金属合金-陶瓷树脂复合物及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种金属合金-陶瓷树脂复合物，以及制造该金属合金-陶瓷树脂复 合物的方法，并且更具体地涉及一种金属合金-陶瓷树脂复合物，该金属合金-陶瓷树脂复 合物通过将具有热消散功能的陶瓷树脂和金属合金整合而形成，并且具有提供复合结构的 能力，其能被用在各种电子设备、家用器具、医学设备、车辆结构组件、车载组件、建筑材料 组件以及其他结构组件和外部组件中，以及LED照明装置中，以及制造该金属合金-陶瓷树 脂复合物的方法。
【背景技术】
[0002] 通常，利用插入成型技术将所谓超级工程树脂类化合物整合至模压铝合金制品或 模压锈钢纸片的异质材料整合成型技术，或者将镁合金和尼龙（PA)树脂整合的异质材料 整合成型技术，或将热塑性弹性体（诸如液体氟类弹性体或硅橡胶）和不锈钢、铝或聚碳酸 酯（PC)树脂整合的异质材料整合成型技术已经广为人知并且已经广泛应用，其中，所谓超 级工程树脂类化合物例如通用工程树脂（诸如聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT)树脂），或超 级工程树脂（诸如聚苯硫醚（PPS)树脂）。此外，这些整合成型技术已经被用在各个领域 中。异质材料的模压复合物制件被用作各种电子产品（诸如笔记本电脑、投影仪、便携式电 话或游戏机）的外壳，各种家用器具（诸如液晶显示器（LCD) TV)、等离子TV或抛物面天线 的外壳和组件，或涉及车辆的各种组件。
[0003] 应当理解的是，由于所用材料的性质能够适当的组合，所以注塑成型技术已经被 用在如上所述的各个领域中。例如，通过模压金属合金制件可施加涉及例如美学特征和机 械强度特征的功能，以及利用各种工程树脂或热固性弹性体可施加涉及固定的功能，例如 热和电绝缘性或轻量性。
[0004] 整合异质材料，诸如金属合金和树脂的异质材料整合成型技术被公开在多个韩 国专利文件中，例如，韩国专利特许公开10-2012-0132848(2012年12月10日公开）、 韩国专利特许公开10-2011-0133119(2011年12月12日公开）和韩国专利特许公开 10-2009-0055052 (2009 年 6 月 2 日公开）。
[0005] 尽管已经如上所述对整合金属合金和树脂的技术进行了各种描述，但是整合具有 热消散性质的树脂（诸如含有陶瓷的树脂）和金属合金未被提及。也就是最近才发展了 各种树脂组合物，该树脂组合物在热消散性能方面具有改进并且不劣化其机械性能和电性 能，该树脂组合物被开发为在制造包含LED照明的包括热消散结构的电子装置可使用的材 料。然而，由于整合这种具有热消散功能的树脂和金属合金的技术未被提及，所以难以将这 种树脂应用至各个领域中。
【发明内容】
[0006] 技术问题
[0007] 本发明的目的是提供一种复合结构，该复合结构通过整合具有热消散功能的陶瓷 树脂和金属合金而形成，并且可被用在各种电子设备、家用器具、医学设备、车辆结构组件、 车载组件、建筑材料组件和其他结构组件、外部组件以及LED照明装置中。
[0008] 技术方案
[0009] 为了实现上述目的，本发明提供了一种金属合金-陶瓷树脂复合物，所述金属合 金-陶瓷树脂复合物包含：金属合金，在所述金属合金中，利用表面活性剂使所述金属合金 的表面脱脂并且利用选自盐酸、硫酸、硝酸和甲酸的至少一种酸的水性溶液来蚀刻经脱脂 的表面以形成凹陷底切和凸起底切，从而提供80 ym至150 ym的平均表面粗糙度；以及陶 瓷树脂，基于总100重量份的树脂，所述陶瓷树脂包含31wt%至79wt%的选自聚丙烯、聚酰 胺、聚苯硫醚、聚乙炔、聚碳酸酯、聚酯和聚苯醚的至少一种树脂，20wt %至60wt %的碳化硅 和lwt%至3wt%的添加剂。通过注塑成型，将陶瓷树脂整合到所述金属合金的形成有所述 凹陷底切和所述凸起底切的表面上。
[0010] 所述碳化娃可为大小为Inm至IOnm的粉末形式的所使用。
[0011] 基于总100重量份的添加剂，所述添加剂可包含25wt %至35wt %的无机填料和 35wt%至40wt%的分散剂以及30wt%至35wt%的固化剂。
[0012] 所述金属合金选自铝合金、镁合金和不锈钢合金。
[0013] 为了实现上述目的，本发明提供了一种制造金属合金-陶瓷树脂复合物的方法。 所述方法包括：a)脱脂步骤：利用表面活性剂从金属合金的表面去除油性组分；b)底切形 成步骤：从所述金属合金的经脱脂的表面去除氧化物膜，以及利用选自盐酸、硫酸、硝酸和 甲酸的至少一种酸的水性溶液来蚀刻所述金属合金的去除氧化物膜的表面，从而形成凹陷 底切和凸起底切以提供80 ym至150 ym的平均表面粗糙度；c)陶瓷树脂制造步骤：制造包 含树脂和碳化硅的陶瓷树脂；以及d)结合步骤：将所述金属合金引入至注塑成型模具，且 随后在所述金属合金的表面上注塑成型并结合所述陶瓷树脂，其中，所述金属合金的表面 由通过所述底切形成步骤中形成的底随后注塑成型，并使在所述陶瓷树脂制造步骤中制造 的陶瓷树脂结合在所述金属合金的表面上，其中，所述金属合金的表面通过所述底切形成 步骤形成有底切。
[0014] 通过陶瓷树脂制造步骤（步骤d)，能够得到陶瓷树脂，基于总100重量份的树脂， 所述陶瓷树脂包含31wt%至79wt%的选自聚丙烯、聚酰胺、聚苯硫醚、聚乙炔、聚碳酸酯、 聚醋和聚苯醚的至少一种树脂，20wt%至60wt%的碳化娃，以及lwt%至3wt%的添加剂。
[0015] 基于总100重量份的添加剂，所述添加剂可包含25wt %至35wt %的无机填料和 35wt%至40wt%的分散剂以及30wt%至35wt%的固化剂。
[0016] 所述金属合金为选自铝合金、镁合金和不锈钢合金的合金。
[0017] 碳化娃可以大小为Inm至IOnm的粉末形式使用。
[0018] 有益效果
[0019] 根据本发明，由于具有热消散功能的陶瓷树脂和金属合金被彼此整合，从而能够 提供金属合金-陶瓷树脂复合物，该金属合金-陶瓷树脂复合物可被用在各种电子设备、家 用器具、医学设备、车辆结构组件、车载组件、建筑材料组件以及其他结构组件和外部组件 中，以及LED照明装置中。
[0020] 此外，由于陶瓷树脂可如同金属一样迅速地收缩和膨胀，因此能够防止由于陶瓷 树脂被结合至金属合金时由于膨胀率的差异而使得附着强度降低。
[0021] 此外，当通过注塑成型与金属合金整合时，陶瓷树脂消散热。因此，能够实现快速 冷却，并且因此能够改进注塑成型速度。
[0022] 此外，由于具有热消散功能的陶瓷树脂能够被结合且被整合至金属合金，所以能 够制造并不劣化机械和电性质且具有改进的热消散性质的各种类型的热消散结构，以及各 种具有热消散功能的电子设备的元件。
【附图说明】
[0023] 图1为示出金属合金-陶瓷树脂复合物的制造方法的示意性流程图；
[0024] 图2a和图2b为在放大尺度下拍摄根据本发明的陶瓷树脂的表面而得到的图片； 以及
[0025] 图3a和图3b为在放大尺度下拍摄根据本发明的陶瓷树脂和金属合金的结合表面 而得到的图片。
[0026] 附图的主要部分的符号的描述
[0027] Sl :脱脂步骤
[0028] S2 :氧化物去除步骤
[0029] S3 :底切形成步骤
[0030] S4:陶瓷树脂制造步骤
[0031] S5:结合步骤
【具体实施方式】
[0032] 以下，将参照所附附图，详细地描述本发明的示例性实施方式。在本发明的描述 中，省略了对熟知功能或结构的描述以使得本发明的主题更加清晰。
[0033] 在所附附图中，图1为示出金属合金-陶瓷树脂复合物的制造方法的示意性流程 图。
[0034] 参照图1，将描述金属合金-陶瓷树脂复合物以及制备金属合金-陶瓷树脂复合物 的方法。
[0035] 当通过注塑成型将含有碳化硅（SiC)作为主组分的树脂整合地结合至选自铝合 金、镁合金和不锈钢合金的金属合金时，形成了金属合金-陶瓷树脂复合物。这将在下文中 更详细地进行描述。
[0036] [金属合金]
[0037] 在示例性实施方式中使用的金属合金为铝合金。铝合金被通常分类到可延展的合 金和用于锻造的铝合金。同时，合金也可通常被分类到非热处理型合金，其仅通过加工硬化 可具有提高的硬度或拉伸强度，以及热处理型合金，其通过热处理可具有改进的机械性能。 属于非热处理型合金的铝合金包含例如Al - Mg类合金、Al - Mn类合金和Al - Mg - Mn 类合金。属于热处理型合金的铝合金包含例如Al - Cu - Mg类合金、Al - Zn - Mg类合 金、Al - Mg - Si类合金以及耐热性铝。用于锻造的合金可被分类为用于金属型锻造的合 金、用于型砂造型的合金、用于壳型铸造的合金以及用于拉模锻造的合金。
[0038] 各种已知的铝合金可被应用到本发明的示例性实施方式中，并且符合韩国工业标 准（KS)。
[0039] 此外，应用到示例性实施方式的铝合金由在加工前具有板形状、棒形状或管形状 为材料形状的挤压等的中间铝合金材料来得到，其中，挤压通过加工（诸如剪切、切割或拉 延）或机械加工（诸如碾轧、电火花加工、压制、研磨或抛光）被加工成组件结构。
[0040] 因此，当组件结构被引入至注塑成型模具中从而处理该组件结构，并且制造具有 具体产品所需的形状和结构的组件。
[0041] [预处理步骤]
[0042] 进行加工以具有所需的形状和结构的由铝合金制成的组件不应当具有例如形成 在待结合的表面上的氧化或氢氧化物的厚膜，并且当组件已经长时间被放置在自然状态 时，很明显的是在表面上存在有锈，锈应当通过例如抛光或打磨从表面上去除。其他不是锈 的污染物，例如在金属加工过程期间，附着至表面的油膜，或当组件被携带时，附着至表面 的手指油（finger oil)组分，应当通过如下的脱脂步骤被去除。
[0043] 也就是说，例如，加工油、手指油组分或金属碎片可附着至铝金属组件的表面，并 且小油滴或灰尘可在通过例如喷砂加工后而附着，它们都应当被脱脂或清洁。通常来说，经 加工的铝合金组件通过被引入到用于脱脂的已知的溶剂注脂机中而被处理。当油类组分的 附着不太严重时，首先进行脱脂处理，其中，将铝合金组件浸渍在用于铝合金的商购脱脂剂 的水性溶液中几分钟并且清洗该铝合金。此外，为了将表面化学地去除以暴露出清洁的铝 合金表面，在约40°C的温度下，准备浓度为百分之几的稀释的氢氧化钠水性溶液的浴，并且 将铝合金组件浸渍在氢氧化钠水性溶液浴中。<