一種pet抗靜電卷材的制作方法
【專利摘要】本案公開了一種PET抗靜電卷材，其原料配方由以下質量百分含量的材料組成：2％～3％的聚乙炔、0.5％～1％的石墨晶體和0.1％～0.3％的分散劑，余量為聚對苯二甲酸乙二醇酯。本案采用內混法工藝，在PET的成型階段就將具有功能改進性的抗靜電材料加入到PET的原料中去，使得生產出的PET具有更出色更均勻穩(wěn)定的抗靜電性能和潤滑性，相較于在成品PET上外涂抗靜電劑，本工藝操作簡單，成本低廉，制得的PET抗靜電卷材性能更穩(wěn)定，使用壽命更長，即便局部意外受損也不影響整體的永久抗靜電性能。
【專利說明】-種PET抗靜電卷材

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高分子薄膜，特別涉及一種具有抗靜電能力的PET卷材。

【背景技術】
[0002] 聚對苯二甲酸乙二醇酯，英文名polyethylene terephthalate，簡稱PET，其一般 由對苯二甲酸乙二醇酯發(fā)生脫水縮合反應而來，PET是乳白色或淺黃色、高度結晶的聚合 物，表面平滑有光澤。在較寬的溫度范圍內具有優(yōu)良的物理機械性能，長期使用溫度可達 120°C，電絕緣性優(yōu)良，甚至在高溫高頻下，其電性能仍較好，但耐電暈性較差，抗蠕變性，耐 疲勞性，耐摩擦性、尺寸穩(wěn)定性都很好。
[0003] 目前市場上有一些功能改進型的PET材料，如抗刮PET，高亮PET，抗靜電PET等， 就以抗靜電PET為例，隨著電子產品的廣泛流行，高分子薄膜的使用率越來越高，而部分高 聚物摩擦的靜電壓值大，存在安全隱患。現(xiàn)有的工藝都是在普通PET表面外涂ΑΤ0 (銻摻雜 的二氧化錫）、聚噻吩、炭黑等抗靜電涂層，但該類材料也存有不足之處：抗靜電性能仍不 夠出色，一旦ΑΤ0涂層被破壞或在涂布時涂布不均，則會導致其最終產品的抗靜電能力大 打折扣；聚噻吩類型的涂層長期使用后存在易氧化失效的問題；此外，相較于共混法的生 產工藝，外涂法工藝步驟多，這無疑既增加了企業(yè)的成本投入，也對其生產過程有更高更嚴 苛的要求，以此來降低產品的廢品率。


【發(fā)明內容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術中存在的不足之處，本發(fā)明將內混型導電高分子材料與無機抗靜電 材料有機結合，旨在得到與抗靜電劑融為一體的復合型PET抗靜電卷材。
[0005] 本發(fā)明的技術方案概述如下：
[0006] -種PET抗靜電卷材，原料配方由以下質量百分含量的材料組成：
[0007] 聚乙炔 2%?3%;
[0008] 石墨晶體 0.5%?1%;
[0009] 分散劑 0.1 %?0.3%;
[0010] 余量為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
[0011] 優(yōu)選的是，所述的PET抗靜電卷材，所述分散劑的組分為：80?90wt %的聚乙烯吡 咯烷酮和10?20wt %的聚二甲基硅油。
[0012] 優(yōu)選的是，所述的PET抗靜電卷材，原料配方由以下質量百分含量的材料組成：
[0013] 聚乙炔 2%?3%; 石墨晶體 0. 5%?1%; 碳纖維 0. 5%?1%; 分散劑 0. 1%?0. 3%;
[0014] 余量為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
[0015] 優(yōu)選的是，所述的PET抗靜電卷材，原料配方由以下質量百分含量的材料組成：
[0016] 聚乙炔 2%?3%; 石墨晶體 0. 5%?1%; 碳纖維 0. 5%?1%; 氧化錫 0. 3%?0. 5%; 分散劑 0. 1%?0. 3%;
[0017] 余量為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
[0018] 優(yōu)選的是，所述的PET抗靜電卷材，所述氧化錫的粒徑為500?600目。
[0019] 優(yōu)選的是，所述的PET抗靜電卷材，所述石墨晶體的晶型為六方晶系。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是：本案采用內混法工藝，在PET的成型階段就將具有功能改 進性的抗靜電材料加入到PET的原料中去，使得生產出的PET具有更出色更均勻穩(wěn)定的抗 靜電性能、機械性能和潤滑性，相較于在成品PET上外涂抗靜電劑，本工藝操作簡單，成本 低廉，制得的PET抗靜電卷材性能更穩(wěn)定，使用壽命更長，即便局部意外受損也不影響整體 的永久抗靜電性能。

【具體實施方式】
[0021] 下面結合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書 文字能夠據(jù)以實施。
[0022] 抗靜電劑一般可分為兩種，外涂型和內混型。外涂型抗靜電劑是指涂在高分子材 料表面所用的一類抗靜電劑，一般通過涂布、噴涂或浸漬等方法使之附著在高分子材料表 面，再經過室溫或熱空氣干燥而形成抗靜電涂層。這種外用抗靜電劑雖然適用于多種聚合 物，但它們的效力只是暫時的，事后與溶劑接觸或與它物磨擦很容易失掉。內混型抗靜電劑 是指在制品的加工過程中添加到樹脂內的一類抗靜電劑。通常將樹脂和一定質量的抗靜電 劑先機械混合后再加工成型。此類抗靜電劑分子可賦予高分子材料表面一定的潤滑性、降 低摩擦系數(shù)、抑制和減少靜電荷產生。內混型抗靜電劑則是在聚合物加工過程中摻合于其 中，這樣的表面活性抗靜電劑能夠補充因搬運處理而被磨蝕的抗靜電功能。因此，內混型抗 靜電劑具有長期的抗靜電保護作用。
[0023] 本案所提及的PET抗靜電卷材，是采用內混型抗靜電劑，在PET成型前，通過將抗 靜電劑添加入熔融聚合前的PET單體中，來獲得具有長期穩(wěn)定抗靜電性能的PET卷材，該類 PET卷材的原料配方由以下質量百分含量的材料組成：
[0024] 聚乙炔 2%?3%; 石墨晶體 0. 5%?1%; 碳纖維 0. 5%?1%; 氧化錫 0. 3%?0. 5%; 分散劑 0. 1%?0. 3%;
[0025] 余量為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
[0026] 高分子材料大多是電絕緣性優(yōu)良的材料，其表面電阻率> 1014Ω，高分子化合物大 多為憎水性材料，不易從環(huán)境中吸附水分而降低表面電阻，高聚物材料在接觸、斷裂、剝離、 磨擦、壓電、感應等狀況下均能產生靜電，積聚大量電荷，造成靜電危害，嚴重的則會引起火 災、爆炸等事故。
[0027] 聚乙炔屬于結構性高分子導電材料，此類共軛性聚合物可通過摻雜后形成高電導 率的高分子材料。該高分子主要是使聚合物中的電子不定域（結構中有共軛雙鍵、η鍵電 子作為載流子），通過電荷交換而形成導電性。聚乙炔分子剛性小，易溶，易熔，不易氧化，因 此適合作為內混型抗靜電材料，與其他高分子基材共混，制成復合型抗靜電材料。
[0028] 石墨晶體是一種填充型無機抗靜電添加劑，它的晶型為六方晶系，呈粉狀或鱗狀， 六方晶系的石墨晶體導電性好，耐腐蝕，結構化能力低，實用價值高。它的添加可有效提升 材料本身的抗靜電性能和機械硬度，適用面廣，且在粘稠的高分子材料中具有理想的分散 效果。
[0029] 碳纖維是一種高強度、耐高溫的導電性纖維，其纖維強度為400?600Mpa，纖維直 徑一般為5?10 μ m。碳纖維的引入可提高PET卷材的導電能力和機械加工性能。
[0030] 氧化錫屬于金屬氧化系填充型抗靜電添加劑，其抗靜電性能接近金屬填充型材 料，但價格低廉，性價比高。氧化錫的色相較淡，粒徑很小，相容性好，可滿足有透明要求的 防靜電材料。
[0031] 根據(jù)以上不同種類抗靜電劑的特點，同時為了充分發(fā)揮各抗靜電劑之間的協(xié)同作 用，各添加劑的用量應嚴格限制。聚乙炔和石墨晶體為抗靜電主添加劑，聚乙炔的含量優(yōu)選 為2wt%?3wt%，石墨晶體的含量優(yōu)選為0. 5wt%?lwt%，碳纖維和氧化錫屬于改進型抗 靜電助劑，不是必要添加劑，碳纖維的含量優(yōu)選為〇. 5wt %?lwt %，氧化錫的含量優(yōu)選為 0. 3wt%?0. 5wt%，為了保證氧化錫在樹脂中的分散性，其粒徑優(yōu)選為500?600目。若這 些抗靜電材料的添加量偏少，則會影響產品的抗靜電性能；若這些抗靜電材料的添加量偏 多，則不僅使這些添加的材料在PET中易發(fā)生沉降和團聚，而且會降低卷材的透明度，增加 了企業(yè)的生產成本。
[0032] 在生產時，為了避免抗靜電材料在PET單體中發(fā)生沉降聚集，往往需要添加少量 的分散劑。聚乙烯吡咯烷酮（PVP)屬于非離子型水溶性高分子聚合物，可溶于水及多種有 機溶劑，具有粘合、增稠、助懸、分散、助溶、絡合、成膜等多種優(yōu)良性能。同時，PVP還能降低 顆粒在聚合過程中的團聚性，并因其獨有的低粘度效應使得它成為了一種十分有效的抗團 聚劑。聚二甲基硅油也是一種很好的輔助分散劑，其同時具有一定的消泡作用。本案分散 劑的組分優(yōu)選為：80?90wt%的聚乙烯吡咯烷酮和10?20wt%的聚二甲基硅油。聚乙烯 吡咯烷酮和聚二甲基硅油的分散機制均為靜電和空間位阻穩(wěn)定作用，帶電的分散劑分子層 既通過本身所帶電荷排斥周圍顆粒，又因空間位阻效應防止布朗運動的顆?？拷?，產生復 合穩(wěn)定作用，從而可以保證顆粒處于懸浮狀態(tài)而不發(fā)生團聚。
[0033] 以下是不同實施例的具體原料配方及制成PET抗靜電卷材后的性能測試參數(shù)：
[0034] 表一
[0035]

【權利要求】
1. 一種PET抗靜電卷材，其特征在于，原料配方由以下質量百分含量的材料組成： 聚乙炔 2%?3% ; 石墨晶體 0. 5%?1%; 分散劑 0.1%?0.3%; 余量為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
2. 根據(jù)權利要求1所述的PET抗靜電卷材，其特征在于，所述分散劑的組分為：80? 90wt%的聚乙烯吡咯烷酮和10?20wt%的聚二甲基硅油。
3. 根據(jù)權利要求1所述的PET抗靜電卷材，其特征在于，原料配方由以下質量百分含量 的材料組成： 聚乙炔 2%?3%; 石墨晶體 0.5%?1%; 碳纖維 0. 5%?1%; 分散劑 0. 1%?0. 3%; 余量為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
4. 根據(jù)權利要求1所述的PET抗靜電卷材，其特征在于，原料配方由以下質量百分含量 的材料組成： 聚乙炔 2%?3%; 石墨晶體 0. 5%?1%; 碳纖維 0. 5%?1%; 氧化錫 0. 3%?0. 5%; 分散劑 0. 1%?0. 3%; 余量為聚對苯二甲酸乙二醇酯。
5. 根據(jù)權利要求4所述的PET抗靜電卷材，其特征在于，所述氧化錫的粒徑為500? 600 目。
6. 根據(jù)權利要求1所述的PET抗靜電卷材，其特征在于，所述石墨晶體的晶型為六方晶 系。
【文檔編號】C08L39/06GK104194290SQ201410483024
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權日:2014年9月19日
【發(fā)明者】陸春華, 陸培芳 申請人:蘇州卓越工程塑料有限公司