一種適用于nmt與lds工藝的復合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及復合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種適用于NMT與LDS工藝的復合材料 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，金屬與樹脂結(jié)合的材料需求越來越大，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴張，技術(shù)的附 加價值也越來越高，對于堅硬樹脂與金屬結(jié)合的情形，要求它具有與誘鑄件同等的結(jié)合強 度。傳統(tǒng)采用涂敷預(yù)聚底層的辦法是達不到運個強度的。為了滿足強度要求，出現(xiàn)了一種 納米成型技術(shù)（NanoMoldingTechnology簡稱NMT)，將需要結(jié)合的金屬進行堿液處理、酸 處理、T液處理、再用水清洗干凈后進行干燥。處理后的金屬表面，表面形貌發(fā)生變化，在金 屬表面形成無數(shù)的孔徑約為20-40nm微孔，就是在運樣的金屬表面上注射成型樹脂部分。 利用運種NMT技術(shù)結(jié)合的金屬與樹脂結(jié)構(gòu)具有與誘筑件媳美的強度，同時在設(shè)計自由度上 又優(yōu)于誘筑件。
[0003] 激光直接成型工藝（LD巧由德國樂普科（LPK巧公司開發(fā)，是一種專業(yè)錯射加工、 射出與電鍛制程的3D生產(chǎn)技術(shù)，其原理是將普通的塑膠元件/電路板賦予電氣互連功能、 支撐元器件功能和塑料殼體的支撐、防護等功能，W及由機械實體與導電圖形結(jié)合而產(chǎn)生 的屏蔽、天線等功能集合于一體。LDS技術(shù)超越了傳統(tǒng)天線制造技術(shù)（例如軟金屬或沖壓金 屬）的物理和經(jīng)濟極限。整個生產(chǎn)工藝，從制模到激光構(gòu)形和塑料噴鍛，快速且易于設(shè)計。 運種技術(shù)的主要優(yōu)點包括：更靈活地更改設(shè)計，并可在Ξ維表面上創(chuàng)制天線結(jié)構(gòu)。運些功能 允許客戶進行更高水平的產(chǎn)品集成，減少零部件并降低成本。
[0004] NMT與LDS技術(shù)在消費電子，特別是智能手機中都得到了廣泛應(yīng)用。在很多設(shè)計 中，一個產(chǎn)品同時使用了上述兩種技術(shù)。但是由于兩種工藝對塑膠材料的特性需求不同，目 前必須使用兩種或W上的塑膠材料，使得具有更輕更薄優(yōu)點的一體化設(shè)計非常困難。同時， 由于不同的塑膠材料對模具設(shè)計，加工條件等的要求又不盡相同，也極大的限制了生產(chǎn)成 本的控制和生產(chǎn)效率的提高。
[0005] 東競宜安科技股份有限公司專利（CN103862748A)公開了一種侶合金與聚苯硫酸 熱性樹脂復合材料及其制備方法，所述復合材料由侶合金構(gòu)件與聚苯硫酸熱性樹脂兩部分 組成，雖然通過對侶合金構(gòu)件表面先后進行的表面前處理、強堿蝕刻處理，成膜處理和微 孔擴容處理，然后在侶合金構(gòu)件具有擴容微孔的表面進行聚苯硫酸熱性樹脂涂覆壓合處 理，制成具有良好結(jié)合性能的侶塑復合材料，并且表面涂覆壓合的聚苯硫酸熱性樹脂不會 從侶合金構(gòu)件上剝離，能夠真正地對電子設(shè)備、家用電器金屬制殼體進行有效的保護。但是 該專利主要設(shè)及的是對金屬的處理，并未設(shè)及樹脂材料的制備方法。
[0006] 廣州辰東新材料有限公司專利（CN104629273A)公開了一種可同時應(yīng)用于NMT工 藝及LDS工藝的聚醋復合材料及其制備方法，所述復合材料既能應(yīng)用于NMT工藝，也能應(yīng)用 于LDS工藝。但是聚醋材料本身與金屬粘接性能、耐耐溶劑性能比PPS要差，限制了在智能 手機領(lǐng)域的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種適用于NMT與LDS工藝的 復合材料，由于金屬和樹脂的線性熱膨脹系數(shù)不一樣，為了匹配熱膨脹系數(shù)，需要在樹脂中 添加了玻璃纖維、鐵白粉等材料，使塑料的熱膨脹程度與金屬的一致，不會在結(jié)合界面處發(fā) 生剝離破壞，該復合材料不僅具有優(yōu)異的耐候性能，優(yōu)異金屬粘接強度，與金屬粘接一起陽 極氧化處理后不變色、粘接強度衰變小，而且兼顧了優(yōu)異的耐候性能，可W滿足客戶不同顏 色需求，大大提高了產(chǎn)品外觀設(shè)計自由度。
[0008] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種適用于NMT與LDS工藝的 復合材料的制備方法，其制備方法簡單，能同時滿足NMT工藝與LDS工藝，適合工業(yè)化發(fā)展， 制得的復合材料白度高，金屬粘接強度高。
[0009] 本發(fā)明的目的通過W下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0010] 一種適用于NMT與LDS工藝的復合材料，包括W下重量份的原料： 聚苯硫酸樹脂 50-80份 連續(xù)玻璃纖維 10-30份 金屬添加物 1-20份 鐵白粉 5-20份 增初劑 8-20份 耐候劑 0. 1-1. 0份 抗氧劑 0. 2-1. 0份 潤滑劑 0. 1-0. 5份 其中，所述聚苯硫酸樹脂為纖維級聚苯硫酸樹脂，該纖維級聚苯硫酸樹脂的MI為 400-1000g/10min，烙點為280-290°C，其氯含量小于lOOOppm，白度L值大于80 ; 所述金屬添加物為氧化銅、Ξ氧化二銘、銅銘黑、碳酸銅、憐酸銅、硫酸銅、氯化銅、二氧 化錫、錫灰、錫酸鋼、錫酸鐘、Ξ氧化二錬、五氧化二錬、錬酸鋼、錬酸鐘中的至少一種；金屬 添加物的加入可使復合材料實現(xiàn)LDS功能。LDS技術(shù)使用激光在熱塑性復合材料元件表面 刻出天線的電路痕跡，通過激光對運種熱塑性材料中的金屬添加物進行活化，將金屬添加 物中的金屬微粒，例如銅微粒等暴露在元件的電路痕跡表面，最后對元件經(jīng)過激光活化的 部分，也就是電路痕跡表面進行金屬鍛層，從而在元件表面形成了特定形狀的手機天線。當 選用不同的種類的金屬添加物即可得到不同的金屬鍛層，滿足LDS工藝的需求。此外，利用 NMT技術(shù)結(jié)合的金屬鍛層與纖維級聚苯硫酸樹脂結(jié)構(gòu)具有更高的強度，同時在設(shè)計自由度 上又優(yōu)于誘筑件。
[0011]具體地，本發(fā)明的纖維級聚苯硫酸樹脂（PPS)，牌號為PPS-XS-GLMI為 500g/10min，張家港市新盛材料有限公司。
[0012] 優(yōu)選地，一種適用于NMT與LDS工藝的復合材料，包括W下重量份的原料： 聚苯硫酸樹脂 50-70份 連續(xù)玻璃纖維 10-20份 金屬添加物 1-15份 鐵白粉 5-15份 增初劑 8-15份 耐候劑 0. 2-1. 0份 抗氧劑 0. 5-1. 0份 潤滑劑 0. 3-0. 5份。
[0013] 其中，所述金屬添加物為白色或淺色的錫酸鋼、錫酸鐘、Ξ氧化二錬、五氧化二錬、 錬酸鋼、錬酸鐘中的至少一種。當金屬添加物選擇白色或淺色的材料時，制得的復合材料可 達到更高白度的要求，白度不小于90。
[0014] 其中，所述鐵白粉為金紅石型鐵白粉，其白度L值大于97,B值小于0,粒徑小于4 微米。金紅石型鐵白粉的耐候性、保光性、著色力優(yōu)異，制得的復合材料的耐候性好，與金屬 粘接一起陽極氧化處理后不變色。具體地，所述金紅石型鐵白粉的粒徑為3. 25微米，白度 99,是德國康諾斯國際有限公司生產(chǎn)的牌號為K2233的產(chǎn)品。
[0015] 其中，所述潤滑劑為娃酬粉、褐煤蠟中的一種或兩種。娃酬粉，烙點高，耐溫性能 好，適合高溫材料使用。具體地，娃酬粉，牌號為M7081。優(yōu)選地，所述潤滑劑為娃酬粉、褐 煤蠟W質(zhì)量比為3:1的混合物。該潤滑劑與本發(fā)明的其他材料配合，有利于提高復合材料 的潤滑性和穩(wěn)定性，同時滿足NMT工藝和LDS工藝的要求。
[0016] 其中，所述增初劑為乙締-丙締酸下醋-甲基丙締酸縮水甘油醋共聚物、馬來酸 酢-乙締-辛締共聚物、馬來酸酢改性環(huán)氧樹脂中、表面改性的環(huán)氧樹脂的至少一種。優(yōu)選 地，所述增初劑為乙締-丙締酸下醋-甲基丙締酸縮水甘油醋共聚物和馬來酸酢改性環(huán)氧 樹脂W質(zhì)量比為3:1的混合物。或者是，所述增初劑為馬來酸酢-乙締-辛締共聚物、馬來 酸酢改性環(huán)氧樹脂W質(zhì)量比為1:2-3的混合物。
[0017] 更優(yōu)選地，所述增初劑為表面改性的環(huán)氧樹脂，表面改性的環(huán)氧樹脂是亨斯邁集 團生產(chǎn)的牌號GT6099的產(chǎn)品。
[0018] 其中，所述耐候劑為高分子量的受阻胺類光穩(wěn)定劑，低分子量、立構(gòu)受阻胺類光穩(wěn) 定劑，苯并Ξ挫紫外線吸收劑，納米級二氧化鐵中的至少一種。優(yōu)選地，所述耐候劑可W為 己斯夫股份公司提供的牌號為622的產(chǎn)品和禾大公司提供的UV200產(chǎn)品。
[001引優(yōu)選地，所述耐候劑是納米級二氧化鐵，納米級二氧化鐵是粒徑為10-25皿的二 氧化鐵、粒徑為100-150nm的二氧化碳的混合物。
[0020] 其中，所述抗氧劑為季戊四醇類十二硫代丙醋（412巧、4, 4'-[1，Γ-聯(lián)苯基]亞 基二麟酸-四[2, 4-二叔下苯基]醋（PEP曲、四[β- (3, 5-二叔下基-4-徑基苯基)丙酸 醋]季戊四醇醋（1010)、雙十八烷基季戊四醇二亞憐酸醋（S682F)中的至少一種。
[0021] 由于抗氧劑陽PQ在高溫下可W起到很好的顏色保護作用，而抗氧劑S682F在含顏 料鐵白粉的聚合物可W起到保護顏色作用，減少變色可能，為保證材料的白度，需要與主抗 氧劑1010-起使用，提高材料的長期熱老化性能與顏色穩(wěn)定性。所W優(yōu)選地，所述抗氧劑 為陽PQ/1010/S682FS者按質(zhì)量比為1:1:1復配得到。
[0022] 其中，所述玻璃纖維為無堿電子級玻璃纖維，其直徑為10-13μπι。電子級玻璃纖維 可W更有效提高材料強度，更適合在電路體系的材料中使用，更符合LDS的要求。優(yōu)選地， 本發(fā)明的玻璃纖維為無堿電子級玻璃纖維，直徑為13微米，牌號EC187,臺灣長春化工有限 公司。
[0023] -種適用于ΝΜΤ與LDS工藝的復合材料，包括W下步驟： (1)按重量份稱取聚苯硫酸樹脂、增初劑、耐候劑、抗氧劑、潤滑劑，流動性改性劑，混合 物料，然后加入雙螺桿擠出機；具體地，所述雙螺桿擠出機采用瑞亞公司生產(chǎn)的65雙螺桿 擠出機。
[0024] (2)在雙螺桿擠出機中間部位五區(qū)和六區(qū)中間加入連續(xù)玻璃纖維；物料混拌的 轉(zhuǎn)速為：400-800轉(zhuǎn)/分鐘；控制一區(qū)溫度：180-200°C，二區(qū)溫度：280-300°C，S區(qū)溫度： 270-290°C，四區(qū)溫度：2