可激光标记的聚苯乙烯组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可激光标记的聚苯乙烯组合物及其制备方法。所述组合物包含有共混的以下组分：聚苯乙烯，１００重量份数；平均粒径为５０～２００ｎｍ、凝胶含量为６０重量％以上的丁苯粉末橡胶或／和羧基丁苯粉末橡胶，０．１－８重量份数；炭黑，０．０１－０．２重量份数。所述制备方法包括将包含有所述聚苯乙烯、粉末橡胶、炭黑在内的组分按所述组分配比熔融共混。本发明专利技术的组合物能够克服聚苯乙烯难以进行激光标记和目前的激光助剂添加量过多引起材料的物理机械性能下降的问题。本发明专利技术的制备方法工艺简单可靠。

【技术实现步骤摘要】
技术领壤本专利技术涉及一种，具体涉及一种在深色背景下可激光标记浅色印标的聚苯乙烯组合物及其制备方法。聚苯乙烯(PS)是由苯乙烯聚合而成的，聚苯乙烯由于原料来源丰富，聚合工艺简单，材料性能优异，如质轻、价廉、吸水率低，易着色，尺寸稳定性和电性能好，制品透明，易于加工，因而得到了广泛的应用，主要用于仪表外壳、家用电器、儿童玩具、文具、包装、高频绝缘材料等，在这些塑料制品上做标记几乎是全部生产过程中不可缺少的一步，且越来越受到人们的重视。激光打标是一种比较新的标识方法，它是利用激光的高能量，使塑料表面炭化或使表面某些成分分解产生气体使塑料发泡，从而得到与基色较大色差的标记，激光打标可以替代目前所有用于塑料标记的方法，并且与已有的塑料标记的方法相比具有众多的优点，首先激光打标设备与被标记制品不接触，没有标记用的介质，对环境和制品所接触的物质没有任何污染，还有快速灵活的特性，可在制品的上表面和下表面标注如产品商标，产品名称、出厂日期，使用期限、条形码、系列号等文字、图形和符号的标记，另外利用激光打标方法还可以在非平面的表面上标记，由于激光标记是记录在制品内部，因此持久耐磨，化学稳定性好，保持长久清晰度。激光印标的精密度大，可以满足在尺寸更小的塑料表面上印制大量数据的发展需要。这是常规油墨印刷机难以实现的。目前激光标记添加剂多为云母基涂覆多种金属氧化物、颜料、水合金属盐、金属氧化物及其混合物，如美国专利5， 866，644 (公开日1999年，GE公司)提及，在聚酯中加入黑颜料使其背景成黑色，加入一定量的云母作为激光吸收剂，加入一定量的水合磷酸金属盐(含结晶水)，在激光照射下，磷酸盐分解释放出水，水份蒸发引起塑料发泡，这样可以在黑色背景下得到白色的印标。中国专利00809614. 7 (公开日2002年，DSM有限公司)涉及一种可激光标记聚合物组合物，以三氧化锑和珠光颜料做激光标记添加剂，可以在浅色背景上得到深色标记，三氧化二锑的粒子尺寸大于0. 5微米，最优选为2 ~ 5微米，用量最优选在1~5%之间。中国专利02809475. 1 (公开日2004年，恩格哈德公司)专利技术了 一种专门用于YAG激光标记的添加剂，该专利技术的YAG激光标记剂是共沉淀的、混和的锡氧化物和锑氧化物的煅烧粉末。中国专利申请01116390.9 (公开日2001年，默克公司)中加入0. 5 ~ 10wt %珠光颜料可使热塑性塑料的激光标记具有相当高的对比度。中国专利95192924.0 (公开日1997,默克公司)中提到，聚烯烃和聚苯乙烯是到目前为止被认为很难或根本不可能用激光标识，此专利用掺杂二氧化锡涂料的云母颜料作为塑料激光标记助剂，添加量为0. 1~3%，用这种颜料添加到透明热塑性塑料中稍有金属光泽，但仍然透明。美国专利US5，981，647 (1999日本DCI)描述了在黑色树脂基体中形成白色印标的方法。为了得到冲击性能好的可激光印标树脂，此专利技术的树脂组合物是由苯乙烯树脂和丙烯酸树脂组成。加入O. 01~3%的黑颜料，0.01~10%的白色颜料，包括CaC03、 Ti02 (钛白)、ZnO、 ZnS、锌钡白，其中钛白的效果最好，它的分散性。屏蔽性好，能产生清楚、明显的白色印标。白色颜料的尺寸在0. 01 lum，用量0.1~3%最合适。在以上专利中均添加了较高含量的无机物作为激光标记助剂，都可以得到较好的标记效果，但对材料的物理机械性能造成一定的损失，还有无机填料过高会使材料的电导率提高，同时材料成本提高，这些都会影响到材料的应用。美国专利US5，981，647中加入无机白色颜料还会影响黑色背景的效果。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可激光标记的聚苯乙烯组合物，该组合物可以用Nd:YAG激光在深色背景下形成浅色标记，使得印标和背景具有较高的对比度，并且基料本身的物理机械性能保持良好。该组合物克服了聚苯乙烯难以进行激光标记和目前的激光助剂添加量过多引起材料的物理机械性能下降的问题。本专利技术进一 步提供所述可激光标记的聚苯乙烯组合物的制备方法。本专利技术的可激光标记的聚苯乙烯组合物包含有共混的以下组分聚苯乙烯，IOO重量份数；平均粒径为50~ 200nm、凝胶含量为60重量％以上的丁苯粉末橡胶或/和羧基丁苯粉末橡胶，0. 1 - 8重量份数；炭黑，0. 01 - 0. 2重量份数。在本专利技术中，所述的聚苯乙烯包括现有技术所公开的各种类型的聚苯乙烯树脂，包括本体聚合法和悬浮聚合法制得的通用级聚苯乙烯(GPPS)、用本体-悬浮法与橡胶接枝共聚制得的高抗冲聚苯乙烯(HIPS)及一些具有特殊性能的产品等。在本专利技术中，所述的粉末橡胶包括丁苯粉末橡胶或/和羧基丁苯粉末橡胶。优选平均粒径为50 200nm,较好为80~150nm;凝胶含量为60重量％或更高，较好为80重量％或更高的粉末橡胶。该种粉末橡胶优选为均相结构的橡胶粒子。该种粉末橡胶优选为均相结构的橡胶粒子。该种粉末橡胶选自丁苯粉末橡胶和羧基丁苯粉末橡胶中的一种或其混合。以聚苯乙烯为IOO重量份计，粉末橡胶用量为0.1 ~8份，优选为0. 3~3份。所述粉末橡胶用量过多会降低聚苯乙烯树脂的自身的物理机械性能；用量过少会降低激光标记的对比度，达不到理想的标记效果。所述的粉末橡胶可采用按照本申请人于2000年9月18日申请的中国专利ZL00816450.9 (以中国专利申请99125530.5为优先权，优先权日1999年12月3日)所制备的全硫化粉末橡胶。优选为全硫化粉末丁苯橡胶或/和全疏化粉末羧基丁苯橡胶。该种全^1化粉末橡胶凝胶含量达60重量％或更高，干燥后无需加隔离剂即可自由流动。该全硫化粉末橡胶中的每一个微粒都是均相的，即单个微粒在组成上都是均质的，在现有显微技术的观察下微粒内没有发现分层、分相等不均相的现象。该全疏化粉末橡胶是通过对橡胶胶乳辐照交联使橡胶粒子粒径固定而得的。所以其平均粒径与橡胶胶乳中胶乳粒子的粒径基本保持一致，所述橡胶胶乳在合成时得到的胶乳粒子的粒径大小范围即为所得全疏化粉末橡胶粒子的粒径范围， 一般为20~ 2000nm,优选30 ~ 1500nm，更优选为50~ 500nm。以上所述的粉末橡胶还可以采用按照本申请人于2000年11月3日申请的中国专利ZL00130386. 4所制备的交联型粉末橡胶。优选为交联型粉末丁苯橡胶和/或交联型粉末羧基丁苯橡胶。该种交联型粉末橡胶是一种以交联型合成橡胶胶乳(有 一些橡胶胶乳在合成的过程中橡胶分子之间会发生 一定的交联反应，从而使所得到的橡胶胶乳具有一定的交联程度，称之为交联型橡胶胶乳)为原料，经干燥得到的粉末橡胶。其平均粒径与交联型橡胶胶乳中胶乳粒子的粒径基本保持一致，交联型橡胶胶乳在合成时得到的胶乳粒子的粒径大小范围即为所得交联型粉末橡胶粒子的粒径范围， 一般为50 - 300nm。这种交联型粉末橡胶不需加入隔离剂即可自由流动。其凝胶含量与作为原料的交联型合成橡胶乳液的凝胶含量保持一致，为80°/。重量或更高，优选为85%重量或更高。该交联型粉末橡胶中的每一个微粒都是均相的，即单个微粒在组成上都是均质的，在现有显微技术的观察下微粒内没有发现分层、分相等不均相的现象。合。本专利技术人在研究激光打标塑料的过程中发现，在聚苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可激光标记的聚苯乙烯组合物，包含有共混的以下组分：聚苯乙烯，１００重量份数；平均粒径为５０～２００ｎｍ、凝胶含量为６０重量％以上的丁苯粉末橡胶或／和羧基丁苯粉末橡胶，０．１－８重量份数；炭黑，０．０１－０．２重量份数。

【技术特征摘要】
1.一种可激光标记的聚苯乙烯组合物，包含有共混的以下组分聚苯乙烯，100重量份数；平均粒径为50～200nm、凝胶含量为60重量％以上的丁苯粉末橡胶或/和羧基丁苯粉末橡胶，0.1-8重量份数；炭黑，0.01-0.2重量份数。2. 如权利要求1所述的可激光标记的聚苯乙烯组合物，其特征在于所述粉 末橡胶的平均粒径为80~150nm。3. 如权利要求1所述的可激光标记的聚苯乙烯组合物，其特征在于所述粉 末橡胶的凝胶含量为80重量％或更高。4. 如权利要求1所述的可激光标记的聚苯乙烯组合物，其特征在于以聚苯 乙烯为100重量份计，所述粉末橡胶为0. 3 ~ 3重量份数。5. 如权利要求1所述的可激光标记的聚苯乙烯组合物，其特征在于所述粉 末橡胶为全硫化粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽英，张师军，张薇，王小兰，张浩，李魁，吕芸，邵静波，尹华，吕明福，陈力，刘涛，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]