CN110913052A

CN110913052A - 一种基于相变材料的手机壳

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Publication number: CN110913052A
Application number: CN201911159848.8A
Authority: CN
Inventors: 张立强; 张秋兵; 杨小玉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2020-03-24

Abstract

一种基于相变材料的手机壳，其特征在于，包括：壳体，及设置在所述壳体上的聚合材料层，所述壳体包括：壳体本体和边框，所述聚合材料层内设置有功能粉体；所述功能粉体包含有相变粉体，所述相变粉体用于通过转变物理形态吸收放置在所述壳体的载体产生的热量，由于相变粉体具有近似恒温蓄能放热的特点，且结合手机保护壳的结构特点，使得在保护手机的同时，能够起到调控手机温度的作用，使手机能够在其最佳设计使用温度范围内运行并发挥其设计性能，使手机能够在高温环境或低温环境下使用不受影响，减少电池的电量消耗，延长手机待机时间，从而保证手机能够正常工作，提高其使用寿命。

Description

一种基于相变材料的手机壳

技术领域

本发明涉及手机保护壳技术领域，具体涉及一种基于相变材料的手机壳。

背景技术

在国家通讯网络迅速发展的背景下，手机已经成为我们生活中不可或缺的通讯设备，手机硬件不断升级，其所执行的任务计算处理更加繁杂，手机在使用当中的产热量也迅速增强，CPU等芯片部件将会面临过热的威胁。在正常使用环境当中，手机产热量与散热量基本维持平衡，手机的使用功能基本不受影响。但是在高温或低温等特殊环境下使用时，手机的产热量与散热功能就不能达到平衡，一旦数据处理量加大或者充电手机温度将会升高至40℃以上，处理器系统性能会因为温度升高而有所降低，手机温度过高损害手机甚至会导致手机的爆炸，从而缩短手机使用寿命；另外，在温度过低的环境下，手机受低温环境影响造成手机电池的耗电量迅速增加，手机待机时间缩短甚至关机，这些都影响了用户正常使用手机，为了使得手机正常运行，手机的良好散热以及如何保持手机电池正常工作所需的温度变得尤为重要，由于手机体积有一定的局限性，手机不能添加过多用于冷却和保温的系统，手机壳则成为手机散热或保温的重要辅助工具。

手机保护套设计目的主要是：为了保护手机防摔防磕碰而设计、为了增加手机的外观美感和从手机的散热或者是保温角度去开发设计，但现有的从手机的散热或者是保温角度去开发设计的手机壳，存在散热效率不佳，且结构复杂，与手机使用的轻巧便携的特点不适配。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提高手机壳的散热效率，因此，提供一种基于相变材料的手机壳。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于相变材料的手机壳，包括：壳体，及设置在所述壳体上的聚合材料层，所述壳体包括：壳体本体和边框，所述聚合材料层内设置有功能粉体；所述功能粉体包含有相变粉体，所述相变粉体用于通过转变物理形态吸收放置在所述壳体的载体产生的热量。

进一步地，所述功能粉体还包括：温感变色粉体；所述温感变色粉体为随着温度的变化而产生颜色变化的粉体材料。

进一步地，所述相变粉体包括：烷烃蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡或石蜡中的至少一种。

进一步地，所述聚合材料层是对基材以及吸附各功能粉体后的吸附载体进行压制得到的；所述基材包括：塑料、硅胶或树脂；所述吸附载体包括：气凝胶或膨胀石墨。

进一步地，所述基材，所述功能粉体以及吸附载体的重量配比为25～35:50～70:5～15。

进一步地，所述相变粉体的导热系数为0.18～3W/m.k，或所述相变粉体的相变温度为30℃～80℃。

进一步地，所述基于相变材料的手机壳还包括绝缘层，所述绝缘层与所述聚合材料层依次层叠排列，所述聚合材料层设置在靠近放置载体的一侧。

进一步地，所述基于相变材料的手机壳还包括均热层，所述绝缘层、所述聚合材料层、所述均热层依次层叠排列，所述均热层设置在靠近放置载体的一侧。

进一步地，所述基于相变材料的手机壳还包括均热层，所述绝缘层、所述均热层、所述聚合材料层依次层叠排列，所述聚合材料层设置在靠近放置载体的一侧。

进一步地，所述均热层为石墨片或织物。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种基于相变材料的手机壳，由于所述聚合材料层包含的相变粉体具有近似恒温蓄能放热的特点，且结合手机保护壳的结构特点，使得在保护手机的同时，能够起到调控手机温度的作用，使手机能够在其最佳设计使用温度范围内运行并发挥其设计性能，使手机能够在高温环境或低温环境下使用不受影响，减少电池的电量消耗，延长手机待机时间，从而保证手机能够正常工作，提高其使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一个实施例的基于相变材料的手机壳的剖视图；

图2为本发明一个实施例的基于相变材料的手机壳的结构示意图；

图3为本发明一个实施例的基于相变材料的手机壳的剖视图；

图4为本发明一个实施例的基于相变材料的手机壳的剖视图；

图5为本发明一个实施例的基于相变材料的手机壳的剖视图。

附图中，100壳体，110边框，120壳体本体，210为聚合材料层，220为绝缘层，230为均热层。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

如图1和图2所示，在一个实施例中，一种基于相变材料的手机壳，包括：壳体100，及设置在所述壳体100上的聚合材料层210，所述壳体100包括：壳体本体120和边框110，所述聚合材料层210内设置有功能粉体；所述功能粉体包含有相变粉体，所述相变粉体用于通过转变物理形态吸收放置在所述壳体100的载体产生的热量。具体的，所述基于相变材料的手机壳包括：壳体100，及及设置在所述壳体100内侧上的聚合材料层210，所述壳体100包括壳体本体120和边框110，所述壳体本体120与所述边框110组合形成容纳放置载体的容腔，所述放置载体为手机，所述壳体100上包括有与不同手机型号相适配的通孔，所述壳体本体120上有摄像头孔，所述边框110上的通孔包括收音孔、按键孔、出音孔、USB孔和耳机孔，所述聚合材料层210内的功能粉体包含有相变粉体，所述导热粉体包括氧化铝和硅微粉，所述相变粉体包括：烷烃蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡或石蜡中的至少一种，所述相变粉体本身具有吸放热和储热的能力，所述相变粉体的相变温度为30℃～80℃，所述相变粉体通过转变物理形态吸收或释放放置载体产生的热量，进行调控放置载体的温度。

本发明提供的一种基于相变材料的手机壳，由于所述聚合材料层210包含的相变粉体具有近似恒温蓄能放热的特点，且结合手机保护壳的结构特点，使得在保护手机的同时，能够起到调控手机温度的作用，使手机能够在其最佳设计使用温度范围内运行并发挥其设计性能，使手机能够在高温环境或低温环境下使用不受影响，减少电池的电量消耗，延长手机待机时间，从而保证手机能够正常工作，提高其使用寿命。

实施例2

在一个实施例中，所述功能粉体还包括：温感变色粉体；所述温感变色粉体为随着温度的变化而产生颜色变化的粉体材料。具体的，在所述聚合材料层210中包含的功能粉体组分加入温感变色粉体，利用温度的差异控制颜色的改变，所述温感变色粉体包括感温微膠囊粉或感温色母粒；通常情况下，用户通过与手机接触时才能感受到手机是否发烫，若手机在充电过程中出现过热的情况，用户在不知情的情况下拿起手机，容易被烫伤，存在一定的安全隐患，所述温感变色颗粒可以通过用颜色改变的形式，在视觉上为用户提供手机发热提示，例如，对手机进行充电时，手机温度值在正常范围内，所述基于相变材料的手机壳颜色为白色，手机温度过高时，所述基于相变材料的手机壳颜色变为红色，可以在视觉上通过颜色改变，提醒用户及时断电以降低手机温度，避免手机发生爆炸或用户直接用手接触烫伤，降低安全隐患带来的风险。

实施例3

一个实施例中，所述聚合材料层210是对基材以及吸附各功能粉体后的吸附载体进行压制得到的；所述基材包括：塑料、硅胶或树脂；所述吸附载体包括：气凝胶或膨胀石墨。具体的，所述功能粉体组分包括相变粉体、导热粉体、香味粉体和温感变色粉体，按照所述相变粉体、所述导热粉体和所述温感变色粉体的比重为60～75:15～20:10～20混合均匀得到所述功能粉体，示例性的，按照所述相变粉体、所述导热粉体、所述香味粉体和所述温感变色粉体的比重为70:20:10进行混合，可以得到散热和储热能力良好的功能粉体；按照所述相变粉体、所述导热粉体、所述香味粉体和所述温感变色粉体的比重为60:20:20进行混合，可以得到香味更浓郁的所述手机壳，同时所述手机壳因温度差异带来的颜色改变更明显。所述基材包括：塑料、硅胶或树脂；所述吸附载体包括：气凝胶或膨胀石墨，按照所述基材、所述功能粉体以及吸附载体的重量配比为25～35:50～70:5～15进行压制，得到所述聚合材料层210，使用气凝胶或者膨胀石墨作为所述功能粉体的载体，将所述功能粉体吸附在气凝胶或者膨胀石墨上，可以使所述聚合材料组分应用方便或者降低功能粉体中的组分在物理状态转变时漏出造成的损耗，从而减少所述功能粉体组分在应用中的损耗，示例性的，按照所述基材、所述功能粉体以及吸附载体的重量配比为25:65:10进行压制，能够得到吸附有较多功能粉体的所述聚合材料层210，可以有效提高所述手机壳的散热和储热性能；按照所述基材、所述功能粉体以及吸附载体的重量配比为35:50:15进行压制，能够得到更有效减少所述功能粉体和所述吸附载体损耗的所述聚合材料层210，更有利于所述功能粉体发挥其作用。

实施例4

如图3所示，一个实施例中，所述基于相变材料的手机壳还包括绝缘层220，所述绝缘层220与所述聚合材料层210依次层叠排列，所述聚合材料层210设置在靠近放置载体的一侧。具体的，所述绝缘层220为绝缘膜，绝缘膜具有很高的电阻率和击穿场强，主要采用聚酰亚胺材料制成，聚酰亚胺具有耐高温和介电损耗低的特点，所述绝缘层具有良好的绝缘和隔热能力，所述绝缘层220厚度设置在10μm～500μm之间，可根据不同使用环境中对放置载体绝缘和隔热的需求，选择所述绝缘层220的厚度，更好地起到绝缘和隔热的作用。

实施例5

如图4所示，一个实施例中，所述基于相变材料的手机壳还包括均热层230，所述绝缘层220、所述聚合材料层210、所述均热层230依次层叠排列，所述均热层230设置在靠近放置载体的一侧。具体的，沿着层叠方向，依次为所述绝缘层220、所述聚合材料层210和所述均热层230，所述绝缘层220、所述聚合材料层210和所述均热层230两两之间分别通过热熔双面胶粘合，对于导热需求比较大的使用场景，通过将所述均热层230设置在靠近放置载体的一侧，可以快速将放置载体上产生的热量传导到所述聚合材料层210上，从而快速降低放置载体的温度，达到快速散热的效果。

实施例6

如图5所示，一个实施例中，所述基于相变材料的手机壳还包括均热层230，所述绝缘层220、所述均热层230、所述聚合材料层210依次层叠排列，所述聚合材料层210设置在靠近放置载体的一侧。具体的，沿着层叠方向，依次为所述绝缘层220、所述均热层230和所述聚合材料层210，所述绝缘层220、所述聚合材料层210和所述均热层230两两之间分别通过热熔双面胶粘合，可以根据不同的使用场景，将所述均热层230设置在所述所述聚合材料层210远离放置载体的一侧，所述绝缘层220材料为玻璃纤维或气凝胶毡，玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好和机械强度高的特点；气凝胶毡是以纳米二氧化硅气凝胶为主体材料，通过特殊工艺同预氧化纤维毡复合而成的柔性保温毡，具有导热系数低，有一定的抗拉和抗压强度。

实施例7

在一个实施例中，所述均热层230为石墨片或织物。具体的，所述均热层230为用于增强传热功能的织物或石墨片，通过设置在所述壳体本体120上，织物是由细小柔长物通过交叉，绕结，连接构成的平软片块物，具有重量轻和纱线强力大的特点，石墨片由柔性石墨片状材料制成，具有良好的水平导热性能、可弯折性和挠曲性，所述相变粉体的导热系数为0.18～3W/m.k，所述聚合材料层210配合所述均热层230可以快速传导和吸收手机产生的热量，提高了散热效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施方式仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种基于相变材料的手机壳，其特征在于，包括：壳体，及设置在所述壳体上的聚合材料层，所述壳体包括：壳体本体和边框，所述聚合材料层内设置有功能粉体；所述功能粉体包含有相变粉体，所述相变粉体用于通过转变物理形态吸收放置在所述壳体的载体产生的热量。

2.如权利要求1所述的一种基于相变材料的手机壳，其特征在于，所述功能粉体还包括：温感变色粉体；所述温感变色粉体为随着温度的变化而产生颜色变化的粉体材料。

3.如权利要求1所述的一种基于相变材料的手机壳，其特征在于，所述相变粉体包括：烷烃蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡或石蜡中的至少一种。

4.如权利要求1至3任一项所述的一种基于相变材料的手机壳，其特征在于，所述聚合材料层是对基材以及吸附各功能粉体后的吸附载体进行压制得到的；所述基材包括：塑料、硅胶或树脂；所述吸附载体包括：气凝胶或膨胀石墨。

5.如权利要求4所述的一种基于相变材料的手机壳，其特征在于，所述基材，所述功能粉体以及吸附载体的重量配比为25～35:50～70:5～15。

6.如权利要求1所述的一种基于相变材料的手机壳，其特征在于，所述相变粉体的导热系数为0.18～3W/m.k，或所述相变粉体的相变温度为30℃～80℃。

7.如权利要求1所述的一种基于相变材料的手机壳，其特征在于，所述基于相变材料的手机壳还包括绝缘层，所述绝缘层与所述聚合材料层依次层叠排列，所述聚合材料层设置在靠近放置载体的一侧。

8.如权利要求7所述的一种基于相变材料的手机壳，其特征在于，所述基于相变材料的手机壳还包括均热层，所述绝缘层、所述聚合材料层、所述均热层依次层叠排列，所述均热层设置在靠近放置载体的一侧。

9.如权利要求7所述的一种基于相变材料的手机壳，其特征在于，所述基于相变材料的手机壳还包括均热层，所述绝缘层、所述均热层、所述聚合材料层依次层叠排列，所述聚合材料层设置在靠近放置载体的一侧。

10.如权利要求8至9任一项所述的一种基于相变材料的手机壳，其特征在于，所述均热层为石墨片或织物。