CN104629273A - 一种可同时应用于nmt工艺及lds工艺的聚酯复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种可同时应用于nmt工艺及lds工艺的聚酯复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料，包括以下重量百分比各组分：30％-70％的PBT树脂，3％-20％的聚烯烃，1％-15％的金属化合物，0.05％-0.5％的抗氧剂，0.1％-2.0％的脱模剂，10％-40％的玻璃纤维，本发明的可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料既能应用于NMT工艺，也能应用于LDS工艺。本发明还提出一种可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料的制备方法，该方法简单易行，成本低，适于大规模生产应用。

Description

一种可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料，尤其是涉及一种能够同时用于纳米注塑(NMT)和激光直接成型工艺(LDS)的聚酯复合材料及其制备方法。
背景技术
在众多工业涉及领域，需要用到塑胶和金属的结合设计。最常见的两种塑胶/金属结合技术为模内注塑技术和胶合剂粘接技术。随着金属在消费电子领域，特别是手机，平板电脑和笔记本电脑中需求增加，急需一种更有效的塑胶/金属结合技术，该技术需要有更高的结合强度，更简化的生产工艺，更高的设计自由度，更轻的重量和更小的体积。
日本大成(Taisei)公司发明了纳米注塑工艺(NMT)，在该公司的一系列专利中(WO 2007/040245等)披露，改性聚苯硫醚(PPS)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)可以通过注塑的方法直接粘附在经过纳米工艺处理的金属表面。该技术由于具有上文中提到的诸多优点，已经在手机行业中迅速普及。
激光直接成型工艺(LDS)由德国乐普科(LPKF)公司开发，是一种专业镭射加工、射出与电镀制程的3D生产技术，其原理是将普通的塑胶元件/电路板赋予电气互连功能、支撑元器件功能和塑料壳体的支撑、防护等功能，以及由机械实体与导电图形结合而产生的屏蔽、天线等功能结合于一体。LDS技术超越了传统天线制造技术(例如软金属或冲压金属)的物理和经济极限。整个生产工艺，从制模到激光构形和塑料喷镀，快速且易于设计。这种技术的主要优点包括：更灵活地更改设计，并可在三维表面上创制天线结构。这些功能允许客户进行更高水平的产品集成，减少零部件并降低成本。
NMT与LDS技术在消费电子，特别是智能手机中都得到了广泛应用。在很多设计中，一个产品同时使用了上述两种技术。但是由于两种工艺对塑胶材料的特性需求不同，目前必须使用两种或以上的塑胶材料，使得具有更轻更薄优点的一体化设计非常困难。同时，由于不同的塑胶材料对模具设计，加工条件等的要求又不尽相同，也极大的限制了生产成本的控制和生产效率的提高。
发明内容
本发明目的提供一种可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料是针对以上现有技术的不足，克服了现有技术中的可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料不能够同时应用于NMT和LDS工艺的缺陷。
本发明另一目的是提出一种可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料的制备方法，克服了现有技术中制备过程复杂的缺陷。
为实现本发明的目的，本发明的技术方案如下：一种可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料，包括以下重量百分比各组分：
优选的，所述聚烯烃包括聚乙烯，聚丙烯(PP)，聚丁烯，乙烯-辛烯共聚物(POE)，聚烯烃-缩水甘油酯共聚物，聚烯烃-丙烯酸酯共聚物，聚烯烃-醋酸酯共聚物中的一种或多种。
优选的，所述金属化合物包括氧化铜，三氧化二铬，铜铬黑，碳酸铜，磷酸铜，硫酸铜，氯化铜，二氧化锡，锡灰，锡酸钠，锡酸钾，三氧化二锑，五氧化二锑，锑酸钠，锑酸钾中的一种或多种。
优选的，所述玻璃纤维包括圆柱形玻璃纤维和扁平玻璃纤维中的一种或两种。圆柱形玻璃纤维简称圆柱形玻纤，扁平玻璃纤维简称扁平玻纤。
优选的，所述可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料还包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)，聚对苯二甲酸-1，4-环己二甲醇酯(PCT)，聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚对苯二甲酸-1，4-环己二甲醇酯(PETG)，聚对苯二甲酸-1，4-环己二甲醇酯共聚对苯二甲酸乙二醇酯(PCTG)，聚对苯二甲酸-间苯二甲酸乙二醇酯(PETA)，聚对苯二甲酸-间苯二甲酸-1，4-环己二甲醇酯(PCTA)中的一种或多种。
优选的，可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料还含有1％-10％无机矿物，所述无机矿物包括滑石粉，硅灰石，云母，蒙脱石，硅酸盐，铝酸盐中的一种或多种。
一种可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料的制备方法：将各组分经挤出机挤出造粒，其中造粒温度为210-270摄氏度。
优选的，所述可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料的制备方法：将各组分经挤出机挤出造粒，其中造粒温度220-250摄氏度。
本发明的有益技术效果：本发明的可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料既能应用于NMT工艺，也能应用于LDS工艺。本发明还提出一种可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料的制备方法，该方法简单易行，成本低，适于大规模生产应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料及其制备方法实施例中金属塑胶测试整体件的结构示意图。
附图中，1-金属片，4-塑胶件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中使用的金属粘接力测试标准参照日本大成化学专利中的标准，具体如下：
如图所示，金属和塑胶的结合面面积为0.5cm-2。
在所有对比实验中，保持相同的注塑条件，料筒温度250℃-270℃，模温140℃。结合力测试为双向拉伸测试。
本发明使用乐普科(LPKF)公司推荐的上镀指数(PI)来表征材料的LDS活性。
实施例1
将各组分按表1中所示重量比于混合机中混合后，用双螺杆挤出机造粒，造粒温度220摄氏度至250摄氏度之间。所得粒子按照说明书中所述标准和方法经注塑加工成型并测试结合力和PI值。测试结果如表1中所示。
表1
a.参比1为日本东丽公司NMT材料1101G
b.参比2为日本三菱公司LDS材料3730
其中EVA为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
由表1中参比材料的性能可知，目前市售的NMT和LDS产品并不能同时满足两种工艺的需求。而表1中所有样品均同时具有NMT结合力与LDS活性，并且大部分样品的NMT结合力和LDS活性与参比材料相比处于同一水平，甚至还略高(如样品5和样品7)。不同的金属化合物及含量对NMT结合力影响不大，但对LDS活性有较大影响。铜铬黑和锡灰具有最大的LDS活性。从样品与参比材料的对比可知，样品3，4，5和7同时具备了参比1的NMT性能和参比2的LDS性能，完全具备实际使用价值。
实施例2
将各组分按表2中所示重量比于混合机中混合后，用双螺杆挤出机造粒，造粒温度220摄氏度至250摄氏度之间。所得粒子按照说明书中所述标准和方法经注塑加工成型并测试结合力和PI值。测试结果如表2中所示。
表2
a.参比1为日本东丽公司NMT材料1101G
b.参比2为日本三菱公司LDS材料3730
其中EVA为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
实施例2中考查了不同的其他聚酯树脂对材料NMT和LDS性能的影响。从数据可知，其他聚酯树脂的加入能够显著提升材料的NMT结合力，同时，对材料的LDS上镀性能几乎没有负面影响，甚至略有提高。通过使用合适的聚酯树脂和含量，可以得到NMT和LDS性能均优于参比材料的产品(如样品13和样品16)。
实施例3
将各组分按表2中所示重量比于混合机中混合后，用双螺杆挤出机造粒，造粒温度220摄氏度至250摄氏度之间。所得粒子按照说明书中所述标准和方法经注塑加工成型并测试结合力和PI值。测试结果如表3中所示。
a.参比1为日本东丽公司NMT材料1101G
b.参比2为日本三菱公司LDS材料3730
其中EVA为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。
实施例3中考查了不同玻纤含量，以及不同的无机矿物对NMT结合力以及LDS活性PI值的影响。由表3中数据可知，实验中使用的无机矿物能够明显提高该可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料的PI值，即能够提升材料的LDS性能。但是，无机矿物的加入对材料的NMT性能也有一定的负面影响，导致与金属的结合力有少许下降。但是，如果注意二者的平衡，选择合适的无机矿物和含量(如样品25所示)，能够得到比参比1和参比2更好的NMT结合力以及PI值。实施例3同时证明了该技术对于不同玻纤含量的材料均适用。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料，其特征在于：包括以下重量百分比各组分：
2.如权利要求1所述的可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料，其特征在于：所述聚烯烃包括聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯，乙烯-辛烯共聚物，聚烯烃-缩水甘油酯共聚物，聚烯烃-丙烯酸酯共聚物，聚烯烃-醋酸酯共聚物中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料，其特征在于：所述金属化合物包括氧化铜，三氧化二铬，铜铬黑，碳酸铜，磷酸铜，硫酸铜，氯化铜，二氧化锡，锡灰，锡酸钠，锡酸钾，三氧化二锑，五氧化二锑，锑酸钠，锑酸钾中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料，其特征在于：所述玻璃纤维包括圆柱形玻璃纤维和扁平玻璃纤维中的一种或两种。
5.如权利要求1-4任一所述的可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料，其特征在于：所述可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料还包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)，聚对苯二甲酸-1，4-环己二甲醇酯(PCT)，聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚对苯二甲酸-1，4-环己二甲醇酯(PETG)，聚对苯二甲酸-1，4-环己二甲醇酯共聚对苯二甲酸乙二醇酯(PCTG)，聚对苯二甲酸-间苯二甲酸乙二醇酯(PETA)，聚对苯二甲酸-间苯二甲酸-1，4-环己二甲醇酯(PCTA)中的一种或多种。
6.如权利要求5所述的可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料，其特征在于：可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料还含有1％-10％无机矿物，所述无机矿物包括滑石粉，硅灰石，云母，蒙脱石，硅酸盐，铝酸盐中的一种或多种。
7.如权利要求1或2或3或4或6任一所述的可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料的制备方法，其特征在于：将各组分经挤出机挤出造粒，其中造粒温度为210-270摄氏度。
8.如权利要求5所述的可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料的制备方法，其特征在于：将各组分经挤出机挤出造粒，其中造粒温度210-270摄氏度。
9.如权利要求8所述的可同时应用于NMT工艺及LDS工艺的聚酯复合材料的制备方法，其特征在于：将各组分经挤出机挤出造粒，其中造粒温度220-250摄氏度。
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