[发明专利]一种铝基塑料复合产品及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及复合材料技术领域，尤其是涉及一种金属和塑料复合产品及其制备方法。

背景技术：

金属与塑料构成的复合产品广泛应用于汽车、家用电器、消费电子等领域。传统的金属与塑料复合产品采用粘合技术制成，即通过粘接剂将各种塑料与镁、铝、不锈钢等金属材料粘接在一起，这种复合产品难以满足各种产品对结合强度、部件精密度、产品复杂度的要求。

目前常见的金属与塑料复合成型技术是将金属件作为嵌件放入注塑模型腔中，再在金属件表面直接注塑塑料形成单一构件。这种方法在注塑过程中将金属件和塑料直接结合成一整体，可以体现各材料的性能优势；但是，金属件和塑料之间的结合强度较低，对金属件外形结构复杂性要求较高，加工难度大。

近年来出现了纳米注塑成型方法，该方法通过将金属件表面纳米化处理，再采用结晶性塑料组合物作为注塑料直接注塑，使塑料组合物渗入到纳米级微孔内注塑成型，从而得到金属塑料一体化产品。这种方法获得的金属和塑料复合件不仅具有高强度，耐酸碱性、热冲击性好等优点，而且大大降低了对金属件的结构要求。然而，纳米注塑成型技术所使用的胺类化合物为有毒有害物质，不易于环保，并且所使用的塑料仅限于高结晶性塑料，应用范围较窄，难以大规模推广应用。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足之处而提供一种铝基塑料复合产品及其制备方法，该方法环保效果好，生产成本低，且得到的铝基塑料复合产品具有很高的结合强度。

为实现上述目的，本发明铝基塑料复合产品的制备方法包括如下步骤：

(1)在铝或铝合金制成基材表面采用化学腐蚀溶液腐蚀的方法形成微米级的大孔；

(2)在铝或铝合金基材表面采用阳极氧化方法形成氧化膜层，氧化膜层中含有纳米级的小孔；

(3)将塑料直接注塑到铝或铝合金基材表面形成铝基复合产品。

作为上述技术方案的优选，所述的步骤(1)中的微米级大孔的形成是在pH值为10-13、温度为室温到90℃的腐蚀液中，将铝或铝合金基材浸入1分钟到30分钟所形成。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中形成的大孔的孔径为1um到500um之间。

作为上述技术方案的优选，所述的步骤(1)中采用的化学腐蚀溶液为NaOH水溶液、KOH水溶液、Na2CO3水溶液、NaHCO3水溶液、NaOH-Na2HPO4水溶液、氨水溶液、水溶性胺系化合物水溶液、NH3-NH4Cl水溶液、或Na3PO4-Na2HPO4水溶液中的一种或多种。

作为上述技术方案的优选，所述的步骤(2)中的氧化膜层是在浓度为150g/L–250g/L、温度为10–30℃的硫酸中，于10–20V电压下电解氧化10-40分钟所形成。

作为上述技术方案的优选，所述的步骤(2)中的氧化膜层厚度为3μm-10μm之间，小孔的孔径为20nm到200nm之间。

作为上述技术方案的优选，步骤(1)和步骤(2)反复多次进行，在小孔处理工艺后再次进行大孔的处理，或在小孔处理后再次进行大孔和小孔的工艺处理。

作为上述技术方案的优选，所述的大孔之间、小孔之间、大孔和小孔之间形成孔洞连通结构。

作为上述技术方案的优选，所述的塑料为流动性较好的聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇脂、或聚酰胺。

作为上述技术方案的优选，述的塑料中添加有重量百分比含量小于50％的玻纤和矿物材料。

本发明的铝基塑料复合产品，包括铝或铝合金制成的基材，所述的铝或铝合金基材表面复合有塑料层。

本发明的有益效果在于：由于铝或铝合金基材表面形成有微米级大孔，大孔内又成型有小孔，塑料注塑至基材表面后可与基材牢固结合在一起，结合强度可达10Mpa以上，且工艺简单，适合大规模生产；其次，采用的塑料可为常规品种，适用范围广；另外，生产中使用化学腐蚀溶液具有良好的环境适应性，无污染，环保效果良好。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的铝基塑料复合件整体结构示意图；

图2为本发明的铝或铝合金基材表面的大孔和小孔结构示意图。

具体实施方式：

见图1所示：本发明的铝基塑料复合产品包括由铝或铝合金制成的基材10，基材10表面复合有塑料层20。该铝基塑料复合产品的制备方法包括如下步骤：