一种金属‑塑料双层结合件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种金属‑塑料双层结合件，属于金属‑塑料复合结构领域，包括铝合金金属板材层和PA66复合材料层，在组成上，PA66复合材料层包括以下重量百分含量的组分：10～30％的碳纤维，20～40％的氮化硼和余量的PA66。本发明专利技术中，碳纤维具有较高的强度和导热性能，氮化硼也具有较高的导热性能，加入碳纤维和氮化硼后有利于在聚合物PA66内部形成导热网络，提高导热性能。并且由于铝合金金属板材层和PA66复合材料层的物理化学作用，提高了金属‑塑料双层结合件的界面强度。实施例数据表明，本发明专利技术提供的金属‑塑料双层结合件热扩散系数为2.88m

A metal plastic double combination and its preparation method

The invention provides a metal plastic double combination parts, which belongs to the field of metal plastic composite structure, including Aluminum Alloy sheet metal layer and PA66 composite layer, the composition, the PA66 composite layer comprises the following components by weight percent: 10 to 30% of the carbon fiber, boron nitride and 20 ~ 40% the balance of PA66. The carbon fiber has high strength and thermal conductivity, and boron nitride has high thermal conductivity. After adding carbon fiber and boron nitride, it helps to form heat conduction network inside polymer PA66 and improve thermal conductivity. And because the physical and chemical effects Aluminum Alloy sheet metal layer and the PA66 layer of composite material, improve the interfacial strength of the double combination of metal plastic. The embodiment of the invention provides data show that the metal plastic double-layer binding thermal diffusion coefficient is 2.88m

【技术实现步骤摘要】
一种金属-塑料双层结合件及其制备方法
本专利技术涉及金属-塑料复合结构
，特别涉及一种金属-塑料双层结合件及其制备方法。
技术介绍
随着科技技术的不断发展，各类产品构件对材料的综合性能要求越来越高，如何将各种材料的优势结合在一起，使所设计的部件具有良好的导热性，且具备重量轻、强度高的特点，一直是现今产品设计者的热门研讨的话题之一。现有技术中，关于金属-塑料复合结构的导热性能的研究较少，金属-塑料复合结构普遍存在导热性不佳的问题。如CN101578018A公开了以金属本体作为嵌件通过注入熔融的塑料冷却后成型，塑料部的材料选自液晶高分子聚合物、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯，但是并未提到结合件的导热性能；CN201726613U公开了以塑料件为壳体，塑料件的内表面有一黏着层，金属膜层以粉状金属材料喷涂与塑料件内表面的黏着层上，经高温热熔冷却后成型，但是没有提及金属与塑料结合件的导热性；CN103673739A公开了导热塑料层的材料为聚合物以及经过改性的聚合物基复合材料，通过塑料加工的微纳米结构提高散热效率，但是没有提及金属与塑料结合件的导热性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种金属-塑料双层结合件及其制备方法。本专利技术提供的金属-塑料双层结合件具有较高的导热性能和界面强度。本专利技术提供了一种金属-塑料双层结合件，包括铝合金金属板材层和PA66复合材料层，在组成上，所述PA66复合材料层包括以下重量百分含量的组分：10～30％的碳纤维，20～40％的氮化硼以及余量的PA66。优选地，所述碳纤维的直径为5～20μm，所述碳纤维的长度为0.5～6mm。优选地，所述氮化硼为六方片状结构。优选地，所述氮化硼的厚度为100～300nm，所述氮化硼的直径5～35μm。优选地，所述铝合金金属板材层的厚度为0.5～3mm。优选地，所述PA66复合材料层的厚度为0.5～2mm。本专利技术还提供了上述技术方案所述金属-塑料双层结合件的制备方法，包括以下步骤：将碳纤维与氮化硼以及PA66混合，得到PA66复合材料；将铝合金金属板进行表面处理，得到表面具有微孔的金属板；对所述表面具有微孔的金属板进行等离子体活化，得到活化金属板；将所述PA66复合材料在所述活化金属板表面注射成型，得到成型试样；将成型试样进行保温处理，得到金属-塑料双层结合件。优选地，所述微孔的直径为40nm～20μm。优选地，所述等离子体活化的介质为氧气或空气；所述等离子体活化的功率为270～330V，所述等离子体活化的时间为1～5min。优选地，所述注射成型的注射压力为90～140MPa，注射成型的保压压力为80～120MPa，注射成型的保压时间为20～60s。本专利技术提供的金属-塑料双层结合件，包括铝合金金属板材层和PA66复合材料层，所述PA66复合材料层由包括以下重量百分含量的成分构成：10～30％的碳纤维，20～40％的氮化硼以及余量的PA66。本专利技术中，碳纤维具有较高的强度和导热性能，氮化硼也具有较高的导热性能，加入碳纤维和氮化硼后有利于在聚合物PA66内部形成导热网络，提高导热性能。并且由于铝合金金属板材层和PA66复合材料层的物理化学作用，提高了金属-塑料双层结合件的界面强度。实施例的试验数据表明，本专利技术提供的金属-塑料双层结合件的热扩散系数为2.88m2/s，界面强度为5.52MPa，具有良好的导热性能和界面强度。并且，本专利技术提供的金属-塑料双层结合件的制备方法通过对铝合金金属板进行表面处理、等离子体活化以及对成型试样进行保温处理进一步提高了金属-塑料双层结合件的界面强度，表面处理能够增加金属板层表面与PA66复合材料层的接触面积，并形成机械嵌合作用；等离子体活化使金属板层表面接枝较多的羟基(-OH)，能提高金属表面的润湿性，并使羟基与PA66复合材料层中酰胺基发生化学反应以氢键形成结合而相互吸附，提高金属表面与塑料的结合力；对成型试样进行保温处理能够充分消除PA66复合材料与金属层结合时产生的应力，提高结合强度。附图说明图1是本专利技术实施例1制得的金属-塑料双层结合件结构示意图；图2是本专利技术实施例1制得的表面具有微孔的金属层的SEM图；图3是本专利技术实施例1制得的PA66复合材料层断面形貌的SEM图。具体实施方式本专利技术提供了一种金属-塑料双层结合件，包括铝合金金属板材层和PA66复合材料层，在组成上，所述PA66复合材料层包括以下重量百分含量的组分：10～30％的碳纤维，20～40％的氮化硼以及余量的PA66。本专利技术中，所述PA66复合材料层包括10～30％重量百分含量的碳纤维，优选为20～25％。在本专利技术中，所述碳纤维的直径优选为5～20μm，更优选为10～15μm；所述碳纤维的长度优选为0.5～6mm，更优选为1～5mm，最优选为2～3mm。本专利技术中，碳纤维具有较高的强度和导热性能，加入碳纤维后有利于在聚合物PA66内部形成导热网络，提高导热性能，还能够提高PA66与铝合金金属板材之间的界面结合力。本专利技术中，所述PA66复合材料层包括20～40％重量百分含量的氮化硼，优选为30～35％。在本专利技术中，所述氮化硼优选为六方片状结构。本专利技术中，所述氮化硼的厚度优选为100～300nm，更优选为150～250nm；所述氮化硼的直径优选5～35μm，更优选10～25μm，最优选15～20μm。本专利技术中，氮化硼具有较高的强度和导热性能，加入氮化硼后有利于在聚合物PA66内部形成导热网络，进一步提高导热性能，还能够提高PA66与铝合金金属板材之间的界面结合力。在本专利技术中，所述铝合金金属板材层的厚度优选为0.5～3mm，更优选为1～2mm。在本专利技术中，所述铝合金金属板材层优选为牌号为2024，6063或7075的高强度铝合金金属板。在本专利技术中，所述PA66复合材料层的厚度优选为0.5～2mm，更优选为1mm。本专利技术还提供了上述技术方案所述金属-塑料双层结合件的制备方法，包括以下步骤：将碳纤维与氮化硼以及PA66混合，得到PA66复合材料；将铝合金金属板进行表面处理，得到表面具有微孔的金属板；对所述表面具有微孔的金属板进行等离子体活化，得到活化金属板；将所述PA66复合材料在所述活化金属板表面注射成型，得到成型试样；将成型试样进行保温处理，得到金属-塑料双层结合件。本专利技术将碳纤维与氮化硼以及PA66混合，得到PA66复合材料。在本专利技术中，所述PA66复合材料的湿度优选为小于0.2％。本专利技术对所述碳纤维、氮化硼以及PA66的加料顺序没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的加料顺序即可，具体的，如将碳纤维和氮化硼同时加入PA66中。本专利技术对所述混合的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式即可，具体的，如机械搅拌。本专利技术对机械搅拌的转速以及时间没有特殊的限定，能够保证PA66复合材料的原料混合均匀即可。混合完成后，本专利技术优选将混合物挤出造粒，得到PA66复合材料。在本专利技术中，所述挤出造粒优选在双螺旋挤出机中进行。本专利技术中，所述双螺旋挤出机优选包括5～8个温区，所述各温区的温度独立的优选为230～280℃，更优选为250～260℃；所述双螺旋挤出机的螺杆转速优选为80～150rpm，更优选为100～120rpm。在本专利技术中，对混合物进行挤出造粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属‑塑料双层结合件，包括铝合金金属板材层和PA66复合材料层，在组成上，所述PA66复合材料层包括以下重量百分含量的组分：10～30％的碳纤维，20～40％的氮化硼以及余量的PA66。

【技术特征摘要】
1.一种金属-塑料双层结合件，包括铝合金金属板材层和PA66复合材料层，在组成上，所述PA66复合材料层包括以下重量百分含量的组分：10～30％的碳纤维，20～40％的氮化硼以及余量的PA66。2.根据权利要求1所述的金属-塑料双层结合件，其特征在于，所述碳纤维的直径为5～20μm，所述碳纤维的长度为0.5～6mm。3.根据权利要求1所述的金属-塑料双层结合件，其特征在于，所述氮化硼为六方片状结构。4.根据权利要求3所述的金属-塑料双层结合件，其特征在于，所述氮化硼的厚度为100～300nm，所述氮化硼的直径5～35μm。5.根据权利要求1所述的金属-塑料双层结合件，其特征在于，所述铝合金金属板材层的厚度为0.5～3mm。6.根据权利要求1或5所述的金属-塑料双层结合件，其特征在于，所述PA66复合材料层的厚度为0.5～2mm。7.权利要求1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：李熹平，徐东厚，宫宁宁，曾水萍，刘兴茶，汪彬，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33