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30

【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，该仿陶瓷材料高强度低硬度，具有很好的抗冲击性能，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30-60重量份的氧化硅、5-15重量份的氧化锌、5-20重量份的氮化硼和20-30重量份的有机高分子材料。
[0005]优选地，所述仿陶瓷材料还包括5-10重量份的二氧化钛；进一步优选地，所述仿陶瓷材料包括35-60重量份的氧化硅、5-15重量份的氧化锌、5-10重量份的氮化硼、5-10重量份的二氧化钛和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0.2-10重量份的石墨；进一步优选地，所述仿陶瓷材料包括0.2-5重量份的石墨。
[0007]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，所述仿陶瓷材料包括5-15重量份的纤维。
[0008]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。
[0009]优选地，所述仿陶瓷材料的密度为2.3-2.5g/cm3，拉伸强度大于等于45MPa，抗弯强度大于等于50MPa，维氏硬度不超过45HV，落锤高度大于等于20 cm。
[0010]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30-60重量份的氧化硅、5-15重量份的氧化锌、5-20重量份的氮化硼和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。
[0011]优选地，所述步骤S1中还可以加入以下物质的至少之一：5-10重量份的二氧化钛；0.2-10重量份的石墨；5-20重量份的纤维；进一步优选地，所述二氧化钛的D50为0.3-1μm；
进一步优选地，所述石墨的D50为0.3-1μm；进一步优选地，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；所述纤维的D50为0.1-10μm。
[0012]优选地，在所述步骤S1前，用改性剂对所述氧化硅、氧化锌、氮化硼、二氧化钛和石墨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；优选地，所述氧化硅的D50为0.3-1μm，所述氧化锌的D50为0.3-1μm，所述氮化硼的D50为0.3-1μm。
[0013]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；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。
[0014]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。
[0015]本专利技术提出的仿陶瓷材料，通过选择莫氏硬度≤7.0的氧化硅、氧化锌和氮化硼，使仿陶瓷材料硬度低，利于后续的加工处理（如CNC、抛光等）；且在具有低硬度的情况下，本专利技术含有特定含量的氧化硅、氧化锌和氮化硼，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。
[0016]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
[0017]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。
[0018]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30-60重量份的氧化硅、5-15重量份的氧化锌、5-20重量份的氮化硼、5-10重量份的二氧化钛和20-30重量份的有机高分子材料。
[0019]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，例如氧化硅可能带来提高力学强度和提高流动性的作用；氧化锌可能带来提高冲击韧性的作用；氮化硼可能带来提高耐磨损的作用。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，可以协同获得具有低硬度，且兼具高强度和高抗冲击性能，同时具有陶瓷质感的仿陶瓷材料。
[0020]在本专利技术中，所述仿陶瓷材料还可以包括以下物质的至少之一：5-10重量份的二氧化钛；0.2-10重量份的石墨；5-20重量份的纤维。
[0021]在本专利技术中，为进一步提高仿陶瓷材料的力学性能，以及改善黄变问题，所述仿陶瓷材料还包括5-10重量份的二氧化钛。优选地，35-60重量份的氧化硅、5-15重量份的氧化锌、5-10重量份的氮化硼、5-10重量份的二氧化钛和20-30重量份的有机高分子材料。
[0022]在本专利技术中，为进一步降低仿陶瓷材料的硬度，所述仿陶瓷材料还可以包括0.2-10重量份的石墨；优选地，所述仿陶瓷材料包括0.2-5重量份的石墨。仿陶瓷材料添加了石墨后，仿陶瓷材料可以由白色向黑色过渡，得到黑色仿陶瓷材料。
[0023]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，所述仿陶瓷材料还包括5-20重量份纤维；进一步优选地，所述仿陶瓷材料包括5-15重量份的纤维。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；所述纤维的D50为0.1-10μm。
[0024]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。
[0025]本专利技术提供的所述仿陶瓷材料硬度低韧性好，若被用于制备电子设备中，利于加工，例如抛光、CNC加工等。优选地，所述仿陶瓷材料的维氏硬度不超过45HV，优选地为25-43HV。本专利技术提供的所述仿陶本文档来自技高网...

【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30-60重量份的氧化硅、5-15重量份的氧化锌、5-20重量份的氮化硼和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，所述仿陶瓷材料还包括5-10重量份的二氧化钛；优选地，所述仿陶瓷材料包括35-60重量份的氧化硅、5-15重量份的氧化锌、5-10重量份的氮化硼、5-10重量份的二氧化钛和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，其特征在于，所述仿陶瓷材料还包括0.2-10重量份的石墨；优选地，所述仿陶瓷材料包括0.2-5重量份的石墨。4.根据权利要求1-3任意一项所述的仿陶瓷材料，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，所述仿陶瓷材料包括5-15重量份的纤维。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2.3-2.5g/cm3，拉伸强度大于等于45MPa，抗弯强度大于等于50MPa，维氏硬度不超过45HV，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，所述制备方法包括：S1、将30-60重量份的氧化硅、5-15重量份...

【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：