CN115413285A - 用于网络应用的热塑性树脂 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及热塑性树脂在毫米波网络应用中的用途。更具体地,本公开涉及满足此类应用中的介电性能要求的聚酰胺材料。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年3月13日提交的美国临时申请号62/989,105、2021年1月27日提交的美国临时申请号63/142,081和2021年2月26日提交的美国临时申请号63/154,035的优先权并且将这些美国临时申请以引入方式并入本文。
技术领域
本公开涉及适用于5G(为第5代移动设备通信的缩写)相关技术的毫米波网络应用中的热塑性树脂。所公开的树脂可以用于制造可以在高频无线电和微波方案中接收或发射电磁信号的电子部件的壳体或外壳。
背景技术
全球通信技术的进步正朝着更快、可靠和负担得起的产品和服务迈进。诸如4GLTE和5G的技术一直在不断发展以迎合全球消费者群的需求。
近年来,尤其是5G无线通信技术正在以更快的速度发展。5G覆盖范围可以在电磁频谱中分为两个区域:i)毫米波(mmWave)和ii)低/中频带。mmWave技术使用6GHz-100GHz范围内(例如高于24GHz-25GHz,例如在28GHz-39GHz的范围内)的频率,而低/中频带使用低于6GHz的频率。
mmWave 5G通信网络的障碍之一是它需要更新和更多的发射器才能正常工作。这是因为与低频段和中频段网络相比,其范围受到严格限制。而且,mmWave 5G网络还存在穿过建筑物和结构等物理障碍的问题。这将限制人们的传输范围,这是采用这种技术的消费者所不希望的。
在天线隐藏组件中使用的材料通常是包含玻璃纤维、玻璃纤维增强塑料(“FRP”)、聚氨酯泡沫、ABS塑料、其他复合材料或其中两种的定制结构。这些材料为低频蜂窝应用提供了合理程度的结构完整性和强度以及合理程度的射频(RF)透明度。然而,当在普遍实施时,由于极端的RF透明度要求,此类定制结构和材料选择对于较高频谱的宽带和卫星应用来说不太可行。
开发低传输损耗材料的方法包括Hitachi Chemical的低介电材料AS-400HS,Hitachi报道了其与聚四氟乙烯(PTFE)和芳族液晶聚合物(LCP)相比具有改进的电性能和可加工性,其示例可以在New Low Transmission Loss Material for Millimeter-waveRadar Module“AS-400HS”,Hitachi Chemical Technical Report第58期,Tanigawa等人中找到。开发低传输损耗材料的其他方法包括低密度泡沫壳体和面板,诸如与RayCapINVISIWAVETM产品一起使用的那些。
仍然需要为毫米波应用提供具有适当的高透射性同时提供结构上有用的抗拉强度、韧性和改进的耐用性的材料。
发明内容
本公开涉及热塑性树脂,所述热塑性树脂包含聚酰胺以及第二聚酰胺或添加剂中的至少一种。
所述聚酰胺可以包括尼龙-6、尼龙-6,6、它们的混合物或它们的共聚物。所述聚酰胺可以进一步包括尼龙-6;尼龙-6,6;它们的共聚物,所述共聚物包含聚(对苯二甲酰己二胺)、聚(间苯二甲酰己二胺)或聚(对苯二甲酰己二胺)与聚(间苯二甲酰己二胺)的共聚物的至少一种重复单元;它们的混合物;它们的共聚物;或它们的组合。
所述添加剂可以选自由以下项组成的组:增强纤维、抗紫外线添加剂、阻燃添加剂、抗静电添加剂、抗冲改性剂、着色剂、防潮剂以及它们的混合物。
本公开还涉及由本公开的热塑性树脂形成的制品,诸如电信设备(如RF发射器/接收器天线、电路系统或它们的组合)的壳体或壳体的部分。
存在与所公开的主题相关联的许多优点和意想不到的特性。例如,根据各个方面,包含尼龙-6,6的面板特别是在玻璃纤维包含在尼龙-6,6中时能够提供良好的机械强度,同时提供足够的透射性特性。这是意想不到的,因为尼龙-6,6具有吸湿性。尼龙-6,6的吸湿性质被认为允许过多的水分吸收,这被认为会破坏透射性。然而,本发明人惊奇地发现情况并非如此。
附图说明
附图通过示例而非限制的方式总体示出了本发明的各个方面。
图1是示出根据本公开的各种实施例的根据ISO 1110程序测量的1.5mm厚测试样本斑块的水分增益数据的曲线图。
图2是示出根据本公开的各种实施例的根据ISO 1110程序测量的3.0mm厚测试样本斑块的水分增益数据的曲线图。
图3A、图4A、图5A、图6A、图7A、图8A、图9A、图10A、图11A、图12A、图13A、图14A、图15A和图16A是示出根据本公开的各种实施例的模塑时干燥(DAM)(或干燥)样本在两个频率下作为厚度(mm,在X轴上)的函数的传输损耗(S21,以dB计,在Y轴上)和反射(以dB计)的曲线图。
图3B、图4B、图5B、图6B、图7B、图8B、图9B、图10B、图11B、图12B、图13B、图14B、图15B和图16B是示出根据本公开的各种实施例的经调理(或湿润)样本在两个频率下作为厚度(mm,在X轴上)的函数的传输损耗(S21,以dB计,在Y轴上)和反射(以dB计)的曲线图。
图17A和图17B表示示出根据本公开的实施例18的插入损耗(dB)数据的旋流图。
图18A和18B表示根据本公开的一个方面的在三个方位角0°、30°和60°处测量的阵列天线数据。
图19是根据本公开的各种实施例的低传输损耗面板的透视图。
图20A-图20C是根据本公开的比较例1的包括窗口的各种面板或壳体的示意性表示。
图21A-图21C是根据本公开的实施例26的各种面板无窗面板或壳体的示意性表示。
图22表示示出根据本公开的一个方面的插入损耗(dB)数据的旋流图。
图23A和图23B表示根据本公开的实施例24的在三个方位角0°、30°和60°处测量的阵列天线数据。
具体实施方式
定义
现在将详细参考所公开的主题的某些方面,其示例部分地在附图中示出。虽然将结合列举的权利要求描述本发明所公开的主题,但应当理解,示例性主题并不旨在将权利要求限制于所公开的主题。
在整个文档中,以此类范围格式表达的值应当以灵活的方式来解释,以不但包括明确列举为范围上下限的数值,而且包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子范围,就像明确列举每个数值和子范围一样。例如,“约0.1%至约5%”或“约0.1%至5%”的范围应理解为不仅包括约0.1%至约5%,还包括所示范围内的各个值(例如,1%、2%、3%和4%)和子范围(例如,0.1%至0.5%、1.1%至2.2%、3.3%至4.4%)。除非另外指明,否则表述“约X至Y”具有与“约X至约Y”相同的含义。同样,除非另外指明,否则表述“约X、Y或约Z”具有与“约X、约Y或约Z”相同的含义。
在该文档中,除非上下文另有明确指示,否则术语“一个”、“一种”或“该/所述”用于包括一个或多于一个。除非另外指明,否则术语“或”用于指非排他性的“或”。表述“A和B中的至少一者”具有与“A、B或A和B”相同的含义。另外,应当理解,本文所用的且不以另外的方式定义的措辞或术语仅出于说明而非限制的目的。章节标题的任何使用都旨在帮助阅读文档,而不应理解为限制性的;与章节标题相关的信息可出现在该特定章节之内或之外。
在本文所述的方法中,除了当明确叙述时间或操作顺序时外,可以在不脱离本公开的原理的情况下以任何顺序执行这些动作。此外,指定的作用可同时进行,除非明确的权利要求语言叙述它们可单独进行。例如,进行X的受权利要求书保护的动作和进行Y的受权利要求书保护的动作可在单个操作内同时进行,并且所得过程将落入受权利要求书保护的过程的字面范围内。
如本文所用的术语“约”或“基本上”可以允许值或范围具有一定程度的可变性,例如在所陈述的值或所陈述的范围限制的20%内、15%内、10%内、5%内或1%内,并且包括所陈述的确切值或范围。
如本文所用,术语“聚酰胺”是指具有由酰胺键连接的重复单元的聚合物。聚酰胺可由包含脂族、半芳族或芳族基团的单体产生。聚酰胺包括尼龙(例如,尼龙-6,6或尼龙-6),并且可指由单种单体、两种不同单体或三种或更多种不同单体产生的聚酰胺。因此术语聚酰胺包括二单体聚酰胺。聚酰胺可为具有二羧酸单体单元和二胺单体单元作为单体单元的尼龙。例如,如果二羧酸单体单元是己二酸并且二胺是六亚甲基二胺,则所得聚酰胺可为尼龙-6,6。尼龙-6是具有己内酰胺单体的聚酰胺。聚酰胺可以是可由含有多于两种单体的水溶液或水溶液的共混物制得的共聚物。在各个方面,聚酰胺可以通过二羧酸单体和二胺单体的聚合来制造。在一些情况下,聚酰胺可经由氨基羧酸、氨基腈或内酰胺的聚合而制备。合适的聚酰胺包括但不限于由本文所述的单体单元聚合的那些聚酰胺。术语“聚酰胺”包括诸如PA6、PA66、PA11、PA12、PA612、尼龙-66/6T的聚酰胺。然而,当明确这样做时,可以修改该术语以排除特定聚酰胺。例如,在一些方面,聚酰胺可以是除PA11、PA12和PA612之外的聚酰胺;或者聚酰胺可以是除尼龙-66/6T之外的聚酰胺。
如本文所用的术语“N6”、“尼龙-6”或“PA6”是指通过己内酰胺的缩聚合成的聚合物。该聚合物也称为聚酰胺6、尼龙-6和聚(己内酰胺)。
如本文所用的术语“N66”、“尼龙-6,6”或“PA66”是指通过己二胺(HMD)和己二酸的缩聚合成的聚合物。该聚合物也称为聚酰胺66、尼龙-66、尼龙-6-6和尼龙-6/6。
本文所述的聚合物可以以任何合适的方式封端。在一些方面,聚合物可以用独立地选自以下项的端基封端:合适的聚合引发剂;-H;-OH;被0、1、2、3个独立地选自-O-、取代或未取代的-NH-、和-S-的基团间断的取代或未取代的(C1-C20)烃基(例如,(C1-C10)烷基或(C6-C20)芳基);聚(取代或未取代的(C1-C20)烃基氧基);以及聚(取代或未取代的(C1-C20)烃基氨基)。
在本公开中,术语“DAM”或“干燥”是指模塑时干燥的测试样本。
在本公开中,术语“湿润”或“cond”或“经调理”是指经调理的测试样本。
术语“基本上均匀的衰减”意指当电磁信号在垂直于样品表面的方向上穿过样品厚度时穿过均匀厚度的样品的信号强度的降低。
如本文所用的术语“衰减系数”是指当某一频率(以GHz计)的波信号通过某一结构厚度(以cm计)的介质时所测量的波衰减(或损耗)的计算值(以分贝(dB)计)。衰减系数的测量单位是dB/GHz.cm。作为说明,1.0dB/GHz.cm的衰减系数值意指每1cm介质厚度每1单位GHz的波损耗为1.0dB。
组合物
本公开涉及在与5G网络相关联的频率下对电磁信号表现出低传输损耗的材料。
该低传输损耗材料可以包括至少一种聚酰胺。聚酰胺可以是PA6、PA4,6、PA6,6、PA6,9、PA6,10、PA6,12、PA10,12、PA12,12、PA6、PA1l、PA12、PA66/6T、PA6I/6T、PADT/6T、PA66/6I/6T或它们的共混物,诸如PA6/PA66。在一些示例中,聚酰胺可以包括6I重复单元(间苯二甲酰己二胺)、6T重复单元(聚对苯二甲酰己二胺)或6I/6T重复单元的组合。当存在6I和6T重复单元的组合时,6I和6T重复单元可以以任何合适的重量比存在,例如6I∶6T为约96∶4至约10∶90重量∶重量,6I∶6T为约80∶20至约20∶80重量∶重量、约70∶30至约30∶70重量∶重量或约60∶40至约40∶60重量∶重量。在一些示例中,聚酰胺可以是PA66与DI之间的摩尔重量比(重量∶重量)在85∶15至96∶4范围内的PA66∶DI。
如本文所用,“PA66/DI”是指聚己二酰己二胺(尼龙-6,6或N66或PA66)和“DI”(其是2-甲基-戊二胺(或“MPMD”)和间苯二甲酸的组合)的一类共聚酰胺。MPMD可以商品名INVISTAA胺商购获得,并且工业上在缩写配制物标签中称为“D”。间苯二甲酸是可商购获得的,并且工业上在缩写配制物标签中称为“I”。在本公开的实施例中使用的配制物“PA66/DI”具有45的RV以及92∶8 PA66∶DI(重量/重量)的组成,其中“DI”部分为约40∶60 D∶I(重量/重量)。适用于代替在本实施例中使用的PA66/DI的其他非限制性共聚酰胺包括66/D6、66/DT、6T/DT、66/610或66/612。
聚酰胺可以包括尼龙-6(例如,PA6)和尼龙-6,6(例如,PA6,6)。聚酰胺可以是尼龙-6,6,并且组合物可以任选地基本上不含所有其他聚酰胺(例如,尼龙-6,6可以是用于形成组合物的唯一聚酰胺)。
在一些示例中,聚酰胺可以在壳体的约30重量%至约100重量%、约50重量%至约95重量%的范围内,小于、等于或大于30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%、95重量%或100重量%。在一些示例中,聚酰胺可以与少量纤维(例如,玻璃纤维、碳纤维、玄武岩、芳族聚酰胺、聚合物、二氧化硅、矿物纤维或它们的混合物)、添加剂或它们的混合物构成大部分壳体材料。在一些示例中,本文所述的壳体由聚酰胺和纤维组成。在一些示例中,本文所述的壳体由聚酰胺、纤维和添加剂组成。在一些示例中,壳体可以由尼龙-6,6和纤维组成。在一些示例中,壳体可以由尼龙-6,6、玻璃纤维和添加剂组成。在一些示例中,壳体可以由尼龙-6,6组成。
低传输损耗材料的密度可以适于在约0.7g/cm3至约10g/cm3、0.7g/cm3至约5g/cm3、约2g/cm3至约5g/cm3、约0.75g/cm3至4g/cm3、0.8g/cm3至约4g/cm3、约0.8g/cm3至约3g/cm3、0.85g/cm3至约3g/cm3的范围内,或者等于或大于约0.7g/cm3、0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3、1.2g/cm3、1.3g/cm3、1.4g/cm3、1.5g/cm3、1.6g/cm3、1.7g/cm3、1.8g/cm3、1.9g/cm3、2.0g/cm3、2.1g/cm3、2.2g/cm3、2.3g/cm3、2.4g/cm3、2.5g/cm3、2.6g/cm3、2.7g/cm3、2.8g/cm3、2.9g/cm3、3.0g/cm3、3.1g/cm3、3.2g/cm3、3.3g/cm3、3.4g/cm3、3.5g/cm3、3.6g/cm3、3.7g/cm3、3.8g/cm3、3.9g/cm3、4.0g/cm3、4.1g/cm3、4.2g/cm3、4.3g/cm3、4.4g/cm3、4.5g/cm3、4.6g/cm3、4.7g/cm3、4.8g/cm3、4.9g/cm3、5.0g/cm3、5.1g/cm3、5.2g/cm3、5.3g/cm3、5.4g/cm3、5.5g/cm3、5.6g/cm3、5.7g/cm3、5.8g/cm3、5.9g/cm3、6.0g/cm3、6.1g/cm3、6.2g/cm3、6.3g/cm3、6.4g/cm3、6.5g/cm3、6.6g/cm3、6.7g/cm3、6.8g/cm3、6.9g/cm3、7.0g/cm3、7.1g/cm3、7.2g/cm3、7.3g/cm3、7.4g/cm3、7.5g/cm3、7.6g/cm3、7.7g/cm3、7.8g/cm3、7.9g/cm3、8.0g/cm3、8.1g/cm3、8.2g/cm3、8.3g/cm3、8.4g/cm3、8.5g/cm3、8.6g/cm3、8.7g/cm3、8.8g/cm3、8.9g/cm3、9.0g/cm3、9.1g/cm3、9.2g/cm3、9.3g/cm3、9.4g/cm3、9.5g/cm3、9.6g/cm3、9.7g/cm3、9.8g/cm3、9.9g/cm3或约10.0g/cm3。
根据本公开的合适的聚酰胺具有足够的拉伸模量和拉伸强度值以允许由聚酰胺形成的装置经受环境应力。作为示例,合适的聚酰胺包括拉伸模量在1,000MPa至50,000MPa(例如1,000MPa至40,000MPa,例如1,000MPa至30,000MPa)范围内的那些。作为示例,合适的聚酰胺包括拉伸强度为30MPa至400MPa、35MPa至300MPa、40MPa至280MPa、小于、等于或大于约30MPa、50MPa、100MPa、150MPa、200MPa、250MPa、300MPa、350MPa或400MPa的那些。
在一些示例中,具有20重量%GF的PA66可以具有在50℃的温度下在约100MPa至约150MPa范围内和在约23℃的温度下在约70MPa至约100MPa范围内的拉伸强度。在一些示例中,具有30重量%玻璃纤维的PA66可以具有在50℃的温度下在约140MPa至约190MPa范围内和在约23℃的温度下在约100MPa至约130MPa范围内的拉伸强度。在一些示例中,具有20重量%玻璃纤维的PA66可以具有在50℃的温度下在约100MPa至约150MPa范围内和在约23℃的温度下在约70MPa至约100MPa范围内的拉伸强度。在一些示例中,具有聚苯醚的PA66可以具有在50℃的温度下在约45MPa至约65MPa范围内和在约23℃的温度下在约40MPa至约55MPa范围内的拉伸强度。在一些示例中,具有聚苯醚和20重量%玻璃纤维的PA66可以具有在50℃的温度下在约100MPa至约130MPa范围内和在约23℃的温度下在约80MPa至约100MPa范围内的拉伸强度。
另外,合适的聚酰胺进一步包括在以上拉伸强度或拉伸模量范围内的在23℃下的无缺口夏比冲击测试中表现出30KJ/m2至无断裂(例如,40KJ/m2至KJ/m2、40KJ/m2至150KJ/m2,等于或大于40KJ/m2、50KJ/m2、60KJ/m2、70KJ/m2、80KJ/m2、90KJ/m2、100KJ/m2、110KJ/m2、120KJ/m2、130KJ/m2、140KJ/m2、150KJ/m2、160KJ/m2、170KJ/m2、180KJ/m2、190KJ/m2或200KJ/m2)的韧性的那些。在一些示例中,具有20重量%玻璃纤维的PA66可以具有在50℃的温度下在约98KJ/m2至约110KJ/m2范围内和在约23℃的温度下在约53KJ/m2至约72KJ/m2范围内的无缺口夏比冲击值。在一些示例中,具有30重量%玻璃纤维的PA66可以具有在50℃的温度下在约110KJ/m2至约120KJ/m2范围内和在约23℃的温度下在约89KJ/m2至约100KJ/m2范围内的无缺口夏比冲击值。在一些示例中,具有聚苯醚的PA66可以具有在50℃的温度下在约240KJ/m2至约340KJ/m2范围内和在约23℃的温度下在约310KJ/m2至约370KJ/m2范围内的无缺口夏比冲击值。在一些示例中,具有聚苯醚和20重量%玻璃纤维的PA66可以具有在50℃的温度下在约73KJ/m2至约76KJ/m2范围内和在约23℃的温度下在约79KJ/m2至约82KJ/m2范围内的无缺口夏比冲击值。在一些示例中,具有20重量%玻璃纤维的PA66可以具有在50℃的温度下在约10KJ/m2至约22KJ/m2范围内和在约23℃的温度下在约7KJ/m2至约8.5KJ/m2范围内的缺口夏比冲击值。在一些示例中,具有30重量%玻璃纤维的PA66可以具有在50℃的温度下在约15KJ/m2至约27KJ/m2范围内和在约23℃的温度下在约11KJ/m2至约14KJ/m2范围内的缺口夏比冲击值。在一些示例中,具有聚苯醚的PA66可以具有在50℃的温度下在约24KJ/m2至约35KJ/m2范围内和在约23℃的温度下在约20KJ/m2至约23KJ/m2范围内的缺口夏比冲击值。在一些示例中,具有聚苯醚和20重量%玻璃纤维的PA66可以具有在50℃的温度下在约11KJ/m2至约14KJ/m2范围内和在约23℃的温度下在约11KJ/m2至约12KJ/m2范围内的缺口夏比冲击值。
聚酰胺可以是纯聚酰胺。聚酰胺可以是单一聚酰胺。聚酰胺可以是共聚物。聚酰胺材料可以是聚酰胺的共混物。聚酰胺材料可以包含不是聚酰胺的材料或化合物的共混物。此类材料或化合物的示例可以包括添加剂和增强纤维。此类材料或化合物的其他示例可以包括聚醚诸如聚苯醚(PPE)和聚烯烃诸如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(TBT)、碳酸亚丙酯(PC)以及它们的共混物。
聚酰胺的增强可以通过将例如玻璃纤维、碳纤维、玄武岩、芳族聚酰胺、聚合物、二氧化硅或矿物纤维掺入例如来自挤出机的聚酰胺熔体中来进行。当存在时,增强纤维可以在面板100的约5重量%至约50重量%、约10重量%至约30重量%的范围内,小于、等于或大于约5重量%、6重量%、7重量%、8重量%、9重量%、10重量%、11重量%、12重量%、13重量%、14重量%、15重量%、16重量%、17重量%、18重量%、19重量%、20重量%、21重量%、22重量%、23重量%、24重量%、25重量%、26重量%、27重量%、28重量%、29重量%、30重量%、31重量%、32重量%、33重量%、34重量%、35重量%、36重量%、37重量%、38重量%、39重量%、40重量%、41重量%、42重量%、43重量%、44重量%、45重量%、46重量%、47重量%、48重量%、49重量%或50重量%。
除了增强纤维之外,或代替包括增强纤维,聚酰胺材料可以进一步包括至少一种添加剂或添加剂包。当存在时,基于总聚酰胺材料,至少一种添加剂或添加剂包可以在约0.1重量%至约60重量%(例如约0.5重量%至约55重量%,例如约0.75重量%至约50重量%)的范围内。添加剂或添加剂包的示例可以包括抗紫外线辐射添加剂、阻燃添加剂、抗静电添加剂、抗冲改性剂、颜色添加剂(例如,颜料)、热稳定剂添加剂和防潮剂添加剂。在一些示例中,包括聚酰胺的制品可以包括设置在制品外表面上的阻燃涂层。
合适的冲击改性添加剂的示例可以包括马来酸化聚烯烃。合适的马来酸化聚烯烃的示例包括以商品名AMPLIFYTM GR获得的马来酸化聚烯烃,其可从美国密歇根州米德兰市的Dow Chemical Co.商购获得(示例包括AmplifyTM GR 202、AmplifyTM GR 208、AmplifyTMGR 216和AmplifyTM GR380);以商品名EXXELORTM获得的马来酸化聚烯烃,其可从美国德克萨斯州欧文市的ExxonMobil获得(示例包括ExxelorTM VA 1803、ExxelorTM VA1840、ExxelorTM VA1202、ExxelorTM PO 1020和ExxelorTM PO 1015);以商品名ENGAGETM 8100获得的马来酸化聚烯烃,其可从美国密歇根州米德兰市的Dow Elastomer获得;以及以商品名7103获得的马来酸化聚烯烃,其可从Ram-On Industries LP获得。
合适的阻燃剂的示例包括例如有机磷化合物,诸如有机磷酸酯(包括磷酸三烷基酯(诸如磷酸三乙酯、磷酸三(2-氯丙基)酯)和磷酸三芳基酯(诸如磷酸三苯酯和磷酸二苯基甲苯酯)、间苯二酚双二苯基磷酸酯、间苯二酚二磷酸酯和磷酸芳基酯)、亚磷酸酯(包括亚磷酸三烷基酯、亚磷酸三芳基酯和混合的亚磷酸烷基-芳基酯)、膦酸酯(包括膦酸二乙基乙酯、膦酸二甲基甲酯)、聚磷酸酯(包括聚磷酸三聚氰胺、聚磷酸铵)、聚亚磷酸酯、聚膦酸酯、次膦酸盐(包括三(二乙基次膦酸)铝);卤化阻燃剂,诸如氯菌酸衍生物和氯化石蜡;有机溴,诸如十溴二苯醚(decaBDE)、十溴二苯基乙烷、聚合溴化化合物(诸如溴化聚苯乙烯、溴化碳酸酯低聚物(BCO)、溴化环氧低聚物(BEO))、四溴邻苯二甲酸酐、四溴双酚A(TBBPA)和六溴环十二烷(HBCD);金属氢氧化物,诸如氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钴和前述金属氢氧化物的水合物;以及它们的组合。阻燃剂可以是反应型阻燃剂(包括含有磷基团的多元醇、10-(2,5-二羟基苯基)-10H-9-氧杂-10-磷杂-菲-10-氧化物、含磷内酯改性的聚酯、乙二醇双(磷酸二苯酯)、新戊二醇双(磷酸二苯酯)、胺和羟基官能化的硅氧烷低聚物)。这些阻燃剂可以单独使用或与其他阻燃剂结合使用。
合适的抗紫外线添加剂的示例包括紫外线吸收剂、淬灭剂、受阻胺光稳定剂(HALS)或它们的混合物。紫外线吸收剂是一种通过与发色团竞争吸收紫外线辐射而发挥作用的光稳定剂。吸收剂将有害的紫外线辐射转变为无害的红外线辐射或通过聚合物基体消散的热量。炭黑是一种有效的光吸收剂。另一种紫外线吸收剂是在300nm-400nm范围内有效的金红石氧化钛。羟基二苯甲酮和羟基苯基苯并三唑也是具有适用于中性或透明应用的优点的合适紫外线稳定剂。羟基苯基苯并三唑在100微米以下的薄部分中不是很有用。其他紫外线吸收剂包括用于聚酰胺的草酰替苯胺、用于聚氯乙烯的二苯甲酮以及用于聚碳酸酯的苯并三唑和羟基苯基三嗪。紫外线吸收剂具有成本低的优点,但可能仅对于短期暴露有用。淬灭剂通过能量转移过程将发色团的激发态返回到基态。能量转移剂通过淬灭在聚合物材料的光氧化期间形成的羰基的激发态和通过分解氢过氧化物而起作用。这可防止键断裂并最终形成自由基。受阻胺光稳定剂是通过捕获在聚合物材料的光氧化期间形成的自由基从而限制光降解过程来发挥作用的长期热稳定剂。受阻胺光稳定剂清除由紫外线吸收产生的自由基的能力由通过称为丹尼索夫循环(Denisov Cycle)的过程形成硝氧基自由基来解释。尽管受阻胺光稳定剂的结构差异很大,但大多数都具有2,2,6,6-四甲基哌啶环结构。受阻胺光稳定剂是用于各种聚合物材料的高效UV稳定剂。虽然受阻胺光稳定剂在聚烯烃、聚乙烯和聚氨酯中也非常有效,但它们在聚氯乙烯中没有用。任选添加剂的非限制性示例包括增粘剂、杀生物剂、防雾剂、抗静电剂、抗氧化剂、粘结剂、发泡剂和起泡剂、催化剂、分散剂、增量剂、消烟剂、抗冲改性剂、引发剂、润滑剂、成核剂、颜料、着色剂和染料、荧光增白剂、增塑剂、加工助剂、脱模剂、硅烷、钛酸盐和锆酸盐、增滑剂、抗粘连剂、稳定剂、硬脂酸盐、紫外线吸收剂、蜡、催化剂失活剂,以及它们的组合。
任选添加剂的非限制性示例包括增粘剂、杀生物剂、防雾剂、抗静电剂、抗氧化剂、粘结剂、发泡剂和起泡剂、催化剂、分散剂、增量剂、消烟剂、抗冲改性剂、引发剂、润滑剂、成核剂、颜料、着色剂和染料、荧光增白剂、增塑剂、加工助剂、脱模剂、硅烷、钛酸盐和锆酸盐、增滑剂、抗粘连剂、稳定剂、硬脂酸盐、紫外线吸收剂、蜡、催化剂失活剂,以及它们的组合。
由本公开的热塑性树脂制成的制品
本公开中呈现的热塑性树脂在无线网络基础设施中具有工业实用性。因此,本公开进一步涉及由本文所公开的热塑性树脂形成的制品。此类组合物可以用于许多领域,包括通信设备、电子器件和电力系统。由热塑性树脂形成的示例性制品包括但不限于电力电缆终端、微型天线、天线隐藏件、手机壳、电子部件的外壳、电力变压器/电力调节器、光纤、光纤终端盒、无线电装置、双工器/多路复用器、同轴电缆以及它们的组合。制品可以采用电子设备壳体或电子设备壳体的一部分的形式。当制品是壳体的一部分时,制品可以是面板。
图19示出了根据本公开的面板100的示例。根据各个方面,壳体可以由多个接合的面板100形成。另选地,可以通过塑造面板100的轮廓来形成壳体,如下文进一步所述。所形成的面板100可以通过其介电常数来表征。例如,包括聚酰胺的面板100的介电常数在3GHz-40GHz频率范围内可以在约2.50至约4.00、约2.75至约3的范围内,小于、等于或大于约2.50、2.60、2.70、2.80、2.90、3.00、3.10、3.20、3.30、3.40、3.50、3.60、3.70、3.80、3.90或约4.0。这些值可以例如使用主动标准测试方法(ASTM)D2520来测量。所形成的面板100可以进一步通过其耗散因数(DF)来表征,该耗散因数在3GHz-40GHz频率范围内可以在约0.004至约0.025、约0.010至约0.020的范围内,小于、等于或大于约0.004、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.011、0.012、0.013、0.014、0.015、0.016、0.017、0.018、0.019、0.020、0.021、0.022、0.023或0.024。这些值可以例如使用ASTM D2520来测量。对于频率为500MHz至6GHz的信号和0.5mm至6mm的面板厚度,对于频率为24GHz至30GHz的信号和0.5mm至4.5mm的面板厚度,对于频率为36GHz至40GHz的信号和0.5mm至4mm的面板厚度,或对于频率为76GHz至81GHz的信号和0.5mm至3.5mm的面板厚度,面板100的衰减可以为1dB至0dB。
当频率为500MHz至6GHz,与表面的信号入射角为90±5°,组合物选自表1的任何热塑性树脂,并且期望的衰减为1dB至0dB时,那么合适的厚度可以介于0.5mm与6mm之间。
当频率为24GHz至30GHz,与表面的信号入射角为90±5°,组合物选自表1的任何热塑性树脂,并且期望的衰减为1dB至0dB时,那么合适的厚度可以介于0.5mm与4.5mm之间。
当频率为36GHz至40GHz,与表面的信号入射角为90±5°,组合物选自表1的任何热塑性树脂,并且期望的衰减为1dB至0dB时,那么合适的厚度可以介于0.5mm与4mm之间。
当频率为76GHz至81GHz,与表面的信号入射角为90±5°,组合物选自表1的任何热塑性树脂,并且期望的衰减为1dB至0dB时,那么合适的厚度可以介于0.5mm与3.5mm之间。
基本上由低传输损耗材料制成的面板100(例如,直至杂质或由其他材料制成的结构特征可忽略)可以呈现许多不同的形式。例如,面板100可以被构造成用于覆盖传输元件诸如天线的面板100。在一些示例中,面板100可以是模塑制品的部件。模塑制品例如可以是被设计成覆盖天线或其他传输元件的壳体。当作为壳体的一部分存在时,面板100可以是包括低传输损耗材料的模塑制品的唯一部分。将面板100形成为壳体的一部分对于为电子设备提供耐候性屏蔽可能是有用的。另选地,在一些方面,整个壳体可以由与面板100相同的材料形成。如本文所用,术语“耐候性”是指壳体承受合理暴露于各种因素(例如,阳光、雨、风或它们的组合)同时基本保持其结构完整性的能力。
面板可以具有任何合适的尺寸。面板的厚度可以在约0.5mm至约6mm、1mm至约2mm的范围内,小于、等于或大于约0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm、4mm、4.1mm、4.1mm、4.2mm、4.3mm、4.5mm、4.6mm、4.7mm、4.8mm、4.9mm、5.1mm、5.2mm、5.3mm、5.4mm、5.5mm、5.6mm、5.7mm、5.8mm、5.9mm或6mm。图19是面板100的示例的透视图。面板100的厚度限定在相对的主表面102与103之间。面板100的表面102和103的形状可以是例如圆形的(或基本上圆形的,允许与完美圆形有一些偏差)或以其他方式圆化的或多边形的。合适的多边形形状的示例包括三角形形状(例如,等边三角形、直角三角形、钝角三角形、等腰三角形或锐角三角形)、四边形形状(例如,正方形或矩形)、五边形形状、六边形形状、七边形形状、八边形形状或任何更高阶的多边形形状。
面板100的相对主表面102和103可以具有平坦轮廓或弯曲轮廓。弯曲轮廓可以包括单个弯曲部或一系列起伏部。弯曲轮廓可以使面板100具有大致凸形或凹形的形状。各个相邻的起伏部可以相对于彼此均匀地隔开或相对于彼此不均匀地隔开。另外,相对的主表面102和103中的任一个可以包括一个或多个突起部,诸如肋。当存在时,肋可以有助于增加面板100的强度。每个表面可以是基本上光滑的或有纹理的。相对的主表面可以具有相同的轮廓,或者每个主表面可以具有不同的轮廓。
面板100可以通过包括注塑、热成形和压缩模塑在内的多种合适工艺中的任一种来形成。所公开的面板100可以任选地在单次模塑操作中或在其中周围材料与所公开的面板100的材料相同或不同的多次注入工艺中形成。一般来讲,在被编程为在一个循环中执行两次注射的一台机器上执行多次注入工艺。在第一循环中,喷嘴将塑料注射到模具中。然后模具自动旋转,并且将不同类型的塑料从第二喷嘴注射到模具中。双注塑优化了硬质和软质材料的共聚,以形成强大的分子键。结果是使单个零件具有生产和特征优势。它可以用于所有行业的各种产品设计。它还允许使用透明塑料、彩色图形和时尚饰面进行模塑,这提高了产品功能和市场价值。
在不能通过注塑形成面板100的应用中,面板100可通过挤出形成。在挤出的一些示例中,放置在挤出机末端的模头可以具有作为面板100的预期形状的负压痕的形状。在又一些其他示例中,面板100的任何部分可以通过增材制造工艺来形成。
电子设备可容纳在由本文所公开的材料制备的壳体内。此类壳体可以是固定装置(诸如杆、建筑物、屋顶等)或移动装置(诸如车辆、飞机、自行车、船、可穿戴设备等)。壳体可根据应用规范按照体积、重量、维护/维修的便利性、美学(颜色、饰面、外观等)或其他标准进行设计。电子设备可以是例如AC或DC供电的5G mmWave和4G无线电装置;AC/DC整流器或远程供电单元、光纤连接壳体、射频组合器或双工器、报警系统和入侵系统、AC和DC配电板、5G天线或5G接收器。
增强纤维可以有助于增加制品的拉伸强度和韧性。所添加的增强纤维的量可以足以赋予制品所需的拉伸强度和韧性,同时不损害材料的低传输损耗特性。
材料达到大于1g/cm3的密度值的能力可以有助于增加所得制品的拉伸强度和韧性。这与例如包括泡沫材料的制品形成直接对比。
对用于制品中的特定聚酰胺或聚酰胺共混物的决定可能取决于相应聚酰胺的拉伸强度、韧性或两者。
可以用于注塑、挤出或增材制造工艺中的一种或多种聚酰胺可以作为单独的粒料提供。单独的粒料可以包括聚酰胺或聚酰胺连同本文所述的任何添加剂的混合物。粒料可以进一步包括本文所述的任何增强纤维。在一些示例中,单个粒料的直径或长度可以独立地在约1mm至约5mm、约2mm至约4mm的范围内。
另选地,在一些示例中,粒料可以仅包括聚酰胺或聚酰胺的混合物。然后可以加热这些粒料以使其软化,并且可以将任何添加剂、增强纤维或两者添加到软化的粒料中并混合。在混合之后,可以使聚酰胺、添加剂、增强纤维或它们的亚组合的混合物经受注塑工艺、挤出工艺或增材制造工艺。
实施例
通过参考以举例说明的方式提供的以下实施例可以更好地理解本发明的各个方面。本发明不限于本文给出的实施例。
组合物、表面轮廓和结构厚度的某些组合可以令人惊讶地产生表现出有用的介电常数和对毫米波具有高透明度的模塑制品。
用于产生复合材料的一般程序
使用具有40-56 L/D(例如,L/D比率为40-56)的最小18mm直径同向旋转螺杆的双螺杆挤出机进行配混。该单元具有一个主进料器和最少三个侧进料器。使用至少1kg/hr的进料速率。双螺杆以至少1000RPM的速度同向旋转/转动足以为配混功能提供高剪切力。总配混机吞吐量为至少15kg/hr。
配混单元具有至少三个排气端口:一个大气端口和两个真空端口。旋转的双螺杆将向前的动量赋予料筒内的加热物质,并且料筒在温度范围为250℃-310℃的区域内沿其长度被加热。
设置双螺杆配混机的加工区段以适应各种工艺需要,并且允许进行包括配混工艺在内的多种工艺。使用计量进料器将聚合物、填料和添加剂(根据需要)连续进料到双螺杆的第一料筒区段中。产物沿螺杆传送,并且通过料筒的塑化区段中的捏合元件进行熔融和混合。然后聚合物沿侧端口行进,如果需要,可以在其中混合填料或添加剂,然后将其供应到脱气区,并从那里供应到压力建立区,然后其在压力建立区中经由至少3mm孔作为花边离开模具。将浇铸花边进料到水浴中进行冷却,并使其能够经由制粒机切割成薄片。该装置被设计成能够承受至少70巴的模头压力。可以包括具有最少四个孔(每个孔具有至少3mm的直径)的模头用于制粒。
使用上述设备产生直径为3mm且长度为3mm-5mm的聚酰胺的配混粒料。粒化聚酰胺材料的水分含量小于约0.2重量%。
用于产生模塑面板的一般程序
所使用的注塑机器(Demag Sumitomo Sytec 100/200)包括进料喉道和温度分区料筒中的单个旋转螺杆,其中这些区域可以在40℃至320℃的范围内以熔融基于尼龙-6,6的树脂,并且其中螺杆在料筒内移动以将一定体积的熔融树脂注射到模具中,其中对于基于尼龙-6,6的树脂,模具处于60℃-90℃。模具产生固体部分或样本,这些固体部分或样本包括适用于测试的那些,诸如具有期望尺寸的易燃棒。
在这些实施例中,通过进行在功能上等同于UL 94标准的测试来建立易燃性等级。
实施例中使用的材料
如本文所用的原料PA66纯聚酰胺是可以商品名INVISTATM U4800聚酰胺树脂从自美国堪萨斯州威奇托的INVISTA获得的市售INVISTA尼龙-66(或N66)等级。PA66具有42-50的标准RV范围。原料PA66具有在80至240范围内的高RV。
如本文所用,“6I/6T”可以EMS Grivory G21从美国南卡罗来纳州萨姆特的EMS-Chemie(North America)Inc.商购获得。
如本文所用,术语“PA66-6I/6T”或“PA66+6I/6T”是指PA66和6I/6T的共混材料。例如,“PA66+6I/6T(70+30)”是PA66和6I/T的70∶30(重量∶重量)尼龙∶6I/6T共混材料。
如本文所用,“PA66-GF30”是玻璃纤维增强的尼龙-66。“GF30”表示30重量%的玻璃纤维含量。
如本文所用,“PA66-GF20”是玻璃纤维增强的尼龙-66。“GF20”表示20重量%的玻璃纤维含量。
如本文所用,“PA66-PPE”是PA66和聚苯醚(缩写为PPE)的市售热塑性聚合物共混物。这种材料可从Asahi Kasei、SABIC、Mitsubishi和LG Chem获得,例如LG ChemicalTX5002 High Flow PPE/PA Alloy、MitsubishiC61HL PPE-PA66Alloy或类似物。合适的PA66-PPE共混物可具有90∶10至10∶90的质量比范围,例如,80∶20、70∶30、60∶40、50∶50、40∶60、30∶70、20∶80等。
如本文所用,“PA66-PPE-GF20”是玻璃纤维增强的尼龙-66-PPE。“GF20”表示20重量%的玻璃纤维含量。
如本文所用,“PPE”是诸如可从Asahi Kasei、SABIC、Mitsubishi和LG Chem获得的市售材料。
如本文所用,“PA66-IM-GF30”是含有具有30重量%GF的冲击改性聚烯烃的尼龙-66。
纯聚碳酸酯(PC)是诸如可从Lotte Chemical获得的市售材料。
如本文所用,“PA66/DI”被称为己二酰己二胺和2-甲基-1,5-五亚甲基-间苯二甲酰胺的共聚物。在实施例中使用的PA66/DI的相对粘度(RV)为45并且含有约92∶8(重量∶重量)的PA66∶DI。PA66/DI中的“DI”部分为约50∶50(摩尔)或约40∶60(重量∶重量)的D∶I。
测试的材料样本:
在这些实施例中测试了七个树脂样本。这七种树脂在下表1中列出。在模塑斑块之前通过AquaTrac仪器测量起始树脂粒料的水分。
表1:树脂
实施例中使用的测试方法
ISO 1110对聚酰胺样本进行加速调理。
ASTM D2520“固体电绝缘材料在微波频率和至1650℃的温度下的复电容率(介电常数)的标准测试方法”(方法B,谐振腔扰动技术)。
ASTM D789相对粘度(RV)测量方法。
UL 94标准易燃性(V-0/V-1/V-2)等级确定方法。
水分增益确定
将每个树脂样本模塑成100×134×3mm的斑块和100×155×1.5mm的斑块。将斑块以模塑时干燥状态储存在箔袋中,因此预期DAM斑块中的水分与进料到模塑机的粒料中的水分相同。
从模塑时干燥(DAM)状态开始,使用ISO 1110程序调理斑块。
ISO 1110标准提供了一种对聚酰胺样本进行加速调理的方法,其中将样本保持在大气为70℃且相对湿度(RH)为62%的湿度室中。使样本增益水分直到它们达到平衡重量,平衡重量通过每天测量样本的质量来确定,调理的终点通过达到恒定质量的样本来指示。该程序表示与如果将样本保持在23℃50%RH大气中直到达到平衡水分时将获得的非常相似的水分增益,这可能需要超过9个月的时间,具体取决于样本厚度。
对于7个测试样本中的每一个,根据ISO 1110程序在湿度室中调理1.5mm和3mm厚度的斑块。对于每个测试样本和斑块厚度,称重三个重复以跟踪水分增益。在所有情况下,三个重复在重量增益方面给出了极好的一致性。
图1(针对1.5mm厚的斑块)和图2(针对3.0mm厚的斑块)示出了每个测试样本的平均重量增益(与初始DAM重量相比,以重量%计)。下表2列出了七个测试样本的最终平衡水分含量。
表2:测试样本的平衡水分含量
介电常数和耗散因数测量:
使用ASTM D2520方法B的指南,将每种材料的大约1/8″厚的斑块用于介电常数和耗散因数测量。所有斑块为大约3.9″×5.3″×0.12″。
制备每种材料(参见表1)的两个重复,用于在如下所述的每个所需测试频率下进行测试。测试频率包括3GHz、5GHz、10GHz、20GHz、30GHz和40GHz。
表3列出了每个测试频率的测试样品尺寸。制备所有测试样品,使得测试样品长度对应于斑块流动方向。每种材料(表1中的A-N)的两个斑块用于制备测试样品。每个频率的一个重复由每个斑块制成。
表3:测试样品尺寸
测试频率 | 近似块尺寸(英寸) |
3GHz | 0.070×0.200×1.5 |
5GHz | 0.090×0.140×1.5 |
10GHz | 0.075×0.075×1.5 |
20GHz | 0.050×0.050×1.5 |
30GHz | 0.030×0.030×1.5 |
40GHz | 0.025×0.025×1.5 |
所有测试均在实验室环境条件下进行。测试条件在24℃和46%RH下运行。在样品制备和测试期间,处理所有样品以限制暴露于实验室环境条件。
介电常数测量:
使用在ASTM D2520,“固体电绝缘材料在微波频率和至1650℃的温度下的复电容率(介电常数)的标准测试方法”(方法B,谐振腔扰动技术)中阐述的指南进行测试。腔内的电场平行于测试样品的长度。所有测试样本在六个频率下的测量介电常数在下表4中列出。介电常数精度对于3GHz-20GHz频率范围为约±1%并且对于30GHz-40GHz范围为约±2%。结果在表4中示出。
表4:介电常数测量结果
耗散因数测量:
使用在ASTM D2520,“固体电绝缘材料在微波频率和至1650℃的温度下的复电容率(介电常数)的标准测试方法”(方法B,谐振腔扰动技术)中阐述的指南进行测试。腔内的电场平行于测试样品的长度。耗散因数分辨率对于3GHz-20GHz频率范围为约±5%并且对于30GHz-40GHz范围为±10%。结果在表5中示出。
表5:耗散因数测量结果
波形建模:
将上述七个测试样本(DAM和经调理)的介电常数和耗散因数测量数据(表4和表5)用于波形建模。各种商业代码包可用于这种建模,例如Altair FekoTM综合计算电磁学(CEM)代码。
使用波形建模,确定七个测试样本(各自的厚度变化)中的每一个在每个测试频率(以GHz计)下的传输损耗(以分贝计,dB)以及反射(dB)。
测试方法
机械测试包括测试以下参数。使用ISO 527测试拉伸模量。使用ISO 527测试拉伸强度。使用ISO 527测试拉伸伸长率(断裂)。使用ISO 178测试弯曲模量。使用ISO 178测试弯曲强度。使用ISO 179测试缺口夏比冲击。使用ISO 179测试无缺口夏比冲击。阻燃性(FR)测试可以包括测试以下参数。使用UL 94进行材料FR测试。使用ASTM E84-3进行火焰测试。耐候性测试包括测试以下参数。使用AATCC方法16选项3进行生命周期UV测试(10年、15年和20年)。通过测量指定点处的颜色变化来确定褪色。使用ASTM 50452进行划痕测试。针对以下参数进行油漆粘附性测试。使用ISO 2409进行划格法测试。使用ISO 6270-2和ISO 554一起进行湿度和划格法测试。根据ISO 2409进行UV暴露后的划格法测试。
实施例1:3GHz频率下的样本(干燥和湿润)
表6:
表6示出了来自实施例1的数据。
实施例2:28GHz频率下的样本(干燥和湿润)
表7:
表8:
表7和表8示出了来自实施例2的数据。
实施例3:39GHz频率下的样本(干燥和湿润)
表9:
表10:
表9和表10示出了来自实施例3的数据。
实施例4-17包括示出包括各种材料(例如,聚酰胺、增强聚酰胺和聚碳酸酯)的1mm厚面板在湿润和干燥条件下的传输损耗和反射的测试结果的图。结果表明,与由其他材料诸如聚碳酸酯形成的面板相比,由聚酰胺材料(包括增强聚酰胺材料)形成的面板显示出优异的传输损耗和反射性能。令人惊讶的是,考虑到聚酰胺的亲水性,包括聚酰胺的那些面板在湿润时表现艮好。
实施例4:28GHz频率下的PA66样本(干燥和湿润)
图3A(干燥)和图3B(湿润)是作为样本厚度(mm,在X轴上)的函数的传输损耗(S21,以dB计,在Y轴上)和反射(以dB计)的图形数据。
实施例5:39GHz频率下的PA66样本(干燥和湿润)
图4A(干燥)和图4B(湿润)是作为样本厚度(mm,在X轴上)的函数的传输损耗(根据散射参数S21,其为透射功率与入射功率的比率,在Y轴上以dB提供)和反射(以dB计)的图形数据。
实施例6:28GHz频率下的PA66-GF样本(干燥和湿润)
图5A(干燥)和图5B(湿润)是作为样本厚度(mm,在X轴上)的函数的传输损耗(S21,以dB计,在Y轴上)和反射(以dB计)的图形数据。
实施例7:39GHz频率下的PA66-GF样本(干燥和湿润)
图6A(干燥)和图6B(湿润)是作为样本厚度(mm,在X轴上)的函数的传输损耗(S21,以dB计,在Y轴上)和反射(以dB计)的图形数据。
实施例8:28GHz频率下的PA66-PPE样本(干燥和湿润)
图7A(干燥)和图7B(湿润)是作为样本厚度(mm,在X轴上)的函数的传输损耗(S21,以dB计,在Y轴上)和反射(以dB计)的图形数据。
实施例9:39GHz频率下的PA66-PPE样本(干燥和湿润)
图8A(干燥)和图8B(湿润)是作为样本厚度(mm,在X轴上)的函数的传输损耗(S21,以dB计,在Y轴上)和反射(以dB计)的图形数据。
实施例10:28GHz频率下的PA66-IM-GF30样本(干燥和湿润)
图9A(干燥)和图9B(湿润)是作为样本厚度(mm,在X轴上)的函数的传输损耗(S21,以dB计,在Y轴上)和反射(以dB计)的图形数据。
实施例11:39GHz频率下的PA66-IM-GF30样本(干燥和湿润)
图10A(干燥)和图10B(湿润)是作为样本厚度(mm,在X轴上)的函数的传输损耗(S21,以dB计,在Y轴上)和反射(以dB计)的图形数据。
实施例12:28GHz频率下的PC样本(干燥和湿润)
图11A(干燥)和图11B(湿润)是作为样本厚度(mm,在X轴上)的函数的传输损耗(S21,以dB计,在Y轴上)和反射(以dB计)的图形数据。
实施例13:39GHz频率下的PC样本(干燥和湿润)
图12A(干燥)和图12B(湿润)是作为样本厚度(mm,在X轴上)的函数的传输损耗(S21,以dB计,在Y轴上)和反射(以dB计)的图形数据。
实施例14:28GHz频率下的PA66+6I/6T(70/30)共混样本(干燥和湿润)
图13A(干燥)和图13B(湿润)是作为样本厚度(mm,在X轴上)的函数的传输损耗(S21,以dB计,在Y轴上)和反射(以dB计)的图形数据。
实施例15:39GHz频率下的PA66+6I/6T(70/30)共混样本(干燥和湿润)
图14A(干燥)和图14B(湿润)是作为样本厚度(mm,在X轴上)的函数的传输损耗(S21,以dB计,在Y轴上)和反射(以dB计)的图形数据。
实施例16:28GHz频率下的PA6样本(干燥和湿润)
图15A(干燥)和图15B(湿润)是作为样本厚度(mm,在X轴上)的函数的传输损耗(S21,以dB计,在Y轴上)和反射(以dB计)的图形数据。
实施例17:39GHz频率下的PA6样本(干燥和湿润)
图16A(干燥)和图16B(湿润)是作为样本厚度(mm,在X轴上)的函数的传输损耗(S21,以dB计,在Y轴上)和反射(以dB计)的图形数据。
实施例18:RF测试-24GHz-40GHz波频率下插入损耗与距离的关系
通过将材料模塑成1ft×1ft的平坦斑块来测试如表1中所述的若干材料。对这些斑块进行精密加工以获得约2.18mm的结构厚度。使用辊式涂覆器将0.25mm厚的阻燃(FR)材料底涂层和0.11mm厚的装饰颜色面涂层施加到每个斑块上。由于用辊施加涂层,所涂覆的斑块表面有些粗糙。总样本结构厚度为2.54mm。
使用喇叭天线设置,在24GHz-40GHz波频谱中的远场中测量作为距天线的斑块表面距离的函数的插入损耗(S21,以dB计)。
图17A和图17B表示示出针对测试斑块中的一个测量的插入损耗(dB)数据的旋流图。图17A是在24GHz-40GHz波频率范围(X轴)内在增量为0.5mm的0mm-100mm距离跨度上测量的插入损耗(Y轴,以dB计)的旋流图;所示的每条线是0.5mm的距离增量。图17B绘制了在0mm-100mm距离变化内且针对24GHz-40GHz频率范围测量的测试斑块的插入损耗变化(Y轴)。
实施例19:28GHz波频率下的阵列天线测试
接下来使用调谐到28GHz的相控阵天线对上述实施例18中所述的斑块样本进行测试。
在28GHz频率下并且在两个无线电天线距离(即,i)彼此接近,参见图18A中的“0mm距离”图,以及ii)分开几个波长,参见图18B中的“25mm距离”图)处测量辐射以及反射图案(例如,主瓣、旁瓣、反射、视轴误差和相对插入损耗(以dB计))的变化。在三个方位角0°、30°和60°处进行主波束视轴损耗、误差、3dB波束宽度变化、第1旁瓣增益增加和后瓣/反射瓣增益增加的入射射线测量。术语“方位角”是球坐标系中的角度测量结果。在图18A和图18B中,实线表示没有中间斑块样本的两个天线系统的基线性能,并且虚线表示在0mm和25mm距离间距处用双天线系统测试的斑块性能。
在图18A中,对于“0mm距离”,每个方位角处的主瓣显示出很小损耗,而旁瓣得到改善。
实施例20:500MHz-6GHz频率范围内的电信设备壳体
三维壳体由玻璃纤维增强热塑性聚合物制成的面板制备。不包括油漆涂层的面板结构厚度为约2mm。壳体容纳电信设备,即无线电装置、天线、电源。在介于500MHz至6GHz之间的无线电信号频率范围内,观察到介于1dB与0dB之间的信号衰减。
实施例21:24GHz-30GHz频率范围内的电信设备壳体
三维壳体由玻璃纤维增强热塑性聚合物制成的面板制备。不包括油漆涂层的面板结构厚度为约3mm。壳体容纳电信设备,诸如电容器、致动器、电力电缆终端、微型天线、电力变压器/电力调节器、光纤、无线电装置、双工器/多路复用器、同轴电缆以及它们的组合,并且可用作例如天线隐藏件、手机壳、电子部件的外壳、光纤终端盒、同轴电缆护套等。在介于24GHz与30GHz之间的无线电信号频率范围内,观察到介于1dB与0dB之间的信号衰减。
实施例22:36GHz-40GHz频率范围内的电信设备壳体
三维壳体由玻璃纤维增强热塑性聚合物制成的面板制备。不包括油漆涂层的面板结构厚度为约2mm。壳体容纳电信设备,诸如电容器、致动器、电力电缆终端、微型天线、电力变压器/电力调节器、光纤、无线电装置、双工器/多路复用器、同轴电缆以及它们的组合,并且可用作例如天线隐藏件、手机壳、电子部件的外壳、光纤终端盒、同轴光纤护套等。在介于36GHz与40GHz之间的无线电信号频率范围内,观察到介于1dB与0dB之间的信号衰减。
比较例1:具有用于电磁信号传输的窗口的面板
图20A-图20C是面板3A-3C的示意性表示。面板3A-3C包括相应的开口5A-5C。面板3A-3C可以具有许多合适的几何形状,诸如正方形、矩形(3A)、圆柱形(3B)、圆盘形(3C)或任何其他合适的形状。
由一个或多个此类面板形成的壳体(未示出)可以容纳电磁设备的一个或多个物项。电磁设备的示例包括例如端接到断路器/断开器中的三相电线;电力变压器/电力调节器;光纤线和光纤终端盒;一个或多个无线电装置;双工器/多路复用器(每个无线电装置);从无线电装置到天线的同轴电缆;或天线。该壳体还可能需要同轴穿透到远程天线安装位置。壳体被设计成适应任何目标应用并且具有温度控制系统(风扇、排气孔或狭槽)、用于内部构件的通道门(拧上、夹上、铰接)以及安装附件(托架、螺纹安装件、旋转安装件、滑动引导件)等。
开口5A、5B或5C可装配有窗口结构或组件,该窗口结构或组件由能够传输电磁信号的任何合适材料构成。示例包括单层或多层透明膜、片材、玻璃盖、金属或塑料网等。可能有多个不同形状和尺寸的此类开口,以适应在减少信号强度损耗的情况下进行电磁信号传输。
虽然此类面板和由其形成的壳体可具有任何合适的材料,诸如聚合物、塑料、泡沫、金属、复合材料等,但是信号传输所需的开口的结合使此类壳体的设计、制造、安装和维护变得复杂。此外,此类面板和由其制成的壳体具有装配有不同于面板材料的材料的开口或窗口使得此类结构不耐用(例如,寿命周期短),同时损害了它们的结构完整性、机械强度和抗冲击性。如果壳体缺少装配有与面板材料不同的材料的这种开口或窗口,则壳体被视为如在本公开中所用的“无窗”。
实施例23:通过其发射或接收电磁信号的面板
图21A-图21C是壳体23、25和27的示意性表示。与比较例1相比,壳体23、25和27具有如本文实施例中所述的厚度,并且不具有用于发射或接收电磁信号的单独开口或窗口。壳体可具有任何合适的几何形状,诸如正方形、矩形(图21A中的壳体23)、圆柱形(图21B中的壳体25)、圆盘形(图21C中的壳体27)、圆顶形、锥形或任何合适的形状。
所形成的壳体是连续模塑制品的一部分。该示例中描述的制品对于为电子设备提供耐候性屏蔽可能是有用的。这种壳体(未示出)或由一个或多个此类壳体形成的制品可以容纳电磁设备的一个或多个物项。电子设备可以包括例如端接到断路器/断开器中的三相电线;电力变压器/电力调节器;光纤线和光纤终端盒;一个或多个无线电装置;双工器/多路复用器(每个无线电装置);从无线电装置到天线的同轴电缆;天线。该壳体还可能需要同轴穿透到远程天线安装位置。壳体被设计成适应任何目标应用并且具有温度控制系统(风扇、排气孔或狭槽)、用于内部构件的通道门(拧上、夹上、铰接)以及安装附件(托架、旋转安装件、滑块安装件)等。
在通过壳体主体进行电磁信号的发射和接收时没有任何开口或窗口使此类壳体的设计、制造、安装和维护变得简单。此外,此类面板和由其制成的壳体没有装配有不同于面板材料的材料的开口或窗口使得此类结构更耐用(例如,持久),它们的结构完整性、强度和抗冲击性得到很好保存。
实施例24:通过其发射或接收30GHz频率电磁信号的基于PA66的面板和壳体
使用标记为“PA66-IM-GF30”并且对应于本公开的表1中标记为“L”(50%RH)的样本的基于PA66的热塑性树脂模塑若干面板结构。PA66-IM-GF30使用INVISTATM PA66材料制备并且进一步含有具有30重量%玻璃纤维(GF)增强的冲击改性聚烯烃。四个面板的密度为1.097g/cc、1.244g/cc、1.277g/cc和1.361g/cc。
将如此形成的面板接合以形成尺寸为48″L×24″W×12″D(或4′L×2′W×1′D)的三维矩形壳体。将适当的网络电信设备容纳在壳体内。壳体不含具有任何透明介质诸如膜、玻璃覆盖物、片材等的单独开口或窗口。PA66-IM-GF30树脂样本具有3.5的介电常数和0.0142的耗散因数(DF),两者均在30GHz频率下测量。
将面板壁结构厚度保持在约3mm以传输和接收30GHz频率的电磁信号,该电磁信号在穿过面板壁传输期间具有小于0.5dB的损耗。这种电磁信号传输和接收不通过透明或光学窗口发生。
实施例25:通过其传输或接收40GHz频率电磁信号的基于PA66的面板和壳体
使用标记为“PA66-PPE”的对应于本公开的表1中标记为“H”(50%RH)的样本的基于PA66的热塑性树脂模塑若干面板结构。PA66-PPE是未增强的热塑性树脂。面板的密度为≥1.1g/cc且≤1.4g/cc。
将如此形成的面板接合以形成尺寸为约22′至约36″外径和约0.5′至约6.5′长度的三维圆柱形壳体(或3′O.D×5′长的圆柱体)。将适当的网络电信设备容纳在壳体内。壳体不含具有任何透明介质诸如膜、玻璃覆盖物、片材等的单独开口或窗口。PA66-PPE树脂样本具有约2.82的介电常数和约0.0074的耗散因数(DF),两者均在40GHz频率下测量。
将面板壁结构厚度保持在约4mm以传输和接收40GHz频率的电磁信号,该电磁信号在穿过面板壁传输期间具有小于0.5dB的损耗。这种电磁信号传输和接收不通过透明或光学窗口发生。
实施例26:通过其传输或接收低于6GHz(3GHz)频率电磁信号的基于PA66的面板和
壳体
使用标记为“PA66-PPE”的对应于本公开的表1中标记为“H”(c50%RH)的样本的基于PA66的热塑性树脂模塑若干面板结构。PA66-PPE是未增强的热塑性树脂。面板的密度为≥1.1g/cc且≤1.4g/cc。
将所形成的面板接合以形成旨在用于低于6GHz的5G和4G LTE无线电设备护罩的三维蛤壳形壳体。将适当的网络电信设备容纳在壳体内。壳体不含具有任何透明介质诸如膜、玻璃覆盖物、片材等的单独开口或窗口。PA66-PPE树脂样本具有约2.84的介电常数和约0.0095的耗散因数(DF),两者均在3GHz频率下测量。
将面板壁结构厚度保持在约4mm以传输和接收3GHz频率的电磁信号,该电磁信号在穿过面板壁传输期间具有小于0.5dB的损耗。这种电磁信号传输和接收不通过透明或光学窗口发生。
本发明的基于聚酰胺的蛤壳无线电护罩重为约20磅-25磅,并且在6GHz以下的5G和4G LTE射频传输市场中提供有成本效益的耐用解决方案。具有用于无线电波传输和接收功能的必需开口的等效金属护罩更昂贵、更不耐用且更重(约60磅-70磅)。
实施例27:RF测试-24GHz-40GHz波频率下插入损耗与距离的关系
类似于实施例18,使用喇叭天线设置来测量在24GHz-40GHz波频谱中的远场中作为测试样本斑块表面距天线的距离的函数的插入损耗(S21,以dB计)。通过将材料模塑成1ft×1ft的平坦斑块来测试如表1中所述的若干材料。对这些斑块进行精密加工以获得约2.18mm的结构厚度。使用喷涂技术将0.56mm厚的阻燃(FR)材料底涂层和0.15mm厚的装饰颜色面涂层施加到每个斑块上。总样本结构厚度为2.89mm。
图22是在24GHz-40GHz频率范围(X轴)内在增量为0.5mm的0mm-100mm距离跨度上测量的插入损耗(Y轴,以dB计)的旋流图;所示的每条线是0.5mm的距离增量。
实施例28:28GHz波频率下的阵列天线测试
接下来使用调谐到28GHz的相控阵天线对上述实施例24中所述的斑块样本进行测试。
在28GHz频率下并且在两个无线电天线距离(即,i)彼此接近(图23A中的“0mm距离”图),以及ii)分开几个波长(图23B中的“25mm距离”图))处测量辐射以及反射图案(例如,主瓣、旁瓣、反射、视轴误差和相对插入损耗(以dB计))的变化。在三个方位角0°、30°和60°°处进行主波束视轴损耗、误差、3dB波束宽度变化、第1旁瓣增益增加和后瓣/反射瓣增益增加的入射射线测量。
在图23A-图23B中,实线表示没有中间斑块样本的两个天线系统的基线性能,并且虚线表示在0mm和25mm距离间距处用双天线系统测试的斑块性能。
在图23A-图23B中,分别对于“0mm距离”和“25mm距离”,每个方位角处的主瓣都显示出很小损耗,并且与实施例19中的图18A-图18B相比,旁瓣得到改善。
实施例29:表1样本的机械性能数据
测试来自表1的一些材料样本的机械性能。具体地,测试PA66+PPE的标记为“G”[DAM]和“H”[Cond]的材料以及PA66+GF30的标记为“C”[DAM]和“D”[Cond]的材料的样本。使用20重量%GF增强的PA66+PPE和20重量%GF增强的PA66材料(表1中未示出)(分别称为“PA66+PPE GF20”和“PA66 GF20”)来制备另外的样本。下表11A-F提供了测试样本在三个温度-40℃、23℃和50℃下的机械性能数据。
表11A-模塑时干燥[DAM]样本的拉伸数据
表11B-经调理[COND]样本的拉伸数据
表11C-DAM和经调理样本的无缺口夏比数据
表11D-DAM和经调理样本的缺口夏比数据
表11E-DAM样本的弯曲数据
表11F-经调理样本的弯曲数据
实施例30
该实施例30说明了不含玻璃增强纤维的尼龙-6,6(实施例30a)、含有30重量%玻璃增强纤维的尼龙-6,6(实施例30b)和聚碳酸酯(实施例30c)的厚度范围。
表12A:
表12B
表12C
实施例31A-E:包括PA66/DT制剂的样本
制备了若干制剂,这些制剂包括表13中所示的组成范围的PA66/DI连同玻璃纤维、FR添加剂、热稳定剂添加剂和UV稳定剂。
表13
在表13的配方中,UV稳定剂添加剂的非限制性示例可包括炭黑(19nm范围)、有机UV/热稳定剂(诸如商业产品)、基于亚磷酸酯的商业添加剂、受阻胺光[HAL]稳定剂[例如:产品]、UV吸收剂添加剂以及它们的组合。
在表13的配方中,热稳定剂和扩链添加剂的非限制性示例可包括铜或基于有机类的物质,诸如B1171、B1098、BruggolenTM TP-H1802、BruggolenTM M1251等。例如,B1171是BASF的商业聚合物添加剂产品。
可在表13的配方的模塑步骤添加着色剂添加剂。此类着色剂添加剂的非限制性示例可包括热塑性塑料行业中可用的商业产品。
使用表13的配方并且如上文在“介电常数和耗散因数确定”部分中所述制备测试斑块。根据上述测试方法并且在20GHz-40GHz的信号频率范围内确定介电常数和损耗角正切值。表14提供了针对根据本公开制备的各种样本测量的介电性能数据的总结。术语“损耗角正切”是波由于通过介质的吸收而将衰减多少的量度。
表14
实施例32A-C:PA66样本的FR性能测试
在下表15中,总结了根据本公开的若干样本的阻燃性[FR]性能数据。测试样本的总体UL-94测试等级达到V-0。预计具有20重量%GF增强、20重量%FR添加剂和最高至3重量%的UV添加剂和着色剂中的每一种的PA66/DI样本的UL-94测试等级相似,为V-0。表15中使用的FR涂层可商购获得。
表15
存在多种可用于对聚合物树脂体系的阻燃性质进行评级的测试和标准。Underwriters′Laboratories测试号UL 94用作阻燃热塑性化合物的一个工业标准测试。“UL 94 Standard for Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts inDevices and Appliances”给出了测试方法和评级标准的细节。测试方法ASTM D635是塑料在水平位置的燃烧速率或燃烧程度和时间的标准测试方法。测试方法ASTM D3801是用于测量垂直位置的固体塑料的比较燃烧特性的标准测试方法。垂直燃烧测试等级(例如:V-0、V-1、V-2)比水平燃烧等级(HB-1、HB-2、HB-3)更严格并且难以实现。
这些实施例令人惊讶地表明,可以开发基于尼龙-6,6的制剂来满足毫米波壳体的机械要求,同时传输足够的毫米波信号以用于5G服务。令人惊讶的原因之一是尼龙66会吸收水分,这被认为会对传输产生不利影响。发现该制剂的另一个意想不到的有益特征是其与各种添加剂的相容性,这优于其他基础热塑性塑料,诸如聚丙烯和聚碳酸酯。发现热塑性塑料因其优越的可加工性而是有益的。还令人惊讶地发现,添加5、10、20、30或更多重量百分比的玻璃纤维(以提高拉伸强度和韧性)产生具有可接受的毫米波透射性的配混聚酰胺。
如不添加玻璃纤维的尼龙-6,6的实施例30a所示,衰减系数值可以在最高至3.9dB/GHz.cm的范围内(对于0.5GHz波频率)或可以在介于0.05dB/GHz.cm与0.07dB/GHz.cm之间的范围内(对于81GHz波频率)。如具有30重量%玻璃纤维的尼龙-6,6的实施例30b所示,衰减系数值可以在最高至5.25dB/GHz.cm的范围内(对于0.5GHz波频率),可以在介于0.10dB/GHz.cm与0.20dB/GHz.cm之间的范围内(对于36GHz波频率)或者可以在介于0.055dB/GHz.cm与0.075dB/GHz.cm之间的范围内(对于81GHz波频率)。类似地,就不添加玻璃纤维的聚碳酸酯的实施例30c而言,衰减系数值可以在最高至3.0dB/GHz.cm的范围内(对于0.5GHz波频率)或可以在介于0.03dB/GHz.cm与0.045dB/GHz.cm之间的范围内(对于81GHz波频率)。
已经采用的术语和表达用作描述而非限制的术语,并且在使用此类术语和表达时无意排除所示和所述的特征或其部分的任何等同物,但是应当认识到,在本发明的各方面的范围内可以进行各种修改。因此,应当理解,尽管已经通过特定方面和任选特征具体地公开了本发明,但是本领域普通技术人员可对本文所公开的概念进行修改和变化,并且此类的修改和变化被认为在本发明的各方面的范围内。
方面列表。
提供了以下方面,这些方面的编号不应理解为指定重要性级别:
方面1提供了一种用于保护在0.5GHz至81GHz频率范围内运行的无线电天线的壳体制品,所述壳体制品包含热塑性树脂,所述热塑性树脂包含:
第一聚酰胺,所述第一聚酰胺包含
尼龙-6,
尼龙-6,6,
尼龙-6或尼龙-6,6的共聚物,所述共聚物包含以下物质的至少一种重复单元
聚(对苯二甲酰己二胺),
聚(间苯二甲酰己二胺),或
聚(对苯二甲酰己二胺)与聚(间苯二甲酰己二胺)的共聚物,
它们的混合物,或
它们的共聚物;以及
第二聚酰胺、添加剂或它们的混合物。
方面2提供了方面1的壳体制品,所述壳体制品包括具有第一厚度的第一板和具有第二厚度的第二板。
方面3提供了方面2的壳体制品,其中所述第一板和所述第二板不同地衰减电磁信号。
方面4提供了方面1-3中任一项的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含
所述第一聚酰胺;
所述第二聚酰胺;以及
添加剂。
方面5提供了方面1-4中任一项的壳体制品,其中所述第一聚酰胺包含:
尼龙-6或尼龙-6,6;以及
包含尼龙-6或尼龙-6,6的共聚物,所述共聚物包含以下物质的至少一种重复单元
聚(对苯二甲酰己二胺),
聚(间苯二甲酰己二胺),
聚(对苯二甲酰己二胺)与聚(间苯二甲酰己二胺)的共聚物,其中所述聚(对苯二甲酰己二胺)重复单元与聚(间苯二甲酰己二胺)重复单元的摩尔比在约60∶40至约90∶10的范围内,或
它们的混合物。
方面6提供了方面1-4中任一项的壳体制品,其中所述第一聚酰胺包含:
尼龙-6或尼龙-6,6;以及
包含尼龙-6或尼龙-6,6和以下物质的至少一种重复单元的共聚物
聚(对苯二甲酰己二胺),
聚(间苯二甲酰己二胺),和/或
聚(对苯二甲酰己二胺)与聚(间苯二甲酰己二胺)的共聚物,其中所述聚(对苯二甲酰己二胺)重复单元与聚(间苯二甲酰己二胺)重复单元的摩尔比在约70∶30至约75∶25的范围内。
方面7提供了方面1-6中任一项的壳体制品,其中所述第一聚酰胺是尼龙-6和尼龙-6,6中的至少一种。
方面8提供了方面1-7中任一项的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含所述添加剂,并且所述添加剂是占所述热塑性树脂的最多至50重量%含量的增强纤维。
方面9提供了方面8的壳体制品,其中所述增强纤维包括玻璃纤维、硅纤维、碳纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、玄武岩纤维或它们的混合物。
方面10提供了方面8或9中任一项的壳体制品,其中所述增强纤维包括玻璃纤维。
方面11提供了方面1-10中任一项的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含所述添加剂,并且所述添加剂选自抗紫外线添加剂、阻燃添加剂、抗静电添加剂、抗冲改性剂、着色剂、防潮剂或它们的组合。
方面12提供了方面1-11中任一项的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含所述添加剂,并且所述添加剂在所述热塑性树脂的约0.1重量%至约30重量%的范围内。
方面13提供了方面1-12中任一项的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含所述添加剂,并且所述添加剂在所述树脂的约10重量%至约30重量%的范围内,其中对于频率介于500MHz与40GHz之间的信号,所述热塑性树脂的透射损耗小于2分贝(dB)。
方面14提供了方面1-13中任一项的壳体制品,其中所述热塑性树脂在0.5GHz至6GHz频率范围、24GHz至30GHz频率范围和36GHz至40GHz频率范围中的至少一个范围内的透射损耗小于1分贝(dB)。
方面15提供了方面14的壳体制品,其中所述热塑性树脂的透射损耗小于0.5分贝(dB)。
方面16提供了方面1-15中任一项的壳体制品,其中所述制品完全包封所述无线电天线。
方面17提供了方面1-15中任一项的壳体制品,其中所述制品包括面板。
方面18提供了方面17的壳体制品,其中所述制品具有均匀的厚度。
方面19提供了方面17或18中任一项的壳体制品,其中所述制品具有凸形轮廓、凹形轮廓或起伏轮廓。
方面20提供了方面17-19中任一项的壳体制品,其中所述面板是无窗的。
方面21提供了方面1-20中任一项的壳体制品,其中所述制品是耐候性的。
方面22提供了方面1-21中任一项的壳体制品,其中在70℃和62%相对湿度的大气中平衡时,由于水分吸收引起的所述制品的相对重量增益小于4%。
方面23提供了方面1-22中任一项的壳体制品,其中所述热塑性树脂以总组合物质量的最多至50重量%含量包含增强玻璃纤维;其中所述热塑性树脂具有:
在约40MPa至约300MPa范围内的拉伸强度;
在0.7g/cm3至5g/cm3范围内的密度;
在40kJ/m2至150kJ/m2范围内的抗冲击性;以及
当信号入射在所述制品上的方向垂直于所述制品的表面时,并且其中制品厚度在所述信号入射在所述制品上的区域上基本上均匀时,以下中的至少一种情况的信号衰减:
当所述制品厚度为0.5mm至6mm时,对于频率为500MHz至6GHz的信号为1dB至0dB;
当所述制品厚度为0.5mm至4.5mm时,对于频率为24GHz至30GHz的信号为1dB至0dB;
当所述制品厚度为0.5mm至4mm时,对于频率为36GHz至40GHz的信号为1dB至0dB;以及
当所述制品厚度为0.5mm至3.5mm时,对于频率为76GHz至81GHz的信号为1dB至0dB。
方面24提供了方面1-23中任一项的壳体制品,其中所述制品的密度在选自以下的范围内:
大于或等于0.7g/cm3至小于或等于5g/cm3;
大于或等于0.8g/cm3至小于或等于4g/cm3;以及
大于或等于0.85g/cm3至小于或大于3g/cm3。
方面25提供了方面1-24中任一项的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含10重量%至50重量%的玻璃纤维。
方面26提供了方面25的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含12重量%至50重量%的玻璃纤维。
方面27提供了方面26的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含14重量%至40重量%的玻璃纤维。
方面28提供了方面25-27中任一项的壳体制品,其中所述热塑性树脂具有在40MPa至300MPa范围内的拉伸强度。
方面29提供了方面1-28中任一项的壳体制品,所述壳体制品具有以下情况的基本上均匀的信号衰减:
当所述制品厚度为1.5mm至4mm时,对于频率为500MHz至6GHz的信号为1B至0dB;
当所述制品厚度为2.5mm至4mm时,对于频率为24GHz至30GHz的信号为dB至0dB;
当所述制品厚度为1.75mm至2.75mm时,对于频率为36GHz至40GHz的信号为1B至0dB;或者
当所述制品厚度为1.75mm至2.75mm时,对于频率为76GHz至81GHz的信号为1dB至0dB。
方面30提供了方面1-29中任一项的壳体制品,所述壳体制品包含最多至20%的阻燃添加剂或阻燃涂料中的至少一种,其中所述壳体制品具有V-0的UL-94测试等级。
方面31提供了方面1-30中任一项的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含PA66∶DI(85∶15至96∶4重量∶重量)、在约5重量%至约20重量%范围内的玻璃纤维、在最多至约20重量%范围内的阻燃添加剂、在最多至约3重量%范围内的UV添加剂、在最多至约2重量%范围内的热稳定剂添加剂和在最多至约3重量%范围内的着色剂添加剂。
方面32提供了根据方面1-31中任一项所述的壳体制品,其中所述壳体制品通过注塑、热成形、压缩模塑或挤出中的任一种来形成。
方面33提供了一种系统,所述系统包括方面1-32中任一项的壳体制品,所述壳体制品与所述无线电天线间隔开。
方面34提供了方面33的系统,其中所述无线电天线在与5G宽带蜂窝网络技术相关联的频带中运行。
方面35提供了一种系统,所述系统包括:
无线电天线;以及
方面1-34中任一项的壳体制品,所述壳体制品基本上包封所述无线电天线。
方面36提供了方面35的系统,其中所述无线电天线在与5G宽带蜂窝网络技术相关联的频带中运行。
方面37提供了一种用于保护在0.5GHz至81GHz频率范围内运行的无线电天线的壳体制品,所述壳体制品包含尼龙-6,6。
方面38提供了一种包括通过根据方面1-37中任一项所述的壳体传输电磁辐射的方法。
Claims (38)
1.一种用于保护在0.5GHz至81GHz频率范围内运行的无线电天线的壳体制品,所述壳体制品包含热塑性树脂,所述热塑性树脂包含:
第一聚酰胺,所述第一聚酰胺包含
尼龙-6,
尼龙-6,6,
尼龙-6或尼龙-6,6的共聚物,所述共聚物包含至少一种重复单元,所述重复单元是:
聚(对苯二甲酰己二胺),
聚(间苯二甲酰己二胺),或
聚(对苯二甲酰己二胺)与聚(间苯二甲酰己二胺)的共聚物,
它们的混合物,或
它们的共聚物;以及
第二聚酰胺、添加剂或它们的混合物。
2.根据权利要求1所述的壳体制品,所述壳体制品包括具有第一厚度的第一板和具有第二厚度的第二板。
3.根据权利要求2所述的壳体制品,其中所述第一板和所述第二板不同地衰减电磁信号。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含
所述第一聚酰胺;
所述第二聚酰胺;以及
添加剂。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的壳体制品,其中所述第一聚酰胺包含:
尼龙-6或尼龙-6,6;以及
包含尼龙-6或尼龙-6,6的共聚物,所述共聚物包含至少一种重复单元,所述重复单元是:
聚(对苯二甲酰己二胺),
聚(间苯二甲酰己二胺),
聚(对苯二甲酰己二胺)与聚(间苯二甲酰己二胺)的共聚物,其中所述聚(对苯二甲酰己二胺)重复单元与聚(间苯二甲酰己二胺)重复单元的摩尔比在约70:30至约90:10的范围内,或
它们的混合物。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的壳体制品,其中所述第一聚酰胺包含:
尼龙-6或尼龙-6,6;以及
包含尼龙-6或尼龙-6,6和至少一种重复单元的共聚物,所述重复单元是:
聚(对苯二甲酰己二胺),
聚(间苯二甲酰己二胺),和/或
聚(对苯二甲酰己二胺)与聚(间苯二甲酰己二胺)的共聚物,其中所述聚(对苯二甲酰己二胺)重复单元与聚(间苯二甲酰己二胺)重复单元的摩尔比在约70∶30至约75∶25的范围内。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的壳体制品,其中所述第一聚酰胺是尼龙-6和尼龙-6,6中的至少一种。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含所述添加剂,并且所述添加剂是占所述热塑性树脂的最多至50重量%含量的增强纤维。
9.根据权利要求8所述的壳体制品,其中所述增强纤维包括玻璃纤维、硅纤维、碳纤维、聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、玄武岩纤维或它们的混合物。
10.根据权利要求8或9中任一项所述的壳体制品,其中所述增强纤维包括玻璃纤维。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含所述添加剂,并且所述添加剂选自抗紫外线添加剂、阻燃添加剂、抗静电添加剂、抗冲改性剂、着色剂、防潮剂或它们的组合。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含所述添加剂,并且所述添加剂在所述热塑性树脂的约0.1重量%至约30重量%的范围内。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含所述添加剂,并且所述添加剂在所述树脂的约10重量%至约30重量%的范围内,其中对于频率介于500MHz与40GHz之间的信号,所述热塑性树脂的透射损耗小于2分贝(dB)。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的壳体制品,其中所述热塑性树脂在0.5GHz至6GHz频率范围、24GHz至30GHz频率范围和36GHz至40GHz频率范围中的至少一个范围内的透射损耗小于1分贝(dB)。
15.根据权利要求14所述的壳体制品,其中所述热塑性树脂的所述透射损耗小于0.5分贝(dB)。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的壳体制品,其中所述制品完全包封所述无线电天线。
17.根据权利要求1-15中任一项所述的壳体制品,其中所述制品包括面板。
18.根据权利要求17所述的壳体制品,其中所述制品具有均匀的厚度。
19.根据权利要求17或18中任一项所述的壳体制品,其中所述制品具有凸形轮廓、凹形轮廓或起伏轮廓。
20.根据权利要求17-19中任一项所述的壳体制品,其中所述面板是无窗的。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的壳体制品,其中所述制品是耐候性的。
22.根据权利要求1-21中任一项所述的壳体制品,其中在70℃和62%相对湿度的大气中平衡时,由于水分吸收引起的所述制品的相对重量增益小于4%。
23.根据权利要求1-22中任一项所述的壳体制品,其中所述热塑性树脂以总组合物质量的最多至50重量%含量包含增强玻璃纤维;其中所述热塑性树脂具有:
在约40MPa至约300MPa范围内的拉伸强度;
在0.7g/cm3至5g/cm3范围内的密度;
在40kJ/m2至150kJ/m2范围内的抗冲击性;以及
当信号入射在所述制品上的方向垂直于所述制品的表面时,并且其中制品厚度在所述信号入射在所述制品上的区域上基本上均匀时,以下中的至少一种情况的信号衰减:
当所述制品厚度为0.5mm至6mm时,对于频率为500MHz至6GHz的信号为1dB至0dB;
当所述制品厚度为0.5mm至4.5mm时,对于频率为24GHz至30GHz的信号为1dB至0dB;
当所述制品厚度为0.5mm至4mm时,对于频率为36GHz至40GHz的信号为1dB至0dB;以及
当所述制品厚度为0.5mm至3.5mm时,对于频率为76GHz至81GHz的信号为1dB至0dB。
24.根据权利要求1-23中任一项所述的壳体制品,其中所述制品的密度在选自以下的范围内:
大于或等于0.7g/cm3至小于或等于5g/cm3;
大于或等于0.8g/cm3至小于或等于4g/cm3;以及
大于或等于0.85g/cm3至小于或大于3g/cm3。
25.根据权利要求1-24中任一项所述的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含10重量%至50重量%的玻璃纤维。
26.根据权利要求25所述的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含12重量%至50重量%的玻璃纤维。
27.根据权利要求26所述的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含14重量%至40重量%的玻璃纤维。
28.根据权利要求25-27中任一项所述的壳体制品,其中所述热塑性树脂具有在40MPa至300MPa范围内的拉伸强度。
29.根据权利要求1-28中任一项所述的壳体制品,所述壳体制品具有以下情况的基本上均匀的信号衰减:
当所述制品厚度为1.5mm至4mm时,对于频率为500MHz至6GHz的信号为1B至0dB;
当所述制品厚度为2.5mm至4mm时,对于频率为24GHz至30GHz的信号为dB至0dB;
当所述制品厚度为1.75mm至2.75mm时,对于频率为36GHz至40GHz的信号为1B至0dB;或者
当所述制品厚度为1.75mm至2.75mm时,对于频率为76GHz至81GHz的信号为1dB至0dB。
30.根据权利要求1-29中任一项所述的壳体制品,所述壳体制品包含最多至20%的阻燃添加剂或阻燃涂料中的至少一种,其中所述壳体制品具有V-0的UL-94测试等级。
31.根据权利要求1-30中任一项所述的壳体制品,其中所述热塑性树脂包含PA66∶DI(85∶15至96∶4重量:重量)、在约5重量%至约20重量%范围内的玻璃纤维、在最多至约20重量%范围内的阻燃添加剂、在最多至约3重量%范围内的UV添加剂、在最多至约2重量%范围内的热稳定剂添加剂和在最多至约3重量%范围内的着色剂添加剂。
32.根据权利要求1-31中任一项所述的壳体制品,其中所述壳体制品通过注塑、热成形、压缩模塑或挤出中的任一种来形成。
33.一种系统,所述系统包括根据权利要求1-32中任一项所述的壳体制品,所述壳体制品与所述无线电天线间隔开。
34.根据权利要求33所述的系统,其中所述无线电天线在与5G宽带蜂窝网络技术相关联的频带中运行。
35.一种系统,所述系统包括:
无线电天线;以及
根据权利要求1-34中任一项所述的壳体制品,所述壳体制品基本上包封所述无线电天线。
36.根据权利要求35所述的系统,其中所述无线电天线在与5G宽带蜂窝网络技术相关联的频带中运行。
37.一种用于保护在0.5GHz至81GHz频率范围内运行的无线电天线的壳体制品,所述壳体制品包含尼龙-6,6。
38.一种方法,所述方法包括通过根据权利要求1-37中任一项所述的壳体传输电磁辐射。
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