CN115323454A - 一种t处理剂及金属树脂复合体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种T处理剂及金属树脂复合体。T处理剂由第一组分和第二组分组成，所述第一组分包括由100重量份的水、10‑20重量份的碳酸钠组成，所述第二组分由100重量份的水、10‑20重量份的碳酸钠、10‑20重量份的有机酸钠以及5‑10重量份的铵盐。本产品为透明液体，专门用于铝塑结合中铝合金的T处理。经该产品处理后的铝材与塑料结合力优异，广泛应用于电子、汽车等行业的结构件中。

Description

一种T处理剂及金属树脂复合体

技术领域

本发明涉及一种T处理剂及金属树脂复合体。

背景技术

在汽车、家用电器制品、产业机器等的部件制造等领域，需要将金属与树脂牢固的结合在一起，目前，将金属和树脂相结合的通常采用胶粘剂，通过化学胶粘剂分别与钛合金和已成型树脂作用，从而将两者结合到一起；采用胶粘剂的方法，结合力较差，不耐酸碱，且胶粘剂有一定的厚度，影响最终产品的尺寸。

不通过粘合剂而直接将高强度的工程树脂与镁、铝合金、不锈钢之类的铁合金类一体化，成为人们研究的方向。

现有技术中，一般采用化学表面处理，在金属表面制造纳米级别的孔径，使得树脂能够渗透入孔径之中，进而使得金属与树脂的粘结更为牢固。但是由于不同工件金属表面的性能不一致，纳米孔径大小不易控制，在规模化生产时无法实现更高的质量控制。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术的不足，提供了一种T处理剂，所述T处理剂由第一组分和第二组分组成，所述第一组分包括由100重量份的水、10-20重量份的碳酸钠组成，所述第二组分由100重量份的水、10-20重量份的碳酸钠、10-20重量份的有机酸钠以及5-10重量份的铵盐。

所述有机酸钠选自草酸、酒石酸、醋酸中的一种或几种。

所述铵盐选自氯化铵、硝酸铵、硫酸铵中的一种或几种。

金属树脂复合体，所述金属树脂复合体的制备方法如下：

将待处理的金属件经过脱脂、过水、碱蚀、中和、过水、酸蚀、过水步骤后，在16-40V的电压下、在阳极氧化处理液中阳极氧化5-60分钟，得到阳极氧化金属件；

将阳极氧化金属件在30-35摄氏度下，在第一组分中处理2-5分钟后、继续在第二组分中处理0.5-1分钟，处理后采用纯水清洗；

所述第一组分包括由100重量份的水、10-20重量份的碳酸钠组成，所述第二组分由100重量份的水、10-20重量份的碳酸钠、10-20重量份的有机酸钠以及5-10重量份的铵盐；

分析清洗后的纯水中碳酸离子与有机酸离子的比例，若碳酸离子与有机酸离子的摩尔比超过预设阈值，则对阳极氧化金属件得到已处理金属件，若碳酸离子与有机酸离子的摩尔比超过预设阈值未超过预设阈值，则继续在第二组分中处理0.5-1分钟；

将高结晶树脂熔融在已处理金属件表面，然后直接一体注塑成型。

所述有机酸钠选自草酸、酒石酸、醋酸中的一种或几种。

所述铵盐选自氯化铵、硝酸铵、硫酸铵中的一种或几种。

所述高结晶树脂是指高结晶PBT树脂、高结晶PPS树脂、高结晶PA树脂。

所述阳极氧化处理液由1-70wt％的磷酸、2-15wt％的表面活性剂、1-10wt％的铵盐组成，其余为水。

本产品为透明液体，专门用于铝塑结合中铝合金的T处理。经该产品处理后的铝材与塑料结合力优异，广泛应用于电子、汽车等行业的结构件中。

参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。

关于碳酸离子与有机酸离子的摩尔比的预设值，由于本发明所需要的孔径需要小而密，本发明通过碳酸离子与有机酸离子之间的比例来判定。由于小而密的孔径对于酸根离子具有很好的吸附性，本发明利用多次处理对不同离子的吸附，从而估算孔径的大小和数量。一般来说，当孔径过大时，碳酸离子与有机酸离子的摩尔比会接近1，而孔径过小，也会接近1。而合适的孔径，碳酸离子与有机酸离子的摩尔比接近1.5-2.5。

作为一种优选的方式，本发明还可以计算碳酸离子与有机酸离子的摩尔比的曲线，估算特定金属材料的得到最合适孔径所对应的碳酸离子与有机酸离子的摩尔比。具体方式是计算每次碳酸离子与有机酸离子的摩尔比的一阶导数，当一阶导数接近0时，则此时的特定金属材料是最合适孔径。

对比例1

将待处理的铝合金(宽30mm×长90mm×厚3mm)经过脱脂(将通用的金属清洗剂加热，然后电化学阴极除油3分钟，电化学阳极脱脂2分钟)、过水(常温水水洗)、碱蚀(在pH为13的氢氧化钠溶液中、在50摄氏度下，处理2分钟)、中和、过水(常温水水洗)、酸蚀(在pH为3的硫酸溶液中、在50摄氏度下，处理2分钟)、过水(采用溶解性固体总含量少于50ppm的纯水喷淋水洗)步骤后，在20V的电压下、在阳极氧化处理液(30wt％的磷酸、10wt％的表面活性剂、5wt％的铵盐，55wt％的水)中阳极氧化30分钟，得到阳极氧化金属件；将阳极氧化金属件在50摄氏度下，在碳酸钠溶液(含碳酸钠20wt％)中处理2分钟后、继续在磷酸盐溶液(含磷酸钠5wt％)中处理2次，每次2分钟，干燥后得到已处理金属件，通过检测，该金属件表面膜纳米孔径为50-90纳米、表面膜厚度为0.8微米、孔壁厚度为5-15纳米；将PPS树脂(日本宝理1140A1)熔融在已处理金属件表面，然后直接一体注塑成型。注塑条件为：注塑压力为120-130MPa，保压为80-100MPa，保压时间为1-3秒。制备得到金属制品。

实施例1

将待处理的铝合金(宽30mm×长90mm×厚3mm)经过脱脂(将通用的金属清洗剂加热，然后电化学阴极除油3分钟，电化学阳极脱脂2分钟)、过水(常温水水洗)、碱蚀(在pH为13的氢氧化钠溶液中、在50摄氏度下，处理2分钟)、中和、过水(常温水水洗)、酸蚀(在pH为3的硫酸溶液中、在50摄氏度下，处理2分钟)、过水(采用溶解性固体总含量少于50ppm的纯水喷淋水洗)步骤后，在20V的电压下、在阳极氧化处理液(30wt％的磷酸、10wt％的表面活性剂、5wt％的铵盐，55wt％的水)中阳极氧化30分钟，得到阳极氧化金属件；将阳极氧化金属件在50摄氏度下，在碳酸钠溶液(100重量份的水、20重量份的碳酸钠)中处理2分钟后、继续在第二组分溶液(100重量份的水、20重量份的碳酸钠、20重量份的醋酸钠以及10重量份的硫酸铵)中处理，每次45秒，处理后采用纯水进行清洗，采用化学分析的方法分析纯水中的碳酸根离子与醋酸根离子的摩尔比，处理两次后，得到摩尔比为1：2.1，此时认为金属表面的孔径为最合适孔径。

干燥后得到已处理金属件，通过检测，该金属件表面膜纳米孔径为50-90纳米、表面膜厚度为0.8微米、孔壁厚度为5-15纳米；将PPS树脂(日本宝理1140A1)熔融在已处理金属件表面，然后直接一体注塑成型。注塑条件为：注塑压力为120-130MPa，保压为80-100MPa，保压时间为1-3秒。制备得到金属制品。

性能测试

将各金属树脂复合体固定于万能材料试验机进行产品拉伸测试，测试断裂强度(MPa)。按ASTM D256公开的方法采用悬臂梁缺口冲击试验机，测试冲击强度(J/m)。

实施例	冲击强度(J/m)	断裂强度(MPa)
			对比例1	23.2	450
实施例1	24.3	460

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这中叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种T处理剂，其特征在于，所述T处理剂由第一组分和第二组分组成，所述第一组分包括由100重量份的水、10-20重量份的碳酸钠组成，所述第二组分由100重量份的水、10-20重量份的碳酸钠、10-20重量份的有机酸钠以及5-10重量份的铵盐。

2.根据权利要求1所述的一种T处理剂，其特征在于，所述有机酸钠选自草酸、酒石酸、醋酸中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种T处理剂，其特征在于，所述铵盐选自氯化铵、硝酸铵、硫酸铵中的一种或几种。

4.金属树脂复合体，特征在于，所述金属树脂复合体的制备方法如下：

将待处理的金属件经过脱脂、过水、碱蚀、中和、过水、酸蚀、过水步骤后，在16-40V的电压下、在阳极氧化处理液中阳极氧化5-60分钟，得到阳极氧化金属件；

将阳极氧化金属件在30-35摄氏度下，在第一组分中处理2-5分钟后、继续在第二组分中处理0.5-1分钟，处理后采用纯水清洗；

所述第一组分包括由100重量份的水、10-20重量份的碳酸钠组成，所述第二组分由100重量份的水、10-20重量份的碳酸钠、10-20重量份的有机酸钠以及5-10重量份的铵盐；

分析清洗后的纯水中碳酸离子与有机酸离子的比例，若碳酸离子与有机酸离子的摩尔比超过预设阈值，则对阳极氧化金属件得到已处理金属件，若碳酸离子与有机酸离子的摩尔比超过预设阈值未超过预设阈值，则继续在第二组分中处理0.5-1分钟；

将高结晶树脂熔融在已处理金属件表面，然后直接一体注塑成型。

5.根据权利要求4所述的金属树脂复合体，特征在于，所述有机酸钠选自草酸、酒石酸、醋酸中的一种或几种。

6.根据权利要求4所述的金属树脂复合体，金属树脂复合体，特征在于，所述铵盐选自氯化铵、硝酸铵、硫酸铵中的一种或几种。

7.根据权利要求4所述的金属树脂复合体，金属树脂复合体，特征在于，所述高结晶树脂是指高结晶PBT树脂、高结晶PPS树脂、高结晶PA树脂。

8.根据权利要求4所述的金属树脂复合体，金属树脂复合体，特征在于，所述阳极氧化处理液由1-70wt％的磷酸、2-15wt％的表面活性剂、1-10wt％的铵盐组成，其余为水。