CN105733236A - 用于手机壳的陶瓷基复合材料、陶瓷基复合材料手机壳 - Google Patents

用于手机壳的陶瓷基复合材料、陶瓷基复合材料手机壳 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于手机壳的陶瓷基复合材料、以及一种陶瓷基复合材料手机壳及其制备方法。所述用于手机壳的陶瓷基复合材料，由如下重量份数的下列组分组成：ZrO2纳米粉80?85份；热塑性树脂8?15份；分散剂3?8份；增塑剂3?5份。本发明提供的用于手机壳的陶瓷基复合材料，兼有陶瓷高贵的质感和高分子的韧性、塑性、可机械加工，边角料可以很方便的回收利用，而且成本低廉，适合大规模工业化生产。

Description

用于手机壳的陶瓷基复合材料、陶瓷基复合材料手机壳
技术领域
本发明涉及一种手机壳，尤其涉及一种用于手机壳的陶瓷基复合材料、以及一种陶瓷基复合材料手机壳及其制备方法。
背景技术
手机外壳既是保护机体最直接的方式，也是影响其散热效果、重量、美观度的重要因素。因此，制作手机外壳的材料要求具有强度高、耐热耐磨性良好、具有电磁屏蔽性、尺寸稳定、外观好等特点。目前，市场上的手机外壳大多采用工程塑料、金属、玻璃等材质制成，这些材料存在硬度低、易划伤、变形、褪色、不环保、不耐热等缺点。陶瓷由于具有美观外形、玉石般光泽及滑润手感，使其在手机外壳中的应用已逐渐受到消费者的追捧和喜爱，由于陶瓷的高硬度和耐磨性，作为手机外壳使用不会被划伤或磨损，保证手机持久如新，不仅环保，且具有较高的观赏价值。
公开号为201510309285.1的中国专利提供了一种氧化锆陶瓷手机后盖的制备方法，具体包括以下步骤：将ZrO2粉体掺杂改性后，依次流延成型、冷等静压定型、冷等静压定型、烧结、CNC加工，制成成品。其中，ZrO2粉可以是各种颜色的氧化锆，流延成型浆料可以是有机体系也可以是水系浆料，烧结可采用常规的电加热烧结也可以采用气氛烧结。通过该法制备的手机后盖，抗冲击性能得到了一定的提高，然而，由于陶瓷材料固有的硬度高、脆性大和易碎裂问题，导致CNC加工过程难度大，并且出现不可预见的突然性断裂，严重增加了生产成本。
基于陶瓷固有的脆性大、易碎裂的问题没有得到根本解决，同时，手机外壳向大尺寸、轻量、薄壁化发展的趋势也对陶瓷手机外壳的成型工艺提出了苛刻要求。因此，发展一种陶瓷与高分子材料复合的手机外壳不但可以兼有陶瓷高贵的质感还可以兼有高分子的韧性、塑性，解决了陶瓷手机后盖易碎和无塑性的特点。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种用于手机壳的陶瓷基复合材料，该陶瓷基复合材料不仅兼有陶瓷高贵的质感，还兼具高分子的韧性、塑性、可机械加工，而且成本低廉，适合大规模工业化生产。
本发明的另一目的在于提供一种陶瓷基复合材料手机壳。
本发明的另一目的在于提供一种陶瓷基复合材料手机壳的制备方法。
本发明是这样实现的，一种用于手机壳的陶瓷基复合材料，由如下重量份数的下列组分组成：
以及，一种陶瓷基复合材料手机壳，所述手机壳由上述的用于手机壳的陶瓷基复合材料制成。
相应的，一种陶瓷基复合材料手机壳的制备方法，包括以下步骤：
按照上述用于手机壳的陶瓷基复合材料提供各配方组分；
将所述各组分进行密炼处理，得到混合物料；
将所述混合物料破碎成颗粒料；
将颗粒料加入注塑机中熔融塑化后射入模具，保压冷却后脱模获得手机壳。
本发明提供的用于手机壳的陶瓷基复合材料，不仅具备陶瓷高贵的质感，还兼具高分子的韧性、塑性、可机械加工，而且成本低廉，适合大规模工业化生产。
本发明提供的陶瓷基复合材料手机壳，由所述陶瓷基复合材料制成，因此具有良好的外观和质感，且不易发生破碎、断裂。
本发明提供的陶瓷基复合材料手机壳的制备方法，操作简单易控，成本低廉，易于实现产业化生产。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种用于手机壳的陶瓷基复合材料，由如下重量份数的下列组分组成：
具体的，所述ZrO2纳米粉作为陶瓷基复合材料的基体，赋予所述复合材料高贵的陶瓷质感。所述ZrO2纳米粉可以选用本领域常规的ZrO2纳米粉。然而，不同于常规的手机壳材料，本发明实施例由于所述陶瓷基复合材料添加有热塑性树脂组分，因此，为了有利于复合材料的充分混合，从而使得得到的材料性能稳定性更强，所述ZrO2纳米粉优选为粒径为200-500nm的ZrO2纳米粉。当所述ZrO2纳米粉粒径太小时，容易发生团聚现象，影响所述复合材料的性能；当所述ZrO2纳米粉粒径太大时，也不利于所述复合材料的充分混合。作为具体实施例，所述ZrO2纳米粉的含量可为80份、81份、82份、83份、84份、85份等具体份数。
本发明实施例选用热塑性树脂作为粘结剂，其边废料可以回收使用，符合循环利用的环保理念，同时可以降低成本。所述热塑性树脂作为功能性组分，赋予所述复合材料优异的韧性、塑性和可加工性，使得得到的陶瓷基复合材料可以克服陶瓷材料的易碎的问题。为了与所述ZrO2纳米粉更好地复合，并提高机械加工性能，作为优选实施例，所述热塑性树脂为聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种。所述聚碳酸酯强度高，抗拉伸强度代表值为69MPa、抗弯曲强度代表值为96MPa，耐高温，长期使用可耐130℃温度环境；所述丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物抗拉伸强度代表值为43MPa，抗弯曲强度代表值为79MPa。两者流动性、着色及表面喷涂和电镀性能均好，是众多热塑性树脂中最理想的手机壳材料。作为具体实施例，所述热塑性树脂的含量可为8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份等具体份数。
本发明实施例中，所述分散剂可以有效促进所述ZrO2纳米粉和所述热塑性树脂的有效混合，从而实现复合材料的均匀和性能稳定。作为优选实施例，所述散剂为液体石蜡，所述液体石蜡能润湿氧化锆粉体表面，改性氧化锆粒子表面性质，调整氧化锆粒子在热塑性树脂熔体中的运动，减少氧化锆粉体分散过程所需要的时间和能量，稳定所分散的氧化锆粉体。作为具体实施例，所述分散剂的含量可为3份、4份、5份、6份、7份、8份等具体份数。
本发明实施例所述增塑剂可以增加所述热塑性树脂的塑性，使熔体注射充模时流动性变强，易于充满模具，从而提高其加工性能。作为优选实施例，所述增塑剂是己二酸二辛酯，当所述己二酸二辛酯与所述热塑性树脂一起熔融时，所述己二酸二辛酯作为小分子便会插人到热塑性树脂分子链之间，削弱了所述热塑性树脂分子链间的引力，增大了它们之间的距离，增加了所述热塑性树脂分子链的移动可能，降低了所述热塑性树脂分子链间的缠结，使所述热塑性树脂在较低的温度下就可发生玻璃化转变，从而使所述热塑性树脂的塑性增加。作为具体实施例，所述增塑剂的含量可为3份、4份、5份、6份、7份、8份等具体份数。
作为本发明进一步优选实施例，所述用于手机壳的陶瓷基复合材料，由如下重量份数的下列组分组成：
且其中，所述热塑性树脂为聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种；所述散剂为液体石蜡；所述增塑剂是己二酸二辛酯。
本发明实施例中，所述用于手机壳的陶瓷基复合材料由上述四种组分组成，且得到的材料具有优异的综合性能。经过发明人研究发现，由于其他组分的添加，会破坏本发明实施例复合材料的混合体系，进而可能对得到的复合材料的性能(包括材料性能和加工性能)带来影响，因此，本发明实施例不能简单地添加其他组分。
本发明实施例提供的用于手机壳的陶瓷基复合材料，不仅具备陶瓷高贵的质感，还兼具高分子的韧性、塑性、可机械加工，而且成本低廉，适合大规模工业化生产。
以及，本发明实施例还提供了一种陶瓷基复合材料手机壳，所述手机壳由上述的用于手机壳的陶瓷基复合材料制成。
本发明实施例提供的陶瓷基复合材料手机壳，由所述陶瓷基复合材料制成，因此所述手机壳具有良好的外观和质感，且不易发生破碎、断裂。
本发明实施例还提供的陶瓷基复合材料手机壳，可以通过下述方法制备获得。
相应的，本发明实施例还提供了一种陶瓷基复合材料手机壳的制备方法，包括以下步骤：
S01.按照上述用于手机壳的陶瓷基复合材料提供各配方组分；
S02.将所述各组分进行密炼处理，得到混合物料；
S03.将所述混合物料破碎成颗粒料；
S04.将颗粒料加入注塑机中熔融塑化后注射进入模具，保压冷却后脱模获得手机壳。
具体的，上述步骤S01中，所述用于手机壳的陶瓷基复合材料配方组分及其优选情形，在上述中已作陈述，为了节约篇幅，此处不再赘述。
上述步骤S02中，将上述步骤S01得到的各物料组分进行密炼处理。具体的，所述密炼在密炼机中进行。为了使得所述热塑性树脂和所述ZrO2纳米粉充分混合，作为优选实施例，所述密炼处理的温度为260-280℃，时间为0.5-1h。
上述步骤S03中，将经过所述密炼处理的物料进行破碎处理，所述破碎处理可在破碎集中进行。作为优选实施例，经过所述破碎处理后得到的颗粒粒径为微米级，即破碎处理将物料粉碎成微米级颗粒，便于所述热塑性树脂在下述步骤中的充分融化。
上述步骤S04中，对破碎后的物料进行注塑成型。作为优选实施例，所述注塑成型工艺参数为：注塑工艺的温度设置为料筒一区180-185℃，二区230-235℃，三区260-265℃，四区290-295℃，五区300-305℃，喷嘴温度300-305℃，注塑压力为80-100MPa，模具温度55-65℃，保压时间2min。保压冷却后脱模即可得到手机壳。
为了得到外表更美观精细的产品，进一步的，将已经脱模的样品进行精细机械加工，得到最终产品。
本发明实施例提供的陶瓷基复合材料手机壳的制备方法，操作简单易控，成本低廉，易于实现产业化生产。
下面，结合具体实施例进行说明。
实施例1
一种陶瓷基复合材料手机壳，由所述陶瓷基复合材料制成，所述陶瓷基复合材料由如下重量份数的下列组分组成：
其中，所述热塑性树脂为聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种；所述散剂为液体石蜡；所述增塑剂是己二酸二辛酯。
所述陶瓷基复合材料手机壳的制备方法，包括以下步骤：
S11.按照上述用于手机壳的陶瓷基复合材料提供各配方组分；
S12.将所述各组分在260-280℃下密炼0.5-1h，得到混合物料；
S13.将所述混合物料破碎成颗粒料；
S14.将颗粒料加入注塑机中熔融塑化后注射进入模具，保压冷却后脱模获得手机壳；注塑工艺为：温度设置为料筒一区180-185℃，二区230-235℃，三区260-265℃，四区290-295℃，五区300-305℃，喷嘴温度300-305℃，注塑压力为80-100MPa，模具温度55-65℃，保压时间2min。
实施例2
一种陶瓷基复合材料手机壳，由所述陶瓷基复合材料制成，所述陶瓷基复合材料由如下重量份数的下列组分组成：
其中，所述热塑性树脂为聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种；所述散剂为液体石蜡；所述增塑剂是己二酸二辛酯。
所述陶瓷基复合材料手机壳的制备方法，同具体实施例1相同。
实施例3
一种陶瓷基复合材料手机壳，由所述陶瓷基复合材料制成，所述陶瓷基复合材料由如下重量份数的下列组分组成：
其中，所述热塑性树脂为聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种；所述散剂为液体石蜡；所述增塑剂是己二酸二辛酯。
所述陶瓷基复合材料手机壳的制备方法，同具体实施例1相同。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于手机壳的陶瓷基复合材料，其特征在于，由如下重量份数的下列组分组成：
2.如权利要求1所述的用于手机壳的陶瓷基复合材料，其特征在于，所述ZrO2纳米粉的粒径为200-500nm。
3.如权利要求1所述的用于手机壳的陶瓷基复合材料，其特征在于，所述热塑性树脂为聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种。
4.如权利要求1所述的用于手机壳的陶瓷基复合材料，其特征在于，所述分散剂为液体石蜡。
5.如权利要求1所述的用于手机壳的陶瓷基复合材料，其特征在于，所述增塑剂是己二酸二辛酯。
6.如权利要求1-5任一所述的用于手机壳的陶瓷基复合材料，其特征在于，所述热塑性树脂为聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的至少一种；所述散剂为液体石蜡；所述增塑剂是己二酸二辛酯。
7.一种陶瓷基复合材料手机壳，其特征在于，所述手机壳由权利要求1-6任一所述的用于手机壳的陶瓷基复合材料制成。
8.一种陶瓷基复合材料手机壳的制备方法，包括以下步骤：
按照权利要求1-7任一所述用于手机壳的陶瓷基复合材料提供各配方组分；
将所述各组分进行密炼处理，得到混合物料；
将所述混合物料破碎成颗粒料；
将颗粒料加入注塑机中熔融塑化后注射进入模具，保压冷却后脱模获得手机壳。
9.如权利要求8所述的陶瓷基复合材料手机壳的制备方法，其特征在于，所述密炼处理的温度为260-280℃，时间为0.5-1h。
10.如权利要求8所述的陶瓷基复合材料手机壳的制备方法，其特征在于，经过所述破碎处理后得到的颗粒粒径为微米级；和/或
所述注塑工艺的温度设置为料筒一区180-185℃，二区230-235℃，三区260-265℃，四区290-295℃，五区300-305℃，喷嘴温度300-305℃，注塑压力为80-100MPa模具温度55-65℃，保压时间2min。
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