CN108410114A - 一种手机外壳用高硬度耐磨耐热材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手机外壳用高硬度耐磨耐热材料及其制备方法，所述材料主要包括以下组分：丙烯腈‑苯乙烯‑丙烯腈组合物、聚碳酸脂、酚醛树脂、氢化丁腈橡胶、复合增强纤维、晶须、纳米二氧化硅、相容剂、抗菌剂、润滑剂。该材料经过高速混合、挤出造粒等步骤制得。本发明通过采用丙烯腈‑苯乙烯‑丙烯腈组合物使得材料具有良好的力学性能、耐磨耐刮擦性能，再加入聚碳树脂对其进一步补强，而加入的酚醛树脂和氢化丁腈橡胶则进一步增强材料的抗老化能力，而加入的晶须和纳米二氧化硅由于粒径较小，可以很好的分散在材料中，从而提高材料制品的耐磨、耐热性能及强度性能。
Description
技术领域
本发明涉及手机外壳材料技术领域，具体涉及一种制造手机壳的材料及其制备方法。
背景技术
手机作为一种普遍使用的通信工具已经成为人们生活中不可或缺的部分，随着现在智能手机的普及，手机在日常生活中对应用范围越来越广，而智能手机作为科技集成度较高的设备，这就对手机的保护提出了巨大的挑战，当手机受到撞击时对电路板的损伤特别大，有可能在一次不经意的碰撞间就有可能让手机无法修复，塑料因其质量轻、廉价等优点而在手机保护壳领域广泛发展，但现有的手机壳塑料结构强度低，在手机摔落或者受到冲击时容易发生折弯现象，对手机内部的元器件不能起到较好的保护，且本身强度不足，耐热性、耐磨性性较差，较高温度下压力折减，承压能力低，对手机的保护作用满足不了需求。
基于此，有必要提出一种手机外壳用高硬度耐磨耐热材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
鉴于上述对现有技术的分析，本发明提供一种手机外壳用高硬度耐磨耐热材料及其制备方法，具有硬度高，耐磨性和耐热性好，且制备方法简单，易于实现。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种手机外壳用高硬度耐磨耐热材料，以重量份数计，所述材料主要包括以下组分：
丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈组合物 22-42份；
聚碳酸脂 14-23份；
酚醛树脂 13-26份；
氢化丁腈橡胶 21-34份；
复合增强纤维 1.3-6.5份；
晶须 0.3-2.2份
纳米二氧化硅 0.5-3.8份；
相容剂 2-10份；
抗菌剂 0.05-2份；
抗氧剂 0.4-2份。
优选的，以重量份数计，所述材料主要包括以下组分：
丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈组合物 30份；
聚碳酸脂 19份；
酚醛树脂 20份；
氢化丁腈橡胶 28份；
复合增强纤维 3.8份；
晶须 1.3份
纳米二氧化硅 2.1份；
相容剂 6份；
抗菌剂 1份；
抗氧剂 1.2份。
优选的，所述复合增强纤维为质量比为3-5:1的聚乙烯醇纤维和碳纤维的混合物。
优选的，所述晶须选自氮化硅晶须、莫来石晶须、氧化镁晶须、碳酸钙晶须、炭化硅晶须中的一种或几种。
优选的，所述相容剂选自苯乙烯-马来酸酐的无规共聚物、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝马来酸酐。
优选的，所述抗菌剂为纳米二氧化钛抗菌剂。
优选的，所述润滑剂选自硬脂酸钙、石蜡、乙撑双油酸酰胺、聚乙烯蜡或硅油中的一种或几种。
本发明还提供了上述手机外壳用高硬度耐磨耐热材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照规定组分称取各原料；
（2）按配比将晶须、纳米二氧化硅、润滑剂及抗菌剂放入高速搅拌机内，在90-110℃下高速搅拌5-10min；
（3）在常温下按配比加入丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈组合物、聚碳树脂、酚醛树脂、氢化丁腈橡胶和相容剂，搅拌5-10min；
（4）将上述混合物后得到的组分放入挤出机中进行挤出造粒，挤出过程中从侧进料口加入复合增强纤维，使混合物保持熔化状态的温度下获得聚合物，将所获得的聚合物以条状挤出，然后将其切割成段，形成颗粒，即得到所述的手机外壳用高硬度耐磨耐热材料。
优选的，步骤（2）中搅拌速度为1000-1500r/min。
优选的，步骤（4）中的挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，且使混合物保持熔化状态的温度210-250℃。
本发明与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明通过采用丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈组合物使得材料具有良好的力学性能、耐磨耐刮擦性能，再加入聚碳树脂对其进一步补强，而加入的酚醛树脂和氢化丁腈橡胶则进一步增强材料的抗老化能力，而加入的晶须和纳米二氧化硅由于粒径较小，可以很好的分散在材料中，从而提高材料制品的耐磨、耐热性能及强度性能。
（2）本发明通过复合增强纤维和晶须的复合增强使材料的表面的硬度提高，而加入的相容剂使得各组分之间配合的更加的紧密，并且使得复合增强纤维和晶须能够和丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈组合物、聚碳树脂更好的结合，增强了材料的耐磨性和耐热性，而加入的抗菌剂可以增加材料的抗菌性能，可以使材料达到抗菌0-1级标准。
（3）本发明的制造手机外壳用高硬度耐磨耐热材料的制备工艺简单，容易实现工业化生产。
具体实施方式
以下通过实施例形式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例，凡基于本发明上述内容所属实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
一种手机外壳用高硬度耐磨耐热材料，以重量份数计，所述材料主要包括以下组分：
丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈组合物 30份；
聚碳酸脂 19份；
酚醛树脂 20份；
氢化丁腈橡胶 29份；
复合增强纤维 3.8份；
晶须 1.3份
纳米二氧化硅 2.1份；
相容剂 6份；
抗菌剂 1份；
润滑剂 1.2份。
其中，所述复合增强纤维为质量比为3:1的聚乙烯醇纤维和碳纤维的混合物。
其中，所述晶须选自氮化硅晶须和莫来石晶须的混合物。
其中，所述相容剂选自苯乙烯-马来酸酐的无规共聚物酐。
其中，所述抗菌剂为纳米二氧化钛抗菌剂。
其中，所述润滑剂选自硬脂酸钙和乙撑双油酸酰胺的混合物。
本发明还提供了上述手机外壳用高硬度耐磨耐热材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照规定组分称取各原料；
（2）按配比将晶须、纳米二氧化硅、润滑剂及抗菌剂放入高速搅拌机内，在90℃下高速搅拌5min；
（3）在常温下按配比加入丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈组合物、聚碳树脂、酚醛树脂、氢化丁腈橡胶和相容剂，搅拌5min；
（4）将上述混合物后得到的组分放入挤出机中进行挤出造粒，挤出过程中从侧进料口加入复合增强纤维，使混合物保持熔化状态的温度下获得聚合物，将所获得的聚合物以条状挤出，然后将其切割成段，形成颗粒，即得到所述的手机外壳用高硬度耐磨耐热材料。
其中，步骤（2）中搅拌速度为1000r/min。
其中，步骤（4）中的挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，且使混合物保持熔化状态的温度210℃。
实施例2
一种手机外壳用高硬度耐磨耐热材料，以重量份数计，所述材料主要包括以下组分：
丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈组合物 22份；
聚碳酸脂 14份；
酚醛树脂 13份；
氢化丁腈橡胶 21份；
复合增强纤维 1.3份；
晶须 0.3份
纳米二氧化硅 0.5份；
相容剂 2份；
抗菌剂 0.05份；
润滑剂 0.4份。
其中，所述复合增强纤维为质量比为5:1的聚乙烯醇纤维和碳纤维的混合物。
其中，所述晶须选自碳酸钙晶须和炭化硅晶须的混合物。
其中，所述相容剂选自甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物。
其中，所述抗菌剂为纳米二氧化钛抗菌剂。
其中，所述润滑剂选自撑硅油和聚乙烯蜡的混合物。
本发明还提供了上述手机外壳用高硬度耐磨耐热材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照规定组分称取各原料；
（2）按配比将晶须、纳米二氧化硅、润滑剂及抗菌剂放入高速搅拌机内，在110℃下高速搅拌10min；
（3）在常温下按配比加入丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈组合物、聚碳树脂、酚醛树脂、氢化丁腈橡胶和相容剂，搅拌10min；
（4）将上述混合物后得到的组分放入挤出机中进行挤出造粒，挤出过程中从侧进料口加入复合增强纤维，使混合物保持熔化状态的温度下获得聚合物，将所获得的聚合物以条状挤出，然后将其切割成段，形成颗粒，即得到所述的手机外壳用高硬度耐磨耐热材料。
其中，步骤（2）中搅拌速度为1500r/min。
其中，步骤（4）中的挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，且使混合物保持熔化状态的温度250℃。
实施例3
一种手机外壳用高硬度耐磨耐热材料，以重量份数计，所述材料主要包括以下组分：
丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈组合物 42份；
聚碳酸脂 23份；
酚醛树脂 26份；
氢化丁腈橡胶 34份；
复合增强纤维 6.5份；
晶须 2.2份
纳米二氧化硅 3.8份；
相容剂 10份；
抗菌剂 2份；
润滑剂 2份。
其中，所述复合增强纤维为质量比为4:1的聚乙烯醇纤维和碳纤维的混合物。
其中，所述晶须选自氧化镁晶须和碳酸钙晶须的混合物。
其中，所述相容剂选自丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝马来酸酐。
其中，所述抗菌剂为纳米二氧化钛抗菌剂。
其中，所述润滑剂选自硬脂酸钙。
本发明还提供了上述手机外壳用高硬度耐磨耐热材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照规定组分称取各原料；
（2）按配比将晶须、纳米二氧化硅、润滑剂及抗菌剂放入高速搅拌机内，在100℃下高速搅拌7.5min；
（3）在常温下按配比加入丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈组合物、聚碳树脂、酚醛树脂、氢化丁腈橡胶和相容剂，搅拌7.5min；
（4）将上述混合物后得到的组分放入挤出机中进行挤出造粒，挤出过程中从侧进料口加入复合增强纤维，使混合物保持熔化状态的温度下获得聚合物，将所获得的聚合物以条状挤出，然后将其切割成段，形成颗粒，即得到所述的手机外壳用高硬度耐磨耐热材料。
其中，步骤（2）中搅拌速度为1250r/min。
其中，步骤（4）中的挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，且使混合物保持熔化状态的温度230℃。
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 (10)
1.一种手机外壳用高硬度耐磨耐热材料，其特征在于，以重量份数计，所述材料主要包括以下组分：
丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈组合物 22-42份；
聚碳酸脂 14-23份；
酚醛树脂 13-26份；
氢化丁腈橡胶 21-34份；
复合增强纤维 1.3-6.5份；
晶须 0.3-2.2份
纳米二氧化硅 0.5-3.8份；
相容剂 2-10份；
抗菌剂 0.05-2份；
抗氧剂 0.4-2份。
2.根据权利要求1所述的手机外壳用高硬度耐磨耐热材料，其特征在于，以重量份数计，所述材料主要包括以下组分：
丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈组合物 30份；
聚碳酸脂 19份；
酚醛树脂 20份；
氢化丁腈橡胶 28份；
复合增强纤维 3.8份；
晶须 1.3份
纳米二氧化硅 2.1份；
相容剂 6份；
抗菌剂 1份；
抗氧剂 1.2份。
3.根据权利要求1所述的手机外壳用高硬度耐磨耐热材料，其特征在于，所述复合增强纤维为质量比为3-5:1的聚乙烯醇纤维和碳纤维的混合物。
4.根据权利要求1所述的手机外壳用高硬度耐磨耐热材料，其特征在于，所述晶须选自氮化硅晶须、莫来石晶须、氧化镁晶须、碳酸钙晶须、炭化硅晶须中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的手机外壳用高硬度耐磨耐热材料，其特征在于，所述相容剂选自苯乙烯-马来酸酐的无规共聚物、甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝马来酸酐。
6.根据权利要求1所述的手机外壳用高硬度耐磨耐热材料，其特征在于，所述抗菌剂为纳米二氧化钛抗菌剂。
7.根据权利要求1所述的手机外壳用高硬度耐磨耐热材料，其特征在于，所述润滑剂选自硬脂酸钙、石蜡、乙撑双油酸酰胺、聚乙烯蜡或硅油中的一种或几种。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的手机外壳用高硬度耐磨耐热材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按照规定组分称取各原料；
（2）按配比将晶须、纳米二氧化硅、润滑剂及抗菌剂放入高速搅拌机内，在90-110℃下高速搅拌5-10min；
（3）在常温下按配比加入丙烯腈-苯乙烯-丙烯腈组合物、聚碳树脂、酚醛树脂、氢化丁腈橡胶和相容剂，搅拌5-10min；
（4）将上述混合物后得到的组分放入挤出机中进行挤出造粒，挤出过程中从侧进料口加入复合增强纤维，使混合物保持熔化状态的温度下获得聚合物，将所获得的聚合物以条状挤出，然后将其切割成段，形成颗粒，即得到所述的手机外壳用高硬度耐磨耐热材料。
9.根据权利要求8所述的手机外壳用高硬度耐磨耐热材料，其特征在于，步骤（2）中搅拌速度为1000-1500r/min。
10.根据权利要求8所述的手机外壳用高硬度耐磨耐热材料，其特征在于，步骤（4）中的挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，且使混合物保持熔化状态的温度210-250℃。
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