一种低介电纳米注塑的热塑性聚酯复合材料及其制备方法和应用与流程

[0001]
本发明属于复合材料领域，特别涉及一种低介电纳米注塑的热塑性聚酯复合材料及其制备方法和应用。


背景技术：

[0002]
随着金属在消费电子领域，特别是众多工业涉及领域，需要用到塑胶和金属的结合设计。最常见的两种塑胶/金属结合机，平板电脑和笔记本电脑中需求增加，急需一种更有效的塑胶/金属结合技术，该技术需要有更高的结合强度，更简化的生产工艺，更高的设计自由度，更轻的重量和更小的体积。
[0003]
手机行业普遍使用铝合金作为金属外壳，当使用铝合金时，由于存在阳极氧化工艺，pps和pbt由于与铝合金的结合力高，以及耐阳极氧化的特点，得到了广泛应用。随着5g时代的到来，要求材料具有更低的介电常数和介电损耗，常规pbt和pps材料难以满足手机天线的性能要求。常用的改性技术是共混大量的聚烯烃，氟塑料等低介电的材料来降低材料的介电性能。但是在nmt工艺中，聚烯烃和氟塑料会严重降低材料和金属的结合力，不能大量添加，因此必须开发新的技术，来实现同时具有低介电和高金属结合力的性能目标。


技术实现要素：

[0004]
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种低介电纳米注塑的热塑性聚酯复合材料，该复合材料同时具有低介电和高金属结合力的性质。
[0005]
本发明另一目的在于提供上述低介电纳米注塑的热塑性聚酯复合材料的制备方法，该方法操作简便，可控性强，适合大规模生产。
[0006]
本发明再一目的在于提供上述低介电纳米注塑的热塑性聚酯复合材料在手机制作中的应用。
[0007]
本发明的目的通过下述方案实现：
[0008]
一种低介电纳米注塑的热塑性聚酯复合材料，按重量百分比计，包括：
[0009]
热塑性聚酯15～90％
[0010]
聚倍半硅氧烷1～10％
[0011]
抗氧剂0.05～0.5％
[0012]
脱模剂0.1～2％
[0013]
增韧剂1～10％
[0014]
聚烯烃0～15％
[0015]
玻璃纤维5～50％。
[0016]
进一步的，所述的低介电纳米注塑的热塑性聚酯复合材料，按重量百分比计，包括：
[0017]
热塑性聚酯25～80％
[0018]
聚倍半硅氧烷5～10％
[0019]
抗氧剂0.05～0.5％
[0020]
脱模剂0.1～2％
[0021]
增韧剂1～5％
[0022]
聚烯烃5～10％
[0023]
玻璃纤维5～50％。
[0024]
进一步的，所述的低介电纳米注塑的热塑性聚酯复合材料，按重量百分比计，包括：
[0025]
热塑性聚酯58.4％
[0026]
聚倍半硅氧烷5％
[0027]
抗氧剂0.1％
[0028]
脱模剂0.5％
[0029]
增韧剂3％
[0030]
聚烯烃3％
[0031]
玻璃纤维30％。
[0032]
所述的低介电纳米注塑的热塑性聚酯复合材料还包括氮化硼，按重量百分比计，具体包括：
[0033][0034]
进一步的，所述的低介电纳米注塑的热塑性聚酯复合材料还包括氮化硼，按重量百分比计，具体包括：
[0035]
热塑性聚酯58.4％
[0036]
聚倍半硅氧烷5％
[0037]
抗氧剂0.1％
[0038]
脱模剂0.5％
[0039]
增韧剂3％
[0040]
聚烯烃3％
[0041]
玻璃纤维10％
[0042]
氮化硼20％。
[0043]
所述的热塑性聚酯为聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)和其他非pbt的热塑性聚酯的
混合物，其重量比为5：1到1：1。所述的其他非pbt的热塑性聚酯为pet，petg，pctg中的至少一种。
[0044]
所述的聚倍半硅氧烷为笼状结构聚倍半硅氧烷，如笼状甲基聚倍半硅氧烷、笼状甲基丙烯基聚倍半硅氧烷、笼状苯胺丙基聚倍半硅氧烷中的至少一种；优选为笼状结构且含有氨基的聚倍半硅氧烷，如笼状苯胺丙基聚倍半硅氧烷。
[0045]
所述的抗氧剂为受阻酚，受阻胺、亚磷酸酯中的至少一种。
[0046]
所述的脱模剂为季戊四醇酯、氧化聚乙烯蜡中的至少一种。
[0047]
所述的增韧剂为含有缩水甘油醚或/和马来酸酐结构，并且缩水甘油醚在增韧剂中的比例大于5％的增韧剂，优选为ax8900。
[0048]
所述的聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、聚环状烯烃中的至少一种。
[0049]
所述的玻璃纤维为低介电玻纤，玻纤的介电常数小于4.6。
[0050]
一种上述低介电纳米注塑的热塑性聚酯复合材料的制备方法，包括以下步骤：按配比将各组分混合均匀，然后经挤出机挤出造粒，造粒温度为240～270℃。
[0051]
上述的低介电纳米注塑的热塑性聚酯复合材料在手机制作中的应用。
[0052]
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
[0053]
本发明采用热塑性聚酯，聚倍半硅氧烷，抗氧剂，脱模剂，增韧剂，聚烯烃，玻璃纤维共同作用，在纳米注塑工艺下，具有很高的铝合金结合力，同时能够具有低介电常数和低介电损耗。本发明的制备方法简单易行，适于大规模生产应用。
附图说明
[0054]
图1为实施例中金属塑胶测试整体件的结构示意图，1-金属片，4-塑胶件。
具体实施方式
[0055]
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0056]
pbt为蓝星化工pbt1084，pet为仪征化纤sb500，pp为独山子石化k9928，低介电玻纤为cpic ecs303n-3-k(hl)，笼状甲基聚倍半硅氧烷为广州一新科技poss104，笼状甲基丙烯基聚倍半硅氧烷为广州一新科技poss102，笼状苯胺丙烯基聚倍半硅氧烷为广州一新科技poss1012，氮化硼为北京兴荣源科技有限公司bn20。
[0057]
本发明中使用的不锈钢粘接力测试标准参照日本大成化学专利(如wo2007/040245)中的标准，具体如下：
[0058]
如图1所示为不锈钢塑胶测试整体件，金属和塑胶的结合面面积为0.5平方厘米。
[0059]
在所有对比实验中，保持相同的注塑条件，料筒温度260℃-280℃，模温140℃。结合力测试为双向拉伸测试。
[0060]
介电常数和介电损耗测试标准为iec60250。
[0061]
实施例1
[0062]
按重量百分比计，将各组分按表1中比例经双螺杆挤出机造粒，造粒温度为240～260℃。所得粒子注塑后测试6061铝合金结合力和介电性能。
[0063]
表1聚倍半硅氧烷性能对比
[0064][0065][0066]
从表1中数据可以看到，当体系中加入pp后，随后pp量的增加，铝合金结合力逐步下降，特别是当pp含量达到10％后，结合力更是大幅下降，而通常手机nmt行业要求结合力达到30mpa以上才能保证良率。当加入普通的二甲基硅氧烷后，材料的性能和pp相比，并没有提升反而进一步下降。而当加入倍半硅氧烷后，材料的介电常数和介电损耗和pp相当或者更低，而铝合金结合力却能得到较好的保持，特别是苯胺丙基聚硅氧烷，对铝合金结合力基本没有影响，甚至还有提高。从数据推论，用倍半硅氧烷完全替代pp应该能得到更好的性能，但是由于倍半硅氧烷价格昂贵，因此本发明后续采用pp和倍半硅氧烷的组合。
[0067]
实施例2
[0068]
按重量百分比计，将各组分按表2中比例经双螺杆挤出机造粒，造粒温度为240～260℃。所得粒子注塑后测试6061铝合金结合力和介电性能。
[0069]
表2.氮化硼性能对比
[0070][0071][0072]
5g手机行业通常要求材料的介电常数需要小于3，介电损耗小于等于0.005。为了进一步降低材料的介电常数，可以减少玻纤含量。但是从表2中数据可以看到，玻纤减少到10％以后，材料的结合力也会随之下降到30mpa以下，同时，介电损耗并没有明显变化。而当采用部分氮化硼替代玻纤后，材料的介电常数和介电损耗均得到降低，同时，金属结合力下降幅度并不大，仍然保持在30mpa以上。
[0073]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

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