CN108367467A - 塑料-金属接合部及其制造方法 - Google Patents

塑料-金属接合部及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108367467A
CN108367467A CN201680041650.8A CN201680041650A CN108367467A CN 108367467 A CN108367467 A CN 108367467A CN 201680041650 A CN201680041650 A CN 201680041650A CN 108367467 A CN108367467 A CN 108367467A
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
resin composition
metal part
liquid resin
stamped metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201680041650.8A
Other languages
English (en)
Inventor
朴惠敏
张奇贤
关冰
小泽纪夫
山本孝宗
大野纪彦
约斯·万吉斯贝尔根
于宏杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SABIC Global Technologies BV
Original Assignee
SABIC Global Technologies BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SABIC Global Technologies BV filed Critical SABIC Global Technologies BV
Publication of CN108367467A publication Critical patent/CN108367467A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14311—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles using means for bonding the coating to the articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14778—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the article consisting of a material with particular properties, e.g. porous, brittle
    • B29C45/14795—Porous or permeable material, e.g. foam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J167/00—Adhesives based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J167/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/1418—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure
    • B29C2045/14286—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure means for heating the insert
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C2045/1486—Details, accessories and auxiliary operations
    • B29C2045/14868—Pretreatment of the insert, e.g. etching, cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C2045/1486—Details, accessories and auxiliary operations
    • B29C2045/14868—Pretreatment of the insert, e.g. etching, cleaning
    • B29C2045/14877—Pretreatment of the insert, e.g. etching, cleaning preheating or precooling the insert for non-deforming purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/1418—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00—Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
    • B29K2067/003—PET, i.e. poylethylene terephthalate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2067/00—Use of polyesters or derivatives thereof, as moulding material
    • B29K2067/006—PBT, i.e. polybutylene terephthalate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/0094—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped having particular viscosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/16—Fillers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2705/00—Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts
    • B29K2705/02—Aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2705/00—Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts
    • B29K2705/08—Transition metals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明的多个实施方案涉及塑料‑金属接合部及其制造方法。在多个实施方案中，本发明提供了形成金属成形件与固体塑料之间的接合部的方法。所述方法可以包括使包含复数个孔的金属与包含聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的流体树脂组合物接触。所述方法还可以包括使可流动组合物固化以形成固体塑料，以提供金属与固体塑料之间的接合部。在一个优选的方法中，流体树脂组合物包含以下的至少一者：具有不同粘度的至少两种聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物；和具有不同粘度的至少两种聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物。

Description

塑料-金属接合部及其制造方法
背景技术
在不使用化学粘合剂的情况下，塑料和金属之间的结合强度可能低。例如，可能难以使注塑成型聚合物(例如，无定形聚合物)与金属表面紧密接触，妨碍在金属表面和注塑成型聚合物之间形成强的结合。由于接合部的112耐化学性、多种多样颜色的可能性、以及接合部的良好耐候性，聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚酯共混物有时被用于形成例如手机和平板电脑中的塑料与金属之间的接合部。然而，在没有化学粘合剂的情况下，金属与聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚酯共混物之间的结合强度只能达到约30MPa，这可能导致例如在生产或消费者使用期间塑料与金属分离的问题。
发明内容
在多个实施方案中，本发明提供了形成金属成形件(form)与固体塑料之间的接合部的方法。所述方法包括使包含复数个孔的金属与包含聚酯的流体树脂(flowable resin)组合物接触。所述方法还包括使可流动组合物固化以形成固体塑料，以提供金属与固体塑料之间的接合部。
在多个实施方案中，本发明提供了形成金属成形件与固体塑料之间的接合部的方法。所述方法包括使包含复数个孔的金属与包含聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和填料的流体树脂组合物接触。聚对苯二甲酸乙二醇酯大于流体树脂组合物的30重量％且小于或等于约99重量％。填料为流体树脂组合物的约1重量％至约50重量％。所述方法还包括使可流动组合物固化以形成固体塑料，以提供金属与固体塑料之间的接合部。
在多个实施方案中，本发明提供了金属成形件与固体塑料之间的接合部。接合部包括包含复数个孔的金属与包含聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的固体塑料。固体塑料包括复数个锚，每个锚延伸至孔之一中。聚对苯二甲酸乙二醇酯大于固体塑料的30重量％且等于或小于约99重量％。
在多个实施方案中，本发明提供了超过其他塑料-金属接合部及其制造方法的某些优点，其中的至少一些是意料不到的。例如，在多个实施方案中，所述金属-塑料接合部可以比其他金属-塑料接合部(例如，包含聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯的其他金属-塑料接合部)更强。在多个实施方案中，与其他金属-塑料接合部(例如，包含聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯的另一些金属-塑料接合部)相比，所述金属-塑料接合部可以在生产期间和在消费者使用期间具有更低的故障率。在多个实施方案中，所述金属-塑料接合部可以以比另一些金属-塑料接合部、其他金属-金属接合部或其他单一金属等同物更低的成本形成。在多个实施方案中，所述金属-塑料接合部可具有比另一些金属-塑料接合部更低的重量。在多个实施方案中，所述金属-塑料接合部可以使用美观的聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯来形成，提供比具有相似强度的另一些金属-塑料连接部更美观的金属-塑料接合部。在多个实施方案中，所述金属-塑料接合部可以提供超过单独使用金属或塑料的优点，提供塑料的设计自由度以制造具有低重量的复杂形状，以及提供金属的美学和机械特性(例如，刚度和强度)优点。
在多个实施方案中，本发明提供了形成金属成形件与固体塑料之间的接合部的方法。所述方法包括将金属成形件的粗糙化表面加热至等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度的温度。所述方法包括使金属成形件的粗糙化表面与流体树脂组合物接触。所述方法包括将金属成形件的粗糙化表面冷却。所述方法还包括使可流动组合物固化以形成固体塑料，以提供金属成形件与固体塑料之间的接合部。
在多个实施方案中，本发明提供了形成金属成形件与固体塑料之间的接合部的方法。所述方法包括将金属成形件的粗糙化表面加热至等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度的温度；其中所述流体树脂组合物的约40重量％至约100重量％是在标准温度和压力下无定形的一种或更多种聚合物。所述方法包括在将所述粗糙化表面的温度保持在等于或高于所述流体树脂组合物的玻璃化转变温度的同时，使金属成形件的粗糙化表面与流体树脂组合物接触。所述方法包括将金属成形件的粗糙化表面冷却。所述方法还包括使可流动组合物固化以形成固体塑料，以提供金属成形件与固体塑料之间的接合部。
在多个实施方案中，本发明提供了金属成形件与固体塑料之间的接合部。所述接合部包括包含粗糙化表面的金属成形件和固体塑料。粗糙化表面包括复数个表面结构，每个表面结构的与金属表面大致平行的至少一个维度为约1nm至约1mm。表面结构包括凸面结构、凹面结构或其组合。固体塑料的约40重量％至约100重量％是在标准温度和压力下无定形的一种或更多种聚合物。固体塑料包括复数个锚，每个锚基本上延伸至凹面结构的底部或基本上延伸至形成在多个凸面结构之间的腔的底部。
在多个实施方案中，本发明提供了超过其他塑料-金属接合部的某些优点及其制造方法，其中的至少一些是意料不到的。在多个实施方案中，与其他形成金属-塑料接合部的方法相比，形成金属成形件与固体塑料之间的接合部的方法可以使注塑成型材料更多地渗入金属成形件的孔或其他表面结构中，例如注塑成型材料与金属成形件之间更紧密地接触。在多个实施方案中，与使用化学粘合剂形成的相应金属-塑料接合部相比，由所述方法提供的金属-塑料接合部可以具有相似或更大的结合强度。在多个实施方案中，与需要施用化学粘合剂并使其固化的相应化学粘合剂结合的金属-塑料接合部相比，所述金属-塑料接合部可以更容易、更快速且不太昂贵地形成。在多个实施方案中，与其他形成金属-塑料接合部的方法相比，所述方法可以在金属与一种或更多种基本上无定形的聚合物之间产生金属-塑料接合部，使无定形注塑成型材料更多地渗入金属成形件的孔或其他表面结构中，例如使无定形注塑成型材料与金属成形件之间更紧密地接触。
附图说明
附图作为示例而不是作为限制一般地举例说明了本文件中讨论的多个实施方案。
图1A至图1C示出了根据多个实施方案的多种孔形状的侧轮廓视图。
图2A至图2B示出了根据多个实施方案的在与流体树脂组合物接触之前(图2A)和之后(图2B)的多孔金属成形件。
图2C示出了根据多个实施方案的在与流体树脂组合物接触之后包括粘合膜的多孔金属成形件。
图3示出了根据多个实施方案的形成金属成形件与固体塑料之间的接合部的方法。
图4至图8示出了根据多个实施方案的形成金属-塑料接合部的方法。
图9A至图9I示出了根据多个实施方案的在金属成形件中形成孔的处理之前(A)和之后(B至I)的金属成形件。
图10A示出了根据多个实施方案的其上具有注塑成型塑料的多孔钢成形件。
图10B示出了根据多个实施方案的拉伸剪切结合强度测试。
图11示出了根据多个实施方案的对多种金属处理和多种树脂组合物的以兆帕计的拉伸剪切结合强度结果。
图12示出了根据多个实施方案的多种塑料-金属接合部的结合强度。
图13示出了根据多个实施方案的多种金属与多种树脂组合物在不同条件下的结合强度。
图14至16示出了根据多个实施方案的多个铝表面的扫描电子显微镜图像。
具体实施方式
现在将详细参考所公开的主题的某些实施方案，在附图中部分地举例说明了这些实施方案的实例。虽然将结合所列举的权利要求来描述所公开的主题，但是应理解，所例示的主题不旨在将权利要求限制在所公开的主题内。
在多个实施方案中，本发明提供了形成金属成形件与固体塑料之间的接合部的方法。所述方法可以包括使包含复数个孔的金属与包含聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的流体树脂组合物接触。所述方法可以包括使可流动组合物固化以形成固体塑料，以提供金属与固体塑料之间的接合部。
金属成形件包含复数个孔。复数个孔位于金属成形件的表面中，例如直接位于包含在金属中的一种或更多种单质金属的表面中，或者位于金属成形件的表面中或表面上的多孔粘合膜中。孔可以具有任何合适的尺寸、形状、以及在金属成形件上的分布。在多个实施方案中，当从侧面观察时，孔可以具有不规则形状、正方形或矩形形状、圆形或椭圆形形状，或者具有锯齿状或不规则边缘的这些形状中的任一者。图1A至图1C示出了多种孔形状的侧轮廓视图。孔可以具有任何合适的直径，其中对于非圆形孔，直径可以被视为大致平行于金属表面的孔的开口的最大尺寸。例如，孔的直径可为约1nm至约1mm、约1nm至约1000nm、约1微米至约1000微米、或者约1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、50nm、75nm、100nm、150nm、200nm、250nm、500nm、750nm、1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、15微米、20微米、25微米、50微米、75微米、100微米、150微米、200微米、250微米、500微米、750微米、或者约1mm或更大。孔可以具有任何合适的深度，例如约1nm至约1mm、约1nm至约1000nm、约1微米至约1000微米、或约1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、50nm、75nm、100nm、150nm、200nm、250nm、500nm、750nm、1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、15微米、20微米、25微米、50微米、75微米、100微米、150微米、200微米、250微米、500微米、750微米、或约1mm。孔的密度可以是任何合适的密度，例如每平方mm约1个孔至约1000000000000个孔、或者每平方mm约10个孔至约1000000000个孔、或者每平方mm约100个孔至约1000000个孔、或者每平方mm约1个孔、2个、3个、4个、5个、10个、20个、50个、100个、150个、200个、250个、500个、750个、1000个、2000个、5000个、10000个、20000个、50000个、100000个、500000个、1000000个、2000000个、5000000个、10000000个、100000000个、1000000000个、或者约500000000000个或更多个孔。
在一些实施方案中，所述方法可以包括在金属成形件中形成复数个孔。可以以任何合适的方式形成复数个孔。形成孔可以包括以下的至少一者：化学蚀刻、氧化、等离子体蚀刻、激光蚀刻和机械加工。在一些实施方案中，孔在金属上的多孔粘合膜(例如，通过与金属的化学反应形成的多孔涂层)中。在粘合膜中形成孔可以包括在金属成形件的表面上形成粘合膜，使得在粘合膜的形成期间，在粘合膜中形成孔。在粘合膜中形成孔可以包括形成粘合膜并且同时或随后在所述膜中形成孔。
所述方法可以包括使金属成形件与流体树脂组合物接触。所述接触可以包括使金属成形件中的孔(例如，包含在金属成形件中的单质金属中的孔)与流体树脂组合物接触。所述接触可以包括使金属成形件上的多孔粘合膜(例如，通过与金属的化学反应形成的多孔涂层)中的孔与流体树脂组合物接触(例如，接触不需要包括使流体树脂组合物与包含在金属成形件中的单质金属接触，前提条件是金属成形件上的多孔粘合膜接触流体树脂组合物)。所述接触可以包括使流体树脂组合物在固化之前渗入孔，使得流体树脂组合物基本上填充大部分孔(例如，填充约50体积％至约100体积％的孔，例如所有填充的孔的平均体积％，或者约90体积％至100体积％、或者约50体积％或更小、或者约55体积％、60体积％、65体积％、70体积％、75体积％、80体积％、82体积％、84体积％、86体积％、88体积％、90体积％、92体积％、94体积％、95体积％、96体积％、97体积％、98体积％、99体积％、99.9体积％、或者约99.99体积％或更大)。使金属成形件与流体树脂组合物接触可以包括注塑成型流体树脂组合物，使得流体树脂组合物在与金属成形件接触时被加热并在压力下。注塑成型工艺可以是任何合适的注塑成型工艺。图2A至图2C示出了经接触的金属成形件(10)和流体树脂组合物(12)(如图2A和2B所示)，以及经接触的包含多孔粘合膜(14)的金属成形件和流体树脂组合物(如图2C所示)。
所述方法可以包括加热金属成形件(例如，加热金属成形件的多孔表面)，例如加热至等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度，例如本文所述的任何合适的加热。加热可以在使金属成形件与流体树脂组合物接触之前、在使金属成形件与流体树脂组合物接触期间、或其组合中发生。在一些实施方案中，加热可以包括在至少部分接触期间将金属成形件的温度保持在等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度。保持可以进行持续至至少部分接触，例如直到流体树脂组合物已渗入孔中至期望的程度。加热可以以任何合适的方式进行，例如通过模具的加热或者通过金属成形件的直接加热(例如，通过嵌入模具中的加热源或者通过插入模具中的加热源)。在一些实施方案中，用于形成多孔表面的金属成形件的加热和表面处理可以至少部分同时发生。热可以以任何合适的方式供给，例如通过蒸汽、电加热器、感应加热器、超声波振动、激光加热器、卤素加热器、碳加热器或其组合。在多个实施方案中，加热可以通过图4至图8中所示的加热技术中任何合适的一者来进行。
所述方法可以包括使流体树脂组合物固化以形成固体塑料。固化可以以任何合适的方式发生。在一些实施方案中，流体树脂组合物是热塑性塑料，并且固化可以包括将流体树脂组合物冷却以形成固体塑料。在一些实施方案中，流体树脂组合物是热固性塑料，并且固化可以包括进行加热以形成固体塑料。在一些实施方案中，固化可以包括暴露于合适的辐射(例如，UV光)以形成固体塑料。使可流动组合物固化可以提供金属成形件与固体塑料之间的接合部。
所述方法可以包括将金属成形件冷却(例如，将金属成形件的多孔表面冷却)。冷却可以是任何合适的冷却。在一些实施方案中，冷却是被动冷却，其中使金属成形件在不使用专门的冷却设备的情况下冷却。在一些实施方案中，冷却是主动冷却。主动冷却可以包括用一个或更多个冷却器直接冷却金属成形件、包括金属成形件的模具、或其组合。
形成的固体塑料可以包括复数个锚，其中每个锚延伸至孔之一中。锚可以由延伸至孔中的流体树脂组合物形成。
金属成形件与固体塑料之间的结合强度(例如，断裂拉伸剪切)可以是任何合适的结合强度，例如约30MPa至约100MPa、约40MPa至约50MPa、或者约30MPa或更小、或者约32MPa、34MPa、36MPa、38MPa、40MPa、42MPa、44MPa、46MPa、48MPa、50MPa、52MPa、54MPa、56MPa、58MPa、60MPa、62MPa、64MPa、66MPa、68MPa、70MPa、72MPa、74MPa、76MPa、78MPa、80MPa、85MPa、90MPa、95MPa、或者约100MPa或更大。
在多个实施方案中，所述方法可以包括对接合部进行着色，或者对金属成形件或固体塑料进行着色。在多个实施方案中，所述方法可以包括对金属成形件进行阳极化。
本发明的多个实施方案提供了形成金属成形件与固体塑料之间的接合部的方法。所述方法可以包括将金属成形件的粗糙化表面加热至等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度的温度。所述方法可以包括使金属成形件的粗糙化表面与流体树脂组合物接触。所述方法可以包括将金属成形件的粗糙化表面冷却。所述方法可以包括使可流动组合物固化以形成固体塑料，以提供金属成形件与固体塑料之间的接合部。图3示出了所述方法的一个实施方案。在左图中，提供了具有粗糙化表面(16)的金属成形件(10)，其中粗糙化表面包括凹面特征或孔(18)。在中央的图像中，金属成形件被加热(30)至高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度。右图示出了已与流体树脂组合物(32)接触并且流体树脂组合物已固化形成具有接合部的制品(34)之后的金属成形件，其中100体积％的凹面特征部被固化的流体树脂组合物填充，提供了具有良好粘合性的金属-塑料接合部。
金属成形件的粗糙化表面可以包括表面结构，例如直接在金属成形件上的表面结构，或者在金属成形件上的粘合膜上的表面结构。表面结构可以包括凸面结构、凹面结构或其组合。表面结构可以具有任何合适的形状，例如点、线、孔或其组合。表面结构可以是微表面结构或亚微表面结构。表面结构的与其上具有表面结构的表面大致平行的至少一个维度为约1nm至约1mm、约1nm至约1000nm、约10nm至约100微米、或约1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、8nm、10nm、12nm、14nm、16nm、18nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm、100nm、125nm、150nm、175nm、200nm、225nm、250nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、8微米、10微米、12微米、14微米、16微米、18微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米、45微米、50微米、55微米、60微米、65微米、70微米、75微米、80微米、85微米、90微米、95微米、100微米、125微米、150微米、175微米、200微米、225微米、250微米、300微米、400微米、500微米、600微米、700微米、800微米、900微米、或约1mm。至少一个维度可以是大致平行于表面的任何合适的线性维度，例如长度、宽度、直径(例如，孔径)等。表面结构的高度或深度(例如，孔深度)可为约1nm至约1mm、约1nm至约1000nm、约10nm至约100微米、或约1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、8nm、10nm、12nm、14nm、16nm、18nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm、100nm、125nm、150nm、175nm、200nm、225nm、250nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、8微米、10微米、12微米、14微米、16微米、18微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米、45微米、50微米、55微米、60微米、65微米、70微米、75微米、80微米、85微米、90微米、95微米、100微米、125微米、150微米、175微米、200微米、225微米、250微米、300微米、400微米、500微米、600微米、700微米、800微米、900微米、或约1mm。表面结构可以具有任何合适的密度，例如每平方mm约1个结构至约1000000000000个结构、或者每平方mm约10个结构至约1000000000个结构、或者每平方mm约100个结构至约1000000个结构、或者每平方mm约1个结构、2个、3个、4个、5个、10个、20个、50个、100个、150个、200个、250个、500个、750个、1000个、2000个、5000个、10000个、20000个、50000个、100000个、500000个、1000000个、2000000个、5000000个、10000000个、100000000个、1000000000个、或者约500000000000个或更多个结构。表面结构一起可以形成粗糙化表面的粗糙度。
在一些实施方案中，所述方法可以包括在金属成形件上形成粗糙化表面。粗糙化表面可以以任何合适的方式形成。在金属成形件上形成粗糙化表面可以包括化学蚀刻、激光蚀刻、等离子体蚀刻、氧化、机械加工、形成粗糙化涂层或其组合。形成粗糙化涂层可以包括形成粘合膜，例如形成粘合膜使得表面结构形成在粘合膜中。在粘合膜中形成表面结构可以包括形成粘合膜并且同时或随后在所述膜中形成表面结构。
所述方法可以包括使金属成形件的粗糙化表面与流体树脂组合物接触。接触可以包括使金属成形件中的表面结构与流体树脂组合物接触，例如接触包含在金属成形件中的单质金属中的表面结构，使得金属成形件中的单质金属直接接触流体树脂组合物。接触可以包括使金属成形件上的粘合膜中的表面结构(例如，其中粘合膜可以被视为金属成形件的一部分)与流体树脂组合物接触(例如，接触不需要包括使流体树脂组合物与包含在金属成形件中的单质金属接触，前提条件是金属成形件上包括表面结构的粘合膜接触流体树脂组合物)。接触可以包括使流体树脂组合物在固化之前渗入表面结构中，使得流体树脂组合物基本上填充大部分凹面结构(例如，孔、凹面结构、或形成在多个凸面结构之间的腔)(例如，填充约50体积％至约100体积％的腔或凹面结构，例如所有流体树脂组合物填充的凹面结构或所有填充的腔的平均体积％，或者约90体积％至100体积％、或者约50体积％或更小、或者约55体积％、60体积％、65体积％、70体积％、75体积％、80体积％、82体积％、84体积％、86体积％、88体积％、90体积％、92体积％、94体积％、95体积％、96体积％、97体积％、98体积％、99体积％、99.9体积％、或者约99.99体积％或更大)。使金属成形件与流体树脂组合物接触可以包括注塑成型流体树脂组合物，使得流体树脂组合物在与金属成形件接触时被加热并在压力下。注塑成型工艺可以是任何合适的注塑成型工艺。
所述方法可以包括将金属成形件的粗糙化表面加热至等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度的温度。金属成形件的粗糙化表面的加热可以包括在粗糙化表面与流体树脂组合物的接触之前、在粗糙化表面与流体树脂组合物的接触期间、或其组合中加热。热可以以任何合适的方式供给，例如通过蒸汽、电加热器、感应加热器、超声波振动、激光加热器、卤素加热器、碳加热器或其组合。加热和保持可以在约流体树脂组合物的玻璃化转变温度处，或者在玻璃化转变温度之内或之上约1℃至约30℃、1℃至约100℃、或约在玻璃化转变温度之内或之上0℃，或者在玻璃化转变温度之内或之上约1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、8℃、10℃、12℃、14℃、16℃、18℃、20℃、22℃、24℃、26℃、28℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、175℃、或约200℃。在一些实施方案中，加热和保持可以在约流体树脂组合物的熔点处，或者在熔点之内或之上约1℃至约30℃、1℃至约100℃，或者在熔点之内或之上约0℃，或者在熔点之内或之上约1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、8℃、10℃、12℃、14℃、16℃、18℃、20℃、22℃、24℃、26℃、28℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、175℃、或约200℃。
在一些实施方案中，使金属成形件的粗糙化表面与流体树脂组合物接触包括在将粗糙化表面的温度保持在等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度(例如，通过加热包括金属成形件的模具，或者通过例如经由嵌入模具中的合适加热源直接加热金属成形件)的同时，使金属成形件的粗糙化表面与流体树脂组合物接触。在另一些实施方案中，接触发生在加热之后。保持可以进行持续至至少部分接触，例如直到流体树脂组合物已渗入表面特征部中至期望的程度。
金属成形件的粗糙化表面的加热可以包括加热包括金属成形件的模具(例如，注塑成型模具)，其中模具的加热将金属成形件加热。模具可以通过加热源直接或间接加热。模具可以以任何合适的方式加热，例如通过蒸汽、电加热器、感应加热器、超声波振动或其组合。图4示出了根据多个实施方案的形成金属-塑料接合部的方法。在第一图像110中，提供了模具111。该模具包括具有粗糙化表面的金属成形件112，其为模具111中的插入物。在第二图像120中，模具111由加热源(未示出)加热，所述加热源将金属成形件112加热至等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度。在第三图像130中，将流体树脂组合物131注入模具111中，使其接触金属成形件112的粗糙化表面。在第四图像140中，将金属成形件112冷却，并使流体树脂组合物固化以提供固体塑料141。使流体树脂组合物固化以提供固体塑料141形成了金属-塑料接合部142。在第五图像150中，将包括金属成形件112、固体塑料141和金属-塑料接合部142的金属-塑料混合部与模具分离。
金属成形件的粗糙化表面的加热可以包括直接加热金属成形件。例如，可以用嵌入包括金属成形件的模具中的合适加热源来加热金属成形件。加热源可以包括电加热器、感应加热器、超声波振动、激光加热器或其组合。图5示出了根据多个实施方案的形成金属-塑料接合部的方法。在第一图像210中，提供了模具211。模具包括具有粗糙化表面的金属成形件212，其为模具211中的插入物。在第二图像220中，金属成形件212由嵌入包括金属成形件212的模具211中的加热源213加热，所述加热源213将金属成形件212加热至等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度。在第三图像230中，将流体树脂组合物231注入模具211中，使其接触金属成形件212的粗糙化表面。在第四图像240中，将金属成形件212冷却，并使流体树脂组合物固化以提供固体塑料241。使流体树脂组合物固化以提供固体塑料241形成了金属-塑料接合部242。在第五图像250中，将包括金属成形件212、固体塑料241和金属-塑料接合部242的金属-塑料混合部与模具分离。
金属成形件的粗糙化表面的加热可以包括在粗糙化表面与流体树脂组合物的接触之前用合适的加热装置加热，所述合适的加热装置插入包括金属成形件的模具中或模具中的腔之间。加热装置可以包括卤素加热器、碳加热器、激光加热器、感应加热器或其组合。图6示出了根据多个实施方案的形成金属-塑料接合部的方法。在第一图像310中，提供了模具311。模具包括具有粗糙化表面的金属成形件312，其为模具311中的插入物。金属成形件311由包括在保持器313中的加热装置314加热。在粗糙化表面与流体树脂组合物的接触之前将加热装置314插入模具311中。加热装置314将金属成形件312加热至等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度。在第二图像320中，将流体树脂组合物331注入模具311中，使其接触金属成形件312的粗糙化表面。然后将金属成形件312冷却，并使流体树脂组合物固化以提供固体塑料341，这形成了第三图像中所示的金属-塑料接合部342。在第三图像中，将包括金属成形件312、固体塑料341和金属-塑料接合部342的金属-塑料混合部与模具分离。
形成金属成形件的粗糙化表面的表面处理可以包括在金属成形件的粗糙化表面的加热之前用合适的装置处理表面，所述合适的装置插入包括金属成形件的模具中或模具中的腔之间。表面处理可以包括激光蚀刻、等离子体蚀刻或其组合。表面处理之后的金属成形件的加热可以以本文所述的任何合适的方式进行。图7示出了根据多个实施方案的形成金属-塑料接合部的方法。在第一图像410中，提供了模具411。模具包括金属成形件412，其为模具411中的插入物。使金属成形件412经历通过包括在保持器413中的表面处理装置(例如，激光蚀刻装置、等离子体蚀刻装置或其组合)414进行的处理。通过表面处理装置414进行的处理在金属成形件412上提供了粗糙化表面。在第二图像410中，金属成形件412由加热源(未示出)加热，所述加热源将金属成形件412加热至等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度。在第三图像430中，将流体树脂组合物431注入模具411中，使其接触金属成形件412的粗糙化表面。将金属成形件412冷却并使流体树脂组合物固化以提供固体塑料441，形成了第四图像中所示的金属-塑料接合部442。在第四图像440中，将包括金属成形件412、固体塑料441和金属-塑料接合部442的金属-塑料混合部与模具分离。
粗糙化表面的加热和形成粗糙化表面的表面处理可以至少部分同时进行。例如，粗糙化表面的加热和形成粗糙化表面的表面处理可以使用激光蚀刻、激光加热、等离子体蚀刻、卤素加热器或其组合来进行。图8示出了根据多个实施方案的形成金属-塑料接合部的方法。在第一图像510中，提供了模具511。该模具包括金属成形件512，其为模具511中的插入物。使金属成形件511至少部分同时经历通过包括在保持器513中的装置514进行的表面处理和加热。将表面处理/加热装置514在粗糙化表面与流体树脂组合物的接触之前插入模具511中。表面处理/加热装置514形成粗糙化表面，或增强预先形成的粗糙化表面。表面处理/加热装置514还将金属成形件512加热至等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度。在第二图像520中，将流体树脂组合物531注入模具511中，使其接触金属成形件512的粗糙化表面。然后将金属成形件512冷却，并使流体树脂组合物固化以提供固体塑料541，这形成了第三图像中所示的金属-塑料接合部542。在第三图像中，将包括金属成形件512、固体塑料541和金属-塑料接合部542的金属-塑料混合部与模具分离。
所述方法可以包括将金属成形件的粗糙化表面冷却。冷却可以是任何合适的冷却。在一些实施方案中，冷却是被动冷却，其中使金属成形件的粗糙化表面在不使用专门的冷却设备的情况下冷却。在一些实施方案中，冷却是主动冷却。主动冷却可以包括用一个或更多个冷却器直接冷却金属成形件的粗糙化表面、包括金属成形件的模具、或其组合。
金属成形件与固体塑料之间的结合强度(例如，断裂拉伸剪切)可以是任何合适的结合强度，例如约1兆帕(MPa)至约100MPa、约6MPa至约30MPa、或者约1MPa或更小、或者约2MPa、4MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa、10MPa、11MPa、12MPa、13MPa、14MPa、15MPa、16MPa、17MPa、18MPa、19MPa、20MPa、21MPa、22MPa、23MPa、24MPa、25MPa、26MPa、27MPa、28MPa、29MPa、30MPa、32MPa、34MPa、36MPa、38MPa、40MPa、45MPa、50MPa、55MPa、60MPa、65MPa、70MPa、75MPa、80MPa、85MPa、90MPa、95MPa、或者约100MPa或更大。
金属成形件可以包含任何合适的金属。金属成形件可以包含一种单质金属或多于一种单质金属的组合。在一些实施方案中，金属成形件包含铝、钢(例如，不锈钢)、铁、铜、钛、镁、或其任意组合(例如，合金或非均相混合物)。除了一种或更多种金属之外，金属成形件还可以包含任何其他合适的材料。一种或更多种单质金属可以形成金属成形件的任何合适比例，例如约50重量％至约100重量％、或者约50重量％或更小、或者约55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％、99.9重量％、或者约100重量％。
流体树脂组合物可以是任何合适的流体树脂组合物，使得所述方法可以如本文所述地进行。流体树脂组合物可以是热塑性塑料、热固性塑料或其组合。使流体树脂组合物固化可以包括将流体树脂组合物冷却以使其凝固(例如，在热塑性流体树脂组合物的情况下)、加热流体树脂组合物以使其凝固(例如，在热固性流体树脂组合物的情况下)或其组合。流体树脂组合物可以包含一种或更多种这样的聚合物：其在标准温度和压力下为无定形的、在标准温度和压力下为结晶的、或其组合。如本文所使用的，应用于塑料或聚合物的术语“无定形”是指结晶区域小于约10体积％，例如为约9体积％、8体积％、7体积％、6体积％、5体积％、4体积％、3体积％、2体积％、1体积％、或约0体积％的塑料或聚合物(例如，无定形聚合物不需要100体积％无定形)。如本文所使用的，应用于塑料或聚合物的术语“结晶”是指结晶区域大于约10体积％，例如结晶区域为约10体积％至约80体积％、或约10体积％、15体积％、20体积％、25体积％、30体积％、35体积％、40体积％、45体积％、50体积％、55体积％、60体积％、65体积％、70体积％、75体积％、80体积％、85体积％、90体积％、95体积％、或100体积％的塑料或聚合物(例如，结晶聚合物不需要100体积％结晶，可以是半结晶聚合物)。
流体树脂组合物可以包含以下的至少一者：丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)聚合物、丙烯酸聚合物、赛璐珞聚合物、乙酸纤维素聚合物、环烯烃共聚物(COC)、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)聚合物、乙烯乙烯醇(EVOH)聚合物、氟塑料、离聚物、丙烯酸/PVC合金、液晶聚合物(LCP)、聚缩醛聚合物(POM或乙缩醛)、聚丙烯酸酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物(PMMA)、聚丙烯腈聚合物(PAN或丙烯腈)、聚酰胺聚合物(PA或尼龙)、聚酰胺-酰亚胺聚合物(PAI)、聚芳基醚酮聚合物(PAEK)、聚丁二烯聚合物(PBD)、聚丁烯聚合物(PB)、聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物(PBT)、聚己内酯聚合物(PCL)、聚氯三氟乙烯聚合物(PCTFE)、聚四氟乙烯聚合物(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物(PET)、聚对苯二甲酸环己基二亚甲酯聚合物(PCT)、聚碳酸酯聚合物(PC)、聚羟基烷酸酯聚合物(PHA)、聚酮聚合物(PK)、聚酯聚合物、聚乙烯聚合物(PE)、聚醚醚酮聚合物(PEEK)、聚醚酮酮聚合物(PEKK)、聚醚酮聚合物(PEK)、聚醚酰亚胺聚合物(PEI)、聚醚砜聚合物(PES)、氯化聚乙烯聚合物(PEC)、聚酰亚胺聚合物(PI)、聚乳酸聚合物(PLA)、聚甲基戊烯聚合物(PMP)、聚苯醚聚合物(PPO)、聚苯硫醚聚合物(PPS)、聚邻苯二甲酰胺聚合物(PPA)、聚丙烯聚合物、聚苯乙烯聚合物(PS)、聚砜聚合物(PSU)、聚对苯二甲酸丙二醇酯聚合物(PTT)、聚氨酯聚合物(PU)、聚乙酸乙烯酯聚合物(PVA)、聚氯乙烯聚合物(PVC)、聚偏二氯乙烯聚合物(PVDC)、聚酰胺酰亚胺聚合物(PAI)、聚芳酯聚合物、聚甲醛聚合物(POM)和苯乙烯-丙烯腈聚合物(SAN)。
流体树脂组合物可以包含在标准温度和压力下无定形的(例如，当纯时，各自小于约10体积％结晶)并且选自以下的一种或更多种聚合物：聚碳酸酯聚合物(PC)、聚醚酰亚胺聚合物(PEI)、聚苯醚聚合物(PPO)、聚酰胺(PA)、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物(PMMA)、聚氯乙烯聚合物(PVC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物(ABS)、聚苯乙烯聚合物(PS)、聚醚砜聚合物(PES)、聚酰胺酰亚胺聚合物(PAI)、聚芳酯聚合物和聚砜(PSU)。在标准温度和压力下无定形的一种或更多种聚合物可以选自聚碳酸酯聚合物(PC)、聚醚酰亚胺聚合物(PEI)和聚苯醚聚合物(PPO)。在多个实施方案中，流体树脂的约0.01重量％至约100重量％是一种或更多种无定形聚合物(例如，使得在标准温度和压力下聚合物总共的结晶度小于约10体积％)，约40重量％至约100重量％、约50重量％至约100重量％、或者约0.01重量％或更小、或者约0.1重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％、99.9重量％、或者约99.99重量％或更大。
流体树脂组合物可以包含在标准温度和压力下结晶(例如，当纯时，各自大于约10体积％结晶，或者当纯时，约10体积％至约80体积％结晶)并且选自以下的一种或更多种聚合物：聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物(PBT)、聚苯硫醚聚合物(PPS)、聚酰胺聚合物(PA或尼龙，例如尼龙6,6或尼龙11)、聚四氟乙烯聚合物(PTFE)、线性聚乙烯聚合物(PE)、聚丙烯聚合物(PP)、聚醚酮聚合物(PEK)、聚醚醚酮聚合物(PEEK)、聚醚酮酮聚合物(PEKK)、聚邻苯二甲酰胺聚合物(PPA)和聚甲醛聚合物(POM)。流体树脂组合物可以包含选自以下的一种或更多种结晶聚合物：聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物(PBT)、聚苯硫醚聚合物(PPS)、聚酰胺聚合物(PA或尼龙)和聚醚醚酮聚合物(PEEK)。在多个实施方案中，流体树脂的约0.01重量％至约100重量％是一种或更多种结晶聚合物(例如，使得在标准温度和压力下聚合物总共的结晶度大于约10体积％的，例如为约10体积％至约80体积％)，约40重量％至约100重量％、约50重量％至约100重量％、或者约0.01重量％或更小、或者约0.1重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％、99.9重量％、或者约99.99重量％或更大。
流体树脂组合物可以包含聚酯。聚酯可以是流体树脂组合物的任何合适比例，例如流体树脂组合物的约0.01重量％至约99.9重量％、约50重量％至约99.9重量％、或者约0.01重量％或更小、或者约0.1重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％、99.9重量％、或者约99.99重量％或更大。聚酯可以包含聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯可以具有任何合适的分子量和粘度。流体树脂组合物可以包含一种类型的聚对苯二甲酸丁二醇酯或多于一种类型的聚对苯二甲酸丁二醇酯。一种或更多种聚对苯二甲酸丁二醇酯可以形成流体树脂组合物的任何合适比例，例如流体树脂组合物的约0.01重量％至约99.9重量％、约50重量％至约99.9重量％、或者约0.01重量％或更小、或者约0.1重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％、99.9重量％、或者约99.99重量％或更大。流体树脂组合物可以包含一种类型的聚对苯二甲酸乙二醇酯或多于一种类型的聚对苯二甲酸乙二醇酯。一种或更多种聚对苯二甲酸乙二醇酯可以形成流体树脂组合物的任何合适比例，例如流体树脂组合物的约0.01重量％至约99.9重量％、约50重量％至约99.9重量％、或者约0.01重量％或更小、或者约0.1重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％、99.9重量％、或者约99.99重量％或更大。一种或更多种聚对苯二甲酸乙二醇酯可以大于流体树脂组合物的30重量％，例如大于31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、36重量％、37重量％、38重量％、39重量％、40重量％、42重量％、44重量％、46重量％、48重量％、或者大于50重量％，或者流体树脂组合物的大于30重量％且小于或等于约99重量％，或者大于30重量％且小于或等于约80重量％，或者大于30重量％且小于或等于约50重量％，或者大于30重量％且小于或等于约40重量％，或者约32重量％至约99重量％。一种或更多种聚对苯二甲酸丁二醇酯和一种或更多种聚对苯二甲酸乙二醇酯的组合可以形成流体树脂组合物的任何合适比例，例如约0.1重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％、99.9重量％、或者约99.99重量％或更大。一种或更多种聚对苯二甲酸丁二醇酯与一种或更多种聚对苯二甲酸乙二醇酯的重量比可以是任何合适的重量比，例如约100:1至约1:100、约9:1至约1:9、约7:3至约3:7、约1:1、或者约100:1或更大、或者约9:1、8.5:1.5、8:2、7.5:2.5、7:3、6.5:3.5、6:4、5.5:4.5、5:5、4.5:5.5、4:6、3.5:6.5、3:7、2.5:7.5、2:8、1.5:8.5、1:9、或者约1:100或更小。除了聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯之外，流体树脂组合物还可以包含任何其他合适的材料，例如本文所述的任何一种或更多种聚合物，以及例如任何合适的一种或更多种添加剂，如本文所述的任何添加剂。
聚对苯二甲酸乙二醇酯可以包含多于一种类型的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物，例如各自具有不同粘度(例如，不同特性粘度)的至少两种聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物。聚对苯二甲酸丁二醇酯可以包含多于一种类型的聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物，例如各自具有不同粘度(例如，不同特性粘度)的至少两种聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物。例如，各聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物和各聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物的特性粘度(例如，在室温下，在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量)可以独立地为约0.01分升/克(dL/g)至约10dL/g、或者约0.2dL/g至约5dL/g、或者约0.5dL/g至约1.5dL/g、或者约0.01dL/g或更小、或者约0.1dL/g、0.2dL/g、0.3dL/g、0.4dL/g、0.5dL/g、0.6dL/g、0.7dL/g、0.8dL/g、0.9dL/g、1.0dL/g、1.1dL/g、1.2dL/g、1.3dL/g、1.4dL/g、1.5dL/g、1.6dL/g、1.8dL/g、2.0dL/g、2.5dL/g、3dL/g、4dL/g、5dL/g、6dL/g、7dL/g、8dL/g、9dL/g、或者约10dL/g或更大。具有不同粘度的至少两种聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物之间或具有不同粘度的至少两种聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物之间的粘度差可以是任何合适的差，例如(例如，在室温下，在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量)约0.01dL/g至约10dL/g、或者约0.05dL/g至约2dL/g、或者约0.2dL/g至约0.8dL/g、或者约0.01dL/g或更小、或者等于或大于约0.0dL/g、0.04dL/g、0.06dL/g、0.08dL/g、0.1dL/g、0.12dL/g、0.14dL/g、0.16dL/g、0.18dL/g、0.2dL/g、0.22dL/g、0.24dL/g、0.26dL/g、0.28dL/g、0.3dL/g、0.32dL/g、0.34dL/g、0.36dL/g、0.38dL/g、0.4dL/g、0.42dL/g、0.44dL/g、0.46dL/g、0.48dL/g、0.50dL/g、0.52dL/g、0.54dL/g、0.56dL/g、0.58dL/g、0.6dL/g、0.65dL/g、0.7dL/g、0.75dL/g、0.8dL/g、0.85dL/g、0.9dL/g、1dL/g、1.5dL/g、2dL/g、3dL/g、4dL/g、5dL/g、6dL/g、7dL/g、8dL/g、9dL/g、或者约10dL/g或更大。具有不同粘度的至少两种聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物中具有最高粘度的一者或至少两种聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物中具有最高粘度的一者分别相对于具有不同粘度的至少两种聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物中具有最低粘度的一者或至少两种聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物中具有最低粘度的一者可以具有任何合适的重量比，例如约100:1至约1:100、约9:1至约1:9、约7:3至约3:7、约1:1、或者约100:1或更大、或者约9:1、8.5:1.5、8:2、7.5:2.5、7:3、6.5:3.5、6:4、5.5:4.5、5:5、4.5:5.5、4:6、3.5:6.5、3:7、2.5:7.5、2:8、1.5:8.5、1:9、或者约1:100或更小。
流体树脂组合物可以包含填料，例如一种填料或多种填料。填料可以是任何适合类型的填料。填料可以均匀地分布在流体树脂组合物中。一种或更多种填料可以形成流体树脂组合物的约0.001重量％至约50重量％、或者约0.01重量％至约30重量％、或者约0.001重量％或更小、或者约0.01重量％、0.1重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、或者约50重量％或更大。填料可以是纤维状或颗粒状。填料可以是硅酸铝(莫来石)、合成硅酸钙、硅酸锆、熔凝二氧化硅、结晶二氧化硅石墨、天然硅砂等；硼粉末，例如氮化硼粉末、硼硅酸盐粉末等；氧化物，例如TiO2、氧化铝、氧化镁等；硫酸钙(如其酸酐、脱水物或三水合物)；碳酸钙，例如白垩、石灰石、大理石、合成沉淀碳酸钙等；滑石，包括纤维状、模块状、针状、层状滑石等；硅灰石；经表面处理的硅灰石；玻璃球，例如空心和实心玻璃球、硅酸盐球、空心微珠、硅铝酸盐(armospheres)等；高岭土，包括硬质高岭土、软质高岭土、煅烧高岭土、包含本领域已知的促进与聚合物基体树脂相容性的各种涂层的高岭土等；单晶纤维或“晶须”，例如碳化硅、氧化铝、碳化硼、铁、镍、铜等；纤维(包括连续纤维和短切纤维)，例如石棉、碳纤维、玻璃纤维；硫化物，例如硫化钼、硫化锌等；钡化合物，例如钛酸钡、钡铁氧体、硫酸钡、重晶石等；金属和金属氧化物，例如颗粒状或纤维状铝、青铜、锌、铜和镍等；片状填料，例如玻璃片、片状碳化硅、二硼化铝、铝片、钢片等；纤维状填料，例如短无机纤维，如源自包含硅酸铝、氧化铝、氧化镁和硫酸钙半水合物等中的至少一者的共混物的那些；天然填料和增强剂，例如通过粉碎木材获得的木粉，纤维产品如洋麻、纤维素、棉花、剑麻、黄麻、亚麻、淀粉、玉米粉、木质素、苎麻、藤、龙舌兰、竹、大麻、经研磨的坚果壳、玉米、椰子(椰壳纤维)、稻谷壳等；有机填料例如聚四氟乙烯，由诸如聚(醚酮)、聚酰亚胺、聚苯并唑、聚(苯硫醚)、聚酯、聚乙烯、芳族聚酰胺、芳族聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚四氟乙烯、丙烯酸树脂、聚(乙烯醇)等能够形成纤维的有机聚合物形成的增强有机纤维状填料；以及另外的填料，例如云母、粘土、长石、烟道灰、铝硅酸镁盐(fillite)、石英、石英岩、珍珠岩、硅藻石(Tripoli)、硅藻土、炭黑等，或者包含前述填料中的至少一者的组合。填料可以是滑石、玻璃纤维、洋麻纤维或其组合。填料可以涂覆有一层金属材料以促进传导性，或者经硅烷、硅氧烷或硅烷和硅氧烷的组合表面处理以改善与流体树脂组合物的粘合性和分散性。填料可以选自玻璃纤维、碳纤维、矿物填料或其组合。填料可以选自云母、滑石、粘土、硅灰石、硫化锌、氧化锌、碳纤维、玻璃纤维陶瓷涂覆的石墨、二氧化钛或其组合。填料可以是玻璃纤维。
流体树脂组合物还可以包含一种或更多种聚烯烃，例如聚乙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、聚苯乙烯、或另外的聚烯烃。聚烯烃可以是任何合适的聚烯烃。一种或更多种聚烯烃可以形成流体树脂组合物的任何合适比例，例如流体树脂组合物的约0.001重量％至约50重量％、或者约0.01重量％至约30重量％、或者约0.001重量％或更小、或者约0.01重量％、0.1重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、或者约50重量％或更大。
流体树脂组合物还可以包含一种或更多种聚酯，例如芳族聚酯，聚(亚烷基酯)，包括聚(亚烷基芳酯)(例如，聚(对苯二甲酸亚烷基酯))和聚(亚环烷基二酯)(例如，聚(对苯二甲酸环己基二亚甲酯)(PCT)或聚(1,4-环己基-二甲醇-1,4-环己基二羧酸酯)(PCCD))以及基于间苯二酚的芳基聚酯。聚酯可以是聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯、聚(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚A)酯、聚[(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-间苯二酚)酯-共-(间苯二甲酸酯-对苯二甲酸酯-双酚A)]酯、或者包含这些中的至少一者的组合。聚(对苯二甲酸亚烷基酯)的实例包括聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚(对苯二甲酸1,4-丁二醇酯)(PBT)和聚(对苯二甲酸丙二醇酯)(PPT)。聚(萘二甲酸亚烷基酯)例如聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)和聚(萘二甲酸丁二醇酯)(PBN)也是有用的。还可用包含对苯二甲酸亚烷基酯重复酯单元与其他酯基的共聚物。有用的酯单元可以包括不同的对苯二甲酸亚烷基酯单元，其可以作为单独的单元、或者作为聚(对苯二甲酸亚烷基酯)的嵌段存在于聚合物链中。这样的共聚物的具体实例包括聚(对苯二甲酸环己基二亚甲酯)-共-聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，当该聚合物包含大于或等于50mol％的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)时缩写为PETG；而当该聚合物包含大于50mol％的聚(对苯二甲酸1,4-环己基二亚甲酯)缩写为PCTG。一种或更多种聚酯可以形成流体树脂组合物的任何合适比例，例如流体树脂组合物的约0.001重量％至约50重量％、或者约0.01重量％至约30重量％、或者约0.001重量％或更小、或者约0.01重量％、0.1重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、或者约50重量％或更大。
在多个实施方案中，本发明提供了金属成形件与固体塑料之间的接合部。所述接合部可以是可以使用本文所述用于形成金属成形件与固体塑料之间的接合部的方法的实施方案来形成的金属成形件与固体塑料之间的任何合适的接合部。
例如，接合部可以包括包含复数个孔的金属成形件。接合部可以包括包含聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的固体塑料。固体塑料可以包括复数个锚，其中每个锚延伸至孔之一中。聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯总共可为固体塑料的约30重量％至约90重量％。固体塑料的聚对苯二甲酸丁二醇酯与聚对苯二甲酸乙二醇酯的重量比为约7:3至约1:9。
例如，接合部可以包括包含粗糙化表面的金属成形件和固体塑料。粗糙化表面可以包括复数个表面结构，每个表面结构的与金属表面大致平行的至少一个维度为约1nm至约1mm。表面结构可以包括凸面结构、凹面结构或其组合。约40重量％至约100重量％的固体塑料可以是在标准温度和压力下无定形的一种或更多种聚合物。固体塑料可以包括复数个锚，每个锚基本上延伸至凹面结构的底部或基本上延伸至形成于多个凸面结构之间的腔的底部(例如，固体塑料与金属之间的机械互锁，其中各锚基本上填充各腔或凹面结构，例如填充腔或凹面结构的约50体积％至约100体积％，如所有填充的凹面结构或所有填充的腔的平均体积％，或者约90体积％至100体积％、或者约50体积％或更小、或者约55体积％、60体积％、65体积％、70体积％、75体积％、80体积％、82体积％、84体积％、86体积％、88体积％、90体积％、92体积％、94体积％、95体积％、96体积％、97体积％、98体积％、99体积％、99.9体积％、或者约99.99体积％或更大)。
实施例
通过参照以通过举例说明的方式提供的以下非限制性实施例可以更好地理解多个实施方案。
实施例1.1树脂组合物的形成
形成了具有表1所示的组成的树脂组合物。在室温下在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中测量粘度。树脂组合物的聚对苯二甲酸丁二醇酯与聚对苯二甲酸乙二醇酯的重量比为1:1。
实施例1.2拉伸剪切结合强度测试
使用处理A或使用处理B制备AL6013级尺寸为18mm×45mm×1.6mm的多孔铝成形件。
在处理A中，将成形件清洗并脱脂。然后，使用交替的酸和碱处理对成形件进行化学蚀刻，以形成尺寸大约为1微米至100微米的不规则形状的孔。然后，将成形件清洗并干燥。
在处理B中，使2-(二辛基氨基)-1,3,5-三嗪-4,6-二硫醇单钠盐)(DON)电化学聚合在成形件上。电解池配备有工作电极(成形件)、对电极(Pt板)和参比电极(饱和甘汞电极)，并且填充有电解溶液(在水中包含DON和Na2CO3)。成形件上经电化学聚合的表面是多孔的(例如，多孔粘合膜或通过与金属化学反应形成的多孔涂层)，通常具有20nm至40nm尺寸的孔。
图9A举例说明了未处理的成形件。图9B至9D示出了使用处理A处理的成形件。图9E至9I示出了使用处理B处理的成形件。
如图10A所示，将实施例1.1的树脂组合物(20)注塑成型以在各多孔钢成形件(22)上形成10mm×45mm×3mm的固体塑料成形件，结合面积(24)为10mm×5mm(即，0.5cm2)。使用270℃的熔化温度。使用125℃的成型温度。使用1600千克力/平方厘米(kgf/cm2)的保压压力持续3秒。
使用所制备的两种类型的金属成形件中的每一种，使用聚对苯二甲酸丁二醇酯(“PBT A”)和另一种聚对苯二甲酸丁二醇酯(“PBT B”)重复注塑成型过程。PBT A是包含40重量％玻璃纤维的聚对苯二甲酸丁二醇酯。PBT B是聚对苯二甲酸丁二醇酯。
基于ISO19095对六个样品进行拉伸剪切结合强度测试。使用Shimadze AG-IS，其具有10千牛顿(kN)载荷元件，拉伸速度为10mm/分钟，温度为23℃，相对湿度为50％。如图10B中的箭头所示，施加剪切的方向平行于结合表面。结果示于图11中。
与其他PBT树脂相比，实施例1.1的树脂组合物显示出更大的拉伸结合强度。两种不同的金属制备技术具有相同的趋势。
使用利用处理A制备的多孔金属成形件，使用实施例1.1的树脂组合物、PBT A和PBT B重复进行实验。重复拉伸结合强度测试，结果以MPa示于图12中。与其他PBT树脂相比，实施例1的树脂组合物显示出更大的拉伸结合强度。
实施例1.3使用其他金属制备技术的制备和拉伸剪切结合强度测试
使用利用处理1(与处理A类似的金属蚀刻技术化学蚀刻处理，但提供纳米尺寸的孔(例如，约1nm至约100nm))、处理2(提供微米尺寸孔的金属蚀刻技术，与处理A类似的化学蚀刻处理)和处理B制备的金属成形件重复实施例1.2的过程。使用样品1.3A(具有8:2的PBT:PET摩尔比和30重量％玻璃纤维的PBT)、1.3B(具有15重量％PET、10重量％聚碳酸酯和30重量％玻璃纤维的PBT)和1.3C(具有40重量％玻璃纤维的PBT)。使用120℃或140℃的成型温度。结果示于图13中。
实施例2.1具有化学蚀刻铝板和激光蚀刻铝板的聚碳酸酯(PC)树脂
将尺寸为1.5mm×50mm×18mm的铝板(A5052)浸入1升丙酮中10分钟，同时对其进行超声波处理，然后用自来水洗涤。
接着，将用离子交换水稀释至浓度为1％的2升盐酸放入保持在40℃的大号烧杯中。通过以彼此不接触的方式抵靠烧杯的玻璃壁而立将上述铝合金片连续浸入稀释的盐酸中1分钟，然后用流动的自来水洗涤。随后，类似地将铝合金片浸入用离子交换水稀释至浓度为1％的2升苛性钠水溶液中1分钟，然后用自来水洗涤。随后，类似地将铝合金片浸入用离子交换水稀释至浓度为1％的2升盐酸中1分钟。然后，将铝合金片依次在三个各自装有2升离子交换水的烧杯中浸洗。
接着，制备包含5％肼一水合物的2升离子交换水溶液，在50℃下将上述铝合金片依次浸入其中2分钟。然后，将铝合金片依次在三个各自装有2升离子交换水的烧杯中浸洗，然后用50℃的热空气强制干燥10分钟至20分钟。将经干燥的铝合金片放入填充有干燥空气的存储箱中。铝板的扫描电子显微镜图像示于图14中。
使用频率为1064nm，扫描速度为100mm/秒，束直径为50微米的50W Nd-YAG激光器，对相同合金的另一个铝板进行激光蚀刻。铝板的扫描电子显微镜图像示于图15中。经蚀刻的板具有宽度为50微米、深度为50微米的条纹，并且各条纹之间的距离为150微米。
使用Sumitomo heavy industry SE100EV注塑成型机，将聚碳酸酯树脂注塑成型成接触铝板。聚碳酸酯的玻璃化转变温度为130℃(通过DSC测量)，在300℃/5千克(kg)下的熔体流动速率为18立方厘米/分钟(cm3/10分钟)，玻璃纤维含量为50重量％。注入的树脂的温度为300℃。如图4所示，通过对加热铝插入物的模具进行加热，在注塑成型时将铝加热至100℃、120℃、140℃或150℃的温度，然后将其被动冷却至90℃。注塑成型树脂的最终尺寸为3mm×45mm×10mm。铝板与注塑成型树脂的结合面积为50mm2。
基于ISO19095对六个样品进行拉伸剪切结合强度测试。使用Shimadze AG-IS，其具有10kN载荷元件，拉伸速度为10mm/分钟，温度为23℃，相对湿度为50％。如图10B所示，施加剪切的方向平行于结合表面。测试结果示于表2中。
实施例2.2具有化学蚀刻铝板的聚醚酰亚胺(PEI)
使用实施例2.1中描述的过程，对尺寸为1.5mm×50mm×18mm的铝板(A5052)进行化学蚀刻。铝板的扫描显微镜图像示于图16中。
使用Sumitomo heavy industry SE100EV注塑成型机，将聚醚酰亚胺树脂注塑成型成接触铝板。聚醚酰亚胺的玻璃化转变温度为217℃(通过DSC测量)，在337℃/6.6kg下的熔体流动速率为18cm3/10分钟。注入的树脂的温度为380℃。使用电加热器/冷却器，如图5所示，在注塑成型时使用嵌入模具中的加热器将铝加热至230℃、260℃或290℃的温度，然后在注射液体树脂之后，将铝主动冷却至180℃。注塑成型树脂的最终尺寸为3mm×45mm×10mm。铝板与注塑成型树脂的结合面积为50mm2。
基于ISO19095对六个样品进行拉伸剪切结合强度测试。使用Shimadze AG-IS，其具有10kN载荷元件，拉伸速度为10mm/分钟，温度为23℃，相对湿度为50％。如图10B所示，施加剪切的方向平行于结合表面。测试结果示于表3中。
实施例2.3具有化学和激光蚀刻铝板的聚碳酸酯(PC)树脂
使用实施例2.1中描述的过程，对尺寸为1.5mm×50mm×18mm的铝板(A5052)进行化学蚀刻。铝板的扫描显微镜图像示于图16中。
使用频率为1064nm，扫描速度为100mm/秒，束直径为50微米的50W Nd-YAG激光器，对相同合金的另一个铝板进行激光蚀刻。铝板的扫描电子显微镜图像示于图15中。经蚀刻的板具有宽度为50微米、深度为50微米的条纹，并且各条纹之间的距离为150微米。
使用Sumitomo heavy industry SE100EV注塑成型机，将聚碳酸酯树脂注塑成型成接触铝板。聚碳酸酯的玻璃化转变温度为150℃(通过DSC测量)，在300℃/1.2kg下的熔体流动速率为3g/10分钟，玻璃纤维含量为30重量％。注入的树脂的温度为300℃。使用电加热器/冷却器，如图5所示，通过对加热铝插入物的模具进行加热，在注塑成型时将铝加热至130℃、150℃、180℃、220℃或250℃的温度。在注射熔融树脂之后，将铝主动冷却至120℃。注塑成型树脂的最终尺寸为3mm×45mm×10mm。铝板与注塑成型树脂的结合面积为50mm2。
基于ISO19095对六个样品进行拉伸剪切结合强度测试。使用Shimadzu AG-IS，其具有10kN载荷元件，拉伸速度为10mm/分钟，温度为23℃，相对湿度为50％。如图10B所示，施加剪切的方向平行于结合表面。测试结果示于表4中。
实施例2.4具有化学蚀刻铝板和激光蚀刻铝板的聚碳酸酯共聚物(PC共聚物)树脂
使用实施例2.1中描述的过程，对尺寸为1.5mm×50mm×18mm的铝板(A5052)进行化学蚀刻。铝板的扫描显微镜图像示于图16中。
使用频率为1064nm，扫描速度为100mm/秒，束直径为50微米的50W Nd-YAG激光器，对相同合金的另一个铝板进行激光蚀刻。铝板的扫描电子显微镜图像示于图15中。经蚀刻的板具有宽度为50微米、深度为50微米的条纹，并且各条纹之间的距离为150微米。
使用Sumitomo heavy industry SE100EV注塑成型机，将聚碳酸酯共聚物树脂注塑成型成接触铝板。聚碳酸酯共聚物的玻璃化转变温度为190℃(通过DSC测量)，在330℃/2.16kg下的熔体流动速率为25g/10分钟，玻璃纤维含量为30重量％。注入的树脂的温度为300℃。使用电加热器/冷却器，如图5所示，通过对加热铝插入物的模具进行加热，在注塑成型时将铝加热至180℃、220℃、240℃或260℃的温度。在注射熔融树脂之后，将铝主动冷却至140℃。注塑成型树脂的最终尺寸为3mm×45mm×10mm。铝板与注塑成型树脂的结合面积为50mm2。
基于ISO19095对六个样品进行拉伸剪切结合强度测试。使用Shimadzu AG-IS，其具有10kN载荷元件，拉伸速度为10mm/分钟，温度为23℃，相对湿度为50％。如图10B所示，施加剪切的方向平行于结合表面。测试结果示于表5中。
实施例2.5具有化学蚀刻铝板和激光蚀刻铝板的聚苯醚(PPO)/聚苯乙烯(PS)共混 树脂
使用实施例2.1中描述的过程，对尺寸为1.5mm×50mm×18mm的铝板(A5052)进行化学蚀刻。铝板的扫描显微镜图像示于图16中。
使用频率为1064nm，扫描速度为100mm/秒，束直径为50微米的50W Nd-YAG激光器，对相同合金的另一个铝板进行激光蚀刻。铝板的扫描电子显微镜图像示于图15中。经蚀刻的板具有宽度为50微米、深度为50微米的条纹，并且各条纹之间的距离为150微米。
使用Sumitomo heavy industry SE100EV注塑成型机，将PPO/PS树脂注塑成型成接触铝板。PPO/PS的玻璃化转变温度为150℃(通过DSC测量)，在300℃/5kg下的熔体流动速率为8.4g/10分钟，玻璃纤维含量为30重量％。注入的树脂的温度为300℃。使用电加热器/冷却器，如图5所示，通过对加热铝插入物的模具进行加热，在注塑成型时将铝加热至130℃、150℃、180℃或220℃的温度。在注射熔融树脂之后，将铝主动冷却至120℃。注塑成型树脂的最终尺寸为3mm×45mm×10mm。铝板与注塑成型树脂的结合面积为50mm2。
基于ISO19095对六个样品进行拉伸剪切结合强度测试。使用Shimadzu AG-IS，其具有10kN载荷元件，拉伸速度为10mm/分钟，温度为23℃，相对湿度为50％。如图10B所示，施加剪切的方向平行于结合表面。测试结果示于表6中。
实施例2.6具有化学蚀刻铝板和激光蚀刻铝板的聚醚酰亚胺(PEI)树脂
使用实施例2.1中描述的过程，对尺寸为1.5mm×50mm×18mm的铝板(A5052)进行化学蚀刻。铝板的扫描显微镜图像示于图16中。
使用频率为1064nm，扫描速度为100mm/秒，束直径为50微米的50W Nd-YAG激光器，对相同合金的另一个铝板进行激光蚀刻。铝板的扫描电子显微镜图像示于图15中。经蚀刻的板具有宽度为50微米、深度为50微米的条纹，并且各条纹之间的距离为150微米。
使用Sumitomo heavy industry SE100EV注塑成型机，将聚醚酰亚胺树脂注塑成型成接触铝板。使用两种类型的聚醚酰亚胺树脂。一种聚醚酰亚胺的玻璃化转变温度为217℃(通过DSC测量)，在337℃/6.6kg下的熔体流动速率为17.8g/10分钟，没有玻璃纤维含量。另一种聚醚酰亚胺的玻璃化转变温度为217℃(通过DSC测量)，在337℃/6.6kg下的熔体流动速率为7.6g/10分钟，玻璃纤维含量为30重量％。注入的树脂的温度为380℃。使用电加热器/冷却器(例如，加热&冷却工具)，如图5所示，通过对加热铝插入物的模具进行加热，在注塑成型时将铝加热至180℃、200℃、240℃或280℃的温度。在注射熔融树脂之后，将铝主动冷却至180℃。注塑成型树脂的最终尺寸为3mm×45mm×10mm。铝板与注塑成型树脂的结合面积为50mm2。
基于ISO19095对六个样品进行拉伸剪切结合强度测试。使用Shimadzu AG-IS，其具有10kN载荷元件，拉伸速度为10mm/分钟，温度为23℃，相对湿度为50％。如图10B所示，施加剪切的方向平行于结合表面。测试结果示于表7和表8中。
从上述信息可以看出，出乎意料地发现，将金属插入物(例如，至少金属插入物的表面)加热至高温，获得了更好的粘合性。例如，其使塑料流入孔中并完全填充孔。还出乎意料地发现，PBT/PET共混物比没有PET的PBT获得了更好的粘合性。
所采用的术语和表达被用作描述性而非限制性术语，并且这些术语和表达的使用不旨在排除所示出和描述的特征的任何等同物或其部分，而应认识到，在本发明的实施方案的范围内可以进行各种修改。因此，应理解，虽然本发明已通过具体实施方案和任选特征具体公开，但本领域普通技术人员可以采取本文公开的概念的修改和变型，并且这样的修改和变型被认为在本发明的实施方案的范围内。
以下阐述的是本文讨论的方法和制品的一些实施方案。提供了以下示例性实施方案，其编号不应被解释为指定重要性等级：
实施方案1提供了形成金属成形件与固体塑料之间的接合部的方法，所述方法包括：使包含复数个孔的金属成形件与包含聚酯的流体树脂组合物接触；以及使可流动组合物固化以形成固体塑料，以提供金属成形件与固体塑料之间的接合部。
实施方案2提供了实施方案1的方法，其中流体树脂组合物包含聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯。
实施方案3提供了实施方案1至2中任一项所述的方法，其中使金属成形件与流体树脂接触包括在固化之前用流体树脂组合物渗入孔中。
实施方案4提供了实施方案1至3中任一项所述的方法，其中孔的直径为1nm至1mm。
实施方案5提供了实施方案1至4中任一项所述的方法，其中孔在金属成形件的表面中，其中所述接触包括金属成形件与流体树脂组合物之间的直接接触。
实施方案6提供了实施方案1至5中任一项所述的方法，其还包括在金属成形件中形成复数个孔。
实施方案7提供了实施方案1至6中任一项所述的方法，其中孔在金属成形件上的多孔粘合膜中，其中使金属成形件与流体树脂组合物接触包括使流体树脂组合物与金属成形件上的多孔粘合膜接触。
实施方案8提供了实施方案1至7中任一项所述的方法，其还包括在金属成形件与流体树脂组合物的接触之前在金属成形件上放置或生成包含复数个孔的粘合膜。
实施方案9提供了实施方案1至8中任一项所述的方法，其中使金属成形件与流体树脂组合物接触包括将流体树脂组合物注塑成型。
实施方案10提供了实施方案1至9中任一项所述的方法，其还包括将金属成形件的至少一部分加热(例如，加热复数个孔或加热整个金属成形件)至等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度的温度。
实施方案11提供了实施方案2至10中任一项所述的方法，其中聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯各自独立地为流体树脂组合物的0.01重量％至99.99重量％；优选地，其中聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯总共为流体树脂组合物的0.01重量％至99.99重量％。
实施方案12提供了前述实施方案中任一项所述的方法，其中流体树脂组合物包含以下的至少一者：(a)至少两种具有不同粘度的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物和(b)至少两种具有不同粘度的聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物；优选地，其中如在室温下在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中所测量的，不同粘度相差0.01dL/g至1.5dL/g，优选0.1dL/g至0.8dL/g；并且优选地，其中各自的粘度为0.01dL/g至10dL/g，优选0.05dL/g至2dL/g。
实施方案13提供了前述实施方案中任一项所述的方法，其中流体树脂组合物的大于20重量％是聚对苯二甲酸乙二醇酯；优选地，其中流体树脂组合物的大于30重量％且小于或等于99重量％是聚对苯二甲酸乙二醇酯；更优选流体树脂组合物的大于30重量％至最多70重量％是聚对苯二甲酸乙二醇酯；或优选流体树脂组合物的大于32重量％至最多50重量％是聚对苯二甲酸乙二醇酯。
实施方案14提供了实施方案2至13中任一项所述的方法，其中聚对苯二甲酸丁二醇酯包含至少两种不同的聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物中的至少两种具有不同的粘度。
实施方案15提供了实施方案1至14中任一项所述的方法，其中聚对苯二甲酸乙二醇酯包含至少两种不同的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物中的至少两种具有不同的粘度。
实施方案16提供了实施方案1至15中任一项所述的方法，其中流体树脂组合物还包含填料。
实施方案17提供了实施方案1至16中任一项所述的方法，其中金属成形件与固体塑料之间的结合强度为30MPa至100MPa。
实施方案18提供了实施方案1至16中任一项所述的方法，其中复数个孔在金属成形件的粗糙化表面中；所述方法还包括将粗糙化表面加热至可等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度的温度；以及任选地将金属成形件的粗糙化表面冷却。
实施方案19提供了金属成形件与固体塑料之间的接合部，所述接合部包括：包含复数个孔的金属成形件以及包含聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的固体塑料；其中固体塑料包括复数个锚，每个锚延伸至孔之一中，并且聚对苯二甲酸乙二醇酯大于固体塑料的30重量％且等于或小于99重量％。
实施方案20提供了形成金属成形件与固体塑料之间的接合部的方法，所述方法包括：将金属成形件的粗糙化表面加热至等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度的温度；使金属成形件的粗糙化表面与流体树脂组合物接触；将金属成形件的粗糙化表面冷却；以及使可流动组合物固化以形成固体塑料，以提供金属成形件与固体塑料之间的接合部。
实施方案21提供了实施方案20的方法，其中粗糙化表面包括表面结构，所述表面结构的与金属表面大致平行的至少一个维度为1nm至1mm。
实施方案22提供了实施方案21的方法，其中表面结构包括凹面结构、凸面结构、孔、点、线或其组合，优选地，其中形成粗糙化表面包括机械加工和化学加工中的至少一者，优选地，形成粗糙化表面包括以下的至少一者：铣削加工、车削加工、计算机数控(CNC)加工、喷射(blasting，喷丸，喷粒)、锉削(filing)、激光蚀刻、氧化、等离子体蚀刻和化学蚀刻。例如，形成粗糙化表面包括化学蚀刻。
实施方案23提供了实施方案22的方法，其中孔的直径为1nm至1mm。
实施方案24提供了实施方案20至23中任一项所述的方法，其中所述方法还包括在金属成形件上形成粗糙化表面，所述形成包括化学蚀刻、激光蚀刻、激光加热、等离子体蚀刻、形成粗糙化涂层或其组合。
实施方案25提供了实施方案21至24中任一项所述的方法，其中表面结构直接在金属成形件的表面中，其中所述接触包括金属成形件与流体树脂组合物之间的直接接触。
实施方案26提供了实施方案21至25中任一项所述的方法，其中表面结构在金属成形件的表面上的粘合膜中，其中使金属成形件与流体树脂组合物接触包括使流体树脂组合物与金属成形件上的粘合膜接触。
实施方案27提供了实施方案20至26中任一项所述的方法，其中使金属成形件与流体树脂组合物接触包括将流体树脂组合物注塑成型。
实施方案28提供了实施方案20至27中任一项所述的方法，其中流体树脂组合物包含在标准温度和压力下无定形的聚合物、在标准温度和压力下结晶的聚合物或其组合。
实施方案29提供了实施方案20至28中任一项所述的方法，其中流体树脂组合物包含这样的聚合物：其在标准温度和压力下无定形，并且选自聚碳酸酯聚合物(PC)、聚醚酰亚胺聚合物(PEI)、聚苯醚聚合物(PPO)、聚酰胺(PA)、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物(PMMA)、聚氯乙烯聚合物(PVC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物(ABS)、聚苯乙烯聚合物(PS)、聚醚砜聚合物(PES)、聚酰胺酰亚胺聚合物(PAI)、聚芳酯聚合物和聚砜(PSU)。
实施方案30提供了实施方案20至29中任一项所述的方法，其中流体树脂的0.01重量％至100重量％，优选90重量％至100重量％是在标准温度和压力下同时为无定形的一种或更多种聚合物。
实施方案31提供了实施方案20至30中任一项所述的方法，其中流体树脂组合物包含这样的聚合物：其在标准温度和压力下10体积％至80体积％为结晶的，并且选自聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物(PBT)、聚苯硫醚聚合物(PPS)、聚酰胺聚合物(PA或尼龙)、聚四氟乙烯聚合物(PTFE)、线性聚乙烯聚合物(PE)、聚丙烯聚合物(PP)、聚醚酮聚合物(PEK)、聚醚醚酮聚合物(PEEK)、聚醚酮酮聚合物(PEKK)、聚邻苯二甲酰胺聚合物(PPA)和聚甲醛聚合物(POM)。
实施方案32提供了实施方案20至31中任一项所述的方法，其中流体树脂的0.01重量％至100重量％是在标准温度和压力下总共10体积％至80体积％结晶的一种或更多种聚合物。
实施方案33提供了实施方案20至32中任一项所述的方法，其中加热金属成形件的粗糙化表面包括在粗糙化表面与流体树脂组合物的接触之前、期间、或其组合进行加热。
实施方案34提供了实施方案20至33中任一项所述的方法，其中加热金属成形件的粗糙化表面包括用以下加热：蒸汽、电加热器、感应加热器、超声振动、激光加热器、卤素加热器、碳加热器或其组合。
实施方案35提供了实施方案20至34中任一项所述的方法，其中加热金属成形件的粗糙化表面包括加热包括金属成形件的模具，其中模具的加热将金属成形件加热。
实施方案36提供了实施方案20至35中任一项所述的方法，其中加热金属成形件的粗糙化表面包括直接加热金属成形件。
实施方案37提供了实施方案36的方法，其中直接加热金属成形件包括用嵌入包括金属成形件的模具中的加热源加热金属成形件。
实施方案38提供了实施方案20至37中任一项所述的方法，其中加热金属成形件的粗糙化表面包括在粗糙化表面与流体树脂组合物的接触之前用插入包括金属成形件的模具中或模具中的腔之间的加热装置加热。
实施方案39提供了实施方案20至38中任一项所述的方法，其中使金属成形件的粗糙化表面与流体树脂组合物接触包括在将粗糙化表面的温度保持在等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度的同时，使金属成形件的粗糙化表面与流体树脂组合物接触。
实施方案40提供了实施方案20至39中任一项所述的方法，其中粗糙化表面的加热和形成粗糙化表面的表面处理至少部分同时进行。
实施方案41提供了实施方案20至40中任一项所述的方法，其中金属成形件的粗糙化表面的冷却包括被动冷却。
实施方案42提供了实施方案20至41中任一项所述的方法，其中金属成形件的粗糙化表面的冷却包括用一个或更多个冷却器直接冷却金属成形件的粗糙化表面、包括金属成形件的模具、或其组合。
实施方案43提供了实施方案20至42中任一项所述的方法，其中金属成形件与固体塑料之间的结合强度为1MPa至100MPa。
实施方案44提供了形成金属成形件与固体塑料之间的接合部的方法，所述方法包括：将金属成形件的粗糙化表面加热至等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度的温度，其中流体树脂组合物的40重量％至100重量％是在标准温度和压力下无定形的一种或更多种聚合物；在将粗糙化表面的温度保持在等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度的同时，使金属成形件的粗糙化表面与流体树脂组合物接触；将金属成形件的粗糙化表面冷却；以及使可流动组合物固化以形成固体塑料，以提供金属成形件与固体塑料之间的接合部。
实施方案45提供了金属成形件与固体塑料之间的接合部，所述接合部包括：包含粗糙化表面的金属成形件以及固体塑料，粗糙化表面包括复数个表面结构，每个表面结构的与金属表面大致平行的至少一个维度为1nm至1mm，表面结构包括凸面结构、凹面结构或其组合，其中固体塑料的40重量％至100重量％是在标准温度和压力下无定形的一种或更多种聚合物；其中固体塑料包括复数个锚，每个锚基本上延伸至凹面结构的底部或基本上延伸至多个凸面结构之间形成的腔的底部。
实施方案46提供了形成金属成形件与固体塑料之间的接合部的方法，所述方法包括：使包含复数个孔的金属成形件与包含聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和填料的流体树脂组合物接触；其中聚对苯二甲酸乙二醇酯为流体树脂组合物的大于30重量％且小于或等于99重量％，并且填料为流体树脂组合物的1重量％至约50重量％；以及使可流动组合物固化以形成固体塑料，以提供金属成形件与固体塑料之间的接合部。
实施方案47提供了实施方案1至46中任一项或任一组合的方法或接合部，其任选地被配置为使得所列举的所有元件或选项可使用或从中选择。
在整个本文件中，以范围格式表示的值应以灵活的方式解释为不仅包括明确列举为范围界限的数值，而且包括包含在该范围内的所有单个数值或子范围，如同每个数值和子范围都被明确列举。例如，“约0.1％至约5％”或“约0.1％至5％”的范围应被解释为不仅包括约0.1％至约5％，而且包括单个值(例如，1％、2％、3％和4％)和所示范围内的子范围(例如，0.1％至0.5％、1.1％至2.2％、3.3％至4.4％)。除非另有说明，否则陈述“约X至Y”与“约X至约Y”具有相同的含义。同样地，除非另有说明，否则陈述“约X、Y或约Z”与“约X、约Y或约Z”具有相同的含义。
在本文件中，除非上下文另有明确规定，否则没有明确数量词修饰的情况用于包括一个或多于一个。除非另有说明，否则术语“或”用于指非排他性的“或”。陈述“A和B中的至少一者”与“A、B或者A和B”具有相同的含义。此外，应理解，本文采用并且没有另外限定的措词或术语仅用于描述而非限制的目的。任何小节标题的使用旨在帮助阅读本文件，而不应被解释为限制的；与小节标题相关的信息可以出现在特定章节之内或之外。
在本文描述的方法中，除了当明确列举时间或操作顺序时之外，可以在不脱离本发明的原理的情况下以任何顺序进行行为。此外，除非明确的权项语言叙述行为是分开进行的，否则其可以同时进行。例如，要求保护的做X的行为和要求保护的做Y的行为可以在单个操作内同时进行，并且所得过程将落在要求保护的过程的字面范围内。
如本文所使用的术语“约”可以允许在值或范围内一定程度的可变性，例如，在所述范围的值或界限的10％变化范围内、5％变化范围内或1％变化范围内，并且包括确切的所述值或范围。如本文所使用的术语“基本上”是指大多数或大部分，如至少约50％、60％、70％、80％、90％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％、99.9％、99.99％、或至少约99.999％或更多、或100％。
本申请要求于2015年6月10日提交的美国临时申请第62/173,583号的优先权，其通过引用整体并入本文。
如本文所使用的术语“辐射”是指行进穿过介质或空间的能量粒子。辐射的实例为可见光、红外光、微波、无线电波、甚低频波(very low frequency wave)、极低频波(extremely low frequency wave)、热辐射(热)和黑体辐射。如本文所使用的术语“紫外线”是指紫外光，其是波长为约10nm至约400nm的电磁辐射。
如本文所使用的术语“固化”是指暴露于任何形式的辐射、加热或允许经历导致硬化或粘度增加的物理或化学反应。
如本文所使用的术语“孔”是指在固体物体中任何尺寸或形状的凹陷、狭缝或洞。孔可以完全穿过物体或部分穿过物体。孔可以与其他孔相交。
如本文所使用的术语“室温”是指约15℃至28℃的温度。
如本文所使用的术语“涂层”是指在涂覆表面上连续或不连续的材料层，其中材料层可以渗入表面并且可以填充例如孔的区域，其中材料层可以具有包括平面或曲面的任何三维形状。在一个实例中，涂层可以通过浸入涂料的浴中形成在一个或更多个表面上，其中任一表面可以是多孔或无孔的。
如本文所使用的术语“表面”是指物体的边界或侧面，其中边界或侧面可以具有任何边界形状并且可以具有包括平面、弯曲或成角度的任何三维形状，其中边界或侧面可以是连续或不连续的。
如本文所使用的术语“聚合物”是指具有至少一个重复单元的分子，并且可以包括共聚物。
除非本文有相反规定，否则所有测试标准(包括ISO、ASTM和其他)都是2015年6月10日生效的最新标准。
聚乙烯的说明性类型包括例如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、超低分子量聚乙烯(ULMWPE)、高分子量聚乙烯(HMWPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、高密度交联聚乙烯(HDXLPE)、交联聚乙烯(PEX或XLPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和极低密度聚乙烯(VLDPE)。
如本文所使用的术语“注塑成型”是指通过将包含作为热塑性、热固性、或其组合的一种或更多种聚合物的组合物注入模腔中来生产模塑部件或成形件的方法，其中组合物冷却并硬化成腔的配置。注塑成型可以包括在注射之前使用经由热源(例如蒸汽)或感应的加热来加热模具，并且在注射之后使用冷却源(例如水)来冷却模具，允许更快的模具循环和更高品质的模塑部件或成形件。用于注塑成型的插入物可以在模具内形成任何合适的表面，例如与注塑成型材料的至少一部分接触的表面，例如模具的外壁的一部分，或例如周围模塑有注塑成型材料的模具的内部部分的至少一部分。用于注塑成型的插入物可以是被设计为在注塑成型过程结束时与注塑成型材料分离的插入物。用于注塑成型的插入物可以是被设计为注塑成型产物(例如，包括结合至注塑成型材料的插入物的异质注塑成型产物)的一部分的插入物，其中注塑成型产物包括注塑成型材料与插入物之间的接合部。

Claims (20)

1.一种形成金属成形件与固体塑料之间的接合部的方法，所述方法包括：
使包含复数个孔的金属成形件与包含聚酯的流体树脂组合物接触；以及
使所述可流动组合物固化以形成固体塑料，以提供所述金属成形件与所述固体塑料之间的接合部。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述孔在所述金属成形件的表面中，其中所述接触包括所述金属成形件与所述流体树脂组合物之间的直接接触。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述金属成形件包括多孔粘合膜，其中所述孔在所述多孔粘合膜中，其中使所述金属成形件与所述流体树脂组合物接触包括使所述流体树脂组合物与所述金属成形件上的所述多孔粘合膜接触。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括将所述金属成形件加热至等于或高于所述流体树脂组合物的玻璃化转变温度的温度。
5.一种形成金属成形件与固体塑料之间的接合部的方法，所述方法包括：
将金属成形件的粗糙化表面加热至等于或高于流体树脂组合物的玻璃化转变温度的温度；
使所述金属成形件的所述粗糙化表面与所述流体树脂组合物接触；
将所述金属成形件的所述粗糙化表面冷却；以及
使所述可流动组合物固化以形成所述固体塑料，以提供所述金属成形件与所述固体塑料之间的接合部。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述粗糙化表面包括包含以下结构的表面结构：凹面结构、凸面结构、孔、点、线或其组合，优选地，其中所述粗糙化表面通过机械加工和化学加工中的至少一者形成，优选地，其中所述粗糙化表面通过以下的至少一者形成：铣削加工、车削加工、CNC加工、喷射、锉削、激光蚀刻、氧化、等离子体蚀刻和化学蚀刻。
7.根据权利要求5至6中任一项所述的方法，其中使所述金属成形件与所述流体树脂组合物接触包括在将所述粗糙化表面的温度保持在等于或高于所述流体树脂组合物的玻璃化转变温度的同时，使所述金属成形件的所述粗糙化表面与所述流体树脂组合物接触。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中所述粗糙化表面的加热与用于形成所述粗糙化表面的表面处理至少部分同时进行。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的方法，其中所述加热包括用以下加热：蒸汽、电加热器、感应加热器、超声波振动、激光加热器、卤素加热器、碳加热器或其组合。
10.根据权利要求4至9中任一项所述的方法，其中所述加热包括对包括所述金属成形件的模具进行加热，其中所述模具的加热将所述金属成形件加热。
11.根据权利要求4至10中任一项所述的方法，其中所述加热包括在所述金属成形件与所述流体树脂组合物的接触之前用加热装置加热，所述加热装置插在包括所述金属成形件的模具中或者在所述模具中的腔之间。
12.根据权利要求4至9中任一项所述的方法，其中所述加热包括直接加热所述金属成形件。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述流体树脂组合物包含聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯；优选地，其中所述聚对苯二甲酸丁二醇酯和所述聚对苯二甲酸乙二醇酯总共为所述流体树脂组合物的0.01重量％至99.99重量％。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中所述流体树脂组合物包含以下中的至少一者：
具有不同粘度的至少两种聚对苯二甲酸乙二醇酯；和
具有不同粘度的至少两种聚对苯二甲酸丁二醇酯；
优选地，其中按照在室温下在60:40苯酚/四氯乙烷混合物中所测量的，所述不同粘度相差0.01dL/g至1.5dL/g，优选0.1dL/g至0.8dL/g；以及
优选地，其中各自粘度为0.01dL/g至10dL/g，优选0.05dL/g至2dL/g。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述流体树脂组合物的大于20重量％为聚对苯二甲酸乙二醇酯；优选地，其中所述流体树脂组合物的大于30重量％且小于或等于99重量％为聚对苯二甲酸乙二醇酯；更优选所述流体树脂组合物的大于30重量％至最多70重量％为聚对苯二甲酸乙二醇酯；或者优选所述流体树脂组合物的大于32重量％至最多50重量％为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中以下的至少一者：
所述聚对苯二甲酸丁二醇酯包含至少两种不同的聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物，所述至少两种不同的聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物中的至少两者具有不同的粘度；以及
所述聚对苯二甲酸乙二醇酯包含至少两种不同的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物，所述至少两种不同的聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物中的至少两者具有不同的粘度。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述流体树脂组合物的0.01重量％至100重量％，优选90重量％至100重量％是在标准温度和压力下为无定形的聚合物，优选地，其中所述流体树脂组合物包含以下的至少一者：聚碳酸酯聚合物(PC)、聚醚酰亚胺聚合物(PEI)、聚苯醚聚合物(PPO)、聚酰胺(PA)、聚甲基丙烯酸甲酯聚合物(PMMA)、聚氯乙烯聚合物(PVC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物(ABS)、聚苯乙烯聚合物(PS)、聚醚砜聚合物(PES)、聚酰胺酰亚胺聚合物(PAI)、聚芳酯聚合物和聚砜(PSU)。
18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述流体树脂组合物包含在标准温度和压力下为10体积％至80体积％结晶的聚合物，优选地，其中所述流体树脂组合物包含以下的至少一者：聚对苯二甲酸丁二醇酯聚合物(PBT)、聚苯硫醚聚合物(PPS)、聚酰胺聚合物(PA或尼龙)、聚四氟乙烯聚合物(PTFE)、线性聚乙烯聚合物(PE)、聚丙烯聚合物(PP)、聚醚酮聚合物(PEK)、聚醚醚酮聚合物(PEEK)、聚醚酮酮聚合物(PEKK)、聚邻苯二甲酰胺聚合物(PPA)和聚甲醛聚合物(POM)。
19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使所述金属成形件与所述流体树脂组合物接触包括注塑成型所述流体树脂组合物。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述流体树脂组合物还包含填料。
CN201680041650.8A 2015-06-10 2016-06-10 塑料-金属接合部及其制造方法 Pending CN108367467A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562173583P 2015-06-10 2015-06-10
US62/173,583 2015-06-10
PCT/IB2016/053452 WO2016199100A1 (en) 2015-06-10 2016-06-10 Plastic-metal junctions and methods of making the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108367467A true CN108367467A (zh) 2018-08-03

Family

ID=56418560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680041650.8A Pending CN108367467A (zh) 2015-06-10 2016-06-10 塑料-金属接合部及其制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10940621B2 (zh)
EP (1) EP3307510B1 (zh)
KR (1) KR102335716B1 (zh)
CN (1) CN108367467A (zh)
WO (1) WO2016199100A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109281585A (zh) * 2018-11-29 2019-01-29 江永县青鹤铝业有限公司 一种断桥铝合金型材隔热条及其制备方法
CN109339640A (zh) * 2018-11-29 2019-02-15 江永县青鹤铝业有限公司 一种呼吸式断桥铝合金窗框
US10940621B2 (en) 2015-06-10 2021-03-09 Shpp Global Technologies B.V. Plastic-metal junctions and methods of making the same
CN114127159A (zh) * 2019-05-22 2022-03-01 密歇根大学董事会 聚合物-金属高速直接接合系统和方法
CN114311497A (zh) * 2021-11-22 2022-04-12 东莞市诚茂精密技术有限公司 一种增强五金件压铸、注塑粘接结合工艺

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11219211B2 (en) 2015-03-11 2022-01-11 Basf Agrochemical Products B.V. Pesticidal mixture comprising a carboxamide compound and a biopesticide
EP3590677A1 (en) * 2018-07-03 2020-01-08 Solvay Specialty Polymers USA, LLC Polymer-metal junction
WO2019219706A1 (en) * 2018-05-15 2019-11-21 Solvay Specialty Polymers Usa, Llc Polymer-metal junction
EP3587064A1 (en) * 2018-06-30 2020-01-01 SABIC Global Technologies B.V. Plastic materials with high bonding strength for plastic-metal hybrid applications
KR20200055871A (ko) * 2018-11-13 2020-05-22 삼성디스플레이 주식회사 기판 식각 방법
KR102148308B1 (ko) * 2018-11-30 2020-08-26 지오네이션 주식회사 이종 접합형 수지 금속 복합재의 제조방법
KR102205058B1 (ko) * 2019-03-22 2021-01-20 지오네이션 주식회사 이종 접합형 수지 금속 복합재의 제조방법
US11890788B2 (en) 2020-05-20 2024-02-06 The Regents Of The University Of Michigan Methods and process for producing polymer-metal hybrid components bonded by C—O-M bonds
WO2022107873A1 (ja) * 2020-11-20 2022-05-27 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 樹脂金属複合体
DE102021104719A1 (de) * 2021-02-26 2022-09-01 Fkt Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils sowie Verbundbauteil

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1717323A (zh) * 2002-11-08 2006-01-04 大成普拉斯株式会社 铝合金与树脂组合物的复合体及其制造方法
CN101578170A (zh) * 2006-12-22 2009-11-11 大成普拉斯株式会社 金属和树脂的复合体及该复合体的制造方法
CN102933655A (zh) * 2010-06-09 2013-02-13 胜技高分子株式会社 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂组合物、金属复合部件、和金属复合部件的制造方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0790575B2 (ja) 1988-02-26 1995-10-04 アイシン精機株式会社 樹脂被覆成形品の成形方法
JPH0660246B2 (ja) * 1988-10-07 1994-08-10 住友電装株式会社 樹脂成型方法ならびに成型体
GB2360971A (en) 2000-04-03 2001-10-10 Suisse Electronique Microtech Technique for microstructuring replication moulds
US6765070B2 (en) * 2001-05-18 2004-07-20 Mitsubishi Chemical Corporation Copolymerized polyester resin composition and stretched film
US6833094B1 (en) 2002-01-22 2004-12-21 Patent Holding Company Dimensionally stable parts having good torsional stability and compositions and methods for making same
DE60320825D1 (de) 2002-11-08 2008-06-19 Taisei Plas Co Ltd Verbundartikel aus aluminiumlegierung mit harz und herstellungsverfahren dafür
WO2004055248A1 (ja) 2002-12-16 2004-07-01 Corona International Corporation アルミニウム材と合成樹脂成形体の複合品及びその製造法
US7308934B2 (en) 2005-02-18 2007-12-18 Fmc Technologies, Inc. Fracturing isolation sleeve
CN101313087B (zh) 2005-10-04 2010-12-08 大成普拉斯株式会社 金属和树脂的复合体及其制造方法
US20100167016A1 (en) 2006-02-15 2010-07-01 Toray Industries, Inc. Polyester film for molded part
US8273464B2 (en) 2006-10-16 2012-09-25 Taisei Plas Co., Ltd. Metal and resin composite and method for manufacturing same
WO2008081933A1 (ja) 2006-12-28 2008-07-10 Taisei Plas Co., Ltd. 金属と樹脂の複合体とその製造方法
CN101743111B (zh) 2007-07-17 2014-09-03 大成普拉斯株式会社 金属和树脂的复合体及其制造方法
WO2009084648A1 (ja) 2007-12-27 2009-07-09 Taisei Plas Co., Ltd. 鋼材と樹脂の複合体とその製造方法
AT506491B1 (de) * 2008-01-28 2010-05-15 Engel Austria Gmbh Werkzeugeinsatz mit integrierter heizvorrichtung
CN102713751B (zh) 2009-10-02 2016-05-11 丹麦技术大学 在注塑成型工具的作用表面制造微米/纳米结构图案的方法
CN102268183A (zh) 2010-06-04 2011-12-07 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 铝或铝合金与塑料的复合体及其制作方法
WO2011155367A1 (ja) * 2010-06-10 2011-12-15 ウィンテックポリマー株式会社 接着力改善用樹脂組成物、樹脂成形体、接合体及び接着力改善剤
CN101941271A (zh) 2010-06-23 2011-01-12 深圳富泰宏精密工业有限公司 金属与塑料的复合体及其制作方法
US8476355B2 (en) 2010-12-29 2013-07-02 Cheil Industries Inc. Long glass fiber reinforced resin composite and method for preparing the same
WO2013031541A1 (ja) 2011-08-26 2013-03-07 ウィンテックポリマー株式会社 射出成形品
WO2014116941A1 (en) 2013-01-25 2014-07-31 Xanofi, Inc. Improved hydrophobicity with nanofiber and fluoropolymer coating
KR20140049444A (ko) * 2013-02-27 2014-04-25 세안 시스템(주) 고주파 유도 가열 증기발생장치 및 이를 이용한 금형온도 제어시스템
JP5701414B1 (ja) 2013-03-26 2015-04-15 ダイセルポリマー株式会社 複合成形体の製造方法
KR101548108B1 (ko) 2013-07-18 2015-08-27 미쯔이가가꾸가부시끼가이샤 금속/수지 복합 구조체 및 금속 부재
DE102013018452B4 (de) 2013-11-02 2020-09-10 Vereinigung zur Förderung des Instituts für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der Rhein.-Westf. Technischen Hochschule Aachen e.V. Verfahren zur Herstellung eines aus mindestens einer Kunststoffkomponente und mindestens einer Metallkomponente bestehenden Verbundbauteils
EP3158003B1 (en) 2014-06-23 2019-11-20 SABIC Global Technologies B.V. Filler reinforced thermoplastic compositions with improved bonding strength
US10940621B2 (en) 2015-06-10 2021-03-09 Shpp Global Technologies B.V. Plastic-metal junctions and methods of making the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1717323A (zh) * 2002-11-08 2006-01-04 大成普拉斯株式会社 铝合金与树脂组合物的复合体及其制造方法
CN101578170A (zh) * 2006-12-22 2009-11-11 大成普拉斯株式会社 金属和树脂的复合体及该复合体的制造方法
CN102933655A (zh) * 2010-06-09 2013-02-13 胜技高分子株式会社 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂组合物、金属复合部件、和金属复合部件的制造方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10940621B2 (en) 2015-06-10 2021-03-09 Shpp Global Technologies B.V. Plastic-metal junctions and methods of making the same
CN109281585A (zh) * 2018-11-29 2019-01-29 江永县青鹤铝业有限公司 一种断桥铝合金型材隔热条及其制备方法
CN109339640A (zh) * 2018-11-29 2019-02-15 江永县青鹤铝业有限公司 一种呼吸式断桥铝合金窗框
CN109339640B (zh) * 2018-11-29 2020-07-31 江永县青鹤铝业有限公司 一种呼吸式断桥铝合金窗框
CN114127159A (zh) * 2019-05-22 2022-03-01 密歇根大学董事会 聚合物-金属高速直接接合系统和方法
CN114311497A (zh) * 2021-11-22 2022-04-12 东莞市诚茂精密技术有限公司 一种增强五金件压铸、注塑粘接结合工艺
CN114311497B (zh) * 2021-11-22 2024-04-09 东莞市诚茂精密技术有限公司 一种增强五金件压铸、注塑粘接结合工艺

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180027510A (ko) 2018-03-14
EP3307510A1 (en) 2018-04-18
KR102335716B1 (ko) 2021-12-06
US10940621B2 (en) 2021-03-09
US20190134864A1 (en) 2019-05-09
WO2016199100A1 (en) 2016-12-15
EP3307510B1 (en) 2020-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108367467A (zh) 塑料-金属接合部及其制造方法
JP7042740B2 (ja) 金属／樹脂複合構造体、金属部材および金属部材の製造方法
EP3389917B1 (en) Methods of making plastic-metal junctions via laser
TW201511939A (zh) 金屬／樹脂複合構造體及金屬構件
CN110139747B (zh) 一体化成型体及其制造方法
US10821683B2 (en) Method for molding flame-retardant bending beam integrated with three-dimensional nylon air duct and production mould thereof
JP2017502856A (ja) オーバーモールド物品を形成する方法
JP6163971B2 (ja) 加飾成形品及び加飾成形品の製造方法
JP2016028850A (ja) 木質成形体及びその製造方法
KR20070056010A (ko) 천연원목에 유사한 외관과 질감의 합성목재판
JP6391317B2 (ja) 複合成形品及びその製造方法
CN104057623A (zh) 电脑外壳制作方法及其产品
KR101304149B1 (ko) 3차원 패턴 형성용 성형 몰드 및 이를 이용한 가전제품 외장재 제조 방법
CN111041478A (zh) 金属制品、复合体及其制备方法
JP6810538B2 (ja) 表面粗化金属部材の製造方法および金属／樹脂複合構造体の製造方法
US20190111669A1 (en) Filler-reinforced solid resin multilayered structure
JP2019508558A (ja) ガラスフィラー強化固体樹脂
CN103442888A (zh) 一种复合材料及其制备方法
JP2017206015A5 (zh)
JP7142006B2 (ja) ハイブリッド繊維に基づく成形熱可塑性物品およびそれを形成する方法
JP6976256B2 (ja) 織り表面組織を備えた成形圧盤およびそれから作製される熱硬化性物品
CN117501358A (zh) 声学制品
WO2019069290A1 (en) PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OF HYBRID METAL POLYMER PARTS AND PRODUCTS THEREOF
KR20150137417A (ko) 액정섬유가 함유된 복합체 및 그의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180803