一种用于激光焊接的PC/ABS合金及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于激光焊接的PC/ABS合金及其制备方法，包括以下组分和重量份：PC树脂：50～80，ABS树脂：20～45，纳米硫化铜：5～10，石墨：1～2，抗氧剂：0.1～2，润滑剂：0.1～2；所述合金的制备方法包括如下步骤：(a)将PC树脂、ABS树脂、纳米硫化铜、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行混合；(b)将步骤a所得混合物通过双螺杆挤出机共混造粒，经过熔融挤出，造粒即得到PC/ABS合金。与现有技术相比，本发明使用了纳米硫化铜作为红外吸收剂，在激光焊接时能吸收绝大多数的近红外能量，融化基材达到焊接的效果。

权利要求

1.一种用于激光焊接的PC/ABS合金，其特征在于，所述合金包括以下重量份含量的组分：

2.根据权利要求1所述的用于激光焊接的PC/ABS合金，其特征在于，所述PC树脂为双酚A型聚碳酸酯树脂，在300℃/1.2kg条件下的熔融指数为8～20g/10min。

3.根据权利要求1所述的用于激光焊接的PC/ABS合金，其特征在于，所述ABS树脂分子量为120000～160000，在220℃/10kg条件下的熔融指数为10～15g/min。

4.根据权利要求1所述的用于激光焊接的PC/ABS合金，其特征在于，所述纳米硫化铜为粒径小于200nm，纯度≥99％。

5.根据权利要求1所述的用于激光焊接的PC/ABS合金，其特征在于，所述的石墨目数在

100～300目。

6.根据权利要求1所述的用于激光焊接的PC/ABS合金，其特征在于，所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯或双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的用于激光焊接的PC/ABS合金，其特征在于，所述润滑剂为硅油、硅酮粉、石蜡、硬脂酸、硬脂酸丁酯、油酰胺或乙撑双硬脂酰胺中的一种或几种。

8.一种如权利要求1所述的用于激光焊接的PC/ABS合金的制备方法，其特征在于，将PC 

50～80重量份，ABS 20～45重量份，纳米硫化铜5～10重量份，石墨1～2重量份，抗氧剂0.1～2重量份、润滑剂0.1～2重量份在高速混合机混合均匀，将混合均匀后的物料加入双螺杆挤出机熔融共混挤出，控制挤出温度为170～230℃，螺杆转速为200～500rpm，压力为2～

3MPa，经过水下切粒烘干后得到产品。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，高速混合机转速为100～300r/min，混合10～30min。

说明书

一种用于激光焊接的PC/ABS合金及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及高分子材料领域，尤其是涉及一种用于激光焊接的PC/ABS合金及其制备方法。

背景技术

[0002] PC/ABS合金具有优异的力学性能和热性能，广泛应用在汽车、家电、数码产品等领域。在汽车后尾灯的应用上，大多数都采用PC/ABS，其较高的耐热，优异的加工性及韧性是后尾灯的材料首选。一般而言，后尾灯壳体采用PC/ABS，尾灯灯罩选用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，因此需要将PC/ABS和PMMA焊接组装。目前车灯的焊接工艺主要有振动摩擦焊、超声波焊和激光焊接等。凭着高良率、低成本及绿色环保等优势，激光焊接将会是未来车灯焊接的最主要趋势。激光焊接主要是通过材料吸收红外线能量，在两种材料的连接处融化后重新固化焊接，但PC/ABS对红外吸收强度极弱，不能达到焊接的要求。

[0003] 目前关于这方面的相关专利极少，中国专利CN105440639A：一种激光焊接易加工的聚碳酸酯组合物及其制备方法，通过加入0.1～1重量份的近红外吸收剂，提高熔体强度，达到焊接的效果，这种方法提高焊接强度效果有限，且提高熔体强度会使加工性变差。事实上，提高焊接强度的关键是提高对红外线能量的吸收，使其在材料界面充分熔融后再重新固化。

发明内容

[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供的熔接线外观优良强度高的用于激光焊接的PC/ABS合金及其制备方法。

[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

[0006] 本发明涉及一种用于激光焊接的PC/ABS合金，包括以下重量份的组分：

[0007]

[0008]

[0009] 优选的，所述PC树脂为双酚A型聚碳酸酯树脂，在300℃/1.2kg条件下的熔融指数为8～20g/10min。

[0010] 优选的，所述ABS树脂分子量为120000～160000，在220℃/10kg条件下的熔融指数为10～15g/min。

[0011] 对于PC和ABS树脂而言，此优选范围的原则是，保证加工性和冲击韧性的平衡，熔融指数太高，材料冲击韧性较差，熔融指数太低，加工性差，不能顺利成型。

[0012] 优选的，所述纳米硫化铜为粒径200nm以内，纯度≥99％，

[0013] 优选的，所述的石墨目数在100目～300目。这是由于粒径太大，会影响红外线的吸收，而且起不到协效的作用；粒径太小，分散困难；粒径太大，不仅影响冲击韧性，还会影响对太阳光谱的吸收效率。

[0014] 优选的，所述抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯或双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯中的一种或几种。

[0015] 优选的，所述润滑剂包括硅油、硅酮粉、季戊四醇酯、乙撑双硬酯酰胺中的一种或几种。

[0016] 本发明还涉及一种用于激光焊接的PC/ABS合金的制备方法，将PC50～80重量份，ABS 20～45重量份，纳米硫化铜5～10重量份，石墨1～2重量份，抗氧剂0.1～2重量份、润滑剂0.1～2重量份在高速混合机混合均匀，将混合均匀后的物料加入双螺杆挤出机熔融共混挤出，控制挤出温度为170～230℃，螺杆转速为200～500rpm，压力为2～3MPa，经过水下切粒烘干后得到产品。

[0017] 优选的，所述高速混合机转速为100～300r/min，混合10～30min。

[0018] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

[0019] 本发明加入石墨提高对整个光波的吸收，尤其是近红外波段，同时选择高纯度、小粒径的纳米硫化铜作为红外吸收剂，提高对近红外吸收效率，这种粒径的纳米硫化铜对近红外的吸收率在85％以上，其与石墨的协效作用大大提高了近红外吸收效率，加入到PC/ABS中提高PC/ABS对红外线的吸收，与PMMA或者其他材料焊接时，显著提高PC/ABS的激光焊接性能。

具体实施方式

[0020] 下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。

[0021] 实施例1～4

[0022] 对比例和实施例使用的原料具体为：

[0023] PC树脂为三菱化学的7025PJ；

[0024] ABS树脂为高桥石化的ABS3453；

[0025] 纳米硫化铜采用北京浩克的纯度为99.99％的纳米硫化铜，并且将其煅烧重新制备的纳米硫化铜粒径更小，经透射显微镜观察粒径95％以上在150～200nm；

[0026] 石墨为青岛日升石墨，粒径为200目；

[0027] SAN为重均分子量为1250000的超高分子量SAN树脂；

[0028] 抗氧剂为BASF公司的IRGANOX 1010；

[0029] 润滑剂为晨光GM-100硅酮粉。

[0030] 表1

[0031]

[0032] 注：表1中“/”表示不含该组分

[0033] 性能检测

[0034] 将上述对比例和实施例制备的组合物粒子充分干燥后，注塑成80*10*4mm的ISO冲击样条，并将2根冲击样条通过红外焊接仪焊接在一起后测试拉伸和冲击强度。

[0035] 表2

[0036]

[0037] 从上表可以看出，没有添加石墨作为纳米硫化铜红外吸收协效剂的PC/ABS样条虽然能够焊接，但焊接强度低，容易开裂；不能被激光焊接，而加入石墨PC/ABS和纳米硫化铜协效作用使其拉伸强度可以达到40以上，冲击强度为24KJ/m2，已经有较高的焊接强度了，而当纳米硫化铜激光吸收剂添加到10重量份、而石墨提高到2重量份后，其拉伸强度和冲击强度进一步提高，以上实施例和对比例表明PC/ABS中添加纳米硫化铜后，焊接明显改善，而且随着含量的增加，焊接强度增加。

[0038] 实施例5

[0039] 一种用于激光焊接的PC/ABS合金的制备方法，该方法是将7025PJ型PC树脂75重量份，ABS3453树脂20重量份，5重量份纳米硫化铜，1重量份石墨，3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯抗氧剂0.3重量份，二甲基硅油润滑剂0.2重量份在高速混合机混合均匀，将混合均匀后的物料加入双螺杆挤出机熔融共混挤出，控制挤出温度为170～230℃，螺杆转速为200～500rpm，压力为2～3MPa，经过水下切粒烘干后得到产品。

[0040] 实施例6

[0041] 本实施例与实施例3基本相同，不同之处在于使用了拜耳公司2800型PC树脂，制备得到一种用于激光焊接的PC/ABS合金。

[0042] 实施例7

[0043] 本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于使用了拜耳公司2800型PC树脂及奇美公司PA-757型ABS树脂，制备得到了一种熔接线外观优良强度高的PC/ABS树脂。

[0044] 综上所述，本发明使用了纳米硫化铜作为红外吸收剂，在激光焊接时能吸收绝大多数的近红外能量，融化基材达到显著的焊接效果。

[0045] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。