用于摄像模组的液晶聚合物组合物的制作方法

用于摄像模组的液晶聚合物组合物
1.相关申请
2.本技术要求2015年8月17日提交的美国临时申请序列号第62/205,865号的优先权，其整体上在此通过引用引入本文。
3.发明背景
4.通常将摄像模组(或其组件)用于移动电话、笔记本电脑、数码照相机、数码摄像机等。实例包括例如包括安置在基座上的载体的紧凑型摄像模组、数码照相机快门模组、数码照相机的组件、游戏中的摄像机、医用照相机、监视摄像机等。这样的摄像模组变得越来越复杂，现在倾向于包括更多的移动部件。在某些情况下，例如，两个紧凑型摄像模组组件可以安置在单个模组内以改进图像品质(“双摄像”模组)。在其它情况下，可以使用一系列紧凑型摄像模组。随着这些部件的设计变得越来越复杂，用于形成照摄像模组的模制部件的聚合物组合物具有足够的延性以使它们能够在组装过程中经受得住是越来越重要的。聚合物组合物还必须能够在使用期间吸收一定程度的冲击能量而不破裂或碎裂。迄今为止，大多数常规技术涉及使用纤维填料来帮助改进聚合物组合物的强度和其它性质。然而不幸的是，这些技术最终只会导致其它问题，例如加热时部件的尺寸稳定性差。
5.同样存在对用于摄像模组的模制部件的改进的聚合物组合物的需求。


技术实现要素：

6.根据本发明的一个实施方案，公开了聚合物组合物，其包含100重量份的至少一种液晶聚合物；约50至约90重量份的具有约2.5或更大的基于莫氏硬度表的硬度值和约0.1至约35微米的平均尺寸的无机颗粒状材料；和约1至约15重量份的环氧官能化的烯烃共聚物。
7.根据另一个本发明实施方案，公开了用于摄像模组的模制部件。模制部件包括包含液晶聚合物的聚合物组合物。该组合物显示出根据iso测试号527:2012在23℃测定的约3.5％或更大的拉伸断裂伸长率，根据iso测试号179-1:2010在23℃测定的约6kj/m2或更大的缺口简支梁冲击强度，和根据iso294-4:2001使用类型d2试样测定的约6或更小的尺寸稳定性。
8.本发明的其它特征和方面在下文中更详细地阐明。
9.附图简述
10.本发明的完整和有效的公开，包括其对本领域技术人员而言的最佳模式，在说明书的其余部分，包括参考附图，更详细地阐明，其中：
11.图1-2是可以根据本发明的一个实施方案成型的紧凑型摄像模组(“ccm”)的透视图和前视图。
12.发明详述
13.本领域普通技术人员应理解的是，该讨论仅为示例性实施方案的描述，并且不意图限制本发明的更宽泛的方面。
14.一般而言，本发明涉及聚合物组合物，其能够显示出延性(例如，拉伸断裂伸长率)和冲击强度(例如，缺口简支梁冲击强度)的独特的组合以使其用于复杂的摄像模组设计。
例如，聚合物组合物可显示出约3.5％或更大，在一些实施方案中约4％或更大，在一些实施方案中约4.5％至约20％，和在一些实施方案中约5％至约10％的拉伸断裂伸长率，根据iso测试号527:2012(技术上等同于astm d638-14在23℃测定。该组合物也可以具有约6kj/m2或更大，在一些实施方案中约6.5kj/m2或更大，在一些实施方案中约7至约25kj/m2，和在一些实施方案中约8至约20kj/m2的缺口简支梁冲击强度，根据iso测试号179-1:2010)(技术上等同于astm d256-10，方法b)在23℃测量。与传统观点相反，已经发现可以实现延性和高冲击强度的这种平衡而不会不利地影响尺寸稳定性。更特别地，该组合物可显示出约6或更小，在一些实施方案中约5或更小，在一些实施方案中约0.5至约5，和在一些实施方案中，约1至约4.5的尺寸稳定性。“尺寸稳定性”可通过将横向方向上的收缩程度除以纵向方向上的收缩程度来测定，其可根据iso294-4:2001使用类型d2试样(技术上等同于astm d955-08(2014))来测定。横向方向上的收缩程度(“s
t”)可例如为约0.2％至约1.5％，在一些实施方案中约0.4％至约1.2％，和在一些实施方案中约0.5％至约1.0％，而纵向方向上的收缩程度(“s
f”)可为约0.02％至约0.6％，在一些实施方案中0.05％至约0.5％，和在一些实施方案中约0.1％至约0.4％。
15.本发明人已经发现，通过选择性地控制聚合物组合物中使用的组分的性质及其相对浓度，可以实现具有这种独特性质组合的部件的能力。例如，聚合物组合物可以包含液晶聚合物与环氧官能化的烯烃共聚物和无机颗粒状材料的组合，所述无机颗粒状材料具有约2.5或更大，在一些实施方案中约3.0或更大，在一些实施方案中约3.0至约11.0，在一些实施方案中约3.5至约11.0，和在一些实施方案中约4.5至约6.5的基于莫氏硬度表的硬度值。这样的材料还通常具有约0.1至约35微米，在一些实施方案中约2至约20微米，在一些实施方案中约3至约15微米，和在一些实施方案中约7至约12微米的中值尺寸(例如，直径)，例如使用激光衍射技术根据iso13320:2009(例如，使用horiba la-960粒度分布分析器)来测定。该材料还可以具有窄的尺寸分布。即，至少约70体积％的颗粒，在一些实施方案中至少约80体积％的颗粒材料，和在一些实施方案中至少约90体积％的材料可具有在上文指出的范围内的尺寸。
16.无机颗粒状材料的使用量通常为每100份液晶聚合物约50至约90重量份，在一些实施方案中约55至约85重量份，和在一些实施方案中约60至约80重量份。类似地，环氧官能化的烯烃共聚物在聚合物组合物中的使用量通常为每100份的液晶聚合物约1至约15份，在一些实施方案中约2至约12份，和在一些实施方案中约3至约10重量份。例如，无机颗粒状材料通常占聚合物组合物的约20重量％至约60重量％，在一些实施方案中约25重量％至约55重量％，和在一些实施方案中约30重量％至约50重量％，而环氧官能化的烯烃共聚物通常占聚合物组合物的约0.1重量％至约20重量％，在一些实施方案中约0.5重量％至约15重量％，和在一些实施方案中约1重量％至约10重量％。液晶聚合物也可以占聚合物组合物的约20重量％至约80重量％，在一些实施方案中约30重量％至约70重量％，和在一些实施方案中约35重量％至约60重量％。
17.现在将更详细地描述本发明的各个实施方案。
18.i.液晶聚合物
19.在可以具有棒状结构和在其熔融状态(例如，热致向列状态)下显示出结晶行为的意义上，液晶聚合物通常分类为“热致”。聚合物具有相对高熔融温度，例如约250℃至约400
℃，在一些实施方案中约280℃至约390℃，和在一些实施方案中约300℃至约380℃。这样的聚合物可以由本领域已知的一种或多种类型的重复单元形成。所述液晶聚合物可以例如典型地以聚合物的约60摩尔％至约99.9摩尔％，在一些实施方案中约70摩尔％至约99.5摩尔％，且在一些实施方案中约80摩尔％至约99摩尔％的量包含一个或多个芳族酯重复单元。所述芳族酯重复单元可以一般地由下式(i)表示：
[0020][0021]
其中，环b为取代的或未被取代的6元芳基(例如，1,4-亚苯基或1,3-亚苯基)、稠合至取代的或未被取代的5或6元芳基的取代的或未被取代的6元芳基(例如，2,6-萘)、或连接至取代的或未被取代的5或6元芳基的取代的或未被取代的6元芳基(例如，4,4-联苯撑)；和
[0022]
y1和y2独立地为o、c(o)、nh、c(o)hn或nhc(o)。
[0023]
典型地，y1和y2的至少一个为c(o)。这样的芳族酯重复单元的实例可以包括，例如，芳族二羧酸重复单元(式i中y1和y2为c(o))、芳族羟基羧酸重复单元(式i中y1为o且y2为c(o))及其各种组合。
[0024]
例如，可以使用芳族二羧酸重复单元，所述芳族二羧酸重复单元得自芳族二羧酸，以及其烷基、烷氧基、芳基和卤素取代物和它们的组合，所述芳族二羧酸例如为对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、二苯醚-4,4'-二羧酸、1,6-萘二甲酸、2,7-萘二甲酸、4,4'-二羧基联苯、双(4-羧基苯基)醚、双(4-羧基苯基)丁烷、双(4-羧基苯基)乙烷、双(3-羧基苯基)醚、双(3-羧基苯基)乙烷等。特别合适的芳族二羧酸可以包括，例如，对苯二甲酸(“ta”)和间苯二甲酸(“ia”)和2,6-萘二甲酸(“nda”)。当使用时，得自芳族二羧酸(例如，ia、ta和/或nda)的重复单元典型地占所述聚合物的约5摩尔％至约60摩尔％，在一些实施方案中约10摩尔％至约55摩尔％，且在一些实施方案中约15摩尔％至约50％。
[0025]
也可以使用芳族羟基羧酸重复单元，所述芳族羟基羧酸重复单元得自芳族羟基羧酸，以及其烷基、烷氧基、芳基和卤素取代物和它们的组合，所述芳族羟基羧酸例如为4-羟基苯甲酸、4-羟基-4'-联苯甲酸、2-羟基-6-萘甲酸、2-羟基-5-萘甲酸、3-羟基-2-萘甲酸、2-羟基-3-萘甲酸、4'-羟苯基-4-苯甲酸、3'-羟苯基-4-苯甲酸、4'-羟苯基-3-苯甲酸等。特别合适的芳族羟基羧酸为4-羟基苯甲酸(“hba”)和6-羟基-2-萘甲酸(“hna”)。当使用时，得自羟基羧酸(例如，hba和/或hna)的重复单元典型地占所述聚合物的约10摩尔％至约85摩尔％，在一些实施方案中约20摩尔％至约80摩尔％，且在一些实施方案中约25摩尔％至约75％。
[0026]
在所述聚合物中也可以使用其它重复单元。例如，在某些实施方案中，可以使用重复单元，所述重复单元得自芳族二醇，以及其烷基、烷氧基、芳基和卤素取代物和它们的组合，所述芳族二醇例如为氢醌、间苯二酚、2,6-二羟基萘、2,7-二羟基萘、1,6-二羟基萘、4,4'-二羟基联苯(或4,4'-双苯酚)、3,3'-二羟基联苯、3,4'-二羟基联苯、4,4'-二羟基联苯醚、双(4-羟苯基)乙烷等。特别合适的芳族二醇可以包括，例如氢醌(“hq”)和4,4'-双苯酚(“bp”)。当使用时，得自芳族二醇(例如，hq和/或bp)的重复单元典型地占所述聚合物的约1
摩尔％至约30摩尔％，在一些实施方案中约2摩尔％至约25摩尔％，且在一些实施方案中约5摩尔％至约20％。也可以使用重复单元如得自芳族酰胺(例如，对乙酰氨基酚(“apap”))和/或芳族胺(例如，4-氨基苯酚(“ap”)、3-氨基苯酚、1,4-苯二胺、1,3-苯二胺等)的那些。当使用时，得自芳族酰胺(例如，apap)和/或芳族胺(例如，ap)的重复单元典型地占所述聚合物的约0.1摩尔％至约20摩尔％，在一些实施方案中约0.5摩尔％至约15摩尔％，且在一些实施方案中约1摩尔％至约10％。还应理解的是，可以将各种其它单体重复单元引入所述聚合物中。例如，在某些实施方案中，所述聚合物可以包含一个或多个得自非芳族单体如脂族或环脂族羟基羧酸、二羧酸、二醇、酰胺、胺等的重复单元。当然，在其它实施方案中，所述聚合物可以是“全芳族的”，因为其缺少得自非芳族(例如，脂族或环脂族)单体的重复单元。
[0027]
尽管并非必需，但是在包含最少含量的得自环烷羟基羧酸和环烷二羧酸如萘-2,6-二羧酸(“nda”)、6-羟基-2-萘甲酸(“hna”)或它们的组合的重复单元的意义上，所述液晶聚合物可以为“低环烷的”聚合物。即，得自环烷羟基羧酸和/或二羧酸(例如，nda、hna或hna与nda的组合)的重复单元的总量典型地为所述聚合物的不超过30摩尔％，在一些实施方案中不超过约15摩尔％，在一些实施方案中不超过约10摩尔％，在一些实施方案中不超过约8摩尔％，且在一些实施方案中0摩尔％至约5摩尔％(例如0摩尔％)。尽管不存在高水平的常规环烷酸，但相信所产生的“低环烷的”聚合物仍然能够显示出良好的热和机械性质。
[0028]
在一个特别的实施方案中，可以由得自4-羟基苯甲酸(“hba”)和对苯二甲酸(“ta”)和/或间甲苯二甲酸(“ia”)以及各种其它任选的成分的重复单元形成液晶聚合物。得自4-羟基苯甲酸(“hba”)的重复单元可以占所述聚合物的约10摩尔％至约80摩尔％，在一些实施方案中约30摩尔％至约75摩尔％，且在一些实施方案中约45摩尔％至约70％。得自对苯二甲酸(“ta”)和/或间苯二甲酸(“ia”)的重复单元同样可以占所述聚合物的约5摩尔％至约40摩尔％，在一些实施方案中约10摩尔％至约35摩尔％，且在一些实施方案中约15摩尔％至约35％。还可以以所述聚合物的约1摩尔％至约30摩尔％，在一些实施方案中约2摩尔％至约25摩尔％，且在一些实施方案中约5摩尔％至约20％的量使用得自4,4
’‑
联苯二酚(“bp”)和/或氢醌(“hq”)的重复单元。其它可能的重复单元可以包括得自6-羟基-2-萘甲酸(“hna”)、2,6-萘二甲酸(“nda”)和/或对乙酰氨基酚(“apap”)的那些。在某些实施方案中，例如得自hna、nda和/或apap的重复单元在使用时可以各自占约1摩尔％至约35摩尔％，在一些实施方案中约2摩尔％至约30摩尔％，且在一些实施方案中约3摩尔％至约25摩尔％。
[0029]
ii.无机颗粒状材料
[0030]
如上文所述，具有一定硬度值的无机颗粒状材料可用于聚合物组合物。这样的颗粒状材料的实例可以包括例如碳酸盐，例如碳酸钙(caco3，莫氏硬度为3.0)或碳酸铜氢氧化物(cu2co3(oh)2，莫氏硬度为4.0)；氟化物，例如氟化钙(cafl2，莫氏硬度为4.0)；磷酸盐，例如焦磷酸钙((ca2p2o7，莫氏硬度为5.0)，无水磷酸二钙(cahpo4，莫氏硬度为3.5)，或水合的磷酸铝(alpo4·
2h2o，莫氏硬度为4.5)；硅酸类化合物，例如二氧化硅(sio2，莫氏硬度为6.0)，硅酸钾铝(kalsi3o8，莫氏硬度为6)，或硅酸铜(cusio3·
h2o，莫氏硬度为5.0)；硼酸盐，例如硼硅酸钙氢氧化物(ca2b5sio9(oh)5，莫氏硬度为3.5)；氧化铝(alo2，莫氏硬度为10.0)；硫酸盐，例如硫酸钙(caso4，莫氏硬度为3.5)或硫酸钡(baso4，莫氏硬度为3-3.5)；等等，以及其组合。
[0031]
iii.环氧官能化的烯烃共聚物
[0032]
如上所述，还使用“环氧官能化的”烯烃共聚物，因为其每个分子平均包含两个或更多个环氧官能团。该共聚物通常包含得自一种或多种α-烯烃的烯属单体单元。这种单体的实例包括例如具有2至20个碳原子和通常2至8个碳原子的直链和/或支链α-烯烃。具体实例包括乙烯，丙烯，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。特别期望的α-烯烃单体是乙烯和丙烯。该共聚物还可以包含环氧官能的单体单元。这种单元的一个实例是环氧官能的(甲基)丙烯酸系单体组分。如本文所用，术语“(甲基)丙烯酸系”包括丙烯酸和甲基丙烯酸单体以及其盐或酯，如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体。例如，合适的环氧官能的(甲基)丙烯酸系单体可以包括但不限于包含1,2-环氧基团的那些，如丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯。其它合适的环氧官能单体包括烯丙基缩水甘油醚、乙基丙烯酸缩水甘油酯和衣康酸缩水甘油酯。其它合适的单体也可以用来帮助达到期望的分子量。
[0033]
当然，该共聚物也可包含本领域已知的其它单体单元。例如，另一适合的单体可以包括不是环氧官能的(甲基)丙烯酸系单体。这样的(甲基)丙烯酸系单体的实例可以包括丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸正丙酯，丙烯酸异丙酯，丙烯酸正丁酯，丙烯酸仲丁酯，丙烯酸异丁酯，丙烯酸叔丁酯，丙烯酸正戊酯，丙烯酸异戊酯，丙烯酸异冰片酯，丙烯酸正己酯，2-乙基丁基丙烯酸酯，2-乙基己基丙烯酸酯，丙烯酸正辛酯，丙烯酸正癸酯，丙烯酸甲基环己酯，丙烯酸环戊酯，丙烯酸环己酯，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸乙酯，甲基丙烯酸2-羟基乙酯，甲基丙烯酸正丙酯，甲基丙烯酸正丁酯，甲基丙烯酸异丙酯，甲基丙烯酸异丁酯，甲基丙烯酸正戊酯，甲基丙烯酸正己酯，甲基丙烯酸异戊酯，甲基丙烯酸仲丁酯，甲基丙烯酸叔丁酯，甲基丙烯酸2-乙基丁酯，甲基丙烯酸甲基环己酯，甲基丙烯酸肉桂酯，甲基丙烯酸巴豆酯，甲基丙烯酸环己酯，甲基丙烯酸环戊酯，甲基丙烯酸2-乙氧基乙酯，甲基丙烯酸异冰片酯等，以及其组合。在一个特定的实施方案中，例如，该共聚物可为由环氧官能的(甲基)丙烯酸系单体组分、α-烯烃单体组分和非环氧官能的(甲基)丙烯酸系单体组分组成的三聚物。该共聚物可例如为聚(乙烯-共聚-丙烯酸丁酯-共聚-甲基丙烯酸缩水甘油酯)，其具有以下结构：
[0034][0035]
其中，x、y和z为1或更大。
[0036]
可选择一种或多种单体组分的相对比例以实现环氧-反应性和熔体流动速率之间的平衡。更特别地，高环氧单体含量可以产生与基质聚合物的良好的反应性，但含量过高可降低熔体流动速率至这样的程度，即该共聚物不利地影响该聚合物共混物的熔体强度。因此，在大多数的实施方案中，(一种或多种)环氧官能的(甲基)丙烯酸系单体占该共聚物的约1重量％至约20重量％，在一些实施方案中约2重量％至约15重量％，和在一些实施方案中约3重量％至约10重量％。(一种或多种)α-烯烃单体可同样占该共聚物的约55重量％至约95重量％，在一些实施方案中约60重量％至约90重量％，和在一些实施方案中约65重量％至约85重量％。当使用时，其它单体组分(例如，非环氧官能的(甲基)丙烯酸系单体)可占该共聚物的约5重量％至约35重量％，在一些实施方案中约8重量％至约30重量％，和在一些实施方案中约10重量％至约25重量％。所得熔体流动速率通常为约1至约30克/10分钟(“g/10min”)，在一些实施方案中约2至约20g/10min，和在一些实施方案中约3至约15g/10min，根据astm d1238-13在2.16kg的负载和190℃的温度下测定。
[0037]
可在本发明中使用的适合的环氧官能化的共聚物的一个实例可以从arkema以商品名ax8840商购获得。ax8840例如具有5g/10min的熔体流动速率和具有8重量％的甲基丙烯酸缩水甘油酯单体含量。另一适合的共聚物可以从dupont以商品名ptw商购获得，其为乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的三聚物和具有12g/10min的熔体流动速率和4重量％至5重量％的甲基丙烯酸缩水甘油酯单体含量。
[0038]
iv.导电性填料
[0039]
尽管任选，将导电性填料用于所述聚合物组合物中以帮助降低在成型操作、运输、收集、组装等期间产生静电荷的倾向。事实上，受控尺寸和量的无机颗粒状材料的存在，如上文指出，可以增强待分散于所述液晶聚合物基质中的导电性填料的能力，由此允许使用相对低浓度的所述导电性填料来实现期望的抗静电性质。然而因为其以相对低浓度使用，所以可以将对热和机械性质的影响最小化。在该方面，当使用时，导电性填料典型地占所述聚合物组合物的约0.1重量％至约30重量％，在一些实施方案中约0.3重量％至约20重量％，在一些实施方案中约0.4重量％至约5重量％，和在一些实施方案中约0.5重量％至约1.5重量％。
[0040]
通常可以将多种导电性填料的任一种用于所述聚合物组合物以帮助改进其抗静电特性。合适的导电性填料的实例可以包括例如金属颗粒(例如铝片)、金属纤维、碳颗粒(例如石墨、膨胀石墨、石墨烯(grapheme)、炭黑、石墨化的炭黑等)、碳纳米管、碳纤维等。碳纤维和碳颗粒(例如石墨)是特别合适的。当使用时，合适的碳纤维可以包括沥青基碳(例如焦油沥青)、聚丙烯腈基碳、金属涂覆的碳等。合意地，所述碳纤维具有高纯度，因此它们具有相对高的碳含量，如约85重量％或更高，在一些实施方案中约90重量％或更高，且在一些实施方案中约93重量％或更高的碳含量。例如，所述碳含量可以为至少约94重量％，如至少约95重量％，如至少约96重量％，如至少约97重量％，如甚至至少约98重量％。所述碳纯度通常低于100重量％，如低于约99重量％。所述碳纤维的密度典型地为约0.5至约3.0g/cm3，在一些实施方案中约1.0至约2.5g/cm3，且在一些实施方案中约1.5至约2.0g/cm3。
[0041]
在一个实施方案中，将所述碳纤维以最小的纤维断裂并入所述基质中。甚至在使用具有约3mm初始长度的纤维时，所述纤维在模制之后的体积平均长度通常可以为约0.1mm
至约1mm。也可以在最终聚合物组合物中选择性控制所述碳纤维的平均长度和分布，以在所述液晶聚合物基质中实现更佳的连接和电路径。所述纤维的平均直径可以为约0.5至约30微米，在一些实施方案中约1至约20微米，且在一些实施方案中约3至约15微米。
[0042]
为了改进所述聚合物基质内的分散，可以将所述碳纤维至少部分地用增加所述碳纤维与所述液晶聚合物的相容性的施胶剂涂覆。所述施胶剂可以是稳定的，从而使其在模制所述液晶聚合物的温度下不热降解。在一个实施方案中，所述施胶剂可以包括聚合物如芳族聚合物。例如，所述芳族聚合物可以具有大于约300℃，如大于约350℃，如大于约400℃的热分解温度。如本文中所使用，材料的热分解温度是材料在热重分析期间如根据astm测试e 1131(或iso测试11358)测定损失其质量的5％的温度。所述施胶剂也可以具有相对高的玻璃化转变温度。例如所述施胶剂的玻璃化转变温度可以为大于约300℃，如大于约350℃，如大于约400℃。施胶剂的具体实例包括聚酰亚胺聚合物、芳族聚酯聚合物(包括全芳族聚酯聚合物)和高温环氧聚合物。在一个实施方案中，所述施胶剂可以包括液晶聚合物。所述施胶剂可以以至少约0.1重量％的量，如以至少0.2重量％的量，如以至少约0.1重量％的量存在于所述纤维上。所述施胶剂通常以少于约5重量％的量，如以少于约3重量％的量存在。
[0043]
另一种合适的导电性填料为离子液体。这样的材料的一个益处在于除了是导电的以外，所述离子液体还可以在熔体加工期间以液体形式存在，这允许其更均匀地共混在所述液晶聚合物基质内。这改进了电连接性并由此增强了所述组合物从其表面快速消散静电荷的能力。
[0044]
所述离子液体通常为具有足够低的熔融温度的盐，从而其可以在与所述液晶聚合物一起熔融加工时呈液体形式。例如，所述离子液体的熔融温度可以为约400℃或更低，在一些实施方案中为约350℃或更低，在一些实施方案中为约1℃至约100℃，且在一些实施方案中为约5℃至约50℃。所述盐包含阳离子物类和反离子。所述阳离子物类包含作为“阳离子中心”的具有至少一个杂原子(例如氮或磷)的化合物。这样的杂原子化合物的实例包括例如具有以下结构的季
[0045][0046]
其中，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7和r8独立地选自氢；取代的或未被取代的c
1-c
10
烷基(例如，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基等)；取代的或未被取代的c
3-c
14
环烷基(例如，金刚烷基、环丙基、环丁基、环戊基、环辛基、环己烯基等)；取代的或未被取代的c
1-c
10
烯基(例如，乙烯基、丙烯基、2-甲基丙烯基、戊烯基等)；取代的或未被取代的c
2-c
10
炔基(例如乙炔基、丙炔基等)；取代的或未被取代的c
1-c
10
烷氧基(例如，甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基等)；取代的或未被取代的酰氧基(例如甲基丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基乙基等)；取代的或未被取代的芳基(例如，苯基)；取代的或未被取代的杂芳基(例如，吡啶基、呋喃基、噻吩基、噻唑基、异噻唑基、三唑基、咪唑基、异唑基、吡咯基、吡唑基、哒嗪基、嘧啶基、喹啉基等)；等。在一个特别的实施方案中，例如，阳离子物类可以为具有结构n
+
r1r2r3r4的铵化合物，其中，r1、r2和/或r3独立地为c
1-c6烷基(例如，甲基、乙基、丁基，等)和r4为氢或c
1-c4烷基(例如，甲基或乙基)。例如，所述阳离子组分可以为三丁基甲基铵，其中，r1、r2和r3为丁基，且r4为甲基。
[0047]
阳离子物类的合适的反离子可以包括例如卤素(例如，氯离子、溴离子、碘离子等)；硫酸根或磺酸根(例如，甲基硫酸根、乙基硫酸根、丁基硫酸根、己基硫酸根、辛基硫酸根、硫酸氢根、甲烷磺酸根、十二烷基苯磺酸根、十二烷基硫酸根、三氟甲烷磺酸根、十七氟辛烷磺酸根、十二烷基乙氧基硫酸钠等)；磺基琥珀酸根；酰胺(例如，双氰胺)；酰亚胺(例如，双(五氟乙基-磺酰基)酰亚胺、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、双(三氟甲基)酰亚胺等)；硼酸根(例如，四氟硼酸根、四氰基硼酸根、双硼酸根、双硼酸根等)；磷酸根或次膦酸根(例如，六氟磷酸根、二乙基磷酸根、双(五氟乙基)次膦酸根、三(五氟乙基)-三氟磷酸根、三(九氟丁基)三氟磷酸根等)；锑酸根(例如，六氟锑酸根)；铝酸根(例如，四氯铝酸根)；脂肪酸羧酸根(例如，油酸根、异硬脂酸根、十五氟辛酸根等)；氰酸根；乙酸根等，以及前述的任意的组合。为了帮助改进与所述液晶聚合物的相容性，可能希望选择通常在特性上疏水的反离
子，如酰亚胺、脂肪酸羧酸根等。特别合适的疏水性反离子可以包括例如双(五氟乙基磺酰基)酰亚胺、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺和双(三氟甲基)酰亚胺。
[0048]
v.其它组分
[0049]
各种各样的另外的添加剂也可以包含在聚合物组合物中，例如润滑剂，导热性填料，颜料，抗氧化剂，稳定剂，表面活性剂，蜡，阻燃剂、防滴添加剂、和为增强性质和可加工性而添加的其它物质。在聚合物组合物中可以例如使用能够承受所述液晶聚合物的加工条件而无显著分解的润滑剂。这样的润滑剂的实例包括脂肪酸酯，其盐，酯，脂肪酸酰胺，有机磷酸酯，和在加工工程塑性材料时常用作润滑剂的类型的烃蜡，包括它们的混合物。合适脂肪酸典型地具有约12至约60个碳原子的骨架碳链，例如肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、褐煤酸、十八酸(octadecinic acid)、帕里拉油酸(parinric acid)等。合适的酯包括脂肪酸酯、脂肪醇酯、蜡酯、甘油酯、二醇酯和复合酯。脂肪酸酰胺包括脂肪伯酰胺，脂肪仲酰胺，亚甲基和亚乙基双酰胺，和烷醇酰胺，例如棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺、n,n'-亚乙基双硬脂酰胺等。同样合适的是：脂肪酸的金属盐，如硬脂酸钙，硬脂酸锌，硬脂酸镁等；烃蜡，包括石蜡，聚烯烃和氧化聚烯烃蜡和微晶蜡。特别合适的润滑剂为硬脂酸的酸、盐、或酰胺，例如季戊四醇四硬脂酸酯、硬脂酸钙、或n,n'-亚乙基双硬脂酰胺。当使用时，一种或多种润滑剂典型地占所述聚合物组合物(重量)的约0.05重量％至约1.5重量％，并且在一些实施方案中，约0.1重量％至约0.5重量％。
[0050]
如上文所述，本发明的一个有利的方面是可实现良好的机械性质而不会不利地影响所得部件的尺寸稳定性。为了帮助确保维持该尺寸稳定性，通常期望的是聚合物组合物保持基本上不含常规纤维填料，例如玻璃纤维和矿物纤维。因此，如果使用的话，这样的纤维通常占聚合物组合物的不大于约10重量％，在一些实施方案中不大于约5重量％，和在一些实施方案中约0.001重量％至约3重量％。
[0051]
vi.成型
[0052]
液晶聚合物、无机颗粒状材料、环氧官能化的烯烃共聚物、和其它任选添加剂可熔融加工或共混到一起。组分可以单独地或组合提供至挤出机，所述挤出机包括可旋转安置并容纳在筒体(例如圆柱形筒体)内的至少一个螺杆并且可以限定进料区段和沿螺杆的长度位于进料区段下游的熔融区段。挤出机可为单螺杆或双螺杆挤出机。如果需要，可将无机颗粒状材料和环氧官能化的烯烃共聚物添加至挤出机供应液晶聚合物的点下游的位置处。可以选择螺杆的速度以实现期望的停留时间、剪切速率、熔体加工温度等。例如，所述螺杆速度可以在约50至约800转/分(“rpm”)，在一些实施方案中约70至约150rpm，且在一些实施方案中约80至约120rpm的范围。在熔体共混期间，表观剪切速率还可以在约100秒-1
至约10,000秒-1
，在一些实施方案中约500秒-1
至约5000秒-1
，且在一些实施方案中约800秒-1
至约1200秒-1
之间的范围。所述表观剪切速率等于4q/πr3，其中q为聚合物熔体的体积流速(“m3/s”)且r为熔融的聚合物所流动穿过的毛细管(例如，挤出机模头)的半径(“m”)。
[0053]
不管成型的具体方式，本发明人已发现所产生的聚合物组合物可以具有优异的热性质。例如，所述聚合物组合物的熔体粘度可以足够低，使得其可以容易地流入具有小尺寸的模具的腔体。在一个具体的实施方案中，聚合物组合物可以具有在1000秒-1
的剪切速率下测定的约1至约200pa
·
s，在一些实施方案中约5至约180pa
·
s，在一些实施方案中约10至约150pa
·
s，和在一些实施方案中约20至约120pa
·
s的熔体粘度。可以根据iso测试号
11443:2005在比组合物的熔融温度(例如350℃)高15℃的温度测定熔体粘度。
[0054]
vii.模制部件
[0055]
一旦成型，则可以将聚合物组合物模制成成形部件。例如，成形部件可以使用单组分注塑成形方法来模制，其中将干燥和预热的塑料粒料注入模具中。与所使用技术无关，已发现本发明的模制部件可以具有相对光滑的表面(其可以由其表面光泽度体现)。例如，使用光泽度计在约80
°
至约85
°
的角度测定的表面光泽度可以为约35％或更大，在一些实施方案中约38％或更大，且在一些实施方案中约40％至约60％。按常规，相信具有这样的光滑表面的部件不会还具有足够良好的机械强度。然而，与常规的想法相反，已发现本发明的模制部件具有优异的机械性质。例如所述部件可以具有高的接缝强度，其在形成摄像模组的薄的部件时是有用的。例如，所述部件可以显示出约10千帕(“kpa”)至约100kpa，在一些实施方案中约20kpa至约80kpa，且在一些实施方案中约40kpa至约70kpa的接缝强度，其为根据iso测试号527-1:2012(技术上等同于astm d638-14)在23℃测定的峰值应力。
[0056]
拉伸和挠曲机械性质也是良好的。例如，该部件可显示出约20至约500mpa，在一些实施方案中约50至约400mpa，和在一些实施方案中约60至约350mpa的拉伸强度和/或约4,000mpa至约20,000mpa，在一些实施方案中约5,000mpa至约18,000mpa，和在一些实施方案中约6,000mpa至约12,000mpa的拉伸模量。拉伸性质可根据iso测试号527:2012(技术上等同于astm d638-14)在23℃测定。该部件也可以显示出约20至约500mpa，在一些实施方案中约50至约400mpa，和在一些实施方案中约80至约350mpa的挠曲强度和/或约4,000mpa至约20,000mpa，在一些实施方案中约5,000mpa至约18,000mpa，和在一些实施方案中约6,000mpa至约15,000mpa的挠曲模量。挠曲性质可根据iso测试号178:2010(技术上等同于astm d790-10)在23℃测定。根据astm d648-07(技术上等同于iso测试号75-2:2013)在1.8mpa的额定负荷下测量，模制部件也可以显示出约190℃或更高，和在一些实施方案中约200℃至约280℃的负荷变形温度(dtul)。该部件的洛氏硬度(rockwell)还可以为约25或更大，一些实施方案为约30或更大，和在一些实施方案中约35至约80，如根据astm d785-08(标度m)测定。
[0057]
此外，模制部件还可以具有优异的抗静电行为，特别是当在聚合物组合物内包含导电性填料时，如上所讨论。根据iec 60093测定，这样的抗静电行为的特征可在于相对低的表面和/或体积电阻率。例如，所述模制部件可以显示约1
×
10
15
欧姆或更小，在一些实施方案中，约1
×
10
14
欧姆或更小，在一些实施方案中，约1
×
10
10
欧姆至约9
×
10
13
欧姆，和在一些实施方案中，约1
×
10
11
至约1
×
10
13
欧姆的表面电阻率。同样，所述模制部件也可以显示约1
×
10
15
欧姆
·
米或更小，在一些实施方案中，约1
×
109欧姆
·
米至约9
×
10
14
欧姆
·
米，并且在一些实施方案中，约1
×
10
10
至约5
×
10
14
欧姆
·
米的体积电阻率。当然，绝非需要这样的抗静电行为。例如，在一些实施方案中，所述模制部件可以显示相对高的表面电阻率如约1
×
10
15
欧姆或更大，在一些实施方案中约1
×
10
16
欧姆或更大，在一些实施方案中约1
×
10
17
欧姆至约9
×
10
30
欧姆，且在一些实施方案中约1
×
10
18
至约1
×
10
26
欧姆。
[0058]
在某些应用中，模制部件可以与一个或多个另外的组件(例如，模制部件，金属等)连接在一起。值得注意的是，本发明的模制部件的增强的延性可以使得使用先前认为不可能的技术容易地将其与另一组件连接在一起。在一个实施方案中，例如，可以使用热熔接技术。在这样的实施方案中，可以最初在相邻的组件中形成多个容纳孔，例如围绕组件的周
边，和之后可以将多个热熔接件插入对应的容纳孔中。一旦插入，可以使用熔接装置使热熔接件经受加热和压力，使得它们有效地将相邻的组件连接在一起。当然，除了热熔接之外，还可以使用其它已知的技术，例如粘合剂粘合，焊接等。
[0059]
viii.应用
[0060]
聚合物组合物和/或成形的模制部件可以用于各种应用。例如，模制部件可以用于照明组件，电池系统，传感器和电子组件，便携式电子装置如智能电话，mp3播放器，移动电话，计算机，电视机，汽车部件等。在一个特定实施方案中，模制部件可以用于摄像模组，如通常用于无线通信装置(例如蜂窝电话)的那些。例如，摄像模组可以使用基座，安置在基座上的载体组合件，安置在载体组合件上的覆盖物等。基座可具有约500微米或更小，在一些实施方案中约10至约450微米，和在一些实施方案中约20至约400微米的厚度。同样地，载体组合件可具有约500微米或更小，在一些实施方案中约10至约450微米，和在一些实施方案中约20至约400微米的壁厚度。
[0061]
一种特别合适的摄像模组示于图1-2中。如所示，摄像模组500含有载体组合件504，所述载体组合件叠置在基座506上。基座506又叠置在任选的主板508上。由于其相对薄的性质，基座506和/或主板508特别适于由如上文所述的本发明的聚合物组合物来成型。载体组合件504可以具有本领域已知的任何的各种构造。在一个实施方案中，例如，载体组合件504可包括中空筒体，所述中空筒体容纳一个或多个透镜604，所述透镜604与设置在主板508上并且由电路601控制的图像传感器602连通。该筒体可以具有任何的各种形状，例如矩形、圆柱形等。在某些实施方案中，筒体也可以由本发明的聚合物组合物形成，并且具有上述范围内的壁厚度。应当理解，摄像模组的其它部件也可以由本发明的聚合物组合物形成。例如，如所示，覆盖物可叠置在载体组合件504，其包括例如基材510(例如，膜)和/或绝热盖件502。在一些实施方案中，基材510和/或盖件502也可以由聚合物组合物形成。
[0062]
可以参考以下实施例来更佳地理解本发明。
[0063]
测试方法
[0064]
熔体粘度：可以根据iso测试号11443:2005在1000s-1
的剪切速率和熔融温度(例如,350℃)以上15℃的温度下使用dynisco lcr7001毛细管流变仪，测定熔体粘度(pa
·
s)。流变仪孔口(模头)具有1mm的直径，20mm的长度，20.1的l/d比，和180
°
的进入角。筒体的直径为9.55mm+0.005mm并且杆长度为233.4mm。
[0065]
熔融温度：通过本领域已知的差示扫描量热法(“dsc”)来测定熔融温度(“tm”)。熔融温度是由iso测试号11357-2:2013测定的差示扫描量热法(dsc)峰熔体温度。在dsc程序下，如iso标准10350所述，使用ta q2000仪器上进行的dsc测量法，以20℃/分钟来加热和冷却样品。
[0066]
负荷变形温度(“dtul”)：可以根据测定iso测试号75-2:2013(技术上等同于astm d648-07)测定负荷变形温度。更具体而言，可使长度80mm、厚度10mm并且宽度4mm的测试条样品经受沿边缘三点弯曲测试，其中额定负荷(最大外纤维应力)为1.8兆帕。可将试样降入有机硅油浴，其中温度以2℃/分钟增加，直至其变形0.25mm(对于iso测试号75-2:2013，0.32mm)。
[0067]
拉伸模量、拉伸应力和断裂拉伸伸长率：可以根据iso测试号527:2012(技术上等同于astm d638-14)测试拉伸性质。模量和强度测量是在长度80mm、厚度10mm和宽度4mm的
相同测试条样品上进行。测试温度可为23℃，并且测试速度可为1或5mm/min。
[0068]
挠曲模量和挠曲应力：可以根据iso测试号178:2010(技术上等同于astm d790-10)，测试挠曲性质。该测试可以在64mm支撑跨距上进行。可以在未切割的iso 3167多用途棒的中心部分上进行测试。测试温度可为23℃，并且测试速度可为2mm/min。
[0069]
缺口简支梁冲击强度：根据iso测试号iso 179-1:2010(技术上等同于astm d256-10，方法b)测试缺口简支梁性质。使用a型缺口(0.25mm基圆半径)和1型试样尺寸(长度80mm，宽度10mm，和厚度4mm)进行该测试。可以使用单齿研磨机从多用途棒的中心切割出试样。测试温度可为23℃。
[0070]
洛氏硬度：洛氏硬度是材料的抗压痕性的量度并且可以根据astm d785-08(标度m)测定。通过使用额定最小负载首先使钢球压头进入材料的表面而进行测试。然后将负载增加至额定主负载并降回原始最小负载。洛氏硬度是压头深度方面的净增加的量度，并且通过从130减去刻度分划所划分的穿入来计算。
[0071]
尺寸稳定性：可以根据iso 294-4:2001(技术上等同于astm d955-08(2014))测定样品在给定方向上的收缩程度。例如，部件可以用具有60mm的纵向方向尺寸或长度(lm)、60mm的横向尺寸或宽度(wm)和2mm的高度尺寸(hm)的模具腔注塑成形，其符合d2型试样。五(5)个测试试样的平均长度(ls)和宽度(ws)可以在从模具中取出并冷却后测量。可以通过sf＝(l
m-ls)
×
100/lm来计算流动(或长度)方向上的收缩(sf)，并且可以通过sw＝(w
m-ws)
×
100/wm来计算横向(或宽度)方向上的收缩(s
t
)。之后，“尺寸稳定性”可以通过将横向方向上的收缩程度除以纵向方向上的收缩程度来确定。
[0072]
表面/体积电阻率：可以根据iec 60093(等同于astm d257-07)测定表面和体积电阻率值。根据该程序，在两个电极之间放置标准试样(例如1立方米)。施加电压六十(60)秒并且测量电阻。表面电阻率为电势梯度(v/m)与每单位电极长度的电流(a/m)的商数，并且一般代表沿绝缘材料的表面的漏泄电流的电阻。因为电极的四个(4)端部限定平方，所以商数中的长度消去，并且表面电阻率以欧姆记录，尽管也常见欧姆/平方的更描述性的单位。体积电阻率也测定为平行于材料中电流的电势梯度与电流密度的比。在si单位中，体积电阻率在数字上等于一立方米材料的相对面之间的直流电电阻(欧姆
·
米)。
[0073]
实施例1
[0074]
如下表1所示，样品1-2由各种百分比的液晶聚合物、硫酸钡、环氧官能化的烯烃共聚物、润滑剂(glycolube
tm p)、导电性填料和黑色母料形成。环氧官能化的烯烃共聚物是由乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯(ptw,dupont)形成的三聚物。硫酸钡具有约4微米的中值直径。所述黑色母料包含80重量％液晶聚合物和20重量％炭黑。所述导电性填料包括离子液体，即三正丁基甲基铵双(三氟甲烷磺酰基)-酰亚胺(来自3m的fc-4400)。在各个样品中的所述液晶聚合物由hba、hna、ta、bp和apap形成，如授予lee等人的美国专利第5,508,374号所述。使用18-mm单螺杆挤出机进行混配。将部件由样品注塑成板(60mm
×
60mm)。
[0075]
表1
[0076]
样品12lcp47.243.2环氧官能化的烯烃共聚物-4.0
润滑剂0.30.3fc-44000.80.8黑色母料12.512.5硫酸钡4040
[0077]
还测试了模制部件的热和机械性质。结果列于以下表2中。
[0078]
表2
[0079]
样品12mv1000(pa
·
s)1832mv400(pa
·
s)2751熔融温度(℃)(第一次加热)327331dtul@1.8mpa(℃)221219缺口简支梁(kj/m2)68拉伸强度(mpa)115106拉伸模量(mpa)8,1656,992断裂拉伸伸长率(％)3.54.4挠曲强度(mpa)131107挠曲模量(mpa)8,7187,191洛氏硬度(m标度)5838长度方向上的收缩(sf)(％)0.240.25宽度方向上的收缩(s
t
)(％)0.930.94尺寸稳定性44
[0080]
实施例2
[0081]
如下表3所示，样品3-4由各种百分比的液晶聚合物、焦磷酸钙、环氧官能化的烯烃共聚物、润滑剂(glycolube
tm p)和黑色母料形成。环氧官能化的烯烃共聚物是由乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯((ptw,dupont)形成的三聚物。焦磷酸钙具有约6微米的中值粒度。所述黑色母料包含80重量％液晶聚合物和20重量％炭黑。在各个样品中的所述液晶聚合物由hba、hna、ta、bp和apap形成，如授予lee等人的美国专利第5,508,374号所述。使用18-mm单螺杆挤出机进行混配。将部件由样品注塑成板(60mm
×
60mm)。
[0082]
表3
[0083]
样品34lcp47.243.2环氧官能化的烯烃共聚物-4.0润滑剂0.30.3黑色母料12.512.5焦磷酸钙4040
[0084]
还测试了模制部件的热和机械性质。结果列于以下表4中。
[0085]
表4
[0086]
样品34
mv1000(pa
·
s)4092mv400(pa
·
s)54135熔融温度(℃)(第一次加热)329331dtul@1.8mpa(℃)220207缺口简支梁(kj/m2)59拉伸强度(mpa)10297拉伸模量(mpa)8,3747,016断裂拉伸伸长率(％)4.05.4挠曲强度(mpa)124114挠曲模量(mpa)8,8788,317洛氏硬度(m标度)6241
[0087]
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它修改和变型。另外，应当理解各种实施方案的方面可以整体或部分互换。此外，本领域的普通技术人员将了解上述说明仅用于举例，并非旨在限制在随附权利要求书中进一步描述的本发明。