[发明专利]用于屏蔽电磁辐射的组合物

说明书

本发明涉及一种用于屏蔽电磁辐射的组合物，所述组合物包含至少一种导电填料和聚合物基质，一种用于屏蔽电磁辐射的所述组合物的制备方法，一种屏蔽电磁辐射的基板的制备方法，以及所述屏蔽组合物的用途。

发明领域

本发明涉及一种用于屏蔽电磁辐射的组合物，所述组合物包含至少一种导电填料和聚合物基质，一种用于屏蔽电磁辐射的所述组合物的制备方法，一种屏蔽电磁辐射的基板的制备方法，以及屏蔽组合物的用途。

背景技术

电磁波具有电场分量和磁场分量。电子构件发射出的波能够引起相互的电磁干扰(electromagnetic interference，EMI)。由于在半导体技术方面的巨大进步，所述电子构件变得越来越小，并且它们在电子装置中的密度明显增加。电子系统例如在如电动汽车、航空航天技术或医疗技术等领域中增加的复杂度对各个组件的电磁相容性提出了巨大挑战。因此，例如在集成在非常狭窄的空间中并且通过电子构件控制的具有高功率的电驱动器的电动车中，各个构件绝不允许相互干扰。为了能够实现电磁相容性，已知的是，借助于屏蔽壳体来减弱电磁干扰。电磁相容性(electromagnetic compatibility,EMV)术语例如根据DIN VDE 0870定义为电气设施在其周围环境中令人满意地运转而不会不允许地影响周围环境的能力，其中所述周围环境也能够包括其它设施。因此，EMV必须符合两个条件，即对发射出的辐射的屏蔽和相对于其它电磁辐射的抗干扰性。在许多国家中，相应的设备必须遵守法律法规。根据DIN VDE 0870，电磁干扰(EMI)是电磁波对电路、设备、系统或生物的影响。这种影响能够在受影响的对象处引起可容忍的损害、，但是也有不可容忍的损害(例如对设备的功能或人员危害的可容忍的损害、，但是也有不可容忍的损害)。在这种情况下能够采取相应的保护措施。对于EMI屏蔽相关的频率范围通常位于100Hz和100GHz之间。借助通过对入射的电磁波的屏蔽实现的衰减通常在所有屏蔽原理中由反射和吸收共同组成。在吸收时，所述电磁波会损失能量，所述能量转换为热能，其中所述吸收与屏蔽材料的壁厚相关。另一方面，取决于频率范围，反射与材料厚度无关，并且能够在材料内部的的前侧和后侧均发生反射。

在中频范围中，通常能够直接使用材料的电导率特性来评估所述屏蔽。在较低的频率范围中，能够使用相对磁导率来评估所述屏蔽，并且在较高的频率范围中，能够使用反射以及振动吸收。

已知的是，为了屏蔽电磁辐射，能够使用金属壳体，所述金属壳体例如由铝制成。由于金属的高的电导率，在此能够实现良好的屏蔽衰减。但是，使用纯的金属屏蔽件与不同的缺点相关联，如通过冲压、弯曲和施加腐蚀防护的制造的耗费是非常高成本的。在金属材料情况下，结构上的设计自由度也极其受限。与金属相比，由塑料制成的屏蔽件更容易制成期望的形状。因为大多数塑料是绝缘体，因此能够通过涂覆表面覆层，例如通过电镀或气相沉积(物理气相沉积，PVD)使所述塑料具有导电性。然而，对于塑料的金属覆层通常需要很高的耗费来制备构件，以便能够实现所述覆层的良好的粘附。

还已知的是，能够使用塑料复合材料(复合材料、化合物)制造电磁屏蔽件，所述塑料复合材料具有带有屏蔽特性的基质，所述基质由至少一种聚合物组分和至少一种填料制成。所述电磁屏蔽件能够以覆层、绝缘带、成型体等形式使用。为了制备导电复合材料，例如，能够将导电填料分散在由至少一种非导电聚合物制成的基质中。

S.Geetha等著的在Journal of Applied Polymer Science，第112卷，2073-2086页(2009)中给出关于用于屏蔽电磁辐射的方法和材料的概述。该文提及基于非导电聚合物与大量导电填料的各种不同的塑料复合材料。该文没有描述基于聚氨酯或聚脲作为基质材料的复合材料。作为替选方案，该文讨论了使用导电聚合物，尤其是聚苯胺和聚吡咯。