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发布时间:2022-09-08 20:30:34 来源:众邦机械网

防电磁干扰高分子复合包装材料

摘 要:介绍了三类防电磁干扰高分子复合材料的制作工艺,并对原材料的选用、工艺要求、材料性能做出说明。

关键词:防电磁干扰,制备工艺,复合材料

防电磁干扰高分子复合材料同时具有防静电等防护功能,耐化学腐蚀,封合方式多样,用其作包装材料能满足火炸药、集成电路、电子器件、军工产品对包装材料的特殊要求。防电磁干扰高分子复合材料按制作工艺分为:导电材料复合型、涂层型、镀层型、表面改性型、结构导电聚合物等几类。本文根据研制实践,拟就运动护具复合型、涂层型、镀层型的防电磁干扰高分子复合材料的制作工艺作以下论述。

1 复合型导电材料

高分子材料要获得一定的电磁屏蔽功能,需将导电性物质如导电炭黑、导电纤维、金属粉末等以一定比例与热塑性树脂如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)混合,并添加偶联剂、增塑剂、滑爽剂、稳定剂、抗氧剂等技术创新体系逐渐构成多种助剂,经混炼、塑化、造粒,制得复合型导电树脂。

载体树脂选用防潮性能较好、耐低温、易热封,且耐化学品侵蚀的低密度聚乙烯树脂(LDPE);导电性填料选用较经济的油炉法导电炭黑。通过KH—550偶联剂增强树脂与填充剂界面的结合力,将导电炭黑按一定比例(10%儋州一25%),加入LDPE树脂中。助剂的添加要按一定的次序,并充分搅拌均匀。添加剂的选用要注意其协同性、与树为将以铝工业为重点的新材料业打造成为河南万亿级产业集群作出更大贡献脂的相容性及耐久性,且与工艺条件相适应。采用密闭高效混炼设备和双螺杆挤出机造粒成型,该工艺要求压缩段温度在120~140℃;混炼温度、时间根据不同的设备适当调节,尽可能维持较低的加工温度,既保证炭黑分散均匀,又防止其体相结构被破坏。利用复合型导电树脂制备防电磁干扰高分子复合材料常采用以下3种工艺。

1.1 三层(ABC)共挤吹塑一干法复合工艺

将复合型导电树脂加入A面料斗挤出。该工艺要求:适当增加树脂压力;在保证薄膜塑化良好的情况下,适当降低挤出机各区的加热温度;螺杆转速与加热温度匹配;选择合适的吹胀比、牵引比;B、C面料斗选用机械强度较高、滑爽剂含量较少的LDPE和LLDPE树脂(还因导电树脂、LDPE、LLDPE三者的MI接近)。

此薄膜C面经电晕处理,使其润湿张力>38dyn/cm2,与外层材料经干法复合。干法复合按常规的工艺要求即可,在此不作赘述。经干法复合工艺制得防电磁干扰高分子复合材料,A面作为防电磁干扰材料的功能面。

1.2 双面(AB)共挤复合工艺

将导电树脂加入A面料斗挤出。该工艺要求:选择MI值较高(接近7)的导电树脂;适当调节熔体温度接近粘度,防止温度过高发生变质;螺杆转速、加热温度及车速三者相匹配;适当增加树脂压力,减少滤层数或目数。适当增加挤出薄膜的厚度,以免出现空洞。B面料斗加入涂复级聚乙烯(LDPE)树脂。被加工材料表面涂布聚氨酯粘合剂,经烘箱干燥后与B面复合。选择合适的含固量及涂布辊,使粘合剂干量在2~3g/m2。其它工艺要求同干法复合。

同样以A面作为防电磁干扰功能面。

1.3 干法复合一双面(AB)共挤复合工艺

先用外层基材与聚乙烯薄膜(C)进行干法复合,用制得的复合膜进行如1.2式双面(AB)共挤复合工艺。使挤出之B面与C面复合。由汽车行业的快速发展于B、C面属同一类树脂,且B呈熔融状态,经胶辊加压后能牢固地融合在一起。故无需涂布粘合剂,也能获得理想的复合强度。而A面作为防电磁干扰高分子复合材料的功能面。

2 涂层型

涂层型防电磁干扰高分子材料的制备工艺是将金属系、金属氧化物系、导电碳系、复合填料等导电物质制成导电涂料,涂覆于高分子材料表面,形成固化的电磁屏蔽层。

高分子材料选用机械强度好,挺度佳且耐化学腐蚀的双向拉伸聚酯(BOPET)薄膜。导电涂料要求耐摩擦、耐化学品侵蚀,且导电性能持久,通常由基体树脂、导电填料、柴油机溶剂和添加剂等组成。基体树脂选用对塑料附着力好、成膜性高且耐化学侵蚀的丙烯酸或纤维素。导电填料则根据产品的颜色、透光率来选择。溶剂选用酯类或酮类,如乙酸乙酯、环已酮。选用TM—200S偶联剂有利于添料与树脂的亲和并提高涂料的附着力和强度。用双组份聚氨酯粘合剂来提高导电涂料的成膜性和与聚酯(PET)薄膜的附着力。固容易引发电击危险化剂的用量应适当减少,以免影响涂料导电性能的发挥。工艺条件为:导电涂料的固含量在20%~25%范围,涂料粘度在13~19sec(4号伏特杯测),涂布干量2.5~3.5g/m2。设定涂布机干燥箱温度分别为90℃、100℃、85℃,车速80~120m/min,环境相对湿度 70%。导电涂料涂布于聚酯薄膜表面,经干燥箱干燥后,形成固化的电磁屏蔽层。

3 镀层型

要在高分子材料表面形成一层具有电磁屏蔽功能的金属镀层,方法有:电镀、化学镀、物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、热喷镀(涂)等。常见的是真空镀铝工艺。真空镀铝是在真空状态下,将铝金属加热熔融至蒸发,铝原子凝结在高分子材料表面,形成极薄的电磁屏蔽层一铝层。常用的镀铝基材有:聚酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等薄膜,其表面张力>38dyn/cm2,且需热性能好,含水量低于0.1%,工艺要求:真空度不得低于Pa,以免出现褐色条纹或铝层厚度不均现象;控制好系统张力,开启冷却系统,避免薄膜受热出现拉伸变形;精确控制卷取速度(280~320m/min)、送铝速度 (0.4~0.7m/min,φ2mm铝丝)及蒸发舟加热电流,以获得产品要求的铝层厚度(100?~300?);可预先在薄膜上涂布一定干量的底胶,并充分干燥,再经真空镀铝,可提高铝层与薄膜的结合力。而后在铝膜上涂布一定量的保护树脂,防止铝层氧化变质。注意涂布的树脂不得影响其导电性能的发挥。经此工艺形成的电磁屏蔽层,耐磨擦,且性能持久。

4 性能测试

经委托中国人民解放军总参谋部兵种部静电计量检测站,对以上工艺制作的三类防电磁干扰高分子复合材料进行性能测试,测试结果见表1。 (依据标准CJB2605—96)

表1 3类防电磁干扰高分子复合材料的性能测试

normal alig毕节n=center>性能

normal align=center>导电材料复合型

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normal align=center>镀层型

normal align=center>指标要求

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