CN108178504A - 一种边框防撞击手机钢化膜及其制造方法 - Google Patents

一种边框防撞击手机钢化膜及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种边框防撞击手机钢化膜及其制造方法，该边框防撞击手机钢化膜本质体成份包括按重量份计的二氧化硅85份‑90份、氧化硼5份‑8份、氧化钠2份‑3份、粒径10μm‑20μm的石墨粉3份‑5份，该本质体表面经过80％NaNO3、20％KNO3混合熔盐离子交换处理，其中边框改性层外还固定有一层淀粉接枝丙烯酰胺胶体膜。本发明的边框防撞击手机钢化膜抗热裂、韧性好、抗来自周边的冲击性能好、边框玻璃体表面张应力与压应力共存、还具有自缓冲性能，适用于固化框架尺寸内、常落地受撞击的工况下。

Description

一种边框防撞击手机钢化膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及玻璃制品领域，尤其涉及一种边框防撞击手机钢化膜及其制造方法。
背景技术
随着时代的发展，手机的使用越来越频繁，作为一种高价常用电器，其最常受损的部件就是手机触摸屏，因此，大部分的人都会采用手机膜对手机触摸屏进行保护。现有技术中的手机膜一般分为高清膜和钢化膜两大类，其中高清膜一般采用高清聚合有机物制造，但硬度低，易划伤，而手机钢化膜一摔就裂，而摔击时大部分手机均是边框先着地(根据调查，约有75％-80％的手机意外掉落时是边框先着地)，现有技术中没有针对钢化膜边框特别防护的技术。
因此，市面上急需一种抗热裂、韧性好、抗来自周边的冲击性能好、边框玻璃体表面张应力与压应力共存、还具有自缓冲性能的边框防撞击手机钢化膜及其制造方法。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种抗热裂、韧性好、抗来自周边的冲击性能好、边框玻璃体表面张应力与压应力共存、还具有自缓冲性能的边框防撞击手机钢化膜及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种边框防撞击手机钢化膜的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①玻璃原材料准备：按重量份准备二氧化硅85份-90份、氧化硼5份-8份、氧化钠2份-3份；
②本质改性材料准备：粒径10μm-20μm的石墨粉3份-5份；
③表面改性材料准备：准备足量玉米淀粉、足量丙烯酰胺、足量过硫酸钾、足量聚乙烯薄膜、足量纯净水、足量NaNO3、足量KNO3；
2)玻璃本质体烧制
①将1)中步骤①准备的所有原材料与1)中步骤②准备的石墨粉混合均匀，获得混合物；
②将步骤①获得的混合物置于真空电热处理炉中，炉内升温至混合物成为运动粘度5mm2/s-10mm2/s的流体，然后开始以60rpm-80rpm的速率搅拌，搅拌结束后在真空环境内浇铸至与所需手机钢化膜外形尺寸相适应的模具中，获得以流体状填充在模具内的玻璃本质体；
3)玻璃本质体钢化
①将阶段2)获得的以流体状填充在模具内的玻璃本质体在5bar-6bar的氮气下气冷，即获得物理钢化玻璃本质体；
4)玻璃本质体表面离子交换改性
①将1)中步骤③准备的足量NaNO3和KNO3按8：2的质量比混合，获得混合盐；
②将步骤①获得的混合盐加热成熔盐状态，获得熔池；
③将阶段3)获得的物理钢化玻璃本质体完全浸入步骤②获得的熔池中，持续7.5h-8.5h后，获得表面离子交换改性的玻璃本质体；
5)玻璃边框韧化处理
①将1)中步骤③准备的足量玉米淀粉、丙烯酰胺和过硫酸钾按质量比1∶2.5-2.8∶0.04-0.05的比例混合，然后加入按质量计为玉米淀粉质量200倍-250倍的纯净水，加热至60℃-65℃，然后持续以40rpm-50rpm的速率搅拌，持续4h-5h，获得反应液；
②将阶段4)获得的表面离子交换改性的玻璃本质体上下表面采用聚乙烯薄膜密封，然后将裸露的边框浸入步骤①获得的反应液中，获得四周凝胶的玻璃本质体，然后取出四周凝胶的玻璃本质体，置于550℃-580℃的真空环境内烘干，即获得所需边框防撞击手机钢化膜。
采用上述方法制造的边框防撞击手机钢化膜，其本质体成份包括按重量份计的二氧化硅85份-90份、氧化硼5份-8份、氧化钠2份-3份、粒径10μm-20μm的石墨粉3份-5份，该本质体表面经过80％NaNO3、20％KNO3混合熔盐离子交换处理，其中边框改性层外还固定有一层淀粉接枝丙烯酰胺胶体膜。
与现有技术比较，本发明由于采用了上述方案，具有以下优点：(1)本发明的基体采用的是现有技术中未应用于手机膜的硼硅酸盐玻璃，而且是其中的低硼类硼硅酸盐玻璃，即SiO2-B2O3-R2O系玻璃(常规技术中，这类玻璃通常使用其光、电、热性能，用于以前玻璃、耐热炊具、安瓿玻璃、中性玻璃、电真空玻璃、光学玻璃、LCD基片、太阳能电池板和集热器)，根据相关研究，该类玻璃的膨胀系数是所有玻璃中最小的，也是散热性能最好的，不容易热裂。(2)本发明还在玻璃边框固化了淀粉接枝丙烯酰胺胶体膜，获得的是具有柔弹性且与玻璃体和TFT(现有手机屏幕最常用材料)等材料相对亲和的胶体(这种胶体虽然透光性不太好，但也有玻璃本身80％左右的透光性，呈极薄薄膜时几乎对透光性无影响)，获得柔性的缓冲胶体，辅以石墨的导热性能、硼硅酸盐玻璃自身的低膨胀系数和散热性能，构成了一个抗热应变及边框防撞击的整体性能体系。(3)由于采用物理方式进行钢化，形成了更致密的结构和强大的表面压应力，更利于环保，使本发明更能适应现代工业生产的要求，完全不同于现有技术的是采用的80％NaNO3、20％KNO3混合熔盐离子交换处理，这与现有技术中只采用KNO3熔盐进行表面压应力改性不同，Na+的存在会明显降低钢化形成的表面压应力，而在次表层形成一层张力层，本发明中采用了少量KNO3和大量NaNO3混合的目的是相对少降低表面压应力的情况下增加次表面的张力，根据相关研究和基本技术理论可知，这层张力层可有效防止裂纹的扩展，由于物理钢化的实质是形成了许多表面网状微裂口，因此当这种常规技术不采用的配方用于本发明的化学离子交换时与物理钢化配合起到了很好的互补作用(K+使本发明仍具备相当的表面压应力，Na+则构成了阻碍裂纹扩展的张力层，更有效地防止震击造成的损害)。
具体实施方式
实施例1：
一种边框防撞击手机钢化膜，其本质体成份包括按重量份计的二氧化硅34g、氧化硼2.0g-3.2g、氧化钠0.8g、粒径10μm-20μm的石墨粉1.2g，该本质体表面经过80％NaNO3、20％KNO3混合熔盐离子交换处理，其中边框改性层外还固定有一层淀粉接枝丙烯酰胺胶体膜。
一种边框防撞击手机钢化膜的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①玻璃原材料准备：按重量份准备二氧化硅34g、氧化硼2.0g、氧化钠0.8g；
②本质改性材料准备：粒径10μm-20μm的石墨粉1.2g；
③表面改性材料准备：准备足量玉米淀粉、足量丙烯酰胺、足量过硫酸钾、足量聚乙烯薄膜、足量纯净水、足量NaNO3、足量KNO3；
2)玻璃本质体烧制
①将1)中步骤①准备的所有原材料与1)中步骤②准备的石墨粉混合均匀，获得混合物；
②将步骤①获得的混合物置于真空电热处理炉中，炉内升温至混合物成为运动粘度5mm2/s的流体，然后开始以60rpm的速率搅拌，搅拌结束后在真空环境内浇铸至与所需手机钢化膜外形尺寸相适应的模具中，获得以流体状填充在模具内的玻璃本质体；
3)玻璃本质体钢化
①将阶段2)获得的以流体状填充在模具内的玻璃本质体在5bar的氮气下气冷，即获得物理钢化玻璃本质体；
4)玻璃本质体表面离子交换改性
①将1)中步骤③准备的足量NaNO3和KNO3按8∶2的质量比混合，获得混合盐；
②将步骤①获得的混合盐加热成熔盐状态，获得熔池；
③将阶段3)获得的物理钢化玻璃本质体完全浸入步骤②获得的熔池中，持续7.5h后，获得表面离子交换改性的玻璃本质体；
5)玻璃边框韧化处理
①将1)中步骤③准备的足量玉米淀粉、丙烯酰胺和过硫酸钾按质量比1∶2.5∶0.04的比例混合，然后加入按质量计为玉米淀粉质量200倍的纯净水，加热至60℃，然后持续以40rpm的速率搅拌，持续4h，获得反应液；
②将阶段4)获得的表面离子交换改性的玻璃本质体上下表面采用聚乙烯薄膜密封，然后将裸露的边框浸入步骤①获得的反应液中，获得四周凝胶的玻璃本质体，然后取出四周凝胶的玻璃本质体，置于550℃的真空环境内烘干，即获得所需边框防撞击手机钢化膜。
根据本实施例生产出的玻璃，外表面莫氏硬度9.2H，可承受垂直于外表面的0.23J冲击能，边框可承受0.52J冲击能，线膨胀系数(3.0)×10-6/K，导热系数1.3W/m·K。
实施例2：
整体与实施例1一致，差异之处在于：
一种边框防撞击手机钢化膜，其本质体成份包括按重量份计的二氧化硅36g、氧化硼3.2g、氧化钠1.2g、粒径10μm-20μm的石墨粉2.0g，该本质体表面经过80％NaNO3、20％KNO3混合熔盐离子交换处理，其中边框改性层外还固定有一层淀粉接枝丙烯酰胺胶体膜。
一种边框防撞击手机钢化膜的制造方法，包括以下步骤：
1)生产前准备
①玻璃原材料准备：按重量份准备二氧化硅36g、氧化硼3.2g、氧化钠1.2g；
②本质改性材料准备：粒径10μm-20μm的石墨粉2.0g；
2)玻璃本质体烧制
②将步骤①获得的混合物置于真空电热处理炉中，炉内升温至混合物成为运动粘度10mm2/s的流体，然后开始以80rpm的速率搅拌，搅拌结束后在真空环境内浇铸至与所需手机钢化膜外形尺寸相适应的模具中，获得以流体状填充在模具内的玻璃本质体；
3)玻璃本质体钢化
①将阶段2)获得的以流体状填充在模具内的玻璃本质体在6bar的氮气下气冷，即获得物理钢化玻璃本质体；
4)玻璃本质体表面离子交换改性
③将阶段3)获得的物理钢化玻璃本质体完全浸入步骤②获得的熔池中，持续8.5h后，获得表面离子交换改性的玻璃本质体；
5)玻璃边框韧化处理
①将1)中步骤③准备的足量玉米淀粉、丙烯酰胺和过硫酸钾按质量比1∶2.8∶0.05的比例混合，然后加入按质量计为玉米淀粉质量250倍的纯净水，加热至65℃，然后持续以50rpm的速率搅拌，持续5h，获得反应液；
②将阶段4)获得的表面离子交换改性的玻璃本质体上下表面采用聚乙烯薄膜密封，然后将裸露的边框浸入步骤①获得的反应液中，获得四周凝胶的玻璃本质体，然后取出四周凝胶的玻璃本质体，置于580℃的真空环境内烘干，即获得所需边框防撞击手机钢化膜。
根据本实施例生产出的玻璃，外表面莫氏硬度9.1H，可承受垂直于外表面的0.21J冲击能，边框可承受0.55J冲击能，线膨胀系数(3.0)×10-6/K，导热系数1.2W/m·K。
对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种边框防撞击手机钢化膜的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
1)生产前准备
①玻璃原材料准备：按重量份准备二氧化硅85份-90份、氧化硼5份-8份、氧化钠2份-3份；
②本质改性材料准备：粒径10μm-20μm的石墨粉3份-5份；
③表面改性材料准备：准备足量玉米淀粉、足量丙烯酰胺、足量过硫酸钾、足量聚乙烯薄膜、足量纯净水、足量NaNO3、足量KNO3；
2)玻璃本质体烧制
①将1)中步骤①准备的所有原材料与1)中步骤②准备的石墨粉混合均匀，获得混合物；
②将步骤①获得的混合物置于真空电热处理炉中，炉内升温至混合物成为运动粘度5mm2/s-10mm2/s的流体，然后开始以60rpm-80rpm的速率搅拌，搅拌结束后在真空环境内浇铸至与所需手机钢化膜外形尺寸相适应的模具中，获得以流体状填充在模具内的玻璃本质体；
3)玻璃本质体钢化
①将阶段2)获得的以流体状填充在模具内的玻璃本质体在5bar-6bar的氮气下气冷，即获得物理钢化玻璃本质体；
4)玻璃本质体表面离子交换改性
①将1)中步骤③准备的足量NaNO3和KNO3按8∶2的质量比混合，获得混合盐；
②将步骤①获得的混合盐加热成熔盐状态，获得熔池；
③将阶段3)获得的物理钢化玻璃本质体完全浸入步骤②获得的熔池中，持续7.5h-8.5h后，获得表面离子交换改性的玻璃本质体；
5)玻璃边框韧化处理
①将1)中步骤③准备的足量玉米淀粉、丙烯酰胺和过硫酸钾按质量比1∶2.5-2.8∶0.04-0.05的比例混合，然后加入按质量计为玉米淀粉质量200倍-250倍的纯净水，加热至60℃-65℃，然后持续以40rpm-50rpm的速率搅拌，持续4h-5h，获得反应液；
②将阶段4)获得的表面离子交换改性的玻璃本质体上下表面采用聚乙烯薄膜密封，然后将裸露的边框浸入步骤①获得的反应液中，获得四周凝胶的玻璃本质体，然后取出四周凝胶的玻璃本质体，置于550℃-580℃的真空环境内烘干，即获得所需边框防撞击手机钢化膜。
2.一种采用权利要求1所述方法制造的边框防撞击手机钢化膜，其特征在于：该边框防撞击手机钢化膜本质体成份包括按重量份计的二氧化硅85份-90份、氧化硼5份-8份、氧化钠2份-3份、粒径10μm-20μm的石墨粉3份-5份，该本质体表面经过80％NaNO3、20％KNO3混合熔盐离子交换处理，其中边框改性层外还固定有一层淀粉接枝丙烯酰胺胶体膜。
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