一种激光雕刻用橡胶复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明有关于一种激光雕刻用橡胶复合材料，其目的在于提供一种除了具有优良的常规物理机械性能，又能实现优异的耐激光雕刻用橡胶复合材料，本发明提出以双组分耐激光雕刻填料，与高分子材料（橡胶）复合，制备具有优异的耐激光雕刻性能的橡胶复合材料。所使用的双组分耐激光雕刻填料，包含阻燃组分和支撑组分，这样做具有优良的常规物理机械性能，并实现了优异的耐激光雕刻性能。
【专利说明】一种激光雕刻用橡胶复合材料
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种激光雕刻用橡胶复合材料，用于印刷版材，以及涉及橡胶产品的 加工制造行业，例如航空、电子、汽车、医疗等。
【背景技术】
[0002] 激光具有方向性好，能量密度高，单色性好等优点，非常适合材料加工，因此一直 受到科研领域和工业界的重视。
[0003] 激光雕刻是指用激光束作用在材料上引起样品形状或性能的改变，是利用激光束 聚焦形成的高功率密度光斑，在数微秒的时间内，光斑区的温度升高到材料熔点甚至沸点， 使被照射处的材料迅即熔化和汽化、烧蚀或达到燃点。当激光束沿着设定路径移动时，光子 与材料不断相互作用，同时借与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，并起冷却作用，从而获 得所需要的形状。由于橡胶材料不仅仅本身易燃，而且其填充的很多填料也是极其易燃的， 因此在激光雕刻的过程中难免会引起橡胶材料燃烧、雕刻面炭化、雕刻面灰化等问题。而降 低激光的入射功率虽然可以保证雕刻面光洁，但是雕刻深度也受到制约，大大影响加工效 率。
[0004] 因此提高橡胶材料在激光雕刻过程中的耐激光雕刻性能，可以在节约能源、提高 加工效率、降低人工成本等方面带来相当可观的经济效益和社会效益。
[0005] 由于受橡胶材料特有的弹性和易燃烧等性质所决定，橡胶材料的加工技术往往采 用模压、挤出和手工雕刻等工艺，加工精度很低，难以满足现在市场的需求。而且各种常用 的精加工技术又难以在橡胶加工过程中实现，因此对橡胶材料的精密加工一直是世界橡胶 加工技术的一个难题。而激光微加工技术，可以保证在加工过程中不对橡胶材料施加任何 外力，因此可以防止橡胶变形，从而保证了橡胶材料精密加工的需要。为了满足橡胶材料能 够承受高能激光射线的烧蚀，橡胶材料需要填充大量的阻燃填料，不过传统阻燃填料不仅 仅在阻燃过程中会释放大量的有毒有害烟雾，而且填充量过多还会引起橡胶材料性能下降 等问题，因此不能够算是很好的耐激光雕刻填料。
【发明内容】
[0006] 为了解决以上问题，达到既能阻燃同时又不损失力学性能的要求，本发明提出了 一种双组分耐激光雕刻填料（同时包含阻燃组分和支撑组分），与橡胶材料共混，来制备具 有耐激光雕刻性能的橡胶复合材料。
[0007] 本发明所涉及的耐激光雕刻机理是：耐激光雕刻填料含有双组分。一个组分是阻 燃组分，不但具有较高的阻燃效率，而且具有较好的成灰性能，不易发生灰分与未烧蚀部分 的黏连现象，在然后过程中主阻燃剂能分解一定量的水分和其他隔绝空气、降低材料表面 温度的组分，在受高能射线辐照的同时，尽可能保护未被射线照的材料表面，避免热量的堆 积；另一个组分是支撑组分，这部分填料可能保证被激光照射的橡胶材料能够具有很好的 成灰性，易于雕刻后的清洗，同时在未被辐照的部分与辐照部分的界面处形成具有完整三 维结构的支撑层，保护雕刻面不会被高能激光射线带来的热量所软化变形；同时所填充的 双组分耐激光雕刻填料在尺寸上应达到纳米级别，这样才能与橡胶的自由体积相匹配。
[0008] 本发明提出以双组分耐激光雕刻填料，与高分子材料（橡胶）复合，制备具有优异 的耐激光雕刻性能的橡胶复合材料。所使用的双组分耐激光雕刻填料，包含阻燃组分和支 撑组分，这样做具有优良的常规物理机械性能，并实现了优异的耐激光雕刻性能。
[0009] 为达以上目的，本发明一种激光雕刻用橡胶复合材料，其包含以下组分：
[0010]
【权利要求】
1. 一种激光雕刻用橡胶复合材料，其特征在于其包含以下组分：
其中所述耐激光雕刻填料包含阻燃部分和支撑部分，所述阻燃部分与所述支撑部分质 量比为0. Ol?100:1，其中所述阻燃部分包含阻燃剂和阻燃协效剂，所述支撑部分包含炭 黑和白炭黑，其中所述阻燃剂和所述阻燃协效剂的质量比为〇.〇1?100:1，所述炭黑与所 述白炭黑质量比为〇. 01?100:1。
2. 根据权利要求1所述的激光雕刻用橡胶复合材料，其特征在于：所述橡胶为天然橡 胶或合成橡胶，优选为三元乙丙橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、丙烯酸酯橡胶、顺丁 橡胶或氢化丁腈橡胶。
3. 根据权利要求1所述的激光雕刻用橡胶复合材料，其特征在于：所述阻燃剂为卤系 阻燃剂，包括有机氯化物、有机溴化物；无机阻燃剂，优选为氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二 锑或水滑石；含有元素磷、氮或同时含有磷氮元素的无卤膨胀型阻燃剂。
4. 根据权利要求1所述的激光雕刻用橡胶复合材料，其特征在于：所述阻燃协效剂选 自磷酸酯阻燃剂、硼酸锌、氧化镁、氧化铝、八钥酸铵、红磷、微胶囊化的红磷、聚二甲基硅氧 烧和有机粘土中的一种或两种以上的混合物。
5. 根据权利要求1所述的激光雕刻用橡胶复合材料，其特征在于：所述交联剂选自硫 磺、过氧化物或酚醛树脂。
6. 根据权利要求1所述的激光雕刻用橡胶复合材料，其特征在于：所述促进剂为噻唑 类促进剂、胍类促进剂、吗啡啉类促进剂、次磺酰胺类促进剂或秋兰姆类促进剂。
7. 根据权利要求1所述的激光雕刻用橡胶复合材料，其特征在于：所述偶联剂为硅烷 偶联剂，优选为双（二乙氧基娃丙基）四硫化物，双 _(Y_(二乙氧基娃）丙基）_二硫化 物，N- ( β -氛乙基）-γ -氛丙基二甲氧基娃烧，娃氣烧，乙稀基二乙氧基娃烧或γ -氛丙基 三乙氧基硅烷。
8. 根据权利要求1所述的激光雕刻用橡胶复合材料，其特征在于：所述防老剂为 醛-胺反应生成物类、酮-胺反应生成物类、二芳基仲胺类、对苯二胺衍生物类、取代酚类或 防护蜡。
9. 根据权利要求1所述的激光雕刻用橡胶复合材料，其特征在于：所述软化剂为石油 系软化剂链烷烃油、芳烃油或机械油；或合成增塑剂邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛 酯、环氧大豆油、白膏油或黑膏油。
【文档编号】C08L23/16GK104211996SQ201410258229
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】张竞, 欧阳芸, 张法忠, 褚庭亮 申请人:中国印刷科学技术研究所