可激光焊接的组合物、由其形成的制品、和制造方法与流程

本公开涉及热塑性组合物，由其形成的制品，及其制造方法，特别是包含聚酯的可激光焊接的组合物，制造方法及其制品。

具有高耐热性(例如100至150℃或更高温度)的聚合物制品在各种应用中是理想的，例如电子器件，以及用于汽车和其他运输工具(例如船和喷气机)的零件。特别需要用于运输工具中的“引擎盖下(under-thehood)”应用的零部件，例如传感器外壳。

可以通过诸如胶合、超声波焊接、热板焊接和振动焊接的方法将零部件组装成较大的部件。最近，使用激光来连接零部件已经变得更加普遍。在通过透射焊接(transmissionwelding)进行激光焊接两个聚合物部件时，聚合物部件中的一个对激光基本透明以允许透射到焊接界面，而另一个聚合物部件吸收足够的激光以产生热量以在部件的界面处进行焊接。可以施加外部压力以在部件的表面之间提供不间断的接触，并且部件之间的热传导使得在吸收部件和投射部件(transmittingpart)中的聚合物熔化，以在界面处提供焊接。当使用近红外(nir)波长的激光进行焊接时，通过透明部件的nir透射水平应允许足够的激光密度到达界面以促进有效和快速的焊接。否则，通过激光焊接连接两个部件将是不切实际的或限于慢扫描速度。期望用于组装部件的循环时间尽可能短。

聚(对苯二甲酸丁二醇酯)(pbt)和用玻璃纤维或矿物填料增强的pbt可用于许多应用，特别是在汽车和电气工业中，这是因为它们优异的电阻、表面光洁度和韧性(toughness)。然而，基于结晶或部分结晶材料(例如pbt)的焊接材料的潜在问题是这种聚合物还可以部分地分散或散射入射的辐射。因此，可以减小到达接合界面的激光能量的程度，从而降低待焊接部件之间的粘附力。特别地，对于施加到待焊接制品的给定量的激光能量，焊接强度的降低可导致激光焊接组装循环时间的显著增加。

另外，当存在诸如玻璃纤维的填料时，特别是当激光透明部件厚度大于1毫米时，散射效果大大增强。因此，结晶聚合物，特别是玻璃填充的结晶聚合物的激光焊接在许多情况下如果不是不可行的，也受到限制。

激光焊接的另一个缺点是激光透明聚合物部件中激光的内部散射会导致温度升高，特别是在厚壁部件中，并且可能导致沿着激光透明部件中的焊接线产生缩痕(sinkmark)或烧痕(burning)。因此，有利的是在部件的厚度和加工条件的范围内具有高且一致的激光透明度，以实现一致的焊接强度。

增加激光透明度的一种方法是使用化学成核剂加速聚合物的结晶速率。这可以通过成核剂和pbt的聚合端基之间的化学反应来发生，以产生提高结晶速率的离子端基。然而，添加这种化学成核剂会降低结晶材料的分子量并导致不稳定的熔体粘度。另外，这种化学成核剂可以显著劣化用于pbt共混物中的多种非结晶材料，导致不稳定的熔体粘度和其它不希望的缺陷，例如展曲(splay)和喷射(jetting)(由于湍流引起的变形)。

因此，希望得到提供耐热性的可激光焊接的热塑性组合物，尤其是包含玻璃纤维或其它填料的组合物，的改善的nir透射率。

技术实现要素：

一种可激光焊接的组合物，包括

聚酯组分，所述聚酯组分包括聚(对苯二甲酸丁二醇酯)均聚物、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)均聚物、聚(对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯)均聚物、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)共聚物、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)共聚物、聚(对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯)共聚物、或包括至少一种前述物质的组合；

5至50重量％的填料；

以及10至30重量％，优选15至25％的包括式的碳酸酯单元和式的酯单元的聚(酯-碳酸酯)共聚物，

其中：t是c2-20亚烷基、c6-20亚环烷基或c6-20亚芳基；r¹和j各自独立地为

(a)式的双酚a二价基团，和

(b)c16或更高级的二价基团(b1)、(b2)或(b1)和(b2)，

其中(b1)是式的苯并吡咯酮二价基团，

其中r^a和r^b各自独立地为c1-12烷基、c2-12烯基、c3-8环烷基或c1-12烷氧基，每个r³独立地为c1-6烷基，r⁴是氢、c1-6烷基或可选地被1至5个c1-6烷基取代的苯基，优选r⁴是氢、甲基或苯基，优选苯基，p、q和j各自独立地为0至4，优选为0，和

(b2)是式的第三二价基团，

其中r^c和r^d各自独立地为c1-12烷基、c2-12烯基、c3-8环烷基或c1-12烷氧基，每个r⁶独立地为c1-3烷基或苯基，x^a是c6-12多环芳基、c3-18单-或多亚环烷基、c3-18单-或多环烷叉基，-(q¹)x-g-(q²)y-基团，其中q¹和q²各自独立地为c1-3亚烷基，g为c3-10亚环烷基，x为0或1，y为1，以及m和n各自独立地为0至4；以基于双酚a二价基团和c16或更高级二价基团的总摩尔数计，40mol％至50mol％的量存在c16或更高级二价基团(b1)、(b2)或(b1)和(b2)的组合；当模塑成厚度为2.0mm的制品时，该组合物在960纳米处提供大于50％的近红外透射率，和根据hdt1.8mpaflat(iso75/af)的热阻大于160℃，优选大于165℃，以及更优选大于170℃。

公开了将激光透射的第一部件焊接到制品的激光吸收的第二部件的方法。该方法包括使包含本申请所公开的可激光焊接的组合物的第一部件与包含含有nir-吸收剂的热塑性组合物的第二部件接触，其中第一部件的表面的至少一部分与第二部件的表面的至少一部分物理接触以形成焊接接合区域，以及将nir激光辐射施加到第一部件使得辐射基本上通过第一部件并被第二部件吸收，从而产生足够的热量以有效地将第一部件焊接到制品的第二部件。

一种激光焊接的模塑制品，包括焊接到第二激光吸收部件的第一激光透射部件，其中第一部件包括通过包括熔融混合可激光焊接的组合物的方法制备的产品。

通过以下附图、具体实施方式、实施例和权利要求来举例说明上述和其他特征。

具体实施方式

令人惊奇的是，已发现结晶或部分结晶(半结晶)聚合物与本申请所公开的高热聚(酯-碳酸酯)的组合显著提高了聚合物组合物的近红外透明度(波长为800至1,500nm)，同时提供具有高耐热性的组合物。这些结果令人惊讶，因为已经发现向pbt中加入聚碳酸酯均聚物会增加nir透射率，但会显著降低组合物的耐热性；并且使用高热聚碳酸酯如包含双酚a碳酸酯单元和2-苯基-3,3'-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮碳酸酯单元(pppbp-bpa)或高热聚(苯二甲酸酯-碳酸酯)(ppc)的共聚碳酸酯不能提供所需的高nir透射率和高耐热性。

因此，本申请所述的聚酯/聚(酯-碳酸酯)组合物可以出乎意料地促进以期望的焊接速度进行制品的激光焊接。此外，该组合物可以实现焊接制品的高焊接强度，而不会显著牺牲或损害制品的耐热性。此外，可焊接的组合物可含有大量的玻璃纤维或其他填料。特别是，所公开的组合物可以表现出高的nir透明度(如在960纳米近红外透射率所测量的)，并具有良好的耐热性。可以获得大于50％，更具体地大于55％的nir激光透射率和至少190℃的维卡软化温度。可以获得根据iso75af，在4mm厚的样品上在0.45mpa下测得的大于200℃的热变形温度。

可激光焊接的组合物包含20至70重量％(wt％)，优选30至60重量％，或40至60重量％，或更优选45至55重量％的聚酯组分。该聚酯组分包括聚(对苯二甲酸丁二醇酯)均聚物、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)均聚物、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)共聚物、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)共聚物、或包含至少一种前述物质的组合。在一个实施方式中，该聚酯组分是部分结晶或结晶组分。如本申请所用，“结晶”聚合物仅含有结晶域，并且“部分结晶”聚合物特征性地包含一个或多个结晶域和一个或多个非结晶域。

聚(对苯二甲酸丁二醇酯)均聚物、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)均聚物、聚(对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯)均聚物、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)共聚物、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)共聚物、和聚(对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯)共聚物包含式(1)的重复单元：

其中t1是衍生自二酸如对苯二甲酸、间苯二甲酸或其化学等价物的残基，d1是衍生自二醇如乙二醇或丁二醇，具体为1,4-丁二醇或其化学等价物的残基。二酸的化学等价物包括二烷基酯，例如二甲酯、二芳基酯、酸酐、盐、酰氯、酰溴等。二醇的化学等价物包括酯，例如二烷基酯。在一个具体实施方式中，t1衍生自对苯二甲酸和间苯二甲酸(或其反应性衍生物)的组合，其中对苯二甲酸与间苯二甲酸的重量比为99：1至10：90，特别是55：1至50：50；d1衍生自乙二醇或1,4-丁二醇或环己烷二甲醇，优选1,4-丁二醇(或其化学等价物)。

其它t1或d1单元可存在于聚酯中，条件是这些单元的类型或数量不会显著不利地影响可激光焊接的组合物的所需性能。优选地，可替代的t1或d1单元能够以30摩尔％(mol％)或更少，优选20摩尔％或更少，更优选10摩尔％或更少，最优选5摩尔％或更少的量存在。在一个实施方式中，不存在可替代的t1或d1单元。

可以使用的可替代的芳族二羧酸的实例包括1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸和包含至少一种前述二羧酸的组合。示例性的环脂族二羧酸包括降冰片烯二羧酸、1,4-环己烷二羧酸等、以及包含至少一种前述二羧酸的组合。

可以使用的可替代二醇的实例包括c6-12芳族二醇，例如间苯二酚、氢醌或邻苯二酚，以及二醇如1,5-萘二醇、2,6-萘二醇、1,4-萘二醇、4,4'-二羟基联苯、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基苯基)砜等，以及包含至少一种前述芳族二醇的组合。可使用的示例性可替代的c2-12脂族二醇包括直链、支链或环脂族烷二醇，例如丙二醇，即1,2-和1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-甲基-1,3-丙二醇、2,2,4,4-四甲基-环丁烷二醇、1,3-和1,5-戊二醇、二丙二醇、2-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二甲醇十氢化萘、二甲醇双环辛烷、1,4-环己烷二甲醇，包括其顺式和反式异构体、三甘醇、1,10-癸二醇等，以及包含至少一种前述二醇的组合。

聚酯组分可以具有在25℃下在苯酚四氯乙烷中测定的特性粘度为0.3至2分升/克，优选0.45至1.2分升/克。聚酯组分可以具有通过凝胶渗透色谱法用聚苯乙烯标准物测量的重均分子量为10,000至200,000道尔顿，优选20,000至150,000道尔顿。

聚(酯-碳酸酯)，也称为聚酯-聚碳酸酯，包含式(2)的碳酸酯单元

和式(3)的酯单元

其中变量t，r¹和j在下面进一步描述。

在式(3)中，t是衍生自二羧酸(包括其反应性衍生物)的二价基团，并且可以是，例如，c2-20亚烷基、c6-20环亚烷基或c6-20亚芳基。优选地，t是c6-20二价芳族基团，例如二价间苯二甲酰基、二价对苯二酰基或它们的组合。可用于制备聚酯单元的芳族二羧酸包括间苯二甲酸或对苯二甲酸、1,2-二(对羧基苯基)乙烷、4,4'-二羧基二苯基醚、4,4'-二苯甲酸或包含至少一种前述酸的组合。也可以存在含有稠环的酸，例如1,4-，1,5-或2,6-萘二羧酸。具体的二羧酸包括对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、或包含至少一种前述酸的组合。具体的二羧酸包括间苯二甲酸和对苯二甲酸的组合，其中间苯二甲酸与对苯二甲酸的重量比为91：9至2：98。可用于制备聚酯单元的脂族二羧酸包括直链c6-20脂族二羧酸(包括其反应性衍生物)，优选直链c6-c12脂族二羧酸(包括其反应性衍生物)。具体的二羧酸包括正己二酸(己二酸)、正癸二酸(癸二酸)和α,ω-c12二羧酸，如十二烷二酸(ddda)。

此外，在式(2)和(3)中，r¹和j各自独立地是(a)双酚a二价基团和(b)衍生自特定高热单体的c16或更高级的二价基团，如下面进一步描述的。

如本领域所知，双酚a二价基团具有式(4)

全部或部分r¹基团可以是双酚a二价基团(a)，条件是至少一部分j基团是c16或更高级的二价基团；或者，全部或部分j基团可以是双酚a二价基团，条件是至少一部分r¹基团是c16或更高级的二价基团。

c16或更高级的二价基团(b)是(b1)苯并吡咯酮二价基团，或(b2)不同于苯并吡咯酮二价基团的第三二价基团，或(b3)两者，即(b1)苯并吡咯酮二价基团和(b2)不同于苯并吡咯酮二价基团的第三二价基团的组合。

苯并吡咯酮二价基团(b1)具有式(5)

其中r^a和r^b各自独立地为c1-12烷基、c2-12烯基、c3-8环烷基或c1-12烷氧基，优选c1-3烷基，每个r³独立地为c1-6烷基，r⁴为氢，c1-6或c2-6烷基或可选地被1至5个c1-6烷基取代的苯基，并且p，q和j各自独立地为0至4，优选为0至1。例如，苯并吡咯酮二价基团可具有式(5a)。

其中r⁵是氢，可选地被至多五个c1-6烷基取代的苯基，或c1-4烷基，优选c2-4烷基。在一个实施方式中，r⁵是氢、甲基或苯基，最优选苯基。当r⁵是苯基时，r¹和j可以衍生自2-苯基-3,3'-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮(也称为3,3-双(4-羟基苯基)-2-苯基异吲哚啉-1-酮，或n-苯基酚酞双酚或“pppbp”)。可以使用不同苯并吡咯酮二价基团的组合。

在一个实施方式中，至少一个苯并吡咯酮二价基团(b1)存在于聚(酯-碳酸酯)共聚物的酯基团中。

在其他实施方式中，c16或更高级的二价基团(b)是(b2)式(6)、(7)、(8)、(16)或(17)的第三二价基团。

其中r^c和r^d各自独立地为c1-12烷基、c2-12烯基、c3-8环烷基或c1-12烷氧基，每个r⁶独立地为c1-3烷基或苯基，优选甲基，x^a是c6-12多环芳基、c3-18单-或多亚环烷基、c3-18单-或多环烷叉基、或-(q¹)xg-(q²)y-基团，其中q¹和q²各自独立地为c1-3亚烷基，g为c3-10亚环烷基，x为0或1，y为1，并且m和n各自独立地为0至4。可以使用不同的第三二价基团的组合。在一个实施方式中，至少一个第三二价基团(b2)存在于聚(酯-碳酸酯)共聚物的酯基中。

示例性的第三二价基团(8)包括以下各项：

其中r^c和r^d与本申请对式(6)-(8)、(16)、(17)中的定义相同，每个r²独立地为氢或c1-4烷基，m和n各自独立地为0至4，每个r³独立地为c1-4烷基或氢，并且g为0至10。在一个具体实施方式中，第三二价基团衍生自1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基-环己烷、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷，或其组合。优选地，第三二价基团衍生自1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基-环己烷(bp-tmc)。

聚(酯-碳酸酯)共聚物可以通过诸如界面聚合和熔融聚合的方法制备，这些方法是已知的，并且描述于例如美国专利号3,030,331和4,189,549、wo2013/1754484和wo2014/072923。合成通常从相应的双酚进行，例如双酚a(9)

双酚苯并吡咯酮(10)

其中r^a，r^b，r³，r⁴，j，p和q如本申请对式(5)中所定义；或式(11)，(12)或(13)的双酚

其中r^c，r^d，r⁶，x，y，m和n与本申请对式(6)至(8)、(16)和(17)中的定义相同。式(13)的示例性双酚包括以下各项：

其中r^c，r^d，r²，g，m和n与本申请对式(8a)至(8b)中的定义相同。在一个具体实施方式中，双酚(13)是1,1-双(4-羟基苯基)-3,3,5-三甲基-环己烷、1,1-双(4-羟基-3-甲基苯基)环己烷、或其组合。

聚(酯-碳酸酯)可以通过诸如界面聚合和熔融聚合的方法制备，这些方法是已知的，并且描述于例如us8,318,891，wo2013/175448a1和wo2014/072923a1中。

在聚合过程中可以包括封端剂(也称为链停止剂或链终止剂)来提供端基，例如单环酚如苯酚、对氰基苯酚和c1-22烷基取代的酚如对枯基苯酚、间苯二酚单苯甲酸酯以及对-和叔-丁基苯酚、二酚的单醚如对甲氧基苯酚、二酚的单酯如间苯二酚单苯甲酸酯、脂族单羧酸的官能化氯化物如丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯和单氯甲酸酯如氯甲酸苯基酯、氯甲酸烷基取代的苯基酯、氯甲酸对枯基苯基酯和氯甲酸甲苯酯。可以使用不同端基的组合。支化聚合物可以通过在聚合过程中加入支化剂来制备，例如偏苯三酸、偏苯三酸酐、偏苯三酰氯、三-对羟基苯乙烷、靛红-双酚、三酚tc(1,3,5-三((对羟基苯基)异丙基)苯)、三酚pa(4(4(1,1-双(对羟基苯基)-乙基)α,α-二甲基苄基)苯酚)、4-氯甲酰基苯二甲酸酐、均苯三酸和二苯甲酮四羧酸。支化剂的加入量可以为0.05-2.0重量％。

聚(酯-碳酸酯)包含40mol％至70mol％的(a)双酚a二价基团(4)和30mol％至60mol％的(b)c16或更高级的二价基团，各自基于基团的总摩尔数。如上所述，c16或更高级的二价基团(b)可以是(b1)苯并吡咯酮二价基团，(b2)第三二价基团或(b3)苯并吡咯酮基团和第三二价基团的组合，各自基于双酚a二价基团和c16或更高级的二价基团的摩尔数总和。

基于碳酸酯单元和酯单元的摩尔数之和，聚(酯-碳酸酯)共聚物的酯单元的存在量为40mol％至60mol％。

通过凝胶渗透色谱法(gpc)，使用交联的苯乙烯-二乙烯基苯柱测量并针对双酚a均聚碳酸酯参考标准校准，聚(酯-碳酸酯)的重均分子量可以为10,000至50,000道尔顿，优选18,000至25,000道尔顿。gpc样品制备浓度为1毫克/毫升，并以1.5毫升/分钟的流速洗脱。

聚(酯-碳酸酯)可具有高耐热性。根据iso75/bf，在0.45mpa下在跨度64mm下在80×10×4mm棒上平坦(flat)测量的，聚(酯-碳酸酯)的热变形温度(hdt)可以是180至215℃，优选200至210℃。

聚(酯-碳酸酯)可以具有高维卡软化温度。在一个实施方式中，根据iso306测量的，聚(酯-碳酸酯)的vicatb120为195至235℃，优选200至230℃。

可激光焊接的组合物可进一步可选地包含其他非结晶聚碳酸酯，例如线性或支化的聚碳酸酯均聚物和共聚物。

可激光焊接的组合物还包含填料，其量为组合物总重量的5至50wt％，优选10至40重量％。这种填料包括纤维增强材料，例如无机纤维(例如，玻璃、二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝、硅酸铝、氧化锆、碳化硅等)，无机晶须(例如，碳化硅、氧化铝等)，有机纤维(例如，脂族或芳族聚酰胺、芳族聚酯、含氟树脂、丙烯酸树脂如聚丙烯腈、人造丝(rayon)等)，板状增强材料(例如，滑石、云母、玻璃等)，颗粒状增强材料(例如，玻璃珠、玻璃粉、研磨纤维(例如，研磨的玻璃纤维))，或者它可以是板，柱或纤维的形式。纤维状增强材料的平均直径(如引入组合物中)可以是例如1至50微米，特别是3至30微米，更具体地8至15微米，纤维增强材料的平均长度可以是例如，100微米至15毫米，特别是1毫米至10毫米，更具体地，2毫米至5毫米。此外，板状或颗粒状增强材料的平均粒度可以是例如0.1至100微米，特别是0.1至50微米(例如，0.1至10微米)。

在一个具体实施方式中，增强填料是玻璃或玻璃状填料，特别是玻璃纤维、玻璃薄片和玻璃珠、滑石或云母。特别地，增强填料是玻璃纤维，特别是短切原丝产品(choppedstrandproduct)。在一个实施方式中，玻璃纤维的平均直径为3至30微米或8至15微米。玻璃纤维的平均长度为0.1至15毫米或2至12毫米。玻璃纤维可以涂有硅烷、环氧硅烷或其他表面处理剂(点火时固体损失为0.1-2.5％)。

在最终组合物中，由于在混合和熔融共混过程中玻璃纤维的破裂，短切玻璃纤维的平均长度可以为约0.1至10毫米，具体地，2至5毫米。

可激光焊接的组合物可包括通常与这类组合物结合的各种其它添加剂，条件是选择添加剂以不会显著不利地影响组合物的所需性能。可以使用添加剂的组合。示例性添加剂包括抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收添加剂、淬火剂、增塑剂、脱模剂、抗静电剂、辐射稳定剂、脱模剂或其组合。当存在时，每种前述添加剂以组合物组成的典型量使用，例如，可激光焊接的组合物总重量的0.01至15重量％，优选为可焊接的组合物总重量的0.1至10重量％。在一个实施例中，基于组合物的总重量，组合物包含0.01至5重量％的抗氧化剂、脱模剂、着色剂或稳定剂的组合。

示例性抗氧化剂添加剂包括，例如，有机亚磷酸酯，例如三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯等；烷基化单酚或多酚；多酚与二烯的烷基化反应产物，如四[亚甲基(3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷等；对甲酚或二环戊二烯的丁基化反应产物；烷基化氢醌；羟基化硫代二苯醚；烷叉基-双酚；苄基化合物；β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯类；β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与一元醇或多元醇的酯；硫代烷基或硫代芳基化合物的酯，如二硬脂基硫代丙酸酯、二月桂基硫代丙酸酯、二十三烷基硫代二丙酸酯、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、季戊四醇基-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯等；β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸等的酰胺，或包含至少一种前述抗氧化剂的组合。基于组合物的总重量，抗氧化剂能够以0.0001至1重量％的量使用。

示例性的热稳定剂添加剂包括，例如，有机亚磷酸酯如亚磷酸三苯基酯、三-(2,6-二甲基苯基)亚磷酸酯、三-(混合的单-和二-壬基苯基)亚磷酸酯等；膦酸盐如二甲基苯膦酸盐等，磷酸盐如磷酸三甲酯等，或包含至少一种前述热稳定剂的组合。基于组合物的总重量，热稳定剂的用量可以为0.0001至1重量％。

脱模剂包括，例如，苯二甲酸酯，如二辛基-4,5-环氧-六氢苯二甲酸酯；三-(辛氧基羰基乙基)异氰脲酸酯；三硬脂酸甘油酯；二或多官能芳香族磷酸酯，如间苯二酚四苯基二磷酸酯，对苯二酚的双(二苯基)磷酸酯和双酚-a的双(二苯基)磷酸酯；聚α-烯烃；环氧大豆油；硅酮，包括硅油；酯，例如，脂肪酸酯如烷基硬脂基酯，例如硬脂酸甲酯；硬脂酸硬脂基酯，季戊四醇四硬脂酸酯等；硬脂酸甲酯和亲水和疏水非离子表面活性剂(包括聚乙二醇聚合物、聚丙二醇聚合物及其共聚物)的组合，例如硬脂酸甲酯和在合适溶剂中的聚乙二醇-聚丙二醇共聚物；蜡，如蜂蜡、褐煤蜡，石蜡等。基于组合物的总重量，这些材料的用量可以为0.001至1重量％，特别是0.01至0.75重量％，更特别是0.1至0.5重量％。

可选地，可激光焊接的组合物还包括着色剂，特别是一种或多种基本上不吸收nir(800-1,500nm)并且可以由其模塑有色激光透射制品的着色剂。可激光焊接的组合物可用于激光吸收部件，除了添加一种或多种激光吸收着色剂，例如炭黑，有机化合物如二萘嵌苯，或纳米级无机化合物如金属氧化物、混合金属氧化物或金属硼化物。

可激光焊接的组合物可通过本领域已知的各种方法制造。例如，首先将聚碳酸酯，聚酯组分，填料和其它可选组分在高速混合器中混合或手动混合。然后通过料斗将混合物进料至双螺杆挤出机的喉部中。可替代地，至少一种组分可以通过侧面加料机(sidestuffer)将其在喉部处或下游直接加入到挤出机中而结合至组合物中，或者通过与所需聚合物混合成母料并加入挤出机中而结合至组合物中。挤出机通常在高于使组合物流动所需温度的温度下操作。挤出物可立即在水浴中骤冷并造粒。如此制备的粒料的长度可以根据需要为1/4英寸或更短。这种粒料可用于随后的模塑、成型或成形。

当可激光焊接的组合物模塑成具有2.0mm厚度的制品时，在960纳米下它可以提供近红外透射率为大于50％，并且根据hdt1.8mpaflat(iso75/af)的耐热性大于160℃，优选大于165℃，更优选大于170℃。

本申请还提供了包含所述组合物的成型，成形或模塑制品。在一个实施方式中，通过挤出，浇铸，吹塑或注塑组合物组成的熔体来形成制品。该制品可以是薄膜或片材的形式。

在本公开的另一方面，可以通过激光焊接将部件组装成制品。将包含上述可激光焊接的组合物的第一部件焊接到第二部件的方法包括使第一部件的表面的至少一部分与第二部件的表面的至少一部分物理接触，将nir激光辐射施加至并通过第一部件，其提供改进的透射率，其中在辐射穿过第一部件之后，辐射被第二部件的组合物组分吸收，并且产生足够的热量以将第一部件焊接到第二部件，从而产生焊接制品。

制品的第二组合物部件可包含多种组合物聚合物组分，其通过本领域技术人员已知的方式(包括使用添加剂或着色剂，例如但不限于炭黑)使激光吸收。示例性聚合物组合物可包括但不限于烯烃聚合物，包括聚乙烯及其共聚物和三元聚合物，聚丁烯及其共聚物和三元聚合物，聚丙烯及其共聚物和三元聚合物；α-烯烃聚合物，包括乙烯和至少一种α-烯烃和无规立构聚(α-烯烃)的线性或基本上线性的互聚物；橡胶状嵌段共聚物；聚酰胺；聚酰亚胺；聚酯如聚(芳基化物)，聚(对苯二甲酸乙二醇酯)和聚(对苯二甲酸丁二醇酯)；乙烯基聚合物如聚氯乙烯和聚乙烯基酯如聚乙酸乙烯酯；丙烯酸均聚物，共聚物和三元聚合物；环氧化物；聚碳酸酯，聚酯-聚碳酸酯；聚苯乙烯；聚(亚芳基醚)，包括聚(亚苯基醚)；聚氨酯；苯氧基树脂；聚砜；聚醚；缩醛树脂；聚氧乙烯；及其组合。更特别地，聚合物是聚乙烯、乙烯共聚物、聚丙烯、丙烯共聚物、聚酯、聚碳酸酯、聚酯-聚碳酸酯、聚酰胺、聚(亚芳基醚)，或包含至少一种前述物质的组合。在一个具体实施方式中，第二制品包含烯烃聚合物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚亚芳基醚、聚氨酯、苯氧基树脂、聚砜、聚醚、缩醛树脂、聚酯、乙烯基聚合物、丙烯酸类、环氧化物、聚碳酸酯，聚(酯-碳酸酯)、苯乙烯-丙烯腈共聚物、或包含至少一种前述物质的组合。更具体地，第二制品包含聚碳酸酯均聚物或共聚物、聚酯均聚物或共聚物，例如聚(碳酸酯-酯)或包含至少一种前述物质的组合。

在一个实施方式中，制品的第二部件包含玻璃填充的结晶或部分结晶的组合物，其使得激光吸收。用于使这种组合物激光吸收的组合物和方法是本领域技术人员已知的。在另一个实施方式中，第二部件包含部分结晶组合物和非结晶热塑性聚(酯)共聚物，聚(酯-碳酸酯)或其组合(使得激光吸收)的玻璃填充的组合。

制品的激光吸收第二部件的热塑性组合物可进一步包含有效量的近红外吸收材料(吸收800至1400纳米辐射波长的材料)，其对可见光(辐射波长从350纳米到800纳米)不具有高吸收性。特别地，近红外吸收材料可包括炭黑，有机染料，包括多环有机化合物，例如二萘嵌苯、纳米级化合物、金属络合物，包括金属氧化物、混合金属氧化物、复合物氧化物、金属硫化物、金属硼化物、金属磷酸盐、金属碳酸盐、金属硫酸盐、金属氮化物、六硼化镧、氧化铯钨、氧化铟锡、氧化锑锡、氧化铟锌、其组合。在一个实施方式中，近红外材料的平均粒度为1至200纳米。取决于所使用的特定nir吸收材料，nir吸收材料能够以组合物的0.00001至5重量％的量存在于第二制品的热塑性组合物中。本领域普通技术人员不用过度实验就可以容易地确定焊接中nir吸收的有效量。例如，基于用于待焊接制品的吸收部件的可激光焊接的组合物的总重量，六硼化镧和氧化铯钨在组合物中的存在量可以为0.00001至1重量％，更特别地为0.00005至0.1重量％，最特别地为0.0001至0.01重量％。

本申请还公开了激光焊接的制品，其包含在第一组分中的如本申请所述的可激光焊接的组合物，该第一组分激光焊接到包含如本申请所述的第二热塑性组合物的第二组分。在一个特别有利的特征中，该发现允许在制造用于发动机的传感器壳体中使用激光焊接。

通过以下非限制性实施例进一步说明可激光焊接的组合物。

实施例

实施例中使用的材料示于下表1中。

表1

*聚碳酸酯重均分子量(mw)是基于使用聚苯乙烯标准品的gpc测量并校准并以基于双酚a聚碳酸酯标准品的聚碳酸酯单元表示。

含有pbt的样品通过在werner&pfleiderer25mm双螺杆挤出机上熔融挤出制备(使用250-270℃的标称熔融温度和300rpm)。将挤出物造粒并在120℃下干燥3小时。由干燥的粒料制备测试样品，并在250-280℃的标称温度下注塑。

在1.6mm和2mm厚的模塑部件上测量近红外(nir)透射率数据，并在perkin-elmerlambda950分光光度计上在960nm下收集。根据表2中所示的方法，测定模塑样品的维卡软化和热变形温度。

表2

比较实施例1-5和实施例1

比较实施例1-5和实施例1证明了添加各种聚碳酸酯聚合物至pbt对nir透射率，热缺陷(heatdefection)和维卡软化性能的影响。配方和结果如表3所示。

表3

比较实施例#1显示了玻璃填充聚酯组合物相对于近红外透明度的限制。1.6mm厚的样品仅具有25％的nir透明度，2.0mm厚的样品仅具有22％的nir透明度，这严重限制了这些组合物用于生产激光焊接组件的“激光透明”部件。

添加非结晶聚碳酸酯pc1增加nir透射率，但会显著降低耐热性。比较实施例#2显示，添加20重量％的pc1使nir透明度从25％增加至41％，但将在0.45mpa下的hdt从215℃降低至138℃。类似地，比较实施例#3显示添加30重量％的pc1将nir透明度从22％增加至71％，但将在0.45mpa下的hdt从215℃降低至125℃。

使用基于pppbp-bpa共聚物的高热聚碳酸酯或基于高热双酚a的聚(苯二甲酸酯-碳酸酯)(ppc)，不能同时提供所需的高耐热性和高nir透射率。(比较实施例4和5)

添加如本申请所述的高热pppbp-聚酯-碳酸酯提供了高耐热性和高nir透射率的最佳平衡。

以下阐述的是本公开的各种实施方式。

实施方式1.一种可激光焊接的组合物，包括聚酯组分，该聚酯组分包括聚(对苯二甲酸丁二醇酯)均聚物、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)均聚物、聚(对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯)均聚物、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)共聚物、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)共聚物、聚(对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯)共聚物、或包含至少一种前述物质的组合；5至50重量％的填料；和10至30重量％，优选15至25％的包含式的碳酸酯单元和式的酯单元的聚(酯-碳酸酯)共聚物，

其中：t为c2-20亚烷基、c6-20亚环烷基或c6-20亚芳基；r¹和j各自独立地为(a)下式的双酚a二价基团

和(b)c16或更高级的二价基团(b1)，(b2)或(b1)和(b2)，其中(b1)是下式的苯并吡咯酮二价基团：

其中r^a和r^b各自独立地为c1-12烷基、c2-12烯基、c3-8环烷基或c1-12烷氧基，每个r³独立地为c1-6烷基，r⁴是氢，c1-6烷基或可选被1至5个c1-6烷基取代的苯基，优选其中r⁴是氢，甲基或苯基，优选苯基，p，q和j各自独立地为0至4，优选为0，并且(b2)为下式的第三二价基团

其中r^c和r^d各自独立地为c1-12烷基、c2-12烯基、c3-8环烷基或c1-12烷氧基，每个r⁶独立地为c1-3烷基或苯基，x^a是c6-12多环芳基、c3-18单-或多亚环烷基、c3-18单-或多环烷叉基、-(q¹)x-g-(q²)y-基团，其中q¹和q²各自独立地为c1-3亚烷基，g为c3-10亚环烷基，x为0或1，y为1，m和n各自独立地为0至4；其中基于双酚a二价基团和c16或更高级的二价基团的总摩尔数，c16或更高级的二价基团(b1)，(b2)或(b1)和(b2)的组合以40mol％至50mol％的量存在；当模塑成具有2.0mm厚度的制品时，该组合物在960纳米下提供大于50％的近红外透射率，并且根据hdt1.8mpaflat(iso75/af)的耐热性大于160℃，优选大于165℃，更优选大于170℃。

实施方式2.实施方式1的组合物，其中c16或更高级的二价基团(b)是苯并吡咯酮二价基团(b1)。

实施方式3.实施方式2的组合物，其中r¹和j各自独立地为双酚a二价基团或苯并吡咯酮二价基团，并且至少一部分j基团为苯并吡咯酮二价基团。

实施方式4.实施方式1的组合物，其中c16或更高级的二价基团(b)是第三二价基团(b2)。

实施方式5.实施方式4的组合物，其中r¹和j各自独立地为双酚a二价基团或第三二价基团；并且至少一部分j基团是第三二价基团。

实施方式6.实施方式1的组合物，其中c16或更高级的二价基团(b)是苯并吡咯酮二价基团(b1)和第三二价基团(b2)的组合。

实施方式7.实施方式6的组合物，其中r¹和j各自独立地为双酚a二价基团，苯并吡咯酮二价基团和第三二价基团；并且至少一部分j基团是苯并吡咯酮二价基团和第三二价基团。

实施方式8.实施方式1或4至6中任一项或多项的组合物，其中第三二价基团具有下式

其中r^c和r^d各自独立地为c1-12烷基、c2-12烯基、c3-8环烷基或c1-12烷氧基，每个r⁶独立地为c1-3烷基或苯基，优选甲基，x^a是c6-12多环芳基，c3-18单-或多亚环烷基，c3-18单-或多环烷叉基，或-(q¹)x-g-(q²)y-基团，其中q¹和q²各自独立地为c1-3亚烷基，g为c3-10亚环烷基，x为0或1，y为1，并且m和n各自独立地为0至4。

实施方式9.实施方式8的组合物，其中第三二价基团具有下式

其中r^c和r^d各自独立地为c1-12烷基、c2-12烯基、c3-8环烷基或c1-12烷氧基，每个r²独立地为氢或c1-4烷基，m和n各自独立地为0至4，每个r³独立地为c1-4烷基或氢，并且g为0至10。

实施方式10.实施方式1至9中任一项的组合物，其中t为c6-20二价芳族基团，优选间苯二甲酰基、二价对苯二酰基或其组合。

实施方式11.实施方式1至10中任一项的组合物，其中碳酸酯单元相对于酯单元的摩尔比为2：1至1：2。

实施方式12.实施方式1至11中任一项或多项的组合物，其中：填料包含玻璃填料，并且基于组合物的总重量，其存在量为10重量％至30重量％；聚酯组分是聚(对苯二甲酸丁二醇酯)均聚物；以及在聚(酯-碳酸酯)共聚物中，r¹和j各自独立地为双酚a二价基团和苯并吡咯酮二价基团，其中p，q和j为0，且r⁴为苯基，以及双酚a二价基团和苯并吡咯酮二价基团均存在于聚(酯-碳酸酯)共聚物中，并且基于组合物的总重量，聚(酯-碳酸酯)共聚物的存在量为15重量％至25重量％，优选15重量％至20重量％。

实施方式13.实施方式1至12中任一项的组合物，其中填料是玻璃纤维，优选其中玻璃纤维的平均直径为3至30微米，平均长度为0.1至15毫米。

实施方式14.一种将激光透射的第一部件焊接到制品的激光吸收的第二部件的方法，该方法包括：

使包含实施方式1至13中任一项的组合物的第一部件与包含含有nir吸收剂的热塑性组合物的第二部件接触，其中所述第一部件的表面的至少一部分与第二部件的表面的至少一部分物理接触以形成焊接接合区域，并将nir-激光辐射施加到第一部件，使得辐射基本上穿过第一部件并被第二部件吸收，从而产生足够的热量，以有效地将第一部件焊接到制品的第二部件。

实施方式15.实施方式14的方法，其中第二部件包含聚合物，所述聚合物包含聚碳酸酯、聚酯或包含至少一种前述物质的组合；nir吸收材料包括炭黑、有机染料、金属氧化物、复合物氧化物、金属硫化物、金属硼化物、金属磷酸盐、金属碳酸盐、金属硫酸盐、金属氮化物、六硼化镧、氧化铯钨、氧化铟锡、氧化锑锡、氧化铟锌、或包含至少一种前述物质的组合。

实施方式16.实施方式14或15中任一项的方法，其中基于第二部件的热塑性组合物的总重量，nir吸收材料在第二部件的热塑性组合物中的存在量为0.00001-5重量％。

实施方式17.一种激光焊接的模塑制品，包括焊接到第二激光吸收部件的第一激光透射部件，其中第一部件包括通过包含熔融共混实施方式1至13中任一项的组合物的方法制备的产品。

实施方式18.实施方式17的制品，其中第二部件包含聚合物，所述聚合物包含聚碳酸酯、聚酯、聚碳酸酯共聚物、聚酯共聚物及其组合。

实施方式19.实施方式18的制品，其中第二部件还包含nir吸收材料，其包括炭黑、有机染料、金属氧化物、复合物氧化物、金属硫化物、金属硼化物、金属磷酸盐、金属碳酸盐、金属硫酸盐、金属氮化物、六硼化镧、氧化铯钨、氧化铟锡、氧化锑锡、氧化铟锌、或包含至少一种前述物质的组合。

实施方式20.实施方式17-19中任一项的制品，其中基于第二部件的总重量，nir吸收材料在第二部件的热塑性组合物中的存在量为0.00001至5重量％。

除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一种”，“一个”和“该”包括复数指示物。“或”表示“和/或”。针对相同组件或属性的所有范围的端点都是包括在内的并且可独立组合。除非另外定义，否则本申请使用的技术和科学术语的含义与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同。如本申请所用，“组合”包括共混物，混合物，合金，反应产物等。

用标准命名法描述化合物。例如，任何未被任何指定基团取代的位置应理解为其化合价由所示的键或氢原子填充。不在两个字母或符号之间的破折号(“-”)用于表示取代基的连接点。例如，-cho通过羰基的碳连接。

如本申请所用，术语“烃基”和“烃”泛指包含碳和氢的取代基，可选地具有1至3个杂原子，例如氧、氮、卤素、硅、硫或其组合；“烷基”是指直链或支链的饱和一价烃基；“亚烷基”是指直链或支链的饱和二价烃基；“烷叉基”是指直链或支链的饱和二价烃基，在单个共用碳原子上具有两个化合价；“烯基”是指具有通过碳-碳双键连接的至少两个碳的直链或支链一价烃基；“环烷基”是指具有至少三个碳原子的非芳族单价单环或多环烃基；“亚环烷基”是指通过从环烷基的一个或多个环上的两个不同碳原子上除去两个氢原子而形成的二价基团；“芳基”是指芳香环或多个环中仅含有碳的芳香族一价基团；“亚芳基”是指在芳环或多个环中仅含有碳的芳族二价基团；“烷基芳基”是指被如上定义的烷基取代的芳基，其中4-甲基苯基是示例性的烷基芳基；“芳基烷基”是指被如上定义的芳基取代的烷基，其中苄基是示例性的芳基烷基；“酰基”是指如上定义的烷基，其具有通过羰基碳桥(-c(＝o)-)连接的指定碳原子数；“烷氧基”是指如上定义的烷基，其具有通过氧桥(-o-)连接的指定碳原子数；“芳氧基”是指如上定义的芳基，其具有通过氧桥(-o-)连接的指定碳原子数。

除非另有说明，否则前述基团中的每一个可以是未取代的或取代的，条件是取代不会显著不利地影响化合物的合成，稳定性或用途。本申请所用的术语“取代的”是指指定的原子或基团上的至少一个氢被另一个基团取代，条件是不超过指定的原子的正常化合价。当取代基是氧代(即＝o)时，则原子上的两个氢被取代。取代基和/或变量的组合是允许的，条件是取代不会显著不利地影响化合物的合成或使用。可存在于取代位置的基团包括硝基(-no2)、氰基(-cn)、羟基(-oh)、卤素、硫醇(-sh)、硫氰基(-scn)、c2-6烷酰基(例如酰基(h3cc(＝o)-)；甲酰胺基；c1-6或c1-3烷基、环烷基、烯基和炔基(包括具有至少一个不饱和键且具有2-8个或2-6个碳原子的基团)；c1-6或c1-3烷氧基；c6-10芳氧基如苯氧基；c1-6烷硫基；c1-6或c1-3烷基亚磺酰基；c1-6或c1-3烷基磺酰基；氨基二(c1-6或c1-3)烷基；具有至少一个芳族环的c6-12芳基(例如，苯基、联苯基、萘基等，每个环是取代或未取代的芳族)；具有1至3个单独的或稠合环和6至18个环碳原子的c7-19芳基烷基；或具有1至3个单独的或稠合的环和6至18个环碳原子的芳基烷氧基。

本申请引用的所有参考文献都通过引用整体并入。尽管已经出于说明的目的阐述了典型的实施方式，但是前述内容描述不应被视为对本申请范围的限制。因此，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以想到各种修改，改编和替代方案。