專利名稱：一種可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚丙烯組合物，特別是一種可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來，激光打標(biāo)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于塑料制品的標(biāo)識和裝飾。與傳統(tǒng)標(biāo)記方法如油墨噴碼相比，激光打標(biāo)技術(shù)具有標(biāo)記不易擦除、打標(biāo)快速、可程序控制、自由度高以及環(huán)境友好的優(yōu)點。然而并不是所有的聚合物都適合于激光打標(biāo)，比如聚烯烴，因為其無法有效地吸收相應(yīng)波長的激光而形成激光標(biāo)記。這就大大限制了激光打標(biāo)技術(shù)在塑料領(lǐng)域的應(yīng)用。聚烯烴作為通用塑料在各個行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，在聚烯烴中聚丙烯因其具有質(zhì)量輕、耐溶劑、易加工，易回收等優(yōu)點，被廣泛地應(yīng)用于汽車、家電、機械和包裝等行業(yè)，但聚丙烯是一種很難甚至無法進行激光打標(biāo)的聚合物，因而限制了其應(yīng)用。中國專利CN200910065221. 6公開了一種塑料激光打標(biāo)功能母粒，該母粒是由光敏劑、白色顏料、黑色顏料、有機高分子載體組成，通過激光能在黑色PP類塑料表面產(chǎn)生清晰的白色圖案或字跡。中國專利CN2007100646. I公開了一種可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物及其制備方法，該發(fā)明的聚丙烯組合物通過采用粉末橡膠能解決聚丙烯材料無法進行打標(biāo)以及打標(biāo)劑添加量過多的問題。上述專利均采用激光打標(biāo)劑的使用來顯著提高聚丙烯的激光標(biāo)記效果，但是激光打標(biāo)劑的價格昂貴，并且激光打標(biāo)劑大多為一些有機或無機類的金屬氧化物，大量使用會對環(huán)境造成一定的污染；此外由于玻璃纖維不能進行打標(biāo)，因此玻纖增強的聚丙烯組合物往往難以實施激光標(biāo)記，大大限制聚丙烯的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物；本發(fā)明的另一目的在于提供上述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物的制備方法；本發(fā)明的再一目的在于提供上述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物的應(yīng)用領(lǐng)域。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
一種可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，按質(zhì)量百分比計，包括如下組分
聚丙烯樹脂40^80%彈性體5 30%玻璃纖維5 50%相容劑O. Of 10%黑色色粉O. OI 3%其他添加劑O. OI 5%優(yōu)選地，上述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，按質(zhì)量百分比計，包括如下組分聚丙烯樹脂50 70%彈性體10 20%玻璃纖維10 30%相容劑0. 5 5%黑色色粉0. Γι%其他添加劑0. Γ2%所述聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，還可以采用正離子配位聚合、
Ziegler-Natta負離子配位聚合或用茂金屬催化劑合成的聚丙烯。所述共聚聚丙烯可以選擇無規(guī)、嵌段或枝形共聚物中的一種或一種以上。所述均聚聚丙烯、共聚聚丙烯的熔體流動速率(MFR)為flOOOg/lOmin，優(yōu)選 2(Tl000g/10min。所述彈性體為乙烯-a-烯烴共聚物；所述彈性體的密度為O. 85(T0. 930g/cm3,優(yōu)選O. 850^0. 870g/cm3 ;所述彈性體的熔體質(zhì)量流動速率為O. 2 15g/10min(2. 16kg，190°C ), 優(yōu)選O. 5 5g/10min (2. 16kg, 190°C ) ； α烯烴的碳原子數(shù)為2 8，優(yōu)選α烯烴的碳原子數(shù)為個。2. 16kg和190°C均為熔體流動速率的測試條件參數(shù)，190°C是測試溫度，2. 16kg是
標(biāo)稱負荷即砝碼重量。所述玻璃纖維為長玻璃纖維或短切玻璃纖維，所述長玻璃纖維無堿連續(xù)玻纖，直徑為5 25 μ m,優(yōu)先12 20 μ m ;所述短切玻璃纖維為無堿短切玻纖，長度為6 75mm，直徑為 5 25 μ m,優(yōu)選長度為20 "50mm,直徑為12 20 μ m。所述相容劑為馬來酸酐接枝聚烯烴共聚物和/兩親性聚烯烴共聚物中的一種或一種以上，優(yōu)選其中的兩種以上進行互配；所述烯烴為乙烯、丙烯、丁烯、辛烯等α烯烴及其各種嵌段或無規(guī)共聚物，優(yōu)先乙烯、丙烯及其嵌段共聚物；所述馬來酸酐接枝聚烯烴共聚物的熔體流動速率為 O. ri50g/10min (2. 16kg，190°C )，優(yōu)選 O. 5 100g/10min (2. 16kg， 190°C)，馬來酸酐接枝率為0. 1°/Γ5%，優(yōu)選0. 3^2% ;所述兩親性聚烯烴共聚物的熔體流動速率為 0. I 50g/10min (2. 16kg，190°C )，優(yōu)選 0. 5 10g/10min (2. 16kg，190°C );所述兩親性聚烯烴共聚物為無規(guī)共聚物、嵌段共聚物和/或枝形共聚物中的一種或一種以上。所述黑色色粉為炭黑，所述其他添加劑包括抗氧劑、抗氧助劑、脂肪族潤滑劑、成核劑、抗靜電劑中的一種或幾種?？寡鮿?，6- 二叔丁基對甲酚、2，4，6-三叔丁基苯酚、 4-羥甲基-2，6-二叔丁基苯酚、N-環(huán)己基-N’ -苯基對二胺、亞磷酸三(2，4 二叔丁基苯基)酯等中的一種或幾種；抗氧助劑為硫代二丙酸二月桂酸、亞磷酸三苯酯、硫代二丙酸二 (十八)酯等中的一種或幾種；脂肪族潤滑劑為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅等中的一種或幾種；成核劑為2，2’一亞甲基一雙(4，6-二叔丁基苯氧基)磷酸鈉、二(4 一叔丁基一苯氧基)磷酸鈉、 雙[2，2-亞甲基一雙(4，6 —二叔丁基苯氧基)磷酸羥基鋁]、雙(2 —烷基，4 一烷基苯氧基)磷酸鹽、二苯甲基山梨醇等中一種或幾種；抗靜電劑為三羥乙基甲基銨硫酸甲酯鹽、山梨糖醇單脂肪酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚等中的一種或幾種。一種可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物的制備方法，包括如下步驟將上述除玻璃纖維外的各組分按比例混合，混合攪拌時間為0. 5飛Omin，然后通過雙螺桿擠出機或往復(fù)式單螺桿擠出機主喂料口進料，玻璃纖維通過側(cè)喂料口進料，于2(KT28(TC下熔融混煉
0.I飛min，螺桿長徑比為32飛6，擠出，水冷拉條，切粒即得可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物。上述制備方法可采用任何可以將這些物料混合均勻的設(shè)備，包括但不限于高速混合機、低速混合機、密煉機；在混合方式上可以采用一步法將所有組份一次投入進行混合，也可以采用二步法或多步法將二種組份先混合均勻再和其他組分混合，混合方式多種多樣，可以根據(jù)生產(chǎn)的實際情況加以調(diào)整。混料攪拌時間優(yōu)選廣15min，擠出熔融混煉溫度優(yōu)選23(T260°C，螺桿長徑比優(yōu)選4(Γ56，擠出造粒、水冷、風(fēng)干，粒徑在任何方向的尺寸為
優(yōu)選粒徑尺寸為2 3mm,包裝即可。本發(fā)明所述的可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物可用于制備汽車、家電、IT、辦公設(shè)備和電動工具等行業(yè)用塑料制件，主要應(yīng)用方式包括各種塑料制件上的字母、數(shù)字及其他各種標(biāo)識和圖案等。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果
1、本發(fā)明制得的玻纖增強聚丙烯組合物對波長為1064nm的激光具有強烈的吸收作用，在塑料表面會發(fā)生發(fā)泡作用、碳化作用、蒸發(fā)作用等物理化學(xué)反應(yīng)，在深色聚丙烯塑料表面能形成對比強烈的淺色字跡或圖案，且標(biāo)記能長時間不會因為機械、化學(xué)或物理因素作用而消失褪色，可充分滿足汽車、家電、IT、辦公設(shè)備和電動工具等行業(yè)用塑料制件的使用要求；
2、本發(fā)明制得的玻纖增強聚丙烯組合物在不使用價格昂貴的打標(biāo)劑的情況下就能獲得理想的打標(biāo)效果，產(chǎn)品成本低廉，相比于油墨噴碼或需要使用激光打標(biāo)劑的產(chǎn)品，本發(fā)明綠色環(huán)保，環(huán)境友好；
3、該組合物是一種在深色背景下形成淺色標(biāo)記的聚丙烯組合物，該組合物不需要添加激光打標(biāo)劑。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
來進一步說明本發(fā)明，以下實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受下述實施例的限制。表I所示實施例及對比例組合物配方中其中相容劑I為馬來酸酐接枝聚丙烯，熔體流動速率為100g/10min(2. 16kg，190°C )，馬來酸酐接枝率為O. 8% ;相容劑2為馬來酸酐接枝乙烯-α-烯烴共聚物，熔體流動速率為5g/10min(2. 16kg，190°C )，馬來酸酐接枝率為
1.0% ;相容劑3為聚丙烯-聚乙烯嵌段共聚物，熔體流動速率為lg/10min(2. 16kg，190°C)； 玻璃纖維I為長玻璃纖維ER 4301H-2400 ;玻璃纖維2為長玻璃纖維ER 4305PM-2400 ;玻璃纖維3為短切玻纖ECS13-04-508A ;黑色色粉為炭黑德固賽900L ;抗氧劑為2，6- 二叔丁基對甲酚；抗氧助劑為硫代二丙酸二月桂酸；潤滑劑為硬脂酸鈣。實施例I
本實施例所述的可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其組分和質(zhì)量百分含量如表I 所示
其中均聚聚丙烯的熔體流動速率(MFR)為10g/10min，其中共聚聚丙烯的熔體流動速率(MFR)為30g/10min ;彈性體為乙烯- α -烯烴的共聚物，其密度為O. 870g/cm3，其熔體質(zhì)量流動速率為I. 0g/10min (2. 16kg，190。。)，α -烯烴的碳原子數(shù)為4。其制備過程如下
將上述各組分(除玻璃纖維外)按比例在高速混合機中混合，混合攪拌時間為O. 5min, 然后通過雙螺桿擠出機主喂料口進料，玻璃纖維在側(cè)喂料口進料，于200°C下熔融混煉
O.5min，螺桿長徑比為42，擠出，水冷拉條，風(fēng)干，切粒2_，即得可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物。實施例2
本實施例所述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其組分和質(zhì)量百分含量如表I所示其中均聚聚丙烯的熔體流動速率(MFR)為40g/10min，其中的共聚聚丙烯的熔體流動速率(MFR)為60g/10min ;彈性體為乙烯-α -烯烴的共聚物，其密度為O. 850g/cm3，其熔體質(zhì)量流動速率為O. 5g/10min (2. 16kg，190。。)，α -烯烴的碳原子數(shù)為2。其制備過程如下
將上述各組分(除玻璃纖維外)按比例在低速混合機混合，混合攪拌時間為60min，然后通過往復(fù)式單螺桿擠出機主喂料口進料，玻璃纖維在側(cè)喂料口進料，于250°C下熔融混煉 5min，螺桿長徑比為66，擠出，水冷拉條，風(fēng)干，切粒1mm，即得可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物。實施例3
本實施例所述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其組分和質(zhì)量百分含量如表I 所示其中均聚聚丙烯的熔體流動速率(MFR)為60g/10min，共聚聚丙烯的熔體流動速率 (MFR)為10g/10min ;彈性體為乙烯-α -烯烴的共聚物，其密度為O. 930g/cm3，其熔體質(zhì)量流動速率為O. 2g/10min (2. 16kg，190。。)，α -烯烴的碳原子數(shù)為10。其制備過程如下
將上述各組分(除玻璃纖維外)按比例在密煉機中混合，混合攪拌時間為15min，然后通過往復(fù)式單螺桿擠出機主喂料口進料，玻璃纖維在側(cè)喂料口進料，于240°C下熔融混煉 Imin,螺桿長徑比為56，擠出，水冷拉條，風(fēng)干，切粒3_，即得可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物。實施例4
本實施例所述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其組分和質(zhì)量百分含量如表I 所示其中均聚聚丙烯的熔體流動速率(MFR)為60g/10min，共聚聚丙烯的熔體流動速率 (MFR)為10g/10min ;彈性體為乙烯-α -烯烴的共聚物，其密度為O. 930g/cm3，其熔體質(zhì)量流動速率為5g/10min (2. 16kg，190。。)，α -烯烴的碳原子數(shù)為5。其制備過程如下
將上述各組分(除玻璃纖維外)按比例在高速混合機中混合，混合攪拌時間為3min，然后通過雙螺桿擠出機主喂料口進料，玻璃纖維在側(cè)喂料口進料，于280°C下熔融混煉3min， 螺桿長徑比為32，擠出，水冷拉條，風(fēng)干，切粒5_，即得可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物。實施例5
本實施例所述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其組分和質(zhì)量百分含量如表I 所示其中均聚聚丙烯的熔體流動速率(MFR)為10g/10min，共聚聚丙烯的熔體流動速率(MFR)為30g/10min ;彈性體為乙烯-α -烯烴的共聚物，其密度為O. 870g/cm3，其熔體質(zhì)量流動速率為I. 0g/10min (2. 16kg，190。。)，α -烯烴的碳原子數(shù)為4。其制備過程如下
將上述各組分(除玻璃纖維外)按比例在高速混合機中混合，混合攪拌時間為3min，然后通過雙螺桿擠出機主喂料口進料，玻璃纖維在側(cè)喂料口進料，于260°C下熔融混煉3min， 螺桿長徑比為43，擠出，水冷拉條，風(fēng)干，切粒5mm，即得可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物。實施例6
本實施例所述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其組分和質(zhì)量百分含量如表I 所示其中均聚聚丙烯的熔體流動速率(MFR)為60g/10min，共聚聚丙烯的熔體流動速率 (MFR)為30g/10min ;彈性體為乙烯-α -烯烴的共聚物，其密度為O. 862g/cm3，其熔體質(zhì)量流動速率為O. 5g/10min (2. 16kg，190。。)，α -烯烴的碳原子數(shù)為5。其制備過程如下
將上述各組分(除玻璃纖維外)按比例在高速混合機中混合，混合攪拌時間為3min，然后通過雙螺桿擠出機主喂料口進料，玻璃纖維在側(cè)喂料口進料，于240°C下熔融混煉3min， 螺桿長徑比為48，擠出，水冷拉條，風(fēng)干，切粒5mm，即得可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物。實施例7
本實施例所述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其組分和質(zhì)量百分含量如表I所示其中共聚聚丙烯的熔體流動速率(MFR)為40g/10min ;彈性體為乙烯-α -烯烴的共聚物，其密度為O. 864g/cm3，其熔體質(zhì)量流動速率為5g/10min(2. 16kg，190°C)，α-烯烴的碳原子數(shù)為4。其制備過程如下
將上述各組分(除玻璃纖維外)按比例在高速混合機中混合，混合攪拌時間為5min，然后通過雙螺桿擠出機主喂料口進料，玻璃纖維在側(cè)喂料口進料，于240°C下熔融混煉3min， 螺桿長徑比為35，擠出，水冷拉條，風(fēng)干，切粒5_，即得可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物。對比例I
本對比例所述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其組分和質(zhì)量百分含量如表I所示其中均聚聚丙烯的熔體流動速率(MFR)為10g/10min ;彈性體為乙烯-α -烯烴的共聚物，其密度為O. 890g/cm3，其熔體質(zhì)量流動速率為1.0g/10min(2. 16kg，190。。)，α-烯烴的碳原子數(shù)為4。其制備過程同實施例I。對比例2
本對比例所述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其組分和質(zhì)量百分含量如表I 所示其中均聚聚丙烯的熔體流動速率(MFR)為10g/10min ;共聚聚丙烯的熔體流動速率 (MFR)為30g/10min ;彈性體為乙烯- α -烯烴的共聚物，其密度為O. 910g/cm3，其熔體質(zhì)量流動速率為I. 0g/10min (2. 16kg，190。。)，α -烯烴的碳原子數(shù)為8。其制備過程同實施例I。
表I實施例與對比例中各組分和用量及最終產(chǎn)品的激光打標(biāo)效果
權(quán)利要求
1.一種可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，按質(zhì)量百分比包括以下組分聚丙烯樹脂40-80% ；彈性體5-30% ；玻璃纖維5-50% ；相容劑O. 01-10% ；黑色色粉O. 01-3% ；其他添加劑O. 01-5% ；所述相容劑為馬來酸酐接枝聚烯烴共聚物和/或兩親性聚烯烴共聚物中的一種或其組合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，按質(zhì)量百分比包括以下組分聚丙烯樹脂50-70%彈性體10-20%玻璃纖維10-30%相容劑O. 5-5%黑色色粉O. 1-1%其他添加劑O. 1-2%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，所述聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯和/或共聚聚丙烯，所述均聚聚丙烯、共聚聚丙烯的熔體流動速率為 l 1000g/10min。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，所述彈性體為乙烯-α -烯烴共聚物；所述彈性體的密度為O. 85(T0. 930g/cm3，熔體質(zhì)量流動速率為O.2^15g/10min ;所述α烯烴的碳原子數(shù)為2 8個。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，所述玻璃纖維為長玻璃纖維或短切玻璃纖維，所述長玻璃纖維為無堿連續(xù)玻纖，直徑為5 25 μ m ;所述短切玻璃纖維為無堿短切玻纖，長度為6 75mm，直徑為5 25 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，所述烯烴為乙烯、丙烯、丁烯、辛烯等α烯烴及其各種嵌段或無規(guī)共聚物；所述馬來酸酐接枝聚烯烴共聚物的熔體流動速率為O. ri50g/10min (2. 16kg，190。。)，馬來酸酐接枝率為O. 1% 5% ； 所述兩親性聚烯烴共聚物的熔體流動速率為O. r50g/10min (2. 16kg，190°C );所述兩親性聚烯烴共聚物為嵌段共聚物、無規(guī)共聚物和/或接枝共聚物中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，所述黑色色粉為炭黑。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，所述其他添加劑包括抗氧劑、抗氧助劑、脂肪族潤滑劑、成核劑和抗靜電劑中的一種或幾種。
9.權(quán)利要求f8任一項所述的可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物的制備方法， 其特征在于包括如下步驟將除玻璃纖維外的上述各組分按比例混合，混合攪拌時間為O.5飛Omin，然后通過雙螺桿擠出機或往復(fù)式單螺桿擠出機主喂料口進料，玻璃纖維通過側(cè)喂料口進料，于20(T28(TC下熔融混煉O. Γδπι η,螺桿長徑比32 66，擠出，水冷拉條，切粒即得可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物。
10.權(quán)利要求I、任一項所述的可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物在制備汽車、家電、IT、辦公設(shè)備或電動工具等行業(yè)用塑料制件中應(yīng)用。
全文摘要
一種可激光標(biāo)記的玻纖增強聚丙烯組合物，其特征在于，按質(zhì)量百分比包括以下組分聚丙烯樹脂40-80%；彈性體5-30%；玻璃纖維5-50%；相容劑0.01-10%；黑色色粉0.01-3%；其他添加劑0.01-5%。其制備方法為將除玻璃纖維外的上述各組分按比例混合，通過雙螺桿擠出機或往復(fù)式單螺桿擠出機主喂料口進料，玻璃纖維通過側(cè)喂料口進料，于200~280℃下熔融混煉0.1~5min，螺桿長徑比不小于32~66，擠出切粒即得。其優(yōu)點在于，所述組分在深色聚丙烯塑料表面能形成對比強烈的淺色字跡或圖案，且標(biāo)記能長時間不會因為機械、化學(xué)或物理因素作用而消失褪色，可充分滿足汽車、家電、IT、辦公設(shè)備和電動工具等行業(yè)用塑料制件的使用要求；成本低廉，綠色環(huán)保，環(huán)境友好性強。
文檔編號C08K7/14GK102604216SQ20121005781
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者劉奇祥, 葉南飚, 李永華, 楊波, 羅忠富, 陳銳, 黃達 申請人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司, 綿陽東方特種工程塑料有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司