一種激光雕刻用橡膠復合材料的制作方法
【專利摘要】本發明有關于一種激光雕刻用橡膠復合材料，其目的在于提供一種除了具有優良的常規物理機械性能，又能實現優異的耐激光雕刻用橡膠復合材料，本發明提出以雙組分耐激光雕刻填料，與高分子材料（橡膠）復合，制備具有優異的耐激光雕刻性能的橡膠復合材料。所使用的雙組分耐激光雕刻填料，包含阻燃組分和支撐組分，這樣做具有優良的常規物理機械性能，并實現了優異的耐激光雕刻性能。
【專利說明】一種激光雕刻用橡膠復合材料

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種激光雕刻用橡膠復合材料，用于印刷版材，以及涉及橡膠產品的 加工制造行業，例如航空、電子、汽車、醫療等。

【背景技術】
[0002] 激光具有方向性好，能量密度高，單色性好等優點，非常適合材料加工，因此一直 受到科研領域和工業界的重視。
[0003] 激光雕刻是指用激光束作用在材料上引起樣品形狀或性能的改變，是利用激光束 聚焦形成的高功率密度光斑，在數微秒的時間內，光斑區的溫度升高到材料熔點甚至沸點， 使被照射處的材料迅即熔化和汽化、燒蝕或達到燃點。當激光束沿著設定路徑移動時，光子 與材料不斷相互作用，同時借與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質，并起冷卻作用，從而獲 得所需要的形狀。由于橡膠材料不僅僅本身易燃，而且其填充的很多填料也是極其易燃的， 因此在激光雕刻的過程中難免會引起橡膠材料燃燒、雕刻面炭化、雕刻面灰化等問題。而降 低激光的入射功率雖然可以保證雕刻面光潔，但是雕刻深度也受到制約，大大影響加工效 率。
[0004] 因此提高橡膠材料在激光雕刻過程中的耐激光雕刻性能，可以在節約能源、提高 加工效率、降低人工成本等方面帶來相當可觀的經濟效益和社會效益。
[0005] 由于受橡膠材料特有的彈性和易燃燒等性質所決定，橡膠材料的加工技術往往采 用模壓、擠出和手工雕刻等工藝，加工精度很低，難以滿足現在市場的需求。而且各種常用 的精加工技術又難以在橡膠加工過程中實現，因此對橡膠材料的精密加工一直是世界橡膠 加工技術的一個難題。而激光微加工技術，可以保證在加工過程中不對橡膠材料施加任何 外力，因此可以防止橡膠變形，從而保證了橡膠材料精密加工的需要。為了滿足橡膠材料能 夠承受高能激光射線的燒蝕，橡膠材料需要填充大量的阻燃填料，不過傳統阻燃填料不僅 僅在阻燃過程中會釋放大量的有毒有害煙霧，而且填充量過多還會引起橡膠材料性能下降 等問題，因此不能夠算是很好的耐激光雕刻填料。


【發明內容】

[0006] 為了解決以上問題，達到既能阻燃同時又不損失力學性能的要求，本發明提出了 一種雙組分耐激光雕刻填料（同時包含阻燃組分和支撐組分），與橡膠材料共混，來制備具 有耐激光雕刻性能的橡膠復合材料。
[0007] 本發明所涉及的耐激光雕刻機理是：耐激光雕刻填料含有雙組分。一個組分是阻 燃組分，不但具有較高的阻燃效率，而且具有較好的成灰性能，不易發生灰分與未燒蝕部分 的黏連現象，在然后過程中主阻燃劑能分解一定量的水分和其他隔絕空氣、降低材料表面 溫度的組分，在受高能射線輻照的同時，盡可能保護未被射線照的材料表面，避免熱量的堆 積；另一個組分是支撐組分，這部分填料可能保證被激光照射的橡膠材料能夠具有很好的 成灰性，易于雕刻后的清洗，同時在未被輻照的部分與輻照部分的界面處形成具有完整三 維結構的支撐層，保護雕刻面不會被高能激光射線帶來的熱量所軟化變形；同時所填充的 雙組分耐激光雕刻填料在尺寸上應達到納米級別，這樣才能與橡膠的自由體積相匹配。
[0008] 本發明提出以雙組分耐激光雕刻填料，與高分子材料（橡膠）復合，制備具有優異 的耐激光雕刻性能的橡膠復合材料。所使用的雙組分耐激光雕刻填料，包含阻燃組分和支 撐組分，這樣做具有優良的常規物理機械性能，并實現了優異的耐激光雕刻性能。
[0009] 為達以上目的，本發明一種激光雕刻用橡膠復合材料，其包含以下組分：
[0010]

【權利要求】
1. 一種激光雕刻用橡膠復合材料，其特征在于其包含以下組分：
其中所述耐激光雕刻填料包含阻燃部分和支撐部分，所述阻燃部分與所述支撐部分質 量比為0. Ol?100:1，其中所述阻燃部分包含阻燃劑和阻燃協效劑，所述支撐部分包含炭 黑和白炭黑，其中所述阻燃劑和所述阻燃協效劑的質量比為〇.〇1?100:1，所述炭黑與所 述白炭黑質量比為〇. 01?100:1。
2. 根據權利要求1所述的激光雕刻用橡膠復合材料，其特征在于：所述橡膠為天然橡 膠或合成橡膠，優選為三元乙丙橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠、丙烯酸酯橡膠、順丁 橡膠或氫化丁腈橡膠。
3. 根據權利要求1所述的激光雕刻用橡膠復合材料，其特征在于：所述阻燃劑為鹵系 阻燃劑，包括有機氯化物、有機溴化物；無機阻燃劑，優選為氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二 銻或水滑石；含有元素磷、氮或同時含有磷氮元素的無鹵膨脹型阻燃劑。
4. 根據權利要求1所述的激光雕刻用橡膠復合材料，其特征在于：所述阻燃協效劑選 自磷酸酯阻燃劑、硼酸鋅、氧化鎂、氧化鋁、八鑰酸銨、紅磷、微膠囊化的紅磷、聚二甲基硅氧 燒和有機粘土中的一種或兩種以上的混合物。
5. 根據權利要求1所述的激光雕刻用橡膠復合材料，其特征在于：所述交聯劑選自硫 磺、過氧化物或酚醛樹脂。
6. 根據權利要求1所述的激光雕刻用橡膠復合材料，其特征在于：所述促進劑為噻唑 類促進劑、胍類促進劑、嗎啡啉類促進劑、次磺酰胺類促進劑或秋蘭姆類促進劑。
7. 根據權利要求1所述的激光雕刻用橡膠復合材料，其特征在于：所述偶聯劑為硅烷 偶聯劑，優選為雙（二乙氧基娃丙基）四硫化物，雙 _(Y_(二乙氧基娃）丙基）_二硫化 物，N- ( β -氛乙基）-γ -氛丙基二甲氧基娃燒，娃氣燒，乙稀基二乙氧基娃燒或γ -氛丙基 三乙氧基硅烷。
8. 根據權利要求1所述的激光雕刻用橡膠復合材料，其特征在于：所述防老劑為 醛-胺反應生成物類、酮-胺反應生成物類、二芳基仲胺類、對苯二胺衍生物類、取代酚類或 防護蠟。
9. 根據權利要求1所述的激光雕刻用橡膠復合材料，其特征在于：所述軟化劑為石油 系軟化劑鏈烷烴油、芳烴油或機械油；或合成增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛 酯、環氧大豆油、白膏油或黑膏油。
【文檔編號】C08L23/16GK104211996SQ201410258229
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年6月11日 優先權日:2014年6月11日
【發明者】張競, 歐陽蕓, 張法忠, 褚庭亮 申請人:中國印刷科學技術研究所