專利名稱：激光可透性組合物和激光焊接法的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種激光可透性組合物，它含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，用于形成激光可透性模制加工件。本發(fā)明還涉及激光焊接由該組合物制成的該模制加工件的方法。
熱塑性彈性體是一種合成的高分子材料，具有塑料(如熱塑性樹脂)的在高溫下軟化的性能和橡膠的在室溫下具有彈性的性能。熱塑性彈性體與熱塑性樹脂一樣，可進(jìn)行注模，形成各種形狀的成型物。此外，它具有優(yōu)異的產(chǎn)率和再循環(huán)性。因此，通常將它作為橡膠和塑料(如熱塑性樹脂)之間的材料，用于形成成型物，用在汽車工業(yè)、電氣工業(yè)、電子工業(yè)等廣泛領(lǐng)域中。
熱塑性彈性體主要包括作為柔性鏈段的橡膠成分，如苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠(SBR)、乙烯-丙烯-二烯-亞甲基共聚物(EPDM)和丙烯腈-丁二烯共聚物橡膠(NBR)。此外，它包括作為硬鏈段的熱塑性成分，如聚烯烴、聚苯乙烯類、聚(氯乙烯)類、聚酯類、聚酰胺類和聚氨酯類。
尤其是，聚烯烴熱塑性彈性體(TPO)是最常用的成型材料，因?yàn)樗闹圃斐杀镜?，并具有?yōu)異的性能，如抗張強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)和拉伸變定。聚烯烴熱塑性彈性體包括塑料成分，如聚丙烯和聚乙烯的熱塑性樹脂，和橡膠成分，如聚烯烴等。僅通過混合、聚合或交聯(lián)即可制備該彈性體。
激光焊接法是用于將由熱塑性樹脂如聚丙烯制成的模制加工件相互連接的方法之一?？扇缛毡緦＠R時(shí)出版物第11-170371號(hào)所述那樣進(jìn)行激光焊接。將由熱塑性樹脂制成的激光可透性模制加工件和由熱塑性樹脂制成的激光吸收性模制加工件連在一起。激光從該激光可透性模制加工件一側(cè)照射傳送。激光傳送到該激光吸收性模制加工件，被該加工件吸收，引起放熱，由此使兩種模制加工件的連接處熔化而焊接在一起。為了使用足夠焊接強(qiáng)度進(jìn)行激光焊接，需要該激光可透性模制加工件具有高的激光透過率，以使足夠的激光透過，放出足夠的熱量。
但是，聚烯烴熱塑性彈性體的激光透過率往往低于激光可透性良好的熱塑性樹脂(如聚丙烯和聚酰胺)的激光透過率，因?yàn)榫巯N熱塑性彈性體已通過混合、聚合或交聯(lián)而產(chǎn)生了變性。
此外，聚烯烴熱塑性彈性體會(huì)逐漸氧化或劣化成黃色。因此，需要預(yù)先用著色劑進(jìn)行著色，以使該黃色不顯眼或使色彩鮮明漂亮。
由于色素極大地?fù)p害激光可透性性能的緣故，包含色素的組合物必然只能具有更低的激光透過率。結(jié)果產(chǎn)生了一些問題，即當(dāng)對(duì)由聚烯烴熱塑性彈性體制成的激光可透性模制加工件進(jìn)行激光焊接時(shí)，與使用由熱塑性樹脂制成的激光可透性模制加工件相比，它沒有以足夠強(qiáng)度被焊接。
此外，如果以相當(dāng)大的強(qiáng)激光輸出傳送足夠的激光進(jìn)行激光焊接以彌補(bǔ)較低的激光透過率，則在模制加工件表面上的過度加熱將導(dǎo)致燒毀、劣化和光滑度變差。
另一方面，聚烯烴熱塑性彈性體制成的、用不太損害激光可透性性能的已知油溶性染料替換色素作為著色劑進(jìn)行著色而得到的激光可透性模制加工件，在成模和焊接時(shí)易退色。此外，如果在高溫和高濕度下放置模制加工件，染料從激光可透性模制加工件向由熱塑性樹脂或聚烯烴熱塑性彈性體制成的激光吸收性模制加工件的滲出性(即遷移性)顯著。結(jié)果導(dǎo)致外觀變差。

發(fā)明內(nèi)容
開發(fā)了本發(fā)明來解決前述問題。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種形成激光可透性高的模制加工件的激光可透性組合物，該組合物含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，該彈性體經(jīng)鮮明著色，即使熱處理(如注模)也不退色，也不會(huì)滲出。
本發(fā)明的另一目的是提供一種激光焊接由組合物制成的模制加工件的方法，該方法能效高，將其加工的焊接制品具有足夠抗張強(qiáng)度和悅?cè)送庥^。
開發(fā)用于實(shí)現(xiàn)前述目的的本發(fā)明激光可透性組合物包含動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體(TPV)，在未著色情況下，其熔點(diǎn)范圍為160-210℃；和染料鹽(dye salt)，能透射波長(zhǎng)為800-1200納米的激光。
通過將該熔點(diǎn)為160-210℃的未著色動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體與該染料鹽混合而制備該激光可透性組合物。將該激光可透性組合物模塑可獲得激光可透性模制加工件1，如

圖1所示。熔點(diǎn)范圍為160-210℃的彈性體具有優(yōu)異的分散性和防著色劑劣化性。因此，由該彈性體制得的激光可透性組合物具有優(yōu)異的表面光澤和外觀，能解決上述問題。
可根據(jù)ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織)1133測(cè)量熔點(diǎn)，具體如下。將動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體固定在得自Shimadzu公司的流動(dòng)試驗(yàn)儀(Flow Tester)CFT-500D上。在以下條件下測(cè)量該動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體的熔化溫度負(fù)荷為5kgf，?？组L(zhǎng)度為1毫米、直徑為1毫米，溫度以每分鐘5℃從150℃升高到250℃。
確定熔點(diǎn)的方法如下。使用其流動(dòng)曲線分析流出終點(diǎn)和最小點(diǎn)之間的二分之一。對(duì)應(yīng)于該二分之一處的溫度即為熔點(diǎn)。稱此方法為二分之一法。
在激光可透性組合物中，優(yōu)選的是，根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JISK-6262-1997，該動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體在100℃時(shí)的壓縮應(yīng)變?yōu)?0-70％。
對(duì)于本發(fā)明的激光可透性組合物，優(yōu)選的是，激光的波長(zhǎng)為840納米，在該波長(zhǎng)時(shí)該動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體的透過率至少為35％。
染料鹽優(yōu)選選自以下至少一種物質(zhì)單偶氮類染料鹽、雙偶氮類染料鹽、蒽醌類(anthraqunone)染料鹽、蒽吡啶酮類(anthrapyridone)染料鹽和三苯甲烷類染料鹽。
對(duì)于本發(fā)明的激光可透性組合物，在金屬茂催化劑的存在下制備其動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體。
對(duì)于本發(fā)明的激光可透性組合物，優(yōu)選的是，其動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體的肖氏硬度(Shore hardness)為60-90(A)。
對(duì)于本發(fā)明的激光可透性組合物，還優(yōu)選的是，其動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體包含乙烯-α-烯烴共聚物彈性體作為其主要成分。
還優(yōu)選的是，該乙烯-α-烯烴共聚物彈性體中乙烯與該α-烯烴的共聚比以重量計(jì)為55∶45到80∶20。
激光吸收性組合物包含動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，在未著色情況下其熔點(diǎn)范圍為10-210℃；和激光吸收劑。
對(duì)于本發(fā)明的激光吸收性組合物，激光吸收劑的例子如炭黑。
在激光吸收性組合物中，優(yōu)選的是其動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體包含乙烯-α-烯烴共聚物彈性體作為其主要成分。
激光吸收性組合物可含有滑石粉。
描述本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖1所說明的激光焊接法包括將由上述激光可透性組合物制成的激光可透性模制加工件1放到具有激光吸收劑7的激光吸收性模制加工件2上；使激光3輻照到該激光可透性模制加工件1上，以使該激光可透性模制加工件1和該激光吸收性模制加工件2焊接。
如描述激光焊接法的圖2所示，可通過激光使該激光可透性模制加工件1焊接到該激光吸收性模制加工件2的兩個(gè)表面上。
如描述激光焊接法的圖3所示，該激光吸收性模制加工件2可通過其帶有的含激光吸收劑7的表層8和該激光可透性模制加工件1相接。
在激光焊接法中，激光吸收性模制加工件2可由含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體和激光吸收劑7的組合物制成。
激光吸收性模制加工件2可由含有熱塑性樹脂和激光吸收劑的組合物制成。
激光吸收性模制加工件2中的熱塑性樹脂是聚丙烯類樹脂。
在含有熱塑性樹脂和激光吸收劑的組合物中，該熱塑性樹脂包含滑石粉。
對(duì)于激光焊接法，通過掃描輻照激光3，并根據(jù)下式(I)向激光吸收性模制加工件2的表面提供一定的熱量K(J/mm2)K＝(p×T)/(100×q×d)≥0.5 (I)式中，p(W)是激光3的輸出。T(％)是該激光可透性模制加工件1在激光的輻照下的透過率，q(mm/秒)是激光的掃描速率，d(mm)是激光3在表面上的輻照點(diǎn)的直徑。
本發(fā)明的激光焊接制品由下述加工吸收性模制加工件和加工可透性模制加工件激光焊接而成該激光吸收性模制加工件由含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體和激光吸收劑的組合物制成，其中，該彈性體在未著色情況下的熔點(diǎn)為160-210℃；該激光可透性模制加工件由包含另一動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體和染料鹽的組合物制成，其中，該彈性體在未著色情況下的熔點(diǎn)為160-210℃，該染料鹽能透射波長(zhǎng)為800-1200納米的激光，此模制加工件被放在前述激光吸收性模制加工件上；通過向該激光可透性模制加工件照射激光，使該激光從其中透過并被該激光吸收性模制加工件吸收，從而使它們?cè)诮佑|位置上焊接。
本發(fā)明的激光可透性組合物包含經(jīng)染料鹽著色而具有鮮明色調(diào)(hue)的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體。使用該組合物，通過熱處理過程(如注模)而形成用于激光焊接的激光可透性模制加工件。該激光可透性模制加工件的色調(diào)不會(huì)退色，并且它對(duì)接近紅外線波長(zhǎng)的區(qū)域的激光具有足夠的透過率，并且有優(yōu)異的染料鹽不向要進(jìn)行激光焊接的激光吸收性模制加工件滲出的性能。
此外，采用本發(fā)明的激光焊接法，可高能效地對(duì)兩種模制加工件進(jìn)行激光焊接，獲得具有足夠抗張強(qiáng)度、不會(huì)退色、獨(dú)具匠心的漂亮模制加工件。
附圖簡(jiǎn)述圖1是一個(gè)實(shí)施例實(shí)施過程的透視圖，它描述了由本發(fā)明激光可透性組合物制成的激光可透性模制加工件與激光吸收性模制加工件的激光焊接。
圖2是一個(gè)實(shí)施例實(shí)施過程的透視圖，它描述由本發(fā)明的激光可透性組合物制成的激光可透性模制加工件和激光吸收性模制加工件的激光焊接。
圖3是一個(gè)實(shí)施例實(shí)施過程的透視圖，它描述由本發(fā)明的激光可透性組合物制成的激光可透性模制加工件和激光吸收性模制加工件的激光焊接。
發(fā)明詳述下文將詳細(xì)闡述本發(fā)明的激光可透性組合物、激光吸收性組合物、激光焊接法和激光焊接的制品。
動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體可以較低的制造成本獲得，并比其他熱塑性彈性體具有更良好的性能，而且各性能均衡，如抗張強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)和拉伸變定。因此，作為成型材料，聚烯烴熱塑性彈性體是最適宜、重要的材料。
動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體較佳包含重量比為20∶80到50∶50的硬鏈段和柔性鏈段。例如，通過將它們混合而制得。
使用接近紅外線波長(zhǎng)區(qū)域的激光波長(zhǎng)，動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體的激光可透性性能通常能得到改善。
優(yōu)選的是，動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體在840納米的激光波長(zhǎng)照射下的透過率至少為35％。當(dāng)使用激光焊接由該具有高透過率的彈性體的激光可透性組合物制成的模制加工件時(shí)，通過照射相對(duì)較弱的激光即可進(jìn)行牢固的焊接。在這種情況下，激光的能量轉(zhuǎn)換效率高，且容易控制激光。因此，不論模制加工件的幾何形狀如何，都能無障礙地實(shí)施工業(yè)條件的各種設(shè)定。此外，漂亮的模制加工件能以較低的制造成本制得，并通常具有足夠的抗張強(qiáng)度。模制加工件的表面不會(huì)有焦痕、色斑以及明顯的焊接部位。
作為動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體中的塑料成分的硬鏈段例子是諸如聚丙烯和聚乙烯(低密度聚乙烯或直鏈聚乙烯或高密度聚乙烯)的熱塑性樹脂。
作為動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體中的橡膠成分的柔性鏈段例子是乙烯-丙烯-二烯-亞甲基共聚物(EPDM)、乙烯-丙烯共聚物(EPM)、乙烯-丁烯橡膠(EBM)、丙烯腈-丁二烯共聚物橡膠(NBR)、丙烯酸橡膠(ACM)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、氯化聚乙烯彈性體(CPE)、表氯醇橡膠(ECO)、天然橡膠(NR)、丁基橡膠、由單活性點(diǎn)催化劑如金屬茂催化劑合成的乙烯-α-烯烴共聚物彈性體(橡膠)，以及其他共聚物彈性體(橡膠)。
柔性鏈段特別優(yōu)選是乙烯-α-烯烴共聚物彈性體。乙烯-α-烯烴共聚物彈性體例如是乙烯與具有3-20個(gè)碳原子、尤其是6-12個(gè)碳原子的α-烯烴的共聚物。
具有3-20個(gè)碳原子的α-烯烴的例子是丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯，尤其優(yōu)選1-己烯、4-甲基-1-戊烯和1-辛烯。1-辛烯更優(yōu)選，因?yàn)樗鼉H需少量即可產(chǎn)生優(yōu)異的軟化的效果，而且由其制得的共聚物具有優(yōu)異的機(jī)械性能。
動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體被分成3種類型，包括聚合類型、部分交聯(lián)類型和高密度交聯(lián)類型?？砂凑沼猛具x擇合適類型的彈性體，因?yàn)楦黝愋蛷椥泽w具有不同的物理性能，如彈性。
優(yōu)選的例子是在金屬茂催化劑如TPV A6110、TPV A9110、TPVA8120和TPV B8130的存在下(得自Asahi Kasei Chemicals公司)下制得的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，由聚乙烯和乙烯-丙烯-二烯-亞甲基共聚物(EPDM)制成的其他動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，如得自MitsuiChemicals公司的Soft Milastomer和Hard Milastomer。
特別優(yōu)選的交聯(lián)類型的聚烯烴熱塑性彈性體是在單活性點(diǎn)催化劑如金屬茂催化劑存在下制得的乙烯-α-烯烴共聚物彈性體。
金屬茂催化劑是一種活性均勻的高活性單活性點(diǎn)催化劑。可通過對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的分子設(shè)計(jì)而產(chǎn)生合適的活性。與使用Ziegler-Natta催化劑相比，使用該催化劑更容易進(jìn)行和α-烯烴等環(huán)狀烯烴或高級(jí)烯烴的共聚，可獲得具有如下優(yōu)點(diǎn)的乙烯-α-烯烴共聚物彈性體共聚物的分子量分布窄，共聚物中具有3-20個(gè)碳原子的作為共聚單體的α-烯烴的分布更均勻，低分子量成分的含量少。由它制得的交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體的交聯(lián)均一，顯示出優(yōu)異的橡膠彈性。
在金屬茂催化劑存在下制得的作為該無規(guī)共聚物的乙烯-α-烯烴共聚物彈性體在接近紅外線波長(zhǎng)區(qū)域具有足夠的透過率(這是進(jìn)行激光焊接所必需的)。在交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體中，優(yōu)選的是，作為主要成分的該乙烯-α-烯烴共聚物彈性體至少占50重量％。
通過在攪和機(jī)(如banbury混合器和雙軸混合器)中進(jìn)行短時(shí)間的機(jī)械混合和硫化(即交聯(lián))反應(yīng)，可制得動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體。
交聯(lián)反應(yīng)包括僅使用柔性鏈段進(jìn)行交聯(lián)的過程和使用柔性鏈段和硬鏈段進(jìn)行交聯(lián)的過程。用于該反應(yīng)的交聯(lián)劑例子包括有機(jī)過氧化物、酚醛樹脂類化合物、醌類化合物、硫化合物和雙馬來酰亞胺類化合物等?？刹捎么朔椒▉碇苽鋭?dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體。優(yōu)選在400秒的交聯(lián)時(shí)間(Tc90，作為交聯(lián)反應(yīng)速率的指標(biāo))內(nèi)、更優(yōu)選在300秒內(nèi)制備該動(dòng)態(tài)交聯(lián)熱塑性彈性體。
動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體是一種彈性體混合物，通過交聯(lián)劑在它們的表面之間交聯(lián)，具有穩(wěn)定的微相分離狀態(tài)。動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體與僅混合作為多成分的橡膠成分和塑料成分而沒有進(jìn)行動(dòng)態(tài)交聯(lián)而制得的單純混合型聚烯烴熱塑性彈性體相比，具有改善的各種性能，如壓縮變定和耐熱性。因此，它特別優(yōu)選用于激光焊接。此外，該動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體與加入色素或染料而沒有進(jìn)行動(dòng)態(tài)交聯(lián)的聚烯烴熱塑性彈性體相比，色素或染料在彈性體相中的分散和顯色得到進(jìn)一步提高。
優(yōu)選的是，由聚丙烯或聚乙烯和乙烯-α-烯烴共聚物彈性體制備動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體。當(dāng)乙烯-α-烯烴共聚物彈性體中乙烯與α-烯烴的重量比為55∶45到80∶20時(shí)，它具有更優(yōu)異的性能。
優(yōu)選的是，動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體是根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)K-6262-1997試驗(yàn)方法所得出的在100℃下的壓縮變定值為10-90％、更優(yōu)選20-70％的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體。在使用此彈性體的情況下，可獲得成型精度高和粘附力強(qiáng)的模制加工件。
動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體優(yōu)選是根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)K-6253-1997硬度的測(cè)試方法具有30-90(A)、更優(yōu)選60-90(A)的肖氏硬度的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體。
激光可透性組合物可僅含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體作為熱塑性彈性體，或者還可含有其他熱塑性彈性體。其他熱塑性彈性體由硬鏈段的熱塑性的塑料成分和柔性鏈段的橡膠成分構(gòu)成，其中，熱塑性的塑料成分的例子是聚苯乙烯類、聚(氯乙烯)類、聚酯類、聚酰胺類、聚氨酯類；橡膠成分的例子是苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠(SBR)、乙烯-丙烯-二烯-亞甲基共聚物(EPDM)、丙烯腈-丁二烯共聚物橡膠(NBR)?？蓛H僅通過混合或動(dòng)態(tài)交聯(lián)而將它們包含于該其它熱塑性彈性體中。
包含上述動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體的激光可透性組合物在常溫下表現(xiàn)出與硫化橡膠相同的橡膠彈性，以及與熱塑性樹脂相同的在高溫下通過注?？勺冃纬伤栊螤畹乃芰闲阅堋Ｒ虼?，可將該組合物作為作用居于橡膠和熱塑性塑料之間的材料，用于制造模制加工件。此外，該組合物還可用于廣泛的工業(yè)領(lǐng)域。尤其是，該組合物可用于汽車工業(yè)、電氣工業(yè)和電子工業(yè)等領(lǐng)域中的零部件的制造。
用于本發(fā)明的染料鹽與動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體具有良好的互溶性，并且在熱處理過程(如激光焊接前的注模以及隨后的激光焊接)中色調(diào)不退色。經(jīng)該染料鹽著色的模制加工件顯示出不滲色性，而且對(duì)在800-1200納米范圍內(nèi)的單個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)的激光的透過率高。該著色劑產(chǎn)生加酸顯色現(xiàn)象。因此，其離子基團(tuán)在激光可透性組合物中表現(xiàn)出固著效果。從而可以認(rèn)為滲出現(xiàn)象被抑制。
上述染料鹽含有由酸性染料制得的陰離子堿(anion base)，和由有機(jī)胺制得的陽離子堿(cation base)。該染料鹽優(yōu)選是單一或多種染料鹽，選自(a)單偶氮類染料鹽、(b)雙偶氮類染料鹽、(c)蒽醌類染料鹽、(d)蒽吡啶酮類染料鹽、和(e)三苯基甲烷類染料鹽。每種染料鹽分子中優(yōu)選具有一個(gè)或兩個(gè)磺基，作為該染料鹽化學(xué)結(jié)構(gòu)中的陰離子堿的陰離子基團(tuán)，使該染料鹽顯示出足夠的向該動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體分散的性能。
可通過衍生自酸性染料的陰離子堿和衍生自有機(jī)胺(如伯胺、仲胺、叔胺、胍和松香胺(rosin amine))的陽離子堿之間的成鹽反應(yīng)制備該染料鹽。該成鹽反應(yīng)可以采用離子反應(yīng)如以下描述一個(gè)具體的方法進(jìn)行。將其分子具有兩個(gè)磺基的酸性染料分散到水中，獲得分散液。將用鹽酸溶解的1.5-2.5摩爾當(dāng)量的有機(jī)胺滴加到該分散液中。攪拌，使反應(yīng)進(jìn)行幾小時(shí)。過濾反應(yīng)混合物，用水洗滌沉淀物，干燥，獲得染料鹽。
有機(jī)胺的例子包括脂族胺和芳族胺。有機(jī)胺的具體例子是脂族胺，如丁胺、己胺、戊胺、辛胺、月桂胺、肉豆寇胺、棕櫚胺、鯨蠟胺、油胺、硬脂胺、二丁胺、2-乙基己胺、二-(2-乙基己基)胺和十二胺；脂環(huán)族胺，如環(huán)己胺、二-環(huán)己胺和松香胺；烷氧基烷胺，如3-丙氧基丙胺、2-乙氧基己胺、二-(3-乙氧基丙基)胺、3-丁氧基丙胺、辛氧基丙胺和3-(2-乙基己氧基)丙胺；具有烷醇基團(tuán)的胺，如N-環(huán)己基乙醇胺和N-十二烷基亞氨基-二-乙醇；二胺，如二甲基氨基丙胺和二丁基氨基丙胺；胍衍生物的胺，如1，3-二苯基胍、1-O-甲苯基胍和二-O-甲苯基胍；或芳族胺，如苯胺、芐胺、萘胺、苯胺、苯二胺、甲基苯二胺、二甲苯二胺和N-單烷基取代物。特別優(yōu)選的是有機(jī)胺是脂環(huán)族或胍衍生物。
(a)關(guān)于單偶氮類染料鹽的解釋例如，上述單偶氮染料鹽含有由單偶氮酸性染料制得的陰離子堿和由有機(jī)胺制得的陽離子堿。單偶氮酸性染料優(yōu)選由下述化學(xué)式(1)表示R1-N＝N-R2…… (1)式中，R1-和R2-的例子如下R1-是無取代基或在芳環(huán)上具有取代基的芳基。這種取代基的例子是烷基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷基，例子如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基；無取代基的或具有如1-4個(gè)碳原子的烷基或鹵素(如氯或溴)作為取代基的芳基，如苯基和萘基；羥基；磺基；羧基；鹵素基團(tuán)，如氯和溴；烷氧基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷氧基，例子如甲氧基、乙氧基或丙氧基；氨基；或無取代基的苯胺基團(tuán)，或具有如1-4個(gè)碳原子的烷基或鹵素(如氯或溴)作為取代基的苯胺基團(tuán)。
-R2是無取代基的或在芳環(huán)上具有取代基的芳基。這種取代基的例子包括烷基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷基，例子如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基；無取代基的或具有如1-4個(gè)碳原子的烷基或鹵素(如氯或溴)作為取代基的芳基，如苯基和萘基；羥基；磺基；羧基；鹵素基團(tuán)，如氯和溴；烷氧基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷氧基，例子如甲氧基、乙氧基或丙氧基；氨基；或無取代基的或具有如1-4個(gè)碳原子的烷基或鹵素(如氯或溴)作為取代基的苯胺基團(tuán)。
或者，-R2是具有取代基的吡唑啉酮基。這種取代基的例子是烷基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷基，例子如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基；無取代基的或具有如1-4個(gè)碳原子的烷基或鹵素(如氯或溴)作為取代基的芳基，如苯基和萘基；羥基；磺基；羧基；鹵素基團(tuán)，如氯和溴；烷氧基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷氧基，例子如甲氧基、乙氧基或丙氧基。
R1-和R2-中至少有一個(gè)以磺基作為取代基，即-SO3M，M是鹵素原子、堿金屬或銨。
即，化學(xué)式(1)代表的單偶氮酸性染料在其化學(xué)結(jié)構(gòu)中至少具有一個(gè)磺基。
上述化學(xué)式(1)代表的單偶氮酸性染料的例子是下述化合物例。當(dāng)然，本發(fā)明并不限于這些化合物 化合物例1-1 化合物例1-3
化合物例1-4 化合物例1-5 化合物例1-6(b)雙偶氮類染料鹽的解釋例如，上述雙偶氮染料鹽含有由雙偶氮酸性染料制得的陰離子堿和由有機(jī)胺制得的陽離子堿。雙偶氮酸性染料優(yōu)選由以下化學(xué)式(2)表示R3-N＝N-E-N＝N-R4……(2)式中，R3-、R4-和-E-的例子如下R3-與R4-可以是相同或不同的，是無取代基的或在芳環(huán)上具有取代基的芳基。這種取代基的例子是烷基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷基，例子如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基；無取代基的或具有如1-4個(gè)碳原子的烷基或鹵素(如氯或溴)作為取代基的芳基，如苯基和萘基；羥基；磺基；羧基；鹵素基團(tuán)，如氯和溴；烷氧基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷氧基，例子如甲氧基、乙氧基或丙氧基；氨基；或無取代基的或具有如1-4個(gè)碳原子的烷基或鹵素(如氯或溴)作為取代基的苯胺基團(tuán)。
或者，R3-與R4-中的一個(gè)是無取代基的或具有取代基的吡唑啉酮基。這種取代基的例子是烷基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷基，例子如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基；無取代基的或具有如1-4個(gè)碳原子的烷基或鹵素(如氯或溴)作為取代基的芳基，如苯基和萘基；羥基；羧基；磺基；鹵素基團(tuán)，如氯和溴；或烷氧基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷氧基，例子如甲氧基、乙氧基或丙氧基。
-E-由以下化學(xué)式(3)、(4)或(5)表示 式中，-R5和-R6的例子如下-R5和-R6可以相同或不同，是氫原子；帶取代基或不帶取代基的具有1-8個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基；鹵素基團(tuán)，如氯和溴；烷氧基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷氧基，例子如甲氧基、乙氧基或丙氧基；或磺基，即-SO3M，其中M的定義與前述定義相同。
式中，-R7和-R8的定義如下-R7和-R8各不相同，是氫原子或磺基，即-SO3M，其中M的定義與前述定義相同。
式中，-R9的定義如下-R9是磺基，即-SO3M，其中M的定義與前述定義相同。
-E-、-R3和-R4中至少有一個(gè)以磺基(即-SO3M，其中M的定義與前述定義相同)作為取代基。
由上述化學(xué)式(2)代表的雙偶氮酸性染料的具體例子是表1列出的各化合物例。當(dāng)然，本發(fā)明并不僅僅限于這些化合物。
表1 (c)蒽醌類染料鹽的解釋例如，上述蒽醌類染料鹽含有由蒽醌類酸性染料制得的陰離子堿和由有機(jī)胺制得的陽離子堿。蒽醌類酸性染料優(yōu)選由以下化學(xué)式(6)或(7)表示 式中，-R10、-R11、-R12、-R13、-R14、-R15、-R16和-R17的例子如下。
-R10是氫原子；羥基；無取代基的或具有諸如烷基、鹵素基團(tuán)、芳基和環(huán)烷基之類的取代基的氨基。
-R11和-R12相同或不同，其中之一是氫原子；烷基，如具有1-12個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基；鹵素基團(tuán)，如氯和溴；烷氧基，如具有1-12個(gè)碳原子的烷氧基，例子如甲氧基、乙氧基或丙氧基；或磺基，即-SO3M，其中M的定義與前述定義相同。
-R13、-R14、-R15、-R16和-R17可以相同或不同，是氫原子；烷基，如具有1-12個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基；?；货０坊?；酰基-N-烷基酰胺基，其中烷基如具有1-8個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基；鹵素基團(tuán)，如氯和溴；烷氧基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷氧基，如甲氧基、乙氧基和丙氧基；或磺基，即-SO3M，其中M的定義與前述定義相同。
-R10、-R11、-R12、-R13、-R14、-R15、-R16和-R17中至少有一個(gè)是磺基。
即，上述化學(xué)式(6)表示的蒽醌類酸性染料在其化學(xué)結(jié)構(gòu)中具有一個(gè)磺基。
式中，-R18、-R19、-R20、-R21、-R22、-R23、-R24-R25、-R26、-R27、-R28和-R29的例子如下。
-R23和-R24可以相同或不同，是氫原子；烷基，如具有1-12個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基；鹵素基團(tuán)，如氯和溴；烷氧基，如具有1-12個(gè)碳原子的烷氧基，例子如甲氧基、乙氧基或丙氧基；氨基；硝基；或磺基，即-SO3M，其中M的定義與前述定義相同。
-R18、-R19、-R20、-R21、-R22、-R25、-R26、-R27、-R28和-R29可以相同或不同，是氫原子；烷基，如具有1-12個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基；?；?；酰胺基；酰基-N-烷基酰胺基，其中烷基如具有1-8個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基；鹵素基團(tuán)，如氯和溴；烷氧基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷氧基，如甲氧基、乙氧基和丙氧基；或磺基，即-SO3M，其中M的定義與前述定義相同。
-R18、-R19、-R20、-R21、-R22、-R23、-R24、-R25、-R26、-R27、-R28和-R29中至少有一個(gè)是磺基。
即，化學(xué)式(7)代表的蒽醌類酸性染料在其化學(xué)結(jié)構(gòu)中具有一個(gè)磺基。
上述化學(xué)式(6)和(7)代表的蒽醌類酸性染料的例子是下述化合物例。當(dāng)然，本發(fā)明并不限于這些化合物。
化合物例3-1 化合物例3-2 化合物例3-3 化合物例3-4
化合物例3-5 化合物例3-6 化合物例3-7 化合物例3-8(d)蒽吡啶酮類染料鹽的解釋例如，上述蒽吡啶酮類染料鹽含有由蒽吡啶酮類酸性染料制得的陰離子堿和由有機(jī)胺制得的陽離子堿。蒽吡啶酮類酸性染料能對(duì)彈性體進(jìn)行鮮明的染色，并具有足夠的激光透過率，在激光可透性組合物成型時(shí)和激光焊接時(shí)所必需的耐熱性，作為用于激光焊接的紅色染料(尤其是著色劑)在實(shí)用上具有足夠的性能。
蒽吡啶酮類酸性染料優(yōu)選由下述化學(xué)式(8)代表 式中，-R30、-R31、-R32、-R33、-R34、-R35、m和n的例子如下。
-R30是氫原子，或無取代基的或在苯環(huán)上具有取代基的苯甲?；＿@種取代基的例子是具有取代基如具有1-3個(gè)碳原子的烷基(如甲基或乙基或丙基)、具有1-3個(gè)碳原子的烷氧基(如甲氧基或乙氧基或丙氧基)、羥基和鹵素基團(tuán)(如氯或溴或碘或氟)的或無取代基的苯基；具有1-3個(gè)碳原子的烷氧基，如甲氧基、乙氧基和丙氧基；羥基；或鹵素基團(tuán)，如氯、溴、碘或氟。
R31-是氫原子；烷基，如具有1-5個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基；無取代基的或在芳環(huán)具有取代基的芳基，所述取代基如具有1-3個(gè)碳原子的低級(jí)烷基、鹵素基團(tuán)如氯、溴、碘或氟，該芳基具體是苯基、萘基、低級(jí)烷基取代的苯基、低級(jí)烷基取代的萘基、鹵化的苯基或鹵化的萘基；烷氧基，如具有1-18個(gè)碳原子的烷氧基，如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基或己氧基；氨基；羥基；或鹵素基團(tuán)，如氯、溴、碘或氟。
R32-和R33-是氫原子；烷基，如具有1-5個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基；無取代基的或在芳環(huán)具有取代基的芳基，所述取代基如具有1-3個(gè)碳原子的低級(jí)烷基、鹵素基團(tuán)(如氯、溴、碘或氟)，所述芳基具體是苯基、萘基、低級(jí)烷基取代的苯基、低級(jí)烷基取代的萘基、鹵化的苯基或鹵化的萘基；鏈烯基，如具有2-18個(gè)碳原子的鏈烯基，如乙烯基、烯丙基、丙烯基或丁烯基；烷氧基，如具有1-18個(gè)碳原子的烷氧基，如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基或己氧基；氨基；羥基；鹵素基團(tuán)，如氯、溴、碘或氟；酰基，如甲酰基、乙?；⒈；⒍□；?、戊?；?、苯甲酰基和甲苯?；货Ｑ趸?，如-O-乙酰基、-O-丙?；?、-O-苯甲?；?O-甲苯?；?；酰胺基，如甲酰胺基和乙酰胺基；磺基；?；?N-烷基酰胺基；羧基；烷氧基羰基，如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基和丁氧基羰基；或環(huán)己基酰胺基。
或者，R32-和R33-是以下化學(xué)式(9)代表的基團(tuán) 式中，-X-、R36-、R37-和M的定義如下。
-X-是-O-或-NH-。
R36-和R37-可以相同或不同，是氫原子；烷基，如具有1-5個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基或叔丁基；無取代基的或在其芳環(huán)具有取代基的芳基，所述取代基如具有1-3個(gè)碳原子的低級(jí)烷基和鹵素基團(tuán)(如氯、溴、碘或氟)，該芳基具體是苯基、萘基、低級(jí)烷基取代的苯基、低級(jí)烷基取代的萘基、鹵化的苯基或鹵化的萘基；鏈烯基，如具有2-18個(gè)碳原子的鏈烯基，如乙烯基、烯丙基、丙烯基或丁烯基；烷氧基，如具有1-18個(gè)碳原子的烷氧基，如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基或己氧基；氨基；羥基；鹵素基團(tuán)，如氯、溴、碘或氟；?；?，如甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁?；?、戊?；⒈郊柞；图妆锦；货Ｑ趸?，如-O-乙?；?、-O-丙酰基、-O-苯甲酰基和-O-甲苯?；?；酰胺基，如甲酰胺基和乙酰胺基；?；?N-烷基酰胺基；羧基；烷氧基羰基，如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基和丁氧基羰基；或環(huán)己基酰胺基。
M是氫原子、堿金屬或銨。
R34-是氫原子；烷基，如具有1-5個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基或叔丁基；烷氧基，如具有1-18個(gè)碳原子的烷氧基，如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基或己氧基；或羥基。
R35-是氫原子；烷基，如具有1-5個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基或叔丁基；烷氧基，如具有1-18個(gè)碳原子的烷氧基，如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基或己氧基；或羥基。
M是氫原子、堿金屬或銨。
m是1、2或3。
n是1、2或3。
當(dāng)蒽吡啶酮類酸性染料存在多個(gè)-R34時(shí)，各個(gè)-R34可相同或各自不同。當(dāng)存在多個(gè)磺基(包括化學(xué)式(9)中的磺基)，即-SO3M(M的定義同上)時(shí)，各M可以相同或各自不同。
上述化學(xué)式(8)代表的蒽吡啶酮類酸性染料的例子是以下化合物例。當(dāng)然，本發(fā)明并不僅限于這些化合物。
化合物例4-1 化合物例4-2
化合物例4-3 化合物例4-4 化合物例4-5 化合物例4-6
(e)三苯基甲烷類染料鹽的解釋例如，上述三苯基甲烷類染料鹽含有由三苯基甲烷酸性染料制得的陰離子堿和由有機(jī)胺制得的陽離子堿。三苯基甲烷酸性染料優(yōu)選由以下化學(xué)式(10)表示 式中，-R38、-R39、-R40、A1-、-A2、B1-和-B2的定義如下。
-R38是氫原子；烷基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基。
-R39是氫原子；烷基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基；羥基；羧基或磺基。
-R40是氫原子；磺基；我取代基的或在其芳環(huán)上具有取代基的芳基，如苯基、甲苯基和萘基。這種取代基的例子是磺基；羥基；硝基；氨基；鹵素基團(tuán)，如氯或溴；羧基；烷氧基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷氧基，如甲氧基、乙氧基或丙氧基；或烷基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基或辛基。
或者，-R40是下述化學(xué)式(11)代表的基團(tuán) 式中-R41和-R42的定義如下。
-R41和-R42可以相同或不同，是氫原子；無取代基的或具有取代基的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基和辛基，所具有的取代基的例子是磺基；羥基；硝基；氨基；鹵素基團(tuán)如氯和溴；羧基；烷氧基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷氧基，如甲氧基、乙氧基或丙氧基；無取代基的或具有取代基的芳基，如苯基、甲苯基和萘基，所具有的取代基的例子是磺基；羥基；硝基；氨基；鹵素基團(tuán)，如氯和溴；羧基；烷氧基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷氧基，如甲氧基、乙氧基或丙氧基；烷基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基或叔丁基；無取代基的或具有取代基的芳烷基，如芐基、α-甲基芐基、α，α-二甲基芐基、α-丁基芐基、苯乙基、萘基烷基(如萘基甲基或萘基乙基)，所述取代基的例子是磺基；羥基；硝基；氨基；鹵素基團(tuán)如氯或溴；羧基；烷氧基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷氧基，如甲氧基、乙氧基或丙氧基；或烷基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基。
A1-和-A2可以相同或不同，是氫原子；無取代基的或具有取代基的烷基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基。這種取代基的例子是羥基和鹵素基團(tuán)，如氯和溴。
B1-和-B2可以相同或不同，是無取代基的或具有取代基的芳基，如苯基、甲苯基和萘基，所述取代基的例子是磺基；羥基；硝基；氨基；鹵素基團(tuán)如氯和溴；羧基；烷氧基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷氧基，如甲氧基、乙氧基、丙氧基或丁氧基；烷基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基。無取代基的或具有取代基的芳烷基，如芐基、α-甲基芐基、α，α-二甲基芐基、α-丁基芐基、苯乙基、萘基烷基(如萘基甲基或萘基乙基)，所述取代基的例子是磺基；羥基；硝基；氨基；鹵素基團(tuán)如氯或溴；羧基；烷氧基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷氧基，如甲氧基、乙氧基、丙氧基或丁氧基；或烷基，如具有1-8個(gè)碳原子的烷基，如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、己基、庚基或辛基。
-R38、-R40、B1-和B2-中的一個(gè)或多個(gè)具有磺基，即-SO3M，其中M的定義同上。
上述化學(xué)式(10)代表的三苯基甲烷類酸性染料的例子是以下化合物例。當(dāng)然，本發(fā)明并不限于這些化合物例。
表2 這些染料所產(chǎn)生的色調(diào)的最大吸收波長(zhǎng)范圍為400-700納米，如黃色、橙色、紅色、褐色、綠色、藍(lán)色、紫色、灰色和黑色等。激光可透性組合物中所含的染料鹽僅具有除該染料的可見光輻射吸收區(qū)域外的吸收范圍，或者該吸收區(qū)域也具有吸收范圍?？赏ㄟ^混合而使用這些能透射波長(zhǎng)范圍為800-1200納米的激光的一種或多種染料。也可將作為著色劑的其它同樣具有良好的激光透過率(能產(chǎn)生諸如黃色、橙色、紅色、褐色、綠色、藍(lán)色和紫色等色調(diào))的染料著色劑與所述染料鹽適當(dāng)?shù)鼗旌稀?br> 例如，使藍(lán)色或綠色染料與其他的紅色染料著色劑和黃色染料著色劑混合，而制得產(chǎn)生黑色色調(diào)的混合的著色劑。具有灰色或黑色色調(diào)的激光可透性組合物對(duì)于其工業(yè)應(yīng)用而言是重要的。
例如，通過使綠色或藍(lán)色或紫色染料(如蒽醌類染料和三苯基甲烷類染料)與黃色(如單偶氮染料)和/或紅色的著色劑(如雙偶氮染料和蒽吡啶酮類染料)混合，可制得顯示各種色調(diào)的混合的著色劑，例如具有綠色色調(diào)，如藍(lán)色與黃色的組合；紫色色調(diào)，如藍(lán)色與紅色的組合；或黑色色調(diào)，如藍(lán)色與紅色與黃色的組合、紫色與黃色的組合或藍(lán)色與紅色的組合。
此外，在不偏離本發(fā)明所需效果的情況下，著色劑可包含已知的一種或多種染料或色素。已知染料或色素的例子是有機(jī)染料或色素，如偶氮系染料或色素、金屬化(metallized)偶氮系染料或色素、偶氮酚(naphtholazo)系染料或色素、偶氮色淀(azolake)系染料或色素、偶氮甲堿(azomethine)系染料或色素、蒽醌系染料或色素、喹吖啶酮系染料或色素、二噁嗪系染料或色素、二酮吡咯并吡咯(diketopyrrolopyrrole)系染料或色素、蒽吡啶酮系染料或色素、異吲哚酮(isoindolinone)系染料或色素、陰丹酮系染料或色素、perinone系染料或色素、苝系染料或色素、靛藍(lán)(indigo)系染料或色素、硫靛系染料或色素、喹酞酮(quinophthalone)系染料或色素、喹啉系染料或色素、苯并咪唑酮系染料或色素和三苯基甲烷系染料或色素。
著色劑在激光可透性組合物中的含量?jī)?yōu)選為動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體的0.01-10重量％，更優(yōu)選的是0.05-5重量％，還更優(yōu)選的是0.05-2重量％。
含有著色劑的經(jīng)著色的激光可透性組合物在840納米波長(zhǎng)處的激光透過率以T1表示。不含有著色劑的未著色的同一激光可透性組合物在840納米波長(zhǎng)處的激光透過率以T2表示。T1/T2大于等于0.5，較佳為0.7-1.0，更佳為0.8-1.0。
以下將解釋激光吸收性模制加工件2。激光吸收性模制加工件2優(yōu)選由含有上述經(jīng)激光吸收劑兼黑色著色劑(如炭黑)著色的熱塑性彈性體或熱塑性樹脂的激光吸收性組合物制成。優(yōu)選的是，該炭黑的一次粒徑為18-30納米。這種炭黑可非常均勻地分散。結(jié)果可獲得能以高吸收率吸收激光的激光吸收性模制加工件。可與炭黑一起使用苯胺黑(nigrosine)染料，以更好地控制激光吸收率。
上述熱塑性樹脂的例子是聚酰胺樹脂；聚乙烯樹脂；聚丙烯類樹脂；聚苯乙烯樹脂；聚丙烯酸甲酯(polymethacryl)樹脂；聚丙烯酰胺樹脂；乙烯-乙烯醇(EVOH)樹脂；聚酯樹脂，如聚碳酸酯樹脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)樹脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯樹脂(PBT)?？墒褂脝畏N或多種樹脂。
其他例子是含有滑石粉作為填充劑熱塑性樹脂，如聚丙烯類樹脂。更優(yōu)選的是熱塑性樹脂含有滑石粉，因?yàn)樵摌渲臋C(jī)械強(qiáng)度和幾何穩(wěn)定性得到提高。
含有熱塑性彈性體(即橡膠)或熱塑性樹脂的激光吸收性組合物可不含有炭黑。可使用其他著色劑和其他激光吸收劑替換炭黑，如使用苯胺黑(nigrosine)、苯胺黑(aniline black)、酞菁、萘胺藍(lán)、苝、季里烯(quaterrylene)、金屬絡(luò)合物、方形酸(square acid)衍生物、亞銨類(immonium)類染料、聚甲炔染料(polymethin)等。此外，可使用與激光吸收劑兼著色劑替換炭黑。使用激光吸收性組合物，可獲得具有彩色色調(diào)如黃色、橙色、紅色、褐色、綠色、藍(lán)色和紫色的激光吸收性模制加工件。
激光吸收性組合物中的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體在未著色情況下的熔點(diǎn)為160-210℃。當(dāng)其熔點(diǎn)在該范圍之內(nèi)時(shí)，動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體具有優(yōu)異的可分散性，并防止著色劑劣化。因此，含有該彈性體的激光吸收性組合物具有優(yōu)異的表面光澤以及外觀。
測(cè)量所述動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體的熔點(diǎn)的方法與前述測(cè)量用于激光可透性組合物的彈性體的熔點(diǎn)的方法相同。
激光吸收性組合物中著色劑的含量為動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體或熱塑性樹脂的0.01-10重量％，優(yōu)選是0.05-5重量％。形成激光吸收性模制加工件的方法與形成激光可透性模制加工件的方法相同，除了含有激光吸收劑以外。
尤其是，黑色的模制加工件在工業(yè)上有重要的應(yīng)用。對(duì)于鮮明的著色而言，具有高透明度的熱塑性彈性體材料的種類的選擇、具有良好的熱塑性彈性體材料分散的性能的著色劑種類的選擇、正確的混煉條件的設(shè)定都是重要的。選擇在相對(duì)于熱塑性彈性體添加的含量為0.1重量％的條件下具有1.5或更高的光密度(即OD值)的熱塑性彈性體可獲得優(yōu)異的黑色材料。
采用動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體能夠使色素(尤其是炭黑)充分分散。因此，能表現(xiàn)出均勻的激光能量吸收性，并實(shí)現(xiàn)規(guī)則的激光焊接。此外，彈性體具有較高的透明度，與黑色染料或色素混合的彈性體不會(huì)顯示出灰色，即使添加量少，彈性體也顯示出鮮明的黑色。因此，該彈性體是最佳的激光吸收性材料。優(yōu)選的是，動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體是乙烯-α-烯烴共聚物彈性體。
用于形成本發(fā)明的激光可透性模制加工件或激光吸收性模制加工件的組合物可根據(jù)實(shí)際的用途或目的適當(dāng)?shù)睾懈鞣N增強(qiáng)劑或填充劑?？墒褂猛ǔＳ脕碓鰪?qiáng)合成樹脂的增強(qiáng)劑或填充劑，而且對(duì)它們的形狀沒有特殊的限定，如纖維、盤狀、粉末或顆粒等。可使用適合需要的填充劑。
填充劑的例子是盤狀的填充劑，如云母、絹云母和玻璃片；硅酸鹽，如滑石粉、高嶺土、粘土、硅灰石、皂土、石棉和硅酸鋁；金屬氧化物，如氧化鋁、二氧化硅、氧化鎂、氧化鋯和氧化鈦；碳酸鹽，如碳酸鈣、碳酸鎂和白云石；硫酸鹽，如硫酸鈣和硫酸鋇；和粒狀填充劑，如玻璃珠、陶瓷珠、氮化硼和碳化硅。填充劑的含量?jī)?yōu)選為5-50重量％?？赏瑫r(shí)使用多種該纖維狀增強(qiáng)劑和填充劑。此外，如果將該纖維狀增強(qiáng)劑和填充劑用表面處理劑(如偶聯(lián)劑，如硅烷類、環(huán)氧類或鈦酸鹽類)處理后再使用則更為理想，因?yàn)檫@樣可獲得更足夠的機(jī)械強(qiáng)度。更優(yōu)選的是使用滑石粉，因?yàn)檫@樣的話機(jī)械強(qiáng)度和幾何穩(wěn)定性將得到改善。
除此之外，纖維狀增強(qiáng)劑的例子是玻璃纖維、碳纖維或其它無機(jī)纖維；有機(jī)纖維，如芳族聚酰胺纖維(aramid)、聚苯硫醚、尼龍、聚酯和液晶聚合物；纖維狀鈦酸鉀晶須、纖維狀鈦酸鋇晶須、纖維狀硼酸鋁晶須、纖維狀四氮化三硅晶須。它們的含量?jī)?yōu)選為100重量％動(dòng)態(tài)交聯(lián)熱塑性彈性體或熱塑性樹脂的5-120重量％。如果該含量少于5重量％，玻璃纖維將難以產(chǎn)生足夠的增強(qiáng)效果。如果該含量超過120重量％，它往往會(huì)降低模塑性能。更優(yōu)選的范圍是10-60重量％，還更優(yōu)選的是20-50重量％。
如果需要，用于形成本發(fā)明的激光可透性模制加工件或激光吸收性模制加工件組合物可與各種添加劑混合。添加劑的例子是助色劑，如氧化鈦和氧化鋅；分散劑；穩(wěn)定劑；增塑劑；修飾劑；紫外吸收劑；光穩(wěn)定劑；氧化抑制劑，如酚類和磷化合物類；抗靜電劑；潤(rùn)滑劑；脫模劑；結(jié)晶加速劑；晶核劑(crystallinegerm)，如金屬磷酸鹽、金屬碳酸鹽和亞芐基山梨糖醇；和阻燃劑。
可采用任選的方法由用于形成激光可透性模制加工件或激光吸收性模制加工件的組合物制備母料，如采用以下的方法制備。在混合器如滾筒(tumbler)或高速攪拌器中將著色劑和動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體的顆?；旌?，作為母料的基料。然后，用擠出機(jī)、分批擠出機(jī)或軋輥捏煉機(jī)對(duì)該基料加熱捏揉，獲得粒狀的或粗顆粒的母料。
可采用常規(guī)的方法使用于形成激光可透性模制加工件或激光吸收性模制加工件的組合物模塑。例如，可以使用著色的顆粒和模塑機(jī)器如擠出機(jī)、注模機(jī)和輥碾壓機(jī)車成型。此外，也可以通過用合適的混合器將半透明的熱塑性彈性體顆粒、粉碎的著色劑和按需添加的添加劑混合，然后將制得的混合物用模塑機(jī)器成型?？蓪?shí)施任何常規(guī)的模塑方法。模塑方法的例子是注模、擠出成型、壓塑、發(fā)泡、吹塑、真空模塑、注坯吹塑、旋轉(zhuǎn)模塑、壓延模塑(calender molding)、流延成型。采用這些模塑方法，可由熱塑性彈性體或熱塑性樹脂制得具有各種形狀的模制加工件。
以下將解釋對(duì)本發(fā)明激光可透性組合物進(jìn)行激光焊接的方法。下文中，結(jié)合圖1解釋激光焊接法的一個(gè)實(shí)施例。
如圖1所示，將由激光可透性組合物制得的激光可透性模制加工件1的邊緣的梯級(jí)4與激光吸收性模制加工件2的邊緣的梯級(jí)5拼接在一起。從激光可透性模制加工件1的一側(cè)向激光吸收性加工件2那一側(cè)照射激光3。從該激光可透性模制加工件1透過的激光3被該激光吸收性模制加工件2吸收，并產(chǎn)生放熱。該激光吸收性模制加工件2上吸收激光區(qū)域的附近區(qū)域由于該熱量而熔化。然后，它使該激光可透性模制加工件1熔化，從而使兩塊加工件在焊接位置6熔合。冷卻后，該激光可透性模制加工件1和激光吸收性模制加工件2以足夠的焊接強(qiáng)度穩(wěn)固地連接在一起。
以下將描述本發(fā)明更優(yōu)選的激光焊接法的具體實(shí)施例。
圖1顯示了該方法的第一個(gè)實(shí)施例。將由含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體A和染料鹽的激光可透性組合物制成的激光可透性模制加工件1、由含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體B和激光吸收劑7的激光吸收性組合物制成的激光吸收性模制加工件2拼接在一起。從激光可透性模制加工件1一側(cè)照射激光，進(jìn)行激光焊接。在此實(shí)施例中，動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體A優(yōu)選具有35％或更高的透過率。
還可通過對(duì)該激光可透性模制加工件1和由含有激光吸收劑和聚丙烯類樹脂的組合物制成的熱塑性樹脂形成的激光吸收性模制加工件2進(jìn)行激光焊接，從而實(shí)施該激光焊接法。
在圖2顯示的該方法的第二個(gè)實(shí)施例中，將與上述第1個(gè)實(shí)施例中使用的加工件相同的激光吸收性模制加工件2放在與上述第1個(gè)實(shí)施例中使用的加工件相同的兩塊激光可透性模制加工件1之間。分別從兩塊激光可透性模制加工件1的暴露側(cè)照射激光，進(jìn)行激光焊接。
此外，兩塊激光可透性模制加工件1中之一可換成由可被著色的激光可透性熱塑性樹脂制成的加工件。此外，可將該激光吸收性模制加工件2替換成由上述激光吸收性熱塑性樹脂制成的加工件。
結(jié)合圖2描述該方法的第三個(gè)實(shí)施例。將一塊與第1實(shí)施例的加工件同種的非常薄的激光吸收性模制加工件2放在與第1實(shí)施例的加工件相同的兩塊激光可透性模制加工件1之間，使它們相接在一起。僅從所述兩塊激光可透性加工件1的任一側(cè)(如圖2所示的上面一側(cè))照射激光3，進(jìn)行激光焊接。激光被超薄的激光吸收性模制加工件2吸收，并產(chǎn)生放熱，從而實(shí)現(xiàn)兩塊激光可透性模制加工件1與激光吸收性模制加工件2的激光焊接。
此外，可將兩塊激光可透性模制加工件1中的任一塊替換成由可被著色的激光可透性熱塑性樹脂、激光吸收性熱塑性彈性體或激光吸收性熱塑性樹脂制成的加工件。此外，該激光吸收性模制加工件2可被替換成由上述激光吸收性熱塑性樹脂制成的加工件。
圖3顯示該方法的第4個(gè)實(shí)施例。將與第1實(shí)施例中的加工件相同的兩塊激光可透性模制加工件中的任一件涂上含有激光吸收劑7的墨水或涂料，得到具有含有激光吸收劑的涂層8的激光吸收性模制加工件2。將該加工件2與另一激光可透性模制加工件1相接。向它們的兩側(cè)照射激光3來進(jìn)行激光焊接。
此外，可將具有含有激光吸收劑的涂層8的激光吸收性模制加工件2替換成具有含激光吸收劑的著色層8、并由可被著色的激光可透性熱塑性樹脂制成的加工件。例如，通過用含有該激光吸收劑和樹脂(如果需要的話)的墨水和/或涂料制備含有激光吸收劑的涂層8?？刹捎萌芜x的方法進(jìn)行涂布，如噴涂，用標(biāo)記筆、毛刷或毛筆刷涂抹。涂層8的厚度優(yōu)選為0.1毫米或更少。
以下結(jié)合圖3描述該方法的第5個(gè)實(shí)施例。將含有激光吸收劑7的墨水或涂料涂布在與第1實(shí)施例的加工件相同的兩塊激光可透性模制加工件中的任一件上，獲得具有含激光吸收劑的涂層8的激光吸收性模制加工件2。在該加工件2上放上另一激光可透性模制加工件1。僅從后一激光可透性模制加工件1那一側(cè)照射激光3。激光3被該薄的激光吸收層8吸收，并產(chǎn)生發(fā)熱，從而通過該激光吸收層8進(jìn)行加工件1和加工件2的激光焊接。
此外，可將具有激光吸收層8(含有激光吸收劑)的激光吸收性模制加工件2替換成由可被著色的激光可透性熱塑性樹脂、激光吸收性熱塑性彈性體或激光吸收性熱塑性樹脂制成的加工件。
這些激光焊接法可分別將由硬度相同或不同的含有聚烯烴熱塑性彈性體的激光可透性組合物和激光吸收性組合物制成的加工件連接起來。
該激光焊接法具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)不需要使激光束源與要焊接的加工件的位置接觸即可實(shí)施焊接；(2)局部放熱對(duì)焊接位置外周的熱影響??；(3)沒有機(jī)械振動(dòng)的干擾；(4)可對(duì)微型的加工件或三維的加工件進(jìn)行焊接；(5)可以維持足夠的氣密性；(6)用肉眼觀察不到焊接的邊界線，因?yàn)樵诤附颖砻嫔蠜]有毛口產(chǎn)生；(7)不產(chǎn)生灰塵；等等。
此外，可將它應(yīng)用于汽車產(chǎn)品的部件和電子或電氣產(chǎn)品的部件，用于實(shí)際的用途。
在激光焊接法中，激光可透性模制加工件的激光透過率在用于激光焊接的照射激光波長(zhǎng)〔即在約800納米的半導(dǎo)體激光波長(zhǎng)到約1200納米的釔鋁石榴石激光器(YAG)波長(zhǎng)范圍內(nèi)〕下至少為20％。而且，優(yōu)選的是，在實(shí)際使用的一種或多種振蕩波長(zhǎng)如808納米、840納米、940納米和1064納米的條件下紅外線透過率至少為20％。如果透過率小于該范圍，將無法透過足量的這些波長(zhǎng)的激光。由此，模制加工件的強(qiáng)度不夠，或需要異常多的激光能量。
對(duì)于激光焊接，將激光可透性模制加工件與激光吸收性模制加工件放在一起并固定、從而使它們之間的間隙非常小的方法是重要的。優(yōu)選的是，通過使用與該模制加工件形狀吻合的固定工具(如夾具)將該間隔調(diào)整在0.02毫米范圍之內(nèi)。如果模制加工件之間的間隔為0.02毫米，與沒有間隔相比，焊接的強(qiáng)度將下降一半。如果模制加工件的間隔為0.05毫米或更多，則難以進(jìn)行焊接。
激光照射方法的例子是掃描型方法，即通過激光照射儀器的掃描而移動(dòng)激光；屏蔽型方法，即移動(dòng)的是焊接的加工件；多方位照射型方法，即焊接的加工件由從多個(gè)方位照射出的激光照射；等等。在汽車工業(yè)中所需的激光照射方法是掃描型方法。其掃描速率較佳是5m/分鐘，這樣可以獲得出眾的生產(chǎn)率。
原理上，激光焊接利用了激光光能向熱能的轉(zhuǎn)換。因此，焊接的性能明顯地受到激光焊接條件的影響。
通常，可以以下式子計(jì)算激光吸收性模制加工件從照射的激光接收的熱量K熱量(J/mm2)＝激光輸出能量(W)/〔掃描速率(mm/秒)×激光點(diǎn)的直徑(mm)〕掃描速率需要提高，以提高生產(chǎn)率。根據(jù)上述式子，可以看出需要具有高輸出能量的激光焊接機(jī)器。
激光吸收性模制加工件表面上需要具有適當(dāng)?shù)臒崃?，以提高焊接?qiáng)度。因此，需要通過測(cè)試各種條件來設(shè)置最佳的條件。條件的例子是提高激光的輸出能量，適當(dāng)減緩掃描速率，和降低該激光吸收性模制加工件上激光照射區(qū)域的激光點(diǎn)的直徑。如果激光照射的表面上的熱量過多，焊接點(diǎn)上會(huì)由于該熱量而出現(xiàn)過大的變形，導(dǎo)致模制加工件的外觀變差。如果該熱量太多，該激光吸收性模制加工件會(huì)冒煙。因此，設(shè)置適當(dāng)?shù)募す夂附訔l件是重要的。
通過掃描照射激光而提供給激光吸收性模制加工件表面的熱量K(J/mm2)優(yōu)選滿足以下式子(I)K＝(p×T)/(100×q×d)≥0.5 (I)式中，p(W)是激光的輸出。T(％)是該激光可透性模制加工件在激光波長(zhǎng)下的透過率，q(mm/秒)是掃描速率，d(mm)是激光在表面上的輻照點(diǎn)的直徑。
下文將描述使用本發(fā)明的激光可透性組合物和激光吸收性組合物的激光焊接制品的實(shí)施例。
本發(fā)明的激光焊接制品由焊接在一起的上述由激光可透性組合物制成的激光可透性模制加工件和由上述激光吸收性組合物制成的激光吸收性模制加工件構(gòu)成。
通過使激光可透性樹脂組合物模塑而制造激光可透性模制加工件。至少使動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體和染料鹽混合而制備激光可透性組合物，該彈性體在未著色的情況下的熔點(diǎn)為160-210℃，該著色劑能透過波長(zhǎng)為800-1200納米的激光。如果需要，前述組合物中還可以摻入添加劑。
另一方面，激光吸收性模制加工件至少具有與該激光可透性模制加工件接觸的激光吸收層。激光吸收性模制加工件的例子是由含有添加的激光吸收劑的激光吸收性組合物制成的加工件，和具有含激光吸收劑的樹脂層的加工件。
可照射激光一次或多次來制造本發(fā)明的激光焊接制品。通過照射激光多次而制得的激光焊接制品的例子是焊接一個(gè)激光可透性模制加工件和一個(gè)激光吸收性模制加工件和另一個(gè)激光可透性模制加工件構(gòu)成的激光焊接制品。當(dāng)激光吸收性模制加工件是薄的加工件時(shí)，可能只需照射激光一次就可進(jìn)行牢固的焊接。當(dāng)激光吸收性模制加工件是厚的加工件時(shí)，應(yīng)照射激光多次來進(jìn)行焊接。
以下結(jié)合附圖描述制造激光焊接制品的具體制造工序。
雖然本發(fā)明的激光焊接制品可由以下步驟(A)到(E)或(F)到(J)制造，但是本發(fā)明制造激光焊接制品的方法并不限于以下這些具體的實(shí)施例。
當(dāng)如圖1所示進(jìn)行制造時(shí)，該方法包括步驟(A)到(E)(A)由含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體和染料鹽的激光可透性組合物制備激光可透性模制加工件1，該彈性體在未著色的情況下的熔點(diǎn)為160-210℃，該著色劑能透過波長(zhǎng)為800-1200納米的激光；(B)將含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體(在未著色情況下熔點(diǎn)為160-210℃)和激光吸收劑7的激光吸收性模制加工件2與上述激光可透性模制加工件1拼接在一起；(C)然后，在激光3能通過該激光可透性模制加工件1傳送的條件下向該激光可透性模制加工件1照射激光3，該激光3被該激光吸收性模制加工件2吸收；(D)照射的激光3到達(dá)激光吸收性模制加工件2并被加工件2吸收，產(chǎn)生放熱，使加工件1和2熔化；(E)激光可透性模制加工件1和激光吸收性模制加工件2在該接觸位置被牢固地焊接在一起。
當(dāng)如圖2所示進(jìn)行制造時(shí)，所述方法包括(F)由含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體和染料鹽的激光可透性組合物制備多塊激光可透性模制加工件1，該彈性體在未著色的情況下的熔點(diǎn)為160-210℃，該著色劑能透過波長(zhǎng)為800-1200納米的激光；(G)將含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體(在未著色情況下熔點(diǎn)為160-210℃)和激光吸收劑7的激光吸收性模制加工件2放在多塊激光可透性模制加工件1之間；(H)然后，在激光3能通過該激光可透性模制加工件1傳送的條件下從多個(gè)方向向該激光可透性模制加工件1照射激光3，該激光3被該激光吸收性模制加工件2吸收；(I)照射的激光3到達(dá)激光吸收性模制加工件2并被加工件2吸收，產(chǎn)生放熱，使加工件1和2熔化；(J)激光可透性模制加工件1和激光吸收性模制加工件2在該接觸位置被牢固地焊接在一起。
當(dāng)如圖3所示進(jìn)行制造時(shí)，其方法與上述方法類似。
以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行描述。本發(fā)明并不限于這些具體實(shí)施例。
表3中制備例1-7顯示了用于之后描述的實(shí)施例的著色劑。比較制備例1-4顯示用于之后描述的比較例的著色劑。在各制備例中，酸性染料對(duì)應(yīng)于上述化合物例。
表3中制備例4-6的著色劑是黑色著色劑，是根據(jù)“混合物比例”欄中顯示的重量比用簡(jiǎn)易混合器混合多種化合物得到的。
表3

下文將描述使用動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體的激光可透性組合物和使用該組合物的激光可透性模制加工件的相同形狀的測(cè)試塊的實(shí)施例。實(shí)施了本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施例是實(shí)施例1-19。而沒有實(shí)施本發(fā)明技術(shù)方案的其它實(shí)施例是比較例1-7。
此外，TPV是動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體的縮寫，TPO是聚烯烴熱塑性彈性體的縮寫。
測(cè)定熔點(diǎn)的方法如下所述。將彈性體樣品固定在得自Shimadzu公司的流動(dòng)試驗(yàn)儀CFT-500D上。在以下條件下測(cè)量該動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體熔化的溫度負(fù)荷為5kgf，?？组L(zhǎng)度為1毫米、直徑為1毫米，溫度以每分鐘5℃從150℃升高到250℃。使用其流動(dòng)曲線分析流出終點(diǎn)和最小點(diǎn)之間的二分之一。對(duì)應(yīng)于該二分之一處的溫度即為熔點(diǎn)。稱此方法為二分之一法。
實(shí)施例1從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A6110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為178.6℃。使用0.40克制備例1的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模，獲得測(cè)試加工件。
如圖1所示，該測(cè)試加工件的長(zhǎng)度為70毫米、寬度為18毫米、厚度為4毫米，在其一個(gè)短側(cè)具有厚度為2毫米、長(zhǎng)度為20毫米(從短邊起算，下側(cè)為空)的梯級(jí)4。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黃色。
實(shí)施例2從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A6110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為178.6℃。使用0.40克制備例2的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的紅色。
實(shí)施例3從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A6110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為178.6℃。使用0.40克制備例3的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的紅色。
實(shí)施例4從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A6110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為178.6℃。使用0.40克制備例4的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的紫色。
實(shí)施例5從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A6110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為178.6℃。使用4.00克制備例4的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黑色。
實(shí)施例6從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A6110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為178.6℃。使用4.00克制備例5的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黑色。
實(shí)施例7從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A6110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為178.6℃。使用4.00克制備例6的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黑色。
實(shí)施例8從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A6110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為178.6℃。使用4.00克制備例7的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的藍(lán)色。
實(shí)施例9從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A9110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為172.0℃。使用0.40克制備例1的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黃色。
實(shí)施例10從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A9110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為172.0℃。使用0.40克制備例2的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的紅色。
實(shí)施例11從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A9110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為172.0℃。使用0.40克制備例3的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的紅色。
實(shí)施例12從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A9110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為172.0℃。使用0.40克制備例4的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的紫色。
實(shí)施例13從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A9110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為172.0℃。使用4.00克制備例4的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黑色。
實(shí)施例14從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A9110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為172.0℃。使用4.00克制備例5的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黑色。
實(shí)施例15從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A9110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為172.0℃。使用4.00克制備例6的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黑色。
實(shí)施例16
從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A8120的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為165.2℃。使用4.00克制備例4的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的藍(lán)-黑色。
實(shí)施例17從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV B8130的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為171.0℃。使用4.00克制備例4的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黑色。
實(shí)施例18從Mitsui Chemicals公司獲得400克商品名為Soft Milastomer的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為202.4℃。使用4.00克制備例4的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黑色。
實(shí)施例19從Mitsui Chemicals公司獲得400克商品名為Hard Milastomer的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為175.5℃。使用4.00克制備例4的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黑色。
比較例1從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A6110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為178.6℃。使用0.40克比較制備例1的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件是綠色的，但通過肉眼觀察可以明顯看到分散不充分。
比較例2-4在比較例2-4中，根據(jù)表4，與比較例1一樣制造測(cè)試加工件。
比較例5從Advanced Elastomer Systems Japan Ltd.獲得400克商品名為Santoprene8211-65的交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為235.1℃。使用4.00克制備例4的著色劑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀稍差，是黑色的。
比較例6從Advanced Elastomer Systems Japan Ltd.獲得商品名為Santoprene 8211-65的未著色交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為235.1℃。
使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)上述化合物進(jìn)行注模。獲得白色的測(cè)試加工件。
比較例7從Advanced Elastomer Systems Japan Ltd.獲得商品名為Vyram 9201-65的未著色聚烯烴熱塑性彈性體，它不具有熔點(diǎn)，因?yàn)樗豢扇刍?，所以無法測(cè)量。
使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)上述化合物進(jìn)行注模。獲得淡黃色的測(cè)試加工件。
表4

激光可透性模制加工件的物性評(píng)估采用以下物性評(píng)估方法評(píng)價(jià)實(shí)施例1-19和比較例1-7獲得的由激光可透性組合物制得的激光可透性模制加工件的測(cè)試加工件，和由交聯(lián)聚烯烴熱塑性樹脂通過同樣成型制得的作為空白對(duì)照的未著色模制測(cè)試加工件。結(jié)果顯示在表5中。
(1)分散性的評(píng)估當(dāng)通過肉眼觀察到由上述注模制得的測(cè)試加工件被均勻地著色時(shí)，將分散性評(píng)價(jià)為優(yōu)異。
(2)透過率測(cè)定將各測(cè)試加工件固定在得自JASCO公司的商品名為V-570的分光計(jì)上。測(cè)定圖1所示的加工件2.0毫米厚的梯級(jí)部分4在400-1200納米波長(zhǎng)λ下的透過率。表5顯示了測(cè)試加工件在840納米半導(dǎo)體激光下的透過率。
(3)耐熱性評(píng)估如實(shí)施例1-19或比較例1-5所述進(jìn)行注模。將一部分混合的化合物進(jìn)行注模的常規(guī)射出(general shot)，獲得初始測(cè)試加工件。將料筒中余下的混合物在此時(shí)的料筒溫度下保持在該料筒中15分鐘，然后同樣射成型(same shot)，得到另外的測(cè)試加工件。
比較經(jīng)常規(guī)射出獲得的初始測(cè)試加工件和保持在料筒中15分鐘再射出獲得的另外的測(cè)試加工件的色調(diào)。如果與初始測(cè)試加工件相比，該另外的測(cè)試加工件的色調(diào)不退色，則將其評(píng)價(jià)為具有耐熱性。
(4)抗?jié)B出的評(píng)價(jià)如實(shí)施例1-19或比較例1-5中所述使用各種著色劑進(jìn)行注模的射出，獲得測(cè)試加工件。將所得的測(cè)試加工件和要進(jìn)行激光焊接的指定加工件疊合在一起。沿該疊合方向施加大約200g/cm2(即1.96N/cm2)的壓力，并在80℃下保持48小時(shí)。然后，觀察顏色向指定加工件的移動(dòng)。如果沒有看到著色劑移動(dòng)時(shí)，將其抗?jié)B出性評(píng)價(jià)為優(yōu)異的。
表5激光可透性模制加工件的測(cè)試加工件的物性評(píng)估


“NC”指僅僅是天然樹脂“○”指優(yōu)異，“△”表明存在少量聚集體，“×”指差，“-”指分散性評(píng)價(jià)試驗(yàn)沒有進(jìn)行測(cè)試。
“○”指優(yōu)異，“×”指差，“-”指在耐熱性和抗?jié)B出性評(píng)價(jià)試驗(yàn)沒有進(jìn)行測(cè)試。
下文的實(shí)施例20-27和比較例8-9描述使用動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體或聚丙烯類樹脂的激光吸收性組合物的實(shí)施例，和使用該組合物的形狀與激光吸收性模制加工件的形狀相同的測(cè)試加工件的實(shí)施例。
實(shí)施例20從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A6110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為178.6℃。使用0.40克炭黑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光吸收性組合物的混合物進(jìn)行注模。如圖1所示，獲得的測(cè)試加工件的長(zhǎng)度為70毫米、寬度為18毫米、厚度為4毫米，在其一個(gè)短邊側(cè)具有厚度為2毫米、長(zhǎng)度為20毫米(從短邊起算，上側(cè)為空)的梯級(jí)5。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黑色。
實(shí)施例21從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A9110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體。使用0.40克炭黑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光吸收性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黑色。
實(shí)施例22從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A8120的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為165.2℃。使用0.40克炭黑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光吸收性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黑色。
實(shí)施例23從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV B8130的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為171.0℃。使用0.40克炭黑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光吸收性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黑色。
實(shí)施例24從Mitsui Chemicals公司獲得400克商品名為Soft Milastomer的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為202.4℃。使用0.40克炭黑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光吸收性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黑色。
實(shí)施例25從Mitsui Chemicals公司獲得400克商品名為Hard Milastomer的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為175.5℃。使用0.40克炭黑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光吸收性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黑色。
比較例8從Advanced Elastomer Systems Japan Ltd.獲得400克商品名為Santoprene8211-65的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為235.1℃。使用0.40克炭黑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光可透性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面和外觀或多或少有些平滑、規(guī)則和均勻的灰色。
比較例9從Advanced Elastomer Systems Japan Ltd.獲得400克商品名為Santoprene9201-65的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，由于它在熔點(diǎn)時(shí)熔化不充分，所以無法測(cè)量。使用0.40克炭黑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光吸收性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試激光吸收性模制加工件為灰色，但通過肉眼觀察看到分散不充分。
實(shí)施例26使用填充了滑石粉的400克聚丙烯類樹脂(PP-T)和2.0克炭黑。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光吸收性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的黑色。
實(shí)施例27從Asahi Kasei Chemicals公司獲得400克商品名為Asahi Kasei TPV A6110的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，其熔點(diǎn)為178.6℃。使用4.00克酞菁染料C.I.溶劑藍(lán)70。
將上述化合物加到由不銹鋼制成的滾筒中，攪拌混合1小時(shí)。使用得自Toyo Machinery & Metal Co.，Ltd.的商品名為Si-50的注模機(jī)，在200℃的料筒溫度和40℃的金屬模具溫度下，采用常規(guī)的方法對(duì)由此獲得的作為激光吸收性組合物的混合物進(jìn)行注模。獲得測(cè)試加工件。該測(cè)試加工件的表面光澤和外觀良好、無色斑，是均勻的藍(lán)色。
激光吸收性模制加工件的物性評(píng)估評(píng)估實(shí)施例20-27的方法與實(shí)施例1-19所采用的物性評(píng)估方法相同。結(jié)果顯示在表6和7中。
(5)通過測(cè)定OD值評(píng)估外觀和光澤使用得自Macbeth的反射密度儀TR-927測(cè)量反射密度OD，從而評(píng)估各測(cè)試加工件的外觀。具有較高OD值的測(cè)試加工件具有較高的黑色度和更優(yōu)異的光澤和平滑度。
表6使用黑色激光吸收劑的激光吸收性模制加工件的物性評(píng)估

“NC”指僅僅是天然樹脂“○”指優(yōu)異，“△”表明存在少量聚集體，“×”指差，“-”指在可分散性評(píng)估欄中沒有進(jìn)行測(cè)試。
表7使用藍(lán)色激光吸收劑的激光吸收性模制加工件的物性評(píng)估

“NC”指僅僅是天然樹脂“○”指優(yōu)異，“△”表明存在少量聚集體，“×”指差，“-”指在沒有進(jìn)行測(cè)試。
焊接加工件的物性評(píng)估下文描述實(shí)施例1-19測(cè)試激光可透性模制加工件和實(shí)施例20-27的測(cè)試激光吸收性模制加工件的激光焊接的實(shí)施例。評(píng)估焊接的加工件。
(6)焊接的評(píng)估如圖1所示，實(shí)施例1-19和比較例1-7的各激光可透性測(cè)試加工件1和實(shí)施例20-27和比較例8-9的激光吸收性測(cè)試加工件2的長(zhǎng)度為70毫米、寬度為18毫米、厚度為4毫米，從其末端的邊緣起算20毫米長(zhǎng)的部分的厚度為2.0毫米。將長(zhǎng)度為20毫米、寬度為18毫米、厚度為2毫米的加工件末端的各梯級(jí)4和5拼接在一起。
使用得自Fine Device Co.，Ltd.的輸出功率為30W的二極管激光器。使用該機(jī)器以各種掃描速率照射該融合部分，同時(shí)沿寬度方向掃描(圖1中的箭頭所示)，激光束3的波長(zhǎng)為840納米，照射點(diǎn)的直徑為0.6毫米。
激光透過該激光可透性測(cè)試加工件1，并被該激光吸收性測(cè)試加工件2吸收。該激光吸收性測(cè)試加工件2產(chǎn)生放熱，然后由該放熱在激光吸收的附近位置熔化。接著激光可透性測(cè)試加工件1也熔化，由此兩塊加工件焊接在一起。冷卻后，兩塊加工件緊緊地連接在一起。圖1中的6表示焊接部分。
通過上述激光焊接可獲得具有足夠焊接強(qiáng)度的焊接測(cè)試加工件具有優(yōu)異的焊接性能。結(jié)果顯示在表8-10中。
(7)抗張強(qiáng)度的測(cè)定使用得自A&D Company Ltd.的商品名為Tensilon RTC 1300的拉伸測(cè)試儀器測(cè)定上述焊接加工件的抗張強(qiáng)度。對(duì)于焊接加工件，根據(jù)JIS K-6251-1993，在激光可透性測(cè)試加工件1一側(cè)和激光吸收性測(cè)試加工件2一側(cè)以500毫米/分鐘的拉伸速度在它們的長(zhǎng)度方向上以相反的方向拉緊(如圖1所示的加工件1和加工件2的脫離方向)，從而進(jìn)行抗張強(qiáng)度試驗(yàn)，測(cè)試焊接加工件的抗張強(qiáng)度。結(jié)果顯示在表8-10中。
表8各種激光可透性加工件和激光吸收性加工件的組合的焊接評(píng)估


“○”表示良好的焊接，“×”表示未焊接上。
表9各種掃描條件下的焊接評(píng)估

“○”表示良好的焊接，“×”表示未焊接上。
表10各種掃描速率條件下焊接抗張強(qiáng)度的測(cè)定


“○”表示良好的焊接，“×”表示未焊接上。
從表5到10可以明顯看出，實(shí)施例的測(cè)試加工件的透過率、耐熱性、抗?jié)B出性、激光焊接性和抗張強(qiáng)度都是優(yōu)異的。
比較了簡(jiǎn)單混合的聚烯烴熱塑性彈性體和動(dòng)態(tài)交聯(lián)的聚烯烴熱塑性彈性體。如表5所示，簡(jiǎn)單混合的聚烯烴熱塑性彈性體TPO Vyram 9201-65(得自Advanced Elastomer Systems Japan Ltd.)不適合用作激光可透性模制加工件的材料，因?yàn)橛纱藦椥泽w制得的激光可透性模制加工件的激光可透性低、著色劑的分散性和顯色性差。另一方面，動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體TPV A6110、A9110、A8210或B8130(得自Asahi Kasei Chemicals公司)和Soft Milastomer和Hard Milastomer(得自Mitsui Chemicals公司)合適用作激光可透性模制加工件的材料，因?yàn)橛纱藦椥泽w制得的激光可透性模制加工件具有足夠的激光可透性、優(yōu)異的著色劑分散性和顯色性。此外，可從表6明顯看出，該動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體也適合用作激光吸收性模制加工件的材料，因?yàn)橛纱藦椥泽w制得的激光吸收性模制加工件具有優(yōu)異的著色劑的分散性和顯色性。
還比較了使用金屬茂催化劑制得的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體、使用Ziegler-Natta催化劑制得的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體和簡(jiǎn)單混合的聚烯烴熱塑性彈性體。表6顯示以0.1％的相同量的炭黑分別加入時(shí)比較聚烯烴熱塑性彈性體的黑色度(OD值)的結(jié)果為第一個(gè)是動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體TPV A6110、A9110、B8130或A8120(得自Asahi Kasei Chemicals公司)，用金屬茂催化劑制得。第二個(gè)是動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體TPV Santoprene8211-65(得自Advanced Elastomer Systems Japan Ltd.)，并用Ziegler-Natta催化劑制得。第三個(gè)是簡(jiǎn)單混合的聚烯烴熱塑性彈性體Vyram 9201-65(得自Advanced Elastomer Systems Japan Ltd.)。使用金屬茂催化劑制得的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體合適用作激光吸收性模制加工件的材料，因?yàn)橛纱藦椥泽w制得的激光吸收性模制加工件具有優(yōu)異的著色劑分散性和顯色性。
如下所述通過肉眼觀察未著色彈性體的色調(diào)。簡(jiǎn)單混合的聚烯烴熱塑性彈性體顯示出黃色色調(diào)。使用Ziegler-Natta催化劑制得的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體顯示為不透明白色。用金屬茂催化劑制得的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體顯示為半透明，并適合用作激光可透性模制加工件的材料，因?yàn)橛纱藦椥泽w即使只加少量著色劑，所制得的激光可透性模制加工件也具有優(yōu)異的著色劑分散性和顯色性。
含有乙烯-丙烯-二烯橡膠作為主要成分的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體TPV Santoprene 8211-65(得自Advanced Elastomer Systems Japan Ltd.)比簡(jiǎn)單混合的聚烯烴熱塑性彈性體Vyram 9201-65(得自Advanced Elastomer SystemsJapan Ltd.)更適合用作激光可透性模制加工件的材料。但是，與含有乙烯-α-烯烴共聚物彈性體作為主要成分的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體TPV A6110等(得自Asahi Kasei Chemicals公司)相比，它作為激光可透性模制加工件的材料在激光透過率方面或多或少有些不足。
如表8所示，可使具有不同硬度的聚烯烴熱塑性彈性體如TPV A6110〔硬度為60(A)〕和TPV A9110〔硬度為90(A)〕(得自Asahi Kasei Chemicals公司)激光焊接在一起。也可使聚烯烴熱塑性彈性體如TPV A6110(得自AsahiKasei Chemicals公司)和聚烯烴熱塑性樹脂如填充了滑石粉的聚丙烯類樹脂激光焊接在一起。
如表9所示，由比較例的激光可透性組合物或比較例的激光吸收性組合物制得的激光焊接制品在焊接評(píng)估時(shí)表現(xiàn)較差。當(dāng)使用熔點(diǎn)在160-210℃范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體時(shí)，它產(chǎn)生高的可透性、優(yōu)異的耐熱性、不滲出性能、優(yōu)異的激光焊接性能和足夠的抗張強(qiáng)度。
含有本發(fā)明的動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體的激光可透性組合物在約800納米的半導(dǎo)體激光波長(zhǎng)到約1200納米的釔鋁石榴石激光器(YAG)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的振蕩波長(zhǎng)中，對(duì)激光具有足夠的激光可透性。該激光可透性組合物產(chǎn)生優(yōu)異的耐久性，如耐熱性和耐光性(light resistance)、優(yōu)異的抗?jié)B出性抗移動(dòng)性、優(yōu)異的耐化學(xué)性和鮮艷的色調(diào)。
采用由本發(fā)明激光可透性組合物制成的模制加工件的激光焊接法確實(shí)可通過簡(jiǎn)單的操作實(shí)施激光焊接。與以往的熱塑性彈性體的接合方法(如用夾具如螺栓、螺桿和夾子夾住，用黏結(jié)劑黏結(jié)，振動(dòng)焊接、超聲波焊接)相比，激光焊接所獲得的焊接制品具有相同或更高的焊接強(qiáng)度。此外，它可以節(jié)約勞力，提高產(chǎn)率，并降低工作成本，因?yàn)槭艿捷^少的熱或振動(dòng)的影響?？蓱?yīng)用于對(duì)由含有相同或不同的熱塑性彈性體的組合物制成的具有不同形狀的模制加工件進(jìn)行激光焊接，或?qū)τ珊袩崴苄詮椥泽w的組合物制成的模制加工件和由熱塑性樹脂制成進(jìn)行激光焊接。
因此，例如在汽車工業(yè)和電子或電氣工業(yè)中，本發(fā)明的激光焊接特別適用于要避免熱或振動(dòng)影響的精密機(jī)械設(shè)備的零部件、功能性零部件、電子或電氣零部件等的激光焊接。
權(quán)利要求
1.一種激光可透性組合物，其特征在于，它含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，它在未著色情況下的熔點(diǎn)范圍為160-210℃；和染料鹽，能透過800-1200納米波長(zhǎng)的激光。
2.如權(quán)利要求1所述的激光可透性組合物，其特征在于，根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)K-6262-1997，所述動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體的壓縮變定值在100℃為20-70％。
3.如權(quán)利要求1所述的激光可透性組合物，其特征在于，激光的波長(zhǎng)是840納米，所述動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體對(duì)該波長(zhǎng)的光的透過率至少為35％。
4.如權(quán)利要求1所述的激光可透性組合物，其特征在于，所述染料鹽為選自以下的至少一種染料鹽單偶氮類染料鹽、雙偶氮類染料鹽、蒽醌類染料鹽、蒽吡啶酮類染料鹽和三苯甲烷類染料鹽。
5.如權(quán)利要求1所述的激光可透性組合物，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體在金屬茂催化劑的存在下制得。
6.如權(quán)利要求1所述的激光可透性組合物，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體的肖氏硬度在60-90(A)的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1所述的激光可透性組合物，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體含有乙烯-α-烯烴共聚物彈性體作為其主要成分。
8.如權(quán)利要求7所述的激光可透性組合物，其特征在于，以重量計(jì)，所述乙烯-α-烯烴共聚物彈性體中乙烯與α-烯烴的共聚比為55∶45到80∶20。
9.一種激光吸收性組合物，其特征在于，它含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，它在未著色情況下的熔點(diǎn)范圍為160-210℃；和激光吸收劑。
10.如權(quán)利要求9所述的激光吸收性組合物，其特征在于，所述激光吸收劑是炭黑。
11.如權(quán)利要求9所述的激光吸收性組合物，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體含有乙烯-α-烯烴共聚物彈性體作為其主要成分。
12.如權(quán)利要求9所述的激光吸收性組合物，其特征在于，所述組合物含有滑石粉。
13.一種激光焊接法，其特征在于，所述方法包括將由含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體和染料鹽的激光可透性組合物制得的激光可透性模制加工件放到具有激光吸收劑的激光吸收性模制加工件上，其中，該彈性體在未著色情況下的熔點(diǎn)在160-210℃的范圍內(nèi)，該著色劑能透過800-1200納米波長(zhǎng)的激光；向該激光可透性模制加工件照射激光，使該激光可透性模制加工件與激光吸收性模制加工件焊接。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述激光吸收性模制加工件通過其所帶的具有激光吸收劑的表層與所述激光可透性模制加工件相接。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述激光吸收性模制加工件由含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體和激光吸收劑的組合物制得。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述激光吸收性模制加工件由含有熱塑性樹脂和激光吸收劑的組合物制得。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述熱塑性樹脂是聚丙烯類樹脂。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，起其特征在于，所述熱塑性樹脂中含有滑石粉。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述激光通過掃描來照射，并根據(jù)下式(I)向激光吸收性模制加工件的表面提供熱量K(J/mm2)K＝(p×T)/(100×q×d)≥0.5 (I)式中，p(W)是激光的輸出，T(％)是該激光可透性模制加工件在激光的輻照下的透過率，q(mm/秒)是激光的掃描速率，d(mm)是激光在表面上的輻照點(diǎn)的直徑。
20.一種激光焊接制品，其特征在于，它含有由含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體和激光吸收劑的組合物制得的激光吸收性模制加工件，其中，該彈性體在未著色情況下的熔點(diǎn)在160-210℃的范圍內(nèi)；由含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體和染料鹽的激光可透性組合物制得的激光可透性模制加工件，其中，該彈性體在未著色情況下的熔點(diǎn)在160-210℃的范圍內(nèi)，該著色劑能透過800-1200納米波長(zhǎng)的激光；該激光可透性模制加工件放在激光吸收性模制加工件上；其中，通過向該激光可透性模制加工件照射并透過該激光可透性模制加工件的、并被該激光吸收性模制加工件吸收的激光，使加工件在相接位置上焊接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種激光可透性組合物，其特征在于，它含有動(dòng)態(tài)交聯(lián)聚烯烴熱塑性彈性體，它在未著色情況下的熔點(diǎn)范圍為160－ 210℃；和染料鹽，能透過800－1200納米波長(zhǎng)的激光。本發(fā)明還公開了一種激光焊接法，它包括將由激光可透性組合物制成的激光可透性模制加工件1放到具有激光吸收劑7的激光吸收性模制加工件2上；向該激光可透性模制加工件1照射激光3，使該激光可透性模制加工件1和激光吸收性模制加工件2焊接。
文檔編號(hào)C08K5/00GK1667036SQ20051005453
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2005年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月12日
發(fā)明者中川整, 松井真樹子 申請(qǐng)人:東方化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社