[發明專利]一種可激光焊接的玻纖增強聚酯材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202310256079.3
• 申請日: 2023-03-16
• 公開（公告）號: CN116200016A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 徐祥;錢家文;孟祥宇;莫磊
• 申請（專利權）人: 蘇州旭光聚合物有限公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08L33/12;C08K7/14;C08K9/06;C08J5/08
• 代理公司: 江蘇智天知識產權代理有限公司 32550
• 代理人: 翟國明

本發明屬于聚酯材料技術領域，具體涉及一種可激光焊接的玻纖增強聚酯材料及其制備方法。該材料由以下重量份的成分組成：熱塑性聚酯39~70份、PMMA?10~31份、玻璃纖維10~30份、抗氧劑0.1~0.4份、酯交換抑制劑0.1~0.2份。制備方法包括：按重量份稱取熱塑性聚酯、PMMA、玻璃纖維、抗氧劑、酯交換抑制劑；將熱塑性聚酯、PMMA、抗氧劑、酯交換抑制劑投入高速混合機中，混合得到預混料；將預混料加入雙螺桿擠出機，再將玻璃纖維加入雙螺桿擠出機，熔融擠出，得到熔融態材料；將熔融態材料拉條、冷卻、切粒，得到玻纖增強聚酯材料。本發明制備的玻纖增強聚酯材料強度較佳，激光透過率高，且不易被激光燒傷。

技術領域

本發明屬于聚酯材料技術領域，具體涉及一種可激光焊接的玻纖增強聚酯材料及其制備方法。

背景技術

塑料是一種性能優異的可再生的非金屬材料，作為僅次于金屬的第二大材料體系，塑料在汽車、航空航天、交通運輸、醫療、電子產品等行業都有巨大的應用，輕量化的需求尤其強烈。

塑鋼比，是一個國家生產的塑料和鋼材數量的比值，是衡量國家發達程度的重要標準之一，在發達國家中，這個比明塑料制品在我國還有廣闊的發展前景。隨著塑料不斷代替金屬，對于塑料零件之間的連接值一般維持在65:35左右，而我國塑鋼比僅為30:70，與發達國家有著巨大的差距，同時這也是對技術和質量提出了更高的要求。

塑料焊接是實現塑料部件永久連接最有效的方法，傳統的塑料焊接工藝包括超聲波焊接、振動摩擦焊接、熱板焊接等。超聲波焊接，焊接速度快，但焊接長度有限，易產生飛邊和碎屑，零件存在大的機械應力。振動摩擦焊接，可以焊接大尺寸的零部件，但擠出的樹脂多，不能焊接界面形狀復雜的部件，焊接精度也較差。熱板焊接，適合小部件的批量生產，但對于焊接面的幾何形狀變化適應性較差。

隨著激光行業的發展和激光器成本的降低，激光塑料焊接正逐漸取代傳統的焊接方式。激光焊接技術是借助激光束產生的熱量使塑料接觸面熔化，進而將熱塑性片材、薄膜或模塑零部件粘結在一起的技術。與傳統塑料焊接相比，激光塑料焊接具有以下獨特的優勢：

焊接設備不需要和被粘結的塑料零部件相接觸，速度快，設備自動化程度高，適用于復雜塑料零部件加工，不會出現飛邊，焊接牢固，可以得到高精度的焊接件，激光焊接還是一種無振動技術，能產生氣密性的或者真空密封結構，最小化熱損壞和熱變形：只用很少的熱量輸入結構件，只會產生可控的最小熔化量，可以將不同組成或不同顏色的樹脂粘結在一起。

但是激光焊接對材料的要求也很高，要求激光輻射能夠穿透零件，還要求零件具有很強的吸收性能，而且兩個焊接件之間要避免產生裂縫。在塑料中，熱塑性聚酯具有較佳的耐熱性、耐候性、耐藥品性、電氣特性，且吸水性小、光澤良好，所以其經常被作為激光焊接基材，但是PBT屬于半晶材料，為乳白色半透明的狀態，本身強度不夠高，所以通常會在PBT中加入玻璃纖維加入來提高復合材料的強度，但在激光焊接中，焊接效果會受PBT透光性的影響，比如：對于部分PBT材料，940nm和980nm的激光透過率非常低，對于1mm厚度的PBT材料，激光的穿透率可能會低于10%，非常不利于激光焊接，導致PBT局限性高；而且，PBT材料除了激光透過率低以外，還存在材料表面非常容易吸收激光能量而導致在激光塑料焊接的過程中燒傷的問題。

發明內容

本發明的第一個目的是提供一種可激光焊接的玻纖增強聚酯材料，其強度較佳，激光透過率高，且不易被激光燒傷。

一種可激光焊接的玻纖增強聚酯材料，由以下重量份的成分組成：

熱塑性聚酯39~70份、PMMA?10~31份、玻璃纖維10~30份、抗氧劑0.1~0.4份、酯交換抑制劑0.1~0.2份。

優選的，所述熱塑性聚酯為PBT。