一种便于超声波焊接的PBT合金材料及其制备方法与流程

本发明涉及高分子共混、高分子成型加工领域，具体涉及一种便于超声波焊接的pbt合金材料及其制备方法。

背景技术：

1、聚对苯二甲酸丁二醇脂，即pbt树脂，是一种结晶型热塑性树脂，具有优异的耐高温，耐化学腐蚀性，常用于汽车内外饰，医疗器械外壳等制件。材料制件在加工装配过程中，经常会使用超声波焊接加工工艺，对多个产品进行组装连接。

2、超声波焊接是一种有效熔接热塑性塑料制品的技术，各种热塑性胶件均可使用超声波熔接处理，而不需加溶剂，粘接剂或其它辅助品。其优点是增加多倍生产率，降低成本，提高产品质量及安全生产。

3、在进行热塑性塑料的超声波焊接时，需要考虑材料的熔融温度、硬度、弹性模量以及产品结构等因素对超声波能量传递性能和所需超声波能量的影响。一般而言，非结晶性树脂具有良好的超声波焊接性能，如abs、pc、pmma、ps等材料，这些材料能够有效地传递超声波能量并且通常只需要较低的能量水平即可实现较好的焊接强度。但是，pbt属于结晶性材料，其分子呈规则的晶核排列，固态下类似于弹簧形状，可以吸收机械振动，这使得超声波能量传递至所需焊接面变得非常困难。在处理pbt材料时，需要采取增加焊接时间、调整焊接压力、调整产品结构等措施来克服这些困难。此外，在超声波焊接pbt材料时，仅能与pbt材料本身进行焊接，与其他材料之间的焊接效果不佳。由于存在上述制约因素，pbt材料在超声波焊接方面的应用受到了限制。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷中的至少一种而提供一种便于超声波焊接的pbt合金材料及其制备方法。该pbt合金材料中加入玻璃纤维粉，使声波更易传导到结合面上，减少声波能量损耗；同时，加入pc与增塑剂，减少了材料的结晶率，提高了材料的抗冲击性能，降低了材料软化温度，使材料更易粘结，又避免了结合面开裂问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明目的之一在于一种便于超声波焊接的pbt合金材料，按重量份，该pbt合金材料包括以下组分：pbt树脂70-85份、pc树脂10-20份、玻璃纤维粉5-10份、增塑剂5-10份、相容剂1-2份和其他助剂0.1-1份。

4、进一步地，按重量份，该pbt合金材料包括以下组分：pbt树脂70-80份、pc树脂10-15份、玻璃纤维粉5-10份、增塑剂5-10份、相容剂1-2份和其他助剂0.5-1份。

5、进一步地，所述的pbt树脂的粘度为0.8-1.2cm3/g。

6、进一步地，所述的pc树脂的相对分子量为15000-30000，玻璃化温度为140-150℃。

7、进一步地，所述的玻璃纤维粉的长径比为10-50:1。

8、进一步地，所述的增塑剂为多聚芳基磷酸酯，多聚芳基磷酸酯具有阻燃增塑作用。

9、进一步地，所述的相容剂为as-gma共混物，其中gma至少占as-gma共混物中的1wt％。优选地，gma占as-gma共混物中的1wt％

10、进一步地，所述的其他助剂包括质量比为1:1:1的润滑剂、抗氧剂、紫外吸收剂。

11、本发明目的之二在于一种如上所述的便于超声波焊接的pbt合金材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

12、按重量份，将pbt树脂、pc树脂、玻璃纤维粉、增塑剂、相容剂、润滑剂、抗氧剂和紫外吸收剂混合均匀，熔融后进行造粒，得到便于超声波焊接的pbt合金材料。

13、进一步地，所述双螺杆挤出机的机筒温度为220-280℃，螺杆转速为200-600rpm，压力为1.5-2.5mpa。更具体地，双螺杆挤出机为同向旋转的双螺杆挤出机，螺杆的长径比为(35-45)：1，螺杆机筒设有真空抽排装置以及温控装置；双螺杆挤出机机筒分为进料段、塑化段和均化段。其中，进料段温度优选为220℃、塑化段温度优选为250℃、均化段温度优选为280℃，螺杆转速优选为400rpm，压力优选为2.5mpa。

14、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

15、(1)本发明制得材料中加入玻璃纤维粉，使声波更易传导到结合面上，减少声波能量损耗；同时，加入pc与增塑剂，减少了材料的结晶率，提高了材料的抗冲击性能，降低了材料软化温度，使材料更易粘结，又避免了结合面开裂问题。

16、(2)本发明制得的材料易进行超声波焊接，焊接处的焊接强度好；此外，本发明所需要的原材料成本低廉，本发明所制得的材料可广泛用于汽车内外饰制件，医疗器械等需进行超声波焊接的塑胶制品上，具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种便于超声波焊接的pbt合金材料，其特征在于，按重量份，该pbt合金材料包括以下组分：pbt树脂70-85份、pc树脂10-20份、玻璃纤维粉5-10份、增塑剂5-10份、相容剂1-2份和其他助剂0.1-1份。

2.根据权利要求1所述的一种便于超声波焊接的pbt合金材料，其特征在于，按重量份，该pbt合金材料包括以下组分：pbt树脂70-80份、pc树脂10-15份、玻璃纤维粉5-10份、增塑剂5-10份、相容剂1-2份和其他助剂0.5-1份。

3.根据权利要求1所述的一种便于超声波焊接的pbt合金材料，其特征在于，所述的pbt树脂的粘度为0.8-1.2cm3/g。

4.根据权利要求1所述的一种便于超声波焊接的pbt合金材料，其特征在于，所述的pc树脂的相对分子量为15000-30000，玻璃化温度为140-150℃。

5.根据权利要求1所述的一种便于超声波焊接的pbt合金材料，其特征在于，所述的玻璃纤维粉的长径比为10-50:1。

6.根据权利要求1所述的一种便于超声波焊接的pbt合金材料，其特征在于，所述的增塑剂为多聚芳基磷酸酯。

7.根据权利要求1所述的一种便于超声波焊接的pbt合金材料，其特征在于，所述的相容剂为as-gma共混物，其中gma至少占as-gma共混物中的1wt％。

8.根据权利要求1所述的一种便于超声波焊接的pbt合金材料，其特征在于，所述的其他助剂包括质量比为1:1:1的润滑剂、抗氧剂、紫外吸收剂。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的便于超声波焊接的pbt合金材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种便于超声波焊接的pbt合金材料，其特

技术总结
本发明涉及一种便于超声波焊接的PBT合金材料及其制备方法，按重量份，该PBT合金材料包括以下组分：PBT树脂70‑85份、PC树脂10‑20份、玻璃纤维粉5‑10份、增塑剂5‑10份、相容剂1‑2份和其他助剂0.1‑1份。与现有技术相比，本发明制得材料中加入玻璃纤维粉，使声波更易传导到结合面上，减少声波能量损耗；同时，加入PC与增塑剂，减少了材料的结晶率，提高了材料的抗冲击性能，降低了材料软化温度，使材料更易粘结，又避免了结合面开裂问题。

技术研发人员：祝彤,查超,严雯莉,魏绪英
受保护的技术使用者：上海锦湖日丽塑料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13