這幾年，由于手機外殼的發(fā)展迅猛，但目前還是以鋁合金材質(zhì)的手機外殼為主流，顧客自然希望精益求精，然則之前的工藝多為卡膠、點膠或熱熔。率先由日本大成公司推出新的工藝（NMT處理）來增強金屬與塑膠的結(jié)合，從而得到更為牢度的粘合力度（拉拔測試約160~180KGF）。但是個人覺得大成公司以高強度酸性物質(zhì)作為藥劑，對于環(huán)保來講是一個大難題，因而過來陸續(xù)出現(xiàn)E處理、C處理、HK處理等等。
萬變不離其宗，國內(nèi)的工藝基本都是以電化學(xué)陽極氧化方式使金屬產(chǎn)生規(guī)律而有序的納米級膜孔為基礎(chǔ)，以其他輔助藥劑來實現(xiàn)金屬與塑膠結(jié)合，比如胺類物質(zhì)。但這些方法只能針對鋁合金，其中以5系、6系、7系鋁合金效果最好。其他系列鋁合金相對效果較弱。以下我們來探討一下納米處理的基本知識。
鋁合金納米處理在所有金屬當(dāng)中屬于最簡單的，我們可以初步定位為金屬納米處理的入門級，以此為基礎(chǔ)開始研究。首先我們需要得到均勻有序的納米級膜孔，深度約為6um。那我們以陽極氧化的方式讓鋁合金生成均勻有序的膜孔，所以我們先從陽極氧化的各種因素來講。
改變H2SO4濃度對氧化膜的阻擋層厚度、溶液的導(dǎo)電性、氧化膜的耐蝕性都將產(chǎn)生一定的影響。
陽極氧化過程中，部分電能會轉(zhuǎn)化為熱能，槽液溫度會不斷上升，而隨著溫度的上升，膜層損失會增加而且成膜質(zhì)量變差，膜耐磨性下降，尤其對15um以上膜層，甚至在空氣中就會出現(xiàn)“粉化”現(xiàn)象，因此過程中需要對槽液降溫，以維持適宜的溫度。
一般來說：槽溫在一定范圍內(nèi)提高，獲得氧化膜重量減小，膜變軟但較光亮。槽液溫度高，生成的氧化膜外層膜孔徑和度變大，所以一般氧化膜的氧化溫度為20~25℃；降低溫度，得到的氧化膜硬度高，耐磨性好，在氧化過程中維持電流密度所需電壓較高，能耗大，所以一般普通氧化選擇18~22℃。
圖：鋁合金暴力測試效果
陽極氧化電壓決定氧化膜的孔徑大小，低壓生成的膜孔徑小，孔數(shù)多，而高壓生成的膜孔徑大，孔數(shù)小，一定范圍內(nèi)高壓有利于生成致密，均勻的膜。
電流密度大，成膜快，生產(chǎn)效率高，但過高則易燒傷工件。一般電流密度控制在1.2~1.8A/dm2范圍內(nèi)。
電流密度低，生產(chǎn)效率低，但處理面光亮（約1A/dm2）；電流密度高，成膜快，但易產(chǎn)生軟膜，甚至燒傷；如果冷凍能力足夠，攪拌良好，則采用較大電流氧化，有利于提高膜的耐磨性。
足夠的攪拌可保持槽液溫度的均勻和恒定，對于控制膜厚，膜層質(zhì)量。
Al離子含量升高會使電流密度下降，從而導(dǎo)致氧化膜孔直徑變小，而一定的鋁含量對氧化膜厚度，耐蝕性，耐磨性有很大好處。一般來說鋁含量1~10g/L會產(chǎn)生有利影響，超過10g/L造成不利影響。我國大多廠家選擇控制為12~18g/L
其他陽離子雜質(zhì)：鐵含量超過25~50mg/g時會導(dǎo)致光亮度下降，膜層松軟等。銅、鎳總量超過100mg/g時，將使氧化膜原有的耐蝕性降低。
綜上所訴，我們可以總結(jié)出適合制備納米孔徑的最佳工藝條件。
H2SO4濃度 | 200g/L |
槽液溫度 | 20~25℃ |
氧化電壓 | 15~18V |
電流密度 | 1.2~1.8A/dm2 |
鋁離子含量 | 5g/L以下 |
通過上述條件，我們需要的膜孔深度為6um，我們即可以換算出氧化時間為6~8min。
至此，我們已經(jīng)得到了陽極氧化產(chǎn)生的膜孔，但是膜孔的直徑為約為70nm左右。但是對于納米注塑來講，這個直徑還太小，所以我們還需要做進(jìn)一步的擴(kuò)孔處理，擴(kuò)孔的藥劑有很多種，但基本都是以堿性化學(xué)品為主。
個人覺得這些都不穩(wěn)定，因為這些化學(xué)物品雖然有擴(kuò)孔的功效，但是卻無法產(chǎn)生還原反應(yīng)進(jìn)而去除陽極氧化膜孔內(nèi)的其他物質(zhì)，所以會導(dǎo)致效果不理想甚至有的時候會導(dǎo)致產(chǎn)品報廢。故而個人不建議使用。
至于需要跟納米塑料產(chǎn)生交聯(lián)耦合反應(yīng)的胺類物質(zhì)，有兩種方法：其一是直接加入胺類物質(zhì)，二是與其他化學(xué)品和陽極氧化膜層產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而生成胺類物質(zhì)。
個人建議第二種，因為實驗證明這樣效果更加強大且產(chǎn)品時效性周期比較長。直接加入胺類物質(zhì)時效性周期為7天以內(nèi)，然而用化學(xué)品反應(yīng)生產(chǎn)方式時效周期可以延長至一個月。而單單以結(jié)果的拉力測試結(jié)果數(shù)據(jù)來說，第一種方法的拉拔力在140~180KGF范圍內(nèi)。但是選用第二種方式拉拔力在300~320KGF范圍內(nèi)。下面是艾邦高分子之前發(fā)布的一個視頻，具體可以點擊查看：【視頻】納米注塑暴力測試，結(jié)合力無敵了！
實驗試片40mm×20mm×1.5mm.
實驗材質(zhì)為AL6061
粘合面積為0.4cm2
以上為個人實驗室研發(fā)得出之結(jié)論，歡迎各位同行大師指點，后續(xù)有時間我再陸續(xù)發(fā)不銹鋼、鈦合金、鎂合金的相關(guān)資料。
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