CN106086861A - 一种金属塑料复合材料金属基表面处理方法 - Google Patents

一种金属塑料复合材料金属基表面处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金属塑料复合材料金属基表面处理方法，包括以下处理步骤：步骤一，前处理：将金属基体表面进行超声波清洗、水洗、烘干、喷砂、水洗、烘干处理；步骤二，脱脂处理：将经过步骤一处理的金属基体依次进行碱性脱脂处理、中和处理、烘干处理；步骤三，表面活化处理：将经过步骤二处理的金属基体依次进行表面活化处理、乙醇清洗处理以及烘干处理。本发明的金属塑料复合材料金属基表面处理方法，能够极大的提升金属基体和塑料工作层的结合强度。本发明的制备工艺简单、成本低，适于大规模生产与应用。

Description

一种金属塑料复合材料金属基表面处理方法
技术领域
本发明属于材料表面处理领域，涉及一种金属塑料复合材料金属基表面处理方法。
背景技术
随着时代的发展，全球资源越来越匮乏，各种优异性能的替代材料得以应用。金属塑料复合材料不但具有传统钢材的高强度，还具有抗冲击、质量轻、自润滑、耐磨损等增强材料的各项优点，因此已成为制造领域的理想材料。但是当前存在金属塑料复合材料结合强度不高等缺点，所以急需一种更有效的结合技术，该技术需要有高结合强度、简化的生产工艺、低的成本。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的问题，提供一种金属基体与塑料牢固结合、工艺简单、成本低、适于大规模生产应用的表面处理方法，解决了现有技术中粘结力不足的缺陷。
本发明的技术方案是这样实现的：一种金属塑料复合材料金属基表面处理方法，包括如下处理步骤：
步骤一)前处理：将45#钢板依次进行超声波清洗、水洗、烘干、喷砂、水洗、烘干处理；步骤二)脱脂处理：将经过步骤一)处理的45#钢板依次进行碱性脱脂处理、中和处理、烘干处理；步骤三)表面活化处理：将经过步骤二)处理的45#钢板依次进行表面活化处理、乙醇清洗处理以及烘干处理。
优选的，所述步骤一)前处理中的超声波清洗，清洗时间为30min，以去除45#钢板表面的灰尘、油污、氧化物。
优选的，所述步骤一)前处理中的水洗，用去离子水对45#钢板表面清洗，反复清洗次数为5到10次。
优选的，所述步骤一)、步骤二)和步骤三)中烘干处理，为真空烘干机烘干，烘干机的温度设置为70℃，时间为2小时。
优选的，所述步骤一)前处理中的喷砂处理，对45#钢板表面进行喷砂处理，喷砂粒径为40～80目石英砂，喷砂时间为10～20s，喷砂压力为0.9MPa。
优选的，所述步骤二)脱脂处理中的碱性脱脂处理，对45#钢板表面使用质量百分比浓度为0.5％～5％的强碱水溶液碱洗，温度为20℃～60℃，浸泡时间为10min～15min，其中强碱水溶液为氢氧化钠溶液。
优选的，所述步骤二)脱脂处理中的中和处理，对45#钢板表面使用质量百分比浓度为1％～3％的强酸水溶液中和，温度为20℃-60℃，浸泡时间为15min～20min，所述强酸水溶液为盐酸溶液。
优选的，所述步骤三)表面活化处理中的表面活化处理，活化剂为氨水、马来酸酐、硅烷偶联剂以及苯乙烯混合物；其中氨水质量百分比为60％～80％，马来酸酐质量百分比为5％～10％，硅烷偶联剂质量百分比为10％～20％，苯乙烯质量百分比为5％～10％；其中氨水的质量百分比浓度为5％～8％；采用浸泡的工艺处理，浸泡温度为20℃～60℃，浸泡时间为30min～60min。
优选的，所述步骤三)表面活化处理中的乙醇清洗处理，是用乙醇溶液对45#钢板表面清洗，反复清洗次数为2到5次。
本发明的有益技术效果：本发明的金属塑料复合材料金属基表面处理方法，能够极大的提高金属基体和塑料工作层的结合强度。本发明的制备方法简单易行，成本低廉，适合大规模生产与应用。
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明做进一步描述：
实施例1
将45#钢板切割成尺寸为30mm×15mm×3mm金属片；用超声波清洗30min；用去离子水反复清洗5次；放入真空烘干机中在70℃下烘干2小时；对45#钢板表面进行喷砂处理，喷砂粒径为40目石英砂，喷砂时间为10，喷砂压力为0.9MPa；用去离子水反复清洗5次；再放入真空烘干机中在70℃下烘干2小时；使用质量百分比浓度为0.5％的氢氧化钠溶液碱洗，温度为20℃，浸泡时间为10min；使用质量百分比浓度为1％的盐酸溶液中和，温度为20℃，浸泡时间为15min；放入真空烘干机中在70℃下烘干2小时；用活化剂浸泡30min，温度为20℃，活化剂为氨水、马来酸酐、硅烷偶联剂以及苯乙烯混合物，其中氨水质量百分比为60％，马来酸酐质量百分比为10％，硅烷偶联剂质量百分比为20％，苯乙烯质量百分比为10％，其中氨水的质量百分比浓度为5％；用乙醇溶液反复清洗2次；最后放入真空烘干机中在70℃下烘干2小时，得到样品1。
实施例2
将45#钢板切割成尺寸为30mm×15mm×3mm金属片；用超声波清洗30min；用去离子水反复清洗7次；放入真空烘干机中在70℃下烘干2小时；对45#钢板表面进行喷砂处理，喷砂粒径为60目石英砂，喷砂时间为15s，喷砂压力为0.9MPa；用去离子水反复清洗7次；再放入真空烘干机中在70℃下烘干2小时；使用质量百分比浓度为3％的氢氧化钠溶液碱洗，温度为40℃，浸泡时间为12min；使用质量百分比浓度为2％的盐酸溶液中和，温度为40℃，浸泡时间为17min；放入真空烘干机中在70℃下烘干2小时；用活化剂浸泡45min，温度为40℃，活化剂为氨水、马来酸酐、硅烷偶联剂以及苯乙烯混合物，其中氨水质量百分比为70％，马来酸酐质量百分比为8％，硅烷偶联剂质量百分比为15％，苯乙烯质量百分比为7％，其中氨水的质量百分比浓度为6％；用乙醇溶液反复清洗3次；最后放入真空烘干机中在70℃下烘干2小时，得到样品2。
实施例3
将45#钢板切割成尺寸为30mm×15mm×3mm金属片；用超声波清洗30min；用去离子水反复清洗10次；放入真空烘干机中在70℃下烘干2小时；对45#钢板表面进行喷砂处理，喷砂粒径为80目石英砂，喷砂时间为20s，喷砂压力为0.9MPa；用去离子水反复清洗10次；再放入真空烘干机中在70℃下烘干2小时；使用质量百分比浓度为5％的氢氧化钠溶液碱洗，温度为60℃，浸泡时间为15min；使用质量百分比浓度为3％的盐酸溶液中和，温度为60℃，浸泡时间为20min；放入真空烘干机中在70℃下烘干2小时；用活化剂浸泡60min，温度为60℃，活化剂为氨水、马来酸酐、硅烷偶联剂以及苯乙烯混合物，其中氨水质量百分比为80％，马来酸酐质量百分比为5％，硅烷偶联剂质量百分比为10％，苯乙烯质量百分比为5％，其中氨水的质量百分比浓度为8％；用乙醇溶液反复清洗5次；最后放入真空烘干机中在70℃下烘干2小时，得到样品3。
将样品1到样品3与市售产品进行结合强度对比实验，对比数据如下。
样品1 样品2 样品3 市售产品
结合强度/MPa 8.32 8.94 8.63 7.35
从数据可知，采用本发明的金属塑料复合材料与目前市售产品相比，结合强度大大提高。同时，本发明的制备方法简单易行，成本低廉，适合大规模生产与应用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种金属塑料复合材料金属基表面处理方法，其特征在于：包括如下处理步骤：
步骤一)前处理：将45#钢板依次进行超声波清洗、水洗、烘干、喷砂、水洗、烘干处理；步骤二)脱脂处理：将经过步骤一)处理的45#钢板依次进行碱性脱脂处理、中和处理、烘干处理；步骤三)表面活化处理：将经过步骤二)处理的45#钢板依次进行表面活化处理、乙醇清洗处理以及烘干处理。
2.根据权利要求1所述的金属塑料复合材料金属基表面处理方法，其特征在于：所述步骤一)前处理中的超声波清洗，清洗时间为30min，以去除45#钢板表面的灰尘、油污、氧化物。
3.根据权利要求1所述的金属塑料复合材料金属基表面处理方法，其特征在于：所述步骤一)前处理中的水洗，用去离子水对45#钢板表面清洗，反复清洗次数为5到10次。
4.根据权利要求1所述的金属塑料复合材料金属基表面处理方法，其特征在于：所述步骤一)、步骤二)和步骤三)中烘干处理，为真空烘干机烘干，烘干机的温度设置为70℃，时间为2小时。
5.根据权利要求1所述的金属塑料复合材料金属基表面处理方法，其特征在于：所述步骤一)前处理中的喷砂处理，对45#钢板表面进行喷砂处理，喷砂粒径为40～80目石英砂，喷砂时间为10～20s，喷砂压力为0.9MPa。
6.根据权利要求1所述的金属塑料复合材料金属基表面处理方法，其特征在于：所述步骤二)脱脂处理中的碱性脱脂处理，对45#钢板表面使用质量百分比浓度为0.5％～5％的强碱水溶液碱洗，温度为20℃～60℃，浸泡时间为10min～15min，其中强碱水溶液为氢氧化钠溶液。
7.根据权利要求1所述的金属塑料复合材料金属基表面处理方法，其特征在于：所述步骤二)脱脂处理中的中和处理，对45#钢板表面使用质量百分比浓度为1％～3％的强酸水溶液中和，温度为20℃-60℃，浸泡时间为15min～20min，所述强酸水溶液为盐酸溶液。
8.根据权利要求1所述的金属塑料复合材料金属基表面处理方法，其特征在于：所述步骤三)表面活化处理中的表面活化处理，活化剂为氨水、马来酸酐、硅烷偶联剂以及苯乙烯混合物；其中氨水质量百分比为60％～80％，马来酸酐质量百分比为5％～10％，硅烷偶联剂质量百分比为10％～20％，苯乙烯质量百分比为5％～10％；其中氨水的质量百分比浓度为5％～8％；采用浸泡的工艺处理，浸泡温度为20℃～60℃，浸泡时间为30min～60min。
9.根据权利要求1所述的金属塑料复合材料金属基表面处理方法，其特征在于：所述步骤三)表面活化处理中的乙醇清洗处理，是用乙醇溶液对45#钢板表面清洗，反复清洗次数为2到5次。
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