激光焊接用热塑性树脂组合物及其着色剂和物件制造技术

公开了热塑性树脂组合物，其中加入了蒽醌染料的胺盐和单偶氮配合物染料。这种组合物在激光焊接用途中显示出优异的性能。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含有黑色着色剂并适用于激光焊接的热塑性树脂组合物。更具体说，本专利技术涉及含有蒽醌的胺盐和单偶氮配合物染料的混合物作为着色剂的这种组合物。
技术介绍
将两个由树脂(各为不透明和透明)制成的物品放在一起相互接触，将预定量的激光光束聚焦在并发射到这两个物品的接合处，使接合部分熔化并接合在一起(“激光焊接”)的方法在本技术中是已知的。与传统的接合塑料部件的方法相比，激光焊接具有若干优点。例如，众所周知，激光焊接操作简单、省力、生产率高、接点干净以及生产成本低。激光焊接可用于各种用途，包括制造模制品，包括空心形状的制品，汽车工业及电气和电子工业。最近，在热塑性树脂和含有有机染料或颜料的着色剂的共混物领域中的研究工作已经增强。通过在树脂中加入这种着色剂就可达到对激光能量转化成热量的更好的控制。激光光束可以穿透放置在接近激光光束源的透明物品，而在不透明的物品中则大部分被吸收，因为与上述的透明物品相比，不透明物品具有相对较大的吸收系数。小心控制其中着色剂的含量就可使接合部分熔融，从而使物品接合在一起。参见例如日本专利公开No.62-49850和No.5(93)-42336。与激光焊接有关的其它树脂组合物描述于美国专利5,893,959中，该专利公开了用沿接合区的激光光束焊接在一起的透明和不透明工件。这两个工件均含有诸如炭黑之类的黑色颜料，使该工件即使在焊接之后也有明显的肉眼可见的均匀痕迹。有关组合物激光焊接的其它说明可参见美国专利5,893,959。例如热塑性树脂组合物的颜色可以是黑色的(炭黑或尼格)，这种颜色除了其它许多用途之外，通常广泛地用于汽车工业中。但是，炭黑和尼格不能透过主波长在红外区(1200nm-800nm)的激光光束，如Nd:YAG激光器和二极管激光器，这两种激光器在工业中都具有广泛的用途。令人惊奇的是，现已发现，外观均为黑色的热塑性树脂组合物可用于激光焊接的模制品，这些模制品既可用于经受激光束的透明部件也可用于经受激光光束的不透明部件。通过加入特定重量百分数的包含由蒽醌酸性染料反应而形成的蒽醌染料的胺盐的混合物的黑色染料就可获得对激光光束近红外光的显著改善的透光率，同又具有汽车用途所要求的优异的综合耐热性和机械性能。使用这些成分，热塑性树脂组合物就可用于激光焊接，并显示出模塑性、在热塑性树脂中的溶解性、抗渗色和抗白化以及对激光光束波长的透明性和对化学品的耐受性等方面的改善。
技术实现思路
本专利技术涉及激光焊接用热塑性树脂组合物，包含1)热塑性树脂，和2)包含蒽醌染料的胺盐和单偶氮配合物染料的透射激光的黑色着色剂。本专利技术涉及激光焊接用热塑性树脂组合物，包含热塑性树脂和至少一种黑色染料，所述黑色染料包含(i)式或式的蒽醌染料的胺盐和(ii)式的单偶氮配合物染料的混合物。式如下 其中R1-R8可以相同或不同，独立地选自H、烷基、芳基、链烯基、烷氧基、氨基、羟基、卤原子、酰基、酰氧基、酰胺、酰基-N-烷基酰胺、羧基、烷氧羰基、环己基酰胺、磺酰基、式或-Y-W，且R1-R8中至少有1个是式；其中Y是S、O或NH；且其中W选自无取代或取代的烷基、链烯基，和无取代或取代的芳基；其中(Z)n+代表铵离子或从一种有机胺化合物或一种碱性染料衍生的阳离子，其中n是1或2，m1是1-4的整数；且其中K1是m1/n的比值。式是 其中X是O或NH，R9-R13可以相同或不同，独立地选自H、烷基、芳基、链烯基、烷氧基、氨基、N-烷基酰胺、N-芳基酰胺、羟基、卤原子、酰基、酰氧基、酰胺、酰基-N-烷基酰胺、羧基、烷氧羰基或磺酰基，且R1-R8和R9-R13中至少有1个是磺酰基。式是 其中R47-R52可以相同或不同，独立地选自H、烷基、芳基、链烯基、烷氧基、氨基、N-烷基酰胺、N-芳基酰胺、羟基、卤原子、酰基、酰氧基、酰胺、酰基-N-烷基酰胺、羧基、烷氧羰基或磺酰基，且R47-R52中至少有1个是磺酰基；且式中的式J选自式或式并将2个蒽醌连接在一起式 或式 其中R53-R54可以相同或不同，独立地选自烷基(含1-8个碳原子)或氢，且其中(F)h+代表铵离子或从一种有机胺化合物或一种碱性染料衍生的阳离子，其中h是1或2，m4是1-4的整数，k4是m4/h的比值。式的单偶氮配合物染料如下 其中R39和R41可以相同或不同，是Cl、SO2(-R44)(-R45)或SO2R43；R44或R45可以相同或不同，独立地是氢原子、直链或支化的C1-C4烷基；R43是直链或支化的C1-C4烷基；R40和R42可以相同或不同，是氢、直链或支化的C1-C18烷基、直链或支化的C2-C18链烯基、氨磺酰基、羧基、甲磺酰基、羟基、C1-C18烷氧基、乙酰氨基、苯甲酰氨基、卤原子或-CONH-R46；R46是官能基，选自无取代或取代的直链或支化的C1-C18烷基或无取代或取代的C6-C18芳基；L1和L2独立地是O或COO；(E)+是H+，碱金属的阳离子，铵离子，选自脂族伯胺、仲胺或叔胺的有机胺的阳离子或季铵离子；K3是整数；m3是O、1或2；M1是离子价为2-4的金属，优选三价金属如Cr、Fe，或二价金属如Cu。通过使用这些成分，得到了可用于激光焊接的具有改善的模塑性，在热塑性树脂中的溶解性、抗渗色和抗白化以及对化学品的耐受性的热塑性树脂组合物。也讨论了通过以预定的重量比将上面提到的式或式的染料盐与式的单偶氮配合物染料进行混合而获得的对激光光束波长，尤其超过800nm的波长的透明性的改善。特别是，用这种混合物比单独用式的单偶氮配合物染料时能显著改善在二极管激光器光束波长的透光率。这种混合物在二极管激光器光光束波长透光率的改善要比单独用单偶氮染料时所观察到的改善明显得多。关于热塑性树脂和单偶氮配合物染料的讨论一般可参见WO 01/58997A1。因此，这种混合物在工业二极管器焊接中是有价值的。在本专利技术中用作着色剂中所包含的一个成分的蒽醌染料的胺盐显示出兰、紫或绿的颜色，而用于本专利技术的着色剂中所包含的单偶氮配合物染料是黑色染料。附图说明参考这里的附图将更好地理解本专利技术。图1是处于接触的物件及施加在其上的激光光束的视图。图2与图1相同，但物件的颜色相同。图3-4描绘了本专利技术中进行的激光焊接试验。具体实施例方式本专利技术中所用的上述式或式代表的优选结构的染料盐是用通常已知的方法很方便地通过蒽醌染料与有机胺在溶剂中进行反应而制备的。蒽醌染料的胺盐混合物是通过蒽醌酸性染料与有机胺反应，尤其含磺酰基的染料与有机胺的铵盐反应形成的。适用于制备上述染料中的蒽醌染料的胺类包括脂族胺、脂环族胺、烷氧基烷基胺、含烷醇的胺、二胺、胍衍生物类的胺和芳族胺。《染料索引》中所列出的可用于本专利技术的碱性染料包括C.I.碱性红染料C.I.碱性红1，2，3，4，5，6，8，9，10，11，12，13，15，16，17，19，20，26，27，35，36，37，48，49，52，53，54，66，68，C.I.碱性蓝染料C.I.碱性蓝1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，18，20，21，22，23，24，25，26，35，36，37，45，46，47，49，50，55，56，60，62，67，75，77，79，80，81，83，87，88本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光焊接用热塑性树脂组合物，包含：　　　　１）热塑性树脂；和　　　　２）包含蒽醌染料的胺盐和单偶氮配合物染料的透射激光的黑色着色剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R科施达，Y哈塔斯，R哈亚施，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，东方化学工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]