本发明涉及高分子化合物的组合物，更具体地，涉及一种玻纤增强pbt材料及其制备方法和应用。
背景技术：
1、塑料的激光焊接是一种新型的塑料连接技术，一般是先将两个待焊接的塑料零件通过外力固定在一起，激光透过上层材料后被下层材料吸收，下层材料吸收激光后温度升高，使得两层材料在界面处熔融；在零件固定状态下，上、下两层材料界面处在压力的作用下互熔，进一步冷却定型形成连接。因此，对于塑料的激光焊接，需要待焊接零件的上层材料对激光有一定的透过率，以保证上、下层材料界面处有足够的激光能量。这就要求可用于激光焊接的塑料注塑成2mm标准样板，波长1064nm激光透过率不低于15％。
2、pbt(聚对苯二甲酸丁二醇酯)是由对苯二甲酸和1,4-丁二醇缩聚而成的聚酯，分子中没有侧链，结构对称，是一种高结晶材料。而且，pbt均相成核，成核速率快、结晶度高，即pbt中存在大量晶体，使得激光照射未改性pbt样板或样件时发生严重折射和散射，从而导致激光透过的能量较低。以30％(质量分数)增强pbt材料为例，注塑成2mm厚度样板，波长1064nm激光透过率仅5％，无法满足激光焊接的要求。
3、目前，主要通过调控pbt的结晶性能来提高pbt材料的激光透过性能。具体而言，一是通过添加成核剂，减少pbt的球晶颗粒，从而实现特定波长的激光对材料有较高的透过性；二是通过引入透明树脂形成合金，如聚碳酸酯(pc)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)等，对pbt进行合金化共混改性，降低共混物中非透过相pbt的比例来改善透过率。然而，实际应用过程发现，常用的成核剂多会产生游离的碱金属离子，引发pbt的分解反应；而引入透明树脂则会使得pbt与合金组分发生酯交换反应，均会劣化pbt材料的的力学性能，即现有pbt材料在提高激光透过性能的同时，往往导致其力学性能下降。
技术实现思路
1、本发明的目的是克服现有pbt材料无法兼具良好力学性能和高激光透过率的缺陷和不足，提供一种玻纤增强pbt材料。
2、本发明的另一目的是提供一种玻纤增强pbt材料的制备方法。
3、本发明的又一目的是提供一种玻纤增强pbt材料在可激光焊接制件中的应用。
4、本发明上述目的通过以下技术方案实现：
5、本发明保护一种玻纤增强pbt材料，按重量份数计，包括以下组分：
6、pbt树脂44～91份，金属掺杂玻璃纤维10～50份，成核剂0.1～2份，加工助剂0～2份；所述金属掺杂玻璃纤维中的金属单质为镍和/或锆。
7、上述金属掺杂玻璃纤维是指将玻璃纤维或各种废旧玻璃或玻璃矿物原料加热至熔融状态，加入金属单质镍和/或金属单质锆混合均匀后，采用常规玻璃纤维生产工艺(例如池窑法直接拉丝、球法坩埚拉丝)制备得到。
8、优选地，所述玻纤增强pbt材料，按重量份数计，包括以下组分：
9、pbt树脂60～80份，金属掺杂玻璃纤维20～40份，成核剂0.7～1.5份，加工助剂0.3～1.2份。
10、可选地，所述金属掺杂玻璃纤维中金属单质相对于玻璃纤维的质量分数为0.5％～10％。进一步优选地，所述金属掺杂玻璃纤维中金属单质相对于玻璃纤维的质量分数为1％～5％。具体可以为1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％、6.0％、7.0％、8.0％、9.0％、10.0％。
11、上述金属掺杂玻璃纤维中金属单质的质量分数可以通过eds进行元素分析测得。
12、可选地，所述pbt树脂的特性粘度(25℃)为0.7～1.3dl/g，具体可以为0.9dl/g、1.0dl/g、1.1dl/g或1.2dl/g；按照iso 1628.5-2015标准测得，溶剂为苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷(体积比为1:1)混合溶液。进一步优选地，pbt树脂特性粘度为0.8～1.0dl/g。
13、可选地，所述成核剂为褐煤酸乙二醇酯、烷基锆络合物、苯甲酸钠或碳酸钠中的至少一种。
14、可选地，所述烷基锆络合物为十二烷基苯磺酸锆络合物。
15、可选地，所述金属掺杂玻璃纤维的直径为5～13μm，长度为1.5～5mm。玻璃纤维直径和长度可以通过二次元显微镜进行测量。
16、可选地，所述加工助剂为抗氧剂或润滑剂中的一种或多种。抗氧剂具体可以为抗氧剂1010、硫酯类抗氧化剂(抗氧剂168)、季五四醇硫代酯(抗氧剂412s)或螺亚磷酸酯(抗氧剂608)中的至少一种，润滑剂具体可以为硬脂酸钙、硅酮、硬脂酸锌或蒙旦蜡(pets)中的至少一种。
17、本发明还保护一种上述玻纤增强pbt材料的制备方法，包括以下步骤：将各组分混合、熔融挤出，即得玻纤增强pbt材料。
18、其中，上述制备方法中可以采用双螺杆挤出机进行熔融挤出，金属掺杂玻璃纤维可以从双螺杆挤出机的侧喂料口加入，熔融挤出的温度为220～260℃，螺杆转速为200～600转/分钟。
19、一种上述玻纤增强pbt材料在可激光焊接制件中的应用，也在本发明的保护范围之内。
20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21、本发明以特定金属掺杂改性的玻璃纤维与成核剂相结合，使得玻纤增强pbt材料不仅具备较好力学性能，同时还具有优异的激光透过率，可实现激光焊接。
1.一种玻纤增强pbt材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述玻纤增强pbt材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：pbt树脂60～80份，金属掺杂玻璃纤维20～40份，成核剂0.7～1.5份，加工助剂0.3～1.2份。
3.根据权利要求1所述玻纤增强pbt材料，其特征在于，所述金属掺杂玻璃纤维中金属单质相对于玻璃纤维的质量分数为0.5％～10％。
4.根据权利要求3所述玻纤增强pbt材料，其特征在于，所述金属掺杂玻璃纤维中金属单质相对于玻璃纤维的质量分数为1％～5％。
5.根据权利要求1所述玻纤增强pbt材料，其特征在于，所述pbt树脂的特性粘度为0.7～1.3dl/g。
6.根据权利要求1所述玻纤增强pbt材料，其特征在于，所述成核剂为褐煤酸乙二醇酯、烷基锆络合物、苯甲酸钠或碳酸钠中的至少一种。
7.根据权利要求6所述玻纤增强pbt材料，其特征在于，所述烷基锆络合物为十二烷基苯磺酸锆络合物。
8.根据权利要求1所述玻纤增强pbt材料，其特征在于，所述加工助剂为抗氧剂或润滑剂中的一种或多种。
9.一种权利要求1～8任一项所述玻纤增强pbt材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将各组分混合、熔融挤出，即得玻纤增强pbt材料。
10.一种权利要求1～8任一项所述玻纤增强pbt材料在可激光焊接制件中的应用。
