一种红色激光打标的高亮黑ABS材料及其制备方法和应用与流程

一种红色激光打标的高亮黑abs材料及其制备方法和应用
技术领域
1.本发明涉及塑料领域，特别涉及一种红色激光打标的高亮黑abs材料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.abs塑料是丙烯腈(a)、丁二烯(b)、苯乙烯(s)三种单体的三元共聚物，三种单体相对含量可任意变化，制成各种树脂；abs塑料兼有三种组元的共同性能，丙烯腈(a)使其耐化学腐蚀、耐热，并有一定的表面硬度；丁二烯(b)使其具有高弹性和韧性；苯乙烯(s)使其具有热塑性塑料的加工成型特性并改善电性能。因此abs塑料是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”材料。abs塑料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业及化工中获得了广泛的应用，特别是家电领域应用广泛且需要激光打标。
3.激光打标具有永久性、防伪性、非接触性、适用性广、雕刻精度高、加工效率高等优点，激光打标技术在塑料中的应用越来越广泛。目前在abs材料中激光打标并不能打出彩色的效果，打标的字体只能是在黑色中“打白”，标记单一，不能满足市场多样化、特殊化的需求；特别是在黑色abs材料中，由于黑色abs材料吸收激光束的能量，全部将光能转变成热能，打标效果差，一般只能打出模糊的，且几乎无法辨识的标记，因此黑色abs中一般需要添加激光打标剂，且需要设定合适的工艺参数，才能在黑色abs中打出灰白色的标记效果。但是激光打标剂普遍比较昂贵，极大的提高了生产的成本。
4.对外观要求高的领域(如电视机外壳、家电外壳等)需要高亮黑的abs材料，传统要达到高亮黑效果通常是使用高光模具、提高模温，导致模具维护成本高且生产效率低且还不能完全满足高亮的效果。
5.综上，目前亟需一种在激光打标中能够打出彩色标记且具有高亮黑的外观同时又能够极大的节约成本的abs材料。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的缺陷，本发明提出了一种红色激光打标的高亮黑abs材料及其制备方法和应用。所述红色激光打标的高亮黑abs材料包括如下组分：abs树脂，黑色颜料，色粉混合物，光亮剂，加工助剂。所述黑色颜料为铜铬黑。所述色粉混合物为氨基酮红和偶氮类染料的混合物。
7.本发明提供一种红色激光打标的高亮黑abs材料，包括如下组分：
[0008][0009]
所述的色粉混合物为红色染料混合物。优选的，所述色粉混合物为氨基酮红和偶氮类染料的混合物。更优选的，所述色粉混合物为氨基酮红35和偶氮红14的混合物。氨基酮红35和偶氮红14的重量比为(1～2.5):1。优选的红色染料混合物可以使激光打标的红色标记呈现正红色，有良好的美学效果。
[0010]
进一步的，所述abs树脂为透明abs树脂，透明abs树脂的可见光透过率≥88％。如采用本体法生产的透明abs树脂，其外观为哑光，无法实现高亮黑的技术效果。普通乳液法生产的abs树脂透明度不高，可见光的透过率无法达到88％。想要实现本发明的高亮黑和打标清晰的效果必须选用透明的abs树脂，且其可见光透过率优选大于等于88％。可见光透过率的测试方法参照gb/t 26810-2011，用分光光度计测试abs树脂在760-1000nm波段的透光率。
[0011]
进一步的，所述的黑色颜料为铜铬黑。铜铬黑的红外反射率为13-33％，比常用的炭黑高，会反射掉一部分激光的能量，因此激光打标的标记清晰不模糊，而用炭黑会吸收更多的激光能量，导致标记模糊。红外反射率的测定方法为gb/t 36540-2018，测试波段为380-700nm，用分光光度计测试。
[0012]
本发明的关键在于使用特殊的黑色颜料铜铬黑和色粉混合物组合呈现可见光波长620-760nm范围内红色激光打标的效果，且外观高亮黑和低成本。铜铬黑的红外反射率高，会反射掉一部分激光的能量，因此激光打标的标记清晰不模糊。本发明优选的红色染料混合物可以使激光打标的红色标记呈现正红色，有良好的美学效果。
[0013]
进一步的，所述的光亮剂为具有锚固基团的乙撑双脂肪酸酰胺类，可以是具有锚固基团的乙撑双脂肪酸酰胺或硅酮，优选具有锚固基团的乙撑双脂肪酸酰胺，其综合性能更好。
[0014]
进一步的，所述的加工助剂为润滑剂，所述润滑剂为高分子聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酸酰胺、硬脂酸盐类中的任意一种或多种。
[0015]
本发明还提供所述的红色激光打标的高亮黑abs材料的制备方法，包括如下步骤：
[0016]
(1)将各组分按照配比加入高速混合机或者密炼机混合均匀，得到混合物料；
[0017]
(2)将步骤(1)中得到的混合物料经过精密计量的喂料器喂入挤出机或密炼机中，进行混炼、挤出、冷却、切粒；双螺杆挤出机长径比为(40～48)：1，温度为190～220℃，螺杆转速为350～550r/min，喂料转速为30～80r/min。
[0018]
本发明还提供所述的红色激光打标的高亮黑abs材料在制备红色激光打标的高亮黑abs塑料制品中的应用。
[0019]
综上，与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：
[0020]
(1)本发明的红色激光打标的黑色abs材料拓展了abs激光打标字体颜色的多样性，颠覆了传统的“黑打白”，呈现红色的打标效果，且标记清晰度高，不模糊，满足市场多样化需求。
[0021]
(2)本发明的红色激光打标的黑色abs材料能够呈现高亮黑的效果，能够应用在对外观要求高的领域，如电视机外壳、家电外壳等。
[0022]
(3)本发明的红色激光打标的黑色abs材料不需要添加昂贵的激光打标剂，配方经济，极大的降低了生产的成本。
具体实施方式
[0023]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0024]
实施例
[0025]
实施例及对比例中选用原料均可通过市售获得，具体如下：
[0026]
透明abs树脂1：牌号tr-558a，可见光透过率为92％，韩国lg公司；
[0027]
abs树脂2：牌号abs121h，可见光透过率为45％，lg化学公司；
[0028]
铜铬黑：牌号颜料黑28，红外反射率为28％，湖南迎旭颜料有限公司；
[0029]
着色炭黑：牌号m717，卡博特公司；
[0030]
氨基酮红35：牌号红e-2g，昆山有机公司；
[0031]
偶氮红14：牌号染料红195，科莱恩公司；
[0032]
dpp红04：牌号颜料红254，科莱恩公司；
[0033]
喹吖啶酮红03：牌号颜料红1102b，科莱恩公司；
[0034]
tas-2a：光亮剂，具有锚固基团的乙撑双脂肪酸酰胺，牌号tas-2a，苏州兴泰国光化学助剂有限公司；
[0035]
加工助剂：润滑剂，乙撑双硬脂酸酰胺，牌号ebs，辽宁嘉凯精化股份有限公司。
[0036]
除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
[0037]
实施例和对比例的红色激光打标的高亮黑abs，其原料配方分别如表1和表2所示：
[0038]
表1实施例的原料配方(重量份)
[0039] 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7实施例8透明abs树脂1997991990.6989.5988.5990978978铜铬黑0.511.511111氨基酮红350.530.51.52.512.54偶氮红140.52.50.511120.5tas-2a555110555加工助剂22212522
[0040]
表2对比例的原料配方(重量份)
[0041][0042][0043]
将以上原料按照下述方法制备出本发明的abs材料：
[0044]
(1)将各组分按照配比加入高速混合机或者密炼机混合均匀，得到混合物料；
[0045]
(2)将步骤(1)中得到的混合物料经过精密计量的喂料器喂入挤出机或者密炼机中，进行混炼、挤出、冷却、切粒。双螺杆挤出机长径比为(40～48)：1，温度为190～220℃，螺杆转速为350～550r/min，喂料转速为30～80r/min。所述的挤出机优选双螺杆挤出机(科倍隆)。
[0046]
性能测试方法：
[0047]
(1)将制备得到的abs材料颗粒通过注塑机注塑成平整的方板(100mm*100mm)，所选注塑机为卧式挤出机(海天)，注塑温度为200℃
±
5℃。对得到的方板进行激光打标观察效果。使用的激光打标机为塑料专用红外激光打标设备。“o”表示清晰度“差”，“oo”表示清晰度“中等”，“ooo”表示清晰度“优异”。
[0048]
(2)光泽度测试，在60
°
下检测材料的光泽度，所用光泽度计为byk4446。
[0049]
(3)将得到的激光打标后的方板进行打标字体颜色的测试。测色仪为爱色丽7000a。a代表红绿值，b代表黄蓝值，l代表白黑值，da代表红绿，da越大代表红相越高；dl代表颜色的深浅的差异，dl越大对比度越高，清晰度越好。
[0050]
将上述各实施例和对比例制备的红色激光打标的高亮黑abs材料进行颜色测试及打标效果的测试；实施例结果见表3，对比例结果见表4：
[0051]
表3实施例测试结果
[0052]
[0053][0054][0055]
表4对比例测试结果
[0056][0057][0058][0059]
对比例1～8均与实施例1单一变量，对比例1以着色炭黑替换铜铬黑，打出来的字体呈淡红色，且清晰度非常差，说明使用铜铬黑比着色炭黑在打标清晰度的提升上作用更明显。对比例2使用dpp红04和喹吖啶酮红03的色粉混合物来替换实施例1中的氨基酮红35
和偶氮红14的色粉混合物，虽能够打出红色标，但是清晰度和光泽度都较差。对比例3的铜铬黑超出0.5-1.5重量份的范围，打标字体颜色呈淡红色，清晰度差，光泽度一般。对比例4的铜铬黑低于0.5-1.5重量份的范围，虽能打出红色标记，但是材料颜色不够黑、偏浅。对比例5使用透光率低的abs树脂，虽然可以打出红色标的字体，但清晰度和光泽度也有所降低。对比例6不添加光亮剂，制备出的abs材料光泽度有所降低，说明光亮剂的添加对于制备高亮黑的abs材料有提升光泽的作用。对比例7以dpp红04替换氨基酮红35，使用偶氮红14和dpp红04复配的红色染料混合物；对比例8以喹吖啶酮红03替换偶氮红14，使用氨基酮红35和喹吖啶酮红03复配的红色染料混合物，均无法打出正红色标记，说明氨基酮红35和偶氮红14的协同复配对于打标字体的颜色具有重要作用。以上对比例均存在打标及光泽的不足。
[0060]
由上述实施例可见，实施例1～8激光打标时均能打出红色的字体且高黑亮。说明本发明的abs材料的配方及用量能够呈现红色的清晰打标效果，且外观呈现高亮黑。
[0061]
综上，本发明公开了一种红色激光打标的高亮黑abs材料及其制备方法和应用。所述红色激光打标的高亮黑abs材料包括如下组分：abs树脂978-997重量份，黑色颜料0.5-1.5重量份，色粉混合物1-5.5重量份，光亮剂1-10重量份，加工助剂1-5重量份。所述黑色颜料为铜铬黑。所述色粉混合物为氨基酮红和偶氮类染料的混合物。本发明的红色激光打标的高亮黑abs材料拓展了abs激光打标字体颜色的多样性，颠覆了传统的“黑打白”，呈现红色的打标效果，满足市场多样化需求，不需要添加昂贵的激光打标剂，降低了生产成本，且外观呈现高亮黑的效果，能够应用在对外观要求高的领域，如电视机外壳、家电外壳等。
[0062]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。