一种陶瓷微粉母粒和具有陶瓷质感的聚合物复合材料及两者的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种陶瓷微粉母粒和具有陶瓷质感的聚合物复合材料及两者的制备方法，陶瓷微粉母粒的配方，其中高分子聚合物的重量百分比为40％～58.5％，陶瓷微粉的重量百分比为40％～58.5％，抗氧剂的重量百分比为0.5％～1％，润滑剂的重量百分比为1％～3％，一种具有陶瓷质感的聚合物复合材料的配方，其中高分子聚合物的重量百分比为20％～47％，陶瓷微粉母粒的重量百分比为50％～77％，增韧剂的重量百分比为2％～6％，抗氧剂的重量百分比为0.5％～1.0％，润滑剂的重量百分比为0.5％～1.0％，本发明专利技术采用陶瓷微粉母粒制备具有陶瓷质感的聚合物复合材料，陶瓷微粉经过二次加工分散和混合更加均匀，具有性能稳定、散热效果好、良好外观和手感、具有陶瓷质感的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷微粉母粒和具有陶瓷质感的聚合物复合材料及两者的制备方法
本专利技术属于改性高分子聚合物树脂
，特别涉及一种陶瓷微粉母粒和具有陶瓷质感的聚合物复合材料及两者的制备方法。
技术介绍
5G信号具有高传输，低延迟，信号覆盖范围广等优点。由于5G采用高达5MHZ以上的高频频段，信号传输容易受到干扰，再加上无线充电功能，需要通过3D玻璃或者陶瓷等非金属材料才能更好地实现上述功能，未来可折叠手机、柔性显示屏等都会采用OLED或QLED，3D玻璃或者陶瓷因此成为后壳材料的主流选择。针对5G未来材料的趋势，国内也有不少企业参加探讨，认为解决方案离不开新材料的研发及电路方面的研究，如果开发出高介电常数、低损耗、低成本、3D形态甚至有散热特性的材料，就可以大大提高终端电子产品的工作效率。陶瓷材料以及3D玻璃材料在手机等终端电子产品上已经有成功应用案例。陶瓷和3D玻璃材料具有优异的手感，可以根据客户需求设计成酷炫的外观，优异的尺寸稳定性适于电子终端产品的精密加工制造。但是陶瓷和玻璃材料材质较脆，机械加工难度大，加工成本高且良品率低下，成为陶瓷和3D玻璃材料大批量应用的瓶颈。聚合物基材的仿陶瓷质感复合材料具备陶瓷的质感及外观，且兼具可注塑加工及优异机械性能，加工成本低良率相对高一些。现在的技术难题如下：1、陶瓷微粉对材料物性有较明显的损害，当陶瓷微粉加入量略微大一些后，聚合物的物性就会出现显著降低，不适宜使用在一些对材料机械性能要求比较高的应用领域，从而限制了复合材料的应用范围；2、陶瓷微粉为非有机材料，与高分子聚合物材料相容性较差，无机陶瓷微粉难以在聚合物基材中分散均匀，影响复合材料机械性能的同时，复合材料也会出现较大的性能波动；3、陶瓷微粉堆积密度与高分子聚合物树脂差异较大，在搅拌混合以及下料过程中，容易出现陶瓷微粉的堆积及下料过程中出现分层现象，影响复合材料的生产制造。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种陶瓷微粉母粒和具有陶瓷质感的聚合物复合材料及两者的制备方法，本专利技术的聚合物复合材料具有性能稳定、导热和散热效果好、良好外观和手感、具有陶瓷质感的优点。为实现上述目的，本专利技术提供了一种陶瓷微粉母粒，它是由高分子聚合物、陶瓷微粉、抗氧剂和润滑剂组成，其中高分子聚合物的重量百分比为40％～58.5％，陶瓷微粉的重量百分比为40％～58.5％，抗氧剂的重量百分比为0.5％～1％，润滑剂的重量百分比为1％～3％。作为优选的，所述高分子聚合物作为底料，所用高分子聚合物为聚碳酸酯、聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯共聚物合金以及聚苯硫醚树脂中的一种。作为优选的，所述聚碳酸酯基材的分子量为19000-25000，所用聚碳酸酯的熔融指数在8-19g/10min范围，包括聚碳酸酯帝人1250Y和1225L、聚碳酸酯出光IR1900和IR2200、聚碳酸酯乐天1100和1220R、聚碳酸酯奇美110以及聚碳酸酯三菱S-3000和S-2000等；所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物包括奇美PA-758和PA-758R、台化AG15A1和AG15AB、上海高桥275和8391、宁波LGTR-300和TR-552以及UMGEX18A和TJ3G等；所述聚对苯二甲酸丁二醇酯选用粘度为0.7-1.5dl/g范围，包括长春化工1200-211M、1100-211M、1100-211S和1200-211D，康辉石化KH2075、KH2080、KH2090和KH2100，南通星辰1100HQ和1230HR以及仪征化纤L2100和L2100G等；所述聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯选用粘度为0.6-1.2dl/g范围，包括韩国SKK2012、JN200、PN200和T110以及伊士曼GN071、GN078、GN101和DN011等；所述聚苯硫醚树脂的熔体流动速率在100-500g/10min范围，包括新和成特种材料1110C、1130C、1150C、1330C和1350C等。作为优选的，所述陶瓷微粉为氧化锆陶瓷微粉、多孔氧化锆陶瓷微粉、氧化铝陶瓷微粉、多孔氧化铝陶瓷微粉、碳化硼陶瓷微粉、多孔碳化硼陶瓷微粉、氮化硅陶瓷微粉、多孔氮化硅陶瓷微粉、碳化硅陶瓷微粉、多孔碳化硅陶瓷微粉、二氧化硅陶瓷微粉和多孔二氧化硅陶瓷微粉的一种或两种的混合物。作为优选的，所述陶瓷微粉经过偶联剂包覆处理后方可使用，所述陶瓷微粉的粒径大小在80-200纳米范围。作为优选的，所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N'-双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]己二胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基)苯酚、N,N'-双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]肼、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基酚)4,4'-联苯二亚磷酸酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的协效混合物、硫代二丙酸二硬脂醇酯、双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯和硫代二丙酸二月桂酯中的两种以1：3比例混合的混合物；所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、LicowaxE蜡、LicowaxOP蜡、LicowaxS蜡、油酸酰胺、芥酸酰胺、N,N-亚乙基双硬脂酰胺、氧化聚乙烯蜡、甲基硅油、液体石蜡、微晶石蜡和硬脂酸酯中的一种或两种的混合物。本专利技术还提供了一种陶瓷微粉母粒的制备方法，步骤和条件包括：根据陶瓷微粉母粒的配方，称取40～58.5份高分子聚合物、40～58.5份陶瓷微粉、0.5～1.0份抗氧剂和1.0～3.0份润滑剂；将上述除陶瓷微粉外配方组分投入到高速搅拌机中混合均匀后；将上述陶瓷微粉组分的50％投入到高速搅拌机中混合均匀后，再将余下另一半陶瓷微粉投入高速搅拌机中搅拌均匀，混合好的物料投入到双螺杆挤出机中，熔融挤出，造粒；其中双螺杆挤出机包括十个温区，挤出机料筒温度根据高分子聚合物基材的种类进行分别设定。本专利技术还提供了一种具有陶瓷质感的聚合物复合材料，它是由高分子聚合物、陶瓷微粉母粒、增韧剂、抗氧剂和润滑剂组成，其中高分子聚合物的重量百分比为20％～47％，陶瓷微粉母粒的重量百分比为50％～77％，增韧剂的重量百分比为2％～6％，抗氧剂的重量百分比为0.5％～1.0％，润滑剂的重量百分比为0.5％～1.0％。作为优选的，所述高分子聚合物作为底料，所用高分子聚合物为聚碳酸酯、聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯共聚物合金以及聚苯硫醚树脂中的一种。作为优选的，所述聚碳酸酯基材的分子量为19本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷微粉母粒，其特征在于，它是由高分子聚合物、陶瓷微粉、抗氧剂和润滑剂组成，其中高分子聚合物的重量百分比为40％～58.5％，陶瓷微粉的重量百分比为40％～58.5％，抗氧剂的重量百分比为0.5％～1％，润滑剂的重量百分比为1％～3％。/n

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷微粉母粒，其特征在于，它是由高分子聚合物、陶瓷微粉、抗氧剂和润滑剂组成，其中高分子聚合物的重量百分比为40％～58.5％，陶瓷微粉的重量百分比为40％～58.5％，抗氧剂的重量百分比为0.5％～1％，润滑剂的重量百分比为1％～3％。


2.根据权利要求1所述的一种陶瓷微粉母粒，其特征在于，所述高分子聚合物作为底料，所用高分子聚合物为聚碳酸酯、聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物合金、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯共聚物合金以及聚苯硫醚树脂中的一种。


3.根据权利要求2所述的一种陶瓷微粉母粒，其特征在于，所述聚碳酸酯基材的分子量为19000-25000，所用聚碳酸酯的熔融指数在8-19g/10min范围，包括聚碳酸酯帝人1250Y和1225L、聚碳酸酯出光IR1900和IR2200、聚碳酸酯乐天1100和1220R、聚碳酸酯奇美110以及聚碳酸酯三菱S-3000和S-2000等；
所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物包括奇美PA-758和PA-758R、台化AG15A1和AG15AB、上海高桥275和8391、宁波LGTR-300和TR-552以及UMGEX18A和TJ3G等；
所述聚对苯二甲酸丁二醇酯选用粘度为0.7-1.5dl/g范围，包括长春化工1200-211M、1100-211M、1100-211S和1200-211D，康辉石化KH2075、KH2080、KH2090和KH2100，南通星辰1100HQ和1230HR以及仪征化纤L2100和L2100G等；
所述聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯选用粘度为0.6-1.2dl/g范围，包括韩国SKK2012、JN200、PN200和T110以及伊士曼GN071、GN078、GN101和DN011等；
所述聚苯硫醚树脂的熔体流动速率在100-500g/10min范围，包括新和成特种材料1110C、1130C、1150C、1330C和1350C等。


4.根据权利要求1所述的一种陶瓷微粉母粒，其特征在于，所述陶瓷微粉为氧化锆陶瓷微粉、多孔氧化锆陶瓷微粉、氧化铝陶瓷微粉、多孔氧化铝陶瓷微粉、碳化硼陶瓷微粉、多孔碳化硼陶瓷微粉、氮化硅陶瓷微粉、多孔氮化硅陶瓷微粉、碳化硅陶瓷微粉、多孔碳化硅陶瓷微粉、二氧化硅陶瓷微粉和多孔二氧化硅陶瓷微粉的一种或两种的混合物。


5.根据权利要求4所述的一种陶瓷微粉母粒，其特征在于，所述陶瓷微粉经过偶联剂包覆处理后方可使用，所述陶瓷微粉的粒径大小在80-200纳米范围。


6.根据权利要求1所述的一种陶瓷微粉母粒，其特征在于，所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、N,N'-双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]己二胺、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基)苯酚、N,N'-双-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基]肼、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、四(2,4-二叔丁基酚)4,4'-联苯二亚磷酸酯、季戊四醇四(3-月桂基硫代丙酸酯)、季戊四醇酯和三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯的协效混合物、硫代二丙酸二硬脂醇酯、双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯和硫代二丙酸二月桂酯中的两种以1：3比例混合的混合物；
所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、LicowaxE蜡、LicowaxOP蜡、LicowaxS蜡、油酸酰胺、芥酸酰胺、N,N-亚乙基双硬脂酰胺、氧化聚乙烯蜡、甲基硅油、液体石蜡、微晶石蜡和硬脂酸酯中的一种或两种的混合物。


7.根据权利要求1-6所述的一种陶瓷微粉母粒的制备方法，其特征在于，步骤和条件包括：根据陶瓷微粉母粒的配方，称取40～58.5份高分子聚合物、40～58.5份陶瓷微粉、0.5～1.0份抗氧剂和1.0～3.0份润滑剂；将上述除陶瓷微粉外配方组分投入到高速搅拌机中混合均匀后；将上述陶瓷微粉组分的50％投入到高速搅拌机中混合均匀后，再将余下另一半陶瓷微粉投入高速搅拌机中搅拌均匀，混合好的物料投入到双螺杆挤出机中，熔融挤出，造粒；其中双螺杆挤出机包括十个温区，挤出机料筒温度根据高分子聚合物基材...

【专利技术属性】
技术研发人员：董磊，周宇，
申请(专利权)人：东莞市百励兴新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44