國內(nèi)塑料防靜電/導(dǎo)電產(chǎn)品需求趨旺,電子產(chǎn)品包裝需要數(shù)量、品種較多,塑料產(chǎn)品的防靜電/導(dǎo)電產(chǎn)品,特別引起人們的重視,更是塑料包裝業(yè)內(nèi)人士追求的目標(biāo)之一,采用國產(chǎn)基礎(chǔ)材料,研發(fā)適合塑料導(dǎo)電/抗靜電要求的制品、助劑、母料,取代價(jià)格高昂的進(jìn)口同類產(chǎn)品,開發(fā)更加適合市場需求的電子產(chǎn)品包裝和防靜電產(chǎn)品包裝。常見到的產(chǎn)品例如:塑料導(dǎo)電/防靜電輸氣、輸液管道;電子產(chǎn)品用的低阻值塑料包裝托盤、導(dǎo)電/防靜電塑料板材、片材、泡沫、導(dǎo)電薄膜等。
常見到防靜電的塑料包裝一般要求10的8次方歐姆以上,可以是任意顏色的,而電阻率在10的8次方以下的,多使用導(dǎo)電碳黑作為主要導(dǎo)電物,所以黑色的較多,下面就簡述一下采用導(dǎo)電碳黑與塑料共混制作導(dǎo)電塑料或?qū)щ娔噶系姆椒ā?/p>
導(dǎo)電碳黑的選擇
合適的導(dǎo)電碳黑,最好使用特種導(dǎo)電碳黑。特種導(dǎo)電碳黑在國內(nèi)銷售比較普通,分散性好是第一選擇要素,可根據(jù)產(chǎn)品的具體應(yīng)用選擇合適的導(dǎo)電碳黑,例如對于薄膜的應(yīng)用,導(dǎo)電碳黑的分散性和粒徑就比較關(guān)鍵,而厚壁的管材,對導(dǎo)電碳黑的選擇就比較簡單。
載體的選擇
對于通用導(dǎo)電母粒,一般選用適用性比較廣的線性聚乙烯LLDPE,粉狀的為主,譬如可以選擇牌號為7042樹脂做載體,有利于特導(dǎo)電碳黑的分散和加工。又比較適合于擠出注塑吹膜使用,接枝后也是用于HIPS ABS PP LDPE HDPE等。專用導(dǎo)電母粒一般選擇和塑料基體樹脂相近熔融指數(shù)的樹脂做載體,最好選擇同體系的樹脂做載體。
選用助劑要求耐熱性好,相容性好。考慮作為載體的多品種適用性,必要的接枝物、分散劑、抗氧劑、流變劑要適當(dāng)加入,以達(dá)到加工性能適用,應(yīng)用范圍比較廣泛。
加工設(shè)備
高速攪拌機(jī),平雙螺桿擠出機(jī)(積木式)造粒生產(chǎn)線,根據(jù)自己情況確定,不強(qiáng)調(diào)設(shè)置的統(tǒng)一。
加工工藝
(1)初級導(dǎo)電母料:將特導(dǎo)電碳黑與載體,按照既定比例投料于高攪機(jī),添加分散劑、抗氧劑、接枝劑等助劑,一起攪拌混合,然后雙螺桿擠出。這叫初級導(dǎo)電母料,可滿足用于普通管材使用。添加量大約20%左右。
普通碳黑導(dǎo)電母粒中的碳黑濃度不會(huì)很高,特別是納米級的碳黑與樹脂的混合,很難達(dá)到高的添加量,過高的添加量容易見到明火,直至造成樹脂分解。
2)初級母料烘干,安裝濾網(wǎng)后進(jìn)行二次擠出造粒,這一過程中可根據(jù)需要制造成專用/通用母料,或稀釋成所需濃度,包裝后可作為導(dǎo)電母料使用。做為塑料母料必須有足夠的濃度及其導(dǎo)電性能阻值,這時(shí)導(dǎo)電率一般小于50歐姆。作為母料是最終產(chǎn)物,請注意各種導(dǎo)電碳黑在樹脂中使用的濾閥值,過多使用無實(shí)際意義!
應(yīng)用實(shí)例
初級導(dǎo)電母料以LLDPE粉狀為載體,特導(dǎo)電碳黑含量大于20%,加入接枝物、分散劑、抗氧劑、流變劑,經(jīng)過二次加工獲得的塑料降阻母粒(降低表面電阻),其表面阻值小于100歐姆。
高抗沖聚苯乙烯塑料片材中應(yīng)用,加入15份降阻母粒可以得到表面阻值為10的8-6次方的永久防靜電片材;加入30份,得到電阻小于10的4次方的導(dǎo)電片材。完全滿足了電子行業(yè)包裝物的需要。
ABS、PP注塑中的應(yīng)用,加入50份降阻母粒,可以生產(chǎn)出電阻值為10的4次方至10的6次方注塑產(chǎn)品。
吹塑薄膜中的應(yīng)用,加入40份降阻母粒可以得到電阻值為10的5次方左右的產(chǎn)品。
在此需要說明的是,由于注塑壓力、剪切作用會(huì)大幅度降低表面阻值;同樣吹塑薄膜的拉伸的不同會(huì)降低導(dǎo)電效果。
降阻母料在塑料片材中應(yīng)用提示
一擠出機(jī)要求:螺桿直徑:90-105mm,長徑比以〈33:1,螺桿:PS.PP專用型,前端有一混煉段,片材成型壓力12-14MPa
二擠出模具:衣架型擠出片材專用模具,帶自動(dòng)換網(wǎng)系統(tǒng),濾網(wǎng):不銹鋼80目為易
三原料的攪拌:高速捏合機(jī),按照所需規(guī)定的片材表面阻值要求,添加不同比例的降阻母料,投入捏合機(jī),攪拌3-10分鐘,若有少量水分便在此過程中得到消除,若以水分過多,建議使用烘干機(jī)或加大攪拌時(shí)間高速攪拌還可以去除因不明原因混入的非片材使用材料,他們將會(huì)因離心力/靜電分離作用,吸附在鍋體上端,你可方便的去除。
四壓延輥筒:使用溫度60度.冷卻輥溫度小于40度;滾筒壓力:6KG/平方厘米或6MP以下。溫度過高.壓力過大都會(huì)損失表面阻值的獲得。壓延輥之間的余料不宜過多,否則會(huì)產(chǎn)生壓力取向,會(huì)有過度拉伸相似的后果,縱向強(qiáng)度降低,表面阻值降低。
五片材的拉伸:對表面阻值有影響,拉伸越大阻止越低。尤其是熱拉伸,即料坯出來??诤蛪貉虞佒g的距離為5—10CM,稍微有下垂為未拉伸平直為輕度拉伸過度縮幅為拉伸或拉伸過度;片材熱拉伸--常出現(xiàn)表面阻值降低,片材橫向強(qiáng)度降低,片材橫向?qū)φ垡渍蹟嚅_裂,若縱橫向?qū)φ坌阅芟嗨?,片材質(zhì)量即吸塑性能為好;若兩個(gè)方向都較差,則原料質(zhì)量差,予以更換原料配方。
六原料的選擇:HIPS原料為擠出級,常見的有PH88系列 476L 466F 825
PP原料為擠出級1300 F401熔融指數(shù)最好小于1g/10min的.原因在于熱熔垂度過大,難以吸塑。
回收使用的原料:可用于非食品接觸吸塑產(chǎn)品制造,由于熱老化/降解原因,可添加相關(guān)的增強(qiáng).增韌助劑來補(bǔ)充損失的某些性能。在HIPS中可以使用BS,SBS及其它相溶的熱塑彈性體作為增韌劑;少量添加ABS可獲得補(bǔ)強(qiáng)效果,某些有機(jī)液體潤滑劑,可獲得時(shí)效性增韌。
使用某些不相容原料:會(huì)產(chǎn)生片材脫層/分離開裂。
七靜電產(chǎn)生/處理:塑料在高阻值情況下,大于10的12次方以上,就會(huì)出現(xiàn)因位移摩擦帶來靜電,可高達(dá)數(shù)千伏乃至數(shù)萬伏靜電電壓,即妨礙生產(chǎn)又易出現(xiàn)明火源,尤其是在些有易燃?xì)怏w場合非常危險(xiǎn),甚至發(fā)生火災(zāi)。
加入降阻母料10份以上即可降低片材表面阻值,15份--30在HIPS片材里可獲得表面阻值10的8-4次方,靜電在導(dǎo)電用下不會(huì)產(chǎn)生,并且具有永久性,可長期存放、反復(fù)有效!
普通抗靜電劑的是具有時(shí)效性的助劑,它依賴陰陽離子的吸濕原理發(fā)揮作用超過3-6個(gè)月或者反復(fù)加熱,極易揮發(fā)防靜電效果逐步損失,直至徹底失效并且根據(jù)地域特性,干燥潮濕地區(qū)作用各有所異。
普通片材生產(chǎn),靜電不可避免的產(chǎn)生后,可采取引導(dǎo)接地消散加大室內(nèi)/局部濕度引導(dǎo)消除,靜電消除器的使用是十分有效的。
八片材表面阻值的測量:目前多使用表面電阻測試儀來測試片材表面靜電荷大小,它的量程范圍10的3-12次方,更好的方法即使用高阻計(jì)。
九降阻母料建議比例:在HIPS片材中加入15份表面阻值8次方以下:30份可達(dá)到4次方以下在PP片材中因?yàn)镻P絕緣性高與HIPS要適當(dāng)多加,在20-40份。
十其他塑料制品使用:注塑產(chǎn)品.擠出拉伸產(chǎn)品不適用此用量,要適當(dāng)增加,也可以獲得所需要的制品表面阻值。
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