一种激光焊接易加工的聚碳酸酯组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种激光焊接易加工的聚碳酸酯组合物 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 激光焊接采用高能束的激光作为热源，与传统焊接方法相比具有速度快、组织细 腻、热影响区小、成型好等特点。激光焊接技术已经成为未来焊接的趋势。通常，使用激光焊 接进行接合的聚合物中一种聚合物制品对于近红外激光是透射的，另一种聚合物制品吸收 激光而发热，使得聚合物熔融，产生界面的焊接。
[0003] 利用激光焊接工艺焊接聚合物时，通常调节激光强度以及焊接速度来控制焊接制 件的外观以及焊缝强度，对于普通聚碳酸酯组合物，其适用的激光强度及焊接速度范围较 窄，不仅生产周期较长，生产效率较低，同时容易焊接不良。焊接过度时制件表面凸起甚至 严重时击穿制件影响外观，而焊接不足时焊缝强度较低，制件容易开裂，。因此，存在对于一 种具有更宽加工窗口、制件表面外观良好同时焊接强度高的聚碳酸酯材料的需求。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种外观良好，表面 无凸起、击穿现象，且可以在高激光强度下获得更高焊接强度的激光焊接易加工的聚碳酸 酯组合物及其制备方法。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种激光焊接易加工的聚碳酸酯组 合物，其特征在于，包括以下重量份的组分：
[0006] 聚碳酸酯树脂PC: 50~80;
[0007] ABS 树脂：15~40;
[0008] 熔体增强剂:5~10;
[0009] 近红外激光吸收剂:0.1~1;
[0010] 抗氧剂0.1~1;
[0011] 润滑剂0.1~1。
[0012] 所述的聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯。
[0013] 所述的芳香族聚碳酸酯为挤出级PC，重均分子量为25000~40000,熔指为3-6g/ min〇
[0014] 所述的ABS树脂的重均分子量为120000~150000。
[0015] 所述的熔体增强剂为以下组合中的一种或两种的混合物: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为1500000~5000000,超高分子量SAN 聚合物中丙烯腈的重量含量为18~35%;所述的高分子量聚四氟乙烯PTFE为表面包覆SAN 共聚物的PTFE，其重均分子量为3000000~5000000。
[0017] 所述的近红外激光吸收剂对900-1100nm的近红外区有较强吸收。
[0018] 所述的近红外激光吸收剂为以下组合中的一种或几种的混合物:炭黑、苯胺黑、茈 类化合物、金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物、氧化锡锑、氧化铟锡以及六硼化镧。
[0019] 所述的抗氧剂为亚磷酸酯类或受阻酚类抗氧剂，包括市售抗氧剂245、抗氧剂 1076、抗氧剂168中的一种或几种。
[0020] 所述的润滑剂为以下组合中一种或几种的混合:季戊四醇硬脂酸、聚乙烯蜡、硅酮 粉、乙撑双硬酯酰胺和硬脂酸盐。
[0021] -种激光焊接易加工的聚碳酸酯组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0022] (a)将聚碳酸酯树脂PC、ABS树脂、熔体增强剂、近红外激光吸收剂、抗氧剂和润滑 剂加入混合搅拌机中进行混合；
[0023] (b)将步骤a所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，控制基础温度为250~300 °C，挤出机螺杆转速为200~600rpm，经过熔融挤出，造粒即得到具有良好激光焊接性能的 聚碳酸酯组合物。
[0024] 与现有技术相比，本发明具有的有益效果为:选用挤出级PC，比通用级PC具有更高 的熔体强度。本发明采用的超高分子量SAN具有网状交联结构，熔融挤出后分散在基体塑料 中可以提高其熔体强度;本发明采用的高分子量PTFE，表面包覆SAN，不仅可以很好地分散 在基体塑料中，同时在挤出过程中受到剪切发生纤维化，形成网络结构将熔体包裹，从而能 进一步提高聚合物的熔体强度，保证熔融过程中熔体强度高，避免在焊接过程中熔池塌陷， 制件表面凸起甚至击穿制件。本发明采用的近红外激光吸收剂对900-1100nm的近红外光区 有较强吸收，保证基体材料可以高效率地吸收激光进行焊接。在此基础上，所获得的激光焊 接易加工的聚碳酸酯组合物不仅焊接后制件外观良好，表面无凸起、击穿现象，且可以在高 激光强度下获得更高焊接强度的制品，拓宽了聚碳酸酯组合物激光焊接工艺的加工窗口。
【具体实施方式】
[0025] 下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明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，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。
[0026]以下实施例1-3及对比例1中，PC 1用Sabic的通用级PC:PC1500,熔融指数为13g/ min(按照ASTM D1238标准测定）；PC 2用拜耳的挤出级PC:Makrolon ET3227,熔融指数为 3g/min(按照ISO 1133标准测定）；ABS的重均分子量为130000;超高分子量SAN树脂的重均 分子量为1250000;高分子量聚四氟乙烯PTFE的重均分子量为4500000;近红外激光吸收剂 选择炭黑;抗氧剂为Ciba公司的Irganox 245和Irganox 168,其重量比为1:1;润滑剂为市 售的季戊四醇硬脂酸PETS;。
[0027] 对比例1
[0028] -种具有良好激光焊接性能的聚碳酸酯组合物及其制备方法，该方法包括以下步 骤：
[0029] (1)按重量份称取各组分:PC 1:50，ABS: 50，炭黑：0.1，抗氧剂245 :0.1，抗氧剂 168:0.1df^f^ljPETS:0.3。
[0030] ( 2 )将原材料从喂料口喂入，在2 0 0~2 8 0 °C下熔融挤出，螺杆挤出机转速为 500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
[0031] (3)挤出机螺杆直径为35mm，长径比为32。
[0032] 对比例2
[0033] -种具有良好激光焊接性能的聚碳酸酯组合物及其制备方法，该方法包括以下步 骤：
[0034] (1)按重量份称取各组分:PC 2 :70，ABS: 30，炭黑：0 · 1，抗氧剂245 :0 · 1，抗氧剂 168:0.1df^f^ljPETS:0.3。
[0035] ( 2 )将原材料从喂料口喂入，在2 0 0~2 8 0 °C下熔融挤出，螺杆挤出机转速为 500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
[0036] (3)挤出机螺杆直径为35mm，长径比为32。
[0037] 实施例1
[0038] -种具有良好激光焊接性能的聚碳酸酯组合物及其制备方法，该方法包括以下步 骤：
[0039] (1)按重量份称取各组分:PC 2:50，ABS: 40，SAN: 10，炭黑:0 · 1，抗氧剂245:0 · 1，抗 氧剂 168:0 · 1，润滑剂 PETS: 0 · 3。
[0040] ( 2 )将原材料从喂料口喂入，在2 0 0~2 8 0 °C下熔融挤出，螺杆挤出机转速为 500rpm，压力为2MPa，经过熔融挤出，造粒即得到产品。
[0041 ] (3)挤出机螺杆直径为35mm，长径比为32。
[0042] 实施例2
[0043] (1