[发明专利]一种包含聚苯乙烯/纳米银复合物的激光标记涂料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种包含聚苯乙烯/纳米银复合物的激光标记涂料的制备方法及应用，属于高分子材料及激光标记领域。首先采用十二烷基硫酸钠对纳米银颗粒进行超声震荡预处理，得到纳米银的预处理分散液；再将苯乙烯、AIBN、聚乙烯吡咯烷酮、无水乙醇混合并磁力搅拌成透明溶液；将二者混合并超声振荡反应，制得聚苯乙烯/纳米银复合物，将复合物加入到丁苯乳液、云母等的混合物中，继续搅拌并水浴得到包含聚苯乙烯/纳米银复合物的激光标记涂料；最后将制备好的涂料喷涂到聚丙烯、聚乙烯等板材表面，得到可激光标记的涂层材料。该方法在制品的表面或基底进行标识，提高其易辨识性和可追溯性，实现了聚丙烯、聚乙烯等材料的连续、高效大规模标记。

技术领域

本发明属于高分子材料及激光标记领域，具体涉及一种包含聚苯乙烯/纳米银复合物的激光标记涂料的制备方法及应用。通过该制备方法得到具有易辨识性和可追溯性的可激光标记涂层材料，用于聚丙烯、聚乙烯、聚异丁烯、热塑性聚氨酯等产品的表面标记。

背景技术

聚丙烯(PP)材料无毒无味，便于加工，被广泛地应用于轻工业、纺织工业、汽车工业、电子电器工业、管材管件等方面，也被用于生产电视机壳、收音机壳、电话机壳等，是一种用途极为广泛的热塑性塑料。大部分的PP产品需要在出厂前进行标记，用文字、图案等方式来标注产品相关信息，传统油墨印刷技术因其使用有机溶剂、价格高昂以及环保问题而受到限制。新兴的激光标记技术因其快速高效、标记持久以及环保安全而受到广泛关注，但聚丙烯材料本身对激光不敏感，难以吸收激光能量限制了激光标记技术的大规模应用。因此，可激光标记聚丙烯材料有着极为广泛的市场空间，改善聚丙烯材料的激光标记性能有着重要意义。

改善PP的激光标记性能的方法主要通过添加激光标记添加剂来进行。目前，用于PP的激光标记添加剂主要为无机化合物，其中多为以金属氧化物为主的复合添加剂，如TiO₂、Fe₂O₃、Sn₂O₃等。这些激光敏感添加剂的加入有利于吸收激光能量发生光热转换，导致临近的聚合物分子链降解并碳化变黑，产生黑色标记。但直接添加激光敏感添加剂进入PP基体树脂，仍存在问题与缺陷。首先，无机激光敏感添加剂分散在PP树脂中存在分散性问题，很多粉体颗粒聚集在一起，导致分散不均匀；此外，加入激光标记添加剂的量不宜过多，否则会影响到PP材料原本的力学性能和其它性能；目前仍然是将无机颗粒完全填充到整个基体树脂，但有效激光标记的范围只有表面的几百微米的尺寸。所以，仍然有必要开发一种简单便捷方法使得聚丙烯材料材料表面发生高清晰度与对比度的激光标记图案与文字。

发明内容

本发明提供了一种可涂敷在聚丙烯、聚乙烯、聚异丁烯、热塑性聚氨酯等材料表面的可激光标记涂料的制备方法，并能将该可激光标记涂料应用于市场标记行业与领域。

一种包含聚苯乙烯/纳米银复合物的激光标记涂料的制备方法，具体工艺依次包括如下步骤：

1)在30～40℃水浴搅拌条件下，将0.5g纳米银颗粒、0.5g十二烷基硫酸钠、10mL去离子水加入50mL烧杯。然后超声振荡对纳米银颗粒进行预处理，超声波振荡功率600W，振荡时间2h(保证纳米银分散均匀，无团聚)，制备得到纳米银的预处理分散液；

其中，纳米银颗粒粒径35-100nm，考虑到纳米银颗粒的合成难度以及光热效应的发挥，选择粒径35-100nm，对于35nm，合成要求高，难度大；对于100nm，粒径过大影响激光响应性能的发挥。

通过超声波振荡和表面活性剂的双重作用，改善纳米银的表面性能，提高纳米银的分散性能。

2)将10mL苯乙烯单体、0.1g偶氮二异丁腈引发剂、0.5g聚乙烯吡咯烷酮、80mL无水乙醇混合并利用磁力搅拌器搅拌均匀成透明溶液；

3)将步骤2)制得的溶液鼓氮气2h，随后将步骤1)所得溶液逐滴加入其中，设置磁力搅拌器转速150rpm，室温搅拌混合24h(保证充分混合均匀，但苯乙烯单体尚没有发生聚合反应)；