哲學上說“1+1>2”,也就是說兩個或多個個體通過有機組合,效果會大于簡單的堆砌。同樣,在材料改性領域,“復合”就是這種“1+1>2”的改性方法。不過,如同哲學上一樣,復合也得講究整體的組合方式。
最近,由于5G時代的來臨,手機后蓋去金屬化趨勢加快,塑膠外殼再次成為了研究熱點。所以,如何尋找一種材料,在中低端市場代替金屬,并且通過表面處理,可制得視覺上玻璃化的外殼是亟待解決的問題。所以,根據玻璃的透明性,PC+PMMA這種復合材料被推向了風口。(下圖為小辣椒V11,采用復合材料手機蓋板)
那么,到底什么是PC+PMMA復合板?這種材料又是如何成型的?又有哪些典型的性能參數?主要應用領域有哪些?為何可用于手機蓋板?
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一、何謂PC+PMMA復合板?
PC+PMMA復合板是將PC和PMMA兩種原料通過共擠制得的復合材料,但是又區別于塑料共混合金。
目前有二層板和三層板兩種規格。(下圖為兩層復合板的結構示意圖)
二層板:厚度在0.05mm-2mm,如手機蓋板、裝飾件、手機保護套等。
三層板:厚度在0.5mm-2.0mm,如車載面板等。
二、復合板是如何成型的?
PC+PMMA復合板的概念類似于復合薄膜,而不是當前較熱的塑料合金。復合薄膜的成型方法主要有三種:
1、先后擠出復合:是指在薄膜的加工過程中,將一種原料擠出到另外一種已經成型的薄膜上面,制得的復合材料。
2、粘合型:是指將已制成的兩種不同種類的薄膜通過粘合劑復合在一起,制得的復合材料。
3、共擠復合薄膜:共擠復合是采用數臺擠出機將不同種類的樹脂同時擠入到一個復合模頭中,各層樹脂在模頭內或外匯合形成一體,擠出復合后經冷卻定型即成為復合薄膜。
PC+PMMA復合板共擠生產過程示意圖:
共擠復合的主要特點是:
1、復合薄膜一次擠出成型,其工藝簡單,節省能源,生產效率高,且成本低。
2、復合薄膜柔軟,手感舒適。
3、因層與層之間無需使用粘合劑,所以不存在殘留溶劑問題,薄膜無異味。
目前,研究較熱的復合板就是采用共擠制得的二層復合材料,PMMA用于外層,PC作為內層。
三、典型性能參數有哪些?
下圖為PC+PMMA復合板材一些典型的性能參數:
作為手機外殼來說,PMMA具有較高的硬度和耐磨性,所以可用于手機蓋板的外層使用。但是由于性脆,所以復合PC作為內層,這樣材料整體的韌性提高。并且通過表面加硬處理,可以提高PMMA的表面硬度(4H-6H),耐磨性0000#鋼絲絨、1kg力、1cm*1cm磨頭,5000次完好。
下圖為日本住友化學復合板材性能指標:
目前,各生產企業在板材出廠之前也會做一定的加硬處理,一方面是為了便于運輸和存儲,一方面也可滿足部分產品的使用要求。但是對于手機蓋板,由于成型工藝的要求,需要進行特殊的加硬處理。
四、產品主要的應用領域?
1、觸摸屏、鏡片薄板
產品應用:Touch panels、Lens等視窗鏡片、手機、平板電腦、顯示器鏡片、手機按鍵、薄膜開關等。
2、智能皮套厚板
PC/PMMA復合板材可用于智能手機設計的保護套基板。通過優秀的機加工性能和熱貼合性能,以達到客戶想要各種視覺效果。
3、IMD模內裝飾和模內嵌片FIM
PC+PMMA復合板材適用于各種高壓和熱壓IMD/FIM成型工藝的通用基膜。汽車控制件、內飾件各類儀表盤、手機、監控器、箱包、頭盔等。
4、手機蓋板
復合板材經過表面加硬處理后,再經過3D高壓成型和紋理處理,可以用于手機蓋板。
朵唯L520
五、為何可用于手機蓋板?
對于手機蓋板來說,玻璃和陶瓷將是非金屬時代手機后蓋的主流。5G時代,手機曲面后蓋目前非金屬方案如下:(1)玻璃材質:3D玻璃或者2.5D玻璃,裝飾工藝有Deco-film方案,也有噴涂方案;(2)塑料方案:有復合板材方案,IML/IMT方案。(3)陶瓷方案:有unibody背蓋中框一體陶瓷,也有只是陶瓷背蓋。
復合材料手機蓋板
PC+PMMA復合板材優勢:
(1)通過紋理設計和3D高壓成型可以實現3D玻璃效果,成本低,同時具有塑料的抗摔性,也是目前對3D玻璃后蓋最有實力的競爭者。
(2)PMMA/PC復合板材,符合無線充電無屏蔽的需要。PMMA提供較高的硬度和耐候性,PC抗沖性能和成型性能好,兩種材料共擠后大大拓展了電池蓋板的新應用。
(3)PMMA/PC復合板材經過表面處理,成品硬度能達到4H/1000G,耐磨性#0000鋼絲絨1KG負重,5000次來回,滿足手機后蓋的測試要求。
其實,總結來說就是低成本、高顏值、易加工。畢竟塑膠材質采用IMD/IML工藝還是必將成熟的,而PC也是電子產品領域主要的應用材料。
六、主要生產廠家有哪些?
目前,PC+PMMA復合板材的生產廠家較少,大多是國外企業。(下表為主要生產企業)
日本帝人株式會社 | 日本可樂麗株式會社 |
日本住友化學株式會社 | 日本三菱化學株式會社 |
日本東曹株式會社 | 日本TAKIRON株式會社 |
科思創 | 沙伯基礎(SABIC) |
四川龍華光電薄膜股份有限公司 | …… …… |
可以看出,就國內企業而言,四川龍華薄膜在PC+PMMA復合板材領域無疑是龍頭企業。其產品的覆蓋面十分廣泛,既有單層的PC、PMMA板,也有雙層的PC/PMMA復合板以及三層復合板。
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