圖:手機金屬外殼的納米注塑效果,艾邦高分子拍攝
TRI處理技術是日本東亞電化株式會社發明的一種納米注塑前處理技術,并于2009-2013年申請了歐洲、香港和美國專利。
TRI處理和我們常見的T處理(日本大成發明)作用機理不同:T處理主要是在金屬板表面“挖出”納米孔洞;而根據TRI相關專利描述,該過程先形成厚度為70-1500nm的陽極氧化膜;還描述了氧化膜中含有一種叫三嗪硫醇的物質,在網上查找三嗪硫醇,它能促使高分子的硫化交聯,從而有利于塑料和金屬的粘接。也就是說T處理等是減材造孔,而TRI處理是增材造孔,下圖為TRI處理的工藝流程介紹:
一TRI處理全制程介紹 |
工序一:堿蝕
裝架 | 治具材質: 鈦 |
脫脂 | 金屬板在溫度為50±5℃的C-4000(脫脂劑)中浸漬90±5秒 |
水洗二次 | 使用DW (蒸餾水)清洗 |
堿脫脂 | 金屬板放入47~53 g/L燒堿中進一步脫脂 |
水洗三次 | 使用DW(蒸餾水)清洗,空氣攪拌 |
金屬板材由于防銹等保護需求,通常在其表面噴涂油脂等溶劑。堿蝕的主要目的即是除去金屬板材表面的油脂,為酸洗腐蝕提供良好的環境。脫脂劑一般為弱、中堿性,可以將包括大部分油脂在內的污漬除去;燒堿為強堿,進一步深入脫脂。
工序二:出光(酸活化)
酸活性 | 金屬板放入40±3℃的硫酸120±3秒,除去堿性膜,從而達到化學拋光的效果。 |
水洗二次 | 使用DW (蒸餾水)清洗,空氣攪拌 |
酸洗主要有三個目的:
1)除去金屬板表面的堿性膜,從而達到化學拋光的效果;
2)中和作用,使其具備弱酸的環境;
3)造孔,酸進一步腐蝕金屬板表面,得到較大尺寸的納米孔洞。
工序三:電化學處理(TRI)
TRI-AL | 放在溫度為60±3℃的TRI-AL液中(通電)處理15分±10秒,20秒之內移到水洗槽中 |
2次水洗 | 在去離子水中清洗2次 |
在電化學液中,金屬板進一步被腐蝕,TRI-AL液在通電的作用下在大尺寸納米孔中造出小尺寸的納米孔。另外,從此工序開始必須使用去離子水清洗,保證納米注塑時離子產生的負面作用。
工序四:熱水處理(燙洗)
燙洗 | 在溫度為50±3℃的去離子水中燙洗30±5秒 |
熱水洗促進了水分子和化學藥品分子的運動,從而提高了化學藥品的擴散速度,達到強化水洗效果的目的。
工序五:烘烤
風淋 | 可使用脫水機,風淋2分鐘,除去水分和油污 |
溫風干燥 | 可放入烤箱干燥機中,設定溫度80±5℃,時間為4分±10秒,常溫下等待10分鐘使其降溫至室溫。 |
脫脂、清洗完畢,將金屬板脫水、烘干。注意:處理好的金屬板一般都具有時效性,過期后效果會大打折扣!
二和其他制程的技術優缺點比較? |
圖:T處理后鋁合金表面掃描電鏡
和其他納米注塑前處理比較,TRI處理消耗的化學品較少,比較環保;時效性較長,可達一個月以上;但由于是形成氧化孔洞,適合于鋁材,不適合不銹鋼和MIM件。具體總結如下表所示(HK處理液由東明化工有限公司發明):
表:T、E、HK、TRI處理優缺點比較
技術優勢 | 技術劣勢 | |
T處理 | 生產效率高,適合不銹鋼、鋁合金和MIM,適合復雜結構件 | 使用大量強酸強堿污染環境,不適合壓鑄鋁,時效只有一周 |
E處理 | 生產效率較高,結合強度高,適合復雜結構件,適合擠出鋁和壓鑄鋁,時效長達一月以上 | 不適合不銹鋼和MIM |
HK處理 | 超強結合力,HK制程容易控制, 工藝安全環保, 塑料選擇多樣化,金屬塑料結合體陽極氧化穩定。適合型材鋁、壓鑄鋁,時效一周以上。 | 不適合不銹鋼和MIM |
TRI處理 | 結合強度高,適合復雜結構件,時效長達一月以上,使用的化學品較少 | 不適合不銹鋼和MIM |
本文節選自王長明的《納米成型技術的創新與應用》,艾邦高分子編輯整理,轉載請注明來源
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