手机背板用肤感防污功能饰面材料及其制备方法与流程
本发明属于功能高分子材料，涉及电子产品背板的制造，特别涉及一种手机背板用肤感防污功能饰面材料及其制备方法。
背景技术：
1、自智能手机的出现开始，由于塑料或金属材质的手机背板不但极易损坏，而且色彩单一、不够美观等原因，使得人们习惯在手机表面套保护套，用以保护手机屏幕和后盖不受损坏的同时，还可以装饰美化手机外观。但是，传统手机套不但增加了手机使用过程中的重量和体积，而且其材质基本为塑料或橡胶材质，触感不佳，缺乏防污等功能。如何开发出新型材料，实现手机背板的耐刮、耐磨、防污、美化、优异质感等功能是亟需解决的难题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种手机背板用肤感防污功能饰面材料及其制备方法，所述肤感防污功能饰面材料以碳纤维布为基材层，类玛雅蓝凹土杂化颜料和聚1,4丁二烯双改性的水性聚氨酯树脂为面层，有机硅氧烷/聚氨酯复合涂料为肤感防污层，具有耐刮、耐磨、防污等多种功能，且本发明制备的饰面材料具有色牢度高、尺寸稳定性好、导热性优、绿色环保等优点，市场前景广阔。
2、本发明是通过以下技术方案实现的：
3、一种手机背板用肤感防污功能饰面材料的制备方法，包括以下步骤：
4、步骤一、在类玛雅蓝凹土杂化颜料和聚1,4丁二烯双改性的水性聚氨酯树脂中加入纳米高岭土、色浆、消泡剂、流平剂，搅拌均匀后得水性聚氨酯面层用浆料；
5、步骤二、将步骤一得到的浆料通过二辊压延机涂覆于碳纤维基布表面，烘干形成水性聚氨酯面层；
6、步骤三、再在步骤二得到的水性聚氨酯面层表面涂布有机硅氧烷/聚氨酯复合涂料，烘干后得到所述手机背板用肤感防污功能饰面材料。
7、本发明的进一步改进方案为：
8、所述类玛雅蓝凹土杂化颜料和聚1,4丁二烯双改性的水性聚氨酯树脂的制备步骤如下：
9、（1）双改性亲水性聚氨酯预聚体的制备：将异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯以及聚四氢呋喃醚二醇混合后80-90℃下加热搅拌反应1-2小时，后加入乙醇胺类亲水扩链剂和类玛雅蓝凹土杂化颜料，继续搅拌进行扩链反应后，再加入有机铋催化剂、丙酮和端羟基聚1,4丁二烯，继续搅拌反应后，再加入二异丙醇胺交联剂，继续搅拌反应后，40-60℃下用小分子酸中和剂进行中和反应20-30分钟；最后加水高速搅拌自乳化分散，得类玛雅蓝凹土杂化颜料和聚1,4丁二烯双改性水性聚氨酯分散液；
10、（2）二次扩链：在步骤（1）得到的分散液中加入小分子二元胺扩链剂，升温40-50℃至进行扩链反应3-5小时；
11、（3）脱丙酮：待步骤（2）的体系成半透明均一液体后，40-60℃下低压脱丙酮，得类玛雅蓝凹土杂化颜料和聚1,4丁二烯双改性的水性聚氨酯树脂。
12、进一步的，所述乙醇胺类亲水扩链剂选自n-甲基二乙醇胺、n-乙基二乙醇胺、n-丙基二乙醇胺、n-丁基二乙醇胺的一种或其组合；
13、和/或，有机铋催化剂选自月桂酸铋、异辛酸铋中的一种；
14、和/或，小分子酸中和剂选自盐酸、醋酸或磺酸的一种；
15、和/或，小分子二元胺扩链剂选自乙二胺、异佛尔酮二胺中的一种；
16、进一步的，所述异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚二醇、乙醇胺类亲水扩链剂、类玛雅蓝凹土杂化颜料、有机铋催化剂、丙酮、端羟基聚1,4丁二烯、二异丙醇胺交联剂、小分子酸中和剂、小分子二元胺扩链剂的质量比为10-15：10-20：15-30：3-12：1-7：0-1：10-20：3-10：0-1：2-8：3-10。
17、进一步的，步骤（1）中，所述加热搅拌反应的温度为80-90℃，时间为1-2小时；所述中和反应的温度为40-60℃，时间为20-30分钟；步骤（2）中，所述升温扩链的温度为40-50℃，时间为3-5小时；步骤（3）中脱丙酮的温度为40-60℃。
18、进一步的，所述类玛雅蓝凹土杂化颜料的制备步骤如下：
19、取有机颜料与凹土混合，混合均匀后放入烘箱内烘干，取出冷却至室温后，分散在水中，加入异丙醇、正硅酸乙酯、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷和盐酸，70-90 ℃反应20-30h，冷却至室温后过滤，异丙醇洗涤，-30--10 ℃冻干后得到丙烯酰氧基改性的类玛雅蓝杂化颜料；其中，所述有机颜料、凹土、正硅酸乙酯以及甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷的质量比为1:10:0.2:1。
20、进一步的，所述有机硅氧烷/聚氨酯复合涂料的制备步骤如下：
21、室温下，将一定比例的甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷、乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷和聚丁二烯橡胶改性的聚氨酯预聚体混合，搅拌混合均匀后，加入偶氮二异庚腈，搅拌溶解后，得有机硅氧烷/聚氨酯复合涂料；其中，所述甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷、乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷、聚丁二烯橡胶改性的聚氨酯预聚体以及偶氮二异庚腈的质量比为5-10：15-30：55-70：2-6。
22、进一步的，所述基材层（1）为碳纤维布。
23、进一步的，步骤二中的烘干温度为110-130℃；步骤三中烘干温度为90-110℃，时间为4-8min。
24、本发明的更进一步改进方案为：
25、上述方法制备而成的手机背板用肤感防污功能饰面材料，所述饰面材料由自下而上依次设置的基材层（1）、水性聚氨酯面层（2）、有机硅肤感防污层（3）构成，其中，所述水性聚氨酯面层（2）为经类玛雅蓝凹土杂化颜料和聚1,4丁二烯双改性的水性聚氨酯树脂，所述有机硅肤感防污层（3）为有机硅氧烷/聚氨酯复合涂料。
26、和现有技术相比，本发明的具体有益效果如下：
27、1、本发明制备的手机背板用肤感防污功能饰面材料，以亲水性碳纤维布为基材层，首先，可以利用碳纤维布的韧性和强度，有效防止因为使用环境的温差引起的因材料热膨胀系数不同而导致的混合材料层收缩变形，为饰面材料提供了很好的尺寸稳定性；其次，碳纤维材料质轻，导热导电，为饰面层提供了一定的导热性能和抗静电性能；最后，可以利用碳纤维布的孔隙率提供的大比表面积和粗糙度，提升饰面层与手机背板的基板之间的黏合强度。
28、2、本发明制备的手机背板用肤感防污功能饰面材料，以印有纹路或图案的类玛雅蓝凹土杂化颜料和聚1,4丁二烯双改性的水性聚氨酯树脂层为面层，一方面，类玛雅蓝凹土杂化颜料的改性，使得饰面材料具有极好的耐候性和靓丽的色彩，提供了很好的美观度；另一方面，聚1,4丁二烯的改性，为饰面材料提供了类似皮肤的弹性触感，有效支撑了饰面材料的肤性触感，同时聚1,4丁二烯中残留的双键，可以与防污层中的双键交联，提升饰面层与防污层之间的黏合强度。
29、3、本发明制备的手机背板用肤感防污功能饰面材料，以有机硅氧烷/聚氨酯复合涂料为肤感防污层，首先，甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷和乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷在引发剂作用下聚合后，为饰面材料提供了很好的防污、耐刮等功能；其次，聚丁二烯橡胶改性的聚氨酯预聚体则调和了防污层的软硬度和触感，提升了其肤感触觉；最后，所有的原料都含有双键，在自由基引发剂作用下，可以与聚氨酯面层中的双键共聚，提升饰面层与防污层之间的黏合强度，有助于饰面材料整体韧性强度的提高，从而增加其使用寿命。
技术特征：
1.一种手机背板用肤感防污功能饰面材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种手机背板用肤感防污功能饰面材料的制备方法，其特征在于：所述类玛雅蓝凹土杂化颜料和聚1,4丁二烯双改性的水性聚氨酯树脂的制备步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种手机背板用肤感防污功能饰面材料的制备方法，其特征在于：所述乙醇胺类亲水扩链剂选自n-甲基二乙醇胺、n-乙基二乙醇胺、n-丙基二乙醇胺、n-丁基二乙醇胺的一种或其组合；
4.根据权利要求2所述的一种手机背板用肤感防污功能饰面材料的制备方法，其特征在于：所述异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚二醇、乙醇胺类亲水扩链剂、类玛雅蓝凹土杂化颜料、有机铋催化剂、丙酮、端羟基聚1,4丁二烯、二异丙醇胺交联剂、小分子酸中和剂、小分子二元胺扩链剂的质量比为10-15：10-20：15-30：3-12：1-7：0-1：10-20：3-10：0-1：2-8：3-10。
5.根据权利要求2所述的一种手机背板用肤感防污功能饰面材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述加热搅拌反应的温度为80-90℃，时间为1-2小时；所述中和反应的温度为40-60℃，时间为20-30分钟；步骤（2）中，所述升温扩链的温度为40-50℃，时间为3-5小时；步骤（3）中脱丙酮的温度为40-60℃。
6.根据权利要求2所述的一种手机背板用肤感防污功能饰面材料的制备方法，其特征在于：类玛雅蓝凹土杂化颜料的制备步骤如下：
7.根据权利要求1所述的一种手机背板用肤感防污功能饰面材料的制备方法，其特征在于：所述有机硅氧烷/聚氨酯复合涂料的制备步骤如下：
8.根据权利要求1所述的一种手机背板用肤感防污功能饰面材料的制备方法，其特征在于：所述基材层（1）为碳纤维布。
9.根据权利要求1所述的一种手机背板用肤感防污功能饰面材料的制备方法，其特征在于：步骤二中的烘干温度为110-130℃；步骤三中烘干温度为90-110℃，时间为4-8min。
10.一种手机背板用肤感防污功能饰面材料，其特征在于，由权利要求1至9任意一项所述方法制备得到，所述饰面材料由自下而上依次设置的基材层（1）、水性聚氨酯面层（2）、有机硅肤感防污层（3）构成，其中，所述水性聚氨酯面层（2）为经类玛雅蓝凹土杂化颜料和聚1,4丁二烯双改性的水性聚氨酯树脂，所述有机硅肤感防污层（3）为有机硅氧烷/聚氨酯复合涂料。
技术总结
本发明属于功能高分子材料技术领域，具体公开了一种手机背板用肤感防污功能饰面材料及其制备方法，所述手机背板用肤感防污功能饰面材料自下而上包括基材层、水性聚氨酯面层、有机硅肤感防污层；其中，所述水性聚氨酯面层使用的是经类玛雅蓝凹土杂化颜料和聚1,4丁二烯双改性的水性聚氨酯树脂，有机硅肤感防污层为有机硅氧烷/聚氨酯复合涂料。本发明制备的手机背板用肤感防污功能饰面材料具有肤感触觉，同时兼具耐刮、防污等多种功能，色牢度高、尺寸稳定性好、导热性优、绿色环保等优点，市场前景广阔。
技术研发人员：倪伶俐,李桂军,李浩扬,冯会生,张峰,甄雷雷
受保护的技术使用者：淮安凯悦科技开发有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5