本发明专利技术公开了一种可激光彩色标记的组合物，所述组合物中含有上转换纳米颗粒和光敏剂，所述上转换纳米颗粒在1064nm激发光照射下能发出530‑550nm和630‑662nm的发射光，此时发射光能激发光敏剂，使光敏剂产生光热效应。所述组合物适用于光纤激光器，在较低功率激光下实现激光标记，而且所述激光标记清晰度好、分辨率高，彩色标记较好。同时由于激光效率较高，烧灼的标记深度较深，所以稳定性好，持久耐用，不会随时间和使用而很快消失。
【技术实现步骤摘要】
一种可激光彩色标记的用于光纤激光器的组合物
本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种可激光彩色标记的组合物，所述组合物适用于光纤激光器进行激光标记。
技术介绍
激光打标是利用激光的热效应烧蚀掉物体表面材料从而留下永久标记的技术。与传统的电化学、机械等标记方法相比具有无污染、高速度、高质量、灵活性大、不接触工作等优点。近年来，激光打标已经在很多领域取代传统的打标方式而成为常规的加工方式，甚至形成新的工业标准。激光打标机是综合了激光、光学、精密机械、计算机等技术于一体的机电一体化设备。其中激光器是激光打标的核心器件，目前在激光标记领域常用的激光打标机主要有：CO2激光打标机、半导体激光打标机、光纤激光打标机、Nd：YAG激光打标机。其中目前应用最广泛的是CO2激光打标机，所用激光器为CO2气体激光管，其激光波长为10.64um，功率大、热量高，打印效果和打标速度能够满足现代化大生产高效、高速、高可靠的要求。但是正是由于其高功率、高效率的特性，使得CO2激光打标机打标的精细程度不高，不太适用于一些对打标精度要求高的生产。光纤激光打标机正好可以弥补这种缺陷，光纤激光打标机采用光纤激光器，光束质量好，其输出波长为1064nm，激光束细、加工材料消耗小、加工热影响区小，具有打标精细、省电、免维护等优点，适用于集成电路芯片、电脑配件、钟表、电子通讯产品、航天航空器件等精细工件的加工和标记。日常生产中，对于一些体积小、硬度不高、脆性较大的工件进行加工或标记的过程中，为了尽可能减少激光器对工件的热损伤，会选择相对较低的功率进行标记，此时可能会出现标记不清晰或干脆标记不上的情况，也可能会出现激光烧灼深度不够，标记随着日常使用或摩擦等很快消失的情况。为了避免上述情况的发生，同时又不会对加工工件产生热损伤，通常的解决办法是在工件生产中添加一些助剂，所述助剂能高效的将光能转换为热能，从而使即使在较低功率的激光下，也能进行高效的激光标记。专利文献CN106566068A公开了一种可激光彩色标记的聚合物组合物，该专利在组合物中添加了0.05-2份的激光打标粉和0.1-10份的温感物质，激光打标过程中产生的热量能使温感物质在一定温度下发生热分解、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，这种颜色变化是单方向的，不可逆的，冷却后不能恢复原色，因而可在产品上形成稳定的永久标记。本专利技术所述的温感物质为酞菁类颜料中的至少一种，本领域技术人员知道酞菁类颜料本身属于有机颜料中的一种，虽然可能在加热条件下出现变色现象，但是要做到变色不可逆，且长久稳定不变色是很难的。另外，加热变色过程中热量的把控与颜色的变化程度也存在关系，若要进行批量生产，颜色很难做到一致，工艺难度较大，不适宜大批量工业生产。专利文献CN101927626A公开了一种塑料激光打标功能母料，该功能母料包括：光敏剂10-25％、白色颜料10-15％、黑色颜料20-30％、有机高分子载体38.5％-53.5％，所述有机高分子载体优选为聚丙烯类塑料，此申请的专利技术点在于在母料制备过程中添加了光敏剂LS，光敏剂LS对激光有强烈的吸收作用，在效吸收激光束能量后产生热能，释放热能使表面黑色颜料变为气体蒸发从而露出深层白色颜料，从而在黑色聚丙烯类塑料表面产生对比强烈的白色字迹或图案。在此申请中，光敏剂的光转换效率高固然好，但是此申请所提到的光敏剂LS市场中并不常见，购买价格昂贵，应用于生产中成本过高，对生产和销售整体进行衡量，有时是弊大于利。为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种组合物，所述组合物适用于光纤激光器进行打标，在组合物制备过程中添加黑色颜料和彩色颜料，组合物的基底颜色呈现黑色，在激光作用下，会将黑色颜料烧掉，留下彩色颜料，从而在所标记的制件上形成永久的彩色的标记。同时在制备过程中添加上转换纳米颗粒和光敏剂，上转换纳米颗粒与光敏剂相互配合，增强激光效率，使光纤激光器在较低功率下也能实现打标图案清晰、分辨率高，耐久性好。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可激光彩色标记的组合物及其制备方法，所述组合物在制备过程中加入了上转换纳米颗粒和光敏剂，增强激光效率，在较低功率激光下就能实现激光标记，而且所述激光标记清晰度好、分辨率高，彩色标记呈色较好。同时由于激光效率较高，烧灼的标记深度较深，所以稳定性好，持久耐用，不会随时间和使用而很快消失。此外，优选的，本申请首先将部分聚酰胺树脂、上转换纳米颗粒、光敏剂、黑色颜料份和彩色颜料份制成树脂母粒，实现了光热颗粒以及颜料在树脂中的均匀分散，使得标记效果更好。一种可激光彩色标记的组合物，所述组合物中含有上转换纳米颗粒和光敏剂，所述上转换纳米颗粒在1064nm激发光照射下能发出530-550nm和630-662nm的发射光，此时发射光能激发光敏剂，使光敏剂产生光热效应。所述上转换纳米颗粒为NaYF4：Er，Yb，粒径为20-150nm。优选的，所述上转换纳米颗粒的粒径为20-100nm。所述光敏剂选自：二氢卟吩、血卟啉、二血卟啉醚、竹红菌素中的一种或两种以上的组合。优选的，所述光敏剂选自二氢卟吩和竹红菌素。优选的，在可激光标记的组合物中，上转换纳米颗粒的占比为2-5.5％，光敏剂的占比为0.5-1.5％。更优选的，所述上转换纳米颗粒的占比为3-4.5％，光敏剂的占比为0.6-0.8％。一种可激光彩色标记的组合物，包括以下质量份数的原料，聚酰胺树脂40-80份、上转换纳米颗粒0.1-5份、光敏剂0.1-3份、黑色颜料0.1-1份、彩色颜料0.2-3份、抗氧剂0.3-0.6份、润滑剂0.5-1份、填料0-20份，其中，在制备过程中，首先将4-8份聚酰胺树脂与上转换纳米颗粒0.1-5份、光敏剂0.1-3份、黑色颜料0.1-1份和彩色颜料0.2-3份制成树脂母粒，然后将树脂母粒与剩余的聚酰胺树脂、以及抗氧剂0.3-0.6份、润滑剂0.5-1份和填料0-20份混合，挤出加工。所述黑色颜料优选为炭黑，所述炭黑根据制法分为炉法炭黑、槽法炭黑、热解炭黑、灯黑、气黑等，根据原料不同分为乙炔黑、科琴炭黑、油黑、烟黑等，在本专利技术中，所述黑色颜料选自上述炭黑中的一种或两种以上的组合。所述彩色颜料可以为无机颜料、有机颜料、染料，在本专利技术中所述彩色颜料优选为有机颜料，包括偶氮类颜料、酞菁类颜料、喹吖啶酮类颜料和色淀类颜料，具体的，所述彩色颜料选自：乙酰芳胺、2-萘酚、吡唑啉酮、2-羟基－3-萘甲酸、2-羟基－3-萘甲酰芳香胺、异吲哚啉酮、酞菁蓝、酞菁红中的一种或两种以上的组合。所述氧化剂选自：季戊四醇酯或亚磷酸酯中的一种或两种以上的组合。所述润滑剂选自：季戊四醇硬脂酸酯或硬脂酸镁中的一种或两种以上的组合。所述填料选自：玻璃纤维、玻璃珠、碳酸钙、滑石粉、硫酸钡、高岭土、粘土中的一种或两种以上的组合。一种制备可激光彩色标记的组合物的方法，包括如下步骤：(1)取聚酰胺树脂预计用量的5-10％与上转换纳米颗粒、光敏剂、黑色颜料、彩色颜料熔融混合，制成树脂母粒，再将剩余的聚酰胺树脂与制备的树脂母粒投入高混机内混合均匀，加入抗氧剂和润滑剂，继续混合至均匀；(2)使上述步骤混匀后的料材进入双螺杆挤出机，挤出，在挤出机中间部位加入填料；(3)通过极冷辊进本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可激光彩色标记的组合物，所述组合物中含有上转换纳米颗粒和光敏剂，所述上转换纳米颗粒在1064nm激发光照射下能发出530‑550nm和630‑662nm的发射光，此时发射光能激发光敏剂，使光敏剂产生光热效应。
【技术特征摘要】
1.一种可激光彩色标记的组合物，所述组合物中含有上转换纳米颗粒和光敏剂，所述上转换纳米颗粒在1064nm激发光照射下能发出530-550nm和630-662nm的发射光，此时发射光能激发光敏剂，使光敏剂产生光热效应。2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述上转换纳米颗粒为NaYF4：Er，Yb，粒径为20-150nm；所述光敏剂选自：二氢卟吩、血卟啉、二血卟啉醚、竹红菌素中的一种或两种以上的组合。3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，在可激光标记的组合物中，上转换纳米颗粒的占比为2-5.5％，光敏剂的占比为0.5-1.5％，都为质量占比。4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述可激光彩色标记的组合物包括以下质量份数的原料，聚酰胺树脂40-80份、上转换纳米颗粒0.1-5份、光敏剂0.1-3份、黑色颜料0.1-1份、彩色颜料0.2-3份、抗氧剂0.3-0.6份、润滑剂0.5-1份、填料0-20份，其中，在制备过程中，首先将聚酰胺树脂4-8份与上转换纳米颗粒0.1-5份、光敏剂0.1-3份、黑色颜料0.1-1份和彩色颜料0.2-3份制成树脂母粒，然后将树脂母粒与剩余的聚酰胺树脂、以及抗氧剂0.3-0.6份、润滑剂0.5-1份和填料0-20份混合，挤出加工。5.一种制备权利要求1-4所述的可激光彩色标记的组合物的方法，包括如下步骤：(1)取聚酰胺树脂预计用量的5-10％与上转换纳米颗粒、光敏剂、黑色颜料、彩色颜料熔融混合，制...
【专利技术属性】
技术研发人员：许韬，
申请(专利权)人：杨定吉甫，
类型：发明
国别省市：上海,31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。