一種用于電子產品外殼的復合層及制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于電子產品外殼的復合層及其制備方法，所述復合層包括底層預浸布和外層預浸布，所述底層預浸布和外層預浸布中的預浸料均為固化溫度為200~230℃的熱塑性環氧樹脂，所述底層預浸布為雙向碳纖維預浸布，所述外層預浸布為雙向芳綸纖維預浸布，該復合層的制備方法，是在熱壓模具的表面涂敷一層專用的封孔劑，再在200~230℃、時間30~60s、壓力50~500kgf/cm2、冷卻時間30~40s下熱壓成型，用該復合層制備的外殼的產品表面不存在有針孔、紋路變形和白點等缺陷，且能二次成型，成本較低。
【專利說明】—種用于電子產品外殼的復合層及制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子產品外殼，特別是涉及一種用于電子產品外殼的復合層。
【背景技術】
[0002]目前電子行業傾向在產品外殼上大量采用鋁合金材料，雖可以加強設備的硬度，但設備重量卻沒有更大程度降低，在相同體積的情況下，其重量為鎂鋁合金三分之一，并且在厚度更薄的情況下，它的韌性更強；復合材料具有優越特性如耐高溫、耐磨擦、導電、導熱及耐腐蝕等，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現出很高的強度。與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合而成的復合材料其強度在現有結構材料無人能出其右。
[0003]從電子類產品來看，復合材料材質是很有潛力的外殼材料，它既擁有鋁鎂合金高雅堅固的特性，又同時擁有PC/ABS工程塑料的高可塑性，其外觀類似塑料但是強度和導熱能力又優于普通的PC/ABS塑料，目前復合材料材質的外殼的產品表面存在有針孔、紋路變形和白點等缺陷，且不能二次成型，容易增加成本。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是:彌補上述現有技術的不足，提出一種用于電子產品外殼的復合層及制作方法。
[0005]本發明的技術問題通過以下的技術方案予以解決:
一種用于電子產品外殼的復合層，包括底層預浸布和外層預浸布，所述底層預浸布和外層預浸布中的預浸料均為固化溫度為200-230°C的熱塑性環氧樹脂，所述底層預浸布為雙向碳纖維預浸布，所述外層預浸布為雙向芳綸纖維預浸布。
以上技術方案中，外層為雙向芳綸纖維預浸布，具有極強的剛度和強度，抗刮傷性能優越，底層為雙向碳纖維預浸布，也具有較強的剛度和強度，并且具有良好的導熱性性能，與熱源直接接觸具有良好的散熱效果；預浸料均采用熱塑性環氧樹脂，與纖維編織成布，使得各層預浸布在常溫下即可保存，無須放冰柜冷藏，且可多次加工，一次熱壓效果不好，可二次加工。
[0006]優選地，在所述底層預浸布和外層預浸布之間還設有中間層預浸布，所述中間層預浸布為一層雙向碳纖維預浸布或雙向玻璃纖維預浸布；或者所述中間層預浸布為至少兩層且層與層之間的纖維方向相錯90°排列的單向碳纖維預浸布和/或單向玻璃纖維預浸布，所述中間層預浸布中的預浸料為固化溫度為200-230°C的熱塑性環氧樹脂。
[0007]增加了以上技術方案中的中間層，使得復合層的強度更大。
[0008]優選地，所述底層預浸布和外層預浸布的厚度均為0.2-0.25mm。
[0009]優選地，所述中間層預浸布為一層雙向碳纖維預浸布或雙向玻璃纖維預浸布時，厚度為0.2-0.25mm ;或者，所述中間層預浸布為至少兩層且層與層之間的纖維方向相錯90°排列的單向碳纖維預浸布和/或單向玻璃纖維預浸布時，每一層單向碳纖維預浸布或每一層單向玻璃纖維預浸布的厚度為0.1-0.12mm。
[0010]一種上述的用于電子產品外殼的復合層的制備方法，包括如下步驟:
(1)將熱壓模具進行半精拋處理；
(2)清洗熱壓模具表面；
(3)在熱壓模具表面按一個方向均勻涂布一層封孔劑，加熱40~50°C,加熱時間2(T40s，重復涂布，直到表面形成厚度為0.riOO u m的致密堅固的光滑薄膜，所述封孔劑包括:重量比為5~20%的硅烷，所述硅烷為二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一種，重量比為2(T40%的芳香烴溶劑，重量比為3飛％的偶聯劑，所述偶聯劑為乙烯基三甲氧基硅烷，重量比為40飛0%的乙醇或丙醇水溶液，所述乙醇或丙醇水溶液中乙醇或丙醇的體積分數為60-80%，所述封孔劑中各組分的重量百分比之和為100%，調節封孔劑的pH值為8、；
(4)在熱壓模具表面涂敷脫模劑，加熱4(T5(TC，f2min，重復涂敷，直到模具表面形成一層干燥薄膜；
(5)將權利要求1所述的復合層涂布在熱壓模具表面，在溫度20(T230°C、時間3(T60s、壓力5(T500kgf/cm2、冷卻時間3(T40s下熱壓成型。
[0011]由于碳纖維、芳綸纖維強度高，采用以上技術方案，熱壓模具表面無需做成鏡面效果或鍍鉻/鎳，否則容易刮花，要經常修模，成本較高，熱壓模具的表面進行半精拋處理，然后可以使用纖細的毛刷在模具表面按一個方向涂上一層均勻的封孔劑，可重復疒3遍，熱壓模具材料一般采用鋼或鋁，二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一種作為基體，在偶聯劑的作用下，封孔劑在模具表面交聯成網絡結構的較穩定分子反應，或轉變成三維網狀結構，形成-S1-O-Fe或-S1-O-Al和縮聚物-(-S1-O-S1-) n-和更為穩定的-(O-S1-O-) n——Fe 或-(O-S1-O-) n——Al，這樣可以形成堅固致密薄膜，在上述配方下的封孔劑形成的薄膜既能調理和封閉模具表面，減少模具多孔性，然后配合脫模劑共同使用，又能便于脫模劑的附著與脫落，只需涂敷一次，就可以連續脫模多次。
[0012]優選地，所述芳香烴溶劑為1，3，5-三甲基苯、1，2，3-三甲苯、1-甲基-3-乙基苯、1-甲基-2-乙基苯中的一種或任意混合物。
[0013]優選地，所述步驟(3)中封孔劑的涂布厚度為f30iim。
[0014]優選地，所述步驟(3)中封孔劑的涂布厚度為l(T20iim。
[0015]一種用于上述的復合層的制備的封孔劑，包括:重量比為5~20%的硅烷，所述硅烷為二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和氣丙基甲基二甲氧基硅烷中的一種，重量比為2(T40%的芳香烴溶劑，重量比為3飛％的偶聯劑，所述偶聯劑為乙烯基三甲氧基硅烷，重量比為4(T60%的乙醇或丙醇水溶液，所述乙醇或丙醇水溶液中乙醇或丙醇的體積分數為60-80%，所述封孔劑中各組分的重量百分比之和為100%，調節封孔劑的pH值為8~9。
[0016]優選地，所述芳香烴溶劑為1，3，5-三甲基苯、1，2，3-三甲苯、1-甲基-3-乙基苯、
1-甲基-2-乙基苯中的一種或任意混合物。
【具體實施方式】
[0017]下面結合優選的實施方式對本發明作進一步說明。[0018]本發明提供一種用于電子產品外殼的復合層,在一種實施方式中，包括底層預浸布和外層預浸布，所述底層預浸布和外層預浸布中的預浸料均為固化溫度為200-230°C的熱塑性環氧樹脂，所述底層預浸布為雙向碳纖維預浸布，所述外層預浸布為雙向芳綸纖維預浸布。
[0019]本實施方式中所述的“雙向”是指纖維兩向垂直編織，芳綸纖維如可以采用杜邦公司生產的凱芙拉(Kevlar )。
[0020]在一個優選實施例中，在所述底層預浸布和外層預浸布之間還設有中間層預浸布，所述中間層預浸布為一層雙向碳纖維預浸布或雙向玻璃纖維預浸布；或者所述中間層預浸布為至少兩層且層與層之間的纖維方向相錯90°排列的單向碳纖維預浸布和/或單向玻璃纖維預浸布，所述中間層預浸布中的預浸料為固化溫度為200-230°C的熱塑性環氧樹脂。
[0021]其中，優選所述底層預浸布、中間層預浸布和外層預浸布的厚度均為0.2-0.25mm。
[0022]優選，所述中間層預浸布為一層雙向碳纖維預浸布或雙向玻璃纖維預浸布時，厚度為0.2-0.25mm ;或者，所述中間層預浸布為至少兩層且層與層之間的纖維方向相錯90°排列的單向碳纖維預浸布和/或單向玻璃纖維預浸布時，每一層單向碳纖維預浸布或每一層單向玻璃纖維預浸布的厚度為0.1-0.12mm。
[0023]本發明還提供一種上述用于電子產品外殼的復合層的制備方法，在一個實施方式中，包括如下步驟:
(1)將熱壓模具進行半精拋處理；
(2)清洗熱壓模具表面；
(3)在熱壓模具表面按一個方向均勻涂布一層封孔劑，加熱4(T50°C,加熱時間2(T40s，重復涂布，直到表面形成厚度為0.riOO u m的致密堅固的光滑薄膜，所述封孔劑包括:重量比為5?20%的硅烷，所述硅烷為二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一種，重量比為2(T40%的芳香烴溶劑，重量比為3飛％的偶聯齊U，所述偶聯劑為乙烯基三甲氧基硅烷，重量比為40飛0%的乙醇或丙醇水溶液，所述乙醇或丙醇水溶液中乙醇或丙醇的體積分數為60-80%，所述封孔劑中各組分的重量百分比之和為100%，調節封孔劑的pH值為8、；
(4)在熱壓模具表面涂敷脫模劑，加熱4(T5(TC，f2min，重復涂敷，直到模具表面形成一層干燥薄膜；
(5)將權利要求1所述的復合層涂布在熱壓模具表面，在溫度20(T230°C、時間3(T60s、壓力5(T500kgf/cm2、冷卻時間30?40s下熱壓成型。
[0024]其中，封孔劑的pH值可以采用NaOH水溶液堿性滴定調節。
[0025]該復合層的熱壓時間短，工作效率高，將該復合層熱壓成型后用于制作外殼可以提高產品剛強度、抗刮傷性、耐腐蝕性和導熱性，且輕薄強韌。
[0026]在一優選的實施例中，所述芳香烴溶劑為1，3，5-三甲基苯、1，2，3-三甲苯、1-甲基-3-乙基苯、1-甲基-2-乙基苯中的一種或任意混合物。
[0027]在另一優選的實施例中，所述步驟(3)中封孔劑的涂布厚度為HOym。
[0028]在再一優選的實施例中，所述步驟(3)中封孔劑的涂布厚度為lOlOym。
[0029]本發明還提供一種專用于上述的復合層的制備的封孔劑，包括:重量比為5?20%的硅烷，所述硅烷為二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和氣丙基甲基二甲氧基娃烷中的一種，重量比為2(T40%的芳香烴溶劑，重量比為3飛％的偶聯劑，所述偶聯劑為乙烯基三甲氧基硅烷，重量比為40飛0%的乙醇或丙醇水溶液，所述乙醇或丙醇水溶液中乙醇或丙醇的體積分數為60-80%，所述封孔劑中各組分的重量百分比之和為100%，調節封孔劑的pH值為8~9。
[0030]優選的實施例中，所述芳香烴溶劑為1，3，5_三甲基苯、1，2，3_三甲苯、1-甲基-3-乙基苯、1-甲基-2-乙基苯中的一種或任意混合物。
[0031]以下以更具體的實施例，對本發明進行進一步說明:
實施例一
用于電子產品外殼的復合層，包括底層預浸布、中間層預浸布和外層預浸布，底層預浸布、中間層預浸布和外層預浸布中的預浸料均為固化溫度為220°C的熱塑性環氧樹脂，底層預浸布為厚度0.2mm的雙向碳纖維預浸布，外層預浸布為厚度0.2mm的雙向芳綸纖維預浸布，中間層預浸布為兩層且層與層之間的纖維方向相錯90 °排列的單向纖維預浸布，其中一層為厚度0.1mm的單向碳纖維預浸布，另一層為厚度0.1mm的單向玻璃纖維預浸布。
[0032]實施例二
用于實施例一中復合層熱壓成型的封孔劑，包括重量比為15%的二甲基二乙氧基硅烷，重量比為30%的1，3，5-三甲基苯；重量比為5%的偶聯劑乙烯基三甲氧基硅烷，重量比為50%的乙醇水溶液，其中乙醇水溶液中乙醇的體積分數為75%，用NaOH水溶液調節封孔劑的pH值為9。
[0033]實施例三
一種實施例一所述的用于電子產品外殼的復合層的制備方法，包括如下步驟:` (1)將熱壓模具進行半精拋處理；
(2)用棉布蘸上水溶性洗模劑清潔熱壓模具表面，加熱到50°C，加熱60s，待洗模劑揮發完全；
(3)使用纖細的毛刷在熱壓模具表面按一個方向均勻涂布一層實施例二配方下的封孔劑，加熱45°C，加熱時間40s，重復涂布3次，使得表面形成厚度為15 ii m的致密堅固的光滑
薄膜，
(4)用棉布蘸上脫模劑涂敷在熱壓模具表面，加熱50°C，2min，重復3次，使得熱壓模具表面形成一層干燥薄膜；
(5)將實施例一中的復合層涂布在熱壓模具表面，在溫度220°C、時間60s、壓力IOOkgf/cm2、冷卻時間40s下熱壓成型。
[0034]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬【技術領域】的技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種用于電子產品外殼的復合層，其特征在于:包括底層預浸布和外層預浸布，所述底層預浸布和外層預浸布中的預浸料均為固化溫度為200-230°C的熱塑性環氧樹脂，所述底層預浸布為雙向碳纖維預浸布，所述外層預浸布為雙向芳綸纖維預浸布。
2.如權利要求1所述的復合層，其特征在于:在所述底層預浸布和外層預浸布之間還設有中間層預浸布，所述中間層預浸布為一層雙向碳纖維預浸布或雙向玻璃纖維預浸布；或者所述中間層預浸布為至少兩層且層與層之間的纖維方向相錯90°排列的單向碳纖維預浸布和/或單向玻璃纖維預浸布，所述中間層預浸布中的預浸料為固化溫度為200-230 0C的熱塑性環氧樹脂。
3.如權利要求1所述的復合層，其特征在于:所述底層預浸布和外層預浸布的厚度均為 0.2-0.25mm。
4.如權利要求2所述的復合層，其特征在于:所述中間層預浸布為一層雙向碳纖維預浸布或雙向玻璃纖維預浸布時，厚度為0.2-0.25mm ;或者，所述中間層預浸布為至少兩層且層與層之間的纖維方向相錯90°排列的單向碳纖維預浸布和/或單向玻璃纖維預浸布時，每一層單向碳纖維預浸布或每一層單向玻璃纖維預浸布的厚度為0.1-0.12mm。
5.—種權利要求1所述的用于電子產品外殼的復合層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將熱壓模具進行半精拋處理； (2)清洗熱壓模具表面； (3)在熱壓模具表面按一個方向均勻涂布一層封孔劑，加熱40~50°C,加熱時間2(T40s，重復涂布，直到表面形成厚度為0.riOO u m的致密堅固的光滑薄膜，所述封孔劑包括:重量比為5~20`%的硅烷，所述硅烷為二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一種，重量比為2(T40%的芳香烴溶劑，重量比為3飛％的偶聯劑，所述偶聯劑為乙烯基三甲氧基硅烷，重量比為40飛0%的乙醇或丙醇水溶液，所述乙醇或丙醇水溶液中乙醇或丙醇的體積分數為60-80%，所述封孔劑中各組分的重量百分比之和為100%，調節封孔劑的pH值為8、； (4)在熱壓模具表面涂敷脫模劑，加熱4(T5(TC，r2min,重復涂敷，直到模具表面形成一層干燥薄膜； (5)將權利要求1所述的復合層涂布在熱壓模具表面，在溫度20(T230°C、時間3(T60s、壓力5(T500kgf/cm2、冷卻時間3(T40s下熱壓成型。
6.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述芳香烴溶劑為1，3，5-三甲基苯、I, 2, 3-三甲苯、1-甲基-3-乙基苯、1-甲基-2-乙基苯中的一種或任意混合物。
7.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中封孔劑的涂布厚度為I~30 u mD
8.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中封孔劑的涂布厚度為10~20 u m。
9.一種用于權利要求1所述的復合層的制備的封孔劑，其特征在于，包括:重量比為5^20%的硅烷，所述硅烷為二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一種，重量比為2(T40%的芳香烴溶劑，重量比為3飛％的偶聯劑，所述偶聯劑為乙烯基三甲氧基硅烷，重量比為40飛0%的乙醇或丙醇水溶液，所述乙醇或丙醇水溶液中乙醇或丙醇的體積分數為60-80%，所述封孔劑中各組分的重量百分比之和為100%，調節封孔劑的pH值為8~9。
10.如權利要求9所述的封孔劑，其特征在于:所述芳香烴溶劑為1，3，5-三甲基苯、I,2, 3-三甲 苯、1-甲基-3-乙基苯、1-甲基-2-乙基苯中的一種或任意混合物。
【文檔編號】B32B33/00GK103522623SQ201310363830
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年8月20日 優先權日:2013年8月20日
【發明者】周忠群, 王長明, 謝守德 申請人:東莞勁勝精密組件股份有限公司