本发明涉及高分子材料,具体涉及一种聚碳酸酯复合材料及其制备方法和应用。
背景技术:
1、lap (laser activated process,即激光表面活化),是一种通过激光直接成型和化学表面纳米处理在塑胶的表面制作三维立体线路的制造工艺,简单的说,就是在注塑成型的结构件表面经过激光镭雕电路线路,然后化学电镀使线路形成三维金属电路,使结构件具有一定的电气性能。相比于目前已成熟应用的lds(laser direct structuring,激光直接成型)工艺,lap技术优势主要体现在其立体性能与lds一致,但不需要求采用特定的激光设备和lds激光诱导材料,有效降低成本。另外,lds工艺要求材料必须添加金属活化物质,而金属物质的添加会导致材料机械性能劣化,且对材料颜色影响很大,只能做成黑白灰色,不适用于结构部件,故需单独制作天线支架部件,占用一定体积。而lap工艺适用于普通塑料基材,包括pc、pc/abs、abs等,可以实现在结构部件上(例如手机电池盖)任意雕刻天线,在手机电池盖上直接雕刻天线使天线可设计性大幅度增加,省去了专门的天线支架,手机可以做到更薄。因此,lap技术在智能手机、可穿戴设备等领域都具备广泛的应用前景。
2、聚碳酸酯材料由于其耐冲击、尺寸稳定性、耐候性等优异特性在智能手机、可穿戴设备等电子电器领域有很好的应用。然而,现有的用于lap工艺的聚碳酸酯材料,激光粗化效果差,经过激光镭雕过的表面与未经过激光镭雕过的表面在化学电镀时形成的差异不明显(特别是表面为细模纹的产品),存在镀层附着不良、溢镀、漏镀等问题,难以达到手机天线行业的高标准制造要求,限制了lap技术的推广应用。故急需开发一种适用于lap工艺且上镀效果好的聚碳酸酯新材料。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种聚碳酸酯复合材料,特别适用于lap工艺,有很好的上镀效果,能够形成附着力良好的金属镀层,且有效改善溢镀、漏镀问题。
2、本发明的另一目的在于提供上述聚碳酸酯复合材料的制备方法。
3、本发明是通过以下技术方案实现的:
4、一种聚碳酸酯复合材料,按重量份数计,包括以下组分:
5、聚碳酸酯 100份;
6、硅氧烷共聚聚碳酸酯 0-100份;
7、增韧剂 0-6份;
8、lap活化剂 4×10-6 -100×10-6份;
9、分散剂 0.1-0.5份;
10、其中,所述lap活化剂选自碳纳米管或导电炭黑中的任意一种或几种;
11、所述分散剂选自季戊四醇硬脂酸酯、聚酯蜡或e蜡中的任意一种或几种。
12、优选的,所述的聚碳酸酯复合材料,按重量份数计,包括以下组分:
13、聚碳酸酯 100份;
14、硅氧烷共聚聚碳酸酯 20-40份;
15、增韧剂 1-4份;
16、lap活化剂 10×10-6 -30×10-6份;
17、分散剂 0.3-0.4 份。
18、本发明的聚碳酸酯复合材料,通过引入微量的lap活化剂,经镭雕烧灼后形成碳层表面,lap活化剂在里面起到导通作用,使镭雕后的表面与未镭雕的表面导电性能发生显著差异,从而使电镀溶液中的金属离子具有选择性的富集在经镭雕后的表面,形成附着力良好的金属镀层,有效的防止漏镀或溢镀的发生。
19、优选的,所述lap活化剂选自导电炭黑。
20、本发明所述碳纳米管优选为单壁碳纳米管;更优选的,所述碳纳米管平均长度为2-50微米。具体的,所述碳纳米管平均长度可以为2μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm,均能实现本发明。
21、本发明所述导电炭黑优选为乙炔炭黑;更优选的,所述导电炭黑平均粒径为10-50nm。具体的,所述导电炭黑平均粒径可以为10nm、20nm、30nm、40nm、50nm,均能实现本发明。
22、本发明加入一定量的分散剂,使lap活化剂在材料中能够均匀分散,达到良好的上镀效果。优选的,所述分散剂选自e蜡。
23、本发明所述聚碳酸酯数均分子量为17000-30000;优选的,所述聚碳酸酯数均分子量为20000-25000。
24、本发明通过加入硅氧烷共聚聚碳酸酯,硅原子经过激光镭雕后生成二氧化硅作为固体保留在表面,有利于镭雕后表面的稳定,有效防止碳原子在激光镭雕后产生二氧化碳气化破坏镭雕表面致密度,导致表面起泡和产生黑烟而影响化镀的问题。
25、优选的,所述的硅氧烷共聚聚碳酸酯中硅氧烷的含量为5%-20%,更优选的,所述的硅氧烷共聚聚碳酸酯中硅氧烷的含量为 6%-9%;
26、本发明所述的增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯丙烯腈为壳、丙烯酸酯及有机硅组成为核的核-壳结构增韧剂中的任意一种或几种。具体的,以甲基丙烯酸甲酯为壳、丙烯酸酯及有机硅组成为核的核-壳结构增韧剂包括但不限于三菱的s-2001、s-2501、s-2030、s-2100、sx-005;以聚苯乙烯丙烯腈为壳、丙烯酸酯及有机硅组成为核的核-壳结构增韧剂包括但不限于三菱的srk 200a、sx-006。所述增韧剂的加入,能够有效改善材料的低温韧性,且仍保持良好的上镀效果。
27、本发明还提供上述聚碳酸酯复合材料的制备方法,包括以下步骤:按照配比,将各组分投入混合器中混合10-20分钟;混合均匀后投置于双螺杆挤出机中,熔融挤出,造粒,制得聚碳酸酯复合材料;其中,双螺杆挤出机温度设置为200-280℃。
28、本发明还提供上述聚碳酸酯复合材料的应用,特别适用于需采用lap技术处理的产品,具体为智能手机、可穿戴设备等。
29、本发明具有如下有益效果:
30、本发明的聚碳酸酯复合材料,通过添加微量的lap活化剂,同时加入一定量的分散剂,使材料在经镭雕处理后的表面与未镭雕的表面形成显著差异,化学镀催化剂与金属离子在电镀时具有选择性,从而有效改善材料的上镀效果,解决漏镀或溢镀问题,特别适用于lap工艺;且材料具有高韧性和可配色性,可用于智能手机、可穿戴设备等电子产品的结构部件,实现在结构部件任意雕刻天线,大大提高天线可设计性,有益于产品的更薄化发展。
1.一种聚碳酸酯复合材料,其特征在于,按重量份数计,包括以下组分:
2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料,其特征在于,按重量份数计,包括以下组分:
3.根据权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料,其特征在于,所述碳纳米管选自单壁碳纳米管;优选的,所述碳纳米管平均长度为2-50微米;所述导电炭黑选自乙炔炭黑;优选的,所述导电炭黑平均粒径为10-50nm。
4.根据权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料,其特征在于,所述lap活化剂选自导电炭黑。
5.根据权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料,其特征在于,所述分散剂选自e蜡。
6.根据权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料,其特征在于,所述聚碳酸酯数均分子量为17000-30000;优选的,所述聚碳酸酯数均分子量为20000-25000。
7.根据权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料,其特征在于,所述的硅氧烷共聚聚碳酸酯中硅氧烷的含量为5%-20%,优选的,所述的硅氧烷共聚聚碳酸酯中硅氧烷的含量为6%-9%。
8.根据权利要求1所述的聚碳酸酯复合材料,其特征在于,所述的增韧剂选自甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯丙烯腈为壳、丙烯酸酯及有机硅组成为核的核-壳结构增韧剂中的任意一种或几种。
9.根据权利要求1-8任一项所述的聚碳酸酯复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:按照配比,将各组分投入混合器中混合10-20分钟;混合均匀后投置于双螺杆挤出机中,熔融挤出,造粒,制得聚碳酸酯复合材料;其中,双螺杆挤出机温度设置为200-280℃。
10.根据权利要求1-8任一项所述的聚碳酸酯复合材料的应用,其特征在于,用于需采用lap工艺处理的产品。