[發明專利]一種表面處理的鋁合金及其表面處理的方法和鋁合金樹脂復合體及其制備方法

有效

• 申請號: 201210043634.6
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN103290449A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 孫劍;曾娟;程俊
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C25D11/04
• 分類號: C25D11/04;C25D11/24;B29C45/14
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技術領域

本發明涉及一種表面處理的鋁合金及其表面處理的方法和鋁合金樹脂復合體及其制備方法，更具體來說，尤其涉及一種具有雙層孔道的表面處理的鋁合金及此種鋁合金的表面處理方法和此種表面處理的鋁合金與熱塑性樹脂一體化而形成的鋁合金樹脂復合體及其制備方法。

背景技術

在汽車、家用電器制品、工業機器等的零件制造領域中，要求金屬與樹脂的一體成型技術，目前業界采用粘合劑在常溫或加熱下將金屬與合成樹脂一體化的結合。采用上述方法雖然可制備出金屬與塑料一體成型的復合體，但按照這些方法得到的復合體金屬與塑膠之間結合力較差，且膠粘劑耐酸耐堿性能差，復合體無法進行后續的陽極氧化等表面處理。因而，一直以來，人們一直在研究是否有更合理的將高強度的工程樹脂與鋁合金之類的合金一體化的方法。

本領域的技術人員通過研究提出了納米加工處理技術，納米加工處理技術（NMT）就是金屬與塑膠一體化結合技術，其通過將金屬表面納米化處理，讓塑膠直接在金屬表面上射出成型，使金屬與塑膠可以一體化成型。對于金屬與塑膠的有效結合，納米成型技術是一種最好的方式方法，并能取代目前常用的嵌入射出或鋅鋁、鎂鋁壓鑄件，可以提供一種具有價格競爭、高性能的金塑一體化產品。?與膠合技術相比，NMT技術具有明顯的優勢，例如：減少產品的整體重量、強度優異、加工效率高等。NMT技術應用范圍涵蓋車輛、IT設備及3C產品，可以讓產品朝更輕薄、更微型的方向發展。

現有的有如公開了鋁合金與樹脂組合物的一體化成型技術，采用胺類物質，例如：氨基甲酸脂、一水合肼、乙二胺等的水溶液對鋁合金進行表面處理得到納米級的微孔，腐蝕出納米級的孔洞，并把胺類基團保留在鋁合金納米孔洞中，最后注塑通過胺類基團與注塑材料的反應，將樹脂與鋁合金結合到一起，從而得到有一定拉伸剪切強度的鋁塑一體化產品，而采用此類胺類物質腐蝕的技術，腐蝕時間較長且鋁合金表面形成的孔洞太小，樹脂難以直接注塑進入納米級的孔洞，降低了鋁合金和樹脂的結合強度，即抗拉伸性能較差，同時樹脂和鋁合金的結合主要依靠胺類基團，使用的樹脂的種類十分有限，目前該技術能采用的樹脂只有PPS（聚苯硫醚）、PA（聚酰胺）、PPA（聚鄰苯二甲酰胺樹脂）、PBT（聚對苯二甲酸丁二醇酯）等四類樹脂，實際應用范圍也窄，而且采用的胺類物質均為有毒、有揮發性的物質，不利于安全生產、環保性能差。

也有通過含有無機鹵素化合物的酸性蝕刻液直接在鋁合金表面腐蝕，然后注塑得鋁塑一體化產品，而采用此類蝕刻液腐蝕鋁合金表面的技術，存在蝕刻液濃度低時間長，蝕刻液濃度高反應放熱大，溫度不好控制，不利于大規模生產，且采用此種方法，金屬與樹脂之間的結合力差。

現有也有在鋁合金表面通過陽極氧化制備具有直徑0.05-0.08微米的穴的氧化鋁膜層，再與樹脂結合得鋁塑一體化產品，但該方法得到的鋁合金表面形成的孔洞太小且樹脂難以直接注塑進入納米級的孔洞，降低了鋁合金和樹脂的結合強度，即抗拉伸性能較差。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的鋁合金制備鋁合金樹脂復合體時鋁合金與樹脂的結合力弱的技術問題。提供一種能與樹脂有很好的結合力，且工藝簡單易大規模生產，無污染的表面處理的鋁合金及其制備方法和鋁合金樹脂復合體及其制備方法。

本發明的第一個目的是提供一種表面處理的鋁合金，包括鋁合金本體及其表面的陽極氧化膜層，其中，陽極氧化膜層由外表層部分和內層部分組成，外表層部分上含有腐蝕孔，腐蝕孔的孔徑為200nm-2000nm，內層部分含有納米微孔，納米微孔的孔徑為10-100nm。

本發明的第二個目的是提供上述鋁合金表面處理的方法，包含以下步驟：

S1，將經過前處理的鋁合金通過陽極氧化得到表面含有具有孔徑10-100nm納米微孔的陽極氧化膜層的鋁合金；

S2，將步驟S1所得含有具有孔徑10-100nm納米微孔的陽極氧化膜層的鋁合金浸泡到刻蝕液中在陽極氧化膜層外表層形成孔徑為200nm-2000nm的腐蝕孔得到經過表面處理的鋁合金。

本發明的第三個目的是提供一種鋁合金樹脂復合體，包括：鋁合金基材及樹脂層，其中，鋁合金基材為上述表面處理的鋁合金，形成所述樹脂層的樹脂組合物填充于所述納米微孔和腐蝕孔中。

本發明的第四個目的是提供上述鋁合金樹脂復合體的制備方法，包含以下步驟：

將表面處理的鋁合金基材置于模具中，然后將樹脂組合物注入模具中與表面處理的鋁合金基材相結合，成型后得到鋁合金樹脂復合體，其中，表面處理的鋁合金基材為上述表面處理的鋁合金。