[发明专利]导电性氟聚合物组合物

说明书

发明领域

本发明涉及一种改进的导电性氟聚合物组合物。具体地说，它涉及一种其导电性稳定的导电性(以下简称“导电”)氟聚合物组合物，其中从其得到的模塑物品有光滑和高精确度表面，且甚至当用于硅片保持夹具中或用于半导体制造器件上利用的那种类型的溶剂线中时，该导电性炭黑微粒也不会释放到该器件液体中而沾污该器件；并涉及其制造工艺。

发明背景

熔体可加工氟聚合物，例如四氟乙烯/全氟(烷基·乙烯醚)(PFA)、四氟乙烯/六氟丙烯(FEP)、四氟乙烯/乙烯(ETFE)等，显示出优异的耐热性、耐化学性、和不粘性能。这些氟聚合物也是优异的电绝缘材料，但它们需要变成导电性的才能用来作为集成电路(IC)和半导体制造器件中的固定夹具或管子、办公自动化(OA)电器辊子，例如复印机和打印机等中使用的固定辊，或者管材或带材。

赋予氟聚合物材料以导电或防静电性能的众所周知方法，一般来说，要求添加导电性纤维、导电性炭黑、石墨等。具体地说，提出的方案包括用一台亨舍尔混合机混合的、PFA与作为导电性炭黑的乙炔黑的组合物(美国专利No.5,106,539)；和通过使一种端基氟化的PFA与一种用于降低电阻和最大限度减少相对粘度增加的导电性炭黑进行熔体混合而得到的组合物(特开平6-1902；日本专利申请公开H3-38302)，等。

然而，所提出的这些氟聚合物组合物尚未显示出用于电子学和电学器件与零件应用方面的令人满意性能，这些应用需要以上所述应用方面的以上所述导电性。

导电性氟聚合物组合物的电阻已知不仅因与其混合的导电性炭黑的类型和数量而异，而且也因该导电性炭黑分散的方式而有很大差异(Journal of Applied Polymer Science，Vol.69，p193(1998))。然而，以上引用的专利说明书中所述的混合方法要求用一台亨舍尔混合机使PFA微粒与导电炭黑混合，然后用一台熔体挤塑机混合，或者要求用该挤塑机的剪切力迫使PFA粒料与导电性炭黑熔体混合，这难以使混合的微细导电性炭黑粉末均匀地分散于PFA树脂中。具体地说，用一台挤塑机使该导电性炭黑与该熔体可加工氟聚合物进行熔体混合，在该熔体混合状态期间，同时引起该导电性炭黑的分散和该炭黑结构的破坏，使得该组合物极难以提供受控的稳定导电性。由于该导电性炭黑分散不均匀，因而在同一批制品内或批与批之间的导电性和物理性能存在着颇大差异，并形成不均匀分散炭黑和/或未分散氟聚合物的附聚物，这使得难以得到有光滑表面的模塑物品，也使得不可能得到一种当用于半导体制造器件中采用的硅片固定夹具或溶剂线中时不会使该导电性炭黑微粒释放到该器件的液体中的成形物产品。

目前需要一种在该氟聚合物中有更均匀分散的导电微粒的导电性氟聚合物组合物，从而提供有光滑和高精度表面的模塑物品，该物品当用于半导体制造器件中采用的硅片固定夹具或溶剂线上时不会把导电微粒释放到该器件的液体中从而沾污该器件。

发明概要

本发明通过提供一种组合物来满足这种需要，该组合物包含分散于一种熔体可加工氟聚合物粉末中的导电性炭黑，其中，所述熔体可加工氟聚合物在一台DSC仪器上当使之从一个不低于其熔点的温度以12℃/分钟的冷却速度结晶时有两个结晶峰；且这些结晶峰高度之比(高温侧峰/低温侧峰)是0.65或更大；和/或该高温侧结晶峰的比例〔高温侧峰面积/(高温侧峰面积+低温侧峰面积)〕是0.18或更大。

附图简要说明

图1显示实施例2以及比较例2和3的导电性氟聚合物组合物的DSC结晶峰。

详细说明

已经发现，用一台有呈切刀形式的高速旋转桨叶的碰撞剪切型混合机，例如Aikosha制作所制造的切刀式混合机，使具有某种发展结构的导电性炭黑与氟聚合物微细粉末一起粉碎和混合，就有可能使导电性炭黑非常均匀地分散于该氟聚合物中。所得到的组合物显示出一种特定结晶模式，而且其优异的特征在于它提供一种稳定的电阻(电导率)、提供有光滑和精确表面的模塑物品，且该物品当用于半导体器件制造中采用的硅片固定夹具或溶剂线中时不使导电性微粒释放到该器件的液体中。