增韌結構與其制備方法

增韌結構與其制備方法
【專利摘要】本申請提供了一種增韌結構與其制備方法。該增韌結構包括至少一個陶瓷基板與至少一個增強纖維布，各陶瓷基板與各所述陶瓷基板交替設置。將陶瓷基板與增強纖維布交替設置，形成增韌結構，該增強纖維布具有較好的力學性能，具有較好的耐沖擊性，增強了陶瓷基板的韌性，使得陶瓷基板不容易破碎。
【專利說明】
増韌結構與其制備方法
技術領域
[0001] 本申請涉及材料領域，具體而言，涉及一種增韌結構與其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著生活質量的提高，人們對手機外殼的質感也有了更高的要求，不但要求外表 美觀，還要求手機外殼手感細膩，因此，各種手感較好材質的手機外殼紛紛出現，例如金屬、 木質、竹質、皮質、陶瓷等等，其中，陶瓷手機外殼的質感細膩滑爽且不沾油漬，這一特點能 夠滿足人們對手機外殼的手感要求，但陶瓷手機外殼卻存在易碎的致命缺點。
[0003] 為解決其易碎的問題，很多廠家采用納米陶瓷燒結材料、晶須增韌、顆粒增韌、相 變增韌、復合增韌等方式解決陶瓷易碎問題。
[0004]而上述所有的增韌方式均是在燒結陶瓷基礎上進行的，燒結是會消耗大量的能 量，因此均無法做到環保與增韌兼顧。

【發明內容】

[0005] 本申請的主要目的在于提供一種增韌結構與其制備方法，以解決現有技術中的增 韌結構均無法做到環保與增韌兼顧的問題。
[0006] 根據本申請的一方面，提供了一種增韌結構，該增韌結構包括至少一個陶瓷基板 與至少一個增強纖維布，各上述增強纖維布與各上述陶瓷基板交替設置。
[0007] 進一步地，相鄰的上述陶瓷基板與上述增強纖維布之間設置有粘結層。
[0008] 進一步地，上述增韌結構包括兩個增強纖維布，分別是第一增強纖維布和第二增 強纖維布，上述增韌結構包括兩個粘結層，分別是第一粘結層和第二粘結層，上述第一增強 纖維布、上述第一粘結層、上述陶瓷基板、上述第二粘結層與上述第二增強纖維布依次疊置 設置。
[0009] 進一步地，上述增韌結構包括兩個陶瓷基板，分別是第一陶瓷基板和第二陶瓷基 板，上述增韌結構包括兩個粘結層，分別是第一粘結層和第二粘結層，上述第一陶瓷基板、 上述第一粘結層、上述增強纖維布、上述第二粘結層與上述第二陶瓷基板依次疊置設置。 [0010] 進一步地，上述增強纖維布為碳纖維布。
[0011] 進一步地，上述增韌結構的厚度在0.4~0.8mm之間。
[0012] 進一步地，上述增強纖維布的厚度為0.1~0.4mm之間。
[0013] 進一步地，上述粘結層的厚度在40~80μπι之間，優選上述粘結層的耐高溫溫度大 于等于200°C。
[0014] 為了實現上述目的，根據本申請的另一個方面，提供了一種上述的增韌結構的制 備方法，該制備方法包括:采用熱壓工藝將至少一個陶瓷基板與至少一個增強纖維布壓合。
[0015] 進一步地，上述熱壓工藝的壓力在1~l〇Mpa之間，溫度在60~220°C之間，時間在 20~210min之間。
[0016] 應用本申請的技術方案，將陶瓷基板與增強纖維布交替設置，形成增韌結構，該增 強纖維布具有較好的力學性能，具有較好的耐沖擊性，增強了陶瓷基板的韌性，使得陶瓷基 板不容易破碎。
【附圖說明】
[0017] 構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示 意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：
[0018] 圖1示出了根據本申請的一種典型實施方式提供的增韌結構的結構示意圖；
[0019] 圖2示出了一種實施例提供的增韌結構的結構示意圖；
[0020] 圖3示出了另一種實施例提供的增韌結構的結構示意圖；以及 [0021 ]圖4示出了再一種實施例提供的增韌結構的結構示意圖。
[0022] 其中，上述附圖包括以下附圖標記：
[0023] 10、陶瓷基板;20、粘結層;30、增強纖維布；11、第一陶瓷基板；12、第二陶瓷基板； 21、第一粘結層;22、第二粘結層;31、第一增強纖維布;32、第二增強纖維布。
【具體實施方式】
[0024]應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請提供進一步的說明。除非另 有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本申請所屬技術領域的普通技術人員通常 理解的相同含義。
[0025]需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述【具體實施方式】，而非意圖限制根 據本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式 也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語"包含"和/或"包 括"時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0026]正如【背景技術】所介紹的，現有技術中的陶瓷手機外殼的增韌方法無法兼顧增韌與 環保，為了解決如上的技術問題，本申請提出了一種增韌結構與其制備方法。
[0027] 本申請的一種典型的實施例中，提供一種增韌結構，該增韌結構包括至少一個陶 瓷基板與至少一個增強纖維布，各增強纖維布與各上述陶瓷基板交替設置，圖1中的增韌結 構包括一個陶瓷基板10與一個增強纖維布30。
[0028] 上述的增韌結構通過在陶瓷基板的至少一個表面上設置增強纖維布，該增強纖維 布具有較好的力學性能，具有較好的耐沖擊性，增強了陶瓷基板的韌性，使得陶瓷基板不容 易破碎。
[0029] 上述的陶瓷基板與增強纖維布之間可以設置粘結層，也可以不設置粘結層，當不 設置粘結層時，陶瓷基板中由于具有粘性成分，也可以與增強纖維布粘合。
[0030] 為了使得陶瓷基板與增強纖維布更牢固地粘合，如圖2所示，本申請優選相鄰的上 述陶瓷基板10與上述增強纖維布30之間設置有粘結層20。圖2所示的增韌結構中包括一個 粘結層20。
[0031] 粘結層的原料可以是半固化片、樹脂涂覆層等具有粘結性且不與增韌結構中其他 結構層發生不良反應的材料。
[0032] 本申請的一種優選的實施例中，上述的粘結層的原料是半固化片，本領域技術人 員公知的是半固化片是由樹脂和增強材料組成的，因此，當采用半固化片作為粘結層原料 時，能夠更進一步地增強增韌結構的韌性，且半固化片具有較好的粘性，能夠將陶瓷基板與 增強纖維布更好地粘結在一起。
[0033] 本申請的一種實施例中，如圖3所示，上述增韌結構包括兩個增強纖維布，分別是 第一增強纖維布31和第二增強纖維布32,上述增韌結構包括兩個上述粘結層，分別是第一 粘結層21和第二粘結層22,上述第一增強纖維布31、上述第一粘結層21、上述陶瓷基板10、 上述第二粘結層22與上述第二增強纖維布32依次疊置設置。該實施例中，第一增強纖維布 和第二增強纖維布的厚度與材料可以相同也可以不相同，同樣地，第一粘結層與第二粘結 層的厚度與材料可以是相同的，也可以是不同的。
[0034] 本申請的另一種實施例中，如圖4所示，上述增韌結構包括兩個陶瓷基板，分別是 第一陶瓷基板11和第二陶瓷基板12,上述增韌結構包括兩個粘結層20,分別是第一粘結層 21和第二粘結層22,上述第一陶瓷基板11、上述第一粘結層21、上述增強纖維布30、上述第 二粘結層22與上述第二陶瓷基板12依次疊置設置。該實施例中，第一陶瓷基板和第二陶瓷 基板的厚度與材料可以相同也可以不相同，同樣地，第一粘結層與第二粘結層的厚度與材 料可以是相同的，也可以是不同的。
[0035] 本申請中的增強纖維布可以是有機纖維布，也可以是無機纖維布，其中，無機纖維 布可以玻璃纖維布、碳纖維布、晶須布、石棉纖維布、金屬纖維布或硼纖維布，有機纖維布可 以是各種合成纖維布，也可以是各種自然纖維布，在此不再贅述。增韌結構中的多個增強纖 維布可以是相同材料的纖維布，也可以是不同材料的纖維布，本領域技術人員可以根據實 際情況選擇合適的增強纖維布。
[0036] 上述增強纖維布可以是只由增強纖維形成的增強纖維干布，也可以是包括增強纖 維與樹脂纖維形成的增強纖維預浸布。
[0037] 本申請的一種優選實施例中，上述增強纖維布為增強纖維預浸布，增強纖維預浸 布使得增韌結構具有更好的韌性，且增強纖維預浸布與陶瓷基板的粘結更加牢固。
[0038] 本申請的一種優選實施例中，上述增強纖維布為碳纖維布，碳纖維布輕便且具有 優異的增韌效果。
[0039] 為了能夠更好地應用與手機殼中，本申請中，上述增韌結構的厚度在0.4~0.8mm 之間.
[0040] 本申請的再一種實施例中，上述增強纖維布的厚度為0.1~0.4mm之間，這樣能夠 進一步提高增韌結構的韌性，且保證該增韌結構可以更好地應用于手機殼中。
[0041]本申請中的又一種實施例中，上述粘結層的厚度在40~80μηι之間，這樣不僅能夠 進一步保證陶瓷基板與增強纖維布較牢固地結合在一起，還能進一步保證該增韌結構更適 合地應用在手機殼中。
[0042]為了避免增韌結構在制備過程中的高溫造成粘結層的變性，進一步保證該增韌結 構的使用壽命與可靠性，本申請優選粘結層的耐高溫溫度大于等于200°C。這里的耐高溫溫 度是指粘結層的性能發生變化與不發生變化的臨界溫度。
[0043]本申請的另一種典型的實施方式中，提供了一種增韌結構的制備方法，上述制備 方法包括:采用熱壓工藝將至少一個陶瓷基板與至少一個增強纖維布壓合。
[0044]該制備方法能夠較好地將陶瓷基板與增強纖維布結合在一起，保證了增韌結構具 有較好的韌性，并且保證了該增韌結構的使用壽命與可靠性。
[0045] 為了進一步使得陶瓷基板與增強纖維布結合在一起，本申請優選熱壓工藝的壓力 在1~1 OMpa之間，溫度在60~160 °C之間，時間在20~150min之間。
[0046] 為了使得本領域技術人員能夠更加清楚地了解本申請的技術方案，以下將結合具 體的實施例說明本申請的技術方案。
[0047] 實施例1
[0048] 陶瓷基板10是經過壓機冷壓成型后的未過回流焊固化的板材，（板材的具體材料 為環氧類樹脂配合雙氰胺或DDS、有機硅類消泡劑、聚酯型分散劑以及無機填料碳化硅和三 氧化二鋁）陶瓷基板10的厚度0.3mm，增強纖維布30為碳纖維布，且其厚度為0.1mm，采用分 段的熱壓工藝將陶瓷基板10與碳纖維布壓合形成〇.4_的圖1所示的增韌結構，分段的具體 過程為:第一段的時間為40min，且壓合壓力為IMPa，壓合溫度由最初的150°C升至180°C;第 二段的時間為60min，且壓合壓力為IMPa，壓合溫度由最初的180°C升至200°C ;第三段的時 間為30min，且壓合壓力為IMPa，壓合溫度由最初的200°C降至160°C;第四段的時間為 20min，且壓合壓力為IMPa，壓合溫度由最初的160°C降至120°C。
[0049] 實施例2
[0050] 陶瓷基板10為冷壓后并經過回流焊固化的陶瓷基板(與實施例1的材料相同），陶 瓷基板10的厚度〇.12mm，增強纖維布30為玻璃纖維布，且其厚度為0.4mm。具體的增韌結構 的制備方法為：先在陶瓷基板10的一個表面上設置厚度為80μπι的粘結層20,且該粘結層20 為半固化片1080;然后在粘結層20的遠離陶瓷基板10的表面上設置玻璃纖維布;最后，采用 熱壓的方式將陶瓷基板10、粘結層20與玻璃纖維布壓合在一起，形成0.6_的圖2所示的增 韌結構。
[0051] 熱壓為分段的熱壓工藝，具體過程為:第一段的時間為20min，且壓合壓力由0升至 2MPa，壓合溫度由130°C升至150°C;第二段的時間為40min，且壓合壓力升至5MPa，壓合溫度 由150°C升至180°C;第三段的時間為60min，且壓合壓力為5MPa，壓合溫度由180°C升至195 °C ;第四段的時間為20min，且壓合壓力為5MPa，壓合溫度由195°C降至120°C。
[0052] 實施例3
[0053] 陶瓷基板10的材料與實施例1的材料相同，陶瓷基板10的厚度0.12_，第一增強纖 維布31與第二增強纖維布32均為玻璃纖維布，且厚度均為0.2_，第一粘結層21的材料與第 二粘結層22的材料均為半固化片1080。具體的增韌結構的制備方法為:在第一增強纖維布 31的一個表面上涂布厚度為40μπι的第一粘結層21;然后，在第一粘結層21的遠離第一增強 纖維布31的表面上設置陶瓷基板10;其次，在陶瓷基板10的遠離第一粘結層21的表面上涂 布厚度為40μπι的第二粘結層22;再次，在第二粘結層22的遠離陶瓷基板10的表面上設置第 二增強纖維布32。最后，采用熱壓的方式將第一玻璃纖維布、第一粘結層21、陶瓷基板10、第 二粘結層22與第二增強纖維布32壓合在一起，形成0.8mm的圖3所示的增韌結構，熱壓的過 程與實施例2的相同。
[0054] 實施例4
[0055] 與實施例3不同之處在于增強纖維布為碳纖維預浸布。
[0056] 實施例5
[0057]第一陶瓷基板11與第二陶瓷基板12的材料與實施例1的材料相同，陶瓷基板的厚 度0.14mm，增強纖維布30為碳纖維布，且厚度為0.4mm，第一粘結層21的材料與第二粘結層 22的材料均為半固化片1080。具體的增韌結構的制備方法為:在第一陶瓷基板11的一個表 面上覆蓋一層1080半固化片作為第一粘結層21;然后，在第一粘結層21的遠離第一陶瓷基 板11的表面上設置增強纖維布30;其次，在增強纖維布30的遠離第一粘結層21的表面上覆 蓋一層1080半固化片作為第二粘結層22;再次，在第二粘結層22的遠離增強纖維布30的表 面上設置第二陶瓷基板12。最后，采用熱壓的方式將第一陶瓷基板11、第一粘結層21、增強 纖維布30、第二粘結層22與第二陶瓷基板12壓合在一起，形成0.8_的圖4所示的增韌結構。 [0058] 熱壓為分段的熱壓工藝，具體過程為:第一段的時間為20min，且壓合壓力由0升至 5MPa，壓合溫度由130°C升至150°C;第二段的時間為40min，且壓合壓力升至lOMPa，壓合溫 度由150°C升至180°C;第三段的時間為40min，且壓合壓力為lOMPa，壓合溫度由180°C升至 200°C;第四段的時間為30min，且壓合壓力為lOMPa，壓合溫度由200°C升至220°C;第五段的 時間為50min，且壓合壓力為lOMPa，壓合溫度由220°C降至160°C;第六段的時間為30min，且 壓合壓力為lOMPa，壓合溫度由160°C降至120°C。
[0059] 實施例6
[0060]與實施例5的區別在于，粘結層為雙組份環氧樹脂膠。熱壓工藝條件為溫度為60 °C，壓力3Mpa，壓合時間為20min。
[0061 ] 實施例7
[0062]與實施例4的區別是:壓合壓力為15Mpa。
[0063] 實施例8
[0064]與實施例4的區別是:每段的壓合溫度為30°C。
[0065] 實施例9
[0066]與實施例4的區別是:壓合的總時間為10min。每段為2.5min。
[0067] 實施例10
[0068]與實施例4的區別是:增強纖維布30的厚度為0.05mm。
[0069] 實施例11
[0070] 與實施例4的區別是:第一粘結層21與第二粘結層22的厚度均為20μπι。
[0071] 實施例12
[0072] 與實施例4的區別在于:第一粘結層21的材料與第二粘結層22的材料均為未固化 的單組份環氧樹脂粘結層，其耐高溫溫度小于200°C。
[0073] 對比例
[0074] 結構中只有一個厚度為0.8_的陶瓷基板，該陶瓷基板的材料與實施例2的相同。
[0075] 采用三點彎曲方法測試各實施例與對比例對應的增韌結構的彎曲強度，觀察各個 實施例與對比例的增韌結構的斷面，看各結構層(包括陶瓷基板、粘結層與增強纖維布)之 間是否發生分離，且是否是明顯分離，具體的測試結果見表1。
[0076] 表 1
[0078]
[0079] 由表1的測試結果可知，當增韌結構包括陶瓷基板、增強纖維布與二者之間的粘結 層，且增強纖維布為碳纖維布，增強纖維布的厚度為0.1~0.4mm之間，粘結層的厚度在40~ 80μπι之間，粘結層的耐高溫溫度大于等于200°C，制備增韌結構的熱壓工藝的壓力在1~ 1 OMpa之間，溫度在60~220°C之間，時間在20~21 Omin之間時，增韌結構的彎曲強度較大， 且增韌結構的各結構層之間的粘結較牢固，具有較好的可靠性。
[0080] 從以上的描述中，可以看出，本申請上述的實施例實現了如下技術效果：
[0081] 1)、本申請的增韌結構通過在陶瓷基板的至少一個表面上設置增強纖維布，該增 強纖維布具有較好的力學性能，具有較好的耐沖擊性，增強了陶瓷基板的韌性，使得陶瓷基 板不容易破碎。
[0082] 2)、本申請中的增韌結構的制備方法能夠較好地將陶瓷基板與增強纖維布結合在 一起，保證了增韌結構具有較好的韌性，并且保證了該增韌結構的使用壽命與可靠性。
[0083] 以上所述僅為本申請的優選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領域的技 術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種增韌結構，其特征在于，所述增韌結構包括： 至少一個陶瓷基板（10);以及 至少一個增強纖維布(30)，與各所述陶瓷基板(10)交替設置。2. 根據權利要求1所述的增韌結構，其特征在于，相鄰的所述陶瓷基板（10)與所述增強 纖維布(30)之間設置有粘結層(20)。3. 根據權利要求2所述的增韌結構，其特征在于，所述增韌結構包括兩個增強纖維布 (30)，分別是第一增強纖維布(31)和第二增強纖維布(32)，所述增韌結構包括兩個粘結層 (20)，分別是第一粘結層(21)和第二粘結層(22)，所述第一增強纖維布(31)、所述第一粘結 層(21)、所述陶瓷基板（10)、所述第二粘結層(22)與所述第二增強纖維布(32)依次疊置設 置。4. 根據權利要求2所述的增韌結構，其特征在于，所述增韌結構包括兩個陶瓷基板 (10)，分別是第一陶瓷基板(11)和第二陶瓷基板(12)，所述增韌結構包括兩個粘結層(20)， 分別是第一粘結層(21)和第二粘結層(22)，所述第一陶瓷基板（11)、所述第一粘結層(21)、 所述增強纖維布(30)、所述第二粘結層(22)與所述第二陶瓷基板(12)依次疊置設置。5. 根據權利要求1所述的增韌結構，其特征在于，所述增強纖維布(30)為碳纖維布。6. 根據權利要求1所述的增韌結構，其特征在于，所述增韌結構的厚度在0.4~0.8mm之 間。7. 根據權利要求6所述的增韌結構，其特征在于，所述增強纖維布(30)的厚度為0.1~ 0.4mm之間。8. 根據權利要求2所述的增韌結構，其特征在于，所述粘結層(20)的厚度在40~80μπι之 間，優選所述粘結層(20)的耐高溫溫度大于等于200°C。9. 一種權利要求1至8任一項所述的增韌結構的制備方法，其特征在于，所述制備方法 包括:采用熱壓工藝將至少一個陶瓷基板與至少一個增強纖維布壓合。10. 根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述熱壓工藝的壓力在1~lOMpa之 間，溫度在60~220°C之間，時間在20~210min之間。
【文檔編號】B32B9/04GK106079688SQ201610390320
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月2日 公開號201610390320.1, CN 106079688 A, CN 106079688A, CN 201610390320, CN-A-106079688, CN106079688 A, CN106079688A, CN201610390320, CN201610390320.1
【發明人】鐘華宇, 魏建設, 李鵬輝, 馬紅穎, 胡麟甲, 柏鵬光, 張建軍
【申請人】廊坊市高瓷新材料科技有限公司