CN113929350A - 一种仿陶瓷材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种仿陶瓷材料及其制备方法和应用。以仿陶瓷材料在总重量为基准，所述仿陶瓷材料包括30‑60重量份的氧化铝、5‑20重量份的氧化硅、5‑20重量份的氧化锆和20‑30重量份的有机高分子材料。该仿陶瓷材料易加工注塑得到，无需高温烧结，降低了生产成本，且具有高强度和高抗冲击性能，同时具有陶瓷的质感。

Description

一种仿陶瓷材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及仿陶瓷材料领域，具体地，涉及一种仿陶瓷材料及其制备方法和应用。
背景技术
陶瓷因具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀及出色的外观感等优良性质而成为5G时代的手机壳体的材料之一。但是陶瓷的抗摔性能差限制了陶瓷作为手机壳体的应用。塑料具有介电常数低、韧性好等优良性质，普遍被应用于手机背板。而塑料背板，耐温稳定性差，不耐磨损，而且塑料材质的外观已经不能满足消费者对于手机外观的要求。因此，需要一种仿陶瓷材料，使其具有陶瓷的质感，同时兼具塑料的优异性能，达到轻量化，适应5G时代。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的问题，提供一种仿陶瓷材料及其制备方法和应用，该仿陶瓷材料强度高，具有很好的抗冲击性能，且瓷质效果好。
本发明的第一方面是提供一种仿陶瓷材料，以仿陶瓷材料在总重量为基准，所述仿陶瓷材料包括30-60重量份的氧化铝、5-20重量份的氧化硅、5-20重量份的氧化锆和20-30重量份的有机高分子材料。
优选地，所述仿陶瓷材料包括40-60重量份的氧化铝、10-15重量份的氧化硅、10-15重量份的氧化锆和20-30重量份的有机高分子材料。
优选地，所述仿陶瓷材料还包括5-20重量份的纤维，所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维和矿物纤维中的一种或几种；进一步优选地，所述纤维的D50直径为0.1-10μm。
优选地，所述仿陶瓷材料包括30-50重量份的氧化铝、10-15重量份的氧化硅、10-15重量份的氧化锆、20-30重量份的有机高分子材料和5-15重量份的纤维。优选地，所述有机高分子材料包括聚苯硫醚、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯中的一种或多种。
优选地，所述仿陶瓷材料的密度为2.4-2.9g/cm3，拉伸强度大于等于45MPa，抗弯强度大于等于55MPa，落锤高度大于等于20 cm。
本发明的第二方面是提供一种仿陶瓷材料的制备方法，所述制备方法包括：
S1、将30-60重量份的氧化铝、5-20重量份的氧化硅、5-20重量份的氧化锆和20-30重量份的有机高分子材料放入挤出机中挤出得到喂料；
S2、将所述喂料在注塑机中注塑得到仿陶瓷材料。
优选地，在所述步骤S1前，用改性剂对所述氧化铝、氧化硅和氧化锆中的至少一种进行表面改性处理，所述改性剂包括钛酸酯、硬脂酸、硅烷偶联剂、锆酸酯和铝酸酯中的一种或几种；进一步优选地，所述氧化铝的D50为0.3-1μm，所述氧化硅的D50为0.3-1μm，所述氧化锆的D50为0.3-1μm。
优选地，所述挤出的挤出温度为290-335℃；所述注塑的注塑温度为300-340℃，注射压力为100-200MPa，保压时间为10-90s。
优选地，所述有机高分子材料包括聚苯硫醚、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯中的一种或多种；所述步骤S1中还可以加入5-20重量份的纤维，所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维和矿物纤维中的一种或几种；进一步优选地，所述纤维的D50直径为0.1-10μm。
本发明的第三方面是提供一种由前述仿陶瓷材料或前述所述制备方法得到的仿陶瓷材料在电子产品壳体中的应用。
本发明通过控制氧化铝、氧化硅和氧化锆三者的比例关系，形成紧密堆积结构，提高陶瓷材料的强度；且含有特定含量的氧化硅、氧化锌和氮化硼，与有机高分子材料协同作用，使得仿陶瓷材料强度高，具有很好的抗冲击性能，具有陶瓷的质感。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种仿陶瓷材料，以仿陶瓷材料在总重量为基准，所述仿陶瓷材料包括30-60重量份的氧化铝、5-20重量份的氧化硅、5-20重量份的氧化锆和20-30重量份的有机高分子材料。
在本发明中，所述氧化铝、氧化硅和氧化锆三者形貌不同，通过控制三者的比例关系在本申请范围内，可以使所述氧化铝、氧化硅和氧化锆形成紧密堆积结构，提升了仿陶瓷材料的强度；且所述氧化铝、氧化硅、氧化锆与有机高分子材料相互作用，使仿陶瓷材料具有塑胶韧性的同时，兼具陶瓷的质感。该仿陶瓷材料易加工得到，强度高，具有很好的抗冲击性能，且瓷质效果好。优选地，所述仿陶瓷材料包括40-60重量份的氧化铝、10-15重量份的氧化硅、10-15重量份的氧化锆和20-30重量份的有机高分子材料。
在本发明中，为进一步提高仿陶瓷材料的力学性能，优选地，所述仿陶瓷材料还可以包括5-20重量份的纤维；优选地，所述仿陶瓷材料包括30-50重量份的氧化铝、10-15重量份的氧化硅、10-15重量份的氧化锆、20-30重量份的有机高分子材料和5-15重量份的纤维。优选情况下，所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维和矿物纤维中的一种或几种；进一步优选地，所述纤维的D50直径为0.1-10μm。
在本发明中，优选地，所述有机高分子材料包括聚苯硫醚（PPS）、聚酰胺（PA）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）和聚碳酸酯（PC）中的一种或多种。为了进一步提高材料力学性能、降低材料熔融温度，从而降低加工难度，优选地，所述有机高分子材料可以为聚苯硫醚基共混料；具体地，所述聚苯硫醚基共混料可以以聚苯硫醚为主体，混合聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯高分子聚合物或及其合金中的一种或多种。
本发明提供的所述仿陶瓷材料强度高且具有很好的抗冲击性能，优选地，所述仿陶瓷材料的拉伸强度大于等于45MPa，抗弯强度大于等于55MPa；所述仿陶瓷材料可承受60g落锤的落锤高度大于等于20cm。所述落锤高度可以但不限于使用预设落锤高度下的60g重的落锤砸仿陶瓷材料的方式测试得到。
本发明提供的所述仿陶瓷材料，优选地，所述仿陶瓷材料的密度为2.4-2.9g/cm3，具有陶瓷的质感，同时相比现有的氧化锆陶瓷，具有轻量化优势。
本发明同时提供了一种仿陶瓷材料的制备方法，所述制备方法包括：
S1、将30-60重量份的氧化铝、5-20重量份的氧化硅、5-20重量份的氧化锆和20-30重量份的有机高分子材料放入挤出机中挤出得到喂料；
S2、将所述喂料在注塑机中注塑得到仿陶瓷材料。
本发明提供的仿陶瓷材料的制备方法，在制备过程中，通过控制仿陶瓷材料的各组分含量在本申请的范围内，使得体系的熔融指数高，流动性好，易于加工注塑得到仿陶瓷材料，提高产品的产率。优选地，所述步骤S1中得到的喂料的熔融指数大于10g/10min/290℃。
在本发明中，优选地，所述仿陶瓷材料包括40-60重量份的氧化铝、10-15重量份的氧化硅、10-15重量份的氧化锆和20-30重量份的有机高分子材料。
在本发明中，为进一步提高仿陶瓷材料的力学性能，优选地，所述仿陶瓷材料还可以包括5-20重量份的纤维；优选地，所述仿陶瓷材料包括30-50重量份的氧化铝、10-15重量份的氧化硅、10-15重量份的氧化锆、20-30重量份的有机高分子材料和5-15重量份的纤维。优选情况下，所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维和矿物纤维中的一种或几种；进一步优选地，所述纤维的D50直径为0.1-10μm。
在本发明中，为进一步提高所述氧化铝、氧化硅、氧化锆与有机高分子材料的相容性，优选地，在所述步骤S1前，用改性剂对所述氧化铝、氧化硅和氧化锆中的至少一种进行表面改性处理，所述改性剂包括钛酸酯、硬脂酸、硅烷偶联剂、锆酸酯和铝酸酯中的一种或几种。优选地，所述改性剂的含量占被表面改性处理的物质的总量的0.5-1.5wt%；被表面改性处理的物质包括所述氧化铝、氧化硅和氧化锆中的至少一种，优选地，被表面改性处理的物质包括所述氧化铝、氧化硅和氧化锆三种。
在本发明中，为进一步提高所述氧化铝、氧化硅和氧化锆在体系中的分散性，从而提高制备得到的仿陶瓷材料的力学性能，优选地，所述氧化铝的D50为0.3-1μm，所述氧化硅的D50为0.3-1μm，所述氧化锆的D50为0.3-1μm。
在本发明中，为了提高产品的均匀一致性，优选地，先将原料混合，再放入挤出机中挤出得到喂料；所述混合的时间可以为0.5-3h，将原料混合均匀即可。优选地，所述挤出的挤出温度为290-335℃。将所述喂料在注塑机中注塑，所述注塑的注塑温度为300-340℃，注射压力为100-200MPa，保压时间为10-90s。
在本发明中，优选地，所述有机高分子材料包括聚苯硫醚、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯中的一种或多种。为了进一步提高材料力学性能、降低材料熔融温度，从而降低加工难度，优选地，所述有机高分子材料可以为聚苯硫醚基共混料；具体地，所述聚苯硫醚基共混料可以以聚苯硫醚为主体，混合聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯高分子聚合物或及其合金中的一种或多种。
本发明还提供了一种前述仿陶瓷材料在电子产品壳体中的应用。例如，可以应用于手机壳体或者穿戴设备壳体，具体地，可以为手机外壳、手机中框、一体化手机外壳中框、手表后盖或手表中框等。本发明的仿陶瓷材料，工艺制备简单，易加工注塑成型，不需要烧结，大大降低了制造成本，且得到的仿陶瓷材料强度高，具有很好的抗冲击性能，且瓷质效果好，满足电子产品壳体的性能需求。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明并不仅限于下述实施例。
实施例1
本实施例的仿陶瓷材料的制备方法为：
称取4Kg 中位粒径D50为0.5μm的氧化铝，1Kg D50为0.8μm氧化硅，1Kg D50为0.3μm的氧化锆，然后加入60gγ-氨丙基三乙氧基硅烷于混合机中，搅拌1h后得到改性后陶瓷复合粉体；
称取2.0KgPPS塑料加入混合机中混合1h后得到塑料陶瓷复合料，将螺杆挤出机升温至300℃，塑料陶瓷复合料经螺杆挤出机挤出、造粒得到喂料；
将喂料装入注塑机料斗，安装注塑模具，设定注塑机料桶温度为320℃，注塑压力为120MPa，保压时间30s，模具温度120℃，注塑得到仿陶瓷材料S1。仿陶瓷材料S1的组分含量为：50重量份的氧化铝、12.5重量份的氧化硅、12.5重量份的氧化锆和25重量份的PPS塑料。
实施例2
本实施例的仿陶瓷材料的制备方法为：
称取4Kg 中位粒径D50为0.5μm的氧化铝，1Kg D50为0.8μm氧化硅，1Kg D50为0.3μm的氧化锆，然后加入60gγ-氨丙基三乙氧基硅烷于混合机中，搅拌1h后得到改性后陶瓷复合粉体；
称取1.5KgPPS塑料、0.5KgPBT塑料加入混合机中混合1h后得到塑料陶瓷复合料，将螺杆挤出机升温至300℃，塑料陶瓷复合料经螺杆挤出机挤出、造粒得到喂料；
将喂料装入注塑机料斗，安装注塑模具，设定注塑机料桶温度为320℃，注塑压力为120MPa，保压时间30s，模具温度120℃，注塑得到仿陶瓷材料S2。仿陶瓷材料S2的组分含量为：50重量份的氧化铝、12.5重量份的氧化硅、12.5重量份的氧化锆、18.75重量份的PPS和6.25重量份PBT塑料高分子共混基体。
实施例3-8
实施例3-8分别提供了仿陶瓷材料的制备方法，制备过程中，除了所采用的原料种类或重量份不同外，其余步骤与实施例1相同。实施例3-8中的混合原料中各组分含量具体见表1。
对比例1
本对比例的仿陶瓷材料的制备方法为：
称取6.0Kg 中位粒径D50为0.5μm的氧化铝，然后加入60gγ-氨丙基三乙氧基硅烷于混合机中，搅拌1h后得到改性后陶瓷复合粉体；
称取2.0KgPPS塑料加入混合机中混合1h后得到塑料陶瓷复合料，将螺杆挤出机升温至300℃，塑料陶瓷复合料经螺杆挤出机挤出、造粒得到喂料；
将喂料装入注塑机料斗，安装注塑模具，设定注塑机料桶温度为320℃，注塑压力为120MPa，保压时间30s，模具温度120℃，注塑得到仿陶瓷材料D1。仿陶瓷材料D1的组分含量为：75重量份的氧化铝和25重量份的PPS塑料。
对比例2
本对比例的仿陶瓷材料的制备方法为：
称取6.0Kg 中位粒径D50为0.3μm的氧化锆，然后加入60gγ-氨丙基三乙氧基硅烷于混合机中，搅拌1h后得到改性后陶瓷复合粉体；
称取2.0KgPPS塑料加入混合机中混合1h后得到塑料陶瓷复合料，将螺杆挤出机升温至300℃，塑料陶瓷复合料经螺杆挤出机挤出、造粒得到喂料；
将喂料装入注塑机料斗，安装注塑模具，设定注塑机料桶温度为320℃，注塑压力为120MPa，保压时间30s，模具温度120℃，注塑得到仿陶瓷材料D2。仿陶瓷材料D2的组分含量为：75重量份的氧化锆和25重量份的PPS。
对比例3
本对比例的仿陶瓷材料的制备方法为：
称取4Kg 中位粒径D50为0.3μm的氧化锆，1Kg D50为0.8μm氧化硅，1Kg D50为0.5μm的氧化铝，然后加入60gγ-氨丙基三乙氧基硅烷于混合机中，搅拌1h后得到改性后陶瓷复合粉体；
称取2.0KgPPS塑料加入混合机中混合1h后得到塑料陶瓷复合料，将螺杆挤出机升温至300℃，塑料陶瓷复合料经螺杆挤出机挤出、造粒得到喂料；
将喂料装入注塑机料斗，安装注塑模具，设定注塑机料桶温度为320℃，注塑压力为120MPa，保压时间30s，模具温度120℃，注塑得到仿陶瓷材料D3。仿陶瓷材料D3的组分含量为：50重量份的氧化锆、12.5重量份的氧化硅、12.5重量份的氧化铝和25重量份的PPS塑料。
对比例4
本对比例的仿陶瓷材料的制备方法为：
称取5Kg 中位粒径D50为0.5μm的氧化铝，1Kg D50为0.3μm的氧化锆，然后加入60gγ-氨丙基三乙氧基硅烷于混合机中，搅拌1h后得到改性后陶瓷复合粉体；
称取2.0KgPPS塑料加入混合机中混合1h后得到塑料陶瓷复合料，将螺杆挤出机升温至300℃，塑料陶瓷复合料经螺杆挤出机挤出、造粒得到喂料；
将喂料装入注塑机料斗，安装注塑模具，设定注塑机料桶温度为320℃，注塑压力为120MPa，保压时间30s，模具温度120℃，注塑得到仿陶瓷材料S1。仿陶瓷材料S1的组分含量为：62.5重量份的氧化铝、12.5重量份的氧化锆和25重量份的PPS塑料。
对比例5
本对比例的仿陶瓷材料的制备方法为：
称取5Kg 中位粒径D50为0.5μm的氧化铝，1Kg D50为0.8μm氧化硅，然后加入60gγ-氨丙基三乙氧基硅烷于混合机中，搅拌1h后得到改性后陶瓷复合粉体；
称取2.0KgPPS塑料加入混合机中混合1h后得到塑料陶瓷复合料，将螺杆挤出机升温至300℃，塑料陶瓷复合料经螺杆挤出机挤出、造粒得到喂料；
将喂料装入注塑机料斗，安装注塑模具，设定注塑机料桶温度为320℃，注塑压力为120MPa，保压时间30s，模具温度120℃，注塑得到仿陶瓷材料S1。仿陶瓷材料S1的组分含量为：62.5重量份的氧化铝、12.5重量份的氧化硅和25重量份的PPS塑料。
性能测试：
（1）仿陶瓷材料的原料放入挤出机中挤出得到喂料，测试喂料的熔融指数，参照ASTMD1238-04进行测试，其中，熔融温度为290℃。
（2）对仿陶瓷材料进行如下性能测试：
密度/g/cm3：参照ISO 1183-1进行测试；
拉伸强度：参照ASTM D638进行测试；
弯曲强度：参照ASTM D790进行测试；
硬度：维氏硬度，硬度计及压痕法(金刚压头、力1kg、试压时间10s)；
落锤测试：参照ASTM E208进行测试，其中，使用60g重的落锤砸样品中心位置，从5cm高度开始，如果不裂就按照每次5cm的高度增加，直到样品出现肉眼可见裂纹停止，记录高度值；
陶瓷质感：用不锈钢片对氧化锆陶瓷进行敲击，以氧化锆陶瓷发出的声音为基准，用不锈钢对仿陶瓷材料进行敲击，仿陶瓷材料发出的声音80%以上接近氧化锆陶瓷发出的声音，标记为A+级；每10%为一梯度，仿陶瓷材料发出的声音50%以上接近氧化锆陶瓷发出的声音，标记为B+级；其中，仿陶瓷材料发出的声音越接近氧化锆陶瓷发出的声音，其陶瓷质感越好，外观上看越像陶瓷。
表1实施例和对比例中的混合原料组分和重量份数据表
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表2
Figure 514091DEST_PATH_IMAGE002
由表2的数据可以看出，本申请提供的仿陶瓷材料，满足熔融指数大于10 g/10min/290℃、密度为2.4-2.9g/cm3、拉伸强度大于等于45MPa、抗弯强度大于等于55MPa、落锤高度大于等于20 cm，综合性能优异；其中，仿陶瓷材料的原料放入挤出机中挤出得到的喂料的熔融指数高，易注塑加工形成仿陶瓷材料；强度高，具有很好的抗冲击性能；且瓷质效果好。而对比例1-5均不能同实施例1-8一样，同时符合上述性能表现；其中，对比例1和对比例5的熔融指数低，难以注塑加工，降低生产效率；对比例2-3的强度低，抗冲击性能差，且密度大，不利于轻量化；对比例4的抗冲击性能差。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.一种仿陶瓷材料，其特征在于，以仿陶瓷材料在总重量为基准，所述仿陶瓷材料包括30-60重量份的氧化铝、5-20重量份的氧化硅、5-20重量份的氧化锆和20-30重量份的有机高分子材料。
2.根据权利要求1所述的仿陶瓷材料，其特征在于，所述仿陶瓷材料包括40-60重量份的氧化铝、10-15重量份的氧化硅、10-15重量份的氧化锆和20-30重量份的有机高分子材料。
3.根据权利要求1所述的仿陶瓷材料，其特征在于，所述仿陶瓷材料还包括5-20重量份的纤维，所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维和矿物纤维中的一种或几种；
优选地，所述纤维的D50直径为0.1-10μm。
4.根据权利要求3所述的仿陶瓷材料，其特征在于，所述仿陶瓷材料包括30-50重量份的氧化铝、10-15重量份的氧化硅、10-15重量份的氧化锆、20-30重量份的有机高分子材料和5-15重量份的纤维。
5.根据权利要求1所述的仿陶瓷材料，其特征在于，所述有机高分子材料包括聚苯硫醚、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的仿陶瓷材料，其特征在于，所述仿陶瓷材料的密度为2.4-2.9g/cm3，拉伸强度大于等于45MPa，抗弯强度大于等于55MPa，落锤高度大于等于20 cm。
7.一种仿陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
S1、将30-60重量份的氧化铝、5-20重量份的氧化硅、5-20重量份的氧化锆和20-30重量份的有机高分子材料放入挤出机中挤出得到喂料；
S2、将所述喂料在注塑机中注塑得到仿陶瓷材料。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1前，用改性剂对所述氧化铝、氧化硅和氧化锆中的至少一种进行表面改性处理，所述改性剂包括钛酸酯、硬脂酸、硅烷偶联剂、锆酸酯和铝酸酯中的一种或几种；
优选地，所述氧化铝的D50为0.3-1μm，所述氧化硅的D50为0.3-1μm，所述氧化锆的D50为0.3-1μm。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述挤出的挤出温度为290-335℃；所述注塑的注塑温度为300-340℃，注射压力为100-200MPa，保压时间为10-90s。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述有机高分子材料包括聚苯硫醚、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯中的一种或多种；所述步骤S1中还可以加入5-20重量份纤维，所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维和矿物纤维中的一种或几种；
优选地，所述纤维的D50直径为0.1-10μm。
11.一种如权利要求1-6任意一项所述的仿陶瓷材料或权利要求7-10任意一项所述的制备方法得到的仿陶瓷材料在电子产品壳体中的应用。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113395860A (zh) * 2021-06-30 2021-09-14 Oppo广东移动通信有限公司 壳体及其制备方法和电子设备
CN116744589A (zh) * 2022-09-15 2023-09-12 荣耀终端有限公司 壳体结构及其制备方法和电子设备

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116217255B (zh) * 2023-03-02 2023-12-15 新化县顺达电子陶瓷有限公司 一种5g信号基站用高精度陶瓷材料及其制备方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4129952A1 (de) * 1991-09-10 1993-03-11 Bayer Ag Formmassen zur herstellung von anorganischen sinterformteilen sowie verfahren zur herstellung von anorganischen sinterformteilen
CN1204352A (zh) * 1995-12-13 1999-01-06 通用电气公司 高密度热塑性模塑组合物
CN104909617A (zh) * 2015-05-25 2015-09-16 吴江华诚复合材料科技有限公司 一种轻质仿陶瓷复合材料及制备方法
CN105849197A (zh) * 2013-12-20 2016-08-10 Ems 专利股份公司 聚酰胺模塑料和其应用
CN107571472A (zh) * 2017-08-25 2018-01-12 南通通州湾新材料科技有限公司 有机‑无机纳米粉体梯度复合耐磨外壳制造方法及其应用
CN107599295A (zh) * 2017-08-25 2018-01-19 南通通州湾新材料科技有限公司 有机‑无机纳米粉体复合耐磨外壳的制备方法及其应用
CN107685418A (zh) * 2017-07-19 2018-02-13 歌尔股份有限公司 陶瓷和塑料复合材料的制备方法以及电子设备的外壳
CN108483991A (zh) * 2018-03-30 2018-09-04 南通通州湾新材料科技有限公司 一种纳米合晶瓷外观结构件及其制备方法和应用
CN108516732A (zh) * 2018-04-25 2018-09-11 南通通州湾新材料科技有限公司 有机无机合晶瓷外观结构件及其制备方法和应用
CN108947526A (zh) * 2018-08-14 2018-12-07 泉州市智通联科技发展有限公司 一种手机背板及其制备方法
CN109233263A (zh) * 2018-10-15 2019-01-18 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 陶瓷树脂复合材料及制备方法及提纯陶瓷粉体的方法
CN110922194A (zh) * 2019-11-13 2020-03-27 歌尔股份有限公司 陶瓷浆料及其制备方法
CN111205638A (zh) * 2020-02-25 2020-05-29 合复新材料科技(无锡)有限公司 一种能够注塑成型的类陶瓷材料及其制备方法和在移动通讯装备后盖的应用

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106747427A (zh) * 2016-12-14 2017-05-31 苏州耐思特塑胶有限公司 一种防静电陶瓷材料及其制备方法
CN107573687B (zh) * 2017-08-25 2020-05-05 南通通州湾新材料科技有限公司 有机-无机纳米粉体复合彩色仿瓷手机背板及其制备方法
TWI789420B (zh) * 2017-08-31 2023-01-11 美商康寧公司 可攜式電子裝置的外殼及製造其之方法
CN107673658B (zh) * 2017-09-25 2019-10-18 南通通州湾新材料科技有限公司 氧化锆陶瓷复合外壳的制备方法及其应用

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4129952A1 (de) * 1991-09-10 1993-03-11 Bayer Ag Formmassen zur herstellung von anorganischen sinterformteilen sowie verfahren zur herstellung von anorganischen sinterformteilen
CN1204352A (zh) * 1995-12-13 1999-01-06 通用电气公司 高密度热塑性模塑组合物
CN105849197A (zh) * 2013-12-20 2016-08-10 Ems 专利股份公司 聚酰胺模塑料和其应用
CN104909617A (zh) * 2015-05-25 2015-09-16 吴江华诚复合材料科技有限公司 一种轻质仿陶瓷复合材料及制备方法
CN107685418A (zh) * 2017-07-19 2018-02-13 歌尔股份有限公司 陶瓷和塑料复合材料的制备方法以及电子设备的外壳
CN107599295A (zh) * 2017-08-25 2018-01-19 南通通州湾新材料科技有限公司 有机‑无机纳米粉体复合耐磨外壳的制备方法及其应用
CN107571472A (zh) * 2017-08-25 2018-01-12 南通通州湾新材料科技有限公司 有机‑无机纳米粉体梯度复合耐磨外壳制造方法及其应用
CN108483991A (zh) * 2018-03-30 2018-09-04 南通通州湾新材料科技有限公司 一种纳米合晶瓷外观结构件及其制备方法和应用
CN108516732A (zh) * 2018-04-25 2018-09-11 南通通州湾新材料科技有限公司 有机无机合晶瓷外观结构件及其制备方法和应用
CN108947526A (zh) * 2018-08-14 2018-12-07 泉州市智通联科技发展有限公司 一种手机背板及其制备方法
CN109233263A (zh) * 2018-10-15 2019-01-18 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 陶瓷树脂复合材料及制备方法及提纯陶瓷粉体的方法
CN110922194A (zh) * 2019-11-13 2020-03-27 歌尔股份有限公司 陶瓷浆料及其制备方法
CN111205638A (zh) * 2020-02-25 2020-05-29 合复新材料科技(无锡)有限公司 一种能够注塑成型的类陶瓷材料及其制备方法和在移动通讯装备后盖的应用

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113395860A (zh) * 2021-06-30 2021-09-14 Oppo广东移动通信有限公司 壳体及其制备方法和电子设备
WO2023273504A1 (zh) * 2021-06-30 2023-01-05 Oppo广东移动通信有限公司 壳体及其制备方法和电子设备
CN116744589A (zh) * 2022-09-15 2023-09-12 荣耀终端有限公司 壳体结构及其制备方法和电子设备

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CN113929350B (zh) 2022-12-09

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