專(zhuān)利名稱(chēng)：一種無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗靜電塑料片材及其制備方法，尤其涉及一種用于包裝精密電子零部件的無(wú)碳黑抗靜電塑料片材及其制備方法。
背景技術(shù)：
在通常情況下，產(chǎn)生靜電的原理可分為兩種方式一種是經(jīng)接觸產(chǎn)生的靜電，另一種為受到靜電誘導(dǎo)而產(chǎn)生靜電。接觸產(chǎn)生靜電最主要是由于電荷的移動(dòng)產(chǎn)生的，物體經(jīng)過(guò)摩擦接觸后，物體表面開(kāi)始積累正電荷，另一物體表面則帶有負(fù)電荷，進(jìn)而產(chǎn)生靜電。而通過(guò)靜電誘導(dǎo)產(chǎn)生的靜電，則是當(dāng)導(dǎo)電體在導(dǎo)體或絕緣體的附近時(shí)，靠近導(dǎo)電的導(dǎo)體側(cè)或絕緣體側(cè)就會(huì)開(kāi)始累積電荷，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的誘導(dǎo)后，可使導(dǎo)體或絕緣體的正負(fù)電荷被完全分開(kāi)，產(chǎn)生靜電帶電的效果。因表面靜電所產(chǎn)生瞬間電流很大，會(huì)直接損壞高檔的電子器件，嚴(yán)重危及和響影電子元器件的質(zhì)量和壽命。
目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，應(yīng)用在各類(lèi)精密電子零部件產(chǎn)品的包裝，如手機(jī)、電腦、mp3、液晶顯示儀、以及航天、軍工等高科技領(lǐng)域裝，基本上是黑色含碳黑導(dǎo)電塑料片材，才能達(dá)到永久抗靜電的性能，如中國(guó)專(zhuān)利CN2230222公開(kāi)的一次成型的表面有導(dǎo)紋路的抗靜電塑料貼面。其產(chǎn)品會(huì)有微量碳黑脫落，這樣不但對(duì)包裝的電子產(chǎn)品、零部件有污染損害，從而影響包裝對(duì)象(電子產(chǎn)品)的質(zhì)量和壽命等缺陷，嚴(yán)重的造成電子元件短路，而且還對(duì)環(huán)境造成一定的污染。目前市場(chǎng)上還存有另一種不含碳黑靜電劑生產(chǎn)的產(chǎn)品，雖然能解決碳黑脫落問(wèn)題，但由于它主要是依靠吸收空氣中的水分降低表面電阻以達(dá)到放靜電的效果，因此沒(méi)有永久性抗靜電的效果，從而抗靜電指標(biāo)不穩(wěn)定，不能滿(mǎn)足中高檔電子產(chǎn)品的包裝要求。
CN1385471公開(kāi)了抗靜電聚合物的組合物，由熱塑性聚合物，和具有聚酰胺嵌段和聚醚嵌段的共聚物，和鏈中含有至少一個(gè)離子官能團(tuán)的聚合物或低聚物組成。聚合物或低聚物選自如下聚酰胺，具有聚酰胺嵌段和聚醚嵌段的共聚物，熱塑性的聚酯或聚酯酰胺，具有聚酯嵌段和聚醚嵌段的共聚物，聚醚，聚氨酯。該組合物的生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的技術(shù)難題，本發(fā)明的目的是提供了一種無(wú)碳黑、環(huán)保型、可印刷性廣(能印刷各種顏色)、生產(chǎn)成本低的無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材。本發(fā)明另外還提供了該抗靜電塑料片材的制備方法。
為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案一種無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材，該塑料片材由抗靜電塑料層、聚苯乙烯層、抗靜電塑料層三層復(fù)合構(gòu)成，按重量百分比抗靜電塑料層的含量為15％～42％，聚苯乙烯層的含量為53％～84％，其中抗靜電塑料層按重量百分比含有以下的成份聚酰胺13％～32％、聚醚受阻胺15％～35％、聚苯乙烯40％～70％、抗氧化劑0.6％～2％，偶聯(lián)劑0.2％～0.8％。
作為優(yōu)選，抗靜電塑料層按重量百分比含有以下的成份聚酰胺18％～25％、聚醚受阻胺20％～30％、聚苯乙烯50％～60％、抗氧化劑0.3％～1％、抗老化劑0.3％～1％、偶聯(lián)劑0.2％～0.8％。
作為優(yōu)選，偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。作為再優(yōu)選，偶聯(lián)劑為氯丙基三乙氧基硅烷、氯丙基甲基二甲氧基硅烷、硅烷偶聯(lián)劑KH-550、硅烷偶聯(lián)劑SG-Si900、硅烷偶聯(lián)劑KH-845-4、硅烷偶聯(lián)劑SG-Si996中的一種。
作為優(yōu)選，抗氧化劑選自抗氧化劑1010和抗氧化劑168中的一種或兩種。
作為優(yōu)選，抗靜電塑料層還含有增強(qiáng)劑0.02％～0.08％、增韌劑0.2％～2％。
上述的無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材的制備方法，該方法包括以下的工藝a、將聚酰胺、聚醚受阻胺、聚苯乙烯、抗氧化劑、抗老化劑、偶聯(lián)劑混合，在40℃～80℃的條件下混煉18分鐘～45分鐘，送料給擠出機(jī)擠出，送料機(jī)的轉(zhuǎn)速為300～650轉(zhuǎn)/分鐘，擠出的溫度為180℃～210℃，擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為600～750轉(zhuǎn)/分鐘，再經(jīng)冷卻、切粒、干燥制得抗靜電塑料粒子；b、將上述的抗靜電塑料粒子在三層擠出機(jī)中擠出，其中上層和下層均為抗靜電塑料，中層另加聚苯乙烯，三層擠出的溫度為160℃～210℃；c、將上述的擠出物經(jīng)壓延、切邊、牽引制得所述的無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材。
作為優(yōu)選，步驟a中原料中還包括增強(qiáng)劑和增韌劑。
作為優(yōu)選，步驟a中混煉溫度為50℃～60℃。
作為優(yōu)選，步驟b中三層擠出的溫度為190℃～200℃。
本發(fā)明由于采用了上述的技術(shù)方案，抗靜電塑料的配方突破了國(guó)內(nèi)外通用的電子包裝材料要用碳黑填充的工藝慣例，在聚苯乙烯的基材上摻入了聚酰胺、聚醚受阻胺組成的本征靜電擴(kuò)散型高分子材料，該高分子材料在塑料片材的聚苯乙烯中形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(如下圖1所示)，通過(guò)離子導(dǎo)電的機(jī)理在整個(gè)基材中形成了本征非擴(kuò)散型的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。由于在這個(gè)結(jié)構(gòu)中離子沿著分子鏈和在分子問(wèn)的可遷移性，從而既克服了導(dǎo)電碳黑材料必須形成連續(xù)界面才能起到導(dǎo)電功效的缺點(diǎn)，具有永久性抗靜電的特點(diǎn)。另外和傳統(tǒng)的遷移型抗靜電劑相比，本發(fā)明抗靜電塑料不同于在塑料制品表面必須通過(guò)抗靜電的遷移而形成水膜從而達(dá)到導(dǎo)電的效果，本征導(dǎo)電性克服了抗靜電性能對(duì)濕度的依賴(lài)性。
本發(fā)明在工藝上采用三層復(fù)合的方式，節(jié)省了抗靜電塑料的使用，降低了生產(chǎn)的成本。同時(shí)對(duì)影響導(dǎo)電性能、均勻涂層及附著力的工藝環(huán)節(jié)如混練條件、成型方法進(jìn)行了改進(jìn)，使得產(chǎn)品工藝更完善，達(dá)到了產(chǎn)品既無(wú)碳黑又是永久性抗靜電，表面三層復(fù)合永久不脫落的目的。另外由于產(chǎn)品無(wú)碳黑填充因此便于產(chǎn)品著色和印刷，徹底改變?cè)摦a(chǎn)品單一黑色的局面，豐富了電子產(chǎn)品包裝色彩。


圖1為本發(fā)明無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材的制備工藝流程圖；圖2為本發(fā)明抗靜電塑料網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖，其中1為聚苯乙烯，2為聚酰胺、聚醚受阻胺組成的本征靜電擴(kuò)散型高分子材料。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1聚酰胺為20％、聚醚受阻胺為22％、聚苯乙烯為56％、抗氧化劑1010為0.5％、抗氧化劑168為0.5％、偶聯(lián)劑為0.4％、增強(qiáng)劑為0.05％、增韌劑為0.55％。偶聯(lián)劑采用南京曙光化工總廠生產(chǎn)的硅烷偶聯(lián)劑KH-550，增強(qiáng)劑和增韌劑采用常用的塑料增強(qiáng)劑和增韌劑。
如圖1所述，將上述配方的將聚酰胺、聚醚受阻胺、聚苯乙烯、抗氧化劑1010、抗氧化劑168、硅烷偶聯(lián)劑KH-550、增強(qiáng)劑和增韌劑混合，在60℃的條件下混煉43分鐘，送料給擠出機(jī)擠出，送料機(jī)的轉(zhuǎn)速為520轉(zhuǎn)/分鐘，擠出的溫度為180℃～210℃，擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分鐘，再經(jīng)冷卻、切粒、干燥制得抗靜電塑料粒子。
將上述的抗靜電塑料粒子在三層擠出機(jī)中擠出，其中上層和下層均為抗靜電塑料，分別占總重量的15％，中層另加聚苯乙烯，占總重量的70％，三層擠出的溫度為160℃～210℃。
將上述的擠出物經(jīng)三輥壓延，三輥的上、中、下輥的溫度分別為50℃、60℃、30℃，經(jīng)三輥壓延后，對(duì)擠出物切邊、牽引制得所述的無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材。然后將無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材收卷、檢驗(yàn)、包裝、入庫(kù)。
實(shí)施例2抗靜電塑料的配方如下聚酰胺為28％、聚醚受阻胺為30％、聚苯乙烯為40％、抗氧化劑1010為0.5％、抗氧化劑168為0.5％、偶聯(lián)劑為0.4％、增強(qiáng)劑為0.05％、增韌劑為0.55％。偶聯(lián)劑采用南京曙光化工總廠生產(chǎn)的硅烷偶聯(lián)劑KH-550，增強(qiáng)劑和增韌劑采用常用的塑料增強(qiáng)劑和增韌劑。
無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材的制備方法如同實(shí)施例1。
實(shí)施例3抗靜電塑料的配方如下聚酰胺為15％、聚醚受阻胺為20％、聚苯乙烯為63％、抗氧化劑1010為0.5％、抗氧化劑168為0.5％、偶聯(lián)劑為0.4％、增強(qiáng)劑為0.05％、增韌劑為0.55％。偶聯(lián)劑采用南京曙光化工總廠生產(chǎn)的硅烷偶聯(lián)劑KH-550，增強(qiáng)劑和增韌劑采用常用的塑料增強(qiáng)劑和增韌劑。
無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材的制備方法如同實(shí)施例1。
試驗(yàn)例取本實(shí)施1的產(chǎn)品進(jìn)行下面的特性測(cè)定，數(shù)據(jù)如下抗靜電塑料片材物質(zhì)特性

比較例取本實(shí)施1的產(chǎn)品與美國(guó)的Noveon所生產(chǎn)的抗靜電材料進(jìn)行比較，其主要指標(biāo)比較如下主要性能指標(biāo)比較表


從上表可見(jiàn)，其中主要性能指標(biāo)表面電阻、拉伸屈服強(qiáng)度等已達(dá)到目前國(guó)際先進(jìn)水平。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材，其特征在于該塑料片材由抗靜電塑料層、聚苯乙烯層、抗靜電塑料層三層復(fù)合構(gòu)成，按重量百分比抗靜電塑料層的含量為15％～42％，聚苯乙烯層的含量為53％～84％，其中抗靜電塑料層按重量百分比含有以下的成份聚酰胺13％～32％、聚醚受阻胺15％～35％、聚苯乙烯40％～70％、抗氧化劑0.6％～2％、偶聯(lián)劑0.2％～0.8％。
2.如權(quán)利要求1所述的一種無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材，其特征在于抗靜電塑料層按重量百分比含有以下的成份聚酰胺18％～25％、聚醚受阻胺20％～30％、聚苯乙烯50％～60％、抗氧化劑0.6％～2％、偶聯(lián)劑0.2％～0.8％。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材，其特征在于偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材，其特征在于偶聯(lián)劑為氯丙基三乙氧基硅烷、氯丙基甲基二甲氧基硅烷、硅烷偶聯(lián)劑KH-550、硅烷偶聯(lián)劑SG-Si900、硅烷偶聯(lián)劑KH-845-4、硅烷偶聯(lián)劑SG-Si996中的一種。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一種無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材，其特征在于抗氧化劑選自抗氧化劑1010和抗氧化劑168中的一種或兩種。
6.如權(quán)利要求1或2所述的一種無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材，其特征在于靜電塑料層還含有增強(qiáng)劑0.02％～0.08％、增韌劑0.2％～2％。
7.如權(quán)利要求1所述的一種無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材的制備方法，其特征在于該方法包括以下的工藝a、將聚酰胺、聚醚受阻胺、聚苯乙烯、抗氧化劑、抗老化劑、偶聯(lián)劑混合，在40℃～80℃的條件下混煉18分鐘～45分鐘，送料給擠出機(jī)擠出，送料機(jī)的轉(zhuǎn)速為300～650轉(zhuǎn)/分鐘，擠出的溫度為180℃～210℃，擠出機(jī)的轉(zhuǎn)速為600～750轉(zhuǎn)/分鐘，再經(jīng)冷卻、切粒、干燥制得抗靜電塑料粒子；b、將上述的抗靜電塑料粒子在三層擠出機(jī)中擠出，其中上層和下層為抗靜電塑料，中層另加聚苯乙烯，三層擠出的溫度為160℃～210℃；c、將上述的擠出物經(jīng)壓延、切邊、牽引制得所述的無(wú)碳黑的抗靜電塑料片材。
8.如權(quán)利要求7所述的一種無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材的制備方法，其特征在于步驟a中原料中還包括增強(qiáng)劑和增韌劑。
9.如權(quán)利要求7或8所述的一種無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材的制備方法，其特征在于步驟a中混煉溫度為50℃～60℃。
10.如權(quán)利要求7或8所述的一種無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材的制備方法，其特征在于步驟b中三層擠出的溫度為190℃～200℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗靜電塑料片材，尤其涉及一種用于包裝精密電子零部件的無(wú)碳黑抗靜電塑料片材及其制備方法。一種無(wú)碳黑永久性抗靜電塑料片材，由抗靜電塑料層、聚苯乙烯層、抗靜電塑料層三層復(fù)合構(gòu)成，其中抗靜電塑料層按重量百分比含有以下的成份聚酰胺13％～32％、聚醚受阻胺15％～35％、聚苯乙烯40％～70％、抗氧化劑0.3％～1％、抗老化劑0.3％～1％、偶聯(lián)劑0.2％～0.8％。本發(fā)明抗靜電塑料層在聚苯乙烯的基材上摻入了聚酰胺、聚醚受阻胺組成的本征靜電擴(kuò)散型高分子材料，具有永久性，不易脫落。本發(fā)明另外提供了該塑料片材的制備方法，使得產(chǎn)品工藝更完善，達(dá)到了產(chǎn)品永久性抗靜電，表面三層復(fù)合永久不脫落的目的。
文檔編號(hào)C09K3/16GK1911650SQ20051006034
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月9日
發(fā)明者吳中心, 張寶成, 李贛江 申請(qǐng)人:浙江三和塑料有限公司