镁合金-树脂复合物及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料加工技术领域，具体而言，本发明涉及一种镁合金-树脂复合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002]铬酸盐转化膜是当前化学转化工艺技术最为成熟的一种，铬化膜的形成主要依靠金属与六价铬之间的氧化还原反应，在纯镁上形成的转化膜，表面层为多孔层，底层为阻挡层，类似于阳极氧化所形成的膜层，然而，铬酸盐膜的最大不足在于处理液中含有高毒性且易致癌的六价铬，对人体的健康有极大威胁，且污染环境，卫生法与环保法都对其有严格的要求，该工艺会被逐渐取缔。
[0003]磷酸盐/高锰酸盐转化膜作为新发展起来的化学转化工艺技术，通过在金属表面进行化学或者电化学反应，形成一层非金属的、不导电的、难溶的多孔磷酸盐膜。高锰酸盐起到了促进剂的作用，元素锰参与了成膜，形成的磷化膜主要成分为锰的氧化物以及镁的氧化物，该膜层为微孔结构，与基体结合牢固，具有良好的吸附性，其耐腐蚀性与铬化膜相当。尽管磷酸盐/高锰酸盐转化膜不含对人体威胁的六价铬，但是对环境也是有一定的危害，该体系还有缺陷在于溶液消耗较快，需要不断校正溶液的浓度以及pH值，使得该体系的应用受到限制。
[0004]因此，现有的化学转化工艺技术还有待进一步研究。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种镁合金-树脂复合物及其制备方法，该方法环保无污染，并且所得到镁合金-树脂复合物的金属与树脂间的结合力强。
[0006]在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备镁合金-树脂复合物的方法，包括:
[0007](1)将镁合金依次与弱碱性溶液和强碱性溶液接触，以便在所述镁合金表面形成凹凸；
[0008](2)将步骤(1)得到的表面具有凹凸的镁合金与双稀土盐溶液接触，以便在所述表面具有凹凸的镁合金表面形成转化膜；以及
[0009](3)将步骤⑵得到的表面具有转化膜的镁合金注塑热塑性树脂，以便得到所述镁合金-树脂复合物。
[0010]根据本发明实施例的制备镁合金-树脂复合物的方法通过使用双稀土盐溶液与镁合金反应，在镁合金表面形成稀土盐的转化膜，而相对于使用单稀土盐溶液，该转化膜更厚、更加均匀，并且膜中具有较多的稀土，并且发明人惊奇地发现，采用双稀土盐溶液能够相对于采用单稀土盐溶液显著地提高膜和基体的结合力。进一步，将得到的镁合金注塑热塑性树脂，能够使得树脂注入镁合金表面的微米级的凹凸中以实现结合的效果，从而得到结合力优异的镁合金-树脂复合物，同时，该方法可以根据需要控制反应速度，形成外层疏松和内层致密的转化膜，并且环境友好无污染。
[0011]在本发明的另一个方面，本发明提出了一种镁合金-树脂复合物，该复合物由上述所述的制备镁合金-树脂复合物的方法制备而成的。根据本发明实施例的镁合金-树脂复合物环境友好且无污染，并且镁合金与树脂间的结合力较强。
【附图说明】
[0012]图1是根据本发明一个实施例的制备镁合金-树脂复合物的方法流程示意图；
[0013]图2是根据本发明另一个实施例的制备镁合金-树脂复合物的方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0015]在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备镁合金-树脂复合物的方法。下面参考图1-2对本发明实施例的制备镁合金-树脂复合物的方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括:
[0016]S100:将镁合金依次与弱碱性溶液和强碱性溶液接触
[0017]根据本发明的实施例，将镁合金依次与弱碱性溶液和强碱性溶液接触，从而可以在镁合金表面形成凹凸。根据本发明的实施例，镁合金可以含有:3?9wt%的铝、0.7?1.3wt%的锌、0.2wt%的猛、0.02wt%的铁、0.01wt%的铜、0.lwt %的镍以及余量的镁。根据本发明的实施例，弱碱性溶液和强碱性溶液的浓度并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，弱碱性溶液的浓度可以为5wt%，强碱性溶液的浓度可以为12.5wt%0根据本发明的实施例，弱碱性溶液和强碱性溶液的具体类型并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，弱碱性溶液可以为选自碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钙和碳酸氢钙中的至少一种，强碱性溶液可以为选自氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙中的至少一种。发明人意外发现，通过使用弱碱性溶液和强碱性溶液对镁合金进行处理，可以在镁合金表面形成微米级的凹凸，并且在凹部上分布20?100纳米的具有高低差的微细凹凸，从而可以显著提高镁合金与树脂的结合力。该步骤，具体地，由于镁合金含有较多的铝元素和锌元素，通过使用弱碱性溶液可以去除铝的污溃，接着使用去离子水进行洗涤后浸入强碱性溶液中溶解去除锌的污溃，然后使用去离子水进行洗涤，从而在镁合金表面形成凹凸。
[0018]S200:将表面具有凹凸的镁合金与双稀土盐溶液接触
[0019]根据本发明的实施例，将上述得到的表面具有凹凸的镁合金与双稀土盐溶液接触，从而在表面具有凹凸的镁合金表面形成转化膜。根据本发明的实施例，将表面具有凹凸的镁合金与双稀土盐溶液接触的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，表面具有凹凸的镁合金与双稀土盐溶液接触是在40?55摄氏度下进行8?12分钟，例如可以在42摄氏度下进行10分钟。根据本发明的实施例，双稀土盐溶液的具体类型并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，双稀土盐溶液可以由两种稀土硝酸盐溶液混合而成的，其中，稀土硝酸盐溶液可以为硝酸铈溶液、硝酸镧溶液或硝酸镨溶液。发明人发现，使用双稀土盐溶液可以获得更厚、更均匀的转化膜，且膜中具有较多的稀土，从而可以显著提高膜和基体的结合力，而相对于使用单稀土盐溶液，虽然可以通过提高单稀土盐溶液浓度来提高转化膜的厚度，但是所得到的转化膜易产生裂纹，导致膜与基体间的结合力降低。根据本发明的实施例，稀土硝酸盐溶液浓度并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，稀土硝酸盐的浓度可以为0.003?0.007mol/L，例如可以为0.005mol/L。发明人通过大量实验发现，双稀土盐溶液浓度过高过低都会使得反应不均匀，进而导致在镁合金表面形成高低不平的转化膜，从而降低后续镁合金与树脂之间的结合力。根据本发明的实施例，在将得到的表面具有凹凸的镁合金与双稀土盐溶液接触之前，可以预先将双氧水与稀土盐溶液进行混合，由此双氧水作为成膜促进剂可以显著提高成膜速率。
[0020]S300:将表面具有转化膜的镁合金注塑热塑性树脂
[0021]根据本发明的实施例，将上述得到的表面具有转化膜的镁合金注塑热塑性树脂，从而可以得到镁合金-树脂复合物。根据本发明的实施例，热塑性树脂的具体类型并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，热塑性树脂可以为聚苯硫醚树脂或聚碳酸脂。根据本发明的实施例，注塑热塑性树脂的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，注塑可以在模具温度为140?150摄氏度，保压为70?90KPa，射压为110?130KPa条件下进行，例如可以在模具温度为140摄氏度，保压为80KPa，射压为130KPa条件下进行。发明人通过大量实验发现，采用本发明的注塑条件得到的镁合金-树脂复合物的镁合金与树脂间的结合力最佳。
[0022]根据本发明实施例的制备镁合金-树脂复合物的方法通过使用双稀土盐溶液与镁合金反应，在镁合金表面形成稀土盐的转化膜，而相对于使用单稀土盐溶液，该转化膜更厚、更均匀，并且膜中具有较多的稀土，从而显著提高膜和基体的结合力，然后将得到的镁合金注塑热塑性树脂，使得树脂注入镁合金表面的微米级的凹凸以达到结合的效果，从而得到结合力优异的镁合金-树脂复合物，同时，该方法可以根据需要控制反应速度，形成外层疏松和内层致密的转化膜，并且环境友好无污染。
[0023]参考图2，根据本发明实施例的制备镁合金-树脂复合物的方法可以进一步