近年来, 随着人们对静电危害认识的加深,防静电包装发挥着越来越重要的作用。防静电包装是通过减少或消除包装在搬运和使用中产生的摩擦电荷,防止静电放电对产品和人身安全造成危害,达到保护的目的。目前,防静电包装已广泛应用于微电子产品、电气产品、军事安全、航天等领域。
防静电包装材料的分类。根据包装分类,可分为一次包装材料、接近包装材料和二次包装材料。根据材料获得防静电功能的不同工艺方法,可分为导电填料填料和纳米防静电包装材料。
防静电包装按包装分类
#材料类别说明1一次性包装材料直接接触静电敏感产品包装材料2接近包装材料不直接接触静电敏感产品,但包装材料3二次包装材料接近包装材料,达到物理保护的目的
防静电包装材料的研究进展
一、导电填料填充型
导电填料的填料类型是指在材料生产过程中可以改善材料导电性的填料,包括金属填料、碳填料、金属氧化物填料、金属化纤填料和有机聚合物系统。导电聚合物混合物的形成可以显著降低材料的电阻率。主要优点是可以在很宽的范围内控制(体电阻)ρv=106-10-3Ω·m),最终实现静电积累的目标。乙炔炭黑常用于工业炭黑,因其原料价格低、性质稳定、不易氧化等优点而得到广泛应用。相关研究结果表明,添加炭黑填料获得的导静电材料是目前使用最具导电性的抗静电材料。导电填料填充的具体方法是通过在材料中加入一定比例的导电填料来获得复合导电材料。为了达到复合材料的良好导电效果,形成导电环,在制备过程中需要均匀分散添加的导电颗粒和材料基质,否则最终产品不具有导电效果。导电填充是目前最简单有效的抗静电方法。张晓宇等人提出了引入导电聚合物的导电填充机制。需要指出的是,导电的原因是初始分离和分散的填料颗粒在体积分散达到一定临界量后形成连续的导电路径,填料颗粒更好地分散在材料中形成网状结构,导电性好。聚合物材料的发展主要集中在提高材料的整体性能和降低电阻率上。因此,目前的研究重点是改进导电填料和合成树脂。赵云飞介绍了一种导电性好的新型涂层 碳纤维,涂层均匀,坚固,附着力好。此外,金属化碳纤维的导电性比普通碳纤维高50-100倍,即使填充量小,也能获得导电性更高的复合材料。但也有一些缺陷,如价格高,金属纤维在加工过程中容易断裂和氧化。
但这种方法生产的板材下线超过10^9Ω,该方法不符合行业对静电耗散板的要求,目前很少使用。
二、纳米防静电包装材料的研究进展
金属纳米颗粒具有消除静电的特殊功能,纳米防静电包装材料以金属纳米颗粒为导电介质,在生产中只添加少量纳米颗粒,可发挥良好的防静电效果,使包装材料表面不再受静电干扰,也解决了印刷表面的静电吸附问题,提高了印刷速度和印刷效果。
国内外对金属纳米颗粒作为消除静电的介质进行了大量研究。傅敏等(ATO)作为导电介质,采用物理化学结合法进行预处理NH-以50脂肪族聚氨酯弹性树脂为基体,加入超分散剂制备含纳米ATO聚氨酯弹性抗静电涂料(工艺流程图如下图所示)。涂料具有良好的抗静电性、装饰性、耐候性和力学性能,是一种具有巨大发展潜力的新型多功能抗静电涂料。以纳米天然鳞片石墨为导电介质,以聚酰胺树脂为基材,通过超声、搅拌、抽滤、干燥等一系列工艺,制备了高导电性聚酰胺/石墨纳米导电复合材料。该方法生产的复合材料具有较低的渗滤阈值和较高的电导率,可广泛应用于防静电材料、电磁屏蔽材料、微波吸收等领域。
通过熔融共混法制备董庆丰等。PLA/PBAT/CNTs-COOH防静电包装材料,将CNTs-COOH引入PLA/PBAT在系统中,材料的冲击强度有效提高,表面电阻率降低。该防静电包装材料具有优异的机械和导电性,可生物降解,可用于静电敏感产品的防静电包装。Liu纳米银掺活性椰壳炭颗粒通过化学还原制备,通过湿法纺丝获得粘胶短纤维。结果表明,纤维有望用于抗菌、保暖、吸味、防静电。以此为原料制成的织物具有抗菌和抗静电性能JIS和AATCC具有潜在应用前景的标准要求。Nootsuwan纳米银为载体,通过氧化法涂抹纳米银颗粒。结果表明,纳米银颗粒均匀分布在碳黑表面,电导率试验结果表明,纯度PLA电导率很低,但加入纳米银涂层碳黑后,复合材料的电导率显著增加。碳黑加入15%纳米银涂层PLA电导率只添加碳黑PLA9倍的电导率。
图 纳米ATO聚氨酯弹性抗静电涂料制备工艺
从国外情况来看,许多国家在防静电包装领域的研发和生产方面处于世界领先地位。近年来,抗静电材料在国内外受到广泛关注,这也意味着新型抗静电包装材料时代的到来。
防静电包装材料的发展方向
目前,防静电包装已广泛应用于许多领域。由于容易产生静电的产品越来越多,对抗静电性能的要求也越来越高。因此,防静电包装材料的发展势头是不可阻挡的,这对未来防静电包装的设计提出了更严格的要求,不仅要充分发挥防静电的作用,而且要最大限度地降低成本,还要考虑包装材料的美观,吸引消费者。
但防静电包装也有一定的缺点,在获得防静电能力后,会影响材料的二次加工,造成划痕、纹路等缺陷。有时防静电包装材料的综合性能要求也比较苛刻,需要同时满足物理、化学、机械、电气等性能,因此防静电包装材料是防静电包装的基础, 防静电包装的发展方向是开发集多种防护功能、环保、回收方便、成本低于一体的新型包装材料。
辅朗光学已成功使用纳米ATO材料应用于透明塑料板的防静电领域,均匀分散的导电纳米超颗粒相互作用形成导电膜,导电膜中的电荷运动可实现高投影和防静电效果。板材具有优越的隔热性能和耐久性(抗静电性能基本不受温度和湿度的影响)和透明度,表面超光滑,动态摩擦系数低至0.3.静态摩擦系数低至0.35(辅朗实验室数据)。
辅朗光学是一家多元化的品牌制造商,专注于智能自动化化品牌制造商。在过去的八年里,我们致力于为国内外洁净室保护、防静电保护材料、智能机械防护罩(隔间)等需求企业提供集功能、安全、技术为一体的环保塑料板解决方案。
主要技术项目:表面硬化、防眩光、防静电、防指纹、NCVM等,基材PMMA板,PC板,复合板。用于黑白家电面板、手机镜头、电池盖、安全面板、打印机面板、汽车中控面板、仪表总成面板等。