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国内导电塑料母料的加工和应用

2010-3-4 23:05:17互联网 点击数: 【字体:

    国内塑料防静电/导电产品需求趋旺,电子产品包装需要数量、品种较多,塑料产品的防静电/导电产品,特别引起人们的重视,更是塑料包装业内人士追求的目标之一,采用国产基础材料,研发适合塑料导电/抗静电要求的制品、助剂、母料,取代价格高昂的进口同类产品,开发更加适合市场需求的电子产品包装和防静电产品包装。常见到的产品例如:塑料导电/防静电输气、输液管道;电子产品用的低阻值塑料包装托盘、导电/防静电塑料板材、片材、泡沫、导电薄膜等。
    常见到防静电的塑料包装一般要求10的8次方欧姆以上,可以是任意颜色的,而电阻率在10的8次方以下的,多使用导电碳黑作为主要导电物,所以黑色的较多,下面就简述一下采用导电碳黑与塑料共混制作导电塑料或导电母料的方法。

    导电碳黑的选择

    合适的导电碳黑,最好使用特种导电碳黑。特种导电碳黑在国内销售比较普通,分散性好是第一选择要素,可根据产品的具体应用选择合适的导电碳黑,例如对于薄膜的应用,导电碳黑的分散性和粒径就比较关键,而厚壁的管材,对导电碳黑的选择就比较简单。

    载体的选择

    对于通用导电母粒,一般选用适用性比较广的线性聚乙烯LLDPE,粉状的为主,譬如可以选择牌号为7042树脂做载体,有利于特导电碳黑的分散和加工。又比较适合于挤出注塑吹膜使用,接枝后也是用于HIPS ABS PP LDPE HDPE等。专用导电母粒一般选择和塑料基体树脂相近熔融指数的树脂做载体,最好选择同体系的树脂做载体。

    选用助剂要求耐热性好,相容性好。考虑作为载体的多品种适用性,必要的接枝物、分散剂、抗氧剂、流变剂要适当加入,以达到加工性能适用,应用范围比较广泛。

    加工设备

    高速搅拌机,平双螺杆挤出机(积木式)造粒生产线,根据自己情况确定,不强调设置的统一。

    加工工艺

    (1)初级导电母料:将特导电碳黑与载体,按照既定比例投料于高搅机,添加分散剂、抗氧剂、接枝剂等助剂,一起搅拌混合,然后双螺杆挤出。这叫初级导电母料,可满足用于普通管材使用。添加量大约20%左右。

    普通碳黑导电母粒中的碳黑浓度不会很高,特别是纳米级的碳黑与树脂的混合,很难达到高的添加量,过高的添加量容易见到明火,直至造成树脂分解。

    (2)初级母料烘干,安装滤网后进行二次挤出造粒,这一过程中可根据需要制造成专用/通用母料,或稀释成所需浓度,包装后可作为导电母料使用。做为塑料母料必须有足够的浓度及其导电性能阻值,这时导电率一般小于50欧姆。作为母料是最终产物,请注意各种导电碳黑在树脂中使用的滤阀值,过多使用无实际意义!

    应用实例

    初级导电母料以LLDPE粉状为载体,特导电碳黑含量大于20%,加入接枝物、分散剂、抗氧剂、流变剂,经过二次加工获得的塑料降阻母粒(降低表面电阻),其表面阻值小于100欧姆。

    高抗冲聚苯乙烯塑料片材中应用,加入15份降阻母粒可以得到表面阻值为10的8-6次方的永久防静电片材;加入30份,得到电阻小于10的4次方的导电片材。完全满足了电子行业包装物的需要。

    ABS、PP注塑中的应用,加入50份降阻母粒,可以生产出电阻值为10的4次方至10的6次方注塑产品。

    吹塑薄膜中的应用,加入40份降阻母粒可以得到电阻值为10的5次方左右的产品。

    在此需要说明的是,由于注塑压力、剪切作用会大幅度降低表面阻值;同样吹塑薄膜的拉伸的不同会降低导电效果。

    降阻母料在塑料片材中应用提示

    一挤出机要求:螺杆直径:90-105mm,长径比以〈33:1,螺杆:PS.PP专用型,前端有一混炼段,片材成型压力12-14MPa

    二挤出模具:衣架型挤出片材专用模具,带自动换网系统,滤网:不锈钢80目为易

    三原料的搅拌:高速捏合机,按照所需规定的片材表面阻值要求,添加不同比例的降阻母料,投入捏合机,搅拌3-10分钟,若有少量水分便在此过程中得到消除,若以水分过多,建议使用烘干机或加大搅拌时间高速搅拌还可以去除因不明原因混入的非片材使用材料,他们将会因离心力/静电分离作用,吸附在锅体上端,你可方便的去除。

    四压延辊筒:使用温度60度.冷却辊温度小于40度;滚筒压力:6KG/平方厘米或6MP以下。温度过高.压力过大都会损失表面阻值的获得。压延辊之间的余料不宜过多,否则会产生压力取向,会有过度拉伸相似的后果,纵向强度降低,表面阻值降低。

    五片材的拉伸:对表面阻值有影响,拉伸越大阻止越低。尤其是热拉伸,即料坯出来模口和压延辊之间的距离为5—10CM,稍微有下垂为未拉伸平直为轻度拉伸过度缩幅为拉伸或拉伸过度;片材热拉伸--常出现表面阻值降低,片材横向强度降低,片材横向对折易折断开裂,若纵横向对折性能相似,片材质量即吸塑性能为好;若两个方向都较差,则原料质量差,予以更换原料配方。

    六原料的选择:HIPS原料为挤出级,常见的有PH88系列 476L 466F 825

    PP原料为挤出级1300 F401熔融指数最好小于1g/10min的.原因在于热熔垂度过大,难以吸塑。

    回收使用的原料:可用于非食品接触吸塑产品制造,由于热老化/降解原因,可添加相关的增强.增韧助剂来补充损失的某些性能。在HIPS中可以使用BS,SBS及其它相溶的热塑弹性体作为增韧剂;少量添加ABS可获得补强效果,某些有机液体润滑剂,可获得时效性增韧。

    使用某些不相容原料:会产生片材脱层/分离开裂。

    七静电产生/处理:塑料在高阻值情况下,大于10的12次方以上,就会出现因位移摩擦带来静电,可高达数千伏乃至数万伏静电电压,即妨碍生产又易出现明火源,尤其是在些有易燃气体场合非常危险,甚至发生火灾。

    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片材里可获得表面阻值10的8-4次方,静电在导电用下不会产生,并且具有永久性,可长期存放、反复有效!

    普通抗静电剂的是具有时效性的助剂,它依赖阴阳离子的吸湿原理发挥作用超过3-6个月或者反复加热,极易挥发防静电效果逐步损失,直至彻底失效并且根据地域特性,干燥潮湿地区作用各有所异。

    普通片材生产,静电不可避免的产生后,可采取引导接地消散加大室内/局部湿度引导消除,静电消除器的使用是十分有效的。

    八片材表面阻值的测量:目前多使用表面电阻测试仪来测试片材表面静电荷大小,它的量程范围10的3-12次方,更好的方法即使用高阻计。

    九降阻母料建议比例:在HIPS片材中加入15份表面阻值8次方以下:30份可达到4次方以下在PP片材中因为PP绝缘性高与HIPS要适当多加,在20-40份。

    十其他塑料制品使用:注塑产品.挤出拉伸产品不适用此用量,要适当增加,也可以获得所需要的制品表面阻值。

 



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