CN107673658A - 氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法及其应用 - Google Patents

氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN107673658A
CN107673658A CN201710872687.1A CN201710872687A CN107673658A CN 107673658 A CN107673658 A CN 107673658A CN 201710872687 A CN201710872687 A CN 201710872687A CN 107673658 A CN107673658 A CN 107673658A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
zirconia ceramics
composite shell
ceramics composite
zirconium oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710872687.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107673658B (zh
Inventor
周涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Tongwan Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Nantong Tongzhou Bay New Mstar Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nantong Tongzhou Bay New Mstar Technology Ltd filed Critical Nantong Tongzhou Bay New Mstar Technology Ltd
Priority to CN201710872687.1A priority Critical patent/CN107673658B/zh
Publication of CN107673658A publication Critical patent/CN107673658A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107673658B publication Critical patent/CN107673658B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/10—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B26/18—Polyesters; Polycarbonates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/02—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/28—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for measuring, controlling or regulating, e.g. viscosity control
    • B29B7/286—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for measuring, controlling or regulating, e.g. viscosity control measuring properties of the mixture, e.g. temperature, density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0001—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/78—Measuring, controlling or regulating of temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/04—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02—Macromolecular compounds
    • C04B26/10—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C04B35/486—Fine ceramics
    • C04B35/488—Composites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H04M1/18—Telephone sets specially adapted for use in ships, mines, or other places exposed to adverse environment
    • H04M1/185—Improving the rigidity of the casing or resistance to shocks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2103/00—Use of resin-bonded materials as moulding material
    • B29K2103/04—Inorganic materials
    • B29K2103/08—Mineral aggregates, e.g. sand, clay or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3431—Telephones, Earphones
    • B29L2031/3437—Cellular phones

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
  • Dental Preparations (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法及使用该方法制备手机外壳的应用。其是用有机物高分子材料与表面改性剂改性的四方相氧化锆纳米粉体密炼后注射成型为外壳毛坯，将外壳毛坯在高温、高湿环境下预先让外壳表面的氧化锆老化，使四方相氧化锆发生马氏体相变，转变为单斜相，在相变过程中氧化锆晶粒膨胀，对外壳内部产生压应力，协同强化了外壳的强度和表面硬度。该方案解决了烧结陶瓷外壳，偏重、成本高，脱脂烧结耗能环境不友好的问题；解决了有机高分子外壳不耐磨，表面硬度不佳的问题，具有成本低廉，易于生产的特点。

Description

氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及结构件制备领域，特别涉及氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法及其应用。
背景技术
随着手机等消费电子的迅猛发展，消费电子的外壳(背板)等结构件取得了长足的进步，也遇到新的问题。特别是未来5G时代对消费电子外壳(背板)的材质提出了更苛刻的要求。传统金属由于其屏蔽效果，对天线设计带来巨大的挑战，其将不能用于5G外壳(背板)的制造，而塑料其先天的低强度、不耐磨限制了其在大尺寸屏幕、超薄领域的应用，另外随着消费审美的提高，传统单一的金属外壳和塑料材质的外壳(背板)也将难以打动消费者。
申请号为201510940002.3的专利中报道采用氧化锆粉体与粘结剂密炼注射成型后烧结的方法制备消费类电子领域的手机外壳，该方案利用了ZrO2陶瓷具有良好的硬度、高抗磨性，但是制备手机外壳也有以下缺点：1)陶瓷的韧性不佳，制备的手机外壳容易破裂；2)ZrO2陶瓷的密度高达6.1g/cm3，手机外壳的制件质量偏大，不利于消费类电子的轻薄化发展。
另一方面申请号为201510940002.3的专利指出采用PC与无机碳化硅粉混合的方式制备耐磨的手机外壳，该方案可以提高PC树脂的耐磨性能。但其采用单一的混合原料导致为了达到结构件的抗摔性和材料本身有机物与无机粉之间的结合强度，加入的碳化硅粉仅为10～40份，耐磨性能提高有限；另外该技术方案中未公开制备方法，导致根据现有技术实施困难。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法及其应用。该方案将有机物高分子材料与四方相氧化锆纳米粉体注射成型外壳毛坯后在高温高湿环境预老化处理，使外壳表面的氧化锆发生四方相向单斜相转变，氧化锆晶粒体积膨胀对内部形成压应力，同时协同提高了外壳件的强度和硬度。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：一种氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法，包括以下步骤：
a)使用表面改性剂将四方相含量大于95％的纳米氧化锆粉体表面改性处理；
b)按重量百分比25％～40％称取有机高分子材料，称取重量百分比60％～75％的步骤a)得到的纳米氧化锆粉体，将有机高分子材料和纳米氧化锆粉体加入密炼机中密炼得到喂料；
c)将经步骤b)得到的喂料注射成型外壳毛坯；
d)将经步骤c)得到外壳毛坯在湿热箱中预老化处理。
优选的，步骤d)中设定湿热箱的预老化温度为60℃～90℃，相对湿度为92％～98％，时间为50h～350h。
优选的，纳米氧化锆粉体的粒径D50为30nm～200nm。
优选的，步骤d)中设定湿热箱的预老化温度为70℃～80℃，相对湿度为92％～98％，时间为100h～250h。
优选的，有机高分子材料为聚苯硫醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚醚醚酮和聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚砜和液晶高分子聚合物中的一种。
优选的，表面改性剂为硅烷偶联剂、硬脂酸或硬脂酸铵，其中表面改性剂的质量占纳米氧化锆粉体为0.3％～1％，改性方法为湿法球磨改性。
优选的，硅烷偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和β-(3，4-环氧环己基乙基)三甲氧基硅烷中的一种。
优选的，密炼为负压密炼，密炼机中负压为-0.05MPa～-0.08MPa，密炼温度为185℃～340℃，密炼时间为1h～4h。
优选的，注塑为模腔负压注塑，注射前模具模腔内负压为-0.07MPa～-0.09MPa，注塑时料桶温度为190℃～350℃。
一种氧化锆陶瓷复合手机外壳，使用上述有机高分子材料与氧化锆陶瓷复合的外壳制备方法制造得到。
本发明的有益效果：本发明提供一种氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法及使用该方法制备手机外壳的应用。其是用有机物高分子材料与表面改性剂改性的四方相氧化锆纳米粉体密炼后注射成型为外壳毛坯，将外壳毛坯在在高温、高湿环境下预先让外壳表面的氧化锆老化，使四方相氧化锆发生马氏体相变，转变为单斜相，在相变过程中氧化锆晶粒膨胀，对外壳内部产生压应力，协同强化了外壳的强度和表面硬度。该方案解决了烧结陶瓷外壳，偏重、成本高，脱脂烧结耗能环境不友好的问题；解决了有机高分子外壳不耐磨，表面硬度不佳的问题，具有成本低廉，易于生产的特点。
附图说明
图1为氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法示意图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细描述，其中所用到原料和设备均为市售，没有特别要求。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。
一种氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法，按以下步骤制备：
a)使用表面改性剂包裹改性四方相含量大于95％的氧化锆纳米粉体表面，提高其与有机物的相容性。在本实例中优选的纳米氧化锆粉体为中值粒径D50在10nm～200nm范围内的，其中对氧化锆粉体的改性剂并无直接要求。在本实施例中使用重量百分比占氧化锆的0.3％～1％的表面改性剂改性包裹氧化锆粉体，使氧化锆粉体表面能降低，易于与有机高分子材料粘结，为表面改性剂包裹更均匀，优选的改性工艺为湿法搅拌球磨，溶剂选用乙醇或者去离子水，或者两种组合。其中，表面改性剂优选为硬脂酸、硬脂酸铵、硅烷偶联剂中一种或两种组合，在本实例中优选为一种。更优选的在本实施例中硅烷偶联剂采用γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和β-(3，4-环氧环己基乙基)三甲氧基硅烷中一种。
b)按重量百分比25％～40％称取有机高分子材料，称取重量百分比60％～75％的步骤a)得到的纳米氧化锆粉体，将有机高分子材料和纳米氧化锆粉体加入密炼机中密炼得到喂料。在本实例中为了减少密炼过程中空气和分解有机物气体夹杂在喂料中，将密炼腔体设置为负压状态，其中采用真空泵将密炼机腔体抽至负压为-0.05MPa～-0.08MPa。在本实例中，有机高分子材料为聚苯硫醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚醚醚酮和聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚砜和液晶高分子聚合物中的一种，密炼过程中根据材料不同，设定密炼温度为185℃～340℃，密炼时间为1h～4h。
c)将经步骤b)密炼得到的喂料加入注塑机中，将模具的模腔使用与其相连的真空泵抽至负压后，再将融化的喂料注射到模腔中冷却得到外壳毛坯。在本实例中注塑温度为190℃～350℃，注射前模具模腔内负压为-0.07MPa～-0.09MPa，在150MPa～200MPa注塑压力下注射成型，然后再根据材料于外壳大小厚度的不同优选的保压时间1s～40s之间。
d)将经步骤c)得到外壳毛坯在在高温高湿环境下做预老化处理，使外壳表面四方相氧化锆发生马氏体相转变，成为单斜氧化锆，体积膨胀对内部形成压应力，协同提高强度和表面硬度。在本实例中设定湿热箱的预老化温度为60℃～90℃，相对湿度为92％～98％，时间为50h～350h。更进一步优选的在本实例中设定湿热箱的预老化温度为70℃～80℃，相对湿度为92％～98％，时间为100h～250h。
在本实例中，为了使外壳有高光的美观效果，将超声空化后的外壳表面采用柔性抛光设备将其表面抛光至高光效果。
一种高光高硬的有机高分子材料与纳米氧化锆复合的手机外壳，使用上述实例中的有机高分子复合纳米氧化锆复合硬壳的制备方法制造得到。
以下是本发明的实施例：
实施例1
称取200g硬脂酸加入带有氧化锆球的搅拌磨中，再加入7kg乙醇，然后称取20kg中值粒径D50为10nm的ZrO2(四方相的含量96.1％)加入搅拌磨中搅拌1.5h后在烘箱中烘干得到硬脂酸改性的ZrO2粉。
称取3.34kg聚苯硫醚加入密炼机中升温至315℃使其融化后称取10kg改性的ZrO2粉分多次加入密炼机中，然后闭合密炼机抽真空至-0.05MPa在320℃密炼1h后降温出料并将其粉碎得到喂料。将喂料注塑机的料斗内，将1.55英寸表壳模具模腔抽至-0.07MPa，设定注塑机温度为330℃，注塑压力为150MPa注塑，同时设定注塑机第二料桶温度为200℃，注塑压力为200MPa，打开喂料浇道口使熔融的喂料高速注入模腔中，待模腔注满后保压1s，得到表壳毛坯。
将表壳毛坯放入湿热箱中设定温度90℃，相对湿度为92％，老化50h。然后将表壳毛坯夹持在5轴柔性抛光机上，在抛光机上抛光高光效果清洗干燥即得到该高硬抗衰耐磨表壳。
为了对比测试预老化前后表壳性能的变化，遵照国标GB-3960-83和国标GB/T16421-1996的要求按上述制备方法制备了摩擦样品和抗拉拉伸样品。测试结果表明预老化后的样品的抗拉强度为82MPa，磨损率为1.34×10-3mm3/N.m，而处理过的样品抗拉强度为77MPa，磨损率为2.55×10-3mm3/N.m。结果表明预老化后的表壳抗弯强度和磨损性能均有所提高，特别是磨损率提高较多。
实施例2
称取60g硬脂酸铵加入带有氧化锆球的搅拌磨中，再加入7kg乙醇，然后称取20kg中值粒径D50为200nm的8Y-ZrO2(四方相的含量95.4％)加入搅拌磨中搅拌2h后在烘箱中烘干得到硬脂酸铵改性的氧化锆粉。
称取6.67kg聚碳酸酯加入密炼机中升温至270℃使其融化后称取10kg改性的氧化锆分多次加入密炼机中，然后闭合密炼机抽真空至-0.08MPa在275℃密炼4h后降温出料并将其粉碎得到喂料。将喂料注塑机料斗内，将1.52英寸表壳模具模腔抽至-0.09MPa，设定注塑机料桶温度为285℃，在注塑压力为180MPa时将喂料注入浇道口，使熔融的喂料高速注入模腔中，待模腔注满后保压3s得到表壳毛坯。
将表壳毛坯放入湿热箱中设定温度60℃，相对湿度为98％，老化350h。然后将表壳毛坯夹持在5轴柔性抛光机上，在抛光机上抛光高光效果清洗干燥即得到该高硬抗衰耐磨表壳。
遵照国标GB-3960-83和国标GB/T16421-1996的要求按上述工艺方案制备了摩擦样品和抗拉拉伸样品。测试表明样品的抗拉强度为64MPa，磨损率为0.55×10-3mm3/N.m。
实施例3
称取100gγ―氨丙基三乙氧基硅烷加入带有氧化锆球的搅拌磨中，再加入3kg去离子水，4.5kg乙醇，然后称取20kg中值粒径D50为53nm的2Y-ZrO2(四方相的含量97.6％)加入搅拌磨中搅拌2.5h后在烘箱中烘干得到γ―氨丙基三乙氧基硅烷改性的氧化锆粉。
称取4.29kg聚甲基丙烯酸甲酯加入密炼机中升温至180℃使其融化后称取10kg改性的氧化铝粉分多次加入密炼机中，然后闭合密炼机抽真空至-0.07MPa在185℃密炼2h后降温出料并将其粉碎得到喂料。将喂料加入注塑机的料斗内，将5寸手机外壳模具模腔抽至-0.09MPa，设定注塑机料桶温度为190℃，在注塑压力为150MPa时将喂料注入浇道口，使熔融的喂料高速注入模腔中，待模腔注满后保压40s脱模得到手机外壳毛坯。
将手机外壳毛坯放入湿热箱中设定温度70℃，相对湿度为95％，老化250h。然后将手机外壳毛坯夹持在5轴柔性抛光机上，在抛光机上抛光高光效果清洗干燥即得到该高硬抗衰耐磨手机外壳。
遵照国标GB-3960-83和国标GB/T16421-1996的要求按上述工艺方案制备了摩擦样品和抗拉拉伸样品。测试表明超声空化后的样品的抗拉强度为74MPa，磨损率为0.41×10-4mm3/N.m。
实施例4
称取γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷120g加入带有氧化锆球的搅拌磨中，再加入3.5kg去离子水，4kg乙醇，然后称取20kg中值粒径D50为50nm的2Mg-ZrO2(四方相的含量95.2％)加入搅拌磨中搅拌2h后在烘箱中烘干得到γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷改性的氧化锆粉。
称取4.67kg PA66加入密炼机中升温至220℃使其融化后称取10kg改性的氧化锆粉多次加入密炼机中，然后闭合密炼机抽真空至-0.06MPa在220℃密炼2h后降温出料并将其粉碎得到喂料。将喂料加入注塑机的料斗内，将5.5寸手机外壳模具模腔抽至-0.08MPa，设定注塑机料桶温度为225℃，在注塑压力为170MPa时将喂料注入浇道口，使熔融的喂料高速注入模腔中，待模腔注满后保压5s脱模得到手机外壳毛坯。
将手机外壳毛坯放入湿热箱中设定温度80℃，相对湿度为97％，老化100h。然后将手机外壳毛坯夹持在5轴柔性抛光机上，在抛光机上抛光高光效果清洗干燥即得到该高硬抗衰耐磨手机外壳。
遵照国标GB-3960-83和国标GB/T16421-1996的要求按上述工艺方案制备了摩擦样品和抗拉拉伸样品。测试表明超声空化后的样品的抗拉强度为72MPa，磨损率为0.23×10-4mm3/N.m。
实施例5
称取γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷120g加入带有氧化锆球的搅拌磨中，再加入3kg去离子水，4kg乙醇，然后称取20kg中值粒径D50为55nm的3.5Ca-ZrO2(四方相的含量96.6％)加入搅拌磨中搅拌1.5h后在烘箱中烘干得到γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷改性的氧化锆粉。
称取4.29kg聚醚醚酮加入密炼机中升温至340℃使其融化后称取10kg改性的氧化锆粉分多次加入密炼机中，然后闭合密炼机抽真空至-0.07MPa在340℃密炼3h后降温出料并将其粉碎得到喂料。将喂料加入注塑机的料斗内，将5.5寸手机外壳模具模腔抽至-0.08MPa，设定注塑机料桶温度为350℃，在注塑压力为190MPa时将喂料注入浇道口，使熔融的喂料高速注入模腔中，待模腔注满后保压10s脱模得到手机外壳毛坯。
将手机外壳毛坯放入湿热箱中设定温度85℃，相对湿度为95％，老化220h。然后将手机外壳毛坯夹持在5轴柔性抛光机上，在抛光机上抛光高光效果清洗干燥即得到该高硬抗衰耐磨手机外壳。
遵照国标GB-3960-83和国标GB/T16421-1996的要求按上述工艺方案制备了摩擦样品和抗拉拉伸样品。测试表明超声空化后的样品的抗拉强度为109MPa，磨损率为0.12×10-4mm3/N.m。
实施例6
称取100gβ-(3，4-环氧环己基乙基)三甲氧基硅烷加入带有氧化锆球的搅拌磨中，再加入3kg去离子水，4kg乙醇，然后称取20kg中值粒径D50为51nm的3.5Ce-ZrO2((四方相的含量96.9％))加入搅拌磨中搅拌2h后在烘箱中烘干得到β-(3，4-环氧环己基乙基)三甲氧基硅烷改性的氧化锆粉。
称取4.29kg聚对苯二甲酸丁二醇酯加入密炼机中升温至260℃使其融化后称取10kg改性的氧化锆分多次加入密炼机中，然后闭合密炼机抽真空至-0.07MPa在260℃密炼2h后降温出料并将其粉碎得到喂料。将喂料加入注塑机的料斗内，将6寸手机外壳模具模腔抽至-0.08MPa，设定注塑机料桶温度为270℃，在注塑压力为190MPa时将喂料注入浇道口，使熔融的喂料高速注入模腔中，待模腔注满后保压10s脱模得到手机外壳毛坯。
将手机外壳毛坯放入湿热箱中设定温度75℃，相对湿度为95％，老化230h。然后将手机外壳毛坯夹持在5轴柔性抛光机上，在抛光机上抛光高光效果清洗干燥即得到该高硬抗衰耐磨手机外壳。
遵照国标GB-3960-83和国标GB/T16421-1996的要求按上述工艺方案制备了摩擦样品和抗拉拉伸样品。测试表明超声空化后的样品的抗拉强度为113MPa，磨损率为0.38×10-3mm3/N.m。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)使用表面改性剂将四方相含量大于95％的纳米氧化锆粉体表面改性处理；
b)按重量百分比25％～40％称取有机高分子材料，称取重量百分比60％～75％的步骤a)得到的纳米氧化锆粉体，将有机高分子材料和纳米氧化锆粉体加入密炼机中密炼得到喂料；
c)将经步骤b)得到的喂料注射成型外壳毛坯；
d)将经步骤c)得到外壳毛坯在湿热箱中预老化处理。
2.根据权利要求1所述的氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法，其特征在于：步骤d)中设定湿热箱的预老化温度为60℃～90℃，相对湿度为92％～98％，时间为50h～350h。
3.根据权利要求2所述的氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法，其特征在于：纳米氧化锆粉体的粒径D50为10nm～200nm。
4.根据权利要求3所述的氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法，其特征在于：步骤d)中设定湿热相的预老化温度为70℃～80℃，相对湿度为92％～98％，时间为100h～250h。
5.根据权利要求4所述的氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法，其特征在于：有机高分子材料为聚苯硫醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚醚醚酮和聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚砜、液晶高分子聚合物中的一种。
6.根据权利要求5所述的氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法，其特征在于：表面改性剂为硅烷偶联剂、硬脂酸或硬脂酸铵，其中表面改性剂的质量占纳米氧化锆粉体为0.3％～1％，改性方法为湿法球磨改性。
7.根据权利要求6所述的氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法，其特征在于：硅烷偶联剂为γ―氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和β-(3，4-环氧环己基乙基)三甲氧基硅烷中的一种。
8.根据权利要求7所述的氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法，其特征在于：密炼为负压密炼，密炼机中负压为-0.05MPa～-0.08MPa，密炼温度为185℃～340℃，密炼时间为1h～4h。
9.根据权利要求8所述的氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法，其特征在于：注塑温度为190℃～350℃，注射前模具模腔内负压为-0.07MPa～-0.09MPa。
10.一种手机外壳，其特征在于使用权利要求1～9的任一权利要求所述的制备方法制备。
CN201710872687.1A 2017-09-25 2017-09-25 氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法及其应用 Active CN107673658B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710872687.1A CN107673658B (zh) 2017-09-25 2017-09-25 氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710872687.1A CN107673658B (zh) 2017-09-25 2017-09-25 氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107673658A true CN107673658A (zh) 2018-02-09
CN107673658B CN107673658B (zh) 2019-10-18

Family

ID=61137884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710872687.1A Active CN107673658B (zh) 2017-09-25 2017-09-25 氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107673658B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108483991A (zh) * 2018-03-30 2018-09-04 南通通州湾新材料科技有限公司 一种纳米合晶瓷外观结构件及其制备方法和应用
CN110323383A (zh) * 2019-06-24 2019-10-11 Oppo广东移动通信有限公司 电池盖及其制备方法和移动终端
CN111660623A (zh) * 2019-03-07 2020-09-15 永德利硅橡胶科技(深圳)有限公司 弧面复合板
CN111660622A (zh) * 2019-03-07 2020-09-15 永德利硅橡胶科技(深圳)有限公司 平面复合板及生产方法
CN111669453A (zh) * 2019-03-07 2020-09-15 永德利硅橡胶科技(深圳)有限公司 一体成型复合背板及生产方法
EP3797862A1 (en) * 2019-09-27 2021-03-31 SHPP Global Technologies B.V. Semi-crystalline polymer-ceramic core-shell particle powders, and processes for making and articles comprising such powders
EP3797863A1 (en) * 2019-09-27 2021-03-31 SHPP Global Technologies B.V. Polymer-ceramic core-shell particle powders, and processes for making and articles comprising such powders
CN113395855A (zh) * 2021-06-08 2021-09-14 Oppo广东移动通信有限公司 壳体及其制备方法和电子设备
WO2022001828A1 (zh) * 2020-06-29 2022-01-06 比亚迪股份有限公司 仿陶瓷材料及其制备方法和应用
WO2023279800A1 (zh) * 2021-07-09 2023-01-12 Oppo广东移动通信有限公司 壳体及其制备方法和电子设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1464008A (zh) * 2002-06-07 2003-12-31 四川大学 纳米粒子增韧聚芳硫醚复合材料及其制备方法
CN101423656A (zh) * 2008-12-04 2009-05-06 上海大学 聚碳酸酯/聚酯合金纳米复合材料及其制备方法
CN105531321A (zh) * 2013-09-10 2016-04-27 沙特基础全球技术有限公司 聚碳酸酯类韧性导热聚合物组合物及用途
CN105733236A (zh) * 2016-02-23 2016-07-06 深圳鹏汇功能材料有限公司 用于手机壳的陶瓷基复合材料、陶瓷基复合材料手机壳

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1464008A (zh) * 2002-06-07 2003-12-31 四川大学 纳米粒子增韧聚芳硫醚复合材料及其制备方法
CN101423656A (zh) * 2008-12-04 2009-05-06 上海大学 聚碳酸酯/聚酯合金纳米复合材料及其制备方法
CN105531321A (zh) * 2013-09-10 2016-04-27 沙特基础全球技术有限公司 聚碳酸酯类韧性导热聚合物组合物及用途
CN105733236A (zh) * 2016-02-23 2016-07-06 深圳鹏汇功能材料有限公司 用于手机壳的陶瓷基复合材料、陶瓷基复合材料手机壳

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
马伟民: "《氧化物陶瓷刀具与仿真切削》", 31 October 2014 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108483991A (zh) * 2018-03-30 2018-09-04 南通通州湾新材料科技有限公司 一种纳米合晶瓷外观结构件及其制备方法和应用
CN111660623A (zh) * 2019-03-07 2020-09-15 永德利硅橡胶科技(深圳)有限公司 弧面复合板
CN111660622A (zh) * 2019-03-07 2020-09-15 永德利硅橡胶科技(深圳)有限公司 平面复合板及生产方法
CN111669453A (zh) * 2019-03-07 2020-09-15 永德利硅橡胶科技(深圳)有限公司 一体成型复合背板及生产方法
CN110323383A (zh) * 2019-06-24 2019-10-11 Oppo广东移动通信有限公司 电池盖及其制备方法和移动终端
EP3797863A1 (en) * 2019-09-27 2021-03-31 SHPP Global Technologies B.V. Polymer-ceramic core-shell particle powders, and processes for making and articles comprising such powders
EP3797862A1 (en) * 2019-09-27 2021-03-31 SHPP Global Technologies B.V. Semi-crystalline polymer-ceramic core-shell particle powders, and processes for making and articles comprising such powders
WO2021059217A1 (en) * 2019-09-27 2021-04-01 Shpp Global Technologies B.V. Polymer-ceramic core-shell particle powders, and processes for making and articles comprising such powders
WO2021059218A3 (en) * 2019-09-27 2021-05-27 Shpp Global Technologies B.V. Semi-crystalline polymer-ceramic core-shell particle powders, and processes for making and articles comprising such powders
CN114746171A (zh) * 2019-09-27 2022-07-12 高新特殊工程塑料全球技术有限公司 聚合物-陶瓷核-壳颗粒粉末及其制备方法和包含该粉末的制品
WO2022001828A1 (zh) * 2020-06-29 2022-01-06 比亚迪股份有限公司 仿陶瓷材料及其制备方法和应用
CN113395855A (zh) * 2021-06-08 2021-09-14 Oppo广东移动通信有限公司 壳体及其制备方法和电子设备
CN113395855B (zh) * 2021-06-08 2022-12-13 Oppo广东移动通信有限公司 壳体及其制备方法和电子设备
WO2022257605A1 (zh) * 2021-06-08 2022-12-15 Oppo广东移动通信有限公司 壳体及其制备方法和电子设备
WO2023279800A1 (zh) * 2021-07-09 2023-01-12 Oppo广东移动通信有限公司 壳体及其制备方法和电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN107673658B (zh) 2019-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107673658B (zh) 氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法及其应用
CN107500610B (zh) 有机高分子复合纳米氧化锆硬壳的制备方法及其应用
CN107571472B (zh) 有机-无机纳米粉体梯度复合耐磨外壳制造方法及其应用
CN106187170A (zh) 一种氧化锆陶瓷手机后盖的制备方法及其产品
CN108516732A (zh) 有机无机合晶瓷外观结构件及其制备方法和应用
CN105922525B (zh) 高硬度塑胶手机屏或壳的制作方法及制得的手机屏或壳
CN107573061B (zh) 蜂窝状盲孔增韧氧化锆陶瓷外壳的制造方法及其应用
CN107599295A (zh) 有机‑无机纳米粉体复合耐磨外壳的制备方法及其应用
CN107573687B (zh) 有机-无机纳米粉体复合彩色仿瓷手机背板及其制备方法
CN108453243A (zh) 一种陶瓷金属复合材料制备方法
CN103787650B (zh) 一种制备ito靶材的方法
CN107398559A (zh) 一种搭配支撑的大型零部件粉末注射成型方法
CN111205094A (zh) 一种3d彩色陶瓷背板的制备方法
CN107021743B (zh) 熔融石英质陶瓷回转体的制备方法
CN107501587A (zh) 有机韧芯‑无机硬壳复合外壳的制备方法及其应用
CN108483991A (zh) 一种纳米合晶瓷外观结构件及其制备方法和应用
CN103640145B (zh) 一种基于pc/abs的铝制复合体及其注塑方法
CN103639396B (zh) 利用陶瓷型制备金属钛及钛合金铸件的方法
CN206811135U (zh) 用于硬质合金微孔异形管材生产的组合模具
CN206623297U (zh) 一种高效率胶框注塑装置
CN108746234A (zh) 一种管柱状机械零部件的生产方法
CN109680220A (zh) 一种手机卡托的生产工艺及其手机卡托
CN104760124B (zh) 一种脱硫喷嘴的制备方法及其成型装置
CN105665710A (zh) 一种硬质合金喷嘴的直接成形固结方法
CN203495232U (zh) 一种防止倒流的注射成型模具

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220118

Address after: 233299 plant 20, East District, new material Photoelectric Industrial Park, Dingcheng Town Economic Development Zone, Dingyuan County, Chuzhou City, Anhui Province

Patentee after: Anhui Tongwan Technology Co.,Ltd.

Address before: 226333 southeast of the intersection of Tonghai Avenue and rugang Road, Lingang Industrial Park, Tongzhou Bay, Nantong City, Jiangsu Province

Patentee before: TONGZHOU BAY NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD.

Patentee before: Zhou Tao