陶瓷與塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種陶瓷與塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著3C產(chǎn)品的快速發(fā)展，人們對3C產(chǎn)品的追求越來越高，特別是對于產(chǎn)品的外觀。從最初的塑料外觀結(jié)構(gòu)件到現(xiàn)在的金屬結(jié)構(gòu)件，但現(xiàn)在人們追求更高的外觀時尚感，原來時尚的金屬外觀結(jié)構(gòu)件已經(jīng)無法滿足人們的要求了。陶瓷外觀結(jié)構(gòu)件將給人們帶來更高的時尚體驗感，但由于陶瓷本身的硬而脆的特殊性質(zhì)，不適合一些結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。如何將陶瓷和塑料結(jié)構(gòu)件很好的結(jié)合在一起，是現(xiàn)有技術(shù)面臨的一個難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的主要目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種陶瓷與塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)、其制作方法、及塑基助劑。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種陶瓷與塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟:
[0006]a.將陶瓷粉末與塑基助劑混合并形成適合注射的漿料，其中所述塑基助劑包含以重量計3-7%的表面活性劑、55-70%的蠟和/或油脂、以及25-42%的熱塑性塑膠；
[0007]b.將漿料注射成型為所需的陶瓷結(jié)構(gòu)件形狀；
[0008]c.對所述陶瓷結(jié)構(gòu)件進(jìn)行脫脂，脫出所述塑基助劑后，燒結(jié)得到具有多孔結(jié)構(gòu)的陶瓷結(jié)構(gòu)件；
[0009]d.將具有多孔結(jié)構(gòu)的陶瓷結(jié)構(gòu)件放入模具內(nèi)注塑，得到陶瓷和塑料的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步地:
[0011 ] 所述塑基助劑是包含以重量計3-7 %的硬脂酸、20-25 %的石蠟、35-40 %的巴西棕櫚蠟、20-30%的聚乙烯和5-10%的聚丙烯。
[0012]所述陶瓷粉末為氧化鋁或氧化鋯陶瓷材料，粉末粒徑范圍1-10 μπι。
[0013]所述蠟和/或油脂選自石蠟、微晶蠟、巴西棕櫚蠟、花生油、動物油脂，所述熱塑性塑膠選自聚乙烯、聚丙烯、聚蠟酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚甲醛、聚碳酸酯，所述表面活性劑選自硬脂酸、油酸。
[0014]步驟c中，燒結(jié)溫度為材料熔點的80-90 %，優(yōu)選地，針對高純型氧化鋁陶瓷得到陶瓷結(jié)構(gòu)件，燒結(jié)溫度為1650-1990 °C，保溫時間為180min。
[0015]步驟d中，注射的塑膠材料選自PPS、PPA、PBT、PA。
[0016]所述復(fù)合結(jié)構(gòu)為包括卡扣結(jié)構(gòu)的手機(jī)或平板電腦的面板。
[0017]一種陶瓷與塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)，是通過所述的方法制作的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
[0018]一種用于制作陶瓷與塑料復(fù)合結(jié)構(gòu)的塑基助劑，包含以重量計3-7%的表面活性劑、55-70%的蠟和/或油脂、以及25-42%的熱塑性塑膠。
[0019]優(yōu)選地，包含以重量計3-7 %的硬脂酸、20-25 %的石蠟、35_40 %的巴西棕櫚蠟、20-30%的聚乙烯和5-10%的聚丙烯。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
[0021]通過將陶瓷粉末與本發(fā)明提出的特定組分的塑基助劑一起配成漿料，并通過注塑成型、脫脂、燒結(jié)，制備出帶多孔的陶瓷結(jié)構(gòu)件，再將所得陶瓷結(jié)構(gòu)件放入模具，利用模內(nèi)注塑成型，得到陶瓷與注塑的復(fù)合結(jié)構(gòu)，這種復(fù)合結(jié)構(gòu)的制作方法可以很好解決陶瓷和塑膠的復(fù)合問題，且工藝簡單，操作便利，成本低。由本發(fā)明制得的陶瓷塑膠復(fù)合結(jié)構(gòu)，作為手機(jī)面板等電子設(shè)備的外殼，這種復(fù)合結(jié)構(gòu)結(jié)合相當(dāng)穩(wěn)固，耐用性強(qiáng)，具有很強(qiáng)的時尚感以及手感，并且耐磨性好。特別是，采用本發(fā)明的材料和工藝，在制作陶瓷結(jié)構(gòu)件時，能夠在陶瓷結(jié)構(gòu)件上形成非常有利于后續(xù)與塑料有力結(jié)合的多孔結(jié)構(gòu)。
[0022]將本發(fā)明的復(fù)合結(jié)構(gòu)做成手機(jī)和平板電腦的面板，注射成型出的卡扣結(jié)構(gòu)還可以有效解決以往陶瓷結(jié)構(gòu)難以克服的卡扣選材及設(shè)計問題。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發(fā)明一種實施例中的多孔結(jié)構(gòu)陶瓷件局部表面狀態(tài)掃描式電子顯微鏡圖。
【具體實施方式】
[0024]以下對本發(fā)明的實施方式作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實施例，一種陶瓷塑膠復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:將陶瓷粉末與塑基助劑混合，優(yōu)選進(jìn)行混煉，形成合適注射的漿料，該陶瓷粉末粒徑范圍1-10 μ m陶瓷，可以是氧化鋁、氧化鋯等陶瓷材料，特別來說，該塑基助劑成分包括表面活性劑3-7重量％，蠟和/或油脂比例55-70重量％，熱塑性塑膠25-42重量％ ;然后注射成型成符合設(shè)計的零件形狀及尺寸；再通過脫脂、燒結(jié)，制備成帶有多個孔的陶瓷手機(jī)面板，得到具有多孔結(jié)構(gòu)的陶瓷零件；再將得到的陶瓷零件放入模具內(nèi)進(jìn)行模內(nèi)注塑，得到陶瓷與塑料復(fù)合材料零件。模內(nèi)注射的塑膠材料可以是PPS、PPA、PBT、PA。
[0026]根據(jù)一些實施例，所述塑基助劑中，其中蠟和/或油脂可以是石蠟、微晶蠟、巴西棕櫚蠟、花生油、動物油脂等，熱塑性塑膠可以是聚乙烯、聚丙烯、聚蠟酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚甲醛、聚碳酸酯，表面活性劑可以是硬脂酸、油酸等。然而研宄發(fā)現(xiàn)，為形成最有利于與塑料結(jié)合的多孔結(jié)構(gòu)陶瓷件，本發(fā)明最佳的塑基助劑包含以重量計3-7%的硬脂酸、20-25 %的石蠟、35-40 %的巴西棕櫚蠟、20-30 %的聚乙烯和5_10 %的聚丙烯。
[0027]前述燒結(jié)步驟中，優(yōu)選地，燒結(jié)溫度控制在材料熔點的80-90%。在一個較佳實施例中，采用高純型氧化鋁陶瓷，燒結(jié)溫度控制在1650-1990°C，保溫時間180min。
[0028]在一些實施例中，注射成型出的陶瓷與塑料復(fù)合材料零件包括卡扣結(jié)構(gòu)，例如包括卡扣結(jié)構(gòu)的手機(jī)面板。
[0029]以下通過具體實例進(jìn)一步描述本發(fā)明的方法、材料和產(chǎn)品
[0030]實例I
[0031]選擇平均粒徑10 μπι氧化鋯陶瓷粉5Kg，0.9Kg塑料助劑混煉，塑料助劑成分為:①硬脂酸5% ;②石蠟25% ;③巴西棕櫚蠟35% 聚乙烯30% 聚丙烯5%。同時放入密煉機(jī)，加熱到180°C混煉120分鐘。得到陶瓷和助劑混合均勻的喂料，將喂料取出破碎后加入注射機(jī)，通過模具得到所要的陶瓷生坯零件，采用溶劑萃取后將零件放入燒結(jié)爐，控制升溫速率和工藝，對陶瓷生坯進(jìn)行燒結(jié)，最高溫度1350°C，持續(xù)時間180mim，然后得到具有多孔結(jié)構(gòu)的陶瓷，測得孔隙率1.6%，針對零件外表面進(jìn)行表面處理(研磨、拋光等)。再將所得陶瓷產(chǎn)品進(jìn)行模內(nèi)注塑，注塑材料選用PA66，注塑溫度270°C，使得PA66進(jìn)入陶瓷微孔，實現(xiàn)塑料與陶瓷結(jié)合，得到陶瓷與塑膠復(fù)合材料。
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