本申请涉及材料领域，具体讲，涉及一种手机壳体材料及其手机壳和制备方法。
背景技术：
：由于随着时代的发展，手机成为了一种生活必需品。然而，在接触手机会在手机上留下油污、汗液、灰尘等脏物，而这些脏物如果处理不及时一方面影响使用者的美感，另一方面手机上容易生细菌，对使用者的身体健康造成危害。目前市场上的手机壳体材料难以满足上述要求。聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，简写为ptfe)，聚四氟乙烯的表面能低、光滑，具有不粘性，同时还具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点。同时，聚四氟乙烯还具有耐高温、耐高温、无毒害、耐气候的优点。但由于聚四氟乙烯的表面张力极性过高，和其他材料的界面张力大，很难与其他物质结合，限制了其在手机壳材料中的应用。技术实现要素：鉴于此，本发明提出一种手机壳体材料，其中含有改性的聚四氟乙烯，因此解决了聚四氟乙烯与其他材料的结合力问题，从而获得了一种具有不粘、防尘效果的手机壳材料。本发明第一方面提供一种手机壳体材料，包括基材、改性聚四氟乙烯和聚丙烯酸酯树脂球；所述改性聚四氟乙烯为连接有改性基团的聚四氟乙烯，所述改性基团选自c2～c6烷酯基；所述聚丙烯酸酯树脂球包括由内至外依次设置的内核、过渡层及外壳。可选的，用于形成所述改性基团的改性剂选自如式i所示的化合物、如式ii所示的化合物中的至少一种；r11、r12、r21、r21、r22、r23各自独立的选自氢、c1～c6烷基；优选的，所述如式i所示的化合物和所述如式ii所示的化合物的质量比为1：1.5～2；更优选的，所述改性剂包括丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯。可选的，所述改性聚四氟乙烯含有以下结构式所示的结构单元：其中，n1、n2、n3、n4各自独立的选自1000～10000的整数。可选的，所述聚丙烯酸酯树脂球的内核由丙烯酸、化合物a和化合物b聚合而成；其中，丙烯酸、化合物a和化合物b的质量比为1～2：4～6：3～4；所述聚丙烯酸酯树脂球的过渡层由丙烯酸、化合物a和化合物b聚合而成，其中，丙烯酸、化合物a和化合物b的质量比为1：2～4：5～7；所述聚丙烯酸酯树脂球的外壳由化合物b聚合而成；其中，化合物a、化合物b各自独立的选自如式ii所示的化合物，化合物a的玻璃化转化温度为85℃～110℃，化合物b的玻璃化转化温度为-50℃～-80℃；在式ii中，r11、r12、r21、r21、r22、r23各自独立的选自氢、c1～c6烷基。可选的，化合物a选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸环已酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种，优选为甲基丙烯酸甲酯；化合物b选自甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基已酯中的至少一种，优选为丙烯酸丁酯。可选的，所述聚丙烯酸酯树脂球的粒径为100nm～500nm；优选的，所述内核的直径为150nm～200nm，所述过渡层的厚度为50nm～80nm，所述外壳的厚度为80nm～120nm。可选的，所述手机壳体材料中含有聚对苯二甲酸乙二醇酯25～30重量份、改性聚四氟乙烯50重量份以及聚丙烯酸酯树脂球15～18重量份。可选的，所述手机壳体材料中还含有增塑剂、润滑剂、增强剂、抗静电剂中的至少一种；优选的，所述手机壳体材料中含有增塑剂3～5重量份；优选的，所述手机壳体材料中含有润滑剂0.25～0.45重量份，优选的，所述手机壳体材料中含有增强剂18～20重量份。可选的，所述增塑剂选自聚甲基丙烯酸丁酯、醋酸纤维素中的至少一种，所述润滑剂选自pe蜡、十二烷基硫酸钠、硬脂酸、油酸酰胺、硅氧烷润滑剂中的至少一种，所述增强剂选自碳纳米颗粒，所述抗静电剂选自导电碳。本发明第一方面提出上述第一方面的手机壳体材料的制备方法，至少包括以下步骤：制备所述改性聚四氟乙烯：将聚四氟乙烯溶解后，同时加入碱性溶液和改性剂，反应得到所述改性聚四氟乙烯；制备所述聚丙烯酸酯树脂球：将丙烯酸、化合物a和化合物b混合后进行聚合反应，得到所述聚丙烯酸酯树脂球的内核；将所述内核、丙烯酸、化合物a和化合物b混合后行聚合反应，得到具有过渡层的内核；将所述具有过渡层的内核和化合物b混合后行聚合反应，得到所述聚丙烯酸酯树脂球；所述手机壳体材料的原料混合后，采用挤出法造粒，得到所述手机壳体材料。可选的，在所述改性聚四氟乙烯的制备过程中，先在温度为55℃～65℃条件下反应5～7小时；再在温度为65℃～75℃条件下反应0.5～2小时；改性剂的加入量为聚四氟乙烯质量的1％～10％。可选的，所述聚丙烯酸酯树脂球的制备过程中，进行聚合反应的溶剂选自乙酸乙酯和正己烷，乙酸乙酯和正己烷的质量比为8～8.5：1.5～2；制备所述内核时的反应温度为65℃～75℃，反应时间为3～7小时；制备所述过渡层的反应温度为65℃～75℃，反应时间为3～7小时；制备所述外壳时的反应温度为75℃～85℃，反应时间为3～7小时。可选的，所述挤出法造粒为三段加热，加热温度依次为：第一区温度为160℃～167℃，优选165℃；第二区温度为168℃～175℃，优选170℃；第三区温度为176℃～185℃，优选180℃；口模温度为175℃～178℃。本发明第三方面提出采用上述手机壳体材料的制备得到的手机壳。本发明第四方面提出该手机壳的制备方法，至少包括以下步骤：将所述手机壳体材料的颗粒进行挤出注塑，即得所述手机壳；优选的，所述挤出注塑为三段加热，加热温度依次为：第一区温度为140℃～147℃，优选145℃；第二区温度为148℃～165℃，优选160℃；第三区温度为166℃～175℃，优选170℃；模具温度为170℃～173℃。本发明的技术方案至少具有以下有益的效果：本发明的手机壳体材料具有不粘效果，可自洁去污，不易粘灰尘，可以有效防止手机生菌；其次，本发明的手机壳体材料还具有很好的韧性，达到手机壳的使用要求；最后，本发明的手机壳体材料还具有很好的抗氧化性和防腐性，可防止手机外壳颜色变化，延长使用寿命。附图说明图1为本发明实施例聚四氟乙烯改性的结构示意图；图2为本发明实施例聚丙烯酸酯树脂球的结构示意图。其中：1-改性聚四氟乙烯；11-改性基团；2-聚丙烯酸酯树脂球；21-内核；22-过渡层；23-外壳。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本发明的范围。本发明实施例涉及一种手机壳体材料，包括基材、改性聚四氟乙烯和聚丙烯酸酯树脂球；改性聚四氟乙烯为连接有改性基团的聚四氟乙烯，所述改性基团选自c2～c6烷酯基；聚丙烯酸酯树脂球包括由内至外依次设置的内核、过渡层及外壳。其中，本发明实施例改性聚四氟乙烯的结构示意图如图1所示，在图1中，改性聚四氟乙烯1上连接有改性基团11。本发明实施例聚丙烯酸酯树脂球的结构示意图如图2所示，在图2中，聚丙烯酸酯树脂球2包括由内至外的三层结构，最内部为内核21，位于中间的过渡层22以及位于最外层的外壳23。其中，改性聚四氟乙烯使手机壳体材料具有自洁去污、不易粘灰尘的优势，本发明实施例通过改性破坏部分氟原子结构，在不改变聚四氟乙烯本身性能的前提下，增加其与其他物质的相融性，从而可降低加工温度，节约成本。但由于改性聚四氟乙烯会显著影响手机壳体材料的韧性，因此，本发明实施例中还在材料中加入聚丙烯酸酯树脂球进行增韧，从而使手机壳体材料同时具有很好的韧性，达到手机壳的使用要求。由于改性聚四氟乙烯的耐腐蚀性和耐气候性，还可使本发明的手机壳体材料还具有很好的抗氧化性和防腐性，可防止手机外壳颜色变化，延长使用寿命。在本发明实施例中，改性剂选自如式i所示的化合物、如式ii所示的化合物中的至少一种。r11、r12、r21、r22、r23各自独立的选自氢、c1～c6烷基。其中，以丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯为例，聚四氟乙烯改性的化学反应过程为：n选自1000～10000。在本发明实施例中，改性聚四氟乙烯含有以下结构式所示的结构单元：其中，n1、n2、n3、n4各自独立的选自1000～10000的整数。进一步可选的，改性剂同时包括如式i所示的化合物和如式ii所示的化合物。进一步可选的，如式i所示的化合物和如式ii所示的化合物的质量比为1：1.5～2；进一步可选的，改性剂包括丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯，即丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的质量比为1：1.5～2。通过控制丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的含量，可以控制材料的玻璃化转化温度，与其他材料的溶解度参数相近，从而改善材料的力学性能。在本发明实施例中，聚丙烯酸酯树脂球的内核由丙烯酸、化合物a和化合物b聚合而成；其中，丙烯酸、化合物a和化合物b的质量比为1～2：4～6：3～4；聚丙烯酸酯树脂球的过渡层由丙烯酸、化合物a和化合物b聚合而成，其中，丙烯酸、化合物a和化合物b的质量比为1：2～4：5～7；聚丙烯酸酯树脂球的外壳由化合物b聚合而成；化合物a、化合物b各自独立的选自如式ii所示的化合物，化合物a的玻璃化转化温度为85℃～110℃，化合物b的玻璃化转化温度为-50℃～-80℃；r11、r12、r21、r21、r22、r23各自独立的选自氢、c1～c6烷基。进一步可选的，化合物a选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸环已酯、甲基丙烯酸异冰片酯中的至少一种，优选为甲基丙烯酸甲酯；化合物b选自甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基已酯中的至少一种，优选为丙烯酸丁酯。进一步可选的，所述聚丙烯酸酯树脂球的粒径为100nm～500nm；优选的，内核的直径为150nm～200nm，过渡层的厚度为50nm～80nm，外壳的厚度为80nm～120nm。在本发明实施例中，手机壳体材料中含有聚对苯二甲酸乙二醇酯25～30重量份、改性聚四氟乙烯50重量份以及聚丙烯酸酯树脂球15～18重量份。进一步可选的，手机壳体材料中还可含有增塑剂；优选的，所述手机壳体材料中含有增塑剂3～5重量份；增塑剂优选聚甲基丙烯酸丁酯、醋酸纤维素。其中，醋酸纤维素具有很好的热塑性材料，进一步的，醋酸纤维素与聚甲基丙烯酸丁酯配合使用，增塑效果更好。进一步可选的，手机壳体材料中还含有润滑剂；优选的，手机壳体材料中含有润滑剂0.25～0.45重量份；润滑剂优选pe蜡、十二烷基硫酸钠、硬脂酸、油酸酰胺、硅氧烷润滑剂中的至少一种。进一步可选的，手机壳体材料中还含有增强剂、抗静电剂中的至少一种，增强剂优选碳纳米颗粒，抗静电剂优选导电碳。在本发明实施例还涉及该手机壳体材料的制备方法，具体包括以下步骤：步骤1、制备改性聚四氟乙烯：将聚四氟乙烯溶解后，同时加入碱性溶液和改性剂，反应得到所述改性聚四氟乙烯；步骤2、制备聚丙烯酸酯树脂球：将丙烯酸、化合物a和化合物b混合后进行聚合反应，得到聚丙烯酸酯树脂球的内核；将内核、丙烯酸、所化合物a和化合物b混合后行聚合反应，得到具有过渡层的内核；将所述具有过渡层的内核和化合物b混合后行聚合反应，得到聚丙烯酸酯树脂球；步骤3、手机壳体材料的原料混合后，采用挤出法造粒，得到手机壳体材料。进一步可选的，在改性聚四氟乙烯的制备方法过程中：由于聚四氟乙烯的溶解性较差，因此，本发明实施例采用三氟乙酸和氯仿的混合溶液对其进行溶解。溶解聚四氟乙烯的溶剂选自三氟乙酸和氯仿的混合溶液。其中，进一步优选的，三氟乙酸和氯仿的质量比为3～5：1，优选4：1。进一步可选的，溶解聚四氟乙烯时溶剂的温度为65℃～75℃，并进行搅拌以加速溶解。搅拌的转速优选为100～300转/分钟。进一步可选的，聚四氟乙烯与溶剂的重量比为1.6～2：6～6.5。在该比例条件下，聚四氟乙烯可充分溶解，且便于进行改性反应。如果聚四氟乙烯的与溶剂的重量比过小，聚四氟乙烯添加量过小，则溶液过稀，影响改性反应的产率。进一步可选的，改性剂的加入量为聚四氟乙烯质量的1％～10％。进一步可选的，碱性溶液优选为质量百分比浓度为8％～12％的氢氧化钠的醇溶液。优选采用体积百分比为90％～99％的乙醇。进一步可选的，碱性溶液滴加进入到反应体系中，滴加的速度为2s/滴。进一步可选的，改性反应的条件为：先在温度为55℃～65℃条件下反应5～7小时；再在温度为65℃～75℃条件下反应0.5～2小时。进一步可选的，在进行反应前，将聚四氟乙烯用乙醇溶液进行润洗，润洗1～3次。进一步可选的，改性聚四氟乙烯的制备方法具体为：1、将聚四氟乙烯用有机溶剂溶液润洗三次，有机溶剂可选自乙醇。2、在55℃～65℃，向反应釜中按质量比6～6.5：1.6～2加入三氟乙酸-氯仿混合溶液和聚四氟乙烯，三氟乙酸和氯仿的质量比为3～5：1，优选4：1；转速为200r，搅拌至聚四氟乙烯充分溶解。3、一边向反应釜中按速度为2s/滴的速度滴加浓度为10％的氢氧化钠醇溶液，一边向反应釜滴加质量比1：1.5～2的丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯，控制在2小时滴完，恒温反应6小时后，升温10℃，继续保温反应1小时。待自然冷却后密封保存待用，丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的加入量之和为聚四氟乙烯质量的1％～10％。在本发明实施例中，聚丙烯酸酯树脂球的制备方法至少包括以下步骤：(1)将丙烯酸、化合物a和化合物b混合后进行聚合反应，得到聚丙烯酸酯树脂球的内核；丙烯酸、化合物a和化合物b的质量比为1～2：4～6：3～4；(2)将内核、丙烯酸、化合物a和化合物b混合后行聚合反应，得到具有过渡层的内核，丙烯酸、化合物a和化合物b的质量比为1：2～4：5～7；(3)将具有过渡层的内核和化合物b混合后行聚合反应，得到聚丙烯酸酯树脂球；进一步可选的，在步骤(1)中，将丙烯酸、化合物a和化合物b与溶剂混合后进行反应，溶剂选自乙酸乙酯和正己烷，乙酸乙酯和正己烷的质量比为8～8.5：1.5～2，反应温度为65℃～75℃，反应时间为3～7小时；在步骤(2)中，反应温度为65℃～75℃，反应时间为3～7小时；在步骤(3)中，反应温度为75℃～85℃，反应时间为3～7小时。进一步可选的，聚丙烯酸酯树脂球的制备方法具体为：(1)、在70℃条件下，向反应釜中按质量比8～8.5：1.5～2加入乙酸乙酯、正己烷，转速为200r，混合均匀后，然后在2小时内按质量比1～2：3～4：4～6：0.05～0.08加入丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、引发剂，保温反应4小时，得到聚丙烯酸酯树脂球的内核。(2)、然后在2小时内按质量比2～2.5：0.4～0.5：1：5～7：2～4：0.05～0.08加入乙酸乙酯、正己烷、丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、引发剂，恒温反应4小时，得到具有过渡层的内核。(3)、然后再升温10℃，然后再2小时内按质量比2～2.5：0.4～0.5：5～7：0.05～0.08加入乙酸乙酯、正己烷、丙烯酸丁酯、引发剂，恒温反应4小时，继续保温反应1小时。待自然冷却后密封保存待用。其中，引发剂可选自有机锡类引发剂。进一步可选的，挤出法造粒为三段加热，加热温度依次为：第一区温度为160℃～167℃，优选165℃；第二区温度为168℃～175℃，优选170℃；第三区温度为176℃～185℃，优选180℃；口模温度为175℃～178℃。口模温度根据造粒的颗粒大小进行选择。进一步可选的，挤出法造粒的喂料速度为90～180rpm。进一步可选的，挤出机主机的转速为90～180rpm。在本发明实施例还涉及采用上述手机壳体材料的制备得到的手机壳。在本发明实施例还手机壳的制备方法，至少包括以下步骤：将手机壳体材料的颗粒进行注塑，即得手机壳。注塑也采用挤出机，将物料熔融挤出后再进行注塑。进一步可选的，注塑后还对手机壳进行表面处理。进一步可选的，注塑为三段加热，加热温度依次为：第一区温度为140℃～147℃，优选145℃；第二区温度为148℃～165℃，优选160℃；第三区温度为166℃～175℃，优选170℃；模具温度为170℃～173℃。模具温度根据模具的具体尺寸进行选择。进一步可选的，注塑机主机的转速为90～180rpm。进一步可选的，注塑的喂料速度为90～180rpm。具体实施例1、聚四氟乙烯的改性(1)将聚四氟乙烯用乙醇溶液润洗三次；在60℃，向反应釜中按质量比4：1的三氟乙酸和氯仿混合溶液，聚四氟乙烯与溶剂的质量比为1.6～2：6～6.5，转速为200r，搅拌至聚四氟乙烯溶解在溶剂中。(2)一边向反应釜中按速度为2s/滴的速度低价浓度为10％的氢氧化钠醇溶液，一边向反应釜滴加丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯，控制在2小时滴完，恒温反应6小时后，升温10℃，继续保温反应1小时。待自然冷却后密封保存待用。丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯的质量比及加入量如表1所示。表1：聚四氟乙烯编号丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯质量比为改性剂加入的比例a1#1：1.56％a2#1：26％a3#1：16％a4#1：2.56％2、特种聚丙烯酸酯类树脂的制备(1)在70℃条件下，向反应釜中按质量比8～8.5：1.5～2加入乙酸乙酯、正己烷，转速为200r，混合均匀后，然后再2小时内按一定质量比加入丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、引发剂，保温反应4小时。(2)然后再2小时内按一定质量比加入乙酸乙酯、正己烷、丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、引发剂，恒温反应4小时。(3)然后再升温10℃，然后再2小时内按一定质量比加入乙酸乙酯、正己烷、丙烯酸丁酯、引发剂，恒温反应4小时，继续保温反应1小时。待自然冷却后密封保存待用。以上原料的加入比例如表2所示。表2：3、造粒挤出将聚对苯二甲酸乙二醇酯、改性聚四氟乙烯、特种聚丙烯酸酯类树脂按比例混合，在双螺杆挤出机中造粒，得到手机壳体材料。以上原料的加入比例如表3所示，造粒条件如表4所示。表3表4：4、注塑成型将上述材料颗粒放入双螺杆注塑机中进行注塑，注塑成型后得到的产品进行表面处理，然后包装就可以得到手机壳。注塑的条件如表5所示：表5：对其性能进行检测，检测指标有：1、抗污性，采用电阻率对抗污性进行评价；电阻率的测试方法根据国标gbt15662-1995的测试方法进行检测，具体如表6所示。2、抗氧化性：根据gb/t16422.3-1997的标准进行检测，塑料实验室光源暴露试验方第3部分：荧光紫外灯，记录变色时间，具体如表6所示。3、力学性能：按照国标gb11548-89/gb1039-79和gb9341-88/gb9342-88的检测标准进行力学性能检测，具体如表6所示。表6：编号电阻率(ω·m)抗氧化性(天)拉伸强度(mpa)抗冲强度(kj/m2)手机壳体材料11.34×106500134231手机壳体材料21.42×106520135236手机壳体材料31.71×106550143241手机壳体材料41.53×106349121198手机壳体材料51.45×105422124201手机壳体材料61.4×105432131214手机壳体材料71.13×105378112189手机壳体材料71.64×105435108197手机壳体材料81.52×105437125215手机壳体材料91.43×105416103211手机壳体材料101.38×105431125209经上述实验说明，本发明实施例的手机壳体材料具有优异的不粘效果，不易粘灰尘；同时具有良好的力学性能，满足了手机壳的使用要求；并且还具有很好的抗氧化性，可防止手机外壳颜色变化，延长使用寿命。本发明虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。当前第1页12