[发明专利]一种可激光焊接的玻纤增强聚酯材料及其制备方法

说明书

本发明属于聚酯材料技术领域，具体涉及一种可激光焊接的玻纤增强聚酯材料及其制备方法。该材料由以下重量份的成分组成：热塑性聚酯39~70份、PMMA 10~31份、玻璃纤维10~30份、抗氧剂0.1~0.4份、酯交换抑制剂0.1~0.2份。制备方法包括：按重量份称取热塑性聚酯、PMMA、玻璃纤维、抗氧剂、酯交换抑制剂；将热塑性聚酯、PMMA、抗氧剂、酯交换抑制剂投入高速混合机中，混合得到预混料；将预混料加入双螺杆挤出机，再将玻璃纤维加入双螺杆挤出机，熔融挤出，得到熔融态材料；将熔融态材料拉条、冷却、切粒，得到玻纤增强聚酯材料。本发明制备的玻纤增强聚酯材料强度较佳，激光透过率高，且不易被激光烧伤。

技术领域

本发明属于聚酯材料技术领域，具体涉及一种可激光焊接的玻纤增强聚酯材料及其制备方法。

背景技术

塑料是一种性能优异的可再生的非金属材料，作为仅次于金属的第二大材料体系，塑料在汽车、航空航天、交通运输、医疗、电子产品等行业都有巨大的应用，轻量化的需求尤其强烈。

塑钢比，是一个国家生产的塑料和钢材数量的比值，是衡量国家发达程度的重要标准之一，在发达国家中，这个比明塑料制品在我国还有广阔的发展前景。随着塑料不断代替金属，对于塑料零件之间的连接值一般维持在65:35左右，而我国塑钢比仅为30:70，与发达国家有着巨大的差距，同时这也是对技术和质量提出了更高的要求。

塑料焊接是实现塑料部件永久连接最有效的方法，传统的塑料焊接工艺包括超声波焊接、振动摩擦焊接、热板焊接等。超声波焊接，焊接速度快，但焊接长度有限，易产生飞边和碎屑，零件存在大的机械应力。振动摩擦焊接，可以焊接大尺寸的零部件，但挤出的树脂多，不能焊接界面形状复杂的部件，焊接精度也较差。热板焊接，适合小部件的批量生产，但对于焊接面的几何形状变化适应性较差。

随着激光行业的发展和激光器成本的降低，激光塑料焊接正逐渐取代传统的焊接方式。激光焊接技术是借助激光束产生的热量使塑料接触面熔化，进而将热塑性片材、薄膜或模塑零部件粘结在一起的技术。与传统塑料焊接相比，激光塑料焊接具有以下独特的优势：

焊接设备不需要和被粘结的塑料零部件相接触，速度快，设备自动化程度高，适用于复杂塑料零部件加工，不会出现飞边，焊接牢固，可以得到高精度的焊接件，激光焊接还是一种无振动技术，能产生气密性的或者真空密封结构，最小化热损坏和热变形：只用很少的热量输入结构件，只会产生可控的最小熔化量，可以将不同组成或不同颜色的树脂粘结在一起。

但是激光焊接对材料的要求也很高，要求激光辐射能够穿透零件，还要求零件具有很强的吸收性能，而且两个焊接件之间要避免产生裂缝。在塑料中，热塑性聚酯具有较佳的耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性，且吸水性小、光泽良好，所以其经常被作为激光焊接基材，但是PBT属于半晶材料，为乳白色半透明的状态，本身强度不够高，所以通常会在PBT中加入玻璃纤维加入来提高复合材料的强度，但在激光焊接中，焊接效果会受PBT透光性的影响，比如：对于部分PBT材料，940nm和980nm的激光透过率非常低，对于1mm厚度的PBT材料，激光的穿透率可能会低于10%，非常不利于激光焊接，导致PBT局限性高；而且，PBT材料除了激光透过率低以外，还存在材料表面非常容易吸收激光能量而导致在激光塑料焊接的过程中烧伤的问题。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种可激光焊接的玻纤增强聚酯材料，其强度较佳，激光透过率高，且不易被激光烧伤。

一种可激光焊接的玻纤增强聚酯材料，由以下重量份的成分组成：

热塑性聚酯39~70份、PMMA 10~31份、玻璃纤维10~30份、抗氧剂0.1~0.4份、酯交换抑制剂0.1~0.2份。

优选的，所述热塑性聚酯为PBT。