颜色对塑料激光焊接的影响

2017年5月26日 3,813次阅读 7人点赞

塑料的颜色通常通过两种方式得到：色粉或染料。色粉一般是有机或者无机结构，它们不能溶于塑料。有机色粉的着色能力比无机色粉强，但是不透明性较差。染料都是有机分子并且能溶于塑料，染料加入后不会看到任何颗粒，材料的透明度维持不变。

色粉与染料的特性归于下表

特征无机色粉有机色粉/染料
颗粒尺寸 0.5-1.0um 0.01-0.1um
着色能力中低高
透明性不透明透明
耐热性高低到高
耐光色牢度一般到优秀很差到优秀
耐气候色牢度优秀很差到优秀

在塑料激光焊接中，上层材料要求激光可穿透，下层材料要求激光可吸收。对于下层材料，如果塑料的颜色对所用波长的激光吸收性能不好，可以加入吸光剂，如Clear Weld（请参考laserpolymer.com对于Clear Weld的介绍）。

对于上层材料，颜色的加入会对激光穿透产生影响。一般的有颜色的塑料中，由于应用要求不透明性，塑料中加入的色粉都是无机色粉。由上表可知，无机色粉的颗粒相对较大，这些颗粒像半晶材料的结晶颗粒一样，会对激光穿透产生折射与反射，影响激光的穿透率，从而影响焊接性能。

对于有颜色的塑料的激光焊接，最理想的方案是在塑料中加入有机染料或有机色粉，这些有机分子尺寸非常小，可以完全溶解于塑料而不影响塑料本身的激光穿透性能。但是，有机分子的色粉或染料的不透明性太差，一般在配色的时候还是要搭配无机色粉或添加剂。

彩色塑料的激光焊接要求上层塑料特殊配色，这一配色目前只有极少数几家专业供应商有Know How，而且配色后色母或材料的价格也较普通的材料价格贵许多。因此，在实际应用中，需要尽量避免使用彩色的塑料进行激光焊接。