-12-05 藤森工業株式会社 粘着剤層及び粘着フィルム
CN111826617A (zh) * 2019-11-06 2020-10-27 深圳科诺桥科技股份有限公司 电磁波屏蔽膜及其制备方法
US20230174774A1 (en) * 2020-05-29 2023-06-08 Kyocera Corporation Resin composition and electronic component
CN112920451B (zh) * 2021-02-09 2021-11-16 复旦大学 一种金属碳化物太赫兹电磁屏蔽复合材料及其制备方法
KR20230138492A (ko) 2021-02-25 2023-10-05 미쯔이가가꾸가부시끼가이샤 전자파 흡수 열전도성 재료 및 전자파 흡수 열전도성 하우징
CN116162373B (zh) * 2022-11-01 2023-11-10 开滦（集团）有限责任公司 一种基于二茂铁基聚合物包覆MXene复合材料的聚甲醛涂料及制备方法和应用
EP4421866A1 (en) * 2023-02-24 2024-08-28 Infineon Technologies AG Radio frequency semiconductor device and method for fabricating a radio frequency semiconductor device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012074668A (ja) * 2010-08-30 2012-04-12 Ist Corp 電波吸収体の製造方法、電波吸収体
WO2012092200A2 (en) * 2010-12-28 2012-07-05 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Polymers with metal filler for emi shielding

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3671275A (en) 1969-12-12 1972-06-20 Hughes Aircraft Co Lossy dielectric structure for dissipating electrical microwave energy
JPS5418755B2 (zh) * 1973-03-07 1979-07-10
JPS54100203A (en) * 1978-01-24 1979-08-07 Kansai Paint Co Ltd Radio wave absorbing paint composition
JPS54100205A (en) * 1978-01-24 1979-08-07 Kansai Paint Co Ltd Radio wave absorbing paint composition
JPS54116801A (en) * 1978-03-02 1979-09-11 Kansai Paint Co Ltd Radio wave absorbing corrosionnproof tape
US4538151A (en) * 1982-03-31 1985-08-27 Nippon Electric Co., Ltd. Electro-magnetic wave absorbing material
US4568603A (en) 1984-05-11 1986-02-04 Oldham Susan L Fiber-reinforced syntactic foam composites prepared from polyglycidyl aromatic amine and polycarboxylic acid anhydride
US5180513A (en) * 1987-02-06 1993-01-19 Key-Tech, Inc. Shielded plastic enclosure to house electronic equipment
US4963291A (en) * 1988-06-13 1990-10-16 Bercaw Robert M Insulating electromagnetic shielding resin composition
US5691498A (en) 1992-02-07 1997-11-25 Trw Inc. Hermetically-sealed electrically-absorptive low-pass radio frequency filters and electromagnetically lossy ceramic materials for said filters
US5324887A (en) 1992-06-26 1994-06-28 Texas Instruments Incorporated Screen printed of mask printed microwave absorbing material on module lids to suppress EMI
US6310141B1 (en) 2000-06-27 2001-10-30 Dyneon Llc Fluoropolymer-containing compositions
JP4038363B2 (ja) * 2000-12-25 2008-01-23 日本特殊陶業株式会社 配線基板
DE10112125A1 (de) * 2001-03-14 2002-10-10 Frey Juergen Verfahren zum Regeln von Prozessparametern zur Erzielung konstanter Prozessbedingungen
JP2004143347A (ja) * 2002-10-25 2004-05-20 Kyocera Corp 樹脂複合体及びこれを用いた電磁波吸収体並びにこれを用いた高周波回路用パッケージ
JP2004172200A (ja) * 2002-11-18 2004-06-17 Riken Corp 電波吸収材料及び電波吸収体
JP2004253640A (ja) * 2003-02-20 2004-09-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電磁波吸収材料
US20040232389A1 (en) * 2003-05-22 2004-11-25 Elkovitch Mark D. Electrically conductive compositions and method of manufacture thereof
CN1470581A (zh) 2003-06-13 2004-01-28 长春恒威电磁兼容技术有限公司 高吸收轻量型电磁波吸收涂料
TW200516126A (en) * 2003-06-23 2005-05-16 Toray Industries Adhesive composition for semiconductor devices, coverlay films, adhesive sheets and copper-clad polyimide films using the composition
EP1502930A1 (en) 2003-07-26 2005-02-02 ABC Taiwan Electronics Corp. Epoxy resin of electromagnetic interference suppression and manufacturing method thereof and an inductor applied in the electromagnetic interference suppression
JP2006107770A (ja) 2004-09-30 2006-04-20 Sumitomo Bakelite Co Ltd 誘電体ペースト、キャパシタおよび基板
KR100907669B1 (ko) * 2007-06-26 2009-07-14 에스씨씨(주) 전자파 차폐를 위한 조성물
US7815820B2 (en) * 2007-10-18 2010-10-19 General Electric Company Electromagnetic interference shielding polymer composites and methods of manufacture
TWI405801B (zh) 2007-10-19 2013-08-21 Nat Univ Tsing Hua 具有電磁波干擾遮蔽效應之多壁碳奈米管／高分子奈米複合材之製備方法
KR20100028384A (ko) 2008-09-04 2010-03-12 삼성전기주식회사 복합체 및 그의 제조방법
JP2011018873A (ja) 2009-05-22 2011-01-27 Sony Ericsson Mobilecommunications Japan Inc 電磁シールド方法および電磁シールド用フィルム
KR20120046164A (ko) * 2009-06-12 2012-05-09 로오드 코포레이션 벼락으로부터 기판을 보호하는 방법
KR101404248B1 (ko) * 2009-12-02 2014-06-05 라이르드 테크놀로지스, 아이엔씨 전자기 간섭 흡수체로서 사용되기에 적합한 스트레치된 물품
JP2011142052A (ja) * 2010-01-08 2011-07-21 Hitachi Chem Co Ltd 銅導体インク及び導電性基板及びその製造方法
US20110228442A1 (en) * 2010-03-16 2011-09-22 Strategic Polymer Sciences, Inc. Capacitor having high temperature stability, high dielectric constant, low dielectric loss, and low leakage current
CN102241844B (zh) * 2010-05-11 2014-10-08 中国科学院深圳先进技术研究院 复合电介质材料及其制备方法
JP5957463B2 (ja) * 2011-10-31 2016-07-27 昭和電工株式会社 伝送シート、伝送ユニット及びそれらを備えた非接触電力伝送システム
JP2013115004A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Nippon Parkerizing Co Ltd 水系銅ペースト材料及び導電層の形成方法
JP2016509391A (ja) 2012-12-20 2016-03-24 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー フローティングコネクタシールド

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012074668A (ja) * 2010-08-30 2012-04-12 Ist Corp 電波吸収体の製造方法、電波吸収体
WO2012092200A2 (en) * 2010-12-28 2012-07-05 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Polymers with metal filler for emi shielding

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014130431A3 (en) 2014-11-20
JP2016515298A (ja) 2016-05-26
US20160019996A1 (en) 2016-01-21
EP2959490A2 (en) 2015-12-30
JP2019143149A (ja) 2019-08-29
CN105009225A (zh) 2015-10-28
US9704613B2 (en) 2017-07-11
US10340054B2 (en) 2019-07-02
US20170271040A1 (en) 2017-09-21
US20190279783A1 (en) 2019-09-12
WO2014130431A2 (en) 2014-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105009225B (zh) 具有电磁干扰减轻特性的聚合物复合物
JP5134824B2 (ja) 樹脂成形品製造方法
TWI778041B (zh) 纖維強化複合材料用環氧樹脂組成物、纖維強化複合材料及成形體
TWI538943B (zh) Coated magnesium oxide particles, a method for producing the same, a heat-dissipating filler, and a resin composition
CN104610849B (zh) 一种用于电子元器件的导热绝缘涂料及其制备方法
CN1078735A (zh) 氟塑料涂料、制造及其应用
KR101870005B1 (ko) 고분자성 ptc 서미스터
CN105566973A (zh) 一种石墨烯冷涂锌防腐涂料及其制备方法
WO2019009124A1 (ja) 導電性樹脂組成物及びそれを用いたシールドパッケージの製造方法
JP2010132838A (ja) 高熱伝導性熱硬化性樹脂組成物
US20090230360A1 (en) Latent Curing Agent
US20240098950A1 (en) Electromagnetic absorbing composites
CN104946125A (zh) 一种耐冲击抗静电涂料
US10597499B2 (en) Polymer composition, its method of preparation, its use and composition comprising it
TW200918477A (en) Combination glass/ceramic particles for EMI shielding
JP2018188350A (ja) 窒化ホウ素粒子の凝集体及び熱硬化性材料
JP2022059058A (ja) 熱硬化性材料
CN106103530A (zh) 树脂组合物、粘接膜和半导体装置
WO2018026556A2 (en) Heat-dissipating resin composition, cured product thereof, and method of using same
JPWO2017170492A1 (ja) インダクタ用接着剤及びインダクタ
JP2017128662A (ja) 複合フィラー及び熱硬化性材料
JP6795409B2 (ja) 硬化性材料、硬化性材料の製造方法及び積層体
WO2022144638A1 (en) Electromagnetic absorbing composites
JP5254359B2 (ja) 硬化可能な反応性樹脂系
JP2017128475A (ja) 複合フィラー及び熱硬化性材料

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190816

Termination date: 20220218

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee