CN109784450B - 户外大气环境电网设备用长寿命物联网标签的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种户外大气环境电网设备用长寿命物联网标签的制备方法。在RFID的外壳表面上进行二维码图案加工后，通过在标签表面涂刷抗UV油墨及高耐候性改性清漆制备出长寿命的物联网标签。本发明中通过表面处理工艺的优化和清漆的改性，解决了多层材料的兼容性问题，提高物联网标签的使用寿命。该方法不仅制备工艺简单、生产效率高，而且得到的物联网标签在户外大气环境下具有多重的可识别性、良好的耐候性、耐冲击性，使用寿命有效提高。

Description

户外大气环境电网设备用长寿命物联网标签的制备方法
技术领域
本发明涉及一种户外大气环境电网设备用长寿命物联网标签的制备方法，属于标签制作技术领域。
技术背景
目前的电网设备的标识通常采用物联网标签，如RFID、二维码标签等，但这些寿命往往较短，而电网主要设备都具有20-30年的运行寿命，现有的标签材质及标签上制作的二维码图案使用寿命较短，不能与设备寿命相匹配。随着RFID、二维码标签在日常生活中的广泛应用，如何使物联网标签在复杂的工作环境下具有更长的使用寿命逐渐成为重要课题，且目前此方面的优化研究工作还未见报道。在众多标签中，RFID标签因技术较先进而已广泛应用于电力行业、化工行业、建筑行业中，因此采用RFID标签外壳作为底材制备的二维码标签可以实现物联网标签的多重可识别性，同时通过二维码标签的处理技术和外包装的封装技术后，可以实现户外环境中的阳光辐照和气候变化下的适应性。因此，通过简单高效的方法制备物联网标签可以实现户外大气环境电网设备用物联网标签的长寿命性，具有重要意义。
发明内容
本发明的目的就是针对现有RFID标签、二维码标签的缺陷而提供一种简单的户外大气环境电网设备用长寿命物联网标签的制备方法。
本发明所采用的技术方案是：户外大气环境电网设备用长寿命物联网标签的制备方法，其特征在于：通过激光雕刻对RFID的外壳表面进行二维码图案加工，然后在二维码图案部分涂刷有色油墨，有色油墨固化后对标签表面进行前处理，最后在整个标签表面涂覆改性清漆。
优选RFID外壳材料为耐候性树脂，具体为ABS或PET等。
优选激光雕刻的激光重复频率为20～30千赫兹；雕刻线速度为300～500毫米/秒。
优选述的有色油墨为UV油墨。
对标签表面进行前处理为去污、除油、粗化和水洗后干燥。其中去污采用无水乙醇洗涤；除油为在NaOH和Na2CO3的混合液中浸泡，混合液中NaOH的浓度为30～60g/L，Na2CO3的浓度为20g～50/L，室温环境下浸泡5～10min；粗化为在铬酸和硫酸的混合液中浸泡，混合液中铬酸的浓度为350～450g/L，硫酸的浓度为320～400g/L，60～70℃环境下浸泡5～10min。蒸馏水清洗后用吹风机快速烘干。
优选涂覆的改性清漆为改性氟碳清漆或改性有机硅清漆；改性方式为在清漆中掺杂外加剂，其中外加剂为缓蚀剂、抗紫外线外加剂或自修复微胶囊中的一种或几种，外加剂的加入质量占涂料质量的1～5％。
优选所述的缓蚀剂为苯并三氮唑或三聚磷酸钠；所述的抗紫外线外加剂为纳米TiO2或ZnO；所述的自修复微胶囊为环氧树脂微胶囊。
优选改性清漆的涂覆厚度为60～100μm。改性后涂料在户外大气环境中使用寿命应达10年以上。
有益效果：
本发明经过在RFID的外壳表面上进行二维码图案加工后，通过在标签表面涂刷抗UV油墨及高耐候性清漆制备出长寿命的物联网标签。本发明中通过表面处理工艺的优化和清漆的改性，解决了多层材料的兼容性问题，提高物联网标签的使用寿命。该方法不仅制备工艺简单、生产效率高，而且得到的物联网标签在户外大气环境下具有多重的可识别性、良好的耐候性、耐冲击性，使用寿命有效提高。
附图说明
图1是实施例1的长寿命物联网标签的表面涂覆前的外貌示意图；
图2是实施例1的长寿命物联网标签的表面涂覆后的外貌示意图；
图3是实施例1的长寿命物联网标签经氙灯老化试验后的外貌示意图。
具体实施方式
实施例1
选用国家电网公司用ABS的外壳的RFID，采用激光雕刻技术(激光重复频率为20千赫兹、雕刻线速度为400毫米/秒)对ABS表面进行二维码图案加工(如图1所示)，然后在二维码图案部分涂刷UV金属油墨，油墨固化后对表面进行采用去污除油、粗化、水洗后干燥的前处理方法，其中去污采用无水乙醇洗涤，除油液为30g/L NaOH，50g/L Na2CO3，室温环境下浸泡5min；粗化液为铬酸360g/L，硫酸350g/L，在70℃环境下浸泡5min，蒸馏水清洗后用吹风机快速烘干。最后在整个标签表面涂覆一层厚度为60μm的高耐候性改性有机硅清漆，改性方法为加入1wt％环氧树脂微胶囊。制得物联网标签的外貌如图2所示，本发明的长寿命物联网标签经油墨、清漆两层涂覆后仍保持二维码图案清晰有效。按照GB/T 16422.2-2014《塑料实验室光源暴露试验方法第2部分：氙弧灯》为测试标准，对制得的物联网标签进行试验周期为5000h的氙灯老化试验，试验后二维码标签的外貌如图3所示，本发明的长寿命物联网标签经6000h氙灯老化试验后，RFID信号强劲可读，二维码图案清晰有效，变色等级为1，冲击强度保有率81.6％，硬度下降量12.3％。
实施例2
选用国家电网公司用PET的外壳的RFID，采用激光雕刻技术(激光重复频率为30千赫兹、雕刻线速度为300毫米/秒)对PE进行二维码图案加工，然后在二维码图案部分涂刷UV金属油墨，油墨固化后对表面采用去污除油、粗化、水洗后干燥的前处理方法，其中去污采用无水乙醇洗涤，除油液为60g/L NaOH，20g/L Na2CO3，室温环境下浸泡10min；粗化液为铬酸400g/L，硫酸320g/L，在60℃环境下浸泡10min，蒸馏水清洗后用吹风机快速烘干。最后在整个标签表面涂覆一层厚度为80μm的高耐候性改性氟碳清漆，改性方法为加入1wt％苯并三氮唑和1wt％纳米TiO2。本发明的长寿命物联网标签经油墨、清漆两层涂覆后仍保持二维码图案清晰有效。对制得的物联网标签进行试验周期为5000h的氙灯老化试验，RFID信号强劲可读，二维码图案清晰有效，变色等级为2，冲击强度保有率73.3％，硬度下降量9.5％。

Claims (5)

1.户外大气环境电网设备用长寿命物联网标签的制备方法，其特征在于：通过激光雕刻对RFID的外壳表面进行二维码图案加工，然后在二维码图案部分涂刷有色油墨，有色油墨固化后对标签表面进行前处理，最后在整个标签表面涂覆改性清漆；其中激光雕刻的激光重复频率为20～30千赫兹，雕刻线速度为300～500毫米/秒；对标签表面进行前处理为去污、除油、粗化和水洗后干燥；其中去污采用无水乙醇洗涤；除油为在NaOH和Na2CO3的混合液中浸泡，混合液中NaOH的浓度为30～60g/L，Na2CO3的浓度为20g～50/L，浸泡5～10min；粗化为在铬酸和硫酸的混合液中浸泡，混合液中铬酸的浓度为350～450g/L，硫酸的浓度为320～400g/L，60～70℃环境下浸泡5～10min；涂覆的改性清漆为改性氟碳清漆或改性有机硅清漆；改性方式为在清漆中掺杂外加剂，其中外加剂为缓蚀剂、抗紫外线外加剂或自修复微胶囊中的一种或几种，外加剂的加入质量占涂料质量的1～5％。
2.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于RFID外壳材料为耐候性树脂，具体为ABS或PET。
3.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于所述的有色油墨为UV油墨。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的缓蚀剂为苯并三氮唑或三聚磷酸钠；所述的抗紫外线外加剂为纳米TiO2或ZnO；所述的自修复微胶囊为环氧树脂微胶囊。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于改性清漆的涂覆厚度为60～100μm。
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Title
低温低泡脱脂剂的研制与应用;王建平;《表面技术》;19931231;参见第1-5页 *

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