聚烯包装材料中的抗静电剂的应用

聚烯包装材料中的抗静电剂的应用

抗静电剂在聚烯 包装材料中的应用

中国包装行业对塑料的需求日益增长，年均增长率达10%。塑料包装材料种类繁多，聚烯因其价格低廉、性能优异、易于加工，在其中占有相当大的比例。塑料包装制品不仅要满足盛装物品的功能，还要满足制造过程中的彩印、复合和使用过程中自动化包装的要求。上述环节均需要塑料包装材料具有抗静电功能。抗静电母粒的加工适用性抗静电剂的添加一般是以母粒形式加入。抗静电母粒的物性对于抗静电剂的性能发挥尤其重要，熔融指数是其中重要的项目之一。在选择母粒的载体树脂时，为了确保抗静电剂的均匀分散，通常选用熔融指数较高的牌号。

抗静电剂多是表面活性剂的复配物，在树脂体系中可起到润滑作用，进一步提高抗静电母粒的熔融指数。但是，抗静电剂体系组成不同，对熔融指数增加的幅度也不同。在PP中的应用北京市化工研究院自行开发的ASA、ASH、ASP系列抗静电剂是由多种非离子表面活性剂复合而成的。ASB系列抗静电剂则由有机硼表面活性剂和其他非离子表面活性剂组成。选取两种抗静电剂AB-33和ASA-51制成母粒后，与基础树脂共混，制成标准注射件（片）和CPP薄膜，测其抗静电性，结果如下：

在CPP薄膜制品中，ASA-51和AB-33的抗静电效果实现材料与终端产品同步设计、系统验证、批量利用与供货等多环节协同增进基本相当；在注射制品中，AB-33的初期效果不明显，放置一段时间（两周后），其抗静电效果才逐渐发挥出来。这与ASA-51和AB-33的结构组成有关。ASA-51中有相当比例的组分迁移速度较快，初期抗静电效果明显。AB-33中主体成分为特殊结构的含硼化合物，各组分迁移速度较慢。这种作用，在薄膜制品中，由于助剂迁移距离短，所以在延迟发挥抗静电效果上表现不明显，而在厚制品中则表现出初期抗静电效果不突出的现象。但这种特性也可用于某些特定的场合，如要求薄膜中功能助剂初期析出少，对胶 剂的初强度影响小的场合，或要求制品的静电效果具有相对较长的后期持效性。

在PE中的应用

PE吹塑膜的表面电阻数据表明，在确定的环境温度、湿度条件下，几种抗静电剂的抗静电效果显著，其中，ASA-51、ASH-1、ASP-2效果明显，而AB-33初期抗静电效果相对较差，这与在PP中的应用情况相一致。

ASA-40型抗静电剂与上述几种产品比较，具有更加优异的初期抗静电效果。在较少用量下，很短时间内效能发挥可趋于平衡，显现出较好的抗静电效果，并且与树脂有较好的相容性。

此外，在流延聚乙烯薄膜（CPE）制品和发泡PE珍珠棉制品中，使用上述几种抗静电剂，抗静电效果显著，对制品表面性能（CPE薄膜中）和加工性能（PE珍珠棉中）无不良影响，可满足此类产品制造商的要求。

在BOPP薄膜生产中的应用这种方法选用抗静电母粒P5115，以国产的AS-X型抗静电母粒做为对照，在广州石化天衣薄膜厂的三层共挤生产线上生产BOPP薄膜。基础料选用齐鲁石化的T36F均聚PP树脂，抗静电母粒添加量为3.3%。按正常生产工艺条件（挤出系统235℃-250℃，纵向拉伸160℃-185℃）试验19μm光膜，试验过程生产工艺稳定，成膜正常，表明抗静电剂对BOPP的加工工艺无不良影响。

厂方对薄膜所做的测试也表明，P5115母粒的初期抗静电性能基本上与生产用料相当，实验母粒对电晕处理（表面润湿张力）、薄膜强度影响不大，实验母粒与生产用料在抗静电持久性方面也是等同的。实验表明，采用P5115母粒所得薄膜的雾度低，表面质量高。

抗静电效果对环境湿度有一定的敏感性，不同季节施用抗静电剂的效果有较大差异。不过测试数据表明，尽管抗静电剂受干燥环境的影响，但几种新的抗静电剂对湿度拿舾行员冉闲?

抗静电剂对制品表面质量的影响包装材料对抗静电剂及色母粒的要求较高，特别是薄膜材料更是如此由于我们对鞋带的质量检测要求很高，必须考察其对于制品表面质量方面的影响。多次聚丙烯流延膜和BOPP薄膜生产实践表明，抗静电母粒P5115、PB3315、PH115和PB215的加入对膜的透明性和雾度的影响小，可满足薄膜制品对抗静电母粒的要求。添加这几种抗静电母粒的聚丙烯流延膜表面质量数据如上表。

抗静电剂的生安全性由于包装材料经常会接触食品、化妆品和药品等，因此，包装材料所用助剂的卫生安全性很大程度地影响其应用。

大部分新开发的抗静电剂均不含有毒害物质，可满足包装材料的安全性要求。中国预防医学院劳动卫生与职业病研究所的检验活塞与工作台之间设置球头结果表明，ASA-51、AB-31、ASH-1、ASP-2属实际无毒物质，可用于接触食品的包装材料中。ASA-40属低毒产品，但本身在生产和使用中无刺激性气味，可用于非食品包装领域。

北京市化学工业研究院 陈宇 庄严 吴瑞征