[发明专利]改善激光透明性的焊接用扁平纤维改性聚酯复合材料

说明书

本发明公开了一种改善激光透明性的焊接用扁平纤维改性聚酯复合材料，其中吸收激光部分包括热塑性聚酯树脂、磷酸盐类化合物或粒径不大于900nm的稀土金属元素的硼化物微粒的激光吸收成分，其中透射激光部分包括热塑性聚酯树脂、粒径为30‑400nm的经表面改性的二氧化钛和氧化锌中的至少一种为主的表面改性的金属氧化物，其中热塑性聚酯树脂特性粘度为50‑220，端羧基含量为0‑100meq/kg，该聚酯复合材料改善了激光透明性，能够有良好的焊接强度和较长的产品使用寿命，为浅色或无色体系的应用提供了选择。

技术领域

本发明涉及一种激光焊接用复合材料，尤其涉及一种改善激光透明性的焊 接用扁平纤维改性聚酯复合材料，属于改性高分子复合材料技术领域。

背景技术

激光焊接的概念始于20世纪70年代，其通常使用波长在700-1200nm之间 的二极管激光或掺钕钇铝石榴石合成晶体(Nd:YAG)激光在焊接部位产生大量 的热，即通过透射激光部分到达吸收激光部分产生热量，从而使元件接触区域 熔融而形成焊接部位。

与传统塑料焊接工艺相比，激光焊接能够应用在灵活多变的各种结构上， 其焊接强度高，所具有的快速的升温降温速率能够减少对材料的热影响，对焊 件不产生外力作用从而使焊件的应力和变形都非常小；此外激光焊接的焊接工 艺稳定、焊缝的表面和内在质量都非常好，其在真空、空气或其他气体环境中 均能施焊，对焊接的介质要求不高，并能够透过玻璃或其他对光束透明的材料 进行焊接。由于激光焊接具有上述独特的优点，其已成功应用于微小型零件的 精密焊接中。

大多数聚合物在激光焊接波长下或多或少是透明的，但聚合物的结晶性能 使聚合物内部具有微小的晶体结构，从而会降低激光的透明度，这是因为树脂 里的晶区比无定形热塑性材料内部的结构能够更大程度的散射、反射激光，从 而降低了激光透过的总能量和焊接的精准度。与其他结晶性材料如聚酰胺相比， 聚酯材料PBT具有特别低的激光透明度，这就是尽管PBT材料展现出其他方面 的优异性能(如低吸水率、高尺寸稳定性、经济性)，但目前仍较少有采用其作 为激光焊接组分的材料的主要原因。另一方面，结晶树脂本身对激光的吸收也 不足以保证其能够将充分的能量转换成热能而获得高强度的焊接性能，因此往 往会在其中添加炭黑或苯胺黑来拦截激光使其产生热能，这是因为炭黑和苯胺黑既在可见光区域又在IR区域中均能显示非常高的吸收，然而在浅色和无色透 明体系使用上述两种物质作为激光吸收剂是不可能的，因此亟需提供一种能够 改善激光透明性的可作为浅色和透明体系的可激光焊接用聚酯复合材料。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种改善激光透明性的焊接用扁平纤 维改性聚酯复合材料，该聚酯复合材料改善了激光透明性，能够有良好的焊接 强度和较长的产品使用寿命，为浅色或无色体系的应用提供了选择。

本发明的技术方案是：

本申请提供了一种改善激光透明性的焊接用扁平纤维改性聚酯复合材料， 其包括吸收激光部分和透射激光部分。

所述吸收激光部分包括下述按重量份计的各组分：热塑性聚酯树脂50-100 份，激光吸收成分0.5-10份，其中激光吸收成分的用量优选为0.5-8.0份，更优 选为0.5-6.0份，进一步优选为0.5-4.0份。激光吸收成分为磷酸盐类化合物或激 光吸收微粒。其中所述磷酸盐类化合物为磷酸盐、次磷酸盐、磷酸氢盐、焦磷 酸盐、偏磷酸盐、聚偏磷酸盐、三聚磷酸盐和氢氧化磷酸盐中的一种，具体优 选为磷酸钙、次磷酸钙、磷酸氢钙、磷酸二氢钙、焦磷酸钙、磷酸钠、磷酸钾、 磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、焦磷酸钾、聚偏磷酸钾、三聚磷酸钾、磷酸氢二铵、 磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、偏磷酸钠、三聚磷酸钠、磷酸三铵、磷酸二氢铵、 磷酸铁、焦磷酸铁、磷酸氢镁、磷酸镁、次磷酸锰、焦磷酸铁钠、氢氧化磷酸 铜和磷酸铜中的至少一种，更进一步优选为氢氧化磷酸铜和磷酸铜中的至少一 种。其中激光吸收微粒为粒径不大于900nm的稀土金属元素的硼化物微粒，优 选为LaB₆、CeB₆、GdB₆和YB₆中的一种。