CN107082981A - 一种持久性抗静电台垫及其制备方法 - Google Patents

一种持久性抗静电台垫及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抗静电台垫，特别涉及一种持久性抗静电台垫及其制备方法。一种持久性抗静电台垫，该持久性抗静电台垫主要是由如下以重量份计的原料制成：100份PVC、20~80份邻苯二甲酸酯增塑剂、1~15份复合抗静电剂、10~40份轻质碳酸钙、3~10份氯化石蜡、1~7份硬脂酸、3~8份锌系有机基稳定剂、1~3份防老剂，所述的复合抗静电剂为纳米铜、聚醚酰胺和分散剂乙撑双硬脂酰胺（EBS)的共混物。本发明制得的持久性抗静电台垫具有抗静电持久性长、产品性能稳定、适用范围广，适用于各种电子产品的制造。

Description

一种持久性抗静电台垫及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种抗静电台垫，特别涉及一种持久性抗静电台垫及其制备方法。
背景技术
抗静电台垫作为特种的高分子材料，主要用于电子半导体器件、计算机、电子通讯设备和集成电路等微电子工业的生产车间、试验室，以及医院手术室、CT、X射线室、CCU、ICU病房的地坪、工作台面和内装饰。传统抗静电贴面板主要在三合板表层油漆中或橡胶板内添加小分子的抗静电剂，迁移到表面的抗静电剂与空气中水分子结合，形成导电通路并释放静电。这类产品中抗静电剂易挥发，产品寿命短，一般在6个月左右；另一方面，静电排放效果易受空气、湿度等环境因素影响，尤其在北方干燥环境中面板的表面电阻值高，随着时间推移抗静电指标衰减快，静电释放不稳定。
目前制备抗静电高分子材料常用的方法是在聚合物基材中添加一定量的有机分子抗静电剂降低聚合物表面电阻和体积电阻，增加导电性，达到防止制品上电荷聚集的目的。然而由于有机分子抗静电剂与基体相容性差易于迁移，在高温加工和使用过程中容易从基体中析出导致材料抗静电性能不够持久。常规的无机抗静电剂如炭黑、金属粉末等，虽能有效提高抗静电材料的导电性能，但由于这些添加剂与基体材料相容性差，在高添加量的前提下，严重损害了基体材料宝贵的力学性能，限制其使用范围。因此，开发新型高性能抗静电材料，提高抗静电材料的导电性能，是当今抗静电材料研究领域的重要方向之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种持久性抗静电台垫，其在具抗静电功能的同时，导电性好，综合性能俱佳。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种持久性抗静电台垫，该持久性抗静电台垫主要是由如下以重量份计的原料制成：100份PVC、20～80份邻苯二甲酸酯增塑剂、1～15份复合抗静电剂、10～40份轻质碳酸钙、3～10份氯化石蜡、1～7份硬脂酸、3～8份锌系有机基稳定剂、1～3份防老剂，所述的复合抗静电剂为纳米铜、聚醚酰胺和分散剂乙撑双硬脂酰胺(EBS)的共混物。
作为优选，所述的复合抗静电剂中，聚醚酰胺、纳米铜和EBS的质量比为100:0.1～5：0.1～0.5。
作为优选，所述的复合抗静电剂的制备方法是：将聚醚酰胺、纳米铜、EBS加入到高速分散机中在800～1200转/分钟的转速下搅拌20-30min出料，加入到双螺杆挤出机，在加工温度200℃～240℃条件下挤出造粒，制得复合抗静电剂。
一种所述的持久性抗静电台垫的制备方法，该方法是：将各原料按配比加入到搅拌机中混合30-40min出料，加入到挤出机，在加工温度160℃～180℃条件下挤出物料，再在180℃～200℃温度、压力为10Mpa条件下，模压成型制得持久性抗静电台垫。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在如下几方面：
1、本发明制得的持久性抗静电台垫，所用的复合抗静电剂，其中聚醚酰胺为大分子抗静电剂在树脂基材中分散性好、不挥发、难迁移，与基材复合成型后抗静电效果直接显现，长期使用具有稳定持久的抗静电性能；基于双逾渗导电机理，构筑导电粒子纳米铜选择性分布在聚合物相界面的导电网络，提高PVC/PEA共混体系形成导电链的几率，实现导电粒子在低添加量的前提下导电网络的形成。通过PVC和PEA的结构、分子极性、分子量及分子量分布、粘度特性的选择和配方调整，设计PVC/PEA共混体系两相界面张力，进而改变变导电粒子的表面特性，致使导电粒子优先分布在PVC/PEA相界面，形成特定的导电网络结构，降低了体系的渗流阈值，提高了室温电导率，有利于复合抗静电剂抗静电效果的提高。
2、本发明制得的持久性抗静电台垫，所用的复合抗静电剂与PVC基体有一定的相容性，通过熔融共混，在适当加工条件的作用下形成部分相容体系，经冷却形成微观相分离，在PVC基体中，聚醚酰胺通过氢键作用自组装形成立体网络结构，对PVC基体起到导电增强的作用，在具抗静电功能的同时，提高了材料的综合性能。
3、本发明制得的持久性抗静电台垫，制备方法简单、能耗低、污染少。本发明制得的持久性抗静电台垫具有抗静电持久性长、产品性能稳定、适用范围广，适用于各种电子产品的制造。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。主要原料来源如下：
纳米铜:购自苏州长湖纳米科技有限公司，产品型号:N-Cu-A,纯度：99.9％以上，粒径范围：10～30纳米。
聚醚酰胺：购自德国德固赛公司，产品型号:VESTAMID X4442。
锌系有机基稳定剂：购自青岛广德新材料有限公司，产品型号:GP-180。
防老剂：上海煜唐化工有限公司，产品型号:A-301。
实施例1
将10千克聚醚酰胺、10克纳米铜、10克EBS加入高速分散机在1200转/分钟的转速下搅拌20min出料，加入到双螺杆挤出机，在加工温度200℃～240℃条件下挤出造粒，制得复合抗静电剂。
实施例2
复合抗静电剂的制备操作同实施例1。聚醚酰胺、纳米铜、EBS的投料质量比为100:5：0.5。
实施例3
复合抗静电剂的制备操作同实施例1。聚醚酰胺、纳米铜、EBS的投料质量比为100:1：0.2。
实施例4
复合抗静电剂的制备操作同实施例1。聚醚酰胺、纳米铜、EBS的投料质量比为100:2.5：0.3。
实施例5
复合抗静电剂的制备操作同实施例1。聚醚酰胺、纳米铜、EBS的投料质量比为100:1.8：0.25。
实施例6
将100份PVC、80份邻苯二甲酸酯增塑剂(DOP)、1份复合抗静电剂(实施例1制得)、40份轻质碳酸钙、3份氯化石蜡、1份硬脂酸、8份锌系有机基稳定剂、3份防老剂加入到搅拌机中混合30min出料，加入到挤出机，在加工温度160℃～180℃条件下挤出物料，再在180℃～200℃温度、压力为10Mpa条件下，模压成型制得持久性抗静电台垫。测得持久性抗静电台垫的体积电阻为8.14×107Ω。
实施例7
持久性抗静电台垫的制备操作同实施例6。持久性抗静电台垫的配方为100份PVC、20份邻苯二甲酸酯增塑剂(DOP)、15份实施例2制备的复合抗静电剂、10份轻质碳酸钙、10份氯化石蜡、7份硬脂酸、3份锌系有机基稳定剂、1份防老剂。测得持久性抗静电台垫的体积电阻为2.45×103 Ω。
实施例8
持久性抗静电台垫的制备操作同实施例6。持久性抗静电台垫的配方为100份PVC、45份邻苯二甲酸酯增塑剂(DBP)、10份实施例3制备的复合抗静电剂、15份轻质碳酸钙、4份氯化石蜡、3份硬脂酸、6份锌系有机基稳定剂、2份防老剂。测得持久性抗静电台垫的体积电阻为1.27×104 Ω。
实施例9
持久性抗静电台垫的制备操作同实施例6。持久性抗静电台垫的配方为100份PVC、35份邻苯二甲酸酯增塑剂(DBP)、5份实施例5制备的复合抗静电剂、25份轻质碳酸钙、5份氯化石蜡、1份硬脂酸、5份锌系有机基稳定剂、1.5份防老剂。测得持久性抗静电台垫的体积电阻为3.58×105 Ω。
作为比较，实施例8的持久性抗静电台垫配方中复合抗静电剂被相同份数常用的抗静电剂十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐(CAS登录号：86443-82-5)代替，所得抗静电台垫的性能测试结果比较见表1。
表1
性能指标 抗静电台垫 持久性抗静电台垫
体积电阻(Ω) 6.50×107 1.27×104
导电半衰期(秒) 2.1 0.6
释放静电受环境条件影响 影响较大 影响小
抗静电持久性(年) <3 >20
拉伸强度(MPa) 14.6 17.3
断裂延伸率(％) 187 235
表1中，抗静电台垫配方为100份PVC、45份邻苯二甲酸酯增塑剂(DBP)、10份抗静电剂十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐、15份轻质碳酸钙、4份氯化石蜡、3份硬脂酸、6份锌系有机基稳定剂、2份防老剂，制备工艺同由实施例8；持久性抗静电台垫：配方和制备工艺同由实施例8。
从电学性能可以看出，相比抗静电剂十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐，本发明所用的复合抗静电剂对PVC抗静电台垫具有更好导电增强效果；且持久性抗静电台垫在静电耗散、持久性、受环境影响方面均优于普通的抗静电台垫。持久性抗静电台垫的拉伸强度、延伸率的力学性能指标均高于普通抗静电台垫。持久性抗静电台垫具有抗静电持久性长、产品性能稳定、适用范围广等优势，对于拓宽在电子电器汽车、航空航天、精密仪表等行业的应用具有重要作用。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (4)

1.一种持久性抗静电台垫，其特征在于该持久性抗静电台垫主要是由如下以重量份计的原料制成：100份PVC、20~80份邻苯二甲酸酯增塑剂、1~15份复合抗静电剂、10~40份轻质碳酸钙、3~10份氯化石蜡、1~7份硬脂酸、3~8份锌系有机基稳定剂、1~3份防老剂，所述的复合抗静电剂为纳米铜、聚醚酰胺和分散剂乙撑双硬脂酰胺（EBS)的共混物。
2.根据权利要求1所述的持久性抗静电台垫，其特征在于：所述的复合抗静电剂中，聚醚酰胺、纳米铜和EBS的质量比为100:0.1~5：0.1~0.5。
3.根据权利要求1所述的持久性抗静电台垫，其特征在于所述的复合抗静电剂的制备方法是：将聚醚酰胺、纳米铜、EBS加入到高速分散机中在800~1200转/分钟的转速下搅拌20-30min出料，加入到双螺杆挤出机，在加工温度200℃~240℃条件下挤出造粒，制得复合抗静电剂。
4.一种权利要求1所述的持久性抗静电台垫的制备方法，其特征在于该方法是：将各原料按配比加入到搅拌机中混合30-40min出料，加入到挤出机，在加工温度160℃~180℃条件下挤出物料，再在180℃~200℃温度、压力为10Mpa条件下，模压成型制得持久性抗静电台垫。
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