[发明专利]一种透明激光焊接吸热PMMA塑料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种透明激光焊接吸热PMMA塑料及其制备方法，属于激光焊接塑料制备技术领域，制备原料包括PMMA树脂、增韧相容剂、润滑剂、激光吸收剂、抗氧化剂。本发明通过添加热塑性丙烯酸树脂克服了PMMA原料自身硬而脆的特性，添加乙撑双硬脂酸酰胺提高一定的氧化性和脱模润滑性能，激光吸收剂采用纳米级的氧化锆、氧化锑和钨酸盐，在塑材中分散较为均匀，具有良好的受激光照射的吸热性能。实施例结果表明，本发明制备的透明激光焊接吸热PMMA塑料形成的焊缝处透明度大于93，焊缝透明度高、拉伸强度大于60MPa。

技术领域

本发明涉及激光焊接塑料制备技术领域，特别涉及一种透明激光焊接吸热PMMA塑料及其制备方法。

背景技术

现有的焊接塑料采用红外激光焊接时，一般在待焊接处放置两层塑料焊材，上层放置普通材质的透明塑料，如透光度较好的普通PMMA树脂；下层放置添加炭黑的深颜色焊接塑料；激光束透过上面的普通透明PMMA树脂到达接触界面，深颜色的焊接塑料吸收激光能量后聚集能量，当能量聚集到一定的程度，就会将界面处的上下两种塑料熔化，冷却后实现相应塑料部件的激光焊接。因此，采用添加炭黑、石墨等深颜色的焊接用塑料，激光焊接后焊缝会留下深色的塑料印记。

但是随着医疗、电子、汽车等高端行业的发展，现有市场要求焊接塑料为浅色或者透明，以实现焊缝与产品的色调统一，更加美观，而市场上暂时还没有完全透明的激光焊接塑料。PMMA树脂俗称亚克力、有机玻璃，透明度较高，但是若在PMMA塑料中加入炭黑等深色激光吸热原料后，虽然一定程度上能够提高PMMA塑料焊材的吸热熔化效果，但是难以保持较高的透明度，并且PMMA自身性能硬而脆，缺乏柔韧性，加入炭黑、石墨也容易导致焊缝成型效果差，焊接牢固性差。因此，急需开发出一种透明度较高、焊接效果优良的激光焊接PMMA塑料。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种透明激光焊接吸热PMMA塑料及其制备方法，本发明提供的透明激光焊接吸热PMMA塑料可实现PMMA类激光焊接塑料的焊缝处透明度大于93，焊缝透明度高、强韧性好，用于满足电子，医疗和汽车等领域对浅色塑料的高端加工需求。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种透明激光焊接吸热PMMA塑料，制备原料包括如下重量份的组分：PMMA树脂80～90份、热塑性丙烯酸树脂5～20份、润滑剂0.1～2份、激光吸收剂0.1～0.5份、抗氧剂0.2～1.2份；所述激光吸收剂包括氧化锆、氧化锑和钨酸盐中的至少一种。

所述钨酸盐包括钨酸钠、钨酸钙、钨酸锌、钨酸铟、钨酸锆和钨酸铯中的一种或多种。

优选的，所述激光吸收剂的中位粒径为20nm＜D50＜100nm。

优选的，所述热塑性丙烯酸树脂的重均分子量为40000～80000。

优选的，所述润滑剂为乙撑双硬脂酸酰胺。

优选的，所述抗氧剂包括抗氧剂168或抗氧剂1076。

本发明提供了上述技术方案所述透明激光焊接吸热PMMA塑料的制备方法，按原料配比将PMMA树脂、热塑性丙烯酸树脂、润滑剂、激光吸收剂和抗氧剂进行搅拌混合得到预混料；

将所述预混料经过主喂料口加入挤出机进行熔融挤出，得到透明激光焊接吸热PMMA塑料。

优选的，所述挤出机为双螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机的螺杆转速为300～400r/min。

优选的，所述挤出机设置多段温度区间，T1：190-200℃，T2：200～210℃，T3：210～220℃，T4：220～230℃，T5：215～225℃，T6：210～220℃，T7：210～220℃，T8：200～210℃，T9：200～210℃，T10：200～210℃

优选的，所述挤出机的真空度为-0.8～-0.5MPa。