本发明属于笔记本电脑外壳加工技术领域，具体涉及一种集散热与电磁屏蔽于一体的笔记本电脑d壳及其成型方法。
背景技术：
笔记本电脑常见的外壳用料有镁铝合金、钛合金、碳纤维、聚碳酸酯pc和abs工程塑料。其中，镁铝合金的导热性能和强度尤为突出，其质量较轻、密度交底，散热性能较好，抗压性较强，其硬度是传统塑料机壳的数倍。因此镁铝合金成了便携式笔记本电脑的首选外壳材料，大部分厂商的笔记本电脑产品均采用了镁铝合金外壳技术；镁铝合金的缺点是，其耐磨性较差，并且成本较高，价格较为昂贵，且成型比abs工程塑料要困难。钛合金与镁铝合金相比，无论是散热、强度还是表面质感都较优，加工性能也更好，关键性的突破是钛合金的强韧性更强，而且更薄，钛合金的厚度仅为镁铝合金的一半，可以让笔记本电脑的体积更显娇小，而钛合金外壳材料的缺点就是十分昂贵，目前市场上使用钛合金外壳材料的笔记本很少。
聚碳酸酯pc是常见的笔记本电脑外壳用材料，它的原料是石油；从实用的角度考虑，其散热性能优于abs塑料，热量分散比较均匀，它的最大缺点是比较脆，一跌就破。abs工程塑料既具有聚碳酸酯树脂优良的耐热耐候性，尺寸稳定性和耐冲击性，又有优良的加工流动性，所以能保持较优异的性能，但是abs材料的质量较重，导热性能欠佳。
碳纤维既具有镁铝合金高雅坚固的特性，又有abs工程塑料的高可塑性，它的外观类似塑料，但是强度和导热能力优于普通的abs工程塑料。据ibm公司的资料显示，碳纤维强韧性是镁铝合金的两倍，而且散热效果最好。若使用时间相同，碳纤维机种的外壳摸起来最不烫手。碳纤维的缺点是成本较高。此外，碳纤维机壳还有一个缺点，就是如果接地不好，会有轻微的漏电感。
对于笔记本电脑来说，不同区域的外壳材料需要采用不同类型的材质材料，对于笔记本电脑的d壳(指的是笔记本电脑的最底部，与桌面等支撑物接触的位置壳体)来说，由于其贴近支撑物，并且与笔记本电脑的显卡、cpu这些发热量非常大的部件距离较近，如果其散热能力不足，会导致笔记本电脑内部的热量无法及时的散发出去，导致笔记本电脑的运行速率降低，严重的会导致笔记本电脑内部关键设备的烧毁，造成经济损失。另一方面，笔记本电脑的主板对外界的电磁环境，特别是cpu区域对于外界的电磁环境较为敏感，针对一些特殊行业的笔记本电脑用户，在特殊的环境中，笔记本电脑常因emi防护处理不到位出现黑屏现象，例如在电解铝的车间环境中，普通的笔记本电脑常会出现黑屏而无法正常工作。
技术实现要素：
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种集散热与电磁屏蔽于一体的笔记本电脑d壳的成型方法，成型得到的笔记本电脑d壳不仅具有优异的散热能力，并且具有较好的emi防护能力，确保笔记本电脑在特殊环境中使用的可靠性。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种集散热与电磁屏蔽于一体的笔记本电脑d壳的成型方法，包括以下步骤：
(1)将泡沫铝板破碎、研磨得到泡沫铝粉，接着将其分散到95％的乙醇中，加入硅烷偶联剂，搅拌混合均匀后，将混合物加热到50～80℃，保持温度，回流搅拌2～5h后滤出泡沫铝粉，再将滤出后的泡沫铝粉置于烘箱中烘干，得到改性处理的泡沫铝粉；
(2)将发泡剂分散到去离子水中，搅拌溶解得到高浓度溶液，接着将步骤(1)中的改性处理的泡沫铝粉置于所述的高浓度溶液中，在高速搅拌状态下低温加热，使得水分蒸发，得到混合物a；
(3)通过失重称将热塑性树脂、混合物a和其他助剂下料至双螺杆挤出机中，通过螺杆的剪切、混炼得到熔体混合物，再由熔体泵加压后注塑成型，得到所述的笔记本电脑d壳。
在进一步的技术方案中，所述泡沫铝粉的平均粒径为0.5～3mm。
在进一步的技术方案中，步骤(1)中，滤出后的泡沫铝粉的烘干条件包括，温度为55～70℃，真空度为0.05～0.45mpa。
在进一步的技术方案中，所述的发泡剂为碳酸氢钾、碳酸氢钠、碳酸氢钙中的至少一种。
在进一步的技术方案中，所述的热塑性树脂为聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚树脂、聚碳酸酯树脂、abs树脂中的一种或两种以上的组合物。
在进一步的技术方案中，所述的其他助剂包括功能助剂和加工助剂；
所述的功能助剂选自抗静电剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、阻燃剂中的至少一种；
所述的加工助剂选自抗氧剂、分散剂、润滑剂、相容剂中的至少一种。
本发明还提供了一种采用上述成型方法成型得到的集散热与电磁屏蔽于一体的笔记本电脑d壳。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、本发明通过内添加的方式将具有emi防护效果的金属铝粉引入到笔记本电脑d壳中，确保了笔记本电脑d壳具有良好的emi防护效果；
2、在本发明提供的笔记本电脑d壳的成型方法中，利用发泡剂发泡的原理，推挤所附着着的泡沫铝粉在热塑性树脂中实现均匀的分散效果，有效的改善了泡沫铝粉在热塑性树脂中的分散效果，提高了所述笔记本电脑d壳的导热效果。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
本发明中所有的原料，对其来源没有特别限定，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明中所有的原料，对其纯度没有特别限定，本发明优选采用分析纯或复合材料领域使用的常规纯度。
本发明提供了一种集散热与电磁屏蔽于一体的笔记本电脑d壳的成型方法，包括以下步骤：
(1)将泡沫铝板破碎、研磨得到泡沫铝粉，接着将其分散到95％的乙醇中，加入硅烷偶联剂，搅拌混合均匀后，将混合物加热到50～80℃，保持温度，回流搅拌2～5h后滤出泡沫铝粉，再将滤出后的泡沫铝粉置于烘箱中烘干，得到改性处理的泡沫铝粉；
(2)将发泡剂分散到去离子水中，搅拌溶解得到高浓度溶液，接着将步骤(1)中的改性处理的泡沫铝粉置于所述的高浓度溶液中，在高速搅拌状态下低温加热，使得水分蒸发，得到混合物a；
(3)通过失重称将热塑性树脂、混合物a和其他助剂下料至双螺杆挤出机中，通过螺杆的剪切、混炼得到熔体混合物，再由熔体泵加压后注塑成型，得到所述的笔记本电脑d壳。
本发明的技术构思在于，通过将泡沫铝粉与硅烷偶联剂进行共混改性，得到外侧包覆有硅烷偶联剂的改性粒子，接着将其置于高浓度的发泡剂溶液中，在高速搅拌、低温加热浓缩的过程中，发泡剂粒子或附着、或镶嵌、或夹藏在泡沫铝粉的表面、空隙结构中，得到负载有发泡剂的泡沫铝粉，将该泡沫铝粉与构成笔记本电脑d壳的热塑性树脂共混熔融，发泡剂受热分解后，推挤泡沫铝粉在所述的热塑性树脂分散均匀，从而有效的改善了所述的泡沫铝粉在热塑性树脂中的分散效果，提高了该笔记本电脑d壳的导热效果；并且，本发明中，通过内添加的方式，将具有emi防护效果的金属铝粉引入到笔记本电脑d壳中，确保了笔记本电脑d壳良好的emi防护效果。
本发明对所述的硅烷偶联剂的种类不做特殊的限定，以本领域技术人员熟知的硅烷偶联剂的种类和型号即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，优选条件下，所述的硅烷偶联剂选自kh560、kh570、kh792、a151、a171、八烷基三甲氧基硅氧烷、十二烷基三甲氧基硅氧烷、十六烷基三甲氧基硅氧烷中的至少一种。
根据本发明，本发明中所述的泡沫铝粉的平均粒径不宜过大，也不宜过小，过大时影响在所述笔记本电脑d壳中的填充效果，而过小时，泡沫铝粉的孔隙结构被消磨殆尽，从而影响了发泡剂粒子的附着效果；优选条件下，所述泡沫铝粉的平均粒径为0.5～3mm。
进一步的，根据本发明，所述的步骤(1)中，滤出后的泡沫铝粉的烘干条件包括，温度为55～70℃，真空度为0.05～0.45mpa。通过在低温真空条件的烘干，避免了铝粉被氧化。
本发明中，所述的步骤(2)中，将发泡剂分散溶解到去离子水中，在去离子水蒸发浓缩的过程中，使得发泡剂粒子均匀的负载在泡沫铝粉上，相较于发泡剂的总量为100重量份而言，去离子水的添加量为150～200重量份。高速搅拌以及低温加热的具体条件可以为，高速搅拌的速度为5000～6000r/min，低温加热的温度为50～60℃。
根据本发明，本发明中所述发泡剂的作用并不是在所述的笔记本电脑d壳中形成孔隙结构，而是基于发泡剂的发泡原理，在笔记本电脑d壳的熔体混合物制备时，对泡沫铝粉进行推挤，使其达到更好的分散效果，从而提高笔记本电脑d壳的导热效果。优选条件下，所述的发泡剂为碳酸氢钾、碳酸氢钠、碳酸氢钙中的至少一种。
本发明中，所述的热塑性树脂作为笔记本电脑d壳的基体树脂材料，本发明对其没有特别限定，以本领域技术人员熟知的树脂种类和型号即可，本领域技术人员可以根据实际应用情况、产品要求以及质量要求进行选择和调整，优选条件下，所述的热塑性树脂为聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚树脂、聚碳酸酯树脂、abs树脂中的一种或两种以上的组合物。
本发明中，为了进一步提高所述笔记本电脑d壳的综合性能以及改善所述笔记本电脑d壳的加工性能，在用于制备所述笔记本电脑d壳的原料中还含有其他助剂，所述的其他助剂包括功能助剂和加工助剂；
所述的功能助剂选自抗静电剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、阻燃剂中的至少一种；
所述的加工助剂选自抗氧剂、分散剂、润滑剂、相容剂中的至少一种。
所述的抗静电剂能够提高笔记本电脑d壳的表面抗静电能力，避免电荷的积累。优选的，所述的抗静电剂为乙氧基化烷基胺。
所述的光稳定剂可以提高笔记本电脑d壳的光稳定性，提高抗老化能力。优选的，所述的光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，例如聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯，聚﹛[6-[(1,1,3,3-四甲基丁基)-胺基]1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基]-1,6-己烷二基-(,2,6,6-四甲基哌啶基)-亚胺基﹜(商品名称为ch944，由巴斯夫公司生产)，或双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯，或其中至少两种的组合；
所述的紫外线吸收剂可以提高笔记本电脑d壳对紫外线的吸收能力。优选的，所述的紫外线吸收剂为苯丙三唑类紫外线吸收剂，例如2-(2'-羟基-3'-异丁基-5'-叔丁基苯基)苯并三唑，或2-(2h-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲酚，或其组合。
所述的阻燃剂可以提高笔记本电脑d壳的阻燃能力，优选的，所述的阻燃剂为无卤阻燃剂，例如捷尔思pnp1d无卤阻燃剂。
所述的抗氧剂优选为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076，或其组合。
所述的分散剂优选为聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺中的一种，例如所述的分散剂为聚乙烯蜡(牌号为ch2a)。
所述的润滑剂优选为硅酮粉、石蜡、聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、酰胺蜡、硬脂酸，或其组合。
所述的相容剂优选为马来酸酐、甲基丙烯酸缩水甘油酯或丙烯酸的接枝物或共聚物。
以下通过具体的实施例对本发明提供的集散热与电磁屏蔽于一体的笔记本电脑d壳做出详细的说明。
实施例1
一种笔记本电脑d壳的成型方法，包括以下步骤：
(1)将泡沫铝板破碎、研磨得到平均粒径为2mm的泡沫铝粉，接着将其分散到95％的乙醇中，加入硅烷偶联剂，搅拌混合均匀后，将混合物加热到70℃，保持温度，回流搅拌3h后滤出泡沫铝粉，再将滤出后的泡沫铝粉置于烘箱中，在温度为60℃、真空度为0.30mpa的条件下烘干，得到改性处理的泡沫铝粉；
(2)将发泡剂碳酸氢钠分散到去离子水中，搅拌溶解得到高浓度溶液，接着将步骤(1)中的改性处理的泡沫铝粉置于所述的高浓度溶液中，在5500r/min的搅拌速度下，在55℃的温度下加热，使得水分蒸发，得到混合物a；
(3)通过失重称将聚对苯二甲酸丁二醇酯、混合物a和其他助剂下料至双螺杆挤出机中，通过螺杆的剪切、混炼得到熔体混合物，再由熔体泵加压后注塑成型，得到所述的笔记本电脑d壳。
用于成型所述笔记本电脑d壳的原料组合物包括以下重量份的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯130份、泡沫铝粉40份、硅烷偶联剂kh5602份、发泡剂碳酸氢钠4份、去离子水8份、抗氧剂10100.5份、抗氧剂1680.5份、抗静电剂乙氧基化烷基胺0.3份、光稳定剂ch9440.2份、捷尔思pnp1d无卤阻燃剂0.5份、分散剂聚乙烯蜡(牌号为ch2a)0.4份。
实施例2
如实施例1成型得到的笔记本电脑d壳，不同的是，步骤(1)中，泡沫铝粉碎后得到平均粒径为0.5mm的泡沫铝粉；其余不变，成型得到所述的笔记本电脑d壳。
实施例3
如实施例1成型得到的笔记本电脑d壳，不同的是，步骤(1)中，泡沫铝粉碎后得到平均粒径为3mm的泡沫铝粉；其余不变，成型得到所述的笔记本电脑d壳。
实施例4
如实施例1成型得到笔记本电脑d壳，不同的是，用于成型所述笔记本电脑d壳的原料组合物包括以下重量份的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯110份、泡沫铝粉30份、硅烷偶联剂kh5601份、发泡剂碳酸氢钠1份、去离子水1.5份、抗氧剂10100.1份、抗氧剂1680.2份、抗静电剂乙氧基化烷基胺0.2份、光稳定剂ch9440.05份、捷尔思pnp1d无卤阻燃剂0.2份、分散剂聚乙烯蜡(牌号为ch2a)0.3份；其余不变。
实施例5
如实施例1成型得到笔记本电脑d壳，不同的是，用于成型所述笔记本电脑d壳的原料组合物包括以下重量份的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯150份、泡沫铝粉50份、硅烷偶联剂kh5604份、发泡剂碳酸氢钠6份、去离子水12份、抗氧剂10101份、抗氧剂1681份、抗静电剂乙氧基化烷基胺0.5份、光稳定剂ch9440.3份、捷尔思pnp1d无卤阻燃剂0.7份、分散剂聚乙烯蜡(牌号为ch2a)0.7份；其余不变。
对比例1
如实施例1成型得到的笔记本电脑d壳，不同的是，用于成型所述笔记本电脑d壳的原料组合物中不含有发泡剂碳酸氢钠，所述笔记本电脑d壳的成型方法包括以下步骤：
(1)将泡沫铝板破碎、研磨得到平均粒径为2mm的泡沫铝粉，接着将其分散到95％的乙醇中，加入硅烷偶联剂，搅拌混合均匀后，将混合物加热到70℃，保持温度，回流搅拌3h后滤出泡沫铝粉，再将滤出后的泡沫铝粉置于烘箱中，在温度为60℃、真空度为0.30mpa的条件下烘干，得到改性处理的泡沫铝粉；
(2)通过失重称将聚对苯二甲酸丁二醇酯、改性处理的泡沫铝粉和其他助剂下料至双螺杆挤出机中，通过螺杆的剪切、混炼得到熔体混合物，再由熔体泵加压后注塑成型，得到所述的笔记本电脑d壳。
用于成型所述笔记本电脑d壳的原料组合物包括以下重量份的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯130份、泡沫铝粉40份、硅烷偶联剂kh5602份、抗氧剂10100.5份、抗氧剂1680.5份、抗静电剂乙氧基化烷基胺0.3份、光稳定剂ch9440.2份、捷尔思pnp1d无卤阻燃剂0.5份、分散剂聚乙烯蜡(牌号为ch2a)0.4份。
对比例2
如实施例1成型得到的笔记本电脑d壳，不同的是，用于成型所述笔记本电脑d壳的原料组合物中不含有泡沫铝粉，而是铝粉，所述笔记本电脑d壳的成型方法包括以下步骤：
(1)将平均粒径为2mm的铝粉分散于到95％的乙醇中，加入硅烷偶联剂，搅拌混合均匀后，将混合物加热到70℃，保持温度，回流搅拌3h后滤出铝粉，再将滤出后的铝粉置于烘箱中，在温度为60℃、真空度为0.30mpa的条件下烘干，得到改性处理的铝粉；
(2)将发泡剂碳酸氢钠分散到去离子水中，搅拌溶解得到高浓度溶液，接着将步骤(1)中的改性处理的铝粉置于所述的高浓度溶液中，在5500r/min的搅拌速度下，在55℃的温度下加热，使得水分蒸发，得到混合物a；
(3)通过失重称将聚对苯二甲酸丁二醇酯、混合物a和其他助剂下料至双螺杆挤出机中，通过螺杆的剪切、混炼得到熔体混合物，再由熔体泵加压后注塑成型，得到所述的笔记本电脑d壳。
用于成型所述笔记本电脑d壳的原料组合物包括以下重量份的原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯130份、铝粉40份、硅烷偶联剂kh5602份、发泡剂碳酸氢钠4份、去离子水8份、抗氧剂10100.5份、抗氧剂1680.5份、抗静电剂乙氧基化烷基胺0.3份、光稳定剂ch9440.2份、捷尔思pnp1d无卤阻燃剂0.5份、分散剂聚乙烯蜡(牌号为ch2a)0.4份。
性能测试：
1、采用天津市建仪试验机有限责任公司的drp-4a型导热系数测定仪对本发明中成型得到的笔记本电脑d壳的导热率进行表征测试，将测试结果汇总记录到表1中。
2、根据sj20524-1995的标准测试上述实施例1-5、对比例1-2制备得到的笔记本电脑d壳的电磁屏蔽效能，并将测试结果记录到表1中。
表1：
结合上述试验数据可以看出，本发明提供的笔记本电脑d壳具有优异的导热能力，并且具有较好的电磁屏蔽效能，能有效的防止笔记本电脑在特殊环境下使用时受到外界电磁的影响，确保笔记本电脑的正常使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。