[发明专利]可激光标记的聚乙烯组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可激光标记的聚乙烯(PE)组合物及其制备方法，具体涉及一种可激光标记的浅色的聚乙烯组合物及其制备方法。

背景技术

聚乙烯树脂是通用合成树脂中产量最大的品种，其主要包括低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)及一些具有特殊性能的产品。由于其性价比高，被广泛应用于膜、片制品、注塑制品、吹塑制品、管材、电线电缆等产品。在聚乙烯制品上添加标识变得越来越重要，例如，经常需要在制品上标注生产日期、有效日期、条形码、公司的商标、系列号等。

目前，在聚乙烯制品上添加标识的技术方法很多，如丝网印刷和转移印刷、凹凸印、压印、油墨印等都是众所周知的印刷技术。这些印刷方法属于表面印刷，这就意味着由于机械损伤、摩擦作用、化学作用及类似作用使得所得到的识别标识变得很难辨认，并且这些印刷方法很难应用于曲面或者网纹表面，而且所需的特殊加工费用增加了产品的总体成本。

采用激光系统来标记物体具有无接触性、高速性和灵活标记性的优点。激光标记允许标记处于物体表面上或表面下，标记位于物体表面下有利于标记去除变得困难和防伪。另外，激光标记技术还可以快速将图形标志如条形码记录在非平面的表面上，使得标记的灵活性增加。由于激光标记的标志是记录在物品本身内，因此持久耐磨。激光印标的精密度大，这满足了在甚至更小的塑料或金属制件上印制大量数据的发展需要。例如，数据密度10倍于传统条形码的二维条形码已经被研究出来，与以前的条形码相比，印制二维条形码要求更精确、更清晰。激光印标能够满足这些要求，在0.001英寸的范围内，点的尺寸和位置可以重复——这些性能是压印或油墨印刷机难以实现的。从保护环境的角度出发，激光印标占有很大的优势。激光标记无需油墨，也不需要油墨印标技术那样的高强度能量干燥过程，它提供长效的应用；并且它是无溶剂的，使得它更具有环境友好性。

随着生产生活中塑料制品的不断增多，采用激光、以高速非接触形成的柔性标记已变得越来越重要。对于塑料上的激光标记与基材之间必须具有很充分的对比度，这样才能保证使用激光扫描器或CCD照相机对标识的自动读取。

然而，聚乙烯制品的可激光标记性不好，对未经改性处理的普通聚乙烯制品而言，在激光能量较低时，聚乙烯制品表面几乎不产生标记；在中等能量照射下，只会产生不太明显的标记；当进一步提高激光能量后，虽然会产生标记，但所产生的标记不规则，有明显的灼烧痕迹，且无法得到比较精细的结构。有专利介绍在聚乙烯中加入激光助剂后，其激光可标记性能会提高。

目前关于激光标记的聚合物专利有CN 1359969A、CN 1361808A、CN1377314A、CN 1147227A、US 5981647A、US 5866644A、CN 1260752A等。

CN 1359969A描述了可激光标记的塑料及其制备和用途，它通过添加包含珠光颜料以及本身不具有任何珠光效果的激光敏感颜料，通过该方式制备的塑料具有透明或半透明性，所用助剂为其公司的产品，价格较为昂贵，而且该专利的实施例很少，只是定性描述其激光光敏剂具有提高对比度的作用，并未定量详述具体的应用效果。

US 6482879B2描述了可激光印标的组合物，其中包括热塑性聚酯，浅色颜料，激光助剂如反丁烯二酸酮、马来酸酮使得聚酯树脂在激光作用下分解以形成黑色印标，添加量为0.5～5％，最好在1～3％之间。

CN 1361808A发明了一种激光标记聚合物组合物，其激光助剂包括至少0.1wt％的平均粒子尺寸大于0.5微米的三氧化二锑，和珠光颜料。三氧化二锑用量最优选在1～5％之间；珠光颜料作为协同剂，含量最优选是0.5～2wt％。当三氧化二锑含量高于2wt％时，为降低电导率，可向组合物中加入CTI改进剂，如硫酸钡。由于三氧化二锑是一种无机填料，添加到树脂基中会破坏树脂的力学性能，尤其是冲击性能，且添加量较多，造成价格昂贵，成本高。

已知现在用于透明或半透明聚乙烯激光标记的添加剂有一定的缺点，它们使得浅色背景下的暗色印标缺乏足够的对比度，即清晰度；或者是印标字迹线条模糊、不尖锐；或者助剂添加量过多，引起材料的物理性能下降，如透明性或冲击性能等的下降；而且由于添加量较多会使得成本提高较多，如美国的Engelhard公司和德国的Merck公司等都有激光助剂产品推出，但每公斤的价格在1000元人民币左右，在聚乙烯中按5％‰wt的加入量计算，仅此一项其每吨的原材料成本就会增加5000元。

发明内容