[发明专利]多层复合材料

说明书

本发明涉及多层复合材料、其生产方法、以及包含此种多层复合材料的电子装置的外壳零件或外壳。

技术领域

本发明涉及多层复合材料、其生产方法以及包含此种多层复合材料的电子装置的外壳零件或外壳，该多层复合材料基于至少一种来自下组的热塑性塑料，该组由以下各项组成：聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二酯、苯乙烯-丙烯腈、聚苯乙烯、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚砜、热塑性弹性体、聚苯硫醚及其混合物，特别是聚碳酸酯。

背景技术

从现有技术中已知许多纤维复合材料以及其生产方法。WO 2013/098224 A1描述了用于生产呈塑料浸渍的宽纤维带形式的纤维复合材料的方法以及由该宽纤维带的部分可获得的多层复合结构。可以使用热固性塑料和热塑性塑料二者作为塑料基质。

DE 102012200059 A1描述了具有热塑性塑料基质的纤维增强的多层复合材料。然而，如果意图是接近由金属合金制成的外壳的特性，则从现有技术已知的多层复合材料就其光学、声音、触觉和机械特性而言非常需要改进。

近年来，在便携式电子装置，特别地尤其是在本发明的上下文中的移动电话、膝上型计算机或平板电脑领域中的趋势一直是更轻且更薄的装置。这尤其需要开发极其轻且薄的外壳，这些外壳同时展现出高机械稳定性以保护仪器的屏幕和电子产品。例如，出于这样的目的现已建立了镁-铝合金作为现有技术。由此类金属合金制成的外壳的优点是其轻重量和其高机械稳定性。此外，此类金属外壳还被消费者认为是在美学上吸引人的且高品质的。相比之下，由常规塑料制成的外壳被消费者认为是相当低品质的，并且就机械特性而言也不能与金属合金竞争。然而，金属合金具有以下相当大的缺点：它们必须由昂贵的原材料在复杂且能源密集的方法中产生，并且这与高生产成本相关联。因此，就资源保护而言，也希望开发现有技术中使用的金属合金的等效品质替换材料。

WO 2017/072053 A1提供了一种尝试，其中描述了用于此目的的多层纤维复合材料。然而，在WO 2017/072053 A1中描述的多层纤维复合材料仅基于单向定向的增强纤维。根据WO 2017/072053 A1，在每个层中，掺入多层纤维复合材料中的纤维材料仅具有一个取向，并且因此产生显著各向异性的机械特性。因此，根据WO 2017/072053 A1的多层纤维复合材料在光学、触觉、声音和机械特性方面非常显著地不同于金属材料的特性。

现有技术中用于纤维复合材料的塑料基质材料尤其是如脲醛树脂或环氧树脂的可热固化的热固性塑料(热固性材料)或如聚酰胺、聚丙烯或聚乙烯的热塑性塑料。许多具有工业重要性的热塑性塑料、特别是聚碳酸酯具有高使用温度、高透明度、高刚度等缺点，并且与典型使用的热塑性塑料相比具有以下缺点：它们趋向于不蠕变并且因此在恒定应力下具有破裂的倾向。这尤其对于在含有连续纤维的纤维复合材料中使用是非常有问题的。这是因为，由于连续纤维，在其塑料基质中含有连续纤维的纤维复合材料处于恒定应力下。因此，具有与聚碳酸酯类似特性的热塑性塑料作为用于含有连续纤维的此类纤维复合材料的塑料基质迄今为止在实际中仅起到次要作用。然而，原则上希望扩大热塑性塑料、特别是聚碳酸酯的使用领域至还包括复合材料，因为与其他常规热塑性塑料如聚酰胺或聚丙烯相比，聚碳酸酯在硬化期间展现出更低的体积收缩。聚碳酸酯进一步展现出更高的耐热性。

针对此背景，仍需要开发上述金属合金的替代轻质材料，这些轻质材料展现出与基于金属合金的外壳类似的光学、触觉、声音和机械特性，但是更有生产成本效益。

发明内容

从现有技术出发，本发明解决的问题是提供一种新的材料，该材料展现出金属外观、金属声音、金属触觉和类金属机械特性，并且比WO 2017/072053 A1的材料更适合于作为用于电子装置的外壳的外壳零件材料。而且，为此目的，该材料应是轻质的、有生产成本效益的，并且具有非常光滑且因此在光学上吸引人的表面。