CN114737166B - 一种复合材料消费类电子产品后壳及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合材料消费类电子产品后壳及其制备方法，包括步骤：(1)制备第一部分：1.1在基材表面进行UV转印形成具有离型功能的第一纹理层；1.2在第一纹理层表面涂布硬化液，然后使硬化液形成半固化层；(2)制备第二部分：2.1在纤维增强复合材料表面丝印盖底油墨形成油墨层；2.2在油墨层表面进行UV转印形成第二纹理层；2.3在第二纹理层表面形成光学镀膜层；2.4在光学镀膜层表面形成透明保护层；(3)第一部分与第二部分复合：3.1借助粘合剂实现半固化层与保护层复合；3.2剥离第一纹理层和基材露出半固化层，将半固化层二次固化形成固化层。该方法制得的产品厚度较低，还能达到较为理想的硬度和耐磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及消费类电子产品后壳制造技术领域，更具体地涉及一种复合材料消费类电子产品后壳及其制备方法。
背景技术
随着5G时代的来临，消费类电子产品诸如手机、平板、笔记本电脑产品后盖因金属对信号的影响而逐渐被淘汰，而PMMA/PC复合板因为其塑胶材料特性不会影响手机信号，通过表面的淋涂等工艺可以实现高的表面硬度(仿玻璃效果)，内层通过UV转印/PVD/丝印等工艺可以实现炫彩的装饰效果因而在手机后盖中广泛采用。目前PMMA/PC复合板塑胶手机后盖普遍采用0.5mm或者0.64mm规格，复合板厚度0.5mm以下时，因为模量低，材料的刚性不够，易变形，所以目前最小的厚度仅为0.5mm。随着技术发展和消费者对便携式电子产品更高的需求，对后盖等结构件提出更轻、更薄的要求，因此开发具备金属材质强度和刚性，具备板材装饰效果的新材料成为热点，以环氧玻纤板为代表的纤维增强复合材料具备跟金属相当的比强度和比模量。当前，玻纤板后盖主要工艺是在玻纤板表面先进行丝印盖底，然后进行转印工艺，再进行物理气相沉积PVD，再形成中间层，然后在中间层表面转印外纹理层，这种工艺可以实现玻纤材质获取复合板类似的炫彩纹理效果，但是因为外纹理胶水一方面要考虑附着力，一方面要实现硬度、钢丝绒耐刮等性能，难以权衡，相比于传统复合板2500次以上的钢丝绒耐刮性能，目前这种工艺只能达到500次钢丝绒耐刮的性能，这样大大降低了产品的可靠性，限制其应用。
针对上述问题，本发明提出一种具有高硬度、优异耐刮性能的复合材料消费类电子产品后壳以解决现有技术缺陷。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种复合材料消费类电子产品后壳及其制备方法，该方法创造性地提出一种借助纤维增强复合材料作为基材来制造消费类电子产品后壳的工艺，不仅能够降低产品的厚度，还能达到较为理想的硬度和耐磨、耐刮性能。
为了实现上述目的，本发明公开了一种复合材料消费类电子产品后壳的制备方法，包括步骤：
(1)制备第一部分：
1.1提供基材，在所述基材表面进行UV转印形成具有离型功能的第一纹理层；
1.2在所述第一纹理层表面涂布硬化液，然后使所述硬化液形成半固化层；
(2)制备第二部分：
2.1提供纤维增强复合材料，在所述纤维增强复合材料表面丝印盖底油墨形成油墨层；
2.2在所述油墨层表面进行UV转印形成第二纹理层；
2.3在所述第二纹理层表面进行物理气相沉积形成光学镀膜层；
2.4在所述光学镀膜层表面形成透明保护层；
(3)第一部分与第二部分复合
3.1借助粘合剂实现所述半固化层与所述保护层复合；
3.2剥离所述第一纹理层和所述基材露出所述半固化层，将所述半固化层二次固化形成固化层。
较佳地，所述基材选自PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、TPU(热塑性聚氨酯弹性体)、PO(聚烯烃)中的任一种。
较佳地，所述基材的厚度为50～250μm。
较佳地，所述第一纹理层的厚度为10～20μm。
较佳地，所述玻纤板为环氧玻纤板材。
较佳地，纤维增强复合材料的厚度为0.2～0.5mm。
较佳地，所述油墨层的厚度为30～50μm。
较佳地，所述第二纹理层的厚度为10～20μm。
较佳地，所述光学镀膜层的厚度为30～600nm。
较佳地，所述光学镀膜层的结构为ZrO/SiO/NbO/SiO/NbO或ZrO/SiO/NbO/In/SiO/NbO。
相应地，本发明还提供一种复合材料消费类电子产品后壳，采用上述制备方法制得。
与现有技术相比，本发明的复合材料消费类电子产品后壳的制备方法，采用纤维增强复合材料作为消费类电子产品后壳的支撑结构，能够实现降低产品厚度，且具有良好的比强度和比模量，且通过上述加工工艺也能实现炫彩效果。尤其是，先制备第一部分，再制备第二部分，然后通过粘合剂实现第一部分与第二部分复合，再剥离第一纹理层和基材，实现固化层具有较为理想的硬度和耐磨、耐刮性能。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。
本发明提供一种复合材料消费类电子产品后壳的制备方法，消费电子产品后壳可为手机、平板、笔记本电脑等产品，该制备方法包括步骤：
(1)制备第一部分：
1.1提供基材，在基材表面进行UV转印形成具有离型功能的第一纹理层；
1.2在第一纹理层表面涂布硬化液，然后使硬化液形成半固化层；
(2)制备第二部分：
2.1提供纤维增强复合材料，在纤维增强复合材料表面丝印盖底油墨形成油墨层；
2.2在油墨层表面进行UV转印形成第二纹理层；
2.3在第二纹理层表面进行物理气相沉积形成光学镀膜层；
2.4在光学镀膜层表面形成透明保护层；
(3)第一部分与第二部分复合
3.1借助粘合剂实现半固化层与保护层复合；
3.2剥离第一纹理层和基材露出半固化层，将半固化层二次固化形成固化层。
在本发明的技术方案中，采用纤维增强复合材料作为消费类电子产品后壳的支撑结构，能够实现降低产品厚度，且具有良好的比强度和比模量，且通过加工工艺也能实现炫彩效果，尤其是，先制备第一部分，再制备第二部分，然后通过粘合剂实现第一部分与第二部分复合，再剥离第一纹理层和基材，实现固化层具有较为理想的硬度和耐磨、耐刮性能。
需要说明的是，基材选自PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、TPU(热塑性聚氨酯弹性体)、PO(聚烯烃)中的任一种。优选地，采用PET作为基材。进一步，基材的厚度为50～250μm。比如，该基材的厚度可为但不限于50μm、80μm、110μm、140μm、170μm、190μm、210μm、230μm、250μm。
需要说明的是，第一纹理层通过UV转印工艺在基材表面形成，且制得的该第一纹理层具有离型效果，也就是说，可以实现第一纹理层与半固化层进行剥离。进一步，第一纹理层的厚度为10～20μm，比如，该第一纹理层的厚度可为但不限于10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm。
需要说明的是，在第一纹理层表面涂布硬化液后，然后通过烘烤热固化或UV固化的方式使得该硬化液形成半固化层，硬化液的具体组分可以是热固化树脂或光固化树脂成分，在此不进行限制。为了提高复合材料消费类电子产品后壳的耐磨性，该工艺可将硬化液半固化，待到第一部分与第二部分复合后，在进行完全固化，但不以此为限。进一步，完全固化后的固化层的厚度为10～30μm。比如，该固化层的厚度可为但不限于10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm、21μm、22μm、23μm、24μm、25μm、26μm、27μm、28μm、29μm、30μm。
需要说明的是，纤维增强复合材料作为支撑结构，优选地，纤维增强复合材料选自玻纤板、碳纤板、kelvar芳纶纤维板等。纤维增强复合材料的厚度为0.2～0.5mm，如纤维增强复合材料的厚度可为但不限于0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm。优选地，玻纤板为环氧玻纤板材，具有良好的比强度和比模量。进一步，在纤维增强复合材料表面丝印盖底油墨形成油墨层，该油墨层的厚度为30～50μm，比如油墨层的厚度可为但不限于30μm、35μm、40μm、45μm、50μm。然后通过UV转印工艺在油墨层表面形成第二纹理层，优选地，第二纹理层的厚度为10～20μm，比如第二纹理层的厚度可为但不限于10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm。
需要说明的是，通过PVD(物理气相沉积)工艺在第二纹理层表面形成光学镀膜层，具体地，第二纹理层表面镀上金属、金属氧化物或者其他无机物一种或几种以形成第二纹理层。优选地，光学镀膜层的结构为ZrO/SiO/NbO/SiO/NbO或ZrO/SiO/NbO/In/SiO/NbO，当光学镀膜层采用ZrO/SiO/NbO/SiO/NbO结构能够实现增亮及绚丽的效果，当光学镀膜层采用ZrO/SiO/NbO/In/SiO/NbO结构能够实现亮银效果。进一步，光学镀膜层的厚度为30-600nm。比如，该光学镀膜层的厚度可为但不限于30nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm。
需要说明的是，在光学镀膜层的表面通过丝印光油或者喷涂清漆的方式形成透明保护层，该保护层对光学镀膜层进行保护，防止其氧化。
需要说明的是，第一部分与第二部分的制备顺序不做限定，当第一部分与第二部分制备完成后，将第一部分与第二部分通过粘合剂实现复合。粘合剂可以是热熔胶，压敏胶也可以是UV光固化粘合剂。具体地，在第一部分的半固化层表面涂布UV胶水或OCA，然后将第二部分的保护层贴合在半固化层表面。当完成第一部分与第二部分复合后，剥离第一纹理层和基材露出半固化层，然后将半固化层二次固化形成固化层。
下面通过几个具体的实施例来阐述本发明的复合材料消费类电子产品后壳的制备方法，但不以此限制本发明的保护范围。
实施例1
一种复合材料消费类电子产品后壳的制备方法，包括步骤：
(1)制备第一部分：
1.1提供100μm PET基材，在PET基材表面进行UV转印形成具有离型功能的20μm的第一纹理层；
1.2在第一纹理层表面涂布硬化液(PPG ECP600淋涂液)，然后UV固化使硬化液形成半固化层；
(2)制备第二部分：
2.1提供0.4mm的环氧玻纤板材，在环氧玻纤板材表面丝印盖底油墨形成30μm的油墨层；
2.2在油墨层表面进行UV转印形成20μm的第二纹理层；
2.3在第二纹理层表面进行物理气相沉积形成300nm的光学镀膜层，光学镀膜层的结构为ZrO/SiO/NbO/SiO/NbO；
2.4在光学镀膜层表面喷涂清漆形成透明保护层；
(3)第一部分与第二部分复合
3.1在半固化层表面涂布UV胶水，将第二部分的保护层贴合在半固化层表面，对半固化层进行二次固化形成20μm的固化层，且保护层与固化层贴合固定。
实施例2
一种复合材料消费类电子产品后壳的制备方法，包括步骤：
(1)制备第一部分：
1.1提供200μm TPU基材，在TPU基材表面进行UV转印形成具有离型功能的10μm的第一纹理层；
1.2在第一纹理层表面涂布硬化液(PPG ECP600淋涂液)，然后UV固化使硬化液形成半固化层；
(2)制备第二部分：
2.1提供0.3mm的环氧玻纤板材，在环氧玻纤板材表面丝印盖底油墨形成40μm的油墨层；
2.2在油墨层表面进行UV转印形成10μm的第二纹理层；
2.3在第二纹理层表面进行物理气相沉积形成200nm的光学镀膜层，光学镀膜层的结构为ZrO/SiO/NbO/In/SiO/NbO；
2.4在光学镀膜层表面喷涂清漆形成透明保护层；
(3)第一部分与第二部分复合
3.1在半固化层表面涂布UV胶水，将第二部分的保护层贴合在半固化层表面，对半固化层进行二次固化形成30μm的固化层，且保护层与固化层贴合固定。
对实施例1-2制得的复合材料消费类电子产品后壳进行硬度和耐磨性能测试，测试结果如表1所示。
其中，测试项目和条件如下：
铅笔硬度测试：ASTM D3363标准，采用三菱铅笔及1kg力。
耐刮性能测试：用10mm*10mm钢丝绒摩擦产品表面长30-40mm线,钢丝绒型号为#0000，压力1000g，测试频率：35-50次/分钟，设置摩擦次数诸如500～2500次，判定依据：试验后观察板材表面是否有划痕、磨损等明显异常。
表1硬度和耐磨性能测试结果
| 试验组 | 硬度 | 耐磨性能 |
| 实施例1 | 3H | 1000次 |
| 实施例2 | 4H | 1500次 |
从表1的数据可知，通过本发明的复合材料消费类电子产品后壳的制备方法制得的复合材料消费类电子产品后壳能达到较为理想的硬度和耐磨性能。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种复合材料消费类电子产品后壳的制备方法，其特征在于，包括步骤：
(1)制备第一部分：
1.1提供基材，在所述基材表面进行UV转印形成具有离型功能的第一纹理层；
1.2在所述第一纹理层表面涂布硬化液，然后使所述硬化液形成半固化层；
(2)制备第二部分：
2.1提供纤维增强复合材料，在所述纤维增强复合材料表面丝印盖底油墨形成油墨层，所述纤维增强复合材料选自玻纤板、碳纤板、芳纶纤维板中的一种；
2.2在所述油墨层表面进行UV转印形成第二纹理层；
2.3在所述第二纹理层表面进行物理气相沉积形成光学镀膜层；
2.4在所述光学镀膜层表面形成透明保护层；
(3)第一部分与第二部分复合
3.1借助粘合剂实现所述半固化层与所述保护层复合；
3.2剥离所述第一纹理层和所述基材露出所述半固化层，将所述半固化层二次固化形成固化层。
2.如权利要求1所述的复合材料消费类电子产品后壳的制备方法，其特征在于，所述基材选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、热塑性聚氨酯弹性体、聚烯烃中的任一种。
3.如权利要求1所述的复合材料消费类电子产品后壳的制备方法，其特征在于，所述基材的厚度为50～250μm。
4.如权利要求1所述的复合材料消费类电子产品后壳的制备方法，其特征在于，所述第一纹理层的厚度为10～20μm。
5.如权利要求1所述的复合材料消费类电子产品后壳的制备方法，其特征在于，所述玻纤板为环氧玻纤板材。
6.如权利要求1所述的复合材料消费类电子产品后壳的制备方法，其特征在于，所述油墨层的厚度为30～50μm。
7.如权利要求1所述的复合材料消费类电子产品后壳的制备方法，其特征在于，所述第二纹理层的厚度为10～20μm。
8.如权利要求1所述的复合材料消费类电子产品后壳的制备方法，其特征在于，所述光学镀膜层的结构为ZrO/SiO/NbO/SiO/NbO或ZrO/SiO/NbO/In/SiO/NbO。
9.一种复合材料消费类电子产品后壳，其特征在于，采用如权利要求1-8任意一项所述的制备方法制得。
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