一种抗静电聚乙烯复合材料及其制备方法和应用技术

本申请涉及导电材料技术领域，提供了一种抗静电聚乙烯复合材料，包括如下重量份数的下列组分：高密度聚乙烯：50份～75份，线性低密度聚乙烯：15份～25份，硅氧烷改性碳纳米管：3份～7份，填料：20份～30份，抗氧剂：0份～1份，其他助剂：5份～10份；其中，所述其他助剂包括质量比为1～3:100的引发剂和反应单体。本申请提供的抗静电聚乙烯复合材料，熔体流动性高，加工能力强，能够兼顾力学性能和导电性能，质量稳定性佳，保证成膜处理后其表面没有麻点，具有很好的平整度，从而避免薄膜表面脱碳发灰，在晶圆等产品中不易造成损伤。在晶圆等产品中不易造成损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种抗静电聚乙烯复合材料及其制备方法和应用


[0001]本申请属于导电材料
，尤其涉及一种抗静电聚乙烯复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]晶圆是制造半导体芯片的基本材料，由于半导体芯片在制造过程中易出现误操作或污染的影响，因此，须对晶圆的洁净度进行严格的保护，晶圆垫在其中发挥重要作用。晶圆垫，用于放置晶圆等产品，可将其积累的电荷通过垫片得到很好的泄放，能保护电子敏感元器件不受电磁波及静电的损害；还能减少晶圆之间的接触，减少晶圆间的摩擦，进而避免污染晶圆。
[0003]聚乙烯(Polyethylene，PE)常用作膜材料的基材使用，因具有防潮性、透湿性小、成本低等优点，常用来作为晶圆垫片的基材。目前，通常在聚乙烯中添加导电炭黑、碳纳米管、石墨烯等导电材料制备导电聚乙烯复合材料，作为晶圆包装盒内垫片。为了满足晶圆垫片的导电性能，往往需要在聚乙烯中填充大量的导电材料。导电材料因具有较高的范德华力，导致其在加工过程中易团聚，产生聚集效应，使得聚乙烯复合材料的成品率低，质量稳定性差，而且以此复合材料挤出生成导电膜时，容易在其表面产生大量麻点，对晶圆的表面造成损伤。此外，高导电填充量的聚乙烯材料的脆性大，容易断裂，力学性能较差，也限制了该材料的广泛应用。因此，亟需寻找一种兼顾导电性和力学性能、质量稳定性佳的聚乙烯导电复合材料，对晶圆的保护、运输以及聚乙烯材料的广泛应用具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种抗静电聚乙烯复合材料及其制备方法，旨在解决因抗静电聚乙烯复合材料中导电材料含量高，从而导致抗静电聚乙烯复合材料质量稳定性差，难以兼顾导电性能和力学性能的问题。
[0005]本专利技术的另一目的在于，提供抗静电聚乙烯复合材料在导电膜材料领域中的应用。
[0006]为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
[0007]第一方面，本申请提供一种抗静电聚乙烯复合材料，包括如下重量份数的下列组分：
[0008][0009]其中，其他助剂包括质量比为1～3:100的引发剂和反应单体。
[0010]第二方面，本申请提供一种抗静电聚乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0011]按照第一方面提供的抗静电聚乙烯复合材料提供各原料；
[0012]将所述高密度聚乙烯与30wt％～50wt％的其他助剂进行第一熔融造粒，得第一粒料；
[0013]将第一粒料与硅氧烷改性碳纳米管、线性低密度聚乙烯、填料、抗氧剂以及剩余的其他助剂进行第二熔融造粒，得抗静电聚乙烯复合材料。
[0014]第三方面，本申请提供一种抗静电聚乙烯复合材料在导电膜材料领域中的应用。
[0015]本申请第一方面提供的抗静电聚乙烯复合材料包括特定重量份的高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、硅氧烷改性碳纳米管、填料、抗氧剂和其他助剂，其中的硅氧烷改性碳纳米管通过硅氧烷对碳纳米管进行改性，可以降低碳纳米管的表面能，从而增加了碳纳米管在聚乙烯中的分散性，因此这样低用量的硅氧烷改性碳纳米管显著提高了聚乙烯复合材料的成品率以及质量稳定性；而高密度聚乙烯与线性低密度聚乙烯进行复配，可以提高熔体的流动性能，这样对基体分子链运动起到了增塑的效果，即使含量较高的填料也不易在复合体系中团聚生成网络结构，难以阻碍基体分子链段的运动，从而使得本申请的抗静电聚乙烯复合材料能够兼顾导电性能和力学性能；同时添加的引发剂和反应单体不仅能够提高熔体的流动性能，降低加工难度，提高填料分散性能，还能与硅氧烷改性碳纳米管进行反应，进一步改善碳纳米管在基体中的分散稳定性，从而保证抗静电聚乙烯复合材料在成型过程中的质量稳定性；因此，本申请的抗静电聚乙烯复合材料通过各组分之间的协同作用，从而具有兼顾良好的导电性能、力学性能和质量稳定性的特点，这样的抗静电聚乙烯复合材料成膜后其表面没有麻点，具有很好的平整度，从而使得薄膜表面不易脱碳发灰，在晶圆等产品中不易造成损伤。
[0016]本申请第二方面提供的抗静电聚乙烯复合材料的制备方法，先将高密度聚乙烯与部分其他助剂混合造粒得第一粒料后，再与线性低密度聚乙烯、硅氧烷改性碳纳米管、剩余的助剂等组分混合造粒，一方面，先将高密度聚乙烯、部分引发剂和部分反应单体进行熔融造粒，在挤出过程中发生聚合反应生成少量的小链段，能有效地增加高密度聚乙烯分子链间的自由体积，提高熔体的流动性，有利于填料和硅氧烷改性碳纳米管均匀分散至基体中；另一方面，再将复合材料再次熔融造粒，反应单体生成较多的小链段，提升基体分子链之间的距离，从而在一定程度上削弱了分子链之间的相互作用，进而提升了基体分子链的运动范围及运动活力，不仅能够提高熔体的流动性能，降低加工难度，使得复合材料兼顾力学性
能和导电性能，显著提高了填料和硅氧烷改性碳纳米管的分散性能，保证抗静电聚乙烯复合材料在后续制备导电复合薄膜过程中其表面没有麻点，并提高了成膜的致密性和表面平整度；再一方面，引发剂和反应单体在熔融造粒过程中与硅氧烷进行反应，进一步改善碳纳米管在基体中的分散稳定性，从而保证了抗静电聚乙烯复合材料在成型过程中的质量稳定性。
[0017]本申请第三方面提供了抗静电聚乙烯复合材料在导电膜材料领域中的应用。上述抗静电聚乙烯复合材料能用于制备聚乙烯基导电复合膜，在加工过程中，复合材料中残留的部分低聚体或单体会进一步反应，降低碳纳米管的聚集效应，从而保证了抗静电聚乙烯复合材料在导电膜成型过程中的质量稳定性，避免了以此材料制备的导电膜在使用过程因脆性而断裂的问题，此外，制备的复合膜的电阻率在105～108之间，防静电效果好，稳定性佳，表面平整度高，避免膜表面出现麻点，并且使用过程中不会脱碳发灰。
具体实施方式
[0018]为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0019]本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0020]本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a
‑
b(即a和b),a
‑
c,b
‑
c,或a
‑
b
‑
c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
[0021]应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗静电聚乙烯复合材料，其特征在于，包括如下重量份数的组分：其中，所述其他助剂包括质量比为1～3:100的引发剂和反应单体。2.如权利要求1所述的抗静电聚乙烯复合材料，其特征在于，所述硅氧烷改性碳纳米管包括碳纳米管和包覆在所述碳纳米管表面的有机硅氧烷，且所述有机硅氧烷与所述碳纳米管的质量比为1:1～3。3.如权利要求2所述的抗静电聚乙烯复合材料，其特征在于，所述有机硅氧烷为乙烯基硅氧烷或烯丙基硅氧烷；和/或所述碳纳米管的规格为：管径为6nm～20nm，长度为1μm～100μm，长径比为5000～10000，比表面积为200m2/g～350m2/g。4.如权利要求2所述的抗静电聚乙烯复合材料，其特征在于，所述硅氧烷改性碳纳米管的制备方法包括：将所述有机硅氧烷分散于水中，加热处理，得水解液；将所述碳纳米管加入到所述水解液中，超声处理，得浆液；将所述浆液球磨处理，然后过滤、干燥，得所述硅氧烷改性碳纳米管。5.如权利要求4所述的抗静电聚乙烯复合材料，其特征在于，所述加热处理包括：在温度为60℃～80℃的条件下加热1h～2h；和/或所述超声处理包括：在超声功率为40KHz～60KHz的条件下搅拌30min～100min；和/或所述球磨处理包括：在转速为400rpm～500rpm的条件下球磨5min～15min。6.如权利要求1
‑
5任一项所述的抗静电聚乙烯复合材料，其特征在于，所述反应单体选自C2～C4的烯烃和苯乙烯中的至少一种；和/或所述引发剂选自2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
二叔丁基过氧基
‑3‑
己炔、过氧化二异丙苯、过氧化叔丁基异丙苯、2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
二(叔丁基过氧基)己烷和1,4
‑
双叔丁基过氧化异丙基苯中...

【专利技术属性】
技术研发人员：章驰天，胡小英，肖坚，郭媛，王静，陈思琪，
申请(专利权)人：烯湾科城广州新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：