一種復(fù)合外殼及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種復(fù)合外殼，所述復(fù)合外殼包括基材和位于基材表面的高光層；所述基材由纖維干布與透明熱塑性PA（聚酰胺）薄膜熱壓而成，所述高光層為透明PC（聚碳酸酯）層。本發(fā)明還提供了所述復(fù)合外殼的制備方法。本發(fā)明提供的復(fù)合外殼中，所述基材由纖維干布與透明熱塑性PA薄膜熱壓而成，無需固化過程，使得工藝周期大大縮短，生產(chǎn)成本大大降低；同時，由于高光層與預(yù)浸過程同時進行，不存在產(chǎn)品二次轉(zhuǎn)移，即一步熱壓成型可同時實現(xiàn)纖維干布的預(yù)浸和高光層的形成，產(chǎn)品良率高達90%以上。
【專利說明】一種復(fù)合外殼及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于外殼成型領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合外殼及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合材料，如碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維等纖維編織的布狀材料，因其具有高模量、高比強度等物理性能特點，可以實現(xiàn)超薄厚度同時兼具強度的成型件，因此目前已被廣泛應(yīng)用到手機、筆記本等電子產(chǎn)品的外殼結(jié)構(gòu)件或外殼裝飾件中。目前，該類復(fù)合材料外殼，多是采用熱固性樹脂預(yù)浸纖維布后熱固化成型制備得到，即先用熱固性樹脂(例如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和樹脂)涂覆于纖維干布上，待干布浸透樹脂后，將該預(yù)浸干布整體放置于成型模腔里，然后對模具進行加熱加壓以固化成型，形成具有一定形狀的外殼，最后對外殼表面噴涂丙烯酸酯油漆，形成高光層/啞光層。
[0003]上述的復(fù)合材料外殼的成型工法，具有以下缺點:(1)成型工藝流程較長，這是由于存在預(yù)浸、固化、噴涂等多個步驟，導(dǎo)致較長的產(chǎn)品成型周期；(2)預(yù)浸樹脂體系為熱固性樹脂，固化成型時間長，一般需要20min，加上冷卻定型時間5min，成型周期至少需要25min，大幅增加了生產(chǎn)成本；(3)噴涂油漆形成高光層為二次加工，需轉(zhuǎn)移產(chǎn)品到噴房，無法避免接觸灰塵顆粒，使得噴涂良率低，特別是高光良率低，一般只能達到75%左右。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的復(fù)合材料外殼存在的成型周期長、生成成本高且產(chǎn)品良率低的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明提供了一種復(fù)合外殼，所述復(fù)合外殼包括基材和位于基材表面的高光層；所述基材由纖維干布與透明熱塑性PA (聚酰胺)薄膜熱壓而成，所述高光層為透明PC (聚碳酸酯)層。
[0006]本發(fā)明還提供了一種所述復(fù)合外殼的制備方法，包括以下步驟:
51、在纖維干布上下表面各覆蓋一層透明熱塑性PA薄膜；
52、在上表面的透明熱塑性PA薄膜表面再覆蓋一層透明PC薄膜；
53、將S2得到的整體在290-310°C進行熱壓成型，冷卻后得到所述復(fù)合外殼。
[0007]本發(fā)明提供的復(fù)合外殼中，所述基材由纖維干布與透明熱塑性PA薄膜熱壓而成，無需固化過程，使得工藝周期大大縮短，生產(chǎn)成本大大降低；同時，由于高光層與預(yù)浸過程同時進行，不存在產(chǎn)品二次轉(zhuǎn)移，即一步熱壓成型可同時實現(xiàn)纖維干布的預(yù)浸和高光層的形成，產(chǎn)品良率高達90%以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明提供的復(fù)合外殼的制備方法的工藝流程圖。
[0009]圖2是本發(fā)明實施例1中纖維干布與熱塑性樹脂薄膜的鋪層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3是本發(fā)明實施例2中纖維干布與熱塑性樹脂薄膜的鋪層結(jié)構(gòu)示意圖。[0011]圖中，1-纖維干布，2—透明熱塑性PA薄膜，3—透明PC薄膜。
【具體實施方式】
[0012]為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0013]本發(fā)明提供了一種復(fù)合外殼，所述復(fù)合外殼包括基材和位于基材表面的高光層；所述基材由纖維干布與透明熱塑性PA薄膜熱壓而成，所述高光層為透明PC層。
[0014]本發(fā)明中，所述纖維干布為現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)合材料常用的各種纖維干布，例如，所述纖維干布所采用的纖維選自碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維中的任意一種，但不局限于此。更優(yōu)選情況下，所述纖維干布的克重為220-240g/m2，厚度為0.24-0.26mm。所述纖維干布的編織紋路可以為平紋或斜紋，本發(fā)明沒有特殊限定。優(yōu)選情況下，本發(fā)明中，所述纖維干布可直接采用商購產(chǎn)品，例如當所述復(fù)合外殼用于移動電話的外殼時，鑒于其電磁屏蔽、干擾以及抗跌落沖擊性能等問題，可以優(yōu)選采用Teijin Twaron D2226 1610dtex和TeijinTechnora T240B 1670dtex,但不局限于此。
[0015]所述熱塑性PA (又稱尼龍)薄膜可采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的熱塑性PA樹脂固化薄膜。優(yōu)選情況下，熱塑性PA薄膜的厚度為0.1-0.15mm?？紤]到熱塑性樹脂與纖維干布熔合后的透明度及吸濕性問題，本發(fā)明中，優(yōu)選情況下，所述熱塑性PA薄膜優(yōu)選采用PA12，例如可以采用EVONIK的RS6048，其厚度為0.125mm，但不局限于此。
[0016]本發(fā)明中，所述基材的厚度可根據(jù)復(fù)合外殼的具體應(yīng)用領(lǐng)域而進行適當選擇，而高光層的厚度無需過大，只要能使復(fù)合外殼表面呈現(xiàn)高光效果即可。優(yōu)選情況下，所述基材的厚度為0.3-0.6mm,所述高光層的厚度為0.1-0.12mm。
[0017]本發(fā)明還提供了一種所述復(fù)合外殼的制備方法，其工藝流程圖如圖1所示，具體包括以下步驟:
51、在纖維干布上下表面各覆蓋一層透明熱塑性PA薄膜；
52、在上表面的透明熱塑性PA薄膜表面再覆蓋一層透明PC薄膜；
53、將S2得到的整體在290-310°C進行熱壓成型，冷卻后得到所述復(fù)合外殼。
[0018]本發(fā)明提供的復(fù)合外殼中，所述基材由纖維干布與透明熱塑性PA薄膜熱壓而成，無需固化過程，使得工藝周期大大縮短，生產(chǎn)成本大大降低；同時，由于高光層與預(yù)浸過程同時進行，不存在產(chǎn)品二次轉(zhuǎn)移，即一步熱壓成型可同時實現(xiàn)纖維干布的預(yù)浸和高光層的形成，產(chǎn)品良率高達90%以上。
[0019]其中，纖維干布和熱塑性PA薄膜如前所述，此處不再贅述。
[0020]所述透明PC薄膜與纖維干布、透明熱塑性PA薄膜一起進行熱壓成型，最后覆蓋于基材表面，形成所述高光層。因此，所采用的透明PC薄膜的厚度可根據(jù)高光層的厚度進行適當選擇。如前所述，所述高光層的厚度優(yōu)選為0.1-0.12mm,因此所述透明PC薄膜的厚度優(yōu)選為0.1-0.15mm。本發(fā)明中，所述透明PC薄膜可直接采用商購產(chǎn)品，例如當所述復(fù)合外殼用于移動電話外殼時，所述PC薄膜為表面層，其應(yīng)具有良好的表面抗劃痕及抗跌落沖擊性能，此時可優(yōu)選加硬同時兼具抗沖擊強度性能的PC薄膜，例如可采用Sabic的DMX，其厚度 0.125mm。[0021]如前所述，所述基材由纖維干布與透明熱塑性PA薄膜熱壓后熔合形成。因此，基材的厚度可通過纖維干布、熱塑性PA薄膜的厚度進行控制。當基材的厚度無需過大時，直接將一層纖維干布的上下表面覆蓋熱塑性PA薄膜，后續(xù)熱壓即可。而當基材的所需厚度較大時，則需多層纖維干布與熱塑性PA薄膜膠體層疊并熱壓形成。因此，本發(fā)明中，步驟SI之后、S2之前還包括以下步驟S12:在其中一個表面的透明熱塑性PA薄膜上繼續(xù)覆蓋纖維干布，然后在該層纖維干布表面再覆蓋一層透明熱塑性PA薄膜，并重復(fù)以上依次覆蓋纖維干布、透明熱塑性PA薄膜至達到基材所需厚度。
[0022]根據(jù)本發(fā)明提供的方法，最后對層疊后的整體進行一次熱壓成型即可得到表面具有高光層的基材，最后裁切至合適尺寸即可。所述裁切可通過CNC、激光切割等處理，本發(fā)明沒有特殊限定。
[0023]所述熱壓成型的溫度與所采用的熱塑性樹脂密切相關(guān)。具體地，本發(fā)明中，纖維干布表面采用的熱塑性樹脂包括熱塑性PA薄膜和熱塑性PC薄膜，在熱壓過程中為保證熱塑性PA薄膜熔融并滲透入纖維干布內(nèi)形成基材、而PC層則覆蓋于基材表面，因此熱壓成型的溫度需達到熱塑性PA樹脂得到軟化溫度，因此，本發(fā)明中，熱壓成型的溫度為290-310°C。
[0024]優(yōu)選情況下，步驟S3中，熱壓壓力為1.5_3MPa，熱壓時間為l_2min。
[0025]為盡量避免在熱壓成型合模受壓過程中發(fā)生纖維滑移，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，所述熱壓成型采用分段加壓方式，同時有利于排出模腔中的空氣。更優(yōu)選情況下，所述分段加壓方式包括三段，其中第一段壓力為1.5MPa，第二段壓力為2MPa，第三段壓力為3MPa。其中，第一段壓力、和第二段壓力下無需保留較長時間，主要熱壓過程在第三段壓力下完成。因此，更優(yōu)選情況下，第一段壓力下的保壓時間為l_2s，第二段壓力下的保壓時間為l_2s。
[0026]熱壓成型完成后，冷卻即可得到所述復(fù)合外殼。所述冷卻可通過往模具水路中通入凍水，使模具溫度在3min內(nèi)從160°C降溫至60°C，以充分適當熱壓成型過程中復(fù)合外殼所積聚的內(nèi)應(yīng)力。
[0027]實施例1
(1)鋪層
纖維干布1:芳纟侖纖維干布Tei jin Twaron D2226 1610dtex,其編織密度為7*7yarn/cm2,干布克重為230g/m2,厚度為0.25mm ;
透明熱塑性PA薄膜2:PA12 (型號為EVONIK的RS6048),厚度0.125mm ；
透明熱塑性PC薄膜3:Sabic的DMX,厚度0.125mm ；
如圖2所示，在纖維干布I的上下表面各覆蓋一層透明熱塑性PA薄膜2，然后在上表面的透明熱塑性PA薄膜2表面再覆蓋一層透明熱塑性PC薄膜3，得到鋪層整體，然后將鋪層整體放入熱壓成型設(shè)備的模腔內(nèi)。
(2)熱壓成型、冷卻
熱壓成型的工藝參數(shù)如表I所示:
表I
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合外殼，其特征在于，所述復(fù)合外殼包括基材和位于基材表面的高光層；所述基材由纖維干布與透明熱塑性PA薄膜熱壓而成，所述高光層為透明PC層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合外殼，其特征在于，所述纖維干布所采用的纖維選自碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維中的任意一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合外殼，其特征在于，所述纖維干布的克重為220-240g/m2，厚度為 0.24-0.26mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合外殼，其特征在于，所述基材的厚度為0.3-0.6mm,所述高光層的厚度為0.1-0.12mm。
5.權(quán)利要求1所述的復(fù)合外殼的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、在纖維干布上下表面各覆蓋一層透明熱塑性PA薄膜； 52、在上表面的透明熱塑性PA薄膜表面再覆蓋一層透明PC薄膜； 53、將S2得到的整體在290-310°C進行熱壓成型，冷卻后得到所述復(fù)合外殼。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述纖維干布所采用的纖維選自碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維中的任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述纖維干布的克重為220-240g/m2，厚度為 0.24-0.26mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，SI中熱塑性PA薄膜的厚度為0.1-0.15mm, S2 中 PC 薄膜的厚度為 0.1-0.15mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或8所述的制備方法，其特征在于，步驟SI之后、S2之前還包括以下步驟S12:在其中一個表面的透明熱塑性PA薄膜上繼續(xù)覆蓋纖維干布，然后在該層纖維干布表面再覆蓋一層透明熱塑性PA薄膜，并重復(fù)以上依次覆蓋纖維干布、透明熱塑性PA薄膜至達到基材所需厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中，熱壓壓力為1.5-3MPa，熱壓時間為l_2min。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述熱壓成型采用分段加壓模式，其中第一段壓力為1.5MPa，第二段壓力為2MPa，第三段壓力為3MPa。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，第一段壓力下的保壓時間為l_2s，第二段壓力下的保壓時間為l_2s。
【文檔編號】B32B37/10GK103625084SQ201210309095
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月28日
【發(fā)明者】樂劍強, 蘭品雙, 張曉東, 葉鵬, 李江輝 申請人:比亞迪股份有限公司