專利名稱：磷酸錫在激光可寫性熱塑材料中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光對塑料制品的可寫性或可標(biāo)記性。
很早就知道可在塑料制品上做標(biāo)記和書寫，多年以來也已知大多數(shù)塑料材料不吸收激光，因此不能用激光在塑料材料上書寫。因為這個原因，細(xì)碎分離的顏料被添加到塑料材料中，這些顏料吸收激光并在激光影響下改變顏色。在這方面，顏色改變這一概念被看做是獨立于機制的。此外，這里術(shù)語“顏色改變”包括產(chǎn)生了與最初顏色不同的顏色，或形成了相同或類似的顏色但明亮度水平不同。此處，顏色改變也可表示一種溶液最初是無色的，由于激光而獲得了某種顏色，或者表示在塑料材料中發(fā)生了顏色改變。
這方面的一個主要問題是，清楚易讀的激光篆刻需要一方面激光照射之前和另一方面激光照射之后兩種狀態(tài)之間強烈的顏色對比，因為兩種狀態(tài)中類似的顏色色調(diào)將在閱讀篆刻的塑料材料時產(chǎn)生嚴(yán)重的問題。
也已知采用金屬鹽用于該目的，例如磷酸氫氧化銅，但該化合物有時仍然不能滿足工業(yè)的需要，因此仍然在研究能增加某些狀態(tài)的顏色對比或?qū)嶋H上所有塑料材料在激光照射之前和之后的顏色對比并因此有助于閱讀的化合物。
出乎意料地，現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)通過采用至少一種磷酸錫鹽，具體是采用磷酸三錫作為熱塑性材料的顏料，實現(xiàn)了這一目的，熱塑性材料的激光可寫性得到了意想不到的改善。除磷酸三錫之外，也可單獨采用焦磷酸鹽或縮合程度更高的多磷酸的錫鹽，或它們的混合物。應(yīng)理解，也可在磷酸鹽中加入改善某些性能的常規(guī)添加劑，或者這些常規(guī)添加劑作為生產(chǎn)過程中引入的雜質(zhì)而存在于磷酸鹽中。
用于實現(xiàn)和改善激光可寫性的顏料必須盡可能均勻地分散在待寫的塑料制品中，分散在全部制品中或制品的某些區(qū)域，如表面區(qū)域。對該目的而言，顏料應(yīng)該是微粒，并且精細(xì)分離，其平均粒徑(d50)在20μm以下，優(yōu)選5μm以下。平均顆粒細(xì)度對性能影響很大，因此對顆粒是否適宜用作(改善)激光可寫性的顏料也影響很大。
錫化合物，具體是磷酸三錫具有很高的容積密度。低平均顆粒細(xì)度對激光可寫性影響很大。較高的顆粒細(xì)度水平將增加所需的能量，而過低的顆粒細(xì)度水平導(dǎo)致形成塑料材料上層區(qū)域的不良泡沫。
明亮度值，稱為L-值，介于92-110，從而該材料可判定幾乎為白色，當(dāng)該材料摻入亮色的塑料材料時具有顯著優(yōu)點?？蓪⑺霎a(chǎn)品迅速干燥至低含水量。用KarlFischer水測定法測定殘留水分水平低于0.5重量％、本發(fā)明磷酸三錫的平均顆粒細(xì)度(d50)為8-20μm(d50)，優(yōu)選低于10μm，更優(yōu)選低于5μm，尤其優(yōu)選低于1μm，明亮度值(L-值)為92-110，殘留水分水平低于1重量％，優(yōu)選1-5μm，優(yōu)選大于0.1μm。顆粒細(xì)度優(yōu)選低于10μm(d50)，L-值優(yōu)選在94-98范圍內(nèi)，殘留水分水平優(yōu)選低于0.5重量％。激光照射之前和激光照射之后的狀態(tài)之間顏色比對顯著。
磷酸錫的生產(chǎn)可見“Gmelin，Handbuch der Anorganischen ChemieZinn，C部分，第2版-第8版-Springer-Verlag，Berlin，1975，245-259頁。
磷酸三錫摻入塑料基質(zhì)的量為0.1-1.0重量％，優(yōu)選約0.5重量％。除正磷酸錫之外，也可摻入其它顏料，例如磷酸銅，或改善具體性能的其它物質(zhì)。
實施例實施例1按下述生產(chǎn)的正磷酸錫按本發(fā)明以0.5重量％的量摻入聚酰胺基質(zhì)中，加工模塑材料以形成注塑片，然后通過1046nm波長的Nd-YAG激光提供K值大于4的標(biāo)記。其中所用的正磷酸錫如下制備將正磷酸三鈉溶解在水中，室溫下與氯化錫等份反應(yīng)。反應(yīng)后等候30分鐘。然后吸掉反應(yīng)液，產(chǎn)生的磷酸三錫(tertiary tin phosphate)沉淀用水洗滌，以除去氯。然后小心地用P2O5干燥并破碎。
也可如下制備其中所用的磷酸三錫硫酸錫溶解在水中，與磷酸鹽等份混合，從而產(chǎn)生磷酸三錫。用氫氧化鈉調(diào)整pH值為9，分離產(chǎn)生的磷酸三錫并洗滌。然后然后小心地用P2O5干燥并破碎。
實施例2將0.5重量％的磷酸錫加入聚酰胺基質(zhì)中，再加入0.5重量％的亞磷酸鐵，然后加工塑料材料以形成片材，用1064或532nm波長的Nd-YAG激光照射，產(chǎn)生K值大于3.5的篆刻。
權(quán)利要求
1.殘留水分含量最大為1重量％的磷酸錫化合物作為熱塑性材料中顏料的應(yīng)用，以提高熱塑性材料的激光可寫性/可標(biāo)記性。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述磷酸錫化合物是平均顆粒細(xì)度為8-20μm(d50)、明亮度相當(dāng)于L值92-110的正磷酸錫。
3.如權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用，其特征在于，平均顆粒細(xì)度低于10μm，優(yōu)選低于5μm。
全文摘要
為了改善激光篆文的可寫性，采用殘留水分含量最大為1重量％的磷酸錫化合物用作熱塑性材料的顏料。
文檔編號C08K3/00GK101039808SQ200580035372
公開日2007年9月19日 申請日期2005年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月15日
發(fā)明者J·馬克曼, R·維森博斯基 申請人:化學(xué)制造布敦海姆兩合公司