用于焊接部件的聚酰胺材料及其制備方法與流程

文檔序號：11469760閱讀：341來源：國知局

本發明涉及塑料加工技術領域，尤其涉及一種用于焊接部件的聚酰胺材料及其制備方法。

背景技術：

在塑料制品工業中，由于注塑、擠出加工工藝等方面的原因，相當一部分形狀和結構復雜的塑料產品不能一次加工成型，這就需要一種工藝把多個零部件無縫連接到一起。通常塑料及其復合材料的連接方法有三種：機械連接、黏合劑黏結和焊接。

機械緊固是通過使用螺釘、卡環等緊固工具，對塑料件進行鉚合或壓合連接。其方法簡單，但接頭密封性差，強度低。粘接是借助膠粘劑在塑料件表面上所產生的粘合力，將材料牢固地連接在一起。

粘接具有可連接異種材料、避免應力集中、不引起變形、過程簡單、價格低廉等優點，但由于是采用手工操作因而生產效率低下，而且粘接劑還具有一定的毒性，引起環境污染和勞動保護等問題。因此上述兩種連接工藝已經不能滿足現代塑料工業的發展需要。

焊接方法又根據所采用的加熱方式分為兩大類：外加熱和內加熱。外加熱法通過對流或傳導來加熱焊接表面，包括熱工具焊、熱氣焊、擠出焊、內植感應焊和內植阻抗焊。內加熱法是通過技術直接在材料內部產生熱源，從而取代外部加熱。它分為兩類：機械加熱和電磁加熱。機械內加熱法是通過表面摩擦或分子間摩擦將機械能轉化為熱，包括超聲波，振動和旋轉焊接。電磁內加熱法依賴于吸收電磁輻射從而轉化為熱，包括紅外線，激光，射頻和微波焊接。

激光透射焊接能生成精密、牢固和密封的焊縫。由于激光的非接觸特性，塑料制品不會發生污染，并極大地減小了焊接過程中產生的振動應力和熱應力，增強了制品的抗老化能力。

塑料激光焊接作為一種新興的焊接技術，以其獨特的技術優勢和特點彌補了常規塑料連接手段的不足，從而使這項高新技術在塑料材料高品質、高附加值加工領域獲得了一席之地。伴隨著激光加工設備的不斷發展以及配套塑料材料供應渠道的建立和完善，激光塑料焊接技術必然會獲得越來越大的發展。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種用于焊接部件的聚酰胺材料及其制備方法。

為解決上述問題，本發明采用如下技術方案：

一種用于焊接部件的聚酰胺材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將pa、pc加入混合攪拌機中混合均勻，得到混合料；

(2)將混合料從雙螺桿擠出機投料口加入，熔融擠出，熱切呈顆粒狀，通過風筒風送入料倉。

一種用于焊接部件的聚酰胺材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將75-85重量份pa、15-25重量份pc、5-15重量份抗沖改性劑、0.5-1.5重量份六硼化鑭、0.2-0.6重量份雙(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亞磷酸酯、0.1-0.5重量份硫代二乙撐雙[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、0.3-0.9重量份紫外吸收劑加入混合攪拌機中混合均勻，得到混合料；

(2)將混合料從雙螺桿擠出機投料口加入，熔融擠出，熱切呈顆粒狀，通過風筒風送入料倉。

一種用于焊接部件的聚酰胺材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將六硼化鑭與硬脂酸按質量比為1：(0.1-0.5)在高速混勻機中75-85℃溫度下300-900轉/分攪拌15-25min混合均勻，得到改性六硼化鑭；

(2)將75-85重量份pa、15-25重量份pc、5-15重量份抗沖改性劑、0.5-1.5重量份改性六硼化鑭、0.2-0.6重量份雙(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亞磷酸酯、0.1-0.5重量份硫代二乙撐雙[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、0.3-0.9重量份紫外吸收劑加入混合攪拌機中混合均勻，得到混合料；

(3)將混合料從雙螺桿擠出機投料口加入，熔融擠出，熱切呈顆粒狀，通過風筒風送入料倉。

優選地，擠出時加熱溫度為200-280℃，機頭溫度為220-240℃，螺桿轉速為250-350轉/分。

優選地，所述紫外吸收劑為2-(3,5-二叔丁基-2-羥基苯基)苯并三唑、2,2-硫代雙(4-叔辛基苯酚)正丁胺鎳鹽、2-[4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-辛氧基酚、2-(2'-羥基-4'-苯甲酰氧苯基)-5-氯苯并三氮唑、[2-羥基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮中的一種或多種的混合物。

更優選地，所述紫外吸收劑為2,2-硫代雙(4-叔辛基苯酚)正丁胺鎳鹽。

優選地，所述抗沖改性劑為mbs接枝共聚物、丙烯酸酯接枝共聚物中的一種或其混合物。

本發明還提供了一種用于焊接部件的聚酰胺材料，采用上述方法制備而成。

本發明用于焊接部件的聚酰胺材料及其制備方法，對激光透射焊接工藝過程、原料的性質及聚酰胺材料性能作深入的研究，分析激光透射焊接過程中激光束與塑料的相互作用，包括塑料對激光的透射和吸收作用、塑料受熱熔化和冷卻凝固特點等，在理論研究的基礎上，通過優選原料，盡可能地提高塑料焊接的強度，最終獲得高強度高質量、且成型美觀的用于焊接部件的聚酰胺材料。

具體實施方式

用于焊接部件的聚酰胺材料性能測試：將聚酰胺材料注塑成100mm×100mm×1.5mm的高光板，近紅外的投射與反射數據在分光光度計808nm進行采集。吸收率＝100％-透射率-吸收率。

將注塑的高光板與透明的pmma板(100mm×100mm×2.5mm)交錯放置在一起進行激光焊接，實驗用激光器是limohlu110f400-808型半導體激光器，該激光器的波長是808nm，根據透光率實驗，可以輕松穿透透明的pmma，被下層的高光板吸收，采用順序型周線焊接的方法，焊縫寬為5mm，焊接速度為5mm/s，焊接功率為9.1w，即ed＝0.364j/mm²。將激光焊接的試樣鋸成10mm寬度的條，用拉力試驗機的夾具一端夾住pmma樣，一端夾住高光板，通過測定拉伸強度來計算焊接的強度，焊接強度＝拉伸強度/(焊縫的寬度*焊縫的長度)。

實施例中原料介紹：

丙烯酸酯接枝共聚物，采用日本鐘淵牌號為kanefm-40的丙烯酸酯接枝共聚物(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)，是一種全丙烯酸酯類核殼型抗沖擊改性劑。

mbs接枝共聚物，采用日本鐘淵牌號為kanem711的mbs接枝共聚物，是一種共聚的甲基丙烯酸甲酯-丁二稀-苯乙烯(mbs)核-殼型抗沖擊改性劑。

pa，采用德國巴斯夫牌號為b3s的pa6。

pc，采用德國拜耳牌號為2856的pc。

六硼化鑭，采用清河縣鑫寶合金材料有限公司提供的霧化法制備的20nm六硼化鑭。

2-(3,5-二叔丁基-2-羥基苯基)苯并三唑，cas號：3846-71-7。

2,2-硫代雙(4-叔辛基苯酚)正丁胺鎳鹽，cas號：14516-71-3。

2-[4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-辛氧基酚，cas號：2725-22-6。

2-(2'-羥基-4'-苯甲酰氧苯基)-5-氯苯并三氮唑，cas號：169198-72-5。

[2-羥基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮，cas號：1843-05-6。

實施例1

用于焊接部件的聚酰胺材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將80重量份pa、20重量份pc、10.8重量份mbs接枝共聚物、1重量份六硼化鑭、0.45重量份雙(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亞磷酸酯、0.2重量份硫代二乙撐雙[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、0.6重量份2-(3,5-二叔丁基-2-羥基苯基)苯并三唑加入混合攪拌機中在80℃下以轉速為300轉/分攪拌10分鐘混合均勻，得到混合料；

(2)將混合料從雙螺桿擠出機投料口加入，擠出機內分為九個溫度區，一區溫度為210℃，二區溫度為220℃，三區溫度為250℃，四區溫度為230℃，五區溫度為230℃，六區溫度為235℃，七區溫度為240℃，八區溫度為240℃，九區溫度為230℃，機頭溫度為240℃，螺桿轉速為300轉/分鐘，混合料受熱熔化，在塑料雙螺桿擠出機的螺桿推動下，經孔狀口模流出，經切料機熱切成形狀為3×4mm的圓餅，得到用于焊接部件的聚酰胺材料。

實施例2

用于焊接部件的聚酰胺材料的制備方法，包括以下步驟：