TW201341196A - 手機殼體及其製備方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種手機殼體及其製備方法，其中手機殼體包括塑膠件及與塑膠件結合的金屬殼本體；金屬殼本體與塑膠件結合的面表面含有氧化膜層，氧化膜層與塑膠件相對的面表面上含有腐蝕孔，腐蝕孔的孔徑為200nm~2000nm，氧化膜層內含有奈米微孔，奈米微孔的孔徑為10nm~100nm，形成所述塑膠件的樹脂組合物填充於奈米微孔和腐蝕孔中。製備的手機殼體耐磨、防摔、抗腐蝕。

Description

手機殼體及其製備方法

本發明涉及一種手機殼體及其製備方法，更具體來說，尤其涉及一種鋁合金與熱塑性樹脂一體化而形成的手機殼體及其製備方法。

隨著消費水準的提高，消費者對電子產品的要求不僅注重其品質，對其外觀表面的質感及觸感也越來越關注，具有特殊質感的電子產品在市場上非常具有競爭力。金屬外殼能帶來無以倫比的視覺衝擊感，同時具有手感細膩、耐磨、防摔、抗腐蝕等優點，一直以來倍受消費者推崇，代表高端電子產品的發展方向。

手機中天線有外置天線和內置天線兩種，但由於外置天線凸出手機殼體之外，增加了手機的整體體積。凸出殼體之外的天線柱體容易因碰撞、跌落等意外情況而發生彎曲或折斷。在很多使用者看來，這還是影響手機外觀美感的一個重要原因。現在消費者越來越崇尚手機天線的內置，將天線置於手機內部。這種內置天線可以在一定程度上克服外置天線的上述不足。但當採用全金屬作為手機殼體時，由於金屬對訊號有遮罩作用，影響了天線的功能，因此一般在手機殼體上設置部分塑膠件，在塑膠件處安裝天線，利用電磁場對塑膠有穿透性，滿足手機的訊號傳輸要求。

現有這種塑膠件與手機殼體的金屬的結合一般採用黏合劑在常溫或加熱下將金屬與塑膠一體化的結合，但按照這些方法得到的手機殼體，金屬與塑膠件之間結合力較差，不耐磨、防摔，且膠黏劑耐酸耐鹼性能差，手機殼體無法進行後續的陽極氧化等表面處理。因而，一直以來，人們一直在研究是否有更合理的將塑膠件與金屬手機殼體一體化的方法。

本發明為了解決現有技術中的手機殼體中金屬與塑膠件的結合力弱，不耐磨、防摔、抗腐蝕等技術問題。提供一種金屬與塑膠件的結合力強，耐磨、防摔、抗腐蝕的手機殼體及其製備方法。

本發明的第一個目的是提供一種手機殼體，包括塑膠件及與塑膠件結合的金屬殼本體，其中，金屬殼本體與塑膠件結合的面表面含有氧化膜層，氧化膜層與塑膠件相對的面表層上含有腐蝕孔，腐蝕孔的孔徑為200nm~2000nm，氧化膜層的內層含有奈米微孔，奈米微孔的孔徑為10nm~100nm，形成塑膠件的樹脂組合物填充於奈米微孔和腐蝕孔中。

本發明的第二個目的是提供上述手機殼體的製備方法，包含以下步驟：

S1，將經過前處理的需要結合塑膠件的金屬殼本體部分表面通過陽極氧化得到表面含有具有孔徑10nm~100nm奈米微孔的氧化膜層的金屬殼本體。

S2，將步驟S1所得含有具有孔徑10nm~100nm奈米微孔的氧化膜層的金屬殼本體部分表面與蝕刻液接觸在氧化膜層外表層形成孔徑為200nm~2000nm的腐蝕孔得到經過表面處理的金屬殼本體。

S3，將經過表面處理的金屬殼本體置於模具中，然後將樹脂組合物注入模具中與經過表面處理的金屬殼本體相結合，成型後得到手機殼體。

本發明發現通過本發明的技術能在需要結合塑膠件的金屬殼本體部分表面形成獨特的雙層立體孔洞結構，需要結合塑膠件的金屬殼本體部分表面形成氧化鋁膜層，其本身具有性能優異的10nm~100nm的奈米微孔，孔的結構獨特，與塑膠件本身具有很好的結合性，同時在氧化鋁膜層的外表面即與塑膠件結合的表面含有200nm~2000nm孔徑比奈米微孔大的腐蝕孔，通過表面再次造孔，不僅形成的孔結構獨特，提高塑膠件和金屬殼本體的結合力，提高手機殼體的耐磨、防摔性能，而且注塑的樹脂可通過外表面的大孔結構，更好的滲透到內層的小孔中，成型更容易，強度更高，無需外部基團，提高了手機殼體的抗腐蝕性，且對金屬殼本體尺寸影響小，放熱小，對金屬殼本體外觀基本無影響。同時樹脂直接注塑進入微米級的表面大孔中，較容易，對合成樹脂也沒有特別要求，適用範圍更廣，且對環境無污染，更適合大規模生產。

1．．．鋁合金殼本體

11．．．狹縫

2．．．塑膠殼體

21．．．塑膠殼體之加強肋

22．．．第一結合面

3．．．塑膠貼片

4．．．安裝支架

41．．．螺紋孔

42．．．支桿

43．．．卡扣

44．．．邊框

5．．．塑膠底片

51．．．加強肋

52．．．塑膠底片之第二結合面

第1圖係為本發明實施例製備的氧化膜層中存在的雙層立體孔結構示意圖；
第2圖係為本發明實施例1經過表面處理1的鋁合金片表面的掃描電子顯微鏡圖；
第3 a、3b圖係為本發明實施例1經過表面處理2的鋁合金片表面的掃描電子顯微鏡圖；
第4圖係為本發明的手機殼體的金屬殼本體的結構示意圖；
第5圖係為本發明的手機殼體的塑膠件的結構示意圖；以及
第6圖係為本發明的手機殼體的結構示意圖。

為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

本發明提供了一種手機殼體，包括塑膠件及與塑膠件結合的金屬殼本體，其中，金屬殼本體與塑膠件結合的面表面含有氧化膜層，氧化膜層與塑膠件相對的面表層上含有腐蝕孔，腐蝕孔的孔徑為200nm~2000nm，氧化膜層的內層含有奈米微孔，奈米微孔的孔徑為10nm~100nm，形成塑膠件的樹脂組合物填充於奈米微孔和腐蝕孔中。金屬殼本體與塑膠件的結合力強，手機殼體耐磨、防摔、抗腐蝕。

進一步奈米微孔的孔徑較佳為20nm~80nm，更進一步為20nm~60nm；腐蝕孔的孔徑較佳為200nm~1000nm，更進一步較佳為400nm~1000nm。以進一步優化雙層孔的結構，更有利於注塑時樹脂的直接注入和金屬殼本體與塑膠件的結合。

腐蝕孔的深度較佳為0.5μm~9.5μm，進一步較佳為0.5μm~5μm，以進一步優化腐蝕孔的結構，使注塑樹脂更有利於滲透。

較佳腐蝕孔與奈米微孔連通，進一步較佳為雙層立體孔洞結構，有利於進一步提供樹脂的滲透性，提高塑膠件和金屬殼本體的結合力，且更有利於成型。

氧化膜層的厚度較佳為1μm~10μm，進一步較佳為1μm~5μm。氧化膜層與金屬殼本體也能具有更高的結合力，同時也能優化腐蝕複雜孔洞結構的空間，便於造出結構更優的腐蝕孔。

較佳地，奈米微孔的深度為0.5μm~9.5μm，進一步較佳為0.5μm~5μm，優化奈米微孔的結構，提高熔融的樹脂對奈米微孔的填充度，能保證一般的注塑程序中熔融的樹脂能滲透滿此深度的奈米微孔，不僅不降低樹脂與氧化膜層的結合面積，且奈米微孔中也不存在間隙等，進一步提高塑膠件與金屬殼本體的結合力。

其中，塑膠件可以包括塑膠殼體，塑膠殼體與金屬殼本體形狀相似，形成空間可以放置手機的零部件，塑膠殼體位於金屬殼本體的端部，可以是一端也可以是兩端，本發明根據實際情況進行設計，與金屬殼本體在一直線上接合，即形成一整個殼體形狀，塑膠殼體的端面與金屬殼本體的端面接觸結合，其中，金屬殼本體與塑膠殼體的端面接觸結合的端面表面含有氧化膜層，形成塑膠殼體的樹脂組合物填充於氧化膜層的奈米微孔和腐蝕孔中從而實現塑膠殼體與金屬殼本體的結合。塑膠殼體與金屬殼本體接觸結合的面即金屬殼本體的端面，面寬一般為0.5mm~2mm，面較窄，需要較強的結合力。較佳地，塑膠殼體沿金屬殼本體內表面延伸出加強肋，加強肋與金屬殼本體的內表面進行表面結合，金屬殼本體與加強肋表面結合的部分內表面含有氧化膜層，形成加強肋的樹脂組合物填充於氧化膜層的奈米微孔和腐蝕孔中，從而加強塑膠殼體與金屬殼本體的結合力，增強抗摔性。塑膠殼體一般較佳用於安裝通話主天線裝配顯示器。

塑膠件可以包括塑膠貼片，塑膠貼片的形狀和大小本發明沒有限制，例如可以作為天線的支架，本發明為節約手機內部空間，可以為片狀結構，位於金屬殼本體內表面，貼附在金屬殼本體表面，與金屬殼本體的內表面進行表面結合，金屬殼本體與塑膠貼片表面結合的部分內表面含有氧化膜層，形成塑膠貼片的樹脂組合物填充於氧化膜層的所述奈米微孔和腐蝕孔中，從而實現塑膠貼片與金屬殼本體的結合。塑膠貼片一般較佳用於裝配WIFI(無線寬頻)天線，此時，為了防止金屬對訊號的遮罩，一般在金屬殼本體上開有視窗，例如在金屬殼本體上與塑膠貼片接觸的部分開設有用於透出訊號的開口，開口的形狀和大小本發明沒有特別限制，例如可以為小狹縫，處於塑膠貼片下表面，使部分塑膠貼片外露即可。

塑膠件可以包括用於手機內部部件安裝的安裝支架，安裝支架位於金屬殼本體內表面與金屬殼本體表面結合，金屬殼本體與安裝支架表面結合的部分內表面含有氧化膜層，形成安裝支架的樹脂組合物填充於奈米微孔和腐蝕孔中，從而實現安裝支架與金屬殼本體的結合。塑膠安裝支架的結構和作用可根據需要進行設計，較佳地，安裝支架上含有用於定位的卡扣及安裝孔，安裝孔可以為螺釘孔等。較佳地，手機殼體含有安裝支架用於手機零部件的安裝，使手機零部件穩固的安裝在手機殼體內，不僅安裝牢固，防損防摔，而且外部美觀，安裝方便。

塑膠件可以包括塑膠底片，塑膠底片位於金屬殼本體的端部，與金屬殼本體垂直，其部分邊緣與金屬殼本體的內表面或端面表面接觸結合，金屬殼本體與塑膠底片接觸結合的內表面或端面表面含有氧化膜層，形成塑膠底片的樹脂組合物填充於氧化膜層的奈米微孔和腐蝕孔中，從而實現塑膠底片與金屬殼本體的結合，塑膠底片一般較佳用於安裝GPRS、藍牙、紅外天線等。

其中，可以只設置塑膠殼體或者塑膠貼片或者塑膠底片來實現天線的安裝，也可以採用其中的兩者或三者來實現天線的安裝，本發明沒有特別限制，可根據手機進行設置。天線的安裝，本發明可以採用本領域技術人員公知的各種方式，例如將製備好的片式天線貼附在塑膠件上，也可以採用化學鍍的方法在塑膠件表面形成天線等。

當塑膠件包括塑膠殼體、塑膠貼片、安裝支架及塑膠底片時，塑膠殼體通過安裝支架與塑膠底片連接，塑膠貼片位於安裝支架上，塑膠殼體、塑膠貼片、安裝支架及塑膠底片為一體結構。可以直接設計具有此一體結構塑膠件的模具，將金屬殼本體放入模具中注入樹脂組合物即可以在金屬殼本體上形成此形狀的塑膠件。當僅含有塑膠殼體、塑膠貼片、安裝支架及塑膠底片中的某一個時，也只需設計具有此一個部件形狀結構的模具，將金屬殼本體放入模具中注入樹脂組合物即可以在金屬殼本體上形成此一個部件形狀結構的塑膠件。

本發明同時提供了上述手機殼體的製備方法，包含以下步驟：

S1，將經過前處理的需要結合塑膠件的金屬殼本體部分表面通過陽極氧化得到表面含有具有孔徑10nm~100nm奈米微孔的氧化膜層的金屬殼本體；陽極氧化為本領域技術人員習知的陽極氧化技術，本發明可以包括將經過前處理的鋁合金作為陽極放入10wt%~30wt%濃度H₂SO₄中，溫度10℃~30℃於10V~100V電壓下電解1min~40min得表面含有1μm~10μm厚的氧化膜層的鋁合金，陽極氧化的設備採用習知的陽極氧化設備，例如陽極氧化槽。

其中，需陽極氧化表面處理的金屬殼本體可以是按照設計需要結合塑膠件的部分表面，例如當塑膠件包括塑膠殼體時，需要結合塑膠件的金屬殼本體部分表面為金屬殼本體的端面表面或端面表面的一部分；當塑膠件包括塑膠貼片時，需要結合塑膠件的金屬殼本體部分為金屬殼本體的部分內表面；當塑膠件包括塑膠支架時，需要結合塑膠件的金屬殼本體部分為金屬殼本體的部分內表面；當塑膠件包括塑膠底片時，需要結合塑膠件的金屬殼本體部分為金屬殼本體的端面或端面的一部分或端面周邊的部分內表面。造孔的面可以是金屬殼本體與塑膠件結合的整個表面，也可以是部分表面，即可以只在金屬殼本體與塑膠件結合的面的部分表面上造孔即可，注塑時組成塑膠件的樹脂組合物滲入金屬殼本體的表面孔中實現結合，較佳為結合的整個表面，提高結合力。需陽極氧化表面處理的金屬殼本體也可以是整個金屬殼本體，將整個經過前處理的金屬殼本體通過陽極氧化得到表面含有具有孔徑10nm~100nm奈米微孔的氧化膜層的金屬殼本體，較佳為此種處理，處理方便，其形成的孔對手機殼體本身無影響，不影響其實際使用，同時也可通過後續的打磨等工藝對其封孔或去除等。

S2，將步驟S1所得含有具有孔徑10nm~100nm奈米微孔的氧化膜層的金屬殼本體部分表面與蝕刻液接觸在氧化膜層外表層形成孔徑為200nm~2000nm的腐蝕孔得到經過表面處理的金屬殼本體；本步驟在於採用蝕刻液對氧化膜層表面進行腐蝕，使得氧化膜層的外表面形成微米級的大的腐蝕孔，通過這種腐蝕再造孔，在後續的成型過程中，樹脂組合物在注塑過程中會更容易直接進入鋁合金的表面孔中，從而在形成樹脂層後與鋁合金形成良好的結合。蝕刻液可以為將氧化鋁膜層腐蝕的溶液，一般用能溶解氧化鋁的溶液調節濃度即可，例如可以為酸/鹼蝕刻液，可以選自pH=10~13的溶液。較佳情況下可以為pH=10~13的單一鹼性溶液或複合緩衝溶液，pH=10~13的單一鹼性溶液可以為Na₂CO₃、NaHCO₃、NaOH、K₂CO₃、KHCO₃、KOH等的水溶液，進一步較佳為Na₂CO₃、NaHCO₃或其組合水溶液，能夠使腐蝕孔在鋁合金表面均勻分佈，並且孔徑均勻，能夠使樹脂層與鋁合金基材的結合性能更佳，具有更佳的抗拉伸強度，使得鋁合金複合體的一體化結合更好。上述Na₂CO₃、NaHCO₃或其組合水溶液的固含量可以為0.1wt%~15wt%。複合緩衝溶液可以為可溶性磷酸氫鹽和可溶性鹼的混合溶液，例如磷酸二氫鈉和氫氧化鈉的水溶液，磷酸二氫鈉和氫氧化鈉的水溶液的固含量可以為0.1wt%~15wt%，也可以為K₃PO₄和K₂HPO₄的水溶液，複合緩衝溶液還可以為氨水溶液、肼水溶液、肼衍生物水溶液、水溶性胺系化合物水溶液、NH₃-NH₄Cl水溶液等。將步驟S1所得含有具有孔徑10nm~100nm奈米微孔的氧化膜層的金屬殼本體部分表面浸泡到蝕刻液中包括將金屬殼本體部分表面多次浸入蝕刻液中，每次浸漬的時間為1min~60min，每次浸漬後用水洗淨，浸入的次數可以為2次到10次。洗淨可以是放入水洗槽中清洗1min到5min，或者放入水洗槽中放置1到5min。

S3，將經過表面處理的金屬殼本體置於模具中，然後將樹脂組合物注入模具中與經過表面處理的金屬殼本體相結合，成型後得到手機殼體。

較佳地，步驟S3將樹脂組合物注入模具中與經過表面處理的金屬殼本體相結合，後還包含50℃~200℃下退火得到手機殼體。退火為將注塑有塑膠件的手機殼體於50℃~200℃中保溫1h~2h後降溫。進一步較佳為將注塑有塑膠件的手機殼體於70℃~180℃中保溫1h~1.5h後降溫，退火所用的設備為本領域技術人員習知的各種設備，例如可以將注塑有塑膠件的手機殼體放入電熱恒溫鼓風乾燥箱中保溫，也可以採用多段加熱爐等加熱保溫，可以是將注塑有塑膠件的手機殼體直接放入50℃~200℃退火設備中，也可以是將注塑有塑膠件的手機殼體放入到退火設備中後升溫到50℃~200℃，較佳為升溫到50℃~200℃的升溫速率為1℃/min ~10℃/min。降溫為降低到室溫，一般可以為15℃~28℃，可以自然冷卻，較佳降溫的速率1℃/min~10℃/min，進一步較佳為3℃/min~8℃/min，可以一段降溫也可以分段降溫，採用不同的降溫速率。可以使樹脂在高溫環境下重新由固體轉變為液體狀態而滲透到奈米級的小孔中，進一步增強塑膠件同金屬殼本體的結合力。

前處理為本領域技術人員常用的對金屬殼本體表面進行的前處理程序，一般包括進行機械打磨或研磨去除表面明顯的異物，然後對金屬表面黏附的加工油等進行脫脂、清洗。較佳地，前處理包括對金屬殼本體表面進行打磨，例如可以為：先採用100目~400目的砂紙或者將其放入拋光機內對金屬殼本體表面打磨使產生微米級的小孔。然後依次進行除油、第一水洗、鹼蝕、第二水洗、中和、第三水洗等步驟，用本領域技術人員常用的各種溶劑在超聲波中清洗該金屬殼本體，清洗時間0.5h~2h，去除金屬殼本體表面的油污；然後將金屬殼本體置於酸/鹼性水溶液中，超聲波條件下洗滌金屬殼本體表面。所述溶劑可以為乙醇或丙酮。所述酸/鹼性水溶液為本領域技術人員常用的各種酸/鹼性水溶液，例如：可以為鹽酸、硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀等。在本發明中，較佳用無水乙醇將金屬殼本體除油後水洗擦拭乾淨後再浸入30g/L~70g/L、溫度40℃~80℃的氫氧化鈉水溶液中進行鹼蝕，1min~5min後取出用去離子水沖洗乾淨，後用10%~30%的HNO₃進行中和，除去表面殘留的鹼性溶液，再用去離子水沖洗乾淨，經過較佳的前處理可以在金屬殼本體的表面形成微米級的小孔，所述小孔的直徑為1微米~10微米。

需前處理的金屬殼本體本發明沒有特別限制，可以使用工業標準1000-7000系列物、或模鑄級的各種金屬殼本體；本發明中所述的金屬殼本體為本領域技術人員常用的各種形狀、結構的金屬殼本體，本發明沒有特別限制。金屬殼本體的各種形狀、結構，可通過機械加工完成。本發明的手機殼體可以作為手機的後殼，採用的金屬可以為鋁合金、不銹鋼和鎂等。

其中，樹脂組合物為可以用於製作手機殼體的各種樹脂組合物，本發明沒有特別限制，可以根據實際需要進行選擇，例如可以為熱塑性樹脂組合物。較佳熱塑性樹脂為含有主體樹脂和聚烯烴樹脂的共混物。較佳主體樹脂為非結晶性的主體樹脂，選用非結晶性的主體樹脂作為注塑料，其表面光澤、韌性都由於現有技術中的高結晶性樹脂，同時配合使用熔點為65℃~105℃的聚烯烴樹脂，在成型時不需要在特定模溫下注塑，成型工藝簡化，同時能保證得到的金屬樹脂複合體具有更好的機械強度和表面處理特性，從而解決塑膠件的表面裝飾問題，滿足客戶的多樣化需求。通過在所採用的非結晶主體樹脂中，配合使用熔點為65℃~105℃的聚烯烴樹脂，能增加樹脂流入金屬表面奈米級微孔的能力，從而保證所形成的金屬與塑膠具有良好的附著力、機械強度。較佳情況下，以100重量份的熱塑性樹脂為基準，其中主體樹脂的含量為70~95重量份，聚烯烴樹脂的含量為5~30重量份。

作為本發明的進一步改進，本發明的發明人還發現，在熱塑性樹脂中採用流動性改進劑，還能提高樹脂的流動能力，進一步提高金屬與樹脂的附著力和樹脂的注塑性能。較佳情況下，以100重量份的熱塑性樹脂為基準，所述熱塑性樹脂中還含有1~5重量份的流動性改進劑。較佳情況下，所述流動性改進劑為環狀聚酯。

如前所述，本發明中，所述主體樹脂為非結晶性樹脂。具體地，較佳的，主體樹脂為聚苯醚(PPO)與聚苯硫醚(PPS)的混合物，較佳情況下，PPO與PPS的重量比為3:1~1:3，更較佳為2:1~1:1。或者較佳主體樹脂為聚苯醚(PPO)與聚醯胺(PA)的混合物，較佳情況下，PPO與PA的重量比為3:1~1:3，更較佳為2:1~1:1。或者較佳主體樹脂為聚碳酸酯(PC)，其可以選自各種直鏈聚碳酸酯、直鏈聚碳酸酯或其組合，本發明沒有特殊規定。

本發明中，所採用的聚烯烴樹脂的熔點為65℃~105℃。較佳情況下，所述聚烯烴樹脂可以採用接枝聚乙烯。更較佳情況下，所述聚烯烴樹脂可以採用熔點為100℃或105℃的接枝聚乙烯。

本發明的樹脂組合物還可以含有其他改性添加劑等，本發明沒有特別限制，可根據需要設置，例如樹脂組合物中還可以含有填料。所述填料為本領域技術人員常用的各種填料，例如可以為各種纖維填料或粉末性填料。所述纖維填料可以選自玻璃纖維、碳纖維和芳族聚醯胺纖維中的一種或多種；所述粉末型填料可以選自碳酸鈣、碳酸鎂、二氧化矽、重質硫酸鋇、滑石粉、玻璃和黏土中的一種或多種。更較佳情況下，為使塑膠組合物的橫向、縱向均具有與鋁合金基材相近的線性膨脹係數，本發明中，以100重量份的主體樹脂為基準，纖維填料含量為50~150重量份，粉末型填料的含量為50~150重量份。

根據本發明提供的手機殼體的製備方法，將主體樹脂、聚烯烴樹脂混合均勻，製備樹脂組合物。所述樹脂組合物的製備方法採用本領域技術人員常用物理共混的方法得到，即將主體樹脂、聚烯烴樹脂混合均勻，通過雙螺杆擠出機擠出造粒，待用。

根據本發明提供的手機殼體的製備方法，還可以往所述主體樹脂中加入填料、流動性改進劑，混合均勻，製得樹脂組合物，從而使得樹脂組合物的橫向、縱向均具有與鋁合金基材相近的線性膨脹係數。

將乾燥後的金屬殼本體轉入模具中，與製得的樹脂組合物進行一體化處理，成型後可得到本發明提供的手機殼體，在本發明中，所述成型的方法為注塑成型，可以理解的是，能夠使金屬塑膠一體化的成型方式均可用於本發明，並不局限於注塑成型的方式，例如還可以為注射成型的方式。較佳注塑的條件為模溫50℃~300℃，噴嘴溫度：200℃~450℃，保壓時間：1s ~50s，射出壓力：50MPa~300MPa，射出時間：1s~30s，延遲時間：1s~30s，冷卻時間：1s~60s，進一步較佳為模溫：80℃~200℃，噴嘴溫度為：200℃~350℃，注射壓力為：90MPa ~140MPa，保壓時間：1s~10s，射出時間：3s ~10s，延遲時間：15s ~30s，冷卻時間：15s~25s，形成的樹脂層的厚度為0.5mm ~10mm。

本發明還可包括對手機殼體的後續處理，本發明沒有特別限制，可根據需要進行處理，例如可包括對手機殼體進行表面打磨、噴砂，對形成在手機殼體上的毛邊進行處理，同時使手機殼體光亮，增加美感、手感。打磨是指採用100目~400目砂紙把手機殼體凹凸不平的部分磨平，噴砂是指採用100目~600目的陶瓷珠或鐵砂對手機殼體表面噴丸，在手機表面產生沙面的外觀效果。也可以包含對經過表面打磨、噴砂的手機殼體進行陽極氧化及染色表面處理，使金屬表面形成各種顏色裝飾效果，同時還可以提高防腐性能、耐磨性能，還可以包含對手機殼體表面進行其他表面處理裝飾，例如噴塗、電泳、PVD、電鍍等。

下面通過具體實施例對本發明作進一步的詳述。

實施例1

1、前處理：將市售的1mm厚5052鋁合金殼本體，切成15mm*80mm的長方形殼(如第4圖所示)，將其放入拋光機內研磨，後用無水乙醇洗淨，然後將鋁合金殼本體浸漬在40g/L的氫氧化鈉水溶液中，2min後取出用去離子水沖洗乾淨，得到經過前處理的鋁合金殼本體。

2、表面處理1：將上述鋁合金殼本體作為陽極放入含有20wt%左右濃度的  H₂SO₄陽極氧化槽中，於20V電壓、18℃下電解10min，吹乾。

3、表面處理2：在燒杯中配製10wt%的碳酸鈉500mL (pH=12)，20℃，將所得鋁合金殼本體浸泡其中，5min後將其取出，放入裝有水的燒杯中浸泡1min，如此循環5次，最後一次水浸泡後，將鋁合金殼本體吹乾。

採用金相顯微鏡觀察經過表面處理1的鋁合金殼本體的截面，測得經過電解後的鋁合金殼本體表面製得5μm厚的氧化鋁膜層，採用電子顯微鏡觀察經過表面處理1的鋁合金殼本體表面(如第2圖)，可得氧化鋁膜層內含有孔徑為40nm~60nm左右的奈米微孔，奈米微孔的孔深為1μm左右。

採用電子顯微鏡觀察經過表面處理2的鋁合金殼本體表面(如第3a、3b圖)，可得浸泡後的鋁合金殼本體表面有300nm~1000nm孔徑的腐蝕孔，腐蝕孔的深度為4μm，也可以觀察到氧化鋁膜層中存在如第1圖所示結構類似的雙層立體空結構，奈米微孔和腐蝕孔中存在連通結構。

4、成型：將烘乾後的鋁合金殼本體插入注射成型模具中，其中，模具上刻蝕有如第5圖所示的圖案，注塑含有30wt%玻璃纖維的聚苯硫醚(PPS)樹脂組合物，脫模並冷卻後得到手機殼體(如第6圖所示)，其中成型的塑膠件為如第5圖所示的一體結構，由塑膠殼體2、塑膠貼片3、安裝支架4及塑膠底片5組成，塑膠殼體2位於鋁合金殼本體1的一端部，成直線，塑膠殼體2的一端面和鋁合金殼本體1的一端部接觸形成第一結合面22，通過第一結合面22本身形成塑膠殼體2和鋁合金殼本體1的結合力，塑膠底片5位於鋁合金殼本體1的另一端，與鋁合金殼本體1垂直，其周邊表面與鋁合金殼本體1的端面周邊內表面接觸形成第二結合面52，通過第二結合面52本身形成塑膠底片5與鋁合金殼本體1的結合力，塑膠底片5的周邊也可以沿鋁合金殼本體1內表面延伸出加強肋51，加強肋51與鋁合金殼本體1的內表面進行表面貼合，加強塑膠件與鋁合金殼本體的結合力，塑膠殼體2通過位於鋁合金殼本體1內表面上的安裝支架4與塑膠底片5連接。安裝支架4為框架結構，其框架中間設有一含有多個螺紋孔41的支桿42，支桿42與鋁合金殼本體1的內表面的中線區域貼合，與塑膠底片5垂直，其含有卡扣43的邊框44與鋁合金殼本體1的兩弧形邊緣的內表面貼合，安裝支架4上的螺紋孔41和卡扣43用於安裝手機內部零部件。塑膠貼片3位於安裝支架4上，與支桿42垂直，形成十字形，其端部也可以與安裝支架4的邊框44卡合在一起，塑膠貼片3表面下鋁合金殼本體1上開有一個小狹縫11(如第4圖所示)，即手機殼體外表面開設有一視窗，使部分塑膠貼片3外漏，防止金屬對訊號的遮罩作用，塑膠殼體2、塑膠貼片3、安裝支架4及塑膠底片5為一體注塑成型，塑膠殼體2沿鋁合金殼本體1內表面延伸出加強肋21，加強肋21與鋁合金殼本體1的內表面進行表面貼合，加強塑膠件與鋁合金殼本體的結合力，其中，塑膠殼體2可以用於安裝通話主天線裝配顯示器，塑膠貼片3可以用於裝配WIFI天線，塑膠底片5可以用於裝配GPRS、藍牙、紅外天線。

5、打磨、噴砂：採用400目砂紙把手機殼體凹凸不平的部分磨平，再採用500目的陶瓷珠對手機殼體表面噴砂，在手機表面產生砂面的外觀效果。

6、陽極氧化：將手機殼體作為陽極放入含有20wt%左右濃度的H₂SO₄陽極氧化槽中，於20V電壓、20℃下電解40min，水洗後染色。

實施例2

採用與實施例1相同的方法製備手機殼體，不同的是表面處理1為將上述鋁合金殼本體作為陽極放入含有20wt%左右濃度的H₂SO₄陽極氧化槽中，於15V電壓、18℃下電解10min，吹乾。採用與申請專利範圍第1項相同的方法測得電解後的鋁合金殼本體表面製得5μm厚的氧化鋁膜層，氧化鋁膜層內含有孔徑為20nm~40nm的奈米微孔，奈米微孔的孔深為1μm。測得浸泡後的鋁合金殼本體表面有300nm~1000nm孔徑的腐蝕孔，腐蝕孔的孔深為4μm。可以觀察到氧化鋁膜層中存在如第1圖所示結構類似的雙層立體空結構，奈米微孔和腐蝕孔中存在連通結構。

實施例3

採用與實施例1相同的方法製備手機殼體，不同的是表面處理1為將上述鋁合金殼本體作為陽極放入含有20wt%左右濃度的H₂SO₄陽極氧化槽中，於40V電壓、18℃下電解10min，吹乾。採用與申請專利範圍第1項相同的方法測得電解後的鋁合金殼本體表面製得5μm厚的氧化鋁膜層，氧化鋁膜層內含有孔徑為60nm~80nm的奈米微孔。測得浸泡後的鋁合金殼本體表面有300nm~1000nm孔徑的腐蝕孔，腐蝕孔的孔深為4μm，奈米微孔的孔深為1μm。可以觀察到氧化鋁膜層中存在如第1圖所示結構類似的雙層立體空結構，奈米微孔和腐蝕孔中存在連通結構。

實施例4

採用與實施例1相同的方法製備手機殼體，不同的是表面處理1為將上述鋁合金殼本體作為陽極放入含有20wt%左右濃度的H₂SO₄陽極氧化槽中，於20V電壓、18℃下電解15min，吹乾。採用與申請專利範圍第1項相同的方法測得電解後的鋁合金殼本體表面製得7μm厚的氧化鋁膜層，氧化鋁膜層內含有孔徑為40nm~60nm的奈米微孔。測得浸泡後的鋁合金殼本體表面有300nm~1000nm孔徑的腐蝕孔，腐蝕孔的孔深為4μm，奈米微孔的孔深為3μm。可以觀察到氧化鋁膜層中存在如第1圖所示結構類似的雙層立體空結構，奈米微孔和腐蝕孔中存在連通結構。

實施例5

採用與實施例1相同的方法製備手機殼體，不同的是表面處理1為將上述鋁合金殼本體作為陽極放入含有20wt%左右濃度的H₂SO₄陽極氧化槽中，於15V電壓、18℃下電解15min，吹乾。採用與申請專利範圍第1項相同的方法測得電解後的鋁合金殼本體表面製得7μm厚的氧化鋁膜層，氧化鋁膜層內含有孔徑為20nm~40nm的奈米微孔。測得浸泡後的鋁合金殼本體表面有300nm~1000nm孔徑的腐蝕孔，腐蝕孔的孔深為4μm，奈米微孔的孔深為3μm。可以觀察到氧化鋁膜層中存在如第1圖所示結構類似的雙層立體空結構，奈米微孔和腐蝕孔連通。

實施例6

採用與實施例1相同的方法製備手機殼體，不同的是表面處理1為將上述鋁合金殼本體作為陽極放入含有20wt%左右濃度的H₂SO₄陽極氧化槽中，於40V電壓、18℃下電解15min，吹乾。採用與申請專利範圍第1項相同的方法測得電解後的鋁合金殼本體表面製得7μm厚的氧化鋁膜層，氧化鋁膜層內含有孔徑為60nm~80nm的奈米微孔。測得浸泡後的鋁合金殼本體表面有300nm~1000nm孔徑的腐蝕孔，腐蝕孔的孔深為4μm，奈米微孔的孔深為3μm。可以觀察到氧化鋁膜層中存在如第1圖所示結構類似的雙層立體空結構，奈米微孔和腐蝕孔連通。

實施例7

採用與實施例2相同的方法製備手機殼體，不同的是表面處理2為在燒杯中配製5 wt %的碳酸鈉500mL (pH=11.9)，20℃，將所得鋁合金殼本體浸泡其中，5min後將其取出，放入裝有水的燒杯中浸泡1min，如此循環5次，最後一次水浸泡後，將鋁合金殼本體吹乾，採用與申請專利範圍第1項相同的方法測得電解後的鋁合金殼本體表面製得5μm厚的氧化鋁膜層，氧化鋁膜層內含有孔徑為20nm~40nm的奈米微孔。測得浸泡後的鋁合金殼本體表面有300nm~600nm孔徑的腐蝕孔，腐蝕孔的孔深為2μm，奈米微孔的孔深為3μm。可以觀察到氧化鋁膜層中存在如第1圖所示結構類似的雙層立體空結構，奈米微孔和腐蝕孔連通。

實施例8

採用與實施例2相同的方法製備手機殼體，不同的是表面處理2為在燒杯中配製15wt%的碳酸氫鈉500mL (pH=10)，20℃，將所得鋁合金殼本體浸泡其中，5min後將其取出，放入裝有水的燒杯中浸泡1min，如此循環5次，最後一次水浸泡後，將鋁合金殼本體吹乾，採用與申專利範圍第1項相同的方法測得電解後的鋁合金殼本體表面製得5μm厚的氧化鋁膜層，氧化鋁膜層內含有孔徑為20nm~40nm的奈米微孔。測得浸泡後的鋁合金殼本體表面有300nm~600nm孔徑的腐蝕孔，腐蝕孔的孔深為2μm，奈米微孔的孔深為3μm。可以觀察到氧化鋁膜層中存在如第1圖所示結構類似的雙層立體空結構，奈米微孔和腐蝕孔連通。

對比例1

1、前處理：將市售的1mm厚5052鋁合金殼本體，切成15mm*80mm的長方形殼，將其放入拋光機內研磨，後用無水乙醇洗淨，然後將鋁合金殼本體浸漬在40g/L的氫氧化鈉水溶液中，2min後取出用去離子水沖洗乾淨，得到經過前處理的鋁合金殼本體。

2、膠黏：先將3M公司的熱熔膠塗敷在金屬和塑膠件結合處，採用熱壓的方式將金屬與塑膠件膠黏在一起。

性能測試：

塑膠件與金屬殼本體的結合力：將實施例1~8及對比例1製備的手機殼體固定於萬能材料試驗機進行產品拉伸測試，測試結果中最大載荷可視為塑膠件與金屬殼本體的結合力的大小，測試結果如表1。

表1

從表中可得本發明的手機殼體中塑膠件和金屬殼本體的結合力可以達到1211N以上，結合力優異，防磨抗摔，而現有的手機殼體中塑膠件和金屬殼本體的結合力僅只有幾百N，較現有的手機殼體，本發明的手機殼體性能得到大幅提高，且樹脂成型更容易，其不需額外的基團即可牢固結合，強度更高，且對金屬基體尺寸影響小，放熱小，對手機殼體外觀基本無影響。同時樹脂直接注塑進入微米級的表面大孔中，較容易，對合成樹脂也沒有特別要求，適用範圍更廣，且對環境無污染，更適合大規模生產。

本領域技術人員容易知道，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。本發明的保護範圍由申請專利範圍確定。

1．．．鋁合金殼本體

2．．．塑膠殼體

21．．．塑膠殼體之加強肋

22．．．第一結合面

3．．．塑膠貼片

4．．．安裝支架

41．．．螺紋孔

43．．．卡扣

5．．．塑膠底片

52．．．塑膠底片之第二結合面

Claims (43)

1. 一種手機殼體，其包括一塑膠件及與該塑膠件結合的一金屬殼本體，該金屬殼本體與該塑膠件結合的面表面含有一氧化膜層，該氧化膜層與該塑膠件相對的面表層上含有至少一腐蝕孔，該腐蝕孔的孔徑為200nm~2000nm，該氧化膜層的內層含有至少一奈米微孔，該奈米微孔的孔徑為10nm~100nm，形成該塑膠件的樹脂組合物填充於該奈米微孔和該腐蝕孔中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之手機殼體，其中該奈米微孔的孔徑為20nm~80nm，該腐蝕孔的孔徑為200nm~1000nm。
3. 如申請專利範圍第2項所述之手機殼體，其中該奈米微孔的孔徑為20nm~60nm，該腐蝕孔的孔徑為400nm~1000nm。
4. 如申請專利範圍第1項所述之手機殼體，其中該述腐蝕孔的深度為0.5μm~9.5μm。
5. 如申請專利範圍第1項所述之手機殼體，其中該腐蝕孔與該奈米微孔連通。
6. 如申請專利範圍第1項所述之手機殼體，其中該氧化膜層的厚度為1μm ~10μm。
7. 如申請專利範圍第1項所述之手機殼體，其中該奈米微孔的深度為0.5μm ~9.5μm。
8. 如申請專利範圍第1項所述之手機殼體，其中該塑膠件包括一塑膠殼體，該塑膠殼體位於該金屬殼本體的端部，與該金屬殼本體在一直線上接合，該塑膠殼體的端面與該金屬殼本體的端面接觸結合，該金屬殼本體與該塑膠殼體的端面接觸結合的端面表面含有該氧化膜層，形成該塑膠殼體的樹脂組合物填充於該氧化膜層的該奈米微孔和該腐蝕孔中。
9. 如申請專利範圍第8項所述之手機殼體，其中接觸結合的面寬為0.2mm~10mm。
10. 如申請專利範圍第8項所述之手機殼體，其中該塑膠殼體沿該金屬殼本體內表面延伸出一加強肋，該加強肋與該金屬殼本體的內表面進行表面結合，該金屬殼本體與該加強肋表面結合的部分內表面含有該氧化膜層，形成該加強肋的樹脂組合物填充於該氧化膜層的該奈米微孔和該腐蝕孔中。
11. 如申請專利範圍第1項所述之手機殼體，其中該塑膠件包括一塑膠貼片，該塑膠貼片位於該金屬殼本體內表面，與該金屬殼本體的內表面進行表面結合，該金屬殼本體與該塑膠貼片表面結合的部分內表面含有該氧化膜層，形成該塑膠貼片的樹脂組合物填充於該氧化膜層的該奈米微孔和該腐蝕孔中。
12. 如申請專利範圍第11項所述之手機殼體，其中該金屬殼本體上與該塑膠貼片接觸的部分開設有用於透出訊號的開口。
13. 如申請專利範圍第1項所述之手機殼體，其中該塑膠件包括用於手機內部部件安裝的一安裝支架，該安裝支架位於該金屬殼本體內表面與該金屬殼本體表面結合，該金屬殼本體與該安裝支架表面結合的部分內表面含有該氧化膜層，形成該安裝支架的樹脂組合物填充於該奈米微孔和該腐蝕孔中。
14. 如申請專利範圍第13項所述之手機殼體，其中該安裝支架上含有用於定位的卡扣及安裝孔。
15. 如申請專利範圍第1項所述之手機殼體，其中該塑膠件包括一塑膠底片，該塑膠底片位於該金屬殼本體的端部，與該金屬殼本體垂直，其部分邊緣與該金屬殼本體的內表面或端面表面接觸結合，該金屬殼本體與該塑膠底片接觸結合的內表面或端面表面含有該氧化膜層，形成該塑膠底片的樹脂組合物填充於該氧化膜層的該奈米微孔和該腐蝕孔中。
16. 如申請專利範圍第1項所述之手機殼體，其中該塑膠件包括一塑膠殼體、一塑膠貼片、一安裝支架及一塑膠底片，該塑膠殼體通過該安裝支架與該塑膠底片連接，該塑膠貼片位於該安裝支架上，該塑膠殼體、該塑膠貼片、該安裝支架及該塑膠底片為一體結構。
17. 如申請專利範圍第1項所述之手機殼體，其中樹脂組合物為熱塑性樹脂組合物。
18. 如申請專利範圍第17項所述之手機殼體，其中熱塑性樹脂為含有主體樹脂和聚烯烴樹脂的共混物。
19. 如申請專利範圍第18項所述之手機殼體，其中主體樹脂為聚苯醚與聚苯硫醚的混合物，聚烯烴樹脂的熔點為65℃~105℃。
20. 如申請專利範圍第19項所述之手機殼體，其中主體樹脂中聚苯醚與聚苯硫醚的重量比為3:1~1:3。
21. 如申請專利範圍第18項所述之手機殼體，其中主體樹脂為聚苯醚與聚醯胺的混合物，聚烯烴樹脂的熔點為65℃~105℃。
22. 如申請專利範圍第21項所述之手機殼體，其中主體樹脂中聚苯醚與聚醯胺的重量比為3:1~1:3。
23. 如申請專利範圍第18項所述之手機殼體，其中主體樹脂為聚碳酸酯，聚烯烴樹脂的熔點為65℃~105℃。
24. 如申請專利範圍第18項所述之手機殼體，其中以100重量份的熱塑性樹脂為基準，而主體樹脂的含量為70~95重量份，聚烯烴樹脂的含量為5~30重量份。
25. 如申請專利範圍第18項所述之手機殼體，其中聚烯烴樹脂為接枝聚乙烯。
26. 如申請專利範圍第17項所述之手機殼體，其中以100重量份的熱塑性樹脂為基準，熱塑性樹脂中還含有1~5重量份的流動性改進劑；流動性改進劑為環狀聚酯。
27. 如申請專利範圍第17項所述之手機殼體，其中樹脂組合物中含有填料，填料包括纖維填料或粉末性填料，纖維填料為玻璃纖維、碳纖維和聚醯胺纖維中的一種以上，粉末填料為二氧化矽、滑石粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、玻璃和高嶺土中的一種以上。
28. 一種手機殼體的製備方法，其包含以下步驟：S1，將經過前處理的需要結合一塑膠件的一金屬殼本體部分表面通過陽極氧化得到表面含有具有孔徑10nm~100nm的至少一奈米微孔的一氧化膜層的該金屬殼本體；S2，將步驟S1所得含有具有孔徑10nm~100nm該奈米微孔的該氧化膜層的該金屬殼本體部分表面與蝕刻液接觸在該氧化膜層外表層形成孔徑為200nm~2000nm的至少一腐蝕孔得到經過表面處理的該金屬殼本體；以及S3，將經過表面處理的該金屬殼本體置於模具中，然後將樹脂組合物注入模具中與經過表面處理的該金屬殼本體相結合，成型後得到一手機殼體。
29. 如申請專利範圍第28項所述之製備方法，其中步驟S3將樹脂組合物注入模具中與經過表面處理的該金屬殼本體相結合，後還包含50℃~200℃下退火得到該手機殼體。
30. 如申請專利範圍第28項所述之製備方法，其中該塑膠件包括一塑膠殼體，需要結合該塑膠件的該金屬殼本體部分表面為該金屬殼本體的端面表面或端面表面的一部分。
31. 如申請專利範圍第28項所述之製備方法，其中該塑膠件包括一塑膠貼片，需要結合該塑膠件的該金屬殼本體部分為該金屬殼本體的部分內表面。
32. 如申請專利範圍第28項所述之製備方法，其中該塑膠件包括一塑膠支架，需要結合該塑膠件的該金屬殼本體部分為該金屬殼本體的部分內表面。
33. 如申請專利範圍第28項所述之製備方法，其中該塑膠件包括一塑膠底片，需要結合該塑膠件的該金屬殼本體部分為該金屬殼本體的端面或端面的一部分或端面周邊的部分內表面。
34. 如申請專利範圍第28項所述之製備方法，其中該製備方法包含以下步驟：
    S1，將經過前處理的該金屬殼本體通過陽極氧化得到表面含有具有孔徑10nm~100nm該奈米微孔的該氧化膜層的該金屬殼本體；
    S2，將步驟S1所得含有具有孔徑10nm~100nm該奈米微孔的該氧化膜層的該金屬殼本體浸泡到蝕刻液中在該氧化膜層外表面形成孔徑為200nm~2000nm的該腐蝕孔得到經過表面處理的該金屬殼本體；以及
    S3，將經過表面處理的該金屬殼本體置於模具中，然後將樹脂組合物注入模具中與經過表面處理的該金屬殼本體相結合，成型後得到該手機殼體。
35. 如申請專利範圍第28項所述之製備方法，其中該製備方法還包含對該手機殼體進行表面打磨、噴砂。
36. 如申請專利範圍第35項所述之製備方法，其中該製備方法還包含對經過表面打磨、噴砂的該手機殼體進行陽極氧化及染色表面處理。
37. 如申請專利範圍第28項所述之製備方法，其中該製備方法還包含對該手機殼體表面進行表面裝飾。
38. 如申請專利範圍第28項所述之製備方法，其中陽極氧化包括將經過前處理的至少需要結合該塑膠件的該金屬殼本體部分作為陽極放入10wt%~30wt%濃度硫酸中，溫度10℃~30℃於10V~100V電壓下電解1min~40min得表面含有1μm~10μm厚的該氧化膜層的該金屬殼本體。
39. 如申請專利範圍第28項所述之製備方法，其中蝕刻液選自pH=10~13的溶液。
40. 如申請專利範圍第28項所述之製備方法，其中蝕刻液為Na₂CO₃水溶液、NaHCO₃水溶液、NaOH水溶液、K₂CO₃水溶液、KHCO₃水溶液、KOH水溶液、NaOH-Na₂HPO₄水溶液、KOH-K₂HPO₄水溶液、氨水溶液、肼水溶液、肼衍生物水溶液、水溶性胺系化合物水溶液、NH₃-NH₄C_l水溶液、Na₃PO₄-Na₂HPO₄水溶液或K₃PO₄-K₂HPO₄水溶液。
41. 如申請專利範圍第28項所述之製備方法，其中步驟S2包括將步驟S1所得含有具有孔徑10nm~100nm該奈米微孔的該氧化膜層的該金屬殼本體部分表面多次浸入蝕刻液中，每次浸漬的時間為1min~60min，每次浸漬後用水洗淨。
42. 如申請專利範圍第41項所述之製備方法，其中浸入的次數為2到10次。
43. 如申請專利範圍第28項所述之製備方法，其中前處理包括對該金屬殼本體表面進行打磨，然後依次進行除油、第一水洗、鹼蝕、第二水洗、中和、第三水洗步驟。