CN108000796B - 不锈钢与树脂的复合体及其制备方法 - Google Patents

不锈钢与树脂的复合体及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种不锈钢表面处理方法及不锈钢与树脂的复合体的制备方法，其中不锈钢表面处理方法，包括如下步骤：将不锈钢进行脱脂处理；将经过脱脂处理的不锈钢进行阳极氧化处理；将经过阳极氧化处理的不锈钢放入扩孔处理液进行扩孔处理；将经过扩孔处理的不锈钢放入清孔处理液进行清孔处理；将经过清孔处理后的不锈钢放入胺类处理液中进行微腐蚀处理。上述不锈钢表面处理方法，在不锈钢的表面形成纳米级的多孔膜，该多孔膜表面有很多细小的沟壑和纳米级的孔洞，可使得将不锈钢进行后续注塑处理时，树脂在注塑时进入这些纳米级的孔洞和沟壑中，使得不锈钢与树脂部位具有很强的结合强度。

Description

不锈钢与树脂的复合体及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属表面处理技术领域，特别是涉及不锈钢与树脂的复合体及其制备方法。
背景技术
随着科学技术的发展，对材料各项性能的要求亦越来越高，如何将各种材料的性能融合到一起，以获得超越单一材料本身性能的新材料，成为当今研究的热点。NMT(NanoMolding Technology，纳米注塑)技术是金属与塑胶以纳米技术结合的工法，先将金属表面经过纳米化处理后，塑胶直接注射成型在金属表面，让金属与塑胶可以一体成形，形成金属与塑胶的复合体，不但能够兼顾金属外观质感，也可以简化产品的工艺设计。将金属和树脂进行一体化成形的技术，在多个领域，如汽车、家电和3C电子产品等工业领域有着急切的技术需求。目前随着电子产品逐步追求超轻、超薄和超便捷的特点，不锈钢框架结构的广泛应用和不锈钢物理气相沉积技术的发展，不锈钢与树脂的一体成型技术必将得到更为广泛的应用。
然而，目前不锈钢与树脂结合成形技术制备复合体，通常采用粘接剂在常温或高温下实现不锈钢与树脂的粘接。尽管成熟的胶粘剂已经在汽车、家庭电器、产业设备等部件制造业领域但得到广泛应用，在精密制造领域，类似的这种粘接剂与不锈钢的结合强度还是很低的，无法满足一些电子产品的结构强度要求。此外，虽然现有市面上也出现了以不锈钢表面处理结合纳米注塑工艺，来制备不锈钢与树脂的复合体，能够在一定程度上提高不锈钢与树脂的结合强度，然而，其制备得到的不锈钢与树脂的复合体中，不锈钢与树脂的结合强度仍然较低，通常只有10MPa左右。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够提高不锈钢与树脂的结合强度以及能够使不锈钢与树脂的结合强度达到35MPa以上的不锈钢表面处理方法及不锈钢与树脂的复合体的制备方法。
一种不锈钢表面处理方法，包括如下步骤：
将不锈钢进行脱脂处理；
将经过脱脂处理的不锈钢进行阳极氧化处理；
将经过阳极氧化处理的不锈钢放入扩孔处理液进行扩孔处理；
将经过扩孔处理的不锈钢放入清孔处理液进行清孔处理。
在其中一个实施例中，所述扩孔处理液包括卤化物及强酸；
其中，所述卤化物包括氟化钠、氟化钾、氯化钠、氯化钾、溴化钠和溴化钾中的至少一种；
所述强酸包括硝酸、盐酸、磷酸和硫酸中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述扩孔处理液还包括弱酸，其中，所述弱酸包括柠檬酸、戊酸和草酸中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述扩孔处理液包括如下质量浓度的各组分：10g/L～40g/L的弱酸、1g/L～50g/L的卤化物以及30g/L～200g/L的强酸。
在其中一个实施例中，所述扩孔处理的处理温度为55℃～80℃。
在其中一个实施例中，所述扩孔处理的处理时间为120秒～300秒。
在其中一个实施例中，所述清孔处理液包括5g/L～100g/L的氧化剂。
在其中一个实施例中，所述清孔处理液中，所述氧化剂包括高锰酸钾、硝酸、过氧化氢、羟基乙叉二膦酸和过硫化物中的至少一种。
在其中一个实施例中，所述清孔处理的处理时间为100秒～180秒。
在其中一个实施例中，所述清孔处理的处理时间为120秒。
一种不锈钢与树脂的复合体的制备方法，包括如上任一实施例中所述的不锈钢表面处理方法。
上述不锈钢表面处理方法，通过对不锈钢依次进行阳极氧化处理、扩孔处理和清空处理，在不锈钢的表面形成纳米级的多孔膜，该多孔膜表面有很多细小的沟壑和纳米级的孔洞，所述孔洞和沟壑的存在，可使得将不锈钢进行后续注塑处理时，树脂在注塑时进入这些纳米级的孔洞和沟壑中，使得后续制备得到的不锈钢与树脂的复合体中，不锈钢与树脂部位具有很强的结合强度，结合强度能够达到35MPa以上，从而提高了后续制备得到的不锈钢与树脂的复合体的适用范围。
附图说明
图1为本发明一实施方式的不锈钢表面处理方法的步骤流程图；
图2为本发明一实施方式的不锈钢与树脂的复合体的制备方法中经过微腐蚀处理后的不锈钢在电镜下的示意图；
图3为本发明一实施方式的不锈钢与树脂的复合体的制备方法中经过微腐蚀处理后的不锈钢在电镜下的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
例如，一种不锈钢表面处理方法，包括如下步骤：将不锈钢进行脱脂处理；将经过脱脂处理的不锈钢进行阳极氧化处理；将经过阳极氧化处理的不锈钢放入扩孔处理液进行扩孔处理；将经过扩孔处理的不锈钢放入清孔处理液进行清孔处理；将经过清孔处理后的不锈钢放入胺类处理液中进行微腐蚀处理。又如，所述不锈钢包括304不锈钢和316不锈钢，又如，所述不锈钢包括但不限于304不锈钢和316不锈钢。
为了进一步说明上述不锈钢表面处理方法，又一个例子是，请参阅图1，一种不锈钢表面处理方法，包括如下步骤：
S110：将不锈钢进行脱脂处理；
通常，不锈钢在压铸成型的过程中，为了使成型后的不锈钢容易从模具中脱离，通常会使用一定的油性脱模剂来便于不锈钢从模具中脱离，如此得到的不锈钢，油性脱模剂容易粘附在不锈钢表面上，如此，通常较难水洗掉，且不锈钢表面粘附的油污对后续的工艺影响极大，容易使不锈钢的表面外观颜色不均匀，也会影响后续工艺的效果。因此，需要采用脱脂处理将脱模剂除去，以去除不锈钢表面的油污。
为了较好地去除不锈钢表面的油污，一实施例中，所述将不锈钢进行脱脂处理，具体为：将不锈钢放入脱脂剂中进行脱脂处理，如此，通过放入脱脂剂，脱脂剂具有较好的去油污能力，能够进一步地去除不锈钢表面的油污。为了进一步地去除不锈钢表面的油污，又如，所述脱脂剂为弱碱性的脱脂剂，又如，所述脱脂剂包括焦磷酸钠、三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠、OP乳化剂和P60苯磺酸钠，如此，能够进一步地去除不锈钢表面的油污。又如，所述脱脂剂包括如下质量份的各组分：焦磷酸钠10g/L～30g/L、三聚磷酸钠10g/L～30g/L、葡萄糖酸钠10g/L～30g/L、OP乳化剂1g/L～5g/L和P60苯磺酸钠0.5g/L～5g/L，如此，能够进一步地去除不锈钢表面的油污。尤其需要说明的是，所述脱脂剂包括焦磷酸钠、三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠、OP乳化剂和P60苯磺酸钠，能够较为彻底地去除不锈钢表面的油污，同时，考虑到焦磷酸钠配合三聚磷酸钠，碱性偏弱能在去除不锈钢表面的油污，达到较好的去油污效果。通过添加葡萄糖酸钠能更好地保护不锈钢，减少被过腐蚀。又如，所述脱脂剂还包括水。又如，所述脱脂剂的溶剂为水。又如，所述脱脂剂包括如下浓度的各组分：焦磷酸钠15g/L～19g/L、三聚磷酸钠17g/L～24g/L、葡萄糖酸钠16g/L～19g/L、OP乳化剂2.2g/L～2.8g/L和P60苯磺酸钠1.5g/L～1.9g/L，如此，能够进一步地去除不锈钢表面的油污。又如，所述脱脂剂包括如下质量份的各组分：焦磷酸钠17.5g/L、三聚磷酸钠21.2g/L、葡萄糖酸钠18.4g/L、OP乳化剂2.66g/L和P60苯磺酸钠1.7g/L，如此，能够进一步地去除不锈钢表面的油污。通过选用上述碱性脱脂剂对不锈钢表面进行脱脂处理，使得不锈钢加工中残留的油脂能够较好地被清除。
为了进一步地去除不锈钢的表面的油污，例如，所述将不锈钢放入脱脂剂中进行脱脂处理，具体为：所述将不锈钢放入脱脂剂中进行超声脱脂处理，如此，超声结合脱脂剂进行脱脂处理，能够较好地去除不锈钢表面的油污，使油污去除得更为彻底。又如，所述超声脱脂除油处理的时间为5min～8min。如此，能够进一步地去除不锈钢表面的脱模剂等油污。又如，所述超声脱脂处理的温度为55摄氏度～70摄氏度，如此，能够进一步地去除不锈钢表面的脱模剂等油污。又如，所述超声脱脂处理的温度为64.5摄氏度～67摄氏度，更优选的，所述超声脱脂除油处理的温度为66.8摄氏度，如此，能够进一步地去除不锈钢表面的脱模剂等油污。又如，超声脱脂处理为超声波脱脂处理。
一实施例中，在所述脱脂处理之后，以及在后续步骤之前，即步骤S120之前，所述不锈钢表面处理方法还包括如下步骤：对所述不锈钢进行水洗操作，又如，采用去离子水对所述不锈钢进行水洗操作，又如，所述水洗操作为逆流水洗操作。又如，所述逆流水洗操作采用空气搅拌进行；又如，在常温下，进行3次～5次逆流水洗，这样，能够清洗掉不锈钢表面的脱脂剂和油污，减少脱脂剂和油污对后续工艺影响，能够提高整体的不锈钢表面处理方法的处理效果。
S120：将经过脱脂处理的不锈钢进行阳极氧化处理；
通过将经过脱脂处理的不锈钢进行阳极氧化处理，在不锈钢表面形成纳米孔，使纳米孔的平均孔径在80nm～500nm，以此来提高后续将不锈钢进行注塑时不锈钢与树脂的结合面积，从而达到提高不锈钢与树脂的结合强度的效果。
一实施例中，所述将经过脱脂处理的不锈钢进行阳极氧化处理，具体为：将经过脱脂处理的不锈钢放入阳极氧化电解液进行阳极氧化处理，又如，所述阳极氧化电解液包括氧化剂、酸性物质、缓蚀剂和卤化物，又如，在所述阳极氧化电解液中，所述氧化剂包括钨酸钠、钨酸钾、偏钨酸铵、三氧化二钒、五氧化二钒、三氯化钒、偏钒酸铵、偏钒酸钠、硝酸盐、亚硝酸盐、高锰酸钾、三氯化铁、硫酸铁和硝酸中的至少一种，又如，所述酸性物质包括盐酸、硫酸、柠檬酸、草酸、硝酸和氢氟酸中的至少一种，如此，能够提高阳极氧化电解液的蚀刻能力。又如，缓蚀剂包括甲基纤维素、硫脲、吗啉、丁胺、环已胺、环己胺和酒石酸钾钠中的至少一种，如此，能够得到较为均匀的腐蚀面，提高不锈钢的表面纳米孔质量。又如，所述卤化物括氟化钠、氟化钾、氯化钠、氯化钾、氟化铵、氟化氢铵、溴化钠和溴化钾中的至少一种，如此，选用如上组分的阳极氧化电解液，能够较好地对所述不锈钢进行阳极氧化处理，能够在不锈钢表面形成较为均匀的纳米孔，使纳米孔的平均孔径在80nm～500nm，以此来提高后续将不锈钢进行注塑时不锈钢与树脂的结合面积，从而达到提高不锈钢与树脂的结合强度的效果。又如，所述氧化剂和所述酸性物质均为硝酸，如此，能够简化所述阳极氧化电解液的配方，且能够较好地对所述不锈钢进行阳极氧化处理。
一实施例中，所述阳极氧化电解液包括如下质量浓度的各组分：10g/L～100g/L的氧化剂、1g/L～80g/L的酸性物质、0.5g/L～50g/L的缓蚀剂和5g/L～50g/L的卤化物，如此，能够进一步提高阳极氧化电解液的蚀刻能力，且能够得到较为均匀的腐蚀面，提高不锈钢的表面纳米孔质量，能够较好地对所述不锈钢进行阳极氧化处理，能够在不锈钢表面形成较为均匀的纳米孔，使纳米孔的平均孔径在80nm～500nm，以此来提高后续将不锈钢进行注塑时不锈钢与树脂的结合面积，从而达到提高不锈钢与树脂的结合强度的效果。
一实施例中，所述阳极氧化处理的处理温度为25℃～30℃。又如，所述阳极氧化处理的处理时间为1分钟～20分钟。又如，所述阳极氧化处理的电压为2V～10V。如此，能够使得不锈钢表面形成表面形成的纳米级的多孔膜更为均匀，能够使得将不锈钢后续进行注塑处理时，在注塑时树脂进入这些纳米级的孔洞和沟壑中，使得不锈钢与树脂部位具有较强的结合强度。又如，所述阳极氧化处理的处理温度为25℃，所述阳极氧化处理的处理时间为3分钟，所述阳极氧化处理的电压为4.5V，如此，如此，能够使得不锈钢表面形成表面形成的纳米级的多孔膜更为均匀，能够使得将不锈钢后续进行注塑处理时，在注塑时树脂进入这些纳米级的孔洞和沟壑中，使得不锈钢与树脂部位具有较强的结合强度。
一实施例中，在对所述不锈钢进行阳极氧化之后，以及在后续步骤之前，即步骤S130之前，所述不锈钢表面处理方法还包括如下步骤：对所述不锈钢进行水洗操作，又如，采用去离子水对所述不锈钢进行水洗操作，又如，所述水洗操作为逆流水洗操作。又如，所述逆流水洗操作采用空气搅拌进行；又如，在常温下，进行3次～5次逆流水洗，这样，能够清洗掉不锈钢表面的阳极氧化电解液，减少阳极氧化电解液对后续工艺影响，能够提高整体的不锈钢表面处理方法的处理效果。
S130：将经过阳极氧化处理的不锈钢放入扩孔处理液进行扩孔处理；
通过将经过阳极氧化处理的不锈钢放入扩孔处理液进行扩孔处理，来在不锈钢的表面形成纳米级的多孔层，使所述纳米多孔的平均直径在10nm～50nm；以此来提高后续将不锈钢进行注塑时，不锈钢与树脂的结合的均匀性，从而达到提高不锈钢与树脂的结合强度的效果。
一实施例中，所述扩孔处理液包括卤化物及强酸；其中，所述卤化物包括氟化钠、氟化钾、氯化钠、氯化钾、溴化钠和溴化钾中的至少一种；所述强酸包括硝酸、盐酸、磷酸和硫酸中的至少一种。如此，能够较好地对不锈钢进行扩孔处理，来在不锈钢的表面形成纳米级的多孔层，使所述纳米多孔的平均直径在10nm～40nm；以此来提高后续将不锈钢进行注塑时，不锈钢与树脂的结合的均匀性，从而达到提高不锈钢与树脂的结合强度的效果。又如，所述扩孔处理液还包括弱酸，其中，所述弱酸包括柠檬酸、戊酸和草酸中的至少一种；如此，通过加入弱酸，能够较好的维持所述扩孔处理液的pH值，维持在1以下。需要进一步说明的是，随着反应的进行，所述扩孔处理液中的酸被消耗掉一部分，如此，使得酸的浓度相应降低，通过加入所述弱酸，能够较好地维持所述扩孔处理液的pH值，从而保证所述扩孔处理液的扩孔效果。
一实施例中，所述扩孔处理液包括如下质量浓度的各组分：1g/L～50g/L的卤化物以及30g/L～200g/L的强酸，又如，所述扩孔处理液包括如下质量浓度的各组分：10g/L～40g/L的弱酸、1g/L～50g/L的卤化物以及30g/L～200g/L的强酸，如此，能够较好地对不锈钢进行扩孔处理，来在不锈钢的表面形成纳米级的多孔层，使所述纳米多孔的平均直径在10nm～38nm；以此来提高后续将不锈钢进行注塑时，不锈钢与树脂的结合的均匀性，从而达到提高不锈钢与树脂的结合强度的效果。又如，所述强酸包括盐酸和硫酸，所述扩孔处理液包括如下质量浓度的各组分：所述扩孔处理液包括如下质量浓度的各组分：25g/L的卤化物、25g/L的盐酸和100g/L的硫酸，如此，能够更好地对不锈钢进行扩孔处理，来在不锈钢的表面形成纳米级的多孔层，使所述纳米多孔的平均直径在10nm～36nm；以此来提高后续将不锈钢进行注塑时，不锈钢与树脂的结合的均匀性，从而达到提高不锈钢与树脂的结合强度的效果。
一实施例中，所述扩孔处理的处理温度为55℃～80℃。又如，所述扩孔处理的处理时间为120秒～300秒。如此，能够较好地对不锈钢进行扩孔处理，来在不锈钢的表面形成纳米级的多孔层，使所述纳米多孔的平均直径更小；以此来提高后续将不锈钢进行注塑时，不锈钢与树脂的结合的均匀性，从而达到提高不锈钢与树脂的结合强度的效果。又如，所述扩孔处理的处理温度为65℃，又如，所述扩孔处理的处理时间为280秒，如此，能够更好地对不锈钢进行扩孔处理，来在不锈钢的表面形成纳米级的多孔层，使所述纳米多孔的平均直径更小；以此来进一步提高后续将不锈钢进行注塑时，不锈钢与树脂的结合的均匀性，从而达到提高不锈钢与树脂的结合强度的效果。
一实施例中，在对不锈钢进行扩孔处理之后，以及在后续步骤之前，即步骤S140之前，所述不锈钢表面处理方法还包括如下步骤：对所述不锈钢进行水洗操作，又如，采用去离子水对所述不锈钢进行水洗操作，又如，所述水洗操作为逆流水洗操作。又如，所述逆流水洗操作采用空气搅拌进行；又如，在常温下，进行3次～5次逆流水洗，这样，能够清洗掉不锈钢表面的扩孔处理液，减少扩孔处理液对后续工艺影响，能够提高整体的不锈钢表面处理方法的处理效果。
S140：将经过扩孔处理的不锈钢放入清孔处理液进行清孔处理。
通过将经过扩孔处理的不锈钢放入清孔处理液进行清孔处理，来提高不锈钢表面的活化能，便于后续向不锈钢表面的纳米级的多孔层进行附着连接剂处理，以此来进一步提高后续将不锈钢进行注塑时，不锈钢与树脂的结合的结合强度。
一实施例中，所述清孔处理液包括5g/L～100g/L的氧化剂。例如，所述清孔处理液中，所述氧化剂包括高锰酸钾、硝酸、过氧化氢、羟基乙叉二膦酸和过硫化物中的至少一种。优选的，所述清孔处理液中，所述氧化剂包括羟基乙叉二膦酸、高锰酸钾和过氧化氢，又如，所述羟基乙叉二膦酸、所述高锰酸钾和所述过氧化氢的质量比为1：3：1，如此，能够较好地对不锈钢进行清空处理，能够进一步提高不锈钢表面的活化能，便于后续向不锈钢表面的纳米级的多孔层进行附着连接剂处理，以此来进一步提高后续将不锈钢进行注塑时，不锈钢与树脂的结合的结合强度。又如，所述清孔处理的处理时间为120秒～180秒，又如，所述清孔处理的处理温度为常温，优选的，所述清孔处理的处理时间为120秒，如此，能够较好地对不锈钢进行清空处理，能够进一步提高不锈钢表面的活化能，便于后续向不锈钢表面的纳米级的多孔层进行附着连接剂处理，以此来进一步提高后续将不锈钢进行注塑时，不锈钢与树脂的结合的结合强度。优选的，所述氧化剂包括羟基乙叉二膦酸、高锰酸钾和过氧化氢，又如，所述清孔处理液包括如下质量浓度的各组分：10g/L的羟基乙叉二膦酸、30g/L的高锰酸钾、10g/L的过氧化氢，如此，能够更好地对不锈钢进行清空处理，能够进一步提高不锈钢表面的活化能，便于后续向不锈钢表面的纳米级的多孔层进行附着连接剂处理，以此来进一步提高后续将不锈钢进行注塑时，不锈钢与树脂的结合的结合强度。
S150：将经过成孔处理后的不锈钢放入胺类处理液中进行微腐蚀处理；
为了进一步减少清孔处理操作步骤中清孔处理液对微腐蚀处理的影响，例如，在对不锈钢清孔处理之后，以及在将不锈钢放入胺类处理液中进行微腐蚀处理之前，所述不锈钢与树脂的复合体的制备方法还包括如下步骤：对所述不锈钢放入去离子水进行水洗操作，又如，所述水洗操作为逆流水洗操作。又如，所述逆流水洗操作采用空气搅拌进行；又如，在常温下，进行3次～5次逆流水洗，这样，可以减少清孔处理操作步骤中清孔处理液对微腐蚀处理的影响，能够提高整体的不锈钢表面处理方法的处理效果。
通过将经过清孔处理后的不锈钢放入胺类处理液中进行微腐蚀处理，对多孔氧化膜进行微腐蚀，来进一步促进树脂与不锈钢的连接，使得不锈钢后续与树脂结合时具备更高的结合强度。
一实施例中，所述胺类处理液包括三乙醇胺、烯丙基胺、苯胺和水合肼(或氨水)，如此，通过选用上述胺类处理液，胺类处理液含有弱碱性，能够对多孔氧化膜进行更好的微腐蚀处理，从而能够进一步促进树脂与不锈钢的连接，使得不锈钢后续与树脂结合时具备更高的结合强度。又如，所述胺类处理液包括如下质量份的各组分：1g/L～5g/L的三乙醇胺、0.1g/L～1g/L的烯丙基胺、0.5g/L～1.5g/L的苯胺和1g/L～3g/L的水合肼(或氨水)，如此，能够进一步地对不锈钢表面的多孔氧化膜进行微腐蚀，从而能够进一步促进树脂与不锈钢的连接，使得不锈钢后续与树脂结合时具备更高的结合强度。又如，所述胺类处理液包括如下质量份的各组分：3.4g/L～4.2g/L的三乙醇胺、0.5g/L～0.7g/L的烯丙基胺、0.8g/L～1.1g/L的苯胺和2.4～2.7g/L的水合肼(或氨水)，又如，所述胺类处理液包括如下质量份的各组分：3.9g/L的三乙醇胺、0.62g/L的烯丙基胺、0.96g/L的苯胺和2.62g/L的水合肼(或氨水)，如此，能够进一步地对不锈钢表面的多孔氧化膜进行微腐蚀，从而能够进一步促进后续树脂与不锈钢的连接，使得不锈钢后续与树脂结合时具备更高的结合强度。
一实施例中，所述微腐蚀处理的处理温度为20℃～25℃，又如，所述微腐蚀处理的处理时间为1分钟～3分钟，如此，能够进一步地对不锈钢表面的多孔氧化膜进行微腐蚀，从而能够进一步促进树脂与不锈钢的连接，使得不锈钢后续与树脂结合时具备更高的结合强度。
一实施例中，在所述将经过成孔处理后的不锈钢放入胺类处理液中进行微腐蚀处理之后，所述不锈钢表面处理方法还包括如下步骤：将经过微腐蚀处理后的不锈钢进行干燥，如此，通过将经过微腐蚀后的不锈钢进行干燥，能够使不锈钢表面的纳米级孔洞和沟壑更为稳定和牢固，能够进一步促进后续树脂与不锈钢的连接，使得不锈钢后续与树脂结合时具备更高的结合强度。又如，所述干燥的温度为130℃～150℃，干燥时间为5分钟～15分钟。如此，能够进一步促进后续树脂与不锈钢的连接，使得不锈钢后续与树脂结合时具备更高的结合强度。又如，所述干燥的温度为150℃，干燥时间为10分钟，又如，在温风干燥机中进行所述干燥操作，又如，在干燥操作之后，空冷5分钟再进行后续操作，如此，能够使不锈钢表面的纳米级孔洞和沟壑更为稳定和牢固，能够进一步促进后续树脂与不锈钢的连接，使得不锈钢后续与树脂结合时具备更高的结合强度。
上述不锈钢表面处理方法，通过对不锈钢依次进行阳极氧化处理、扩孔处理和清空处理，在不锈钢的表面形成纳米级的多孔膜，该多孔膜表面有很多细小的沟壑和纳米级的孔洞，所述孔洞和沟壑的存在，可使得将不锈钢进行后续注塑处理时，树脂在注塑时进入这些纳米级的孔洞和沟壑中，使得后续制备得到的不锈钢与树脂的复合体中，不锈钢与树脂部位具有很强的结合强度，结合强度能够达到35MPa以上，从而提高了后续制备得到的不锈钢与树脂的复合体的适用范围。本发明提供的不锈钢表面处理方法，在采用不锈钢阳极氧化工艺与造孔技术相结合的工艺后所测得的结合强度可以达到35MPa～50MPa，因此具有更大的应用潜力。
本发明还提供一种不锈钢与树脂的复合体的制备方法，包括如上任一实施例中所述的不锈钢表面处理方法。例如，所述不锈钢与树脂的复合体的制备方法还包括如下步骤：将经过微腐蚀处理的不锈钢嵌入到注塑成型模具中，向不锈钢的表面注射树脂，形成不锈钢与树脂的复合体。
需要说明的是，经过微腐蚀处理的不锈钢为如上任一实施例中的不锈钢表面处理方法中经过微腐蚀处理的不锈钢。又如，经过微腐蚀处理的不锈钢为如上任一实施例中的不锈钢表面处理方法中经过微腐蚀处理且经过干燥操作后的不锈钢。
例如，所述树脂为热塑性树脂，又如，所述数脂以结晶型的热塑性树脂为主要成分。又如，热塑性树脂为聚苯硫醚树脂(PPS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚碳酸脂中的至少一种。需要说明的是，如何不锈钢的表面注射树脂，即进行注塑处理，请参考现有技术。需要进一步说明的是，注塑热塑性树脂的条件并不受特别限制。经实验，相对于传统中的不锈钢处理方法进行注塑后不锈钢和树脂的结合强度10MPa～20MPa，上述不锈钢表面处理方法制备得到的不锈钢进行注塑后不锈钢和树脂的结合强度能够达到24MPa～35MPa以上，从而能够提高不锈钢与树脂的结合强度，能够满足一些产品对结构强度的要求。优选的，注塑在模具温度为130℃～150℃，保压为70MPa～90MPa，射压为70MPa～100MPa条件下进行，如此，不锈钢和树脂的结合强度能够达到28MPa～35MPa以上，从而能够进一步提高不锈钢与树脂的结合强度，能够满足一些产品对结构强度的要求。更优选的，注塑在模具温度为130℃，保压为90MPa，射压为70MPa条件下进行，如此，得到的不锈钢与树脂复合体的结合强度最佳，不锈钢和树脂的结合强度能够达到33.5MPa～35MPa以上，从而能够进一步提高不锈钢与树脂的结合强度，能够进一步满足一些产品对结构强度的要求。
一实施例中，在形成不锈钢与树脂的复合体之后，所述不锈钢与树脂复合体的制造方法还包括如下步骤：对所述不锈钢与树脂的复合体进行退火处理。如此，通过对所述不锈钢与树脂的复合体进行退火处理，能够得到消除了残余应力的不锈钢与树脂的复合体。优选的，退火处理的温度为150℃～170℃，处理时间为1小时～3小时，如此，能够进一步消除不锈钢与树脂的复合体的残余应力，能够使不锈钢与树脂间的结合强度高。
上述不锈钢与树脂的复合体的制备方法，包括上述不锈钢表面处理方法，通过对不锈钢依次进行阳极氧化处理、扩孔处理和清空处理，在不锈钢的表面形成纳米级的多孔膜，该多孔膜表面有很多细小的沟壑和纳米级的孔洞，所述孔洞和沟壑的存在，可使得将不锈钢进行后续注塑处理时，树脂在注塑时进入这些纳米级的孔洞和沟壑中，使得后续制备得到的不锈钢与树脂的复合体中，不锈钢与树脂部位具有很强的结合强度，结合强度能够达到35MPa以上，从而提高了后续制备得到的不锈钢与树脂的复合体的适用范围。
下面结合具体实施例，继续对本发明予以说明。
实施实例1
采用304不锈钢，首先用弱碱性的脱脂剂(其中，脱脂剂成分：18g/L的焦磷酸钠、20g/L三聚磷酸钠、25g/L葡萄糖酸钠、1g/L OP乳化剂、1.5g/L P60苯磺酸钠)，超声脱脂5分钟，温度60℃，以除去不锈钢表面油污；将不锈钢取出后用去离子水进行洗涤，然后将不锈钢浸入到阳极氧化电解液(阳极氧化电解液成分：70g/L硝酸、2g/L硫脲、30g/L氯化钠)中，时间3分钟，温度25℃，电压4.5V，便可在不锈钢表面形成蜂窝状的纳米孔；将不锈钢取出后用去离子水进行洗涤，再将不锈钢进行扩孔处理(扩孔处理剂成分：25g/L的盐酸、25g/L的氯化钠、100g/L的硫酸)，温度65℃，时间280秒，在不锈钢表面形成纳米级凹凸；将不锈钢取出后用去离子水进行洗涤；然后进行清孔处理(所用清孔处理液成分：10g/L羟基乙叉二膦酸、30g/L高锰酸钾、10g/L过氧化氢)，常温，时间120秒；然后将经过清孔处理的不锈钢取出后用去离子水进行洗涤，然后使用胺类连接剂(也叫胺类处理液)(胺类处理液成分：3g/L三乙醇胺、0.1g/L烯丙基胺、1g/L苯胺、1g/L的水合肼)中，时间2分钟，温度常温；然后将经过胺类处理液处理过的不锈钢取出使用去离子水进行洗涤，将洗涤后的不锈钢放入温度为120℃的温风干燥机中干燥10分钟，干燥后空冷5分钟后；最后将经过干燥处理的不锈钢嵌入模具中(模具温度130℃，保压为90MPa，射压为80MPa，对其注射热塑性树脂PBT，从而可以得到不锈钢与树脂复合物，退火处理150℃1小时，最后测得不锈钢与树脂间的结合力37.4MPa。
实施例2
采用316不锈钢，首先用弱碱性的脱脂剂(脱脂剂成分：18g/L的焦磷酸钠、20g/L三聚磷酸钠、25g/L葡萄糖酸钠、1g/LOP乳化剂、1.5g/LP60苯磺酸钠)，超声脱脂5分钟，温度60℃，以除去不锈钢表面油污；将不锈钢取出后用去离子水进行洗涤，然后将不锈钢浸入到阳极氧化电解液(阳极氧化电解液成分：50g/L硝酸、10g/L甲基纤维素、30g/L氯化钠)中，时间3分钟，温度25℃，电压4.5V，便可在不锈钢表面形成蜂窝状的纳米孔；将不锈钢取出后用去离子水进行洗涤，再将不锈钢进行扩孔处理(扩孔处理液成分：25g/L的盐酸、25g/L的氯化钠、100g/L的硫酸)，温度65℃，时间280秒，在不锈钢表面形成纳米级凹凸；将不锈钢取出后用去离子水进行洗涤，然后进行清孔处理(所用清孔处理液成分：10g/L羟基乙叉二膦酸、30g/L高锰酸钾、10g/L过氧化氢)，清孔处理的温度常温，清孔处理的时间120秒；然后将经过清孔处理的不锈钢取出后用去离子水进行洗涤，然后使用胺类连接剂(其成分为：3g/L三乙醇胺、0.1g/L烯丙基胺、1g/L苯胺、1g/L的水合肼)中，微腐蚀处理的时间2分钟，微腐蚀处理的处理温度为常温；然后将微腐蚀处理后的不锈钢取出使用去离子水进行洗涤，将洗涤后的不锈钢放入温度为120℃的温风干燥机中干燥10分钟，干燥后空冷5分钟后；最后将经过干燥处理的不锈钢嵌入模具中(模具温度130℃，保压为90MPa，射压为80MPa，对其注射热塑性树脂PPS，从而可以得到不锈钢与树脂复合物，退火处理150℃1小时，最后测得不锈钢与树脂间的结合力39.4MPa。请参阅图2，请为本实施例316不锈钢经过微腐蚀处理后的不锈钢在电镜下的示意图，由图2可以看出，316不锈钢表面形成纳米级的多孔膜，分布较为均匀，该多孔膜表面有很多细小的沟壑和纳米级的孔洞。
实施例3
采用304不锈钢，首先用弱碱性的脱脂剂(脱脂剂成分：18g/L的焦磷酸钠、20g/L三聚磷酸钠、25g/L葡萄糖酸钠、1g/LOP乳化剂、1.5g/LP60苯磺酸钠)，超声脱脂5分钟，温度60℃，以除去不锈钢表面油污；将不锈钢取出后用去离子水进行洗涤，然后将不锈钢浸入到阳极氧化电解液(阳极氧化液成分：70g/L硝酸、2g/L硫脲、30g/L氯化钠)中，时间3分钟，温度25℃，电压4.5V，便可在不锈钢表面形成蜂窝状的纳米孔；将不锈钢取出后用去离子水进行洗涤，再将不锈钢进行扩孔处理(扩孔处理剂成分：25g/L的盐酸、25g/L的氯化钠、100g/L的硫酸)，温度65℃，时间280秒，在不锈钢表面形成纳米级凹凸；将不锈钢取出后用去离子水进行洗涤，然后进行清孔处理，所用清孔处理液成分：10g/L羟基乙叉二膦酸、30g/L高锰酸钾、10g/L过氧化氢，常温，时间120秒，将不锈钢取出后用去离子水进行洗涤，然后使用胺类连接剂(其成分为：3g/L三乙醇胺、0.1g/L烯丙基胺、1g/L苯胺、1g/L的水合肼)进行微腐蚀处理，微腐蚀处理的处理时间为2分钟，微腐蚀处理的处理温度为常温；然后将经过微腐蚀处理后的不锈钢取出使用去离子水进行洗涤，将洗涤后的不锈钢放入温度为120℃的温风干燥机中干燥10分钟，干燥后空冷5分钟后；最后将经过干燥处理的不锈钢嵌入模具中(模具温度130℃，保压为90MPa，射压为80MPa，对其注射热塑性树脂PPS，从而可以得到不锈钢与树脂复合物，退火处理150℃1小时，最后测得不锈钢与树脂间的结合力41.4MPa。请参阅图3，请为本实施例304不锈钢经过微腐蚀处理后的不锈钢在电镜下的示意图，由图3可以看出，304不锈钢表面形成纳米级的多孔膜，分布较为均匀，该多孔膜表面有很多细小的沟壑和纳米级的孔洞。
上述不锈钢表面处理方法，通过对不锈钢依次进行阳极氧化处理、扩孔处理和清空处理，在不锈钢的表面形成纳米级的多孔膜，该多孔膜表面有很多细小的沟壑和纳米级的孔洞，所述孔洞和沟壑的存在，可使得将不锈钢进行后续注塑处理时，树脂在注塑时进入这些纳米级的孔洞和沟壑中，使得后续制备得到的不锈钢与树脂的复合体中，不锈钢与树脂部位具有很强的结合强度，结合强度能够达到35MPa以上，从而提高了后续制备得到的不锈钢与树脂的复合体的适用范围。
上述不锈钢表面处理方法，主要由阳极氧化和扩孔处理，在不锈钢的表面形成纳米级的多孔膜，该多孔膜表面有很多细小的沟壑和纳米级的孔洞，所述孔洞和沟壑的存在，可使得形成工件树脂部位的树脂在注塑时计入这些纳米级的孔洞和沟壑中，使得不锈钢与树脂部位具有很强的结合强度。本发明的不锈钢与树脂的复合体的制造方法中，相对于其它化学蚀刻，纳米孔结构美观，药水稳定，可操作性强，药水适应性强。此外，采用该方法处理时间短，生产效率高。而在采用不锈钢阳极工艺与造孔技术相结合的工艺后所测得的结合强度可以达到35-50MPa，因此具有更大的应用潜力。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。需要说明的是，本申请的“一实施例中”、“例如”、“又如”等，旨在对本申请进行举例说明，而不是用于限制本申请。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种不锈钢与树脂的复合体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将不锈钢进行脱脂处理，其中，所述脱脂处理的脱脂剂包括如下质量份的各组分：15g/L～19g/L焦磷酸钠、17g/L～24g/L三聚磷酸钠、16g/L～19g/L葡萄糖酸钠、2.2g/L～2.8g/LOP乳化剂和1.5g/L～1.9g/L P60苯磺酸钠；
将经过脱脂处理的不锈钢放入阳极氧化电解液中进行阳极氧化处理，所述阳极氧化电解液包括如下质量份的各组分：70g/L硝酸、2g/L硫脲、30g/L氯化钠；
将经过阳极氧化处理的不锈钢放入扩孔处理液进行扩孔处理，所述扩孔处理液包括如下质量份的各组分：25g/L的盐酸、25g/L的卤化物、100g/L的硫酸；
将经过扩孔处理的不锈钢放入清孔处理液进行清孔处理，所述清孔处理液包括如下质量份的各组分：10g/L羟基乙叉二膦酸、30g/L高锰酸钾、10g/L过氧化氢；
将经过清孔处理后的不锈钢放入胺类处理液中进行微腐蚀处理，所述胺类处理液包括如下质量份的各组分：1g/L～5g/L的三乙醇胺、0.1g/L～1g/L的烯丙基胺、0.5g/L～1.5g/L的苯胺和1g/L～3g/L的水合肼；以及
将经过微腐蚀处理的不锈钢嵌入到注塑成型模具中，向经过微腐蚀处理的不锈钢的表面注射树脂，形成不锈钢与树脂的复合体。
2.根据权利要求1所述的不锈钢与树脂的复合体的制备方法，其特征在于，所述脱脂处理的脱脂剂包括如下质量份的各组分：17.5g/L的焦磷酸钠、21.2g/L三聚磷酸钠、18.4g/L葡萄糖酸钠、2.66g/L OP乳化剂、1.7g/LP60苯磺酸钠。
3.根据权利要求2所述的不锈钢与树脂的复合体的制备方法，其特征在于，所述扩孔处理液还包括弱酸，其中，所述弱酸包括柠檬酸、戊酸和草酸中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的不锈钢与树脂的复合体的制备方法，其特征在于，所述扩孔处理的处理温度为55℃～80℃。
5.根据权利要求1所述的不锈钢与树脂的复合体的制备方法，其特征在于，所述胺类处理液包括如下质量份的各组分：3g/L三乙醇胺、0.1g/L烯丙基胺、1g/L苯胺、1g/L的水合肼。
6.根据权利要求1所述的不锈钢与树脂的复合体的制备方法，其特征在于，注射树脂的注塑模具温度为130℃，保压为90MPa，射压为70MPa。
7.根据权利要求6所述的不锈钢与树脂的复合体的制备方法，其特征在于，还包括对所述不锈钢与树脂的复合体进行退火处理，退火处理的温度为150℃～170℃，处理时间为1小时～3小时。
8.根据权利要求1所述的不锈钢与树脂的复合体的制备方法，其特征在于，所述清孔处理的处理时间为100秒～180秒。
9.根据权利要求1所述的不锈钢与树脂的复合体的制备方法，其特征在于，所述清孔处理的处理时间为120秒。
10.一种不锈钢与树脂的复合体，其特征在于，所述不锈钢与树脂的复合体根据如权利要求1至9中任一项所述的不锈钢与树脂的复合体的制备方法制成。
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