经表面处理的金属基材和金属-树脂复合体及制备方法和应用以及电子产品外壳及制备方法_2

文档序号:9760640阅读:来源:国知局
可W采用常用的各种方法对金属基材进行硬质阳极氧化从而得到表面具有硬质 氧化膜层的金属基材。具体地,可W在硬质阳极氧化条件下,将金属基材置于电解液中,W 所述金属基材为阳极,W不与电解液反应的导电材料为阴极,使阴极和阳极分别与电源的 正极和负极电连接,通电后,进行电解,从而在所述金属基体上形成硬质阳极氧化膜。所述 电解液中的电解质可W为选自硫酸、草酸、甲酸和巧樣酸中的一种或两种W上。
[0040] 所述硬质阳极氧化的条件可W根据预期的硬质阳极氧化膜层的厚度进行选择。优 选地,所述硬质阳极氧化的条件使得形成的硬质阳极氧化膜层的厚度为0. 1-500 μ m,优选 为1-200 μ m,更优选为10-100 μ m,进一步优选为15-50 μ m。具体地,电压可W为10-100V, 优选为40-80V ;电解液的温度可W为0-6(TC,优选为〇-l(TC。电解的时间可W根据具体的 电解条件进行选择,W使形成的硬质阳极氧化膜层的厚度能够满足要求为准,一般地,所述 电解的时间可W为1-60分钟,优选为10-30分钟。
[0041] 所述金属基材在进行硬质阳极氧化之前优选采用本领域常用的各种方法进行前 处理。一般地,所述前处理包括机械打磨或研磨,W去除金属基材表面明显的异物,然后对 金属基材依次进行脱脂和清洗,W清除金属基材表面的油脂。
[0042] 根据本发明的方法,还包括将所述金属基材进行第一蚀刻,W在所述硬质阳极氧 化膜层中形成第一腐蚀孔。
[0043] 所述第一蚀刻的条件使得所述第一腐蚀孔的孔径优选在10-200nm的范围内,更 优选在50-200nm的范围内,进一步优选在80-200nm的范围内,最优选在100-200nm的范围 内;所述第一腐蚀孔的深度与所述硬质阳极氧化膜层的厚度的比值优选在0. 1-1 ;1的范围 内,更优选在0.2-1 ;1的范围内,进一步优选在0.5-1 ;1的范围内,并且至少部分第一腐蚀 孔的深度与所述硬质阳极氧化膜层的厚度的比值为1 ;1,如优选50%W上、更优选60%W 上、进一步优选至少70% W上第一腐蚀孔的深度与所述硬质阳极氧化膜层的厚度的比值为 1:1。
[0044] 可W采用常规的各种方法将金属基材进行第一蚀刻,从而在硬质阳极氧化膜层中 形成第一腐蚀孔。
[0045] 在一种实施方式中,所述第一蚀刻包括:将所述金属基材浸泡于碱性蚀刻液中,从 而在硬质阳极氧化膜层中形成第一腐蚀孔。
[0046] 所述碱性蚀刻液可W为常见的能够腐蚀硬质阳极氧化膜层的蚀刻液。优选地,所 述蚀刻液为W下两种蚀刻液之一或两种的组合。采用W下两种蚀刻液之一或两种的组合对 金属基材进行蚀刻,能够获得较好的蚀刻效果。W下对送两种蚀刻液分别进行说明。
[0047] 1、所述碱性蚀刻液为含有选自水溶性氨氧化物、水溶性碱性盐、氨、水溶性胺、阱 W及一个或多个氨原子被姪基取代的阱衍生物中的一种或两种W上物质的水溶液。
[0048] 所述水溶性氨氧化物可W为碱金属氨氧化物,优选为氨氧化钢和/或氨氧化钟, 更优选为氨氧化钢。
[0049] 所述水溶性碱性盐是指其水溶液的抑值为大于7的水溶性碱性盐。具体地,所 述水溶性碱性盐可W为水溶性碳酸盐、水溶性碳酸氨盐、水溶性磯酸盐、水溶性磯酸一氨 盐、水溶性磯酸二氨盐和水溶性测酸盐中的一种或两种W上。所述水溶性碱性盐可W为碱 金属盐,优选为钢盐或钟盐,更优选为钢盐。优选地,所述水溶性碱性盐为NazCOs、NaHC〇3、 NaHzPCV化2册〇4、化3口〇4和Na 2B4O7中的一种或两种W上。
[0050] 所述水溶性胺可W为常见的各种能够溶解于水的胺。优选地,所述水溶性胺为己 二胺、二己基胺、己醇胺、Η甲基胺、甲基胺和二甲基胺中的一种或两种W上。
[0051] 所述阱衍生物是指阱(即,Η2Ν-ΝΗ2)分子结构中的一个或多个氨原子被姪基取代 形成的化合物,所述姪基优选为C1-C4的烷基,具体可W为一甲基阱和/或1,1-二甲基阱。
[0052] 所述碱性蚀刻液优选为含有水溶性氨氧化物和/或水溶性碱性盐的水溶液。更优 选地,所述碱性蚀刻液为含有水溶性碱性盐的水溶液,水溶性碱性盐优选为NazCOs和/或 NaHC〇3,更优选为 NazCOs或 NaHCO 3。
[0053] 所述碱性蚀刻液的抑值优选在10-13的范围内,送样不仅能获得适宜的蚀刻速 度,而且蚀刻过程温和易控。
[0054] 2、所述碱性蚀刻液为碱性缓冲溶液,送样最终形成的腐蚀孔的分布更为均匀且孔 径大小更为集中。
[0055] 所述碱性蚀刻液可W为含有水溶性氨氧化物W及水溶性碱性盐的水溶液。所述水 溶性氨氧化物和所述水溶性碱性盐的阳离子可W为相同,也可W为不同,优选为相同。
[0056] 所述水溶性氨氧化物可W为碱金属氨氧化物,优选为氨氧化钢和/或氨氧化钟, 更优选为氨氧化钢。
[0057] 所述水溶性碱性盐可W为水溶性碳酸盐、水溶性碳酸氨盐、水溶性磯酸盐、水溶性 磯酸一氨盐、水溶性磯酸二氨盐和水溶性测酸盐中的一种或两种W上。所述水溶性碱性盐 可W为碱金属盐,优选为钢盐或钟盐,更优选为钢盐。优选地,所述水溶性碱性盐为NazCOs、 NaHC〇3、NaH2P〇4、化2册〇4、化3?〇4和化2B4O冲的一种或两种W上。优选地,所述水溶性碱性 盐为水溶性磯酸一氨盐和/或水溶性磯酸二氨盐。更优选地,所述水溶性碱性盐为水溶性 磯酸二氨盐,如磯酸二氨钢、磯酸二氨钟、磯酸二氨倭和磯酸二氨铅中的一种或两种W上。
[0058] 所述碱性蚀刻液也可W为含有水溶性正盐W及水溶性酸式盐的水溶液。所述正盐 是指阳离子只含有金属离子和/或倭根离子的盐,所述酸式盐是指阳离子除含有金属离子 和/或倭根离子外,还含有氨离子的盐。所述水溶性正盐与所述水溶性酸式盐的阳离子和 酸根离子各自可W为相同,也可W为不同,优选为相同。
[0059] 所述碱性蚀刻液优选为含有水溶性碳酸盐和水溶性碳酸氨盐的水溶液,或者含有 水溶性磯酸盐和水溶性磯酸一氨盐的水溶液。具体地,所述碱性蚀刻液可W为含有化2C化 和Na肥〇3的水溶液,或者含有化3PO4和化2册〇4的水溶液。
[0060] 所述碱性蚀刻液还可W为含有氨W及水溶性倭盐的水溶液。所述水溶性倭盐优选 为NH4CI、(畑4) 2SO4、畑4肥〇3和NH 4NO3中的一种或两种W上。具体地,所述碱性蚀刻液可W 为含有畑3和NH 4CI的水溶液、含有畑3和(畑4) 2SO4的水溶液、含有NH 3和NH 4肥〇3的水溶液 或者含有畑3和NH 4NO3的水溶液。
[0061 ] 所述碱性蚀刻液优选为含有水溶性氨氧化物W及水溶性碱性盐的水溶液,或者为 含有水溶性正盐W及水溶性酸式盐的水溶液,更优选为含有水溶性正盐W及水溶性酸式盐 的水溶液。
[0062] 所述碱性蚀刻液优选为抑值为10-13的碱性缓冲溶液,送样能够获得适宜的蚀刻 速度,而且蚀刻过程温和易控。
[0063] 所述第一蚀刻中,碱性蚀刻液的温度可W为10-60。优选为20-40。第一蚀刻的 时间可W为1-60分钟,优选为5-20分钟。
[0064] 经第一蚀刻在硬质阳极氧化膜层中形成了第一腐蚀孔的金属基材可W直接作为 经表面处理的金属基材,与树脂一体化成型,W制备金属-树脂复合体。
[0065] 在一种更为优选的实施方式中,将经第一蚀刻的金属基材进行第二蚀刻,W在与 所述硬质阳极氧化膜层相接的金属基体表面形成第二腐蚀孔。将经第二蚀刻得到的经表面 处理的金属基材用于与树脂结合制备金属-树脂复合体时,树脂层与金属基材之间显示出 更高的结合强度。
[0066] 所述第二蚀刻的条件优选使得所述第二腐蚀孔的孔径优选在200-2000nm的范围 内,更优选在400-2000nm的范围内,进一步优选在800-1500nm的范围内,如在1000-1500nm 的范围内。从进一步提高由该经表面处理的金属基材与树脂一体化成型后形成的金属-树 脂复合体中,金属基材与树脂层之间的结合强度的角度出发,所述第二蚀刻的条件使得 所述第二腐蚀孔的深度在0. 1-500 μ m的范围内,优选在10-400 μ m的范围内,更优选在 50-200 μ m的范围内。
[0067] 可W采用各种方法来形成所述第二腐蚀孔。在一种优选的实施方式中,所述第二 蚀刻包括:将经第一蚀刻的金属基材浸泡于酸性蚀刻液中。
[0068] 所述酸性蚀刻液为含有酸的水溶液,所述酸为氨因酸和/或H3PO4,优选为HC1或 &P〇4。
[0069] 优选地,所述酸性蚀刻液还含有一种或两种W上水溶性盐,送样能够进一步提高 蚀刻的稳定性。所述水溶性盐的酸根优选为与酸性蚀刻液中含有的酸的酸根相同。例如, 在所述酸性蚀刻液为含有氨因酸的水溶液时,所述酸性蚀刻液优选还含有一种或多种水溶 性氨因酸盐;在所述酸性蚀刻液为含有磯酸的水溶液时,所述酸性蚀刻液优选还含有一种 或多种水溶性磯酸盐。具体地,所述酸性蚀刻液为盐酸时,所述水溶性盐优选为化C1、KC1 和A1C13中的一种或两种W上。所述酸性蚀刻液为磯酸时,所述水溶性盐为水溶性磯酸盐、 水溶性磯酸一氨盐和水溶性磯酸二氨盐中的一种或两种W上,如NaH2P〇4、化2册〇4、化3口〇4、 皿2PO4、馬册〇4和K 3PO冲的一种或两种W上。
[0070] 所述水溶性盐在所述酸性蚀刻液中的含量随酸性蚀刻液中酸的量而定。一般地, 所述水溶性盐与所述酸的摩尔比可W为0. 1-1 ;1,优选为0. 2-0. 8 ;1,更优选为0. 4-0. 6 : 1〇
[0071] 所述酸性蚀刻液的抑值优选为1-3,送样形成的经表面处理的金属基材中腐蚀孔 的分布更为均匀,孔径分布也更为集中,由该金属基材制备的金属-树脂复合体中树脂与 金属基材的结合强度更高。
[0072] 具体地,所述酸性蚀刻液的温度可W为20-3(TC,金属基材在所述酸性蚀刻液中的 浸泡时间可W为1-60分钟,优选为10-30分钟。
[0073] 根据本发明的方法,在一个优选的实例中,在所述第一蚀刻中,将所述金属基材浸 泡于碱性蚀刻液中;在所述第二蚀刻中,将经第一蚀刻的金属基材浸泡于酸性蚀刻液中。采 用送种方式进行蚀刻,在蚀刻过程中蚀刻放热小,蚀刻过程温和易控,形成的第一腐蚀孔和 第二腐蚀孔的分布更为均匀,孔尺寸(包括孔径和深度)更为集中;并且,在将由该方法得 到的经表面处
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