一種鋁合金樹脂復(fù)合體的制作方法
【專利說(shuō)明】一種錯(cuò)合金樹脂復(fù)合體
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)
[0002] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01210043634. 6的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及一種鋁合金樹脂復(fù)合體及其制備方法，更具體來(lái)說(shuō)，尤其涉及一種具 有雙層孔道的鋁合金與熱塑性樹脂一體化而形成的鋁合金樹脂復(fù)合體及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 在汽車、家用電器制品、工業(yè)機(jī)器等的零件制造領(lǐng)域中，要求金屬與樹脂的一體成 型技術(shù)，目前業(yè)界采用粘合劑在常溫或加熱下將金屬與合成樹脂一體化的結(jié)合。采用上述 方法雖然可制備出金屬與塑料一體成型的復(fù)合體，但按照這些方法得到的復(fù)合體金屬與塑 膠之間結(jié)合力較差，且膠粘劑耐酸耐堿性能差，復(fù)合體無(wú)法進(jìn)行后續(xù)的陽(yáng)極氧化等表面處 理。因而，一直以來(lái)，人們一直在研宄是否有更合理的將高強(qiáng)度的工程樹脂與鋁合金之類的 合金一體化的方法。
[0005] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過(guò)研宄提出了納米加工處理技術(shù)，納米加工處理技術(shù)（NMT) 就是金屬與塑膠一體化結(jié)合技術(shù)，其通過(guò)將金屬表面納米化處理，讓塑膠直接在金屬表面 上射出成型，使金屬與塑膠可以一體化成型。對(duì)于金屬與塑膠的有效結(jié)合，納米成型技術(shù)是 一種最好的方式方法，并能取代目前常用的嵌入射出或鋅鋁、鎂鋁壓鑄件，可以提供一種具 有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)、高性能的金塑一體化產(chǎn)品。與膠合技術(shù)相比，NMT技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，例如： 減少產(chǎn)品的整體重量、強(qiáng)度優(yōu)異、加工效率高等。NMT技術(shù)應(yīng)用范圍涵蓋車輛、IT設(shè)備及3C 產(chǎn)品，可以讓產(chǎn)品朝更輕薄、更微型的方向發(fā)展。
[0006] 現(xiàn)有的有如公開了鋁合金與樹脂組合物的一體化成型技術(shù)，采用胺類物質(zhì)，例如： 氨基甲酸脂、一水合肼、乙二胺等的水溶液對(duì)鋁合金進(jìn)行表面處理得到納米級(jí)的微孔，腐蝕 出納米級(jí)的孔洞，并把胺類基團(tuán)保留在鋁合金納米孔洞中，最后注塑通過(guò)胺類基團(tuán)與注塑 材料的反應(yīng)，將樹脂與鋁合金結(jié)合到一起，從而得到有一定拉伸剪切強(qiáng)度的鋁塑一體化產(chǎn) 品，而采用此類胺類物質(zhì)腐蝕的技術(shù)，腐蝕時(shí)間較長(zhǎng)且鋁合金表面形成的孔洞太小，樹脂難 以直接注塑進(jìn)入納米級(jí)的孔洞，降低了鋁合金和樹脂的結(jié)合強(qiáng)度，即抗拉伸性能較差，同時(shí) 樹脂和鋁合金的結(jié)合主要依靠胺類基團(tuán)，使用的樹脂的種類十分有限，目前該技術(shù)能采用 的樹脂只有PPS(聚苯硫醚）、PA(聚酰胺）、PPA(聚鄰苯二甲酰胺樹脂）、PBT(聚對(duì)苯二甲 酸丁二醇酯）等四類樹脂，實(shí)際應(yīng)用范圍也窄，而且采用的胺類物質(zhì)均為有毒、有揮發(fā)性的 物質(zhì)，不利于安全生產(chǎn)、環(huán)保性能差。
[0007] 也有通過(guò)含有無(wú)機(jī)鹵素化合物的酸性蝕刻液直接在鋁合金表面腐蝕，然后注塑得 鋁塑一體化產(chǎn)品，而采用此類蝕刻液腐蝕鋁合金表面的技術(shù)，存在蝕刻液濃度低時(shí)間長(zhǎng)，蝕 刻液濃度高反應(yīng)放熱大，溫度不好控制，不利于大規(guī)模生產(chǎn)，且采用此種方法，金屬與樹脂 之間的結(jié)合力差。
[0008] 現(xiàn)有也有在鋁合金表面通過(guò)陽(yáng)極氧化制備具有直徑0. 05-0. 08微米的穴的氧化 鋁膜層，再與樹脂結(jié)合得鋁塑一體化產(chǎn)品，但該方法得到的鋁合金表面形成的孔洞太小且 樹脂難以直接注塑進(jìn)入納米級(jí)的孔洞，降低了鋁合金和樹脂的結(jié)合強(qiáng)度，即抗拉伸性能較 差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的制備鋁合金樹脂復(fù)合體時(shí)鋁合金與樹脂的結(jié)合力 弱的技術(shù)問(wèn)題。提供一種能與樹脂有很好的結(jié)合力，且工藝簡(jiǎn)單易大規(guī)模生產(chǎn)的鋁合金樹 脂復(fù)合體及其制備方法。
[0010] 本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種鋁合金樹脂復(fù)合體，該鋁合金樹脂復(fù)合體包括鋁 合金基材及樹脂層，所述鋁合金基材包括鋁合金本體及其表面的陽(yáng)極氧化膜層，所述陽(yáng)極 氧化膜層由外表層部分和內(nèi)層部分組成，所述外表層部分上含有腐蝕孔，所述腐蝕孔的孔 徑為200nm-2000nm，所述內(nèi)層部分含有因陽(yáng)極氧化而產(chǎn)生的納米微孔，所述腐蝕孔與所述 納米微孔連通；形成所述樹脂層的樹脂組合物填充于所述納米微孔和腐蝕孔中。。
[0011] 本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供上述鋁合金樹脂復(fù)合體的制備方法，包含以下步驟：
[0012] S1，將經(jīng)過(guò)前處理的鋁合金的表面或者鋁合金的需要結(jié)合樹脂件的部分表面通過(guò) 陽(yáng)極氧化得到表面含有具有納米微孔的陽(yáng)極氧化膜層的鋁合金；
[0013] S2,將步驟S1所得含有具有納米微孔的陽(yáng)極氧化膜層的鋁合金浸泡到刻蝕液中 在陽(yáng)極氧化膜層外表層形成孔徑為200nm-2000nm的腐蝕孔，得到經(jīng)過(guò)表面處理的鋁合金 基材；
[0014] S3,將步驟S2所得經(jīng)過(guò)表面處理的鋁合金基材置于模具中，然后將樹脂組合物注 塑入模具中與所述經(jīng)過(guò)表面處理的鋁合金基材相結(jié)合，成型后得到鋁合金樹脂復(fù)合體。本 發(fā)明的發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)能在鋁合金表面形成獨(dú)特的雙層立體孔洞結(jié) 構(gòu)，鋁合金表面形成氧化鋁膜層，其本身具有性能優(yōu)異的l〇-l〇〇nm的納米微孔，孔的結(jié)構(gòu) 獨(dú)特，與樹脂本身具有很好的結(jié)合性，同時(shí)在氧化鋁膜層的外表面即與樹脂結(jié)合的表面含 有200nm-2000nm孔徑比納米微孔大的腐蝕孔，通過(guò)表面再次造孔，不僅形成的孔結(jié)構(gòu)獨(dú) 特，提高樹脂和鋁合金的結(jié)合力，而且注塑的樹脂可通過(guò)外表面的大孔結(jié)構(gòu)，更好的滲透到 內(nèi)層的小孔中，成型更容易，本發(fā)明的鋁合金不需額外的基團(tuán)即可與樹脂牢固結(jié)合，強(qiáng)度更 高，且對(duì)金屬基體尺寸影響小，放熱小，對(duì)鋁合金外觀基本無(wú)影響。同時(shí)樹脂直接注塑進(jìn)入 微米級(jí)的表面大孔中，較容易，對(duì)合成樹脂也沒(méi)有特別要求，適用范圍更廣，且對(duì)環(huán)境無(wú)污 染，更適合大規(guī)模生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例制備的陽(yáng)極氧化膜層中存在的雙層立體孔結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1經(jīng)過(guò)表面處理1的鋁合金片表面的掃描電子顯微鏡圖。
[0017] 圖3a，3b是本發(fā)明實(shí)施例1經(jīng)過(guò)表面處理2的鋁合金片表面的掃描電子顯微鏡 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合 實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0019] 本發(fā)明提供了一種表面處理的鋁合金，包括鋁合金本體及其表面的陽(yáng)極氧化膜 層，其中，陽(yáng)極氧化膜層由外表層部分和內(nèi)層部分組成，外表層部分上含有腐蝕孔，腐蝕孔 的孔徑為200nm-2000nm，內(nèi)層部分含有納米微孔，納米微孔的孔徑為10-100nm，能與樹脂 有很好的結(jié)合力，且工藝簡(jiǎn)單易大規(guī)模生產(chǎn)，無(wú)污染。
[0020] 進(jìn)一步優(yōu)選納米微孔的孔徑為20-80nm，更進(jìn)一步為20-60nm;優(yōu)選腐蝕孔的孔徑 為200-1000nm，更進(jìn)一步優(yōu)選為400-1000nm。進(jìn)一步優(yōu)化雙層孔的結(jié)構(gòu)，更有利于注塑時(shí) 樹脂的直接注入和樹脂與合金的結(jié)合。
[0021] 優(yōu)選腐蝕孔的深度為〇? 5-9. 5um，進(jìn)一步優(yōu)選為0? 5-5um，進(jìn)一步優(yōu)化腐蝕孔的結(jié) 構(gòu)，使注塑樹脂更有利于滲透。
[0022] 優(yōu)選腐蝕孔與納米微孔連通，進(jìn)一步優(yōu)選雙層立體孔洞結(jié)構(gòu)，有利于進(jìn)一步提供 樹脂的滲透性，提高樹脂和合金的結(jié)合力，且更有利于成型。
[0023] 優(yōu)選陽(yáng)極氧化膜層的厚度為1-