CN114716802B - 一种低介电手机中框基材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种低介电手机中框基材及其制备方法，按照重量份数计，手机中框基材包括如下成分：聚碳酸酯55‑70份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10‑25份、改性空心玻璃微珠10‑18份、增韧剂5‑15份、分散剂3‑8份、抗氧剂0.4‑1份和润滑剂0.5‑1.5份。本发明手机中框基材介电性能越好，机械性能优异，质轻，成本低，易加工。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种低介电手机中框基材及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，电子产品的使用频率越来越高，手机作为一款重要的电子产品，已经成为了我们生活不可或缺的一部分。随着手机功能的功能越来越丰富，消费者对手机的需求也越来越高，不仅要求手机的软件配置高，同时对手机的硬件配置功能的要求也越来越高。手机中框位于前面板和后盖板之间衔接位置，是手机的重要组成部分，常见的手机中框为金属材质，但是，现在逐渐进入5G时代，5G发射毫米波，传输数据内容多，但穿透力较弱，金属中框已经对手机接受基站信号产生了一定的阻碍作用，而且金属中框重量比较大，制作成本较高。因此，开发一种树脂基材的低介电手机中框具有重要意义。
公开号为CN112409789A的中国专利申请公开了一种5G手机中框用聚酰胺组合物及其制备方法，属于高分子领域。该方法在双螺杆挤出机的主喂料口投入混合均匀的聚酰胺、环氧树脂和增韧剂，在挤出机第一侧喂料口加入玻璃纤维，在挤出机第二侧喂料口加入混合均匀的导热填料和助剂。在口模的倒数第二段进行对熔体抽真空，经过剪切和混炼后的组合物从挤出，牵引拉条进行冷却、造粒、干燥及均化后包装。该发明的组合物是一种高强度高导热聚酰胺材料，解决了现有技术中导热材料的导热效率低、力学性能低的问题，具有优异的导热性能、机械强度，并且尺寸稳定，可应用在5G手机中框材料。但是，该专利添加热固性树脂和玻璃纤维，会导致基材的介电性能变差。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种低介电手机中框基材及其制备方法，所得手机中框基材介电性能和机械性能优异，质轻，成本低，易加工。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种低介电手机中框基材，按照重量份数计，包括如下成分：
聚碳酸酯55-70份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10-25份、改性空心玻璃微珠10-18份、增韧剂5-15份、分散剂3-8份、抗氧剂0.4-1份和润滑剂0.5-1.5份。
优选地，所述增韧剂为EM-500、EM-500A、M521中一种或者几种。
优选地，所述分散剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁中一种或者几种。
优选地，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂B225中一种或者几种。
优选地，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、乙烯基双硬脂酰胺和聚硅氧烷中一种或者几种。
优选地，所述改性空心玻璃微珠制备方法包括以下步骤：
(1)在常温下，将硅酸四乙酯2-6份加入到10-20份酸酐固化剂中搅拌30-60min，接着依次加入0.2-1.0份KH550偶联剂、10-20份环氧树脂，继续搅拌30-60min，得到混合液；
(2)采用去离子水将步骤(1)混合液稀释50-80倍，边搅拌边缓慢添加50-80份空心玻璃微珠，搅拌30-60min，烘干，筛分，即得改性空心玻璃微珠。
优选地，所述空心玻璃微珠粒径为20-30μm，比重0.4-0.5g/cm3，强度12000-18000psi。
优选地，所述烘干条件为：烘干温度120-140℃，时间4-8h。
一种上述的低介电手机中框基材的制备方法，包括如下步骤：
将改性空心玻璃微珠、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、增韧剂、抗氧剂、润滑剂以及分散剂按所述重量份数混合均匀，并造粒制得含有空心玻璃微珠的母粒，将所述母粒加入注塑机中注塑成型，即得。
优选地，所述注塑机的注塑温度为280-300℃，注塑压力为80-120bar。
本发明的积极有益效果：
1.本发明改性后的空心玻璃微珠表面形成了有机无机的环氧/二氧化硅杂化层，有效改善了空心玻璃微珠与聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的相容性及界面结合性能，进一步通过加入增韧剂弥补空心玻璃微珠带来的材料机械性能的降低，本发明各种原料协同作用，所得手机中框基材介电性能和机械性能优异，质轻，成本低，易加工。
具体实施方式
下面结合一些具体实施例对本发明进一步说明。
实施例1
一种低介电手机中框基材，按照重量份数计，包括如下成分：
聚碳酸酯55份、聚对苯二甲酸乙二醇酯15份、改性空心玻璃微珠10份、增韧剂5份、分散剂3份、抗氧剂0.4份和润滑剂1.0份。
进一步地，增韧剂为EM-500。
进一步地，分散剂为硬脂酸锌。
进一步地，抗氧剂为抗氧剂1076。
进一步地，润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺。
进一步地，改性空心玻璃微珠制备方法包括以下步骤：
(1)在常温下，将硅酸四乙酯2份加入到20份酸酐固化剂中搅拌30min，接着依次加入0.5份KH550偶联剂、10份环氧树脂，继续搅拌50min，得到混合液；
(2)采用去离子水将步骤(1)混合液稀释50倍，边搅拌边缓慢添加60份空心玻璃微珠，搅拌60min，120℃烘干4h，筛分，即得改性空心玻璃微珠。
进一步地，空心玻璃微珠粒径为20-30μm，比重0.4-0.5g/cm3，强度12000-18000psi。
上述的低介电手机中框基材的制备方法，包括如下步骤：
将改性空心玻璃微珠、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、增韧剂、抗氧剂、润滑剂以及分散剂按所述重量份数混合均匀，并造粒制得含有空心玻璃微珠的母粒，将所述母粒加入注塑机中注塑成型，注塑机的注塑温度为280-300℃，注塑压力为80-120bar，即得。
实施例2
一种低介电手机中框基材，按照重量份数计，包括如下成分：
聚碳酸酯56份、聚对苯二甲酸乙二醇酯12份、改性空心玻璃微珠10份、增韧剂10份、分散剂8份、抗氧剂0.5份和润滑剂0.5份。
进一步地，增韧剂为EM-500A。
进一步地，分散剂为硬脂酸钙。
进一步地，抗氧剂为抗氧剂1010。
进一步地，润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
进一步地，改性空心玻璃微珠制备方法包括以下步骤：
(1)在常温下，将硅酸四乙酯3份加入到10份酸酐固化剂中搅拌40min，接着依次加入0.2份KH550偶联剂、15份环氧树脂，继续搅拌30min，得到混合液；
(2)采用去离子水将步骤(1)混合液稀释60倍，边搅拌边缓慢添加70份空心玻璃微珠，搅拌30min，130℃烘干5h，筛分，即得改性空心玻璃微珠。
进一步地，空心玻璃微珠粒径为20-30μm，比重0.4-0.5g/cm3，强度12000-18000psi。
上述的低介电手机中框基材的制备方法详见实施例1。
实施例3
一种低介电手机中框基材，按照重量份数计，包括如下成分：
聚碳酸酯60份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10份、改性空心玻璃微珠12份、增韧剂10份、分散剂5份、抗氧剂0.6份和润滑剂0.8份。
进一步地，增韧剂为M521。
进一步地，分散剂为硬脂酸镁。
进一步地，抗氧剂为抗氧剂B225。
进一步地，润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺和聚硅氧烷，两者重量比为1：1。
进一步地，改性空心玻璃微珠制备方法包括以下步骤：
(1)在常温下，将硅酸四乙酯5份加入到15份酸酐固化剂中搅拌60min，接着依次加入0.6份KH550偶联剂、10份环氧树脂，继续搅拌40min，得到混合液；
(2)采用去离子水将步骤(1)混合液稀释70倍，边搅拌边缓慢添加60份空心玻璃微珠，搅拌50min，120烘干6h，筛分，即得改性空心玻璃微珠。
进一步地，空心玻璃微珠粒径为20-30μm，比重0.4-0.5g/cm3，强度12000-18000psi。
上述的低介电手机中框基材的制备方法详见实施例1。
实施例4
一种低介电手机中框基材，按照重量份数计，包括如下成分：
聚碳酸酯65份、聚对苯二甲酸乙二醇酯20份、改性空心玻璃微珠12份、增韧剂10份、分散剂5份、抗氧剂0.8份和润滑剂1.0份。
进一步地，增韧剂为EM-500。
进一步地，分散剂为硬脂酸镁。
进一步地，抗氧剂为抗氧剂1010。
进一步地，润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
进一步地，改性空心玻璃微珠制备方法包括以下步骤：
(1)在常温下，将硅酸四乙酯4份加入到14份酸酐固化剂中搅拌50min，接着依次加入0.5份KH550偶联剂、15份环氧树脂，继续搅拌50min，得到混合液；
(2)采用去离子水将步骤(1)混合液稀释80倍，边搅拌边缓慢添加80份空心玻璃微珠，搅拌50min，140℃烘干4h，筛分，即得改性空心玻璃微珠。
进一步地，空心玻璃微珠粒径为20-30μm，比重0.4-0.5g/cm3，强度12000-18000psi。
上述的低介电手机中框基材的制备方法详见实施例1。
实施例5
一种低介电手机中框基材，按照重量份数计，包括如下成分：
聚碳酸酯63份、聚对苯二甲酸乙二醇酯22份、改性空心玻璃微珠15份、增韧剂12份、分散剂6份、抗氧剂0.6份和润滑剂1.2份。
进一步地，增韧剂为M521。
进一步地，分散剂为硬脂酸锌。
进一步地，抗氧剂为抗氧剂1076。
进一步地，润滑剂为聚硅氧烷。
进一步地，改性空心玻璃微珠制备方法包括以下步骤：
(1)在常温下，将硅酸四乙酯5份加入到16份酸酐固化剂中搅拌60min，接着依次加入0.7份KH550偶联剂、18份环氧树脂，继续搅拌50min，得到混合液；
(2)采用去离子水将步骤(1)混合液稀释60倍，边搅拌边缓慢添加70份空心玻璃微珠，搅拌30min，120℃烘干8h，筛分，即得改性空心玻璃微珠。
进一步地，空心玻璃微珠粒径为20-30μm，比重0.4-0.5g/cm3，强度12000-18000psi。
上述的低介电手机中框基材的制备方法详见实施例1。
实施例6
一种低介电手机中框基材，按照重量份数计，包括如下成分：
聚碳酸酯70份、聚对苯二甲酸乙二醇酯25份、改性空心玻璃微珠18份、增韧剂15份、分散剂7份、抗氧剂1.0份和润滑剂1.5份。
进一步地，增韧剂为EM-500A。
进一步地，分散剂为硬脂酸钙。
进一步地，抗氧剂为抗氧剂B225。
进一步地，润滑剂为乙烯基双硬脂酰胺和聚硅氧烷，两者重量比为1:1。
进一步地，改性空心玻璃微珠制备方法包括以下步骤：
(1)在常温下，将硅酸四乙酯6份加入到20份酸酐固化剂中搅拌50min，接着依次加入1.0份KH550偶联剂、20份环氧树脂，继续搅拌60min，得到混合液；
(2)采用去离子水将步骤(1)混合液稀释80倍，边搅拌边缓慢添加50份空心玻璃微珠，搅拌40min，120℃烘干8h，筛分，即得改性空心玻璃微珠。
进一步地，空心玻璃微珠粒径为20-30μm，比重0.4-0.5g/cm3，强度12000-18000psi。
上述的低介电手机中框基材的制备方法详见实施例1。
对比实施例1
本实施例与实施例5低介电手机中框基材基本相同，相同之处不重述，有些不同的是：不添加改性空心玻璃微珠。
对比实施例2
本实施例与实施例5低介电手机中框基材基本相同，相同之处不重述，有些不同的是：改性空心玻璃微珠25份。
对比实施例3
本实施例与实施例5低介电手机中框基材基本相同，相同之处不重述，有些不同的是：不添加增韧剂。
将本发明实施例1-6以及对比实施例1-3制备的低介电手机中框基材进行性能检测，检测结果见表1。
表1本发明低介电手机中框基材性能检测结果
由表1可知，当对比实施例1不添加改性空心玻璃微珠，基材介电性能变差，基材密度升高，不容易加工；对比实施例2添加较多改性空心玻璃微珠，基材的冲击强度变差；对比实施例3不添加增韧剂，基材冲击强度变差。本发明添加改性空心玻璃微珠10-18份、增韧剂5-15份后，各原料协同作用，所得基材介电常数2.601-2.723，介电损耗0.00257-0.0036，介电性能优异；缺口冲击强度20.22-24.40KJ/m2，拉伸强度为36-45MPa，弯曲强度为58-70MPa，机械性能优异，而且比重为0.956-0.993g/cm3，比重小，重量轻。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种低介电手机中框基材，其特征在于，按照重量份数计，包括如下成分：
聚碳酸酯55-70份、聚对苯二甲酸乙二醇酯10-25份、改性空心玻璃微珠10-18份、增韧剂5-15份、分散剂3-8份、抗氧剂0.4-1份和润滑剂0.5-1.5份；
所述增韧剂为EM-500、EM-500A、M521中一种或者几种；
所述改性空心玻璃微珠制备方法包括以下步骤：
(1)在常温下，将硅酸四乙酯2-6份加入到10-20份酸酐固化剂中搅拌30-60min，接着依次加入0.2-1.0份KH550偶联剂、10-20份环氧树脂，继续搅拌30-60min，得到混合液；
(2)采用去离子水将步骤(1)混合液稀释50-80倍，边搅拌边缓慢添加50-80份空心玻璃微珠，搅拌30-60min，烘干，筛分，即得改性空心玻璃微珠；
所述空心玻璃微珠粒径为20-30μm，比重0.4-0.5g/cm3，强度12000-18000psi。
2.根据权利要求1低介电手机中框基材，其特征在于，所述分散剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁中一种或者几种。
3.根据权利要求1低介电手机中框基材，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076和抗氧剂B225中一种或者几种。
4.根据权利要求1低介电手机中框基材，其特征在于，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯、乙烯基双硬脂酰胺和聚硅氧烷中一种或者几种。
5.根据权利要求1低介电手机中框基材，所述烘干条件为：烘干温度120-140℃，时间4-8h。
6.一种权利要求1-5任一项的低介电手机中框基材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将改性空心玻璃微珠、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、增韧剂、抗氧剂、润滑剂以及分散剂按所述重量份数混合均匀，并造粒制得含有空心玻璃微珠的母粒，将所述母粒加入注塑机中注塑成型，即得。
7.根据权利要求6的低介电手机中框基材的制备方法，其特征在于，所述注塑机的注塑温度为280-300℃，注塑压力为80-120bar。
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