一种聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料及制备方法和应用与流程

本发明涉及高分子工程塑料改性，尤其是涉及一种聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料及制备方法和应用。

背景技术：

1、随着环保要求的提高、生产效率的提升，传统油印、丝印等印刷方式正在被激光打标进一步替代。激光打标技术具有效率高、成本低、污染小、应用范围广等优点。激光打标的应用主要分为浅底色打深色字迹和深底色打白色字迹，近年来也有应用于打彩色字迹。应用较为成熟的激光打标以浅底色打黑色字迹和深底色打白色字迹为主，前者简称白打黑，后者简称黑打白。白打黑的机理是，材料表面吸收激光能量，并发生降解和碳化，进而显色为黑色字迹。对于黑打白，材料受热分解产生气体，材料表面发生微发泡，对光线的漫反射造就了视觉的白色字迹效果。

2、对于黑打白的技术，专利cn103467956a公开了一种能激光打标的聚碳酸酯复合物及其制备方法，其加入具有硅氧键和苯环的激光打标助剂，实现激光标识效果。专利cn112266500b提供了一种激光打标粉，该打标粉为带有噁唑基团的pan基碳纤维粉，应用在pc树脂中既能减弱光热转化效率，同时又吸收部分波段的光能，反射蓝光，获得更清晰的黑打白效果。

3、目前，关于黑打白的激光打标技术较少，现有技术主要关注的是解决能否标识的问题，个别专利提到了提升标识清晰度，但是尚未有公开有效的技术探讨改善标识字迹牢度问题。黑打白的标识效果来源于材料表面微发泡，这些微泡强度较为脆弱，在受到外力刮擦时容易脱落，导致标识效果显著下降。而实际应用中，标识清晰和标识经久耐用都必不可少。因此，开发一种既能标识清晰又能标识牢度高的材料显得十分必要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料及制备方法和应用。本技术的聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料解决了激光打标黑打白的标识清晰度和标识牢度的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、第一目的，本发明提供了一种聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料，包括以下重量份数的组分：

4、pbt树脂40～85份、玻璃纤维20～50份、炭黑0.1～1份、激光助剂0.3～2份和粘土0.5～5份。

5、本发明通过在pbt树脂中添加玻璃纤维、炭黑、激光助剂和粘土，制备的聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料适用于激光打标黑打白，具备较高的激光标识清晰度和标识牢度。

6、其中，添加的激光助剂可均化聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料对光的吸收，使得标识字迹的边界更加清晰。添加适量的炭黑可以促进聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料对激光的吸收能力，可以提高聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料的发泡程度。将激光助剂和炭黑复配可以更好地提高激光打标的清晰程度。

7、并且，本发明在聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料制备过程中加入粘土，激光打标时，被激光束灼烧的位置瞬间高温，粘土成分在高温下烧结，对标识字迹的微泡进行稳固和增强，从而提高激光打标牢度。

8、作为本发明所述聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料的优选实施方式，所述炭黑的重量份数为0.2～0.6份，所述粘土的重量份数为1～3份。

9、本发明对炭黑和粘土的重量份数进行优选，制备的聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料黑底打白字的效果具备更高的激光标识清晰度，并且标识牢度的显著提高，经久耐用，实现了双重效果。该制备的聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料应用于深底色打白字的其他深色系材料中，适用范围广。

10、作为本发明所述聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料的优选实施方式，所述粘土为高岭石类粘土、海泡石类粘土、蒙脱石类粘土、膨润土粘土中的至少一种，优选地，所述粘土为海泡石类粘土。之所以优选上述粘土，是因为这些粘土具有高温烧结特性，同时不与改性材料组分发生反应而引起性能过分衰减。

11、粘土选自高岭石类粘土、海泡石类粘土、蒙脱石类粘土、膨润土粘土中的至少一种时，可以更好地对标识字迹的微泡进行稳固和增强，从而提高激光打标牢度，经久耐用。

12、作为本发明所述聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料的优选实施方式，所述粘土的比表面积≥90m2/g，优选地，所述粘土的比表面积＞100m2/g。粘土的比表面积测试方法参考gb/t 19587-2004《气体吸附bet法测定固态物质比表面积》。

13、当粘土的比表面积＞100m2/g时，粘土成分在高温下烧结，可以较好的对标识字迹的微泡进行稳固和增强，从而提高激光打标牢度。粘土的比表面积可以为110、120、150、160、180等，本发明选择的粘土的比表面积不限于此。

14、优选地，所述粘土的比表面积为210～230m2/g。

15、当粘土的比表面积为210～230m2/g时，对标识字迹的微泡进行稳固和增强效果更佳，从而提高激光打标牢度的效果也更好。比表面积过大时容易造成粘土分散困难，导致改性材料性能显著劣化，同时挤出喂料时也很不顺畅。

16、优选地，炭黑为颜料使用的无机炭黑。

17、作为本发明所述聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料的优选实施方式，所述玻璃纤维为无碱玻璃纤维，所述玻璃纤维的平均直径为7～13μm。

18、采用上述直径的无碱玻璃纤维可以提高制备的聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料的机械性能，其拉伸强度较高。

19、作为本发明所述聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料的优选实施方式，所述激光助剂包括碱式膦酸铜类激光助剂、或氧化钛和颜料的混合物的激光助剂、或锡锑化合物激光助剂。优选地，所述激光助剂为iriotec 8800系列激光助剂、iriotec8200系列激光助剂、fabulase系列激光助剂中的至少一种。

20、加入上述种类的激光助剂可均化聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料对光的吸收，使得标识字迹的边界更加清晰；将以上种类的激光助剂和炭黑复配可以更好地提高激光打标的清晰程度。

21、作为本发明所述聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料的优选实施方式，所述聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料还包括0～2份加工助剂，所述加工助剂为抗氧剂、润滑剂、耐候助剂、偶联剂、抗菌剂、抗滴落剂、酯交换抑制剂和着色剂中的至少一种。优选地，所述加工助剂为抗氧剂和润滑剂。

22、第二目的，本发明提供了上述聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料的制备方法，包括以下步骤：

23、按照配比，将pbt树脂、玻璃纤维、炭黑、激光助剂、粘土和加工助剂加入挤出机中，在180℃～260℃下熔融挤出，冷却、造粒得到所述聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料。

24、第三目的，本发明提供了上述聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料在汽车如控制器壳体和传感器壳体、电子电器如微型断路器和连接器等产品中的应用。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

26、本发明提供了一种聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料及制备方法和应用，该聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料可以实现激光打标黑打白标识清晰度高和标识字迹牢度高的双重效果，并且该聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料可实现的方法简单，成本低，激光打标效率高；其中加入粘土成分在高温下烧结，对标识字迹的微泡进行稳固和增强，从而提高激光打标牢度。本发明制备的聚对苯二甲酸丁二醇酯改性材料可应用于深底色打白字的其他深色系材料中，适用范围广。