CN103158227B - 复合体及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种复合体及其制作方法。该复合体包括基体及注塑结合于基体表面的塑件，该基体通过激光雕刻处理使其由表面朝内部形成有若干微米孔，所述塑件的材质为结晶型热塑性塑料，且所述塑件结合于所述基体形成有若干微米孔的表面。该复合体的制作方法包括如下步骤：提供基体；对所述基体进行激光雕刻处理，使该基体由表面朝内部形成若干微米孔；将所述经激光雕刻后的基体置于注塑成型模具中，注塑塑件结合于所述基体形成有若干微米孔的表面制得所述复合体，所述塑件的材质为结晶型热塑性塑料。本发明复合体中基体与塑件之间的结合力较强。

Description

复合体及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种复合体及其制作方法，尤其涉及一种结合力较强的复合体及该复合体的制作方法。
背景技术
金属、玻璃、陶瓷等作为3C产品的外壳或零组件，其与其它材料连接的方法有焊接、机械连接及粘接。其中焊接是最主要的连接方法。但当上述材质与塑件连接时，大多使用粘接的方法。所述粘接方法，是指利用胶粘剂作为中间的界面材料，将上述材质与塑件结合于一体的方法。
所述粘接方法虽然可以实现金属、玻璃、陶瓷等与塑件间的连接，但其存在以下缺点：粘结强度不够高，其结合力一般仅达0.5MPa；难以自动化，受操作者熟练程度影响；工作温度受胶粘剂性能影响，一般只能在-50-100℃的温度范围内正常工作；在环境光、热、湿气等因素下，胶粘剂会产生老化断裂等现象；大部分胶粘剂有毒，操作过程中会散发有刺激性的气体，危害人体健康。
目前，人们通过研究发现，将金属经过某些特殊的表面蚀孔处理后可直接与注塑塑料相结合，且二者之间的结合力较强。该特殊的表面蚀孔处理包括：一、水溶液浸渍，如将金属浸渍于水溶性的胺类化合物的稀溶液中，利用水溶液的弱碱性使金属表面微细地浸蚀，在浸渍的同时发生胺类化合物分子向金属表面的吸附；二、阳极氧化处理，使金属表面形成多孔的氧化铝膜。然而，上述水溶液浸渍的方法需用到有毒有害的胺类化合物，而阳极氧化处理制程较长，生产效率较低。且，上述水溶液浸渍的方法或阳极氧化处理不适用于玻璃、陶瓷等基材。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种结合力强、且可克服上述缺陷的复合体。
另外，还有必要提供一种上述复合体的制作方法。
一种复合体，其包括基体及注塑结合于基体表面的塑件，该基体通过激光雕刻处理使其由表面朝内部形成有若干微米孔，所述塑件的材质为结晶型热塑性塑料，且所述塑件结合于所述基体形成有若干微米孔的表面。
一种复合体的制作方法，其包括如下步骤：
提供基体；
对所述基体进行激光雕刻处理，使该基体由表面朝内部形成若干微米孔；
将所述经激光雕刻后的基体置于注塑成型模具中，注塑塑件结合于所述基体形成有若干微米孔的表面制得所述复合体，所述塑件的材质为结晶型热塑性塑料。
相较于现有技术，所述的复合体藉由激光雕刻处理，使基体由表面朝内部形成若干微米孔，使得基体与塑件之间的结合力大大增强。本发明制程更环保、更高效。
附图说明
图1是本发明较佳实施方式的复合体的剖视示意图。
图2是本发明较佳实施方式的基体经激光雕刻后的扫描电镜图。
图3是本发明较佳实施方式的基体与塑件结合处断面的扫描电镜图。
图4是本发明较佳实施方式的基体与塑件的结合面的扫描电镜图。
图5是本发明较佳实施方式的注塑塑件结合于基体表面的示意图。
主要元件符号说明
复合体 100
基体 11
塑件 13
微米孔 111
注塑成型模具 20
下模 21
第二模穴 211
上模 23
浇口 231
第一模穴 233
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本发明一较佳实施方式的复合体100包括基体11、及形成于基体11表面的至少一塑件13。
该基体11的材质可为金属、玻璃或陶瓷。其中金属可为不锈钢、铝合金、镁合金或铜合金。
请参阅图2，所述基体11的表面形成有若干微米孔111，该若干微米孔111的孔径为1-100微米（μm），微米孔111的深度为1-200μm，相邻二微米孔111之间的距离为10-200μm。
可以理解的，所述微米孔111的孔径、深度、及相邻二孔之间的距离可根据实际需要而调节。
该若干微米孔111在基体11表面呈规则的阵列分布。该阵列分布仅为一优选的实施方式，该若干微米孔111也可呈其他规则的几何形状分布，或者为不规则的弥散分布。
请参阅图3及图4，该若干微米孔111的存在使得注塑所述塑件13的部分塑料嵌入到该若干微米孔111中，产生类似锁扣的效应，从而增强了若干塑件13与基体11的结合力。
塑件13以模内注塑的方式结合于基体11形成有若干微米孔111的表面。塑件13的数量可根据实际需要增加。注塑塑件13的塑料可为具有高流动性的结晶型热塑性塑料，如聚苯硫醚（PPS）塑料、聚酰胺（PA）塑料、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）塑料、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料等。可以理解的，在所述塑料中可添加一定量的玻璃纤维，以改善所述塑料的注塑性能。
本发明一较佳实施方式上述复合体的制作方法包括如下步骤：
提供所述基体11。
对该基体11进行脱脂除油处理，以使该基体11的表面清洁。
该脱脂除油处理包括将所述基体11浸渍于含钠盐的溶液中的步骤。所述含钠盐的溶液可包含有30-50g/L的碳酸钠，30-50g/L的磷酸钠，以及3-5g/L的硅酸钠。浸渍时，保持所述含钠盐的温度在50-60℃之间。该浸渍的时间可为5-15分钟。脱脂除油处理后对所述基体11进行水洗。
对清洁后的基体11进行激光雕刻处理，使该基体11由表面朝内形成孔径为1-100μm的若干微米孔111。
该激光雕刻处理的相关参数为，激光雕刻机的功率：10-30瓦（W），频率：20-60千赫兹（KHZ），步长：0.005-0.1μm。
请参阅图5，提供一注塑成型模具20，该注塑成型模具20包括上模23及下模21。上模23设置有若干浇口231、及与所述塑件13相对应的第一模穴233。下模21形成有可容置所述基体11的第二模穴211。将所述经激光雕刻后的基体11置于该第二模穴211中，经由若干浇口231注塑塑料填充于第一模穴233中形成塑件13，制得所述复合体100。注塑时控制成型模具20的温度在120-140℃之间。
对所述复合体100进行了抗拉强度及剪切强度测试。测试结果表明，该复合体100的抗拉强度为8-16MPa，剪切强度为20-30MPa。且对经上述测试后的复合体100在进行温湿度存储试验（72小时，85℃，85%相对湿度）及冷热冲击试验（48小时，-40-85℃，4小时/cycle，12cycles）后发现，该复合体100的抗拉强度及剪切强度均无明显减小。
相较于现有技术，所述的复合体100藉由激光雕刻处理，在基体11的表面形成平均孔径为1-100μm的若干微米孔111，使得该基体11与塑料13之间的结合力大大增强。该方法避免了使用有毒有害的胺类化合物，且缩短了制程的时间，提高了效率，降低了生产成本。另外，该方法适用于多种材质的基体。
另外，该激光雕刻使基体表面成孔的技术相较于通常的化学蚀刻、电化学蚀刻及阳极氧化处理，成孔速率快，效率高，更环保，并可通过调节雕刻参数得到所需要的微米孔的形态、孔径、孔分布的密度等，其优点也是显而易见的。

Claims (12)

1.一种复合体，其包括基体及注塑结合于基体表面的塑件，其特征在于：该基体通过激光雕刻处理使其由表面朝内部形成有若干微米孔，所述塑件的材质为结晶型热塑性塑料，且所述塑件直接结合于所述基体形成有若干微米孔的表面；所述若干微米孔的孔径为1-100μm，孔的深度为1-200μm，相邻二微米孔之间的距离为10-200μm。
2.如权利要求1所述的复合体，其特征在于：所述基体的材质为金属、玻璃或陶瓷。
3.如权利要求2所述的复合体，其特征在于：所述金属的材质为不锈钢、铝合金、镁合金或铜合金。
4.如权利要求1所述的复合体，其特征在于：所述结晶型热塑性塑料为聚苯硫醚塑料、聚酰胺塑料、聚对苯二甲酸丁二醇酯塑料、或聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料。
5.如权利要求4所述的复合体，其特征在于：所述结晶型热塑性塑料中添加有玻璃纤维。
6.如权利要求1所述的复合体，其特征在于：所述塑件至少部分嵌入结合于所述基体的若干微米孔中。
7.一种复合体的制作方法，其包括如下步骤：
提供基体；
对所述基体进行激光雕刻处理，使该基体由表面朝内部形成若干微米孔，所述若干微米孔的孔径为1-100μm，孔的深度为1-200μm，相邻二微米孔之间的距离为10-200μm；
将所述经激光雕刻后的基体置于注塑成型模具中，注塑塑件直接结合于所述基体形成有若干微米孔的表面制得所述复合体，所述塑件的材质为结晶型热塑性塑料。
8.如权利要求7所述的复合体的制作方法，其特征在于：所述激光雕刻处理的参数为：激光雕刻机的功率10-30瓦W，频率20-60千赫兹，步长0.005-0.1微米。
9.如权利要求7所述的复合体的制作方法，其特征在于：所述基体的材质为金属、玻璃或陶瓷。
10.如权利要求9所述的复合体的制作方法，其特征在于：所述金属的材质为不锈钢、铝合金、镁合金或铜合金。
11.如权利要求7所述的复合体的制作方法，其特征在于：所述结晶型热塑性塑料为聚苯硫醚塑料、聚酰胺塑料、聚对苯二甲酸丁二醇酯塑料、或聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料。
12.如权利要求7所述的复合体的制作方法，其特征在于：所述塑件至少部分嵌入结合于所述基体的若干微米孔中。
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