盐改性的静电消散的聚合物组合物及其应用制造技术

低分子量聚醚低聚物在聚醚低聚合物的扩链反应期间用盐改性由此形成静电消散聚合物产品，如聚氨酯、聚醚酰相当低的表面和体积电阻率，并且其静态衰减时间不太快或不太慢，且没过量的可提取阴离子，特别是氯阴离子、硝酸根阴离子、磷酸根阴离子和硫酸根阴离子。这些静电消散聚合物可与各种基础聚合物共混形成塑料合金，其可接着用于形成可用于制造静电敏感电子元件的制品。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
盐改性的静电消散的聚合物专利技术背景专利
本专利技术涉及静电消散聚合物，特别涉及由聚醚低聚物反应的盐改性的静电消散聚合物。更具体地，本专利技术涉及由聚醚低聚物反应的盐改性的静电消散聚合物，该聚合物显示相当低的表面和体积电阻，但通常没有过量的可提取的阴离子。现有技术在大多数塑料的表面上形成和保留静电荷是公知的。塑料由于低的导电率具有明显的累积静电荷的趋势。这种静电荷的形成和保留可能成为问题。如在热塑性薄膜片材上存在静电荷会引起片材彼此粘附，使其在进一步加工时分离更困难。另外，存在的静电荷引起尘土粘到如用塑料袋包装的物品上，这会减少销售的吸引力。微电子元件的不断增加的复杂性和敏感性特别使电子工业关注静电释放。甚至低压放电也会对敏感元件造成严重的损失。需要控制静电荷累积和消散经常要求这些元件的整个组装环境由部分导电的材料构成。还要求静电保护包装物、搬运箱、包装箱和覆盖物由导电聚合物材料构成，以贮存、运输、保护或承载电子元件和设备。通过用各种静电消散(ESD)材料来防止在制备或使用期间累积到塑料上的静电荷的形成。这些材料可作为涂料涂布，该涂料可在制造后喷涂或浸涂至制品上，尽管这种方法通常是暂时的措施。另外，这些材料也可在加工过程中加入到所用的聚合物中来制备制品，由此提供永久性的解决措施。然而，向各种基质或基础聚合物中加入这些低分子量的静电消散材料(抗静电剂)有其自身的局限。例如，大多数聚合物加工所需的高温-->可损坏或破坏抗静电剂，由此使其因不具有ESD性能而毫无用处。另外，许多高分子量的ESD剂不与基质或基础聚合物混溶。大量的抗静电剂本身是阳离子或阴离子的。这些抗静电剂有可能使塑料特别是PVC降解，并导致着色或物理性能的损失。其它抗静电剂具有比基础聚合物本身明显低的分子量。这些低分子量的抗静电剂经常具有不适宜的润滑性能且难以加入到基础聚合物中。向基础聚合物中加入这些低分子量的抗静电剂将降低基础聚合物的可模塑性，原因是抗静电剂在加工期间会迁移到塑料的表面上并经常沉积在模具表面的涂层上，有可能破坏制品的表面整饰。在严重的情形下，制品的表面变得很油滑并且弄上大理石花纹。使用低分子量的ESD剂可能出现的其它问题是由于蒸发损失了其静电消散能力，散发讨厌的臭味或在与制备的制品接触的另一制品表面上产生应力开裂或银纹。一种公知的低分子量抗静电剂是环氧乙烷的均聚物或共聚物低聚物。通常，使用环氧乙烷的低分子量聚合物或聚醚作为抗静电剂受到有关上述的润滑性、表面问题、或不太有效的ESD性能的限制。另外，这些低分子量聚合物可容易从基础聚合物中渗出或磨蚀，从而丧失所有静电消散性能，并在一些情况下还可产生不适宜的大量不希望的可提取阴离子，特别是氯阴离子、硝酸根离子、磷酸根离子和硫酸根离子。在现有技术中有几种高分子量静电消散剂的例子。通常，这些添加剂是环氧乙烷或其衍生物如环氧丙烷、表氯醇、缩水甘油醚等的高分子量聚合物。要求这些添加剂具有高的分子量以克服上述问题。然而，这些现有的ESD添加剂在导电性和可接受的低可提取阴离子量，特别是氯阴离子、硝酸根离子、磷酸根离子和硫酸根离子的量之间达不到所要求的平衡，这最终会引起含这些ESD添加剂的任何制品在一些最终用途中具有不能接受的性能。本专利技术解决了得到显示较低的表面和体积电阻率而没有不可接受的高可提取阴离子量，特别是氯阴离子、硝酸根离子、磷酸根离子和硫酸根离子的量的静电消散聚合物或添加剂这一问题。因此这些静电-->消散聚合物可加入用于电子工业的基础聚合物的组合物中，而不在最终制品中产生其它不适宜的性能。专利技术概述本专利技术涉及用于形成用于电子元件的塑料合金的聚合物，该聚合物包括有效量的盐，该盐可与聚合物相容，该盐改性的聚合物的表面电阻率由ASTM D-257测定为约1.0×105欧姆/平方厘米至约1.0×1010欧姆/平方厘米，另外该盐改性的聚合物还具有低于约8000ppb(每10亿分之一份)的氯阴离子、硝酸根阴离子、磷酸根阴离子和硫酸根阴离子所有四种可提取阴离子总量，和低于约1000ppb的所述氯阴离子、低于约100ppb的所述硝酸根阴离子、低于约6000ppb的所述磷酸根阴离子、和低于约1000ppb的所述硫酸根阴离子。优选实施方案的介绍本专利技术涉及由低分子量聚醚低聚物反应的盐改性的静电消散聚合物，其中聚合物显示较低的表面和体积电阻，且通常没有过量的可提取阴离子。下面介绍并制备用于本专利技术的低分子量聚醚低聚物。用于本专利技术的低分子量聚醚低聚物可包括数均分子量约为200至约5000的环氧乙烷的均聚物。低分子量聚醚低聚物也可包括两种或多种可共聚单体的共聚物，其中一种单体是环氧乙烷，且数均分子量为约200至约20000。可与环氧乙烷共聚的单体的例子是：1,2-环氧丙烷(环氧丙烷)、1,2-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷(顺和反式)、1,2-环氧戊烷、2,3-环氧戊烷(顺和反式)、1,2-环氧己烷、2,3-环氧己烷(顺和反式)、3,4-环氧己烷(顺和反式)、1,2-环氧庚烷、1,2-环氧癸烷、1,2-环氧十二烷、1,2-环氧十八烷、7-乙基-2-甲基-1,2-环氧十-烷、2,6,8-三甲基-1,2-环氧壬烷、氧化苯乙烯。其它可与环氧乙烷一起用作共聚单体的共聚单体是：氧化环己烯、6-氧杂双环[3,1,0]-己烷、7-氧杂双环[4,1,0]-庚烷、3-氯-1,2-环氧丁烷、3-氯-2,3-环氧丁烷、3,3-二氯-1,2-环氧丙烷、3,3,3-三氯-->-1,2-环氧丙烷、3-溴-1,2-环氧丁烷、3-氟-1,2-环氧丁烷、3-碘-1,2-环氧丁烷、1,1-二氯-1-氟-2,3-环氧丙烷、1-氯-1,1-二氯-2,3-环氧丙烷、和1,1,1,2-五氯-3,4-环氧丁烷。可用作共聚单体的有至少一个醚键的典型共聚单体是：乙基缩水甘油基醚、正丁基缩水甘油基醚、异丁基缩水甘油基醚、叔丁基缩水甘油基醚、正己基缩水甘油基醚、2-乙基己基缩水甘油基醚、七氟异丙基缩水甘油基醚、苯基缩水甘油基醚、4-甲基苯基缩水甘油基醚、苄基缩水甘油基醚、2-苯基乙基缩水甘油基醚、1,2-二氢五氟异丙基缩水甘油基醚、1,2-三氢四氟异丙基缩水甘油基醚、1,1-二氢四氟丙基缩水甘油基醚、1,1-二氢九氟戊基缩水甘油基醚、1,1-二氢十五氟辛基缩水甘油基醚、1,1-二氢十五氟辛基-α-甲基缩水甘油基醚、1,1-二氢十五氟辛基-β-甲基缩水甘油基醚、1,1-二氢十五氟辛基-α-乙基-缩水甘油基醚、和2,2,2-三氟乙基缩水甘油基醚。其它可用作与环氧乙烷共聚的共聚单体的具有至少一个酯键的共聚单体是：乙酸缩水甘油酯、氯代乙酸缩水甘油酯、丁酸缩水甘油酯、和硬脂酸缩水甘油，等。可与环氧乙烷共聚的典型不饱和共聚单体是：烯丙基缩水甘油基醚、4-乙烯基环己基缩水甘油基醚、α-萜品基缩水甘油基醚、环己烯基甲基缩水甘油基醚、对乙烯基苄基缩水甘油基醚、烯丙基苯基缩水甘油基醚、乙烯基缩水甘油基醚、3,4-环氧-1-戊烯、4,5-环氧-2-戊烯、1,2-环氧-5,9-环十二双烯、3,4-环氧-1-乙烯基氯己烯、1,2-环氧-5-环辛烯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、巴豆酸缩水甘油酯、和4-己烯酸缩水甘油酯。其它适宜与环氧乙烷共聚的环状单体是具有四元或更多元环的含至多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用于形成用于电子元件的塑料合金的聚合物，所述聚合物包括： 有效量的盐，所述盐可与该聚合物相容，所述盐改性聚合物的表面电阻率由ＡＳＴＭ Ｄ－２５７测定为约１．０×１０↑［６］欧姆／平方至约１．０×１０↑［１０］欧姆／平方，并且所述聚合物的体积电阻率由ＡＳＴＭ Ｄ－２５７测定为约１．０×１０↑［６］欧姆－ｃｍ至约１．０×１０↑［１０］欧姆－ｃｍ。

【技术特征摘要】
US 1998-9-21 09/157,4601．一种可用于形成用于电子元件的塑料合金的聚合物，所述聚合物包括：有效量的盐，所述盐可与该聚合物相容，所述盐改性聚合物的表面电阻率由ASTM D-257测定为约1.0×106欧姆/平方至约1.0×1010欧姆/平方，并且所述聚合物的体积电阻率由ASTM D-257测定为约1.0×106欧姆-cm至约1.0×1010欧姆-cm。2．权利要求1的聚合物，其中所述聚合物具有低于约8000ppb的氯阴离子、硝酸根阴离子、磷酸根阴离子和硫酸根阴离子所有四种可提取阴离子总量，和低于约1000ppb的所述氯阴离子、低于约100ppb的所述硝酸根阴离子、低于约6000ppb的所述磷酸根阴离子、和低于约1000ppb的所述硫酸根阴离子。3．权利要求2的聚合物，其中所述聚合物具有低于约7,200ppb的氯阴离子、硝酸根阴离子、磷酸根阴离子和硫酸根阴离子所有四种可提取阴离子总量，和低于约700ppb的所述氯阴离子、低于约90ppb的所述硝酸根阴离子、低于约5700ppb的所述磷酸根阴离子、和低于约750ppb的所述硫酸根阴离子。4．权利要求3的聚合物，其中所述聚合物具有低于约6,200ppb的氯阴离子、硝酸根阴离子、磷酸根阴离子和硫酸根阴离子所有四种可提取阴离子总量，和低于约350ppb的所述氯阴离子、低于约75ppb的所述硝酸根阴离子、低于约5350ppb的所述磷酸根阴离子、和低于约450ppb的所述硫酸根阴离子。5．权利要求1的聚合物，其中所述聚合物的表面电阻率为约1.0×106至约1.0×109。6．权利要求5的聚合物，其中所述聚合物的表面电阻率为约1.0×107至约1.0×108。7．权利要求1的聚合物，其中所述聚合物的体积电阻率为约1.0×106至约1.0×109。8．权利要求7的聚合物，其中所述聚合物的体积电阻率为约1.0×107至约1.0×108。9．权利要求1的聚合物，其中所述盐的所述有效量为至少约0.1份，基于100份所述聚合物计。10．权利要求9的聚合物，其中所述盐的所述有效量为至少约0.25份。11．权利要求10的聚合物，其中所述盐的所述有效量为至少约0.75份。12．权利要求1的聚合物，其中所述聚合物包括有效量的共溶剂。13．权利要求12的聚合物，其中所述共溶剂的所述有效量为至少约0.1份，基于100份所述聚合物计。14．权利要求13的聚合物，其中所述共溶剂的所述有效量为至少约0.5份，基于100份所述聚合物计。15．权利要求14的聚合物，其中所述共溶剂的所述有效量为至少约1份，基于100份所述聚合物计。16．权利要求12的聚合物，其中所述共溶剂选自碳酸亚乙酯、碳酸丙二醇酯、二甲亚砜、四氢噻吩砜、三和四-乙二醇二甲基醚、γ-丁内酯和N-甲基-2-吡咯烷酮。17．权利要求16的聚合物，其中所述共溶剂为碳酸亚乙酯。18．权利要求1的聚合物，其中所述盐选自三氟甲烷磺酰亚胺锂、LiClO4,LiPF6,LiAsF6,LiI,LiBr,LiSCN,LiSO3CF3,LiNO3,LiC(SO2CF3)3,Li2S，和LiMR4，其中M是A1或B,R是卤素、烷基或芳基。19．权利要求18的聚合物，其中所述盐为三氟甲烷磺酰亚胺锂。20．权利要求1的聚合物，其中所述聚合物是扩链聚醚低聚物的反应产物。21．权利要求20的聚合物，其中所述聚合物选自热塑性聚氨酯、聚醚酰胺嵌段共聚物、和聚醚-酯嵌段共聚物。22．权利要求21的聚合物，其中所述聚合物为热塑性聚氨酯。23．权利要求21的聚合物，其中所述聚合物在1000V和51％相对湿度下的静态衰减时间用充电板监视器测定为约1.0×10-1至约2.5×10-1；以及其中所述聚合物在5000V和11.5％相对湿度下的静态衰减时间用FTMS 1001C测定为约1.0×10-1至约2.5×10-1。24．一种可用于形成用于电子元件的塑料合金的聚合物，所述聚合物包括：有效量的盐，所述盐可与该聚合物相容，所述盐改性聚合物的表面电阻率由ASTM D-257测定为约1.0×106欧姆/平方至约1.0×1010欧姆/平方，并且所述聚合物具有低于约8000ppb的氯阴离子、硝酸根阴离子、磷酸根阴离子和硫酸根阴离子的所有四种可提取阴离子总量，和低于约1000ppb的所述氯阴离子、低于约100ppb的所述硝酸根阴离子、低于约6000ppb的所述磷酸根阴离子、和低于约1000ppb的所述硫酸根阴离子。25．权利要求24的聚合物，其中所述聚合物具有低于约7,200ppb的氯阴离子、硝酸根阴离子、磷酸根阴离子和硫酸根阴离子的所有四种可提取阴离子总量，和低于约700ppb的所述氯阴离子、低于约90ppb的所述硝酸根阴离子、低于约5700ppb的所述磷酸根阴离子、和低于约750ppb的所述硫酸根阴离子。26．权利要求25的聚合物，其中所述聚合物具有低于约6,200ppb的氯阴离子、硝酸根阴离子、磷酸根阴离子和硫酸根阴离子的所有四种可提取阴离子总量，和低于约350ppb的所述氯阴离子、低于约75ppb的所述硝酸根阴离子、低于约5350ppb的所述磷酸根阴离子、和低于约450ppb的所述硫酸根阴离子。27．权利要求24的聚合物，其中所述聚合物的体积电阻率由ASTMD-257测定为1.0×106欧姆-厘米至约1.0×1010欧姆-厘米。28．权利要求27的聚合物，其中所述聚合物的体积电阻率为约1.0×106至约1.0×109。29．权利要求28的聚合物，其中所述聚合物的体积电阻率为约1.0×107至约1.0×108。30．权利要求24的聚合物，其中所述聚合物的表面电阻率为约1.0×106至约1.0×109。31．权利要求30的聚合物，其中所述聚合物的表面电阻率为约1.0×107至约1.0×108...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y艾克斯坦，R拉维克兰，
申请(专利权)人：诺沃恩IP控股公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]