一種低成本高效聚乙烯導電複合薄膜及其製備方法
2023-05-09 11:30:26 2
專利名稱：一種低成本高效聚乙烯導電複合薄膜及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種導電複合薄膜，特別涉及一種採用聚乙烯為基材，以擠出混煉方法製成的導電複合薄膜及其製備方法。
背景技術：
高聚物是優良的電絕緣材料，因而在電線電纜護套、包皮及電器電子材料的絕緣上獲得了廣泛的應用。
目前，已研製成生產的抗靜電、導電塑料薄膜有如下幾種1.內添加型抗靜電薄膜在聚烯烴塑料中添加一定量的非離子型表面活化劑，採用擠出吹膜法，可製成抗靜電薄膜或再加工成抗靜電薄膜袋。這種薄膜有較好力學性能和光學性能，外觀有光澤，可著成各種顏色，膜透明，可在薄膜表面印刷各種顏色的圖文，價格適中，是目前包裝市場上普遍使用的抗靜電薄膜。薄膜的體積電阻率約為109～1011Ω·cm。
但是這種抗靜電薄膜是由添加的抗靜電劑(表面活性劑)向薄膜透析而產生靜電分散功能，其導電性能一般。而且，析出的抗靜電劑會在使用過程逐漸損耗，而使抗靜電性能下降，有使用的時效性(使用時間長會失效)。這種抗靜電薄膜受環境的相對溼度，溫度影響較明顯，僅作一般抗靜電包裝材料使用。
2.聚乙烯—碳黑導電薄膜在聚乙烯塑料中，添加15％～35％超導電碳黑及加工助劑，經充分混合後，用雙螺杆擠出機混煉塑化，擠出造粒成聚乙烯—碳黑導電塑料專用料。再採用擠出吹膜法，製成聚乙烯—碳黑導電薄膜。
這種導電薄膜具有較好的力學性能，但其性能會隨碳黑添加量增加而下降，聚乙烯/碳黑導電薄膜具有永久導電性，體積電阻率小於108Ω·cm，具有靜電分散及電磁屏蔽性，是優良的導電包裝材料。但是其價格較高，僅能制黑色薄膜，在薄膜上僅能印刷白色圖文，不能進行彩色印刷，作為包裝材料其外觀較為遜色。
3.聚苯胺導電薄膜聚苯胺是近年研製的導電聚合物，具有優良的永久導電性，靜電分散及電磁屏蔽性能很好。但是該聚合物剛從實驗室進入工業化生產，產量較少，價格昂貴，故尚未大量應用，應用範圍較窄。
4.真空鍍金屬複合導電薄膜在CPP、BOPP、BOPET等塑料薄膜片基上，採用真空蒸鍍離子電鍍等方法，鍍鋁及金屬、合金、金屬氧化物等，製成複合導電薄膜，它具有金屬光澤的外觀，力學性能高，導電性能好，具有永久導電性，性能穩定，但是其製造成本較高，影響了其推廣應用。
發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的在於提供一種低成本，高效聚乙烯導電複合薄膜。
本發明的技術解決方法如下採用三層共擠出複合吹膜生產設備製造三層複合導電薄膜，其內層為黑色導電層，中層為過渡層，外層為白色或彩色抗靜電層。內層選用聚乙烯碳黑導電塑料生產，中層選用聚乙烯塑料生產，內層選用聚乙烯與抗靜電母料混配料生產。
該複合導電塑料薄膜的生產工藝流程為首先將茂金屬聚乙烯、聚烯烴彈性體與碳黑、加工助劑進行混合，混合料通過雙螺杆擠出機擠出塑化後，切粒獲得導電塑料；將聚乙烯與非離子型表面活性劑抗靜電劑加入高速混合機內經充分攪拌後加入至同向雙螺杆擠出機，混煉擠出後經模面熱切粒機切成扁圓形粒料，獲得抗靜電母料。最後將導電塑料、聚乙烯與抗靜電母料、聚乙烯分別加入三臺擠出機混煉擠出，將熔融物料擠入三層共擠多流道複合模頭，熔體經複合模頭擠出成膜坯，並通入壓縮空氣，吹脹成膜泡，膜泡經牽伸，冷卻，卷繞成膜卷，獲得成品。
本發明的複合導電薄膜綜合了聚乙烯導電薄膜及聚乙烯抗靜電薄膜的性能，具有如下的特點1.外觀更美觀。本發明的導電薄膜改變了聚乙烯碳黑薄膜單純黑色的外觀，其一面為白色或彩色。
2.導電性能好。本發明的導電薄膜內層的體積電阻率可達到≤103Ω·cm，外層體積電阻率可達到109～1011Ω·cm，作為導電包裝材料其內層接觸被包裝物，故不影響其作為導電材料使用。
3.可彩色印刷圖文。本發明的導電薄膜外層為白色或彩色，可進行多色印刷圖文，傳遞使用信息，增加包裝袋的美觀性。
4.力學性能更佳。本發明在聚乙烯中加入碳黑製成的導電薄膜，會隨碳黑含量的增加而呈現力學性能下降，複合導電薄膜因僅內層使用聚乙烯碳黑塑料使薄膜的力學性能更佳。
5.薄膜製造成本降低。本發明的複合導電薄膜因減少了價格高的聚乙烯碳黑塑料的使用量，使薄膜的製造成本下降，更具市場競爭力。
下面結合附圖和具體實施例進一步說明本明的技術解決方案。
圖1是本發明的三層複合導電薄膜結構示意圖。
1.抗靜電層；2.過渡層；3.導電層圖2是本發明的三層複合導電薄膜生產工藝流程圖。
具體實施例方式實施例1將茂金屬聚乙烯與特導碳黑，分別按重量的70％及30％的比例，加入高速混合機內，充分攪拌15分鐘，卸下物料，加入至同向雙螺杆擠出機內，在180～200℃溫度條件下混煉塑化，擠出後經模面熱切粒機切粒，切成扁圓形粒料，冷卻備用。或購置碳黑含量30％聚乙烯碳黑導電專用料。
將聚乙烯與非離子型表面活性劑抗靜電劑，分別按重量的80％及15％的比例稱重，並加入重量5％的CaCO3粉末，加入高速混合機內，充分攪拌10分鐘，加入至同向雙螺杆擠出機內，在130～160℃溫度條件下混煉擠出，擠出後經模面熱切粒機切粒，切成扁圓形粒料，冷卻備用。或購置抗靜電劑含量15％聚乙烯抗靜電母料。
選擇三層共擠複合吹膜生產設備一臺(包括三臺擠出機)，將聚乙烯碳黑導電專用料加入擠出機I，並在140～180℃溫度條件下混煉擠出；將聚乙烯與抗靜電母料分別按重量的97％及3％的比例加入高速混合機內，攪拌3分鐘，卸下物料，加入擠出機II，並在150～190℃溫度條件下混煉塑化；將聚乙烯，抗靜電劑、磁白混色母料，分別按重量的87％，5％，8％加入混合機內，攪拌3分鐘，卸下物料，加入擠出機III，並在150～190℃溫度條件下混煉塑化。上述三臺擠出機分別將熔融物料擠入三層共擠多流道複合模頭，模頭加熱溫度為180～190℃；熔體經複合模頭擠出成膜坯，並通入壓縮空氣，壓力為0.1～0.3MPa，按吹脹比為2∶1，吹脹成膜泡，膜泡經牽伸，冷卻，卷繞成膜卷。製成黑/白雙色複合導電薄膜。
實施例2
選擇三層共擠複合吹膜生產設備一臺(包括三臺擠出機)，將聚乙烯碳黑導電專用料加入擠出機I，並在140～180℃溫度條件下混煉擠出；將聚乙烯與抗靜電母料分別按重量的88％、6％、6％的比例加入混合機內，攪拌3分鐘，卸下物料，加入擠出機II，並在150～190℃溫度條件下混煉塑化；將聚乙烯，抗靜電劑、磁白混色母料，分別按重量的86％，6％，8％的比例加入混合機內，攪拌3分鐘，卸下物料，加入擠出機III，並在150～190℃溫度條件下混煉塑化。上述三臺擠出機分別將熔融物料擠入三層共擠多流道複合模頭，模頭加熱溫度為180～190℃；熔體經複合模頭擠出成膜坯，並通入壓縮空氣，壓力為0.1～0.3MPa，按吹脹比為2∶1，吹脹成膜泡，膜泡經牽伸，冷卻，卷繞成膜卷。製成黑/白雙色複合導電薄膜。
權利要求
1.一種導電複合薄膜，其特徵在於三層複合導電薄膜，其內層為導電層，中層為過渡層，外層為抗靜電層。
2.如權利要求1所述的導電複合薄膜，其特徵採用內層選用聚乙烯碳黑導電塑料生產，中層選用聚乙烯塑料生產，內層選用聚乙烯與抗靜電母料混配料生產。
3.製備如權利要求1所述的導電複合薄膜的方法，其特徵將茂金屬聚乙烯、聚烯烴彈性體與碳黑、加工助劑進行混合，混合料通過雙螺杆擠出機擠出塑化後，切粒獲得導電塑料。
4.製備如權利要求1所述的導電複合薄膜的方法，其特徵在於將聚乙烯與非離子型表面活性劑抗靜電劑加入高速混合機內經充分攪拌後加入至同向雙螺杆擠出機，混煉擠出後經模面熱切粒機切成扁圓形粒料，獲得抗靜電母料。
5.製備如權利要求1所述的導電複合薄膜的方法，其特徵在於導電塑料、聚乙烯與抗靜電母料、聚乙烯混煉擠出，將熔融物料擠入三層共擠多流道複合模頭，熔體經複合模頭擠出成膜坯，吹脹成膜泡，膜泡經牽伸，冷卻，卷繞成膜卷，獲得成品。
全文摘要
本發明涉及聚乙烯導電複合薄膜及其製備方法，本發明採用三層共擠出複合吹膜生產設備製造三層複合導電薄膜，其內層為黑色導電層，中層為過渡層，外層為白色或彩色抗靜電層。內層選用聚乙烯碳黑導電塑料生產，中層選用聚乙烯塑料生產，內層選用聚乙烯與抗靜電母料混配料生產。採用導電塑料、聚乙烯與抗靜電母料、聚乙烯混合，並經同向雙螺杆擠出機擠出混煉，將熔融物料擠入三層共擠多流道複合模頭，熔體經複合模頭擠出成膜坯，吹脹成膜泡，膜泡經牽伸，冷卻，卷繞成導電塑料薄膜。導電薄膜內層的體積電阻率可達到≤10
文檔編號B32B27/00GK1868737SQ2005100261
公開日2006年11月29日 申請日期2005年5月24日 優先權日2005年5月24日
發明者溫耀賢 申請人:上海大智三花薄膜有限公司