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抗靜電薄膜的常用生產(chǎn)技術(shù)

來源:深圳市海威達(dá)航科技有限公司   2009年04月08日 18:24  
靜電的產(chǎn)生,與物體的絕緣性能有直接的相關(guān)關(guān)系,不同物品對包裝薄膜的抗靜電性的要求亦不相同,有的商品不僅需要具有一般的抗靜電性能,而且需要具有一定的導(dǎo)電性。因此需要根據(jù)包裝材料的電阻的不同,對抗靜電性薄膜進(jìn)行規(guī)范、分類。電工委員會(huì)( 1EC) 規(guī)定的靜電敏感產(chǎn)品( ESSD) 包裝用材料如表1所示, 可供我們開發(fā)、生產(chǎn)抗靜電薄膜參考。 

    應(yīng)用抗靜電
劑制備抗
靜電薄膜  

    利用抗靜電
劑制備抗
靜電薄膜,具有工藝簡便、價(jià)格低廉的明顯優(yōu)勢,是當(dāng)今生產(chǎn)抗靜電薄膜應(yīng)用的方法。目前已工業(yè)化的抗靜電劑的品種達(dá)一百種以上,不僅國外的一些的大型化工公司如瑞士的汽巴公司、美國的氰特公司等,均有自己的抗靜電劑的品牌,國內(nèi)的化工研究院、所,也十分重視對抗靜電劑的開發(fā)研究工作,如山西省化工研究院、北京化工研究院、杭州化工研究所等都有抗靜電劑的代表性產(chǎn)品。  

    我們可以將抗
靜電劑經(jīng)計(jì)量后直接混入到塑料粒子(或者粉末)中,生產(chǎn)抗靜電薄膜;也可以先將抗靜電劑與其它成分配合、制成母粒,在制造塑料薄膜時(shí),將母?;烊胨茴w粒中,按常規(guī)成膜方法生產(chǎn)抗靜電薄膜。工藝方便易行,還可以根據(jù)生產(chǎn)抗靜電薄膜的實(shí)際需要,添加一些必要的助劑,以改進(jìn)產(chǎn)品的性能( 例如配入開口劑降低薄膜的粘閉性),從而將抗靜電薄膜的開發(fā)研究,簡化為著力于抗靜電母料的開發(fā)研究;目前國內(nèi)的功能母料的生產(chǎn)企業(yè),多半均有牌號(hào)的抗靜電母料產(chǎn)品,因此對于技術(shù)力量比較薄弱的單位,可從生產(chǎn)抗靜電母料專業(yè)化企業(yè),選購性能優(yōu)良的抗靜電母料,完成抗靜電薄膜的開發(fā)工作。所以無論對于技術(shù)力量雄厚的企業(yè)還是技木力量比較薄弱的單位,采用抗靜電母料生產(chǎn)抗靜電薄膜,那是一種可取的方法。  

    利用內(nèi)部抗靜電
刑生產(chǎn)抗
靜電薄膜時(shí),需要注意兩個(gè)問題:其一是抗靜電劑有一個(gè)從塑料基體中向薄膜表面擴(kuò)散的過程,因此剛成膜后并不表現(xiàn)出抗靜電性,經(jīng)過一段時(shí)間的存放之后,抗電性逐漸增加zui后才能達(dá)到一個(gè)極值(決定于抗靜電劑品種與配用量的平衡值),其二是要達(dá)到某一給定值,內(nèi)部抗靜電劑的用量與薄膜的厚度有關(guān),薄膜的厚度越薄,所需要添加的抗靜電劑越多。利用表面活性劑類抗靜電劑生產(chǎn)的抗靜電薄膜,抗靜電性的下降,主要來源于表面電阻的下降,且表面電阻的下降有限,一般不低于108Ω,因此抗靜電效果有限,對于一些對抗靜電性要求高的領(lǐng)域,例如集成電路與大規(guī)模集成電路的包裝,尚嫌不足。  

    利用表面活性劑類抗靜電
劑生產(chǎn)的抗
靜電薄膜,抗靜電性能明顯地受環(huán)境濕度的影響,在濕度較低的情況下,薄膜的抗靜電性能低下,當(dāng)大氣濕度低于25%時(shí),基本上失去實(shí)際使用價(jià)值。此外,內(nèi)部抗靜電劑是通過擴(kuò)散到薄膜的表面而產(chǎn)生抗靜電效果的,使用時(shí)存在于薄膜的表面,抗靜電劑比較容易因。摩擦、水洗等原因而損失,持久性方面,往往不盡如人意( 由于損失的抗靜電劑可以通過薄膜內(nèi)部抗靜電劑向薄膜表面的擴(kuò)散得到補(bǔ)充,一般較之使用外部抗靜電劑生產(chǎn)的抗靜電薄膜,具有較佳的持久性) 。 

    采用導(dǎo)電型填料生產(chǎn)抗靜電
塑料薄膜  

    采用導(dǎo)電型填料不僅可以生產(chǎn)防
靜電塑料薄膜,而且由于其抗靜電性基于填料的導(dǎo)電性,持久性較表面活性劑型抗靜電薄膜好,而且抗靜電性受環(huán)境濕度的影響小。對填充型防靜電包裝塑料研究、應(yīng)用得zui多的是碳黑體系填充防靜電材料。其性能主要取決于導(dǎo)電填料的種類、骨架結(jié)構(gòu)、分散性能、表面狀態(tài)、添加濃度等,以及塑料材料的種類、結(jié)構(gòu), 填料加入的工藝方法等。乙炔黑和高溫石墨化炭黑,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,不易氧化,容易在高分子中形成伸展的鏈?zhǔn)交蚓W(wǎng)狀組織,可以得到優(yōu)良的防靜電性能。為了提高炭黑體系的防靜電性能,還常常將它與金屬氧化物、彈性體等物質(zhì)混合使用,例如炭黑與陶土、*等惰性填料組成二元填料,可以將電阻率降低一個(gè)數(shù)量級,利用炭黑、陶土二元填料可以制得體積電阻為10-1Ω?cm~105Ω?cm 的導(dǎo)電性材料。碳黑型抗靜電薄膜性能上的兩大局限是不透明及只能做黑色薄膜。  

    金屬氧化物系填充型防靜電
材料,是近幾年研制的一類新產(chǎn)品,其性能比金屬填充型材料略差一些,但性價(jià)比好。目前成功應(yīng)用的有氧化
、氧化鋅等等,其中還有性能價(jià)格均佳的是氧化錫,其色相較淡,粒徑很小(0.1pm以下),可以滿足透明、防靜電的要求。根據(jù)導(dǎo)電理論,填料形狀從球形趨向扁平其導(dǎo)電性能升高。據(jù)此,日本近年研制成功一種新的導(dǎo)電性云母片材填料,采用固溶法沉積一層導(dǎo)電性的金屬氧化物,在光滑的云母薄片微粉表面,固溶沉積一層Sn02制成新穎的導(dǎo)電性MEC,外觀呈灰白色,且有透明度,體電阻率可達(dá)到10Ω?cm 數(shù)量級,涂層透光度達(dá)80%以上。 

    采用涂料生產(chǎn)防
靜電薄膜  

    采用涂料生產(chǎn)防
靜電薄膜與采用外部抗靜電劑生產(chǎn)抗靜電薄膜不同,涂層型防靜電技術(shù),不使用表面抗靜電劑的溶液對薄膜的表面進(jìn)行涂布,而是采用導(dǎo)電性涂料涂復(fù)在塑料表面、形成均勻的涂層,從而賦予塑料導(dǎo)電性能,使之成為具有防靜電材料,此法原則上也可以用于制造抗靜電薄膜。 

    zui近10年來,屬于涂料工業(yè)領(lǐng)域的導(dǎo)電涂料得到了迅速的發(fā)展,性能日益提高,種類日益增加,并形成了導(dǎo)電涂料系列: 

①防
靜電碳系涂料,主要采用炭黑作導(dǎo)電成份,具有性能優(yōu)良價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)在應(yīng)用較多; 
②肪靜電
金屬系涂料,導(dǎo)電組份主要采有鱗片狀鋁片、鎳片、銅片; 
③防靜電
金屬氧化物系涂料中,使用的主要為粉末狀氧化錫、氧化鋅、氧化
、氧化銦、氧化鎘等,以及用SbCl8、SnC14、Sn02、Sb2O5 等微粉。 

    上述導(dǎo)電成份和丙烯酸樹脂配制成新型的防
靜電涂料。近幾年來,抗靜電成膜物不斷發(fā)展。例如用電荷轉(zhuǎn)移型高分子絡(luò)合物溶液涂復(fù)塑料獲得很好的抗靜電,又如用五氯化銻與聚乙烯基咔唑組成的電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物溶液敷聚乙烯塑料制品。 

    通過表面改性生產(chǎn)抗靜電
薄膜  

    這是一類新興的防靜電
包裝材料,在進(jìn)行接技共聚時(shí),先用射線對含單體的混合物進(jìn)行輻射處理,使共聚物獲得良好的抗靜電性能。如近年用β射線輻照處理的丙烯酸或甲基丙烯酸,再接枝到聚乙烯或聚丙烯上;用丁射線輻照聚酰胺后再接枝上甲基丙烯酸,都可使他們的抗靜電性能顯著提高,在
加熱的同時(shí)用60Co源的丫射線輻照,使丙烯酸、丙烯酰胺,乙烯基一3一乙氧基硅烷及它們的混合物接枝到聚四氯乙烯上,制成的塑料薄膜具有明顯的抗靜電效果;用電子束、激光對高分子襯料進(jìn)行處理,也可以獲得優(yōu)良的防靜電功能。美國用電子束處理過的包裝袋已上市銷售,它耐久性好,沒有腐蝕,沒有污染,性能優(yōu)良,可與抗靜電荊型和炭黑填充型防靜電材料媲美,已呈現(xiàn)出參與市場競爭的勢頭。  

    通過電子束處理,生產(chǎn)抗靜電
薄膜的方法,還可以用于透明復(fù)合型軟包裝材料(袋),這無疑是一種新的防靜電發(fā)展方向。利用這種方法生產(chǎn)的透明產(chǎn)品,已有樣品上市銷售。通過蒸鍍技術(shù)生產(chǎn)的鍍層型抗靜電薄膜及復(fù)合型抗靜電薄膜在高分子材料表面形成一層導(dǎo)電的金屬鍍層, 諸如物理氣相沉積(PVD) 、化學(xué)氣相沉積(CVD) 等工藝方法,亦可用于生產(chǎn)抗
靜電薄膜。真空物理氣相沉積是一類方興未艾的新工藝技術(shù),它主要有真空蒸發(fā)鍍、濺射鍍、離子鍍等三種技術(shù)。包裝行業(yè)已經(jīng)泛用的真空鍍鋁膜、鍍鋁紙, 就是這一種技術(shù)的產(chǎn)物。真空物理氣相沉積常常在10Mpa~10Mpa 真空中,將金屬鋁加熱到熔點(diǎn)以上,形成鋁蒸氣, zui后凝聚在塑料材料表面形成極薄的金屬鋁膜,真空物理氣相沉積,還可以蒸鍍其他金屬以及金屬氧化物等物質(zhì)。  

    復(fù)合型包裝材料也是一種實(shí)用的抗靜電
包裝技術(shù)。一般而言,防靜電包裝除了要求材料有一定的抗
靜電功能外,還應(yīng)有耐久、耐熱、耐光、耐壓、耐化學(xué)晶、經(jīng)濟(jì)、安全等等物理、機(jī)械、化學(xué)性能和綜合按術(shù)經(jīng)濟(jì)性能,其*的實(shí)施方案之一,就是采用復(fù)合技術(shù)。復(fù)合型抗靜電包裝塑料作為包裝袋( 容器) 已廣泛使用,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是,中間往往夾有3層?D4層阻擋屏蔽層( 這些屏蔽層主采用金屬化薄膜, 導(dǎo)電性填料填充的薄膜),zui表面層和zui里面層一般使用抗靜電劑型的抗靜電薄膜,這是現(xiàn)在流行的主流,也是今后抗靜電包裝袋發(fā)展的方向。此外,采用電阻值較低的樹脂,也是獲取抗靜電薄膜的一種工業(yè)化方法。例如由電阻值較低的*樹脂為主體所生產(chǎn)的*薄膜,就是一種性能頗佳的抗靜電薄膜(表面電阻在108歐姆左右)。在日本*薄膜廣泛應(yīng)用于紡織品與服裝之類的商品的銷售包裝( 年耗用量在萬噸以上),和聚乙烯、聚丙烯等通用薄膜相比,*薄膜可明降低減少吸塵效應(yīng),從而提高對商品的展示效果。

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