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当防静电软塑包装复合原材料的制作

发布时间:2021-09-11 03:29:21 阅读: 来源:纸箱包装厂家
当防静电软塑包装复合原材料的制作

防静电软塑包装复合原材料的制作

通讯和雷达等电子设备的广泛采用,使电磁环境越来越恶化,给对静电以及电磁辐射敏感的产品如集成电路、电磁控制系统、化工产品等造成了威胁。由于外界电磁辐射引起集成电路、电磁控制系统失效、误动作,化工产品燃烧、爆炸的事故时有发生。化工产品、电子器件在生产、储存、运输及使用过程中由于摩擦、撞击、接触、分离产生静电积累并放电,造成后果是破坏性甚至是灾难性的。软塑包装界急需一种具有防静电、防电磁辐射功能的包装材料。而新开发的防静电软塑包装材料具有防静电、防电磁辐射等防护功能,且耐化学腐蚀,体质轻盈柔软,封合方式多样,满足化工产品、集成电路、电磁控制系统及军工产品对包装材料的特殊要求。本文根据研制实践,拟就导电材料复合型、涂层型、镀层型防静电软塑包装复合材料的制作工艺作以下论述。

1.导电材料复合型

高分子材料要获得一定的导电性能,需将导电性物质如导电炭黑、导电纤维、金属粉末等以一定比例与热塑性树脂如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)混合,并添加偶联剂、增塑剂、滑爽剂、稳定剂、抗氧剂等多种助剂,经混炼、塑化、造粒,制得复合型导电树脂。载体树脂选用防潮性较好、耐低温、易热封,且耐化学品侵蚀的低密度聚乙烯树脂(LDPE);导电性填料选用较经济的油炉法导电炭黑。将导电炭黑按一定比例(10%~25%)加入LDPE树脂中。助剂的添加要按一定的次序,经充分搅拌均匀。通过KH-550偶联剂增强树脂与填充剂界面的结合力。采用密闭高效混炼设备和双螺杆挤出造粒成型。该工艺要求压缩段温度在120℃~140℃;混炼温度、时间根据不同的设备适当调节,既保证炭黑分散均匀,又防止其体相结构被破坏。添加剂的选用要注意其协同性、与产品相容性及耐久性,且与工艺条件匹配。利用复合型导电树脂制作防静电软塑复合材料常见以下三种工艺:

(1)三层(ABC)共挤吹塑—干法复合工艺

将复合型导电树脂加入A面料斗挤出。该工艺要求:适当增加树脂压强;在保证薄膜塑化良好的情况下适当降低挤出机各区的温度;螺杆转速与加热温度相匹配;选择合适的吹胀比、牵引尽善尽美比;B、C面选用机械强度较高、力学性能较好的低密度聚乙烯(LDPE)树脂和线性低密度聚乙烯(LLDPE)树脂,以补偿因填加炭黑造成薄膜机械强度的降低。要注意导电树脂、LDPE 、LLDPE三者的MFR(熔体流动速率)尽可能相近。

此薄膜C面经电晕处理,其润湿张力大于38dyn/cm,与外层材料经干法复合。干法复合按常规的工艺要求即可,在此不作赘述。经干法复合工艺制得防静电软塑复合材料,A面作为防静电材料的功能面。

(2)双面(AB)共挤复合工艺

将导电树脂加入A面料斗挤出。该工艺要求:选择MFR(熔体流动速率)值较高(8左右)的导电树脂;适当调节熔体温度接近粘度,防止温度过高发生变质;螺杆转速、加热温度及车速三者相匹配;适当增加树脂压力,增加滤层数或目数。适当增加挤出薄膜的厚度,因为导电炭黑的导电络是三维的,即与厚度有关。B面料斗加入涂复级聚乙烯(LDPE)树脂。被加工材料表面涂布聚氨酯粘合剂,经烘箱干燥后与B面复合。选择合适的含固量及涂布辊,使粘合剂干量在2~3g/m2。其工艺要求同干法复合。

经双面(AB)共挤复合工艺制作的防静电软塑复合材料,A面作为防静电功能面。

(3)干法复合—双面(AB)共挤复合工艺

先用外层基材与聚乙烯薄膜(C)进行干法复合,用制得的复合膜进行如2.2式双面(AB)共挤复合工艺。使挤出之B面与C面复合。由于B、C面属同一类树脂,且B面树脂呈熔融状态,经胶辊加压后能牢固地融合在一起。故无需涂布粘合剂,也能获得理想的复合强度。而A面防静东旭光电副总经理王忠辉说道电软塑复合材料的功能面。

2.涂层型

制作工艺:涂层型防静电软塑材料的制作工艺是将金属系、金属氧化物系、导电碳系、复合填料、抗静电剂等导电物质制成导电涂料,涂覆于高分子材料表面,形成固化的静电耗散层。

高分子材料选用机械强度好,挺度佳且耐化学腐蚀的双向拉伸聚酯(BOPET)薄膜。导电涂料要求耐摩擦、耐化学品侵蚀,且导电性能持久,其通常由基体树脂、导电填料、溶剂和添加剂等组成。基体树脂选用对塑料附着力好、成膜性高且耐化学品侵蚀的丙烯酸或纤维素。导电填料则根据产品的颜色、是否要求透明来选择。溶剂选用酯类或酮类,如乙酸乙酯、环已酮。选用TM-200S偶联剂有利于填料与树脂的亲和并提高涂料的附着力和强度。用双组份聚氨酯粘合剂来提高导电涂料的成膜性和与聚酯(PET)薄膜的附着力。固化剂的用量适当减少,以免影响涂料导电性能的发挥。导电涂料的配制工序依次为:溶解基体树脂(搅拌)——加粘合剂特种金属功能材料类之 ldquo;其他功能合金 rdquo;之 ldquo;金属粉体材料 rdquo;中113条明确提出主剂(搅拌)——加导电填料(搅拌)——加固化剂(搅拌)——调粘度(搅拌)——过滤。该工艺要求:导电涂料的固含量在20%~25%范围,涂料粘度在13~19秒(涂4杯粘度计测),涂布干量2.5~3.5g/m2。设定涂布机干燥箱温度分别为85℃、90℃、100℃,车速80~120m/min,环境相对湿度小于70%。导电涂料涂布于聚酯薄膜表面,经干燥箱干燥后,形成固化的静电耗散层。

3、镀层型

制作工艺:要在高分子材料表面形成一层导电的金属镀层,方法有电镀、化学镀、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、热喷镀(涂)等。常见的是真空镀铝工艺。真空镀铝是在真空状态下,将铝加热熔融至蒸发,铝原子凝结在高分子材料表面复合聚氨酯胶粘剂行业产品需求不断增加,形成极薄的导电层——铝层。常用的镀铝基材有聚酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等薄膜,要求其表面张力大于38dyn/cm;热性能好,含水量低于0.1%。工艺要求真空度不得低于Pa,以免出现褐色条纹或铝层厚度不均;控制好系统张力,开启冷却系统,避免薄膜出现拉伸;精确控制卷取速度(280~320m/min)、送铝速度(0.4~0.7m/min φ2mm铝丝)及蒸发舟加热电流,以获得产品要求的铝层厚度;可预先在薄膜上涂布一定干量的底胶,并充分干燥,再经真空镀铝,可提高铝层与薄膜的结合力。经此工艺形成的静电耗散层,耐磨擦,且性能持久。

4、性能测试

对以上工艺制作的三类防静电软塑复合材料进行性能测试,测试结果见下表。(依据标准GJB2605—96)

以上指标都达到并优于国军标GJB2605—96《可热封柔韧性防静电阻隔材料规范》规定的防静电指标要求,完全能满足满足化工产品、集成电路、电磁控制系统及军工产品对防静电软塑包装材料的特殊要求,目前该复合材料已实现市场化,广泛应用于电子信息、化工、航空航天、军工等产品的内包装。

转载自: 卓创资讯

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