[發明專利]改善激光透明性的焊接用扁平纖維改性聚酯復合材料

有效

• 申請號: 201710347310.4
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107418158B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 林潔龍;楊波;楊軍;丁正亞;張超;夏建盟;袁紹彥;劉洋;李雅雅
• 申請（專利權）人: 江蘇金發科技新材料有限公司;上海金發科技發展有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08K13/06;C08K7/14;C08K3/38;C08K3/22;C08K3/32;C08K9/06;C08K9/02
• 代理公司: 昆山四方專利事務所(普通合伙) 32212
• 代理人: 盛建德;陳寧

本發明公開了一種改善激光透明性的焊接用扁平纖維改性聚酯復合材料，其中吸收激光部分包括熱塑性聚酯樹脂、磷酸鹽類化合物或粒徑不大于900nm的稀土金屬元素的硼化物微粒的激光吸收成分，其中透射激光部分包括熱塑性聚酯樹脂、粒徑為30?400nm的經表面改性的二氧化鈦和氧化鋅中的至少一種為主的表面改性的金屬氧化物，其中熱塑性聚酯樹脂特性粘度為50?220，端羧基含量為0?100meq/kg，該聚酯復合材料改善了激光透明性，能夠有良好的焊接強度和較長的產品使用壽命，為淺色或無色體系的應用提供了選擇。

技術領域

本發明涉及一種激光焊接用復合材料，尤其涉及一種改善激光透明性的焊 接用扁平纖維改性聚酯復合材料，屬于改性高分子復合材料技術領域。

背景技術

激光焊接的概念始于20世紀70年代，其通常使用波長在700-1200nm之間 的二極管激光或摻釹釔鋁石榴石合成晶體(Nd:YAG)激光在焊接部位產生大量 的熱，即通過透射激光部分到達吸收激光部分產生熱量，從而使元件接觸區域 熔融而形成焊接部位。

與傳統塑料焊接工藝相比，激光焊接能夠應用在靈活多變的各種結構上， 其焊接強度高，所具有的快速的升溫降溫速率能夠減少對材料的熱影響，對焊 件不產生外力作用從而使焊件的應力和變形都非常小；此外激光焊接的焊接工 藝穩定、焊縫的表面和內在質量都非常好，其在真空、空氣或其他氣體環境中 均能施焊，對焊接的介質要求不高，并能夠透過玻璃或其他對光束透明的材料 進行焊接。由于激光焊接具有上述獨特的優點，其已成功應用于微小型零件的 精密焊接中。

大多數聚合物在激光焊接波長下或多或少是透明的，但聚合物的結晶性能 使聚合物內部具有微小的晶體結構，從而會降低激光的透明度，這是因為樹脂 里的晶區比無定形熱塑性材料內部的結構能夠更大程度的散射、反射激光，從 而降低了激光透過的總能量和焊接的精準度。與其他結晶性材料如聚酰胺相比， 聚酯材料PBT具有特別低的激光透明度，這就是盡管PBT材料展現出其他方面 的優異性能(如低吸水率、高尺寸穩定性、經濟性)，但目前仍較少有采用其作 為激光焊接組分的材料的主要原因。另一方面，結晶樹脂本身對激光的吸收也 不足以保證其能夠將充分的能量轉換成熱能而獲得高強度的焊接性能，因此往 往會在其中添加炭黑或苯胺黑來攔截激光使其產生熱能，這是因為炭黑和苯胺黑既在可見光區域又在IR區域中均能顯示非常高的吸收，然而在淺色和無色透 明體系使用上述兩種物質作為激光吸收劑是不可能的，因此亟需提供一種能夠 改善激光透明性的可作為淺色和透明體系的可激光焊接用聚酯復合材料。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種改善激光透明性的焊接用扁平纖 維改性聚酯復合材料，該聚酯復合材料改善了激光透明性，能夠有良好的焊接 強度和較長的產品使用壽命，為淺色或無色體系的應用提供了選擇。

本發明的技術方案是：

本申請提供了一種改善激光透明性的焊接用扁平纖維改性聚酯復合材料， 其包括吸收激光部分和透射激光部分。

所述吸收激光部分包括下述按重量份計的各組分：熱塑性聚酯樹脂50-100 份，激光吸收成分0.5-10份，其中激光吸收成分的用量優選為0.5-8.0份，更優 選為0.5-6.0份，進一步優選為0.5-4.0份。激光吸收成分為磷酸鹽類化合物或激 光吸收微粒。其中所述磷酸鹽類化合物為磷酸鹽、次磷酸鹽、磷酸氫鹽、焦磷 酸鹽、偏磷酸鹽、聚偏磷酸鹽、三聚磷酸鹽和氫氧化磷酸鹽中的一種，具體優 選為磷酸鈣、次磷酸鈣、磷酸氫鈣、磷酸二氫鈣、焦磷酸鈣、磷酸鈉、磷酸鉀、 磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、焦磷酸鉀、聚偏磷酸鉀、三聚磷酸鉀、磷酸氫二銨、 磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、磷酸三銨、磷酸二氫銨、 磷酸鐵、焦磷酸鐵、磷酸氫鎂、磷酸鎂、次磷酸錳、焦磷酸鐵鈉、氫氧化磷酸 銅和磷酸銅中的至少一種，更進一步優選為氫氧化磷酸銅和磷酸銅中的至少一 種。其中激光吸收微粒為粒徑不大于900nm的稀土金屬元素的硼化物微粒，優 選為LaB₆、CeB₆、GdB₆和YB₆中的一種。