一种散热防摔手机壳的制备方法
技术领域
本发明公开了一种散热防摔手机壳的制备方法,属于高分子材料技术领域。
背景技术
随着科技水平的快速发展,科技美容这一行业做为新型产业新生而出。时尚IT品牌随着市场的多元化发展。针对手机品牌和功能的增加而呈多样化,将手机保护壳按质地分有PC壳,皮革,硅胶,布料,硬塑,皮套,金属钢化玻璃壳,软塑料,绒制,绸制等品类。手机保护壳不仅作为装饰品让您的手机成为一道风景,更能保护手机,防摔、防刮、防水和防震。手机壳能起到保护手机作用,以防硬物在手机屏幕或机身上留下划痕。手机壳上可以DIY上各种各样图案,有美容、时尚的作用。硅胶壳可以防止指甲长时间与按键接触刮花、磨坏,有保护屏幕和按键的作用,还有防滑的作用。但是,硬壳如果不能很完美贴合手机本身也会对手机造成磨损,金属手机壳会对手机信号造成一定的干预,TPU材质的手机壳容易变色。
市场上销售的手机壳主要有:硅胶类手机壳、热塑性聚氨酯弹性体类手机壳、聚碳酸酯类手机壳、聚丙烯类手机壳、皮革类手机壳、特殊材质类手机壳、金属类手机壳等7种。手机壳尤其是硅胶类手机壳虽然抗摔性能好但是更不利于散热,容易导致机身过热的现象,特别严重的可能会引起爆炸。实验也证明,同一款手机不套壳,主板可使用3年以上,而戴套壳则最多2年。手机壳不仅会影响手机散热从而减少手机使用寿命,而且还会释放出甲醛和苯等有害气体,对人体造成危害。因此还需对其进行研究,研制出散热性能好又能防摔的安全环保的手机壳。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是:针对传统手机壳散热性能、抗摔性不佳的问题,提供了一种散热防摔手机壳的制备方法。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
(1)将导热石墨片于粉碎机中粉碎,得导热石墨碎片,将导热石墨碎片与氧化石墨按质量比3:1~4:1混合,并依次加入导热石墨碎片质量0.4~0.6倍硅油和导热石墨碎片质量1.2~1.8倍的石蜡,加热搅拌,冷却,粉碎,得添加料;
(2)将金属纤维与酸液按质量比1:2~1:4混合浸泡,过滤,干燥,得预处理金属纤维,将预处理金属纤维与硅烷偶联剂按质量比1:1~2:1混合,得改性金属纤维;
(3)将碳酸氢钙和五水硫酸铜按质量1:1~1:2混合,并加入碳酸氢钙质量0.7~1.2倍的聚丙烯酰胺,球磨混合后,过筛,得发泡剂;
(4)将树脂原料和橡胶按质量比3:1~4:1混合于开炼机中,开炼,得混合料,将混合料移入密炼机中,并依次加入树脂原料0.4~0.5倍的添加料,树脂原料0.3~0.4倍改性金属纤维,树脂原料0.07~0.15倍发泡剂和树脂原料0.1~0.2倍膨胀石墨,混炼,得坯料,将坯料移入注塑机中注塑成型,得预处理手机壳;
(5)将预处理手机壳移入蒸汽釜中,蒸汽熏蒸,出料,得散热防摔手机壳。
步骤(1)所述氧化石墨的制备方法为将浓硝酸与浓硫酸按质量比1:1~2:1混合,并加入浓硫酸质量0.4~0.6倍的高锰酸钾,搅拌混合,得氧化剂,将石墨与氧化剂按质量比1:3~1:5混合,搅拌反应后,过滤,干燥,得氧化石墨。
步骤(2)所述金属纤维为钢纤维,铝纤维或铜纤维中任意一种。
步骤(2)所述酸液为质量分数25~35%的硝酸或质量分数30~40%的硫酸中任意一种。
步骤(2)所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550,硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中任意一种。
步骤(4)所述树脂原料为聚碳酸酯或ABS 树脂中任意一种。
步骤(4)所述橡胶为三元乙丙橡胶,顺丁橡胶或丁苯橡胶中任意一种。
本发明的有益效果是:
(1)本发明在制备散热防摔手机壳时加入添加料,首先,添加料中使用硅油和石蜡对导热石墨和氧化石墨进行包覆,在加入手机壳体系中后,在混炼过程中,由于石蜡熔融温度较低,并且由于硅油具有迁移性,因此,导热石墨和氧化石墨可在硅油和熔融石蜡的辅助下迁移到手机壳体系表面,由于导热石墨存在于手机壳表层,从而使手机与手机壳之间的接触热阻减小,进而使产品对手机的散热效果提高,并且由于加入硅烷偶联剂,可以使手机壳体系中各物质间润滑性提高,结合能力增强,从而使产品的减震效果提高;
(2)本发明在制备散热防摔手机壳时加入改性金属纤维和发泡剂,一方面加入的金属纤维可在融化的石蜡和硅油的作用下均匀分布于手机壳体系中,并且由于金属纤维在经酸处理后,表面活性提高,从而可与体系中氧化石墨共同构建导热通路,进而使产品的导热性能得到提高,散热效果增强,另一方面,发泡剂在加入体系中后,可在混炼过程中受热产生气体,从而使手机壳中含有许多细小的孔隙,由于发泡剂中物质具有低温吸水,高温放水的能力,在使用过程中可通过孔隙,进行吸水放水,从而调节手机的温度,进而使产品的散热性能得到提高。
具体实施方式
将导热石墨片于粉碎机中粉碎,得导热石墨碎片,将导热石墨碎片与氧化石墨按质量比3:1~4:1混合于烧杯中,并向烧杯中加入导热石墨碎片质量0.4~0.6倍硅油和导热石墨碎片质量1.2~1.8倍的石蜡,将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为65~80℃,转速为220~260r/min的条件下,搅拌混合40~60min后,将烧杯内物料冷却至室温,移入粉碎机中粉碎,过140~160目筛,得添加料;将金属纤维与酸液按质量比1:2~1:4混合于烧瓶中,并将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为40~55℃,转速为240~300r/min的条件下,混合搅拌15~30min后,过滤,得酸处理金属纤维,将酸处理金属纤维移入干燥箱,于温度为60~70℃的条件下,恒温干燥1~2h后,得预处理金属纤维,将预处理金属纤维与硅烷偶联剂按质量比1:1~2:1混合,得改性金属纤维;将碳酸氢钙和五水硫酸铜按质量1:1~1:2混合于球磨机中,并向球磨机中加入碳酸氢钙质量0.7~1.2倍的聚丙烯酰胺和碳酸氢钙质量4~7倍的氧化锆球磨珠,球磨混合后,过100~140目筛,得发泡剂;将树脂原料和橡胶按质量比3:1~4:1混合于开炼机中,于温度为100~120℃的条件下开炼40~50min,得混合料,将混合料移入密炼机中,并依次向密炼机中加入树脂原料0.4~0.5倍的添加料,树脂原料0.3~0.4倍改性金属纤维,树脂原料0.07~0.15倍发泡剂和树脂原料0.1~0.2倍膨胀石墨,于温度为160~180℃的条件下混炼45~70min,得坯料,将坯料移入注塑机中注塑成型,得预处理手机壳;将预处理手机壳移入蒸汽釜中,于温度为45~55℃的条件下,蒸汽熏蒸10~15min后,出料,得散热防摔手机壳。所述氧化石墨的制备方法为将浓硝酸与浓硫酸按质量比1:1~2:1混合,并加入浓硫酸质量0.4~0.6倍的高锰酸钾,搅拌混合,得氧化剂,将石墨与氧化剂按质量比1:3~1:5混合,搅拌反应后,过滤,干燥,得氧化石墨。所述金属纤维为钢纤维,铝纤维或铜纤维中任意一种。所述酸液为质量分数25~35%的硝酸或质量分数30~40%的硫酸中任意一种。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550,硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中任意一种。所述树脂原料为聚碳酸酯或ABS 树脂中任意一种。所述橡胶为三元乙丙橡胶,顺丁橡胶或丁苯橡胶中任意一种。
实例1
将导热石墨片于粉碎机中粉碎,得导热石墨碎片,将导热石墨碎片与氧化石墨按质量比4:1混合于烧杯中,并向烧杯中加入导热石墨碎片质量0.6倍硅油和导热石墨碎片质量1.8倍的石蜡,将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为80℃,转速为260r/min的条件下,搅拌混合60min后,将烧杯内物料冷却至室温,移入粉碎机中粉碎,过160目筛,得添加料;将金属纤维与酸液按质量比1:4混合于烧瓶中,并将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为55℃,转速为300r/min的条件下,混合搅拌30min后,过滤,得酸处理金属纤维,将酸处理金属纤维移入干燥箱,于温度为70℃的条件下,恒温干燥2h后,得预处理金属纤维,将预处理金属纤维与硅烷偶联剂按质量比2:1混合,得改性金属纤维;将碳酸氢钙和五水硫酸铜按质量1:2混合于球磨机中,并向球磨机中加入碳酸氢钙质量1.2倍的聚丙烯酰胺和碳酸氢钙质量7倍的氧化锆球磨珠,球磨混合后,过140目筛,得发泡剂;将树脂原料和橡胶按质量比4:1混合于开炼机中,于温度为120℃的条件下开炼50min,得混合料,将混合料移入密炼机中,并依次向密炼机中加入树脂原料0.5倍的添加料,树脂原料0.4倍改性金属纤维,树脂原料0.15倍发泡剂和树脂原料0.2倍膨胀石墨,于温度为180℃的条件下混炼70min,得坯料,将坯料移入注塑机中注塑成型,得预处理手机壳;将预处理手机壳移入蒸汽釜中,于温度为55℃的条件下,蒸汽熏蒸15min后,出料,得散热防摔手机壳。所述氧化石墨的制备方法为将浓硝酸与浓硫酸按质量比2:1混合,并加入浓硫酸质量0.6倍的高锰酸钾,搅拌混合,得氧化剂,将石墨与氧化剂按质量比1:5混合,搅拌反应后,过滤,干燥,得氧化石墨。所述金属纤维为钢纤维。所述酸液为质量分数35%的硝酸。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述树脂原料为聚碳酸酯。所述橡胶为三元乙丙橡胶。
实例2
将氧化石墨加入烧杯中,将烧杯移入粉碎机中粉碎,过160目筛,得添加料;将金属纤维与酸液按质量比1:4混合于烧瓶中,并将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为55℃,转速为300r/min的条件下,混合搅拌30min后,过滤,得酸处理金属纤维,将酸处理金属纤维移入干燥箱,于温度为70℃的条件下,恒温干燥2h后,得预处理金属纤维,将预处理金属纤维与硅烷偶联剂按质量比2:1混合,得改性金属纤维;将碳酸氢钙和五水硫酸铜按质量1:2混合于球磨机中,并向球磨机中加入碳酸氢钙质量1.2倍的聚丙烯酰胺和碳酸氢钙质量7倍的氧化锆球磨珠,球磨混合后,过140目筛,得发泡剂;将树脂原料和橡胶按质量比4:1混合于开炼机中,于温度为120℃的条件下开炼50min,得混合料,将混合料移入密炼机中,并依次向密炼机中加入树脂原料0.5倍的添加料,树脂原料0.4倍改性金属纤维,树脂原料0.15倍发泡剂和树脂原料0.2倍膨胀石墨,于温度为180℃的条件下混炼70min,得坯料,将坯料移入注塑机中注塑成型,得预处理手机壳;将预处理手机壳移入蒸汽釜中,于温度为55℃的条件下,蒸汽熏蒸15min后,出料,得散热防摔手机壳。所述氧化石墨的制备方法为将浓硝酸与浓硫酸按质量比2:1混合,并加入浓硫酸质量0.6倍的高锰酸钾,搅拌混合,得氧化剂,将石墨与氧化剂按质量比1:5混合,搅拌反应后,过滤,干燥,得氧化石墨。所述金属纤维为钢纤维。所述酸液为质量分数35%的硝酸。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述树脂原料为聚碳酸酯。所述橡胶为三元乙丙橡胶。
实例3
将导热石墨片于粉碎机中粉碎,得导热石墨碎片,将导热石墨碎片与氧化石墨按质量比4:1混合于烧杯中,将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为80℃,转速为260r/min的条件下,搅拌混合60min后,将烧杯内物料冷却至室温,移入粉碎机中粉碎,过160目筛,得添加料;将金属纤维与酸液按质量比1:4混合于烧瓶中,并将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为55℃,转速为300r/min的条件下,混合搅拌30min后,过滤,得酸处理金属纤维,将酸处理金属纤维移入干燥箱,于温度为70℃的条件下,恒温干燥2h后,得预处理金属纤维,将预处理金属纤维与硅烷偶联剂按质量比2:1混合,得改性金属纤维;将碳酸氢钙和五水硫酸铜按质量1:2混合于球磨机中,并向球磨机中加入碳酸氢钙质量1.2倍的聚丙烯酰胺和碳酸氢钙质量7倍的氧化锆球磨珠,球磨混合后,过140目筛,得发泡剂;将树脂原料和橡胶按质量比4:1混合于开炼机中,于温度为120℃的条件下开炼50min,得混合料,将混合料移入密炼机中,并依次向密炼机中加入树脂原料0.5倍的添加料,树脂原料0.4倍改性金属纤维,树脂原料0.15倍发泡剂和树脂原料0.2倍膨胀石墨,于温度为180℃的条件下混炼70min,得坯料,将坯料移入注塑机中注塑成型,得预处理手机壳;将预处理手机壳移入蒸汽釜中,于温度为55℃的条件下,蒸汽熏蒸15min后,出料,得散热防摔手机壳。所述氧化石墨的制备方法为将浓硝酸与浓硫酸按质量比2:1混合,并加入浓硫酸质量0.6倍的高锰酸钾,搅拌混合,得氧化剂,将石墨与氧化剂按质量比1:5混合,搅拌反应后,过滤,干燥,得氧化石墨。所述金属纤维为钢纤维。所述酸液为质量分数35%的硝酸。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述树脂原料为聚碳酸酯。所述橡胶为三元乙丙橡胶。
实例4
将导热石墨片于粉碎机中粉碎,得导热石墨碎片,将导热石墨碎片与氧化石墨按质量比4:1混合于烧杯中,并向烧杯中加入导热石墨碎片质量0.6倍硅油和导热石墨碎片质量1.8倍的石蜡,将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为80℃,转速为260r/min的条件下,搅拌混合60min后,将烧杯内物料冷却至室温,移入粉碎机中粉碎,过160目筛,得添加料;将碳酸氢钙和五水硫酸铜按质量1:2混合于球磨机中,并向球磨机中加入碳酸氢钙质量1.2倍的聚丙烯酰胺和碳酸氢钙质量7倍的氧化锆球磨珠,球磨混合后,过140目筛,得发泡剂;将树脂原料和橡胶按质量比4:1混合于开炼机中,于温度为120℃的条件下开炼50min,得混合料,将混合料移入密炼机中,并依次向密炼机中加入树脂原料0.5倍的添加料,树脂原料0.15倍发泡剂和树脂原料0.2倍膨胀石墨,于温度为180℃的条件下混炼70min,得坯料,将坯料移入注塑机中注塑成型,得预处理手机壳;将预处理手机壳移入蒸汽釜中,于温度为55℃的条件下,蒸汽熏蒸15min后,出料,得散热防摔手机壳。所述氧化石墨的制备方法为将浓硝酸与浓硫酸按质量比2:1混合,并加入浓硫酸质量0.6倍的高锰酸钾,搅拌混合,得氧化剂,将石墨与氧化剂按质量比1:5混合,搅拌反应后,过滤,干燥,得氧化石墨。所述金属纤维为钢纤维。所述酸液为质量分数35%的硝酸。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述树脂原料为聚碳酸酯。所述橡胶为三元乙丙橡胶。
实例5
将导热石墨片于粉碎机中粉碎,得导热石墨碎片,将导热石墨碎片与氧化石墨按质量比4:1混合于烧杯中,并向烧杯中加入导热石墨碎片质量0.6倍硅油和导热石墨碎片质量1.8倍的石蜡,将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为80℃,转速为260r/min的条件下,搅拌混合60min后,将烧杯内物料冷却至室温,移入粉碎机中粉碎,过160目筛,得添加料;将金属纤维与酸液按质量比1:4混合于烧瓶中,并将烧瓶移入数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为55℃,转速为300r/min的条件下,混合搅拌30min后,过滤,得酸处理金属纤维,将酸处理金属纤维移入干燥箱,于温度为70℃的条件下,恒温干燥2h后,得预处理金属纤维,将预处理金属纤维与硅烷偶联剂按质量比2:1混合,得改性金属纤维;将树脂原料和橡胶按质量比4:1混合于开炼机中,于温度为120℃的条件下开炼50min,得混合料,将混合料移入密炼机中,并依次向密炼机中加入树脂原料0.5倍的添加料,树脂原料0.4倍改性金属纤维和树脂原料0.2倍膨胀石墨,于温度为180℃的条件下混炼70min,得坯料,将坯料移入注塑机中注塑成型,得预处理手机壳;将预处理手机壳移入蒸汽釜中,于温度为55℃的条件下,蒸汽熏蒸15min后,出料,得散热防摔手机壳。所述氧化石墨的制备方法为将浓硝酸与浓硫酸按质量比2:1混合,并加入浓硫酸质量0.6倍的高锰酸钾,搅拌混合,得氧化剂,将石墨与氧化剂按质量比1:5混合,搅拌反应后,过滤,干燥,得氧化石墨。所述金属纤维为钢纤维。所述酸液为质量分数35%的硝酸。所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述树脂原料为聚碳酸酯。所述橡胶为三元乙丙橡胶。
对比例:市售手机壳。
将实例1至5所得手机壳和对比例产品进行性能检测,具体检测方法如下:
取6部相同的手机,分别套上上述手机壳。在相同环境下,同时播放一部45分钟的影片,播放结束后测量手机温度。
具体检测结果如表1所示:
表1
检测内容 |
实例1 |
实例2 |
实例3 |
实例4 |
实例5 |
对比例 |
温度/℃ |
31.2 |
37.9 |
37.4 |
38.5 |
36.4 |
43.6 |
由表1检测结果可知,本发明所得散热防摔手机壳具有良好的减震效果,同时还具有优异的散热效果。