CN103205068A - 一种抗静电浸塑制品及其制备方法 - Google Patents

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本发明公开了一种具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品及其制备方法。其成分包括PVC树脂50-100份、增塑剂20-100份、抗静电剂1-15份、分散剂0.5-15份，稳定剂0.2-10份，将上述成分配成浸塑液；将模具预热到120-250℃后浸入浸塑液，1-120秒后取出；将附着有塑胶的模具在200-550℃下塑化2-80秒后取出冷却5-60秒，脱模后制得具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品。通过这种方法制备的浸塑制品表面电阻率为105-109Ω，垂直燃烧达到UL94-V0级标准，具有较好的抗静电性和阻燃性。

Description

一种抗静电浸塑制品及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚氯乙烯成型制品及制备方法，特别是一种具有阻燃、抗静电聚氯乙烯浸塑制品及其制备方法。此类制品可广泛应用于各类需要阻燃、消除静电的器具和需要静电保护的各种制品，如航天光纤模块、电路装置、导静电装置、高速连接器、通信光纤行业、激光器插芯、微同轴、光缆器件的保护等。
背景技术
PVC是一种应用非常广泛的通用塑料，被用来制成各种制品。但PVC是一种绝缘性很好的材料，也较易产生静电，不适合在抗静电要求高的场合使用。同时，PVC在燃烧时会分解产生HCl，从而产生大量烟雾，因而对PVC进行阻燃抑烟也非常重要。关于PVC阻燃和抗静电方面的相关专利也比较多，如CN102786754A公开了一种沼气用阻燃抗静电增韧PVC管材，CN1699462A公开了一种抗静电、耐候灯饰用PVC亚光片材及其制备方法，CN102127275A公开了一种阻燃PVC泡沫塑料板用组合物及其制品与制备方法，CN1583869A公开了一种PVC阻燃抑烟剂、由其制备的PVC及其制备方法，。
浸塑是一种塑料涂覆工艺，就是将塑料涂装在基体上。根据是否需要加热分为热浸塑和冷浸塑，按照浸塑的原材料可分为液体浸塑和粉体浸塑。浸塑工艺具有设备简单、加工成本低、成型容易、可加工各种外形等特点而被广泛使用。但利用浸塑方法来制备PVC制品的专利并不多，如CN1709963A公开了聚氯乙烯热浸塑配制品及其生产方法和应用。至今未见使用浸塑的方法来制备阻燃、抗静电制品的专利。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种阻燃、抗静电PVC制品及其制备方法。使用本专利提供的方法可以简单、快速的制备阻燃、抗静电PVC制品。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
本发明涉及一种具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品，其特征在于包括以下组分及重量份数：
Figure BSA00000852308200011
Figure BSA00000852308200021
优选的，所述的PVC树脂为PVC糊树脂，也可以是PVC糊树脂与掺混树脂组成的混合体系，掺混树脂所占的比例为0-50％。
进一步优选的，所述的增塑剂包括：邻苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、磷酸酯类、环氧酯类、聚酯类、偏苯三酸酯类、均苯四酸酯类、含氯增塑剂、烷基磺酸蜡类、多元醇酯类、离子液体等的一种或多种。
优选的，所述的抗静电剂包括：导电炭黑、石墨、碳纳米管、纳米碳纤维、石墨烯、金属粉末、金属氧化物、镀有金属的导电填料、导电云母等的一种或多种。
进一步优选的，所述的抗静电剂是微米、纳米或者微米与纳米混合的材料。
优选的，所述的分散剂主要包括含酸性基团聚合物、含酸性基团聚合物盐、具有颜料亲和基团的共聚酯、含颜料亲和基团高分子共聚物、羟基官能羧酸酯、丙烯酸共聚物、含颜料亲和基团的磷酸盐、含颜料亲和基团的烷醇胺、特殊结构的丙烯酸共聚物、多元羧酸的羟基铵盐、多元胺酰胺的磷酸盐、高分子聚胺酸与烷胺等的一种或多种。
优选的，所述的稳定剂主要包括有机锡、羧酸镉、羧酸锌、羧酸钙、羧酸钡、钙锌稳定剂、钡锌稳定剂、钡镉稳定剂、钡镉锌稳定剂等的一种或多种。
本发明所涉及的一种制备具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品的方法，其特征在于包括如下步骤：
将PVC树脂、增塑剂、分散剂、稳定剂混合，再加入抗静电剂，混合均匀配成浸塑液，将模具预热到120-250℃后浸入浸塑液，1-120秒后取出；将附着有塑胶的模具在200-550℃下塑化2-80秒后取出冷却5-60秒，脱模后制得具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品。
与现有技术相比，本发明具有如下创新之处：
1、将导电效率高的无机抗静电剂引入到浸塑工艺中，有利于制品电阻的降低，从而实现较好的抗静电效果；
2、分散剂的加入使抗静电剂分散更加均匀，同时也降低了粘度，因而可以加入更多的静电剂，更大程度地降低制品的电阻率；
3、本发明中使用的抗静电剂既能起到降低电阻的作用，同时还起到了阻燃抑烟的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例涉及一种具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品，包括表1所示的组分和重量份数。
1、把上述原料(除抗静电剂外)混合，再加入抗静电剂，混合均匀制得阻燃、抗静电浸塑液，在25℃下粘度为2600cps；所述的碳纳米管为纳米材料；
2、先将所需外型的模具，加热至120℃，然后把模具浸入浸塑液中，120秒后将模具取出；
3、把覆有塑胶层的模具放入200℃的烘箱中，塑化成型80秒；
4、把塑化成型完毕后的制品，从烘箱取出冷却5秒，脱模得到阻燃、抗静电浸塑制品。
所得浸塑制品表面电阻率为4×108Ω2，垂直燃烧达到UL94-V0级标准。
实施例2
本实施例涉及一种具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品，包括表1所示的组分和重量份数。
1、把上述原料(除抗静电剂外)混合，再加入抗静电剂，混合均匀制得阻燃、抗静电浸塑液，在25℃下粘度为3100cps；所述的导电云母为微米材料，导电银粉为纳米材料；
2、先将所需外型的模具，加热至190℃，然后把模具浸入浸塑液中，80秒后将模具取出；
3、把覆有塑胶层的模具放入300℃的烘箱中，塑化成型10秒；
4、把塑化成型完毕后的制品，从烘箱取出冷却20秒，脱模得到阻燃、抗静电浸塑制品。
所得浸塑制品表面电阻率为6×107Ω，垂直燃烧达到UL94-V0级标准。
实施例3
本实施例涉及一种具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品，包括表1所示的组分和重量份数。
1、把上述原料(除抗静电剂外)混合，再加入抗静电剂，混合均匀制得阻燃、抗静电浸塑液，在25℃下粘度为4350cps；所述的导电炭黑为纳米与微米按照1∶1的混合材料；
2、先将所需外型的模具，加热至250℃，然后把模具浸入浸塑液中，1秒后将模具取出；
3、把覆有塑胶层的模具放入550℃的烘箱中，塑化成型2秒；
4、把塑化成型完毕后的制品，从烘箱取出冷却45秒，脱模得到阻燃、抗静电浸塑制品。
所得浸塑制品表面电阻率为8×105Ω，垂直燃烧达到UL94-V0级标准。
实施例4
本实施例涉及一种具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品，包括表1所示的组分和重量份数。
1、把上述原料(除抗静电剂外)混合，再加入抗静电剂，混合均匀制得阻燃、抗静电浸塑液，在25℃下粘度为3580cps；所述的导电炭黑为纳米与微米按照1∶1的混合材料；
2、先将所需外型的模具，加热至180℃，然后把模具浸入浸塑液中，50秒后将模具取出；
3、把覆有塑胶层的模具放入250℃的烘箱中，塑化成型10秒；
4、把塑化成型完毕后的制品，从烘箱取出冷却15秒，脱模得到阻燃、抗静电浸塑制品。
所得浸塑制品表面电阻率为9×106Ω2，垂直燃烧达到UL94-V0级标准。
实施例5
本实施例涉及一种具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品，包括表1所示的组分和重量份数。
1、把上述原料(除抗静电剂外)混合，再加入抗静电剂，混合均匀制得阻燃、抗静电浸塑液，在25℃下粘度为2860cps；所述的导电炭黑为毫米与微米按照1∶1的混合材料；
2、先将所需外型的模具，加热至180℃，然后把模具浸入浸塑液中，50秒后将模具取出；
3、把覆有塑胶层的模具放入250℃的烘箱中，塑化成型10秒；
4、把塑化成型完毕后的制品，从烘箱取出冷却15秒，脱模得到阻燃、抗静电浸塑制品。
所得浸塑制品表面电阻率为1.5×109Ω，垂直燃烧达到UL94-V0级标准。
对照例1
本对照例1包括表1所示的组分和重量份数。
1、把上述原料混合均匀制得浸塑液，在25℃下粘度为740cps；
2、先将所需外型的模具，加热至250℃，然后把模具浸入浸塑液中，1秒后将模具取出；
3、把覆有塑胶层的模具放入550℃的烘箱中，塑化成型2秒；
4、把塑化成型完毕后的制品，从烘箱取出冷却45秒，脱模得到浸塑制品。
所得浸塑制品表面电阻率为2.3×1011Ω，无阻燃效果。
对照例2
本对照例2包括表1所示的组分和重量份数。
1、把上述原料(除抗静电剂外)混合，再加入抗静电剂，混合均匀制得阻燃、抗静电浸塑液，在25℃下粘度远大于20000cps，接近凝胶状；所述的导电炭黑为纳米与微米按照1∶1的混合材料；
2、此粘度下无法采用浸塑工艺制备浸塑制品。
通过对照例1、对照例2与实施例3的对照说明，抗静电剂的加入可以明显的降低制品的电阻率，并起到阻燃作用，但抗静电剂的加入会使浸塑液粘度急剧增加，只有加入适当的分散剂才能使体系满足浸塑工艺条件，进而制备出阻燃、抗静电制品。
表1实施例、对照例中各组分及其重量份数
Figure BSA00000852308200051

Claims (9)

1.一种具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品，其特征在于包括以下组分及重量份数： 
Figure FSA00000852308100011
。
2.根据权利要求1所述的一种具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品，其特征在于所述的PVC树脂为PVC糊树脂，也可以是PVC糊树脂与掺混树脂组成的混合体系，掺混树脂所占的比例为0-50％。 
3.根据权利要求2所述的一种具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品，其特征在于所述的PVC糊树脂由乳液法、微悬浮法或混合法制备；掺混树脂包括均聚PVC掺混树脂和共聚PVC掺混树脂。 
4.根据权利要求1所述的一种具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品，其特征在于所述的增塑剂包括：邻苯二甲酸酯类、对苯二甲酸酯类、脂肪酸酯类、磷酸酯类、环氧酯类、聚酯类、偏苯三酸酯类、均苯四酸酯类、含氯增塑剂、烷基磺酸蜡类、多元醇酯类、离子液体等的一种或多种。 
5.根据权利要求1所述的一种具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品，其特征在于所述的抗静电剂包括：导电炭黑、石墨、碳纳米管、纳米碳纤维、石墨烯、金属粉末、金属氧化物、镀有金属的导电填料、导电云母等的一种或多种。 
6.根据权利要求5所述的一种具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品，其特征在于所述的抗静电剂是微米、纳米或者微米与纳米混合的材料。 
7.根据权利要求1所述的一种具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品，其特征在于所述分散剂主要包括含酸性基团聚合物、含酸性基团聚合物盐、具有颜料亲和基团的共聚酯、含颜料亲和基团高分子共聚物、羟基官能羧酸酯、丙烯酸共聚物、含颜料亲和基团的磷酸盐、含颜料亲和基团的烷醇胺、特殊结构的丙烯酸共聚物、多元羧酸的羟基铵盐、多元胺酰胺的磷酸盐、高分子聚胺酸与烷胺等的一种或多种。 
8.根据权利要求1所述的一种具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品，其特征在于所述的稳定剂主要包括有机锡、羧酸镉、羧酸锌、羧酸钙、羧酸钡、钙锌稳定剂、钡锌稳定剂、钡镉稳定剂、钡镉锌稳定剂等的一种或多种。 
9.一种制备权利要求1所述的具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品的方法，其特征在于包括如下步骤： 
将PVC树脂、增塑剂、分散剂、稳定剂混合，再加入抗静电剂，混合均匀配成浸塑液，将模具预热到120-250℃后浸入浸塑液，1-120秒后取出；将附着有塑胶的模具在200-550℃下塑化2-80秒后取出冷却5-60秒，脱模后制得具有阻燃、抗静电性能的浸塑制品，所述的浸塑制品表面电阻率为105-109Ω，垂直燃烧达到UL94-V0级标准。 
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