粉对聚丙烯复合材料激光打标的作用

打标效果的影响。粉对激光标记效果的影响机理尚不明确,
在研究中需要以聚丙烯复合材料为基础体系,对粉种类以及含量对激光打标效果进行深入探究。
2 粉对聚丙烯复合材料激光打标实验
2.1 主要原材料选择
粉对聚丙烯复合材料激光打标实验首先便是确认主要原材料,本文选用了云母母粒、润滑剂芥酸酰胺、酞青蓝、炭黑、酞青绿、联苯胺黄、钛白粉以及聚丙烯M2600R 、M1200HS 、Z30S 作为原材料,生产厂家如表1所示。
表1 主要原材料
聚丙烯Z30S 镇海石化工程股份有限公司润滑剂芥酸酰胺上海凯茵化工有限公司聚丙烯M2600R ,M120
0HS
上海石油化工股份有限公司酞青蓝:BF1535克莱恩化工(中国)有限公司联苯胺黄:Y016克莱恩化工(中国)有限公司
云母母粒YBL-MMG75-3 NC ,金发科技股份有限公司
炭黑:HSE5006上海卡博特化工有限公司酞青绿:706K
深圳市鼎泰化工有限公司
2.2 仪器及设备选择
风控系统方案
仪器及设备是粉对聚丙烯复合材料激光打标实验的
重要组成部分,其决定了获取各类数据的精准度,本次实验激光打标机选择了深圳泰德激光科技有限公司生产的泰德激光Nd-YAG 型;而该机械设备由南京瑞亚高聚物装备有限公司生产的双螺杆挤出机SHJ-30型,整体的性能较高,适合本次实验;注塑机则选择了由,浙江海天注塑机有限公司生产的B-920型设备;最后测仪为Utra scan XE 型,由美国Hunter Lab 公司,最终完成了本次实验。
0 引言
聚丙烯与其他通用热塑性塑料相比有着较多的优势,如在实际应用中,其能够性能优良远超过通用热塑性塑料,且质量轻、耐溶剂性好、易加工、易回收,在高温下仍然无毒,符合当前我国环保建设的实际需求。同时聚丙烯能够进行回收再利用,为使其制品能够分辨,需要在其出厂时进行标识,如:丝网印刷、转移印刷和油墨印刷等,但在制件贮存、搬运、使用等过程中由于刮擦,标识出现了磨损、褪等问题,且会造成一定的环境污染。当前时代众对生活品质提出了更高的要求,对环境影响控制不断加强,因此为了提高打标的可追溯性和环保性,需要合理应用粉进行激光打标,从而满足时代的发展需求。
1 粉对聚丙烯复合材料激光打标的作用
激光打标是一种新型的标记方法,聚丙烯激光打标技术的
应用,也是未来的发展趋势之一,可以用于蚀刻塑料控制按钮上的信息,保证信息的可见度。激光高能量连续作用在样件表面,通过光能使表层物质发生物理化学变化,保证表面现有的物质可以随着应用而蒸发,在烧蚀后永久留下标记。通过实际应用中的调查研究发现,粉对于聚丙烯复合材料的打标有关键作用,具有打标速度快、可控程序高的优势,可以适应不同环
境下的要求[1]
激光打标根据效果可以分为三类,每个种类有着一定的区别,如浅基体标记深,此类打标多用于永久标注,深不可应用于临时打标,而深基体标记浅则是多用于临时打标,需要通过其他工艺将临时打标转换为永久标记;标记彩则是一种特殊标记,多用于区分不同类别的标记,其中以深基体标记浅标记效果最为明显,其研究也最为广泛。但在PP 复合材料实际使用过程中,往往会通过添加粉对其配,因此目前对深基体激光标记效果的研究主要集中在激光的功率密度、材料与激光的作用时间等工艺参数,通用使用酞青蓝、酞青绿、炭黑和钛白粉等粉配制标准颜,避免材料组分对激光
粉对聚丙烯复合材料激光打标的作用
周彬(安徽纽麦特新材料科技股份有限公司,安徽 芜湖 241000)
摘要:为了研究聚丙烯复合材料中粉对激光打标的作用,需要通过熔融共混、注塑成型制备复合材料样板,采用差仪评价了标记板激光打标前后明暗度的变化和打标前后差的变化。基于此文章对粉对聚丙烯复合材料激光打标的作用进行研究,分析了不同粉含量对激光打标效果的影响,最终发现少量添加可减弱激光打标效果,单炭黑含量越高,打标效果越差。关键词:粉;聚丙烯;符合材料;激光打标中图分类号:TQ325
文献标志码:A
文章编号:1008-4800(2021)16-0088-02
重型门
DOI:10.19900/jki.ISSN1008-4800.2021.16.036
Effect of Toner on Laser Marking of Polypropylene Composites
ZHOU Bin (Anhui Newmart New Material Technology Co., Ltd., Wuhu 241000, China)
Abstract: In order to study the effect of toner on laser marking of polypropylene composite, the composite template needs to be prepared
by melt blending and injection molding. The color difference meter is used to evaluate the change of light and shade before and after laser marking and the change of color difference before and after laser marking. Based on this, this paper studies the effect of toner on the laser marking of polypropylene composites, analyzes the influence of different toner content on the laser marking effect, and f i nally f i nds that a small amount of addition can weaken the laser marking effect. The higher the content of carbon black, the worse is the marking effect.Keywords: toner; polypropylene; coincidence material; laser marking
提高至100 g/25 kg 时,酞青蓝热稳定性降低,激光打标烧蚀后
在样板表面富集越多,仍与未打标区域形成较大差。由此可知酞青蓝既可以吸收能量,又可以在表面富集提升标记效果。
数码彩扩机
4 不同粉样板激光打标效果
4#26.52-0.21-0.7142.16-3.24  4.9515.6417.005#26.35-0.21-0.8637.98-5.86  3.2416.4217.106#26.32-0.22-0.7937.86-1.88  4.268.5412.907#26.65-0.24-0.8135.15-4.60  3.6514.349.988#
26.72
-0.36
-0.92
40.60
-
5.24
4.75
11.52
15.49
3.3 炭黑对激光打标效果的影响
在实验中3#与6#,7#样板对比可以看出|ΔL |逐渐降低,如继续降低则清晰度也会随之下降。炭黑是高效的激光吸收剂,激光的能量能够很好地向材料深处传递,边界也较为清晰,激光的能量大部分被表面的炭黑吸收,能量无法很好地向深处传递,最终标记效果较差。
sis压片3.4 酞青绿对激光打标效果的影响
酞青蓝和酞青绿含量对激光标记效果有一定的作用,可判
定酞青绿对激光打标的影响与酞青蓝一致,绿或蓝粉含量进一步增多后,打标效果无明显增强,但可有效减弱激光能量,共同影响激光打标差|ΔL |和ΔE 。
3.5 钛白粉对激光打标效果的影响
消防稳压系统在上述表格中的样板对比可以看出,出钛白粉与激光烧蚀有着富集相互作用,钛白粉含量的提高会使|ΔL |和ΔE 均明显降低,使部分激光能量被吸收,打标效果减弱。研究显示钛白粉可以提高材料耐温性能,如果进一步提高钛白粉的含量到75 g/25 kg ,|ΔL |和ΔE 值无明显变化,可以结合实际情况选择应用。
4 结语
本文研究了不同粉种类和粉含量对聚丙烯样板激光打标的影响,通过表格数据整理了样板打标前后明暗度变化绝对值以及差变化,其中炭黑含量会明显降低激光打标效果,而酞青蓝和酞青绿对激光打标清晰度具有两面性作用,少量提高钛白粉含量会对激光产生遮挡,如:蓝绿可以提高比例会降低激光打标效果,但含量增高的影响效果不大;而炭黑则对激光有着一定的遮挡作用,会与富集作用相抵消,含量越高,标记效果越差;而钛白粉的含量增高则对激光打标效果影响不大,但会对激光打标质量的改善作用。
参考文献:
[1]叶南飚,唐磊,李成.不同润滑剂对滑石粉填充聚丙烯
材料颜的影响[J].塑料工业,2018, 46(12): 124-127.
[2]李良钊,刘毓海.紫外线风化木粉增强聚丙烯复合材料在自然户外曝晒的再加工研究[J].当代化工,2020, 49(12): 2712-2717.
作者简介:周彬(1987-),男,本科,汉族,安徽濉溪人,工程师,主要从事高分子新材料的研发、生产和应用工作。
2.3 试样制备
在制备过程中按一定比例称量原料,通过熔融共混、注塑成型制备复合材料样板,在准备原材料及相关仪器设备后需要进行试样制备,其对于本次实验是否成功也有着关键的作用。用激光打标机进行激光打标。在此过程中需要注意,粒料需要在80 ℃烘箱中烘干2 h ,制备中必须用高混机混合均匀,将波长应控制在1 064 nm ,然后在190~220 ℃条件下通过双螺杆挤出机挤出造粒,最后在200 ℃温度条件下注塑成标准黑板,从而满足本次实验的实际需求。
2.4 性能测试
通过Nd-YAG 型打标机在板表面标记出直径为40 mm
圆形,在相同工艺参数条件下,对激光打标效果通过差仪进行评价,要求材料打标前后的明暗度变化为绝对值,实验中测试仪器为Utra scan XE ,评价指标用|ΔL |表示。最后应用ΔE 表示材料打标前后的差变化[2]。
3 粉对聚丙烯复合材料激光打标结果
3.1 粉组成对聚丙烯的影响
以标准板为基础进行配,聚丙烯树脂云母母粒以及
其他小组分添加成分表面的黑粉会被烧蚀而暴露出其他深层颜的粉,M2600R 、M1200HS 、Z30S 、YBL–MMG75–3NC 、芥酸酰胺的具体配比为11.4∶17∶41∶30∶0.6,同时通过调整粉含量生成三种粉组成配方,具体如表2所示。通过表2可知,1#~3#在样板表面产生颜差异,且黑PP 板表面在激光照射后会吸收能量,板标记越白对比效果越好。
表2 聚丙烯复合材料的粉组成    单位:
g/25 kg
2#100400407603#60325205454#80325405455#100400205456#60475205457
#
60325205458#
60
325
440
5
45
1#~3#样板激光打标在相同的差条件下,1#~3#样板的|ΔL |和ΔE 逐渐增大,3#样板激光打标图最清晰,通过打标前后的|ΔL |和ΔE 量化了1#~3#样板激光打标差结果,打标后1#~3#明度和差都在逐渐增加,详细情况如表3所示,其
中3#的|ΔL |、ΔE 最高,1#
的|ΔL |、ΔE
最低。
表3 聚丙烯复合材料样板激光打标效果
2
#
12.1613.783#
18.79
20.24
3.2 酞青蓝对激光打标效果的影响
鉴于3#样板相较于其他两种样板标记结果更为清晰,因
此研究粉种类和粉含量对激光打标效果的影响,打标后差结果汇总如表4所示。从表中可以看出,炭黑样板标记效果逐渐变暗,阻碍能量向深层样板传递,在实验中将含量进一步
润滑油回收

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