表面处理的不锈钢及不锈钢树脂复合体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及不锈钢技术领域，具体讲，涉及一种表面处理的不锈钢及不锈钢树脂复合体及其制备方法。本发明专利技术提出一种表面处理的不锈钢，该锈钢包括不锈钢本体及设置于不锈钢本体表面的不锈钢多孔层，不锈钢多孔层上分布有纳米孔和微米孔。本发明专利技术还提出不锈钢的表面处理方法，使用常见无机酸对不锈钢进行表面处理的方法，具有简单易行、效果优良、废液处理方便等优势。本发明专利技术还提出了以该表面处理的不锈钢为基材的不锈钢树脂复合体及其制备方法，本发明专利技术中不锈钢树脂复合体中不锈钢与树脂层之间结合牢固。

Surface treated stainless steel and stainless steel resin composite and preparation method thereof

The invention relates to the technical field of stainless steel, in particular to a surface treated stainless steel and stainless steel resin composite and a preparation method thereof. The invention provides a surface treated stainless steel, which consists of a stainless steel body and a porous stainless steel layer on the surface of the stainless steel. The porous layer of stainless steel is distributed with nano holes and micron holes. The invention also puts forward the surface treatment method of stainless steel. The method of surface treatment of stainless steel by common inorganic acid has the advantages of simple and easy, good effect and convenient treatment of waste liquid. The invention also presents a stainless steel resin complex based on the surface treated stainless steel and its preparation method. In the invention, the stainless steel resin complex is firmly combined with the resin layer in the stainless steel resin complex.

【技术实现步骤摘要】
表面处理的不锈钢及不锈钢树脂复合体及其制备方法
本专利技术涉及不锈钢
，具体讲，涉及一种表面处理的不锈钢及不锈钢树脂复合体及其制备方法。
技术介绍
近十年来，随着智能手机为代表的智能设备快速发展，金属结构件成为大部分智能手机制造商的共同选择。自2002年大成普拉斯株式会社在中国申请铝合金-塑料复合体的制备方法专利(CN1492804)以来，以铝合金化学刻蚀和/或阳极氧化为代表的，先在金属表面腐蚀出大量纳米和/或微米孔，然后通过注塑使流体状态的树脂嵌入这些纳米/微米孔洞中，从而制备得到结合牢固的金属-塑料复合体，这类复合材料的制造方法在业内被广泛应用。近年来，业内对于手机结构件的强度与刚度要求越来越高，以至于近年来不锈钢-塑料复合材料越来越受到业内重视。不锈钢是一种耐腐蚀性良好的材料，在其表面产生纳米/微米孔有一定难度。目前不锈钢扥表面处理方法分为化学刻蚀法和电化学刻蚀法。化学刻蚀法的一般包括：除油-活化-造孔-润孔等步骤。其中，最关键的步骤是造孔与润孔过程，造孔决定纳米或微米孔形貌，润孔则能提高塑料与金属间的结合力。造孔过程一般使用硫酸、盐酸、磷酸加草酸、酒石酸、马来酸、苦味酸等有机酸；而润孔过程则一般采用胺类和/或环氧类物质，以降低金属与塑料界面间的界面能，并产生一定键合作用，从而使二者结合更加牢固。但化学刻蚀法的显然的不足之处为：首先，有机酸一般价格较无机酸为高，使产品成本增加；其次，无机酸与溶解出来的金属离子容易产生络合效应，使废水处理及无机酸、无机盐的回收变得困难；最后，有机胺类大都有气味，且大都具有生物活性，而环氧类化合物大多反应活性高，有一定毒性，给车间环境和工人的健康带来潜在影响，且废水处理困难。电化学刻蚀法的原理类似于铝合金阳极氧化，即在电化学作用下，刻蚀液选择性刻蚀某些微小区域，从而形成纳米/微米孔，便于流体状态的树脂进入，形成金属-塑料结合体。电化学刻蚀法具有一些明显的缺点，例如需要额外增加整流设备，需要较高的设备支出；需要消耗大量电能，并且这些电能直接转化为热量散失，属于高耗能型工业，与国家倡导的“资源节约型社会”背道而驰；金属工件的电场屏蔽效应导致部分位置电场强度低，腐蚀程度弱，给产品质量稳定性带来较大负面影响。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的首要专利技术目的在于提出一种表面处理的不锈钢。本专利技术的第二专利技术目的在于提出该表面处理的不锈钢的制备方法。本专利技术的第三专利技术目的在于提出一种不锈钢树脂复合体。本专利技术的第四专利技术目的在于提出该不锈钢树脂复合体的制备方法。为了完成本专利技术的目的，采用的技术方案为：为了完成本专利技术的第一专利技术目的，本专利技术提出一种表面处理的不锈钢。该不锈钢包括不锈钢本体及设置于所述不锈钢本体表面的不锈钢多孔层，所述不锈钢多孔层上分布有纳米孔和微米孔；所述纳米孔分布于所述微米孔之间以及所述微米孔内；所述纳米孔的孔径为10nm～100nm；所述微米孔的孔径为2μm～50μm。为了完成本专利技术的第二专利技术目的，本专利技术提出该表面处理的不锈钢的制备方法；至少包括以下步骤：步骤1：将经过前处理的不锈钢浸泡于第一处理液中，浸泡的时间为10秒～10分钟；所述第一处理液中含有5wt.％～50wt.％的硫酸、1wt.％～20wt.％的盐酸和0～20wt.％的硝酸；步骤2：将经过步骤1处理的不锈钢浸泡于第二处理液中，浸泡的时间为1～20分钟；所述第二处理液中含有1wt.％～40wt.％的盐酸；步骤3：将经过步骤2处理的不锈钢浸泡于第三处理液中，浸泡的时间为1～20分钟；所述第三处理液中含有5wt.％～50wt.％的硫酸和0％～20wt.％的磷酸；即得经过表面处理的不锈钢。为了完成本专利技术的第三专利技术目的，本专利技术提出一种不锈钢树脂复合体，所述不锈钢树脂复合体包括不锈钢基材及树脂层，所述不锈钢基材为本专利技术的表面处理的不锈钢，形成所述树脂层的树脂填充于所述纳米孔和所述微米孔内。为了完成本专利技术的第四专利技术目的，本专利技术提出该不锈钢树脂复合体的制备方法，至少包括以下步骤：将表面处理的不锈钢基材置于模具中，然后将树脂注入所述模具中与表面处理的不锈钢基材相结合，成型后得到不锈钢树脂复合体，所述表面处理的不锈钢基材为本专利技术的表面处理的不锈钢。本专利技术的技术方案至少具有以下有益的效果：本专利技术提出了一种表面处理的不锈钢，该不锈钢的多孔层上分布有具有特定孔径的纳米孔和微米孔，并且纳米孔不仅分布于微米孔之间，还分布于微米孔内；从而注塑的树脂可通过微米孔的结构，更好的渗透到纳米孔中，成型更容易，使不锈钢与树脂之间结合力优良；从而显著提高了采用该表面处理的不锈钢制备的不锈钢树脂复合体的品质。本专利技术的制备方法使用常见无机酸对不锈钢进行表面处理的方法，简单易行、效果优良、废液处理方便。并且，本专利技术的方法处理效果稳定、适用的不锈钢范围很广。本专利技术中不锈钢树脂复合体中不锈钢与树脂层之间结合牢固，并且制备方法简单。附图说明图1为本专利技术实施例的表面处理的不锈钢100k倍的扫描电子显微镜照；图2为本专利技术实施例的表面处理的不锈钢5k倍的扫描电子显微镜照片。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。作为本专利技术实施例的第一方面，本专利技术实施例提出一种表面处理的不锈钢，该不锈钢包括不锈钢本体及设置于不锈钢本体表面的不锈钢多孔层，不锈钢多孔层上分布有纳米孔和微米孔；纳米孔分布于所述微米孔之间以及所述微米孔内；纳米孔的孔径为10nm～100nm；微米孔的孔径为2μm～50μm。其扫描电子显微镜照片如图1和图2所示。本专利技术通过在不锈钢的多孔层上分布有具有特定孔径的纳米孔和微米孔，并且纳米孔不仅分布于微米孔之间，还分布于微米孔内；从而注塑的树脂可通过微米孔的结构，更好的渗透到纳米孔中，成型更容易，使不锈钢与树脂之间结合力更加牢固、强度更高。作为本专利技术实施例不锈钢的一种改进，纳米孔的孔深为10nm～100nm。如果纳米孔的孔深过大，则在制备不锈钢树脂复合体时，聚合物难以完全渗透进入纳米孔内，或者需要较大的注塑压力而对不锈钢多孔层造成损伤。如果纳米孔的孔深过浅，则对与树脂层之间的结合力的贡献有限。而本专利技术通过调整纳米孔的孔深和孔径，从而使不锈钢与树脂之间结合力更加牢固、强度更高。作为本专利技术实施例不锈钢的一种改进，微米孔的孔深为1μm～20μm，如果微米孔的孔深过大，则产品已发生过腐蚀，造成产品尺寸变化过大；如果微米孔的孔深过小，则树脂难以注塑进入，影响树脂和不锈钢间的结合力；而本专利技术通过调整微米孔的孔深和孔径，形成了相对开口较大、深度较浅的微米孔，从而使注塑树脂更有利于渗透。作为本专利技术实施例不锈钢的一种改进，不锈钢的粗糙度Ra为0.3～3.0μm，可有效增加树脂和不锈钢的结合表面积，从而提高树脂和不锈钢的结合力。微米孔密度为25～100个/100*100um；纳米孔密度为100～300个/500*500nm。作为本专利技术实施例不锈钢的一种改进，本专利技术使用范围很广，具体的，304不锈钢、304L不锈钢、304T不锈钢、305不锈钢、316不锈钢、316L不锈钢均可形成本专利技术的表面处理的不锈钢。作为本专利技术实施例不锈钢的一种改进，不锈钢表面的微米孔相互贯通连接，注塑过程中可形成良好的排气通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面处理的不锈钢，其特征在于，所述不锈钢包括不锈钢本体及设置于所述不锈钢本体表面的不锈钢多孔层，所述不锈钢多孔层上分布有纳米孔和微米孔；所述纳米孔分布于所述微米孔之间以及所述微米孔内；所述纳米孔的孔径为10nm～100nm；所述微米孔的孔径为2μm～50μm。

【技术特征摘要】
1.一种表面处理的不锈钢，其特征在于，所述不锈钢包括不锈钢本体及设置于所述不锈钢本体表面的不锈钢多孔层，所述不锈钢多孔层上分布有纳米孔和微米孔；所述纳米孔分布于所述微米孔之间以及所述微米孔内；所述纳米孔的孔径为10nm～100nm；所述微米孔的孔径为2μm～50μm。2.根据权利要求1所述的不锈钢，其特征在于，所述纳米孔的孔深为10nm～100nm。3.根据权利要求1所述的不锈钢，其特征在于，所述微米孔的孔深为1μm～20μm。4.根据权利要求1所述的不锈钢，其特征在于，所述不锈钢的粗糙度Ra为0.3～3.0μm。5.根据权利要求1所述的不锈钢，其特征在于，所述不锈钢选自304不锈钢、304L不锈钢、304T不锈钢、305不锈钢、316不锈钢、316L不锈钢中的至少一种。6.根据权利要求1所述的不锈钢，其特征在于，所述微米孔密度为25～100个/100*100um；纳米孔密度为100～300个/500*500nm。7.一种如权利要求1～6任一权利要求所述的表面处理的不锈钢的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：步骤1：将经过前处理的不锈钢浸泡于第一处理液中，浸泡的时间为10秒～10分钟；优选为20秒～5分钟，更优选为30秒～2分钟；所述第一处理液中含有5wt.％～50wt.％的硫酸、1wt.％～20wt.％的盐酸和0～20wt.％的硝酸；步骤2：将经过步骤1处理的不锈钢浸泡于第二处理液中，浸泡的时间为1～20分钟；优选为3～10分钟，更优选为5～8分钟；所述第二处理液中含有1wt.％～40wt.％的盐酸；步骤3：将经过步骤2处理的不锈钢浸泡于第三处理液中，浸泡的时间为1～20分钟，优选为3～10分钟，更优选为5～8分钟；所述第三处理液中含有5wt.％～50wt.％的硫酸和0％～20wt.％的磷酸；即得经过表面处理的不锈钢。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述前处理包括脱脂处理。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤1和步骤2的反应结束后，均包括清洗的步骤；在步骤3的反应结束后，还包括后处理的步骤：所述后处理的步骤至少包括：清洗，除灰和干燥。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述除灰采用超声除灰；优选的，所述超声除灰的条件为：超声的频率为24kHz～40kHz，温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：高远，杨正东，刘浩，唐中开，汪一帆，裴笑竹，严绪东，
申请(专利权)人：沭阳瑞泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32