[发明专利]一种激光焊接用吸光塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种激光焊接用吸光塑料，包括以下组分，按重量份计：热塑性树脂50～97重量份；表面改性玻璃纤维0～50重量份；碳量子点0.01～2重量份；抗氧剂0.1～0.5重量份；润滑剂0.3～1重量份。本发明还公开了一种激光焊接用吸光塑料的制备方法。本发明的优势在于：通过在材料中添加功能化的碳量子点，作为焊接材料中的吸光组分，吸收红外激光，快速激发高热量，熔融焊接界面，实现良好的焊接效果。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种激光焊接用吸光塑料及其制备方法。

背景技术

热塑性塑料以其密度低、韧性好、成本低等优异性能而被广泛应用于汽车、家具、生物和医疗领域。随着工业的快速发展，塑料制件之间的连接需求越来越广泛，以满足产品设计多样化的要求。

塑料制件之间的连接可以通过机械紧固、化学粘接或者焊接的方式实现。机械紧固需要通过卡扣或者螺纹设计，易产生应力集中，而且密封性难以完全保证。化学粘接对材料表面要求较高，加工周期长。激光焊接技术应用于塑料部件连接，可以大幅减少制品的振动应力和热应力，焊接精密、牢固、密封性好，焊接过程中树脂降解少，制件或者装置内部组件更稳定，也适用焊接多种不同类型的材料。

专利CN 109929241A使用炭黑作为吸光组分制备吸光PA6材料，但是我们研究发现激光焊接强度不高，焊接窗口较窄。专利CN 112812549A添加金属掺杂碳量子点制备PA6材料，金属离子的掺杂降低了尼龙的结晶度，使材料的透光率有一定程度的提高，反而有助于作为激光焊接技术中的透光材料。

碳量子点是一种新型的碳基零维材料。碳量子点具有优秀的光学性质，环境友好、原料来源广、成本低等诸多优点，已有的合成方法包括电弧放电法、激光销蚀法、电化学合成法、化学氧化法、燃烧法、水热合成法、微波合成法、模板法等。碳量子点用于塑料添加剂，特别是作为激光吸收材料用途较少。

发明内容

本发明提供了一种激光焊接用吸光塑料，通过在材料中添加氨基功能化或羧基修饰碳量子点，作为焊接材料中的吸光组分，吸收近红外激光，激发高热量，熔融界面，实现良好的焊接效果。

本发明另一目的在于提供一种激光焊接用吸光塑料的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种激光焊接用吸光塑料，包括以下组分，按重量份计：

所述热塑性树脂不限品种，包括但不限于聚酰胺，聚酯，聚烯烃等；可选PA，PBT，PC，POM，PPE，PPS，ABS，ASA，PP，PE，TPE中的一种或多种复合物。

所述表面改性玻璃纤维为采用偶联剂进行表面处理的玻璃纤维。

所述碳量子点为氨基功能化碳量子点或羧基修饰碳量子点。

所述抗氧剂为受阻酚类、亚磷酸酯类抗氧化剂中的一种或两种，两种时受阻酚类和亚磷酸酯类抗氧剂重量配比为1:2。

所述润滑剂为硬脂酸酯类、硬脂酸盐、硅酮粉中的一种或多种的组合物。

上述的激光焊接用吸光塑料的制备方法，包括以下步骤：

(1)、原料称取：按重量份计：

(2)、将步骤(1)中的热塑性树脂、碳量子点、抗氧剂、润滑剂加入到高速混合机，混合20秒以上；

(3)、将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，步骤(1)中表面改性玻璃纤维通过侧喂料加入，在树脂合适的挤出温度熔融挤出，冷却切粒得到复合材料。