一種碳纖維復合材料天線及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種碳纖維復合材料天線及其制備方法，該碳纖維復合材料天線包括由碳纖維預浸布交錯鋪層成片的碳纖維片材，所述碳纖維片材具有預壓成型的天線圖案，所述天線圖案中填充有導電涂料，形成導電涂層，所述碳纖維片材與所述導電涂層一體成型，所述導電涂層的表面具有經激光照射而形成的天線線路，所述天線線路的表面覆蓋有金屬膜層。根據本發(fā)明得到的碳纖維復合材料天線精度高，與碳纖維材料無縫結合，附著性更牢固，在碳纖維表面實現(xiàn)了更豐富和更立體的效果，三維加工更簡單,導電性能優(yōu)異，整體設計緊湊,生產效率高。
【專利說明】
一種碳纖維復合材料天線及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種碳纖維復合材料天線及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著電子產品的不斷發(fā)展和新材料的廣泛應用，電子產品的材料也日益豐富多樣，目前在國內電子行業(yè)，將碳纖維應用到電子產品中是一種趨勢。碳纖維材料既擁有鋁鎂合金高雅堅固的特性，又有ABS工程塑料的可塑性，強度和導熱能力又優(yōu)于普通的ABS塑料。它的外觀類似塑料，強度和導熱能力優(yōu)于普通的ABS塑料，是一種可持續(xù)發(fā)展的材料，在智能電子產品上的應用越來越多。
[0003]但是，智能電子產品的許多功能需要天線和電路來實現(xiàn)，碳纖維材料本身沒辦法做到，只有通過植入天線和電路來完成。傳統(tǒng)天線和電路的制作方法是通過印刷或者注塑等技術加工處理完成，這些技術也存在著一定的缺陷，諸如附著性偏低、三維曲面加工困難和通路電阻大等，很難滿足產品超薄緊湊的設計以及三維曲面感的要求，這在一定程度上限制了其應用和推廣。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種碳纖維復合材料天線及其制備方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0006]一種碳纖維復合材料天線，包括由碳纖維預浸布交錯鋪層成片的碳纖維片材，所述碳纖維片材具有預壓成型的天線圖案，所述天線圖案中填充有導電涂料，形成導電涂層，所述碳纖維片材與所述導電涂層一體成型，所述導電涂層的表面具有經激光照射而形成的天線線路，所述天線線路的表面覆蓋有金屬膜層。
[0007]進一步地:
[0008]所述導電涂層的厚度為10?20μπι。
[0009]所述金屬膜層包括依次層疊覆蓋在所述導電涂層的表面上的金屬導電膜層和金屬保護膜層。優(yōu)選地，所述金屬膜層為電鍍層。
[0010]所述金屬導電膜層的厚度為3?8μηι，所述金屬保護膜層的厚度為I?3μηι。
[0011 ]所述導電涂料包括以下重量份的組分:基體樹脂15?50份、改性劑5?15份、增容劑I?5份、固化劑5?25份、有機金屬絡合物5?20份以及按需配比的稀釋劑。
[0012]所述基體樹脂包括羥基丙烯酸樹脂，所述改性劑包括改性有機硅樹脂，所述增容劑包括有機硅改性丙烯酸共聚物，所述固化劑包括有機錫催化劑和/或有機鎳催化劑，所述有機金屬絡合物包括銅絡合物、鐵絡合物和/或鎳絡合物，稀釋劑包括酯類溶劑或酮類溶劑。
[0013]—種制備所述的碳纖維復合材料天線的制備方法，包括以下步驟:
[0014]S1、準備導電涂料；
[0015]S2、將碳纖維預浸布疊層鋪好后預壓成型天線圖案，并將導電涂料填充到預壓成型的天線圖案里，接著放入熱壓模具中，熱壓固化成型；用激光鐳雕機按照天線圖案鐳雕，導電涂料中的有機物經過激光輻射氣化，金屬導電物質保留下來形成天線線路；
[0016]S3、在天線線路的表面上覆蓋金屬膜層。
[0017]進一步地:
[0018]步驟S2包括:對碳纖維預浸布進行交錯鋪層成片，處理完之后將鋪層好的碳纖維片材放到模具中預壓成型天線圖案，壓力3?5kg;然后將導電涂料均勻涂抹到預壓成型好的圖案中，并填滿圖案;接著將碳纖維片材放入成型模具中，合模加熱固化，固化溫度125?135°C，壓力40?60kg，固化20?30min，然后冷卻模具至室溫，取出產品；接著將產品放入激光鐳雕機，激光功率20w?30w，按照天線圖案來鐳雕，導電涂料表面的有機膜層在激光輻射下氣化，表層金屬物質則保留形成天線線路。
[0019]步驟S3包括:
[0020]將鍍銅水和鍍鎳水分別加入到電解槽中；接著將步驟S2得到的產品放置到鍍銅電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?150mA，電鍍30?40min，金屬電路表面鍍上一層粉色的銅膜，膜層厚度為3?5μπι;然后再將產品放置到鍍鎳電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?120mA，電鍍10?15min，表面鍍上一層鎳膜，膜層厚度為2?3μπι，鍍完后拿出產品清洗烘干；或
[0021 ]將鍍銅水和鍍金水分別加入到電解槽中；接著將步驟S2得到的產品放置到鍍銅電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?150mA，電鍍40?60min，金屬電路表面鍍上一層粉色的銅膜，膜層厚度為5?8μπι;然后再將產品放置到鍍金電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?120mA，電鍍5?lOmin，表面鍍上一層黃金膜，膜層厚度為I?2μπι，鍍完后拿出產品清洗烘干;或
[0022]將鍍銅水和鍍金水分別加入到電解槽中；接著將步驟S2得到的產品放置到鍍銅電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?150mA，電鍍40?60min，金屬電路表面鍍上一層粉色的銅膜，膜層厚度為5?8μπι;然后再將產品放置到鍍金電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?120mA，電鍍5?lOmin，表面鍍上一層黃金膜，膜層厚度為I?2μπι，鍍完后拿出產品清洗烘干。
[0023]所述導電涂料包括以下重量份的組分:基體樹脂15?50份、改性劑5?15份、增容劑I?5份、固化劑5?25份、有機金屬絡合物5?20份以及按需配比的稀釋劑。
[0024]本發(fā)明的有益效果:
[0025]根據本發(fā)明得到的碳纖維復合材料天線電路精度高，與碳纖維材料無縫結合，附著性更牢固，在碳纖維表面實現(xiàn)了更豐富和更立體的效果，三維加工更簡單，導電性能優(yōu)異，整體設計緊湊，生產效率高。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明一種實施例的碳纖維復合材料天線結構剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0027]以下對本發(fā)明的實施方式作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應用。
[0028]參閱圖1，在一種實施例中，一種碳纖維復合材料天線，包括由碳纖維預浸布交錯鋪層成片的碳纖維片材I，所述碳纖維片材I具有預壓成型的天線圖案，所述天線圖案中填充有導電涂料，形成導電涂層2，所述碳纖維片材I與所述導電涂層2—體成型，所述導電涂層2的表面具有經激光照射而形成的天線線路，所述天線線路的表面覆蓋有金屬膜層3。
[0029]在優(yōu)選的實施例中，所述導電涂層2的厚度為10?20μπι。
[0030]在優(yōu)選的實施例中，所述金屬膜層3包括依次層疊覆蓋在所述導電涂層2的表面上的金屬導電膜層和金屬保護膜層。更優(yōu)選地，所述金屬膜層3為電鍍層。
[0031]在優(yōu)選的實施例中，所述金屬導電膜層的厚度為3?8μπι，所述金屬保護膜層的厚度為I?3μηι。
[0032]在優(yōu)選的實施例中，所述導電涂料包括以下重量份的組分:基體樹脂15?50份、改性劑5?15份、增容劑I?5份、固化劑5?25份、有機金屬絡合物5?20份以及按需配比的稀釋劑。
[0033]在更優(yōu)選的實施例中，所述基體樹脂包括羥基丙烯酸樹脂，所述改性劑包括改性有機硅樹脂，所述增容劑包括有機硅改性丙烯酸共聚物，所述固化劑包括有機錫催化劑和/或有機鎳催化劑，所述有機金屬絡合物包括銅絡合物、鐵絡合物和/或鎳絡合物，稀釋劑包括酯類溶劑或酮類溶劑。
[0034]其中所述碳纖維復合材料與導電涂層2—體成型，這樣附著性強，可以形成2D或者3D的復雜結構的天線，生產效率高;所述金屬膜層3優(yōu)選為化學電鍍金屬膜，導電性能優(yōu)異，膜層厚度靈活改變。
[0035]在另一種實施例中，一種制備所述的碳纖維復合材料天線的制備方法，包括以下步驟:
[0036]S1、準備導電涂料；
[0037]S2、將碳纖維預浸布疊層鋪好后預壓成型天線圖案，并將導電涂料填充到預壓成型的天線圖案里，接著放入熱壓模具中，熱壓固化成型，得到碳纖維片材I與導電涂層2—體成型的結構；用激光鐳雕機按照天線圖案鐳雕，導電涂料中的有機物經過激光輻射氣化，金屬導電物質保留下來形成天線線路；
[0038]S3、在天線線路的表面上覆蓋金屬膜層3。
[0039]導電涂料制備
[0040]將基體樹脂、改性劑、增容劑、固化劑、有機金屬絡合物和稀釋劑按照特定的比例配比，然后機械攪拌混合均勻。
[0041 ] 配比為:基體樹脂15?50份，改性劑5?15份，增容劑I?5份，固化劑5?25份，有機金屬絡合物5?20份，稀釋劑可根據實際需求配比。
[0042]優(yōu)選的:
[0043]基體樹脂:輕基丙稀酸樹脂；
[0044]改性劑:改性有機硅樹脂；
[0045]增容劑:有機硅改性丙烯酸共聚物；
[0046]固化劑:有機錫催化劑和/或有機鎳催化劑；
[0047]有機金屬絡合物:銅絡合物、鐵絡合物和/或鎳絡合物；
[0048]稀釋劑:酯類溶劑和/或酮類溶劑。
[0049]碳纖維導電涂層一體成型
[0050]將碳纖維預浸布疊層鋪好，之后室溫預壓成型天線圖案，然后將上述的導電涂料涂抹填充到預壓成型的天線圖案里，接著放入熱壓模具中，熱壓固化成型，取出產品；然后再用激光鐳雕機按照天線圖案鐳雕，表面涂層里面的有機物經過激光輻射氣化，金屬物質保留下來形成金屬電路和構成天線。優(yōu)選地，涂料涂抹厚度大約10?20μηι。
[0051 ]金屬膜層制備
[0052]將上述的產品金屬電路上電鍍上一層金屬導電膜層和金屬保護膜層即可得到導電性優(yōu)異的天線產品。優(yōu)選地，金屬導電膜層3?8μηι，保護膜層I?3μηι。
[0053]實施例1
[0054]導電涂料制備
[0055]將羥基丙烯酸樹脂、氟改性有機硅樹脂、甲氧基有機硅改性丙烯酸、有機錫催化劑、銅絡合物、丙酮按照15:15:2:10:15:20比例混合加入容器中，并機械攪拌均勻。
[0056]碳纖維導電涂層一體成型
[0057]根據需求對碳纖維布進行交錯鋪層成片，處理完之后將鋪層好的碳纖維片材放到模具中預壓成型天線圖案，壓力3?5kg;然后將上述的導電涂料均勻涂抹到預壓成型好的圖案中，并填滿圖案;接著將碳纖維片材放入成型模具中，合模加熱固化，固化溫度125?135°C，壓力40?60kg，固化20?30min，然后冷卻模具至室溫，取出產品；接著將產品放入激光鐳雕機，用治具將產品固定在機臺上，調整激光功率20w?30w，按照天線圖案來鐳雕，表面覆蓋的有機膜層在激光輻射下氣化，表層金屬物質則保留在涂層中形成金屬電路和天線。
[0058]金屬膜層制備
[0059]將鍍銅水和鍍鎳水分別加入到電解槽中，調整溶液濃度，并接上電極;接著將上述產品放置到鍍銅電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?150mA，電鍍30?40min，金屬電路表面鍍上一層粉色的銅膜，膜層厚度為3?5μπι;然后再將產品放置到鍍鎳電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?120mA，電鍍10?15min，表面會鍍上一層光亮的鎳膜，膜層厚度為2?3μπι，鍍完后拿出產品清洗烘干即可得到導電性優(yōu)異的天線產品。
[0060]實施例2[0061 ] 導電涂料制備
[0062]將羥基丙烯酸樹脂、氟改性有機硅樹脂、乙基有機硅改性丙烯酸、有機鎳催化劑、鐵絡合物、乙酸乙酯按照20:20:4:15:15:25比例混合加入容器中，并機械攪拌均勻。
[0063]碳纖維導電涂層一體成型
[0064]根據需求對碳纖維布進行交錯鋪層成片，處理完之后將鋪層好的碳纖維片材放到模具中預壓成型天線圖案，壓力3?5kg;然后將上述的導電涂料均勻涂抹到預壓成型好的圖案中，并填滿圖案;接著將碳纖維片材放入成型模具中，合模加熱固化，固化溫度為125?135°C，壓力40?60kg，固化20?30min，然后冷卻模具至室溫，取出產品；接著將產品放入激光鐳雕機，用治具將產品固定在機臺上，調整激光功率20w?30w，按照天線圖案來鐳雕，表面覆蓋的有機膜層在激光輻射下氣化，表層金屬物質則保留在涂層中形成金屬電路和天線。
[0065]金屬膜層制備
[0066]將鍍銅水和鍍金水分別加入到電解槽中，調整溶液濃度，并接上電極;接著將上述產品放置到鍍銅電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?150mA，電鍍40?60min，金屬電路表面鍍上一層粉色的銅膜，膜層厚度為5?8μπι;然后再將產品放置到鍍金電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?120mA，電鍍5?lOmin，表面會鍍上一層光亮的黃金膜，膜層厚度為I?2μπι，鍍完后拿出產品清洗烘干即可得到導電性優(yōu)異的天線產品。
[0067]實施例3
[0068]導電涂料制備
[0069]將羥基丙烯酸樹脂、氟改性有機硅樹脂、甲氧基有機硅改性丙烯酸，有機鎳催化劑、鎳絡合物、乙酸乙酯按照15:15:2:10:15:20比例混合加入容器中，并機械攪拌均勻。
[0070]碳纖維導電涂層一體成型
[0071]根據需求對碳纖維布進行交錯鋪層成片，處理完之后將鋪層好的碳纖維片材放到模具中預壓成型天線圖案，壓力3?5kg;然后將上述的導電涂料均勻涂抹到預壓成型好的圖案中，并填滿圖案;接著將碳纖維片材放入成型模具中，合模加熱固化，固化溫度為125?135°C，壓力40?60kg，固化20?30min，然后冷卻模具至室溫，取出產品；接著將產品放入激光鐳雕機，用治具將產品固定在機臺上，調整激光功率20w?30w，按照天線圖案來鐳雕，表面覆蓋的有機膜層在激光輻射下氣化，表層金屬物質則保留在涂層中形成金屬電路和天線。
[0072]金屬膜層制備
[0073]將鍍銅水和鍍金水分別加入到電解槽中，調整溶液濃度，并接上電極;接著將上述產品放置到鍍銅電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?150mA，電鍍40?60min，金屬電路表面鍍上一層粉色的銅膜，膜層厚度為5?8μπι;然后再將產品放置到鍍金電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?120mA，電鍍5?lOmin，表面會鍍上一層光亮的黃金膜，膜層厚度為I?2μπι，鍍完后拿出產品清洗烘干即可得到導電性優(yōu)異的天線產品。
[0074]以上內容是結合具體/優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，其還可以對這些已描述的實施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種碳纖維復合材料天線，其特征在于，包括由碳纖維預浸布交錯鋪層成片的碳纖維片材，所述碳纖維片材具有預壓成型的天線圖案，所述天線圖案中填充有導電涂料，形成導電涂層，所述碳纖維片材與所述導電涂層一體成型，所述導電涂層的表面具有經激光照射而形成的天線線路，所述天線線路的表面覆蓋有金屬膜層。2.如權利要求1所述的碳纖維復合材料天線，其特征在于，所述導電涂層的厚度為10?2 Oum ο3.如權利要求1或2所述的碳纖維復合材料天線，其特征在于，所述金屬膜層包括依次層疊覆蓋在所述導電涂層的表面上的金屬導電膜層和金屬保護膜層，優(yōu)選地，所述金屬膜層為電鍍層。4.如權利要求3所述的碳纖維復合材料天線，其特征在于，所述金屬導電膜層的厚度為3?8μηι，所述金屬保護膜層的厚度為I?3μηι。5.如權利要求1至4任一項所述的碳纖維復合材料天線，其特征在于，所述導電涂料包括以下重量份的組分:基體樹脂15?50份、改性劑5?15份、增容劑I?5份、固化劑5?25份、有機金屬絡合物5?20份以及按需配比的稀釋劑。6.如權利要求5所述的碳纖維復合材料天線，其特征在于，所述基體樹脂包括羥基丙烯酸樹脂，所述改性劑包括改性有機硅樹脂，所述增容劑包括有機硅改性丙烯酸共聚物，所述固化劑包括有機錫催化劑和/或有機鎳催化劑，所述有機金屬絡合物包括銅絡合物、鐵絡合物和/或鎳絡合物，稀釋劑包括酯類溶劑或酮類溶劑。7.—種制備如權利要求1至6任一項所述的碳纖維復合材料天線的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、準備導電涂料； 52、將碳纖維預浸布疊層鋪好后預壓成型天線圖案，并將導電涂料填充到預壓成型的天線圖案里，接著放入熱壓模具中，熱壓固化成型；用激光鐳雕機按照天線圖案鐳雕，導電涂料中的有機物經過激光輻射氣化，金屬導電物質保留下來形成天線線路； 53、在天線線路的表面上覆蓋金屬膜層。8.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟S2包括:對碳纖維預浸布進行交錯鋪層成片，處理完之后將鋪層好的碳纖維片材放到模具中預壓成型天線圖案，壓力3?5kg;然后將導電涂料均勻涂抹到預壓成型好的圖案中，并填滿圖案;接著將碳纖維片材放入成型模具中，合模加熱固化，固化溫度125?135°C，壓力40?60kg，固化20?30min，然后冷卻模具至室溫，取出產品；接著將產品放入激光鐳雕機，激光功率20w?30w，按照天線圖案來鐳雕，導電涂料表面的有機膜層在激光輻射下氣化，表層金屬物質則保留形成天線線路。9.如權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟S3包括: 將鍍銅水和鍍鎳水分別加入到電解槽中；接著將步驟S2得到的產品放置到鍍銅電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?150mA，電鍍30?40min，金屬電路表面鍍上一層粉色的銅膜，膜層厚度為3?5μπι;然后再將產品放置到鍍鎳電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?120mA，電鍍10?15min，表面鍍上一層鎳膜，膜層厚度為2?3μπι，鍍完后拿出產品清洗烘干;或 將鍍銅水和鍍金水分別加入到電解槽中；接著將步驟S2得到的產品放置到鍍銅電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?150mA，電鍍40?60min，金屬電路表面鍍上一層粉色的銅膜，膜層厚度為5?8μπι;然后再將產品放置到鍍金電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?120mA，電鍍5?1min，表面鍍上一層黃金膜，膜層厚度為I?2μπι，鍍完后拿出產品清洗烘干;或 將鍍銅水和鍍金水分別加入到電解槽中；接著將步驟S2得到的產品放置到鍍銅電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?150mA，電鍍40?60min，金屬電路表面鍍上一層粉色的銅膜，膜層厚度為5?8μπι;然后再將產品放置到鍍金電解槽陰極上，調節(jié)電流強度100?120mA，電鍍5?1min，表面鍍上一層黃金膜，膜層厚度為I?2μπι，鍍完后拿出產品清洗烘干。10.如權利要求7至9任一項所述制備方法，其特征在于，所述導電涂料包括以下重量份的組分:基體樹脂15?50份、改性劑5?15份、增容劑I?5份、固化劑5?25份、有機金屬絡合物5?20份以及按需配比的稀釋劑。
【文檔編號】H01Q1/36GK106025521SQ201610562018
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月13日
【發(fā)明人】韓靜, 劉秀強, 譚邦元, 王長明, 謝守德, 黃啟忠, 杜勇, 雷霆, 謝志勇, 陳建勛
【申請人】東莞勁勝精密組件股份有限公司