專(zhuān)利名稱(chēng)：一種非晶金屬與塑料的復(fù)合材料、復(fù)合殼件及其制備方法
一種非晶金屬與塑料的復(fù)合材料、復(fù)合殼件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子工程材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種非晶金屬與塑料的復(fù)合材料、復(fù)合殼件及其制備方法。
背景技術(shù)：
非晶金屬是原子排列在三維空間無(wú)長(zhǎng)程有序的金屬。與晶態(tài)金屬相比，非晶態(tài)金屬在物理性能、化學(xué)性能和機(jī)械性能都發(fā)生了顯著的變化。非晶態(tài)金屬位錯(cuò)密度高，宏觀(guān)組織均一，沒(méi)有晶界等缺陷，被認(rèn)為是高韌性、高強(qiáng)度的主要原因。從構(gòu)造上看，非晶態(tài)金屬?zèng)]有晶界、層錯(cuò)等缺陷，沒(méi)有偏析、析出及異相，當(dāng)添加適當(dāng)元素形成亞穩(wěn)態(tài)后，會(huì)顯示出驚人的耐腐蝕性，在酸性、中性或者堿性等各種容易中長(zhǎng)期浸泡而不被腐蝕，如在狗基合金中添加Cr和Mo，其耐腐蝕性之強(qiáng)，令人難以置信。非晶態(tài)金屬除了高強(qiáng)度、高耐韌性、高耐磨性和超耐腐蝕性外，還具備耐放射線(xiàn)損傷，通常中子照射到結(jié)晶金屬上后，原子的點(diǎn)陣排列會(huì)遭到破壞，出現(xiàn)很多缺陷使材料性能下降，但是非晶態(tài)金屬在放射線(xiàn)長(zhǎng)期照射后既不脆化，導(dǎo)電性也不下降。非晶金屬通常采用熔體急速冷卻法制備，其冷卻速度要達(dá)到108°C /s以上的冷卻速度，其對(duì)工藝水平要求非常高，所以非晶金屬很難以大批量生產(chǎn)，其價(jià)格也相對(duì)較高，雖然非晶金屬還可以采用通過(guò)其他方法生產(chǎn)，如氣相沉積法、化學(xué)溶液反應(yīng)法以及固相反應(yīng)法，但是這些工藝均非常復(fù)雜，難以批量化生產(chǎn)，所以目前，非晶態(tài)金屬的價(jià)格都相對(duì)較高。上述非晶態(tài)金屬各種優(yōu)異的機(jī)械、化學(xué)、電學(xué)性能使得其可以作為理想的筆記本電腦、手機(jī)、掌上電腦等電子產(chǎn)品外殼材料。但是由于其價(jià)格昂貴，如果將整塊筆記本電腦的外殼均采用輕質(zhì)非晶金屬制成，顯然是不恰實(shí)際的，因?yàn)槠涑杀具€是太高。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種新的非晶金屬與塑料的復(fù)合材料， 還提出了采用該非晶金屬與塑料的復(fù)合材料制成的復(fù)合殼件以及它們的制備方法。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下本發(fā)明提供一種非晶金屬與塑料的復(fù)合材料，其特征在于，該復(fù)合材料包括非晶金屬層以及與該非晶金屬層粘接在一起的塑料層，所述非晶金屬層的厚度為5 150μπι， 塑料層的厚度為0.2 6mm。優(yōu)選的，所述非晶金屬層的厚度為20 50 μ m，所述塑料層的厚度為0. 3 2mm。所述非晶金屬包括鋯基、鐵基、銅基、鎳基和鈷基非晶態(tài)金屬中的一種或多種。優(yōu)選的，所述非晶金屬為鋯基或/和鐵基非晶態(tài)金屬。所述塑料包括PA、PC、PET、PP以及ABS中的一種或多種組合。優(yōu)選的，所述塑料為聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物(PC/ ABS)。本發(fā)明還提供一種如上所述的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括
(1)使非晶金屬薄片附著在注塑模腔的內(nèi)壁上；(2)從注塑模腔的注塑口中注入熔融塑料，冷卻成型，使非晶金屬層和塑料層粘接在一起形成一整體。本發(fā)明另提供一種采用非晶金屬與塑料復(fù)合材料制成的復(fù)合殼件，其特征在于， 該殼件包括位于殼件最外層的非晶金屬層以及與所述非晶金屬層粘接在一起的塑料層，該非晶金屬層的厚度為5 150 μ m,所述塑料層的厚度為0. 2 6mm。優(yōu)選的，所述非晶金屬層的厚度為20 50 μ m，所述塑料層的厚度為0. 3 2mm。所述塑料層位于所述殼體的最內(nèi)層。所述非晶金屬包括鋯基、鐵基、銅基、鎳基和鈷基非晶態(tài)金屬中的一種或多種。優(yōu)選的，所述非晶金屬為鋯基或/和鐵基非晶態(tài)金屬。所述塑料包括PA、PC、PET、PP以及ABS中的一種或多種組合。優(yōu)選的所述塑料為聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物(PC/ ABS)。本發(fā)明又提供一種如上所述的復(fù)合殼件的制備方法，其特征在于，該方法包括(1)從非晶金屬薄帶中裁切預(yù)定大小的片材；(2)將上述的片材放在模具中沖壓形成與所述復(fù)合殼件形狀相同的金屬型材；(3)將上述的金屬型材放在與所述復(fù)合殼件形狀相同的注塑模腔中；(4)從注塑模腔的注塑口中注入熔融塑料，冷卻成型，使非晶金屬層和塑料層粘接在一起形成一整體。本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于本發(fā)明通過(guò)將塑料復(fù)合在非金屬薄片上，使得該復(fù)合材料既具有非晶金屬的耐腐蝕、耐磨性能、防電磁輻射性以及良好的外在感官性，同時(shí)具有塑料的輕質(zhì)的特點(diǎn)，同時(shí)由于非晶金屬層非常薄，所以整個(gè)復(fù)合材料的成本相當(dāng)?shù)汀Ｍㄟ^(guò)采用將熔融的塑料與非晶金屬薄片一起注塑成型，不僅提高了塑料層與非晶金屬層的粘接牢固度，而且加工工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明涉及一種非晶金屬與塑料的復(fù)合材料，還涉及采用該非晶金屬與塑料的復(fù)合材料制成的復(fù)合殼件以及它們的制備方法。復(fù)合材料既具有非晶金屬的耐腐蝕、耐磨性能、防電磁輻射性以及良好的外在感官性，同時(shí)具有塑料的輕質(zhì)的特點(diǎn)，同時(shí)由于非晶金屬層非常薄，所以整個(gè)復(fù)合材料的成本相當(dāng)?shù)汀Ｋ龇蔷Ы饘侔ㄤ喕?、鐵基、銅基、鎳基和鈷基非晶態(tài)金屬中的一種或多種。優(yōu)選的，所述非晶金屬為鋯基或/和鐵基非晶態(tài)金屬。所述塑料包括PA、PC、PET、PP以及ABS中的一種或多種組合。優(yōu)選的，所述塑料為聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物(PC/ ABS)。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述和說(shuō)明實(shí)施例1一種非晶金屬與塑料的復(fù)合材料，該復(fù)合材料采用如下方法制備而成
(1)使均勻厚度均為5μπι的鎳基非晶態(tài)金屬薄片附著在長(zhǎng)方體形的注塑模腔的內(nèi)壁上，所述注塑模腔的腔體厚度均勻，為0. 2mm ；具體為從厚度為5μπι的鎳基非晶態(tài)金屬薄帶中裁切比所述注塑模腔前模的內(nèi)表面積稍大一點(diǎn)的非晶金屬薄片，將所述鎳基非晶態(tài)金屬薄片放在與所述注塑模腔前模形狀相同的模具中沖壓成型，形成一與注塑模腔前模內(nèi)表面相同形狀的金屬型材，將所述金屬型材放在所述注塑模腔的前模內(nèi)，合攏前模和后模，使金屬型材牢牢的與所述注塑模腔前模的內(nèi)壁接觸。(2)從注塑模腔的注塑口中注入熔融態(tài)的PA塑料，緩慢冷卻成型，使鋯基非晶態(tài)金屬層和塑料層粘接在一起形成為一整體。制備形成的非晶金屬與塑料的復(fù)合材料包括兩層，第一層為非晶金屬層，第二層為與該非晶金屬層粘接在一起的塑料層，所述非晶金屬層的厚度為5 μ m，所述塑料層的厚度為0. 2mm。實(shí)施例2—種非晶金屬與塑料的復(fù)合材料，該復(fù)合材料采用如下方法制備而成(1)使均勻厚度均為150 μ m的鈷基非晶態(tài)金屬薄片附著在長(zhǎng)方體形的注塑模腔前模和后模的內(nèi)壁上，所述注塑模腔的腔體厚度均勻，為6mm ；具體為從厚度為150 μ m的鈷基非晶態(tài)金屬薄帶中裁切兩張分別比所述注塑模腔前模和后模內(nèi)表面積稍大一點(diǎn)的非晶金屬薄片，將兩張鈷基非晶態(tài)金屬薄片分別放在與所述注塑模腔前模和后模形狀相同的模具中沖壓成型，形成兩張與注塑模腔內(nèi)前模和后模表面相同形狀的金屬型材，將上述兩張金屬型材分別放在所述注塑模腔的前模和后模內(nèi)， 合攏前模和后模，使金屬型材牢牢的與所述注塑模腔的內(nèi)壁接觸。(2)從注塑模腔的注塑口中注入熔融態(tài)的PET塑料，緩慢冷卻成型，使鐵基非晶態(tài)金屬層和塑料層粘接在一起形成為一整體。制備形成的非晶金屬與塑料的復(fù)合材料包括三層，第一層為非晶金屬層。第二層為與該非晶金屬層粘接在一起的塑料層，所述非晶金屬層粘接在塑料層的一個(gè)面上，第三層為與該塑料層的另一面粘接的非晶金屬層，所述非晶金屬層的厚度為150 μ m，所述塑料層的厚度為6mm。實(shí)施例3一種筆記本電腦的外殼，該復(fù)合外殼采用復(fù)合材料，制備該復(fù)合外殼的方法如下(1)從20 μ m厚的銅基非晶金屬薄帶中裁切比所述注塑該外殼的模具模腔前模內(nèi)表面積稍大一點(diǎn)的銅基非晶金屬薄片；(2)將上述的銅基非晶金屬薄片放在注塑該外殼的模具中沖壓形成與所述復(fù)合殼件外表面形狀相同的金屬型材；(3)將上述的金屬型材放在與所述復(fù)合殼件形狀相同的注塑模腔的前模中，合攏前模和后模，使金屬型材牢牢的與所述注塑模腔前模的內(nèi)壁接觸；(4)從注塑模腔的注塑口中注入熔融的PP塑料，緩慢冷卻成型，使非晶金屬層和塑料層粘接在一起形成一整體。制備形成的復(fù)合外殼包括內(nèi)外兩層，位于該復(fù)合外殼最外層為非晶金屬層，厚度為20 μ m，位于該復(fù)合外殼最內(nèi)層為PP塑料層，該塑料層最薄處為1mm，最厚處為2mm。實(shí)施例4一種手機(jī)外殼，該外殼采用復(fù)合材料，制備該復(fù)合外殼的方法如下(1)從50 μ m厚的鋯基和鐵基非晶金屬薄帶中裁切比所述注塑該外殼的模具模腔前模內(nèi)表面積稍大一點(diǎn)的銅基非晶金屬薄片；(2)將上述的鋯基和鐵基非晶金屬薄片放在注塑該外殼的模具中沖壓形成與所述復(fù)合殼件外表面形狀相同的金屬型材；(3)將上述的金屬型材放在與所述復(fù)合殼件形狀相同的注塑模腔的前模中，合攏前模和后模，使金屬型材牢牢的與所述注塑模腔前模的內(nèi)壁接觸；(4)從注塑模腔的注塑口中注入熔融的PC/ABS塑料，緩慢冷卻成型，使非晶金屬層和塑料層粘接在一起形成一整體。制備形成的復(fù)合外殼包括內(nèi)外兩層，位于該復(fù)合外殼最外層為鋯基和鐵基非晶金屬層，厚度為50 μ m,位于該復(fù)合外殼最內(nèi)層為PC/ABS塑料層，該P(yáng)C/ABS塑料層最薄處為 0. 3mm，最厚處為1mm。需要說(shuō)明的是，普通的技術(shù)人員針對(duì)上述的實(shí)施例還可以很簡(jiǎn)單的想到其他的實(shí)施例，并且通過(guò)簡(jiǎn)單的多次實(shí)驗(yàn)，就能夠得到一些改進(jìn)。但是無(wú)論怎么改進(jìn)，只要這些技術(shù)方案在本發(fā)明的構(gòu)思范圍內(nèi)，應(yīng)等同于本專(zhuān)利的技術(shù)方案，屬于本專(zhuān)利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種非晶金屬與塑料的復(fù)合材料，其特征在于，該復(fù)合材料包括非晶金屬層以及與該非晶金屬層粘接在一起的塑料層，所述非晶金屬層的厚度為5 150 μ m,塑料層的厚度為 0. 2 6mmο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，優(yōu)選的，所述非晶金屬層的厚度為 20 50 μ m，所述塑料層的厚度為0. 3 2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述非晶金屬包括鋯基、鐵基、銅基、鎳基和鈷基非晶態(tài)金屬中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述塑料包括PA、PC、PET、PP以及ABS中的一種或多種組合。
5.一種如權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括(1)使非晶金屬薄片附著在注塑模腔的內(nèi)壁上；(2)從注塑模腔的注塑口中注入熔融塑料，冷卻成型，使非晶金屬層和塑料層粘接在一起形成一整體。
6.一種采用非晶金屬與塑料復(fù)合材料制成的復(fù)合殼件，其特征在于，該殼件包括位于殼件最外層的非晶金屬層以及與所述非晶金屬層粘接在一起的塑料層，該非晶金屬層的厚度為5 150 μ m，所述塑料層的厚度為0. 2 6mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合殼件，其特征在于，優(yōu)選的，所述非晶金屬層的厚度為 20 50 μ m，所述塑料層的厚度為0. 3 2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述非晶金屬包括鋯基、鐵基、銅基、鎳基和鈷基非晶態(tài)金屬中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述塑料包括PA、PC、PET、PP以及ABS中的一種或多種組合。
10.一種如權(quán)利要求6所述的復(fù)合殼件的制備方法，其特征在于，該方法包括(1)從非晶金屬薄帶中裁切預(yù)定大小的片材；(2)將上述的片材放在模具中沖壓形成與所述復(fù)合殼件形狀相同的金屬型材；(3)將上述的金屬型材放在與所述復(fù)合殼件形狀相同的注塑模腔中；(4)從注塑模腔的注塑口中注入熔融塑料，冷卻成型，使非晶金屬層和塑料層粘接在一起形成一整體。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子工程材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種非晶金屬與塑料的復(fù)合材料、復(fù)合殼件及其制備方法，所述復(fù)合材料包括非晶金屬層以及與該非晶金屬層粘接在一起的塑料層，所述非晶金屬層的厚度為5～150μm，塑料層的厚度為0.2～6mm，該復(fù)合材料是采用如下方法制備而成的(1)使非晶金屬薄片附著在注塑模腔的內(nèi)壁上；(2)從注塑模腔的注塑口中注入熔融塑料，冷卻成型，使非晶金屬層和塑料層粘接在一起形成一整體。通過(guò)將塑料復(fù)合在非金屬薄片上，使得該復(fù)合材料既具有非晶金屬的耐腐蝕、耐磨性能、防電磁輻射性以及良好的外在感官性，同時(shí)具有塑料的輕質(zhì)的特點(diǎn)，同時(shí)由于非晶金屬層非常薄，所以整個(gè)復(fù)合材料的成本相當(dāng)?shù)汀?br>
文檔編號(hào)B32B15/08GK102152540SQ201010546698
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者劉彬, 胡軍輝 申請(qǐng)人:胡軍輝