一种不锈钢树脂复合体的制备方法及其制备的不锈钢树脂复合体技术

本发明专利技术提供了一种不锈钢树脂复合体的制备方法及其制备的不锈钢树脂复合体，该不锈钢树脂复合体的制备方法，包含以下步骤：S1、在不锈钢基材表面热喷涂铝粉，冷却，得到附着有铝的不锈钢；S2、去除侵蚀到不锈钢表层中的铝，得到表层有侵蚀孔的不锈钢基材；S3、将树脂组合物注塑在步骤S2所得的表面有侵蚀孔的不锈钢基材表面，成型后得到不锈钢树脂复合体，提高了树脂和不锈钢的结合力，对合成树脂也没有特别要求，适用范围更广，可以只在需注塑区热喷涂铝粉，不会对不锈钢产品非注塑区域造成影响，不会影响外观，且对环境无污染，工艺简单，更适合大规模生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种不锈钢树脂复合体的制备方法及其制备的不锈钢树脂复合体，更具体来说，尤其涉及一种结合力更强的不锈钢与热塑性树脂一体化而形成的不锈钢树脂复合体的制备方法及其制备的不锈钢树脂复合体。
技术介绍
在汽车、家用电器制品、工业机器等的零件制造领域中，要求金属与树脂的一体成型技术，目前业界采用粘合剂在常温或加热下将金属与合成树脂一体化的结合。采用上述方法虽然可制备出金属与塑料一体成型的复合体，但按照这些方法得到的复合体金属与塑胶之间结合力较差，且胶粘剂耐酸耐碱性能差，复合体无法进行后续的阳极氧化等表面处理，同时胶粘剂有一定的厚度，对于复杂形状区域不适用，无法实现不锈钢与树脂的无缝结合，因而，一直以来，人们一直在研究是否有更合理的将高强度的工程树脂与金属一体化的方法。本领域的技术人员通过研究提出了纳米加工处理技术，纳米加工处理技术(NMT)就是金属与塑胶一体化结合技术，其通过将金属表面纳米化处理，让塑胶直接在金属表面上射出成型，使金属与塑胶可以一体化成型。对于金属与塑胶的有效结合，纳米成型技术是一种最好的方式方法，并能取代目前常用的嵌入射出或锌铝、镁铝压铸件，可以提供一种具有价格竞争、高性能的金塑一体化产品。与胶合技术相比，NMT技术具有明显的优势，例如：减少产品的整体重量、强度优异、加工效率高等。NMT技术应用范围涵盖车辆、IT设备及3C产品，可以让产品朝更轻薄、更微型的方向发展。现有公开的有通过酸性溶液化学腐蚀的方式，在不锈钢表面腐蚀出超微细凹凸形状，再通过注塑将树脂与金属结合到一起，但此种腐蚀方式由于酸性腐蚀液对不锈钢基材的腐蚀较严重，不锈钢基体会腐蚀变薄，影响结构尺寸的稳定性，同时也会造成不锈钢产品非注塑区域的腐蚀，尤其是对外观面的腐蚀，需要增加抛光或CNC对非腐蚀区域进行后续处理，工艺复杂，从而限制了其使用范围，且其制备的不锈钢树脂复合体的不锈钢和树脂的结合力也没有达到理想效果。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术制备不锈钢树脂复合体时易对不锈钢基体造成影响，且不锈钢与树脂的结合力并不理想的技术问题。提供一种不锈钢与树脂的结合力强，且不会影响不锈钢基体的结构尺寸，可不对非注塑区域造成腐蚀，工艺简单易大规模生产，无污染的不锈钢树脂复合体的制备方法及其制备的不锈钢树脂复合体。本专利技术的第一个目的是提供一种不锈钢树脂复合体的制备方法，包含以下步骤：S1、在不锈钢基材表面热喷涂铝粉，冷却，得到附着有铝的不锈钢；S2、去除侵蚀到不锈钢表层中的铝，得到表层有侵蚀孔的不锈钢基材；S3、将树脂组合物注塑在步骤S2所得的表面有侵蚀孔的不锈钢基材表面，成型后得到不锈钢树脂复合体。本专利技术的第二个目的是提供一种不锈钢树脂复合体，采用上述方法制作而成。本专利技术意外发现通过本专利技术的方法能够在不锈钢基材表面形成独特的不规则的侵蚀孔，与树脂本身具有很好的结合性，提高树脂和不锈钢的结合力，热喷涂工艺能够使铝颗粒侵蚀到不锈钢表层内部，从而占据一定的空间，当去除去铝后，能在不锈钢表层留下大量不规则侵蚀孔，结构独特，不仅结合强度更高，而且树脂注塑成型容易，对合成树脂也没有特别要求，适用范围更广，同时可以选择性对不锈钢表面进行热喷涂，可以只在需注塑区热喷涂铝粉，通过简单的模具遮盖即可实现，不会对非注塑区域造成腐蚀，不会影响外观，对不锈钢的外观基本无影响，且对环境无污染，工艺简单，更适合大规模生产。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种不锈钢树脂复合体的制备方法，包含以下步骤：S1、在经过前处理的不锈钢基材表面热喷涂铝粉，冷却，得到附着有铝的不锈钢。对不锈钢基材表面热喷涂铝粉可以对整个不锈钢基材表面，也可以对部分不锈钢基材表面，优选，步骤S1包括在经过前处理的不锈钢基材需结合树脂的表面热喷涂铝粉，冷却，得到部分表面附着有铝的不锈钢，较佳情况下，可以根据设计需要，对需结合树脂层的面进行热喷涂铝粉，不会对非注塑区域造成影响，无需抛光或CNC等后续处理，一般先通过模具将不需结合树脂层的面即不用进行表面改性热喷涂铝粉的面遮盖，例如将不锈钢基材放入设计好的模具中，利用模具遮蔽非注塑区域，再将模具放入热喷涂设备中，在没有遮蔽的不锈钢基材表面热喷涂铝粉。其中，优选，热喷涂的送粉速率为30-100g/min，进一步优选为60-80g/min。热喷涂的喷涂源到不锈钢基材表面的喷涂距离为300-420mm，进一步优选为340-390mm。热喷涂的温度可以为2000-5000℃，进一步优选为2600-3000℃，可以通过调节热喷涂的煤油流量和氧气流量来实现。使铝颗粒能更多更好的侵蚀到不锈钢表层内部，形成结构更优的不锈钢表面，增强与树脂的结合力。对于热喷涂工艺的种类，本专利技术没有限制，优选热喷涂选自电弧喷涂、等离子喷涂和超音速火焰喷涂中的一种或几种，设备和操作技术为本领域技术人员公知。优选，通过热喷涂工艺在不锈钢基材表面附着的铝的厚度为100-400微米，进一步优选为150-200微米。不仅节约了原料和成本，也有利于后续的碱蚀，对不锈钢树脂复合体的性能进行了进一步优化。优选，铝粉的颗粒平均直径为30-50微米，铝粉的纯度大于99wt％，可以采用市售。冷却一般冷却到常温，一般经过热喷涂后，可从设备中取出放置0.5-12h，使其冷却。步骤S1之后形成的附着铝中，有部分附着在不锈钢表面的，也有部分侵蚀到不锈钢表层中的。S2、去除侵蚀到不锈钢表层中的铝，得到表层有侵蚀孔的不锈钢基材。如前所述，可以理解的，步骤S1之后形成的附着铝中，有部分附着在不锈钢表面的，也有部分侵蚀到不锈钢表层中的。将侵蚀到不锈钢表层中的铝去除后，该部分铝所占据的空间露出，形成上述侵蚀孔。对于附着在不锈钢表面的铝，可同时去除，也可单独清除。通常，优选同时去除不锈钢表面的铝粉及内部嵌入的铝。对于上述步骤S2，其目的在于去除侵蚀到不锈钢表层中的铝粉，露出侵蚀孔。根据本专利技术所公开的内容可以理解的，去除上述铝粉的方法和工艺可以采用现有技术中的各种方法。例如，可以将步骤S1所得的附着有铝的不锈钢浸泡到可溶解铝的溶蚀液中。具体的，可将步骤S1所得的附着有铝的不锈钢浸泡到碱性溶液中，去除附着的铝，得到表层有侵蚀孔的不锈钢基材。通常，碱性溶液不会腐蚀损伤不锈钢基材。对于碱性溶液的pH值，本领域技术人员可根据实际情况进行调整，例如，碱性溶液的pH值可以为10以上，进一步优选浸泡到pH＝12-14的碱性溶液中，通过碱液浸泡，除去铝，在不锈钢表层留下大量侵蚀孔洞，优选碱性溶液选自可溶性碳酸盐、可溶性碱、可溶性磷酸盐、可溶性硫酸盐或可溶性硼酸盐中的一种或几种的水溶液，碱性溶液可以选自Na2CO3、NaHCO3、NaOH、Na2HPO4、Na3PO4、Na2SO3、KOH、KHCO3、K2CO3或K3PO4中的一种或几种的水溶液，优选，碱性溶液选自质量浓度为5-20wt％的Na2CO3水溶液、质量浓度为5-20wt％NaHCO3水溶液、质量浓度为5-20wt％NaOH水溶液、质量浓度为5-20wt％Na2HPO4水溶液、质量浓度为5-20wt％N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不锈钢树脂复合体的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：S1、在不锈钢基材表面热喷涂铝粉，冷却，得到附着有铝的不锈钢；S2、去除侵蚀到不锈钢表层中的铝，得到表层有侵蚀孔的不锈钢基材；S3、将树脂组合物注塑在步骤S2所得的表面有侵蚀孔的不锈钢基材表面，成型后得到不锈钢树脂复合体。

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢树脂复合体的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：S1、在不锈钢基材表面热喷涂铝粉，冷却，得到附着有铝的不锈钢；S2、去除侵蚀到不锈钢表层中的铝，得到表层有侵蚀孔的不锈钢基材；S3、将树脂组合物注塑在步骤S2所得的表面有侵蚀孔的不锈钢基材表面，成型后得到不锈钢树脂复合体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括在不锈钢基材需结合树脂的表面热喷涂铝粉，冷却，得到部分表面附着有铝的不锈钢。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热喷涂的送粉速率为30-100g/min，热喷涂的喷涂源到不锈钢基材表面的喷涂距离为300-420mm。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热喷涂选自电弧喷涂、等离子喷涂和超音速火焰喷涂中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述附着的铝的厚度为100-400微米。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝粉的颗粒平均直径为30-50微米，所述铝粉的纯度大于99wt％。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的制备方法，其特征在于，将步骤S1所得的附着有铝的不锈钢浸泡到溶蚀液中，去除附着的铝，得到表层有侵蚀孔的不锈钢基材。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述溶蚀液为碱性溶液。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液的pH≥10。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液的pH值为12-14；所述碱性溶液为选自Na2CO3、NaHCO3、NaOH、Na2HPO4、Na3PO4、KOH、KHCO3、K2CO3、Na2SO3和K3PO4中的一种或几种的水溶液。11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述碱性溶液选自质量浓度为5-20wt％的Na2CO3水溶液、质量浓度为5-20wt％NaHCO3水溶液、质量浓度为5-20wt％NaOH水溶液、质量浓度为5-20wt％Na2HPO4水溶液、质量浓度为5-20wt％Na3PO4水溶液、质量浓度为5-20wt％KOH水溶液、质量浓度为5-20wt％KHCO3水溶液、质量浓度为5-20wt％K2CO3水溶液、质量浓度为5-20wt％Na2SO3水溶液或质量浓度为5-20wt％K3PO4水溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：章晓，程云，郭强，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44