CN1242286A - 聚酯合胶导电胶片 - Google Patents
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Abstract
一种聚酯合胶导电胶片,其特征包括藉三层共挤出方式所制造的三层结构。其中上层和下层皆为聚酯及/或共聚酯与丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物(简称ABS)及/或聚苯乙烯(简称PS)所形成的合胶与碳黑而成为导电性层,该导电性层的表面阻抗不超过108欧姆,且其在挤出步骤时的流动指数不低于5.0/10分钟(荷重10公斤,温度250℃)。其中中间层为聚酯及/或共聚酯及/或丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物及/或聚苯乙烯。
Description
本发明是关于一种藉三层共挤出(co-extrusion)方式所制造的聚酯合胶导电胶片，其表面阻抗不超过108欧姆，而适用于包装集成电子产品以及零件等。
近来因应各种集成电子产品、零件等包装材料需要导电的要求，而发展出聚酯合胶导电胶片，同时兼具聚酯的韧性及ABS系或PS系的耐热性。
本发明的目的在于，提供一种聚酯合胶导电胶片不但具有较佳的导电性而且具有聚酯较强的机械强度，且由于导电层含有ABS系或PS系而提高耐热温度至85℃以上，即同时兼具了聚酯与ABS系或PS系的优点；此导电胶片特别适用于集成电子产品及零件的包装；本发明的胶片的表面阻抗不超过108欧姆。
本发明的目的可以按下述实现：一种聚酯含胶导电胶片，其包括藉三层共挤出方式所制造的三层结构，中间层为聚酯及/或共聚酯及/或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及/或聚苯乙烯(使用此物质时须添加增韧剂，以增加韧性及控制流动指数不小于5.0克/10分钟，荷重10公斤，温度250℃)，上、下层各含有碳黑而成为导电性层，该上、下层各包含：
(a)重量比99.9-0.1％的结晶性或非结晶性聚酯或共聚酯；
(b)重量比0.1-99.9％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚苯乙烯；
(c)重量比0.1-30％的相容剂[以(a)+(b)为基准计算]；
(d)重量比0.1-20％的增韧剂[以(a)+(b)为基准计算]；及
(e)重量比3-25％的碳黑[以(a)+(b)为基准计算]；
该导电性层的表面阻抗不超过108欧姆，且其在挤出步骤时的流动指数不低于5.0克/10分钟(荷重10公斤，温度250℃)，该胶片的厚度是介于0.1-1.2毫米间，而上、下两层的厚度是共占胶片总厚度的2-80％。其中聚酯及共聚酯的本性粘度为0.4-1.2，熔点为200-330℃，聚酯为单聚酯如聚丁烯对苯二甲酯、聚乙烯对苯二甲酯、聚环己烷二甲烯对苯二甲酯，共聚酯是由适当的二元酸及二元醇所合成：
(a)二元醇：乙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、二甘醇、1，4-二甲醇环己烷、3-甲基-戊二醇、2-甲基-己二醇；
(b)二元酸：丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、环己烷羧酸、对苯二甲酸、异苯二甲酸。
其中相容剂是EGMA-g-As系或PS-PMMA系或1，4-环己烷二甲醇二苯甲酸酯，其软化点是介于30-120℃间。其中增韧剂包括SBS系(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)或SEBS系(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯)或热塑性聚酯弹性体。
本发明的聚酯合胶导电胶片，包括利用三层共挤出方式所制造的三层结构。其中上层和下层皆为聚酯及/或共聚酯与ABS系及/或PS系所形成的合胶与碳黑而成为导电性层，该导电性层的流动指数较中间层为高，易于向胶片边缘扩散，该中间层为聚酯及/或共聚酯及/或ABS系及/或PS系。
本发明中，上层和下层所含的碳黑重量比各3-25％，最佳重量比9-20％，可用的碳黑为炉黑或槽黑，例如XC-72(Cabot公司产品)及Ketjen Black EC(荷兰AKZO公司产品)。
整个胶片的厚度为0.1至1.2毫米，较佳0.1至1.0毫米，导电粒子的流动指数大于5.0克/10分钟(荷重10公斤，温度250℃)。导电粒子合胶的比例：(聚酯+共聚酯)/(ABS系-PS系)为0.001-999，最佳0.067-1.5。制造本发明的聚酯合胶导电胶片须有二个挤出机，以共挤出方式制得。其中，螺杆温度为210-250℃，模头温度为230-260℃，此胶片的真空成型(或压空成型)温度为130-160℃。
聚酯系与ABS系或PS系原来彼此不相容，为使达到较佳的相容性必须加入适当的相容剂。本发明中所采用的相容剂为含有适当量的EGMA-g-AS系或PS-PMMA系或1，4-环己烷二甲醇二苯甲酸酯，其软化点是介于30-120℃间，此相容剂亦可当作分散剂使用，适当添加量为重量比0.1-30％。
为使上、下导电层及中间层改善耐冲击强度或调整相对流动性，故本发明中加入适量的增韧剂，包括SBS系(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)或SEBS系(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯)或热塑性聚酯弹性体，适当的添加量为重量比0.1-20％。
更详而言之，本发明中，上、下二导电层各包含：
(a)重量比99.9-0.1％的结晶性或非结晶性聚酯或共聚酯；
(b)0.1-99.9重量％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚苯乙烯；
(c)重量比0.1-30％的相容剂[以(a)+(b)为基准计算]；
(d)重量比0.1-20％的增韧剂[以(a)+(b)为基准计算]；
(e)重量比3-25％的碳黑[以(a)+(b)为基准计算]。
本发明的胶片的厚度是介于0.1-1.2毫米间，而上、下两层的厚度是共占胶片总厚度的2-80％，较佳3-25％。本发明中的聚酯为单聚酯如聚丁烯对苯二甲酯、聚乙烯对苯二甲酯、聚环己烷二甲烯对苯二甲酯，共聚酯由适当的二元酸及二元醇所合成：
(a)二元醇：乙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、二甘醇、1，4-二甲醇环己烷、3-甲基-戊二醇、2-甲基-己二醇；
(b)二元酸：丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、环己烷羧酸、对苯二甲酸、异苯二甲酸。
制造本发明所用的导电性酯粒的方法是将聚酯及/或共聚酯与丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物及/或聚苯乙烯、相容剂、增韧剂、碳黑分别经计量器下料混合，最后经双轴压出机塑化、熔融、造粒，再以三层共挤出方式制得聚酯合胶导电胶片。
实施例1：将20份的聚乙烯对苯二甲酯(PET，远东纺织公司产品，编号CB602，本性粘度(IV)为0.80，测试是在25℃之重量比60％的酚及重量比40％的四氯乙烷混合溶剂中进行)、100份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(国乔公司产品，编号D-120)、10份的相容剂(美国VELSICOL化学公司产品，编号(Benzoflex 352)、5份的增韧剂(美国SHELL公司产品，编号Kraton D-1300X)及20份的碳黑(CABOT公司产品，编号XC-72)分别经体积式计量器喂入直径54毫米的双轴挤出机(L/D＝36)内混炼制成导电性聚酯粒，挤出机的吐出量为每小时100公斤，模头压力维持在3-6Mpa，每一加热区的温度控制在230-250℃，由于适当的模头压力控制，酯条挤出均匀顺利，使能制得平均直径及长度约3毫米的导电性酯粒。
然后将此导电性酯粒除温及干燥，去除水份至100ppm以下，经Barmag共挤出机的外层副机(直径75毫米，L/D＝32)熔融挤出经三层胶片T型模头(温度控制255℃)，作成上、下导电层，另外将丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(国乔公司产品，编号D-100)喂入Barmag共挤出机的中间层主机(直径120毫米，L/D＝32)，熔融后，经同一T型模头挤出当作中间层。共挤出因有一分歧管装置，可确保上、中、下三层均有效分层，并经T型模头吐出时紧密熔融贴合。T型模头的宽度为1380毫米，出口间隙为0.8，三层胶片的厚度为0.32毫米，其中中间层厚度为0.24毫米，上、下二导电层的厚度各为0.04毫米。
此导电性三层胶片经表面阻抗及冲击强度测试均有令人满意的结果，且其软化点温度为96℃(依ASTM D1525方法，荷重1公斤的测试结果)，如表1所示。为了解此导电性三层胶片的真空成型性，经成型温度140℃加热2秒钟，即可得到成型完整的成品，此成品经表面阻抗测试，所得结果亦非常佳，并无增加表面阻抗值，显示经真空成型后，不影响表面阻抗值。
实施例2：重复实例1的组成及步骤，但是导电层的100份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物改为聚苯乙烯(奇美公司产品，编号PH-88H)，而且10份的相容剂改为EGMA-g-AS是(日本油脂产品，MOPY PA-A4400)。组成及测试结果示于表1中。
实施例3：重复实例1的组成及步骤，但是导电层的20份的聚乙烯对苯二甲酯改为共聚酯(美国Eastman公司产品，编号PETG 14471，本性粘度为0.75)，10份的相容剂改为PS-PMM系(日本东亚合成产品，GP 305)，而且中间层的100份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物改为聚苯乙烯(奇美公司产品，编号PH-88H)。组成及测试结果示于表1中。
实施例4：重复实例1的组成及步骤，但是导电层的100份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物改为聚苯乙烯(奇美公司产品，编码PH-88H)，而5份的增韧剂改为SEBS(美国SHELL公司产品，编号Kraton G-1652)，且中间层的100份的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物改为聚苯乙烯(奇美公司产品，编号PH-88H)。组成及测试结果示于表1中。
实施例5：重复实例4的组成及步骤，但是5份的增韧剂改为热塑性聚酯弹性体(美国杜邦公司产品，编号Hytrel 4078)，而且中间层的100份的聚苯乙烯改为共聚酯(美国Eastman公司产品，编号PETG 14471，本性粘度为0.75)。组成及测试结果示于表1中。
实施例6：重复实例1的组成及步骤，但是导电层不加相容剂。并依实例1中的制程条件制成三层的导电性胶片，结果发现导电性胶片的上、下导电层与中间层有剥离分层现象，其冲击强度亦变差；而且亦因为碳黑在聚合物中的分散不佳，表面阻抗值增大。组成及测试结果示于表1中。
实施例7：重复实例4的组成及步骤，但是导电层不加增韧剂，并依实例4中的制程条件制成三层的导电性胶片，由测试结果发现其冲击强度变差易碎。组成及测试结果示于表1中。
虽然本发明已经以实例来具体说明，但是该些实例是用以本发明而非用以限制本发明范围，即大凡依本发明精神与范畴所作的各种均等变化及修饰例皆仍应属于本发明的专利范围内。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | |||
| 组成物 | 导电层 | 聚酯 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
| ABS | 100 | 0 | 100 | 0 | 0 | 100 | 0 | ||
| PS | 0 | 100 | 0 | 100 | 100 | 0 | 100 | ||
| 碳黑 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | ||
| 相容剂 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 0 | 10 | ||
| 增韧剂 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 0 | ||
| 中间层 | ABS | 100 | 100 | 0 | 0 | 0 | 100 | 0 | |
| PS | 0 | 0 | 100 | 100 | 0 | 0 | 100 | ||
| 聚酯 | 0 | 0 | 0 | 25 | 100 | 0 | 0 | ||
| 测试结果 | 导电层流动指数(克/10分钟) | 12 | 25 | 10 | 560 | 22 | 8 | 34 | |
| 冲击强度(g/mm) | 810 | 730 | 600 | 560 | 850 | 180 | ＜50 | ||
| 表面阻抗(欧姆) | 5×104 | 3×104 | 6×104 | 3×104 | 2×104 | 5×105 | 4×104 | ||
| 真空成型后表面阻抗(欧姆) | 9×104 | 5×104 | 8×104 | 7×104 | 4×104 | 7×106 | 8×104 | ||
| 软化点(C°) | 96 | 94 | 95 | 93 | 86 | 96 | 94 | ||
Claims (4)
1、一种聚酯含胶导电胶片，其特征在于包括藉三层共挤出方式所制造的三层结构，中间层为聚酯及/或共聚酯及/或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物及/或聚苯乙烯(使用此物质时须添加增韧剂，以增加韧性及控制流动指数不小于5.0克/10分钟，荷重10公斤，温度250℃)，上、下层各含有碳黑而成为导电性层，该上、下层各包含：
(a)重量比99.9-0.1％的结晶性或非结晶性聚酯或共聚酯；
(b)重量比0.1-99.9％的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或聚苯乙烯；
(c)重量比0.1-30％的相容剂[以(a)+(b)为基准计算]；
(d)重量比0.1-20％的增韧剂[以(a)+(b)为基准计算]；及
(e)重量比3-25％的碳黑[以(a)+(b)为基准计算]；
该导电性层的表面阻抗不超过108欧姆，且其在挤出步骤时的流动指数不低于5.0克/10分钟(荷重10公斤，温度250℃)，该胶片的厚度是介于0.1-1.2毫米间，而上、下两层的厚度是共占胶片总厚度的2-80％。
2、如权利要求1所述的聚酯合胶导电胶片，其特征在于：聚酯及共聚酯的本性粘度为0.4-1.2，熔点为200-330℃，聚酯为单聚酯如聚丁烯对苯二甲酯、聚乙烯对苯二甲酯、聚环己烷二甲烯对苯二甲酯，共聚酯是由适当的二元酸及二元醇所合成：
(a)二元醇：乙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、二甘醇、1，4-二甲醇环己烷、3-甲基-戊二醇、2-甲基-己二醇；
(b)二元酸：丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、环己烷羧酸、对苯二甲酸、异苯二甲酸。
3、如权利要求1所述的聚酯合胶导电胶片，其特征在于：其中相容剂是EGMA-g-As系或PS-PMMA系或1，4-环己烷二甲醇二苯甲酸酯，其软化点是介于30-120℃间。
4、如权利要求1所述的聚酯合胶导电胶片，其特征在于：增韧剂包括SBS系(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)或SEBS系(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯)或热塑性聚酯弹性体。
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- 1998-07-21 CN CN 98103047 patent/CN1242286A/zh active Pending
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