CN112399988A - 用于屏蔽电磁辐射的组合物 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

用于屏蔽电磁辐射的组合物
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***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、***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。
在Indian Journal of Fibre&Textile Research，第39卷，329-342页(2014)，K.Jagatheesan等著中描述了基于导电填料和导电织物的复合材料的电磁屏蔽特性。此文中，焦点在于特殊织物，例如基于导电的飞桥纱线和大量的导电线，以屏蔽尽可能宽的频率范围。同样没有描述基于聚氨酯或聚脲的复合材料。
WO 2013/021039涉及一种吸收微波的组合物，所述组合物在聚合物基质中包含分散的磁性纳米颗粒。所述聚合物基质包含高度支化的含氮聚合物，其中具体使用了基于具有多元醇官能度的超支化三聚氰胺的聚氨酯。
US 5,696,196描述了一种导电覆层，所述导电覆层包含：
a)在7.0-65.0％重量之间的热塑性水性分散体，
b)在1.5-10.0％重量之间的氨基甲酸酯水性分散体，
c)在2.5-16％重量之间的基于二元醇或二元醇醚的聚结溶剂，
d)在0.1-5.0％重量之间的导电粘土，
e)选自铜、银、镍、金及其混合物的导电金属颗粒，
f)至少一种消泡剂，和
g)水。
水性氨基甲酸酯分散体可以是脂族或芳族的，其也可以是聚氨酯。在说明书中没有给出关于二或多异氰酸酯的具体细节，因此也没有给出反应性化合物的具体细节。在一个示例性实施例中，使用Neorez R-966和Bayhydrol LS-2033，即脂族氨基甲酸酯的两种水性乳液。
US 2007/0056769 A1描述了一种用于屏蔽电磁辐射的聚合物复合材料，所述聚合物复合材料包含非导电聚合物、固有导电聚合物和导电填料。为了制备复合材料，使聚合物组分紧密接触。合适的非导电聚合物为弹性体聚合物、热塑性聚合物和热固性聚合物，它们能够选自多种不同的聚合物类别，其中，通常也提及聚氨酯。没有提及用于制备聚氨酯的具体的化合物。在根据本发明的示例中，仅使用填充有镍覆层的碳纤维的聚苯乙烯/聚苯胺共混物。
KR 100901250涉及一种聚氨酯组合物，所述聚氨酯组合物包含二氧化锌，所述聚氨酯组合物适合于屏蔽UV辐射。这种材料用于例如密封容器，如水箱。ZnO2的使用能够省去有机防光剂，并且还具有抗菌作用。此外，该文献中的组合物的目的在于保护材料免受UV辐射。其没有公开根据本发明的组合物。
KR1020180047410描述了一种用于屏蔽电磁干扰的组合物，其包含导电和非导电填料。尤其，其提及尿素树脂通常作为可行的聚合物基质。具体地，在实施例中，将聚硅氧烷用作为聚合物基质。其没有公开根据本发明的组合物。
在现有技术中提及的聚合物基质中，其屏蔽特性和其另外的应用方面的特性的复杂要求方面仍需要改进。因此，在现有技术中提及的聚合物基质通常仅含有较低的固体含量，所以其屏蔽特性受限。至今为止，已知的组合物仅反射电磁辐射，或者相对于吸收而言反射的比例非常高并且不能控制。
此外，在现有技术中已知的聚合物基质还需要在耐热性和耐老化性方面进行改进。尤其在汽车领域中，无论是内燃机还是电动马达，存在对用于屏蔽电磁辐射并在工作条件下也能抵抗较高温度的组合物的迫切需求。
本发明所基于的目的是，提供用于屏蔽电磁辐射的改进的组合物，所述组合物能够填充有比在现有技术中已知的组合物更高的固体含量并且与多种不同的填料相容。此外，即使在提高的温度下，所提供的用于屏蔽电磁辐射的组合物也表现出良好的耐热性和良好的耐老化性。
令人惊讶地发现，该发明目的可通过根据本发明的组合物及其用途以及根据本发明的用于制备组合物的方法来实现。
根据本发明的组合物具有以下优点：
-通过使用包含至少一种含脲基的聚氨酯的聚合物基质，能够实现更高的填充度。
-通过使用包含至少一种含脲基的聚氨酯的聚合物基质，即使在提高的温度下也能够实现良好的耐热性和良好的耐老化性。
-存在将铁磁填料掺入组合物中的可能性，以便覆盖低频的屏蔽范围。
-存在通过选择适宜的填料而对组合物进行关于反射和吸收性质的调整的可能性。
-存在通过选择适宜的填料能够将组合物设定为不同的频率范围的可能性。
-所述组合物对多种塑料具有良好的粘附，使得能够与各种不同的塑料壳体可靠且经济地组合。根据塑料的类型，能够省去预处理。
发明内容
本发明的第一主题是用于屏蔽电磁辐射的组合物，所述组合物包含
a)至少一种导电填料，和
b)聚合物基质，所述聚合物基质包含至少一种含脲基的聚氨酯。
本发明的另一主题是呈两组分(2K)聚氨酯组合物形式的根据本发明的组合物。所述组合物能够配制成水性或无水的形式。
本发明的另一主题是用于制造根据本发明的组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供至少一种导电填料，以及
b)将至少一种导电填料与形成聚合物基质的聚合物混合。
本发明的另一主题是一种用于制备屏蔽电磁辐射的基板的方法，所述基板包含本发明的组合物或由其制成，该基板提供了这种组合物，和
i)基板由用于屏蔽电磁辐射的组合物成形，或
ii)将用于屏蔽电磁辐射的组合物掺入基板中，或
iii)基板至少部分地涂覆有用于屏蔽电磁辐射的组合物。
本发明的另一主题是根据本发明的用于屏蔽电磁辐射的组合物的用途。
具体实施方式
根据本发明的组合物适用于以有利的方式在整个频率范围中屏蔽电磁辐射，其需要通过这种措施来减少或避免由电磁辐射引起的不期望的损害。在此，对于EMI屏蔽相关的频率范围通常在大约100Hz至100GHz的范围中。对于汽车用途的屏蔽而言，特别感兴趣的波的范围位于100kHz至100MHz。根据本发明的组合物良好地适用于此。在此，根据本发明的组合物尤其也特别适合于屏蔽低频和中频。因此，作为填料例如能够使用用于吸收具有低频的电磁波的材料，如磁性材料。此外，作为填料也能够使用用于反射具有高频的电磁波的材料，例如富含碳的导电纳米材料。对于宽频应用能够使用填料的适宜的组合。
由于在根据本发明的组合物中使用的含脲基的聚氨酯与大量适合用于EMI屏蔽的各种填料的高相容性以及可实现的高填充度，能够实现非常好的屏蔽衰减(shieldingeffectiveness)。所述屏蔽衰减在此由吸收SEA、反射SER和多反射SEM的份额共同组成。在关于所包含的导电填料的类型和量的方面，由于根据本发明的组合物的高度灵活性以及用于使用其它聚合物组分(尤其是还有导电聚合物)的可能性，因此能够良好地控制在屏蔽衰减中的期望的吸收和反射的份额。因此，基于根据本发明的组合物的屏蔽基板非常好地符合材料的电磁相容性的要求，因为它们例如在相应的CISPR(国际无线电干扰特别委员会)标准中被定义。同时，包含用于屏蔽电磁辐射的组合物或由该组合物构成的根据本发明的基板以及在该基础上的覆层的特征在于总体上良好的应用特性。这些特性包括：它们能够承受机械、热或化学应力，并且例如通过良好的耐刮擦性、粘附性、耐腐蚀性或弹性来表征。
如上文和下文所定义的根据本发明的组合物包含至少一种导电填料作为组分a)。
所述导电填料能够有利地以颗粒材料或纤维的形式存在。这包括：粉末、纳米颗粒材料、纳米管、纤维等。所述填料能够被涂覆以及不被涂覆或者被施加到载体材料上。
优选地，至少一种导电填料选自：碳纳米管、碳纤维、石墨、石墨烯、导电炭黑、金属涂覆的载体、元素金属、金属氧化物、金属合金及其混合物。
优选的金属涂覆的载体是金属涂覆的碳纤维、尤其是镀镍的碳纤维和镀银的碳纤维。优选的金属涂覆的载体还可以是银涂覆的玻璃球。
适宜的元素金属选自：钴、铝、镍、银、铜、锶、铁及其混合物。
适宜的合金选自：锶铁氧体、银铜合金、银铝合金、铁镍合金、μ-金属、非晶态金属(金属玻璃)及其混合物。
在一个特定的实施方案中，导电填料包含至少一种铁磁材料，优选选自：铁、钴、镍、其氧化物和混合氧化物、合金及其混合物。这种填料尤其适合于吸收具有低频的电磁波。
在另一特定的实施方案中，导电填料包含至少一种富含碳的导电材料，其优选选自：碳纳米管、碳纤维、石墨、石墨烯、导电炭黑及其混合物。这种填料尤其适合于反射和吸收具有高频的电磁波。
所述填料通常以足够的份额包含在聚合物基质中，以便能够实现对于预期用途所期望的电导率。以组分a)和b)的总重量计，所述导电填料的通常的使用量例如可以位于0.1-95％重量的范围中。优选地，以组分a)和b)的总重量计，填料的份额优选为0.5-95％重量，特别优选为1-90％重量。
如上文和下文所定义的根据本发明的组合物包含作为组分b)的聚合物基质，所述聚合物基质包含至少一种含脲基的聚氨酯。
以组分a)和b)的总和计，根据本发明的组合物优选包含15-99.5％重量、特别优选20-99％重量的至少一种含脲基的聚氨酯。
在一个特定的实施方案中，所述聚合物基质b)仅由至少一种含脲基的聚氨酯制成。
含脲基的聚氨酯含有至少一种呈聚合形式的胺组分，所述胺组分具有至少两个相对于NCO基团具有反应性的胺基。
以用于制备含脲基的聚氨酯而使用的组分计，胺组分的份额优选为0.01-32mol％，特别优选为0.1-10mol％。
在本发明内容中，含脲基的聚氨酯由多异氰酸酯以及与其互补的具有至少两个相对于NCO基团具有反应性的基团的化合物构成。
NCO基团与氨基团的反应引起脲基团的形成。NCO基团与OH基团的反应引起氨基甲酸酯基团的形成。每个分子仅包含一个反应性基团的化合物会引起聚合物链断裂，并且能够用作为调节剂。每个分子包含两个反应性基团的化合物会引起具有脲基的线性聚氨酯的形成。每个分子具有多于两个反应性基团的化合物会引起支链的含脲基的聚氨酯的形成。
优选的是，含脲基的聚氨酯构造为低支化的或线性的。特别优选的是，含脲基的聚氨酯构造为线性的。也就是说，含脲基的聚氨酯由二异氰酸酯和与其互补的二价化合物构成。
含脲基的聚氨酯的支化度优选为0-20％。在此，支化度表示在聚合物链中节点的份额，也就是原子的份额，即作为从其分支出来的至少三个聚合物链的起点的原子的份额。因此，交联应理解为：在第二分支聚合物链处终止的一个分支的聚合物链。
在本发明内容中，线性的含脲基的聚氨酯是支化度为0％的含脲基的聚氨酯。
低支链的含脲基的聚氨酯优选具有0.01-20％，尤其0.01-15％的支化度。
相对于NCO基团具有反应性的基团优选具有至少一个活性氢原子。
适宜的互补化合物是低分子量的二元醇和多元醇、聚合物多元醇、具有伯氨基和/或仲氨基的低分子量的二元胺和多元胺、聚合物多元胺、胺封端的聚氧化烯多元醇、在分子中具有至少一个羟基和至少一个伯氨基或仲氨基的化合物，尤其是氨基醇。
适宜的低分子量的二元醇(以下称为“二元醇”)和低分子量的多元醇(以下称为“多元醇”)的分子量为60至小于500g/mol。适宜的二元醇例如是乙二醇、丙烷-1,2-二醇、丙烷-1,3-二醇、丁烷-1,2-二醇、丁烷-1,3-二醇、丁烷-1,4-二醇、丁烷-2,3-二醇、戊烷-1,2-二醇、戊烷-1,3-二醇、戊烷-1,4-二醇、戊烷-1,5-二醇、戊烷-2,3-二醇、戊烷-2,4-二醇、己烷-1,2-二醇、己烷-1,3-二醇、己烷-1,4-二醇、己烷-1,5-二醇、己烷-1,6-二醇、己烷-2,5-二醇、庚烷-1,2-二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,2-辛二醇、1,9-壬二醇、1,2-癸二醇、1,10-癸二醇、1,2-十二烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,5-己二烯-3,4-二醇、1,2-和1,3-环戊二醇、1,2-，1,3-和1,4-环己二醇、1,1-，1,2-，1,3-和1,4-双(羟甲基)环己烷，1,1-，1.2-，1,3-和1,4-双(羟乙基)环己烷、新戊二醇、(2)-甲基-2,4-戊二醇、2,4-二甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2,5-二甲基-2,5-己二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、频哪醇、二甘醇、三甘醇、二丙二醇、三丙二醇。
适宜的多元醇是具有至少三个OH基团的化合物，例如甘油、三羟甲基甲烷、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1,2,4-丁三醇、三(羟甲基)胺、三(羟乙基)胺、三(羟丙基)胺、季戊四醇、双(三羟甲基丙烷)、二(季戊四醇)、二，三或低甘油、或糖，例如葡萄糖、基于三官能或更高官能的醇和环氧乙烷，环氧丙烷或环氧丁烷或聚酯的三官能或更高官能的聚醚醚。在此，甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1,2,4-丁三醇、季戊四醇及其基于环氧乙烷或环氧丙烷的聚醚醇是特别优选的。因为这些化合物引起支链，所以以与异氰酸酯互补的化合物的总重量计，它们优选以最高5％重量，尤其最高1％重量的量使用。特别地，可以不使用多元醇。
适宜的聚合物二元醇和聚合物多元醇优选具有500-5000g/mol的分子量。优选的是，聚合物二元醇选自聚醚二醇、聚酯二醇、聚醚酯二醇和聚碳酸酯二醇。代替羧酸酯基团或除了羧酸酯基团之外，含酯基的聚合物二元醇和多元醇可以具有碳酸酯基团。
优选地，聚醚二醇是聚乙二醇HO(CH2CH2O)n-H、聚丙二醇HO(CH[CH3]CH2O)n-H，其中n为整数，并且n>4、聚乙二醇聚丙二醇，其中环氧乙烷和环氧丙烷单元的次序可以是嵌段或无规的、聚四亚甲基二醇(聚四氢呋喃)、聚-1、,3-丙二醇或上述化合物的两种或更多种代表的混合物。在此，上述二元醇中的一个或者两个羟基能够由SH基团取代。
优选地，聚酯二醇是通过使二元醇与二元羧酸反应获得的聚酯二醇。除了游离的多元羧酸，也可以使用相应的多元羧酸酐或低级醇的相应多元羧酸酯或其混合物来制备聚酯二醇。多元羧酸可以是脂族的、脂环族的、芳脂族的、芳族的或杂环的，并且必要时例如被卤素原子取代和/或是非饱和的。示例如下：辛二酸、壬二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、四氯邻苯二甲酸酐、内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、戊二酸酐、马来酸、马来酸酐、富马酸、二聚脂肪酸酐。优选的是通式为HOOC-(CH2)y-COOH的二元羧酸，其中y为1-20的数字，优选为2-20的偶数，例如琥珀酸、己二酸、癸二酸和十二烷二羧酸。
作为多元醇，可以考虑例如乙二醇、丙烷-1,2-二醇、丙烷-1,3-二醇、丁烷-1,3-二醇、丁烯-1,4-二醇、丁炔-1,4-二醇、戊烷-1,5-二醇、新戊二醇、双(羟甲基)环己烷，例如1,4-双(羟甲基)环己烷、2-甲基丙烷-1,3-二醇、甲基戊二醇、还有二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇和聚丁二醇。优选通式为HO-(CH2)x-OH的醇，其中x为1-20的数字，优选为2-20的偶数。对此的示例是乙二醇、丁烷-1,4-二醇、己烷-1,6-二醇、辛烷-1,8-二醇和十二烷-1,12-二醇。此外优选的是新戊二醇。
适宜的聚醚二醇尤其可通过例如在存在BF3的情况下将环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃、环氧乙烷或环氧氯丙烷与其本身聚合，或者通过将这些化合物必要时加成在混合物中或者依次地加成到具有反应性氢原子的起始组分(如醇或胺，例如水、乙二醇、丙烷-1,2-二醇、丙烷-1,3-二醇、2,2-双(4-羟苯基)-丙烷或苯胺)中而获得。特别优选地，聚醚二醇可以是聚四氢呋喃。适宜的聚四氢呋喃能够通过在存在酸性催化剂(例如硫酸或氟硫酸)的情况下将四氢呋喃的阳离子聚合来制备。这种制备方法是本领域技术人员已知的。
优选的是，聚碳酸酯二醇(例如已经使用的那些)例如可以通过使光气与作为用于聚酯多元醇的构建组分提及的过量的低分子的醇反应而获得。
合适时，也可以一起使用基于内酯的聚酯二醇，它们是内酯的絮状聚合物或混合聚合物，优选为内酯具有合适的含有末端羟基的双官能起始剂分子的加成产物。内酯优选考虑下述内酯，所述内酯衍生自通式HO-(CH2)z-COOH的化合物，其中z是1-20的数字，并且亚甲基单元的H原子也能够通过C1-C4烷基取代。示例是e-己内酯、b-丙内酯、g-丁内酯和/或甲基-g-己内酯及其混合物。适宜的起始剂组分例如是上述被称为用于聚酯多元醇的构建组分的低分子的二元醇。特别优选为e-己内酯的相应的聚合物。低的聚酯二醇或聚醚二醇也能够用作为用于制备内酯聚合物的起始剂。除了内酯的聚合物，还可以使用对应于内酯的羟基羧酸的相应的、化学等效的缩聚物。
特别优选为聚碳酸酯酯-聚醚-二醇和聚碳酸酯酯-聚醚-多元醇。
具有伯氨基和/或仲氨基的适宜的低分子二胺和多胺的分子量为32至小于500g/mol。优选的是含有两个氨基的二胺，所述氨基选自伯氨基和仲氨基。适宜的脂族和脂环族二胺例如为乙二胺、N-烷基-乙二胺、丙二胺、2,2-二甲基-1,3-丙二胺、N-烷基丙二胺、丁二胺、N-烷基丁二胺、戊二胺、六亚甲基二胺、N-烷基六亚甲基二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、十二烷二胺、十六烷二胺、甲苯二胺、二甲苯二胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二环己基甲烷、苯二胺、环己二胺、双(氨基甲基)环己烷、二氨基二苯砜、异佛尔酮二胺、2-丁基-2-乙基-1,5-五亚甲基二胺、2,2,4-或2,4,4-三甲基-1,6-六亚甲基二胺、2氨基丙基环己胺、3(4)-氨基甲基-1-甲基环己胺、1,4-二氨基-4-甲基戊烷。
为了制备根据本发明的组合物也可以使用低分子的芳族二胺和多胺。芳族二胺优选为选自：双(4-氨基苯基)甲烷、3-甲基联苯胺、2,2-双-(4-氨基苯基)丙烷、1,1-双(4-氨基苯基)环己烷、1,2-二氨基苯、1,4-二氨基苯、1,4-二氨基萘、1,5-二氨基萘、1,3-二氨基甲苯、间苯二甲胺、N,N’-二甲基-4,4’-联苯二胺、双-(4-甲基-氨基苯基)-甲烷、2,2-双-(4-甲基-氨基苯基)-丙烷或其混合物。
优选地，为了制备根据本发明的组合物而使用的低分子二胺和多胺，在全部二胺和多胺中具有的芳香族二胺和多胺的份额为最高50mol％，特别优选为最高30mol％，尤其优选为最高10mol％。在一个特定的实施方案中，为了制备根据本发明的组合物而使用的低分子二胺和多胺不具有芳族二胺和多胺。在用于制备根据本发明的两组分(2K)聚氨酯的另一特定的实施方案中使用芳族二胺和多胺。于是，芳族二胺和多胺在所有二胺和多胺中的份额为最高50mol％，特别优选最高30mol％，尤其优选为最高10mol％。
适宜的聚合物多胺的分子量优选为500-5000g/mol。其中包括聚乙烯亚胺和胺封端的聚氧化烯多元醇，例如w-二氨基聚醚，其能够通过将聚环氧烷与氨胺化来制备。特定的胺封端的聚氧化烯多元醇是所谓的聚醚胺或胺封端的聚丁二醇。
在分子中具有至少一个羟基和至少一个伯氨基或仲氨基的适宜的化合物是二烷醇胺，如二乙醇胺、二丙醇胺、二异丙醇胺、2-氨基-1,3-丙二醇、3-氨基-1,2-丙二醇、2-氨基-1,3-丙二醇、二丁醇胺、二异丁醇胺、双(2-羟基-1-丁基)胺、双(2-羟基-1-丙基)胺和二环己醇胺。
显然也可以使用所述胺的混合物。
根据本发明，含脲基的聚氨酯包含至少一种呈聚合形式的含胺基的胺组分，其具有至少两个相对于NCO基团具有反应性的胺基。在加聚时，所述氨基引起脲基的形成。
在一个优选的实施方式中，含脲基的聚氨酯包含至少一种呈聚合形式的二胺组分。
优选的是，聚合的二胺组分选自：乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、2-甲基戊二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-二氨基癸烷、1,12-二氨基十二烷、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺、2,3,3-三甲基六亚甲基二胺、1,6-二氨基-2,2,4-三甲基己烷、1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷、1,4-环己二胺、双-(4-氨基环己基)甲烷、异佛尔酮二胺、1-甲基-2,4-二氨基环己烷及其混合物。
异氰酸酯是异氰酸(HNCO)的N取代的有机衍生物(R-N＝C＝O)。有机异氰酸酯是其中异氰酸酯基团(-N＝C＝O)结合在有机残基上的化合物。多官能异氰酸酯是在分子中具有两个或更多个(例如3、4、5个等)异氰酸酯基的化合物。
多异氰酸酯通常选自：双官能和多官能异氰酸酯、双官能异氰酸酯的脲基甲酸酯、异氰脲酸酯、脲二酮或碳二亚胺及其混合物。优选地，多异氰酸酯包含至少一种双官能异氰酸酯。特别地，仅使用双官能异氰酸酯(二异氰酸酯)。
适宜的多异氰酸酯通常是所有脂族和芳族异氰酸酯，只要其具有至少两个反应性异氰酸酯基团即可。在此，在本发明内容中，术语脂族二异氰酸酯也包括脂环族(脂环族)二异氰酸酯。
在一个优选的实施方案中，含脲基的聚氨酯包含并入的脂族多异氰酸酯，其中以多异氰酸酯的总重量计，脂族多异氰酸酯的最多80％重量(优选最多60％重量)能够由至少一种芳族多异氰酸酯代替。在一个特定的实施方案中，含脲基的聚氨酯仅包含并入的脂族多异氰酸酯。
多异氰酸酯组分优选具有2-4个NCO基团的平均含量。优选地，二异氰酸酯也就是通常结构为O＝C＝N-R’-N＝C＝O的异氰酸酯，其中R’为脂族或芳族残基。
适宜的多异氰酸酯选自：具有2-5个异氰酸酯基团的化合物、具有平均数量2至5个异氰酸酯基团的异氰酸酯预聚物及其混合物。其中例如包括脂族、脂环族和芳族二、三和更高的多异氰酸酯。
优选地，含脲基的聚氨酯包含至少一种并入的脂族多异氰酸酯。适宜的脂族多异氰酸酯选自：乙二异氰酸酯、丙二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、1,12-二异氰酸基十二烷、4-异氰酸基甲基-1,8-八亚甲基二异氰酸酯、三苯基甲烷-4,4’,4’,4”-三异氰酸酯、1,6-二异氰酸根-2,2,4-三甲基己烷、1,6-二异氰酸根-2,4,4,4-三甲基己烷、异佛尔酮二异氰酸酯(＝3-异氰酸根甲基-3,5,5-三甲基环己基异氰酸酯、1-异氰酸根-3-异氰酸根合甲基-3,5,5-三甲基环己烷、IPDI)、2,3,3-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,4-环己二异氰酸酯、1-甲基-2,4-二异氰酸根合环己烷、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(＝亚甲基双(4-环己基异氰酸酯)。
优选的是，芳族多异氰酸酯选自：1,3-苯二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯及其异构体混合物、1,5-萘二异氰酸酯、2,4’-和4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、亚二甲苯基二异氰酸酯(XDI)、四甲基二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)、4,4’-二苄基二异氰酸酯、4,4’-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、二烷基和四烷基二苯基甲烷二异氰酸酯、邻甲苯二异氰酸酯(TODI)及其混合物。
在一个适宜的实施方式中，含脲基的聚氨酯包含至少一种具有并入的脲二酮、异氰脲酸酯、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨基恶二嗪二酮和/或恶二嗪三酮结构的多异氰酸酯。
在一个优选的实施方式中，含脲基的聚氨酯包含至少一种脂族多异氰酸酯，其具有并入的脲二酮、异氰脲酸酯、氨基甲酸酯、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨基恶二嗪二酮和/或恶二嗪三酮结构。
在另一优选的实施方式中，含脲基的聚氨酯包含至少一种脂族多异氰酸酯和附加地至少一种基于所述脂族多异氰酸酯的多异氰酸酯，其具有并入的脲二酮、异氰脲酸酯、尿烷、脲基甲酸酯、缩二脲、亚氨基恶二嗪二酮和/或恶二嗪三酮结构。
其优选涉及仅具有脂族和/或脂环族结合的异氰酸酯基团的多异氰酸酯或多异氰酸酯混合物，并且其平均NCO官能度为2-4，优选为2-2.6，特别优选为2-2.4。
特别优选地，含脲基的聚氨酯包含至少一种并入的脂族二异氰酸酯，所述脂族二异氰酸酯选自：六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯及其混合物。
在一个优选的实施方式中，含脲基的聚氨酯由脂族多异氰酸酯和与其互补的具有至少两个相对于NCO基团具有反应性的基团的脂族化合物构成，其中以多异氰酸酯的总重量计，脂族多异氰酸酯的最高50％重量能够由至少一种芳族多异氰酸酯替代。
在一个特别优选的实施方式中，含脲基的聚氨酯由脂族多异氰酸酯和与其互补的具有至少两个相对于NCO基团具有反应性的基团的脂族化合物构成，其中以多异氰酸酯的总重量计，脂族多异氰酸酯的最高30％重量能够由至少一种芳族多异氰酸酯替代。
在一个特定的实施方式中，含脲基的聚氨酯由脂族多异氰酸酯以及与其互补的具有至少两个相对于NCO基团具有反应性的基团的脂族化合物构成。
在一个特定的实施方式中，将二胺改性的聚碳酸酯酯-聚醚-聚氨酯用作含脲基的聚氨酯。
在一个优选的实施方式中，聚合物基质b)附加地包含至少一种与含脲基聚氨酯不同的导电聚合物。
适宜的导电聚合物通常在25℃下具有至少1x103S m-1的电导率，优选在25℃下具有至少2x103S m-1的电导率。
适宜的导电聚合物选自：聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)、聚(对亚苯基亚乙烯基)、聚乙炔、聚二乙炔、聚苯硫醚(PPS)、聚萘二甲酸乙二酯(PPN)、聚酞菁(PPhc)、磺化聚苯乙烯聚合物、碳纤维填充的聚合物及它们的混合物、衍生物和共聚物。
优选地，以基图组分b)的总重量计，导电聚合物的重量份额至少为0-10％重量，例如0.1-5％重量。
在一个可行的实施方式中，所述聚合物基质b)附加地包含至少一种与含脲基聚氨酯不同的非导电基质聚合物。
与含脲基的聚氨酯不同的适宜的非导电基质聚合物优选为选自：聚氨酯、硅树脂、氟硅氧烷、聚碳酸酯、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、丙烯腈丁二烯橡胶(ABN)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、丙烯腈甲基丙烯酸甲酯(AMMA)、丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯(ASA)、醋酸纤维素(CA)、醋酸丁酸纤维素(CAB)、聚砜(PSU)、聚(甲基)丙烯酸酯、聚氯乙烯(PVC)，聚苯醚(PPE＝聚苯醚(PPO))、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)、聚烯烃，例如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)、聚酮(PK)，例如脂族聚酮或芳族聚酮、聚醚酮(PEK)，例如脂族聚醚酮或芳族聚醚酮、聚酰亚胺(PI)，聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、含氟聚合物、聚酯、聚缩醛，例如聚甲醛(POM)、液晶聚合物、聚醚砜(PES)、环氧树脂(EP)、酚醛树脂、氯磺酸盐、聚丁二烯、聚丁烯、聚戊二烯、聚腈、聚异戊二烯、天然橡胶、共聚物橡胶，如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、乙烯-丙烯(EPR)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)及其共聚物和其混合物(共混物)。
优选的脂族和芳族聚醚酮是脂族聚醚醚酮或芳族聚醚醚酮(PEEK)。一个特定的实施方案是芳族聚醚醚酮。
优选地，以组分b)的总重量计，至少一种与含脲基的聚氨酯不同的非导电基质聚合物的重量份额为0-20％重量，优选为0-15％重量。如果存在这样的非导电基质聚合物，则以组分b)的总重量计，其含量为至少0.1％重量，优选为至少0.5％重量。
能够借助标准技术，如熔融混合或分散填料颗粒，在基质聚合物的聚合(溶胶-凝胶法)期间，将导电聚合物和非导电聚合物混合成组分的混合物。在此，均质和异质的共混物是可行的。在均质共混物中不存在宏观相，而在异质共混物中存在宏观相。
在一个优选的实施方式中，根据本发明的组合物包含：
a)0.5-95％重量的至少一种导电填料，
b1)15-99.5％重量的至少一种含脲基的聚氨酯，
b2)0-20％重量的至少一种与b1)不同的非导电基质聚合物，
b3)0-10％重量的至少一种导电聚合物，
c)可选地至少一种添加剂，其中每种添加剂以最高0-3％重量的量存在，
可选的水，添加至100％重量。
适宜加剂c)选自：抗氧化剂、热稳定剂、阻燃剂、防光剂(UV稳定剂、UV吸收剂或UV阻断剂)、用于交联反应的催化剂、增稠剂、触变剂、表面活性剂、粘度调节剂、润滑剂、染料、成核剂、抗静电剂、脱模剂、消泡剂、杀菌剂等。
非离子表面活性剂能够作为表面活性剂使用。一个优选的实施方案是烷氧基化醇。优选的烷氧基化醇是在烷基中具有优选6-20个碳原子并且每摩尔醇平均具有1-150mol，优选2-100mol，尤其优选2-50mol的环氧乙烷(EO)的乙氧基化醇。醇基能够是线性的或支链的，优选是线性的。优选地，支链的醇基团以2-位的甲基支链残基存在，例如其通常存在于含氧醇残基中。
乙氧基化醇优选选自：
-具有2-150EO的C12C14-醇，
-具有2-150EO的C9C11-醇，
-具有2-150EO的C13-氧代醇，
-具有2-150EO的C13C15-醇，
-具有2-150EO的C12C18-醇，
以及两种或多于两种的上述乙氧基化醇的混合物。
在一个特定的实施方式中，乙氧基化醇是具有2-50mol EO的C13-氧代醇，尤其是每摩尔醇具有2-15mol EO。
所给出的乙氧基化度代表统计学平均值(数值平均值，Mn)，其对于特定的产物可以是整数或分数。其它适宜的表面活性剂是每摩尔醇具有1-150EO，优选2-100mol的环氧乙烷(EO)的脂肪醇。其它适宜的表面活性剂也是烷氧基化醇，其包含并入的环氧乙烷(EO)和至少一种其它的环氧烷。其中包括环氧丙烷(PO)和环氧丁烷(BO)。优选使用具有EO和PO嵌段单元的嵌段共聚物。
作为表面活性剂也可以使用聚醚醇。适宜的聚醚醇可以是线性的或支链的，优选是线性的。适宜的聚醚醇的数值平均的分子量通常为约200-100000，优选300-50000。适宜的聚醚醇是聚亚烷基二醇，如聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃和环氧烷烃共聚物。用于制备环氧烷共聚物的适宜的环氧烷例如是环氧乙烷、环氧丙烷、1,2和2,3-环氧丁烷。适宜的例如是由环氧乙烷和环氧丙烷构成的共聚物、由环氧乙烷和环氧丁烷构成的共聚物以及由环氧乙烷、环氧丙烷和至少一种环氧丁烷构成的共聚物。一个适宜的实施方式是聚四氢呋喃均聚物和共聚物。环氧烷共聚物能够以无规分布的方式或以嵌段形式聚合的方式包含环氧烷单元。适宜的是环氧乙烷均聚物和环氧乙烷/环氧丙烷共聚物。
附加地，所述组合物能够包含至少一种与组分a)至c)不同的填料和增强材料作为组分d)。
在本发明的范围中，术语“填料和增强材料”(＝组分d))应广义地理解，并且包括颗粒状填料、纤维材料和任意的过渡形式。颗粒状填料的粒径范围很宽，从粉尘状直至粗粒状颗粒。作为填充材料可考虑有机或无机的填料和增强材料。例如能够使用无机填料，如碳纤维、高岭土、白垩粉、硅灰石、滑石、碳酸钙、硅酸盐、二氧化钛、氧化锌、玻璃颗粒，例如玻璃球、纳米级的层状硅酸盐、纳米级的氧化铝(Al2O3)、纳米级的二氧化钛(TiO2)、层状硅酸盐和纳米级的二氧化硅(SiO2)。所述填料也能够进行表面处理。
适宜的片状硅酸盐是高岭土、蛇纹石、滑石、云母、蛭石、伊利石、蒙皂石、蒙脱石、锂蒙脱石、双氢氧化物及其混合物。片状硅酸盐能够被表面处理或不处理。
此外能够使用一种或多种纤维材料。所述纤维材料优选为选自：已知的无机增强纤维，如硼纤维、玻璃纤维、二氧化硅纤维、陶瓷纤维和玄武岩纤维；有机增强纤维，如芳纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维和聚乙烯纤维；以及天然纤维，如木纤维、亚麻纤维、法兰纤维和剑麻纤维。
优选地，以组分a)至d)的总量计，如果存在的话，所述组分d)以1-80％重量的量使用。
作为另一实施方式，根据本发明的组合物能够作为泡沫存在。在本发明的意义上，泡沫是具有相互连通的孔的多孔的、至少部分开孔的结构。
为了制备聚氨酯泡沫，根据本发明的组合物的组分，其必要时在其至少一部分预聚合之后可以混合、发泡和固化。所述固化优选通过化学交联进行。所述发泡原则上可以通过在异氰酸酯基与水反应时形成的二氧化碳进行，然而使用其它膨胀多孔剂也是可行的。因此，原则上也能够使用来自碳氢化合物类别的膨胀多孔剂，如C3-C6-烷烃，例如正丁烷、仲丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、环戊烷、己烷等，或者使用卤代烃，如二氯甲烷、二氯一氟甲烷、氯二氟乙烷、1,1-二氯-2,2,2-三氟乙烷、2,2-二氯-2-氟乙烷、尤其是无氯的碳氟化合物，如二氟甲烷、三氟甲烷、二氟乙烷、1,1,1,2-四氟乙烷、1,1,2,2-四氟乙烷、1,1,1,3,3-五氟丙烷、1,1,1,3,3,3,3-六氟丙烷、1,1,1,3,3-五氟丁烷、七氟丙烷或六氟化硫。这些膨胀多孔剂的混合物也是可行的。随后的固化通常在约10-80℃，尤其在15-60℃，尤其在室温下进行。在固化后，能够借助于常用的方法移除可能仍存在的任何残留湿气，例如通过对流空气干燥或微波干燥进行。
在另一优选的实施方式中，根据本发明的组合物以两组分(2K)聚氨酯组合物的形式存在。适宜的两组分聚氨酯涂料例如包含组分(I)和组分(II)，其中所述组分(I)包含至少一种上述化合物，所述化合物具有至少两个相对于NCO基团具有反应性的基团，例如其用于制备含脲基的聚氨酯而使用的。替选地或附加地，所述组分(I)能够包含预聚物，所述预聚物包含至少两个相对于NCO基团具有反应性的基团。所述组分(II)包含至少一种上述多异氰酸酯，例如其用于制备含脲基的聚氨酯而使用的。替选地或附加地，所述组分(II)能够包含含有至少两个NCO基团的预聚物。必要时，所述组分(I)和/或(II)能够包含其它低聚物和/或聚合物成分。因此，例如在水性两组分(2K)聚氨酯组合物的情况下，所述组分(I)能够具有一种或多种其它聚氨酯树脂和/或丙烯酸酯聚合物和/或丙烯酸酯化聚酯和/或丙烯酸酯化聚氨酯。其它聚合物通常是水溶性或水分散性的，并且具有羟基，并且必要时具有酸基团或其盐。根据本发明的组合物的其它上述组分能够分别地仅包含在组分(I)或(II)中，或者部分地包含在这两者中。
本发明的两组分(2K)聚氨酯组合物的两种组分(I)和(II)的制备是根据常用的方法由各个组合物在搅拌下进行的。由这两种组分(I)和(II)制备的涂覆剂同样能够借助于利用常用的装置进行搅拌或分散来进行，例如借助于溶解器等，或者借助于同样常用的两组分计量和混合设施进行。
两组分(2K)聚氨酯组合物能够以水性涂料的形式存在。以组合物的总重量计，适宜的水性两组分(2K)聚氨酯涂料在即用状态下通常包含：
-0.5-95％重量的至少一种导电填料(之前定义为组分a))，
-15-99.5％重量的至少一种含脲基的聚氨酯(之前定义为组分b1))，
-0-20％重量的至少一种与b1)不同的非导电基质聚合物(之前定义为组分b2))，
-0-7％重量的至少一种导电聚合物(之前定义为组分b3))，
-10-90％重量，优选20至80％重量的水，
–0-50％重量，优选0-20％重量的有机溶剂，
-其它添加剂、填料和增强材料添加至多100％重量。
借助根据本发明的两组分(2K)聚氨酯组合物，能够对塑料，例如ABS、AMMA、ASA、CA、CAB、EP、UF、CF、MF、MPF、PF、PAN、PA，PC、PE、HDPE、LDPE、LLDPE、UHMWPE、PET、PMMA、PP、PS、SB、PUR、PVC、RF、SAN、PBT、PPE、POM、PUR-RIM、SMC、BMC、PP-EPDM和UP(根据DIN 7728T1的缩写)进行涂覆。显然，要涂覆的塑料也能够是聚合物共混物、改性塑料或纤维增强塑料。此外，根据本发明的两组分(2K)聚氨酯组合物也能够施用于其它基板，例如金属、木材或纸或矿物基板。
在非官能化和/或非极性基板表面的情况下，能够在涂覆之前对所述表面进行预处理，例如借助等离子体或火焰进行预处理。
在期望的情况下，能够在用根据本发明的两组分(2K)聚氨酯组合物进行涂覆之前对基板涂底漆。在此，底漆可以考虑所有常用的底漆，更确切地说可以考虑常规底漆和水性底漆。显然，可以使用可辐射固化的、可热固化的或双重底漆。
所述施用借助于常规方法进行，例如借助于喷涂、刮涂、浸涂、刷涂或卷材涂覆方法进行。
根据本发明的涂覆剂通常在最高120℃的温度下固化，优选在最高100℃的温度下固化，并且特别优选在最高80℃的温度下固化。
本发明的另一主题是用于制备屏蔽电磁辐射的组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供至少一种导电填料，以及
b)将至少一种导电填料与形成聚合物基质的聚合物混合。
本发明的另一主题是一种用于制备屏蔽电磁辐射的基板的方法，所述方法包括如上所述的屏蔽电磁辐射的组合物，或由其制成，该方法中提供了这种屏蔽电磁辐射的组合物，和
i)基板由用于屏蔽电磁辐射的组合物成形(成型)，或
ii)将用于屏蔽电磁辐射的组合物掺入基板中(掺入)，或
iii)基板至少部分地涂覆有用于屏蔽电磁辐射的组合物(涂覆)。
在本发明的范围中，基板应理解为任意的面状结构，根据本发明的组合物涂覆在该面状结构上，或者能够将根据本发明的组合物掺入所述面状结构中，或者所述面状结构由根据本发明的组合物构成。面状结构例如是为壳体、电缆护套、外套、盖子、传感器***。
在变型方案i)中，基板的材料上的组合物对应于根据本发明的用于屏蔽电磁辐射的组合物。所述基板使得后者经历至少一个成型步骤。在变型方案ii)和iii)中，除了用于屏蔽电磁辐射的根据本发明的组合物之外，还使用了不同的基板。
在变型方案ii)和iii)中，所述基板优选为选自：塑料、金属、木材、玻璃、陶瓷、矿物材料、纺织材料、纸材和由至少两种上述组分制成的复合材料。
在变型方案ii)和iii)中的适宜放热基板是塑料、聚合物共混物、改性塑料或纤维增强塑料、金属、木材、纸张或矿物基板。在变型方案iii)的一个特定的实施方式中，基板是复合材料，所述复合材料包含至少一种增强的和/或填充的塑料材料或者由至少一种增强的和/或填充的塑料材料构成。适宜的填料和增强材料是之前作为组分d)提及的填料和增强材料，对此通过参引并入本文。
原则上，在变型方案ii)和iii)中的适宜的塑料能够选自用作为基质聚合物和用于借助根据本发明的两组分(2K)聚氨酯组合物进行涂覆的塑料。该公开内容通过参引并入本文。
所述塑料优选为选自：聚氨酯、硅树脂、氟硅氧烷、聚碳酸酯、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、丙烯腈丁二烯橡胶(ABN)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、丙烯腈甲基丙烯酸甲酯(AMMA)、丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯(ASA)、醋酸纤维素(CA)、醋酸丁酸纤维素(CAB)、聚砜(PSU)、聚(甲基)丙烯酸酯、聚氯乙烯(PVC)、聚苯醚(PPE＝聚苯醚(PPO)、聚苯乙烯(PS)，聚酰胺(PA)、聚烯烃，例如聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)、聚酮(PK)，例如脂肪族聚酮或芳香族聚酮、聚醚酮(PEK)，例如脂肪族聚醚酮或芳香族聚醚酮、聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、含氟聚合物、聚酯、聚缩醛，例如聚甲醛(POM)、液晶聚合物、聚醚砜(PES)、环氧树脂(EP)、酚醛树脂、氯磺酸盐、聚丁二烯、聚丁烯、聚戊二烯、聚腈、聚异戊二烯、天然橡胶、共聚物橡胶，如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、乙烯-丙烯(EPR)、乙丙橡胶(EPDM)、丁腈橡胶(NBR)、丁苯橡胶(SBR)及其共聚物和混合物(共混物)。
优选的脂族和芳族聚醚酮是脂族聚醚醚酮或芳族聚醚醚酮(PEEK)。一个特定的实施方案是芳族聚醚醚酮。
在一个实施方式中，基板包含至少一种聚合物，或者基板由至少一种聚合物制成，所述聚合物选自所谓的高性能塑料，所述高性能塑料通过其耐高温性、耐化学性和良好的机械特性来表征。这种聚合物尤其适用于在汽车领域中用途。然后，优选的是，所述聚合物选自：脂族和芳族聚酮、脂族和芳族聚醚酮(PEEK)、尤其是脂族和芳族聚醚醚酮(PEEK)、高温聚酰胺(HTPA)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚苯硫醚(PPS)、聚芳基砜及其混合物(共混物)。
尤其地，所述基板包含至少一种聚合物或所述基板由至少一种聚合物制成，所述聚合物选自：脂族和芳族聚酮(PK)、脂族和芳族聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺(PA)、尤其是高温聚酰胺(HTPA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及其混合物(共混物)。
在另一优选的实施方式中，聚芳基砜选自聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚苯砜(PPSU)以及PSU和ABS的共混物。
一个优选的实施方式包括如上所述的方法，其中附加地紧接着进行干燥和/或固化步骤。
为了在根据本发明的方法中使用，能够将用于屏蔽电磁辐射的组合物与至少一种与导电填料a)不同的添加剂混合。适宜的添加剂是上述组合物。
成型(＝变型方案1)
在根据本发明的方法的第一变型方案中，基板由用于屏蔽电磁辐射的组合物成形。将根据本发明的组合物在此增塑并且经历造型步骤。对于本领域技术人员已知许多造型步骤，例如浇铸成型、吹塑成型、压延、压铸、注塑、压制、注塑挤压成型、挤压、挤出等。
掺入(＝变型方案2)
在根据本发明的方法的第二变型方案中，将用于屏蔽电磁辐射的组合物掺入基板中。
适宜的掺入方法原则上对于本领域技术人员是已知的，并且包括通常用于复合塑料模塑料的那些方法。
掺入能够在熔体中或者在固相中执行。这些方法的组合也是可行的，例如通过在固相中预混合，并且随后在熔体中混合。可以使用常用的装置，如捏合机或挤出机。
通过将用于屏蔽电磁辐射的组合物掺入所述基板中而获得的组合物随后能够经历至少一个另外的方法步骤。所述方法步骤优选为选自造型、干燥、固化方法或其组合。
涂覆(＝变型方案3)
在根据本发明的方法的第三变型方案中，基板至少部分地涂覆有用于屏蔽电磁辐射的组合物。
根据本领域技术人员已知的常用的方法，用为了屏蔽电磁辐射所描述的组合物来涂覆基板。为此，将用于屏蔽电磁辐射的组合物或包含所述组合物的涂覆料以期望的厚度施加到要涂覆的基板上，并且可选地干燥和/或可选地部分或完全固化。该过程能够在期望情况下重复一次或多次。所述施加能够以已知的方式例如通过浸涂、喷涂、抹平、刮涂、刷涂、滚涂、拉涂、滚压、浇注、层压、回注、模内涂布或共挤出、丝网印刷、移印、离心来进行。
所述覆层例如能够根据喷涂法，例如气压、无气或静电喷涂法一次或多次施加。
所述覆层厚度通常位于约5-1000μm范围内，优选为10-500μm的范围内。
覆层的施加以及必要时覆层的干燥和/或固化能够在正常温度条件下进行，也就是能够在不加热覆层的情况下，但是在温度升高下也能够施加覆层。所述覆层例如能够在升高的温度下施加期间和/或之后干燥和/或固化，所述温度例如在25-200℃，优选在30-100℃的范围中。
本发明的另一主题是如上所述的根据本发明的组合物用于屏蔽电磁辐射的用途。尤其，如上所述的根据本发明的用于屏蔽电磁辐射的组合物能够在电子壳体中使用。电子壳体是用于电动汽车的壳体，尤其是用于功率电子器件、电池和电动马达的壳体。
下列的示例用于图解说明本发明，而不以任何方式限制本发明。
示例
图1示出具有根据本发明的组合物的不同的覆层的单位为[dB]的屏蔽衰减：
样本F1：覆层厚度200μm，
样本F2：覆层厚度250μm，
样本G1：覆层厚度150μm。
根据ASTM D 4935-99测量屏蔽衰减。组合物(1)包含：
基于聚碳酸酯酯聚醚二醇的56％重量的聚氨酯脲，
0.8％重量的聚(3,4-乙撑二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐作为导电聚合物，
41.8％重量的金属填料，
1.4％重量的碳黑。
组合物(2)包含：
基于聚碳酸酯酯聚醚二醇的43.8％重量的聚氨酯脲，
0.1％重量的碳纳米管，
52.9％重量的金属填料，
1.9％重量的炭黑，
0.7％重量的抗老化(
Figure BDA0002865783580000201
(CAS 125643-61-0位阻酚)的混合物，
Figure BDA0002865783580000202
(双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯和1-(甲基)-8-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯，CAS编号：41556-26-7和82919-37-7)和
Figure BDA0002865783580000203
(2-(2H-苯并***-2-基)-4-甲基-(n)-十二烷基苯酚、2-(2H-苯并***-2-基)-4-甲基-(n)-十四烷基苯酚和2-(2H-苯并***-2-基)-4-甲基-5,6-二十二烷基苯酚的混合物，CAS编号：125304-04-3/23328-53-2/104487-30-1)。
所述组合物(3)包含：
基于聚四氢呋喃(MW 2000)的56％重量的聚氨酯脲，
0.8％重量的聚(3,4-乙撑二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐作为导电聚合物，
41.8％重量的金属填料，
1.4％重量的碳黑。
组合物(4)包含：
基于聚己内酯(MW 1000)的56％重量的聚氨酯脲，
0.8％重量的聚(3,4-乙撑二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐作为导电聚合物，
41.8％重量的金属填料，
1.4％重量的碳黑。
将所获得的组合物(1)以不同的层厚度涂覆在聚合物表面(聚酰胺66)上：
样本F1：覆层厚度200μm，
样本F2：覆层厚度250μm，
样本G1：覆层厚度150μm。
紧接着进行关于屏蔽衰减的测量。覆层的屏蔽值全部远高于CISPR 25要求(见图1)。
图2示出具有根据本发明的组合物(1)的、以玻璃纤维增强的聚酯作为基板的、以[dB]为单位的屏蔽衰减。
将所获得的组合物(1)涂覆到层厚为250μm的聚合物表面(玻璃纤维增强的聚酯)上：
紧接着进行关于屏蔽衰减的测量。覆层的屏蔽值全部远高于CISPR 25要求和中国屏蔽标准(Chinese Shielding Norm)(见图2)。
图3示出根据本发明的组合物(1)的不同温度下的以[dB]为单位的屏蔽衰减(覆层厚度为250μm)。
将所获得的组合物(1)涂覆到层厚为250μm的导热和导电的热塑性塑料(石墨填充的聚酰胺66)上：
紧接着进行关于屏蔽衰减的测量。覆层的屏蔽值全部远高于CISPR 25要求和中国屏蔽标准(Chinese Shielding Norm)(见图3)。在大约12MHz-35 MHz之间的峰值与测量有关，并且能够归因于在测量设备中的共振现象。

Claims (16)

1.一种用于屏蔽电磁辐射的组合物，所述组合物包含：
a)至少一种导电填料，和
b)聚合物基质，所述聚合物基质包含至少一种含脲基的聚氨酯。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种含脲基的聚氨酯是低支链的或线性的，优选是线性的。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述至少一种含脲基的聚氨酯具有0至20％的支化度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述含脲基的聚氨酯由脂族多异氰酸酯和与其互补的具有至少两个相对于NCO基团具有反应性的基团的脂族化合物构成，其中以多异氰酸酯的总重量计，所述脂族多异氰酸酯的最高80％重量，优选最高60％重量能够由至少一种芳族多异氰酸酯代替。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的组合物，所述组合物在25℃下具有至少为2x103Sm-1的电导率。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的组合物，其中所述聚合物基质还包含至少一种导电聚合物。
7.根据权利要求6所述的组合物，其中所述导电聚合物选自聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)、聚(对亚苯基亚乙烯基)、聚乙炔、聚二乙炔、聚苯硫醚(PPS)、聚萘二甲酸乙二酯(PPN)、聚酞菁(PPhc)、磺化聚苯乙烯聚合物、碳纤维填充的聚合物及它们的混合物、衍生物和共聚物。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的组合物，其中至少一种导电填料选自碳纳米管、碳纤维、石墨、石墨烯、导电炭黑、金属覆层的载体、元素金属、金属氧化物、金属合金及它们的混合物。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的组合物，其中所述含脲基的聚氨酯包含至少一种呈聚合形式的二胺组合物，所述二胺组合物优选选自乙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、1,7-七亚甲基二胺、1,8-八亚甲基二胺、1,9-壬二甲基二胺、1,10-二氨基癸烷、1,12-二氨基十二烷、2,2,4-三甲基六亚甲基二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺、2,3,3-三甲基六亚甲基二胺、1,6-二氨基-2,2,4-三甲基己烷、1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷、1,4-环己二胺、双-(4-氨基环己基)甲烷、异佛尔酮二胺、1-甲基-2,4-二氨基环己烷及它们的混合物。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的组合物，其中所述组合物包含：
a)0.5-95％重量的至少一种导电填料，
b1)15-99.5％重量的至少一种含脲基的聚氨酯，
b2)0-20％重量的至少一种与b1)不同的非导电基质聚合物，
b3)0-10％重量的至少一种导电聚合物，
c)可选地至少一种添加剂，其中每种添加剂以最高3％重量的量存在，
可选的水，添加至100％重量。
11.根据权利要求10所述的组合物，所述组合物附加地包含至少一种与组分a)-c)不同的填料和增强材料作为组分d)。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的组合物，所述组合物以两组分(2K)-聚氨酯组合物的形式存在。
13.一种用于制备如权利要求1至12中任一项所述的用于屏蔽电磁辐射的组合物的方法，所述方法包括以下步骤：
a)提供至少一种导电填料，和
b)将至少一种导电填料与形成聚合物基质的聚合物混合。
14.一种用于制备屏蔽电磁辐射的基板的方法，所述基板包含如权利要求1至12中任一项所述的用于屏蔽电磁辐射的组合物或由其构成，其中
i)所述基板由用于屏蔽电磁辐射的组合物成形，或
ii)将用于屏蔽电磁辐射的组合物掺入基板中，或
iii)基板至少部分地涂覆有用于屏蔽电磁辐射的组合物。
15.一种如权利要求1至12中任一项所述的组合物的用于屏蔽电磁辐射的用途。
16.根据权利要求15所述的用途，所述用途用于电子壳体中。
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