CN111171560A - 用于浅色标识的镭雕母粒、其制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于浅色标识的镭雕母粒、其制备方法及应用。所述用于浅色标识的镭雕母粒的制备方法，包括如下步骤，将如下重量份的组分分别加入混料机中搅拌，得到混合料；尼龙6树脂50‑60份；显色填充物40‑45份；其他功能助剂0‑5份；其中，所述显色填充物为氧化锌、二氧化钛与氧化锆的混合物；将所述混合料加入挤出机中，制得镭雕母粒。采用本发明方法制备的镭雕母粒，可以直接添加至深色基体材料中，在镭雕激光作用下，镭雕母粒中的显色填充物在基体材料表面显示白色或浅色标识，且标记效果清晰、牢固、耐久性强。

Description

用于浅色标识的镭雕母粒、其制备方法及应用
技术领域
本发明涉及镭雕母粒制备技术领域，具体而言，涉及一种用于浅色标识的镭雕母粒、其制备方法及应用。
背景技术
随着全球环境问题越来越严峻，人们环保意识逐步提升。近年来采用镭雕标识代替传统的油墨移印、丝印或喷码的工艺越来越趋于成熟。
镭雕标识的原理是通过光能导致产品表层物质发生化学或物理变化，从而显露出痕迹，或者是通过光能烧掉部分物质而“刻”出痕迹，显出所需刻蚀的图形、文字。而通过光能灼烧、氧化表层后，产品表层将会发黑。镭雕功率越高，表层越黑。
因此，对于白色或浅色材料的产品，通过提升镭雕功率可以轻松获得非常清晰的文字或图形。但如果产品材料是深色或黑色时，则镭雕加工功率较高时，标识发黑、发黄，与产品本身颜色接近，造成难于甚至无法分辨标识，比如在产品表面镭雕二维码时，二维码很难被扫描识别出来；而加工功率较低时，雕刻出的白色不清晰，且易擦除。
发明内容
本发明解决的问题是现有技术中缺乏一种可以在深色或黑色材料上清晰显示白色的镭雕母粒的制备方法。
为解决上述问题，本发明提供一种用于浅色标识的镭雕母粒的制备方法，包括如下步骤：
将如下重量份的组分分别加入混料机中搅拌，得到混合料；
尼龙6树脂50-60份；
显色填充物40-45份；
其他功能助剂0-5份；
其中，所述显色填充物为氧化锌、二氧化钛与氧化锆的混合物。
将所述混合料加入挤出机中，制得镭雕母粒。
较佳地，所述氧化锌、所述二氧化钛与所述氧化锆的质量比为6-8:1-3:1。
较佳地，所述氧化锌、所述二氧化钛与所述氧化锆的粒度均为20-30nm。
较佳地，所述其他功能助剂包括偶联剂、抗静电助剂、抗氧化剂、相容剂和增韧剂中的至少一种。
较佳地，所述尼龙6树脂、所述显色填充物及所述其他功能助剂在所述混料机中的搅拌时间为15-20min。
较佳地，所述挤出机为双螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机的各段螺杆温度自喂料口至模头的温度分别为210-250℃、250-290℃、240-280℃、200-240℃、190-230℃、170-210℃、210-250℃。
较佳地，所述尼龙6树脂、所述显色填充物及所述其他功能助剂在所述混料机中的搅拌时间为15-20min。
本发明提供的用于浅色标识的镭雕母粒的制备方法相比现有技术，具有如下有益效果：
采用本发明方法制备的镭雕母粒，可以直接添加至深色基体材料中，在镭雕激光作用下，镭雕母粒中的显色填充物在基体材料表面显示白色或浅色标识，且标记效果清晰、牢固、耐久性强。
另外，制备方法简单、成熟。
本发明还提供一种用于浅色标识的镭雕母粒，采用如上任一项所述的用于浅色标识的镭雕母粒的制备方法制成。
本发明提供的用于浅色标识的镭雕母粒，相比现有技术具有如下有益效果与用于浅色标识的镭雕母粒的制备方法相同，在此不再赘述。
本发明还提供一种用于浅色标识的镭雕母粒在改性塑料镭雕领域中的应用。
较佳地，所述用于浅色标识的镭雕母粒按8-15％的添加量加入所述改性塑料中。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
本发明制得的镭雕母粒，含有镭雕后显浅色的显色填充物，镭雕母粒添加到改性塑料中后，对改性塑料进行激光雕刻，雕刻出的标识具有较高的清晰度，且标识持久性高，不易擦除。且显色填充物的加入，对改性塑料的机械性能影响较小。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面对本发明的具体实施例做详细的说明。
本发明实施例提供一种用于浅色标识的镭雕母粒的制备方法，包括如下步骤：
将如下重量份的组分分别加入混料机中搅拌，得到混合料；
尼龙6树脂50-60份；
显色填充物40-45份；
其他功能助剂0-5份；
其中，显色填充物为氧化锌、二氧化钛与氧化锆的混合物。其他功能助剂包括偶联剂、抗静电助剂、抗氧化剂、相容剂和增韧剂中的至少一种。
将所述混合料加入挤出机中，制得镭雕母粒。具体地，将尼龙6树脂、显色填充物及其他功能助剂按重量份分别加入高速混料机后，于常温下搅拌15-20min，得到混合料。
将搅拌均匀的混合料经同向双螺杆挤出机塑化挤出、牵引切粒，得到镭雕母粒。其中，双螺杆挤出机长径比大于或等于42。双螺杆挤出机的各段螺杆温度从喂料口至模头温度分别为210-250℃、250-290℃、240-280℃、200-240℃、190-230℃、170-210℃、210-250℃。模头板具有加热功能，挤出机筒体抽真空压力大于或等于0.06Mpa，过水长度控制在0.1-0.3m，冷却长度大于4m。
本实施例提供的方法制得的镭雕母粒中含有显色填充物，显色填充物用于对母粒进行镭雕或对含有母粒的复合材料进行镭雕时，在材料表面显示出浅色或白色的标识。母粒中含有的氧化锌、二氧化钛及氧化锆均为白色的粉末状物质，纯度均大于或等于99.9％，且优选为纳米级材料，其粒度优选为20-30nm。本实施例中显色填充物中各组分的粒度均为纳米级，可降低显色面粗糙度，使得显色效果更加细腻。
其中，氧化锌具有使材料镭雕面坚硬、防霉、抗粉化、防锈的作用，可以增加显色填充物显浅色的寿命。二氧化钛是显色填充物中的核心材料，当镭雕激光的高能量使得材料表面炭化或表面高分子成分分解时，材料表面会残留有机物，二氧化钛的白色能够很好地显现出来。由于氧化锆的熔点超过2500℃，属于耐高温材料，因此其可以很好地保护残留的无机物，但由于其硬度太高，添加太多会加速设备磨损，同时也会增加成本。因此，本实施例中氧化锌、二氧化钛与氧化锆的质量比为6-8:1-3:1。
本实施例制备方法得到的镭雕母粒，可以直接添加至深色基体材料中，在镭雕激光作用下，实现激光标记，镭雕母粒中的显色填充物在基体材料表面显示白色或浅色标识，且标记效果清晰、牢固。
本发明另一实施例还提供一种用于浅色标识的镭雕母粒的应用，将采用上述制备方法制备好的镭雕母粒按8-15％的添加量加入改性塑料中，进行二次挤出成型，或者将二者混合均匀后直接注塑，得到功能材料。而后用注塑机将功能材料注塑制成所需产品，将产品置于镭雕机下进行标识雕刻。
下面通过具体实施例进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种用于浅色标识的镭雕母粒的制备方法。
将50g尼龙6树脂、45g显色填充物和5g其他功能助剂加入到高速混料机中混合15min，得到混合料；其中，显色填充物中氧化锌、二氧化钛与氧化锆的粒度分别为20nm、25nm、30nm，氧化锌、二氧化钛与氧化锆的质量比为6:3:1。
将混合料加入到同向双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的各段螺杆温度自喂料口至模头的温度分别为230℃、270℃、260℃、220℃、210℃、190℃、230℃，经双螺杆挤出机熔融塑化、挤出、牵引切粒、冷却后得到镭雕母粒。
实施例2
本实施例提供一种用于浅色标识的镭雕母粒的制备方法。
将60g尼龙6树脂、40g显色填充物加入到高速混料机中混合15min，得到混合料；其中，显色填充物中氧化锌、二氧化钛与氧化锆的粒度均为20nm，氧化锌、二氧化钛与氧化锆的质量比为8:1:1。
将混合料加入到同向双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的各段螺杆温度自喂料口至模头的温度分别为210℃、250℃、240℃、200℃、190℃、170℃、210℃，经双螺杆挤出机熔融塑化、挤出、牵引切粒、冷却后得到镭雕母粒。
实施例3
本实施例提供一种用于浅色标识的镭雕母粒的制备方法。
将55g尼龙6树脂、42g显色填充物、3g其他功能助剂加入到高速混料机中混合18min，得到混合料；其中，显色填充物中氧化锌、二氧化钛与氧化锆的粒度均为20nm，氧化锌、二氧化钛与氧化锆的质量比为8:1:1。
将混合料加入到同向双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机的各段螺杆温度自喂料口至模头的温度分别为250℃、290℃、280℃、240℃、230℃、210℃、250℃，经双螺杆挤出机熔融塑化、挤出、牵引切粒、冷却后得到镭雕母粒。
实施例4
本实施例将实施例1制备得到的镭雕母粒加入改性塑料中，得到具有浅色标识的功能材料。其中改性塑料以深色尼龙6复合材料为例，镭雕母粒按8％、10％、12％、15％的添加量分别加入深色尼龙6复合材料中，制得A-E组功能材料。
具体配方如表1所示：
表1：
Figure BDA0002384178660000051
进一步地，将上述制得的A-E组功能材料在镭雕机下进行标识雕刻，并对雕刻的标识进行白度测试，结果如表2所示。其中，镭雕机来源于深圳市宝泰鸿激光科技有限公司生产的型号为20W-激光型镭雕机，工作参数为：激光瓦数20W，光斑大小0.050mm，速度2000.00毫米/秒，频率20kHz，跳转速度4000毫米/秒，打点时间0.100ms。白度仪来源于东莞市恒科自动化设备有限公司生产的型号为HK-01A的白度仪，工作参数为：蓝光白度WB＝R457，LED光源，孔径30，分辨率0.1。
表2：
Figure BDA0002384178660000061
根据表2，对比A组在各镭雕功率下的白度可知，未添加镭雕母粒制得的功能材料，随着镭雕功率的增加，白度降低，即现有技术中当基材为深色或黑色时，镭雕功率较低时才能显示白色，但显示的白色不清晰、易擦除。
对比A组与其他各组，A组中的功能材料中未添加镭雕母粒，其镭雕处理后的白度均低于其他各组。由此说明，添加本发明实施例1制得的镭雕母粒后，功能材料的白度有所增加，标记效果较好。这主要是由于添加的镭雕母粒中含有显色填充物，而显色填充物中的二氧化钛具有较好的显白作用，且由于氧化锆的加入，对材料表面残留的无机物进行很好地保护，使得显示的白色不易擦除，另外，氧化锌的加入，使得材料显浅色更具耐久性，增加功能材料显浅色的寿命。
对比B-E组发现，同一镭雕功率下，随着功能材料中含有的镭雕母粒的添加量增加，功能材料的白度越高，因此，可以通过控制改性塑料中添加的镭雕母粒的量，来控制制得的功能材料的白度。在改性塑料中添加相同的镭雕母粒，随着镭雕功率的增加，功能材料的白度也增加，因此，通过添加实施例1制得的镭雕母粒，可以通过提高镭雕功率，来提高制得的功能材料的白度。
进一步地，将上述制得的A-E组功能材料在镭雕机下进行二维码标识的雕刻，并用手机扫描二维码，结果如表3所示：
表3：
Figure BDA0002384178660000071
其中，A-E组功能材料均在60％镭雕功率下进行雕刻，在功能材料表面分别显示出二维码的标识，并分别用华为P30、华为P9、OPPO 15X、红米6A四款手机对每个功能材料上雕刻出的二维码进行扫描识别。
由表3可以看出，A组功能材料中不含镭雕母粒，其经镭雕得到的二维码标识清晰度较低，不易分辨，采用四款手机扫描均未识别出二维码。而B-E组功能材料中均含有镭雕母粒，镭雕得到的二维码标识很容易被手机扫描识别，由此说明，添加含有本发明提供的显色填充物的镭雕母粒制得的功能材料镭雕刻出的标识，清晰度及辨识度均较高。
进一步地，对上述制得的A-E组功能材料进行性能测试，结果如表4所示。
表4：
Figure BDA0002384178660000072
Figure BDA0002384178660000081
根据表4，B-E组制得功能材料中分别添加了不同比例的镭雕母粒，但其缺口冲击强度、拉伸强度、弯曲强度、断裂伸长率方面的性能与A组未添加镭雕母粒制得的功能材料的性能相差不大，由此说明，添加本发明制得的显色填充物后，原改性塑料的机械性能几乎不受影响。因此本发明制得的镭雕母粒可广泛应用于改性塑料镭雕领域中。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于浅色标识的镭雕母粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将如下重量份的组分分别加入混料机中搅拌，得到混合料；
尼龙6树脂50-60份；
显色填充物40-45份；
其他功能助剂0-5份；
其中，所述显色填充物为氧化锌、二氧化钛与氧化锆的混合物；
将所述混合料加入挤出机中，制得镭雕母粒。
2.根据权利要求1所述的用于浅色标识的镭雕母粒的制备方法，其特征在于，所述氧化锌、所述二氧化钛与所述氧化锆的质量比为6-8:1-3:1。
3.根据权利要求1所述的用于浅色标识的镭雕母粒的制备方法，其特征在于，所述氧化锌、所述二氧化钛与所述氧化锆的粒度均为20-30nm。
4.根据权利要求1所述的用于浅色标识的镭雕母粒的制备方法，其特征在于，所述其他功能助剂包括偶联剂、抗静电助剂、抗氧化剂、相容剂和增韧剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的用于浅色标识的镭雕母粒的制备方法，其特征在于，所述挤出机为双螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机的各段螺杆温度自喂料口至模头的温度分别为210-250℃、250-290℃、240-280℃、200-240℃、190-230℃、170-210℃、210-250℃。
6.根据权利要求1所述的用于浅色标识的镭雕母粒的制备方法，其特征在于，所述尼龙6树脂、所述显色填充物及所述其他功能助剂在所述混料机中的搅拌时间为15-20min。
7.一种用于浅色标识的镭雕母粒，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的用于浅色标识的镭雕母粒的制备方法制成。
8.根据权利要求7所述的用于浅色标识的镭雕母粒在改性塑料镭雕领域中的应用。
9.根据权利要求8中所述的用于浅色标识的镭雕母粒在改性塑料镭雕领域中的应用，其特征在于，所述用于浅色标识的镭雕母粒按8-15％的添加量加入所述改性塑料中。
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