CN108912373A - 一种含有二氧化锆涂层的手机外壳及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含有二氧化锆涂层的手机外壳及其制备方法。制备所述含有二氧化锆涂层的手机外壳由以下原料组成：顺丁橡胶，聚酰亚胺纤维，聚乙烯醇，石蜡，磷酸三甲酚酯，纳米氧化钙，马来酸酐，丙烯酸甲酯，轻质碳酸钙，硅烷偶联剂，二氧化锆；本发明公开的含有二氧化锆涂层的手机外壳，通过在顺丁橡胶中添加聚酰亚胺纤维，可以进一步提高顺丁橡胶的透气性，同时各部分原料通过密炼融合，结合稳定，用以制备手机外壳，具有较高的硬度，较好的耐磨性，同时可以有效散热，避免造成热量聚集，影响和手机的正常使用。

Description

一种含有二氧化锆涂层的手机外壳及其制备方法

技术领域

本发明属于手机耗材技术领域，具体涉及一种含有二氧化锆涂层的手机外壳及其制备方法。

背景技术

电子市场快速发展，手机普遍使用，其附属产品的市场也是迅速发展起来。大量创新和发明不断涌现，只为与频繁更新换代的手机步伐保持一致。随着手机的快速发展，手机外壳也成为每个手机必不可少的组成构件。手机外壳可以防止硬物对手机屏幕或机身造成的划痕，还可以避免手机跌落导致的磕碰甚至破损等问题。但是目前用于手机护套的材料当中，硅胶外壳由于具有轻微的粘性，使用一段时间后会聚集吸附大量灰尘和污垢在手机上，不利于手机的美观，影响其市场价值。

中国专利CN106800765A公开了一种用于智能手机外壳的聚碳酸酯材料及其制备方法和应用。制备纳米钻石烯的水溶液，与碳酸钙充分混合后再与聚碳酸酯粉体进行共混改性，即得所述聚碳酸酯材料，其中，纳米钻石烯添加量为聚碳酸酯粉体的2-10wt%，碳酸钙与纳米钻石烯的质量比为15-18:4-5。本发明制备的手机壳，耐化学腐蚀性提高，硬度提高，耐磨性提高；导热性能好，可以提高手机的运行速度，延长手机的使用寿命；手机在受到外力冲击时不易变形，手机外壳的韧性好，但是本发明的手机外壳长时间使用容易落灰，不易清理，同时长期暴露的情况下容易氧化、变色影响手机美观。

中国专利CN105348653A公开了一种手机外壳用高硬度耐磨耐热材料，其原料包括：改性三元乙丙橡胶，丁苯橡胶，环氧树脂，古马隆树脂，聚碳酸酯，硅灰石，纳米碳酸钙，碳酸镁，偏笨三甲酸三辛酯，2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚，过氧化二异丙苯，邻苯二甲酸干，抗应力开裂剂，润滑剂，阻燃剂，发泡剂，增韧剂。本发明一种手机外壳用高硬度耐磨耐热材料硬度高，耐磨和耐热性好，但是本发明的手机外壳材料主要原料为橡胶，制备的外壳有一定的粘性，容易吸附灰尘，粉末，手感较差。

中国专利CN103951420A公开了一种陶瓷手机壳的制备方法，采用按如下原料经紫外光引发，进而烧结制成：原料包括陶瓷粉，和所述陶瓷粉质量占比为2%~8%的有机功能助剂，以及和所述陶瓷粉质量占比为7%~18%的溶剂，其中，有机功能助剂包括单体、交联剂和光引发剂；制备得到的陶瓷手机壳的内部为晶体结构，在晶体结构中，最大晶粒与最小晶粒的直径比小于5，平均晶粒尺寸小于5微米。本发明实施例的陶瓷手机壳及其制备方法，解决了现有技术中片式手机壳由于内部结构不均匀导致性能差，以及无法获得力学性能良好的大尺寸、厚度小的陶瓷手机壳的问题，但是，此发明中陶瓷手机壳的热性较低，容易摔裂，使用寿命较短。

因此，本发明针对以上问题，发明一种含有二氧化锆涂层的手机外壳，可以保证手机外壳具有高强度，耐磨抗氧化的情况下，还具有不易吸附灰尘、粉末，容易打理，美观耐用的特点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的不足而提供一种含有二氧化锆涂层的手机外壳，改善目前市场上手机外壳抗氧化能力低下、容易吸附粉尘杂质，不易清理，美观性差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采取如下的技术方案：

一种含有二氧化锆涂层的手机外壳，制备含有二氧化锆涂层的手机外壳由以下重量份的原料组成：顺丁橡胶40份~60份，聚酰亚胺纤维10份~20份，聚乙烯醇5份~10份，石蜡0.5份~0.8份，磷酸三甲酚酯0.6份~1.4份，纳米氧化钙0.5份~1.0份，马来酸酐0.1份~0.3份，丙烯酸甲酯0.6份~1.2份，轻质碳酸钙0.2份~0.6份，硅烷偶联剂0.05份~0.12份，二氧化锆0.5份~1.0份。

进一步的，制备含有二氧化锆涂层的手机外壳由以下重量份的原料组成：顺丁橡胶50份，聚酰亚胺纤维15份，聚乙烯醇7份，石蜡0.6份，磷酸三甲酚酯1.2份，纳米氧化钙0.7份，马来酸酐0.2份，丙烯酸甲酯0.8份，轻质碳酸钙0.5份，硅烷偶联剂0.08份，二氧化锆0.7份。

进一步的，聚酰亚胺纤维平均直径为2μm~4μm。

更进一步的，纳米氧化钙的粒径为50nm~60nm。

更进一步的，硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷中的任一种。

根据本发明的另一目的，在于提供一种上述含有二氧化锆涂层的手机外壳的制备方法，包括以下步骤：

S10，所述重量份的聚乙烯醇溶于水制成质量分数为5%~10%的溶液，加入所述重量份的聚酰亚胺纤维，在温度为80℃~85℃条件下搅拌30min~40min，然后真空干燥3.5h~4.5h之后粉碎，得到粉末颗粒，备用；

S20，S10得到的粉末颗粒与所述重量份的顺丁橡胶、石蜡、磷酸三甲酚酯、纳米氧化钙、马来酸酐、丙烯酸甲酯、轻质碳酸钙和硅烷偶联剂在密炼机中混炼15min~20min，注塑到预热至75℃~95℃的模具中，保压1s~3s，脱模得到手机外壳半成品；

S30，利用高真空射频磁控溅射法将所述重量份的二氧化锆陶瓷靶材溅射到S20中得到的手机外壳半成品表面，得到所述含有二氧化锆涂层的手机外壳。

进一步的，S10中，粉末颗粒过30目~50目筛。

进一步的，S20中，混炼具体操作为：密炼机首先以5℃/min~10℃/min的速率升温至65℃~85℃，保持3min~5min后，以2℃/min~3℃/min的速率升温至105℃~115℃，保持12min~15min。

更进一步的，S20中，保压压力为20MPa~30MPa。

进一步的，S30中，二氧化锆涂层的厚度为0.2mm~0.6mm。

本发明的优点和有益效果是：

1.本发明公开的含有二氧化锆涂层的手机外壳，通过在顺丁橡胶中添加聚酰亚胺纤维，可以进一步提高顺丁橡胶的透气性，同时各部分原料通过密炼融合，结合稳定，用以制备手机外壳，具有较高的硬度，较好的耐磨性，同时可以有效散热，避免造成热量聚集，影响和手机的正常使用；

2.本发明公开的含有二氧化锆涂层的手机外壳，在手机外壳半成品表面溅射二氧化锆层，可以改善本发明手机外壳的耐磨性和抗氧化性能，同时避免灰尘的着落，具有较好的美观性和手感，可以产生较高的经济价值；

3.本发明公开的含有二氧化锆涂层的手机外壳，制备工艺简单，生产成本较低，可以长时间保护手机屏幕和机身安全，方便清洗，具有较高的使用价值。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

实施例1

一种含有二氧化锆涂层的手机外壳

通过如下方法制备：

S10，5kg聚乙烯醇溶于水制成质量分数为5%的溶液，加入10kg聚酰亚胺纤维，在温度为80℃条件下搅拌30min，然后真空干燥3.5h之后粉碎过30目筛，得到粉末颗粒，备用；

上述操作中，聚酰亚胺纤维平均直径为2μm。

S20，S10得到的粉末颗粒与40kg顺丁橡胶、0.5kg石蜡、0.6kg磷酸三甲酚酯、0.5kg纳米氧化钙、0.1kg马来酸酐、0.6kg丙烯酸甲酯、0.2kg轻质碳酸钙和0.05kg硅烷偶联剂在密炼机中密炼机首先以5℃/min的速率升温至65℃，保持3min后，以2℃/min的速率升温至105℃，保持12min，注塑到预热至75℃的模具中，在压力为20MPa条件下保压1s，脱模得到手机外壳半成品；

上述操作中，纳米氧化钙的粒径为50nm；硅烷偶联剂为乙烯基硅烷。

S30，利用高真空射频磁控溅射法将0.5kg二氧化锆陶瓷靶材溅射到S20中得到的手机外壳半成品表面，得到所述含有二氧化锆涂层的手机外壳。

上述操作中，二氧化锆涂层的厚度为0.2mm。

上述工艺中涉及原料用于本发明的批量生产。

实施例2

一种含有二氧化锆涂层的手机外壳

通过如下方法制备：

S10，10kg聚乙烯醇溶于水制成质量分数为10%的溶液，加入20kg聚酰亚胺纤维，在温度为85℃条件下搅拌40min，然后真空干燥4.5h之后粉碎过50目筛，得到粉末颗粒，备用；

上述操作中，聚酰亚胺纤维平均直径为4μm。

S20，S10得到的粉末颗粒与60kg顺丁橡胶、0.8kg石蜡、1.4kg磷酸三甲酚酯、1.0kg纳米氧化钙、0.3kg马来酸酐、1.2kg丙烯酸甲酯、0.6kg轻质碳酸钙和0.12kg硅烷偶联剂在密炼机中密炼机首先以10℃/min的速率升温至85℃，保持5min后，以3℃/min的速率升温至115℃，保持15min，注塑到预热至95℃的模具中，在压力为30MPa条件下保压3s，脱模得到手机外壳半成品；

上述操作中，纳米氧化钙的粒径为60nm；硅烷偶联剂为氨基硅烷。

S30，利用高真空射频磁控溅射法将1.0kg二氧化锆陶瓷靶材溅射到S20中得到的手机外壳半成品表面，得到所述含有二氧化锆涂层的手机外壳。

上述操作中，二氧化锆涂层的厚度为0.6mm。

上述工艺中涉及原料用于本发明的批量生产。

实施例3

一种含有二氧化锆涂层的手机外壳

通过如下方法制备：

S10，6kg聚乙烯醇溶于水制成质量分数为6%的溶液，加入12kg聚酰亚胺纤维，在温度为82℃条件下搅拌32min，然后真空干燥4.5h之后粉碎过50目筛，得到粉末颗粒，备用；

上述操作中，聚酰亚胺纤维平均直径为3μm。

S20，S10得到的粉末颗粒与45kg顺丁橡胶、0.6kg石蜡、0.8kg磷酸三甲酚酯、0.6kg纳米氧化钙、0.1kg马来酸酐、0.7kg丙烯酸甲酯、0.3kg轻质碳酸钙和0.07kg硅烷偶联剂在密炼机中密炼机首先以6℃/min的速率升温至70℃，保持4min后，以3℃/min的速率升温至108℃，保持13min，注塑到预热至80℃的模具中，在压力为22MPa条件下保压2s，脱模得到手机外壳半成品；

上述操作中，纳米氧化钙的粒径为60nm；硅烷偶联剂为环氧基硅烷。

S30，利用高真空射频磁控溅射法将0.6kg二氧化锆陶瓷靶材溅射到S20中得到的手机外壳半成品表面，得到所述含有二氧化锆涂层的手机外壳。

上述操作中，二氧化锆涂层的厚度为0.3mm。

上述工艺中涉及原料用于本发明的批量生产。

实施例4

一种含有二氧化锆涂层的手机外壳

通过如下方法制备：

S10，9kg聚乙烯醇溶于水制成质量分数为9%的溶液，加入18kg聚酰亚胺纤维，在温度为84℃条件下搅拌38min，然后真空干燥3.5h之后粉碎过30目筛，得到粉末颗粒，备用；

上述操作中，聚酰亚胺纤维平均直径为2μm。

S20，S10得到的粉末颗粒与55kg顺丁橡胶、0.7kg石蜡、1.2kg磷酸三甲酚酯、0.9kg纳米氧化钙、0.3kg马来酸酐、1.0kg丙烯酸甲酯、0.5kg轻质碳酸钙和0.11kg硅烷偶联剂在密炼机中密炼机首先以8℃/min的速率升温至80℃，保持3min后，以2℃/min的速率升温至110℃，保持14min，注塑到预热至90℃的模具中，在压力为26MPa条件下保压2s，脱模得到手机外壳半成品；

上述操作中，纳米氧化钙的粒径为60nm；硅烷偶联剂为巯基硅烷。

S30，利用高真空射频磁控溅射法将0.8kg二氧化锆陶瓷靶材溅射到S20中得到的手机外壳半成品表面，得到所述含有二氧化锆涂层的手机外壳。

上述操作中，二氧化锆涂层的厚度为0.5mm。

上述工艺中涉及原料用于本发明的批量生产。

实施例5

一种含有二氧化锆涂层的手机外壳

通过如下方法制备：

S10，7kg聚乙烯醇溶于水制成质量分数为8%的溶液，加入15kg聚酰亚胺纤维，在温度为83℃条件下搅拌35min，然后真空干燥4h之后粉碎过40目筛，得到粉末颗粒，备用；

上述操作中，聚酰亚胺纤维平均直径为4μm。

S20，S10得到的粉末颗粒与50kg顺丁橡胶、0.6kg石蜡、1.2kg磷酸三甲酚酯、0.7kg纳米氧化钙、0.2kg马来酸酐、0.8kg丙烯酸甲酯、0.5kg轻质碳酸钙和0.08kg硅烷偶联剂在密炼机中密炼机首先以7℃/min的速率升温至75℃，保持3min后，以3℃/min的速率升温至112℃，保持13min，注塑到预热至92℃的模具中，在压力为25MPa条件下保压3s，脱模得到手机外壳半成品；

上述操作中，纳米氧化钙的粒径为55nm；硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基硅烷.

S30，利用高真空射频磁控溅射法将0.7kg二氧化锆陶瓷靶材溅射到S20中得到的手机外壳半成品表面，得到所述含有二氧化锆涂层的手机外壳。

上述操作中，二氧化锆涂层的厚度为0.4mm。

上述工艺中涉及原料用于本发明的批量生产。

实验例

将上述实验例1~5制备得到的含有二氧化锆涂层的手机外壳进行基础性能测试，结果见表1。

表1实施例1~5含有二氧化锆涂层的手机外壳测试结果统计

从表1中可看出，实施例1~5制得的含有二氧化锆涂层的手机外壳力学性能良好，强度较高，耐磨，表面光滑不易产生灰尘，美观大方。另外本发明含有二氧化锆涂层的手机外壳抗氧化能力好，可以长久使用不变色。

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

Claims (10)

1.一种含有二氧化锆涂层的手机外壳，其特征在于，制备所述含有二氧化锆涂层的手机外壳由以下重量份的原料组成：顺丁橡胶40份~60份，聚酰亚胺纤维10份~20份，聚乙烯醇5份~10份，石蜡0.5份~0.8份，磷酸三甲酚酯0.6份~1.4份，纳米氧化钙0.5份~1.0份，马来酸酐0.1份~0.3份，丙烯酸甲酯0.6份~1.2份，轻质碳酸钙0.2份~0.6份，硅烷偶联剂0.05份~0.12份，二氧化锆0.5份~1.0份。

2.根据权利要求1所述的含有二氧化锆涂层的手机外壳，其特征在于，制备所述含有二氧化锆涂层的手机外壳由以下重量份的原料组成：顺丁橡胶50份，聚酰亚胺纤维15份，聚乙烯醇7份，石蜡0.6份，磷酸三甲酚酯1.2份，纳米氧化钙0.7份，马来酸酐0.2份，丙烯酸甲酯0.8份，轻质碳酸钙0.5份，硅烷偶联剂0.08份，二氧化锆0.7份。

3.根据权利要求1所述的含有二氧化锆涂层的手机外壳，其特征在于，所述聚酰亚胺纤维平均直径为2μm~4μm。

4.根据权利要求1所述的含有二氧化锆涂层的手机外壳，其特征在于，所述纳米氧化钙的粒径为50nm~60nm。

5.根据权利要求1所述的含有二氧化锆涂层的手机外壳，其特征在于，所述硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷、环氧基硅烷、巯基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷中的任一种。

6.一种如权利要求1~5中任一项所述的含有二氧化锆涂层的手机外壳的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：

S10，所述重量份的聚乙烯醇溶于水制成质量分数为5%~10%的溶液，加入所述重量份的聚酰亚胺纤维，在温度为80℃~85℃条件下搅拌30min~40min，然后真空干燥3.5h~4.5h之后粉碎，得到粉末颗粒，备用；

S20，S10得到的粉末颗粒与所述重量份的顺丁橡胶、石蜡、磷酸三甲酚酯、纳米氧化钙、马来酸酐、丙烯酸甲酯、轻质碳酸钙和硅烷偶联剂在密炼机中混炼15min~20min，注塑到预热至75℃~95℃的模具中，保压1s~3s，脱模得到手机外壳半成品；

S30，利用高真空射频磁控溅射法将所述重量份的二氧化锆陶瓷靶材溅射到S20中得到的手机外壳半成品表面，得到所述含有二氧化锆涂层的手机外壳。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，S10中，所述粉末颗粒过30目~50目筛。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，S20中，所述混炼具体操作为：密炼机首先以5℃/min~10℃/min的速率升温至65℃~85℃，保持3min~5min后，以2℃/min~3℃/min的速率升温至105℃~115℃，保持12min~15min。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，S20中，所述保压压力为20MPa~30MPa。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，S30中，所述二氧化锆涂层的厚度为0.2mm~0.6mm。