[发明专利]用于激光熔接的碳纤维增强PBT复合材料和复合成型体

说明书

本发明涉及一种用于激光熔接的碳纤维增强PBT复合材料和复合成型体，按重量份计，该PBT复合材料的原料配方包括以下组分：聚对苯二甲酸丁二醇酯100份；碳纤维1‑100份；聚碳酸酯20‑80份；聚丙烯酸树脂10‑40份。本发明将聚对苯二甲酸丁二醇酯和碳纤维进行混合，结合聚碳酸酯和聚丙烯酸树脂，提高PBT复合材料的激光透过性，改变碳纤维在PBT复合材料中的分散状态，从而保留了聚对苯二甲酸丁二醇酯和碳纤维的优势特征，最终使得PBT复合材料具有拉伸强度高、耐热性（负荷温度）高、激光熔接性好、激光熔接强度高的特性。且本发明PBT复合材料配方简单。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种用于激光熔接的碳纤维增强PBT复合材料和复合成型体。

背景技术

激光熔接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，可以替代使用粘合剂结合的技术方案，具有可以立体连接、非接触加工、不产生粘合剂溢出的优点。

聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)具有优异的、平衡的可成型性、力学强度、耐热性和绝缘性等，在汽车、电气部件等领域具有广泛的应用。

激光熔接已被应用于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的粘合。但由于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂激光透过率低等原因，所以相同厚度下，相对于其它树脂，聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的激光熔接部位的熔接强度较低。

现有技术已经存在提高聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂激光熔接部位的熔接强度的研究。如公开号为CN101735577A的中国专利，其公开一种高熔接痕强度增强聚对苯二甲酸丁二醇酯材料及其制备方法，该材料由如下重量百分数的组分组成：(1)30-90％聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂；(2)5-50％经表面处理剂处理的玻璃纤维；(3)0.5-5％经表面处理剂处理的矿物填料；(4)0.5-25％其它添加剂。该专利以聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂为基体，通过矿物填料、表面改性剂和玻璃纤维三者之间的巧妙组合，提高了分散相粘度，阻碍了聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)分子链和玻璃纤维沿垂直流动方向的取向，从而获得高熔接痕强度增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)材料。然而在PBT材料中添加玻璃纤维虽提升材料的熔接强度，但该专利的材料力学性能和耐热性还有待提高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供一种改进的用于激光熔接的PBT复合材料，该PBT复合材料的耐热性、熔接性、熔接强度、力学强度等综合性能优异。

本发明还提供一种复合成型体。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于激光熔接的PBT复合材料，按重量份计，包括以下原料组分：

所述聚对苯二甲酸丁二醇酯，又名聚四亚甲基对苯二甲酸酯，简称PBT，是通过对苯二甲酸和1，4-丁二醇缩聚制成的聚酯。为乳白色半透明到不透明、半结晶型热塑性聚酯。其具有低摩擦系数，高的耐热性、韧性、耐疲劳性、自润滑性和耐候性，可以在140℃下长期工作，还具有耐有机溶剂性。由于这些优良的性能，在汽车、机械设备、精密仪器部件、电子电器、纺织等领域得到广泛的应用。

碳纤维是由碳元素组成的一种特种纤维。具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性，外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。在本发明的PBT复合材料中碳纤维主要起到了增加强度和耐热性的作用。