CN115536943A - 一种可激光标记的聚丙烯塑料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可激光标记的聚丙烯塑料，以质量份计，所述聚丙烯塑料包括如下组分：聚丙烯树脂100份、黑色颜料2‑3份、激光吸收剂2‑5份；所述黑色颜料和激光吸收剂的质量比为K:1；所述激光吸收剂为氧化物修饰的云母片；所述氧化物为氧化铜和三氧化二锑；可选择的，本发明的聚丙烯塑料还可包括增韧剂、润滑剂，相容剂等其他助剂。实验证明，本发明的可激光标记的聚丙烯塑料，可以高效地在黑色聚丙烯上标记出白色标记；且打标对比度优异，适合工业上的大规模化生产，具有良好的经济效益。

Description

一种可激光标记的聚丙烯塑料
技术领域
本发明涉及塑料领域，具体涉及一种可激光标记的聚丙烯塑料。
背景技术
在收纳食品、饮料、药品、准药品和化妆品等的各种包装容器、以及薄膜和纸等的各种包装原材料等的包装材料等上通常进行如下操作：记录商品名、批号、制造年月日、最佳食用日期、使用期限和制造商名称等各种信息。作为进行这样的记录的方法，近年来，正在普及通过对对象物照射激光束从而进行记录(所谓激光打印)的激光标记方式。
激光标记方式由于为所谓非接触式，因此，有如下等优点：能进行高精度的记录；能进行高速记录；和，在对象物的各种表面形状上都能进行记录。进而，激光标记方式与基于热压印方式、喷墨方式的记录相比，还有成为能难以消除的记录的优点。
发明内容
本发明提供了一种可激光标记的聚丙烯塑料，以质量份计，所述聚丙烯塑料包括如下组分：聚丙烯树脂100份、黑色颜料2-3份、激光吸收剂2-5份；所述黑色颜料和激光吸收剂的质量比为K:1；所述黑色颜料的平均粒径D(nm)满足40nm≤D≤60nm，吸油率(邻苯二甲酸二丁酯DBP)OA(cc/g)满足2.0cc/g≤OA≤2.5cc/g，且D、K和OA满足以下关系式；12≤(K*D)/OA≤18，所述激光吸收剂为氧化物修饰的云母片，其中云母片的粒径5-10微米；所述氧化物为氧化铜和三氧化二锑；可选择的，本发明的聚丙烯塑料还可包括增韧剂、润滑剂，相容剂等其他助剂。本发明的可激光标记的聚丙烯塑料，可以高效地在黑色聚丙烯上标记出白色标记；且打标对比度优异，适合工业上的大规模化生产，具有良好的经济效益。
具体方案包括：
一种可激光标记的聚丙烯塑料，以质量份计，所述聚丙烯塑料包括如下组分：聚丙烯树脂100份、黑色颜料2-3份、激光吸收剂2-5份；所述黑色颜料和激光吸收剂的质量比为K:1；所述黑色颜料的平均粒径D(nm)满足40nm≤D≤60nm，吸油率(邻苯二甲酸二丁酯DBP)OA(cc/g)满足2.0cc/g≤OA≤2.5cc/g，且D和OA满足以下关系式；12≤(K*D)/OA≤18，所述激光吸收剂为氧化物修饰的云母片，其中云母片的粒径5-10微米；所述氧化物为氧化铜和三氧化二锑。所述黑色颜料为炭黑，所述炭黑选自炉黑，乙炔黑，槽法炭黑中的至少一种。
进一步的，所述聚丙烯塑料还包括增韧剂，所述增韧剂为0.5-3.0质量份，所述增韧剂选自聚辛烯-马来酸酐接枝物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚己内酯和聚己二酸对苯二甲酸丁酯中的任意一种或两种以上。
进一步的，所述聚丙烯塑料还包括润滑剂，所述润滑剂为0.5-2质量份，所述润滑剂选自N,N-乙撑双硬脂酰胺和单硬脂酸甘油酯中的任意一种或两种以上。
进一步的，所述聚丙烯塑料还包括相容剂，所述相容剂为1-10质量份，所述相容剂选自顺丁烯二酸酐接枝聚乙烯、顺丁烯二酸酐接枝聚丙烯、缩水甘油酯接枝聚乙烯、缩水甘油酯接枝聚丙烯、顺丁烯二酸酐接枝聚丙烯、顺丁烯二酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、顺丁烯二酸酐接枝乙烯-丁烯共聚物、乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、丙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-顺丁烯二酸酐共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中任意一种或两种以上。
进一步的，所述聚丙烯塑料还包括偶联剂，所述偶联剂为0.2-1质量份，所述偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷中的任意一种或两种以上。
进一步的，所述云母选自白云母、金云母、氟金云母中的任意一种或两种以上。
进一步的，所述氧化物修饰的云母片由下述方法制备得到，将云母片置于溶解有硝酸铜和硝酸锑的溶液中，其中铜离子和锑离子的浓度比为2:5-5:2，在搅拌的过程中逐步滴加氢氧化钠，过滤得到沉淀，洗涤，加热干燥，得到所述氧化物修饰的云母片。
进一步的，所述硝酸铜的浓度为0.2-0.5mol/L，所述硝酸锑的浓度为0.2-0.5mol/L；所述氢氧化钠的浓度为0.5-1.0mol/L；云母片与溶解有硝酸铜和硝酸锑的溶液的质量比为1:8-10。
本发明的有益技术效果
1)发明人发现，当黑色颜料和激光吸收剂的质量比K，黑色颜料的粒径D和吸油率OA满足以下关系式，12≤(K*D)/OA≤18时，激光标记的图案白度高，且边缘对比度清晰，可辨识度更高；
2)使用氧化铜和三氧化二锑修饰的云母片作为激光吸收剂，利用氧化物的吸热效应以及云母片的反射激光束的作用，能够能进行更鲜明且可视性优异的记录的激光标记。
具体实施方式
列举实施例和比较例对本发明进行更具体的说明，但本发明在不超出其主旨的范围内并不受这些实施例的限制。
可激光标记的聚丙烯塑料，以质量份计，所述聚丙烯塑料包括如下组分：聚丙烯树脂100份、黑色颜料2-3份、激光吸收剂2-5份；所述黑色颜料和激光吸收剂的质量比为K:1；所述黑色颜料的平均粒径D(nm)满足40nm≤D≤60nm，吸油率(邻苯二甲酸二丁酯DBP)OA(cc/g)满足2.0cc/g≤OA≤2.5cc/g，且D和OA满足以下关系式；12≤(K*D)/OA≤18，所述激光吸收剂为氧化物修饰的云母片，其中云母片的粒径5-10微米；所述氧化物为氧化铜和三氧化二锑。所述黑色颜料为炭黑，所述炭黑选自炉黑，乙炔黑，槽法炭黑中的至少一种。
所述氧化物修饰的云母片由下述方法制备得到，将云母片置于溶解有硝酸铜和硝酸锑的溶液中，所述硝酸铜的浓度为0.2-0.5mol/L，所述硝酸锑的浓度为0.2-0.5mol/L，在搅拌的过程中逐步滴加氢氧化钠，所述氢氧化钠的浓度为0.5-1.0mol/L；过滤得到沉淀，洗涤，加热干燥，得到所述氧化物修饰的云母片。
对于塑料的其他组分，并没有特别的限定，可以包括增加强度的填料例如玻璃纤维，氧化物等无机填料；可以包括增韧剂，润滑剂，相容剂，偶联剂等助剂。
所述增韧剂优选为0.5-3.0质量份，所述增韧剂选自聚辛烯-马来酸酐接枝物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚己内酯和聚己二酸对苯二甲酸丁酯中的任意一种或两种以上。
所述润滑剂优选为0.5-2质量份，所述润滑剂选自N,N-乙撑双硬脂酰胺和单硬脂酸甘油酯中的任意一种或两种以上。
所述相容剂优选为1-10质量份，所述相容剂选自顺丁烯二酸酐接枝聚乙烯、顺丁烯二酸酐接枝聚丙烯、缩水甘油酯接枝聚乙烯、缩水甘油酯接枝聚丙烯、顺丁烯二酸酐接枝聚丙烯、顺丁烯二酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、顺丁烯二酸酐接枝乙烯-丁烯共聚物、乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、丙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-顺丁烯二酸酐共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中任意一种或两种以上。
所述偶联剂优选为0.2-1质量份，所述偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷中的任意一种或两种以上。
所述云母选自白云母、金云母、氟金云母中的任意一种或两种以上。
以下具体实施例仅测试本发明的塑料产品中黑色颜料和激光吸收剂的参数对于激光标记的可视化性能。
氧化物修饰的云母片由下述方法制备得到，将10g直径为8微米的云母片置于250ml溶解有硝酸铜和硝酸锑的溶液中，所述硝酸铜的浓度为0.2mol/L，所述硝酸锑的浓度为0.2mol/L，在搅拌的过程中逐滴滴加浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液1000ml；过滤得到沉淀，用去离子水洗涤3次，400摄氏度下加热干燥2h，得到氧化铜和三氧化二锑修饰的云母片。
本发明的实施例和对比例中以聚丙烯的质量份为100质量份计，黑色颜料为乙炔黑，其粒径和吸油率，激光吸收剂的质量份数见表1，本发明仅测试本发明的塑料产品中黑色颜料和激光吸收剂的参数对于激光标记的可视化性能，置于其他组分，各实施例和对比例的含量相同，表1中未示出；
表1
Figure BDA0003917263050000051
Figure BDA0003917263050000061
数据与结果
采用以下条件对上述塑胶板材进行激光打标评价。
采用1064nm激光打标：速度为1000mm/s，激光能量为8W，激光频率为80kHz，采用15倍放大镜分别对其激光打印标记的白度和清晰度进行评估，按白度标记效果分为5个等级：从纯亮白到灰白，其分别对应级别数5、4、3、2、1。观察图案边缘的清晰对比度，按照对比度效果分为10个等级，从十分清晰到不清晰，其分别对应级别数从10到1。
表1
白度 清晰度
实施例1 5 10
实施例2 5 10
实施例3 5 10
实施例4 5 10
实施例5 5 10
实施例6 5 10
实施例7 5 10
实施例8 5 10
对比例1 5 7
对比例2 4 8
对比例3 4 8
对比例4 5 7
对比例5 5 7
对比例6 5 6
对比例7 4 7
对比例8 4 8
由表1可见，当(K*D)/OA满足12-18的范围内时，能够得到白度较高以及清晰度极好的标记，而当(K*D)/OA高于18时，则白度和清晰度均出现不同程度的下降，而当(K*D)/OA低于12时，白度能够保持，但是边缘的清晰度下降十分明显。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种可激光标记的聚丙烯塑料，以质量份计，所述聚丙烯塑料包括如下组分：聚丙烯树脂100份、黑色颜料2-3份、激光吸收剂2-5份；其特征在于，所述黑色颜料和激光吸收剂的质量比为K:1；所述黑色颜料的平均粒径D(nm)满足40nm≤D≤60nm，吸油率(邻苯二甲酸二丁酯DBP)OA(cc/g)满足2.0cc/g≤OA≤2.5cc/g，其特征在于，所述D、K和OA满足以下关系式；12≤(K*D)/OA≤18，所述激光吸收剂为氧化物修饰的云母片，其中云母片的粒径5-10微米；所述氧化物为氧化铜和三氧化二锑。
2.如权利要求1所述的聚丙烯塑料，其特征在于，所述黑色颜料为炭黑，所述炭黑选自炉黑，乙炔黑，槽法炭黑中的至少一种。
3.如权利要求1所述的聚丙烯塑料，其特征在于，所述聚丙烯塑料还包括增韧剂，所述增韧剂为0.5-3.0质量份，所述增韧剂选自聚辛烯-马来酸酐接枝物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚己内酯和聚己二酸对苯二甲酸丁酯中的任意一种或两种以上。
4.如权利要求1所述的聚丙烯塑料，其特征在于，所述聚丙烯塑料还包括润滑剂，所述润滑剂为0.5-2质量份，所述润滑剂选自N,N-乙撑双硬脂酰胺和单硬脂酸甘油酯中的任意一种或两种以上。
5.如权利要求1所述的聚丙烯塑料，其特征在于，所述聚丙烯塑料还包括相容剂，所述相容剂为1-10质量份，所述相容剂选自顺丁烯二酸酐接枝聚乙烯、顺丁烯二酸酐接枝聚丙烯、缩水甘油酯接枝聚乙烯、缩水甘油酯接枝聚丙烯、顺丁烯二酸酐接枝聚丙烯、顺丁烯二酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物、顺丁烯二酸酐接枝乙烯-丁烯共聚物、乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、丙烯-顺丁烯二酸酐共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-顺丁烯二酸酐共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物中任意一种或两种以上。
6.如权利要求1所述的聚丙烯塑料，其特征在于，所述聚丙烯塑料还包括偶联剂，所述偶联剂为0.2-1质量份，所述偶联剂选自硅烷偶联剂KH550、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷中的任意一种或两种以上。
7.如权利要求1所述的聚丙烯塑料，其特征在于，所述云母选自白云母、金云母、氟金云母中的任意一种或两种以上。
8.如权利要求1所述的聚丙烯塑料，其特征在于，所述氧化物修饰的云母片由下述方法制备得到，将云母片置于溶解有硝酸铜和硝酸锑的溶液中，其中铜离子和锑离子的浓度比为2:5-5:2，在搅拌的过程中逐步滴加氢氧化钠，过滤得到沉淀，洗涤，加热干燥，得到所述氧化物修饰的云母片。
9.如权利要求7所述的聚丙烯塑料，其特征在于，所述硝酸铜的浓度为0.2-0.5mol/L，所述硝酸锑的浓度为0.2-0.5mol/L；所述氢氧化钠的浓度为0.5-1.0mol/L；云母片与溶解有硝酸铜和硝酸锑的溶液的质量比为1:8-10。
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