CN114806131B - 一种手机后盖用轻质耐磨材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种手机后盖用轻质耐磨材料，属于高分子材料技术领域，包括50‑60份聚碳酸酯、20‑30份三元乙丙橡胶复合物、20‑30份聚乙烯和12‑16份无机混合物；将称量好的原料加热至260‑280℃并混合均匀，得到混合料，在150‑170MPa压力下，注塑成型、冷却脱模，得到一种手机后盖用轻质耐磨材料，本发明中添加了无机混合物，氮化铝纤维、碱式硫酸镁晶之间相互配合，提高手机外后盖材料的导热性和强度，氮化铝纤维、碱式硫酸镁晶须经过硅烷偶联剂处理，石墨增强剂中含有改性硅油，提高无机混合物与高分子基材之间的相容性；可赋予制品良好的抗刮伤性。

Description

一种手机后盖用轻质耐磨材料

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体地，涉及一种手机后盖用轻质耐磨材料。

背景技术

手机的外壳的材质变得越来越多样化，常见的有塑料材质、金属材质、玻璃材质等，塑料材质容易变形，损坏；金属材质除了在工艺方面比塑料材质更复杂一些之外，其成本也更高，特别是一些比较高级的金属，如铝合金、钛合金等等，其优点在于硬度和热导率高，但同时造成的问题是更容易造成外观损毁，手机容易显得过热或过凉；玻璃材质，相比金属与塑料，玻璃的硬度和抗冲击力是最好的，比塑料更具通透感，比金属更易着色，但其弹性差易碎，可塑性差。

塑料材质中常选用聚碳酸酯作为原料，聚碳酸酯在常用使用温度范围内拥有优良的机械性能及优异的无缺口冲击强度，但聚碳酸酯的耐磨性、耐溶剂性较差，且不耐紫外光。

发明内容

为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明提供一种手机后盖用轻质耐磨材料。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种手机后盖用轻质耐磨材料，包括50-60份聚碳酸酯、20-30份三元乙丙橡胶复合物、20-30份聚乙烯和12-16份无机混合物；

所述无机混合物通过如下步骤制备：

称取氮化铝纤维、碱式硫酸镁晶须作为填料混合物，加入球磨机中，然后加入乙醇和硅烷偶联剂，进行球磨，球磨结束后，干燥，加入石墨增强剂，得到无机混合物。

进一步地，球磨的转速为350-450r/min，球磨温度为30-60℃，球磨的时间为2-5h。干燥温度为60-70℃。

进一步地，氮化铝纤维、碱式硫酸镁晶须和石墨增强剂的质量比为7：4：6。

氮化铝纤维可用于提高材料的导热性，对于应用于手机领域可以更好地散热。碱式硫酸镁晶一种新型无机阻燃、增强纤维材料，呈单晶结构。与复合塑料相比，具有明显的增强、增刚、阻燃作用；并且无毒环保。还可赋予制品良好的抗刮伤性和防滑，作阻燃剂使用，温度比氢氧化铝高，能抑制发烟、防滴落。

进一步地，石墨增强剂通过如下步骤制备：

在氮气保护条件下，将厚朴酚、含氢硅油和氯铂酸催化剂，升温至80℃，搅拌反应3h，得到改性硅油；含氢硅油的含氢量为0.1％；氯铂酸催化剂中氯铂酸的质量分数为2％；厚朴酚、含氢硅油和氯铂酸催化剂的用量比为40g：250g：1mL。通过厚朴酚对含氢硅油进行改性，在硅油上引入活性高的酚羟基结构，可以提高有材料的耐热老化性能，抑制材料降解，表面能较低的改性硅油起到润滑作用，提高其与树脂基体的混合效果，石墨增强剂可以更好地分散，提高材料的力学性能。将膨胀石墨与改性硅油等质量混合，得到石墨增强剂。

进一步地，三元乙丙橡胶复合物通过如下步骤制备：

将古马隆树脂、无水乙醇和碳纳米管混合，在75℃条件下，搅拌2h，然后加入三元乙丙橡胶分散液，保持温度不变，继续搅拌30min，得到三元乙丙橡胶复合物。

进一步地，古马隆树脂、无水乙醇、碳纳米管和三元乙丙橡胶分散液的用量质量比为4：2：1：10。

进一步地，三元乙丙橡胶分散液为三元乙丙橡胶和醋酸乙酯按照质量比1：5混合而成。

进一步地，硅烷偶联剂的添加量为填料混合物质量的3-5％，乙醇的添加量为填料混合物质量的三倍。

进一步地，硅烷偶联剂为3-(2-氨乙基)-(氨丙基三甲氧基硅烷)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种。

进一步地、一种手机后盖用轻质耐磨材料，通过如下步骤制备：

按重量份将50-60份聚碳酸酯、20-30份三元乙丙橡胶复合物、20-30份聚乙烯和17-20份无机混合物；将称量好的原料加热至260-280℃并混合均匀，得到混合料，在150-170MPa压力下，注塑成型、冷却脱模，得到一种手机后盖用轻质耐磨材料。

本发明的有益效果：

为解决现有技术中存在的问题，本发明选用聚碳酸酯作为基础原料，相对于玻璃和金属材质，质量更轻，为解决聚碳酸酯耐磨性较差的问题，本发明中添加了无机混合物，氮化铝纤维、碱式硫酸镁晶之间相互配合，提高手机外后盖材料的导热性和强度，氮化铝纤维、碱式硫酸镁晶须经过硅烷偶联剂处理，石墨增强剂中含有改性硅油，提高无机混合物与高分子基材之间的相容性。

此外本发明中还加入了三元乙丙橡胶复合物，用于提高材料整体的耐老化性，如果仅依靠石墨增强剂中耐老化成分提高产品的耐老化性效果不强，本发明中通过添加三元乙丙橡胶复合物，利用其有优异的耐候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸气、颜色稳定性等性能，三元乙丙橡胶由于分子结构缺少活性基团粘性较差，通过对三元乙丙橡胶进行处理，提高粘性和混合效果，得到更好的应用。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

三元乙丙橡胶复合物通过如下步骤制备：

将古马隆树脂、无水乙醇和碳纳米管混合，在75℃条件下，搅拌2h，然后加入三元乙丙橡胶分散液，保持温度不变，继续搅拌30min，得到三元乙丙橡胶复合物。古马隆树脂、无水乙醇、碳纳米管和三元乙丙橡胶分散液的用量质量比为4：2：1：10。三元乙丙橡胶分散液为三元乙丙橡胶和醋酸乙酯按照质量比1：5混合而成。

实施例2

制备无机混合物：

在氮气保护条件下，将厚朴酚、含氢硅油和氯铂酸催化剂，升温至80℃，搅拌反应3h，得到改性硅油；含氢硅油的含氢量为0.1％；氯铂酸催化剂中氯铂酸的质量分数为2％；厚朴酚、含氢硅油和氯铂酸催化剂的用量比为40g：250g：1mL。将膨胀石墨与改性硅油等质量混合，得到石墨增强剂。

称取氮化铝纤维、碱式硫酸镁晶须作为填料混合物，加入球磨机中，然后加入乙醇和3-(2-氨乙基)-(氨丙基三甲氧基硅烷)，球磨的转速为350r/min进行球磨，球磨温度为30℃，球磨的时间为2h，球磨结束后，干燥，干燥温度为60℃，加入石墨增强剂，得到无机混合物。氮化铝纤维、碱式硫酸镁晶须和石墨增强剂的质量比为7：4：6。3-(2-氨乙基)-(氨丙基三甲氧基硅烷)的添加量为填料混合物质量的3％，乙醇的添加量为填料混合物质量的三倍。

实施例3

制备无机混合物：

在氮气保护条件下，将厚朴酚、含氢硅油和氯铂酸催化剂，升温至80℃，搅拌反应3h，得到改性硅油；含氢硅油的含氢量为0.1％；氯铂酸催化剂中氯铂酸的质量分数为2％；厚朴酚、含氢硅油和氯铂酸催化剂的用量比为40g：250g：1mL。将膨胀石墨与改性硅油等质量混合，得到石墨增强剂。

称取氮化铝纤维、碱式硫酸镁晶须作为填料混合物，加入球磨机中，然后加入乙醇和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，球磨的转速为450r/min进行球磨，球磨温度为60℃，球磨的时间为5h，球磨结束后，干燥，干燥温度为70℃，加入石墨增强剂，得到无机混合物。氮化铝纤维、碱式硫酸镁晶须和石墨增强剂的质量比为7：4：6。γ-氨丙基三乙氧基硅烷的添加量为填料混合物质量的5％，乙醇的添加量为填料混合物质量的三倍。

对比例1

称取氮化铝纤维、碱式硫酸镁晶、膨胀石墨须作为填料混合物，加入球磨机中，然后加入乙醇和γ-氨丙基三乙氧基硅烷，球磨的转速为450r/min进行球磨，球磨温度为60℃，球磨的时间为5h，球磨结束后，干燥，干燥温度为70℃，得到无机混合物。氮化铝纤维、碱式硫酸镁晶须和石墨增强剂的质量比为7：4：6。γ-氨丙基三乙氧基硅烷的添加量为填料混合物质量的5％，乙醇的添加量为填料混合物质量的三倍。

实施例4

一种手机后盖用轻质耐磨材料，通过如下步骤制备：

按重量份将50份聚碳酸酯、20份实施例1制备的三元乙丙橡胶复合物、20份聚乙烯和17份实施例2制备的无机混合物；将称量好的原料加热至260℃并混合均匀，得到混合料，在150MPa压力下，注塑成型、冷却脱模。

实施例5

一种手机后盖用轻质耐磨材料，通过如下步骤制备：

按重量份将55份聚碳酸酯、25份实施例1制备的三元乙丙橡胶复合物、25份聚乙烯和18份实施例3制备的无机混合物；将称量好的原料加热至270℃并混合均匀，得到混合料，在160MPa压力下，注塑成型、冷却脱模。

实施例6

一种手机后盖用轻质耐磨材料，通过如下步骤制备：

按重量份将60份聚碳酸酯、30份实施例1制备的三元乙丙橡胶复合物、30份聚乙烯和20份实施例3制备的无机混合物；将称量好的原料加热至280℃并混合均匀，得到混合料，在170MPa压力下，注塑成型、冷却脱模。

对比例2

一种手机后盖用轻质耐磨材料，通过如下步骤制备：

按重量份将60份聚碳酸酯、30份三元乙丙橡胶复合物、30份聚乙烯和20份对比例1制备的无机混合物；将称量好的原料加热至280℃并混合均匀，得到混合料，在170MPa压力下，注塑成型、冷却脱模。

对比例3

一种手机后盖用轻质耐磨材料，通过如下步骤制备：

按重量份将90份聚碳酸酯、30份聚乙烯和20份对比例1制备的无机混合物；将称量好的原料加热至280℃并混合均匀，得到混合料，在170MPa压力下，注塑成型、冷却脱模。

对实施例4-6和对比例2-3制备的样品进行测试；先在氙灯老化800h后测试相关性能；拉伸强度根据GB/T1040.1-2006进行测试；耐磨性用0000#的钢丝绒(负重1Kg)来回摩擦样品2000次后观察表面情况；阻燃等级(UL94)测试，每组测试准备5根样条，测试标准为ASTMD3801-2010，测试样品的规格为127mm×12.7mm×2.7mm；

测试结果如下表1所示：

表1

	实施例4	实施例5	实施例6	对比例2	对比例3
						拉伸强度(MPa)	82	83	83	75	68
耐磨性	◎	◎	◎	○	○
						导热系数(W/m·K)	2.2	2.1	2.2	2.1	2.2
阻燃等级	VO	VO	VO	V1	V1

注：◎：长度1cm的伤痕条数少于10条；○：长度1cm的伤痕条数少于30条；×：表面完全磨花。

从上表1可知，本发明制备的手机后盖用轻质耐磨材料具有良好的耐老化和耐磨性。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种手机后盖用轻质耐磨材料，其特征在于，包括如下重量份原料：50-60份聚碳酸酯、20-30份三元乙丙橡胶复合物、20-30份聚乙烯和12-16份无机混合物；

所述无机混合物通过如下步骤制备：

称取氮化铝纤维、碱式硫酸镁晶须作为填料混合物，加入球磨机中，然后加入乙醇和硅烷偶联剂，进行球磨，球磨结束后，干燥，加入石墨增强剂，得到无机混合物；

所述石墨增强剂通过如下步骤制备：

在氮气保护条件下，将厚朴酚、含氢硅油和氯铂酸催化剂，升温至80℃，搅拌反应3h，得到改性硅油；将膨胀石墨与改性硅油等质量混合，得到石墨增强剂；

所述三元乙丙橡胶复合物通过如下步骤制备：

将古马隆树脂、无水乙醇和碳纳米管混合，在75℃条件下，搅拌2h，然后加入三元乙丙橡胶分散液，保持温度不变，继续搅拌30min，得到三元乙丙橡胶复合物。

2.根据权利要求1所述的一种手机后盖用轻质耐磨材料，其特征在于，球磨的转速为350-450r/min，球磨温度为30-60℃，球磨的时间为2-5h；干燥温度为60-70℃。

3.根据权利要求1所述的一种手机后盖用轻质耐磨材料，其特征在于，氮化铝纤维、碱式硫酸镁晶须和石墨增强剂的质量比为7：4：6。

4.根据权利要求1所述的一种手机后盖用轻质耐磨材料，其特征在于，硅烷偶联剂的添加量为填料混合物质量的3-5%，乙醇的添加量为填料混合物质量的三倍。

5.根据权利要求1所述的一种手机后盖用轻质耐磨材料，其特征在于，硅烷偶联剂为3-(2-氨乙基）-（氨丙基三甲氧基硅烷）、γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种手机后盖用轻质耐磨材料，其特征在于，含氢硅油的含氢量为0.1%；氯铂酸催化剂中氯铂酸的质量分数为2%；厚朴酚、含氢硅油和氯铂酸催化剂的用量比为40g：250g：1mL。

7.根据权利要求1所述的一种手机后盖用轻质耐磨材料，其特征在于，古马隆树脂、无水乙醇、碳纳米管和三元乙丙橡胶分散液的用量质量比为4：2：1：10；三元乙丙橡胶分散液为三元乙丙橡胶和醋酸乙酯按照质量比1：5混合而成。

8.根据权利要求1所述的一种手机后盖用轻质耐磨材料，其特征在于，通过如下步骤制备：

按重量份将聚碳酸酯、三元乙丙橡胶复合物、聚乙烯和无机混合物；将称量好的原料加热至260-280℃并混合均匀，得到混合料，在150-170MPa压力下，注塑成型、冷却脱模，即可。