CN101225219A - 可激光焊接的树脂组合物和模制产品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可激光焊接的、具有高的激光焊接性能的聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂组合物。所述树脂组合物包含(A)聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂和(B)脂肪酸类化合物(例如C12－36脂肪酸酯和C12－36脂肪酸的金属盐)以及如果需要时的(C)环状聚酯低聚物(例如，环状聚对苯二甲酸亚烷基酯低聚物)。在树脂组合物中，脂肪酸类化合物(B)相对于100重量份的聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂(A)的比例通常可以是0.01至1.0重量份。

Description

可激光焊接的树脂组合物和模制产品
技术领域
本发明涉及激光焊接性(或激光透射率)高的聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂组合物、由该组合物形成的模制产品(位于激光束的透射侧的模制产品)、采用该模制产品的复合模制产品、以及用于生产该复合模制产品的工艺。在下文中，聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂组合物有时表示为PBT类树脂。
背景技术
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂具有良好的机械和电学属性、耐热性、耐风化性、耐水性以及耐化学和溶剂的特性。因此，该树脂被以各种目的广泛用于工程塑料中，例如汽车部件和电器或电子装置部件。近年来，PBT树脂作为外包装或容器材料(外壳材料)以保护电子装置部件的衬底或其它的应用已经增长。当在这种情况下必需密封包装或容器时，通常实施结合或焊接方法。在焊接方法中，激光焊接方法能够通过仅熔化待焊接的区段而不用振动焊接或超声波焊接。因此，近年来，激光焊接方法作为一种适用于结合外包装(或容器)以保护精密电子装置部件或其它的方法，已经吸引了许多注意力。
然而，由于聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂是具有相对低的激光透射率的材料，所以，对于将激光焊接应用到模制产品，由该树脂形成的模制产品受到厚度的限制。例如为了对允许厚产品的激光焊接的需求进行响应，聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂的模制产品已经需要提高激光透射率。
例如，日本待公开专利申请No.26656/2001(JP-2001-26656A，权利要求和段号[0003]和[0020])公开了一种用于生产联合的模制产品的工艺，所述工艺包括通过焊接处理将由(a)至少一种聚酯类共聚物形成的模制产品(A)与其它模制产品(B)联合。在该工艺中，聚酯类共聚物(a)从由聚对苯二甲酸丁二醇酯类共聚物、聚对苯二甲酸乙二酯类共聚物和聚萘二甲酸乙二酯类聚合物构成的组中选出，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯类共聚物、聚对苯二甲酸乙二酯类共聚物和聚萘二甲酸乙二醇酯类聚合物都具有在特定范围内的熔点。该文件提及具有在170℃至220℃范围内的熔点的PBT类共聚物，其具有低熔解热并可以通过采用较低的熔解热熔化(尤其是由于在激光焊接方法中的高透光率)，以及采用较低的熔解热的结合提高了焊接强度并增加了焊接条件的范围。另外，该文件描述均聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂具有小的激光焊接强度。然而，在共聚物情况下，尽管透射率在一定程度上得到改善，但是存在模制性能的恶化的可能。
另外，日本待公开专利申请No.292752/2003(JP-2003-292752A，权利要求和段号[0029])公开了可激光焊接的树脂组合物，所述可激光焊接的树脂组合物包括(A)聚对苯二甲酸丁二醇酯或含有聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物的聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂以及从由聚碳酸酯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚苯醚、苯乙烯树脂、丙烯酸类树脂、聚醚砜、聚丙烯酸酯和聚对苯二甲酸乙二酯树脂构成的组中选择出的至少一种树脂。在组合物中，树脂(B)在重量上相对于树脂(A)和(B)的总量之比是1至50％。另外，该文件提及该树脂组合物可能包括作为脱模剂的褐煤蜡、金属皂(例如硬脂酸锂或硬脂酸铝)、高级脂肪酸酰胺(例如亚乙基双硬脂基酰胺)、乙二胺、硬脂酸和癸二酸的缩聚物及其它。在该文件中所述的树脂组合物中，当树脂(B)的混合比小时，树脂(B)的效果不清晰。树脂(B)的大混合比有时确保组合物的激光透射率的提高，同时可能出现如同PBT缺失时的属性(例如，耐化学性或模制性能被恶化)。
顺带地，日本待公开专利申请No.290476/2000(JP-2000-290476A，权利要求和段号[0022])公开了可激光焊接的树脂组合物，所述可激光焊接的树脂组合物包括100重量份的热塑性聚酯(例如聚对苯二甲酸丁二醇酯)，以及0.02至50重量份的从由烃类化合物、亚烷基双(脂肪酸酰胺)类化合物、脂肪酸酯类化合物(例如，部分皂化的褐煤酸的酯)、脂肪酸及其金属盐、乙二醇类化合物、聚酯弹性体类化合物、聚酰胺弹性体类化合物、聚烯烃化合物和环氧类化合物构成的组中选择出的至少一种化合物。尽管该文件提及树脂组合物或其模制产品可以用于焊接(例如超声波焊接、振动焊接、旋转焊接、高频焊接、感应焊接、热板焊接、热风焊接、摩擦焊接或脉冲焊接)，但是并未假定该树脂组合物对于激光焊接的应用。
另外，日本待公开专利申请No.184410/1994(JP-6-184410A，权利要求)公开了聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂组合物，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂组合物包括(A)具有不超过15当量/106g的末端羧基的聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂和(B)0.01-3重量％的脂肪酸酯类化合物(例如，具有带有单-或多价醇的12至32个碳数的脂肪酸的酯)，所述脂肪酸酯类化合物用于将经过改善的螺钉进给和脱模属性赋予树脂(A)。进而，日本待公开专利申请No.170933/1993(JP-5-170933A，权利要求)公开了有机添加剂，可以被添加到由特定的聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚物模制成的薄的聚酯模制产品，所述有机添加剂可以示出内部润滑和脱模作用(例如，脂肪酸的金属盐)。在这些文件中，脂肪酸酯类化合物和脂肪酸的金属盐用作润滑剂。这些文件对于树脂组合物或薄的模制产品的激光焊接没有记载。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种可激光焊接的(或用于激光焊接的)聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂组合物、由树脂组合物形成的可透射激光的树脂模制产品、包括所述模制产品的复合模制产品、以及用于生产所述复合模制产品的工艺，所述树脂组合物甚至在将聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂(尤其是均聚对苯二甲酸丁二醇酯)用作基本树脂(base resin)时，也具有经过改善的激光透射率。
本发明的另一个目的在于提供一种可激光焊接的聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂组合物、由树脂组合物形成的可透射激光的树脂模制产品、包括所述模制产品的复合模制产品、以及用于生产所述复合模制产品的工艺，所述可激光焊接的聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂组合物确保高激光焊接性能而不恶化聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂的属性(例如，机械强度和模制性能(moldability)或成形性能(formability))。
本发明人为了实现上述课题而进行了专心研究，结果发现PBT类树脂(尤其是均聚对苯二甲酸丁二醇酯)和脂肪酸类化合物(以及其它的环状聚酯低聚物)的组合使用将激光透射性(或激光焊接性能)赋予包括这些成分的组合物，并确保PBT类树脂的属性(例如机械强度和模制性能或成形性能)和激光透射性(或激光焊接性能)之间的兼容性。本发明基于上述发现完成。
即，本发明的可激光焊接的PBT类树脂组合物(或者用于激光焊接的PBT类树脂组合物)包含(A)聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂和(B)脂肪酸类化合物(从由脂肪酸及其衍生物构成的组中选择出的至少一种成分)。在树脂组合物中，相对于PBT类树脂(A)的100重量份，脂肪酸类化合物(B)的比例通常可能是大约0.01至1.0重量份。
在本发明的树脂组合物中，PBT类树脂(A)可以是具有低程度改性(modification)的PBT类树脂。另外，本发明的树脂组合物可以基本上单独包括PBT类树脂作为树脂成分。根据本发明，即使当具有低程度改性的PBT类树脂被使用或不与其它树脂一起使用时，树脂组合物的激光透射率也可以被改善。
脂肪酸类化合物(B)可以包括例如选自由脂肪酸酯(例如，C12-36脂肪酸酯)和脂肪酸的金属盐(例如，C12-36脂肪酸的金属盐)构成的组的至少一种。
本发明的树脂组合物还可以包括(C)环状聚酯低聚物(例如，环状聚对苯二甲酸亚烷基酯低聚物如环状聚对苯二甲酸C2-4亚烷基酯低聚物)。相对于100重量份PBT类树脂(A)，环状聚酯低聚物(C)可以是例如0.01至20重量份。
顺带地，本发明的树脂组合物可以是不包含(或基本不包含)填料的树脂组合物。
本发明也包括由树脂组合物形成的可透过激光(或透射激光)的树脂模制产品(或位于激光束的透射侧的模制产品)。更具体地，本发明包括可透过激光的树脂模制产品，所述可透过激光的树脂模制产品能够与可吸收激光(或吸收激光)的树脂模制产品形成接触，并可通过激光束透射可透射激光的模制产品与可吸收激光的模制产品结合，并由树脂组合物形成。另外，本发明包括含有可透射激光的树脂模制产品和可吸收激光的树脂模制产品的复合模制产品，在所述复合模制产品中，这些模制产品通过激光焊接被结合在一起。复合模制产品可以通过例如将激光束照射到可透射激光的树脂模制产品和可吸收激光的树脂模制产品的接触表面上进行生产。
附图说明
图1是在示例中使用的板状哑铃形测试片；
图2是用于说明示例中的激光焊接的示意图。
具体实施方式
[聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂组合物]
(A)聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂
聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂(A)是热塑性树脂，所述热塑性树脂能够由至少一个对苯二酸成分(能够形成酯(或可形成酯的其衍生物)的对苯二酸或其衍生物)和具有4个碳原子的烷撑二醇(1，4-丁二醇)或其能够形成酯(或可形成酯的其衍生物)的衍生物作为聚合成分获得。
作为基本树脂的这种聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂(PBT类树脂)可以包括均聚酯(或聚对苯二甲酸丁二醇酯)或共聚酯(或对苯二甲酸丁二醇酯类共聚物或聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯)，所述均聚酯或共聚酯包括作为主单元的对苯二甲酸丁二醇酯单元[例如，以不低于50％的重量(例如大约55-100％的重量)，优选不低于60％的重量(例如大约65-100％的重量)，更具体地不低于70％的重量(例如大约75-100％的重量)的比例]及其它。
在共聚酯(对苯二甲酸丁二醇酯类共聚物或改性的PBT树脂)中，可共聚的单体(或共聚单体)可以包括除去对苯二酸成分的二羧酸成分(二元酸)；除去1，4-丁二醇的二醇成分；羟基羧酸成分；内酯成分；及其它。可共聚的单体可以单独地或组合使用。
二羧酸(或二羧酸成分或二羧酸化合物)可以包括例如脂族二羧酸(例如，C4-40二羧酸如琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二羧酸、十二烷二羧酸、十六烷二羧酸、二聚酸，优选C4-14二羧酸)、脂环二羧酸(例如，C8-12二羧酸如六氢化邻苯二甲酸、六氢化间苯二甲酸、六氢化对苯二甲酸或降冰片烯二酸(himic acid))、除对苯二甲酸以外的芳族二羧酸[例如，芳族C8-16二羧酸如邻苯二甲酸、间苯二甲酸；萘二羧酸(例如，2，6-萘二羧酸)；4，4’-二苯基二羧酸、4，4’-二苯醚二羧酸、4，4’-二苯甲烷二羧酸、4，4’-二苯酮二羧酸]，或者它们的反应性衍生物[例如，可以形成酯的衍生物如低级烷基酯(例如，邻苯二甲酸或者间苯二甲酸的C1-4烷基酯如邻苯二甲酸二甲酯或间苯二甲酸二甲酯(DMI))；酰基氯；酸酐；或二羧酸的烷基、烷氧基或卤素取代的化合物]等。另外，如果需要，可以将二羧酸成分与多元羧酸(例如，三聚酸、1，2，4-苯三酸或1，2，4，5-苯四酸)或它们的可形成酯的衍生物(例如醇酯)组合使用。这种多官能化合物的组合使用允许支化PBT类树脂。
二醇(或二醇成分或二醇化合物)可以包括，例如，除1，4-丁二醇以外的脂族二醇[例如链烷二醇(alkanediol)(例如，低级链烷二醇如乙二醇、三亚甲基二醇、丙二醇、新戊二醇、己二醇(例如1，6-己二醇)、辛二醇(例如1，3-辛二醇、1，8-辛二醇)、癸二醇，优选直链或支链C2-12链烷二醇，而更优选直链或支链C2-10链烷二醇)、(聚)氧亚烷基二醇(例如，具有多个氧C2-4亚烷基单元的二醇，例如二甘醇、双丙甘醇、双四亚甲基二醇、三甘醇、三丙二醇、聚丁二醇)]、脂环二醇(例如，1，4-环己二醇、1，4-环己二甲醇和氢化双酚A)、芳族二醇[例如，二羟基C6-14芳烃如氢醌、间苯二酚或萘二酚；双酚(例如，4，4’-二羟基双酚)；双酚化合物；和亚二甲苯基二甲醇]，及其反应性衍生物(例如，能够形成酯的衍生物，如二醇的烷基、烷氧基或卤素取代的化合物)。另外，如果需要，二醇可以与多元醇例如丙三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷或季戊四醇及其可形成酯的衍生物结合使用。这种多重化合物的结合使用允许了支化PBT类树脂。
双酚化合物可包括：双(羟芳基)C1-6烷，例如双(4-羟苯基)甲烷(双酚F)、1，1-双(4-羟苯基)乙烷(双酚AD)、1，1-双(4-羟苯基)丙烷、2，2-双(4-羟苯基)丙烷(双酚A)、2，2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、2，2-双(4-羟苯基)丁烷、2，2-双(4-羟苯基)-3-甲基丁烷、2，2-双(4-羟苯基)己烷或2，2-双(4-羟苯基)-4-甲基戊烷；双(羟芳基)C4-10环烷，例如1，1-双(4-羟苯基)环戊烷或1，1-双(4-羟苯基)环己烷等；4，4’-二羟基二苯醚；4，4’-二羟基二苯砜；4，4’-二羟基二苯硫醚；4，4’-二羟基二苯酮、以及它们的具有烯化氧的加合物。具有烯化氧的加合物可以包括：双酚化合物(例如，双酚A、双酚AD和双酚F)与C2-3烯化氧的加合物，例如2，2-双-[4-(2-羟乙氧基)苯基]丙烷、二乙氧基化双酚A(EBPA)、2，2-双-[4-(2-羟丙氧基)苯基]丙烷、二丙氧基化双酚A、双酚A与3摩尔氧化丙烯的加合物及其它。在具有烯化氧的加成物中，加入的烯化氧(C2-3烯化氧，例如环氧乙烷、环氧丙烷)的摩尔数相对于每1摩尔羟基为约1-10摩尔，优选约1-5摩尔。
羟基羧酸(或羟基羧酸成分或羟基羧酸化合物)可以包括：例如，羟基羧酸如羟基苯甲酸、羟基萘甲酸、羟基苯乙酸、4-羧基-4’-羟基联苯、乙醇酸、羟基己酸，或其衍生物(例如烷基、烷氧基或卤素取代的化合物)等。作为内酯的示例，可以是C3-12内酯，例如丙内酯、丁内酯、戊内酯、己内酯(例如，ε-己内酯)等。
优选的可共聚单体的示例可以包括：二醇化合物[例如，C2-6烷撑二醇(例如，直链或支链烷撑二醇如乙二醇、三亚甲基二醇、丙二醇或己二醇)、具有约2至4个重复氧化烯单元的聚氧C2-4烷撑二醇(二甘醇)、双酚化合物(例如双酚化合物或者其烯化氧加合物)，以及1，4-环己烷二甲醇]，和二羧酸化合物[例如，C6-12脂族二羧酸(例如，己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸或癸二酸)，以及在其芳烃环的非对称位置具有两个羧基的非对称芳族二羧酸]。这些化合物中，优选的化合物包括芳族化合物，例如，双酚化合物(特别是双酚A)的烯化氧加合物，以及非对称芳族二羧酸[例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸及其反应性衍生物(例如，低级烷基酯如间苯二甲酸二甲酯(DMI))]。
作为聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂，优选地包括均聚酯(聚对苯二甲酸丁二醇酯)和/或共聚物(聚对苯二甲酸丁二醇酯共聚酯)。在聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂中，可共聚的单体的比例(可共聚的单体的改性比例)通常不会超过45摩尔％(例如，大约0至40摩尔％)，并优选不超过35摩尔％(例如，大约0至35摩尔％)。更优选地，聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂可以是具有不超过30摩尔％(例如，大约0-30摩尔％)的可共聚的单体的均聚酯或共聚酯。即使当树脂成分包括具有这种低程度改性的PBT类树脂(尤其是均聚酯)时，本发明的树脂组合物也可以有效地提高激光透射率。因此，树脂组合物可以用于激光焊接(作为透过激光的成分)而不会恶化PBT树脂的优异性能(例如，耐化学性和模制性能)。
顺带地，在共聚物中，可共聚的单体的比例例如可以选自约0.01-30摩尔％的范围，通常为约1-30摩尔％，优选约3-25摩尔％，更优选约5-20摩尔％(例如5-15摩尔％)。另外，在均聚酯(聚对苯二甲酸丁二醇酯)和共聚物(共聚酯)的结合使用中，均聚酯相对于共聚酯的比例在这样的范围内，使得可共聚的单体相对于全部单体(构成均聚酯的单体和构成共聚酯的单体的总量)的比例是大约0.1至30摩尔％(优选大约1-25摩尔％，而更优选大约5-25摩尔％)。均聚酯相对于共聚酯[前者/后者]的比例通常可以选自大约99/1至1/99(重量比)，优选大约95/5至5/95(重量比)，更优选大约90/10至10/90(重量比)。
顺带地，PBT类树脂的特性粘度(IV)可以例如是不低于0.6dL/g，优选大约0.64-1.3dL/g，而更优选大约0.65至1.2dL/g。采用具有在这种范围内的特性粘度的PBT类树脂，趋于确保赋予足够的硬度和有效地降低熔化粘度。顺带地，例如，特性粘度(IV)可以在35C的温度以o-氯酚被测量。在特性粘度极小的情况下，存在不能获得足够的机械属性的可能性。另一方面，在特性粘度极大的情况下，存在树脂组合物的模制工艺中的流动性不足的可能性。
顺带地，待使用的PBT类树脂可以是商业上可获得的产品或通过常规的方法例如酯交换、直接酯化等使苯二甲酸或其反应性衍生物和1，4-丁二醇和根据需要而加的可以共聚的单体进行共聚(共缩)获得。
(B)脂肪酸类化合物
本发明的特征在于，在上述PBT类树脂组合物中加入脂肪酸类化合物(以特定的比例)。PBT类树脂组合物的激光透射率可以通过加入脂肪酸类化合物可以被有效地提高。
脂肪酸类化合物(B)可以包括脂肪酸、脂肪酸衍生物及其它。脂肪酸的示例可以包括长链脂肪酸(或高级脂肪酸，例如C10-C40脂肪酸如癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、十五酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸、巴西棕榈酸、蜡酸、二十七酸、褐煤酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、芥酸、癸二酸、十二烷二酸或十四烷二酸(尤其是单羧酸)，优选C12-C36脂肪酸)，并且更优选C18-C32脂肪酸)。脂肪酸可以是饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸。特别地，脂肪酸可以是饱和脂肪酸。
脂肪酸衍生物可以包括脂肪酸酯、脂肪酸酰胺、脂肪酸的金属盐及其它。
脂肪酸酯是脂肪酸(以上提及的脂肪酸)与醇的酯。该醇可以包括一元醇(或单醇(monool)，例如，烷醇如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、辛醇、癸醇、月桂醇或硬脂醇，优选C1-30烷醇，并且更优选C1-20烷醇)；元醇[例如，二醇(例如，链烷二醇如乙二醇、三亚甲基二醇、丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇或新戊二醇，优选C2-10链烷二醇，并且更优选C2-6链烷二醇；和聚C2-4亚烷基二醇，例如二甘醇或双丙甘醇)；具有3个以上羟基的多元醇(例如，C3-12脂族多元醇如甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇或脱水山梨糖醇，并且优选C4-10脂族多元醇)，以及其它。附带地，当脂肪酸是具有许多羧基的脂肪酸(例如，饱和或不饱和二羧酸)时，脂肪酸酯可以是单酯或多酯(例如，二酯)。脂肪酸酯可以是单独与这样的醇或与两种以上的醇的酯。
典型脂肪酸酯包括：以上提及的脂肪酸的酯，例如高级脂肪酸酯(例如，褐煤酸酯[或褐煤蜡，例如褐煤酸与一元醇的酯例如褐煤酸的烷基酯(例如，C1-30烷基酯如甲酯、丙酯、月桂酯或硬脂酯)；褐煤酸与链烷二醇的酯，例如(聚)褐煤酸链烷二醇酯(例如，(聚)C2-4链烷二醇如乙二醇、丙二醇、丁二醇或聚乙二醇的单或双褐煤酸酯))；和褐煤酸与脂族多元醇的酯，例如褐煤酸与甘油的酯(例如，单酯至三酯，例如单褐煤酸甘油酯)、褐煤酸与三羟甲基丙烷的酯(例如，单酯至三酯，例如单褐煤酸三羟甲基丙酯)、褐煤酸与季戊四醇的酯(例如，单酯至三酯，例如单褐煤酸季戊四醇酯)、褐煤酸与脱水山梨糖醇的酯(例如，单酯至三酯，例如单褐煤酸脱水山梨糖醇酯或双褐煤酸脱水山梨糖醇酯)]；相应于这些褐煤酸酯的酯(例如，月桂酸酯、棕榈酸酯、硬脂酸酯(例如，单至三硬脂酸甘油酯、单至三硬脂酸季戊四醇酯和单至三硬脂酸脱水山梨糖醇酯)、山嵛酸酯(例如单山嵛酸脱水山梨糖醇酯)，以及油酸酯)}。
脂肪酸酰胺可以包括以上提及的脂肪酸的酰胺，例如，高级脂肪酸酰胺[例如，C10-40饱和或不饱和脂肪酸酰胺(例如，单或二酰胺)如月桂酸酰胺、肉豆蔻酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、花生酸酰胺、山嵛酸酰胺、油酸酰胺、硬脂基硬脂酸酰胺、硬脂基油酸酰胺；乙二胺与二硬脂酸的酰胺；六亚甲基二胺与二硬脂酸的酰胺；乙二胺与二油酸的酰胺；乙二胺与二芥酸的酰胺；乙二胺与硬脂酸和油酸的二酰胺]，以及其它。
脂肪酸的金属盐可以包括：例如，碱金属盐(例如，钠盐和钾盐)、碱土金属盐(例如，镁盐和钙盐)、元素周期表的IIB族的金属的盐(例如，锌盐)，以及元素周期表的IIIA族的金属的盐(例如，铝盐)。作为构成脂肪酸的金属盐的金属，以上提及的金属可以单独或组合使用。
这些脂肪酸类化合物可以单独或组合使用。
优选的脂肪酸类化合物可以包括：脂肪酸酯(例如，C12-36脂肪酸酯(具体地，脂族单羧酸酯，例如，与烷醇(例如，C1-30醇)的酯、与链烷二醇(例如，C2-10链烷二醇)的酯、与聚链烷二醇(例如，聚C2-4链烷二醇如聚乙二醇)的酯，以及与多元醇的酯(例如，单或四酯)，所述多元醇具有3个以上的羟基，例如C3-12脂族多元醇(例如，甘油和脱水山梨糖醇))}；和脂肪酸的金属盐[例如，C12-36脂肪酸的碱金属盐(例如，钠盐)和C12-36脂肪酸的碱土金属盐(例如，钙盐)]。
脂肪酸类化合物(B)相对于100重量份的聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂(A)的比例可以从0.01至1.0重量份的范围内选择。例如，所述比例是大约0.02至0.7重量份，优选大约0.03至0.5重量份，而更优选大约0.04至0.4重量份。在本发明中，将脂肪酸类化合物以上述的特定的低比例添加到树脂组合物中，以上有效地确保激光透射率的提高。顺带地，在脂肪酸类化合物的比例极低的情况下，在一些情况下，激光透射率不能获得足够的提高。另一方面，在脂肪酸类化合物的比例极高的情况下，存在激光透射率被恶化的可能。
(C)环状聚酯低聚物
本发明的PBT类树脂组合物还可以包括环状聚酯低聚物。环状聚酯低聚物和上述脂肪酸类化合物的结合还可以提高上述树脂组合物的激光透射率(和激光焊接性能)。另外，由于这种环状聚酯低聚物即使在添加到树脂组合物的情况下，也不会恶化PBT类树脂本身的属性(例如，机械性能)，所以树脂组合物可以同时实现激光透射率的提高和诸如机械强度等属性的保持。另外，由于环状聚酯低聚物的添加可以确保PBT类树脂的熔化的流动性的改善，因此，PBT类树脂组合物的模制性能也可以被改善。因此，环状聚酯低聚物和脂肪酸类化合物的结合可以实现提高激光透射率、保持PBT类树脂的属性和改善流动性的良好的平衡。
环状聚酯低聚物(C)(环状聚酯、环状聚酯类低聚物)可以是具有聚酯骨架的环状聚合物。该聚酯骨架(或构成聚酯骨架的聚酯)可以是芳族聚酯、脂环聚酯或脂族聚酯。聚酯骨架通常可以是芳族聚酯。
环状聚酯低聚物的典型示例包括具有由下式表示的结构单元的化合物(例如，环状芳族聚酯低聚物)。
Figure S200710160134XD00101
在式中，基团R表示亚烷基或二价脂环基团；基团A表示二价芳族基团或脂环基团，数字n表示不小于1的整数。
在以上提及的式中，亚烷基R可以包括：例如C2-12亚烷基，例如亚乙基、亚丙基、三亚甲基、四亚甲基或六亚甲基(具体地，直链C2-12亚烷基)，优选C2-8亚烷基，并且更优选C2-4亚烷基。此外，在以上提及的式中，二价脂环基R可以包括：环亚烷基R(例如，C5-10环亚烷基如1，4-环亚己基)、环烷二亚烷基(例如，C5-10环烷-二C1-4亚烷基如1，4-环己烷二亚甲基)，以及其它。此外，数字n可以不小于1，并且可以例如为1至10，优选为1至5，更优选为1至3，并且具体地为1。附带地，数字n不小于2，许多R可以是相同或不同的亚烷基或环亚烷基。
在以上提及的式中，芳族基团A可以包括：C6-12亚芳基例如亚苯基(例如，间亚苯基或对亚苯基)或亚萘基(例如，2，6-亚萘基)，优选C6-10亚芳基，更优选C6-8亚芳基，以及其它。此外，脂环基团A可以包括例如环亚烷基(例如，C5-10环亚烷基如1，4-环亚己基)。
优选的环状聚酯低聚物可以包括：环状聚芳族酸亚烷基酯(polyalkylene arylate)[例如，环状聚对苯二甲酸C2-6亚烷基酯如环状聚对苯二甲酸乙二醇酯低聚物、环状聚对苯二甲酸丙二醇酯低聚物、环状聚对苯二甲酸丁二醇酯(聚对苯二甲酸丁二酯)低聚物；和环状聚对苯二甲酸环己烷二亚甲酯]。具体而言，环状聚对苯二甲酸亚烷基酯(具体地，环状聚对苯二甲酸C2-4亚烷基酯，例如环状聚对苯二甲酸丁二醇酯)是优选的。
环状聚酯低聚物(C)的平均聚合度可以是例如大约2至30，优选大约3至25，更优选大约5至20(例如大约6至18)，而通常大约8至15。具体地，环状聚酯低聚物可以是具有在主体上达到12的聚合度(例如在凝胶渗透色谱中显示的峰的区域)的低聚物，并可以是具有各种聚合度的环状低聚物的混合物。
环状聚酯低聚物的熔点可以例如是大约100至250℃，优选大约110至220℃，而更优选大约120至210℃(例如，大约130至200℃)。
顺带地，作为环状聚酯低聚物，由公知的方法生产的产品[(例如，包括在没有位阻的胺的存在下，浓缩对应的二醇和二羧酸的卤化物(例如对苯二甲酰氯)的方法；在日本待公开的专利申请No.225633/1996(JP-8-225633A)中所述的方法(包括将双羟基烷基封端的二酯或其低聚物、高沸点溶剂和酯化催化剂相接触的方法)；在日本待公开的专利申请No.19962/1996(JP-8-19962A，日本专利No.3426064B)中所述的方法；在日本待公开的专利申请No.507599/2004(JP-2004-507599A)中所述的方法；以及在日本待公开的专利申请No.317041/2002(JP-2002-317041A)中所述的方法]可以被采用或者商业上可获得的产品可以被采用。例如，环状聚酯低聚物(环状聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂低聚物)可作为Cyclics Corporation制造的“CBT”获得。
环状聚酯低聚物(C)相对于100重量份的聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂(A)的比例例如可以是大约0.01至20重量份，优选大约0.05至15重量份，而更优选大约0.02至10重量份。在本发明中，如上所述，即使在添加低比例的环状聚酯低聚物(C)时，PBT类树脂组合物的激光透射率也还可以提高。
另外，环状聚酯低聚物(C)相对于100重量份的脂肪酸类化合物(B)的比例例如可以是大约0.1至100重量份，优选大约0.5至50重量份，而更优选大约1至30重量份。
如果需要，本发明的树脂组合物可以在本发明的优势不被恶化的范围内，包含其它树脂(s)(例如热塑性树脂)和/或各种添加剂。其它树脂可以包括例如除去PBT类树脂的聚酯树脂(例如，聚对苯二甲酸乙二酯树脂)、聚烯烃类树脂、聚苯乙烯类树脂(例如，聚苯乙烯和丙烯腈-苯乙烯共聚物)、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚缩醛、聚亚芳基醚(例如，聚亚苯基醚)、聚亚芳基硫醚、聚醚砜和多芳基化合物。这些其它树脂可以单独地或结合使用。
具体地，本发明的树脂组合物可以是基本上仅包括聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂作为树脂成分的树脂组合物。在本发明中，如在上述JP-2003-292752A中所述的树脂组合物，即使当树脂组合物不包括除PBT类树脂之外的其它树脂(即，从由聚碳酸酯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚亚苯基醚、苯乙烯树脂、丙烯酸类树脂、聚醚砜、多芳基化合物和聚对苯二甲酸乙二酯树脂构成的组选择出的至少一种树脂)时，该树脂组合物也具有良好的激光透射率。
另外，添加剂可以包括填料、稳定剂(例如，抗氧化剂或防氧化剂、超声射线吸收剂和热稳定剂)、抗静电剂、耐燃剂、耐燃助剂(或耐燃增强剂)、着色剂(例如染料或颜料)、润滑剂、模制剂、脱模剂、成核剂、滴落抑制剂(dripping inhibitor)及其它。
填料(或增强剂)可以包括无机填料[例如，纤维填料(例如，玻璃纤维、磨制玻璃纤维、玻璃珠、玻璃片、玻璃瓶、硅石、氧化铝纤维、氧化锆纤维、钛酸钾纤维或碳纤维)和板状或微粒填料(例如碳黑、石墨、硅酸盐(如硅酸钙·硅酸铝、高岭土、云母或粘土)、金属氧化物(如氧化铁、氧化钛、氧化锌、氧化锑或氧化铝)、金属(如钙、镁或锌)的碳酸盐或硫酸盐)、碳化硅、氮化硅和氮化硼)]、有机填料(例如，具有高熔点的芳族聚酯纤维、液晶聚酯纤维、芳族聚酰胺纤维、含氟树脂纤维和聚酰胺纤维)及其它。这些添加剂可以单独地或结合使用。
顺带地，本发明的树脂组合物可以是非加固(或非增强)树脂组合物。即，本发明的树脂组合物可以是基本上不含填料(和不含成核剂)的树脂组合物。在实际情况中，PBT类树脂组合物通常包含填料。然而，为了保持足够的激光透射率，本发明的树脂组合物可以在不包含填料的情况下使用。顺带地，填料的加入经常引起激光透射率的下降。
本发明的PBT类树脂组合物可以是微粒混合物或熔融混合物(例如，粒料)。尤其是，由于本发明的树脂组合物具有良好的模制性能，所以树脂组合物可以有效地作为每种成分[PBT类树脂(A)和脂肪酸类化合物(B)以及环状聚酯低聚物(如果需要时)(以及另外的可选的其它成分)]的熔融混合物(被熔融混炼在一起的产品)。熔融混合物可以通过以常规的方式将每种成分熔融混炼而生产。进而，本发明的树脂组合物可以以混合物(例如，微粒或熔融混合物)的形式经历模制产品的生产。
尽管本发明的树脂组合物包括PBT类树脂，但是树脂组合物具有高透光性(尤其对于激光束的透光性)，并适合于激光焊接。因此，本发明的树脂组合物优选适用于可激光焊接的树脂组合物，特别是，用于可透射激光的树脂模制产品的树脂组合物(用于形成可透射激光的树脂模制产品的树脂组合物、用于在激光焊接中位于透射侧上的成分的树脂组合物)。顺带地，可透射激光的树脂模制产品(有时指可透射激光的模制产品、位于激光透射侧上的树脂模制产品、位于激光透射侧上的模制产品、可透射激光的树脂部件、或可透射激光的部件)是能够与可吸收激光束的树脂模制产品形成接触、并可通过激光束与该树脂模制产品结合的、且由上述树脂组合物形成的模制产品。
[模制产品]
本发明的可透射激光的树脂模制产品由树脂组合物形成。这种模制产品(可透过激光的模制产品)可以通过使包括每种成分的树脂组合物[即，PBT类树脂(A)和脂肪酸类化合物(B)(以及如果需要时的环状聚酯低聚物(C)以及如果需要时的其它成分(s))]经历常规的模制方式进行生产。例如，本发明的模制产品(或模制物品)可以通过工艺(1)、工艺(2)、工艺(3)及其它工艺，所述工艺(1)包括混合每种成分、以挤压机(单螺杆挤出机或双螺杆挤出机)将得到的混合物混炼和挤压成粒料(pellets)，并由粒料模制产品；所述工艺(2)包括先制成不同形状的粒料(母料)，将粒料以一定比例混合(稀释)并由所得的粒料模制具有一定形状的产品；工艺(3)包括直接将将每种成分中的一种或不少于两种供给到模制机中。另外，从这些成分的均匀混合的角度，优选将树脂成分的一部分作为精细粉末与其它成分混合。另外，上述添加剂可以在任何时候被添加给所需的组合物。
模制产品可以通过熔融混炼PBT类树脂组合物并使混炼物质经历常规方式(例如挤压模制、注射模制、压缩模制、吹塑模制、真空模制、旋转模制、夹物模制、或气体喷射模制)形成。尤其，模制产品可以是通过注射模制获得的模制产品(注射模制产品)。
模制产品的形状(或构造)不特别限定于某一特定形状。由于模制产品通过激光焊接与对应物材料(由树脂形成的其它模制产品)结合，所以模制产品通常具有至少含有接触表面(例如平坦表面)的形状(例如板状形式)。另外，本发明的模制产品对于激光束透射性(或穿透性)高，且在模制产品中可透射激光束的位置的厚度(激光束透射方向的厚度)可以从宽范围中选择，例如可以是大约0.1至5mm并优选大约0.1至3mm(例如大约0.5至3mm)。
激光束的光源不特别限定于某一特定光源，并可以包括例如染料激光器、气体激光器、(例如，准分子激光器、氩激光器、氪激光器和氦氖激光器)、固体激光器(例如YAG激光器)、半导体激光器(或激光二极管)及其它。作为激光束，通常采用脉冲激光。
本发明也公开了复合模制产品(或复合模制物品、复合模制部件或复合模制树脂部件)，所述复合模制产品由可透射激光的树脂模制产品形成。在复合模制产品中，由树脂组合物形成的可透射激光的模制产品(或第一模制产品)与作为对应物的可吸收激光的树脂模制产品(位于可吸收激光侧上的树脂模制产品、位于可吸收激光侧上的模制产品、位于可吸收激光侧上的树脂部件、位于可吸收激光侧上的部件、第二模制产品、粘接剂)通过激光焊接被焊接和联合。这种复合模制产品可以通过将激光束照射到第一模制产品和第二模制产品的接触表面(界面)上来生产。更具体地，复合模制产品可以以如下方式作为联合后的形状的形式来获得：第一模制产品和第二模制产品(特别地，至少两个产品的接合部分)相互形成接触(特别地，在每个接合部分的表面上)，通过由激光照射部分地将物品的界面融化而在每个接合表面上紧密接触，以被相互结合或接合，并通过冷却到一体的模制形式而最终联合或连接。本发明对于这种复合模制产品的应用通过焊接确保高结合强度，而这种结合强度与非焊接模制产品的强度同样高。
构成可吸收激光的树脂模制产品的树脂不特别地限定于每种特定的树脂，并可以包括各种热塑性树脂，例如，苯乙烯类树脂、丙烯酸类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯类树脂或其混合物[或其合金，例如苯乙烯类树脂的合金(含有橡胶的苯乙烯类树脂，例如丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂和丙烯腈-苯乙烯(AS)树脂)和聚酯树脂]。在这些树脂之中，可吸收激光的模制产品可以包括与构成聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂组合物相同种类或类型的树脂(例如，PBT类树脂或PET类树脂(芳香族聚酯类树脂)等聚酯类树脂、聚碳酸酯类树脂和苯乙烯类树脂)、或其组合物。例如，第二模制产品可以由PBT类树脂(或其组合物)形成。
粘接剂可以含有用于激光束的吸收剂或着色剂。所述着色剂可以依赖于激光束的波长进行选择，并可以包括无机颜料[例如，碳黑等黑颜料(例如，乙炔碳黑、灯黑、热裂法碳黑、炉黑、槽法碳黑、科琴黑等)、红色颜料(例如氧化铁红)、橙色颜料(例如钼酸盐橙)和白色颜料(例如氧化钛白)]、有机颜料(例如，黄色颜料橙色颜料、红色颜料、蓝色颜料和绿色颜料)及其它。顺带地，可以将商业上可获得的产品(例如“Clearweld”(由GENTEX Corporation制造，近红外光吸收材料))用作激光吸收剂。这些吸收剂可以单独地或结合使用。
激光束的照射(或冲击)通常沿着从第一模制产品朝向第二模制产品的方向被引导。第一和第二模制产品通过在含有吸收剂或着色剂的第二模制产品的界面上生成热量，被相互焊接。顺带地，如果需要，通过使用透镜系统，在第一和第二模制产品之间的接触表面可以通过将激光束聚焦到界面上来焊接。
根据本发明的树脂组合物及其模制产品，聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂和脂肪酸类化合物(以及环状聚酯低聚物)的结合使用确保，即使当组合物包括作为基本树脂的聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂时，也能提高激光透射率。此外，上述组合物实现高激光焊接性能而不恶化聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂的属性(例如，机械强度和模制性能)。
本发明的复合模制产品具有高焊接强度同时保持聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂(尤其是PBT类树脂)的属性，并可以用于多种用途，例如，电子或电器装置组件、办公自动化(OA)装置组件、家用电器组件、机械装置组件、汽车组件及其它。尤其，复合模制产品可以优选地用于汽车电器部件或组件(例如，各种控制单元和点火线圈组件)、电机组件、各种传感器组件、连接器组件、开关组件、继电器组件、线圈组件、变压器组件、灯组件及其它。
示例
下列示例用于更详细地描述本发明，并决不应当解释为限定本发明的保护范围。
示例1至10和比较示例1至2
在示例和比较示例中，采用下列成分：
聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂(A)；
(A-1)聚对苯二甲酸丁二醇酯(特性粘度＝0.86dL/g，由Win TechPolymer Ltd.制造)
脂肪酸类化合物(B)；
(B-1)褐煤蜡(由Toyo-Petrolite Co.Ltd.制造，“LUZAWAX-EP”)
(B-2)硬脂酸钙(由NOF Corporation制造，“Calcium stearate S”)
(B-3)硬脂酸季戊四醇酯(由NOF Corporation制造，“UNISTARH476”)
(B-4)脂肪酸脱水山梨糖醇酯(由Riken Vitamin Co.Ltd.制造，“RIKEMAL B-150”)
(b)非脂肪酸类化合物；
低分子量聚乙烯(由Sanyo Chemical Industries，Ltd.制造，“SANWAX 165P”)
(C)环状聚酯低聚物
环状聚对苯二甲酸丁二醇酯低聚物(由Cyclics Corporation制造，“CBT”(环状对苯二甲酸丁二醇酯)，熔点：140至190℃)
通过采用双螺杆挤出机(由Japan Steel Works，Ltd.制造，30mmφ)在250℃下以表1所示的比例将成分混炼以制备粒料。于是，所获得的粒料由注塑模制机(由Sumitomo Heavy Industries，Ltd.制造)在260℃的料筒温度和80℃的模具温度的条件下注塑模制，以生产如图1所示的板状哑铃测试片[测试片1(长2cm、宽18cm和厚2mm)、宽部2(长2cm、宽3.5cm、和厚2mm)、窄部(或夹持器)3(长1cm(中心部分)、宽11cm和厚2mm)]。测试片用于测量激光束透射率和激光焊接强度，如下所述。顺带地，在表中，除非进行另外的说明，数值的单位是“重量份”。
(激光束透射率)
上述具有2mm厚度(测试片1的中心或窄部3)的哑铃测试片用于由采用积分球的分光光度计(由JASCO Corporation制造，“V570”)在940nm的波长下测量测试片的透射率。
(激光焊接强度)
作为可透射激光的测试片的具有2mm厚度的哑铃测试片(测试片1)被在窄部3的中心上沿其厚度方向切割，以给出测试片A(对应于测试片1的一半)。另外，作为将被焊接到测试片A(激光吸收侧的测试片)上的粘接剂，具有与测试片A相同形状的粘接剂B通过采用PBT类树脂(由WinTech Polymer Ltd.制造，“DURANEX 2002”(black))而生产。
如图2所示，测试片A(6)的切割截面部分被重叠在测试片B(7)的切割截面上，以使测试片A与测试片B形成接触。借助激光焊接机，来自光源或激光发射器(4)的激光束(5)被聚焦并被允许透射测试片A(6)且被照射到测试片B(7)上以进行激光焊接。顺带地，通过采用激光焊接机(由LEISTER制造的NOVOLAS C Laser Welding)在88mm的焦距条件下(1.2mm照射直径、4mm的照射宽度、34A的输出功率、10mm/s的照射速度)导激光焊接。
然后，通过采用拉伸测试机(由Orientec Co.Ltd.制造，“RTC-1352PL”)，激光焊接测试片A和测试片B以10mm/minute的速度牵引，以确定激光焊接强度。
示例和比较示例的结果在下表中示出。
  成分     示例   比较示例
    1     2     3     4     5     6     7     8     9     10     1     2
    A     100     100     100     100     100     100     100     100     100     100     100     100
    B-1     0.1     0.1     0.3     0.3     -     -     -     -     -     -     -     -
    B-2     -     -     -     -     0.3     0.3     -     -     -     -     -     -
    B-3     -     -     -     -     -     -     0.3     0.3     -     -     -     -
    B-4     -     -     -     -     -     -     -     -     0.3     0.3     -     -
    b     -     -     -     -     -     -     -     -     -     -     -     0.3
    C     -     3     -     3     -     3     -     3     -     3     -     -
    透射率(％)     24.8     24.8     24.4     25.9     24.7     26     25.2     26.4     25.3     26.3     22.5     22.9
    焊接强度(N)     166     175     163     198     178     195     196     202     191     210     157     136

Claims (8)

1.一种可激光焊接的聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂组合物，包含(A)聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂和(B)脂肪酸类化合物，其中，所述脂肪酸类化合物(B)相对于100重量份的聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂(A)的比例是0.01至1.0重量份。
2.如权利要求1所述的树脂组合物，其中，所述脂肪酸类化合物(B)包括从由脂肪酸酯和脂肪酸的金属盐构成的组中选择出的至少一种成分。
3.如权利要求1所述的树脂组合物，其中，所述脂肪酸类化合物(B)包括从由C12-36脂肪酸酯和C12-36脂肪酸的金属盐构成的组中选择出的至少一种成分。
4.如权利要求1所述的树脂组合物，还包括环状聚酯低聚物，其中所述环状聚酯低聚物(C)相对于100重量份聚对苯二甲酸丁二醇酯类树脂(A)的比例是0.01至20重量份。
5.如权利要求4所述的树脂组合物，其中，所述环状聚酯低聚物(C)包括环状聚对苯二甲酸亚烷基酯低聚物。
6.一种可透射激光的树脂模制产品，其能够与可吸收激光的树脂模制产品形成接触，并能够通过激光束与该可吸收激光的树脂模制产品结合，所述可透射激光的树脂模制产品由如权利要求1所述的树脂组合物形成。
7.一种复合模制产品，包括：如权利要求6所述的可透射激光的树脂模制产品以及可吸收激光的树脂模制产品，其中所述这些模制产品通过激光焊接结合在一起。
8.一种用于生产如权利要求7所述的复合模制产品的工艺，其包括将激光束照射到可透射激光的树脂模制产品和可吸收激光的树脂模制产品的接触表面上。
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