CN105400168A - 一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物，包括以下重量份的各组分：PC树脂15-60%，硅共聚PC5-40%，相容剂0-8%，阻燃剂0-20%，激光打标助剂0.1-2%，加工助剂0.1-5%，玻璃纤维20-60%，通过备料、混合、挤出的步骤，选料科学，制备方法严谨，所得的复合材料具有可替代金属的刚性，强度高，有很好的表面质量且长期使用无析出，同时能够形成清晰的激光打标效果，形成各种文字、符号和图案，减少制品后加工工序，提高生产效率及节约成本，适用于对外观有美观要求，同时对强度要求较高的场合。

Description

一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物及其制备方法。

背景技术

在目前非常激烈竞争的市场环境下，为了提高产品的竞争力，制造商们投入了很大精力在产品的区分上，以保持好的盈余率和低的成本。这个区分主要是通过两方面来实现，一是设计更先进、视觉效果更佳或者有新功能性，二是部件的经济合理化，例如在汽车、机械、电子和医疗领域，提高终端产品的可靠性，降低总成本，因为这些原因，现在用塑料替代金属和其它一些传统的材料就成为许多市场产品经营的主要策略之一。

随着树脂和玻璃纤维在技术上不断进步，生产厂家的制造能力普遍提高，使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受，但由于玻纤外露等因素，这类产品的强度、表面外观并不令人满意，当需要良好的外观时，通常都要增加喷涂等后续工艺，以达到其装饰性的要求，喷涂等工艺除了增加成本，部分溶剂导致环境污染等问题外，还存在漆面脱落，漆面耐温性不够等问题。

在产品表面打标是制造商一项必做的工作，传统的电化学、机械等标记方法有污染、操作不方便、效率低，激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法，近年来得到快速和广泛的应用，激光打标可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，而且对工件无损耗无扰动无变形，对环境没有污染，但是某些材料对激光的吸收率不高，为了获得清晰的标刻效果，就需要增加激光光源的功率表以及重复率，这样做带来的问题是对材料的非标记区域的热损伤和热扩散比较严重，加工精度不高，打标效果不好。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物，可替代金属，具有很好的表面质量且长期使用无析出，同时能够形成清晰的激光打标效果，并且能保持优异的光泽度，强度高，工艺科学，生产效率提高，节约成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物，包括以下重量份的各组分：

PC树脂15-60%

硅共聚PC5-40%

相容剂0-8%

阻燃剂0-20%

激光打标助剂0.1-2%

加工助剂0.1-5%

玻璃纤维20-60%

色粉0.1-2%。

作为本发明的一种改进，所述PC树脂包括已知的所有粘度的聚碳酸酯。

作为本发明的一种改进，所述的硅共聚PC中Si的含量占4-20%，优选7-9%。

作为本发明的一种改进，所述的相容剂为MBS，为含有核-壳结构的聚合物，MBS（Methylethacrylate-Butadiene-Styrene）树脂是甲基丙烯酸甲酯（M），丁二烯（B）及苯乙烯（S）的三元共聚物。

作为本发明的一种改进，所述的阻燃剂为不含卤素的阻燃剂，如磷酸酯类阻燃剂，磺酸盐类阻燃剂。

作为本发明的一种改进，所述的激光打标助剂为乙酸共聚物。

作为本发明的一种改进，所述的加工助剂为抗氧化剂、抗紫外剂、润滑剂中的一种或几种，优选为抗氧剂或润滑剂中的一种或两种，所述的抗氧化剂为1076和168；所述的抗紫外剂为：UV-P；所述的润滑剂为PETS。

作为本发明的一种改进，所述的玻璃纤维横截面为圆形。

作为本发明的一种改进，所述的玻璃纤维横截面为矩形，在非圆形横截面的区域，主横截面轴与次横截面轴的尺寸比率为2-6，优选3-5。

一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物的制备方法，包括以下步骤：

（1）准备原料：包括以下重量份的各组分：

PC树脂15-60%

硅共聚PC5-40%

相容剂0-8%

阻燃剂0-20%

激光打标助剂0.1-2%

加工助剂0.1-5%

玻璃纤维20-60%

色粉0.1-2%；

（2）混合：将PC树脂、硅共聚PC、相容剂、激光打标剂、加工助剂、色粉在高混机中混合20-30min；

（3）挤出：将步骤（2）后的混合物从主加料口进入螺杆挤出机，玻璃纤维从侧向加入螺杆挤出机，螺杆转速350-600rpm，机头到加料口温度：一区200-250℃，二区220-285℃，三到七区温度在220-285℃之间，加料口100-250℃。

本发明的有益效果是：

本发明所述的一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物及其制备方法，选料科学，制备方法严谨，所得的复合材料具有可替代金属的刚性，强度高，有很好的表面质量且长期使用无析出，同时能够形成清晰的激光打标效果，形成各种文字、符号和图案，减少制品后加工工序，提高生产效率及节约成本，适用于对外观有美观要求，同时对强度要求较高的场合。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

本发明所述的一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物的制备方法，包括以下步骤：

（1）准备原料，包括以下重量份的各组分：

PC树脂15-60%

硅共聚PC5-40%

相容剂0-8%

阻燃剂0-20%

激光打标助剂0.1-2%

加工助剂0.1-5%

玻璃纤维20-60%

色粉0.1-2%；

（2）混合：将PC树脂、硅共聚PC、相容剂、激光打标剂、加工助剂、色粉在高混机中混合20-30min；

（3）挤出：将步骤（2）后的混合物从主加料口进入螺杆挤出机，玻璃纤维从侧向加入螺杆挤出机，阻燃剂从侧向或主加料口加入螺杆挤出机，螺杆转速350-600rpm，机头到加料口温度：一区200-250℃，二区220-285℃，三到七区温度在220-285℃之间，加料口100-250℃。

按照上述的制备方法，实施例采用原料如表1所示：

牌号	简介
		SC1100	PC树脂，可在三星第一毛织处购得
SC1220	PC树脂，可在三星第一毛织处购得
		EXL1414	硅共聚PC，可在Sabic购得
P830	横截面为矩形的玻璃纤维，可在日东纺购得
		415A	横截面为圆形的玻璃纤维，可在欧文斯科宁购得
BDP CR741	阻燃剂，可在日本大八购得
		MBS EM500A	相容剂，可在LG化学购得
8835	激光打标助剂，德国默克化工公司
		8825	激光打标助剂，德国默克化工公司
168	抗氧剂，可在BASF购得
		1076	抗氧剂，可在BASF购得
PETS	润滑剂，可在BASF购得
		UV-P	抗紫外剂，可在BASF购得
炭黑 BP800	色粉，可在卡博特购得
		钛白粉 R103	色粉，可在杜邦购得

实施例的配方表如表2所示：

组分	实施例1	实施例2	实施例3
				SC1100			320
SC1220	200	210
				EXL1414	250	130	180
P830	400
				415A		500	350
BDP CR741	100	110
				MBS EM500A	50	30
8835	0.2		0.4
				8825		0.1
168	0.2	0.2	0.2
				1076	0.2	0.2	0.2
PETS	0.5	0.5	0.5
				UV-P	0.2	0.2	0.2
炭黑 BP800	0.5		0.5
				钛白粉 R103		0.5

制备方法各参数如表3所示：

参数	实施例1	实施例2	实施例3
				混合时间（min）	26	30	20
螺杆转速（rpm）	500	350	600
				一区温度（℃）	230	250	200
二区温度（℃）	265	220	285
				三区温度（℃）	235	260	245
四区温度（℃）	220	230	260
				五区温度（℃）	245	275	250
六区温度（℃）	285	260	240
				七区温度（℃）	260	230	250
入口温度（℃）	180	250	100

复合物测试按如下标准进行：

拉伸强度：注塑成型4.0mm拉伸测试样条，根据GB1040-2006进行测试；

断裂伸长率：注塑成型4.0mm拉伸测试样条，根据GB1040-2006进行测试；

弯曲模量：注塑成型4.0mm，弯曲测试样条，根据GB9341-2008进行测试；

光泽度：注塑成型，色板，由光泽度仪测试；

燃烧性能：根据UL94，采用4.0mm的样品进行测试；

打标效果：按照Nd激光器常规打标工艺进行激光打标，打标清晰度通过二次元放大180倍观测激光点排列。

测试结果如表4所示：

性能	实施例1	实施例2	实施例3
				拉伸强度MPa	200	191	185
断裂伸长率%	1.2	0.8	1.5
				弯曲模量N/m2	11979	14180	9870
表面光泽度glossness	108	92	100
				打标效果	优异	良好	良好

由上述实施例可以看出，本产品具有高模量，高外观质量，优异激光达标效果。

本发明所述的能够激光打标的高强度聚酰胺复合物，通过加入硅共聚PC，合适的组分配比以及科学的制备方法实现了具有很高强度的材料，同时具有较高的表面光洁度，进一步通过添加激光打标助剂的方式使材料具有激光标记功能，本发明安全可靠，后续使用过程中无小分子助剂析出风险，尤其适用于汽车，家电，消费电子，电子电器等领域。

Claims (10)

1.一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物，其特征在于：包括以下重量份的各组分：

PC树脂15-60%

硅共聚PC5-40%

相容剂0-8%

阻燃剂0-20%

激光打标助剂0.1-2%

加工助剂0.1-5%

玻璃纤维20-60%

色粉0.1-2%。

2.根据权利要求1所述的一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述PC树脂包括已知的所有粘度的聚碳酸酯。

3.根据权利要求1所述的一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述硅共聚PC中Si的含量占4-20%，优选7-9%。

4.根据权利要求1所述的一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述的相容剂为MBS树脂，为含有核-壳结构的聚合物，MBS树脂是甲基丙烯酸甲酯（M），丁二烯（B）及苯乙烯（S）的三元共聚物。

5.根据权利要求1所述的一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述的阻燃剂为不含卤素的阻燃剂。

6.根据权利要求1所述的一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述的加工助剂为抗氧化剂、抗紫外剂、润滑剂中的一种或几种，优选为抗氧剂或润滑剂中的一种或两种，所述的抗氧化剂为1076和168；所述的抗紫外剂为：UV-P；所述的润滑剂为PETS。

7.根据权利要求1所述的一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述的玻璃纤维横截面为圆形。

8.根据权利要求1所述的一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述的玻璃纤维横截面为矩形，在非圆形横截面的区域，主横截面轴与次横截面轴的尺寸比率为2-6，优选3-5。

9.根据权利要求1所述的一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物，其特征在于：所述的激光打标助剂为乙酸共聚物。

10.一种能够激光打标的高强度聚碳酸酯复合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）准备原料：包括以下重量份的各组分：

PC树脂15-60%

硅共聚PC5-40%

相容剂0-8%

阻燃剂0-20%

激光打标助剂0.1-2%

加工助剂0.1-5%

玻璃纤维20-60%

色粉0.1-2%；

（2）混合：将PC树脂、硅共聚PC、相容剂、激光打标剂、加工助剂、色粉在高混机中混合20-30min；

（3）挤出：将步骤（2）后的混合物从主加料口进入螺杆挤出机，玻璃纤维从侧向加入螺杆挤出机，阻燃剂从侧向或主加料口加入螺杆挤出机，螺杆转速350-600rpm，机头到加料口温度：一区200-250℃，二区220-285℃，三到七区温度在220-285℃之间，加料口100-250℃。