本发明专利技术涉及一种超洁净防静电树脂组合物、其制备方法以及利用该组合物制备的产品和该组合物在屏蔽电磁场中的应用。该超洁净防静电树脂组合物主要包括：塑料基材６３～９８％；纳米级碳管和／或纳米级碳黑１～３０％，偶联剂０．１～０．５％，分散剂０．１～５％，抗氧化剂０．５～１．５％。利用该组合物制备的产品具有优异的抗静电性能和超洁净性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及静电敏感电子元器件组装工序中的工装夹具材料和包装材料所用的超洁净防静电/导电/屏蔽工程塑料，尤其涉及一种超洁净防静电树脂组合物、其制备方法以及利用该组合物制备的产品和在屏蔽电磁场中的应用。
技术介绍
随着半导体和晶片技术的快速发展以及半导体和晶片制造业的蓬勃兴起，静电敏感电子元器件的生产工序对工装夹具(主要包括用于盛装和传输电子元件的托盘等)及包装材料的要求也越来越高，主要体现在对工装夹具和包装材料的防静电性能和洁净性能的要求越来越严。半导体和晶片
中需要使用大量的盛装和传输电子元件的托盘以及各种用于包装半导体器件的包装材料，随着半导体器件的小型化、微型化，生产工序中所使用的与半导体器件接触的各种工装夹具和包装材料的防静电性能必须不断提高，否则会造成器件在与工装夹具和包装材料接触时被存在的静电损坏(这种损坏有时难以检测)，造成严重后果。而且由于器件越来越小，工装夹具和包装材料的洁净性能也必须不断提高，否则会出现器件被污染、玷污的情况，造成器件质量下降甚至损坏。然而，目前该领域中所使用的工装夹具和包装材料主要利用各种工程塑料，例如聚醚酰亚胺或称聚酰亚胺醚(PEI)、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)和聚甲醛(POM)等，难以满足该领域中不断提高的防静电性能和洁净性能要求。目前正在使用的材料通常是在塑料基材中添加导电纤维、导电碳黑和金属粉等来解决材料的防静电性能。以聚醚酰亚胺为例，如图1所示，图1为现有技术的聚醚酰亚胺(PEI)中添加导电碳纤维的电子显微照片，图中圆柱状的添加物即是导电碳纤维，其余是塑料基材。图2及图3进一步说明了这种传统技术的缺陷。图2也是现有技术的聚醚酰亚胺(PEI)中添加导电碳纤维的电子显微照片，其中的圆圈即是导电碳纤维，图3中箭头所指的是导电碳纤维部位的放大图)，图中显示，导电碳纤维周围是不导电的塑料基材，其分布的不均匀性显露无遗。图1和图2显示的是同一试样中不同部位的照片。图1、图2、图3中显示，现有技术中导电碳纤维在塑料基材中分布不均匀，导电碳纤维密集的地方呈现出较好的防静电性能，而导电碳纤维疏松的地方则表现出绝缘性。而且，现有技术中的材料的洁净性也有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服半导体领域中现有的工装夹具和包装材料存在的缺陷，采用了纳米级的导电碳管/纳米级的导电碳黑与塑料基材共混，有针对性地解决了导电添加物分散不均匀的问题。实现了材料在防静电性能和洁净性能方面的提高。本专利技术提供一种超洁净防静电树脂组合物，主要包括塑料基材63～98％，纳米级碳管和/或纳米级碳黑1～30％，偶联剂0.1～0.5％，分散剂0.1～5％，抗氧化剂0.5～1.5％。根据本专利技术的超洁净防静电树脂组合物，其中所述塑料基材选自由聚醚酰亚胺(PEI)、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)和聚甲醛(POM)、聚烯烃组成的组。根据本专利技术的的超洁净防静电树脂组合物，其中所述偶联剂选自有机铬络合物、硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂和锆类偶联剂。根据本专利技术的根据本专利技术的超洁净防静电树脂组合物，其中所述分散剂选自石蜡油、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、脂肪酸皂类、脂肪酸酯类、脂肪酰胺类以及酯类。根据本专利技术的超洁净防静电树脂组合物，其中所述抗氧化剂选自有机亚磷酸酯和受阻酚。本专利技术还提供一种超洁净防静电树脂材料的制备方法，包括以下步骤1)混合以下组分塑料基材63～98％，纳米碳管/碳黑1～30％，偶联剂0.1～0.5％，分散剂0.1～5％，抗氧化剂0.5～1.5％；2)利用双螺杆造粒机将前一步骤中得到的混合物造粒，得到超洁净防静电树脂材料。本专利技术还提供用于半导体领域的超洁净防静电产品，其由根据本专利技术的超洁净防静电树脂组合物形成。在一个实施例中，该产品为用于盛装和传输电子元件的托盘。本专利技术还提供该超洁净防静电树脂组合物在屏蔽电磁场中的应用。根据本专利技术的材料具有良好的防静电性能，纳米级的导电碳管/碳黑均匀分布在塑料基材中，不易脱落，可以达到超洁净的要求。而且根据本专利技术提供的材料具有一定的屏蔽性。附图说明图1是现有技术的聚醚酰亚胺(PEI)中添加导电碳纤维的电子显微照片(SEM，500倍)。图2是现有技术的聚醚酰亚胺(PEI)中添加导电碳纤维的另一张电子显微照片(SEM，500倍)，其与图1显示的是同一试样的不同部位。图3是图2中的电子显微照片的局部放大图(SEM，2000倍)。图4显示根据本专利技术的一个实施例的透射电镜(TEM)照片。图5显示根据本专利技术的一个实施例的扫描电镜(SEM)照片。具体实施例方式组合物本专利技术提供一种超洁净防静电树脂组合物，包括塑料基材63～98％，纳米级碳管和/或碳黑1～30％，偶联剂0.1～0.5％，分散剂0.1～5％，抗氧化剂0.5～1.5％。其中，各组分的含量为基于组合物的总质量的质量百分含量，如无特殊说明，本申请的中的含量或百分含量均为质量含量。塑料基材适用于本专利技术的塑料基材为各种热塑性树脂，优选为热塑性工程塑料，例如聚醚酰亚胺或称聚酰亚胺醚(PEI)、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)和聚甲醛(POM)、聚烯烃(如聚乙烯、聚丙烯)等。作为热塑性树脂实例，可以采用聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚甲醛、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、ABS树脂、聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯树脂、(甲基)丙烯酸树脂、聚乙烯醇、EVA、聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚四氟乙烯、氟树脂、聚亚胺、聚酰亚胺等的热塑性树脂，以及这些物质的混合物。热塑性树脂优选具有与碳纳米管的亲和性高、具有一定长度的分子长度、具有柔软性等特性。该热塑性树脂优选具有1万至100万，更优选具有5万至30万的平均分子量。在该范围内，热塑性树脂分子相互接合，使得树脂分子容易进入到的碳纳米管之间，因此使得碳纳米管均匀分散在树脂基体中。现有技术中使用的各种热塑性树脂均适用于本专利技术。根据本专利技术，热塑性树脂的用量为材料总质量的63％至98％。纳米级碳管或纳米级碳黑纳米级碳管(又称为碳纳米管或纳米导电碳管)包括圆筒状的单层结构或者这些圆筒结构配置成套管状的多层结构。即，碳纳米管可以由单层构成，也可以由多层构成，还可以同时包括单层结构和多层结构。并且，还可以使用部分包括碳纳米管结构的碳材料。碳纳米管平均直径为0.5至200nm，优选为20-100nm，更优选为30nm以上至100nm以下。而且，碳纳米管既可以是直纤维状也可以是弯曲纤维状。单层碳纳米管或多层碳纳米管可以通过电弧放电、激光消融、气相沉积等方法制备。电弧放电法是在压力稍低于大气压的氩或氢氛围下，在用碳棒制成的电极材料之间进行电弧放电，从而得到堆积于阴极上的多层碳纳米管的方法。另外，单层碳纳米管是从在碳棒中混合镍/钴等催化剂并进行电弧放电后，附着到处理容器内侧面上的碳黑中获得的。激光消融法是一种在氩气中，通过向作为靶的混合有镍/钴等催化剂的碳材料表面照射强脉冲激光使碳材料表面熔融、蒸发，从而获得单层碳纳米管的方法。气相沉积法是在气相中热解苯、甲苯等碳氢化合物以形成碳纳米管，更具体地，可以列举流动催化剂法、沸石载体催化剂法等。优选地，碳纳米管在与树脂材料混和之前预先进行表面处理，例如，通过进行离子注入处理、溅射蚀刻处理、等离子处理等，以改善与树脂的结合。使得碳纳米管可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超洁净防静电树脂组合物，主要包括：塑料基材６３～９８％，纳米级碳管和／或纳米级碳黑１～３０％，偶联剂０．１～０．５％，分散剂０．１～５％，抗氧化剂０．５～１．５％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陶峰，
申请(专利权)人：东莞市问鼎静电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]
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