[发明专利]基于铋化合物的颜料

说明书

本发明涉及基于铋化合物的颜料及其用途，优选作为激光吸收添加剂，以及涉及其制备方法。

本发明涉及基于铋化合物的颜料及其用途，优选作为激光吸收添加剂，并涉及其制备方法。

产品的识别标志在几乎所有工业部门正变得越来越重要。例如，经常需要向塑料部件或柔性塑料薄膜施加生产日期、有效日期、条码、公司标识、序列号等。这些题字目前通常使用常规技术如印刷、热压印、其他压花方法或标注进行。然而，特别是在塑料的情况下，使用激光的非接触、非常快速和灵活的题字方法越来越重要。利用这种技术，甚至有可能向非平面表面高速施加图形打印，例如条形码。由于题字位于塑料制品本身内，因而其持久耐磨。

通常已知的是，当用激光光照射时，某些材料如聚合物，例如塑料和树脂，可以从激光光吸收能量并将该能量转化为热能，其中在材料中可能诱导颜色变化反应(＝题字)。激光光吸收剂用于改善激光光的吸收，即使聚合物的内在能力相对于激光光的吸收是不充分的。

许多塑料，例如聚烯烃和聚苯乙烯，迄今一直难以或甚至不可能用激光题字。发射在10.6μm区域的红外光的CO₂激光器仅仅给出非常弱、几乎难以辨认的题字，甚至当使用高功率时。在聚氨酯弹性体和聚醚酯弹性体的情况下，不存在与Nd-YAG激光器的相互作用，但当使用CO₂激光器时发生凹凸印刷。塑料必须不反射或透射任何激光光，因为不发生相互作用。然而，也不必须发生过分强烈的吸收，因为在这种情况下塑料蒸发，仅留下凹凸印刷。激光束的吸收，并因此与材料的相互作用，依赖于组合物的化学结构和所用的激光波长。经常需要加入适当的添加剂如吸收剂，以使塑料激光可题字。

成功的吸收剂应具有非常淡的固有颜色和/或仅以非常小的量使用。现有技术公开了造影剂三氧化二锑满足这种标准。然而，三氧化锑有毒并被怀疑是致癌的，因此期望不含锑的激光题字添加剂。

不含锑的激光题字添加剂从文献是已知的，如描述于例如专利申请WO 2011/083100、WO 2011/050934和WO 2006/065611中。EP 1 190 988 B1公开了含有铋和至少一种另外的金属的激光题字化合物。US 2007/029294涉及聚合物的激光题字，其中所述聚合物包含式MOCl(其中M是As、Sb或Bi)和包含BiONO₃、Bi₂O₂CO₃、BiOOH、BiOF、BiOBr、Bi₂O₃或BiOC₃H₅O₇的化合物。

WO 2011/050934描述了例如Bi₂O₃的稳定化，通过Bi₂O₃和官能化聚合物的挤出，从而使含Bi₂O₃的添加剂可以随后被掺入到具有高于220℃熔点的聚合物(“基质”)中，例如聚酯、聚酰胺或聚碳酸酯。这种方法的缺点是制备的铋添加剂不能普遍用于任何聚合物基质，即存在与各种聚合物例如聚乙烯和聚酰胺的不相容性。

基于铋的激光题字添加剂的缺点是，它们不适合于所有类型的塑料。在某些基质聚合物中，如果采用高的加工温度，即>220℃，铋化合物表现出强烈的变色。在这些情况下，Bi₂O₃不能用作基质聚合物例如聚酰胺的激光刻字的显色剂，由于在加工期间发生放热反应(分解)，从而导致产品的极端变色。该产品变暗，且标记不再可见。

因此，本发明的目的是提供基于一种或多种铋化合物的颜料，所述铋化合物可以以作为添加剂、优选作为激光添加剂的形式普遍直接掺入任何聚合物中，而与聚合物基质不发生分解反应。颜料应当优选为无色，以适合于普遍用作激光添加剂。