一种高激光焊接强度的PBT复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高激光焊接强度的PBT复合材料及其制备方法。该PBT复合材料按照重量份数包括：PBT 5～60份；低熔点共聚聚酯20～50份；玻璃纤维20～35份；成核剂0.2～0.6份。该PBT复合材料具有较好的激光焊接强度、拉伸强度和耐热性。度和耐热性。度和耐热性。

【技术实现步骤摘要】
一种高激光焊接强度的PBT复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料
，特别涉及一种高激光焊接强度的PBT复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]塑料激光焊接是将待焊接塑料零部件夹在一起，然后将一束短波红外激光定向照射到待粘结的部位，激光束通过上层材料，然后被下层材料吸收。下层材料因为吸收激光的能量而温度升高，熔化后粘接上层的塑料，从而完成焊接。借助激光束产生的热量使塑料接触面熔化，进而将热塑性片材、薄膜或模塑零部件粘结在一起的技术。Kunststoffe87,(1997)3,348
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350；Kunststoffe 88,(1998),210
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212；Kunststoffe 87(1997)11,1632
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1640；Plastverarbeiter 50(1999)4,18
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19；Plastverarbeiter 46(1995)9,42
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46等技术文献都报道其工作原理；激光焊接应用于塑料部件熔接的优点包括：焊接精密、牢固；密封不透气和不漏水，焊接过程中树脂降解少、产生的碎屑少，制品的表面能够在焊缝周围严密地连接在一起；激光焊接不会产生塑料残渣，使它更适用于医药制品行业及电子传感器等；激光焊接工艺科应用于尺寸小或外形结构复杂的工件。
[0003]聚对苯二甲酸丁二醇酯为一种半结晶型热塑性聚酯，具有高耐热、耐疲劳，自润滑等优异的性能。但与其他结晶性材料如聚酰胺相比，聚酯材料PBT具有较低的激光透明度，这就是尽管PBT材料展现出其他方面的优异性能(低吸水率、经济性)，但目前仍较少有采用其作为激光焊接组分的材料的主要原因。现有专利技术技术中，一般通过两种方式现实PBT提高激光焊接能力，一种是添加非结晶性树脂，如中国专利CN108473668A(沙比克专利，PBT/PCT，PBT/SPG PET合金)和CN109233216A均是在半结晶树脂通过添加非结晶树脂，从而减弱结晶树脂的结晶能力改善激光透过性，但众所周知添加非结晶树脂不仅会直接影响材料的耐热性，还会加重制品表面的浮纤，从而限制了材料的应用。第二种是通过添加油脂类物质实现透明度的提升，例如JP2007/186584(PBT+双酚A二缩水甘油醚)和JP2005/133087(PBT+PC+高折射率硅油)，这虽然提升了激光的透过率，但是确实在失去机械性能的情况下实现的。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高激光焊接强度的PBT复合材料及其制备方法，以克服现有技术中PBT复合材料不能兼具较好的激光焊接强度、耐热性和机械性能的缺陷。
[0005]本专利技术提供一种高激光焊接强度的PBT复合材料，所述PBT复合材料按照重量份数包括：
[0006][0007][0008]所述低熔点共聚聚酯熔点为185℃～200℃，由DSC在10℃/min的升温速率下测得；
[0009]所述成核剂为异烟酸钠。
[0010]优选地，所述PBT复合材料按照重量份数包括：
[0011][0012]优选地，所述PBT特性粘度为0.8～1.0dl/g。特性粘度的测试标准为GB/T 14190
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2008。
[0013]优选地，所述低熔点共聚聚酯为对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4
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丁二醇或者1,4
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丁二醇二甲酯、1,6
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己二醇或者1,6
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己二醇二甲酯的共聚物。
[0014]优选地，所述低熔点共聚聚酯中对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4
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丁二醇或者1,4
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丁二醇二甲酯、1,6
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己二醇或者1,6
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己二醇二甲酯的重量比为42～60:7～20:38～50:15～25。
[0015]优选地，所述对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4
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丁二醇或者1,4
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丁二醇二甲酯、1,6
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己二醇或者1,6
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己二醇二甲酯的共聚物的制备方法包括：按照重量份数计，将对苯二甲酸(PTA)420～600份、间苯二甲酸(IPA)70～200份、1,4
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丁二醇或者1,4
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丁二醇二甲酯380～500份、1,6
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己二醇或者1,6
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己二醇二甲酯150～250份和钛酸酸四丁酯催化剂0.3～1份，制备成浆料混合物后，进行酯化反应，然后进行第一次缩聚反应进行第二次缩聚反应，即得。
[0016]优选地，所述酯化反应为：在常压、190～210℃下进行酯化反应2～5h。
[0017]优选地，所述第一次缩聚反应为：控制压力8～12kPa、温度230～245℃，缩聚反应1～3h。
[0018]优选地，所述第二次缩聚反应为：温度控制在250～260℃，压力小于90Pa，反应0.8～1.5h。
[0019]优选地，所述PBT复合材料还包括其他助剂0～1.1份。
[0020]优选地，所述其他助剂包括抗氧剂和/或润滑剂。
[0021]优选地，所述抗氧剂重量份数为0.1～0.5份。
[0022]优选地，所述抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫代酯类抗氧剂中的一种或几种。
[0023]优选地，所述润滑剂重量份数为0.1～0.6份。
[0024]优选地，所述润滑剂包括低分子量聚乙烯、氧化聚乙烯蜡、乙烯丙烯酸共聚物中的一种或几种。
[0025]本专利技术还提供一种高激光焊接强度的PBT复合材料的制备方法，包括：
[0026]将除玻璃纤维外的各组分混合，加入双螺杆挤出机，玻璃纤维以侧喂的方式加入，
熔融挤出，冷却造粒，得到PBT复合材料。
[0027]优选地，所述熔融挤出温度为200～260℃，长径比为40：1～48：1。
[0028]本专利技术还包括一种高激光焊接强度的PBT复合材料在电子电气或汽车零部件中的应用，例如用于连接器、汽车前灯和尾灯。
[0029]本专利技术在异烟酸钠的作用下低熔点共聚聚酯加速了成核过程，使得晶粒更小，更有利于激光的透过，从而带来复合材料焊接强度的提高。
[0030]有益效果
[0031]本专利技术采用的低熔点共聚聚酯和成核剂具有协同作用，可以显著提高材料的激光透过率和激光焊接强度，并且保证了材料的拉伸强度和耐热性。
[0032]本专利技术PBT复合材料拉伸强度大于110MPa，热变形温度大于175℃，红外透过率@980nm大于等于48％，激光焊接强度大于等于690N。
附图说明
[0033]图1为本专利技术激光焊接的焊接样条及其在拉伸机上拉伸示意图。
具体实施方式
[0034]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高激光焊接强度的PBT复合材料，其特征在于，所述PBT复合材料按照重量份数包括：所述低熔点共聚聚酯熔点为185℃～200℃；所述成核剂为异烟酸钠。2.根据权利要求1所述的PBT复合材料，其特征在于，所述PBT复合材料按照重量份数包括：3.根据权利要求1所述的PBT复合材料，其特征在于，所述PBT特性粘度为0.8～1.0dl/g。4.根据权利要求1所述的PBT复合材料，其特征在于，所述低熔点共聚聚酯为对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4
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丁二醇或者1,4
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丁二醇二甲酯、1,6
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己二醇或者1,6
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己二醇二甲酯的共聚物。5.根据权利要求4所述的PBT复合材料，其特征在于，所述低熔点共聚聚酯中对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4
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丁二醇或者1,4
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【专利技术属性】
技术研发人员：姚华侠，陈平绪，叶南飚，付学俊，
申请(专利权)人：上海金发科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：