[发明专利]可激光标记的聚苯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苯乙烯组合物及其制备方法，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。

背景技术

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)发明了一种专门用于YAG激光标记的添加剂，该发明的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，此发明的树脂组合物是由苯乙烯树脂和丙烯酸树脂组成。加入0.01～3％的黑颜料，0.01～10％的白色颜料，包括CaCO₃、TiO₂(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0.01～1um，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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

本发明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，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。