TW201429705A - 不鏽鋼樹脂組合物及其製備方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種不銹鋼樹脂組合物的及其製備方法。該不銹鋼樹脂組合物的製備方法包含以下步驟：S1，在經過前處理的不銹鋼基材的表面熱噴塗鋁粉，冷卻，得到附著有鋁的不銹鋼；S2，將步驟S1中得到的該附著有鋁的不銹鋼浸泡在pH≧10的鹼性溶液中，去除該附著的鋁，得到表面形成有侵蝕孔的不銹鋼基材；和S3，將樹脂組合物射出成型在步驟S2中得到的該表面有侵蝕孔的不銹鋼基材的表面，成型後得到該不銹鋼樹脂組合物。該製備方法提高了樹脂和不銹鋼的結合力，對合成樹脂也沒有特別要求，適用範圍更廣，可以只在需射出成型區熱噴塗鋁粉，不會對不銹鋼產品非注塑區域造成影響，不會影響外觀，且對環境無污染，製程簡單，更適合大規模生產。

Description

不鏽鋼樹脂組合物及其製備方法

本發明涉及一種不銹鋼樹脂組合物及其製備方法，更具體來說，尤其涉及一種結合力更強的、不銹鋼與熱塑性樹脂一體化而形成的不銹鋼樹脂複合體以及該不銹鋼樹脂複合體的製備方法。

在汽車、家用電器製品、工業機器等的零件製造領域中，要求金屬與樹脂的一體成型技術，目前業界採用粘合劑在常溫或加熱下將金屬與合成樹脂一體化的結合。採用上述方法雖然可製備出金屬與塑膠一體成型的組合物，但按照這些方法得到的組合物金屬與塑膠之間結合力較差，且膠粘劑耐酸耐鹼性能差，組合物無法進行後續的陽極氧化等表面處理，同時膠粘劑有一定的厚度，對於複雜形狀區域不適用，無法實現不銹鋼與樹脂的無縫結合，因而，一直以來，人們一直在研究是否有更合理的將高強度的工程樹脂與金屬一體化的方法。
本領域的技術人員通過研究提出了奈米加工處理技術，奈米加工處理技術（NMT）就是金屬與塑膠一體化結合技術，其通過將金屬表面奈米化處理，讓塑膠直接在金屬表面上射出成型，使金屬與塑膠可以一體化成型。對於金屬與塑膠的有效結合，奈米成型技術是一種最好的方式方法，並能取代目前常用的嵌入射出或鋅鋁、鎂鋁壓鑄件，可以提供一種具有價格競爭、高性能的金塑一體化產品。與膠合技術相比，NMT技術具有明顯的優勢，例如：減少產品的整體重量、強度優異、加工效率高等。NMT技術應用範圍涵蓋車輛、IT裝置及3C產品，可以讓產品朝更輕薄、更微型的方向發展。
現有公開的有通過酸性溶液化學腐蝕的方式，在不銹鋼表面腐蝕出超微細凹凸形狀，再通過射出成型將樹脂與金屬結合到一起，但此種腐蝕方式由於酸性腐蝕液對不銹鋼基材的腐蝕較嚴重，不銹鋼基體會腐蝕變薄，影響結構尺寸的穩定性，同時也會造成不銹鋼產品非射出成型區域的腐蝕，尤其是對外觀面的腐蝕，需要增加拋光或CNC對非腐蝕區域進行後續處理，製程複雜，從而限制了其使用範圍，且其製備的不銹鋼樹脂組合物的不銹鋼和樹脂的結合力也沒有達到理想效果。

為了解決現有技術製備不銹鋼樹脂組合物時易對不銹鋼基體造成影響，且不銹鋼與樹脂的結合力並不理想的技術問題，本發明提供了一種不銹鋼樹脂組合物以及其製備方法，該製備方法不會影響不銹鋼基體的結構尺寸，可不對非射出成型區域造成腐蝕，製程簡單易大規模生產，且無污染的。此外，該製備方法製備的不銹鋼樹脂組合物中，不銹鋼與樹脂的結合力強。
本發明的第一個目的是提供一種不銹鋼樹脂組合物的製備方法，該製備方法包含以下步驟：
S1，在經過前處理的不銹鋼基材的表面熱噴塗鋁粉，冷卻，得到附著有鋁的不銹鋼；
S2，將步驟S1中得到的附著有鋁的不銹鋼浸泡在pH≧10的鹼性溶液中，去除附著的鋁，得到表面形成有侵蝕孔的不銹鋼基材；和
S3，將樹脂組合物射出成型在步驟S2中得到的表面形成有侵蝕孔的不銹鋼基材的表面，成型後得到不銹鋼樹脂組合物。
本發明的第二個目的是提供一種不銹鋼樹脂組合物，採用上述方法製作而成。
在一些實施例中，該不銹鋼樹脂組合物包括：不銹鋼基材及樹脂層，所述不銹鋼基材的表面形成有侵蝕孔，形成所述樹脂層的樹脂組合物填充於所述侵蝕孔中。
本發明的發明人意外發現，通過本發明的製備方法，能夠在不銹鋼基材表面形成獨特的、不規則的侵蝕孔，其與樹脂本身具有很好的結合性，因此可以提高樹脂和不銹鋼的結合力。熱噴塗的高溫高速能夠使鋁顆粒（即鋁粉）侵蝕孔到不銹鋼表層的內部，從而佔據一定的空間，當附著有鋁的不銹鋼經過堿液浸泡後，鋁被除去，在不銹鋼表層留下大量不規則侵蝕孔。該侵蝕孔結構獨特，不僅與樹脂組合物結合強度更高，而且使得樹脂組合物的射出成型成型更容易。本發明的製備方法對合成樹脂也沒有特別要求，適用範圍更廣。同時，本發明的製備方法可以選擇性對不銹鋼表面進行熱噴塗，例如，可以只在需射出成型區熱噴塗鋁粉，而非射出成型區域通過簡單的模具遮蓋，由此不會對非射出成型區域造成腐蝕。且pH≧10的鹼性溶液不會對不銹鋼產品的非射出成型區域造成腐蝕，不會影響外觀，這是因為鹼性溶液對不銹鋼基體尺寸影響小，放熱小，對不銹鋼的外觀基本無影響。本發明的製備方法對環境無污染，製程簡單，更適合大規模生產。
通過本發明的製備方法製備的不銹鋼樹脂組合物中，不銹鋼基材與形成樹脂的樹脂組合物的結合力更強，不易脫落，因而可方便地用於各種工業用途。

無。

無。

為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
本發明提供了一種不銹鋼樹脂組合物的製備方法，包含以下步驟S1-S3。
本發明的製備方法的步驟S1包括：在經過前處理的不銹鋼基材的表面熱噴塗鋁粉，冷卻，得到附著有鋁的不銹鋼。可以對整個不銹鋼基材的表面，也可以對部分不銹鋼基材的表面噴塗鋁粉。
較佳，步驟S1包括在待與所述樹脂組合物結合的、經過前處理的不銹鋼基材的表面熱噴塗鋁粉，冷卻，得到部分表面附著有鋁的不銹鋼。較佳情況下，可以根據設計需要，對需結合樹脂層的面進行熱噴塗鋁粉。由此，該製備方法不會對非射出成型區域造成影響，無需拋光或CNC等後續處理。
在一些實施例中，一般先通過模具將不需結合樹脂層的面（即不用進行表面改性熱噴塗鋁粉的面）遮蓋。例如，在一個實施例中，將不銹鋼基材放入設計好的模具中，利用模具遮蔽非射出成型區域，再將模具放入熱噴塗裝置中，在沒有遮蔽的不銹鋼基材表面熱噴塗鋁粉。
其中，較佳，熱噴塗的送粉速率為30-100g/min，進一步較佳為60-80g/min；熱噴塗的噴塗源到不銹鋼基材表面的噴塗距離為300-420mm，進一步較佳為340-390mm；熱噴塗的溫度可以為2000-5000°C，進一步較佳為2600-3000°C。以上熱噴塗條件可以通過調節熱噴塗的煤油流量和氧氣流量來實現。通過設置以上熱噴塗條件，鋁顆粒能更多更好的侵蝕到不銹鋼表層內部，形成結構更優的不銹鋼表面，增強與樹脂的結合力。
本發明的熱噴塗沒有限制，較佳熱噴塗選自電弧噴塗、等離子噴塗和超音速火焰噴塗中的至少一種。所述熱噴塗裝置和操作技術為本領域技術人員公知。
較佳，附著的鋁的厚度為100-400微米，進一步較佳為150-200微米。使用以上所述的附著的鋁的厚度，不僅節約了原料和成本，也有利於後續的鹼蝕，對不銹鋼樹脂組合物的性能進行了進一步優化。
較佳，鋁粉的平均粒徑為30-50微米，鋁粉的純度大於99wt%。本發明對鋁粉沒有特別限制，例如，可以採用市售的鋁粉。
本發明的冷卻是指將表面噴塗有鋁粉的不銹鋼基材冷卻到常溫。一般經過熱噴塗後，可將該噴塗有鋁粉的不銹鋼基材從裝置中取出放置0.5-12h，使其冷卻。
步驟S1之後形成的附著鋁有附著在不銹鋼表面的，也有部分侵蝕到不銹鋼表層中的。
本發明的製備方法的步驟S2包括：將步驟S1中得到的附著有鋁的不銹鋼浸泡到pH≧10的鹼性溶液中，去除附著的鋁，得到表層有侵蝕孔的不銹鋼基材。進一步較佳，將步驟S1中得到的附著有鋁的不銹鋼浸泡到pH=12-14的鹼性溶液中。通過鹼液浸泡，除去鋁，在不銹鋼表層留下大量侵蝕孔洞。

較佳的鹼性溶液為選自可溶性碳酸鹽、可溶性鹼、可溶性磷酸鹽、可溶性硫酸鹽或可溶性硼酸鹽中的至少一種的水溶液，例如鹼性溶液可以為選自Na₂CO₃、NaHCO₃、NaOH、Na₂HPO₄、Na₃PO₄、Na₂SO₃、KOH、KHCO₃、K₂CO₃或K₃PO₄中的至少一種的水溶液。
較佳，鹼性溶液為選自品質濃度為5-20wt%的Na₂CO₃水溶液、品質濃度為5-20wt%NaHCO₃水溶液、品質濃度為5-20wt%NaOH水溶液、品質濃度為5-20wt%Na₂HPO₄水溶液、品質濃度為5-20wt%Na₃PO₄水溶液、品質濃度為5-20wt%KOH水溶液、品質濃度為5-20wt%KHCO₃水溶液、品質濃度為5-20wt%K₂CO₃水溶液、品質濃度為水溶液或品質濃度為5-20wt%K₃PO₄水溶液中的至少一種。

較佳情況下，鹼性溶液為選自品質濃度為5-20wt%的氫氧化鈉水溶液、品質濃度為5-20wt%的氫氧化鉀水溶液、品質濃度為5-20wt%的碳酸鈉水溶液或品質濃度為5-20wt%的磷酸鈉水溶液中的至少一種。
進一步較佳，鹼性溶液為選自品質濃度為5-15wt%的氫氧化鈉水溶液、品質濃度為5-15wt%的氫氧化鉀水溶液、品質濃度為5-15wt%的碳酸鈉水溶液或品質濃度為5-15wt%的磷酸鈉水溶液中的至少一種。
使用本發明所述的上述鹼性溶液，能夠更快更徹底地去除不銹鋼表面的鋁層及內部嵌入的鋁粉顆粒，且不會腐蝕不銹鋼基體，由此可以得到更好的侵蝕孔。該侵蝕孔結構優異，使樹脂層與不銹鋼基材的結合性能更佳，且使不銹鋼組合物具有更佳的抗拉伸強度和更好的一體化結合。
較佳，在步驟S2中，將步驟S1中得到的所述附著有鋁的不銹鋼浸泡在溫度為10~80°C、進一步較佳為30-70°C、更進一步較佳為40-60°C的pH≧10的鹼性溶液中10-120min、進一步較佳10-60min。即，將步驟S1中得到的所述附著有鋁的不銹鋼浸泡到pH≧10的鹼性溶液中的浸泡溫度為10-80°C，進一步較佳為30-70°C，更進一步較佳為40-60°C；浸泡時間為10-120min，進一步較佳為10-60min。

該浸泡可以是一次浸泡，也可以是反復多次浸泡。每次浸泡後可用去離子水洗滌。反復多次浸泡的次數可以為2-5次。
形成的侵蝕孔一般為不規則侵蝕孔。結構獨特，與樹脂的結合力強。
本發明的製備方法的步驟S3包括：將樹脂組合物射出成型在步驟S2所得的表面有侵蝕孔的不銹鋼基材表面，成型後得到不銹鋼樹脂組合物。具體地，將乾燥後的、表面有侵蝕孔的不銹鋼基材轉入模具中，與樹脂組合物進行一體化處理（例如，射出成型），成型後可得到本發明提供的不銹鋼組合物。
在本發明中，能夠使金屬塑膠一體化的成型方式均可用於本發明。射出成型的條件可以包括：噴嘴溫度200-350°C，模具溫度50-200°C。一般注入的樹脂組合物的量為0.1-1000g，製備的組合物表面具有0.1-10mm厚的樹脂層。
前處理為本領域技術人員常用的、對不銹鋼表面進行的前處理工序，一般包括：進行機械打磨或研磨以去除表面明顯的異物，然後對金屬表面粘附的加工油等進行脫脂、清洗。較佳，前處理包括對不銹鋼基材表面進行打磨，例如可以為：先採用100-400目的砂紙或者將其放入拋光機內對不銹鋼基材表面打磨使產生微米級的小孔。然後依次進行除油、第一水洗、噴砂、第二水洗、乾燥等步驟。
在一些實施例中，可以用本領域技術人員常用的各種溶劑在超音波中清洗該不銹鋼，清洗時間0.5-2h，以去除不銹鋼表面的油污。所述溶劑可以為乙醇或丙酮。在本發明中，較佳用無水乙醇將不銹鋼除油後水洗擦拭乾淨後再進行噴砂，可以增加熱噴塗時鋁粉在不銹鋼表面的侵蝕深度，再用去離子水沖洗乾淨，最後於60-80°C下烘乾。
本發明中對需前處理的不銹鋼基材沒有特別限制，可以使用各種市售的不銹鋼基材；本發明中所述的不銹鋼基材可以具有本領域技術人員熟知的各種形狀、結構，本發明沒有特別限制。不銹鋼基材的各種形狀、結構，可通過本領域技術人員熟知的機械加工製程完成。
本發明對樹脂組合物沒有特別限制，可以採用本領域技術人員公知的、各種能與不銹鋼結合的樹脂組合物，較佳樹脂組合物為熱塑性樹脂。
較佳的熱塑性樹脂為含有主體樹脂和聚烯烴樹脂的共混物。較佳主體樹脂為非結晶性的主體樹脂。選用非結晶性的主體樹脂作為射出成型料，其表面光澤、韌性都由於現有技術中的高結晶性樹脂。同時配合使用熔點為65°C-105°C的聚烯烴樹脂，在成型時不需要在特定模溫下射出成型，成型製程簡化，同時能保證得到的金屬樹脂組合物具有更好的機械強度和表面處理特性，從而解決塑膠件的表面裝飾問題，滿足客戶的多樣化需求。通過在所採用的非結晶主體樹脂中，配合使用熔點為65°C-105°C的聚烯烴樹脂，能增加樹脂流入金屬表面奈米級微孔的能力，從而保證所形成的金屬與塑膠具有良好的附著力、機械強度。
較佳情況下，基於100重量份的熱塑性樹脂，其中主體樹脂的含量為70-95重量份，聚烯烴樹脂的含量為5-30重量份。
在一些實施例中，所述製備方法還包括向所述樹脂組合物中加入流動性改性劑。作為本發明的進一步改進，本發明的發明人還發現，在熱塑性樹脂中採用流動性改進劑，還能提高樹脂的流動能力，進一步提高金屬與樹脂的附著力和樹脂的射出成型性能。
較佳情況下，基於100重量份的熱塑性樹脂，所述熱塑性樹脂中還含有1-5重量份的流動性改進劑。較佳情況下，所述流動性改進劑為環狀聚酯。
如前所述，本發明中，所述主體樹脂為非結晶性樹脂。具體地，較佳，主體樹脂為聚苯醚（PPO）與聚苯硫醚（PPS）的混合物，較佳情況下，PPO與PPS的重量比為3：1-1：3，更較佳為2：1-1：1。
或者，較佳主體樹脂為聚苯醚（PPO）與聚醯胺（PA）的混合物，較佳情況下，PPO與PA的重量比為3：1-1：3，更較佳為2：1-1：1。
或者，較佳主體樹脂為聚碳酸酯（PC），其可以選自各種直鏈聚碳酸酯和/或直鏈聚碳酸酯，本發明沒有特殊規定。
本發明中，所採用的聚烯烴樹脂的熔點為65°C-105°C。較佳情況下，所述聚烯烴樹脂可以採用接枝聚乙烯。更較佳情況下，所述聚烯烴樹脂可以採用熔點為100°C或105°C的接枝聚乙烯。
本發明的樹脂組合物還可以含有其他改性添加劑等，本發明沒有特別限制。其他改性添加劑可根據需要設置，例如樹脂組合物中還可以含有填料。所述填料為本領域技術人員常用的各種填料，例如可以為各種纖維填料或粉末性填料。所述纖維填料可以為選自玻璃纖維、碳纖維和芳族聚醯胺纖維中的至少一種；所述粉末型填料可以為選自碳酸鈣、碳酸鎂、二氧化矽、重質硫酸鋇、滑石粉、玻璃和粘土中的至少一種。
在一個實施例中，基於100重量份的主體樹脂，纖維填料含量為50-150重量份，粉末型填料的含量為50-150重量份。由此塑膠組合物的橫向、縱向均具有與不銹鋼基材相近的線性膨脹係數，從而使本發明的製備方法效率更高，且通過本發明製備的不銹鋼樹脂組合物具有更好的品質。
根據本發明提供的不銹鋼樹脂組合物的製備方法，將主體樹脂、聚烯烴樹脂混合均勻，製備樹脂組合物。所述樹脂組合物的製備方法採用本領域技術人員常用物理共混的方法得到，即將主體樹脂、聚烯烴樹脂混合均勻，通過雙螺杆擠出機擠出造粒，待用。
根據本發明提供的不銹鋼組合物的製備方法，還可以包括往所述主體樹脂中加入填料、流動性改進劑，混合均勻，製得樹脂組合物。從而使得樹脂組合物的橫向、縱向均具有與不銹鋼基材相近的線性膨脹係數。
本發明的製備方法簡單，較現有的採用膠黏劑的製程，簡化了生產流程，縮短了生產時間，而且較現有的表面奈米孔射出成型（需採用射出成型熱壓再射出成型的兩步法）也大幅降低了製程複雜度。本發明的製備方法可以通過直接射出成型實現。同時，根據本發明的製備方法所製得的不銹鋼樹脂組合物中，樹脂層與不銹鋼基材之間結合力好，具該不銹鋼樹脂組合物具有較佳的拉伸剪切強度。
本發明同時提供了通過上述製備方法製備的不銹鋼樹脂組合物。所述不銹鋼樹脂組合物包括不銹鋼基材及樹脂層，所述不銹鋼基材的表層形成有侵蝕孔，形成所述樹脂層的樹脂組合物填充於所述侵蝕孔中。
樹脂組合物為本領域技術人員公知的、各種能與不銹鋼組合的樹脂組合物。
本發明製得的金屬樹脂組合物可直接使用，也可以根據需要進行一些後續後處理，例如CNC（數控機床加工）、噴塗等，沒有特別的限制。
下面通過具體實施例對本發明作進一步的詳述。
實施例1
實施例通過以下步驟製備不銹鋼樹脂組合物S1；
1、前處理：將1mm厚304不銹鋼板切成15mm*80mm的長方形片，放入拋光機內研磨，取出用無水乙醇洗淨，然後噴砂、用去離子水沖洗乾淨、在80°C下烘乾，得到經過前處理的不銹鋼片；
2、表面處理：將上述不銹鋼片放入模具中，利用模具遮蔽非射出成型區域，而不銹鋼片一端的15mm*5mm區域不遮蔽，將模具放入超音速噴塗機中，熱噴塗純度為99.5wt%、平均顆粒直徑為30微米的純鋁粉體，其中，熱噴塗的煤油流量為22L/h，氧氣流量為930L/min，送粉速率為75g/min，噴塗距離為370mm，噴塗的鋁粉厚度為100微米，得到樣品。將所得樣品取出，室溫下放置2小時。待樣品完全冷卻後，放入20wt%的氫氧化鈉溶液中，恒溫在30°C下浸泡1小時。待樣品表面的鋁層完全溶解，取出，水洗，在80°C下烘乾，得到烘乾的不銹鋼片；
3、成型：將烘乾後的不銹鋼片插入射出成型模具中，射出成型含有20wt%玻璃纖維的聚苯硫醚（PPS）樹脂組合物，脫模並冷卻後得到不銹鋼與樹脂組合物牢固結合在一起的不銹鋼樹脂組合物樣品S1。
實施例2
採用與實施例1相同的方法製備不銹鋼樹脂組合物樣品S2。不同的是步驟2表面處理：將上述不銹鋼片放入模具中，利用模具遮蔽非射出成型區域，而不銹鋼片一端的15mm*5mm區域不遮蔽，將模具放入超音速噴塗機中，熱噴塗純度為99.5wt%、平均顆粒直徑為50微米的純鋁粉體，其中，熱噴塗的煤油流量為22L/h，氧氣流量為930L/min，送粉速率為75g/min，噴塗距離為370mm，噴塗的鋁粉厚度為100微米，得到樣品。將所得樣品取出，室溫下放置2小時。待樣品完全冷卻後，放入20wt%的氫氧化鈉溶液中，恒溫在30°C下浸泡1小時。待樣品表面的鋁層完全溶解，取出，水洗，在80°C下烘乾。
實施例3
採用與實施例1相同的方法製備不銹鋼樹脂組合物樣品S3。不同的是步驟2表面處理：將上述不銹鋼片放入模具中，利用模具遮蔽非射出成型區域，而不銹鋼片一端的15mm*5mm區域不遮蔽，將模具放入超音速噴塗機中，熱噴塗純度為99.5wt%、平均顆粒直徑為30微米的純鋁粉體，其中，熱噴塗的煤油流量為22L/h，氧氣流量為930L/min，送粉速率為75g/min，噴塗距離為370mm，噴塗的鋁粉厚度為200微米，得到樣品。將所得樣品取出，室溫下放置2小時。待樣品完全冷卻後，放入20wt%的氫氧化鈉溶液中，恒溫在30°C下浸泡1小時。待樣品表面的鋁層完全溶解，取出，水洗，在80°C下烘乾。
實施例4
採用與實施例1相同的方法製備不銹鋼樹脂組合物樣品S4。不同的是步驟2表面處理：將上述不銹鋼片放入模具中，利用模具遮蔽非射出成型區域，而不銹鋼片一端的15mm*5mm區域不遮蔽，將模具放入超音速噴塗機中，熱噴塗純度為99.5wt%、平均顆粒直徑為30微米的純鋁粉體，其中，熱噴塗的煤油流量為22L/h，氧氣流量為930L/min，送粉速率為100g/min，噴塗距離為370mm，噴塗的鋁粉厚度為100微米，得到樣品。將所得樣品取出，室溫下放置2小時。待樣品完全冷卻後，放入20wt%的氫氧化鈉溶液中，恒溫在30°C下浸泡1小時。待樣品表面的鋁層完全溶解，取出，水洗，80°C下烘乾。

實施例5

採用與實施例1相同的方法製備不銹鋼樹脂組合物樣品S5。不同的是步驟2表面處理：將上述不銹鋼片放入模具中，利用模具遮蔽非射出成型區域，而不銹鋼片一端的15mm*5mm區域不遮蔽，將模具放入超音速噴塗機中，熱噴塗純度為99.5wt%、平均顆粒直徑為30微米的純鋁粉體，其中，熱噴塗的煤油流量為22L/h，氧氣流量為930L/min，送粉速率為75g/min，噴塗距離為320mm，噴塗的鋁粉厚度為100微米，得到樣品。將所得樣品取出，室溫下放置2小時。待樣品完全冷卻後，放入20wt%的氫氧化鈉溶液中，恒溫在30°C下浸泡1小時。待樣品表面的鋁層完全溶解，取出，水洗，在80°C下烘乾。

對比例6

1、前處理：將1mm厚304不銹鋼板切成15mm*80mm的長方形片，放入拋光機內研磨，用無水乙醇洗淨，然後噴砂、用去離子水沖洗乾淨、在80°C下烘乾，得到經過前處理的不銹鋼片；
2、表面處理：將上述不銹鋼片放入20wt%的氫氧化鈉溶液中，恒溫在30°C下浸泡1小時，取出，水洗，在80°C下烘乾；
3、成型：將烘乾後的不銹鋼片插入射出成型模具中，射出成型含有20wt%玻璃纖維的聚苯硫醚（PPS）樹脂組合物，脫模並冷卻後得到不銹鋼與樹脂組合物牢固結合在一起的不銹鋼樹脂組合物樣品DS1。

對比例2

1、前處理：將1mm厚304不銹鋼板切成15mm*80mm的長方形片，放入拋光機內研磨，用無水乙醇洗淨，然後噴砂、用去離子水沖洗乾淨、在80°C下烘乾，得到經過前處理的不銹鋼片；
2、表面處理：將上述不銹鋼片放入10wt%的硫酸溶液中，恒溫在70°C下浸泡1小時，取出，水洗，在80°C下烘乾；
3、成型：將烘乾後的不銹鋼片插入射出成型模具中，射出成型含有20wt%玻璃纖維的聚苯硫醚（PPS）樹脂組合物，脫模並冷卻後得到不銹鋼與樹脂組合物牢固結合在一起的不銹鋼樹脂組合物樣品DS2。

性能測試:

結合力
將實施例1-5及對比例1-2製備的不銹鋼樹脂組合物S1-S5和DS1、DS2固定於萬能材料試驗機進行產品拉伸測試，測量不銹鋼與樹脂組合物之間的結合力。測試結果中，剪切斷裂力可視為不銹鋼與樹脂之間的結合力的大小，測試結果如表1。
非射出成型區域表觀
將實施例1-5及對比例1製備的不銹鋼樹脂組合物S1-S5和DS1、DS2在標準光照D65條件下進行觀察，並取一片未處理不銹鋼板S0做對比，其中眼睛到樣品距離為30釐米。觀察樣品表面對比S0表面有無明顯變化，記錄出現的缺陷，測試結果如表1。

表1

從表1可以明顯看出，本發明製備的不銹鋼樹脂組合物的不銹鋼與樹脂之間的結合力強，且本發明的製備方法對合成樹脂沒有特別要求，適用範圍更廣。同時，本發明的製備方法可以選擇性對不銹鋼表面進行熱噴塗，可以只在需射出成型區熱噴塗鋁粉（例如通過簡單的模具遮蓋即可實現），不會對非射出成型區域造成腐蝕，不會影響外觀，且鹼性溶液對不銹鋼基材的尺寸影響也小，由此對不銹鋼的外觀基本無影響。此外，本發明的製備方法對環境無污染，製程簡單，更適合大規模生產。
本領域技術人員容易知道，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。本發明的保護範圍由申請專利範圍確定。

 

 

無。

Claims (1)

1. 一種不銹鋼樹脂組合物的製備方法，其特徵在於，包含以下步驟：

S1，在經過前處理的不銹鋼基材的表面熱噴塗鋁粉，冷卻，得到附著有鋁的不銹鋼；

S2，將步驟S1中得到的所述附著有鋁的不銹鋼浸泡在pH≧10的鹼性溶液中，去除所述附著的鋁，得到表面形成有侵蝕孔的不銹鋼基材；和

S3，將樹脂組合物射出成型在步驟S2中得到的所述表面形成有侵蝕孔的不銹鋼基材的表面，成型後得到所述不銹鋼樹脂組合物。

2. 如申請專利範圍第1項所述的製備方法，其特徵在於，所述步驟S1包括在待與樹脂結合的、所述經過前處理的不銹鋼基材的表面熱噴塗鋁粉，冷卻，得到部分表面附著有鋁的不銹鋼。

3. 如申請專利範圍第1項所述的製備方法，其特徵在於，所述熱噴塗的送粉速率為30-100g/min，所述熱噴塗的噴塗源到所述不銹鋼基材的表面的噴塗距離為300-420mm。

4. 如申請專利範圍第1項所述的製備方法，其特徵在於，所述熱噴塗為選自電弧噴塗、等離子噴塗和超音速火焰噴塗中的至少一種。

5. 如申請專利範圍第1項所述的製備方法，其特徵在於，所述附著的鋁的厚度為100-400微米。

6. 如申請專利範圍第1項所述的製備方法，其特徵在於，所述鋁粉的平均粒徑為30-50微米，所述鋁粉的純度大於99wt%。

7. 如申請專利範圍第1項所述的製備方法，其特徵在於，所述鹼性溶液為含有選自Na

2

CO

3

、NaHCO

3

、NaOH、Na

2

HPO

4

、Na

3

PO

4

、KOH、KHCO

3

、K

2

CO

3

、Na

2

SO

3

和K

3

PO

4

中至少一種的水溶液。

8. 如申請專利範圍第7項所述的製備方法，其特徵在於，所述鹼性溶液為選自品質濃度為5-20wt%的Na

2

CO

3

水溶液、品質濃度為5-20wt%NaHCO

3

水溶液、品質濃度為5-20wt%NaOH水溶液、品質濃度為5-20wt%Na

2

HPO

4

水溶液、品質濃度為5-20wt%Na

3

PO

4

水溶液、品質濃度為5-20wt%KOH水溶液、品質濃度為5-20wt%KHCO

3

水溶液、品質濃度為5-20wt%K

2

CO

3

水溶液、品質濃度為5-20wt%Na

2

SO

3

水溶液和品質濃度為5-20wt%K

3

PO

4

水溶液中的至少一種。

9. 如申請專利範圍第1項所述的製備方法，其特徵在於，在步驟S2中，將步驟S1中得到的所述附著有鋁的不銹鋼浸泡在溫度為10~80°C的pH≧10的鹼性溶液中10-120min。

10. 如申請專利範圍第1項所述的製備方法，其特徵在於，所述前處理包括對所述不銹鋼基材的表面進行打磨，然後依次進行除油、第一水洗、噴砂、第二水洗、以及在60-80°C下進行乾燥。

11. 如申請專利範圍第1項所述的製備方法，其特徵在於，所述樹脂組合物為熱塑性樹脂組合物。

12. 如申請專利範圍第11項所述的製備方法，其特徵在於，所述熱塑性樹脂為含有主體樹脂和聚烯烴樹脂的共混物。

13. 如申請專利範圍第12項所述的製備方法，其特徵在於，所述主體樹脂為聚苯醚與聚苯硫醚的混合物，所述聚烯烴樹脂的熔點為65°C-105°C。

14.如申請專利範圍第13項所述的製備方法，其特徵在於，所述主體樹脂中所述聚苯醚與所述聚苯硫醚的重量比為3：1-1：3。

15. 如申請專利範圍第12項所述的製備方法，其特徵在於，

所述主體樹脂為聚苯醚與聚醯胺的混合物，或者所述主體樹脂為聚碳酸酯，

所述聚烯烴樹脂的熔點為65°C-105°C。

16. 如申請專利範圍第15項所述的製備方法，其特徵在於，所述主體樹脂中所述聚苯醚與所述聚醯胺的重量比為3：1-1：3。

17. 如申請專利範圍第12項所述的製備方法，其特徵在於，基於100重量份的所述熱塑性樹脂，所述主體樹脂的含量為70-95重量份，所述聚烯烴樹脂的含量為5-30重量份。

18. 如申請專利範圍第12項所述的製備方法，其特徵在於，所述聚烯烴樹脂為接枝聚乙烯。

19. 如申請專利範圍第11項所述的製備方法，其特徵在於，基於100重量份的所述熱塑性樹脂，所述熱塑性樹脂中進一步含有1-5重量份的流動性改進劑，其中，所述流動性改進劑為環狀聚酯。

20. 如申請專利範圍第11項所述的製備方法，其特徵在於，所述樹脂組合物中進一步含有填料，所述填料包括纖維填料或無機粉末性填料，其中，所述纖維填料為選自玻璃纖維、碳纖維和聚醯胺纖維中的至少一種，所述無機粉末填料為選自二氧化矽、滑石粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鎂、玻璃和高嶺土中的至少一種。

21. 一種不銹鋼樹脂組合物，其是通過申請專利範圍第1項至第20項中任意一項所述的方法製備的。

22. 一種不銹鋼樹脂組合物，包括：不銹鋼基材及樹脂層，所述不銹鋼基材的表層形成有侵蝕孔，形成所述樹脂層的樹脂組合物填充於所述侵蝕孔中。