一种手机壳体用玄武岩纤维复合材料及其制备方法与流程

本发明涉及手机壳体，尤其涉及一种手机壳体用玄武岩纤维复合材料及其制备方法。

背景技术：

1、从手机诞生至今，手机的外观发生了翻天覆地的变化，手机外壳所使用的主流材料也是几经更迭。目前手机外壳的材料主要是金属、塑料和玻璃，其中，金属外壳虽然具有抗摔、可塑性强、散热性好等优点，但是其对信号屏蔽作用较大，成为制约其发展的关键因素；为了轻量化以及便于生产制造，手机外壳也可采用塑胶材质制成，但塑胶外壳通过一体化注塑、压塑工艺制造，存在的主要问题是视觉和质感较差；玻璃外壳主要采用开孔、精雕、抛磨、钢化、印刷和贴膜工艺，3d玻璃在钢化前还需要进行石墨炉热弯工艺，这是影响产品良率的关键因素。

2、现如今手机外壳的材料选择时，还会以连续纤维布为增强层，在其两侧涂覆树脂胶，固化后多层热压，即得到手机外壳用复合材料。然而，在实际应用过程中，现有的此类复合材料的耐磨性、韧性性能还不能达到所需要求，同时壳体的强度也无法保证。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种手机壳体用玄武岩纤维复合材料及其制备方法，所述复合材料具有优异的高机械强度和韧性，其整体耐磨性也较为优异，可作为手机壳体应用。

2、本发明提出的一种手机壳体用玄武岩纤维复合材料，其是由多层玄武岩纤维织物预浸料热压成型制得；

3、所述玄武岩纤维织物预浸料是将环氧树脂胶液涂覆在玄武岩纤维织物两侧再烘焙成膜制得；

4、所述环氧树脂胶液按重量份包括环氧树脂100份、含咪唑基聚酰胺酸20-40份和固化剂10-25份。

5、本发明中，以玄武岩纤维织物作为增强层，在两侧涂覆环氧树脂胶液，固化后制备预浸料，热压复合多层该预浸料，即得到所述手机壳体用玄武岩纤维复合材料；本发明利用玄武岩纤维及浸胶液固化后的强度来满足手机壳体产品的尺寸稳定性、高强度和高韧性要求，并在能够满足强度、韧性的条件下保持耐磨性。

6、优选地，所述玄武岩纤维织物预浸料中，环氧树脂胶液的含量占比为30-50wt％。

7、优选地，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂或双酚s型环氧树脂中的至少一种；

8、优选地，所述环氧树脂的环氧值为0.3-0.7。

9、优选地，所述含咪唑基聚酰胺酸是将咪唑基二胺单体和二酐单体缩聚制得；

10、优选地，所述咪唑基二胺单体和二酐单体的摩尔比为1:0.9-1.1。

11、优选地，所述咪唑基二胺单体为2-(3-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑或2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑中的至少一种；所述二酐单体为4，4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐、1，2，4，5-环己烷四甲酸二酐、1，2，3，4-环丁烷四甲酸二酐、双环己基-3，4，3'，4'-四酸二酐或均苯四甲酸酐中的至少一种。

12、本发明中，以含咪唑基聚酰胺酸作为固化剂，不仅能够实现环氧树脂的有效固化，而且咪唑基可以形成额外固化，有助于获得交联网状结构的树脂固化层，进一步提升固化后环氧树脂的力学性能。

13、优选地，所述固化剂为4、4'-二氨基二苯甲烷、4、4'-二氨基苯砜、双氰胺、邻苯二甲酸酐、乙二胺或二甲氨基苯酚中的至少一种。

14、优选地，所述玄武岩纤维织物为表面改性玄武岩纤维织物；

15、优选地，所述表面改性玄武岩纤维织物是将玄武岩织物浸渍环氧基偶联剂溶液得到。

16、优选地，所述环氧基偶联剂溶液是将环氧基偶联剂加入醋酸水溶液中得到，所述环氧基偶联剂的含量是0.1-1wt％；

17、优选地，所述玄武岩纤维织物为玄武岩纤维布、玄武岩纤维方格布、玄武岩纤维复合布或玄武岩纤维毡中的至少一种。

18、本发明中，为了提升玄武岩纤维织物和环氧树脂胶液之间的附着力，通过将玄武岩纤维织物在涂覆环氧树脂胶液之前先浸渍环氧基偶联剂溶液，如此使得玄武岩纤维织物表面接枝环氧基团，此后涂覆包含环氧树脂、含咪唑基聚酰胺酸和固化剂的树脂胶液，由于含咪唑基聚酰胺酸所含有的咪唑基团和环氧基团之间可以开环键合，因此含咪唑基聚酰胺酸就可以在玄武岩纤维织物附着，如此在后续固化环氧树脂时，就可以使形成的固化树脂胶层液牢牢地附着在玄武岩纤维织物表面，增强了玄武岩纤维织物和环氧树脂之间的机械嵌合性，在不影响强度性能前提下，进一步增强玄武岩纤维植物的韧性和耐磨性能，有助于获得性能优异的手机壳体。

19、本发明还提出一种上述手机壳体用玄武岩纤维复合材料的制备方法，包括如下步骤：

20、s1、按重量份将环氧树脂100份、含咪唑基聚酰胺酸20-40份和固化剂10-25份搅拌混匀，得到环氧树脂胶液；

21、s2、将所述环氧树脂胶液涂覆在玄武岩纤维织物两侧，烘焙后，得到玄武岩纤维织物预浸料；

22、s3、将多层所述玄武岩纤维织物预浸料层叠，热压成型后，即得到所述手机壳体用玄武岩纤维复合材料。

23、优选地，步骤s1中，所述搅拌混匀温度为40-60℃；步骤s2中，所述烘焙温度为90-130℃，时间为1-10min；步骤s3中，所述热压成型温度为150-200℃，压力为5-15mpa。

24、本发明公开了一种手机壳体用玄武岩纤维复合材料及其制备方法，所述复合材料不仅具有较高的耐磨性能，而且机械强度及韧性优异。

1.一种手机壳体用玄武岩纤维复合材料，其特征在于，其是由多层玄武岩纤维织物预浸料热压成型制得；

2.根据权利要求1所述手机壳体用玄武岩纤维复合材料，其特征在于，所述玄武岩纤维织物预浸料中，环氧树脂胶液的含量占比为30-50wt％。

3.根据权利要求1或2所述手机壳体用玄武岩纤维复合材料，其特征在于，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂或双酚s型环氧树脂中的至少一种；

4.根据权利要求1-3任一项所述手机壳体用玄武岩纤维复合材料，其特征在于，所述含咪唑基聚酰胺酸是将咪唑基二胺单体和二酐单体缩聚制得；

5.根据权利要求4所述手机壳体用玄武岩纤维复合材料，其特征在于，所述咪唑基二胺单体为2-(3-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑或2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑中的至少一种；所述二酐单体为4，4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐、1，2，4，5-环己烷四甲酸二酐、1，2，3，4-环丁烷四甲酸二酐、双环己基-3，4，3'，4'-四酸二酐或均苯四甲酸酐中的至少一种。

6.根据权利要求1-5任一项所述手机壳体用玄武岩纤维复合材料，其特征在于，所述固化剂为4、4'-二氨基二苯甲烷、4、4'-二氨基苯砜、双氰胺、邻苯二甲酸酐、乙二胺或二甲氨基苯酚中的至少一种。

7.根据权利要求1-6任一项所述手机壳体用玄武岩纤维复合材料，其特征在于，所述玄武岩纤维织物为表面改性玄武岩纤维织物；

8.根据权利要求7所述手机壳体用玄武岩纤维复合材料，其特征在于，所述环氧基偶联剂溶液是将环氧基偶联剂加入醋酸水溶液中得到，所述环氧基偶联剂的含量是0.1-1wt％；

9.一种权利要求1-8任一项所述手机壳体用玄武岩纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述手机壳体用玄武岩纤维复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述搅拌混匀温度为40-60℃；步骤s2中，所述烘焙温度为90-130℃，时间为1-10min；步骤s3中，所述热压成型温度为150-200℃，压力为5-15mpa。