[发明专利]一种激光打标的阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种激光打标的阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法和应用。这种阻燃聚碳酸酯材料包括以下的组分：聚碳酸酯树脂、增韧剂、阻燃剂、润滑剂、防老化助剂、抗滴落剂、激光打标助剂、钛白粉；其中，聚碳酸酯树脂是由PC粉料和PC粒料组成，阻燃剂包括磺酸盐类阻燃剂和有机硅类阻燃剂。同时也公开了这种阻燃聚碳酸酯材料的制备方法以及应用。本发明采用PC树脂粒料和PC树脂粉料，能有效承托激光打标助剂，使得树脂与助剂充分接触与粘附，令助剂分散效果更好，并且可以更节能地生产改性PC树脂。此外，引入低极性的有机硅类阻燃剂，降低了磺酸盐类阻燃剂用量，增强了材料的介电性能，降低了爆点产生的概率，提高了打标效果。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种激光打标的阻燃聚碳酸酯材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚碳酸酯(Polycarbonate，简称PC)是一种以双酚、光气及其衍生物为单体聚合而成的合成热塑性树脂。PC具有优异的耐热性能、透明性、力学性能、尺寸稳定性，广泛应用于电子、电气、建筑、汽车、轻工业等领域。因此，随着我国新一代移动通信技术(即5G技术)及配套设备的快速普及，越来越多的PC材料将会用于制备5G设备的外壳。

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，激光打标具有无污染、高速度、高质量、灵活性大、不接触工作面等优点。近年来，激光打标已取代传统的打标方式而成为常规的加工方式，众多领域中得到广泛的应用。

虽然PC具有高强度及弹性系数、热变形温度高、电气特性好等优点，因而比其他塑料更为适用于激光打标，但是在未经改型处理的情况下，PC的激光标记结果并不理想，对比度不明显，标记分辨率也很低，无法得到比较精细的结构。添加激光打标助剂是解决这一问题的唯一方法。

目前，国内关于塑料激光打标的研究仍不多见，而国外化工企业早已开展对可激光打标塑料的研发。相关的研究热点依然是试图通过加入打标剂或调整材料配方来获得满意的打标效果。US20020016394A1公开了一种可激光印表的组合物，其中包括热塑性聚酯，浅色颜料，激光助剂如反丁烯二酸铜、马来酸铜使得聚酯树脂在激光作用下分解已形成黑色印标，添加量为0.5-5％，最好在1-3％之间。CN1361808A公开了一种激光标记聚合物组合物，其激光助剂包括至少0.1wt％的平均粒子尺寸大于0.5微米的三氧化二锑，和珠光颜料。三氧化二锑用量最优选在1-5％之间；珠光颜料作为协同剂，含量最优选是0.5-2wt％。然而，三氧化二锑是一种催化PC降解的催化剂，引入后会严重削弱PC的性能。

更重要的是PC用激光打标助剂常常含有钛、锡、镍、铅等重金属元素的氧化物或盐，这些物质能在激光的作用下还原成金属单质或其低价氧化物，使得打标区域颜色更深，对聚合物基体伤害更小。然而，过多添加此类物质会使材料密度增大，材料的极化率也会因此增大，材料的介电性能也会因此下降，这样并不利于材料在5G设备上的应用。因此，把激光打标助剂的添加量控制在较小的水平是解决这一问题的唯一出路，然而较小的添加量会使助剂分散不匀，打标效果变差，分散不匀造成的团聚体也会导致界面极化，使材料介电常数增大。因此，如何让极少量的打标助剂有效分散是解决这个问题关键。传统提高分散效果的途径包括使用高速分散及使用矿物油协助稳定分散。前者的工艺相对复杂且能耗较大，后者工艺复杂，并增大材料的VOC，而且小分子量的矿物油也会一定程度上削弱材料的介电性能。另外，现有技术也会通过螺杆剪切有效分散助剂，但这会对树脂造成机械降解，影响最终材料的力学性能。

目前，由于原有通信技术(4G)信号传输的频率不高，相关产业对材料介电性能要求不高，因此增大打标效果的唯一常用途径是增大重金属化合物含量较高的激光打标助剂。随着5G技术的普及乃至进一步的技术革新，信号传输的频率将会越来越高，单纯提高激光打标助剂会使得材料的介电常数和介电损耗同时增大。因此，同时兼顾打标效果与介电性能是未来通信装备外壳材料的发展重点，然而相关技术并未得到足够的重视。

发明内容