專利名稱：具有抗?jié)駳馔高^墊圈的制品及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將蓋安裝并密封到機(jī)箱的墊圈材料。更具體地講，本發(fā)明涉及施用于敏感電子元件用容器表面的原位成形墊圈。
背景技術(shù)：
電子元件可具有能被環(huán)境條件不利影響的使用性能。這些條件包括電磁干擾 (EMI)、振動(dòng)以及顆粒和化學(xué)污染。因此，通常通過將這些器件密封在有蓋容器中來對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。用于墊圈制造的常規(guī)方法包括從彈性體的片狀材料中模切出墊圈，或者通過對(duì)彈性體混合物進(jìn)行注模來成型墊圈。這兩種方法均需要諸如沖頭和模具的昂貴工具，其會(huì)增加成品的成本。較新的制造方法是將來自噴頭的流體彈性體的小珠或線沉積到基本平的表面上?？墒褂媒?jīng)編程以提供具有所需形狀的墊圈的自動(dòng)化設(shè)備來控制流體彈性體線所采用的圖案。在形成所需的墊圈圖案之后，可在環(huán)境溫度下或在烘箱中使用熱或光，利用或不利用促進(jìn)劑或其他添加劑來固化該流體彈性體線。適于使用自動(dòng)施用裝置“原位成形”墊圈的流體彈性體的組合物包含單組分或雙組分的硅樹脂、聚氨酯丙烯酸酯和環(huán)氧樹脂。這些組合物需具有適于從噴頭自動(dòng)分配的粘度，但仍可固化以產(chǎn)生具有諸如減振、電子屏蔽和防止外源污染特性的墊圈。另外，墊圈需具有柔性和彈性。

發(fā)明內(nèi)容
硬盤驅(qū)動(dòng)器用于常見的消費(fèi)電子器件，例如個(gè)人及膝上型計(jì)算機(jī)和個(gè)人音-像頻系統(tǒng)。這些器件中的磁盤驅(qū)動(dòng)器趨向于體積變得更小并且能夠存儲(chǔ)越來越多的數(shù)據(jù)。相應(yīng)地，為了快速訪問，磁盤驅(qū)動(dòng)器以極高的速度旋轉(zhuǎn)?？煞峙涞膹椥泽w組合物可提供設(shè)計(jì)用于容器，如硬盤驅(qū)動(dòng)器外殼的原位成形墊圈。為達(dá)到尺寸，放置及最終定位的準(zhǔn)確性，原位成形墊圈的各種圖案通常需要使用自動(dòng)液體分配來分配彈性體組合物，隨后原位固化成柔軟的彈性墊圈，這些墊圈表現(xiàn)出抗?jié)裥?、最小的壓縮變形以及對(duì)選定基材的粘附力。這些彈性體組合物在固化前應(yīng)具有足夠低的粘度以易于分配?？晒袒M合物可制備為包括催化劑的單組分制劑或制備為需要在固化前添加固化劑和/或催化劑的雙組分制劑。無論未固化的墊圈組合物中包含何種組分，均可以加熱、光子化或兩者的結(jié)合，和/或，在雙組分制劑的容器中，通過在環(huán)境條件下簡(jiǎn)單地組合各組分來引發(fā)固化過程。通常，未固化的制劑在施用時(shí)提供具有良好尺寸穩(wěn)定性不塌陷墊圈材料的分配小珠，其在固化期間和固化后無形狀或位置變化。就電子級(jí)清潔度而言，這些彈性體組合物在固化后的性能包括低逸氣和低可抽取物。這些性能優(yōu)于市售的基于硅樹脂的原位成形墊圈的性質(zhì)，這些墊圈通常包含在器件表面受到污染后可損壞電子元件的低分子量硅氧烷。由于所提供的制品利用基于環(huán)氧樹脂或丙烯酸酯的柔性材料，因此避免了由硅氧烷可能造成的損壞。
密封劑具有如柔韌性的性質(zhì)并且具有低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是重要的，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度通常低于10°C。其還需要易于施用，在固化期間對(duì)濕氣不敏感，并且能夠在相對(duì)低的溫度下固化。需要電子器件用的更好的密封劑，其易于施用并且可抵抗?jié)駳馔高^。需要可形成墊圈的密封劑，這些墊圈可用于其中包封電子器件的容器密封。在一個(gè)方面，提供了用于容納電子器件的制品，其包括容器，其具有至少第一部分和第二部分，第一部分具有第一配合面并且第二部分具有第二配合面；和墊圈，其接觸第一配合面和第二配合面，其中所述墊圈包含柔性聚合物；和填料，其中所述填料包括至少一種疏水性半晶質(zhì)聚合物。該至少一種疏水性半晶質(zhì)聚合物可包括聚烯烴、含氟聚合物或其組合。另外，該疏水性半晶質(zhì)聚合物可具有微晶疇并且可呈微粉形式。在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種密封電子器件的方法，其包括提供容器，其具有至少第一部分和第二部分，第一部分具有第一配合面并且第二部分具有第二配合面；將電子器件放置在第一容器的第一部分中；將墊圈前體材料的小珠施用于容器的第一部分的第一配合面；固化墊圈前體材料的小珠以形成固化墊圈；以及放置容器的第二部分，使得第二容器的第二配合面與固化墊圈接觸，并且使得容器的第一部分和容器的第二部分至少部分地包圍所述電子器件。所述墊圈包含柔性聚合物；和填料，其中填料包括至少一種疏水性半晶質(zhì)聚合物。該至少一種疏水性半晶質(zhì)聚合物可包括聚烯烴、含氟聚合物或其組合。 另外，該疏水性半晶質(zhì)聚合物可以具有微晶疇并且可呈微粉形式。所提供的制品和方法中的墊圈由流體預(yù)聚物組分形成，這些流體預(yù)聚物組分在固化后可形成橡膠密封件并且可用于密封容納電子器件的容器。聚合物體系包括可形成墊圈材料的填料，這些填料在固化之后阻止?jié)駳馔高^。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“可分配”是指可以方便地從附接到蓄壓器的如針的管中擠出組合物，以沿著所需的墊圈圖案的輪廓提供通常約Imm的小直徑的密封劑小珠；“電子級(jí)清潔度”是指用于原位成形墊圈滿足電子行業(yè)要求，如低逸氣量和低可提取離子污染物的固化彈性體組合物；“流體”是指具有流動(dòng)性的材料，如未固化的墊圈材料，使得所需材料量可在固定時(shí)段內(nèi)和在固定壓力下穿過固定直徑的孔；“墊圈”和“密封”以及“密封膠”可互換使用；“疏水性”是指彈性體組合物的低水吸收特性，其可提供具有濕氣阻止(抗?jié)?性質(zhì)的墊圈；“(甲基)丙烯酸酯”是指“甲基丙烯酸甲酯”和“丙烯酸酯”兩者；以及“不塌陷”是指彈性體組合物的性質(zhì)，包括在分配和固化期間阻止下垂或塌陷的屈服應(yīng)力和粘度。包括所述組合物的所提供的制品能提供以使電子器件，如硬盤驅(qū)動(dòng)器免受環(huán)境因素如污染、電場(chǎng)、振動(dòng)和濕氣影響的方式將之密封于容器中的墊圈。所提供的制備墊圈的方法可使得磁盤驅(qū)動(dòng)器的制造具有低成本、高產(chǎn)量。上述發(fā)明內(nèi)容并非旨在描述本發(fā)明每種實(shí)施方式的每個(gè)公開的實(shí)施例。以下的


和具體實(shí)施方式
更具體地舉例說明示例性實(shí)施例。

圖1為提供的用于電子器件的外殼的立體分解圖。圖2為提供的用于電子器件的外殼的部分剖視圖。圖3為形成墊圈方法的一部分的立體圖。圖4為測(cè)試裝置的剖視圖。圖4A為使用在圖4的測(cè)試裝置上的金屬墊片的俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面的描述參照作為本說明書一部分的附圖，附圖中以圖示方式示出了若干具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離本發(fā)明的范圍或精神的前提下可以考慮其他的實(shí)施例并進(jìn)行實(shí)施。因此，以下的具體實(shí)施方式
不應(yīng)被理解成具有限制意義。除非另外指明，本說明書和權(quán)利要求書中用來表述特征尺寸、量和物理特性的所有數(shù)字均應(yīng)理解為由術(shù)語(yǔ)“約”來修飾。相應(yīng)地，除非作相反說明，上述說明書和所附權(quán)利要求書中給出的數(shù)值參數(shù)均為近似值，利用本申請(qǐng)公開內(nèi)容的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)要獲得的性能，對(duì)這些數(shù)值參數(shù)進(jìn)行改變。由端值表述的數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)所包含的所有數(shù)值(例如，1至5包括1、1. 5、2、2. 75、3、3. 80、4和5)以及在此范圍內(nèi)的任何范圍。根據(jù)本發(fā)明的制品和方法，可分配彈性體制劑提供了設(shè)計(jì)用于容器，如硬盤驅(qū)動(dòng)器外殼的原位成形墊圈。可使用自動(dòng)液體分配將合適的彈性體制劑施用至此類容器，隨后原位固化以形成柔軟的彈性墊圈，其表現(xiàn)出抗?jié)裥?、最小的壓縮變形以及對(duì)選定基材的粘附性。彈性墊圈在固化后的主要用途是在保護(hù)容器的表面之間提供密封界面。有效的密封件防止污染物和濕氣接近受保護(hù)的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供了原位成形墊圈制劑，其克服了與以前所提供材料相關(guān)的缺點(diǎn)。所提供的固化的柔性墊圈由可分配制劑形成，這些可分配制劑包括低聚物、二聚體、單體和交聯(lián)部分。當(dāng)用于電子元件的密封容器時(shí)，固化的原位成形墊圈在施加用于閉合容器的機(jī)械力作用下被壓縮。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)控制許可的閉合力和墊圈硬度，以使容器的一部分相對(duì)于另一部分可靠座置。固化墊圈材料的肖氏A硬度值為約25到約70，通常為約40至約 60，以使得可用合理大小的力完全封閉。為了適應(yīng)電子組件可能在不同氣候地區(qū)的使用， 根據(jù)本發(fā)明的固化墊圈在約-40°C延伸到約100°C的整個(gè)溫度范圍內(nèi)保持其彈性體的性能。為了重新工作而再進(jìn)入容器中的可能性需要固化墊圈具有低的永久壓縮變形。合適的原位成形墊圈制劑的永久壓縮變形的范圍為原始撓度的約7%到約30%，其根據(jù)ASTM D395B "Compression Set Under Constant Deflection” ( “恒定撓度下的壓縮變形”)測(cè)得。低的永久壓縮變形保證了在容器的壽命期間內(nèi)確保墊圈材料的彈性以保持足夠的密封，并且如果為了讓受保護(hù)的電子組件重新工作而重新打開容器，有利于墊圈循環(huán)使用。機(jī)械力增加了固化墊圈和容器表面之間接觸的同時(shí)，墊圈本身的物理性質(zhì)也阻止環(huán)境污染物，如濕氣，進(jìn)入到容器中。固化墊圈的一個(gè)主要性能是低的濕氣透過率，該主要性能可歸因于包括疏水性半晶質(zhì)聚合物填料的液體預(yù)聚物的使用。液體預(yù)聚物可具有疏水性，并且可賦予固化墊圈以水解穩(wěn)定性和最小吸濕性。液體預(yù)聚物可包含可用于形成如環(huán)氧化烯烴和二醇的柔性環(huán)氧聚合物的組分，和可用于形成如丙烯酸低聚物和活性單體、二聚體、三聚體、和其他有用的交聯(lián)劑的柔性丙烯酸聚合物的組分。所提供的墊圈的柔性聚合物可由合適的液體預(yù)聚物制備。當(dāng)柔性聚合物為環(huán)氧聚合物時(shí)，液體預(yù)聚物可以包括基本上直鏈的烴，如從Kuraray Co. (Tokyo, Japan)商購(gòu)的環(huán)氧化嵌段共聚物L(fēng)-207。這種雙重功能的低聚物由聚(乙烯/ 丁烯)主鏈構(gòu)成，該主鏈的一端具有羥基官能團(tuán)，而另一端具有環(huán)氧多聚異戊二烯的官能團(tuán)。柔性脂族部分賦予低溫柔韌性以及疏水性。多重環(huán)氧化末端允許環(huán)氧型固化和網(wǎng)絡(luò)的形成。其他有用的液體預(yù)聚物包括環(huán)氧α-烯烴，例如，可得自Arkeme, Inc. (Blooming Prairie, MN.)商品名稱為 VIK0L0X已知環(huán)氧化α -烯烴。液體預(yù)聚物包括單體，如商品名稱為HEL0XY、可得自Hexion Specialty Chemicals (Columbus, OH)的已知的環(huán)己燒二甲醇的二縮水甘油醚單體；EPON 872，一種改性雙苯酚A，也可得自Hexion ；二醇，如商品名稱為I3RIPOL、可得自Croda，Inc. (Edison, NJ)的已知二醇。用于雙組分環(huán)氧體系的固化劑可是液體酸酐，如AC39-聚丙二醇二(十二烯基琥珀酸)；十二烯基琥珀酸酐(DDSA)；甲基四氫鄰苯二甲酸酐(MTHPA)；甲基_5_降冰片烯-2， 3，-二甲酸酐(AC甲基)；鄰苯二甲酸酐(MHHPA)；辛烯基琥珀酸酐(0SA)，烯基琥珀酸酐 1618 ASA(可得自Albemarle Corp. ,Baton Rouge,LA)及其組合。液體馬來酸酐接枝聚丁二烯也可用作固化劑。單組分和雙組分環(huán)氧體系均可通過暴露受熱來固化。添加如raiPOL 2033( 二聚體二醇)的反應(yīng)性稀釋劑除了可以降低整體制劑的粘度，也可以通過反應(yīng)到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中保持使用性能。用于環(huán)氧體系的其他有用的反應(yīng)性稀釋劑包括羥基官能化合物，如端羥基聚(乙烯/ 丁烯)，其可從Shell Chemical以L-2203購(gòu)得；端羥基聚丁二烯樹脂，可從Elf Atochem以R-20LM購(gòu)得；低粘度環(huán)氧官能化合物，如可從Hexion以HELOXY MODIFIER 67購(gòu)得的1，4_ 丁二醇的二縮水甘油醚；可從Hexion以 HELOXY MODIFIER 68購(gòu)得的新戊二醇的二縮水甘油醚。適于原位成形墊圈的環(huán)氧體系公開于，例如美國(guó)專利號(hào)6，346，330 (Huang等)。用于形成在所提供的制品和方法中可用的柔性丙烯酸聚合物的組分包括用于形成聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、具有增塑劑的丙烯酸酯和具有至少20%的伸長(zhǎng)率和至少低于約10°C的玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)其他丙烯酸酯。用于形成柔性聚氨酯丙烯酸酯的組分通常包括一種或多種聚氨酯(甲基)丙烯酸酯低聚物。例如，這些低聚物可從如Sartomer Co.商購(gòu)。其他可用的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯低聚物包括以商品名稱PHOTOMERWHenkel Corp (Hoboken, N. J.)購(gòu)得和以商品名稱 EBECRYL 從 UCB Radcure Inc. (Smyrna, GA)購(gòu)得的低聚物。可用的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯低聚物可表征為具有至少20%并且通常不大于200%的伸長(zhǎng)率；約O至70°C范圍內(nèi)的Tg ；和至少IOOOpsi或至少5000psi的抗拉強(qiáng)度。 一種或多種聚氨酯(甲基)丙烯酸酯低聚物可與至少一種包括三個(gè)或四個(gè)(甲基)丙烯酸酯基團(tuán)的多(甲基)丙烯酸酯單體組合。多(甲基)丙烯酸酯單體增加交聯(lián)密度，從而主要為固化墊圈材料提供耐久性和耐磨性。合適的含三(甲基)丙烯酰基的化合物包括甘油三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基三丙烯酸酯(例如、乙氧基(3)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化(6)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基(9)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基(20)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)、季戊四醇三丙烯酸酯、丙氧基三丙烯酸酯(例如、丙氧基(3)丙氧基甘油三丙烯酸酯(5. 5)、甘油三丙烯酸酯、丙氧基(3)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基(6)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯)、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯和三(2_羥乙基)異氰脲酸酯羥甲基丙烷三丙烯酸酯。包含較高官能度(甲基)丙烯?；幕衔锇p三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、乙氧基化(4)季戊四醇四丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯。低聚物可與可交聯(lián)的單體組合形成液體預(yù)聚物組合物。市售可交聯(lián)的丙烯酸酯單體包括得自Sartomer Company(Exton，PA)的那些，例如以商品名SR351出售的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、以商品名SR444出售的季戊四醇三丙烯酸酯、以商品名SR399LV出售的雙季戊四醇三丙烯酸酯、以商品名SR454出售的乙氧基化(3)三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、以商品名SR494出售的乙氧基化(4)季戊四醇三丙烯酸酯、以商品名SR368出售的三(2-羥乙基) 異氰脲酸酯三丙烯酸酯以及以商品名出售的二丙二醇二丙烯酸酯。此外，預(yù)聚物組合物還可包括一種或多種含二(甲基)丙烯酰基的化合物。例如， 可購(gòu)得預(yù)混合有二(甲基)丙烯?；鶈误w的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯低聚物，如“CN988B88” 的情況。合適的單體包括如1，3_ 丁二醇二丙烯酸酯、1，4_ 丁二醇二丙烯酸酯、1，6_己二醇二丙烯酸酯、1，6_己二醇單丙烯酸酯單丙烯酸甲酯、乙二醇二丙烯酸酯、烷氧基化脂肪族丙烯酸酯、烷氧基環(huán)己烷二甲醇丙烯酸酯、烷氧基二醇丙烯酸酯、烷氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、己內(nèi)酯改性的新戊二醇羥基特戊酸酯二丙烯酸酯、己內(nèi)酯改性的新戊二醇羥基特戊酸酯二丙烯酸酯、環(huán)己烷二甲醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二甘醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基(10)雙酚A 二丙烯酸酯、乙氧基化(3)雙酚A 二丙烯酸酯、乙氧基 (30)雙酚A二丙烯酸酯、乙氧基化(4)雙酚A二丙烯酸酯、羥基新戊醛改性的三羥甲基丙烷二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇(200)丙烯酸酯、聚乙二醇(400)丙烯酸酯、聚乙二醇(600)丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯和三丙二醇二丙烯酸酯。聚酯丙烯酸酯可由支鏈或基本上直鏈的單(甲基)丙烯酸酯官能聚酯低聚物的前體混合物制備，所述(甲基)丙烯酸酯官能團(tuán)分別可為連接至低聚物主鏈的端基和/或側(cè)基。例如，單(甲基)丙烯酸酯官能聚酯低聚物可通過如聚合環(huán)狀酯獲得，例如，使用諸如羥乙基丙烯酸酯(HEA)或甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)的α，Θ-羥基-(甲基)丙烯酸官能團(tuán)的化合物為起始或最終化合物的己內(nèi)酯或新戊內(nèi)酯。反應(yīng)會(huì)形成α，θ-羥基單(甲基)丙烯酸酯官能聚酯低聚物化合物。添加至少一種疏水填料可增加對(duì)濕氣穿透的抗性?？捎糜诒景l(fā)明以增加抗?jié)駳獯┩傅奶盍习ㄍǔ３始?xì)粉(微粉)形式的半晶質(zhì)聚合物。術(shù)語(yǔ)半晶質(zhì)含義為聚合物具有結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)(即非晶區(qū))的獨(dú)立相或獨(dú)立晶疇。半晶質(zhì)聚合物可在高于晶體熔點(diǎn)的溫度下以粘滯液體存在。冷卻后，晶體成核并成長(zhǎng)以填補(bǔ)可得體積。這些材料被稱為半晶質(zhì)的原因是當(dāng)聚合物冷卻到室溫時(shí)聚合物的一些部分仍然未結(jié)晶或無定形。半晶質(zhì)聚合物的熔點(diǎn)通常高于20°C，優(yōu)選高于50°C，最優(yōu)選高于100°C或更高。結(jié)晶度(即，具有結(jié)晶相的半晶質(zhì)聚合物的比例)以重量或體積計(jì)可大于10 %、大于20 %、大于30 %、大于40 %，甚至大于50%。結(jié)晶度以重量或體積計(jì)優(yōu)選大于20%，更優(yōu)選大于30%，最優(yōu)選大于40%。微粉、熱塑性聚合物可具有平均粒徑(平均最大直徑)小于約50微米、LyondellBassell小于約25微米、小于約10微米，甚至小于約5微米的顆粒。通常，該填料包括至少一種疏水半晶質(zhì)聚合物。填料通常包含聚烯烴或氟聚合物。填料可具有微晶疇?？捎糜谒峁┑膲|圈中的示例性聚烯烴填料包括聚烯烴，如聚乙烯、聚丙烯、聚-α-烯烴，包括聚烯烴的混合物和聚烯烴取代衍生物。通常利用高密度聚烯烴?？捎糜谒峁┑膲|圈中的示例性聚烯烴包括以商品名MICR0THENE F FA 700-00和 MICR0THENE F FP800-00 從 LyondellBassell Chemical Company (Houston, Texas)購(gòu)得的聚烯烴。在所提供的制品中可用作填料的含氟聚合物通常具有半晶質(zhì)疇并且具有附接到聚合物的碳主鏈和/或側(cè)鏈的氟原子?？捎糜谒峁┑膲|圈中的示例性含氟聚合物填料包括聚四氟乙烯(PTFE)、ETFE(包括乙烯和四氟乙烯的共聚物)、FEP(包含六氟丙烯和四氟乙烯的共聚物)、聚氟乙烯、聚二氟化乙烯、THV含氟聚合物(包含四氟乙烯，六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物)和PFA(包含四氟乙烯和全氟乙烯基醚的共聚物)?？捎糜谒峁┑膲|圈中的示例性材料包括以商品名J-14從Dyneon LLC(Oakdale, MN)購(gòu)得的微粉含氟聚合物； 以商品名THV 220,THV 500,THV 610和THV 815從Dyneon LLC購(gòu)得的含氟聚合物；ZONYL 含氟添加劑，如購(gòu)自DuPont Fluoroproducts (Wilmington，DE)的MP-1300。在所提供的墊圈中有用的其他半晶質(zhì)的熱塑性塑料包括聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚(氯三氟乙烯)、聚丙二酯如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二酸丁二醇酯和俗稱尼龍的半晶質(zhì)熱塑性塑料， 如尼龍11，尼龍6和尼龍66。將微粉、半晶質(zhì)、填料添加到所提供的制品中可賦予墊圈充分的濕氣穿透抗性。通常以濕氣穿透速率(MVTR)測(cè)量聚合物對(duì)濕氣穿透的抗性，并在下面討論進(jìn)行該測(cè)量的試驗(yàn)。通常，填料呈微粉形式并且由疏水性半晶質(zhì)材料制成。盡管不受理論束縛，但據(jù)信至少包括半晶質(zhì)聚合物的墊圈材料改善的。MTVR主要是由于半晶質(zhì)聚合物的疏水性、聚合物的結(jié)晶性和墊圈中填料的數(shù)量，其中晶體作為濕氣透過墊圈的物理屏障。防潮性隨著填料含量的增加而增加。通常，疏水性半晶質(zhì)聚合物填料的存在量大于墊圈材料總量的約15重量％、大于約20重量％、大于約30重量％、大于約40重量％、大于約50重量％，甚至大于約 60%。原位成形墊圈制劑需要易于通過手動(dòng)或自動(dòng)分配系統(tǒng)來施用。然而，在將未固化墊圈制劑應(yīng)用于待密封的容器之后，墊圈制劑應(yīng)當(dāng)無塌陷。非塌陷的原位成形墊圈制劑包括已知產(chǎn)生觸變材料的少量的其它填料顆粒。這些材料可被添加到未固化墊圈材料中，添加量為低于墊圈材料總量的約15%、低于約10%、低于約5%，甚至低于約2%。在以預(yù)定的圖案分配之后，這些填充的制劑可在熱固化過程中保持它們的輪廓和尺寸。根據(jù)本發(fā)明的合適的其它的填料包括粘土、取決于粒子大小和表面處理的各種形式的二氧化硅以及有機(jī)填料，如纖維素、蓖麻蠟和含有聚酰胺的填料。賦予觸變性的顆粒填料包括熱解法二氧化硅、熔融石英、粘土和炭黑。合適的熱解法二氧化硅包括AEROSIL R 812、 AEROSIL R 711 和 AEROSIL R 805(可得自 Evonik Industries (Pasippany，New Jersey))； CAB-O-SIL TS 610、CAB-O-SIL T 5720 (兩者都可得自 Cabot Corp.)。典型的粘土包括可得自 SouthernClay Products 的 GARAMITE 1958。碳黑，如 COLOUR BLACK Fff 18 (Degussa)； 和Printex 55也有助于觸變性。熱解法二氧化硅一般代表最典型使用的填料，但這在一定程度上取決于制劑。最佳的流變性能伴隨著正確的填料分配而發(fā)生。在混合原位成形墊圈制劑的過程中，剪切條件接近最佳狀態(tài)，以產(chǎn)生用于分配后保持其形狀的未固化墊圈材料。高剪切混合由于增加分配的墊圈小珠的塌陷可永久地破壞觸變顆粒的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，造成形狀缺失。低剪
9切攪拌器可減少這個(gè)問題，并且可用于制備用于所提供制品中制劑。除了阻擋外部污染物，墊圈本身不應(yīng)成為潛在的污染源。理性地，疏水性墊圈材料表現(xiàn)出顯著的穩(wěn)定性，并且不含有可以通過滲氣逸出以沉淀在容器中的電子器件上，造成潛在的腐蝕或其他損壞的揮發(fā)性組分。電子器件制造商、特別是在硬盤驅(qū)動(dòng)器行業(yè)中非常需要嚴(yán)格的清潔。因此，固化墊圈應(yīng)含有極少量的雜質(zhì)和揮發(fā)性組分。墊圈制劑通常具有在120°C至少兩個(gè)小時(shí)的固化時(shí)間。在一些實(shí)施例中，取決于所選擇的單體和固化劑，固化時(shí)間可以更短。固化后，可通過后烤的過程減少額外的滲氣。為了在設(shè)計(jì)的應(yīng)用中達(dá)到最佳的性能，原位成形墊圈通常具有平衡的性能。未固化的密封墊的制劑可以是粘度足夠低的液體以易于分配，在分配后保持非塌陷以維持所選用的墊圈圖案的形狀和尺寸。填料濃度低有利于用于改善分配性的更低粘度的制劑。填料量不足的制劑通常會(huì)導(dǎo)致墊圈小珠在分配之后過度的塌陷。根據(jù)材料選擇和化學(xué)計(jì)量法、 填料的種類和濃度以及用于交聯(lián)制劑以產(chǎn)生固化墊圈的條件，各種性能可有所不同。在原位成形墊圈的給定應(yīng)用中，平衡的性能會(huì)根據(jù)具體要求而有所不同。定制制劑成為滿足根據(jù)本發(fā)明的墊圈制劑的許多應(yīng)用的必要任務(wù)。所提供的制品可用于將對(duì)環(huán)境敏感的電子器件包封在容器中，該容器可將電子器件與諸如濕氣、微粒污染、腐蝕性化學(xué)品等的不良的環(huán)境條件隔離。通常以這種方式被保護(hù)并可從包封在所提供的容器中受益的電子器件包括用于計(jì)算機(jī)的硬盤驅(qū)動(dòng)器、個(gè)人手持設(shè)備，電子電路，發(fā)光二極管和其他敏感的電子器件。容器可由金屬、聚合物、玻璃、陶瓷或能夠經(jīng)受放置于其中的電子器件的使用條件的任何固體材料。轉(zhuǎn)到附圖，圖1為所提供的用于電子器件外殼的實(shí)施例的立體分解圖。外殼100 是用于硬盤驅(qū)動(dòng)器的容器并包括第一部分110，當(dāng)容器封閉時(shí)，第一部分110緊密地貼合在第二部分120的內(nèi)部并緊靠第二部分120的底部。墊圈130與第二部分的配合面120接觸。在電子器件插入到容器中之后，容器可被封閉并通過諸如螺絲、螺栓或裝置的緊固件固定在一起。在圖1所示的實(shí)施例中，緊固件可為螺絲，其插入螺孔140后被擰緊。圖2是用于圖1所示的電子器件的所提供的外殼的實(shí)施例的部分剖視圖。外殼 200處于密封位置并且包括容器的第一部分210，第一部分210具有與容器封閉時(shí)已被壓縮的墊圈230接觸的第一配合面222。墊圈230與容器的第二部分220的第二配合邊緣224 接觸。當(dāng)密封之后，墊圈減少了從容器的外部到封閉電子器件的容器的內(nèi)部的濕氣穿透。圖3示出了應(yīng)用所提供的墊圈材料的方法。方法由圖300示出。圖300示出了一部分容器320，墊圈材料310的小珠處于施用到容器320的過程中。墊圈材料的小珠通過噴嘴345從分配器340分配，使得墊圈材料與容器的配合面接觸。下面的實(shí)例進(jìn)一步說明本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)，但這些實(shí)例中列舉的具體材料及其量以及其他條件和細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為是對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限制。SM材料比較例和實(shí)例中所用的材料如下表1所示。表 1。材料
權(quán)利要求
1.一種用于容納電子器件的制品，所述制品包括容器，其具有至少第一部分和第二部分，所述第一部分具有第一配合面并且所述第二部分具有第二配合面；和墊圈，其接觸所述第一配合面和所述第二配合面， 其中所述墊圈包含 柔性聚合物；和填料，并且其中所述填料包括至少一種疏水性半晶質(zhì)聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述柔性聚合物包括丙烯酸酯聚合物，環(huán)氧聚合物或它們的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制品，其中所述環(huán)氧聚合物為雙組分環(huán)氧體系的反應(yīng)產(chǎn)物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制品，其中所述環(huán)氧聚合物是單組分環(huán)氧體系的反應(yīng)產(chǎn)物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述填料包含微粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述至少一種疏水性半晶質(zhì)聚合物具有微晶疇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述至少一種疏水性半晶質(zhì)聚合物包括聚烯烴。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述至少一種疏水性半晶質(zhì)聚合物是至少部分氟化的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制品，其中所述氟化聚合物包括聚(四氟乙烯)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，其中所述填料占所述墊圈的大于約20重量％。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制品，還包括電子器件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制品，其中所述容器和所述墊圈完全包封所述電子器件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制品，其中所述的電子器件包括硬盤驅(qū)動(dòng)器。
14.一種密封電子器件的方法，該方法包括提供容器，其具有至少第一部分和第二部分，所述第一部分具有第一配合面并且所述第二部分具有第二配合面；將所述電子器件放置在所述第一容器的所述第一部分； 將墊圈前體材料小珠施用于所述容器的所述第一部分的所述第一配合面； 固化所述墊圈前體材料小珠以形成固化墊圈；和放置所述容器的所述第二部分使得所述第二容器的所述第二配合面與所述固化墊圈接觸，并且使得所述容器的所述第一部分和所述容器的所述第二部分至少部分地包圍所述電子器件，其中所述墊圈包含 柔性聚合物；和填料，并且其中所述填料包括至少一種疏水性半晶質(zhì)聚合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述填料包括微粉。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述至少一種疏水性半晶質(zhì)聚合物具有半晶質(zhì)
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述至少一種疏水性半晶質(zhì)聚合物是至少部分氟化的。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述至少一種疏水性半晶質(zhì)聚合物包括聚烯烴。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述疏水性半晶質(zhì)聚合物包括聚(四氟乙烯)。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述填料占所述墊圈的大于約25重量％。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述容器和所述墊圈完全封裝所述電子器件。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中固化包括將所述柔性聚合物的前體加熱到能夠引發(fā)固化反應(yīng)的溫度。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中固化包括將所述柔性聚合物的前體暴露于光化輻射。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于將蓋安裝并密封于外殼的墊圈材料。更具體地講，本發(fā)明涉及施用于敏感電子元件用容器表面的原位成形墊圈。所述墊圈包含柔性聚合物和微粉聚烯烴填料。
文檔編號(hào)H05K5/06GK102334395SQ201080009304
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2010年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者斯科特·B·查爾斯, 邁克爾·A·克洛普, 阿舒·N·穆朱達(dá) 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司