本實(shí)用新型屬于聚酰亞胺材料領(lǐng)域，具體涉及一種基于聚酰亞胺的耐高溫打印標(biāo)簽。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展，目前這種可打印聚酰亞胺復(fù)合材料用量日益增加，且使用環(huán)境越來(lái)越苛刻。傳統(tǒng)的打印標(biāo)簽其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用就不夠完美，例如用在需要經(jīng)過(guò)高溫處理的初期產(chǎn)品，例如金屬加工，陶瓷等，其耐溫等級(jí)不高，經(jīng)過(guò)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)品發(fā)黑。另外普通標(biāo)簽產(chǎn)品在運(yùn)輸，或者長(zhǎng)時(shí)間存放后其膠層容易脫落，這些都大大制約了打印標(biāo)簽的應(yīng)用。為了解決現(xiàn)有打印標(biāo)簽存在的缺陷，需要研發(fā)一種可直接打印的聚酰亞胺耐高溫標(biāo)簽。

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聚酰亞胺標(biāo)簽；首次在聚酰亞胺中設(shè)計(jì)多孔陶瓷顆粒，并在表面設(shè)計(jì)耐高溫涂層結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了直接打印，具有耐高溫性能以及力學(xué)性能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種基于聚酰亞胺的耐高溫打印標(biāo)簽，包括基底層、多孔粘結(jié)層、功能層；所述基底層包括聚酰亞胺材料層以及位于聚酰亞胺材料內(nèi)部的多孔無(wú)機(jī)顆粒；所述多孔無(wú)機(jī)顆粒的大小為320～380納米，孔大小為180～220納米；所述多孔粘結(jié)層的孔隙率為38～45%；所述功能層包括涂層以及嵌于涂層下表面的陶瓷層；所述陶瓷層由復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷結(jié)構(gòu)單元組成；所述陶瓷結(jié)構(gòu)單元為Z型結(jié)構(gòu)；所述多孔粘結(jié)層位于基底層與功能層之間。

本實(shí)用新型中，位于聚酰亞胺材料內(nèi)部的多孔無(wú)機(jī)顆粒形狀可以為球形、方形，也可以為不規(guī)則形狀，其大小是指最長(zhǎng)邊的尺寸，比如球形就是中心圓直徑，方形就是最長(zhǎng)邊；多孔無(wú)機(jī)顆粒的大小影響聚酰亞胺的力學(xué)性能以及流平性，也會(huì)對(duì)厚度均勻性產(chǎn)生影響；本實(shí)用新型同時(shí)限定孔大小，一方面避免孔過(guò)大影響無(wú)機(jī)顆粒的強(qiáng)度，也避免孔過(guò)小降低聚酰亞胺的力學(xué)性能。優(yōu)選的，所述多孔無(wú)機(jī)顆粒的孔中填充高分子材料，可以通過(guò)現(xiàn)有浸潤(rùn)工藝實(shí)現(xiàn)，高分子材料可以在聚酰亞胺制備過(guò)程中與界面處的聚酰亞胺發(fā)生反應(yīng)從而增加有機(jī)無(wú)機(jī)結(jié)構(gòu)之間的界面作用力，而且在聚酰亞胺材料層受力時(shí)，萬(wàn)一發(fā)生微裂紋，高分子材料還可以起到修復(fù)作用，延緩斷裂，增加材料力學(xué)性能。

本實(shí)用新型中，所述基體層中，多孔無(wú)機(jī)顆粒的體積和占基體層體積的9～15%，可以通過(guò)制備工藝實(shí)現(xiàn)；所述聚酰亞胺材料層的厚度為12～30微米，具有良好的支撐力，同時(shí)限定無(wú)機(jī)顆粒的體積百分比，使得基底層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，保證聚酰亞胺材料良好的三維網(wǎng)絡(luò)致密結(jié)構(gòu)，同時(shí)又能發(fā)揮無(wú)機(jī)顆粒提高力學(xué)強(qiáng)度、增加導(dǎo)熱性能的作用。

本實(shí)用新型中，所述多孔粘結(jié)層的厚度為0.8～0.85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(wèn)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(guò)度阻熱，而且厚度結(jié)合孔隙率可以保證粘接力的發(fā)揮。

本實(shí)用新型中，所述涂層的厚度為3～6微米；所述陶瓷層的厚度為1～1.5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(wèn)題就是涂層耐熱太差，還有就是存放導(dǎo)致粘接失效；本實(shí)用新型在涂層中嵌入Z型結(jié)構(gòu)組成的陶瓷層結(jié)構(gòu)，加速了熱量的傳遞，提高散熱，同時(shí)Z型結(jié)構(gòu)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(wèn)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(duì)標(biāo)簽?zāi)蜔嵝缘挠绊憽?/p>

本實(shí)用新型中，所述陶瓷層為單層結(jié)構(gòu)，即所有陶瓷結(jié)構(gòu)單元位于同一層，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，基底層在最下方，功能層在最上方，多孔粘結(jié)層位于基底層與功能層之間，陶瓷層嵌于涂層的下表面，也就是陶瓷層與涂層下表面齊平，與粘結(jié)層也接觸。

本實(shí)用新型中，Z型結(jié)構(gòu)為常規(guī)三邊結(jié)構(gòu)，即兩個(gè)平行邊之間設(shè)置一邊，以Z型結(jié)構(gòu)兩條平行邊的方向?yàn)闄M向，所述Z型結(jié)構(gòu)的橫向臂長(zhǎng)為0.15～0.18微米，縱向臂長(zhǎng)為0.35～0.41微米；所述陶瓷層中，陶瓷結(jié)構(gòu)單元縱向排列或者橫向排列。排列方式可以提高涂層熱性能，包括散熱與熱變形，同時(shí)不影響涂層粘接力與力學(xué)性能；特別的，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)Z型結(jié)構(gòu)陶瓷結(jié)構(gòu)單元還可可以發(fā)揮陶瓷層調(diào)色作用，聚酰亞胺本色為琥珀色，必須經(jīng)過(guò)調(diào)色處理才能用于標(biāo)簽，現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)著色劑處理，既降低耐熱又消弱標(biāo)簽的穩(wěn)定性；本實(shí)用新型利用Z型結(jié)構(gòu)使得光線發(fā)生偏振，可以得到白色基底層，為標(biāo)簽打印提供基礎(chǔ)。

本實(shí)用新型中，所述陶瓷層中，相鄰陶瓷結(jié)構(gòu)單元之間的距離為0.1～0.12微米；包括縱向方向或者橫向方向，間隙之間填充涂層材料，保持涂層的整體穩(wěn)定性，同時(shí)改善散熱效果。可以在離型紙上納米壓印制備陶瓷層，再涂覆涂料，固化后，去除離型紙即得到功能層；然后利用粘結(jié)層與基底層復(fù)合，即得到基于聚酰亞胺的耐高溫打印標(biāo)簽。

本實(shí)用新型公開(kāi)的基于聚酰亞胺的耐高溫打印標(biāo)簽以填充多孔無(wú)機(jī)顆粒的聚酰亞胺作為基底層，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Z型結(jié)構(gòu)組成陶瓷層，提高涂層散熱能力的同時(shí)保持強(qiáng)度，特別是利用Z型結(jié)構(gòu)的偏振特點(diǎn)，調(diào)節(jié)基底色為白色。從而公開(kāi)的基于聚酰亞胺的耐高溫打印標(biāo)簽具備耐高溫、耐輻射、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。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例一基于聚酰亞胺的耐高溫打印標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實(shí)施例一中基底層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例一中功能層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實(shí)施例一中Z型結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、基底層；2、多孔粘結(jié)層；3、功能層；4、聚酰亞胺材料層；5、多孔無(wú)機(jī)顆粒；6、涂層；7、陶瓷結(jié)構(gòu)單元。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

實(shí)施例一

參見(jiàn)附圖1-4；一種基于聚酰亞胺的耐高溫打印標(biāo)簽，包括基底層1、多孔粘結(jié)層2、功能層3；基底層包括聚酰亞胺材料層4以及位于聚酰亞胺材料內(nèi)部的多孔無(wú)機(jī)顆粒5，多孔無(wú)機(jī)顆粒的孔中填充高分子材料，多孔無(wú)機(jī)顆粒的體積和占基體層體積的12%；多孔無(wú)機(jī)顆粒的大小為320～380納米，孔大小為180～220納米；多孔粘結(jié)層的孔隙率為40%，多孔粘結(jié)層的厚度為0.82微米；功能層包括涂層6以及嵌于涂層下表面的陶瓷層，涂層的厚度為4微米，陶瓷層的厚度為1.2微米，陶瓷層為單層結(jié)構(gòu)；陶瓷層由復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷結(jié)構(gòu)單元7組成，陶瓷結(jié)構(gòu)單元縱向橫向陣列排列；陶瓷結(jié)構(gòu)單元為Z型結(jié)構(gòu)，Z型結(jié)構(gòu)的縱向臂長(zhǎng)L₁為0.41微米，橫向臂長(zhǎng)L₂為0.15微米，相鄰陶瓷結(jié)構(gòu)單元之間的距離為0.1微米；聚酰亞胺材料層的厚度為12.5微米。附圖2中，多孔無(wú)機(jī)顆粒的孔中填充的高分子材料未標(biāo)注，首先通過(guò)現(xiàn)有浸潤(rùn)工藝將多孔無(wú)機(jī)顆粒孔中填充高分子材料，然后再加入聚酰亞胺的制備中，得到基底層；附圖3為實(shí)際功能層翻轉(zhuǎn)后的結(jié)構(gòu)示意圖，Z形結(jié)構(gòu)所在面為涂層接觸粘接層的一面。本實(shí)施例的基于聚酰亞胺的耐高溫打印標(biāo)簽彎曲強(qiáng)度為205MPa；300℃加熱5分鐘不變形、不變色，噴上條碼后，不掉色；高低溫沖擊80次后，涂層不掉落。

實(shí)施例二

一種基于聚酰亞胺的耐高溫打印標(biāo)簽，包括基底層、多孔粘結(jié)層、功能層；基底層包括聚酰亞胺材料層以及位于聚酰亞胺材料內(nèi)部的多孔無(wú)機(jī)顆粒，多孔無(wú)機(jī)顆粒的孔中填充高分子材料，多孔無(wú)機(jī)顆粒的體積和占基體層體積的15%；多孔無(wú)機(jī)顆粒的大小為320～380納米，孔大小為180～220納米；多孔粘結(jié)層的孔隙率為45%，多孔粘結(jié)層的厚度為0.8微米；功能層包括涂層以及嵌于涂層下表面的陶瓷層，涂層的厚度為3微米，陶瓷層的厚度為1.5微米，陶瓷層為單層結(jié)構(gòu)；陶瓷層由復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷結(jié)構(gòu)單元組成，陶瓷結(jié)構(gòu)單元縱向排列；陶瓷結(jié)構(gòu)單元為Z型結(jié)構(gòu)，Z型結(jié)構(gòu)的縱向臂長(zhǎng)為0.18微米，橫向臂長(zhǎng)為0.35微米，相鄰陶瓷結(jié)構(gòu)單元之間的距離為0.12微米；聚酰亞胺材料層的厚度為25微米。本實(shí)施例的基于聚酰亞胺的耐高溫打印標(biāo)簽彎曲強(qiáng)度為210MPa ；300℃加熱5分鐘不變形、不變色，噴上條碼后，不掉色；高低溫沖擊80次后，涂層不掉落。

實(shí)施例三

一種基于聚酰亞胺的耐高溫打印標(biāo)簽，包括基底層、多孔粘結(jié)層、功能層；基底層包括聚酰亞胺材料層以及位于聚酰亞胺材料內(nèi)部的多孔無(wú)機(jī)顆粒，多孔無(wú)機(jī)顆粒的孔中填充高分子材料，多孔無(wú)機(jī)顆粒的體積和占基體層體積的9%；多孔無(wú)機(jī)顆粒的大小為320～380納米，孔大小為180～220納米；多孔粘結(jié)層的孔隙率為38%，多孔粘結(jié)層的厚度為0.8微米；功能層包括涂層以及嵌于涂層下表面的陶瓷層，涂層的厚度為6微米，陶瓷層的厚度為1微米，陶瓷層為單層結(jié)構(gòu)；陶瓷層由復(fù)數(shù)個(gè)陶瓷結(jié)構(gòu)單元組成，陶瓷結(jié)構(gòu)單元橫向排列；陶瓷結(jié)構(gòu)單元為Z型結(jié)構(gòu)，Z型結(jié)構(gòu)的縱向臂長(zhǎng)為0.15微米，橫向臂長(zhǎng)為0.35微米，相鄰陶瓷結(jié)構(gòu)單元之間的距離為0.12微米；聚酰亞胺材料層的厚度為20微米。本實(shí)施例的基于聚酰亞胺的耐高溫打印標(biāo)簽彎曲強(qiáng)度為200MPa ；300℃加熱5分鐘不變形、不變色，噴上條碼后，不掉色；高低溫沖擊80次后，涂層不掉落。

使用時(shí)，將標(biāo)簽貼在鋼制預(yù)加工件上，將條形碼直接打印至耐高溫涂層表面；當(dāng)鋼制件高溫加工后，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。