CN105479659A - 金属与塑胶的复合体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种金属与塑胶的复合体及其制造方法，所述复合体为将结合面经化学处理成至少部分区域具有纳米级凹凸结构的金属构件与塑胶材料结合而成，金属构件与塑胶材料在该区域呈镶嵌结构的紧密结合，所述金属构件包括金属材料或合金材料构件，所述塑胶材料的主要成分为聚醚嵌段酰胺，且该塑胶材料具有单层或叠层结构；针对所选择的塑胶材料特性，配合相应的结合和处理工艺，使金属与塑胶结合力优良，提供一定程度的密封特性的同时抗冲击性优良，并使外观的装饰效果多样化。

Description

金属与塑胶的复合体及其制造方法
技术领域
本发明涉及金属与塑胶材料一体化的制造技术，尤其是关于一种能够提供防水、防尘和防震功效的金属与塑胶复合体及其制造方法。
背景技术
随着制造业的发展和延伸，将金属与塑胶材料(树脂、弹性体等高分子材料)一体化复合的技术，在汽车、家庭电气化制品、产业设备等部件，乃至个人日常制品的制造业等广阔产业领域都有非常大的需求。而制造技术发展将金属的强度和刚性与塑胶材料的可塑性的有效结合，提供了更宽泛的应用领域。通过可行的技术手段能够实现金属与塑胶材料的一体化结合，对于结合体性能的要求，既要满足二者间的结合强度(不能轻易分开)，还应满足二者结合的紧密性(即，防尘防水性)，而利用塑胶材料对金属构件的外露部进行包覆和粘附，也进一步提升了这类部件的加工性能。针对这些需求，相关的研究和应用也陆续被报道。
金属构件与塑胶材料(塑件)的结合强度和紧密度提升始终是被关注的问题，考虑到对制造/使用环境和生产者的影响以及可能加速塑胶的老化，选择不使用粘接剂的更合理的结合方法成为更多生产者的追求，注塑结合技术也因此被广泛应用。例如，CN200780047587.X中公开了一种将钛合金制的部件与热塑性树脂组合物一体化得到的复合体及其制造方法，这种通过选择经表面处理的钛合金构件与高硬度结晶性树脂组合物的注射结合而提高其结合性的复合体，适合在需要移动便携使用的各种电子设备、家电制品、医疗设备、车辆用构造部件、车辆搭载用品、其它的电气部件、耐腐蚀性外装部件等中使用，该技术的研究认为，针对钛合金基材的性质，选择适当具有结晶性的树脂组合物(以聚苯硫醚树脂为主要成分的第1树脂组合物，或者是以聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂为主要成分的第2树脂组合物)，通过注射成形而直接结合于钛合金基材上，能够提供钛合金制部件与树脂组合物难以剥离而被一体化了的复合体。对该技术的研究还证明，若使用的树脂组合物不同(主要成分改变)，其与钛合金构件的结合力则明显下降。
目前已经有报道的金属与塑胶材料复合体中，对塑胶材料的选择多集中在硬胶性材料，例如结晶型(或者说不推荐选择无定形材料)且具有适当的强度，从而满足二者结合面的气密性同时应提供复合体的可加工性。进一步的研究也发现，针对金属(金属材料或合金材料)的种类和性质，塑胶材料的选择及二者的结合工艺(注塑结合工艺)选择，都对最终得到的复合体的特性和能提供的功效带来明显不同结果。
发明内容
本发明提供一种金属与塑胶的复合体，选择柔性塑胶/弹性体作为用于结合成型的塑胶材料，在满足二者间结合强度的同时，更能赋予该复合体抗冲击的优点，从而拓宽其应用范畴。
本发明还提供了所述金属与塑胶的复合体的制造方法，针对所选择的塑胶材料特性，配合相应的成型和处理工艺，从而得到金属与塑胶结合力优良的复合体。
本发明提供的一种包含金属材料和塑胶材料的复合体，该复合体为将结合面经化学处理成至少部分区域具有纳米级凹凸结构的金属构件与塑胶材料结合成，金属构件与塑胶材料在该区域呈镶嵌结构的紧密结合，所述金属构件包括金属材料或合金材料构件，所述塑胶材料的主要成分为聚醚嵌段酰胺，且该塑胶材料具有单层或叠层结构。
本发明还提供了所述包含金属材料和塑胶材料的复合体的制备方法，包括以下过程：
将结合面经化学处理成至少部分区域为纳米级凹凸结构的金属构件基材置于模具的模腔内；
向已置入所述金属构件基材的模腔中注入所述塑胶材料而使塑胶材料成型的同时与金属构件相接合，且金属构件通过所述结合面与塑胶材料呈镶嵌结构的紧密结合，得到所述复合体。
本发明的方案中，选择聚醚嵌段聚酰胺(PEBA)作为与金属构件结合的塑胶材料，利用其兼具热塑体和弹性体特点的性质(或者称柔性塑胶)，通过适当的成型结合技术与金属构件形成的复合体，使PEBA在成型过程中与表面经化学处理而具有纳米级凹凸结构(或者说表面被结构化)的金属构件在结合面呈镶嵌结构而紧密结合，不仅具有优良的结合强度，用于制品的外壳或连接部件，相比于目前普遍使用硬胶材料而制成的同类产品，更赋予了优良的抗冲击性，当结合于金属构件的表面，则在实现二者结合部的密封效果的同时，也为该产品提供了抗冲击(例如防摔、放撞击)的效果；并且采用本发明的复合体制成的结构部件用于产品的组装结合时，无论是该复合体之间还是与其它部件之间，都能够通过部件间的“软硬搭配组接”而易于使部件之间的结合可在无需密封件的情况下保证紧密性和密闭性；而这样的复合体，可以替代传统工艺中，多个零件的装配组合达到的效果，并同时达到精简产品结构和优化体积等效果。
另一方面，本发明还探索了采用PEBA作为注塑材料与金属(包括金属或合金)结合过程中，材料的筛选与结合工艺之间的匹配，为实现连续化生产奠定了基础。
附图说明
图1是本发明实施例提供的复合体产品示意图，图中，金属构件与PEBA塑胶经注塑结合工艺通过结合面形成紧密结合。
图2是本发明实施例提供的具有多层结构的复合体产品示意图，金属构件与PEBA塑胶结合的同时，另一种高分子材料也被复合。
图3是本发明实施例提供的另一种结构的复合体产品示意图，金属构件同时与包括PEBA塑胶在内的二种高分子材料复合。
具体实施方式
本发明提供了一种包含金属材料和塑胶材料的复合体，选择主要组成为聚醚嵌段酰胺(PEBA)的嵌段共聚物作为与金属构件结合的塑胶材料，通过在金属构件表面的凹凸微结构中镶嵌结合，所得到的复合体结合力强，且在实现密封的同时，抗冲击性得到提升。
聚醚嵌段酰胺的结构可以表示为：HO-(CO-PA-CO-PE-O)n-H，PA代表聚酰胺链段(也称尼龙)的单元，PE代表聚醚的单元，即，本发明的实施方案中，所述聚醚嵌段酰胺是选自由聚酰胺链段与聚醚链段组成的嵌段共聚物，其中酰胺单元含量至少为10％，例如含有30-90％酰胺单元的聚醚嵌段酰胺，在具体实施方案中选择了酰胺单元含量为30-60％的聚醚嵌段酰胺塑胶。
本发明的实施方案中，所使用的聚醚嵌段酰胺塑胶材料中，聚醚嵌段酰胺的数均分子量500-20000g/mol。
本发明所使用的聚醚嵌段酰胺塑胶材料均来自商品化的工业产品，即，商品化的PEBA，根据对复合体的应用和加工要求，选择具有适当聚酰胺嵌段(PA)的材料，以获得所需要的表观硬度，在具体实施方案中，可以使用具有PA6嵌段、PA66嵌段、PA12嵌段、PA11嵌段、PA12嵌段、PA6/11嵌段、PA6/12嵌段、PA610嵌段、PA1010嵌段等规格的PEBA材料。所述PEBA材料可商购或按照需要的结构特征进行合成得到，例如可以使用商购尼龙弹性体材料PEBAX，其数均分子量可以为700-16000g/mol。
本发明的复合体对于所结合的金属构件材质没有特别限制，本文中记载的“金属构件”，除有特别说明外，是指金属或合金材料经任何可行的方法加工得到的具有预定结构或形状的构件，即，所述金属构件的材质可以包括铝或铝合金、镁或镁合金、钛或钛合金、铜或铜合金、或不锈钢等常见材质，只要其结合面能提供纳米级凹凸结构。进一步地，本发明提供的复合体，为了提供足够的结合强度，要求所使用的金属构件的结合面经化学处理成至少部分区域为纳米级凹凸结构，其纳米级凹凸结构表现为纵横联合的沟壑结构所形成的孔结构，孔径为10-2000nm。在具体实施方案中，该纳米级凹凸可以包括对所述结合面实施阳极氧化而形成的纳米孔和阳极氧化膜外表层上的腐蚀微孔，所述纳米孔孔径10-100nm，所述腐蚀微孔孔径100-2000nm。
PEBA是在聚酰胺的直链部分嵌入了聚醚成分(聚醚单元或聚醚单元序列)得到的嵌段共聚物，兼具了聚酰胺(PA)材料的坚硬和聚醚(PE)材料的柔软两种性质，是一种二相构体，既是热塑体(结晶相)又是弹性体(无定形相)，虽然已经有研究认为这种材料由于其特殊的结构导致作为同类复合体的结合材料，基于在机械强度以及吸水性方面的表现均不推荐使用，但本案发明人的研究认为，PEBA这种特性被用于结合技术制造金属与塑胶复合体，不仅能与金属构件形成紧密结合，当使用该复合体与其它部件或材料结合时，适当的软胶特点还解决了该不同部件之间的密闭结合问题。例如，作为手机或平板电脑上下壳体部件组配时，该复合体自身的塑胶与金属能紧密结合的同时，根据所欲组配的部件材质特性，利用塑胶或金属作为配合面，都能实现与欲组配部件之间的“软硬搭配组接”，可以不需引入第三种材质或部件(例如粘结剂或O型圈)，不仅提升组配产品的密封效果，组装材料和工序的减少，更带来成本降低和质量管控的有利性。
本发明的复合体包括了金属构件与PEBA为主要成分的塑胶材料通过金属构件的结构化表面紧密结合结合得到的成形体，可以是用于各类设备、装置的组配部件，其具体的形状和结构可以根据对金属构件的预加工和成型模具的使用，以及后续必要的加工工序来满足。尤其可以用于组装或组配精确度和紧密性要求更高的部件，例如前述“软硬搭配组接”的产品，也可以用于例如同时需要电磁屏蔽和绝缘的产品，例如屏蔽罩等类似产品。
对于本发明的复合体，结合于金属构件的PEBA塑胶可以是经过一次成型工艺而形成的单层结构，也可以是二次或更多次成型工艺得到的叠层结构，从而在整体上具有所需要的轮廓或结构；在不影响成型效果的前提下，若对每次注入的PEBA材料中添加不同的色料或特征性辅料(例如适量的微粒或纤维物)，则所形成的复合体即可表现为不同色彩或图形或轮廓的叠层组合，在提升复合体性能的同时也满足对视觉效果的需要。
本发明的复合体，金属构件与PEBA塑胶的结合是通过可行的成型工艺，使PEBA塑胶材料在成型过程中结合于金属构件结合面的纳米级凹凸结构中。具体的成型工艺，包括了各种模具成型技术，可以包括但不限于注塑成型、挤出成型、吹塑成型、浸塑成型等结合技术。
本发明的实施方案中，所述成型可以为单料或多料成型，或者，也可以为单次或多次成型。例如，单料或多料注塑成型，或者，单次或多次注塑成型。
本发明的复合体中，金属构件与塑胶材料之间通过结构化处理的结合面实现紧密结合，虽然从理论上可以包括经结合后金属构件被塑胶材料完全包覆的情况，但作为用于与其他部件组配提供所需制品的部件，本文所说的复合体更体现有应用价值的是金属构件至少有部分外表面未与塑胶材料相结合，以提供下游工序(或加工厂家)作为配件使用，即，根据需组配结合的部件特性，组配时选择塑胶层或金属表面作为组接结合面。
本发明的复合体可以根据设计和使用需要而在结构中进一步包含其它塑胶材料，即，本发明的具体实施方案中所述金属构件和/或塑胶材料未与彼此结合的区域还可以通过多料或多次成型而结合有高分子材料，所述高分子材料的组成与所述塑胶材料不相同。例如，在金属构件未结合所述PEBA塑胶的区域、或者已经与金属构件经注塑等结合成型一体的复合体的PEBA塑胶表面，进一步结合有其它高分子材料，例如不同材料的叠层组合，从而具有更宽的使用范畴。所结合的其它高分子材料可以是与前述聚醚嵌段酰胺的组成和性能完全不相同的材料，例如，可以是目前注塑结合技术实施中常用的硬胶材料、树脂材料等，例如PPS、PBT、PA等。另外，根据本发明的具体实施方案，塑胶材料中除了作为主要成分的PEBA外还可以包含其它辅助性成分(次要成分)或称添加物，即，本发明所述塑胶材料的成分还可以包括阻燃剂和/或增强剂。例如，可以添加紫外光稳定剂增加产品在紫外光照射下的颜色和性能的稳定，或者添加阻燃剂增强产品的阻燃特性，加入玻纤增强产品的刚性等。当然，这些辅助性成分的添加比例要以不影响产品结合力性能以及不降低产品的其它物理性能为准。所述添加物可以包括但不限于玻璃纤维、玻璃粉、玻璃珠、矿粉、碳纤、碳粉、金属纤维等。
本发明的金属与塑胶复合体的制备方法，至少包括了提供结合面经化学处理而具有所述纳米级凹凸结构的金属构件，以及利用所述PEBA材料向置入了所述金属构件的模具中实施结合的工艺。
根据本发明的实施方案，将选择的金属材料预加工成设计形状和结构的金属构件(也称金属构件基材)，以及使该金属构件的结合面经化学处理而形成所述纳米级凹凸结构，均可以按照常规方法和已有报道实施方案实现。例如，对预加工(不限于机械加工、铸造、锻造等)成型的金属构件基材通过酸和/或碱处理而在设定区域进行化学蚀刻(腐蚀)以形成纳米级的凹凸结构，或者将阳极氧化与化学腐蚀相结合，通过在基材表面形成的氧化膜层而得到具有立体构型的“纳米级的凹凸结构”。该纳米级凹凸可以是表现为纵横联合的沟壑结构所形成的孔结构，孔径为10-2000nm。具体操作可以借助掩膜等手段，即可在金属构件的表面蚀刻出长、宽、高基本为10-2000nm的超细微凹凸面，这些凹凸结构可以不分离而是纵横联合，形成类似溶洞的结构，利于注塑的塑胶进入其中以适当的结晶形态而使塑胶材料与金属构件在结合面形成镶嵌结合。该纳米级凹凸也可以包括对所述结合面实施阳极氧化而形成的纳米孔和阳极氧化膜外表层上的腐蚀微孔，所述纳米孔孔径10-100nm，所述腐蚀微孔孔径100-2000nm。
本发明的实施方案包括对所述金属构件的结合面至少部分区域进行化学处理，以形成纳米级凹凸结构，所述纳米级凹凸结构表现为纵横联合的沟壑结构所形成的孔结构，孔径为10-2000nm。
在一个具体实施方案中，所述化学处理包括先对金属构件基材的结合面至少部分区域(设定表面)实施阳极氧化形成具有孔径10-100nm纳米孔的阳极氧化膜层；然后对阳极氧化处理后的结合面至少部分区域进行化学蚀刻，形成孔径为100-2000nm腐蚀微孔。
关于在金属构件基材表面形成上述纳米级凹凸结构，可以采用任何公知的处理方法和手段来实现，本发明不做限制，例如，上述形成纳米孔和腐蚀微孔的方法可以参照CN103290449A中记载的阳极氧化和化学腐蚀操作来实现。金属构件表面的凹凸结构以二级孔结构叠加方式存在，更利于提升与塑胶体的结合强度。
本发明的实施方案，以注塑结合技术为例，注塑工序中，可以根据所使用的塑胶材料的性质确定注塑工艺参数。一个实施方案中，注入塑胶材料时的注塑温度210-270℃，注塑压力8.0-11.0MPa，模具温度40-80℃，注塑完成后进行冷却，控制冷却速度6-8℃/秒，并脱模。所述的注塑工艺，可以采用行业内常用的方法，例如，采用注塑螺杆注塑，根据所确定的注塑压力设定螺杆的后段、中段和喷嘴压力，也可以采用其它任何可行的注塑装置。
本发明的方案中，注入完成后采用适当的方法使成型体能尽快冷却，对PEBA材料达到所期望的结晶效果是有利的，尤其是对整体体积较大的复合体制品，例如，注塑完成后向注塑模具的冷却腔通冷水来加速冷却。
更具体实施方案中，控制熔融态的塑胶材料以230-250℃的注塑温度注入模具，且模具温度控制50-60℃，冷却后脱模即得到所述复合体。
发明人的研究还发现，经冷却脱模后的复合体经进一步实施水热处理，利于提升塑胶材料与金属构件的结合强度，即，塑胶材料相当的条件下实施水热处理会利于提升结合力。所以，本发明的具体实施方案还可以包括将完成注入成型(例如注塑成型)的复合体置于热水中进行水热处理的过程，水热处理时的水温40-80℃，处理时间8-12小时。例如，水热处理时的水温可以为50-60℃，水热处理时间10-12小时左右。
按照本发明的上述方法制备所述复合体制品时，通过对原料的组成(例如EBPA中PA含量)、各环节中工艺参数的选择进行适当调整和匹配，利于提升金属构件与塑胶材料的结合力和其它物理性能。评价金属构件与塑胶材料之间的结合力可以从二个方面：将二者分开所需力越高，结合力越好；需要较大的力度才能将二者分开的情况下，观察金属结合面上的塑胶残留，残留越明显，结合力越好。
进一步地，本发明的制备方法还包括在注入所述塑胶材料而使其与所述金属构件结合的同时或之后，通过多料注入或多次注入成型工艺，在所述金属构件和/或塑胶材料未与彼此结合的区域复合高分子材料，所述高分子材料的组成与所述塑胶材料不相同。根据本发明的上述实施方案，得到的复合体，在满足金属构件与PEBA塑胶紧密组合的基础上，还引入了其它高分子材料经多料成型(或多次成型)的产物，成为利用不同塑胶对金属构件形成结合或者具有高分子材料不同叠层组合的复合体。例如，通过二次或多次注塑，使得到的复合体的金属两个侧面分别是PEBA和与之不同的一种硬塑胶(例如图2示意的复合体)，当然，制成二种不同塑胶叠层复合的复合体(PEBA层作为中间层分别与金属构件和不同的高分子材料层结合)，也是一种有用的产品形态。
综上所述，本发明提供了一种采用不同塑胶(弹性体)材料与金属结合而成型的复合体，借助PEBA材料的特性，使这类复合体产品在应用领域和功效都有了更大的提升空间，并且具有良好的工业化应用前景。
以下结合具体实施例对本发明方案以及所带来的有益效果提供进一步的说明，但不能理解为对本发明可实施范围的任何限定。
实施例一
1、金属构件的预处理
1)金属基材的预加工和处理
市售铝合金板材A1100，厚1.5mm，加工成若干个50mmx10mm的长方形片材，研磨抛光后置于清洗槽中，使用无水乙醇洗净后浸渍于40g/L的氢氧化钠水溶液中，约2-3min取出，用去离子水冲洗并晾干，得到经去污脱脂的铝合金片状基材。
2)金属基材的表面蚀刻
以上完成去污脱脂处理的铝合金片状基材作为阳极放入含有浓度为20wt％硫酸的阳极氧化槽中，于20V电压、18-20℃下电解10min，取出铝合金片，吹干；
将所得到的铝合金片浸泡于10wt％左右的碳酸钠溶液中(pH＝12)，20℃下浸泡5-6min，完成对阳极氧化膜层的蚀刻，取出以去离子水充分水洗烘干，得到表面被蚀刻处理的铝合金基材，整个过程操作不应被污染而再次附着油污和其它物质。
采用金相显微镜观察上述得到的铝合金片的截面，可以观察到在铝合金片的表面形成有5mm左右厚度的膜层(氧化铝膜层)；用电子显微镜可观察到铝合金片表面的膜层内表面含有40-60nm的纳米孔，孔深为1um左右；采用电子显微镜还可观察到，经蚀刻处理后的合金片表面有300-1000nm孔径的腐蚀孔，深度4um，为纵横联合的沟壑结构所形成的孔结构，并且可以观察到在铝合金表面存在双层孔结构，下层的纳米孔和上层的腐蚀微孔之间存在连通结构。
2、注塑结合工艺
将上述完成表面蚀刻处理的铝合金基材片嵌入注塑成型模具中，关闭模具。将PEBA成熔体并控制注射温度、螺杆压力和模具温度，注入已置入了铝合金基材的模具中，注入的PEBA熔体在模具内按照设定流道填充至铝合金基材与模具之间的预留间隙，注塑完成后向模具的冷却腔通入约15℃冷水对注塑体进行冷却，控制冷却速度为约7℃/秒使PEBA塑胶凝固，脱模得到所需要的复合体，塑胶材料与铝合金基材已经紧密结合为一体。
为方便测试，金属构件与PEBA之间的结合方式如图1所示，二者相向面部分重叠形成结合面。
3、完成注塑脱模的复合体试验样分为二组，一组备用，另一组置入60℃热水中，保温10小时水热处理。
按照上述操作，选择不同组成的PEBA材料(具体为PEBAX，市售尼龙弹性体原料Arkema系列，数均分子量700-16000g/mol，以下实施例相同)的塑胶材料、并确定注塑条件，得到相应的复合体试验样，逐一对试验样做破坏性试验，记录将金属构件与塑胶层分离所需施加的力，记录于表1中。
根据将二者分开所需力度大小和弹性体被破坏的程度，对各样品组的复合体材料评价结合强度，评价等级见表2。
表1：
注：表中的测试施加力的单位为MPa
1、样品脱模后放置12小时-2天后试验；
2、水热：脱模后的样品置入约60℃的水中保温10小时，取出后放置12小时-2天后试验。
表2：
表2中的等级评价依据：
C--弹性体需较大力度才能与金属基材分开，但被破坏，并在金属基材有明显弹性体残留；
B—弹性体需较大力度才能与金属基材分开，但没有被破坏或有少量破坏，在金属基材基本没有弹性体残留；
A—弹性体较容易与金属基材分离。
按照以上实例的方案制成的复合体，当使用了相应的模具，就可以得到所要求的产品，根据其使用的需要，调整PEBA弹性体原料的组成，例如添加适量的玻璃纤维、碳粉等添加剂，可以提高制品的强度和阻燃性，结合强度的测试和评价结果与表1和表2相似。
按照上述方法，选择相应的模具，实施多次注塑工艺(或多料注塑)，得到铝合金基材的多个结合面与弹性体结合的复合体制品，或者与铝合金基材结合的弹性体为叠层结构。
实施例二
金属基材(铝合金)的选择和预处理均同实施例一，弹性体为商购Arkema4533，利用多次注塑工艺，首先按照实施例一的方法得到金属基材与PEBA弹性体结合的复合体，然后使用另一种高分子材料：市售PPSTOSOSGX-120(聚苯硫醚的玻纤增强体)再次注塑，使金属基材的另一面被复合上不同的塑胶层。
根据需要选择不同的模具，得到的金属基材不同结合面分别结合不同材料塑胶层的复合体，如图2所示。
类似的操作，如图3所示，通过多料注塑使金属基材某一结合面的不同区域分别结合不同材料塑胶层的复合体。
实施例三
金属基材为镁合金材料AZ91D，PEBA材料为商购Arkema4533。
金属基材的预处理与实施例一类似，或按照常规方法，进行表面阳极氧化和化学蚀刻处理，采用金相显微镜基材截面，可以观察到其表面形成有5mm左右厚度的膜层(氧化膜层)；用电子显微镜可观察到其表面的膜层内表面含有40-60nm的纳米孔，孔深为1um左右；采用电子显微镜还可观察到，经蚀刻处理后的基材表面有300-1000nm孔径的腐蚀孔，深度4um，为纵横联合的沟壑结构所形成的孔结构，并且可以观察到双层孔结构，下层的纳米孔和上层的腐蚀微孔之间存在连通结构。
按照实施例一记载的方法进行注塑加工，得到复合体，样品组5。
按照与实施例一相同的方法进行结合强度测试(破坏性试验)和等级评价，结果分别列于表3和表4中。
表3镁合金与塑胶复合体的结合强度
表4镁合金与塑胶复合体的结合强度等级评价

Claims (20)

1.一种包含金属材料和塑胶材料的复合体，该复合体为将结合面经化学处理成至少部分区域具有纳米级凹凸结构的金属构件与塑胶材料结合而成，金属构件与塑胶材料在该区域呈镶嵌结构的紧密结合，所述金属构件包括金属材料或合金材料构件，所述塑胶材料的主要成分为聚醚嵌段酰胺，且该塑胶材料具有单层或叠层结构。
2.根据权利要求1所述的复合体，其中，所述聚醚嵌段酰胺选自由聚酰胺链段与聚醚链段组成的嵌段共聚物，且酰胺单元含量至少为10％。
3.根据权利要求2所述的复合体，其中，所述聚醚嵌段酰胺中酰胺单元含量为30％--90％，更优选30-60％。
4.根据权利要求1或2所述的复合体，其中，所述聚醚嵌段酰胺的数均分子量为500-20000g/mol。
5.根据权利要求1-3任一项所述的复合体，其中，所述塑胶材料的成分还包括阻燃剂和/或增强剂。
6.根据权利要求1所述的复合体，其中，所述的金属构件，结合面经化学处理成至少部分区域为纳米级凹凸结构，其纳米级凹凸结构表现为纵横联合的沟壑结构所形成的孔结构，孔径为10-2000nm。
7.根据权利要求1或6所述的复合体，其中，所述的金属构件，结合面经化学处理成至少部分区域为纳米级凹凸结构，该纳米级凹凸结构包括对所述结合面实施阳极氧化而形成的纳米孔和阳极氧化膜外表层上的腐蚀微孔，所述纳米孔孔径10-100nm，所述腐蚀微孔孔径100-2000nm。
8.根据权利要求1所述的复合体，其中，所述金属材料包括铝或铝合金、镁或镁合金、钛或钛合金、铜或铜合金、或不锈钢。
9.根据权利要求1所述的复合体，其中，所述金属构件和/或塑胶材料未与彼此结合的区域还通过多料或多次模具成型而结合有高分子材料，所述高分子材料的组成与所述塑胶材料不相同。
10.根据权利要求1所述的复合体，其中，所述塑胶材料为具有多层的叠层结构，所述多层塑胶材料之间的颜色和/或形状不全相同。
11.权利要求1-10任一项所述包含金属材料和塑胶材料的复合体的制备方法，包括以下过程：
将结合面经化学处理成至少部分区域为纳米级凹凸结构的金属构件基材置于模具的模腔内；
向已置入所述金属构件基材的模腔中注入所述塑胶材料而使塑胶材料成型的同时与金属构件相结合，且金属构件通过所述结合面与塑胶材料呈镶嵌结构的紧密结合，得到所述复合体。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其中，所述金属构件与塑胶材料经注塑工艺而实现结合，且注入塑胶材料时的注塑温度210-270℃，注塑压力8.0-11MPa，模具温度40-80℃，注塑完成后进行冷却，控制冷却速度6-8℃/秒。
13.根据权利要求11或12所述的制备方法，其中，还包括将完成注塑成型的复合体置于热水中进行水热处理的过程，水热处理时的水温40-80℃，处理时间8-12小时。优选水热处理时的水温50-60℃。
14.根据权利要求11-13任一项所述的制备方法，其中，所述冷却为水冷却。
15.根据权利要求11所述的制备方法，其中，还包括对所述金属构件的结合面至少部分区域进行化学处理，以形成纳米级凹凸结构，所述纳米级凹凸结构表现为纵横联合的沟壑结构所形成的微孔，孔径为10-2000nm。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其中，所述化学处理包括对金属构件的结合面进行蚀刻处理。
17.根据权利要求15所述的制备方法，其中，所述化学处理包括先对金属构件基材的结合面至少部分区域实施阳极氧化形成具有孔径为10-100nm纳米孔的阳极氧化膜层；然后对阳极氧化处理后的结合面至少部分区域进行化学蚀刻，形成孔径为100-2000nm腐蚀微孔。
18.根据权利要求11或12所述的制备方法，其中，所述金属构件与塑胶材料的结合为单料或多料注入成型，或者，为单次或多次成型。
19.根据权利要求11或18所述的制备方法，其中，还包括在注入所述塑胶材料而使其与所述金属构件结合的同时或之后，通过多料或多次成型工艺，在所述金属构件和/或塑胶材料未与彼此结合的区域复合高分子材料，所述高分子材料的组成与所述塑胶材料不相同。
20.根据权利要求11或18所述的制备方法，其中，实施多料注入或多次注入成型工艺，使塑胶材料为具有多层的叠层结构，且所述多层塑胶材料之间的颜色和/或形状不全相同。
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