黑色无卤阻燃尼龙复合材料激光标识性能的研究

发布时间：2022-01-19 04:23

　　选用磷氮系阻燃尼龙复合材料作为研究对象,建立了激光打标坐标模型和效果评判方法,研究了玻纤含量和激光打标工艺对复合材料激光标识性能的影响,并对比分析了自制激光打标助剂在复合材料中的应用效果情况。结果表明,激光打标助剂和打标工艺对该复合材料激光打标效果有重要影响,其中Laser-B打标助剂应用效果最佳;当Laser-B质量分数为0. 55%,打标参数调整为线间距L=0. 045 mm、功率P=25%及速度V=1 500 mm/s时,材料打标对比度ΔE达到32. 21,实现较好的深色打浅色标识效果。 

【文章来源】：塑料工业. 2020,48(07)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

红外激光打标模型示意图

玻璃纤维(简称“玻纤”)是复合材料中的重要组成部分，其在体系中应用可大幅度提高材料的耐热性和力学性能，同时对材料的阻燃性能有辅助作用，但玻纤并不与其他填充矿物一样会分解或烧结成炭，其在高温煅烧下表面呈本白色。笔者同样选用2.2节中的试样3#方案，在其他条件不变的前提下，改变PA6与玻纤的比例，研究了不同玻纤填充含量(质量分数)对复合材料激光打标效果的影响，如图3所示。从图2可以看出，随着玻纤填充含量增加，复合材料激光打标对比度ΔE呈先平稳后下降趋势，这是由于激光在玻纤中具有传导性，当玻纤含量在0%～15%时，其在复合材料体系中未形成有效的网络结构，激光能量聚集性差，材料对比度ΔE由38.1～37.6变化。当玻纤填充含量大于15%时，ΔE开始较明显下降，这是由于玻纤含量增高，玻纤在复合材料中分散密集，受激光高能量聚集作用下，材料表面容易形成黑色斑点，甚至发泡，从而影响打标对比度。但从另一个方面看，在阻燃剂含量不变前提下，增加玻纤含量对阻燃有辅助作用，其氧指数开始处于较低状态，后平稳后上升再趋于平稳，这是由于玻纤含量在0%～15%时，尼龙树脂相对较多，现有阻燃剂量无法满足阻燃要求，氧指数为22%～24%左右;而随着玻纤含量增加，尼龙树脂相对减少，一定程度上提高材料的阻燃性。综合所述，复合材料在该配比条件下，玻璃纤维含量为30%时，激光打标效果及综合性能较为适中。

红光激光打标工艺主要通过线间距L、功率P及打标速度V。笔者采用20 W光纤激光雕刻机，打标频率设置为20 kHz，利用激光打标坐标模型，分析了激光打标参数对复合材料打标效果的影响，分析材料选用2.2节中试样3#方案。从图3中可直观地看出，材料在不同打标参数下呈现不同的打标效果，其中最明亮的标识区域呈线性关系，且在线性区域范围内，材料的激光打标明亮程度由强至弱，有明显规律性。2.5.1 激光打标功率的影响

【参考文献】：
期刊论文
[1]激光打标参数对黑色无卤阻燃尼龙打标效果的影响[J]. 梁惠强,李皓,钟毅文,周敏,张现军,金雪峰.  工程塑料应用. 2019(06)
[2]无卤阻燃增强PA10T和PA66的阻燃机理[J]. 钟一平,倪梦飞,麦杰鸿,姜苏俊,解明晨.  工程塑料应用. 2019(04)
[3]电气产品激光打标技术研究进展[J]. 陈大江,孙传金,刘丰丰,张林娜.  电工材料. 2018(01)
[4]连续式喷墨喷码技术面临诸多挑战[J].   中国包装. 2017(07)
[5]高清晰激光打标尼龙的研究[J]. 徐亮,周勇.  企业科技与发展. 2016(10)
[6]关于“中国制造2025”与“德国工业4.0”的思考[J]. 沈烈初.  表面工程与再制造. 2015(04)

硕士论文
[1]反应型磷氮阻燃剂BPOAP的合成及其阻燃尼龙66研究[D]. 成沂南.南京航空航天大学 2017



本文编号：3596203