电子壳类产品铝合金TPU注塑二次结合技术的研发

1、企业研究开发项目立项书项目名称： 电子壳类产品铝合金TPU注塑二次结合技术的研发 项目负责人： 公司名称： 科技股份有限公司 申请日期： 2015年3月7日 一、立项依据 国内外现状、水平和发展趋势近年来，电子信息技术的不断的快速发展。随着网络技术的不断进步，促进电子产品的更新换代，电子产品在外观、性能和使用方式等方面有翻天覆地的变化，也直接影响和改变了人们的生活和工作方式，促进智能化和电子化的生活和工作方式的发展和进步，电子产品的不断进步直接体现在通讯和其他娱乐的电子产品上面。随着网络信息传输技术的快速发展，无线网络技术的不断进步，人们的生活和休闲方式不断的改变，如听歌、游戏、电子书，进行打

2、发时间和学习等，如：MP3、MP4、手机等。铝或铝合金作为3C产品的外壳或零组件，其与其它材料连接的方法有焊接、机械连接及粘接。其中焊接是铝或铝合金最主要的连接方法。但当铝或铝合金与塑件连接时，就需要用到粘接的方法。所述粘接方法，是指利用胶粘剂作为中间的界面材料，将铝或铝合金与塑件结合于一体的方法。粘接方法虽然可以实现铝或铝合金与塑件间的连接，但其存在以下缺点：1、粘结强度不够高，其结合力一般仅达0.5MPa；2、难以自动化，受操作者熟练程度影响；3、工作温度受胶粘剂性能影响，一般只能在-50-100的温度范围内正常工作；4、在环境光、热、湿气等因素下，胶粘剂会产生老化断裂等现象；5、大部分胶

3、粘剂有毒，操作过程中会散发有刺激性的气体，危害人体健康。目前，人们通过研究发现，将铝或铝合金经过某些特殊的表面蚀孔处理后可直接与注塑塑料相结合，且二者之间的结合力较强。该特殊的表面蚀孔处理包括：水溶液浸渍，如将铝或铝合金浸渍于水溶性的胺类化合物的稀溶液中，利用水溶液的弱碱性使铝或铝合金表面微细地浸蚀，在浸渍的同时发生胺类化合物分子向铝或铝合金表面的吸附；以及阳极氧化处理，使铝或铝合金表面形成多孔的氧化铝膜。然而，经上述成孔处理后的铝或铝合金仅能与单一种类的树脂具有较强的结合力，且需要对与其相结合的塑料进行特殊的改性处理，因而限制了上述方法的应用。基于电子信息产业的不断发展扩大，产品结构的不断推

4、陈出新，并且产品种类的多样化发展，外壳结构越多采用多种材料组合形成，可以了解，上述的加工方式，已经无法满足使用的需要，可以预见未来必将出现适合多样化的生产加工当时和与之相适应的铝合金和塑胶产品进行多样化的生产加工方式。 项目研究开发目的和意义本项目是基于目前对铝合金和注塑塑料相结合的时候结合力低，目前采用的浸蚀的方式只适合部分塑胶产品和铝合金的结合等方面的不足，并且从此基础上进行一项针对能够满足铝合金和注塑塑料产品进行结合的产品和方法，满足电子产品生产制造的需要，适应市场的快速发展需要。本项目研发的是一种电子壳类产品铝合金TPU注塑二次结合技术，通过本项目的研发提升电子产品外壳的铝合金和注塑塑

5、料进行粘合组合稳固性，解决一直以来采用锈蚀铝合金的方式进行结合智能满足部分树脂注塑塑料的需要，应用单一，大幅度的限制了行业的发展的问题。本项目是市场发展的必然趋势，代表市场的进步，对市场和行业的发展有积极的促进意义，也解决了行业目前遇到的技术瓶颈问题，提升行业竞争力有重要的意义。 项目达到的技术水平及市场前景本项目研发的电子壳类产品铝合金TPU注塑二次结合技术，采用环己酮作为溶液，加入可溶于环己酮的精工光油制成蚀刻液，精工光油为弱碱性，对铝合金有蚀刻作用，在蚀刻过程，氮元素附着在铝合金表面，氮元素为惰性元素，则可保持细纹和 细孔的宽度和深度，避免蚀刻的细纹和细孔恢复原状或者变小，便于与TPU注

6、塑结合；并且精工光油可承受水洗，因此可存储，不会出现一段时间细纹和细孔密合的现象。本项目研发成果经过多方面的实际使用验证，相关的工艺和配方是确实能够实现，不需要特殊的环境和没有特别的要求，相关的加工工艺已经形成固化，可以进行推广和复制。本项目的产品叫传统产品由明显的提升，符合市场发展的趋势和需求。综上所述，本项目研究以及该成果市场应用前景广阔。二、研究开发内容和目标本项目研发的是一种电子壳类产品铝合金TPU注塑二次组合技术，通过对铝合金表面进行除油、除尘和粗蚀刻处理；并将制得的该铝合金浸没于蚀刻液中进行细蚀刻，制得表面具有细纹或细孔的铝合金，并且制得的细纹或细孔上覆盖有一层蚀刻液溶剂的涂层；将

7、蚀刻后的铝合金进行水洗；水洗后进行干燥，再将铝合金和塑料注塑一体成型，得到复合体。通过添加惰性元素氮气，保持了细纹和细孔的宽度和深度，避免蚀刻的细纹和细孔恢复原状或者变小，便于与TPU注塑结合；并且精工光油可承受水洗，因此可存储，不会出现一段时间细纹和细孔密合的现象。 技术创新点（国家有关部门、全国（世界）性行业协会等具备相应资质的机构若颁布相关技术参数或标准，应提供。）1、采用环己酮作为溶液，加入可溶于环己酮的精工光油制成蚀刻液，精工光油为弱碱性，对铝合金有蚀刻作用，有利于提升结合强度；2、在精光油中添加惰性元素氮气，通过弱碱性引起铝合金表面上出现超细蚀刻和化学性吸收，形成一层精工光油涂层，

8、从而氮元素吸附在铝合金表面使细纹和细孔维持稳定；3、铝合金和塑料注塑采用一体复合成型方式制成，获得两种的复合体，结合强度高。 主要技术指标或经济指标1、蚀刻液：环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、精工光油为1300系列；3、蚀刻时间：50 秒；4、精工光油涂层厚度：0.05±0.01mm；5、水洗溶液：白电油；6、细纹宽度或细孔直径：20-40nm；7、铝合金的变形量（弯曲直径）1mm。三、研究开发方法及技术路线（一）研究开发方法：本项目是研究一种电子壳类产品铝合金TPU注塑二次结合技术，实现铝合金和注塑成型的组合件强度得到提升，适应市场对该类产品的需求。项

9、目实施方法：1、进行市场调查，确定研究开发的方向，并且对方案进行研讨，确认方案的可行性。并且以此为根据确定模具应该满足的参数、性能、等设计的总体方案。2、在确认方案后，成立专门的项目小组，进行研发前期的共组工作准备，包括相关材料的确定和采购。3、进行项目的研发和过程的不断测试和检验。4、生产样品并且对样品进行有关性能和特性的测试，保证符合设计要求；5、对不足的地方进行改善，然后按照计划进行批量生产，并且进行项目研究总结。（二）、实施路线：该项目研发包含的制作方法，主要包括以下步骤 ：1、对铝合金表面进行除油和除尘处理 ；2、将1制得的铝合金放入蚀刻液中进行蚀刻，制得表面具有细纹或细孔的铝合金，

10、3、将经步骤 2蚀刻后的铝合金进行水洗，将蚀刻液冲洗干净 ；4、将水洗后的铝合金放入烘箱进行干燥 ；5、铝合金和塑料注塑一体成型，得到塑料包裹在铝合金外表面的复合体。上述步骤 2蚀刻液为环己酮和含氮元素的精工光油的混合溶液；环己酮作为溶液，加入可溶于环己酮的精工光油制成蚀刻液，精工光油为弱碱性，对铝合金有蚀刻作用。精工光油的成分包含：环氧系树脂、脲醛树脂、乙二醇单（一）丁基醚、二甲苯和异丁醇，脲醛树脂中含有氮元素，氮元素为惰性元素，精工光油的弱碱性会引起铝合金表面上出现超细蚀刻和化学性吸收，化学吸收形成一层精工光油涂层，精工光油中含有氮元素，氮元素吸附在铝合金表面使细纹和细孔维持稳定。细蚀刻后

11、用电子显微镜观察铝合金表面，可看到锯齿状的表面，以及在表面的氮原子。通常蚀刻液蚀刻铝合金后，需要对铝合金表面进行冲洗，铝合金表面的蚀刻液冲洗干净后，铝合金会因为自身张力膨胀复原，蚀刻的细纹和细孔恢复原状或者变小，因此需要延长蚀刻时间，将蚀刻细纹或细孔蚀刻得更大一点，如此便增加了时间成本；而本项目在蚀刻过程，氮原子附着在铝合金表面，氮元素为惰性元素，则可保持细纹和细孔的宽度和深度，避免蚀刻的细纹和细孔恢复原状或者变小，便于与TP注塑结合。环己酮和精工光油的重量配比为1：0.8；在此比重下，蚀刻时间为50秒，便可得到厚度为涂层厚度为 0.05±0.01mm 精工光油涂层，细纹宽度或细孔直径为20-40nm；精工光油选用1300系列。将注塑后的复合体切开，并用电子显微镜观察其剖面，可以看到在铝合金表面上塑料熔体会进入到细纹和细孔的凹陷处的底部，铝合金的变形量（弯曲直径）为1mm 或更小。还可以看到树脂和合金之间分界线上有100nm或更小的锯齿边，塑料也进入到这些锯齿凹陷的底部，增强了粘接强度。四、现有研究开发基础公司介绍（公司信息、规模、主营产品，公司运营情况、研发管理部门建设，