[发明专利]一种用于激光标记的组合物添加剂

说明书

本发明公开了一种用于激光标记的组合物添加剂，属于激光加工技术领域。由铁，镍，钴，铅，锡，锑或铋的对甲苯磺酸(或其同系物)的反应产物(或盐)的一种或数种的混合物及其前体组成，其中金属离子以其对应的氧化物和对甲苯磺酸根(或其同系物)的摩尔比：1：2‑6。本发明按照分子设计思路开发出一类用于浅色聚合物的微粒状激光标记添加剂组合物，该微粒状组合物能吸收波长为1.06微米的激光辐射能使所述微粒和包裹于其外的聚合物薄层都发生分解反应，分解产生的深色产物在正协同效应下，对浅色聚合物形成深色的标记，该标记的二维码图像达到机器可扫描识别级。

技术领域

本发明属于激光加工技术领域，尤其是依据新机理、基于分子设计得到的激光标记添加剂组合物。

背景技术

激光标记技术具有高速、高效、节能、环保等特点，已经在工业生产中得到了广泛的应用，在塑料(聚合物)制品的加工领域具有其独特优势。特别是激光标记产品比印刷产品具使用寿命长、耐擦划等长处。发射1.06μm波长的Nd:YAG脉冲激光器是常用于浅色聚合物的打标装置。绝大多数聚合物(P)对于波长为1.06μm的光波透过率很高，因而不能直接应用激光技术打标。为此要在聚合物中加入激光标记添加剂(A)。为提高激光标记效率，可以在A中加入增效剂(I)。例如：US4816374披露A是Sb₂O₃，其用量为P的2％-6％，而CN1152911披露当加入0.3％-3％珠光颜料的I后，Sb₂O₃的用量为0.5％-5％；US7169471，A是BiOCl，I是多种有机物；CN102597081，A是Bi₂O₃；I是柠檬酸铋；US7187396，A是ATO，I是PETG；等等。在工艺上，将A、I和P混合通过共混工艺加工成型，因此它们都属于物理改性的增效方法。

文献：2010年北京工业大学杨威的题为：《塑料表面激光标刻和变色工艺的研究》的硕士论文、US6693657、US8877332等报导A的作用机理是：当激光束照射到添加有A的P时，微粒状的A吸收激光辐射能并将光能转化成热能，加热其本身及包裹在其表面的聚合物薄层的微小区域，使之温度急剧升高，导致该聚合物薄层发生热分解反应，反应产物碳和碳化物在浅色聚合物上形成深色的标记；由于绝大部分激光标记添加剂微粒处于P的内部，上述文献都报导了碳化反应发生在聚合物的内部。按照这种机理，激光标记添加剂微粒和P之间的作用应该是在它们的接触界面之间进行。对标记呈色的贡献是由P的热分解产物(碳和碳化物)做出。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的不足，

一种用于激光标记的组合物添加剂，由铁，镍，钴，铅，锡，锑或铋的对甲苯磺酸(或其同系物)的反应产物(或盐)的一种或数种的混合物及其前体组成，其中金属离子以其对应的氧化物(以分子式MO，M₂O₃或MO₂表示)和对甲苯磺酸根(或其同系物)的摩尔比：1：2-6；其中M为铁，镍，钴，铅，锡，锑或铋。

上述一种用于激光标记的组合物添加剂的制备方法，按照下述步骤进行：金属氧化物(或其氧化物的水合)和对甲苯磺酸(包括其同系物)在水溶液中加热反应后蒸干，再在110℃-140℃烘干30min，冷却、磨细到D50在10-50um之间。

本发明的优点:本技术利用激光标记的组合物添加剂在波长为1.06μm的激光作用下发生分子内部的化学反应，因而不仅能量利用充分、反应快速；而且激光标记的组合物添加剂反应的深色产物可以和包裹在添加剂微粒表面的聚合物薄层的热分解产物在正协同效应下，使得形成标记的颜色比没有分子内部反应时更深；因此添加较少量(指A中所含的金属的量)的所述的经过化学改性的A的聚合物经打标得到的二维码图形就可以达到机器可扫描识别级。

具体实施方式

我们设想：