CN104045974B - 一种复合材料、基材及其制备方法和电子产品外壳及其制备方法 - Google Patents

一种复合材料、基材及其制备方法和电子产品外壳及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种复合材料，该复合材料包括环氧树脂、尼龙、固化剂和脱模剂；所述脱模剂为聚四氟乙烯和/或有机硅树脂。本发明还提供了一种基材及其制备方法、一种电子产品外壳及其制备方法。本发明的复合材料在热压成型时不需要涂覆脱模剂，可以降低成本；在制备电子产品外壳时可以通过模内嵌件注塑，可在成型塑胶卡扣的同时使其与复合材料外壳进行结合，一步到位，省掉了热熔贴合工艺，降低成本。同时，做出的产品外观更佳，不会出现溢胶等缺陷，提高了良率；并且其与塑胶卡扣的结合力好。

Description

一种复合材料、基材及其制备方法和电子产品外壳及其制备方法
技术领域
本发明属于电子产品制造领域，尤其涉及一种复合材料、基材及其制备方法和电子产品外壳及其制备方法。
背景技术
目前，用于手机外壳上的复合材料树脂一般为环氧树脂，并且都大规模商业化。
然而，复合材料极难成型塑胶卡扣等倒扣结构，需后续热熔粘接塑胶等方式成型。且由于环氧树脂属于热固性树脂，交联固化后再难以与其他工程塑胶结合，如PC等，且其结合力较小，难以满足手机行业结构件要求。
发明内容
本发明为解决现有的电子产品外壳所运用的复合材料难以成型卡扣并且其与工程塑胶的结合力差的技术问题，提供一种易于成型卡扣并且与工程塑料结合力好的复合材料、基材及其制备方法和电子产品外壳及其制备方法。
本发明提供了一种复合材料，该复合材料包括环氧树脂、尼龙、固化剂和脱模剂；所述脱模剂为聚四氟乙烯和/或有机硅树脂。
本发明还提供了一种基材，该基材为在纤维织布的表面上涂敷复合材料后预固化得到；所述复合材料为本发明所述的复合材料。
本发明还提供了上述基材的制备方法，该方法为将复合材料涂覆在纤维织布的表面，然后预固化；所述复合材料为本发明所述的复合材料。
本发明还提供了一种电子产品外壳的制备方法，该方法包括如下步骤：
S1、热压成型，将基材热压成型为热压件；
S2、模内注塑，将热压件与塑料在模内注塑成型即可；
其中，所述基材为本发明所述的基材。
本发明还提供了上述方法制备得到的电子产品外壳。
本发明的复合材料在热压成型时不需要涂覆脱模剂，可以降低成本；在制备电子产品外壳时可以通过模内嵌件注塑，可在成型塑胶卡扣的同时使其与复合材料外壳进行结合，一步到位，省掉了热熔贴合工艺，降低成本。同时，做出的产品外观更佳，不会出现溢胶等缺陷，提高了良率；并且其与塑胶卡扣的结合力好。
附图说明
图1是本发明的基材的一种测试样；
图2是本发明的基材的另一种测试样。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种复合材料，该复合材料包括环氧树脂、尼龙、固化剂和脱模剂；所述脱模剂为聚四氟乙烯和/或有机硅树脂。
根据本发明所提供的复合材料，为了使该材料与塑胶卡扣的结合力，优选地，以复合材料的总重量为基准，所述环氧树脂的含量为45-62wt%，所述尼龙的含量为25-30wt%，所述固化剂的含量为3-5wt%，所述有机硅树脂的含量为5-10wt%，所述聚四氟乙烯的含量为5-10wt%。
根据本发明所提供的复合材料，为了降低复合材料烘烤的温度，优选地，所述尼龙的熔融温度为160℃-180℃。
所述固化剂没有特别的限制，只要能够是本发明的复合材料固化即可，如所述固化剂为双氰胺、脂肪二胺、多胺、有机酸酐和三氟化硼中的至少一种。
本发明还提供了一种基材，该基材为在纤维织布的表面上涂敷复合材料后预固化得到；所述复合材料为本发明所述的复合材料。
根据本发明所提供的基材，为了提高该基材的强度，优选地，以所述基材的总重量为基准，所述复合材料的含量为40-43wt%。
根据本发明所提供的基材，优选地，所述纤维织布为碳纤维织布、芳纶纤维织布和玻璃纤维织布中的一种。
本发明还提供了一种上述所述的基材的制备方法，该方法为将复合材料涂覆在纤维织布的表面，然后预固化；所述复合材料为本发明所述的复合材料。
根据本发明所提供的制备方法，优选地，所述涂覆的方法为粉末静电喷涂。
根据本发明所提供的制备方法，优选地，所述粉末静电喷涂的雾化压力为0.30-0.45MPa，流速压力为0.30-0.55MPa，静电高压为60-90kV，静电电流为10-20μA。
本发明还提供了一种电子产品外壳的制备方法，该方法包括如下步骤：
S1、热压成型，将基材热压成型为热压件；
S2、模内注塑，将热压件与塑料在模内注塑成型即可；
其中，所述基材为本发明所述的基材。
本发明的电子产品制备方法，在热压成型时，基材通过热压成型形成电子产片外壳的主要部分，而模内注塑是用塑料再已成型的外壳部分的基础上形成可以跟电子产品其他部分进行连接的卡扣部分。
根据本发明所提供的制备方法，优选地，所述热压的温度为160-180℃，压力为1-3MPa，保压时间为8-10min。
根据本发明所提供的制备方法，为了提高基材与塑胶卡扣的结合力，优选地，所述塑料为聚酰胺和玻璃纤维的共聚物或聚氨酯和玻璃纤维的共聚物。
本发明还提供了一种电子产品外壳，该电子产品外壳由本发明所述方法制备得到的。
下面应用具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。
实施例1
1、复合材料制备：将环氧树脂粉末50%、透明尼龙12粉末28%、固化剂双氰胺4%、有机硅树脂粉末8%和聚四氟乙烯粉末10%采用高速混合机充分混合；
2、基材制备：碳纤维编织布预浸，采用粉末静电喷涂方式将上述复合材料喷涂附着在纤维编织布上，粉末静电喷涂的雾化压力为0.45MPa，流速压力为0.55MPa，静电高压为80kV，静电电流为15μA。再在60℃的烘箱中对其预固化10min使其流平，且保证复合材料含量为43%；
3、热压成型：将上述纤维预浸布裁剪成适当形状、大小平铺于模具中，温度180℃、压力3MPa并保压10min，待产品冷却后开模取出热压成型件；
4、电子产品壳体制备：采用CNC去掉热压件上多余的法兰部分后，放置于模具内嵌件注塑即可的产品A1，其中塑胶料为聚酰胺和玻璃纤维的共聚物。
实施例2
1、复合材料制备：将环氧树脂粉末62%、透明尼龙12粉末25%、固化剂脂肪二胺3%、有机硅树脂粉末5%和聚四氟乙烯粉末5%采用高速混合机充分混合；
2、基材制备：碳纤维织布预浸，采用粉末静电喷涂方式将上述复合材料喷涂附着在纤维编织布上，粉末静电喷涂的雾化压力为0.30MPa，流速压力为0.30MPa，静电高压为60kV，静电电流为10μA。再在80℃的烘箱中对其预固化10Min使其流平，且保证复合材料含量为40%；
3、热压成型：将上述纤维预浸布裁剪成适当形状、大小平铺于模具中，温度160℃、压力1MPa并保压10min，待产品冷却后开模取出热压成型件；
4、电子产品壳体制备：采用CNC去掉热压件上多余的法兰部分后，放置于模具内嵌件注塑即可得产品A2，其中塑胶料为聚氨酯和玻璃纤维的共聚物。
实施例3
1、复合材料制备：将环氧树脂粉末45%、透明尼龙12粉末30%、固化剂多胺5%、有机硅树脂粉末10%和聚四氟乙烯粉末10%采用高速混合机充分混合；
2、基材制备：碳纤维织布预浸，采用粉末静电喷涂方式将上述复合材料喷涂附着在纤维编织布上，粉末静电喷涂的雾化压力为0.40MPa，流速压力为0.40MPa，静电高压为90kV，静电电流为20μA。再在50℃的烘箱中对其预固化10Min使其流平，且保证复合材料含量为42%；
3、热压成型：将上述纤维预浸布裁剪成适当形状、大小平铺于模具中，温度170℃、2MPa并保压10min，待产品冷却后开模取出热压成型件；
4、电子产品壳体制备：采用冲切方式去掉热压件上多余的法兰部分后，放置于模具内嵌件注塑即可得产品A3，其中塑胶料为聚酰胺和玻璃纤维的共聚物。
实施例4
1、复合材料制备：将环氧树脂粉末60%、透明尼龙12粉末26%、固化剂有机酸酐4%、有机硅树脂粉末10%采用高速混合机充分混合；
2、基材制备：芳纶纤维织布预浸，采用粉末静电喷涂方式将上述复合材料喷涂附着在纤维编织布上，粉末静电喷涂的雾化压力为0.35MPa，流速压力为0.50MPa，静电高压为70kV，静电电流为18μA。再在60℃的烘箱中对其预固化10Min使其流平，且保证复合材料含量为41%；
3、热压成型：将上述纤维预浸布裁剪成适当形状、大小平铺于模具中，温度180℃、压力3MPa并保压10min，待产品冷却后开模取出热压成型件；
4、电子产品壳体制备：采用冲切方式去掉热压件上多余的法兰部分后，放置于模具内嵌件注塑即可得产品A4，其中塑胶料为聚氨酯和玻璃纤维的共聚物。
实施例5
1、复合材料制备：将环氧树脂粉末60%、透明尼龙12粉末30%、固化剂三氟化硼5%和聚四氟乙烯粉末5%采用高速混合机充分混合；
2、基材制备：玻璃纤维织布预浸，采用粉末静电喷涂方式将上述复合材料喷涂附着在纤维编织布上，粉末静电喷涂的雾化压力为0.35MPa，流速压力为0.45MPa，静电高压为80kV，静电电流为16μA。再在60℃的烘箱中对其预固化10Min使其流平，且保证复合材料含量为43%；
3、热压成型：将上述纤维预浸布裁剪成适当形状、大小平铺于模具中，温度180℃、压力3MPa并保压10min，待产品冷却后开模取出热压成型件；
4、电子产品壳体制备：采用冲切方式去掉热压件上多余的法兰部分后，放置于模具内嵌件注塑即可得产品A5，其中塑胶料为聚酰胺和玻璃纤维的共聚物。
对比例1
1、热压成型：将环氧树脂纤维预浸布裁剪成适当形状、大小平铺于模具中，温度180℃、压力3MPa并保压10min，待产品冷却后开模取出热压成型件；
2、卡扣成型：注塑成型卡扣等塑胶部分，其中塑胶料为聚酰胺和玻璃纤维的共聚物；
3、热熔粘接：采用CNC去掉热压件上多余的法兰部分，然后采用热熔胶以热熔贴合的方式将其与上述塑胶卡扣粘接在一起，即可得产品CA1。
测试方法及数据
一、力学性能
1、拉拔强度
制作如图1所示的测试样（1为基材，2为塑胶），在万能拉拔机上，分别装夹测试样条两头，以10mm/min速度进行拉拔处理，记录复合材料与塑胶分开的最大拉拔强度，结果见表1。
2、剪切强度
制作如图2所示的测试样（1为基材，2为塑胶），在万能拉拔机上，分别装夹测试样条两头，以10mm/min速度进行拉拔处理，记录复合材料与塑胶分开的最大剪切强度，结果见表1。
3、翻滚跌落
从1米高处往下跌落，每分钟跌落12次，检查直至开裂时跌落的次数，结果见表1。
二、耐候性能
1、湿热循环
在高温55℃、低温25℃及湿度为95%RH-97%RH环境下保持9H+9H为一个循环，记录其开裂的循环次数，结果见表1。
2、恒温恒湿
在温度为47℃，湿度为95%RH保持168H后，用肉眼查看其表面是否开裂，结果见表1。
3、冷热冲击
在高温65℃下保持30分钟后转移至低温-40℃下30分钟为一个循环，记录其开裂的循环次数，结果见表1。
4、盐雾
在35℃下用含盐溶液（5%NaCl溶液，PH值在6.5-7.2范围内）对样品喷雾2小时，然后转移到湿度箱中在40℃，80%湿度下，放置168小时，用肉眼查看其表面是否开裂，结果见表1。
表1
。
从表1中可以看出用本发明的复合材料制备得到的电子产品外壳的拉拔强度大于5.4MPa、剪切强度大于16.4MPa、翻滚跌落500次后未开裂，而用对比例的方法制备的电子产品外壳的拉拔强度为1.6MPa、剪切强度小于5.6MPa，翻滚跌落300次后即开裂。说明本发明的电子产品外壳由很好的力学性能。同时从表1中可以看出本发明的电子产品的耐候性能也比对比例的好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种复合材料，其特征在于：该复合材料包括环氧树脂、尼龙、固化剂和脱模剂；所述脱模剂为聚四氟乙烯和/或有机硅树脂；以复合材料的总重量为基准，所述环氧树脂的含量为45-62wt%，所述尼龙的含量为25-30wt%，所述固化剂的含量为3-5wt%，所述有机硅树脂的含量为5-10wt%，所述聚四氟乙烯的含量为5-10wt%。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述尼龙的熔融温度为160-180℃。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述固化剂为双氰胺、多胺、有机酸酐和三氟化硼中的至少一种。
4.一种基材，其特征在于：该基材为在纤维织布的表面上涂敷复合材料后预固化得到；所述复合材料为权利要求1-3任意一项所述的复合材料。
5.根据权利要求4所述的基材，其特征在于，以所述基材的总重量为基准，所述复合材料的含量为40-43wt%。
6.根据权利要求4所述的基材，其特征在于：所述纤维织布为碳纤维织布、芳纶纤维织布和玻璃纤维织布中的一种。
7.一种权利要求4所述的基材的制备方法，其特征在于：该方法为将复合材料涂覆在纤维织布的表面，然后预固化；所述复合材料为权利要求1-3任意一项所述的复合材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述涂覆的方法为粉末静电喷涂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述粉末静电喷涂的雾化压力为0.30-0.45MPa，流速压力为0.30-0.55MPa，静电高压为60-90kV，静电电流为10-20μA。
10.一种电子产品外壳的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、热压成型，将基材热压成型为热压件；
S2、模内注塑，将热压件与塑料在模内注塑成型即可；
其中，所述基材为权利要求4-6任意一项所述的基材。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于：所述热压的温度为160-180℃，压力为1-3MPa，时间为25-35min。
12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于：所述塑料为聚酰胺和玻璃纤维的共混物或聚氨酯和玻璃纤维的共混物。
13.一种电子产品外壳，其特征在于：该电子产品外壳由权利要求10-12任意一项所述方法制备得到。
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