[发明专利]一种聚酰胺复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种聚酰胺复合材料，通过添加含镁有机盐含铝有机盐使得聚酰胺树脂基体中含有一定量的镁元素和铝元素，能够提升制件的激光焊接性能。本发明同时提供了两种制备方法，其中公开了一种能够同时用于回收聚酰胺废料，提高了由聚酰胺废料提取得到的回收聚酰胺的利用价值。

技术领域

本发明涉及绿色高分子材料技术领域，特别是涉及一种聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

在汽车行业领域，聚酰胺材料亦在内外饰件、功能件、结构件广泛应用。轻量化作为汽车材料的发展趋势，在汽车发动机罩下零件也出现越来越多的塑料件。为了得到结构强度高的汽车配件，现在车用聚酰胺复合材料多采用激光焊接的方式，得到的配件接缝细小、强度高、使用寿命长。同时，由于经济的不断发展，使用后的聚酰胺废品通常被当作垃圾直接丢弃，数量庞大，造成能源浪费和环境污染。因此，在全球范围内提出了回收聚酰胺的循环利用课题。

如今，为了得到结构强度高的配件，聚酰胺复合材料多采用激光焊接的方式，得到的配件接缝细小、强度高、使用寿命长。激光焊接零件一般包括上体和下体部分，上体要求能透过激光让激光到达上下体的界面，而下体要求能吸收激光让光源转化为热能，一般会选择能够透过或吸收激光的颜料来实现激光焊接上下体的功能。但是，经过实测，通过回收得到的聚酰胺树脂在加入激光焊接专业颜料后与原色样条进行激光焊接，焊接强度和焊接外观都不合格。

根据焊接效果，激光焊接存在的缺陷包括：1）薄弱的焊接强度；2）不理想的外观。致使焊接强度弱化的原因有：透过激光部分的厚度过高或者激光透过率不佳，导致激光能量无法充分到达焊接界面；在连接处存在未经充分熔融并连接的树脂界面使其发生热质传导，或在连接处存在因激光烧蚀而分解产生的气体形成空洞。并且，通过激光焊接，还会导致溢料的出现：产生溢料的原因有几点：1，材料流动性过高，熔点或者塑化温度低，即容易溢出；2.材料分解产生气体推动熔融部分溢出；3.透过率高或者设备输入激光能力量高，而促进第1、2点的发生。

现阶段，研究人员对于聚酰胺复合材料中微量元素对材料性能的影响主要集中在耐高温、提高流动性、提高阻燃性能的方面，并没有考察微量元素的含量对于聚酰胺激光焊接性能的影响。如欧洲专利EP0862595B1公开了一种聚酰胺组合物，其中通过加入0.05-5wt%的镁盐（实例醋酸镁），能够降低熔体粘度，并且筛选了树脂是由PA66：PA6为1-40的时候，冲击强度会提高。日本专利JP0853618A公开了一种阻燃聚酰胺，通过在溴锑阻燃体系中加入一定量的镁铝盐能够抑制阻燃剂的分解而带来的气体、发泡、着色问题，提升耐热性于阻燃性。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种聚酰胺复合材料，其中含有20-150ppm的镁元素、60-300ppm的铝元素。镁元素与铝元素的存在能够提升聚酰胺复合材料的激光焊接性能。

本发明的另一目的在于，提供上述聚酰胺复合材料的制备方法以及应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种聚酰胺复合材料，包括聚酰胺树脂，基于聚酰胺复合材料的总重量，含有20-150ppm的镁元素、60-300ppm的铝元素，镁元素来源于含镁有机盐、铝元素来源于含铝有机盐。

优选的，所述的镁元素含量为60-120ppm、铝元素含量为80-190ppm。

更优选的，所述的镁元素含量为70-100ppm、铝元素含量为100-160ppm。