TWI809011B - 用於相機模組之芳香族聚合物組合物 - Google Patents

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Abstract

提供一種聚合物組合物，其含有芳香族聚合物以及摩擦調配物(tribological formulation)。該聚合物組合物可展現較低程度之表面摩擦，其在使用含有該組合物之部件(例如，相機模組中)期間使表層剝落之程度降至最小。舉例而言，如根據VDA 230-206:2007測定，該聚合物組合物可展現約1.0或更小之動態摩擦係數且/或磨損深度可為約500微米或更小。

Description

用於相機模組之芳香族聚合物組合物
相機模組(或組件)常用於行動電話、膝上型電腦、數位相機、數位視訊相機等中。實例包括例如包括安裝至基底之載體的緊湊型相機模組、數位相機快門模組、數位相機之組件、遊戲相機、醫用相機、監測相機等。該等相機模組已變得更加複雜，且現趨於包括多個可動部件。在一些情況下，例如兩個緊湊型相機模組組合件可安裝於單個模組內以改良圖像品質(「雙相機」模組)。在其他情況下，可使用緊湊型相機模組之陣列。不考慮特定設計，因液晶聚合物具有高度取向之晶體結構，故而常在製造期間使用液晶聚合物，該結構使聚合物輕易安裝至極小且極複雜之部件中。然而，遺憾的是，高度取向之結構亦使液晶聚合物易於磨損。即，一或多個聚合物表層在使用期間趨於自部件上剝落，其可導致外觀及/或性能不佳。
因此，需要一種可輕易用於相機模組之聚合物組合物。
根據本發明之一個實施例，揭示一種聚合物組合物，其包含至少一種芳香族聚合物(例如，熱致液晶聚合物)及每100重量份芳香族聚合物約1至約20重量份之量的摩擦調配物。摩擦調配物含有氟化添加劑及矽氧烷聚合物，其重量平均分子量係每莫耳約100,000公克或更大。氟化添加劑與矽氧烷聚合物之重量比係約0.5至約12。
根據本發明之又另一實施例，揭示一種相機模組，其包含安裝有載體組合件之基底。基底、載體組合件或二者包含模製部件。模製部件含有包括至少一種熱致液晶聚合物及摩擦調配物之聚合物組合物。如根據VDA 230-206:2007測定，聚合物組合物展現約0.4或更小之動態摩擦係數。
下文中更詳細地闡述本發明之其他特徵及態樣。
相關申請案
本申請案要求美國申請案系列第62/594,603號(申請於2017年12月5日)及第62/746,757號(申請於2018年10月17日)之優先權，其全文以引用方式併入本文中。
本領域中之普通技術者應理解本討論僅為例示性實施例之描述，且不意欲限制本發明之較更廣態樣。
一般而言，本發明係針對一種聚合物組合物，其含有芳香族聚合物以及摩擦調配物。藉由選擇性地控制此等組分之性質及其相對濃度，本發明人已發現所得聚合物組合物可實現較低程度之表面摩擦，其在使用含有該組合物之部件(例如，相機模組中)期間使表層剝落之程度降至最小。舉例而言，如根據VDA 230-206:2007測定，聚合物組合物可展現約1.0或更小之動態摩擦係數，在一些實施例中係約0.4或更小，在一些實施例中係約0.35或更小，且在一些實施例中係約0.1至約0.3。同樣地，如根據VDA 230-206:2007測定，磨損深度可為約500微米或更小，在一些實施例中係約200微米或更小，在一些實施例中係約100微米或更小，且在一些實施例中係約10至約70微米。
習知地，咸信具有如此低摩擦表面之部件亦不具有足夠良好之機械特性。然而，與習知思維相反，已發現本發明之組合物具有極佳機械特性。舉例而言，根據ISO測試第179-1:2010號(技術上等同於ASTM D256-10e1)在23℃下量測，組合物可展現大於約20 kJ/m2 之夏比無凹口衝擊強度(Charpy unnotched impact strength)，在一些實施例中係約25至約100 kJ/m2 ，且在一些實施例中係約30至約80 kJ/m2 。根據ISO測試第179-1:2010號(技術上等同於ASTM D256-10e1)在23℃下量測，組合物亦可展現大於約0.5 kJ/m2 之夏比凹口衝擊強度(Charpy notched impact strength)，在一些實施例中係約1至約20 kJ/m2 ，且在一些實施例中係約5至約15 kJ/m2 。拉伸及撓曲機械特性亦為較佳的。舉例而言，組合物可展現約20至約500 MPa之拉伸強度，在一些實施例中係約50至約400 MPa，且在一些實施例中係約60至約350 MPa；拉伸斷裂應變係約1%或更大，在一些實施例中係約2%至約15%，且在一些實施例中係約3%至約10%；且/或拉伸模數係約4,000 MPa至約20,000 MPa，在一些實施例中係約5,000 MPa至約18,000 MPa，且在一些實施例中係約6,000 MPa至約12,000 MPa。拉伸特性可在23℃下根據ISO測試第527:2012號(技術上等同於ASTM D638-14)測定。組合物亦可展現約20至約500 MPa之撓曲強度，在一些實施例中係約50至約400 MPa，且在一些實施例中係約80至約350 MPa，且/或撓曲模數係約4,000 MPa至約20,000 MPa，在一些實施例中係約5,000 MPa至約18,000 MPa，且在一些實施例中係約6,000 MPa至約15,000 MPa。撓曲特性可在23℃下根據ISO測試第178:2010號(技術上等同於ASTM D790-10)測定。如在1.8 MPa之指定負荷下根據ASTM D648-07 (技術上等同於ISO測試第75-2:2013號)量測，模製部件亦可展現180℃或更高之負荷下撓曲溫度(DTUL)，且在一些實施例中係約190℃至約280℃。如根據ASTM D785-08 (標度M)測定，部件之洛氏硬度(Rockwell hardness)亦可為約25或更高，一些實施例係約30或更高，且在一些實施例中係約35至約80。
此外，尤其當如上文論述之聚合物組合物中包括抗靜電填充劑時，組合物亦可展現極佳抗靜電行為。如根據IEC 60093測定，該抗靜電行為之特徵可在於相對較低之表面電阻率及/或體積電阻率。舉例而言，組合物可展現約1 × 1015 歐姆或更小之表面電阻率，在一些實施例中係約1 × 1014 歐姆或更小，在一些實施例中係約1 × 1010 歐姆至約9 × 1013 歐姆，且在一些實施例中係約1 × 1011 至約1 × 1013 歐姆。同樣地，模製部件亦可展現約1 × 1015 歐姆-米或更小之體積電阻率，在一些實施例中係約1 × 109 歐姆-米至約9 × 1014 歐姆-米，且在一些實施例中係約1 × 1010 至約5 × 1014 歐姆-米。當然，決不需要該此抗靜電行為。舉例而言，在一些實施例中，組合物可展現相對較高表面電阻率，諸如約1 × 1015 歐姆或更高，在一些實施例中係約1 × 1016 歐姆或更高，在一些實施例中係約1 × 1017 歐姆至約9 × 1030 歐姆，且在一些實施例中係約1 × 1018 至約1 × 1026 歐姆。
現將更較詳細地描述本發明之各種實施例。 I.聚合物組合物 A.芳香族聚合物
芳香族聚合物通常構成聚合物組合物之約20 wt.%至約70 wt.%，在一些實施例中係約30 wt.%至約65 wt.%，且在一些實施例中係約40 wt.%至約60 wt.%。通常將芳香族聚合物視為「高效能」聚合物，此係因為視聚合物之具體性質而定，其具有相對較高玻璃轉化溫度及/或高熔融溫度。該等高效能聚合物可由此向所得聚合物組合物提供相當程度之抗熱性。舉例而言，芳香族聚合物可具有約100℃或更高之玻璃轉化溫度，在一些實施例中係約120℃或更高，在一些實施例中係約140℃至約350℃，且在一些實施例中係約150℃至約320℃。芳香族聚合物亦可具有約200℃或更高之熔融溫度，在一些實施例中係約220℃至約400℃，且在一些實施例中係約240℃至約380℃。玻璃轉化溫度及熔融溫度可如本領域中所熟知之技術使用差示掃描熱量測定(「DSC」)測定，諸如藉由ISO測試第11357-2:2013號(玻璃轉化)及第11357-3:2011號(熔融)測定。
芳香族聚合物在本質上可為實質上非晶形、半結晶形或結晶形。合適半結晶形芳香族聚合物之一個實例(例如)係芳香族聚醯胺。如根據ISO測試第11357號使用差示掃描熱量測定所測定，尤其合適之芳香族聚醯胺係具有相對較高熔融溫度之彼等物，諸如約200℃或更高，在一些實施例中係約220℃或更高，且在一些實施例中係約240℃至約320℃。芳香族聚醯胺之玻璃轉化溫度亦通常係約110℃至約160℃。
芳香族聚醯胺通常含有由醯胺鍵結合在一起之重複單元(NH-CO)，且藉由二羧酸(例如，芳香族二羧酸)、二胺(例如，脂族二胺)等之縮聚而合成。舉例而言，芳香族聚醯胺可能含有衍生自芳香族二羧酸之芳香族重複單元，諸如對苯二甲酸、間苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸、1,4-萘二甲酸、1,4-苯二氧基-二乙酸、1,3-苯二氧基-二乙酸、石炭酸、4,4'-氧基二苯甲酸、二苯甲烷-4,4'-二甲酸、二苯碸-4,4'-二甲酸、4,4'-二苯二甲酸等以及其組合。對苯二甲酸尤其合適。當然亦應理解，亦可使用其他類型之酸單元，諸如脂族二羧酸單元、多官能羧酸單元等。芳香族聚醯胺亦可含有衍生自脂族二胺之脂族重複單元，其通常具有4至14個碳原子。該等二胺之實例包括直鏈脂族烷二胺，諸如1,4-四甲二胺、1,6-己二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一二胺、1,12-十二二胺等；分支脂族烷二胺，諸如2-甲基-1,5-戊二胺、3-甲基-1,5-戊二胺、2,2,4-三甲基-1,6-己二胺、2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、2,4-二甲基-1,6-己二胺、2-甲基-1,8-辛二胺、5-甲基-1,9-壬二胺等；以及其組合。衍生自1,9-壬二胺及/或2-甲基-1,8-辛二胺之重複單元尤其合適。當然，亦可使用其他二胺單元，諸如脂環族二胺、芳香族二胺等。
尤其合適的聚醯胺可包括聚(伸壬基對苯二甲醯胺) (PA9T)、聚(伸壬基對苯二甲醯胺/伸壬基癸二醯胺) (PA9T/910)、聚(伸壬基對苯二甲醯胺/伸壬基十二烷二醯胺) (PA9T/912)、聚(伸壬基對苯二甲醯胺/11-胺基十一醯胺) (PA9T/11)、聚(伸壬基對苯二甲醯胺/12-胺基十二醯胺) (PA9T/12)、聚(伸癸基對苯二甲醯胺/11-胺基十一醯胺) (PA10T/11)、聚(伸癸基對苯二甲醯胺/12-胺基十二醯胺) (PA10T/12)、聚(伸癸基對苯二甲醯胺/伸癸基癸二醯胺) (PA10T/1010)、聚(伸癸基對苯二甲醯胺/伸癸基十二烷二醯胺) (PA10T/1012)、聚(伸癸基對苯二甲醯胺/伸丁基己二醯胺) (PA10T/46)、聚(伸癸基對苯二甲醯胺/己內醯胺) (PA10T/6)、聚(伸癸基對苯二甲醯胺/六亞甲基己二醯胺) (PA10T/66)、聚(伸十二烷基對苯二甲醯胺/伸十二烷基十二烷二醯胺) (PA12T/1212)、聚(伸十二烷基對苯二甲醯胺/己內醯胺) (PA12T/6)、聚(伸十二烷基對苯二甲醯胺/六亞甲基己二醯胺) (PA12T/66)等。合適芳香族聚醯胺之又其他實例係描述於美國專利第8,324,307號及Harder 等人 中。
可用於本發明之另一合適半結晶形芳香族聚合物係聚芳基醚酮。聚芳基醚酮係具有相對較高熔融溫度之半結晶形聚合物，諸如約300℃至約400℃，在一些實施例中係約310℃至約390℃，且在一些實施例中係約330℃至約380℃。玻璃轉化溫度亦可為約110℃至約200℃。尤其合適的聚芳基醚酮係主要包括與酮結合之苯基部分及/或醚部分之彼等物。該等聚合物之實例包括聚醚醚酮(「PEEK」)、聚醚酮(「PEK」)、聚醚酮酮(「PEKK」)、聚醚酮醚酮酮(「PEKEKK」)、聚醚醚酮酮(「PEEKK」)、聚醚-二苯基-醚-醚-二苯基-醚-苯基-酮-苯基等，以及其摻合物及共聚物。
如上文所指示，實質上非晶形聚合物亦可用於缺乏明顯熔點溫度之聚合物組合物。合適非晶形聚合物可包括(例如)聚氧二甲苯(「PPO」)、芳香族聚碳酸酯、芳香族聚醚醯亞胺等。舉例而言，芳香族聚碳酸酯通常具有約130℃至約160℃之玻璃轉化溫度且含有衍生自一或多個芳香族二醇之芳香族重複單元。尤其合適的芳香族二醇係雙酚，諸如兩個酚基附著於二價連接基團之單個碳原子上之孿雙酚。該等雙酚之實例可包括(例如)諸如4,4'-亞異丙基雙酚(「雙酚A」)、4,4'-亞乙基雙酚、4,4'-(4-氯-a-甲基苯亞基)雙酚、4,4'-亞環己基雙酚、4,4-(環己基亞甲基)雙酚等，以及其組合。芳香族二醇可與光氣反應。舉例而言，光氣可為具有式C(O)Cl2 之氯化羰基。合成芳香族聚碳酸酯的替代途徑可涉及芳香族二醇(例如，雙酚)與碳酸二苯酯的轉酯化。
除上文提及之聚合物外，亦可在聚合物組合物中使用結晶形聚合物。尤其合適的係液晶聚合物，其具有使其能夠有效填滿模具之小空隙的高度結晶性。在可在其熔融狀態(例如，向熱性向列狀態)下擁有棒狀結構且展現結晶行為之程度上，液晶聚合物通常劃分為「熱致性」。聚合物具有相對較高熔融溫度，諸如約250℃至約400℃，在一些實施例中係約280℃至約390℃，且在一些實施例中係約300℃至約380℃。該等聚合物可形成自如本領域中已知的一或多種類型之重複單元。液晶聚合物可例如含有一或多種芳香族酯重複單元，其量通常係聚合物之約60 mol.%至約99.9 mol.%，在一些實施例中係約70 mol.%至約99.5 mol.%，且在一些實施例中係約80 mol.%至約99 mol.%。芳香族酯重複單元通常可由下式(I)表示： 其中， 環B係經取代或未經取代之6員芳基(例如，1,4-伸苯基或1,3-伸苯基)、與經取代或未經取代之5員或6員芳基稠合之經取代或未經取代之6員芳基(例如，2,6-萘)或與經取代或未經取代之5員或6員芳基連接之經取代或未經取代之6員芳基(例如，4,4-二伸苯基)；且 Y1 及Y2 獨立地係O、C(O)、NH、C(O)HN或NHC(O)。
通常，Y1 及Y2 之至少一者係C(O)。該等芳香族酯重複單元之實例可包括(例如)芳香族二羧酸重複單元(式I中之Y1 及Y2 係C(O))、芳香族羥基羧酸重複單元(式I中Y1 係O且Y2 係C(O))以及其各種組合。
舉例而言，可使用衍生自芳香族二羧酸之芳香族二羧酸重複單元，諸如對苯二甲酸、間苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、二苯醚-4,4'-二甲酸、1,6-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸、4,4'-二羧基聯苯、雙(4-羧苯基)醚、雙(4-羧苯基)丁烷、雙(4-羧苯基)乙烷、雙(3-羧苯基)醚、雙(3-羧苯基)乙烷等，以及其烷基、烷氧基、芳基及鹵素取代基及其組合。尤其合適的芳香族二羧酸可包括(例如)對苯二甲酸(「TA」)、間苯二甲酸(「IA」)及2,6-萘二甲酸(「NDA」)。在使用時，衍生自芳香族二羧酸(例如，IA、TA及/或NDA)之重複單元通常構成聚合物之約5 mol.%至約60 mol.%，在一些實施例中係約10 mol.%至約55 mol.%，且在一些實施例中係約15 mol.%至約50 mol.%。
亦可使用衍生自芳香族羥基羧酸之芳香族羥基羧酸重複單元，諸如4-羥基苯甲酸；4-羥基-4'-二苯甲酸；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'-羥苯基-4-苯甲酸；3'-羥苯基-4-苯甲酸；4'-羥苯基-3-苯甲酸等，以及其烷基、烷氧基、芳基及鹵素取代物，及其組合。尤其合適的芳香族羥基羧酸係4-羥基苯甲酸(「HBA」)及6-羥基-2-萘甲酸(「HNA」)。在使用時，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10 mol.%至約85 mol.%，在一些實施例中係約20 mol.%至約80 mol.%，且在一些實施例中係約25 mol.%至約75 mol.%。
其他重複單元亦可用於聚合物中。在特定實施例中，舉例而言，可使用衍生自芳香族二醇之重複單元，諸如氫醌、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-羥苯基)乙烷等，以及其烷基、烷氧基、芳基及鹵素取代物，及其組合。尤其合適的芳香族二醇可包括(例如)氫醌(「HQ」)及4,4'-聯苯酚(「BP」)。在使用時，衍生自芳香族二醇(例如，HQ及/或BP)之重複單元通常構成聚合物之約1 mol.%至約30 mol.%，在一些實施例中係約2 mol.%至約25 mol.%，且在一些實施例中係約5 mol.%至約20 mol.%。亦可使用諸如衍生自芳香族醯胺(例如，乙醯胺酚(「APAP」))及/或芳香族胺(例如，4-胺苯酚(「AP」)、3-胺苯酚、1,4-苯二胺、1,3-苯二胺等)之彼等物的重複單元。在使用時，衍生自芳香族醯胺(例如，APAP)及/或芳香族胺(例如，AP)之重複單元通常構成聚合物之約0.1 mol.%至約20 mol.%，在一些實施例中係約0.5 mol.%至約15 mol.%，且在一些實施例中係約1 mol.%至約10 mol.%。亦應瞭解，各種其他單體重複單元可併入至聚合物中。舉例而言，在特定實施例中，聚合物可含有一或多個衍生自非芳香族單體(諸如脂族或環脂族羥基羧酸、二羧酸、二醇、醯胺、胺等)之重複單元。當然，在其他實施例中，聚合物可為「完全芳香族的」，此係因為其缺乏衍生自非芳香族(例如，脂族或環脂族)單體之重複單元。
儘管未必需要，但液晶聚合物可為「低環烷」聚合物至其含有極少含量衍生自環烷羥基羧酸及環烷二羧酸(諸如萘-2,6-二甲酸(「NDA」)、6-羥基-2-萘甲酸(「HNA」)或其組合)之重複單元的程度。亦即，衍生自環烷羥基羧酸及/或二羧酸(例如，NDA、HNA或HNA與NDA之組合)的重複單元之總量通常不超過聚合物之30 mol.%，在一些實施例中不超過約15 mol.%，在一些實施例中不超過約10 mol.%，在一些實施例中不超過約8 mol.%，且在一些實施例中係0 mol.%至約5 mol.% (例如，0 mol.%)。儘管不存在高水準之習知環烷酸，咸信所得「低環烷」聚合物仍能夠展現良好熱特性及機械特性。
在一個特定實施例中，液晶聚合物可形成自衍生自4-羥基苯甲酸(「HBA」)及對苯二甲酸(「TA」)及/或間苯二甲酸(「IA」)以及各種其他可選組分之重複單元。衍生自4-羥基苯甲酸(「HBA」)之重複單元可構成聚合物之約10 mol.%至約80 mol.%，在一些實施例中係約30 mol.%至約75 mol.%，且在一些實施例中係約45 mol.%至約70 mol.%。衍生自對苯二甲酸(「TA」)及/或間苯二甲酸(「IA」)之重複單元亦可構成聚合物之約5 mol.%至約40 mol.%，在一些實施例中係約10 mol.%至約35 mol.%，且在一些實施例中係約15 mol.%至約35 mol.%。亦可使用衍生自4,4'-聯苯酚(「BP」)及/或氫醌(「HQ」)之重複單元，其量係聚合物之約1 mol.%至約30 mol.%，在一些實施例中係約2 mol.%至約25 mol.%，且在一些實施例中係約5 mol.%至約20 mol.%。其他可能的重複單元可包括衍生自6-羥基-2-萘甲酸(「HNA」)、2,6-萘二甲酸(「NDA」)及/或乙醯胺苯酚(「APAP」)之彼等重複單元。在特定實施例中，舉例而言，在使用時，衍生自HNA、NDA及/或APAP之重複單元可各自構成約1 mol.%至約35 mol.%，在一些實施例中係約2 mol.%至約30 mol.%，且在一些實施例中係約3 mol.%至約25 mol.%。 B.摩擦調配物
摩擦調配物亦用於聚合物組合物中，其量通常係每100份聚合物組合物中使用之芳香族聚合物約1至約30份，在一些實施例中係約2至約15份，且在一些實施例中係約4至約12份。舉例而言，摩擦調配物可構成聚合物組合物之約1 wt.%至約30 wt.%，在一些實施例中係約2 wt.%至約25 wt.%，且在一些實施例中係約4 wt.%至約10 wt.%。
摩擦調配物通常含有矽氧烷聚合物，其改善內部潤滑，且亦幫助接觸另一表面之組合物改善磨損及摩擦特性。該等矽氧烷聚合物通常構成每100份組合物中所用芳香族聚合物之約0.1至約20份，在一些實施例中係約0.4至約10份，且在一些實施例中係約0.5至約5份。通常，各種矽氧烷聚合物之任一者均可用於摩擦調配物中。舉例而言，矽氧烷聚合物可涵蓋任何在主鏈中包括矽氧烷單元之聚合物、共聚物或寡聚物，其具有下式： Rr SiO(4-r/2) 其中 R獨立地係氫或經取代或未經取代之烴基，且 r係0、1、2或3。
合適基團R之一些實例包括(例如)烷基、芳基、烷芳基、烯基或炔基或環烷基，其視情況經取代，且其可間雜有雜原子，亦即，可在碳鏈或環中含有雜原子。合適烷基可包括(例如)甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、新戊基及第三戊基、己基(例如，正己基)、庚基(例如，正庚基)、辛基(例如，正辛基)、異辛基(例如，2,2,4-三甲基戊基)、壬基(例如，正壬基)、癸基(例如，正癸基)、十二基(例如，正十二基)、十八基(例如，正十八基)等。同樣地，合適環烷基可包括環戊基、環己基、環庚基、甲基環己基等；合適芳基可包括苯基、聯苯、萘基、蒽基及菲基；合適烷芳基可包括鄰甲苯基、間甲苯基或對甲苯基、二甲苯基、乙基苯基等；且合適烯基或炔基可包括乙烯基、1-丙烯基、1-丁烯基、1-戊烯基、5-己烯基、丁二烯基、己二烯基、環戊烯基、環戊二烯基、環己烯基、乙炔基、炔丙基1-并炔基等。經取代之烴基的實例係鹵化烷基(例如，3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基及全氟己基乙基)及鹵化芳基(例如，對氯苯基及對氯苄基)。在一個特定實施例中，矽氧烷聚合物包括結合於至少70 mol%之Si原子的烷基(例如，甲基)，且視情況包括結合於0.001至30 mol%之Si原子的乙烯基及/或苯基。矽氧烷聚合物亦較佳主要由二有機矽氧烷單元構成。聚有機矽氧烷之端基可為三烷基矽氧基，特定而言係三甲基矽氧基或二甲基乙烯基矽氧基。然而，此等烷基之一或多者亦可能已由羥基或烷氧基取代，諸如甲氧基或乙氧基。尤其合適的矽氧烷聚合物之實例包括(例如)二甲基聚矽氧烷、苯甲基聚矽氧烷、乙烯基甲基聚矽氧烷及三氟丙基聚矽氧烷。
矽氧烷聚合物亦可在聚合物之矽氧烷單體單元的至少一部分上包括反應性官能基，諸如以下中之一或多者：乙烯基、羥基、氫化物、異氰酸基、環氧基、酸基、鹵原子、烷氧基(例如，甲氧基、乙氧基及丙氧基)、醯氧基(例如，乙醯氧基及辛醯氧基)、酮肟基(例如，二甲基酮肟、甲基酮肟及甲基乙基酮肟)、胺基(例如，二甲胺基、二乙胺基及丁胺基)、醯胺基(例如，N-甲基乙醯胺及N-乙基乙醯胺)、酸醯胺基、胺基-氧基、巰基、烯氧基(例如，乙烯氧基、異丙烯氧基及1-乙烯基-2-甲基乙烯氧基))、烷氧基烷氧基(例如，甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基及甲氧基丙氧基)、胺氧基(例如，二甲基胺氧基及二乙基胺氧基)、巰基等。
不考慮其特定結構，矽氧烷聚合物通常具有相對較高分子量，其降低其移動或擴散至聚合物組合物之表面的可能性，且因此進一步降至最小相分離之可能性。舉例而言，矽氧烷聚合物之重量平均分子量通常係每莫耳約100,000公克或更大，在一些實施例中係每莫耳約200,000公克或更大，且在一些實施例中係每莫耳約500,000公克至約每莫耳約2,000,000公克。矽氧烷聚合物亦可具有相對較高運動黏度，諸如約10,000厘史(centistoke)或更大，在一些實施例中係約30,000厘史或更大，且在一些實施例中係約50,000厘史至約500,000厘史。
視需要，二氧化矽粒子(例如，煙霧狀二氧化矽)亦可與矽氧烷聚合物結合使用以幫助改善其分散於組合物中之能力。該等二氧化矽粒子可例如具有約5奈米至約50奈米之粒徑、約50平方公尺/公克(m2 /g)至約600 m2 /g之表面積及/或約160公斤/立方公尺(kg/m3 )至約190 kg/m3 之密度。在使用時，以100重量份之矽氧烷聚合物計，二氧化矽粒子通常構成約1至約100重量份，且在一些實施例中係約20至約60重量份。在一個實施例中，二氧化矽粒子可與矽氧烷聚合物組合，隨後將此混合物添加至聚合物組合物。舉例而言，包括超高分子量聚二甲基矽氧烷及煙霧狀二氧化矽之混合物可併入聚合物組合物中。該預形成之混合物可作為Genioplast® Pellet S獲自Wacker Chemie, AG。
摩擦調配物亦可含有其他可幫助所得聚合物組合物實現低摩擦及良好抗磨損性之較佳組合的組分。在一個實施例中，舉例而言，摩擦調配物可使用氟化添加劑以及矽氧烷聚合物。不意欲受理論限制，咸信氟化添加劑可尤其改善組合物之加工，諸如藉由提供更佳填模、內部潤滑、脫模等。在使用時，氟化添加劑與矽氧烷聚合物之重量比通常係約0.5至約12，在一些實施例中係約0.8至約10，且在一些實施例中係約1至約6。舉例而言，氟化添加劑可構成每100份組合物中所用芳香族聚合物之約0.1至約20份，在一些實施例中係約0.5至約15份，且在一些實施例中係約1至約10份。
在特定實施例中，氟化添加劑可包括氟聚合物，其含有烴主鏈聚合物，其中一些或全部氫原子經氟原子取代。主鏈聚合物可為聚烯烴的，且形成自經氟取代之不飽和烯烴單體。氟聚合物可為該等經氟取代之單體的均聚物或經氟取代之單體的共聚物或經氟取代之單體與未經氟取代之單體的混合物。除氟原子外，氟聚合物亦可經其他鹵原子取代，諸如氯原子及溴原子。在本發明中適用於形成氟聚合物之代表性單體係四氟乙烯、二氟亞乙烯、六氟丙烯、三氟氯乙烯、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。合適氟聚合物之特定實例包括聚四氟乙烯、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。
氟化添加劑可僅含有氟聚合物，或其亦可包括其他成分，諸如使其能夠均勻擴散於聚合物組合物中之彼等成分。在一個實施例中，舉例而言，氟化添加劑可包括氟聚合物以及複數個載體粒子。在該等實施例中，舉例而言，氟聚合物可塗覆於載體粒子上。矽酸鹽粒子尤其適用於此目的，諸如滑石(Mg3 Si4 O10 (OH)2 )、高嶺土(Al2 Si2 O5 (OH)4 )、高嶺石(Al2 Si2 O5 (OH)4 )、伊來石((K, H3 O)(Al, Mg, Fe)2 (Si,Al)4 O10 [(OH)2 ,(H2 O)])、蒙脫石(Na, Ca)0.33 (Al, Mg)2 Si4 O10 (OH)2 ·n H2 O)、蛭石((MgFe, Al)3 (Al, Si)4 O10 (OH)2 ·4H2 O)、山軟木石((Mg, Al)2 Si4 O10 (OH)·4(H2 O))、葉蠟石(Al2 Si4 O10 (OH)2 )、矽酸鈣、矽酸鋁、雲母、矽藻土、矽灰石等。舉例而言，雲母可尤其適合用於本發明。存在若干化學上不同的雲母種類，其在地質產狀中具有相當多差異，但所有種類均具有本質上相同的晶體結構。如本文所用，術語「雲母」意味在屬類上包括此等種類之任一者，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 )、鱗雲母(K(Li,Al)2-3 (AlSi3 )O10 (OH)2 )、海綠石(K, Na)(Al, Mg, Fe)2 (Si, Al)4 O10 (OH)2 )等，以及其組合。載體粒子可具有約5至約50微米之平均粒徑，且在一些實施例中係約10至20微米。視需要，載體粒子亦可呈盤狀粒子形狀，此係因為其長軸與厚度之比係2或更大。 C.其他視情況選用之組分 i.無機填充劑
視需要，無機填充劑可用於改善聚合物組合物之某些特性。舉例而言，本發明人已發現，使用具有特定硬度值之無機填充劑可改善含有組合物之部件的機械強度、黏著強度及表面光滑度。所得聚合物組合物亦能夠實現較少聚合物表層剝離，此使其能夠獨特地適用於極小部件。無機填充劑可以如下量用於聚合物組合物中：每100份聚合物組合物中所用芳香族聚合物約10至約95重量份，在一些實施例中係約20至約90重量份，且在一些實施例中係約50至約85重量份。舉例而言，無機填充劑可構成聚合物組合物之約10 wt.%至約70 wt.%，在一些實施例中係約20 wt.%至約60 wt.%，且在一些實施例中係約30 wt.%至約60 wt.%。
無機填充劑之性質可能不同，諸如粒子、纖維等。在特定實施例中，舉例而言，可使用具有特定硬度值的無機填充劑粒子以幫助改善組合物之表面特性。舉例而言，基於莫氏硬度標準(Mohs hardness scale)，硬度值可為約2.5或更大，在一些實施例中係約3.0或更大，在一些實施例中係約3.0至約11.0，在一些實施例中係約3.5至約11.0，且在一些實施例中係約4.5至約6.5。該等粒子之實例可包括(例如)碳酸鹽，諸如碳酸鈣(CaCO3 ，莫氏硬度3.0)或碳酸氫氧化銅(Cu2 CO3 (OH)2 ，莫氏硬度4.0)；氟化物，諸如氟化鈣(CaFl2 ，莫氏硬度4.0)；磷酸鹽，諸如磷酸鈣(Ca2 P2 O7 ，莫氏硬度5.0)、脫水磷酸二鈣(CaHPO4 ，莫氏硬度3.5)或水合磷酸鋁(AlPO4 ·2H2 O，莫氏硬度4.5)；矽酸鹽，諸如二氧化矽(SiO2 ，莫氏硬度6.0)、矽酸鉀鋁(KAlSi3 O8 ，莫氏硬度6)或矽酸銅(CuSiO3 ·H2 O，莫氏硬度5.0)；硼酸鹽，諸如氫氧化硼矽酸鈣(Ca2 B5 SiO9 (OH)5 ，莫氏硬度3.5)；氧化鋁(AlO2 ，莫氏硬度10.0)；硫酸鹽，諸如硫酸鈣(CaSO4 ，莫氏硬度3.5)或硫酸鋇(BaSO4 ，莫氏硬度3至3.5)等，以及其組合。在使用時，諸如根據ISO 13320:2009使用雷射繞射技術測定(例如，使用Horiba LA-960粒徑分佈分析器)，無機粒子通常具有約0.1至約35微米之中值粒徑(例如，直徑)，在一些實施例中係約2至約20微米，在一些實施例中係約3至約15微米，且在一些實施例中係約7至約12微米。填充劑無機離子亦可具有狹小尺寸分佈。亦即，至少約70體積%之粒子，在一些實施例中係至少約80體積%之粒子，且在一些實施例中係至少約90體積%之粒子可具有在上文提及之範圍內的尺寸。
無機填充劑亦可為衍生自具有所要硬度值之材料的纖維。尤其適用於此目的之纖維包括衍生自礦物之彼等纖維，包括矽酸鹽，諸如島狀矽酸鹽、雙島狀矽酸鹽、鏈狀矽酸鹽(例如，鏈狀矽酸鈣，諸如矽灰石；鏈狀矽酸鈣鎂，諸如透閃石；鏈狀矽酸鈣鎂鐵，諸如陽起石；鏈狀矽酸鎂鐵，諸如直閃石；等)、頁矽酸鹽(例如，頁矽酸鋁，諸如山軟木石)、綱矽酸鹽等；硫酸鹽，諸如硫酸鈣(例如，脫水或無水石膏)；礦物棉(例如，岩棉或渣棉)等。尤其合適的係衍生自鏈狀矽酸鹽之纖維，諸如矽灰石(莫氏硬度4.5至5.0)，其可以商標NYGLOS® (例如，NYGLOS® 4W或NYGLOS® 8)商購自Nyco Minerals。在使用時，諸如根據ISO 13320:2009使用雷射繞射技術測定(例如，使用Horiba LA-960粒徑分佈分析器)，礦物纖維可具有約0.1至約35微米之中值寬度(例如，直徑)，在一些實施例中係約2至約20微米，在一些實施例中係約3至約15微米，且在一些實施例中係約7至約12微米。礦物纖維亦可具有狹小尺寸分佈。亦即，至少約70體積%之纖維，在一些實施例中係至少約80體積%之纖維，且在一些實施例中係至少約90體積%之纖維可具有在上文提及之範圍內的尺寸。礦物纖維亦可具有約1至約50之長寬比，在一些實施例中係約2至約20，且在一些實施例中係約4至約15。舉例而言，該等礦物纖維之體積平均長度可在約1至約200微米範圍內，在一些實施例中係約2至約150微米，在一些實施例中係約5至約100微米，且在一些實施例中係約10至約50微米。 ii.抗衝擊改質劑
視需要，抗衝擊改質劑亦可用於聚合物組合物中以幫助改善聚合物組合物之衝擊強度及可撓性。實際上，本發明人已發現，抗衝擊改質劑確實可使模製部件之表面更光滑且使表層在使用期間自其剝落的可能性降至最低。在使用時，抗衝擊改質劑通常構成每100份聚合物組合物中所用芳香族聚合物之約0.1至約20重量份，在一些實施例中係約0.2至約10重量份，且在一些實施例中係約0.5至約5重量份。舉例而言，抗衝擊改質劑可構成聚合物組合物之約0.1 wt.%至約10 wt.%，在一些實施例中係約0.2 wt.%至約8 wt.%，且在一些實施例中係約0.5 wt.%至約4 wt.%。
抗衝擊改質劑之一個尤其合適的類型可包括(例如)「環氧官能化」之烯烴共聚物，此係因為其每分子平均含有兩個或更多個環氧官能基。共聚物通常含有衍生自一或多個a-烯烴之烯烴單體單元。該等單體之實例包括例如具有2至20個碳原子且通常2至8個碳原子之直鏈及/或分支鏈α-烯烴。具體實例包括乙烯、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。尤其理想之a-烯烴單體係乙烯及丙烯。共聚物亦可含有環氧官能單體單元。該單元之一個實例係環氧官能(甲基)丙烯酸單體組分。如本文中所使用，術語「(甲基)丙烯酸」包括丙烯酸及甲基丙烯酸單體以及其鹽或酯，諸如丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯單體。舉例而言，合適環氧官能(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。其他適合環氧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(glycidyl itoconate)。亦可使用其他合適單體以幫助達成所需分子量。
當然，共聚物亦可含有本領域中已知之其他單體單元。舉例而言，另一合適單體可包括非環氧官能之(甲基)丙烯酸單體。該等 (甲基)丙烯酸單體之實例可包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸第二丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸第三丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸異冰片酯、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、丙烯酸甲基環己酯、丙烯酸環戊酯、丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸異戊酯、甲基丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸2-乙基丁酯、甲基丙烯酸甲基環己酯、甲基丙烯酸桂皮酯、甲基丙烯酸巴豆酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸環戊酯、甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸異冰片酯等以及其組合。在一個特定實施例中，舉例而言，共聚物可為形成自環氧官能(甲基)丙烯酸單體組分之三元共聚物、α-烯烴單體組分及非環氧官能(甲基)丙烯酸單體組分。共聚物可(例如)為聚(乙烯-共-丙烯酸丁酯-共-甲基丙烯酸縮水甘油酯)，其具有以下結構： 其中，x、y及z係1或更大。
可選擇單體組分之相對部分以達成環氧反應性與熔體流動速率之間的平衡。更特定而言，高環氧單體含量可導致與基質聚合物之良好反應性，但過高含量可降低熔體流動速率至共聚物不利地影響聚合物摻合物之熔融強度的該程度。因此，在多數實施例中，環氧官能(甲基)丙烯酸單體構成共聚物之約1 wt.%至約20 wt.%，在一些實施例中係約2 wt.%至約15 wt.%，且在一些實施例中係約3 wt.%至約10 wt.%。α-烯烴單體亦可構成共聚物之約55 wt.%至約95 wt.%，在一些實施例中係約60 wt.%至約90 wt.%，且在一些實施例中係約65 wt.%至約85 wt.%。在使用時，其他單體組分(例如，非環氧官能(甲基)丙烯酸單體)可構成共聚物之約5 wt.%至約35 wt.%，在一些實施例中係約8 wt.%至約30 wt.%，且在一些實施例中係約10 wt.%至約25 wt.%。如在2.16 kg之負荷及190℃之溫度下根據ASTM D1238-13測定，所得熔體流動速率通常係約每10分鐘1至約30公克(「g/10 min」)，在一些實施例中係約2至約20 g/10 min，且在一些實施例中係約3至約15 g/10 min。
可用於本發明之合適環氧官能化共聚物之一個實例係以名稱LOTADER® AX8840商購自Arkema。舉例而言，LOTADER® AX8840具有5 g/10 min之熔體流動速率，且具有8 wt.%之甲基丙烯酸縮水甘油酯單體含量。另一合適共聚物係以名稱ELVALOY® PTW商購自DuPont，其係乙烯、丙烯酸丁酯及甲基丙烯酸縮水甘油酯之三元聚合物，且具有12 g/10 min之熔體流動速率及4 wt.%至5 wt.%之甲基丙烯酸縮水甘油酯單體含量。 iii.抗靜電填充劑
抗靜電填充劑亦可用於聚合物組合物中以在成模操作、運輸、收集、組裝等期間降低產生靜電電荷之趨勢。在使用時，該等填充劑通常構成每100份聚合物組合物中所用芳香族聚合物之約0.1至約20重量份，在一些實施例中係約0.2至約10重量份，且在一些實施例中係約0.5至約5重量份。舉例而言，抗靜電填充劑可構成聚合物組合物之約0.1 wt.%至約10 wt.%，在一些實施例中係約0.2 wt.%至約8 wt.%，且在一些實施例中係約0.5 wt.%至約4 wt.%。
通常，各種抗靜電填充劑之任一者均可用於聚合物組合物中，從而幫助改善其抗靜電特性。合適抗靜電填充劑之實例可包括(例如)金屬粒子(例如，鋁薄片)、金屬纖維、碳粒子(例如，石墨、膨脹石墨、石墨烯、炭黑、石墨化炭黑等)、碳奈米管、碳纖維等。碳纖維及碳粒子(例如，石墨)尤其合適。在使用時，合適碳纖維可包括基於瀝青之碳(例如，焦油瀝青)、基於聚丙烯腈之碳、金屬塗佈之碳等。理想地，碳纖維具有高純度，此係因為其具有相對較高碳含量，諸如約85 wt.%或更高之碳含量，在一些實施例中係約90 wt.%或更高，且在一些實施例中係約93 wt.%或更高。舉例而言，碳含量可為至少約94 % wt.，諸如至少約95 % wt.、諸如至少約96 % wt.、諸如至少約97 % wt.、諸如甚至至少約98 % wt.。碳純度通常小於100 wt.%，諸如小於約99 wt.%。碳纖維之密度通常係約0.5至約3.0 g/cm3 ，在一些實施例中係約1.0至約2.5 g/cm3 ，且在一些實施例中係約1.5至約2.0 g/cm3 。
在一個實施例中，碳纖維併入至具有最少纖維斷裂之基質中。模製後，甚至在使用具有約3 mm初始長度之纖維時，纖維之體積平均長度通常可為約0.1 mm至約1 mm。亦可在最終聚合物組合物中選擇性地控制碳纖維之平均長度及分佈以實現液晶聚合物基質內之較佳連接及電學路徑。纖維之平均直徑可為約0.5至約30微米，在一些實施例中係約1至約20微米，且在一些實施例中係約3至約15微米。
為了改良聚合物基質內之分散，碳纖維可至少部分地塗佈有提高碳纖維與液晶聚合物之相容性的上漿劑。上漿劑可為穩定的，因而其不會在模製液晶聚合物之溫度下以熱方式降解。在一個實施例中，上漿劑可包括諸如芳香族聚合物之聚合物。舉例而言，芳香族聚合物可具有大於約300℃之熱分解溫度，諸如大於約350℃、諸如大於約400℃。如本文中所使用，如根據ASTM測試E 1131(或ISO測試11358)測定，材料之熱分解溫度係材料在熱重量分析期間損失其質量之5%的溫度。上漿劑亦可具有相對較高玻璃轉化溫度。舉例而言，上漿劑之玻璃轉化溫度可為大於約300℃，諸如大於約350℃、諸如大於約400℃。上漿劑之特定實例包括聚醯亞胺聚合物、包括完全芳香族聚酯聚合物之芳香族聚酯聚合物及高溫環氧聚合物。在一個實施例中，上漿劑可包括液晶聚合物。上漿劑可以至少約0.1 % wt.之量，諸如以至少0.2 % wt.之量、諸如以至少約0.1 % wt.之量存在於纖維上。上漿劑通常以小於約5 % wt.之量，諸如以小於約3 % wt.之量存在。
另一合適抗靜電填充劑係離子液體。該材料之一個優點在於，除作為抗靜電劑外，離子液體亦可在熔體加工期間以液體形式存在，此使其更均勻地摻雜於聚合物基質中。此改善電連接性，且藉此因此增強組合物自其表面快速耗散靜電電荷之能力。
離子液體通常係具有足夠低之熔融溫度以使得其可在與液晶聚合物一起經熔融處理時呈液體形式的鹽。舉例而言，離子液體之熔融溫度可為約400℃或更低，在一些實施例中係約350℃或更低，在一些實施例中係約1℃至約100℃，且在一些實施例中係約5℃至約50℃。該鹽含有陽離子物質及相對離子。陽離子物質含有具有至少一個雜原子(例如，氮或磷)作為「陽離子中心」之化合物。該等此類雜原子化合物之實例包括(例如)具有以下結構之四級鎓： 及 其中R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R7 及R8 係獨立地選自由以下組成之基團：氫；經取代或未經取代之C1 -C10 烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基等)；經取代或未經取代之C3 -C14 環烷基(例如，金剛烷基、環丙基、環丁基、環戊基、環辛基、環己烯基等)；經取代或未經取代之C1 -C10 烯基(例如，乙烯、丙烯、2-甲基丙烯、戊烯等)；經取代或未經取代之C2 -C10 炔基(例如，乙炔基、并炔基等)；經取代或未經取代之C1 -C10 烷氧基(例如，甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、第三丁氧基、第二丁氧基、正戊氧基等)；經取代或未經取代之醯氧基(例如，甲基丙烯氧基、甲基丙烯氧基乙基等)；經取代或未經取代之芳基(例如，苯基)；經取代或未經取代之雜芳基(例如，吡啶基、呋喃基、噻吩基、噻唑基、異噻唑基、三唑基、咪唑基、異噁唑基、吡咯基、吡唑基、噠嗪基、嘧啶基、喹啉基等)等。在一個特定實施例中，舉例而言，陽離子物質可為具有N+ R1 R2 R3 R4 結構之銨化合物，其中R1 、R2 及/或R3 獨立地係C1 -C6 烷基(例如，甲基、乙基、丁基等)，且R4 係氫或C1 -C4 烷基(例如，甲基或乙基)。舉例而言，陽離子組分可為三丁基甲基銨，其中R1 、R2 及R3 係丁基且R4 係甲基。
適用於陽離子物質之相對離子可包括(例如)鹵素(例如，氯化物、溴化物、碘化物等)；硫酸鹽或磺酸鹽(例如，硫酸甲酯、硫酸乙酯、硫酸丁酯、硫酸己酯、硫酸辛酯、硫化氫、磺酸甲烷、磺酸十二烷基苯、硫酸十二烷酯、磺酸三氟甲烷、磺酸十七氟辛烷、十二基乙氧基硫酸鈉等)；磺基琥珀酸酯；醯胺(例如，二氰亞胺)；醯亞胺(例如，雙(五氟乙基-磺醯基)醯亞胺、雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺、雙(三氟甲基)醯亞胺；硼酸鹽(例如，四氟硼酸鹽、四氰基硼酸鹽、雙[草酸基合]硼酸鹽、雙[水楊基合]硼酸鹽等)；磷酸鹽或亞磷酸鹽(例如，六氟磷酸鹽、二乙基磷酸鹽、雙(五氟乙基)亞磷酸鹽、三(五氟乙基)-三氟磷酸鹽、三(九氟丁基)三氟磷酸鹽等)；銻酸鹽(例如，六氟銻酸鹽)；鋁酸鹽(例如，四氯鋁酸鹽)；脂肪酸羧酸鹽(例如，油酸鹽、異硬脂酸鹽、十五氟辛酸鹽等)；氰酸鹽；乙酸鹽等，以及前述任一者之組合。為幫助改良與液晶聚合物之相容性，選擇在本質上通常為疏水性之相對離子，諸如醯亞胺、脂肪酸羧酸鹽等可為理想的。尤其合適的疏水性相對離子可包括(例如)雙(五氟乙基磺醯基)醯亞胺、雙(三氟甲基磺醯基)醯亞胺及雙(三氟甲基)醯亞胺。 iv.其他添加劑
聚合物組合物亦可包括廣泛多種額外添加劑，諸如潤滑劑、導熱填充劑、顏料、抗氧化劑、穩定劑、界面活性劑、蠟、阻燃劑、抗滴添加劑及其他經添加以增強特性及可加工性之材料。舉例而言，潤滑劑可用於能夠在不實質性分解之情況下承受液晶聚合物之加工條件的聚合物組合物。該等潤滑劑之實例包括脂肪酸酯、其鹽、酯、脂肪酸醯胺、有機磷酸酯及通常用作加工工程塑膠材料包括其混合物之潤滑劑之類型的烴蠟。合適脂肪酸通常具有約12至約60個碳原子之骨幹碳鏈，諸如肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、褐煤酸、十八烷酸、派林酸(parinric acid)等。合適酯包括脂肪酸酯、脂肪醇酯、蠟酯、甘油酯、乙二醇酯及複合酯。脂肪酸醯胺包括脂肪一級醯胺、脂肪二級醯胺、亞甲基及伸乙基雙醯胺及烷醇醯胺，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。脂肪酸之金屬鹽亦為合適的，諸如硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂等；烴蠟，包括石蠟、聚烯烴及氧化聚烯烴蠟及微晶蠟。尤其合適的潤滑劑係硬脂酸之酸、鹽或醯胺，諸如季戊四醇四硬脂酸酯、硬脂酸鈣或N,N'-伸乙基雙硬脂醯胺。在使用時，潤滑劑通常構成聚合物組合物(以重量計)之約0.05 wt.%至約1.5 wt.%，且在一些實施例中係約0.1 wt.%至約0.5 wt.%。
當然，本發明之一個有益態樣在於，可在不對所得部件之空間穩定性產生不利影響之情況下實現良好機械特性。為了幫助確保維持此空間穩定性，通常理想的是，聚合物組合物保持大體不含習知纖維填充劑，諸如玻璃纖維。因此，若不使用，該等纖維通常構成不超過聚合物組合物之約10 wt.%，在一些實施例中不超過約5 wt.%，且在一些實施例中係約0.001 wt. %至約3 wt.%。 II.形成
芳香族聚合物、摩擦調配物及其他視情況選用之添加劑可經熔融加工或摻和在一起。可分開或組合供應組分至擠壓機，該擠壓機包括至少一個可旋轉安裝且收於筒(例如，圓柱形筒)中且可界定供料區與沿螺桿長度位於供料區下游之熔融區的螺桿。擠壓機可為單螺桿或雙螺桿擠壓機。可選擇螺桿之速度以達成所需要之滯留時間、剪切率、熔融加工溫度等。舉例而言，螺桿速度可在約50至約800轉數每分鐘(「rpm」)範圍內，在一些實施例中係約70至約150 rpm，且在一些實施例中係約80至約120 rpm。在熔融摻和期間，明顯剪切率亦可在約100秒-1 至約10,000秒-1 範圍內，在一些實施例中係約500秒-1 至約5000秒-1 ，且在一些實施例中係約800秒-1 至約1200秒-1 。明顯剪切率等於4Q/ π R3 ，其中Q 係聚合物熔融物之體積流動速率(「m3 /s」)且R 係毛細管(例如，擠壓機壓模)之半徑(「m」)，熔融聚合物流過該毛細管。
不考慮其形成之特定方式，本發明人已發現，所得聚合物組合物可具有極佳熱特性。舉例而言，聚合物組合物之熔融黏度可足夠低，因此其可易於流入具有小尺寸之模具的模穴中。在一個特定實施例中，在1000秒-1 之剪切率下測定，聚合物組合物可具有約1至約200 Pa-s之熔融黏度，在一些實施例中係約5至約180 Pa-s，在一些實施例中係約10至約150 Pa-s，且在一些實施例中係約60至約120 Pa-s。可根據ISO測試第11443:2005號在比組合物之熔融溫度(例如，350℃)高15℃之溫度下測定熔融黏度。 III.成形部件
可使用各種不同技術自聚合物組合物形成成形部件。合適技術可包括(例如)注射成型、低壓注射成型、擠壓壓塑、氣體注射成型、泡沫注射成型、低壓氣體注射成型、低壓泡沫注射成型、氣體擠壓壓塑、泡沫擠壓壓塑、擠壓成型、泡沫擠壓成型、壓塑、泡沫壓塑、氣體壓塑等。舉例而言，可使用包括模具之注射成型系統，該模具內可注射有聚合物組合物。可控制且使注射器內之時間最佳化，因此聚合物基質不會預固體化。當達到循環時間且該筒溢滿排放時，活塞可用於將組合物注射至模穴中。亦可使用壓塑系統。如使用注射成型，聚合物組合物形成所要物品之形狀亦發生於模具內。可使用任何已知技術將組合物放入壓塑模具中，諸如藉由自動化機器臂拿起。可使模具之溫度維持在或超過聚合物基質之固體化溫度持續所要時間段以使其固體化。隨後，可藉由使模製產物處於低於熔融溫度之溫度下而使其固體化。可使所得產物脫模。可調整各模製過程之週期時間以匹配聚合物基質，從而實現充分結合，且提高總體加工生產力。
因其高流動性，可輕易自其形成相對較薄成形部件(例如，注射成型部件)。舉例而言，該等部件可具有約10毫米或更小之厚度，在一些實施例中係約5毫米或更小，且在一些實施例中係0.2至約4毫米(例如，0.3或3毫米)。在形成注射成型部件時，舉例而言，可實現相對較高「螺旋流動長度」。術語「螺旋流動長度」通常指代當以恆定注射溫度及注射壓力自螺旋流動管道形成於其中之模具的中心澆口注射時，組合物在螺旋流動管道中流動所達到之長度。舉例而言，如根據ASTM D3121-09在230℃之筒溫、40℃至60℃之模製溫度及860巴之最大注射壓力下測定，螺旋流動長度可為約15毫米或更大，在一些實施例中係約20毫米或更大，在一些實施例中係約22毫米或更大，且在一些實施例中係約25至約80毫米。
在形成部件時，聚合物組合物亦可保持空間穩定性，且因此展現相對較低程度之彎曲。彎曲之程度可由如藉由以下更詳細地描述之測試所測定之低「平度值」而特徵化。更特定而言，聚合物組合物可展現約1毫米或更小之平度值，在一些實施例中係約0.8毫米或更小，且在一些實施例中係約0.1至約0.7毫米。即使在高溫度及濕度值之條件下(例如，85℃及85%相對濕度)持續長時間段(例如，72小時)後，組合物仍可保持該低彎曲。舉例而言，在處於85℃/85%相對濕度之條件下持續72小時後，聚合物組合物仍可展現約2毫米或更小之平度值，在一些實施例中係約1.5毫米或更小，且在一些實施例中係約0.1至約1.2毫米。
廣泛多種類型之部件亦可形成自本發明之聚合物組合物。舉例而言，聚合物組合物可用於照明組合件、電池系統、感應器及電子元件、諸如智能手機、MP3播放器、行動電話之可攜式電子裝置、電腦、電視、汽車部件等。在一個特定實施例中，聚合物組合物可用於相機模組，諸如普遍用於無線通訊裝置(例如，行動電話)之彼等模組。舉例而言，相機模組可使用基底、安裝於基底上之載體組合件、安裝於載體組合件上之保護層等。基底可具有約500微米或更低之厚度，在一些實施例中係約10至約450微米，且在一些實施例中係約20至約400微米。同樣地，載體組合件可具有約500微米或更低之壁厚，在一些實施例中係約10至約450微米，且在一些實施例中係約20至約400微米。
一個尤其合適的相機模組顯示於圖1至圖2中。如顯示，相機模組500含有載體組合件504，該組件置於基底506上。基底506反過來置於視情況選用之主板508上。因其相對較薄性質，基底506及/或主板508尤其適於自本發明之聚合物組合物模製而成。載體組合件504可具有如本領域中已知的各種組態之任一者。在一個實施例中，舉例而言，載體組合件504可含有容納一或多個透鏡604之中空筒，該等透鏡與位於主板508上之影像感測器602相連且受電路601控制。筒可具有各種形狀之任一者，諸如矩形、圓柱形等。在特定實施例中，筒可由本發明之聚合物組合物形成且具有在上文所提及之範圍內的壁厚。應瞭解，相機模組之其他部件亦可由本發明之聚合物組合物形成。舉例而言，如所示，保護層可覆蓋載體組合件504，其包括(例如)基板510 (例如，膜)及/或隔熱帽502。在一些實施例中，基板510及/或帽502亦可形成自聚合物組合物。
可參考以下實例可更好地理解本發明。測試方法
摩擦及磨損 ：由樣本產生之摩擦程度可由如使用SSP-03機器(黏滑測試)根據VDA 230-206:2007測定之摩擦的平均動態係數(無因次)而特徵化。同樣地，樣本測試之磨損程度亦可根據VDA 230-206:2007測定。更特定而言，經由注射成型製程使用聚合物產物製備球形樣品及盤形樣品。球形樣品直徑係0.5吋。盤形樣品係藉由切割拉伸棒之兩個尾部區域而獲自ISO拉伸棒之中部。盤形樣品固定於樣本夾持器上，且以150 mm/s及15 N力移動球形樣品與盤形樣品接觸。在1000個週期之後，獲得摩擦之動態係數。藉由量測磨損球面積之直徑自球形樣品獲得磨損深度。基於磨損面積之直徑，計算且獲得球形樣品之磨損深度。
熔融黏度 ：可使用Dynisco LCR7001毛細管流變儀以1000 s-1 之剪切率及高於熔融溫度(例如，350℃) 15℃之溫度根據ISO測試第11443:2005號測定熔融黏度(Pa-s)。流變儀孔(壓模)具有1 mm之直徑、20 mm之長度、20.1之L/D比率及180°之入角。筒直徑係9.55 mm + 0.005 mm，且桿長度係233.4 mm。
熔融溫度 ：可藉由如本領域中已知之差示掃描熱量測定(「DSC」)測定熔融溫度(「Tm」)。如藉由ISO測試第11357-2:2013號所測定，熔融溫度係差示掃描熱量測定(DSC)峰值熔融溫度。在DSC程序下，如ISO標準10350中所陳述，使用在TA Q2000器具上進行之DSC量測來加熱樣本且以每分鐘20℃冷卻樣品。
負荷下變形溫度 ( 「 DTUL 」 ) ：可根據ISO測試第75-2:2013號(技術上等同於ASTM D648-07)測定負荷下變形溫度。更特定而言，可對具有80 mm之長度、10 mm之厚度及4 mm之寬度的測試條帶樣本進行沿邊三點彎曲測試，其中指定負荷(最大外部纖維應力)係1.8兆帕斯卡。樣本可降低至聚矽氧油槽中，其中溫度每分鐘升高2℃直至其偏轉0.25 mm(對於ISO測試第75-2:2013號係0.32 mm)。
拉伸模數、拉伸應力及拉伸伸長率 ：可根據ISO測試第527:2012號(技術上等同於ASTM D638-14)測試拉伸特性。可在具有80 mm之長度、10 mm之厚度及4 mm之寬度的相同測試條帶樣本上進行模數及強度量測。測試溫度可為23℃，且測試速度可為1或5毫米/分鐘。
撓曲模數及撓曲應力 ：可根據ISO測試第178:2010號(技術上等同於ASTM D790-10)測試撓曲特性。可在64 mm支撐跨距上進行此測試。可在未切割的ISO 3167多用途桿體之中心部分上進行測試。測試溫度可為23℃且測試速度可為2毫米/分鐘。
無凹口及凹口夏比衝擊強度 ：可根據ISO測試第ISO 179-1:2010號(技術上等同於ASTM D256-10，方法B)測試夏比特性。此測試可使用1型樣品尺寸(80 mm之長度、10 mm之寬度及4 mm之厚度)進行。在測試凹口衝擊強度時，凹口可為A型凹口(0.25 mm基圓半徑)。可使用單齒銑床自多用途桿體之中心切割樣品。測試溫度可為23℃。
洛氏硬度 ：洛氏硬度係材料之抗壓陷性的量度且可根據ASTM D785-08(標度M)測定。藉由首先使用指定小負荷迫使鋼球壓痕器進入材料之表面中來進行測試。負荷隨後提高至指定大負荷且降低回至初始小負荷。洛氏硬度係壓痕器深度之淨增量的量度，且藉由減去除以130之標度的穿透率計算。
表面 / 體積電阻率 ：一般根據IEC 60093 (類似於ASTM D257-07)測定表面及體積電阻率值。根據此程序，將標準樣品(例如，1米立方體)置放於兩個電極之間。施加電壓六十(60)秒且量測電阻。表面電阻率係電位梯度(以V/m計)與每單位電極長度之電流(以A/m計)之商，且通常表示洩漏電流沿絕緣材料之表面的電阻。因為電極之四(4)端界定正方形，所以商中之長度消去且表面電阻率以歐姆報導，但看見歐姆/平方之更具描述性的單位亦為常見的。體積電阻率亦經測定為平行於材料中之電流的電位梯度與電流密度之比率。在SI單位中，體積電阻率與一米立方體材料之相對面之間的直流電阻(歐姆-米)數值上相等。
焊線強度 ：如本領域中所熟知，可藉由首先由聚合物組合物樣本形成注射成型之輕便相機模組而測定焊線強度。一旦形成，輕便相機模組可置於樣本夾持器上。可藉由以每分鐘5.08毫米之速度移動之桿對模組之焊線施加拉伸力。最大斷裂力(kgf )可記錄為焊線強度之估值。
螺旋流動長度 ：術語「螺旋流動長度」通常指代當以恆定注射溫度及注射壓力自螺旋流動管道形成於其中之模具的中心澆口注射時，組合物在螺旋流動管道(厚度0.3 mm)中流動所達到之長度。可根據ASTM D3121-09在230℃之筒溫、40℃至60℃之模製溫度及860巴之最大注射壓力下測定螺旋流動長度。
平度值 ：可使用OGP Smartscope Quest 300光學量測系統量測LGA連接器樣本之平度值(彎曲)。可以對應於5 mm、22.5 mm、50 mm、57.5 mm及75 mm之X值及Y值開始跨越樣品取得XYZ量測值。可將Z值歸一化以使得最小Z值對應於零之高度。平度值計算為25個歸一化Z值之平均值。實例 1
如下文表1中指示，樣本1-6係形成自各種百分比之液晶聚合物、硫酸鋇、抗衝擊改質劑(Lotader® 8840)、摩擦調配物、黑色母材及抗靜電填充劑。摩擦調配物包括高分子量矽氧烷聚合物(Genioplast® Pellet S)與氟化添加劑(Thor FPz雲母)之組合。黑色母材含有80 wt.%液晶聚合物及20 wt.%炭黑。抗靜電填充劑係離子液體-亦即，三-正丁基甲基銨雙(三氟甲烷磺醯基)-醯亞胺(來自3M之FC-4400)。諸如描述於Lee 等人 之美國專利第5,508,374號中，樣本1-4中之液晶聚合物(LCP 1)係形成自HBA、HNA、TA、BP及APAP，而樣本5-6中之液晶聚合物(LCP 2)係形成自HBA、HNA及TA。使用18 mm單螺桿擠壓機進行混合。使樣本部件注射成型為小塊(60 mm × 60 mm)。表 1
亦測試樣本1-3及5-6之熱特性、機械特性及磨損特性。結果闡述於下文表2中。表 2 實例 2
如下文表3中指示，樣本7-12係形成自各種百分比之液晶聚合物、無機填充劑(硫酸鋇或雲母)、抗衝擊改質劑(Lotader® 8840)、摩擦調配物及黑色母材。摩擦調配物包括高分子量矽氧烷聚合物(Genioplast® Pellet S)與氟化添加劑(KT 300M PTFE)之組合。黑色母材含有80 wt.%液晶聚合物及20 wt.%炭黑。諸如描述於Lee 等人 之美國專利第5,508,374號中，樣本10-12中之液晶聚合物(LCP 1)係形成自HBA、HNA、TA、BP及APAP，而樣本7-9中之液晶聚合物(LCP 2)係形成自HBA、HNA及TA。使用18 mm單螺桿擠壓機進行混合。使樣本部件注射成型為小塊(60 mm × 60 mm)。表 3
亦測試樣本7-12之熱特性、機械特性及磨損特性。結果闡述於下文表4中。表 4
本發明之此等及其他變體及變化可在不脫離本發明之精神及範疇的情況下藉由本領域中之一般技術者實踐。另外，應理解各種實施例之態樣均可全部或部分互換。此外，本領域中之一般技術者應瞭解，前文描述僅借助於實例，且不意欲限制本發明進一步描述於此類所附申請專利範圍中。
502‧‧‧隔熱帽 504‧‧‧載體組合件 506‧‧‧基底 508‧‧‧主板 510‧‧‧基板 601‧‧‧電路 602‧‧‧影像感測器 604‧‧‧透鏡
本發明之完整及能夠實現之揭示內容，包括對本領域中之技術者而言其最佳模式，更特定而言闡述於本說明書之剩餘部分，包括參考附圖，其中：
圖1至圖2係可根據本發明之一個實施例形成之緊湊型相機模組(「CCM」)的透視圖及正視圖。
502‧‧‧隔熱帽
504‧‧‧載體組合件
506‧‧‧基底
508‧‧‧主板
510‧‧‧基板

Claims (36)

  1. 一種聚合物組合物，其包含至少一種熱致液晶聚合物及每100重量份該液晶聚合物約1至約20重量份之量的摩擦調配物(tribological formulation)，其中該摩擦調配物含有氟化添加劑及具有約每莫耳100,000公克或更大之重量平均分子量的矽氧烷聚合物，且此外其中該氟化添加劑與該矽氧烷聚合物之重量比係約0.5至約12。
  2. 如請求項1之聚合物組合物，其中該芳香族聚合物構成該聚合物組合物之約20wt.%至約70wt.%，且該摩擦調配物構成該聚合物組合物之約1wt.%至約30wt.%。
  3. 如請求項1之聚合物組合物，其中該矽氧烷聚合物係以每100重量份該芳香族聚合物約0.1至約20重量份之量存在。
  4. 如請求項1之聚合物組合物，其中該矽氧烷聚合物在主鏈中包括矽氧烷單元，其具有下式：RrSiO(4-r/2)其中R獨立地係氫或經取代或未經取代之烴基，且r係0、1、2或3。
  5. 如請求項4之聚合物組合物，其中該矽氧烷聚合物包括結合至至少70mol%之Si原子之烷基。
  6. 如請求項1之聚合物組合物，其中該矽氧烷聚合物包括二甲基聚矽氧烷、苯甲基聚矽氧烷、乙烯基甲基聚矽氧烷、三氟丙基聚矽氧烷或其組合。
  7. 如請求項1之聚合物組合物，其中該矽氧烷聚合物具有約10,000厘史(centistoke)或更大之運動黏度。
  8. 如請求項1之聚合物組合物，其中該摩擦調配物進一步包括二氧化矽粒子。
  9. 如請求項1之聚合物組合物，其中該氟化添加劑係以每100重量份該芳香族聚合物約0.1至約20重量份之量存在。
  10. 如請求項1之聚合物組合物，其中該氟化添加劑包括氟聚合物。
  11. 如請求項10之聚合物組合物，其中該氟聚合物包括聚四氟乙烯、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、聚氯三氟乙烯或其組合。
  12. 如請求項10之聚合物組合物，其中該氟聚合物係塗佈於載體粒子上。
  13. 如請求項12之聚合物組合物，其中該等載體粒子包括矽酸鹽粒子。
  14. 如請求項1之聚合物組合物，其進一步包含每100重量份該芳香族聚合物約10至約95重量份之量的無機填充劑。
  15. 如請求項14之聚合物組合物，其中基於莫氏(Mohs)硬度標度，該無機填充劑含有具有約2.5或更大之硬度值的粒子。
  16. 如請求項15之聚合物組合物，其中該等粒子包括硫酸鋇。
  17. 如請求項1之聚合物組合物，其進一步包含每100重量份該芳香族聚合物約0.1至約20重量份之量的抗衝擊改質劑。
  18. 如請求項17之聚合物組合物，其中該抗衝擊改質劑包括環氧官能化烯烴共聚物。
  19. 如請求項1之聚合物組合物，其進一步包含每100重量份該芳香族聚合物約0.1至約20重量份之量的抗靜電填充劑。
  20. 如請求項19之聚合物組合物，其中該抗靜電填充劑包括離子液體。
  21. 如請求項1之聚合物組合物，其中該熱致液晶聚合物具有約100℃或更高之玻璃轉化溫度及/或約200℃或更高之熔融溫度。
  22. 如請求項1之聚合物組合物，其中該液晶聚合物含有自對苯二甲酸、間苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、4-羥基苯甲酸、6-羥基-2-萘甲酸、氫醌、4,4'-聯苯酚、乙醯胺苯酚或其組合衍生之重複單元。
  23. 如請求項1之聚合物組合物，其中如根據VDA 230-206：2007測定，該組合物展現約1.0或更小之動態摩擦係數。
  24. 如請求項1之聚合物組合物，其中如根據VDA 230-206：2007測定，該組合物展現約500微米或更小之磨損深度。
  25. 如請求項1之聚合物組合物，其中如根據ASTM D3121-09測定，該組合物展現約15毫米或更大之螺旋流動長度。
  26. 一種模製部件，其包含如請求項1之聚合物組合物。
  27. 一種相機模組，其包含如請求項26之模製部件。
  28. 一種相機模組，其包含安裝有載體組合件之基底，其中該基底、載體組合件或二者包含模製部件，其中該模製部件含有包含至少一種熱致液晶聚合物及摩擦調配物之聚合物組合物，其中如根據VDA 230-206：2007測定，該組合物展現約1.0或更小之動態摩擦係數，其中該摩擦調配物含有具有約每莫耳100,000公克或更大之重量平均分子量的矽氧烷聚合物及氟化添加劑，且此外其中該氟化添加劑與該矽氧烷聚合物之重量比係約 0.5至約12。
  29. 如請求項28之相機模組，其中如根據VDA 230-206：2007測定，該組合物展現約500微米或更小之磨損深度。
  30. 如請求項28之相機模組，其中該矽氧烷聚合物具有約10,000厘史或更大之運動黏度。
  31. 如請求項28之相機模組，其中該氟化添加劑包括氟聚合物。
  32. 如請求項31之相機模組，其中該氟聚合物係塗佈於矽酸鹽粒子上。
  33. 如請求項28之相機模組，其中基於該莫氏硬度標度，該聚合物組合物進一步包含具有約2.5或更大之硬度值的無機填充劑粒子。
  34. 如請求項28之相機模組，其中該聚合物組合物進一步包含抗衝擊改質劑。
  35. 如請求項28之相機模組，其中該聚合物組合物進一步包含抗靜電填充劑。
  36. 如請求項28之相機模組，其中該液晶聚合物含有自對苯二甲酸、間苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、4-羥基苯甲酸、6-羥基-2-萘甲酸、氫醌、4,4'-聯苯酚、乙醯胺苯酚或其組合衍生之重複單元。
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