TW202419569A

TW202419569A - 適合用於靜電放電應用之聚合物組成物

Info

Publication number: TW202419569A
Application number: TW112138872A
Authority: TW
Inventors: 錢聖盈; 曉玲徐
Original assignee: 美商首威專業聚合物美國公司
Priority date: 2022-10-17
Filing date: 2023-10-12
Publication date: 2024-05-16
Also published as: WO2024082077A1

Abstract

揭露了一種聚芳醚組成物(C)，其包含：至少一種聚(芳基醚酮)聚合物(「PAEK聚合物」)、至少一種聚(聯苯基醚碸)聚合物(「PPSU聚合物」)和/或聚醚碸(「PES聚合物」)、至少一種導電纖維狀碳基填料(「組分B1」)、以及至少一種導電顆粒狀碳基填料(「組分B2」)。揭露了一種製品，特別是用於靜電耗散的應用如基材載體，其包含聚芳醚組成物(C)。

Description

適合用於靜電放電應用之聚合物組成物

本發明關於增強的聚芳醚組成物，其值得注意地適合用於靜電放電應用，並且關於一種包含其或由其製成的製品。 相關申請的交叉引用

本發明要求於2022年10月17日提交的國際專利申請案號PCT/CN 2022/125560的優先權，出於所有目的將其全部內容藉由引用併入本文。

已知導電熱塑性聚合物組成物可以用於防止靜電放電(ESD)。該等特種聚合物組成物通常被定製以跨越表面電阻率譜，並且可以經常被配製用於注射模製或擠出製程。

多種技術可用於為原本絕緣的熱塑性樹脂賦予導電特性，從而提供ESD保護所需要的精確導電程度。其中，可以將導電填料添加至熱塑性聚合物中。

已知微尺寸導電填料(如短切碳纖維或研磨碳纖維)係最重要的填料材料之一。

例如，US 5,820,788揭露了抗靜電聚合物，其含有熱塑性樹脂和按重量計約8%-20%的導電的部分碳化的短切線性含碳纖維(具有約70%-85%的碳含量)的混合物，其可以進一步提供具有在10 ⁴至10 ¹⁰Ω/sq的範圍的受控表面電阻率的表面的靜電控制材料和結構。

模製收縮係聚合物在其模製加工後冷卻時的收縮。它典型地用於適當地加工注射模製，使得最終零件維度係如所期望的。因此，仍然需要優化導電熱塑性聚合物組成物，以藉由使用具有較高碳含量的標準導電碳填料來改善填充的ESD聚合物材料的模製收縮率。

因此本發明之第一目的關於一種聚芳醚組成物(C)，其包含：至少一種聚(芳基醚酮)聚合物(下文稱為「PAEK聚合物」)，至少一種聚(聯苯基醚碸)聚合物(下文稱為「PPSU聚合物」)和/或聚醚碸(下文稱為「PES聚合物」)，至少一種導電纖維狀碳基填料(下文稱為「組分B1」)，以及至少一種導電顆粒狀碳基填料(下文稱為「組分B2」)。

本發明之另一個目的關於一種製品，其包含所述聚芳醚組成物(C)或由其製成，所述製品具有根據ASTM D257測量的從1·10 ⁺⁵Ω.cm至5·10 ⁺¹²Ω.cm的體積電阻率。

本申請人已經發現，由於PAEK、PPSU聚合物和/或PES聚合物與組分B1和組分B2的共混，如本文詳述的本發明之聚芳醚組成物(C)在改善填充的ESD聚合物材料的模製收縮方面係有效的，而不犧牲機械性能。

根據本發明之聚芳醚組成物(C)可以包含： - 總體從40 wt.%至90 wt.%的PAEK聚合物和PPSU聚合物和/或PES聚合物，以及 - 總體從10 wt.%至60 wt.%的組分B1和B2，所述wt.%係基於聚芳醚組成物(C)的總重量。

根據本發明之聚芳醚組成物(C)可以包含： - 總體從50 wt.%至80 wt.%的PAEK聚合物和PPSU聚合物和/或PES聚合物，以及 - 總體從20 wt.%至50 wt.%的組分B1和B2，所述wt.%係基於聚芳醚組成物(C)的總重量。

根據本發明之聚芳醚組成物(C)可以包含： - 總體從60 wt.%至80 wt.%的PAEK聚合物和PPSU聚合物和/或PES聚合物，以及 - 總體從20 wt.%至40 wt.%的組分B1和B2，所述wt.%係基於聚芳醚組成物(C)的總重量。

根據本發明之聚芳醚組成物(C)可以包含： - 至少30 wt.%並且至多50 wt.%的PAEK聚合物， - 至少20 wt.%並且至多40 wt.%的PPSU聚合物和/或PES聚合物， - 至少5 wt.%並且至多25 wt.%的組分B1，以及 - 至少5 wt.%並且至多25 wt.%的組分B2，所述wt.%係基於聚芳醚組成物(C)的總重量。

根據本發明之聚芳醚組成物(C)可以包含： - 至少35 wt.%並且至多45 wt.%的PAEK聚合物， - 至少25 wt.%並且至多35 wt.%的PPSU聚合物和/或PES聚合物， - 至少10 wt.%並且至多20 wt.%的組分B1，以及 - 至少10 wt.%並且至多20 wt.%的組分B2，所述wt%係基於聚芳醚組成物(C)的總重量。

根據本發明之聚芳醚組成物(C)可以進一步包含視需要的添加劑，通常為基於組成物(C)的總重量不超過10 wt.%。至少一種PAEK聚合物、PPSU聚合物和/或PES聚合物、組分B1、組分B2和一種或多種視需要的添加劑的組合重量等於或小於組成物(C)的100 wt.%。

根據本發明之一些聚芳醚組成物(C)可以不包含PES聚合物。在此類情況下，聚芳醚組成物(C)包含PAEK聚合物、PPSU聚合物、組分B1和B2，但是不包含PES聚合物。因此關於「PPSU聚合物和/或PES聚合物」的任何揭露內容，如其在如本文提供的組成物(C)中的重量含量和範圍，同樣適用於本發明之其中PPSU聚合物存在並且其中PES聚合物不存在的聚芳醚組成物(C)。聚 ( 芳基醚酮 )(PAEK)

如先前所提及，聚芳醚組成物(C)包含至少一種PAEK聚合物。

出於本發明之目的，術語「聚(芳基醚酮)」或「PAEK」旨在表示這樣的任何聚合物：其中大於50 wt.%、至少60 wt.%、至少70 wt.%、至少80 wt.%、至少90 wt.%、至少95 wt.%、至少99 wt.%的重複單元係具有下式(I)至(V)中的一種或多種的重複單元(R1)：其中： - Ar獨立地是選自伸苯基、伸聯苯基或伸萘基的二價芳香族基團， - X獨立地為O、C(=O)或直接鍵， - n係從0至3的整數， - b、c、d和e係0或1， - a係從1至4的整數，並且 - 較佳的是，當b係1時d係0。

重複單元(R1)可以值得注意地選自：以及。

較佳的是，重複(R1)選自：以及。

更佳的是，重複單元(R1)係：。

出於本發明之目的，聚醚醚酮(PEEK聚合物)旨在表示這樣的任何聚合物：其中大於50 wt.%的重複單元係具有式(VII)的重複單元(R1)。較佳的是，PEEK聚合物的至少60 wt.%、至少70 wt.%、至少80 wt.%、至少90 wt.%、至少95 wt.%、至少99 wt.%的重複單元係具有式(VII)的重複單元(R1)。還更佳的是，基本上PEEK聚合物的所有重複單元皆為具有式(VII)的重複單元(R1)。最佳的是，PEEK聚合物的所有重複單元皆為具有式(VII)的重複單元(R1)。

較佳的是，用於本發明之PAEK不是磺化的。

當PAEK聚合物係聚醚醚酮均聚物，即其中基本上所有(如果不是所有)重複單元都具有式(VII)的聚合物時，獲得了優異的結果。合適的可商購的PEEK均聚物的非限制性實例係來自威克斯製造有限公司(Victrex Manufacturing Ltd.)的VICTREX® PEEK、來自索爾維特種聚合物公司(Solvay Specialty Polymers)的KETASPIRE® PEEK和來自吉林省中研高分子材料股份有限公司(Jilin Joinature Polymer Co., Ltd)的Zypeek®。

PAEK聚合物可以具有如在95%-98%硫酸(d = 1.84 g/ml)在0.1 g/100 ml的PAEK濃度下測量的至少0.50 dl/g、較佳的是至少0.60 dl/g、更佳的是至少0.70 dl/g的特性黏度(IV)。

PAEK聚合物，例如PEEK聚合物，可以具有如使用毛細管流變儀根據ASTM D3835測量的在400℃和1000 s ^-1的剪切速率下高達0.25 kPa-s、但較佳的是低於0.20 kPa-s並且最佳的是小於0.18 kPa-s的熔體黏度。PAEK聚合物，例如PEEK聚合物，可以具有低至0.05 kPa-s的熔體黏度。

PAEK聚合物，例如PEEK聚合物，可以具有如使用毛細管流變儀根據ASTM D3835測量的在400℃和1000 s ^-1的剪切速率下範圍從0.05 kPa-s至0.25 kPa-s、較佳的是從0.06 kPa-s至0.20 kPa-s、較佳的是從0.07 kPa-s至0.18 kPa-s、較佳的是從0.08 kPa-s至0.15 kPa-s的熔體黏度。

對於毛細管流變儀，可以使用Kayeness Galaxy V流變儀(型號8052 DM)。

PAEK聚合物，例如PEEK聚合物，可以藉由任何方法製備。

本領域中一種眾所周知的方法包括使至少一種雙酚和至少一種二鹵代苯型化合物或至少一種鹵代苯酚化合物的基本上等莫耳的混合物反應，如在加拿大專利案號847,963中描述的。可在此方法中使用的雙酚的非限制性實例係對苯二酚、4,4'-二羥基聯苯以及4,4'-二羥基二苯甲酮；可在此方法中使用的二鹵代苯型化合物的非限制性實例係4,4'-二氟二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮以及4-氯-4'-氟二苯甲酮；可在此方法中使用的鹵代苯酚化合物的非限制性實例係4-(4-氯苯甲醯基)苯酚以及(4-氟苯甲醯基)苯酚。因此，PEEK均聚物值得注意地可以是藉由如在例如美國專利案號4,176,222中描述的親核方法而生產的，該專利的全部內容藉由引用併入本文。

本領域中眾所周知的生產PEEK均聚物的另一種方法包括使用鏈烷磺酸作為溶劑並且在縮合劑的存在下使苯氧基苯氧基苯甲酸進行親電子聚合，如在美國專利6,566,484中描述的方法，該專利的全部內容藉由引用併入本文。其他聚(芳基醚酮)可以藉由相同的方法生產，從除苯氧基苯氧基苯甲酸之外的其他單體開始，如在美國專利申請2003/0130476中描述的那些，該專利的全部內容也藉由引用併入本文。

聚芳醚組成物(C)可以包含一種並且僅僅一種PAEK聚合物。可替代地，它可以包含兩種、三種、或甚至多於三種PAEK聚合物。PAEK聚合物的某些較佳的混合物係由以下各項組成的混合物：(i)其中大於50 wt.%的重複單元、較佳的是基本上所有重複單元、並且還更佳的是所有重複單元都具有下式的至少一種聚(芳基醚酮) (PAEK)-a：， (ii)其中大於50 wt.%的重複單元、較佳的是基本上所有重複單元、並且還更佳的是所有重複單元都具有下式的至少一種聚(芳基醚酮)(PAEK)-b：，以及，視需要此外，(iii)與聚(芳基醚酮)(PAEK)-a和(PAEK)-b不同的至少一種其他聚(芳基醚酮)(PAEK)-c；特別地，由以下各項組成的混合物：(i)其中基本上所有(如果不是所有)重複單元都具有式(VII)的至少一種聚(芳基醚酮)(PAEK)-a，(ii)其中基本上所有(如果不是所有)重複單元都具有式(IX)的至少一種聚(芳基醚酮)(PAEK)-b；還更特別地，由以下各項組成的二元混合物：(i)其中所有重複單元都具有式(VII)的一種聚(芳基醚酮)(PAEK)-a，(ii)其中所有重複單元都具有式(IX)的一種聚(芳基醚酮)(PAEK)-b。

PAEK聚合物的量為基於聚芳醚組成物(C)的總重量至少40 wt.%、較佳的是至少41 wt.%、或至少42 wt.%、或至少43 wt.%、或至少44 wt.%、或至少45 wt.%、或至少47 wt.%、或至少49 wt.%、或至少55 wt.%、或至少55 wt.%和/或小於89 wt.%、較佳的是至多88 wt.%、或至多87 wt.%、至多86 wt.%、或至多85 wt.%、或至多80 wt.%、或至多79 wt.%、或至多78 wt.%、或至多75 wt.%。聚 ( 聯苯基醚碸 ) 聚合物 (PPSU 聚合物 )

出於本發明之目的，聚(聯苯基醚碸)旨在表示這樣的縮聚聚合物：其中至少50 mol.%、至少60 mol.%、至少70 mol%、至少80 mol.%、至少90 mol.%、至少95 mol.%、或至少99 mol.%的重複單元係選自以下各項的重複單元(R2)：以及。

mol.%係基於聚(聯苯基醚碸)聚合物中的重複單元的總莫耳數。

在重複單元(R2)中使用具有式(2)的重複單元總體上提供了最好的總體成本-特性平衡以及最高水平的韌性。出於本發明之目的，聚苯碸旨在表示其中至少50 mol%的重複單元係具有式(2)的重複單元(R2)的任何縮聚聚合物。

聚(聯苯基醚碸)(PPSU聚合物)值得注意地可以是均聚物，無規的、交替的或嵌段的共聚物。

當聚(聯苯基醚碸)(PPSU聚合物)係共聚物時，它的重複單元值得注意地可以由(i)具有選自式(2)至(6)的至少兩種不同式的重複單元(R2)、或(ii)具有一種或多種式(2)至(6)的重複單元(R2)(特別是具有式(2)的重複單元)與重複單元(R2*)(不同於重複單元(R2))組成，如：以及。

聚(聯苯基醚碸)(PPSU聚合物)的較佳的是大於70 mol.%、更佳的是大於85 mol.%的重複單元係具有式(2)的重複單元(R2)，mol.%係基於聚(聯苯基醚碸)聚合物中的重複單元的總莫耳數。還更佳的是，聚(聯苯基醚碸)(PPSU聚合物)的基本上所有重複單元皆為具有式(2)的重複單元(R2)。最佳的是，聚(聯苯基醚碸)(PPSU聚合物)的所有重複單元皆為具有式(2)的重複單元(R2)。

當聚(聯苯基醚碸)(PPSU聚合物)係聚苯碸均聚物，即其中基本上所有(如果不是所有)重複單元都具有式(2)的聚合物，總體上獲得了優異的結果。來自美國索爾維特種聚合物公司(Solvay Specialty Polymers USA, L.L.C.)的RADEL ^®聚苯碸係聚苯碸均聚物的實例。

聚(聯苯基醚碸)(PPSU聚合物)可以藉由任何方法製備。本領域中眾所周知的方法係在美國專利案號3,634,355；4,008,203；4,108,837和4,175,175中描述的那些，該等專利的全部內容藉由引用併入本文。

聚芳醚組成物(C)可以包含一種並且僅僅一種聚(聯苯基醚碸)(PPSU聚合物)。可替代地，它可以包含兩種、三種、或甚至多於三種聚(聯苯基醚碸)(PPSU聚合物)。 聚醚碸 (PES 聚合物 )

出於本發明之目的，聚醚碸(PES聚合物)表示包含至少50 mol.%、至少60 mol.%、至少70 mol.%、至少80 mol.%、至少90 mol.%、至少95 mol.%、或至少99 mol.%的具有式(J)的重複單元(R _PES)的任何聚合物：，

mol.%係基於PES聚合物中的重複單元的總莫耳數。

PES聚合物可以藉由已知的方法製備，如雙酚S和二氯二酚碸的縮合，並且值得注意地是從美國索爾維特種聚合物公司以VERADEL ^®PESU可獲得的。

當聚(聯苯基醚碸)(PPSU聚合物)或聚醚碸(PES聚合物)存在於聚芳醚組成物(C)中時，PAEK聚合物的重量為基於聚芳醚組成物(C)中PAEK聚合物和PPSU聚合物/PES聚合物的組合重量至少50 wt.%、較佳的是至少60 wt.%、更佳的是至少70 wt.%和/或至多90 wt.%、較佳的是至多80 wt.%。

根據本發明之一些聚芳醚組成物(C)可以不包含PES聚合物。 碳基填料

出於本發明之目的，術語「碳基填料」旨在包括石墨化的、部分石墨化的以及未石墨化的碳增強填料或其任何混合物。

術語「石墨化的」旨在表示藉由碳填料的高溫熱解(2000℃以上)而獲得的碳填料，其中碳原子以與石墨結構相似的方式排列。

可用於本發明之碳基填料可以有利地藉由對例如像人造纖維、聚丙烯腈(PAN)、芳香族聚醯胺或酚醛樹脂的不同聚合物先質進行熱處理和熱解而獲得；可用於本發明之碳填料還可以從瀝青材料中獲得。

可用於本發明之碳基填料較佳的是選自由以下組成之群組：基於PAN的碳填料、基於瀝青的碳填料、基於石墨化瀝青的碳填料、及其混合物。

可用於本發明之碳基填料可以被金屬化。然而，可用於本發明之碳基填料較佳的是不被金屬化。

纖維狀填料在本文中被認為係具有長度、寬度和厚度的三維材料，其中平均長度顯著地大於寬度和厚度兩者。總體上，此種材料具有至少5、至少10、至少20或至少50的定義為平均長度與平均寬度和平均厚度中最大者之間的比率的長徑比。 導電纖維狀碳基填料 ( 組分 B1)

聚芳醚組成物(C)中的組分B1為具有大於85%的元素碳純度，其餘部分可能由殘留的雜質組成的纖維狀填料。較佳的是，組分B1含有至少90%的元素碳、並且更佳的是至少95%的元素碳。當元素碳的純度大於85%並且小於99%時，獲得了良好的結果。在一些實施方式中，組分B1基本上由元素碳組成。

在一些實施方式中，組分B1為具有小於70%的元素碳純度，其餘部分可能由殘留的雜質組成的纖維狀填料。較佳的是，組分B1含有至多65%的元素碳、並且更佳的是至多60%的元素碳。

組分B1為具有從1至20 mm、較佳的是從2至15 mm、更佳的是從3至10 mm、又更佳的是從3至6 mm的平均長度的纖維狀填料。

組分B1為總體上具有從1至20 µm、較佳的是從2至15 µm、更佳的是從3至10 µm、並且最佳從6至8 µm的等效直徑的纖維狀填料。

組分B1為基於聚芳醚組成物(C)的總重量至少1 wt.%、較佳的是至少5 wt.%、更佳的是至少10 wt.%和/或至多50 wt.%、較佳的是至多40 wt.%、更佳的是至多30 wt.%。

較佳的是，組分B1具有從1.0至30 μΩ.m、較佳的是2.0至20 μΩ.m並且更佳的是從10至20 μΩ.m的電阻率。

有利地，短切碳纖維作為組分B1存在於聚芳醚組成物(C)中。短切碳纖維值得注意地可商購自日本帝人株式會社(Teijin)(如PSC171100短切碳纖維，3 mm)和普洛克泰克斯公司(Procotex)(如APPLY CARBON碳短切碳纖維CF.OS.U1-6MM)。 導電顆粒狀碳基填料 ( 組分 B2)

有利地，研磨碳纖維作為組分B2存在於聚芳醚組成物(C)中。

當研磨碳纖維係基於瀝青的碳纖維時，獲得了優異的結果。

較佳的是，研磨碳纖維係具有從0.01至2 mm、較佳的是從0.1至1 mm、更佳的是從0.2至0.8 mm的平均長度的基於瀝青的碳纖維。

較佳的是，研磨碳纖維係具有從5至50 µm、較佳的是從10至30 µm、更佳的是從10至15 µm的平均直徑的基於瀝青的碳纖維。

所述基於瀝青的碳纖維值得注意地可商購自大阪煤氣化學株式會社(Osaka Gas Chemicals)(OGC)。在一些實施方式中，研磨碳纖維係基於PAN的碳纖維。基於PAN的碳纖維有利地具有在3至20 µm、較佳的是從4至15 µm、更佳的是從5至10 µm、最佳的是從6至8 µm的直徑。當使用具有7 µm直徑的基於PAN的碳纖維(PAN-CF)時，獲得了良好的結果。

其他合適的研磨碳纖維係從普洛克泰克斯公司作為CF.LS-MLD80至CF.LS-MLD250可商購的，具有7微米的平均單絲直徑、80-250微米的中等長度和15·10 ^-4Ω.cm至20·10 ^-4Ω.cm的體積電阻率。

導電顆粒狀碳基填料(組分B2)為基於聚芳醚組成物(C)的總重量至少1 wt.%、較佳的是至少10 wt.%、更佳的是至少15 wt.%和/或至多40 wt.%、較佳的是至多30 wt.%、更佳的是至多20 wt.%。

較佳的是，組分B2具有約從5.0至100 μΩ.m、較佳的是從10.0至50 μΩ.m並且更佳的是從15至45 μΩ.m的體積電阻率。

較佳的是，組分B1和B2的組合重量為基於聚芳醚組成物(C)的總重量大於10 wt.%、或至少20 wt.%、或至少25 wt.%和/或至多50 wt.%、較佳的是至多40 wt.%、更佳的是至多35 wt.%。

有利地，研磨碳纖維的重量為基於組成物中研磨碳纖維和短切碳纖維的組合重量大於50 wt.%。

當組分B1和組分B2存在於聚芳醚組成物(C)中時，PAEK較佳的是不與組分B1和/或組分B2交聯。 視需要的添加劑

在一些實施方式中，根據本發明之聚芳醚組成物(C)包含選自由以下組成之群組的添加劑：紫外(「UV」)穩定劑、熱穩定劑、顏料、染料、阻燃劑、抗衝擊改性劑、潤滑劑、成核劑、抗氧化劑、加工助劑及其一種或多種的任何組合。

在其中聚芳醚組成物(C)包含視需要的添加劑的一些實施方式中，添加劑的總濃度為不超過15 wt.%、不超過10 wt.%、不超過5 wt.%、不超過1 wt.%、不超過0.5 wt.%、不超過0.4 wt.%、不超過0.3 wt.%、不超過0.2 wt.%，或不超過0.1 wt.%。

一種或多種顏料可以是組成物(C)中特別期望的添加劑以製造白色、黑色或有色的製品。顏料可以是黑色顏料如炭黑，白色顏料如氧化鋅、硫化鋅、立德粉、銻白和二氧化鈦(金紅石或銳鈦礦型，較佳的是金紅石型)，和/或有色的顏料。顏料總體上以基於聚芳醚組成物(C)的總重量從0至6 wt.%、較佳的是從0.05至5 wt.%並且特別地從0.1至3 wt.%的量存在。

抗氧化劑可以是聚芳醚組成物(C)中特別期望的添加劑。抗氧化劑可以改善聚芳醚組成物(C)的熱穩定性和光穩定性。例如，為熱穩定劑的抗氧化劑可以在製造期間(或在高熱應用環境中)例如藉由使聚合物在高溫下可加工同時有助於防止聚合物降解而改善組成物的熱穩定性。 用於製備聚芳醚組成物 (C) 的方法

根據本發明之聚芳醚組成物(C)可以使用本領域眾所周知的方法製備。

例如，聚芳醚組成物(C)藉由將至少一種PAEK聚合物、PPSU聚合物和/或PES聚合物、導電纖維狀碳基填料(組分B1)、導電顆粒狀碳基填料(組分B2)、以及任何視需要的組分或添加劑熔融共混來製備。任何合適的熔融共混方法可以用於組合聚芳醚組成物(C)的組分。例如，可以將所有組分進料到熔融混合器，如單螺桿擠出機或雙螺桿擠出機、攪拌器、單螺桿或雙螺桿捏合機、或班伯里(Banbury)混合器中。可以將該等組分一次性全部添加到熔融混合器中，或逐步分批添加。當逐步分批添加所述組分時，首先添加組分的一部分，並且然後與隨後添加的組分的其餘部分熔融混合，直至獲得充分混合的組成物。製品

如先前所提及，本發明之另一個方面進一步關於一種製品，較佳的是成型製品，其包含所述聚芳醚組成物(C)或由其製成。

如上詳述的聚芳醚組成物(C)可以藉由通常的熔融加工技術來加工以便提供成型製品，該等熔融加工技術值得注意地包括擠出模製、注射模製和壓縮模製。

此種製品具有根據ASTM D257測量的從1·10 ⁺⁵Ω.cm至5·10 ⁺¹²Ω.cm的體積電阻率。

已經發現製品具有至少10 ⁶且至多10 ⁹Ω/sq的表面電阻率。

體積電阻率係對通過絕緣材料的主體的漏電流的電阻。表面電阻率係沿著絕緣材料的表面的漏電流的電阻。

已經發現，製品具有基於方法ASTM D955的至多0.60%、至多0.50%、較佳的是從0.10%至0.60%、或更佳的是從0.10%至0.25%的流動模製收縮率和/或具有基於方法ASTM D955的至多0.8%、較佳的是從0.1%至0.6%、更佳的是從0.2%至0.5%的橫向模製收縮率。

在較佳的實施方式中，流動模製收縮率與橫向模製收縮率的比率從1：1至1：2.5並且較佳的是從1：1至1：2。

如本文使用的，術語「模製收縮」係指聚合物在其模製加工後冷卻時的收縮。它典型地用於適當地加工注射模製，使得最終零件維度係如所期望的。流動模製收縮係指在流動方向上的模製收縮。橫向模製收縮(或錯流模製收縮)係指在橫向(錯流)方向上的模製收縮。

根據本發明之成型製品較佳的是選自由以下組成之群組：(i)擠出型材，較佳的是選自由棒、板、管件、管道或型材組成之群組；和(ii)注射模製製品。

根據某些實施方式，成型製品係處於基本上二維的製品的形式，例如其中一個維度(厚度或高度)顯著小於另外兩個特徵維度(寬度和長度)的零件，如膜、護套和片材。

根據其他實施方式，成型製品被提供為三維零件，例如實質上以相似的方式在空間的三個維度上延伸，包括處於具有複雜的幾何形狀的零件的形式，例如具有凹部分或凸部分，可能包括底切、嵌件等。

聚芳醚組成物(C)可以用於製造靜電耗散製品，例如但不限於基材載體。基材載體可以包括但不限於晶圓載體、光罩盒(reticle pod)、運送器(shipper)、晶片托盤(chip tray)、測試插座(test socket)、頭托盤(head tray)(讀取和/或寫入)；流體管道、化學容器等。

成型製品可以包括但不限於如在美國專利案號6,513,654和6,216,873中所示的光罩載體的部分或全部；如在美國專利案號4,557,382和5,253,755中所示的盤運送器；如在美國專利案號6,857,524中所示的晶片托盤；如在美國專利案號6,848,578中所示的晶圓載體；其中該等參考文獻中的每一個藉由引用以其整體在此併入本申請。

根據某些實施方式，由如上詳述的聚芳醚組成物(C)製成的成型製品被提供作為靜電放電(ESD)保護裝置的一個或多個零件，其可以例如被設計用於連接到旨在用於晶片製造的半導體晶圓上。實例

現在將參照以下實例對本發明進行描述，該等實例的目的僅僅是說明性的並且不旨在限制本發明之範圍。如實例中所使用的，「E」表示本發明之實例實施方式，並且「CE」表示反例。材料● PEEK：來自索爾維特種聚合物公司的Ketaspire® KT-880P ● PPSU：來自索爾維特種聚合物公司的Radel® R-5900 ● 組分B1：來自日本帝人株式會社的PSC171100 3-mm短切碳纖維 ● 組分B2：來自OGC的基於瀝青的CF粉末DONACARBO S-2415 ● 視需要的添加劑：來自朗盛公司(Lanxess)的氧化鋅「Zinkoxyd aktiv」 測試方法● 拉伸特性 - ISO 527

拉伸模量、拉伸強度和斷裂伸長率在5個注射模製ISO 1a型拉伸樣本(總長度=170 mm，標距長度=50 mm，測試段寬度=10 mm，並且厚度=4 mm)上測量 ● 衝擊強度 - ISO 180

使用10個注射模製ISO 1A型桿(長度為80 ± 2 mm，寬度為10 ± 0.2 mm，厚度為4 ± 0.2 mm)測量缺口和無缺口艾佐德衝擊強度特性(以kJ/m ²計)。 ● 模製收縮率 - ISO 294(ASTM D955)

在5個具有60 mm寬度乘以60 mm長度乘以2 mm厚度的維度的注射模製基板上測量模製收縮率(流動方向上的模製收縮率(%)和橫向方向上的模製收縮率(%))。 ● 體積和表面電阻率 - ASTM D257

在5個具有4”×4”×1/8”(長度×寬度×厚度)或60 mm×60 mm×2 mm(長度×寬度×厚度)的維度的注射模製基板上測量體積和表面電阻率實例 1

使用重力送料器將樹脂、填料和添加劑進料到ZSK-26mm同向旋轉雙螺桿擠出機中，每次運行都對重力送料器進行調節以實現表1中的目標共混比。

所有共混和控制的混配條件示於表2中。擠出機上的設定點對於所有運行皆為相同的。

然後根據ASTM D3641藉由注射模製加工製備的組成物以提供成型製品。 對比實例 2

製備樣品CE2的組分在表1中列出。

對比實例2的組成物和成型製品以與實例1相同的方式製備。 對比實例 3

製備樣品CE3的組分在表1中列出。

對比實例3的組成物和成型製品以與實例1相同的方式製備。

如表3中的結果所示，與不包含PPSU的CE2樣品的較高的流動模製收縮率和橫向模製收縮率(分別為0.28%和0.81%)相比，根據本發明之組成物E1在優化製品的模製收縮率方面係有效的，將流動模製收縮率和橫向模製收縮率分別降低至0.24%和0.47%。與CE2樣品相比，組成物E1在流動模製收縮率與橫向模製收縮率之間的差異較小。

與不包含PPSU和僅包含組分B2的CE3樣品的較高的橫向模製收縮率(0.83%)相比，組成物E1在優化製品的模製收縮率方面係有效的，將橫向模製收縮率降低至0.47%。與CE3樣品相比，組成物E1在流動模製收縮率與橫向模製收縮率之間的差異較小。

本文引用的所有專利申請和公開物的揭露內容藉由引用併入本文，其程度為它們為本文提出的那些提供了示例性、程序的或其他詳細補充。如果藉由引用併入本文的任何專利、專利申請以及公開物的揭露內容與本申請的描述相衝突到了可能導致術語不清楚的程度，則本說明應該優先。任何藉由引用對文檔的併入係受限制的，使得沒有併入與本文的明確揭露內容相反的主題。

儘管已示出並描述了本發明之較佳的實施方式，但是熟悉該項技術者可在不脫離本發明之傳授內容的情況下對其進行修改。本文所描述的該等實施方式只是示例性的並且是非限制性的。組成物、製品和方法的多種變化及修改係可能的並且是在本發明之範圍之內的。因此，保護範圍並不受以上提出的描述所限制，而是僅受跟隨的請求項所限制，該範圍包括請求項的主題的所有等效物。每一項請求項都作為本發明之實施方式併入本說明書之中。因此，請求項係進一步的描述並且是對本發明之較佳的實施方式的附加。

Claims

一種聚芳醚組成物(C)，其包含：至少一種聚(芳基醚酮)聚合物(「PAEK聚合物」)，至少一種聚(聯苯基醚碸)聚合物(「PPSU聚合物」)和/或聚醚碸(「PES聚合物」)，至少一種導電纖維狀碳基(carbon-based)填料(「組分B1」)，以及至少一種導電顆粒狀碳基填料(「組分B2」)。
如請求項1之聚芳醚組成物(C)，其中，該PAEK聚合物包含基於該PAEK聚合物中的重複單元的總重量大於50 wt.%、至少60 wt.%、至少70 wt.%、至少80 wt.%、至少90 wt.%、至少95 wt.%、至少99 wt.%的由選自下式(I)至(V)中的任何式表示的重複單元(R _PAEK)：，其中： - Ar獨立地是選自伸苯基、伸聯苯基或伸萘基的二價芳香族基團， - X獨立地為O、C(=O)或直接鍵， - n係從0至3的整數， - b、c、d和e係0或1， - a係從1至4的整數，並且 - 較佳的是，當b係1時d係0。
如請求項1或2之聚芳醚組成物(C)，其中，該聚芳醚組成物(C)包含基於該聚芳醚組成物(C)的總重量大於20 wt.%、或至少25 wt.%和/或至多50 wt.%、較佳的是至多40 wt.%、更佳的是至多35 wt.%的組合重量的該組分B1和B2。
如請求項1至3中任一項之聚芳醚組成物(C)，其中，短切碳纖維作為組分B1存在於該聚芳醚組成物(C)中，並且研磨碳纖維作為組分B2存在於該聚芳醚組成物(C)中。
如請求項4之聚芳醚組成物(C)，其中，研磨碳纖維的重量為基於該聚芳醚組成物(C)中研磨碳纖維和短切碳纖維的組合重量大於50 wt.%。
如請求項1至5中任一項之聚芳醚組成物(C)，其中，該聚芳醚組成物(C)包含基於該聚芳醚組成物(C)中的PAEK聚合物和PPSU聚合物和/或PES聚合物的組合重量至少50 wt.%、較佳的是至少60 wt.%、更佳的是至少70 wt.%和/或至多90 wt.%、較佳的是至多80 wt.%的該PAEK聚合物。
如請求項1至6中任一項之聚芳醚組成物(C)，其中，該PPSU聚合物包含基於該PPSU聚合物中的重複單元的總莫耳數至少50 mol.%、至少60 mol.%、至少70 mol.%、至少80 mol.%、至少90 mol.%、至少95 mol.%、或至少99 mol.%的由選自下式(2)至(6)中的任何式表示的重複單元(R2)：以及，較佳的是由式(2)和/或(4)表示。
如請求項7之聚芳醚組成物(C)，其中，該聚(聯苯基醚碸)(PPSU聚合物)的大於70 mol.%、較佳的是大於85 mol.%的重複單元係具有式(2)的重複單元(R2)。
如請求項1至8中任一項之聚芳醚組成物(C)，其中，該聚醚碸(PES聚合物)包含基於該PES聚合物中的重複單元的總莫耳數至少50 mol.%、至少60 mol.%、至少70 mol.%、至少80 mol.%、至少90 mol.%、至少95 mol.%、或至少99 mol.%的具有式(J)的重複單元(R _PES)：。
如請求項1至9中任一項之聚芳醚組成物(C)，其中，該PAEK聚合物不與該組分B1和/或該組分B2交聯。
如請求項1至10中任一項之聚芳醚組成物(C)，其包含： • 總體從40 wt.%至90 wt.%的該PAEK聚合物和該PPSU聚合物和/或PES聚合物，以及 • 總體從10 wt.%至60 wt.%的該組分B1和B2，所述wt%係基於該聚芳醚組成物(C)的總重量。
如請求項1至11中任一項之聚芳醚組成物(C)，其包含： • 至少30 wt.%並且至多50 wt.%的該PAEK聚合物， • 至少20 wt.%並且至多40 wt.%的該PPSU聚合物和/或PES聚合物， • 至少5 wt.%並且至多25 wt.%的該組分B1，以及 • 至少5 wt.%並且至多25 wt.%的該組分B2，所述wt.%係基於該聚芳醚組成物(C)的總重量。
一種用於製備如請求項1至12中任一項之聚芳醚組成物(C)的方法，該方法包括將該PAEK聚合物、該PPSU聚合物和/或該PES聚合物、該組分B1、該組分B2以及任何視需要的添加劑熔融共混。
一種製品，其包含如請求項1至12中任一項之聚芳醚組成物(C)或由其製成，所述製品具有根據ASTM D257測量的從1·10 ⁺⁵Ω.cm至5·10 ⁺¹²Ω.cm的體積電阻率。
如請求項14之製品，其具有基於方法ASTM D955的至多0.60%、至多0.50%、較佳的是從0.10%至0.60%、或更佳的是從0.10%至0.25%的流動模製收縮率和/或具有基於方法ASTM D955的至多0.8%、較佳的是從0.1%至0.6%、更佳的是從0.2%至0.5%的橫向模製收縮率。
如請求項14或15之製品，其具有至少10 ⁶並且至多10 ⁹Ω/sq的表面電阻率。
如請求項14至16中任一項之製品，其係選自由晶圓載體、光罩盒、運送器、晶片托盤、測試插座、頭托盤、流體管道和化學容器組成之群組的基材載體。