一种仿陶瓷材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种仿陶瓷材料及其制备方法和应用。以仿陶瓷材料在总重量为基准，所述仿陶瓷材料包括20

【技术实现步骤摘要】
一种仿陶瓷材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及仿陶瓷材料领域，具体地，涉及一种仿陶瓷材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]陶瓷因具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀及出色的外观感等优良性质而成为5G时代的手机壳体的材料之一。但是陶瓷的抗摔性能差限制了陶瓷作为手机壳体的应用。塑料具有介电常数低、韧性好等优良性质，普遍被应用于手机背板。而塑料背板，耐温稳定性差，不耐磨损，而且塑料材质的外观已经不能满足消费者对于手机外观的要求。因此，需要一种仿陶瓷材料，使其具有陶瓷的质感，同时兼具塑料的优异性能，达到轻量化，适应5G时代。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术中存在的问题，提供一种仿陶瓷材料及其制备方法和应用，该仿陶瓷材料强度高，硬度高和耐磨损，具有很好的抗冲击性能，且瓷质效果好。
[0004]本专利技术的第一方面是提供一种仿陶瓷材料，以仿陶瓷材料在总重量为基准，所述仿陶瓷材料包括20-60重量份的氧化铝、5-20重量份的氮化硅、10-30重量份的氧化锆和20-30重量份的有机高分子材料。
[0005]优选地，所述仿陶瓷材料包括30-60重量份的氧化铝、10-20重量份的氮化硅、15-30重量份的氧化锆和20-30重量份的有机高分子材料。
[0006]优选地，所述仿陶瓷材料还包括5-20重量份纤维，所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维和矿物纤维中的一种或几种；进一步优选地，所述纤维的D50为0.1-10μm。
[0007]优选地，所述仿陶瓷材料包括20-50重量份的氧化铝、10-20重量份的氮化硅、15-30重量份的氧化锆、20-30重量份的有机高分子材料和5-15重量份纤维。优选地，所述有机高分子材料包括聚苯硫醚、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯中的一种或多种。
[0008]优选地，所述仿陶瓷材料的密度为2.5-2.9g/cm3，拉伸强度大于等于50MPa，抗弯强度大于等于55MPa，硬度大于等于50HV，落锤高度大于等于20 cm。
[0009]本专利技术的第二方面是提供一种仿陶瓷材料的制备方法，所述制备方法包括：S1、将20-60重量份的氧化铝、5-20重量份的氮化硅、10-30重量份的氧化锆、0-10重量份的碳化钨和20-30重量份的有机高分子材料放入挤出机中挤出得到喂料；S2、将所述喂料在注塑机中注塑得到仿陶瓷材料。
[0010]优选地，在所述步骤S1前，用改性剂对所述氧化铝、氮化硅和氧化锆中的至少一种进行表面改性处理，所述改性剂包括钛酸酯、硬脂酸、硅烷偶联剂、锆酸酯和铝酸酯中的一种或几种；进一步优选地，所述氧化铝的D50为0.3-1μm，所述氮化硅的D50为0.3-1μm，所述氧化锆的D50为0.3-1μm。
[0011]优选地，所述挤出的挤出温度为290-335℃；所述注塑的注塑温度为300-340℃，注射压力为100-200MPa，保压时间为10-90s。
[0012]优选地，所述有机高分子材料包括聚苯硫醚、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯中的一种或多种；所述步骤S1中还可以加入5-20重量份的纤维，所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维和矿物纤维中的一种或几种；进一步优选地，所述纤维的D50为0.1-10μm。
[0013]本专利技术的第三方面是提供一种由前述仿陶瓷材料或前述所述制备方法得到的仿陶瓷材料在电子产品壳体中的应用。
[0014]本专利技术提出的仿陶瓷材料，通过选择莫氏硬度＞7.5的氧化铝、氮化硅和氧化锆，使仿陶瓷材料硬度高，耐磨损；且在具有高硬度的情况下，本专利技术含有特定含量的氧化铝、氮化硅和氧化锆，各物质协同作用，使仿陶瓷材料强度高、抗冲击性能好，同时具有陶瓷的质感。
[0015]本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
[0016]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0017]本专利技术提供了一种仿陶瓷材料，以仿陶瓷材料在总重量为基准，所述仿陶瓷材料包括20-60重量份的氧化铝、5-20重量份的氮化硅、10-30重量份的氧化锆、20-30重量份的有机高分子材料。
[0018]本专利技术中，虽然可以考虑各种无机粉体的添加所各自可能给有机高分子材料带来的作用，例如氧化铝可能带来提高力学强度的作用；氮化硅可能带来提高冲击韧性作用；氧化锆可能带来良好的瓷质感的作用。但是本专利技术提供的上述仿陶瓷材料特别含有上述特定含量的物质时，可以协同获得具有高硬度，且兼具高强度和高抗冲击性能，同时具有陶瓷质感仿陶瓷材料。
[0019]在本专利技术中，优选地，所述仿陶瓷材料包括30-60重量份的氧化铝、10-20重量份的氮化硅、15-30重量份的氧化锆和20-30重量份的有机高分子材料。
[0020]在本专利技术中，为进一步提高仿陶瓷材料的力学性能，优选地，所述仿陶瓷材料还可以包括5-20重量份的纤维；进一步优选地，所述仿陶瓷材料包括20-50重量份的氧化铝、10-20重量份的氮化硅、15-30重量份的氧化锆、20-30重量份的有机高分子材料和5-15重量份纤维。优选情况下，所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维和矿物纤维中的一种或几种；进一步优选地，所述纤维的D50为0.1-10μm。
[0021]在本专利技术中，优选地，所述有机高分子材料包括聚苯硫醚（PPS）、聚酰胺（PA）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）和聚碳酸酯（PC）中的一种或多种。为了进一步提高材料力学性能、降低材料熔融温度，从而降低加工难度，优选地，所述有机高分子材料可以为聚苯硫醚基共混料；具体地，所述聚苯硫醚基共混料可以以聚苯硫醚为主体，混合聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯高分子聚合物或及其合金中的一种或多种。
[0022]本专利技术提供的所述仿陶瓷材料强度高、硬度高且具有很好的抗冲击性能，优选地，所述仿陶瓷材料的拉伸强度大于等于50MPa，抗弯强度大于等于55MPa；维氏硬度大于等于50HV；所述仿陶瓷材料可承受60g落锤的落锤高度大于等于20cm。所述落锤高度可以但不限
于使用预设落锤高度下的60g重的落锤砸仿陶瓷材料的方式测试得到。
[0023]本专利技术提供的所述仿陶瓷材料，具有陶瓷的质感，优选地，所述仿陶瓷材料的密度为2.5-2.9g/cm3，同时相比现有的氧化锆陶瓷，具有轻量化优势；且外观上看，表面平整度高，平面度Sa不超过10 nm；耐磨损，优选地，磨损率不超过1.0*10-4 mm3/N
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m。
[0024]本专利技术同时提供了一种仿陶瓷材料的制备方法，所述制备方法包括：S1、将20-60重量份的氧化铝、5-20重量份的氮化硅、10-30重量份的氧化锆和20-30重量份的有机高分子材料放入挤出机中挤出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿陶瓷材料，其特征在于，以仿陶瓷材料在总重量为基准，所述仿陶瓷材料包括20-60重量份的氧化铝、5-20重量份的氮化硅、10-30重量份的氧化锆、20-30重量份的有机高分子材料。2.根据权利要求1所述的仿陶瓷材料，其特征在于，所述仿陶瓷材料包括30-60重量份的氧化铝、10-20重量份的氮化硅、15-30重量份的氧化锆和20-30重量份的有机高分子材料。3.根据权利要求1所述的仿陶瓷材料，其特征在于，所述仿陶瓷材料还包括5-20重量份纤维，所述纤维包括玻璃纤维、碳纤维和矿物纤维中的一种或几种；优选地，所述纤维的D50为0.1-10μm。4.根据权利要求3所述的仿陶瓷材料，其特征在于，所述仿陶瓷材料包括20-50重量份的氧化铝、10-20重量份的氮化硅、15-30重量份的氧化锆、20-30重量份的有机高分子材料和5-15重量份纤维。5.根据权利要求1所述的仿陶瓷材料，其特征在于，所述有机高分子材料包括聚苯硫醚、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的仿陶瓷材料，其特征在于，所述仿陶瓷材料的密度为2.5-2.9g/cm3，拉伸强度大于等于50MPa，抗弯强度大于等于55MPa，硬度大于等于50HV，落锤高度大于等于20 cm。7.一种仿陶瓷材料的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玲玲，刘芳，林信平，胡锐，李震，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：