[發明專利]熱塑性組合物、制備方法及其制品

有效

• 申請號: 201380067715.2
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN104870562B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 托尼·法雷爾;安德里斯·J·P·范茨爾;約翰內斯·許貝特斯·加布里埃爾·瑪麗·洛邁耶
• 申請（專利權）人: 沙特基礎全球技術有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L69/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張英;宮傳芝

由熔融共混下述的組合的方法制備的激光可焊接的組合物：部分結晶的熱塑性聚酯組分如聚(對苯二甲酸丁二酯)、具有大于150ppm至10,000ppm的弗里斯重排的無定形熱塑性聚碳酸酯、以及填料如玻璃纖維。激光可焊接的組合物具有至少300ppm的聚碳酸酯芳基羥基端基含量，并且在960納米處提供了改善的近紅外透射。也公開了焊接由可焊接的組合物制造的組件的方法和由其制造的焊接制品。

技術領域

本公開涉及熱塑性組合物，尤其是激光可焊接的熱塑性組合物、制備方法及其制品。

背景技術

熱塑性組合物用于制造多種產品，包括激光焊接的產品。通過透射焊接的兩個聚合物部件的激光焊接要求聚合物部件中的一個對于激光基本上是透明的，用于將其透射至焊接界面，而另一部件吸收大量的激光，從而產生用于在部件的界面處焊接的熱量。施加外部壓力以確保部件的表面之間的無間斷接觸，并且部件之間的熱傳導導致吸收部件和透射部件中的聚合物熔融，從而在界面處提供焊接。

近紅外(NIR)波長激光用于焊接。通過透明部件的NIR透射水平應當使得足夠的激光密度到達界面以促進有效且快速焊接。另外，通過激光焊接連接兩個部件將是不切實際的或者受限于慢的掃描速度。期望的是用于組裝部件的循環時間盡可能短。

結合其在熔融時的優異的流動性與其在冷卻時的快速結晶，聚(對苯二甲酸丁二酯)(PBT)非常適合用于注射模制成固體制品及其部件。PBT可以用玻璃纖維或礦物填料增強，并且，由于其優異的電阻、表面光潔度、以及韌性，因此其可以用于多種應用，特別是在汽車工業和電氣工業中。此外，結合PBT或類似的部分結晶的樹脂的產品可以在產品經歷短期高熱暴露的應用(特別是電氣部件或汽車部件)中提供耐熱性。例如，激光焊接可以用于組裝用于機動車輛中的傳感器或其他電氣裝置的殼體。

然而，基于部分結晶的樹脂(如PBT)的焊接材料的潛在問題在于，這類樹脂也可以使入射輻射部分地分散或散射。因此，可以減小到達連接界面的激光能量的程度，從而降低待焊接部件之間的粘附性。特別地，對于施加至待焊接制品的給定量的激光能量，焊接強度的下降可以導致激光焊接組裝循環時間顯著增加。

另一潛在問題在于，已知引入至可焊接組合物以增加耐溫性的填料不利地影響可焊接組合物的性能。具體地，尤其是當焊接的零部件的層厚度大于1.5mm時，存在的填料(如玻璃纖維)增加了光散射。

在透明的第一(上部)部件中的激光的內部散射可以導致溫度升高，尤其是在厚壁部件中。這可以導致連接區域的移動和變形，所述移動和變形可以導致焊接不穩定或部件斷裂。因此，在激光透射的部件中具有高耐熱性是有利的。根據ISO 306在120℃/小時和50牛頓(N)負荷下，廣泛使用維卡軟化溫度以提供熱塑性組合物的耐熱性的精確測量。

鑒于以上，將期望的是改善NIR激光通過可焊接的第一部件至可焊接界面的透射水平，尤其是當所述第一部件由包含填充的部分結晶的樹脂的組合物形成時，從而促進第一部件連接至吸收而不是透射激光的第二部件。期望的是可焊接的第一部件具有用于焊接穩定性的優異的熱性能，并且焊接的第一部件具有用于各種應用(尤其是要求耐久性的電子、汽車、或其他應用)的有利的機械性能。對于用于可焊接的透射部件的組合物，還將有利的是在一定的厚度和加工條件范圍內提供一致的激光透明度，以達到一致的焊接強度。

為了增加PBT類組合物的激光透明度，已經研究了一種方法是將PBT與無定形組分(如聚碳酸酯或聚酯碳酸酯)共混。在DE 10230722(美國專利號20070129475)、美國專利號7396428、美國專利公開號20050165176、以及美國專利公開號2011/0256406中公開了這類組合物。