[发明专利]一种多孔金属处理液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处理液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处理液，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：

一种多孔金属处理液，用于处理与塑料一体化形成复合体材料的多孔金属，包括按重量计以下配比的组分：

优选地：

所述无机酸剂为硫酸、硝酸、盐酸、磷酸中的一种或多种。

所述有机酸剂为乙酸、马来酸、苹果酸、对硝基苯甲酸、苯甲酸、酒石酸、苯磺酸、乙二胺四乙酸、1,3-丙二酸中的一种或多种或其有机衍生酸。

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孔洞的多孔金属基材；

2)使用权利要求1至3任一项所述的多孔金属处理液对所述多孔金属基材进行孔洞表面处理；

3)对经过多孔金属处理液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。

优选地：

所述多孔金属基材为具有微米级孔洞的铝合金金属基材。

所述塑料为结晶型热塑性塑料，包括聚对苯二甲酸丁二醇酯、尼龙、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚树脂以及芳香族聚酰胺树脂中的一种或多种，优选地，所述塑料添加有质量含量为25％-50％的玻璃纤维。

在步骤1)和2)之间，用化学除油剂对多孔金属基材进行化学除油处理，以清除其表面的污迹，化学除油温度为55-85℃。

步骤2)中，多孔金属处理液表面处理的处理温度为65-90℃，处理时间为5-20min。

步骤3)中，注塑时的模具内的温度控制在125-145℃之间。

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，用多孔金属处理液进行表面润湿处理，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。采用上述配比的成分中，无机酸剂可以蚀刻多孔金属表面，增加孔洞内部深度和表面粗糙度，而有机酸剂和氯化钠或氯化钾组合中，有机酸剂是一些小分子的有机酸，其可以改善金属与液体之间的液相-固相接触角，使液体可以在金属表面均匀铺张，增加金属与液体之间的接触面积，同时也可以和氯化钠或氯化钾相互配合进入微米级孔洞内继续蚀刻金属基材，增加孔洞内部的结合深度。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处理液的处理，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，且经过多孔金属处理液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

以下对本发明的实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

本发明中涉及的材料如下：

1、金属：所述的金属使用粉末冶金法制备得到的具有微米级孔洞的、形状化的金属基材，可以是但不限于铝合金7075、铝合金6262、铝合金6063、铝合金6061、铝合金2024、铝合金2017、铝合金2011、铝合金5086、铝合金5052、铝合金5083中的一种。