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河南工程塑料塑料激光焊接PBT自主研发

来源: 发布时间:2023年11月15日

PBT薄壁制品需要更高的流动性:在电子电器、汽车电子工业领域,组件更薄是趋势,这就要求材料需要更高的流动性,才能以尽可能小的相应浇注器械的填充压力或合模力来实现型模的填充。利用低黏度的热塑性聚酯组合物也常常能实现更短的循环周期。另外,良好的流动能力对于例如质量分数超过40%的玻璃纤维和/或矿物质的高填充热塑性聚酯组合物来说也是非常重要的。解决方法:选择低分子量的PBT,但是分子质量降低会影响机械性能。借助流动促进剂如硬脂酸酯或褐煤酸酯,可以改善PBT流动性,但这类低分子质量酯会在产品加工和使用过程中渗出。对于需要增韧的PBT材料,增韧剂的加入一定会导致流动性下降,故而需要选择对流动性影响更小的增韧剂。加入具有特定结构的同类低分子聚酯,如CBT,CBT是一种具有大环寡聚酯结构的功能性树脂,与PBT具有很好的相容性,极少的添加量,就可以大幅度提高树脂的流动性,而几乎不影响力学性能。加入纳米材料,理想分散的纳米材料在PBT中起到一种类似于内润滑的作用,可以提高PBT的流动性,但纳米填料的分散是共混改性过程中的一大难点。PBT塑料进行激光焊接时,上层塑料需要能够穿透激光,这通常需要使用特定牌号的PBT材料。河南工程塑料塑料激光焊接PBT自主研发

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在实际生产中,一块为透光性材料,另一块为不透光性材料的焊接方式较普遍。对于不透光的两个材料(透光率小于20%),激光焊接的应用还存在一定局限性。而对于两块透明材料(透光率大于50%)而言,可通过在焊接面加入适量的炭黑涂料,大幅提高其对近红外激光的吸收率,满足焊接要求。此外,许多矿物填充的化合物,也不适宜用激光来焊接。为增加塑料激光焊接工艺的适用范围,克服材料本身透光率问题,涂层以及涂料工艺在我国已经发展成熟,并广泛应用在透明材料以及透光率高的材料焊接中。涂料在激光的照射下发热并熔化相邻层的材料,进而达到焊接的目的。对于两块黑色或不透光塑料,由于材料本身对激光的吸收率很高,激光无法透射到焊接区域,在过去用激光焊接工艺是不可能实现的。随着塑料原材料产业不断升级,此问题已经得到有效解决,即在两块黑色塑料中加入特殊的填料和色料,使其在外观看起来是黑色的,但对于激光却是透明的,从而实现黑色材料之间的激光焊接。上海消费电子塑料激光焊接PBT自主研发选择PBT料时需要考虑以下因素:有无负荷、温度要求、成本因素、使用场景。

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塑料激光焊接常用焊接方法在实际应用中,塑料激光焊接有几种常用的工艺方法:

顺序型周线焊接:激光沿着塑料焊接层的轮廓线移动并使其熔化,将塑料逐渐粘结在一起。主要用于规则外形且有焊接速度要求的零件。

同步焊接:使用带有多个激光口的激光发射器,通过光学器件调整激光束的方向和形状;激光束通过程序引导,沿着焊接层的轮廓线焊接,使整个轮廓线同时熔化并粘结在一起。主要用于焊接面积较大,且焊接一致性要求较高的零件。

扫描焊接:又称准同步焊接,综合了上述两种焊接技术。利用光学器件产生高速激光束,沿着待焊接的部位移动,使得整个焊接处逐渐发热并熔合在一起。此方案对于激光发射设备要求较高。

照射掩膜焊接:通过预先制作的模板遮挡无效区域的激光束,只暴露出精确的焊接部位,对焊接区域进行熔化,实现焊接过程。这种焊接技术精度高,是目前应用较广的激光焊接技术,设备通用性强,模板制作简单、成本低,可以实现低至10μm的高精度焊接。

PBT的化学改性

化学扩链:由于电缆、光缆包覆材料等方面对高分子量PBT树脂(高特性粘数[G])而单纯从PBT的生产工艺很难获得高分子量PBT,因此采用对PBT进行改性的方法来提高其分子量,其中较为有效的方法是化学扩链。化学扩链不仅提高PBT分子量,同时能降低PBT的端羧基(CV)含量,提高其水解稳定性。采用化学扩链法进行熔体增粘,具有工艺流程短、设备投资少、反应速度快且可控、生产效率高、适用性强、操作方便等优点,可在聚酯生产后缩聚釜、熔体防丝、螺杆挤出和注射成型等过程中实施。PBT树脂的端基含有羧基和羟基,选择能与其端基反应的多官能团活性物质如双环氧乙烷化合物、双口恶唑啉等为扩链剂,PBT链段通过端基与扩链剂的反应使得链段的长度增加,从而提高其分子量。对PBT的化学扩链有缩合型、羧基加成型、羟基加成型、羧羟基同时加成型等扩链反应.其中有效的是羧基加成型和羧羟基同时加成型。 PBT耐化学性能:优异的耐腐蚀性能,不受酸、碱、油等化学品的影响。

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PBT改性工程塑料机械设备领域的应用

PBT由于具有高阻燃性、耐热性,在机械设备领域得到广泛应用,如凸轮、齿轮、照相机零件、电子表的外壳、灯罩以及各类按钮等。常见的线圈骨架要求材料具有高绝缘击穿强度,避免使用期间被电击穿;当其被应用在电冰箱等部件时还需要具有低析出性,防止析出的小分子物质使机械部件失效。

PBT由于具有优良的低介电和低析出性能,被广泛应用于生产线圈骨架。由于PBT具有优良的阻燃性能、较好流动性、易成型的优点,可用于散热风扇的生产,如电脑CPU、电源和电机等类似的散热器用风扇。 好的激光塑料焊接设备也可以降低PBT塑料在激光焊接过程中烧伤的概率。河南耐热性塑料激光焊接PBT按需定制

PBT材料除了激光穿透率低以外,还存在材料表面非常容易吸收激光能量而导致在激光塑料焊接的过程中烧伤。河南工程塑料塑料激光焊接PBT自主研发

如何激光焊接PBT塑料

使用高穿透率的PBT材料是解决PBT材料焊接时表面烧伤的有效途径。

另一个解决PBT材料在激光焊接过程中烧伤的有效途径是采用特殊设计的夹具,在塑料激光焊接过程中,通过不断对穿透件焊缝表面冷却来降低烧伤的可能性。另外,好的激光塑料焊接设备也可以降低PBT塑料在激光焊接过程中烧伤的概率。进口的塑料激光焊接设备采用高亮度的光源,光束质量好。有些塑料激光焊接设备供应商还有特殊的光斑整形技术,使得光斑的分布形态以及能量密度分布更适合PBT塑料的激光焊接。目前的设备拥有焊接过程监控及质量监控,可以通过焊接温度的闭环监控,使得PBT表面烧伤的概率大量降低。 河南工程塑料塑料激光焊接PBT自主研发

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