CN106589849A - 改性pbt材料在超声波焊接材料中的应用 - Google Patents

改性pbt材料在超声波焊接材料中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改性PBT材料在超声波焊接材料中的应用。本发明提供的改性PBT材料具有优异的物理性能、阻燃性，具有极佳的超声波焊接能力，不仅能与PBT聚酯本身进行焊接，还与PC、ABS、PMMA、PET等材料之间具有优良的焊接性能。

Description

改性PBT材料在超声波焊接材料中的应用
技术领域
本发明涉及一种改性PBT材料及其在超声波焊接材料中的应用。
背景技术
PBT,中文名称聚对苯二甲酸丁二醇脂，为结晶型热塑性树脂，五大工程塑料之一，主要应用于电子电器、汽车、照明、机械及仪器仪表等领域。
超声波焊接是一种有效熔接热塑性塑料制品的技术，各种热塑性胶件均可使用超声波熔接处理，而不需加溶剂，粘接剂或其它辅助品。其优点是增加多倍生产率，降低成本，提高产品质量及安全生产。
在进行热塑性塑料的超声波焊接时，必须考虑材料的熔融温度、硬度、弹性模量、产品结构等因素对各种树脂所需超声波能量及能量传递性能的影响。非结晶性树脂能有效的传递超声波能量且通常要求较低的能量水平，就可达到较好的焊接强度，如ABS、PC、PMMA、PS等材料，均具有良好的超声波焊接性能；但PBT属于结晶性材料，具有规则的晶核排列，固体状态下分子类似于弹簧形状，吸收机械振动，这就使得超声波能量传递至所需焊接面非常困难，这种情况下，需要采取增加焊接时间、调整焊接压力、调整产品结构等措施，而且PBT材料只能与PBT材料本身进行焊接，与其它材料之间焊接效果不佳，由于存在这些方面的制约，使得PBT材料在超声波焊接方面的应用受到限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超声波焊接性能好的改性PBT材料在超声波焊接材料中的应用。
本发明的技术解决方案是：
一种改性PBT材料在超声波焊接材料中的应用。
所述改性PBT材料由下列质量份数的组分组成：
所述无定型材料是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯中的任意一种或几种。
所述阻燃剂A是聚五溴苄基丙烯酸酯、十溴二苯乙烷、溴代三嗪、溴化聚碳酸酯、溴化聚苯乙烯中一种或几种。
所述阻燃剂B为三氧化二锑、磷酸三苯酯或硼酸锌。
所述增韧剂A是甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物或POE-g-GMA中的一种或几种。
所述抗氧剂是硫代二丙酸双月桂酯和烷基多酚抗氧剂两种的组合物。
所述润滑剂是EBS、硬脂酸镁、硬脂酸钙、PE蜡中的一种或几种。
所述玻璃纤维是无碱长玻璃纤维或无碱短切玻璃纤维。
一种改性PBT材料的制备方法：
(1)将配方中各组分除玻璃纤外的各组分混合均匀，无需前处理；
(2)将混合好的物料置于双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度210～230℃、二区温度220～230℃、三区温度220～235℃、四区温度220～235℃、五区温度220～235℃、六区温度220～235℃、七区温度220～235℃、八区温度220～235℃，九区温度220～235℃，模头温度230～235℃，螺杆转速：30～40Hz，玻璃纤维从双螺杆挤出机的玻纤口加入或配置侧喂料装置加入，根据螺杆转速或侧喂料的喂料频率来来调整控制玻璃纤维的添加比例。
本发明的有益效果是：提供的改性PBT材料具有优异的物理性能、阻燃性，具有极佳的超声波焊接能力，不仅能与PBT聚酯本身进行焊接，还与PC、ABS、PMMA、PET等材料之间具有优良的焊接性能。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：PBT复合材料的制备(一)
表1实施例1所用各成分用量表(质量份)
将配方中除玻璃纤外的各组分混合均匀；将混合好的物料置于双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度210～230℃、二区温度220～230℃、三区温度220～235℃、四区温度220～235℃、五区温度220～235℃、六区温度220～235℃、七区温度220～235℃、八区温度220～235℃，九区温度220～235℃，模头温度230～235℃，螺杆转速：33Hz。
实施例2：PBT复合材料的制备(二)
表2实施例2所用各成分用量表(质量份)
将配方中除玻璃纤外的各组分混合均匀；将混合好的物料置于双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度210～230℃、二区温度220～230℃、三区温度220～235℃、四区温度220～235℃、五区温度220～235℃、六区温度220～235℃、七区温度220～235℃、八区温度220～235℃，九区温度220～235℃，模头温度230～235℃，螺杆转速：33Hz。
实施例3：PBT复合材料的制备(三)
表3实施例3所用各成分用量表(质量份)
将配方中除玻璃纤外的各组分混合均匀；将混合好的物料置于双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度210～230℃、二区温度220～230℃、三区温度220～235℃、四区温度220～235℃、五区温度220～235℃、六区温度220～235℃、七区温度220～235℃、八区温度220～235℃，九区温度220～235℃，模头温度230～235℃，螺杆转速：33Hz。
对比例1：PBT复合材料的制备
表4实对比例1所用各成分用量表(质量份)
将配方中除玻璃纤外的各组分混合均匀；将混合好的物料置于双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度210～230℃、二区温度220～230℃、三区温度220～235℃、四区温度220～235℃、五区温度220～235℃、六区温度220～235℃、七区温度220～235℃、八区温度220～235℃，九区温度220～235℃，模头温度230～235℃，螺杆转速：33Hz。
对比例2：PBT复合材料的制备
表5对比例2所用各成分用量表(质量份)
将配方中除玻璃纤外的各组分混合均匀；将混合好的物料置于双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机一区温度210～230℃、二区温度220～230℃、三区温度220～235℃、四区温度220～235℃、五区温度220～235℃、六区温度220～235℃、七区温度220～235℃、八区温度220～235℃，九区温度220～235℃，模头温度230～235℃，螺杆转速：33Hz。
表6：实施例1-5的原料对比
原料 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
PBT 58 48 33 53 78
无定型材料 10 20 20 0 0
阻燃剂A 10 10 10 10 10
阻燃剂B 5 5 5 5 5
增韧剂A 6 6 6 6 6
抗氧剂 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
润滑剂 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
玻璃纤维 10 10 25 25 0
性能测试，对实例1～实例3、对比例1～对比例2进行常温机械性能测试；同时将每一批都进行超声波焊接，测试其拉拔力大小，测试结果如表7所示：
表7：性能测试对比。
从表7可以看出，本发明所述制备得到的易于超声波焊接的阻燃增强型改性PBT，从实施例1、实施例2、实施例3中可以看出，通过增加材料中无定型材料的比例和玻璃纤维的比例，可有效增强材料超声波焊接的强度，添加的少量的增韧剂A，有益于PBT树脂与其它材料的相容性；从对比例1、对比例2中可看出，当去除无定型材料和玻璃纤维时，超声波焊接强度明显下降。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种改性PBT材料在超声波焊接材料中的应用。
2. 根据权利要求1所述的改性PBT材料在超声波焊接材料中的应用，其特征是：所述改性PBT材料由下列质量份数的组分组成：
PBT 35~50份
无定型材料 10~20份
阻燃剂A 10~15份
阻燃剂B 1~5份
增韧剂A 5~10份
抗氧剂 0.2~0.4份
润滑剂 0.1~0.5份
玻璃纤维 10~30份。
3.根据权利要求2所述的改性PBT材料在超声波焊接材料中的应用，其特征是：所述无定型材料是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯中的任意一种或几种。
4.根据权利要求2所述的改性PBT材料在超声波焊接材料中的应用，其特征是：所述阻燃剂A是聚五溴苄基丙烯酸酯、十溴二苯乙烷、溴代三嗪、溴化聚碳酸酯、溴化聚苯乙烯中一种或几种。
5.根据权利要求2所述的改性PBT材料在超声波焊接材料中的应用，其特征是：所述阻燃剂B为三氧化二锑、磷酸三苯酯或硼酸锌。
6.根据权利要求2所述的改性PBT材料在超声波焊接材料中的应用，其特征是：所述增韧剂A是甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物或POE-g-GMA中的一种或几种。
7.根据权利要求2所述的改性PBT材料在超声波焊接材料中的应用，其特征是：所述抗氧剂是硫代二丙酸双月桂酯和烷基多酚抗氧剂两种的组合物。
8.根据权利要求2所述的改性PBT材料在超声波焊接材料中的应用，其特征是：所述润滑剂是EBS、硬脂酸镁、硬脂酸钙、PE蜡中的一种或几种。
9.根据权利要求2所述的改性PBT材料在超声波焊接材料中的应用，其特征是：所述玻璃纤维是无碱长玻璃纤维或无碱短切玻璃纤维。
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