[发明专利]一种复合材料用基底金属表面处理方法

说明书

本发明提供一种复合材料用基底金属表面处理方法，其通过打磨、酸处理、碱处理和聚合物处理，其中聚合物处理选择了丙烯酸羟乙酯100重量份，聚氨酯丙烯酸酯15‑25重量份，环氧丙烯酸酯10‑14重量份，丙烯酸3‑8重量份，二甲基丙烯酸多缩乙二醇酯3.5‑6.5重量份，光引发剂0.2‑1.2重量份，得到了具有优异连接强度或粘合强度的基底金属表面处理方法，且聚合物组成的选择使其对多种不同基体树脂复合材料或粘合剂均具有良好的连接强度或粘合强度。

技术领域

本发明涉及金属表面处理的领域，具体涉及用于复合材料基底的金属表面处理的方法。

背景技术

随着复合材料的快速发展，聚合物主体的复合材料具有高强度、低质量的优异特点，广泛应用于诸多的领域，如：航天、航空、高铁、机械设备。复合材料的使用在不降低材料强度的同时可以大幅的降低航天飞机、民航飞机、高铁的重量，大幅提升了其行驶速度；机械设备的总体重量也有所降低，便于运输。上述复合材料的运用顺应了生活结构越来越快的现代社会生活。

在具有上述复合材料优点的同时，也具有一定的待改进之处。在现在的技术条件下，完全由复合材料制备飞机、高铁等尚不现实，金属材料的使用时必不可少的，但金属与复合材料的连接还有很大的改进之处。现在常用的使用金属连接件连接或者部分采用粘合剂粘结，但现有技术中使用的方式效果都有不足之处。采用何种方式可以提高复合材料与金属的连接强度或如何提高金属与复合材料连接中使用粘合剂的粘结强度成为一种待改进的方面。同时，如何处理对金属表面处理可以使其适应于多种基体树脂(如聚氨酯、环氧、丙烯酸酯类)都具有优异的连接强度或粘结强度，其可以广泛用于机械设备、室内金属表面、机械电子设备内部部件等，对于金属和涂层都很薄的情况，可以用于电子设备中的细小部件。

发明内容

发明目的：针对上述问题，经过研究发现，预先对金属表面进行多元化的处理，使金属表面上牢固附着一层具有优良多组分附着力的聚合物处理层，该层赋予金属表面与复合材料连接稳定性和与多层材料具有良好的连接稳定性。

为了达到上述介绍的技术效果，通过如下技术方案实现：

复合材料用基底金属表面处理方法，包括如下步骤：

步骤(1)，打磨：将作为复合材料用基底金属表面打磨，除去表面的锈迹和有机污物；

步骤(2)，酸处理：向打磨后的基底金属的表面喷洒酸液，静置30-200min；

步骤(3)，碱处理：擦拭基底金属表面的酸液，涂抹稀碱液，使金属表面呈现弱碱性；

步骤(4)，聚合物处理：在处理后的涂覆待聚合组合物，固化，即得；

其中待聚合组合物固化后的厚度约为50-200μm。

上述步骤(1)-(4)的四个步骤是有机的整体，分别起到了不同的作用，并相互影响。

步骤(1)，打磨

步骤(1)中表面打磨属于一种常用的手段，其用以除去金属表面的锈迹(如铁锈、铜锈等)，部分有机污物也可以同时除去；步骤(1)中金属为铜、铁、锌或不锈钢，可以根据实际使用情况的需要选择具体的金属种类，实质上，在本发明构思中，通过常见酸可以腐蚀的金属都可以选择使用，并没有明确的限制，从实际使用的需要，选择了最常用的上述金属种类。

步骤(2)，酸处理

在步骤(2)中酸处理起到了两个作用，一是进一步除去金属表面的有机物污物，是对上一步物理打磨的补充，通过物理-化学两种模式除去；二是微腐蚀作用，在金属表面静置一段时间，使金属表面形成小的坑，提高后续聚合物的界面连接程度。步骤(2)中酸液的使用方式需要为喷洒，在金属表面形成小液滴，而不是使用涂布，通过涂布在金属表面形成液膜，对金属的均匀附着起不到增大界面连接程度的作用。