一种手机卡托用复合材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及聚合物复合材料技术领域，尤其涉及一种手机卡托用复合材料及其制备方法和应用。

背景技术：

随着智能手机整机技术的发展，越来越多的智能手机采用了金属边框和不可拆卸式后盖的设计。采用金属边框和不可拆卸式后盖的智能手机，通常需要在金属边框上设置一个侧面取卡方式，将SIM(Subscriber Identity Module，客户识别模块)卡或安全数码卡(Secure Digital Memory Card，简称为SD，包括Trans-FlashCard，即TF卡)通过该方式插入机身。

侧面取卡一般有两种方式：push-push形式(手机侧边带塞子，打开塞子后按压卡然后卡弹出取卡)和托盘形式(卡放在卡托内装入，用针顶取出)。托盘形式由于不用做塞子，可以使得手机的外观更加美观，现在使用的越来越多。

当前所使用的卡托制造工艺分为以下两大类，一类是采用以金属为原料的计算机数字控制机床(CNC)加工工艺、锻造加工工艺、粉末冶金工艺；一类是采用塑胶材料注塑成型和采用内嵌金属条再辅以注塑成型工艺。由于金属材质会在一定程度上影响手机信号，现在市场越来越倾向于塑料材质卡托。然而，目前得到的塑料卡托均普遍存在着韧性差、强度差的缺点，例如市场上常用的聚碳酸酯(PC)材质的卡托。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供手机卡托用复合材料，提高复合材料的韧性和强度。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种手机卡托用复合材料，包含聚芳醚酮和热塑性树脂组分，所述聚芳醚酮和热塑性树脂的质量比为[20～100)∶(0～80]。

优选的，所述聚芳醚酮为聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮酮和聚醚酮醚酮酮中的一种或几种。

优选的，所述热塑性树脂为芳香族砜类聚合物、含芳香族聚酰胺和聚苯硫醚中的一种或几种。

优选的，还包含增强材料。

优选的，所述增强材料和聚芳醚酮的质量比优选为(0～20]∶[20～100)。

优选的，所述增强材料为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、硅灰石、滑石粉、钛白粉、玻璃微珠和晶须中的一种或几种。

优选的，还包含抗氧剂、热稳定剂、抗紫外吸收剂、成核剂、阻燃剂、润滑剂和色粉中的一种或几种。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的手机卡托用复合材料的制备方法，包含以下步骤：

将原料组分混合后经熔融挤出，得到手机卡托用复合材料；

所述挤出的温度为280～315℃；

所述挤出时的转速为250～350rpm/min。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的复合材料或上述技术方案所述制备方法得到的复合材料作为手机卡托材料的应用。

优选的，所述手机卡托表面采用真空电镀的方法镀有电镀层。

本发明提供了一种手机卡托用复合材料，包含聚芳醚酮和热塑性树脂组分，所述聚芳醚酮和热塑性树脂的质量比为[20～100)∶(0～80]。本发明以聚芳醚酮和热塑性树脂为原料，并且将聚芳醚酮和热塑性树脂按照特定的质量比例进行组合，使得得到的复合材料具有优异的韧性。根据实施例的实验结果可知，本发明提供的复合材料得到的手机卡托具有优异的韧性：其中，弯曲模量最高可达6000MPa，弯曲强度可达130MPa，拉伸强度可达100MPa，断裂伸长率可达10％，均远远优于现有技术水平。

具体实施方式

本发明提供了一种手机卡托用复合材料，包含聚芳醚酮和热塑性树脂组分，所述聚芳醚酮和热塑性树脂的质量比为[20～100)∶(0～80]。

本发明提供的手机卡托用复合材料包含聚芳醚酮。在本发明中，所述聚芳醚酮(PAEK)优选为聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚醚酮酮(PEKK)和聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)中的一种或几种。在本发明中，当所述聚芳醚酮优选包含两种组分时，两种组分(eg.PEEK与PEK/PEKK/PEKEKK，或者PEK与PEKK/PEKEKK，或者PEKK与PEKEKK)的质量分配优选为1∶1、2∶1、1∶2、1∶3或3∶1。在本发明中，当所述聚芳醚酮优选包含三种组分时，三种组分(大分子量物质：较大分子量物质：小分子量物质)的质量比例优选为(1～5)∶(1～5)∶(1～5)，更优选为(2～4)∶(2～3)∶(2～3)，最优选为1∶1∶1。在本发明中，当所述聚芳醚酮优选包含四种组分时，所述聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚醚酮酮(PEKK)和聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)的质量比例优选为1∶1∶1∶1。

本发明提供的手机卡托用复合材料包含热塑性树脂。在本发明中，所述热塑性树脂优选为芳香族砜类聚合物、含芳香族聚酰胺和聚苯硫醚(PPS)中的一种或几种。在本发明中，所述热塑性树脂的热分解温度优选的≥350℃，更优选的≥380℃，最优选为400～600℃。

在本发明中，当所述热塑性树脂优选包含两种组分时，两种组分(芳香族砜类聚合物与含芳香族聚酰胺、芳香族砜类聚合物与聚苯硫醚，或者含芳香族聚酰胺与聚苯硫醚)的质量分配优选为1∶1、2∶1、1∶2、1∶3或3∶1。在本发明中，当所述热塑性树脂优选包含三种组分时，芳香族砜类聚合物、含芳香族聚酰胺和聚苯硫醚的质量比例优选为(1～5)∶(1～5)∶(1～5)，更优选为(2～4)∶(2～3)∶(2～3)，最优选为1∶1∶1。

在本发明中，所述芳香族砜类聚合物优选为聚亚苯基砜(PPSU)或PSU。

在本发明中，所述含芳香族聚酰胺优选为MXD6、PA6T/66、PA6T/6I和PA9T、PA10T、PA12T中的一种或几种。

在本发明中，所述热塑性树脂优选的还可以为液晶聚合物(LCP)。

在本发明中，所述聚芳醚酮和热塑性树脂的质量比为[20～100)∶(0～80]，优选为[45～90]∶[5～50]，更优选为[60～70]∶[8～15]。

本发明提供的手机卡托用复合材料优选还包含增强材料。在本发明中，所述增强材料优选为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、硅灰石、滑石粉、钛白粉、玻璃微珠和晶须中的一种或几种。在本发明中，所述玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维的直径优选的≤13μm，更优选为5～11μm，最优选为8～10μm。在本发明中，所述硅灰石、滑石粉、钛白粉的粒径优选的≥800目，更优选为900～1200目，最优选为950～1050目。在本发明中，所述增强材料和聚芳醚酮的质量比优选为(0～20]∶[20～100)，更优选为[5～18]∶[45～90]，最优选为[10～15]∶[60～70]。

本发明提供的手机卡托用复合材料优选还包含抗氧剂、热稳定剂、抗紫外吸收剂、成核剂、阻燃剂、润滑剂和色粉中的一种或几种。

在本发明中，所述抗氧剂优选为产品型号为1098、626、1010或H161的市售抗氧剂。在本发明中，当所述复合材料包括抗氧剂时，所述抗氧剂和热塑性树脂的质量比优选为(0～1]∶(0～80]，更优选为[0.2～0.8]∶[5～50]，最优选为[0.4～0.6]∶[8～15]。

在本发明中，所述热稳定剂优选为无机磷酸盐热稳定剂和/或铜盐热稳定剂。在本发明中，当所述复合材料包括热稳定剂时，所述热稳定剂和热塑性树脂的质量比优选为(0～1]∶(0～80]，更优选为[0.2～0.8]∶[5～50]，最优选为[0.4～0.6]∶[8～15]。

在本发明中，所述抗紫外吸收剂优选为仲芳胺和/或受阻胺光稳定剂(HALS)。在本发明中，当所述复合材料包括抗紫外吸收剂时，所述抗紫外吸收剂和热塑性树脂的质量比优选为(0～1]∶(0～80]，更优选为[0.2～0.8]∶[5～50]，最优选为[0.4～0.6]∶[8～15]。

在本发明中，所述仲芳胺优选为4，4′-双(α，α-二甲基苄基)二苯胺、对-(对甲苯磺酰氨基)二苯胺、N，N′-二(2-萘基)对苯二胺、4，4’-双(α，α’-叔辛基)二苯胺或4，4’-双(α-甲基二苯甲基)二苯胺。在本发明具体的实施例中，所述仲芳胺优选为从Uniroyal Chemical Company(Middlebury，Conn.)购买的型号为Naugard 445的4，4′-双(α，a-二甲基苄基)二苯胺、从Uniroyal Chemical Company购买的型号为Aminox的二苯胺与丙酮反应所得的仲芳胺缩合产物、从Uniroyal Chemical Company购买的型号为Naugard SA的对-(对甲苯磺酰氨基)二苯胺、购自ICI Rubber Chemicals(Calcutta，India)的N，N′-二(2-萘基)对苯二胺、4，4’-双(α，α’-叔辛基)二苯胺或4，4’-双(α-甲基二苯甲基)二苯胺。

在本发明中，所述受阻胺光稳定剂优选为二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、1，3，5-三嗪-2，4，6-三胺，N，N″′-[1，2-乙二基双[[[4，6-双[丁基(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)氨基]-1，3，5-三嗪-2-基]亚氨基]-3，1-丙二基]]-双[N′，N″-二丁基-N′，N″-双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)或聚[[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基]-1，3，5-三嗪-2，4-二基][(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-亚氨基]-1，6-己二基[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]]。在本发明具体的实施例中，所述受阻胺光稳定剂(HALS)优选为二(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(Tinuvin 770，M_W 481)Nylostab S-EED(Clariant Huningue S.A.)、1，3，5-三嗪-2，4，6-三胺，N，N″′-[1，2-乙二基双[[[4，6-双[丁基(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)氨基]-1，3，5-三嗪-2-基]亚氨基]-3，1-丙二基]]-双[N′，N″-二丁基-N′，N″-双(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)(Chimassorb 119，M_W 2286)或聚[[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)氨基]-1，3，5-三嗪-2，4--二基][(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)-亚氨基]-1，6-己二基[(2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]](Chimassorb944，M_W为2000～3000)。

在本发明中，所述成核剂优选为科莱恩成核剂NaV101、产品型号为BRUGGOLEN P22的成核剂或产品型号为BRUGGOLEN P250的成核剂。在本发明中，当所述复合材料包括成核剂时，所述成核剂和热塑性树脂的质量比优选为(0～1]∶(0～80]，更优选为[0.2～0.8]∶[5～50]，最优选为[0.4～0.6]∶[8～15]。

在本发明中，所述阻燃剂优选为产品型号为科莱恩阻燃剂OP1230的阻燃剂、氢氧化铝或氢氧化镁。在本发明中，当所述复合材料包括阻燃剂时，所述阻燃剂和热塑性树脂的质量比优选为(0～10]∶(0～80]，更优选为[2～8]∶[5～50]，最优选为[4～6]∶[8～15]。

在本发明中，所述润滑剂优选为聚四氟乙烯、滑石粉和硅酮粉中的一种或几种。在本发明中，所述滑石粉和硅酮粉的粒径优选的≥800目，更优选为900～1200目，最优选为950～1050目。在本发明中，当所述复合材料包括润滑剂时，所述润滑剂和热塑性树脂的质量比优选为(0～1]∶(0～80]，更优选为[0.2～0.8]∶[5～50]，最优选为[0.4～0.6]∶[8～15]。

在本发明中，可根据需要的复合材料的颜色选择合适的色粉，在本发明的实施例中，所述色粉优选为炭黑、二氧化钛、氧化铁和硫酸钡中的一种或几种。在本发明中，当所述复合材料包括色粉时，所述色粉和热塑性树脂的质量比优选为(0～2∶(0～80]，更优选为[0.5～1.5]∶[5～50]，最优选为[0.8～1.3]∶[8～15]。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的手机卡托用复合材料的制备方法，包含以下步骤：

将原料组分混合后经熔融挤出，得到手机卡托用复合材料。

在本发明中，所述挤出优选在挤出机中进行，更优选为双螺杆挤出机，最优选为科倍隆生产的型号为CET50的双螺杆挤出机。在本发明中，所述原料在进入挤出机之前优选的先进行干燥处理。本发明对所述混合和干燥的顺序没有特殊限定，可以先对原料组分分别进行干燥后再混合，也可以为将所有原料组份混合后再进行干燥。在本发明中，所述干燥的温度优选为110～150℃，更优选为115～140℃，最优选为120～130℃；所述干燥的时间优选为3～5小时，具体的可以为3小时、4小时或5小时。

在本发明中，所述挤出的温度优选为280～315℃，更优选为290～310℃，最优选为300～305℃。在本发明中，所述挤出时的转速优选为250～350rpm/min，更优选为270～330rpm/min，最优选为290～310rpm/min。在本发明中，所述挤出的生产能力优选为80～120kg/h，更优选为90～110kg/h，最优选为100kg/h。

本发明优选的对挤出机得到的挤出物料进行切粒处理。本发明对所述切粒处理的颗粒大小没有特殊要求，根据具体的生产要求进行设置即可。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的复合材料或上述技术方案所述制备方法得到的复合材料作为手机卡托材料的应用。本发明对由所述复合材料制备手机卡托的制备方法没有特殊限定，采用本领域技术人员所熟知的手机卡托的制备方法即可。

下面结合实施例对本发明提供的手机卡托用复合材料及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例

原料的添加如表1所示，将各原料在120℃下干燥4小时后混合，送入科倍隆生产的型号为CET50的双螺杆挤出机中进行挤出。其中，挤出温度为300℃，螺杆转速为300rpm/min，生产能力为100kg/h。

表1各实施例所添加原料的种类和质量份数

本发明将各实施例得到的复合材料制备成手机卡托，所述卡托的物理性能如表2所示。

表2各实施例所得卡托的物理性能参数

由表2可知，本发明实施例1～3得到的手机卡托较一般材料得到的手机卡托的韧性有很大的改善。其中，弯曲模量最高可达6000MPa，弯曲强度可达130MPa，拉伸强度可达100MPa，断裂伸长率可达10％，均远远优于现有技术水平。

由以上实施例可知，本发明提供了一种手机卡托用复合材料，包含聚芳醚酮和热塑性树脂组分，所述聚芳醚酮和热塑性树脂的质量比为[20～100)∶(0～80]。本发明以聚芳醚酮和热塑性树脂为原料，并且将聚芳醚酮和热塑性树脂按照特定的质量比例进行组合，使得得到的复合材料具有优异的韧性。根据实施例的实验结果可知，本发明提供的复合材料得到的手机卡托较一般材料得到的手机卡托的韧性有很大的改善。其中，弯曲模量最高可达6000MPa，弯曲强度可达130MPa，拉伸强度可达100MPa，断裂伸长率可达10％，热变形温度可达220℃，均远远优于现有技术水平。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。