CN106082781A - 陶瓷组合物、陶瓷基板与手机外壳 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种陶瓷组合物、陶瓷基板与手机外壳。该陶瓷组合物包括环氧树脂、热固性酚醛树脂、潜伏性固化剂、填料与增韧剂，陶瓷组合物中，环氧树脂的重量百分比在8～35％之间，热固性酚醛树脂的重量百分比在5～32％之间，潜伏性固化剂的重量百分比在2～8％之间，填料的重量百分比在50～80％之间，增韧剂的重量百分比在5～30％之间。该陶瓷组合物具有较好的力学性能，包括较好的韧性。

Description

陶瓷组合物、陶瓷基板与手机外壳

技术领域

本申请涉及材料领域，具体而言，涉及一种陶瓷组合物、陶瓷基板与手机外壳。

背景技术

随着生活质量的提高，人们对手机外壳的质感也有了更高的要求，不但要求外表美观，还要求手机外壳手感细腻，因此，各种手感较好材质的手机外壳纷纷出现，例如金属、木质、竹质、皮质、陶瓷等等，其中，陶瓷手机外壳的质感细腻滑爽且不沾油渍，这一特点能够满足人们对手机外壳的手感要求，但陶瓷手机外壳却存在易碎的致命缺点。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种陶瓷组合物、陶瓷基板与手机外壳，以解决现有技术中的陶瓷基板的易碎问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种陶瓷组合物，该陶瓷组合物包括环氧树脂、热固性酚醛树脂、潜伏性固化剂、填料与增韧剂，上述陶瓷组合物中，上述环氧树脂的重量百分比在8～35％之间，上述热固性酚醛树脂的重量百分比在5～32％之间，上述潜伏性固化剂的重量百分比在2～8％之间，上述填料的重量百分比在50～80％之间，上述增韧剂的重量百分比在5～30％之间。

进一步地，上述环氧树脂为环氧树脂E-44、环氧树脂E-51、甲基酚型酚醛环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂与四官能基型酚醛环氧树脂中的一种或多种。

进一步地，上述热固性酚醛树脂为叔丁酚醛树脂和/或烷基酚醛树脂。

进一步地，上述潜伏性固化剂为双氰胺、4.4-二氨基二苯砜与咪唑中的一种或多种，优选上述潜伏性固化剂的平均粒径在1～15μm之间。

进一步地，上述填料为三氧化二铝、氧化镁、二氧化硅、碳化硅与滑石粉的一种或多种，优选上述填料的平均粒径在3～50μm之间。

进一步地，上述增韧剂为丁腈橡胶、氯丁橡胶、核壳增韧树脂、玻璃纤维粉与碳纤维粉的一种或多种。

进一步地，上述陶瓷组合物还包括潜伏性促进剂、助剂与溶剂，上述陶瓷组合物中，上述潜伏性促进剂的重量百分比在0.1～1.5％之间，上述助剂的重量百分比在0.1～3％之间，上述溶剂的重量百分比在0.1～29％之间。

进一步地，上述潜伏性促进剂为取代脲和/或三氟化硼单乙胺；优选上述助剂为气相二氧化硅、消泡剂与分散剂的一种或多种；进一步优选上述溶剂为乙酸乙酯、乙醇与丙酮的一种或多种。

进一步地，上述助剂包括偶联剂；优选上述偶联剂为偶联剂KH-560或偶联剂KH-550；进一步优选上述偶联剂的重量占上述陶瓷组合物的重量的0.1～1％。

根据本申请的另一方面，提供了一种陶瓷基板，采用陶瓷组合物制备而成，该陶瓷组合物为上述的陶瓷组合物。

根据本申请的再一方面，提供了一种手机外壳，包括陶瓷基板，该陶瓷基板为上述的陶瓷基板。

应用本申请的技术方案，将陶瓷组合物中的各个成分的重量百分比控制在上述范围内，使得陶瓷组合物不仅具有较好的手感，还具有较好的力学性能，尤其是将增韧剂的重量百分比设置在上述范围内，使得采用该组合物制备而成的陶瓷基具有更好的韧性。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中的陶瓷基板易碎，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种陶瓷组合物、陶瓷基板与手机外壳。

本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种陶瓷组合物，该陶瓷组合物包括环氧树脂、热固性酚醛树脂、潜伏性固化剂、填料与增韧剂，上述陶瓷组合物中，上述环氧树脂的重量百分比在8～35％之间，上述热固性酚醛树脂的重量百分比在5～32％之间，上述潜伏性固化剂的重量百分比在2～8％之间，上述填料的重量百分比在50～80％之间，上述增韧剂的重量百分比在5～30％之间。

将陶瓷组合物中的各个成分的重量百分比控制在上述范围内，使得陶瓷组合物不仅具有较好的手感，还具有较好的力学性能，尤其是将增韧剂的重量百分比设置在上述范围内，使得采用该组合物制备而成的陶瓷基具有更好的韧性。

为了使得环氧树脂具有较好的粘结性与较好的韧性，本申请优选上述环氧树脂为环氧树脂E-44、环氧树脂E-51与甲基酚型酚醛环氧树脂中的一种或多种。

本申请的一种优选实施例中，上述热固性酚醛树脂为叔丁酚醛树脂和/或烷基酚醛树脂。这样能够进一步提高整个陶瓷组合物的韧性，使得制备得到的陶瓷基板具有更好的韧性。上述的热固性酚醛树脂也可以是耐火材料专用热固性酚醛树脂和/或热固性(novolac型)酚醛树脂。

为了进一步保证潜伏性固化剂在预固化的过程中不参加固化反应，并且使得整个体系中固化剂分散更加均匀且易于进行机械粉碎，本申请优选上述潜伏性固化剂为双氰胺、4.4-二氨基二苯砜与咪唑中的一种或多种。

本申请的一种优选的实施例中，上述双氰胺为平均粒径在2～6μm之间，这样能够使得双氰胺能够更加均匀地分散在陶瓷组合物中。

陶瓷组合物中各个成分的合适的粒径和配比可以提高陶瓷基板的力学性能，同时还有利于后期的烘干、粉碎与压制工艺。为了使得陶瓷基板具有较好的力学性能，本申请优选上述潜伏性固化剂的平均粒径在1～15μm之间。

本申请的一种优选的实施例中，上述填料为三氧化二铝、氧化镁、二氧化硅、碳化硅与滑石粉的一种或多种，填料作为陶瓷组合物的主体材料，能够提升产品的韧性和/或强度。

为了进一步提高陶瓷基板的力学性能，同时更有利于后期的烘干、粉碎与压制工艺，本申请优选上述填料的平均粒径在3～50μm之间。

本申请的另一种实施例中，上述增韧剂为丁腈橡胶、氯丁橡胶、核壳增韧树脂、玻璃纤维粉与碳纤维粉的一种或多种。这样能够更好地提高陶瓷组合物的韧性，并且还能够有效地减少组合物内部孔隙率进一步提升产品密度。

本申请的又一种实施例中，上述陶瓷组合物还包括潜伏性促进剂、助剂与溶剂，上述陶瓷组合物中，上述潜伏性促进剂的重量百分比在0.1～1.5％之间，上述助剂的重量百分比在0.1～3％之间，上述溶剂的重量百分比在0.1～29％之间。潜伏性促进剂能够降低陶瓷组合物的固化温度与缩短固化时间，助剂用来降低不同组分之间的表面能、提升不同粉料在体系中的分散程度与减少体系内部气泡残留，溶剂用来调节陶瓷组合物的粘度、溶解固体树脂，使得陶瓷组合物能够更好地混合。并且，将上述潜伏性促进剂、助剂与溶剂的重量百分比设置在上述的范围内，使得这些成分不仅能够更好地起到本身的作用，还不会影响陶瓷组合物的中的其他性能。

为了进一步能够降低固化温度与缩短固化时间，本申请优选潜伏性促进剂取代脲和/或三氟化硼单乙胺。

本申请的再一种实施例中，上述助剂为气相二氧化硅、消泡剂与分散剂的一种或多种，这样的助剂能够调节陶瓷组合物在制备过程中出现的粉料分散不均、气泡难消除的现象。

为了更好地调节陶瓷组合物的粘度、溶解固体树脂，使得陶瓷组合物能够更好地混合，本申请优选上述溶剂为乙酸乙酯、乙醇与丙酮的一种或多种。

本申请的另一种实施例中，上述助剂包括偶联剂，偶联剂可以提高陶瓷组合物中各个组分的相容性。

为了进一步提高各个组分的相容性，且不影响陶瓷组合物的其他性能，本申请优选偶联剂为偶联剂KH-560或偶联剂KH-550。

本申请的一种实施例中，上述偶联剂的重量占上述陶瓷组合物的重量的0.1～1％。偶联剂常常在粉体表面形成一个沉积层，但真正起作用的只是单分子层，因此，偶联剂用量不必过多。若过多，会降低体系粘度且过多的偶联剂会作为体系中的杂质残留其中。

本申请的另一种典型的实施方式中，提供了一种陶瓷基板，该陶瓷基板采用陶瓷组合物制备而成，且该陶瓷组合物为上述的陶瓷组合物。

该陶瓷基板采用上述的陶瓷组合物制备而成，不仅具有较好的手感，而且具有较好的韧性，使得其不易破碎。

上述的陶瓷基板制备可以采用现有技术中的任何制备工艺制备，一种优选的制备方法为非烧结工艺，该工艺中将陶瓷组合物依次进行低温烘干、制粉、冷压成型与固化技术，制备出陶瓷基板，制备过程低能耗、低污染，产品韧性高且不易碎。

且上述的制备工艺中，低温烘干的温度范围为40℃～90℃，烘干时间在30min～120min之间；制粉过程中通过机械粉碎、气流粉碎等方式将产品粉碎，过筛，筛网目数在40目～200目之间；过筛后的粉料通过冷压成型压制出厚度在0.4～0.8mm的预陶瓷基板，最后，将其放入回流焊或多节温控烘箱中进行阶段固化，固化温度范围是80～260℃。

本申请的再一种实施例中，提供了一种手机外壳，包括陶瓷基板，该陶瓷基板为上述的陶瓷基板。

上述的手机外壳由于采用了上述的陶瓷基板，使得其不仅具有较好的手感，还不容易碎，具有较好的实用性。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例说明本申请的技术方案。

实施例1

陶瓷组合物包括环氧树脂、热固性酚醛树脂、潜伏性固化剂、填料与增韧剂，陶瓷组合物中，环氧树脂为环氧树脂E-44，其重量百分比为8％，热固性酚醛树脂为热固性(novolac型)酚醛树脂，其重量百分比为5％，潜伏性固化剂为双氰胺，其重量百分比为2％，填料为三氧化二铝与碳化硅的混合物，其重量百分比分别为20％和60％，增韧剂为核壳增韧树脂，其重量百分比为5％。

将上述的陶瓷组合物依次进行低温烘干、制粉、冷压成型与固化技术，制备出陶瓷基板其中，低温烘干的温度范围为80℃，烘干时间在60min之间；制粉过程中通过机械粉碎将产品粉碎与过筛，筛网目数在40目～200目之间；过筛后的粉料通过冷压成型压制出厚度在0.6mm的预陶瓷基板，最后，将其放入多节温控烘箱中进行阶段固化，固化过程共分三个阶段，第一阶段的温度为90～150℃，固化时间为10min；第二阶段的温度为150～180℃，固化时间为20min；第三阶段的温度为180～230℃，固化时间为50min，制备出陶瓷基板。

实施例2

陶瓷组合物包括环氧树脂、热固性酚醛树脂、潜伏性固化剂、填料与增韧剂，陶瓷组合物中，环氧树脂为环氧树脂E-51，其重量百分比为8％，热固性酚醛树脂为叔丁酚醛树脂，其重量百分比为7％，潜伏性固化剂为4.4-二氨基二苯砜，其重量百分比为5％，填料为三氧化二铝，其重量百分比为50％，增韧剂为氯丁橡胶，其重量百分比为30％。

具体的制备过程与实施例1的相同。

实施例3

陶瓷组合物包括环氧树脂、热固性酚醛树脂、潜伏性固化剂、填料与增韧剂，陶瓷组合物中，环氧树脂为甲基酚型酚醛环氧树脂，其重量百分比为20％，热固性酚醛树脂为烷基酚醛树脂，其重量百分比为5％，潜伏性固化剂为咪唑，其重量百分比为8％，填料为二氧化硅，其重量百分比为60％，增韧剂为核壳增韧树脂，其重量百分比为7％。

具体的制备过程与实施例1的相同。

实施例4

陶瓷组合物包括环氧树脂、热固性酚醛树脂、潜伏性固化剂、填料与增韧剂，陶瓷组合物中，环氧树脂为环氧树脂E-51，其重量百分比为8％，热固性酚醛树脂为耐火材料专用热固性酚醛树脂，其重量百分比为5％，潜伏性固化剂为4.4-二氨基二苯砜，其重量百分比为2％，填料为碳化硅和滑石粉，其重量百分比为60％和10％，增韧剂为玻璃纤维粉和核壳增韧树脂，其重量百分比分别为5％和10％。

具体的制备过程与实施例1的相同。

实施例5

陶瓷组合物包括环氧树脂、热固性酚醛树脂、潜伏性固化剂、填料、增韧剂、助剂、潜伏性促进剂与溶剂，陶瓷组合物中，环氧树脂为甲基酚型酚醛环氧树脂，重量百分比分别为10％与25％，热固性酚醛树脂为烷基酚醛树脂，其重量百分比为5％，潜伏性固化剂为咪唑，其重量百分比为2％，填料为滑石粉和碳化硅，其重量百分比分别为10％和40％，增韧剂为碳纤维粉，其重量百分比为7.7％，潜伏性促进剂为取代脲，其重量百分比为0.1％，助剂为气相二氧化硅，其重量百分比为0.1％，溶剂为乙酸乙酯，其重量百分比为0.1％。

具体的制备过程与实施例1的相同。

实施例6

陶瓷组合物包括环氧树脂、热固性酚醛树脂、潜伏性固化剂、填料、增韧剂、助剂、潜伏性促进剂与溶剂，陶瓷组合物中，环氧树脂为甲基酚型酚醛环氧树脂，其重量百分比为8％，热固性酚醛树脂为热固性(novolac型)酚醛树脂，其重量百分比为32％，潜伏性固化剂为咪唑，其重量百分比为2％，填料为二氧化硅，其重量百分比为50％，增韧剂为核壳增韧树脂，其重量百分比为6.3％，潜伏性促进剂为取代脲，其重量百分比为1.5％，助剂为气相二氧化硅，其重量百分比为0.1％，溶剂为丙酮，其重量百分比为0.1％。

具体的制备过程与实施例1的相同。

实施例7

陶瓷组合物包括环氧树脂、热固性酚醛树脂、潜伏性固化剂、填料、增韧剂、助剂、潜伏性促进剂与溶剂，陶瓷组合物中，环氧树脂为甲基酚型酚醛环氧树脂，其重量百分比为11％，热固性酚醛树脂为烷基酚醛树脂，其重量百分比为15％，潜伏性固化剂为咪唑，其重量百分比为5％，填料为二氧化硅，其重量百分比为50％，增韧剂为核壳增韧树脂，其重量百分比为5％，潜伏性促进剂为取代脲，其重量百分比为1％，助剂为消泡剂和分散剂，具体为有机硅型消泡剂与聚醚类分散剂，其重量百分比分别为0.2％和2.8％，溶剂为乙醇，其重量百分比为10％。

具体的制备过程与实施例1的相同。

实施例8

陶瓷组合物包括环氧树脂、热固性酚醛树脂、潜伏性固化剂、填料、增韧剂、助剂、潜伏性促进剂与溶剂，陶瓷组合物中，环氧树脂为甲基酚型酚醛环氧树脂，其重量百分比为8％，热固性酚醛树脂为热固性(novolac型)酚醛树脂，其重量百分比为5％，潜伏性固化剂为咪唑，其重量百分比为2％，填料为二氧化硅，其重量百分比为50％，增韧剂为核壳增韧树脂，其重量百分比为5％，潜伏性促进剂为取代脲，其重量百分比为0.1％，助剂包括分散剂与偶联剂，其中，分散剂为聚醚型分散剂，分散剂的重量百分比为0.8％，偶联剂为偶联剂KH-560，重量百分比为0.1％，溶剂为乙酸乙酯，其重量百分比为29％。

具体的制备过程与实施例1的相同。

实施例9

与实施例8的区别在于，助剂包括分散剂与偶联剂，其中，分散剂为聚醚型分散剂，分散剂的重量百分比为0.4％，偶联剂为偶联剂KH-550，重量百分比为0.5％。

实施例10

与实施例8的区别在于，助剂包括分散剂与偶联剂，其中，分散剂为聚酯型分散剂，分散剂的重量百分比为3％，偶联剂为偶联剂KH-550，重量百分比为1％，溶剂的重量百分比为25.9％

实施例11

与实施例8的区别在于，助剂包括分散剂与偶联剂，其中，分散剂为聚醚型分散剂，分散剂的重量百分比为0.4％，偶联剂为偶联剂KH-550，重量百分比为2.5％，溶剂的重量百分比为27％。

实施例12

与实施例7的区别在于，潜伏性促进剂的重量百分比为4％，助剂为有机硅型消泡剂，其重量百分比为0.1％，溶剂为乙酸乙酯，其重量百分比为9.9％。

实施例13

与实施例7的区别在于，潜伏性促进剂的重量百分比为0.1％，助剂为消泡剂和分散剂，具体为有机硅型消泡剂与聚醚类分散剂，其重量百分比分别为0.3％和4.2％，溶剂为乙酸乙酯，其重量百分比为9.9％。

实施例14

与实施例7的区别在于，不包含助剂，且潜伏性促进剂的重量百分比为0.1％，溶剂的重量百分比为13.9％。

实施例15

与实施例7的区别在于，环氧树脂为对氨基苯酚环氧树脂。

实施例16

与实施例7的区别在于，潜伏性固化剂为甲基四氢苯酐。

实施例17

与实施例7的区别在于，填料为氧化钛。

对比例1

与实施例1的区别在于，陶瓷组合物中不包含增韧剂，且填料的重量百分比为55％.

对比例2

与实施例1的区别在于，填料的重量百分比为30％。

采用三点弯曲法测试陶瓷基板的弯曲强度，同时利用500g铁球从20cm高处坠落在陶瓷基板各边角上一次，测试样品的冲击韧性，肉眼观察各个陶瓷基板上裂纹的情况，具体的测试结果见表1。

表1

	有无裂纹且是否明显	弯曲强度(Mpa)
			实施例1	无	80
实施例2	无	70
			实施例3	无	68
实施例4	无	100
			实施例5	无	70
实施例6	无	85
			实施例7	无	60
实施例8	无	58
			实施例9	无	63
实施例10	无	70
			实施例11	有，不明显	59
实施例12	有，不明显	62
			实施例13	有，不明显	49
实施例14	有，不明显	51
			实施例15	有，不明显	92
实施例16	有，不明显	69
			实施例17	有，不明显	50
对比例1	有，明显	45
			对比例2	有，明显	42

由上述表1的测试结果可知，当陶瓷组合物包括环氧树脂、热固性酚醛树脂、潜伏性固化剂、填料、增韧剂、潜伏性促进剂、助剂与溶剂，且环氧树脂的重量百分比在8-35％之间，热固性酚醛树脂的重量百分比在5～32％之间，潜伏性固化剂的重量百分比在2～8％之间，填料的重量百分比在50～80％之间，增韧剂的重量百分比在5～30％之间，潜伏性促进剂的重量百分比在0.1～1.5％之间，助剂的重量百分比在0.1～3％之间，溶剂的重量百分比在0.1～29％之间，环氧树脂为环氧树脂E-44、环氧树脂E-51、甲基酚型酚醛环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂与四官能基型酚醛环氧树脂中的一种或多种，潜伏性固化剂为双氰胺、4.4-二氨基二苯砜与咪唑中的一种或多种，填料为三氧化二铝、氧化镁、二氧化硅、碳化硅与滑石粉的一种或多种，且助剂中包含偶连接，且偶联剂的重量百分比在0.1～1％之间时，陶瓷组合物制备而成的陶瓷基板具有较好的力学性能，包括较好的冲击韧性与较大的弯曲强度。

1)、本申请的陶瓷组合物中的各个成分的重量百分比控制在上述范围内，使得陶瓷组合物不仅具有较好的手感，还具有较好的力学性能，尤其是将增韧剂的重量百分比设置在上述范围内，使得采用该组合物制备而成的陶瓷基具有更好的韧性

2)、本申请的陶瓷基板采用上述的陶瓷组合物制备而成，不仅具有较好的手感，而且具有较好的韧性，使得其不易破碎。

3)、本申请的手机外壳由于采用了上述的陶瓷基板，使得其不仅具有较好的手感，还不容易碎，具有较好的实用性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种陶瓷组合物，其特征在于，所述陶瓷组合物包括环氧树脂、热固性酚醛树脂、潜伏性固化剂、填料与增韧剂，所述陶瓷组合物中，所述环氧树脂的重量百分比在8～35％之间，所述热固性酚醛树脂的重量百分比在5～32％之间，所述潜伏性固化剂的重量百分比在2～8％之间，所述填料的重量百分比在50～80％之间，所述增韧剂的重量百分比在5～30％之间。

2.根据权利要求1所述的陶瓷组合物，其特征在于，所述环氧树脂为环氧树脂E-44、环氧树脂E-51、甲基酚型酚醛环氧树脂、苯酚型酚醛环氧树脂与四官能基型酚醛环氧树脂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的陶瓷组合物，其特征在于，所述热固性酚醛树脂为叔丁酚醛树脂和/或烷基酚醛树脂。

4.根据权利要求1所述的陶瓷组合物，其特征在于，所述潜伏性固化剂为双氰胺、4.4-二氨基二苯砜与咪唑中的一种或多种，优选所述潜伏性固化剂的平均粒径在1～15μm之间。

5.根据权利要求1所述的陶瓷组合物，其特征在于，所述填料为三氧化二铝、氧化镁、二氧化硅、碳化硅与滑石粉的一种或多种，优选所述填料的平均粒径在3～50μm之间。

6.根据权利要求1所述的陶瓷组合物，其特征在于，所述增韧剂为丁腈橡胶、氯丁橡胶、核壳增韧树脂、玻璃纤维粉与碳纤维粉的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的陶瓷组合物，其特征在于，所述陶瓷组合物还包括潜伏性促进剂、助剂与溶剂，所述陶瓷组合物中，所述潜伏性促进剂的重量百分比在0.1～1.5％之间，所述助剂的重量百分比在0.1～3％之间，所述溶剂的重量百分比在0.1～29％之间。

8.根据权利要求7所述的陶瓷组合物，其特征在于，所述潜伏性促进剂为取代脲和/或三氟化硼单乙胺；优选所述助剂为气相二氧化硅、消泡剂与分散剂的一种或多种；进一步优选所述溶剂为乙酸乙酯、乙醇与丙酮的一种或多种。

9.根据权利要求7所述的陶瓷组合物，其特征在于，所述助剂包括偶联剂；优选所述偶联剂为偶联剂KH-560或偶联剂KH-550；进一步优选所述偶联剂的重量占所述陶瓷组合物的重量的0.1～1％。

10.一种陶瓷基板，采用陶瓷组合物制备而成，其特征在于，所述陶瓷组合物为权利要求1至9中任一项所述的陶瓷组合物。

11.一种手机外壳，包括陶瓷基板，其特征在于，所述陶瓷基板为权利要求10所述的陶瓷基板。