TWI653292B - 用於可攜式電子裝置中之模製部件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種聚合物組合物,其含有聚伸芳基硫化物、二硫化合物及無機纖維。該聚合物組合物具有約1.5至約10之縱橫比,其中該縱橫比係定義為該等纖維之橫截面寬度除以該等纖維之橫截面厚度。
Description
本申請案主張2014年2月11日申請之美國臨時申請案第61/938,222號之優先權,該美國臨時申請案之全文係據此以引用方式併入本文中。
可攜式電子裝置(諸如,筆記型電腦、行動電話及個人數位助理(PDA))常常包括模製部件。舉例而言,通常使用射出模製外殼以保護電組件,諸如,用於接收及/或傳輸通信信號之天線、顯示器等。隨著針對較薄裝置之需求的增加,針對可經模製成所要組態之較高效能塑膠材料之需求已增加。一種此類材料為聚苯硫醚(「PPS」),其為可耐受高熱應力、高化學應力及高機械應力之高效能聚合物。PPS通常係經由對二氯苯與鹼金屬硫化物或鹼金屬氫硫化物之聚合而形成,該聚合形成在端基處包括氯之聚合物。然而,常常由習知PPS組合物經歷之問題為:其含有自/至聚合製程的殘餘量之氯。然而,對於可攜式電子裝置,歸因於環境關注,大量氯之存在係有問題的。消除氯之存在的嘗試通常涉及使用具有低含氯量之較高分子量聚合物。不幸的是,此等聚合物亦具有高熔體黏度,此情形使該等聚合物難以熔體處理及模製成薄部件。此外,降低熔體黏度之嘗試常常引起機械屬性之顯著縮減及部件中之翹曲度增加。
因而,當前需要一種含有聚伸芳基硫化物之模製部件,該聚伸芳基硫化物具有相對低熔體黏度及低含氯量,同時仍提供良好機械屬性及低翹曲度。
根據本發明之一個實施例,揭示一種聚合物組合物,其包含聚伸芳基硫化物、二硫化合物及無機纖維,該等無機纖維具有約1.5至約10之縱橫比,其中該縱橫比被定義為該等纖維之橫截面寬度除以該等纖維之橫截面厚度。
下文更詳細地闡述本發明之其他特徵及態樣。
10‧‧‧射出模製器件或工具
12‧‧‧第一鑄模基座/第一鑄模半部
14‧‧‧第二鑄模基座/第二鑄模半部
16‧‧‧物品或組件界定模腔
18‧‧‧冷卻管線
20‧‧‧外部表面
22‧‧‧注道
24‧‧‧頂出銷
86‧‧‧外殼
88‧‧‧外殼
100‧‧‧電子裝置
103‧‧‧顯示構件
106‧‧‧基座構件
120‧‧‧顯示螢幕
在本說明書之剩餘部分(包括對附圖之參考)中更特定地闡述本發明之充分且令人能夠實現的揭示內容(包括對於熟習此項技術者而言的本發明之最佳模式),在該等圖中:圖1為可在本發明中使用之射出模製器件之一個實施例的橫截面圖;圖2為可根據本發明而形成之可攜式電子裝置之一個實施例的透視圖;及圖3為以閉合組態而展示的圖2之可攜式電子裝置的透視圖。
一般熟習此項技術者應理解,本論述僅描述例示性實施例且並不意欲限制本發明之較廣態樣。
一般而言,本發明係有關於一種用於可攜式電子裝置之模製部件,諸如,外殼。該部件含有包括聚伸芳基硫化物之聚合物組合物,該聚伸芳基硫化物可在存在二硫化合物之情況下予以熔體處理。在不意欲受到理論限制之情況下,據信,二硫化物可經歷與起始聚伸芳基硫化物之鏈切斷反應以降低其熔體黏度,此情形可導致纖維之損耗減
低且因此導致機械屬性改良。歸因於在熔體處理期間縮減黏度之此能力,可不太難地將相對高分子量聚伸芳基硫化物進料至擠壓機。使用此等高分子量聚合物之一個益處為:其通常具有低含氯量。在此方面,所得聚合物組合物可具有極低含氯量,此情形為用於可攜式電子裝置之尤其重要之特徵。舉例而言,聚合物組合物可具有約1200ppm或更小、在一些實施例中為約900ppm或更小、在一些實施例中為0至約800ppm且在一些實施例中為約1至約500ppm之含氯量。
聚合物組合物亦含有無機纖維,該等無機纖維具有相對扁平橫截面尺寸,此在於:該等無機纖維具有約1.5至約10、在一些實施例中為約2至約8且在一些實施例中為約3至約5之縱橫比(亦即,橫截面寬度除以橫截面厚度)。本發明者已發現,當以某一濃度使用此等扁平纖維時,該等纖維可顯著地改良模製部件之機械屬性,而對基質聚合物組合物之熔體黏度或含氯量沒有實質不利影響。無機纖維可構成(例如)聚合物組合物之約15wt.%至約70wt.%、在一些實施例中為約25wt.%至約65wt.%且在一些實施例中為約40wt.%至約60wt.%。聚伸芳基硫化物可同樣地構成聚合物組合物之約25wt.%至約95wt.%、在一些實施例中為約30wt.%至約80wt.%且在一些實施例中為約40wt.%至約70wt.%。
現在將在下文更詳細地描述本發明之各種實施例。
如上文所提到,聚合物組合物含有至少一種聚伸芳基硫化物,其通常能夠耐受相對高溫度而不熔融。聚伸芳基硫化物通常具有下式之重複單元:-[(Ar1)n-X]m-[(Ar2)i-Y]j-[(Ar3)k-Z]l-[(Ar4)o-W]p-
其中,
Ar1、Ar2、Ar3及Ar4獨立地為具有6至18個碳原子之伸芳基單元;W、X、Y及Z獨立地為選自-SO2-、-S-、-SO-、-CO-、-O-、-C(O)O-之二價鍵聯基團或具有1至6個碳原子之伸烷基或亞烷基,其中該等鍵聯基團中之至少一者為-S-;且n、m、i、j、k、l、o及p獨立地為0、1、2、3或4,其受以下條件限制:其總和不小於2。
伸芳基單元Ar1、Ar2、Ar3及Ar4可經選擇性地取代或未經取代。有利的伸芳基單元為伸苯基、二伸苯基、伸萘基、蒽基及菲基。聚伸芳基硫化物通常包括大於約30mol%、大於約50mol%或大於約70mol%之伸芳基硫化物(-S-)單元。舉例而言,聚伸芳基硫化物可包括直接附接至兩個芳環之至少85mol%之硫化物鍵聯。在一個特定實施例中,聚伸芳基硫化物為聚苯硫醚,其在本文中被定義為含有伸苯基硫化物結構-(C6H4-S)n-(其中n為1或更大之整數)作為其組份。
可用來製造聚伸芳基硫化物之合成技術通常在此項技術中為吾人所知。作為實例,用於產生聚伸芳基硫化物之製程可包括使提供氫硫化物離子之材料(例如,鹼金屬硫化物)與二鹵代芳族化合物在有機醯胺溶劑中反應。鹼金屬硫化物可為(例如)硫化鋰、硫化鈉、硫化鉀、硫化銣、硫化銫或其混合物。當鹼金屬硫化物為水合物或水性混合物時,鹼金屬硫化物可在聚合反應之前根據脫水操作加以處理。鹼金屬硫化物亦可經原位產生。此外,可在反應中包括少量鹼金屬氫氧化物以移除雜質或使雜質反應(例如,以將此等雜質變為無害材料),該等雜質係諸如鹼金屬聚硫化物或鹼金屬硫代硫酸鹽,其可以極少量與鹼金屬硫化物一起存在。
二鹵代芳族化合物可為但不限於鄰二鹵代苯、間二鹵代苯、對二鹵代苯、二鹵代甲苯、二鹵代萘、甲氧基-二鹵代苯、二鹵代聯
苯、二鹵代苯甲酸、二鹵代二苯醚、二鹵代二苯碸、二鹵代二苯亞碸或二鹵代二苯甲酮。二鹵代芳族化合物可被單獨地使用或以其任何組合而使用。特定例示性二鹵代芳族化合物可包括但不限於:對二氯苯;間二氯苯;鄰二氯苯;2,5-二氯甲苯;1,4-二溴苯;1,4-二氯萘;1-甲氧基-2,5-二氯苯;4,4'-二氯聯苯;3,5-二氯苯甲酸;4,4'-二氯二苯醚;4,4'-二氯二苯碸;4,4'-二氯二苯亞碸;及4,4'-二氯二苯甲酮。鹵素原子可為氟、氯、溴或碘,且同一種二鹵代芳族化合物中之兩個鹵素原子可彼此相同或不同。在一個實施例中,鄰二氯苯、間二氯苯、對二氯苯或其兩種或兩種以上化合物之混合物用作二鹵代芳族化合物。如此項技術中所知,亦有可能結合二鹵代芳族化合物而使用單鹵代化合物(未必為芳族化合物),以便形成聚伸芳基硫化物之端基或以調節聚伸芳基硫化物之聚合反應及/或分子量。
聚伸芳基硫化物可為均聚物或共聚物。舉例而言,二鹵代芳族化合物之選擇性組合可產生含有不小於兩個不同單元之聚伸芳基硫化物共聚物。舉例而言,當對二氯苯結合間二氯苯或4,4'-二氯二苯碸而使用時,可形成聚伸芳基硫化物共聚物,其含有具有下式之結構之片段:
及具有下式之結構之片段:
或具有下式之結構之片段:
聚伸芳基硫化物可為直鏈的、半直鏈的、分支鏈的或交聯的。
直鏈聚伸芳基硫化物通常含有80mol%或更大之重複單元-(Ar-S)-。此等直鏈聚合物亦可包括少量分支鏈單元或交聯單元,但分支鏈或交聯單元之量通常小於聚伸芳基硫化物之總單體單元之約1mol%。直鏈聚伸芳基硫化物聚合物可為含有上文所提及之重複單元之無規共聚物或嵌段共聚物。半直鏈聚伸芳基硫化物可同樣地具有交聯結構或分支鏈結構,該結構將具有三個或三個以上反應性官能基之少量一或多個單體引入至聚合物中。作為實例,用來形成半直鏈聚伸芳基硫化物之單體組份可包括每分子具有兩個或兩個以上鹵素取代基之一定量的聚鹵代芳族化合物,其可用來製備分支鏈聚合物。此等單體可由式R'Xn表示,其中每一X選自氯、溴及碘,n為3至6之整數,且R'為n價之多價芳基,其可具有高達約4個甲基取代基,R'中之碳原子之總數在6至約16之範圍內。可用來形成半直鏈聚伸芳基硫化物的每分子具有兩個以上鹵素被取代之一些聚鹵代芳族化合物之實例包括1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯、1,3-二氯-5-溴苯、1,2,4-三碘苯、1,2,3,5-四溴苯、六氯苯、1,3,5-三氯-2,4,6-三甲苯、2,2',4,4'-四氯聯苯、2,2',5,5'-四-碘聯苯、2,2',6,6'-四溴-3,3',5,5'-四甲基聯苯、1,2,3,4-四氯萘、1,2,4-三溴-6-甲基萘等,及其混合物。
如上文所指示,在聚合物組合物中使用二硫化合物,該二硫化合物可在熔體處理期間經歷與聚伸芳基硫化物之鏈切斷反應以降低其整體熔體黏度。二硫化合物通常構成聚合物組合物之約0.01wt.%至約3wt.%、在一些實施例中為約0.02wt.%至約1wt.%且在一些實施例中為約0.05wt.%至約0.5wt.%。聚伸芳基硫化物之量對二硫化合物之量的比率可同樣地為約1000:1至約10:1、約500:1至約20:1或約400:1至約30:1。適合的二硫化合物通常為具有下式之彼等化合物:R3-S-S-R4
其中R3及R4可相同或不同,且為獨立地包括1至約20個碳之烴基。舉例而言,R3及R4可為烷基、環烷基、芳基或雜環基。在某些實施例中,R3及R4通常為非反應性官能基,諸如,苯基、萘基、乙基、甲基、丙基等。此等化合物之實例包括二苯基二硫化物、萘基二硫化物、二甲基二硫化物、二乙基二硫化物及二丙基二硫化物。R3及R4亦可在二硫化合物之末端處包括反應性官能基。舉例而言,R3及R4中之至少一者可包括末端羧基、羥基、經取代或未經取代之胺基、硝基或其類似者。化合物之實例可包括但不限於2,2'-二胺基二苯基二硫化物、3,3'-二胺基二苯基二硫化物、4,4'-二胺基二苯基二硫化物、二苄基二硫化物、二硫代水楊酸(或2,2'-二硫代苯甲酸)、二硫代乙醇酸、α,α'-二硫代二乳酸、β,β'-二硫代二乳酸、3,3'-二硫代聯吡啶、4,4'二硫代嗎啉、2,2'-二硫代雙(苯并噻唑)、2,2'-二硫代雙(苯并咪唑)、2,2'-二硫代雙(苯并噁唑)、2-(4'-嗎啉基二硫代)苯并噻唑等,以及其混合物。
用於聚合物組合物中之無機纖維具有相對扁平橫截面尺寸,此在於:該等無機纖維具有約1.5至約10、在一些實施例中為約2至約8且在一些實施例中為約3至約5之縱橫比(亦即,橫截面寬度除以橫截面厚度)。該等無機纖維可(例如)具有約1至約50微米、在一些實施例中為約5至約50微米且在一些實施例中為約10至約35微米之標稱寬度。該等纖維亦可具有約0.5至約30微米、在一些實施例中為約1至約20微米且在一些實施例中為約3至約15微米之標稱厚度。另外,無機纖維可具有窄大小分佈。亦即,至少約60體積%之纖維、在一些實施例中為至少約70體積%之纖維且在一些實施例中為至少約80體積%之纖維可具有在上文所提到之範圍內之寬度及/或厚度。在模製部件中,玻璃纖維之體積平均長度可為約10至約500微米、在一些實施例
中為約100至約400微米且在一些實施例中為約150至約350微米。
通常可使用各種不同類型之無機纖維中之任一者,諸如,衍生自以下各者之彼等無機纖維:玻璃;矽酸鹽,諸如,島狀矽酸鹽、雙矽酸鹽、鏈狀矽酸鹽(例如,諸如矽灰石之鏈狀矽酸鈣、諸如透閃石之鏈狀矽酸鈣鎂、諸如陽起石之鏈狀矽酸鈣鎂鐵、諸如直閃石之鏈狀矽酸鎂鐵等)、頁矽酸鹽(例如,諸如坡縷石之頁矽酸鋁);網矽酸鹽等;硫酸鹽,諸如,硫酸鈣(例如,脫水或無水石膏);礦棉(例如,岩石或渣棉)等。玻璃纖維尤其適合用於本發明中,諸如,由E-玻璃、A-玻璃、C-玻璃、D-玻璃、AR-玻璃、R-玻璃、S1-玻璃、S2-玻璃等以及其混合物形成之彼等玻璃纖維。視需要,玻璃纖維可具備上漿劑或其他塗層,如此項技術中所知。
應理解,本發明之相對扁平無機纖維亦可結合其他類型之無機纖維(例如,圓形纖維)而使用。當結合地使用時,無機纖維之總量之範圍通常為聚合物組合物之約15wt.%至約70wt.%、在一些實施例中為約25wt.%至約65wt.%且在一些實施例中為約40wt.%至約60wt.%。
除了聚伸芳基硫化物、二硫化合物及無機纖維以外,聚合物組合物亦可含有各種其他不同組份以幫助改良其整體屬性。在一個實施例中,舉例而言,聚合物組合物可含有有機矽烷偶合劑以甚至進一步增強模製部件之機械屬性。當使用時,此等有機矽烷偶合劑通常構成聚合物組合物之約0.01wt.%至約3wt.%、在一些實施例中為約0.02wt.%至約1wt.%且在一些實施例中為約0.05wt.%至約0.5wt.%。
偶合劑可(例如)為如此項技術中所知之任何烷氧基矽烷偶合劑,諸如,乙烯基烷氧基矽烷、環氧基烷氧基矽烷、胺基烷氧基矽烷、巰基烷氧基矽烷,及其組合。在一個實施例中,舉例而言,有機矽烷化
合物可具有以下通式:R5-Si-(R6)3,其中,R5為硫化物基團(例如,-SH)、含有1至10個碳原子之硫化烷基(例如,巰丙基、巰乙基、巰丁基等)、含有2至10個碳原子之硫化烯基、含有2至10個碳原子之硫化炔基、胺基(例如,NH2)、含有1至10個碳原子之胺烷基(例如,胺甲基、胺乙基、胺丙基、胺丁基等)、含有2至10個碳原子之胺烯基、含有2至10個碳原子之胺炔基等;R6為具有1至10個碳原子之烷氧基,諸如,甲氧基、乙氧基、丙氧基等。
可包括於混合物中之有機矽烷化合物之一些代表性實例包括巰丙基三甲氧基矽烷、巰丙基三乙氧基矽烷、胺丙基三乙氧基矽烷、胺乙基三乙氧基矽烷、胺丙基三甲氧基矽烷、胺乙基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙炔基三甲氧基矽烷、乙炔基三乙氧基矽烷、胺乙基胺丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三乙氧基矽烷、3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基甲基二甲氧基矽烷或3-胺丙基甲基二乙氧基矽烷、N-(2-胺乙基)-3-胺丙基三甲氧基矽烷、N-甲基-3-胺丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-3-胺丙基三甲氧基矽烷、雙(3-胺丙基)四甲氧基矽烷、雙(3-胺丙基)四乙氧基二矽氧烷、γ-胺丙基三甲氧基矽烷、γ-胺丙基三乙氧基矽烷、γ-胺丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-胺丙基甲基二乙氧基矽烷、N-(β-胺乙基)-γ-胺丙基三甲氧基矽烷、N-苯基-γ-胺丙基三甲氧基矽烷、γ-二烯丙基胺丙基三甲氧基矽烷等,以及其組合。尤其適合之有機矽烷化合物為3-胺丙基三乙氧基矽烷及3-巰丙基三甲氧基矽烷。
可用以改良組合物之機械屬性之另一適合之添加劑為抗衝擊改質劑。當使用時,抗衝擊改質劑通常構成聚合物組合物之約1wt.%至
約40wt.%、在一些實施例中為約2wt.%至約30wt.%且在一些實施例中為約3wt.%至約25wt.%。適合的抗衝擊改質劑之實例可包括(例如)聚環氧化物、聚胺基甲酸酯、聚丁二烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚矽氧烷、聚醯胺、嵌段共聚物(例如,聚醚-聚醯胺嵌段共聚物)等,以及其混合物。
在一個特定實施例中,抗衝擊改質劑可包括每分子含有至少兩個環氧乙烷環之聚環氧化物。聚環氧化物可為含有末端環氧基、骨架環氧乙烷單元及/或側接環氧基之直鏈或分支鏈均聚物或共聚物(例如,無規、接枝、嵌段等)。用以形成此等聚環氧化物之單體可變化。在一個特定實施例中,舉例而言,聚環氧化物改質劑含有至少一個環氧基-官能(甲基)丙烯酸單體組份。術語「(甲基)丙烯酸」包括丙烯酸單體及甲基丙烯酸單體,以及其鹽或酯,諸如,丙烯酸酯單體及甲基丙烯酸酯單體。適合的環氧基-官能(甲基)丙烯酸單體可包括但不限於含有1,2-環氧基之彼等單體,諸如,丙烯酸縮水甘油酯及甲基丙烯酸縮水甘油酯。其他適合的環氧基-官能單體包括烯丙基縮水甘油醚、乙基丙烯酸縮水甘油酯及衣康酸縮水甘油酯。
視需要,亦可在聚環氧化物中使用額外單體以幫助達成所要熔體黏度。此等單體可變化,且包括(例如)酯單體、(甲基)丙烯酸單體、烯烴單體、醯胺單體等。在一個特定實施例中,舉例而言,聚環氧化物改質劑包括至少一個直鏈或分支鏈α-烯烴單體,諸如,具有2至20個碳原子且較佳地為2至8個碳原子之彼等單體。特定實例包括:乙烯、丙烯、1-丁烯;3-甲基-1-丁烯;3,3-二甲基-1-丁烯;1-戊烯;具有一或多個甲基、乙基或丙基取代基之1-戊烯;具有一或多個甲基、乙基或丙基取代基之1-己烯;具有一或多個甲基、乙基或丙基取代基之1-庚烯;具有一或多個甲基、乙基或丙基取代基之1-辛烯;具有一或多個甲基、乙基或丙基取代基之1-壬烯;經乙基、甲基或二甲
基取代之1-癸烯;1-十二烯;及苯乙烯。尤其需要的α-烯烴共聚單體為乙烯及丙烯。在本發明之一個尤其合乎需要之實施例中,聚環氧化物改質劑為由環氧基-官能(甲基)丙烯酸單體組份及α-烯烴單體組份形成之共聚物。舉例而言,聚環氧化物改質劑可為聚(乙烯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)。可在本發明中使用之適合的聚環氧化物改質劑之一個特定實例可以Lotader® AX8840之名稱購自Arkema。Lotader® AX8950具有5g/10min之熔體流動速率,且具有8wt.%之甲基丙烯酸縮水甘油酯單體含量。
在又一實施例中,抗衝擊改質劑可包括嵌段共聚物,在該嵌段共聚物中,至少一個相係由在室溫下硬但在加熱後就為流體之材料製成,且另一相為在室溫下為類橡膠之較軟材料。舉例而言,嵌段共聚物可具有A-B或A-B-A嵌段共聚物重複結構,其中A表示硬片段且B為軟片段。具有A-B重複結構之抗衝擊改質劑之非限制性實例包括聚醯胺/聚醚、聚碸/聚二甲基矽氧烷、聚胺基甲酸酯/聚酯、聚胺基甲酸酯/聚醚、聚酯/聚醚、聚碳酸酯/聚二甲基矽氧烷,及聚碳酸酯/聚醚。三嵌段共聚物可同樣地含有聚苯乙烯作為硬片段,且含有聚丁二烯、聚異戊二烯或聚乙烯-共-丁烯中之任一者作為軟片段。類似地,可使用苯乙烯丁二烯重複共聚物,以及聚苯乙烯/聚異戊二烯重複聚合物。在一個特定實施例中,嵌段共聚物可具有聚醯胺及聚醚之交替嵌段。此等材料可(例如)以PebaxTM之商品名稱購自Atofina。聚醯胺嵌段可衍生自二酸組份及二胺組份之共聚物,或可藉由環狀內醯胺之均聚合而製備。聚醚嵌段可衍生自環醚之均聚物或共聚物,該環醚諸如環氧乙烷、環氧丙烷及四氫呋喃。
亦可在聚合物組合物中使用顆粒填充劑。當使用時,顆粒填充劑通常構成聚合物組合物之約5wt.%至約60wt.%、在一些實施例中為約10wt.%至約50wt.%且在一些實施例中為約15wt.%至約45
wt.%。如此項技術中所知,可使用各種類型之顆粒填充劑。舉例而言,黏土礦物可尤其適合用於本發明中。此等黏土礦物之實例包括(例如)滑石(Mg3Si4O10(OH)2)、多水高嶺土(Al2Si2O5(OH)4)、高嶺土(Al2Si2O5(OH)4)、伊萊石((K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)])、微晶高嶺土(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2˙nH2O)、蛭石((MgFe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2˙4H2O)、坡縷石((Mg,Al)2Si4O10(OH)˙4(H2O))、葉蠟石(Al2Si4O10(OH)2)等,以及其組合。代替黏土礦物或除了黏土礦物以外,亦可使用又其他礦物填充劑。舉例而言,亦可使用其他適合的矽酸鹽填充劑,諸如,矽酸鈣、矽酸鋁、雲母、矽藻土、矽灰石等。舉例而言,雲母可為用於本發明中之尤其適合之礦物。存在具有顯著地質產狀差異之若干化學相異雲母物種,但其皆具有基本上相同晶體結構。如本文中所使用,術語「雲母」意在通常包括此等物種中之任一者,諸如,白雲母(KAl2(AlSi3)O10(OH)2)、黑雲母(K(Mg,Fe)3(AlSi3)O10(OH)2)、金雲母(KMg3(AlSi3)O10(OH)2)、鋰雲母(K(Li,Al)2-3(AlSi3)O10(OH)2)、海綠石(K,Na)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10(OH)2)等,以及其組合。
視需要,亦可使用晶核生成劑以進一步增強組合物之結晶屬性。此晶核生成劑之一個實例為無機結晶化合物,諸如,含硼化合物(例如,氮化硼、四硼酸鈉、四硼酸鉀、四硼酸鈣等)、鹼土金屬碳酸鹽(例如,碳酸鈣鎂)、氧化物(例如,氧化鈦、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、三氧化銻等)、矽酸鹽(例如,滑石、矽酸鈉鋁、矽酸鈣、矽酸鎂等)、鹼土金屬鹽(例如,碳酸鈣、硫酸鈣等)等。氮化硼(BN)已被發現為在用於本發明之聚合物組合物中時尤其有益。氮化硼以各種不同結晶形式(例如,h-BN-六方晶、c-BN-立方晶或閃鋅礦,及w-BN-纖鋅礦)存在,該等形式中之任一者通常可用於本發明中。六角結晶形式歸因於其穩定性及軟度而尤其適合。
亦可在聚合物組合物中使用潤滑劑,該等潤滑劑能夠在無實質分解之情況下耐受聚(伸芳基硫化物)之處理條件(通常為約290℃至約320℃)。此等潤滑劑之例示者包括脂肪酸酯、其鹽、酯、脂肪酸醯胺、有機磷酸酯,及在工程設計塑膠材料之處理中常用作潤滑劑之類型之烴蠟,包括其混合物。適合的脂肪酸通常具有約12至約60個碳原子之主鏈碳鏈,諸如,肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸(arachic acid)、褐煤酸、十八烯酸(octadecinic acid)、帕里拉油酸(parinric acid)等。適合的酯包括脂肪酸酯、脂肪醇酯、蠟酯、甘油酯、二醇酯及複合酯。脂肪酸醯胺包括脂肪酸伯醯胺、脂肪酸仲醯胺、亞甲基雙醯胺及伸乙基雙醯胺及鏈烷醇醯胺,諸如(例如),棕櫚酸醯胺、硬脂酸醯胺、油酸醯胺、N,N'-伸乙基雙硬脂醯胺等。脂肪酸之金屬鹽(諸如,硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂等)、烴蠟(包括石蠟、聚烯烴蠟及經氧化的聚烯烴蠟,及微晶蠟)亦係適合的。尤其適合之潤滑劑為硬脂酸的酸、鹽或醯胺,諸如,四硬脂酸季戊四醇酯、硬脂酸鈣或N,N'-伸乙基雙硬脂醯胺。當使用時,該(該等)潤滑劑通常構成聚合物組合物之約0.05wt.%至約1.5wt.%且在一些實施例中為約0.1wt.%至約0.5wt.%。
視需要,亦可在聚合物組合物中使用其他聚合物以供結合聚伸芳基硫化物而使用。當使用時,此等額外聚合物通常構成聚合物組合物之約0.1wt.%至約30wt.%、在一些實施例中為約0.5wt.%至約20wt.%且在一些實施例中為約1wt.%至約10wt.%。可使用各種聚合物中之任一者,諸如,聚醯亞胺、聚醯胺、聚醚醯亞胺、聚伸芳基酮醚、聚酯等。在一個特定實施例中,可使用液晶聚合物。術語「液晶聚合物」通常係指可擁有類棒體結構之聚合物,該類棒體結構允許該聚合物在其熔融狀態(例如,熱致向列狀態)下展現液晶行為。聚合物可含有芳族單元(例如,芳族聚酯、芳族聚酯醯胺等),使得聚合物為
全芳族的(例如,僅含有芳族單元)或部分芳族的(例如,含有芳族單元及其他單元,諸如,環脂族單元)。液晶聚合物通常在其可擁有類棒體結構且在其熔融狀態(例如,熱致向列狀態)下展現結晶行為之程度上被分類為「熱致」。因為熱致液晶聚合物在熔融狀態下形成有序相,所以其可具有相對低剪切黏度且因此有時充當用於聚伸芳基硫化物之助流劑。液晶聚合物亦可有助於進一步改良聚合物組合物之某些機械屬性。
如此項技術中所知,液晶聚合物可由一或多種類型之重複單元形成。液晶聚合物可(例如)含有一或多個芳族酯重複單元,其量通常為該聚合物之約60mol.%至約99.9mol.%、在一些實施例中為約70mol.%至約99.5mol.%且在一些實施例中為約80mol.%至約99mol.%。適合用於本發明中之芳族酯重複單元之實例可包括(例如)芳族二羧基重複單元、芳族羥基羧基重複單元,以及其各種組合。
舉例而言,可使用衍生自諸如以下各者之芳族二羧酸之芳族二羧基重複單元:對苯二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、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'-二羧基聯苯基、雙(4-羧基苯基)醚、雙(4-羧基苯基)丁烷、雙(4-羧基苯基)乙烷、雙(3-羧基苯基)醚、雙(3-羧基苯基)乙烷等,以及其烷基、烷氧基、芳基及鹵素取代基,及其組合。尤其適合之芳族二羧酸可包括(例如)對苯二甲酸(「TA」)、間苯二甲酸(「IA」),及2,6-萘二羧酸(「NDA」)。當使用時,衍生自芳族二羧酸(例如IA、TA及/或NDA)之重複單元通常構成聚合物之約0.5mol.%至約50mol.%、在一些實施例中為約1mol.%至約30mol.%且在一些實施例中為約5mol.%至約20%。
亦可使用衍生自諸如以下各者之芳族羥基羧酸之芳族羥基羧基重複單元:4-羥基苯甲酸、4-羥基-4'-聯苯羧酸、2-羥基-6-萘甲酸、2-
羥基-5-萘甲酸、3-羥基-2-萘甲酸、2-羥基-3-萘甲酸、4'-羥基苯基-4-苯甲酸、3'-羥基苯基-4-苯甲酸、4'-羥基苯基-3-苯甲酸等,以及其烷基、烷氧基、芳基及鹵素取代基,及其組合。尤其適合之芳族羥基羧酸為4-羥基苯甲酸(「HBA」)及6-羥基-2-萘甲酸(「HNA」)。當使用時,衍生自羥基羧酸(例如,HBA及/或HNA)之重複單元通常構成聚合物之約20mol.%至約85mol.%、在一些實施例中為約40mol.%至約80mol.%且在一些實施例中為約50mol.%至約75%。
亦可在聚合物中使用其他重複單元。在某些實施例中,舉例而言,可使用衍生自芳族二醇之重複單元,諸如,對苯二酚、間苯二酚、2,6-二羥基萘、2,7-二羥基萘、1,6-二羥基萘、4,4'-二羥基聯苯(或4,4'-聯苯酚)、3,3'-二羥基聯苯、3,4'-二羥基聯苯、4,4'-二羥基聯苯醚、雙(4-羥基苯基)乙烷、4,4'-二羥基聯苯碸等,以及其烷基、烷氧基、芳基及鹵素取代基,及其組合。尤其適合之芳族二醇可包括(例如)對苯二酚(「HQ」)及4,4'-聯苯酚(「BP」)。當使用時,衍生自芳族二醇(例如,HQ及/或BP)之重複單元通常構成聚合物之約1mol.%至約35mol.%、在一些實施例中為約2mol.%至約30mol.%且在一些實施例中為約5mol.%至約25%。亦可使用諸如衍生自以下各者之彼等重複單元的重複單元:芳族醯胺(例如,乙醯胺苯酚(「APAP」))及/或芳族胺(例如,4-胺基苯酚(「AP」)、3-胺基苯酚、1,4-苯二胺、1,3-苯二胺、4,4'-二胺基聯苯碸等)。當使用時,衍生自芳族醯胺(例如,APAP)及/或芳族胺(例如,AP)之重複單元通常構成聚合物之約0.1mol.%至約20mol.%、在一些實施例中為約0.5mol.%至約15mol.%且在一些實施例中為約1mol.%至約10%。亦應理解,各種其他單體重複單元可併入至聚合物中。舉例而言,在某些實施例中,聚合物可含有衍生自非芳族單體之一或多個重複單元,諸如,脂族或環脂族羥基羧酸、二羧酸、二醇、醯胺、胺類等。當然,在其他實施例
中,聚合物可為「全芳族的」,此在於:其缺乏衍生自非芳族(例如,脂族或環脂族)單體之重複單元。
可包括於組合物中之又其他組份可包括(例如)抗菌劑、顏料(例如,炭黑)、抗氧化劑、穩定劑、界面活性劑、蠟、助流劑、固體溶劑、阻燃劑,及經添加以增強屬性及可處理性之其他材料。
如此項技術中所知,聚伸芳基硫化物、二硫化合物、無機玻璃纖維及其他任選添加劑被組合之方式可變化。舉例而言,可將材料同時或依次供應至分散式地摻合該等材料之熔體處理裝置。可使用分批及/或連續熔體處理技術。舉例而言,可利用混煉機/捏合機、班伯里(Banbury)混煉機、法勞(Farrel)連續混煉機、單螺桿擠壓機、雙螺桿擠壓機、輥磨機等來摻合及熔體處理該等材料。一種尤其適合之熔體處理裝置為共旋轉雙螺桿擠壓機(例如,Leistritz共旋轉完全嚙合雙螺桿擠壓機)。此等擠壓機可包括進料通口及排氣通口,且提供高強度分佈式及分散式混合。舉例而言,可將聚伸芳基硫化物、二硫化合物及無機纖維進料至雙螺桿擠壓機之相同或不同進料通口,且進行熔體摻合以形成實質上均質熔融混合物。熔體摻合可在高剪切/壓力及熱下發生以確保充分分散。舉例而言,熔體處理可在約50℃至約500℃且在一些實施例中為約100℃至約250℃之溫度下發生。同樣地,在熔體處理期間之視剪切速率之範圍可為約100秒-1至約10,000秒-1且在一些實施例中為約500秒-1至約1,500秒-1。當然,亦可控制其他變數(諸如,在熔體處理期間之滯留時間,其與產出率成反比)以達成所要程度之均質性。
視需要,可在熔體處理單元之混合區段內使用一或多個分佈式及/或分散式混合元件。適合的分佈式混煉機可包括(例如)Saxon、Dulmage、Cavity Transfer混煉機等。同樣地,適合的分散式混煉機可
包括Blister環、Leroy/Maddock、CRD混煉機等。如此項技術中所熟知,可藉由在機筒中使用產生聚合物熔體之摺疊及再定向的銷而進一步強力地增加混合,該等銷係諸如在Buss Kneader擠壓機、Cavity Transfer混煉機及Vortex Intermeshing Pin混煉機中使用之彼等銷。亦可控制螺桿之速度以改良組合物之特性。舉例而言,螺桿速度可為約400rpm或更小,在一個實施例中諸如介於約200rpm與約350rpm之間,或介於約225rpm與約325rpm之間。在一個實施例中,可使混配條件平衡,以便提供展現改良型衝擊屬性及拉伸屬性之聚合物組合物。舉例而言,混配條件可包括用以提供適度、中等或強力螺桿條件之螺桿設計。舉例而言,系統可具有適度強力之螺桿設計,其中螺桿在螺桿之下游半部上具有一個單熔融區段,其旨在用於平緩熔融及分佈式熔體均質化。中等強力之螺桿設計可在填充劑進料機筒上游具有較強熔融區段,其更多地集中於較強分散式元件上以達成均一熔融。另外,該螺桿設計可在下游具有另一平緩混合區段以混合填充劑。儘管此區段較弱,但其仍可增加螺桿之剪切強度,以使螺桿相比於適度強力之設計整體上較強。高度強力之螺桿設計可具有三者中之最強剪切強度。主要熔融區段可由高度分散式捏合塊體之長陣列組成。下游混合區段可利用分佈式及密集分散式元件之混合以達成所有類型之填充劑之均一分散。高度強力之螺桿設計之剪切強度可顯著地高於其他兩個設計。在一個實施例中,系統可包括具有相對適度之螺桿速度(例如,介於約200rpm與約300rpm之間)的中等至強力螺桿設計。
不管該等螺桿設計被組合在一起之方式,本發明者已發現,聚合物組合物可擁有相對低熔體黏度,此情形允許聚合物組合物容易地在部件之生產期間流動至模腔中。舉例而言,組合物可具有約8,000泊或更小、在一些實施例中為約7,000泊或更小、在一些實施例中為約200泊至約6,000泊、在一些實施例中為約500泊至約5,500泊且在一
些實施例中為約1,000泊至約5,000泊之熔體黏度,如藉由毛細管流變儀在約310℃之溫度及1200秒-1之剪切速率下所測定。尤其是,此等黏度屬性可允許組合物容易地模製為具有小尺寸之部件。
如上文所提到,可不太難地將相對高分子量聚伸芳基硫化物進料至擠壓機。舉例而言,此等高分子量聚伸芳基硫化物可具有約14,000克/莫耳(「g/mol」)或更大、在一些實施例中為約15,000g/mol或更大且在一些實施例中為約16,000g/mol至約60,000g/mol之數目平均分子量,以及約35,000g/mol或更大、在一些實施例中為約50,000g/mol或更大且在一些實施例中為約60,000g/mol至約90,000g/mol之重量平均分子量,如使用下文所描述之凝膠滲透層析法所測定。在熔體處理之前及之後,此等高分子量聚合物通常具有低含氯量。舉例而言,如上文所提到,聚合物組合物可具有約1200ppm或更小、在一些實施例中為約900ppm或更小、在一些實施例中為0至約600ppm且在一些實施例中為約1至約500ppm之含氯量。
此外,聚合物組合物之結晶溫度(在模製之前)可為約250℃或更小、在一些實施例中為約100℃至約245℃且在一些實施例中為約150℃至約240℃。聚合物組合物之熔融溫度之範圍亦可為約250℃至約320℃且在一些實施例中為約260℃至約300℃。如此項技術中所熟知,可使用差示掃描熱量測定而根據ISO測試第11357號來測定熔融溫度及結晶溫度。即使在此等熔融溫度下,負載下偏轉溫度(「DTUL」)(短期耐熱性之度量)對熔融溫度之比率仍可保持相對高。舉例而言,該比率之範圍可為約0.65至約1.00、在一些實施例中為約0.70至約0.99且在一些實施例中為約0.80至約0.98。特定DTUL值之範圍可(例如)為約200℃至約300℃、在一些實施例中為約230℃至約290℃且在一些實施例中為約250℃至約280℃。此等高DTUL值可尤其允許使用在製造具有小尺寸公差之組件期間常常使用之高速製程。
所得模製部件亦已被發現為擁有極佳機械屬性。舉例而言,本發明者已發現,可藉由使用本發明之相對扁平無機纖維而顯著地改良該部件之衝擊強度,此情形在形成小部件時係有用的。該部件可(例如)擁有在23℃下根據ISO測試第180號(技術上等效於ASTM D256,方法A)而量測的約5kJ/m2或更大、在一些實施例中為約8至約40kJ/m2且在一些實施例中為約10至約30kJ/m2之伊佐德氏(Izod)缺口衝擊強度。儘管具有低熔體黏度及高衝擊強度,但本發明者亦已發現,拉伸及撓曲機械屬性未受到不利地影響。舉例而言,模製部件可展現:約20至約500MPa、在一些實施例中為約50至約400MPa且在一些實施例中為約100至約350MPa之拉伸強度;約0.5%或更大、在一些實施例中為約0.6%至約10%且在一些實施例中為約0.8%至約3.5%之拉伸斷裂應變;及/或約3,000MPa至約30,000MPa、在一些實施例中為約4,000MPa至約25,000MPa且在一些實施例中為約5,000MPa至約22,000MPa之拉伸模數。可在23℃下根據ISO測試第527號(技術上等效於ASTM D638)來測定拉伸屬性。該部件亦可展現:約20至約500MPa、在一些實施例中為約50至約400Mpa且在一些實施例中為約100至約350MPa之撓曲強度;約0.5%或更大、在一些實施例中為約0.6%至約10%且在一些實施例中為約0.8%至約3.5%之撓曲斷裂應變;及/或約3,000MPa至約30,000MPa、在一些實施例中為約4,000MPa至約25,000MPa且在一些實施例中為約5,000MPa至約22,000MPa之撓曲模數。可在23℃下根據ISO測試第178號(技術上等效於ASTM D790)來測定撓曲屬性。模製部件亦可展現相對低翹曲度,其可藉由如本文中所描述之扁平度值測試而量化。更特定言之,該部件之扁平度值可為約0.6毫米或更小、在一些實施例中為約0.4毫米或更小且在一些實施例中為約0.01至約0.2毫米。
如上文所指示,聚合物組合物經模製成用於可攜式電子裝置中之部件,諸如,外殼。可使用各種模製技術,諸如,射出模製、壓縮模製、奈米模製(nanomolding)、包覆模製等。舉例而言,如此項技術中所知,射出模製可在兩個主要階段中發生,亦即,射出階段及保持階段。在射出階段期間,運用熔融聚合物組合物來完全地填充模腔。在完成射出階段之後起始保持階段,其中控制保持壓力以將額外材料包裝至空腔中且補償在冷卻期間發生之體積收縮。在已建置丸粒(shot)之後,接著可使其冷卻。一旦完成冷卻,就在鑄模敞開且部件被頂出(諸如,在鑄模內之頂出銷之協助下)時完成模製循環。
通常可在本發明中使用任何適合之射出模製設備。舉例而言,參看圖1,展示可在本發明中使用之射出模製器件或工具10之一個實施例。在此實施例中,器件10包括第一鑄模基座12及第二鑄模基座14,該等基座一起界定物品或組件界定模腔16。模製器件10亦包括自第一鑄模半部12之外部表面20通過注道22延伸至模腔16之樹脂流動路徑。樹脂流動路徑亦可包括流道及閘,流道及閘兩者係出於簡單性之目的而未圖示。可使用各種技術將聚合物組合物供應至樹脂流動路徑。舉例而言,可將聚合物組合物供應(例如,以丸粒之形式)至附接至擠壓機機筒之進料斗,該擠壓機機筒含有旋轉螺桿(未圖示)。隨著螺桿旋轉,丸粒向前移動且經歷壓力及摩擦,此情形產生熱以使丸粒熔融。亦可藉由與擠壓機機筒連通之加熱介質將額外熱供應至組合物。亦可使用一或多個頂出銷24,其可滑動地固定於第二鑄模半部14內以在器件10之閉合位置中界定模腔16。頂出銷24以熟知方式而操作以在模製器件10之敞開位置中自模腔16移除模製部件。亦可提供冷卻機構以使模腔內之樹脂凝固。舉例而言,在圖1中,鑄模基座12及14各自包括一或多個冷卻管線18,冷卻介質流動通過該等冷卻管線以向鑄模基座之表面賦予所要鑄模溫度以用於使熔融材料凝固。鑄模溫度
可為約50℃至約150℃、在一些實施例中為約60℃至約140℃且在一些實施例中為約70℃至約130℃。
不管所使用之模製技術,已發現,本發明之聚合物組合物尤其良好地適於薄模製部件,該聚合物組合物可擁有高可流動性、低含氯量及良好機械屬性之獨特組合。舉例而言,該部件可具有約100毫米或更小、在一些實施例中為約50毫米或更小、在一些實施例中為約100微米至約10毫米且在一些實施例中為約200微米至約1毫米之厚度。視需要,聚合物亦可與金屬組件整合或層疊至金屬組件以形成複合結構。此情形可使用各種技術而實現,諸如,藉由將聚合物組合物奈米模製至金屬組件之一部分或整個表面上,使得聚合物組合物形成黏著至金屬組件之樹脂組件。金屬組件可含有各種不同金屬中之任一者,諸如,鋁、不鏽鋼、鎂、鎳、鉻、銅、鈦及其合金。歸因於聚合物組合物之獨特屬性,聚合物組合物可藉由在金屬組件之表面壓痕或孔隙內及/或周圍流動而黏著至金屬組件。為了改良黏著,可視情況預處理金屬組件以增加表面壓痕程度及表面積。此情形可使用機械技術(例如,噴砂、研磨、擴口、衝壓、模製等)及/或化學技術(例如,蝕刻、陽極氧化等)而實現。舉例而言,用於對金屬表面進行陽極氧化之技術在Lee等人之美國專利第7,989,079號中得以更詳細地描述。除了預處理表面以外,亦可在接近於但低於聚合物組合物之熔融溫度之溫度下預加熱金屬組件。此情形可使用各種技術(諸如,接觸式加熱、輻射氣體加熱、紅外線加熱、對流或強制對流空氣加熱、感應加熱、微波加熱,或其組合)而實現。無論如何,通常將聚合物組合物注入至含有視情況經預加熱之金屬組件之鑄模中。一旦形成為所要形狀,就允許複合結構冷卻,使得樹脂組件變得牢固地黏著至金屬組件。
如所提到,各種裝置可使用根據本發明而形成之模製部件。一
種此類裝置為可攜式電子裝置,其可含有包括根據本發明而形成之模製部件之框架或外殼。可在外殼中使用此模製部件或使用此模製部件作為其外殼之可攜式電子裝置之實例包括(例如)行動電話、可攜式電腦(例如,膝上型電腦、筆記型電腦、平板電腦等)、腕錶裝置、耳機及聽筒裝置、具有無線通信能力之媒體播放器、手持型電腦(有時亦稱為個人數位助理)、遠端控制器、全球定位系統(GPS)裝置、手持型博弈裝置、攝影機模組、積體電路(例如,SIM卡)等。無線可攜式電子裝置尤其適合。此等裝置之實例可包括有時被稱為「超可攜式電腦(ultraportable)」類型的膝上型電腦或小型可攜式電腦。在一種適合之配置中,可攜式電子裝置可為手持型電子裝置。該裝置亦可為組合多個習知裝置之功能性之混合式裝置。混合式裝置之實例包括:包括媒體播放器功能性之行動電話;包括無線通信能力之博弈裝置;包括博弈及電子郵件功能之行動電話;及接收電子郵件、支援行動電話呼叫、具有音樂播放器功能性且支援網頁瀏覽之手持型裝置。
參看圖2至圖3,可攜式電子裝置100之一個特定實施例被展示為可攜式電腦。電子裝置100包括顯示構件103,諸如,液晶二極體(LCD)顯示器、有機發光二極體(OLED)顯示器、電漿顯示器,或任何其他適合之顯示器。在所說明實施例中,該裝置呈膝上型電腦之形式,且因此,顯示構件103可旋轉地耦接至基座構件106。然而,應理解,在其他實施例中,諸如,當裝置呈平板可攜式電腦之形式時,基座構件106係任選的且可被移除。無論如何,在圖2至圖3所展示之實施例中,顯示構件103及基座構件106各自分別含有外殼86及88以用於保護及/或支撐電子裝置100之一或多個組件。外殼86可(例如)支撐顯示螢幕120,且基座構件106可包括用於各種使用者介面組件(例如,鍵盤、滑鼠,及與其他周邊裝置之連接)之空腔及介面。雖然未明確地展示,但裝置100亦可含有如此項技術中所知之電路系統,諸如,
儲存器、處理電路系統及輸入-輸出組件。電路系統中之無線收發器電路系統可用以傳輸及接收射頻(RF)信號。諸如同軸通信路徑及微帶通信路徑之通信路徑可用以在收發器電路系統與天線結構之間傳送射頻信號。通信路徑可用以在天線結構與電路系統之間傳送信號。通信路徑可為(例如)連接於RF收發器(有時被稱為無線電)與多頻帶天線之間的同軸電纜。
儘管本發明之模製部件通常可用於電子裝置100之任何部分中,但其通常用以形成外殼86及/或88之全部或部分。舉例而言,當裝置為平板可攜式電腦時,可不存在外殼88,且聚合物組合物可用以形成外殼86之全部或部分。無論如何,歸因於由本發明達成之獨特屬性,該(該等)外殼或該(該等)外殼之特徵可經模製為具有極小厚度,諸如在上文所提到之範圍內。
雖然以上描述大體上係關於可攜式電子裝置,但應理解,本發明之聚合物組合物及/或模製部件可用於多種不同類型之產品中。舉例而言,聚合物組合物可用於諸如以下各者之組件中:軸承、電感測器、線圈(例如,試筆線圈、點火線圈等)、夾具(例如,軟管夾具)、閥、電容器、開關、電連接器、印表機部件、泵(例如,齒輪泵、泵葉輪、泵外殼等)、儀錶板、管道、軟管等。聚合物組合物亦可用以形成纖維、纖維性織物、膠帶、膜,及其他類型之擠出物品(若如此需要)。
可參考以下實例來較好地理解本發明。
分子量:可使用Polymer Labs GPC-220尺寸排外層析法來分析樣本。可藉由安裝於戴爾(Dell)電腦系統上之精密偵測器軟體來控制器具。可使用精密偵測器軟體來執行光散射資料之分析,且使用Polymer Labs Cirrus軟體來進行習知GPC分析。GPC-220可含有三個
Polymer Labs PLgel 10μm MIXED-B管柱,其使氯萘作為溶劑在220℃下以1ml/min之流動速率而流動。GPC可含有三個偵測器:精密偵測器PD2040(靜態光散射);Viscotek 220差示黏度計;及Polymer Labs折射計。為了使用RI信號來分析分子量及分子量分佈,可使用一組聚苯乙烯標準且標繪校準曲線來校準器具。
熔體黏度:可將熔體黏度測定為掃描剪切速率黏度,且根據ISO測試第11443號(技術上等效於ASTM D3835)在1200s-1之剪切速率下及在約316℃之溫度下使用Dynisco 7001毛細管流變儀來測定熔體黏度。流變儀孔口(模具)可具有1mm之直徑、20mm之長度、20.1之L/D比率及180°之入口角。機筒之直徑可為9.55mm+0.005mm,且棒體之長度為233.4mm。
拉伸模數、拉伸應力及拉伸伸長率:可根據ISO測試第527號(技術上等效於ASTM D638)來測試拉伸屬性。可對具有80mm之長度、10mm之厚度及4mm之寬度之同一試條樣本進行模數及強度量測。測試溫度可為23℃,且測試速度可為5mm/min。
撓曲模數、撓曲應力及撓曲應變:可根據ISO測試第178號(技術上等效於ASTM D790)來測試撓曲屬性。可對64mm支撐跨距執行此測試。可對未切割之ISO 3167多用途棒之中心部分執行測試。測試溫度可為23℃,且測試速度可為2mm/min。
伊佐德氏缺口衝擊強度:可根據ISO測試第180號(技術上等效於ASTM D256,方法A)來測試缺口伊佐德氏屬性。可使用A型缺口來執行此測試。可使用單齒銑床自多用途棒之中心切割試樣。測試溫度可為23℃。
負載下偏轉溫度(「DTUL」):可根據ISO測試第75-2號(技術上等效於ASTM D648-07)來測定負載下偏轉溫度。可使具有80mm之長度、10mm之厚度及4mm之寬度的試條樣本經受沿邊三點彎曲測試,
其中經指定負載(最大外部纖維應力)為1.8MPa。可將試樣降低至溫度可以2℃/分鐘升高之矽酮油浴中,直至其偏轉0.25mm(對於ISO測試第75-2號為0.32mm)。
含氯量:可根據元素分析使用Parr炸彈燃燒法接著使用離子層析法來測定含氯量。
扁平度值:可使用OGP Smartscope Quest 300光學量測系統來量測試樣(80mm×80mm)之扁平度值。自對應於5mm、22.5mm、50mm、57.5mm及75mm之x,y位置開始,可橫越試樣採取XYZ量測。可使Z值正規化,使得最小z值對應於零高度。可將扁平度值計算為25個正規化z值之平均值。可針對每一測試來量測五(5)個試樣。
在具有25mm之直徑的Werner Pfleiderer ZSK 25共旋轉嚙合雙螺桿擠壓機中混合下文在表1中列出之組份。
標識「玻璃纖維1」係指可以910A-10C之名稱購自Owens Corning之圓形玻璃纖維(縱橫比為1),且標識「玻璃纖維2」係指可以CSG 3PA-830S之名稱購自Nittobo之扁平短切玻璃纖維束(縱橫比為4)。測試經擠出丸粒之含灰量及黏度。表2中提供結果。
亦在曼內斯曼德馬格(Mannesmann Demag)D100 NCII射出模製機上對丸粒進行射出模製,且測試丸粒之某些物理特性,如下文在表3中所提供。
如上表中所指示,與僅含有圓形玻璃纖維之樣本1至2相比較,含有二硫化合物(DTBA)及扁平玻璃纖維兩者之樣本3及4具有改良型可流動性、勁度及韌度。樣本3及4亦具有如藉由相對低扁平度值所指示之較低翹曲。
在具有25mm之直徑的Werner Pfleiderer ZSK 25共旋轉嚙合雙螺桿擠壓機中混合下文在表4中列出之組份。
樣本5、6及7之黏度分別為2,349泊、2,604泊及1,231泊。
在不脫離本發明之精神及範疇之情況下,一般熟習此項技術者
可實踐本發明之此等及其他修改及變化。此外,應理解,可全部地或部分地互換各種實施例之態樣。此外,一般熟習此項技術者將瞭解,前述描述僅作為實例,且並不意欲限制此等隨附申請專利範圍中如此進一步所描述之本發明。
Claims (19)
- 一種聚合物組合物,其包含聚伸芳基硫化物、二硫化合物及無機纖維,該等無機纖維具有約1.5至約10之縱橫比,其中該縱橫比係定義為該等纖維之橫截面寬度除以該等纖維之橫截面厚度,其中該聚伸芳基硫化物為直鏈聚苯硫醚。
- 如請求項1之聚合物組合物,其中該等無機纖維構成該聚合物組合物之約15wt.%至約70wt.%。
- 如請求項1之聚合物組合物,其中聚伸芳基硫化物構成該聚合物組合物之約25wt.%至約95wt.%,且二硫化合物構成該聚合物組合物之約0.01wt.%至約3wt.%。
- 如請求項1之聚合物組合物,其中該等無機纖維具有約1至約50微米之寬度及約0.5至約30微米之厚度。
- 如請求項1之聚合物組合物,其中該組合物具有如根據ISO測試第11443號在1200s-1之剪切速率下及在316℃之溫度下所測定的約200至約8,000泊之熔體黏度。
- 如請求項1之聚合物組合物,其中該聚合物組合物具有每百萬份約1至約1200份之含氯量。
- 如請求項1之聚合物組合物,其中該等無機纖維為玻璃纖維。
- 如請求項1之聚合物組合物,其中該二硫化合物為二苯基硫化物、二胺基二苯基二硫化物、3,3'-二胺基二苯基二硫化物、4,4'-二胺基二苯基二硫化物、二苄基二硫化物、2,2'-二硫代苯甲酸、二硫代乙醇酸、α,α'-二硫代二乳酸、β,β'-二硫代二乳酸、3,3'-二硫代聯吡啶、4,4'-二硫代嗎啉、2,2'-二硫代雙(苯并噻唑)、2,2'-二硫代雙(苯并咪唑)、2,2'-二硫代雙(苯并噁唑)、2-(4'-嗎啉基二硫)苯并噻唑,或其組合。
- 如請求項1之聚合物組合物,其進一步包含有機矽烷化合物。
- 如請求項1之聚合物組合物,其進一步包含抗衝擊改質劑、液晶聚合物,或其組合。
- 一種模製部件,其包含如請求項1至10中任一項之聚合物組合物。
- 如請求項11之模製部件,其中該部件具有根據ISO測試第180號在23℃之溫度下所量測的約5至約40kJ/m2之伊佐德氏缺口衝擊強度。
- 如請求項11或12之模製部件,其中該部件具有約0.01至約0.6毫米之扁平度值。
- 如請求項11或12之模製部件,其中該部件具有約1至約100毫米之厚度。
- 如請求項11或12之模製部件,其中該部件係經射出模製。
- 一種可攜式電子裝置,其包含如請求項11至15中任一項之模製部件。
- 如請求項16之可攜式電子裝置,其中該裝置含有包括該模製部件之外殼。
- 如請求項16或17之可攜式電子裝置,其中該裝置為行動電話、可攜式電腦、腕錶裝置、耳機或聽筒裝置、具有無線通信能力之媒體播放器、手持型電腦、遠端控制器、全球定位系統、手持型博弈裝置、攝影機模組,或其組合。
- 如請求項16或17之可攜式電子裝置,其中該裝置為膝上型電腦、平板電腦或行動電話。
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