[发明专利]可激光焊接的组合物、由其形成的制品、和制造方法

说明书

一种可激光焊接的组合物，包含聚酯组分；5至50重量％的填料；和10‑30重量％的包含碳酸酯单元和式(I)的酯单元的聚(酯‑碳酸酯)共聚物，其中T是C_2‑20亚烷基、C_6‑20亚环烷基或C_6‑20亚芳基；R¹和J各自独立地为(a)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)是苯并吡咯酮二价基团，以及(b2)是第三二价基团，其中C₁₆或更高级的二价基团(b1)、(b2)或(b1)和(b2)的组合以基于双酚A二价基团和C₁₆或更高级的二价基团的总摩尔数40mol％至50mol％的量存在；以及当模塑成厚度为2.0mm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，以及根据HDT 1.8MPa flat(ISO 75/Af)的耐热性大于160℃。

背景技术

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-the hood)”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(transmission welding)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(transmitting part)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。

发明内容

一种可激光焊接的组合物，包括