激光直接成型用PC复合材料及其制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及塑胶新材料领域，具体涉及一种激光直接成型用PC复合材料及其制备工艺，激光直接成型用PC复合材料，包括以下重量份数的组分，PC 50‑80份、玄武岩纤维10‑50份、激光添加剂3‑8份、抗氧剂0.5‑2份、热稳定剂0.2‑2份、增韧剂 3‑8份、润滑剂1‑2份、偶联剂1‑2份、相容剂2‑6份；所述抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂组成，所述热稳定剂由金属化合物、层状双金属氢氧化物和紫外光吸收剂组成；激光添加剂为经丙烯酸酯改性的纳米铜粉。本发明专利技术的激光直接成型用PC复合材料激光诱导电镀性能好、抗热氧性能好、耐老化性能好、机械性能好。

PC composite material for laser direct forming and preparation process thereof

The invention relates to the field of new plastic materials, in particular to PC composite material and method for a laser direct forming process, PC composite materials using laser direct forming, which comprises the following components in parts by weight, PC 50 80 copies, 50 copies, 10 basalt fiber laser additive 3 8, antioxidant 0.5 2 copies, 2 copies, 0.2 heat stabilizer toughening agent 3 8 copies, 2 copies of the 1 lubricant and coupling agent 1 2 copies, 6 copies of 2 compatibilizer; the antioxidant by hindered phenolic antioxidant and phosphite antioxidant composition, the thermal stabilizer by metal compounds, layered double metal hydroxide and ultraviolet absorbent composition; laser additive by copper nanoparticles modified acrylate. The PC composite material has the advantages of good laser induced plating property, good thermal oxidation resistance, good aging resistance and good mechanical performance.

【技术实现步骤摘要】
激光直接成型用PC复合材料及其制备工艺
本专利技术涉及塑胶新材料领域，特别是涉及激光直接成型用PC复合材料及其制备工艺。
技术介绍
激光直接成型(LASERDIRECTSTRUCTRING，简称LDS)是一种射出、激光加工与电镀工艺相结合的3D-MID(Three-dimensionalmoldedinterconnectdevice)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，使塑料壳体、结构件除支撑、防护等功能外，与导电电路结合而产生的屏蔽、天线等功能。LDS材料，主要是在基体树脂中添加激光添加剂，共混后的粒子注塑成制件再化学镀后，可形成导电线路，优势是线路设计更自由且牢固。利用激光直接成型制作模塑互联器件的工艺主要包括以下三个步骤：树脂基材的注塑成型、LDS元件的激光加工和电路图案金属化。在这一工艺过程中可激光直接成型的聚合物基材的开发是最为关键的部分之一。因此，设计和制备具有激光直接成型性能的聚合物复合材料具有极其重要的工业价值。激光直接成型性能的聚合物复合材料，需具有优良的激光诱导电镀性能及优良的抗热氧老化性能，现有技术中，为提高复合材料的抗热氧老化性能，常在树脂中添加激光直接成型添加剂(LDS添加剂)，来增加复合材料的抗热氧老化性能，但由于这类添加剂会与树脂直接发生反应或称为树脂分子链发生降解反应的催化剂，最终导致树脂大分子链易于锻炼，影响复合材料的力学性能。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种激光诱导电镀性能好、抗热氧性能好、耐老化性能好、机械性能好的激光直接成型用PC复合材料及其制备工艺。本专利技术所采用的技术方案是：激光直接成型用PC复合材料，包括以下重量份数的组分，PC50-80份、玄武岩纤维10-50份、激光添加剂3-8份、抗氧剂0.5-2份、热稳定剂0.2-2份、增韧剂3-8份、润滑剂1-2份、偶联剂1-2份、相容剂2-6份；所述抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂组成，所述热稳定剂由金属化合物、层状双金属氢氧化物和紫外光吸收剂组成；所述激光添加剂为经丙烯酸酯改性的纳米铜粉。对上述技术方案的进一步改进为，所述玄武岩纤维为长径比为1500的连续纤维；所述偶联剂为环氧树脂E51和脂环族环氧复配上浆得到的KH-550；所述润滑剂为天然石蜡；所述相容剂为苯乙烯与马来酸酐的共聚物。对上述技术方案的进一步改进为，所述热稳定剂中金属化合物、层状双金属氢氧化物和紫外光吸收剂的质量比为2:1:0.5；所述抗氧剂中受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1：2。对上述技术方案的进一步改进为，包括以下重量份数的组分，PC75份、玄武岩纤维10份、激光添加剂5份、抗氧剂1份、热稳定剂1.5份、增韧剂3份、润滑剂1.5份、偶联剂1份、相容剂2份。对上述技术方案的进一步改进为，包括以下重量份数的组分，PC64份、玄武岩纤维20份、激光添加剂5份、抗氧剂1份、热稳定剂1.5份、增韧剂2份、润滑剂1.5份、偶联剂1份、相容剂4份。对上述技术方案的进一步改进为，包括以下重量份数的组分，PC53份、玄武岩纤维30份、激光添加剂5份、抗氧剂1份、热稳定剂1.5份、增韧剂2份、润滑剂1.5份、偶联剂1份、相容剂5份。激光直接成型用PC复合材料的制备工艺，包括以下步骤，a.制备激光添加剂；b.制备玄武岩纤维；c.取配方量的PC、玄武岩纤维、激光添加剂、抗氧剂、热稳定剂、增韧剂、润滑剂、偶联剂、相容剂，混合均匀；d.将步骤c中的各组分导入螺杆挤出机内进行挤出得到料条；e.对料条进行水冷、风干处理；f.取步骤e中冷却干燥的料条进行切粒。对上述技术方案的进一步改进为，步骤a中，激光添加剂的制备工艺为，向丙烯酸酯酯类单体/十二烷基三甲基溴化铵/水组成的正向微乳液中滴加纳米铜粉、引发剂、硅烷偶联剂的醇溶液，加热反应，过滤、干燥，得到激光活化粒子。对上述技术方案的进一步改进为，步骤d中，螺杆挤出机挤出温度为210℃-230℃，螺杆挤出机的主机螺杆转速为250r/min～330r/min，料斗进料螺杆的转速为24r/min～35r/min。本专利技术的有益效果为：1、一方面，为提高复合材料的机械性能，本专利技术采用玄武岩纤维对PC进行增强，PC为热塑性材料，相对于传统的纤维增强热固性材料，热塑性树脂可回收再利用，且工艺要求低，能休整成型后的制品，耐化学性能好；玄武岩纤维是一种高强、高模的无机矿物纤维，而且耐高温，耐腐蚀等性能优秀，是一种绿色无污染的理想材料，并且，玄武岩纤维抗拉强度突出，玄武岩纤维来能显著增大PC的抗拉强度，制备的复合材料弯曲强度高、拉伸强度高、冲击强度好且化学性质稳定、便于回收利用。第二方面，为提高复合材料的抗热氧性、耐老化性等性能，本专利技术中采用了由金属化合物、层状双金属氢氧化物和紫外光吸收剂组成的热稳定剂和由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂组成的抗氧化剂，由于激光添加剂为是具有特殊晶型结构的金属氧化物或金属单质，体系中游离存在的金属离子或原子，是催化PC降解的催化剂，使得PC大分子链易于断裂，力学强度下降，体系粘度下降，影响复合材料的性能，而当本专利技术选用的热稳定剂和抗氧化剂混合使用，各组分间会发生协同反应来抑制激光添加剂对PC的催化降解，抑制PC的热降解和氧化降解，同时热稳定性和抗氧化性好，有利于提升复合材料的抗热氧性、耐老化性、机械强度等性能。第三方面，本专利技术选用的激光添加剂为经丙烯酸酯改性的纳米铜粉，激光添加剂在复合材料中具有更好的分散性，有利于提高复合材料的激光诱导电镀性能，使得复合材料能用于激光直接成型；同时，通过对金属铜进行改性，隔绝金属铜原子与PC的直接接触，从而避免金属铜原子催化降解PC，防止PC发生热氧老化反应，进一步有利于提高复合材料的抗热氧性、耐老化性等性能。第四方面，经测试，本专利技术的复合材料激光诱导电镀性能好、热稳定性好、抗氧化性好、耐老化、耐酸、耐碱，化学性质稳定、机械性能好，能用于激光直接成型技术。2、玄武岩纤维为长径比为1500的连续纤维，在复合材料中，采用；连续纤维，使得玄武岩纤维最小保留尺度较大，分散均匀，并且在复合材料内部，连续玄武岩纤维可形成纤维互相缠绕的三维网络结构，使得纤维增强效应更加明显，进一步有利于提高复合材料的强度。另外，纤维端部的应力集中点也是裂纹引发点，容易造成应力开裂，从而造成韧性下降。由于连续纤维复合材料样品中的纤维最小保留长度较长，端部数量则会显著减少，从而保持有较好的冲击性能。3、偶联剂为环氧树脂E51和脂环族环氧复配上浆得到的KH-550，由于玄武岩纤维模量较高，PC树脂把玄武岩纤维粘接起来后作为一个整体来承受载荷，如玄武岩纤维和PC的界面粘接强度不高，则复合材料的强度增强不明显，因此，本专利技术中加入了偶联剂，通过偶联剂提高玄武岩纤维和PC之间的粘接强度，有利于提高复合材料整体的抗拉强度。本专利技术中偶联剂选用环氧树脂E51和脂环族环氧复配上浆得到的KH-550，KH-550水解反应后的基团能与玄武岩纤维表面吸水后生产的羟基稳定结合，也能与PC树脂结合，从而有效提高玄武岩纤维和PC的界面结合力，进一步有利于提高复合材料的弯曲强度、拉伸强度和冲击强度。4、润滑剂为天然石蜡，润滑剂的加入，对整个复合材料大分子起到润滑作用，减小产品与外界的本文档来自技高网...

【技术保护点】
激光直接成型用PC复合材料，其特征在于：包括以下重量份数的组分，PC 50‑80份、玄武岩纤维10‑50份、激光添加剂3‑8份、抗氧剂0.5‑2份、热稳定剂0.2‑2份、增韧剂3‑8份、润滑剂1‑2份、偶联剂1‑2份、相容剂2‑6份；所述抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂组成，所述热稳定剂由金属化合物、层状双金属氢氧化物和紫外光吸收剂组成；所述激光添加剂为经丙烯酸酯改性的纳米铜粉。

【技术特征摘要】
1.激光直接成型用PC复合材料，其特征在于：包括以下重量份数的组分，PC50-80份、玄武岩纤维10-50份、激光添加剂3-8份、抗氧剂0.5-2份、热稳定剂0.2-2份、增韧剂3-8份、润滑剂1-2份、偶联剂1-2份、相容剂2-6份；所述抗氧剂由受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂组成，所述热稳定剂由金属化合物、层状双金属氢氧化物和紫外光吸收剂组成；所述激光添加剂为经丙烯酸酯改性的纳米铜粉。2.根据权利要求1所述的激光直接成型用PC复合材料，其特征在于：所述玄武岩纤维为长径比为1500的连续纤维；所述偶联剂为环氧树脂E51和脂环族环氧复配上浆得到的KH-550；所述润滑剂为天然石蜡；所述相容剂为苯乙烯与马来酸酐的共聚物。3.根据权利要求2所述的激光直接成型用PC复合材料，其特征在于：所述热稳定剂中金属化合物、层状双金属氢氧化物和紫外光吸收剂的质量比为2:1:0.5；所述抗氧剂中受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的质量比为1：2。4.根据权利要求3所述的激光直接成型用PC复合材料，其特征在于：包括以下重量份数的组分，PC75份、玄武岩纤维10份、激光添加剂5份、抗氧剂1份、热稳定剂1.5份、增韧剂3份、润滑剂1.5份、偶联剂1份、相容剂2份。5.根据权利要求3所述的激光直接成型用PC复合材料，其特征在于：包括以下重量份数的组分，PC64份、玄...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺鹏勇，贺朋波，
申请(专利权)人：深圳市华盈新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44