首页 / 专利库 / 化学元素和化合物 / / 金属树脂复合体及其制备方法和电子产品外壳

金属树脂复合体及其制备方法和电子产品外壳

阅读:289发布:2024-01-22

专利汇可以提供金属树脂复合体及其制备方法和电子产品外壳专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及金属 树脂 材料,公开了一种金属树脂 复合体 及其制备方法,以及通过所述金属树脂复合体制备得到 电子 产品 外壳 。本发明的金属树脂复合体包括:金属基底;形成在所述金属基底表面的金属层,所述金属层表面形成有多个微裂纹;以及形成在所述金属层上的树脂层。本发明的金属树脂复合体结合强度好,材料适用性广,且对产品形状的适用性强。,下面是金属树脂复合体及其制备方法和电子产品外壳专利的具体信息内容。

1.一种金属树脂复合体,其特征在于,该金属树脂复合体包括:
金属基底;
形成在所述金属基底表面的金属层,所述金属层表面形成有多个微裂纹;以及形成在所述金属层上的树脂层。
2.根据权利要求1所述的金属树脂复合体,其中,所述微裂纹的宽度为2000nm以下,所述微裂纹的深度为200-6000nm;
优选地,所述微裂纹的宽度为10-1000nm,所述微裂纹的深度为500-5000nm;
优选地,所述微裂纹的宽度为65-600nm,所述微裂纹的深度为700-4000nm;
优选地,所述微裂纹的宽度为65-490nm,所述微裂纹的深度为700-3800nm;
优选地,所述微裂纹的宽度为65-370nm,所述微裂纹的深度为700-3000nm;
优选地,所述微裂纹的宽度为110-370nm,所述微裂纹的深度为1200-3000nm,优选地,所述微裂纹的宽度为230-370nm,所述微裂纹的深度为2000-3000nm。
3.根据权利要求1所述的金属树脂复合体,其中,多个微裂纹中至少部分彼此相连并形成网络状。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的金属树脂复合体,其中,所述树脂层伸入到至少部分所述微裂纹中。
5.根据权利要求1-3中任意一项所述的金属树脂复合体,其中,所述金属基底为不锈合金、镁合金或合金。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的金属树脂复合体,其中,所述金属层为金属层;
优选地,所述金属层为镀镍层、镀铜层或镀层;
优选地,所述金属层为化学镀镍层、化学镀铜层或化学镀锡层。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的金属树脂复合体,其中,所述树脂层为树脂组合物而形成的层,所述树脂组合物中的树脂选自聚酯、聚酰胺、聚醚醚、聚烯、聚酸酯、聚芳醚、聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚砜和聚酯中的一种或多种。
8.一种金属树脂复合体的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
1)在金属基底上形成金属层的步骤;
2)使所述金属层形成多个微裂纹的步骤:
3)在所述金属层上形成树脂层的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,步骤1)中,在金属基底上形成金属镀层。
10.根据权利要求9所述的方法,其中,步骤1)中,在金属基底上形成镀镍层、镀铜层或镀锡层;
优选地,通过化学镀方法在金属基底上形成化学镀镍层、化学镀铜层或化学镀锡层;
优选地,所述化学镀镍层为含磷的化学镀镍层,磷含量为1-3重量%。
11.根据权利要求8-10中任意一项所述的方法,其中,步骤2)包括使步骤1)得到的金属基底上的金属层与含有酸的处理剂进行接触
优选地,步骤2)包括:使步骤1)得到的金属基底上的金属层与含有酸和化剂的处理剂进行接触;
优选地,所述酸为硫酸盐酸氟化氢硝酸磷酸中的一种或多种;
优选地,所述氧化剂为氯化、氯化铜、过硫酸盐、双氧、过二硫酸、过二磷酸和过乙酸中的一种或多种;
优选地,所述处理剂中的酸的含量为10-500g/L;
优选地,所述处理剂中的氧化剂的含量为10-800g/L;
优选地,所述接触的条件包括:接触的温度为20-70℃,接触的时间为0.1-5min。
12.根据权利要求8-10中任意一项所述的方法,其中,步骤3)包括在所述金属层上注塑树脂组合物形成所述树脂层;
优选地,所述树脂组合物中的树脂选自聚酯、聚酰胺、聚醚醚酮、聚烯烃、聚碳酸酯、聚芳醚、聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚砜和聚氨酯中的一种或多种。
13.一种电子产品外壳,其特征在于,该电子产品外壳由权利要求1-7中任意一项所述的金属树脂复合体制备得到。

说明书全文

金属树脂复合体及其制备方法和电子产品外壳

技术领域

[0001] 本发明涉及金属树脂材料领域,具体涉及一种金属树脂复合体及其制备方法,以及通过所述金属树脂复合体制备得到电子产品外壳。

背景技术

[0002] 在IT电子、通讯、汽车工业制造、航天航空等领域经常会用到金属件与树脂的结合,最常规的方法采用粘结剂连接,但是粘结剂的牢固性和可靠性有限。
[0003] 第二种方法就是近几年兴起的技术,主要是合金和树脂结合的应用,采用化学方法T处理在铝合金素材上形成微孔,将树脂以注塑的方法与处理后铝合金结合。这种方法结合强度牢靠,但是只能在铝合金上应用。
[0004] 第三种方法如专利CN104608317所示,步骤1在金属表面通过电沉积方法沉积一层微孔层,其中所述微孔层设置为金属镍微孔层或金属镍合金微孔层;步骤2将树脂以注塑的方式与步骤1中处理过的金属表面进行结合成型,从而得到金属与树脂结合体。这种方法的处理缺点就是通过电沉积的方法形成层,镀层的均匀性会因形状的不同而有所不同,可能会影响产品的结合强度。
[0005] 第四种方法如专利CN105587994所示,金属件表面通过镀覆处理形成有若干金属柱,塑胶件填充于每二相邻的金属柱之间,并覆盖于金属件的表面与金属件结合。这种方法结合由于是柱状的连接,接触比表面积有限,而且没有铆合的协助,结合强度会较差。

发明内容

[0006] 本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题,提供一种结合强度好、材料适用性广、对产品形状的适用性强的金属树脂复合体及其制备方法。
[0007] 为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种金属树脂复合体,其中,该金属树脂复合体包括:金属基底;形成在所述金属基底表面的金属层,所述金属层表面形成有多个微裂纹;以及形成在所述金属层上的树脂层。
[0008] 优选地,所述微裂纹的宽度为2000nm以下,所述微裂纹的深度为200-6000nm。
[0009] 优选地,所述微裂纹的宽度为10-1000nm,所述微裂纹的深度为500-5000nm。
[0010] 优选地,所述微裂纹的宽度为65-600nm,所述微裂纹的深度为700-4000nm。
[0011] 优选地,所述微裂纹的宽度为65-490nm,所述微裂纹的深度为700-3800nm。
[0012] 优选地,所述微裂纹的宽度为65-370nm,所述微裂纹的深度为700-3000nm。
[0013] 优选地,所述微裂纹的宽度为110-370nm,所述微裂纹的深度为1200-3000nm。
[0014] 优选地,所述微裂纹的宽度为230-370nm,所述微裂纹的深度为2000-3000nm。
[0015] 优选地,多个微裂纹中至少部分彼此相连并形成网络状。
[0016] 优选地,所述树脂层伸入到至少部分所述微裂纹中。
[0017] 优选地,所述金属基底为不锈、铝合金、镁合金或合金。
[0018] 优选地,所述金属层为金属镀层;
[0019] 优选地,所述金属层为镀镍层、镀铜层或镀层。
[0020] 优选地,所述金属层为化学镀镍层、化学镀铜层或化学镀锡层。
[0021] 优选地,所述树脂层为树脂组合物而形成的层,所述树脂组合物中的树脂选自聚酯、聚酰胺、聚醚醚、聚烯、聚酸酯、聚芳醚、聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚砜和聚酯中的一种或多种。
[0022] 根据本发明的第二方面,提供一种金属树脂复合体的制备方法,该方法包括以下步骤:
[0023] 1)在金属基底上形成金属层的步骤;
[0024] 2)使所述金属层形成多个微裂纹的步骤:
[0025] 3)在所述金属层上形成树脂层的步骤。
[0026] 优选地,在金属基底上形成金属镀层。
[0027] 优选地,步骤1)中,在金属基底上形成镀镍层、镀铜层或镀锡层。
[0028] 优选地,通过化学镀方法在金属基底上形成化学镀镍层、化学镀铜层或化学镀锡层。
[0029] 更优选地,所述化学镀镍层为含磷的化学镀镍层,磷含量为1-3重量%。
[0030] 优选地,步骤2)包括使步骤1)得到的金属基底上的金属层与含有酸的处理剂进行接触。
[0031] 优选地,步骤2)包括:使步骤1)得到的金属基底上的金属层与含有酸和化剂的处理剂进行接触。
[0032] 优选地,所述酸为硫酸盐酸氟化氢硝酸磷酸中的一种或多种;
[0033] 优选地,所述氧化剂为氯化、氯化铜、过硫酸盐、双氧、过二硫酸、过二磷酸和过乙酸中的一种或多种。
[0034] 优选地,所述处理剂中的酸的含量为10-500g/L。
[0035] 优选地,所述处理剂中的氧化剂的含量为10-800g/L。
[0036] 优选地,所述接触的条件包括:接触的温度为20-70℃,接触的时间为0.1-5min。
[0037] 优选地,步骤3)包括在所述金属层上注塑树脂组合物形成所述树脂层。
[0038] 优选地,所述树脂组合物中的树脂选自聚酯、聚酰胺、聚醚醚酮、聚烯烃、聚碳酸酯、聚芳醚、聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚砜和聚氨酯中的一种或多种。
[0039] 本发明还提供了一种电子产品外壳,该电子产品外壳由本发明的金属树脂复合体制备得到。
[0040] 根据本发明,能够提供一种结合强度好、材料适用性广、对产品形状的适用性强的金属树脂复合体及其制备方法。

具体实施方式

[0041] 在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0042] 根据本发明的第一方面,提供一种金属树脂复合体,该金属树脂复合体包括:金属基底;形成在所述金属基底表面的金属层,所述金属层表面形成有多个微裂纹;以及形成在所述金属层上的树脂层。
[0043] 根据本发明的金属树脂复合体,优选地,所述微裂纹的宽度为2000nm以下;从进一步提高金属和树脂之间的结合力方面来考虑,更优选地,所述微裂纹的宽度为10-1000nm,进一步选为65-600nm,更进一步优选为65-490nm,更进一步优选为65-370nm,更进一步优选为110-370nm,特别优选为230-370nm。
[0044] 上述微裂纹的宽度的具体例子例如可以举出:10nm、50nm、65nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、200nm、210nm、220nm、230nm、250nm、260nm、
270nm、280nm、290nm、300nm、310nm、320nm、330nm、340nm、350nm、360nm、370nm、390nm、
400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、2000nm或上述任意两点之间的值。
[0045] 另外,所述微裂纹的深度优选为200-6000nm;从进一步提高金属和树脂之间的结合力方面来考虑,更优选地,所述微裂纹的深度为500-5000nm,进一步选为700-4000nm,更进一步优选为700-3800nm,更进一步优选为700-3000nm,更进一步优选为1200-3000nm,特别优选为2000-3000nm。
[0046] 上述微裂纹的深度的具体例子例如可以举出:200nm、300nm、400nm、500nm、550nm、600nm、650nm、680nm、700nm、720nm、750nm、800nm、850nm、900nm、1000nm、1100nm、1200nm、
1300nm、1500nm、1800nm、2000nm、2200nm、2400nm、2600nm、2800nm、3000nm、3500nm、4000nm、
5000nm、6000nm或上述任意两点之间的值。
[0047] 此外,所述微裂纹的深度与所述金属层厚度的比值优选为1:1.3-10,更优选为1:1.4-5。
[0048] 作为上述微裂纹的深度与所述金属层厚度的比值例如可以举出:1:10、1:9、1:8、1:7、1:6、1:5、1:4.5、1:4、1:3、1:2.5、1:2或1:1.5、1:1.25或1:1.4等。
[0049] 在本发明的一个特别优选的实施方式中,所述微裂纹的宽度为220-370nm,所述微裂纹的深度为2000-3000nm。通过使微裂纹的宽度和深度在上述范围内,能够进一步显著提高金属和树脂之间的结合力。
[0050] 根据本发明的金属树脂复合体,从进一步提高金属和树脂之间的结合力来考虑,优选地,所述树脂层伸入到至少部分所述微裂纹中;更优选地,所述树脂层伸入到所有的微裂纹中。
[0051] 在本发明中,通过所述树脂层伸入到微裂纹中,使得金属和树脂形成相互嵌合的结构,能够显著提高金属和树脂之间的结合力。
[0052] 根据本发明的金属树脂复合体,多个微裂纹可以彼此相连,也可以彼此不相连。优选地,多个微裂纹中至少部分彼此相连并形成网络状。通过多个微裂纹中至少部分彼此相连形成网络状,能够进一步提高金属和树脂的结合力。
[0053] 如在背景技术中所记载的一样,现有技术中,铝合金和树脂结合的应用,采用化学方法T处理在铝合金素材上形成微孔,将树脂以注塑的方法与处理后铝合金结合。这种方法结合强度牢靠,但是只能在铝合金上应用。与此相对,本发明的金属树脂复合体的结构,能够在多种金属上应用,具有材料适用性广的优点,具体而言,在本发明中,所述金属基底为不锈钢、铝合金、镁合金或铜合金等。
[0054] 上述金属基底的厚度没有特别的限定,例如可以为0.1-100mm。
[0055] 根据本发明的金属树脂复合体,所述金属层可以为通过化学处理或物理处理能够在其上形成本发明的微裂纹的各种金属层,优选地,所述金属层为金属镀层,更优选地,镀镍层、镀铜层或镀锡层;优选地,所述金属镀层为化学镀镍层、化学镀铜层或化学镀锡层;更优选地,所述金属镀层为化学镀镍层。
[0056] 上述化学处理例如可以为化学镀等;上述物理处理例如可以为气相沉积等,优选为化学镀。
[0057] 优选地,上述金属层的厚度为100-10000nm,更优选为200-10000nm,更优选为500-10000nm,更优选为1000-9000nm,进一步优选为2000-8000nm。
[0058] 根据本发明的金属树脂复合体,所述树脂层的厚度没有特别的限定,根据结构要求而定。在此,所述树脂层的厚度不包括伸入到所述微裂纹中的部分的厚度。
[0059] 根据本发明的金属树脂复合体,通过注塑树脂组合物形成本发明的树脂层。作为所述树脂的具体实例可以包括但不限于:聚烯烃(如聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯))、聚碳酸酯、聚酯(如聚对苯二甲酸环己烷对二甲醇酯、聚间苯二甲酸二烯丙酯、聚对苯二甲酸二烯丙酯、聚二酸丁醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚酰胺(如聚邻苯二甲酰胺、聚己二酰己二胺、聚壬二酰己二胺、聚丁二酰己二胺、聚十二烷二酰己二胺、聚癸二酰己二胺、聚癸二酰癸二胺、聚十一酰胺、聚十二酰胺、聚辛酰胺、聚9-氨基壬酸、聚己内酰胺、聚对苯二甲酰苯二胺、聚间苯二甲酰己二胺、聚对苯二甲酰己二胺和聚对苯二甲酰壬二胺)、聚芳醚、聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚砜、聚醚醚酮和聚氨酯中的一种或两种以上。优选地,所述树脂选自聚酰胺、聚苯硫醚和聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚醚醚酮中的至少一种。
[0060] 作为上述树脂在树脂组合物中的含量可以为本领域的常规用量,例如为50-100重量%,优选为70-85重量%。
[0061] 根据本发明的金属树脂复合体,所述树脂组合物根据需要还可以含有至少一种助剂,如填料、抗氧剂、光稳定剂润滑剂,以改善树脂组合物得到的树脂层的性能或者赋予树脂层以新的性能。所述助剂的含量可以根据其种类和具体使用要求进行适当的选择,没有特别限定。
[0062] 所述填料优选为能够调节树脂热膨胀系数的物质,例如,可以为玻璃纤维和/碳纤维
[0063] 所述抗氧剂可以提高本发明的塑料组合物得到的塑料制品的抗氧化性能,从而提高制品的使用寿命。所述抗氧剂可以为聚合物领域中常用的各种抗氧剂,例如可以含有主抗氧剂和辅助抗氧剂。所述主抗氧剂与所述辅助抗氧剂之间的相对用量可以根据种类进行适当的选择。一般地,所述主抗氧剂与所述辅助抗氧剂的重量比可以为1:1-4。所述主抗氧剂可以为受阻酚型抗氧剂,其具体实例可以包括但不限于抗氧剂1098和抗氧剂1010,其中,抗氧剂1098的主要成分为N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺,抗氧剂1010的主要成分为四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇。所述辅助抗氧剂可以为亚磷酸酯型抗氧剂,其具体实例可以包括但不限于抗氧剂168,其主要成分为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
[0064] 所述光稳定剂可以为公知的各种光稳定剂,例如受阻胺型光稳定剂,其具体实例可以包括但不限于双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
[0065] 所述润滑剂可以为各种能够改善聚合物熔体的流动性的物质,例如可以为选自乙烯/醋酸乙烯的共聚蜡(EVA蜡)、聚乙烯蜡(PE蜡)以及硬脂酸盐中的一种或两种以上。
[0066] 所述助剂的含量可以根据助剂的功能以及种类进行适当的选择。一般地,以树脂组合物的重量为基准,所述填料的含量可以为30-50重量%,所述抗氧剂的含量可以为0.3-1重量%,所述光稳定剂的含量可以为0.2-1重量%,所述润滑剂的含量可以为0.1-1重量%。
[0067] 根据本发明的第二方面,提供一种金属树脂复合体的制备方法,该方法包括以下步骤:
[0068] 1)在金属基底上形成金属层的步骤;
[0069] 2)使所述金属层形成多个微裂纹的步骤:
[0070] 3)在所述金属层上形成树脂层的步骤。
[0071] 根据本发明的金属树脂复合体的制备方法,可以通过化学镀方法在金属基底上形成金属层,由于通过化学镀方法在金属基底上形成金属镀层,对产品形状的适用性强,并且采用化学镀方法在金属基底上形成金属镀层,不存在镀覆层厚度均匀性造成的影响,因此优选。
[0072] 优选地,所述金属层为镀镍层、镀铜层或镀锡层,也即,步骤1)优选在金属基底上形成镀镍层、镀铜层或镀锡层。
[0073] 此外,在本发明的一个特别优选的实施方式中,步骤1)中,通过化学镀方法在金属基底上形成化学镀镍层、化学镀铜层或化学镀锡层。
[0074] 优选地,所述化学镀镍层为含磷的化学镀镍层,磷含量为1-3重量%。
[0075] 根据本发明的金属树脂复合体的制备方法,优选地,步骤2)包括使步骤1)得到的金属基底上的金属层与含有酸的处理剂进行接触。从促进裂纹形成的方面来考虑,优选地,所述处理剂还含有氧化剂,也即,步骤2)包括:使步骤1)得到的金属基底上的金属层与含有酸和氧化剂的处理剂进行接触。
[0076] 优选地,所述酸为硫酸、盐酸、氟化氢、硝酸和磷酸中的一种或多种。
[0077] 优选地,所述氧化剂为氯化铁、氯化铜、过硫酸盐、双氧水、过二硫酸过二磷酸和过乙酸中的一种或多种。
[0078] 优选地,优选地,所述处理剂中的酸的含量为10-500g/L,更优选为50-200g/L[0079] 优选地,所述处理剂中的氧化剂的含量为10-800g/L,更优选为300-700g/L。
[0080] 此外,所述处理剂的溶剂例如可以为水。
[0081] 根据本发明的金属树脂复合体的制备方法,所述接触只要能够形成所述微裂纹即可,优选地,所述接触的条件包括:接触的温度为20-70℃,接触的时间为0.1-5min;更优选地,所述接触的条件包括:接触的温度为30-50℃,接触的时间为0.5-3min。
[0082] 上述接触的方式没有特别的限定,例如可以将步骤1)得到的金属基底在所述处理剂中浸泡。
[0083] 根据本发明的金属树脂复合体的制备方法,优选地,形成的所述微裂纹的宽度为2000nm以下;从进一步提高金属和树脂之间的结合力方面来考虑,更优选地,形成的所述微裂纹的宽度为10-1000nm,进一步选为65-600nm,更进一步优选为65-490nm,更进一步优选为65-370nm,更进一步优选为110-370nm,特别优选为230-370nm。
[0084] 上述形成的微裂纹的宽度的具体例子例如可以举出:10nm、50nm、65nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、200nm、210nm、220nm、230nm、250nm、
260nm、270nm、280nm、290nm、300nm、310nm、320nm、330nm、340nm、350nm、360nm、370nm、
390nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm或上述任意两点之间的值。
[0085] 另外,形成的所述微裂纹的深度优选为200-6000nm;从进一步提高金属和树脂之间的结合力方面来考虑,更优选地,形成的所述微裂纹的深度为500-5000nm,进一步选为700-4000nm,更进一步优选为700-3800nm,更进一步优选为700-3000nm,更进一步优选为
1200-3000nm,特别优选为2000-3000nm。
[0086] 上述形成的微裂纹的宽度的具体例子例如可以举出:200nm、300nm、400nm、500nm、550nm、600nm、650nm、680nm、700nm、720nm、750nm、800nm、850nm、900nm、1000nm、1100nm、
1200nm、1300nm、1500nm、1800nm、2000nm、2200nm、2400nm、2600nm、2800nm、3000nm、3500nm、
4000nm、5000nm、6000nm或上述任意两点之间的值。
[0087] 此外,所述微裂纹的深度与所述金属层厚度的比值优选为1:1.3-10,更优选为1:1.4-5。
[0088] 作为上述微裂纹的深度与所述金属层厚度的比值例如可以举出:1:10、1:9、1:8、1:7、1:6、1:5、1:4.5、1:4、1:3、1:2.5、1:2或1:1.5、1:1.25或1:1.4等。
[0089] 在本发明的一个特别优选的实施方式中,形成的所述微裂纹的宽度为220-370nm,形成的所述微裂纹的深度为2000-3000nm。通过使形成的微裂纹的宽度和深度在上述范围内,能够显著提高提高金属和树脂之间的结合力。
[0090] 根据本发明的金属树脂复合体的制备方法,优选地,该方法还包括在使步骤1)得到的金属基底上的金属层与含有酸的处理剂进行接触之后,进行钝化处理。
[0091] 上述钝化处理的条件包括:钝化温度为15-80℃,钝化时间为1-5min。此外,钝化处理所使用的镀层钝化剂,可以根据不同体系进行适当选择,其选择方法为本领域所公知,在此不再累述。
[0092] 如在背景技术中所记载的一样,现有技术中,铝合金和树脂结合的应用,采用化学方法T处理在铝合金素材上形成微孔,将树脂以注塑的方法与处理后铝合金结合。这种方法结合强度牢靠,但是只能在铝合金上应用。与此相对,本发明的金属树脂复合体的制备方法,能够在多种金属上应用,具有材料适用性广的优点,具体而言,在本发明中,所述金属基底为不锈钢、铝合金、镁合金或铜合金等。
[0093] 上述金属基底的厚度没有特别的限定,例如可以为0.1-100mm。
[0094] 此外,本发明的金属层的厚度为100-10000nm,更优选为200-10000nm,更优选为500-10000nm,更优选为1000-9000nm,进一步优选为2000-8000nm。
[0095] 根据本发明的金属树脂复合体的制备方法,优选地,步骤3)包括在所述金属层上注塑树脂组合物形成所述树脂层。
[0096] 上述树脂组合物中所含有的树脂可以为热塑性树脂,也可以为热固性树脂。作为所述树脂的具体实例可以包括但不限于:聚烯烃(如聚苯乙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯))、聚碳酸酯、聚酯(如聚对苯二甲酸环己烷对二甲醇酯、聚间苯二甲酸二烯丙酯、聚对苯二甲酸二烯丙酯、聚萘二酸丁醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚酰胺(如聚邻苯二甲酰胺、聚己二酰己二胺、聚壬二酰己二胺、聚丁二酰己二胺、聚十二烷二酰己二胺、聚癸二酰己二胺、聚癸二酰癸二胺、聚十一酰胺、聚十二酰胺、聚辛酰胺、聚9-氨基壬酸、聚己内酰胺、聚对苯二甲酰苯二胺、聚间苯二甲酰己二胺、聚对苯二甲酰己二胺和聚对苯二甲酰壬二胺)、聚芳醚、聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚砜、聚醚醚酮和聚氨酯中的一种或两种以上。优选地,所述树脂选自聚酰亚胺、聚苯硫醚和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种。
[0097] 作为上述树脂在树脂组合物中的含量可以为本领域的常规用量,例如为50-100重量%,优选为70-85重量%。
[0098] 根据本发明的方法,所述树脂组合物根据需要还可以含有至少一种助剂,如填料、抗氧剂、光稳定剂和润滑剂,以改善树脂组合物得到的树脂层的性能或者赋予树脂层以新的性能。所述助剂的含量可以根据其种类和具体使用要求进行适当的选择,没有特别限定。
[0099] 所述填料优选为能够调节树脂热膨胀系数的物质,例如,可以为玻璃纤维和/碳纤维。
[0100] 所述抗氧剂可以提高本发明的塑料组合物得到的塑料制品的抗氧化性能,从而提高制品的使用寿命。所述抗氧剂可以为聚合物领域中常用的各种抗氧剂,例如可以含有主抗氧剂和辅助抗氧剂。所述主抗氧剂与所述辅助抗氧剂之间的相对用量可以根据种类进行适当的选择。一般地,所述主抗氧剂与所述辅助抗氧剂的重量比可以为1:1-4。所述主抗氧剂可以为受阻酚型抗氧剂,其具体实例可以包括但不限于抗氧剂1098和抗氧剂1010,其中,抗氧剂1098的主要成分为N,N’-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺,抗氧剂1010的主要成分为四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇。所述辅助抗氧剂可以为亚磷酸酯型抗氧剂,其具体实例可以包括但不限于抗氧剂168,其主要成分为三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯。
[0101] 所述光稳定剂可以为公知的各种光稳定剂,例如受阻胺型光稳定剂,其具体实例可以包括但不限于双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。
[0102] 所述润滑剂可以为各种能够改善聚合物熔体的流动性的物质,例如可以为选自乙烯/醋酸乙烯的共聚蜡(EVA蜡)、聚乙烯蜡(PE蜡)以及硬脂酸盐中的一种或两种以上。
[0103] 所述助剂的含量可以根据助剂的功能以及种类进行适当的选择。一般地,以树脂组合物的重量为基准,所述填料的含量可以为30-50重量%,所述抗氧剂的含量可以为0.3-1重量%,所述光稳定剂的含量可以为0.2-1重量%,所述润滑剂的含量可以为0.1-1重量%。
[0104] 作为本发明的注塑条件没有特别的限定,可以为本领域的常规条件。优选地,所述注塑的条件包括:模具温度为100℃-250℃,保压压力为40-250bar;更优选地,所述注塑是条件包括:模具温度为120℃-220℃,保压压力为80-150bar。
[0105] 以下将通过实施例对本发明进行详细描述,但本发明并不仅限于下述实施例。
[0106] 以下实施例中,镀层厚度和裂纹宽度、深度均采用金相截面法测试:将样品断开,测试断口截面的镀层厚度、裂纹宽度和深度。
[0107] 拉拔强度测试方法:将实施例制备的金属树脂复合体固定于万能材料试验机进行产品拉伸测试,测试结果中最大载荷视为金属与树脂之间的结合力的大小。
[0108] 实施例1-7
[0109] 按照表1(实施例1-6,用于处理不锈钢)和表2(实施例7,用于处理铝合金)中记载的处理工艺对基材进行处理,各实施例不同的工序是镀镍、形成裂纹和钝化,其具体条件如表1和表2所示,相应得到金属树脂复合体A1-A7。另外,镀层厚度、裂纹宽度、裂纹深度、注塑树脂和拉拔强度也如表3所示
[0110] 表1
[0111]
[0112] 注:除油、酸洗、冲击镍、形成裂纹和钝化使用的化学试剂均为水溶液。
[0113] 表2
[0114]
[0115] 注:除油、蚀、酸蚀、沉锌、退锌、形成裂纹和钝化使用的化学试剂均为水溶液。酸蚀所使用的化学试剂:将68重量%浓硝酸水溶液和35重量%氢氟酸水溶液以体积比1:1混合得到的混合溶液。退锌所使用的化学试剂:将68重量%浓硝酸水溶液和水以体积比1:1混合得到的硝酸水溶液。
[0116] 表3
[0117]
[0118] 表3中,%表示重量%,PPA表示聚邻苯二甲酰胺。
[0119] 注塑树脂方法:将金属样片插入注射成型模具中,与树脂注塑,脱模并冷却后得到树脂端部与金属端部牢固结合在一起的金属与树脂组合物的金属树脂复合体(树脂与金属的端部接触面积为3*1mm)。注塑时,模具温度为200℃,保压压力为90bar。
[0120] 对比例1
[0121] 本实施例制备铝合金树脂复合体
[0122] 基材选定为5052
[0123] 1、前处理:同实施例1,除油10min,酸洗1min
[0124] 2、表面处理1:将上述铝合金作为阳极放入含有20wt%左右浓度的H2SO4阳极氧化槽中,于20V电压、20℃下电解10min,吹干;
[0125] 3、表面处理2:在烧杯中配制75g NH3-27g NH4Cl的水溶液500ml(pH=10.2),20℃,将所得铝合金浸泡其中,5min后将其取出,放入装有水的槽液中浸泡1min,如此循环5次,将铝合金片烘干;
[0126] 4、注塑成型:同实施例,所得金属树脂复合体的抗拉强度为35Mpa。
[0127] 对比例2
[0128] 1、前处理:同实施例1,除油10min,酸洗1min
[0129] 2、表面处理1:将上述不锈钢作为阳极放入含有20wt%左右浓度实施例的H2SO4阳极氧化槽中,于20V电压、20℃下电解10min,吹干;
[0130] 3、表面处理2:在烧杯中配制75g NH3-27g NH4Cl的水溶液500ml(pH=10.2),20℃,将所得不锈钢浸泡其中,5min后将其取出,放入装有水的槽液中浸泡1min,如此循环5次,将不锈钢片烘干;
[0131] 4、注塑成型:同实施例,无法获得金属树脂复合体,也即抗拉强度为0Mpa。
[0132] 以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈