图:手机金属外壳的纳米注塑效果,艾邦高分子拍摄
TRI处理技术是日本东亚电化株式会社发明的一种纳米注塑前处理技术,并于2009-2013年申请了欧洲、香港和美国专利。
TRI处理和我们常见的T处理(日本大成发明)作用机理不同:T处理主要是在金属板表面“挖出”纳米孔洞;而根据TRI相关专利描述,该过程先形成厚度为70-1500nm的阳极氧化膜;还描述了氧化膜中含有一种叫三嗪硫醇的物质,在网上查找三嗪硫醇,它能促使高分子的硫化交联,从而有利于塑料和金属的粘接。也就是说T处理等是减材造孔,而TRI处理是增材造孔,下图为TRI处理的工艺流程介绍:
一TRI处理全制程介绍 |
工序一:碱蚀
装架 | 治具材质: 钛 |
脱脂 | 金属板在温度为50±5℃的C-4000(脱脂剂)中浸渍90±5秒 |
水洗二次 | 使用DW (蒸馏水)清洗 |
碱脱脂 | 金属板放入47~53 g/L烧碱中进一步脱脂 |
水洗三次 | 使用DW(蒸馏水)清洗,空气搅拌 |
金属板材由于防锈等保护需求,通常在其表面喷涂油脂等溶剂。碱蚀的主要目的即是除去金属板材表面的油脂,为酸洗腐蚀提供良好的环境。脱脂剂一般为弱、中碱性,可以将包括大部分油脂在内的污渍除去;烧碱为强碱,进一步深入脱脂。
工序二:出光(酸活化)
酸活性 | 金属板放入40±3℃的硫酸120±3秒,除去碱性膜,从而达到化学抛光的效果。 |
水洗二次 | 使用DW (蒸馏水)清洗,空气搅拌 |
酸洗主要有三个目的:
1)除去金属板表面的碱性膜,从而达到化学抛光的效果;
2)中和作用,使其具备弱酸的环境;
3)造孔,酸进一步腐蚀金属板表面,得到较大尺寸的纳米孔洞。
工序三:电化学处理(TRI)
TRI-AL | 放在温度为60±3℃的TRI-AL液中(通电)处理15分±10秒,20秒之内移到水洗槽中 |
2次水洗 | 在去离子水中清洗2次 |
在电化学液中,金属板进一步被腐蚀,TRI-AL液在通电的作用下在大尺寸纳米孔中造出小尺寸的纳米孔。另外,从此工序开始必须使用去离子水清洗,保证纳米注塑时离子产生的负面作用。
工序四:热水处理(烫洗)
烫洗 | 在温度为50±3℃的去离子水中烫洗30±5秒 |
热水洗促进了水分子和化学药品分子的运动,从而提高了化学药品的扩散速度,达到强化水洗效果的目的。
工序五:烘烤
风淋 | 可使用脱水机,风淋2分钟,除去水分和油污 |
温风干燥 | 可放入烤箱干燥机中,设定温度80±5℃,时间为4分±10秒,常温下等待10分钟使其降温至室温。 |
脱脂、清洗完毕,将金属板脱水、烘干。注意:处理好的金属板一般都具有时效性,过期后效果会大打折扣!
二和其他制程的技术优缺点比较? |
图:T处理后铝合金表面扫描电镜
和其他纳米注塑前处理比较,TRI处理消耗的化学品较少,比较环保;时效性较长,可达一个月以上;但由于是形成氧化孔洞,适合于铝材,不适合不锈钢和MIM件。具体总结如下表所示(HK处理液由东明化工有限公司发明):
表:T、E、HK、TRI处理优缺点比较
技术优势 | 技术劣势 | |
T处理 | 生产效率高,适合不锈钢、铝合金和MIM,适合复杂结构件 | 使用大量强酸强碱污染环境,不适合压铸铝,时效只有一周 |
E处理 | 生产效率较高,结合强度高,适合复杂结构件,适合挤出铝和压铸铝,时效长达一月以上 | 不适合不锈钢和MIM |
HK处理 | 超强结合力,HK制程容易控制, 工艺安全环保, 塑料选择多样化,金属塑料结合体阳极氧化稳定。适合型材铝、压铸铝,时效一周以上。 | 不适合不锈钢和MIM |
TRI处理 | 结合强度高,适合复杂结构件,时效长达一月以上,使用的化学品较少 | 不适合不锈钢和MIM |
本文节选自王长明的《纳米成型技术的创新与应用》,艾邦高分子编辑整理,转载请注明来源
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