CN102115580A

CN102115580A - 防静电、电磁屏蔽的聚合物片材制造方法

Info

Publication number: CN102115580A
Application number: CN2010106174761A
Authority: CN
Inventors: 陶峰; 朱文忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2011-07-06

Abstract

本发明涉及防静电、电磁屏蔽聚合物材料制作方法技术领域，特指一种防静、电磁屏蔽的聚合物片材制造方法。该聚合物片材中原料及重量配比为：A、聚合物塑料80-99％；B、碳纳米管1-20％；C、其他添加剂0-5％；上述原料充分混合后，放入挤出机中挤出形成片材。本发明采用上述技术方案后，其具有的优点是：由于碳纳米管具有优良的导电性，所以将其加入绝缘的聚合物材料中所生产的片材可获得良好的导电性能。碳纳米管的导电性优异，根据作为基材的聚合物的不同，通常碳纳米管的加入量在2-5％就可以获得消除静电电荷的效果。这样就大大减少了聚合物基材中导电材料的加入量。由于采用碳纳米管材料，聚合物基材中的导电材料加入量大大减少，这样对聚合物基材本身的性能改变非常小，保证了聚合物基材的本身特性，能更好的满足工业生产，工程应用等方面的需求。

Description

防静电、电磁屏蔽的聚合物片材制造方法

技术领域：

本发明涉及聚合物材料制作方法技术领域，特指一种防静电、电磁屏蔽的聚合物片材制造方法。

背景技术：

我们知道，静电现象对工业生产会带来许多危害，例如静电的吸附能力可以使在印刷厂中的纸页粘合在一起，难以分开，给印刷带来麻烦。在制药厂里，由于静电吸引尘埃，会使药品达不到标准的纯度。静电更大的危害是有可能因静电火花点燃某些易燃物体而发生爆炸。例如在煤矿企业中静电会引起瓦斯爆炸，会导致工人死伤，矿井报废。

为了防止静电可能带来的危害，目前在工业生产中人们采取了多种防静电措施或设备。例如最简单又最可靠的办法是用导线把设备接地，这样可以把电荷引人地表，避免静电积累。或者在一些本身绝缘的聚合物塑料产品中添加一定含量的导电材料，令这些聚合物塑料导电性增加，防止静电电荷的沉积。在这种方法中，目前普遍采用的导电材料为金属粉、碳粉等材料。但是这种方式也存在一定的缺点：首先，导电材料的含量要求较高，通常需要添加15％的碳粉或者8％的金属粉。由于这些导电材料与聚合物材料难以形成良好的融合，对聚合物材料本身的特性可能造成破坏。例如在制作防静电、电磁屏蔽聚合物片材时，这些导电材料将会使片材的强度、韧性降低。

另一方面，自1991年日本NEC公司发现了碳纳米管材料后，人们一直在研究这种材料在静电屏蔽材料领域中的应用。碳纳米管是一种管状的纳米级石墨晶体，是单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管。碳纳米管具有非常良好的导线性，并且其还具有良好的导电性能，由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所以具有很好的电学性能。理论预测其导电性能取决于其管径和管壁的螺旋角。当其管径大于6nm时，导电性能下降；当其管径小于6nm时，碳纳米管可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题就是克服目前防静电、电磁屏蔽聚合物片材所存在的不足，提供一种以碳纳米管为导电材料的防静电、电磁屏蔽的聚合物片材制造方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：该聚合物片材中原料及重量配比为：A、聚合物塑料80-99％；B、碳纳米管1-20％；C、其他添加剂0-5％；上述原料充分混合后用双螺杆造粒机造粒，然后放入挤出机中挤出形成片材。

上述技术方案中，所述的聚合物塑料为以下材料中的任意一种：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、环己二甲醇改性共聚聚酯树脂(PETG)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚酰胺(PA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)。

进一步而言，上述技术方案中，所述的碳纳米管的纯度大于80％，其长度为0.1-50微米，管径从2-400纳米。

进一步而言，上述技术方案中，所述的添加剂为：分散剂、偶联剂、扩链剂。

本发明采用上述技术方案后，其具有的优点是：

1、由于碳纳米管具有良好的导电性，所以将其加入绝缘的聚合物材料中所生产的片材可获得良好的导电性能。

2、碳纳米管的导电性优异，根据作为基材的聚合物的不同，通常碳纳米管的加入量在1-5％就可以获得消除静电电荷沉积的效果。这样就大大减少了聚合物基材中导电材料的加入量。

3、由于采用碳纳米管材料，聚合物基材中的导电材料加入量大大减少，这样对聚合物基材本省的性能改变非常小，保证了聚合物基材的本身特性。

具体实施方式：

实施例一

首先，按照下面的成份及重量配比准备原料：

聚丙烯(PP)90％、碳纳米管5％、添加剂5％，其中所述的添加剂为对聚丙烯进行改性的添加剂，例如：加入聚乙烯可提高聚丙烯的韧性，加入玻璃纤维或者热塑橡胶可提高聚丙烯的强度和硬度。本实施例中添加剂为聚乙烯。另外，还可以添加适当的聚乙二醇的分散剂。

然后，将聚丙烯材料与碳纳米管粉末混合均匀，然后放入双螺杆造粒机的进料口，并通过双螺杆造粒机造粒，造粒机的温度为160-240摄氏度，一般不应超过260摄氏度，以防止聚丙烯材料分解。造粒的过程中要注意碳纳米管的分散，使聚丙烯材料与碳纳米管充分混合均匀。

最后，造好粒的聚丙烯与碳纳米管混合物在挤出机内部螺杆推进下被挤出，形成片材，被挤出的片材经过辊筒冷却成型。

对本实施例制作的产品进行性能测试，其性能参数如下表：(典型值实际产品的性能会随着不同批次上下波动)。

碳纳米管添加量	表面电阻	摩擦电压	衰减时间
				3％	小于10的3次方	小于2伏	小于300毫秒

实施例二

首先，按照下面的成份及重量配比准备原料：

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)85％、碳纳米管10％、添加剂5％，其中所述的添加剂为对聚对苯二甲酸乙二醇酯改性的添加剂，例如可以加入乙二醇，或者加入阻燃剂等材料。本实施例中添加剂为乙二醇。

将PET材料与碳纳米管粉末混合均匀干燥后，然后放入双螺杆造粒机的进料口，并通过双螺杆造粒机造粒，造粒机的温度为210-260摄氏度，一般不应超过280摄氏度，以防止PET材料分解。造粒的过程中要注意碳纳米管的分散，使PET材料与碳纳米管充分混合均匀。

造粒后的PET与碳纳米管混合物在挤出机内部螺杆推进下被挤出，形成片材，被挤出的片材辊筒冷却成，最后切边成型。

Claims

1.一种防静电、电磁屏蔽的聚合物片材制造方法，其特征在于：该聚合物片材中原料及重量配比为：

A、聚合物塑料 80-99％；

B、碳纳米管 1-20％；

C、其他添加剂 0-5％；

上述原料充分混合后，放入双螺杆造粒机中造粒，然后放到挤出机中挤出形成片材。

2.根据权利要求1所述的防静电、电磁屏蔽的聚合物片材制造方法，其特征在于：所述的聚合物塑料为以下材料中的任意一种或者几种的复合、共挤形成：PET聚对苯二甲酸乙二醇酯，PETG环己二甲醇改性共聚聚酯树脂、PP聚丙烯、PE聚乙烯、PBT聚对苯二甲酸丁二酯、PA聚酰胺、PS聚苯乙烯、PC聚碳酸酯。

3.根据权利要求2所述的防静电、电磁屏蔽的聚合物片材制造方法，其特征在于：所述的碳纳米管的纯度大于80％，其长度为0.1-50微米，管径从2-400内米。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的防静电、电磁屏蔽的聚合物片材制造方法，其特征在于：所述的添加剂为：分散剂、偶联剂、扩链剂。