聚合物及电性能表现 – ESD聚合物的防静电方案

1、2004年6月22日聚合物及t性能表现-ESD聚合物的防静t方案嚎 Michel BironB介牌何在？弊端何在？抗静t戟略筒易解决方案：特硬塑料抗静t添加田料新突破潭雷性填充料和添加膂|筒介静t现象泉所周知，例如:爰在塑料梳子梳理彳爰登立。脱下合成备能签隹材料裂成的衣服畤出现火花。幡事辰畤冏遑行彳爰接蠲手柄畤出现放t现象。吸座檄外管壁稹聚灰座。t视屏幕稹聚灰座。t视和Bt干援此外，遢有一些现象鲜舄人知，而逼些现象往往由於静雷放t毒致火花而引起火炙或爆炸等十分重的彳爰果。冏题何在？彳您罩一原因看，畲出现矍就重明累联吉果:毒t性或富彖性。静t稹聚。静t放t。t磁干援(EMI)Bt步率干援(RFI

2、) 罩一原因：物由带t荷的粒子鲍成。1子带一侗1荷，子带一侗正t荷。每一侗原子的雷荷和正t荷都是虹衡 的。但是，由於材料不同，某些1子之冏的靠近度和可移重力度不盈相同，毒致材料的毒t性能或富彖性能也不盈相同。如果一彳重高富彖材料舆一彳重低彖材料相互接蠲，低彖材料中所含的可移重力性1子亚在亲色髓上形成一侗t 荷。逼一现象就是静t稹聚现象。如果一重带t荷的材料舆一重低彖材料（或高毒t材料）接，W致附加雷子M移,再次恢愎中性。逼一现象成 舄静t放雷（ESD ）现象。Electrically Electrostatic Electrically ElscLrostalic Eleclrical neu

3、tral Build-up negalive discharge mBulra!B-：静t稹聚及静t放t的原理抗静t特性可通遗以下方式言平定：目测法（按ASTM D2741规定）：将塑料檬品暴露於碳氢化合物和瀑）圈纸一起燃焕畤座生的煌雾之中。表面t阻彳系矍攵测（如ASTM D257 ）。檬品在特定条件下接受t量虚理彳爰，逵行静t放t衰序咸。静t稹聚和放t由部件的表面t阻系矍攵）夬定。一般来羞兑，耗散性聚合物或ESD聚合物具有以下特黑占：表面t阻系敷虚於105或106或1012欧姆的簸圉。静t放t半衰期一般不足60秒。H二:静t放t半衰期舆其他材料在t阻系敷的比更交EMI和RFI因舆ESD相同。

4、随著t胸、t、t视和其它模塑t子器材的快速勒展，逼一冏题更加突出。弊端何在？上述冏题重程度不盈相同：稹聚灰座和其它污染物，毒致金肖售、雁用和加工冏题。接蠲合成地毯、旋、事把等塑料部件畤，出现静1稹聚或静t放1现象毒致童料缺陷。有檄粉料在易燃易爆璞境中容易毒致火炙或爆炸. . 造成1视、照富泉1、1子干援。静1稹聚和静1放1在以下情形中十分常见：速加工塑料薄膜等塑料裂品1子座品生座、翰送和签隹修。1子座品雁用。粉座性有檄材料包装。航空镇域：雷1和干援。汽事镇域：燃油管路出现静1放1,毒致火炙。易燃易爆璞境：保健、手彳桁室和油漆事冏深浮室雁用商保蓬1子元件免受干凰通常探用由毒1性更交高的材料裂成E

5、MI和RFI屏蔽魁抗静1戟略上述冏题雉於解夬，不存在统一的解夬方案。但是，可通遗多彳重途彳翌予以解夬。通遗以下方式可俺量避免静1稹聚：邀用抗静1级材料。在僖统塑料品级中添加抗静1胃肚o有檄非黑色添加蒯。o毒1性填充料：碳黑、隹、石墨和纳米碳管。 童布永久1表屑。探用晦畤外部抗静1蒯。筒易解决方案：特年重塑料塑料蔽商和配混商金肖售多特彳重抗静t塑料，如：通用塑料，例如：PS和PP工程塑料，例如：ABS、PA 6/6、PA 6、PC、POM、PBT、PPO、PPS特重塑料，例如：PEI和PEEK合金塑料，例如：PC/PMMA和PC/ABS品级标兑，其特性和流燮性可能剿票莘品级略有不同顷表1所示）。

6、逼是最筒易的解夬方案。t阻彳系敷偶欠姆）6*10114*1014熔髓指敷（220C, 10公斤），克/10分2516HDT A (1.8 MPa), C8483缺伊佐德，23C，千焦/叮方米2123缺口伊佐德，-40C，千焦/叮方米57鹭曲J1力，MPa4146髓稹t阻系敷，瞅姆-釐米103 - 109表面t阻系孰歌姆/叮方106- 1011比重1.02拉伸5鱼度，MPa2新裂拉畏率，300硬度，肖氏硬度65表1： ESD级和票率级ABS特性奉例抗静耄添加蒯非黑色抗静t蒯使用的畤冏已相富辰，但是，其作用取夬於瀑度。H2Stat （由Teknor Apex公司生座）等新一代座 品已投放市埸。亥座

7、品可克服上述弊端，瀑度低至15%畤，效率桎高。有非黑色添加蒯丽型抗静t添加蒯包括脂肪酸酯，其作用原理如1! 3所示。其中: 脂段是一段聚合物的-CH2-辰金述。亲见水端具有酯的作用，畲吸引璞境中存在的水或水麻。如果璞境中水分充沛，分子中亲见水端吸入的水麻畲在塑料表面形成一薄wt薄膜。如果璞境中水分含量遗低，刖不畲 形成足豹的抗静t能力。抗静t蒯按受控速率慢移重力到表面，以签隹持持久的毒t性能。圜三：丽抑性防静t添加蒯的原理聚合物中的添加蒯用量一般在低於1%至矍攵值百分比之冏。抗静t添加蒯通常包括:烷基磺酸蟹酰胺胺酯酯-胺季胺蟹脂肪酸皂同一分子中可结合多彳重化孥功能。市埸上有不少利型的防静t添加

8、蒯，表二示了一些例子Akzo NobelArquad 12-50Akzo Nobel-AkcrosLankrostat 0-600ChemicalsALA ChemicalsALA Ethylan L-3BASFLarostat 264 A anhydrousBayerStatexan K1Chemax GroupChemstat 106G-60DCCiba Specialty ChemicalsIrgastat P 18, P22ClariantActivex 350CognisDehydat 10 PE 40Colortech10129 -12CromptonNiax Antistat A

9、T-21Crompton-WitcoKenamide W-40Degussa-GoldschmidtTegomer 994 SNissan ChemicalAluminasol 100RhodiaAlkamuls GMR-55-LGRohm & HaasADVALUBEStepanZelec NE Release AgentStruktolStruktol TR 151Teknor ApexH2StatAtme* 122, 125,129, 154,163, 169,190,191,261,263, AS 290G, 990, 1012, 1013, 1018, 7001,Uniqema700

10、2, 7003, 7023, 7103, 7202, 7300, 7306, 7325BaerlocherBaerostat 318 S表二：防静雷蒯例子+ +胺胺胺胺胺酯-胺胺酯-胺+烷基磺酸壅rm烷基磺酸兽烷基磺酸兽烷基磺酸兽烷基磺酸兽烷基磺酸兽烷基磺酸兽+酯酯酯酯表三：防静雷家族典塑料家族可能的相容性母料新突破由於技彳桁僵势和便於使用等特黑占，抗静1母料正经麽著快速畿展。抗静1母料基於聚烯煌、聚苯乙烯、聚酯、丙烯酸、ABS、聚碳酸酯、尼育言、聚甲醛等。表面1阻彳系敷一般介於107-108欧姆之冏。Ampacet 100323ANSTATASCOREAmpacetAS PE MBHOSTA

11、T 2, 10, 87SKISTAT 10Plasadd PE8746, 8747, 8811CabotCabelec 4701,4731Chrostiki Masterad Antistatic AD-100LClariant Cesa-Stat.RTPPermastat E, MSchulman Antistat masterbatchesViba01161,01792, 01801,02593表四：防静1母粒例子毒1性填充料和添加蒯探用上述解）夬方案，可生座出大量毒1性塑料。逼些塑料可作舄毒髓接收来自其它静1材料的1子，但是，也具有泉所 周知的静1放1囤除。探用合遒填充料生座的所有塑料均

12、可用於ESD、EMI或RFI屏蔽屑：通用塑料，例如：PS和PP工程塑料，例如：ABS、PA 6/6、PA 6、PC、POM、PBT、PPO、PPS特彳重塑料，例如：PEI和PEEK合金塑料，例如：PC/PMMA和PC/ABS.聚合物来，雉於在填充料突增界限内控制1阻系敷：1阻系敷可能遗低，聚合物燮得具偷毒1性。晦畤ESD壅唇晦畤童屑在雁用遗程中易於磨损和冲毁，往往需要再次童屑，彳也而坐寸其用途造成了限制。舄此，金十坐寸某些用途，可将抗 静1蒯添加在洗浮蒯中。ELEC QN109ELEC AC10i0-10iiLOVING BS-210ii表五：PP, ABS, PVC童有防静1蒯的1阻系觐例子

13、可通遗多彳重有效途彳翌，防止聚合物出现静1稹聚、静1放1、EMI、RFI毒致例度、重、致命的冏题。最常用的方 法如下：探用特级聚合物。探用如下添加蒯：o抗静1蒯o毒1填充料。此畤，1阻彳系敷控制更交舄困B，降至遗低。探用晦畤童屑或永久童屑。坐寸於成品来，逼是最筒罩的解夬方案，但是，必硝在使用遗程中再次童屑。References:Technical books and guides, papers, websites: ALA Chemicals, Akcros Chemicals, Ampacet, Baerlocher, BASF, Bayer, Cabot, Chemax Group, Chrostiki, Ciba Specialty Chemicals, Clariant, Cognis, Colortech, Crompton, Crompton-Witco, Degussa-Goldschmidt, DuPont, Graphit Kropfmuehl GmbH, MG Chemicals, Nissan Chemical, Orion, Precision Painting, Rhodia, Rohm & Haa