壳体组件、制备方法和电子设备
阅读说明：本技术 壳体组件、制备方法和电子设备 (Shell assembly, preparation method and electronic equipment ) 是由 叶留留 于 2020-07-31 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种壳体组件,该壳体组件包括：基材,形成基材的材料包括塑胶、金属和玻璃中的任一种；以及力致变色层。力致变色层位于基材的一侧,力致变色层含有力致变色改性的聚合物。该透壳体组件由于具有力致变色层,因此仅需在壳体表面单位面积施加一定的压力,就可使其发生颜色变化。由此,可通过该简单结构实现壳体组件受压变色的效果,增添了使用过程中的乐趣。(The application discloses casing subassembly, this casing subassembly includes: a substrate formed of a material including any one of plastic, metal and glass; and a force-chromic layer. The mechanochromic layer is located on one side of the substrate and contains a mechanochromic-modified polymer. The transparent shell component has the force-variable color layer, so that the color of the transparent shell component can be changed only by applying certain pressure on the surface unit area of the shell. Therefore, the effect of color change of the shell assembly under pressure can be realized through the simple structure, and the fun in the use process is added.)
技术领域
本发明涉及壳体领域，具体地，涉及壳体组件、制备方法和电子设备。
背景技术
随着终端技术的不断提高，电子设备，例如手机等给大家带来方便的同时，也使得人们的依赖性越来越强。虽然电子设备的普遍性和必要性促使电子设备的款式越来越丰富，但仍不足以满足人们多种多样的需求。如何增添使用过程中的活力和乐趣就成为需要解决的问题。相关技术中目前的壳体组件通常是通过喷涂、印刷、镀膜等工艺制备，其色彩是固定不变的。虽然上述问题可以通过在壳体组件中引入电致变色组件的方式得到一定程度的缓解，电致变色组件可以通过控制电流使得位于外壳表面的电致变色材料层发生电化学反应后变换颜色，从而实现壳体组件颜色的变换。但该技术所采用的装置较为复杂且耗电量大，不具备普适性。再如通过将温感变色油墨涂布在外壳基材表面，从而使得外壳图案可根据环境温度变化，但该技术的变色条件取决于环境温度，变色场景有限。人为不可控从而直接影响了变色的效率。
因此，目前的壳体组件、制备方法和电子设备仍有待改进。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
在本申请的一个方面，本发明提出了一种壳体组件，该壳体组件包括：基材，形成所述基材的材料包括塑胶、金属和玻璃中的任一种；以及力致变色层。力致变色层位于所述基材的一侧，力致变色层含有力致变色改性的聚合物。该壳体组件由于具有力致变色层，因此仅需在壳体组件表面单位面积施加一定的压力，就可使其发生颜色变化。由此，可通过该简单结构实现壳体组件受压变色的效果，增添使用过程中的趣味。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备壳体组件的方法，该方法包括：在基材上形成力致变色层，形成基材的材料包括塑胶、金属和玻璃中的任一种，力致变色层含有力致变色改性的聚合物。该壳体组件可为前述的，因此该方法制备的壳体组件具有前述壳体组件的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该壳体组件具有实施成本低，产品附加值高等优点的至少之一。
在本发明的又一方面，本发明提出了一种电子设备，该电子设备包括：壳体组件；以及电池以及主板，电池以及所述主板位于所述壳体组件所限定出的容纳空间内部，所述主板以及所述电池电连接。由此，在满足常规电池盖涂层性能的前提下，可通过控制力致变色层的受力从而调节壳体组件表面的色浓度和变色视觉效果，满足不同人群对颜色的需求。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了根据本发明一个实施例的壳体组件的结构示意图；
图2显示了根据本发明又一个实施例的壳体组件的结构示意图；
图3显示了根据本发明一个制备壳体组件方法的流程示意图；
图4显示了根据本发明一个实施例的电子设备的结构示意图。
附图标记说明：
100：壳体组件；10：基材；20：力致变色层；30：防刮擦层。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的一个方面，本申请提出了一种壳体组件。参考图1，该壳体组件100包括基材10，以及力致变色层20。力致变色层20位于基材的一侧，因为力致变色层20含有力致变色改性的聚合物。因此仅需在壳体组件100表面单位面积施加一定的压力，就可使其发生颜色变化。从而通过该简单结构实现壳体组件受压变色的效果，增添使用过程中的趣味。
为了方便理解，下面对该壳体组件可实现上述有益效果的原理进行简单说明:
如前所述，为解决当前壳体组件色彩是固定不变的，在使用过程中缺乏活力和乐趣的问题，电致变色和温敏材料被应用于壳体组件中。力致变色材料只要对力致变色材料施加一定的作用力，材料由于应力作用发生化学键断裂，表现为颜色改变。移除外力后，可恢复为原有颜色。由此，力致变色材料无需光源、温度、电路等作用即可发生颜色的改变，将其应用于壳体组件中，可以令壳体组件在用户的操作下发生颜色变化，提升使用乐趣。发明人发现，常见的力致变色材料成膜性差，无法直接应用于壳体组件涂层。高分子材料本身具有较好的成膜性能，但不具备力致变色的特性。本申请提出的力致变色层的材料采用化学接枝的方法将力致变色材料与高分子材料以化学键的形式相连，可得到具有良好成膜性的力致变色改性高分子材料，进而可获得具有力致变色功能的壳体组件。
根据本发明的一些具体实施例，力致变色层20可包括力致变色改性的聚合物，例如螺吡喃类改性聚氨酯、四苯基乙烯类改性聚氨酯、咪唑类改性聚氨酯等。具体地，可以为螺吡喃类改性聚氨酯。螺吡喃等改性基团具有力致变色的特性，因此螺吡喃改性的聚氨酯也具备力致变色特性，故可形成同样具备力致变色特性的浆料，进一步形成力致变色层，从而增添壳体组件使用过程中的趣味。并且聚氨酯具有较好的成膜性能，因此含有上述改性聚氨酯的力致变色层可以较好地在基材表面形成膜层结构，并同时具备力致变色性能。具体地，螺吡喃等改性基团可以接枝在聚氨酯分子链上。
根据本发明的一些具体实施例，力致变色层可以是由含有上述力致变色改性的聚合物的浆料形成的。具体地，该浆料可以包括力致变色改性的聚合物、力致变色改性剂、流平剂以及增稠剂。力致变色改性剂可以进一步提高力致变色层的力致变色效果，令变色更明显。流平剂以及增稠剂可以改善该浆料的成膜性能，从而可以获得更容易流平的力致变色层。具体地，可以将80重量份的力致变色改性的聚合物、0.5～1.0重量份的力致变色改性剂、0.1～1重量份的流平剂和0.5～1重量份的增稠剂加入到混合容器，搅拌30～60min可得力致变色层浆料。本领域技术人员可根据实际情况进行调整选择。
根据本发明的一些具体实施例，形成力致变色层的力致变色改性的聚合物的数均分子量不受特别限制。例如力致变色改性的聚合物的数均分子量分布范围可为15000～50000。力致变色层位于基材的一侧，分子量在上述范围内的聚合物可以与多数材料形成的基材之间具有较好的粘合程度，进而可以使力致变色层较为牢固地形成在基材的一侧。具体地，当分子量小于15000时，力致变色层浆料成膜性较差，力致变色层表面发粘，力致变色层力学强度较低，不足以满足基本性能要求。当分子量大于50000时，力致变色层浆料的粘度过高，导致其流平性较差，无法在基材表面形成均匀致密的膜层，不利于形成平整的表面，不足以满足基本性能要求。
根据本发明的一些具体实施例，形成力致变色层的浆料的粘度不受特别限制，例如，形成力致变色层的浆料的粘度范围可为500～1500mPa·s。粘度在上述范围的力致变色层浆料可以与多数材料形成的基材之间具有较好的粘合程度，进而可以使力致变色层较为牢固地形成在基材的一侧。具体地，当浆料粘度低于500Pa·s时，力致变色浆料的流动性较差，不利于形成厚度适合的力致变色层。当浆料粘度大于1500mPa·s时，力致变色层浆料与基材附着力较差，所形成的力致变色层表面不平整，不足以满足性能要求。本领域技术人员能够理解的是，力致变色层和基材之间的结合是否牢固与力致变色层的粘度以及基材的类别均相关。因此此处可根据基材的材质、表面张力等参数。确定力致变色层的浆料的粘度。
根据本发明的一个实施例，参考图2，该壳体组件100进一步可包括防刮擦层30，防刮擦层位于力致变色层远离基材10的一侧。防刮擦层可避免力致变色层在使用过程中受外力摩擦导致的脱落现象。
根据本发明的一个实施例，防刮擦层包括耐刮擦改性聚氨酯，例如聚酯型聚氨酯等。
根据本发明的一些具体实施例，防刮擦层可以是由耐刮擦改性聚氨酯形成的。具体地，该浆料可以包括耐刮擦改性聚氨酯、手感剂以及流平剂。例如将70～90重量份的耐刮擦改性聚氨酯、1～3重量份的手感剂和0.3～1重量份的流平剂加入到混合容器，搅拌30～60min可得防刮擦层浆料。本领域技术人员可根据实际情况进行调整选择。
根据本发明的一些实施例，为了进一步提高防刮擦层和力致变色层之间的结合力，防刮擦层中的耐刮擦改性聚氨酯的分子量大于力致变色改性聚合物的分子量。例如防刮擦层中的耐刮擦改性聚氨酯的数均分子量分布范围为50000～100000。防刮擦层位于力致变色层远离基材的一侧，分子量在上述范围内的聚氨酯可以与多数材料形成的力致变色层之间具有较好的粘合程度，进而可以使防刮擦层较为牢固地形成在力致变色层远离基材的一侧。具体地，当分子量小于50000时，由防刮擦浆料形成的防刮擦层力学强度较低，表面耐刮擦性能较差，不足以满足基本性能要求。当分子量大于100000时，防刮擦层浆料的的粘度过高，导致其流平性较弱，不利于形成平整的表面。
根据本发明的一些具体实施例，形成防刮擦层的浆料的粘度不受特别限制，例如，形成防刮擦层的浆料的粘度范围可为100～600mPa·s。粘度在上述范围的防刮擦层浆料可以与多数材料形成的力致变色层之间具有较好的粘合程度，进而可以使防刮擦层较为牢固地形成在力致变色层远离基材的一侧。具体地，当浆料粘度低于100Pa·s时，防刮擦层浆料的流动性较差，不利于形成厚度适合的防刮擦层。当浆料粘度大于600mPa·s时，防刮擦层浆料与基材附着力较差，所形成的防刮擦层表面不平整，不足以满足基本性能要求。本领域技术人员能够理解的是，力致变色层和防刮擦层之间的结合是否牢固与力致变色层以及防刮擦层的粘度均相关。因此此处可根据力致变色层的粘度、所含聚氨酯的分子量等参数，确定防刮擦层的浆料的粘度。
在本发明的另一方面，本发明提出了一种制备壳体组件的方法，该方法包括：在基材上形成力致变色层，形成基材的材料包括塑胶、金属和玻璃中的任一种，力致变色层含有力致变色改性的聚合物。该壳体组件可为前述的，因此该方法制备的壳体组件具有前述壳体组件的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该壳体组件具有实施成本低，产品附加值高等优点的至少之一。
具体地，参考图3，该方法可包括以下步骤：
S100：提供用于形成所述力致变色层的浆料
根据本发明的实施例，在该步骤形成力致变色浆料。关于包含力致变色浆料的力致变色涂层的位置、材料以及发挥作用的原理，前面已经进行了详细的说明，在此不再赘述。例如根据本发明的一些实施例，力致变色浆料可以由一定比例的螺吡喃类改性聚氨酯、螺吡喃类力致变色材料单体、流平剂以及增稠剂混合搅拌得到。
例如，将80重量份的力致变色改性的聚合物；0.5～1.0重量份的力致变色改性剂；0.1～1重量份的流平剂，0.5～1重量份的增稠剂加入混合容器中搅拌30～60min。
S200：提供用于形成所述防刮擦层的浆料
根据本发明的实施例，在该步骤形成防刮擦层浆料。本领域技术人员能够理解的是，防刮擦层浆料用于形成常见的功能性涂层。例如根据本发明的一些实施例，防刮擦层浆料可以由一定比例的耐刮擦改性聚氨酯、手感剂以及流平剂混合搅拌得到。
例如，将70～90重量份的耐刮擦改性聚氨酯；1～3重量份的手感剂、0.3～1重量份的流平剂加入混合容器中搅拌20～40min。
此处需要特别说明的是，制备力致变色层浆料和制备防刮擦层浆料的先后顺序不受特别限制，本领域技术人员可根据需要进行调节。也即是说，可以先制备力致变色层浆料也可以先制备防刮擦层浆料。
S300：在基材上形成力致变色层
根据本发明的实施例，在该步骤形成力致变色壳体组件。例如根据本发明中的一些实施例，将前面制备的力致变色浆料设置在基材表面，烘干后冷却待用。将力致变色浆料设置在基材表面的具体方式不受特别限制，例如可以为涂刮、喷涂和丝印等方式中的至少一种。具体地，可以通过涂刮、喷涂或者丝印的方式，将浆料设置在基材表面。随后可以在80～120摄氏度下干燥5～10min，冷却以形成力致变色层。
根据本发明的实施例，为了进一步提高利用该方法制备的壳体组件的性能，可以在形成力致变色层之后，再向其表面喷涂前面中制备的防刮擦层浆料，烘干冷却后得到力致变色的玻璃壳体组件。具体地，烘干的条件可以为80～120摄氏度下干燥3～5min。
在本发明的又一方面，本发明提出了一种电子设备，参考图4。该电子设备包括：壳体组件100；以及电池以及主板，电池以及主板位于壳体组件所限定出的容纳空间内部，主板以及电池电连接。由此，在满足常规电池盖涂层性能的前提下，可通过控制力致变色层的受力从而调节壳体组件表面的色浓度和变色视觉效果，满足不同人群对颜色的需求。
下面通过具体的实施例对本申请的方案进行说明，需要说明的是，下面的实施例仅用于说明本申请，而不应视为限定本申请的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
形成的壳体组件的结构如图1所示，所述壳体组件的制备方法包括如下步骤：所用物料的份数均为重量份数。
1)力致变色浆料的制备：将80份数均分子量为20000的螺吡喃类改性聚氨酯、0.5份螺吡喃类力致变色单体，0.3份流平剂和0.5份增稠剂加入到混合容器，搅拌30min，获得粘度为1000mPa·s的力致变色发光聚氨酯浆料；
2)力致变色手机后盖的制备。将力致变色浆料丝印在手机玻璃后盖表面，80摄氏度干燥5min，上浆料为5g/片，得到力致变色的手机玻璃后盖；
结果表明：得到的力致变色涂层厚度为0.15mm，表面平整Ra≈15微米，满足电池盖表面涂层的性能要求。在其表面施加10Pa的压力即可发生明显的颜色变化(黄色转变为绿色)。
实施例2：
形成的壳体组件的结构如图2所示，所述壳体组件的制备方法包括如下步骤：所用物料的份数均为重量份数。(力致变色浆料的组成同实施例1)
1)防刮擦层浆料的制备：将70份数均分子量为70000的耐刮擦改性聚氨酯，1份手感剂和1份流平剂加入到混合容器，搅拌20min，获得粘度为300mPa·s防刮擦层浆料；
2)力致变色手机后盖的制备。将力致变色浆料丝印在手机玻璃后盖表面，80摄氏度干燥5min，上浆料为5g/片，冷却后向其表面喷涂防刮擦层浆料，上浆料为3g/片，80摄氏度干燥3～5min，得到力致变色的手机玻璃后盖；
结果表明：得到的力致变色涂层厚度为0.15mm，表面平整Ra≈15微米，在9Pa的压力下往复摩擦50次表面无损坏变形，层间拉拔力≥16N/25mm，满足电池盖表面涂层的性能要求。在其表面施加10Pa的压力即可发生明显的颜色变化(黄色转变为绿色)。
实施例3：
形成的壳体组件的结构如图2所示，所述壳体组件的制备方法包括如下步骤：所用物料的份数均为重量份数
1)力致变色浆料的制备：将80份数均分子量为34000的螺吡喃类改性聚氨酯、3份螺吡喃类力致变色材料单体，0.2份流平剂和0.8份增稠剂加入到混合容器，搅拌45min，获得粘度为2500mPa·s的力致变色发光聚氨酯浆料；
2)防刮擦层浆料的制备：将80份数均分子量为35000的耐刮擦改性聚氨酯，1份手感剂和0.5份流平剂加入到混合容器，搅拌25min，获得粘度为300mPa·s防刮擦层浆料；
3)力致变色手机后盖的制备。将力致变色浆料涂刮在手机玻璃后盖表面，80摄氏度干燥5min，上浆料为5.5g/片，冷却后向其表面喷涂防刮擦层浆料，上浆料为4g/片，85摄氏度干燥4min，得到力致变色的手机后盖；
结果表明：得到的力致变色涂层厚度为0.16mm，表面不平整，粗糙度Ra＞50微米，在9Pa的压力下往复摩擦50次表面出现明显磨损变形，层间拉拔力为5N/25mm。
对比例1
1)力致变色浆料的制备：将80份数均分子量为20000的聚氨酯、5份螺吡喃类力致变色单体，0.3份流平剂和0.5份增稠剂加入到混合容器，搅拌30min，获得粘度为1000mPa·s的力致变色发光聚氨酯浆料；
2)力致变色手机后盖的制备。将力致变色浆料丝印在手机玻璃后盖表面，80摄氏度干燥5min，上浆料为4g/片，得到力致变色的手机玻璃后盖；
结果表明：得到的力致变色涂层厚度为0.14mm，表面平整Ra＞30微米，力致变色单体分布不均匀不能形成均一的力致变色膜层，表面析出易脱落力致变色单体，不能满足电池盖表面涂层的常规外观/性能要求。
对比例2
1)力致变色浆料的制备：将50份数均分子量为9000的螺吡喃类改性聚氨酯、2份螺吡喃类力致变色单体，0.3份流平剂和0.5份增稠剂加入到混合容器，搅拌30min，获得粘度为1000mPa·s的力致变色发光聚氨酯浆料；
2)力致变色手机后盖的制备。将力致变色浆料丝印在手机玻璃后盖表面，80摄氏度干燥5min，上浆料为4g/片，得到力致变色的手机玻璃后盖；
结果表明：得到的壳体表面在常温(25℃)下触感发粘成膜性差，拉伸强度较低(＜0.3MPa)，表面平整Ra＞30微米，不能满足电池盖表面涂层的常规性能需求。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。