CN115558146A - 复合电子外壳基材及其制备方法和电子外观结构件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合电子外壳基材及其制备方法和电子外观结构件，该复合电子外壳基材包括支撑层，附着在位于所述支撑层的第一侧上第一硬化层，和附着在位于所述支撑层的第一侧上第二硬化层，其中第一硬化层与第二硬化层材质相同。该发明通过在支撑层两面印刷并固化得到相同材质的硬化层，降低了硬化层与支撑层由于力学性能和热膨胀系数不匹配造成的热压造成过程中的弯曲变形，同时该硬化层解决了支撑层的表面加硬、耐磨的功效满足电子外壳日常使用需求，进一步的通过有机硬化层流平功能，实现了硬化层表层的高光高亮效果，满足消费者对美的需求。通过玻纤基板的轻量性，从而实现电子外壳的减重目的，满足消费类电子的减重目的。

Description

复合电子外壳基材及其制备方法和电子外观结构件

技术领域

本发明涉及电子外观件领域，具体涉及复合电子外壳基材及其制备方法和电子外观结构件。

背景技术

随着手机等消费电子的迅猛发展，3C外壳（背板）等结构件取得了长足的进步。特别是在未来5G时代消费类电子外壳等结构设计时，传统金属由于其屏蔽效果，对天线设计带来巨大的挑战，而塑料其先天的低强度、不耐磨限制了其在大尺寸屏幕、超薄领域的应用，就现行市面上常见的高阶电子产品来说，其外壳材料通常是以金属或玻璃为主。此两种材料都具有高刚性且轻量化的特性，因此可通用于小尺寸产品（例如，智能型手机、导航装置等）、中尺寸产品（例如，笔记型计算机、平板计算机）以及大尺寸产品（例如，All-in-One计算机、液晶电视等）。然而，上述两种材料都属高单价材料，若应用于一般低阶电子产品的外壳材料，将使得成本无法降低。

因此，如何提出一种改良的低成本复合板材，却仍能具有高刚性与轻量化的特性，是目前业界亟欲投入研发资源解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供复合电子外壳基材，其特征在于：包括支撑层，附着在位于所述支撑层上的第一硬化层，和附着在位于所述支撑层上的第二硬化层，其中第一硬化层与第二硬化层材质相同。

优选的，0.7≤第一硬化层的厚度/第二硬化层的厚度≤1.3。

优选的，0.85≤第一硬化层的厚度/第二硬化层的厚度≤1.15。

优选的，第一硬化层与第二硬化层为热固性材料。

优选的，硬化层为环氧树脂硬化层、聚氨酯树脂硬化层或有机硅树脂硬化层中的一种。

优选的，支撑层为环氧玻纤板或聚氨酯树脂玻纤板中的一种或两种组合。

优选的，支撑层的厚度0.1mm~0.5mm。

优选的，硬化层的厚度为0.1mm~0.3mm。

另一目的是提供一种复合电子外壳基材的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

步骤a）：制备支撑层；

步骤b）：在位于所述支撑层的第一侧上涂覆第一硬化层涂料并烘干；

步骤c）：在位于所述支撑层的第二侧上涂覆第二硬化层涂料并烘干。

该发明还公开了一种电子外观结构件，该电子外观结构件使用复合电子外壳基材热压得到。

优选的，热压的温度为135℃~210℃，压力为350kgf/cm2~650kgf/cm2，时间为25s~600s。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种复合电子外壳基材及其制备方法和电子外观结构件，该复合电子外壳基材包括支撑层，附着在位于所述支撑层的第一侧上第一硬化层，和附着在位于所述支撑层的第一侧上第二硬化层，其中第一硬化层与第二硬化层材质相同。该发明通过在支撑层两面印刷并固化得到相同材质的硬化层，降低了硬化层与支撑层由于力学性能和热膨胀系数不匹配造成的热压造成过程中的弯曲变形，进一步的通过限制第一硬化层与第二硬化层的厚度差，进一步控制变形，提升表面平整度。同时该硬化层解决了玻纤基板支撑层的表面加硬、耐磨的功效满足电子外壳日常使用需求，进一步的通过有机硬化层流平功能，实现了有机硬化层表层的高光高亮效果，满足消费者对美的需求。通过玻纤基板的轻量性，从而实现电子外壳的减重目的，满足消费类电子的减重目的。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为复合电子外壳基材结构示意图。

图2为复合电子外壳制备方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

本实施例提供一种提供复合电子外壳基材，该包括支撑层，附着在位于所述支撑层的第一侧上第一硬化层，和附着在位于所述支撑层的第一侧上第二硬化层，其中第一硬化层与第二硬化层材质相同。该发明通过在支撑层两面印刷并固化得到相同材质的硬化层，降低了硬化层与支撑层由于力学性能和热膨胀系数不匹配造成的热压造成过程中的弯曲变形，本实施例中优选的0.7≤第一硬化层的厚度/第二硬化层的厚度≤1.3，本实施所述的第一硬化层的厚度即支撑层到自由表面的高度。进一步优选的0.85≤第一硬化层的厚度/第二硬化层的厚度≤1.15，通过进一步限制第一硬化层与第二硬化层的厚度差，进一步控制变形，提升表面平整度。在本实施例中第一硬化层与第二硬化层为热固性材料，在该实施例通过在玻纤基板的表面印刷并固化得到热固性硬化层，利用热固性硬化层的高硬度，从而解决玻纤基板表面加硬、耐磨的功效满足电子外壳日常使用需求，进一步的通过有机硬化层流平功能，实现了有机硬化层表层的高光高亮效果，满足消费者对美的需求。通过玻纤基板的轻量性，从而实现电子外壳的减重目的，满足消费类电子的减重目的。

在本实施例中优选的有机硬化层为环氧树脂硬化层、聚氨酯树脂硬化层或有机硅树脂硬化层中的一种。进一步的优选的，玻纤板基板为环氧玻纤板或聚氨酯树脂玻纤板中的一种。通过限定基板板材及有机硬化层，从而实现基板与有机硬化层的组合，满足电子外壳的力学性能性能。优选的，硬化层为环氧树脂硬化层、聚氨酯树脂硬化层或有机硅树脂硬化层中的一种。在本实例中支撑层的厚度0.1mm~0.5mm。进一步硬化层的厚度为0.1mm~0.3mm。

另一目的是提供一种复合电子外壳基材的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

步骤a）：制备支撑层；

步骤b）：在位于所述支撑层的第一侧上涂覆第一硬化层涂料并烘干；

步骤c）：在位于所述支撑层的第二侧上涂覆第二硬化层涂料并烘干。

该发明还公开了一种电子外观结构件，该电子外观结构件使用复合电子外壳基材在模具中热压得到。在本实施了中热压的温度为135℃~210℃，压力为350kgf/cm2~650kgf/cm2，时间为25s~600s。在本实施中，该制备方法中步骤a）优选的中的玻纤板基板为环氧玻纤板或聚氨酯树脂玻纤板中的一种。进一步优选的在印刷前通过打磨、清洗、碱洗、酸洗并进一步水洗等工序，实现玻纤板基板表面不平整，从而增加基板与加硬层的结合面积，提高结合强度。进一步优选的，步骤b）：有机硬化层涂料为环氧树脂涂料、聚氨酯树脂涂料或有机硅树脂涂料中的一种。进一步优选的，步骤b）中的有机硅树脂涂料为苯基三甲氧基硅烷与三甲氧基硅烷混合涂料。在该实施例中通过将苯基三甲氧基硅烷与三甲氧基硅烷复合使用，利用苯基与甲基与对羟基的吸引力不同，从而实现整个水解过程均速水解，得到表观性能更均一的有机硬化层，从而性能更优异。进一步优选的，步骤b）中的聚氨酯树脂涂料为端基含有不饱和键的聚氨酯丙烯酸树脂与环氧甲基丙烯酸树脂的混合物混合涂料。

以下是本发明的实施例：

下面对本发明作进一步详细描述，其中所用到原料和设备均为市售，没有特别要求。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。

实施例1

选用0.1mm的环氧玻纤板作为支撑基板层，将此环氧玻纤板切割成6寸手机外壳的大小。然后采用200号砂纸打磨环氧玻纤板3~5min后，采用去离子水水清洗后然后采用1mol/L的氢氧化钠溶液清洗，再使用1mol/L的盐酸溶液清洗后使用去离子水冲洗后烘干备用。

将225g官能度为6的端基含有不饱和键的聚氨酯丙烯酸树脂与75g环氧甲基烯酸树脂、5g微纳级氧化锆陶瓷粉体、含氟聚氨酯树脂50g，季戊四醇三丙烯酸酯200g，α-羟基烷基苯丙酮20g，乙酸乙酯180g和乙二醇乙醚醋酸酯100g，炭黑色浆40g，流平剂BYK333（德国毕克化学）10g加绒搅拌容器，高速搅拌300min，得到涂料。然后采用丝网印刷的方式印刷0.45mm厚度的涂料，为第一硬化层涂料，放入烘箱于45℃烘干3min。然后放入6寸外壳模具中，升温至210℃，设置压力为650kgf/cm2，热压25s后取出，得到该6寸手机外壳，经过测试该外壳的该外壳的硬度为5H、1um钢丝绒耐刮性能大于5000次，附着力达到5B性能，采用邮编卡尺测量第一硬化层厚度0.31mm，将6寸手机外壳放置在0级大理石平板上测试翘曲度（第一硬化层面（外壳面）紧贴大理石平面），翘度度27.1%（最高点与最低点的高度差与外壳高度的比值）。

实施例2

选用0.1mm的环氧玻纤板作为支撑基板层，将此环氧玻纤板切割成6寸手机外壳的大小。然后采用200号砂纸打磨环氧玻纤板3~5min后，采用去离子水水清洗后然后采用1mol/L的氢氧化钠溶液清洗，再使用1mol/L的盐酸溶液清洗后使用去离子水冲洗后烘干备用。

将225g官能度为6的端基含有不饱和键的聚氨酯丙烯酸树脂与75g环氧甲基烯酸树脂、5g微纳级氧化锆陶瓷粉体、含氟聚氨酯树脂50g，季戊四醇三丙烯酸酯200g，α-羟基烷基苯丙酮20g，乙酸乙酯180g和乙二醇乙醚醋酸酯100g，炭黑色浆40g，流平剂BYK333（德国毕克化学）10g加绒搅拌容器，高速搅拌300min，得到涂料。然后采用丝网印刷的方式在印刷0.45mm厚度的涂料，为第一硬化层涂料，放入烘箱于45℃烘干3min，然后采用丝网印刷的方式在另一面印刷0.15mm厚度的涂料，为第二硬化层涂料，再放入烘箱于45℃烘干3min。然后放入6寸外壳模具中，升温至210℃，设置压力为650kgf/cm2，热压25s后取出，得到该6寸手机外壳，经过测试该外壳的该外壳的硬度为5H、1um钢丝绒耐刮性能大于5000次，附着力达到5B性能，采用游标卡尺测量第一硬化层厚度0.30mm，第二硬化层厚度为0.09mm，将6寸手机外壳放置在0级大理石平板上测试翘曲度（第一硬化层面（外壳面）紧贴大理石平面），翘度度7.5%（高度差与外壳高度的比值）。

实施例3

选用0.5mm的环氧玻纤板作为支撑基板层，将此环氧玻纤板切割成6寸手机外壳的大小。然后采用200号砂纸打磨环氧玻纤板3~5min后，采用去离子水水清洗后然后采用1mol/L的氢氧化钠溶液清洗，再使用1mol/L的盐酸溶液清洗后使用去离子水冲洗后烘干备用。

将225g官能度为6的端基含有不饱和键的聚氨酯丙烯酸树脂与75g环氧甲基烯酸树脂、5g微纳级氧化锆陶瓷粉体、含氟聚氨酯树脂50g，季戊四醇三丙烯酸酯200g，α-羟基烷基苯丙酮20g，乙酸乙酯180g和乙二醇乙醚醋酸酯100g，炭黑色浆40g，流平剂BYK333（德国毕克化学）10g加绒搅拌容器，高速搅拌300min，得到涂料。然后采用丝网印刷的方式在印刷0.15mm厚度的涂料，为第一硬化层涂料，放入烘箱于45℃烘干3min，然后采用丝网印刷的方式在另一面印刷0.2mm厚度的涂料，为第二硬化层涂料，再放入烘箱于45℃烘干3min。然后放入6寸外壳模具中，升温至210℃，设置压力为650kgf/cm2，热压25s后取出，得到该6寸手机外壳，经过测试该外壳的该外壳的硬度为5H、1um钢丝绒耐刮性能大于5000次，附着力达到5B性能，采用游标卡尺测量第一硬化层厚度0.1mm，第二硬化层厚度为0.13mm，将6寸手机外壳放置在0级大理石平板上测试翘曲度（第一硬化层面（外壳面）紧贴大理石平面），翘度度2.2%（高度差与外壳高度的比值）。

实施例4

选用0.3mm的环氧玻纤板作为支撑基板层，将此环氧玻纤板切割成6寸手机外壳的大小。然后采用200号砂纸打磨环氧玻纤板3~5min后，采用去离子水水清洗后然后采用1mol/L的氢氧化钠溶液清洗，再使用1mol/L的盐酸溶液清洗后使用去离子水冲洗后烘干备用。

将225g官能度为6的端基含有不饱和键的聚氨酯丙烯酸树脂与75g环氧甲基烯酸树脂、5g微纳级氧化锆陶瓷粉体、含氟聚氨酯树脂50g，季戊四醇三丙烯酸酯200g，α-羟基烷基苯丙酮20g，乙酸乙酯180g和乙二醇乙醚醋酸酯100g，炭黑色浆40g，流平剂BYK333（德国毕克化学）10g加绒搅拌容器，高速搅拌300min，得到涂料。然后采用丝网印刷的方式在印刷0.30mm厚度的涂料，为第一硬化层涂料，放入烘箱于45℃烘干3min，然后采用丝网印刷的方式在另一面印刷0.25mm厚度的涂料，为第二硬化层涂料，再放入烘箱于45℃烘干3min。然后放入6寸外壳模具中，升温至210℃，设置压力为650kgf/cm2，热压25s后取出，得到该6寸手机外壳，经过测试该外壳的该外壳的硬度为5H、1um钢丝绒耐刮性能大于5000次，附着力达到5B性能，采用游标卡尺测量第一硬化层厚度0.198mm，第二硬化层厚度为0.165mm，将6寸手机外壳放置在0级大理石平板上测试翘曲度（第一硬化层面（外壳面）紧贴大理石平面），翘度度0.7%（高度差与外壳高度的比值）。

实施例5

选用0.3mm的聚氨酯玻纤板作为基板，将此玻纤板切割成6寸手机外壳的大小。然后采用200号砂纸打磨环氧玻纤板3~5min后，采用去离子水水清洗后然后采用1mol/L的氢氧化钠溶液清洗，再使用1mol/L的盐酸溶液清洗后使用去离子水冲洗后烘干备用。

将150g苯基三甲氧基硅烷与150g的三甲氧基硅烷、季戊四醇三丙烯酸酯200g，α-羟基烷基苯丙酮20g，乙酸乙酯180g和乙二醇乙醚醋酸酯100g、流平剂BYK333（德国毕克化学）10g、5g的尺寸为200nm的氧化硅粉体加入搅拌容器，高速搅拌300min，得到涂料。然后采用丝网印刷的方式在印刷0.30mm厚度的涂料，为第一硬化层涂料，放入烘箱于45℃烘干3min，然后采用丝网印刷的方式在另一面印刷0.30mm厚度的涂料，为第二硬化层涂料，再放入烘箱于45℃烘干3min。然后放入6寸外壳模具中，采用上下两层喷洒的方式表面喷洒一层去离子水。然后放入6寸笔记本外壳模具中，升温至135℃，设置压力为350kgf/cm2，热压600s后取出，经过修边处理，经过测试该外壳的该外壳的硬度为6H、1um钢丝绒耐刮性能大于9000次，附着力达到5B性能，采用游标卡尺测量第一硬化层厚度0.197mm，第二硬化层厚度为0.192mm，将6寸手机外壳放置在0级大理石平板上测试翘曲度（第一硬化层面（外壳面）紧贴大理石平面），翘度度0.06%（高度差与外壳高度的比值），在该实施例中通过将苯基三甲氧基硅烷与三甲氧基硅烷复合使用，利用苯基与甲基与对羟基的吸引力不同，从而实现整个水解过程均速水解，得到表观性能更均一的有机硬化层，从而性能更优异。

实施例6

选用0.3mm的环氧玻纤板作为支撑基板层，将此环氧玻纤板切割成6寸手机外壳的大小。然后采用200号砂纸打磨环氧玻纤板3~5min后，采用去离子水水清洗后然后采用1mol/L的氢氧化钠溶液清洗，再使用1mol/L的盐酸溶液清洗后使用去离子水冲洗后烘干备用。

将150g苯基三甲氧基硅烷与150g的三甲氧基硅烷、季戊四醇三丙烯酸酯200g，α-羟基烷基苯丙酮20g，乙酸乙酯180g和乙二醇乙醚醋酸酯100g、流平剂BYK333（德国毕克化学）10g、5g的尺寸为200nm的氧化硅粉体加入搅拌容器，高速搅拌300min，得到涂料。然后采用丝网印刷的方式在印刷0.30mm厚度的涂料，为第一硬化层涂料，放入烘箱于45℃烘干3min，然后采用丝网印刷的方式在另一面印刷0.30mm厚度的涂料，为第二硬化层涂料，再放入烘箱于45℃烘干3min。然后放入6寸外壳模具中，采用上下两层喷洒的方式表面喷洒一层去离子水。然后放入6寸收集外壳模具中，升温至175℃，设置压力为350kgf/cm2，热压200s后取出，经过修边处理，得到该6寸外壳，目视观察，表面无裂纹、无流文、凹坑等缺陷，经过测试该外壳的该外壳的硬度为7H、1um钢丝绒耐刮性能大于9000次，附着力达到5B性能，采用游标卡尺测量第一硬化层厚度0.197mm，第二硬化层厚度为0.203mm，将6寸手机外壳放置在0级大理石平板上测试翘曲度（第一硬化层面（外壳面）紧贴大理石平面），翘度度0.05%（高度差与外壳高度的比值），很好的满足实际使用需要，在该实施例中通过将苯基三甲氧基硅烷与三甲氧基硅烷复合使用，利用苯基与甲基与对羟基的吸引力不同，从而实现整个水解过程均速水解，得到表观性能更均一的有机硬化层，从而性能更优异。

以上描述仅为本申请的较佳实施情况以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.复合电子外壳基材，其特征在于：包括支撑层，附着在位于所述支撑层上的第一硬化层，和附着在位于所述支撑层的第二硬化层，其中第一硬化层与第二硬化层材质相同。

2.根据权利要求1所述的复合电子外壳基材，其特征在于：0.7≤第一硬化层的厚度/第二硬化层的厚度≤1.3。

3.根据权利要求1所述的复合电子外壳基材，其特征在于：0.85≤第一硬化层的厚度/第二硬化层的厚度≤1.15。

4.根据权利要求2所述的复合电子外壳基材，其特征在于：硬化层为环氧树脂硬化层、聚氨酯树脂硬化层或有机硅树脂硬化层中的一种。

5.根据权利要求1所述的复合电子外壳基材，其特征在于：支撑层为环氧玻纤板或聚氨酯树脂玻纤板中的一种或两种组合。

6.根据权利要求1所述的复合电子外壳基材，其特征在于：支撑层的厚度0.1mm~0.5mm。

7.根据权利要求1所述的复合电子外壳基材，其特征在于：硬化层的厚度为0.1mm~0.3mm。

8.复合电子外壳基材的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤a）：制备支撑层；

步骤b）：在位于所述支撑层的第一侧上涂覆第一硬化层涂料并烘干；

步骤c）：在位于所述支撑层的第二侧上涂覆第二硬化层涂料并烘干。

9.电子外观结构件，其特征在于使用权利要求1~7任一权利要求所述的复合电子外壳基材热压得到。

10.根据权利要求9所述的电子外观结构件，其特征在于：热压的温度为135℃~210℃，压力为350kgf/cm2~650kgf/cm2，时间为25s~600s。

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