抗黄变发光壳体及其制备方法与流程

    专利查询2025-05-31  100


    本发明属于壳体制备,尤其涉及一种抗黄变发光壳体及其制备方法。


    背景技术:

    1、随着手机、平板电脑等3c电子产品不断发展,越来越多样化的外壳(后盖)不断地出现。传统制备电子产品外壳(后盖)的方式有金属材料喷涂、塑料喷涂、玻璃内表面贴纹理等,但金属阻碍信号传输,塑料强度低,玻璃易碎,都不能很好满足产品的要求;而纤维增强复合材料具有比强度比模量高、抗冲击、尺寸稳定性好等优点,因此近几年出现了纤维增强复合材料贴皮料制备电子产品外壳(后盖),即将纤维增强复合材料的优异性能与各种装饰性或功能性皮料相结合以创造既坚固耐用又外观精美的产品外壳。然后该电子产品外壳(后盖)也存在一些问题,一方面,通过一层热熔胶膜将皮料与纤维增强复合材料粘合的方式会因为热熔胶膜粘接力差而带来开胶的风险,同时有模压和贴皮料两个工序导致产品制备时间长,生产效率低。另一方面,由纤维增强复合材料贴皮料制备得到的外壳(后盖),表皮无论采用真皮、皮革或者织物,其结构及功能都很单一,仅仅具有表面覆盖和表面装饰的效果,缺乏产品特点和辨识度。

    2、近年来也出现了将发光织物与纤维增强复合材料相结合以制备电子产品外壳(后盖),产品可以发光是一种能很好烘托氛围、提高美观性、增强科技感的元素,但是由于纤维增强复合材料中的树脂常为通用环氧树脂,该环氧树脂容易吸收紫外线,如果发光织物长时间的使用,会以热和紫外线方式破坏环氧树脂固化物链段,使得纤维增强复合材料发黄变色影响外观。

    3、因此,亟需一种抗黄变发光壳体及其制备方法,以解决现有技术问题的不足。


    技术实现思路

    1、鉴于上述问题,本发明的目的是提供一种抗黄变发光壳体的制备方法,该制备方法不仅生产效率高,而且制得的壳体具有较好的美观度和长时间抗黄变效果。

    2、为实现以上目的,本发明第一方面提供了一种抗黄变发光壳体的制备方法,步骤包括:

    3、(1)将第一环氧树脂、第二环氧树脂、第三环氧树脂混合后升温搅拌溶解,再降温加入偶联剂、消泡剂、紫外线吸收剂和稳定剂,搅拌均匀得到组分a;

    4、将固化剂和促进剂混合后搅拌均匀得到组分b;

    5、将组分a和组分b混合均匀得到树脂混合物;

    6、(2)采用树脂混合物浸渍增强纤维得到增强纤维预浸料;

    7、(3)将多根光导纤维和纱线编织成发光层,再将增强纤维预浸料铺叠于发光层上后进行热压固化成型而使增强纤维预浸料形成纤维增强复合材料层;

    8、(4)将多根光导纤维通过led模组与电源连接;第一环氧树脂包括双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、双酚s型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、邻甲酚醛环氧树脂中的至少一种;第二环氧树脂包括氢化双酚a环氧树脂、氢化双酚f环氧树脂、脂环族环氧树脂以及有机硅改性环氧树脂中的至少一种;第三环氧树脂包括多官能团基缩水甘油醚、氢化酚醛型环氧树脂中的至少一种。

    9、与现有技术相比,本发明的纤维增强复合材料层中包括第一环氧树脂、第二环氧树脂、第三环氧树脂、紫外线吸收剂、稳定剂,其中第二环氧树脂为分子链段结构中不含苯环、双键等容易在大气和紫外线恶劣环境中容易断裂的环氧树脂,紫外线吸收剂能够减少紫外线对纤维增强复合材料层的直接作用,故第二环氧树脂和紫外线吸收剂联合使用能够防止因光导纤维在长期使用过程中产生紫外光而使纤维增强复合材料层发生黄变。第三环氧树脂为一类每个分子中含二个以上可交联的环氧基团的树脂,其固化后能够形成高性能网状交联刚性结构,具有优良热稳定性进而有助于抵抗热诱导的黄变,同时稳定剂能够防止环氧树脂在热作用下发生氧化降解,故第三环氧树脂和稳定剂联合使用能够抵抗纤维增强复合材料层在热压固化成型中因受热而产生的黄变,及因光导纤维在长期使用过程中发热而产生的黄变,即本技术于纤维增强复合材料层中引入第二环氧树脂、第三环氧树脂、紫外线吸收剂、稳定剂以使得纤维增强复合材料层在长时间发光过程中不出现发黄现象。此外,本发明将发光层和纤维增强复合材料层一体式固化成型制备壳体,不仅使发光层和纤维增强复合材料层稳固结合,而且能有效缩短成型时间,提升生产效率,满足工厂大规模生产的需求;同时发光层具有炫彩氛围且发光层的发光区域灵活、亮度大,可以设计成满足品牌需求的图案或标志,进而提高了美观度。故本发明提供的制备方法不仅生产效率高,而且制得的壳体具有较好的美观度和长时间抗黄变效果。

    10、进一步地,以质量份数计,本发明的组分a包括10~50份第一环氧树脂、10~50份第二环氧树脂、10~40份第三环氧树脂、0.1~2份偶联剂、0.1~1份消泡剂、0.1~2份紫外线吸收剂、0.1~2份稳定剂,组分b包括95~99.9份固化剂、0.1~5份促进剂。具体地,第一环氧树脂的含量可为但不限于10份、13份、15份、18份、20份、22份、28份、33份、36份、40份、46份、48份、50份;第二环氧树脂的含量可为但不限于10份、13份、15份、18份、20份、22份、28份、33份、35份、38份、40份、43份、46份、48份、50份;第三环氧树脂的含量可为但不限于10份、13份、15份、18份、20份、22份、28份、33份、36份、40份;偶联剂的含量可为但不限于0.1份、0.4份、0.7份、1.0份、1.2份、1.5份、1.8份、2.0份;消泡剂的含量可为但不限于0.1份、0.4份、0.7份、1.0份;紫外线吸收剂的含量可为但不限于0.1份、0.4份、0.7份、1.0份、1.2份、1.5份、1.8份、2.0份;稳定剂的含量可为但不限于0.1份、0.4份、0.7份、1.0份、1.2份、1.5份、1.8份、2.0份;固化剂的含量可为但不限于95份、96份、97份、98份、99份、99.9份;促进剂的含量可为但不限于0.1份、0.6份、1.0份、1.8份、2.5份、3.0份、3.8份、4.2份、5份。值得说明的是,本技术的发明人于发明创造过程中发现第二环氧树脂的含量小于10份,则导致耐黄变性能下降,而含量大于50份则会导致纤维增强复合材料层机械性能下降;此外,第三环氧树脂的含量小于10份,则会导致纤维增强复合材料层固化后耐热性不足而容易发黄,而含量大于40份,则会导致纤维增强复合材料层韧性不足,因此本发明的第二环氧树脂的含量为10~50份且第三环氧树脂的含量为10~40份。

    11、进一步地,本发明的第一环氧树脂可采用市售的南亚牌环氧树脂,如npel-128、npef-170、npes-301、npes-303、npes-901、npcn-703;也可采用市售的南通凤凰牌环氧树脂,如e-44、e-51、0194;也可采用市售的三木集团环氧树脂,如sm827、sm828;也可为市售的美国陶氏环氧树脂,如der-321、den-431。第二环氧树脂可采用市售的巴林石化牌的cydh300;也可为三菱牌的yx8040、hexion eponex、1510;也可为日本大赛璐的celloxide2021p、celloxide 8000、celloxide 2081。第三环氧树脂可采用市售的环氧树脂s-186、s-400、s-500、s-500m。

    12、进一步地,本发明的组分a和组分b的质量比为100:5~120。具体地,组分a和组分b的质量比可为但不限于100:5、100:10、100:15、100:25、100:35、100:45、100:50、100:55、100:60、100:75、100:80、100:90、100:95、100:100、100:105、100:110、100:115、100:120。

    13、进一步地,本发明的稳定剂包括受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、含硫类抗氧剂和含磷类抗氧剂中的至少一种。具体地,稳定剂可采用市售的1135、1010,也可采用广州志一精细化工的v76-p、v78-p、v85-p。

    14、进一步地,本发明的紫外线吸收剂包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类、氧化锌、二氧化钛、石英粉、铝粉、玻璃微珠中的至少一种。具体地,紫外线吸收剂可采用市售的德国巴斯夫的uv-531、uv-9、uv-p、uv-329。

    15、进一步地,本发明的消泡剂包括有机硅类消泡剂、非有机硅类消泡剂、聚醚类消泡剂、聚醚改性硅类消泡剂、矿物油类消泡剂中的至少一种。具体地,消泡剂可为毕克的byk-141、byk-a530、byk-a555、byk-024;也可为大田化学的uv-225、ds-100。

    16、进一步地,本发明的偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。具体地,偶联剂可为迈图的a-186、a-187;也可为道康宁的z-6020。

    17、进一步地,本发明的固化剂包括胺类固化剂、酸酐类固化剂、潜伏性固化剂中的至少一种;具体地,胺类固化剂可为但不限于脂环胺、双氰胺;酸酐类固化剂可为但不限于甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐。

    18、进一步地,本发明的促进剂包括叔胺类、咪唑及其改性物质中的至少一种。

    19、进一步地,本发明的光导纤维包括石英光纤、玻璃光纤和聚合物光纤中的至少一种;纱线包括棉、麻、粘胶纤维、涤纶、锦纶、腈纶、氨纶、丙纶和氯纶中的至少一种。

    20、进一步地,本发明的增强纤维包括玻璃纤维、碳纤维、石英纤维、聚乙烯纤维、陶瓷纤维和玄武岩纤维中的至少一种。

    21、进一步地,本发明的步骤(1)包括将第一环氧树脂、第二环氧树脂、第三环氧树脂混合后升温至80~150℃搅拌3~5h,再降温至70~80℃加入偶联剂、消泡剂、紫外线吸收剂和稳定剂,搅拌0.5~1h得到组分a。具体地,可升温至80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃等,再降温至70℃、72℃、75℃、78℃、80℃等。

    22、进一步地,本发明的步骤(2)包括采用50~70℃的树脂混合物浸渍增强纤维。如可采用50℃、55℃、60℃、65℃、70℃的树脂混合物浸渍增强纤维。

    23、进一步地,本发明的步骤(3)中热压固化成型的温度为70~150℃,压力为0.1~3mpa,时间为12~20min。具体地,热压固化成型的温度具体可为但不限于70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃;压力具体可为但不限于0.1mpa、0.5mpa、0.8mpa、1.1mpa、1.6mpa、2.1mpa、2.5mpa、3.0mpa。

    24、进一步地,本发明的步骤(3)包括采用机织、针织或者提花工艺将光导纤维和纱线编织成发光层。

    25、进一步地,本发明的步骤(4)包括将多根光导纤维的端部集束并进行端面切割,再经led模组与电源连接。具体地,led模组内配有led光源,这可为光导纤维提供光源。

    26、相应地,本发明第二方面还提供了一种抗黄变发光壳体,采用上述提及的抗黄变发光壳体的制备方法制得。

    27、与现有技术相比,本发明的纤维增强复合材料层为无色且抗黄变、耐uv,且与发光层稳固相结合,进而保证壳体具有较好的美观度和长时间抗黄变效果。


    技术特征:

    1.一种抗黄变发光壳体的制备方法,其特征在于,步骤包括:

    2.如权利要求1所述的抗黄变发光壳体的制备方法,其特征在于,以质量份数计,所述组分a包括10~50份第一环氧树脂、10~50份第二环氧树脂、10~40份第三环氧树脂、0.1~2份偶联剂、0.1~1份消泡剂、0.1~2份紫外线吸收剂、0.1~2份稳定剂,所述组分b包括95~99.9份固化剂、0.1~5份促进剂;所述组分a和所述组分b的质量比为100:5~120。

    3.如权利要求1所述的抗黄变发光壳体的制备方法,其特征在于,所述稳定剂包括受阻胺类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂、含硫类抗氧剂和含磷类抗氧剂中的至少一种。

    4.如权利要求1所述的抗黄变发光壳体的制备方法,其特征在于,所述紫外线吸收剂包括水杨酸酯类、二苯甲酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类、氧化锌、二氧化钛、石英粉、铝粉、玻璃微珠中的至少一种。

    5.如权利要求1所述的抗黄变发光壳体的制备方法,其特征在于,所述固化剂包括胺类固化剂、酸酐类固化剂、潜伏性固化剂中的至少一种;所述促进剂包括叔胺类、咪唑及其改性物质中的至少一种。

    6.如权利要求1所述的抗黄变发光壳体的制备方法,其特征在于,所述光导纤维包括石英光纤、玻璃光纤和聚合物光纤中的至少一种;所述纱线包括棉、麻、粘胶纤维、涤纶、锦纶、腈纶、氨纶、丙纶和氯纶中的至少一种。

    7.如权利要求1所述的抗黄变发光壳体的制备方法,其特征在于,所述增强纤维包括玻璃纤维、碳纤维、石英纤维、聚乙烯纤维、陶瓷纤维和玄武岩纤维中的至少一种。

    8.如权利要求1所述的抗黄变发光壳体的制备方法,其特征在于,步骤(1)包括将所述第一环氧树脂、所述第二环氧树脂、所述第三环氧树脂混合后升温至80~150℃搅拌3~5h,再降温至70~80℃加入所述偶联剂、所述消泡剂、所述紫外线吸收剂和所述稳定剂,搅拌0.5~1h得到所述组分a。

    9.如权利要求1所述的抗黄变发光壳体的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述热压固化成型的温度为70~150℃,压力为0.1~3mpa,时间为12~20min。

    10.一种抗黄变发光壳体,其特征在于,采用如权利要求1~9任一项所述的抗黄变发光壳体的制备方法制得。


    技术总结
    本发明公开了一种抗黄变发光壳体及其制备方法,其制备方法的步骤包括:(1)将第一环氧树脂、第二环氧树脂、第三环氧树脂混合后升温搅拌溶解,再降温加入偶联剂、消泡剂、紫外线吸收剂和稳定剂,搅拌均匀得到组分A;将固化剂和促进剂混合后搅拌均匀得到组分B;将组分A和组分B混合均匀得到树脂混合物;(2)采用树脂混合物浸渍增强纤维得到增强纤维预浸料;(3)将多根光导纤维和纱线编织成发光层,再将增强纤维预浸料铺叠于发光层上后进行热压固化成型而使增强纤维预浸料形成纤维增强复合材料层;(4)将多根光导纤维通过LED模组与电源连接;该制备方法不仅生产效率高,而且制得的壳体具有较好的美观度和长时间抗黄变效果。

    技术研发人员:汪浩,文峰
    受保护的技术使用者:广东新秀新材料股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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