一种纤维复合板材和终端设备的制作方法
本申请涉及复合材料领域，具体涉及一种纤维复合板材和终端设备。
背景技术：
1、目前消费电子产品，如手机、平板等大多采用玻璃纤维复合材料作为后壳材料，以起到对内部电子元器件的封装作用。现有后壳通常采用玻璃纤维，由于玻璃纤维的穿刺强度较低，则需要5-6层0.08mm-0.2mm厚度的玻璃纤维布进行叠加，以提高后壳的结构强度，满足抗跌性能，从而对整机内部器件，如电池、摄像头、基板等关键器件起到保护作用。因此，现有后壳所采用材质的穿刺强度较低，总体厚度通常较厚，一般情况下后壳成品总厚＞0.5mm，该厚度无法满足目前整机越来越轻薄的要求。
技术实现思路
1、本申请提供了一种纤维复合板材和终端设备，利用该纤维复合板材可获得一种高强度的外壳，并有望降低外壳的厚度。
2、第一方面，本申请提供了一种纤维复合板材，包括至少一层纤维复合层，每层所述纤维复合层包括纤维织物和高分子树脂，所述高分子树脂填充所述纤维织物的孔隙并包覆所述纤维织物；所述纤维织物包括交织设置的第一纤维和第二纤维；所述第一纤维的拉伸模量≥150gpa，所述第二纤维的弯曲模量≥35gpa；所述纤维复合板材的穿刺强度＞130n。
3、本申请的纤维复合板材包括至少一层纤维复合层，每层纤维复合层包括纤维织物和高分子树脂，且高分子树脂填充纤维织物的孔隙并包覆纤维织物，至少一层纤维复合层经热压成型后得到纤维复合板材。纤维织物包括交织设置的第一纤维和第二纤维，其中第一纤维的拉伸模量≥150gpa，具备较高拉伸模量的第一纤维可使纤维复合板材具备较高的抗拉强度，以提升纤维复合板材的穿刺强度；第二纤维的弯曲模量≥35gpa，第二纤维可作为增强纤维，使纤维复合板材具备较高的弯曲强度，以提升纤维复合板材的刚度。本申请通过第一纤维和第二纤维的有效结合，使纤维复合板材的穿刺强度＞130n，当纤维复合板材应用于外壳时，可以在满足电子产品外壳的结构强度要求的同时，有望降低外壳的厚度，使外壳兼具轻薄和高强度的特点。
4、在一种可选的实现方式中，每层所述纤维织物中所述第一纤维的质量占比为1wt.％-99wt.％，比如30％-99％，再比如40％-95％，再比如50％-90％，再比如60％-90％；每层所述纤维织物中所述第二纤维的质量占比为1wt.％-99wt.％，比如5％-55％，再比如7％-50％，再比如9％-45％，再比如10％-45％，再比如10％-40％。通过合理设置每层纤维织物中第一纤维和第二纤维的质量占比，可最大限度地发挥第一纤维和第二纤维的作用，即通过有效结合第一纤维和第二纤维的优点，使最终纤维复合板材具有较高的强度和刚度，有利于实现纤维复合板材的轻薄化。
5、在一种可选的实现方式中，所述第一纤维的直径为10μm-18μm，所述第二纤维的直径为5μm-15μm。在纤维的制备过程中，可得到不同纤维直径的第一纤维和第二纤维。通过合理设计第一纤维和第二纤维的直径，使第一纤维和第二纤维实现良好搭配，实现第一纤维和第二纤维的优点的有效结合，可使最终纤维复合板材具有较高的强度和刚度，有利于实现纤维复合板材的轻薄化。
6、在一种可选的实现方式中，所述纤维织物的孔隙率为≤5％。通过控制由第一纤维和第二纤维交织形成的纤维织物的孔隙率，可以提升纤维织物的致密度，进一步可提升纤维复合板材的强度和刚度。
7、在一种可选的实现方式中，所述第一纤维包括聚对苯撑苯并二噁唑(precisionboost overdrive，pbo)纤维，所述第二纤维包括玻璃纤维、陶瓷纤维中的一种。可以理解的是，同一块纤维复合板材的不同纤维复合层中的第一纤维可以相同也可不同。例如一块纤维复合板材具有三层纤维复合层，其中第一层纤维复合层中第一纤维为pbo纤维，第二纤维为玻璃纤维；第二层纤维复合层中第一纤维为pbo纤维，第二纤维为陶瓷纤维；第三层纤维复合层中第一纤维为pbo纤维，第二纤维为玻璃纤维。
8、在一种可选的实现方式中，每层所述纤维复合层中所述高分子树脂的质量占比为30wt.％-50wt.％。根据实际情况合理调整每层纤维复合层中高分子树脂的含量，使每层纤维织物的结构更加稳定，有利于纤维复合层和纤维复合板材的固化成型。
9、在一种可选的实现方式中，所述高分子树脂包括环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚醚酮树脂中的至少一种。可以理解的是，同一块纤维复合板材的不同纤维复合层中的高分子树脂可以相同也可不同。
10、在一种可选的实现方式中，所述纤维复合层为2-5层。根据实际每层纤维复合层的厚度情况，可对纤维复合层的层数进行调整，以使最终的纤维复合板材达到所需的强度和刚度。
11、在一种可选的实现方式中，所述纤维复合板材的厚度＜0.5mm。本申请的纤维复合板材通过由第一纤维和第二纤维交织形成的纤维织物与高分子树脂的复合，可以使纤维复合板材的厚度降低至0.5mm以下，且具有高强度、刚性好等特点。
12、其中，本申请上述各可能实现方式中的数据，例如拉伸模量、厚度、直径、强度等数据，在测量时，工程测量误差范围内的数值均应理解为在本申请所限定的范围内。
13、第二方面，本申请提供了一种终端设备，包括外壳和设于所述外壳内的电子元器件，至少部分所述外壳为如第一方面所述的纤维复合板材。
14、本申请的终端设备中，纤维复合板材可以作为手机、电脑、电子手表、显示屏、家用电器、车辆等装置的至少部分外壳使用。由于本申请的纤维复合板材的穿刺强度＞130n，因此，本申请的纤维复合板材用作终端设备的外壳时，具有较高的强度和刚度，可以满足在减少外壳厚度的情况下兼具保护内部电子元器件的结构强度，有利于实现整机的轻薄化。
15、上述第二方面可以达到的技术效果，可以参照上述第一方面中的相应效果描述，这里不再重复赘述。
技术特征：
1.一种纤维复合板材，其特征在于，包括至少一层纤维复合层，每层所述纤维复合层包括纤维织物和高分子树脂，所述高分子树脂填充所述纤维织物的孔隙并包覆所述纤维织物；
2.根据权利要求1所述的纤维复合板材，其特征在于，每层所述纤维织物中所述第一纤维的质量占比为1wt.％-99wt.％范围；
3.根据权利要求1或2所述的纤维复合板材，其特征在于，所述第一纤维的直径为10μm-18μm，所述第二纤维的直径为5μm-15μm范围。
4.根据权利要求1-3任一项所述的纤维复合板材，其特征在于，所述纤维织物的孔隙率为≤5％。
5.根据权利要求1-4任一项所述的纤维复合板材，其特征在于，所述第一纤维包括pbo纤维，所述第二纤维包括玻璃纤维、陶瓷纤维中的一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的纤维复合板材，其特征在于，每层所述纤维复合层中所述高分子树脂的质量占比为30wt.％-50wt.％。
7.根据权利要求1-6任一项所述的纤维复合板材，其特征在于，所述高分子树脂包括环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚醚醚酮树脂中的至少一种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的纤维复合板材，其特征在于，所述纤维复合层为2-5层。
9.根据权利要求1-8任一项所述的纤维复合板材，其特征在于，所述纤维复合板材的厚度＜0.5mm。
10.一种终端设备，其特征在于，包括外壳和设于所述外壳内的电子元器件，至少部分所述外壳为如权利要求1-9任一项所述的纤维复合板材。
技术总结
本申请提供了一种纤维复合板材和终端设备，该纤维复合板材包括至少一层纤维复合层，每层所述纤维复合层包括纤维织物和高分子树脂，所述高分子树脂填充所述纤维织物的孔隙并包覆所述纤维织物；所述纤维织物包括交织设置的第一纤维和第二纤维；所述第一纤维的拉伸模量≥150Gpa，所述第二纤维的弯曲模量≥35Gpa；所述纤维复合板材的穿刺强度＞130N。本申请通过第一纤维和第二纤维的有效结合，使纤维复合板材在满足电子产品外壳的结构强度要求的同时，有望降低外壳厚度，使外壳兼具轻薄和高强度的特点。
技术研发人员：林虹帆,王铮,汪欢,袁航,郗娇娇
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23