[0001] 本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种聚苯醚组合物及其制备方法和应用。

[0002] 聚苯醚/聚苯乙烯合金（PPE/PS）为具有优异的耐热性与尺寸稳定性的工程塑料，广泛应用于各领域中，尤其适合作为电子包装用途的材料，如用于IC半导体和电子器件包装的注塑电子托盘。为防止IC等电子器件因静电而损坏，需要添加具有导电性的填料使PPE/PS合金材料具有导电性/抗静电性。目前通常是使用导电炭黑作为导电性填料，可以均匀且廉价地获得稳定的表面固有电阻值。

[0003] 近年来，为了提高生产率以及降低碳排放，导电炭黑填充PPE/PS材料制备电子托盘时通常需要进行如下的循环利用：将注塑成型加工时所产生的流道水口及不合格产品回收后进行破碎，然后将破碎物再注塑成型。然而重复回收注塑，会引起表面电阻升高幅度显著增大。此外，电子托盘通常为网格状，因此注塑件有较多熔接线，导电炭黑填充PPE/PS由于含有较多导电炭黑，回收注塑的注塑件熔接线强度较非回收注塑的注塑件熔接线强度会出现大幅度下降现象，回收注塑的注塑件熔接线处容易出现开裂不良现象。

[0004] 为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种聚苯醚组合物，经重复破碎和熔融注塑加工后仍具有较高的电阻保持率和熔接线强度保持率。

[0005] 本发明的另一目的在于提供上述聚苯醚组合物的制备方法。

[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：一种聚苯醚组合物，按重量份数计，包括以下组分：
聚苯醚树脂 38‑62份；
聚苯乙烯树脂 14‑30份；
导电炭黑 10‑30份；
碳纳米管 0.5‑3份；
环氧树脂 0.5‑5份；
线性低密度聚乙烯 0.5‑6份。

[0007] 所述聚苯醚树脂的重量份数可以为为38份、42份、46份、50份、54份、58份或62份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

[0008] 优选的，所述聚苯醚树脂的特性粘度为18‑50cm3/g；更优选的，所述聚苯醚树脂的3 3
特性粘度为27‑45cm /g；进一步优选的，所述聚苯醚树脂的特性粘度为38‑43cm/g。所述特性粘度的测试方法参照标准HG/T2364‑1992，在25℃氯仿中测量。

[0009] 所述聚苯乙烯树脂的重量份数可以为14份、18份、22份、26份或30份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

[0010] 优选的，所述聚苯乙烯树脂选自抗冲击聚苯乙烯（HIPS）；进一步优选的，所述聚苯乙烯树脂在220℃、10kg条件下的熔体流动速率为1.0 20 g/10min。所述熔体流动速率参照~标准GB/T‑3682.1‑2018进行测定。

[0011] 所述导电炭黑的重量份数可以为为10份、15份、20份、25份或30份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

[0012] 优选的，所述导电炭黑的吸油值为100‑175mL/100g；更优选的，所述导电炭黑的吸油值为110‑160mL/100g；进一步优选的，所述导电炭黑的吸油值为145‑155mL/100g。所述导电炭黑测试方法参照标准GB/T3780.2‑2017。

[0013] 优选的，所述碳纳米管的平均长径比为350‑1450。所述碳纳米管平均长径比测试方法参照标准GB T 24491‑2009。

[0014] 本发明的碳纳米管碳优选为重量分数≥95%。碳纳米管的碳重量分数用热重分析仪（TGA）测量。

[0015] 所述碳纳米管限定的长径比和碳重量分数是指原料碳纳米管的长径比和碳重量分数，原料碳纳米管为柔性材料，经且采用从双螺杆挤出机侧喂口加入方式喂料，经过挤出加工处理后长径比变化很小，可以忽略不计。

[0016] 优选的，所述环氧树脂的重量份数为1.5‑3份。例如可以为1.5份、1.8份、2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份或3份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

[0017] 进一步优选的，所述环氧树脂的环氧当量为1750‑2400g/eq。例如可以为1750g/eq、1850g/eq、2000g/eq、2150g/eq或2300g/eq，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。所述环氧当量测试方法参照标准GB/T 4612‑2008。

[0018] 优选的，所述线性低密度聚乙烯的重量份数为3‑5份。例如可以为3份、3.5份、4份、4.5份或5份，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

[0019] 进一步优选的，所述线性低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为0.5‑55g/10min；再优选的，所述线性低密度聚乙烯在190℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为2‑20g/10min。例如可以为0.5g/10min、3g/10min、5g/10min、10g/10min、15g/10min、20g/
10min、25g/10min、30g/10min、35g/10min、40g/10min、45g/10min、50g/10min或55g/10min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。所述熔体流动速率测试方法根据标准ISO 1133: 2022。

[0020] 本发明的聚苯醚组合物，按重量份数计，还包括其他助剂0‑10份；所述其他助剂包括抗氧剂、阻燃剂、填充剂、紫外光吸收剂或润滑剂中的任意一种或多种。

[0021] 合适的抗氧剂包括受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫醚类抗氧剂、多芳香胺类抗氧剂或受阻胺类抗氧剂中的任意一种或多种。

[0022] 合适的阻燃剂包括溴代聚合物（例如：溴代聚苯乙烯）、金属二烷基亚磷酸盐（例如：三(二乙基亚磷酸)铝）、金属氢氧化物（例如：氢氧化镁）、芳香族磷酸酯（例如：间苯二酚二(二苯基磷酸)酯或双酚A二(二苯基磷酸)酯）中的任意一种或多种。

[0023] 合适的填充剂包括二氧化硅、碳酸钙、滑石、硅灰石、玻璃球、高岭土、单晶纤维、碳纤维、玻璃纤维或硫酸钡中的任意一种或多种。

[0024] 合适的紫外光吸收剂包括羟基二苯甲酮类、羟基苯并三唑类、羟基苯并三嗪类、氰基丙烯酸酯类或纳米级无机材料（例如：氧化钛、氧化铈和氧化锌）中的任意一种或多种。

[0025] 合适的润滑剂包括季戊四醇硬脂酸酯、乙撑双硬脂酰胺或褐煤蜡中的任意一种或多种。

[0026] 本发明还提供上述聚苯醚组合物的制备方法，包括以下步骤：按照配比，将除碳纳米管以外的各组分混合，加入螺杆挤出机，碳纳米管通过侧喂口加入螺杆挤出机，经过挤出、冷却、造粒，制备得到聚苯醚组合物；其中，螺杆挤出机温度设置为250‑300℃。

[0027] 所述螺杆挤出机优选双螺杆挤出机。

[0028] 优选的，所述双螺杆挤出机共10节螺筒，从主喂到机头顺序的第7节螺筒有侧喂口。

[0029] 本发明还提供上述聚苯醚组合物在电子元器件或半导体封装领域的应用。具体可用于制备放置电子元器件或半导体的托盘、晶圆盒等。

[0030] 本发明具有如下有益效果：一般使用导电炭黑填充改性的PPE/PS材料在经过重复破碎和熔融注塑加工后会出现表面电阻显著增大且熔接线强度劣化的问题。而本申请通过加入一定量的碳纳米管，其能够与炭黑形成多个连接点，起到连接导电炭黑的作用，有利于提高材料导电性；同时还加入一定量的环氧树脂和线性低密度聚乙烯，可以进一步提高导电炭黑在树脂基体中的稳定性，且能够有效提高熔接线强度，使材料在经过重复破碎和熔融注塑加工后仍具有较高的电阻保持率和熔接线强度保持率。
实施方式

[0031] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

[0032] 对本发明实施例及对比例所用的原材料做如下说明，但不限于这些材料：3
聚苯醚树脂1：PPE‑1，在25℃氯仿中测量特性粘度为40 cm/g；LXR 040，蓝星化工公司；
3
聚苯醚树脂2：PPE‑2，在25℃氯仿中测量特性粘度为50 cm/g；LXR 050，蓝星化工公司；
3
聚苯醚树脂3：PPE‑3，在25℃氯仿中测量特性粘度为18 cm /g；NORYL SA120，SABIC；
聚苯乙烯树脂：HIPS；GH660，中国石油化工公司；
导电炭黑1：CB‑1，根据ASTM D 2414‑2019标准测试，其吸油值为150mL/100g；
VXC605，卡博特公司；
导电炭黑2：CB‑2，根据ASTM D 2414‑2019标准测试，其吸油值为174mL/100g；
VULCAN XC72，CABOT公司；
导电炭黑3：CB‑3，根据ASTM D 2414‑2019标准测试，其吸油值为100mL/100g；XPB，ORION公司；
碳纳米管1：平均长径比为364，TNGM5，中科时代纳米；
碳纳米管2：平均长径比为1400，TNIM190F，中科时代纳米；
碳纳米管3：平均长径比为333，GT‑301，大展；
碳纳米管4：平均长径比为1533，GT‑210，大展；
环氧树脂1：环氧当量为2100‑2400g/eq，YD‑017H，国都化工(昆山)有限公司；
环氧树脂2：环氧当量为1750‑2100g/eq，YD‑017，国都化工(昆山)有限公司；
环氧树脂3：环氧当量为4000‑6000g/eq，YD‑020，国都化工(昆山)有限公司；
环氧树脂4：环氧当量为900‑1000g/eq，YDF‑2004，国都化工(昆山)有限公司；
线性低密度聚乙烯1：LLDPE‑1，在190℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为3.4g/
10min，QLLF‑05，齐鲁石化；
线性低密度聚乙烯2：LLDPE‑2，在190℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为0.8g/
10min，0209AA，盘锦石化；
线性低密度聚乙烯3：LLDPE‑3，在190℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为50g/
10min，LL6201XR，埃克森美孚；
LDPE：低密度聚乙烯，在190℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为4g/10min，2426K，茂名石化；
HDPE：高密度聚乙烯，在190℃、2.16kg条件下的熔体流动速率为5g/10min，MH502，齐鲁石化；
抗氧剂：β‑(3,5‑二叔丁基‑4‑羟基苯基)丙酸十八碳醇酯（市售）和三(2,4‑二叔丁基 )亚磷酸苯酯（市售）重量比为1:1；实施例和对比例中所用的助剂（抗氧剂）为同种市售产品；
润滑剂：季戊四醇硬脂酸酯，市售，实施例和对比例中所用的润滑剂为同种市售产品。

[0033] 实施例和对比例的制备方法：按照配比，将除碳纳米管以外的各组分混合，加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机共
10节螺筒，从主喂到机头顺序的第7节螺筒有侧喂口，碳纳米管通过该侧喂口加入双螺杆挤出机，经过挤出、冷却、造粒，制备得到聚苯醚组合物，其中挤出温度为290℃，混合速度350转/分钟，混合时间4分钟。

[0034] 性能测试：（1）循环利用抗静电性：组合物颗粒经120℃干燥4小时，采用注塑加工成型长
100mm×宽100mm×厚3mm方板，注塑温度300℃，模具温度80℃。采用ASTM标准D257‑2014测试方板初始表面电阻值（ohms/sq）。然后将方板进行破碎，再采用同样条件制备方板，重复5次，测试最后一次成型的方板表面电阻，为循环后表面电阻值（ohms/sq）。若循环后表面电
10 10
阻值＜1×10 ohms/sq，则循环利用抗静电性良好，若≥1×10 ohms/sq，则循环利用抗静电性差。

[0035] （2）循环利用熔接线强度：组合物颗粒经120℃干燥4小时，注塑温度300℃，模具温度80℃。根据ISO 527: 2019，通过在1A型拉伸样片设计两端进胶的方式，注塑获得熔接线拉伸样片，测试熔接线拉伸样片拉伸强度，得到初始熔接线强度TS0。然后将样片进行破碎，在采用同样条件制备熔接线拉伸样片，重复5次，测试最后一次成型的熔接线拉伸样条的拉伸强度，得到循环5次后的熔接线强度TS5，与TS0比较，计算出熔接线强度保持率，并以百分比标识，记为循环利用后熔接线强度保持率R1，R1的计算如下：R1= TS5/ TS0×100%
R1≥60%，则循环利用熔接线强度保持率高，若R1＜60%，则循环利用熔接线强度保持率低。

[0036] 表1：实施例1‑5各组分配比（按重量份数计）及相关性能测试结果

[0037] 表2：实施例6‑10各组分配比（按重量份数计）及相关性能测试结果[0038] 表3：实施例11‑14各组分配比（按重量份数计）及相关性能测试结果[0039] 表4：对比例1‑5各组分配比（按重量份数计）及相关性能测试结果

[0040] 表5：对比例6‑9各组分配比（按重量份数计）及相关性能测试结果

[0041] 由上述结果看出，本发明采用导电炭黑作为导电性填料填充改性PPE/PS材料，同时通过加入一定量的碳纳米管、环氧树脂和线性低密度聚乙烯，可以进一步提高导电炭黑在树脂基体中的稳定性，且能够有效提高熔接线强度，使材料在经过多次的破碎和熔融注10
塑加工后仍具有优异的抗静电性能（表面电阻值＜1×10 ohms/sq），且熔接线强度保持率＞70%。