1.導(dǎo)電材料復(fù)合型
高分子材料要獲得一定的導(dǎo)電性能,需將導(dǎo)電性物質(zhì)如導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電纖維、金屬粉末等以一定比例與熱塑性樹(shù)脂如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)混合,并添加偶聯(lián)劑、增塑劑、滑爽劑、穩(wěn)定劑、抗氧劑等多種助劑,經(jīng)混煉、塑化、造粒,制得復(fù)合型導(dǎo)電樹(shù)脂。載體樹(shù)脂選用防潮性較好、耐低溫、易熱封,且耐化學(xué)品侵蝕的低密度聚乙烯樹(shù)脂(LDPE);導(dǎo)電性填料選用較經(jīng)濟(jì)的油爐法導(dǎo)電炭黑。將導(dǎo)電炭黑按一定比例(10%~25%)加入LDPE樹(shù)脂中。助劑的添加要按一定的次序,經(jīng)充分?jǐn)嚢杈鶆?。通過(guò)KH-550偶聯(lián)劑增強(qiáng)樹(shù)脂與填充劑界面的結(jié)合力。采用密閉高效混煉設(shè)備和雙螺桿擠出造粒成型。該工藝要求壓縮段溫度在120℃~140℃;混煉溫度、時(shí)間根據(jù)不同的設(shè)備適當(dāng)調(diào)節(jié),既保證炭黑分散均勻,又防止其體相結(jié)構(gòu)被破壞。添加劑的選用要注意其協(xié)同性、與產(chǎn)品相容性及耐久性,且與工藝條件匹配。利用復(fù)合型導(dǎo)電樹(shù)脂制作防靜電軟塑復(fù)合材料常見(jiàn)以下三種工藝:
?。?)三層(ABC)共擠吹塑—干法復(fù)合工藝
將復(fù)合型導(dǎo)電樹(shù)脂加入A面料斗擠出。該工藝要求:適當(dāng)增加樹(shù)脂壓強(qiáng);在保證薄膜塑化良好的情況下適當(dāng)降低擠出機(jī)各區(qū)的溫度;螺桿轉(zhuǎn)速與加熱溫度相匹配;選擇合適的吹脹比、牽引比;B、C面選用機(jī)械強(qiáng)度較高、力學(xué)性能較好的低密度聚乙烯(LDPE)樹(shù)脂和線性低密度聚乙烯(LLDPE)樹(shù)脂,以補(bǔ)償因填加炭黑造成薄膜機(jī)械強(qiáng)度的降低。要注意導(dǎo)電樹(shù)脂、LDPE 、LLDPE三者的MFR(熔體流動(dòng)速率)盡可能相近。
此薄膜C面經(jīng)電暈處理,其潤(rùn)濕張力大于38dyn/cm,與外層材料經(jīng)干法復(fù)合。干法復(fù)合按常規(guī)的工藝要求即可,在此不作贅述。經(jīng)干法復(fù)合工藝制得防靜電軟塑復(fù)合材料,A面作為防靜電材料的功能面。
?。?)雙面(AB)共擠復(fù)合工藝
將導(dǎo)電樹(shù)脂加入A面料斗擠出。該工藝要求:選擇MFR(熔體流動(dòng)速率)值較高(8左右)的導(dǎo)電樹(shù)脂;適當(dāng)調(diào)節(jié)熔體溫度接近粘度,防止溫度過(guò)高發(fā)生變質(zhì);螺桿轉(zhuǎn)速、加熱溫度及車速三者相匹配;適當(dāng)增加樹(shù)脂壓力,增加濾網(wǎng)層數(shù)或目數(shù)。適當(dāng)增加擠出薄膜的厚度,因?yàn)閷?dǎo)電炭黑的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)是三維的,即與厚度有關(guān)。B面料斗加入涂復(fù)級(jí)聚乙烯(LDPE)樹(shù)脂。被加工材料表面涂布聚氨酯粘合劑,經(jīng)烘箱干燥后與B面復(fù)合。選擇合適的含固量及涂布輥,使粘合劑干量在2~3g/m2。其工藝要求同干法復(fù)合。
經(jīng)雙面(AB)共擠復(fù)合工藝制作的防靜電軟塑復(fù)合材料,A面作為防靜電功能面。
?。?)干法復(fù)合—雙面(AB)共擠復(fù)合工藝
先用外層基材與聚乙烯薄膜(C)進(jìn)行干法復(fù)合,用制得的復(fù)合膜進(jìn)行如2.2式雙面(AB)共擠復(fù)合工藝。使擠出之B面與C面復(fù)合。由于B、C面屬同一類樹(shù)脂,且B面樹(shù)脂呈熔融狀態(tài),經(jīng)膠輥加壓后能牢固地融合在一起。故無(wú)需涂布粘合劑,也能獲得理想的復(fù)合強(qiáng)度。而A面防靜電軟塑復(fù)合材料的功能面。
2.涂層型
制作工藝:涂層型防靜電軟塑材料的制作工藝是將金屬系、金屬氧化物系、導(dǎo)電碳系、復(fù)合填料、抗靜電劑等導(dǎo)電物質(zhì)制成導(dǎo)電涂料,涂覆于高分子材料表面,形成固化的靜電耗散層。
高分子材料選用機(jī)械強(qiáng)度好,挺度佳且耐化學(xué)腐蝕的雙向拉伸聚酯(BOPET)薄膜。導(dǎo)電涂料要求耐摩擦、耐化學(xué)品侵蝕,且導(dǎo)電性能持久,其通常由基體樹(shù)脂、導(dǎo)電填料、溶劑和添加劑等組成。基體樹(shù)脂選用對(duì)塑料附著力好、成膜性高且耐化學(xué)品侵蝕的丙烯酸或纖維素。導(dǎo)電填料則根據(jù)產(chǎn)品的顏色、是否要求透明來(lái)選擇。溶劑選用酯類或酮類,如乙酸乙酯、環(huán)已酮。選用TM-200S偶聯(lián)劑有利于填料與樹(shù)脂的親和并提高涂料的附著力和強(qiáng)度。用雙組份聚氨酯粘合劑來(lái)提高導(dǎo)電涂料的成膜性和與聚酯(PET)薄膜的附著力。固化劑的用量適當(dāng)減少,以免影響涂料導(dǎo)電性能的發(fā)揮。導(dǎo)電涂料的配制工序依次為:溶解基體樹(shù)脂(攪拌)——加粘合劑主劑(攪拌)——加導(dǎo)電填料(攪拌)——加固化劑(攪拌)——調(diào)粘度(攪拌)——過(guò)濾。該工藝要求:導(dǎo)電涂料的固含量在20%~25%范圍,涂料粘度在13~19秒(涂4杯粘度計(jì)測(cè)),涂布干量2.5~3.5g/m2。設(shè)定涂布機(jī)干燥箱溫度分別為85℃、90℃、100℃,車速80~120m/min,環(huán)境相對(duì)濕度小于70%。導(dǎo)電涂料涂布于聚酯薄膜表面,經(jīng)干燥箱干燥后,形成固化的靜電耗散層。
3、鍍層型
制作工藝:要在高分子材料表面形成一層導(dǎo)電的金屬鍍層,方法有電鍍、化學(xué)鍍、物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、熱噴鍍(涂)等。常見(jiàn)的是真空鍍鋁工藝。真空鍍鋁是在真空狀態(tài)下,將鋁加熱熔融至蒸發(fā),鋁原子凝結(jié)在高分子材料表面,形成極薄的導(dǎo)電層——鋁層。常用的鍍鋁基材有聚酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等薄膜,要求其表面張力大于38dyn/cm;熱性能好,含水量低于0.1%。工藝要求真空度不得低于10-3Pa,以免出現(xiàn)褐色條紋或鋁層厚度不均;控制好系統(tǒng)張力,開(kāi)啟冷卻系統(tǒng),避免薄膜出現(xiàn)拉伸;精確控制卷取速度(280~320m/min)、送鋁速度(0.4~0.7m/min φ2mm鋁絲)及蒸發(fā)舟加熱電流,以獲得產(chǎn)品要求的鋁層厚度;可預(yù)先在薄膜上涂布一定干量的底膠,并充分干燥,再經(jīng)真空鍍鋁,可提高鋁層與薄膜的結(jié)合力。經(jīng)此工藝形成的靜電耗散層,耐磨擦,且性能持久。
4、性能測(cè)試
對(duì)以上工藝制作的三類防靜電軟塑復(fù)合材料進(jìn)行性能測(cè)試,測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下表。(依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GJB2605—96)
以上指標(biāo)都達(dá)到并優(yōu)于國(guó)軍標(biāo)GJB2605—96《可熱封柔韌性防靜電阻隔材料規(guī)范》規(guī)定的防靜電指標(biāo)要求,完全能滿足滿足化工產(chǎn)品、集成電路、電磁控制系統(tǒng)及軍工產(chǎn)品對(duì)防靜電軟塑包裝材料的特殊要求,目前該復(fù)合材料已實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化,廣泛應(yīng)用于電子信息、化工、航空航天、軍工等產(chǎn)品的內(nèi)包裝。
轉(zhuǎn)載自: 卓創(chuàng)資訊
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