CN102673041A

CN102673041A - 一种工件的制备方法

Info

Publication number: CN102673041A
Application number: CN2011100612678A
Authority: CN
Inventors: 郝宁; 尤德涛
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2031-03-15
Also published as: CN102673041B

Abstract

本发明提供一种工件的制备方法，包括：提供金属/塑胶复合件，在所述复合件的表面成型聚氨酯层。与现有技术中的喷漆工艺相比，本发明提供的聚氨酯层可以与金属/塑胶复合件达到良好的结合效果，完全遮盖塑胶和金属件的结合痕，而且由于不需要对复合件进行加热，因此不会出现因膨胀不均而导致的翘曲现行，可以形成连续的平整外观表面。此外，本发明提供的方法，通过调整聚氨酯的组分，可以方便的改变工件表面硬度、实现软触效果或者实现不同颜色效果。或者，通过改变模具的内表面图案，在工件表面形成图案，从而改善工件的外观质量。

Description

一种工件的制备方法

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，具体涉及一种工件的制备方法。

背景技术

目前，市场对笔记本电脑轻薄化和美观化的需要越来越高，因此对于笔记本外壳的设计也提出了更高的要求。通常，笔记本上与显示屏相背的面壳称为A壳，显示屏所在的壳体称为B壳，键盘所在的壳体称为C壳，与C壳相对应的底壳称为D壳。

笔记本A壳是由金属件和塑胶件复合形成的复合工件，金属件的材质一般是镁铝合金，镁铝合金的主要特点是密度低、强度高，因此可以在保证笔记本壳体强度的条件下实现笔记本壳体的轻薄化；塑胶件的位置与笔记本的天线部分相对应，其作用是为了防止金属件对天线讯号产生屏蔽作用。

现有技术中，制备由金属件和塑胶件制成的笔记本A壳的方法包括：取机加工后的金属预制件放置在注塑模具中采用埋入成型的方法在金属件上成型塑胶件得到复合件；对复合件的表面尤其是金属件和塑胶件的结合线的部分进行打磨和抛光；然后，采用烤漆的方法在复合件的表面形成面漆，面漆可以将复合件进行遮蔽使笔记本具有良好的外观效果。现有的轻薄笔记本的A壳即采用了上述工艺将金属部分和塑胶部分成功的实现了无缝连接一体化。

上述方法虽然能制备外观质量良好的笔记本外壳，但也存在如下缺点：首先，由于塑胶部分一般都选用热膨胀系数较低材料，典型的如PPS、LCP、PA和PPA等，该类材料由于本身具有极性低的特点，因此不利于喷涂，容易出现废品；其次，由于塑胶部分和金属部分的膨胀系数不一致，因此在喷漆过程中极易出现因膨胀不均而导致翘曲现象，也容易出现废品；此外，采用该技术制备的工件只能够采用喷漆处理表面，由于喷漆本身工艺的限制，成品外观略显单一，不能实现诸如高光、珠光等笔记本电脑常用外观效果，也不能直接实现如阳极氧化或刻蚀等技术工艺处理效果。因此，由于上述缺点的限制，现有技术中的方法制备的成品良率较低，而且成本相对昂贵。

发明内容

本发明要解决的问题在于提供一种工件的制备方法，与现有技术相比，本发明可以得到表面质量良好的金属/塑胶复合件。

上述方法制备的工件具有良好的使用效果。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种工件的制备方法，包括：

a)提供金属/塑胶复合件；

b)在所述金属/塑胶复合件的表面制备聚氨酯层，得到一工件。

优选的，所述提供金属/塑胶复合件具体包括：

a1)提供金属预制件；

a2)将所述金属预制件放置到复合件成型模具中，在所述金属预制件的第一侧面成型塑胶件得到金属/塑胶复合件。

优选的，在所述金属预制件的第一侧面成型塑胶件具体为：

采用埋入射出成型的方法在所述金属预制件第一侧面成型塑胶件得到金属/塑胶复合件。

优选的，所述在所述金属/塑胶复合件的表面制备聚氨酯层具体为：

采用注塑成型的方法将聚氨酯原料组合物注塑在所述金属/塑胶复合件的表面得到聚氨酯层。

优选地，所述注塑成型的模具内表面具有一图案，其中，采用注塑成型的方法将聚氨酯原料组合物注塑在所述金属/塑胶复合件的表面得到具有所述图案的聚氨酯层。

优选的，所述聚氨酯原料组合物包括异氰酸酯、多元醇和催化剂。

优选的，所述异氰酸酯∶多元醇按重量比为30～70∶70～30。

优选的，所述聚氨酯原料组合物中的催化剂含量为0.5～3重量％。

优选的，所述聚氨酯层的厚度为0.1mm～0.3mm。

本发明提供一种工件的制备方法，包括：

提供金属预制件；

将所述金属预制件放置到成型模具的第一模穴中，在所述金属预制件的第一侧面成型塑胶件得到金属/塑胶复合件；

将所述金属/塑胶复合件放置到成型模具的第二模穴中，在所述金属/塑胶复合件的表面制备聚氨酯层，得到一工件。

本发明提供一种电子设备壳体的制备方法，包括：

提供金属/塑胶复合件；

在所述金属/塑胶复合件的表面制备聚氨酯层得到电子设备壳体。

本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：

具有一容纳空间的壳体，所述壳体的至少第一部分由第一材料形成的第一基板和第二材料形成的第二基板连接形成，所述第一材料与所述第二材料不同；

覆在所述壳体的所述至少一部分上且由第三材料制成的薄膜层，其中，所述薄膜层为所述第三材料分别在所述第一基板的第一表面与所述第一材料反应以及在所述第二基板的第二表面与所述第二材料反应而固化在所述第一表面和所述第二表面上的一薄膜，所述第三材料与所述第一材料不同，所述第三材料与所述第二材料不同。

优选的，所述薄膜层位于所述壳体的所述至少一部分的第一侧。

优选的所述第一基板的所述第一表面形成有第一结构件；

所述第二基板的所述第二表面形成有第二结构件。

优选的，所述第一材料为金属、第二材料为塑胶、所述第三材料为聚氨酯。

优选的，所述薄膜层的厚度为0.1mm～1.5mm，优选为0.2mm～1mm，更优选为0.3mm～0.6mm。

本发明使用注塑的方法在金属和塑胶复合件的表面形成一层聚氨酯，与现有技术中的喷漆工艺相比，本发明提供的聚氨酯层可以与复合件达到良好的结合效果，完全遮盖塑胶和金属件的结合痕，而且由于不需要对复合件进行加热，因此不会出现因膨胀不均而导致的翘曲现行，可以形成连续的平整外观表面。此外，本发明实施例提供的方法，通过调整聚氨酯的组分，可以方便的改变工件表面硬度、实现软触效果或者实现不同颜色效果。或者，通过改变模具的内表面图案，可以在注塑时在工件表面形成例如高光、咬花或皮革的效果，从而改善工件的外观质量。

附图说明

图1为本发明提供的聚氨酯层成型装置示意图；

图2金属预制件主视图；

图3为图2所示的金属预制件的沿A-A的剖面图；

图4为本发明使用的成型模具的示意图；

图5为本发明制备的金属/塑胶复合件侧视剖面图；

图6为本发明制备的工件成品侧视剖面图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例提供一种工件的制备方法，其特征在于，包括：

a)提供金属/塑胶复合件；

按照本发明的实施例，所述金属/塑胶复合件由金属件和塑胶件复合形成，典型的金属复合件如与笔记本的面壳等，但不限于此。金属件的材质优选为镁铝合金，镁铝合金密度低，强度高，因此在保证笔记本实现轻薄化的同时，保证其具有良好的强度。为了防止镁铝合金屏蔽笔记本内的天线讯号，在与天线相对应的部分使用塑胶件与金属件复合，塑胶件的材质具体例子可以为PPS、LCP或PPA等本领域技术人员熟知的塑胶，但不限于此。

制备所述金属/塑胶复合件时，优选按照如下方法：

机加工出金属预制件；然后将金属预制件放置到复合件成型模具中，所述金属预制件具有第一侧面，在所述第一侧面上注入塑胶组合物固化后，固化后的塑胶组合物与所述第一侧面连接得到金属/塑胶复合件。按照本发明的实施例，优选使用埋入射出成型的方式将塑胶件与金属件复合得到复合件。对于所述金属预制件的机加工方法，可以按照现有技术中公开的方法，如一次压铸成型工艺的，对此本发明实施例并无特别的限制。

按照上述方法制备出金属/塑胶复合件以后，将复合件放入到成品模具中，然后将聚氨酯原料组合物注入到所述成品模具中固化在金属/塑胶复合件表面形成聚氨酯层，得到所述工件。聚氨酯层的厚度优选为0.1mm～0.3mm，更优选为0.15mm～0.28mm，更优选为0.18mm～0.27mm。

对于所述聚氨酯原料组合物，优选包括异氰酸酯、多元醇和催化剂。注塑聚氨酯原料组合物时，将所述异氰酸酯和多元醇放置在不同的反应釜内。本文中，通常称含有异氰酸酯的组分为A组分，含有多元醇和其它助剂的组分为B组分，将聚氨酯A组分和B组分放置在不同的反应釜内，然后在混料器中混合再送入模具中进行反应，所述催化剂可以与异氰酸酯或多元醇混合，对此本发明实施例并无限制。

请参见图1，为聚氨酯层成型装置的示意图，包括用于盛装聚氨酯A组分的第一反应釜207和用于盛装B组分的第二反应釜203。第一反应釜上有第一搅拌装置206，第二反应釜上有第二搅拌装置202，第一反应釜下面有第一输料阀211，第二反应釜下面有第二输料阀209。所述聚氨酯层成型装置还包括用于为反应系统进行抽真空的真空泵201、用于提供压力的空压机208、与所述真空泵连接的真空泵阀204、与所述空压机连接的空压机阀205。所述第一输料阀211和第二输料阀209与混料器210相连，混料器210的出口处安装有喷嘴212；聚氨酯原料组合物A组分和和B组分可以分别通过第一输料阀和第二输料阀209在混料器210内混合，然后通过喷嘴212喷入到模具中即可得到聚氨酯。

所述异氰酸酯优选为含有两个异氰酸酯官能团的二异氰酸酯，二异氰酸酯可以为芳香族二异氰酸酯，具体例子如二异氰酸酯如二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)，但不限于此；二异氰酸酯可以为脂肪族族二异氰酸酯，具体例子如六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，但不限于此。二异氰酸酯也可以为聚合的异氰酸酯，如聚合二苯基甲烷二异氰酸酯，但不限于此。

所述多元醇是含有两个以上羟基官能团的分子，如含有两个羟基官能团的二元醇、含有三个羟基官能团的三元醇，以此类推，多元醇的典型例子可以为乙二醇(EG)、1，4-丁二醇(BDO)、二乙基乙二醇(DEG)、甘油、和三强甲基丙烷(TMP)。

所述聚氨酯原料组合物中的催化剂可以为胺化合物或有机金属化合物，胺化合物的具体例子可以为三亚乙基二胺(TEDA)、二甲基环己烷(DMCHA)或二甲基乙醇胺(DMEA)、四甲基丁二胺(TMBDA)、N-(3-二甲基氨基丙基)-N，N-二异丙醇胺、1，3，5-三(二甲基胺丙基)-1，3，5-六氢化三嗪、二甲胺基双乙基醚、N-乙基吗啉、三乙胺(TEA)等，但不限于此。有机金属化合物的具体例子可以为含有汞、铅、锡、铋和锌的有机金属化合物，具体例子如二丁基二锡、氧化二丁基锡、月桂酸二丁基锡、辛酸铋等，但不限于此。

还可以在所述聚氨酯原料组合物中加入表面活性剂或链增长剂等本领域技术人员常用的助剂，所述表面活性剂或链增长剂可以与异氰酸酯或多元醇混合，对此本发明实施例并无限制。表面活性剂的具体例子可以为硅酮、壬基苯酚、醚等，但不限于此；链增长剂的具体例子可以为乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、环己烷二甲醇和对苯二酚、双(2-羟乙基)醚、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙基甲苯二胺等，但不限于此。

按照本发明的实施例，所述聚氨酯原料组合物中的异氰酸酯与多元醇按照质量比优选为30～70∶70～30，更优选为30～70∶70～30，更优选为40～60∶60～40。所述聚氨酯原料组合物中的催化剂的用量优选为0.5～3重量％，更优选为0.7～3.5重量％，更优选为1.2～2.5重量％。所述聚氨酯原料组合物中的表面活性剂的用量优选为0.5～3重量％，更优选为0.7～3.5重量％，更优选为1.2～2.5重量％。所述聚氨酯原料组合物中的链增长剂优选为0.5～3重量％，更优选为0.7～3.5重量％，更优选为1.2～2.5重量％。

按照本发明的实施例，制备金属/塑胶复合件以及在复合件表面注塑聚氨酯层时，在一个一模两穴的模具中进行，该模具包括用于复合件成型的第一模穴和用于成型聚氨酯层的第二模穴。制备金属/塑胶复合件时，优选按照如下方法：机加工出金属预制件，然后将金属预制件放置到模具的第一模穴中，然后向所述第一模穴内在所述金属预制件的第一侧面上注入塑胶组合物固化后得到复合件，优选使用埋入射出成型的方式将塑胶件与金属件复合得到复合件。

制备出金属/塑胶复合件以后，将复合件放入到模具的第二模穴中，然后将聚氨酯原料组合物注入到第二模穴中，聚氨酯原料组合物在金属/塑胶复合件表面形成聚氨酯层。对于聚氨酯原料组合物的固化条件，可以按照产品最终的形成需要如硬度、光度等，调整反应的时间、温度、压力等反应条件，上述调整反应条件可以按照本领域技术人员掌握的知识来进行。

按照本发明的实施例，所述工件优选为电子设备的壳体，所述电子设备的具体例子如笔记本、平板电脑或者手机等，但不限于此

本发明的实施例还提供一种电子设备，包括：具有一容纳空间的壳体，所述壳体的至少第一部分由第一材料形成的第一基板和第二材料形成的第二基板连接形成，所述第一材料与所述第二材料不同；覆在所述壳体的所述至少一部分上且由第三材料制成的薄膜层，其中，所述薄膜层为所述第三材料分别在所述第一基板的第一表面与所述第一材料反应以及在所述第二基板的第二表面与所述第二材料反应而固化在所述第一表面和所述第二表面上的一薄膜，所述第三材料与所述第一材料不同，所述第三材料与所述第二材料不同。按照本发明的实施例，所述薄膜层位于所述壳体的所述至少一部分的第一侧。所述薄膜层的厚度为0.1mm～1.5mm，优选为0.2mm～1mm，更优选为0.3mm～0.6mm。

按照本发明的实施例，所述壳体的第一部分由第一基板和第二基板连接形成，所述第一基板和第二基板可以按照上述方法一次压铸成型，或者先将第一基板放置到复合件成型模具中，然后注入第二材料固化后得到第二基板。所述第一材料优选为金属材料，所述第二次优选为塑胶材料，所述第三材料优选为聚氨酯。

现有技术中，使用喷漆方案的时候，需要在第一基板和第二基板构成的复合构件上喷涂一层底漆，然后再喷涂面漆。由于底漆与复合构件是平面接触，这样只能依靠底漆和金属面与塑胶面之间的物理结合力集合。因此当两个表面物理性能极性相差较大的时候(例如，金属和塑胶)，底漆很难同时保证抓紧两个平面，常见的问题是塑胶边角容易产生掉漆的问题。而本发明实施例使用反应注塑结合在金属/塑胶复合件上形成薄膜层时，聚氨酯有一个从高流动到固化的过程，在固化的过程中，聚氨酯与金属/塑胶复合件的表面结合力具有比喷漆更牢固的物理结合力。

为了进一步增强聚氨酯与金属/塑胶件之间的结合力，在第一基板的第一表面优选有第一结构件，在所述第二基板的所述第二表面优选有第二结构件；所述第一结构件与所述第二结构件可以相同，也可以不同。所述两个结构件的具体例子如沟槽、倒扣或包头等，这样可以更好的抓紧聚氨酯层，而且由于上述两个结构件设置在聚氨酯层与金属/塑胶件的表面之间，因此工件表面的外观不受影响。

本发明的实施例通过第三材料分别在所述第一基板的第一表面与所述第一材料反应以及在所述第二基板的第二表面与所述第二材料反应而固化在所述第一表面和所述第二表面上的一薄膜，从而直接形成外观表面。与现有技术需要在第一基板和第二基板构成复合构件上经多次喷涂形成底漆，再喷涂面漆才能形成外观表面相比，操作流程简单。

以下以具体实施例说明本发明实施例的效果，但本发明实施例的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

塑胶原料组合物：日本住友E4008；

聚氨酯原料组合物：杜邦IMRON 2.8 HGTM，分为A组分和B组分，其中A组分为异氰酸酯，B组分为多元醇和催化剂。

操作步骤如下：

压铸成型得到镁铝合金材质的金属预制件11，然后在金属预制件上加工出天线盖的位置11a，如图2所示，为金属预制件的主视图；图3为图2中的工件沿A-A的剖视图，金属件11的上端面11b用于与塑胶件接触；

请参见图4，为本实施例的方法中使用的成型模具21的示意图，所述成型模具21包括用于成型金属/塑胶复合件的第一模穴21a和用于在复合件表面成型聚氨酯层的第二模穴21b。

制备金属/塑胶复合件时，将金属预制件11放入到第一模穴21a中，将塑胶原料组合物注入到第一模穴中固化成型得到金属/塑胶复合件。如图5所示，为金属/塑胶复合件的侧视剖面图，金属件11的顶端经过塑胶注塑成型后形成塑胶件12，得到复合件。

将复合件从第一模穴21a中取出，放入到第二模穴21b中。将聚氨酯原料组合物的A组分放置到图1所示的第一反应釜207中，将聚氨酯原料组合物的B组分放置到图1所示的第二反应釜203中；A组分经过第一输料阀211输送到混合器210中，与经过第二输料阀209输送的B组分混合后，通过喷嘴212喷出注射到第二模穴21b内的复合工件的表面成型得到聚氨酯层，如图6所示，为最终成品结构侧视剖面示意图，在金属件11和塑胶件12的表面为聚氨酯涂层13，本实施例中聚氨酯层的厚度为0.1mm。

以上对本发明所提供的工件的制备方法进行了详细的介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种工件的制备方法，其特征在于，包括：

a)提供金属/塑胶复合件；

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述提供金属/塑胶复合件具体包括：

a1)提供金属预制件；

a2)将所述金属预制件放置到复合件成型模具中，在所述金属预制件的第一侧面成型塑胶件得到所述金属/塑胶复合件。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述金属预制件的第一侧面成型塑胶件具体为：

采用埋入射出成型的方法在所述金属预制件第一侧面成型塑胶件得到所述金属/塑胶复合件。

4.根据权利要求1至3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述在所述金属/塑胶复合件的表面制备聚氨酯层具体为：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯原料组合物包括异氰酸酯、多元醇和催化剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯∶多元醇按重量比为30～70∶70～30。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯原料组合物中的催化剂含量为0.5～3重量％。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯层的厚度为0.1mm～0.3mm。

9.一种工件的制备方法，其特征在于，包括：

提供金属预制件；

将所述金属/塑胶复合件放置到所述成型模具的第二模穴中，在所述金属/塑胶复合件的表面制备聚氨酯层，得到一工件。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述薄膜层位于所述壳体的所述至少一部分的第一侧。

12.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，

所述第一基板的所述第一表面形成有第一结构件；

所述第二基板的所述第二表面形成有第二结构件。

13.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述第一材料为金属、第二材料为塑胶、所述第三材料为聚氨酯。

14.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述薄膜层的厚度为0.1mm～1.5mm，优选为0.2mm～1mm，更优选为0.3mm～0.6mm。