一種無(wú)膠、高結(jié)合力的鎂鋁合金與塑料復(fù)合體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合體技術(shù)，具體涉及一種無(wú)膠、高結(jié)合力的鎂鋁合金與塑料復(fù)合體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車(chē)、家庭電氣化制品、產(chǎn)業(yè)設(shè)備等部件制造業(yè)領(lǐng)域通常需要將鎂鋁合金和工程塑料復(fù)合到一起，通常用的是粘結(jié)技術(shù)，即通過(guò)膠黏劑將鎂鋁合金和工程塑料粘合到一起。膠黏劑技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，如申請(qǐng)?zhí)枮?01210321030.3的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑，包括以下成分:環(huán)氧樹(shù)脂35-45重量份，二亞乙基三胺4-6重量份，鄰苯二甲酸二丁酯6-8重量份；申請(qǐng)?zhí)枮?01210426791.5的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種環(huán)氧類膠黏劑，它是由甲乙兩種組合組成:甲組分是由下述的原料組成:711環(huán)氧樹(shù)月旨、改性環(huán)氧樹(shù)脂、增韌劑液態(tài)聚硫橡膠JLY-124、石英粉；所述乙組分是由下述原料組成:701環(huán)氧固化劑、偶聯(lián)劑KH-550、促進(jìn)劑DMP-30 ;混合，攪拌均勻，即得所述環(huán)氧類膠黏劑。
[0003]盡管上述膠黏劑的粘結(jié)性能非常優(yōu)異，但是仍然使用了介質(zhì)層一膠黏劑，目前尚未發(fā)現(xiàn)不使用膠黏劑便能將鎂鋁合金和工程塑料牢固的結(jié)合到一起的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種無(wú)膠、高結(jié)合力的鎂鋁合金與塑料復(fù)合體的制備方法。
[0005]本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種無(wú)膠、高結(jié)合力的鎂鋁合金與塑料復(fù)合體的制備方法，包括如下步驟:
A:將鎂鋁合金進(jìn)行加工制成鎂鋁合金形狀物，將鎂鋁合金形狀物在超聲波條件下進(jìn)行酸化處理；
B:將步驟A酸洗后的鎂鋁合金經(jīng)第一水池沖洗；
C:將步驟B沖洗后的鎂鋁合金放入裝有胺系水溶液的槽中進(jìn)行浸潰處理；
D:將步驟C浸潰后的鎂鋁合金放入第二水池沖洗；
E:將步驟D沖洗后的鎂鋁合金進(jìn)行干燥；
F:將工程塑料注射到經(jīng)過(guò)步驟E處理過(guò)的鎂鋁合金上。
[0006]所述超聲波的頻率控制在35_40kHz，超聲波條件下的酸化處理時(shí)間為5_10min。
[0007]其中，以重量百分比計(jì)，所述步驟A中酸化處理所用的酸化液包括以下組份:
硝酸5-15%
乙酸1-3%
過(guò)硫酸鉀0.1-1%
磷酸氫二鉀1-5%
六次甲基四胺 0.01-0.03%。
[0008]上述組成的酸化液蝕刻效果好、蝕刻速度快而且穩(wěn)定，能快速在鎂鋁合金表面形成微孔結(jié)構(gòu)。
[0009]其中，所述步驟B和步驟D中，第一水池和第二水池的pH控制在5-7。
[0010]其中，以重量百分比計(jì)，所述步驟C中的胺系水溶液包括以下組份:
三乙醇胺2-6%
I，3-噻唑-2-甲酰氯 0.1-1%
烯丙基胺0.1_1%
苯胺0.5-1%。
[0011]其中，所述步驟C中，浸潰溫度為65-75°C，浸潰時(shí)間為8-12min。
[0012]其中，以重量百分比計(jì)，所述步驟F中工程塑料包括下重量份的原料:
聚苯硫醚樹(shù)脂25-60份玻璃纖維5-10份納米碳酸鈣1-4份滑石粉3-6份。
[0013]優(yōu)選的，所述步驟F中工程塑料還包括有:
乙烯-丙烯酸丁酯3-10份
季戊四醇硬脂酸酯0.2-1份
N, N’ - 二仲丁基對(duì)苯二胺0.2-1份。
[0014]上述組成的工程塑料流動(dòng)性好，力學(xué)性能好，便于深入到鎂鋁合金的微孔結(jié)構(gòu)中，使工程塑料與鎂鋁合金牢固結(jié)合，不容易從鎂鋁合金的表面脫離。
[0015]所述玻璃纖維的長(zhǎng)度為17-25毫米，直徑為5 - 24微米，所述納米碳酸鈣的粒徑為160-260納米，所述滑石粉的粒徑為2600-3600目。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
本發(fā)明提供的一種無(wú)膠、高結(jié)合力的鎂鋁合金與塑料復(fù)合體的制備方法，包括超聲波酸化處理、第一水池沖洗、胺系水溶液浸潰、第二水池沖洗、干燥和注射步驟，本發(fā)明采用超聲波與酸化處理相結(jié)合的方式，酸化處理在鎂鋁合金表面快速蝕刻出微孔結(jié)構(gòu)，酸化處理過(guò)程中形成的微氣泡在聲波的作用下振動(dòng)，當(dāng)聲壓或聲強(qiáng)達(dá)到一定值時(shí)，氣泡迅速增長(zhǎng)，然后突然閉合，在氣泡閉合的瞬間產(chǎn)生沖擊波使氣泡周?chē)a(chǎn)生巨大壓力及局部調(diào)溫，這種超聲波空化所產(chǎn)生的巨大壓力和局部調(diào)溫使酸化處理所形成的微孔結(jié)構(gòu)進(jìn)一步擴(kuò)大和加深，便于后續(xù)工程塑料深入到微孔結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)工程塑料與鎂鋁合金牢固地結(jié)合；本發(fā)明采用胺系水溶液浸潰的方法使胺系化合物分子同時(shí)吸附于鎂鋁合金表面形成的微孔結(jié)構(gòu)中，當(dāng)將工程塑料注射到經(jīng)上述處理過(guò)的鎂鋁合金上時(shí)，原本工程塑料與處于低溫狀態(tài)的鎂鋁合金接觸會(huì)被急速冷卻，但是工程塑料與吸附于鎂鋁合金表面的胺系化合物分子相遇后發(fā)熱，進(jìn)而將要結(jié)晶固化的工程塑料的固化時(shí)間延遲，便于高分子鏈段潛入到具有微孔結(jié)構(gòu)的鎂鋁合金表面，進(jìn)而使工程塑料與鎂鋁合金牢固地結(jié)合到一起。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0018]實(shí)施例1。
[0019]一種無(wú)膠、高結(jié)合力的鎂鋁合金與塑料復(fù)合體的制備方法，包括如下步驟:
A:將鎂鋁合金進(jìn)行加工制成鎂鋁合金形狀物，將鎂鋁合金形狀物在超聲波條件下進(jìn)行酸化處理；
B:將步驟A酸洗后的鎂鋁合金經(jīng)第一水池沖洗；
C:將步驟B沖洗后的鎂鋁合金放入裝有胺系水溶液的槽中進(jìn)行浸潰處理；
D:將步驟C浸潰后的鎂鋁合金放入第二水池沖洗；
E:將步驟D沖洗后的鎂鋁合金進(jìn)行干燥；
F:將工程塑料注射到經(jīng)過(guò)步驟E處理過(guò)的鎂鋁合金上。
[0020]所述超聲波的頻率控制在35kHz，超聲波條件下的酸化處理時(shí)間為5min。
[0021]其中，以重量百分比計(jì)，所述步驟A中酸化處理所用的酸化液包括以下組份:
硝酸5%
乙酸1%
過(guò)硫酸鉀1%
磷酸氫二鉀5%
六次甲基四胺 0.01%
水余量。
[0022]其中，硝酸的質(zhì)量濃度為65%。
[0023]其中，所述步驟B和步驟D中，第一水池和第二水池的pH控制在5。
[0024]其中，以重量百分比計(jì)，所述步驟C中的胺系水溶液包括以下組份:
三乙醇胺2%
I，3-噻唑-2-甲酰氯 1%
烯丙基胺1%
苯胺0.5%
水余量。
[0025]其中，所述步驟C中，浸潰溫度為65_75°C，浸潰時(shí)間為8_12min。
[0026]其中，以重量百分比計(jì)，所述步驟F中工程塑料包括下重量份的原料:
聚苯硫醚樹(shù)脂25份玻璃纖維5份納米碳酸鈣I份滑石粉3份
乙烯-丙烯酸丁酯3份
季戊四醇硬脂酸酯0.2份
N, N’ - 二仲丁基對(duì)苯二胺0.2份。
[0027]其中，所述玻璃纖維的長(zhǎng)度為17毫米，玻璃纖維的直徑為5微米，所述納米碳酸鈣的粒徑為160納米，所述滑石粉的粒徑為2600目。
[0028]通過(guò)本實(shí)施例的方法將工程塑料與鎂鋁合金進(jìn)行無(wú)膠結(jié)合，測(cè)得其剪切斷裂力為24.6MPa0
[0029]實(shí)施例2。
[0030]一種無(wú)膠、高結(jié)合力的鎂鋁合金與塑料復(fù)合體的制備方法，包括如下步驟: A:將鎂鋁合金進(jìn)行加工制成鎂鋁合金形狀物，將鎂鋁合金形狀物在超聲波條件下進(jìn)行酸化處理；
B:將步驟A酸洗后的鎂鋁合金經(jīng)第一水池沖洗；
C:將步驟B沖洗后的鎂鋁合金放入裝有胺系水溶液的槽中進(jìn)行浸潰處理；
D:將步驟C浸潰后的鎂鋁合金放入第二水池沖洗；
E:將步驟D沖洗后的鎂鋁合金進(jìn)行干燥；
F:將工程塑料注射到經(jīng)過(guò)步驟E處理過(guò)的鎂鋁合金上。
[0031]所述超聲波的頻率控制在38kHz，超聲波條件下的酸化處理時(shí)間為Smin。
[0032]其中，以重量百分比計(jì)，所述步驟A中酸化處理所用的酸化液包括以下組份:
硝酸15%
乙酸2%
過(guò)硫酸鉀0.1%
磷酸氫二鉀1%
六次甲基四胺 0.03%
水余量。
[0033]其中，硝酸的質(zhì)量濃度為65%。
[0034]其中，所述步驟B和步驟D中，第一水池和第二水池的pH控制在6。
[0035]其中，以重量百分比計(jì)，所述步驟C中的胺系水溶液包括以下組份:
三乙醇胺5%
I，3-噻唑-2-甲酰氯 0.5%
烯丙基胺0.7%
苯胺0.8%
水余量。
[0036]其中，所述步驟C中，浸潰溫度為70°C，浸潰時(shí)間為1min。
[0037]其中，以重量百分比計(jì)，所述步驟F中工程塑料包括下重量份的原料:
聚苯硫醚樹(shù)脂40份玻璃纖維8份納米碳酸鈣3份滑石粉4份
乙烯-丙烯酸丁酯6份
季戊四醇硬脂酸酯0.6份
N, N’ - 二仲丁基對(duì)苯二胺0.6份。
[0038]其中，所述玻璃纖維的長(zhǎng)度為20毫米，直徑為15微米，所述納米碳酸鈣的粒徑為200納米，所述滑石粉的粒徑為3000目。
[0039]通過(guò)本實(shí)施例的方法將工程塑料與鎂鋁合金進(jìn)行無(wú)膠結(jié)合，測(cè)得其剪切斷裂力為24.1MPa。
[0040]實(shí)施例3。
[0041]一種無(wú)膠、高結(jié)合力的鎂鋁合金與塑料復(fù)合體的制備方法，包括如下步驟:
A:將鎂鋁合金進(jìn)行加工制成鎂鋁合金形狀物，將鎂鋁合金形狀物在超聲波條件下進(jìn)行酸化處理；
B:將步驟A酸洗后的鎂鋁合金經(jīng)第一水池沖洗；
C:將步驟B沖洗后的鎂鋁合金放入裝有胺系水溶液的槽中進(jìn)行浸潰處理；
D:將步驟C浸潰后的鎂鋁合金放入第二水池沖洗；
E:將步驟D沖洗后的鎂鋁合金進(jìn)行干燥；
F:將工程塑料注射到經(jīng)過(guò)步驟E處理過(guò)的鎂鋁合金上。
[0042]所述超聲波的頻率控制在40kHz，超聲波條件下的酸化處理時(shí)間為1min。
[0043]其中，以重量百分比計(jì)，所述步驟A中酸化處理所用的酸化液包括以下組份:
硝酸15%
乙酸3%
過(guò)硫酸鉀1%
磷酸氫二鉀5%
六次甲基四胺 0.03%
水余量。
[0044]其中，硝酸的質(zhì)量濃度為65%。
[0045]其中，所述步驟B和步驟D中，第一水池和第二水池的pH控制在7。
[0046]其中，以重量百分比計(jì)，所述步驟C中的胺系水溶液包括以下組份:
三乙醇胺6%
I，3-噻唑-2-甲酰氯 1%
烯丙基胺1%
苯胺1%
水余量。
[0047]其中，所述步驟C中，浸潰溫度為75°C，浸潰時(shí)間為12min。
[0048]其中，以重量百分比計(jì)，所述步驟F中