一种具有良好综合性能的激光直接成型材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有良好综合性能的激光直接成型材料，其具有良好热稳定性和高韧性，特别适用于激光直接成型。按照重量百分比计，其包含以下组分：65‑95％的聚碳酸酯；1‑20％的激光直接成型添加剂，其中包括含铜和含锡激光直接成型添加剂，并且两者的比例在1/10‑9/10之间；1‑15wt％的增韧剂；1‑10％的无机纳米粒子；0‑2％其他不同的添加剂。本发明专利技术还公开了一种制备上述激光直接成型材料的方法。由该方法得到的激光直接成型材料在加工过程中表现出良好的热稳定性和>500J/m的缺口冲击强度。

Laser direct forming material with good comprehensive performance and preparation method thereof

The invention discloses a laser direct forming material with good comprehensive performance, which has good thermal stability and high toughness, and is especially suitable for direct laser forming. According to weight percentage, which comprises the following components: polycarbonate 95% 65; 1 20% laser direct forming additives, including copper and tin containing laser direct forming additives, and the ratio between 1/10 9/10 1; toughening agent 15wt%; no machine 1 10% nanoparticles; 0 2% different additives. The invention also discloses a method for preparing the laser direct forming material. The laser direct forming material obtained by this method exhibits good thermal stability and notched impact strength of > and 500J/m during processing.

【技术实现步骤摘要】
一种具有良好综合性能的激光直接成型材料及其制备方法
本专利技术属于激光直接成型材料制备
，具体是涉及一种具有良好热稳定性和高韧性的激光直接成型材料及其制备方法。
技术介绍
LDS，为LaserDirectStructuring的缩写，即激光直接成型，是一种专业镭射加工、射出与电镀制程的3D-MID生产技术，其原理是将普通的塑胶元件/电路板赋予电气互连功能、支撑元器件功能和塑料壳体的支撑、防护等功能，以及由机械实体与导电图形结合而产生的屏蔽、天线等功能结合于一体，形成所谓3D-MID，适用于局部细线路制作。LDS可以在很大程度上避免传统塑料电镀工艺对环境的污染和水耗，简化生产流程，通过激光的灵活性，精密度与工程塑料的可塑性和功能性有机结合，提供灵活多变的设计空间并可以实现迅捷的3D成型，同时加工分辨率高。此技术可应用在手机天线、笔记本电脑天线、汽车用电子电路、提款机外壳及医疗级助听器等。如目前最常见的手机天线应用，LDS可将天线直接镭射在手机外壳上，设计灵活、自由度高，不仅避免内部手机金属干扰，更缩小手机体积，起到节约空间和减轻产品重量的作用。LDS的制作流程是，在塑料中添加金属添加剂和助剂，挤出成粒子，然后注塑成毛坯件，再对其进行激光镭射，目的是形成刻蚀区并激活金属，之后进行化学镀，在刻蚀区形成导电通路，最后组装。从塑料方面来说，关键在于金属添加剂和助剂的选择。从理论分析，激光直接成型添加剂大多是具有特殊晶型结构的金属氧化物或金属配合物，因此该复合物体系中存在一定含量的游离金属离子或原子，它们必然会对基体树脂的性能产生影响。特殊地，对于聚碳酸酯体系，游离金属离子或原子是催化树脂发生降解的催化剂；同时，无机金属化合物或有机金属混合物在不同程度上呈现碱性，也会进一步加剧聚碳酸酯复合物的降解反应程度，从而使得材料失去实用价值。因此，该复合物体系中研究并解决激光直接成型添加剂对聚碳酸酯体系热力学和加工性能的影响是制备该材料的核心和关键问题。对于材料的具体应用而言，如果激光直接成型添加剂选择不当，可能会引起注塑成型后表面产生银丝、麻点等缺陷，导致后期化学镀起镀慢甚至不起镀，以及百格测试不能通过；或者化学镀后机械性能下降明显，不能满足材料使用性能的要求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种镀覆性能良好，并且具有良好的热稳定性和机械性能的激光直接成型材料。本专利技术同时提供了一种上述激光直接成型材料的制备方法。一种具有良好综合性能(具有良好的热稳定性和高韧性)的激光直接成型材料，主要由如下重量百分比的组分混合制成：作为进一步优选，所述具有良好的热稳定性和高韧性的激光直接成型材料，主要由如下重量百分比的组分混合制成：本专利技术的激光直接成型材料为包含热塑性基体树脂，激光直接成型添加剂，增韧剂，无机纳米粒子和其它添加剂共混的热塑性复合物。得到的共混的热塑性复合物具有良好热稳定性和高韧性，能够用于激光直接成型(LDS)方法。在各种进一步实施方式中，共混的热塑性复合物的热塑性基体树脂为聚碳酸酯。本专利技术也涉及制造这些组合物的方法或包含这些组合物的制品。本专利技术中，所述的聚碳酸酯包含具有重复结构碳酸酯单元的均聚碳酸酯和共聚碳酸酯，可以为脂肪族聚碳酸酯，脂环族聚碳酸酯或芳香族聚碳酸酯中一种或两种的混合物。本专利技术中，适宜的聚碳酸酯可以通过例如界面聚合和熔体聚合等方法制备。在一种特定的实施方式中，聚碳酸酯是源自双酚A的线性均聚物，即含有双酚A结构的聚碳酸酯。聚碳酸酯通过凝胶渗透色谱法测得的重均分子量为约18000至约35000。本专利技术中，所述的激光直接成型添加剂(LDS添加剂)包括中含铜LDS添加剂和含锡LDS添加剂。所述含铜LDS添加剂包括铜铁尖晶石、含铜氧化镁铝、铜铬锰混合氧化物、铜锰铁混合氧化物、碱式磷酸铜中的一种或几种，进一步优选为碱式磷酸铜。本专利技术中所述的含锡LDS添加剂包括锡酸锌、焦磷酸锡、磷酸锡、二氧化锡、焦磷酸亚锡、氧化亚锡中的一种或几种，进一步优选为锡酸锌或焦磷酸亚锡。作为更进一步优选，所述LDS添加剂为碱式磷酸铜与焦磷酸锡的组合物，或者为碱式磷酸铜与锡酸锌的组合物。对于含铜LDS添加剂，其化学镀起镀快，金属镀层粘附强度高，属于改性效率高的添加剂；缺点是容易造成聚碳酸酯降解，同时铜类化合物大多为黑色，使得最终产品的颜色受限。而含锡LDS添加剂的特点为：化学镀起镀慢，金属镀层粘附强度不高，化学镀周期长，影响大规模生产的效率；但对聚碳酸酯降解影响较小，同时对浅色或其它色系LDS材料的设计有优势。本专利技术中将含铜LDS添加剂和含锡LDS添加剂进行配合使用，并对组分含量进行优化处理，充分利用各组分的特性以达到协效的目的，使得聚碳酸酯复合物的热稳定性能够保持在较高水平，并为高白度(L值>90)激光成型材料提供宽泛的设计空间。LDS添加剂的配合使用有助于增强LDS用聚碳酸酯的力学性能和加工性能，LDS用聚碳酸酯复合物在成型过程中耐析出，耐溶剂，耐盐化性能明显提高，使得最终注塑产品具有足够的韧性以满足薄壁设计的要求，同时具有很好的上镀能力。本专利技术中采用含铜LDS添加剂和含锡LDS添加剂在特定比例范围的协效，解决了激光直接成型材料在实际应用中关键性能的平衡：热稳定性，高韧性，浅色以及用激光活化后化学镀的速度和镀层粘附强度的保持。作为进一步优选，所述的含铜LDS添加剂和含锡LDS添加剂的质量比例在1/10-9/10之间；作为进一步优选，所述的含铜LDS添加剂和含锡LDS添加剂的质量比例为2/10-5/10。本专利技术中所述的增韧剂包括具有核壳结构的橡胶类增韧剂和热塑性弹性体。在各种实施方式中，具有核壳结构的橡胶类增韧剂由其上已接枝一种或多种壳的橡胶样的核构成。核基本上由丙烯酸酯橡胶或丁二烯橡胶组成，并且壳优选包含乙烯基芳香族化合物和/或(甲基)丙烯酸烷基酯。核和/或壳常常包含可以充当交联剂和/或接枝剂的多功能的化合物。优选地，所述具有核壳结构的橡胶类增韧剂为ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物)，MBS(甲基丙烯酸-丁二烯-苯乙烯共聚物)，硅酮橡胶(有机硅/丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯聚合物)中一种或两种的混合物。在各种实施方式中，热塑性弹性体包含苯乙烯类，烯烃类，双烯类，酯类，有机硅类和乙烯类等。优选地，所述热塑性弹性体为SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)，SEBS(苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物)，EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)，POE(聚烯烃弹性体)中一种或两种的混合物。本专利技术中所述的无机纳米粒子包括纳米二氧化硅，纳米氧化铝，纳米碳酸钙和纳米二氧化钛中的一种或几种。在各种实施方式中，无机纳米粒子的平均粒径为小于或等于约100纳米。在进一步的实施方式中，无机纳米粒子的平均粒径为小于或等于约80纳米。在进一步的实施方式中，可以包括无机纳米粒子的表面处理。除聚合物共混物，激光直接成型添加剂，增韧剂和无机纳米粒子外，本专利技术的塑料模塑复合物可以包含在这种类型的树脂组合物中通常包含的各种添加剂。可以在本专利技术中包含的添加剂的实例包含，但是不局限于，热稳定剂，抗氧化剂，光稳定剂，增塑剂(比如季戊四醇硬脂酸酯)，抗静电剂，脱模剂，流动促进剂中一种或多种上述添加剂的组合。作为优选，所述的其他添加剂包括热稳定剂，脱模剂，抗氧化剂和增塑剂。在各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有良好综合性能的激光直接成型材料，其特征在于，主要由如下重量百分比的组分制成：

【技术特征摘要】
1.一种具有良好综合性能的激光直接成型材料，其特征在于，主要由如下重量百分比的组分制成：所述激光直接成型添加剂包括含铜激光直接成型添加剂和含锡激光直接成型添加剂。2.根据权利要求1所述的具有良好综合性能的激光直接成型材料，其特征在于，所述激光直接成型添加剂中：含铜激光直接成型添加剂和含锡激光直接成型添加剂的质量比为1/10～9/10。3.根据权利要求1或2所述的具有良好综合性能的激光直接成型材料，其特征在于，所述含铜激光直接成型添加剂包括铜铁尖晶石、含铜氧化镁铝、铜铬锰混合氧化物、铜锰铁混合氧化物、碱式磷酸铜中的一种或几种；所述含锡激光直接成型添加剂包括锡酸锌、焦磷酸锡、磷酸锡、二氧化锡、焦磷酸亚锡、氧化亚锡中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的具有良好综合性能的激光直接成型材料，其特征在于，所述聚碳酸酯为含有双酚A结构的聚碳酸酯。5.根据权利要求1所述的具有良好综合性能的激光直接成型材料，其特征在于，所述增韧剂选自ABS、MBS、有机硅核壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴彤，李莹，
申请(专利权)人：无锡赢同新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32