一种彩色标记激光打标材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于激光打标材料的，更具体地，涉及一种彩色标记激光打标材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、激光打标是一种新型标记方法，利用激光的高能能量，照射在塑料表面使其发生炭化、发泡、变色反应等，进而得到与基体不同颜色的标记。目前激光打标主要应用于永久标记、产品防伪、重要零部件的跟踪。与传统的印刷标记技术相比，具有三方面优势：(1)非接触式加工，热影响小，保证了工件的原有精度，标记清晰且耐久；(2)标记速度快，操作方便，可以做到高速自动化运行，生产成本低；(3)污染小，是一种清洁环保的加工技术。对塑料进行激光标记的激光器按工作波段，可分为近红外(例如波长1064nm)和远红外(例如波长10600nm)激光器、可见光激光器(例如波长532nm)或紫外光激光器(例如波长355nm)等。

2、中国专利《一种含温感物质可激光彩色标记的聚合物组合物及制备方法》公开了一种含温感物质可激光彩色标记的聚合物组合物及制备方法，该发明通过添加温感物质，利用在激光打标过程中产生的热量，使温感物质在一定的温度下发生热分解、氧化等反应，这些反应破坏原来的物质结构或生成一种新物质，同时产生一种新的颜色。中国专利《一种具有夜光效果的彩色标记激光打标材料及其应用》公开一种具有夜光效果的彩色标记激光打标材料及其应用，通过配方制备的激光打标材料在激光打标后形成的彩色标识的鲜艳度高。

3、但是现有激光打印制备的彩色标记耐刮擦性能差，在使用过程中容易磨损掉色，导致使用一段时间后前后色差具有明显差距，难以应用在实际产品设计中。

技术实现思路

1、针对上述现有的技术问题，本发明的目的在于提供一种彩色标记激光打标材料，采用电气石与耐刮擦剂相配合，产生协同效应，能够进一步地提高彩色标记激光打标材料的耐刮擦性能，耐刮擦测试前后的色差变化可控制在2以内。

2、本发明的第二个目的在于提供一种彩色标记激光打标材料的制备方法。

3、本发明的第三个目的在于提供一种彩色标记激光打标材料在消费电子产品中的应用。

4、为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的：

5、一种彩色标记激光打标材料，按重量份数计，包括透明树脂90～100份，电气石0.5～5份，黑色着色剂0.02～1份，彩色着色剂0.1～2份，激光打标剂0.1～2份，耐刮擦剂0.5～6份。

6、常规采用的电气石可用作天然吸附剂使用，也可用于释放出负离子增强或活化生物体细胞。发明人通过研究发现，电气石能够有效地提高材料表面的刚性，与激光打标材料体系中的耐刮擦剂配合使用，产生了协同效应，进一步提高了彩色标记的耐刮擦性能，耐刮擦测试前后的色差变化可控制在2以内。

7、优选地，按重量份数计，所述彩色标记激光打标材料包括透明树脂90～100份，电气石0.5～5份，黑色着色剂0.05～0.5份，彩色着色剂0.1～2份，激光打标剂0.1～1份，耐刮擦剂0.5～4份。

8、优选地，所述耐刮擦剂选自硅酮母粒、聚硅氧烷或芥酸酰胺中的一种或多种。在此优选范围下，彩色标记经耐刮擦测试前后的色差变化可控制在1.5以内。

9、优选地，所述透明树脂在2mm厚度下的雾度为0～4％；所述透明树脂在2mm厚度下的透光率为≥87％。在此透光率范围内的彩色标记激光打标材料能够具有更优异的耐刮擦性能、色彩饱和度、激光打标前后的总色差以及耐候性能。

10、进一步优选地，所述透明树脂在2mm厚度下的透光率为88～99.9％。

11、优选地，所述电气石的d50粒径为100～2000nm。可选地，当所述电气石的d50粒径为100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、1100nm、1200nm、1300nm、1400nm、1500nm、1600nm、1700nm、1800nm、1900nm、2000nm时，均能实现本发明的技术效果。

12、优选地，所述透明树脂选自mabs、pmma、gpps或pc中的一种或多种。

13、优选地，所述激光打标剂为锡含量4.0～5.0％的掺杂锡氧化物。

14、进一步优选地，所述激光打标剂选自氧化铟锡、氟氧化锡或氧化锑锡中的一种或多种。

15、优选地，所述黑色着色剂选自苯胺黑、偶氮黑、铜铬黑、铁铬黑、乙炔碳黑、导电碳黑、槽法碳黑或炉法碳黑中的一种或多种。上述优选黑色着色剂，能够提高激光打标材料对于激光能量的吸收。

16、优选地，所述电气石和激光打标剂的重量比为(1～10)：1。特定质量比范围内的电气石和激光打标剂的组合，能够取得更高的激光打标清晰度、色彩饱和度和耐刮擦性能。

17、优选地，所述彩色着色剂选自紫相、蓝相、红相、橙相、黄相中的一种或多种；其中，紫相优选自1-羟基-4-对甲苯氨基蒽醌；蓝相优选自1,4-双[(2,6-二乙基-4-甲基苯基)氨基]-9,10-蒽二酮、1,4-双[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]-9,10-蒽二酮中的一种或两种；红相优选自14h-苯基并[4,5]异喹啉并[2,1-a]萘嵌间二氮杂苯-14-酮、8,9,10,11-tetrachloro-12h-phthaloperin-12-one中的一种或两种；橙相优选自12h-phthaloperin-12-one；黄相优选自2-(3-羟基-2-喹啉基)-1,3-茚二酮。优选的彩色着色剂，能够极大地提高激光打标后彩色标记的色彩饱和度。通过黑色着色剂和彩色着色剂相配合，进一步提高了彩色标记的激光打标清晰度。

18、具体地，1-羟基-4-对甲苯氨基蒽醌又称溶剂紫13，其在可见光下呈现出紫色，用于调整紫相。1,4-双[(2,6-二乙基-4-甲基苯基)氨基]-9,10-蒽二酮又称溶剂蓝97，其在可见光下呈现出蓝色，用于调整蓝相；1,4-双[(2,4,6-三甲基苯基)氨基]-9,10-蒽二酮又称溶剂蓝104，其在可见光下呈现出蓝色，用于调整蓝相。14h-苯基并[4,5]异喹啉并[2,1-a]萘嵌间二氮杂苯-14-酮又称溶剂红179，其在可见光下呈现出红色，用于调整红相；8,9,10,11-tetrachloro-12h-phthaloperin-12-one又称溶剂红135，其在可见光下呈现出红色，用于调整红相。12h-phthaloperin-12-one又称溶剂橙60，其在可见光下呈现出橙色，用于调整橙相。2-(3-羟基-2-喹啉基)-1,3-茚二酮又称溶剂黄114，其在可见光下呈现出黄色，用于调整黄相。

19、进一步优选地，所述彩色着色剂选自蓝相和黄相的组合。

20、常规采用的电气石粒径范围为毫米级，可用作天然吸附剂使用，也可用于释放出负离子增强或活化生物体细胞。发明人通过长期研究发现，特定粒径范围内的纳米级电气石在本体系中具有更好的分散性能，使激光打标材料对激光能量的吸收更加均匀，进而使材料整体受热更为均匀，发明人发现通过特定粒径范围内的纳米级电气石和优选的激光打标剂相配合，不仅能够有效地提高彩色标记的耐候性能，还能够提高彩色标记的激光打标清晰度。本发明通过激光打标获得的彩色标记经耐候测试，前后色差可以维持在1.5以内；打标前后总色差大于20；且在长期使用后，彩色标记的饱和度仍大于10。本发明制备的彩色标记不仅具有优异的耐候性能，较高的激光打标清晰度，还具有较好的色彩饱和度。

21、此外，本发明还提供了一种彩色标记激光打标材料的制备方法，将透明树脂、电气石、耐刮擦剂、黑色着色剂、彩色着色剂和激光打标剂混合均匀，熔融挤出，造粒，即得所述彩色标记激光打标材料。

22、进一步地，所述熔融挤出的温度为200～250℃。

23、进一步地，采用双螺杆挤出机熔融挤出，所述双螺杆挤出机的长径比为25～40：1，螺杆转速为200～800rpm。

24、进一步地，本发明还提供上述彩色标记激光打标材料在消费电子产品中的应用。包括但不限于智能音箱、鼠标、键盘等消费电子产品外壳中的应用。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

26、(1)本发明提供了一种彩色标记激光打标材料，采用电气石与耐刮擦剂相配合，产生协同效应，能够进一步地提高彩色标记激光打标材料的耐刮擦性能，耐刮擦测试前后的色差变化可控制在2以内。

27、(2)本发明提供一种彩色标记激光打标材料，通过选用特定粒径范围的纳米级电气石和特定的激光打标剂相结合，再配合优选的黑色着色剂和彩色着色剂，制备的彩色标记具有优异的耐候性能，经耐候测试后色差维持在1.5以内；较高的激光打标清晰度，激光打标前后的总色差大于20；且在长期使用后，还具有较好的色彩饱和度，彩色标记的饱和度仍大于10。