鎂合金-樹脂復(fù)合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料加工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種鎂合金-樹脂復(fù)合物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜是當(dāng)前化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝技術(shù)最為成熟的一種，鉻化膜的形成主要依靠金屬與六價鉻之間的氧化還原反應(yīng)，在純鎂上形成的轉(zhuǎn)化膜，表面層為多孔層，底層為阻擋層，類似于陽極氧化所形成的膜層，然而，鉻酸鹽膜的最大不足在于處理液中含有高毒性且易致癌的六價鉻，對人體的健康有極大威脅，且污染環(huán)境，衛(wèi)生法與環(huán)保法都對其有嚴(yán)格的要求，該工藝會被逐漸取締。
[0003]磷酸鹽/高錳酸鹽轉(zhuǎn)化膜作為新發(fā)展起來的化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝技術(shù)，通過在金屬表面進(jìn)行化學(xué)或者電化學(xué)反應(yīng)，形成一層非金屬的、不導(dǎo)電的、難溶的多孔磷酸鹽膜。高錳酸鹽起到了促進(jìn)劑的作用，元素錳參與了成膜，形成的磷化膜主要成分為錳的氧化物以及鎂的氧化物，該膜層為微孔結(jié)構(gòu)，與基體結(jié)合牢固，具有良好的吸附性，其耐腐蝕性與鉻化膜相當(dāng)。盡管磷酸鹽/高錳酸鹽轉(zhuǎn)化膜不含對人體威脅的六價鉻，但是對環(huán)境也是有一定的危害，該體系還有缺陷在于溶液消耗較快，需要不斷校正溶液的濃度以及pH值，使得該體系的應(yīng)用受到限制。
[0004]因此，現(xiàn)有的化學(xué)轉(zhuǎn)化工藝技術(shù)還有待進(jìn)一步研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種鎂合金-樹脂復(fù)合物及其制備方法，該方法環(huán)保無污染，并且所得到鎂合金-樹脂復(fù)合物的金屬與樹脂間的結(jié)合力強(qiáng)。
[0006]在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種制備鎂合金-樹脂復(fù)合物的方法，包括:
[0007](1)將鎂合金依次與弱堿性溶液和強(qiáng)堿性溶液接觸，以便在所述鎂合金表面形成凹凸；
[0008](2)將步驟(1)得到的表面具有凹凸的鎂合金與雙稀土鹽溶液接觸，以便在所述表面具有凹凸的鎂合金表面形成轉(zhuǎn)化膜；以及
[0009](3)將步驟⑵得到的表面具有轉(zhuǎn)化膜的鎂合金注塑熱塑性樹脂，以便得到所述鎂合金-樹脂復(fù)合物。
[0010]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備鎂合金-樹脂復(fù)合物的方法通過使用雙稀土鹽溶液與鎂合金反應(yīng)，在鎂合金表面形成稀土鹽的轉(zhuǎn)化膜，而相對于使用單稀土鹽溶液，該轉(zhuǎn)化膜更厚、更加均勻，并且膜中具有較多的稀土，并且發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，采用雙稀土鹽溶液能夠相對于采用單稀土鹽溶液顯著地提高膜和基體的結(jié)合力。進(jìn)一步，將得到的鎂合金注塑熱塑性樹脂，能夠使得樹脂注入鎂合金表面的微米級的凹凸中以實(shí)現(xiàn)結(jié)合的效果，從而得到結(jié)合力優(yōu)異的鎂合金-樹脂復(fù)合物，同時，該方法可以根據(jù)需要控制反應(yīng)速度，形成外層疏松和內(nèi)層致密的轉(zhuǎn)化膜，并且環(huán)境友好無污染。
[0011]在本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提出了一種鎂合金-樹脂復(fù)合物，該復(fù)合物由上述所述的制備鎂合金-樹脂復(fù)合物的方法制備而成的。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鎂合金-樹脂復(fù)合物環(huán)境友好且無污染，并且鎂合金與樹脂間的結(jié)合力較強(qiáng)。
【附圖說明】
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的制備鎂合金-樹脂復(fù)合物的方法流程示意圖；
[0013]圖2是根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的制備鎂合金-樹脂復(fù)合物的方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0015]在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種制備鎂合金-樹脂復(fù)合物的方法。下面參考圖1-2對本發(fā)明實(shí)施例的制備鎂合金-樹脂復(fù)合物的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括:
[0016]S100:將鎂合金依次與弱堿性溶液和強(qiáng)堿性溶液接觸
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將鎂合金依次與弱堿性溶液和強(qiáng)堿性溶液接觸，從而可以在鎂合金表面形成凹凸。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鎂合金可以含有:3?9wt%的鋁、0.7?1.3wt%的鋅、0.2wt%的猛、0.02wt%的鐵、0.01wt%的銅、0.lwt %的鎳以及余量的鎂。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，弱堿性溶液和強(qiáng)堿性溶液的濃度并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，弱堿性溶液的濃度可以為5wt%，強(qiáng)堿性溶液的濃度可以為12.5wt%0根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，弱堿性溶液和強(qiáng)堿性溶液的具體類型并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，弱堿性溶液可以為選自碳酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸鈣和碳酸氫鈣中的至少一種，強(qiáng)堿性溶液可以為選自氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化鈣中的至少一種。發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，通過使用弱堿性溶液和強(qiáng)堿性溶液對鎂合金進(jìn)行處理，可以在鎂合金表面形成微米級的凹凸，并且在凹部上分布20?100納米的具有高低差的微細(xì)凹凸，從而可以顯著提高鎂合金與樹脂的結(jié)合力。該步驟，具體地，由于鎂合金含有較多的鋁元素和鋅元素，通過使用弱堿性溶液可以去除鋁的污潰，接著使用去離子水進(jìn)行洗滌后浸入強(qiáng)堿性溶液中溶解去除鋅的污潰，然后使用去離子水進(jìn)行洗滌，從而在鎂合金表面形成凹凸。
[0018]S200:將表面具有凹凸的鎂合金與雙稀土鹽溶液接觸
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將上述得到的表面具有凹凸的鎂合金與雙稀土鹽溶液接觸，從而在表面具有凹凸的鎂合金表面形成轉(zhuǎn)化膜。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將表面具有凹凸的鎂合金與雙稀土鹽溶液接觸的條件并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，表面具有凹凸的鎂合金與雙稀土鹽溶液接觸是在40?55攝氏度下進(jìn)行8?12分鐘，例如可以在42攝氏度下進(jìn)行10分鐘。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，雙稀土鹽溶液的具體類型并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，雙稀土鹽溶液可以由兩種稀土硝酸鹽溶液混合而成的，其中，稀土硝酸鹽溶液可以為硝酸鈰溶液、硝酸鑭溶液或硝酸鐠溶液。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，使用雙稀土鹽溶液可以獲得更厚、更均勻的轉(zhuǎn)化膜，且膜中具有較多的稀土，從而可以顯著提高膜和基體的結(jié)合力，而相對于使用單稀土鹽溶液，雖然可以通過提高單稀土鹽溶液濃度來提高轉(zhuǎn)化膜的厚度，但是所得到的轉(zhuǎn)化膜易產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致膜與基體間的結(jié)合力降低。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，稀土硝酸鹽溶液濃度并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，稀土硝酸鹽的濃度可以為0.003?0.007mol/L，例如可以為0.005mol/L。發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雙稀土鹽溶液濃度過高過低都會使得反應(yīng)不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致在鎂合金表面形成高低不平的轉(zhuǎn)化膜，從而降低后續(xù)鎂合金與樹脂之間的結(jié)合力。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在將得到的表面具有凹凸的鎂合金與雙稀土鹽溶液接觸之前，可以預(yù)先將雙氧水與稀土鹽溶液進(jìn)行混合，由此雙氧水作為成膜促進(jìn)劑可以顯著提高成膜速率。
[0020]S300:將表面具有轉(zhuǎn)化膜的鎂合金注塑熱塑性樹脂
[0021]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將上述得到的表面具有轉(zhuǎn)化膜的鎂合金注塑熱塑性樹脂，從而可以得到鎂合金-樹脂復(fù)合物。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，熱塑性樹脂的具體類型并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，熱塑性樹脂可以為聚苯硫醚樹脂或聚碳酸脂。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，注塑熱塑性樹脂的條件并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，注塑可以在模具溫度為140?150攝氏度，保壓為70?90KPa，射壓為110?130KPa條件下進(jìn)行，例如可以在模具溫度為140攝氏度，保壓為80KPa，射壓為130KPa條件下進(jìn)行。發(fā)明人通過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用本發(fā)明的注塑條件得到的鎂合金-樹脂復(fù)合物的鎂合金與樹脂間的結(jié)合力最佳。
[0022]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備鎂合金-樹脂復(fù)合物的方法通過使用雙稀土鹽溶液與鎂合金反應(yīng)，在鎂合金表面形成稀土鹽的轉(zhuǎn)化膜，而相對于使用單稀土鹽溶液，該轉(zhuǎn)化膜更厚、更均勻，并且膜中具有較多的稀土，從而顯著提高膜和基體的結(jié)合力，然后將得到的鎂合金注塑熱塑性樹脂，使得樹脂注入鎂合金表面的微米級的凹凸以達(dá)到結(jié)合的效果，從而得到結(jié)合力優(yōu)異的鎂合金-樹脂復(fù)合物，同時，該方法可以根據(jù)需要控制反應(yīng)速度，形成外層疏松和內(nèi)層致密的轉(zhuǎn)化膜，并且環(huán)境友好無污染。
[0023]參考圖2，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備鎂合金-樹脂復(fù)合物的方法可以進(jìn)一步