鋁-聚(芳醚酮)層壓件、其制造方法以及包括層壓件的制品的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】鋁-聚（芳醚酮）層壓件、其制造方法以及包括層壓件的制 口 叩
【背景技術(shù)】
[0001] 本公開(kāi)內(nèi)容涉及鋁-聚（芳醚酮）層壓件、其制造方法以及包括層壓件的制品。
[0002] 金屬-聚合物層壓件（特別是鋁-聚合物層壓件）可用于各種應(yīng)用中，例如電力電 纜、絕熱、食品、飲料或香煙包裝、機(jī)動(dòng)車(chē)或飛機(jī)的結(jié)構(gòu)部件、電路板以及其他的應(yīng)用。然而， 可能難以將鋁直接結(jié)合到聚合物，并且特別難以在鋁與聚（芳醚酮）聚合物之間提供優(yōu)異 的結(jié)合。因而，在本領(lǐng)域仍然需要在金屬與聚合物層之間具有優(yōu)異的粘合性的鋁-聚（芳 醚酮）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 通過(guò)如下層壓件減輕了上述缺點(diǎn)和不足，該層壓件包括：回火鋁層，該回火鋁層包 含量為95wt%至小于99wt%的錯(cuò)以及總量為至少0. 5wt%的鈷、銅、鋰、鎂、猛、鎳、鉬和娃 中的至少之一；以及聚（芳醚酮）層，其中至少一部分層和聚（芳醚酮）層直接接觸。
[0004] 還公開(kāi)了一種層壓件，該層壓件包括：包含回火鋁的鋁層，該回火鋁包含硅、鐵以 及量為至少98重量百分比的鋁；以及聚（芳醚酮）層，其中聚（芳醚酮）直接布置在鋁上。
[0005] 在另一實(shí)施方案中，提供了制造層壓件的方法，該方法包括：提供鋁層，該鋁層包 含量為95wt%至小于99wt%的錯(cuò)以及總量為至少0. 5wt%的鈷、銅、鋰、鎂、猛、鎳、鉬和娃 中的至少之一，具體為硅、鐵和量為至少98重量百分比的鋁；將聚（芳醚酮）層直接設(shè)置在 鋁上；以及將導(dǎo)電層和聚（芳醚酮）層熱結(jié)合以制造層壓件。
[0006] 根據(jù)以下的詳細(xì)描述和附圖，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白和理解本公開(kāi)內(nèi)容的以上 所討論的特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0007] 結(jié)合附圖根據(jù)以下詳細(xì)描述，本公開(kāi)實(shí)施方案的上述的和其他的方面、特征和優(yōu) 點(diǎn)變得明顯，其中：
[0008] 圖1為鋁-聚（芳醚酮）層壓件的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖。
[0009] 圖2為鋁-聚（芳醚酮）層壓件的另一實(shí)施方案的示意圖。
[0010] 圖3為示出了對(duì)于硬回火鋁8079-聚（芳醚酮）層壓件原始樣品在釬焊之前（實(shí) 施例1)、在釬焊之后（實(shí)施例2)以及對(duì)于"軟"錯(cuò)8079箔-聚（芳醚酮）層壓件在釬焊之 前（比較例3)的結(jié)合強(qiáng)度（鎊力每平方英寸，lbf/in 2)的曲線(xiàn)圖。
[0011] 圖4為示出了層壓在"有光澤"面（實(shí)施例4)和"無(wú)光澤"面（實(shí)施例5)上的硬 回火8079鋁-聚（芳醚酮）層壓件的結(jié)合強(qiáng)度（鎊力每平方英寸，lbf/in2)的曲線(xiàn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 如果包含硅和鐵的回火鋁直接層壓在聚（芳醚酮）（"PAEK"）上，那么鋁-聚（芳 醚酮）無(wú)粘合劑層壓件的結(jié)合強(qiáng)度得到意料不到的改善。雖然不希望受理論的束縛，但應(yīng) 該理解的是，回火致使硅和鐵形成能夠更好地結(jié)合到聚（芳醚酮）的表面。所述表面可以 包括結(jié)，該結(jié)可以嵌入聚（芳醚酮）中，從而形成更強(qiáng)的機(jī)械結(jié)合?；鼗痄X的表面還可以對(duì) 聚（芳醚酮）具有改進(jìn)的親和性，提供了在回火鋁與聚（芳醚酮）之間的改進(jìn)的化學(xué)結(jié)合。 得到的鋁-聚（芳醚酮）層壓件即使在回火鋁與聚合物之間不存在附加粘合層的條件下也 具有回火鋁與聚（芳醚酮）之間的優(yōu)異結(jié)合。
[0013] 在優(yōu)選的實(shí)施方案中，層壓件包括：包含硅、鐵以及量為至少98重量百分比的鋁 的回火鋁層；以及直接布置在鋁上的聚（芳醚酮）層，也就是說(shuō)，在回火鋁層與聚（芳醚酮） 層之間不存在附加粘合層。
[0014] 優(yōu)選的鋁層包含鋁、鐵和硅。鋁層包含至少98重量百分比（wt% )、具體地98wt% 至 99. 49wt %、具體地 98. Iwt % 至 99. 39wt %、更具體地 98. 40wt % 至 99. 25wt % 的錯(cuò)。錯(cuò) 層還包含鐵，具體地0. 50wt %至I. 5wt %的鐵、具體地0. 60wt %至I. 4wt %的鐵、更具體 地0. 7wt %至I. 3wt %的鐵。錯(cuò)層還包含娃，具體地0.0 lwt %至0. 50wt %的娃、具體地 0· 02wt %至0· 40wt %的硅、更具體地0· 05wt %至0· 30wt %的硅。例如，鋁層包含98. Owt % 至99.49界1:%的錯(cuò)、0.5〇￥1:%至1.5￥1:%的鐵、以及0.01￥1:%至0.5〇￥1:%的娃?；蛘撸e(cuò)層 包含 98. Iwt % 至 99. 39wt % 的錯(cuò)、0· 60wt %至 I. 5wt % 的鐵、以及 0· 02wt % 至 0· 40wt % 的 硅。在優(yōu)選實(shí)施方案中，鋁層包含98. 40wt%至99. 25wt%的鋁、0. 70wt%至I. 3wt%的鐵、 以及0. 05wt %至0. 30wt %的娃。
[0015] 應(yīng)該理解的是，在這種鋁層中，除了總量小于或等于0.25wt%、具體地小于 0.2wt%、或小于0. 15wt%的硅和鐵之外，還可以存在其他元素。其他元素可以為其他金 屬。在一個(gè)實(shí)施方案中，鋁層包含小于或等于0. 05wt%的銅（Cu)、小于或等于0. 0003wt% 的鎂（Mg)、小于或等于0. 1 %的鋅（Zn)、小于或等于0. 05wt %的鈦（Ti)、或上述的組合。 此外，可以存在量小于〇. 〇5wt %的任意其他元素。具體地，鋁層包含小于或等于0. 05wt % 的銅（Cu)、小于或等于0.0003wt%的鎂（Mg)、小于或等于O.lwt%的鋅（Zn)、小于或等于 0. 05wt%的鈦（Ti)、以及量小于0. 05wt%的任意其他元素。
[0016] 對(duì)包含硅、鐵以及量為至少98重量百分比的鋁的鋁層進(jìn)行回火，特別是硬回火， 并且在一個(gè)實(shí)施方案中不進(jìn)行退火。鋁可以進(jìn)行應(yīng)變硬化、熱處理或其組合。鋁可以根據(jù) "H"代號(hào)進(jìn)行應(yīng)變硬化。具體地，鋁可以根據(jù)Hl代號(hào)、H2代號(hào)、H3代號(hào)或H4代號(hào)進(jìn)行應(yīng)變 硬化。在實(shí)施方案中，鋁根據(jù)Hl代號(hào)（無(wú)退火），更具體為H18代號(hào)（應(yīng)變硬化的最終程 度等效于減少約75%的面積而得到的應(yīng)變硬化程度的回火）進(jìn)行應(yīng)變硬化。優(yōu)選具有H18 代號(hào)的硬回火鋁8079( 即，AA8079或EN-AW8079)。對(duì)于鋁處理的描述性術(shù)語(yǔ)進(jìn)一步描述在 ANSI H35. 1-2004中，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并入本文。
[0017] 在另一實(shí)施方案中，層壓件包括：包含量小于98重量百分比的鋁、鎳或鐵或者其 組合的回火鋁層；以及直接布置在鋁上的聚（芳醚酮），也就是說(shuō)，在回火鋁層與聚（芳醚 酮）層之間不存在附加粘合層。
[0018] 包含量為至少98重量百分比的鋁、鐵或鎳或者其組合的鋁層可以包含0.0 lwt% 至2界1:%的鐵、具體地0.05￥1:%至1.3￥1:%鐵、更具體地0.1￥1:%至0.8￥1:%的鐵。錯(cuò)層可 以包含0.0 Olwt%至0. lwt%的鎳、具體地0. 005wt%至0. 05wt%的鎳、更具體地0.0 lwt% 至0. 03wt %的鎳，剩余物為鋁和總計(jì)小于0. 5wt %的其他元素。例如，鋁層包含0. 01重量 百分比至1重量百分比的鐵、以及0. 001重量百分比至0. 05重量百分比的鎳，剩余物為鋁 和總計(jì)小于0. 3wt%的其他元素。或者，鋁層可以包含0. 07重量百分比至2重量百分比或 1.3重量百分比的鐵、以及0.001重量百分比至0.05重量百分比的鎳，剩余物為鋁和總計(jì)小 于0.3wt%的其他元素。這種鋁可以進(jìn)行應(yīng)變硬化、熱處理或其組合。鋁可以根據(jù)"H"代 號(hào)（例如，根據(jù)Hl代號(hào)、H2代號(hào)、H3代號(hào)或H4代號(hào)）進(jìn)行應(yīng)變硬化。在實(shí)施方案中，鋁根 據(jù)Hl代號(hào)（無(wú)退火），更具體地H14代號(hào)至H18代號(hào)，優(yōu)選H18代號(hào)進(jìn)行應(yīng)變硬化?；蛘?， 包含硅和鐵的鋁可以根據(jù)"T"代號(hào)（例如Tl、T2、T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9或T10)進(jìn)行熱 處理。例如，可以使用H18回火鋁1200( 即，AA1200)。
[0019] 可以使用各種其他回火鋁合金。這樣的鋁合金包含：量為95wt %至小于99wt %的 鋁；以及總量為至少〇.5wt%的鈷、銅、鋰、鎂、錳、鎳、鉑和硅中的至少之一。示例性的合金 包括AA-8000、Alnico (錯(cuò)鎳鈷合金）、Duralumin (硬錯(cuò)合金）、Hiduminium (鎳銅錯(cuò)合金）、 Kryon、Magnalium(儀錯(cuò)合金）、Magnox(美諾克斯合金）、Nambe、Pandalloy、Silumin(錯(cuò) 娃合金）、Titanal (蒂坦錯(cuò)合金）和Y合