CN113993937A - 用于相机模块的聚合物组合物 - Google Patents

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Abstract

提供一种包含聚合物组合物的相机模块，该聚合物组合物包括含有液晶聚合物的聚合物基质和矿物填充剂。该液晶聚合物包含占聚合物的约10mol.％或更多的量的衍生自环烷羟基羧酸及/或环烷二羧酸的重复单元。此外，该聚合物组合物展现出如根据ISO测试第11443:2005号以400s‑1的剪切率且在高于组合物的熔融温度15℃的温度所测定的，约30Pa‑s至约400Pa‑s的熔融黏度。

Description

用于相机模块的聚合物组合物
相关申请的交叉引用
本发明要求申请日为2019年3月20日的美国临时专利申请第62/821,086号、申请日为2019年8月12日的美国临时专利申请第62/885,338号、以及申请日为2020年2月20日的美国临时专利申请第62/978,849号的申请权，其全部内容通过引用整体并入本文。
背景技术
相机模块(或组件)经常用于手机、笔记本电脑、数码相机、数码摄像机等。通常，相机模块包括透镜模块及用于将物体的影像转换成电信号的影像传感器。透镜模块可以设置在外壳中并且包括镜筒，镜筒中设置有一个或多个透镜。相机模块可包括用于光学影像稳定(optical image stabilization，OIS)的致动器组件以减少由手抖引起的分辨率损失或模糊。致动器组件通过在接收到特定信号后将透镜模块移动到目标位置而起作用。为了帮助确保透镜模块在移动过程中适当对准，许多致动器组件还包括有助于在所需方向上引导透镜模块的滚珠轴承。通常，这些滚珠轴承由足够坚固以承受使用期间施加的力的陶瓷材料形成。滚珠轴承虽然坚固，但仍会在相机模块的表面形成“凹痕(dent)”，从而产生噪音并影响性能。
因此，存在对一种在相机模块中使用时可以表现出更好性能的材料的需求。
发明内容
根据本发明的一个实施方式，公开了一种包含聚合物组合物的相机模块，该聚合物组合物包括含有液晶聚合物的聚合物基质和矿物填充剂。该液晶聚合物包含占聚合物的约10mol.％或更多的量的衍生自环烷羟基羧酸及/或环烷二羧酸的重复单元。此外，该聚合物组合物展现出如根据ISO测试第11443:2005号以400s-1的剪切率且在高于组合物的熔融温度15℃的温度所测定的，约30Pa-s至约400Pa-s的熔融黏度。
根据本发明的另一个实施方式，公开了一种用于相机模块的聚合物组合物。该组合物包含约20wt.％至约70wt.％的含有液晶聚合物的聚合物基质，其中该液晶聚合物包含：衍生自环烷羟基羧酸和/或二羧酸的重复单元，该重复单元占聚合物的约10mol.％或更多的量；约1wt.％至约40wt.％的矿物纤维；以及约2wt.％至约50wt.％的矿物粒子。该聚合物组合物也展现出如根据ISO测试第11443:2005号以400s-1的剪切率且在高于组合物的熔融温度15℃的温度所测定的，约30Pa-s至约400Pa-s的熔融黏度。
下面更详细地阐述本发明的其他特征和方面。
附图说明
在说明书的其余部分更具体地阐述本发明的完整且可行的公开，包括其对本领域技术人员来说的最佳模式，参考附图，其中：
图1为根据本发明的一个实施方式可以形成的相机模块的透视图；
图2为含有本发明的相机模块的电子设备的一个实施方式的顶部透视图；以及
图3为图2中示出的电子设备的底部透视图。
具体实施方式
本领域普通技术人员将理解，本讨论仅是示例性实施方式的描述，并且不旨在限制本发明的更宽的方面。
总体来讲，本发明涉及一种用于相机模块的聚合物组合物。该聚合物组合物包括分布于聚合物基质内的矿物填充剂，该聚合物基质包括液晶聚合物。通过选择性地控制矿物填充剂和液晶聚合物的特定性质以及其相对浓度，本发明人已发现，所得组合物可展现出挠曲强度和硬度的独特组合，使得其能够更容易地用于相机模块中。例如，聚合物组合物的熔融黏度可以足够低以使其可容易流入具有小尺寸的模具的空腔中。在一个特定实施方式中，聚合物组合物在剪切率为400s-1下测定的熔融黏度可以为约30Pa-s至约400Pa-s、在一些实施方式中约40Pa-s至约250Pa-s、在一些实施方式中约50Pa-s至约220Pa-s以及在一些实施方式中约60Pa-s至约200Pa-s。熔融黏度可以根据ISO测试第11443:2005号在高于组合物的熔融温度15℃的温度(例如，约305℃)测定。
通常，认为具有如此低的熔融黏度的组合物也不会具有足够好的机械特性以使其能够用于相机模块。然而，与常规想法相反，本发明人发现本发明的聚合物组合物仍可实现优异的机械特性。例如，该聚合物组合物可以展现出如根据ISO测试第178:2010号(技术上等效于ASTM D790-10)在23℃所测定的，约7000MPa或更大、在一些实施方式中约9000MPa或更大、在一些实施方式中约10000MPa至约30000MPa以及在一些实施方式中约12000MPa至约25000MPa的挠曲模量。该聚合物组合物也可以展现出如根据ASTM D785-08(标度M)所测定的，约25或更大、在一些实施方式中约35或更大、在一些实施方式中约45或更大以及在一些实施方式中约55至约100的洛氏表面硬度(Rockwell surface hardness)。另外，当经受本文中所述的“滚珠凹痕”测试时，该聚合物组合物可以展现出如使用直径为1.5mm且重量为75克的金属滚珠所测定的，仅约50微米或更小、在一些实施方式中约45微米或更小、在一些实施方式中约1微米至约40微米、在一些实施方式中约1微米至约20微米、在一些实施方式中约1微米至约10微米以及在一些实施方式中约1微米至约5微米的凹痕。当然，当用较小重量(例如35克或50克)的滚珠测试时，该聚合物组合物也可以展现出上文所提及的范围内的凹痕。另外，当经受本文中所描述的“微型下落(mini-drop)”测试时，该聚合物组合物可以展现出如使用直径为1.5mm且重量为5克的金属滚珠从150毫米的高度下落20000次所测定的，仅约50微米或更小、在一些实施方式中约45微米或更小、在一些实施方式中约1微米至约40微米、在一些实施方式中约1微米至约20微米、在一些实施方式中约1微米至约10微米、在一些实施方式中约1微米至约5微米的凹痕。当然，当用较小数目的下落(例如，10000次下落)测试时，该聚合物组合物也可以展现出上文所提及的范围内的凹痕。
该组合物还可以展现出根据ISO测试第179-1:2010号(技术上等效于ASTM D256-10e1)在23℃所测定的，约2kJ/m2、在一些实施方式中约4kJ/m2至约40kJ/m2以及在一些实施方式中约8kJ/m2至约30kJ/m2的夏比无缺口及/或缺口冲击强度(Charpy unnotched and/ornotched impact strength)。该组合物也可以展现出：约20MPa至约500MPa、在一些实施方式中约50MPa至约400MPa以及在一些实施方式中约60MPa至约350MPa的拉伸强度；约0.5％或更大、在一些实施方式中约0.8％至约15％以及在一些实施方式中约1％至约10％的拉伸断裂应变；和/或约5000MPa至约30000MPa、在一些实施方式中约7000MPa至约25000MPa以及在一些实施方式中约10000MPa至约20000MPa的拉伸模量。拉伸特性可以根据ISO测试第527:2012号(技术上等效于ASTM D638-14)在23℃测定。该组合物也可以展现出约40MPa至约500MPa、在一些实施方式中约50MPa至约400MPa以及在一些实施方式中约100MPa至约350MPa的挠曲强度和/或约0.5％或更大、在一些实施方式中约0.8％至约15％以及在一些实施方式中约1％至约10％的挠曲断裂应变。挠曲特性可以根据ISO测试第178:2010号(技术上等效于ASTM D790-10)在23℃测定。该组合物也可以展现出如根据ASTM D648-07(技术上等效于ISO测试第75-2:2013号)在1.8MPa的指定负荷下所测定的，约180℃或更高以及在一些实施方式中约190℃至约280℃的载荷挠曲温度(Deflection temperature underload，DTUL)。
除了具有良好的机械特性和低熔融黏度之外，已经发现本发明的组合物具有使其更容易用于相机模块中的其他性能。例如，聚合物组合物可以展现出低的表面摩擦程度，这可使在使用引导单元期间表层被剥落的程度最小化。例如，该聚合物组合物可以展现出如根据VDA 230-206:2007所测定的，约1.0或更小、在一些实施方式中约0.4或更小、在一些实施方式中约0.35或更小以及在一些实施方式中约0.1至约0.3的动态摩擦系数。同样，如根据VDA 230-206:2007所测定的，磨损深度可以为约500微米或更小、在一些实施方式中约200微米或更小，在一些实施方式中约100微米或更小以及在一些实施方式中约10微米至约70微米。
另外，该组合物也可以展现出优异的抗静电性能，尤其是当抗静电填充剂包括在如上文所述的聚合物组合物内时。这种抗静电性能可通过如根据IEC60093所测定的相对低的表面和/或体积电阻率来表征。例如，该组合物可以展现出约1×1015欧姆或更小、在一些实施方式中约1×1014欧姆或更小、在一些实施方式中约1×1010欧姆至约9×1013欧姆以及在一些实施方式中约1×1011至约1×1013欧姆的表面电阻率。同样，该组合物也可以展现出约1×1015欧姆·米或更小、在一些实施方式中约1×109欧姆·米至约9×1014欧姆·米以及在一些实施方式中约1×1010至约5×1014欧姆·米的体积电阻率。当然，这种抗静电性能绝不是必需的。例如，在一些实施方式中，该组合物可以展现出相对高的表面电阻率，例如，约1×1015欧姆或更大、在一些实施方式中约1×1016欧姆或更大、在一些实施方式中约1×1017欧姆至约9×1030欧姆以及在一些实施方式中约1×1018至约1×1026欧姆。
现将更详细地描述本发明的各种实施方式。
I.聚合物组合物
A.聚合物基质
聚合物基质通常含有一种或多种液晶聚合物，一般占聚合物组合物的约15wt.％至约85wt.％、在一些实施方式中约20wt.％至约75wt.％以及在一些实施方式中约30wt.％至约50wt.％的量。液晶聚合物是特别合适的，其具有使其能够有效地填充模具的小空隙的高结晶度。在可拥有棒状结构且在其熔融状态(例如，向热向列状态)呈现结晶行为的程度上，液晶聚合物通常分类为“向热性”。聚合物组合物中使用的液晶聚合物的熔融温度通常为约200℃或更高、在一些实施方式中约220℃至约350℃以及在一些实施方式中约240℃至约300℃。如本领域中所熟知的，可以使用差示扫描量热法(Differential scanningcalorimetry，DSC)测定熔融温度，例如通过ISO测试第11357-3:2011号所测定的。这种聚合物可以由本领域已知的一种或多种类型的重复单元形成。液晶聚合物可以，例如，含有一个或多个通常由下式(I)表示的芳族酯重复单元：
Figure BDA0003273094030000061
其中，
环B为取代或未取代的6元芳基(例如，1,4-亚苯基或1,3-亚苯基)、与取代或未取代的5元或6元芳基稠合的取代或未取代的6元芳基(例如，2,6-萘)或与取代或未取代的5元或6元芳基连接的取代或未取代的6元芳基(例如，4,4-亚联苯基)；以及
Y1和Y2独立地为O、C(O)、NH、C(O)HN或NHC(O)。
通常，Y1和Y2中的至少一个为C(O)。这种芳族酯重复单元的实例可以包括，例如，芳族二羧系重复单元(式I中的Y1和Y2为C(O))、芳族羟基羧系重复单元(式I中的Y1为O且Y2为C(O))及其各种组合。
例如，可以使用衍生自芳族羟基羧酸的芳族羟基羧系重复单元，例如4-羟基苯甲酸；4-羟基-4'-联苯羧酸；2-羟基-6-萘甲酸；2-羟基-5-萘甲酸；3-羟基-2-萘甲酸；2-羟基-3-萘甲酸；4'-羟苯基-4-苯甲酸；3'-羟苯基-4-苯甲酸；4'-羟苯基-3-苯甲酸等，以及其烷基、烷氧基、芳基和卤素取代物及其组合。特别合适的芳族羟基羧酸为4-羟基苯甲酸(HBA)和6-羟基-2-萘甲酸(HNA)。当使用时，衍生自羟基羧酸的重复单元(例如，HBA和/或HNA)通常构成聚合物的约50mol.％或更多、在一些实施方式中约60mol.％或更多以及在一些实施方式中约80mol.％至100mol.％。
也可以使用衍生自芳族二羧酸的芳族二羧系重复单元，例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、二苯醚-4,4'-二羧酸、1,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、4,4'-二羧基联苯、双(4-羧基苯基)醚、双(4-羧基苯基)丁烷、双(4-羧苯基)乙烷、双(3-羧基苯基)醚、双(3-羧基苯基)乙烷等，以及其烷基、烷氧基、芳基和卤素取代物及其组合。特别合适的芳族二羧酸可以包括，例如，对苯二甲酸(TA)、间苯二甲酸(IA)和2,6-萘二羧酸(NDA)。当使用时，衍生自芳族二羧酸(例如，IA、TA和/或NDA)的重复单元通常构成聚合物的约1mol.％至约50mol.％、在一些实施方式中约2mol.％至约40mol.％以及在一些实施方式中约5mol.％至约30mol.％。
其他重复单元也可以用于聚合物中。在某些实施方式中，例如，可以使用衍生自芳族二醇的重复单元，例如，对苯二酚、间苯二酚、2,6-二羟基萘、2,7-二羟基萘、1,6-二羟基萘、4,4'-二甲基联苯(或4,4'-联苯酚)、3,3'-二羟基联苯、3,4'-二羟基联苯、4,4'-二羟基联苯醚、双(4-羟苯基)乙烷等以及其烷基、烷氧基、芳基和卤素取代物及其组合。特别合适的芳族二醇可以包括，例如对苯二酚(HQ)和4,4'-联苯酚(BP)。当使用时，衍生自芳族二醇(例如，HQ和/或BP)的重复单元通常构成聚合物的约1mol.％至约30mol.％、在一些实施方式中约2mol.％至约25mol.％以及在一些实施方式中约5mol.％至约20mol.％。也可以使用重复单元，例如，衍生自芳族酰胺(例如，对乙酰氨基酚(APAP))和/或芳族胺(例如，4-氨基苯酚(AP)、3-氨基苯酚、1,4-苯二胺、1,3-苯二胺等)的那些重复单元。当使用时，衍生自芳族酰胺(例如，APAP)和/或芳族胺(例如，AP)的重复单元通常构成聚合物的约0.1mol.％至约20mol.％、在一些实施方式中约0.5mol.％至约15mol.％以及在一些实施方式中约1mol.％至约10mol.％。还应当理解，可以将各种其他单体重复单元并入到聚合物中。例如，在某些实施方式中，聚合物可以含有一个或多个衍生自非芳族单体(例如脂肪族或脂环族羟基羧酸、二羧酸、二醇、酰胺、胺等)的重复单元。当然，在其他实施方式中，聚合物可以为“全芳族”，因为其缺乏衍生自非芳族(例如，脂肪族或脂环族)单体的重复单元。
尽管不一定需要，但液晶聚合物在其含有相对高含量的衍生自环烷羟基羧酸和环烷二羧酸(例如，萘-2,6-二羧酸(NDA)、6-羟基-2-萘甲酸(HNA)或其组合)的重复单元的程度上可以为“高环烷”聚合物。也就是说，衍生自环烷羟基羧酸和/或环烷二羧酸(例如，NDA、HNA或HNA和NDA的组合)的重复单元的总量通常为聚合物的约10mol.％或更多、在一些实施方式中约15mol.％或更多以及在一些实施方式中约20mol.％至约35mol.％。与许多常见的“低环烷”聚合物相反，据信所得的“高环烷”聚合物能够展现出良好的热特性和机械特性。在一个特定的实施方式中，例如，液晶聚合物可以由衍生自4-羟基苯甲酸(HBA)和6-羟基-2-萘甲酸(HNA)的重复单元以及各种其他可选的成分形成。衍生自4-羟基苯甲酸(HBA)的重复单元可以构成聚合物的约50mol.％至约90mol.％、在一些实施方式中约60mol.％至约85mol.％以及在一些实施方式中约65mol.％至约80％。衍生自6-羟基-2-萘甲酸(HNA)的重复单元可以同样构成聚合物的约10mol.％至约50mol.％、在一些实施方式中约15mol.％至约40mol.％以及在一些实施方式中约20mol.％至约35mol.％。
除液晶聚合物之外，如果有此需要，也可以在聚合物基质中使用其他类型的聚合物。在一个实施方式中，例如，聚合物基质可以包含芳族聚合物，例如，半结晶芳族聚合物(例如，芳族和/或半芳族聚酰胺、聚芳硫醚、芳族聚酯等)和/或非晶聚合物(例如，聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯醚等)。当芳族聚合物与液晶聚合物组合使用时，液晶聚合物将通常构成聚合物基质的约30wt.％至约85wt.％、在一些实施方式中约40wt.％至约80wt.％以及在一些实施方式中约60wt.％至约75wt.％，而芳族聚合物可以同样构成聚合物基质的约15wt.％至约70wt.％、在一些实施方式中约20wt.％至约60wt.％以及在一些实施方式中约25wt.％至约40wt.％。例如，芳族聚合物可以构成聚合物组合物的约1wt.％至约50wt.％、在一些实施方式中约5wt.％至约45wt.％以及在一些实施方式中约10wt.％至约40wt.％。
芳族聚合物通常被认为是“高性能”聚合物，因为它们具有相对高的玻璃化转变温度和/或高熔融温度，这取决于聚合物的特定性质。因此这种高性能聚合物可为所得聚合物组合物提供相当大程度的耐热性。例如，芳族聚合物的玻璃化转变温度可以为约100℃或更高、在一些实施方式中约120℃或更高、在一些实施方式中约140℃至约350℃以及在一些实施方式中约150℃至约320℃。芳族聚合物的熔融温度也可以为约200℃或更高、在一些实施方式中约220℃至约350℃以及在一些实施方式中约240℃至约300℃。如本领域中所熟知的，可以使用差示扫描量热法(Differential scanning calorimetry，DSC)测定玻璃化转变温度和熔融温度，例如通过ISO测试第11357-2:2013号(玻璃化转变)和第11357-3:2011号(熔融)所测定的。
在一个特定实施方式中，例如，可以在聚合物组合物中使用半结晶芳族聚酯。这种芳族聚酯可以是具有8至14个碳原子的芳族二羧酸与至少一种二醇的缩合产物。合适的二醇可以包括，例如，新戊二醇、环己烷二甲醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇以及具有式HO(CH2)nOH的脂肪族二醇，其中n为2至10的整数。合适的芳族二羧酸可以包括，例如，间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,2-二(对羧基苯基)乙烷、4,4'-二羧基二苯醚等及其组合。稠环也可存在于例如1,4-萘二羧酸或1,5-萘二羧酸或2,6-萘二羧酸中。这种芳族聚酯的具体实例包括聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)、聚(对苯二甲酸1,4-丁二酯)(PBT)、聚(对苯二甲酸1,3-丙二酯)(PPT)、聚(2,6-萘二甲酸1,4-丁二酯)(PBN)、聚(2,6-萘二甲酸乙二酯)(PEN)、聚(对苯二甲酸1,4-亚环己基二亚甲基酯)(PCT)以及前述的共聚物、衍生物及混合物。
另外，也可以使用经修饰的这种芳族聚酯或这种芳族聚酯的共聚物。例如，在一个实施方式中，修饰酸或修饰二醇可以用于产生经修饰的聚对苯二甲酸乙二酯聚合物和/或经修饰的聚对苯二甲酸丁二酯聚合物。如本文中所使用的，术语“修饰酸”和“修饰二醇”意指定义可分别形成聚酯的酸和二醇重复单元的部分并且其可修饰聚酯以降低其结晶度或使聚酯非结晶化的化合物。当然，聚酯可以是未修饰的且不含修饰酸或修饰二醇。在任何情况下，修饰酸组分的实例可以包括但不限于间苯二甲酸、邻苯二甲酸、1,3-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、2,6-萘二羧酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、辛二酸、1,12-十二烷二酸等。实际上，通常优选使用其官能酸衍生物，例如二羧酸的二甲酯、二乙酯或二丙酯。在实际中也可以使用这些酸的酐或酸卤化物。修饰二醇组分的实例可以包括但不限于新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,2-环己二醇、1,4-环己二醇、1,2-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、2,2,4,4-四甲基1,3-环丁烷二醇、Z,8-双(羟甲基三环-[5.2.1.0]-癸烷(其中Z表示3、4或5)、1,4-双(2-羟乙氧基)苯、4,4'-双(2-羟乙氧基)二苯醚[双-羟乙基双酚A]、4,4'-双(2-羟乙氧基)二苯硫醚[双-羟乙基双酚S]以及在链中含有一个或多个氧原子的二醇，例如，二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、三丙二醇等。一般而言，这些二醇含有2至18个碳原子，以及在一些实施方式中，含有2至8个碳原子。脂环族二醇可以其顺式或反式构型或两种形式的混合物使用。
为帮助使芳族聚酯与液晶聚合物反应的程度最小化，通常希望聚合物中羧基端基的含量保持相对低，例如约每公斤100毫当量(meq/kg)或更少，在一些实施方式中约50meq/kg或更少以及在一些实施方式中约30meq/kg或更少。同样通常希望聚合物中的羟基端基的含量为约100meq/kg或更少、在一些实施方式中为约50meq/kg或更少以及在一些实施方式中为约30meq/kg或更少。羧基端基和羟基端基的含量可以通过任何已知技术，例如通过滴定法(例如，电位测定法)来测定。
B.矿物填充剂
如上所述，聚合物组合物含有分布于聚合物基质内的一种或多种矿物填充剂。这种(一种或多种)矿物填充剂通常构成每100重量份聚合物基质的约20重量份至约100重量份、在一些实施方式中约35重量份至约90重量份以及在一些实施方式中约50重量份至约80重量份。(一种或多种)矿物填充剂可以例如构成聚合物组合物的约5wt.％至约60wt.％、在一些实施方式中约10wt.％至约55wt.％以及在一些实施方式中约25wt.％至约40wt.％。
聚合物组合物中所使用的(一种或多种)矿物填充剂的性质可以变化，例如，矿物粒子、矿物纤维(或“须晶”)等以及其掺合物。通常，聚合物组合物中使用的矿物填充剂具有一定硬度值以帮助改进组合物的机械强度、黏结强度和表面特性，这使得组合物能够独特地适合于形成相机模块的小的部件。例如，基于莫氏硬度表(Mohs hardness scale)，硬度值可以为约2.0或更大、在一些实施方式中为约2.5或更大、在一些实施方式中为约3.0或更大、在一些实施方式中为约3.0至约11.0、在一些实施方式中为约3.5至约11.0以及在一些实施方式中为约4.5至约6.5。在某些实施方式中，例如，聚合物组合物可以含有矿物粒子与矿物纤维的掺合物。当使用这种掺合物时，矿物纤维可以构成掺合物的约25wt.％至约70wt.％、在一些实施方式中约30wt.％至约60wt.％以及在一些实施方式中约35wt.％至约50wt.％，而矿物粒子同样可以构成掺合物的约30wt.％至约75wt.％、在一些实施方式中约40wt.％至约70wt.％以及在一些实施方式中约50wt.％至约65wt.％。例如，矿物纤维可以构成整个聚合物组合物的约1wt.％至约40wt.％、在一些实施方式中约3wt.％至约25wt.％以及在一些实施方式中约5wt.％至约20wt.％，而矿物粒子同样可以构成整个聚合物组合物的约2wt.％至约50wt.％，在一些实施方式中约5wt.％至约40wt.％、在一些实施方式中约5wt.％至约30wt.％以及在一些实施方式中约10wt.％至约30wt.％。
在聚合物组合物中通常可以使用各种不同类型的矿物粒子中的任一种，例如由以下形成的那些矿物粒子：天然和/或合成硅酸盐矿物，例如，滑石、云母、二氧化硅(例如，非晶二氧化硅)、氧化铝、多水高岭土、高岭土、伊利石、蒙脱石、蛭石、坡缕石、叶蜡石、硅酸钙、硅酸铝、硅灰石等；硫酸盐；碳酸盐；磷酸盐；氟化物；硼酸盐；以及等等。特别合适的是具有所需硬度值的粒子，例如，碳酸钙(CaCO3，莫氏硬度为3.0)、碱式碳酸铜(Cu2CO3(OH)2，莫氏硬度为4.0)；氟化钙(CaF2，莫氏硬度为4.0)；焦磷酸钙(Ca2P2O7，莫氏硬度为5.0)、无水磷酸二钙(CaHPO4，莫氏硬度为3.5)、水合磷酸铝(AlPO4·2H2O，莫氏硬度为4.5)；二氧化硅(SiO2，莫氏硬度为5.0至6.0)、硅酸钾铝(KAlSi3O8，莫氏硬度为6)、硅酸铜(CuSiO3·H2O，莫氏硬度为5.0)；氢氧化硼硅酸钙(Ca2B5SiO9(OH)5，莫氏硬度为3.5)；氧化铝(AlO2，莫氏硬度为10.0)；硫酸钙(CaSO4，莫氏硬度为3.5)、硫酸钡(BaSO4，莫氏硬度为3至3.5)、云母(莫氏硬度为2.5至5.3)及等等，以及其组合。例如，云母是特别合适的。通常可以使用任何形式的云母，包括，例如白云母(KAl2(AlSi3)O10(OH)2)、黑云母(K(Mg,Fe)3(AlSi3)O10(OH)2)、金云母(KMg3(AlSi3)O10(OH)2)、锂云母(K(Li,Al)2-3(AlSi3)O10(OH)2)、海绿石((K,Na)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10(OH)2)等。基于白云母的云母特别适合用于聚合物组合物。
在某些实施方式中，矿物粒子，例如硫酸钡和/或硫酸钙粒子，可以具有本质上通常为颗粒状或结节状的形状。在这种实施方式中，粒子的中值尺寸(例如，直径)，例如根据ISO 13320:2009(例如，使用Horiba LA-960粒度分布分析器)使用激光衍射技术所测定的，可以为约0.5微米至约20微米、在一些实施方式中约1微米至约15微米、在一些实施方式中约1.5微米至约10微米以及在一些实施方式中约2微米至约8微米。在其他实施方式中，也可能需要使用具有相对高的纵横比(例如，平均直径除以平均厚度)，例如约4或更大、在一些实施方式中约8或更大以及在一些实施方式中约10至约500的片状矿物粒子，例如云母粒子。在这种实施方式中，粒子的平均直径可以例如介于约5微米至约200微米、在一些实施方式中约8微米至约150微米以及在一些实施方式中约10微米至约100微米的范围内。平均厚度，例如根据ISO 13320:2009(例如，使用Horiba LA-960粒度分布分析器)使用激光衍射技术所测定的，可以同样地为约2微米或更小、在一些实施方式中约5纳米至约1微米以及在一些实施方式中约20纳米至约500纳米。矿物粒子也可以具有较窄的尺寸分布。也就是说，至少约70vol％的粒子、在一些实施方式中至少约80vol％的粒子以及在一些实施方式中至少约90vol％的粒子可以具有上文所提及的范围内的尺寸。
合适的矿物纤维可以同样包括那些衍生自以下的矿物纤维：硅酸盐，例如新硅酸盐、俦硅酸盐、链硅酸盐(例如，链硅酸钙，例如硅灰石；链硅酸钙镁，例如透闪石；链硅酸钙镁铁，例如阳起石；链硅酸镁铁，例如直闪石；等等)、页硅酸盐(例如，页硅酸铝，例如坡缕石)、网状硅酸盐等；硫酸盐，例如硫酸钙(例如，脱水或无水石膏)；矿物棉(例如，岩棉或渣棉)；等等。特别合适的为具有所需硬度值的纤维，包括衍生自链硅酸盐的纤维，例如硅灰石(莫氏硬度为4.5至5.0)，其可由Nyco Minerals以商标名
Figure BDA0003273094030000141
(例如，
Figure BDA0003273094030000142
4W或
Figure BDA0003273094030000143
8)市售获得。矿物纤维的中值宽度(例如，直径)可以为约1微米至约35微米、在一些实施方式中约2微米至约20微米、在一些实施方式中约3微米至约15微米以及在一些实施方式中约7微米至约12微米。矿物纤维也可以具有较窄的尺寸分布。也就是说，至少约60vol％的纤维、在一些实施方式中至少约70vol％的纤维以及在一些实施方式中至少约80vol％的纤维可以具有在上文所提及的范围内的尺寸。不受理论的限制，据信具有上述尺寸特征的矿物纤维可更容易地通过模塑装置，这增强了聚合物基质内的分布并使表面缺陷的产生最小化。除具有上述尺寸特征以外，矿物纤维也可以具有相对高的纵横比(平均长度除以中值宽度)以帮助进一步改进所得聚合物组合物的机械特性和表面质量。例如，矿物纤维可以具有约2至约100、在一些实施方式中约2至约50、在一些实施方式中约3至约20以及在一些实施方式中约4至约15的纵横比。这种矿物纤维的体积平均长度可以例如介于约1微米至约200微米、在一些实施方式中约2微米至约150微米、在一些实施方式中约5微米至约100微米以及在一些实施方式中约10微米至约50微米的范围内。
C.可选组分
i.玻璃纤维
本发明的一个有益方面是可以获得良好的机械性能而不会对所得部件的尺寸稳定性产生不利影响。为了帮助确保维持该尺寸稳定性，通常希望聚合物组合物保持基本上不含常规纤维填料，例如玻璃纤维。因此，如果完全使用，则玻璃纤维通常构成聚合物组合物的不超过约10wt.％、在一些实施方式中不超过约5wt.％以及在一些实施方式中约0.001wt.％至约3wt.％。
ii.抗冲改质剂
如果需要，可以在聚合物组合物中使用抗冲改质剂以帮助改进聚合物组合物的冲击强度和柔韧性。当使用时，抗冲改质剂通常构成每100重量份聚合物基质的约0.1重量份至约20重量份、在一些实施方式中约0.5重量份至约15重量份以及在一些实施方式中约1重量份至约10重量份。例如，抗冲改质剂可以构成聚合物组合物的约0.1wt.％至约15wt.％、在一些实施方式中约0.2wt.％至约12wt.％以及在一些实施方式中约0.5wt.％至约10wt.％。
在某些实施方式中，例如，抗冲改质剂可以是含有衍生自一种或多种α-烯烃的烯烃单体单元的聚合物。这种单体的实例包括，例如，具有2至20个碳原子且通常为2至8个碳原子的直链和/或支链α-烯烃。具体实例包括：乙烯、丙烯、1-丁烯；3-甲基-1-丁烯；3,3-二甲基-1-丁烯；1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯；乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯；1-十二烯；及苯乙烯。特别需要的α-烯烃单体为乙烯和丙烯。烯烃聚合物可以是含有本领域已知的其它单体单元的共聚物形式。例如，另一合适的单体可以包括“(甲基)丙烯酸”单体，其包括丙烯酸及甲基丙烯酸单体，以及其盐或酯，例如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体。这种(甲基)丙烯酸单体的实例可以包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸甲基环己酯、丙烯酸环戊酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸2-乙基丁酯、甲基丙烯酸甲基环己酯、甲基丙烯酸桂皮酯、甲基丙烯酸巴豆酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环戊酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯等等以及其组合。在一个实施方式中，例如，抗冲改质剂可以为乙烯甲基丙烯酸共聚物(EMAC)。当使用时，可以选择性地控制(一种或多种)单体组分的相对部分。(一种或多种)α-烯烃单体可以例如构成共聚物的约55wt.％至约95wt.％、在一些实施方式中约60wt.％至约90wt.％以及在一些实施方式中约65wt.％至约85wt.％。其他单体组分(例如，(甲基)丙烯酸单体)可以构成共聚物的约5wt.％至约35wt.％、在一些实施方式中约10wt.％至约32wt.％以及在一些实施方式中约15wt.％至约30wt.％。
其他合适的烯烃共聚物可以是“环氧官能化”的那些烯烃共聚物，其中它们每分子平均含有两个或更多个环氧官能团。共聚物也可以含有环氧官能化单体单元。这种单元的一个实例为环氧官能化(甲基)丙烯酸单体组分。例如，合适的环氧官能化(甲基)丙烯酸单体可以包括但不限于那些含有1,2-环氧基的单体，例如，丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯。其他合适的环氧官能化单体包括烯丙基缩水甘油醚、乙基丙烯酸缩水甘油酯及衣康酸缩水甘油酯。也可以使用其他合适的单体以帮助获得所需分子量。例如，在一个特定的实施方式中，共聚物可以是由环氧官能化(甲基)丙烯酸单体组分、α-烯烃单体组分和非环氧官能化(甲基)丙烯酸单体组分形成的三元共聚物。共聚物可以例如为聚(乙烯-共-丙烯酸丁酯-共-甲基丙烯酸缩水甘油酯)。当使用时，(一种或多种)环氧官能化(甲基)丙烯酸单体通常构成共聚物的约1wt.％至约20wt.％、在一些实施方式中约2wt.％至约15wt.％以及在一些实施方式中约3wt.％至约10wt.％。
iii.环氧树脂
环氧树脂也可以用于某些实施方式，例如以在形成聚合物组合物期间帮助使芳族聚合物(例如，液晶聚合物和半结晶芳族聚酯)的掺合物一起反应的程度最小化。当使用时，环氧树脂通常构成每100重量份聚合物基质的约0.01重量份至约5重量份、在一些实施方式中约0.05重量份至约4重量份以及在一些实施方式中约0.1重量份至约2重量份。例如，环氧树脂可以构成聚合物组合物的约0.01wt.％至约5wt.％、在一些实施方式中约0.1wt.％至约4wt.％以及在一些实施方式中约0.3wt.％至约2wt.％。
环氧树脂具有可以特别有效地用于聚合物组合物中的特定环氧当量。也就是说，环氧当量如根据ASTM D1652-11e1所测定的，通常为每克当量约250克至约1500克、在一些实施方式中约400克至约1000克以及在一些实施方式中约500克至约800克。环氧树脂通常还包含平均每分子至少约1.3个、在一些实施方式中约1.6个至约8个以及在一些实施方式中约3个至约5个环氧基团。环氧树脂通常还具有如根据ASTM D445-15在25℃的温度所测定的，相对低的动态黏度，例如，约1厘泊至约25厘泊、在一些实施方式中2厘泊至约20厘泊以及在一些实施方式中约5厘泊至约15厘泊。在室温(25℃)，环氧树脂通常也为熔点为约50℃至约120℃、在一些实施方式中约60℃至约110℃以及在一些实施方式中约70℃至约100℃的固体或半固体物质。
环氧树脂可为饱和或不饱和、直链或支链的、脂肪族的、脂环族的、芳族的或杂环的，并且可以带有基本上不干扰与环氧乙烷的反应的取代基。合适的环氧树脂包括例如缩水甘油醚(例如，二缩水甘油醚)，其通过，可选地在碱反应条件下，使表氯醇与含有至少1.5个芳族羟基基团的羟基化合物反应来制备。多官能化合物是特别合适的。例如，环氧树脂可以为二羟酚的二缩水甘油醚、氢化二羟酚的二缩水甘油醚、三羟酚的三缩水甘油醚、氢化三羟酚的三缩水甘油醚等。二羟酚的二缩水甘油醚可以例如通过使表卤代醇与二羟酚反应来形成。合适的二羟酚的实例包括，例如，2,2-双(4-羟苯基)丙烷(双酚A)；2,2-双4-羟基-3-叔丁基苯基)丙烷；1,1-双(4-羟苯基)乙烷；1,1-双(4-羟苯基)异丁烷；双(2-羟基-l-萘基)甲烷；1,5二羟萘；1,1-双(4-羟基-3-烷基苯基)乙烷等。合适的二羟酚也可由酚与醛(例如甲醛)的反应获得(双酚F)。这种多官能化环氧树脂的可商购实例可以包括从Hexion以名称862、828、826、825、1001、1002、1009、SU3、154、1031、1050、133及165获得的EponTM树脂。其他合适的多官能化环氧树脂可以从Huntsman以商标名AralditeTM(例如，AralditeTMECN 1273和AralditeTMECN 1299)获得。
iv.抗静电填充剂
也可以在聚合物组合物中使用抗静电填充剂以帮助降低在模制操作、运输、收集、装配等期间产生静电电荷的倾向。这种填充剂当使用时通常构成每100重量份聚合物基质的约0.1重量份至约20重量份、在一些实施方式中约0.2重量份至约10重量份以及在一些实施方式中约0.5重量份至约5重量份。例如，抗静电填充剂可以构成聚合物组合物的约0.1wt.％至约10wt.％、在一些实施方式中约0.2wt.％至约8wt.％以及在一些实施方式中约0.5wt.％至约4wt.％。
通常可以在聚合物组合物中使用多种抗静电填充剂中的任一种以帮助改进其抗静电特征。合适的抗静电填充剂的实例可以包括，例如，金属粒子(例如，铝片)、金属纤维、碳粒子(例如，石墨、膨胀石墨、石墨烯、碳黑、石墨化碳黑等)、碳纳米管、碳纤维等。在一个实施方式中，例如，抗静电填充剂可以是离子液体。这种材料的一个益处是，除了为抗静电剂的外，离子液体也可以在熔融加工期间以液体形式存在，这允许其更均匀地掺入聚合物基质内。这改进了电连接性并从而增强了组合物自其表面快速耗散静电电荷的能力。离子液体通常为盐，该盐具有足够低的熔融温度以使得其可在与液晶聚合物一起熔融加工时呈液体形式。例如，离子液体的熔融温度可以为约400℃或更低、在一些实施方式中为约350℃或更低、在一些实施方式中约1℃至约100℃以及在一些实施方式中约5℃至约50℃。该盐含有阳离子物种及平衡离子。阳离子物种含有具有至少一个杂原子(例如，氮或磷)作为“阳离子中心”的化合物。这种杂原子化合物的实例包括，例如，具有以下结构的季鎓：
Figure BDA0003273094030000201
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8独立地选自：氢；取代或未取代的C1-C10烷基基团(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基等)；取代或未取代的C3-C14环烷基基团(例如，金刚烷基、环丙基、环丁基、环戊基、环辛基、环己基等)；取代或未取代的C1-C10烯基基团(例如，乙烯、丙烯、2-甲基丙烯、戊烯等)；取代或未取代的C2-C10炔基基团(例如，乙炔基、丙炔基等)；取代或未取代的C1-C10烷氧基基团(例如，甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基等)；取代或未取代的酰氧基基团(例如，甲基丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧乙基等)；取代或未取代的芳基基团(例如，苯基)；取代或未取代的杂芳基基团(例如，吡啶基、呋喃基、噻吩基、噻唑基、异噻唑基、三唑基、咪唑基、异恶唑基、吡咯基、吡唑基、哒嗪基、嘧啶基、喹啉基等)；等。在一个特定实施方式中，例如，阳离子物种可以为具有结构N+R1R2R3R4的铵化合物，其中R1、R2和/或R3独立地为C1-C6烷基(例如，甲基、乙基、丁基等)以及R4为氢或C1-C4烷基基团(例如，甲基或乙基)。例如，阳离子组分可以为三丁基甲基铵，其中R1、R2和R3为丁基且R4为甲基。
阳离子物种的合适的平衡离子可以包括：例如，卤素(例如，氯化物、溴化物、碘化物等)；硫酸根或磺酸根(例如，甲基硫酸根、乙基硫酸根、丁基硫酸根、己基硫酸根、辛基硫酸根、氢硫酸根、甲烷磺酸根、十二烷基苯磺酸根、十二烷基硫酸根、三氟甲烷磺酸根、十七氟辛烷磺酸根、十二烷基乙氧基硫酸钠等)；磺基丁二酸根；酰胺(例如，二氰胺)；酰亚胺(例如，双(五氟乙基-磺酰基)酰亚胺、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、双(三氟甲基)酰亚胺等)；硼酸根(例如，四氟硼酸根、四氰基硼酸根、双[草酸根]硼酸根、双[水杨酸根]硼酸根等)；磷酸根或亚膦酸根(例如，六氟磷酸根、二乙基磷酸根、双(五氟乙基)亚膦酸根、三(五氟乙基)-三氟磷酸根、三(九氟丁基)三氟磷酸根等)；锑酸根(例如，六氟锑酸根)；铝酸根(例如，四氯铝酸根)；脂肪酸羧酸根(例如，油酸根、异硬脂酸根、十五氟辛酸根等)；氰酸根；乙酸根；等，以及前述任一种的组合。为帮助改进与液晶聚合物的兼容性，选择在本质上通常为疏水性的平衡离子，例如酰亚胺、脂肪酸羧酸根等可能是希望的。特别合适的疏水性平衡离子可以包括，例如，双(五氟乙基磺酰基)酰亚胺、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺，和双(三氟甲基)酰亚胺。
v.摩擦制剂
聚合物组合物中也可以使用摩擦制剂，通常占每100份用于聚合物组合物中的(一种或多种)芳族聚合物的约1份至约30份、在一些实施方式中约2份至约15份以及在一些实施方式中约4份至约12份的量。例如，摩擦制剂可以构成聚合物组合物的约1wt.％至约30wt.％、在一些实施方式中约2wt.％至约25wt.％以及在一些实施方式中约4wt.％至约10wt.％。
摩擦制剂可以含有改进内部润滑且也有助于加强组合物遇到另一表面的磨损及摩擦特性的硅氧烷聚合物。这种硅氧烷聚合物通常构成每100份用于组合物中的(一种或多种)芳族聚合物的约0.1份至约20份、在一些实施方式中约0.4份至约10份以及在一些实施方式中约0.5份至约5份。摩擦制剂中通常可以使用多种硅氧烷聚合物中的任何一种。硅氧烷聚合物可以例如涵盖在主链中包括具有下式的硅氧烷单元的任何聚合物、共聚物或寡聚物：
RrSiO(4-r/2)
其中，
R独立地为氢或取代或未取代的烃基，且
r为0、1、2或3。
合适的基团R的一些实例包括，例如，任选取代的烷基、芳基、烷芳基、烯基或炔基或环烷基基团，且其可以被杂原子中断，也就是说，在碳链或环中可以含有(一个或多个)杂原子。合适的烷基基团可以包括，例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基和叔戊基基团、己基基团(例如，正己基)、庚基基团(例如，正庚基)、辛基基团(例如，正辛基)、异辛基基团(例如，2,2,4-三甲基戊基)、壬基基团(例如，正壬基)、癸基基团(例如，正癸基)、十二烷基基团(例如，正十二烷基)、十八烷基基团(例如，正十八烷基)等。同样，合适的环烷基可以包括环戊基、环己基、环庚基基团、甲基环己基基团等；合适的芳基基团可以包括苯基、联苯基、萘基、蒽基和菲基基团；合适的烷芳基基团可以包括邻甲苯基、间甲苯基或对甲苯基基团、二甲苯基基团、乙基苯基基团等；以及合适的烯基或炔基基团可以包括乙烯基、1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、5-己烯基、丁二烯基、己二烯基、环戊烯基、环戊二烯基、环己烯基、乙炔基、炔丙基、1-丙炔基，等。取代的烃基的实例为卤代烷基基团(例如，3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基和全氟己基乙基)和卤代芳基基团(例如，对氯苯基和对氯苯甲基)。在一个特定的实施方式中，硅氧烷聚合物包括与至少70mol.％的Si原子键合的烷基基团(例如，甲基基团)和可选的与0.001mol.％至30mol.％的Si原子键和的乙烯基和/或苯基基团。硅氧烷聚合物还优选主要由双有机硅氧烷单元构成。聚有机硅氧烷的端基可以为三烷基硅烷氧基，特别是三甲基硅烷氧基或二甲基乙烯基硅烷氧基。然而，这些烷基基团中的一种或多种也可以被羟基或烷氧基(例如，甲氧基或乙氧基基团)所取代。硅氧烷聚合物的特别合适的实例包括，例如，二甲基聚硅氧烷、苯基甲基聚硅氧烷、乙烯基甲基聚硅氧烷和三氟丙基聚硅氧烷。
硅氧烷聚合物也可以在聚合物的至少一部分硅氧烷单体单元上包括反应官能团，例如乙烯基基团、羟基基团、氢化物、异氰酸酯基、环氧基、酸基、卤素原子、烷氧基(例如，甲氧基、乙氧基和丙氧基)、酰氧基(例如，乙酰氧基和辛酰氧基)、酮肟基(例如，二甲基酮肟、甲基酮肟和甲基乙基酮肟)、胺基(例如，二甲胺基、二乙胺基和丁胺基)、酰胺基(例如，N-甲基乙酰胺和N-乙基乙酰胺)、酸性酰胺基、胺基氧基、巯基、烯氧基(例如，乙烯氧基、异丙烯氧基和1-乙基-2-甲基乙烯氧基)、烷氧基烷氧基(例如，甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基和甲氧基丙氧基)、胺氧基(例如，二甲基胺氧基和二乙基胺氧基)、巯基等中的一种或多种。
与其特定结构无关，硅氧烷聚合物可以具有相对高的分子量，这降低了其迁移或扩散至聚合物组合物表面的可能性并因此进一步使相分离的可能性最小化。例如，硅氧烷聚合物的重均分子量通常为约每摩尔100000克或更大、在一些实施方式中约每摩尔200000克或更大以及在一些实施方式中约每摩尔500000克至约每摩尔2000000克。硅氧烷聚合物也可以具有相对高的运动黏度，例如约10000厘沲或更大、在一些实施方式中约30000厘沲或更大以及在一些实施方式中约50000厘沲至约500000厘沲。
如果需要，二氧化硅粒子(例如，气相二氧化硅)也可以与硅氧烷聚合物组合使用以帮助改进其分散于组合物内的能力。这种二氧化硅粒子可以例如具有约5纳米至约50纳米的粒度、约每克50平方米(m2/g)至约600m2/g的表面积和/或约每立方米160千克(kg/m3)至约190kg/m3的密度。当使用时，基于100重量份的硅氧烷聚合物计，二氧化硅粒子通常构成约1重量份至约100重量份以及在一些实施方式中约20重量份至约60重量份。在一个实施方式中，二氧化硅粒子可与硅氧烷聚合物组合，然后将混合物添加至聚合物组合物。例如，包括可以将超高分子量聚二甲基硅氧烷及气相二氧化硅的混合物加入聚合物组合物中。这种预形成混合物可以从Wacker Chemie，AG以
Figure BDA0003273094030000241
Pellet S获得。
摩擦制剂也可以含有可帮助所得聚合物组合物实现低摩擦与良好耐磨性的良好结合的其他组分。在一个实施方式中，例如，摩擦制剂可以使用与硅氧烷聚合物组合的氟化添加剂。不受理论的限制，据信氟化添加剂可以，除其他外，例如通过提供更好的模制填充、内部润滑、脱模等来改进对组合物的加工。当使用时，氟化添加剂与硅氧烷聚合物的重量比通常为约0.5至约12、在一些实施方式中为约0.8至约10以及在一些实施方式中为约1至约6。例如，氟化添加剂可以构成每100份用于组合物中的(一种或多种)芳族聚合物的约0.1份至约20份、在一些实施方式中约0.5份至约15份以及在一些实施方式中约1份至约10份。
在某些实施方式中，氟化添加剂可以包括含氟聚合物，其含有其中一些或所有氢原子被氟原子取代的烃主链聚合物。主链聚合物可以为聚烯烃并且由氟取代的不饱和烯烃单体形成。含氟聚合物可以为这种氟取代单体的均聚物或氟取代单体的共聚物或氟取代单体和未氟取代的单体的混合物。连同氟原子一起，含氟聚合物也可被其他卤素原子(例如氯原子和溴原子)取代。适合用于形成在本发明中使用的含氟聚合物的代表性单体为四氟乙烯、偏二氟乙烯、六氟丙烯、氯三氟乙烯、全氟乙基乙烯醚、全氟甲基乙烯醚、全氟丙基乙烯醚等，以及其混合物。合适的含氟聚合物的具体实例包括聚四氟乙烯、全氟烷基乙烯醚、聚(四氟乙烯-共-全氟烷基乙烯醚)、氟化乙烯-丙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚氯三氟乙烯等以及其混合物。
氟化添加剂可以仅含有含氟聚合物，或者其也可以包括其他成分，例如那些有助于其均匀地分散于聚合物组合物内的能力的成分。在一个实施方式中，例如，氟化添加剂可以包括与多个载体粒子组合的含氟聚合物。在这种实施方式中，例如，含氟聚合物可以涂覆于载体粒子上。硅酸盐粒子特别合适于该目的，例如，滑石(Mg3Si4O10(OH)2)、多水高岭土(Al2Si2O5(OH)4)、高岭土(Al2Si2O5(OH)4)、伊利石((K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)])、蒙脱石((Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O))、蛭石((MgFe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2·4H2O))、坡缕石((Mg,Al)2Si4O10(OH)·4(H2O))、叶蜡石(Al2Si4O10(OH)2)、硅酸钙、硅酸铝、云母、硅藻土、硅灰石等。例如，云母可以是特别适用于本发明的矿物。存在若干化学性质上不同的云母物种，其地质产状具有相当大的差异，但所有物种具有本质上相同的晶体结构。如本文中所使用，术语“云母”意指通常包括这些物种中的任一种：例如，白云母(KAl2(AlSi3)O10(OH)2)、黑云母(K(Mg,Fe)3(AlSi3)O10(OH)2)、金云母(KMg3(AlSi3)O10(OH)2)、锂云母(K(Li,Al)2-3(AlSi3)O10(OH)2)、海绿石((K,Na)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10(OH)2)等以及其组合。载体粒子的平均粒度可以为约5微米至约50微米以及在一些实施方式中约10微米至20微米。如果需要，载体粒子也可以呈片状粒子的形状，因为其主轴与厚度的比率为2或更大。
vi.其他添加剂
很多额外的添加剂也可以包括在聚合物组合物中，例如，润滑剂、导热填充剂、颜料、抗氧化剂、稳定剂、表面活性剂、蜡、阻燃剂、抗滴落添加剂、成核剂(例如，氮化硼)和添加以增强特性和可加工性的其他材料。例如，可以在聚合物组合物中使用能够承受液晶聚合物的加工条件而基本上不分解的润滑剂。这种润滑剂的实例包括通常在工程塑料材料的加工中用作润滑剂的类型的脂肪酸酯、其盐、酯、脂肪酸酰胺、有机磷酸酯及烃蜡，包括其混合物。合适的脂肪酸通常具有含有约12个至约60个碳原子的碳主链，例如肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、褐煤酸、十八酸、帕里拉油酸(parinric acid)等。合适的酯包括脂肪酸酯、脂肪醇酯、蜡酯、甘油酯、二醇酯和复合酯。脂肪酸酰胺包括脂肪初级酰胺、脂肪二级酰胺、亚甲基和亚乙基双酰胺及烷醇酰胺，例如，棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、N,N'-亚乙基双硬脂酰胺等。脂肪酸的金属盐也是合适的，例如，硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁等；烃蜡，包括石蜡、聚烯烃和氧化聚烯烃蜡及微晶蜡。特别合适的润滑剂为硬脂酸的酸、盐或酰胺，例如季戊四醇四硬脂酸酯、硬脂酸钙或N,N'-亚乙基双硬脂酰胺。当使用时，(一种或多种)润滑剂(按重量计)通常构成聚合物组合物的约0.05wt.％至约1.5wt.％以及在一些实施方式中约0.1wt.％至约0.5wt.％。
II.形成
聚合物组合物的组分(例如，(一种或多种)液晶聚合物、(一种或多种)矿物填充剂等)可以经熔融加工或掺合在一起。组分可以单独或组合供应至挤出机，该挤出机包括以可旋转安装并容纳于筒(例如，圆柱形筒)内的至少一个螺杆并且其可以限定沿着螺杆的长度定位于进料区段下游的进料区段及熔融区段。挤出机可以为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机。可以选择螺杆的速度以达到所需的滞留时间、剪切率、熔融加工温度等。例如，螺杆速度可以在每分钟约50转至约800转(rpm)、在一些实施方式中约70rpm至约150rpm以及在一些实施方式中约80rpm至约120rpm的范围内。熔融共混期间的表观剪切率也可以在约100s-1至约10000s-1、在一些实施方式中约500s-1至约5000s-1以及在一些实施方式中约800s-1至约1200s-1的范围内。表观剪切率等于4Q/πR3，其中Q为聚合物熔体的体积流量(m3/s)，以及R为熔融聚合物流动通过的毛细管(例如，挤出机模)的半径(m)。
III.相机模块
如上所述，本发明的聚合物组合物可以用于相机模块中。通常，相机模块包括外壳，透镜模块位于该外壳内，该透镜模块包含一个或多个透镜。然而，相机模块的具体构型可以如本领域技术人员所知的而变化。
参考图1，例如，示出了相机模块100的一个实施方式，该相机模块100含有透镜模块120，该透镜模块120包含在外壳内，其中透镜模块120含有联接至透镜保持器123的镜筒121。镜筒121可以具有中空圆柱形形状以使得用于对物体成像的多个透镜可以在光轴方向1上容纳于其中。镜筒121可以插入至设置在透镜保持器123中的空腔中，并且镜筒121和透镜保持器123可以通过扣件(例如，螺纹)、黏结剂等彼此联接。包括镜筒121的透镜模块120可以通过致动器组件150在光轴方向1上移动(例如，用于自动聚焦)。在所示的实施方式中，例如，致动器组件150可以包括配置为在光轴方向1上移动透镜模块120的磁体151和线圈153。磁体151可以安装在透镜保持器123的一侧上，以及线圈153可以设置为面向磁体151。线圈153可以安装在基板155上，基板155又可以安装至外壳130从而使得线圈153面向磁体151。致动器组件150可以包括驱动装置160，该驱动装置160安装于基板155上并且根据控制输入信号输出用于驱动致动器组件150的信号(例如，电流)。致动器组件150可以接收信号并且产生在光轴方向1上移动透镜模块120的驱动力。如果需要，止动件140也可以安装于外壳130上以限制透镜模块120在光轴方向1上的移动距离。另外，屏蔽壳110(例如，金属)也可以联接至外壳130以包围外壳130的外表面，并因此阻挡在驱动相机模块100期间产生的电磁波。
致动器组件还可以包括引导单元，该引导单元定位于外壳与透镜模块之间以帮助引导透镜模块移动。如本领域已知的，可以使用多种引导单元中的任一种，例如，(一种或多种)弹簧、(一种或多种)滚珠轴承、静电力产生器、液压力产生器等。例如，可使用弹簧，该弹簧产生作用于透镜模块且将透镜模块引导至所需光轴方向中的预负载力。替代地，如图1中所示的实施方式中所示出的，滚珠轴承170可以充当致动器组件150的引导单元。更具体地，滚珠轴承170可以接触透镜保持器123的外表面和外壳130的内表面以引导透镜模块120在光轴方向1上的移动。也就是说，滚珠轴承170可以设置在透镜保持器123与外壳130之间，并且可以通过滚动引导透镜模块120在光轴方向上的移动。出于此目的通常可以使用任何数目的滚珠轴承170，例如2个或更多个、在一些实施方式中3个至20个以及在一些实施方式中4个至12个。滚珠轴承170可以间隔开或彼此接触，并且也可以在垂直于光轴方向1的方向上堆叠。滚珠轴承170的尺寸可以如本领域技术人员已知的而变化。例如，滚珠轴承的平均尺寸(例如，直径)可以例如为约800微米或更小、在一些实施方式中约600微米或更小、在一些实施方式中约400微米或更小，以及在一些实施方式中约50微米至约200微米。
值得注意的是，本发明的聚合物组合物可以用于相机模块的多种部件中的任一个中。再次参照图1，例如，聚合物组合物可以用于形成引导单元(例如，滚珠轴承170)、外壳130、镜筒121、透镜保持器123、基板155、止动件140、屏蔽壳110和/或相机模块的任何其他部分的全部或一部分。无论如何，所需的(一个或多个)部件可以使用多种不同的技术来形成。合适的技术可以包括例如注射模制、低压注射模制、挤压压缩模制、气体注射模制、泡沫注射模制、低压气体注射模制、低压泡沫注射模制、气体挤压压缩模制、泡沫挤压压缩模制、挤压模制、泡沫挤压模制、压缩模制、泡沫压缩模制、气体压缩模制等。例如，可以使用包括模具的注射模制系统，该模具内可以注射聚合物组合物。可以对注射器内部的时间进行控制和优化以使得聚合物基质不被预固化。当达到循环时间并且筒充满用于排出时，可以使用活塞将组合物注射至模具腔。也可以使用压缩模制系统。如同注射模制，将聚合物组合物成型为所需制品也发生在模具内。可以使用任何已知技术，例如通过自动化机器人臂拾取将组合物置放于压缩模具中。模具的温度可以维持在聚合物基质的凝固温度或高于该凝固温度持续所需时间段以允许凝固。然后可以通过使模制产物达到低于熔融温度的温度来使其凝固。所得产物可以经脱模。可以调节各模制工艺的循环时间以适合聚合物基质，以获得充分黏结并提高总体工艺产率。
所得相机模块可以用于本领域中已知的多种电子设备中，例如便携式电子设备(例如，手机、便携式计算机、平板计算机、手表等)、计算机、电视、汽车部件等中。在一个特定的实施方式中，聚合物组合物可以用于相机模块，例如那些通常用于无线通信设备(例如，移动电话)中的相机模块。参照图2至图3，例如，示出了包括相机模块100的电子设备2(例如，电话)的一个实施方式。如所示出的，相机模块100的透镜可以通过开口2b暴露于电子设备2的外部以对外部物体进行成像。根据用户的选择，相机模块100也可以电连接至应用集成电路2c以执行控制操作。
参照以下实施例可以更好地理解本发明。
测试方法
摩擦和磨损：样品产生的摩擦程度可通过如根据VDA 230-206:2007使用SSP-03机器所测定(黏滑测试(Stick Slip test))的平均动态摩擦系数(无因次)来表征。同样，也可以根据VDA 230-206:2007测定样品测试的磨损程度。更具体地，使用聚合物产物经由注射模制工艺来制备滚珠形试样和板形试样。滚珠试样的直径为0.5英寸。通过切割拉力试棒的两端区域从ISO拉力试棒的中间部分获得板试样。将板试样固定于样品保持器上，并且以150mm/s及15N力与板试样接触移动滚珠试样。在1000次循环之后，获得动态摩擦系数。磨损深度通过测量经磨损滚珠区域的直径而从滚珠试样获得。基于经磨损的区域的直径，计算并获得经磨损滚珠试样的深度。
熔融黏度：熔融黏度(Pa-s)可以根据ISO测试第11443:2005号以400s-1的剪切率且在高于熔融温度15℃的温度(例如，约305℃)，使用Dynisco LCR7001毛细管流变仪来测定。流变仪孔(模)具有1mm的直径、20mm的长度、20.1的L/D比率和180°的入射角。筒的直径为9.55mm+0.005mm，以及杆的长度为233.4mm。
熔融温度：可以通过如本领域中已知的差示扫描量热法(DSC)来测定熔融温度(Tm)。熔融温度如通过ISO测试第11357-2:2013号所测定的，为差示扫描量热法(DSC)峰值熔融温度。在DSC程序下，如ISO标准10350中所记载的，使用在TA Q2000仪器上进行的DSC测量值以每分钟20℃加热和冷却样品。
载荷挠曲温度(DTUL)：载荷挠曲温度可以根据ISO测试第75-2:2013(技术上等效于ASTM D648-07)来测定。更具体地，可以对长度为80mm、厚度为10mm和宽度为4mm的测试条带样品进行沿边三点弯曲测试，其中指定负荷(最大外部纤维应力)为1.8兆帕。可以将试样降低进入硅酮油浴中，其中温度以每分钟升高2℃直至其挠曲0.25mm(对于ISO测试第75-2:2013号为0.32mm)。
拉伸模量、拉伸应力和拉伸伸长率：拉伸特性可以根据ISO测试第527:2012号(技术上等效于ASTM D638-14)来测试。可以在长度为80mm、厚度为10mm和宽度为4mm的相同测试条带样品上进行模量和强度测量。测试温度可以为23℃，以及测试速度可以为1mm/min或5mm/min。
挠曲模量、挠曲应力和挠曲伸长率：挠曲特性可以根据ISO测试第178:2010号(技术上等效于ASTM D790-10)来测试。可以在64mm支撑跨度上进行该测试。可以在未切割的ISO 3167多用途棒的中心部分上进行测试。测试温度可以为23℃以及测试速度可以为2mm/min。
无缺口和缺口夏比冲击强度：夏比特性可以根据ISO测试第ISO 179-1:2010号(技术上等效于ASTM D256-10，方法B)来测试。可以使用1型试样尺寸(80mm长度、10mm宽度和4mm厚度)进行该测试。当测试缺口冲击强度时，缺口可以为A型缺口(0.25mm基圆半径)。可以使用单齿铣机从多用途棒的中心切割试样。测试温度可以为23℃。
洛氏硬度：洛氏硬度为材料的抗压痕性的量度并且可以根据ASTM D785-08(标度M)来测定。通过首先使用指定小负荷迫使钢球压痕器进入材料的表面中来进行测试。随后将负荷提高至指定大负荷并降低回至初始小负荷。洛氏硬度为压痕器深度的净增加的量度，并且通过使压入深度(penetration)除以刻度(scale division)，然后用130减去上述结果来计算。
表面/体积电阻率：表面和体积电阻率值通常根据IEC 60093(类似于ASTM D257-07)来测定。根据该程序，将标准试样(例如，1米立方体)放置于两个电极之间。施加电压六十(60)秒并测量电阻。表面电阻率为电位梯度(以V/m计)与每电极长度单位的电流(以A/m计)的商，并且通常表示泄漏电流沿绝缘材料的表面的电阻。因为电极的四(4)端界定正方形，所以商中的长度抵消且表面电阻率以欧姆为单位汇报，尽管更具描述性的单位每平方欧姆也常见。体积电阻率也被确定为平行于材料中的电流的电位梯度与电流密度的比率。在SI单位中，体积电阻率在数值上等于材料的一米立方体的对立面之间的直流电阻(欧姆-米)。
滚珠凹痕测试：为了测试材料耐受物理力的能力，可以进行“滚珠凹痕”测试。更具体地，样品组合物可以经注射模制为宽度和长度为40mm且厚度为2mm的试样。也可以测试其他厚度，例如0.2mm。一旦形成，金属滚珠(1.5mm直径)可以从距试样的上表面10cm或15cm距离处下落一次。可以测试各种滚珠重量，例如35克、50克和75克。在滚珠已接触试样的后，使用来自Keyence的影像测量传感器来测量形成于试样中的任何凹痕的深度和直径。
微型下落测试：用于测试材料耐受物理力的能力的另一项技术为“微型下落”测试。更具体地，样品组合物可以经注射模制为宽度和长度为40mm且厚度为2mm的试样。也可以测试其他厚度，例如0.2mm。一旦形成，金属滚珠(1.5mm直径，5克)可以从距试样的上表面150mm距离处下落多次(例如，10000次或20000次)。然后，使用来自Keyence的影像测量传感器来测量形成于试样中的任何凹痕的深度(微米)。
实施例1
样品1至5由各种百分比的以下物质形成：液晶聚合物(Liquid crystallinepolymer，LCP)、聚对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯(PCT)、硅灰石纤维(NyglosTM4W)、云母(C-4000)、滑石(FlextalcTM815)、乙烯甲基丙烯酸共聚物(EMACTMSP 2260)、氮化硼、第一环氧树脂(AralditeTMECN 1299，环氧树脂1)、第二环氧树脂(EponTM1009F，环氧树脂2)、黑色颜料、润滑剂(LicowaxTMPED 521)以及各种抗氧化剂稳定剂(AO 1010和AO 126)。PCT聚合物的固有黏度为0.62。在样品2中，LCP聚合物(LCP 1)由79.3mol.％HBA、20mol.％HNA和0.7mol.％TA(Tm＝325℃)形成。在样品3中，LCP聚合物(LCP 2)由73mol.％HBA和27mol.％HNA(Tm＝280℃)形成。在样品4中，LCP聚合物(LCP 3)由60mol.％HBA、4.25mol.％HNA、17.875mol.％BP和17.875mol.％TA(Tm＝360℃)形成。最后，在样品5中，LCP聚合物(LCP 4)由42.86mol.％HBA、8.57mol.％TA、28.57mol.％HQ和20mol.％NDA(Tm＝300℃)形成。使用18-mm单螺杆挤出机进行混配。部件将样品注射模制成为板(60mm×60mm)。
表1
Figure BDA0003273094030000331
Figure BDA0003273094030000341
测试样品1至5的热性质和机械性质。结果示于下表2中。
表2
样品 1 2 3 4 5
夏比无缺口(kJ/m<sup>2</sup>) 20 3.7 12 2.3 3.2
洛氏表面硬度(M-标度) 73 54 72 28 39
拉伸强度(MPa) 58 42 86 26 27
拉伸模量(MPa) 7702 11923 11684 9329 9299
拉伸伸长率(％) 0.92 0.37 1.05 0.28 0.29
挠曲强度(MPa) 106 97 139 60 62
挠曲模量(MPa) 7399 13583 13140 10619 10551
挠曲伸长率(％) 1.93 0.89 1.64 0.62 0.66
400s<sup>-1</sup>的熔融黏度(Pa-s) 111.7 182.3 129.0 493.4 435.8
熔融温度(℃，DSC的第一次加热) 288.45 286.84 287.8 288.14 288.04
实施例2
样品6至9由各种百分比的以下物质形成：如上文所提及的LCP 2、聚对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯(PCT)、硅灰石纤维(NyglosTM4W)、云母(C-4000)、滑石(FlextalcTM815)、乙烯甲基丙烯酸共聚物(EMACTMSP 2260)、氮化硼、第一环氧树脂(AralditeTMECN 1299，环氧树脂1)、第二环氧树脂(EponTM1009F，环氧树脂2)、黑色颜料、润滑剂(LicowaxTMPED521)、离子液体(FC-4400)及各种抗氧化剂稳定剂(AO 1010和AO 126)。PCT聚合物的固有黏度为0.62。使用18-mm单螺杆挤出机进行混配。部件将样品注射模制成为板(60mm×60mm)。
表3
样品 6 7 8 9
PCT 21.52 12.261 8.1674 5.6085
LCP 2 44 55 60 63
硅灰石纤维 30 30 30 30
云母 20 20 20 20
滑石 0.625 0.312 0.1563 0.0782
乙烯甲基丙烯酸聚合物 1.5 0.75 0.375 0.1875
氮化硼 0.15 0.15 0.15 0.15
环氧树脂1 0.15 0.1 0.0375 0.0188
环氧树脂2 0.375 0.1875 0.0938 0.0469
离子液体 0.8 0.8 0.8 0.8
黑色颜料 0.53 0.265 0.1325 0.0663
润滑剂 0.15 0.075 0.0375 0.0188
抗氧化剂 0.2 0.1 0.05 0.025
测试样品7至8的机械性质。结果示于下表4中。
表4
样品 6 7 8 9
400s<sup>-1</sup>的熔融黏度(Pa-s) 102.6 97.6 101.6 106.7
熔融温度(℃，DSC的第一次加热) 287.2 285.9 285.6 280.1
夏比无缺口(kJ/m<sup>2</sup>) 28 44 46 53
洛氏表面硬度(M-标度) 75 73 75 75
拉伸强度(MPa) 120 147 160 182
拉伸模量(MPa) 12274 14171 14598 15135
拉伸伸长率(％) 2.0 3.2 3.7 4.2
挠曲强度(MPa) 171 194 202 208
挠曲模量(MPa) 12836 14266 14762 15069
挠曲伸长率(％) - 3.1 3.4 -
滚珠凹痕(35g)(深度，μm) 8 6 9 -
滚珠凹痕(50g)(深度，μm) 20 15 16 -
滚珠凹痕(75g)(深度，μm) 42 38 32 -
表面电阻率(欧姆) 6.7×10<sup>11</sup> 4.6×10<sup>11</sup>
体积电阻率(欧姆-米) 7.4×10<sup>12</sup> 5.2×10<sup>11</sup>
实施例3
样品10至13由各种百分比的以下物质形成：液晶聚合物(如上文所提及的LCP 1、LCP 2、LCP 3或LCP 4)、聚对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯(PCT)、硅灰石纤维(NyglosTM4W)、云母(C-4000)、滑石(FlextalcTM815)、乙烯甲基丙烯酸共聚物(EMACTMSP2260)、氮化硼、第一环氧树脂(AralditeTMECN1299，环氧树脂1)、第二环氧树脂(EponTM1009F，环氧树脂2)、黑色颜料、润滑剂(LicowaxTMPED 521)、以及各种抗氧化剂稳定剂(AO 1010和AO 126)。PCT聚合物的固有黏度为0.62。使用18-mm单螺杆挤出机进行混配。部件将样品注射模制成为板(60mm×60mm)。
表5
样品 10 11 12 13
PCT 33.32 33.32 33.32 33.32
LCP 1 19 - - -
LCP 2 - 19 - -
LCP 3 - - 19 -
LCP 4 - - - 19
硅灰石纤维 15 15 15 15
云母 20 20 20 20
滑石 2.5 2.5 2.5 2.5
乙烯甲基丙烯酸聚合物 6 6 6 6
氮化硼 0.15 0.15 0.15 0.15
环氧树脂1 0.6 0.6 0.6 0.6
环氧树脂2 1.5 1.5 1.5 1.5
黑色颜料 0.53 0.53 0.53 0.53
润滑剂 0.6 0.6 0.6 0.6
抗氧化剂 0.8 0.8 0.8 0.8
测试样品10至13的热性质和机械性质。结果示于下表6中。
表6
Figure BDA0003273094030000361
Figure BDA0003273094030000371
实施例4
样品14至16由各种百分比的以下物质形成：液晶聚合物(如上文所提及的LCP 1和LCP 2)、硅灰石纤维(NyglosTM4W)、云母、乙烯/丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(ElvaloyTMPTW)、超高分子量硅氧烷聚合物(
Figure BDA0003273094030000372
Pellet S)、聚乙烯和/或离子液体(FC-4400)。部件将样品注射模制成为板(60mm×60mm)。
表7
样品 14 15 16
LCP 1 51.9 53.9 55.9
LCP 2 12.5 12.5 12.5
硅灰石纤维 30 30 30
云母 2 - -
乙烯三元共聚物 1 1 1
硅氧烷聚合物 2 2 -
UMFI 30X - 2 -
离子液体 0.6 0.6 0.6
测试样品14至18的机械性质。结果示于下表8中。
表8
Figure BDA0003273094030000373
Figure BDA0003273094030000381
实施例5
样品17至20由各种百分比的以下物质形成：液晶聚合物(如上文所提及的LCP 1和LCP 2)、硅灰石纤维(NyglosTM4W)、硫酸钡、乙烯/丙烯酸正丁酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(ElvaloyTMPTW)和/或离子液体(FC-4400)。部件将样品注射模制成为板(60mm×60mm)。
表9
样品 17 18 19 20
LCP 1 55.9 50.9 50.9 50.9
LCP 2 12.5 12.5 12.5 12.5
硅灰石纤维 30 20 10 -
乙烯三元共聚物 1 1 1 1
硫酸钡 - 15 25 35
离子液体 0.6 0.6 0.6 0.6
测试样品17至20的机械性质。结果示于下表10中。
表10
Figure BDA0003273094030000382
Figure BDA0003273094030000391
实施例6
样品21至22由各种百分比的以下物质形成：液晶聚合物(如上文所提及的LCP 1和/或LCP 2)、硅灰石纤维(NyglosTM4W)、无水硫酸钙、离子液体(FC-4400)和黑色颜料。部件将样品注射模制成为板(60mm×60mm)。
表11
样品 21 22
LCP 1 - 56.9
LCP 2 66.9 10.0
黑色颜料 2.5 2.5
硅灰石纤维 10 10
硫酸钙 20 20
离子液体 0.6 0.6
测试样品21至22的机械性质。结果示于下表12中。
表12
样品 21 22
400s<sup>-1</sup>的熔融黏度(Pa-s) 574 71
在1.8MPa下的DTUL(℃) 191 200
夏比缺口(kJ/m<sup>2</sup>) 15.5 4.3
夏比无缺口(kJ/m<sup>2</sup>) 49.5 38.3
洛氏表面硬度(M-标度) 70 70
拉伸强度(MPa) 151 134
拉伸模量(MPa) 11008 10379
拉伸伸长率(％) 5.2 3.9
挠曲强度(MPa) 165 165
挠曲模量(MPa) 11206 11058
挠曲伸长率(％) - -
滚珠凹痕(35g)(深度，μm) 4.8 4
实施例7
样品23至26由各种百分比的液晶聚合物(如上文提及的LCP 1和/或LCP 2)形成。样品14至16由各种百分比的以下物质形成：液晶聚合物(如上文提及的LCP 1和/或LCP 2)、硅灰石纤维(NyglosTM4W)、非晶二氧化硅(1.7μm的中值粒度)、乙烯、丙烯酸酯及甲基丙烯酸缩水甘油酯的三元共聚物(LotaderTMAX8900)、超高分子量硅氧烷聚合物(
Figure BDA0003273094030000401
Pellet S)、聚四氟乙烯(PTFE)、硫酸钙以及云母。部件将样品注射模制成为板(60mm×60mm)。
表13
样品 23 24 25 26
LCP 1 57.5 54.5 54.5 54.5
LCP 2 12.5 12.5 12.5 12.5
乙烯三元共聚物 - - - 1
硅氧烷聚合物 - - - 2
云母 - - - 2
硅灰石纤维 10 10 10 10
硫酸钙 - - 20 20
PTFE - 3 3 3
非晶二氧化硅 20 20 - -
测试样品23至26的机械性质。结果示于下表14中。
表14
Figure BDA0003273094030000402
在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以对本发明进行这些和其他修改和变型。另外，应当理解的是，各个实施方式的方面可以全部互换或部分互换。此外，本领域普通技术人员将理解，前述描述仅是示例性的，并且不意在限制如所附权利要求中进一步描述的本发明。

Claims (54)

1.一种相机模块，所述相机模块包含聚合物组合物，所述聚合物组合物包括含有液晶聚合物的聚合物基质和矿物填充剂，其中所述液晶聚合物含有衍生自环烷羟基羧酸和/或二羧酸的重复单元，所述重复单元占所述聚合物的约10mol.％或更多的量，并且另外其中所述聚合物组合物展现出如根据ISO测试第11443:2005号以400s-1的剪切率和在高于组合物的熔融温度15℃的温度所测定的，约30Pa-s至约400Pa-s的熔融黏度。
2.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述聚合物组合物展现出如根据ISO测试第178:2010号在23℃所测定的约7000MPa或更大的挠曲模量。
3.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述聚合物组合物展现出如根据ASTM D785-08(标度M)所测定的约25或更大的洛氏表面硬度。
4.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述聚合物组合物展现出如根据ISO测试第179-1:2010号在23℃所测定的约2kJ/m2的夏比无缺口冲击强度。
5.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述聚合物组合物展现出如根据ISO测试第527:2012号所测定的约20MPa至约500MPa的拉伸强度、约0.5％或更大的拉伸断裂应变和/或约5000MPa至约30000MPa的拉伸模量。
6.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述聚合物组合物展现出如根据VDA 230-206:2007所测定的约1.0或更小的动态摩擦系数和/或约500微米或更小的磨损深度。
7.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述聚合物基质占所述聚合物组合物的约20wt.％至约70wt.％。
8.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述液晶聚合物的熔融温度为约200℃或更高。
9.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述液晶聚合物含有一个或多个衍生自羟基羧酸的重复单元，其中所述羟基羧酸重复单元占所述聚合物的约50mol.％或更多。
10.根据权利要求9所述的相机模块，其中，所述液晶聚合物含有衍生自4-羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸或其组合的重复单元。
11.根据权利要求10所述的相机模块，其中，所述液晶聚合物包含占所述聚合物的约50mol.％至约90mol.％的量的衍生自4-羟基苯甲酸的重复单元，以及占所述聚合物的约10mol.％至约50mol.％的量的衍生自6-羟基-2-萘甲酸的重复单元。
12.根据权利要求10所述的相机模块，其中，所述液晶聚合物进一步含有衍生自对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、对苯二酚、4,4'-联苯酚、对乙酰氨基酚、4-氨基苯酚或其组合的重复单元。
13.根据权利要求8所述的相机模块，其中，所述聚合物组合物进一步包含半结晶聚酯，所述半结晶聚酯包括聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚(对苯二甲酸1,4-丁二酯)、聚(对苯二甲酸1,3-丙二酯)、聚(2,6-萘二甲酸1,4-丁二酯)、聚(2,6-萘二甲酸乙二酯)、聚(对苯二甲酸1,4-亚环己基二亚甲酯)、前述任一种的衍生物或其组合。
14.根据权利要求13所述的相机模块，其中，所述液晶聚合物占所述聚合物组合物的约15wt.％至约85wt.％，以及所述半结晶聚酯占所述聚合物组合物的约1wt.％至约50wt.％。
15.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述矿物填充剂占每100重量份的所述聚合物基质的约20重量份至约100重量份。
16.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述矿物填充剂具有基于莫氏硬度表的约2.0或更大的硬度值。
17.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述矿物填充剂含有矿物粒子、矿物纤维或其组合。
18.根据权利要求17所述的相机模块，其中，所述矿物粒子具有约0.5微米至约20微米的中数直径。
19.根据权利要求17所述的相机模块，其中，所述矿物粒子包含硫酸钡、硫酸钙、二氧化硅或其组合。
20.根据权利要求17所述的相机模块，其中，所述矿物粒子为纵横比为约4或更大的片状粒子。
21.根据权利要求17所述的相机模块，其中，所述矿物纤维包括云母。
22.根据权利要求17所述的相机模块，其中，所述矿物纤维包括硅灰石纤维。
23.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述聚合物组合物含有矿物粒子与矿物纤维的掺合物，其中所述矿物纤维占所述聚合物组合物的约1wt.％至约40wt.％，以及所述矿物粒子占所述聚合物组合物的约2wt.％至约50wt.％。
24.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述聚合物组合物通常不含玻璃纤维。
25.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述聚合物组合物含有抗冲改质剂。
26.根据权利要求25所述的相机模块，其中，所述抗冲改质剂包括烯烃聚合物。
27.根据权利要求25所述的相机模块，其中，所述烯烃聚合物为含有(甲基)丙烯酸单体单元的共聚物。
28.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述聚合物组合物含有抗静电填充剂。
29.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述聚合物组合物含有摩擦制剂、润滑剂、导热填充剂、颜料、抗氧化剂、稳定剂、表面活性剂、蜡、阻燃剂、抗滴落添加剂、成核剂或其组合。
30.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述相机模块包含：
外壳，透镜模块位于所述外壳内，所述透镜模块包含一个或多个透镜；和
可选地，致动器组件，所述致动器组件配置为在光轴方向上驱动所述透镜模块；
其中所述外壳、透镜模块、致动器组件或其组合中的至少一部分含有所述聚合物组合物。
31.根据权利要求30所述的相机模块，其中，所述致动器组件可选地包括引导单元，所述引导单元位于所述外壳与所述透镜模块之间，其中所述引导单元包括弹簧、滚珠轴承、静电力产生器、液压力产生器或其组合。
32.根据权利要求31所述的相机模块，其中，所述引导单元的至少一部分含有所述聚合物组合物。
33.根据权利要求31所述的相机模块，其中，所述引导单元含有滚珠轴承。
34.根据权利要求33所述的相机模块，其中，所述滚珠轴承具有约800微米或更小的平均尺寸。
35.根据权利要求1所述的相机模块，其中，所述聚合物组合物在与从15厘米的高度下落与所述聚合物组合物接触的直径为1.5mm且重量为75克的金属滚珠接触时，展现出约50微米或更小的凹痕。
36.一种电子设备，包含权利要求1所述的相机模块。
37.根据权利要求36所述的电子设备，其中，所述设备为无线通信设备。
38.一种用于相机模块的聚合物组合物，其中所述组合物包含：
约20wt.％至约70wt.％的含有液晶聚合物的聚合物基质，其中所述液晶聚合物含有衍生自环烷羟基羧酸和/或二羧酸的重复单元，所述重复单元占所述聚合物的约10mol.％或更多的量；
约1wt.％至约40wt.％的矿物纤维；以及
约2wt.％至约50wt.％的矿物粒子；
其中，所述聚合物组合物展现出如根据ISO测试第11443:2005号以400s-1的剪切率且在高于所述组合物的熔融温度15℃的温度所测定的，约30Pa-s至约400Pa-s的熔融黏度。
39.根据权利要求38所述的聚合物组合物，其中，所述聚合物组合物展现出如根据ISO测试第178:2010号在23℃所测定的约7000MPa或更大的挠曲模量。
40.根据权利要求38所述的聚合物组合物，其中，所述聚合物组合物展现出如根据ASTMD785-08(标度M)所测定的约25或更大的洛氏表面硬度。
41.根据权利要求38所述的聚合物组合物，其中，所述聚合物组合物展现出如根据ISO测试第179-1:2010号在23℃所测定的约2kJ/m2的夏比无缺口冲击强度。
42.根据权利要求38所述的聚合物组合物，其中，所述聚合物组合物展现出如根据ISO测试第527:2012号所测定的约20MPa至约500MPa的拉伸强度、约0.5％或更大的拉伸断裂应变和/或约5000MPa至约30000MPa的拉伸模量。
43.根据权利要求38所述的聚合物组合物，其中，所述液晶聚合物含有一个或多个衍生自羟基羧酸的重复单元，其中所述羟基羧酸重复单元占所述聚合物的约50mol.％或更多。
44.根据权利要求43所述的聚合物组合物，其中，所述液晶聚合物含有衍生自4-羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸或其组合的重复单元。
45.根据权利要求44所述的聚合物组合物，其中，所述液晶聚合物包含占所述聚合物的约50mol.％至约90mol.％的量的衍生自4-羟基苯甲酸的重复单元，以及占所述聚合物的约10mol.％至约50mol.％的量的衍生自6-羟基-2-萘甲酸的重复单元。
46.根据权利要求45所述的聚合物组合物，其中，所述液晶聚合物进一步含有衍生自对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、对苯二酚、4,4'-联苯酚、对乙酰氨基酚、4-氨基苯酚或其组合的重复单元。
47.根据权利要求38所述的聚合物组合物，其中，所述聚合物组合物进一步包含半结晶聚酯，所述半结晶聚酯包括聚(对苯二甲酸乙二酯)、聚(对苯二甲酸1,4-丁二酯)、聚(对苯二甲酸1,3-丙二酯)、聚(2,6-萘二甲酸1,4-丁二酯)、聚(2,6-萘二甲酸乙二酯)、聚(对苯二甲酸1,4-亚环己基二亚甲酯)、前述任一种的衍生物或其组合。
48.根据权利要求38所述的聚合物组合物，其中，所述矿物填充剂包括硫酸钡、硫酸钙或其组合。
49.根据权利要求38所述的聚合物组合物，其中，所述矿物纤维包括硅灰石纤维。
50.根据权利要求38所述的聚合物组合物，其中，所述聚合物组合物不含玻璃纤维。
51.根据权利要求38所述的聚合物组合物，其中，所述聚合物组合物含有摩擦制剂、抗冲改质剂、环氧树脂、抗静电填充剂、润滑剂、导热填充剂、颜料、抗氧化剂、稳定剂、表面活性剂、蜡、阻燃剂、抗滴落添加剂、成核剂或其组合。
52.根据权利要求38所述的聚合物组合物，其中，所述聚合物组合物在与从15厘米的高度下落与所述聚合物组合物接触的直径为1.5mm且重量为75克的金属滚珠接触时，展现出约50微米或更小的凹痕。
53.根据权利要求38所述的聚合物组合物，其中，所述聚合物组合物在与从150毫米的高度落下与所述聚合物组合物接触的直径为1.5mm且重量为5克的金属滚珠接触10000次时，展现出约50微米或更小的凹痕。
54.包括权利要求38所述的聚合物组合物的滚珠轴承，其中，所述滚珠轴承具有约800微米或更小的平均尺寸。
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