开云(中国)Kaiyun官方网站纤维增强塑料及其制备方法、电子设备结构件和电子设

　　开云(中国)Kaiyun官方网站纤维增强塑料及其制备方法、电子设备结构件和电子设备(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号0.X(22)申请日2022.07.07(71)申请人OPPO广东移动通信有限公司地址523860广东省东莞市长安镇乌沙海滨路18号(72)发明人(74)专利代理机构北京知帆远景知识产权代理有限公司11890专利代理师(51)Int.Cl.C08L63/00(2006.01)C08K3/08(2006.01)C08K3/22(2006.01)C08K3/34(2006.01)C08K7/06(2006.01)C08J5/04(2006.01)(54)发明名称纤维增强塑料及其制备方法、电子设备结构件和电子设备(57)摘要本申请公开了纤维增强塑料及其制备方法、电子设备结构件和电子设备。纤维增强塑料包括：树脂材料、导电粒子、导热粒子和纤维，其中，树脂材料为热固性树脂或热塑性树脂，所述导电粒子包括镍粉、铜粉、银粉、碳粉和镍包碳粉中的至少之一；导热粒子包括石墨粉、石墨烯、碳纳米管、导热陶瓷、导热凝胶和相变材料中的至少之一；纤维包括碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯和玻璃纤维中的至少之一。由此，纤维增强塑料具有较低的密度和较高的强度，并且，添加导电粒子和导热粒子可以提高纤维增强塑料的导电性和导热性，使得纤维增强塑料满足电子设备结构件对导电性和导热性的要求。权利要求书2页说明书9页附图3页CN1150110731.一种纤维增强塑料，其特征在于，包括：树脂材料、导电粒子、导热粒子和纤维，其中，所述树脂材料为热固性树脂或热塑性树脂，所述导电粒子包括镍粉、铜粉、银粉、碳粉和镍包碳粉中的至少之一；所述导热粒子包括石墨粉、石墨烯、碳纳米管、导热陶瓷、导热凝胶和相变材料中的至少之一；所述纤维包括碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯和玻璃纤维中的至少之一。2.根据权利要求1所述的纤维增强塑料，其特征在于，所述热固性树脂包括环氧树脂、酚醛树脂开云、热固性聚酰亚胺、双马来酰亚胺、热固性聚醚醚酮和氰酸酯树脂中的至少之一；所述热塑性树脂包括聚碳酸酯、聚醚醚酮、尼龙和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的至少之一。3.根据权利要求1所述的纤维增强塑料，其特征在于，基于所述纤维增强塑料的总质量，所述树脂材料的质量含量为20wt％～60wt％，所述导电粒子的质量含量为3wt％～8wt％，所述导热粒子的质量含量为3wt％～10wt％，所述纤维的质量含量为22wt％～73wt％。4.根据权利要求1所述的纤维增强塑料，其特征在于，所述导电粒子的粒径和所述导热粒子的粒径各自独立的为10nm～500μm。5.根据权利要求1～4任一项所述的纤维增强塑料，其特征在于，所述树脂材料为热固性树脂，所述纤维增强塑料进一步包括固化剂，所述固化剂包括双氰胺类固化剂和DDS中的至少之一，基于所述纤维增强塑料的总质量，所述固化剂的质量含量为1wt％～50wt％，和/或，所述纤维增强塑料进一步包括增稠触变剂，所述增稠触变剂包括气相二氧化硅、有机膨润土、蓖麻油和聚酰胺中的至少之一，基于所述纤维增强塑料的总质量，所述增稠触变剂的质量含量为0wt％～20wt％。6.一种制备权利要求1～5任一项所述的纤维增强塑料的方法，其特征在于，包括：对热固性树脂加热以使所述热固性树脂熔融，向熔融的所述热固性树脂中加入导电粒子和导热粒子，进行第一混合得到第一混合将纤维铺在所述第一混合物的一侧，得到预浸料；对所述预浸料进行成型处理，得到纤维增强塑料；或者，所述方法包括：向热塑性树脂中加入导电粒子、导热粒子和纤维，注塑成型得到纤维增强塑料。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预浸料是通过溶液法或热熔法制备得8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预浸料是通过以下步骤制备的：将所述第一混合物涂布在离型纸的表面；将所述纤维铺在所述第一混合物远离所述离型纸的一侧。9.根据权利要求6～8任一项所述的方法，其特征在于，在对所述预浸料进行所述成型处理之前，还包括对所述预浸料进行裁切。10.根据权利要求6～8任一项所述的方法，其特征在于，所述热固性树脂熔融之后，向熔融的所述热固性树脂中加入增稠触变剂、所述导电粒子和所述导热粒子，对混合物进行搅拌，搅拌过程中加入固化剂，得到第一混合物。CN.一种电子设备结构件，其特征在于，所述电子设备结构件的至少部分是由权利要求1～5任一项所述的纤维增强塑料组成的。12.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求11所述的电子设备结构件。CN115011073纤维增强塑料及其制备方法、电子设备结构件和电子设备技术领域[0001]本申请涉及电子领域，具体地，涉及纤维增强塑料及其制备方法、电子设备结构件和电子设备。背景技术[0002]纤维增强塑料有着低密度，高屈服强度，高模量。在高性能轻量化结构件上有着广泛的应用。现有的纤维增强复合塑料(如碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯、玻璃纤维等)的表面电阻较大，如碳纤维同面电阻xy方向普遍大于200Ω，异面电阻z方向为绝缘，平面导热系数在20W/(m*K)左右，z方向导热系数在7W/(m*K)左右。因此，如果想要讲这些纤维增强复合塑料应用在一些射频或天线等对导电性有较高要求的电子设备(例如手机等)结构件上，通常会需要对这些纤维增强复合塑料进行水镀或者物理气相沉积(PVD)处理，形成金属层(主要为金属镍、金属铜和金属银等)来增强其导电性能。然而，水镀和物理气相沉积处理都有着高成本、低良率的特点；若这些材料还需要较好的导热性能的话，还得添加石墨片来增强其导热性能，而石墨片的成本也很高，会进一步提高制备成本。[0003]因此，目前的纤维增强塑料及其制备方法仍有待进一步提高。发明内容[0004]本申请旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中的至少一个。[0005]有鉴于此，在本申请的一方面，本申请提出了一种纤维增强塑料，其特征在于，包括：树脂材料、导电粒子、导热粒子和纤维，其中，所述树脂材料为热固性树脂或热塑性树脂，所述导电粒子包括镍粉、铜粉、银粉、碳粉和镍包碳粉中的至少之一；所述导热粒子包括石墨粉、石墨烯、碳纳米管、导热陶瓷、导热凝胶和相变材料中的至少之一；所述纤维包括碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯和玻璃纤维中的至少之一。由此，纤维增强塑料具有较低的密度和较高的强度，并且，添加导电粒子和导热粒子可以提高纤维增强塑料的导电性和导热性，使得纤维增强塑料满足电子设备结构件对导电性和导热性的要求。[0006]在本申请的另一方面，本申请提出了一种制备前面所述的纤维增强塑料的方法，其特征在于，包括：对热固性树脂加热以使所述热固性树脂熔融，向熔融的所述热固性树脂中加入导电粒子和导热粒子，进行第一混合得到第一混合物；将纤维铺在所述第一混合物的一侧，得到预浸料；对所述预浸料进行成型处理，得到纤维增强塑料；或者，所述方法包括：向热塑性树脂中加入导电粒子开云、导热粒子和纤维，注塑成型得到纤维增强塑料。由此，利 用上述方法可以制备得到导电性好、导热性好的纤维增强塑料，并且，生产成本低，产品良 [0007]在本申请的又一方面，本申请提出了一种电子设备结构件，其特征在于，所述电子 设备结构件的至少部分是由前面所述的纤维增强塑料组成的。由此，该电子设备结构件具 有前面所述的纤维增强塑料所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该电子 设备结构件具有较好的导电和导热性能，并且，密度低，将其应用于电子设备中，有利于电 CN115011073 子设备的轻薄化。[0008] 在本申请的再一方面，本申请提出了一种电子设备，其特征在于，包括前面所述的 电子设备结构件。由此，该电子设备具有前面所述的电子设备结构件所具有的全部特征以 及优点，在此不再赘述。 附图说明 [0009] 本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得 明显和容易理解，其中： [0010] 图1显示了根据本申请一个示例的制备纤维增强塑料的方法流程图； [0011] 图2显示了根据本申请一个示例的制备预浸料的方法流程图； [0012] 图3显示了根据本申请一个示例的预浸料的成型处理流程图。 [0013] 图4显示了本申请示例1的电阻测试结果； [0014] 图5显示了本申请示例2的电阻测试结果。 [0015] 附图标记说明： [0016] 10：离型纸；20：第一混合物；30：纤维；41：模压模具的下模；42：模压模具的上模。 具体实施方式 [0017] 下面详细描述本申请的示例，所述示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的 示例，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。 [0018] 目前的纤维增强复合塑料的导电性能较差，以厚度0.2mm、长度200mm、宽度100mm 的碳纤维环氧树脂复合塑料样板为例进行分析，其中，xy轴方向电阻在200Ω～1000Ω之 间，z轴方向(厚度方向)为绝缘。因此，当需要碳纤维增强塑料具有较好的导电性能时，需要 对其进行物理气相沉积和水镀处理，形成金属层以提高其导电性能。另外，碳纤维环氧树脂 复合塑料的平面导热系数在20W/(m*K)左右，z向导热系数在7W/(m*K)左右，如果还有导热 需求的话，还需要增加石墨片来进行散热。发明人发现，目前水镀和物理气相沉积、增加石 墨片有以下缺点：1、成本较高，水镀和物理气相沉积单片成本普遍＞10元/pcs，对成本极为 重视的消费电子来说过于高昂。2、产品良率较低，水镀和物理气相沉积都需要有加热过程， 其中，加热温度在100摄氏度左右，该温度下碳纤维和母体塑料热膨胀系数不一致，会造成 碳纤维增加塑料的塑料母体轻微变形，造成较差的成品平面度，造成良率降低。3、水镀和 PVD使用的溶剂对环境不友好。4、石墨片材料成本高，纯石墨成本(厚度25um：80元/m 左右；厚度50um：120元/m 左右；按照每平方米出80pcs模切小片计算，纯材料成本增加1元～3元左右。5、石墨片模切小片需要贴附，增加贴附成本。6、增加石墨片还增加了对应的 厚度，不利于轻薄化。 [0019] 发明人发现，可以通过向树脂中添加导电粒子和导热粒子，并用纤维进行增强，以 得到导电性好、导热性好、强度高且密度低的纤维增强塑料。 [0020] 有鉴于此，在本申请的一方面，本申请提出了一种纤维增强塑料。根据本申请的示 例，纤维增强塑料包括树脂材料、导电粒子、导热粒子和纤维，其中，所述树脂材料为热固性 树脂或热塑性树脂，所述导电粒子包括镍粉、铜粉、银粉、碳粉和镍包碳粉中的至少之一；所 CN115011073 述导热粒子包括石墨粉、石墨烯、碳纳米管、导热陶瓷、导热凝胶和相变材料中的至少之一；所述纤维包括碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯和玻璃纤维中的至少之一。由此，该纤 维增强塑料具有较好的导电性和导热性，并且，密度低，适合用做电子设备中的射频或天线] 根据本申请的示例，树脂材料为热固性树脂，其中，热固性树脂可以包括环氧树 脂、酚醛树脂开云、热固性聚酰亚胺、双马来酰亚胺、热固性聚醚醚酮和氰酸酯树脂等中的至少 之一。根据本申请的一些示例，热固性树脂可以为环氧树脂、酚醛树脂、热固性聚酰亚胺、双 马来酰亚胺、热固性聚醚醚酮或氰酸酯树脂。根据本申请的另一些示例，热固性树脂可以为 环氧树脂、酚醛树脂、热固性聚酰亚胺、双马来酰亚胺、热固性聚醚醚酮和氰酸酯树脂中的 两种或更多种组成的混合物。上述树脂均具有较低的密度，并且可以通过交联反应形成强 度较高的塑料。 [0022] 根据本申请的示例，树脂材料为热塑性树脂，其中，热塑性树脂可以包括聚碳酸 酯、聚醚醚酮、尼龙和聚对苯二甲酸丁二醇酯等中的至少之一。根据本申请的一些示例，热 塑性树脂可以为聚碳酸酯、聚醚醚酮、尼龙或聚对苯二甲酸丁二醇酯。根据本申请的另一些