專利名稱：抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材之制造方法及成品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系提供一種抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材之制造方法及成品，特別是指一種以聚烯烴塑料為主要基本材料，摻混發(fā)泡劑、導(dǎo)電碳黑及其他添加劑混練，再經(jīng)電子束照射架橋及連續(xù)式常壓發(fā)泡過(guò)程后產(chǎn)生的抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材，因電子束照射架橋及發(fā)泡過(guò)程的發(fā)泡劑裂解使產(chǎn)成氣體，從而牽拉熔融塑料向各方向交錯(cuò)延伸伸張而形成多數(shù)泡孔之連續(xù)成品。
背景技術(shù)：
抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材因符合質(zhì)輕、高緩沖及靜電消散、電磁波干擾遮蔽等特性，故廣泛應(yīng)用于電子包裝及EMI遮蔽等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，其使用功效除可避免靜電累積對(duì)于電子產(chǎn)品的損害外亦可屏蔽環(huán)境中的電磁波對(duì)人體所產(chǎn)生的影響，所以其成品皆須經(jīng)過(guò)發(fā)泡技術(shù)的成型過(guò)程。大體而言，習(xí)知抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材成品系由二種制造過(guò)程制造成型，第一種即如圖1所示的制造過(guò)程，將預(yù)定比例的聚合多元醇、二異氰酸酯、水、催化劑、泡體安定劑及其它添加劑等原料在高速攪拌下混合并發(fā)泡成型，而得到開(kāi)孔性發(fā)泡材，其為開(kāi)孔聚氨酯(PU)發(fā)泡材，然后將所得的開(kāi)孔性發(fā)泡材含浸于均勻分散的導(dǎo)電碳黑溶液里，即可使導(dǎo)電碳黑吸附于開(kāi)放式的泡孔壁上，從而具備抗靜電、導(dǎo)電的功能。第二種習(xí)知抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材的制造過(guò)程如圖2所示，其乃將預(yù)定比例之混合材料(例如由PE或EVA塑料、發(fā)泡劑、架橋劑、導(dǎo)電碳黑及其他添加劑等原料組成)加以混練攪拌，經(jīng)輾壓制成或押出成型為母片板材，再放入加熱模具中加熱模壓而發(fā)泡為半成品，然后再經(jīng)冷卻定型，再經(jīng)后續(xù)加工處理而得所需之抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材成品。
就上述第一種制造過(guò)程所得的聚氨酯(PU)抗靜電、導(dǎo)電發(fā)泡材的使用功能性而言，其會(huì)有水解及導(dǎo)電碳黑掉落的可能性存在，該缺失除物性的影響外，掉落的碳黑微粒亦會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不良影響。而上述第二種制造過(guò)程乃利用化學(xué)發(fā)泡劑和架橋劑的添加，使含導(dǎo)電碳黑的樹(shù)脂膨脹發(fā)泡，成為預(yù)定尺寸的抗靜電及導(dǎo)電半成品，再經(jīng)過(guò)后續(xù)的裁切加工而得到所需的抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材成品。惟以現(xiàn)今環(huán)保的要求而言，架橋劑之類的化學(xué)添加劑以盡量減少甚或免除使用為優(yōu)先考慮，設(shè)若能有其他制造方法取代架橋劑的添加使用，使能更為符合環(huán)保的要求，則是當(dāng)今在產(chǎn)品制造上的全新的努力方向。故就環(huán)保的觀念及角度而言，不論是聚氨酯(PU)發(fā)泡材制程或模壓發(fā)泡所需之架橋劑的添加都會(huì)對(duì)環(huán)境及人體造成長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響。尤其當(dāng)抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材經(jīng)使用長(zhǎng)時(shí)間后因毀損而拋棄時(shí)，架橋劑等即成為環(huán)保處理上的負(fù)擔(dān)。一般習(xí)知使用的架橋劑為過(guò)氧化物，是利用熱的作用分解而生成高度活化的游離基，這些游離基使聚合物碳鏈上生成活性點(diǎn)進(jìn)而形成交鏈，也因此熔融的塑料才有足夠的熔融強(qiáng)度和黏度，以保持住氣體形成氣泡。
在日益嚴(yán)苛的環(huán)保要求下，化學(xué)添加劑的減量甚至免除是必須的考量，除在制程上所產(chǎn)生的刺鼻氣味可避免外，拋棄或焚燒時(shí)所產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)荷亦可降低。因?yàn)橹圃鞎r(shí)事先就能考慮到拋棄時(shí)的環(huán)保要求也是對(duì)環(huán)保盡心盡力的貢獻(xiàn)，故努力創(chuàng)新讓抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材在使用功能上可以維持且不會(huì)對(duì)環(huán)境及人體產(chǎn)生危害，而且在制造過(guò)程中以不須添加架橋劑，而仍能制造出預(yù)期要求的抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材，此即為本發(fā)明的研發(fā)努力方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，即在提供一種抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材之制造方法及成品，系將不含架橋劑的混合材料在連續(xù)式的押出機(jī)中加熱熔融塑料成型，再施以電子束照射架橋，使增強(qiáng)強(qiáng)度，然后經(jīng)加熱常壓使在母片板材中的發(fā)泡劑裂解產(chǎn)生氣體而達(dá)塑料均勻發(fā)泡成預(yù)定尺寸之成品。
本發(fā)明一種抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材之制造方法，其制造工藝步驟如下以聚烯烴塑料為基本材料，摻混發(fā)泡劑、導(dǎo)電碳黑及其它添加劑混練，經(jīng)電子束照射架橋，再經(jīng)加熱常壓而發(fā)泡后從而形成抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材成品。
其中，該照射架橋之電子束是由電子加速器系統(tǒng)輸出。
本發(fā)明一種抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材成品，其具有表皮層及里層；該發(fā)泡體為電子束照射架橋及發(fā)泡膨脹后產(chǎn)生的氣體牽拉塑料向各方向交錯(cuò)延伸伸張而形成的孔洞輕質(zhì)材料。
其中，在里層內(nèi)具有多數(shù)泡孔。
本發(fā)明一種抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材之制造方法及成品，其優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)輕且結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，生產(chǎn)制造過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境及人體產(chǎn)生危害，無(wú)環(huán)境污染問(wèn)題，而制造出的發(fā)泡材成品，仍具有質(zhì)輕、高緩沖及靜電消散、電磁波干擾遮蔽等特性和抗靜電及導(dǎo)電的功效。


圖1第一種習(xí)知例之制造過(guò)程方塊示意圖。
圖2第二種習(xí)知例之制造過(guò)程方塊示意圖。
圖3本發(fā)明實(shí)施例之制造過(guò)程方塊示意圖。
圖4本發(fā)明實(shí)施例之測(cè)試圖。
圖5本發(fā)明實(shí)施例之剖視及放大圖。
圖6本發(fā)明未經(jīng)環(huán)境試驗(yàn)之樣品泡孔結(jié)構(gòu)圖。
圖7本發(fā)明經(jīng)過(guò)環(huán)境試驗(yàn)之樣品泡孔結(jié)構(gòu)圖。
圖中序號(hào)如下11——表皮層 12——里層 13——泡孔具體實(shí)施例方式本發(fā)明為制造成型出抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材，故基本上仍會(huì)選擇適當(dāng)?shù)乃芰蟻?lái)成型，本發(fā)明是以聚烯烴塑料為主要基本材料。
本發(fā)明一種抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材之制造方法，其實(shí)施例請(qǐng)參閱圖3所示，將聚烯烴塑料摻混發(fā)泡劑、導(dǎo)電碳黑及其他添加劑混練后經(jīng)交聯(lián)架橋，其交聯(lián)架橋的作用選擇以電子束照射技術(shù)達(dá)成，該電子束系由電子加速器系統(tǒng)輸出。然后材料被送入連續(xù)式的加熱爐中，使材料中的發(fā)泡劑裂解產(chǎn)生氣體形成三維的膨脹，再經(jīng)冷卻定型后而得抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材成品。
本發(fā)明實(shí)施例之抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材成品，如圖4所示，系形成預(yù)定邊型及厚度之片狀發(fā)泡材，發(fā)泡材的結(jié)構(gòu)內(nèi)均勻分布導(dǎo)電碳黑材料成份，構(gòu)造上可分成表皮層11及里層12，當(dāng)加以剖視及放大則如圖5所示，在該里層12內(nèi)具有多數(shù)泡孔13，該等泡孔13系塑料經(jīng)電子束照射架橋及發(fā)泡劑發(fā)泡裂解后產(chǎn)生氣體而牽拉熔融塑料向各方向交錯(cuò)延伸伸張而形成。
本發(fā)明在研發(fā)過(guò)程中，曾針對(duì)聚烯烴抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材進(jìn)行試驗(yàn)性試制，而證實(shí)可得抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材所需的各樣表面電阻值。茲將參考配方、試驗(yàn)紀(jì)錄及測(cè)試物性紀(jì)錄詳列于后。
(1)本發(fā)明聚烯烴抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材采行之參考配方如下
LDPE密度范圍0.91～0.92(g/cm3)ASTM D-792Melt flow index 0.2～10(g/10min)ASTM D-1238DSC melting peak 106～113(℃)Rate 10℃/min軟化點(diǎn)88～100(℃)ASTM D-1525發(fā)泡劑ADCA(Azodicarbonamide，偶氮二甲醯胺，黃色粉末)真比重1.2～2.0裂解溫度180～220(℃)平均粒徑2.0～25(μ)氧化鋅Zinc Oxide，白色粉末或黃白色粉末熔點(diǎn)270～300(℃)比重5.0～6.0純度90～100(％)抗氧化劑白色粉末熔點(diǎn)100～120(℃)Carbon Black導(dǎo)電炭黑Pore volume(DBP-absorption)100～150(ml/100g)ASTM D-2414-79Surface area(BET/N2)500～1000(m2/g)ASTM D-3027-78Apparent bulk density 100～500(Kg/cm3)ASTM D-1512-79押出機(jī)設(shè)定參考溫度100～130℃
電子束照射參考劑量2～10Mrad加熱發(fā)泡爐設(shè)定參考條件180～240℃(2)本發(fā)明經(jīng)重復(fù)的研究試制，例舉實(shí)例如下實(shí)例一抗靜電發(fā)泡材制作①配方及百分比
851AS(茂康公司，聚乙烯為基材導(dǎo)電炭黑粒，Melt Index9g/10Min，比重1.014)6334F(臺(tái)塑公司，聚乙烯樹(shù)脂)AC-2F-K3(日本EIMWA公司，發(fā)泡劑，偶氮二甲醯胺)ZnO(鋅安公司，氧化鋅)AO-1010(高銀公司，抗氧化劑)②連續(xù)式押出機(jī)母片押出溫度設(shè)定110～120℃③電子束照射照射劑量5.4Mrad④加熱發(fā)泡爐溫度設(shè)定200℃⑤測(cè)試物性
實(shí)例二導(dǎo)電發(fā)泡材制作①配方及百分比
851AS(茂康公司，聚乙烯為基材導(dǎo)電炭黑粒，Melt Index9g/10Min，比重1.014)
6334F(臺(tái)塑公司，聚乙烯樹(shù)脂)AC-2F-K3(日本EIMWA公司，發(fā)泡劑，偶氮二甲醯胺)ZnO(鋅安公司，氧化鋅)AO-1010(高銀公司，抗氧化劑)②連續(xù)式押出機(jī)母片押出溫度設(shè)定110～120℃③電子束照射照射劑量5.4Mrad④加熱發(fā)泡爐溫度設(shè)定200℃⑤測(cè)試物性
⑥耐候試驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目包括(1)鹽霧環(huán)境試驗(yàn)，(2)高濕度環(huán)境試驗(yàn)，(3)低溫環(huán)境試驗(yàn)，(4)高溫環(huán)境試驗(yàn)等四項(xiàng)，試驗(yàn)步驟參考MIL-STD-810F標(biāo)準(zhǔn)。未經(jīng)環(huán)境試驗(yàn)樣品泡孔結(jié)構(gòu)如圖6，經(jīng)過(guò)鹽霧、高濕度、低溫和高溫試驗(yàn)后樣品外觀并無(wú)明顯改變。試驗(yàn)后樣品泡孔結(jié)構(gòu)如圖7。
由以上說(shuō)明可知，本發(fā)明在制造抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材的材料中，系以不添加架橋劑為目標(biāo)，在施以電子束照射架橋后，于加熱爐中藉助偶氮型發(fā)泡劑的裂解使在轉(zhuǎn)變成氣體的過(guò)程中牽拉熔融塑料向各方向交錯(cuò)延伸伸張，而形成多數(shù)泡孔，最終達(dá)成使塑料均勻膨脹的作用，從而完成預(yù)定尺寸及所需的各樣表面電阻值成品。而此一技術(shù)手段及所達(dá)成的空間型態(tài)是制造抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡采材時(shí)，所不曾被思及或采用者，本發(fā)明經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次研發(fā)試作，終得可控制的穩(wěn)定制程及成品，并證實(shí)其表面電阻均勻性及穩(wěn)定性較習(xí)知聚氨酯含浸導(dǎo)電炭黑或混練導(dǎo)電碳黑材料及添加架橋劑模壓發(fā)泡者優(yōu)良(表面電阻值與導(dǎo)電碳黑在樹(shù)脂中含量和發(fā)泡材成品厚度有絕對(duì)的相關(guān)，連續(xù)式的生產(chǎn)可精控表面電阻值)。
權(quán)利要求
1.一種抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材之制造方法，其特征在于其制造工藝步驟如下它是以聚烯烴塑料為基本材料，摻混發(fā)泡劑、導(dǎo)電碳黑及其它添加劑混練，經(jīng)電子束照射架橋，再經(jīng)加熱常壓而發(fā)泡后從而形成抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材之制造方法，其特征在于該照射架橋之電子束是由電子加速器系統(tǒng)輸出。
3.一種抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材成品，其特征在于其具有表皮層及里層，在里層內(nèi)具有泡孔；該發(fā)泡體為電子束照射架橋及發(fā)泡膨脹后產(chǎn)生的氣體牽拉塑料向各方向交錯(cuò)延伸伸張而形成的孔洞輕質(zhì)材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材成品，其特征在于該里層內(nèi)具有泡孔。
全文摘要
一種抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材之制造方法及成品，它是以聚烯烴塑料為基本材料，摻混發(fā)泡劑、導(dǎo)電碳黑及其它添加劑混煉，經(jīng)電子束照射架橋，再經(jīng)加熱常壓而發(fā)泡后而形成抗靜電及導(dǎo)電發(fā)泡材成品。該成品具有表皮層及里層，在里層內(nèi)具有多數(shù)泡孔；該發(fā)泡體為電子束照射架橋及發(fā)泡膨脹后產(chǎn)生的氣體牽拉塑料向各方向交錯(cuò)延伸伸張而形成的孔洞輕質(zhì)材料。其中，該照射架橋之電子束是由電子加速器系統(tǒng)輸出。它的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，生產(chǎn)制造過(guò)程中無(wú)污染，具有質(zhì)輕、高緩沖及靜電消散、電磁波干擾遮蔽等特性和抗靜電及導(dǎo)電的功效。
文檔編號(hào)C08J9/12GK101037516SQ200710004909
公開(kāi)日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2007年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月21日
發(fā)明者周芳如, 尤利春 申請(qǐng)人:良澔科技企業(yè)股份有限公司