本發(fā)明屬于聚合物材料領(lǐng)域，具體涉及一種耐高溫打印標(biāo)簽及其制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的打印標(biāo)簽在需要經(jīng)過高溫處理的初期產(chǎn)品，例如金屬加工，陶瓷等，其耐溫等級不高，經(jīng)過高溫后，標(biāo)簽嚴(yán)重變形或者粘附在產(chǎn)品表面，導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種耐高溫直接打印用標(biāo)簽，具有耐高溫性能以及力學(xué)性能，結(jié)構(gòu)簡潔、適用性廣，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。
為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種耐高溫打印標(biāo)簽，包括聚合物材料層、多孔粘結(jié)層、功能層；所述多孔粘結(jié)層的孔隙率為20％；所述功能層包括涂層以及嵌于涂層下表面的無機(jī)材料層；所述多孔粘結(jié)層位于基底層與功能層之間；所述聚合物材料的制備為，將雙酚a型氰酸酯單體加入到反應(yīng)器中，90～95℃加熱10～12分鐘，加入八甲基環(huán)四硅氧烷、異十三烷基丙烯酸酯，升溫至120～125℃，加入壬基酚聚氧乙烯醚、磷酸三丁酯與n，n-二甲基乙酰胺，反應(yīng)30～35分鐘加入均苯四甲酸二酐；然后加入雙(2，3-環(huán)氧基環(huán)戊基)醚與填料，140～145℃攪拌1小時(shí)，得到聚合物材料。
本發(fā)明中，所述多孔粘結(jié)層的厚度為28微米；所述涂層的厚度為108微米；所述無機(jī)材料層的厚度為39微米；所述聚合物材料層的厚度為680微米。本發(fā)明中，所述多孔粘結(jié)層的厚度為28微米，粘結(jié)層可以將基底層與功能層結(jié)合在一起，形成穩(wěn)定的整體結(jié)構(gòu)，避免現(xiàn)有技術(shù)涂層易收縮變形、受熱脫落的問題；多孔結(jié)構(gòu)使得功能層與基底層之間的熱傳遞較快，避免粘接劑過度阻熱，而且厚度結(jié)合孔隙率可以保證粘接力的發(fā)揮。本發(fā)明中，所述涂層的厚度為108微米；所述無機(jī)材料層的厚度為39微米。涂層用于打印信息，比如條形碼、二維碼；現(xiàn)有標(biāo)簽存在較大的問題就是涂層耐熱太差，還有就是存放導(dǎo)致粘接失效；本發(fā)明在涂層中貼合無機(jī)材料層結(jié)構(gòu)，加速了熱量的傳遞，提高散熱，同時(shí)可以保持涂層受熱不變形，結(jié)合基底層熱穩(wěn)定能力，從而解決了涂層不耐高溫的問題；利用粘結(jié)層保證涂層粘接力，同時(shí)孔隙率以及厚度的限定避免粘接材料對標(biāo)簽?zāi)蜔嵝缘挠绊憽?/p>
本發(fā)明中，所述無機(jī)材料層為二氧化硅、氮化硼、氧化鋁復(fù)合材料層；所述多孔粘結(jié)層為聚乙烯醇、環(huán)氧樹脂粘結(jié)層。
本發(fā)明還公開了帶有上述耐高溫打印標(biāo)簽的產(chǎn)品，包括產(chǎn)品本體以及位于產(chǎn)品本體上的耐高溫打印標(biāo)簽；所述產(chǎn)品本體為金屬制品、電子制品、陶瓷制品。
上述帶有耐高溫打印標(biāo)簽的產(chǎn)品的制備方法，為將所述耐高溫打印標(biāo)簽與產(chǎn)品本體熱復(fù)合制備產(chǎn)品。
本發(fā)明還公開了上述耐高溫打印標(biāo)簽的制備方法，包括以下步驟：
(1)混合乙酸鋅水溶液與氯化鋁水溶液；攪拌0.5小時(shí)后加入異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚，50℃攪拌0.3小時(shí)；然后加入溴化鋰，攪拌0.2小時(shí)；然后加入稀土硼氫配合物與甲基丙烯酸月桂酯，80℃攪拌3小時(shí)；然后過濾，濾餅按照120℃/10分鐘+350℃/20分鐘+880℃/30分鐘+960℃/10分鐘的工藝處理后自然冷卻，最后粉碎得到粉體；然后將粉體、乙二醇二甲基丙烯酸酯、n-乙烯基吡咯烷酮、乙醇混合，攪拌5分鐘，然后加入端羥基聚硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯微球，50℃攪拌2小時(shí)；最后干燥得到填料；所述端羥基聚硅氧烷的分子量為2600～3000；所述稀土硼氫配合物的分子結(jié)構(gòu)式如下所示：
(2)將雙酚a型氰酸酯單體加入到反應(yīng)器中，90～95℃加熱10～12分鐘，加入八甲基環(huán)四硅氧烷、異十三烷基丙烯酸酯，升溫至120～125℃，加入壬基酚聚氧乙烯醚、磷酸三丁酯與n，n-二甲基乙酰胺，反應(yīng)30～35分鐘加入均苯四甲酸二酐；然后加入雙(2，3-環(huán)氧基環(huán)戊基)醚與填料，140～145℃攪拌1小時(shí)，得到聚合物材料；在丁酮中加入雙(2，3-環(huán)氧基環(huán)戊基)醚、異十三烷基丙烯酸酯、雙酚a型氰酸酯單體、乙二醇二甲基丙烯酸酯，回流攪拌69～72分鐘；然后加入納米級金紅石型二氧化鈦與納米級碳酸鈣，繼續(xù)攪拌90～120分鐘，然后調(diào)整固含量為20～25％，得到漿料；
(3)將雙酚a型環(huán)氧樹脂與對叔丁基苯乙烯聚乙烯醇、聚脲甲醛、2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁過氧基)己烷、壬基酚聚氧乙烯醚混合得到有機(jī)混合物；將二氧化硅、氮化硼、氧化鋁混合研磨得到粒徑小于50納米的無機(jī)混合物；然后將有機(jī)混合物涂覆在聚合物材料上，110～115℃加熱4～6分鐘；然后再噴涂無機(jī)混合物，150～155℃加熱16～18分鐘；最后涂覆漿料，180～190℃加熱3～4分鐘，得到耐高溫打印標(biāo)簽。
本發(fā)明中，乙酸鋅、氯化鋁、異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚、溴化鋰、稀土硼氫配合物、甲基丙烯酸月桂酯的質(zhì)量比為1∶0.8∶3∶0.1∶0.05∶0.08；粉體、乙二醇二甲基丙烯酸酯、n-乙烯基吡咯烷酮、乙醇、端羥基聚硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯微球的質(zhì)量比為1∶1.8∶0.72∶10∶0.05∶0.01；雙酚a型氰酸酯單體、八甲基環(huán)四硅氧烷、異十三烷基丙烯酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚、磷酸三丁酯、n，n-二甲基乙酰胺、均苯四甲酸二酐、雙(2，3-環(huán)氧基環(huán)戊基)醚、填料的質(zhì)量比為1∶0.1∶0.12∶0.1∶0.05∶0.18∶0.15∶0.55∶0.18；雙(2，3-環(huán)氧基環(huán)戊基)醚、異十三烷基丙烯酸酯、雙酚a型氰酸酯單體、乙二醇二甲基丙烯酸酯、納米級金紅石型二氧化鈦、納米級碳酸鈣的質(zhì)量比為1∶0.1∶0.32∶0.6∶0.05∶0.03；雙酚a型環(huán)氧樹脂、對叔丁基苯乙烯聚乙烯醇、聚脲甲醛、2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁過氧基)己烷、壬基酚聚氧乙烯醚的質(zhì)量比為1∶0.2∶0.22∶0.12∶0.15；二氧化硅、氮化硼、氧化鋁的質(zhì)量比為1∶0.2∶0.42。
本發(fā)明中，位于材料內(nèi)部的無機(jī)顆粒影響聚酰亞胺的力學(xué)性能以及流平性，也會對厚度均勻性產(chǎn)生影響；本發(fā)明限定制備方法，避免降低聚合物基底的力學(xué)性能，經(jīng)過填料限定方式的處理，高分子材料可以在聚合物制備過程中與界面處的有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)從而增加有機(jī)無機(jī)結(jié)構(gòu)之間的界面作用力，而且在聚合物材料層受力時(shí)，萬一發(fā)生微裂紋，填料還可以起到修復(fù)作用，延緩斷裂，增加材料力學(xué)性能。
本發(fā)明中，所述無機(jī)材料層為單層結(jié)構(gòu)，既保持陶瓷的散熱能力又避免影響涂層粘接力與穩(wěn)定性；根據(jù)實(shí)際狀態(tài)關(guān)系，聚合物層在最下方，功能層在最上方，多孔粘結(jié)層位于基底層與功能層之間，無機(jī)材料層位于涂層的下表面。根據(jù)本發(fā)明的制備方法，多孔粘結(jié)層與涂層也會存在界面接觸，提高了標(biāo)簽整體穩(wěn)定性，同時(shí)不影響耐熱效果。
本發(fā)明公開的耐高溫打印標(biāo)簽以填充無機(jī)顆粒的改性聚合物作為基底層，支撐力強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好，并在表面粘接耐高溫涂層，粘接力強(qiáng)并且散熱良好；利用三種無機(jī)材料復(fù)合組成無機(jī)材料層，提高涂層散熱能力的同時(shí)保持強(qiáng)度，特別是利用二氧化鈦以及碳酸鈣改性涂層，既保持涂層的色度有增加涂層穩(wěn)定性。從而公開的耐高溫打印標(biāo)簽具備耐高溫、耐幅射、耐候等特性，同時(shí)其具有優(yōu)良的打印性，可廣泛用于打印機(jī)、電子加工保護(hù)、陶瓷加工、金屬冶煉等苛刻領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
耐高溫打印標(biāo)簽的制備方法，包括以下步驟：
(1)混合乙酸鋅水溶液與氯化鋁水溶液；攪拌0.5小時(shí)后加入異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚，50℃攪拌0.3小時(shí)；然后加入溴化鋰，攪拌0.2小時(shí)；然后加入稀土硼氫配合物與甲基丙烯酸月桂酯，80℃攪拌3小時(shí)；然后過濾，濾餅按照120℃/10分鐘+350℃/20分鐘+880℃/30分鐘+960℃/10分鐘的工藝處理后自然冷卻，最后粉碎得到粉體；然后將粉體、乙二醇二甲基丙烯酸酯、n-乙烯基吡咯烷酮、乙醇混合，攪拌5分鐘，然后加入端羥基聚硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯微球，50℃攪拌2小時(shí)；最后干燥得到填料；所述端羥基聚硅氧烷的分子量為2600～3000；所述稀土硼氫配合物的分子結(jié)構(gòu)式如下所示：
(2)將雙酚a型氰酸酯單體加入到反應(yīng)器中，95℃加熱10分鐘，加入八甲基環(huán)四硅氧烷、異十三烷基丙烯酸酯，升溫至125℃，加入壬基酚聚氧乙烯醚、磷酸三丁酯與n，n-二甲基乙酰胺，反應(yīng)35分鐘加入均苯四甲酸二酐；然后加入雙(2，3-環(huán)氧基環(huán)戊基)醚與填料，140℃攪拌1小時(shí)，得到聚合物材料；在丁酮中加入雙(2，3-環(huán)氧基環(huán)戊基)醚、異十三烷基丙烯酸酯、雙酚a型氰酸酯單體、乙二醇二甲基丙烯酸酯，回流攪拌70分鐘；然后加入納米級金紅石型二氧化鈦與納米級碳酸鈣，繼續(xù)攪拌100分鐘，然后調(diào)整固含量為22％，得到漿料；
(3)將雙酚a型環(huán)氧樹脂與對叔丁基苯乙烯聚乙烯醇、聚脲甲醛、2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁過氧基)己烷、壬基酚聚氧乙烯醚混合得到有機(jī)混合物；將二氧化硅、氮化硼、氧化鋁混合研磨得到粒徑小于50納米的無機(jī)混合物；然后將有機(jī)混合物涂覆在聚合物材料上，115℃加熱5分鐘；然后再噴涂無機(jī)混合物，155℃加熱18分鐘；最后涂覆漿料，180℃加熱3分鐘，得到耐高溫打印標(biāo)簽。
本實(shí)施例中，乙酸鋅、氯化鋁、異構(gòu)十三醇聚氧乙烯醚、溴化鋰、稀土硼氫配合物、甲基丙烯酸月桂酯的質(zhì)量比為1∶0.8∶3∶0.1∶0.05∶0.08；粉體、乙二醇二甲基丙烯酸酯、n-乙烯基吡咯烷酮、乙醇、端羥基聚硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯微球的質(zhì)量比為1∶1.8∶0.72∶10∶0.05∶0.01；雙酚a型氰酸酯單體、八甲基環(huán)四硅氧烷、異十三烷基丙烯酸酯、壬基酚聚氧乙烯醚、磷酸三丁酯、n，n-二甲基乙酰胺、均苯四甲酸二酐、雙(2，3-環(huán)氧基環(huán)戊基)醚、填料的質(zhì)量比為1∶0.1∶0.12∶0.1∶0.05∶0.18∶0.15∶0.55∶0.18；雙(2，3-環(huán)氧基環(huán)戊基)醚、異十三烷基丙烯酸酯、雙酚a型氰酸酯單體、乙二醇二甲基丙烯酸酯、納米級金紅石型二氧化鈦、納米級碳酸鈣的質(zhì)量比為1∶0.1∶0.32∶0.6∶0.05∶0.03；雙酚a型環(huán)氧樹脂、對叔丁基苯乙烯聚乙烯醇、聚脲甲醛、2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁過氧基)己烷、壬基酚聚氧乙烯醚的質(zhì)量比為1∶0.2∶0.22∶0.12∶0.15；二氧化硅、氮化硼、氧化鋁的質(zhì)量比為1∶0.2∶0.42。
上述標(biāo)簽的多孔粘結(jié)層(孔隙率為20％)的厚度為28微米，涂層的厚度為108微米，無機(jī)材料層的厚度為39微米，聚合物材料層的厚度為680微米；360℃加熱3分鐘不變形、不變色，噴上條碼后，不掉色；高低溫(-20℃～180℃)沖擊100次后，涂層不掉落；粘接力為3800g/25mm；保持力420kg/m2；彎曲強(qiáng)度為490mpa。
實(shí)施例二
一種帶有耐高溫打印標(biāo)簽的產(chǎn)品，將實(shí)施例一的標(biāo)簽熱風(fēng)貼在陶瓷預(yù)加工件上，將條形碼直接打印至耐高溫涂層表面；當(dāng)陶瓷件400℃高溫加工后，標(biāo)簽仍能保持良好的完整性，條碼信息均較為清晰，方便產(chǎn)品信息的追溯。
實(shí)施例三
一種帶有耐高溫打印標(biāo)簽的產(chǎn)品，將實(shí)施例一的標(biāo)簽熱風(fēng)貼在電路板上，將條形碼直接打印至耐高溫涂層表面；當(dāng)電路板回爐360℃高溫加工后，標(biāo)簽仍能保持良好的完整性，條碼信息均較為清晰，方便產(chǎn)品信息的展示。