一种低密度聚酰胺组合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种低密度聚酰胺组合物及其应用，属于LAP技术领域。该低密度聚酰胺组合物包括如下重量份的组分：聚酰胺43～80份、激光引发剂0.5～2份、激光保护剂1～5份、空心玻璃微珠10～30份和热塑性弹性体10～20份；所述激光引发剂为由金属氧化物溶剂和金属氧化物溶质形成的固溶体；所述激光保护剂为异氰酸酯类化合物。本发明专利技术提供的低密度聚酰胺组合物具有高韧性和低密度的特性，在使用LAP工艺镭雕化镀的过程中，该组合物可以有效改善溢镀、漏镀的问题，显著提高了产品良率。显著提高了产品良率。

【技术实现步骤摘要】
一种低密度聚酰胺组合物及其应用


[0001]本专利技术属于LAP
，具体涉及一种低密度聚酰胺组合物及其应用。

技术介绍

[0002]激光化学活化金属镀(Laser Activating Plating，LAP)是一种以激光诱导普通塑料基材后选择性金属镀的技术，其能够在任意成型面上制作具有电气功能的电器及互联器件，因此在智能手机、可穿戴设备、LED等领域都具备广泛的应用前景。
[0003]常规LAP工艺中，由于普通塑胶基材的材质柔软脆弱，激光镭雕过程中产品易被烧焦，导致线路的轮廓粗糙，使镭雕层的线路不稳定，因此在化镀前处理过程中各种酸碱药水在线路的轮廓粗糙处的残留量较大，造成产品的线路轮廓被腐蚀，产生斑点及微孔，影响镀层在产品上的附着，最终导致产品出现溢镀、漏镀等不良现象。现有技术CN 111805091 A和CN 112739024 A均分别针对LAP工艺的这一问题提出了工艺改善方法，但是目前尚没有报道用于LAP工艺的聚合物材料可以改善溢镀、漏镀等不良问题。
[0004]随着5G信息时代的到来，塑料天线由于具备低介电损耗的特性，在移动终端设备上获得了广泛应用。轻量化一直是移动终端设备的主要发展方向之一，为了进一步降低设备的重量，塑料天线材料的低密度化要求也越来越高。目前，尚没有报道可以适用于LAP工艺的低密度聚酰胺材料。

技术实现思路

[0005]为解决上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种低密度聚酰胺组合物及其应用。
[0006]为达到其目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]一种低密度聚酰胺组合物，其包括如下重量份的组分：聚酰胺43～80份、激光引发剂0.5～2份、激光保护剂1～5份、空心玻璃微珠10～30份和热塑性弹性体10～20份；所述激光引发剂为由金属氧化物溶剂和金属氧化物溶质形成的固溶体，所述金属氧化物溶剂中含有金属元素Ti、Sn、Nb、W、Mn、Ta中的至少一种，所述金属氧化物溶质中含有金属元素Mg、Al、Ca、Fe、Ti、Ni、Cu、Sn、Sb中的至少一种；所述激光保护剂为异氰酸酯类化合物。
[0008]本专利技术中，加入0.5～2重量份的所述激光引发剂可以在激光镭雕过程中吸收激光能量而发生价态转化，转化后的激光引发剂可以进一步在化镀过程中与化镀液的金属离子产生置换反应，加快金属镀层的沉积，同时提高材料表面与金属镀层的结合力。此外，激光引发剂的加入可以吸收部分激光能量，在一定程度上防止材料在激光镭雕过程中由于局部过热而导致碳化，从而可以改善溢镀和漏镀的问题。若所述激光引发剂加入过少，改善作用不明显；若加入过多，也会导致溢镀问题发生。
[0009]在激光镭雕过程中，激光轰击材料表面形成的高热会使得聚酰胺基体发生熔融降解，聚酰胺发生断链等一系列降解反应，从而使得材料体积收缩不均匀，加上短链聚酰胺极易碳化形成致密的碳层，导致激光镭雕后的沟槽表面粗糙、沟槽宽度不均以及有大量碳化
物存在，造成在化镀过程中形成的金属镀层薄厚不均、线径差异大和出现漏镀，严重影响电路质量。本专利技术通过引入1～5重量份所述激光保护剂，可以在激光镭雕过程中利用高热使得断链的聚酰胺进一步扩链、微交联形成高分子量聚酰胺；吸热和高分子量聚酰胺的形成可以有效减少碳化物的产生，从而减少后续化镀过程中的漏镀；同时激光保护剂的引入使得激光照射部位的聚酰胺发生均匀地降解
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扩链反应，使得材料的烧蚀和收缩过程均匀，形成均一的沟槽表面和宽度，从而可以在化镀过程中减少溢镀，形成线径均匀和镀层厚度均匀的高品质立体电路。若所述激光保护剂加入过少，改善作用不明显；若加入过多，会导致激光照射过程中树脂过度反应发泡，引发溢镀和漏镀问题。
[0010]本专利技术中，相比于单独使用所述激光引发剂或所述激光保护剂，所述激光引发剂和所述激光保护剂同时作用时能更好地改善溢镀和漏镀问题，使产品良率显著提高。
[0011]此外，加入10～30重量份的空心玻璃微珠可以有效减小组合物的密度，加入10～20重量份的热塑性弹性体可以有效提升组合物的韧性。同时，由于双螺杆熔融加工过程中的强剪切会导致空心玻璃微珠破损，造成难以有效降低组合物材料的密度。而按照本专利技术提供的重量份配比加入热塑性弹性体和空心玻璃微珠，可使具有较低粘度的热塑性弹性体在双螺杆熔融加工过程中有效地附着在空心玻璃微珠的表面并与树脂基体形成较强的界面结合作用，对空心玻璃微珠形成紧密包裹，从而使得加工过程中的剪切力在树脂基体和热塑性弹性体中传递，大大减少剪切力对空心玻璃微珠的破坏。
[0012]空心玻璃微珠与热塑性弹性体之间，若空心玻璃微珠占比过少，对组合物的密度减小效果不明显。若空心玻璃微珠占比过多，会导致热塑性弹性体难以在树脂和空心玻璃微珠中形成有效的界面结合，难以对空心玻璃微珠形成紧密包裹，导致剪切力直接作用于空心玻璃微珠，加剧空心玻璃微珠的破损，最终导致难以有效减小组合物的密度；同时破损的玻璃微珠形成的不规则玻璃片会形成应力集中点，造成材料的缺口冲击强度下降，同时也会降低激光镭雕的良品率。
[0013]优选地，所述空心玻璃微珠与热塑性弹性体的质量比值为1～1.5。此时，可以获得具有较小密度和较高缺口冲击强度的组合物。
[0014]优选地，所述激光保护剂与激光引发剂的质量比值为2～3。此时，能较好地改善溢镀和漏镀问题，组合物在激光镭雕应用中的产品良率较高。
[0015]优选地，所述聚酰胺选自半结晶聚酰胺(例如，PA410、PA610、PA612、PA1010、PA1012、PA1212、PA11、PA12等)、由环状脂肪族二胺和具有6～18个碳原子的脂肪族二羧酸制成的无定形聚酰胺中的至少一种。
[0016]更优选地，所述聚酰胺为半结晶聚酰胺。半结晶聚酰胺可使产品具有更好的尺寸稳定性，利于提高产品良率。
[0017]优选地，所述激光引发剂中，金属氧化物溶剂和金属氧化物溶质的质量比值为1～1.5。
[0018]优选地，所述激光保护剂选自三甲代烯丙基异氰酸酯(TMAIC)、三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)中的至少一种。
[0019]合适的粒径，有利于空心玻璃微珠在熔融加工中与基体混合分散。优选地，所述空心玻璃微珠的平均粒径为15～135μm，平均粒径的测试方法为：使用激光粒度仪，参照GB T 19077
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2016进行测试。
[0020]更优选地，所述空心玻璃微珠的的平均粒径为50～100μm。
[0021]优选地，所述热塑性弹性体选自三元乙丙橡胶、聚烯烃弹性体、苯乙烯
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乙烯
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丁二烯共聚物中的至少一种，更优选为聚烯烃弹性体。
[0022]本专利技术还提供了一种所述激光引发剂的制备方法，其包括如下步骤：将金属氧化物溶剂和金属氧化物溶质进行湿磨，然后烘干，去除水分，粉碎，使粒径分布在5～200μm，然后放入高温炉中煅烧形成固溶体，制得所述激光引发剂。
[0023]本专利技术还提供了一种所述低密度聚酰胺组合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低密度聚酰胺组合物，其特征在于，包括如下重量份的组分：聚酰胺43～80份、激光引发剂0.5～2份、激光保护剂1～5份、空心玻璃微珠10～30份和热塑性弹性体10～20份；所述激光引发剂为由金属氧化物溶剂和金属氧化物溶质形成的固溶体，所述金属氧化物溶剂中含有金属元素Ti、Sn、Nb、W、Mn、Ta中的至少一种，所述金属氧化物溶质中含有金属元素Mg、Al、Ca、Fe、Ti、Ni、Cu、Sn、Sb中的至少一种；所述激光保护剂为异氰酸酯类化合物。2.如权利要求1所述的低密度聚酰胺组合物，其特征在于，所述空心玻璃微珠与热塑性弹性体的质量比值为1～1.5。3.如权利要求1所述的低密度聚酰胺组合物，其特征在于，所述激光保护剂与激光引发剂的质量比值为2～3。4.如权利要求1所述的低密度聚酰胺组合物，其特征在于，所述激光保护剂选自三甲代烯丙基异氰酸酯、三烯丙基异氰脲酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨硕，龙杰明，麦杰鸿，姜苏俊，曹民，徐显骏，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：