TWI534010B - 陶瓷與塑膠的複合體及應用該複合體的電子裝置 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種陶瓷與塑膠的複合體及應用該複合體的電子裝置。
殼體作為電子裝置主要零元件之一,其品質越來越受到消費者的關注。隨著玻璃外殼在手機上的運用,陶瓷外殼於手機等電子裝置上的運用也逐步引起業內的關注,但鑒於陶瓷材料的特殊性,其與其他塑膠零部件的結合力較弱,容易產生結合不良。
習知的一種方法為先在陶瓷件的與塑膠件結合的表面塗上一層熱敏性膠水層,再通過模內注塑成型技術注塑塑膠件於膠水層的表面,將陶瓷件與塑膠件結合。然而,由於陶瓷材料具有高緻密度,所述膠水與陶瓷件的結合力並不強,因此即使在陶瓷件與塑膠件之間設置膠水層,該陶瓷件與塑膠件的結合力還是較弱,難以滿足電子產品的要求。
有鑒於此,有必要提供一種結合牢固的陶瓷與塑膠的複合體。
另外,還有必要提供一種應用上述複合體的電子裝置。
一種陶瓷與塑膠的複合體,其包括陶瓷件及與陶瓷件相結合的塑膠件,所述陶瓷件的一表面形成有一奈米矽塗層,該奈米矽塗層部分滲入該陶瓷件的內部,在該陶瓷件與塑膠件之間還設置有一矽烷偶聯劑層和一膠水層,其中矽烷偶聯劑層與所述奈米矽塗層直接結合,膠水層與塑膠件直接結合。
一種電子裝置,其包括本體及與該本體組裝為一體的陶瓷與塑膠的複合體,該複合體包括陶瓷件及與陶瓷件相結合的塑膠件,所述陶瓷件的一表面形成有一奈米矽塗層,該奈米矽塗層部分滲入該陶瓷件的內部,在該陶瓷件與塑膠件之間還設置有一矽烷偶聯劑層和一膠水層,其中矽烷偶聯劑層與所述奈米矽塗層直接結合,膠水層與塑膠件直接結合。
本發明陶瓷與塑膠的複合體,由於陶瓷件的表面形成有奈米矽塗層,極大地增加了陶瓷件的表面能,因而可以很好地與矽烷偶聯劑層、膠水層以及塑膠件相結合,且由於奈米矽塗層部分滲入到了陶瓷件的內部,相當於該奈米矽塗層與陶瓷件一體化,使得陶瓷件、奈米矽塗層及矽烷偶聯劑層之間的結合更牢固。另外,矽烷偶聯劑層的設置在奈米矽塗層與膠水層之間起到一個橋接的作用,進一步增強了陶瓷件與塑膠件之間的結合力。因此,本發明複合體的陶瓷件與塑膠件結合牢固。
100...電子裝置
10...本體
20...陶瓷與塑膠的複合體
21...陶瓷件
23...塑膠件
25...奈米矽塗層
251...滲入部分
253...表層部分
27...矽烷偶聯劑層
29...膠水層
圖1是本發明較佳實施例的電子裝置的示意圖。
圖2是本發明較佳實施例的陶瓷與塑膠的複合體的部分剖面示意圖。
請參閱圖1,本發明一較佳實施方式的電子裝置100包括本體10及與本體10組裝於一體的陶瓷與塑膠的複合體20(以下簡稱複合體20)。該複合體20可為該電子裝置100的殼體,該本體10包括實現該電子裝置100功能的所必需的電子元件及顯示元件(未圖示)。
請進一步參閱圖2,所述複合體20包括陶瓷件21及與陶瓷件21相結合的塑膠件23。該塑膠件23可為一個或複數個。
所述陶瓷件21的一表面的部分區域形成有奈米矽塗層25,該奈米矽塗層25部分滲入該陶瓷件21內部。因此,該奈米矽塗層25包括兩部分,即滲入陶瓷件21內的滲入部分251和附著於陶瓷件21表面的表層部分253。該奈米矽塗層25的表層部分253的厚度約為1~3微米,滲入部分251的厚度約為1~3微米。該奈米矽塗層25為一奈米二氧化矽塗層,其具有大的表面能及表面活性。
可以理解的,該奈米矽塗層25也可形成於所述表面的全部區域。
在形成奈米矽塗層25之前,可對陶瓷件21的所述表面進行噴砂處理,以增加該表面的粗糙度,以及提高該表面的表面積及與奈米矽塗層25的結合力。
在該陶瓷件21與塑膠件23之間還設置有一矽烷偶聯劑層27和一膠水層29,其中矽烷偶聯劑層27與所述奈米矽塗層25直接結合,膠水層29與塑膠件23直接結合。該矽烷偶聯劑層27為含環氧基團的矽烷偶聯劑層,該膠水層29為含有氨基官能團的膠水層,所述環氧基團可與氨基發生交聯反應,因此可以增強矽烷偶聯劑層27與膠水層29的結合力。另外,由於奈米矽塗層25表面含有矽羥基(Si-OH)(奈米二氧化矽表面極易吸附活性氫形成矽羥基),而矽烷偶聯劑層27中也含有豐富的矽羥基,兩者之間的Si-OH基團縮聚形成Si-O-Si基團,因此該矽烷偶聯劑層27與奈米矽塗層25之間具有較強的結合力。該矽烷偶聯劑層27在奈米矽塗層25與膠水層27之間起到了一個橋接的作用。
本實施例中所述膠水層29的厚度可為38~52微米。
所述塑膠件23可為卡扣或螺柱等零部件,其以注塑成型的方式結合於膠水層29的表面,從而與所述陶瓷件21結合為一體。
經測試,本發明塑膠件23與陶瓷件21之間的結合力值為3.5~4MPa/CM2,大大高於習知技術中塑膠與陶瓷的結合力值2.1~2.3 MPa/CM2。
本實施例中奈米矽塗層25可由以下方法形成:
將矽酸四乙酯、醋酸、水、及乙醇混合均勻配置成質量濃度為15~30%的矽酸酯溶液。該矽酸酯溶液中各組分的體積百分比為:矽酸四乙酯為15%,醋酸為1.5~3%,水為5%,乙醇餘量。乙醇為有機溶劑,溶解矽酸四乙酯。醋酸的作用是促進矽酸四乙酯的水解。將所述矽酸酯溶液塗覆於陶瓷件21的整個表面或部分表面,然後乾燥,即形成所述奈米矽塗層25。
本實施例中該矽烷偶聯劑層27可由以下方法形成:
將矽烷偶聯劑和水混合均勻配製成質量濃度為2~5%的溶液,矽烷偶聯劑在水中發生水解。將水解25~40min後的溶液均勻塗覆於奈米矽塗層25的表面,然後於80~120℃的烘箱中烘烤5~10min,使矽烷偶聯劑與奈米矽塗層25充分反應形成一矽烷偶聯劑層27。
本實施例中的膠水層29可以是噴塗或塗覆於矽烷偶聯劑層27的表面,然後烘乾形成。烘乾溫度為40~60℃,烘乾時間為10~20min。
本發明複合體20,由於陶瓷件21的表面形成有奈米矽塗層25,極大地增加了陶瓷件21的表面能,因而可以很好地與矽烷偶聯劑層27、膠水層29以及塑膠件23相結合,且由於奈米矽塗層25部分滲入到了陶瓷件21的內部,相當於該奈米矽塗層25與陶瓷件21一體化,使得陶瓷件21、奈米矽塗層25及矽烷偶聯劑層27之間的結合更牢固。另外,矽烷偶聯劑層27的設置在奈米矽塗層25與膠水層27之間起到一個橋接的作用,進一步增強了陶瓷件21與塑膠件23之間的結合力。因此,本發明複合體20的陶瓷件21與塑膠件23結合牢固。
20...陶瓷與塑膠的複合體
21...陶瓷件
23...塑膠件
25...奈米矽塗層
251...滲入部分
253...表層部分
27...矽烷偶聯劑層
29...膠水層
Claims (10)
- 一種陶瓷與塑膠的複合體,其包括陶瓷件及與陶瓷件相結合的塑膠件,其改良在於:所述陶瓷件的一表面形成有一奈米矽塗層,該奈米矽塗層部分滲入該陶瓷件的內部,在該陶瓷件與塑膠件之間還設置有一矽烷偶聯劑層和一膠水層,其中矽烷偶聯劑層與所述奈米矽塗層直接結合,膠水層與塑膠件直接結合。
- 如申請專利範圍第1項所述的複合體,其中所述奈米矽塗層為奈米二氧化矽層。
- 如申請專利範圍第1項所述的複合體,其中所述奈米矽塗層包括滲入陶瓷件內的滲入部分和附著於陶瓷件表面的表層部分,其中該滲入部分的厚度為1~3微米,表層部分的厚度為1~3微米。
- 如申請專利範圍第1項所述的複合體,其中該矽烷偶聯劑層為含環氧基團的矽烷偶聯劑層,該膠水層為含有氨基官能團的膠水層,所述環氧基團與氨基發生交聯反應。
- 如申請專利範圍第3項所述的複合體,其中所述奈米矽塗層的表層部分的表面含有矽羥基,所述矽烷偶聯劑層中也含有矽羥基,兩者之間的矽羥基基團縮聚形成Si-O-Si基團。
- 一種電子裝置,其包括本體及與該本體組裝為一體的陶瓷與塑膠的複合體,其改良在於:該複合體包括陶瓷件及與陶瓷件相結合的塑膠件,所述陶瓷件的一表面形成有一奈米矽塗層,該奈米矽塗層部分滲入該陶瓷件的內部,在該陶瓷件與塑膠件之間還設置有一矽烷偶聯劑層和一膠水層,其中矽烷偶聯劑層與所述奈米矽塗層直接結合,膠水層與塑膠件直接結合。
- 如申請專利範圍第6項所述的電子裝置,其中所述奈米矽塗層為奈米二氧化矽層。
- 如申請專利範圍第6項所述的電子裝置,其中所述奈米矽塗層包括滲入陶瓷件內的滲入部分和附著於陶瓷件表面的表層部分,其中該滲入部分的厚度為1~3微米,表層部分的厚度為1~3微米。
- 如申請專利範圍第6項所述的電子裝置,其中該矽烷偶聯劑層為含環氧基團的矽烷偶聯劑層,該膠水層為含有氨基官能團的膠水層,所述環氧基團與氨基發生交聯反應。
- 如申請專利範圍第8項所述的電子裝置,其中所述奈米矽塗層的表層部分的表面含有矽羥基,所述矽烷偶聯劑層中也含有矽羥基,兩者之間的矽羥基基團縮聚形成Si-O-Si基團。
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