一種激光焊接易加工的聚碳酸酯組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種激光焊接易加工的聚碳酸酯組合物 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光焊接采用高能束的激光作為熱源，與傳統(tǒng)焊接方法相比具有速度快、組織細(xì) 膩、熱影響區(qū)小、成型好等特點。激光焊接技術(shù)已經(jīng)成為未來焊接的趨勢。通常，使用激光焊 接進行接合的聚合物中一種聚合物制品對于近紅外激光是透射的，另一種聚合物制品吸收 激光而發(fā)熱，使得聚合物熔融，產(chǎn)生界面的焊接。
[0003] 利用激光焊接工藝焊接聚合物時，通常調(diào)節(jié)激光強度以及焊接速度來控制焊接制 件的外觀以及焊縫強度，對于普通聚碳酸酯組合物，其適用的激光強度及焊接速度范圍較 窄，不僅生產(chǎn)周期較長，生產(chǎn)效率較低，同時容易焊接不良。焊接過度時制件表面凸起甚至 嚴(yán)重時擊穿制件影響外觀，而焊接不足時焊縫強度較低，制件容易開裂，。因此，存在對于一 種具有更寬加工窗口、制件表面外觀良好同時焊接強度高的聚碳酸酯材料的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種外觀良好，表面 無凸起、擊穿現(xiàn)象，且可以在高激光強度下獲得更高焊接強度的激光焊接易加工的聚碳酸 酯組合物及其制備方法。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種激光焊接易加工的聚碳酸酯組 合物，其特征在于，包括以下重量份的組分：
[0006] 聚碳酸酯樹脂PC: 50~80;
[0007] ABS 樹脂：15~40;
[0008] 熔體增強劑:5~10;
[0009] 近紅外激光吸收劑:0.1~1;
[0010] 抗氧劑0.1~1;
[0011] 潤滑劑0.1~1。
[0012] 所述的聚碳酸酯為芳香族聚碳酸酯。
[0013] 所述的芳香族聚碳酸酯為擠出級PC，重均分子量為25000~40000,熔指為3-6g/ min〇
[0014] 所述的ABS樹脂的重均分子量為120000~150000。
[0015] 所述的熔體增強劑為以下組合中的一種或兩種的混合物:超高分子量SAN聚合物、 高分子量聚四氟乙烯PTFE。
[0016] 所述的超高分子量SAN聚合物的重均分子量為1500000~5000000,超高分子量SAN 聚合物中丙烯腈的重量含量為18~35%;所述的高分子量聚四氟乙烯PTFE為表面包覆SAN 共聚物的PTFE，其重均分子量為3000000~5000000。
[0017] 所述的近紅外激光吸收劑對900-1100nm的近紅外區(qū)有較強吸收。
[0018] 所述的近紅外激光吸收劑為以下組合中的一種或幾種的混合物:炭黑、苯胺黑、茈 類化合物、金屬氧化物、金屬硫化物、金屬氮化物、氧化錫銻、氧化銦錫以及六硼化鑭。
[0019] 所述的抗氧劑為亞磷酸酯類或受阻酚類抗氧劑，包括市售抗氧劑245、抗氧劑 1076、抗氧劑168中的一種或幾種。
[0020] 所述的潤滑劑為以下組合中一種或幾種的混合:季戊四醇硬脂酸、聚乙烯蠟、硅酮 粉、乙撐雙硬酯酰胺和硬脂酸鹽。
[0021] -種激光焊接易加工的聚碳酸酯組合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0022] (a)將聚碳酸酯樹脂PC、ABS樹脂、熔體增強劑、近紅外激光吸收劑、抗氧劑和潤滑 劑加入混合攪拌機中進行混合；
[0023] (b)將步驟a所得混合物通過雙螺桿擠出機共混造粒，控制基礎(chǔ)溫度為250~300 °C，擠出機螺桿轉(zhuǎn)速為200~600rpm，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到具有良好激光焊接性能的 聚碳酸酯組合物。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:選用擠出級PC，比通用級PC具有更高 的熔體強度。本發(fā)明采用的超高分子量SAN具有網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，熔融擠出后分散在基體塑料 中可以提高其熔體強度;本發(fā)明采用的高分子量PTFE，表面包覆SAN，不僅可以很好地分散 在基體塑料中，同時在擠出過程中受到剪切發(fā)生纖維化，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將熔體包裹，從而能 進一步提高聚合物的熔體強度，保證熔融過程中熔體強度高，避免在焊接過程中熔池塌陷， 制件表面凸起甚至擊穿制件。本發(fā)明采用的近紅外激光吸收劑對900-1100nm的近紅外光區(qū) 有較強吸收，保證基體材料可以高效率地吸收激光進行焊接。在此基礎(chǔ)上，所獲得的激光焊 接易加工的聚碳酸酯組合物不僅焊接后制件外觀良好，表面無凸起、擊穿現(xiàn)象，且可以在高 激光強度下獲得更高焊接強度的制品，拓寬了聚碳酸酯組合物激光焊接工藝的加工窗口。
【具體實施方式】
[0025] 下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明：本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行 實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施 例。
[0026]以下實施例1-3及對比例1中，PC 1用Sabic的通用級PC:PC1500,熔融指數(shù)為13g/ min(按照ASTM D1238標(biāo)準(zhǔn)測定）；PC 2用拜耳的擠出級PC:Makrolon ET3227,熔融指數(shù)為 3g/min(按照ISO 1133標(biāo)準(zhǔn)測定）；ABS的重均分子量為130000;超高分子量SAN樹脂的重均 分子量為1250000;高分子量聚四氟乙烯PTFE的重均分子量為4500000;近紅外激光吸收劑 選擇炭黑;抗氧劑為Ciba公司的Irganox 245和Irganox 168,其重量比為1:1;潤滑劑為市 售的季戊四醇硬脂酸PETS;。
[0027] 對比例1
[0028] -種具有良好激光焊接性能的聚碳酸酯組合物及其制備方法，該方法包括以下步 驟：
[0029] (1)按重量份稱取各組分:PC 1:50，ABS: 50，炭黑：0.1，抗氧劑245 :0.1，抗氧劑 168:0.1df^f^ljPETS:0.3。
[0030] ( 2 )將原材料從喂料口喂入，在2 0 0~2 8 0 °C下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為 500rpm，壓力為2MPa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。
[0031] (3)擠出機螺桿直徑為35mm，長徑比為32。
[0032] 對比例2
[0033] -種具有良好激光焊接性能的聚碳酸酯組合物及其制備方法，該方法包括以下步 驟：
[0034] (1)按重量份稱取各組分:PC 2 :70，ABS: 30，炭黑：0 · 1，抗氧劑245 :0 · 1，抗氧劑 168:0.1df^f^ljPETS:0.3。
[0035] ( 2 )將原材料從喂料口喂入，在2 0 0~2 8 0 °C下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為 500rpm，壓力為2MPa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。
[0036] (3)擠出機螺桿直徑為35mm，長徑比為32。
[0037] 實施例1
[0038] -種具有良好激光焊接性能的聚碳酸酯組合物及其制備方法，該方法包括以下步 驟：
[0039] (1)按重量份稱取各組分:PC 2:50，ABS: 40，SAN: 10，炭黑:0 · 1，抗氧劑245:0 · 1，抗 氧劑 168:0 · 1，潤滑劑 PETS: 0 · 3。
[0040] ( 2 )將原材料從喂料口喂入，在2 0 0~2 8 0 °C下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為 500rpm，壓力為2MPa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。
[0041 ] (3)擠出機螺桿直徑為35mm，長徑比為32。
[0042] 實施例2
[0043] (1