CN104065774B - 一种具有信号增强功能的防辐射手机壳及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有信号增强功能的防辐射手机壳及其制备方法，属于电子设备材料和应用领域。本发明包括手机保护壳主体，所述的手机保护壳主体内侧喷涂有防辐射涂层，该防辐射涂层采用不锈钢粉末为主要屏蔽组分，不锈钢粉末的粒径为1‑10微米，采用醇溶性酚醛漆作为防辐射涂层的基体材料；所述的手机保护壳主体上加工有两条外置天线，该两条外置天线分别用于连接手机的信号天线和Wi‑Fi天线。本发明可以抑制手机的电磁辐射达到70％以上，通过外置天线的方法，可以使防辐射涂层对手机信号的衰减从没有外置天线的衰减30％降低到5％，从而实现了有效抑制了手机电磁波辐射对人体的危害，同时保证手机的通话质量和网络质量。

Description

一种具有信号增强功能的防辐射手机壳及其制备方法

技术领域

本发明属于电子设备材料和应用领域，涉及用于抑制手机电磁波辐射和手机信号增强的防辐射手机保护壳。

背景技术

随着电子技术和电子设备的进步，带来了技术的进步和人们生活质量的提高。但是随着电子设备的使用，随之而来的电磁波辐射对电子设备的安全使用和人类的健康都带来了极大的危害和隐患。手机的电磁辐射问题是与人们的日常生活最为密切相关也是对人们健康生活影响最大的电磁辐射问题之一。

目前移动通讯已成为人们日常生活中最为常用的通讯手段，手机的使用数量惊人，仅以中国移动为例，2011年底中国移动的手机用户已达到6.6亿人。人们使用手机的时间也越来越多，有关手机电磁辐射对人体的影响也越来越被人们所关注。尽管目前国际上还没有一个科学的方法能证明脑瘤是由于电磁辐射引起的，但电磁辐射如果超过一定强度、持续一定时间就对人体有害，这是国际上公认的。各大主流媒体也大量报导了手机辐射对人们健康的危害。报道称，手机辐射对人的头部危害较大，它会对人的中枢神经系统造成机能性障碍，引起头痛、头昏、失眠、多梦和脱发等症状，有的人面部还会有刺激感。在美国和日本，已有不少怀疑因手机辐射而导致脑瘤的案例。

尽管对于手机产品的正常待机状态下的电磁辐射量较小，但是经过科学测试，手机在接通时的电磁辐射可以达到待机状态的几百到几千倍。例如，一般而言，手机在待机状态是根据所处的位置不同，电磁辐射量为几十微瓦到几十毫瓦，而在接通后其电磁辐射的峰值可以达到几瓦，甚至十几瓦。因此在人们以手机为最主要的通讯工具的情况下，日积月累。手机辐射对人体的影响不容忽视。

正因为人们对手机辐射的日益重视，市场上也不断出现所谓的手机防辐射产品和技术。例如防辐射铜片，然而经过实际检验和技术分析，防辐射铜片对手机辐射抑制的效果完全取决于铜片的尺寸，如果铜片的尺寸不能覆盖整个手机后盖，根据电磁波的传播原理，这种装置基本没有防辐射的效果，或者防辐射效果很差。而如果铜片大小可以覆盖整个手机后盖，将会增加手机的重量，还可能造成手机后盖的密封问题，更何况也不可能覆盖手机的侧边，因此基本不可能抑制手机对人体的电磁辐射。目前还有在手机壳内部加入屏蔽组分的方法，但是这种方法一方面要改变手机壳的生产工艺，而且会影响注塑过程中塑料的流动性，不易推广实施，成本较高；另一方面可能由于屏蔽效能不高，经测试只能抑制大约50％的手机电磁辐射。

中国专利03270778.9手机防辐射贴片，公开了一种手机防辐射贴片，包括防辐射层，在该防辐射层上面置有薄膜层，在所述防辐射层下面置有粘贴层，在该粘贴层下面置有附着层。此专利所涉及的贴片，其技术原理与上述的利用铜片进行降低手机电磁辐射的原理一致。而且，由于在防辐射层上面有薄膜层，势必在手机与防辐射层之间形成空隙，难以取得良好的防辐射效果。中国专利201320743853.5一种高效适用的防辐射手机保护壳公开了一种利用电磁屏蔽涂层达到抑制手机辐射的方法。但是该技术采用的是已有专利的通用电磁屏蔽材料，其中含有化学试剂，在制备涂层时，需要制备粘接层以防止手机壳材料与涂层的化学反应。同时由于采用了屏蔽层，必然会对手机的信号产生减弱的影响，屏蔽效能愈好，对手机信号减弱的作用于大。而在上述的专利中，没有针对防辐射手机壳的信号衰减问题提出解决的方法。

采用目前的防辐射技术，当防辐射手机壳在手机上使用时，经过测试可以抑制电磁波达到50％左右。但是对手机的信号具有一定的衰减。在城市和手机信号较好的地方其影响不大，即使不做处理也可以具有良好的通话效果和网络信号。但是在山区或者是手机信号本身不太好的地区和位置(例如原有信号在-90dB以下时)，由于电磁屏蔽的作用，会影响到手机的正常使用。在保证防辐射手机壳具有一定的抑制手机电磁辐射的前提下，如何保证手机的通话效果和网络信号，是一个值得思考和解决的问题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明为抑制手机电磁辐射对人体的伤害，并保证电磁屏蔽后手机仍具有良好的通话信号和Wi-Fi信号以及手机保护壳的功能性和美观性的综合效果为目的，提出了一种具有信号增强功能的防辐射手机壳及其制备方法，本发明利用不锈钢粉末作为主要的电磁屏蔽组分，以醇溶性酚醛漆作为防辐射涂层的基体，从而使防辐射涂层具有金属光泽的光亮涂层。其中不锈钢粉末具有较好导电性和导磁性，可以达到反射和吸收电磁波的效果而取得要求的屏蔽效能。醇溶性酚醛漆作为涂层的基体材料，可以设计具有不同的颜色并保证涂膜坚硬，有较好的耐油、耐水、耐热、耐酸和黏结力，保证防辐射涂层的有效性和耐用性。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种具有信号增强功能的防辐射手机壳，包括手机保护壳主体，所述的手机保护壳主体内侧喷涂有防辐射涂层，该防辐射涂层采用不锈钢粉末为主要屏蔽组分，不锈钢粉末的粒径为1-10微米，采用醇溶性酚醛漆作为防辐射涂层的基体材料；所述的手机保护壳主体上加工有两条外置天线，该两条外置天线分别用于连接手机的信号天线和Wi-Fi天线。本发明的防辐射手机壳，如其中的外置天线拆除，仅在手机保护壳主体内侧喷涂本发明所设计的防辐射涂层，则当防辐射手机壳在手机上使用时，经过测试可以抑制电磁波达到70％以上。但是对手机的信号具有一定的衰减。在城市和手机信号较好的地方其影响不大，即使不做处理也可以具有良好的通话效果和网络信号。但是在山区或者是手机信号本身不太好的地区和位置(例如原有信号在-90dB以下时)，由于电磁屏蔽的作用，会影响到手机的正常使用。为了保证良好的通话效果和无线网络，本发明采用了外置天线的方式，通过在防辐射手机壳上嵌入两条外置天线予以实现，两条外置天线分别与手机的信号天线和Wi-Fi天线相连接形成手机信号天线和Wi-Fi天线的外置天线，外置天线的金属可以采用铜、铝、镍、不锈钢等具有良好导电性能的材料或合金。

更进一步地说，所述的不锈钢粉末与醇溶性酚醛漆的体积比为15-40％，且防辐射涂层中还添加有少量的硅烷偶联剂。采用醇溶性酚醛漆作为涂料的基体材料，保证涂膜坚硬，有较好的耐油、耐水、耐热、耐酸和黏结力。

更进一步地说，所述的防辐射涂层的喷涂厚度为50-120微米。

更进一步地说，所述的外置天线的宽度为0.8-1.5毫米。

此外，本发明的一种具有信号增强功能的防辐射手机壳的制备方法，其步骤为：

步骤一、在手机保护壳主体的外侧设置两条外置天线，该两条外置天线分别用于连接手机的信号天线和Wi-Fi天线，外置天线的金属采用具有良好导电性能的材料或合金，外置天线的宽度为0.8-1.5毫米；

步骤二、在手机保护壳主体内侧喷涂有防辐射涂层，该防辐射涂层采用不锈钢粉末为主要屏蔽组分，不锈钢粉末的粒径为1-10微米，采用醇溶性酚醛漆作为防辐射涂层的基体材料。

本发明的一种具有信号增强功能的防辐射手机壳的制备方法，其步骤二的具体过程如下：

(1)、采用粒径为1-10微米的不锈钢粉末，将不锈钢粉末进行分散处理后加入少量硅烷偶联剂，然后倒入醇溶性酚醛漆基体材料中，其中：不锈钢粉末与醇溶性酚醛漆的比例按照体积比在15-40％之间加入，安装此比例加入可以调整对电磁波抑制的强度和信号强度比；

(2)、将不锈钢粉末按比例加入到酚醛漆基体中并搅拌均匀后，放入球磨机进行球磨，球磨机转速为100转/分，球磨时间为1小时，球磨后制成防辐射涂料；

(3)、利用空气压缩机，将防辐射涂料均匀喷涂在手机保护壳主体内侧，喷涂的防辐射涂层厚度为50-120微米；

(4)、等防辐射涂层完全干燥后，采用5号金相砂纸进行打磨涂层表面，形成平整的具有金属光泽的手机防辐射涂层。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

通过本发明制备的防辐射手机壳，经过测试，可以抑制手机的电磁辐射达到70％以上，通过外置天线的方法，可以使防辐射涂层对手机信号的衰减从没有外置天线的衰减30％降低到5％，从而实现了有效抑制了手机电磁波辐射对人体的危害，同时保证手机的通话质量和网络质量。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述。

实施例一

采用2-3微米不锈钢粉末。将不锈钢粉末加入少量硅烷偶联剂，按照15％的体积分数加入25毫升的醇溶性酚醛漆，加入后搅拌均匀，即不锈钢粉末与醇溶性酚醛漆的体积比为15％，其中：硅烷偶联剂与醇溶性酚醛漆的体积比为2％。放入球磨机进行球磨，球磨的转速为100转/分，球磨时间为1小时。球磨后倒入空气压缩机喷枪的涂料罐，用喷枪将涂料喷涂在手机壳的内侧，喷涂的厚度大约为100微米。涂层在室温放置24小时后干燥。涂层干燥后，利用5号金相砂纸轻轻打磨是涂层表面平整光滑。为了保证良好的通话效果和无线网络，本实施例结合苹果手机的天线结构做具体说明，苹果手机的导电边框上包括两条天线，即手机的信号天线和Wi-Fi天线。由于手机保护壳主体内侧形成防辐射涂层后具有导电性，为保证信号质量，对应苹果手机的天线接缝处利用绝缘材料进行分割。首先将与手机导电边框相连接的防辐射涂层在天线部位进行绝缘，采用绝缘材料隔断两根天线在手机防辐射涂层上的连接。通过在防辐射手机壳上嵌入两条外置天线，与手机的导电边框的两条天线相连分别形成手机通话信号和无线网络信号的外置天线。具体在本实施例中采用厚度为0.3毫米的铝合金，宽度为1.2毫米制成外置天线，形成外置天线以补偿由于防辐射涂层造成的手机信号减弱。

按照上述的方法制成的防辐射手机壳，用于苹果iphone4S手机，移动GMS信段，经过测试在未加防辐射手机壳的情况下，手机接通的电磁辐射峰值为3.4W/m³，手机信号强度为-74dB。加上没有外置天线的防辐射手机壳(即本实施例制备的防辐射手机壳中不安装外置天线部分)，手机接通后的电磁辐射峰值为380mW/m³，电磁辐射峰值降低了89％，手机的信号强度为-92dB，降低幅度24％。加装上带有外置天线的防辐射手机壳(即本实施例制备的防辐射手机壳)，手机接通后的电磁辐射峰值为392mW/m³，电磁辐射峰值降低了88％，手机的信号强度为-79dB，与原有手机信号相比仅降低了7％。

实施例二

采用7-10微米不锈钢粉末。将不锈钢粉末加入少量硅烷偶联剂，按照40％的体积分数加入25毫升的醇溶性酚醛漆，加入后搅拌均匀，即不锈钢粉末与醇溶性酚醛漆的体积比为40％，其中：硅烷偶联剂与醇溶性酚醛漆的体积比为2％。放入球磨机进行球磨，球磨的转速为100转/分，球磨时间为1小时。球磨后倒入空气压缩机喷枪的涂料罐，用喷枪将涂料喷涂在手机壳的内侧，喷涂的厚度大约为50微米。涂层在室温放置24小时后干燥。涂层干燥后，利用5号金相砂纸轻轻打磨是涂层表面平整光滑。采用厚度为0.3毫米的铝合金，宽度为1.5毫米制成外置天线。按照上述的方法制成的防辐射手机壳，用于苹果iphone5手机，移动GMS信段，经过测试在未加防辐射手机壳的情况下，手机接通的电磁辐射峰值为2.5W/m³，手机信号强度为-68dB。加上没有外置天线的防辐射手机壳，手机接通后的电磁辐射峰值为720mW/m³，电磁辐射峰值降低了71％，手机的信号强度为-76dB，降低幅度12％。加装上带有外置天线的防辐射手机壳，手机接通后的电磁辐射峰值为731mW/m³，电磁辐射峰值降低了71％，手机的信号强度为-72dB，与原有手机信号相比仅降低了1.4％。

实施例三

采用2-3微米不锈钢粉末。将不锈钢粉末加入少量硅烷偶联剂，按照15％的体积分数加入25毫升的醇溶性酚醛漆，加入后搅拌均匀，即不锈钢粉末与醇溶性酚醛漆的体积比为15％，其中：硅烷偶联剂与醇溶性酚醛漆的体积比为2％。放入球磨机进行球磨，球磨的转速为100转/分，球磨时间为1小时。球磨后倒入空气压缩机喷枪的涂料罐，用喷枪将涂料喷涂在手机壳的内侧，喷涂的厚度大约为120微米。涂层在室温放置24小时后干燥。涂层干燥后，利用5号金相砂纸轻轻打磨是涂层表面平整光滑。采用厚度为0.3毫米的铜箔，宽度为1.2毫米制成外置天线。按照上述的方法制成的防辐射手机壳，用于苹果iphone4S手机，移动GMS信段，经过测试在未加防辐射手机壳的情况下，手机接通的电磁辐射峰值为3.6W/m³，手机信号强度为-62dB。加上没有外置天线的防辐射手机壳，手机接通后的电磁辐射峰值为328mW/m³，电磁辐射峰值降低了91％，手机的信号强度为-81dB，降低幅度30％。加装上带有外置天线的防辐射手机壳，手机接通后的电磁辐射峰值为331mW/m³，电磁辐射峰值降低了91％，手机的信号强度为-65dB，与原有手机信号相比仅降低了5％。

实施例四

采用2-3微米不锈钢粉末。将不锈钢粉末加入少量硅烷偶联剂，按照20％的体积分数加入25毫升的醇溶性酚醛漆，加入后搅拌均匀，即不锈钢粉末与醇溶性酚醛漆的体积比为20％，其中：硅烷偶联剂与醇溶性酚醛漆的体积比为2％。放入球磨机进行球磨，球磨的转速为100转/分，球磨时间为1小时。球磨后倒入空气压缩机喷枪的涂料罐，用喷枪将涂料喷涂在手机壳的内侧，喷涂的厚度大约为50微米。涂层在室温放置24小时后干燥。涂层干燥后，利用5号金相砂纸轻轻打磨是涂层表面平整光滑。采用厚度为0.3毫米的铝合金，宽度为0.8毫米制成外置天线。按照上述的方法制成的防辐射手机壳，用于苹果iphone5手机，移动GMS信段，经过测试在未加防辐射手机壳的情况下，手机接通的电磁辐射峰值为2.7W/m³，手机信号强度为-66dB。加上没有外置天线的防辐射手机壳，手机接通后的电磁辐射峰值为175mW/m³，电磁辐射峰值降低了93％，手机的信号强度为-84dB，降低幅度27％。加装上带有外置天线的防辐射手机壳，手机接通后的电磁辐射峰值为184mW/m³，电磁辐射峰值降低了93％，手机的信号强度为-72dB，与原有手机信号相比仅降低了9％。

Claims (2)

1.一种具有信号增强功能的防辐射手机壳，包括手机保护壳主体，其特征在于：所述的手机保护壳主体内侧喷涂有防辐射涂层，该防辐射涂层采用不锈钢粉末为主要屏蔽组分，不锈钢粉末的粒径为1-10微米，采用醇溶性酚醛漆作为防辐射涂层的基体材料；所述的手机保护壳主体上加工有两条外置天线，具体的是将与手机导电边框相连接的防辐射涂层在天线部位进行绝缘，采用绝缘材料隔断两根天线在手机防辐射涂层上的连接，通过在防辐射手机壳上嵌入两条外置天线，该两条外置天线分别用于连接手机的信号天线和Wi-Fi天线；

所述的不锈钢粉末与醇溶性酚醛漆的体积比为15-40％，且防辐射涂层中还添加有少量的硅烷偶联剂，所述的硅烷偶联剂与醇溶性酚醛漆的体积比为2％；所述的防辐射涂层的喷涂厚度为50-120微米；所述的外置天线的金属为铝合金，外置天线的宽度为0.8-1.5毫米。

2.一种具有信号增强功能的防辐射手机壳的制备方法，其特征在于，其步骤为：

步骤一、在手机保护壳主体的外侧设置两条外置天线，该两条外置天线分别用于连接手机的信号天线和Wi-Fi天线，具体的是将与手机导电边框相连接的防辐射涂层在天线部位进行绝缘，采用绝缘材料隔断两根天线在手机防辐射涂层上的连接，通过在防辐射手机壳上嵌入两条外置天线，外置天线的金属为铝合金，外置天线的宽度为0.8-1.5毫米；

步骤二、具体过程如下：

(1)、采用粒径为1-10微米的不锈钢粉末，将不锈钢粉末进行分散处理后加入少量硅烷偶联剂，硅烷偶联剂与醇溶性酚醛漆的体积比为2％，然后倒入醇溶性酚醛漆基体材料中，其中：不锈钢粉末与醇溶性酚醛漆的比例按照体积比在15-40％之间加入；

(2)、将不锈钢粉末按比例加入到酚醛漆基体中并搅拌均匀后，放入球磨机进行球磨，球磨机转速为100转/分，球磨时间为1小时，球磨后制成防辐射涂料；

(3)、利用空气压缩机，将防辐射涂料均匀喷涂在手机保护壳主体内侧，喷涂的防辐射涂层厚度为50-120微米；

(4)、等防辐射涂层完全干燥后，采用5号金相砂纸进行打磨涂层表面，形成平整的具有金属光泽的手机防辐射涂层。