本發(fā)明涉及高分子材料加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種高超聲波焊接強度的聚碳酸酯合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
：超聲波焊接是通過材料傳遞超聲波能量，進行震動發(fā)熱，達到焊點的熔點，施加一定的壓力后，焊條表面通過分子間的纏結(jié)而融合。目前，超聲波焊接不需焊劑，方便快捷，用時短的優(yōu)點，使它廣泛應(yīng)用于塑料薄膜封裝，車尾燈焊接，大型制件的連接等方面。超聲波焊接是一種便捷的焊接方式，現(xiàn)階段廣泛的應(yīng)用在汽車尾燈連接上。汽車尾燈需要將PMMA的透明大燈與PC合金殼體連接。PMMA和PC合金超聲波焊接時容易出現(xiàn)相容性差，焊接強度低，焊縫密封性不良和焊接條件苛刻等問題，進而影響車燈焊接制品的應(yīng)用。中國專利201610292596.6公開了一種高超聲波焊接強度的PC/ABS合金材料，由30-65重量份的聚碳酸酯、15-40重量份的苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、10-20重量份的苯乙烯-丙烯腈共聚物、3-5重量份的高膠粉、1-5重量份的相容劑和0.5-1重量份的加工助劑組成。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種高超聲波焊接強度的聚碳酸酯合金及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種高超聲波焊接強度的聚碳酸酯合金，包括以下重量份數(shù)的原料組分：聚碳酸酯20～50份，ABS50～80份，焊接增強添加劑0.1～0.5，抗氧劑0.1～1份，相容劑0.3～0.6份。優(yōu)選的，所述的聚碳酸酯為脂肪族PC，分子量在8100～70000，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為15～115℃。脂肪族聚碳酸酯樹脂是線性分子結(jié)構(gòu)，與雙酚A類普通聚碳酸酯相比，具有柔性結(jié)構(gòu)，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度要低，與PMMA的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度相近，這樣的聚碳酸酯合金與PMMA相容性可以提高。優(yōu)選的，所述的PC選自PTMC、PDTC或PCHC中的一種或多種；所述的ABS為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的共聚物，重均分子量為100000～140000。優(yōu)選的，所述的抗氧劑為酚類或亞磷酸酯中一種或兩種。更優(yōu)選的，所述的抗氧劑為市售抗氧劑245、抗氧劑1010或抗氧劑330中的一種或幾種。優(yōu)選的，所述的相容劑為反應(yīng)型高分子增溶劑，包括環(huán)狀酸酐、羧酸型、環(huán)氧型或酰亞胺中的一種或兩種。更優(yōu)選的，所述的相容劑為50～110μm的馬來酸酐接枝型相容劑。優(yōu)選的，所述的焊接增強添加劑選自碳酸鈣、高嶺土、滑石、氫氧化鋁、硅石、玻璃球或云母中的一種或幾種。更優(yōu)選的，所述的焊接增強添加劑為3～10μm的活性包覆型碳酸鈣或超細滑石粉一種或兩種。一種高超聲波焊接強度的聚碳酸酯合金的制備方法，包括以下步驟：(a)按重量份數(shù)稱取聚碳酸酯20～50份，ABS50～80份，焊接增強添加劑0.1～0.5，抗氧劑0.1～1份，相容劑0.3～0.6份，混合；(b)將步驟(a)所得混合物送入雙螺桿擠出機，熔融，擠出，造粒，即得聚碳酸酯合金。本發(fā)明的作用機理為：降低聚碳酸酯合金的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，通過添加焊接增強添加劑提高熔體強度，不添加內(nèi)潤滑劑來保證熔體強度，防止?jié)櫥瑒┙档统暡ㄔ诨w材料中的傳播效率。同時，增加反應(yīng)型相容劑，以化學鍵結(jié)合形式，既改善特殊的焊接增強添加劑與基體相容性，也改善焊接過程聚碳酸酯合金與PMMA的分子層面相容性。添加焊接增強劑3～10μm的活性包覆型碳酸鈣和超細滑石粉，增加了合金中的剛性成分，有效提高材料的熔體強度，有助于焊接過程中超聲波能量的傳遞。包覆型小粒徑焊接增強劑使得無機添加劑不會析出，影響焊接表面形貌。采用脂肪族聚碳酸酯樹脂是線性分子結(jié)構(gòu)，使之Tg與PMMA相近，焊接達到熔點后，由于異種材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度相近，更好的相容性帶來更強的焊接強度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的該種聚碳酸酯合金，利用低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚碳酸酯，改善合金整體與PMMA的相容性；并且，添加適量的包覆型、小粒徑的焊接增強添加劑，提高了熔體強度，同時通過增加反應(yīng)型相容劑，使聚碳酸酯合金的熔點與PMMA相近，熔體強度提高，具有高超聲波焊接強度的性能。并且可以適用于較為寬泛的超聲波焊接條件。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例及對比例中選用的聚碳酸酯為聚碳酸環(huán)己撐酯(PCHC)，ABS用高橋石化的ABS3513；；PC用的是帝人公司的L1225L；抗氧劑為Ciba公司的Irganox1076和Irganox168，其重量比為1：1；焊接增強添加劑用江西奧特精細型碳酸鈣和超細滑石；相容劑用DiakonST-6；潤滑劑用市售的季戊四醇硬脂酸。實施例1一種高超聲波焊接強度超聲波焊接的聚碳酸酯合金及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PCHC50份，ABS50份，滑石份0.5份，抗氧劑1份，ST-60.6份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為490rpm，壓力為2MPa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。(3)擠出機螺桿直徑為45mm，長徑比為32。實施例2一種高超聲波焊接強度超聲波焊接的聚碳酸酯合金及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PCHC35份，ABS65份，滑石粉0.3份，抗氧劑0.5份，ST-60.5份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為490rpm，壓力為2MPa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。(3)擠出機螺桿直徑為45mm，長徑比為32。實施例3一種高超聲波焊接強度超聲波焊接的聚碳酸酯合金及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PCHC20份，ABS80份，滑石粉0.1份，抗氧劑0.1份，ST-60.3份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為490rpm，壓力為2MPa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。(3)擠出機螺桿直徑為45mm，長徑比為32。實施例4一種高超聲波焊接強度超聲波焊接的聚碳酸酯合金及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PCHC30份，ABS70份，碳酸鈣0.2份，抗氧劑0.3份，ST-60.5份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為490rpm，壓力為2MPa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。(3)擠出機螺桿直徑為45mm，長徑比為32。對比例1一種高超聲波焊接強度超聲波焊接的聚碳酸酯合金及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PC40份，ABS60份，潤滑劑0.5份，抗氧劑0.1份；(2)將原材料從喂料口喂入，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為490rpm，壓力為2MPa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。(3)擠出機螺桿直徑為45mm，長徑比為32。對比例2一種高超聲波焊接強度超聲波焊接的聚碳酸酯合金及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PCHC40份，ABS60份，滑石粉0.5份，抗氧劑0.1；(2)將原材料從喂料口喂入，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為490rpm，壓力為2MPa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。(3)擠出機螺桿直徑為45mm，長徑比為44。將上述各對比例及實施例注塑成100mm*50mm*4mm的樣條，以聚碳酸酯合金為焊點，與透明的PMMA板焊接口放置在一起，用超聲波儀器焊接。振幅是25KHZ，焊接時間0.3s，保壓時間0.5s。用拉力試驗機的夾具一端夾住PMMA樣條，一端夾住聚碳酸酯合金，通過測定焊縫斷裂時的拉伸強度來評價焊接的強度，焊接拉拔力為拉斷焊接樣條時的最大力。表1對比例1對比例2實施例1實施例2實施例3實施例4焊縫外觀碎屑嚴重碎屑輕微碎屑無碎屑無碎屑無碎屑焊接拉拔力(N)155187341387420405焊接條件范圍窄范圍極窄范圍廣范圍廣范圍很廣范圍很廣實施例5一種高超聲波焊接強度超聲波焊接的聚碳酸酯合金的制備方法，包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PCHC30份，ABS70份，高嶺土0.3份，抗氧劑0.3份，ST-60.5份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為490rpm，壓力為2MPa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。(3)擠出機螺桿直徑為45mm，長徑比為32。實施例6一種高超聲波焊接強度超聲波焊接的聚碳酸酯合金的制備方法，包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PCHC30份，ABS70份，氫氧化鋁0.3份，抗氧劑0.3份，ST-60.5份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為490rpm，壓力為2MPa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。(3)擠出機螺桿直徑為45mm，長徑比為32。實施例7一種高超聲波焊接強度超聲波焊接的聚碳酸酯合金的制備方法，包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PCHC30份，ABS70份，硅石0.3份，抗氧劑0.3份，ST-60.5份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為490rpm，壓力為2MPa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。(3)擠出機螺桿直徑為45mm，長徑比為32。實施例8一種高超聲波焊接強度超聲波焊接的聚碳酸酯合金的制備方法，包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PCHC30份，ABS70份，玻璃球0.3份，抗氧劑0.3份，ST-60.5份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為490rpm，壓力為2MPa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。(3)擠出機螺桿直徑為45mm，長徑比為32。實施例9一種高超聲波焊接強度超聲波焊接的聚碳酸酯合金的制備方法，包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PCHC30份，ABS70份，云母0.3份，抗氧劑0.3份，ST-60.5份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為490rpm，壓力為2MPa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。(3)擠出機螺桿直徑為45mm，長徑比為32。對比例3一種高超聲波焊接強度超聲波焊接的聚碳酸酯合金的制備方法，包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PC30份，ABS70份，碳酸鈣0.2份，抗氧劑0.3份，ST-60.5份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為490rpm，壓力為2MPa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。(3)擠出機螺桿直徑為45mm，長徑比為32。對比例4一種高超聲波焊接強度超聲波焊接的聚碳酸酯合金的制備方法，包括以下步驟：(1)按重量份稱取各組分：PCHC30份，ABS40份，碳酸鈣0.2份，抗氧劑0.3份，ST-60.5份。(2)將原材料從喂料口喂入，在200～280℃下熔融擠出，螺桿擠出機轉(zhuǎn)速為490rpm，壓力為2MPa，經(jīng)過熔融擠出，造粒即得到產(chǎn)品。(3)擠出機螺桿直徑為45mm，長徑比為32。對上述實施例5-9和對比例3-4所得產(chǎn)品注塑成100mm*50mm*4mm的樣條，以聚碳酸酯合金為焊點，與透明的PMMA板焊接口放置在一起，用超聲波儀器焊接。振幅是25KHZ，焊接時間0.3s，保壓時間0.5s。用拉力試驗機的夾具一端夾住PMMA樣條，一端夾住聚碳酸酯合金，通過測定焊縫斷裂時的拉伸強度來評價焊接的強度，焊接拉拔力為拉斷焊接樣條時的最大力。表2上述的對實施例的描述是為便于該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于上述實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁1 2 3