CN115093596B - 一种高耐磨抗压手机外壳及其加工工艺 - Google Patents

一种高耐磨抗压手机外壳及其加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高耐磨抗压手机外壳及其加工工艺。所述加工工艺包括以下步骤：S1：准备材料；S2：将聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、功能添加剂、助剂混合均质化，得到混合料；将混合料经过挤出、注塑得到手机外壳初产品；S3：将手机外壳初产品表面涂覆SiO2‑ZrO2胶液，红外干燥、紫外光照、真空干燥；得到高耐磨抗压手机外壳。有益效果：方案中，以无机粉末和增韧剂为基础制备得到功能添加剂；其引入有效解决了无机粉体的分散性，增加了聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的相容性，从而增强了抗压性，同时协同表面的SiO2‑ZrO2层提高了手机外壳的耐磨性和散热性。

Description

一种高耐磨抗压手机外壳及其加工工艺
技术领域
本发明涉及手机外壳技术领域，具体为一种高耐磨抗压手机外壳及其加工工艺。
背景技术
手机外壳常用材料主要为聚碳酸酯塑料、金属材料、玻璃材质。现阶段，手机轻量化是手机行业追求的品质之一，相较于金属材料和玻璃材质，聚合物塑料在轻量化手机方面具有优势，同时，以聚碳酸酯塑料制备的手机外壳还具有成本低、可塑性强、易着色、信号强等优点。
聚碳酸酯是一种非线性高分子聚合物，是五大工程塑料中发展速度最快的工程塑料；但是其具有低密度的特点，存在刚性较弱、耐磨性差、抗裂性差、抗划痕性差的缺点，从而限制了其应用性能。因此，以其为主要原料制备手机外壳过程中，通常会加入其他高分子聚合物（如聚酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等）、填料增强力学性能，但是，其余材料加入聚碳酸酯中存在相容性和分散性问题，影响其综合性能和成品质量。
综上，解决上述问题，制备一种高耐磨抗压手机外壳具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高耐磨抗压手机外壳及其加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
较为优化地，一种高耐磨抗压手机外壳的加工工艺，包括以下步骤：
S1：准备材料；
S2：将聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、功能添加剂、助剂混合均质化，得到混合料；将混合料置于双螺杆挤出机中，设置温度为250~260℃，螺杆转速为120rpm，挤出造粒；将其在温度为265~285℃，注射压力为135~150Mpa下注塑到模具中，在80~110Mpa下保压，经过冷却脱模，得到手机外壳初产品；
S3：将手机外壳初产品表面涂覆SiO2-ZrO2胶液，红外干燥、紫外光照、真空干燥；得到高耐磨抗压手机外壳。
较为优化地，所述混合料中包括以下组分：按重量计，聚碳酸酯70~80份、聚对苯二甲酸乙二醇酯12~20份、功能添加剂30~36份、助剂1~3份；所述助剂包括抗氧化剂、润滑剂中一种或两种。
较为优化地，所述功能添加剂的原料包括质量比为（3~4）:（7~8）的增韧剂和无机粉体。
较为优化地，所述增韧剂由质量比为1:2由甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯和苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯复配得到。
较为优化地，所述功能添加剂的制备方法为：将无机粉体分散在甲苯中，惰性气体氛围下，加入巯基硅烷偶联剂，设置温度为38~42℃搅拌反应8~12小时，洗涤干燥，得到改性无机粉体；将其分散在甲苯中，依次加入增韧剂、光引发剂搅拌均匀，紫外照射15~20分钟，过滤干燥，得到功能添加剂。
较为优化地，所述巯基硅烷偶联剂的加入量是无机粉体的1.5倍；所述光引发剂的加入量是改性无机粉体和增韧剂总质量的10wt%；紫外光照过程中，搅拌速度为150~200rpm，波长为365nm，强度为5~6mW/cm2，时间为15~20分钟。
较为优化地，S3中，SiO2-ZrO2层的厚度为4~6μm；具体过程为：将手机外壳初产品置于醇酸混合液中，设置温度为50~60℃，浸渍40~60分钟；清洗后，喷涂SiO2-ZrO2胶液，在红外灯下干燥2~3小时后，置于紫外光下照射30~40分钟，在110~120℃下真空干燥12小时，得到高耐磨抗压手机外壳。
较为优化地，所述醇酸混合液是以水为溶剂，以5wt%乙醇、5wt%醋酸为溶质配置得到的；所述SiO2-ZrO2胶液的制备方法为：将四乙氧基硅烷分散在甲醇中，加入氨水调节pH=9.5，搅拌4小时，加入盐酸调节pH=8，静置12小时，加入巯基硅烷偶联剂混合均匀，静置12小时，得到溶胶，加入纳米氧化锆超声分散均匀，得到SiO2-ZrO2胶液。
较为优化地，一种高耐磨抗压手机外壳的加工工艺制备得到的高耐磨抗压手机外壳。
其中，所述抗氧化剂包括但不仅限于酚类抗氧化剂、亚磷酸酯类、胺类抗氧化剂；所述润滑剂包括但不仅限于石蜡、季戊四醇异硬脂酸酯类、硬脂酸钙；所述无机粉体包括但不仅限于纳米氧化硅、纳米氧化锆、纳米氧化钛、纳米氮化硼；所述光引发剂包括但不仅限于2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（1173）、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦（TPO）；所述巯基硅烷偶联剂包括但不仅限于巯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷。
本技术方案中，以无机粉末和增韧剂为基础制备得到功能添加剂；其引入有效解决了无机粉体的分散性，增加了聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯的相容性，从而增强了抗压性，同时协同表面的SiO2-ZrO2层提高了手机外壳的耐磨性和散热性。
（1）方案中引入了聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）中具有刚性苯环，其加入至聚碳酸酯后，可以有效提高密度，增强刚性、耐磨性。但是，PET是一种结晶性聚合物，而聚碳酸酯是一种非结晶聚合物，使得两种物质之间存在相容性问题，影响了抗冲击性和抗拉强度，同时使得刚性和耐磨性提高不多。
因此方案中一是聚对苯二甲酸乙二醇酯控制加入量，最大化提高性能；二是引入功能添加剂提高两种物质间的相容性。
（2）方案中，为了促进无机粉末在聚碳酸酯中的分散性，使用增韧剂对其进行改性，具体过程为，先将无机粉末使用硅烷偶联剂进行巯基化改性，然后通过光点击反应，将其与增韧剂反应接枝，得到功能性添加剂；利用增韧性的分散性，促进无机粉体在聚碳酸酯基体中的流动性，增强无机粉体分散性；从而提高抗压性，防止聚集应力集中，降低抗冲击性。
同时，方案中增韧剂是由甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯和苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯复配得到的，相较于单一使用甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯一种，使用苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯与其复配，由于环氧基团可以与聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的羟基反应生成酯，有效增强了反应相容性，因此，复配的增韧剂有效增加了两种物质间的相容性，增强了力学性能。
（3）方案中，在氧化硅溶胶中加入了氧化锆纳米粒子，使得形成SiO2-ZrO2胶液，将其涂敷在表面，固化结合，形成耐磨层，有效增强了耐磨和耐划痕性。同时其表面与内部的无机粉末，形成了热能传输网，有效促进散热性。此外，方案中，通过先红外（红外更强，有助于，粘结界面水分的挥发）后、再紫外固化、最后真空的干燥方式，有效提高了SiO2-ZrO2的粘附性，增强了耐磨性。
具体实施方式
下面将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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下实施例中，
物质 CAS号 来源
聚碳酸酯 25037-45-0 芯硅谷
聚对苯二甲酸乙二醇酯 25038-59-9 阿拉丁
巯丙基甲基二甲氧基硅烷 31001-77-1 阿拉丁
甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯 25053-09-2 盖德化工
苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯 - 佳易容
2,4-二甲基-6-苯乙烯苯酚 - 科沃德化工
2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮 7473-98-5 阿拉丁
四乙氧基硅烷 78-10-4 阿拉丁
季戊四醇异硬脂酸酯 115-83-3 阿拉丁
巯丙基甲基二甲氧基硅烷 999-97-3 阿拉丁
纳米氮化硼 10043-11-5 阿拉丁
纳米碳酸钙 471-34-1 麦克林
实施例1：
S1：准备材料：
（1）将4g甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯和8g苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯混合得到增韧剂，备用；将24g无机粉体（质量比为1:2的纳米氮化硼和纳米碳酸钙）分散在甲苯中，惰性气体氛围下，加入35g巯丙基甲基二甲氧基硅烷，设置温度为40℃搅拌反应12小时，洗涤干燥，得到改性无机粉体；将其分散在甲苯中，依次加入10g增韧剂、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（加入量占增韧剂和无机粉体总质量的10wt%）搅拌均匀，在搅拌速度为150rpm下，使用波长为365nm、强度为6mW/cm2的紫外光照射20分钟，过滤干燥，得到功能添加剂。
（2）将5wt%乙醇、5wt%醋酸分散在去离子水中，得到醇酸溶液。
（3）将5g四乙氧基硅烷分散在50mL甲醇中，加入0.5mol/L的氨水调节pH=9.5，搅拌4小时，加入0.5mol/L的盐酸调节pH=8，静置12小时，加入2g巯丙基甲基二甲氧基硅烷混合均匀，静置12小时，得到溶胶，加入3g纳米氧化锆超声分散均匀，得到SiO2-ZrO2胶液。
S2：将75g聚碳酸酯、18g聚对苯二甲酸乙二醇酯、34g功能添加剂、2g2,4-二甲基-6-苯乙烯苯酚、1g季戊四醇异硬脂酸酯混合均质化，得到混合料；将混合料置于双螺杆挤出机中，设置温度为255℃，螺杆转速为120rpm，挤出造粒；将其在温度为270℃，注射压力为140Mpa下注塑到模具中，在100Mpa下保压，经过冷却脱模，得到手机外壳初产品；
S3：将手机外壳初产品置于醇酸混合液中，设置温度为55℃，浸渍50分钟；清洗后，表面喷涂SiO2-ZrO2胶液，在红外灯下干燥3小时后，置于波长为365nm、强度为8mW/cm2的紫外光照射30分钟，在120℃下真空干燥12小时，得到高耐磨抗压手机外壳。
实施例2：
S1：准备材料：
（1）将4g甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯和8g苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯混合得到增韧剂，备用；将21g无机粉体（质量比为1:2的纳米氮化硼和纳米碳酸钙）分散在甲苯中，惰性气体氛围下，加入31.5g巯丙基甲基二甲氧基硅烷，设置温度为38℃搅拌反应8小时，洗涤干燥，得到改性无机粉体；将其分散在甲苯中，依次加入9g增韧剂、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（加入量占增韧剂和无机粉体总质量的10wt%）搅拌均匀，在搅拌速度为150rpm下，使用波长为365nm、强度为5mW/cm2的紫外光照射20分钟，过滤干燥，得到功能添加剂。
（2）将5wt%乙醇、5wt%醋酸分散在去离子水中，得到醇酸溶液。
（3）将5g四乙氧基硅烷分散在50mL甲醇中，加入0.5mol/L的氨水调节pH=9.5，搅拌4小时，加入0.5mol/L的盐酸调节pH=8，静置12小时，加入2g巯丙基甲基二甲氧基硅烷混合均匀，静置12小时，得到溶胶，加入3g纳米氧化锆超声分散均匀，得到SiO2-ZrO2胶液。
S2：将70g聚碳酸酯、12g聚对苯二甲酸乙二醇酯、30g功能添加剂、2g2,4-二甲基-6-苯乙烯苯酚、1g季戊四醇异硬脂酸酯混合均质化，得到混合料；将混合料置于双螺杆挤出机中，设置温度为250℃，螺杆转速为120rpm，挤出造粒；将其在温度为265℃，注射压力为135Mpa下注塑到模具中，在80Mpa下保压，经过冷却脱模，得到手机外壳初产品；
S3：将手机外壳初产品置于醇酸混合液中，设置温度为50℃，浸渍60分钟；清洗后，表面喷涂SiO2-ZrO2胶液，在红外灯下干燥2小时后，置于波长为365nm、强度为10mW/cm2的紫外光照射40分钟，在110℃下真空干燥12小时，得到高耐磨抗压手机外壳。
实施例3：
S1：准备材料：
（1）将4g甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯和8g苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯混合得到增韧剂，备用；将24g无机粉体（质量比为1:2的纳米氮化硼和纳米碳酸钙）分散在甲苯中，惰性气体氛围下，加入36g巯丙基甲基二甲氧基硅烷，设置温度为42℃搅拌反应12小时，洗涤干燥，得到改性无机粉体；将其分散在甲苯中，依次加入12g增韧剂、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（加入量占增韧剂和无机粉体总质量的10wt%）搅拌均匀，在搅拌速度为200rpm下，使用波长为365nm、强度为6mW/cm2的紫外光照射15分钟，过滤干燥，得到功能添加剂。
（2）将5wt%乙醇、5wt%醋酸分散在去离子水中，得到醇酸溶液。
（3）将5g四乙氧基硅烷分散在50mL甲醇中，加入0.5mol/L的氨水调节pH=9.5，搅拌4小时，加入0.5mol/L的盐酸调节pH=8，静置12小时，加入2g巯丙基甲基二甲氧基硅烷混合均匀，静置12小时，得到溶胶，加入3g纳米氧化锆超声分散均匀，得到SiO2-ZrO2胶液。
S2：将80g聚碳酸酯、20g聚对苯二甲酸乙二醇酯、36g功能添加剂、2g2,4-二甲基-6-苯乙烯苯酚、1g季戊四醇异硬脂酸酯混合均质化，得到混合料；将混合料置于双螺杆挤出机中，设置温度为260℃，螺杆转速为120rpm，挤出造粒；将其在温度为285℃，注射压力为150Mpa下注塑到模具中，在110Mpa下保压，经过冷却脱模，得到手机外壳初产品；
S3：将手机外壳初产品置于醇酸混合液中，设置温度为60℃，浸渍40分钟；清洗后，表面喷涂SiO2-ZrO2胶液，在红外灯下干燥3小时后，置于波长为365nm、强度为6mW/cm2的紫外光照射30分钟，在120℃下真空干燥12小时，得到高耐磨抗压手机外壳。
对比例1：
S1：准备材料：
（1）将4g甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯和8g苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯混合得到增韧剂，备用；将24g无机粉体（质量比为1:2的纳米氮化硼和纳米碳酸钙）分散在甲苯中，惰性气体氛围下，加入35g巯丙基甲基二甲氧基硅烷，设置温度为40℃搅拌反应12小时，洗涤干燥，得到改性无机粉体；将其分散在甲苯中，依次加入10g增韧剂、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（加入量占增韧剂和无机粉体总质量的10wt%）搅拌均匀，在搅拌速度为150rpm下，使用波长为365nm、强度为6mW/cm2的紫外光照射20分钟，过滤干燥，得到功能添加剂。
（2）将5wt%乙醇、5wt%醋酸分散在去离子水中，得到醇酸溶液。
（3）将5g四乙氧基硅烷分散在50mL甲醇中，加入0.5mol/L的氨水调节pH=9.5，搅拌4小时，加入0.5mol/L的盐酸调节pH=8，静置12小时，加入2g巯丙基甲基二甲氧基硅烷混合均匀，静置12小时，得到溶胶，加入3g纳米氧化锆超声分散均匀，得到SiO2-ZrO2胶液。
S2：将65g聚碳酸酯、28g聚对苯二甲酸乙二醇酯、34g功能添加剂、2g2,4-二甲基-6-苯乙烯苯酚、1g季戊四醇异硬脂酸酯混合均质化，得到混合料；将混合料置于双螺杆挤出机中，设置温度为255℃，螺杆转速为120rpm，挤出造粒；将其在温度为270℃，注射压力为140Mpa下注塑到模具中，在100Mpa下保压，经过冷却脱模，得到手机外壳初产品；
S3：将手机外壳初产品置于醇酸混合液中，设置温度为55℃，浸渍50分钟；清洗后，表面喷涂SiO2-ZrO2胶液，在红外灯下干燥3小时后，置于波长为365nm、强度为8mW/cm2的紫外光照射30分钟，在120℃下真空干燥12小时，得到高耐磨抗压手机外壳。
对比例2：
S1：准备材料：
（1）将4g甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯和8g苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯混合得到增韧剂，备用；
（2）将5wt%乙醇、5wt%醋酸分散在去离子水中，得到醇酸溶液。
（3）将5g四乙氧基硅烷分散在50mL甲醇中，加入0.5mol/L的氨水调节pH=9.5，搅拌4小时，加入0.5mol/L的盐酸调节pH=8，静置12小时，加入2g巯丙基甲基二甲氧基硅烷混合均匀，静置12小时，得到溶胶，加入3g纳米氧化锆超声分散均匀，得到SiO2-ZrO2胶液。
S2：将75g聚碳酸酯、18g聚对苯二甲酸乙二醇酯、24g无机粉体（质量比为1:2的纳米氮化硼和纳米碳酸钙）、10g增韧剂、2g2,4-二甲基-6-苯乙烯苯酚、1g季戊四醇异硬脂酸酯混合均质化，得到混合料；将混合料置于双螺杆挤出机中，设置温度为255℃，螺杆转速为120rpm，挤出造粒；将其在温度为270℃，注射压力为140Mpa下注塑到模具中，在100Mpa下保压，经过冷却脱模，得到手机外壳初产品；
S3：将手机外壳初产品置于醇酸混合液中，设置温度为55℃，浸渍50分钟；清洗后，表面喷涂SiO2-ZrO2胶液，在红外灯下干燥3小时后，置于波长为365nm、强度为8mW/cm2的紫外光照射30分钟，在120℃下真空干燥12小时，得到高耐磨抗压手机外壳。
对比例3：
S1：准备材料：
（1）将24g无机粉体（质量比为1:2的纳米氮化硼和纳米碳酸钙）分散在甲苯中，惰性气体氛围下，加入35g巯丙基甲基二甲氧基硅烷，设置温度为40℃搅拌反应12小时，洗涤干燥，得到改性无机粉体；将其分散在甲苯中，依次加入10g甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（加入量占增韧剂和无机粉体总质量的10wt%）搅拌均匀，在搅拌速度为150rpm下，使用波长为365nm、强度为6mW/cm2的紫外光照射20分钟，过滤干燥，得到功能添加剂。
（2）将5wt%乙醇、5wt%醋酸分散在去离子水中，得到醇酸溶液。
（3）将5g四乙氧基硅烷分散在50mL甲醇中，加入0.5mol/L的氨水调节pH=9.5，搅拌4小时，加入0.5mol/L的盐酸调节pH=8，静置12小时，加入2g巯丙基甲基二甲氧基硅烷混合均匀，静置12小时，得到溶胶，加入3g纳米氧化锆超声分散均匀，得到SiO2-ZrO2胶液。
S2：将75g聚碳酸酯、18g聚对苯二甲酸乙二醇酯、34g功能添加剂、2g2,4-二甲基-6-苯乙烯苯酚、1g季戊四醇异硬脂酸酯混合均质化，得到混合料；将混合料置于双螺杆挤出机中，设置温度为255℃，螺杆转速为120rpm，挤出造粒；将其在温度为270℃，注射压力为140Mpa下注塑到模具中，在100Mpa下保压，经过冷却脱模，得到手机外壳初产品；
S3：将手机外壳初产品置于醇酸混合液中，设置温度为55℃，浸渍50分钟；清洗后，表面喷涂SiO2-ZrO2胶液，在红外灯下干燥3小时后，置于波长为365nm、强度为8mW/cm2的紫外光照射30分钟，在120℃下真空干燥12小时，得到高耐磨抗压手机外壳。
对比例4：
S1：准备材料：
（1）将8g甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯和4g苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯混合得到增韧剂，备用；将24g无机粉体（质量比为1:2的纳米氮化硼和纳米碳酸钙）分散在甲苯中，惰性气体氛围下，加入35g巯丙基甲基二甲氧基硅烷，设置温度为40℃搅拌反应12小时，洗涤干燥，得到改性无机粉体；将其分散在甲苯中，依次加入10g增韧剂、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（加入量占增韧剂和无机粉体总质量的10wt%）搅拌均匀，在搅拌速度为150rpm下，使用波长为365nm、强度为6mW/cm2的紫外光照射20分钟，过滤干燥，得到功能添加剂。
（2）将5wt%乙醇、5wt%醋酸分散在去离子水中，得到醇酸溶液。
（3）将5g四乙氧基硅烷分散在50mL甲醇中，加入0.5mol/L的氨水调节pH=9.5，搅拌4小时，加入0.5mol/L的盐酸调节pH=8，静置12小时，加入2g巯丙基甲基二甲氧基硅烷混合均匀，静置12小时，得到溶胶，加入3g纳米氧化锆超声分散均匀，得到SiO2-ZrO2胶液。
S2：将75g聚碳酸酯、18g聚对苯二甲酸乙二醇酯、34g功能添加剂、2g2,4-二甲基-6-苯乙烯苯酚、1g季戊四醇异硬脂酸酯混合均质化，得到混合料；将混合料置于双螺杆挤出机中，设置温度为255℃，螺杆转速为120rpm，挤出造粒；将其在温度为270℃，注射压力为140Mpa下注塑到模具中，在100Mpa下保压，经过冷却脱模，得到手机外壳初产品；
S3：将手机外壳初产品置于醇酸混合液中，设置温度为55℃，浸渍50分钟；清洗后，表面喷涂SiO2-ZrO2胶液，在红外灯下干燥3小时后，置于波长为365nm、强度为8mW/cm2的紫外光照射30分钟，在120℃下真空干燥12小时，得到高耐磨抗压手机外壳。
对比例5：
S1：准备材料：
（1）将4g甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯和8g苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯混合得到增韧剂，备用；将24g无机粉体（质量比为1:2的纳米氮化硼和纳米碳酸钙）分散在甲苯中，惰性气体氛围下，加入35g巯丙基甲基二甲氧基硅烷，设置温度为40℃搅拌反应12小时，洗涤干燥，得到改性无机粉体；将其分散在甲苯中，依次加入10g增韧剂、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（加入量占增韧剂和无机粉体总质量的10wt%）搅拌均匀，在搅拌速度为150rpm下，使用波长为365nm、强度为6mW/cm2的紫外光照射20分钟，过滤干燥，得到功能添加剂。
（2）将5wt%乙醇、5wt%醋酸分散在去离子水中，得到醇酸溶液。
（3）将5g四乙氧基硅烷分散在50mL甲醇中，加入0.5mol/L的氨水调节pH=9.5，搅拌4小时，加入0.5mol/L的盐酸调节pH=8，静置12小时，加入2g巯丙基甲基二甲氧基硅烷混合均匀，静置12小时，得到溶胶；
S2：将75g聚碳酸酯、18g聚对苯二甲酸乙二醇酯、34g功能添加剂、2g2,4-二甲基-6-苯乙烯苯酚、1g季戊四醇异硬脂酸酯混合均质化，得到混合料；将混合料置于双螺杆挤出机中，设置温度为255℃，螺杆转速为120rpm，挤出造粒；将其在温度为270℃，注射压力为140Mpa下注塑到模具中，在100Mpa下保压，经过冷却脱模，得到手机外壳初产品；
S3：将手机外壳初产品置于醇酸混合液中，设置温度为55℃，浸渍50分钟；清洗后，表面喷涂溶胶，在红外灯下干燥3小时后，置于波长为365nm、强度为8mW/cm2的紫外光照射30分钟，在120℃下真空干燥12小时，得到高耐磨抗压手机外壳。
对比例6：
S1：准备材料：
（1）将4g甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯和8g苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯混合得到增韧剂，备用；将24g无机粉体（质量比为1:2的纳米氮化硼和纳米碳酸钙）分散在甲苯中，惰性气体氛围下，加入35g巯丙基甲基二甲氧基硅烷，设置温度为40℃搅拌反应12小时，洗涤干燥，得到改性无机粉体；将其分散在甲苯中，依次加入10g增韧剂、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮（加入量占增韧剂和无机粉体总质量的10wt%）搅拌均匀，在搅拌速度为150rpm下，使用波长为365nm、强度为6mW/cm2的紫外光照射20分钟，过滤干燥，得到功能添加剂。
（2）将5wt%乙醇、5wt%醋酸分散在去离子水中，得到醇酸溶液。
（3）将5g四乙氧基硅烷分散在50mL甲醇中，加入0.5mol/L的氨水调节pH=9.5，搅拌4小时，加入0.5mol/L的盐酸调节pH=8，静置12小时，加入2g巯丙基甲基二甲氧基硅烷混合均匀，静置12小时，得到溶胶，加入3g纳米氧化锆超声分散均匀，得到SiO2-ZrO2胶液。
S2：将75g聚碳酸酯、18g聚对苯二甲酸乙二醇酯、34g功能添加剂、2g2,4-二甲基-6-苯乙烯苯酚、1g季戊四醇异硬脂酸酯混合均质化，得到混合料；将混合料置于双螺杆挤出机中，设置温度为255℃，螺杆转速为120rpm，挤出造粒；将其在温度为270℃，注射压力为140Mpa下注塑到模具中，在100Mpa下保压，经过冷却脱模，得到手机外壳初产品；
S3：将手机外壳初产品置于醇酸混合液中，设置温度为55℃，浸渍50分钟；清洗后，表面喷涂SiO2-ZrO2胶液，在120℃下真空干燥12小时，得到高耐磨抗压手机外壳。
实验：将实施例和对比例中制备的手机外壳进行性能检测，检测手机外壳初产品的拉伸强度、表面硬度；检测高耐磨抗压手机外壳的表面磨损率和缺口冲击强度，所得结果如下表所示：
实施例 拉伸强度（Mpa） 表面硬度 磨损率（mm/N.m） 缺口冲击强度（kj/m<sup>2</sup>）
实施例1 78 196HRC 0.35×10<sup>-3</sup> 98
实施例2 75 192HRC 0.36×10<sup>-3</sup> 96
实施例3 75 193HRC 0.35×10<sup>-3</sup> 95
对比例1 66 165HRC 0.39×10<sup>-3</sup> 80
对比例2 72 180HRC 0.36×10<sup>-3</sup> 88
对比例3 69 173HRC 0.37×10<sup>-3</sup> 84
对比例4 74 184HRC 0.36×10<sup>-3</sup> 90
对比例5 78 195HRC 0.58×10<sup>-3</sup> 94
对比例6 77 196HRC 0.46×10<sup>-3</sup> 95
结论：由上述表格可知：所制备的高耐磨抗压手机外壳具有优异的力学性能和耐磨性；将实施例1和对比例1~6进行比较可以发现：对比例1中由于PET含量的增加，两相存在更宽的界面过渡面积，使得相容性下降，使得性能下降；对比例2中为进行巯基化处理，使得分散性下降，同时降低了界面相容性，使得性能下降；对比例3中使用单一的增韧剂，使得性能有明显的下降；对比例4中，复配型增韧剂中两种物质比例调换，使得性能有小幅下降；对比例5中，由于未加入二氧化锆，使得表面耐磨性下降；对比例6中，由于未使用红外干燥和紫外光照，使得表面结构的交联密度下降，降低了表面耐磨性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高耐磨抗压手机外壳的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：准备材料；
S2：将聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、功能添加剂、助剂混合均质化，得到混合料；将混合料经过挤出、注塑得到手机外壳初产品；
S3：将手机外壳初产品表面涂覆SiO2-ZrO2胶液，红外干燥、紫外光照、真空干燥；得到高耐磨抗压手机外壳；
所述功能添加剂的原料包括质量比为（3~4）:（7~8）的增韧剂和无机粉体；
所述增韧剂由质量比为1:2由甲基丙烯酸酯-苯乙烯-丁二烯和苯乙烯-丙烯腈-甲基丙烯酸缩水甘油酯复配得到；
所述功能添加剂的制备方法为：将无机粉体分散在甲苯中，惰性气体氛围下，加入巯基硅烷偶联剂，设置温度为38~42℃搅拌反应8~12小时，洗涤干燥，得到改性无机粉体；将其分散在甲苯中，依次加入增韧剂、光引发剂搅拌均匀，紫外照射15~20分钟，过滤干燥，得到功能添加剂。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨抗压手机外壳的加工工艺，其特征在于：所述混合料中包括以下组分：按重量计，聚碳酸酯70~80份、聚对苯二甲酸乙二醇酯12~20份、功能添加剂30~36份、助剂1~3份；所述助剂包括抗氧化剂、润滑剂中一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种高耐磨抗压手机外壳的加工工艺，其特征在于：所述巯基硅烷偶联剂的加入量是无机粉体的1.5倍；所述光引发剂的加入量是改性无机粉体和增韧剂总质量的10wt%；紫外光照过程中，搅拌速度为150~200rpm，波长为365nm，强度为5~6mW/cm2，时间为15~20分钟。
4.根据权利要求1所述的一种高耐磨抗压手机外壳的加工工艺，其特征在于：S3中，SiO2-ZrO2层的厚度为4~6μm；具体过程为：将手机外壳初产品置于醇酸混合液中，设置温度为50~60℃，浸渍40~60分钟；清洗后，喷涂SiO2-ZrO2胶液，在红外灯下干燥2~3小时后，置于紫外光下照射30~40分钟，在110~120℃下真空干燥12小时，得到高耐磨抗压手机外壳。
5.根据权利要求4所述的一种高耐磨抗压手机外壳的加工工艺，其特征在于：所述醇酸混合液是以水为溶剂，以5wt%乙醇、5wt%醋酸为溶质配置得到的；所述SiO2-ZrO2胶液的制备方法为：将四乙氧基硅烷分散在甲醇中，加入氨水调节pH=9.5，搅拌4小时，加入盐酸调节pH=8，静置12小时，加入巯基硅烷偶联剂混合均匀，静置12小时，得到溶胶，加入纳米氧化锆超声分散均匀，得到SiO2-ZrO2胶液。
6.根据权利要求1~5任一项所述的一种高耐磨抗压手机外壳的加工工艺制备得到的高耐磨抗压手机外壳。
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