[发明专利]一种多孔金属改性剂及复合体材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔金属改性剂及复合体材料的制备方法。

背景技术

通过化学处理液对金属基材表面进行处理，可以使金属基材表面形成不规则的孔洞，然后再与塑料进行一体化成型制备成复合体材料。由于化学处理液一般都含有强酸强碱以及其他成分的化学试剂，其废液在很大程度上增加了处理成本，而且废液的处理存在不少难度。

已有通过聚焦离子束对金属表面进行蚀刻形成纳米孔点阵，再与树脂进行一体化结合的复合体材料方法。由于聚焦离子束是利用聚焦的方式将热量集中到加工部位来融化金属，这会导致其周边的部位产生较大的热影响区，金属容易发生局部烧灼现象，不利于后续加工处理。按照现有技术，直接通过塑料注塑与金属基材表面结合，结合强度比较有限，难以到理想的程度。

发明内容

本发明的一个目的在于克服现有技术的不足，提供一种复合体材料的制备方法，实现金属与塑料高强结合。

另一目的是提供一种多孔金属改性剂，用于所述制备方法可以有效提高金属与塑料的结合强度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合体材料的制备方法，包括以下步骤：

1)通过粉末冶金烧结技术形成表面具有微米级孔洞的多孔金属基材；

2)用多孔金属改性剂对所述多孔金属基材进行表面处理；

3)对经过多孔金属改性剂处理后的金属基材与塑料进行注塑成型，得到金属与塑料一体化的复合体材料；

其中，所述多孔金属改性剂中含有用于改善所述金属基材与塑料的表面张力系数差异的有机酯和有机酸共混物。

优选地，所述多孔金属改性剂采用以下配方：

1000份的有机溶剂，至少配有有机酯80-220份和有机酸65-330份。

优选地，所述有机酯为乙酸乙酯、甲酸乙酯、甲酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸甲酯、对硝基苯甲酸甲酯、对硝基苯甲酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯中的一种或几种。

优选地，所述有机酸为顺丁烯二酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、对硝基苯甲酸、对苯二甲酸、三硝基苯甲酸中的一种或几种。

优选地，所述有机溶剂为甲酰胺、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、乙醚中的一种或几种。

优选地，步骤2)中，将具有微米级孔洞的金属基材放入所述多孔金属改性剂中进行表面处理，处理温度为50-75℃，处理时间为5-20min。

优选地，步骤1)和2)之间，对具有微米级孔洞的金属基材进行化学除油处理，化学除油温度50-90℃。

优选地，步骤1)和2)之间，使用10％-25％的无机酸对多孔金属进行表面活化处理，处理温度为60-80℃，处理时间为5-15min。

一种用于所述制备方法的多孔金属改性剂，含有用于改善多孔金属基材与塑料的表面张力系数差异的有机酯和有机酸共混物。

优选地，所述多孔金属改性剂的配方为：

1000份的有机溶剂，至少配有有机酯80-220份和有机酸65-330份。

优选地，所述有机酯为乙酸乙酯、甲酸乙酯、甲酸甲酯、对苯二甲酸二甲酯、对苯二甲酸二乙酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸甲酯、对硝基苯甲酸甲酯、对硝基苯甲酸乙酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯中的一种或几种。

优选地，所述有机酸为顺丁烯二酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、对硝基苯甲酸、对苯二甲酸、三硝基苯甲酸中的一种或几种。

优选地，所述有机溶剂为甲酰胺、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、乙醚中的一种或几种。

本发明的有益技术效果：

根据本发明，在使用粉末冶金烧结技术形成具有微米级孔洞的多孔金属基材后，用多孔金属改性剂进行表面润湿处理，改善金属基材与塑料的表面张力系数差异，克服现有技术中金属基材与塑料在进行注塑成型时，由于两者相互之间存在表面张力系数差异的原因而导致塑料不易与金属表面产生有效结合的问题，有效改善金属基材微米级孔洞表面与塑料的结合力，实现金属与塑料高强结合，此外，有机酸和有机酯在注塑时可与塑料发生反应形成牢固化学键，有效地增加塑料与金属的结合强度。而且，本发明的工艺操作简易，特别适于金属基材与塑料相结合形成复合体制备电子产品结构件，注塑成型之后不易发生结合部位的松动，保证结构件的使用性能，其制作成本低，效果好。此外，本发明应用了多孔金属改性剂的处理，但有别于传统的依靠化学处理液形成微米级孔洞的方法，加工处理过程比较环保，且经过多孔金属改性剂处理后的金属基材表面基本不发暗，不影响结构件产品的外观。

具体实施方式