CN100543079C - 聚甲基丙稀酸甲酯组合物及其塑胶制品的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚甲基丙烯酸甲酯组合物及其塑胶制品的制造方法,该组合物中主体树脂质量百分含量为25~90%,改性树脂5~70%,热稳定性差异颜料0.1~5%。其中,主体树脂为聚甲基丙烯酸甲酯;改性树脂为聚甲基丙烯酸乙酯或丁酯、丙烯酸酯类共聚物中的一种或几种组成的混合物;热稳定性差异颜料的热稳定性与主体树脂有差异。该树脂组合物适用于激光雕刻形成文字或图案,形成的文字或图案不易脱落,环保,且工作效率高,成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制备卡片、电话机、电脑键盘、传真机等产品的塑胶部件的树脂组合物及制备塑胶部件的方法,该种树脂组合物适用于激光雕刻。
背景技术
制备卡片、电话机、电脑键盘、传真机等产品的塑胶部件一般用ABS、HIPS(高抗冲聚苯乙烯树脂)等树脂原料进行注塑成型。但现有技术的这些原料制成的塑胶部件其表面形成文字或图案时,一般只能用油墨丝印方法,多年传统不变的油印方法操作复杂,工作效率太低,成本过高,造成环境污染,产品不环保。而且,这种传统的油印方法无法在不规则平台上作业,特别是在狭缝或开孔等隐蔽处形成文字或图案时无法实现。另外,油印方法形成的文字或图案不具备耐酸、碱、油性,耐磨性差,易于脱落。因为现有原料的限制,成型后的塑胶制品无法适用激光雕刻形成连续光滑的文字或图案。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种其塑胶制品表面易于形成连续光滑文字或图案且不易脱落的聚甲基丙烯酸甲酯组合物及其塑胶制品的制造方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种树脂组合物,其包括以下质量百分数的成份:
主体树脂 25~90%
改性树脂 5~70%
热稳定性差异颜料 0.1~5%
其中,主体树脂为聚甲基丙烯酸甲酯,改性树脂为聚甲基丙烯酸乙酯或丁酯、丙烯酸酯共聚物中的一种或几种组成的混合物;热稳定性差异颜料的热稳定性与主体树脂有差异。
所述树脂组合物进一步包括质量百分数分别为0.1~1%的抗氧剂、热稳定剂和发泡剂,所述热稳定性差异颜料是复合颜料时,该复合颜料的各种颜料成份之间热稳定性存在差异。
所述树脂组合物是以下述方法制成的:
(1)将主体树脂及改性树脂粉磨成细粉状,以利于与其它成份充分混合均匀;
(2)将细粉放入捏合机内,加入热稳定性差异颜料和根据需要还可加入的其他助剂,在真空、高压下加热200~220℃进行捏合混炼40~60分钟,直至塑炼成均匀的软体胶;以及
(3)将捏合后的软体胶用双辊炼机在180~200℃下进行塑炼,把软体胶压成片状。
各组分的质量百分数为:
主体树脂 39~70%
改性树脂 29~60%
热稳定性差异颜料 0.1~1.0%
抗氧剂 0.1~0.3%
热稳定剂 0.1~0.3%
发泡剂 0.1~0.3%。
所述抗氧剂为酚类抗氧剂或胺类抗氧剂;热稳定剂为聚氯乙烯或氯乙烯共聚物;发泡剂是偶氮二甲酰胺。
本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是:提供一种塑胶制品的制造方法,主要包括以下步骤:
(1)选用以下质量百分数的成份:
主体树脂 25~90%
改性树脂 5~70%
热稳定性差异颜料 0.1~5%
其中,主体树脂为聚甲基丙烯酸甲酯,改性树脂为聚甲基丙烯酸乙酯或丁酯、丙烯酸酯共聚物中的一种或几种组成的混合物;热稳定性差异颜料的热稳定性与主体树脂有差异;
(2)将主体树脂及改性树脂混合进行粉磨成细粉状,以利于与其它成份充分混合均匀;
(3)将粉磨后的细粉放入捏合机内,加入热稳定性差异颜料和根据需要还可加入的其他助剂,在真空、高压下加热捏合混炼,直至塑炼成均匀的软体胶;
(4)将捏合后的软体胶用双辊炼机加热进行塑炼,把软体胶压成片状,冷却后粉碎成颗粒;
(5)将粒状组合物成型成塑胶制品;以及
(6)将成型的塑胶制品使用激光雕刻机雕刻形成图案或文字。
所述步骤(3)在真空、高压下加热200~220℃进行捏合混炼40~60分钟,直至塑炼成均匀的软体胶;所述步骤(4)双辊炼机在180~200℃下进行塑炼;所述步骤(6)中,激光雕刻机的功率选用50W,激光速度选用7Kmm/s。
本发明的有益效果:本发明的树脂组合物成型的塑胶制品适用于激光雕刻,制品表面易于形成连续光滑文字或图案,且不易脱落。形成文字或图案的方法具有良好的环保作用,工作效率可提高30倍以上,成本可降低10倍,精度高,可以在不规则平面上,特别是狭缝或开孔等隐蔽处形成标记用于防伪。另外,其形成的文字或图案抗磨性是油印的50倍以上,不易脱落,具有抗酸、碱、油性等性能,适用不同地区和复杂环境使用。
本发明的树脂组合物颗粒中各成份混合极为均匀,确保所雕刻的文字或图案的线条不间断。
具体实施方式
本发明树脂组合物主要包括以下质量百分数的组分:
主体树 脂25~90%
改性树脂 5~70%
热稳定性差异颜料 0.1~5%
抗氧剂 0.1~1%
热稳定剂 0.1~1%
发泡剂 0.1~1%
其中,主体树脂为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA,改性树脂为聚甲基丙烯酸乙酯或丁酯、丙烯酸酯类共聚物、丙烯酸酯橡胶中的一种或几种组成的混合物。
PMMA可为粉状或粒状,其本身具有透明光泽性,刚性强,耐磨性好,具有良好的发泡性。
聚甲基丙烯酸乙酯或丁酯、丙烯酸酯类共聚物、丙烯酸酯橡胶等具有弹性和抗冲击强度好的橡胶方面的性质,可以改变PMMA的软性和抗冲击强度,以适应各种成型,更重要的是与PMMA结合可使树脂组合物成半透明磁白色,可作为一种基础色。
热稳定性差异颜料的热稳定性与树脂组合物热稳定性存在差异,且复合颜料各成份之间的热稳定性存在差异,其能够在瞬间受热的条件下发生分离,产生不同的颜色。
抗氧剂的作用是抑制聚合物在制炼过程中氧化降解,在激光雕刻过程中阻止被雕刻部分材料氧化,避免影响雕刻效果,抗氧剂一般选用酚类抗氧剂或胺类抗氧剂。热稳定剂的作用是防止聚合物加工时热分解和热老化,避免影响雕刻效果,热稳定剂一般选用聚氯乙烯或氯乙烯共聚物。发泡剂可以是偶氮二甲酰胺或现有技术的其它发泡剂。
上述组合物的优选配方中各组份的质量百分含量为:
主体树脂 39~70%
改性树脂 29~60%
热稳定性差异颜料 0.1~1.0%
抗氧剂 0.1~0.3%
热稳定剂 0.1~0.3%
发泡剂 0.1~0.3%。
本发明的树脂组合物的加工方法主要包括以下步骤:
(1)将主体树脂及改性树脂粉磨成细粉状,以利于与其它成份充分混合均匀;
(2)将细粉放入捏合机内,加入热稳定性差异颜料、抗氧剂、热稳定剂、发泡剂等,根据需要还可加入其它助剂,在真空、高压下加热200~220℃进行捏合混炼40~60分钟,直至塑炼成均匀的软体胶;
(3)将捏合后的软体胶用双辊炼机在180~200℃下进行塑炼,把软体胶压成片状;
(4)冷却片状胶块,并粉碎形成细小的片状颗粒;
(5)使用抽粒机混炼拉线将细小片状切成规范的粒状。
上述(4)、(5)步骤形成的组合物粒料可直接包装出售,也可以其为原料直接成型在塑胶制品,制成塑胶制品时进一步包括以下步骤:
(6)将粒状树脂组合物注塑成型或现有技术的其它成型方法形成制品,如注塑成电话机、手机、计算器等的塑胶件;
(7)将成型的产品使用激光雕刻机雕刻形成图案或文字,其中激光雕刻机的功率可选用50W,激光速度可选用7Kmm/s。
因本发明的树脂组合物中含有如下成份及性能:
(1)热稳定性差异颜料;
(2)PMMA本身具有良好发泡性;
(3)丁二烯具有软化PMMA并与PMMA结合成磁白色的性能;
因此,上述方法制成的树脂组合物粒料具有良好的发泡性,颜料与树脂组合物本身及复合颜料之间存在着热稳定性差异。在激光扫射的瞬间高温下,使被扫射的部位产生快速受热发泡,且使颜料热稳定性较差的组分与热稳定性强的组分发生分离,从而产生异色,因此形成具有一定的立体感的字体或图案。
使用该组合物成型后的产品适用于激光雕刻形成各种线条光滑连续的文字或图案,如黑色产品可雕刻出白色字迹或图案,紫色产品可雕刻出蓝色或红色的文字或图案,绿色产品可雕刻出黄色文字或图案,深蓝色可雕刻出紫红色等。与传统油印方法相比较,该形成文字或图案的方法具有良好的环保作用,工作效率可提高30倍以上,成本可降低10倍,精度高,可以在不规则平面上,特别是狭缝或开孔等隐蔽处形成标记用于防伪。另外,其形成的文字或图案抗磨性是油印的50倍以上,不易脱落,具有抗酸、碱、油性等性能,适用不同地区和复杂环境使用。
本发明的树脂组合物的制备方法工艺简单,形成的组合物颗粒中各成份混合极为均匀,确保所雕刻的文字或图案的线条不间断。
例一
本例以黑色产品雕刻形成白色文字或图案为例说明本发明的树脂组合物、其制备方法以及产品的制造方法。其中树脂组合物按以下质量百分数进行配比:
聚甲基丙烯酸甲酯 75%
聚甲基丙烯酸乙酯 24.5%
热稳定性好的黑色颜料 0.5%
产品的制造方法包括以下步骤:
(1)按上述配方选择物料投入捏合机内,在真空、高压、200~220℃下进行捏合混炼40~60分钟,直至塑炼成均匀的软体胶;
(2)将捏合后的软体胶用双辊炼机在180~200℃的加热条件下进行塑炼,把软体胶压成片状;
(3)冷却片状胶块,并粉碎形成细小的片状颗粒;
(4)以步骤(3)的颗粒为原料注塑成电话机外壳;
(5)将电话机外壳放入激光雕刻机,以功率50W,激光速度7Kmm/s进行激光雕刻,从而在电话机外壳上形成白色数字,且在电话外壳上还形成白色标志和图案。
形成白色数字、标志和图案的原理是:在激光扫射的瞬间高温下,该黑色的电话机外壳材料是该树脂本色加碳黑色颜料制成,其选用碳黑色颜料的热稳定性高于该树脂组合物,在激光的瞬间高温扫射条件下,树脂瞬间受热溶解发泡,使树脂本身磁白色与碳黑色粉相分离,扫射部位白色成份凸出产生具有立体感的白色字迹或图案。
例二
本例以浅绿色产品雕刻出黄色文字或图案为例说明本发明的树脂组合物、其制备方法以及产品的制造方法。其中树脂组合物按以下质量百分数进行配比:
聚甲基丙烯酸甲酯 75%
聚甲基丙烯酸丁酯 24.5%
绿色复合颜料 0.5%
该热稳定性差异的绿色复合颜料,是由钛青兰和黄色颜料按3:1制成绿色,若要使产品雕刻出黄色文字或图案,则复合颜料中黄色颜料的热稳定性与树脂本身热稳定性相同易溶,并且它们的热稳定性低于钛青兰颜料。
产品的制造方法包括以下步骤:
(1)按上述配方选择物料投入捏合机内,在真空、高压、200~220℃下进行捏合混炼40~60分钟,直至塑炼成均匀的软体胶;
(2)将捏合后的软体胶用双辊炼机在180~200℃的加热条件下进行塑炼,把软体胶压成片状;
(3)冷却片状胶块,并粉碎形成细小的片状颗粒;
(4)以步骤(3)的颗粒为原料进行注塑成绿色塑胶外壳;
(5)将绿色塑胶外壳放入激光雕刻机,以功率50W,激光速度7Kmm/s进行激光雕刻,从而在塑胶外壳上雕刻形成黄色文字或图案。
其形成黄色文字或图案的原理是:利用激光扫射的部位瞬间高温受热溶解发泡,黄色颜料与磁白色树脂它们的溶点相同,相溶解形成黄色,在发泡作用下与热稳定性强的兰色相分离,形成黄色的文字或图案。
Claims (10)
1、用于激光雕刻的聚甲基丙烯酸甲酯组合物,其包括以下质量百分数的成份:
主体树脂 25~90%
改性树脂 5~70%
热稳定性差异颜料 0.1~5%
其中,主体树脂为聚甲基丙烯酸甲酯;改性树脂为聚甲基丙烯酸乙酯或丁酯、丙烯酸酯共聚物中的一种或几种组成的混合物;热稳定性差异颜料的热稳定性与主体树脂有差异。
2、根据权利要求1所述的聚甲基丙烯酸甲酯组合物,其特征在于:进一步包括质量百分数分别为0.1~1%的抗氧剂、热稳定剂和发泡剂;所述热稳定性差异颜料是复合颜料时,该复合颜料的各种颜料成份之间热稳定性存在差异。
3、根据权利要求1所述的聚甲基丙烯酸甲酯组合物,其特征在于:所述组合物是以下述方法制成的:
(1)将主体树脂及改性树脂粉磨成细粉状,以利于与其它成份充分混合均匀;
(2)将细粉放入捏合机内,加入热稳定性差异颜料和根据需要还可加入的其他助剂,在真空、高压下加热200~220℃进行捏合混炼40~60分钟,直至塑炼成均匀的软体胶;以及
(3)将捏合后的软体胶用双辊炼机在180~200℃下进行塑炼,把软体胶压成片状。
4、根据权利要求1至3中任一项所述的聚甲基丙烯酸甲酯组合物,其特征在于:各组分的质量百分数为:
主体树脂 39~70%
改性树脂 29~60%
热稳定性差异颜料 0.1~1.0%
抗氧剂 0.1~0.3%
热稳定剂 0.1~0.3%
发泡剂 0.1~0.3%。
5、根据权利要求4所述的聚甲基丙烯酸甲酯组合物,其特征在于:所述抗氧剂为酚类抗氧剂或胺类抗氧剂;热稳定剂为聚氯乙烯或氯乙烯共聚物;发泡剂是偶氮二甲酰胺。
6、塑胶制品的制造方法,包括以下步骤:
(1)选用以下质量百分数的成份:
主体树脂 25~90%
改性树脂 5~70%
热稳定性差异颜料 0.1~5%
其中,主体树脂为聚甲基丙烯酸甲酯;改性树脂为聚甲基丙烯酸乙酯或丁酯、丙烯酸酯共聚物中的一种或几种组成的混合物;热稳定性差异颜料的热稳定性与主体树脂有差异;
(2)将主体树脂及改性树脂混合进行粉磨成细粉状,以利于与其它成份充分混合均匀;
(3)将粉磨后的细粉放入捏合机内,加入热稳定性差异颜料和根据需要还可加入的其他助剂,在真空、高压下加热捏合混炼,直至塑炼成均匀的软体胶;
(4)将捏合后的软体胶用双辊炼机加热进行塑炼,把软体胶压成片状,冷却后粉碎成颗粒;
(5)将粒状组合物成型成塑胶制品;以及
(6)将成型的塑胶制品使用激光雕刻机雕刻形成图案或文字。
7、根据权利要求6所述的塑胶制品的制造方法,其特征在于:所述步骤(3)在真空、高压下加热200~220℃进行捏合混炼40~60分钟,直至塑炼成均匀的软体胶;所述步骤(4)双辊炼机在180~200℃下进行塑炼;所述步骤(6)中,激光雕刻机的功率选用50W,激光速度选用7Kmm/s。
8、根据权利要求6所述的塑胶制品的制造方法,其特征在于:所述树脂组合物进一步包括质量百分数分别为0.1~1%的抗氧剂,热稳定剂和发泡剂;所述热稳定性差异颜料是复合颜料时,该复合颜料的各种颜料成份之间热稳定性存在差异。
9、根据权利要求6至8中任一项所述的塑胶制品的制造方法,其特征在于:各组分的质量百分数为:
主体树脂 39~70%
改性树脂 29~60%
热稳定性差异颜料 0.1~1.0%
抗氧剂 0.1~0.3%
热稳定剂 0.1~0.3%
发泡剂 0.1~0.3%。
10、根据权利要求9所述的塑胶制品的制造方法,其特征在于:所述抗氧剂为酚类抗氧剂或胺类抗氧剂;热稳定剂为聚氯乙烯或氯乙烯共聚物;发泡剂是偶氮二甲酰胺。
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