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复合有机陶瓷材料、手机背板及制备方法

2022-12-10 13:32:56

复合有机陶瓷材料、手机背板及制备方法

  技术领域

  本发明涉及电子通讯设备生产领域,具体而言,涉及一种复合有机陶瓷材料、手机背板及制备方法。

  背景技术

  当今主流的几款手机背板材质。早期诺基亚时代的聚碳酸酯,到后来三星苹果的阳极氧化铝和玻璃,以及小米MIX的陶瓷机身,手机机身的发展,从材质到工艺都无时不在进步。从材质本身进行归类,常见基本为四类:塑胶、金属、玻璃、陶瓷。

  塑胶材质具有高强度、耐冲击、使用温度范围广、可自由染色、本身着色、不会掉漆、信号表现好阻燃性好等优点,早期在塑料机身应用范围最为广泛。但其外观与手感较为廉价,品质感较差,目前基本应用于千元机。

  手机上用的金属有不同的分类,但手机上金属材质主要是铝合金,即铝金属再掺入少量的镁或者其它的金属材料来增强其强度,包括镁铝合金、钛铝合金等。还有将不锈钢材质和钛合金应用于手机机身。金属机身工艺较高,手感较好,因此多用于中高端机型。

  除了金属,玻璃材质在手机中的运用也不少,与一般金属和塑料相比,玻璃具有较高的硬度,导热系数介于两者之间,比塑料更透明,比金属更容易着色。而且玻璃对无线信号的影响也较小等优点。然而,玻璃材料本身性质决定其3D Unibody机身加工工艺难度大良品率低,且容易碎裂。所以玻璃背板一般是扁平设计,高端机型会应用曲面玻璃背板。

  智能手机上使用的陶瓷材质一般由氧化铝或氧化锆等金属氧化物或硼化物烧结而成,既有金属的光泽,导热好,硬度高,表面光泽好。但陶瓷烧结需要1000℃以上高温工艺,以及高硬度,低韧性带来的后期复杂加工工艺,造成陶瓷背板良率低,产能低,成本高。据小米介绍,小米MIX陶瓷后盖的良率只有10%。这么低的良率,更多应用于顶级旗舰手机。

  综上可知,铝合金等金属材料背板屏蔽信号和无法设计无线充电,5G高频无法使用;玻璃易碎,韧性低,工艺为玻璃底面贴膜片加工而成,由于此工艺的先天限制,玻璃无法与编织物贴合,做到使用编织物产生立体层次感的实物效果;陶瓷背板韧性低,生产加工过程能耗高,产能低成本高。因此,如何提供一种既能满足手机使用及后壳装配要求,又具有立体层次的手机背板。

  发明内容

  本发明的主要目的在于提供一种复合有机陶瓷材料、手机背板及其制备方法,以解决现有技术中的手机背板难以同时满足立体层次美感与手机使用和装配性能要求的问题。

  为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种复合有机陶瓷材料,该复合有机陶瓷材料包括:由上至下依次叠置的表层、中间层和基体层,表层为透明树脂层,透明树脂层为热固性树脂固化层;中间层为纤维编织层;基体层为有机陶瓷层。

  进一步地,表层的厚度为0.03~0.18mm;优选地,表层的透光率≥95%,优选地,表层的铅笔硬度大于4H;优选地,中间层的厚度为0.15~0.28mm;优选地,基体层的厚度为0.15~0.35mm。

  进一步地,透明树脂层为改性丙烯酸树脂固化层;优选为环氧改性丙烯酸树脂固化层;优选地,以重量份计,透明树脂层的原料包括:环氧改性丙烯酸树脂30~60份、流平剂2~5 份及消泡剂2~5份;进一步优选地,透明树脂层的原料还包括:玻璃砂10~50份、溶剂10~50 份、分散剂1~10份,更优选2~5份,及增韧剂1~10份中的任意一种或多种。

  进一步地,纤维编织层为玻璃纤维编织层、芳纶纤维编织层或碳纤维编织层;优选地,纤维编织层为彩色纤维编织层;更优选地,玻璃纤维编织层为环氧树脂玻璃纤维编织层。

  进一步地,有机陶瓷层为高频树脂复合陶瓷层;优选地,以重量份计,高频树脂复合陶瓷层的原料包括:30-70份高频树脂,10-50份的环氧树脂,100-200份陶瓷粉体,5-30份固化剂;更优选地,以重量份计,高频树脂复合陶瓷层的原料包括:40-60份高频树脂、30-40份的环氧树脂、150-200份陶瓷粉体、15-30份固化剂,5-30份颜料;进一步优选地,高频树脂复合陶瓷层的原料还包括溶剂40~90份、分散剂1~5份以及增韧剂2~5份;优选地,高频树脂选自聚四氟类树脂、氰酸酯类树脂、聚苯醚类树脂、聚苯硫醚类树脂及改性环氧类树脂中的一种或多种;优选地,固化剂选自二氨基二苯砜固化剂或双氰胺固化剂;优选地,陶瓷粉体选自氧化铝、氟化钙、硫化锌、硒化锌及氟化镁中的任意一种或多种;优选地,颜料为有机类原料,更优选为酞青蓝或酞青绿。

  根据本发明的第二个方面,提供了一种复合有机陶瓷材料的制备方法,该制备方法包括:制备透明热固性树脂流延片及有机陶瓷流延片,并对纤维编织材料进行浸胶处理,得到浸胶纤维;叠置多层有机陶瓷流延片,形成有机陶瓷层预备体;在有机陶瓷层预备体上铺贴浸胶纤维,得到中间体;在中间体上叠置多层透明热固性树脂流延片,得到叠置前体;对叠置前体进行热压固化,得到复合有机陶瓷材料。

  进一步地,制备透明热固性树脂流延片及有机陶瓷流延片的步骤包括:将表层原料进行混合得到,表层混合料,对基体层原料进行混合,得到基体层混合料;分别对表层混合料和基体层混合料进行流延成片,得到透明热固性树脂流延片和有机陶瓷流延片;优选地,表层原料包括:环氧改性丙烯酸树脂30~60份、流平剂2~5份及消泡剂2~5份;更优选表层原料还包括:玻璃砂10~50份、溶剂10~50份、分散剂1~10份,更优选2~5份及增韧剂1~10份中的任意一种或多种;优选地,基体层原料包括:30-70份高频树脂、10-50份的环氧树脂、 100-200份陶瓷粉体及5-30份固化剂;更优选地,基体层原料包括:40-60份高频树脂、30-40 份的环氧树脂、150-200份陶瓷粉体、15-30份固化剂;进一步优选地,基体层原料还包括溶剂40~90份、分散剂1~5份、增韧剂2~5份及5-30份颜料;优选地,高频树脂选自聚四氟类树脂、氰酸酯类树脂、聚苯醚类树脂、聚苯硫醚类树脂及改性环氧类树脂中的一种或多种;优选地,固化剂选自二氨基二苯砜固化剂或双氰胺固化剂;优选地,陶瓷粉体选自氧化铝、氟化钙、硫化锌、硒化锌及氟化镁中的任意一种或多种;优选地,颜料为有机类原料,更优选为酞青蓝或酞青绿。

  进一步地,对表层混合料进行流延成片时,控制透明热固性树脂流延片的厚度为0.05~0.1mm;优选地,对基体层混合料进行流延成片时,控制有机陶瓷流延片的厚度为0.05~0.2mm;优选地,叠置2~3层有机陶瓷流延片,形成有机陶瓷层预备体;优选地,有机陶瓷层预备体的厚度为0.2~0.4mm;优选地,在中间体上叠置1~2层透明热固性树脂流延片,得到叠置前体。

  进一步地,纤维编织材料为玻璃纤维编织材料、芳纶纤维编织材料或碳纤维编织材料;优选地,玻璃纤维编织材料为环氧树脂玻璃纤维编织材料;优选地,纤维编织材料为彩色纤维编织材料;优选地,将纤维编织材料浸渍于改性丙烯酸树脂中进行浸胶处理,得到浸胶纤维。

  进一步地,热压固化的温度为100~120℃,优选地,热压固化的压力为1.0~1.5Mpa;优选地,热压固化的时间为50~75min,优选为60~70min。

  进一步地,在进行热压固化之后,以及得到复合有机陶瓷材料之前,制备方法还包括:对热压固化产物进行二次热压固化的步骤,二次热压固化的温度为170~190℃,优选二次热压固化的压力为3.5~4.5Mpa,优选二次热压固化的时间为80~100min。

  根据本申请的第三个方面,提供了一种手机背板的制备方法,该制备方法包括:采用上述任一种制备方法制备得到复合有机陶瓷材料;对复合有机陶瓷材料进行裁切,得到裁切物;将裁切物置于模具中进行热压成型,得到背板前体;对背板前体进行表面处理和修边,得到手机背板。

  进一步地,热压成型的温度为170~190℃,优选热压成型的压力为3.5~4.5Mpa,优选热压成型的时间为80~100min。

  根据本申请的第四个方面,提供了一种手机背板,手机背板采用上述任一种复合有机陶瓷材料制成,或者任一种制备方法制成。

  应用本发明的技术方案,通过在有机陶瓷基体层上叠置具有多种色彩和/或图案结构的纤维编织层或真皮皮层,并在中间层上叠置透明的热固性树脂层,这样形成的复合材料在兼具了有机材料的韧性和硬度的情况下,因纤维编织层位于中间层而使得材料中色彩图案具有立体层次的实物感。将此材料用做手机背板,既能符合手机后壳装配和使用要求(具体包括但不仅限于强度、硬度、韧性、导热、信号屏蔽等指标要求),还提高了立体美感,有助于提高手机的档次和质感。

  附图说明

  构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

  图1示出了根据本发明的优选的实施例中的复合有机陶瓷材料的结构示意图;

  图2示出了根据本发明的优选的实施例中具有立体美感的手机背板图。

  其中,上述附图包括以下附图标记:

  101、表层;102、中间层;103、基体层。

  具体实施方式

  需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

  如背景技术所提到的,现有技术中难以同时满足立体层次美感与手机使用和装配性能要求的问题,为改善这一现状,在本申请一种典型的实施方式中,如图1所示,提供了一种复合有机陶瓷材料,复合有机陶瓷材料包括由上至下依次叠置的表层101、中间层102和基体层 103,其中,表层为透明树脂层,透明树脂层为热固性树脂层;中间层为纤维编织层;基体层为有机陶瓷层。

  上述复合有机陶瓷材料,通过在有机陶瓷基体层上叠置具有多种色彩和/或图案结构的纤维编织层或真皮皮层,并在中间层上叠置透明的热固性树脂层,这样形成的复合材料在兼具了有机材料的韧性和硬度的情况下,因纤维编织层位于中间层而使得材料中色彩图案具有立体层次的实物感。将此材料用做手机背板,既能符合手机后壳装配和使用要求(具体包括但不仅限于强度、硬度、韧性、导热、信号屏蔽等指标要求),还提高了立体美感(如图2所示),有助于提高手机的档次和质感。

  上述“有机陶瓷层”与“无机陶瓷”相对,是指含有树脂和陶瓷两种组分复合而成的材料层,具体的树脂材料只要现有能够用来做基体使用的都可以应用在本申请中,而具体的陶瓷粉体可以根据实际需要从现有的陶瓷粉体,比如氧化铝陶瓷粉、氧化锆陶瓷粉、氟化钙陶瓷粉、硫化锌陶瓷粉、硒化锌陶瓷粉及氟化镁陶瓷粉中进行合理选择。

  为了避免出现采用热塑性树脂层等在一定的高温条件下变形而影响材料形态和性能等不良影响,上述透明树脂层优选采用热固性树脂层,使得该复合有机陶瓷材料不仅透光性好,而且,韧性和硬度都比较大,抗压抗摔。更优选采用透光率(按照玻璃透光率测试方法)达到95%以上,且铅笔硬度大于4H的热固性树脂层。

  上述透明树脂层在制备时,通常根据实际需要可以由一层或多层叠置的热固性透明树脂固化叠置热压而成,因此,在制备时通过控制各层的厚度(通常为0.05~0.10mm)可以控制最终的表层的厚度为0.03~0.18mm(通常叠置1~2层,热压后厚度会适当降低,因而比制备时的 0.05~0.2mm略薄)。根据复合陶瓷有机材料后续的应用场景,可以合理优化设计各透明树脂层的厚度和层数,从而获得满足特定需求的表层厚度。表层的厚度在0.03~0.18mm范围内能够满足作为手机背板的使用和装配要求。

  类似地,上述复合有机陶瓷材料,中间层的纤维编织层是通过现有的纤维编织材料浸胶后固化而成,因而具体的纤维编织层的具体纤维材料、色彩和/或图案可以根据实际需要或个人喜好进行合理选择。具体的厚度也无特别的要求,只要满足产品装配或使用要求即可。优选地,浸胶的纤维编织材料所占厚度控制在0.2~0.3mm,热压成型后中间层的厚度在0.15~0.28 mm范围内。

  有机陶瓷层的具体厚度根据整体手机背板等电子设备的厚度要求进行合理设置。在一种优选的实施例中,基体层在制备时,也是由多层叠置的有机陶瓷流延片热压而成;优选地,控制每层有机陶瓷层的厚度为0.1~0.2.mm;优选地,叠置2~3层,因而,优选成型后的基体层的厚度为0.15.~0.35mm。这样便于控制该复合有机陶瓷材料的整体厚度及平整度满足使用要求。

  现有的环氧改性丙烯酸树脂固化而成的,只要满足透光率达到95%以上,且铅笔硬度大于4H的热固性树脂固化层都适用于本申请。在本申请中包括但不仅限于改性丙烯酸树脂固化层;优选为环氧改性丙烯酸树脂固化层。具体能够实现上述要求的环氧改性丙烯酸树脂,比如,可以是甲基环氧改性丙烯酸树脂。

  在一种优选的实施例中,形成透明树脂层的原料包括环氧改性丙烯酸树脂、流平剂和消泡剂;更优选地,以重量份计包括:环氧改性丙烯酸树脂30~60份流平剂2~5份及消泡剂2~5 份形成所述透明树脂层的原料;进一步优选地,形成透明树脂层的原料还包括以下任意一种或多种:玻璃砂10~50份、溶剂10~50份、分散剂1~10份,更优选2-5份以及增韧剂1~10 份。

  采用上述原料和配比固化而成的改性环氧丙烯酸树脂固化层能够满足上述透光率和硬度要求。其中,环氧改性丙烯酸树脂为热固性树脂,固化后形成的透明材料透光率高,能够使位于其下层的纤维编织层的色彩和/或图案鲜艳、真实,有立体层次感。而且硬度大,能够满足作为手机背板等应用时的抗压抗摔要求。根据实际应用中不同层次的硬度要求,可以在某些实施例中,将玻璃砂与环氧改性丙烯酸树脂配合使用,添加玻璃砂会从一定程度上降低透光率,但能提高硬度,因此合理优化两者的用量可以同时获得较高的透光率和较高的硬度。

  纤维编织层的具体材料不限,可以根据现有的纤维材料进行合理选择。在本申请中,纤维编织层的材料包括但不仅限于玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维;更优选地,玻璃纤维为环氧树脂玻璃纤维。纤维编织层的具体色彩和图案可以根据个体喜好进行选择。

  上述有机陶瓷层中的有机成分指的是含有树脂成分,为了进一步满足目前如5G等高频信号的高速传输,现有的手机等电子设备的背板基体通常采用高频树脂材料制成。在一种优选的实施例中,有机陶瓷层为高频树脂复合有机陶瓷层。高频树脂是指介电损耗小,能够满足高频电信号(一般指频率在介电损耗小于0.05的)传输的要求的树脂材料。

  常见的能够满足高频信号传输要求的树脂材料包括聚四氟类树脂(如聚四氟乙烯树脂 PTFE)、氰酸酯类树脂、聚苯醚类树脂(热固性,PPO)、聚苯硫醚类树脂(热固性,简称PPS)、改性环氧类树脂(EP)。

  形成高频树脂复合有机陶瓷层的原料以重量份计包括:30-70份高频树脂,10-50份的环氧树脂,100-200份金属粉体,5-30份固化剂;更优选地,高频树脂复合有机陶瓷层的原料以重量份计包括:40-60份高频树脂、30-40份的环氧树脂、150-200份陶瓷粉体、15-30份固化剂,5-30份颜料;进一步优选地,高频树脂复合有机陶瓷层的原料还包括溶剂40~90份、分散剂1~5份以及增韧剂2~5份。

  在一种优选的实施例中,固化剂选自DDS(二氨基二苯砜固化剂)或DICY(双氰胺固化剂),更优选为双氰胺固化剂。

  陶瓷粉体在一种优选的实施例中,选自氧化铝、氟化钙、硫化锌、硒化锌及氟化镁粉体中的任意一种或多种。优选地,颜料为有机类原料,更优选为酞青蓝或酞青绿。

  在本申请第二种典型的实施方式中,提供了上述任一种复合有机陶瓷材料的制备方法,该制备方法包括:制备透明热固性树脂流延片及有机陶瓷流延片,并对纤维编织材料进行浸胶处理,得到浸胶纤维;叠置多层有机陶瓷流延片,形成有机陶瓷层预备体;在有机陶瓷层预备体上铺贴浸胶纤维,得到中间体;在中间体上叠置多层透明热固性树脂流延片,得到叠置前体;对叠置前体进行热压固化,得到复合有机陶瓷材料。

  该方法中由于底层采用有机陶瓷材料的流延片,使得中间的纤维编织材料的和表面的透明树脂流延片能够通过依次叠置后,采用常规的热压成型工艺即可得到。相比玻璃基体或金属基体难以在叠置后一体热压成型而言,本申请的三层结构不仅能够叠置热压成型,而且存在不易破碎、介电损耗低,5G信号传输快,且对信号屏蔽小等优势。尤其是对厚度有严格要求的手机背板而言,采用玻璃基板会使得背板厚度增加而不具有市场适用价值。且该方法在中间层设置纤维编织层,表面再叠置透明树脂层,使得纤维编织层的具有立体层次的实物感,提升手机外观的美感和档次,同时也具有较高的硬度和韧性,不易碎。

  上述表层的透明热固性树脂流延片和底层的有机陶瓷流延片,可以采用现有的流延法制得。具体地,将表层的原料混合后进行流延成片,以及将底层(基体层)的原料混合后进行流延成片。具体的表层的原料只要是固化后硬度和透光率满足具体手机等设备的装配和使用要求即可。

  在一种优选的实施例中,表层原料包括:环氧改性丙烯酸树脂30~60份、流平剂2~5份及消泡剂2~5份;更优选表层原料还包括:玻璃砂10~50份、溶剂10~50份、分散剂1~10份,更优选2~5份及增韧剂1~10份中的任意一种或多种。玻璃砂能从一定程度上增强固化后的透明树脂层的硬度,也能从一定程度上降低固化后的透明树脂层的透光率。具体是否使用玻璃砂,根据具体所需性能要求进行合理选择。需要说明的是,在不含有玻璃砂时,环氧改性丙烯酸树脂中含有一定量的溶剂,因而在制备流延片时,只需与流平剂和消泡剂混合即可。而当含有玻璃砂时,需要添加一定量的溶剂来保持混合原料的流动性以便形成流延片。分散剂和增韧剂也可以根据需要合理添加,以便于提高各物料的分散均匀性,或者提高固化后的透明树脂层的韧性。

  如前述,为进一步满足目前如5G等高频信号的高速传输,现有的手机等电子设备的背板基体通常采用高频树脂材料制成。在一种优选的实施例中,有机陶瓷层为高频树脂复合有机陶瓷层。高频树脂是指介电损耗小,能够满足高频电信号(一般指频率在介电损耗小于0.05 的)传输的要求的树脂材料。

  常见的能够满足高频信号传输要求的树脂材料包括聚四氟类树脂(如聚四氟乙烯树脂 PTFE)、氰酸酯类树脂、聚苯醚类树脂(热固性,PPO)、聚苯硫醚类树脂(热固性,简称PPS)、改性环氧类树脂(EP)。

  在一种优选的实施例中,基体层原料包括:30-70份高频树脂、10-50份的环氧树脂、100-200 份陶瓷粉体及5-30份固化剂;更优选地,基体层原料包括:40-60份高频树脂、30-40份的环氧树脂、150-200份陶瓷粉体、15-30份固化剂;进一步优选地,基体层原料还包括溶剂40~90 份、分散剂1~5份、增韧剂2~5份及5-30份颜料;

  在一种优选的实施例中,固化剂选自二氨基二苯砜固化剂或双氰胺固化剂;优选地,陶瓷粉体选自氧化铝、氟化钙、硫化锌、硒化锌及氟化镁中的任意一种或多种;优选地,颜料为有机类原料,更优选为酞青蓝或酞青绿。上述固化剂、陶瓷粉体和颜料都是现有材料,用量可以根据需要合理选择。

  为了满足对手机背板整体厚度的要求,可以在制备各层的流延片时,控制各流延片的厚度。在一种优选的实施例中,对表层混合料进行流延成片时,控制透明热固性树脂流延片的厚度为0.05~0.1mm;优选地,对基体层混合料进行流延成片时,控制有机陶瓷流延片的厚度为0.05~0.2mm;优选地,叠置2~3层有机陶瓷流延片,形成有机陶瓷层预备体;优选地,有机陶瓷层预备体的厚度为0.2~0.4mm;优选地,在中间体上叠置1~2层透明热固性树脂流延片,得到叠置前体。

  上述纤维编织材料包括但不限于玻璃纤维编织材料、芳纶纤维编织材料或碳纤维编织材料。优选地,玻璃纤维编织材料为环氧树脂玻璃纤维编织材料;根据市场受欢迎程度,优选地,纤维编织材料为彩色纤维编织材料。上述浸胶处理步骤中,所采用的胶粘剂体优选为改性丙烯酸树脂,采用与表层的透明树脂层相同的树脂原料,更便于与表层的透明层融为一体。

  上述热压固化步骤中采用常规热压成型工艺即可。在本申请一种优选的实施例中,上热压固化的温度为100~120℃,优选地,热压固化的压力为1.0~1.5Mpa;优选地,热压固化的时间为50~75min,优选为60~70min。

  在另一种优选的实施例中,在进行热压固化之后,以及得到复合有机陶瓷材料之前,该制备方法还包括:对热压固化产物进行二次热压固化的步骤,二次热压固化的温度为170~190℃,优选二次热压固化的压力为3.5~4.5Mpa,优选二次热压固化的时间为80~100min。

  上述复合有机陶瓷材料在进行一次低压、低温及相对短时间内的热压固化处理后,得到的固化产品可以作为半成品进行使用。也可以根据目的产品的需求,进一步在相对更高的温度、压力下热压更长时间,直接制作成目标成品。

  在本申请第三种典型的实施方式中,提供了一种手机背板的制备方法,该制备方法包括:将上述方法制备的复合有机陶瓷材料作为原料;(根据手机背板模具形状大小)对复合有机陶瓷材料进行裁切,得到裁切物;将裁切物置于模具进行热压成型,得到背板前体;对背板前体进行表面处理和修边,得到手机背板。

  在本申请第四种典型的实施方式中,提供了一种手机背板,该手机背板采用上述任一种复合有机陶瓷材料制成,或者上述制备方法制成。该手机背板底层采用有机陶瓷材料,在中间层设置纤维编织层,表面再叠置透明树脂层,使得三层结构层可以直接热压成型,制备工艺简单,且使得该手机背板在具有较高的硬度和韧性,不易碎的优异性能的同时,中间的纤维编织层因表面透明而具有立体层次的实物感,能有效提升手机外观的美感和档次。

  下面将结合具体的实施例来进一步说明本申请的有益效果。

  实施例1

  一、原料准备:

  1)表层的原料包括:改性丙烯酸树脂35份、流平剂2份、消泡剂2份、增韧剂2份;

  2)中间层的原料包括:厚度为0.25mm的玻璃纤维编织物;

  3)基体层的原料包括:

  

  二、制备方法:

  1)混合各层原料通过流延设备流延成片材,其中,每片透明树脂层的厚度为0.06mm,每片纤维编织层的厚度为0.25mm,每片有机陶瓷层的厚度为0.1mm。

  2)将有机陶瓷层叠置3层(总厚度为0.3mm),然后在其上叠置1层经过涂布设备做成的改性丙烯酸树脂浸渍的编织物(即浸胶编织物),最后再在浸胶编织物上叠置3层透明树脂层 (0.18mm),得到叠置前体(总厚度为0.73mm);

  3)将上述叠置前体置于真空热压机中,在设定参数(温度110度,压力1.2Mpa,时间60分钟)下压制成半固化产品(若暂不制备成手机背板,则可以作为一种复合有机陶瓷材料备用);

  4)直接将上述半固化产品制备成手机背板,具体进行如下操作:

  a.裁切成模压所需小片,在真空热压机内设定参数(温度180度,压力4.0Mpa,时间90 分钟)下经模具热压成手机背板;

  b.手机背板表面抛光,修边,表面处理,得到手机背板成品。

  实施例2

  一、原料准备:

  1)表层的原料包括:改性丙烯酸树脂40份、流平剂2份、消泡剂2份、增韧剂2份;

  2)中间层的原料包括:厚度为0.25mm的玻璃纤维编织物;

  3)基体层的原料包括:

  

  二、制备方法

  步骤同实施例1。

  实施例3

  一、原料准备:

  1)表层的原料包括:改性丙烯酸树脂40份、流平剂2份、消泡剂2份、增韧剂1份;

  2)中间层的原料包括:厚度为0.25mm的芳纶纤维编织物;

  3)基体层的原料包括:

  

  二、制备方法

  步骤同实施例1。

  实施例4

  一、原料准备:

  1)表层和中间层的材料如表1所示;

  2)基体层的原料如下,各成分的比例如表1所示,

  

  

  二、制备方法

  除了以下不同外,其余步骤同实施例1。

  每片透明树脂流延片的厚度为0.08mm,叠置2层的总厚度为0.16mm;

  每片有机陶瓷流延片的厚度为0.08mm,叠置2层的总厚度为0.16mm。

  第一次热压固化的温度为100℃,压力为1.0Mpa,时间为50min。

  第二次热压固化的温度为170℃,压力为3.5Mpa,时间为80min。

  实施例5

  一、原料准备:

  1)表层和中间层的材料如表1所示;

  2)基体层的原料包括:

  

  二、制备方法

  除了以下不同外,其余步骤同实施例1。

  每片透明树脂流延片的厚度为0.05mm,叠置3层的总厚度为0.15mm;

  每片有机陶瓷流延片的厚度为0.08mm,叠置2层的总厚度为0.16mm。

  第一次热压固化的温度为120℃,压力为1.5Mpa,时间为75min。

  第二次热压固化的温度为190℃,压力为4.5Mpa,时间为100min。

  实施例6

  一、原料准备:

  1)表层和中间层的材料如表1所示;

  2)基体层的原料包括:

  

  二、制备方法

  除了以下不同外,其余步骤同实施例1。

  每片透明树脂流延片的厚度为0.1mm,叠置2层的总厚度为0.2mm;

  每片有机陶瓷流延片的厚度为0.1mm,叠置3层的总厚度为0.3mm。

  第一次热压固化的温度为90℃,压力为0.9Mpa,时间为45min。

  第二次热压固化的温度为165℃,压力为3.0Mpa,时间为60min。

  实施例7

  一、原料准备:

  1)表层和中间层的材料如表1所示;

  2)基体层的原料如下,各成分的比例如表1所示,

  

  二、制备方法

  步骤同实施例4。

  对比例1

  对比例1与实施例4的区别仅在于:用聚甲基丙烯酸酯(PMMA)替代了改性丙烯酸树脂。制备步骤同实施例4。

  表1:

  

  

  检测:

  对上述实施例1的复合有机陶瓷材料制备的手机背板及现有材料所制备的手机背板的性能进行了检测。结果如下:

  表2:

  

  按照上述相同的测试方法对实施例1至实施例7及对比例1进行了上述相同的测试,测试结果如下:

  表3:

  

  

  上述强度通过采用电子万能试验机测量得到。

  从实施例1至7与对比例1的效果比对可以看出,本申请的复合有机陶瓷材料制备的手机背板在具有很真实的立体感的同时,硬度均达到4H以上,而对比例1的硬度仅为1H。

  而实施例1-7中,实施例1-6中的基体层采用了高频树脂材料,比实施例7中采用普通的环氧树脂材料的基体层而言,在5G应用信号传输(即介电损耗更小)方面更有优势。

  实施例1-6中,实施例1-5中各原料的重量份在本申请的优选范围内,各流延片的厚度也在本申请的优选范围内,实施例6中各原料的重量份及各流延片的厚度在本申请的优选范围外,其所制备的手机背板在强度性能方面有显著优势。实施例5与实施例6相比,由于实施例5中添加剂(如玻璃砂、陶瓷粉体等的含量相对比例更高)含量较高,因而在硬度方面效果最好,但质感和韧性方面略逊于实施例6。

  实施例1-5中,实施例1-3各原料的重量份(各组分的比例关系)比实施例4和5的更优化,所制备的各流延片的厚度也更优化,因而其所制备的手机背板在表面质感和韧性性能方面也更有显著优势。

  从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:上述复合有机陶瓷材料,在有机陶瓷基体层上叠置具有多种色彩和/或图案结构的纤维编织层,然后再在中间层上叠置透明的热固性树脂层,这样形成的复合材料在兼具了有机材料的韧性和硬度的情况下,因纤维编织层位于中间层而使得材料中色彩图案具有立体层次的实物感。将此次材料用做手机背板,既能符合手机后壳装配和使用要求(具体包括但不仅限于强度、硬度、韧性、导热、信号屏蔽等指标要求),还提高了立体美感,有助于提高手机的档次和质感。

  最后需要说明的是,本申请所提供的复合有机陶瓷材料,不仅可以作为手机背板的材料,也有用作其他电子通信设备,比如,不限于平板电脑、平板电视、台式电脑、显示器等电子通信设备的背板材料。

  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,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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。

《复合有机陶瓷材料、手机背板及制备方法.doc》
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