CN111909467A - 一种塑料托盘料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种塑料托盘料及其制备方法，涉及塑料制品的技术领域，塑料托盘料包括以下质量百分比的组分：导电纤维改性PS树脂50～59.94%、PS树脂二25～29.9%、炭黑15～20%以及抗氧化剂0.06～0.10%；塑料托盘料的制备方法具体包括以下步骤：S1.对炭黑进行破碎处理后再将其研磨成粉末，研磨完成后对炭黑粉末进行干燥处理；S2.将炭黑粉末与抗氧化剂进行预混合处理；S3.将导电纤维改性PS树脂、抗冲击PS树脂以及预混料搅拌混合；S4.将S3中的共混料送入螺旋挤压机中共混挤出；S5.对挤出料进行冷却、造粒、筛分处理，制得塑料托盘料后打包入库。本申请具有改善塑料托盘防静电性能较弱的效果。
Description
技术领域
本申请涉及塑料制品的技术领域，尤其是涉及一种塑料托盘料及其制备方法。
背景技术
半导体芯片或电子元件等电子产品通常集成有多个微细电路元件，在保管或运输过程中通常使用塑料托盘盛放封装。目前，行业使用在电子产品上的封装托盘主要有吸塑成型的塑料托盘，包括PE托盘、ABS托盘等。封装托盘需具备良好的力学性能和耐高温性能，即托盘在高温或外力下不变形，若要求托盘具有较高的清洁度还需具备良好的耐腐蚀性能。由于电子产品如半导体芯片或电子元件对静电十分敏感，因此，在封装过程中对塑料托盘的防静电性能要求较高。市面上大量的塑料托盘的防静电性能较弱，导致汇集在塑料托盘上的静电可能会将电子产品击穿而导致其损坏。
发明内容
为了改善塑料托盘防静电性能较弱的缺陷，本申请提供一种塑料托盘料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种塑料托盘料，采用如下的技术方案：
一种塑料托盘料，包括以下质量百分比的组分：PS树脂一50～59.94％、PS树脂二25～29.9％、炭黑15～20％以及抗氧化剂0.06～0.10％；所述PS树脂一为导电纤维改性PS树脂。
通过采用上述技术方案，PS树脂本身具有一定的防静电性能，通过静电汇集作用储存一定量的静电，再通过自身以及炭黑的导电作用将静电消除，两者之间协同配合，从而避免塑料托盘上储存大量的静电而击穿电子元件，以此改善塑料托盘抗静电性能差的缺陷；
使用导电纤维对PS树脂进行改性，以提高PS树脂本身的导电性能，从而降低PS树脂上的静电汇集量，加速静电消除效率，从而进一步提高塑料托盘的抗静电性能。
优选的，所述塑料托盘料包括以下质量百分比的组分：PS树脂一54.28％、PS树脂二27.14％、炭黑18.5％以及抗氧化剂0.08％。
优选的，所述导电纤维改性PS树脂的制备方法为：1)按重量份称取PS树脂10份以及导电纤维3份；2)先将导电纤维浸润软化，再进行湿法分切，制得长度为3mm的短切导电纤维；3)将短切导电纤维分散至熔融PS树脂中，共混物送入螺旋挤压机，经螺旋杆搅拌压合使得两者共混均匀；4)对共混物进行挤出、冷却、造粒、筛分处理，制得导电纤维改性PS树脂。
通过采用上述技术方案，在制备导电纤维改性PS树脂过程中，将导电纤维软化后进行短切处理，以提高其在熔融PS树脂中的分散均匀度，避免导电纤维在共混过程中发生团聚，从而确保导电纤维改性PS树脂的防静电性能。
优选的，所述导电纤维由涤纶丝与聚苯硫醚丝按1:1交织复合而成。
通过采用上述技术方案，涤纶丝主要具有良好的韧性、化学稳定性以及阻燃性，聚苯硫醚主要具有良好的耐高温性、热稳定性以及导电性，两者交织复合制备的导电纤维不仅具有良好的导电性，还具有一定的耐高温稳定性，不仅有利于确保导电纤维改性PS树脂的导电性能，还具有改善PS树脂自身耐热性不佳、性脆的缺陷，从而提高塑料托盘的多项理化性能。
优选的，所述PS树脂二为抗冲击PS树脂，所述抗冲击PS树脂的制备方法为：1)按重量份称取PS树脂15份、导电云母粉2.5份、铜-镍合金粉2.5份以及硬脂酸钡0.05份；2)先将导电云母粉与铜-镍合金粉进行预混合；3)将步骤2)中混合均匀的粉末加入熔融PS树脂中，并同时加入硬脂酸钡，搅拌均匀，制得共混料；4)对共混料进行挤出、冷却、造粒、筛分处理，制得抗冲击PS树脂。
通过采用上述技术方案，云母粉具有良好的韧性、弹性以及粘附性，铜-镍合金具有良好的抗冲击性以及结构强度，云母粉与铜-镍合金粉共同加入熔融PS树脂中，有利于提高共混体系的粘结强度与抗冲击性能；
由于云母粉选用导电云母粉，导电云母粉的片状结构有利于在树脂体系中形成导电网络，从而在一定程度上提高抗冲击PS树脂的导电性，且铜-镍合金为金属合金材料，金属本身具有一定的导电性，因此制备出的抗冲击PS树脂不仅具有良好的机械性能，还可与导电纤维改性PS树脂以及炭黑互相配合，以进一步提高塑料托盘的防静电性能。
优选的，所述抗氧化剂由抗氧剂1010与抗氧剂168组成。
通过采用上述技术方案，抗氧剂1010挥发性小、耐抽出性好、热稳定性高、持效性长、不着色、不污染、无毒，且与抗氧剂168具有良好的协同作用，两者复合使用有利于提高塑料托盘的抗氧化效果并延长塑料托盘的抗氧化时间。
优选的，所述抗氧剂1010与抗氧剂168的质量比为1:1。
通过采用上述技术方案，抗氧剂1010与抗氧剂168的质量比为1:1时，具有最佳的协同效果，对于塑料托盘抗氧化性的提升效果最为显著，塑料托盘的有效抗氧化时间最长。
第二方面，本申请提供一种塑料托盘料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种塑料托盘料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1.炭黑前处理：对炭黑进行破碎处理后再将其研磨成粉末，研磨完成后对炭黑粉末进行干燥处理；
S2.预混合：将炭黑粉末与抗氧化剂进行预混合处理，制得预混料；
S3.将导电纤维改性PS树脂、抗冲击PS树脂以及预混料加入搅拌缸中混合10min，初始搅拌速度为400rpm，搅拌速度以200r/min的速度逐渐增加，制得共混料；
S4.将S3中的共混料送入螺旋挤压机中共混挤出，其中，螺杆的转速为1600±10rpm，制得挤出料；
S5.对挤出料进行冷却、造粒、筛分处理，制得塑料托盘料后打包入库。
通过采用上述技术方案，为了便于运输、储存以及防尘，购买的炭黑料一般为颗粒状物质，在将其投入使用前，先进行破碎研磨处理，粉末状的炭黑相较于颗粒状的炭黑具有更好的分散性能，炭黑在体系中分散的越均匀，越有利于其导电性的充分发挥；在制备托盘料时，先将炭黑与抗氧化剂混合均匀，再将预混料与导电纤维改性PS树脂以及抗冲击PS树脂共混，以降低团聚的发生，从而提高体系各组分共混的均匀度，确保塑料托盘的抗静电性能；
在将导电纤维改性PS树脂、抗冲击PS树脂以及预混料进行共混时，采用由低速到高速的搅拌方法，从而提高预混料中炭黑的分散性能，使其与导电纤维改性PS树脂以及抗冲击PS树脂具有良好的共混均匀度，以此确保炭黑充分发挥其导电性能。
优选的，所述S4中螺旋挤压机各区的温度设定为：1区：170±10℃；2区：170±10℃；3区：200±10℃；4区：200±10℃；5区：200±10℃；6区：200±10℃；7区：200±10℃；8区：210±10℃；9区：220±10℃；10区：220±10℃；机头温度：220±10℃。
通过采用上述技术方案，螺旋挤压机各区温度控制在合适的范围内，以控制生产效率以及确保产品品质。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.PS树脂通过静电汇集作用储存一定量的静电，再通过自身以及炭黑的导电作用将静电消除，两者之间协同配合，从而避免塑料托盘上储存大量的静电而击穿电子元件，以此改善塑料托盘抗静电性能差的缺陷；
2.使用导电纤维对PS树脂进行改性，以提高PS树脂本身的导电性能，从而降低PS树脂上的静电汇集量，加速静电消除效率，从而进一步提高塑料托盘的抗静电性能；
3.涤纶丝与聚苯硫醚丝交织复合制备的导电纤维不仅具有良好的导电性，还具有一定的耐高温稳定性，不仅有利于确保导电纤维改性PS树脂的导电性能，还具有改善PS树脂耐热性不佳、性脆的缺陷，从而提高塑料托盘的多项理化性能；
4.使用导电云母粉与铜-镍合金粉改性制备的抗冲击PS树脂不仅具有良好的机械性能，还可与导电纤维改性PS树脂以及炭黑互相配合，以进一步提高塑料托盘的防静电性能。
具体实施方式
本申请中PS树脂一购自英力士苯领；
PS树脂二购自香港石化；
抗氧化剂1010以及抗氧化剂168均购自营口市风光化工有限公司；
炭黑购自ORION(欧励隆)，其型号为IBAKXPB366。
本申请实施例公开一种塑料托盘料及其制备方法。
实施例1
塑料托盘料包括以下质量百分比的组分：导电纤维改性PS树脂54.28％、普通PS树脂27.14％、炭黑18.5％、抗氧化剂1010 0.04％以及抗氧化剂168 0.04％；
导电纤维改性PS树脂的制备方法为：
1)按重量份称取PS树脂10份以及导电纤维3份，导电纤维由涤纶丝与聚苯硫醚丝按1:1交织复合而成；
2)先将导电纤维浸润软化，再进行湿法分切，制得长度为3mm的短切导电纤维；
3)将短切导电纤维分散至熔融PS树脂中，共混物送入螺旋挤压机，经螺旋杆搅拌压合使得两者共混均匀；
4)对共混物进行挤出、冷却、造粒、筛分处理，制得导电纤维改性PS树脂；
塑料托盘料的制备方法具体包括以下步骤：
S1.炭黑前处理：对炭黑进行破碎处理后再将其研磨成粉末，研磨完成后对炭黑粉末进行干燥处理；
S2.预混合：将炭黑粉末、抗氧化剂1010以及抗氧化剂168进行预混合处理，制得预混料；
S3.将导电纤维改性PS树脂、普通PS树脂以及预混料加入搅拌缸中混合10min，初始搅拌速度为400rpm，搅拌速度以200r/min的速度逐渐增加，制得共混料；
S4.将S3中的共混料送入螺旋挤压机中共混挤出，其中，螺杆的转速为1600rpm，螺旋挤压机各区的温度设定为：1区：170℃；2区：170℃；3区：200℃；4区：200℃；5区：200℃；6区：200℃；7区：200℃；8区：210℃；9区：220℃；10区：220℃；机头温度：220℃，制得挤出料；
S5.对挤出料进行冷却、造粒、筛分处理，制得塑料托盘料后打包入库。
实施例2
塑料托盘料包括以下质量百分比的组分：导电纤维改性PS树脂50％、普通PS树脂29.9％、炭黑20％、抗氧化剂1010 0.05％以及抗氧化剂168 0.05％；
导电纤维改性PS树脂的制备方法同实施例1；
塑料托盘料的制备方法具体包括以下步骤：
S1.炭黑前处理：对炭黑进行破碎处理后再将其研磨成粉末，研磨完成后对炭黑粉末进行干燥处理；
S2.预混合：将炭黑粉末、抗氧化剂1010以及抗氧化剂168进行预混合处理，制得预混料；
S3.将导电纤维改性PS树脂、普通PS树脂以及预混料加入搅拌缸中混合10min，初始搅拌速度为400rpm，搅拌速度以200r/min的速度逐渐增加，制得共混料；
S4.将S3中的共混料送入螺旋挤压机中共混挤出，其中，螺杆的转速为1590rpm，螺旋挤压机各区的温度设定为：1区：160℃；2区：160℃；3区：190℃；4区：190℃；5区：190℃；6区：190℃；7区：190℃；8区：200℃；9区：210℃；10区：210℃；机头温度：210℃，制得挤出料；
S5.对挤出料进行冷却、造粒、筛分处理，制得塑料托盘料后打包入库。
实施例3
塑料托盘料包括以下质量百分比的组分：导电纤维改性PS树脂59.94％、普通PS树脂25％、炭黑15％、抗氧化剂1010 0.03％以及抗氧化剂168 0.03％；
导电纤维改性PS树脂的制备方法同实施例1；
塑料托盘料的制备方法具体包括以下步骤：
S1.炭黑前处理：对炭黑进行破碎处理后再将其研磨成粉末，研磨完成后对炭黑粉末进行干燥处理；
S2.预混合：将炭黑粉末、抗氧化剂1010以及抗氧化剂168进行预混合处理，制得预混料；
S3.将导电纤维改性PS树脂、普通PS树脂以及预混料加入搅拌缸中混合10min，初始搅拌速度为400rpm，搅拌速度以200r/min的速度逐渐增加，制得共混料；
S4.将S3中的共混料送入螺旋挤压机中共混挤出，其中，螺杆的转速为1610rpm，螺旋挤压机各区的温度设定为：1区：180℃；2区：180℃；3区：210℃；4区：210℃；5区：210℃；6区：210℃；7区：210℃；8区：220℃；9区：230℃；10区：230℃；机头温度：230℃，制得挤出料；
S5.对挤出料进行冷却、造粒、筛分处理，制得塑料托盘料后打包入库。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于，导电纤维由涤纶丝纺织而成。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处在于，导电纤维由聚苯硫醚丝纺织而成。
实施例6
本实施例与实施例1的不同之处在于，普通PS树脂由抗冲击PS树脂替代；
抗冲击PS树脂的制备方法为：1)按重量份称取PS树脂15份、导电云母粉2.5份、铜-镍合金粉2.5份以及硬脂酸钡0.05份；2)先将导电云母粉与铜-镍合金粉进行预混合；3)将步骤2)中混合均匀的粉末加入熔融PS树脂中，并同时加入硬脂酸钡，搅拌均匀，制得共混料；4)对共混料进行挤出、冷却、造粒、筛分处理，制得抗冲击PS树脂。
实施例7
本实施例与实施例1的不同之处在于，普通PS树脂由抗冲击PS树脂替代；
抗冲击PS树脂的制备方法为：1)按重量份称取PS树脂15份、铜-镍合金粉2.5份以及硬脂酸钡0.05份；2)将铜-镍合金粉加入熔融PS树脂中，并同时加入硬脂酸钡，搅拌均匀，制得共混料；4)对共混料进行挤出、冷却、造粒、筛分处理，制得抗冲击PS树脂。
实施例8
本实施例与实施例1的不同之处在于，普通PS树脂由抗冲击PS树脂替代；
抗冲击PS树脂的制备方法为：1)按重量份称取PS树脂15份、导电云母粉2.5份以及硬脂酸钡0.05份；2)将导电云母粉加入熔融PS树脂中，并同时加入硬脂酸钡，搅拌均匀，制得共混料；4)对共混料进行挤出、冷却、造粒、筛分处理，制得抗冲击PS树脂。
实施例9
本实施例与实施例1的不同之处在于，在进行塑料托盘料制备时，不对炭黑进行前处理。
对比例1
塑料托盘料包括以下质量百分比的组分：普通PS树脂81.42％、炭黑18.5％、抗氧化剂1010 0.04％以及抗氧化剂168 0.04％；
塑料托盘料的制备方法具体包括以下步骤：
S1.预混合：将炭黑、抗氧化剂1010与抗氧化剂168进行预混合处理，制得预混料；
S3.将普通PS树脂与预混料加入搅拌缸中混合10min，初始搅拌速度为400rpm，搅拌速度以200r/min的速度逐渐增加，制得共混料；
S4.将S3中的共混料送入螺旋挤压机中共混挤出，其中，螺杆的转速为1600rpm，螺旋挤压机各区的温度设定为：1区：170℃；2区：170℃；3区：200℃；4区：200℃；5区：200℃；6区：200℃；7区：200℃；8区：210℃；9区：220℃；10区：220℃；机头温度：220℃，制得挤出料；
S5.对挤出料进行冷却、造粒、筛分处理，制得塑料托盘料后打包入库。
性能检测试验
对由实施例1～9以及对比例1的配方以及制备方法制备的塑料托盘料进行取样，并对样品进行防静电性能检测试验。
1)测试对象
将上述样品按照塑料托盘常规制备方法制备成塑料托盘，塑料托盘即为本检测试验的测试对象；
2)测试方法
采用ASTM标准D-257平行电极传感方法，使用表面阻抗检测仪测量测试对象的表面阻抗值；
3)测试结果
使用表面阻抗值表征塑料托盘的防静电性能，塑料托盘的表面阻抗值越大，其防静电性能越小。塑料托盘的表面阻抗值对应的防静电性能如下表1所示，检测结果记录在表2中。
表1
表2
由表1中的检测数据可知：
1、实施例1-3中均使用导电纤维对PS树脂一进行改性，最终制得的塑料托盘具有良好的导电性，即具有良好的防静电性能；实施例1-3中各组配方中组分的添加量有所差别，可由检测数据得知，实施例1中各组分之间的配比为最佳配比；
2、实施例4-5中使用的导电纤维为单丝纤维，与实施例1相比，使用涤纶单丝或聚苯硫醚单丝制备的导电纤维对PS树脂一的防静电性能改性效果不如两丝混合制备的导电纤维对PS树脂一的防静电性能的改性效果好；
3、实施例6为多组实施例的最佳实施例，实施例6在使用导电纤维对PS树脂一进行改性的基础上，还对PS树脂二进行抗冲击性改性，对PS树脂二的改性过程中添加了具有导电性的组分，导电纤维改性PS树脂与抗冲击PS树脂之间互相配合，提高了制得的塑料托盘的防静电性能；
4、实施例7-8同样对PS树脂二进行抗冲击性改性，但是分别删除了导电云母粉与铜-镍合金粉组分，由检测数据可知，实施例7-8中对PS树脂二的改性效果不如实施例6中对PS树脂二的改性效果，由此推出，导电云母粉与铜-镍合金粉复配使用更有利于提高改性后的PS树脂二的防静电性能，从而提高塑料托盘的防静电性能；
5、由实施例9与实施例1的检测结果对比可知：炭黑在投入使用前进行前处理有利于提高炭黑的导电性能，从而提高制备的塑料托盘的防静电性能；
6、由对比例1与实施例1-3进行对比可知，不对PS树脂一以及PS树脂二进行改性，制备出的塑料托盘因为添加了炭黑也具有一定的防静电性能，但其防静电效果远不如采用多组实施例中的配方料制备的塑料托盘的防静电效果显著。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种塑料托盘料，包括以下质量百分比的组分：PS树脂一50～59.94%、PS树脂二25～29.9%、炭黑15～20%以及抗氧化剂0.06～0.10%；所述PS树脂一为导电纤维改性PS树脂。
2.根据权利要求1所述的一种塑料托盘料，其特征在于：所述塑料托盘料包括以下质量百分比的组分：PS树脂一 54.28%、PS树脂二 27.14%、炭黑18.5%以及抗氧化剂0.08%。
3.根据权利要求1所述的一种塑料托盘料，其特征在于：所述导电纤维改性PS树脂的制备方法为：1）按重量份称取PS树脂10份以及导电纤维3份；2）先将导电纤维浸润软化，再进行湿法分切，制得长度为3mm的短切导电纤维；3）将短切导电纤维分散至熔融PS树脂中，共混物送入螺旋挤压机，经螺旋杆搅拌压合使得两者共混均匀；4）对共混物进行挤出、冷却、造粒、筛分处理，制得导电纤维改性PS树脂。
4.根据权利要求3所述的一种塑料托盘料，其特征在于：所述导电纤维由涤纶丝与聚苯硫醚丝按1:1交织复合而成。
5.根据权利要求1所述的一种塑料托盘料，其特征在于：所述PS树脂二为抗冲击PS树脂，所述抗冲击PS树脂的制备方法为：1）按重量份称取PS树脂15份、导电云母粉2.5份、铜-镍合金粉2.5份以及硬脂酸钡0.05份；2）先将导电云母粉与铜-镍合金粉进行预混合；3）将步骤2）中混合均匀的粉末加入熔融PS树脂中，并同时加入硬脂酸钡，搅拌均匀，制得共混料；4）对共混料进行挤出、冷却、造粒、筛分处理，制得抗冲击PS树脂。
6.根据权利要求1所述的一种塑料托盘料，其特征在于：所述抗氧化剂由抗氧剂1010与抗氧剂168组成。
7.根据权利要求1所述的一种塑料托盘料，其特征在于：所述抗氧剂1010与抗氧剂168的质量比为1:1。
8.权利要求1-7任一项所述的一种塑料托盘料的制备方法，具体步骤为：
S1.炭黑前处理：对炭黑进行破碎处理后再将其研磨成粉末，研磨完成后对炭黑粉末进行干燥处理；
S2.预混合：将炭黑粉末与抗氧化剂进行预混合处理，制得预混料；
S3.将导电纤维改性PS树脂、抗冲击PS树脂以及预混料加入搅拌缸中混合10min，初始搅拌速度为400rpm，搅拌速度以200r/min的速度逐渐增加，制得共混料；
S4.将S3中的共混料送入螺旋挤压机中共混挤出，其中，螺杆的转速为1600±10rpm，制得挤出料；
S5.对挤出料进行冷却、造粒、筛分处理，制得塑料托盘料后打包入库。
9.根据权利要求8所述的一种塑料托盘料的制备方法，其特征在于：所述S4中螺旋挤压机各区的温度设定为：1区：170±10℃；2区：170±10℃；3区：200±10℃；4区：200±10℃；5区：200±10℃；6区：200±10℃；7区：200±10℃；8区：210±10℃；9区：220±10℃；10区：220±10℃；机头温度：220±10℃。
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