一种在浅色基底聚合物中进行色变的助剂组合物及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种在浅色基底聚合物中进行色变的助剂组合物及其制备方法，属于聚合物材料助剂领域。该助剂组合物包括以下重量配比的原料：混合物41.0份～90.0份、增容剂0.5份～6.0份、载体聚合物份4.0～58.5份；所述混合物包括金属粉末、金属氧化物、热塑性聚合物、促进剂；所述金属粉末、金属氧化物、热塑性聚合物、促进剂的重量比为(0.3～3.0)：(70～90)：(2.0～29.6)：(0.1～5.0)。本发明专利技术色变助剂组合物不仅具有高色差对比度，具有浅的色泽，可应用于浅色基底聚合物的标记。此外，本发明专利技术色变助剂组合物制备方法简便、易操作，具有良好的应用前景。

An assistant composition for color change in light color base polymer and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种在浅色基底聚合物中进行色变的助剂组合物及其制备方法
本专利技术属于聚合物材料助剂领域，具体涉及一种在浅色基底聚合物中进行色变的助剂组合物及其制备方法。
技术介绍
目前，对商品进行标记的技术很多，例如：丝网印刷、油墨印刷、压印等。但是采用以上这些标记技术得到的标记在贮存、搬运过程中由于摩擦作用、机械损伤、化学作用以及类似作用，容易造成商品上的标记模糊不清，以致难以辨认；同时，上述标记容易涂改，给不法分子制造假冒伪劣产品带来可乘之机，难以实现产品的永久标记和防伪功能。为了克服上述标记技术的缺陷，研究者根据被标记物本身的特性开发了一种对聚合物材料进行标记的新方法，它是利用激光的高能能量，照射在材料上面使其发生炭化、发泡、变色反应等，得到与基体材料不同颜色的标记，主要应用于聚合物材料的永久标记、产品防伪、重要零部件的跟踪等方面。但是，多数聚合物基体材料吸收能量的能力不足，难以形成较高对比度的色差。为了提高聚合物基体材料的色差对比度，往往需要选择合适的组分作为基体材料的添加剂(也称为助剂)以及改变添加剂的物理状态等，例如：世界专利WO2009/003976采用激光吸收剂、热塑性聚合物、增容剂、载体聚合物等组分形成的微球体作为激光标记添加剂，它的激光吸收剂至少选自两种不同的金属氧化物、金属氢氧化物才能形成较高的色差对比度；美国恩格哈德公司针对Nd：YAG激光开发了一种由锡的氧化物和Sb2O3的煅烧粉末组成的激光吸收剂，但单独加入锡的氧化物或者Sb2O3都不能得到良好的标记效果(参见：封驰，吴文敬，李思源，张勇.激光标记塑料研究进展.中国塑料，2011年9月，第25卷，第9期.)；世界专利WO2011/050934也需要采用Bi2O3和柠檬酸铋配伍两种激光吸收剂。此外，单独选择金属粒子作为激光吸收剂，将会容易在标记时产生流痕或条纹，导致色差对比度不清晰，同时也容易使聚合物降解发泡，从而严重影响标记效果。现有技术中，单独使用金属粒子或者单独使用金属氧化物的标记添加剂，均难以形成较高对比度的色差，即使是世界专利WO2009/003976的专利产品--默克公司(Merck)的Iriotec8208采用三氧化锑和氧化锡锑两种激光吸收剂，其形成的色差对比度依然有限，难以满足需要更高对比度的标记应用。在专利CN104610642中，报道了一种新型添加剂组合物，其关键在于将金属粒子、金属氧化物和色变促进剂配合使用，从而大幅度提高了聚合物标记时的色差对比度，解决了行业性难题。然而，虽然该新型添加剂在激光标记效果上取得了突破，但是其色泽较深(暗灰色)，原因可能是在制备过程的高温使得色变促进剂提前发生了变色作用。这也就是在专利CN104610642中，将混合物的用量严格控制在低于40份的原因，因为超过40份后，所制得的添加剂组合物为浅黑色。当这种深色泽的添加剂加入到聚合物材料当中，会使其底色显著变暗变灰，从而无法满足基本的颜色要求，因此应用受限。近几年随着激光标记技术在聚合物材料中的推广应用，很多领域亟需浅色泽和实现高色差对比度的添加剂。因此，需要一种新的添加剂材料，可以同时实现聚合物产品的激光标记高色差对比度和浅色泽。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在浅色基底聚合物中进行色变的助剂组合物及其制备方法。本专利技术提供了一种在浅色基底聚合物中进行色变的助剂组合物，它包括以下重量配比的原料：混合物41.0份～90.0份、增容剂0.5份～6.0份、载体聚合物份4.0～58.5份；所述混合物包括金属粉末、金属氧化物、热塑性聚合物、促进剂；所述金属粉末、金属氧化物、热塑性聚合物、促进剂的重量比为(0.3～3.0)：(70～90)：(2.0～29.6)：(0.1～5.0)。所述助剂组合物包含核壳体结构；其中，核为金属粉末和金属氧化物，从内到外的第一层壳为含有促进剂的热塑性聚合物，第二层壳为增容剂；优选地，所述核壳体结构的粒径为0.5微米～20.0微米。本专利技术的核壳体结构，它是由核和从内到外包裹的两层壳组成，其中核为金属粉末和金属氧化物(作为激光光敏剂)，从内到外的第一层壳为热塑性聚合物或含有促进剂的热塑性聚合物，第二层壳为增容剂；载体聚合物可以使得增容剂与第一层壳的热塑性聚合物互相作用，原位形成核壳体结构。所述促进剂选自磷酸酯、膦酸酯、次膦酸盐、硼酸盐、三嗪类含氮杂环有机化合物、有机多元醇中的任意一种或多种；其中，磷酸酯的典型例子为二季戊四醇磷酸酯、双酚A双(二苯基磷酸酯)、磷酸苯基叔丁苯基酯、磷酸二苯(二甲苯)酯、磷酸三(甲苯)酯；膦酸酯的典型例子为次氮三甲基膦酸三新戊酯、琥珀酸二乙酯基二乙基膦酸酯；次膦酸盐的结构式为：(R1R2P(O)O-)nMn+，其中的R1、R2为C1-C6的烷基(如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基)或芳基(如苯基)等，M为金属离子(如锌，钙、铝等)，其具体的例子如二乙基次膦酸锌、甲基乙基次膦酸锌等；硼酸盐的典型例子如硼酸锌；三嗪类含氮杂环有机化合物的典型例子如1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺和2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5-三嗪；有机多元醇的典型例子如四羟甲基甲烷、双季戊四醇和2-羟基甲烷-2-甲基-1,3丙二醇。优选地，所述促进剂选自二季戊四醇磷酸酯、双酚A双(二苯基磷酸酯)、磷酸苯基叔丁苯基酯、磷酸二苯(二甲苯)酯、磷酸三(甲苯)酯、次氮三甲基膦酸三新戊酯、琥珀酸二乙酯基二乙基膦酸酯、二烷基次膦酸盐、硼酸锌、1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5-三嗪、四羟甲基甲烷、双季戊四醇、2-羟基甲烷-2-甲基-1,3丙二醇中的任意一种或多种。优选地，所述二烷基次膦酸盐选自甲基乙基次膦酸锌、二乙基次膦酸锌、甲基乙基次膦酸铝、二乙基次膦酸铝、甲基乙基次膦酸钙、二乙基次膦酸钙中的任意一种或多种。所述金属粉末选自铜、铁、锡、钨、钛、铬、钒、镍、银、金、铟、锌、锑、铅、铝、镁或其合金中的任意一种或多种；所述金属氧化物选自二氧化钛、三氧化二铝、三氧化二铋、三氧化二锑、二氧化锡、氧化锡锑、氧化钨、氧化铟锡中的任意一种或多种。优选地，所述金属粉末的粒径D50为0.01微米～15.0微米；所述金属氧化物的粒径D50为0.01微米～15.0微米。优选地，所述热塑性聚合物选自芳香族聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚苯乙烯系树脂、聚苯醚、丙烯酸系树脂、聚砜、聚芳醚、聚芳硫醚、聚芳硫醚砜、聚芳硫醚酮、聚芳硫醚腈、聚氯乙烯、聚乙烯醇、热塑性纤维素、热塑性淀粉中的任意一种或多种。优选地，所述增容剂选自含马来酸酐单元的热塑性树脂、含缩水甘油醚单元的热塑性树脂、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物中的任意一种或多种；所述载体聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、丙烯-辛烯共聚物、丙烯-丁烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-己烯共聚物、乙烯-丙烯-辛烯三元共聚物、乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物、聚烯烃弹性体、苯乙烯系树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在浅色基底聚合物中进行色变的助剂组合物，其特征在于：它包括以下重量配比的原料：混合物41.0份～90.0份、增容剂0.5份～6.0份、载体聚合物份4.0～58.5份；/n所述混合物包括金属粉末、金属氧化物、热塑性聚合物、促进剂；所述金属粉末、金属氧化物、热塑性聚合物、促进剂的重量比为(0.3～3.0)：(70～90)：(2.0～29.6)：(0.1～5.0)；/n所述助剂组合物包含核壳体结构；其中，核为金属粉末和金属氧化物，从内到外的第一层壳为含有促进剂的热塑性聚合物，第二层壳为增容剂；/n所述促进剂选自磷酸酯、膦酸酯、次膦酸盐、硼酸盐、三嗪类含氮杂环有机化合物、有机多元醇中的任意一种或多种；/n所述金属粉末的粒径D

【技术特征摘要】
1.一种在浅色基底聚合物中进行色变的助剂组合物，其特征在于：它包括以下重量配比的原料：混合物41.0份～90.0份、增容剂0.5份～6.0份、载体聚合物份4.0～58.5份；
所述混合物包括金属粉末、金属氧化物、热塑性聚合物、促进剂；所述金属粉末、金属氧化物、热塑性聚合物、促进剂的重量比为(0.3～3.0)：(70～90)：(2.0～29.6)：(0.1～5.0)；
所述助剂组合物包含核壳体结构；其中，核为金属粉末和金属氧化物，从内到外的第一层壳为含有促进剂的热塑性聚合物，第二层壳为增容剂；
所述促进剂选自磷酸酯、膦酸酯、次膦酸盐、硼酸盐、三嗪类含氮杂环有机化合物、有机多元醇中的任意一种或多种；
所述金属粉末的粒径D50为0.01微米～15.0微米；所述金属氧化物的粒径D50为0.01微米～15.0微米。


2.根据权利要求1所述的助剂组合物，其特征在于：所述核壳体结构的粒径为0.5微米～20.0微米。


3.根据权利要求1所述的助剂组合物，其特征在于：所述促进剂选自二季戊四醇磷酸酯、双酚A双(二苯基磷酸酯)、磷酸苯基叔丁苯基酯、磷酸二苯(二甲苯)酯、磷酸三(甲苯)酯、次氮三甲基膦酸三新戊酯、琥珀酸二乙酯基二乙基膦酸酯、二烷基次膦酸盐、硼酸锌、1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5-三嗪、四羟甲基甲烷、双季戊四醇、2-羟基甲烷-2-甲基-1,3丙二醇中的任意一种或多种。


4.根据权利要求3所述的助剂组合物，其特征在于：所述二烷基次膦酸盐选自甲基乙基次膦酸锌、二乙基次膦酸锌、甲基乙基次膦酸铝、二乙基次膦酸铝、甲基乙基次膦酸钙、二乙基次膦酸钙中的任意一种或多种。


5.根据权利要求1所述的助剂组合物，其特征在于：所述金属粉末选自铜、铁、锡、钨、钛、铬、钒、镍、银、金、铟、锌、锑、铅、铝、镁或其合金中的任意一种或多种；所述金属氧化物选自二氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：周涛，冯金，陈佳骏，彭小燕，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51