專利名稱：用于激光印標的樹脂組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樹脂組合物及其制備方法，包括在其制品的深色背景上施加白色激光標記的方法。
背景技術(shù)：
塑料材質(zhì)的傳統(tǒng)印標主要采用油墨印刷、壓印以及貼印花和標簽等常用技術(shù)來完成，這些方法存在諸如生產(chǎn)效率和靈活程度較低、有效期短和環(huán)境污染等許多問題，難以在不規(guī)則的表面上印標，特別是在狹縫或開孔等隱蔽處形成文字或圖案。油印方法形成的文字或圖案不具備耐酸、堿、油性，耐磨性差，易于脫落。激光印標是近年來發(fā)展起來的新型印標方法，相對于傳統(tǒng)印標方式，它具有非接觸、高速、靈活程度高、精確、可屈曲性標記以及不產(chǎn)生環(huán)境污染等明顯優(yōu)勢，同時，用于激光標記的塑料可輕松的回收再利用。
成功施行激光印標的關(guān)鍵是材料本身對激光有足夠的敏感性，能形成高對比度的清晰印跡。大部分聚合物對激光透明，部分聚合物激光照射雖能產(chǎn)生顏色變化，但對比度不足，均難以形成有效印跡，因此，絕大部分塑料原料需要經(jīng)過特殊途徑改性才可以通過激光形成有效的標記。
CN1144230A介紹了含有基于不規(guī)則表面頁硅酸鹽的無光澤顏料的聚乙烯或聚丙烯塑料，頁硅酸鹽涂布有一種或多種金屬氧化物，普魯士藍或堿性磷酸銅，該種塑料在激光照射后能夠形成具有明顯邊緣的高反差標記。
由CN1198737C得知，采用有效量的具有尖晶石結(jié)構(gòu)的亞鉻酸銅和少量的炭黑作為激光標記劑，能夠使得聚碳酸酯樹脂經(jīng)激光照射，獲得在暗背景上的高對比度標記。
CN1318578A采用選自鋁、硼、鈦、鎂、銅、錫、硅和鋅的金屬粉術(shù)以及基于頁硅酸鹽的顏料作為摻雜劑，使得聚乙烯、聚丙烯和聚酰按能夠獲得高對比度的激光印標效果。
CN1260752A采用聚亞苯基硫醚、聚砜、多芳基化合物、聚酰亞胺和液晶聚合物等作為激光吸收劑材料，同時采用云母、磷酸銅、金屬硝酸鹽和硫酸鹽等作為光敏顏料，運用于聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺和聚甲醛等難以激光印標的樹脂材料中獲得激光印標效果。
在已有的這些深色背景形成白色標記的樹脂激光印標方案中，普遍存在白色印跡偏黃、對比度不夠、成本過高以及標記飽滿度不夠等缺點，所使用的光敏劑、摻雜劑制備復(fù)雜、價格昂貴，效果卻不甚顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在深色背景通過激光束照射形成具有清晰邊緣的高對比度白色印跡的樹脂組合物解決方案，克服已有方案存在白色標跡偏黃、白度不夠高、飽滿度不夠等缺點。
本研究發(fā)現(xiàn)，選用納米級的深色顏料，配合有效的助分散劑和制備方法，在保證背景顏色質(zhì)量的情況下，可以大幅減少深色顏料的使用量，從而使激光印標獲得的印跡同背景的對比度得到顯著提高，同時，所形成的印跡線條更流暢，字跡更圓潤飽滿；研究同時還發(fā)現(xiàn)，樹脂基體選用合理的光穩(wěn)定劑配合抗氧劑的使用，可以防止激光照射產(chǎn)生氧化降解形成的黃變，有效改善白色印跡的色度及其耐久性，微量的熒光增白劑可進一步提高印跡的白度，獲得近乎完美的印標效果。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案包括以下一種樹脂組合物及其加工方法，其中所述原料份數(shù)除特殊說明外，均為重量份數(shù)。
本發(fā)明的樹脂組合物包括基體樹脂100份、深色顏料0.01～0.1、鈦白粉0.05～1、助分散劑0.05～1、抗氧劑0.1～1、光穩(wěn)定劑0.05～1、熒光增白劑0.05～1、硬脂酸0.1～0.5。
所述基體樹脂為甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚樹脂(MABS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、熱塑性彈性體及其共混合金。
所述深色顏料為碳黑粉、酞菁蘭、氧化鐵紫、鐵酞綠，其中優(yōu)選納米級顏料粒子以優(yōu)化經(jīng)激光照射形成印跡的色澤，相對于較大的顏料粒子，均勻分散的納米顏料粒因吸收激光能量形成的局部過熱情況減小，因而避免了基體樹脂因局部過熱形成的黃變，同時其用量可大大減少，深色顏料中優(yōu)選炭黑粉，進一步的優(yōu)選為納米炭黑粉。
所述鈦白粉為普通鈦白粉，優(yōu)選晶型為銳鈦型的鈦白粉，進一步的優(yōu)選為經(jīng)表面有機化處理的鈦白粉。
所述助分散劑用于促進顏料粒子在樹脂基體中的分散，獲得均勻一致的背景顏色，所采用的助分散劑可以為現(xiàn)有技術(shù)中的一種或兩種，其中優(yōu)選金屬皂類助分散劑，進一步的優(yōu)選為硬脂酸的金屬皂，如硬脂酸的鈣、鎂、鋁、鋅、鋰鹽。
所述抗氧劑用于提高最終制品的耐久性，并確保在激光印標過程中，受激光照射形成的印跡光滑連續(xù)，抗氧劑的選用為現(xiàn)有技術(shù)中的一種或兩種抗氧劑，如2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)，β-(3，5-二叔丁基-4-羥基-苯基)丙烯酸十八酯，2，6-二叔丁基苯酚，4，4’-硫代雙(4-甲基-6-叔丁基酚)(TMBC)，硫代二丙酸二月桂酯(DLTP)，四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)，硫代二丙酸二硬脂酸酯(DSTP)，亞磷酸三苯酯等。
光穩(wěn)定劑的加入可提高基體樹脂在光照下的耐黃變能力，同時有助于形成清晰、光滑連續(xù)的印跡，可選用現(xiàn)有技術(shù)中的一種或兩種，如二苯甲酮類、苯并三唑類或受阻胺類等抗氧劑。
所述熒光增白劑用以提高經(jīng)激光照射后形成的印跡同背景的對比度，可獲得更為清晰的印跡，優(yōu)選1，2-二苯乙烯衍生物類增白劑。
硬脂酸的加入有利于產(chǎn)品成型時脫模，且使產(chǎn)品表面更光亮。也可選用現(xiàn)有技術(shù)的其它脫模劑。
本發(fā)明的樹脂混合物采用以下方法制備將所選基體樹脂與各類助劑通過高速混合器均勻混合，將混合后的物料通過雙螺桿混煉擠出機制成粒料，粒料經(jīng)充分干燥后進行二次造粒干燥后制得可激光印標的樹脂專用料。
為達到預(yù)期效果，所述用于第一、二次造粒的雙螺桿混煉擠出機的螺桿捏合塊組合中適當增加強剪切作用捏合塊的數(shù)量，提高分散效果，同時避免局部剪切過熱。
經(jīng)上述方法制得的原料粒子可直接應(yīng)用于擠出、注塑、壓延等常規(guī)塑料成型加工方法，成型后的產(chǎn)品適于用激光束照射形成各種文字或圖案，獲得具有清晰邊緣和高對比度的印跡。
所述激光束為波長1064nm的激光束，優(yōu)選Nd:YAG激光器作為激光源。
經(jīng)上述方法制得的制品回收再利用時無需經(jīng)過特殊操作，可直接制成新的制品，使用激光束進行二次、多次標記，印跡質(zhì)量無明顯變化。
與傳統(tǒng)印標方法相比較，該方法具有明顯的環(huán)保優(yōu)勢，高的靈活性、可靠性和工作效率，低的印刷成本，更為重要的是其標記耐磨性顯著提高，耐酸、堿、油等性能優(yōu)異，不易脫落變色，易于回收再利用。
具體實施例方式
以下是通過實施例對本發(fā)明進行具體描述，有必要在此指出的是以下實施例只能用于對本發(fā)明進行進一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容做出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。
實施例1.將基體樹脂MABS 100份、納米級炭黑0.05份、銳鈦型鈦白粉0.2份、助分散劑硬脂酸鋁0.5份、抗氧劑2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.3份、光穩(wěn)定劑2-(2’-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑0.3份，熒光增白劑4，4′-二(苯并三唑-2-反)二苯代乙烯0.2份，硬脂酸0.5份通過高速混合器均勻混合，將混合后的物料通過雙螺桿混煉擠出機制成粒料，粒料經(jīng)充分干燥后進行二次造粒干燥后即可制得可激光印標的樹脂專用料。
2.將基體樹脂ABS 70份、PMMA 30份，炭黑0.08份、鈦白粉0.3，助分散劑硬脂酸鎂0.5份、抗氧劑四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.4份，光穩(wěn)定劑2-(2’-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑0.3份，熒光增白劑4，4′-二(苯并三唑-2-反)二苯代乙烯0.2份，硬脂酸0.5份通過高速混合器均勻混合，將混合后的物料通過雙螺桿混煉擠出機制成粒料，粒料經(jīng)充分干燥后進行二次造粒干燥后即可制得可激光印標的樹脂專用料。
3.將基體樹脂聚苯乙烯70份、MABS 30份、酞菁蘭顏料粉0.08份、鈦白粉0.3，助分散劑硬脂酸鎂0.25份、硬脂酸鋁0.25份，抗氧劑四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯0.4份，光穩(wěn)定劑2-(2’-羥基-5-甲基苯基)苯并三唑0.3份，熒光增白劑4，4′-二(苯并三唑-2-反)二苯代乙烯0.2份，硬脂酸0.5份通過高速混合器均勻混合，將混合后的物料通過雙螺桿混煉擠出機制成粒料，粒料經(jīng)充分干燥后進行二次造粒干燥后即可制得可激光印標的樹脂專用料。
4.將基體樹脂ABS 85份、熱塑性彈性體苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)15份，納米級炭黑0.03份、銳鈦型鈦白粉0.2份、助分散劑硬脂酸鎂0.25份、硬脂酸鋁0.25份，抗氧劑2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.3份、光穩(wěn)定劑2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮0.3份，熒光增白劑4，4′-二(苯并三唑-2-反)二苯代乙烯0.2份，硬脂酸0.5份通過高速混合器均勻混合，將混合后的物料通過雙螺桿混煉擠出機制成粒料，粒料經(jīng)充分干燥后進行二次造粒干燥后即可制得可激光印標的樹脂專用料。
權(quán)利要求
1.一種樹脂組合物，其組分包括基體樹脂100份、深色顏料0.01～0.1、鈦白粉0.05～1、助分散劑0.05～1、抗氧劑0.1～1、光穩(wěn)定劑0.05～1、熒光增白劑0.05～1、硬脂酸0.1～0.5。
2.如權(quán)利要求1所述樹脂組合物，其特征在于所述基體樹脂為甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚樹脂(MABS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、熱塑性彈性體及其共混合金中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述樹脂組合物，其特征在于所述深色顏料為納米級炭黑粉、酞菁蘭、氧化鐵紫、鐵酞綠中的一種。
4.如權(quán)利要求3所述樹脂組合物，其中所述納米級深色顏料的用量為100份基體樹脂使用0.01～0.05質(zhì)量份數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述樹脂組合物，其特征在于所述助分散劑為硬脂酸的金屬皂。
6.如權(quán)利要求1所述樹脂組合物，其特征在于所述抗氧劑為2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)，β-(3，5-二叔丁基-4-羥基-苯基)丙烯酸十八酯，2，6-二叔丁基苯酚，4，4’-硫代雙(4-甲基-6-叔丁基酚)(TMBC)，硫代二丙酸二月桂酯(DLTP)，四[β-(3’，5’-二叔丁基-4’-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010)，硫代二丙酸二硬脂酸酯(DSTP)，亞磷酸三苯酯中的一種。
7.如權(quán)利要求1所述樹脂組合物，其特征在于所述熒光增白劑為1，2-二苯乙烯衍生物類增白劑。
8.一種樹脂組合物的制備方法，其特征在于將所選基體樹脂與各類助劑通過高速混合器均勻混合，將混合后的物料通過雙螺桿混煉擠出機制成粒料，粒料經(jīng)充分干燥后進行二次造粒干燥后制得該樹脂組合物。
9.如權(quán)利要求8所述樹脂組合物制備方法，其特征在于用于第一、二次造粒的雙螺桿混煉擠出機的螺桿捏合塊組合中增加了強剪切作用捏合塊的數(shù)量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種樹脂組合物，包括基體樹脂100份、深色顏料0.01～0.1、鈦白粉0.05～1、助分散劑0.05～1、抗氧劑0.1～1、光穩(wěn)定劑0.05～1、熒光增白劑0.05～1、硬脂酸0.1～0.5。所述基體樹脂為丙烯酸類樹脂、苯乙烯類樹脂、熱塑性彈性體及其共混物，深色顏料可為納米級炭黑，本發(fā)明還包括制備該樹脂組合物的二次造粒方法。通過激光束的照射，在該樹脂組合物的制品表面形成的白色標跡邊緣清晰、白度和對比度高，線條流暢，字跡圓潤飽滿，并利于回收再利用，相對于其它已有方案，成本低廉。
文檔編號B29C47/40GK101050297SQ20071002812
公開日2007年10月10日 申請日期2007年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月23日
發(fā)明者傅軼, 鄒華維, 柯文體 申請人:銀禧工程塑料(東莞)有限公司