[发明专利]制造金属‑塑料‑混合部件的方法

说明书

本发明涉及制造包含金属和塑料的混合部件的方法、用于混合部件的涂层及其用途、混合部件以及金属基材。

混合部件（亦结构部件）为两种材料即金属和塑料的复合物。它们可以通过注塑法制造。

混合部件是尤其用于机动车建造和飞机建造中以及电子和电气技术中在支承部件、力吸收部件领域中，或用作例如用于装饰性目的的外壳部件的组件。它们的特征尤其在于其具有局部增强，该局部增强赋予部件特别的机械性能和/或提供功能集成可能性。应特别强调的是与迄今以常规建造方式使用的部件相比，部件刚性提高以及额外的重量减少。

上述应用领域越来越多地使用混合部件，以减少质量并同时获得优化的机械性能。这些混合部件的缺点是金属和塑料之间缺乏或者不足的粘附。就这点而言，迄今已实施将塑料在金属上的机械锚固。

金属和塑料之间的粘附可以通过粘附力增强剂来改善。由EP-A 1808468和EP-A 2435246已知混合部件，其中通过热熔胶粘剂作为基于共聚酰胺且还含有异氰酸酯基团和环氧化物基团的粘附力增强剂来接合金属和塑料。

特别是在汽车领域中已知金属基材，其包含用于表面处理的转化层。该层例如通过表面上的磷酸盐化或铬酸盐化而产生。

现有技术的混合部件在金属和塑料之间如今具有尚不足以满足例如汽车领域中批量生产需求的粘附。不足的粘附例如可以通过多种塑料和各种金属之间的不相容性或与基材表面的改变的化学和物理性质来看出，其由于由环境或介质影响所致的氧化和腐蚀过程而产生。

因此目的在于，提供没有现有技术缺点的新方法。因此，可由该方法获得的混合部件应相比于现有技术而言具有金属和塑料之间的改善或提高的粘附。此外，所得的混合部件应满足机动车和飞机建造以及电子和电气工程工业的需求。此外，应提供良好的耐气候性，特别是腐蚀防护耐受性。混合部件的金属和塑料应当材料连接地（stoffschlüssig）彼此接合。

因此已发现一开始提及类型的方法，通过其可以提供具有金属和塑料之间改善的粘附的混合部件。本发明的方法包含以下步骤：

a. 通过施加至少一转化层预处理金属表面，

b. 施加至少一个层粘附力增强剂组合物，和

c. 将金属与塑料接合，

其中该粘附力增强剂组合物包含至少一种基于共聚酰胺的热熔胶粘剂。

在本发明的方法中，首先全面或部分地预处理金属表面。该金属可以在预处理之前清洁或已具有金属保护涂层。金属清洁对于本领域技术人员而言是已知的。

所述预处理可以用转化剂进行。该转化剂通常作为水溶液来使用。作为转化剂，可以考虑市售的钝化剂和用于转化处理的产品，例如磷酸锌化剂、磷酸铁化剂以及含有钛酸盐或锆酸盐的含磷酸的溶液。从技术观点来看，同样可行的是铬酸盐化剂，但是它们由于其危害健康的性质是较不优选的。

优选地，转化剂包含卤化物。卤化物被认为是卤素氟、氯、溴和碘与更强的正电性元素的盐类、共价和络合的化合物，其中优选为盐类卤化物、络合卤化物或这些卤化物的混合物。卤素是氢卤酸的碱金属和碱土金属盐和铵盐的盐类物质。在络合卤化物中，卤素离子以单齿阴离子配体的形式出现。

此外优选的是含氟卤化物。特别优选的盐类的含氟卤化物为氟化物-阴离子或氟化氢-阴离子，例如二氟化氢。

在络合卤化物中，过渡元素，优选钛或锆优选地形成中心原子。络合卤化物例如包括六氟钛酸盐-阴离子、六氟锆酸盐-阴离子或它们的混合物。

优选以0.2重量%至10重量%，优选0.5重量%至8重量%的含量包含络合卤化物，基于转化剂水溶液的总重量计。合适的转化剂例如由Henkel，德国公司以Granodine的名称销售。优选地以10至300 ppm，优选20至200 ppm和特别优选30至100 ppm的含量包含这些盐类卤化物，各自基于转化剂溶液的总重量计。

包含氟化物和二氟化氢的含氟化物的溶液例如由Henkel公司以Grano Toner 38的名称提供。

为了制造所述转化层，可以将金属浸渍到转化剂中。此外，转化剂可以借助喷涂、刮涂、辊涂、模压、浸渍、辊轧、浇注或层压来施涂。

预处理之后，可以实施后钝化操作。这理解为用酸性溶液的钝化冲洗，其中优选地使用上述卤化物。

此外可以通过无晶形硅酸盐在金属表面上的火焰热解沉积来获得转化层。引导待处理的表面通过气体火焰的氧化区域，在该气体火焰中计量加入含硅物质，即前体。其燃烧并且残留物作为无晶形硅酸盐以层厚度为约20至40 nm的牢固附着层的形式沉积在表面上。