CN102173157A - 一种防静电复合材料、电子设备壳体以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防静电复合材料，包括：防静电层，所述防静电层由第一树脂组合物固化形成，在所述第一树脂组合物中有导电填料；与所述防静电层连接的绝缘支撑层，所述绝缘支撑层有第二树脂组合物固化形成。与现有技术相比，本发明提供的复合材料中防静电层可以使该复合材料达到良好的防静电效果，绝缘支撑层可以使复合材料具有良好的机械性能，即本发明提供的复合材料在保证复合材料良好机械性能的同时还赋予其良好的防静电性能。

Description

一种防静电复合材料、电子设备壳体以及电子设备

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种防静电复合材料、由该防静电复合材料制成的工件、电子设备壳体以及电子设备。

背景技术

防爆对讲机是指可以工作在爆炸性气体环境中的对讲机。与普通对讲机相比，防爆对讲机的很多部件都需要进行特别的设计以防止在在爆炸气体环境中使用时产生危险。例如，对讲机的机器表面通常需要进行防静电处理，IEC60079-02007中规定，防爆对讲机的机器表面电阻应当小于1GΩ。

现有技术中，对于防爆对讲机的机器表面的防静电处理一般有以下三种方法，分别是：使用金属外壳作为对讲机的壳体；使用普通的塑料外壳，但在塑料外壳表面喷涂一层防静电涂层；或者，使用填充有导电填料的树脂组合物制成防静电塑料来使机器表面达到防静电的效果。但是，现有技术中使用的上述三种方法都有其自身难以克服的缺点。

目前，防爆对讲机的金属外壳一般是不锈钢材质或铝/镁合金材质的外壳，金属外壳需要与内部器件进行绝缘处理，而由于对讲机的机器外壳形状比较复杂，因此不锈钢材质的外壳成型加工比较困难；铝/镁合金的主要问题是不符合防爆的安全要求(因为裸露的铝合金或镁合金比较容易产生火花，参见IEC60079-02007)，而表面再喷涂油漆又不满足电阻的要求。当使用普通塑料作为对讲机的外壳，表面喷涂防静电涂层时，在防爆对讲机的使用过程中，防静电涂层容易磨损，此时也难以满足防静电的要求，容易产生危险。与上述两种方法相比，使用填充有导电填料的树脂组合物来制备防爆对讲机的壳体是目前比较流行的技术，通常使用的导电填料是碳材料、导电金属材料或其他有机的导电剂。但该种工艺的主要问题是，由于导电填料的添加量对于材料的韧性具有重要的影响，因此当需要精确控制电阻率的时候，不能很好的平衡材料的韧性和刚性，材料要么偏脆，要么偏软，对于通讯设备的外壳不适用。

发明内容

本发明要解决的问题在于提供一种防静电复合材料，与现有技术相比，本发明提供的防静电复合材料既具有良好的抗静电性能，而且具有较好的机械性能。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种防静电复合材料，包括：

防静电层，所述防静电层由第一树脂组合物固化形成，在所述第一树脂组合物中有导电填料；

与所述防静电层复合的绝缘支撑层，所述绝缘支撑层有第二树脂组合物固化形成。

优选的，所述防静电层中的导电填料占所述防静电层的重量百分比为1％～20％。

优选的，所述导电填料为导电碳材料和/或导电金属材料。

优选的，所述导电碳材料选自碳纤维、碳纳米管、石墨、石墨烯、活性炭、炭黑中的一种或多种。

优选的，所述导电金属材料选自不锈钢纤维、低碳钢纤维、铝纤维、铝合金纤维、镁纤维、镁合金纤维中的一种或多种。

优选的，所述第一树脂组合物为聚烯烃类树脂、聚苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、氟树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯、聚醚类树脂、聚砜类树脂、聚酰亚胺类树脂、酚醛树脂、氨基树脂或不饱和聚酯树脂。

优选的，所述第二树脂组合物为聚烯烃类树脂、聚苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、氟树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯、聚醚类树脂、聚砜类树脂、聚酰亚胺类树脂、酚醛树脂、氨基树脂或不饱和聚酯树脂。

本发明还提供一种电子设备的壳体，由以上任一项技术方案所述的复合材料制成，所述防静电层作为所述壳体的外层，所述绝缘支撑层作为所述壳体的内层。

本发明还提供一种电子设备，包括所述电子设备的壳体。

优选的，所述电子设备为对讲机。

本发明提供防静电复合材料，包括防静电层和与所述防静电层复合的绝缘支撑层。与现有技术相比，本发明提供的复合材料中防静电层可以使该复合材料达到良好的防静电效果，绝缘支撑层可以使复合材料具有良好的机械性能，即本发明提供的复合材料在保证复合材料良好机械性能的同时还赋予其良好的防静电性能。

附图说明

图1为本发明提供的复合材料的一种方式的示意图；

图2为本发明提供的对讲机壳体的一种实施方式的示意图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

如图1所示，为本发明提供的复合材料的示意图，包括防静电层11和与所述防静电层11复合在一起的绝缘支撑层12，其中所述防静电层由第一树脂组合物固化形成，在所述第一树脂组合物中有导电填料；所述绝缘支撑层有第二树脂组合物固化形成。

按照本发明，所述第一树脂聚合物可以为聚烯烃类树脂、聚苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、氟树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯、聚醚类树脂、聚砜类树脂、聚酰亚胺类树脂、酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂中的一种或两种以上的混合物。

所述聚烯烃类树脂的具体例子可以为聚乙烯树脂、聚丁烯树脂、聚1-丁烯树脂、聚4-甲基-1-戊烯树脂、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，但不限于此。

所述聚乙烯基类树脂的具体例子可以为聚氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醛缩醛树脂。所述聚苯乙烯类树脂可以为聚苯乙烯树脂、改性聚苯乙烯树脂、ABS塑料，但不限于此。

所述丙烯酸类树脂的具体例子可以为聚甲基丙烯酸甲酯树脂、甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯共聚物树脂、甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸酯共聚物、聚α-氯代丙烯酸甲酯，但不限于此。

所述聚酰胺类树脂的具体例子可以为脂肪族类聚酰胺树脂、p型聚酰胺和mp型聚酰胺、聚间苯二甲酰间苯二胺树脂、全对位聚芳酰胺、聚对苯二甲酰三甲基己二胺，但不限于此。

所述聚碳酸酯的具体例子可以为双酚A型聚碳酸酯、卤代双酚A型聚碳酸酯、聚酯聚碳酸酯、烯丙基二甘醇碳酸酯，但不限于此。

所述聚醚类树脂的具体例子可以为聚甲醛、聚苯醚、氯化聚醚、聚苯硫醚、聚醚酮，但不限于此。

所述氨基树脂的例子可以为脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂，但不限于此。

按照本发明，在所述第一树脂组合物中填充有导电填料，所述导电填料优选占所述防静电层的重量百分比为1～20％，更优选为3～18％，更优选为5～15％，更优选为8～14％。所述导电填料优选为碳材料或导电金属材料。对于碳材料的具体例子，可以选自碳纤维、碳纳米管、石墨、石墨烯、活性炭、炭黑中的一种或多种，但不限于此；上述提到的碳材料可以从市场公开销售得到或按照现有技术公开的方法制备。所述导电金属材料的具体例子可以为导电金属材料选自不锈钢纤维、低碳钢纤维、铝纤维、铝合金纤维、铜纤维、铜合金纤维、铅、铅合金纤维中的一种或多种。

按照本发明，所述支撑层由第二树脂聚合物固化形成，所述第二树脂聚合物可以与所述第一树脂聚合物相同，也可以为不同。所述第二树脂聚合物的具体例子可以为聚烯烃类树脂、聚苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、氟树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯、聚醚类树脂、聚砜类树脂、聚酰亚胺类树脂、酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂中的一种或两种以上的混合物，但不限于此。对于所述聚烯烃类树脂、聚苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯、聚醚类树脂、氨基树脂的具体例子，可以参照上述第一树脂聚合物中的具体例子，但不限于上述已经举出的例子。

按照本发明，还可以在所述第一树脂组合物或所述第二树脂组合物中添加着色剂、成核剂、抗氧化剂、热稳定剂、耐候剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、抗菌剂、收缩防止剂等添加剂，上述添加剂的量的和优选为0.01重量％～10重量％，更优选为5重量％以下，更优选为3％重量以下。

按照本发明，所述抗氧剂的具体例子如受组酚类、含硫化合物类或含磷有机化合物类等抗氧剂，但不限于此；紫外线吸收剂的具体例子如苯并三唑类、二苯甲酮类或琥珀酸类等，但不限于此；稳定剂的具体例子如有机镍类或受阻胺类等，但不限于此；润滑剂的具体例子如高脂肪酸的金属盐类、高级脂肪酰胺类等润滑剂，但不限于此；增塑剂的具体例子如邻苯二甲酸酯类或磷酸酯类等增塑剂，但不限于此；阻燃剂的具体例子如溴化物、磷酸酯或红磷等阻燃剂，但不限于此；所述颜料的具体例子如滑石、氧化钛、氧化铁红、粘土、硅白、碳酸钙等无机颜料或偶氮系颜料、酞菁系颜料、碳墨等有机颜料，但不限于此。

对于本发明所述的复合材料的成型方法，可以使用挤压成型、注塑成型、固化成型等。光固化，红外光固化和紫外光固化等成型方法，优选使用注射成型的方法。采用上述成型方法制备本发明所述的复合材料时，可以采用二次成型方法，即先成型所述防静电层，然后在所述防静电层上成型所述绝缘支撑层；或者先成型所述绝缘支撑层，然后在所述绝缘支撑层上成型所述防静电层。按照本发明，也可以采用同时成型所述防静电层和绝缘支撑层的方法制备所述复合材料。

本发明还提供一种由所述复合材料制成的电子设备的壳体，所述电子设备的具体例子如通讯设备、电脑、家用电器、工业用电器、办公电器等，但不限于此；所述通讯设备的具体例子如对讲机，手机等，但不限于此。如图2所示，为本发明提供的电子设备的壳体示意图，包括防静电层21和与所述防静电层连接的绝缘支撑层22，其中所述防静电层作为所述壳体的外层，所述绝缘支撑层作为所述壳体的内层，在所绝缘支撑层露出外面的位置上，还设置有电连接片21a。本发明还提供一种电子设备，包括上述壳体。

与现有技术相比，本发明提供的复合材料中防静电层可以使该复合材料达到良好的防静电效果，绝缘支撑层可以使复合材料具有良好的机械性能，即本发明提供的复合材料在保证复合材料良好机械性能的同时还赋予其良好的防静电性能。

以下以具体实施例说明本发明的效果，但本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

以下实施例中所用原料如下：

(1)碳材料：

碳纳米纤维，昭和电工制造的蒸汽生长碳纤维；

炭黑，lion Agzo Co.，ltd.制造的KETJENBLACK EC-600JD(下文中简称为KB)；

碳纳米管：南京斐穆科贸有限公司生产的多壁碳纳米管；

石墨烯：南京斐穆科贸有限公司生产的单层氧化石墨烯；

(2)导电金属材料：不锈钢纤维：美国RTP 360.5 FR PC不锈钢纤维；

(3)聚苯硫醚：PPS-1，线性的PPS，熔融粘度为50Pa·S，低聚物量为0.4重量％，-SX基量为29μmol/g；

(4)聚苯醚：PPE-1，还原黏度为0.53dl/g的PPE；

(5)聚苯乙烯：HIPS，日本聚苯乙烯株式会社制造的H0103；

(6)聚丙烯：PP，熔点167℃、MFR＝4.6(g/10分钟)；

(7)聚酰胺：PA，尼龙66，数均分子量为14000；

(8)聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT，商品号为Duranex。

(9)聚酰胺弹性体：Elf Atochem化学公司制，商品名为PEBAX2533。

(10)聚乙烯，燕山石化2200J；

(11)抗氧剂PL-10北京市化学工业研究院；

(12)光稳定剂770北京市化学工业研究院；

(13)氧化铁红市场上购得；

(14)增塑剂，三甘醇二异辛酸酯，市场上购得；

(15)阻燃剂FANTON FT-2001M弹性体TPE东莞市凡田科技公司；

(16)润滑剂：华恩化工公司提供的6589塑料润滑剂。

实施例1

防静电层组分：

81％的聚乙烯、16％的碳纤维、2％抗氧剂、1％的光稳定剂；

支撑层组分：

97％的聚乙烯、2％抗氧剂、1％的光稳定剂；

将上述防静电层组分和支撑层组分进行双注射成型得到复合材料，得到厚度为1.5mm的防静电层和厚度为1.6mm的支撑层，测量机械性能和电性能，列于表2。

比较例1

使用81％的聚乙烯、16％的碳纤维、2％抗氧剂、1％的光稳定剂的比例制备片材。

实施例2～实施例8的原料配比见表1，性能测试结果见表2。

表1 实施例2-实施例8、比较例1-比较例8的原料配比

表2 实施例1-实施例8复合材料性能测试结果

表2的结果表明，本发明制备的复合材料具备良好的强度和抗静电性能。

以上对本发明所提供的防静电复合材料、电子设备的壳体以及电子设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防静电复合材料，其特征在于，包括：

防静电层，所述防静电层由第一树脂组合物固化形成，在所述第一树脂组合物中有导电填料；

与所述防静电层连接的绝缘支撑层，所述绝缘支撑层有第二树脂组合物固化形成。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述防静电层中的导电填料占所述防静电层的重量百分比为1％～20％。

3.根据权利要求1所述的防静电复合材料，其特征在于，所述导电填料为导电碳材料和/或导电金属材料。

4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，所述导电碳材料选自碳纤维、碳纳米管、石墨、石墨烯、活性炭、炭黑中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的复合材料，其特征在于，所述导电金属材料选自不锈钢纤维、低碳钢纤维、铝纤维、铝合金纤维、铜纤维、铜合金纤维、铅、铅合金纤维中的一种或多种。

6.根据权利要求1至5任一项所述的复合材料，其特征在于，所述第一树脂组合物为聚烯烃类树脂、聚苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、氟树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯、聚醚类树脂、聚砜类树脂、聚酰亚胺类树脂、酚醛树脂、氨基树脂或不饱和聚酯树脂。

7.根据权利要求1至5任一项所述的复合材料，其特征在于，所述第二树脂组合物为聚烯烃类树脂、聚苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、氟树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯、聚醚类树脂、聚砜类树脂、聚酰亚胺类树脂、酚醛树脂、氨基树脂或不饱和聚酯树脂。

8.一种电子设备的壳体，其特征在于，由权利要求1至7任一项所述的复合材料制成，所述防静电层作为所述壳体的外层，所述绝缘支撑层作为所述壳体的内层。

9.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求8所述的壳体。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为对讲机。

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