一种电子产品用有机硅人造革及制造工艺的制作方法

本发明涉及有机硅人造革领域，尤其是涉及一种电子产品用有机硅人造革及制造工艺。

背景技术：

1、随着消费者对电子产品外观和触感要求的提高，皮革制品在电子产品设计中的应用越来越广泛。手机后盖、平板后盖、笔记本电脑后盖、冰箱外壳、空调外壳、蓝牙音箱表壳等电子产品均有采用皮革贴附外壳表面的使用记录。

2、对于需要频繁触摸的电子产品，如手机、蓝牙音箱等，皮革具有柔软、细腻、顺滑的触感，相比传统的金属或塑料材质，更能提供舒适的手感体验。对于冰箱、空调等产品的表面，皮革作为一种高档材质，具有独特的纹理和光泽，能够显著提升电子产品的整体质感。另外，虽然皮革本身不如金属或塑料材质坚硬，但皮革具有较好的耐磨性和抗划痕性能，能够在一定程度上保护电子产品，增加电子产品的使用耐久性。

3、中国专利号为zl202110366061.x的发明专利公开了一种可变色抗污手机后盖生产工艺，该工艺首先制作形成皮革层，然后将皮革层通过胶粘层覆于离型膜上，后续加工时先按照手机后盖大小进行裁切，再揭开离型膜，将皮革层带胶粘层的一面贴覆于手机后盖，得到最终产品。

4、中国申请号为202010985778.8的发明专利公开了一种碳纤玻纤手机后盖成型工艺及手机后盖，该工艺首先将贴有皮革层的玻纤和碳纤进行拼合得到半成品，之后裁切得到与手机后盖相同样式的大小，再进行热压贴合得到手机后盖。

5、中国申请号为202211237687.1的发明专利公开了一种皮革类后盖及其制备方法，包括基材层、设于基材层表面的加强层、设于加强层表面的有机硅皮革层，基材层选自pc板或pmma/pc复合板，加强层选自玻纤、碳纤、芳纶纤维或玻纤/碳纤复合材料中的一种，有机硅皮革层包括表皮层、中间层和粘接层。该手机后盖的制作工艺是先将有机硅皮革层与加强层粘结固定，再通过uv胶水使得加强层与基材层进行粘结，最后经过高压成型及cnc加工得到产品。

6、中国专利号为zl202210654303.x的发明专利公开了一种超薄背板，包括硅胶层、增强层和聚碳酸酯层，增强层是改性聚碳酸酯、增强纤维、多孔玻璃纤维以及kh570共同熔融挤出的产物，主要作为硅胶层和聚碳酸酯层的连接层。

7、上述的专利产品在减薄厚度、提升加工效率等技术方向均有提升空间。

技术实现思路

1、本技术的第一个发明目的，在于提供一种电子产品用有机硅人造革，该有机硅人造革与市面其他皮革制品存在不同，至少使电子产品制作皮革类外壳时增加一种选择，给电子产品带来舒适的触感或观感，增加电子产品的使用耐久性。

2、为实现上述发明目的，本技术采用如下的技术方案，一种电子产品用有机硅人造革，包括pc基材层和硅橡胶皮革层，硅橡胶皮革层包括耐磨层和功能层，功能层与pc基材层贴附，功能层的厚度为0.1～0.25mm，所述功能层由以下物质制作而得：

3、端乙烯基二甲基硅油100份；

4、二亚胺基甲基硅油20～30份；

5、含有1～5%硅羟基的mq树脂10～15份；

6、过氧化物硫化剂0.1～0.5份。

7、其中，二亚胺基甲基硅油的结构式为：

8、；

9、其中，所述mq树脂的m单元/q单元的比值为0.6～0.9。

10、上述技术方案中，pc基材层即聚碳酸酯材料，其机械性能、电性能被广泛充分地认可，具有高强度、高透明度、耐冲击、耐高低温等特点，经常作为电子产品壳体材料使用，本技术选用pc基材层是为了使得本技术的产品可以广泛应用在多种不同的电子产品中。有机硅人造革是一种利用硅橡胶制造的介电性能好、环保绿色且触感观感上佳的材料，近年来也被越来越多地应用到了电子产品领域中，本技术选用硅橡胶皮革层能够充分利用硅橡胶的特性，给消费者带来良好的体验。

11、但是，在本领域技术人员常规认知中，如若要将聚碳酸酯材料和有机硅人造革联合起来使用，一般都会将带有基布基材层的有机硅人造革通过胶粘剂的形式与聚碳酸酯薄膜贴合，形成复合材料后进行再使用，背景技术中提及的202010985778.8号专利、202211237687.1号专利均属于这样使用的例子，即使有机硅人造革不带有基布基材层，也应当使用粘接剂或者别的材料将硅橡胶皮革层和pc基材层进行贴合得到复合材料来使用，zl202210654303.x号专利就是这样的例子。本领域技术人员不会想到使用聚碳酸酯材料即pc基材层代替基布基材层形成全新的硅橡胶合成革进行使用，这是由于热硫化硅橡胶与pc基材相互形成的附着力远远达不到要求，一般硅橡胶层和pc基材层的剥离强度小于10n/15mm，所以可以认为硅橡胶和聚碳酸酯之间不会形成有效的吸附，而硅橡胶能够与经纬交错的基布基材层形成有效吸附，一般无法将硅橡胶从基布基材层进行有效剥离。pc基材光滑的表面不会与硫化后的硅橡胶形成以范德华力为主的物理吸附，也不会与硫化后的硅橡胶形成以化学键力、氢键力为主的化学吸附，另外，硅橡胶和聚碳酸酯均具有非极性的特点，同样形成不了色散力。本领域技术人员不会想到将聚碳酸酯替代基布作为硅橡胶合成革的基材，更不会想到将这样的硅橡胶合成革直接制作形成电子产品的外壳。

12、而本技术的硅橡胶皮革层分为功能层和耐磨层，功能层的硅橡胶材料经过特别设计，可以与pc基材层形成良好的粘接，硅橡胶分子量中引入亚氨基，能够与聚碳酸酯中的羰基“”发生亲核反应，形成“”结构的化学键，即使这样的化学键不能完全形成，亚氨基中的孤对电子对于羰基碳形成配位键的趋向也能使得功能层与pc基材层粘接粘度更高，控制厚度在功能层整体厚度0.1～0.25mm，pc基材层表面与功能层之间的界面会消失，形成一个过渡区，最后在不使用胶粘剂的情况下实现硅橡胶皮革层和pc基材层之间的良好粘接，应当注意的是，功能层厚度设计太薄将不易形成过渡区，而功能层厚度设计过厚，则导致功能层难以固化成型。

13、另外，本技术的功能层配方中含有1～5%硅羟基的mq树脂，m单元/q单元的比值为0.6～0.9，该种mq树脂能够起到增粘的作用，提升硅橡胶皮革层和pc基材层的粘接强度，减少所得最终产品出现脱层的现象。再有，本技术的功能层配方中端乙烯基二甲基硅油作为硅橡胶的主体材料，过氧化物硫化剂作为功能层配方中固化剂，使得硅橡胶材料得到有效地固化成型，过氧化物硫化剂可以选用过氧化二(2,4-二氯苯甲酰)、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧基)己烷、过氧化二苯甲酰或者过氧化二异丙苯。

14、进一步的，本技术pc基材层的厚度为0.2～0.6mm，所述耐磨层的厚度为0.15～0.25mm。

15、通过采用上述技术方案，厚度在0.2～0.6mm区间内的pc基材层能够满足绝大多数种类电子产品的使用需求，厚度为0.15～0.25mm的耐磨层能够为皮革提供足够的耐磨性能，且易于涂覆加工成型。

16、进一步的，所述耐磨层由以下物质制作而得：

17、乙烯基硅油100份；

18、含氢硅油10～20份；

19、白炭黑10～30份；

20、铂金催化剂0.1～0.5份。

21、上述技术方案中，乙烯基硅油是耐磨层硅橡胶的主要原料，含氢硅油能够与乙烯基硅油发生加成反应，增加材料成型后的强度，白炭黑作为耐磨层硅橡胶的填料，同样起到增加材料成型后强度的作用，铂金催化剂是配方中的固化剂，能够促使含氢硅油和端乙烯基二甲基硅油进行加成反应。

22、进一步的，所述二亚胺基甲基硅油由二氯化甲基氢硅、二甲基二乙氧基硅烷二者经过水解后与六甲基二硅氧烷制备而得。

23、上述技术方案中，二氯化甲基氢硅和二甲基二乙氧基硅烷作为二亚胺基甲基硅油的单体，而六甲基二硅氧烷制备作为二亚胺基甲基硅油的封端剂。另外，使用二氯化甲基氢硅、二甲基二乙氧基硅烷的水解物进行制备，主要是避免直接采用二氯化甲基氢硅和二甲基二氯硅烷进行合成会造成的设备腐蚀，这个反应对二氯化甲基氢硅和二甲基二氯硅烷的纯度要求高，即使存在100微克每千克的杂质，都会影响到最终产物的性能。

24、进一步的，所述二亚胺基甲基硅油的制备方法包括以下步骤：

25、步骤一、混料；将二氯化甲基氢硅与二甲基二乙氧基硅烷按照质量比1.15：1的比例进行混合，得到混合物a；

26、步骤二、混合物a的水解；在反应釜中添加总容积1/3的30wt%的氨水溶液，在20r/min的搅拌条件下，滴加混合物a，当液位总容积1/2停止滴加混合物a，滴加时间控制在2h～3h，反应釜内温度控制不超过60℃，气压控制不超过1.1倍标准大气压；滴加完毕后加入水使得反应釜液体占总容积2/3，继续搅拌20min，然后静置20min，所得下层有机相即为水解产物b；

27、步骤三、二亚胺基甲基硅油的合成；将水解产物b与d4、md2m及碱胶在氮气气氛下依次投入反应釜，物料投入后开启真空泵，真空度为-0.06～-0.08mpa，反应温度控制在80～90℃，反应10h后结束反应，关闭真空泵，升温至180℃并维持1h，而后在0.133kpa及300℃下维持30min，冷却后即得二亚胺基甲基硅油。

28、上述技术方案中，步骤一的混料步骤控制二氯化甲基氢硅与二甲基二乙氧基硅烷按照质量比为1.15：1，主要是为了最终产物亚胺基的含量占比适宜，且相比于分别将二氯化甲基氢硅与二甲基二乙氧基硅烷水解后再进行混合，预先混合后水解能够节约工厂内反应釜的使用，而不影响最终的合成步骤的反应效果。步骤二中30wt%的氨水溶液为整个反应釜内提供了一个碱性的水解环境，有助于中和水解反应产生的盐酸，使得水解过程更加彻底，将混合物a滴加到氨水溶液中，能够保证整个反应过程中水处于过量的状态，且随着混合物a滴加量的增多，反应釜中会产生因聚合反应产生水，只要控制好滴加混合物a的最终液位，就能保证混合物a水解完全。整个步骤二过程会出现放热现象，放热现象也会导致反应釜内气压增大的现象，这些现象虽然有助于水解反应的进行，但是也应进行一定控制，温度控制不超过60℃、压力不超过1.1倍标准大气压能够避免反应釜内出现爆沸，也能减少反应釜的耗损。步骤二中，滴加完毕后进一步加水是为了萃取出有机相中的无机物。步骤三中，d4是八甲基环四硅氧烷的简称、md2m是十甲基四硅氧烷的简称，这两个物质主要起到增加链长的作用也可以起到封端剂的作用，碱胶作为催化剂，能够促使反应釜内各物质聚合。这样一个反应不仅能够获得最终的产物，还能够通过调整d4及md2m的添加量控制最终产物中亚胺基的含量。关闭真空泵，升温至180℃并维持1h是为了使得碱胶得到分解。而后在0.133kpa及300℃下维持30min是为使得未参与聚合反应的小分子充分挥发。

29、进一步的，所述二亚胺基甲基硅油的制备方法中步骤三所涉及的各物料质量分为：

30、水解产物b 100份；

31、d4 10～20份；

32、md2m 10～20份；

33、碱胶 0.01～0.02份。

34、通过采用上述技术方案，得到的最终产物二亚胺基甲基硅油中亚胺基的含量适中，性能能够满足要求。

35、进一步的，所述功能层配方中还包括有10～20份的白炭黑。

36、通过采用上述技术方案，能够增加功能层的机械性能，进而实现电子产品用有机硅人造革整体机械性能的增加。

37、进一步的，所述耐磨层中还包括有5～20份的色浆。

38、通过采用上述技术方案，色浆能够赋予最终得到的电子产品用有机硅人造革各式各样的颜色。

39、进一步的，所述硅橡胶皮革层还包括表面处理层，所述表面处理层涂覆于所述耐磨层背离功能层的一面。

40、通过采用上述技术方案，表处层能够提高电子产品用有机硅人造革的触感，获得更好的感官体验。

41、本技术第二个发明目的在于提供一种电子产品用有机硅人造革的制造工艺，具有操作简便、生产效率高的优点，所得到的有机硅人造革在后续工段能够采用热压加工、高压成型及冲切加工等多种加工形式，节约整个工艺链的成本。

42、本技术的上述发明目的是通过以下技术方案实现的：一种电子产品用有机硅人造革的制造工艺，以卷材形式的聚碳酸酯薄膜作为pc基材层，通过干法涂覆机依次将硅橡胶皮革层的各层胶料涂覆于pc基材层表面并固化成型，以卷材形式收卷，得到电子产品用有机硅人造革。

43、上述技术方案中，由于pc基材层是卷材的形式，便于上游厂商使用流延挤出或者压延挤出的方式加工，由于所得到的成品是以卷材形式收卷的，便于下游厂商直接裁切使用，相比于现有技术，下游厂商减少了将皮革和布料贴合的工序，降低了生产成本，提高了加工效率。

44、综上所述，本技术的发明至少具有以下有益效果：

45、1、本技术得到的电子产品用有机硅人造革，能给电子产品带来舒适的触感或观感，增加电子产品的使用耐久性，且使用pc基材层代替了基布基材层，不仅整体可以设计得更加轻薄，而且便于后段加工成电子产品外壳。

46、 2、本技术得到的电子产品用有机硅人造革，pc基材层与硅橡胶皮革层连接牢固，在不使用胶粘剂的情况下满足了有机硅人造革对于基材和皮革层粘接的要求。

47、 3、本技术的一种电子产品用有机硅人造革的制造工艺，具有操作简便、生产效率高的优点，所得到的有机硅人造革在后续工段能够采用热压加工、高压成型及冲切加工等多种加工形式，节约整个工艺链的成本。