从哲学上讲,“1+1>2”是指两个或多个个体通过有机组合,产生的效果会大于简单的堆叠。同样,在材料改性领域,“复合”就是这样一种“1+1>2”的改性方法。但和哲学一样,复合也需要整体的组合方法。
最近,随着5G时代的到来,手机背盖去金属化趋势加速,塑料外壳再次成为研究热点。因此,如何在中低端市场找到一种可以替代金属的材料,并通过表面处理制作出视觉上具有玻璃质感的外壳,是亟待解决的问题。因此,基于玻璃的透明性,PC+PMMA等复合材料被推到了风口浪尖。(下图为采用复合材料手机盖板的小米V11)
那么,PC+PMMA复合板到底是什么?这种材料是怎么形成的?它的典型性能参数有哪些?它的主要应用领域有哪些?为什么能用来做手机盖板呢?
1、什么是PC+PMMA复合板?
PC+PMMA复合板是PC与PMMA共挤而成的复合材料,但不同于塑料共混合金。
目前有二层板、三层板两种规格。(下图为二层复合板结构示意图)
第二层板:厚度0.05mm-2mm,如手机盖板、装饰件、手机保护壳等。
三层板:厚度为0.5mm-2.0mm,如汽车板等。
2. 复合板是怎样形成的?
PC+PMMA复合板概念类似于复合膜,而非目前流行的塑料合金。复合膜的形成方法主要有三种:
1、挤出复合:是指在薄膜加工过程中,将一种原料挤出到另一种已经成型的薄膜上,得到复合材料的工艺过程。
2.粘合型:是指利用粘合剂将两种不同类型的薄膜粘合在一起而制成的复合材料。
3、共挤复合膜:共挤复合是利用几台挤出机将不同种类的树脂同时挤入复合模头内,各层树脂在模头内或模头外复合成一个整体,经挤出复合后钢结构轻强复合板,经冷却定型,成为复合膜。
PC+PMMA复合板共挤生产工艺示意图:
共挤的主要特点是:
1、复合膜采用一步法挤出,工艺简单,节约能源,生产效率高,成本低。
2、复合膜柔软,手感舒适。
3、由于层间无需使用粘合剂,所以不存在残留溶剂的问题,且涂膜无异味。
目前最流行的复合板是采用共挤方式制成的双层复合材料,外层为PMMA,内层为PC。
3. 典型的性能参数是什么?
下图是PC+PMMA复合板材一些典型的性能参数:
PMMA作为手机外壳,硬度高,耐磨钢结构轻强复合板,可用于手机盖板外层。但由于其性脆,所以采用复合PC作为内层,这样材料整体韧性提高。并且通过表面硬化处理,可以提高PMMA表面硬度(4H-6H),耐磨性是0000#钢丝棉,1kg力,1cm*1cm磨头,5000次完好无损。
下图为日本住友化学复合板性能指标:
目前各厂家在板材出厂前都会做一些硬化处理,一方面方便运输和储存,另一方面也是为了满足一些产品的使用要求。但对于手机盖板来说,由于成型工艺的要求,需要进行特殊的硬化处理。
4.该产品主要应用领域有哪些?
1.触摸屏、镜片
产品应用:触摸屏、Lens等窗口镜片、手机、平板电脑、显示镜片、手机按键、薄膜开关等。
2.智能皮套厚板
PC/PMMA复合片材可作为智能手机保护套设计的基板,通过优异的加工性能与热合性能,实现客户所需的各种视觉效果。
3. IMD模内装饰及模内嵌件FIM
PC+PMMA复合片适用于各种高压、热压IMD/FIM成型工艺的通用基膜。汽车控制部件、内饰件、各类仪表盘、手机、显示器、箱包、头盔等。
4.手机壳
表面硬化后复合片3D高压成型,有纹理,可以做手机盖板,当然也有2.5D,不需要高压成型。
朵唯 L520
5、为什么可以做手机壳呢?
对于手机盖板而言,非金属时代,玻璃、陶瓷将是手机背盖的主流。5G时代,目前手机曲面背盖的非金属方案有:(1)玻璃材质:3D玻璃或者2.5D玻璃,装饰工艺有Deco-film、喷涂等;(2)塑料方案:复合板方案、IML/IMT方案;(3)陶瓷方案:一体式背盖、中框、一体化陶瓷、纯陶瓷背盖。
复合材料手机盖
PC+PMMA复合板仿3D玻璃优点:
(1)通过纹理设计,3D高压成型,可以实现3D玻璃效果,成本低廉,具有塑料的抗摔性,也是3D玻璃后盖最有力的竞争对手。
(2)PMMA/PC复合片材满足无线充电无屏蔽需求。PMMA提供更高的硬度和耐候性,PC具有良好的抗冲击性能和成型性能。两种材料的共挤,大大拓展了电池盖板的新应用。
(3)经过表面处理后,PMMA/PC复合片硬度可达4H/1000G,耐磨性为#0000钢丝绒1KG荷重,来回5000次,满足手机后盖的测试要求。
其实总结起来就是成本低,颜值高,易加工,毕竟IMD/IML技术在塑料材质上的运用肯定会成熟,PC也是电子产品领域的主要应用材料。
6. 主要制造商有哪些?
目前PC+PMMA复合板材生产厂家较少,多为国外企业。(下表为主要生产厂家)
帝人株式会社
日本可乐丽株式会社
住友化学株式会社
三菱化学公司
东曹株式会社
日本他喜龍株式会社
科思创
沙特基础工业公司
四川龙华光电薄膜有限公司
…………
可以看出,就国内企业而言,四川龙华薄膜无疑是PC+PMMA复合板材领域的龙头企业,其产品覆盖范围广泛,有单层PC及PMMA板材、双层PC/PMMA复合板材、三层复合板材等。