專利名稱：可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在深色背景上形成亮白(黃)標(biāo)記的聚丙烯組合物及其制 備方法。
技術(shù)背景在幾乎所有的工業(yè)部門中，在生產(chǎn)物品上做標(biāo)記貼標(biāo)簽變得越來(lái)越重要。 例如，經(jīng)常需要在物品上注明生產(chǎn)日期、有效日期、條形碼、公司的商標(biāo)、系列號(hào)等等。目前，在物體上印上標(biāo)記的技術(shù)方法很多，如絲網(wǎng)印刷和轉(zhuǎn)移印刷、凹凸 印、壓印、油墨印等印刷技術(shù)。這些印刷方法屬于表面印刷，這就意味著由于 機(jī)械損傷、摩擦作用、化學(xué)作用或類似作用使得所得到的識(shí)別標(biāo)識(shí)可能變得難 以辨認(rèn)，并且這種印刷方法4艮難應(yīng)用于曲面或者網(wǎng)紋表面，而且所需的特殊加 工費(fèi)用增加了產(chǎn)品的總體成本。采用激光系統(tǒng)來(lái)標(biāo)記物體的好處也是眾所周知的無(wú)接觸性、高速性和靈 活標(biāo)記性。對(duì)聚丙烯制品而言，激光作用的結(jié)果是使其表面碳化或發(fā)泡，實(shí)質(zhì) 上是通過(guò)激光引起聚丙烯表面的變化而形成了標(biāo)記。激光標(biāo)記方法是這樣的過(guò) 程使用激光，通過(guò)以激光照射目標(biāo)物表面，將文字、圖形和符號(hào)、條形碼或 圖像放置在表面上或表面下。激光標(biāo)記允許標(biāo)記處于物體表面上或表面下，標(biāo) 記位于物體表面下有利于標(biāo)記去除變得困難和防偽。另外，激光標(biāo)記技術(shù)還可 以快速將圖形標(biāo)志如條形碼記錄在非平面的表面上，使得標(biāo)記的靈活性增加。 由于激光標(biāo)記的標(biāo)志是記錄在物品本身內(nèi)，因此持久耐磨。激光印標(biāo)的精密度 大，這滿足了在甚至更小的塑料或金屬制件上印制大量數(shù)據(jù)的發(fā)展需要。例如， 數(shù)據(jù)密度10倍于傳統(tǒng)條形碼的二維條形碼已經(jīng)被研究出來(lái)，與以前的條形碼相比，印制二維條形碼要求更精確、更清晰。激光印標(biāo)能夠滿足這些要求，在0. 001英寸的范圍內(nèi)，點(diǎn)的尺寸和位置可以重復(fù)——這些性能是壓印或油墨印刷機(jī)難以實(shí)現(xiàn)的。從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，激光印標(biāo)占有很大的優(yōu)勢(shì)。激光標(biāo) 記無(wú)需油墨，也不需要油墨印標(biāo)技術(shù)那樣的高強(qiáng)度能量干燥過(guò)程，它提供長(zhǎng)效的應(yīng)用；并且它是無(wú)溶劑的，使得它更具有環(huán)境友好性。隨著生產(chǎn)生活中塑料制品的不斷增多，采用激光、以高速非接觸形成的柔 性標(biāo)記已變得越來(lái)越重要。對(duì)于塑料上的激光標(biāo)記與基材之間必須具有很充分 的對(duì)比度，這樣才能保證使用激光掃描器或CCD照相機(jī)對(duì)標(biāo)識(shí)的自動(dòng)讀取。但是，不同的塑料材料，其激光可標(biāo)記性相差4艮大，相比其他熱塑性塑料， 聚丙烯(PP )是一種很難或甚至不可能采用激光作標(biāo)記的材料，在許多情況下， 需要添加適當(dāng)?shù)奶砑觿缂す馕談┗蚣す夤饷魟?，使之具有可激光?biāo)記 性。目前關(guān)于激光標(biāo)記的聚合物專利如US20010021731A1利用摻雜物作為激光助劑，摻雜物中包括具有幾層涂層 的石墨，其中涂覆物是CaC03、 CaS04、 Turnbull，藍(lán)，炭黑，Ti0" (Sn， Sb) 02 (含銻的Sn02),或這些混合物。CN1147227A描述了可激光標(biāo)識(shí)的聚氨酯，含有摻雜了銻、砷、鉍、銅、 鎵、或鍺摻雜，特別是銻金屬粉末的二氧化錫涂料的顏料。EP0053256 Al發(fā)現(xiàn)石墨具有激光光敏劑的效果，在黑色塑料中產(chǎn)生淺色標(biāo) 記，但標(biāo)記為淺灰色。CN1318578A (默克公司)涉及激光可標(biāo)記塑料，該塑料包括聚丙烯、聚丙 烯、聚酰胺或聚酯。該塑料的特征是它包含作為摻雜劑的下列物質(zhì)(l)至 少一種選自鋁、硼、鈦、鎂、銅、錫、硅和鋅的固體粉末，(2)和一種或多 種以頁(yè)硅酸鹽為主要成分的有效顏料。CN1507415A(恩格p合德公司)發(fā)明了 一種專門用于YAG激光標(biāo)記的添加劑。該添加劑主要是錫氧化物和少量的銻氧化物(Sb302 ) ， 31)302的量最多為17%， 優(yōu)選為2~5%。在含有0. 5。/。TiO2的聚丙烯中加入0. 01~5%這種粉末，激光 標(biāo)記4艮清晰。已知現(xiàn)有技術(shù)中用于激光標(biāo)記的助劑有一定的缺點(diǎn)，它們使得暗色背景下 的明亮標(biāo)記圖或字缺乏足夠的對(duì)比度，即清晰度；或者是標(biāo)記字跡線條模糊、 不精細(xì)清晰；或者助劑添加量過(guò)多，引起材料的物理性能下降，如沖擊性能等 的下降；而且由于添加量較多會(huì)使得成本提高較多，目前市售的吸收劑或光敏 劑大多為國(guó)外公司生產(chǎn)，如Merck、 Engelhard公司等， 一般是無(wú)機(jī)化合物， 且價(jià)格很高。另外，針對(duì)聚丙烯基深色制品而言，可激光標(biāo)記的高分子吸收劑 或光敏劑及其效果尚未見(jiàn)報(bào)道。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物，該組 合物是一種在深色背景上形成亮白(黃)標(biāo)記的聚丙烯組合物，能夠克服聚丙 烯難以進(jìn)行激光標(biāo)記和目前的激光助劑添加量過(guò)多引起材料的物理性能下降 以及價(jià)格昂貴的問(wèn)題。本發(fā)明進(jìn)一 步提供所述可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物的制備方法。 本發(fā)明的可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物包含有共混的聚丙烯、粉末橡膠和炭 黑，所述粉末橡膠包括丁苯粉末橡膠或/和羧基丁苯粉末橡膠，優(yōu)選為丁苯粉 末橡膠。其中以聚丙烯為IOO重量份計(jì)，所述粉末橡膠為0. l-20重量份，優(yōu) 選為0. 5 ~ 10重量份；所述炭黑為0. 01 ~ 0. 5重量份，優(yōu)選為0. 1 ~ 0. 3重量 份。本發(fā)明的可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物的制備方法，包括將包含有所述聚丙 烯、粉末橡膠和炭黑在內(nèi)的組分按所述組分配比熔融共混。在本發(fā)明的聚丙烯組合物中，所述的聚丙烯包括現(xiàn)有技術(shù)所公開(kāi)的各種類 型的聚丙烯樹(shù)脂，包括均聚聚丙烯和共聚聚丙烯以及相關(guān)共混、增強(qiáng)、填充、增韌和泡沫材料等。在本發(fā)明的聚丙烯組合物中，所述的粉末橡膠包括丁苯粉末橡膠或/和羧基丁苯粉末橡膠。優(yōu)選平均粒徑為5Q~ 200nm，較好為80~150nm;凝膠含量 為60重量％或更高，較好為80重量％或更高的粉末橡膠。該種粉末橡膠優(yōu)選 為均相結(jié)構(gòu)的橡膠粒子。所述的粉末橡膠可采用按照本申請(qǐng)人于2000年9月18日申請(qǐng)的中國(guó)專利 ZL00816450. 9 (以中國(guó)專利申請(qǐng)99125530. 5為優(yōu)先權(quán)，優(yōu)先權(quán)日1999年12 月3日)所制備的全硫化粉末橡膠。優(yōu)選為全硫化粉末丁苯橡膠或/和全硫化 粉末羧基丁苯橡膠。該種全硫化粉末橡膠凝膠含量達(dá)60重量％或更高，干燥后 無(wú)需加隔離劑即可自由流動(dòng)。該全硫化粉末橡膠中的每一個(gè)孩4:粒都是均相的， 即單個(gè)微粒在組成上都是均質(zhì)的，在現(xiàn)有顯微技術(shù)的觀察下微粒內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)分 層、分相等不均相的現(xiàn)象。該全硫化粉末橡膠是通過(guò)對(duì)橡膠膠乳輻照交聯(lián)使橡 膠粒子粒徑固定而得的。所以其平均粒徑與橡膠膠乳中膠乳粒子的粒徑基本保 持一致，所述橡膠膠乳在合成時(shí)得到的膠乳粒子的粒徑大小范圍即為所得全硫 化粉末橡膠粒子的粒徑范圍， 一般為20~ 2000nm，優(yōu)選30 - 1500nm，更優(yōu)選 為50~ 500nm。以上所述的粉末橡膠還可以采用按照本申請(qǐng)人于2000年11月3日申請(qǐng)的 中國(guó)專利ZL00130386. 4所制備的交聯(lián)型粉末橡膠。優(yōu)選為交聯(lián)型粉末丁苯橡 膠和/或交聯(lián)型粉末羧基丁苯橡膠。該種交聯(lián)型粉末橡膠是一種以交聯(lián)型合成 橡膠膠乳(有一些橡膠膠乳在合成的過(guò)程中橡膠分子之間會(huì)發(fā)生一定的交聯(lián)反 應(yīng)，從而使所得到的橡膠膠乳具有一定的交聯(lián)程度，稱之為交聯(lián)型橡膠膠乳) 為原料，經(jīng)干燥得到的粉末橡膠。其平均粒徑與交聯(lián)型橡膠膠乳中膠乳粒子的 粒徑基本保持一致，交聯(lián)型橡膠膠乳在合成時(shí)得到的膠乳粒子的粒徑大小范圍 即為所得交聯(lián)型粉末橡膠粒子的粒徑范圍， 一般為50 300nm。這種交聯(lián)型粉 末橡膠不需加入隔離劑即可自由流動(dòng)。其凝膠含量與作為原料的交聯(lián)型合成橡膠乳液的凝膠含量保持一致，為80%重量或更高，優(yōu)選為85%重量或更高。該 交聯(lián)型粉末橡膠中的每一個(gè)微粒都是均相的，即單個(gè)微粒在組成上都是均質(zhì) 的，在現(xiàn)有顯微技術(shù)的觀察下微粒內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)分層、分相等不均相的現(xiàn)象。合。納米級(jí)粉末橡膠加入到聚丙烯組合物中，促進(jìn)了組合物對(duì)激光能量的吸 收，提高組合物的激光標(biāo)記性能，形成明亮標(biāo)記，可以把粉末橡膠看作激光吸顯著提高；而且納米級(jí)粉末橡膠與聚丙烯的相容性好，又是聚丙烯很好的抗沖 改性劑，可以使得組合物在具有了很好的激光可標(biāo)記性的同時(shí)，沖擊性能得到 了較大提高。以聚丙烯為100重量份計(jì)，所述粉末橡膠為0. 1-20重量份，優(yōu)選為0. 5 ~ 10重量份。若粉末橡膠過(guò)多，不僅會(huì)提高材料成本，而且會(huì)改變材料性能； 若粉末橡膠過(guò)少，對(duì)材料激光標(biāo)記性的提高無(wú)明顯貢獻(xiàn)。本發(fā)明選用爐法色素級(jí)炭黑，如德國(guó)Cabot爿&司的M470。炭黑是制備深 色塑料基材的首選顏料，炭黑在本發(fā)明的聚丙烯組合物中的作用是著色。以聚 丙烯為100重量份計(jì)，所述炭黑為0. 01 ~ 0. 5重量份，優(yōu)選為0. 1 ~ 0. 3重量 份。炭黑用量過(guò)多會(huì)提高成本，用量過(guò)少材料會(huì)變成灰色或淺灰，改變了客戶 對(duì)顏色的要求。本發(fā)明的可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物還可以包含激光助劑，所述激光助劑 一般是以云母片等硅酸鹽為片基，再覆蓋幾層金屬氧化物而得到的，金屬氧化 物選自Sn02、 Fe203和Sb203中的一種或多種。激光助劑可提高聚丙烯組合物的 可激光標(biāo)記性。以聚丙烯為100重量份計(jì)，所述的激光助劑為0. l-3重量份， 優(yōu)選為0. 2-0. 5重量份。從成本和材料的特性考慮，激光助劑用量不宜太多； 從對(duì)激光吸收性方面考慮，激光助劑用量不能太少。本發(fā)明的可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物還可包含有硅油，其作用是提高聚丙 烯組合物的加工性能并改善聚丙烯和粉末橡膠、炭黑、激光助劑及其他助劑之間的預(yù)混效果。以聚丙烯為100重量份計(jì)，所述硅油為0. 01 ~ 2重量份，優(yōu)選 為0.1-1.5重量份。所述硅油用量過(guò)多會(huì)影響聚丙烯組合物的加工性能和物 理性能，用量過(guò)少則會(huì)使聚丙烯組合物中聚丙烯顆粒與其它助劑(多為粉末狀) 的預(yù)混合效果變差，在實(shí)際加工過(guò)程中出現(xiàn)顆粒與粉末狀助劑分離的現(xiàn)象。此外，本發(fā)明的可激光標(biāo)記的聚丙蹄組合物中還可包含有聚丙烯常用的加 工助劑，如潤(rùn)滑劑、抗氧劑等。其中潤(rùn)滑劑如硬脂酸釣、硬脂酸鋅、硬脂酸等； 抗氧劑為聚丙烯用常規(guī)抗氧劑，如抗氧劑1076、 1010，輔助抗氧劑如DLTP、 DSTP等。這些常用的加工助劑的用量為常規(guī)用量，或根據(jù)實(shí)際情況的要求來(lái) 進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。本發(fā)明的可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物的具體制備方法包括(1)將聚丙 烯樹(shù)脂和硅油置于高速混合機(jī)中，對(duì)聚丙烯進(jìn)行表面處理，處理時(shí)間在O. 5~ 3min之間， 一般增加處理時(shí)間會(huì)提高表面處理效果，但同時(shí)會(huì)影響加工效率； (2)將處理后的聚丙烯與配方中的其它組分?jǐn)嚢杈鶆颍?3)將混合料加入塑 料加工設(shè)備中進(jìn)行熔融共混擠出并造粒，制備得到可激光標(biāo)記的聚丙烯組合 物。以上步驟(1)的混合可在常溫下進(jìn)行，也可提高一定溫度進(jìn)行。溫度適 當(dāng)提高，可縮短預(yù)處理的時(shí)間， 一般較適合的溫度范圍為20~50匸。在本發(fā)明聚丙烯組合物的制備過(guò)程中，物料熔融共混溫度即為通常聚丙烯 加工中所用的共混溫度，可根據(jù)聚丙烯熔融溫度而定，應(yīng)該在既保證聚丙烯基 體塑料完全熔融又不會(huì)使其分解的范圍內(nèi)選擇。此外，根據(jù)加工需要，可在共 混物料中適量加入聚丙烯加工過(guò)程中常用的一些助劑如潤(rùn)滑劑、抗氧劑等，其 用量均為常規(guī)用量，或根據(jù)實(shí)際情況的要求進(jìn)行調(diào)整。在本發(fā)明的制備方法中物料混合(包括聚丙烯和硅油的混合)的共混設(shè)備可采用現(xiàn)有技術(shù)中所用的各種混料設(shè)備，如攪拌機(jī)、捏和機(jī)等。在本發(fā)明的制備方法中所使用的熔融共混設(shè)備為橡塑加工業(yè)中的通用共 混設(shè)備，可以是雙螺桿擠出機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、開(kāi)煉機(jī)或密煉機(jī)等。對(duì)本發(fā)明的聚丙烯組合物進(jìn)行激光標(biāo)記的激光器可以是co2激光器(波長(zhǎng)10600nm) 、 Nd: YAG激光器(波長(zhǎng)1064nm和532nm )、脈沖UV激光器(準(zhǔn)分子 激光器)，尤其是半導(dǎo)體Nd: YAG激光器(波長(zhǎng)1064nm)。本發(fā)明的聚丙烯基暗色(或黑色)組合物在激光作用下，粉末橡膠和聚丙 烯吸收激光能量，尤其是納米級(jí)粉末橡膠促進(jìn)了組合物對(duì)激光能量的吸收，提 高了組合物的激光標(biāo)記性能，形成明亮標(biāo)記；組合物吸收的能量促使炭黑以及 粉末橡膠的蒸發(fā)形成發(fā)泡，從而在暗黑的背景上形成激光照射區(qū)域的亮白(黃) 色印標(biāo)，印標(biāo)和背景具有較高的對(duì)比度，可以達(dá)到5.96。本發(fā)明首次釆用有機(jī)高分子材料一一納米粉末橡膠作為聚丙烯激光吸收 促進(jìn)劑，這在所能查閱到的國(guó)內(nèi)外專利中尚未見(jiàn)到?，F(xiàn)有專利技術(shù)均以添加特 殊無(wú)機(jī)化合物為聚丙烯等材料的激光吸收促進(jìn)劑，例如CN1507415A等。由于 粉末橡膠吸收激光能量速度快，使得標(biāo)記輪廓線條清晰精細(xì)；粉末橡膠在激光 照射下發(fā)泡和提升形成亮白(黃)印標(biāo)。由于粉末橡膠對(duì)激光能量的吸收率大， 激光標(biāo)記時(shí)只需在較低輸出功率下就能得到清晰的標(biāo)記。由于粉末橡膠在基體 材料的分散性好和很細(xì)的粒徑，激光標(biāo)識(shí)時(shí)標(biāo)記區(qū)域的表面規(guī)整性好。以納米粉末橡膠為激光吸收促進(jìn)劑的技術(shù)除了很好地解決了聚丙烯激光 標(biāo)記性，同時(shí)還提高了制品的抗沖擊性能，而以添加特殊無(wú)機(jī)化合物為聚丙烯 等材料的激光吸收促進(jìn)劑的制品沒(méi)有此效果，甚至?xí)踊錄_擊性能。在現(xiàn)有 的專利中， 一般都是通過(guò)添加無(wú)機(jī)填料如云母、高嶺土、 3、02以及各種無(wú)機(jī)顏 料來(lái)作為激光吸收劑，這些無(wú)機(jī)物的加入雖然使得材料的激光可標(biāo)記性能得到 提高，但是力學(xué)性能比如沖擊和拉伸性能下降。本發(fā)明所述的制備方法工藝簡(jiǎn)單可靠，相比目前的常規(guī)配方，其原材料成本可大大降低，成本低廉。已商品化的無(wú)機(jī)激光吸收促進(jìn)劑價(jià)格約為800 ~ 1200 元/Kg，而本發(fā)明采用的納米粉末橡膠激光吸收促進(jìn)劑價(jià)格約為22元/Kg。前 者的添加量為0. 5重量份~ 3重量份，本發(fā)明納米粉末橡膠激光吸收促進(jìn)劑的 添加量為0. 1-20重量份，優(yōu)選為0. 5~10重量份。前者制品的噸成本至少增 加5000元以上，本發(fā)明的噸成本增加不會(huì)超過(guò)2200元， 一般為500元左右。 可見(jiàn)，本發(fā)明采用納米級(jí)粉末橡膠為激光吸收促進(jìn)劑，達(dá)到國(guó)外公司生產(chǎn)的激 光吸收促進(jìn)劑的效果，且價(jià)格相對(duì)低廉。本發(fā)明對(duì)激光標(biāo)記的明暗度采用量化表征，這在大多數(shù)國(guó)內(nèi)外專利中是沒(méi) 有的，它們一般只是用文字表述，沒(méi)有量化數(shù)據(jù)。本發(fā)明的可激光標(biāo)記聚丙烯組合物可以應(yīng)用于幾乎所有的工業(yè)部門中需 要進(jìn)行標(biāo)記的聚丙烯基制品上。例如，經(jīng)常需要在物品上注明生產(chǎn)日期、有效 日期、條形碼、公司的商標(biāo)、系列號(hào)等。應(yīng)用前景^f艮廣闊，如以汽車、家用電 器、管材管件、包裝等許多利用激光注明日期、條形碼、公司的商標(biāo)以及名稱 等領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。本發(fā)明的范圍不受這些實(shí)施例的限 制，本發(fā)明的范圍在附屬的權(quán)利要求書中提出。 實(shí)施例1-4:將聚丙烯樹(shù)脂(PP,牌號(hào)2401，中國(guó)石化燕山分公司)和二曱基硅油(牌 號(hào)201，粘度為IOOO厘泊，北京化工二廠)計(jì)量后置于高速混合機(jī)中進(jìn)行處理； 然后將處理過(guò)的聚丙烯、超細(xì)全硫化粉末丁苯橡膠(牌號(hào)VPIOI，中國(guó)石化北 京化工研究院，粒徑80nm，凝膠含量90%)、炭黑(德國(guó)，Cabot, M470 )、 抗氧劑1076 (北京化工三廠)攪拌均勻后，將混合料加入雙螺桿擠出機(jī)(德 國(guó)，WP公司，型號(hào)為ZSK-25)中進(jìn)行熔融共混擠出并造粒，擠出溫度180-200'C，螺桿轉(zhuǎn)速300rpm。將經(jīng)擠出機(jī)得到的粒子在90。C烘干6hr，然后在170-225X:的條件下注射制成標(biāo)準(zhǔn)樣條，進(jìn)行激光標(biāo)記試驗(yàn)和相關(guān)性能測(cè)試。具體配方見(jiàn)表l，其中各組分含量均以重量份計(jì)。性能結(jié)果如表l所示。實(shí)施例5:將聚丙烯樹(shù)脂(PP，牌號(hào)2401，中國(guó)石化燕山分公司)和二曱基硅油(牌 號(hào)201,粘度為IOOO厘泊，北京化工二廠)計(jì)量后置于高速混合機(jī)中進(jìn)行處理； 然后將處理過(guò)的聚丙烯、超細(xì)全硫化粉末丁苯橡膠(牌號(hào)VP101,中國(guó)石化北 京化工研究院，粒徑80nm，凝膠含量90% )、炭黑(德國(guó)，Cabot, M470 )、 激光助劑(牌號(hào)LS835，德國(guó)Merck)、抗氧劑1076 (北京化工三廠)攪拌均 勻后，將混合料加入雙螺桿擠出機(jī)(德國(guó)，WP公司，型號(hào)為ZSK-25)中進(jìn)行 熔融共混擠出并造粒，其余步驟和條件均與前述實(shí)施例1-4相同。具體配方 見(jiàn)表l，其中各組分含量均以重量份計(jì)。性能結(jié)果如表l所示。比較例1 ~ 3:除不加粉末橡膠以及具體配方不同以外，其余條件均與前述實(shí)施例相同。 具體配方見(jiàn)表l，其中各組分含量均以重量份計(jì)。性能結(jié)果如表l所示。對(duì)以上實(shí)施例及比較例中制備的材料的激光標(biāo)記及其性能的測(cè)試方法如下激光標(biāo)記本發(fā)明采用中國(guó)大恒(集團(tuán))有限公司激光工程分公司產(chǎn) DH-MFDQ3型半導(dǎo)體泵浦YAG激光打標(biāo)機(jī)對(duì)樣品進(jìn)行激光標(biāo)記試驗(yàn)?？杉す鈽?biāo)記性的測(cè)試本發(fā)明采用對(duì)比度來(lái)表征聚丙烯材料的可標(biāo)記性。 具體測(cè)試方法如下釆用美國(guó)Datacolor公司產(chǎn)SF300型光譜光度計(jì)分別測(cè)試 標(biāo)記區(qū)域(白黃區(qū)域)和未標(biāo)記區(qū)域(黑色或深色區(qū)域)的對(duì)可見(jiàn)光反射率(反 射源以D65光源為基準(zhǔn))，通過(guò)下式計(jì)算得到對(duì)比度(I):對(duì)比度(I)=黑色或深色區(qū)域?qū)梢?jiàn)光的反射率/白黃區(qū)域?qū)梢?jiàn)光的反射率此外，還可以通過(guò)目測(cè)評(píng)價(jià)標(biāo)記是否清晰流暢。表1項(xiàng)目實(shí)施 例1實(shí)施 例2實(shí)施 例3實(shí)施 例4實(shí)施 例5比較 例1比較 例2比較 例3備注配方 (重 量份)pp1001001001001001001001002401VP101235100. 5———北化院LS835一一0. 5一0. 52Merck炭黑(J. 20. 20. 20. 20. 20. 20. 20. 2Cabot201珪油0. 20. 20. 20. 20. 20. 20. 20. 210760. 30. 30. 30. 30. 30. 30. 30. 3性能I5. 755. 965. 084. 955. 573. 965. 676. 09懸缺沖 (J/m)61. 966. 475. 685. 054. 251. 348. 841. 8GB/T1843 -1996字體 清晰度優(yōu)優(yōu)良一般優(yōu)差一般優(yōu)以上實(shí)施例和比較例中，激光器的設(shè)置功率為12. 0W。從表l中列出的實(shí)施例及比較例的結(jié)果可以看出，在黑色聚丙烯中適量加 入粉末橡膠(實(shí)施例1 - 4 )可以使激光標(biāo)記性與不加入粉末膠的(比較例1， 沒(méi)有粉末膠，也不加入激光助劑)有所提高，同時(shí)基體的抗沖擊性能明顯提高； 實(shí)施例5與比較例2對(duì)比可以看出，在比較例2的基礎(chǔ)上加入少許粉末橡膠， 可使字體清晰度和材料的抗沖擊性能均有所提高；實(shí)施例1和比較例3對(duì)比可 以看出，在加入同等份數(shù)的粉末橡膠或激光助劑的情況下，二者的激光標(biāo)記性 能相差不大，而實(shí)施例1的材料的抗沖擊性能明顯提高，同時(shí)，同樣的加入量， 實(shí)施例1的成本會(huì)大大降低。實(shí)施例和比較例證明粉末橡膠是可以起到激光助 劑的作用，而且更經(jīng)濟(jì)，抗沖擊性能更好。
權(quán)利要求
1. 一種可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物，包含有共混的以下組分聚丙烯，100重量份數(shù)；粉末橡膠，0.1-20重量份數(shù)，優(yōu)選為0.5～10重量份數(shù)；炭黑，0.01～0.5重量份數(shù)，優(yōu)選為0.1～0.3重量份數(shù)；其中所述粉末橡膠包括丁苯粉末橡膠或/和羧基丁苯粉末橡膠，優(yōu)選為丁苯粉末橡膠。
2. 如權(quán)利要求1所述的可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物，其特征在于所述粉末 橡膠的平均粒徑為50~ 200nm,優(yōu)選為80~150nm。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物，其特征在于所述 粉末橡膠的凝膠含量為60重量％或更高，優(yōu)選為80重量％或更高。
4. 如權(quán)利要求l - 3中任一項(xiàng)所述的可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物，其特征在于 所述粉末橡膠為均相結(jié)構(gòu)的橡膠粒子。
5. 如權(quán)利要求l - 4中任一項(xiàng)所述的可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物，其特征在于 所述粉末橡膠為全硫化粉末橡膠或/和交聯(lián)型粉末橡膠。
6. 如權(quán)利要求l - 5中任一項(xiàng)所述的可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物，其特征在于 所述的聚丙烯組合物還包含激光助劑，所述激光助劑是以云母片為片基， 再覆蓋幾層金屬氧化物而得到的，所述金屬氧化物選自Sn02、 Fe203和Sb203 中的一種或多種，以聚丙烯為100重量份計(jì)，所述的激光助劑為0. 1~3重 量份，優(yōu)選為0. 2-0. 5重量份。
7. 如權(quán)利要求l - 6中任一項(xiàng)所述的可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物，其特征在于 所述聚丙烯組合物還包含有硅油，以聚丙烯為100重量份計(jì)，所述硅油為 0. 01 ~ 2重量份，優(yōu)選為0. 1 ~ 1. 5重量份。
8. 如權(quán)利要求1 - 7中任一項(xiàng)所述的可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物的制備方法， 包括將包含有所述聚丙烯、粉末橡膠和炭黑在內(nèi)的組分按所述組分配比熔 融共混。
9. 如權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于所述可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物的具體制備方法包括(1)將聚丙烯樹(shù)脂和硅油置于高速混合機(jī)中， 對(duì)聚丙烯進(jìn)行表面處理，處理時(shí)間在O. 5-3min之間；(2)將處理后的聚 丙烯與配方中的其它組分?jǐn)嚢杈鶆颍?3)將混合料加入塑料加工設(shè)備中進(jìn) 行熔融共混擠出并造粒，制備得到可激光標(biāo)記的聚丙烯組合物。 10. 如權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于所述步驟(1)的混合的 溫度范圍為20~50°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在深色背景上形成亮白(黃)標(biāo)記的聚丙烯組合物及其制備方法。所述的聚丙烯組合物包含有共混的以下組分聚丙烯，100重量份數(shù)；粉末橡膠，0.1-20重量份數(shù)；炭黑，0.01～0.5重量份數(shù)；其中所述粉末橡膠包括丁苯粉末橡膠或/和羧基丁苯粉末橡膠。所述的制備方法包括將包含有所述聚丙烯、粉末橡膠和炭黑在內(nèi)的組分按所述組分配比熔融共混。本發(fā)明的聚丙烯組合物能夠克服聚丙烯難以進(jìn)行激光標(biāo)記和目前的激光助劑添加量過(guò)多引起材料的物理性能下降以及價(jià)格昂貴的問(wèn)題；本發(fā)明的制備方法工藝簡(jiǎn)單可靠。
文檔編號(hào)C08K3/34GK101270212SQ20071006464
公開(kāi)日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月22日
發(fā)明者濤 劉, 蕓 呂, 呂明福, 華 尹, 浩 張, 薇 張, 張麗英, 張師軍, 魁 李, 王小蘭, 邵靜波, 力 陳 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司北京化工研究院