一种金属基体的表面处理方法和金属基体以及金属树脂复合体及其制造方法_2

文档序号:9739177阅读:来源:国知局
的是在金属 基体上的腐蚀孔洞的宽度和深度的范围,即,所谓的宽度指的是最小的宽度与最大的宽度 之间的范围,所谓的深度指的是最小的深度与最大得深度之间的范围。
[0033] 根据本发明,所述金属基体为不锈钢基体,所述不锈钢基体表面含有氧元素,采 用购自日本电子株式会社的型号为JSM-7600F的场发射扫描电镜及附件能谱仪对本发明 制造的不锈钢与树脂的复合体的表面进行能谱分析,测试各主要的成分如Fe、Si、Ni、0的 含量,其中,测得所述不锈钢基体的表层氧元素的质量百分含量明显增加,可以为1-10重 量%。
[0034] 本发明还提供了一种金属树脂复合体,该金属树脂复合体包括金属基体和与该金 属基体表面相结合的树脂层,其中,所述金属基体为采用本发明上述方法制备的金属基体。
[0035] 根据本发明,所述金属基体的表面上含有腐蚀孔洞,形成所述树脂层的树脂组合 物填充于所述腐蚀孔洞中。
[0036] 根据本发明,形成所述树脂层的树脂组合物为热塑性树脂组合物,所述热塑性树 脂组合物可以含有50-95重量%的热塑性树脂和5-50重量%的纤维材料。
[0037] 根据本发明,所述热塑性树脂可以为聚苯硫醚树脂(PPS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯 树脂、聚酰胺和聚碳酸酯中的一种或多种;所述纤维材料为陶瓷纤维、玻璃纤维、硅酸铝纤 维和聚酯纤维中的一种或多种。
[0038] 本发明还提供了一种金属树脂复合体的制造方法,其中,该方法包括将上述方法 制备的金属基体放入模具中,用热塑性树脂组合物进行注塑,形成一体化的金属树脂复合 体。
[0039] 根据本发明,所述注塑成型没有具体限定,可以采用本领域技术人员所公知 的技术进行注塑即可;优选情况下,注塑参数为:注塑温度为300-320°C,注塑压力为 2000-2200bar,保压压力为 1600-1800bar,保压时间为 1.5-2s。
[0040] 根据本发明,所述热塑性树脂组合物的用量没有具体限定,可以根据模具的大小 以及金属基体的大小,只要能够将金属基体与热塑性树脂组合物形成一体化金属树脂复合 体即可。优选情况下,所述热塑性树脂组合物的用量与所述金属基体的用量的体积比可以 为 1 :1。
[0041] 根据本发明,在步骤(1)中,在对金属基体进行预处理之前,还可以对金属基体进 行前处理;该前处理过程包括将金属基体切成15mmX80mm的长方形片状,再分别将该金属 基体放入抛光机内打磨抛光,然后,再依次进行除油、水洗、喷砂、水洗以及烘干等过程。在 本发明中,所述抛光机没有具体限定,可以为本领域技术人员常知的抛光机,以及对本发明 的制造方法制造的金属树脂复合体进行抛光、除油、水洗、喷砂以及烘干都没有具体限定, 可以为本领域技术人员所熟知的技术。
[0042] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0043] 在以下实施例和对比例中,根据场发射扫描电镜及附件能谱仪(购自日本电子株 式会社,型号为JSM-7600F)对本发明制造的不锈钢与树脂的复合体的表面进行能谱分析, 测试各主要的成分含量;根据万能材料试验机(购自英斯特,型号为3369)表征本发明制造 的不锈钢与树脂的复合体的剪切力;所述聚苯硫醚树脂购自齐得工程塑料有限公司;所述 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂购自齐得工程塑料有限公司;所述玻璃纤维购自澳科玻璃纤维 厂;所述陶瓷纤维购自澳科玻璃纤维厂;本发明所用的牌号为SUS304不锈钢板购自深圳市 日美高工业科技有限公司,所述抛光机购自恒泰生产的型号为883的抛光机。
[0044] 制备例1
[0045] 取厚度为1mm的SUS304不锈钢板,切成15mmX80mm的长方形片,将其放入抛光机 内打磨抛光,然后,再依次进行除油、水洗、喷砂、水洗、80°C下烘干,制造得到不锈钢基体。
[0046] 实施例1
[0047] 本实施例用来说明本发明的金属基体的表面处理方法,由该方法制备的金属基 体,以及金属树脂复合体及其制造方法。
[0048] 将制备例1制备的不锈钢基体放入重量百分比为10重量%的硫酸和10重量% 的磷酸的混合溶液中,在40°C下浸泡120min进行预处理,在不锈钢基体上形成不规则的 腐蚀孔洞;然后,将该不锈钢基体取出,水洗,再放入30重量%的氢氧化钠溶液中,以碳 板为阴极,该不锈钢基体为阳极,在3V下通电3min进行电化学腐蚀,以除去经预处理后 的金属基体表面上的黑灰层,取出经电化学腐蚀后得到的不锈钢基体且洗净烘干,得到表 面具有不规则腐蚀孔洞(经表面处理后在金属基体上形成的腐蚀孔洞的宽度的范围为 100-50000nm,深度的范围为100-50000nm)且附着有含氧基团的金属(不锈钢)基体A1 ;
[0049] 采用扫描电镜对该不锈钢基体A1表面进行能谱分析,测试各主要成分含量,测试 结果见表1。
[0050] 最后,将上述所得不锈钢基体A1放入模具中,用含有20重量%玻璃纤维和80重 量%的聚苯硫醚树脂(PPS)的热塑性树脂组合物进行注塑,其中,所述热塑性树脂组合物 的用量与所述不锈钢基体的用量的体积比为1 :1,注塑温度为310°c,注塑压力为2100bar, 保压压力为1700bar,保压时间为2s,得到一体化的不锈钢与树脂的复合体S1 ;
[0051] 将该不锈钢与树脂的复合体S1静置24小时后,将其固定于万能材料试验机上进 行拉伸测试,测试结果中平均剪切力可以看做是该不锈钢基体与树脂之间的结合力的大 小,测试结果如表2所示。
[0052] 实施例2
[0053] 本实施例用来说明本发明的金属基体的表面处理方法,由该方法制备的金属基 体,以及金属树脂复合体及其制造方法。
[0054] 将制备例1制备的不锈钢基体放入重量百分比为10重量%的硫酸和10重量% 的磷酸的混合溶液中,在40°C下浸泡120min进行预处理,在不锈钢基体上形成不规则的 腐蚀孔洞;然后,将该不锈钢基体取出,水洗,再放入混合酸液中浸泡60min,其中,该混合 酸液为磷酸与硝酸的混合酸液,且所述混合酸液的浓度为25重量%,以除去经预处理后 的金属基体表面上的黑灰层,取出经化学浸泡后得到的不锈钢基体且洗净烘干,得到表 面具有不规则腐蚀孔洞(经表面处理后在金属基体上形成的腐蚀孔洞的宽度的范围为 100-50000nm,深度的范围为100-50000nm)且附着有含氧基团的金属(不锈钢)基体A2 ;
[0055] 最后,将上述所得不锈钢基体A2放入模具中,用含有20重量%玻璃纤维和80重 量%的聚苯硫醚树脂(PPS)的热塑性树脂组合物进行注塑,其中,所述热塑性树脂组合物 的用量与所述不锈钢基体的用量的体积比为1 :1,注塑温度为310°c,注塑压力为2100bar, 保压压力为1700bar,保压时间为2s,得到一体化的不锈钢与树脂的复合体S2 ;
[0056] 将该不锈钢与树脂的复合体S2静置24小时后,将其固定于万能材料试验机上进 行拉伸测试,测试结果中平均剪切力可以看做是该不锈钢基体与树脂之间的结合力的大 小,测试结果如表2所示。
[0057] 实施例3
[0058] 本实施例用来说明本发明的
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