【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料，具体涉及一种可激光透射焊接且可激光打标的玻纤改性复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、激光透射焊接相比于其他传统焊接方式具有速度快、精度高、机械应力小、无焊渣、可实现空间曲线焊接等优点，因而被广泛应用于汽车、电子、人工智能、医疗器械等领域。激光透射焊接工艺要求对于所采用的激光，上层材料需要能最大程度的透过激光(一般透射率>30％)，下层材料需要能最大程度的吸收激光。激光透过上层材料后照射在下层材料表面，下层材料吸收激光能量后熔化并将能量传递给上层材料，接触面处的上层材料与下层材料融合，冷却后形成焊缝。塑料激光焊接又称塑料透射红外线焊接，其常选用的激光器主要有co2、nd:yag和半导体激光器，其波长分布在800nm～10.6μm，属于近红外波长范围《塑料激光透射焊接技术的研究动态和发展趋势》。目前国内用于半结晶性玻纤增强类复合改性材料的激光焊接的设备波长主流在900～1100nm之间，比如大族激光轮廓焊接机使用915nm，乐普科焊接系统使用980nm。
2、激光打标是一种新型环保标识技术，广泛应用于工业产品生产中，整个过程灵活性高且无接触，相比于其他标识技术，更加便捷高效。激光打标的机理是材料表面受到激光能量的灼烧产生发泡、变色或者炭化，得到与基体不同的颜色的标记。激光打标使用的光源更加广泛，其激光器一般分为co2、nd:yag、受激准分子、激光二极管泵浦和光纤等，实际应用中光束可控的nd:yag(1064nm)最为广泛(《电气产品激光打标技术研究进展》)。塑料材料进行良好打标效果的前提
3、cn 107075260专利技术了一种可激光标记和可激光焊接的聚合物材料，其吸收剂是掺杂的氧化锡或氧化铟的聚合物，目标是在有色或深色塑料上进行浅色标记。但其吸收剂是添加在作为吸收层的激光焊接下层材料，非上层透光材料。ep 1720712专利技术了一种高度透明的可激光打标和可激光焊接的塑料材料，它是采用纳米级激光敏感金属氧化物纳米氧化铟锡或氧化锑锡提高激光标记效果的同时不损害材料的透明度。该专利技术应用于透光率>85％的高透明度材料。对于半结晶性玻纤增强复合改性材料，由于其透光度一般<80％，因此一般激光打标助剂的添加会造成其透光率显著下降，从而影响焊接效果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种可激光透射焊接且可激光打标的玻纤改性复合材料，通过选用纳米级钛白粉，在增加紫外波段吸收的同时，减少对材料透明度的影响。
2、为了实现以上目的，本专利技术的技术方案之一为：一种可激光透射焊接且可激光打标的玻纤改性复合材料，其组成按照质量百分比包括以下组分：
3、半结晶性树脂：44～89wt％
4、玻璃纤维：10～50wt％
5、纳米钛白粉：0.05～0.5wt％
6、抗氧剂：0.1～1.0wt％
7、其他助剂：0～5wt％
8、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述的半结晶性树脂包括聚酰胺、pbt、pet等中的一种或几种。
9、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述的玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维，直径为7～20nm，优先为10～13nm；
10、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述的纳米钛白粉为金红石型钛白粉，粒径为10～50nm，优选为15～30nm；
11、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧化剂、半受阻酚类抗氧化剂、受阻胺类抗氧化剂、磷酸酯、亚磷酸酯类抗氧化剂中的一种或几种。
12、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述的其他助剂为色粉、润滑剂、成核剂、其他透明材料等中的一种或几种不影响材料透明度的添加剂。
13、为了实现以上目的，本专利技术的技术方案之二为：一种可激光透射焊接且可激光打标的玻纤改性复合材料的制备方法，包括如下步骤：
14、(1)将纳米钛白粉制成悬浮液，均匀喷洒到半结晶性树脂中，并用真空干燥箱烘干得到混合物m1；
15、(2)将混合物m1、抗氧剂和其他助剂，按照质量比配置后，用高混机进行混合，得到混合物m2；
16、(3)将混合物m2通过主喂料口加入到双螺杆挤出机中，将玻璃纤维按照比例通过侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，在双螺杆挤出机中经熔融挤出造粒，制得所述可激光透射焊接且可激光打标的玻纤改性复合材料。
17、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(2)中的混合温度40～60℃，混合时间10～30min。
18、在本专利技术的一个优选实施方案中，所述步骤(3)中的熔融挤出温度为220℃～280℃，双螺杆挤出机的螺杆长径比为(35～60):1,螺杆转速为(300～500)rpm。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
20、(1)本专利技术利用材料在不同波长下的透光率和吸光率，提供一种可激光透射焊接且可激光打标的玻纤改性复合材料，可在近红外区域最大程度透过红外激光而进行良好的透射焊接，又可在紫外区域吸收紫外激光，进行高对比度的激光打标。
21、(2)本专利技术提供的材料制备过程，先将纳米钛白粉制成悬浮液再与树脂均匀混合，提高纳米材料的分散性，减少纳米材料团聚对材料透光性的影响。
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1.一种可激光透射焊接且可激光打标的玻纤改性复合材料，其特征在于，其组成按照质量百分比包括以下组分：
2.如权利要求1所述的玻纤改性复合材料，其特征在于，所述的半结晶性树脂包括聚酰胺、PBT、PET中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的玻纤改性复合材料，其特征在于，所述的玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维，直径为7～20nm。
4.如权利要求1所述的玻纤改性复合材料，其特征在于，所述的纳米钛白粉为金红石型钛白粉，粒径为10～50nm。
5.如权利要求1所述的玻纤改性复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧化剂、半受阻酚类抗氧化剂、受阻胺类抗氧化剂、磷酸酯、亚磷酸酯类抗氧化剂中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的玻纤改性复合材料，其特征在于，所述的其他助剂为色粉、润滑剂、成核剂、其他透明材料中的一种或几种不影响材料透明度的添加剂。
7.一种如权利要求1～6任一项所述的玻纤改性复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.如权利要求7所述的玻纤改性复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2
9.如权利要求7所述的玻纤改性复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的熔融挤出温度为220℃～280℃，双螺杆挤出机的螺杆长径比为(35～60):1,螺杆转速为(300～500)rpm。
...【技术特征摘要】
1.一种可激光透射焊接且可激光打标的玻纤改性复合材料，其特征在于，其组成按照质量百分比包括以下组分：
2.如权利要求1所述的玻纤改性复合材料，其特征在于，所述的半结晶性树脂包括聚酰胺、pbt、pet中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的玻纤改性复合材料，其特征在于，所述的玻璃纤维为无碱短切玻璃纤维，直径为7～20nm。
4.如权利要求1所述的玻纤改性复合材料，其特征在于，所述的纳米钛白粉为金红石型钛白粉，粒径为10～50nm。
5.如权利要求1所述的玻纤改性复合材料，其特征在于，所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧化剂、半受阻酚类抗氧化剂、受阻胺类抗氧化剂、磷酸酯、亚磷酸酯类抗氧化剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡淑琴，杨杰，戴李宗，陈国荣，
申请(专利权)人：金旸厦门新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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