[发明专利]一种纳米合晶瓷外观结构件及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种纳米合晶瓷外观结构件及其制备方法和应用。该结构件包括重量百分比为40％～55％的球形度大于0.8的表面改性类球形纳米氧化锆、重量百分比为5％～30％的球形度大于0.8的表面改性类球形纳米氧化硅和重量百分比为30％～40％的聚苯硫醚共混料基体，将类球形粉体与高分子混合基体密炼或挤出后注塑得到该纳米合晶瓷外观结构件，由于类球形纳米氧化锆与氧化硅，纳米合晶瓷外观结构件具有陶瓷的质感和光感，且密度仅为陶瓷的3/5，便于电子产品设计，表面硬度低于陶瓷，利于机加工，大幅降低了制造成本，可以用于手机外壳、手机中框、一体化手机外壳中框、手表后盖及手表中框等外观结构件的制备。

技术领域

本发明涉及结构件与其制备技术领域，具体涉及消费电子外壳结构件制备领域，特别涉及纳米合晶瓷外观结构件及其制备方法和应用。

背景技术

随着手机等消费电子的迅猛发展，消费电子的背板(外壳)等结构件取得了长足的进步，也遇到新的问题。特别是未来5G时代对消费电子背板(外壳)的材质提出了更苛刻的要求。传统金属由于其屏蔽效果，对天线设计带来巨大的挑战，其将不能用于5G背板(外壳)的制造，而塑料其先天的低强度、不耐磨限制了其在大尺寸屏幕、超薄领域的应用，另外随着消费审美的提高，传统单一的金属外壳和塑料材质的背板(外壳)也将难以打动消费者。

申请号为201510940002.3的专利中报道采用氧化锆粉体与粘结剂密炼得到喂料后注射成型烧结的方法制备消费类电子领域的手机外壳，该方案利用了ZrO₂陶瓷具有良好的硬度、高耐磨性的特点，但是制备手机外壳也有以下缺点：1)陶瓷的断裂韧性仍然远低于金属和塑料制件，制备的手机背板(外壳)等大尺寸抗冲击跌落性能不佳，容易破裂；2)ZrO₂陶瓷的密度高达6.1g/cm³，手机(外壳)背板的大尺寸制件质量偏重，不利于消费类电子的轻薄化发展；3)陶瓷外壳色彩单一，若采用在烧制过程中加入少量的着色剂也会恶化制件的力学性能，从而导致陶瓷(外壳)背板颜色单调。

另一方面纯的氧化锆陶瓷莫氏硬度接近于9，仅次于金刚石，导致研磨抛光过程吃刀量低，切削量小，加工难度大，加工耗时长，仅氧化锆陶瓷后盖机加工成本占了整个生产成本的2/3，且加工过程容易破碎，良率低。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种纳米合晶瓷外观结构件。该结构件包括重量百分比为40％～55％的球形度大于0.8的类球形纳米氧化锆、重量百分比为5％～30％的的球形度大于0.8的类球形纳米氧化硅和重量百分比为30％～40％的聚苯硫醚高分子共混料基体，其中类球形纳米氧化锆和类球形纳米氧化硅均匀分布于聚苯硫醚高分子共混料基体中。

优选的，聚苯硫醚高分子共混料基体中还包括液晶高分子聚合物。

优选的，类球形纳米氧化锆和氧化硅粉表面经过改性处理后被聚苯硫醚和液晶高分子聚合物混合料基体包裹。

优选的，类球形纳米氧化锆球度和类球形纳米氧化硅的球度均大于0.85。

优选的，类球形纳米氧化锆球度大于0.9，类球形纳米氧化硅的球度大于0.95。

优选的，类球形纳米氧化锆粉和氧化硅的D50为150nm～250nm。

优选的，类球形纳米氧化锆重量百分比为45％～50％，类球形纳米氧化硅的重量百分比为10％～25％。

为实现上述目的，本发明公开了一种纳米合晶瓷外观结构件的制备方法，包括以下步骤：

a)使用表面改进剂改性处理类球形纳米氧化锆和类球形纳米氧化硅；

b)将步骤a)改性得到的重量百分比为40％～55％的类球形纳米氧化锆、重量百分比为5％～30％的类球形纳米氧化硅与重量百分比为30％～40％的聚苯硫醚和液晶高分子聚合物密炼或者挤出得到喂料；