本申请属于复合材料领域，具体涉及一种复合材料、复合材料的制备方法及电子设备。
背景技术：
随着电子设备的不断创新进步，电子设备的内部结构逐渐完善，电子设备内的组件越来越多，相对应的电子设备内部的天线也会越来越多，电子设备内的主体组件为金属材料，主体组件会对天线造成一定干扰，影响天线的信号传输效果，所以需要通过塑胶材料在主体组件上进行注塑形成净空区，以保证天线信号传输的稳定性。
但是，由于塑胶材料的强度和模量较低，所以会导致电子设备的整体强度相应的降低，当电子设备在使用过程中发生碰撞或振动时，很容易造成主体组件结构的损坏，从而导致电子设备的损坏。
技术实现要素：
本申请实施例的目的是提供一种复合材料、复合材料的制备方法及电子设备，能够解决复合材料的强度较低，导致电子设备可靠性降低的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种复合材料，所述复合材料由30％～40％的尼龙树脂、60％～70％的玻纤和0.1％～0.9％的加工助剂组成，其中所述玻纤的模量范围为70gpa～90gpa，介电常数为5-6，直径为9um～13um。
第二方面，本申请实施例提供了一种复合材料的制备方法，将所述尼龙树脂和所述加工助剂混合后除湿干燥形成第一混料，将第一混料再次搅拌混合形成第二混料，向所述第二混料内加入所述玻纤熔融共混后形成第三混料，将所述第三混料挤压成型。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备内设置有主体组件，部分所述主体组件由所述复合材料注塑形成。
在本申请实施例中，复合材料具有更高的强度以及模量，当复合材料应用于电子设备的主体组件上时，能够加强电子设备整体的可靠性。
附图说明
图1是本申请实施例中电子设备主体组件的结构示意图；
图2是本申请实施例中电子设备的主体组件进行注塑过程的示意图。
附图标记
1、主体组件；2、注塑区；3、第一热嘴；4、第二热嘴；5、第三热嘴；6、第四热嘴。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的一种复合材料、复合材料的制备方法及电子设备进行详细地说明。
第一方面，本申请实施例提供了一种复合材料，所述复合材料由30％～40％的尼龙树脂、60％～70％的玻纤和0.1％～0.9％的加工助剂组成，其中所述玻纤的模量范围为70gpa～90gpa，介电常数为5-6，直径为9um～13um。本实施例中，通过在复合材料中加入模量范围为70gpa～90gpa，介电常数为5-6，直径为9um～13um的玻纤，能够大大提高复合材料的强度，同时还能够满足电子设备主体组件1上所需的介电性。当电子设备的主体组件1上的净空区域采用本实施例中的复合材料制备而成时，不但具有较好的力学性能，且能够满足电子设备主体组件1所需的使用介电性，同时还满足了主体组件1所需的高光效果。在不牺牲主体组件1可靠性的前提下，实现了扩大净空区面积的设计，同时也能够保证电子设备的轻薄化。具体的，复合材料制备完成后，玻纤会独立存在于复合材料之中，玻纤不会与尼龙树脂完全融合，若玻纤的直径过大，会导致复合材料整体颜色无法达到预期。当复合材料应用于电子设备的主体组件1上时，颜色驳杂的复合材料会影响电子设备的美观。
可选的，所述尼龙树脂为pa610、pa46、pa410和mxd6中的任意一种或多种组合。本实施例中尼龙树脂均具有结晶速度较慢且结晶度较高的特性，结晶速度较慢能够保证尼龙树脂与玻纤和加工助剂之间能够充分的融合，同时，能够提高复合材料的流动性，使复合材料具有更高的亮度。而结晶度较高的特性能够使复合材料具有较高的拉伸强度和拉伸模量，其中拉伸强度的提高能够使复合材料能够承受更大的应力而不会发生损坏，拉伸模量则是指复合材料受正应力时的弹性模量。所以本实施例中尼龙树脂的具体成分可以为pa610、pa46、pa410和mxd6中的任意一种或多种组合，但并不局限与上述几种，凡是具有结晶速度较慢且结晶度较高的特性的尼龙树脂均可。
可选的，所述加工助剂为热稳定剂、成核剂、增韧剂和脱模剂中的任意一种或多种组合。其中热稳定剂能增加溶液、胶体、固体、混合物的稳定性能，可以减慢反应,保持化学平衡,降低表面张力,防止光、热分解或氧化分解等作用，主要是指保持高尼龙树脂和玻纤的稳定性,防止复合材料在制备或是注塑过程中尼龙树脂和玻纤出现分解、老化的情况；成核剂是通过改变尼龙树脂的结晶行为，增加结晶密度和促使晶粒尺寸微细化，提高制品透明性、表面光泽、抗拉强度、刚性、热变形温度、抗冲击性、抗蠕变性等物理机械性能的功能助剂；增韧剂是指能增加胶黏剂膜层柔韧性的物质，复合材料在固化后容易出现伸长率低，脆性较大的问题，当承受外力时很容易产生裂纹，并迅速扩展，导致开裂，不耐疲劳，通过加如增韧剂能够提高复合材料的韧性；脱模剂具有耐热及应力性能，不易分解或磨损，通过脱模剂能够增强复合材料的耐热性能以及应力性能。
可选的，所述复合材料的强度大于200mpa，模量大于26gpa。在对复合材料进行注塑成型应用在电子设备的主体组件1上时，用户在使用电子设备过程中不可避免的会发生磕碰或是撞击等情况，复合材料并不会受到直接的冲击，相反的，随着冲击力传递至电子设备的主体组件1上时，强度达到260mpa，模量达到了26gpa的复合材料，能够大大提升电子设备整机的可靠性。通过复合材料既可以实现净空的效果，避免对电子设备内天线的干扰，复合材料的强度和模量足以满足日常使用时发生的磕碰或是撞击等情况时，复合材料不会发生断裂等情况。
可选的，所述复合材料的干燥度小于0.2‰。复合材料在制备完成后，干燥度需要小于0.2‰，同时将复合材料采用真空锡纸包装，便于运输，同时在注塑过程时，还需要对复合材料进行进一步的除湿干燥，才能符合复合材料的注塑条件。
第二方面，本申请实施例提供了一种复合材料的制备方法，将所述尼龙树脂和所述加工助剂混合后除湿干燥形成第一混料，将第一混料再次搅拌混合形成第二混料，向所述第二混料内加入所述玻纤熔融共混后形成第三混料，将所述第三混料挤压成型。第一混料经过除湿干燥后，尼龙树脂和加工助剂之间容易出现混合不够均匀的情况，所以需要对第一混料再次搅拌混合形成第二混料。将玻纤加入在第二混料内后，通过熔融共混，使玻纤能够充分融合在第二混料内形成第三混料，此时第三混料中，玻纤仍然是独立存在，玻纤与尼龙树脂并不会溶解在第二混料内，在第三混料内，玻纤呈丝状分布。在制备第一混料时，为了使复合材料满足电子设备主体组件1的使用需求，可以在料桶内放入黑色着色剂，而玻纤通常呈白色，在将复合材料注塑在主体组件1上时，若玻纤的直径过大，玻纤在主体组件1上会十分突兀，同时会使主体组件1上的注塑区2域颜色泛白，影响电子设备的美观。
同时，在利用复合材料进行注塑时，若复合材料的湿度较大，很容易在成型过程中产生气泡，最终导致注塑件的透明度较差，并且很容易出现裂痕，导致电子设备整体的稳定性较差，严重影响产品质量，所以在制备复合材料的过程中需要保持材料的干燥。
具体的，第三混料挤压形成造粒，为了便于储存运输，以及注塑过程时提高注塑效果，可以将造粒进行再次除湿干燥，将除湿干燥后的造粒通过真空锡纸包装，便于储存运输，避免在储存运输的过程中造粒的干燥度发生改变，或是造粒内混入杂质。
可选的，在形成所述第二混料后，将所述第二混料放入双螺杆挤出机的料桶内，所述料桶的一区温度为210℃、二区的温度为230℃、三区的温度为250℃、四区的温度为260℃，所述第二混料依次进入所述一区、所述二区、所述三区和所述四区，所述三区的进口处设置有加料口，所述玻纤由所述加料口加入所述双螺杆挤出机内。通过料桶对第二混料不断进行升温，在达到三区时，第二混料的温度为玻纤和第二混料熔融共混的最佳温度，此时通过加料口将玻纤加如，玻纤和第二混料在料桶内由三区向四区移动的过程中完成熔融共混的过程，最终通过双螺杆挤出机的挤出机头挤出形成造粒。其中，双螺杆挤出机的挤出机头温度和四区的温度相同，较高的温度便于挤出机头顺利的将第三混料挤出成型。
可选的，所述第一混料经高速混合机混合形成所述第二混料，所述高速混合机的转速为90r/min，运行时间为60min。高速混合机能够使第一混料中的尼龙树脂和加工助剂得到充分的混合。
第三方面，如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括主体组件1，至少部分所述主体组件1由上述任一所述的复合材料注塑形成。图1中，注塑区2为通过注塑机将复合材料注塑在主体组件1上所形成的区域。本申请中的复合材料与现有技术中的塑料等材质相比具有更好的力学性能，且能够满足电子设备主体组件1所需的使用介电性，同时还满足了主体组件1所需的高光效果。复合材料注塑成型的区域不会影响到天线信号的传输，在保证主体组件1整体的稳定性的同时还能够减轻电子设备的重量，为电子设备的轻量化作出贡献，同时还能够保证电子设备的美观。
可选的，所述电子设备内还包括主板和副板，所述主板和副板设置于所述主体组件1的两端，所述主板和副板上均设置有天线，所述主板和副板之间通过所述天线连接，所述主体组件1上对应所述天线的区域通过所述复合材料注塑成型。电子设备的中框、屏幕以及部分电子器件均需要固定在主体组件1上，所以主体组件1的强度能够决定电子设备结构的稳定性，电子设备内还会设置多根天线，主体组件1上对应天线的位置需要采用复合材料注塑成型，从而保证天线信号传输过程中的稳定。为了保证电子设备内部结构设计的合理性，进一步减小电子设备的体积，实现电子设备的轻量化，所以天线通常设置在电子设备的边缘，复合材料相应的也注塑于主体组件1的边缘处。
下面通过实施例一和实施例二以及对比例一和对比例二做出比对，通过对复合材料中各材料的比例进行调节，进一步展示本申请中复合材料的优点，复合材料的制备方法以及复合材料的注塑工艺。
实施例一：
1、备料：
(1)、尼龙树脂15kg：为pa610与mxd6混合树脂，两者重量百分比7:3；
(2)、玻纤35kg：高强高模低介电玻纤，玻纤密度为2.61g/cm3，拉伸强量为2800mpa，拉伸强度为89gpa。玻纤短切长度应为3.0mm，直径应为9μm；
(3)、热稳定剂0.1kg：碘化铜。
(4)、成核剂0.15kg：聚合度为10的低聚pa与炭黑的混合物，质量比为1:1。
(5)、脱模剂0.15kg：长链烷烃类脱模剂。
(6)、着色剂0.15kg：有机黑着色染料。
2、造粒：
(1)按将尼龙树脂和多种加工助剂混合后除湿干燥2h形成第一混料；
(2)将第一混料加入到高速混合机内混合，转速90r/min，混合60min后出料形成第二混料；
(3)将第二混料加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机料桶一区温度为210℃，二区温度为230℃，三区温度为250℃，四区温度为260℃，第二混料依次经过一区和二区，在双螺杆挤出机的三区开始段加开进料口，在加料口内加入玻纤形成第三混料，第三混料经过第四区后达到挤出机头位置，挤出机头的温度为260℃，第三混料经过挤出机头挤出形成粒料。
(4)对挤出机头挤出的粒料进行除湿干燥，干燥程度需达到0.2‰以下，并采用真空锡纸包装；
3、注塑
(1)除湿干燥：对双螺杆挤出机挤出的粒料进行除湿干燥，要求设备露点-40℃，烘烤100℃，烘烤时间7h，水份控制在0.12‰，干燥完成后，采用水份测量仪再进行水份含量确认。
(2)参数设置：注塑机的型号为东芝180t，在注塑机控制面板上输入注塑工艺的填充阶段参数，注塑参数如下：
螺杆温度设置如下：射嘴为270℃，计量段为270℃，熔料段为265℃，传送段为260℃，入料口为80℃。
热嘴温度设置如下：第一热嘴3为260℃，第二热嘴4为255℃，第三热嘴5为260℃，第四热嘴6为270℃，分流板1为275℃，分流板2为275℃，主灌嘴为275℃。
模具温度设置如下：前模为125℃，后模为110℃，前模实测温度需在110℃以上。
锁模参数为：低压压力为5t，高压压力为130t，低压位置为10mm，高压速度为20mm/s。
热嘴射出参数设置如下：一次射压为2073kgf。射出位置为：55mm、32mm、24mm、17mm，对应的射出速度为：180mm/s、45mm/s、130mm/s、40mm/s。
保压参数设置如下：保压压力为900kgf，0.8s后600kgf，0.5s。保压速度为40mm/s。螺杆起始位置为30mm，松退为25mm，v/p切换位置为11mm，残量为10.81mm，背压为50kgf，螺杆转速为120rpm，冷却时间为6s。注塑周期为15.6s。
其中，注塑机的各项参数，应根据不同电子设备的主体组件1形状以及体积的不同作出相应调整，避免注塑结束后在主体组件1上出现较多的白色区域。
(3)成型：关闭注塑机的安全门，启动注塑机，通过注塑机对主体组件1的边缘进行注塑成型。
实施例二
实施例二与实施例一的区别为，实施例二在备料过程中各材料的比例与实施例一不同，具体的：实施例二中尼龙树脂为pa46与pa410混合树脂，两者重量为5:3。玻纤为高强高模低介电玻纤，玻纤密度为2.60g/cm3，拉伸强度为2700mpa，拉伸模量为85gpa。玻纤短切长度应为3.0mm，直径应为10μm。加工助剂为0.15kg碘化铜热稳定剂。实施例二中造粒和注塑的步骤均与实施例一相同。
对比例一
对比例一中，备料过程中各材料的具体比例以及重量：尼龙树脂为22.5kgpa610，25kg低介电玻纤，玻纤模量为40gpa，玻纤介电为4.5。其他配方原料，挤出造粒、注塑工艺均与实施例一相同，该材料也是目前各终端采用最多的方案，此类材料强度只能达到16gpa，在主体组件1应用过程中由于强度较低，会导致主体组件1容易产生断裂等情况，降低了电子设备的稳定性。
对比例二
对比例二中，备料过程中各材料的具体比例以及重量：尼龙树脂为15kgpa610，35kg高强高模玻纤，玻纤模量为90gpa，玻纤介电为9.5。其他配方原料，挤出造粒、注塑工艺均与实施例一相同。但是该材料介电性能超标，且注塑之后浮纤严重，无法产生高光效果，无法在主体组件1上使用。介电性能超标会严重影响天线信号传输过程中的稳定性，而玻纤浮纤情况较为严重则是会使主体组件1的边缘处具有白色条状物，影响外观。
下面通过表格进一步展示实施例一、实施例二、对比例一和对比例二之间的区别：
经过实施例一、实施例二、对比例一和对比例二的数据对比可以发现，在将本申请中的复合材料应用于主体组件1上时，满足电子设备的介电需求的条件下，保证了复合材料的流动性，有效提高了主体组件1的强度、模量、等效弯曲刚度、等效扭转刚度和弯曲强度，为电子设备结构件轻薄化设计和更高的天线性能需求提供了材料基础，满足电子设备行业未来的发展趋势需求。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料由30％～40％的尼龙树脂、60％～70％的玻纤和0.1％～0.9％的加工助剂组成，其中所述玻纤的模量范围为70gpa～90gpa，介电常数为5-6，直径为9um～13um。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料，其特征在于，所述尼龙树脂为pa610、pa46、pa410和mxd6中的任意一种或多种组合。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料，其特征在于，所述加工助剂为热稳定剂、成核剂、增韧剂和脱模剂中的任意一种或多种组合。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料，其特征在于，所述复合材料的强度大于200mpa，模量大于26gpa。
5.根据权利要求1所述的一种复合材料，其特征在于，所述复合材料的干燥度小于0.2‰。
6.一种上述权利要求1-5任一所述的复合材料的制备方法，其特征在于，将所述尼龙树脂和所述加工助剂混合后除湿干燥形成第一混料，将第一混料再次搅拌混合形成第二混料，向所述第二混料内加入所述玻纤熔融共混后形成第三混料，将所述第三混料挤压成型。
7.根据权利要求6所述的一种复合材料的制备方法，其特征在于，在形成所述第二混料后，将所述第二混料放入双螺杆挤出机的料桶内，所述料桶的一区温度为210℃、二区的温度为230℃、三区的温度为250℃、四区的温度为260℃，所述第二混料依次进入所述一区、所述二区、所述三区和所述四区，所述三区的进口处设置有加料口，所述玻纤由所述加料口加入所述双螺杆挤出机内。
8.根据权利要求6所述的一种复合材料的制备方法，其特征在于，所述第一混料经高速混合机混合形成所述第二混料，所述高速混合机的转速为90r/min，运行时间为60min。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括主体组件，至少部分所述主体组件由上述权利要求1-5任一所述的复合材料注塑形成。
10.根据权利要求9所述的一种电子设备，所述电子设备内还包括主板和副板，所述主板和副板设置于所述主体组件的两端，所述主板和副板上均设置有天线，所述主板和副板之间通过所述天线连接，所述主体组件上对应所述天线的区域通过所述复合材料注塑成型。
技术总结