本發(fā)明涉及一種復(fù)合體及其制備方法,尤其涉及一種無(wú)機(jī)非金屬件與塑料件的復(fù)合體及該復(fù)合體的制備方法。
背景技術(shù)：
：玻璃、陶瓷、藍(lán)寶石等硬質(zhì)無(wú)機(jī)非金屬材料因具有獨(dú)特的質(zhì)感與特性而被廣泛應(yīng)用于3c電子產(chǎn)品等產(chǎn)品的外觀(guān)件及結(jié)構(gòu)件中。然而，非金屬材料因韌性及延展性差而無(wú)法設(shè)計(jì)成可與其它部件結(jié)合的卡扣結(jié)構(gòu)，因此，無(wú)機(jī)非金屬件一般需要先與塑料件結(jié)合，借助于塑料件形成可與其它部件結(jié)合的結(jié)構(gòu)件或外觀(guān)件。目前，無(wú)機(jī)非金屬件與塑料件的結(jié)合方法通常為粘接法和機(jī)械法。粘接法是指利用膠粘劑作為中間的界面材料，將無(wú)機(jī)非金屬件與塑料件結(jié)合于一體的方法，然而，粘接法雖然可以實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)非金屬件與塑料件之間的連接，但其存在以下缺點(diǎn)：粘結(jié)強(qiáng)度不夠高，其結(jié)合力一般小于10兆帕（mpa）；難以自動(dòng)化，受操作者熟練程度影響；工作溫度受膠粘劑性能影響，一般只能在-50攝氏度（℃）~100℃的溫度范圍內(nèi)正常工作；在環(huán)境光、熱、濕氣等因素下，膠粘劑會(huì)產(chǎn)生老化斷裂等現(xiàn)象；大部分膠粘劑有毒，操作過(guò)程中會(huì)散發(fā)有刺激性的氣體，危害人體健康；無(wú)法對(duì)無(wú)機(jī)非金屬件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜和/或尺寸小的部位進(jìn)行粘結(jié)。所述機(jī)械法是指通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將無(wú)機(jī)非金屬件嵌入塑料件中的方法，機(jī)械法雖然也可以實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)非金屬件與塑料件之間的連接，但不適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的無(wú)機(jī)非金屬件與塑料件的結(jié)合。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，有必要提供一種新的無(wú)機(jī)非金屬件與塑料件的復(fù)合體，以解決上述問(wèn)題。另，還有必要提供一種上述復(fù)合體的制備方法。一種復(fù)合體，其包括無(wú)機(jī)非金屬件、與該無(wú)機(jī)非金屬件相連接的塑料件、及位于該無(wú)機(jī)非金屬件與塑料件之間用于將該無(wú)機(jī)非金屬件與塑料件結(jié)合在一起的結(jié)合層，該結(jié)合層具有一結(jié)合于所述塑料件的第一表面，該第一表面具有凹凸不平的結(jié)構(gòu)及多孔的結(jié)構(gòu)中的一種或兩種。一種復(fù)合體的制備方法，其包括如下步驟：提供無(wú)機(jī)非金屬件；在所述無(wú)機(jī)非金屬件的表面形成結(jié)合層，該結(jié)合層具有一遠(yuǎn)離所無(wú)機(jī)非金屬件的第一表面；對(duì)所述第一表面進(jìn)行表面處理，在該第一表面上形成凹凸不平的結(jié)構(gòu)及多孔的結(jié)構(gòu)中一種或兩種，得到中間體；提供一注塑成型模具，將所述中間體置于該注塑成型模具內(nèi)，注塑塑料于該中間體上以形成塑料件，該塑料件結(jié)合于所述結(jié)合層的第一表面上。所述復(fù)合體通過(guò)在無(wú)機(jī)非金屬件的表面形成結(jié)合層，并在結(jié)合層的第一表面形成凹凸不平的結(jié)構(gòu)和/或多孔結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)注塑成型的方法在該第一表面上形成塑料件。該第一表面上的凹凸不平的結(jié)構(gòu)和/或多孔的結(jié)構(gòu)不僅可以提高塑料件與結(jié)合層之間的結(jié)合面積，還可以使塑料件與結(jié)合層在結(jié)合過(guò)程中產(chǎn)生機(jī)械咬合，從而有效的提高塑料件與結(jié)合層之間的結(jié)合力，進(jìn)而提高復(fù)合體中的無(wú)機(jī)非金屬件與塑料件之間的結(jié)合力。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的復(fù)合體的剖視示意圖。圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的中間體的剖視示意圖。圖3是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的結(jié)合層的第一表面的掃描電鏡圖。圖4是本發(fā)明較佳實(shí)施方式的注塑成型模具內(nèi)注塑形成結(jié)合于中間體的塑料件的示意圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明復(fù)合體100無(wú)機(jī)非金屬件10結(jié)合層20第一表面21塑料件30中間體200注塑成型模具300上模301澆口3011第一模穴3012下模302第二模穴3021如下具體實(shí)施方式將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明一較佳實(shí)施方式的復(fù)合體100，其可以為電子產(chǎn)品的外殼，也可為建筑用件、醫(yī)療器件及汽車(chē)等交通工具的零部件等。該復(fù)合體100包括無(wú)機(jī)非金屬件10、與該無(wú)機(jī)非金屬件10相連接的塑料件30、及位于該無(wú)機(jī)非金屬件10與塑料件30之間用于將所述無(wú)機(jī)非金屬件10與塑料件30結(jié)合在一起的結(jié)合層20。所述無(wú)機(jī)非金屬件10的材質(zhì)為玻璃、陶瓷、藍(lán)寶石等硬質(zhì)無(wú)機(jī)非金屬材料。請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖2~3，所述結(jié)合層20具有一第一表面21。該第一表面21具有凹凸不平的結(jié)構(gòu)和/或多孔的結(jié)構(gòu)。所述塑料件30結(jié)合于該第一表面21上，該塑料件30部分填充于該凹凸不平的結(jié)構(gòu)和/或多孔的結(jié)構(gòu)內(nèi)。該凹凸不平的結(jié)構(gòu)和/或多孔的結(jié)構(gòu)不僅可以提高塑料件30與結(jié)合層20之間的結(jié)合面積，還可以使塑料件30與結(jié)合層20在結(jié)合過(guò)程中產(chǎn)生機(jī)械咬合，從而有效的提高塑料件30與結(jié)合層20之間的結(jié)合力。當(dāng)該第一表面21具有凹凸不平的結(jié)構(gòu)時(shí)，該第一表面21的粗糙度ra的范圍優(yōu)選為1納米（nm）~1微米（μm）。當(dāng)該第一表面21具有多孔的結(jié)構(gòu)的時(shí)候，該孔的孔徑范圍優(yōu)選為10nm~50μm。該結(jié)合層20的厚度優(yōu)選為1nm~1mm?？梢岳斫獾脑摯植诙确秶?、孔徑范圍及結(jié)合層20的厚度可以為任意的其它數(shù)值，只要利于結(jié)合層20與塑料件30結(jié)合在一起即可。所述結(jié)合層20可以?xún)H包括一個(gè)薄膜層，也可以同時(shí)包括多個(gè)依次層疊在一起的薄膜層。該結(jié)合層20可采用常規(guī)的薄膜形成方法形成于所述無(wú)機(jī)非金屬件10的表面。該結(jié)合層20的第一表面21上的凹凸不平的結(jié)構(gòu)和多孔的結(jié)構(gòu)可以為薄膜形成過(guò)程中形成的，或者凹凸不平的結(jié)構(gòu)和多孔的結(jié)構(gòu)是薄膜形成后對(duì)薄膜進(jìn)行表面粗化處理或表面成孔處理后形成。該薄膜形成方法可以為化學(xué)沉積、濺鍍、蒸鍍、電鍍、印刷燒附、噴涂、溶膠-凝膠等常規(guī)的薄膜形成方法。該表面粗糙化處理或表面成孔處理可以為化學(xué)蝕刻、電化學(xué)蝕刻、鐳射等本領(lǐng)域習(xí)知的表面粗糙化或表面成孔的方法。所述結(jié)合層20的材質(zhì)包括但不限于金屬單質(zhì)、合金、金屬氧化物、金屬碳化物及金屬氮化物中的一種或幾種。所述金屬單質(zhì)包括但不限于ti、ni、al、ag、pd、au、cu、cr、zr中的一種或幾種。所述合金包括但不限于tial、tiw、ticu、nicr、niw中的一種或幾種。所述金屬氧化物包括但不限于tio2、al2o3、cuo、zro2中的一種或幾種。所述金屬碳化物包括但不限于tic、cr4c3、zrc、wc中的一種或幾種。所述金屬氮化物包括但不限于aln、tin、cr2n中的一種或幾種。所述塑料件30以模內(nèi)注塑的方式結(jié)合于所述結(jié)合層20的第一表面21。該塑料件30的主要材質(zhì)為塑料，該塑料可以為具有高流動(dòng)的結(jié)晶型熱塑性塑料，如聚苯硫醚（pps）塑料、聚酰胺（pa）塑料、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（pbt）塑料、聚碳酸酯（pc）、對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（pet）塑料等。可以理解的，為了提高該塑料件20的耐沖擊性、耐熱性及其它的機(jī)械性能，還可于該塑料中添加玻璃纖維或碳纖維等增強(qiáng)材料。優(yōu)選的，該增強(qiáng)材料為玻璃纖維。該玻璃纖維的添加還可以縮小結(jié)合層20與塑料件30之間的膨脹系數(shù)，可有效的防止塑料件30發(fā)生收縮、翹起或脫落，進(jìn)而提高塑料件30與結(jié)合層20之間的結(jié)合力，進(jìn)而提高該塑料件30與無(wú)機(jī)非金屬件10之間的結(jié)合力?？梢岳斫獾模鼋Y(jié)合層20可覆蓋所述無(wú)機(jī)非金屬件10的整個(gè)表面，也可僅覆蓋所述無(wú)機(jī)非金屬件10的局部表面。所述結(jié)合層20可覆蓋所述塑料件30的整個(gè)表面，也可僅覆蓋所述塑料件30的局部表面。請(qǐng)結(jié)合參閱1~4，一種上述復(fù)合體100的制備方法，其包括如下步驟：步驟s1：提供無(wú)機(jī)非金屬件10，該無(wú)機(jī)非金屬件10的材質(zhì)為玻璃、陶瓷、藍(lán)寶石等硬質(zhì)無(wú)機(jī)非金屬材料。步驟s2：對(duì)所述無(wú)機(jī)非金屬件10進(jìn)行表面預(yù)處理。該表面預(yù)處理可以為常規(guī)的脫脂除油處理，以去除該無(wú)機(jī)非金屬件10表面的油脂等污垢，使該無(wú)機(jī)非金屬件10的表面清潔。該脫脂除油處理的工藝為：使用清洗劑對(duì)該無(wú)機(jī)非金屬件10進(jìn)行超聲波清洗。該清洗劑為酒精、丙酮等常規(guī)用于去除油脂的清洗劑。該超聲波清洗的時(shí)間為2~10min。步驟s3：在所述無(wú)機(jī)非金屬件10的表面形成一結(jié)合層20。該結(jié)合層20包括至少一個(gè)薄膜層。該薄膜層的材質(zhì)包括但不限于金屬單質(zhì)、合金、金屬氧化物、金屬碳化物及金屬氮化物中的一種或幾種。該結(jié)合層20具有一遠(yuǎn)離所無(wú)機(jī)非金屬件10的第一表面21。該結(jié)合層20的厚度范圍優(yōu)選為1nm~1mm。在一實(shí)施方式中，采用濺鍍的方法形成所述薄膜層。該濺鍍的工藝為：將經(jīng)表面預(yù)處理后的無(wú)機(jī)非金屬件10放入等離子輔助沉積鍍膜機(jī)的鍍膜室中，遮蔽無(wú)機(jī)非金屬件10的不需要形成結(jié)合層20的表面，裝入鈦靶作為靶材，將該鍍膜室抽真空至真空度為1.0×10-4pa；持續(xù)通入氬氣作為工作氣體，該氬氣的流量為30-50sccm(標(biāo)準(zhǔn)毫升每分)；開(kāi)啟鍍膜機(jī)的電源，對(duì)無(wú)機(jī)非金屬件10未被遮蔽的表面進(jìn)行濺鍍。該鈦靶的功率為500~800w，濺鍍的時(shí)間可為5~120分鐘?？梢岳斫獾?，還可以采用常規(guī)的化學(xué)沉積、蒸鍍、印刷燒附、噴涂、溶膠-凝膠等薄膜形成方法在所述無(wú)機(jī)非金屬件10的表面形成所述結(jié)合層20。步驟s4：對(duì)所述結(jié)合層20的第一表面21進(jìn)行表面粗糙化處理和/或表面成孔處理，以使該第一表面21具有凹凸不平的結(jié)構(gòu)和/或多孔的結(jié)構(gòu)，得到一中間體200。當(dāng)該第一表面21具有凹凸不平的結(jié)構(gòu)時(shí)，該第一表面21的粗糙度ra的范圍優(yōu)選為1納米（nm）~1微米（μm）。當(dāng)該第一表面21具有多孔的結(jié)構(gòu)的時(shí)候，該孔的孔徑范圍優(yōu)選為10nm~50μm。在一實(shí)施方式中，采用電化學(xué)蝕刻的方法對(duì)該第一表面21進(jìn)行表面粗糙化處理和/或表面成孔處理。該電化學(xué)蝕刻的具體工藝為：將所述結(jié)合有結(jié)合層20的無(wú)機(jī)非金屬件10浸入電解液中進(jìn)行電化學(xué)蝕刻，該電解液包括但不限于硫酸溶液、鹽酸溶液、磷酸溶液及硝酸溶液中的一種或幾種，該電解液中氫離子（h+）的摩爾濃度為0.1~5mol/l，該電化學(xué)蝕刻的電流為0.1~3安培每平方分米（a/dm2），處理時(shí)間1~20min?？梢岳斫獾?，還可以采用化學(xué)蝕刻、鐳射等本領(lǐng)域習(xí)知的表面粗糙化處理或表面成孔處理的方法對(duì)所述第一表面21進(jìn)行表面粗糙化處理和/或表面成孔處理，以在該第一表面21上形成凹凸不平的結(jié)構(gòu)和/或多孔的結(jié)構(gòu)。步驟s5：請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖4，提供一注塑成型模具300，將所述中間體200置于該注塑成型模具300中。該注塑成型模具300包括上模301及下模302。上模301設(shè)置有若干澆口3011及一第一模穴3012，該第一模穴3012用于形成所述塑料件30。下模302形成有可容置所述中間體200的第二模穴3021。將所述中間體200置于該第二模穴3021中，經(jīng)由若干澆口3011注塑塑料于第一模穴3012中，冷卻后即形成塑料件30，制得所述復(fù)合體100。其中，該塑料件30部分填充于所述結(jié)合層20的第一表面21的凹凸不平的結(jié)構(gòu)和/或多孔的結(jié)構(gòu)內(nèi)。對(duì)所述復(fù)合體100進(jìn)行剪切強(qiáng)度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明所述復(fù)合體100中無(wú)機(jī)非金屬件10與塑料件30之間的結(jié)合強(qiáng)度大于20mpa。本發(fā)明的復(fù)合體100通過(guò)在無(wú)機(jī)非金屬件10的表面形成結(jié)合層20，并在結(jié)合層20的第一表面21形成凹凸不平的結(jié)構(gòu)和/或多孔的結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)注塑成型的方法在該第一表面21上形成塑料件30。該第一表面21上的凹凸不平的結(jié)構(gòu)和/或多孔的結(jié)構(gòu)不僅可以提高塑料件30與結(jié)合層20之間的結(jié)合面積，還可以使塑料件30與結(jié)合層20在結(jié)合過(guò)程中產(chǎn)生機(jī)械咬合，從而有效的提高塑料件30與結(jié)合層20之間的結(jié)合力，進(jìn)而提高復(fù)合體100中的無(wú)機(jī)非金屬件10與塑料件30之間的結(jié)合力，使復(fù)合體100的無(wú)機(jī)非金屬件10與塑料件30之間具有較高的結(jié)合強(qiáng)度。另外，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做出其它各種相應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)12