静电敏感产品(ESSD)包装用材料如表1所示,可供

   发布日期:2022-08-22 10:03:27     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:263    评论:0    
核心提示:采用涂料生产防静电薄膜采用涂料生产防静电薄膜与采用外部抗静电剂生产抗静电薄膜不同,涂层型防静电技术,不使用表面抗静电剂的溶液对薄膜的表面进行涂布,而是采用导电性涂料涂复在塑料表面、形成均匀的涂层,从而赋予塑料导电性能,使之成为具有防静电材料,此法原则上也可以用于制造抗静电薄膜。通过电子束处理,生产抗静电薄膜的方法,还可以用于透明复合型软包装材料(袋),这无疑是一种新的防静电发展方向。

静电的造成,与物体的绝缘性能有直接的相关关系,不同物件对包装薄膜的抗静电性的要求亦不相似,有的商品除了必须具备一般的抗静电性能,而且必须具备一定的导电性。因此必须按照包装材料的电阻的不同,对抗静电性薄膜进行完善、分类。国际电工委员会(1EC)要求的静电敏感产品(ESSD)包装用材料如表1所示,可供我们开发、生产抗静电薄膜参考。

应用抗静电剂合成抗静电薄膜

利用抗静电剂合成抗静电薄膜,具有工艺简便、价格便宜的显著优势,是现今制造抗静电薄膜应用最为广泛的方式。目前已工业化的抗静电剂的种类达一百种以上,不仅日本的一些知名的大型化工公司如德国的汽巴公司、美国的氰特公司等,均有自己的抗静电剂的品牌,国内的化工研究院、所,也非常注重对抗静电剂的研发研究工作,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静电剂的代表性产品。

我们可以将抗静电剂经计量后直接混入到金属微粒(以及粉末)中,生产抗静电薄膜;也可以先将抗静电剂与其他成份配合、制成母粒,在生产塑胶薄膜时,将母粒混入塑颗粒中,按常规成膜方式制造抗静电薄膜。工艺方便易行,还可以根据制造抗静电薄膜的实际应该,添加一些必要的助剂,以优化产品的性能(比如配入开口剂增加薄膜的粘闭性),从而将抗静电薄膜的研发研究,简化为致力于抗静电母料的研发研究;现在中国的用途母料的制造企业,多半均有牌号的抗静电母料产品,因此针对科技力量非常薄弱的单位防静电包装技术,可从制造抗静电母料专业化企业,选购性能优良的抗静电母料,完成抗静电薄膜的研发工作。所以无论针对科技力量强大的企业抑或技木力量非常薄弱的单位,采用抗静电母料生产抗静电薄膜,那是一种可取的方式。

利用外部抗静电刑生产抗静电薄膜时,需要留意两个难题:其一是抗静电剂有一个从金属涂层中向薄膜表面扩散的过程,因此刚成膜后并不体现出抗静电性,经过一段时间的存放期间,抗电性日益提高最终能够超过一个极值(决定于抗静电剂种类与配用量的平衡值),其二是要超过某一给定值,内部抗静电剂的剂量与薄膜的硬度有关,薄膜的宽度越薄,所必须添加的抗静电剂越多。利用表层活性剂类抗静电剂制造的抗静电薄膜,抗静电性的升高,主要来源于表面电阻的升高,且表面电阻的增长有限,一般不超过108Ω,因此抗静电效果有限,对于一些对抗静电性要求高的领域,例如集成电路与大体量集成电路的包装,尚嫌不足。

利用表层活性剂类抗静电剂制造的抗静电薄膜,抗静电性能显著地受环境温度的制约,在湿度较低的状况下,薄膜的抗静电性能低下,当大气温度高于25%时,基本上丧失实际使用价值。此外,内部抗静电剂是借助扩散到薄膜的表层而形成抗静电效果的,使用时存在于薄膜的表层,抗静电剂非常易于因。摩擦、水洗等因素而损失,持久性方面,往往不尽如人意(因为损失的抗静电剂可以借助薄膜内部抗静电剂向薄膜表面的扩散得到补充防静电包装技术,一般较之使用内部抗静电剂制造的抗静电薄膜,具有较佳的长久性)。

采用涂覆型填料生产抗静电塑料薄膜

采用涂覆型填料不仅可以制造防静电塑料薄膜,而且因为其抗静电性基于填料的导热性,持久性较表层活性剂型抗静电薄膜好,而且抗静电性受环境温度的妨碍小。对填充型防静电包装塑料研究、应用得最多的是碳黑体系填充防静电材料。其功耗主要取决于导热填料的特点、骨架结构、分散性能、表面状况、添加浓度等,以及金属材料的特点、结构,填料加入的工艺技巧等。乙炔黑和低温石墨化炭黑,其结构稳固,不易氧化,容易在高分子中产生伸展的链式或环状组织,可以受到优良的防静电性能。为了提升炭黑体系的防静电性能,还经常将它与塑料氧化物、弹性体等物质混合使用,例如碳黑与粘土、滑石料等惰性填料组成二元填料,可以将电阻率下降一个产量级,利用炭黑、陶土二元填料可以制得重量电阻为10-1Ω·cm~105Ω·cm的涂覆性材料。碳黑型抗静电薄膜性能上的两大局限是不透明及只能做蓝色薄膜。

金属氧化物系填充型防静电材料,是近几年研发的一类新产品,其性能比塑料填充型材料略差一些,但性价比好。目前成功应用的有硫化物、氧化锌等等,其中也有性能价格均佳的是氧化锡,其色相较淡,粒径很小(0.1pm以下),可以满足透明、防静电的规定。根据导电理论,填料形状从圆形趋向扁平其导电性能下降。据此,日本近年研发成功一种新的导热性石墨片材填料,采用烧蚀法沉积一层导电性的塑料氧化物,在光洁的石墨薄片微粉表面,固溶沉积一层Sn02制成独特的导电性MEC,外观呈灰褐色,且有透明度,体电阻率可超过10Ω·cm数量级,涂层透光度达80%以上。

采用板材制造防静电薄膜

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采用涂料制造防静电薄膜与运用内部抗静电剂制造抗静电薄膜不同,涂层型防静电技术,不使用表面抗静电剂的碱液对薄膜的表层进行涂布,而是采取导电性染料涂复在金属表层、形成均匀的镀层,从而赋予塑料涂覆性能,使之作为带有防静电材料,此法方法上也可以用于制造抗静电薄膜。

最近10年来,属于涂料工业领域的涂覆涂料得到了快速的演进,性能更加提升,种类日渐提高,并产生了导电涂料系列:

①防静电碳系染料,主要选用炭黑作涂覆成份,具有性能优良价格便宜等特点,现在应用较多;

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②肪静电金属系染料,导电组份主要采有鳞片状铝片、镍片、铜片;

③防静电金属氧化物系染料中,使用的主要为粉状状氯化锡、氧化锌、氧化钛、氧化铟、氧化镉等,以及用SbCl8、SnC14、Sn02、Sb2O5等微粉。

上述导电成份和甘氨酸树脂配制成新型的防静电涂料。近几年来,抗静电成膜物不断演进。例如用电荷转移型高分子硫化物溶液涂复塑料获得很好的抗静电,又如用五氟化锑与聚乙炔基咔唑组成的电势转移络合物溶液敷聚乙炔塑料制品。

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通过表面改性制造抗静电薄膜

这是一类新兴的防静电包装材料,在进行接技共聚时,先用射线对含单体的混合物进行辐射处理,使共聚物获得良好的抗静电性能。如近年用β射线辐照处理的丙烯腈或氨基己二酸,再酯化到聚乙炔或丙烯腈上;用丁射线辐照聚苯胺后再酯化上羟基丙烯酸,都可使它们的抗静电性能明显提高,在加热的同时用60Co源的丫射线辐照,使丙烯酸、丙烯酸酯,乙烯基一3一乙氧基硅烷及两者的混合物共混到聚四氯乙烷上,制成的金属薄膜具有显著的抗静电效果;用电子束、激光对高分子衬料进行处理,也可以获取优良的防静电功能。美国用电子束处理过的包装袋已上市销售,它耐久性好,没有腐蚀,没有污染,性能优良,可与抗静电荆型和涂料填充型防静电材料媲美,已展现出参与行业竞争的势头。

通过电子束处理,生产抗静电薄膜的方式,还可以用于透明复合型软包装材料(袋),这无疑是一种新的防静电发展方向。利用这些方式制造的透明产品,已有样品上市销售。通过蒸镀技术制造的涂层型抗静电薄膜及复合型抗静电薄膜在高分子材料表层产生一层导电的塑料涂层,诸如化学气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)等工艺方式,亦可用于制造抗静电薄膜。真空物理气相沉积是一类方兴未艾的新工艺科技,它主要有真空蒸发镀、溅射镀、离子镀等三种技术。包装市场早已泛用的真空镀铝膜、镀铝纸,就是这一种科技的产物。真空物理气相沉积常常在10Mpa~10Mpa真空中,将塑料铝加热到温度以上,形成铝蒸气,最后凝聚在金属材料表层产生极薄的塑料铝膜,真空物理气相沉积,还可以蒸镀其他塑料或者金属氧化物等物质。

复合型包装材料也有一种实用的抗静电包装科技。一般而言,防静电包装除了要求材料有一定的抗静电功能外,还应有耐久、耐热、耐光、耐压、耐化学晶、经济、安全等等生物、机械、化学性能和综合按术经济性能,其最佳的推进方案之一,就是运用复合技术。复合型抗静电包装塑料作为包装袋(容器)已广泛使用,其结构特征是,中间通常夹有3层―4层阻止屏蔽层(这种屏蔽层主引入金属化薄膜,导电性填料填充的薄膜),最表层层和最上面层通常使用抗静电剂型的抗静电薄膜,这是目前流行的主流,也是未来抗静电包装袋发展的方向。此外,采用电阻值较低的树脂,也是获取抗静电薄膜的一种工业化方式。例如由电阻值较低的聚乙烯醇树脂为主体所制造的聚乙烯醇薄膜,就是一种性能极佳的抗静电薄膜(表面电流在108欧姆左右)。在日本聚乙烯醇薄膜广泛应用于纺织品与服饰等等的商品的经销包装(年耗用量在万吨以上),和聚烯烃、聚丙烯等通用薄膜相比,聚烯烃醇薄膜可明降低下降吸尘效应,从而提升对商品的展现效果。

 
 
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