鋁合金與樹脂的復(fù)合物及其制造方法技術(shù)

提供一種鋁合金與樹脂的復(fù)合物及其制造方法。準(zhǔn)備具有三重凹凸表面形狀的鋁合金材料：在電子顯微鏡千倍觀察下確認(rèn)到10μm～100μm周期的明確粗糙面，在電子顯微鏡1萬倍觀察下確認(rèn)到1μm～5μm周期的由晶粒邊界形成的凹凸面，在電子顯微鏡10萬倍觀察下確認(rèn)到由具有30nm～100nm外徑的凹部或開口部的孔結(jié)構(gòu)來覆蓋整個(gè)面的超微細(xì)形狀。通過注射成形，將所述鋁合金材料與樹脂組合物直接地接合一體化，所述樹脂組合物中，樹脂成分中的占70％以上的主成分為聚苯硫醚樹脂，30％以下的次成分為改性聚烯烴樹脂，且包含具有使所述兩種樹脂相容化之功能的少量第三成分樹脂等。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
鋁合金與樹脂的復(fù)合物及其制造方法
本專利技術(shù)涉及一種通過鋁合金與聚苯硫醚(polyphenylenesulfide，以下稱為“PPS”)系樹脂組合物的注射接合而形成的復(fù)合物及其制造方法。尤其涉及具有適合于在汽車等移動機(jī)械、戶外設(shè)備、戶外使用機(jī)械等中使用的特性的鋁合金與樹脂的復(fù)合物及其制造方法。
技術(shù)介紹
不僅在汽車、家用電器、工業(yè)機(jī)器等零件制造業(yè)等中，而且在廣泛的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中要求將金屬彼此、或者金屬與合成樹脂牢固接合的技術(shù)，因此開發(fā)出大量的粘著劑。如上所述的接合技術(shù)是在所有制造業(yè)中成為基礎(chǔ)的技術(shù)。關(guān)于不使用粘著劑的接合方法，以前也進(jìn)行研究且提出了多種方法。其中，對制造業(yè)帶來大影響的是本專利技術(shù)人等所開發(fā)且命名的“NMT(NanoMoldingTechnology(納米成形技術(shù))的簡稱)”。所謂NMT，是鋁合金與樹脂組合物的接合技術(shù)，是對預(yù)先插入至注射成形模具內(nèi)的鋁合金，注射熔融的工程樹脂而將樹脂部分成形，同時(shí)，將其成形品與鋁合金接合的方法(以下，簡稱為“注射接合”)。專利文獻(xiàn)1中公開了一種對已實(shí)施特定的表面處理的鋁合金，注射接合PPS系樹脂組合物的技術(shù)(NMT)。專利文獻(xiàn)2中公開了將NMT中的鋁合金的表面處理法加以改良來提高注射接合力的注射接合技術(shù)(本專利技術(shù)等所命名的“NMT2”)。NMT及NMT2中，采用使胺系分子化學(xué)吸附于鋁合金的表面的方法來作為鋁合金的表面處理的方法。鋁合金以外的金屬材料多為胺系分子難以化學(xué)吸附的材料。但是另一方面，NMT所使用的適合于注射接合用途的樹脂組合物的研究開發(fā)推進(jìn)，若使用這些樹脂組合物，則判明，即便胺系分子吸附物不介隔存在，也可僅通過對各種金屬材料分別施加適當(dāng)?shù)奈⒓?xì)凹凸面化操作，而進(jìn)行與各種金屬材料的注射接合。即，提出了即便是胺系分子吸附物不存在的表面處理物，也能夠使各種金屬材料與樹脂組合物注射接合的技術(shù)(新NMT)。即，新NMT能夠適用于包含鋁合金的所有金屬材料(關(guān)于Al合金，參照專利文獻(xiàn)3的記載)。以下，對本專利技術(shù)中所謂的NMT、NMT2、新NMT進(jìn)行更詳細(xì)的說明。(NMT)使用鋁合金的注射接合技術(shù)即NMT規(guī)定以下的4個(gè)或5個(gè)條件來作為其成立的必要條件。首先，關(guān)于鋁合金方面，以下(1)及(2)為必要條件。此外，將以滿足所述2點(diǎn)的方式對鋁合金表面進(jìn)行化學(xué)處理的情況稱為“NMT處理”。(1)由20nm～50nm直徑的超微細(xì)凹部來覆蓋整個(gè)表面。(2)在所述表面層上化學(xué)吸附水溶性胺系化合物。繼而，關(guān)于注射的樹脂組合物方面，以下的2點(diǎn)或3點(diǎn)為必要條件。(3)樹脂組合物使用以高結(jié)晶性的熱塑性樹脂為主成分的樹脂組合物。(4)高結(jié)晶性的熱塑性樹脂在高溫下與胺系分子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。(5)樹脂組合物包含可與主成分樹脂相容的樹脂，或者即便是與主成分樹脂不相容的樹脂，也可通過添加第三成分樹脂而可與主成分樹脂相容的樹脂，來作為次成分樹脂。所述(1)～(4)為必需的必要條件，若添加所述(5)的條件，則注射接合力更增強(qiáng)。滿足所述(1)～(4)的條件且選擇水合肼來作為所述(2)的胺系化合物的技術(shù)是NMT及接下來的NMT2。(NMT2)NMT最初是關(guān)于聚對苯二甲酸丁二酯樹脂(polybuthyleneterephthalate，PBT)而發(fā)現(xiàn)的，繼而確認(rèn)PPS也能夠使用(專利文獻(xiàn)1)，繼而確認(rèn)聚酰胺樹脂等也可使用。然后，關(guān)于鋁合金的表面處理法，發(fā)現(xiàn)通過使水合肼的化學(xué)吸附量適當(dāng)化而提高注射接合力的方法(專利文獻(xiàn)2)，本專利技術(shù)人等將其命名為“NMT2”。(新NMT)發(fā)現(xiàn)NMT后，本專利技術(shù)人等開發(fā)出即便不進(jìn)行利用胺系分子的表面處理，也能夠使各種金屬材料與樹脂組合物注射接合的新NMT。規(guī)定以下的5個(gè)條件來作為其成立的必要條件。首先，關(guān)于金屬材料方面，以下的3個(gè)條件為必要條件。本專利技術(shù)中，將以滿足所述3個(gè)條件的方式對金屬材料表面進(jìn)行化學(xué)處理的情況稱為“新NMT處理”。(1)以0.8μm～10μm周期的粗糙面來覆蓋整個(gè)表面。(2)在所述粗糙面上存在10nm～300nm周期的超微細(xì)凹凸面。(3)整個(gè)表面由金屬氧化物、金屬磷酸化物或陶瓷質(zhì)的硬質(zhì)薄膜所覆蓋。繼而，關(guān)于注射的樹脂組合物側(cè)，以下的2個(gè)條件為必要條件。(4)使用以高結(jié)晶性的熱塑性樹脂為主成分的樹脂組合物。(5)樹脂組合物包含可與主成分樹脂相容的樹脂，或者即便是與主成分樹脂不相容的樹脂，也可通過添加第三成分樹脂而與主成分樹脂相容的樹脂，來作為次成分樹脂。當(dāng)然，根據(jù)金屬的種類、合金的種類，其表面的具體處理法，即它們的所述“新NMT處理”方法不同。若將所述“新NMT”的5個(gè)條件與所述的“NMT”的5個(gè)條件進(jìn)行比較，則關(guān)于注射樹脂，大致相同，另一方面，關(guān)于金屬材料的表面處理的方法，則大為不同。對于所述方面，將使用鋁合金的NMT與新NMT進(jìn)行比較，并且以下對其進(jìn)行說明。(NMT與新NMT的比較)NMT中，依據(jù)所述條件(2)而推論出，于在鋁合金表面的超微細(xì)凹部中化學(xué)吸附胺系分子的狀態(tài)下，通過在高溫下容易與所述胺系分子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的注射樹脂侵入所述超微細(xì)凹部中，能夠制成具有接合力的注射接合物。進(jìn)而，若注射樹脂為滿足所述條件(5)的樹脂組合物，則驟冷時(shí)的結(jié)晶化速度得到抑制，對鋁合金表面的超微細(xì)凹部中的樹脂侵入變得更容易，借此，注射接合物的接合力進(jìn)一步提高。與此相對，使用鋁材料的新NMT(專利文獻(xiàn)3)中，作為鋁合金側(cè)的表面形狀，僅示出所述條件(1)及所述條件(2)的雙重凹凸面形狀，胺系分子的化學(xué)吸附的條件消失。因此，與NMT相比較，無法避免由于不存在胺系分子的化學(xué)吸附，故而注射接合物的接合力下降的情況。[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)1]WO2004/041532號[專利文獻(xiàn)2]WO2012/070654號[專利文獻(xiàn)3]日本專利特開2010-64496號公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]WO2008/081933號[專利文獻(xiàn)5]WO2008/078714號
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[專利技術(shù)所要解決的問題]如上所述，在注射接合物的接合力的方面，認(rèn)為NMT、NMT2較新NMT而言更優(yōu)異。然而，在實(shí)際的生產(chǎn)現(xiàn)場中，產(chǎn)生如以下所述的問題，因此本專利技術(shù)人等意識到了使新NMT的成果進(jìn)一步發(fā)展的必要性。(問題點(diǎn)：隨著保管天數(shù)的接合力的下降)在通過利用NMT、NMT2的鋁合金與樹脂組合物的注射接合來制造復(fù)合物的工序中，進(jìn)行鋁合金的表面處理工序后，存在產(chǎn)生至進(jìn)行注射接合工序?yàn)橹沟娜掌诩皶r(shí)間的情況。例如是在進(jìn)行表面處理的化成處理工廠與進(jìn)行注射接合的注射成形工廠之間存在距離，且耗費(fèi)輸送時(shí)間之時(shí)。另外，與表面處理工序相比，由于進(jìn)行準(zhǔn)備等，注射接合工序耗費(fèi)時(shí)間也成為原因。將完成表面處理工序的鋁合金進(jìn)行輸送，在進(jìn)行注射接合工序之前，數(shù)天至1周～2周、更長的情況下，可能有產(chǎn)生1個(gè)月的時(shí)間間隔(以下稱為“保管天數(shù)”)的情況。若已進(jìn)行表面處理工序的鋁合金的保管天數(shù)延長，則當(dāng)然，所吸附的胺系分子緩緩脫離而注射接合力下降。在所述方面，不使用胺系分子吸附物的新NMT中認(rèn)為，若將表面處理物在干燥空氣下保管，則即便隨著日期及時(shí)間經(jīng)過而進(jìn)行注射接合，經(jīng)時(shí)性的接合力的減少也在理論上不存在。新NMT中，若保管天數(shù)無制約，則在工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)場，可稱為較NMT、NMT2而言更優(yōu)選的處理方法。為了驗(yàn)證所述問題點(diǎn)，而進(jìn)行如以下所述的耐濕熱性測定試驗(yàn)。將經(jīng)NMT2處理的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種鋁合金與樹脂的復(fù)合物，其是鋁合金與樹脂組合物直接地接合一體化而成；所述鋁合金具有三重凹凸表面形狀：在電子顯微鏡千倍觀察下確認(rèn)到10μm～100μm周期的明確的粗糙面，在電子顯微鏡1萬倍觀察下確認(rèn)到1μm～5μm周期的由晶粒邊界引起的凹凸面，且在電子顯微鏡10萬倍觀察下確認(rèn)到30nm～100nm周期的超微細(xì)凹凸面；所述樹脂組合物包括全樹脂成分及填料成分，所述全樹脂成分包括樹脂成分中的占70重量％以上的主成分為聚苯硫醚樹脂、30重量％以下的次成分為改性聚烯烴樹脂、且還包括具有使所述聚苯硫醚樹脂及所述改性聚烯烴樹脂相容化的功能的第三成分樹脂，所述填料成分為相當(dāng)于整體的15重量％～30重量％的強(qiáng)化纖維；并且所述鋁合金與樹脂的復(fù)合物的特征在于，所獲得的所述鋁合金與所述樹脂組合物的樹脂成形物的一體化物之間的接合力以剪切接合強(qiáng)度及拉伸接合強(qiáng)度的兩者計(jì)為30?MPa以上的高接合力。

【技術(shù)特征摘要】
2018.04.20 JP 2018-0817091.一種鋁合金與樹脂的復(fù)合物，其是鋁合金與樹脂組合物直接地接合一體化而成；所述鋁合金具有三重凹凸表面形狀：在電子顯微鏡千倍觀察下確認(rèn)到10μm～100μm周期的明確的粗糙面，在電子顯微鏡1萬倍觀察下確認(rèn)到1μm～5μm周期的由晶粒邊界引起的凹凸面，且在電子顯微鏡10萬倍觀察下確認(rèn)到30nm～100nm周期的超微細(xì)凹凸面；所述樹脂組合物包括全樹脂成分及填料成分，所述全樹脂成分包括樹脂成分中的占70重量％以上的主成分為聚苯硫醚樹脂、30重量％以下的次成分為改性聚烯烴樹脂、且還包括具有使所述聚苯硫醚樹脂及所述改性聚烯烴樹脂相容化的功能的第三成分樹脂，所述填料成分為相當(dāng)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：安藤直樹，山口嘉寛，
申請(專利權(quán))人：大成普拉斯株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：日本,JP