<Desc/Clms Page number 1>
POLYMEERSAMENSTELLING DIE EEN THERMOPLASTISCH
POLYMEER EN EEN GELEIDENDE VULSTOF BEVAT De uitvinding heeft betrekking op een polymeersamenstelling die 100 gewichtsdelen van een eerste thermoplastisch polymeer en 0, 5-25 volume % van een elektrisch geleidende toeslagstof bevat.
Een dergelijke polymeersamenstelling is bekend uit GB-A-212796.
De bekende polymeersamenstelling wordt bijvoorbeeld toegepast in de behuizing van elektronische apparatuur.
Door de aanwezigheid van de elektrisch geleidende toeslagstof bezit de polymeersamenstelling in de behuizing het vermogen de elektronische apparatuur in de behuizing te beschermen tegen elektro-magnetische straling, ook wel aangeduid met de term elektro-magnetic interference shielding (EMI-shielding).
Alhoewel de bekende polymeersamenstelling toepassingen heeft gevonden is er toch behoefte aan een polymeersamenstelling met een verbeterde EMI-shielding.
De EMI-shielding van de bekende polymeersamenstelling kan weliswaar verder worden verbeterd door de volumefractie van de geleidende toeslagstof verder te verhogen, maar hierdoor worden eigenschappen van de polymeersamenstelling, bijvoorbeeld verwerkbaarheid en oppervlaktekwaliteit negatief beïnvloed. Ook neemt de kostprijs van de polymeersamenstelling daardoor toe.
Doel van de uitvinding is een polymeersamenstelling te verschaffen die een verbeterde EMI-shielding bezit bij dezelfde soort en dezelfde volumefractie geleidende toeslagstof.
Verrassenderwijs wordt dit doel bereikt doordat de polymeersamenstelling volgens de uitvinding 0, 25-10
<Desc/Clms Page number 2>
gew. delen bevat van een tweede thermoplastisch polymeer, dat chloorzijgroepen bevat.
De polymeersamenstelling volgens de uitvinding bezit ten opzichte van de bekende polymeersamenstelling een verbeterde EMI-shielding bij dezelfde soort en dezelfde volumefractie geleidende toeslagstof. Het is ook mogelijk dat de polymeersamenstelling volgens de uitvinding een EMI-shielding bezit die gelijk of ongeveer gelijk is aan de bekende polymeersamenstelling, maar dat de polymeersamenstelling een lagere volumefractie aan geleidende toeslagstof bezit.
Een verder voordeel van de polymeersamenstelling volgens de uitvinding is dat de volumeweerstand lager is dan van de bekende polymeersamenstelling.
In principe komt elk thermoplastisch polymeer in aanmerking om te worden gebruikt als eerste thermoplastisch polymeer in de polymeersamenstelling volgens de uitvinding. Voorbeelden van zeer geschikte eerste thermoplastische polymeren zijn polyamiden, bijvoorbeeld nylon 6, nylon 6. 6 en nylon 4. 6, thermoplastische polyester, bijvoorbeeld polyetheentereftalaat (PET) en polybuteentereftalaat (PBT), polymeren die vinylaromatische monomeereenheden bevatten, bijvoorbeeld polystyreen (PS), acrylonitril- styreen-butadiêen copolymeren (ABS) en styreenmaleinezuuranhydride copolymeren (SMA), polycarbonaat (PC) en mengsels van deze polymeren. Ook is het mogelijk polyolefinen te gebruiken, waarvan bijvoorbeeld polypropeen (PP) zeer geschikt is.
Over het algemeen zal de keuze van het eerste thermoplastisch polymeer door de vakman worden gemaakt uitgaande van verdere eisen, naast een goede EMIshielding, die de toepassing stelt aan de polymeersamenstelling, bijvoorbeeld geschikte mechanische eigenschappen, thermische en chemische bestendigheid.
In principe kan elke elektrisch geleidende toeslagstof worden gebruikt die in polymeersamenstellingen
<Desc/Clms Page number 3>
die EMI-shielding bezitten worden gebruikt. Zo kunnen aluminium flakes, koolstofvezels, staalvezels en met metaal gecoate toeslagstoffen, bijvoorbeeld met nikkel gecoate glasvezels of met nikkel gecoate grafiet worden gebruikt.
Bij voorkeur worden staalvezels gebruikt, omdat daarmee in de polymeersamenstelling volgens de uitvinding de grootste verbetering in EMI-shielding wordt bereikt.
Indien als geleidende toeslagstof vezels worden gebruikt bedraagt de volumefractie daarvan over het algemeen 0, 5-10 %. Indien aluminium flakes worden
EMI3.1
gebruikt bedraagt de volumefractie over het algemeen 5-25 %.
Het tweede thermoplastisch polymeer bevat bij voorkeur ten minste 25 gew. %, nog meer bij voorkeur ten minste 50 gew.
%. chloorzijgroepen.
Als tweede thermoplastisch polymeer kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt polyvinylchloride (PVC), gechloreerde polyvinylchloride (C-PVC), copolymeren van vinylchloride en een tweede monomeer, bijvoorbeeld vinylacetaat, polyvinylideenchloride (PVDC), copolymeren van vinylideenchloride en een tweede monomeer, bijvoorbeeld vinylchloride. Ook mengsels van thermoplastische polymeren met chloorzijgroepen kunnen worden gebruikt.
Bij voorkeur bevat de polymeersamenstelling volgens de uitvinding 0, 5-8 gewichtsdelen, nog meer bij voorkeur 1-5 gewichtsdelen van het tweede thermoplastisch polymeer.
De polymeersamenstelling volgens de uitvinding kan verder de gebruikelijke toevoegingen bevatten, bijvoorbeeld vulstoffen, glasvezels, UV-stabilisatoren, brandvertragende toeslagstoffen enzovoort.
Indien PVC als tweede thermoplastisch polymeer wordt gebruikt worden bij voorkeur aan het PVC, alvorens het met de overige componenten van de polymeersamenstelling wordt samengebracht, voor PVC
<Desc/Clms Page number 4>
gebruikelijke thermische stabilisatoren, glijmiddelen en eventueel weekmakers toegevoegd. Voorbeelden van geschikte stabilisatoren, glijmiddelen en weekmakers voor PVC zijn vermeld in Kunststof Taschenbuch, 24e editie, Carl Hanser Verlag, München (1989) p. 268-292.
De polymeersamenstelling volgens de uitvinding kan worden bereid door het eerste thermoplastisch polymeer, het tweede thermoplastisch polymeer, de elektrisch geleidende toeslagstof en eventueel gebruikelijke toevoegingen bij omgevingstemperatuur te mengen tot een dry blend.
Daarna kan de zo verkregen polymeersamenstelling volgens de uitvinding worden opgesmolten en in de gesmolten toestand verder worden gemengd. Het opsmelten en in de opgesmolten toestand mengen kan bijvoorbeeld worden uitgevoerd in een coroterende dubbelschroefskneder, een enkelschroefsextruder of een Buss (TM) kokneder. Het is van belang het mengen in de opgesmolten toestand bij lage afschuifspanning en lage totale afschuiving uit te voeren, zodat de structuur van de elektrisch geleidende toeslagstof zoveel mogelijk behouden blijft. Dit is vooral van belang indien als elektrisch geleidende toeslagstof staalvezels worden gebruikt, omdat zoals blijkt uit EP-B- 366180 op deze manier de staalvezels geheel of nagenoeg geheel in bundels aanwezig blijven in de polymeersamenstelling.
Hierdoor wordt bereikt dat de EMIshielding die uiteindelijk in een vormdeel wordt bereikt op een hoger niveau ligt.
Daarna kan de polymeersamenstelling volgens de uitvinding bijvoorbeeld worden gegranuleerd en met behulp van een spuitgietmachine tot vormdelen, bijvoorbeeld behuizing van elektronische apparatuur worden verwerkt.
Het is ook mogelijk de dry blend direct aan een spuitgietmachine toe te voeren, in de spuitgietmachine op te smelten, in de opgesmolten toestand te mengen en vervolgens tot een vormdeel te verwerken.
<Desc/Clms Page number 5>
Voorbeeld I
Een dry blend werd bereid van 430 g. polyamide 6
EMI5.1
(Akulon F 223-D, geleverd door DSM uit Nederland) 70 g. staalvezels (Bekaerts GR 75/C16/4, geleverd door Bekaert uit België) en 20 g. PVC (Marvylane 6502, geleverd door LVM uit België). De dry blend werd opgesmolten en in opgesmolten toestand verder gemengd en gegranuleerd met behulp van een coroterende dubbelschroefskneder (type ZSK* 30, geleverd door Werner en Pfleiderer uit Duitsland).
Daarna werd de kunststofsamenstelling met behulp van een Marburg0 Allrounder spuitgietmachine, geleverd door Arburg uit Zwitserland verwerkt tot een plaat van 150*210*3, 2 mm.
Uit de plaat werden testplaten gezaagd voor het meten van de EMI-shielding (volgens ASTM D-4935) en de volumeweerstand (volgens ASTM D-991).
De resultaten van de metingen zijn vermeld in Tabel 1.
Veraeliikend experiment A
Vergelijkend experiment werd uitgevoerd zoals voorbeeld I, echter zonder de aanwezigheid van PVC.
De resultaten zijn vermeld in Tabel 1.
Voorbeeld II
Voorbeeld II werd uitgevoerd zoals voorbeeld I, echter in plaats van PVC werd PVDC (Saran*, geleverd door DOW uit de USA) gebruikt.
Voorbeeld III Voorbeeld III werd uitgevoerd zoals voorbeeld I, echter in plaats van PVC werd VCVA, een copolymeer van vinylchloride en vinylacetaat gebruikt (Vinnolit K 704, geleverd door Bayer uit Duitsland).
<Desc/Clms Page number 6>
Tabel 1
EMI6.1
<tb>
<tb> Voorbeeld/EMI-shielding <SEP> Volumeweerstand
<tb> vergelijkend <SEP> exp. <SEP> (dB) <SEP> Ohm. <SEP> m <SEP>
<tb> 1 <SEP> 61 <SEP> 5*10-3
<tb> A <SEP> 52 <SEP> 1, <SEP> 5*10-2 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 58 <SEP> 6 <SEP> *10-3 <SEP>
<tb> 3 <SEP> 59 <SEP> 5, <SEP> 5*10-3 <SEP>
<tb>
<Desc / Clms Page number 1>
POLYMER COMPOSITION THAT IS A THERMOPLASTIC
The invention relates to a polymer composition containing 100 parts by weight of a first thermoplastic polymer and 0.5-25% by volume of an electrically conductive additive.
Such a polymer composition is known from GB-A-212796.
The known polymer composition is used, for example, in the housing of electronic equipment.
Due to the presence of the electrically conductive additive, the polymer composition in the housing has the ability to protect the electronic equipment in the housing from electromagnetic radiation, also referred to as electro-magnetic interference shielding (EMI shielding).
Although the known polymer composition has found applications, there is still a need for a polymer composition with improved EMI shielding.
Although the EMI shielding of the known polymer composition can be further improved by further increasing the volume fraction of the conductive additive, properties of the polymer composition, for example processability and surface quality, are adversely affected. The cost of the polymer composition also increases as a result.
The object of the invention is to provide a polymer composition which has improved EMI shielding with the same kind and the same volume fraction of conductive additive.
Surprisingly, this object is achieved in that the polymer composition of the invention is 0.25-10
<Desc / Clms Page number 2>
wt. parts of a second thermoplastic polymer containing chlorine side groups.
Compared to the known polymer composition, the polymer composition according to the invention has improved EMI shielding with the same type and the same volume fraction of conductive additive. It is also possible that the polymer composition of the invention has an EMI shielding equal to or about the same as the known polymer composition, but that the polymer composition has a lower volume fraction of conductive additive.
A further advantage of the polymer composition according to the invention is that the volume resistance is lower than that of the known polymer composition.
In principle, any thermoplastic polymer is suitable for use as the first thermoplastic polymer in the polymer composition of the invention. Examples of very suitable first thermoplastic polymers are polyamides, for example nylon 6, nylon 6.6 and nylon 4.6, thermoplastic polyester, for example polyethylene terephthalate (PET) and polybutene terephthalate (PBT), polymers containing vinyl aromatic monomer units, for example polystyrene (PS), acrylonitrile-styrene-butadiene copolymers (ABS) and styrene-maleic anhydride copolymers (SMA), polycarbonate (PC) and mixtures of these polymers. It is also possible to use polyolefins, of which, for example, polypropylene (PP) is very suitable.
Generally, the choice of the first thermoplastic polymer will be made by those skilled in the art on the basis of further requirements, in addition to good EMI shielding, which puts the application to the polymer composition, for example, suitable mechanical properties, thermal and chemical resistance.
In principle, any electrically conductive additive can be used in polymer compositions
<Desc / Clms Page number 3>
which possess EMI shielding are used. For example, aluminum flakes, carbon fibers, steel fibers and metal-coated additives, for example, nickel-coated glass fibers or nickel-coated graphite, can be used.
Steel fibers are preferably used, because this achieves the greatest improvement in EMI shielding in the polymer composition according to the invention.
If fibers are used as the conductive additive, the volume fraction thereof is generally 0.5-10%. If aluminum flakes are used
EMI3.1
the volume fraction used is generally 5-25%.
The second thermoplastic polymer preferably contains at least 25 wt. %, even more preferably at least 50 wt.
%. chlorine side groups.
As the second thermoplastic polymer, polyvinyl chloride (PVC), chlorinated polyvinyl chloride (C-PVC), copolymers of vinyl chloride and a second monomer, for example vinyl acetate, polyvinylidene chloride (PVDC), copolymers of vinylidene chloride and a second monomer, for example vinyl chloride, can be used. Mixtures of thermoplastic polymers with chlorine side groups can also be used.
Preferably, the polymer composition according to the invention contains 0.5-8 parts by weight, even more preferably 1-5 parts by weight of the second thermoplastic polymer.
The polymer composition according to the invention can further contain the usual additives, for example fillers, glass fibers, UV stabilizers, fire-retardant additives and so on.
If PVC is used as the second thermoplastic polymer, it is preferable for the PVC, before it is combined with the other components of the polymer composition, for PVC
<Desc / Clms Page number 4>
usual thermal stabilizers, lubricants and optionally plasticizers are added. Examples of suitable stabilizers, lubricants and plasticizers for PVC are listed in Kunststof Taschenbuch, 24th edition, Carl Hanser Verlag, Munich (1989) p. 268-292.
The polymer composition according to the invention can be prepared by mixing the first thermoplastic polymer, the second thermoplastic polymer, the electrically conductive additive and optional customary additives at ambient temperature into a dry blend.
The polymer composition according to the invention thus obtained can then be melted and further mixed in the molten state. The melting and melting state can be performed, for example, in a corotating twin screw kneader, a single screw extruder or a Buss (TM) cooking kneader. It is important to perform the blending in the molten state at low shear and low total shear so that the structure of the electrically conductive additive is preserved as much as possible. This is particularly important if steel fibers are used as the electrically conductive additive, because, as appears from EP-B-366180, the steel fibers remain wholly or almost completely bundled in the polymer composition.
This ensures that the EMIshielding that is ultimately achieved in a molded part is at a higher level.
The polymer composition according to the invention can then be granulated, for example, and processed into molded parts, for example housing of electronic equipment, using an injection molding machine.
It is also possible to feed the dry blend directly to an injection molding machine, melt it in the injection molding machine, mix it in the melted state and then process it into a molded part.
<Desc / Clms Page number 5>
Example I
A dry blend was prepared of 430 g. polyamide 6
EMI5.1
(Akulon F 223-D, supplied by DSM from the Netherlands) 70 g. steel fibers (Bekaerts GR 75 / C16 / 4, supplied by Bekaert from Belgium) and 20 g. PVC (Marvylane 6502, supplied by LVM from Belgium). The dry blend was melted and, in the melted state, further mixed and granulated using a corotating twin-screw kneader (type ZSK * 30, supplied by Werner and Pfleiderer from Germany).
Then, using a Marburg0 Allrounder injection molding machine supplied by Arburg of Switzerland, the plastic composition was processed into a 150 * 210 * 3.2 mm plate.
Test plates were cut from the plate to measure EMI shielding (according to ASTM D-4935) and volume resistance (according to ASTM D-991).
The results of the measurements are shown in Table 1.
Comparative experiment A
Comparative experiment was performed as in example I, but without the presence of PVC.
The results are shown in Table 1.
Example II
Example II was carried out as example I, but instead of PVC PVDC (Saran * supplied by DOW of the USA) was used.
Example III Example III was carried out as example I, however instead of PVC VCVA, a copolymer of vinyl chloride and vinyl acetate was used (Vinnolit K 704, supplied by Bayer from Germany).
<Desc / Clms Page number 6>
Table 1
EMI6.1
<tb>
<tb> Example / EMI shielding <SEP> Volume resistance
<tb> comparative <SEP> exp. <SEP> (dB) <SEP> Ohm. <SEP> m <SEP>
<tb> 1 <SEP> 61 <SEP> 5 * 10-3
<tb> A <SEP> 52 <SEP> 1, <SEP> 5 * 10-2 <SEP>
<tb> 2 <SEP> 58 <SEP> 6 <SEP> * 10-3 <SEP>
<tb> 3 <SEP> 59 <SEP> 5, <SEP> 5 * 10-3 <SEP>
<tb>