一種鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬與塑料注塑一體成型的金屬前處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁或鋁合金作為3C產(chǎn)品的外殼或零組件，其與其它材料連接的方法有焊接、機械連接及粘接。其中焊接是鋁或鋁合金最主要的連接方法。但當(dāng)鋁或鋁合金與塑件連接時，就需要用到粘接的方法。所述粘接方法，是指利用膠粘劑作為中間的界面材料，將鋁或鋁合金與塑件結(jié)合于一體的方法。
[0003]所述粘接方法雖然可以實現(xiàn)鋁或鋁合金與塑件間的連接，但其存在以下缺點:粘結(jié)強度不夠高，其結(jié)合力一般僅達0.5MPa ;難以自動化，受操作者熟練程度影響；工作溫度受膠粘劑性能影響，一般只能在-50-100°C的溫度范圍內(nèi)正常工作；在環(huán)境光、熱、濕氣等因素下，膠粘劑會產(chǎn)生老化斷裂等現(xiàn)象；大部分膠粘劑有毒，操作過程中會散發(fā)有刺激性的氣體，危害人體健康。
[0004]目前，人們通過研宄發(fā)現(xiàn)，將鋁或鋁合金經(jīng)過某些特殊的表面蝕孔處理后可直接與注塑塑料相結(jié)合，且二者之間的結(jié)合力較強。該特殊的表面蝕孔處理包括:水溶液浸漬，如將鋁或鋁合金浸漬于水溶性的胺類化合物的稀溶液中，利用水溶液的弱堿性使鋁或鋁合金表面微細(xì)地浸蝕，在浸漬的同時發(fā)生胺類化合物分子向鋁或鋁合金表面的吸附；以及陽極氧化處理，即使鋁或鋁合金表面形成多孔的氧化鋁膜。然而，經(jīng)上述成孔處理后的鋁或鋁合金僅能與單一種類的樹脂具有較強的結(jié)合力，且需要對與其相結(jié)合的塑料進行特殊的改性處理，因而限制了上述方法的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種增強鋁合金與塑料結(jié)合強度的鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法，該復(fù)合體為塑料包裹于鋁合金外表面，包括以下步驟:
51、對鋁合金表面進行除油、除塵和粗蝕刻處理；
52、將步驟SI制得的鋁合金浸沒于蝕刻液中進行細(xì)蝕刻，制得表面具有細(xì)紋或細(xì)孔的鋁合金，并且制得的細(xì)紋或細(xì)孔上覆蓋有一層蝕刻液溶劑的涂層；
53、將蝕刻后的鋁合金進行水洗；
54、將水洗后的鋁合金進行干燥；
55、鋁合金和塑料注塑一體成型，得到復(fù)合體。
[0007]進一步地，步驟S2所述蝕刻液為環(huán)己酮和含氮元素的精工光油的混合溶液。
[0008]進一步地，所述環(huán)己酮和精工光油的重量配比為1:0.8。
[0009]進一步地，所述精工光油為1300系列。
[0010]進一步地，步驟S2的蝕刻時間為50秒。
[0011]進一步地，步驟S2所述涂層為精工光油涂層，涂層厚度為0.05±0.01mm。
[0012]進一步地，步驟S3的水洗溶液為白電油。
[0013]進一步地，步驟S2所述的細(xì)紋寬度或細(xì)孔直徑為20-40nm。
[0014]進一步地，步驟SI所述除油、除塵和粗蝕刻處理，具體包括:
511、將鋁合金浸入脫脂劑水溶液五分鐘；
512、取出鋁合金并用水溶液漂洗干凈；
513、將S12漂洗后的鋁合金浸入酸性稀釋水溶液中進行粗蝕刻；
514、取出鋁合金并用水溶液漂洗干凈。
[0015]進一步地，步驟S12和步驟S14所述水溶液為堿性溶液；步驟S13所述酸性稀釋水溶液為王水，蝕刻時間為30秒。
[0016]本發(fā)明所提供的鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法選用環(huán)己酮作為溶液，加入可溶于環(huán)己酮的精工光油制成蝕刻液，精工光油為弱堿性，對鋁合金有蝕刻作用。精工光油的成分包含:環(huán)氧系樹脂、脲醛樹脂、乙二醇單(一)丁基醚、二甲苯和異丁醇，脲醛樹脂中含有氮元素，氮元素為惰性元素，精工光油的弱堿性會引起鋁合金表面上出現(xiàn)超細(xì)蝕刻和化學(xué)性吸收，化學(xué)吸收形成一層精工光油涂層，精工光油中含有氮元素，氮元素吸附在鋁合金表面使細(xì)紋和細(xì)孔維持穩(wěn)定。通常蝕刻液蝕刻鋁合金后，需要對鋁合金表面進行沖洗，鋁合金表面的蝕刻液沖洗干凈后，鋁合金會因為自身張力膨脹復(fù)原，蝕刻的細(xì)紋和細(xì)孔恢復(fù)原狀或者變小，因此需要延長蝕刻時間，將蝕刻細(xì)紋或細(xì)孔蝕刻得更大一點，如此便增加了時間成本；而本發(fā)明在蝕刻過程，氮元素附著在鋁合金表面，氮元素為惰性元素，則可保持細(xì)紋和細(xì)孔的寬度和深度，避免蝕刻的細(xì)紋和細(xì)孔恢復(fù)原狀或者變小，便于與TPU注塑結(jié)合；并且精工光油可承受水洗，因此可存儲，不會出現(xiàn)一段時間細(xì)紋和細(xì)孔密合的現(xiàn)象。
【具體實施方式】
[0017]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面對本發(fā)明作進一步的描述。
[0018]一種鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法，該復(fù)合體為塑料包裹于鋁合金外表面，包括以下步驟:
51、對鋁合金表面進行除油和除塵處理；
52、將SI制得的鋁合金放入蝕刻液中進行蝕刻，制得表面具有細(xì)紋或細(xì)孔的鋁合金，
53、將經(jīng)步驟S2蝕刻后的鋁合金進行水洗，將蝕刻液沖洗干凈；
54、將水洗后的鋁合金放入烘箱進行干燥；
55、鋁合金和塑料注塑一體成型，得到塑料包裹在鋁合金外表面的復(fù)合體。
[0019]上述步驟S2所述蝕刻液為環(huán)己酮和含氮元素的精工光油的混合溶液；環(huán)己酮作為溶液，加入可溶于環(huán)己酮的精工光油制成蝕刻液，精工光油為弱堿性，對鋁合金有蝕刻作用。精工光油的成分包含:環(huán)氧系樹脂、脲醛樹脂、乙二醇單(一)丁基醚、二甲苯和異丁醇，脲醛樹脂中含有氮元素，氮元素為惰性元素，精工光油的弱堿性會引起鋁合金表面上出現(xiàn)超細(xì)蝕刻和化學(xué)性吸收，化學(xué)吸收形成一層精工光油涂層，精工光油中含有氮元素，氮元素吸附在鋁合金表面使細(xì)紋和細(xì)孔維持穩(wěn)定。細(xì)蝕刻后用電子顯微鏡觀察鋁合金表面，可看到鋸齒狀的表面，以及在表面的氮原子。通常蝕刻液蝕刻鋁合金后，需要對鋁合金表面進行沖洗，鋁合金表面的蝕刻液沖洗干凈后，鋁合金會因為自身張力膨脹復(fù)原，蝕刻的細(xì)紋和細(xì)孔恢復(fù)原狀或者變小，因此需要延長蝕刻時間，將蝕刻細(xì)紋或細(xì)孔蝕刻得更大一點，如此便增加了時間成本；而本發(fā)明在蝕刻過程，氮原子附著在鋁合金表面，氮元素為惰性元素，貝IJ可保持細(xì)紋和細(xì)孔的寬度和深度，避免蝕刻的細(xì)紋和細(xì)孔恢復(fù)原狀或者變小，便于與TPU注塑結(jié)合。環(huán)己酮和精工光油的重量配比為1:0.8 ;在此比重下，蝕刻時間為50秒，便可得到厚度為涂層厚度為0.05±0.0lmm精工光油涂層，細(xì)紋寬度或細(xì)孔直徑為20_40nm ;精工光油選用1300系列。將注塑后的復(fù)合體切開，并用電子顯微鏡觀察其剖面，可以看到在鋁合金表面上塑料熔體會進入到細(xì)紋和細(xì)孔的凹陷處的底部，鋁合金的變形量(彎曲直徑)為Imm或更小。還可以看到樹脂和合金之間分界線上有10nm或更小的鋸齒邊，塑料也進入到這些鋸齒凹陷的底部，增強了粘接強度。本發(fā)明所述塑料為TPU，即熱固性聚胺脂，分子式一NH-COO—ο
[0020]進一步地，步驟SI所述除油、除塵和粗蝕刻處理，具體包括:
511、將鋁合金浸入脫脂劑水溶液五分鐘；
512、取出鋁合金并用水溶液漂洗干凈；
513、將S12漂洗后的鋁合金浸入酸性稀釋水溶液中進行粗蝕刻；
514、取出鋁合金并用水溶液漂洗干凈。
[0021 ] 步驟S12和步驟S14所述水溶液為堿性溶液；步驟S12和步驟S14采用堿性溶液沖洗，是為了中和酸性的脫脂劑水溶液和酸性的粗蝕刻溶液，由于堿性溶液和酸性脫脂劑水溶液無需特定，在此便不一一列舉；步驟S13所述酸性稀釋水溶液為王水，王水具有腐蝕性，可迅速將鋁合金粗蝕刻，使鋁合金表面粗糙，粗蝕刻后再進行細(xì)蝕刻，增強復(fù)合強度；粗蝕刻時間為30秒。
[0022]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選方式對本發(fā)明所作的進一步詳細(xì)說明，不應(yīng)認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于以上說明。對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以作出若干簡單推演或替換，均應(yīng)視為由本發(fā)明所提交的權(quán)利要求確定的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法，該復(fù)合體為塑料包裹于鋁合金外表面，其特征在于:包括以下步驟: 51、對鋁合金表面進行除油、除塵和粗蝕刻處理； 52、將步驟SI制得的鋁合金浸沒于蝕刻液中進行細(xì)蝕刻，制得表面具有細(xì)紋或細(xì)孔的鋁合金，并且制得的細(xì)紋或細(xì)孔上覆蓋有一層蝕刻液溶劑的涂層； 53、將蝕刻后的鋁合金進行水洗； 54、將水洗后的鋁合金進行干燥； 55、鋁合金和塑料注塑一體成型，得到復(fù)合體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法，其特征在于:步驟S2所述蝕刻液為環(huán)己酮和含氮元素的精工光油的混合溶液。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法，其特征在于:所述環(huán)己酮和精工光油的重量配比為1:0.8。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法，其特征在于:所述精工光油為1300系列。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法，其特征在于:步驟S2的蝕刻時間為50秒。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法，其特征在于:步驟S2所述涂層為精工光油涂層，涂層厚度為0.05 ±0.01mm。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法，其特征在于:步驟S3的水洗溶液為白電油。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法，其特征在于:步驟S2所述的細(xì)紋寬度或細(xì)孔直徑為20-40nm。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法，其特征在于:步驟SI所述除油、除塵和粗蝕刻處理，具體包括: 511、將鋁合金浸入脫脂劑水溶液五分鐘； 512、取出鋁合金并用水溶液漂洗干凈； 513、將S12漂洗后的鋁合金浸入酸性稀釋水溶液中進行粗蝕刻； 514、取出鋁合金并用水溶液漂洗干凈。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法，其特征在于:步驟S12和步驟S14所述水溶液為堿性溶液；步驟S13所述酸性稀釋水溶液為王水，蝕刻時間為30秒。
【專利摘要】一種鋁合金和塑料的復(fù)合體制作方法，該復(fù)合體為塑料包裹于鋁合金外表面，包括以下步驟：S1、對鋁合金表面進行除油、除塵和粗蝕刻處理；S2、將步驟S1制得的鋁合金浸沒于蝕刻液中進行細(xì)蝕刻，制得表面具有細(xì)紋或細(xì)孔的鋁合金，并且制得的細(xì)紋或細(xì)孔上覆蓋有一層蝕刻液溶劑的涂層；S3、將蝕刻后的鋁合金進行水洗；S4、將水洗后的鋁合金進行干燥；S5、鋁合金和塑料注塑一體成型，得到復(fù)合體。步驟S2所述蝕刻液為環(huán)己酮和含氮元素的精工光油的混合溶液。本發(fā)明的蝕刻液中混合精工光油，在鋁合金蝕刻的同時精工光油附著于鋁合金表面形成涂層，可阻止細(xì)紋因鋁合金自身張力膨脹復(fù)原，保持細(xì)紋和細(xì)孔的寬度和深度，便于與塑料注塑結(jié)合。
【IPC分類】C23F1/10, C23F1/20, B29C45/14
【公開號】CN104943059
【申請?zhí)枴緾N201510251578
【發(fā)明人】譚鑒
【申請人】廣東興銳電子科技股份有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年5月18日