一种铝合金树脂复合体的制作方法
【专利说明】一种错合金树脂复合体
[0001] 相关申请
[0002] 本申请是申请号为201210043634. 6的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种铝合金树脂复合体及其制备方法，更具体来说，尤其涉及一种具 有双层孔道的铝合金与热塑性树脂一体化而形成的铝合金树脂复合体及其制备方法。
【背景技术】
[0004] 在汽车、家用电器制品、工业机器等的零件制造领域中，要求金属与树脂的一体成 型技术，目前业界采用粘合剂在常温或加热下将金属与合成树脂一体化的结合。采用上述 方法虽然可制备出金属与塑料一体成型的复合体，但按照这些方法得到的复合体金属与塑 胶之间结合力较差，且胶粘剂耐酸耐碱性能差，复合体无法进行后续的阳极氧化等表面处 理。因而，一直以来，人们一直在研宄是否有更合理的将高强度的工程树脂与铝合金之类的 合金一体化的方法。
[0005] 本领域的技术人员通过研宄提出了纳米加工处理技术，纳米加工处理技术（NMT) 就是金属与塑胶一体化结合技术，其通过将金属表面纳米化处理，让塑胶直接在金属表面 上射出成型，使金属与塑胶可以一体化成型。对于金属与塑胶的有效结合，纳米成型技术是 一种最好的方式方法，并能取代目前常用的嵌入射出或锌铝、镁铝压铸件，可以提供一种具 有价格竞争、高性能的金塑一体化产品。与胶合技术相比，NMT技术具有明显的优势，例如： 减少产品的整体重量、强度优异、加工效率高等。NMT技术应用范围涵盖车辆、IT设备及3C 产品，可以让产品朝更轻薄、更微型的方向发展。
[0006] 现有的有如公开了铝合金与树脂组合物的一体化成型技术，采用胺类物质，例如： 氨基甲酸脂、一水合肼、乙二胺等的水溶液对铝合金进行表面处理得到纳米级的微孔，腐蚀 出纳米级的孔洞，并把胺类基团保留在铝合金纳米孔洞中，最后注塑通过胺类基团与注塑 材料的反应，将树脂与铝合金结合到一起，从而得到有一定拉伸剪切强度的铝塑一体化产 品，而采用此类胺类物质腐蚀的技术，腐蚀时间较长且铝合金表面形成的孔洞太小，树脂难 以直接注塑进入纳米级的孔洞，降低了铝合金和树脂的结合强度，即抗拉伸性能较差，同时 树脂和铝合金的结合主要依靠胺类基团，使用的树脂的种类十分有限，目前该技术能采用 的树脂只有PPS(聚苯硫醚）、PA(聚酰胺）、PPA(聚邻苯二甲酰胺树脂）、PBT(聚对苯二甲 酸丁二醇酯）等四类树脂，实际应用范围也窄，而且采用的胺类物质均为有毒、有挥发性的 物质，不利于安全生产、环保性能差。
[0007] 也有通过含有无机卤素化合物的酸性蚀刻液直接在铝合金表面腐蚀，然后注塑得 铝塑一体化产品，而采用此类蚀刻液腐蚀铝合金表面的技术，存在蚀刻液浓度低时间长，蚀 刻液浓度高反应放热大，温度不好控制，不利于大规模生产，且采用此种方法，金属与树脂 之间的结合力差。
[0008] 现有也有在铝合金表面通过阳极氧化制备具有直径0. 05-0. 08微米的穴的氧化 铝膜层，再与树脂结合得铝塑一体化产品，但该方法得到的铝合金表面形成的孔洞太小且 树脂难以直接注塑进入纳米级的孔洞，降低了铝合金和树脂的结合强度，即抗拉伸性能较 差。
【发明内容】
[0009] 本发明为了解决现有技术中的制备铝合金树脂复合体时铝合金与树脂的结合力 弱的技术问题。提供一种能与树脂有很好的结合力，且工艺简单易大规模生产的铝合金树 脂复合体及其制备方法。
[0010] 本发明的第一个目的是提供一种铝合金树脂复合体，该铝合金树脂复合体包括铝 合金基材及树脂层，所述铝合金基材包括铝合金本体及其表面的阳极氧化膜层，所述阳极 氧化膜层由外表层部分和内层部分组成，所述外表层部分上含有腐蚀孔，所述腐蚀孔的孔 径为200nm-2000nm，所述内层部分含有因阳极氧化而产生的纳米微孔，所述腐蚀孔与所述 纳米微孔连通；形成所述树脂层的树脂组合物填充于所述纳米微孔和腐蚀孔中。。
[0011] 本发明的第二个目的是提供上述铝合金树脂复合体的制备方法，包含以下步骤：
[0012] S1，将经过前处理的铝合金的表面或者铝合金的需要结合树脂件的部分表面通过 阳极氧化得到表面含有具有纳米微孔的阳极氧化膜层的铝合金；
[0013] S2,将步骤S1所得含有具有纳米微孔的阳极氧化膜层的铝合金浸泡到刻蚀液中 在阳极氧化膜层外表层形成孔径为200nm-2000nm的腐蚀孔，得到经过表面处理的铝合金 基材；
[0014] S3,将步骤S2所得经过表面处理的铝合金基材置于模具中，然后将树脂组合物注 塑入模具中与所述经过表面处理的铝合金基材相结合，成型后得到铝合金树脂复合体。本 发明的发明人意外地发现通过本发明的技术能在铝合金表面形成独特的双层立体孔洞结 构，铝合金表面形成氧化铝膜层，其本身具有性能优异的l〇-l〇〇nm的纳米微孔，孔的结构 独特，与树脂本身具有很好的结合性，同时在氧化铝膜层的外表面即与树脂结合的表面含 有200nm-2000nm孔径比纳米微孔大的腐蚀孔，通过表面再次造孔，不仅形成的孔结构独 特，提高树脂和铝合金的结合力，而且注塑的树脂可通过外表面的大孔结构，更好的渗透到 内层的小孔中，成型更容易，本发明的铝合金不需额外的基团即可与树脂牢固结合，强度更 高，且对金属基体尺寸影响小，放热小，对铝合金外观基本无影响。同时树脂直接注塑进入 微米级的表面大孔中，较容易，对合成树脂也没有特别要求，适用范围更广，且对环境无污 染，更适合大规模生产。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明实施例制备的阳极氧化膜层中存在的双层立体孔结构示意图。
[0016] 图2是本发明实施例1经过表面处理1的铝合金片表面的扫描电子显微镜图。
[0017] 图3a，3b是本发明实施例1经过表面处理2的铝合金片表面的扫描电子显微镜 图。
【具体实施方式】
[0018] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本发明，并不用于限定本发明。
[0019] 本发明提供了一种表面处理的铝合金，包括铝合金本体及其表面的阳极氧化膜 层，其中，阳极氧化膜层由外表层部分和内层部分组成，外表层部分上含有腐蚀孔，腐蚀孔 的孔径为200nm-2000nm，内层部分含有纳米微孔，纳米微孔的孔径为10-100nm，能与树脂 有很好的结合力，且工艺简单易大规模生产，无污染。
[0020] 进一步优选纳米微孔的孔径为20-80nm，更进一步为20-60nm;优选腐蚀孔的孔径 为200-1000nm，更进一步优选为400-1000nm。进一步优化双层孔的结构，更有利于注塑时 树脂的直接注入和树脂与合金的结合。
[0021] 优选腐蚀孔的深度为〇? 5-9. 5um，进一步优选为0? 5-5um，进一步优化腐蚀孔的结 构，使注塑树脂更有利于渗透。
[0022] 优选腐蚀孔与纳米微孔连通，进一步优选双层立体孔洞结构，有利于进一步提供 树脂的渗透性，提高树脂和合金的结合力，且更有利于成型。
[0023] 优选阳极氧化膜层的厚度为1-