一种苯乙烯复合物、制品及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于塑胶镭雕技术领域，具体涉及一种苯乙烯复合物、制品及其制备方法和应用。

背景技术

激光镭雕加工工艺由于具有经济环保、可自动化和灵活设计等特点，被广泛应用在塑胶产品表面进行各种图形和标记的纹理修饰。塑胶激光镭雕一般可以进行黑打白、白打黑和黑打彩色等等颜色，其中镭雕黑打白由于可以在黑色电器外壳上镭雕出字母、LOGO和图案，在黑色家电和OA行业广受欢迎。然而，塑胶镭雕黑打白是通过激光激发表面发泡呈现白色标识的，发泡的白色标识耐划伤性能非常差，容易被刮伤而形成划痕，严重影响美观。

目前已有专利提供了一种聚丙烯复合材料，以聚丙烯为基材，利用硫酸钡和增韧相容剂等来提升耐划伤性，并添加镭雕添加剂实现镭雕，但其提升的是聚丙烯复合材料的耐划伤性，该材料镭雕后表面的标识仍存在耐划伤性能差的缺陷。

因此，开发一种可激光镭雕出耐划伤的白色标记的镭雕材料具有重要的研究意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中镭雕材料镭雕后的白色标记不耐划伤的缺陷或不足，提供一种苯乙烯复合物。本发明以苯乙烯聚合物作为基材，添加特定量的黑打白激光打标剂，可在基材内部镭雕出白色标记，其表面层具有优良的耐划伤性能。

本发明的另一目的在于提供上述苯乙烯复合物的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述苯乙烯复合物在激光镭雕中的应用。

本发明的另一目的在于提供一种激光镭雕有白色标识的制品。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种苯乙烯复合物，包括如下重量份数的组分：

苯乙烯聚合物100份，

丁二烯增韧剂0～3份，

黑打白激光打标剂0.01～0.05份。

本发明以苯乙烯聚合物为基材，并添加特定量的黑打白激光打标剂，得到的苯乙烯复合物在进行激光打标时，黑打白激光打标剂吸收激光能量后仅在基材的内部产生气泡，既可在基材内部得到白色标识，又可避免表面层发泡不耐划伤的问题，具有优异的耐划伤性能，可广泛应用于黑色家电等需要镭雕出白色标识的制品中。

基材的选用、黑打白激光打标剂的选用及用量对气泡的位置及镭雕效果具有非常大的影响。如选用其它常用的镭雕材料作为基材，例如聚甲基丙烯酸甲酯或者聚碳酸酯，其在激光激发下容易受热成碳，镭雕后呈现深色标记，无法实现黑打白。如黑打白激光打标剂用量过小，无法较好的激光镭雕；如黑打白激光打标剂用量过大，当激光镭雕时，激光会在复合物内部和表面都形成大量气泡，也导致白色标识表面不耐划伤。而如果选用其它激光打标剂，例如珠光颜料，虽然其镭雕标识具有一定的耐划伤性能，但是镭雕标识颜色偏黑黄色，难以得到白色镭雕标识，一般用于深色激光标记。

优选地，所述苯乙烯聚合物为苯乙烯-丙烯腈共聚物或聚苯乙烯中的一种或几种。

苯乙烯聚合物的熔融指数对加工性能有较大的影响，且对耐划伤性能有略微的影响。

优选地，所述苯乙烯聚合物按照ISO1133-2011，在200℃，5kg条件下的熔融指数为1～10g/10min；进一步优选为2.5～8g/10min。

优选地，所述丁二烯增韧剂为苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物或苯乙烯-丁二烯共聚物中的一种或几种。

优选地，所述丁二烯增韧剂按照红外定量分析法，其BD结构(丁二烯结构)组分含量为60wt.％～80wt.％；进一步优选为60wt.％～75wt.％。

优选地，所述丁二烯增韧剂的重量份数为0.01～3份，进一步优选为0.01～1份。

丁二烯增韧剂的适量添加，可在不影响镭雕效果的前提下，提升苯乙烯复合物的力学性能。如丁二烯增韧剂的添加量过大，镭雕时无法保证仅在基材的内部产生气泡，影响耐划伤性能。

优选地，所述黑打白激光打标剂为碳黑。

上述苯乙烯复合物的制备方法，包括如下步骤：将苯乙烯聚合物、丁二烯增韧剂和黑打白激光打标剂混合均匀得混合料，然后将混合料熔融挤出，造粒，即得所述苯乙烯复合物。

优选地，所述苯乙烯聚合物、丁二烯增韧剂和黑打白激光打标剂在高混机中混合均匀得混合料，然后将混合料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，造粒，即得所述苯乙烯复合物。

更为优选地，利用高混机进行搅拌混合，搅拌的转速为60～100转/min，时间为3～5min。

优选地，利用双螺杆挤出机进行熔融挤出，造粒；双螺杆挤出机的挤出温度为160～220℃，长径比为40～65:1，螺杆转速为300～450转/min。

上述苯乙烯复合物在激光镭雕中的应用也在本发明的保护范围内。

一种激光镭雕有白色标识的制品，将上述苯乙烯复合物注塑后再进行激光镭雕处理得到白色标识，即得所述制品。

优选地，所述制品为黑色家电。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明以苯乙烯聚合物作为基材，添加特定量的黑打白激光打标剂，可在基材内部镭雕出白色标记，其表面层具有优良的耐划伤性能。

具体实施方式

下面结合实施例进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

本发明各实施例及对比例选用的部分试剂说明如下：

A.聚合物

苯乙烯-丙烯腈共聚物1#(SAN 1#)：SAN-2437，中石油吉化，按照ISO1133-2011，在200℃，5kg条件下的熔融指数为2.5g/10min；

苯乙烯-丙烯腈共聚物2#(SAN 2#)：SAN 310NTR，韩国锦湖，按照ISO1133-2011，在200℃，5kg条件下的熔融指数为3.0g/10min；

苯乙烯-丙烯腈共聚物3#(SAN 3#)：SAN NX3400，宁波台化，按照ISO1133-2011，在200℃，5kg条件下的熔融指数为1.0g/10min；

聚苯乙烯1#(GPPS1#)：GPPS123P，上海赛科，按照ISO1133-2011，在200℃，5kg条件下的熔融指数为8.0g/10min；

聚苯乙烯2#(GPPS2#)：GPPS861N，台达化学，按照ISO1133-2011，在200℃，5kg条件下的熔融指数为6.6g/10min；

PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)：PMMA CM-207，台湾奇美，按照ISO1133-2011，在230℃，3.8kg条件下的熔融指数为8.5ml/10min；

B.丁二烯增韧剂

苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物1#(B1-1#)：ABS POW HR181，韩国锦湖，BD结构组分含量60％；

苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物2#(B1-2#)：ABS高胶粉60P，台湾国乔，BD结构组分含量68％；

苯乙烯-丁二烯共聚物1#(B2-1#)：TUFPRENE 125，旭化成，BD组分含量75％；

苯乙烯-丁二烯共聚物1#(B2-2#)：TUFPRENE 126，旭化成，BD组分含量74％；

C.激光打标剂：

碳黑，黑打白激光打标剂，DENKA BLACK，日本电气化学工业株式会社；

珠光颜料，深色激光打标剂，IRIODIN 183，默克。

本发明实施例1～13以及对比例1～5中的复合物通过如下过程制备得到：

称取各原料放入转速约为100转/分钟的混合器中干混3-5分钟，然后将混合的原料在长径比为40:1，温度区间在160℃、190℃、190℃、200℃、210℃、210℃、210℃、220℃、220℃、220℃、220℃，转速450转/分钟的双螺杆挤出机熔融挤出造粒，得到塑胶粒子，即为复合物。

塑胶粒子在约200℃注塑成型为色板(厚度2mm)，再采用大族激光EP-12型号激光打标机，在电流为20A，打标速度1000mm/s，频率17kHz条件下，进行激光镭雕，得到镭雕标记。

对激光镭雕前色板的颜色、铅笔硬度、表面耐刮擦性能进行测试，对激光打标后色板标识处的颜色标识处表面的铅笔硬度、标记处表面耐刮擦进行测试；镭雕前测试位置点与镭雕后的测试位置点一致。

(1)颜色：在可见光下，肉眼观察颜色。

(2)铅笔硬度：按照GB/T6739-2006的标准进行测定。

(3)耐刮擦性能：按照大众汽车百格十字刮擦PV3952-2019塑料内腔构件耐刮伤的标准进行测定，载荷为10N，刮擦速度1000mm/min。耐刮擦性能测试前后对相同位置的L值和光泽度进行测试，L值按照GB/T11186-1989标准利用色差仪测定；光泽按照GB/T 8807-1988标准利用光泽度仪(60°)测定。如果L值增加较多，或者光泽下降较多，说明其耐刮擦性能平行对比较差。

实施例1～13

本实施例提供一系列苯乙烯复合物，其配方如表1。

表1实施例1～13的配方(份)

对比例1～5

本对比例提供一系列复合物，其配方如表2。

表2对比例1～5的配方(份)

按前述的性能测试方法对各实施例和对比例所提供的苯乙烯复合物(或复合物)的性能进行测试，结果如表3。

表3实施例1～13和对比例1～5提供的组合物的性能测试结果

由上述测试结果可知，实施例1～13提供的苯乙烯复合物可通过黑打白激光镭雕得到白色标识。对同一位置进行铅笔硬度测试，其镭雕前后的铅笔硬度基本保持一致，没有发生变化。对比镭雕前后L和光泽的变化情况，可以得知白色标记与镭雕前的耐刮擦性能几乎没有变化。可知，实施例1～13提供的苯乙烯复合物在镭雕时由于只在基体内部发泡，气泡存在于内部，没有迁移到表面，因此，其镭雕白色标识表面具有与非镭雕区一致的硬度，耐划伤性能好。对比例1中添加量过量的丁二烯增韧剂，镭雕时在基材的表面和内部均产生了气泡，得到的白色标识耐划伤性能不佳。对比例2中添加的黑打白激光打标剂过少，无法镭雕。对比例3中添加的黑打白激光打标剂过多，激光镭雕时，激光在复合物内部和表面都形成大量气泡，导致镭雕得到的白色标识表面不耐划伤。对比例4中选用的PMMA作为基材，激光镭雕时，复合物碳化严重，表面凹凸不平，标识呈黑黄色，无法形成白色标记，无法进行铅笔硬度和耐刮擦测试。对比例5中选用珠光颜料激光打标剂，激光镭雕时，复合物同样碳化严重，表面凹凸不平，标识呈黑黄色，无法形成白色标记，无法进行铅笔硬度和耐刮擦测试。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。