專(zhuān)利名稱(chēng)：尼龍復(fù)合材料涂裝前的表面處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尼龍復(fù)合材料表面處理方法及其處理所得之尼龍復(fù)合材料，尤指一種采用化學(xué)藥劑處理尼龍復(fù)合材料以提高其表面涂層附著力之處理方法。
背景技術(shù)：
尼龍作為一種工程塑料具有優(yōu)異的機(jī)械性能，沖擊強(qiáng)度高，耐磨，耐熱，而且具有良好的耐化學(xué)、耐油、耐堿性能。但這種材料也存在一些不足，如吸水性大，尺寸穩(wěn)定性差，耐熱性、耐低溫性有待提高。因而通常采用有機(jī)成無(wú)機(jī)纖維(如玻璃纖維或碳纖維)加以改性，制成尼龍復(fù)合材料。
這種尼龍復(fù)合材料以尼龍樹(shù)脂為基材、用以固定纖維在空間的位置，以纖維為強(qiáng)化材、用以承受負(fù)載，具有強(qiáng)度高、剛性好、尺寸穩(wěn)定性好以及設(shè)計(jì)自由度大等特點(diǎn)。并且，這種復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度及其它機(jī)械性能隨著所加入纖維數(shù)量的增加而增強(qiáng)?，F(xiàn)今該種復(fù)合材料已被應(yīng)用于制造飛機(jī)、汽車(chē)、儀器儀表及電子電器等結(jié)構(gòu)部件。
然而，該種尼龍復(fù)合材料耐化學(xué)性能強(qiáng)、親水性差，與其它材料的親合性差。故，在對(duì)其進(jìn)行表面涂裝時(shí)，容易產(chǎn)生附著力不良、涂層易脫落等缺陷。目前，有人采用等離子化處理或機(jī)械加工等方法對(duì)材料表面進(jìn)行預(yù)處理，但設(shè)備投資大，復(fù)雜表面工件處理困難，品質(zhì)不夠穩(wěn)定。還有人通過(guò)開(kāi)發(fā)合適的涂料來(lái)改善涂層的附著力，但該復(fù)合材料自身的表面性能未有改善，其適用范圍受到限制，成本增加。
因此，有必要提供一種能提高涂層附著力、處理工藝簡(jiǎn)便之尼龍復(fù)合材料表面處理方法及其處理所得之尼龍復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)中尼龍復(fù)合材料表面之涂層附著力低、處理工藝復(fù)雜之問(wèn)題，本發(fā)明之目的在于提供一種能提高涂層附著力、處理工藝簡(jiǎn)便之尼龍復(fù)合材料表面處理方法。
本發(fā)明之另一目的在于提供一種采用上述表面處理方法處理所得之能提高涂層附著力、處理工藝簡(jiǎn)便之尼龍復(fù)合材料。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，本發(fā)明提供一種尼龍復(fù)合材料涂裝前之表面處理方法，其包括如下步驟提供一尼龍復(fù)合材料；將一含氧化劑之處理液應(yīng)用于該尼龍復(fù)合材料表面；清洗該尼龍復(fù)合材料。
其中，所述之氧化劑包括高錳酸鹽、鉻酸鹽、氯酸鹽或過(guò)氧化氫。
所述之處理液可進(jìn)一步包括硫酸。
所述之清洗該尼龍復(fù)合材料包括用水清洗該尼龍復(fù)合材料。
所述之清洗該尼龍復(fù)合材料進(jìn)一步包括將一含還原劑之洗滌液應(yīng)用于該尼龍復(fù)合材料表面。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之另一目的，本發(fā)明提供一種采用上述之尼龍復(fù)合材料涂裝前之表面處理方法處理所得之尼龍復(fù)合材料，其中，該尼龍復(fù)合材料表面具有復(fù)數(shù)微孔，該微孔孔徑范圍大致為0.01-50微米。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明采用化學(xué)方法對(duì)尼龍復(fù)合材料表面進(jìn)行處理，使其表面被輕微刻蝕，從而改善其表面與涂層的親合力。經(jīng)相關(guān)測(cè)試表明，其涂層的附著力有明顯提高。本發(fā)明所需用試劑均為工業(yè)常用的化學(xué)品，來(lái)源廣，成本低；所需設(shè)備投資小，工藝簡(jiǎn)單，便于操作。

圖1為本發(fā)明的表面處理方法的流程圖；圖2所示為采用本發(fā)明處理前的尼龍復(fù)合材料的局部表面形貌；圖3所示為采用本發(fā)明處理后的尼龍復(fù)合材料的局部表面形貌。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供的一種尼龍復(fù)合材料涂裝前的表面處理方法，其步驟包括提供一尼龍復(fù)合材料102；將一含氧化劑的處理液應(yīng)用于該尼龍復(fù)合材料表面104；清洗該尼龍復(fù)合材料106。
其中，按步驟102提供一種尼龍復(fù)合材料。該尼龍復(fù)合材料的基材可為尼龍6、尼龍46、尼龍66或尼龍1010，其增強(qiáng)用纖維可采用玻璃纖維、碳纖維或復(fù)合纖維，二者的混合比例可根據(jù)需要進(jìn)行配制。另外，該尼龍復(fù)合材料還可包括若干礦物填充物。該尼龍復(fù)合材料的形狀可為顆粒、薄片或三維立體結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，所采用的尼龍復(fù)合材料為玻璃纖維增強(qiáng)尼龍，并且已經(jīng)過(guò)加工成手機(jī)外殼，其表面需進(jìn)一步形成涂層。
按步驟104所述，將一含氧化劑的處理液應(yīng)用于該尼龍復(fù)合材料表面，用以使材料表面被輕微刻蝕并提高其表面極性，同時(shí)氧化降解其表面附著的污染物。該氧化劑可選用氧化性較強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)，如高錳酸鹽、鉻酸鹽、氯酸鹽或過(guò)氧化氫。該處理液可為含有該氧化劑的水溶液，并且可含有酸性物質(zhì)用以調(diào)節(jié)溶液酸度，增加其氧化性。在本實(shí)施例中，該處理液為高錳酸鉀與硫酸形成的水溶液，其配方可為高錳酸鉀(工業(yè)級(jí))0.1-2.1千克，硫酸(工業(yè)級(jí))0.1-3.0千克，水10千克。當(dāng)然，該處理液中各物質(zhì)的配比還可根據(jù)需要加以調(diào)整。另外，選用不同氧化劑時(shí)，也可根據(jù)實(shí)際情況確定其濃度，并可選用不同的酸液調(diào)節(jié)溶液酸度，不必以本實(shí)施例為限。
該處理液可通過(guò)浸泡方式應(yīng)用于該尼龍復(fù)合材料表面，其具體操作為室溫下，將該尼龍復(fù)合材料浸入該處理液中一段時(shí)間，最好為2-30分鐘。另外，該處理液還可以通過(guò)噴淋方式應(yīng)用于所需處理的尼龍復(fù)合材料表面，最好能反復(fù)噴淋，并將該尼龍復(fù)合材料靜置一段時(shí)間，使處理液能與尼龍復(fù)合材料表面充分發(fā)生反應(yīng)。
按步驟106所述，清洗該尼龍復(fù)合材料表面，用來(lái)去除殘留于其表面的處理液及其它污染物。可采用水反復(fù)清洗，也可配制洗液加以清洗。本實(shí)施例中，步驟106的具體操作包括以下步驟用水清洗經(jīng)該處理液處理的該尼龍復(fù)合材料表面；采用一含還原劑的洗滌液應(yīng)用于該尼龍復(fù)合材料表面；用水清洗該尼龍復(fù)合材料。其中，洗滌液采用的還原劑可為草酸，該洗滌液的配方可為草酸(工業(yè)級(jí))0.2-5千克，鹽酸(工業(yè)級(jí))0-2千克，水10千克。常溫下，可將該尼龍復(fù)合材料浸入該洗滌液中一段時(shí)間，最好為2-5分鐘。
經(jīng)過(guò)該洗滌液處理后，吸附于尼龍復(fù)合材料表面的殘余處理液、表面處理中生成的沉淀物以及其它污染物與還原劑發(fā)生反應(yīng)而去除。例如，本實(shí)施例步驟104中，采用酸性高錳酸鉀溶液為處理液處理尼龍復(fù)合材料時(shí)，其自身被還原成Mn2+，隨即發(fā)生的副反應(yīng)為Mn2+與溶液中的高錳酸根反應(yīng)生成二氧化錳沉淀物。經(jīng)洗滌液處理后，二氧化錳在酸性條件下與草酸反應(yīng)被還原成溶于水的Mn2+，由此從尼龍復(fù)合材料表面被去除。
可以理解的是，該洗滌液中各物質(zhì)的配比還可根據(jù)需要加以調(diào)整。另外，選用不同還原劑時(shí)，也可根據(jù)實(shí)際情況確定其濃度，并可選用不同的酸液調(diào)節(jié)溶液酸度，不必以本實(shí)施例為限。所述的用水清洗包括用自來(lái)水或去離子水清洗。
值得注意的是，該尼龍復(fù)合材料按該表面處理方法處理以后，可通過(guò)噴射、涂敷或其它鍍膜方式在其表面形成涂層。該涂層包括各種用于裝飾或保護(hù)的油漆或其它涂料。此步驟可根據(jù)需要反復(fù)進(jìn)行，使得在尼龍復(fù)合材料表面形成多層涂層。
請(qǐng)一并參閱圖2及圖3，采用掃描電子顯微鏡對(duì)尼龍復(fù)合材料進(jìn)行該表面處理方法處理前后的局部表面形貌進(jìn)行觀(guān)察。在放大10000倍時(shí)，可看到表面處理后的尼龍復(fù)合材料表面變得粗糙，增加許多微孔結(jié)構(gòu)。這些微孔孔徑范圍約為0.01-50微米。由此可看出，該表面處理方法能輕微刻蝕尼龍復(fù)合材料表面，使其粗化，從而改善其表面與其它材料的親合性。
將經(jīng)過(guò)本發(fā)明處理的尼龍復(fù)合材料與相同形狀大小、但未經(jīng)該方法處理的尼龍復(fù)合材料進(jìn)行附著力試驗(yàn)直接噴涂相同質(zhì)地、厚度的涂層；于80℃烘烤6小時(shí)；而后于-40℃/85℃進(jìn)行24個(gè)、計(jì)48小時(shí)的冷熱循環(huán)試驗(yàn)；采用American Society For Testing and Materials(ASTM)D-3359-93測(cè)試方法分別進(jìn)行涂層附著力測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)本發(fā)明處理的尼龍復(fù)合材料的涂層附著力為5B(附著力等級(jí)，0B為最低等級(jí))，而未經(jīng)過(guò)處理的尼龍復(fù)合材料的涂層附著力小于3B。可見(jiàn)，尼龍復(fù)合材料經(jīng)過(guò)該表面處理方法處理后，其涂層附著力明顯增強(qiáng)，也再次證明其材料表面親合性得到改善。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白的是，本發(fā)明所提供的表面處理方法可在步驟106之后有選擇地進(jìn)行一干燥該尼龍復(fù)合材料的步驟，用來(lái)去除清洗過(guò)程中留在尼龍復(fù)合材料表面的水分，便于涂層附著。本發(fā)明所需處理液及洗滌液的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需要處理的尼龍復(fù)合材料數(shù)量及體積而加以改變。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明采用化學(xué)方法對(duì)尼龍復(fù)合材料表面進(jìn)行處理，使其表面被輕微刻蝕，從而改善其表面親合力。經(jīng)相關(guān)測(cè)試表明，其涂層的附著力有明顯提高。本發(fā)明所需用試劑均為工業(yè)常用的化學(xué)品，來(lái)源廣，成本低；所需設(shè)備投資小，工藝簡(jiǎn)單，便于操作。
權(quán)利要求
1.一種尼龍復(fù)合材料涂裝前的表面處理方法，其特征在于包括如下步驟提供一尼龍復(fù)合材料；將一含氧化劑的處理液應(yīng)用于該尼龍復(fù)合材料表面；清洗該尼龍復(fù)合材料。
2.如權(quán)利要求1所述的尼龍復(fù)合材料涂裝前的表面處理方法，其特征在于，上述尼龍復(fù)合材料包括尼龍6、尼龍46、尼龍66或尼龍1010。
3.如權(quán)利要求2所述的尼龍復(fù)合材料涂裝前的表面處理方法，其特征在于，上述尼龍復(fù)合材料包括玻璃纖維、碳纖維或復(fù)合纖維。
4.如權(quán)利要求1所述的尼龍復(fù)合材料涂裝前的表面處理方法，其特征在于，上述氧化劑包括高錳酸鹽、鉻酸鹽、氯酸鹽或過(guò)氧化氫。
5.如權(quán)利要求4所述的尼龍復(fù)合材料涂裝前的表面處理方法，其特征在于，上述處理液進(jìn)一步包括硫酸。
6.如權(quán)利要求1所述的尼龍復(fù)合材料涂裝前的表面處理方法，其特征在于，上述處理液通過(guò)噴淋應(yīng)用于該尼龍復(fù)合材料表面。
7.如權(quán)利要求1所述的尼龍復(fù)合材料涂裝前的表面處理方法，其特征在于，上述處理液通過(guò)將該尼龍復(fù)合材料浸入該處理液一段時(shí)間而應(yīng)用于該尼龍復(fù)合材料表面。
8.如權(quán)利要求1所述的尼龍復(fù)合材料涂裝前的表面處理方法，其特征在于，所述的清洗該尼龍復(fù)合材料包括用水清洗該尼龍復(fù)合材料。
9.如權(quán)利要求8所述的尼龍復(fù)合材料涂裝前的表面處理方法，其特征在于，上述清洗該尼龍復(fù)合材料的步驟進(jìn)一步包括將一含還原劑的洗滌液應(yīng)用于該尼龍復(fù)合材料表面。
10.如權(quán)利要求9所述的尼龍復(fù)合材料涂裝前的表面處理方法，其特征在于，上述還原劑包括草酸。
11.如權(quán)利要求1所述的尼龍復(fù)合材料涂裝前的表面處理方法，其特征在于，上述表面處理方法于清洗該尼龍復(fù)合材料的步驟后進(jìn)一步進(jìn)行一干燥該尼龍復(fù)合材料的步驟。
12.一種采用如權(quán)利要求1所述的尼龍復(fù)合材料涂裝前的表面處理方法處理所得的尼龍復(fù)合材料，其特征在于，該尼龍復(fù)合材料表面具有多個(gè)微孔，該微孔孔徑范圍大致為0.01-50微米。
全文摘要
一種尼龍復(fù)合材料涂裝前的表面處理方法包括如下步驟提供一尼龍復(fù)合材料；將一含氧化劑的處理液應(yīng)用于該尼龍復(fù)合材料表面；清洗該尼龍復(fù)合材料。其中，所述的氧化劑包括高錳酸鹽、鉻酸鹽、氯酸鹽或過(guò)氧化氫。本發(fā)明還提供一種采用上述表面處理方法處理所得之尼龍復(fù)合材料。本發(fā)明采用化學(xué)方法對(duì)尼龍復(fù)合材料表面進(jìn)行處理，使其表面被輕微刻蝕，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中尼龍復(fù)合材料表面涂層附著力低、處理工藝復(fù)雜的問(wèn)題。
文檔編號(hào)B05D7/02GK1621161SQ20031011240
公開(kāi)日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2003年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月25日
發(fā)明者劉辰忠 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司