一种铝合金树脂复合体的制作方法_2

文档序号:8392809阅读:来源:国知局
lOum,进一步优选为l-5um。阳极氧化膜层与铝合 金本体也能具有更高的结合力,同时也能优化腐蚀复杂孔洞结构的空间,便于造出结构更 优的腐蚀孔。
[0024] 优选,纳米微孔的深度为0? 5-9. 5um,进一步优选为0? 5-5um,优化纳米微孔的结 构,提高熔融的树脂对纳米微孔的填充度,能保证一般的注塑工艺中熔融的树脂能渗透满 此深度的纳米微孔,不仅不降低树脂与阳极氧化膜层的结合面积,且纳米微孔中也不存在 间隙等,进一步提尚树脂与错合金的结合力。
[0025] 本发明同时提供了上述铝合金表面处理的方法,包含以下步骤:
[0026]S1,将经过前处理的铝合金通过阳极氧化得到表面含有具有孔径10-100nm纳米 微孔的阳极氧化膜层的铝合金;阳极氧化为本领域技术人员公知的阳极氧化技术,本发明 可以包括将经过前处理的铝合金作为阳极放入l〇wt% -30wt%浓度H2S04中,温度10-30°C 于10V-100V电压下电解l-40min得表面含有l-10um厚的阳极氧化膜层的铝合金,阳极氧 化的设备采用公知的阳极氧化设备,例如阳极氧化槽。
[0027]S2,将步骤S1所得含有具有孔径10-100nm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。本步骤在于采用刻蚀液对阳极氧化膜层表面进行腐蚀,使得阳极氧化膜层的 外表层形成微米级的大的腐蚀孔,通过这种腐蚀再造孔,在后续的成型过程中,树脂组合物 在注塑过程中会更容易直接进入铝合金的表面孔中,从而在形成树脂层后与铝合金形成良 好的结合。刻蚀液可以为将氧化铝膜层腐蚀的溶液,一般用能溶解氧化铝的溶液调节浓 度即可,例如可以为酸/碱刻蚀液,可以选自pH= 10-13的溶液。优选情况下可以为pH =10-13的单一碱性溶液或复合缓冲溶液,pH= 10-13的单一碱性溶液可以为Na2C03、 NaHC03、Na0H、K2C03、KHC03、K0H等的水溶液,进一步优选为Na2C03和/或NaHC03水溶液, 能够使腐蚀孔在铝合金表面均匀分布,并且孔径均匀,能够使树脂层与铝合金基材的结合 性能更佳,具有更佳的抗拉伸强度,使得铝合金复合体的一体化结合更好。上述Na2C03和 /或NaHC03水溶液的固含量可以为0.lwt% -15wt%。复合缓冲溶液可以为可溶性磷酸氢 盐和可溶性碱的混合溶液,例如磷酸二氢钠和氢氧化钠的水溶液,磷酸二氢钠和氢氧化钠 的水溶液的固含量可以为0.lwt% -15wt%,也可以为K3P04和K2HP04的水溶液,复合缓冲 溶液还可以为氨水溶液、肼水溶液、肼衍生物水溶液、水溶性胺系化合物水溶液、NH3-NH4C1 水溶液等。将所得含有具有孔径l〇-l〇〇nm纳米微孔的阳极氧化膜层的铝合金浸泡到刻蚀 液中包括将铝合金反复多次浸入刻蚀液中,每次浸渍的时间为l-60min,每次浸渍后用去离 子水洗净,浸入的次数可以为2到10次。洗净可以是放入水洗槽中清洗1到5min,或者放 入水洗槽中放置1到5min。
[0028] 前处理为本领域技术人员常用的对铝合金表面进行的前处理工序,一般包括进行 机械打磨或研磨去除表面明显的异物,然后对金属表面粘附的加工油等进行脱脂、清洗。优 选,前处理包括对铝合金表面进行打磨,例如可以为:先采用100-400目的砂纸或者将其 放入抛光机内对铝合金表面打磨使产生微米级的小孔。然后依次进行除油、第一水洗、碱 蚀、第二水洗、中和、第三水洗等步骤,用本领域技术人员常用的各种溶剂在超声波中清洗 该铝合金,清洗时间〇. 5_2h,去除铝合金表面的油污;然后将铝合金置于酸/碱性水溶液 中,超声波条件下洗涤铝合金表面。所述溶剂可以为乙醇或丙酮。所述酸/碱性水溶液 为本领域技术人员常用的各种酸/碱性水溶液,例如:可以为盐酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧 化钾等。在本发明中,优选用无水乙醇将铝合金除油后水洗擦拭干净后再浸入30-70g/L、 温度40-80°C的氢氧化钠水溶液中进行碱蚀,1~5min后取出用去离子水冲洗干净,后用 10-30%的HN03进行中和,除去表面残留的碱性溶液,再用去离子水冲洗干净,经过优选的 前处理可以在铝合金基材的表面形成微米级的小孔,所述小孔的直径为1-10微米。
[0029] 需前处理的铝合金本发明没有特别限制,可以使用工业标准1000-7000系列物、 或模铸级的各种铝合金;本发明中所述的铝合金为本领域技术人员常用的各种形状、结构 的铝合金,本发明没有特别限制。铝合金的各种形状、结构,可通过机械加工完成。
[0030] 本发明同时提供了一种铝合金树脂复合体,包括:铝合金基材及树脂层,其中,铝 合金基材为上述表面处理的铝合金,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。
[0031] 其中,树脂组合物为可以与铝合金结合的各种树脂组合物,本发明没有特别限制, 可以根据实际需要进行选择,例如可以为热塑性树脂组合物。优选树脂组合物为热塑性树 月旨。优选热塑性树脂为含有主体树脂和聚烯烃树脂的共混物。优选主体树脂为非结晶性的 主体树脂,选用非结晶性的主体树脂作为注塑料,其表面光泽、韧性都优于现有技术中的高 结晶性树脂,同时配合使用熔点为65°C-105°c的聚烯烃树脂,在成型时不需要在特定模温 下注塑,成型工艺简化,同时能保证得到的金属树脂复合体具有更好的机械强度和表面处 理特性,从而解决塑料件的表面装饰问题,满足客户的多样化需求。通过在所采用的非结晶 主体树脂中,配合使用熔点为65°C-105°C的聚烯烃树脂,能增加树脂流入金属表面纳米级 微孔的能力,从而保证所形成的金属与塑料具有良好的附着力、机械强度。优选情况下,以 100重量份的热塑性树脂为基准,其中主体树脂的含量为70-95重量份,聚烯烃树脂的含量 为5_30重量份。
[0032] 作为本发明的进一步改进,本发明的发明人还发现,在热塑性树脂中采用流动性 改进剂,还能提高树脂的流动能力,进一步提高金属与树脂的附着力和树脂的注塑性能。优 选情况下,以1〇〇重量份的热塑性树脂为基准,所述热塑性树脂中还含有1-5重量份的流动 性改进剂。优选情况下,所述流动性改进剂为环状聚酯。
[0033] 如前所述,本发明中,所述主体树脂为非结晶性树脂。具体地,优选,主体树脂为聚 苯醚(PP0)与聚苯硫醚(PPS)的混合物,优选情况下,PP0与PPS的重量比为3 :1_1 :3,更优 选为2:1-1 :1。或者优选主体树脂为聚苯醚(PP0)与聚酰胺(PA)的混合物,优选情况下, PP0与PA的重量比为3 :1-1 :3,更优选为2 :1-1 :1。或者优选主体树脂为聚碳酸酯(PC), 其可以选自各种直链聚碳酸酯和/或支链聚碳酸酯,本发明没有特殊规定。
[0034] 本发明中,所采用的聚烯烃树脂的熔点为65°C_105°C。优选情况下,所述聚烯烃 树脂可以采用接枝聚乙烯。更优选情况下,所述聚烯烃树脂可以采用熔点为100°c或105°C 的接枝聚乙烯。
[0035] 本发明的树脂组合物还可以含有其他改性添加剂等,本发明没有特别限制,可根 据需要设置,例如树脂组合物中还可以含有填料。所述填料为本领域技术人员常用的各种 填料,例如可以为各种纤维填料或粉末性填料。所述纤维填料可以选自玻
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