一種復合體材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種復合體材料及其制備方法，該制備方法用于將不銹鋼和塑料一體化形成復合體材料，包括在不銹鋼的表面通過化學蝕孔液處理形成多個孔洞，再對不銹鋼進行注射塑料形成復合體材料。本發(fā)明所公開的復合體材料，是在通過化學蝕孔液處理形成了孔洞的不銹鋼的基礎上進行注射塑料得到。化學蝕孔液優(yōu)選的配方能夠形成利于塑料進入和固定成型的孔洞，有效地增加塑料與不銹鋼的結合力。
【專利說明】 一種復合體材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種復合體材料及其制備方法，尤其涉及一種不銹鋼與塑料一體化的復合體材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]現有的不銹鋼與塑料復合體的制備技術，一般是通過在不銹鋼結構件與塑料制件設置固定結構來實現的，這就要求在不銹鋼結構件上增加連接結構。但不銹鋼的加工效率低而成本較高，且無法制作形狀較復雜的結構，這大大限制了不銹鋼結構件在各種電子產品、精密醫(yī)療器械、汽車車身部件中的應用。
[0003]雖然，目前可以通過熱熔膠粘接的方法實現不銹鋼與塑料的一體化結合，但是塑料與不銹鋼的結合強度不高，不能滿足產品實際的使用強度要求。
[0004]另外專利文獻CN102672878A公開了一種通過陽極氧化對不銹鋼進行處理以形成多孔膜，再與樹脂進行一體化結合的方法；但是，不銹鋼在陽極氧化處理時表面會形成一層致密的氧化膜而發(fā)生鈍化，并不利于多孔膜的形成；而且在陽極氧化處理上需要額外增加設備上的資金投入，在一定程度上增加了生產的成本。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種不銹鋼與塑料結合強度高的復合體材料及其制備方法。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案為:
[0007]本發(fā)明公開了一種復合體材料的制備方法，用于將不銹鋼和塑料一體化形成所述復合體材料，包括:在所述不銹鋼的表面通過化學蝕孔液處理形成多個孔洞，再對所述不銹鋼進行注射塑料，形成所述復合體材料。
[0008]進一步地，所述化學蝕孔液包含:質量濃度為10_85g/L的硫酸鐵，體積百分比為5%-25%的稀鹽酸，以及質量濃度為3-50g/L的酸液；其中所述酸液是指草酸、順丁烯二酸、檸檬酸、酒石酸、氨基酸類、對硝基苯磺酸、三氟乙酸、醋酸或蘋果酸中的一種。
[0009]更進一步地，通過化學蝕孔液處理所述不銹鋼的表面過程的溫度為30_60°C，時間為 10_30min。
[0010]更進一步地，所述多個孔洞的平均孔徑為100-1000nm。
[0011]更進一步地，在所述不銹鋼的表面形成所述多個孔洞之前，對所述不銹鋼的表面進行有利于形成孔洞的表面活化處理。
[0012]更進一步地，所述表面活化處理包括以體積百分比為5%_40%的稀硫酸對所述不銹鋼的表面進行活化處理，活化溫度為30-60°C，時間為3-10min。
[0013]更進一步地，在所述不銹鋼的表面形成所述多個孔洞之前，對所述不銹鋼的表面進行除油處理，所述除油處理的溫度為35-80°C，所述除油處理所采用的除油液的配方包含:質量濃度為10_80g/L的氫氧化鉀或氫氧化鈉，質量濃度為5-80g/L的碳酸鉀或碳酸鈉，以及質量濃度為0.1-2.0g/L的十二烷基硫酸鈉。
[0014]更進一步地，所述不銹鋼是指Cr-Ni系列不銹鋼或Cr系列不銹鋼。
[0015]更進一步地，所述塑料是指:添加了質量含量為28%_40%的玻璃纖維的結晶型熱塑性塑料，所述結晶型熱塑性塑料包括聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚樹脂或芳香族聚酰胺樹脂中的一種；或者尼龍、聚碳酸酯或聚氨酯。
[0016]本發(fā)明還公開了一種復合體材料，是根據以上所述的復合體材料的制備方法將不銹鋼和塑料一體化形成的材料。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
[0018]本發(fā)明所公開的復合體材料的制備方法，是通過化學蝕孔液處理在不銹鋼表面形成了孔洞的不銹鋼的基礎上進行注射塑料，有效地克服現有的不銹鋼處理過程中容易發(fā)生鈍化的現象，而且無需另外增加生產設備，加工成本低。
[0019]在優(yōu)選的方案中，提出以上述特定的化學蝕孔液配方對不銹鋼進行蝕孔處理，經實驗驗證，所形成的孔洞的尺寸和分布非常利于塑料進入孔洞并固定成型，能夠在塑料與不銹鋼之間產生高強度的結合力。
[0020]在更優(yōu)選的方案中，通過對不銹鋼的表面進行化學蝕孔形成孔洞可以在60°C以下的溫度下實施，能耗低，而且能保證進行化學蝕孔的不銹鋼的表面不發(fā)黑，不影響復合體材料整體的外觀。另外在不銹鋼的表面形成孔洞之前，對不銹鋼的表面進行除油處理和/或活化處理，使不銹鋼的化學處理效果更好，更進一步增強塑料與不銹鋼的粘結強度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例的復合體材料的制備方法流程圖；
[0022]圖2是化學蝕孔后不銹鋼的表面在金相顯微鏡下的形貌。
【具體實施方式】
[0023]下面對照附圖并結合優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明作進一步說明。
[0024]根據本發(fā)明的實施例，將不銹鋼與塑料一體化形成復合體材料的制備方法，包括通過化學蝕孔液處理在不銹鋼的表面形成多個孔洞，再對所述不銹鋼進行注射塑料，形成復合體材料。
[0025]在較具體的實施例中，化學蝕孔液的配方包含:質量濃度為10_85g/L的硫酸鐵，體積百分比為5%-25%的稀鹽酸，以及質量濃度為3-50g/L的酸液(以上濃度和百分比均是相對于化學蝕孔液總體而言)；其中酸液是指草酸、順丁烯二酸、檸檬酸、酒石酸、氨基酸類、對硝基苯磺酸、三氟乙酸、醋酸或蘋果酸中的一種；通過化學蝕孔液處理不銹鋼的表面過程的溫度為30-60°C，時間為10-30min。
[0026]所述的不銹鋼可以是Cr-Ni系列不銹鋼或Cr系列不銹鋼；所述的塑料可以是添加了質量含量為28%-40%的玻璃纖維的結晶型熱塑性塑料，所述結晶型熱塑性塑料包括聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚樹脂或芳香族聚酰胺樹脂中的一種；所述的塑料也可以是尼龍系列、聚碳酸酯系列或聚氨酯系列。
[0027]如圖1所示，下面通過一個具體實施例對復合體材料的制備方法進行進一步說明:[0028]步驟101:首先準備好通過機械加工形狀化的不銹鋼基材；
[0029]步驟102:對不銹鋼基材進行化學除油處理，以清除不銹鋼表面的油污；化學除油所采用的除油液的配方為:質量濃度為15g/L的氫氧化鉀，質量濃度為10g/L的碳酸鉀，質量濃度為0.4g/L的硫酸鈉；化學除油的溫度為65°C，時間根據具體的除油效果而定；
[0030]步驟103:采用體積百分比為20%的稀硫酸對經過化學除油的不銹鋼基體進行活化處理，活化的溫度為45°C，時間為5min ；
[0031]步驟104:對經過活化處理的不銹鋼基材進行表面化學蝕孔處理，以形成平均孔徑為IOO-1OOOnm的多個不規(guī)則孔洞；所采用的化學蝕孔液的配方為:質量濃度為10_85g/L,體積百分比為5%-25%的稀鹽酸，質量濃度為3-50g/L的草酸；化學蝕孔的溫度為30-60°C,時間為10_30min ;化學蝕孔處理后不銹鋼基材的表面在金相顯微鏡下的形貌如圖2所示；
[0032]步驟105:將經過化學蝕孔處理后的不銹鋼基材放入一體化注塑成型模具內，然后對該不銹鋼基材具有多個不規(guī)則孔洞的表面進行注射塑料；
[0033]步驟106:形成不銹鋼與塑料一體化的復合體材料。
[0034]在本發(fā)明的實施例中采用的化學蝕孔液，不含濃硝酸，而且無需通過陽極氧化工藝，對經過活化處理的不銹鋼基材進行表面化學蝕孔，使得不銹鋼表面有效地形成平均孔徑為IOO-1OOOnm的多個不規(guī)則孔洞(參閱圖2)，這些不規(guī)則孔洞的平均尺寸和分布密度等十分有利于塑料進入孔洞并固定成型，從而能夠在塑料與不銹鋼之間產生效果極佳的結合力。對上述具體實施例所得到的復合體材料用電子萬能材料試驗機進行抗拉強度測試，該復合體材料的抗拉強度達到12Mpa。
[0035]以上內容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術領域】的技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種復合體材料的制備方法，用于將不銹鋼和塑料一體化形成所述復合體材料，其特征在于，包括:在所述不銹鋼的表面通過化學蝕孔液處理形成多個孔洞，再對所述不銹鋼進行注射塑料，形成所述復合體材料。
2.如權利要求1所述的復合體材料的制備方法，其特征在于，所述化學蝕孔液包含:質量濃度為10-85g/L的硫酸鐵，體積百分比為5%-25%的稀鹽酸，以及質量濃度為3_50g/L的酸液；其中所述酸液是指草酸、順丁烯二酸、檸檬酸、酒石酸、氨基酸類、對硝基苯磺酸、三氟乙酸、醋酸或蘋果酸中的一種。
3.如權利要求2所述的復合體材料的制備方法，其特征在于，通過化學蝕孔液處理所述不銹鋼的表面過程的溫度為30-60°C，時間為10-30min。
4.如權利要求1所述的復合體材料的制備方法，其特征在于，所述多個孔洞的平均孔徑為 100-1000nm。
5.如權利要求1所述的復合體材料的制備方法，其特征在于，在所述不銹鋼的表面形成所述多個孔洞之前，對所述不銹鋼的表面進行有利于形成孔洞的表面活化處理。
6.如權利要求5所述的復合體材料的制備方法，其特征在于，所述表面活化處理包括以體積百分比為5%-40%的稀硫酸對所述不銹鋼的表面進行活化處理，活化溫度為30-60°C，時間為 3-10min。
7.如權利要求1所述的復合體材料的制備方法，其特征在于，在所述不銹鋼的表面形成所述多個孔洞之前， 對所述不銹鋼的表面進行除油處理，所述除油處理的溫度為35-80°C，所述除油處理所采用的除油液的配方包含:質量濃度為10-80g/L的氫氧化鉀或氫氧化鈉，質量濃度為5-80g/L的碳酸鉀或碳酸鈉，以及質量濃度為0.1-2.0g/L的十二烷基硫酸納。
8.如權利要求1至7任一項所述的復合體材料的制備方法，其特征在于，所述不銹鋼是指Cr-Ni系列不銹鋼或Cr系列不銹鋼。
9.如權利要求1至7任一項所述的復合體材料的制備方法，其特征在于，所述塑料是指: 添加了質量含量為28%-40%的玻璃纖維的結晶型熱塑性塑料，所述結晶型熱塑性塑料包括聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚樹脂或芳香族聚酰胺樹脂中的一種；或者 尼龍、聚碳酸酯或聚氨酯。
10.一種復合體材料,其特征在于,根據權利要求1至9任一項所述的復合體材料的制備方法將不銹鋼和塑料一體化形成的材料。
【文檔編號】B29C45/14GK103895156SQ201410129705
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權日:2014年4月1日
【發(fā)明者】鄧崇浩, 王長明, 謝守德 申請人:東莞勁勝精密組件股份有限公司, 東莞華晶粉末冶金有限公司