一种激光焊接易加工的ABS组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种激光焊接易加工的ABS组合物及其制备方法，该组合物材料包括以下重量份的组分：ABS树脂：80～99份，可逆反应交联剂：1～20份，纳米氧化铟锡：0.1～2份，抗氧剂：0.1～1份，润滑剂：0.1～1份。所述可逆反应交联剂是由侧基含呋喃官能团的共聚物A和侧基含马来酰亚胺的共聚物B组成。与现有技术相比，本发明专利技术所提供的ABS组合物，加入可逆反应交联剂后能够显著提高制品的焊接强度，同时提高焊接效率，从而降低成本，可应用于汽车内外饰件等。

A laser welding easy to process ABS composition and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种激光焊接易加工的ABS组合物及其制备方法
本专利技术涉及高分子改性材料领域，尤其是涉及一种激光焊接易加工的ABS组合物及其制备方法。
技术介绍
ABS树脂是一种通用型的热塑性工程塑料，其由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体组成，使其保持了聚苯乙烯(PS)的光泽和加工流动性，并具有优良的冲击韧性，而丙烯腈又增加了其刚性和强度，具有十分优异的综合性能。因此，目前被广泛应用于汽车、电子、办公设备等领域。在汽车后尾灯的应用上，通常采用耐热级ABS树脂，由于其良好的韧性、较高的耐热以及优良的加工性能成为后尾灯的优选材料。通常情况下，后尾灯的壳体采用耐热级ABS材料，尾灯灯罩采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料，因此需将两者焊接组装在一起。目前车灯主要采用的焊接工艺有超声波焊接、热板焊接、振动摩擦焊接、激光焊接等。其中，激光焊接工艺由于激光的方向性好、能量密度高、光斑直径小、非接触式焊接等特点，能够获得精密、牢固和密封的焊缝，且塑料分解少，产生碎屑少，焊接表面看不到焊接痕迹和损伤，不会产生污染等，成为近年来在车灯焊接领域发展潜力巨大的一种新型焊接技术。所谓激光焊接工艺，即被焊接的塑料件分为两个部分，一个部分是透明部件，另一个部分是吸收部件，激光穿过透明部件，能量在吸收部件中被大量吸收，使两部件接触面被加热至熔融状态，在夹紧压力和热膨胀的作用下，两者焊接在一起。激光焊接主要是通过材料吸收红外线能量来达到熔融材料的目的，但常规ABS材料对红外吸收效果弱，故需要较高的激光能量与较长的焊接时间。这不仅使生产效率下降，而且容易造成制品焊接不良的现象。例如，激光能量过低时，制品焊接强度弱，而能量过高时，又容易造成材料降解碳化，使焊接制品无法达到应用的要求。目前，关于这方面的相关专利较少，如专利“一种适合激光焊接ABS组合物及其制备方法”(专利号CN109762294A)中提出通过添加近红外吸收剂、PMMA使其ABS组合物对近红外光区有较强的吸收能力，从而达到提高焊接的效果。另外，需要引入特定的耐热剂来改善耐热和熔体强度。但是提高熔体强度会使材料的加工性能变差，同时由于近红外吸收剂为炭黑、苯胺黑等物质，使ABS材料的颜色多为黑色或深色。事实上，塑料制品焊接的原理基于聚合物材料吸收能量后使界面聚合物分子链快速浸润、扩散以及缠结，从而实现有效焊接。因此，提高焊接强度的关键是增加界面局部的能量和提高界面两种聚合物分子链的相互扩散及缠结。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种外观良好，易于激光焊接且焊接强度高的ABS组合物及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种激光焊接易加工的ABS组合物，包括以下重量份的组分：ABS树脂：80～99份；可逆反应交联剂：1～20份；纳米氧化铟锡：0.1～2份；抗氧剂：0.1～1份；润滑剂：0.1～1份。所述ABS树脂的分子量为100000～200000，熔融指数为5～30g/10min。所述可逆反应交联剂由侧基含呋喃官能团的共聚物A和侧基含马来酰亚胺的共聚物B组成。其中，共聚物A为侧基含呋喃官能团的聚甲基丙烯酸甲酯，侧基含呋喃官能团的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，侧基含呋喃官能团的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中任意一种或两种以上组合。共聚物B为侧基含马来酰亚胺的聚苯乙烯，侧基含马来酰亚胺的苯乙烯-马来酸酐共聚物，侧基含马来酰亚胺的苯乙烯-丙烯腈共聚物，侧基含马来酰亚胺的苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物，侧基含马来酰亚胺的苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸共聚物，侧基含马来酰亚胺的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物中任意一种或两种以上组合。所述可逆反应交联剂中共聚物A中侧基呋喃与共聚物B中侧基马来酰亚胺的摩尔比为1～6:1。所述纳米氧化铟锡的粒径大小为50～200nm，纯度≥95％。所述抗氧剂为受阻分类抗氧剂或亚磷酸酯类抗氧剂，包括市售抗氧剂1010，抗氧剂1076，抗氧剂1098，抗氧剂168，抗氧剂618中任意一种或两种以上组合。所述润滑剂包括硅油、硅酮母粒、乙撑双硬酯酰胺、季戊四醇硬脂酸中任意一种或两种以上组合。本专利技术还涉及一种激光焊接易加工的ABS组合物的制备方法，包括以下步骤：(1)将ABS树脂、可逆反应交联剂、纳米氧化铟锡、抗氧剂和润滑剂加入混合搅拌机中进行预混合，控制混合机转速为100～300r/min，混合时间5～20min；(2)将步骤(1)中所得的混合物经双螺杆挤出机熔融共混挤出造粒，控制挤出温度为210～250℃，螺杆转速为300～600r/min，真空度为-0.06～-0.08MPa，经切粒制备得到激光焊接易加工的ABS组合物。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提出的一种激光焊接易加工的ABS组合物中添加入可逆反应交联剂，其中可逆反应交联剂由侧基含呋喃官能团的共聚物A和侧基含马来酰亚胺的共聚物B组成，由于呋喃官能团和马来酰亚胺在高温挤出加工过程中可发生环加成的逆反应，因此不影响ABS组合物的加工性能。而在与PMMA等材料激光焊接时，侧基含呋喃官能团的共聚物A由于大分子链结构与PMMA相同或类似，且相比ABS树脂具有较小的分子量，可快速浸润并扩散进入PMMA基体，当ABS材料与PMMA材料界面温度较低时，扩散进入PMMA基体的侧基含呋喃官能团的共聚物A能够与ABS基体中侧基含马来酰亚胺的共聚物B发生环加成反应，从而能够有效提高ABS材料与PMMA材料的界面结合强度，达到提高制件焊接强度的目的。另外，由于可逆交联剂中含有马来酰亚胺单体，能够有效提高ABS材料的耐热性能，无需添加耐热剂，仍能达到拓宽激光焊接工艺窗口的目的。在此基础上，本专利技术采用的纳米氧化铟锡对近红外光具有较强的吸收，保证基体材料能够高效率地吸收激光能量而进行焊接，同时纳米氧化铟锡较石墨等碳材料颜色较浅，易于制备得到浅色系的焊接制品，拓宽其应用领域。由于可逆交联剂的存在，可适当减少近红外吸收剂纳米氧化铟锡的添加量，这不仅可降低材料成本，且可改善ABS组合物材料的加工性能，从而获得良好表面外观的制件。具体实施方式下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。对比例1一种激光焊接易加工的ABS组合物的制备方法，包括以下步骤：(1)将ABS树脂99份(熔融指数为15g/10min)、抗氧剂10100.1份、抗氧剂1680.1份和润滑剂硅油0.1份加入混合搅拌机中进行预混合，控制混合机转速为100r/min，混合时间5min；(2)将步骤(1)中所得的混合物经双螺杆挤出机熔融共混挤出造粒，控制挤出温度为210～250℃，螺杆转速为300r/min，真空度为-0.06MPa，经切粒制备得到激光焊接易加工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光焊接易加工的ABS组合物，其特征在于：包括以下重量份的组分：/nABS树脂：80～99份；/n可逆反应交联剂：1～20份；/n纳米氧化铟锡：0.1～2份；/n抗氧剂：0.1～1份；/n润滑剂：0.1～1份。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光焊接易加工的ABS组合物，其特征在于：包括以下重量份的组分：
ABS树脂：80～99份；
可逆反应交联剂：1～20份；
纳米氧化铟锡：0.1～2份；
抗氧剂：0.1～1份；
润滑剂：0.1～1份。


2.根据权利要求1所述的一种激光焊接易加工的ABS组合物，其特征在于：所述ABS树脂的分子量为100000～200000，熔融指数为5～30g/10min。


3.根据权利要求1所述的一种激光焊接易加工的ABS组合物，其特征在于：所述可逆反应交联剂由侧基含呋喃官能团的共聚物A和侧基含马来酰亚胺的共聚物B组成。


4.根据权利要求3所述的一种激光焊接易加工的ABS组合物，其特征在于：共聚物A为侧基含呋喃官能团的聚甲基丙烯酸甲酯，侧基含呋喃官能团的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物，侧基含呋喃官能团的乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中任意一种或两种以上组合。


5.根据权利要求3所述的一种激光焊接易加工的ABS组合物，其特征在于：共聚物B为侧基含马来酰亚胺的聚苯乙烯，侧基含马来酰亚胺的苯乙烯-马来酸酐共聚物，侧基含马来酰亚胺的苯乙烯-丙烯腈共聚物，侧基含马来酰亚胺的苯乙烯-丙烯腈-马来酸酐共聚物，侧基含马来酰亚胺的苯乙烯-丙烯腈-丙烯酸共聚物，侧基含马来酰亚胺的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物中任意一种或两种以上组合。
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【专利技术属性】
技术研发人员：诸金，尹秀萍，钱佳为，鲁文芳，梁亚男，刘嘉任，纪效均，蔡青，周文，
申请(专利权)人：重庆普利特新材料有限公司，上海普利特复合材料股份有限公司，浙江普利特新材料有限公司，上海普利特材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50