本发明属于复合材料领域，涉及一种粘结固定金属部件的方法及用于粘结固定金属的聚砜复合材料、制备方法和应用。
背景技术：
近年来，随着人们对电子产品外观需求的多样化，电子产品也不断变换着其外观品质，电子产品单一的金属或塑胶机壳已不能满足多元多样化的市场需求，而以金属与塑胶相结合的电子产品机壳则成为了人们的新宠。目前市场上部分较流行的电子产品机身就是通过采用铝合金表面处理与树脂聚合物结合技术的产物。但是电子产品对材料的要求越来越高，尤其是信号穿透方面，对材料的介电常数与损耗因子则需要越来越低，并且还要求其具有一定的阻燃性以及热膨胀性较低等。
cn102558863a公开了一种低介电性聚苯硫醚复合材料及其制备方法，该组合物通过添加低介电性能的聚四氟乙烯(以下简称ptfe)来实现低介电性，虽然获得介电性为2.8的聚苯硫醚复合材料，但是聚苯硫醚熔点为280℃，ptfe熔点为330℃，并且ptfe比较难加工，成型收缩率很大(3.0％)；且ptfe是一种非极性聚合物，与金属粘接效果不佳。cn103525088a公开了一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法，该组合物通过添加不同种类的聚酰胺与聚苯硫醚形成合金，改善聚苯硫醚的加工型和降低了成本，虽然获得了综合力学性能良好的组合物，但是研究发现，聚酰胺的加入，必然会导致材料吸水率的提高，牺牲了聚苯硫醚低吸水率的优点，在注塑加工过程中，需要消耗更长时间用于干燥物料，且该复合材料的介电性，耐候性等相关性能没有得到有效的改善。
目前需要开发一种与金属粘结强度高，且具有较低的介电性能的材料以满足应用要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种粘结固定金属部件的方法及用于粘结固定金属的聚砜复合材料、制备方法和应用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供了一种粘结固定金属部件的方法：使用聚亚苯基砜树脂粘结固定。
聚亚苯基砜树脂为聚砜类树脂，作为无定型热塑性树脂，具有高度透明性、高水解稳定性，并且除了强极性溶剂、浓硝酸和硫酸外，对一般酸、碱、盐等稳定，且刚性和韧性好，在食品安全、医疗器械等领域具有应用前景。而本发明偶然发现聚亚苯基砜树脂具有优异的金属粘结性，对金属或金属氧化物的粘结效果好，可用于粘结固定金属或金属氧化物部件。
因为在金属表面形成一层金属氧化物薄膜时，金属氧化物薄膜可以改变金属表面状态和性能，如在铝的表面形成一层氧化铝薄膜，可以提高其耐腐蚀性，增强其耐磨性及硬度，并起到保护金属表面的作用，因此，我们可以首先采用电解等任何可以使金属表面形成氧化物薄膜的方法，使金属表面形成氧化物薄膜，然后再进行金属部件的粘结固定。
用聚亚苯基砜树脂粘结固定金属部件时，方法包括：将聚亚苯基砜树脂熔融，然后与待固定金属部件接触、固化，实现金属部件的粘结固定。
在本发明中，所述固化为任何可以使聚亚苯基砜树脂由流动态变成固态的方法，包括冷却定型等方式。
优选地，所述金属为铝合金和/或不锈钢合金。
优选地，所述待固定金属部件为电子产品的金属部件时，将所述聚亚苯基砜树脂与聚砜混合使用。
当待固定金属部件为电子产品的金属部件时，由于电子产品对信号穿透方面的要求越来越高，对材料的介电常数和介电损耗要求其数值越低越好，而聚砜具有优异刚性的同时，介电常数较低，所以将聚亚苯基砜树脂与聚砜混合后使用，即可满足粘结要求，又可以满足电子产品对介电性能的要求。
第二方面，本发明提供了一种用于粘结固定金属的聚砜复合材料，所述复合材料按重量份数包括如下组分：
在本发明中，因复合材料中包括聚砜类树脂—聚亚苯基砜树脂，所以称为聚砜复合材料。
在本发明中，所述聚亚苯基砜树脂的重量份数为25-80重量份，例如30重量份、35重量份、40重量份、45重量份、50重量份、55重量份、60重量份、65重量份、70重量份、75重量份等。
在本发明中，所述聚砜的重量份数为0-40重量份，例如5重量份、10重量份、15重量份、20重量份、25重量份、30重量份、35重量份等。
优选地，所述聚砜的重量份数为20-40重量份。
优选地，所述聚砜为双酚a型聚砜。
在本发明中，所述玻璃纤维的重量份数为0-30重量份，例如5重量份、10重量份、12重量份、15重量份、17重量份、20重量份、25重量份等。
优选地，所述玻璃纤维的重量份数为1-30重量份。
在本发明中，所述助剂的重量份数为0-2.5重量份，例如0.2重量份、0.5重量份、0.7重量份、1.0重量份、1.2重量份、1.5重量份、1.7重量份、2.0重量份、2.2重量份等。
优选地，所述助剂按重量份数包括如下组分：
在本发明中，所述抗氧剂为0-1重量份，例如0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份、0.6重量份、0.7重量份、0.8重量份、0.9重量份等。
优选地，所述抗氧剂的重量份数为0.5-1重量份。
在本发明中，所述紫外线吸收剂为0-0.5重量份，例如0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份。
优选地，所述紫外线吸收剂的重量份数为0.1-0.5重量份。
在本发明中，所述光稳定剂为0-0.5重量份，例如0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份。
优选地，所述光稳定剂的重量份数为0.1-0.5重量份。
在本发明中，所述润滑剂为0-0.5重量份，例如0.1重量份、0.2重量份、0.3重量份、0.4重量份、0.5重量份。
优选地，所述润滑剂的重量份数为0.1-0.5重量份。
优选地，所述抗氧剂包括酚类抗氧剂和/或硫酯类抗氧剂，优选抗氧剂1010、抗氧剂pepq和抗氧剂412s中的任意一种或至少两种的组合，更优选抗氧剂1010、抗氧剂pepq和抗氧剂412s以质量比1:1:1组成的组合物。
优选地，所述紫外线吸收剂为苯并三唑类紫外线吸收剂，进一步优选紫外线吸收剂uv-234。
优选地，所述光稳定剂为受阻胺类光稳定剂，优选光稳定剂770d。
优选地，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
作为优选技术方案，所述复合材料按重量份数包括如下组分：
本发明提供的优选技术方案得到的复合材料与金属粘结强度高，并且具有较低的介电性能。
第三方面，本发明提供了一种如第二方面所述的复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将配方量的聚亚苯基砜树脂、聚砜、抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂和润滑剂混合均匀；
(2)将步骤(1)得到的混合物从主喂料口加入螺杆挤出机，配方量的玻璃纤维从五区的侧喂料口加入螺杆挤出机，进行熔融、挤出，并造粒，得到所述复合材料。
优选地，步骤(1)所述的混合在高速搅拌机中进行。
优选地，在步骤(1)中，先将配方量的抗氧剂和润滑剂进行预混合，并将配方量的紫外线吸收剂和光稳定剂进行预混合，然后在高速搅拌机中将所有组分混合均匀。
在本发明中，可以先将抗氧剂和润滑剂预混合，紫外线吸收剂和光稳定剂预混合，然后将预混合后的混合物和聚亚苯基砜树脂、聚砜一起加入高速混合机中再次混合。
优选地，步骤(2)所述熔融和挤出在螺杆挤出机中进行。
优选地，所述螺杆挤出机的工作参数为：螺杆长径比为40:1；一区为265-275℃(例如266℃、268℃、270℃、272℃、274℃等)，二区温度为275-285℃(例如276℃、278℃、280℃、282℃、284℃等)，三区温度为275-285℃(例如276℃、278℃、280℃、282℃、284℃等)，四区温度为275-285℃(例如276℃、278℃、280℃、282℃、284℃等)，五区温度为275-285℃(例如276℃、278℃、280℃、282℃、284℃等)，六区温度为275-285℃(例如276℃、278℃、280℃、282℃、284℃等)，七区温度为265-275℃(例如266℃、268℃、270℃、272℃、274℃等)，八区温度为265-275℃(例如266℃、268℃、270℃、272℃、274℃等)，九区温度为275-285℃(例如276℃、278℃、280℃、282℃、284℃等)，十区温度为275-285℃(例如276℃、278℃、280℃、282℃、284℃等)，机头温度315-325℃(例如316℃、318℃、320℃、322℃、324℃等)。
第四方面，本发明提供了一种电子产品，所述电子产品的至少一个金属部件固定件包括聚亚苯基砜树脂。
优选地，所述至少一个金属部件固定件为第二方面所述的复合材料。
优选地，所述电子产品的背板的制备方法包括如下步骤：
(1)将金属部件进行加热，然后放置在模具内部；
(2)将第二方面所述的复合材料熔融后注入模具中，然后冷却固化，得到初步产品；
(3)将步骤(2)得到的初步产品进行加工处理，得到所述电子产品的背板。
优选地，步骤(1)所述加热为加热到130-150℃，例如132℃、135℃、137℃、140℃、142℃、145℃、147℃等。
优选地，步骤(3)所述加工处理为cnc加工。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供了聚亚苯基砜树脂作为金属粘结材料的新用途，聚亚苯基砜树脂通常用于食品安全或医疗器械等领域，而本发明发现其具有优异的金属的粘结性，将其用于粘结固定金属部件，粘结强度高，不易剥落或者断裂；
(2)本发明提供了一种用于粘结固定金属的复合材料，其包括聚亚苯基砜树脂，因此对金属具有粘结性；
(3)本发明提供的电子产品，其包括聚亚苯基砜树脂，因此具有优异的金属粘结性，当复合材料中包括聚砜时，具有较低的介电常数以及较优的金属粘结强度，因此制备得到的电子产品具有较好的低介电性能的同时金属与塑料之间不易开裂；
(4)本发明提供的电子产品的背板可以由金属材料与本发明提供的复合材料结合使用，满足多样化的市场需求。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
一种用于粘结固定金属的复合材料包括如下组分：
其中，聚砜为双酚a型聚砜；抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂pepq和抗氧剂412s以质量比1:1:1组成的组合物；紫外线吸收剂为uv-234；光稳定剂为770d；润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
制备方法如下：
(1)将配方量的抗氧剂和润滑剂预混合，将配方量的紫外吸收剂和光稳定剂预混合，然后将预混合后的混合物与配方量的聚亚苯基砜树脂和聚砜一起加入高速混合机中混合均匀；
(2)将步骤(1)最终得到的混合物从主喂料口加入螺杆挤出机，配方量的玻璃纤维从五区的侧喂料口加入螺杆挤出机，进行熔融、挤出，并造粒，得到复合材料；其中，螺杆长径比为40:1；一区为270℃，二区温度为280℃，三区温度为280℃，四区温度为280℃，五区温度为280℃，六区温度为280℃，七区温度为270℃，八区温度为270℃，九区温度为280℃，十区温度为280℃，机头温度320℃。
实施例2
一种用于粘结固定金属的复合材料，包括如下组分：
其中，聚砜为双酚a型聚砜；抗氧剂为抗氧剂1010；紫外线吸收剂为uv-234；光稳定剂为770d；润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
制备方法如下：
(1)将配方量的抗氧剂和润滑剂预混合，将配方量的紫外吸收剂和光稳定剂预混合，然后将预混合后的混合物与配方量的聚亚苯基砜树脂和聚砜一起加入高速混合机中混合均匀；
(2)将步骤(1)最终得到的混合物从主喂料口加入螺杆挤出机，配方量的玻璃纤维从五区的侧喂料口加入螺杆挤出机，进行熔融、挤出，并造粒，得到复合材料；其中，螺杆长径比为40:1；一区为270℃，二区温度为280℃，三区温度为280℃，四区温度为280℃，五区温度为280℃，六区温度为280℃，七区温度为270℃，八区温度为270℃，九区温度为280℃，十区温度为280℃，机头温度320℃。
实施例3
一种用于粘结固定金属的复合材料，包括如下组分：
其中，聚砜为双酚a型聚砜；抗氧剂为抗氧剂1010；紫外线吸收剂为uv-234；光稳定剂为770d；润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
制备方法如下：
(1)将配方量的抗氧剂和润滑剂预混合，将配方量的紫外吸收剂和光稳定剂预混合，然后将预混合后的混合物与配方量的聚亚苯基砜树脂和聚砜一起加入高速混合机中混合均匀；
(2)将步骤(1)最终得到的混合物从主喂料口加入螺杆挤出机，配方量的玻璃纤维从五区的侧喂料口加入螺杆挤出机，进行熔融、挤出，并造粒，得到复合材料；其中，螺杆长径比为40:1；一区为270℃，二区温度为280℃，三区温度为280℃，四区温度为280℃，五区温度为280℃，六区温度为280℃，七区温度为270℃，八区温度为270℃，九区温度为280℃，十区温度为280℃，机头温度320℃。
实施例4
一种用于粘结固定金属的复合材料，包括如下组分：
其中，聚砜为双酚a型聚砜；抗氧剂为抗氧剂1010；紫外线吸收剂为uv-326；光稳定剂为gw-480；润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
制备方法如下：
(1)将配方量的聚亚苯基砜树脂、聚砜、抗氧剂、紫外吸收剂、光稳定剂和润滑剂加入高速混合机中混合均匀；
(2)将步骤(1)最终得到的混合物从主喂料口加入螺杆挤出机，配方量的玻璃纤维从五区的侧喂料口加入螺杆挤出机，进行熔融、挤出，并造粒，得到复合材料；其中，螺杆长径比为40:1；一区为265℃，二区温度为275℃，三区温度为275℃，四区温度为275℃，五区温度为275℃，六区温度为275℃，七区温度为265℃，八区温度为265℃，九区温度为275℃，十区温度为275℃，机头温度315℃。
实施例5
一种用于粘结固定金属的复合材料，包括如下组分：
其中，助剂为抗氧剂412s。
制备方法如下：
(1)将配方量的聚亚苯基砜树脂、聚砜和助剂加入高速混合机中混合均匀；
(2)将步骤(1)最终得到的混合物从主喂料口加入螺杆挤出机，配方量的玻璃纤维从五区的侧喂料口加入螺杆挤出机，进行熔融、挤出，并造粒，得到复合材料；其中，螺杆长径比为40:1；一区为275℃，二区温度为285℃，三区温度为285℃，四区温度为285℃，五区温度为285℃，六区温度为285℃，七区温度为275℃，八区温度为275℃，九区温度为285℃，十区温度为285℃，机头温度325℃。
实施例6
与实施例1的区别仅在于，本实施例仅包括如下组分：
聚亚苯基砜树脂60重量份；
聚砜20重量份；
玻璃纤维20重量份。
实施例7
与实施例1的区别仅在于，本实施例仅包括如下组分：
聚亚苯基砜树脂60重量份；
聚砜40重量份。
实施例8
与实施例1的区别仅在于，本实施例仅包括如下组分：
聚亚苯基砜树脂50重量份。
性能测试：
对实施例1-8提供的复合材料进行性能测试，测试方法如下：
(1)比重：按astmd792/(gb/t1033)标准进行测试；
(2)缺口冲击强度：按astmd256/(gb/t1843)标准进行测试；
(3)阻燃性能：按ul-94/(gb/t2408)标准进行测试；
(4)介电常数，介电损耗：按iec60250，2ghz条件下测试；
(5)线性膨胀系数：按astmd-696(gb/t2572)标准进行测试；
(6)金属粘结强度：按gb/t13936标准进行测试，其中，金属为5系铝合金；
(7)力学性能：按astmd638/(gb/t1040)标准进行测试。
测试结果见表1：
表1
经过实验和测试发现，本发明提供的复合材料与金属粘结强度高(粘结强度在208kg/mm2以上)，并且具有较低的介电常数(3.7以下)以及较低的介电损耗(6.6×e-3以下)，并且具有较好的阻燃性能(v0)以及较低的热膨胀系数；由实施例1-4可知，当在聚亚苯基砜树脂中加入权利要求范围的聚砜、玻璃纤维以及添加剂时，得到的复合材料介电常数在3.4以下，介电损耗在5.5×e-3以下，与金属材料的粘结强度在216kg/mm2以上，可以满足粘结固定电子产品金属部件的要求；由实施例7和实施例8可知，当聚亚苯基砜树脂与聚砜混合时，得到的材料的介电常数明显降低，由3.7降至3.3，可用于粘结固定电子产品金属部件。
对实施例8提供的聚亚苯基砜树脂按照gb/t13936标准测试其对不同金属的粘结强度(kg/mm2)，测试结果见表2：
表2
由数据可知，聚亚苯基砜树脂对铝合金和不锈钢合金具有较高的粘结强度，在189kg/mm2以上，可用于粘结固定金属部件。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的粘结固定金属部件的方法及用于粘结固定金属的聚砜复合材料、制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。