CN114622697A - 一种低残留静电电压的永久性防静电pvc卷材及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低残留静电电压的永久性防静电PVC卷材及其制造方法，具体实施方案为在PVC卷材中加入聚离子液体，使PVC卷材形成均质材料，摩擦产生的静电可以通过接地系统安全泄放，残留电压可以低致20V/英寸。
Description
技术领域
本发明涉及新材料制备与合成领域，尤其是一种将聚离子液体应用于PVC卷材的技术。
背景技术
PVC铺地卷材具有易铺装、美观大方、经久耐用、价廉等优点而得到广泛应用。在微电子制造工厂、洁净室、医院等特殊应用场景，所铺装的PVC卷材还需要满足防静电的性能要求。随着电子部件的内部结构尺寸继续变小，人体模型5伏的静电放电，已经足以引起某些电子组件的结构和操作发生不良变化。当最小的电子结构的尺寸小于10纳米时，0.1nC的静电电荷和1000V/m的静电场足以永久损坏此类静电放电敏感设备。而目前IEC及其它国际组织对静电放电保护区内静电场强的控制标准还是10000V/m，国内外防静电产品(包括防静电PVC卷材)也都按此标准控制产品的摩擦残留电压。现有的防静电PVC卷材生产工艺是将导电炭黑、碳纳米管等材料按照设计的花纹加入到PVC地板中，以构成导电网络。由于导电材料与PVC树脂不是采用均匀共混的方式加工成型，因此，整个PVC卷材是一种非均质材料，其裸露表面的绝大部分是普通的PVC材料，因此，其摩擦残留电压一般在200-300V/英寸，会对相关设备产生巨大威胁。另一方面，现有的防静电PVC卷材生产工艺是将导电炭黑、碳纳米管等材料按照设计的花纹加入到PVC地板中，以构成导电网络。这些防静电PVC卷材在实际使用中，随着频繁的摩擦，其中的碳材料会有少量脱落，在芯片、制药及洁净手术室等高洁净等级的洁净室中，这些脱落的碳材料会造成严重的污染。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，主要技术方案为在PVC卷材中加入聚离子液体，使PVC卷材形成均质材料。
采用了上述技术方案后，离子液体是在室温或100℃以下呈液态，由正离子与负离子构成的液态离子化合物，它的最大特点是完全由阴离子和阳离子组成，是一种液态的等离子体，具有良好的导电性能。离子液体作为离子化合物，它一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等，阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。聚离子液体是指由离子液体单体聚合生成的，在重复单元上具有阴、阳离子基团的一类离子液体聚合物，兼具离子液体和聚合物的优良性能。本专利的技术方案主要是将聚离子液体应用于PVC卷材上，使其成为均质材料，增强PVC材料整体的导电性能，这样，摩擦产生的静电可以通过接地系统安全泄放，残留电压可以低致20V/英寸。+
作为本发明的进一步改进，步骤1，将聚离子与PVC卷材面料置于高速搅拌机中进行混合，步骤2，将混合后的材料放入造粒机中进行造粒塑化，步骤3，将粒子进行高温热压成型，聚离子液体与PVC形成互穿网络聚合物，整个PVC卷材成为一种均质材料。所述聚离子液体的加入比例是PVC树脂的1％-15％。
采用了上述技术方案后，可以有效的将PVC卷材和聚离子进行结合，并使其成为互穿网络聚合物，从而将整个PVC卷材成为一种均质材料。随着集成电路集成度越来越高，原有的导电地板采用碳分子材料生产，而碳分子材料容易造成洁净厂房二次污染，使得集成电路容易损坏。而采用本配方技术所生产的产品，可以使厂房洁净度达到更高的要求，不容易造成二次污染，有效保证了半导体集成电路元器件的良品率
作为本发明的进一步改进，所述高速搅拌机包括泵体，设置于泵体内的搅拌叶轮，以及驱动搅拌叶轮进行平移的驱动轨道，所述搅拌叶轮包括设置在叶轮中心的搅拌部以及设置在叶轮片上的清洗部，所述清洗部可根据驱动轨道移动至泵体两侧侧壁处。
采用了上述结构后，工艺中增加了聚离子液体，使得原先的搅拌设备出现了许多新的技术问题。由于聚离子液体密度较低，并且粘稠度很高，在原先的搅拌机中经常出现内壁残留聚离子液体，以及表面冒泡的技术难题，这样不仅会大大降低整个工艺的反应效率，而且还降低了设备的耐久度。所以，需要进一步改进搅拌机以适配具有聚离子液体下的搅拌机的使用情况。本专利具体针对叶轮片的叶轮进行改进，增加清洗部来让叶轮片在搅拌的同时对内壁进行清理，从而使残留在内壁上的聚离子液体可以重新与PVC卷材进行反应，具体是设置一个驱动轨道，通过驱动轨道的移动来让叶轮片切换不同的工作模式，当叶轮片利用驱动轨道靠近内壁时即为清洗模式，当叶轮片在中间时则为正常搅拌模式。
作为本发明的进一步改进，所述驱动轨道上设置有滑动座，所述滑动座可在驱动轨道内进行滑动，所述滑动座上设置有插孔，所述搅拌叶轮上的转动轴铰接于插孔中，所述清洗部为设置于叶轮片边缘处的清洁海绵，所述清洁海绵内设置有插槽，叶轮片边缘通过插槽与清洁海绵拆卸连接。
采用了上述结构后，清洁海绵的设置不但可以清洗到内壁残留的液体，还能在搅拌过程中因为海绵的形变将海绵表面吸收的液体重新释放而出，与PVC卷材再次反应，不会造成相应的浪费，起到了清洁以及再反应的技术效果。
作为本发明的进一步改进，所述转动轴内还设置有可在转动轴内伸缩的伸缩轴，所述伸缩轴固定连接叶轮片，所述叶轮片可依靠驱动轨道横向移动，依靠伸缩杆竖向移动，所述叶轮片顶部还设置有用于将泵体内液面进行消泡的消泡单元。所述消泡单元为与叶轮片顶部一体设置的锯齿状凸起，所述锯齿状凸起高度由中间处为最高点设置并沿着侧部两边延伸逐渐降低。
采用了上述结构后，由于搅拌过程中产生的泡沫会影响搅拌机的二次使用，不但对后期排污造成困扰，而且还会降低PVC卷材与液体中间的反应效率，本专利采用的是在叶轮片顶部设置凸起来消泡，并且利用伸缩杆来让叶轮片靠近液面处，而由于搅拌机的工作原理，水泡通常呈现中间高两边低的现象，而较大凸起如果适配较小水泡的话，不仅不能有效的消泡，还会引起二次生泡，因此，在设置了从大到小排布的凸起后，可以最大限度的进行消泡。
作为本发明的进一步改进，所述聚离子液体为季铵盐离子液体、季鏻盐离子液体、咪唑盐离子液体和吡咯盐离子液体的一种或多种组合。所述聚离子液体包括聚阳离子型离子液体、聚阴离子型离子液体、两性型聚离子液体。
采用了上述技术方案后，离子液体作为离子化合物，它一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等，阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。聚离子液体是指由离子液体单体聚合生成的，在重复单元上具有阴、阳离子基团的一类离子液体聚合物，兼具离子液体和聚合物的优良性能。按照化学结构,聚离子液体可分为聚阳离子型离子液体，即阳离子以共价键与聚合物主链相连；聚阴离子型离子液体，即阴离子以共价键与聚合物主链相连；两性型聚离子液体，即阳离子和阴离子都通过共价键与聚合物主链相连。
附图说明
图1所示为高速搅拌机正视图；
图2所示为搅拌叶轮结构示意图。
具体实施方式
本专利主要核心技术点为聚离子液体在PVC卷材中的应用，具体为在PVC卷材中加入聚离子液体，使PVC卷材形成均质材料。
离子液体是在室温或100℃以下呈液态，由正离子与负离子构成的液态离子化合物，它的最大特点是完全由阴离子和阳离子组成，是一种液态的等离子体，具有良好的导电性能。离子液体作为离子化合物，它一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等，阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。聚离子液体是指由离子液体单体聚合生成的，在重复单元上具有阴、阳离子基团的一类离子液体聚合物，兼具离子液体和聚合物的优良性能。本专利的技术方案主要是将聚离子液体应用于PVC卷材上，使其成为均质材料，增强PVC材料整体的导电性能，这样，摩擦产生的静电可以通过接地系统安全泄放，残留电压可以低致20V/英寸。
步骤1，将聚离子与PVC卷材面料置于高速搅拌机中进行混合，步骤2，将混合后的材料放入造粒机中进行造粒塑化，步骤3，将粒子进行高温热压成型，聚离子液体与PVC形成互穿网络聚合物，整个PVC卷材成为一种均质材料。所述聚离子液体的加入比例是PVC树脂的1％-15％。可以有效的将PVC卷材和聚离子进行结合，并使其成为互穿网络聚合物，从而将整个PVC卷材成为一种均质材料。
所述高速搅拌机包括泵体1，设置于泵体1内的搅拌叶轮2，以及驱动搅拌叶轮2进行平移的驱动轨道3，所述搅拌叶轮2包括设置在叶轮中心的搅拌部21以及设置在叶轮片上的清洗部22，所述清洗部22可根据驱动轨道移动至泵体两侧侧壁处。工艺中增加了聚离子液体，使得原先的搅拌设备出现了许多新的技术问题。由于聚离子液体密度较低，并且粘稠度很高，在原先的搅拌机中经常出现内壁残留聚离子液体，以及表面冒泡的技术难题，这样不仅会大大降低整个工艺的反应效率，而且还降低了设备的耐久度。所以，需要进一步改进搅拌机以适配具有聚离子液体下的搅拌机的使用情况。本专利具体针对叶轮片的叶轮进行改进，增加清洗部来让叶轮片在搅拌的同时对内壁进行清理，从而使残留在内壁上的聚离子液体可以重新与PVC卷材进行反应，具体是设置一个驱动轨道，通过驱动轨道的移动来让叶轮片切换不同的工作模式，当叶轮片利用驱动轨道靠近内壁时即为清洗模式，当叶轮片在中间时则为正常搅拌模式。
所述驱动轨道3上设置有滑动座31，所述滑动座31可在驱动轨道内进行滑动，所述滑动座上设置有插孔，所述搅拌叶轮上的转动轴铰接于插孔中，所述清洗部22为设置于叶轮片边缘处的清洁海绵，所述清洁海绵内设置有插槽，叶轮片边缘通过插槽与清洁海绵拆卸连接。清洁海绵的设置不但可以清洗到内壁残留的液体，还能在搅拌过程中因为海绵的形变将海绵表面吸收的液体重新释放而出，与PVC卷材再次反应，不会造成相应的浪费，起到了清洁以及再反应的技术效果。
所述转动轴4内还设置有可在转动轴内伸缩的伸缩轴41，所述伸缩轴41固定连接叶轮片，所述叶轮片可依靠驱动轨道横向移动，依靠伸缩杆竖向移动，所述叶轮片顶部还设置有用于将泵体内液面进行消泡的消泡单元5。所述消泡单元5为与叶轮片顶部一体设置的锯齿状凸起，所述锯齿状凸起高度由中间处为最高点设置并沿着侧部两边延伸逐渐降低。由于搅拌过程中产生的泡沫会影响搅拌机的二次使用，不但对后期排污造成困扰，而且还会降低PVC卷材与液体中间的反应效率，本专利采用的是在叶轮片顶部设置凸起来消泡，并且利用伸缩杆来让叶轮片靠近液面处，而由于搅拌机的工作原理，水泡通常呈现中间高两边低的现象，而较大凸起如果适配较小水泡的话，不仅不能有效的消泡，还会引起二次生泡，因此，在设置了从大到小排布的凸起后，可以最大限度的进行消泡。
所述聚离子液体为季铵盐离子液体、季鏻盐离子液体、咪唑盐离子液体和吡咯盐离子液体的一种或多种组合。所述聚离子液体包括聚阳离子型离子液体、聚阴离子型离子液体、两性型聚离子液体。离子液体作为离子化合物，它一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成，常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等，阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。聚离子液体是指由离子液体单体聚合生成的，在重复单元上具有阴、阳离子基团的一类离子液体聚合物，兼具离子液体和聚合物的优良性能。按照化学结构,聚离子液体可分为聚阳离子型离子液体，即阳离子以共价键与聚合物主链相连；聚阴离子型离子液体，即阴离子以共价键与聚合物主链相连；两性型聚离子液体，即阳离子和阴离子都通过共价键与聚合物主链相连。
Claims (10)
1.一种低残留静电电压的永久性防静电PVC卷材及其制造方法，其特征在于：PVC卷材中加入聚离子液体，使PVC卷材形成均质材料。
2.根据权利要求1所述的低残留静电电压的永久性防静电PVC卷材及其制造方法，其特征在于：所述制造方法包括如下步骤：步骤1，将聚离子与PVC卷材面料置于高速搅拌机中进行混合，步骤2，将混合后的材料放入造粒机中进行造粒塑化，步骤3，将粒子进行高温热压成型，聚离子液体与PVC形成互穿网络聚合物，整个PVC卷材成为一种均质材料。
3.根据权利要求2所述的低残留静电电压的永久性防静电PVC卷材及其制造方法，其特征在于：所述聚离子液体的加入比例是PVC树脂的1％-15％。
4.根据权利要求3所述的低残留静电电压的永久性防静电PVC卷材及其制造方法，其特征在于：所述高速搅拌机包括泵体，设置于泵体内的搅拌叶轮，以及驱动搅拌叶轮进行平移的驱动轨道，所述搅拌叶轮包括设置在叶轮中心的搅拌部以及设置在叶轮片上的清洗部，所述清洗部可根据驱动轨道移动至泵体两侧侧壁处。
5.根据权利要求4所述的低残留静电电压的永久性防静电PVC卷材及其制造方法，其特征在于：所述驱动轨道上设置有滑动座，所述滑动座可在驱动轨道内进行滑动，所述滑动座上设置有插孔，所述搅拌叶轮上的转动轴铰接于插孔中，所述清洗部为设置于叶轮片边缘处的清洁海绵，所述清洁海绵内设置有插槽，叶轮片边缘通过插槽与清洁海绵拆卸连接。
6.根据权利要求5所述的低残留静电电压的永久性防静电PVC卷材及其制造方法，其特征在于：所述转动轴内还设置有可在转动轴内伸缩的伸缩轴，所述伸缩轴固定连接叶轮片，并且泵体内还设置有为滑动座以及伸缩杆提供动力源的气缸，所述叶轮片可依靠驱动轨道横向移动，依靠伸缩杆竖向移动，所述叶轮片顶部还设置有用于将泵体内液面进行消泡的消泡单元。
7.根据权利要求5所述的低残留静电电压的永久性防静电PVC卷材及其制造方法，其特征在于：所述消泡单元为与叶轮片顶部一体设置的锯齿状凸起，所述锯齿状凸起高度由中间处为最高点设置并沿着侧部两边延伸逐渐降低。
8.根据权利要求1所述的低残留静电电压的永久性防静电PVC卷材及其制造方法，其特征在于：所述聚离子液体为季铵盐离子液体、季鏻盐离子液体、咪唑盐离子液体和吡咯盐离子液体的一种或多种组合。
9.根据权利要求1或4所述的低残留静电电压的永久性防静电PVC卷材及其制造方法：所述聚离子液体包括聚阳离子型离子液体、聚阴离子型离子液体、两性型聚离子液体。
10.根据权利要求1所述的低残留静电电压的永久性防静电PVC卷材及其制造方法，其特征在于：所述PVC卷材为同质材料或非同质材料。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115975256A (zh) * | 2022-12-14 | 2023-04-18 | 聚力防静电科技(广东)有限公司 | 含离子液体抗静电剂及其制备方法和应用 |
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2022
- 2022-02-28 CN CN202210187714.2A patent/CN114622697A/zh active Pending
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