技术摘要：
高散热手机3D后盖保护材料，按重量百分比其组分为5‑10％MgAl2O4，28‑30％MgO·Al2O3·SiO2，5‑8％SiO2·MgO·B2O3，7‑8％SnO·P2O5，6‑7.5％SiO2·B2O3·ZnO，19‑21％SiO2·R2O·TiO2，2‑3％2Li2O·SiO2，14‑15％Na2O·2SiO2，1‑2％Bi2O3·B2O3，2.5‑4.5％SiC，0.8‑2％ 全部
背景技术：
手机后盖板采用3D构造可以增加消费者的手机握感，目前已经成为旗舰机型的标配选 项。伴随着5G商用化的节奏加快，5G手机3D后盖板材料的需求持续增加。 原本用于3D手机后盖的材料主要有金属、玻璃、陶瓷、特种塑料等4大类，但由于金属后 盖材料对于5G高频信号会产生显著的吸收与屏蔽作用，导致手机信号减弱，故此金属材料 无法应用在5G手机的后盖板上面。 现有的玻璃、陶瓷、特种塑料这三种材料中，塑料虽然易于3D形状的注塑加工，但因为 硬度较低，容易刮伤，且容易硬化，影响消费者体验，故此主要是少量低端非智能手机会选 择采用。陶瓷材料作为后盖板虽然硬度较高，不易划伤，且陶瓷固有的艺术美感可以提升消 费者的用户体验，但陶瓷材料因为固有的陶瓷晶体结构，导致不容易加工成3D形状，另外由 于现阶段陶瓷盖板生产成本较高，只有少量旗舰机型在选择性进行使用，且陶瓷的特性导 致其在冲击力圈套时容易碎片化，抗摔性较差。 现在市面上5G手机后盖板保护材料实际应用最多的主要是玻璃材质。玻璃材质一方面 本身介电常数较低，对5G通信频率的吸收及屏蔽影响较少，可以满足要求，另一方面，玻璃 本身质感可以满足消费者的用户体验。但玻璃材质的导热系数较低，在5G手机长时间使用 时容易出现过热情况，影响消费者的用户体验。
技术实现要素：
为解决手机3D后盖保护材料散热困难的问题，本发明提出高散热手机3D手机后盖保护 材料及其制备方法： 高散热手机3D后盖保护材料，其特征在于：含有以下质量百分比的组分：由质量百 分比为5-10％MgAl2O4，28-30％MgO·Al2O3·SiO2，5-8％SiO2·MgO·B2O3，7-8％SnO·P2O5， 6-7 .5％SiO2·B2O3·ZnO，19-21％SiO2·R2O·TiO2，2-3％2Li2O·SiO2，14-15％Na2O· 2SiO2， 1-2％Bi2O3·B2O3，2.5-4.5％SiC，0.8-2％石墨。 优选的：所述MgAl2O4组分质量百分比为8-10％。 优选的：所述MgAl2O4粒径分布为0.5um＜D50＜1um,,D95＜2.5um。 优选的：所述MgO-Al2O3-SiO2粒径分布为2um＜D50＜3um,D95＜4um。 优选的：所述MgO-Al2O3-SiO2具体质量百分比为65％的SiO2，25％的Al2O3，10％的MgO。 优选的：所述SiO2·MgO·B2O3粒径分布为2um＜D50＜3um，D95＜2.5um。 优选的：所述SnO·P2O5粒径分布为2um＜D50＜3um，D95＜4um。 优选的：所述SiO2·B2O3·ZnO粒径分布为2um＜D50＜3um，D95＜4um。 优选的：所述SiO2·R2O·TiO2粒径分布为1um＜D50＜2um，D95＜3um。 优选的：所述SiO2·R2O·TiO2为SiO2·Li2O·TiO2、SiO2·Na2O·TiO2、SiO2·K2O·TiO2 5 CN 111548140 A 说 明 书 2/5 页 中的至少一种。 优选的：所述SiO2·R2O·TiO2中，组分质量百分比满足 SiO2·Li2O·TiO2 SiO2· K2O·TiO2≤SiO2·Na2O·TiO2。 优选的：所述2Li2O·SiO2组分质量百分比与Na2O·2SiO2组分质量百分比满足比值小 于 1:5。 优选的：所述Bi2O3·B2O3粒径分布为0.5um＜D50＜1.5um，D95＜2.5um。 优选的：所述SiC粒径分布为1.5um＜D50＜2um，D95＜4um。 优选的：所述石墨粒径分布为1.5um＜D50＜2.5um，D95＜4um。 高散热手机3D后盖保护材料的制备方法，包括如下步骤： S1将上述原料称量后与水按照92:8－84:16的比例混合，用双行星搅拌机进行预混搅 拌，成为浆料。 S2将预混好的浆料用三辊研磨机研磨。 S3将研磨好的浆料用双行星搅拌机混合搅拌。 S4将浆料加至模具进行压制，脱模，网带炉烘干。 S5将上述烘干后的浆料用碳化硅模具热压烧结。 S6对上述热压烧结后的材料进行化学强化，具体化学强化工艺过程为：在430-450℃的 硝酸钾熔盐中进行离子交换处理时间为2-5h后得到所述3D手机后盖保护材料。 步骤S1所述双行星搅拌机预混搅拌为梯度搅拌，所述梯度搅拌的程序包括依次采用， 第一阶段以8-12rpm的转速搅拌25-35min，第二阶段以23-27rpm的转速搅拌50-70min，第三 阶段以43-47rpm的转速搅拌30-40min，第四阶段以53-57rpm的转速搅拌20-30min，上述梯 度中至少三个梯度搅拌阶段。 进一步的所述梯度搅拌的程序包括依次采用，第一阶段以10rpm的转速搅拌25-35min， 第二阶段以25rpm的转速搅拌50-70min，第三阶段以45rpm的转速搅拌30-40min，第四阶段 以55rpm的转速搅拌20-30min，上述梯度中至少三个梯度搅拌阶段。 步骤S2所述三辊研磨机研磨为梯度研磨，所述梯度研磨采用三辊机间隙模式，研磨程 序依次采用，第一遍研磨间隙为20-30um，出料刀片压力为7-8bar，出料辊转速为50- 100rpm，第二遍研磨间隙为18-26um，出料刀片压力为7-8bar，出料辊转速为50-100rpm，第 三遍研磨间隙为14-17um，出料刀片压力为9-10bar，出料辊转速为50-100rpm，第四遍研磨 间隙为 8-12um，出料刀片压力为9-10bar，出料辊转速为150-200rpm，第五遍研磨间隙为8- 12um，出料刀片压力为9-10bar，出料辊转速为150-200rpm，第六遍研磨间隙为8-12um，出料 刀片压力为11-12bar，出料辊转速为150-200rpm，第七遍研磨间隙为6-8um，出料刀片压力 为 11-12bar，出料辊转速为150-200rpm，第八遍研磨间隙为6-8um，出料刀片压力为11- 12bar，出料辊转速为300-400rpm，第九遍研磨间隙为4-6um，出料刀片压力为11-12bar，出 料辊转速为300-400rpm，第十遍研磨间隙为4-6um，出料刀片压力为11-12bar，出料辊转速 为 450-550rpm，上述梯度中至少七个研磨程序。 进一步的，所述研磨程序依次采用，第一遍研磨间隙为25um，出料刀片压力为7-8bar， 出料辊转速为50-100rpm，第二遍研磨间隙为20um，出料刀片压力为7-8bar，出料辊转速为 50-100rpm，第三遍研磨间隙为15um，出料刀片压力为9-10bar，出料辊转速为50-100rpm，第 四遍研磨间隙为10um，出料刀片压力为9-10bar，出料辊转速为150-200rpm，第五遍研磨间 6 CN 111548140 A 说 明 书 3/5 页 隙为10um，出料刀片压力为9-10bar，出料辊转速为150-200rpm，第六遍研磨间隙为10um，出 料刀片压力为11-12bar，出料辊转速为150-200rpm，第七遍研磨间隙为7um，出料刀片压力 为11-12bar，出料辊转速为150-200rpm，第八遍研磨间隙为7um，出料刀片压力为11-12bar， 出料辊转速为300-400rpm，第九遍研磨间隙为5um，出料刀片压力为11-12bar，出料辊转速 为300-400rpm，第十遍研磨间隙为5um，出料刀片压力为11-12bar，出料辊转速为450- 550rpm，上述梯度中至少七个研磨程序。 步骤S3所述双行星搅拌机混合搅拌为梯度搅拌，所述梯度搅拌的程序包括依次采用， 第一阶段以10-20rpm的转速搅拌10-15min，第二阶段以20-30rpm的转速搅拌25-30min，第 三阶段以35-45rpm的转速搅拌25-30min，上述梯度中至少一个阶段。 进一步所述梯度搅拌的程序包括依次采用，第一阶段以15rpm的转速搅拌10-15min，第 二阶段以25rpm的转速搅拌25-30min，第三阶段以40rpm的转速搅拌25-30min，上述梯度中 至少一个阶段。 步骤S4所述网带炉烘干为梯度干燥，所述梯度干燥的程序主要包括二个阶段，第一阶 段 20-80℃，设置为4-7段温区，从20℃至90℃每间隔10-20℃为一个温区，每个温区停留时 间为2-5min，第二阶段，设置3-5段温区，从90℃至110℃每间隔5-10℃为一个温区，每段温 区停留时间为10-50min。 步骤S5所述碳化硅模具热压烧结为梯度热压烧结，所述梯度程序主要包括依次采用， 第一阶段，热压温度为20℃，压力1-5Mpa，保持10min，第二阶段，从20℃升温至380℃，升温 速率为5-10℃/min，压力0-2Mpa，第三阶段，从380℃升温，升温速率为2-5℃/min，升至510- 560℃之间，压力0-5Mpa，第四阶段，保持温度不变，压力8-10Mpa保持5-10min，第五阶段，保 持温度不变，压力15-20Mpa保持10-20min，第六阶段，降温至380℃，降温速率为 2-5℃/ min，压力保持不变，第七阶段，从380℃降温至20℃，降温速率为10-20℃/min，压力 0- 5Mpa，，上述梯度中至少五段程序。 进一步的，所述梯度热压烧结包括依次采用第一阶段，热压温度为20℃，压力5Mpa，保 持10min，第二阶段，从20℃升温至380℃，升温速率为5-10℃/min，压力0Mpa，第三阶段，从 380℃升温，升温速率为2-5℃/min，升至510-560℃之间，压力5Mpa，第四阶段，保持温度不 变，压力8-10Mpa保持5-10min，第五阶段，保持温度不变，压力15-20Mpa保持 10-20min，第 六阶段，降温至380℃，降温速率为2-5℃/min，压力保持不变，第七阶段，从 380℃降温至20 ℃，降温速率为10-20℃/min，压力0Mpa，，上述梯度中至少五段程序。 本发明的技术原理为：用低温烧结剂粘结高强玻璃和高热导率陶瓷晶体组合物，实现 3D 热压烧结一次成型 本发明的有益技术效果为：本玻璃陶瓷烧结体引入大量的陶瓷晶体，阻挡摔落时微裂 纹的扩展，低温烧结体中引入碱金属离子，进行化学强化，结合高强玻璃本体，进一步增加 材料的抗摔性能。同时引入的高热导率成分可使之提高散热效果，长时间使用不会出现手 机过热的情况。
高散热手机3D后盖保护材料，按重量百分比其组分为5‑10％MgAl2O4，28‑30％MgO·Al2O3·SiO2，5‑8％SiO2·MgO·B2O3，7‑8％SnO·P2O5，6‑7.5％SiO2·B2O3·ZnO，19‑21％SiO2·R2O·TiO2，2‑3％2Li2O·SiO2，14‑15％Na2O·2SiO2，1‑2％Bi2O3·B2O3，2.5‑4.5％SiC，0.8‑2％ 全部
背景技术：
手机后盖板采用3D构造可以增加消费者的手机握感，目前已经成为旗舰机型的标配选 项。伴随着5G商用化的节奏加快，5G手机3D后盖板材料的需求持续增加。 原本用于3D手机后盖的材料主要有金属、玻璃、陶瓷、特种塑料等4大类，但由于金属后 盖材料对于5G高频信号会产生显著的吸收与屏蔽作用，导致手机信号减弱，故此金属材料 无法应用在5G手机的后盖板上面。 现有的玻璃、陶瓷、特种塑料这三种材料中，塑料虽然易于3D形状的注塑加工，但因为 硬度较低，容易刮伤，且容易硬化，影响消费者体验，故此主要是少量低端非智能手机会选 择采用。陶瓷材料作为后盖板虽然硬度较高，不易划伤，且陶瓷固有的艺术美感可以提升消 费者的用户体验，但陶瓷材料因为固有的陶瓷晶体结构，导致不容易加工成3D形状，另外由 于现阶段陶瓷盖板生产成本较高，只有少量旗舰机型在选择性进行使用，且陶瓷的特性导 致其在冲击力圈套时容易碎片化，抗摔性较差。 现在市面上5G手机后盖板保护材料实际应用最多的主要是玻璃材质。玻璃材质一方面 本身介电常数较低，对5G通信频率的吸收及屏蔽影响较少，可以满足要求，另一方面，玻璃 本身质感可以满足消费者的用户体验。但玻璃材质的导热系数较低，在5G手机长时间使用 时容易出现过热情况，影响消费者的用户体验。
技术实现要素：
为解决手机3D后盖保护材料散热困难的问题，本发明提出高散热手机3D手机后盖保护 材料及其制备方法： 高散热手机3D后盖保护材料，其特征在于：含有以下质量百分比的组分：由质量百 分比为5-10％MgAl2O4，28-30％MgO·Al2O3·SiO2，5-8％SiO2·MgO·B2O3，7-8％SnO·P2O5， 6-7 .5％SiO2·B2O3·ZnO，19-21％SiO2·R2O·TiO2，2-3％2Li2O·SiO2，14-15％Na2O· 2SiO2， 1-2％Bi2O3·B2O3，2.5-4.5％SiC，0.8-2％石墨。 优选的：所述MgAl2O4组分质量百分比为8-10％。 优选的：所述MgAl2O4粒径分布为0.5um＜D50＜1um,,D95＜2.5um。 优选的：所述MgO-Al2O3-SiO2粒径分布为2um＜D50＜3um,D95＜4um。 优选的：所述MgO-Al2O3-SiO2具体质量百分比为65％的SiO2，25％的Al2O3，10％的MgO。 优选的：所述SiO2·MgO·B2O3粒径分布为2um＜D50＜3um，D95＜2.5um。 优选的：所述SnO·P2O5粒径分布为2um＜D50＜3um，D95＜4um。 优选的：所述SiO2·B2O3·ZnO粒径分布为2um＜D50＜3um，D95＜4um。 优选的：所述SiO2·R2O·TiO2粒径分布为1um＜D50＜2um，D95＜3um。 优选的：所述SiO2·R2O·TiO2为SiO2·Li2O·TiO2、SiO2·Na2O·TiO2、SiO2·K2O·TiO2 5 CN 111548140 A 说 明 书 2/5 页 中的至少一种。 优选的：所述SiO2·R2O·TiO2中，组分质量百分比满足 SiO2·Li2O·TiO2 SiO2· K2O·TiO2≤SiO2·Na2O·TiO2。 优选的：所述2Li2O·SiO2组分质量百分比与Na2O·2SiO2组分质量百分比满足比值小 于 1:5。 优选的：所述Bi2O3·B2O3粒径分布为0.5um＜D50＜1.5um，D95＜2.5um。 优选的：所述SiC粒径分布为1.5um＜D50＜2um，D95＜4um。 优选的：所述石墨粒径分布为1.5um＜D50＜2.5um，D95＜4um。 高散热手机3D后盖保护材料的制备方法，包括如下步骤： S1将上述原料称量后与水按照92:8－84:16的比例混合，用双行星搅拌机进行预混搅 拌，成为浆料。 S2将预混好的浆料用三辊研磨机研磨。 S3将研磨好的浆料用双行星搅拌机混合搅拌。 S4将浆料加至模具进行压制，脱模，网带炉烘干。 S5将上述烘干后的浆料用碳化硅模具热压烧结。 S6对上述热压烧结后的材料进行化学强化，具体化学强化工艺过程为：在430-450℃的 硝酸钾熔盐中进行离子交换处理时间为2-5h后得到所述3D手机后盖保护材料。 步骤S1所述双行星搅拌机预混搅拌为梯度搅拌，所述梯度搅拌的程序包括依次采用， 第一阶段以8-12rpm的转速搅拌25-35min，第二阶段以23-27rpm的转速搅拌50-70min，第三 阶段以43-47rpm的转速搅拌30-40min，第四阶段以53-57rpm的转速搅拌20-30min，上述梯 度中至少三个梯度搅拌阶段。 进一步的所述梯度搅拌的程序包括依次采用，第一阶段以10rpm的转速搅拌25-35min， 第二阶段以25rpm的转速搅拌50-70min，第三阶段以45rpm的转速搅拌30-40min，第四阶段 以55rpm的转速搅拌20-30min，上述梯度中至少三个梯度搅拌阶段。 步骤S2所述三辊研磨机研磨为梯度研磨，所述梯度研磨采用三辊机间隙模式，研磨程 序依次采用，第一遍研磨间隙为20-30um，出料刀片压力为7-8bar，出料辊转速为50- 100rpm，第二遍研磨间隙为18-26um，出料刀片压力为7-8bar，出料辊转速为50-100rpm，第 三遍研磨间隙为14-17um，出料刀片压力为9-10bar，出料辊转速为50-100rpm，第四遍研磨 间隙为 8-12um，出料刀片压力为9-10bar，出料辊转速为150-200rpm，第五遍研磨间隙为8- 12um，出料刀片压力为9-10bar，出料辊转速为150-200rpm，第六遍研磨间隙为8-12um，出料 刀片压力为11-12bar，出料辊转速为150-200rpm，第七遍研磨间隙为6-8um，出料刀片压力 为 11-12bar，出料辊转速为150-200rpm，第八遍研磨间隙为6-8um，出料刀片压力为11- 12bar，出料辊转速为300-400rpm，第九遍研磨间隙为4-6um，出料刀片压力为11-12bar，出 料辊转速为300-400rpm，第十遍研磨间隙为4-6um，出料刀片压力为11-12bar，出料辊转速 为 450-550rpm，上述梯度中至少七个研磨程序。 进一步的，所述研磨程序依次采用，第一遍研磨间隙为25um，出料刀片压力为7-8bar， 出料辊转速为50-100rpm，第二遍研磨间隙为20um，出料刀片压力为7-8bar，出料辊转速为 50-100rpm，第三遍研磨间隙为15um，出料刀片压力为9-10bar，出料辊转速为50-100rpm，第 四遍研磨间隙为10um，出料刀片压力为9-10bar，出料辊转速为150-200rpm，第五遍研磨间 6 CN 111548140 A 说 明 书 3/5 页 隙为10um，出料刀片压力为9-10bar，出料辊转速为150-200rpm，第六遍研磨间隙为10um，出 料刀片压力为11-12bar，出料辊转速为150-200rpm，第七遍研磨间隙为7um，出料刀片压力 为11-12bar，出料辊转速为150-200rpm，第八遍研磨间隙为7um，出料刀片压力为11-12bar， 出料辊转速为300-400rpm，第九遍研磨间隙为5um，出料刀片压力为11-12bar，出料辊转速 为300-400rpm，第十遍研磨间隙为5um，出料刀片压力为11-12bar，出料辊转速为450- 550rpm，上述梯度中至少七个研磨程序。 步骤S3所述双行星搅拌机混合搅拌为梯度搅拌，所述梯度搅拌的程序包括依次采用， 第一阶段以10-20rpm的转速搅拌10-15min，第二阶段以20-30rpm的转速搅拌25-30min，第 三阶段以35-45rpm的转速搅拌25-30min，上述梯度中至少一个阶段。 进一步所述梯度搅拌的程序包括依次采用，第一阶段以15rpm的转速搅拌10-15min，第 二阶段以25rpm的转速搅拌25-30min，第三阶段以40rpm的转速搅拌25-30min，上述梯度中 至少一个阶段。 步骤S4所述网带炉烘干为梯度干燥，所述梯度干燥的程序主要包括二个阶段，第一阶 段 20-80℃，设置为4-7段温区，从20℃至90℃每间隔10-20℃为一个温区，每个温区停留时 间为2-5min，第二阶段，设置3-5段温区，从90℃至110℃每间隔5-10℃为一个温区，每段温 区停留时间为10-50min。 步骤S5所述碳化硅模具热压烧结为梯度热压烧结，所述梯度程序主要包括依次采用， 第一阶段，热压温度为20℃，压力1-5Mpa，保持10min，第二阶段，从20℃升温至380℃，升温 速率为5-10℃/min，压力0-2Mpa，第三阶段，从380℃升温，升温速率为2-5℃/min，升至510- 560℃之间，压力0-5Mpa，第四阶段，保持温度不变，压力8-10Mpa保持5-10min，第五阶段，保 持温度不变，压力15-20Mpa保持10-20min，第六阶段，降温至380℃，降温速率为 2-5℃/ min，压力保持不变，第七阶段，从380℃降温至20℃，降温速率为10-20℃/min，压力 0- 5Mpa，，上述梯度中至少五段程序。 进一步的，所述梯度热压烧结包括依次采用第一阶段，热压温度为20℃，压力5Mpa，保 持10min，第二阶段，从20℃升温至380℃，升温速率为5-10℃/min，压力0Mpa，第三阶段，从 380℃升温，升温速率为2-5℃/min，升至510-560℃之间，压力5Mpa，第四阶段，保持温度不 变，压力8-10Mpa保持5-10min，第五阶段，保持温度不变，压力15-20Mpa保持 10-20min，第 六阶段，降温至380℃，降温速率为2-5℃/min，压力保持不变，第七阶段，从 380℃降温至20 ℃，降温速率为10-20℃/min，压力0Mpa，，上述梯度中至少五段程序。 本发明的技术原理为：用低温烧结剂粘结高强玻璃和高热导率陶瓷晶体组合物，实现 3D 热压烧结一次成型 本发明的有益技术效果为：本玻璃陶瓷烧结体引入大量的陶瓷晶体，阻挡摔落时微裂 纹的扩展，低温烧结体中引入碱金属离子，进行化学强化，结合高强玻璃本体，进一步增加 材料的抗摔性能。同时引入的高热导率成分可使之提高散热效果，长时间使用不会出现手 机过热的情况。
