CN111440428A - 一种聚碳酸酯基激光打标复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚碳酸酯基激光打标复合材料及其制备方法，属于电子打标材料技术领域。其包括：按重量份计，聚碳酸酯80‑120份、无机粒子20‑50份、有机增韧剂30‑60份、激光吸收剂0.1‑10份、增容剂10‑30份、润滑剂3‑10份和抗氧剂3‑10份。本发明从考虑聚碳酸酯本身微观结构设计出发，利用渗透增韧、刚性粒子增韧机理、辐照改性原理，选用与之相容性适当的组分体系，通过高能射线自由基活化、高能射线分子链降解及分段聚合物相态加工控制，最终构筑了一种在聚碳酸酯基体中形成微纳米尺寸的海岛相态结构，该结构可通过内部微结构变化吸收或耗散外界冲击能量，从而抑制了材料失效破坏，赋予材料极高韧性、耐疲劳性及激光打标性能。

Description

一种聚碳酸酯基激光打标复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电子打标材料技术领域，具体涉及一种聚碳酸酯基激光打标复合材料及其制备方法。
背景技术
传统的印刷标记技术通常是将所需文字及图案印刷到制品表面，这种方式在长期的使用过程中，易发生脱落，掉色，磨损和破坏，安全性不高，防伪效果不好，且印刷工艺繁琐，极易对坏境和模具造成污染，成品大幅度提高，随着身份证、驾驶证、护照等证卡的更新换代，对防伪的要求越来越高，使用激光雕刻的方式开始受到人们的广泛关注，激光雕刻技术在材料表面或内部永久性标记形成高清晰度和对比度的文本，从而对高度防伪具有极其重要的意义，在安全性要求较高的场合，激光技术成为其防伪应用的最佳选择之一。对于大部分高分子材料而言，由于自身对激光光线吸收少，而导致不能直接使用激光对其进行标记或标系效果差，同时这类证卡需要具备到达数十万次的疲劳性能要求，目前现有材料无法同时满足激光打标和高耐疲劳等物性的满足使用要求。
聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。PC呈微黄色，刚硬而韧，具有良好的尺寸稳定性、耐蠕变性、耐热性及电绝缘性。分子具有对称结构，简单规整、基团体积较大，结晶困难，一般成型条件下，PC为无定形结构，透光率可达90％。PC链中酯基为极性基团，易吸湿、易水解。同时PC链结构中，既有柔顺的碳酸酯链，又有刚性的苯环结构，机械性能既刚又韧的材料，其可以满足低应力的冲击或者循环作用力。但在长循环应力环境下，聚碳酸酯制品容易产生应力开裂，摩擦系数大，无自润滑性，耐磨性和耐疲劳性都较低，而限制其在电子卡基材料、5G传输载体、电子智能卡等领域中的广泛使用。
为了提高聚碳酸酯耐疲劳性及激光打标性能，通常只是往聚碳酸酯中加入增韧粒子和激光吸收剂等组分通过简单混合，这种方式存在增韧粒子和激光吸收剂出现分布不均及粒子团聚现象，严重影响了激光打标效果，使打标图像不清楚。同时当材料在受到剪切应力，容易引起材料内部应力集中而导致大量银纹产生而向裂纹发展，尤其在循环应力作用下，材料更容易失效，无法满足智能板卡的使用要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚碳酸酯基激光打标复合材料及其制备方法，以解决现有聚碳酸酯基激光打标材料中因组成分布不均匀影响打标效果的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种聚碳酸酯基激光打标复合材料，包括：按重量份计，聚碳酸酯80-120份、无机粒子20-50份、有机增韧剂30-60份、激光吸收剂0.1-10份、增容剂10-30份、润滑剂3-10份和抗氧剂3-10份。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述脂肪族聚碳酸酯包括：脂肪族-芳香族聚碳酸酯、双酚A型聚碳酸酯、或接枝改性聚碳酸酯中的一种或多种。
其中，对聚碳酸酯接枝改性的基团有丙烯酰胺、丙烯酸、酯基、烷基锂，烷基硼、乙烯基、马来酸酐、丙烯腈、MMA接枝、羰基或环氧酸酐。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述无机粒子包括滑石粉、云母、晶须、钛白粉、石墨烯或碳纳米管中的一种或多种，且所述无机粒子的粒径为微米级至纳米级，其尺寸分布符合正态分布，峰度小于3。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述增韧剂包括：MBS、SEBS、ABS、聚硅氧烷、POE、PE、PS、橡胶、PE或聚氨酯中的一种或多种，其分子量大于10万。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述激光吸收剂包括：金属粉末、金属氧化物、金属络合物或金属配合物中的一种或多种，其粒径为10nm-10μm；其中，金属粉末包括：铜、铁、钛、锌、铝、镁、金、银或其合金中的一种或多种；金属氧化物包括：氧化铁、氧化铜、三氧化二钒、三氧化二锑、氧化锌、氧化镁或氧化钛中的一种或多种；金属络合物包括：硫酸四氨合铜、二氯二氨合铂、三氯合铂酸钾、黄血盐、赤血盐、普鲁士蓝或金属羰基化合物中的一种或多种。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述增容剂包括：硅酮、E蜡、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、高级脂肪酸、脂肪酸皂类或二硫化钼中的一种或多种；上述润滑剂：有机硅、聚乙烯醇、醋酸纤维素、氟塑料、脂肪酸、脂肪酸皂、石蜡或乙二醇中的一种或多种。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述抗氧剂包括：单酚抗氧剂BHT、单酚抗氧剂2246、双酚A抗氧剂、多酚抗氧剂1010、多酚抗氧剂1076、亚磷酸酯抗氧剂、抗氧剂168[三(1,4-二叔丁基苯基)亚磷酸]、抗氧剂626[双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二磷酸酯]、抗氧剂618[双(十八烷基)季戊四醇二亚磷酸酯]、硫代抗氧剂、硫代双酚抗氧剂或硫醚型酚类抗氧剂中一种或多种。
上述的聚碳酸酯基激光打标复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述配比的组分在50-120℃条件下干燥5-12h，得到烘干后含水率为0.03-0.06％的组分；
(2)将烘干后的无机粒子、增容剂和润滑剂在100-120℃温度下先以50-150r/min搅拌混合均匀后，再以150-300r/min混合均匀；
(3)将烘干后的有机增韧剂和激光吸收剂加入到步骤(2)中的混合物料中，并在100-120℃温度下搅拌混合均匀，并记为物料1；
(4)将烘干后的部分聚碳酸酯和抗氧剂在100-120℃温度下搅拌混合均匀，并记为物料2；
(5)分别将物料1和物料2进行辐照处理；
(6)将经辐照处理后的物料1和物料2混合在100-120℃温度下搅拌混合均匀，并记为物料3；
(7)将剩余的聚碳酸酯与物料3搅拌混合，通过输送装置，送到双螺杆挤出机中，挤出机各段温度分别为150℃、230℃、245℃、250℃、250℃、265℃、250℃，挤出机主机速度为300-600r/min，挤出造粒后进行烘干处理，得到聚碳酸酯基激光打标复合材料。
在本发明制备方法的步骤(1)中，将所有组分先进行干燥处理，降低其含水率，可避免材料在后续操作中因含水率高导致聚碳酸酯发生降解。同时也含有适量的水分，可促进聚碳酸酯的断链，提高其耐疲劳性。
在步骤(2)中，将相容剂、无机粒子和润滑剂单独进行剪切混合，采用的无机粒子其尺寸分布符合正态分布，峰度小于3，该范围下的粒子，粒径分布均匀，且不易出现团聚，可很好与相容剂和润滑剂混合均匀，从而改善复合材料的刚性和强度。利于各自粒子间摩擦使组分达到理想分散状态，此摩擦会使组分温度快速上升为下步反应提供基础条件，在此搅拌过程中润滑剂会进一步促进无机粒子达到微纳米分散并在粒子表面形成同时相容剂上可反应基团(如酸酐、氨基或羧基等)与无机粒子表面可反应基团反应而使无机粒子表面处理，增加其余增韧剂及聚碳酸酯的相容性。
在步骤(3)中，再加入增韧剂和激光吸收剂，采用的有机增溶剂其分子量大，其分子结构上存在大量支链结构，也存在一定的交联但不完全交联的结构，在与聚醋酸酯混合时，这些支链结构能改善与聚醋酸酯的相容性，同时这些交联结构还能提高聚醋酸酯的韧性。通过差速高速剪切搅拌，控制温度，并使增韧剂在剪切力作用下，发生力化学断链，增加其与步骤(2)组分的相容性，并且使激光吸收剂良好分散与增韧剂及无机粒子表面，改善后续激光打标性能。
在步骤(4)中，将抗氧剂与聚碳酸酯搅拌混合，促进抗氧剂均匀分散在聚碳酸酯表面，为避免在辐照过程(步骤5)聚碳酸酯因高能射线过度降解，同时保护聚碳酸酯在热加工过程中降解度。
在步骤(5)中，分别对物料1和物料2进行辐照处理，促使组分的分子链发生断链产生活性自由基，通过高能射线作用，产生的低分子链组分，链段柔顺性进一步提高，在循环应力折弯时，通过分子链运动吸收剂传递能量从而使材料具备高耐疲劳性。
在步骤(6)中，将经辐照处理后的物料1和物料2进行高速差速搅拌，因组分之间因活性自由基存在，可在组分颗粒表面发生一定的微化学反应，从而进一步提高整个体系间的相容性。
在本发明的制备方法的步骤2-4以及6中，根据混料过程中原料的不同，选择在特定的混料温度，有利于在该温度条件促进各自组分的表面反应，从而促进各自组分相容性，改善组分相的分散性，从而有利于提高最终复合材料的韧性及耐疲劳性能。
在步骤(7)中，所有组分经过挤出机反应挤出，在螺杆中，依靠螺杆的高速剪切作用及前述高能射线作用下，组分之间进一步发生微区化学接枝反应，促进无机粒子、增韧剂、激光吸收剂达到微纳米分散，再经挤出抽粒、切粒、烘干。该过程通过分级物理级分散及可控化学反应，制备了一种具备超高耐疲劳性和具备优异激光打标的聚碳酸酯复合材料，该结构使聚碳酸酯复合材料即使在添加高含量的无机粒子时仍具备超高耐疲劳高韧性的优点。
本发明从考虑聚碳酸酯本身微观结构设计出发，利用渗透增韧、刚性粒子增韧机理、辐照改性原理，选用与之相容性适当的组分体系，通过高能射线自由基活化及分段聚合物相态加工控制，最终构筑了一种在聚碳酸酯基体形成微纳米尺寸的海岛相态结构，该结构为无机粒子、增韧剂单独以微米级分散在聚碳酸中，其中有低分子相容剂附着在无机粒子表面，当受到多次循环折弯时，会生热，该处小分子活动性(柔性)增加，从而起到提高材料疲劳性能，同时该结构也可一直疲劳引起的聚碳酸酯分子断链，同时当材料内部银纹产生时，可阻止银纹向裂纹扩展，从而保护材料不破坏。该结构在受到应力时，可通过分子链运动及分子间摩擦吸收能量，从而提高材料的韧性及耐疲劳性，当受到循环应力时，分子链的运动产生内摩擦可使相筹微区产生微相液区，该液池尺寸小于临界尺寸，增韧效果极为显著，可有限阻止裂纹萌生，减少材料内部微观区域累积损伤，从而大幅提高聚碳酸酯耐疲劳性。同时该结构材料可满足激光打标，具有激光打标时间短、着色性好、色彩饱和度高等优点，可应用于证件、可视化防伪、5G射频器件、电子等方面。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(5)中辐照处理的步骤包括：将物料1装箱，至入钴-60辐照源中，辐照总剂量为10-50kGy下进行辐照；将物料2装箱，至入钴-60辐照源中，辐照总剂量为5-30kGy下进行辐照。
在本发明的步骤(5)中，钴-60产生的γ射线(伽马射线)穿透力强，能量高，可引起相应体系分之间反应，而总剂量选择主要是根据体系特点及反应程度，物料1需要反应程度高点，就多辐照；物料2仅需要少量分子断链，所以选择低剂量。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述步骤(7)在双螺杆挤出机头部安装有超声波振动装置和EB电子束装置，其中均含有表面双键的镭射粉，镭射粉经原位振动分散成20-100nm的粒子，与挤出的粒料均匀接触且分布。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明从考虑聚碳酸酯本身微观结构设计出发，利用渗透增韧、刚性粒子增韧机理、辐照改性原理，选用与之相容性适当的组分体系，通过高能射线自由基活化、高能射线分子链降解及分段聚合物相态加工控制，最终构筑了一种在聚碳酸酯基体中形成微纳米尺寸的海岛相态结构，该结构在受到应力时，可通过分子链运动及分子间摩擦吸收能量，从而提高材料的韧性及耐疲劳性，当受到循环应力时，分子链的运动产生内摩擦可使相筹微区产生微相液区，该液池尺寸小于临界尺寸，增韧效果极为显著，可有限阻止裂纹萌生，减少材料内部微观区域累积损伤，从而大幅提高聚碳酸酯耐疲劳性能高达10万-50万次，同时其悬臂梁缺口冲击高达50-150KJ/m2。同时该结构材料可满足激光打标，具有激光打标时间短、着色性好、色彩饱和度高等优点，可应用于证件、可视化防伪、5G射频器件等方面。
2、通过高能射线自由基活化、高能射线分子链降解及分段聚合物相态加工控制，最终构筑了一种在聚碳酸酯基体中形成微纳米尺寸的海岛相态结构，该结构在受到应力时，可通过分子链运动及分子间摩擦吸收能量，从而提高材料的韧性及耐疲劳性，当受到循环应力时，分子链的运动产生内摩擦可使相筹微区产生微相液区，该液池尺寸小于临界尺寸，增韧效果极为显著，可有限阻止裂纹萌生，减少材料内部微观区域累积损伤，从而大幅提高聚碳酸酯耐疲劳性能高达10万-50万次，同时其悬臂梁缺口冲击高达50-150KJ/m2。该结构可通过内部微结构变化吸收或耗散外界冲击能量，从而抑制了材料破坏失效，赋予材料极高韧性及耐疲劳性。
3、通过高能射线活化基体材料与激光吸收剂等助剂的分子链结构，形成一定化学链接结构，提高了激光吸收剂与树脂基体之间相容性，促进吸光吸收剂良好的分散。该结构材料可满足激光打标，具有激光打标时间短、着色性好、色彩饱和度高等优点。
4、本发明制备工艺高效便捷，其高耐疲劳性及优异的强度及韧性可使该产品可广泛推广应用电子卡基材料、电子智能卡、可视化防伪、5G射频器件等领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的实施例2制得的聚碳酸酯基激光打标复合材料的超景深光学显微镜图；
图2为本发明的对照例4制得的聚碳酸酯基激光打标材料的超景深光学显微镜图；
其中，紫色的点代表着薄膜中的镭射粉。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
本实施例的聚碳酸酯基激光打标复合材料包括：双酚A型聚碳酸酯80份、云母20份、MBS 30份、三氯合铂酸钾0.1份、硅烷偶联剂10份、脂肪酸皂3份、多酚抗氧剂1010(1份)和多酚抗氧剂1076(2份)。其中，云母为0.1微米
上述的聚碳酸酯基激光打标复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述配比的组分在50℃条件下干燥5h，得到烘干后含水率为0.03％的组分；
(2)将烘干后的无机粒子、增容剂和润滑剂在100℃温度下以50r/min搅拌2min，再以150r/min搅拌3min混合均匀；
(3)将烘干后的有机增韧剂和激光吸收剂加入到步骤(2)中的混合物料中，并在100℃温度下以150r/min搅拌5min混合均匀，并记为物料1；
(4)将烘干后的部分聚碳酸酯和抗氧剂在100℃温度下以100r/min搅拌5min混合均匀，并记为物料2；
(5)分别将物料1和物料2进行辐照处理；
(6)将经辐照处理后的物料1和物料2混合在100℃温度下以300r/min搅拌5min混合均匀，并记为物料3；
(7)将剩余的聚碳酸酯与物料3搅拌混合，通过输送装置，送到双螺杆挤出机中，挤出机各段温度分别为150℃、230℃、245℃、250℃、250℃、265℃、250℃，挤出机主机速度为300r/min，挤出造粒后进行烘干处理，得到聚碳酸酯基激光打标复合材料。
其中，步骤(5)中辐照处理的步骤包括：将物料1装箱，至入钴-60辐照源中，辐照总剂量为10kGy下进行辐照；将物料2装箱，至入钴-60辐照源中，辐照总剂量为5kGy下进行辐照。
步骤(7)在双螺杆挤出机头部安装有超声波振动装置和EB电子束装置，其中均含有表面双键的镭射粉，镭射粉经原位振动分散成20nm的粒子，与挤出的粒料均匀接触且分布。
实施例2：
本实施例的聚碳酸酯基激光打标复合材料包括：双酚A型聚碳酸酯100份、钛白粉35份、ABS 45份、硫酸四氨合铜8份、硅烷偶联剂20份、硅酮30份、石蜡7份、和硫代双酚抗氧剂7份，其中，钛白粉粒径为0.1微米。
上述的聚碳酸酯基激光打标复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述配比的组分在80℃条件下干燥8h，得到烘干后含水率介于在0.04％的组分；
(2)将烘干后的无机粒子、增容剂和润滑剂在110℃温度下以100r/min搅拌2min，再以200r/min搅拌3min混合均匀；
(3)将烘干后的有机增韧剂和激光吸收剂加入到步骤(2)中的混合物料中，并在110℃温度下以150r/min搅拌5min混合均匀，并记为物料1；
(4)将烘干后的部分聚碳酸酯和抗氧剂在110℃温度下以100r/min搅拌5min混合均匀，并记为物料2；
(5)分别将物料1和物料2进行辐照处理；
(6)将经辐照处理后的物料1和物料2混合在110℃温度下以300r/min搅拌5min混合均匀，并记为物料3；
(7)将剩余的聚碳酸酯与物料3搅拌混合，通过输送装置，送到双螺杆挤出机中，挤出机各段温度分别为150℃、230℃、245℃、250℃、250℃、265℃、250℃，挤出机主机速度为450r/min，挤出造粒后进行烘干处理，得到聚碳酸酯基激光打标复合材料。
其中，步骤(5)中辐照处理的步骤包括：将物料1装箱，至入钴-60辐照源中，辐照总剂量为30kGy下进行辐照；将物料2装箱，至入钴-60辐照源中，辐照总剂量为15kGy下进行辐照。
步骤(7)在双螺杆挤出机头部安装有超声波振动装置和EB电子束装置，其中均含有表面双键的镭射粉，镭射粉经原位振动分散成50nm的粒子，与挤出的粒料均匀接触且分布。
实施例3：
本实施例的聚碳酸酯基激光打标复合材料包括：双酚A型聚碳酸酯95份、脂肪族聚碳酸酯25份、云母49份、碳纳米管1份、聚氨酯60份、硅烷偶联剂25份、硅酮35份、石蜡10份、三氧化二钒5份、氧化钛5份和双酚A抗氧剂10份。其中，云母为0.1微米，碳纳米管内径1-2纳米，外径3-4纳米，长度50微米。
上述的聚碳酸酯基激光打标复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将上述配比的组分在120℃条件下干燥12h，得到烘干后含水率为0.06％的组分；
(2)将烘干后的无机粒子、增容剂和润滑剂在120℃温度下以150r/min搅拌2min，再以300r/min搅拌3min混合均匀；
(3)将烘干后的有机增韧剂和激光吸收剂加入到步骤(2)中的混合物料中，并在120℃温度下以150r/min搅拌5min混合均匀，并记为物料1；
(4)将烘干后的部分聚碳酸酯和抗氧剂在120℃温度下搅拌混合均匀，并记为物料2；
(5)分别将物料1和物料2进行辐照处理；
(6)将经辐照处理后的物料1和物料2混合在120℃温度下以300r/min搅拌5min混合均匀，并记为物料3；
(7)将剩余的聚碳酸酯与物料3搅拌混合，通过输送装置，送到双螺杆挤出机中，挤出机各段温度分别为150℃、230℃、245℃、250℃、250℃、265℃、250℃，挤出机主机速度为600r/min，挤出造粒后进行烘干处理，得到聚碳酸酯基激光打标复合材料。
其中，步骤(5)中辐照处理的步骤包括：将物料1装箱，至入钴-60辐照源中，辐照总剂量为50kGy下进行辐照；将物料2装箱，至入钴-60辐照源中，辐照总剂量为30kGy下进行辐照。
步骤(7)在双螺杆挤出机头部安装有超声波振动装置和EB电子束装置，其中均含有表面双键的镭射粉，镭射粉经原位振动分散成100nm的粒子，与挤出的粒料均匀接触且分布。
实施例4：
本实施例的聚碳酸酯基激光打标复合材料包括：双酚A型聚碳酸酯90份、脂肪族聚碳酸酯10份、钛白粉15份、云母25份、橡胶40份、硅烷偶联剂15份、二硫化钼3份、赤血盐5份、亚磷酸酯抗氧剂3份脂肪酸皂5份。其中，钛白粉粒径为0.1微米，云母0.1微米。
本实施例的聚碳酸酯基激光打标复合材料的制备方法与实施例1一致。
对照例1
本对照例的聚碳酸酯基激光打标材料包括：双酚A型聚碳酸酯100份和硫酸四氨合铜8份。本对照例的聚碳酸酯基激光打标材料的制备方法与实施例2一致。
对照例2
本对照例的聚碳酸酯基激光打标材料包括：双酚A型聚碳酸酯100份、钛白粉35份和硫酸四氨合铜8份其中，钛白粉粒径为0.1微米。本对照例的聚碳酸酯基激光打标材料的制备方法与实施例2一致。
对照例3
本对照例的聚碳酸酯基激光打标材料包括：双酚A型聚碳酸酯100份、ABS 45份、钛白粉35份和硫酸四氨合铜8份，其中，钛白粉粒径为0.1微米。本对照例的聚碳酸酯基激光打标材料的制备方法与实施例2一致。
对照例4
本对照例的聚碳酸酯基激光打标材料与实施例2一致，区别在于制备方法不同，在本对照例中减少了步骤(5)的辐照处理。
对实施例1-4以及对照例1-4制得的聚碳酸酯基激光打标材料进行性能测试，按照GB/T 9341-2008检测弯曲性能，GB/T 21189-2007检测冲击性能，GB/T 1040.2-2006检测拉伸强度，GB/T 1688-2008检测疲劳性能标准进行，结果如下：
表1实施例1-4以及对照例1-4制得的产品性能测试结果表
Figure BDA0002446731500000121
Figure BDA0002446731500000131
由上表可见，本发明具有优异的弯曲强度、冲击韧性、高耐疲劳性及激光打标性能。
分别对实施例2和对照例4制得的聚碳酸酯基激光打标材料进行超景深光学显微镜扫描测试，其结果如图1和图2所示。
从图1中可以看出，实施例2中的聚碳酸酯基激光打标材料经辐照处理以及中镭射粉处理后，镭射粉分散更为均匀，与聚碳酸酯相容性更好，极大的改善了镭射粉分散、团聚及组分界面相容性，极大的提高了材料性能及激光打标性能。从图2可以看出，实施例2中的聚碳酸酯基激光打标材料中的存在团聚、组分界面明显等现象。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚碳酸酯基激光打标复合材料，其特征在于，包括：按重量份计，聚碳酸酯80-120份、无机粒子20-50份、有机增韧剂30-60份、激光吸收剂0.1-10份、增容剂10-30份、润滑剂3-10份和抗氧剂3-10份。
2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯基激光打标复合材料，其特征在于，所述脂肪族聚碳酸酯包括：脂肪族-芳香族聚碳酸酯、双酚A型聚碳酸酯和接枝改性聚碳酸酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的聚碳酸酯基激光打标复合材料，其特征在于，所述无机粒子包括滑石粉、云母、晶须、钛白粉、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种，且所述无机粒子的粒径为微米级至纳米级，其尺寸分布符合正态分布，峰度小于3。
4.根据权利要求1所述的聚碳酸酯基激光打标复合材料，其特征在于，所述增韧剂包括：MBS、SEBS、ABS、聚硅氧烷、POE、PE、PS、橡胶、PE和聚氨酯中的一种或多种，其分子量大于10万。
5.根据权利要求1所述的聚碳酸酯基激光打标复合材料，其特征在于，所述激光吸收剂包括：金属粉末、金属氧化物、金属络合物或金属配合物中的一种或多种，其粒径为10nm-10μm；其中，金属粉末包括：铜、铁、钛、锌、铝、镁、金、银和其合金中的一种或多种；金属氧化物包括：氧化铁、氧化铜、三氧化二钒、三氧化二锑、氧化锌、氧化镁和氧化钛中的一种或多种；金属络合物包括：硫酸四氨合铜、二氯二氨合铂、三氯合铂酸钾、黄血盐、赤血盐、普鲁士蓝或金属羰基化合物中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的聚碳酸酯基激光打标复合材料，其特征在于，所述增容剂包括：硅酮、E蜡、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、高级脂肪酸、脂肪酸皂类和二硫化钼中的一种或多种；所述润滑剂：有机硅、聚乙烯醇、醋酸纤维素、氟塑料、脂肪酸、脂肪酸皂、石蜡和乙二醇中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的聚碳酸酯基激光打标复合材料，其特征在于，所述抗氧剂包括：单酚抗氧剂BHT、单酚抗氧剂2246、双酚A抗氧剂、多酚抗氧剂1010、多酚抗氧剂1076、亚磷酸酯抗氧剂、抗氧剂168[三(1,4-二叔丁基苯基)亚磷酸]、抗氧剂626[双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二磷酸酯]、抗氧剂618[双(十八烷基)季戊四醇二亚磷酸酯]、硫代抗氧剂、硫代双酚抗氧剂和硫醚型酚类抗氧剂中一种或多种。
8.根据权利要求1-7任一项所述的聚碳酸酯基激光打标复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将上述配比的组分在50-120℃条件下干燥5-12h，得到烘干后含水率在0.03-0.06％的组分；
(2)将烘干后的无机粒子、增容剂和润滑剂在100-120℃温度下先以50-150r/min搅拌混合均匀后，再以150-300r/min混合均匀；
(3)将烘干后的有机增韧剂和激光吸收剂加入到步骤(2)中的混合物料中，并在100-120℃温度下搅拌混合均匀，并记为物料1；
(4)将烘干后的部分聚碳酸酯和抗氧剂在100-120℃温度下搅拌混合均匀，并记为物料2；
(5)分别将物料1和物料2进行辐照处理；
(6)将经辐照处理后的物料1和物料2混合在100-120℃温度下搅拌混合均匀，并记为物料3；
(7)将剩余的聚碳酸酯与物料3搅拌混合，通过输送装置，送到双螺杆挤出机中，挤出机各段温度分别为150℃、230℃、245℃、250℃、250℃、265℃、250℃，挤出机主机速度为300-600r/min，挤出造粒后进行烘干处理，得到聚碳酸酯基激光打标复合材料。
9.根据权利要求8所述的聚碳酸酯基激光打标复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中辐照处理的步骤包括：将物料1装箱，至入钴-60辐照源中，辐照总剂量为10-50kGy下进行辐照；将物料2装箱，至入钴-60辐照源中，辐照总剂量为5-30kGy下进行辐照。
10.根据权利要求8所述的聚碳酸酯基激光打标复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(7)在双螺杆挤出机头部安装有超声波振动装置和EB电子束装置，其中均含有表面双键的镭射粉，镭射粉经原位振动分散成20-100nm的粒子，与挤出的粒料均匀接触且分布。
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