[发明专利]层叠抗静电板材及其成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种板材及其成型方法，特别是涉及一种层叠抗静电板材及其成型方法。

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以及生活中。尤其是在军工厂、化工厂、面粉厂、油气田、煤矿等易燃易爆场合以及半导体加工制造、通信等领域，为了保证生产的安全性及信息传输的稳定性和可靠性，需要这些领域使用的材料具有很好的抗静电功能，以防止静电灾害的发生。

塑料板材抗静电的原理一般为：在塑料中添加导电剂，在塑料中的导电剂形成连续相，或者导电剂粒子间距离小于导电的阈值，使板材表面因摩擦或环境引起的电荷可以被导走，防止静电的积累，达到抗静电的目的。

目前抗静电复合板材主要有以下几种生产方法：

（1）在塑料板材表面上，以喷涂、浸渍等方式涂上抗静电剂，以达到抗静电的效果。该方法的主要缺点是：产品质量受配方、涂布方式以及设备、操作环境和加工参数的影响很大，因此产品质量很差。

（2）在塑料中添加表面活性剂类的抗静电剂，利用与塑料基材的不完全相容性，抗静电剂在板材表面富集，吸收环境中的水分，在表面形成导电水膜，达到导走电荷的目的。该方法的缺点是：抗静电效果受到环境湿度影响很大，抗静电效果不稳定，抗静电剂容易析出，产品表面体积电阻率最小达10⁹Ω·m，不可以使用在要求高的抗静电场所。

（3）在基板上，以电浆或者溅镀方式，镀上ATO或者ITO类透明材料，从而形成抗静电材料。该方法的主要缺点是：设备成本以及材料成本太高；镀膜尺寸会受到设备大小的限制；溅镀大尺寸膜的均匀度不好。

（4）在聚合物原料成型前，加入导电填料，通过混炼将导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。该方法生产的产品导电效果好，产品表面电阻可以达到欧姆级，但其也存在缺点：大量的导电填料会使得材料的力学性能大大降低；需要加入的导电填料量大，成本较高。

对于第（4）种方法，如果能够使生产的板材保持较好的力学性能，又能降低其成本，将是一种抗静电板材的制造领域重大的技术突破。

中国专利文献CN101947841A公开了一种高阻隔性微纳叠层复合材料的制备装置及方法。该制备装置包括塑化供料装置、连接器、汇流器、层叠器、成型装置。塑化供料装置、连接器、汇流器、层叠器、成型装置前后依次串联连接；层叠器为反向层叠器或者反向层叠器与同向层叠器的组合，反向层叠器的数量大于或等于1，反向层叠器的流道由一层沿宽度方向平均分割成n等分，其中至少有一等分流道在等分后与其他等分相互反向扭转90度并同时展宽n倍，然后再合并成一层流道；同向层叠器的流道由一层沿宽度方向平均分割成m等分，各等分同向扭转90度并同时展宽m倍，然后再合并成一层流道。

该装置主要是针对高阻隔性微纳叠层复合材料的性能要求所设计的，即要求最外层均是基材层，且基材层与阻隔材料之间必须由粘结材料相连。因此不能单独采用同向分叠器，因为这会导致其中一个最外层不是基材层。最适宜单独采用反向分叠器。也可以先采用反向分叠器再采用同向分叠器。若先采用同向分叠器再采用反向层分叠器，则必须多加一层粘结材料，这样才能保证基材层与阻隔材料之间由粘结材料相连，否则基材层与阻隔材料会脱落。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提出一种抗静电效果好、力学强度高、生产成本低的层叠抗静电板材。

本发明的另一目的是提供上述层叠抗静电板材的成型方法。

实现本发明目的之一的技术方案是：一种层叠抗静电板材，它是由抗静电层A和基材层B复合成AB（AB）_nABBA（BA）_nBA的层叠结构，其中n为自然数。

所述抗静电层A由导电填料与高分子材料共混而成；所述导电填料为金属粉末、导电炭黑或者碳纳米管；所述高分子材料为PA、PE、PP、ABS、HIPS、PB或者它们的复合材料。

所述基材层B由高分子材料制成，所述高分子材料为PA、PE、PP、ABS、HIPS、PB或者它们的复合材料。