一种便于超声波焊接的PBT合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种便于超声波焊接的PBT合金材料及其制备方法，按重量份，该PBT合金材料包括以下组分：PBT树脂70

【技术实现步骤摘要】
一种便于超声波焊接的PBT合金材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子共混、高分子成型加工领域，具体涉及一种便于超声波焊接的PBT合金材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚对苯二甲酸丁二醇脂，即PBT树脂，是一种结晶型热塑性树脂，具有优异的耐高温，耐化学腐蚀性，常用于汽车内外饰，医疗器械外壳等制件。材料制件在加工装配过程中，经常会使用超声波焊接加工工艺，对多个产品进行组装连接。
[0003]超声波焊接是一种有效熔接热塑性塑料制品的技术，各种热塑性胶件均可使用超声波熔接处理，而不需加溶剂，粘接剂或其它辅助品。其优点是增加多倍生产率，降低成本，提高产品质量及安全生产。
[0004]在进行热塑性塑料的超声波焊接时，需要考虑材料的熔融温度、硬度、弹性模量以及产品结构等因素对超声波能量传递性能和所需超声波能量的影响。一般而言，非结晶性树脂具有良好的超声波焊接性能，如ABS、PC、PMMA、PS等材料，这些材料能够有效地传递超声波能量并且通常只需要较低的能量水平即可实现较好的焊接强度。但是，PBT属于结晶性材料，其分子呈规则的晶核排列，固态下类似于弹簧形状，可以吸收机械振动，这使得超声波能量传递至所需焊接面变得非常困难。在处理PBT材料时，需要采取增加焊接时间、调整焊接压力、调整产品结构等措施来克服这些困难。此外，在超声波焊接PBT材料时，仅能与PBT材料本身进行焊接，与其他材料之间的焊接效果不佳。由于存在上述制约因素，PBT材料在超声波焊接方面的应用受到了限制。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种便于超声波焊接的PBT合金材料及其制备方法。该PBT合金材料中加入玻璃纤维粉，使声波更易传导到结合面上，减少声波能量损耗；同时，加入PC与增塑剂，减少了材料的结晶率，提高了材料的抗冲击性能，降低了材料软化温度，使材料更易粘结，又避免了结合面开裂问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]本专利技术目的之一在于一种便于超声波焊接的PBT合金材料，按重量份，该PBT合金材料包括以下组分：PBT树脂70
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85份、PC树脂10
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20份、玻璃纤维粉5
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10份、增塑剂5
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10份、相容剂1
‑
2份和其他助剂0.1
‑
1份。
[0008]进一步地，按重量份，该PBT合金材料包括以下组分：PBT树脂70
‑
80份、PC树脂10
‑
15份、玻璃纤维粉5
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10份、增塑剂5
‑
10份、相容剂1
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2份和其他助剂0.5
‑
1份。
[0009]进一步地，所述的PBT树脂的粘度为0.8
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1.2cm3/g。
[0010]进一步地，所述的PC树脂的相对分子量为15000
‑
30000，玻璃化温度为140
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150℃。
[0011]进一步地，所述的玻璃纤维粉的长径比为10
‑
50:1。
[0012]进一步地，所述的增塑剂为多聚芳基磷酸酯，多聚芳基磷酸酯具有阻燃增塑作用。
[0013]进一步地，所述的相容剂为AS
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GMA共混物，其中GMA至少占AS
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GMA共混物中的1wt％。优选地，GMA占AS
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GMA共混物中的1wt％
[0014]进一步地，所述的其他助剂包括质量比为1:1:1的润滑剂、抗氧剂、紫外吸收剂。
[0015]本专利技术目的之二在于一种如上所述的便于超声波焊接的PBT合金材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：
[0016]按重量份，将PBT树脂、PC树脂、玻璃纤维粉、增塑剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂和紫外吸收剂混合均匀，熔融后进行造粒，得到便于超声波焊接的PBT合金材料。
[0017]进一步地，所述双螺杆挤出机的机筒温度为220
‑
280℃，螺杆转速为200
‑
600rpm，压力为1.5
‑
2.5MPa。更具体地，双螺杆挤出机为同向旋转的双螺杆挤出机，螺杆的长径比为(35
‑
45)：1，螺杆机筒设有真空抽排装置以及温控装置；双螺杆挤出机机筒分为进料段、塑化段和均化段。其中，进料段温度优选为220℃、塑化段温度优选为250℃、均化段温度优选为280℃，螺杆转速优选为400rpm，压力优选为2.5MPa。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0019](1)本专利技术制得材料中加入玻璃纤维粉，使声波更易传导到结合面上，减少声波能量损耗；同时，加入PC与增塑剂，减少了材料的结晶率，提高了材料的抗冲击性能，降低了材料软化温度，使材料更易粘结，又避免了结合面开裂问题。
[0020](2)本专利技术制得的材料易进行超声波焊接，焊接处的焊接强度好；此外，本专利技术所需要的原材料成本低廉，本专利技术所制得的材料可广泛用于汽车内外饰制件，医疗器械等需进行超声波焊接的塑胶制品上，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
[0021]下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0022]以下实施例及对比例中采用的原料为：PBT树脂粘度为1.0cm3/g，购自长春化工；PC树脂采用旭化成的L
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1250Y；玻璃纤维粉采用XGFA1150，玻纤直径为11μm，平均玻纤长度为300μm，购自深圳市仙姑高科技有限公司；增塑剂选用BDP，购自浙江万盛；相容剂采用SAG001，购自日之升精细化工生产；其他助剂包含抗氧剂B900，购自汽巴精化、紫外吸收剂Tinuvins UVP，购自Ciba、润滑剂为硬脂酸钡，各助剂质量比为1:1:1。
[0023]将实施例1
‑
4和对比例1
‑
3制备的PBT合金材料经过80℃干燥5h后，按照ASTM标准，注塑测试样条检测物理性能；在同等条件下注塑成超声波焊接样条，以振幅30kHz，焊接时间0.5s，保压时间1s，进行同材料之间的超声波焊接，然后测试超声波焊接拉拔力，表征其超声波焊接强度。具体的测试标准和条件见表1。
[0024]表1实施例1
‑
4和对比例1
‑
3制备的PBT合金材料的超声波焊接拉拔力的测试标准
[0025][0026]实施例1
[0027]本实施例提供了一种便于超声波焊接的PBT合金材料及其制备方法，具体步骤如下：
[0028](1)按照表2中的重量份称取各组分；
[0029](2)按配方备料，将各组分在混料桶中进行预混，混合均匀后待用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便于超声波焊接的PBT合金材料，其特征在于，按重量份，该PBT合金材料包括以下组分：PBT树脂70
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85份、PC树脂10
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20份、玻璃纤维粉5
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10份、增塑剂5
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10份、相容剂1
‑
2份和其他助剂0.1
‑
1份。2.根据权利要求1所述的一种便于超声波焊接的PBT合金材料，其特征在于，按重量份，该PBT合金材料包括以下组分：PBT树脂70
‑
80份、PC树脂10
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15份、玻璃纤维粉5
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10份、增塑剂5
‑
10份、相容剂1
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2份和其他助剂0.5
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1份。3.根据权利要求1所述的一种便于超声波焊接的PBT合金材料，其特征在于，所述的PBT树脂的粘度为0.8
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1.2cm3/g。4.根据权利要求1所述的一种便于超声波焊接的PBT合金材料，其特征在于，所述的PC树脂的相对分子量为15000
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30000，玻璃化温度为140
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150℃。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝彤，查超，严雯莉，魏绪英，
申请(专利权)人：上海金山锦湖日丽塑料有限公司，
类型：发明
国别省市：