[发明专利]具有高超声波焊接强度的遮光PC塑料及其制备和应用

说明书

本发明公开了一种具有高超声波焊接强度的遮光PC塑料及其制备和应用。该遮光PC塑料以原料总质量为100％计，原料组成包括：PC树脂71％～92.7％，焊接增强剂1％～3％，钛白粉6％～25％，润滑剂0.1％～1％，抗氧剂0.1％～1％，其它助剂0～10％；焊接增强剂为磷腈化合物。制备方法包括步骤：(1)将PC树脂、焊接增强剂、抗氧剂、润滑剂和选择性加入的其它助剂搅拌混匀并保温在110～120℃，然后加入钛白粉再混匀，得到混合料；(2)混合料经双螺杆挤出机塑化挤出，并抽真空，得到具有高超声波焊接强度的遮光PC塑料。该遮光PC塑料适用于制备LED电器。

技术领域

本发明涉及遮光PC塑料领域，具体涉及一种具有高超声波焊接强度的遮光PC塑料及其制备和应用。

背景技术

近年，全球能源革命风声水起，开源节流成为主流，这导致节能LED产品在城市，房地产照明，高铁交通等领域广泛应用。而PC(聚碳酸酯)材料正是LED产品制造所需主要材料，这些电器部件很多场合既需要高遮光保证消费者用眼安全，同时还要保证消费者用电安全。LED生产厂家为保证消费者用电安全，避免潮气对电器寿命影响和潮气带来电性能下降隐患，一般需对遮光PC材料组件进行焊接。焊接包括超声波焊接，热板焊接，热风焊接，热棒和脉冲焊接，激光焊接等，现以超声波焊接为主。

超声波振动摩擦焊由于焊接设备及焊接工艺易操作、快速，无需助焊剂，不产生有害气体，成本低，被广泛用于ABS，PC/ABS，PMMA，PC材料的焊接操作。PC材料超声波焊接特性较ABS，PS差，但比结晶性聚合物如PP，PA，PBT，POM易焊接。由于PC材料的颜色不同，色粉体系及色粉成分都有区别，尤其是黑色材料中的炭黑成分较浅色材料中的钛白粉成分的热吸收能力强，影响到材料焊接表面熔化热量的不同，进而导致焊接面材料熔化程度、焊接深度及焊接强度的差异，遮光PC浅色材料焊接强度本色材料黑色材料。

大量文献描述了塑料超声波焊接技术和焊接强度影响因素，通常情况下，可以通过增加焊接时间、增大超声波振频增大、焊接面积等方式增大焊接面焊接强度，这会带来合格率少许下降，成本稍许上升。但是在某些特殊情况下，焊接设备无法根据不同材料进行不同的工艺设置，材料焊接强度无法满足设计要求。

申请公布号为CN109337330A的中国专利文献中公开一种无卤阻燃高遮光PC复合材料及其制备方法通过添加少量水洗蒙脱土代替一部分钛白粉，实现材料遮光提高；申请公布号为CN105820537A的中国专利文献中公开一种高焊接强度的PC/ABS合金树脂中通过极性添加剂和特定AS，高胶粉搭配使用，提高了PC/ABS焊接强度；又如公布号为CN106751409A的中国专利文献中公开一种高超声波焊接强度的聚碳酸酯合金及其制备方法中通过添加焊接增强剂来提高PC合金和PMMA的超声波焊接强度；又如公布号为CN108285608A的中国专利文献中公开一种提高超声波焊接强度的聚丙烯材料及其制备方法中通过活化剂氧化镁来提高滑石粉和弹性体PP改性料的超声波焊接强度；又如公布号为CN111087786的中国专利文献中公开提高超声波焊接强度的PC/ABS合金材料及其制备方法，中通过加入可逆反应交联剂来提高PC/ABS和PMMA焊接强度。

上述专利中公开的技术方案，焊接应用领域主要是汽车内汽车车灯领域，焊接材质主要是PC/ABS，PMMA，PP，其焊接强度拉拔力均在300-400N，最大不超过440N。而在电器领域，国家对其制品施行强制3C认证，以前LED电器上使用PC部件使用螺丝紧固，卡扣连接居多，偶尔使用超声波焊接主要是透明材料，和深色材料，白色浅色材料偶有使用超声波焊接报告。LED、工业插头等电器领域，均对焊接强度有要求，至少焊接强度拉拔力需大于600N，然而高超声波焊接强度遮光PC部件也却无报告。

发明内容

针对上述技术问题以及本领域存在的不足之处，本发明提供了一种具有高超声波焊接强度的遮光PC塑料，在保证材料具有高弯曲强度、高弯曲模量和高遮光效果的前提下，克服了现有技术中存在的遮光PC超声波焊接强度差的问题，解决了在焊接设备及工艺不能变更的情况下，遮光PC料焊接强度偏低的问题，本发明的遮光PC塑料的超声波焊接强度拉拔力大于800N。