专利名称：一种抗静电板材的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高分子材料先进加工技术领域，更具体地说，是涉及一种板材加工技术，特别是涉及复合挤出法得到的抗静电板材。
背景技术：
随着高分子复合材料发展速度的不断加快，抗静电材料越来越多地应用于生产及生活中。尤其是在军工厂、面粉厂、油气田等场合及半导体材料加工制造、通信等领域，对于静电防护的要求特别高，为了保证生产的安全性及信息传输的稳定性和可靠性，需要装饰材料及工作台都具有很好的防静电功能，以防止静电灾害的发生。目前抗静电复合板材主要有以下三种生产方法I.在聚合物原料成型前，加入抗静电填料，一般通过混炼将抗静电填料与聚合物原料共混，然后经过挤出造粒，最终挤压成型得到具有抗静电功能的板材。此法有两个缺点，一是板材的厚度较大，如果全部加入抗静电填料，成本必将大大提高；二是大量抗静电填料的加入，必然会使得材料的力学性能大大下降。2.在透明基板上，以电浆或溅镀方式，镀上ATO或ITO类透明材料，从而形成光学级抗静电材料，此方法存在三个缺点，一是设备成本及材料成本太高；二是镀膜尺寸会受到设备大小的限制；三是溅镀方法大尺寸膜均匀度不好。3.以湿式方法制备，如在PC、PMMA或PET等高透明性板材表面上，以喷涂浸溃等方式涂上抗静电剂，然后硬化后达到抗静电效果。此法的主要缺点是，产品质量受配方、涂布方式及设备、操作环境及加工参数的影响很大，因此产品质量太差。以上三种方法中，方法2的成本是最高的，方法3的产品质量不好控制。因此对于方法1，如果既能将其成本降低，又能够使复合板材保持较好的力学性能，那么对于抗静电复合板材制造领域将是很大的技术突破。
发明内容本实用新型目的是提出一种抗静电导电板材，不仅能解决现有抗静电板材力学强度低、填料用量大等缺点，而且具有成本低、抗静电效果好的优点。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种抗静电板材，具有多层交替结构，以聚合物或其复合材料作为基材，采用抗静电填料填充的聚合物为抗静电层，通过将基材层与抗静电层交替多层复合，得到上下表层都为抗静电层的多层抗静电复合板材，根据应用场合确定抗静电剂的添加量。本发明一种抗静电板材，抗静电层的厚度可以小于基材层的厚度，所有抗静电层加入的抗静电剂的总量小于或等于传统抗静电板材的抗静电剂的总添加量，由于本发明一种抗静电板材的抗静电层的抗静电剂比例高，使得板材整体的抗静电效果好，特别是垂直于叠层厚度方向的截面间有多通道具有导电性，即使上下表面的抗静电层受到破损，内层不会受到影响。本实用新型一种抗静电板材，基材层可采用高分子材料(如PA、PE、PP、ABS、PB、等)或它们的复合材料，抗静电填料采用导电填料(如金属粉末、炭黑、碳纳米管等)。本实用新型一种抗静电板材，层叠结构可以是ABAB…ABBA(A代表抗静电层，B代表基材层)，也可以是ABAB…BABA，只要既能满足交替层叠，又能保证板材上下表面都为抗静电层即可。本实用新型一种抗静电板材，板材层数可以根据分层装置个数的多少来调节，可以为八层、三十二层或一百二十八层等。本实用新型一种抗静电板材的成型方法如下 I.高分子材料或它们的复合材料(B层)、高分子材料或它们的复合材料与抗静电填料的共混物(A层)分别加入两台挤出机中熔融塑化，高温熔体向前输送，在汇流器出汇合成I股AB双层复合熔体；2. AB双层复合熔体从汇流器挤出后进入正分层装置，被分成四股AB双层熔体，经过分层装置后得到一股ABABABAB八层复合熔体；3.八层复合熔体随后进入反分层装置，同样被分成四股，挤出得到BABA……ABAB三十二层复合熔体，ABAB…结构占整个厚度的一半，板材另一半的层的结构为…BA BA，最终经过口模定型，得到层叠抗静电板材，板材的上下表面都为抗静电层，内层也有抗静电层，最中间为两层基材层的叠加。本发明具有以下优点I.本实用新型一种抗静电板材结构简单，通过将基材层与抗静电层交替多层共挤出，巧妙得到具有双面抗静电功能的板材，在抗静电填料总量不增多的情况下，抗静电层含有的抗静电剂比例高，所得制品的抗静电效果更好。2.本实用新型一种抗静电板材抗静电填料的添加量较少，只有一部分层中添加抗静电填料，节约了原料成本；基材层的存在，复合板材的力学性能受影响的程度降低。3.本实用新型一种抗静电板材的成型方法所需设备简单，只需要将挤出机、汇流器、分层装置及口模串联起来即可，而不需要多台挤出机，设备成本低，占空间少。
图I是本实用新型一种抗静电板材断面结构示意图。图2是本实用新型一种抗静电板材正分层装置内熔体分层原理图。图3是本实用新型一种抗静电板材反分层装置内熔体分层原理图。图中1_抗静电层；2_基材层；3-抗静电板材；4_正分层装置内熔体；5_分层装置内熔体。
具体实施方式
如图I所示，一种抗静电板材3，具有多层交替结构，以单一聚合物材料作为基材层2 (记做符号B)，采用抗静电填料填充的同种聚合物为抗静电层I (记做符号A)，通过交替多层贴合而成。并且基材层2与抗静电层I的层厚比可以为任意比例。抗静电板材3的上下表层都为抗静电层1，抗静电板材3的体积电阻率可以小于IO6Q cm，满足各种抗静电要求。本实用新型一种抗静电板材，基材层2(B)可采用任意通用树脂[如尼龙(PA)、聚乙烯(PE)等]，抗静电层I (A)填料采用导电填料(如炭黑、碳纳米管等)。本实用新型一种抗静电板材，抗静电板材3的结构为ABAB......ABBA，或
ABAB......BA BA,只要既能满足交替层叠，又能保证抗静电板材3上下表面都为抗静电层
I即可。本实用新型一种抗静电板材，抗静电板材3层数可以根据分层装置个数的多少来调节，可以为八层、三十二层或一百二十八层等。本实用新型一种抗静电板材的成型方法如下I.基材层2(B)原料以及抗静电层I(A)原料分别加入两台挤出机中熔融塑化，高 温熔体向前输送，在汇流器出汇合成一股AB双层复合熔体；2. AB双层复合熔体从汇流器挤出后进入正分层装置，被分成四股AB结构的双层熔体，经过分层装置后得到一股ABABABAB结构的八层正分层装置内熔体4，见图2所示；3.八层正分层装置内熔体4随后进入反分层装置，同样被分成四股，挤出得到ABABAB…BABA结构形式的三十二层反分层装置内熔体5，最终经过口模定型，得到层叠抗静电板材3。图3所示为反分层装置的层叠原理，AB双层复合熔体从汇流器挤出后进入反分层装置，被分成四股AB结构的双层熔体，经过反分层装置后得到一股ABABBABA或ABABABBA结构，其结构的表层都为抗静电层。反分层可以占到整个板材的厚度的一半。实施例一为原料采用尼龙、聚乙烯和导电炭黑，导电层为聚乙烯和导电炭黑的共混料，基材层为尼龙。首先将干燥好的聚乙烯与15%的导电炭黑的混合料经过双螺杆挤出机进行造粒、干燥得到抗静电层原料，然后抗静电层原料与干燥好的尼龙分别加入到两台挤出机中进行熔融塑化，挤出机各段温度分别设定为尼龙和聚乙烯的加工温度，根据层厚需要调整螺杆转速为I : 1，挤出口模和层叠器设定温度为240°C，口模厚度为3mm，所得AB双层复合熔体从汇流器挤出后进入一节四股正分层装置层叠器后，再进入一节四股反分层装置层叠器节，最终经过口模定型，得到三十二层抗静电板材，基材层与抗静电层的层厚相等，这样不同物料经过共挤出系统后，经过冷却定型，得到表层体积电阻率小于106 Q cm的三十二层抗静电板材，完全符合实际应用要求。
权利要求1.一种抗静电板材，其特征在于具有多层交替结构，以聚合物或其复合材料作为基材，采用抗静电填料填充的聚合物为抗静电层，通过将基材层与抗静电层交替多层复合，得到上下表层都为抗静电层的多层抗静电复合板材。
2.根据权利要求I所述的一种抗静电板材，其特征在于基材层为PE、PP、ABS、PB。
3.根据权利要求I所述的一种抗静电板材，其特征在于抗静电填料采用金属粉末、炭黑或碳纳米管。
专利摘要本实用新型公开了一种抗静电板材，抗静电板材具有多层交替结构，有多层交替结构，以聚合物或其复合材料作为基材，采用抗静电填料填充的聚合物为抗静电层，通过将基材层与抗静电层交替多层复合，得到上下表层都为抗静电层的多层抗静电复合板材。本实用新型一种抗静电板材，抗静电层的厚度可以小于基材层的厚度，所有抗静电层加入的抗静电剂的总量小于或等于传统抗静电板材的抗静电剂的总添加量，由于抗静电层的抗静电剂比例高，使得板材整体的抗静电效果好，特别是垂直于叠层厚度方向的截面间有多通道具有导电性，即使上下表面的抗静电层受到破损，内层不会受到影响。
文档编号B32B27/20GK202480508SQ201220098890
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月15日 优先权日2012年3月15日
发明者丁玉梅, 杨卫民, 王德禧, 王笃金, 田岩, 钟雁 申请人:北京化工大学