本发明属于曲面盖板技术领域，涉及一种一体化仿玻璃3D曲面盖板的制备方法。
背景技术：
随着电子技术的发展，以及用户对终端设备使用体验的要求越来越高，现有的平面屏幕难以满足用户的使用需求。因此，曲面屏幕等概念应运而生，这样的屏幕能够实现曲面显示。但由于目前的屏幕存在各种各样的问题，市场上能够实现生产的并不多。
现有技术中常用的金属外壳易对WIFI、NFC、LIFI产生信号干扰，而3D玻璃或塑料盖板能大幅提升手机美观程度与手感，所以目前，在制备外壳时逐渐将金属外壳改成3D玻璃或塑料材质制成的外壳。同时，4G/5G新通讯技术的发明也会促进3D玻璃或塑料盖板在手机上的应用。
目前行业中，3D曲面盖板主要以玻璃基板为主，工艺主要包括以下过程：CNC(数控机床)开料→CNC精雕(磨边)→研磨抛光→清洗→热弯→双面扫光→钢化→UV转印→镀膜(PVD)→印刷(丝印、喷涂或曝光显影)→贴合→贴膜→包装。3D玻璃曲面盖板加工工艺复杂、工艺难度大，造成加工良率低、成本高，且玻璃基材具有不耐拉伸、复杂三维结构难以实现、韧性低、抗冲击性差等缺陷。因此，现有技术中的盖板的复杂三维结构的实现程度、韧性、抗冲击性能有待进一步提高。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种一体化仿玻璃3D曲面盖板的制备方法，制得的一体化仿玻璃3D曲面盖板，硬度高，韧性、抗冲击性能好，对电磁波损耗小，耐磨性、耐腐蚀性、高低温冲击性、抗老化性能较好。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种一体化仿玻璃3D曲面盖板的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
1)3D注塑成型：采用光学级透明塑料进行3D注塑成型；
2)硬化处理：将经步骤1)3D注塑成型后的材料硬化处理；
3)OPVD镀膜：将步骤2)硬化处理后的材料进行OPVD镀膜；
4)喷涂：对经步骤3)OPVD镀膜后的材料进行喷涂处理，得到一体化仿玻璃3D曲面盖板。
本发明的制备方法制得的一体化仿玻璃3D曲面盖板，具有柔性AMOLED和曲面玻璃的特性；适用于手机、穿戴、智能家电，智能消费电子等3C产品；可优化、取代现有的金属、玻璃面板；降低了成本；实现特定的仿玻璃硬度，又具很好的韧度和抗腐蚀、抗冲击力效果。
步骤1)中，所述3D注塑成型的工艺步骤为：材料熔融→上模→调试→合模→射胶填充→保压成型→冷却→开模。经本步骤的注塑工艺制成的产品厚度可以实现0.5～3.0mm的任意厚度；平整度较好；产品厚度均匀；流平性能较好；无内应力痕及彩虹纹等不良。
步骤1)中，所述光学级透明塑料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和/或聚碳酸酯(PC)；所述材料熔融的温度为210～250℃，例如熔融的温度为210℃、220℃、230℃、240℃、250℃。
优选地，所述射胶填充的注射压力为80～130MPa，例如射胶填充的注射压力为80MPa、90MPa、100MPa、110MPa、120MPa、130Mpa；注射时间为2～5s，例如注射时间为2s、3s、4s、5s。
优选地，所述保压成型的压力为40～60MPa，例如保压成型的压力为40MPa、45MPa、50MPa、55MPa、60MPa；所述保压成型的时间为20～40s，例如保压成型的时间为20s、25s、30s、35s、40s。
步骤2)中，所述硬化处理用到的硬化液的主要成分为聚氨酯丙烯酸酯，所述硬化的时间为10～20s，例如硬化的时间为10s、11s、12s、13s、14s、15s、16s、17s、18s、19s、20s。
步骤3)中，本发明所述的OPVD镀膜为非导电真空镀膜，所述OPVD镀膜的具体工艺为：挂架→抽真空→材料预处理→离子溅射镀膜→放气。经过镀膜工艺可实现ID色彩、印刷和喷涂实现纹理图案。
优选地，所述抽真空过程为：将腔体抽真空，同时注入保护气体和氧化气体。
优选地，所述保护气体为氩气或氮气。
优选地，所述离子溅射镀膜通过工作台设置靶材蒸镀参数进行蒸镀，所述蒸镀参数为蒸镀层数7～8层，蒸镀总厚度为30～50nm，例如蒸镀总厚度为30nm、35nm、40nm、45nm、50nm，蒸镀次数为2～3次。
优选地，所述放气过程为：蒸镀结束后腔体中放入空气，取出产品。
步骤4)中，所述喷涂经过两次喷涂，第一次喷涂是涂底漆，第二次喷涂是涂面漆。
所述底漆包括油漆AK900CB、硬化剂AK900H、稀释剂AKT150，所述油漆AK900CB、硬化剂AK900H、稀释剂AKT150的质量比为8:1:(6～8)，例如质量比为8:1:6、8:1:7、8:1:8。
所述面漆包括油漆LH-00301、硬化剂LH400、稀释剂LHT820，所述油漆LH-00301、硬化剂LH400、稀释剂LHT820的质量比为8:1:(6～8)，例如质量比为8:1:6、8:1:7、8:1:8。
所述喷涂过程中涂底漆和面漆后的烘烤温度为60～80℃，例如烘烤温度为60℃、65℃、70℃、75℃、80℃；涂底漆后的烘烤时间为20～40min，例如烘烤时间为20min、21min、22min、23min、24min、25min、26min、27min、28min、29min、30min、31min、32min、33min、34min、35min、36min、37min、38min、39min、40min；涂面漆后的烘烤时间为2～4h，例如烘烤时间为2h、2.5h、3h、3.5h、4h。
所述喷涂后还包括CNC加工的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的一体化仿玻璃3D曲面盖板的制备方法，通过3D注塑、硬化、OPVD镀膜、喷涂加工工艺制得的一体化仿玻璃3D曲面盖板，相对于金属或玻璃盖板，成本节省60％；可塑性强，R2.0mm以上都可以实现，是玻璃件所不能比拟的；抗冲击性能达到0.5J以上，远高于玻璃件0.2J的抗冲击性能；5G信号屏蔽低，对电磁波损耗小，克服了金属屏蔽效果的缺点；表面硬度为5～6H/1000g，达到玻璃效果；表面耐磨性好，耐磨性达到为5000次/1000g以上；耐腐蚀性好，表面硅化层保护作用阻碍酸碱化学品的腐蚀；高低温冲击性好，在-40℃/+75℃的温度条件下，循环冲击48H以上；抗老化性好，UV光照急速辐射的辐射量0.63w/m2/nm，96H无变色、裂纹等现象。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。
本发明的一体化仿玻璃3D曲面盖板的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
1)3D注塑成型：采用光学级透明塑料进行3D注塑成型；
2)硬化处理：将经步骤1)3D注塑成型后的材料硬化处理；
3)OPVD镀膜：将步骤2)硬化处理后的材料进行OPVD镀膜；
4)喷涂：对经步骤3)OPVD镀膜后的材料进行喷涂处理，得到一体化仿玻璃3D曲面盖板。
其中，注塑工艺采用光学级压缩模具；高精密光学级注塑机台压缩注塑。OPVD镀膜工艺采用真空蒸镀机。
实施例1
本实施例的一体化仿玻璃3D曲面盖板的制备方法，包括如下步骤：
1)3D注塑成型：采用光学级透明塑料经由材料熔融→上模→调试→合模→射胶填充→保压成型→冷却→开模的工艺进行3D注塑成型，材料熔融的温度为210℃，射胶填充的注射压力为130MPa，注射时间为2s，保压成型的压力为40MPa，保压成型的时间为40s；
2)硬化处理：将经步骤1)3D注塑成型后的材料用硬化液硬化处理，硬化液的主要成分为聚氨酯丙烯酸酯，硬化的时间为10s；
3)OPVD镀膜：将步骤2)硬化处理后的材料经由挂架→抽真空→材料预处理→离子溅射→放气的工艺进行OPVD镀膜，离子溅射镀膜通过工作台设置靶材蒸镀参数进行蒸镀，蒸镀参数为蒸镀层数7层，厚度为30nm，蒸镀次数为2次；
4)喷涂：对经步骤3)OPVD镀膜后的材料进行两次喷涂处理，第一次喷涂的底漆的组成为油漆AK900CB、硬化剂AK900H、稀释剂AKT150的质量比为8:1:6，涂底漆后80℃烘烤20min；第二次涂面漆的组成为油漆LH-00301、硬化剂LH400、稀释剂LHT820的质量比为8:1:7，涂面漆后70℃烘烤2h；
5)将喷涂后的面板经CNC加工处理，得到一体化仿玻璃3D曲面盖板。
实施例2
本实施例的一体化仿玻璃3D曲面盖板的制备方法，包括如下步骤：
1)3D注塑成型：采用光学级透明塑料经由材料熔融→上模→调试→合模→射胶填充→保压成型→冷却→开模的工艺进行3D注塑成型，材料熔融的温度为220℃，射胶填充的注射压力为100MPa，注射时间为3s，保压成型的压力为50MPa，保压成型的时间为30s；
2)硬化处理：将经步骤1)3D注塑成型后的材料用硬化液硬化处理，硬化液的主要成分为聚氨酯丙烯酸酯，硬化的时间为15s；
3)OPVD镀膜：将步骤2)硬化处理后的材料经由挂架→抽真空→材料预处理→离子溅射→放气的工艺进行OPVD镀膜，离子溅射镀膜通过工作台设置靶材蒸镀参数进行蒸镀，蒸镀参数为蒸镀层数8层，厚度为40nm，蒸镀次数为3次；
4)喷涂：对经步骤3)OPVD镀膜后的材料进行两次喷涂处理，第一次喷涂的底漆的组成为油漆AK900CB、硬化剂AK900H、稀释剂AKT150的质量比为8:1:6，涂底漆后60～80℃烘烤30min；第二次涂面漆的组成为油漆LH-00301、硬化剂LH400、稀释剂LHT820的质量比为8:1:8，涂面漆后80℃烘烤4h；
5)将喷涂后的面板经CNC加工处理，得到一体化仿玻璃3D曲面盖板。
实施例3
本实施例的一体化仿玻璃3D曲面盖板的制备方法，包括如下步骤：
1)3D注塑成型：采用光学级透明塑料经由材料熔融→上模→调试→合模→射胶填充→保压成型→冷却→开模的工艺进行3D注塑成型，材料熔融的温度为240℃，射胶填充的注射压力为110MPa，注射时间为4s，保压成型的压力为50MPa，保压成型的时间为30s；
2)硬化处理：将经步骤1)3D注塑成型后的材料用硬化液硬化处理，硬化液的主要成分为聚氨酯丙烯酸酯，硬化的时间为20s；
3)OPVD镀膜：将步骤2)硬化处理后的材料经由挂架→抽真空→材料预处理→离子溅射→放气的工艺进行OPVD镀膜，离子溅射镀膜通过工作台设置靶材蒸镀参数进行蒸镀，蒸镀参数为蒸镀层数7层，厚度为40nm，蒸镀次数为2次；
4)喷涂：对经步骤3)OPVD镀膜后的材料进行两次喷涂处理，第一次喷涂的底漆的组成为油漆AK900CB、硬化剂AK900H、稀释剂AKT150的质量比为8:1:8，涂底漆后80℃烘烤30min；第二次涂面漆的组成为油漆LH-00301、硬化剂LH400、稀释剂LHT820的质量比为8:1:7，涂面漆后65℃烘烤4h；
5)将喷涂后的面板经CNC加工处理，得到一体化仿玻璃3D曲面盖板。
实施例4
本实施例的一体化仿玻璃3D曲面盖板的制备方法，包括如下步骤：
1)3D注塑成型：采用光学级透明塑料经由材料熔融→上模→调试→合模→射胶填充→保压成型→冷却→开模的工艺进行3D注塑成型，材料熔融的温度为250℃，射胶填充的注射压力为120MPa，注射时间为5s，保压成型的压力为45MPa，保压成型的时间为40s；
2)硬化处理：将经步骤1)3D注塑成型后的材料用硬化液硬化处理，硬化液的主要成分为聚氨酯丙烯酸酯，硬化的时间为20s；
3)OPVD镀膜：将步骤2)硬化处理后的材料经由挂架→抽真空→材料预处理→离子溅射→放气的工艺进行OPVD镀膜，离子溅射镀膜通过工作台设置靶材蒸镀参数进行蒸镀，蒸镀参数为蒸镀层数8层，厚度为50nm，蒸镀次数为3次；
4)喷涂：对经步骤3)OPVD镀膜后的材料进行两次喷涂处理，第一次喷涂的底漆的组成为油漆AK900CB、硬化剂AK900H、稀释剂AKT150的质量比为8:1:8，涂底漆后70℃烘烤35min；第二次涂面漆的组成为油漆LH-00301、硬化剂LH400、稀释剂LHT820的质量比为8:1:6，涂面漆后70℃烘烤4h；
5)将喷涂后的面板经CNC加工处理，得到一体化仿玻璃3D曲面盖板。
实施例5
本实施例的一体化仿玻璃3D曲面盖板的制备方法，包括如下步骤：
1)3D注塑成型：采用光学级透明塑料经由材料熔融→上模→调试→合模→射胶填充→保压成型→冷却→开模的工艺进行3D注塑成型，材料熔融的温度为250℃，射胶填充的注射压力为130MPa，注射时间为3s，保压成型的压力为50MPa，保压成型的时间为40s；
2)硬化处理：将经步骤1)3D注塑成型后的材料用硬化液硬化处理，硬化液的主要成分为聚氨酯丙烯酸酯，硬化的时间为12s；
3)OPVD镀膜：将步骤2)硬化处理后的材料经由挂架→抽真空→材料预处理→离子溅射→放气的工艺进行OPVD镀膜，离子溅射镀膜通过工作台设置靶材蒸镀参数进行蒸镀，蒸镀参数为蒸镀层数8层，厚度为45nm，蒸镀次数为2次；
4)喷涂：对经步骤3)OPVD镀膜后的材料进行两次喷涂处理，第一次喷涂的底漆的组成为油漆AK900CB、硬化剂AK900H、稀释剂AKT150的质量比为8:1:8，涂底漆后80℃烘烤30min；第二次涂面漆的组成为油漆LH-00301、硬化剂LH400、稀释剂LHT820的质量比为8:1:8，涂面漆后65℃烘烤4h；
5)将喷涂后的面板经CNC加工处理，得到一体化仿玻璃3D曲面盖板。
对比例
本对比例为现有技术制备的玻璃盖板，本对比例的3D玻璃曲面盖板的制备方法，包括如下步骤：
1)CNC开料：按照图纸尺寸要求，进行加工余量0.1mm放量后输入到玻璃基板CNC切割机里进行粗坯制作；
2)CNC精雕(磨边)：将经步骤1)制得的毛坯进行磨边，去除余量；并通过并通过钻头将玻璃原料进行倒边和钻孔，使用细砂轮对外形及摄像孔精加工，以满足最终成品要求；
3)研磨抛光：将步骤2)玻璃研磨机加入抛光粉，将精雕后的玻璃研磨至要求厚度，并抛光成表面镜面效果；
4)清洗：对经步骤3)抛光后玻璃使用超声波清洗机进行洗掉表面残留废渣，连续清洗3道，每道2min；
5)热弯：对经步骤4)制得的材料放入石墨模具中，再将模具放入热弯机中，通入N2气保护气，炉温控制700～750℃进行预热30min后进行热弯压型，开模后冷却至常温状态取出材料；
6)双面抛光：对经过步骤5)热弯后玻璃采用羊绒轮，通过调整上下抛光轮转速(30～50rpm)，对产品压力0.5～0.6MPa，时间控制20min，并辅助研磨粉或泡沫液，对玻璃产品表面精抛光，以达通透无瑕疵；
7)钢化：对经过步骤6)抛光后材料置入高纯度的硝酸钾溶液及搭配的催化剂混合液进行高温钢化，钢化时间4-6小时，温度450℃；
8)UV转印：使用UV模具将纹理转印到PET材质玻璃防爆膜上；
9)镀膜(PVD)：对经过步骤7)制得的玻璃使用弱碱性清洗剂通过超声波清洗去除表面油分、水分等污迹；将AF药液喷镀在产品表面成膜10～20nm厚度；喷涂后取出玻璃，放入烤箱进行120℃，30min烘烤；
10)印刷：对经过步骤8)UV转印的防爆膜使用LOGO字符网版将字符印在UV转印面，经过80℃，30min烘烤干后上治具进行三道印刷；第一道印刷陶瓷白底色进行80℃，30min预烘烤，第二道印刷陶瓷白进行80℃，30min预烘烤，第三道印刷钛晶黑进行80℃，60min烘烤干；
11)贴合：对经过步骤9)制得的玻璃盖板和步骤10)制得的防爆膜使用贴合机进行一体贴合，制得一体化玻璃盖板。
对实施例1-5制得的一体化仿玻璃3D曲面盖板与对比例制得的玻璃盖板的性能进行测试，实验结果如表1所示。
表1
相对于现有技术的玻璃盖板，本发明的一体化仿玻璃3D曲面盖板的制备方法，制备工艺简单，制得的一体化仿玻璃3D曲面盖板，相对于金属或玻璃盖板，成本节省60％；可塑性强，R2.0mm以上都可以实现，是玻璃件所不能比拟的；抗冲击性能达到0.5J以上，远高于玻璃件0.2J的抗冲击性能；5G信号屏蔽效果低，对电磁波损耗小，克服了金属屏蔽效果的缺点；表面硬度为5～6H/1000g，达到玻璃效果；表面耐磨性好，耐磨性达到5000次/1000g以上；耐腐蚀性好，表面硅化层保护作用阻碍酸碱化学品的腐蚀；高低温冲击性好，在-40℃/+75℃的温度条件下，循环冲击48H以上；抗老化性好，UV光照急速辐射的辐射量0.63w/m2/nm，96H无变色、裂纹等现象。本发明的制备方法制得的一体化仿玻璃3D曲面盖板，具有柔性AMOLED和曲面玻璃的特性；适用于手机、穿戴、智能家电，智能消费电子等3C产品；可优化、取代现有的金属、玻璃面板。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。