CN111675874A - 一种手机钢化膜及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢化膜的技术领域，尤其公开了一种手机钢化膜及其制作方法，该手机钢化膜是包含以下重量份的组分：PMMA粉、纳米纤维素、壳聚糖、纳米氧化铝、石墨粉、聚赖氨酸与分散剂。制作方法包括以下步骤：步骤一：将PMMA粉、壳聚糖、石墨粉、纳米纤维素、纳米氧化铝与分散剂混合均匀，边加热边搅拌，使其至200‑250℃，保持该温度2‑3h；步骤二：将上述混合物冷却至105‑120℃，向混合物中加入聚赖氨酸，边加边搅拌，保持温度不变，搅拌1‑2h；步骤三：将上述混合物注入模具中，真空排气，冷却至室温；步骤四：脱膜、切割。该手机钢化膜具有较好的力学性质，除此之外，其还具有较好的抗菌能力，透光性较高，而且较为均匀，对视力影响不大的优点。

Description

一种手机钢化膜及其制作方法
技术领域
本发明涉及钢化膜领域，更具体地说，它涉及一种手机钢化膜及其制作方法。
背景技术
随着手机的智能化的发展，基本上市面上的手机都为触摸屏手机，而且手机的发展趋势在于手机屏幕占比变大，所以，对手机屏幕的保护也较为重要。
目前，在对手机屏幕进行保护时，会贴附手机膜进行保护，其中，钢化膜的使用较为广泛。
市面上大部分的手机钢化膜，其是由玻璃制成，为了使其具有较大的应力，通常会向其表面镀膜，但是由于玻璃的密度较大，所以导致手机钢化膜较重。为了得到一种质轻的钢化膜，目前有一种PMMA为基材的钢化膜，其具有较好的应力，而且密度较玻璃的轻，使用时较为轻便，而且其具有较好的透光性。
但是上述这种使用PMMA为基材的手机钢化膜，其拉伸强度不够高，所以其在磕碰后易损坏。除此之外，由于手机是人们日常接触中经常会触碰的物品，所以其表面会具有较多的细菌，为了保证使用者的健康，手机钢化膜需要抗菌的效果。所以目前亟需一种拉伸强度较高且具有一定的抗菌性的手机钢化膜。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种手机钢化膜，其具有拉伸强度较高且具有一定的抗菌性的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种手机钢化膜的制备方法，其用于制备上述手机钢化膜。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种手机钢化膜包含以下重量份的组分：
40-50份PMMA粉；
5-8份纳米纤维素；
10-16份壳聚糖；
0.2-0.5份纳米氧化铝；
5-10份石墨粉；
0.1-0.2份聚赖氨酸；
1-2份分散剂。
通过采用上述技术方案，PMMA作为基底，其具有较好的透光性，而且具有较好的硬度，但是其韧性不够好，所以向其中加入了纳米纤维素与壳聚糖，可以有效提高其韧性，使其拉伸强度提高，而且不会对其透光性有太大的影响。另外，加入纳米氧化铝与聚赖氨酸可以提高钢化膜的抗菌能力，提高壳聚糖与纳米纤维素的抗菌能力。石墨粉的加入可以提高手机钢化膜的导热性，提高手机膜的散热能力。分散剂可以使各原料在混熔阶段混合地更加的均匀，在保证手机钢化膜的强度的同时，提高了其韧性。除此之外，实验可以得知，使用该方法制作的手机膜，除了抗拉伸强度较高，具有较好的抗菌性，另外其透光较为均匀，所以在使用者使用该手机膜去观看手机屏幕时，对使用者的眼睛的伤害可以降至最低，大大减少由于透光不均匀造成的视力降低。
进一步地，所述壳聚糖与所述聚赖氨酸的重量比范围为(8-12)：1。
通过采用上述技术方案，实验证明，当壳聚糖与聚赖氨酸的重量比范围为(8-12)：1时，制备得到的钢化膜具有较好的强度与韧性，而且抗菌能力较强。
进一步地，所述壳聚糖与所述聚赖氨酸的重量比为10:1。
通过采用上述技术方案，实验证明，当壳聚糖与聚赖氨酸的重量比为10:1时，制备得到的钢化膜具有较好的力学性质，而且具有较好的抗菌能力。
进一步地，所述壳聚糖为改性壳聚糖，其是由下述方法制备得到:
将重量份为1份的壳聚糖加入5-6份水中，将水加热至85-95℃，边加热边搅拌，后向溶液中加入十二烷基磺酸钠与月桂醇硫酸酯钠的混合物共0.2-0.6份，其中，十二烷基磺酸钠与月桂醇硫酸酯钠的重量比为1:1，搅拌均匀后进行超声1-2h，保持温度为80-90℃，冷却至5-15℃，离心分离，得到所述改性壳聚糖。
通过采用上述技术方案，可以使用改性壳聚糖，通过将其溶解于水中，然后对其进行改性，改性剂为十二烷基磺酸钠与月桂醇硫酸酯钠的混合物，改性后，壳聚糖连接有支链，其可以较为容易地分散在PMMA中。
进一步地，所述改性壳聚糖由下述方法制备得到:
将重量份为1份的壳聚糖加入5份水中，将水加热至90℃，边加热边搅拌，后向溶液中加入十二烷基磺酸钠与月桂醇硫酸酯钠的混合物共0.4份，其中，十二烷基磺酸钠与月桂醇硫酸酯钠的重量比为1:1，搅拌均匀后进行超声1.5h，保持温度为85℃，冷却至10℃，离心分离，得到所需改性壳聚糖。
通过采用上述技术方案，由上述方法制备得到的改性壳聚糖添加在钢化膜中，钢化膜具有较好的力学性质。
进一步地，所述分散剂为丁基纤维素。
通过采用上述技术方案，丁基纤维素可以较好的将纳米纤维素、壳聚糖、石墨粉、纳米氧化铝与聚赖氨酸较好地分散在PMMA与聚乙烯的混合物中。除此之外，丁基纤维素可以提高整体手机钢化膜的韧性。
进一步地，一种手机钢化膜包含以下重量份的组分：
45份PMMA粉；
6份纳米纤维素；
15份改性壳聚糖；
0.3份纳米氧化铝；
8份石墨粉；
1.5份聚赖氨酸；
1.5份丁基纤维素。
通过采用上述技术方案，当采用上述组分制备得到的钢化膜，其具有较好的强度与韧性，而且具有抗菌能力。
进一步地，所述石墨粉的粒径范围为10-50μm。
通过采用上述技术方案，当石墨粉的粒径分为为10-50μm时，制备达到的钢化膜具有较好的散热性，而且其可以较好地与钢化膜中的其他物质混合均匀。
进一步地，所述PMMA粉为超细PMMA粉，且粒径大小为5-20μm。
通过采用上述技术方案，PMMA粉选用超细PMMA粉后，其可以与其他的物质较好的混合，而且生产出的钢化膜的透光性更好，强度也较高。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种手机钢化膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将PMMA粉、壳聚糖、石墨粉、纳米纤维素、纳米氧化铝与分散剂混合均匀，边加热边搅拌，使其至200-250℃，保持该温度2-3h；
步骤二：将上述混合物冷却至105-120℃，向混合物中加入聚赖氨酸，边加边搅拌，保持温度不变，搅拌1-2h；
步骤三：将上述混合物注入模具中，真空排气，冷却至室温；
步骤四：脱膜、切割，得到所需尺寸的手机钢化膜。
通过采用上述技术方案，先将PMMA粉、壳聚糖、石墨粉、纳米纤维素、纳米氧化铝与分散剂混合均匀，并将其加热，使其混合均匀，然后降低温度，使温度保持在200-250℃，此时混合物质均为液态，便于混合。然后向其中加入聚赖氨酸，使其混合均匀。由于聚赖氨酸的温度过高会分解，所以需要降低混合物的温度，降至105-120℃，此时混合物也是液态。然后将混合物注入模具成型，为了防止成型后的钢化膜具有气泡，可以进行真空排气。成型后切割成所需大小，即可得到所需钢化膜。
进一步地，所述步骤二中，温度控制在105-110℃。
通过采用上述技术方案，当温度控制在105-110℃的范围内，聚赖氨酸不会由于温度太高导致分解变质，而且PMMA粉也不会由于温度过低导致其固化，可以在该温度下使各物质混合均匀。
进一步地，所述步骤一中，温度控制在225℃。
通过采用上述技术方案，当温度控制在225℃时，PMMA为液态，各物质可以较好的混合均匀。
进一步地，一种手机钢化膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将PMMA粉、壳聚糖、石墨粉、纳米纤维素、纳米氧化铝与分散剂混合均匀，边加热边搅拌，使其至225℃，保持该温度2.5h；
步骤二：将上述混合物冷却至110℃，向混合物中加入聚赖氨酸，边加边搅拌，保持温度不变，搅拌1.5h；
步骤三：将上述混合物注入模具中，真空排气，冷却至室温；
步骤四：脱膜、切割，得到所需尺寸的手机钢化膜。
通过采用上述技术方案，使用上述方法制备得到的手机钢化膜，其具有较好的力学性质，而且具有较好的抗菌能力。
发明具有以下有益效果：
第一、由于本发明采用加入纳米纤维素、壳聚糖、纳米氧化铝、石墨粉与聚赖氨酸，加入壳聚糖后与纳米纤维素后，使手机钢化膜具有较好的抗拉伸强度以及应力值，提高手机钢化膜的力学性质，聚赖氨酸可以使手机钢化膜其还具有较好的抗菌性，除此之外，手机钢化膜的透光性较好，而且透光较为均匀，可以降低使用者用眼伤害。
第二、本发明中优选采用改性壳聚糖，其改性后表面含有较多的支链，易与钢化膜中其他物质连接，使钢化膜较为均匀透光率较好。
第三、本发明中的制备方法，其工艺较为简单，便于得到所需手机钢化膜。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
原料来源如表1所示：
PMMA粉 日本三菱生产的超细PMMA粉(5-20μm)
纳米纤维素 南京先丰纳米材料科技有限公司生产的纳米纤维素
壳聚糖 深圳晨兴生物科技有限公司生产的壳聚糖
纳米氧化铝 广州煜盛化工有限公司生产的纳米氧化铝
石墨粉 东莞市塘厦湘阳石墨制品加工厂生产的石墨粉(10-50μm)
聚赖氨酸 南京松冠生物科技有限公司生产的聚赖氨酸
丁基纤维素 上海誉宇新材料科技有限公司购买的丁基纤维素
十二烷基磺酸钠 美国陶氏十二烷基磺酸钠
月桂醇硫酸酯钠 佛山信航生物科技有限公司生产的月桂醇硫酸酯钠
表1
制备例1
一种改性壳聚糖，由下述方法制备得到:
将1kg的壳聚糖加入6kg水中，将水加热至85℃，边加热边搅拌，后向溶液中加入十二烷基磺酸钠与月桂醇硫酸酯钠的混合物共0.6kg，其中，十二烷基磺酸钠与月桂醇硫酸酯钠的重量比为1:1，搅拌均匀后进行超声2h，保持温度为90℃，冷却至15℃，离心分离，得到改性壳聚糖。
制备例2
一种改性壳聚糖，由下述方法制备得到:
将1kg的壳聚糖加入5.5kg水中，将水加热至95℃，边加热边搅拌，后向溶液中加入十二烷基磺酸钠与月桂醇硫酸酯钠的混合物共0.2kg，其中，十二烷基磺酸钠与月桂醇硫酸酯钠的重量比为1:1，搅拌均匀后进行超声1h，保持温度为80℃，冷却至5℃，离心分离，得到改性壳聚糖。
制备例3
一种改性壳聚糖，由下述方法制备得到:
将1kg的壳聚糖加入5kg水中，将水加热至90℃，边加热边搅拌，后向溶液中加入十二烷基磺酸钠与月桂醇硫酸酯钠的混合物共0.4kg，其中，十二烷基磺酸钠与月桂醇硫酸酯钠的重量比为1:1，搅拌均匀后进行超声1.5h，保持温度为85℃，冷却至10℃，离心分离，得到改性壳聚糖。
实施例1
一种手机钢化膜，由下述步骤制备得到：
步骤一：将重量份数如表2所示的PMMA粉、壳聚糖、石墨粉、纳米纤维素、纳米氧化铝与丁基纤维素混合均匀，边加热边搅拌，使其至225℃，保持该温度2.5h；
步骤二：将上述混合物冷却至110℃，向混合物中加入重量份数如表2所示的聚赖氨酸，边加边搅拌，保持温度不变，搅拌1.5h；
步骤三：将上述混合物注入模具中，真空排气，冷却至室温；
步骤四：脱膜、切割，得到3.5英寸的手机钢化膜。
实施例2-8：一种手机钢化膜，与实施例1的区别在于，步骤一与步骤二中，各物质的重量份均按照表2所示。
实施例9：一种手机钢化膜，与实施例8的区别在于，步骤一中的加热温度为200℃，保温时间为2h，步骤二中，加热温度为105℃，保温时长为1h，步骤三中，冷却时间为120℃，搅拌时长为1h。
实施例10：一种手机钢化膜，与实施例8的区别在于，步骤一中的加热温度为250℃，保温时间为3h，步骤二中，加热温度为120℃，保温时长为2h，步骤三中，冷却时间为105℃，搅拌时长为2h。
Figure BDA0002537456490000071
表2
对比例1
一种手机钢化膜，由下述步骤制备得到：
步骤一：将重量份数如表2所示的PMMA粉、石墨粉与丁基纤维素混合均匀，边加热边搅拌，使其至225℃，保持该温度2.5h；
步骤二：将上述混合物注入模具中，真空排气，冷却至室温；
步骤三：脱膜、切割，得到3.5英寸的手机钢化膜。
对比例2
一种手机钢化膜，由下述步骤制备得到：
步骤一：将重量份数如表2所示的PMMA粉、壳聚糖、石墨粉、纳米纤维素与丁基纤维素混合均匀，边加热边搅拌，使其至225℃，保持该温度2.5h；
步骤二：将上述混合物注入模具中，真空排气，冷却至室温；
步骤三：脱膜、切割，得到3.5英寸的手机钢化膜。
对比例3
一种手机钢化膜，由下述步骤制备得到：
步骤一：将重量份数如表2所示的PMMA粉、壳聚糖、石墨粉、纳米纤维素、聚赖氨酸与丁基纤维素混合均匀，边加热边搅拌，110℃，保持温度不变，搅拌1.5h；
步骤二：将上述混合物注入模具中，真空排气，冷却至室温；
步骤三：脱膜、切割，得到3.5英寸的手机钢化膜。
对比例4
一种手机钢化膜，由下述步骤制备得到：
步骤一：将重量份数如表2所示的PMMA粉、石墨粉与丁基纤维素混合均匀，边加热边搅拌，使其至225℃，保持该温度2.5h；
步骤二：将上述混合物冷却至110℃，向混合物中加入重量份数如表2所示的聚赖氨酸，边加边搅拌，保持温度不变，搅拌1.5h；
步骤三：将上述混合物注入模具中，真空排气，冷却至室温；
步骤四：脱膜、切割，得到3.5英寸的手机钢化膜。
性能检测试验
检测方法/试验方法
1.可见光透过率与透光率曲线：使用可见光透过率测试仪器LS108H对实施例1-10与对比例1-3制备得到的手机钢化膜进行测试透光率与透光率曲线。
对于透光率曲线来说，若透光率曲线呈直线，记作A类，若透光率曲线呈小波浪起伏，记作B类，若透光率曲线呈波浪状，记作C类，若透光率曲线呈大波浪起伏，记作D类。
2.应力值：使用应力测试仪对实施例1-10与对比例1-3制备得到的手机钢化膜进行应力值测试。
3.抗菌活性值：依据JISZ2801检测规范对实施例1-10与对比例1-3制备得到的手机钢化膜进行大肠杆菌抗菌(菌种ATCC8739)试验，测试其抗菌活性值。
4.拉伸强度：依照ASTDD882检测标准对实施例1-10与对比例1-3制备得到的手机钢化膜进行拉伸强度测试。
上述测试的测试结果如表3所示。
Figure BDA0002537456490000091
表3
注：在透光率曲线中，当为A类时，说明透光均匀，对视力影响小；
当为B类时，说明透光较不均，对眼睛有一定伤害；
当为C类时，说明透光不均，对眼睛伤害较大；
当为D类时，说明透光极不均，对眼睛伤害很大。
从表3可以看出，实施例1-10中，实施例8的方法制备得到的手机钢化膜的拉伸强度较好，其具有较好的韧性，应力值较高，说明在受到撞击时，其具有较好的抗冲击能力。另外，其具有较好的抗菌性，而且具有较好的透光性，除此之外，透光均匀，对视力影响较小。
实施例1-3与实施例8对比，说明当采用制备例3制备得到的改性壳聚糖时，整个手机钢化膜的性质较好。
实施例9-10与实施例8对比，说明在制作钢化膜时，采用实施例8中记载的步骤，可以制备出较好性质的手机钢化膜。
从表3可以看出，实施例1-10与对比例1相比，说明加入壳聚糖、纳米纤维素与聚赖氨酸可以有效提高手机钢化膜的力学性质与抗菌性。
从表3可以看出，实施例1-10与对比例2相比，说明加入聚赖氨酸后，可以有效提高手机钢化膜的抗菌性，除此之外，还可以协调其他物质提高手机钢化膜的力学性质。
从表3可以看出，实施例1-10与对比例3相比，说明以对比例3的方法进行制备手机钢化膜，手机钢化膜中各物质混合不够均匀，所以导致其透光不均，对眼睛会有较大的损伤。
从表3可以看出，实施例1-10与对比例3相比，说明加入壳聚糖与纳米纤维素后，会大大提高手机膜的拉伸强度与应力值。另外也说明了加入壳聚糖与纳米纤维素后，对透光性的影响不大。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种手机钢化膜，其特征在于，所述手机钢化膜包含以下重量份的组分：
40-50份PMMA粉；
5-8份纳米纤维素；
10-16份壳聚糖；
0.2-0.5份纳米氧化铝；
5-10份石墨粉；
1-2份聚赖氨酸；
1-2份分散剂。
2.根据权利要求1所述的一种手机钢化膜，其特征在于，所述壳聚糖与所述聚赖氨酸的重量比范围为（8-12）：1。
3.根据权利要求1所述的一种手机钢化膜，其特征在于，所述壳聚糖为改性壳聚糖，其是由下述方法制备得到:
将重量份为1份的壳聚糖加入5-6份水中，将水加热至85-95℃，边加热边搅拌，后向溶液中加入十二烷基磺酸钠与月桂醇硫酸酯钠的混合物共0.2-0.6份，其中，十二烷基磺酸钠与月桂醇硫酸酯钠的重量比为1:1，搅拌均匀后进行超声1-2h，保持温度为80-90℃，冷却至5-15℃，离心分离，得到所述改性壳聚糖。
4.根据权利要求1所述的一种手机钢化膜，其特征在于，所述分散剂为丁基纤维素。
5.根据权利要求1所述的一种手机钢化膜，其特征在于，所述石墨粉的粒径范围为10-50μm。
6.根据权利要求1所述的一种手机钢化膜，其特征在于，所述PMMA粉为超细PMMA粉，且粒径大小为5-20μm。
7.权利要求1-6任一所述的一种手机钢化膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将PMMA粉、壳聚糖、石墨粉、纳米纤维素、纳米氧化铝与分散剂混合均匀，边加热边搅拌，使其至200-250℃，保持该温度2-3h；
步骤二：将上述混合物冷却至105-120℃，向混合物中加入聚赖氨酸，边加边搅拌，保持温度不变，搅拌1-2h；
步骤三：将上述混合物注入模具中，真空排气，冷却至室温；
步骤四：脱膜、切割，得到所需尺寸的手机钢化膜。
8.根据权利要求7所述的一种手机钢化膜的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，温度控制在105-110℃。
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