一种适用于nmt与lds工艺的复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及复合材料技术领域，具体设及一种适用于NMT与LDS工艺的复合材料 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，金属与树脂结合的材料需求越来越大，应用领域也在不断扩张，技术的附 加价值也越来越高，对于坚硬树脂与金属结合的情形，要求它具有与诱铸件同等的结合强 度。传统采用涂敷预聚底层的办法是达不到运个强度的。为了满足强度要求，出现了一种 纳米成型技术（NanoMoldingTechnology简称NMT)，将需要结合的金属进行碱液处理、酸 处理、T液处理、再用水清洗干净后进行干燥。处理后的金属表面，表面形貌发生变化，在金 属表面形成无数的孔径约为20-40nm微孔，就是在运样的金属表面上注射成型树脂部分。 利用运种NMT技术结合的金属与树脂结构具有与诱筑件媳美的强度，同时在设计自由度上 又优于诱筑件。
[0003] 激光直接成型工艺（LD巧由德国乐普科（LPK巧公司开发，是一种专业错射加工、 射出与电锻制程的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，W及由机械实体与导电图形结合而产生 的屏蔽、天线等功能集合于一体。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锻，快速且易于设计。 运种技术的主要优点包括：更灵活地更改设计，并可在Ξ维表面上创制天线结构。运些功能 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。
[0004] 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W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。
[0005] 东竞宜安科技股份有限公司专利（CN103862748A)公开了一种侣合金与聚苯硫酸 热性树脂复合材料及其制备方法，所述复合材料由侣合金构件与聚苯硫酸热性树脂两部分 组成，虽然通过对侣合金构件表面先后进行的表面前处理、强碱蚀刻处理，成膜处理和微 孔扩容处理，然后在侣合金构件具有扩容微孔的表面进行聚苯硫酸热性树脂涂覆压合处 理，制成具有良好结合性能的侣塑复合材料，并且表面涂覆压合的聚苯硫酸热性树脂不会 从侣合金构件上剥离，能够真正地对电子设备、家用电器金属制壳体进行有效的保护。但是 该专利主要设及的是对金属的处理，并未设及树脂材料的制备方法。
[0006] 广州辰东新材料有限公司专利（CN104629273A)公开了一种可同时应用于NMT工 艺及LDS工艺的聚醋复合材料及其制备方法，所述复合材料既能应用于NMT工艺，也能应用 于LDS工艺。但是聚醋材料本身与金属粘接性能、耐耐溶剂性能比PPS要差，限制了在智能 手机领域的应用。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种适用于NMT与LDS工艺的 复合材料，由于金属和树脂的线性热膨胀系数不一样，为了匹配热膨胀系数，需要在树脂中 添加了玻璃纤维、铁白粉等材料，使塑料的热膨胀程度与金属的一致，不会在结合界面处发 生剥离破坏，该复合材料不仅具有优异的耐候性能，优异金属粘接强度，与金属粘接一起阳 极氧化处理后不变色、粘接强度衰变小，而且兼顾了优异的耐候性能，可W满足客户不同颜 色需求，大大提高了产品外观设计自由度。
[0008] 本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种适用于NMT与LDS工艺的 复合材料的制备方法，其制备方法简单，能同时满足NMT工艺与LDS工艺，适合工业化发展， 制得的复合材料白度高，金属粘接强度高。
[0009] 本发明的目的通过W下技术方案实现。
[0010] 一种适用于NMT与LDS工艺的复合材料，包括W下重量份的原料： 聚苯硫酸树脂 50-80份 连续玻璃纤维 10-30份 金属添加物 1-20份 铁白粉 5-20份 增初剂 8-20份 耐候剂 0. 1-1. 0份 抗氧剂 0. 2-1. 0份 润滑剂 0. 1-0. 5份 其中，所述聚苯硫酸树脂为纤维级聚苯硫酸树脂，该纤维级聚苯硫酸树脂的MI为 400-1000g/10min，烙点为280-290°C，其氯含量小于lOOOppm，白度L值大于80 ; 所述金属添加物为氧化铜、Ξ氧化二铭、铜铭黑、碳酸铜、憐酸铜、硫酸铜、氯化铜、二氧 化锡、锡灰、锡酸钢、锡酸钟、Ξ氧化二錬、五氧化二錬、錬酸钢、錬酸钟中的至少一种；金属 添加物的加入可使复合材料实现LDS功能。LDS技术使用激光在热塑性复合材料元件表面 刻出天线的电路痕迹，通过激光对运种热塑性材料中的金属添加物进行活化，将金属添加 物中的金属微粒，例如铜微粒等暴露在元件的电路痕迹表面，最后对元件经过激光活化的 部分，也就是电路痕迹表面进行金属锻层，从而在元件表面形成了特定形状的手机天线。当 选用不同的种类的金属添加物即可得到不同的金属锻层，满足LDS工艺的需求。此外，利用 NMT技术结合的金属锻层与纤维级聚苯硫酸树脂结构具有更高的强度，同时在设计自由度 上又优于诱筑件。
[0011]具体地，本发明的纤维级聚苯硫酸树脂（PPS)，牌号为PPS-XS-GLMI为 500g/10min，张家港市新盛材料有限公司。
[0012] 优选地，一种适用于NMT与LDS工艺的复合材料，包括W下重量份的原料： 聚苯硫酸树脂 50-70份 连续玻璃纤维 10-20份 金属添加物 1-15份 铁白粉 5-15份 增初剂 8-15份 耐候剂 0. 2-1. 0份 抗氧剂 0. 5-1. 0份 润滑剂 0. 3-0. 5份。
[0013] 其中，所述金属添加物为白色或浅色的锡酸钢、锡酸钟、Ξ氧化二錬、五氧化二錬、 錬酸钢、錬酸钟中的至少一种。当金属添加物选择白色或浅色的材料时，制得的复合材料可 达到更高白度的要求，白度不小于90。
[0014] 其中，所述铁白粉为金红石型铁白粉，其白度L值大于97,B值小于0,粒径小于4 微米。金红石型铁白粉的耐候性、保光性、着色力优异，制得的复合材料的耐候性好，与金属 粘接一起阳极氧化处理后不变色。具体地，所述金红石型铁白粉的粒径为3. 25微米，白度 99,是德国康诺斯国际有限公司生产的牌号为K2233的产品。
[0015] 其中，所述润滑剂为娃酬粉、褐煤蜡中的一种或两种。娃酬粉，烙点高，耐溫性能 好，适合高溫材料使用。具体地，娃酬粉，牌号为M7081。优选地，所述润滑剂为娃酬粉、褐 煤蜡W质量比为3:1的混合物。该润滑剂与本发明的其他材料配合，有利于提高复合材料 的润滑性和稳定性，同时满足NMT工艺和LDS工艺的要求。
[0016] 其中，所述增初剂为乙締-丙締酸下醋-甲基丙締酸缩水甘油醋共聚物、马来酸 酢-乙締-辛締共聚物、马来酸酢改性环氧树脂中、表面改性的环氧树脂的至少一种。优选 地，所述增初剂为乙締-丙締酸下醋-甲基丙締酸缩水甘油醋共聚物和马来酸酢改性环氧 树脂W质量比为3:1的混合物。或者是，所述增初剂为马来酸酢-乙締-辛締共聚物、马来 酸酢改性环氧树脂W质量比为1:2-3的混合物。
[0017] 更优选地，所述增初剂为表面改性的环氧树脂，表面改性的环氧树脂是亨斯迈集 团生产的牌号GT6099的产品。
[0018] 其中，所述耐候剂为高分子量的受阻胺类光稳定剂，低分子量、立构受阻胺类光稳 定剂，苯并Ξ挫紫外线吸收剂，纳米级二氧化铁中的至少一种。优选地，所述耐候剂可W为 己斯夫股份公司提供的牌号为622的产品和禾大公司提供的UV200产品。
[001引优选地，所述耐候剂是纳米级二氧化铁，纳米级二氧化铁是粒径为10-25皿的二 氧化铁、粒径为100-150nm的二氧化碳的混合物。
[0020] 其中，所述抗氧剂为季戊四醇类十二硫代丙醋（412巧、4, 4'-[1，Γ-联苯基]亚 基二麟酸-四[2, 4-二叔下苯基]醋（PEP曲、四[β- (3, 5-二叔下基-4-径基苯基)丙酸 醋]季戊四醇醋（1010)、双十八烷基季戊四醇二亚憐酸醋（S682F)中的至少一种。
[0021] 由于抗氧剂阳PQ在高溫下可W起到很好的颜色保护作用，而抗氧剂S682F在含颜 料铁白粉的聚合物可W起到保护颜色作用，减少变色可能，为保证材料的白度，需要与主抗 氧剂1010-起使用，提高材料的长期热老化性能与颜色稳定性。所W优选地，所述抗氧剂 为阳PQ/1010/S682FS者按质量比为1:1:1复配得到。
[0022] 其中，所述玻璃纤维为无碱电子级玻璃纤维，其直径为10-13μπι。电子级玻璃纤维 可W更有效提高材料强度，更适合在电路体系的材料中使用，更符合LDS的要求。优选地， 本发明的玻璃纤维为无碱电子级玻璃纤维，直径为13微米，牌号EC187,台湾长春化工有限 公司。
[0023] -种适用于ΝΜΤ与LDS工艺的复合材料，包括W下步骤： (1)按重量份称取聚苯硫酸树脂、增初剂、耐候剂、抗氧剂、润滑剂，流动性改性剂，混合 物料，然后加入双螺杆挤出机；具体地，所述双螺杆挤出机采用瑞亚公司生产的65双螺杆 挤出机。
[0024] (2)在双螺杆挤出机中间部位五区和六区中间加入连续玻璃纤维；物料混拌的 转速为：400-800转/分钟；控制一区溫度：180-200°C，二区溫度：280-300°C，S区溫度： 270-290°C，四区溫度：2