電子殼類產(chǎn)品鋁合金TPU注塑二次結合技術的研發(fā)

1、企業(yè)研究開發(fā)項目立項書項目名稱： 電子殼類產(chǎn)品鋁合金TPU注塑二次結合技術的研發(fā) 項目負責人： 公司名稱： 科技股份有限公司 申請日期： 2015年3月7日 一、立項依據(jù) 國內(nèi)外現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢近年來，電子信息技術的不斷的快速發(fā)展。隨著網(wǎng)絡技術的不斷進步，促進電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代，電子產(chǎn)品在外觀、性能和使用方式等方面有翻天覆地的變化，也直接影響和改變了人們的生活和工作方式，促進智能化和電子化的生活和工作方式的發(fā)展和進步，電子產(chǎn)品的不斷進步直接體現(xiàn)在通訊和其他娛樂的電子產(chǎn)品上面。隨著網(wǎng)絡信息傳輸技術的快速發(fā)展，無線網(wǎng)絡技術的不斷進步，人們的生活和休閑方式不斷的改變，如聽歌、游戲、電子書，進行打

2、發(fā)時間和學習等，如：MP3、MP4、手機等。鋁或鋁合金作為3C產(chǎn)品的外殼或零組件，其與其它材料連接的方法有焊接、機械連接及粘接。其中焊接是鋁或鋁合金最主要的連接方法。但當鋁或鋁合金與塑件連接時，就需要用到粘接的方法。所述粘接方法，是指利用膠粘劑作為中間的界面材料，將鋁或鋁合金與塑件結合于一體的方法。粘接方法雖然可以實現(xiàn)鋁或鋁合金與塑件間的連接，但其存在以下缺點：1、粘結強度不夠高，其結合力一般僅達0.5MPa；2、難以自動化，受操作者熟練程度影響；3、工作溫度受膠粘劑性能影響，一般只能在-50-100的溫度范圍內(nèi)正常工作；4、在環(huán)境光、熱、濕氣等因素下，膠粘劑會產(chǎn)生老化斷裂等現(xiàn)象；5、大部分膠

3、粘劑有毒，操作過程中會散發(fā)有刺激性的氣體，危害人體健康。目前，人們通過研究發(fā)現(xiàn)，將鋁或鋁合金經(jīng)過某些特殊的表面蝕孔處理后可直接與注塑塑料相結合，且二者之間的結合力較強。該特殊的表面蝕孔處理包括：水溶液浸漬，如將鋁或鋁合金浸漬于水溶性的胺類化合物的稀溶液中，利用水溶液的弱堿性使鋁或鋁合金表面微細地浸蝕，在浸漬的同時發(fā)生胺類化合物分子向鋁或鋁合金表面的吸附；以及陽極氧化處理，使鋁或鋁合金表面形成多孔的氧化鋁膜。然而，經(jīng)上述成孔處理后的鋁或鋁合金僅能與單一種類的樹脂具有較強的結合力，且需要對與其相結合的塑料進行特殊的改性處理，因而限制了上述方法的應用?；陔娮有畔a(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展擴大，產(chǎn)品結構的不斷推

4、陳出新，并且產(chǎn)品種類的多樣化發(fā)展，外殼結構越多采用多種材料組合形成，可以了解，上述的加工方式，已經(jīng)無法滿足使用的需要，可以預見未來必將出現(xiàn)適合多樣化的生產(chǎn)加工當時和與之相適應的鋁合金和塑膠產(chǎn)品進行多樣化的生產(chǎn)加工方式。 項目研究開發(fā)目的和意義本項目是基于目前對鋁合金和注塑塑料相結合的時候結合力低，目前采用的浸蝕的方式只適合部分塑膠產(chǎn)品和鋁合金的結合等方面的不足，并且從此基礎上進行一項針對能夠滿足鋁合金和注塑塑料產(chǎn)品進行結合的產(chǎn)品和方法，滿足電子產(chǎn)品生產(chǎn)制造的需要，適應市場的快速發(fā)展需要。本項目研發(fā)的是一種電子殼類產(chǎn)品鋁合金TPU注塑二次結合技術，通過本項目的研發(fā)提升電子產(chǎn)品外殼的鋁合金和注塑塑

5、料進行粘合組合穩(wěn)固性，解決一直以來采用銹蝕鋁合金的方式進行結合智能滿足部分樹脂注塑塑料的需要，應用單一，大幅度的限制了行業(yè)的發(fā)展的問題。本項目是市場發(fā)展的必然趨勢，代表市場的進步，對市場和行業(yè)的發(fā)展有積極的促進意義，也解決了行業(yè)目前遇到的技術瓶頸問題，提升行業(yè)競爭力有重要的意義。 項目達到的技術水平及市場前景本項目研發(fā)的電子殼類產(chǎn)品鋁合金TPU注塑二次結合技術，采用環(huán)己酮作為溶液，加入可溶于環(huán)己酮的精工光油制成蝕刻液，精工光油為弱堿性，對鋁合金有蝕刻作用，在蝕刻過程，氮元素附著在鋁合金表面，氮元素為惰性元素，則可保持細紋和 細孔的寬度和深度，避免蝕刻的細紋和細孔恢復原狀或者變小，便于與TPU注

6、塑結合；并且精工光油可承受水洗，因此可存儲，不會出現(xiàn)一段時間細紋和細孔密合的現(xiàn)象。本項目研發(fā)成果經(jīng)過多方面的實際使用驗證，相關的工藝和配方是確實能夠實現(xiàn)，不需要特殊的環(huán)境和沒有特別的要求，相關的加工工藝已經(jīng)形成固化，可以進行推廣和復制。本項目的產(chǎn)品叫傳統(tǒng)產(chǎn)品由明顯的提升，符合市場發(fā)展的趨勢和需求。綜上所述，本項目研究以及該成果市場應用前景廣闊。二、研究開發(fā)內(nèi)容和目標本項目研發(fā)的是一種電子殼類產(chǎn)品鋁合金TPU注塑二次組合技術，通過對鋁合金表面進行除油、除塵和粗蝕刻處理；并將制得的該鋁合金浸沒于蝕刻液中進行細蝕刻，制得表面具有細紋或細孔的鋁合金，并且制得的細紋或細孔上覆蓋有一層蝕刻液溶劑的涂層；將

7、蝕刻后的鋁合金進行水洗；水洗后進行干燥，再將鋁合金和塑料注塑一體成型，得到復合體。通過添加惰性元素氮氣，保持了細紋和細孔的寬度和深度，避免蝕刻的細紋和細孔恢復原狀或者變小，便于與TPU注塑結合；并且精工光油可承受水洗，因此可存儲，不會出現(xiàn)一段時間細紋和細孔密合的現(xiàn)象。 技術創(chuàng)新點（國家有關部門、全國（世界）性行業(yè)協(xié)會等具備相應資質(zhì)的機構若頒布相關技術參數(shù)或標準，應提供。）1、采用環(huán)己酮作為溶液，加入可溶于環(huán)己酮的精工光油制成蝕刻液，精工光油為弱堿性，對鋁合金有蝕刻作用，有利于提升結合強度；2、在精光油中添加惰性元素氮氣，通過弱堿性引起鋁合金表面上出現(xiàn)超細蝕刻和化學性吸收，形成一層精工光油涂層，

8、從而氮元素吸附在鋁合金表面使細紋和細孔維持穩(wěn)定；3、鋁合金和塑料注塑采用一體復合成型方式制成，獲得兩種的復合體，結合強度高。 主要技術指標或經(jīng)濟指標1、蝕刻液：環(huán)己酮和含氮元素的精工光油按重量配比1：0.8的混合溶液；2、精工光油為1300系列；3、蝕刻時間：50 秒；4、精工光油涂層厚度：0.05±0.01mm；5、水洗溶液：白電油；6、細紋寬度或細孔直徑：20-40nm；7、鋁合金的變形量（彎曲直徑）1mm。三、研究開發(fā)方法及技術路線（一）研究開發(fā)方法：本項目是研究一種電子殼類產(chǎn)品鋁合金TPU注塑二次結合技術，實現(xiàn)鋁合金和注塑成型的組合件強度得到提升，適應市場對該類產(chǎn)品的需求。項

9、目實施方法：1、進行市場調(diào)查，確定研究開發(fā)的方向，并且對方案進行研討，確認方案的可行性。并且以此為根據(jù)確定模具應該滿足的參數(shù)、性能、等設計的總體方案。2、在確認方案后，成立專門的項目小組，進行研發(fā)前期的共組工作準備，包括相關材料的確定和采購。3、進行項目的研發(fā)和過程的不斷測試和檢驗。4、生產(chǎn)樣品并且對樣品進行有關性能和特性的測試，保證符合設計要求；5、對不足的地方進行改善，然后按照計劃進行批量生產(chǎn)，并且進行項目研究總結。（二）、實施路線：該項目研發(fā)包含的制作方法，主要包括以下步驟 ：1、對鋁合金表面進行除油和除塵處理 ；2、將1制得的鋁合金放入蝕刻液中進行蝕刻，制得表面具有細紋或細孔的鋁合金，

10、3、將經(jīng)步驟 2蝕刻后的鋁合金進行水洗，將蝕刻液沖洗干凈 ；4、將水洗后的鋁合金放入烘箱進行干燥 ；5、鋁合金和塑料注塑一體成型，得到塑料包裹在鋁合金外表面的復合體。上述步驟 2蝕刻液為環(huán)己酮和含氮元素的精工光油的混合溶液；環(huán)己酮作為溶液，加入可溶于環(huán)己酮的精工光油制成蝕刻液，精工光油為弱堿性，對鋁合金有蝕刻作用。精工光油的成分包含：環(huán)氧系樹脂、脲醛樹脂、乙二醇單（一）丁基醚、二甲苯和異丁醇，脲醛樹脂中含有氮元素，氮元素為惰性元素，精工光油的弱堿性會引起鋁合金表面上出現(xiàn)超細蝕刻和化學性吸收，化學吸收形成一層精工光油涂層，精工光油中含有氮元素，氮元素吸附在鋁合金表面使細紋和細孔維持穩(wěn)定。細蝕刻后

11、用電子顯微鏡觀察鋁合金表面，可看到鋸齒狀的表面，以及在表面的氮原子。通常蝕刻液蝕刻鋁合金后，需要對鋁合金表面進行沖洗，鋁合金表面的蝕刻液沖洗干凈后，鋁合金會因為自身張力膨脹復原，蝕刻的細紋和細孔恢復原狀或者變小，因此需要延長蝕刻時間，將蝕刻細紋或細孔蝕刻得更大一點，如此便增加了時間成本；而本項目在蝕刻過程，氮原子附著在鋁合金表面，氮元素為惰性元素，則可保持細紋和細孔的寬度和深度，避免蝕刻的細紋和細孔恢復原狀或者變小，便于與TP注塑結合。環(huán)己酮和精工光油的重量配比為1：0.8；在此比重下，蝕刻時間為50秒，便可得到厚度為涂層厚度為 0.05±0.01mm 精工光油涂層，細紋寬度或細孔直徑為20-40nm；精工光油選用1300系列。將注塑后的復合體切開，并用電子顯微鏡觀察其剖面，可以看到在鋁合金表面上塑料熔體會進入到細紋和細孔的凹陷處的底部，鋁合金的變形量（彎曲直徑）為1mm 或更小。還可以看到樹脂和合金之間分界線上有100nm或更小的鋸齒邊，塑料也進入到這些鋸齒凹陷的底部，增強了粘接強度。四、現(xiàn)有研究開發(fā)基礎公司介紹（公司信息、規(guī)模、主營產(chǎn)品，公司運營情況、研發(fā)管理部門建設，