用于焊接部件的聚酰胺材料及其制備方法與流程

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>有機(jī)化合物處理,合成應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明涉及塑料加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于焊接部件的聚酰胺材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

在塑料制品工業(yè)中，由于注塑、擠出加工工藝等方面的原因，相當(dāng)一部分形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料產(chǎn)品不能一次加工成型，這就需要一種工藝把多個(gè)零部件無縫連接到一起。通常塑料及其復(fù)合材料的連接方法有三種：機(jī)械連接、黏合劑黏結(jié)和焊接。

機(jī)械緊固是通過使用螺釘、卡環(huán)等緊固工具，對塑料件進(jìn)行鉚合或壓合連接。其方法簡單，但接頭密封性差，強(qiáng)度低。粘接是借助膠粘劑在塑料件表面上所產(chǎn)生的粘合力，將材料牢固地連接在一起。

粘接具有可連接異種材料、避免應(yīng)力集中、不引起變形、過程簡單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但由于是采用手工操作因而生產(chǎn)效率低下，而且粘接劑還具有一定的毒性，引起環(huán)境污染和勞動保護(hù)等問題。因此上述兩種連接工藝已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展需要。

焊接方法又根據(jù)所采用的加熱方式分為兩大類：外加熱和內(nèi)加熱。外加熱法通過對流或傳導(dǎo)來加熱焊接表面，包括熱工具焊、熱氣焊、擠出焊、內(nèi)植感應(yīng)焊和內(nèi)植阻抗焊。內(nèi)加熱法是通過技術(shù)直接在材料內(nèi)部產(chǎn)生熱源，從而取代外部加熱。它分為兩類：機(jī)械加熱和電磁加熱。機(jī)械內(nèi)加熱法是通過表面摩擦或分子間摩擦將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱，包括超聲波，振動和旋轉(zhuǎn)焊接。電磁內(nèi)加熱法依賴于吸收電磁輻射從而轉(zhuǎn)化為熱，包括紅外線，激光，射頻和微波焊接。

激光透射焊接能生成精密、牢固和密封的焊縫。由于激光的非接觸特性，塑料制品不會發(fā)生污染，并極大地減小了焊接過程中產(chǎn)生的振動應(yīng)力和熱應(yīng)力，增強(qiáng)了制品的抗老化能力。

塑料激光焊接作為一種新興的焊接技術(shù)，以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢和特點(diǎn)彌補(bǔ)了常規(guī)塑料連接手段的不足，從而使這項(xiàng)高新技術(shù)在塑料材料高品質(zhì)、高附加值加工領(lǐng)域獲得了一席之地。伴隨著激光加工設(shè)備的不斷發(fā)展以及配套塑料材料供應(yīng)渠道的建立和完善，激光塑料焊接技術(shù)必然會獲得越來越大的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于焊接部件的聚酰胺材料及其制備方法。

為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于焊接部件的聚酰胺材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將pa、pc加入混合攪拌機(jī)中混合均勻，得到混合料；

(2)將混合料從雙螺桿擠出機(jī)投料口加入，熔融擠出，熱切呈顆粒狀，通過風(fēng)筒風(fēng)送入料倉。

一種用于焊接部件的聚酰胺材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將75-85重量份pa、15-25重量份pc、5-15重量份抗沖改性劑、0.5-1.5重量份六硼化鑭、0.2-0.6重量份雙(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亞磷酸酯、0.1-0.5重量份硫代二乙撐雙[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、0.3-0.9重量份紫外吸收劑加入混合攪拌機(jī)中混合均勻，得到混合料；

(2)將混合料從雙螺桿擠出機(jī)投料口加入，熔融擠出，熱切呈顆粒狀，通過風(fēng)筒風(fēng)送入料倉。

一種用于焊接部件的聚酰胺材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將六硼化鑭與硬脂酸按質(zhì)量比為1：(0.1-0.5)在高速混勻機(jī)中75-85℃溫度下300-900轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?5-25min混合均勻，得到改性六硼化鑭；

(2)將75-85重量份pa、15-25重量份pc、5-15重量份抗沖改性劑、0.5-1.5重量份改性六硼化鑭、0.2-0.6重量份雙(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亞磷酸酯、0.1-0.5重量份硫代二乙撐雙[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、0.3-0.9重量份紫外吸收劑加入混合攪拌機(jī)中混合均勻，得到混合料；

(3)將混合料從雙螺桿擠出機(jī)投料口加入，熔融擠出，熱切呈顆粒狀，通過風(fēng)筒風(fēng)送入料倉。

優(yōu)選地，擠出時(shí)加熱溫度為200-280℃，機(jī)頭溫度為220-240℃，螺桿轉(zhuǎn)速為250-350轉(zhuǎn)/分。

優(yōu)選地，所述紫外吸收劑為2-(3,5-二叔丁基-2-羥基苯基)苯并三唑、2,2-硫代雙(4-叔辛基苯酚)正丁胺鎳鹽、2-[4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-辛氧基酚、2-(2'-羥基-4'-苯甲酰氧苯基)-5-氯苯并三氮唑、[2-羥基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮中的一種或多種的混合物。

更優(yōu)選地，所述紫外吸收劑為2,2-硫代雙(4-叔辛基苯酚)正丁胺鎳鹽。

優(yōu)選地，所述抗沖改性劑為mbs接枝共聚物、丙烯酸酯接枝共聚物中的一種或其混合物。

本發(fā)明還提供了一種用于焊接部件的聚酰胺材料，采用上述方法制備而成。

本發(fā)明用于焊接部件的聚酰胺材料及其制備方法，對激光透射焊接工藝過程、原料的性質(zhì)及聚酰胺材料性能作深入的研究，分析激光透射焊接過程中激光束與塑料的相互作用，包括塑料對激光的透射和吸收作用、塑料受熱熔化和冷卻凝固特點(diǎn)等，在理論研究的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)選原料，盡可能地提高塑料焊接的強(qiáng)度，最終獲得高強(qiáng)度高質(zhì)量、且成型美觀的用于焊接部件的聚酰胺材料。

具體實(shí)施方式

用于焊接部件的聚酰胺材料性能測試：將聚酰胺材料注塑成100mm×100mm×1.5mm的高光板，近紅外的投射與反射數(shù)據(jù)在分光光度計(jì)808nm進(jìn)行采集。吸收率＝100％-透射率-吸收率。

將注塑的高光板與透明的pmma板(100mm×100mm×2.5mm)交錯(cuò)放置在一起進(jìn)行激光焊接，實(shí)驗(yàn)用激光器是limohlu110f400-808型半導(dǎo)體激光器，該激光器的波長是808nm，根據(jù)透光率實(shí)驗(yàn)，可以輕松穿透透明的pmma，被下層的高光板吸收，采用順序型周線焊接的方法，焊縫寬為5mm，焊接速度為5mm/s，焊接功率為9.1w，即ed＝0.364j/mm²。將激光焊接的試樣鋸成10mm寬度的條，用拉力試驗(yàn)機(jī)的夾具一端夾住pmma樣，一端夾住高光板，通過測定拉伸強(qiáng)度來計(jì)算焊接的強(qiáng)度，焊接強(qiáng)度＝拉伸強(qiáng)度/(焊縫的寬度*焊縫的長度)。

實(shí)施例中原料介紹：

丙烯酸酯接枝共聚物，采用日本鐘淵牌號為kanefm-40的丙烯酸酯接枝共聚物(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)，是一種全丙烯酸酯類核殼型抗沖擊改性劑。

mbs接枝共聚物，采用日本鐘淵牌號為kanem711的mbs接枝共聚物，是一種共聚的甲基丙烯酸甲酯-丁二稀-苯乙烯(mbs)核-殼型抗沖擊改性劑。

pa，采用德國巴斯夫牌號為b3s的pa6。

pc，采用德國拜耳牌號為2856的pc。

六硼化鑭，采用清河縣鑫寶合金材料有限公司提供的霧化法制備的20nm六硼化鑭。

2-(3,5-二叔丁基-2-羥基苯基)苯并三唑，cas號：3846-71-7。

2,2-硫代雙(4-叔辛基苯酚)正丁胺鎳鹽，cas號：14516-71-3。

2-[4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-辛氧基酚，cas號：2725-22-6。

2-(2'-羥基-4'-苯甲酰氧苯基)-5-氯苯并三氮唑，cas號：169198-72-5。

[2-羥基-4-(辛氧基)苯基]苯基酮，cas號：1843-05-6。

實(shí)施例1

用于焊接部件的聚酰胺材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將80重量份pa、20重量份pc、10.8重量份mbs接枝共聚物、1重量份六硼化鑭、0.45重量份雙(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亞磷酸酯、0.2重量份硫代二乙撐雙[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、0.6重量份2-(3,5-二叔丁基-2-羥基苯基)苯并三唑加入混合攪拌機(jī)中在80℃下以轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘混合均勻，得到混合料；

(2)將混合料從雙螺桿擠出機(jī)投料口加入，擠出機(jī)內(nèi)分為九個(gè)溫度區(qū)，一區(qū)溫度為210℃，二區(qū)溫度為220℃，三區(qū)溫度為250℃，四區(qū)溫度為230℃，五區(qū)溫度為230℃，六區(qū)溫度為235℃，七區(qū)溫度為240℃，八區(qū)溫度為240℃，九區(qū)溫度為230℃，機(jī)頭溫度為240℃，螺桿轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分鐘，混合料受熱熔化，在塑料雙螺桿擠出機(jī)的螺桿推動下，經(jīng)孔狀口模流出，經(jīng)切料機(jī)熱切成形狀為3×4mm的圓餅，得到用于焊接部件的聚酰胺材料。

實(shí)施例2

用于焊接部件的聚酰胺材料的制備方法，包括以下步驟：