壳体、制备方法、电子设备与流程

1.本技术涉及电子设备壳体制备工艺的技术领域，具体是涉及一种壳体及其制备方法以及电子设备。


背景技术：

2.人造石材料以其独特多变的纹理外观以及类石制的冰凉的触感，广泛应用于建材行业。人造石通常由无机填料，热塑性树脂组成，其机械性能较差，在厚度较薄的情况下，其机械性能无法满足手机等行业对壳体使用的需求。


技术实现要素：

3.本技术实施例第一方面提供了一种电子设备的壳体的制备方法，所述制备方法包括：
4.提供人造石板；
5.对人造石板利用表面处理剂进行处理；
6.将处理后的人造石板与环氧玻纤树脂板在真空环境中热压贴合。
7.第二方面，本技术实施例提供一种电子设备的壳体，所述壳体包括层叠设置的人造石板和环氧树脂玻纤板；其中，所述壳体采用如上述实施例中任一项所述的制备方法制备获得。
8.另外，本技术实施例又提供一种电子设备，所述电子设备包括中框、显示屏、控制电路板以及上述实施例中所述的壳体；其中，所述中框、所述显示屏以及所述壳体配合形成容纳空间，所述控制电路板设于所述容纳空间并与所述显示屏耦合连接，并用于控制所述显示屏的工作状态。
9.本技术实施例提供的电子设备的壳体的制备方法，通过表面处理剂对人造石板的表面进行处理，可以在不影响复合板材人造石外观效果的同时，提高其界面结合力，剪切应力上具有明显提升，可以显著提升材料作为电子设备壳体在整机滚筒、定向跌落测试中的可靠性。
附图说明
10.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1是本技术电子设备的壳体的制备方法一实施例的流程示意图；
12.图2是本技术实施例中壳体层叠结构一实施例的示意图；
13.图3是本技术实施例中壳体层叠结构另一实施例的示意图；
14.图4是模具与壳体成型前结构配合状态的结构示意图；
15.图5是本技术电子设备一实施例的结构示意图；
16.图6是图5实施例中电子设备在a-a处的结构剖视示意图；
17.图7是本技术电子设备一实施例的结构组成框图示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例，对本技术作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本技术，但不对本技术的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本技术的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
19.本技术实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。本技术实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或组件。
20.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
21.本技术实施例提供一种电子设备的壳体的制备方法，是将人造石板与环氧玻纤树脂板结合的复合板结构的壳体。其中，该壳体可以被用于包括手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备等电子设备中。请参阅图1，图1是本技术电子设备的壳体的制备方法一实施例的流程示意图，该制备方法包括但不限于以下步骤。
22.步骤s100，提供人造石板。
23.可选地，本本实施例中的人造石材料组分为无机填料(本实施例中可以选用al2o3
·
3h2o)加刚性热塑性树脂基体(本实施例中可以选用聚甲基丙烯酸树脂，pmma)。pmma材料为刚性聚合物，其尺寸稳定性较差，且在与无机填料复合后，会引入更多结构缺陷，因此材料模量低、强度差、断裂伸长率低、热膨胀系数大，无法有效抗击形变，耐跌落、冲击、耐温冲性能较差，难以独立作为手机电池盖应用。因此本技术将其与环氧玻纤树脂板压合形成复合板，提升其材料的各项机械性能。然而，由于环氧树脂与人造石组分(al2o3
·
3h2o、pmma)无法形成广泛、牢固的结合力，人造石层与玻纤层间界面为弱界面。虽然复合材料整体机械性能相比与人造石板有显著提高，但是在滚筒、跌落等场景下，较弱的复合界面会导致板材分层、人造石崩缺。
24.请继续参阅图1，本实施例中电子设备的壳体的制备方法还包括步骤s200，对人造石板利用表面处理剂进行处理。
25.在步骤s200中，所采用的处理剂包括：环氧基硅烷偶联剂、水溶液以及水解促进剂。其中，水解促进剂为醇类有机物，具体可以为甲醇或者乙醇(本实施例中可以选择甲醇)。环氧基硅烷偶联剂可以为 kh550、kh560、ofs-6040等，本实施例中可以选择kh560；各项材料的配比为：环氧基硅烷偶联剂的质量份数为100，所述水溶液的质量份数为30-50(本实施例中为40份)；所述水解促进剂的质量份数为 200-500(本实施例中为350份)。其中，水溶液的ph＝3～6，本实施例中可以为ph＝4～5，具体可以是使用稀盐酸调节。
26.将上述水 醇混合溶剂与环氧基硅烷偶联剂按上述配方混合，室温下搅拌混合30分钟，4℃以下存储备用。
27.其中，环氧基硅烷偶联剂为处理剂主体，具有良好的铺展和浸润性，硅烷氧基对人造石中的al2o3
·
3h2o具有反应性，水解后形成羟基同时可以提供大量氢键，分子间作用力，用于提升界面的结合强度。环氧基对环氧玻纤树脂板中的环氧树脂具有反应性，在人造石与玻纤界面处形成广泛、稳定的共价结合；其中混合溶剂的作用是稀释硅烷偶联剂，使处理剂容易铺展，且酸性水溶液可以促进硅烷偶联剂水解与人造石层产生共价结合。
28.在该步骤中，具体可以为在人造石板表面均匀喷涂0.8～2g/平方米的表面处理剂(本实施例中可以为1g/平方米)，将喷涂有表面处理剂的人造石板进行烘烤。烘烤温度可以为100-150℃(本实施例中为120℃)，烘烤时间为1-4小时(本实施例中为2小时)。使处理剂与人造石板充分反应，并烘干残余溶剂。请参阅下式，下式是本技术实施例中以kh560 作为环氧基硅烷偶联剂与人造石板反应的化学式示意图。
[0029][0030]
请继续参阅图1，本实施例中电子设备的壳体的制备方法还包括步骤s300，将处理后的人造石板与环氧玻纤树脂板在真空环境中热压贴合。
[0031]
在该步骤之前还可以包括制备环氧玻纤树脂板的过程，其中，制备环氧玻纤树脂板具体可以包括：配置环氧树脂溶液以及将环氧树脂溶液与玻纤布复合形成单层环氧玻纤树脂板。
[0032]
其中，环氧树脂溶液包括：双酚a型环氧树脂、固化剂、稀释剂、偶联剂以及固化促进剂；其中，双酚a型环氧树脂的质量份数为100，固化剂的质量份数为1～10，稀释剂的质量份数为0～20；偶联剂的质量份数为5～10；固化促进剂的质量份数为0～1。
[0033]
可选地，固化剂的质量份数可以为5～8，稀释剂的质量份数可以为 0～10；偶联剂的质量份数可以为6～8；固化促进剂的质量份数可以为 0～0.5。其中，固化剂可以选自双氰胺、间苯二胺、三乙醇胺，优选双氰胺中的任意一种或者多种的混合，本实施例中可以选择双氰胺；双酚a 型环氧树脂可以选自e-55或者e-51，本实施例中可以选择e-55；固化促进
剂可以选自dmp-30或者hy960，本实施例中可以选择dmp-30；稀释剂可以选自邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二丁酯，磷酸三乙酯中的任意一种或者多种的混合，本实施例中可以选择邻苯二甲酸二辛脂；偶联剂可以选自kh550、kh560、kh570中的任意一种或者多种的混合，本实施例中可以选择kh560。
[0034]
其中，双酚a型环氧树脂为树脂主固化组分，固化剂的作用为使环氧树脂交联成3d网状结构；固化促进剂作用提高固化速率，降低固化温度；稀释剂的作用为降低树脂粘度，便于施工；偶联剂的作用为增强树脂与人造石板的界面结合力。
[0035]
环氧树脂的配置过程如下：取一定量的环氧树脂和稀释剂于50℃下搅拌1小时混合均匀后，混合器降温到室温后加入固化剂，偶联剂，搅拌30分钟后，继续加入固化促进剂搅拌30分钟，完成树脂配置，0℃存储待用。
[0036]
将环氧树脂溶液与玻纤布复合形成单层环氧玻纤树脂板的步骤中，玻纤布的纤维牌号可以为：九鼎hm、hrc，本实施例中可以选择hm；玻纤布的上浆率：0.5％～2％，具体可以选择上浆率为1％；编织结构经纬编织90
°
；线密度：60～110g/m，本实施例中可以选择为80g/m。
[0037]
可选地，本实例中可以采用干法工艺，将涂覆在离型膜上的环氧树脂通过辊压方式与玻纤布复合；其中，树脂含量可以为30～55％，本实例中可以选用50％，单层环氧玻纤树脂板的厚度控制在0.06～0.11mm。
[0038]
具体可以为通过干法辊压连续线，将玻纤布与预涂在离型膜上的树脂复合，先后经过三道辊压(90℃/50℃/25℃)，完成复合(离型膜在玻纤布的双侧进行复合)，收卷待用。
[0039]
在步骤s300中，请一并参阅图2，图2是本技术实施例中壳体层叠结构一实施例的示意图，其中，本实施例中的人造石板101的厚度d1 为0.1mm-0.5mm，环氧树脂玻纤板102的厚度d2为0.1mm-0.5mm。另外，请一并参阅图3，图3是本技术实施例中壳体层叠结构另一实施例的示意图，其中，本实施例中的人造石板101包括第一人造石板1011 和第二人造石板1012，所述环氧树脂玻纤板102夹设于所述第一人造石板1011和所述第二人造石板1012之间。其中，所述第一人造石板1011 和所述第二人造石板1012的厚度均为0.1mm-0.5mm。
[0040]
可选地，环氧树脂玻纤板102的厚度为0.25mm-0.35mm，譬如本实施例中可以为0.30mm；所述第一人造石板1011和所述第二人造石板 1012的厚度均为0.15mm-0.3mm，譬如本实施例中的0.22mm。
[0041]
其中，在步骤s300中，以图3中的壳体结构为例，将人造石板(第一人造石板1011、第二人造石板1012)，环氧树脂玻纤板按照叠层结构置于平板成型模具中，请参阅图4，图4是模具与壳体成型前结构配合状态的结构示意图，按照图4中的堆叠方式对其进行堆料(图中标注81 为上模板、标注82为下模板、标注83为限位柱(用于限定成形后壳体的整体厚度))，并将整个成型模具用tpu等材质耐温袋84包裹，将袋内抽真空密封，袋内真空度可以为为50～200pa(真空的目的，在热压过程中去除气体)。将真空包装后的模具置于热压罐中，设置热压罐中温度为130～150℃/30min(配方中无固化促进剂时可以为140～150℃，配方中添加固化促进剂时可以为130～140℃)，热压罐内压力为1.0～1.5mpa，然后随炉冷却至室温(约1℃/min)；以固化后厚度0.7
±
0.05mm为例，人造石层厚度：0.22mm(单层)，玻纤厚度热压固化前为0.4mm，热压固化后的厚度为0.3mm，根据单层玻纤板的厚度(一般为0.06～0.11mm) 选择堆叠层数，一般为选择3～4层环氧玻纤树脂板堆叠。处理剂层的厚度约
100nm。
[0042]
通过模压方式使环氧玻纤树脂板与人造石一体成型，在整体厚度减薄的同时，可以显著提高复合板机械性能。下面的表格中将展示：纯环氧树脂的固化和环氧树脂玻纤板的固化与纯人造石板以及本技术实施例中的复合板的性能参数对比，其中，采用相同工艺参数固化环氧树脂和环氧树脂玻纤板。叠层结构中取消人造石层，环氧树脂玻纤预浸料和纯环氧树脂固化后厚度控制在0.3mm，方便性能对比。
[0043][0044][0045]
从以上对比可知，本实施例中的人造石板 环氧树脂玻纤板的复合板结构壳体，可以显著提高单纯人造石板材料的机械性能(强度、模量、断裂伸长率、热膨胀系数等)。使其在满足厚度需求的情况下，可以独立作为手机电池盖材料。
[0046]
请参阅下表，下表是有无处理剂复合板(也即本实施例中的壳体) 性能提升的前后对比。
[0047][0048]
从以上对比可知，通过本技术实施例中的处理剂对人造石板进行处理，在热压成型过程中，处理剂使环氧玻纤树脂板与人造石板进行充分浸润并形成牢固的界面结合力(共价键、氢键、分子间作用力)。显著提高复合板材界面剪切应力，使其满足作为电池盖耐滚筒、耐定向跌落的测试需求。
[0049]
针对人造石板与环氧玻纤树脂板的界面结合力较差，作为电池盖材料在整机机械冲击相关测试中表现不佳的缺点，开发了基于环氧基硅烷偶联剂的表面处理剂，并开发出人造石表面预处理工艺，可以与热压一体成型人造石-环氧玻纤树脂板复合电池盖的工艺无缝衔接。引入表面处理剂的复合板材在剪切应力上具有明显提升，复合板材作为电池盖在整机滚筒、定向跌落测试中可靠性显著提升。
[0050]
需要说明的是，采用本实施例中方法制备获得的壳体，还可以通过在人造石板的表面进行涂布油墨或者形成其他光学镀膜，进而丰富壳体的显示效果，关于这部分的详细结构特征在本领域技术人员的理解范围内，此处亦不再赘述。
[0051]
本技术实施例提供的电子设备的壳体的制备方法，通过表面处理剂对人造石板的表面进行处理，可以在不影响复合板材人造石外观效果的同时，提高其界面结合力，剪切应力上具有明显提升，可以显著提升材料作为电子设备壳体在整机滚筒、定向跌落测试中的可靠性。
[0052]
另外，本技术实施例还提供一种电子设备，请一并参阅图5和图6，图5是本技术电子设备一实施例的结构示意图，图6是图5实施例中电子设备在a-a处的结构剖视示意图，本实施例中的电子设备可以包括显示屏300、壳体组件100以及控制电路板200。其中，壳体组件100可以包括中框110以及壳体120(可以为电子设备的后盖，也即电池盖)，壳体120可以是采用如前述实施例中的复合板材料制成。
[0053]
可选地，本实施例中的显示屏300与壳体组件100(中框110以及壳体120)配合形成容纳空间1000，控制电路板200设于容纳空间1000 内，控制电路板200与显示屏300电连接，并用于控制显示屏300显示面。
[0054]
请参阅图7，图7是本技术电子设备一实施例的结构组成框图示意图，该电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑以及可穿戴设备等，本实施例图示以手机为例。该电子设备的结构可以包括rf电路910、存储器920、输入单元930、显示单元940(即上述实施例中的显示屏300)、传感器950、音频电路960、wifi模块970、处理器980(可以为前述实施例中的
控制电路板200)以及电源990等。其中，rf电路910、存储器 920、输入单元930、显示单元940、传感器950、音频电路960以及wifi 模块970分别与处理器980连接；电源990用于为整个电子设备10提供电能。
[0055]
具体而言，rf电路910用于接发信号；存储器920用于存储数据指令信息；输入单元930用于输入信息，具体可以包括触控面板931以及操作按键等其他输入设备932；显示单元940可以包括显示面板941 等；传感器950包括红外传感器、激光传感器等，用于检测用户接近信号、距离信号等；扬声器961以及传声器(或者麦克风)962通过音频电路 960与处理器980连接，用于接发声音信号；wifi模块970用于接收和发射wifi信号，处理器980用于处理电子设备的数据信息。关于电子设备具体的结构特征，请参阅上述实施例的相关描述，此处不再进行详细介绍。
[0056]
本实施例中的电子设备，其壳体通过表面处理剂对人造石板的表面进行处理，可以在不影响复合板材人造石外观效果的同时，提高其界面结合力，剪切应力上具有明显提升，可以显著提升材料作为电子设备壳体在整机滚筒、定向跌落测试中的可靠性。
[0057]
以上所述仅为本技术的部分实施例，并非因此限制本技术的保护范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。