關(guān)鍵詞：激光打標(biāo)梁沧、聚丙烯、蓄電池
1 引言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展蝇裤，合成樹(shù)脂材料因其獨(dú)特的本征特性在汽車工業(yè)廷支、航空航天業(yè)、電子業(yè)和醫(yī)學(xué)業(yè)等領(lǐng)域得到越來(lái)越多的應(yīng)用栓辜。同時(shí)恋拍，由于社會(huì)分工日益細(xì)化以及產(chǎn)品同質(zhì)性越來(lái)越強(qiáng)，差異性越來(lái)越少藕甩，產(chǎn)品制造商除了制造優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品外施敢，越來(lái)越注意通過(guò)對(duì)產(chǎn)品實(shí)行標(biāo)記，承載一定的信息以表明自身產(chǎn)品的獨(dú)特性并保障對(duì)自身產(chǎn)品的信息可追溯性狭莱。
產(chǎn)品體積日益小型化和產(chǎn)品承載信息的日益擴(kuò)大化使得傳統(tǒng)的印刷僵娃、熱塑、機(jī)械雕刻等傳統(tǒng)工藝逐漸顯現(xiàn)出其局限性腋妙，同時(shí)默怨，由于激光打標(biāo)技術(shù)具有清潔、高效不損壞基體材料以及具有高分辨率等優(yōu)點(diǎn)骤素，其在合成樹(shù)脂上打標(biāo)日益顯現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)匙睹。
激光標(biāo)記的原理是利用激光輻射，在聚合物基體內(nèi)產(chǎn)生局部高能量济竹，這些能量被聚合物基體或添加劑吸收痕檬，轉(zhuǎn)化成熱能，從而引發(fā)聚合物內(nèi)部的各種物理或化學(xué)變化送浊，產(chǎn)生標(biāo)記效果梦谜。
近幾年來(lái)，激光在塑料材料上的打標(biāo)應(yīng)用得到快速的發(fā)展，同時(shí)改淑，在蓄電池的生產(chǎn)車間激光打標(biāo)技術(shù)也已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用碍岔。
在蓄電池殼體注塑過(guò)程中，注塑材料往往是由一種原料和多種添加劑共混而成朵夏，以黑色聚丙烯殼體為例蔼啦，該種注塑殼體的混合料一般是由聚丙烯原料、以及部分黑色母仰猖、聚乙烯捏肢、POE共混而成。由于是共混料饥侵，因此殼體材料的均一次性無(wú)法保證鸵赫，也正是由于這個(gè)原因，導(dǎo)致蓄電池塑殼在進(jìn)行激光打標(biāo)時(shí)躏升，會(huì)出現(xiàn)一定數(shù)量的激光打標(biāo)失效殼體辩棒，影響了電池外觀質(zhì)量及產(chǎn)品的可追溯性。
針對(duì)這一問(wèn)題膨疏，本文在黑色聚丙烯注塑殼體體系下探討了注塑材料中個(gè)添加劑對(duì)激光打標(biāo)效果的影響一睁。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑
PP（共聚級(jí)），主要由沙比克天津石化分公司和北歐化工提供佃却；HDPE者吁、LDPE、POE饲帅，由美國(guó)陶氏化學(xué)提供复凳；黑色母，由奇欣塑業(yè)有限公司提供灶泵。
2.2 主要儀器育八、設(shè)備
立式混料機(jī)(SHR-50A型)，張家港泰榮機(jī)械制造有限公司赦邻；雙螺桿擠出機(jī)(SHJ-36型)单鹿，南京杰恩特機(jī)電有限公司；立式混料機(jī)(SHR-50A型)深纲，張家港泰榮機(jī)械制造有限公司仲锄；注塑機(jī)（HTF-360型)，寧波海天塑料機(jī)械有限公司湃鹊；微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)(CMT6104型)儒喊，美特斯工業(yè)系統(tǒng)(中國(guó))有限公司；擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)(ZBC7151-B)型币呵，美特斯工業(yè)系統(tǒng)(中國(guó))有限公司怀愧。
2.3 實(shí)驗(yàn)方案
蓄電池殼體材料使用的聚丙烯是主要是由PP侨颈、PE嵌段共聚而成，后續(xù)改性過(guò)程中會(huì)增加增韌劑以及色母等芯义。所以哈垢，一般生產(chǎn)原料聚丙烯是由LDPE、HDPE扛拨、POE耘分、黑色母等共混改性而成，所以項(xiàng)目組探討了各類成分對(duì)黑色聚丙烯塑蓋激光打標(biāo)效果影響的研究绑警。具體實(shí)驗(yàn)方案如下：
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中雙螺桿擠出機(jī)的九段溫度分別設(shè)定為 175℃求泰、185℃、195℃计盒、215℃渴频、225℃、235℃北启、235℃卜朗、220℃、220℃咕村，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定為35r/min 聊替，喂料控制在 35r/min。鑄帶經(jīng)冷卻風(fēng)干后培廓，使用冷切粒機(jī)造粒。共混物顆粒干燥后使用注塑機(jī)注塑成符合測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)殼體春叫，注塑溫度為 210-260℃肩钠。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
3.1 聚丙烯中各成分對(duì)激光打標(biāo)質(zhì)量的影響分析
圖1-3分別是四種料共混造粒、注塑成塑殼后的激光打標(biāo)效果圖暂殖，從圖中可以看出四種共混料激光打標(biāo)后的效果良好价匠，顏色對(duì)比明顯，有較好的邊緣清晰度呛每。而圖4踩窖，對(duì)比四種混合料的打標(biāo)效果發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是POE晨横、LDPE洋腮、還是HDPE與原料和黑色母共混后打標(biāo)效果并無(wú)明顯差異，而且三種共混料與只有黑色母和原料的共混料打標(biāo)效果相同手形，因此啥供，可以推測(cè)出，部分黑色聚丙烯塑蓋打標(biāo)失效的原因與原料中混入的色母有關(guān)库糠。
3.2 聚丙烯中色母添加量對(duì)激光打標(biāo)質(zhì)量的影響分析
1）實(shí)驗(yàn)方案
為找出黑色母對(duì)黑色聚丙烯塑蓋打標(biāo)質(zhì)量的影響伙狐，項(xiàng)目組制備了五組含不同份數(shù)黑色母的聚丙烯塑蓋，配比方案（份數(shù)比）如下表：
2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
圖5、圖6分別是黑色母與原料比為1:100贷屎、2:100的共混聚丙烯塑蓋激光打標(biāo)效果圖罢防，從圖中可以看出，兩種材料的打標(biāo)效果基本相同唉侄，打標(biāo)顏色正常咒吐。
圖7、圖8分別是色母含量為10份美旧、15份的聚丙烯塑蓋渤滞，從打標(biāo)效果來(lái)看，含10份色母的聚丙烯塑蓋打標(biāo)效果正常榴嗅，但是妄呕，當(dāng)色母含量達(dá)到15份時(shí)，打標(biāo)效果變差嗽测，即塑蓋上只出現(xiàn)了打標(biāo)序列號(hào)的凹槽绪励，而凹槽內(nèi)的聚丙烯顏色并沒(méi)有發(fā)生變化，導(dǎo)致打標(biāo)序列號(hào)不清晰唠粥。
隨著色母含量的增大疏魏，當(dāng)其達(dá)到20份、25份的添加量時(shí)晤愧，打標(biāo)效果同15份色母含量打標(biāo)效果相同大莫，而純色母的塑蓋激光打標(biāo)時(shí)甚至連序列號(hào)凹槽都很難產(chǎn)生（如圖11所示），這說(shuō)明官份，聚丙烯共混料中黑色母的份數(shù)會(huì)嚴(yán)重影響打標(biāo)效果只厘，隨著色母含量的增大，打標(biāo)印記顏色對(duì)比度越來(lái)越差舅巷。而黑色母含量過(guò)高會(huì)影響塑蓋激光打標(biāo)效果的原因可能是羔味，本次實(shí)驗(yàn)中激光標(biāo)記都是黑色聚丙烯塑蓋標(biāo)記淺色序列號(hào)，而深色基體標(biāo)記淺色序列號(hào)的原理是塑料基體及照射后燃燒或氣化钠右，內(nèi)部某些成分分解產(chǎn)生氣態(tài)分子赋元，出現(xiàn)發(fā)泡現(xiàn)象，這些氣泡被塑料基體包圍飒房，通過(guò)合適的激光能量照射搁凸，可以得到具有較高折射率的混合相，在發(fā)泡處呈現(xiàn)淺色標(biāo)記狠毯。聚丙烯共混料中色母含量過(guò)高坪仇，其中的炭黑等無(wú)機(jī)黑色物質(zhì)將會(huì)阻止激光照射下聚丙烯的發(fā)泡行為，因此垃你，打標(biāo)區(qū)域的聚丙烯顏色變化將會(huì)不明顯椅文。
3.3 適應(yīng)激光打標(biāo)聚丙烯材料的制備
為改善聚丙烯材料的激光打標(biāo)性能喂很，筆者選用了一種市面上銷售的激光打標(biāo)粉作為聚丙烯的改性劑。
該激光打標(biāo)粉一般是由光敏化合物與塑料基體組合而成皆刺，經(jīng)過(guò)激光照射后少辣，自身顏色發(fā)生變化，或是通過(guò)吸收熱量引起周圍塑料顏色發(fā)生變化羡蛾，從而產(chǎn)生明顯標(biāo)記漓帅。具體實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
從打標(biāo)效果可以看出，當(dāng)色母含量是正常值即5%時(shí)痴怨，激光打標(biāo)產(chǎn)生的淺色標(biāo)記亮度大忙干，對(duì)比度高，相對(duì)有較好的邊緣清晰度浪藻。而當(dāng)色母含量達(dá)到15%-20%時(shí)捐迫，激光標(biāo)記依舊清晰，這說(shuō)明爱葵，該種打標(biāo)粉能有效的改善因色母含量過(guò)高而造成的打標(biāo)失效的現(xiàn)象施戴。
3.4激光打標(biāo)粉對(duì)材料力學(xué)性能的影響
圖18中的(a)(b)(c)分別為添加不同份數(shù)色母的聚丙烯材料材料的拉伸、彎曲以及沖擊強(qiáng)度萌丈，具體如下所示：
從上圖中可以觀察到赞哗，添加激光打標(biāo)劑前后，聚丙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能變化不大(可忽略不計(jì))辆雾，也就是說(shuō)肪笋，激光打標(biāo)劑的加入對(duì)聚丙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能幾乎沒(méi)有影響。這說(shuō)明激光打標(biāo)劑的加入有效的改善了聚丙烯材料的激光打標(biāo)性能度迂，而并沒(méi)有對(duì)材料的物理性能產(chǎn)生影響藤乙，因此該種材料適合用作聚丙烯材料的激光打標(biāo)添加劑。
4 結(jié)論
1.聚丙烯共混料中色母的含量會(huì)影響其激光打標(biāo)性能英岭，而原材料中的POE、PE湿右、以及HDPE等對(duì)激光打標(biāo)性能影響不大诅妹。隨著色母含量的增大，其中的炭黑等無(wú)機(jī)黑色物質(zhì)將會(huì)阻止激光照射下聚丙烯的發(fā)泡行為毅人，因此吭狡，激光打標(biāo)印記邊緣越來(lái)越模糊，顏色對(duì)比度會(huì)越來(lái)越差丈莺。
2. 激光打標(biāo)粉的加入能有效地改善聚丙烯塑蓋的打標(biāo)效果划煮，激光標(biāo)記亮度大，對(duì)比度高缔俄，有較好的邊緣清晰度弛秋。這說(shuō)明激光打標(biāo)劑的加入使得聚丙烯材料與激光束發(fā)生了有效的反應(yīng)器躏，而材料本身的物理特性并沒(méi)有在反應(yīng)之后發(fā)生改變，因此激光打標(biāo)添加劑在提高聚丙烯材料的激光打標(biāo)效果方面有廣闊的應(yīng)用前景蟹略。（文章來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）
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