CN115926413B - 高分子聚合物制品及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本申请属于材料技术领域，尤其涉及一种高分子聚合物制品及其制备方法和应用。包括步骤：获取包括85～95份的高分子聚合物、1～10份的碳纳米管、0.1～2份的抗氧剂、0.2～3份的分散剂、1～5份的润滑剂、1～5份的增韧剂和0.5～8份的无机填料的原料组分后，制成预混物；采用双螺杆挤出机对所述预混物进行熔融挤出造粒，其中，输送元件的型号包括多种，剪切元件的型号包括多种。通过优化配方原料以及熔融挤出造粒的工艺，生产制备效率高，操作简便，同时使制品具有优异的导电性能，表面平整度高，表面洁净度高，机械力学性能优异，稳定性好，使用寿命长。尤其适用于电子包装领域的皮料或载带等产品。
Description
技术领域
本申请属于材料技术领域，尤其涉及一种高分子聚合物制品及其制备方法和应用。
背景技术
塑料皮料是一种应用于电子包装领域的半成品片材，该片材经过吸塑或切片工艺制造成载带。载带是指一种应用于电子包装领域的包装产品，其配合盖带使用，将电阻、电容、晶体管、二极管等电子元器件承载收纳在载带的孔穴(亦称口袋)中，并通过在载带上方封合盖带形成闭合式的包装，用于保护电子元器件在运输途中不受污染和损坏。
目前，用于装半导体的载带大部分采用的基材为聚碳酸酯PC，使用的导电剂为导电炭黑，其添加量基本为10％-25％，当导电炭黑的添加量低于10％时，往往无法得到所需的表面电阻率。相反，当导电炭黑的添加量超过25％时，强度和流动性降低，炭黑会引起脱落，容易产生碳粉，而碳粉掉落在皮料或载带上则会污染和损坏半导体元器件。
因此，需要解决改善聚碳酸酯制品的导电性、平整度、表面洁净度等问题，使聚碳酸酯制品能更好的满足皮料、载带等的应用需求。
发明内容
本申请的目的在于提供一种高分子聚合物制品及其制备方法和应用，旨在一定程度上改善现有聚碳酸酯制品的导电性、平整度、表面洁净度的问题。
为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供一种高分子聚合物制品的制备方法，包括以下步骤：
获取包括85～95份的高分子聚合物、1～10份的碳纳米管、0.1～2份的抗氧剂、0.2～3份的分散剂、1～5份的润滑剂、1～5份的增韧剂和0.5～8份的无机填料的原料组分；
将所述碳纳米管、所述润滑剂、所述抗氧剂、所述分散剂、所述无机填料、所述高分子聚合物和所述增韧剂制成预混物；
采用双螺杆挤出机对所述预混物进行熔融挤出造粒，得到高分子聚合物制品；其中，所述熔融挤出造粒过程中输送元件的型号包括36/36、52/52、72/72、96/96、56/56、72/32、56/28、72/36、56/28、56/28L中的多种，剪切元件的型号包括45/5/42、45/5/56、45/5/42、45/5/56、30/5/56、30/5/56、30/5/42、45/5/56L中的多种。
第二方面，本申请提供一种高分子聚合物制品，所述高分子聚合物制品由上述方法制得。
第三方面，本申请提供一种高分子聚合物制品的应用，将上述的高分子聚合物制品应用到皮料或载带中。
本申请第一方面提供的高分子聚合物制品的制备方法，采用具有优异电化学性能的碳纳米管作为导电剂材料，协同分散剂、润滑剂等组分提高碳纳米管在高分子聚合物中的分散均匀性和稳定性。其中，抗氧剂能够提高制品的耐候性和使用寿命，增韧剂和无机填料有利于提高制品的尺寸稳定和平整度，以及机械力学性能。将原料组分制成预混物后采用双螺杆挤出机对所述预混物进行熔融挤出造粒，采用多种型号的输送元件和剪切元件的配合使用，确保碳纳米管在双螺杆挤出机中进行很好的分散，避免碳纳米管分散不均形成凸点和凹坑的问题。使制备的高分子聚合物制品同时具有优异的导电性能，表面平整度高，表面洁净度高，机械力学性能优异，稳定性好，使用寿命长。尤其适用于电子包装领域的皮料或载带等产品。
本申请第二方面提供的高分子聚合物制品，由上述方法制得，通过配方原料以及熔融挤出造粒工艺的协同配合，提高了高分子聚合物制品的综合性能，使其同时具有优异的导电性能，表面平整度高，表面洁净度高，机械力学性能优异，稳定性好，使用寿命长。尤其适用于电子包装领域的皮料或载带等产品。
本申请第三方面提供的高分子聚合物制品的应用，将上述的高分子聚合物制品应用到皮料或载带中，由于采用的高分子聚合物制品同时具有优异的导电性能，表面平整度高，表面洁净度高，机械力学性能优异，稳定性好，使用寿命长等综合性能。因而使得皮料或载带不但具有抗静电效果优异等电化学性能，而且表面平整度高，洁净度高，不易出现掉粉掉渣等污染元器件的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的高分子聚合物制品的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a，b或c中的至少一项(个)”，或，“a，b和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a，b，c，a-b(即a和b)，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请说明书实施例中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请说明书实施例相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请说明书实施例公开的范围之内。具体地，本申请说明书实施例中的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
如附图1所示，本申请实施例第一方面提供一种高分子聚合物制品的制备方法，包括以下步骤：
S10.获取包括85～95份的高分子聚合物、1～10份的碳纳米管、0.1～2份的抗氧剂、0.2～3份的分散剂、1～5份的润滑剂、1～5份的增韧剂和0.5～8份的无机填料的原料组分；
S20.将碳纳米管、润滑剂、抗氧剂、分散剂、无机填料、高分子聚合物和增韧剂制成预混物；
S30.采用双螺杆挤出机对预混物进行熔融挤出造粒，得到高分子聚合物制品；其中，熔融挤出造粒过程中输送元件的型号包括36/36、52/52、72/72、96/96、56/56、72/32、56/28、72/36、56/28、56/28L中的多种，剪切元件的型号包括45/5/42、45/5/56、45/5/42、45/5/56、30/5/56、30/5/56、30/5/42中的多种。
本申请实施例第一方面提供的高分子聚合物制品的制备方法，原料组分包括85～95份的高分子聚合物、1～10份的碳纳米管、0.1～2份的抗氧剂、0.2～3份的分散剂、1～5份的润滑剂、1～5份的增韧剂和0.5～8份的无机填料，采用具有优异电化学性能的碳纳米管作为导电剂材料，协同分散剂、润滑剂等组分提高碳纳米管在高分子聚合物中的分散均匀性和稳定性。其中，抗氧剂能够提高制品的耐候性和使用寿命，增韧剂和无机填料有利于提高制品的尺寸稳定和平整度，以及机械力学性能。将原料组分制成预混物后采用双螺杆挤出机对预混物进行熔融挤出造粒，采用多种型号的输送元件和剪切元件的配合使用，确保碳纳米管在双螺杆挤出机中进行很好的分散，避免碳纳米管分散不均形成凸点和凹坑的问题。本申请实施例优化配方原料以及熔融挤出造粒的工艺，提高了生产制备效率，使操作简便，易于实现量产化，同时提高了高分子聚合物制品的综合性能，使其同时具有优异的导电性能，表面平整度高，表面洁净度高，机械力学性能优异，稳定性好，使用寿命长。尤其适用于电子包装领域的皮料或载带等产品。
上述步骤S10中，获取包括85～95份的高分子聚合物、1～10份的碳纳米管、0.1～2份的抗氧剂、0.2～3份的分散剂、1～5份的润滑剂、1～5份的增韧剂和0.5～8份的无机填料的原料组分。由于碳纳米管具有优异的导电性能，因而仅需添加1～10份的碳纳米管即可使高分子聚合物制品的导电性能满足现阶段电子产品的各种应用需求。分散剂和润滑剂的用量能够充分确保碳纳米管及其他原料组分在高分子聚合物中的分散均匀性，抗氧剂的用量有利于提高高分子聚合物制品的耐候性和稳定性，增韧剂和无机填料的用量充分确保了高分子聚合物制品的机械力学性能。
在一些可能的实现方式中，高分子聚合物包括聚碳酸酯PC、聚苯乙烯PS、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚对苯二甲酸丁酯PBT中的至少一种；这些高分子聚合物均具有高强度及弹性系数、高冲击强度、耐疲劳性佳、尺寸稳定性良好、蠕变也小(高温条件下也极少有变化)、高度透明性及自由染色性等综合性能，以这些材料作为高分子聚合物制品的主料充分确保了制品的综合性能，使其有更好的应用前景。在一些具体实施例中，高分子聚合物优选挤出级的聚碳酸酯PC，MFR(300℃，1.2kg)为15-25g/10min。
在一些可能的实现方式中，碳纳米管包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、阵列碳纳米管、酸化碳纳米管、硫化碳纳米管中的至少一种；这些类型的碳纳米管均具有优异的导电性能，其中多壁碳纳米管，阵列碳纳米管、酸化碳纳米管、硫化碳纳米管等碳纳米管具有相对较好的分散性能。考虑到成本，可量产化，优选多壁碳纳米管。
在一些可能的实现方式中，碳纳米管具有手性，管径为2～20nm，长度为0.1～100μm，长径比为(8000～15000)：1，比表面积为200～280m2/g；碳纳米管的长径比越大、比表面积越大导电性越好，但同时分散难度高。该理化参数的碳纳米管兼具优异的分散性能和导电性能。
在一些可能的实现方式中，抗氧剂包括双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯；本申请实施例选用的抗氧剂为高温抗氧剂，在高温下低挥发，耐高温降解，在挤出加工时保持扭矩稳定，易于加工。
在一些可能的实现方式中，分散剂包括YY-703A；本申请实施例选用的分散剂具有高温润滑作用，有机官能团接枝在高分子上，集分散、相容、偶联、润滑多功能于一体的高温润滑分散剂。添加高温润滑分散剂对无机填料具有极强的亲和性，使其得到充分的活化改性，破坏并阻止无机物的团聚，从而更加均匀分散到聚合物中，同时依赖较强的界面键合作用，达到增韧补强的效果。
在一些可能的实现方式中，润滑剂包括季戊四醇硬脂酸酯。本申请实施例选用的润滑剂为高温润滑剂，选用耐高温和耐迁移的润滑剂，在高温下高分子聚合物制品无析出和迁移，使其高分子聚合物制品应用到皮料/载带时不会因高温分解产生气体而导致制品表面呈现凹坑。
在一些可能的实现方式中，增韧剂包括核-壳结构的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物(Methylmethacrylate-Butadiene-Styrene,MBS)、聚烯烃弹性体(如乙烯-辛烯共聚物Poly Olefin Elastomer,POE)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(Ethylene-Methylacrylate copolymer,EMA)中的至少一种；这些增韧剂均能够提高高分子聚合物制品的韧性和填充相容性。在一些具体实施例中，增韧剂选用高活性的EMA和POE进行复配，使得到的高分子聚合物制品具有更好的韧性和填充相容性。
在一些可能的实现方式中，无机填料包括碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、氮化硼粉末、二氧化硅、明矾、二氧化钛、氧化钙、氧化镁、炭黑、云母粉中的至少一种；这些无机填料均有利于提高高分子聚合物制品的尺寸稳定性和平整度，并有利于提高高分子聚合物制品的机械力学性能。
在一些可能的实现方式中，无机填料的表面经硅烷偶联剂处理，表面处理后的无机填料与高分子聚合物制品中其他原料组分有更好的相容性。在一些具体实施例中，无机填料优选活性硫酸钡和滑石粉进行复配，有很高尺寸稳定性和提高高分子聚合物制品的耐温性和光亮度等性能。
上述步骤S20中，将碳纳米管、润滑剂、抗氧剂、分散剂、无机填料、高分子聚合物和增韧剂制成预混物，使各原料组分预先混合均匀。
在一些可能的实现方式中，预混物的制备包括步骤：
S21.将碳纳米管、润滑剂、抗氧剂和分散剂，在转速为100～300r/min的条件下处理2～5分钟，使抗氧剂、润滑剂和分散剂均匀分在碳纳米管中，制成第一预混物；
S22.将第一预混物与无机填料、高分子聚合物和增韧剂，在转速为100～300r/min的条件下处理10～15分钟，使无机填料、增韧剂等助剂和碳纳米管混匀均匀分散在高分子聚合物中，得到预混物。
本申请实施例原料组分按上述条件和步骤混合，有利于各原料组分形成充分混合状态，有利于后续熔融挤出造粒。
上述步骤S30中，采用双螺杆挤出机对预混物进行熔融挤出造粒，得到高分子聚合物制品；具体的，双螺杆挤出机对预混物进行熔融挤出造粒包括下料输送段、熔融塑化段、混合分散段、真空排气段和挤出建压段，其中熔融塑化段和混合分散段的螺杆组合对分散有较大影响。本发明通过在挤出机螺杆的熔融塑化段和混合分散段加载不同的螺杆组合，通过螺杆组合的设计，剪切更加均匀，使得物料能够在有效分散的同时降低剪切，使得组分中的碳纳米管不被剪短，且分散均匀。其中，熔融挤出造粒过程中输送元件的型号包括36/36、52/52、72/72、96/96、56/56、72/32、56/28、72/36、56/28、56/28L中的多种，剪切元件的型号包括45/5/42、45/5/56、45/5/42、45/5/56、30/5/56、30/5/56、30/5/42中的多种。本申请实施例采用的双螺杆挤出机中的螺纹元件包含输送元件和剪切元件，其中，输送元件种类主要是从导程(绕一圈的轴向长度)和元件长度(元件轴向长度)来分，如72/36就可以代表这种输送元件，72是指导程，36是元件长度，单位毫米。本申请实施例输送元件的型号包括36/36、52/52、72/72、96/96、56/56、72/32、56/28、72/36、56/28、56/28L等，其中L指左向，一般正向的不标明。剪切元件就是啮合块，由单个的剪切块啮合在一起，片数不定，一般4-7片，单片厚度不一。主要是以各单片啮合的角度来确定规格型号，同样也分正反，可根据实际情况进行微调组合。如剪切块型号45/5/56L中，45指啮合角度45度，5是片数，56是长度，L指左向，一般正向的不标明。本申请实施例剪切元件的型号包括45/5/42、45/5/56、45/5/42、45/5/56、30/5/56、30/5/56、30/5/42、45/5/56L等，特殊的剪切元件有齿型盘、拉伸流块。从螺杆组合整体效果看，单个的元件效果体现不明显，采用多种型号的输送元件和剪切元件的配合使用，确保碳纳米管在双螺杆挤出机中进行很好的分散，避免碳纳米管分散不均形成凸点和凹坑的问题。
在一些可能的实现方式中，熔融挤出造粒过程中，熔融塑化段的螺杆组合顺序依次为45/5/42、36/36、45/5/56、36/36、45/5/56、45/5/42、45/5/56L；混合分散段的螺杆组合顺序依次为45/5/42、45/5/56、52/52、30/5/56、30/5/56、45/5/42、52/52、72/72、30/5/42、45/5/56、45/5/56、45/5/42。其中，L指左向，一般正向的不标明。其中采用的螺杆组合为中等强度，在螺杆组合的前段使用多个剪切块，几种剪切块进行复配，确保碳纳米管CNT在双螺杆挤出机的进行很好的分散。同时不能太强，否则会使主基材碳化，后端挤出皮料/载带时产生小颗粒。螺杆组合后端需要减弱，多一些混炼块，充分保证塑料在螺杆中的塑化时间。本申请双螺杆挤出机对预混物进行熔融挤出造粒的过程中，熔融塑化段和混合分散段的螺杆均采用多种型号的输送元件和剪切元件的配合使用，使碳纳米管在双螺杆挤出机中有很好的分散性能，避免碳纳米管分散不均形成凸点和凹坑的问题，提高高分子聚合物制品的稳定性、表面平整度高、表面洁净度高等综合性能。
在一些可能的实现方式中，熔融挤出造粒的温度为240～300℃，主机转速为350～500rpm。该温度和转速条件能够充分确保各原料组分的分散稳定性和均匀性。温度和主机转速不能太高，否则会引起制品碳化，产生小颗粒。同时，温度和主机转速也不能太低，否则复合材料在螺杆中不能充分塑化和熔融，也会产生未塑化的大颗粒塑胶粒子。
在一些可能的实现方式中，双螺杆挤出机包括11区，其中，1～2区的温度为240～260℃，3～6区的温度为260～290℃，7～10区的温度为240～260℃，11区到模头的温度为270～290℃。在该条件下有利于制得分散均匀稳定、表面平整且洁净度高的高分子聚合物制品。
在一些可能的实现方式中，将熔融混合得到的熔体通过定型口模以恒定的移动速度牵出，再经水槽冷却、经风干切粒，得到高分子聚合物制品粒子。该粒子可进一步加工成皮料或者载带等应用形式。
本申请实施例第二方面提供一种高分子聚合物制品，高分子聚合物制品由上述方法制得。
本申请实施例第二方面提供的高分子聚合物制品，由上述方法制得，通过配方原料以及熔融挤出造粒工艺的协同配合，提高了高分子聚合物制品的综合性能，使其同时具有优异的导电性能，表面平整度高，表面洁净度高，机械力学性能优异，稳定性好，使用寿命长。尤其适用于电子包装领域的皮料或载带等产品。
在一些可能的实现方式中，所高分子聚合物制品的平均粒径为2～3mm，粒径小且均一度高，有利于高分子聚合物制品制成其他产品，应用灵活方便。
本申请实施例第三方面提供一种高分子聚合物制品的应用，将上述的高分子聚合物制品应用到皮料或载带中。
本申请实施例第三方面提供的高分子聚合物制品的应用，将上述的高分子聚合物制品应用到皮料或载带中，由于采用的高分子聚合物制品同时具有优异的导电性能，表面平整度高，表面洁净度高，机械力学性能优异，稳定性好，使用寿命长等综合性能。因而使得皮料或载带不但具有抗静电效果优异等电化学性能，而且表面平整度高，洁净度高，不易出现掉粉掉渣等污染元器件的问题。
在一些可能的实现方式中，将高分子聚合物制品投入流延机内通过膜内复合挤压成板后，辊压制成板材，得到皮料；皮料可以直接卖给厂家。
在一些可能的实现方式中，将高分子聚合物制品投入流延机内通过膜内复合挤压成板后，辊压制成板材，并将板材制成载带。具体的，将刚挤压成型的未冷却的多层板材，通过真空吸塑成型方式成型载带的口袋，同时在该层叠状多层结构板材的边缘通过真空吸塑成型方式成型若干个均匀间隔设置的圆柱形定位盲孔；采用针轮通过上述圆柱形定位盲孔进行预定位，然后利用冲孔模具上设置的定位针通过该圆柱形定位通孔进行定位后压紧载带；在压紧的载带上利用冲孔模具进行索引孔和口袋孔的冲孔；对加工好的载带进行分切和成品收卷，以便应用。
为使本申请上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本申请实施例高分子聚合物制品及其制备方法和应用的进步性能显著的体现，以下通过多个实施例来举例说明上述技术方案。
实施例1
一种抗静电PC复合材料，其制备包括步骤：
S11、预处理
第一预混物：先称取100克碳纳米管CNT倒入高速混料机中，再按照比例将称好的100克润滑剂和30克抗氧剂、200克分散剂倒入混料机中，转速为100r/min下处理3min，搅拌混合均匀，使润滑剂、抗氧剂和分散剂均匀分在CNT中，得到第一预混物；
第二预混物：将300克无机填充倒入高速搅拌机中高速搅拌，转速为300r/min下处理15min，将结实的填充打散，再缓慢降低转速；再称取8970克聚碳酸酯PC、300增韧剂和第一预混物倒入高速混料机转速为300r/min下处理15min，搅拌混合均匀，使助剂和CNT混匀均匀分散在PC中，得到预混物。
S12、熔融挤出造粒
将预混物放入双螺杆挤出机主喂料的下料口中，然后物料经过双螺杆挤出机中熔融混合。挤出温度一到二区依次为240℃、250℃，三区到六区依次为260℃、270℃、280℃、290℃，七区到十区依次为240℃、250℃、255℃、260℃，十一区到模头温度为270℃、280℃，主机转速为400rpm。双螺杆挤出机的熔融塑化段的螺杆组合顺序为45/5/42、36/36、45/5/56、36/36、45/5/56、45/5/42、45/5/56L，混合分散段的螺杆组合顺序为45/5/42、45/5/56、52/52、30/5/56、30/5/56、45/5/42、52/52、72/72、30/5/42、45/5/56、45/5/56、45/5/42。其中采用的螺杆组合为中等强度，在螺杆组合的前段使用多个剪切块，几种剪切块进行复配，确保碳纳米管CNT在双螺杆挤出机的进行很好的分散；同时不能太强，否则会使主基材PC碳化，后端挤出皮料/载带时产生小颗粒。螺杆组合后端需要减弱，多一些混炼块，充分保证塑料在螺杆中的塑化时间。
将熔融混合得到的熔体通过定型口模以恒定的移动速度牵出，再经水槽冷却、经风干切粒，得到抗静电PC复合材料，其中粒子直径为2-3mm。
一种皮料/载带，其制备包括步骤：
S21.烘料：将制备的抗静电PC复合材料放在流延机中的干燥系统120℃烘烤2-4h，抗静电PC复合材料作为中间层或者在附在上表层(上下2层)；
S22.模内复合挤出：将烘烤后的抗静电PC复合材料，放在各自的位置，用自动上料机加料，料进入流延机内通过膜内复合挤压成板。或者在粒子机上进行挤出载带，进行冲孔作业、分切作业和成品收卷处理。
S23.辊压：将初步形成的板材经过三辊压光机进行辊压，把挤出板材在合适的温度下冷却并调整板材的厚度和平整度，保证板材不粘辊筒、有光泽和没有流痕和斑点。
S24.皮料或载带：经过辊压后制成的板材，得到最后的皮料。也可以在该板材未冷却时利用真空吸塑成型方式制成载带，最后进行冲孔作业、分切作业和成品收卷处理。
实施例2
一种抗静电PC复合材料，其制备包括步骤：
S11、预处理
第一预混物：先称取400克碳纳米管CNT倒入高速混料机中，再按照比例将称好的100克润滑剂和30克抗氧剂、200克分散剂倒入混料机中，转速为100r/min下处理3min，搅拌混合均匀，使润滑剂、抗氧剂和分散剂均匀分在CNT中，得到第一预混物；
第二预混物：将300克无机填充倒入高速搅拌机中高速搅拌，转速为300r/min下处理15min，将结实的填充打散，再缓慢降低转速；再称取8670克PC、300增韧剂和第一预混物倒入高速混料机转速为300r/min下处理15min，搅拌混合均匀，使助剂和CNT混匀均匀分散在PC中，得到预混物。
S12、熔融挤出造粒
将预混物放入双螺杆挤出机主喂料的下料口中，然后物料经过双螺杆挤出机中熔融混合。挤出温度一到二区依次为250℃、260℃，三区到六区依次为260℃、270℃、280℃、290℃，七区到十区依次为240℃、245℃、250℃、260℃，十一区到模头温度为280℃、290℃，主机转速为400rpm。双螺杆挤出机的熔融塑化段的螺杆组合顺序为45/5/42、36/36、45/5/56、36/36、45/5/56、45/5/42、45/5/56L，混合分散段的螺杆组合顺序为45/5/42、45/5/56、52/52、30/5/56、30/5/56、45/5/42、52/52、72/72、30/5/42、45/5/56、45/5/56、45/5/42。其中采用的螺杆组合为中等强度，在螺杆组合的前段使用多个剪切块，几种剪切块进行复配，确保碳纳米管CNT在双螺杆挤出机的进行很好的分散；同时不能太强，否则会使主基材PC碳化，后端挤出皮料/载带时产生小颗粒。螺杆组合后端需要减弱，多一些混炼块，充分保证塑料在螺杆中的塑化时间。
将熔融混合得到的熔体通过定型口模以恒定的移动速度牵出，再经水槽冷却、经风干切粒，得到抗静电PC复合材料，其中粒子直径为2-3mm。
一种皮料/载带，其制备包括步骤：
S21.烘料：将制备的抗静电PC复合材料放在流延机中的干燥系统120℃烘烤2-4h，抗静电PC复合材料作为中间层或者在附在上表层(上下2层)
S22.模内复合挤出：将烘烤后的抗静电PC复合材料，放在各自的位置，用自动上料机加料，料进入流延机内通过膜内复合挤压成板。或者在粒子机上进行挤出载带，进行冲孔作业、分切作业和成品收卷处理。
S23.辊压：将初步形成的板材经过三辊压光机进行辊压，把挤出板材在合适的温度下冷却并调整板材的厚度和平整度，保证板材不粘辊筒、有光泽和没有流痕和斑点。
S24.皮料或载带：经过辊压后制成的板材，得到最后的皮料。也可以在该板材未冷却时利用真空吸塑成型方式制成载带，最后进行冲孔作业、分切作业和成品收卷处理。
实施例3
一种抗静电PC复合材料，其制备包括步骤：
S11、预处理
第一预混物：先称取100克碳纳米管CNT倒入高速混料机中，再按照比例将称好的100克润滑剂和30克抗氧剂、200克分散剂倒入混料机中，转速为100r/min下处理3min，搅拌混合均匀，使润滑剂、抗氧剂和分散剂均匀分在CNT中，得到第一预混物；
第二预混物：将300克无机填充倒入高速搅拌机中高速搅拌，转速为300r/min下处理15min，将结实的填充打散，再缓慢降低转速；再称取8270克PC、300增韧剂和第一预混物倒入高速混料机转速为300r/min下处理15min，搅拌混合均匀，使助剂和CNT混匀均匀分散在PC中，得到预混物。
S12、熔融挤出造粒
将预混物放入双螺杆挤出机主喂料的下料口中，然后物料经过双螺杆挤出机中熔融混合。挤出温度一到二区依次为245℃、255℃，三区到六区依次为265℃、275℃、280℃、290℃，七区到十区依次为245℃、250℃、260℃、260℃，十一区到模头温度为275℃、290℃，主机转速为400rpm。双螺杆挤出机的熔融塑化段的螺杆组合顺序为45/5/42、36/36、45/5/56、36/36、45/5/56、45/5/42、45/5/56L，混合分散段的螺杆组合顺序为45/5/42、45/5/56、52/52、30/5/56、30/5/56、45/5/42、52/52、72/72、30/5/42、45/5/56、45/5/56、45/5/42。其中采用的螺杆组合为中等强度，在螺杆组合的前段使用多个剪切块，几种剪切块进行复配，确保碳纳米管CNT在双螺杆挤出机的进行很好的分散；同时不能太强，否则会使主基材PC碳化，后端挤出皮料/载带时产生小颗粒。螺杆组合后端需要减弱，多一些混炼块，充分保证塑料在螺杆中的塑化时间。
将熔融混合得到的熔体通过定型口模以恒定的移动速度牵出，再经水槽冷却、经风干切粒，得到抗静电PC复合材料，其中粒子直径为2-3mm。
一种皮料/载带，其制备包括步骤：
S21.烘料：将制备的抗静电PC复合材料放在流延机中的干燥系统120℃烘烤2-4h，抗静电PC复合材料作为中间层或者在附在上表层(上下2层)
S22.模内复合挤出：将烘烤后的抗静电PC复合材料，放在各自的位置，用自动上料机加料，料进入流延机内通过膜内复合挤压成板。或者在粒子机上进行挤出载带，进行冲孔作业、分切作业和成品收卷处理。
S23.辊压：将初步形成的板材经过三辊压光机进行辊压，把挤出板材在合适的温度下冷却并调整板材的厚度和平整度，保证板材不粘辊筒、有光泽和没有流痕和斑点。
S24.皮料或载带：经过辊压后制成的板材，得到最后的皮料。也可以在该板材未冷却时利用真空吸塑成型方式制成载带，最后进行冲孔作业、分切作业和成品收卷处理。
对比例1
一种抗静电PC复合材料，其制备包括步骤：
S11、预处理
第一预混物：先称取2000克导电炭黑倒入高速混料机中，再按照比例将称好的100克润滑剂和30克抗氧剂、200克分散剂倒入混料机中，转速为100r/min下处理3min，搅拌混合均匀，使润滑剂、抗氧剂和分散剂均匀分在导电炭黑中，得到第一预混物；
第二预混物：将300克无机填充倒入高速搅拌机中高速搅拌，转速为300r/min下处理15min，将结实的填充打散，再缓慢降低转速；再称取7070克PC、300增韧剂和第一预混物倒入高速混料机转速为300r/min下处理15min，搅拌混合均匀，使助剂和导电炭黑混匀均匀分散在PC中，得到预混物。
S12、熔融挤出造粒
将预混物放入双螺杆挤出机主喂料的下料口中，然后物料经过双螺杆挤出机中熔融混合。挤出温度一到二区依次为245℃、255℃，三区到六区依次为265℃、275℃、280℃、290℃，七区到十区依次为245℃、250℃、260℃、260℃，十一区到模头温度为275℃、290℃，主机转速为400rpm。双螺杆挤出机的熔融塑化段的螺杆组合顺序为45/5/42、36/36、45/5/56、36/36、45/5/56、45/5/42、45/5/56L，混合分散段的螺杆组合顺序为45/5/42、45/5/56、52/52、30/5/56、30/5/56、45/5/42、52/52、72/72、30/5/42、45/5/56、45/5/56、45/5/42。其中采用的螺杆组合为中等强度，在螺杆组合的前段使用多个剪切块，几种剪切块进行复配，确保碳纳米管CNT在双螺杆挤出机的进行很好的分散；同时不能太强，否则会使主基材PC碳化，后端挤出皮料/载带时产生小颗粒。螺杆组合后端需要减弱，多一些混炼块，充分保证塑料在螺杆中的塑化时间。
将熔融混合得到的熔体通过定型口模以恒定的移动速度牵出，再经水槽冷却、经风干切粒，得到抗静电PC复合材料，其中粒子直径为2-3mm。
一种皮料/载带，其制备包括步骤：
S21.烘料：将制备的抗静电PC复合材料放在流延机中的干燥系统120℃烘烤2-4h，抗静电PC复合材料作为中间层或者在附在上表层(上下2层)
S22.模内复合挤出：将烘烤后的抗静电PC复合材料，放在各自的位置，用自动上料机加料，料进入流延机内通过膜内复合挤压成板。或者在粒子机上进行挤出载带，进行冲孔作业、分切作业和成品收卷处理。
S23.辊压：将初步形成的板材经过三辊压光机进行辊压，把挤出板材在合适的温度下冷却并调整板材的厚度和平整度，保证板材不粘辊筒、有光泽和没有流痕和斑点。
S24.皮料或载带：经过辊压后制成的板材，得到最后的皮料。也可以在该板材未冷却时利用真空吸塑成型方式制成载带，最后进行冲孔作业、分切作业和成品收卷处理。
对比例2
一种抗静电PC复合材料，其制备包括步骤：
S11、预处理
第一预混物：先称取400克导电炭黑倒入高速混料机中，再按照比例将称好的100克润滑剂和30克抗氧剂、200克分散剂倒入混料机中，转速为100r/min下处理3min，搅拌混合均匀，使润滑剂、抗氧剂和分散剂均匀分在CNT中，得到第一预混物；
第二预混物：将300克无机填充倒入高速搅拌机中高速搅拌，转速为300r/min下处理15min，将结实的填充打散，再缓慢降低转速；再称取8670克PC、300增韧剂和第一预混物倒入高速混料机转速为300r/min下处理15min，搅拌混合均匀，使助剂和CNT混匀均匀分散在PC中，得到预混物。
S12、熔融挤出造粒
将预混物放入双螺杆挤出机主喂料的下料口中，然后物料经过双螺杆挤出机中熔融混合。挤出温度一到二区依次为245℃、255℃，三区到六区依次为265℃、275℃、280℃、290℃，七区到十区依次为245℃、250℃、260℃、260℃，十一区到模头温度为275℃、290℃，主机转速为400rpm。双螺杆挤出机的熔融塑化段的螺杆组合顺序为45/5/42、36/36、45/5/56、36/36、45/5/56、45/5/42、45/5/56L，混合分散段的螺杆组合顺序为45/5/42、45/5/56、52/52、30/5/56、30/5/56、45/5/42、52/52、72/72、30/5/42、45/5/56、45/5/56、45/5/42。其中采用的螺杆组合为中等强度，在螺杆组合的前段使用多个剪切块，几种剪切块进行复配，确保碳纳米管CNT在双螺杆挤出机的进行很好的分散；同时不能太强，否则会使主基材PC碳化，后端挤出皮料/载带时产生小颗粒。螺杆组合后端需要减弱，多一些混炼块，充分保证塑料在螺杆中的塑化时间。
将熔融混合得到的熔体通过定型口模以恒定的移动速度牵出，再经水槽冷却、经风干切粒，得到抗静电PC复合材料，其中粒子直径为2-3mm。
一种皮料/载带，其制备包括步骤：
S21.烘料：将制备的抗静电PC复合材料放在流延机中的干燥系统120℃烘烤2-4h，抗静电PC复合材料作为中间层或者在附在上表层(上下2层)
S22.模内复合挤出：将烘烤后的抗静电PC复合材料，放在各自的位置，用自动上料机加料，料进入流延机内通过膜内复合挤压成板。或者在粒子机上进行挤出载带，进行冲孔作业、分切作业和成品收卷处理。
S23.辊压：将初步形成的板材经过三辊压光机进行辊压，把挤出板材在合适的温度下冷却并调整板材的厚度和平整度，保证板材不粘辊筒、有光泽和没有流痕和斑点。
S24.皮料或载带：经过辊压后制成的板材，得到最后的皮料。也可以在该板材未冷却时利用真空吸塑成型方式制成载带，最后进行冲孔作业、分切作业和成品收卷处理。
对比例3
一种抗静电PC复合材料，其制备包括步骤：
S11、预处理
第一预混物：先称取100克碳纳米管CNT倒入高速混料机中，再按照比例将称好的100克润滑剂和30克抗氧剂、200克分散剂倒入混料机中，转速为100r/min下处理3min，搅拌混合均匀，使润滑剂、抗氧剂和分散剂均匀分在CNT中，得到第一预混物；
第二预混物：将300克无机填充倒入高速搅拌机中高速搅拌，转速为300r/min下处理15min，将结实的填充打散，再缓慢降低转速；再称取8070克PC、300增韧剂和第一预混物倒入高速混料机转速为300r/min下处理15min，搅拌混合均匀，使助剂和CNT混匀均匀分散在PC中，得到预混物。
S12、熔融挤出造粒
将预混物放入双螺杆挤出机主喂料的下料口中，然后物料经过双螺杆挤出机中熔融混合。挤出温度一到二区依次为245℃、255℃，三区到六区依次为265℃、275℃、280℃、290℃，七区到十区依次为245℃、250℃、260℃、260℃，十一区到模头温度为275℃、290℃，主机转速为400rpm。双螺杆挤出机的熔融塑化段的螺杆组合顺序为45/5/42、36/36、45/5/56、36/36、45/5/56、45/5/42、45/5/56L，混合分散段的螺杆组合顺序为45/5/42、45/5/56、52/52、30/5/56、30/5/56、45/5/42、52/52、72/72、30/5/42、45/5/56、45/5/56、45/5/42。其中采用的螺杆组合为中等强度，在螺杆组合的前段使用多个剪切块，几种剪切块进行复配，确保碳纳米管CNT在双螺杆挤出机的进行很好的分散；同时不能太强，否则会使主基材PC碳化，后端挤出皮料/载带时产生小颗粒。螺杆组合后端需要减弱，多一些混炼块，充分保证塑料在螺杆中的塑化时间。
将熔融混合得到的熔体通过定型口模以恒定的移动速度牵出，再经水槽冷却、经风干切粒，得到抗静电PC复合材料，其中粒子直径为2-3mm。
一种皮料/载带，其制备包括步骤：
S21.烘料：将制备的抗静电PC复合材料放在流延机中的干燥系统120℃烘烤2-4h，抗静电PC复合材料作为中间层或者在附在上表层(上下2层)
S22.模内复合挤出：将烘烤后的抗静电PC复合材料，放在各自的位置，用自动上料机加料，料进入流延机内通过膜内复合挤压成板。或者在粒子机上进行挤出载带，进行冲孔作业、分切作业和成品收卷处理。
S23.辊压：将初步形成的板材经过三辊压光机进行辊压，把挤出板材在合适的温度下冷却并调整板材的厚度和平整度，保证板材不粘辊筒、有光泽和没有流痕和斑点。
S24.皮料或载带：经过辊压后制成的板材，得到最后的皮料。也可以在该板材未冷却时利用真空吸塑成型方式制成载带，最后进行冲孔作业、分切作业和成品收卷处理。
对比例4
一种抗静电PC复合材料，其制备与实施例3的区别在于：步骤S12中双螺杆挤出机的熔融塑化段和混合分散段的螺杆组合不同。双螺杆挤出机的熔融塑化段的螺杆组合顺序为45/5/42、52/52、52/52、45/5/56、52/52，混合分散段的螺杆组合顺序为45/5/42、52/52、52/52、45/5/42、52/52、30/5/42、45/5/56、52/52、45/5/42。
其中，实施例1～3和对比例1～3的原料配比如下表1所示：
表1
进一步的，为了验证本申请实施例的进步性，对实施例和对比例制备的抗静电PC复合材料的密度、拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、冲击强度、表面电阻率，以及载带正反表面的电阻率分别进行了测试，测试结果如下表2所示。
表2
由上述测试结果可知，实施例1、实施例2、实施例3和对比例3区别在于导电剂碳纳米管CNT的添加量不同，随着CNT含量的增加导电性逐渐提高，强度也随之提高。这是由于在一定范围内CNT含量增加和特殊的分散体系减少了碳纳米管的团聚，使得碳纳米管更好地起到导电桥架剂的作用，在PC基体内形成了三维导电网络。但随着碳纳米管增加，达到10％以后，加工性开始降低，材料慢慢变脆，CNT不能均匀分散在基体里，加工性相应变差。
而对比例1和对比例2是加较导电炭黑的对比，表面电阻率想要达到105Ω/Sq，需要添加20％的导电炭黑，导电剂添加量多，皮料和载带析出炭黑，污染芯片，同时抗静电PC复合材料含硫，会与金属反应形成硫化物，污染芯片。对比例2导电炭黑添加量仅为3％时，表面电阻率1013Ω/Sq，制备的载带正反表面电阻率均达到1013Ω/Sq，形成表面绝缘。
而对比例4制备抗静电PC复合材料时，双螺杆挤出机的熔融塑化段和混合分散段的螺杆组合不同，输送元件仅采用52/52单一型号，导致碳纳米管分散程度不高，影响抗静电PC复合材料及其载带制品的表面平整度、表面洁净度，在载带表面形成凸点。同时材料的导电性和物理机械性能也下降。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高分子聚合物制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取包括85～95份的高分子聚合物、1～10份的碳纳米管、0.1～2份的抗氧剂、0.2～3份的分散剂、1～5份的润滑剂、1～5份的增韧剂和0.5～8份的无机填料的原料组分；
将所述碳纳米管、所述润滑剂、所述抗氧剂、所述分散剂、所述无机填料、所述高分子聚合物和所述增韧剂制成预混物；
采用双螺杆挤出机对所述预混物进行熔融挤出造粒，得到高分子聚合物制品；其中，所述熔融挤出造粒过程中输送元件的型号包括36/36、52/52、72/72、96/96、56/56、72/32、56/28、72/36、56/28、56/28L中的多种，剪切元件的型号包括45/5/42、45/5/56、45/5/42、45/5/56、30/5/56、30/5/56、30/5/42、45/5/56L中的多种；熔融塑化段的螺杆组合顺序依次为45/5/42、36/36、45/5/56、36/36、45/5/56、45/5/42、45/5/56L；混合分散段的螺杆组合顺序依次为45/5/42、45/5/56、52/52、30/5/56、30/5/56、45/5/42、52/52、72/72、30/5/42、45/5/56、45/5/56、45/5/42；所述高分子聚合物制品的表面无凸点和凹坑。
2.如权利要求1所述的高分子聚合物制品的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出造粒的温度为240～300℃，主机转速为350～500rpm。
3.如权利要求2所述的高分子聚合物制品的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机包括11区，其中，1～2区的温度为240～260℃，3～6区的温度为260～290℃，7～10区的温度为240～260℃，11区到模头的温度为270～290℃。
4.如权利要求1～3任一项所述的高分子聚合物制品的制备方法，其特征在于，所述预混物的制备包括步骤：将所述碳纳米管、所述润滑剂、所述抗氧剂和所述分散剂，在转速为100～300r/min的条件下处理2～5分钟，制成第一预混物；
将所述第一预混物与所述无机填料、所述高分子聚合物和所述增韧剂，在转速为100～300r/min的条件下处理10～15分钟，得到所述预混物。
5.如权利要求1所述的高分子聚合物制品的制备方法，其特征在于，所述高分子聚合物包括聚碳酸酯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸丁酯中的至少一种；
和/或，所述碳纳米管包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、阵列碳纳米管、酸化碳纳米管、硫化碳纳米管中的至少一种；
和/或，所述碳纳米管具有手性，管径为2～20nm，长度为0.1～100μm，长径比为(8000～15000)：1，比表面积为200～280m2/g；
和/或，所述抗氧剂包括双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯；
和/或，所述分散剂包括YY-703A；
和/或，所述润滑剂包括季戊四醇硬脂酸酯；
和/或，所述增韧剂包括核-壳结构的甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物、聚烯烃弹性体、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的至少一种；
和/或，所述无机填料包括碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、氮化硼粉末、二氧化硅、明矾、二氧化钛、氧化钙、氧化镁、炭黑、云母粉中的至少一种；
和/或，所述无机填料的表面经硅烷偶联剂处理。
6.一种高分子聚合物制品，其特征在于，所述高分子聚合物制品由如权利要求1～5任一项所述方法制得。
7.如权利要求6所述的高分子聚合物制品，其特征在于，所述高分子聚合物制品的平均粒径为2～3mm。
8.一种高分子聚合物制品的应用，其特征在于，将如权利要求6～7任一项所述的高分子聚合物制品应用到皮料或载带中。
9.如权利要求8所述的高分子聚合物制品的应用，其特征在于，将所述高分子聚合物制品投入流延机内通过膜内复合挤压成板后，辊压制成板材，得到所述皮料；
或者，将所述高分子聚合物制品投入流延机内通过膜内复合挤压成板后，辊压制成板材，并将所述板材制成所述载带。
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