CN115521524A - 一种可紫外近红外激光标记的复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可紫外近红外激光标记的复合材料，所述复合材料包括：二氧化钛、石墨烯、偶联剂、易于炭化的高分子、聚烯烃树脂、相容剂。本发明中复合材料呈微球状，其结构与西瓜相似，易于炭化的高分子是“西瓜肉”，而石墨烯/二氧化钛充当微球的“西瓜种子”分散在微球内部。相比于传统的核壳结构激光吸收剂，本发明制备的复合材料形态具有创新性。复合材料由于二氧化钛和石墨烯分别对355nm UV和1064nm NIR激光产生明显响应，因而应用于高分子材料中可同时实现紫外与近红外激光的标记。

Description

一种可紫外近红外激光标记的复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于激光标记材料领域，具体涉及一种可紫外近红外激光标记的复合材料及其制备方法。
背景技术
激光标记作为材料激光加工方法中的一个新兴领域，具有环境友好、快速高效、标记永久、标记灵活等特点，因而备受关注。激光标记通过利用高能量密度的激光束对目标作用，使目标表面发生物理或化学的变化，从而获得可见图案的标记方式。
用于激光标记的激光器类型包括准分子激光器、CO2激光器和Nd:YAG激光器。其中，波长为1064和355nm的Nd:YAG激光器由于波长短、能量高、光束质量高等优点，更适用于高质量的标记场合。
近年来，激光标记技术在电子器件、汽车工业、医疗器械以及家用电子电器等行业中的应用愈发广泛，从而需要对不同的高分子材料制品进行表面文字或图案的标记。其中，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、尼龙(PA)、热塑性聚氨酯(TPU)等常见高分子材料对激光能量吸收率较低，并且由于自身分子链不含有芳香结构，因而在激光辐照下很难发生明显的物理化学变化，难以形成清晰的图案。与之不同的是，聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)等高分子容易吸收激光能量，并产生热化学变化，炭化后残炭量高，图案对比度较高，但是其炭化程度难以控制，导致图案表面粗糙。
为了解决上述难题，通常工业上会在其中引入激光吸收剂。激光吸收剂是指可以吸收激光能量的物质(例如金属氧化物和石墨烯、碳纳米管等)，其原理将吸收的激光能量转化为热量，使得周围高分子基体发生炭化或发泡，进而显现出标记的图案。但是单一的激光吸收剂对于聚乙烯、聚丙烯等材料的打标性能改善有限，另外金属氧化物颗粒的直接添加容易存在分散不均、易团聚的问题，对标记不利。目前，技术工作者将激光吸收剂设计成核壳结构，以金属氧化物为核，易于碳化的基材作为壳，从而进一步改善高分子材料的打标性能。
专利CN109320819制备了聚苯乙烯包覆的三氧化二锑颗粒，将其作为激光打标助剂添加到高密度聚乙烯中，实现了有效标记；专利CN110294866采用易激光炭化高分子包裹氯氧化铋，同时引入了少量一维线状激光敏感物质如碳纳米管和银纳米线，将光热转化节点连接成三维网络结构，提高激光打标粉的光热转化效果，从而在较低的添加量下实现高清晰度、高对比度的激光标记图案。
然而，大多数核壳激光吸收体的制备策略通常过程昂贵、步骤复杂。此外，由于不可避免的有毒物质(如单体和溶剂)，核壳结构的制造过程总是对环境不友好。Zhang课题组采用了挤出共混的方法合成了聚碳酸酯包裹的二氧化锡(ACS Applied Materials&Interfaces,2016,8:1977-1983.)，工艺简单，适用于连续大规模的制备。然而，现有的激光打标助剂仅对波长为1064nm的近红外(NIR)激光有响应。
如今，355nm的紫外(UV)激光打标是一种新开发的激光写入技术。由于极小的焦点光斑和小的加工热影响区，紫外激光器可以进行高分辨率的写入，正在应用于许多对激光打标性能要求较高的产品中。值得一提的是，由于低热效应，355nm紫外激光产生的徽标、文字和二维码的精细度会更高。随着355nm紫外激光加工系统的逐渐普及，亟需开发能够同时使用紫外和近红外激光直接写入的复合材料。
发明内容
本发明的目的是针对现有材料中无法同时使用紫外和近红外激光标记问题，提供一种可紫外近红外激光标记的复合材料的制备方法与应用。
二氧化钛(TiO2)由于吸收紫外光，因而被认作是355nm紫外激光吸收剂的理想选择。作为目前应用最广泛的白色颜料之一，它被普遍用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化妆品等行业。此外，二氧化钛被认为是最有前景的无机金属氧化物之一，具有无毒、低成本、生物相容性和化学稳定性。
石墨烯由于其独特的二维结构，同样备受关注。它具有大量的共轭π键，几乎可以被所有波长的光激发，使其能够吸收从紫外区到近红外区的所有光。最近的研究证明，石墨烯作为一种高效的光热材料，对近红外激光具有高吸收，微量的吸附烯(50ppm)就可以显著增强聚合物的激光打标性能。此外，与传统的激光吸收剂相比，石墨烯具有高效、无毒的优点，在聚合物的近红外光辐射中具有广阔的应用前景。
基于二氧化钛和石墨烯分别对紫外激光和近红外激光能够产生响应，我们将这两种吸收体同时设计为激光打标微球的“核”，易于炭化的高分子作为“壳”，制备对紫外和近红外激光都有响应的新型打标微球。此时，打标微球不再是典型的核壳结构，实际上，其结构与西瓜相似，如图5所示，石墨烯/二氧化钛充当微球的“西瓜种子”，而易于炭化的高分子则是“西瓜肉”。该微球通过熔融共混法，利用极性聚合物与非极性聚合物的热力学不相容性原位生成。
本发明的目的可以通过以下方案来实现：
本发明提供了一种可紫外近红外激光标记的复合材料，所述复合材料包括以下重量份数的各组分：初级混合物60～65份，聚烯烃树脂30～35份，相容剂3～8份。
所述初级混合物包括如下重量份数的各组分：易激光炭化高分子25～35份，二氧化钛65～75份，石墨烯0.04～0.06份，偶联剂0.6～0.8份。初级混合物为核壳结构，易于炭化的高分子形成微球，石墨烯/二氧化钛分散在微球内部。所合成的微球平均粒径在1.5μm左右。可紫外近红外激光标记的复合材料，其易激光炭化高分子的添加量具体根据激光标记所需效果可以通过原料用量进行调节。
作为本发明的一个实施方案，所述的二氧化钛为金红石型二氧化钛，平均粒径为150～350nm。选用金红石型，原因在于在给定的紫外激光能量密度下，金红石TiO2的颜色变化大于锐钛矿TiO2的颜色变化。这与TiO2的不同禁带宽度有关，金红石和锐钛矿分别为3.02和3.23eV，当锐钛矿晶型发生变化时，需要更高的能量密度。此外，粒径选择方面，若粒径过大，二氧化钛对紫外激光主要以反射和散射为主。随着粒径减小，二氧化钛对于紫外激光的吸收性显著增强。但是，粒径过小会导致二氧化钛在载体聚合物中的分散问题。相较于传统的激光吸收剂多采用三氧化二铋、二氧化锡等，由于存在重金属元素因而具有毒性，并且在高温加工过程中容易变成淡黄色而影响最终聚合物的表观颜色。另外，二氧化钛有协同作用，自身会被部分还原而变黑。
作为本发明的一个实施方案，所述的石墨烯为多层石墨烯，石墨烯片层厚度6-10nm，层数为17-28层。本申请使用的石墨烯，可以仅仅只添加少量材料就可以显著改善材料近红外激光打标性能，其余的碳材料比如炭黑、碳纤需要添加的量较多，至少0.1％，会导致基材呈现黑色。石墨烯和碳纳米管都是由石墨片构成，石墨烯是由石墨片剥离到数个或单个分子厚度，而碳纳米管则是石墨片卷曲而成的同轴中空圆管。相同添加量下，首先，石墨烯作为二维纳米片显著减少了和载体聚合物相界面间接触的总个数。与之相比，细长柔软的碳纳米管与基材的界面个数更多，为了降低能量，碳纳米管更容易发生团聚，这会导致每个微球中含有的碳材料含量有明显差异，进而表现出激光打标不均匀的问题。其次，石墨烯是展开的石墨片，表面积比碳纳米管更大，材料吸收激光后二氧化钛会在石墨烯的作用下被还原，因而石墨烯能够提供更多的反应接触面积。石墨烯若厚度过小，石墨烯层数在10层以下，更容易发生团聚。因此选用多层石墨烯，即厚度在10层以上、厚度在10nm以下。
作为本发明的一个实施方案，所述的偶联剂为硅烷偶联剂，包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基三甲基硅烷中的一种或多种。
作为本发明的一个实施方案，所述的易激光炭化高分子材料包括聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰亚胺(PI)中的一种或多种。易激光炭化高分子材料为在激光辐照下成炭率较高的高分子体系。
作为本发明的一个实施方案，所述的聚烯烃树脂为聚乙烯、聚丙烯中的一种或多种。
作为本发明的一个实施方案，所述的相容剂包含但不仅限于苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(E-BA-GMA)、马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)。
本发明的原理是：
(1)易被激光炭化的高分子受到二氧化钛和石墨烯的热传递以及激光辐照的双重作用，首先发生炭化现象，在高分子基体中原位生成局部炭化区域，有效提高激光标记图案的清晰度与对比度；
(2)二氧化钛在吸收激光能量的同时，自身会被石墨烯及无定形炭部分还原成黑灰色、低价态的钛(Ti3+、Ti2+)氧化物，并附着在周围高分子基体上，进一步提高了激光标记图案的对比度。
本发明还提供了一种可紫外近红外激光标记的复合材料的制备方法，所述制备方法具体包括以下步骤：
(1)按以下重量份对各组分备料：
Figure BDA0003872145600000041
(2)将步骤(1)中二氧化钛、石墨烯、偶联剂按上述重量份数加入到高速混合机中，充分混合后，再加入易激光炭化高分子，从主喂口置于螺杆机中，挤出造粒，制成初级混合物；
(3)按以下重量份对各组分备料：
初级混合物 60-65份，
聚烯烃树脂 30-35份，
相容剂 3-8份；
将步骤(2)制备的初级混合物与聚烯烃树脂、相容剂混合加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，挤出造粒，即制得可紫外近红外激光标记的复合材料。二氧化钛、石墨烯、偶联剂提前混合，有助于将硅烷偶联剂上的硅烷氧基与二氧化钛和石墨烯发生反应，反应效率更高。二氧化钛、石墨烯、偶联剂混合好后，再加入高分子混合，全部主喂。
作为本发明的一个实施方案，步骤(2)中螺杆机转速为200～400rpm，温度为230～280℃；步骤(3)中螺杆机转速为200～400rpm，温度为230～260℃。
本发明还提供了一种所述可紫外近红外激光标记的复合材料在激光打标中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)相比于传统的核壳结构激光吸收剂，本发明制备的复合材料形态具有创新性，其结构与西瓜相似，石墨烯/二氧化钛充当微球的“西瓜种子”，而易于炭化的高分子则是“西瓜肉”，由于二氧化钛和石墨烯分别对355nm UV和1064nm NIR激光产生明显响应，因而应用于高分子材料中可同时实现紫外与近红外激光的标记；
(2)传统的激光吸收剂多采用三氧化二铋、二氧化锡等，由于存在重金属元素因而具有毒性，并且在高温加工过程中容易变成淡黄色而影响最终聚合物的表观颜色。本发明所用的二氧化钛无毒，且具有良好的热稳定性，制备的微球的颜色为纯白色，因而可以通过添加额外的颜料或染料轻松赋予聚合物其他颜色。此外，二氧化钛在激光变色过程中存在协同作用，它一方面不仅可以吸收激光能量，另一方面自身也会变黑，具体而言，它能够在石墨烯和易激光炭化高分子生成的无定形碳的共同作用下被部分还原成低价态的钛(Ti3+、Ti2+)氧化物，还原后的物质颜色显黑灰色，进一步促进了激光打标图案黑白对比度的提高；
(3)传统的激光打标技术中，对于碳材料的选择没有做出过多筛选。本发明选用石墨烯而非其他碳材料原因在于：第一，纳米碳材料仅有碳纳米管和石墨烯，可以仅仅只添加少量材料就可以显著改善材料近红外激光打标性能，其余的碳材料比如炭黑、碳纤需要添加的量较多，至少0.1％，会导致基材呈现黑色。第二，针对纳米碳材料，石墨烯和碳纳米管都是由石墨片构成，石墨烯是由石墨片剥离到数个或单个分子厚度，而碳纳米管则是石墨片卷曲而成的同轴中空圆管。相同添加量下，首先，石墨烯作为二维纳米片显著减少了和载体聚合物相界面间接触的总个数。与之相比，细长柔软的碳纳米管与基材的界面个数更多，为了降低能量，碳纳米管更容易发生团聚，这会导致每个微球中含有的碳材料含量有明显差异，进而表现出激光打标不均匀的问题。其次，石墨烯是展开的石墨片，表面积比碳纳米管更大，材料吸收激光后二氧化钛会在石墨烯的作用下被还原，因而石墨烯能够提供更多的反应接触面积。
(4)本发明复合材料通过熔融共混法，利用了极性聚合物与非极性聚合物的热力学不相容性原位生成，工艺简单，制备不需要使用单体、化学试剂和刻蚀技术，不产生环境污染。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为实施例1在不同激光功率和激光扫描速度下的结果对比图；
图2为不添加复合材料在不同激光功率和激光扫描速度下的结果对比图；
图3为对比例1在不同激光功率和激光扫描速度下的结果对比图；
图4为对比例2在不同激光功率和激光扫描速度下的结果对比图；
图5为本发明嵌入聚烯烃树脂的微球及微球结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实例在本发明技术方案的前提下进行实施，提供了详细的实施方式和具体的操作过程，将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明。需要指出的是，本发明的保护范围不限于下述实施例，在本发明的构思前提下做出的若干调整和改进，都属于本发明的保护范围。
实施例1
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
Figure BDA0003872145600000061
其中，易激光炭化高分子为聚苯乙烯(PS)，偶联剂为γ-环氧丙氧基三甲基硅烷；
(2)将步骤(1)中除易激光炭化高分子之外的其他成分按上述重量份数加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，按比例加入易激光炭化高分子，控制螺杆机转速为300rpm，温度控制为200-230℃，挤出造粒，制成初级混合物；
(3)按以下重量份对各组分备料：
初级混合物 60份，
聚烯烃树脂 35份，
相容剂 5份；
其中聚烯烃树脂为低密度聚乙烯(LDPE)，相容剂为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
(4)将步骤(3)各成分加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，控制螺杆机转速为300rpm，温度控制为200-230℃，挤出造粒，即制得可紫外近红外激光标记的复合材料。
(5)将制备好的复合材料按照百分之二的比例加入到基体高密度聚乙烯(HDPE)中，采用Nd:YAG激光器，激光频率50kHz，脉冲激光波长为1064nm和355nm，图案设定为正方形，标记图案如图1所示，图案清晰，黑白对比度明显。随着激光功率从2.0W增加到20.0W，或者是随着激光扫描速度从10000mm/s降至1000mm/s，标记图案由浅灰色逐渐变为黑色。需要注意的是，紫外紫光扫描所得的黑色图案具有更高的分辨率和更清晰的边缘，这是由于紫外激光焦点非常小，并且其光热效应较弱。显然，西瓜结构的可激光标记的复合材料赋予了HDPE双激光波长响应的能力，证明了近红外和紫外激光打标的优异性能。不添加可激光标记的复合材料的HDPE标记图案如图2所示，显然HDPE自身难以进行黑雕白，其色块无法辨别。
实施例2
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
Figure BDA0003872145600000071
其中，易激光炭化高分子为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，偶联剂为γ-环氧丙氧基三甲基硅烷；
(2)将步骤(1)中除易激光炭化高分子之外的其他成分按上述重量百分比加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，按比例加入易激光炭化高分子，控制螺杆机转速为300rpm，温度控制为230-250℃，挤出造粒，制成初级混合物；
(3)按以下重量份对各组分备料：
初级混合物 60份，
聚烯烃树脂 35份，
相容剂 5份；
其中聚烯烃树脂为聚丙烯(PP)，相容剂为乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物(E-BA-GMA)。
(4)将步骤(3)各成分加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，控制螺杆机转速为300rpm，温度控制为230-250℃，挤出造粒，即制得可紫外近红外激光标记的复合材料。
(5)将制备好的复合材料按照百分之二的比例加入到基体聚丙烯(PP)中，采用Nd:YAG激光器，激光频率50kHz，脉冲激光波长为1064nm和355nm，图案设定为正方形，图案清晰，黑白对比度明显。
实施例3
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
Figure BDA0003872145600000081
其中，易激光炭化高分子为聚对聚酰亚胺(PI)，偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷；
(2)将步骤(1)中除易激光炭化高分子之外的其他成分按上述重量百分比加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，按比例加入易激光炭化高分子，控制螺杆机转速为300rpm，温度控制为230-250℃，挤出造粒，制成初级混合物；
(3)按以下重量份对各组分备料：
初级混合物 60份，
聚烯烃树脂 35份，
相容剂 5份；
其中聚烯烃树脂为聚丙烯(PP)，相容剂为马来酸酐接枝PP(PP-g-MAH)。
(4)将步骤(3)各成分加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，控制螺杆机转速为300rpm，温度控制为230-250℃，挤出造粒，即制得可紫外近红外激光标记的复合材料。
(5)将制备好的复合材料按照百分之二的比例加入到基体热塑性聚氨酯(TPU)中，采用Nd:YAG激光器，激光频率50kHz，脉冲激光波长为1064nm和355nm，图案设定为正方形，图案清晰，黑白对比度明显。
对比例1
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
易激光炭化高分子 30份，
二氧化钛 70份，
偶联剂 0.7份；
其中，易激光炭化高分子为聚苯乙烯(PS)，偶联剂为γ-环氧丙氧基三甲基硅烷；
(2)将步骤(1)中除易激光炭化高分子之外的其他成分按上述重量百分比加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，按比例加入易激光炭化高分子，控制螺杆机转速为300rpm，温度控制为200-230℃，挤出造粒，制成初级混合物；
(3)按以下重量份对各组分备料：
初级混合物 60份，
聚烯烃树脂 35份，
相容剂 5份；
其中聚烯烃树脂为低密度聚乙烯(LDPE)，相容剂为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
(4)将步骤(3)各成分加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，控制螺杆机转速为300rpm，温度控制为200-230℃，挤出造粒，即制得可紫外近红外激光标记的复合材料。
(5)将制备好的复合材料按照百分之二的比例加入到基体高密度聚乙烯(HDPE)中，采用Nd:YAG激光器，激光频率50kHz，脉冲激光波长为1064nm和355nm，图案设定为正方形，标记图案如图3所示。近红外激光标记后，黑色图案清晰度和对比度很低，这是因为TiO2不能吸收近红外激光能量，因而TiO2@PS微球对近红外激光基本没有反应。相反，紫外激光标记后，得益于TiO2对355nm紫外激光具有良好的吸收，材料色块清晰度和对比度得到改善。
对比例2
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
易激光炭化高分子 100份，
石墨烯 0.16份，
偶联剂 2份；
其中，易激光炭化高分子为聚苯乙烯(PS)，偶联剂为γ-环氧丙氧基三甲基硅烷；
(2)将步骤(1)中除易激光炭化高分子之外的其他成分按上述重量百分比加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，按比例加入易激光炭化高分子，控制螺杆机转速为300rpm，温度控制为200-230℃，挤出造粒，制成初级混合物；
(3)按以下重量份对各组分备料：
初级混合物 60份，
聚烯烃树脂 35份，
相容剂 5份；
其中聚烯烃树脂为低密度聚乙烯(LDPE)，相容剂为苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
(4)将步骤(3)各成分加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，控制螺杆机转速为300rpm，温度控制为200-230℃，挤出造粒，即制得可紫外近红外激光标记的复合材料。
(5)将制备好的复合材料按照百分之二的比例加入到基体高密度聚乙烯(HDPE)中，采用Nd:YAG激光器，激光频率50kHz，脉冲激光波长为1064nm和355nm，图案设定为正方形，标记图案如图4所示，由于石墨烯对近红外激光的吸收，黑色图案清晰度和对比度良好，然而紫外标记所得的色块对比度较差。
对比例3
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
二氧化钛 100份，
石墨烯 0.07份，
(2)将步骤(1)各成分加入到高速混合机中，充分混合后，按照百分之二的比例加入到基体高密度聚乙烯(HDPE)中，采用Nd:YAG激光器，激光频率50kHz，脉冲激光波长为1064nm和355nm，图案设定为正方形，由于没有易激光炭化高分子，并且石墨烯分散存在严重问题，因此近红外打标和紫外打标所得的色块均不清晰。
对比例4
(1)按照以下组分及重量份含量备料：
高分子 30份，
二氧化钛 70份，
石墨烯 0.05份；
其中，高分子为聚对聚甲醛(POM)；
(2)将步骤(1)中除易激光炭化高分子之外的其他成分按上述重量百分比加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，按比例加入高分子，控制螺杆机转速为300rpm，温度控制为180-200℃，挤出造粒，制成初级混合物；
(3)按以下重量份对各组分备料：
初级混合物 60份，
聚烯烃树脂 35份，
相容剂 5份；
其中聚烯烃树脂为乙烯-辛烯共聚物(POE)，相容剂为缩水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-GMA)。
(4)将步骤(3)各成分加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，控制螺杆机转速为300rpm，温度控制为180-200℃，挤出造粒，即制得可紫外近红外激光标记的复合材料。
(5)将制备好的复合材料按照百分之二的比例加入到基体热塑性聚丙烯(PP)中，采用Nd:YAG激光器，激光频率50kHz，脉冲激光波长为1064nm和355nm，图案设定为正方形，图案颜色很浅。
使用的热塑性聚合物不易成碳，因而可以实现“彩雕白”，本发明壳体选用的是易于炭化的聚合物，因而实现“白雕黑”。制备激光吸收剂与热塑性聚合物的混合物中，没有使用偶联剂，结合力会较差。
实施例、对比例组分如下表所示：
Figure BDA0003872145600000111
Figure BDA0003872145600000121
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种可紫外近红外激光标记的复合材料，其特征在于，所述复合材料包括以下重量份数的各组分：初级混合物60～65份，聚烯烃树脂30～35份，相容剂3～8份；其中初级混合物包括以下重量份数的各组分：易激光炭化高分子25～35份，二氧化钛65～75份，石墨烯0.04～0.06份，偶联剂0.6～0.8份。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的二氧化钛为金红石型二氧化钛，平均粒径为150～350nm。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的石墨烯为多层石墨烯。
4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的偶联剂为硅烷偶联剂，包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基三甲基硅烷中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的易激光炭化高分子包括聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰亚胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的聚烯烃树脂为聚乙烯、聚丙烯中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的相容剂包含苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、马来酸酐接枝PP中的一种或多种。
8.一种可紫外近红外激光标记的复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括以下步骤：
(1)按以下重量份对各组分备料：
Figure FDA0003872145590000011
(2)将步骤(1)中二氧化钛、石墨烯、偶联剂按上述重量份数加入到高速混合机中，充分混合后，再加入易激光炭化高分子，从主喂口置于螺杆机中，挤出造粒，制成初级混合物；
(3)按以下重量份对各组分备料：
初级混合物 60-65份，
聚烯烃树脂 30-35份，
相容剂 3-8份；
将步骤(2)制备的初级混合物与聚烯烃树脂、相容剂混合加入到高速混合机中，充分混合后，再置于螺杆机中，挤出造粒，即制得可紫外近红外激光标记的复合材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中螺杆机转速为200～400rpm，温度为230～280℃；步骤(3)中螺杆机转速为200～400rpm，温度为230～260℃。
10.一种如权利要求1所述的可紫外近红外激光标记的复合材料在激光打标中的应用。
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