[发明专利]半透明的可激光焊接的热塑性组合物和激光焊接产品

说明书

本发明涉及一种热塑性树脂组合物，所述热塑性树脂组合物包含：从10至80重量百分比的部分结晶的聚酯组分，所述部分结晶的聚酯组分选自由以下各项组成的组：对苯二甲酸酯衍生的聚酯、萘二甲酸酯衍生的聚酯、琥珀酸酯衍生的聚酯、以及呋喃二甲酸酯衍生的聚酯；或其组合；从1.5至40重量百分比的无定形的高耐热共聚酯树脂组分，所述无定形的高耐热共聚酯树脂组分通过使包括螺二醇、乙二醇的混合物以及对苯二甲酸和或其酯(SPG PET)的单体混合物聚合而产生并且具有85℃至130℃的玻璃化转变温度(T_g)；以及从0.01至5重量百分比的抗氧化剂、脱模剂、稳定剂、或其组合。

本申请为分案申请，其母案申请的申请日为2016年11月29日，申请号为201680079711.X，和发明名称为“半透明的可激光焊接的热塑性组合物和激光焊接产品”。

技术领域

本发明涉及包含螺二醇改性的聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(SPG PET)共聚酯树脂的玻璃填充的半结晶聚合物组合物。这些组合物对于NIR激光具有增大的透明度，而不显著损害机械和热性能。具有这种高NIR透射率的材料提供加工优点，尤其是短的循环时间。由于玻璃填充共混物的改善的清澈度和透明度，利用本发明，优异的表面美观度、色彩深度和视觉特殊效果是可能的。本发明还针对一种用于焊接包括如在此所述的激光透射树脂组合物的第一制品和激光吸收热塑性制品的方法。本发明的激光焊接产品可通过向与该第二制品的表面的至少一部分处于物理接触的该第一制品施加激光辐射获得，该方法还涉及向第一制品施加NIR激光辐射，以使辐射穿过第一制品并被第二部件吸收，由此使得产生足够的热，以将第一制品有效地焊接至第二制品。

背景技术

激光透射焊接是许多工业中的已有接合技术，这些工业包括汽车工程、电力和电子工业。激光焊接用于生产宽泛范围的产品，诸如聚合物系统部件、距离传感器、电子车辆安全密钥系统、音频装置或血压计。

表现出对NIP激光的高透明度以及它们的高耐热性能、优异的耐化学性和机械特性的纤维-玻璃增强的半结晶聚合物是用于前述应用的潜在候选物。作为总体趋势，结晶度越高，机械强度、耐热性和耐化学性就越高。然而，半结晶聚合物由于无定形相和结晶相的共同存在而倾向于散射光。此外，将诸如玻璃纤维之类的增强剂掺入聚合物基质中由于增大的光散射而显著降低NIR透射的水平。因此，利用纤维-玻璃增强的半结晶材料的透射激光焊接难以实现，并且现有材料解决方案受限于缓慢的扫描速度，这并不是非常具有吸引力的，因为其延长了部件组装循环时间。除此之外，PBT基材料的NIR透射率对加工条件和组成的变化高度敏感。因此，包含结晶PBT的激光透射可焊接的玻璃填充的共混物组合物的稳健制造仍然是一个挑战。

透射焊接的原理取决于有待焊接的聚合物的不同光学特性。透明部件和吸收部件被定位并且被夹持处于叠置构型，其中透明部件面向激光辐射。激光束以最小能量损失穿透激光透明部件并且被激光吸收部件吸收，该激光吸收部件随后变热并熔融。通过传导实现的热传递引起这两个部件的熔融，因此在界面区中生成焊接部。对于激光透射焊接，在预熔融和熔化阶段期间，在焊点界面处实现聚合物的充分和一致加热是非常重要的。界面处沉积能量的量值可在一定程度上通过调整激光焊接条件(激光束功率、焊接速度、激光束/点直径、夹持压力)进行控制，但是很大程度上取决于聚合物特性。

聚(对苯二甲酸丁二醇酯)(PBT)由于熔融时的高流动性和冷却时的快速结晶而提供在注塑模制和挤出技术中的加工范围。快速结晶提供加工优点，尤其是快速脱模性和短的循环时间。另外，PBT提供优异的机械和电气特性及稳健的耐化学品性，这是包括汽车、电力和电子工业的各个工业部门的关键要求。通过用玻璃纤维增强PBT树脂得到的改善耐热性使它们成为其中产品经受短期热暴露的应用的出色候选物。