一种功能性复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种功能性复合材料制件及其制备方法，主要解决现有技术中存在的未激光活化区域内的激光直接成型剂成分资源浪费以及高分子制件易产生静电危害的问题。本发明专利技术通过采用一种功能性复合材料，包括功能性表层和功能性内层，其中，所述功能性表层包含高分子树脂和抗静电剂，所述功能性内层包含高分子树脂和激光直接成型剂的技术方案，较好地解决上述问题，可用于通讯、电子、汽车、医疗、航天等结构部件。部件。部件。

【技术实现步骤摘要】
一种功能性复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子复合材料及激光直接成型领域，涉及一种功能性复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]激光直接成型是将材料改性、注射成型、激光镭射与化学化镀工艺相结合的三维模塑互连器件生产技术(3D-MID)技术。激光直接成型材料是在基体树脂中引入激光直接成型剂得到改性的树脂材料，经成型制成制件后，采用激光镭射活化再化学化镀，形成导电路径。优势在于能够减少电子元器件数量且节约空间，提高生产灵活性；如果需要改变导电电路，仅需调整激光扫描运动轨迹便可实现，不需重新设计模具，具有线路设计更加自由、生产速度更敏捷、流程更简化、成本更可控等优点，广泛应用于手机天线、笔记本电脑、电子医疗、汽车仪表盘、航空航天等领域。
[0003]然而，当采用激光直接成型技术制造电子元器件时，伴随着往往是无需激光镭射活化与化学金属镀的型材区域，其内部复合的激光活性添加剂未发挥自身作用，而造成资源浪费，尤其是在激光直接成型剂高成本的情况下。另外，大部分电子元器件结构特殊，多为立体多面异型结构，采用传统的常规加工手段则难以实现。即使要通过模具设计来实现，则面临设计成本高、缺乏变通和灵活性等问题。中国专利CN 102825875A报道了采用挤出复合的方法制备包括外膜、多层阻隔膜和内膜的多层复合片材，适用于包装产品和复合软管。中国专利CN 107001687A公开了采用共挤出方法制备包括盖层和基体层的聚合物膜和片材，从而避免了基体层激光直接成型添加剂资源浪费，但未涉及复杂异型结构设计与制造。/>[0004]同时，通常情况下，复合材料组分中引入无机/有机激光直接成型剂时，往往会导致基础材料强度和韧性等力学性质的下降。如何避免或减少基础材料改性前后力学性能指标的损失程度，是当前复合材料研制所亟待解决的问题。
[0005]另外，高分子材料制件往往表面电阻高，由于摩擦、灰尘积聚、表面电荷累积等而产生静电，引发静电放电，产生电火花，带来安全隐患。每年全世界因静电放电造成的破坏举不胜举。高分子材料抗静电的目的就是将材料表面产生的静电荷通过某种方式耗散掉。因此，开发具有静电耗散且使用性能优良的抗静电高分子复合材料，具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题之一是现有技术中存在的未激光活化的区域内激光直接成型剂成分无需发挥作用，当该组分大量存在时则造成资源浪费和成本增加，以及高分子制件极易产生静电危害的问题。本专利技术提供了一种功能性复合材料，该功能性复合材料结构形式多样，经激光活化处理和化学金属镀后，将极大发挥特定区域内激光直接成型剂功能，从而节约成本。同时，该功能性复合材料表层富含抗静电剂，有利于消散制件表面电阻，防止静电危害。
[0007]本专利技术所要解决的技术问题之二是提供了功能性复合材料的制备方法。该方法操
作简便易行，易于实现规模化生产作业，满足特殊复杂结构目标的制造。
[0008]本专利技术所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一和问题之二相适应的功能性复合材料的用途，例如但不限定在通讯、电子、医疗、汽车和航天领域中的应用。
[0009]为了解决上述技术问题之一，本专利技术提供了一种功能性复合材料，所述材料包括功能性表层和功能性内层，其中，所述功能性表层包含高分子树脂和抗静电剂，所述功能性内层包含高分子树脂和激光直接成型剂。
[0010]根据本专利技术的一些实施方式，所述功能性表层中，以功能性表层总重计，所述高分子树脂的质量含量为60-98％，优选为85-95％。
[0011]根据本专利技术的一些实施方式，所述功能性表层中，以功能性表层总重计，所述抗静电剂的质量含量为1-10％，优选为5-8％。
[0012]根据本专利技术的一些实施方式，所述功能性内层中，以功能性内层总重计，所述高分子树脂的质量含量为60-98％，优选为75-95％。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，所述功能性内层中，以功能性内层总重计，所述激光直接成型剂的质量含量为1-10％，优选为3-8％。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，所述功能性表层中，所述高分子树脂和抗静电剂的重量比为(60-98):(1-10)，优选为(85-95):(5-8)。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，所述功能性内层中，所述高分子树脂和激光直接成型剂的重量比为(60-98):(1-10)，优选为(75-95):(3-8)。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，所述激光直接成型剂选自氧化铜、磷酸铜、硫酸铜、碱式磷酸铜、亚铬酸铜和氧化锡锑中的一种或多种。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，所述激光直接成型剂为碱式磷酸铜和氧化锡锑。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，所述碱式磷酸铜与氧化锡锑重量比为(1-10):1，例如1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1以及它们之间的任意值。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，所述碱式磷酸铜与氧化锡锑重量比为(1-8):1。
[0020]根据本专利技术的一些实施方式，所述碱式磷酸铜与氧化锡锑重量比为(3-6):1。
[0021]根据本专利技术的一些实施方式，所述的激光直接成型剂具有在电磁辐射、激光辐射的作用下形成金属晶种，所述的金属晶种在化学镀金属化工艺中实现金属镀层沉积，以在模制件表面上被辐照的部位产生印制导线或电路。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，所述高分子树脂选自热塑性树脂和热固性树脂的一种或多种。
[0023]根据本专利技术的一些实施方式，所述热塑性树脂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、丙烯腈/苯乙烯共聚物、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚砜和聚酰亚胺中的一种或多种。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，所述热固性树脂选自液体环氧树脂和固态环氧树脂中的一种或多种。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，所述固态环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂和酚醛环氧树脂中的一种或多种。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，所述固态环氧树脂具有直径不大于10毫米的颗粒。
[0027]根据本专利技术的一些实施方式，所述液态环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛环氧树脂、三官能团环氧树脂和四官能团环氧树脂中的一种或多种。
[0028]根据本专利技术的一些实施方式，所述抗静电剂选自单硬脂酸甘油酯、硬酯酰基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、铁粉、铝粉、铜粉、铅粉、银粉、碳黑、碳纤维、石墨、石墨烯、碳纳米管和氧化铝晶须中的一种或多种。
[0029]根据本专利技术的一些实施方式，所述促进剂选自咪唑、改性咪唑中的至少一种。
[0030]根据本专利技术的一些实施方式，所述功能性表层的厚度为100μm-30mm。
[0031]根据本专利技术的一些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功能性复合材料，包括功能性表层和功能性内层，其中，所述功能性表层包含高分子树脂和抗静电剂，所述功能性内层包含高分子树脂和激光直接成型剂。2.根据权利要求1所述的功能性复合材料，其特征在于，所述功能性表层中，以功能性表层总重计，所述高分子树脂的质量含量为60-98％，优选为85-95％，所述抗静电剂的质量含量为1-10％，优选为5-8％；和/或所述功能性内层的中，以功能性内层总重计，所述高分子树脂的质量含量为60-98％，优选为75-95％，所述激光直接成型剂的质量含量为1-10％，优选为3-8％。3.根据权利要求1或2所述的功能性复合材料，其特征在于，所述功能性表层中，所述高分子树脂和抗静电剂的重量比为(60-98):(1-10)，优选为(85-95):(5-8)；和/或所述功能性内层中，所述高分子树脂和激光直接成型剂的重量比为(60-98):(1-10)，优选为(75-95):(3-8)。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的功能性复合材料，所述激光直接成型剂选自氧化铜、磷酸铜、硫酸铜、碱式磷酸铜、亚铬酸铜和氧化锡锑中的一种或多种，优选为碱式磷酸铜和氧化锡锑，更优选地，所述碱式磷酸铜与氧化锡锑重量比为(1-10):1，进一步优选为(1-8):1，最优选(3-6):1。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的功能性复合材料，其特征在于，所述高分子树脂选自热塑性树脂和热固性树脂的一种或多种，优选地，所述热塑性树脂选自聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、丙烯腈/苯乙烯共聚物、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚砜和聚酰亚胺中的一种或多种，所述热固性树脂选自液体环氧树脂和固态环氧树脂中的一种或多种，更优选地，所述固态环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂和酚醛环氧树脂中的一种或多种，所述液态环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛环氧树脂、三官能团环氧树脂和四官能团环氧树脂中的一种或多种；和/或所述抗静电剂选自单硬脂酸甘油酯、硬酯酰基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、铁粉、铝粉、铜粉、铅粉、银粉、碳黑、碳纤维、石墨、石墨烯、碳纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：于志省，白瑜，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：