[发明专利]一种电阻率高度均匀的静电耗散型板材用聚芳醚酮组合物及其制备方法

说明书

本发明公开一种电阻率高度均匀的静电耗散型板材用聚芳醚酮组合物及其制备方法。所述电阻率高度均匀的静电耗散型板材用聚芳醚酮组合物包括以下组分：聚芳醚酮、半导电的碳含量不高于80％的部分碳化碳纤维粉或短切碳纤维、碳含量不高于80％的部分碳化碳纳米纤维以及流动改性剂多面体低聚倍半硅氧烷，其中组分B的体积电阻率在10²‑10⁵Ω·cm，本发明通过添加半导电具备一定碳含量的部分碳化的碳纤维粉、短切碳纤维或者纳米碳纤维，并加入流动改性剂配合使用制备得到的电阻率高度均匀、静电耗散型聚芳醚酮板材，制备方法工艺简单，操作方便，适合于进行工业化生产。

技术领域

本发明涉及特种工程塑料技术领域，具体而言涉及一种电阻率高度均匀的静电耗散型板材用聚芳醚酮组合物及其制备方法。

背景技术

聚芳醚酮(PAEK)是一类耐高温的特种工程塑料，其为一类亚苯基环通过氧桥和羰基连接而成的一类结晶型聚合物，它是长期使用温度最高的材料之一，UL黄卡的TI值可到240-260℃。聚芳醚酮分子结构中含有刚性的苯环，因此具有有优良的高温性能、力学性能、电绝缘性、耐辐射和耐化学品性等特点；同时聚芳醚酮分子结构中的醚键又室其具有柔性，因此可以用热塑性工程塑料的加工方法进行成型加工。因此广泛应用于化学工业、半导体材料、汽车、电子产业、新能源等。

电子器件、半导体器件、集成电路制造过程中，由于工艺温度高，因此大量使用聚芳醚酮材料，由于元器件、电路对于电压的极其敏感，因此大量需求防静电或静电耗散型聚芳醚酮材料。

静电在电子、半导体产业，以及化学工业中是非常危险的。由于聚合物的体积电阻率一般在10¹³Ω·cm以上，因此很容易积累静电。静电积累的电压能到几十万伏，能破坏电子元器件、集成电路，在化学工业中可能发电引起爆炸。

一般把表面电阻率10⁹-10¹²Ω/sq的材料称为防静电材料，而表面电阻率在10⁶-10⁹Ω/sq的称为静电消散材料。静电消散材料能快速转移形成的静电电荷，从而广泛应用于电子、集成电路、化学工业中。

静电消散材料一般都是通过导电填充方式达到，比如添加炭黑、碳纤维、金属粉末等。但是这些导电纤维或者粉体的添加形成的复合材料，存在“逾渗”现象，即随着导电粉体或者纤维的添加量增加，存在一个区间，电阻率会急剧下降，如图1所示，此为常用的导电炭黑、短切碳纤维、金属粉末填充聚合物的逾渗曲线。这个区间即为“逾渗区间”。

静电消散材料需要的电阻率一般在10⁶-10⁹区间，但是从典型的导电粉体填充聚合物的逾渗曲线可以看出，10⁶-10⁹区刚好位于逾渗区间，这意味着填充浓度的略微变化就会导致导电率的急剧跳跃，极易不满足的10⁶-10⁹要求。

对于成型的小零件，满足10⁶-10⁹区还是能达到的。但是成型大零件、大型材，由于熔体流动速度慢，填料很容易在熔体中相互作用，比如沉降、团聚、黏连，造成局部含量略微不均匀，但是这对于电阻率的结果却是至关重要的变化。

由于挤出型材的生产成本低、力学性能优异、便于机加工、精密度更好，因此生产电阻率高度均一、严格满足10⁶-10⁹Ω/sq的静电耗散性聚芳醚酮型材料非常具有意义。因为电阻率不均一会导致不满足10⁶-10⁹Ω/sq区间的区域静电防护作用不佳，造成潜在失效。

目前，国内外针对电阻率高度均匀、电阻率在10⁶-10⁹Ω/sq的静电耗散型聚合物材料的组合物的专利极少，而且现有的专利多是制备防静电材料或者导电材料，并未关注制备一定电阻率高度均匀的静电耗散型聚合物材料的制备。