[發明專利]一種金屬表面納米注塑成型的方法及其應用

有效

• 申請號: 201711256603.8
• 申請日: 2017-12-03
• 公開（公告）號: CN107745477B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 白林森;梁蓮芝
• 申請（專利權）人: 無錫市恒利弘實業有限公司
• 主分類號: B29C45/14
• 分類號: B29C45/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種金屬表面納米注塑成型的方法，包括如下步驟：預處理，清洗液中清洗，純水水洗，干燥處理，在金屬基材表面覆蓋金屬Ni、Cr、Cu或其合金耐腐蝕金屬模板，該金屬模板分為空白區域和金屬區域，向金屬模板的基材表面物理濺射耐腐蝕金屬，取下耐腐蝕金屬模板，將經過濺射后的金屬基板浸入酸腐蝕液中，多次腐蝕，得到均勻分布的微米級腐蝕孔，純水水洗，將腐蝕后的金屬基材浸泡于弱酸溶液中，表面形成20?80nm的納米孔，然后純水水洗、干燥處理，最后對基材進行納米注塑。

技術領域

本發明涉及金屬表面處理領域，尤其是涉及一種金屬表面納米注塑成型的方法及其應用。

背景技術

日本大成塑料（Taiseiplas）株式會社于2002年發明了納米成型技術（NMT），該技術是將金屬與塑料一體化的納米成型技術，可將金屬與樹脂一體化成型，廣泛用于薄輕、便攜的移動電子產品的外殼上，如電腦終端、移動手機。

現在技術中，NMT的處理工序包括如下所示的流程：將需要結合的金屬進行堿液處理、酸處理、酯氨酸弱酸處理、再用水清洗干凈后進行干燥、注塑。經處理后的金屬表面就會形成無數的孔徑約為20nm的微孔，也就是說，可以認為是在通過處理后的金屬表面上形成了很多微小的凹凸結構，注射的樹脂進入這些凹凸結構中，產生錨定效果。同時，當樹脂注射到處理后的金屬表面時，含有酯基的樹脂就會與T液發生酯胺反應，從而緊密結合在一起。其中酸處理和脂氨酸弱酸處理步驟為最關鍵的兩步，其中酸處理的主要目的為：（a）除去金屬表面多余的堿液，（b）在金屬表面上形成大量腐蝕孔，該腐蝕孔的形成主要是由于酸和金屬的腐蝕反應，其孔的形成完全依賴于金屬基材的組成相和雜質相，由于金屬表面的組成相和雜質相對酸的腐蝕速率不同，直接導致金屬表面的腐蝕孔呈分布雜亂、無序，孔道深度不一（如本發明圖1），完全無序狀態，因此會導致在納米注塑過程中金屬表面的樹脂不均勻，不穩定，孔大且深的地方膠黏性好，孔小且淺的地方膠黏性差，最終導致其力學性能、耐疲勞性、沖擊韌性、耐熱性和成型加工性能存在較為明顯的缺陷，其次該現有技術的致命缺點是，腐蝕后的孔為納米級，并非肉眼可見，在納米注塑時，樹脂很難進入納米孔道，造成金屬與樹脂的結合力下降，此外，現有技術中還存在使用陽極氧化處理基材金屬，以獲得微米孔，但是陽極氧化處理的方法僅僅適用于閥金屬，如鎂、鈦、鋁或其合金，不適用于不銹鋼、銅等金屬，而且陽極氧化獲得的腐蝕孔，孔徑最大不超過5微米，甚至在1微米以下，不利于樹脂進入納米孔，進而不利于基材金屬與樹脂的粘附力提高。

發明內容

基于上述問題，本發明提供一種金屬表面納米注塑成型的方法及其應用，該金屬表面納米注塑成型的方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）首先使用磨光、拋光、滾光、噴砂或拋丸中的一種處理方法除去金屬表面納米級的天然氧化層；

（2）將經過處理的金屬，浸泡于堿金屬清洗液中清洗；

（3）純水水洗，干燥處理；

（4）在金屬基材表面覆蓋金屬Ni、Cr、Cu或其合金耐腐蝕金屬模板，該金屬模板分為空白區域和金屬區域；

（5）向步驟（4）中金屬模板的基材表面物理濺射耐腐蝕金屬；

（6）取下耐腐蝕金屬模板，將經過物理濺射后的金屬基板浸入酸腐蝕液中，刻蝕出均勻分布的微米級腐蝕孔，純水水洗，然后繼續使用酸腐蝕液重復腐蝕，純水水洗，該過程的腐蝕次數≥1；

（7）將腐蝕后的金屬基材浸泡于主要含有脂氨酸的弱酸溶液中，在均勻分布的微米級腐蝕孔道內表面形成20-80nm的納米孔，然后純水水洗、干燥處理；

（8）對基材進行納米注塑，使樹脂通過注塑滲入孔道內。

所述表面物理濺射為磁控濺射，磁控濺射的初始抽真空度為10^-3-10^-2Pa，靶材為Ni靶，Cr靶或Cu靶，該靶材與模板金屬材質一致，所獲得的物理濺射耐腐蝕金屬層的厚度低于20nm。