专利名称：盐改性的静电消散的聚合物的制作方法
背景技术：
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。
本发明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。
优选实施方案的介绍本发明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发明的低分子量聚醚低聚物。
用于本发明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25个碳原子的环状醚(但除四氢吡喃除外)和其衍生物。具有四元或更多元的环状醚的例子是氧杂环丁烷(1,3-环氧化物)、四氢呋喃(1,5-环氧化物)、和氧杂环己烷(1,6-环氧化物)和其衍生物。
其它适宜的环状单体是含有至多25个碳原子的环缩醛。环缩醛的例子是三噁烷、二氧杂环戊烷、1,3,6,9-四氧环十一烷、三氧杂环庚烷、三氧杂环辛烷、二氧杂环庚烷和其衍生物。
其它适宜的环单体是含有最多25个碳原子的环酯。环酯的例子是β-戊内酯、ε-戊内酯、ζ-庚内酯、η-辛内酯、丁内酯和其衍生物。由前面所述的方法制备的低分子量聚醚低聚物然后可与各种扩链剂反应并用选择的盐改性，从而形成本发明的静电消散聚合物添加剂或抗静电剂。
例如，上面刚介绍的聚醚低聚物可反应形成包括含一个或多个聚酯嵌段以及一个或多个低分子量聚醚低聚物嵌段的共聚醚-酯聚合物的静电消散剂。聚酯嵌段通常是由含有芳香基的二羧酸或二酯如对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲酯等与通常含约2至约10个碳原子的二醇反应而制备。低分子量聚醚低聚物通常由如上所述制备。聚醚酯嵌段共聚可由下式表示-(聚酯-b-低分子量聚醚低聚物)n聚酯-醚嵌段共聚物的一个优选实施方案包括乙二醇、对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与聚乙二醇的反应产物。可使用的另外聚酯醚共聚物的这些和其它例子描述于“聚合物科学和工程百科全书”(Encyclopedia of Polymer Science and Engineering)，第12卷，John Wiley＆Sons,Inc.,NY,NY,1988，第49-52页(其全文引入本文作为参考)以及US2,623,031；3,651,014；3,763,109和3,896,078中。
另外，低分子量聚醚低聚物可反应形成含有一个或多个聚酰胺嵌段和一个或多个低分子量聚醚低聚物嵌段的静电消散剂。此外，低分子量低聚物也可与聚酰胺在二酸存在下反应以形成具有下面重复结构式的聚醚酯酰胺-(C(=O-A-C(=0)-O-B-O)n-其中A是聚酰胺，B是低分子量聚醚低聚物。对这种聚合物的其它信息可参见US4,332,920，其内容引入本文作为参考。
可按本发明用盐改性的含有低分子量聚醚低聚物的可商购的组合物的例子包括Stat-RiteC-2300 ESD剂，购自B.F.Goodrich公司；Pebax MX 1074和Pebax 4011 MA，购自Elf Atochem公司，工程聚合物分部；和Hytrel 8099,Hytrel 8206,Hytrel 8171和Hytrel 3548，购自杜邦公司；和Hydrin 200，购自Nippon Zeon。
在本发明的一个优选实施方案中，低分子量聚醚低聚物可反应形成聚氨酯静电消散剂，如Stat-RiteC-2300 ESD剂，购自B.F.Goodrich公司。更具体地，聚氨酯静电消散添加剂包括羟基封端的亚乙基醚低聚物中间体与非受阻的二异氰酸酯和扩链剂二醇的反应产物，其中低聚物可以是二甘醇-脂族聚酯，或聚乙二醇。
首先关于聚酯中间体，羟基封端的饱和聚酯聚合物由当量过量的二甘醇与相当低当量的脂族、优选4-10个碳原子的烷基二羧酸(其中最优选己二酸)反应合成。其它可用的二羧酸包括琥珀酸、戊二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸和癸二酸。最优选的聚酯中间体是聚己二酸二甘醇酯。在本发明的一方面，摩尔过量的二甘醇与较少摩尔量的二羧酸以约5摩尔％至约50摩尔％过量的二醇的量反应，得到平均分子量为约500-5000、优选约700-2500的羟基封端的聚酯低聚物。短链聚酯低聚物含有重复二亚乙基醚结构，并包括以当量计的约1.05-1.5当量的二甘醇与一当量的二羧酸反应来生成低分子量的聚酯低聚物中间体。高当量过量的二甘醇控制聚酯低聚物的分子量优选低于2500并确保羟基封端线性聚酯低聚物。聚酯低聚物由二甘酯与较少当量的二羧酸在约300-450°F温度下、在有或没有酯化催化剂如氯化亚锡存在下反应足以使酸值降至约0的时间而合成。
羟基封端的聚酯低聚物中间体进一步在所谓的一步法中与高过量当量的非受阻二异氰酸酯以及扩链剂二醇反应，或者与低聚二异氰酸酯和扩链剂二醇同时反应，生成平均分子量很宽的约60,000至约500,000、优选约80,000至约180,000、最优选约100,000-180,000的非常高的分子量的线性聚氨酯。
另外，含有聚乙二醇的亚乙基醚低聚物二醇中间体可与非受阻二异氰酸酯和扩链剂二醇共反应生成高分子量的聚氨酯聚合物。可用的聚乙二醇是通式为H-(OCH2CH2)n-OH的线性聚合物，其中n是亚乙基醚的重复单元数且n至少为11，并为11至约115。在分子量方面，可用的聚乙二醇的平均分子量为约500至约5000、优选为约700至约2500。用于本发明的可商购的聚乙二醇通常被称作聚乙二醇600、聚乙二醇1500和聚乙二醇4000。
在本发明中，高分子量热塑性聚氨酯通过优选在一步法中将亚乙基醚低聚物二醇中间体、芳香或脂族非受阻二异氰酸酯和扩链剂二醇一起反应而制备。按摩尔计，相对于每摩尔低聚物二醇中间体，扩链剂二醇的量为约0.1至约3.0摩尔，理想地约0.2至约2.1摩尔，更优选约0.5至约1.5摩尔。按摩尔计，相对于每1.0总摩尔数的扩链剂二醇和低聚物二醇(即扩链剂二醇+低聚物二醇-1.0)，高分子量聚氨酯聚合物含有约0.97至约1.02摩尔、优选约1.0摩尔的非受阻二异氰酸酯。
可用的非受阻二异氰酸酯包括芳香非受阻二异氰酸酯，并包括1,4-二异氰酸苯(PPDI)、4,4′-亚甲基-双(苯基二异氰酸酯)(MDI)、1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、间二甲苯二异氰酸酯(XDI)，以及非受阻的环脂族二异氰酸酯如1,4-环己基二异氰酸酯(CHDI)和H12MDI。最优选的二异氰酸酯是MDI。适宜的扩链剂二醇(即扩链剂)是2-6个碳原子的仅含有伯醇基的脂族短链二醇。优选的二醇包括二甘醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、氢醌二(羟乙基)醚、和1,6-己二醇，最优选的二醇是1,4-丁二醇。
在本发明中，羟基封端的亚乙基醚低聚物中间体、非受阻二异氰酸酯和脂族扩链剂二醇在一步聚合法中在高于约100℃、并通常约120℃的温度下同时共反应，其中该反应是放热反应，该反应温度升至约200℃至250℃以上。
根椐本发明的一个重要特征，在一步法聚合期间加入由金属离子与非金属离子或分子的结合形成的盐、盐配合物或盐化合物。虽然向ESD聚合物反应产物中连上和/或吸附上盐的确切机理不完全清楚，但盐出乎意料地提高了所得聚合物的表面和体积电阻率而不存在不能接受的可提取阴离子。另外，静态衰减时间保持在可接受的范围，即该时间不太快或不太慢。可用于本发明的盐的例子包括LiClO4,LiN(CF3SO2)2,LiPF6,LiAsF6,LiI,LiBr,LiSCN,LiSO3CF3,LiNO3,LiC(SO2CF3)3,Li2S，和LiMR4，其中M是Al或B,R是卤素、烷基或芳基。优选的盐是LiN(CF3SO2)2，其通常称为三氟甲烷磺酰亚胺锂。加入至一步法聚合中的选择的盐的有效量是至少约0.10份，基于100份聚合物计，理想的是至少约0.25份，优选至少约0.75份。
根椐本发明另一个重要特征，发现当盐与有效量的共溶剂一起加入时，所用盐的量可出乎意料地降低。适宜于本发明目的的共溶剂的例子包括碳酸亚乙酯、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。优选碳酸亚乙酯。虽然加入一种共溶剂是任选的，但在一些应用较低量的盐的情况下可能是希望的。要达到低盐用量这一结果并同时保持ESD聚合物中所要求性能的所需共溶剂的有效量是至少约0.10份，基于100份聚合物计，优选至少约0.50份、最优选至少约1.0份。因此，出乎意料地发现，加入共溶剂和较低量的盐协同降低了ESD聚合物的表面和体积电阻率，而不对存在仅相对少量的可提取阴离子起不利影响，其效果类似于当向聚合反应中仅加入稍高量的盐时所观察到的。
本发明的盐改性静电消散聚合物可与含有下列聚合物的基质或基础聚合物共混，这些聚合物包括聚氯乙烯的均聚物或共聚物，氯化聚氯乙烯，苯乙烯与丙烯腈的共聚物，苯乙烯、丙烯腈和二烯橡胶的三元共聚物，用丙烯酸酯弹性体改性的苯乙烯与丙烯腈的共聚物，用乙丙二烯单体橡胶改性的苯乙烯与丙烯腈的共聚物，聚苯乙烯和橡胶改性的耐冲击聚苯乙烯，尼龙，聚碳酸酯，包括聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚醚-酯嵌段共聚物的热塑性聚酯，聚氨酯，聚苯醚，聚缩醛，聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯，聚乙烯，和聚醚酰胺嵌段共聚物。ESD聚合物试剂或添加剂与基础聚合物的优选比例为，基于100份ESD添加剂/基础聚合物共混物计，为约25份ESD添加剂。优选的基础聚合物是聚对苯二甲酸乙二醇酯，它可购于Kingsport,Tennessee的Eastman Chemical Products,Inc.。
通过下面的实施例可更好地理解形成本发明的盐改性的静电消散聚合物的上述方法，该聚合物接着可与其础聚合物共混以用于制备可用于电子工业的最终制品。
实施例实施例1本发明的优选盐改性聚氨酯ESD聚合物添加剂通过按上述方式对聚乙二醇低聚物进行扩链而制备。如前面详述的，在聚乙二醇、二异氰酸酯和脂族扩链剂二醇的一步法聚合中加入盐以形成聚氨酯聚合物。为了相对完全，应注意对比例X和对比例Y的聚合物与分别由其制备的改性的样品102-104和105-116聚合物的唯一区别在于对比例X是由单一的平均分子量1,450的聚乙二醇低聚物制备，对比例Y是由两种聚乙二醇低聚物(其中一种的平均分子量为1450，而另一种的平均分子量为3350)制备的。然后将制备的聚合物和由其制备的盐和/或共溶剂改性的样品用ASTM D-257分析其表面和体积电阻率，其结果列于表1。对相同样品的一些不想要的可提取离子的量进行测试并列于表Ⅱ，静态衰减时间列于表Ⅲ。结果表明通过在聚合期间加入盐可得到约1×107至约1×109欧姆/平方的表面电阻率和约1×106至约1×109欧姆．cm的体积电阻率。这些电阻率出乎意料地明显低于未改性对比例X和Y的表面和体积电阻率。表Ⅰ的结果也表明当单独将碳酸亚乙酯共溶剂加入对比例聚合物中(参见样品1D 105)时，电阻率实际增加了。然而，当将相同的共溶剂与相同量的盐或相对加入盐本身时所用的盐量较少量的盐一起加入时，出乎意料地再次观察到电阻率明显的改进。还出乎意料地并如表Ⅱ中所示的，在对比例聚合物X的盐改性样品102-104中的可提取阴离子的量仍保持很低，而对比例聚合物X本身显示少量的所列的可提取阴离子量。令人惊奇的是，向对比例聚合物Y(其本身具有相对大的量的所列阴离子量)的样品108-116中单独加入Li-TFMSA盐和该盐与碳酸亚乙酯共溶剂时，相对于在对比例聚合物Y中所发现的量，明显降低了单个所列的可提取阴离子的量以及在样品108-116中所有四种阴离子的总量。最后，表Ⅲ所示的静态衰减时间在不太快或不太慢的约1×10-1秒至约2.5×10-1秒的范围内。
表Ⅰ静电消散聚氨酯聚合物的表面和体积电阻
*基于100份聚合物的盐的份数Li-TFMSA=三氟甲烷磺酰亚胺锂Eth.Carb．=碳酸亚乙酯表1双反应器，第一(冷)反应器用膦亚胺催化剂，第二(热)反应器用齐格勒纳塔催化剂(采用三基磷酸酯活化剂与均位催化剂)
表Ⅲ静电消散聚氨酯聚合物在1000V(51％相对湿度)和5000V(11.5％相对湿度)下的静态衰减时间(秒)
*对于5000V值按照FTMS1001C测量，在1000V时的测量值用充电板监测器测量。
**基於100份聚合物的盐份数。
Li-TFMSA=三氟甲烷磺酰亚胺锂Eth.carb．=碳酸亚乙酯尽管按照专利法给出了本发明的最佳模式和优选实施方案，但本发明的范围并不局限于此，而由权利要求限定。
权利要求
1．一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。
32．权利要求24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。
33．权利要求32的聚合物，其中所述盐的所述有效量为至少约0.25份。
34．权利要求33的聚合物，其中所述盐的所述有效量为至少约0.75份。
35．权利要求24的聚合物，其中所述聚合物包括有效量的共溶剂。
36．权利要求35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。
37．权利要求36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。
38．权利要求37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。
39．权利要求35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。
40．权利要求39的聚合物，其中所述共溶剂为碳酸亚乙酯。
41．权利要求24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。
42．权利要求41的聚合物，其中所述盐为三氟甲烷磺酰亚胺锂。
43．权利要求24的聚合物，其中所述聚合物是扩链聚醚低聚物的反应产物。
44．权利要求43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。
45．权利要求44的聚合物，其中所述聚合物为热塑性聚氨酯。
46．权利要求24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。
47．一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。
48．权利要求47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。
49．权利要求48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。
50．权利要求49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。
51．权利要求47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。
52．权利要求51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。
53．权利要求47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-cm至约1.0×1010欧姆-cm。
54．权利要求53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。
55．权利要求54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。
56．权利要求47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。
57．权利要求56的聚合物，其中所述盐的所述有效量为至少约0.25份。
58．权利要求57的聚合物，其中所述盐的所述有效量为至少约0.75份。
59．权利要求47的聚合物，其中所述聚合物包括有效量的共溶剂。
60．权利要求59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。
61．权利要求60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。
62．权利要求61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。
63．权利要求59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。
64．权利要求63的聚合物，其中所述共溶剂为碳酸亚乙酯。
65．权利要求47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。
66．权利要求65的聚合物，其中所述盐为三氟甲烷磺酰亚胺锂。
67．权利要求47的聚合物，其中所述聚合物是扩链聚醚低聚物的反应产物。
68．权利要求67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。
69．权利要求68的聚合物，其中所述聚合物为热塑性聚氨酯。
70．权利要求47的聚合物，其中所述聚合物的静态衰减时间在1000V和51％相对湿度下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。
全文摘要
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。
文档编号H01L23/29GK1319115SQ99811130
公开日2001年10月24日 申请日期1999年9月16日 优先权日1998年9月21日
发明者Y·艾克斯坦, R·拉维克兰 申请人:B·F·谷德里奇公司