一种可激光焊接用黑色玻纤增强尼龙6材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种可激光焊接用的黑色玻纤增强尼龙6材料，包括以下组分，各组分配比按照重量百分比计：25～85%尼龙6、10～50%玻璃纤维、1～20%透明改性剂、0.1～5%透激光黑色粉；其制备方法是：按上述组分配比称取除玻璃纤维外的各种材料，经过高速混匀后，与侧喂的玻璃纤维经双螺杆挤出机进行熔融挤出，再经造粒机切粒，生成的粒料在80～90℃烘箱中干燥2～4小时，然后通过注塑成型得到，所述挤出机温度为200～280℃；本发明专利技术克服了传统黑色玻纤增强尼龙无激光透过性的缺陷，具有高强度，高激光穿透性，焊接周期缩短的优势，选料考究，工艺科学，制作方便，成本低，使用寿命长，适用性广，有利于大批量工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种可激光焊接用的黑色玻纤增强尼龙6材料及其制备方法。
技术介绍
聚酰胺树脂俗称尼龙(Nylon)，英文名称Polyamide，简称PA，它是大分子主链重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称，其可由内酰胺开环聚合制得，也可由二元胺与二元酸缩聚等得到的，是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂，于1939年实现工业化，20世纪50年代开始开发和生产注塑制品，以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。PA具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围。激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，是激光材料加工技术应用的重要方面之一，在20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池，由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。但是传统黑色玻纤增强尼龙无激光透过性、材料强度低、焊接周期长、与厚壁部件联接的强度低等缺点，因此很有必要开发一种高强度可激光焊接用的黑色玻纤增强尼龙6材料。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的不足，提供了一种可激光焊接用的黑色玻纤增强尼龙6材料，以解决现有技术中存在的问题。本专利技术可以通过以下技术方案来实现：本专利技术提供了一种可激光焊接用黑色玻纤增强尼龙6材料，包括以下组分，各组分配比按照重量百分比计：25～85%尼龙6、10～50%玻璃纤维、1～20%透明改性剂、0.1～5%透激光黑色粉。上述材料进一步包括一种或多种选自以下的添加剂：抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂、脱模剂、润滑剂或流动促进剂。本专利技术所述组分A可以是一种尼龙6，也可以是不同粘度的多种尼龙6的混合物。所述粘度如果为相对粘度，则选自0.5～12。组分A为基础树脂，做载体用，可通过己内酰胺开环聚合而成。本专利技术所述的组分B玻璃纤维是：圆型玻璃纤维或扁平玻璃纤维，其长度为2~5mm，玻纤的表面可以是表面处理的也可以是非处理的，表面处理可以是环氧硅烷处理，也可以是钛酸酯处理；组分B为增强剂，主要用于改善材料强度。上述圆形玻璃纤维截面的平均直径为5~20μm，直径大于20um或小于5um均不能使之与其它物料很好地混合均匀；直径优选7~13μm，能达到更佳的混合效果。上述扁平玻璃纤维截面的扁平比为2~10，扁平比在这里指玻璃纤维主横截面轴与次横截面轴的尺寸比率；如果玻璃纤维的扁平比小于2，导致了材料出现明显的各向异性，注塑制品时容易出现翘曲变形；如果扁平率大于10，则玻璃纤维的短径尺寸也会随之降低，在挤出造粒过程中，玻璃纤维容易被剪断，造成力学性能下降明显；扁平比更优选8~9，更扁平的玻纤能大幅改善材料的各向异性，还能提高激光透过性。本专利技术所述组分C透明改性剂可以是聚烯烃类弹性体或尼龙类化合物，组分C主要用于改善材料透明性，使材料有更好的激光透过性，同时还能提高产品的抗冲击性能。上述聚烯烃类弹性体由硬质相和软质相组合而成，其中硬质相可以为聚乙烯或聚丙烯结晶，软质相可以为乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物或者乙烯-环氧丙基甲基丙烯酸酯共聚物，具有在常温下成橡胶弹性，密度小、弯曲大、低温抗冲击性能高、易加工、可重复使用等优点；聚烯烃类弹性体可以通过聚合型、混合型或交联型等方法制备得到。上述尼龙类化合物可以是尼龙612、尼龙1010、尼龙6I、透明尼龙等，优选尼龙6I，其相对其它尼龙类化合物具有更耐溶剂、更坚韧、透明度更高的优势。本专利技术所述组分D透激光黑色粉，如苯胺黑、溶剂黑，优选苯胺黑，本专利技术人出人意料地发现苯胺黑和溶剂黑除了作为显色用途，提供较好的染色效果，并且具有很好的激光透过性。本专利技术还提供了一种可激光焊接用的黑色玻纤增强尼龙6材料的制备方法，具体步骤如下：分别称取重量百分比为25～85%尼龙6、1～20%透明改性剂、0.1～5%透激光黑色粉，经过高速混合机混匀后，与侧喂的10～50%玻璃纤维经双螺杆挤出机进行熔融挤出，再经造粒机切粒，生成的粒料在80～90℃烘箱中干燥2～4小时，然后通过注塑成型得到；所述高速混合机转速为800～1500r/min，所述挤出机温度为200～280℃。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的可激光焊接用黑色玻纤增强尼龙6材料，克服了传统黑色玻纤增强尼龙无激光透过性，具有高强度，高激光穿透性，可应用于需求激光焊接的黑色材料，如需要高密闭性的制件、复杂几何体以及微、小型零件的精密焊接件中，能与传统的吸收激光的黑色部件联接在一起，焊接周期缩短，与厚壁部件联接的强度更高，选料考究，工艺科学，制作方便，成本低，使用寿命长，适用性广，有利于大批量工业化生产。具体实施方式下面结合具体实施方式，进一步阐明本专利技术。本专利技术所用的原材料分别从以下公司购得。组分A：尼龙6广东新会美达生产，牌号为M2400；组分B：B1圆型玻璃纤维，重庆国际ECS301HP；B2扁平玻璃纤维，泰山玻纤T4355；组分C：C1尼龙612，山东东辰公司生产，牌号PA612；C2尼龙6I，山东东辰公司生产，牌号PA6I；组分D：苯胺黑，科莱恩公司生产，牌号为blackH；炭黑：安阳市同盛炭黑有限公司生产。实施例1分别称取6.4kg组分A，0.5kg组分C2，0.1kg组分D，经过高速混合机混匀后，与侧喂的3kg组分B2扁平玻璃纤维经双螺杆挤出机进行熔融挤出，再经造粒机切粒，生成的粒料在90℃烘箱中干燥4小时，然后通过注塑机注塑成型得到；高速混合机转速设置为1400r/min，挤出机温度设置为200～280℃，注塑机温度设置为280℃，注塑压力为70～120bar。实施例2：分别称取2.5kg组分A，2kg组分C2，0.5kg组分D，经过高速混合机混匀后，与侧喂的5kg组分B2扁平玻璃纤维经双螺杆挤出机进行熔融挤出，再经造粒机切粒，生成的粒料在90℃烘箱中干燥4小时，然后通过注塑机注塑成型得到；高速混合机转速设置为1400r/min，挤出机温度设置为200～280℃，注塑机温度设置为280℃，注塑压力为70～120bar。实施例3：分别称取8.5kg组分A，0.1kg组分C2，0.4kg组分D，经过高速混合机混匀后，与侧喂的1kg组分B2扁平玻璃纤维经双螺杆挤出机进行熔融挤出，再经造粒机切粒，生成的粒料在90℃烘箱中干燥4小时，然后通过注塑机注塑成型得到；高速混合机转速设置为1400r/min，挤出机温度设置为200～280℃，注塑机温度设置为280℃，注塑压力为70～120bar。实施例4：分别称取5.9kg组分A，0.59kg组分C1，0.01kg组分D，经过高速混合机混匀后，与侧喂的3.5kg圆型玻璃纤维经双螺杆挤出机进行熔融挤出，再经造粒机切粒，生成的粒料在90℃烘箱中干燥4小时，然后通过注塑机注塑成型得到；高速混合机转速设置为1400r/min，挤出机温度设置为200～280℃，注塑机温度设置为280℃，注塑压力为70～120bar。对比例1：分别称取6.4kg本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可激光焊接用黑色玻纤增强尼龙6材料，其特征在于：以重量百分比计，该组合物包含：25～85%尼龙6、10～50%玻璃纤维、1～20%透明改性剂、0.1～5%透激光黑色粉。

【技术特征摘要】
1.一种可激光焊接用黑色玻纤增强尼龙6材料，其特征在于：以重量百分比计，该组合物包含：25～85%尼龙6、10～50%玻璃纤维、1～20%透明改性剂、0.1～5%透激光黑色粉。2.根据权利要求1所述的黑色玻纤增强尼龙6材料，其特征在于：进一步包括一种或多种选自以下的添加剂：抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂、脱模剂、润滑剂或流动促进剂。3.根据权利要求1所述的黑色玻纤增强尼龙6材料，其特征在于：所述的透激光黑色粉为苯胺黑或溶剂黑。4.根据权利要求1所述的黑色玻纤增强尼龙6材料，其特征在于：所述的透明改性剂是聚烯烃类弹性体。5.根据权利要求1所述的黑色玻纤增强尼龙6材料，其特征在于：所述的透明改性剂为尼龙612、尼龙1010、尼龙6I或透明尼龙。6.根据权利要求1所述的黑色玻纤增强尼龙6材料，其特征在于：所述的玻璃纤维为圆型玻璃纤维或扁平玻璃纤维。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，黄骥，张益群，
申请(专利权)人：五行科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32