[发明专利]一种液态金属润湿剂及复合体材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液态金属润湿剂及复合体材料的制备方法。

背景技术

液态金属(又称非晶材料)具有原子排列短程有序、长程无序、无晶界存在的独特微观结构，与相应的晶体材料相比，液态金属具有高强度、抗划伤性好、外观时尚、高光泽度等优异的性能。

通过化学处理液对液态金属基材表面进行处理，可以使液态金属基材表面形成不规则的孔洞，然后再与塑料进行一体化成型制备成复合体材料。由于化学处理液一般都含有强酸强碱以及其他成分的化学改性剂，其废液在很大程度上增加了处理成本，而且废液的处理存在不少难度。

发明内容

本发明的一个目的在于克服现有技术的不足，提供一种复合体材料的制备方法，实现液体液态金属与塑料高强结合。

另一目的是提供一种液态金属润湿剂，用于所述制备方法可以有效提高液体液态金属与塑料的结合强度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合体材料的制备方法，包括以下步骤：

1)对液体液态金属基材进行表面激光处理，以形成微细孔洞；

2)用液态金属润湿剂对具有微细孔洞的液体液态金属基材进行表面处理；

3)对经过液态金属润湿剂处理后的液体液态金属基材与塑料进行注塑成型，得到液体液态金属与塑料一体化的复合体材料；

其中，所述液态金属润湿剂中含有用于改善所述液体液态金属基材与塑料的表面张力系数差异的有机改性剂。

优选地，所述液态金属润湿剂采用以下配方：

1000份的水或有机溶剂，至少配有有机改性剂100-350份，所述有机改性剂为有机酸剂，或者为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧戊烷或乙烯基乙二醇或其有机衍生物。

所述有机酸剂以下的一种或多种有机酸或有机酸衍生物或其组合：对苯二甲酸、顺丁烯二酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸、酒石酸、对硝基苯磺酸、醋酸、苹果酸、苯甲酸、对硝基苯甲酸、水溶性氨基酸，或它们的有机衍生物。

还配有无机酸80-450份，所述无机酸选自盐酸、硫酸、高氯酸、氢溴酸、硝酸、磷酸中的一种或多种。

所述液态金属润湿剂采用的配方为，以重量份计，1000份的水或有机溶剂至少配有以下的无机酸和有机改性剂：

浓盐酸82份、顺丁烯二酸160份、苹果酸80份；或

浓盐酸200份、浓磷酸65份、顺丁烯二酸105份、苹果酸45份；或

浓盐酸300份、浓磷酸145份、顺丁烯二酸105份、柠檬酸180份；或

浓硫酸150份、对苯二甲酸55份、顺丁烯二酸50份；或

浓盐酸100份、浓磷酸125份、对苯二甲酸145份、酒石酸75份；或

浓盐酸85份、乙二胺四乙酸250份、苹果酸95份。

步骤2)中，将具有微米级孔洞的液态金属基材放入所述液态金属润湿剂中进行表面处理，处理温度为65-95℃，处理时间为10-30min。

步骤1)中，对液态金属基材进行表面紫外激光处理，以形成开口直径为10-50微米、深度为50-150微米的微米级孔洞，其中紫外激光的波长为200-390nm，功率为5-12W，光束的直径为1-50微米，优选地，液态金属基材放置处配置有冷却系统。

步骤3)中，在注塑成型模具内对该基材的表面注射塑料，注塑温度控制在120-145℃之间，优选地，注塑成型模具内配置有冷却系统。

一种用于所述制备方法的液态金属润湿剂，所述液态金属润湿剂含有用于改善所述液态金属基材与塑料的表面张力系数差异的有机酸剂。

优选地，所述液态金属润湿剂的配方为：

1000份的水或有机溶剂，至少配有有机改性剂100-350份，所述有机改性剂为有机酸剂，或者为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧戊烷或乙烯基乙二醇。

优选地，所述有机酸剂为以下的一种或多种有机酸或有机酸衍生物或其组合：对苯二甲酸、顺丁烯二酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸、酒石酸、对硝基苯磺酸、醋酸、苹果酸、苯甲酸、对硝基苯甲酸、水溶性氨基酸，或它们的有机衍生物。

优选地，还配有无机酸80-450份，所述无机酸选自盐酸、硫酸、高氯酸、氢溴酸、硝酸、磷酸中的一种或多种。

本发明的有益技术效果：