專利名稱：：一種導(dǎo)電工程塑料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電工程塑料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：高性能集成電路內(nèi)部都有成千上萬只電路，內(nèi)部電路復(fù)雜、微細(xì)和精密。對這些在硅等半導(dǎo)體晶片上蝕刻和掩埋的微細(xì)精密電路，必須予以妥善保護(hù)，以免在生產(chǎn)、運(yùn)輸過程中造成損壞。為此，集成電路托盤材料需具有優(yōu)異的機(jī)械性能，良好的靜電消散能力，耐熱性高，尺寸穩(wěn)定，翹曲小等特性。為了向集成電路托盤提供導(dǎo)電性，防止托盤積累靜電，傳統(tǒng)的做法是向其基底樹脂材料中添加炭黑或碳纖維等導(dǎo)電填料。雖然石灰纖維對基底樹脂有增強(qiáng)作用，但碳纖維生產(chǎn)能耗大、添加量一般為復(fù)合塑料總重量的15%左右，且市場主要被國外幾家公司壟斷，導(dǎo)致國內(nèi)市場供應(yīng)不足；炭黑價格雖然較低，但添加量一般要達(dá)到復(fù)合塑料總重量的30%左右，致使掉塵現(xiàn)象嚴(yán)重，且會對基底樹脂的性能帶來不利影響。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明實施例的目的在于提供一種導(dǎo)電工程塑料，旨在解決現(xiàn)有集成電路托盤材料導(dǎo)電填料添加量大、掉塵現(xiàn)象嚴(yán)重的問題。本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種上述導(dǎo)電工程塑料的制備方法。本發(fā)明實施例的導(dǎo)電工程塑料，以重量百分比計，含有如下組分聚砜類樹脂25-65%碳納米管0.5-5%4針狀硅灰石15-45%ABS塑料10-30%抗氧劑0-10%輔助抗氧劑0-腦分散劑0-10%。本發(fā)明實施例的導(dǎo)電工程塑料的制備方法，包括如下步驟(1)按照上述比例配比原料，將除針狀硅灰石和碳納米管外的各組分混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口；(2)將針狀硅灰石和碳納米管混合后加入到側(cè)喂料口；(3)在聚合物樹脂熔融狀態(tài)下充分捏合后擠出、冷卻、干燥、切粒，生成復(fù)合塑料。。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的導(dǎo)電工程塑料，采用聚^L類樹脂、碳納米管、針狀硅灰石和ABS塑料作為主要原料，其中碳納米管作為導(dǎo)電填料，針狀硅灰石作為增強(qiáng)劑。本發(fā)明所使用的碳納米管在樹脂基體中有良好的分散性，因此只需很少的添加量，就可以賦予制品優(yōu)異的靜電消散能力，且外觀清潔不掉塵。另外，制品同時具有良好的機(jī)械性能、耐熱性能，尺寸穩(wěn)定、翹曲小等優(yōu)點(diǎn)。具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實施例提供一種不僅導(dǎo)電填料添加量小、外觀清潔不掉塵，同時具有良好的機(jī)械性能、耐熱性能，尺寸穩(wěn)定、翹曲小等優(yōu)點(diǎn)的導(dǎo)電工程塑料，具體說來，該導(dǎo)電工程塑料，以重量百分比計，含有如下組分聚砜類樹脂25-65%碳納米管0.5-5%針狀硅灰石15-45%ABS塑料10-30%抗氧劑0-10%輔助抗氧劑0-10%分散劑0-10%。以重量百分比計，上述組分優(yōu)選百分比為聚石風(fēng)類初f脂40.2-61.2%石友納米管1-3%針狀珪灰石20-40%ABS塑料7.34-16.3%抗氧劑0.05-2%輔助抗氧劑0.05-2%分散劑0.05-2%。在本發(fā)明實施例中，上述聚砜類樹脂含量若低于25%重量，則制品可能耐熱性差、翹曲大；含量超過65%重量，則加工困難、成本增加。聚砜類樹脂選用聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)或聚芳砜(PAS)。其中，聚砜(PSU)可選用UDEL(SolvayAdvancedPolymer),優(yōu)先選用熔融指數(shù)MI=8-30g/10min的聚砜，更優(yōu)先選用Ml-14-20g/10min的聚砜。熔融指數(shù)的測定條件ASTMD1238@365。C，5KG。當(dāng)需要更高耐熱溫度時，選用PES，例如SolvayAdvancedPolymer的RADELa;或PAS，#H。SolvayAdvancedPolymer的RADELR。本發(fā)明使用的碳納米管并無特別限制，為本領(lǐng)域常用碳納米管，具體而言，本發(fā)明實施例所選碳納米管為多壁納米管，平均直徑10-50nm，長度為l-20um,優(yōu)選碳納米管直徑為15-25nm,長度為10-20um的碳納米管，使用大長徑比碳納米管有利提高復(fù)合塑料導(dǎo)電性能。上述碳納米管起到導(dǎo)電填料的作用，添加量較少就能使制品表面電阻為104-1012歐姆/平方，滿足制品消散靜電的效果。但在本發(fā)明實施例中其若低于0.5%重量，則難以提供導(dǎo)電性；若超過5%重量，表面電阻將低于104歐姆/平方，不符合本發(fā)明的應(yīng)用范圍，且成本增加。上述針狀硅灰石在本發(fā)明的組合中起到增強(qiáng)作用，所使用的針狀硅灰石并不限于特定的種類，在本發(fā)明實施例中選擇平均直徑〈15um,長徑比至少為10的針狀硅灰石，優(yōu)選平均直徑〈10um,長徑比至少為15的針狀硅灰石；更優(yōu)選平均直徑為3~8um，長徑比至少為20的針狀石圭灰石。在本發(fā)明實施例中，針狀硅灰石還可以起到提高制品耐熱性、尺寸穩(wěn)定性的作用，若針狀硅灰石的添加量含量低于15%重量，制品剛性會不足，含量超過45%重量，則加工困難，且制品外觀粗糙。上述針狀硅灰石與碳納米管表面均用硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑處理過，以進(jìn)一步提高其在樹脂基體中的*能力。上述ABS塑料是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯所組成的三元共聚物，它具有苯乙烯熱塑性塑料的機(jī)械加工性、丁二烯的橡膠韌性，在本發(fā)明中起到增加流動性、韌性等功效。ABS塑料可以是普通級的商品，優(yōu)選MABS，俗稱透明ABS樹脂。在本發(fā)明實施例中，ABS塑料含量若小于10%，加工性能差、成本高、外觀不佳，若其超過30%重量，則產(chǎn)品耐熱性不能滿足應(yīng)用要求。本發(fā)明實施例的導(dǎo)電工程塑料除了有上述聚砜類樹脂、碳納米管、針狀硅灰石和ABS塑料等必須成分之外，可以另外添加本領(lǐng)域廣泛-使用的添加劑，例如各種抗氧劑、M劑等。抗氧劑選自本領(lǐng)域常用的抗氧劑，常用的有Irganox1010,瑞士汽巴精化公司生產(chǎn)的四[P-(3，5-二特丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯；分散劑選自本領(lǐng)域常用的分散劑，例如乙二醇。在本發(fā)明實施例中，還可以添加0-10%重量的輔助抗氧劑，該輔助抗氧劑并無特別限制，為本領(lǐng)域所常用的輔助抗氧劑，例如Irganox168，瑞士汽巴精化公司生產(chǎn)得三(2，4-二叔丁基酚)亞磷酸酯。本發(fā)明實施例還提供一種上述導(dǎo)電工程塑料的制備方法，包括如下步驟(1)按照上述比例配比原料，將除針狀硅灰石和碳納米管外的各組分混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)的主嘬料口；(2)將針狀硅灰石和碳納米管混合后加入到側(cè)哏料口；(3)在聚合物樹脂熔融狀態(tài)下充分捏合后擠出、冷卻、干燥、切粒，生成復(fù)合塑料。上述步驟(1)中熔融擠出溫度為260-310°C。實施例1按表1中實施例1數(shù)據(jù)，將除針狀硅灰石和碳納米管外各組分按配比混合均勻后再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，側(cè)進(jìn)料口加針狀硅灰石和碳納米管(經(jīng)高速混合機(jī)按配比混合)、造粒、即制得本發(fā)明的組合物的顆粒產(chǎn)品。雙螺桿擠出機(jī)采用南京科亞公司生產(chǎn)的CTE-35(L/D-48)雙螺桿擠出機(jī)，擠出溫度260-310°C,螺桿轉(zhuǎn)速290RPM。顆粒產(chǎn)品在110。C下干燥4小時，然后注塑ASTM樣條，測定性能。結(jié)果見表2。實施例2按表1中實施例2數(shù)據(jù)，將除針狀硅灰石和碳納米管外各組分按配比混合均勻后再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，側(cè)進(jìn)料口加針狀硅灰石和碳納米管(經(jīng)高速混合機(jī)按配比混合)、造粒、即制得本發(fā)明的組合物的顆粒產(chǎn)品。雙螺桿擠出機(jī)采用南京科亞公司生產(chǎn)的CTE-35(L/D-48)雙螺桿擠出機(jī)，擠出溫度260-310°C,螺桿轉(zhuǎn)速290RPM。顆粒產(chǎn)品在110。C下干燥4小時，然后注塑ASTM樣條，測定性能。結(jié)果見表2。8實施例3.按表1中實施例3數(shù)據(jù)，將除針狀硅灰石和碳納米管外各組分按配比混合均勻后再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，側(cè)進(jìn)料口加針狀硅灰石和碳納米管(經(jīng)高速混合機(jī)按配比混合)、造粒、即制得本發(fā)明的組合物的顆粒產(chǎn)品。雙螺桿擠出機(jī)采用南京科亞公司生產(chǎn)的CTE-35(L/D=48)雙螺桿擠出機(jī)，擠出溫度260-310°C，螺桿轉(zhuǎn)速290RPM。顆粒產(chǎn)品在11CTC下千燥4小時，然后注塑ASTM樣條，測定性能。結(jié)果見表2。實施例4按表1中實施例4數(shù)據(jù)，將除針狀硅灰石和碳納米管外各組分按配比混合均勻后再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，側(cè)進(jìn)料口加針狀硅灰石和碳納米管(經(jīng)高速混合機(jī)按配比混合)、造粒、即制得本發(fā)明的組合物的顆粒產(chǎn)品。雙螺桿擠出才幾采用南京科亞公司生產(chǎn)的CTE-35(L/D=48)雙螺桿擠出機(jī)，擠出溫度260-310°C，螺桿轉(zhuǎn)速290RPM。顆粒產(chǎn)品在110。C下干燥4小時，然后注塑ASTM樣條，測定性能。結(jié)果見表2。實施例5按表1中實施例5數(shù)據(jù)，將除針狀硅灰石和碳納米管外各組分按配比混合均勻后再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，側(cè)進(jìn)料口加針狀硅灰石和碳納米管(經(jīng)高速混合機(jī)按配比混合)、造粒、即制得本發(fā)明的組合物的顆粒產(chǎn)品。雙螺桿擠出機(jī)采用南京科亞公司生產(chǎn)的CTE-35(L/D=48)雙螺桿擠出機(jī),擠出溫度260-3l(TC,螺桿轉(zhuǎn)速290RPM。顆粒產(chǎn)品在110。C下干燥4小時，然后注塑ASTM樣條，測定性能。結(jié)果見表2。實施例6按表l中實施例6數(shù)據(jù)，將除針狀硅灰石和碳納米管外各組分按配比混合均勻后再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，側(cè)進(jìn)料口加針狀硅灰石和碳納米管(經(jīng)高速混合機(jī)按配比混合)、造粒、即制得本發(fā)明的組合物的顆粒產(chǎn)品。雙螺桿擠出機(jī)采用南京科亞7>司生產(chǎn)的CTE-35(L/D-48)雙螺桿才齊出4幾，擠出溫度260-310°C，螺桿轉(zhuǎn)速290RPM。顆粒產(chǎn)品在110。C下干燥4小時，然后注塑ASTM樣條，測定性能。結(jié)果見表2。實施例7按表l中實施例7數(shù)據(jù)，將除針狀硅灰石和碳納米管外各組分按配比混合均勻后再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，側(cè)進(jìn)料口加針狀硅灰石和碳納米管(經(jīng)高速混合機(jī)按配比混合)、造粒、即制得本發(fā)明的組合物的顆粒產(chǎn)品。雙螺桿擠出機(jī)采用南京科亞公司生產(chǎn)的CTE-35(L/D-48)雙螺桿擠出機(jī)，擠出溫度260-310°C，螺桿轉(zhuǎn)速290RPM。顆粒產(chǎn)品在110。C下干燥4小時，然后注塑ASTM樣條，測定性能。結(jié)果見表2。實施例8按表1中實施例8數(shù)據(jù)，將除針狀硅灰石和碳納米管外各組分按配比混合均勻后再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，側(cè)進(jìn)料口加針狀硅灰石和碳納米管(經(jīng)高速混合機(jī)按配比混合)、造粒、即制得本發(fā)明的組合物的顆粒產(chǎn)品。雙螺桿擠出機(jī)采用南京科亞公司生產(chǎn)的CTE-35(L/D=48)雙螺桿擠出機(jī)，擠出溫度260-310°C，螺桿轉(zhuǎn)速290RPM。顆粒產(chǎn)品在110。C下干燥4小時，然后注塑ASTM樣條，測定性能。結(jié)果見表2。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>由表2可知，從本發(fā)明實施例1-8的性能結(jié)果看，針狀硅灰石與少量的碳納米管混合應(yīng)用可賦予制品均勻的表面電阻及良好的機(jī)械性能、耐熱性能，尺寸穩(wěn)定、翹曲小，且外觀清潔不掉塵，相比于傳統(tǒng)的碳黑或碳纖維填充的復(fù)合塑料，能更好的滿足半導(dǎo)體托盤高端市場的要求。另外，對比實施例l、2、3、4與5、6、7、8，當(dāng)將本發(fā)明的組合物中PSU換成PES或PAS時，組合物的耐熱性增加。實施例1、2、3、4適合于制造耐150'C焙烤的半導(dǎo)體托盤的原料，而實施例5、6、7、8適合于制造耐180。C焙烤的半導(dǎo)體托盤的原料。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1、一種導(dǎo)電工程塑料，以重量百分比計，含有如下組分聚砜類樹脂25-65％碳納米管0.5-5％針狀硅灰石15-45％ABS塑料10-30％抗氧劑0-10％輔助抗氧劑0-10％分散劑0-10％。2、如權(quán)利要求1所述的工程塑料，以重量百分比計，含有如下組分聚石風(fēng)類樹脂40.2-61.2%碳納米管1-3%針狀硅灰石20-40%ABS塑料7.34-16.3%抗氧劑0.05-2%輔助抗氧劑0.05-2%絲劑0.05-2%。3、如權(quán)利要求1或2所述的工程塑料，其中，聚^風(fēng)類樹脂為聚砜、聚醚砜或聚芳砜，其中，聚砜熔融指數(shù)為8-30g/10min，碳納米管為多壁納米管，平均直徑10-50nm，長度為l-20um,針狀硅灰石平均直徑<15um,長徑比至少為10。4、如權(quán)利要求3所述的工程塑料，其中，聚石風(fēng)熔融指數(shù)為14-20g/10min,碳納米管直徑為15-25nm，長度為10-20um，針狀硅灰石平均直徑<10um，長徑比至少為15。5、如權(quán)利要求4所述的工程塑料，其中，所述針狀硅灰石平均直徑為3~8um，長徑比至少為20。6、如權(quán)利要求1所述的工程塑料，其中，ABS塑料為透明的ABS塑料。7、如權(quán)利要求1所述的工程塑料，其中，針狀硅灰石與碳納米管表面均用硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑處理過。8、一種導(dǎo)電工程塑料的制備方法，包括如下步驟(1)按照如權(quán)利要求1所述比例配比原料，將除針狀硅灰石和碳納米管外的各組分混合均勻后加入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口；(2)將針狀硅灰石和碳納米管混合后加入到側(cè)喂料口；(3)在聚合物樹脂熔融狀態(tài)下充分捏合后擠出、冷卻、干燥、切粒，生成復(fù)合塑料。9、如權(quán)利要求8所述制備方法，以重量百分比計，原料配比如下聚砜類樹脂40.2-61.2%-灰納米管1-3%針狀硅灰石20-40%ABS塑料7.34-16.3%抗氧劑0.05-2%輔助抗氧劑0.05-2%分散劑0.05-2%。10、如權(quán)利要求9所述制備方法，所述步驟(1)中熔融擠出溫度為260-310。C。全文摘要本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電工程塑料及其制造方法，該工程塑料以重量百分比計，含有25-65％聚砜類樹脂，0.5-5％碳納米管，15-45％針狀硅灰石，10-30％ABS塑料，0-10％抗氧劑，0-10％輔助抗氧劑，0-10％分散劑。該制造方法包括如下步驟(1)配比原料，將除針狀硅灰石和碳納米管外的各組分混合后加入到雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口；(2)將針狀硅灰石和碳納米管混合后加入到側(cè)喂料口；(3)在樹脂熔融狀態(tài)下捏合后擠出、冷卻、干燥、切粒，生成復(fù)合塑料。本發(fā)明的導(dǎo)電工程塑料，可賦予制品良好的靜電消散能力、機(jī)械性能、耐熱性能，尺寸穩(wěn)定、翹曲小，且外觀清潔不掉塵。文檔編號C08K13/06GK101608066SQ200910108509公開日2009年12月23日申請日期2009年6月29日優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日發(fā)明者征何,謝迎洪,韋聯(lián)生申請人:惠州市沃特新材料有限公司