CN113862676A - T处理剂、金属树脂复合体及制备方法、壳体和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种T处理剂，包括耦合剂和弱酸，所述耦合剂和所述弱酸的质量比为(3‑19)：1，所述耦合剂包括含氮化合物、氨基磺酸、醋酸钠、分散剂、金属表面活化剂和聚乙二醇，所述含氮化合物为胺类和氨类中的至少一种，所述耦合剂中所述含氮化合物的质量含量为45％‑70％。该T处理剂能够用于金属树脂复合体的制备中，提升金属与树脂之间结合的紧密性和可靠性。本申请还提供了金属树脂复合体及其制备方法、壳体和电子设备。

Description

T处理剂、金属树脂复合体及制备方法、壳体和电子设备

技术领域

本申请属于电子产品技术领域，具体涉及T处理剂、金属树脂复合体及制备方法、壳体和电子设备。

背景技术

随着电子设备的不断发展，消费者对电子设备的性能和外观的要求也越来越高。金属外壳以其优异的性能和多样化的外现受到消费者的青睐。为了防止金属外壳屏蔽天线信号，需要在金属外壳上设置天线槽并在其中填充树脂等绝缘材料，目前金属外壳与树脂之间的结合性能还有待提高。

发明内容

鉴于此，本申请提供了一种T处理剂、金属树脂复合体及制备方法、壳体和电子设备，用以提升金属与树脂之间的结合性能。

第一方面，本申请提供了一种T处理剂，包括耦合剂和弱酸，所述耦合剂和所述弱酸的质量比为(3-19)：1，所述耦合剂包括含氮化合物、氨基磺酸、醋酸钠、分散剂、金属表面活化剂和聚乙二醇，所述含氮化合物为胺类和氨类中的至少一种，所述耦合剂中所述含氮化合物的质量含量为45％-70％。

第二方面，本申请提供了一种金属树脂复合体的制备方法，包括：

将预处理后的金属基材置于T处理剂中浸泡，所述T处理剂包括耦合剂和弱酸，所述耦合剂和所述弱酸的质量比为(3-19)：1，所述耦合剂包括含氮化合物、氨基磺酸、醋酸钠、分散剂、金属表面活化剂和聚乙二醇，所述含氮化合物为胺类和氨类中的至少一种，所述耦合剂中所述含氮化合物的质量含量为45％-70％；

经所述浸泡后，将所述金属基材进行水洗、烘干，得到金属基片；

将所述金属基片置于模具中，在所述金属基片的表面成型树脂层，得到金属树脂复合体。

第三方面，本申请提供了一种金属树脂复合体，通过第二方面所述的制备方法制得，所述金属树脂复合体包括所述金属基片和所述树脂层，所述金属基片的表面具有孔洞，部分所述树脂层设置在所述孔洞中。

第四方面，本申请提供了一种壳体，包括第三方面所述的金属树脂复合体。

第五方面，本申请提供了一种电子设备，包括第四方面所述的壳体以及显示装置，所述壳体与所述显示装置相连。

本申请提供了一种T处理剂，其能够用于金属树脂复合体的制备中，其中弱酸能够对金属表面进行刻蚀产生孔洞，有利于树脂与金属之间的物理嵌合作用，同时耦合剂中的含氮化合物能够附着在金属表面，耦合剂中的其他成分能够促进含氮化合物的附着，提高孔洞孔径的均一性，含氮化合物与树脂之间反应，促进树脂与金属之间的连接，提升金属与树脂之间结合的紧密性以及可靠性；本申请提供的金属树脂复合体具有优异的气密性以及防水性能，并且在不同环境、长时间使用后仍然可以保持优异的防水性能，同时该金属树脂复合体的制备方法简单，易于操作，适用于工业化生产；具有该金属树脂复合体的壳体以及电子设备具有高的气密性和防水性能，提高产品竞争力，更能够满足用户使用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对本申请实施方式中所需要使用的附图进行说明。

图1为本申请一实施方式提供的金属树脂复合体的制备方法流程图。

图2为本申请一实施方式提供的金属基片的结构示意图。

图3为本申请另一实施方式提供的金属树脂复合体的制备方法流程图。

图4为本申请一实施方式提供的金属树脂复合体的截面示意图。

图5为图4中虚线区域的放大图。

图6为本申请一实施方式提供的电子设备的结构示意图。

图7为本申请一实施方式提供的电子设备的结构组成示意图。

图8为本申请实施例3中T处理剂处理后的铝合金片的表面电镜图，其中图8中(a)的标尺为1μm，图8中(b)的标尺为500nm。

图9为本申请对比例3中T处理剂处理后的铝合金片的表面电镜图，其中图9中(a)的标尺为1μm，图9中(b)的标尺为500nm。

图10为实施例1-3和对比例1-3得到的金属树脂复合体的一种结构示意图，其中，图10中(a)为金属树脂复合体的俯视图，图10中(b)为金属树脂复合体的截面图。

图11为铝合金片和PBT片分离时的两种状态，其中，图11中(a)为第一种状态，图11中(b)为第二种状态。

图12为实施例3和对比例3得到的金属树脂复合体的另一种结构示意图，其中，图12中(a)为金属树脂复合体的俯视图，图12中(b)为金属树脂复合体的截面图。

图13实施例3和对比例3得到的金属树脂复合体的气密性检测结果图。

具体实施方式

以下是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，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方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

本申请提供了一种T处理剂，包括耦合剂和弱酸，耦合剂和弱酸的质量比为(3-19)：1，耦合剂包括含氮化合物、氨基磺酸、醋酸钠、分散剂、金属表面活化剂和聚乙二醇，含氮化合物为胺类和氨类中的至少一种，耦合剂中含氮化合物的质量含量为45％-70％。

相关技术中，常常通过纳米注塑技术(NMT)将树脂注射至金属表面，以使树脂与金属结合，获得金属树脂件。本申请发明人研究发现，通过NMT获得的金属树脂件中金属表面孔洞均一性不佳，使得金属树脂件的结合紧密性欠佳，金属和树脂之间会有未结合的部位，从而降低了金属树脂件的气密性，将金属树脂件应用至电子器件中时，会降低电子器件的防水性能，同时在经过高温高湿处理后金属树脂件结合的防水性能大幅度降低，可靠性低，产品良率低。因此，本申请提供了上述的T处理剂，利用该T处理剂预先处理金属表面，在金属表面上形成孔洞，同时T处理剂中的含氮化合物会保留在孔洞中，使得金属表面的孔洞的均一性提高，随后含氮化合物会与树脂发生胺和酯放热反应，产生化学链结合同时延缓了树脂的固化，促进树脂尽可能完全填充孔洞，使得金属与树脂之间发生物理铆接，提高了结合强度以及结合的紧密性，并且提高了结合的可靠性，能够在不同环境中长时间使用后保持优异的结合性能。进一步的，本申请提供的T处理液中，耦合剂中的其他成分促进了含氮化合物在孔洞内残留，提高了与树脂发生反应的含氮化合物的浓度，进而提高了两者之间形成的化学链，并且有利于树脂完全填充孔洞，同时氨基磺酸进一步促进金属表面的成孔速率，醋酸钠提高各成分的混合效率，分散剂提高各成分的均匀分散，聚乙烯醇与表面活性剂协同提升金属表面活性，提高金属树脂复合体100内部的结合紧密性和可靠性。

在本申请中，耦合剂中含氮化合物的质量含量为45％-70％，含氮化合物为胺类和氨类中的至少一种。耦合剂中的含氮化合物能够化学吸附在金属原子上，从而可以保留在金属的孔洞中，提高孔洞的均一性；胺类、氨类能够与树脂之间发生放热反应，从而产生化学链结合，并且延缓树脂固化时间，有利于树脂进入金属表面的孔洞中，提升两者结合的紧密性和可靠性；同时耦合剂中的其他成分促进了含氮化合物的残留，经T处理剂处理后的金属表面产生的孔洞的孔径均一性好，有利于与树脂之间的物理铆接。可以理解的，T处理剂中各成分与含氮化合物不反应，以保证含氮化合物保留在金属表面的孔洞中。进一步的，耦合剂中含氮化合物的质量含量为50％-65％。更进一步的，耦合剂中含氮化合物的质量含量为55％-60％。具体的，耦合剂中含氮化合物的质量含量可以但不限于为45％、48％、50％、52％、55％、57％、60％或65％等。在本申请实施方式中，含氮化合物包括甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、乙二胺、二乙胺、乙醇胺、苯胺、脂氨酸和肼中的至少一种。上述含氮化合物更能够有效的保留在金属表面的孔洞中，提高金属与树脂之间结合性能。

在本申请中，耦合剂还包括氨基磺酸、醋酸钠、分散剂、金属表面活化剂和聚乙二醇，其中氨基磺酸能够与金属反应，提高金属表面的成孔效率，但反应速率比弱酸低，从而提高T处理剂前期处理金属时金属表面的成孔速率；醋酸钠和分散剂协同作用提高T处理剂中各成分的混合和分散，尤其是促进含氮化合物在T处理剂中的含量和均匀分散，聚乙二醇和金属表面活化剂协同作用提高金属表面的活性，同时耦合剂中的成分可以促进含氮化合物在金属表面孔洞中残留，提高孔洞孔径的均一性。

在一实施例中，耦合剂中包括2500g/L-3500g/L氨基磺酸。如此，有利于提高T处理剂处理金属时金属表面在早期的成孔效率。进一步的，耦合剂中包括2800g/L-3200g/L氨基磺酸。具体的，耦合剂中氨基磺酸的含量为2500g/L、2600g/L、2700g/L、2800g/L、2900g/L、3000g/L、3100g/L或3200g/L等。在一实施例中，耦合剂中包括650g/L-750g/L醋酸钠。如此，有利于提高耦合剂中各成分的混合效率。进一步的，耦合剂中包括680g/L-730g/L醋酸钠。具体的，耦合剂中醋酸钠的含量为650g/L、660g/L、675g/L、690g/L、700g/L、725g/L或750g/L等。在一实施例中，耦合剂中包括20g/L-30g/L分散剂。如此，有利于提高耦合剂中各成分的分散均匀性。进一步的，耦合剂中包括22g/L-27g/L分散剂。具体的，耦合剂中分散剂的含量为20g/L、23g/L、25g/L、28g/L、29g/L或30g/L等。在本申请中，分散剂包括硅酸盐类和碱金属磷酸盐类中的至少一种。具体的，分散剂包括硅酸钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的至少一种等。在一实施例中，耦合剂中包括8g/L-12g/L金属表面活化剂。如此，有利于提高T处理剂处理金属时金属表面的活性，有利于孔洞的形成。进一步的，耦合剂中包括9g/L-11g/L金属表面活化剂。具体的，耦合剂中金属表面活化剂的含量为8g/L、9g/L、10g/L、11g/L或12g/L等。具体的，金属表面活化剂包括无机酸类、无机碱类、含金属阳离子的化合物、含碱土金属阳离子的化合物、硫化物类和有机化合物中的至少一种，金属表面活化剂可以根据需要进行选择。在一实施例中，耦合剂中包括0.2ml/L-0.5ml/L聚乙二醇。如此，与金属表面活性剂协同作用提高金属表面的活性，促进孔洞的形成。进一步的，耦合剂中包括0.25ml/L-0.45ml/L聚乙二醇。具体的，耦合剂中聚乙二醇的含量为0.2ml/L、0.25ml/L、0.3ml/L、0.35ml/L、0.4ml/L或0.45ml/L等。在本申请中，金属表面活化剂和聚乙二醇协同作用对金属表面进行活化，有利于金属表面孔洞的形成。

在本申请一实施例中，耦合剂中包括45wt％-70wt％含氮化合物、2500g/L-3500g/L氨基磺酸、650g/L-750g/L醋酸钠、20g/L-30g/L分散剂、8g/L-12g/L金属表面活化剂、0.2ml/L-0.5ml/L聚乙二醇。如此，有利于T处理剂处理金属表面，形成的孔洞的孔径均匀性好，有助于与树脂之间的结合，提高金属树脂复合体100的结合紧密性和可靠性。在一具体实施例中，采用上述T处理剂能够使得金属表面孔洞的孔径均一性提高15％以上。进一步的，耦合剂中包括50wt％-65wt％含氮化合物、2800g/L-3200g/L氨基磺酸、680g/L-730g/L醋酸钠、22g/L-27g/L分散剂、9g/L-11g/L金属表面活化剂、0.25ml/L-0.45ml/L聚乙二醇。

在本申请中，T处理剂中的弱酸与金属反应，使金属表面产生孔洞，同时由于弱酸的酸性不强，可以在金属表面缓慢匀速地产生孔洞，提高孔洞分布的均匀性，并且不会破坏金属的机械性能。可以理解的，在溶液中不完全电离的酸为弱酸。在本申请实施方式中，弱酸包括磷酸和草酸，磷酸和草酸的质量比为(1.5-6)：1。如此，进一步提高了金属表面成型孔洞的均匀性以及保证金属的机械性能。进一步的，磷酸和草酸的质量比为(2-5)：1。具体的，磷酸和草酸的质量比可以但不限于为1.5：1、2：1、2.5：1、3：1、4：1或5:1等。在一实施例中，弱酸包括60wt％-85wt％磷酸和15wt％-40wt％草酸。进一步的，弱酸包括65wt％-80wt％磷酸和20wt％-35wt％草酸。

在本申请中，T处理剂中耦合剂和弱酸的质量比为(3-19)：1，其中，T处理剂中的弱酸能够腐蚀金属表面，使金属表面产生孔洞，同时由于弱酸腐蚀性能不强，保证金属的原有性能，同时更多的含氮化合物保留在金属表面的孔洞中，提高孔洞孔径的均匀性，有利于提高金属树脂复合体100的结合气密性。进一步的，T处理剂中耦合剂和弱酸的质量比为(4-16)：1。更进一步的，T处理剂中耦合剂和弱酸的质量比为(8-15)：1。具体的，T处理剂中耦合剂和弱酸的质量比可以但不限于为3：1、5：1、7：1、9：1、10：1、12：1、15：1或16:1等。在一实施例中，T处理剂中耦合剂的质量含量为75％-95％，弱酸的质量含量为5％-25％。进一步的，T处理剂中耦合剂的质量含量为80％-90％，弱酸的质量含量为10％-20％。更进一步的，T处理剂中耦合剂的质量含量为82％-89％，弱酸的质量含量为11％-18％。在本申请实施方式中，T处理剂的pH为2-6。具体的，T处理剂的pH可以但不限于为2-5、4-6、3-5等。如此，保证了金属在酸性环境中的刻蚀，同时刻蚀程度缓和，提升T处理剂处理后的金属表面上形成的孔洞分布的均匀性以及孔径的均一性。在本申请实施方式中，弱酸中还含有稳定剂，以使得弱酸与耦合剂混合时，两者能够稳定的混合。在一实施例中，弱酸中稳定剂的质量含量小于1.5％。

在本申请实施方式中，T处理剂中耦合剂和弱酸的质量比为(3-19)：1，耦合剂中包括45wt％-70wt％含氮化合物、2500g/L-3500g/L氨基磺酸、650g/L-750g/L醋酸钠、20g/L-30g/L分散剂、8g/L-12g/L金属表面活化剂、0.2ml/L-0.5ml/L聚乙二醇，弱酸包括磷酸和草酸，磷酸和草酸的质量比为(1.5-6)：1。相比于其他T处理剂，采用上述T处理剂能够使金属表面孔洞的孔径均一性提高15％-30％，更有利于金属与树脂之间结合的紧密性和可靠性的提高。

在本申请实施方式中，T处理剂中不含重金属盐和硝酸盐，从而更符合环保要求，产品性能更加稳定，在使用过程中更便于处理。

本申请还提供了一种金属树脂复合体100的制备方法，请参阅图1，为本申请一实施方式提供的金属树脂复合体的制备方法流程图，包括：

S101：将预处理后的金属基材置于T处理剂中浸泡，T处理剂包括耦合剂和弱酸，耦合剂和弱酸的质量比为(3-19)：1，耦合剂包括含氮化合物、氨基磺酸、醋酸钠、分散剂、金属表面活化剂和聚乙二醇，含氮化合物为胺类和氨类中的至少一种，耦合剂中含氮化合物的质量含量为45％-70％。

S102：经浸泡后，将金属基材进行水洗、烘干，得到金属基片。

S103：将金属基片置于模具中，在金属基片的表面成型树脂层，得到金属树脂复合体。

本申请通过采用T处理液处理金属基材，从而使得金属基材表面形成孔洞，且含氮化合物残留在孔洞中，得到金属基片10；在金属基片10表面成型树脂层20时，树脂与含氮化合物发生放热反应，延缓了树脂固化时间，从而有利于树脂完全填充在孔洞中，并且树脂和含氮化合物之间产生化学链结合，树脂和金属之间产生物理铆接，提升了金属树脂复合体100的结合力以及结合紧密性，保证了金属树脂复合体100的气密性，有利于金属树脂复合体100的应用。

在S101中，通过将预处理后的金属基材置于T处理剂中浸泡，从而使其表面产生孔洞并且使含氮化合物残留在其表面，有利于后续与树脂之间的结合。在S101中，采用了T处理剂进行处理，该T处理剂包括上述任一实施方式中的T处理剂，在此不再赘述。在本申请实施方式中，T处理剂的制备包括分别制备耦合剂和弱酸，然后将耦合剂和弱酸混合即可。可以理解的，金属基材在T处理剂中浸泡时，可以将无需T处理剂作用的金属基材的表面上设置保护层，阻止T处理剂对其刻蚀。

在本申请一实施方式中，将预处理后的金属基材置于T处理剂中浸泡，在浸泡过程中T处理剂不发生变化。在本申请另一实施方式中，将预处理后的金属基材依次置于含T处理剂的多个处理槽中浸泡，多个处理槽中的T处理剂中耦合剂和弱酸的质量比具有差异。通过该设置，使得金属基材在浸泡过程中可以在不同含量的弱酸作用下发生不同的表面处理效果。在本申请一实施例中，按浸泡的顺序，多个处理槽中T处理剂的耦合剂和弱酸的质量比从(3-6)：1逐渐升高至(9-19)：1。可以理解的，按浸泡的顺序为金属基板浸泡的第一个处理槽到金属基板浸泡的最后一个处理槽的顺序；举例来说，当有N个处理槽时，N为大于等于2的正整数，依次对处理槽进行标号，分别为第一个处理槽、第二个处理槽、…、第N-1个处理槽、第N个处理槽，金属基板先浸泡在第一个处理槽中，然后在浸泡在第二个处理槽中，…，再浸泡在第N-1个处理槽中，最后浸泡在第N个处理槽中，从第一个处理槽至第N个处理槽即为浸泡的顺序。通过上述设置，在初期浸泡时较多弱酸作用金属基材的表面，增加金属基材表面的成孔率，在后期浸泡时弱酸较少，能够平缓、均匀的作用金属基材表面，增强金属基材表面成孔品质，提高孔洞的均匀性和规则性，进一步提高金属基片10和树脂层20之间结合的气密性，提高可靠性和生产良率。进一步的，逐渐降低为梯度降低或线性降低。如此，可以在金属表面得到均匀性更好的孔洞。在本申请另一实施例中，按浸泡的顺序，处理槽中T处理剂的耦合剂和弱酸的质量比从(3-5)：1逐渐降低至(12-19)：1。

在本申请实施方式中，处理槽的个数为6个-8个。在一实施例中，按浸泡的顺序，第1个至第3个处理槽中弱酸的质量占比为15％-25％，第4个至第6个处理槽中弱酸的质量占比为10％-15％，第7个至第8个处理槽中弱酸的质量占比为5％-10％。也就是说，第1个至第3个处理槽中耦合剂的质量占比为75％-85％，第4个至第6个处理槽中耦合剂的质量占比为85％-90％，第7个至第8个处理槽中耦合剂的质量占比为90％-95％。如此，在浸泡过程中T处理剂对金属表面的刻蚀逐渐平缓，保证了在金属表面成型的孔洞的均匀性以及孔径的均一性，有利于与树脂之间结合紧密。在一具体实施例中，处理槽的个数为6个，按浸泡的顺序，第1个至第3个处理槽中弱酸的质量占比为18％-25％，第4个至第6个处理槽中弱酸的质量占比为10.5％-13.5％。在另一具体实施例中，处理槽的个数为7个，按浸泡的顺序，第1个至第3个处理槽中弱酸的质量占比为18％-25％，第4个至第6个处理槽中弱酸的质量占比为10.5％-13.5％，第7个处理槽中弱酸的质量占比为6％-8％。在又一具体实施例中，处理槽的个数为8个，按浸泡的顺序，按浸泡的顺序，第1个至第3个处理槽中弱酸的质量占比为18％-25％，第4个至第6个处理槽中弱酸的质量占比为10.5％-13.5％，第7个至第8个处理槽中弱酸的质量占比为6％-8％。在又一具体实施例中，处理槽的个数为8个，按浸泡的顺序，按浸泡的顺序，第1个至第3个处理槽中弱酸的质量占比为23％，第4个至第6个处理槽中弱酸的质量占比为12％，第7个至第8个处理槽中弱酸的质量占比为8％。

在本申请中，金属基材在T处理剂中的浸泡时间可以根据需要进行选择。在本申请实施方式中，金属基材在T处理剂中的浸泡时间为5min-40min。在本申请一实施例中，处理槽的个数为6个-8个，每个处理槽中的浸泡时间为1min-3min。如此，可以提高形成的孔洞的均匀性。具体的，处理槽的个数为6个、7个或8个，金属基材在每个处理槽中的浸泡时间可以但不限于为1min、1.5min、2min、2.5min或3min。

在S102中，经过T处理剂处理后，在金属基材的表面产生了孔洞，在经过水洗和烘干，获得具有孔洞的金属基片10，并且孔洞表面附着了含氮化合物。可以理解的，金属基材经过T处理剂处理后即为金属基片10，金属基片10的表面有孔洞且孔洞中附着有含氮化合物。在本申请中，含氮化合物在金属基片10孔洞中呈珊瑚礁状。请参阅图2，为本申请一实施方式提供的金属基片的结构示意图，其中金属基片10的孔洞中具有含氮化合物，如图2中阴影部分所示。

在本申请实施方式中，金属基片10表面的孔洞尺寸为纳米级，从而使得孔洞的存在并不会影响金属基片10的力学性能。进一步的，孔洞的孔径为20nm-40nm，深度为100nm-150nm。更进一步的，孔洞的孔径为25nm-35nm，深度为110nm-140nm。本申请获得的金属基片10表面的孔洞分布均匀，同时孔径相差不大，均一性好，更有利于树脂与金属基片10之间稳定的连接。具体的，孔洞的孔径可以但不限于为20nm、24nm、30nm、35nm、37nm或40nm等，深度可以但不限于为100nm、108nm、110nm、115nm、120nm、130nm、138nm、140nm或150nm等。

在本申请中，水洗采用纯水、去离子水、超纯水、蒸馏水等清洗金属基片10。在本申请实施方式中，烘干包括在60℃-80℃进行处理，烘干时间可以根据需要进行选择，保证烘干后的金属基片10无水残留即可。具体的，烘干温度可以但不限于为60℃、65℃、66℃、70℃、72℃、75℃或80℃等。

在S103中，通过将金属基片10置于模具中，在其表面成型树脂层20，并且在成型树脂层20的过程中，熔融的树脂会与金属基片10孔洞内的含氮化合物发生放热反应，同时使含氮化合物和树脂均匀混合在一起，树脂进入孔洞内，与金属基片10形成物理铆接。可以理解的，树脂层20成型在经过T处理剂处理后的金属基片10的表面，经过T处理剂处理后得到的金属基片10的表面具有孔洞，从而可以更好地与树脂层20之间结合。相关技术中，即使金属基片10表面具有孔洞，但树脂无法进行到纳米级的孔洞中，从而与金属基片10之间的结合力相对较低，并且未填充树脂的孔洞使得复合体的气密性差，影响其使用。本申请提供的方法使得树脂可以完全填充在孔洞内，与含氮化合物发生反应实现化学链结合，与金属基片10实现物理铆接，提高金属树脂复合体100的结合力和气密性。

在本申请实施方式中，树脂包括聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚邻苯二甲酰胺、聚亚苯基砜、聚醚醚酮、聚芳醚酮、聚碳酸酯、聚邻苯二酰胺和聚酰胺中的至少一种。进一步的，树脂中还可以包括玻璃纤维，从而可以对成型的树脂层20进行增强，提高金属树脂复合体100的机械性能。具体的，树脂中玻璃纤维的含量可以但不限于为10％-30％等。

在本申请实施方式中，可以通过注塑的方式成型树脂层20。在本申请一实施例中，将金属基片10置于注塑模具中，通过注塑使熔融的树脂覆盖在金属基片10的表面，经冷却后形成树脂层20，获得金属树脂复合体100。在本申请中，可以通过控制注塑模具的形状，从而制得所需形状结构的金属树脂复合体100。在本申请中注塑的温度根据树脂的性能进行选择，使树脂熔融即可，例如注塑的温度可以但不限于为250℃-350℃、220℃-270℃等，注塑压力可以但不限于为800MPa-1200MPa，保压时间可以但不限于为1s-2s。可以理解的，还可以采用流延等其他方式成型树脂层20。在本申请中，在成型树脂层20的过程中，熔融的树脂与含氮化合物之间发生放热反应，从而使得树脂缓慢固化，并进入到金属基片10表面的孔洞中，同时在放热反应中含氮化合物中的氮元素挥发。

请参阅图3，为本申请另一实施方式提供的金属树脂复合体的制备方法流程图，包括：

S200：将金属基材进行预处理。

S201：将预处理后的金属基材置于T处理剂中浸泡，T处理剂包括耦合剂和弱酸，耦合剂和弱酸的质量比为(3-19)：1，耦合剂包括含氮化合物、氨基磺酸、醋酸钠、分散剂、金属表面活化剂和聚乙二醇，含氮化合物为胺类和氨类中的至少一种，耦合剂中含氮化合物的质量含量为45％-70％。

S202：经浸泡后，将金属基材进行水洗、烘干，得到金属基片。

S203：将金属基片置于模具中，在金属基片的表面成型树脂层，得到金属树脂复合体。

在S200中，通过对金属基材进行预处理，以除去表面的油脂、脏污、杂质等，有利于后续T处理剂处理，保证金属与树脂的结合性能。在本申请实施方式中，预处理包括碱洗和酸洗。在一实施例中，碱洗包括将金属基材在50℃-110℃、20g/L-100g/L碱液中处理30s-60s。具体的，碱液可以但不限于包括氢氧化钠、氢氧化钾等；碱液的浓度可以但不限于为20g/L、25g/L、30g/L、40g/L、55g/L、68g/L、75g/L、88g/L或95g/L等；碱液的pH为9-11、9-10或10-11等；碱洗的温度可以但不限于为50℃-60℃、50℃-80℃、60℃-75℃、70℃-90℃、80℃-95℃、90℃-110℃或100℃-110℃等；碱洗的时间可以但不限于为30s、35s、40s、43s、50s、55s、58s或60s等。在一具体实施例中，可以将金属基材置于碱液槽中进行碱洗，碱液的pH为9-11。在本申请中，碱洗后进行酸洗，酸洗用于中和碱洗。在一实施例中，酸洗包括将碱洗后的金属基材置于100g/L-200g/L酸溶液中处理1min-3min。进一步的，酸洗的温度为20℃-35℃。具体的，酸溶液可以但不限于包括稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸等；酸溶液的浓度可以但不限于为100g/L、125g/L、140/L、150g/L、170g/L、180g/L、190g/L或200g/L等；酸洗的时间可以但不限于为1min、1.5min、2min、2.5min或3min中；酸洗的温度可以但不限于为20℃、23℃、25℃、29℃、30℃、33℃或35℃等。具体的，当后续对外观面进行处理时，可以选择浓度低的酸溶液进行酸洗，降低反应速率，使得后续T处理效果更加均匀，当后续对非外观面进行处理时，可以选择浓度高的酸溶液进行酸洗，提高效率。在另一实施例中，酸洗过程中酸溶液对金属基材表面进行初步刻蚀，在金属基材表面形成了初始孔，有利于T处理剂的处理；相比于金属基片10表面的孔洞，金属基材表面的初始孔的尺寸大。可以理解的，在碱洗和酸洗后均进行水洗，以除去碱液、酸溶液，避免对后续流程的影响。

可以理解的，S201、S202和S203的详细描述请参见上述实施方式中S101、S102和S103对应部分的描述，在此不再赘述。

在本申请实施方式中，还可以包括对金属树脂复合体100进行CNC加工处理，得到满足应用需求的金属树脂复合体100的结构。

本申请还提供了金属树脂复合体100，通过上述任一实施例的金属树脂复合体100的制备方法制得。请参阅图4，为本申请一实施方式提供的金属树脂复合体的截面示意图，金属树脂复合体100包括金属基片10和树脂层20；请参阅图5，为图4中虚线区域的放大图，金属基片10的表面具有孔洞，部分树脂层20设置在孔洞中。本申请提供的金属树脂复合体100中金属基片10和树脂层20紧密结合，两者之间的结合力强，结合紧密性优异，从而使得金属树脂复合体100在阳极氧化过程中避免阳极藏酸、封孔不良等问题；同时该金属树脂复合体100在高温高湿环境中保持原有的结合性能，可靠性佳。在本申请实施方式中，树脂层20完全填充金属基片10表面的孔洞。

在本申请实施方式中，金属基片10的材质包括铝合金、镁合金、钛合金中的至少一种或不锈钢。在一实施例中，铝合金包括5、6、7系列铝合金的一种或多种。在本申请实施方式中，树脂层20的材质包括聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚邻苯二甲酰胺、聚亚苯基砜、聚醚醚酮、聚芳醚酮、聚碳酸酯、聚邻苯二酰胺和聚酰胺中的至少一种。

本申请提供了一种壳体200，包括上述任一实施例中的金属树脂复合体100。上述金属树脂复合体100的结合性能好，提高了壳体200的防水性能，同时该金属树脂复合体100能够在高温高湿环境中使用，并且在高温高湿环境中仍然可以保持优异的结合性能，结合紧密性好，仍然可以达到高的防水效果。在本申请实施方式中，壳体200还包括装饰层，装饰层设置在金属树脂复合体100的表面。如此，提高壳体200的外观效果。具体的，装饰层可以但不限于纹理层、颜色层、光学膜层中的至少一种。在本申请实施方式中，壳体200还包括保护层，保护层设置在金属树脂复合体100的表面。如此，对壳体200起到保护作用。具体的，保护层可以但不限于为硬化层、防指纹层等。

本申请提供了一种电子设备300，包括权利要求上述任一实施例的壳体200。可以理解的，电子设备300可以但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、手表、MP3、MP4、GPS导航仪、数码相机等。具有上述壳体200的电子设备300的防水性能可以达到IP68水平，并且在高温高湿环境中处理后，仍然可以保持原有的防水性能，可靠性高；相关技术中，金属树脂件制得的电子器件有20％-40％无法达到IP68防水性能；本申请提供的金属树脂复合体100及其制备方法，大大提高了电子设备300的生产良率，有94％以上的电子设备300可以达到IP68防水性能，并且在一系列的环境信赖性测试中保持原有的防水性能，可靠性强。在一实施例中，电子设备300在1.2m-1.5m水深处放置30min后，没有水通过金属树脂复合体100的结合面渗透到电子设备300内部。请参阅图6，为本申请一实施方式提供的电子设备的结构示意图，其中，电子设备300包括壳体200和显示装置，壳体200与显示装置相连。请参阅图7，为本申请一实施方式提供的电子设备的结构组成示意图，电子设备300的结构可以包括RF电路310、存储器320、输入单元330、显示单元340、传感器350、音频电路360、WiFi模块370、处理器380以及电源390等。其中，RF电路310、存储器320、输入单元330、显示单元340、传感器350、音频电路360、WiFi模块370分别与处理器380连接；电源390用于为整个电子设备300提供电能。具体而言，RF电路310用于接发信号；存储器320用于存储数据指令信息；输入单元330用于输入信息，具体可以包括触控面板以及操作按键等其他输入设备；显示单元340可以包括显示屏等；传感器350包括红外传感器、激光传感器等，用于检测用户接近信号、距离信号等；扬声器361以及传声器362通过音频电路360与处理器380连接，用于接发声音信号；WiFi模块370则用于接收和发射WiFi信号；处理器380用于处理电子设备300的数据信息。

以下通过具体实施例及对比例对本申请实施提供的T处理液以及制得金属树脂复合体的性能做进一步的说明。

实施例1-3

将铝合金片置于70℃、60g/L的氢氧化钠浸泡60s后，在25℃、180g/L盐酸中浸泡120s，再依次浸泡在含T处理剂的8个处理槽中处理，每个处理槽浸泡时间为120s，浸泡温度为23℃，然后进行水洗和烘干；将处理后的铝合金片置于注塑模具中，在铝合金片表面注射PBT(日本东丽2107GX05)，注塑压力为1000MPa，保压2s，形成金属树脂复合体，其中实施例1的铝合金片为Al7K08，实施例2的铝合金片为Al7075，实施例3的铝合金片为Al6063，T处理剂包括耦合剂和弱酸，耦合剂中包括3150g/L氨基磺酸、720g/L醋酸钠、22g/L分散剂、10g/L金属表面保护剂、0.3ml/L聚乙二醇、72wt％胺类以及水，弱酸包括85wt％的磷酸和15wt％的草酸；按浸泡顺序第1个至第3个处理槽的T处理剂中弱酸的质量占比为23％，第4个至第6个处理槽的T处理剂中弱酸的质量占比为12％，第7个至第8个处理槽的T处理剂中弱酸的质量占比为8％。请参阅图8，为本申请实施例3中T处理剂处理后的铝合金片的表面电镜图，其中图8中(a)的标尺为1μm，图8中(b)的标尺为500nm。

实施例4

与实施例3大致相同，不同之处在于耦合剂中包括2600g/L氨基磺酸、685g/L醋酸钠、22g/L分散剂、9g/L金属表面保护剂、0.35ml/L聚乙二醇、65wt％胺类以及水，弱酸包括68wt％的磷酸和32wt％的草酸；按浸泡顺序第1个至第3个处理槽的T处理剂中弱酸的质量占比为17％，第4个至第6个处理槽的T处理剂中弱酸的质量占比为11％，第7个至第8个处理槽的T处理剂中弱酸的质量占比为5％。

对比例1-3

将铝合金片置于65℃、80g/L的氢氧化钠浸泡45s后，在25℃、140g/L盐酸中浸泡60s，再浸泡在T处理剂中处理，浸泡时间为120s，浸泡温度为23℃，T处理剂为浓度为10％的上海瑞特良化工RTL-E1201型T处理剂，在处理过程中T处理剂各成分含量不变，然后进行水洗和烘干；将处理后的铝合金片置于注塑模具中，在铝合金片表面注射PBT(日本东丽2107GX05)，注塑压力为1000MPa，保压2s，形成金属树脂复合体；其中对比例1的铝合金片为Al7K08，对比例2的铝合金片为Al7075，对比例3的铝合金片为Al6063。请参阅图9，为本申请对比例3中T处理剂处理后的铝合金片的表面电镜图，其中图9中(a)的标尺为1μm，图9中(b)的标尺为500nm。相较于对比例3，本申请实施例3制得的铝合金片表面孔洞的均一性更高。

对比例4

与实施例3大致相同，不同之处在于耦合剂中包括2200g/L氨基磺酸、600g/L醋酸钠、20g/L分散剂、5g/L金属表面保护剂、0.5ml/L聚乙二醇、50wt％胺类以及水，弱酸包括50wt％的磷酸和50wt％的草酸；按浸泡顺序第1个至第3个处理槽的T处理剂中弱酸的质量占比为50％，第4个至第6个处理槽的T处理剂中弱酸的质量占比为30％，第7个至第8个处理槽的T处理剂中弱酸的质量占比为10％。

拉伸强度检测

请参阅图10，为实施例1-3和对比例1-3得到的金属树脂复合体的一种结构示意图，其中，图10中(a)为金属树脂复合体的俯视图，图10中(b)为金属树脂复合体的截面图；铝合金片(45mm×20mm×1.6mm)与PBT片(45mm×10mm×3mm)的接触面积为5mm×10mm，分别从铝合金片、PBT片距离接触部分中间的20mm处相对向外拉伸，检测使铝合金片和PBT片分离的最大拉力(kgf)，每个样品进行10组平行实验，结果如表1所示。请参阅图11，为铝合金片和PBT片分离时的两种状态，其中，图11中(a)为第一种状态，图11中(b)为第二种状态。其中实施例和对比例的金属树脂复合体在拉伸强度检测时，铝合金片和PBT片分离状态均为第二种状态。

表1最大拉力检测结果

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例1	对比例2	对比例3
							1	142.59	133.46	149.48	144.81	144.68	143.38
2	146.20	148.34	142.99	147.60	147.01	144.47
							3	146.21	149.10	143.17	145.12	143.13	152.01
4	147.19	153.18	143.25	148.47	143.91	146.45
							5	145.09	141.39	146.85	146.49	144.01	149.76
6	150.99	141.30	148.99	143.28	143.69	146.88
							7	143.56	134.33	144.65	145.32	145.75	144.82
8	150.16	148.33	145.32	147.30	142.67	146.55
							9	140.19	154.32	148.22	148.72	142.29	142.59
10	138.24	135.46	138.53	148.71	145.81	147.92
							最大值	150.99	154.32	149.48	148.72	147.01	152.01
最小值	138.24	133.46	138.53	143.28	142.29	142.59
							平均值	145.04	143.92	145.15	146.58	144.30	146.48

从表1中可以看出，本申请实施例和对比例测得的最大拉力相近，拉伸强度差异不大，本申请实施例和对比例制得的金属树脂复合体具有优异的拉伸强度；同时，本申请实施例提供的金属树脂复合体断裂形态为第二种形态，断裂后的残胶效果较好，表明金属树脂复合体中金属与树脂之间结合紧密，有利于金属树脂复合体的应用，能够在阳极氧化等过程中改善阳极藏酸、封孔不良等问题。将实施例3和对比例4进行上述相同的拉伸强度检测，均可以达到上述相同的效果。

气密性检测

请参阅图12，为实施例3和对比例3得到的金属树脂复合体的另一种结构示意图，其中，图12中(a)为金属树脂复合体的俯视图，图12中(b)为金属树脂复合体的截面图；铝合金片的长度和宽度为50mm，厚度为3mm，铝合金片中心具有孔径为8mm的孔洞，PBT片成型在铝合金片上并完全覆盖铝合金片上的孔洞，PBT片的直径为14mm，厚度为3mm，PBT片的中心与铝合金片的中心重合。将实施例3和对比例3得到的金属树脂复合体置于气密性检测设备中，每组提供32个测试样，结果如图13所示，其中横坐标表示每个测试样，纵坐标为气压值，气压值越小表明金属树脂复合体中铝合金片与PBT片结合更加紧密。从图13中可以看出，相比于对比例3，本申请实施例3提供的金属树脂复合体中铝合金片与PBT片结合更加紧密，气密性更好；也就是说，本申请提供的金属树脂复合体的气密性、防水性能更佳，更有利于在电子设备中使用。

将本申请实施例1-4制得的金属树脂复合体制成手机中框，与手机中其他电子元器件配合，做成整机进行防水性测试，结果发现整机中有94％以上的防水性能均可以达到IP68标准，具有最高的防水等级，其中实施例3的金属树脂复合体制成的整机有95％达到IP68标准，并且未达到该防水等级的整机可能是由于在整机制备过程中其他制程工艺的影响；同时将达到IP68防水标准的整机进行一系列的环境信赖性测试，在高温高湿环境中检测其防水性能，结果显示所有整机均可以维持原有的IP68防水性能，可靠性佳。对比例1-4的金属树脂复合体制成相同的整机进行测试时，有20％-40％整机渗水失效，产品良率低，防水性能不佳。本申请发明人同样采用镁合金、不锈钢、钛合金等不同金属材质，PPS、PPA、PEEK等不同的树脂材质来制备金属树脂复合体，均具有高的拉伸强度，制成的整机绝大部分可以达到IP68防水性能，并且在不同环境测试中仍然维持原有的防水性能。也就是说，本申请提供的金属树脂复合体能够用于电子设备中，提升电子设备的防水性能，在不同的环境场景下的可靠性好、防水持久性强，更有利于电子设备的使用。

以上对本申请实施方式所提供的内容进行了详细介绍，本文对本申请的原理及实施方式进行了阐述与说明，以上说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (14)

1.一种T处理剂，其特征在于，包括耦合剂和弱酸，所述耦合剂和所述弱酸的质量比为(3-19)：1，所述耦合剂包括含氮化合物、氨基磺酸、醋酸钠、分散剂、金属表面活化剂和聚乙二醇，所述含氮化合物为胺类和氨类中的至少一种，所述耦合剂中所述含氮化合物的质量含量为45％-70％。

2.如权利要求1所述的T处理剂，其特征在于，所述耦合剂中包括2500g/L-3500g/L氨基磺酸、650g/L-750g/L醋酸钠、20g/L-30g/L分散剂、8g/L-12g/L金属表面活化剂、0.2ml/L-0.5ml/L聚乙二醇。

3.如权利要求1所述的T处理剂，其特征在于，所述含氮化合物包括甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、乙二胺、二乙胺、乙醇胺、苯胺、脂氨酸和肼中的至少一种。

4.如权利要求1所述的T处理剂，其特征在于，所述弱酸包括磷酸和草酸，所述磷酸和所述草酸的质量比为(1.5-6)：1。

5.一种金属树脂复合体的制备方法，其特征在于，包括：

将预处理后的金属基材置于T处理剂中浸泡，所述T处理剂包括耦合剂和弱酸，所述耦合剂和所述弱酸的质量比为(3-19)：1，所述耦合剂包括含氮化合物、氨基磺酸、醋酸钠、分散剂、金属表面活化剂和聚乙二醇，所述含氮化合物为胺类和氨类中的至少一种，所述耦合剂中所述含氮化合物的质量含量为45％-70％；

经所述浸泡后，将所述金属基材进行水洗、烘干，得到金属基片；

将所述金属基片置于模具中，在所述金属基片的表面成型树脂层，得到金属树脂复合体。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述将预处理后的金属基材置于T处理剂中浸泡，包括：

将所述预处理后的所述金属基材依次置于含所述T处理剂的多个处理槽中浸泡，多个所述处理槽中的所述T处理剂中所述耦合剂和所述弱酸的质量比具有差异。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，按所述浸泡的顺序，多个所述处理槽中所述T处理剂的所述耦合剂和所述弱酸的质量比从(3-6)：1逐渐升高至(9-19)：1。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述处理槽的个数为6个-8个，所述金属基材在每个所述处理槽中的浸泡时间为1min-3min。

9.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述金属基片的表面具有孔洞，所述孔洞的孔径为20nm-40nm，深度为100nm-150nm。

10.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述预处理包括将所述金属基材在50℃-110℃、20g/L-100g/L碱液中处理30s-60s，然后再在100g/L-200g/L酸溶液中处理1min-3min；所述烘干包括在60℃-80℃进行处理。

11.一种金属树脂复合体，其特征在于，通过权利要求5-10任一项所述的制备方法制得，所述金属树脂复合体包括所述金属基片和所述树脂层，所述金属基片的表面具有孔洞，部分所述树脂层设置在所述孔洞中。

12.如权利要求11所述的金属树脂复合体，其特征在于，所述金属基材的材质包括铝合金、镁合金、钛合金中的至少一种或不锈钢；

所述树脂层的材质包括聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚邻苯二甲酰胺、聚亚苯基砜、聚醚醚酮、聚芳醚酮、聚碳酸酯、聚邻苯二酰胺和聚酰胺中的至少一种。

13.一种壳体，其特征在于，包括权利要求11-12任一项所述的金属树脂复合体。

14.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求13所述的壳体以及显示装置，所述壳体与所述显示装置相连。

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