一种塑料激光打标功能母料

摘要

一种塑料激光打标功能母料，属于激光打标技术领域。该功能母料按重量百分比它由下述组分制备的：光敏剂10～25％、白色颜料10～15％、黑色颜料20～30％、有机高分子载体38.5％～53.5％。在注塑成型前与塑料颗粒机械混合均匀，从而能使在黑色PP类塑料表面产生清晰的白色图案或字迹，而材料本身的物理特性不会在反应之后发生改变，从而得到适合用于激光打标的黑色PP类塑料。

说明书

技术领域

本发明属于激光打标技术领域，具体涉及一种塑料激光打标功能母料。

背景技术

激光打标是在激光焊接、激光热处理、激光切割、激光打孔等应用技术之后发展起来的一门新型加工技术，是一种非接触、无污染、无磨损的新标记工艺。近年来，随着激光器的可靠性和实用性的提高，加上计算机技术的迅速发展和光学器件的改进，促进了激光打标技术的发展。

激光打标是利用高能量密度的激光束对目标作用，使目标表面发生物理或化学的变化，从而获得可见图案的标记方式。高能量的激光束聚焦在材料表面上，使材料迅速汽化，形成凹坑。随着激光束在材料表面有规律地移动同时控制激光的开断，激光束也就在材料表面加工成了一个指定的图案。激光打标与传统的标记工艺相比有明显的优点：(1)永久性：如标记不会因环境关系(触摸、酸性及减性气体、高温、低温等)而消退。(2)防伪性：采用激光打标技术雕刻出的标记不容易仿制和更改，在一定程度上具有很强的防伪性。(3)非接触性：激光标刻是以非机械式的光刀进行加工，可在任何规则或不规则表面打印标记，且打标后工件不会产生内应力，保证工件的原有精度。对工作表面不产生腐蚀，无刀具磨损、无毒害、无污染。(4)适用性广：用激光做加工手段，可以对多种金属、非金属材料加工。(5)雕刻精度高：激光打标机雕刻的物品图纹精细，最小线宽可达0.04mm。标记清晰、持久、美观。激光印标能满足在极小的塑料制件上印制大量数据的需要。例如，可印制要求更精确，清晰度更高的二维条码，与压印或喷射打标方式相比，有更强的市场竞争力。(6)运行成本低：打标速度快且标记一次成型，能耗小，因而运行成本低。虽然激光打标机的设备投资比传统标记设备大，但从运行成本而言，使用激光打标机要低得多。(7)加工效率高：计算机控制下的激光光束可以高速移动(速度达5～7米/秒)，打标过程可在数秒内完成。(8)开发速度快：由于激光技术和计算机技术的结合，用户只要在计算机上编程即可实现激光打印输出，并可随时变换打印设计，从根本上替代了传统的模具制作过程，为缩短产品升级换代周期和柔性生产提供了便利工具。

虽然激光打标有很多优点，但是也有其局限性，被认为是“能激光打标的”聚合物是那些能够吸收相应波长的激光并将光转化为热能的材料。然而许多塑料(如聚烯烃)到目前为止还不可能利用激光进行标记。发出10.6微米红外光的CO₂激光器甚至在输出功率很高的情况下，所发出的激光也只是在聚烯烃上产生模糊的、几乎不能识别的标记。且大部分聚合物对二氧化碳激光器发出的光束都或多或少“透明”——这意味着激光光束穿透材料而不被吸收。另外有些填充物(玻纤，矿物)，阻燃剂和重新研磨的碎料都能极大的削弱印制性能，从而影响激光打印标记的清晰度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的聚烯烃类塑料不能被激光打标的技术问题，提供一种塑料激光打标功能母料，在注塑成型前与塑料颗粒机械混合均匀，从而能使在黑色PP类塑料表面产生清晰的白色图案或字迹，而材料本身的物理特性不会在反应之后发生改变，从而得到适合用于激光打标的黑色PP类塑料。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明的塑料激光打标功能母料，按重量百分比它由下述组分制备的：

光敏剂10～25％

白色颜料10～15％

黑色颜料20～30％

有机高分子载体38.5％～53.5％。

所述的光敏剂是对10.64μm波长的激光有强烈吸收作用的光敏剂。

所述的光敏剂是光敏剂LS。

所述的白色颜料为云母、碳酸钙、硫酸钡、钛白粉、硫酸镁、煅烧高岭土、锌钡白、锑白中的任意一种或两种或两种以上的混合物。

所述的黑色颜料为炭黑。

所述的有机高分子载体为聚乙烯或聚丙烯或聚丙烯酸乙酯中的一种。

所有组分通过双螺杆挤出机充分混合、挤出、造粒，颗粒的规格与塑料颗粒相同。在注塑成型前与塑料颗粒机械混合均匀，添加量为4％。

本发明的塑料激光打标功能母料所使用的光敏剂对10.64μm波长的激光有强烈的吸收作用，光敏剂有效吸收激光束能量，产生高温使表面黑色颜料变为气体蒸发从而露出深层白色颜料，从而在黑色PP塑料表面产生对比强烈的白色字迹或图案。本发明的功能母料的颗粒的规格与塑料颗粒相同，易于实现和塑料颗粒的充分混合，在实际生产应用中，易于使用和操作。本发明的功能母料的价格相对低廉，特别是在类似汽车零部件的大注塑件上的应用，与传统的贴标签和漏印工艺相比，成本优势明显。标识效果优良，白色字迹或图案与黑色塑料底色对比明显。

具体实施方式

实施例1

塑料激光打标功能母料，按重量百分比它由下述组分制备的：

光敏剂：光敏剂LS 10％

白色颜料：云母24％

黑色颜料：炭黑46.5％

有机高分子载体：聚乙烯53.5％。

上述组份通过双螺杆挤出机充分混合、挤出、造粒得到本发明的塑料激光打标功能母料。

实施例2

塑料激光打标功能母料，按重量百分比它由下述组分制备的：

光敏剂：光敏剂LS 10％

白色颜料：碳酸钙15％

黑色颜料：炭黑25％

有机高分子载体：聚丙烯50％。

上述组份通过双螺杆挤出机充分混合、挤出、造粒得到本发明的塑料激光打标功能母料。

实施例3

塑料激光打标功能母料，按重量百分比它由下述组分制备的：

光敏剂：光敏剂LS 20％

白色颜料：硫酸钡5％

          钛白粉5％

黑色颜料：炭黑30％

有机高分子载体：聚丙烯酸乙酯40％。

上述组份通过双螺杆挤出机充分混合、挤出、造粒得到本发明的塑料激光打标功能母料。

实施例4

塑料激光打标功能母料，按重量百分比它由下述组分制备的：

光敏剂：光敏剂LS 25％

白色颜料：煅烧高岭土14％

黑色颜料：炭黑22.5％

有机高分子载体：聚乙烯38.5％。

上述组份通过双螺杆挤出机充分混合、挤出、造粒得到本发明的塑料激光打标功能母料。

实施例5

塑料激光打标功能母料，按重量百分比它由下述组分制备的：

光敏剂：光敏剂LS 20％

白色颜料：锌钡白10％

          锑白5％

黑色颜料：炭黑20％

有机高分子载体：聚乙烯45％。

上述组份通过双螺杆挤出机充分混合、挤出、造粒得到本发明的塑料激光打标功能母料。

在注塑成型前按照4％的添加量与PP类塑料颗粒机械混合均匀。注塑成型后用二氧化碳激光打标机打标，得到清晰的白色图案和字迹。激光打标机型号和工艺参数如下：

设备：深圳大族激光科技股份有限公司EP-12型CO₂激光打标机

电流：8-15A，激光频率：5-10KHz。