CN101176169B - 导电聚合物树脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了聚合物树脂，包括聚合物树脂片材，其具有良好的导电性，并公开了其制备方法。所述聚合物树脂显示出柔韧性并在其表面上以及沿着其厚度显示导电性，并因此能够用作具有冲击吸收性和振动吸收性以及导电性的电磁波屏蔽材料。
Description
技术领域
本发明涉及导电聚合物树脂，并涉及其制造方法。更具体地，本发明涉及如下粘合剂聚合物片材，其具有柔韧性并在其表面上以及沿着其厚度方向显示导电性，并因此能够用作具有冲击吸收性和振动吸收性以及导电性的电磁波屏蔽片材。本发明还涉及制造上述粘合剂聚合物片材的方法。
背景技术
在电子仪器电路中产生的各种有害电波和电磁波可能干扰外围电子部件或装置的功能、劣化性能、产生噪音、降级图像、减少它们的使用寿命，并因此导致产生劣等产品。为了保护敏感电子设备避免这些电波和电磁波，已经开发了各种电波和电磁波屏蔽材料。例如，已经提出了各种金属板、金属涂覆的织物、导电涂料、导电胶带或赋予导电性的聚合物弹性体。
通常，为了向聚合物弹性体树脂提供导电性，已经使用了下列方法。
例如，在制备聚合物弹性体树脂的过程中，将细分的导电粉末或填充剂如普通炭黑、石墨、银、铜、镍或铝均匀分散在所述树脂中。为了向所述聚合物弹性体树脂赋予导电性，有必要在所述聚合物树脂中形成互连填充剂粒子的路径。换句话说，金属粒子或炭黑粒子应该处于密切接触的状态，从而所述导电粒子允许电子通过。
例如，当在一些应用中将炭黑粒子与聚氨酯树脂掺合以提供导电性时，使用基于所述树脂的重量计为15-30wt％的炭黑粒子。然而，为了获得改进的导电性，可能希望使用40wt％或更多的炭黑粒子。引入如此大量的炭黑粒子使得难以将所述粒子分散均匀，并减少了树脂的熔体粘弹性，从而导致填充剂粒子的聚集和粘度显著增加。当使用金属粉末时，为了获得导电性，以相应炭黑量的2-3倍重量将它与树脂掺合。在这种情况下，可分散性变差并且比重增加。
简言之，根据将导电填充剂引入聚合物树脂的上述方法，已经难以获得显示出可接受的导电性以及冲击保护性和振动保护性的聚合物树脂。
根据另一种常规方法，通过用包括导电剂的涂层剂涂布各种织物、无纺织物、纸或其它塑料膜，以获得电波和电磁波屏蔽材料。这些材料包括金属镀层的织物和导电胶带。然而，因为这些材料缺少体积导电性，因此它们只用于需要表面导电性的应用。
此外，根据另一种常规方法，为了向聚硅氧烷片材赋予导电性，在所述聚硅氧烷片材中使用过量(70wt％或更多)的填充剂。然而，由于如此大量填充剂所需的高成本，该方法不是成本有效的。
向聚合物树脂或弹性体赋予导电性的方法的具体例子包括：日本特许公开专利Hei 9-000816；日本特许公开专利2000-077891；美国专利6,768,524；美国专利6,784,363；和美国专利4,548,862。
然而，现有技术中上述方法的缺点在于，它们需要单独的粘合剂处理步骤，或者它们必需使用额外的粘合剂，例如双面粘合带。
发明内容
根据本发明的一个示例性实施方案，提供了在其表面上以及沿着其厚度方向具有导电性的聚合物树脂。
更具体地，在一个实施方案中，本发明提供了聚合物树脂，该聚合物树脂包括聚合物组分和分布在所述聚合物组分内的导电填充剂。所述聚合物树脂可以是片材状树脂，其中所述片材包括其中所述导电填充剂以所述片材的厚度方向排列的一个部分，和其中所述导电填充剂以所述片材的水平方向排列的另一个部分，从而这些沿着所述厚度方向和所述水平方向的排列允许在所述片材内存在的填充剂从所述片材的一个表面互连到所述片材的另一个表面。
如本文中所用的，“聚合物组分”指通过单体聚合而形成的聚合物，它是在所述聚合物树脂中除了所述填充剂或添加剂以外的部分。
形成所述聚合物树脂的聚合物组分可以是可光聚合的聚合物。在一个示例性实施方案中，所述聚合物组分是丙烯酸类聚合物，并可以是能够通过光聚合制备的可光聚合的丙烯酸类聚合物。在另一个示例性实施方案中，由于其粘合性能，本发明的聚合物树脂可被用作粘合剂。
所述聚合物树脂可以采用片材或粘合剂片材的形式。如果需要，所述聚合物树脂可以采用粘合带的形式。根据本发明的示例性实施方案，所述聚合物树脂是具有导电性的聚合物片材，并且可以是具有导电性的粘合剂聚合物片材。
本发明的聚合物树脂包括导电填充剂。在图2a-2c所示的示例性实施方案中，所述导电填充剂以所述聚合物树脂的水平和垂直方向排列，以形成电流能够通过的网络结构。
在本发明聚合物树脂的示例性实施方案中，基于所述聚合物树脂的总重量计，所述聚合物组分和填充剂存在的量分别为10-95wt％和5-90wt％。在另一个示例性实施方案中，基于所述聚合物树脂的总重量计，所述聚合物组分和填充剂存在的量分别为40-80wt％和20-60wt％。
根据本发明的示例性实施方案，所述导电填充剂沿着所述聚合物树脂的垂直方向以及水平方向排列。为了实现这一点，在聚合过程中利用所述填充剂的移动特性。具体地，在单体没有完全固化时将导电填充剂添加到浆样状态的聚合物组合物(下文中也称为“聚合物浆”)中，然后通过光照射对所得聚合物浆进行光聚合。更具体地，当为了光聚合的目的而照射所述聚合物浆时，如果将照射选择性地控制在所述聚合物浆的表面上，则能够选择性地在所述表面上引发光聚合，并从而能够将所述填充剂以所需的图案排列。
为了引发这种选择性光聚合，可以使用掩模，例如具有所需图案的防粘衬垫(release liner)。所述防粘衬垫由可透光的材料制成，并具有充分减少透光性或不允许透光的预定部分，从而在所述部分下充分减少光聚合或不能直接引发光聚合。
因此，根据本发明的另一个方面，提供了用于制造聚合物树脂的方法，所述聚合物树脂在其表面方向上以及沿着其厚度方向具有导电性。更具体地，在用于制造聚合物树脂的方法中，将用于制备所述聚合物的单体与导电填充剂混合，然后用光照射所述混合物以进行光聚合，其中只用光照射所述混合物表面的选择性部分。
在上述方法中，为了将所述导电填充剂均匀分散在用于制造所述聚合物树脂的组合物中，可以在添加所述导电聚合物之前，将用于制备所述聚合物的单体进行部分聚合。
因此，本发明在一个示例性实施方案中提供了用于制造聚合物树脂的方法，所述方法包括下列步骤：
通过将用于制备所述聚合物的单体进行部分聚合，形成聚合物浆；
向所述浆中添加导电填充剂，并将它们充分混合均匀；
将具有所需掩模图案的防粘衬垫施加到包含有向其中添加的导电填充剂的浆的表面上；和
用光透过防粘衬垫来照射所述浆，以进行光聚合。
此外，本发明提供了用于在通过光聚合过程制备的聚合物树脂中排列填充剂的方法，该方法包括如下步骤：用光照射混合物以进行光聚合的步骤，所述混合物包含用于制备所述聚合物树脂的单体和所述填充剂，其中只用光照射所述混合物的一部分，从而能够在所述聚合物树脂中以所需图案排列所述填充剂。
附图说明
当结合附图时，本发明的前述和其它目的、特征和优点将从下面的详述中变得更加明显，在附图中：
图1的图片显示本发明示例性实施方案的聚丙烯酸树脂片材的外观；
图2a的示意图显示填充剂在本发明聚合物树脂中的排列；
图2b的SEM(扫描电子显微镜)图显示本发明示例性实施方案的片状聚合物树脂的截面；
图2c的SEM(扫描电子显微镜)图显示本发明示例性实施方案的片状聚合物树脂的表面；
图3的示意图显示用于本发明防粘衬垫的图案的一个例子；
图4a和4b的示意图显示在使用未图案化和图案化的防粘衬垫进行光照射时，所述填充剂的排列如何进行变化；和
图5a和5b的图片显示正在除去防粘衬垫的本发明片状聚合物树脂(图5a)，和从其上除去防粘衬垫后的本发明片状聚合物树脂(图5b)。
发明详述
下文中，将更详细地解释本发明。
图2显示本发明示例性实施方案的聚合物树脂100的示意性表示。所述聚合物树脂可以是在z-轴方向厚度为t的片材形式。本发明的聚合物树脂片材由聚合物组分110和分布在该聚合物组分内的导电填充剂120组成。所述聚合物树脂片材包括其中所述导电填充剂以片材的厚度方向排列的部分130和其中所述导电填充剂以片材的水平方向排列的另一个部分140，从而沿着所述厚度方向和水平方向的这样的排列允许在所述片材内存在的填充剂从所述片材的一个表面互连到所述片材的另一个表面，并且还沿着所述片材的长度和宽度。当所述导电填充剂以在所述聚合物树脂内的这个水平和垂直方向排列时，形成了电流能够通过的网络。这样的导电网络提供了贯穿所述树脂片材以及沿着其长度和宽度的导电性。
贯穿所述片材厚度的片材的导电部分130能够被成型为具有所需的图案(即栅格，见图1)。图1显示垂直贯穿所述聚合物树脂片材的导电部分130的栅格和基本上不含导电粒子的聚合物区域150。由于区域150基本上不含导电粒子，所以所述聚合物组分的性质(例如粘性、振动吸收、冲击性质等)占主导。如果所述聚合物组分是压敏粘合剂，则这是尤其有用的，因为已知高负荷的压敏粘合剂具有比不含填充剂的相同压敏粘合剂更低的粘性。因此通过基本上不含粒子的区域150，保留了本发明树脂片材的粘合性能。
在本发明示例性实施方案的聚合物树脂中，所述聚合物组分是能够通过将可光聚合的单体聚合而制备的聚合物。在另一个实施方案中，可以使用可光聚合的丙烯酸类聚合物。
制备所述聚合物树脂的一个示例性实施方案包括如下步骤：将可光聚合的单体与极性可共聚单体混合；对所得混合物进行预聚合，以形成粘度为约500-20,000cps的可光聚合的聚合物浆；向所述聚合物浆中添加导电填充剂；和通过使用具有所需图案的防粘衬垫，进行所述聚合物浆的选择性聚合。根据上述方法，有可能获得具有导电填充剂网络的聚合物树脂。在替代实施方案中，可以用触变材料如硅石将单体混合物充分增稠以形成浆。
可以用于本发明聚合物树脂的可光聚合单体包括丙烯酸烷基酯单体(包括甲基丙烯酸烷基酯单体)，其烷基具有1-14个碳原子。
所述丙烯酸烷基酯单体的非限制性例子包括：(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸异壬酯等。此外，作为所述丙烯酸烷基酯单体，可以使用丙烯酸异辛酯、丙烯酸异壬酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸己酯等。在另一个实施方案中，可以使用丙烯酸异辛酯、丙烯酸异壬酯或丙烯酸丁酯。
所述丙烯酸烷基酯单体能够通过它们的部分聚合而形成可光聚合的聚合物浆。或者，通过所述丙烯酸烷基酯单体与极性可共聚单体的共聚，能够形成所述可光聚合的聚合物浆。尽管对所述丙烯酸烷基酯单体与所述极性可共聚单体的混合比率没有具体限制，但在一个实施方案中以99～50∶1～50的重量比使用它们。
可以使用的极性可共聚单体包括高极性的单体和中等极性的单体。当使所述丙烯酸烷基酯单体与高极性的单体共聚时，在一个实施方案中，基于所述可光聚合的聚合物浆的重量计，所述丙烯酸烷基酯单体的用量为75wt％或更多。在另一个实施方案中，基于所述可光聚合的聚合物浆的重量计，所述丙烯酸烷基酯的用量为50wt％或更多。
所述高极性单体的非限制性例子包括：丙烯酸、衣康酸、丙烯酸羟基烷基酯、丙烯酸氰基烷基酯、丙烯酰胺或取代的丙烯酰胺。同时，中等极性单体的非限制性例子包括N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、丙烯腈、氯乙烯或邻苯二甲酸二烯丙酯。
基于所述可光聚合的聚合物浆的重量计，所述高极性可共聚单体的用量为25wt％或更少，在一个实施方案中的用量为15wt％或更少。基于所述可光聚合的聚合物浆的重量计，所述中等极性可共聚单体的用量为50wt％或更少，在一个实施方案中的用量为5至30wt％。所述极性可共聚单体可用于为本发明的聚合物树脂提供粘合性能和内聚力并用于改进粘合力。
本发明的聚合物树脂包括用于赋予导电性的导电填充剂。尽管对所述导电填充剂的种类没有具体限定，但可以使用的导电填充剂包括：贵金属；非贵金属；贵金属镀层的贵金属和非贵金属；非贵金属镀层的贵金属和非贵金属；贵金属和非贵金属镀层的非金属；导电非金属；及其混合物。更具体地，所述导电填充剂可以包括或包含贵金属如金、银和铂；非贵金属如镍、铜、锡和铝；贵金属镀层的贵金属和非贵金属如银镀层的铜、镍、铝、锡和金；非贵金属镀层的贵金属和非贵金属如镍镀层的铜和银；贵金属和非贵金属镀层的非金属如银或镍镀层的石墨、玻璃、陶瓷、塑料、弹性体和云母；导电非金属如炭黑和碳纤维；及其混合物。
所述填充剂可以被广义地归类为“颗粒”形式，尽管并不认为所述形式的具体形状对本发明是重要的，并且该形状可以包括例如通常涉及制造或形成本文所述的导电材料类型的任何形状。所述形状包括例如中空或实心微球体、弹性体气球、薄片、小盘、纤维、棒、无规形状的粒子或其混合物。类似地，所述填充剂材料的粒径也不被认为是重要的，该粒径可以处于狭窄或宽的分布范围内。在本发明的一个示例性实施方案中，所述粒径可以在约0.250至约250μm的范围内，在另一个实施方案中所述粒径为约1至100μm。
基于所述聚合物树脂的总重量计，所述聚合物组分和所述填充剂在本发明导电聚合物树脂中存在的量分别为10-95wt％和5-90wt％。在另一个实施方案中，基于所述聚合物树脂的总重量计，所述聚合物组分和所述填充剂在本发明导电聚合物树脂中存在的量分别为40-80wt％和20-60wt％。
此外，为了向所述聚合物树脂所应用的具体产品提供所需的物理性质，本发明的聚合物树脂还可以包括除上述导电填充剂以外的至少一种另外的填充剂。对于所述另外填充剂的类型没有具体限定，只要它不会负面影响所述聚合物树脂的特性和应用。然而，所述另外填充剂的非限制性例子包括导热填充剂、阻燃填充剂、抗静电剂、发泡剂、聚合中空微球体等。
根据本发明，基于100重量份所述聚合物组分计，所述另外的填充剂的用量可以为小于100重量份。
此外，本发明的聚合物树脂还可以包括其它添加剂，包括聚合引发剂、交联剂、光敏引发剂、颜料、抗氧化剂、UV稳定性、分散剂、消泡剂、增稠剂、增塑剂、增粘树脂、硅烷偶合剂、增亮剂等。
下文中，将更详细地解释用于制备本发明导电聚合物树脂的方法。
通过聚合上述单体来制造本发明的聚合物树脂。具体地，将用于形成所述聚合物树脂的单体与用于赋予导电性的导电填充剂混合，如果需要，向所得混合物中添加另外的填充剂和其它添加剂。然后，使最终形成的混合物进行聚合。当然在所述聚合物树脂的制造过程中还可以向其中添加聚合引发剂、交联剂等。
在一个实施方案中，为了促进所述导电填充剂的分散和引发所述的选择性光聚合，将用于形成所述聚合物树脂的单体预聚合以提供可光聚合的聚合物浆，将所述导电填充剂和其它所需的添加剂添加到所述聚合物浆中，并搅拌所得混合物直到它均匀，然后进行聚合和交联。
在本发明的聚合物树脂中，通过交联剂的量能够控制所述聚合物树脂的物理性质，尤其是粘合性能。在一个示例性实施方案中，基于100重量份所述聚合物组分计，所述交联剂的用量为约0.05-2重量份。可以使用的交联剂的具体例子包括多官能的丙烯酸酯(例如单体型交联剂如1，6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、1，2-乙二醇二丙烯酸酯和1，12-十二烷二醇丙烯酸酯)，但不限于此。
此外，在本发明聚合物树脂的制造过程中，可以使用光敏引发剂并根据光敏引发剂的量控制所述聚合物树脂的聚合程度。在一个实施方案中，基于100重量份所述聚合物树脂计，所述光敏引发剂的用量为约0.01-2重量份。可以使用的光敏引发剂的具体例子包括2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、α，α-甲氧基-α-羟基苯乙酮、2-苯甲酰基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基苯基)-1-丁酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮，但不限于此。
为了制造本发明的聚合物树脂，优选使用光敏引发剂进行光聚合方法。
在本发明聚合物树脂的制造方法的一个示例性实施方案中，在基本上无氧的气氛中部分地聚合用于形成所述聚合物组分的单体，以提供粘度为约500cps至20,000cps的浆。(在实施例中浆的粘度为300cP)。然后，向其中添加导电填充剂、其它添加剂(如果需要)、交联剂和光敏引发剂，并用紫外线照射所得的浆以在基本上无氧的气氛中进行所述浆的聚合和交联。
可以将本发明的聚合物树脂成型为片材形状。更具体地，在上述方法中，首先形成部分聚合的浆，如果需要，向所述浆中添加交联剂和光敏引发剂，然后搅拌。接下来，将所得混合物施加到片材形式的防粘衬垫上，并用光照射以进行所述浆的聚合和交联，从而形成所述聚合物树脂。通过将第二衬垫放到经涂布的组合物上，然后照射浆，能够获得充分无氧的气氛。
当包含所述填充剂的单体或包括部分聚合单体的浆在光的照射下开始从表面聚合时，原来处于聚合引发位置的导电填充剂将倾向于移向或被推向还未引发聚合的另一个位置。在用于制备导电聚合物片材的常规方法中(图4a)，含有均匀分散的导电填充剂(未显示)的聚合物树脂被包含在两个透光防粘衬垫410之间。所述聚合物树脂从两侧暴露于光450。在所述聚合物树脂与防粘衬垫410之间的界面420处开始聚合物组分110的聚合。所述导电填充剂被从引发聚合的位置(即界面420)推向还没有引发聚合的另一个位置(所述树脂的中心)。这导致将导电粒子浓缩在所述聚合物树脂片材的狭窄段内。
为了制造具有以所述水平和垂直方向两者上排列以形成网络结构的导电填充剂的本发明聚合物树脂，在上述方法中使用图案化防粘衬垫300。防粘衬垫300由可透光的材料制成，并具有在其表面上形成的所需的掩模图案310(参见图3)。优选地，将所述防粘衬垫放在所述片状聚合物浆的两个表面上。掩模图案310可以充分减少穿透所述图案的光，或者可以防止光穿透所述图案。
由于可透光的衬垫300具有在其表面上形成的掩模图案310，所以在形成图案的部分，光不能透过，或者透过明显减少，而且在相同的部分不能引发光聚合，或者可以减少或减慢光聚合(参见图3和4b)。然而，通过自由基聚合的增长反应，在图案下也能发生聚合，所述自由基聚合是在除具有所述图案的部分外的剩余开放部分320处引发的。当用光450照射所述聚合物树脂或浆的表面时，从开放部分320的表面上引发光聚合。如果使用具有所述掩模图案310的防粘衬垫，则可以在防粘衬垫300的开放部分320中选择性地引发在表面上的光聚合。所述导电填充剂被从引发聚合的位置(即开放部分420的界面420)推向还没有引发聚合的另一个位置(防粘衬垫300上的树脂中心和掩模图案310下面的区域)。以这种方式，可以使所述导电填充剂以光聚合的引发被抑制的部分的厚度方向排列，这提供了沿着所述片状聚合物树脂的厚度方向的导电性。
当将具有图案的防粘衬垫放在所述单体或部分聚合浆的一个或两个表面上，然后对所得结构进行光聚合时，在不具有图案的部分引发聚合反应，并且原来存在于该部分的导电填充剂移向还没有引发聚合的结构内部。同时，由于没有在具有预定图案的部分下面引发聚合，所以所述导电填充剂不能向内移动(参见图4b)。因此，如图2所示，所述导电填充剂集中在不具有图案的那部分片材的中部(当从厚度方向观察时)，并贯穿具有预定图案的那部分的整个厚度，从而整体上形成网络，而所述片材的顶部表面和底部表面通过所述导电填充剂互连。换句话说，所述导电填充剂在具有预定图案的那部分沿着厚度方向分布(z-轴方向)分布，而在图案化部分以外的那部分在所述聚合物树脂片材的中部沿着水平方向(x-y平面方向)分布。因此，所述导电填充剂能够沿着所述平面方向(x-y方向)以及所述厚度方向(z-轴方向)整体上形成网络。结果是，本发明的聚合物树脂还具有沿着其厚度方向的导电性，并因此提供了与包括随机分散在所述粘合剂内的导电填充剂的粘合剂树脂相比，优良的导电性。
对于所述防粘衬垫的图案形式没有具体限定。在一个示例性实施方案中，由所述图案形成的光屏蔽部分占所述防粘衬垫总面积的约1-70％。当所述光屏蔽部分的存在比率小于1％时，可能不足以有效地排列所述导电填充剂。当所述光屏蔽部分的存在比率大于70％时，可能难以有效地进行光聚合。
所述防粘衬垫可以由可透光的材料形成(例如用防粘剂处理或具有低表面能的透明塑料)。优选地，可以使用塑料如聚乙烯膜、聚丙烯膜或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜。
尽管对所述防粘衬垫的厚度没有具体限定，但在一个示例性实施方案中，所述防粘衬垫的厚度为5μm至2mm。如果所述厚度小于5μm，则所述防粘衬垫就太薄而不易形成图案。而且，难以将聚合物浆施加到这样薄的防粘衬垫上。此外，不建议提供具有太大厚度的防粘衬垫，即大于2mm的厚度可能使得所述光聚合更困难。
此外，对于本发明片状聚合物树脂的厚度没有具体限定。在一个示例性实施方案中，考虑到光聚合的增长和所述导电填充剂的移动性，所述片状聚合物树脂的厚度为25μm至3mm。如果所述聚合物树脂片材的厚度小于25μm，则可使用性会因为这样小的厚度而变得困难。如果所述聚合物树脂片材的厚度大于3mm，则可能难以实现光聚合。
或者，可以在基本上无氧、即小于约1000ppm(份/百万)氧的室中，通过开放的栅格照射被涂布的浆。在一些实施方案中，所述室可以包含小于约500ppm氧。
用于运行本发明光聚合的光强可以是通常用于一般光聚合过程的光强。在一个示例性实施方案中，优选使用大约相当于紫外线的光强。同时，还可能根据光强确定照射时间。
在本发明一个实施方案的聚合物树脂中，所述聚合物组分优选为丙烯酸类聚合物。通常，丙烯酸类聚合物具有粘合性能，并因此能够被用作粘合剂。因此，当将所述聚合物树脂应用至电子仪器等时，它能够提供粘合性能和导电性，而无需使用任何额外的成分，因为所述聚合物本身就具有粘合性能。此外，能够将所述聚合物树脂成型为辊状，并由于沿着所述厚度方向以及所述平面方向的良好导电性而显示优良的电波屏蔽作用。通过调整聚合和交联的程度能够控制丙烯酸树脂的粘合性能。
因此，本发明的片状聚合物树脂(也称为“聚合物片材”)能够用于具有冲击吸收性和振动吸收性的聚合物弹性体垫圈中，用于紧凑的和中型/大型的电子或电学仪器。在这种情况下，所述聚合物片材由于其导电性提供了优良的电波屏蔽作用。换句话说，本发明的聚合物片材能够物理保护电学或电子仪器避免任何冲击或振动，同时屏蔽在仪器内部/外部产生的各种电波和电磁波，从而导致电子或电学仪器的最大性能和功能。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的下列实施例、比较例和实验例。应当理解本发明不限于下列实施例。
下文描述的术语“份”指占100重量份通过单体聚合形成的聚合物组分的重量份。
实施例1
将作为丙烯酸单体的95份丙烯酸-2-乙基己酯、5份丙烯酸和作为光敏引发剂的0.04份Irgacure-651(α，α-甲氧基-α-羟基苯乙酮，获自CibaSpecialty Chemical，Tarrytown，NY)引入1L玻璃反应器中。然后，通过光照射部分地聚合该混合物，以获得粘度为300cps的浆。向100份所得浆中添加作为光敏引发剂的0.1份Irgacure-819[(双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基-氧化膦，获自Ciba Specialty Chemical，Tarrytown，NY)和作为交联剂的0.65份1，6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)，并充分搅拌该混合物。然后，将30份粒径为约44μm的银涂层中空玻璃球(SH230S33，Potters Industries Inc.，Valley Forger，PA)与该混合物混合，并然后充分搅拌以获得均匀的混合物。
同时，如图3所示，通过使用黑墨汁，将厚度为75μm的透明聚丙烯膜制成宽度为700μm并且间隔为1.5mm的栅格形状图案，以提供防粘衬垫。
通过使用辊涂机，将所述浆混合物在所述防粘衬垫上涂成0.5mm的厚度。通过涂布，将所述防粘衬垫放置在所述混合物的两侧上以隔断氧。然后，通过使用金属卤化物UV灯，以5.16mW/cm2的强度用紫外线从两侧将所得结构照射520秒，以提供片状聚合物树脂(聚合物片材)。
所得聚合物片材是具有粘合性能的粘合剂片材。
为了观察所述填充剂在所述聚合物片材内的分布，通过使用扫描电子显微镜(SEM)检查所述聚合物片材的截面，并且从所述检查获得的图片示于图2b和2c中。如图2a-2c所示，填充剂130沿着图案化片材部分的厚度方向(z-轴方向)排列，同时沿着未图案化树脂片材部分的中部的水平方向(x-y平面方向)排列，从而沿着所述平面方向(x-y方向)以及所述厚度方向(z-轴方向)整体上形成填充剂的网络。
图1显示本实施例的片材的外观，图5a是从相同片材上除去防粘衬垫后的图片。
实施例2
重复实施例1以提供聚合物片材，除了使用来自Sulzer Metco Inc.，Winterthur，Switzerland的60重量份镍涂覆的石墨纤维作为导电填充剂。
比较例1和2
重复实施例1和2以提供比较例1和2的聚合物树脂片材，除了在两种情况下均未将防粘衬垫图案化。
实验例1-电阻的测量
根据MIL-G-83528B(标准)，基于表面探针模式，通过使用Kiethely580微欧姆计，测量得自实施例1和2以及比较例1和2的各种聚合物树脂片材的体积电阻。结果示于下面表1中。
实验例2-粘性测试
各种粘合剂片材获自上面的实施例和比较例。剪切所述粘合剂的条。除去第一防粘衬垫，并将所述粘合剂层压到铝箔的条上。除去第二防粘衬垫并层压到钢片上。在层压到钢上后，将各片材在25℃至100℃的温度下保持至少30分钟。测量对钢的90°-剥离粘合力。结果示于下面表1中。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 比较例1 | 比较例2 | ||
| 体积电阻(Ω·平方) | 0.02 | 0.07 | 不能获得 | 不能获得 | |
| 粘合力(gf/in) | 25℃ | 1065 | 975 | 1219 | 991 |
| 100℃ | 2457 | 2111 | 2643 | 2313 | |
从表1中能够看出，本发明实施例1和2的聚合物片材能够提供导电性，同时显示与比较例1和2等价或类似的粘合力。具体地，比较例1和2的聚合物片材提供了极大的电阻，以至于超过了可测量范围。相反，实施例1和2的聚合物片材提供了明显降低的电阻。
从前面能够看出，本发明的聚合物片材包括沿着所述厚度方向以及所述水平方向排列的导电填充剂，并因此显示沿着厚度方向的导电性。因此，本发明的聚合物片材具有电磁波屏蔽作用以及冲击吸收性和振动吸收性，并且因此当被用作包装电子仪器用的垫圈时，能够保护电子仪器内的电子装置。
尽管已经结合上述示例性实施方案描述了本发明，但应答理解本发明不限于所公开的实施方案和附图。相反，本发明希望覆盖所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和变化。
Claims (9)
1.一种具有两个主表面的聚合物树脂片材，其包括聚合物组分和分布在所述聚合物组分内的导电填充剂，其中所述聚合物组分包括其中所述导电填充剂以所述聚合物树脂片材厚度方向排列的至少一个第一部分和其中导电填充剂以所述聚合物树脂片材水平方向排列的至少一个第二部分，所述第二部分与所述第一部分相邻，
其中所述填充剂在所述聚合物树脂内形成导电网络，所述至少一个第一部分提供从所述片材的一个主表面至所述片材的另一个主表面的导电路径，和所述至少一个第二部分提供沿着所述片材的长度和宽度的导电路径。
2.如权利要求1所述的聚合物树脂片材，其中基于所述聚合物树脂的总重量计，所述聚合物组分存在的量为10-95wt％，所述填充剂存在的量为5-90wt％。
3.如权利要求1或2所述的聚合物树脂片材，还包括至少一种额外的填充剂，该填充剂选自：导热填充剂、阻燃填充剂、抗静电剂、起泡剂和聚合物微球体。
4.一种制造导电聚合物片材的方法，该方法包括：
(a)将用于制备所述聚合物的单体与导电填充剂混合以提供混合物；和
(b)用光照射所得混合物以进行光聚合；
其中用光选择性地照射所述混合物的一部分表面，其中所述光导致所述聚合物在所选择的部分中聚合，从而导致所述导电填充剂朝向所述混合物的未聚合区域移动，并且从而形成如下聚合物片材，在该聚合物片材中，所述导电填充剂形成导电网络，该导电网络具有至少一个第一部分以及具有至少一个第二部分，所述至少一个第一部分提供从所述片材的一个主表面至所述片材的另一个主表面的导电路径，和所述至少一个第二部分提供沿着所述片材的长度和宽度的导电路径。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述混合步骤包括：将用于制备所述聚合物的单体进行部分聚合，以及将所述导电填充剂添加到部分聚合的产物中。
6.一种制造聚合物树脂片材的方法，该方法包括：
(a)通过将用于制备所述聚合物的单体进行部分聚合，形成聚合物浆；
(b)将导电填充剂添加到所述聚合物浆中并混合它们；
(c)将具有所需图案的防粘衬垫施加到包含向其中添加的导电填充剂的浆的表面上；和
(d)用光照射所述防粘衬垫以进行光聚合，
其中所述光导致被所述具有图案的防粘衬垫暴露的聚合物浆聚合，从而导致所述导电填充剂朝向所述混合物的未聚合区域移动，并且从而形成如下聚合物片材，在该聚合物片材中，所述导电填充剂形成导电网络，该导电网络具有至少一个第一部分以及具有至少一个第二部分，所述至少一个第一部分提供从所述片材的一个主表面至所述片材的另一个主表面的导电路径，和所述至少一个第二部分提供沿着所述片材的长度和宽度的导电路径。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述聚合物浆的粘度为500cps至20,000cps。
8.如权利要求6或7所述的方法，其中在所述防粘衬垫上形成的图案是用于防止光透过的图案，并提供了相当于所述防粘衬垫总面积的1％至70％的光屏蔽区域。
9.如权利要求1所述的聚合物树脂片材，其中所述聚合物组分包括丙烯酸类聚合物。
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