CN115197525A - 一种用于激光焊接的pc/abs树脂组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于激光焊接的PC/ABS树脂组合物及其制备方法，包括PC树脂、ABS树脂、透明ABS树脂、反应剂和其他助剂。本发明通过引入透明ABS树脂和反应剂，可拓宽激光焊接工艺窗口，同时焊接成品的焊接强度及焊接效率高；制备工艺简单，设备要求低，适用于汽车车灯、电子电器等领域。
Description
技术领域
本发明属于工程塑料领域，特别涉及一种用于激光焊接的PC/ABS树脂组合物及其制备方法。
背景技术
PC(聚碳酸酯)树脂无色透明，具有优秀的耐热性、高强度以及耐冲击性能，且尺寸稳定，属于一种用途非常广泛的工程塑料。ABS树脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，具有优良的抗冲击强度、良好的加工性能和化学稳定性，易于加工成型，综合性能优良。ABS树脂以其卓越的综合性能广泛用于汽车工业、电子电器工业、轻工家电、纺织和建筑等行业。在汽车尾灯、侧位灯、转向灯等的应用上，一般是采用PC/ABS或ABS材料来制作灯壳体，采用PMMA材料生产灯罩。而灯壳和灯罩之间的组合方式通常采用热板焊接、振动摩擦焊接、超声波焊接、激光焊接等方法。其中关于激光焊接技术的研究越来越广泛，由于激光焊接最洁净、无焊痕、无碎屑，是未来焊接几大方向中最受关注的。目前，PC/ABS和PMMA材料制成的部件在激光焊接加工时，经常遇到焊接强度不足、焊接工艺窗口窄等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于激光焊接的PC/ABS树脂组合物及其制备方法，该组合物可拓宽激光焊接工艺窗口，同时焊接成品的焊接强度及焊接效率高。
本发明提供了一种用于激光焊接的PC/ABS树脂组合物，按重量份计，包括如下原料组分：
其中，所述反应剂为酯交换反应催化剂。
所述PC树脂300℃、1.2Kg(测试标准：ISO 1133-1:2011)下熔融指数为3-30g/10min。
所述ABS树脂220℃、10Kg(测试标准：ISO 1133-1:2011)下熔融指数为5-20g/10min。
所述透明ABS树脂即为MABS树脂，是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯四种单体组成的共聚物，具有良好的透明性和机械性能，220℃、10Kg(测试标准：ISO1133-1:2011)下熔融指数为20-40g/10min。
所述酯交换反应催化剂为钛酸四丁酯、甲醇钠、亚锡酸中的一种或几种。
所述其他助剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂中的一种或几种。
所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的混合物；所述光稳定剂为质量比1:(1-2)的苯并三唑类UV吸收剂与高分子量受阻胺光稳定剂；所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
本发明还提供了一种用于激光焊接的PC/ABS树脂组合物的制备方法，包括：
将各组分混合，然后加入到双螺杆挤出机，挤出后切粒干燥，得到用于激光焊接的PC/ABS树脂组合物；其中，双螺杆挤出机主机筒各段温度为190℃-260℃，双螺杆转速为400-600转/分钟。
本发明还提供了一种用于激光焊接的PC/ABS树脂组合物在汽车车灯、电子电器领域中的应用。
本发明通过引入透明ABS树脂和酯交换反应催化剂，其中透明ABS树脂和PMMA更容易相容，在激光焊接过程中两相的互相渗透会更好从而提升焊接强度。而酯交换反应催化剂的加入会在激光焊接时促进PC和PMMA发生酯交换反应，从而提升PC与PMMA的结合。据此获得的PC/ABS树脂具备良好的激光焊接性。
有益效果
本发明通过引入透明ABS树脂和反应剂，可拓宽激光焊接工艺窗口，同时焊接成品的焊接强度及焊接效率高；制备工艺简单，设备要求低，适用于汽车车灯、电子电器等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例及对比例所用的原材料做如下说明，但不限于这些材料：
PC树脂1，LXZY1809，300℃、1.2Kg下熔融指数为10g/10min，鲁西化工；
PC树脂2，LX1920，300℃、1.2Kg下熔融指数为20g/10min，鲁西化工；
PC树脂3，FN1500，300℃、1.2Kg下熔融指数为50g/10min，日本出光；
ABS树脂1，ABS 8434，220℃、10Kg下熔融指数为20g/10min，中石化高桥石化；
ABS树脂2，ABS 3504，220℃、10Kg下熔融指数为6g/10min，中石化高桥石化；
ABS树脂3，ABS DG-MG94，220℃、10Kg下熔融指数为35g/10min，天津大沽；
透明ABS树脂1，TR557，220℃、10Kg下熔融指数为21g/10min，LG化学；
透明ABS树脂2，MABS 920，220℃、10Kg下熔融指数为25g/10min，日本东丽；
透明ABS树脂3，ABS PA-758，220℃、10Kg下熔融指数为32g/10min，台湾奇美；
酯交换反应催化剂，钛酸四丁酯，市售；
抗氧剂为受阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的混合物，市售；
光稳定剂由紫外光吸收剂苯丙三唑与高分子量受阻胺按1:1混合，均为市售；
润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯，市售。
以上实施例和对比例所用市售原料为同一种市售产品。
制备方法包括：
将原料混合后加入到双螺杆挤出机(螺杆直径为35mm，长径比L/D＝48)的主机筒中。主机筒各段控制温度(从加料口至机头出口)分别为190℃、200℃、205℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、255℃，双螺杆转速为500转/分钟，挤出料条经过水槽冷却后切粒，即得。
性能评价方式及实行标准：
将产品在鼓风烘箱中于80℃干燥4小时后，注射成80mm*10mm*2mm的样条，将注塑的样条和PMMA样条交错叠放，用光纤芯径为200μm、波长为920nm的激光设备进行焊接。通过调节激光功率和焊接速度对比最终样品的焊接强度。将焊接好的样品在50％的相对湿度、23℃放置24小时后进行性能测试。
用万能试验机的夹具一端夹住PC/ABS样条，一端夹住PMMA样条，通过ISO527-2012标准，拉伸速度10mm/min测试拉伸剪切强度来评价焊接强度，焊接强度是拉伸强度/(焊缝宽*焊缝长)。
表1组成配方(重量份)
表2性能测试结果
由表2可见：实施例1-10的PC/ABS树脂组合物与对照例1相比，具备高的焊接强度，同时焊接工艺窗口宽，改变焊接条件仍然有高的焊接强度。与对照例2和3相比，单独加入透明ABS树脂和酯交换反应催化剂对焊接强度均有一定提升，但是两者同时加入具有显著的协同效果。实施例1-3、实施例4-6、实施例7-9说明，PC树脂、ABS树脂、透明ABS树脂的熔融指数均需在适当范围内，才能取得更好的效果。本发明在实际应用中可根据材料标准要求选择合适的配方体系生产。
Claims (9)
1.一种用于激光焊接的PC/ABS树脂组合物，其特征在于：按重量份计，包括如下原料组分：
其中，所述反应剂为酯交换反应催化剂。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述PC树脂300℃、1.2Kg下熔融指数为3-30g/10min。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述ABS树脂220℃、10Kg下熔融指数为5-20g/10min。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述透明ABS树脂220℃、10Kg下熔融指数为20-40g/10min。
5.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述酯交换反应催化剂为钛酸四丁酯、甲醇钠、亚锡酸中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述其他助剂为抗氧剂、光稳定剂、润滑剂中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚抗氧剂与亚磷酸酯类抗氧剂的混合物；所述光稳定剂为质量比1:(1-2)的苯并三唑类UV吸收剂与高分子量受阻胺光稳定剂；所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。
8.一种如权利要求1-7所述的用于激光焊接的PC/ABS树脂组合物的制备方法，包括：
将各组分混合，然后加入到双螺杆挤出机，挤出后切粒干燥，得到用于激光焊接的PC/ABS树脂组合物；其中，双螺杆挤出机主机筒各段温度为190℃-260℃，双螺杆转速为400-600转/分钟。
9.一种如权利要求1所述的用于激光焊接的PC/ABS树脂组合物在汽车车灯、电子电器领域中的应用。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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