[发明专利]金属与塑胶的复合体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属与塑胶材料一体化的制造技术，尤其是关于一种能够提供防水、防尘和防震功效的金属与塑胶复合体及其制造方法。

背景技术

随着制造业的发展和延伸，将金属与塑胶材料(树脂、弹性体等高分子材料)一体化复合的技术，在汽车、家庭电气化制品、产业设备等部件，乃至个人日常制品的制造业等广阔产业领域都有非常大的需求。而制造技术发展将金属的强度和刚性与塑胶材料的可塑性的有效结合，提供了更宽泛的应用领域。通过可行的技术手段能够实现金属与塑胶材料的一体化结合，对于结合体性能的要求，既要满足二者间的结合强度(不能轻易分开)，还应满足二者结合的紧密性(即，防尘防水性)，而利用塑胶材料对金属构件的外露部进行包覆和粘附，也进一步提升了这类部件的加工性能。针对这些需求，相关的研究和应用也陆续被报道。

金属构件与塑胶材料(塑件)的结合强度和紧密度提升始终是被关注的问题，考虑到对制造/使用环境和生产者的影响以及可能加速塑胶的老化，选择不使用粘接剂的更合理的结合方法成为更多生产者的追求，注塑结合技术也因此被广泛应用。例如，CN 200780047587.X中公开了一种将钛合金制的部件与热塑性树脂组合物一体化得到的复合体及其制造方法，这种通过选择经表面处理的钛合金构件与高硬度结晶性树脂组合物的注射结合而提高其结合性的复合体，适合在需要移动便携使用的各种电子设备、家电制品、医疗设备、车辆用构造部件、车辆搭载用品、其它的电气部件、耐腐蚀性外装部件等中使用，该技术的研究认为，针对钛合金基材的性质，选择适当具有结晶性的树脂组合物(以聚苯硫醚树脂为主要成分的第1树脂组合物，或者是以聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂为主要成分的第2树脂组合物)，通过注射成形而直接结合于钛合金基材上，能够提供钛合金制部件与树脂组合物难以剥离而被一体化了的复合体。对该技术的研究还证明，若使用的树脂组合物不同(主要成分改变)，其与钛合金构件的结合力则明显下降。

目前已经有报道的金属与塑胶材料复合体中，对塑胶材料的选择多集中在硬胶性材料，例如结晶型(或者说不推荐选择无定形材料)且具有适当的强度，从而满足二者结合面的气密性同时应提供复合体的可加工性。进一步的研究也发现，针对金属(金属材料或合金材料)的种类和性质，塑胶材料的选择及二者的结合工艺(注塑结合工艺)选择，都对最终得到的复合体的特性和能提供的功效带来明显不同结果。

发明内容

本发明提供一种金属与塑胶的复合体，选择柔性塑胶/弹性体作为用于结合成型的塑胶材料，在满足二者间结合强度的同时，更能赋予该复合体抗冲击的优点，从而拓宽其应用范畴。

本发明还提供了所述金属与塑胶的复合体的制造方法，针对所选择的塑胶材料特性，配合相应的成型和处理工艺，从而得到金属与塑胶结合力优良的复合体。

本发明提供的一种包含金属材料和塑胶材料的复合体，该复合体为将结合面经化学处理成至少部分区域具有纳米级凹凸结构的金属构件与塑胶材料结合成，金属构件与塑胶材料在该区域呈镶嵌结构的紧密结合，所述金属构件包括金属材料或合金材料构件，所述塑胶材料的主要成分为聚醚嵌段酰胺，且该塑胶材料具有单层或叠层结构。

本发明还提供了所述包含金属材料和塑胶材料的复合体的制备方法，包括以下过程：

将结合面经化学处理成至少部分区域为纳米级凹凸结构的金属构件基材置于模具的模腔内；

向已置入所述金属构件基材的模腔中注入所述塑胶材料而使塑胶材料成型的同时与金属构件相接合，且金属构件通过所述结合面与塑胶材料呈镶嵌结构的紧密结合，得到所述复合体。