电子模块的制作方法

电子模块
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求申请日为2020年12月17日的美国临时专利申请序列号63/126,598和申请日为2021年4月7日的美国临时专利申请序列号63/171,604的申请权益，通过引用将其全部并入本文。


背景技术：

3.电子模块通常包含电子组件(例如，印刷电路板、天线元件、射频装置、传感器、光传感和/或传输元件(例如，光纤)、相机、全球定位设备等)，这些电子组件被接收在一个外壳结构内，以保护他们免受天气影响，如阳光、风和湿气。通常，此类外壳由允许电磁信号(例如，射频信号或光)通过的材料形成。虽然这些材料适用于某些应用，但在更高频率范围内仍会出现问题，例如与lte或5g系统相关的频率范围。更具体地说，大多数具有所需强度的常规材料通常在高频下表现出相对高的耗散因数(损耗角正切)和介电常数，这导致不可接受的电磁信号损失水平。相反，低损耗材料往往表现出较差的强度或具有其他问题，例如低阻燃性。因此，目前需要改进的电子模块材料。


技术实现要素：

4.根据本发明的一个实施例，公开了一种电子模块(例如，天线模块、雷达模块、激光雷达模块、相机模块等)，其包括容纳至少一个电子组件的外壳。外壳包含纤维增强聚合物组合物，该纤维增强聚合物组合物包含聚合物基体，该聚合物基体包含热塑性聚合物和分布在聚合物基体中的多根长增强纤维。该聚合物组合物在2ghz的频率下表现出约4或更小的介电常数和约0.01或更小的耗散因数。此外，该聚合物组合物表现出约20kj/m2或更高的夏比无缺口冲击强度，如根据iso测试编号179-1:2010在约23℃的温度下测定的。
5.本发明的其他特征和方面在下面更详细地阐述。
附图说明
6.本发明的完整和可行的公开，包括对本领域技术人员来说的最佳模式，在说明书的其余部分更具体地阐述，包括参考附图，其中：
7.图1是可用于形成本发明的聚合物组合物的系统的一个实施例的示意图；
8.图2是可用于图1所示系统的浸渍模具的剖视图；
9.图3是可以使用本发明的聚合物组合物的电子模块的一个实施例的爆炸透视图；和
10.图4描绘了可以采用本发明的电子模块的5g系统的一个实施例。
具体实施方式
11.本领域普通技术人员应当理解，本讨论仅是对示例性实施例的描述，并不旨在限制本发明的更广泛的方面。
12.一般而言，本发明涉及一种电子模块，其包含容纳一个或多个电子组件(例如，印刷电路板、天线元件、射频传感装置、传感器、光传感和/或传输元件(例如，光纤)、相机、全球定位设备等)的外壳。外壳包含纤维增强聚合物组合物，该纤维增强聚合物组合物包含聚合物基体，该聚合物基体包含热塑性聚合物和分布在聚合物基体中的多根长增强纤维。通过仔细选择聚合物组合物组分的特定性质和浓度，本发明人发现所得组合物可在宽频率范围内表现出低的介电常数和耗散因数。也就是说，该聚合物组合物在高频(例如，2或10ghz)下可表现出约4或更小的低介电常数，在一些实施例中为约3.5或更小，在一些实施例中为约0.1至约3.4，并且在一些实施例中为约1至约3.3，在一些实施例中为约1.5至约3.2，在一些实施例中为约2至约3.1，并且在一些实施例中为约2.5至约3.1。作为能量损失率的量度的聚合物组合物的耗散因数在高频(例如，2或10ghz)下同样可以为约0.01或更小，在一些实施例中为约0.009或更小，在一些实施例中为约0.008或更小，在一些实施例中，为约0.007或更小，在一些实施例中为约0.006或更小，并且在一些实施例中，为约0.001至约0.005。
13.通常，认为表现出低的耗散因数和介电常数的聚合物组合物不会也具有足够的机械性能。然而，本发明人已发现聚合物组合物能够保持优异的机械性能。例如，聚合物组合物可表现出约20kj/m2或更高的夏比无缺口冲击强度，在一些实施例中为约30至约80kj/m2，并且在一些实施例中为约40至约60kj/m2，夏比无缺口冲击强度根据iso测试编号179-1:2010(技术上等同于astm d256-10e1)在各种温度下测量，例如在约-50℃至约85℃的温度范围内(例如，-40℃或23℃)。拉伸和弯曲机械性能也可以很好。例如，聚合物组合物可表现出：约50mpa或大于300mpa的拉伸强度，在一些实施例中为约80至约500mpa，并且在一些实施例中为约85至约250mpa；为约0.5％或更大的拉伸断裂应变，在一些实施例中为约0.6％至约5％，并且在一些实施例中为约0.7％至约2.5％；和/或为约3500mpa至约20000mpa的拉伸模量，在一些实施例中为约6000mpa至约15000mpa，并且在一些实施例中为约8000mpa至约15000mpa。拉伸性能可根据iso测试编号527-1:2019(技术上等同于astm d638-14)在各种温度下测定，例如在约-50℃至约85℃的温度范围内(例如，-40℃或23℃)。聚合物组合物还可以表现出：约100至约500mpa的弯曲强度，在一些实施例中为约130至约400mpa，并且在一些实施例中为约140至约250mpa；为约0.5％或更大的弯曲断裂应变，在一些实施例中为约0.6％至约5％，并且在一些实施例中为约0.7％至约2.5％；和/或为约4500mpa至约20000mpa的弯曲模量，在一些实施例中为约5000mpa至约15000mpa，并且在一些实施例中为约5500mpa至约12000mpa。弯曲性能可根据iso测试编号178:2019(技术上等同于astm d790-17)在各种温度下测定，例如在约-50℃至约85℃的温度范围内(例如，-40℃或23℃)。
14.聚合物组合物也可对低温或高温下的老化不高度敏感。例如，组合物可以在温度为约-50℃至约85℃(例如，-40℃或85℃)的气氛中老化约100小时或更长时间，在一些实施例为约300小时至约3000小时，并且在一些实施例中为约400小时至约2500小时(例如，500或1000小时)。即使在老化之后，机械性能(例如，冲击强度、拉伸性能和/或弯曲性能)也可以保持在上述范围内。例如，在150℃下“老化”1000小时后的特定机械性能(例如，夏比无缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度等)与这种老化之前的初始机械性能之比可以约为0.6或更大，在一些实施例中约0.7或更大，并且在一些实施例中，约0.8至1.0。类似地，聚合物组合物对紫外光不是高度敏感的。例如，聚合物组合物可暴露于如上所述的一个或多个紫外
光循环。即使经过这样的暴露(例如，根据sae j2527_2017092，总暴露水平为2500kj/m2)，机械性能(例如，冲击强度、拉伸强度、弯曲强度等)和这些性能的比率仍可保持在上面提到的范围内。
15.聚合物组合物也可以是阻燃的。例如，组合物可以灭火的程度(“炭化”)可以用其极限氧指数(limiting oxygen index，“loi”)来表示，它是支持燃烧所需的氧气的体积百分比。更具体地，如根据iso 4589:2017(技术上等同于astm d2863-19)测定的，聚合物组合物的loi可以为约25或更大，在一些实施例中约27或更大，在一些实施例中约28或更大，并且在一些实施例中，为约30至100。阻燃性也可以根据underwriter's laboratory bulletin 94题为“塑料材料易燃性测试，ul94”的程序来表征。可以根据熄灭时间(一组5个试样的总火焰时间)和抗滴落能力应用多个等级，如下文更详细描述的。根据该程序，例如，如下文更详细讨论的，聚合物组合物在部件厚度(例如，3毫米)下可以表现出至少v1等级，并且优选v0等级。例如，该组合物可以表现出约250秒或更少(v1等级)的总火焰时间，在一些实施例中为约100秒或更少，并且在一些实施例中为约50秒或更少(v0等级)。
16.在某些实施例中，该组合物还可提供对电磁干扰(electromagnetic interference，“emi”)的高度屏蔽效能。更具体地，emi屏蔽效能可以为大约20分贝(db)或更大，在一些实施例中约25db或更大，并且在一些实施例中，约30db至约100db，如在2ghz频率下根据astm d4935-18所测定的。除了表现出良好的emi屏蔽效能之外，该组合物还可以表现出如根据astm d257-14测定的相对低的体积电阻率，例如约5000ohm-cm或更小，在一些实施例中约1000ohm-cm或更小，并且在一些实施例中，约50至约800ohm-cm。
17.现在将更详细地描述本发明的各种实施例。
[0018]ⅰ.聚合物基体
[0019]
a.热塑性聚合物
[0020]
聚合物基体用作组合物的连续相并且包含一种或多种热塑性聚合物，例如丙烯聚合物、聚酰胺、聚芳硫醚、聚芳醚酮(例如，聚醚醚酮)、聚碳酸酯、聚丁二烯树脂(例如，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)等。在一个实施例中，例如，丙烯聚合物可以是特别合适的。当使用时，基于整体聚合物组合物计，丙烯聚合物可以例如占约30重量％至约80重量％，在一些实施例中占约45重量％至约75重量％，并且在一些实施例中占约50重量％至约70重量％，以及约30重量％至约65重量％，在一些实施例中约35重量％至约60重量％，并且在一些实施例中，约40重量％至约55重量％。
[0021]
多种丙烯聚合物中的任一种或丙烯聚合物的组合通常可用于聚合物基体中，例如丙烯均聚物(例如，间同立构、无规立构、全同立构等)、丙烯共聚物等。在一个实施例中，例如，可以使用全同立构或间同立构均聚物的丙烯聚合物。术语“间同立构”通常是指一种立构规整度，其中即使不是全部，也有相当大一部分的甲基沿着聚合物链在相对侧交替。另一方面，术语“全同立构”通常是指一种立构规整度，其中即使不是全部，也有相当一部分甲基位于聚合物链的同一侧。这样的均聚物可以具有约160℃至约170℃的熔点。在又一些实施例中，可以使用丙烯与α-烯烃单体的共聚物。合适的α-烯烃单体的具体实例可包括乙烯、1-丁烯；3-甲基-1-丁烯；3,3-二甲基-1-丁烯；1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯；具有一个或
多个甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯；乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯；1-十二碳烯；和苯乙烯。此类共聚物的丙烯含量可为约60摩尔％至约99摩尔％，在一些实施例中为约80摩尔％至约98.5摩尔％，且在一些实施例中为约87摩尔％至约97.5摩尔％。α-烯烃含量同样可以为约1摩尔％至约40摩尔％，在一些实施例中为约1.5摩尔％至约15摩尔％，并且在一些实施例中为约2.5摩尔％至约13摩尔％。丙烯聚合物通常具有高流动性以帮助促进将组合物模塑成小部件。高流动性丙烯聚合物可例如具有相对高的熔体流动指数，例如每10分钟约150克或更高，在一些实施例中每10分钟约180克或更高，并且在一些实施例中，每10分钟约200至约500克，如根据iso 1133-1:2011(技术上等同于astm d1238-13)在2.16千克负载和230℃的温度下测定的。
[0022]
通常可以使用多种已知技术中的任何一种来形成丙烯共聚物。例如，此类聚合物可以使用自由基或配位催化剂(例如齐格勒-纳塔)形成。在一些实施例中，例如，聚合物可以由单位点配位催化剂形成，例如金属茂催化剂。这种催化剂体系产生共聚物，其中共聚单体随机分布在分子链内并均匀分布在不同的分子量部分。茂金属催化剂的实例包括双(正丁基环戊二烯基)二氯化钛、双(正丁基环戊二烯基)二氯化锆、双(环戊二烯基)氯化钪、双(茚基)二氯化锆、双(甲基环戊二烯基)二氯化钛、双(甲基环戊二烯基)二氯化锆、二茂钴、环戊二烯基三氯化钛、二茂铁、二氯二茂铪、异丙基(环戊二烯基，-1-芴基)二氯化锆、二氯二茂钼、二茂镍、二氯二茂铌、二茂钌、二氯二茂钛、氢氯二茂锆、二氯二茂锆等。使用茂金属催化剂制备的聚合物通常具有较窄的分子量范围。例如，茂金属催化的聚合物可具有低于4的多分散性数(mw/mn)、受控的短链支化分布和受控的全同立构规整度。
[0023]
也可以使用其他聚合物。在一些实施例中，例如，聚合物基体可包含聚碳酸酯，其通常包含式-r
1-o-c(o)-o-的重复结构碳酸酯单元。聚碳酸酯可以是芳族的，因为r1基团总数的至少一部分(例如，60％或更多)包含芳族部分并且其其余部分是脂族、脂环族或芳族。在一个实施例中，例如，r1可以是c
6-30
芳族基团，即包含至少一个芳族部分。通常，r1衍生自通式ho-r
1-oh的二羟基芳族化合物，例如具有以下具体通式的化合物：
[0024]
ho-a
1-y
1-a
2-oh
[0025]
其中，
[0026]
a1和a2独立地为单环二价芳基；和
[0027]
y1是单键或具有一个或多个将a1与a2分开的原子的桥接基团。在一个特定实施例中，二羟基芳族化合物可衍生自下式(i)：
[0028][0029]
其中，
[0030]
ra和rb各自独立地为卤素或c
1-12
烷基，例如位于每个亚芳基上的羟基间位的c
1-3
烷基(例如，甲基)；
[0031]
p和q各自独立地为0至4(例如1)；和
[0032]
xa表示连接两个羟基取代的芳族基团的桥接基团，其中桥接基团和每个c6亚芳基的羟基取代基位于c6亚芳基上的邻位、间位或对位(特别是对位)。
[0033]
在一个实施例中，xa可以是取代或未取代的c
3-18
亚环烷基、式-c(rc)(rd)-的c
1-25
亚烷基，其中rc和rd各自独立地为氢、c
1-12
烷基、c
1-12
环烷基、c
7-12
芳基烷基、c
7-12
杂烷基、或环状c
7-12
杂芳基烷基、或式-c(＝re)-的基团，其中re是二价c
1-12
烃基。这种类型的示例性基团包括亚甲基、环己基亚甲基、亚乙基、新亚戊基和亚异丙基，以及2-[2.2.1]-亚二环庚基、亚环己基、亚环戊基、亚环十二烷基和亚金刚烷基。其中xa是取代的亚环烷基的具体实例是下式(ii)的亚环己基桥接的烷基取代的双酚：
[0034][0035]
其中，
[0036]ra'
和r
b'
各自独立地为c
1-12
烷基(例如c
1-4
烷基，例如甲基)，并且可以可选地位于亚环己基桥基的间位；
[0037]
rg是c
1-12
烷基(例如c
1-4
烷基)或卤素；
[0038]
r和s各自独立地为1至4(例如1)；和
[0039]
t为0到10，比如0到5。
[0040]
亚环己基桥接的双酚可以是两摩尔邻甲酚与一摩尔环己酮的反应产物。在另一个实施方案中，亚环己基桥接的双酚可以是两摩尔甲酚与一摩尔氢化异佛尔酮(例如，1,1,3-三甲基-3-环己烷-5-酮)的反应产物。这种含环己烷的双酚，例如两摩尔苯酚与一摩尔氢化异佛尔酮的反应产物，可用于制备具有高玻璃化转变温度和高热变形温度的聚碳酸酯聚合物。
[0041]
在另一个实施例中，xa可以是c
1-18
亚烷基、c
3-18
亚环烷基、稠合的c
6-18
亚环烷基或式-b
1-w-b
2-的基团，其中b1和b2独立地是c
1-6
亚烷基，w为c
3-12
亚环烷基或c
6-16
亚芳基。
[0042]
xa也可以是下式(iii)的取代的c
3-18
亚环烷基：
[0043][0044]
其中，
[0045]rr
、r
p
、rq和r
t
各自独立地为氢、卤素、氧或c
1-12
有机基团；
[0046]
i为直键、碳或二价氧、硫或-n(z)-，其中z为氢、卤素、羟基、c
1-12
烷基、c
1-12
烷氧基或c
1-12
酰基；
[0047]
h为0至2；
[0048]
j为1或2；
[0049]
i为0或1；和
[0050]
k为0至3，条件是rr、r
p
、rq和r
t
中的至少两个合在一起是稠合脂环族、芳族或杂芳
族环。
[0051]
其他有用的芳族二羟基芳族化合物包括具有下式(iv)的那些：
[0052][0053]
其中，
[0054]
rh独立地为卤素原子(例如溴)、c
1-10
烃基(例如c
1-10
烷基)、卤素取代的c
1-10
烷基、c
6-10
芳基或卤素取代的c
6-10
芳基；
[0055]
n是0到4。
[0056]
式(i)的双酚化合物的具体实例包括例如1,1-双(4-羟基苯基)甲烷、1,1-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(以下简称“双酚a”或“bpa”)、2,2-双(4-羟基苯基)丁烷、2,2-双(4-羟基苯基)辛烷、1,1-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)正丁烷、2,2-双(4-羟基-1-甲基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基-叔丁基苯基)丙烷、3,3-双(4-羟基苯基)邻苯二甲酰亚胺、2-苯基-3,3-双(4-羟基苯基)邻苯二甲酰亚胺(pppbp)和1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷(dmbpc)。在一个具体实施例中，聚碳酸酯可以是衍生自双酚a的线性均聚物，其中a1和a2各自为对亚苯基，y1为式(i)中的亚异丙基。
[0057]
合适的芳族二羟基化合物的其他实例可包括但不限于4,4'-二羟基联苯、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、双(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基苯基)二苯基甲烷、双(4-羟基苯基)-1-萘基甲烷、1,2-双(4-羟基苯基)乙烷、1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯基乙烷、2-(4-羟基苯基)-2-(3-羟基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)苯基甲烷、2,2-双(4-羟基-3-溴苯基)丙烷、1,1-双(羟基苯基)环戊烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、1,1-双(4-羟基苯基)异丁烯、1,1-双(4-羟基苯基)环十二烷、反式-2,3-双(4-羟基苯基)-2-丁烯、2,2-双(4-羟基苯基)金刚烷、α，α'-双(4-羟基苯基)甲苯、双(4-羟基苯基)乙腈、2,2-双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-乙基)-4-羟基苯基)丙烷，2,2-双(3-正丙基-4-羟基苯基)丙烷，2,2-双(3-异丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-sec-丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-环己基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-烯丙基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷，1,1-二氯-2,2-双(4-羟基苯基)乙烯、1,1-二溴-2,2-双(4-羟基苯基)乙烯、1,1-二氯-2,2-双(5-苯氧基-4-羟基苯基)乙烯4,4'-二羟基二苯甲酮、3,3-双(4-羟基苯基)-2-丁酮、1,6-双(4-羟基苯基)-1,6-己二酮,乙二醇双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)硫化物、双(4-羟基苯基)亚砜、双(4-羟基苯基)砜、9,9-双(4-羟基苯基)氟、2,7-二羟基芘、6,6'-二羟基-3,3,3',3'-四甲基螺(双)茚满(“螺双茚满双酚”)、3,3-双(4-羟基苯基)邻苯二甲酰亚胺、2,6-二羟基二苯并-对-二恶英、2,6-二羟基噻蒽、2,7-二羟基吩恶星、2,7-二羟基-9,10-二甲基吩嗪、3,6-二羟基二苯并呋喃、3,6-二羟基二苯并噻吩、2,7-二羟基咔唑、间苯二酚、5-甲基间苯二酚等取代间苯二酚化合物、5-乙基间苯二酚、5-丙基间苯二酚、5-丁基间苯二酚、5-叔丁基间苯二酚、5-苯基间苯二酚、5-枯基间苯二酚、2,4,5,6-四氟间苯二酚、2,4,5,6-四溴间苯二酚等；儿茶酚；对苯二酚；取代的对苯二酚，例如2-甲基对苯二酚、2-乙基对苯二酚、2-丙基对苯二酚、2-丁基对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚、2-苯基对苯二酚、2-枯基对苯二酚、2,3,5,6-四甲基对苯二酚、2,3,5,6-四叔丁基对苯二酚、2,3,5,6-四氟对苯二酚、2,3,
5,6-四溴对苯二酚等及其组合。
[0058]
如上所述的芳族聚碳酸酯通常具有约0.1dl/g至约6dl/g的特性粘度，在一些实施例中为约0.2至约5dl/g，并且在一些实施例中为约0.3至约1dl/g，特性粘度例如根据iso 1628-4:1998测定。芳族聚碳酸酯同样通常具有比存在于聚合物基体中的芳族聚酯更高的玻璃化转变温度和维卡软化温度。例如，芳族聚碳酸酯的玻璃化转变温度可为约50℃至约250℃，在一些实施例中为约90℃至约220℃，并且在一些实施例中为约100℃至约200℃，玻璃化转变温度例如由iso 11357-2:2013测定，以及约50℃至约250℃的维卡软化温度，在一些实施例中为约90℃至约220℃，并且在在一些实施例中，为约100℃至约200℃，维卡软化温度例如根据iso 306:2004测定。
[0059]
如上所述，聚丁二烯也可用于聚合物基体中。例如，在一个实施例中，聚合物基体可以包含聚碳酸酯与聚丁二烯的共混物。当使用这种共混物时，聚碳酸酯可以例如占共混物的约40重量％至约95重量％，在一些实施例中占约60重量％至约92重量％，并且在一些实施例中占约70重量％至约90重量％，以及占整体聚合物组合物的约30重量％至约75重量％，在一些实施例中约35重量％至约70重量％，并且在一些实施例中占约40重量％至约65重量％。同样，聚丁二烯可占共混物的约5重量％至约60重量％，在一些实施例中占约8重量％至约40重量％，并且在一些实施例中，占约10重量％至约30重量％，以及占整体聚合物组合物的约1重量％至约25重量％，在一些实施例中占约2重量％至约20重量％，并且在一些实施例中，占约3重量％至约15重量％。brambrink等人的美国专利公开号2016/028061中描述了合适的聚丁二烯聚合物，并且可以包括例如包含丁二烯单体与苯乙烯单体(例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、烷基取代的苯乙烯等)和/或腈单体(例如丙烯腈、甲基丙烯腈、烷基取代的丙烯腈等)组合的共聚物。例如，丁二烯共聚物可以是用苯乙烯和/或丙烯腈接枝的聚丁二烯橡胶，例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(“abs”)。
[0060]
b.阻燃体系
[0061]
除了上述组分外，聚合物基体还可以包含阻燃体系以帮助实现所需的可燃性性能。当使用时，阻燃体系通常占聚合物基体的约5重量％至约60重量％，在一些实施例中占约6重量％至约50重量％，在一些实施例中占约8重量％至约35重量％，并且在一些实施例中占约10重量％至约30重量％，以及占整体聚合物组合物的约1重量％至约50重量％，在一些实施例中约5重量％至约30重量％，并且在一些实施例中占约10重量％至约25重量％。阻燃体系通常包括至少一种低卤素阻燃剂。此类试剂的卤素(例如溴、氯和/或氟)含量为约百万分之1500重量份(“ppm”)或更少，在一些实施例中为约900ppm或更少，并且在一些实施例中为约50ppm或更少。在某些实施例中，阻燃剂完全不含卤素(即，0ppm)。可以选择无卤阻燃剂的特定性质以帮助实现所需的可燃性，而不会对聚合物组合物的介电性能(例如，介电常数、耗散因数等)和机械性能产生不利影响。
[0062]
例如，该体系可以包含一种或多种有机磷阻燃剂，例如磷酸盐、磷酸酯、膦酸酯、膦酸酯胺、磷腈、次膦酸盐等，以及它们的混合物。在一个实施例中，有机磷阻燃剂可以是由含氮碱与磷酸反应形成的含氮磷酸盐。合适的含氮碱基可包括具有取代或未取代的环结构的那些，连同环结构中的至少一个氮杂原子(例如，杂环或杂芳基)和/或至少一个含氮官能团(例如，氨基、酰基氨基等)在环结构的碳原子和/或杂原子处被取代。这种杂环基团的实例可包括例如吡咯烷、咪唑啉、吡唑烷、恶唑烷、异恶唑烷、噻唑烷、异噻唑烷、哌啶、哌嗪、硫代
吗啉等。同样地，杂芳基的实例可包括例如吡咯、咪唑、吡唑、恶唑、异恶唑、噻唑、异噻唑、三唑、呋喃、恶二唑、四唑、吡啶、二嗪、恶嗪、三嗪、四嗪等。如果需要，碱基的环结构也可以被一个或多个官能团取代，例如酰基、酰氧基、酰氨基、烷氧基、烯基、烷基、氨基、芳基、芳氧基、羧基、羧基酯、环烷基、羟基、卤素、卤代烷基、杂芳基、杂环基等。取代可以发生在环结构的杂原子和/或碳原子上。
[0063]
一种合适的含氮碱是三聚氰胺，它含有1,3,5三嗪环结构，在三个碳原子的每一个上都被一个氨基官能团取代。合适的三聚氰胺磷酸盐的实例可包括例如三聚氰胺正磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺多磷酸盐等。三聚氰胺焦磷酸盐可例如包含约1∶2摩尔比的焦磷酸与三聚氰胺。另一种合适的含氮碱是哌嗪，它是六元环结构，在环的相对位置含有两个氮原子。合适的哌嗪磷酸盐的实例可包括例如正磷酸哌嗪、焦磷酸哌嗪、聚磷酸哌嗪等。焦磷酸哌嗪可例如包含摩尔比为约1∶1的焦磷酸与三聚氰胺。在某些实施例中，三聚氰胺和哌嗪磷酸盐的共混物可用于阻燃体系中。阻燃剂体系可例如包含一种或多种磷酸哌嗪盐(例如，焦磷酸哌嗪)，其量为约40重量％至约90重量％，在一些实施例中为约50重量％至约80重量％，以及一种或多种三聚氰胺磷酸盐(例如，三聚氰胺焦磷酸)，其量为约10重量％至约60重量％，在一些实施例中为约20重量％至约50重量％，并且在一些实施例中为约25重量％至约45重量％。
[0064]
当然，也可以使用其他有机磷阻燃剂。例如，在一个实施例中，可以使用单聚和低聚的磷酸酯和膦酸酯，例如磷酸三丁酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸二苯甲酚酯、磷酸二苯基辛酯、磷酸二苯基2-乙基甲酚酯、磷酸三(异丙基苯基)酯，间苯二酚桥接低聚磷酸酯、双酚a磷酸酯(例如，双酚a桥接低聚磷酸酯或双酚a双(磷酸二苯酯))等，及其混合物。可以使用次膦酸盐，例如次膦酸盐和/或二次膦酸盐。特别合适的次膦酸盐包括，例如，二甲基次膦酸、乙基甲基次膦酸、二乙基次膦酸、甲基-正丙基次膦酸、甲烷-二(甲基次膦酸)、乙烷-1，2-二(甲基次膦酸)、己烷-1,6-二(甲基次膦酸)、苯-1,4-二(甲基次膦酸)、甲基苯基次膦酸、二苯基次膦酸、连二磷酸等。所得盐通常为单体化合物；然而，也可形成聚合次膦酸盐。特别合适的次膦酸盐是二乙基次膦酸锌或二乙基次膦酸铝。
[0065]
在某些实施例中，阻燃体系可完全由有机磷阻燃剂形成，例如上述那些。然而，在其他情况下，有机磷阻燃剂可以与一种或多种附加添加剂结合使用。在此类实施例中，有机磷化合物可占阻燃体系的约50重量％至约99.5重量％，在一些实施例中占约70重量％至约99重量％，并且在一些实施例中占约80重量％至约95重量％，以及可占聚合物基体的约1重量％至约30重量％，在一些实施例中占约2重量％至约25重量％，并且在一些实施例中占约5重量％至约20重量％。
[0066]
可以使用的一种合适类型的添加剂是无机化合物，其可以用作低卤素成炭剂和/或抑烟剂。合适的无机化合物(无水或水合物)可以包括，例如，无机钼酸盐，例如钼酸锌(例如，以名称购自huber engineered materials)、钼酸钙、八钼酸铵、钼酸锌-硅酸镁等。其他合适的无机化合物可包括无机硼酸盐，例如硼酸锌(可从rio tento minerals以名称商购)等；磷酸锌、磷酸氢锌、焦磷酸锌、碱式铬酸锌(vi)(锌黄)、亚铬酸锌、高锰酸锌、二氧化硅、硅酸镁、硅酸钙、碳酸钙、氧化锌、二氧化钛、氢氧化镁等。在特定的实施例中，可能需要使用无机锌化合物，例如钼酸锌、硼酸锌、氧化锌等，以提高组合物的整体性能。当使用时，此类无机化合物(例如，氧化锌)可以例如占阻燃体系的约1重量％至约20重
量％，在一些实施例中占约2重量％至约15重量％，并且在一些实施例中，占约3重量％至约10重量％。
[0067]
另一种合适的添加剂是含氮增效剂，它可以与有机磷阻燃剂和/或其他组分一起发挥作用，从而形成更有效的阻燃体系。此类含氮增效剂可包括式(iii)至(viii)的那些，或其混合物：
[0068][0069]
其中，
[0070]
r5、r6、r7、r9、r
10
、r
11
、r
12
和r
13
独立地为：氢；c
1-c8烷基；c
5-c
16-环烷基或烷基环烷基，可选地被羟基或c
1-c4羟烷基取代；c
2-c8烯基；c
1-c8烷氧基、酰基或酰氧基；c
6-c
12-芳基或芳基烷基；or8或n(r8)r9，其中r8是氢、c
1-c8烷基、c
5-c
16
环烷基或烷基环烷基，可选地被羟基或c
1-c4羟烷基、c
2-c8烯基、c
1-c8烷氧基、酰基或酰氧基、或c
6-c
12
芳基或芳基烷基取代；
[0071]
m是1至4；
[0072]
n是1至4；
[0073]
x是可以与式iii的三嗪化合物形成加合物的酸。例如，含氮增效剂可包括苯并胍胺、三(羟乙基)异氰脲酸酯、尿囊素、甘脲、三聚氰胺、氰尿酸三聚氰胺、双氰胺、胍等。此类增效剂的实例描述于jenewein等人的美国专利第6,365,071号、hoerold等人的美国专利第7,255,814号、和bauer等人的美国专利第7,259,200号中。一种特别合适的增效剂是氰尿酸三聚氰胺，例如可从basf以名称mc商购(例如，mc 15、mc25、mc50)。
[0074]
如上所述，阻燃体系和/或聚合物组合物本身通常具有相对低含量的卤素(即，溴、氟和/或氯)，例如约百万分之15000(“ppm”)或更少，在一些实施例中约5000ppm或更少，在一些实施例中约1000ppm或更少，在一些实施例中约800ppm或更少，并且在一些实施例中，约1ppm至约600ppm。然而，在本发明的某些实施例中，卤素基阻燃剂仍可用作可选组分。特别合适的卤素基阻燃剂是含氟聚合物，例如聚四氟乙烯(ptfe)、氟化乙烯聚丙烯(fep)共聚
物、全氟烷氧基(pfa)树脂、聚氯三氟乙烯(pctfe)共聚物、乙烯-氯三氟乙烯(ectfe)共聚物、乙烯-四氟乙烯(etfe)共聚物、聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚氟乙烯(pvf)以及共聚物和共混物以及它们的其他组合。当使用时，此类卤素基阻燃剂通常仅占阻燃体系的约10重量％或更少，在一些实施例中约5重量％或更少，并且在一些实施例中约1重量％或更少。同样，卤素基阻燃剂通常占整个聚合物组合物的约5重量％或更少，在一些实施例中约1重量％或更少，并且在一些实施例中约0.5重量％或更少。
[0075]
c.稳定剂体系
[0076]
尽管绝不是必需的，但聚合物基体也可以包含稳定剂体系，以帮助即使在暴露于紫外光和高温之后也能保持所需的表面外观和/或机械性能。更具体地，稳定剂体系可以包括一种或多种抗氧化剂(例如位阻酚抗氧化剂、亚磷酸酯抗氧化剂、硫酯抗氧化剂等)和/或紫外光稳定剂，以及各种其他可选的光稳定剂、可选的热稳定剂，等等。
[0077]
i.抗氧化剂
[0078]
可用于聚合物组合物中的一类抗氧化剂是位阻酚。当使用时，基于聚合物组合物计，位阻酚通常以约0.01至约1重量％的量存在，在一些实施例中为约0.02重量％至约0.5重量％，并且在一些实施例中为约0.05重量％至约0.3重量％。虽然可以使用各种不同的化合物，但特别合适的受阻酚化合物是具有以下通式(iv)、(v)和(vi)之一的化合物：
[0079][0080][0081][0082]
其中，
[0083]
a、b和c独立地为1至10，并且在一些实施例中，为2至6；
[0084]
r8、r9、r
10
、r
11
和r
12
独立地选自氢、c1至c
10
烷基和c3至c
30
支链烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基或叔丁基部分；和
[0085]r13
、r
14
和r
15
独立地选自以下通式(vii)和(viii)之一表示的部分：
[0086][0087][0088]
其中，
[0089]
d范围从1到10，并且在一些实施例中，从2到6；
[0090]r16
、r
17
、r
18
和r
19
独立地选自氢、c1至c
10
烷基和c3至c
30
支链烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基或叔丁基部分。
[0091]
具有上述通用结构的合适的受阻酚的具体实例可包括，例如，2,6-二-叔丁基-4-甲基苯酚；2,4-二叔丁基苯酚；季戊四醇四(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯；十八烷基-3-(3',5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸酯；四[亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基肉桂酸酯)]甲烷；双-2,2'-亚甲基-双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)对苯二甲酸酯；1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯；三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯；1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)1,3,5-三嗪-2,4,6-(1h,3h,5h)-三酮；1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷；1,3,5-三嗪-2,4,6(1h,3h,5h)-三酮；1,3,5-三[[3,5-双-(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]；4,4',4
”‑
[(2,4,6-三甲基-1,3,5-苯三基)三-(亚甲基)]三[2,6-双(1,1-二甲基乙基)]；6-叔丁基-3-甲基苯基；2,6-二叔丁基对甲酚；2,2'-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)；4,4'-亚丁基双(6-叔丁基-间甲酚)；4,4'-硫双(6-叔丁基-间甲酚)；4,4'-二羟基二苯基-环己烷；烷基化双酚；苯乙烯酚；2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚；正十八烷基-3-(3',5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸酯；2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；4,4'-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯基)；4,4'-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)；硬脂酰-β-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯；1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷；1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯；四[亚甲基-3-(3',5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸酯]甲烷；硬脂酰3,5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸酯；等等，以及它们的混合物。
[0092]
特别合适的化合物是具有通式(vi)的化合物，例如三(3，5-二-叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯，其可以商品名3114购得。
[0093]
另一种合适的抗氧化剂是亚磷酸酯抗氧化剂。当使用时，基于聚合物组合物计，亚磷酸酯抗氧化剂的存在量通常为约0.02至约2重量％，在一些实施例中为约0.04重量％至约1重量％，并且在一些实施例中为约0.1重量％至约0.6重量％。亚磷酸酯抗氧化剂可以包括多种不同的化合物，例如芳基单亚磷酸酯、芳基二亚磷酸酯等，以及它们的混合物。例如，
可以使用具有以下通式(ix)的芳基二亚磷酸酯：
[0094][0095]
其中，
[0096]
r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9和r
10
独立地选自氢、c1至c
10
烷基和c3至c
30
支链烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基，或叔丁基部分。
[0097]
此类芳基二亚磷酸酯化合物的实例包括例如双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(可作为s-9228商购获得)和双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯(可作为626商购获得)。同样，合适的芳基单亚磷酸酯可包括三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯(可作为168商购获得)；双(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)亚磷酸乙酯(可作为38商购获得)；等等。
[0098]
另一种合适的抗氧化剂是硫酯抗氧化剂。当使用时，基于聚合物组合物计，硫酯抗氧化剂通常还以约0.04至约4重量％、在一些实施例中约0.08重量％至约2重量％、且在一些实施例中约0.2重量％至约1.2重量％的量存在。用于本发明的特别合适的硫酯抗氧化剂是硫代羧酸酯，例如具有以下通式结构的那些：
[0099]r11-o(o)(ch2)x-s-(ch2)y(o)o-r
12
[0100]
其中，
[0101]
x和y独立地为1至10，在一些实施例中为1至6，并且在一些实施例中为2至4(例如，
[0102]
2)；
[0103]r11
和r
12
独立地选自直链或支链的c6至c
30
烷基，在一些实施例中选自c
10
至c
24
烷基，并且在一些实施例中，选自c
12
至c
20
烷基，例如月桂基、硬脂基、辛基、己基、癸基、十二烷基、油基，等等。
[0104]
合适的硫代羧酸酯的具体实例可以包括，例如硫代二丙酸二硬脂酯(作为ps 800商购获得)、硫代二丙酸二月桂酯(作为ps 802商购获得)、二-2-乙基己基-硫代二丙酸酯、二异癸基硫代二丙酸酯等。
[0105]
在本发明特别合适的实施例中，可以使用抗氧化剂的组合以帮助提供对组合物性质的协同作用。例如，在一个实施例中，稳定剂体系可以使用至少一种位阻抗氧化剂、亚磷酸酯抗氧化剂和硫酯抗氧化剂的组合。当使用时，亚磷酸酯抗氧化剂与受阻酚抗氧化剂的重量比可以在约1:1至约5:1的范围内，在一些实施例中为约1:1至约4:1，并且在一些实施例中为约1.5:1至约3:1(例如，约2:1)。硫酯稳定剂与亚磷酸酯抗氧化剂的重量比通常也为约1:1至约5:1，在一些实施例中为约1:1至约4:1，并且在一些实施例中为约1.5:1至约5:1约3:1(例如，约2:1)。同样，硫酯抗氧化剂与受阻酚抗氧化剂的重量比也通常为约2:1至约10:1，在一些实施例中为约2:1至约8:1，并且在一些实施例中为约3:1至约6:1(例如，约4:1)。在这些选择的比例内，据信该组合物能够实现甚至在暴露于高温和/或紫外光之后仍保持稳定的独特能力。
[0106]
聚合物组合物还可含有一种或多种uv稳定剂。合适的uv稳定剂可以包括，例如，二苯甲酮(例如，(2-羟基-4-(辛氧基)苯基)苯基)、甲酮(81)、苯并三唑(例如，2-(2-羟基-3，5-二-α-枯基苯基)-2h-苯并三唑(234),2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-2h-苯并三唑(329),2-(2-羟基-3-α-枯基-5-叔辛基苯基)-2h-苯并三唑(928)等)、三嗪类(如2,4-二苯基-6-(2-羟基-4-己氧基苯基)-s-三嗪(1577))、空间位阻胺(例如双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(770)或琥珀酸二甲酯和1-(2-羟乙基)-4-羟基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶(622))的聚合物，等等，以及它们的混合物。二苯甲酮特别适用于聚合物组合物。当使用时，此类uv稳定剂通常占组合物的约0.05重量％至约2重量％，在一些实施例中占约0.1重量％至约1.5重量％，并且在一些实施例中占约0.2重量％至约1.0重量％。
[0107]
d.其他组分
[0108]
除了上述组分外，聚合物基体还可以包含多种其他组分。此类可选组分的实例可包括，例如，emi填料、增容剂、颗粒填料、润滑剂、着色剂、流动改性剂、颜料和添加以增强性能和可加工性的其他材料。例如，当需要emi屏蔽性能时，可以使用emi填料。emi填料通常由可以提供所需程度的电磁干扰屏蔽的导电材料形成。在某些实施例中，例如，材料包含金属，例如不锈钢、铝、锌、铁、铜、银、镍、金、铬等，以及它们的合金或混合物。emi填料也可以具有多种不同的形式，例如颗粒(例如铁粉)、薄片(例如铝薄片、不锈钢薄片等)或纤维。特别合适的emi填料是包含金属的纤维。在此类实施例中，纤维可主要由金属(例如不锈钢纤维)形成，或者纤维可由涂有金属的芯材料形成。当采用金属涂层时，芯材料可以由本质上导电或绝缘的材料形成。例如，芯材料可以由碳、玻璃或聚合物形成。这种纤维的一个例子是镀镍碳纤维。
[0109]
也可以使用增容剂来增强长纤维与聚合物基体之间的粘合程度。当使用时，此类增容剂通常构成聚合物组合物的约0.1重量％至约15重量％，在一些实施例中为约0.5重量％至约10重量％，并且在一些实施例中为约1重量％至约5重量％。在某些实施例中，增容剂可以是包含用极性官能团改性的聚烯烃的聚烯烃增容剂。聚烯烃可以是烯烃均聚物(例如聚丙烯)或共聚物(例如乙烯共聚物、丙烯共聚物等)。官能团可以接枝到聚烯烃主链上或作为聚合物(例如，嵌段或无规共聚物)的单体成分等并入。特别合适的官能团包括马来酸酐、马来酸、富马酸、马来酰亚胺、马来酰肼、马来酸酐与二胺的反应产物、二氯马来酸酐、马来酸酰胺等。
[0110]
不管所用的具体组分如何，原料(例如，热塑性聚合物、阻燃剂、稳定剂、增容剂等)通常在用长纤维增强之前熔融共混在一起以形成聚合物基体。原料可同时或依次供应至分散混合材料的熔融混合装置。可以采用分批和/或连续熔融共混技术。例如，可以使用混合机/捏合机、班伯里混合机、farrel连续混合机、单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、辊磨机等来混合材料。一种特别合适的熔体共混装置是同向旋转双螺杆挤出机(例如zsk-30双螺杆挤出机，可从werner&pfleiderer corporation of ramsey,n.j.获得)。这种挤出机可包括进料口和排气口并提供高强度分布和分散混合。例如，可将丙烯聚合物进料至双螺杆挤出机的进料口并熔融。此后，可将稳定剂注入聚合物熔体中。或者，可将稳定剂在沿其长度的不同点处单独进料到挤出机中。无论选择何种特定的熔融共混技术，原料都是在高剪切/压力和热量下共混，以确保充分混合。例如，熔融共混可在约150℃至约300℃的温度下发生，在
一些实施例中，约155℃至约250℃的温度下发生，并且在一些实施例中，约160℃至约220℃的温度下发生。
[0111]
如上所述，本发明的某些实施例考虑在聚合物基体中使用聚合物共混物(例如，丙烯均聚物和/或丙烯/α-烯烃共聚物)。在这样的实施例中，共混物中使用的每种聚合物可以上述方式熔融共混。然而，在又一些实施例中，可能需要将第一聚合物(例如，丙烯聚合物)熔融共混以形成浓缩物，然后以下述方式用长纤维增强该浓缩物以形成前体组合物。然后可以将前体组合物与第二聚合物(例如，丙烯聚合物)共混(例如，干混)以形成具有所需性能的聚合物组合物。还应当理解，也可以在用长纤维增强聚合物基体之前和/或期间添加额外的聚合物。
[0112]
ii.长纤维
[0113]
为了形成本发明的纤维增强组合物，通常将长纤维嵌入聚合物基体中。基于组合物计，长纤维可例如占约5重量％至约50重量％，在一些实施例中约10重量％至约40重量％，且在一些实施例中约15重量％至35重量％。同样，基于组合物计，聚合物基体通常占约50重量％至约95重量％，在一些实施例中占约60重量％至约90重量％，并且在一些实施例中占约65重量％至约85重量％。
[0114]
术语“长纤维”通常是指不连续且长度为约1至约25毫米、在一些实施例中为约1.5至约20毫米、在一些实施例中为约2至约15毫米、并且在一些实施例中为约3至约12毫米的纤维、长丝、纱线或粗纱。即使在形成成型部件(例如注塑成型)之后，大部分纤维仍可保持相对较大的长度。即，组合物中纤维的中值长度(d50)可为约1毫米或更大，在一些实施例中为约1.5毫米或更大，在一些实施例中为约2.0毫米或更大，且在一些实施例中为约2.5毫米至约8毫米。不管它们的长度如何，可以选择性地控制纤维的标称直径(例如，粗纱内纤维的直径)以帮助改进所得聚合物组合物的表面外观。更具体地，纤维的标称直径可以在约20至约40微米的范围内，在一些实施例中为约20至约30微米，并且在一些实施例中为约21至约26微米。在此范围内，纤维在成型部件表面“结块”的趋势会降低，这使得部件的颜色和表面外观主要源于聚合物基体。除了提供改进的美学一致性外，它还允许在暴露于紫外光后更好地保持颜色，因为可以更容易地在聚合物基体中使用稳定剂体系。当然，应当理解可以采用其他标称直径，例如约1至约20微米的那些，在一些实施例中为约8至约19微米，并且在一些实施例中为约10至约18微米。
[0115]
纤维可由本领域已知的任何常规材料形成，例如金属纤维；玻璃纤维(例如，e-玻璃、a-玻璃、c-玻璃、d-玻璃、ar-玻璃、r-玻璃、s1-玻璃、s2-玻璃)、碳纤维(例如，石墨)、硼纤维、陶瓷纤维(例如氧化铝或二氧化硅)、芳族聚酰胺纤维(例如)、合成有机纤维(例如聚酰胺、聚乙烯、对苯撑(paraphenylene)、对苯二甲酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚苯硫醚)、上述金属纤维(例如不锈钢纤维)，以及已知用于增强热塑性组合物的各种其他天然或合成无机或有机纤维材料。玻璃纤维，特别是s-玻璃纤维，是特别理想的。纤维可以是加捻的或直的。如果需要，纤维可以是包含单一纤维类型或不同类型纤维的粗纱形式(例如，纤维束)。不同的纤维可以包含在单独的粗纱中，或者可选地，每根粗纱可以包含不同的纤维类型。例如，在一个实施例中，某些粗纱可包含碳纤维，而其他粗纱可包含玻璃纤维。每根粗纱中所含的纤维数量可以是恒定的，也可以随粗纱的不同而不同。通常，粗纱可包含约1000根纤维至约50000根单根纤维，并且在一些实施例中，包含约2000根至约40000根纤维。
[0116]
通常可以采用多种不同技术中的任何一种将纤维结合到聚合物基体中。长纤维可以随机分布在聚合物基体中，或者可选地以对齐方式分布。例如，在一个实施例中，连续纤维最初可浸渍到聚合物基体中以形成线束，随后将其冷却，然后切成粒料，使得所得纤维具有长纤维所需的长度。在此类实施例中，聚合物基体和连续纤维(例如，粗纱)通常通过浸渍模具拉挤成型以实现纤维与聚合物之间的所需接触。拉挤成型还可以帮助确保纤维间隔开并在相同或基本上相似的方向上排列，例如平行于粒料主轴的纵向方向(例如，长度)，这进一步增强了机械性能。参见图1，例如，显示了拉挤工艺10的一个实施例，其中聚合物基体从挤出机13供应到浸渍模具11，同时连续纤维12经由拉挤装置18被拉过模具11以生成复合结构14。典型的拉挤装置可包括例如履带式拉挤器和往复式拉挤器。尽管是可选的，复合结构14也可以被拉过连接到挤出机16的涂层模具15，涂层树脂通过该挤出机16施加以形成涂层结构17。如图1所示，涂层结构17然后被拉动通过牵引组件18并被供应到造粒机19，该造粒机19将结构17切割成用于形成长纤维增强组合物的所需尺寸。
[0117]
可以选择性地改变在拉挤成型过程中使用的浸渍模具的性质，以帮助实现聚合物基体和长纤维之间的良好接触。在授予hawley的32,772号再颁专利、授予regan等人的9,233,486号再颁专利以及授予eastep等人的9,278,472号再颁专利中详细描述了合适的浸渍模具系统的实例。例如，参见图2，显示了这种合适的浸渍模具11的一个实施例。如图所示，聚合物基体127可以通过挤出机(未显示)供应到浸渍模具11。更具体地，聚合物基体127可通过机筒法兰128离开挤出机并进入模具11的模具法兰132。模具11包含与下半模136配合的上半模134。连续纤维142(例如，粗纱)从卷轴144通过进料口138供应到模具11的上半模134。类似地，连续纤维146也通过进料口140从卷轴148供应。基体127在半模134和136内被安装在上半模134和/或下半模136中的加热器133中加热。模具通常在足以引起热塑性聚合物熔化和浸渍的温度下操作。通常，模具的操作温度高于聚合物基体的熔化温度。当以这种方式处理时，连续纤维142和146变得嵌入基体127中。然后将混合物拉过浸渍模具11以产生纤维增强组合物152。如果需要，压力传感器137也可以检测浸渍模具11附近的压力，以允许通过控制螺杆轴的旋转速度或进料器的进料速度(federate)来控制挤出速率。
[0118]
在浸渍模具内，通常希望纤维接触一系列冲击区。在这些区域，聚合物熔体可横向流过纤维以产生剪切力和压力，从而显著提高浸渍度。这在由高纤维含量的带形成复合材料时特别有用。通常，模具将包含每根粗纱至少2个、在一些实施例中至少3个、并且在一些实施例中4至50个冲击区以产生足够程度的剪切和压力。尽管它们的特定形式可以变化，但是冲击区通常具有弯曲表面，例如弯曲的叶片、杆等。冲击区通常也由金属材料制成。
[0119]
图2显示了浸渍模具11的一部分的放大示意图，该浸渍模具11包含呈叶片182形式的多个冲击区。应当理解，可以使用多个进料口来实施本发明，这些进料口可以可选地与机器方向同轴。所使用的进料口的数量可随一次在模具中处理的纤维的数量而变化，并且进料口可安装在上半模134或下半模136中。进料口138包括安装在上半模134中的套筒170。进料口138可滑动地安装在套筒170中。进料口138被分成至少两部分，如部分172和174所示。进料口138具有纵向穿过其中的孔176。孔176可以成形为远离上半模134开口的正圆柱锥体。纤维142穿过孔176并进入上半模134和下半模136之间的通道180。一系列叶片182也形成在上半模134和下半模136中，使得通道210采用回旋路线。叶片182使纤维142和146经过至少一个叶片，使得通道180内的聚合物基体与每根纤维充分接触。以这种方式，确保了熔
融聚合物与纤维142和146之间的充分接触。
[0120]
为了进一步促进浸渍，纤维还可以在存在于浸渍模具内时保持在张力下。张力例如可以在约5至约300牛顿每束纤维、在一些实施例中为约50至约250牛顿每束纤维、并且在一些实施例中为约100至约200牛顿每束纤维的范围内。此外，纤维还可以以曲折路径通过冲击区以增强剪切力。例如，在图2所示的实施例中，纤维以正弦型路径横穿冲击区。粗纱从一个冲击区横穿到另一个冲击区的角度通常足够高以增强剪切力，但又不会高到导致会破坏纤维的过大力。因此，例如，该角度可以在从大约1
°
到大约30
°
的范围内，并且在一些实施例中，从大约5
°
到大约25
°
。
[0121]
上面显示和描述的浸渍模具只是可用于本发明的各种可能构造中的一种。在可供选择的实施例中，例如，可将纤维引入十字头模具中，该模具相对于聚合物熔体的流动方向成一定角度定位。当纤维移动通过十字头模具并到达聚合物从挤出机机筒中排出的位置时，聚合物被迫与纤维接触。还应当理解，也可以采用任何其他挤出机设计，例如双螺杆挤出机。更进一步地，也可以可选地使用其他组件来帮助纤维的浸渍。例如，在某些实施例中可以使用“气体喷射”组件以有助于贯穿合并的束的整个宽度均匀地铺展(spread)单个纤维的集束或束(它们可以各自含有高达24000根纤维)。这有助于在带中实现强度特性的均匀分布。这种组件可以包括压缩空气或另一种气体的供应源，压缩空气或另一种气体以大体垂直的方式撞击穿过出口端口的移动纤维束。然后可将展开的纤维束引入模具中用于浸渍，例如如上所述。
[0122]
纤维增强聚合物组合物通常可用于使用多种不同技术形成成型部件。合适的技术可以包括，例如，注射成型、低压注射成型、挤出压缩成型、气体注射成型、泡沫注射成型、低压气体注射成型、低压泡沫注射成型、气体挤出压缩成型、泡沫挤出压缩成型、挤出成型、泡沫挤出成型、压缩成型、泡沫压缩成型、气体压缩成型等。例如，可以使用包括其中可以注入纤维增强组合物的模具的注射成型系统。可以控制和优化注射器内的时间，使得聚合物基体不被预固化。当达到循环时间并且桶装满以进行排放时，可以使用活塞将组合物注射到模腔中。也可以使用压缩成型系统。与注塑成型一样，纤维增强组合物成型为所需制品也是在模具内进行的。可以使用任何已知技术将组合物放入压模中，例如通过自动机械臂拾取。模具的温度可以保持在聚合物基体的凝固温度或高于聚合物基体的凝固温度达期望的时间段以允许凝固。然后可以通过将模塑产品置于低于熔化温度的温度来固化模塑产品。所得产品可以经脱模。可以调整每个模制过程的循环时间以适应聚合物基体，以实现足够的结合，并提高整个过程的生产率。由于纤维增强组合物的独特性能，可以容易地由其形成相对薄的成型部件(例如注塑成型部件)。例如，这样的部件可以具有约10毫米或更小的厚度，在一些实施例中约8毫米或更小，在一些实施例中约6毫米或更小，在一些实施例中约0.4至约5毫米，并且在一些实施例中，约0.8至约4毫米(例如0.8、1.2或3毫米)。
[0123]
ii.电子模块
[0124]
如上所述，聚合物组合物可用于电子模块。该模块通常包含一个外壳，用于容纳一个或多个电子组件(例如，印刷电路板、天线元件、射频传感元件、传感器、光传感和/或传输元件(例如，光纤)、相机、全球定位设备、等等)。例如，外壳可以包括包含从其延伸的侧壁的基座。盖也可以支撑在基座的侧壁上以限定内部，在该内部中容纳电子组件并保护其免受外部环境的影响。不管模块的具体构造如何，本发明的聚合物组合物可用于形成外壳和/或
盖的全部或一部分。在一个实施例中，例如，本发明的聚合物组合物可用于形成外壳的基座和侧壁。在这样的实施例中，盖可以由本发明的聚合物组合物或由不同的材料形成，例如金属组件(例如，铝板)。值得注意的是，本发明的一个好处是聚合物组合物具有类似于电子模块中使用的典型金属组件的线性热膨胀系数。例如，聚合物组合物的线性热膨胀系数可以在约10μm/m℃至约35μm/m℃的范围内，在一些实施例中，在约12μm/m℃至约32μm/m℃的范围内，并且在一些实施例中，从15μm/m℃到约30μm/m℃的范围内，线性热膨胀系数如在流动方向(平行)上根据iso 11359-2:1999测定的。此外，聚合物组合物的线性热膨胀系数与金属组件的线性热膨胀系数之比可为约0.5至约1.5，在一些实施例中为约0.6至约1.2，并且在一些实施例中，约0.6到约1.0。例如，铝的线性热膨胀系数约为21至24μm/m℃。
[0125]
参考图3，例如，显示了电子模块100的一个特定实施例，其可以并入本发明的聚合物组合物。电子模块100包括外壳102，外壳102包含从基座114延伸的侧壁132。如果需要，外壳102还可以包含可以容纳电连接器(未示出)的护罩116。无论如何，印刷电路板(“pcb”)被容纳在模块100的内部并附接到外壳102。更具体地，电路板104包含孔122，其与位于外壳102上的柱110对齐并容纳柱110。电路板104具有第一表面118，在该第一表面118上提供电路121以实现模块100的射频操作。例如，rf电路121可以包括一个或多个天线元件120a和120b。电路板104还具有与第一表面118相对的第二表面119，并且可以可选地包含其他电气组件，例如能够实现模块100的数字电子操作的组件(例如，数字信号处理器、半导体存储器、输入/输出接口设备等)。可选地，可以在额外的印刷电路板上提供这样的组件。也可采用盖108，其设置在电路板104上并通过已知技术例如通过焊接、粘合剂等附接至外壳102(例如，侧壁)，以将电气组件密封在内部。如上所述，聚合物组合物可用于形成盖108和/或外壳102的全部或一部分。
[0126]
电子模块可用于多种应用。例如，电子模块可用于机动车辆(例如，电动车辆)。例如，当用于汽车应用时，电子模块可用于感测车辆相对于一个或多个三维物体的定位。在这方面，该模块可以包含射频传感组件、光检测或光学组件、相机、天线元件等，以及它们的组合。例如，模块可以是无线电探测与测距(“雷达”)模块、光探测与测距(“激光雷达”)模块、相机模块、全球定位模块等，也可以是将两者或更多这些组件结合的集成模块。这样的模块因此可以采用容纳一种或多种类型的电子组件(例如，印刷电路板、天线元件、射频传感装置、传感器、光传感和/或传输元件(例如，光纤)、相机、全球定位装置等)。例如，在一个实施例中，可以形成激光雷达模块，其包含用于接收和传输光脉冲的光纤组件，该光脉冲以类似于上述实施例的方式被接收在外壳/盖组件的内部。类似地，雷达模块通常包含一块或多块印刷电路板，这些印刷电路板具有专用于处理射频(rf)雷达信号、数字信号处理任务等的电气组件。
[0127]
该电子模块也可用于5g系统。例如，电子模块可以是天线模块，例如宏蜂窝(基站)、小蜂窝、微蜂窝或中继器(毫微微蜂窝)等。在本文中，“5g”通常是指通过射频信号进行的高速数据通信。5g网络和系统能够以比前几代数据通信标准(例如“4g”、“lte”)快得多的速率传输数据。各种标准和规范已经发布，量化了5g通信的要求。例如，国际电信联盟(itu)于2015年发布了国际移动通信2020(“imt-2020”)标准。imt-2020标准规定了5g的各种数据传输标准(例如，下行链路和上行链路数据速率、延迟等)。imt-2020标准将上行链路和下行链路峰值数据速率定义为5g系统必须支持的上传和下载数据的最低数据速率。imt-2020标
准规定下行峰值数据速率要求为20gbit/s，上行峰值数据速率为10gbit/s。再举一个例子，第三代合作伙伴计划(3gpp)最近发布了5g新标准，称为“5g nr”。3gpp于2018年发布了“第15版”，定义了5g nr标准化的“第一阶段”。3gpp将5g频段通常定义为“频率范围1”(fr1)，包括低于6ghz的频率，“频率范围2”(fr2)定义为20-60ghz的频段。然而，如本文所用，“5g频率”可以指使用大于60ghz的频率的系统，例如范围高达80ghz、高达150ghz和高达300ghz。如本文所用，“5g频率”可指约1.8ghz或更高的频率，在一些实施例中约2.0ghz或更高，在一些实施例中约3.0ghz或更高，在一些实施例中约3ghz至约300ghz，或更高，在一些实施例中为约4ghz至约80ghz，在一些实施例中为约5ghz至约80ghz，在一些实施例中为约20ghz至约80ghz，并且在一些实施例中为约28ghz至约60ghz。
[0128]
5g天线系统通常采用高频天线和天线阵列用于5g组件，例如宏蜂窝(基站)、小蜂窝、微蜂窝或中继器(毫微微蜂窝)等，和/或5g系统的其他合适组件。根据3gpp发布的标准，例如第15版(2018)和/或imt-2020标准，天线元件/阵列和系统可以满足或符合“5g”标准。为了在高频下实现这种高速数据通信，天线元件和阵列通常采用可以提高天线性能的小特征尺寸/间距(例如，细间距技术)。例如，特征尺寸(天线元件之间的间距、天线元件的宽度)等通常取决于通过在其上形成天线元件的基板传播的所需传输和/或接收射频的波长(“λ”)(例如，nλ/4，其中n是整数)。此外，可以采用波束成形和/或波束控制来促进跨多个频率范围或信道(例如，多输入多输出(mimo)、大规模mimo)的接收和发送。高频5g天线元件可以有多种配置。例如，5g天线元件可以是或包括共面波导元件、贴片阵列(例如，网格贴片阵列)、其他合适的5g天线配置。天线元件可以配置为提供mimo、大规模mimo功能、波束控制等。如本文所用，“大规模”mimo功能通常是指使用天线阵列提供大量传输和接收通道，例如8个传输(tx)和8个接收(rx)通道(缩写为8x8)。可以通过8x8、12x12、16x16、32x32、64x64或更大的尺寸提供大规模mimo功能。
[0129]
可以使用多种制造技术制造天线元件。作为一个示例，天线元件和/或关联元件(例如，接地元件、馈线等)可以采用细间距技术。细间距技术通常是指它们的元件或引线之间的小间距或细间距。例如，天线元件之间(或天线元件和接地平面之间)的特征尺寸和/或间距可以是约1500微米或更小，在一些实施例中是1250微米或更小，在一些实施例中是750微米或更小(例如，中心至中心的间距为1.5毫米或更小)，650微米或更小，在一些实施例中为550微米或更小，在一些实施例中为450微米或更小，在一些实施例中为350微米或更小，在一些实施例中为250微米或更小，在一些实施例为150微米或更小，在一些实施例中为100微米或更小，并且在一些实施例中为50微米或更小。然而，应当理解，也可以采用更小和/或更大的特征尺寸和/或间距。由于如此小的特征尺寸，天线配置和/或阵列可以在小的占地面积中用大量的天线元件来实现。例如，天线阵列可以具有大于每平方厘米1000个天线元件的平均天线元件浓度，在一些实施例中大于每平方厘米2000个天线元件，在一些实施例中大于每平方厘米3000个天线元件，在一些实施例中大于每平方厘米4,000个天线元件，在一些实施例中大于每平方厘米6000个天线元件，并且在一些实施例中大于每平方厘米约8000个天线元件。天线元件的这种紧凑布置可以为天线区域的每单位面积提供更多数量的用于mimo功能的信道。例如，信道的数量可以与天线元件的数量相对应(例如，等于或成比例)。
[0130]
参考图4，例如，5g天线系统100可以包括基站102、一个或多个中继站104、一个或
多个用户计算设备106、一个或多个wi-fi中继器108(例如，“毫微微蜂窝”)，和/或用于5g天线系统100的其他合适的天线组件。中继站104可以配置为通过在基站102与用户计算设备106和/或中继站104之间中继或“转发(repeating)”信号来促进用户计算设备106和/或其他中继站104与基站102的通信。基站102可以包括mimo天线阵列110，其被配置为利用中继站104、wi-fi中继器108和/或直接利用用户计算设备106接收和/或传输射频信号112。用户计算设备306不必受本发明限制并且包括诸如5g智能手机的设备。mimo天线阵列110可以采用波束控制来相对于中继站104聚焦或引导射频信号112。例如，mimo天线阵列110可以配置为调整相对于x-y平面的仰角114和/或在z-y平面中和相对于z方向定义的航向角116。类似地，中继站104、用户计算设备106、wi-fi中继器108中的一个或多个可以采用波束控制来通过定向调谐设备104、106、108相对于基站102的mimo天线阵列110的灵敏度和/或功率传输(例如，通过调整相应设备的相对仰角和/或相对方位角中的一个或两者)来改善相对于mimo天线阵列110的接收和/或传输能力。
[0131]
参考以下实施例可以更好地理解本发明。
[0132]
测试方法
[0133]
熔体流动指数：聚合物或聚合物组合物的熔体流动指数可根据iso 1133-1:2011(技术上等同于astmd1238-13)在2.16kg的负载和230℃的温度下测定。
[0134]
拉伸模量、拉伸应力和断裂拉伸伸长率：拉伸性能可根据iso测试编号527-1:2019(技术上等同于astm d638-14)进行测试。模量和强度测量可以在长度为170/190mm、厚度为4mm和宽度为10mm的狗骨形测试条样品上进行。测试温度可以是-30℃、23℃或80℃，测试速度可以是1或5mm/min。
[0135]
弯曲模量、弯曲断裂伸长率和弯曲应力：弯曲性能可根据iso测试编号178:2019(技术上等同于astm d790-17)进行测试。该测试可以在64mm的支撑跨度上进行。可以在未切割的iso 3167多用途棒材的中心部分进行测试。测试温度可以是-30℃、23℃或80℃，测试速度可以是2mm/min。
[0136]
夏比冲击强度：可根据iso测试编号iso 179-1:2010)(技术上等同于astm d256-10，方法b)测试夏比特性。该测试可以使用类型1试样尺寸(长度为80毫米，宽度为10毫米，厚度为4毫米)进行。可以使用单齿铣床从多用途棒材的中心切割试样。测试温度可以是-30℃、23℃或80℃。
[0137]
负载变形温度(“dtul”)：负载温度下的弯曲变形可根据iso测试编号75-2:2013(技术上等同于astm d648-07)测定。更具体地，可以对具有80mm的长度、10mm的宽度和4mm的厚度的测试条样品进行边向三点弯曲测试，其中指定负载(最大外纤维应力)为1.8兆帕。可以将样品放入硅油浴中，温度以每分钟2℃的速度升高，直到它变形0.25毫米(对于iso测试编号75-2:2013为0.32毫米)。
[0138]
线性热膨胀系数(“clte”)：线性热膨胀系数可根据iso 11359在流动和/或横向方向上测定。
[0139]
介电常数(“dk”)和耗散因数(“df”)：介电常数(或相对静态介电常数)和耗散因数(或损耗角正切)是根据ipc 650测试方法第2.5.5.13(1/07)条在2ghz频率下测定的。根据该方法，面内介电常数和耗散因数可以使用分裂圆柱谐振器来确定。测试样品的厚度为8.175毫米，宽度为70毫米，长度为70毫米。
[0140]
极限氧指数：极限氧指数(“loi”)可由iso 4589:2017(技术上等同于astm d2863-19)测定。loi是氧气和氮气流动混合物中刚好支持燃烧的最低氧气浓度。更具体地说，可以将试样竖直放置在透明测试柱中并且可以迫使氧气和氮气的混合物向上通过该柱。试样可以在顶部点燃。可以调整氧气浓度，直到试样刚好支持燃烧。报告的浓度是试样刚好支持燃烧的氧气体积百分比。
[0141]
ul94：将试样垂直支撑，并在试样底部施加火焰。施加火焰十(10)秒然后移开直到火焰停止，此时再次施加火焰另外十(10)秒然后移开。测试两(2)组五(5)个试样。样品尺寸为长125毫米，宽13毫米，厚3毫米。两组在老化前后进行调理(condition)。对于未老化测试，每种厚度在23℃和50％相对湿度条件下调理48小时后进行测试。对于老化测试，在70℃下调理7天后，对每种厚度的五(5)个样品进行测试。
[0142][0143]
实施例1
[0144]
形成的样品包含约45重量％的丙烯均聚物(熔体流动指数为65g/10min，密度为0.90g/cm3)、35重量％的阻燃母料、20重量％的连续玻璃纤维粗纱(2400特克斯，长丝直径为16μm)，少于5重量％的偶联剂(马来酸酐接枝烯烃聚合物)，以及少于2重量％的热/uv稳定剂。阻燃母料含有40重量％的聚丙烯和60重量％的无卤阻燃体系，该体系包括如上所述的磷基阻燃剂。样品在单螺杆挤出机(90mm)中进行熔融加工，其中熔体温度为250℃，模具温度为250℃，区域温度范围为160℃至320℃，螺杆转速是160转/分。
[0145]
实施例2
[0146]
形成的样品包含约50重量％的丙烯均聚物(熔体流动指数为65g/10min，密度为0.90g/cm3)，30重量％的如实施例1中所述的阻燃母料，20重量％的连续玻璃纤维粗纱(2400特克斯，长丝直径为16μm)，少于5重量％的偶联剂(马来酸酐接枝烯烃聚合物)，以及
少于2重量％的热/uv稳定剂。样品在单螺杆挤出机(90mm)中进行熔融加工，其中熔体温度为250℃，模具温度为250℃，区域温度范围为160℃至320℃，螺杆转速是160转/分。
[0147]
实施例3
[0148]
形成的样品包含80重量％的聚碳酸酯-丙烯腈-阻燃剂混合物(来自科思创的fr3010)和20重量％的连续玻璃纤维粗纱(2400特克斯，长丝直径为16μm)。样品在单螺杆挤出机(90mm)中进行熔融加工，其中熔体温度为310℃，模具温度为310℃，区域温度范围为160℃至320℃，螺杆转速是160转/分。
[0149]
实施例4
[0150]
形成的样品包含70重量％的聚碳酸酯-丙烯腈-阻燃剂共混物(来自科思创的fr3010)和30重量％的连续玻璃纤维粗纱(2400特克斯，长丝直径为16μm)。样品在单螺杆挤出机(90mm)中进行熔融加工，其中熔体温度为310℃，模具温度为310℃，区域温度范围为160℃至320℃，螺杆转速是160转/分。
[0151]
测试实施例1-4的样品的介电性能、机械性能和阻燃性。结果列于下表中。
[0152][0153]
在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员可以实施本发明的这些和其他修改和变化。此外，应当理解，各种实施例的方面可以全部或部分互换。此外，本领域的普通技术人员将理解，前述描述仅作为示例，并不旨在限制在此所附权利要求中进一步描述的本发明。

技术特征：
1.一种电子模块，包括容纳至少一个电子组件的外壳，其中，所述外壳含有纤维增强聚合物组合物，所述纤维增强聚合物组合物包含聚合物基体，所述聚合物基体含有热塑性聚合物和分布在所述聚合物基体内的多根长增强纤维，其中所述聚合物组合物在2ghz的频率下表现出约4或更小的介电常数和约0.01或更小的耗散因数，并且进一步地，其中如根据iso测试编号179-1:2010在约23℃的温度下测定的，所述聚合物组合物表现出约20kj/m2或更高的夏比无缺口冲击强度。2.根据权利要求1所述的电子模块，其中，如根据iso 4589:2017测定的，所述聚合物组合物表现出约25或更高的极限氧指数。3.根据权利要求1所述的电子模块，其中，所述聚合物组合物表现出根据ul94的v0或v1等级。4.根据权利要求1所述的电子模块，其中，所述聚合物组合物表现出约250秒或更短的根据ul94的总燃烧时间。5.根据权利要求1所述的电子模块，其中，如根据iso测试编号178:2019在约23℃的温度下测定的，所述聚合物组合物表现出约100至约500mpa的弯曲强度。6.根据权利要求1所述的电子模块，其中，如根据iso测试编号179-1:2010在约-40℃的温度下测定的，所述聚合物组合物表现出约20kj/m2或更高的夏比无缺口冲击强度。7.根据权利要求1所述的电子模块，其中，如根据iso测试编号527-1:2019在约23℃的温度下测定的，所述聚合物组合物表现出约50mpa或更高的拉伸强度。8.根据权利要求1所述的电子模块，其中，如根据iso测试编号527-1:2019在约-40℃的温度下测定的，所述聚合物组合物表现出约50mpa或更高的拉伸强度。9.根据权利要求1所述的电子模块，其中，所述热塑性聚合物包括丙烯聚合物。10.根据权利要求1所述的电子模块，其中，所述热塑性聚合物包括芳族聚碳酸酯。11.根据权利要求10所述的电子模块，其中，所述聚合物基体还包含丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。12.根据权利要求1所述的电子模块，其中，所述聚合物基体占所述组合物的约50重量％至约95重量％，并且所述长增强纤维占所述组合物的约5重量％至约50重量％。13.根据权利要求1所述的电子模块，其中，所述聚合物组合物还包含阻燃体系。14.根据权利要求13所述的电子模块，其中，所述阻燃体系包含至少一种无卤有机磷阻燃剂。15.根据权利要求14所述的电子模块，其中，有机磷阻燃剂包括含氮磷酸盐。16.根据权利要求15所述的电子模块，其中，所述磷酸盐包括三聚氰胺磷酸盐、哌嗪磷酸盐或其组合。17.根据权利要求14所述的电子模块，其中，所述有机磷阻燃剂包括磷酸酯、膦酸酯、次膦酸盐、膦酸酯胺、磷腈或其组合。18.根据权利要求14所述的电子模块，其中，有机磷阻燃剂占所述阻燃体系的约50重量％至约99.5重量％。19.根据权利要求1所述的电子模块，其中，所述聚合物组合物还包含稳定剂体系。20.根据权利要求19所述的电子模块，其中，所述稳定剂体系包括位阻酚抗氧化剂、亚磷酸酯抗氧化剂、硫酯抗氧化剂或其组合。
21.根据权利要求19所述的电子模块，其中，所述稳定器体系包括uv稳定剂。22.根据权利要求1所述的电子模块，其中，所述纤维包括玻璃纤维。23.根据权利要求1所述的电子模块，其中，所述纤维间隔开并且沿基本上相似的方向排列。24.根据权利要求1所述的电子模块，其中，如根据ast md4935-18在2ghz的频率下测定的，所述聚合物组合物表现出约20分贝或更高的电磁屏蔽效能。25.根据权利要求1所述的电子模块，其中，所述外壳包括基座，所述基座包含从其延伸的侧壁和由所述侧壁支撑的可选的盖。26.根据权利要求25所述的电子模块，其中，所述基座、侧壁、盖或其组合包含所述聚合物组合物。27.根据权利要求1所述的电子模块，其中，所述聚合物组合物位于金属组件附近。28.根据权利要求27所述的电子模块，其中，所述聚合物组合物的线性热膨胀系数与所述金属组件的线性热膨胀系数之比为约0.5至约1.5。29.根据权利要求27所述的电子模块，其中，所述金属组件包括铝。30.根据权利要求1所述的电子模块，其中，所述聚合物组合物表现出约10μm/m℃至约35μm/m℃的线性热膨胀系数。31.根据权利要求1所述的电子模块，其中，所述电子组件包括配置为传输和接收5g射频信号的天线元件。32.根据权利要求31所述的电子模块，其中，所述模块是基站、小蜂窝或毫微微蜂窝。33.一种5g系统，包括根据权利要求32所述的电子模块。34.根据权利要求1所述的电子模块，其中，所述电子组件包括射频传感元件。35.根据权利要求33所述的电子模块，其中，所述模块是雷达模块。36.根据权利要求1所述的电子模块，其中，所述电子组件包括用于接收和传输光脉冲的光纤组件。37.根据权利要求36所述的电子模块，其中，所述电子模块是激光雷达模块。38.根据权利要求1所述的电子模块，其中，所述电子组件包括相机。

技术总结
公开了一种电子模块，其包括容纳至少一个电子组件的外壳。外壳包含纤维增强聚合物组合物，该组合物包含聚合物基体，该聚合物基体包含热塑性聚合物和分布在聚合物基体中的多根长增强纤维。该聚合物组合物在2GHz的频率下表现出约4或更小的介电常数和约0.01或更小的耗散因数。此外，聚合物组合物表现出如根据ISO测试编号179-1:2010在约23℃的温度下测定的约20kJ/m2或更高的夏比无缺口冲击强度。或更高的夏比无缺口冲击强度。或更高的夏比无缺口冲击强度。


技术研发人员：大卫
受保护的技术使用者：提克纳有限责任公司
技术研发日：2021.12.07
技术公布日：2023/8/21