電子殼類產(chǎn)品鋁合金TPU注塑二次結(jié)合技術(shù)的研發(fā)

1、企業(yè)研究開發(fā)項(xiàng)目立項(xiàng)書項(xiàng)目名稱： 電子殼類產(chǎn)品鋁合金TPU注塑二次結(jié)合技術(shù)的研發(fā) 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人： 公司名稱： 科技股份有限公司 申請(qǐng)日期： 2015年3月7日 一、立項(xiàng)依據(jù) 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái)，電子信息技術(shù)的不斷的快速發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，促進(jìn)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(jìn)智能化和電子化的生活和工作方式的發(fā)展和進(jìn)步，電子產(chǎn)品的不斷進(jìn)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(luò)信息傳輸技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)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(jìn)行打

2、發(fā)時(shí)間和學(xué)習(xí)等，如：MP3、MP4、手機(jī)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(jī)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(dāng)鋁或鋁合金與塑件連接時(shí)，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(jié)合于一體的方法。粘接方法雖然可以實(shí)現(xiàn)鋁或鋁合金與塑件間的連接，但其存在以下缺點(diǎn)：1、粘結(jié)強(qiáng)度不夠高，其結(jié)合力一般僅達(dá)0.5MPa；2、難以自動(dòng)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(huì)產(chǎn)生老化斷裂等現(xiàn)象；5、大部分膠

3、粘劑有毒，操作過(guò)程中會(huì)散發(fā)有刺激性的氣體，危害人體健康。目前，人們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，將鋁或鋁合金經(jīng)過(guò)某些特殊的表面蝕孔處理后可直接與注塑塑料相結(jié)合，且二者之間的結(jié)合力較強(qiáng)。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(xì)地浸蝕，在浸漬的同時(shí)發(fā)生胺類化合物分子向鋁或鋁合金表面的吸附；以及陽(yáng)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(qiáng)的結(jié)合力，且需要對(duì)與其相結(jié)合的塑料進(jìn)行特殊的改性處理，因而限制了上述方法的應(yīng)用?；陔娮有畔a(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展擴(kuò)大，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(wú)法滿足使用的需要，可以預(yù)見未來(lái)必將出現(xiàn)適合多樣化的生產(chǎn)加工當(dāng)時(shí)和與之相適應(yīng)的鋁合金和塑膠產(chǎn)品進(jìn)行多樣化的生產(chǎn)加工方式。 項(xiàng)目研究開發(fā)目的和意義本項(xiàng)目是基于目前對(duì)鋁合金和注塑塑料相結(jié)合的時(shí)候結(jié)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(jié)合等方面的不足，并且從此基礎(chǔ)上進(jìn)行一項(xiàng)針對(duì)能夠滿足鋁合金和注塑塑料產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)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(yīng)市場(chǎng)的快速發(fā)展需要。本項(xiàng)目研發(fā)的是一種電子殼類產(chǎn)品鋁合金TPU注塑二次結(jié)合技術(shù)，通過(guò)本項(xiàng)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(jìn)行粘合組合穩(wěn)固性，解決一直以來(lái)采用銹蝕鋁合金的方式進(jìn)行結(jié)合智能滿足部分樹脂注塑塑料的需要，應(yīng)用單一，大幅度的限制了行業(yè)的發(fā)展的問(wèn)題。本項(xiàng)目是市場(chǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，代表市場(chǎng)的進(jìn)步，對(duì)市場(chǎng)和行業(yè)的發(fā)展有積極的促進(jìn)意義，也解決了行業(yè)目前遇到的技術(shù)瓶頸問(wèn)題，提升行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力有重要的意義。 項(xiàng)目達(dá)到的技術(shù)水平及市場(chǎng)前景本項(xiàng)目研發(fā)的電子殼類產(chǎn)品鋁合金TPU注塑二次結(jié)合技術(shù)，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(duì)鋁合金有蝕刻作用，在蝕刻過(guò)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(xì)紋和 細(xì)孔的寬度和深度，避免蝕刻的細(xì)紋和細(xì)孔恢復(fù)原狀或者變小，便于與TPU注

6、塑結(jié)合；并且精工光油可承受水洗，因此可存儲(chǔ)，不會(huì)出現(xiàn)一段時(shí)間細(xì)紋和細(xì)孔密合的現(xiàn)象。本項(xiàng)目研發(fā)成果經(jīng)過(guò)多方面的實(shí)際使用驗(yàn)證，相關(guān)的工藝和配方是確實(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)，不需要特殊的環(huán)境和沒有特別的要求，相關(guān)的加工工藝已經(jīng)形成固化，可以進(jìn)行推廣和復(fù)制。本項(xiàng)目的產(chǎn)品叫傳統(tǒng)產(chǎn)品由明顯的提升，符合市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)和需求。綜上所述，本項(xiàng)目研究以及該成果市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。二、研究開發(fā)內(nèi)容和目標(biāo)本項(xiàng)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(shù)，通過(guò)對(duì)鋁合金表面進(jìn)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(jìn)行細(xì)蝕刻，制得表面具有細(xì)紋或細(xì)孔的鋁合金，并且制得的細(xì)紋或細(xì)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(jìn)行水洗；水洗后進(jìn)行干燥，再將鋁合金和塑料注塑一體成型，得到復(fù)合體。通過(guò)添加惰性元素氮?dú)猓３至思?xì)紋和細(xì)孔的寬度和深度，避免蝕刻的細(xì)紋和細(xì)孔恢復(fù)原狀或者變小，便于與TPU注塑結(jié)合；并且精工光油可承受水洗，因此可存儲(chǔ)，不會(huì)出現(xiàn)一段時(shí)間細(xì)紋和細(xì)孔密合的現(xiàn)象。 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)（國(guó)家有關(guān)部門、全國(guó)（世界）性行業(yè)協(xié)會(huì)等具備相應(yīng)資質(zhì)的機(jī)構(gòu)若頒布相關(guān)技術(shù)參數(shù)或標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)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(duì)鋁合金有蝕刻作用，有利于提升結(jié)合強(qiáng)度；2、在精光油中添加惰性元素氮?dú)猓ㄟ^(guò)弱堿性引起鋁合金表面上出現(xiàn)超細(xì)蝕刻和化學(xué)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(xì)紋和細(xì)孔維持穩(wěn)定；3、鋁合金和塑料注塑采用一體復(fù)合成型方式制成，獲得兩種的復(fù)合體，結(jié)合強(qiáng)度高。 主要技術(shù)指標(biāo)或經(jīng)濟(jì)指標(biāo)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(shí)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(xì)紋寬度或細(xì)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(shù)路線（一）研究開發(fā)方法：本項(xiàng)目是研究一種電子殼類產(chǎn)品鋁合金TPU注塑二次結(jié)合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)鋁合金和注塑成型的組合件強(qiáng)度得到提升，適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)該類產(chǎn)品的需求。項(xiàng)

9、目實(shí)施方法：1、進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查，確定研究開發(fā)的方向，并且對(duì)方案進(jìn)行研討，確認(rèn)方案的可行性。并且以此為根據(jù)確定模具應(yīng)該滿足的參數(shù)、性能、等設(shè)計(jì)的總體方案。2、在確認(rèn)方案后，成立專門的項(xiàng)目小組，進(jìn)行研發(fā)前期的共組工作準(zhǔn)備，包括相關(guān)材料的確定和采購(gòu)。3、進(jìn)行項(xiàng)目的研發(fā)和過(guò)程的不斷測(cè)試和檢驗(yàn)。4、生產(chǎn)樣品并且對(duì)樣品進(jìn)行有關(guān)性能和特性的測(cè)試，保證符合設(shè)計(jì)要求；5、對(duì)不足的地方進(jìn)行改善，然后按照計(jì)劃進(jìn)行批量生產(chǎn)，并且進(jìn)行項(xiàng)目研究總結(jié)。（二）、實(shí)施路線：該項(xiàng)目研發(fā)包含的制作方法，主要包括以下步驟 ：1、對(duì)鋁合金表面進(jìn)行除油和除塵處理 ；2、將1制得的鋁合金放入蝕刻液中進(jìn)行蝕刻，制得表面具有細(xì)紋或細(xì)孔的鋁合金，

10、3、將經(jīng)步驟 2蝕刻后的鋁合金進(jìn)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(jìn)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(fù)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(duì)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(huì)引起鋁合金表面上出現(xiàn)超細(xì)蝕刻和化學(xué)性吸收，化學(xué)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(xì)紋和細(xì)孔維持穩(wěn)定。細(xì)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(duì)鋁合金表面進(jìn)行沖洗，鋁合金表面的蝕刻液沖洗干凈后，鋁合金會(huì)因?yàn)樽陨韽埩ε蛎洀?fù)原，蝕刻的細(xì)紋和細(xì)孔恢復(fù)原狀或者變小，因此需要延長(zhǎng)蝕刻時(shí)間，將蝕刻細(xì)紋或細(xì)孔蝕刻得更大一點(diǎn)，如此便增加了時(shí)間成本；而本項(xiàng)目在蝕刻過(guò)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(xì)紋和細(xì)孔的寬度和深度，避免蝕刻的細(xì)紋和細(xì)孔恢復(fù)原狀或者變小，便于與TP注塑結(jié)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(shí)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(xì)紋寬度或細(xì)孔直徑為20-40nm；精工光油選用1300系列。將注塑后的復(fù)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(huì)進(jìn)入到細(xì)紋和細(xì)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(jìn)入到這些鋸齒凹陷的底部，增強(qiáng)了粘接強(qiáng)度。四、現(xiàn)有研究開發(fā)基礎(chǔ)公司介紹（公司信息、規(guī)模、主營(yíng)產(chǎn)品，公司運(yùn)營(yíng)情況、研發(fā)管理部門建設(shè)，