CN116478474A - 一种可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。本发明的可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料按重量份数计，包括以下组分：聚丙烯97～99.7份、抗氧剂0.1～0.3份、润滑剂0.1～0.5份、光稳定剂0.1～1份、黑色着色剂0.001～0.1份、白色着色剂0～0.1份和有机颜料0～0.2份，所述聚丙烯采用ISO 13468‑1:2019标准，测得2mm厚度透光率≥60％；所述光稳定剂为苯并三唑类光稳定剂和/或二苯甲酮类光稳定剂中的至少一种。该聚丙烯复合材料选用特定种类的光稳定剂与特定透光率的聚丙烯树脂相结合，同时与合适量的黑色着色剂共同作用，可有效改善聚丙烯复合材料的紫外打标效果和数显效果。
Description
技术领域
本发明涉及高分子化合物的组合物技术领域，更具体地，涉及一种可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着家电制造技术不断升级成熟，客户对环保要求以及加工工艺简便化要求越来越高；聚丙烯树脂材料广泛应用在空调、洗衣机、电饭煲、电煮锅、空气炸锅等大小家电产品，尤其是应用家电产品中的数显部件。现有技术中的数显部件通常采用使用透明材料作为数显部分，非数显部分则采用常规非透明材料，再结合镶嵌或者双色注塑工艺实现，此方法加工工艺复杂，生产成本高。此外，还会采用整体透明材料生产，除数显部位外其他部分再喷漆处理以避免内部结构暴露，该方法需要二次加工且喷漆不环保，同时刮擦性能差。
现有技术中公开了一种具有激光标识功能的PP合金及其制备方法，包含以下重量份的组分：聚丙烯树脂58～85份，聚乙烯树脂5～12份，无机填料10～30份，光敏剂0.5～2份，光吸收剂0～0.8份，色粉0～3.2份，抗氧剂0.2～0.5份，其他助剂0.2～1份，该组合物虽然可以实现浅色制件标记深色标识、深色制件标记浅色标识的效果，但其材料不透光，无法作为数显材料使用；同时其采用红外打标，标记的精度以及清晰度与紫外标记差异较大无法满足客户精细加工以及对产品表面的要求，无法同时满足激光打标性能和清晰数显效果的要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有激光打标聚丙烯复合材料用于数显部件时无法实现清晰数显效果的缺陷和不足，提供一种可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料，选用特定种类的光稳定剂与特定透光率的聚丙烯树脂相结合，同时与黑色着色剂相搭配，使得聚丙烯复合材料同时兼具优异的打标性能和数显性能。
本发明的另一目的是提供一种可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料的制备方法。
本发明的又一目的是提供上述可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料在制备家电产品数显部件中的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料，按重量份数计，包括以下组分：
所述聚丙烯的采用ISO 13468-1:2019标准，测得2mm厚度透光率≥60％；所述光稳定剂为苯并三唑类光稳定剂和/或二苯甲酮类光稳定剂中的至少一种。
透明或者半透材料因其自身的透光性，在激光打标时，使得部分激光透过材料，从而导致激光能量不足，造成材料标记偏暗，清晰度不佳，标记效果差。本发明的可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料，选用特定种类的光稳定剂与特定透光率的聚丙烯树脂相结合，并添加合适量的黑色着色剂以使得聚丙烯复合材料实现合适的数显效果，而且黑色着色剂还具有紫外屏蔽作用，与苯并三唑类或二苯甲酮类光稳定剂相结合能够有效吸收紫外光，防止紫外光破坏材料分子结构导致材料降解，从而对聚丙烯复合材料的紫外打标效果具有明显的促进作用，能够显著改善紫外打标效果。
所述聚丙烯的采用ISO 13468-1:2019标准，测得2mm厚度透光率可以为65％、70％、75％、80％、85％，本发明不限于此。优选地，所述聚丙烯的采用ISO 13468-1:2019标准，测得2mm厚度透光率为84％～89％。可选地，2mm厚度透光率可以为84％～87％、87％～89％、84％、87％和89％。
优选地，所述聚丙烯采用ASTM D-1238标准，在温度190℃、负荷为2.16kg条件下，测得其熔体质量流动速率为12～65g/10mim。具体地，熔体质量流动速率可以为12～25g/10mim、28～60g/10mim。
优选地，所述黑色着色剂为0.005～0.05重量份。
在具体实施方式中，所述黑色着色剂为炭黑和/或乙炔碳黑；所述白色着色剂为金红石型钛白粉。
具体地，所述黑色着色剂的按照GB/T 10722-2003测试比表面积为60～200m2/g，可以为60～100m2/g、101～150m2/g、151～200m2/g；可选地，黑色着色剂的比表面积为69～150m2/g。
在具体实施方式中，本发明所述有机颜料按照GB/T 10722-2003测试比表面积为10～60m2/g。
具体地，所述有机颜料可以根据实际生产需求进行添加，可以为酞青类颜料、喹吖啶酮类颜料或偶氮类颜料中的一种或者几种。
本发明保护一种上述可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
将聚丙烯、抗氧剂、润滑剂、光稳定剂、黑色着色剂、白色着色剂和有机颜料加入双螺杆挤出机，混合均匀后熔融挤出造粒，即制得可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料。
一种上述可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料在制备家电产品数显部件中的应用，也在本发明的保护范围之内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料，选用特定种类的光稳定剂与特定透光率的聚丙烯树脂相结合，并添加合适量的黑色着色剂以使得聚丙烯复合材料实现合适的数显效果，而且黑色着色剂还具有紫外屏蔽作用，与苯并三唑类或二苯甲酮类光稳定剂相结合后，能够有效吸收紫外光，防止紫外光破坏材料分子结构导致材料降解，从而对聚丙烯复合材料的紫外打标效果具有明显的促进作用，能够显著改善紫外打标效果和数显效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
1、原料试剂
聚丙烯1，2mm厚度透光率为87％，熔体质量流动速率为12g/10mim，牌号PPM1200HS，厂家中国石化；
聚丙烯2，2mm厚度透光率为84％，熔体质量流动速率为25g/10mim，牌号RP346R，厂家中海壳牌石油化工有限公司；
聚丙烯3，2mm厚度透光率为89％，熔体质量流动速率为60g/10mim，牌号PP M60T，厂家中国石化；
聚丙烯4，2mm厚度透光率为61％，熔体质量流动速率为28g/10mim，牌号BX3800，厂家中国石化；
聚丙烯5，2mm厚度透光率为40％，熔体质量流动速率为15g/10mim，牌号PP YPJ-1215C，厂家扬子石化有限公司；
光稳定剂1为二苯甲酮类光稳定剂，牌号RIASORB UV-531，厂家天津利安隆新材料股份有限公司；
光稳定剂2为苯并三唑类光稳定剂，牌号CHISORB 5411，厂家中国台湾双键；
光稳定剂3为高分子量受阻胺类光稳定剂，牌号CHIMASSORB 944FDL，厂家巴斯夫；
黑色着色剂1为炭黑，比表面积为150m2/g，市购可得；
黑色着色剂2为乙炔炭黑DENKA BLACK，比表面积为69m2/g，市购可得；
白色着色剂为金红石型钛白粉，市购可得；
酞青蓝，牌号Mazcol Blue 153K，厂家印度马自达Mazda；
酞青绿，牌号MAZCOL GREEN 706K，厂家印度马自达Mazda；
抗氧剂由抗氧剂Y-001(市售)和抗氧剂Y-002(市售)按质量比1:1复配得到；
润滑剂为芥酸酰胺，市购可得。
2、本发明各实施例及对比例的可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料通过如下制备方法制备得到：
按照配方称取各组分混合均匀后，加入双螺杆挤出机中熔融共混、挤出造粒，即制得可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料；
其中，双螺杆挤出机的熔融挤出的条件为：双螺杆挤出机长径比为(25～75):1，温度为180℃～230℃、螺杆转速为75～250r/min、喂料转速为30～150r/min。
3、性能测试
将本发明各实施例及对比例的可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料制成尺寸为83mm*54mm*2mm且两面光滑平整的色板。
(1)透光率测试：采用X-rite7000A色差仪在投射模式下测量色板在厚度方向上的透光率，透光率越低则透过光线越小，显示效果越差；
(2)清晰度测试：采用日本SUGA图像清晰度计ICM-1T测量色板在0.125mm光栅宽度下清晰度，一般清晰度介于70～100之间显示效果清楚，清晰度值越低，显示效果越差；同时将色板放置在数显屏幕上(数显屏采用市面某品牌电饭煲拆解使用)对比其数显清晰度目视效果；
(3)采用大鹏UV-3X紫外打标机对色板进行标记，标记工艺：打标速度1800mm/s频率：35(KHz)，Q脉冲宽度：27(微秒)，电流：1A；使用X-rite7000A色差仪在SCI模式下分别测量色板打标前以及打标后的L/A/B值，按照CIE1976色差公式计算打标前后色差。
实施例1～11
实施例1～11中可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料的各组分的重量份数如表1所示。
表1实施例1～11中可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料
对比例1～6
对比例1～6中可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料中各组分的重量份数如表3所示。
表3对比例1～6中可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料
按照上述提及的方法对各实施例和对比例中可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料的性能测试结果如表3所示。
表3各实施例和对比例的测试结果
从表3的数据可看出，本发明的可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料具有良好的数显效果同时打标性能优异，透光率达到3.04％～37.58％，清晰度值为75.3～86.8，打标前后色差为37.35～45.7。
从对比例1和对比例2可发现，当聚丙烯树脂的2mm厚度透光率＜60％时，会明显降低聚丙复合材料的透光率和清晰度；当采用受阻胺类光稳定剂时，则会明显降低聚丙性复合材料的打标性能，充分说明并非任意光稳定剂都可以促进聚丙烯复合材料打标性能的提升，即光稳定剂的种类具有重要影响。
从对比例3和对比例4可看出，光稳定剂的添加量过多或过少，均不利于提高聚丙性复合材料的打标性能，光稳定剂添加量过少时，无法充分吸收激光能量导致镭雕标记偏淡；光稳定剂添加量过多时，激光能量吸收过多导致镭雕标记变暗变黄，同时还会导致聚丙烯复合材料透明度轻微降低；从对比例5和对比例6可发现，当黑色着色剂的添加量过少时，会使得聚丙性复合材料的打标性能大幅降低；而当黑色着色剂的添加量过多时，则会显著影响聚丙性复合材料的透光率，进而影响其数显效果。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：
所述聚丙烯采用ISO 13468-1:2019标准，测得2mm厚度透光率≥60％；所述光稳定剂为苯并三唑类光稳定剂和/或二苯甲酮类光稳定剂中的至少一种。
2.如权利要求1所述可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯采用ISO 13468-1:2019标准，测得2mm厚度透光率为84％～89％。
3.如权利要求2所述可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯采用ASTM D-1238标准，在温度190℃、负荷为2.16kg条件下，测得其熔体质量流动速率为12～65g/10mim。
4.如权利要求1所述可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料，其特征在于，所述黑色着色剂为0.005～0.05重量份。
5.如权利要求1～4任一项所述可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料，其特征在于，所述黑色着色剂为炭黑和/或乙炔碳黑；所述白色着色剂为金红石型钛白粉。
6.如权利要求5所述可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料，其特征在于，所述黑色着色剂的比表面积为60～200m2/g。
7.如权利要求1～4任一项所述可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料，其特征在于，所述有机颜料的比表面积为10～60m2/g。
8.如权利要求7所述可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料，其特征在于，所述有机颜料为酞青类颜料、喹吖啶酮类颜料或偶氮类颜料中的一种或者几种。
9.一种权利要求1～8任一项所述可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚丙烯、抗氧剂、润滑剂、光稳定剂、黑色着色剂、白色着色剂和有机颜料加入挤出机，混合后熔融挤出造粒，即制得可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料。
10.一种权利要求1～8任一项所述可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料在制备家电产品数显部件中的应用。
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| CN202310462673.8A CN116478474A (zh) | 2023-04-26 | 2023-04-26 | 一种可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN116478474A true CN116478474A (zh) | 2023-07-25 |
Family
ID=87219124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310462673.8A Pending CN116478474A (zh) | 2023-04-26 | 2023-04-26 | 一种可激光打标半透光数显聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 |
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|---|---|---|---|---|
| CN117343438A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-01-05 | 上海聚威新材料股份有限公司 | 一种耐高温的激光焊接玻璃纤维增强pp复合材料及其制备方法 |
-
2023
- 2023-04-26 CN CN202310462673.8A patent/CN116478474A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117343438A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-01-05 | 上海聚威新材料股份有限公司 | 一种耐高温的激光焊接玻璃纤维增强pp复合材料及其制备方法 |
| CN117343438B (zh) * | 2023-12-04 | 2024-02-06 | 上海聚威新材料股份有限公司 | 一种耐高温的激光焊接玻璃纤维增强pp复合材料及其制备方法 |
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