[发明专利]一种可激光焊接耐高温聚酰胺复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种可激光焊接耐高温聚酰胺复合材料，所述复合材料包括透光层和吸光层，所述透光层包括如下按重量份计算的组分：半芳香族聚酰胺树脂40～100份；玻璃纤维0～60份；耐热助剂0.1～5份；色粉0～3份；所述吸光层包括如下按重量份计算的组分：半芳香族聚酰胺树脂40～100份；玻璃纤维0～60份；耐热助剂0.1～5份；近红外光吸收剂0.1～3份；所述吸光层的熔点比透光层的熔点高1～35℃。所述复合材料的平均相对激光焊接强度高达80％以上，焊接稳定性评级均为2级以上，抗表面层灼伤指数均高达B级以上。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地，涉及一种可激光焊接耐高温聚酰胺复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚酰胺是目前使用量最大的工程塑料品种之一，广泛应用于电子电器、汽车、家电、体育用品等领域。随着车载零部件及某些电子电气零部件的结构复杂度提高，很难甚至不可能使用直接注塑的方式制得，因此需要将部件进行焊接。与传统的塑料焊接工艺相比，如热板焊接、热气体焊接、感应焊接、旋转焊接、超声波焊接、振动摩擦焊接，激光焊接技术具有许多优点：焊接速度快、良好的焊接质量、清洁、无振动。因此，该焊接工艺在塑料精密部件，尤其在汽车部件的连接中得到广泛的应用，如汽车钥匙、涡轮增压废气门执行器、汽车燃油管路系统等。

激光焊接的常规测试指标为激光焊接强度，激光焊接性能好表现为最终焊接的强度与材料本体强度越接近越好，两者的比值常被称为相对焊接强度，其超过80％可作为表征材料的激光焊接性能优异的指示，通常采用简单小尺寸的注塑样条作为样品。在注塑样条的焊接测试中，良好焊接性能的获得在很大程度上取决于材料的激光透过率，通常而言，越高的激光透过率材料的激光焊接性能越好。对于可激光焊接的聚酰胺材料而言，如何提高透激光层材料的激光透过率是业内研究的最多的相关课题。而在实际的激光焊接应用过程中，单纯追求透激光层材料的高的激光透过率并不能保证采用激光焊接制程的模塑组合件能够实现大批量的稳定生产，其中有两个问题尤为突出但也常被现有报道所忽略：一是，因透光层的激光透过均匀性不好而导致的激光焊接制品的焊接不稳定性问题；二是，透激光层在焊接过程中发生的表面层激光烧伤，导致激光焊接制品出现严重的外观不良的问题。

目前，现有报道中，主要针对脂肪族聚酰胺基体树脂进行改进，例如采用不同的添加剂、透光改性剂等获得具有优良透光性能和或者优良的可激光焊接性能；而半芳香族聚酰胺树脂在汽车电子等关键零件经常被使用，针对改善半芳香族聚酰胺树脂的激光均匀性和表面激光烧伤并没有相关技术方案。

中国专利(CN107057349B)公开了一种在吸收激光部分添加磷酸盐类化合物或高分子分散剂改性的稀土金属元素的硼化物微粒促进光能吸收，在透光部分添加特定粒径的包含二氧化钛的白色矿物填料以保证光源透过，两者形成激光焊接组合体，主要解决了白色、浅色及透明聚酰胺制品的吸光层的激光吸收问题。但是该方案没有指出如何来提高因激光透过均匀性不好而导致的焊接不稳定性，以及激光焊接过程中发生的表面激光烧伤导致外观不良的问题。

因此，现有技术中仍存在焊接不稳定以及因激光焊接导致的外观不良的问题，急需开发一种激光透过均匀性高，激光灼烧弱的产品。

发明内容

本发明为克服激光透过均匀性不好而导致的焊接不稳定性，以及激光焊接过程中发生的表面激光烧伤导致外观不良缺陷，提供一种可激光焊接耐高温聚酰胺复合材料。

本发明的另一目的在于提供所述激光焊接耐高温聚酰胺复合材料的制备方法。

本发明的另一目的在于提供所述激光焊接耐高温聚酰胺复合材料的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种可激光焊接耐高温聚酰胺复合材料，所述复合材料包括透光层和吸光层，所述透光层包括如下按重量份计算的组分：半芳香族聚酰胺树脂40～100份；玻璃纤维0～60份；耐热助剂0.1～5份；色粉0～3份；