阅读说明：本技术 一种壳体及其制备方法 (Shell and preparation method thereof ) 是由 张望 李博 于 2019-10-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种壳体及其制备方法,包括骨架层和弹性体包胶层,所述弹性体包胶层包覆在所述骨架层表面,所述弹性体包胶层的包胶厚度不均匀,应用本发明实施例的壳体由于弹性体包胶层的厚度不均匀,壳体整体外观优良、饱满,增强了抗摔等级,有效地保护壳体内部零件；通过本发明实施例的制备方法成型的壳体无注塑不良现象。(The invention discloses a shell and a preparation method thereof, wherein the shell comprises a framework layer and an elastomer encapsulating layer, the elastomer encapsulating layer is coated on the surface of the framework layer, the encapsulating thickness of the elastomer encapsulating layer is uneven, and the shell applying the embodiment of the invention has the advantages that the overall appearance of the shell is excellent and full due to the uneven thickness of the elastomer encapsulating layer, the anti-falling grade is enhanced, and parts in the shell are effectively protected; the shell formed by the preparation method provided by the embodiment of the invention has no bad injection molding phenomenon.)

一种壳体及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，尤其涉及一种壳体及其制备方法。

背景技术

外壳是一种物理结构，主要起到支撑、承受、连接、保护设备零部件的作用，如保护并连接电动机、传动机构、开关、手柄、其他附属装置等使之成为一个完整的实体。通常壳体为完整实体的最外层结构，起到保护该实体的作用。目前市场上有塑胶壳体、铝型材壳体、钣金壳体、不锈钢壳体等。其中，塑料壳体的制造成本低，容易被塑制成不同形状，应用广泛，对各类塑料壳体的研发也在持续进行，包胶是将软胶材料包胶到其他材料的一种工艺，现有的包胶形式大多为局部包胶TPU或高硬度局部包胶，主要为美观，无法对设备内部起到较好的保护作用。

发明内容

本发明实施例提供了一种壳体及其制备方法，能够起到较好的保护作用。

本发明一方面提供一种壳体，包括骨架层和弹性体包胶层，所述弹性体包胶层包覆在所述骨架层表面，所述弹性体包胶层的包胶厚度不均匀。

在一可实施方式中，所述骨架层为PC骨架层，所述弹性体包胶层为TPU包胶层。

在一可实施方式中，所述弹性体包胶层的厚度范围为0.5-4mm。

在一可实施方式中，所述骨架层上包括有镂空部，所述弹性体包胶层覆盖在所述镂空部的表面。

本发明另一方面提供一种壳体的制备方法，包括：在骨架层表面形成弹性体包胶层；其中，所述弹性体包胶层的包胶厚度不均匀。

在一可实施方式中，在骨架层表面形成弹性体包胶层，包括：通过第一次注塑成型所述骨架层；将所述骨架层冷却后，通过第二次注塑在所述骨架层表面成型所述弹性体包胶层。

在一可实施方式中，在骨架层表面形成弹性体包胶层，包括：利用第一模具，通过第一次注塑成型具有镂空部的所述骨架层；利用第二模具，通过第二次注塑在所述骨架层表面形成所述弹性体包胶层；其中，所述弹性体包胶层覆盖在所述镂空部的表面。

在一可实施方式中，所述骨架层为PC骨架层，通过第一次注塑成型所述骨架层，包括：烘干PC原料；设定注塑参数包括喷嘴温度280-320℃，模具温度60-140℃，料筒前部温度270-320℃，料筒中部温度260-300℃，料筒后部温度250-290℃，通过注塑成型所述骨架层。

在一可实施方式中，所述弹性体包胶层为TPU包胶层，通过第二次注塑在所述骨架层表面成型所述弹性体包胶层，包括：将烘干的TPU原料加入注塑机烘塔，烘塔温度为100-140℃；设定注塑参数包括喷嘴温度180-220℃，模具温度50-80℃，料筒前部温度170-210℃，料筒中部温度160-200℃，料筒后部温度150-190℃，通过注塑在所述骨架层表面成型所述弹性体包胶层。

在一可实施方式中，所述方法还包括：对所述弹性体包胶层表面喷漆处理，形成喷漆层；对所述喷漆层表面镭雕处理，形成镭雕层。

本发明提供的壳体由于弹性体包胶层的厚度不均匀，壳体整体外观优良、饱满，增强了抗摔等级，有效的保护壳体内部零件。通过本发明实施例的制备方法成型的壳体无注塑不良现象。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1为本发明实施例一种壳体的截面示意图；

图2为本发明实施例另一宗壳体的截面示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例一方面提供一种壳体，包括骨架层和弹性体包胶层，弹性体包胶层包覆在骨架层表面，弹性体包胶层的包胶厚度不均匀。

本发明实施例提供的壳体适用于机械设备的外壳、容器和零部件。其中指代的机械设备可以为检测设备、手持终端、室外设备、室内设备或其他任意具有外壳的设备，如检测器、手机、电脑、键盘、鼠标、电视、电机等。其中指代的容器可以是箱子、篮子、盒子等，其中的零部件可以为橡胶螺栓、橡胶螺钉、抽屉把手等。本发明实施例所指代的壳体可以为一体成型的完整壳体，也可以为壳体的其中一部分，如箱体、盖板、铰链等。

通过厚度不均匀的弹性体包胶层，能够使壳体的外观更加美观，同时具有保护骨架层的作用，进一步的，当壳体作为机械设备的外壳或容器时，壳体还可以对壳体内部的内置物起到保护作用，增强了抗摔等级，有效的保护仪器内部零件。由于弹性体包胶层的厚度不均匀，可以通过对弹性体包胶层厚度的设计，实现壳体整体外观优良、饱满，尤其适用于非规则形状的机械设备或容器，如梨形。进一步的，本发明实施例所提供的壳体可以为透明壳体，也可以为非透明壳体。

在本发明实施例中，骨架层为聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)骨架层，弹性体包胶层为热塑性聚氨酯弹性体橡胶(Thermoplastic polyurethanes,TPU)包胶层。

其中，骨架层根据需要，可以为任意可成型的热固性塑料或热塑性塑料，如聚乙烯(polyethylene，PE)骨架、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)骨架、聚氯乙烯(Polyvinylchloride，PVC)骨架、聚丙烯(polypropylene，PP)骨架、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)骨架、尼龙(Polyamide，PA)骨架、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile butadiene Styrene copolymers，ABS)骨架等。根据骨架材质需要，还可以为选择各类塑料合金或改性塑料，如PC/ABS合金等。骨架层优选为由与弹性体包胶层有良好相容性的硬塑料制成，如PC塑料。通过选取与弹性体包胶层有良好相容性的硬塑料，能够使骨架层与弹性体包胶层之间的结合面更加牢固，使包胶手感和包胶稳定性良好。弹性体包胶层可以为TPU、热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer，TPE)、热塑性橡胶(Total Physical Response，TPR)中的任一种，优选为TPU弹性体。根据需要，优选为与骨架层材料相容性好的TPU型号，如拜耳US-60A。且根据需要，还可以优选为具有抗紫外线、高强度、柔软防护、耐温优良中任几项特性的TPU材料制成弹性体包胶层，从而使壳体尤其适用于置于外界环境中的机械设备的保护，实现抗紫外线、抗打击、耐温优良的特点，延缓设备外壳的报废，保护设备内部零部件。进一步的，优选使用温度范围在-40～85°的TPU材料。进一步需要说明的是，弹性体包胶层的硬度小于骨架层，且弹性体包胶层相较于骨架层更加柔软具有弹性。

在本发明实施例中，弹性体包胶层的厚度范围为0.5-4mm，进一步优选为1-3.5mm。

根据工艺，整体成型的壳体的尺寸范围优选为((90-130)×(90-130)×(90-130))mm³。在该厚度下，弹性体包胶层的厚度范围以0.5-4mm最适宜，该厚度范围下能够使壳体具有较高的成型率，且有利于壳体形成所需不规则形，有利于壳体对内部零件进行保护。进一步的，弹性体包胶层的硬度优选为80-90度，进一步优选为85度。具体的，厚度不均匀的弹性体包胶层优选在骨架层应力集中或容易碎裂的位置厚度较厚，骨架层结构稳定的位置厚度较薄。

在本发明实施例中，骨架层上包括有镂空部，弹性体包胶层覆盖在镂空部的表面。

进一步的，镂空部为骨架层上的通孔，根据设计需求，骨架层上形成有通孔用于零件安装，如按钮安装。在该工艺中，通过骨架层镂空形成按钮的安装位置，通过弹性体包胶层覆盖在镂空部的表面使位于壳体内部的按钮与外界隔离，如此设置，起到了保护按钮的作用，由不会因为刚性塑料影响按钮的使用，提高了壳体的应用范围。

本发明实施例另一方面提供一种壳体的制备方法，包括：在骨架层表面形成弹性体包胶层；其中，弹性体包胶层的包胶厚度不均匀。

本发明实施例提供的工艺，通过包胶厚度不均匀的弹性体包胶层，能够使壳体的外观更加美观，同时具有保护骨架层的作用，进一步的，当壳体作为机械设备的外壳或容器时，壳体还可以对壳体内部的内置物起到保护作用，增强了抗摔等级，有效地保护了仪器内部零件。由于弹性体包胶层的厚度不均匀，可以通过对弹性体包胶层厚度的设计，实现壳体整体外观优良、饱满，尤其适用于非规则形状的机械设备或容器，如梨形。进一步的，本发明实施例所提供的壳体可以为透明壳体，也可以为非透明壳体。且通过在骨架层表面形成弹性体包胶层，使弹性体包胶层为一体成型，更具美观，且保护效果更好，抗摔等级优良。

在本发明实施例中，在骨架层表面形成弹性体包胶层，包括：首先，通过第一次注塑成型骨架层；然后，将骨架层冷却后，通过第二次注塑在骨架层表面成型弹性体包胶层。

在本发明实施例的制备方法中，壳体通过第一次注塑成型骨架层，在骨架层上进行二次注塑成型弹性体包胶层。其中，第二次注塑需要等到骨架层冷却后再进行，如此，可以避免骨架层在冷却过程中发生形变，进而避免由于骨架层形变导致壳体整体尺寸不达标、溢胶、包胶效果不良等问题的出现。使弹性体包胶层与骨架层的结合更加紧密。需要说明的是，此处冷却的具体温度指代为所使用的骨架层材料不会因为温度发生形变的温度范围，也可以指代室温范围，如10-40℃。进一步的，冷却的方式不进行限制，可以采用风冷、水冷、自然冷却等。

在本发明实施例中，在骨架层表面形成弹性体包胶层，包括：首先，利用第一模具，通过第一次注塑成型具有镂空部的骨架层；然后，利用第二模具，通过第二次注塑在骨架层表面形成弹性体包胶层；其中，弹性体包胶层覆盖在镂空部的表面。

第一模具用于成型镂空部，在骨架层形成镂空部后，将骨架层转移至第二模具，通过第二模具与骨架层配合，成型覆盖在镂空部表面的弹性体包胶层。需要说明的是，通过第一模具形成镂空部，通过第二模具与骨架层配合形成弹性体包胶层均可采用常规模具设计方法获得，模腔形状根据需要壳体需要进行具体设计，此处不对模具进行具体介绍。通过骨架层的冷却和转移，能够实现骨架层与第二模具的良好配合，从而保障壳体成型率。

在本发明实施例中，骨架层为PC骨架层，通过第一次注塑成型骨架层，包括：首先，烘干PC原料；然后，设定注塑参数包括喷嘴温度280-320℃，模具温度60-140℃，料筒前部温度270-320℃，料筒中部温度260-300℃，料筒后部温度250-290℃，通过注塑成型骨架层。

本发明实施例的PC注塑工艺获得的骨架层能够使成型后的形变控制在±0.1㎜，有利于成型后的骨架层与第二模具的配合，减少骨架层的报废率。具体的，PC零件的干燥温度100-130℃，干燥时间2-6h。

在本发明实施例中，弹性体包胶层为TPU包胶层，通过第二次注塑在骨架层表面成型弹性体包胶层，包括：将烘干的TPU原料加入注塑机烘塔，烘塔温度为100-140℃；设定注塑参数包括喷嘴温度180-220℃，模具温度50-80℃，料筒前部温度170-210℃，料筒中部温度160-200℃，料筒后部温度150-190℃，通过注塑在骨架层表面成型弹性体包胶层。

在该工艺参数下，TPU材料能够与PC良好结合，提高包胶效果，使TPU包胶层牢固地结合在PC骨架层表面，且TPU包胶层能够根据需要呈现设计需要的不均匀厚度的包胶效果，增强了抗摔等级，有效的保护仪器内部零件，且整体TPU包胶层无发白或不透明色块，注塑效果优良。进一步的，通过调试，还可以设置注塑初始压力100-120Mpa、注射速度25-30％和保压时间35-50S。以提高该工艺的稳定性。进一步的，在TPU材料在进行注塑前，还可以进行烘干处理，将TPU原材料放入烘箱，温度调至100℃，烘2-4小时，蒸发材料中的水分。以提高该工艺的稳定性。

在本发明实施例中，在壳体成型后，方法还包括：首先，对弹性体包胶层表面喷漆处理，形成喷漆层；然后，对喷漆层表面镭雕处理，形成镭雕层。

通过喷漆和镭雕处理，能够在壳体表面根据设计需要形成颜色和标识，以进一步提高壳体的美观性。

为方便上述实施方法的进一步理解，以下提供若干具体实施例。

实施例一

图1为本发明实施例一种壳体的截面示意图。

参见图1，实施例一提供一种用于成型图1所示壳体的制备方法，包括：

首先，将PC原料进行干燥，设置干燥温度范围为100-130℃，干燥2-6h，获得干燥的PC原料。

然后，设置注塑机的工艺参数为喷嘴温度为280-320℃，模具温度为60-140℃，料筒前部温度为270-320℃，料筒中部温度260-300℃，料筒后部温度为250-290℃，在该工艺参数下，通过第一套模具成型骨架层1和位于骨架层1上的镂空部3。

再后，将TPU材料放入烘箱中，温度调至100℃，烘2-4h，得到干燥的TPU材料，将干燥的TPU材料放入注塑机烘塔中，设置烘塔温度为120℃。

之后，将冷却至室温的骨架层1转移至第二套模具，设置注塑机参数为注射喷嘴温度180-220℃，模具温度50-80℃，料筒前部温度170-210℃，料筒中部温度160-200℃，料筒后部温度150-190℃，在该工艺参数下，通过第二套模具在骨架层1表面成型弹性体包胶层2。将该壳体内部装设零部件形成整机，对整机进行跌落测试表面，整机在5m跌落下，该壳体保持整机无损伤，并且整机具有5年的户外使用寿命。

实施例二

图2为本发明实施例另一种壳体的截面示意图。

参见图2，实施例二提供一种用于成型图2所示壳体的制备方法，包括：

首先，将PC原料进行干燥，设置干燥温度范围为100-130℃，干燥2-6h，获得干燥的PC原料。

然后，设置注塑机的工艺参数为喷嘴温度为280-320℃，模具温度为60-140℃，料筒前部温度为270-320℃，料筒中部温度260-300℃，料筒后部温度为250-290℃，在该工艺参数下，通过第一套模具成型骨架层1和位于骨架层1上的镂空部3。

再后，将TPU材料放入烘箱中，温度调至100℃，烘2-4h，得到干燥的TPU材料，将干燥的TPU材料放入注塑机烘塔中，设置烘塔温度为120℃。

之后，将冷却至室温的骨架层1转移至第二套模具，设置注塑机参数为注射喷嘴温度180-220℃，模具温度50-80℃，料筒前部温度170-210℃，料筒中部温度160-200℃，料筒后部温度150-190℃，在该工艺参数下，通过第二套模具在骨架层1表面成型弹性体包胶层2。将该壳体互相拼接形成完整壳体，并在完整壳体的内部装设零部件形成整机，对整机进行跌落测试表面，整机在5m跌落下，该壳体保持整机无损伤，并且整机具有5年的户外使用寿命。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。