一种半导体晶圆包装盒用透明高分子型抗静电PP材料的制作方法

本发明涉及高分子材料，具体涉及一种半导体晶圆包装盒用透明高分子型抗静电pp材料。

背景技术：

1、半导体晶圆在制造、运输和储存过程中对静电防护和洁净度有着极为苛刻的要求。聚丙烯（pp）凭借其优异的力学性能、良好的耐化学性和易加工成型等特点，已成为晶圆包装盒的重要基材之一。为实现抗静电功能，现有技术通常在pp中添加抗静电剂。然而，传统小分子型抗静电剂（如单硬脂酸甘油酯、季铵盐等）存在明显缺陷：其抗静电效果依赖于向制品表面的迁移和吸湿，不仅受环境湿度影响大、持久性差，而且小分子易析出污染晶圆表面，同时劣化材料的光学透明度和力学性能。

2、近年来，虽已有将高分子型抗静电剂用于pp的尝试，但现有高分子抗静电剂与pp基体的相容性普遍较差，难以实现纳米级均匀分散，导致制品雾度偏高、透明度不足，无法满足晶圆包装盒对高透光率和低雾度的严苛要求。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种半导体晶圆包装盒用透明高分子型抗静电pp材料。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种半导体晶圆包装盒用透明高分子型抗静电pp材料，包括以下重量份的原料：pp树脂40-50份，pp-g-mah 3-6份，大分子抗静电剂6-10份，透明成核剂0.3-0.5份，抗氧剂0.1-0.3份，润滑剂0.3-0.5份；

4、进一步地，所述pp树脂为透明无规共聚聚丙烯；

5、进一步地，所述透明成核剂为山梨醇类透明成核剂na-21；

6、进一步地，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的共混物，且二者的用量比为1:2；

7、进一步地，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯；

8、所述大分子抗静电剂由以下步骤制备：

9、步骤a1、将4-羟基丁基磺酸钠和氢氧化钠加入二氧六环中充分搅拌均匀，随后升温至50-70℃，缓慢滴加环氧氯丙烷，搅拌反应2-3h，减压蒸馏，再缓慢滴加25wt%氢氧化钠溶液，升温至80℃反应2.5-3.5h，待反应结束后，过滤，洗涤至中性，真空干燥，即得端环氧基磺酸钠衍生物；

10、进一步地，步骤a1中4-羟基丁基磺酸钠、氢氧化钠、二氧六环、环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液的用量比为0.01mol:0.001-0.002mol:50ml:0.02-0.03mol:10ml；

11、步骤a2、将聚醚胺（分子量为400）和7-辛烯酸加入反应器中搅拌均匀，再加入对甲苯磺酸，在氮气、120-140℃下反应3-5h，冷却至室温，石油醚洗涤、过滤、干燥，即得端羧基聚醚酰胺；

12、进一步地，步骤a2所述聚醚胺中氨基和7-辛烯酸最终羧基的摩尔比为1:2-2.2；

13、进一步地，步骤a2所述对甲苯磺酸的质量为反应物总质量的0.5wt%-0.9wt%；

14、步骤a3、将端环氧基磺酸钠衍生物加入50-60℃的热dmf中搅拌均匀，再加入端羧基聚醚酰胺和四丁基溴化胺充分搅拌均匀，氮气吹扫10min，再在氮气保护下90℃反应5-6h，旋蒸除去溶剂，乙酸乙酯稀释后，依次用饱和碳酸氢钠、饱和氯化钠以及去离子水各洗涤2次，干燥，即得聚醚酰胺衍生物；

15、进一步地，步骤a3所述端羧基聚醚酰胺中羧基、端环氧基磺酸钠衍生物中环氧基、四丁基溴化胺、dmf和乙酸乙酯的用量比为0.1-0.101mol:0.1mol:0.005-0.006mol:150ml:150ml；

16、步骤a4、在氮气保护下，将聚醚酰胺衍生物和三乙胺加入干燥的dmf中，升温至50-60℃搅拌30min，再冷却至0℃，再加入无水二氯甲烷搅拌均匀，随后缓慢滴加氯磷酸二甲酯，1h内滴毕，再升温至室温搅拌反应2-4h，tlc检测，待反应结束后，过滤，萃取，依次用饱和碳酸氢钠溶液和饱和食盐水洗涤，旋蒸至剩余20ml，石油醚沉淀后，过滤、干燥，即得大分子抗静电剂；

17、进一步地，步骤a4所述聚醚酰胺衍生物中羟基、三乙胺、dmf、二氯甲烷和氯磷酸二甲酯的用量比为0.1-0.15mol:0.12-0.15mol:80-120ml:200ml:0.1mol。

18、本发明的有益效果：

19、本发明的pp材料是以透明无规共聚聚丙烯为基体，通过引入pp-g-mah作为反应性增容剂，并复配特定结构的大分子抗静电剂、透明成核剂及抗氧剂体系，构建了兼具永久抗静电性与高透明度的功能复合材料。其中，大分子抗静电剂不仅通过离子跳跃机制提供高效、稳定的抗静电性能，其分子链上的极性基团还能与pp-g-mah的酸酐基团产生强烈的物理/化学相互作用，实现纳米级稳定分散，从而有效克服了传统小分子抗静电剂易迁移析出的行业难题。同时，该材料保持了优异的光学透过率，满足半导体晶圆包装盒在透明度、抗静电性能方面的要求。

20、本发明的pp材料中引入了大分子抗静电剂，赋予材料优异的抗静电性能。这是由于抗静电剂分子中含有的磺酸钠基团和磷酸酯基团在聚合物基体中会发生微相分离，形成纳米尺度的离子簇。而钠离子和磷酸酯中的氢质子作为主要的电荷载体，它们在外部静电场的作用下，可以在相邻的离子簇之间发生“跳跃”迁移，形成离子导电通道，进而在整个pp基体中形成一个连续、贯通的导电网络。此外，抗静电剂分子中的聚醚链段和双键带来的顺式“弯折”结构，使其分子链具有很好的柔顺性，室温下，这些链段的持续热运动会频繁带动离子基团改变空间位置，极大地促进了离子的跳跃频率，从而显著降低表面电阻，提高了基体的抗静电性能。

21、此外，pp-g-mah的pp主链与基体pp树脂相容性较好，能够很好地分散在pp连续相中。而其侧链的马来酸酐基团极性极强，能与抗静电剂中的磺酸钠、磷酸酯以及残留的羟基形成强烈的离子-偶极相互作用，进而将抗静电剂分子牢牢吸附在pp基体上。在pp材料合成过程中，pp-g-mah的酸酐基团还能与抗静电剂分子链上残留的羟基发生酯化反应，形成共价键，杜绝了传统小分子抗静电剂常见的表面析出和迁移失效问题，实现了永久性的稳定分散。

1.一种半导体晶圆包装盒用透明高分子型抗静电pp材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：pp树脂40-50份，pp-g-mah 3-6份，大分子抗静电剂6-10份，透明成核剂0.3-0.5份，抗氧剂0.1-0.3份，润滑剂0.3-0.5份；

2.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆包装盒用透明高分子型抗静电pp材料，其特征在于，所述大分子抗静电剂具体由以下步骤制备：

3.根据权利要求2所述的一种半导体晶圆包装盒用透明高分子型抗静电pp材料，其特征在于，步骤a1中4-羟基丁基磺酸钠、氢氧化钠、二氧六环、环氧氯丙烷和氢氧化钠溶液的用量比为0.01mol:0.001-0.002mol:50ml:0.02-0.03mol:10ml。

4.根据权利要求2所述的一种半导体晶圆包装盒用透明高分子型抗静电pp材料，其特征在于，步骤a2所述聚醚胺中氨基和7-辛烯酸最终羧基的摩尔比为1:2-2.2。

5.根据权利要求2所述的一种半导体晶圆包装盒用透明高分子型抗静电pp材料，其特征在于，步骤a2所述对甲苯磺酸的质量为反应物总质量的0.5wt%-0.9wt%。

6.根据权利要求2所述的一种半导体晶圆包装盒用透明高分子型抗静电pp材料，其特征在于，步骤a3所述端羧基聚醚酰胺中羧基、端环氧基磺酸钠衍生物中环氧基、四丁基溴化胺、dmf和乙酸乙酯的用量比为0.1-0.101mol:0.1mol:0.005-0.006mol:150ml:150ml。

7.根据权利要求2所述的一种半导体晶圆包装盒用透明高分子型抗静电pp材料，其特征在于，步骤a4所述聚醚酰胺衍生物中羟基、三乙胺、dmf、二氯甲烷和氯磷酸二甲酯的用量比为0.1-0.15mol:0.12-0.15mol:80-120ml:200ml:0.1mol。

8.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆包装盒用透明高分子型抗静电pp材料，其特征在于，所述pp树脂为透明无规共聚聚丙烯；所述透明成核剂为山梨醇类透明成核剂na-21；所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸酯。

9.根据权利要求1所述的一种半导体晶圆包装盒用透明高分子型抗静电pp材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010和抗氧剂168的共混物，且二者的用量比为1:2。