一种树脂基炭纤维复合材料手机壳的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种树脂基炭纤维复合材料手机壳的制备方法，该方法为：一、树脂与氮化硼粉以及石墨烯混合搅拌；二、炭纤维布浸渍树脂混合液及晾干；三、模压成型；四、树脂浸渍处理；五、固化处理；六、机械加工及打磨成型，从而制得树脂基炭纤维复合材料手机壳。本发明专利技术利用炭纤维高强度、高模量、低密度、抗氧化以及耐腐蚀等优点；氮化硼的耐磨、抗热震性好、强度高、热膨胀系数小等特点；石墨烯的高导热、高强度等优点。制备的树脂基炭纤维复合材料手机壳，具有重量轻、耐磨性好、机械强度高、耐腐蚀、传热快等优点。

Preparation of a Resin-based Carbon Fiber Composite Cell Phone Shell

【技术实现步骤摘要】
一种树脂基炭纤维复合材料手机壳的制备方法
本专利技术涉及手机配件
，涉及一种树脂基炭纤维复合材料的手机壳的制备方法。
技术介绍
随着通讯技术的飞速发展，手机的普及应用，智能手机已成为人们日常生活中不可缺少的通讯和娱乐工具，科技的进步使得手机的功能越来越强大，但手机机身和屏幕却十分容易受到损坏，因此专利技术了手机保护套，也就是我们俗称的手机壳，手机壳能保护手机不被划伤、摔伤、磨损，绝缘的手机壳还能起到消减磁场干扰，增强手机信号的作用。手机壳已经逐步形成了一个独立的产业。目前市场上大多数的手机的外壳设计都是采用能够被无线射频穿透的非金属材料，例如：塑料，玻璃，陶瓷等，然而，金属从古到今都是人类喜爱的外观材料，因漂亮的外观效果越来越多的被设计用于手机的外壳上，为了满足金属手机壳体防水功能需求，目前市场上大多数的手机的外壳设计都是采用防水胶或密封圈的方案来防止结合处渗水，如金属+防水胶+金属或塑料来防水，或者金属+密封圈+金属或塑料来防水。然而，目前采用防水胶或密封圈的防水方案并不能起到理想的防水效果。因而，目前的金属手机壳仍有待改进。市场上销售的手机壳主要有：硅胶类手机壳、热塑性聚氨酯弹性体类手机壳、聚碳酸酯类手机壳、聚丙烯类手机壳、皮革类手机壳、特殊材质类手机壳、金属类手机壳等7种。手机壳尤其是硅胶类手机壳虽然抗摔性能好但是更不利于散热，容易导致机身过热的现象，特别严重的可能会引起爆炸。实验也证明，同一款手机不套壳，主板可使用3年以上，而戴套壳则最多2年。手机壳不仅会影响手机散热从而减少手机使用寿命，而且还会释放出甲醛和苯等有害气体，对人体造成危害。因此还需对其进行研究，研制出散热性能好又能防摔且耐磨、抗腐蚀性能好的安全环保的手机壳。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的是提供一种树脂基炭纤维复合材料手机壳的制备方法，解决现有手机壳抗磨性差、散热性和抗腐蚀性差等问题。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种树脂基炭纤维复合材料手机壳的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一：将树脂与氮化硼粉以及石墨烯混合搅拌得到树脂混合物，其中氮化硼粉目数为800目以下，混合物中，氮化硼粉占重量百分比为0.5wt％-5wt％，石墨烯加入量为0.2wt％-3wt％，余量为树脂。步骤二：采用炭纤维布作为主要材料，将步骤一中配置好的树脂混合物加有机溶剂配置树脂溶液作为浸渍液，将炭纤维布浸渍在树脂溶液中，浸渍时间为1h-4h，取出炭纤维布晾置1h-10h，使得炭纤维浸渍布处于半干状态。步骤三：将步骤二中炭纤维浸渍布铺层2-10层置于手机壳模型的模具中，模具表面刷有脱模剂，在压机上压制、固化成型，制作树脂基炭纤维复合材料手机壳毛坯。步骤四：将步骤三中制备的树脂基炭纤维复合材料手机壳毛坯坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，浸渍时间为1h-5h。步骤五：将步骤四中坯体进行固化处理，固化温度为120℃-180℃。步骤六：将步骤五中固化处理后的坯体按照手机壳尺寸进行机械加工，并将毛边打磨光滑，制得树脂基炭纤维复合材料手机壳。上述的一种树脂基炭纤维复合材料手机壳的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的树脂为酚醛树脂、环氧树脂或呋喃树脂中的一种。上述的一种树脂基炭纤维复合材料手机壳的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的炭纤维布为聚丙烯腈炭纤维布、粘胶基炭纤维布或沥青基炭纤维布，规格为1K或3K平纹炭布或者是1K或3K斜纹炭布中的一种，有机溶剂为酒精或者丙酮，其中树脂混合物与有机溶剂混合重量比为1：0.5-5.0。上述的一种树脂基炭纤维复合材料手机壳的制备方法，其特征在于，步骤三中所述的模具施加压力大小为5Mpa-30Mpa，固化温度为120℃-180℃，固化升温速率为3℃/h-15℃/h，固化保温时间为2h-10h。上述的一种树脂基炭纤维复合材料手机壳的制备方法，其特征在于，步骤四中所述的树脂溶液同步骤二的树脂溶液。上述的一种树脂基炭纤维复合材料手机壳的制备方法，其特征在于，步骤五中所述的固化升温速率为3℃/h-15℃/h，固化保温时间为2h-10h。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术利用炭纤维高强度(强度达3.5GPa)、高模量(模量在310GPa以上)、低密度(1.5-2.0g/cm3)、抗氧化(400℃以上在空气中开始氧化)以及耐腐蚀等优点；氮化硼的耐磨(莫氏硬度为：1-2)、抗热震性好(在空气中抗氧化温度可达1000℃)、强度高(类金刚石结构)、热膨胀系数小(平均线膨胀系数为4.92×10-6K-1)等特点；石墨烯的高导热(单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK)、高强度(平均模量可达0.25TPa)等优点。制备的树脂基炭纤维复合材料手机壳，具有重量轻、耐磨性好、机械强度高、耐腐蚀、传热快等优点。附图说明图1是本专利技术制备树脂基炭纤维复合材料手机壳的工艺流程框图。具体实施方式实施例1步骤一：将树脂与氮化硼粉以及石墨烯混合搅拌，树脂为酚醛树脂，其中氮化硼粉目数为850目，混合物中，氮化硼粉占重量百分比为0.5wt％，石墨烯加入量为0.2wt％，余量为树脂。步骤二：采用1K平纹聚丙烯腈炭纤维布作为主要材料，将步骤一中树脂加有机溶剂配置树脂溶液作为浸渍液，有机溶剂为酒精，其中树脂混合物与有机溶剂混合重量比为1：0.5，将炭纤维布浸渍在树脂溶液中，浸渍时间为1h，取出炭纤维布晾置1h，使得炭纤维浸渍布处于半干状态。步骤三：将步骤二中炭纤维浸渍布铺层2层置于手机壳模型的模具中，模具表面刷有脱模剂，在压机上压制、固化成型，模具施加压力大小为5Mpa，固化温度为120℃，固化升温速率为3℃/h，固化保温时间为2h，制作树脂基炭纤维复合材料手机壳毛坯。步骤四：将步骤三中制备的树脂基炭纤维复合材料手机壳坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，树脂溶液同步骤二，浸渍时间为1h。步骤五：将步骤四中坯体进行固化处理，固化温度为120℃，固化升温速率为3℃/h，固化保温时间为2h。步骤六：将步骤五中制备的坯体按照手机壳尺寸进行机械加工，并将毛边打磨光滑，制得树脂基炭纤维复合材料手机壳。制得树脂基炭纤维复合材料手机壳密度为1.55g/cm3，抗压强度为1100MPa，垂直纤维方向导热系数为120W/mK。实施例2步骤一：将树脂与氮化硼粉以及石墨烯混合搅拌，树脂为环氧树脂，其中氮化硼粉目数为900目，混合物中，氮化硼粉占重量百分比为2.5wt％，石墨烯加入量为1.5wt％，余量为树脂。步骤二：采用3K平纹粘胶基炭纤维布作为主要材料，将步骤一中树脂加有机溶剂配置树脂溶液作为浸渍液，有机溶剂为酒精，其中树脂混合物与有机溶剂混合重量比为1：2.5，将炭纤维布浸渍在树脂溶液中，浸渍时间为2h，取出炭纤维布晾置5h，使得炭纤维浸渍布处于半干状态。步骤三：将步骤二中炭纤维浸渍布铺层5层置于手机壳模型的模具中，模具表面刷有脱模剂，在压机上压制、固化成型，模具施加压力大小为15Mpa，固化温度为150℃，固化升温速率为8℃/h，固化保温时间为6h，制作树脂基炭纤维复合材料手机壳毛坯。步骤四：将步骤三中制备的树脂基炭纤维复合材料手机壳坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，树脂溶液同步骤二，浸渍时间为3h。步骤五：将步骤四中坯体进行固化处理，固化温度为150℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树脂基炭纤维复合材料手机壳的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一：将树脂与氮化硼粉以及石墨烯混合搅拌得到树脂混合物，其中氮化硼粉目数为800目以下，混合物中，氮化硼粉占重量百分比为0.5wt％‑5wt％，石墨烯加入量为0.2wt％‑3wt％，余量为树脂；步骤二：采用炭纤维布作为主要材料，将步骤一中配置好的树脂混合物加有机溶剂配置树脂溶液作为浸渍液，将炭纤维布浸渍在树脂溶液中，浸渍时间为1h‑4h，取出炭纤维布晾置1h‑10h，使得炭纤维浸渍布处于半干状态；步骤三：将步骤二中炭纤维浸渍布铺层2‑10层置于手机壳模型的模具中，模具表面刷有脱模剂，在压机上压制、固化成型，制作树脂基炭纤维复合材料手机壳毛坯；步骤四：将步骤三中制备的树脂基炭纤维复合材料手机壳毛坯坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，浸渍时间为1h‑5h；步骤五：将步骤四中坯体进行固化处理，固化温度为120℃‑180℃；步骤六：将步骤五中固化处理后的坯体按照手机壳尺寸进行机械加工，并将毛边打磨光滑，制得树脂基炭纤维复合材料手机壳。

【技术特征摘要】
1.一种树脂基炭纤维复合材料手机壳的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一：将树脂与氮化硼粉以及石墨烯混合搅拌得到树脂混合物，其中氮化硼粉目数为800目以下，混合物中，氮化硼粉占重量百分比为0.5wt％-5wt％，石墨烯加入量为0.2wt％-3wt％，余量为树脂；步骤二：采用炭纤维布作为主要材料，将步骤一中配置好的树脂混合物加有机溶剂配置树脂溶液作为浸渍液，将炭纤维布浸渍在树脂溶液中，浸渍时间为1h-4h，取出炭纤维布晾置1h-10h，使得炭纤维浸渍布处于半干状态；步骤三：将步骤二中炭纤维浸渍布铺层2-10层置于手机壳模型的模具中，模具表面刷有脱模剂，在压机上压制、固化成型，制作树脂基炭纤维复合材料手机壳毛坯；步骤四：将步骤三中制备的树脂基炭纤维复合材料手机壳毛坯坯体整体浸入树脂溶液中进行浸渍处理，浸渍时间为1h-5h；步骤五：将步骤四中坯体进行固化处理，固化温度为120℃-180℃；步骤六：将步骤五中固化处理后的坯体按照手机壳尺寸进行机械加工，并将毛边打磨光滑，制得树脂基炭纤维复合材料手机壳。...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵海成，赵立军，乔冠军，刘桂武，张相召，刘忻城，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32