ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1995 года по МПК H01B1/22 

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам, экранирующим электромагнитное излучение. Эти материалы используются для изготовления методом литья под давлением корпусов и деталей электронных приборов, защищающих эти приборы от нежелательного воздействия электромагнитных помех. Используемые для этих целей материалы должны обладать высокими показателями экранирования и одновременно иметь низкое удельное объемное сопротивление.

В настоящее время не имеется отечественных литьевых экранирующих композиционных материалов (ЭКМ).

Известен ЭКМ, состоящий из термопласта, волокон из нержавеющей стали (НС), заключенных в полимерную оболочку, совместимую с полимерной матрицей. Содержание НС-волокон 0,05-0,5 объемных процентов.

Известна также композиция, содержащая термопласт и волокна из нержавеющей стали, предварительно пропитанные растворами олигомеров. Количество вводимых НС-волокон 0,5-60 массовых процентов.

Возможно введение в эти композиции специальных добавок: смазок (класса амидов и солей жирных кислот), пластификаторов (эфиров фталевой, жирных карбоновых кислот и др.), антипиренов и красителей.

Основные недостатки этих композиций низкая степень экранирования, высокое удельное объемное сопротивление, а также высокая стоимость из-за большого содержания дорогостоящего наполнителя.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является композиция, в состав которой входит: термопласт (АБС-пластик, линейные полиэфиры, полифениленоксид, поликарбонат) и волокна из нержавеющей стали, пропитанные и покрытые оболочкой из полимера, служащего при компаундировании матрицей.

В приведенных ранее ссылках и в прототипе материал, используемый для пропитки и покрытия пучка НС-волокон является совместимым и близким по природе к матричному полимеру.

Недостатки прототипа недостаточная степень экранирования, высокое удельное объемное сопротивление, высокая стоимость композиционного материала и изделий из него.

Сущность изобретения состоит в том, что известная композиция, содержит термопласт, волокна из нержавеющей стали и полимерную добавку. В качестве полимерной добавки используют пластифициро- ванный или непластифицированный поливинилхлорид при следующем соотношении компонентов в композиции, мас.ч. Термопласт 55-90 Поливинилхлорид 1-10 Волокна из нержа- веющей стали 5-35
В качестве термопласта используют полиамид, полиолефины, стирольные полимеры, полиалкилентерефталаты.

Задачей настоящего изобретения является создание полимерной композиции с высокой степенью экранирования электромагнитных излучений, низким удельным объемным сопротивлением при сохранении физико-механических свойств ЭКМ на исходном уровне. Создаваемая композиция за счет снижения содержания дорогостоящего наполнителя должна иметь меньшую стоимость, т.е. быть дешевле.

Указанный технический результат достигается только при использовании совокупности существенных признаков предла- гаемого изобретения.

Анализ предложенного и известных решений показывает, что не имеется совокупности признаков, тождественных по технической сущности предложенной композиции. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что предложенная композиция отличается от известного использованием в качестве полимерной добавки поливинилхлорида и новым соотношением компонентов в композиции. Таким образом, предлагаемая композиция соответствует критерию изобрете- ния "новизна".

В литературе и практике отсутствуют сведения о таком составе композиций, экранирующих электромагнитные излучения и это не следует явным образом из уровня техники, так как не известно улучшение эффективности экранирования и снижения удельного объемного сопротивления при введении в смесь термопласта с НС-волокном поливинилхлорида. Это позволяет сделать вывод о том, что заявленное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Предложенное техническое решение обеспечивает достижение технического результата, может быть реализовано при получении описанных выше композиций и обеспечивает возможность его многократного воспроизведения, что позволяет сделать вывод об удовлетворении предложен- ного изобретения критерию "промышленная применимость".

В качестве материалов при получении композиции используют: поливинилхлорид, ГОСТ 5960-72 до 01.01.94 г;
волокна из нержавеющей стали, ТУ 14-1-1702-76;
полиамиды, ОСТ 6-06-С9-83;
полиолефины, ГОСТ 26996-86;
стирольные полимеры, ТУ6-05-1587-79;
полиэтилентерефталат, ТУ6-051984-85;
полибутилентерефталат, ТУ6-06-21-89
В табл.1 приведены составы композиций по примерам и прототипу.

В табл.2 приведены свойства композиций по примерам и прототипу.

П р и м е р 1. Композицию, экранирующую электромагнитное излучение, получают смешением в расплаве на двухшнековом экструдере 86г (86 м.ч.) полиамида 6 марки 210/310 и 14г (14 м.ч.) таблеток, состоящих из волокон из нержавеющей стали 10 г (10 м.ч.) и оболочки из пластифицированного поливинилхлорида 4г (4 м.ч.). Таблетки диаметром 3-4 мм и длиной (высотой) 5-6 мм получают путем резки непрерывного пучка волокон из нержавеющей стали, заключенных в поливинилхлоридную оболочку. Полученную на выходе из экструдера стренгу рубят на гранулы стандартного размера (длиной 2-5 мм и диаметром 3-4 мм), которые в дальнейшем легко перерабатываются методом литья под давлением в изделия различной конфигурации.

П р и м е р 2. Композицию, экранирующую электромагнитное излучение, получают компаундированием на двухшнековом экструдере смеси 86г (86 м.ч.) гранул полиамида 6 марки 210/310 и 4 г (4 м.ч.) гранул непластифицированного поливинилхлорида с 10 г (10 м.ч.) волокон из нержавеющей стали. Полученную на выходе из экструдера стренгу рубят на гранулы длиной 2-5 мм и диаметром 3-4 мм, которые в дальнейшем легко перерабатываются методом литья под давлением.

П р и м е р 3-5. Технология получения аналогична описанной в примере 1. Состав представлен в табл.1.

П р и м е р 6-7. Технология получения аналогична описанной в примере 2. Состав представлен в табл.1.

П р и м е р 8-9. Технология получения аналогична описанной в примере 1.

Состав представлен в табл.1.

П р и м е р 10-11. Технология получения аналогична описанной в примере 2. Состав представлен в табл.1.

П р и м е р 12-13. Технология получения аналогична описанной в примере 1. Состав представлен в табл.1.

П р и м е р 14-18. Технология получения аналогична описанной в примере 1. При составе композиции выходящем за заявленные пределы.

Испытания проводились по следующим методикам;
Удельное объемное сопротивление ( ρ_v, Ом ˙ м) определяли на литьевых образцах размером 7 см х 7 см х 4 мм. Измеряли полное сопротивление образца (R_общ., Ом) с вплавленными электродами из металлической сетки, ρ_v рассчитывали по формуле
ρ_v=R где δ толщина образца,
l расстояние между электродами;
b ширина образца.

Известно, что результаты измерений SE по специальным методикам для разных конструкций испытательных камер не совпадают друг с другом и может быть проведено лишь приближенное сравнение.

В связи с этим, нами были проведены по одной испытательной установке и при одних и тех же условиях испытания предлагаемой нами композиции и композиции по прототипу.

Определение экранирующих характеристик ЭКМ проводили по специально разработанной в ЦКБ Радиоматериалов, г.Москва методике в области поля ближней зоны раздельно для электрической и магнитной составляющей электромагнитного поля.

Как следует из табл.2, поставленная задача выполнена. В сравнении с прототипом увеличилась степень экранирования, снизилось удельное объемное сопротивление при сохранении основных физико-механических характеристик материала.

За счет возможности снижения до 50% содержания в композиции дорогостоящего волокна из нержавеющей стали в 1,5-2 раза снизилась стоимость получаемого материала.

Использование: для экранирования электромагнитного излучения. Сущность изобретения: композиция содержит термопласт (полиамид, полиолефины, стирольные полимеры, полиалкилентерефталаты), волокна из нержавеющей стали и пластифицированный или непластифицированный поливинилхлорид в качестве полимерной добавки. Соотношение компонентов в композиции, мас.ч.: термопласт 55 - 90, поливинилхлорид 1 - 10, волокна из нержавеющей стали 5 - 35. Изобретение позволяет в 5 раз увеличить эффективность экранирования, в 10 раз снизить удельное объемное сопротивление при сохранении основных физико-механических характеристик материала. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая термопласт, волокна из нержавеющей стали и полимерную добавку, отличающаяся тем, что в качестве полимерной добавки она содержит поливинилхлорид при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Термопласт 55 90
Поливинилхлорид 1 10
Волокна из нержавеющей стали 5 35
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве поливинилхлорида она содержит пластифицированный поливинилхлорид.