[发明专利]一种用于薄壁摩擦焊接的耐热组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于薄壁摩擦焊接的耐热组合物及其制备方法，包括ABS树脂、耐热助焊剂、助焊剂和其他助剂。本发明通过引入低熔点高耐热的耐热助焊剂，在提高材料耐热性能同时，不会影响材料加工性能；同时，与助焊剂也具有协同效果，在材料具有良好加工的性能前提下，兼具较高的耐热性能和优异的焊接强度，因此具有良好的市场应用前景。

技术领域

本发明属于工程塑料技术领域，特别涉及一种用于薄壁摩擦焊接的耐热组合物及其制备方法。

背景技术

近年来，随着人工智能以及自动化技术的发展，产品部件连接组合工艺由传统的螺钉固定、胶黏剂粘封等人工工艺逐步转变为自动化程度高且高效的焊接工艺，诸如激光焊接、摩擦焊接、热板焊接、超声波焊接等工艺和方法。

摩擦焊接是指利用热塑性塑料之间相互摩擦所生成的摩擦热，使摩擦面受热熔融，经加压并冷却后成型的一种方法。相比其他焊接工艺，摩擦焊接设备简单，投入小，操作方法简单，所以生产率较高、容易实现自动化和机械化；在家电以及汽车行业应用较为广泛。不过相比较激光和超声波等辅助加热方法，摩擦焊接主要是通过摩擦生热来实现塑料软化结合，所以材质耐温高低以及产生的热量多少直接关系焊接的效果，熔点较低的塑料材料以及焊接面较厚的部件中相对比较容易实现，而在耐温较高，接触面较薄的材料和部件中焊接效果不是太理想。

目前在ABS材料领域研究比较多的都是适用超声波焊接和激光焊接的材料方案，比如公开专利CN107446301B中介绍了一种应用于超声波焊接的耐热ABS材料，该方案中通过添加众所周知的耐热组分N-苯基马来酰亚胺及其共聚物或α-甲基苯乙烯及其共聚物搭配高支化度AS来实现。该方案通过特选特殊AS搭配耐热剂确实实现了提高材料的刚性和耐热性能的目的，该方案适用于超声波焊接。不过该方案中的高支化组分以及耐热组分不利于材料吸热熔融，不适用摩擦焊接工艺，同时高支化度高分子量的AS以及高熔点高刚性的N-苯基马来酰亚胺共聚物对材料的性能尤其是加工性能影响较大，大大限制了材料的使用范围。

目前家用电器的电气控制盒、锂电池外壳等壳状产品壁厚设计越来越薄，而且耐热要求越来越高，开发出满足这些条件的适合薄壁加工且能摩擦焊接的材料已是急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于薄壁摩擦焊接的耐热组合物及其制备方法，该耐热组合物具有良好的耐温性能同时保持了材料的力学性能，可以广泛应用于薄壁产品。

本发明提供了一种用于薄壁摩擦焊接的耐热组合物，按照重量百分比，包括如下组分：其中，耐热助焊剂为由苯乙烯、丙烯腈、N-苯基马来酰亚胺、马来酸酐组成的四元共聚物。

所述ABS树脂为一步法聚合工艺生产的具有核壳结构的ABS树脂，其中丙烯腈的重量含量不低于19.5％。

所述四元共聚物的玻璃化转变温度不高于175℃。

所述助焊剂为带有官能团的硅烷偶联剂。

所述官能团为硫烃基。

所述其他助剂包括抗氧剂、润滑剂中的至少一种。

所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种；所述润滑剂为酰胺类润滑剂、硬脂酸盐类润滑剂、酯类润滑剂和硅酮类润滑剂中的至少一种。

本发明还提供了一种用于薄壁摩擦焊接的耐热组合物的制备方法，包括：

按配比称取原料后预混合，将混合后的物料投入双螺杆挤出机，经双螺杆挤出机塑化、挤出切粒，得到耐热组合物；其中，挤出机温度为210-245℃，螺杆转速为200-800转/分钟。

本发明还提供了一种用于薄壁摩擦焊接的耐热组合物的应用，特别适用于薄壁产品，比如户外交通工具外壳。

有益效果