宽量程电阻非线性防静电地板的研制
Study and Production of W ide—range Resistance
with Nonlinearity Anti--electrostatic Floor
‘
f Wu'Zonghan Shen Caikang Jia Xiaobing Liu Bin” Feng Jianping”
(Depa~ment of Physics，Southeast Unlversity．Na njing，210096，China)
( institute of Architacture Engineering，Nanjlng·210009，China)
( Institute of Post and Te]ecommunlcation·Nan~ng．210003，China)
(” San Jin Anti．dectrvstatic Instrument Factory．Changzhou，213000，China)
’摘 要 常见的防静 电地板 不瞻保证在一个宽量 其防静电性 船是用 500V 兆欧表 测试 系统对地泄橱
电阻来决定的 ，其允许范围为
1×10 一 l×IOLq为 A缎
I×10‘一 l×lo．n 为 B级
但是，在许 多 场 合下 ，这 是难 以 适 合韵 如：生产
MOS．CMOS及其它集成 电路的徽电子工厂，当器件
遗到 30V或稍高一些的 电压时．器件就舍产生静电
灾害 ．器件被击穿或半击穿．此时 ，则必须曩隶地板在
30V甚至更低些的静电电压作用下也其宥防静电性
ABSTRACT After having studied domestic and
艟。据~ N／WEST的报告．各种集成电路的童
foreign anti--electrostatic floors，we produce OUt a
低静电破坏 电压如表 I所示．
[tew type of wide-range resistance with nonlinearity
衰 I 各种毒件的量低静电破坏电压
anti-electrostatic floor．It is super‘lor to the old ones Table 1 The Mi~imul Eledrastatk D8 小 e
Vollt~gefer Some K．rids ofIC
which are of nai'l~OW rang e 1ld bad resistance
nonlinear． The ilew products can be USed On the
种 类 最低静 电破坏 电压(V：
insta]]merit of equipments Of microelecttonics，
V M oS 。 30
telecommunication．radio in．strument．railway station
and computer loo m ．etc．
M OS FET 100
KEY W ORDS oo tl—dectr~tatl~floor．wlde-ratlge—
alu~．s FET 100
nonlinear
EP ROM l00
J FET 140
1 引 言
sA由 l50
近年来．由于 电子、邮 电、化工 、纺织 等许多部 门
OP～ AM P I90
的发展需要 ．使防静 电地板成为必不可步的功瞻建筑
C M OS 250
工程材料。目前 ．各 厂家生产的地板都套用 GB6650—
86计 算机机房用防静电地板的标准 ．按该标准规定 ．
· 栅瞢 收到 日飙 1 1994—11—14
终饕 收到 日期 ≈1995—07·1G
t砑 能 橱辑}1995．27t1) 67
程 ．即 参 照 GBffi5(； 8fi测 试 系境 对地 遗漏 电阻 的方
法在 30v～500V的范围内都 应待台轼乳值在 1 1
2 实验与检溯
～ L×1 0sn 医 限 内 |二 是 电阻 的 非 缱性 应 均 匀 渐 变 ·
毛突变瑚象 而由图可知 ．国内外棒品的凄驯表 明大
为了研制宽翳程电阻非线性防静 电地板 ·我 If】’收
部分产品逃不到上述要求。为此 ．我们从改进配方和
集 了国 内外 g中 厂家的 姒 PVC 为基质 的 永 l，^型 舫静
改进工艺两卉面进行了工怍
电地扳 通过凇试 得出了图示曲线(圉 ～图 9}。
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舯
L60
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0 1 m 2n-1 ’ ‘ll，I
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田 4 材料 4号的R—V特性
Fig 4 The R-V characteristic ctlrve of sample 4
-
固 材 料 1号的 R—v 峙 性
Fig 1 The R-V ch~raeter{slie CUYVe of sample
； ●
一
●
．
．．．… ．．．… 一
“
iO ，
要 - ●
∞ ， ●
lO ． ●
5 材 料 5号的 R V 特性
’ ’
． ． 一
2 4 Cn —
Fig 5 Th R—V characteristic cufVe 0I sample 5
n，)
1I}li0
Fig 2 The R-V characteristic CLll~e of sample 2
H00
I
lOgO -～
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20n
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400 ● ● Ⅲ
． ．
n 2OO 4OO m S O
3 计牡 3号 的 R—V特 性 圉 6 甘抖 6号 的 R—V 特 性
Fig 6 The R—V characteristic ctlrve of sample 6
Fig 3 The R~V characteristic CUrVe of,sample 3
在配 方上我『f]选用 了以 下比倒 (具体配方正在
作 为实际 使用的地板应该满足的条件一是 宽量
{功 能 村抖 1996．27(Ij
渡拌品的防静电位能能在 30V 500V量程内保
办理中国专利 ．1 995年 8月 23 d已对外公告。
汪#阻值在 l 10 n～l×l n范围内。具体测试记
PVC稀脂 l00 (重量比)
填 聋4{CaCO ) l0—200 录如丧 2所示 R—V特性 曲线如图 l0所示。
增塑 剂 l0—4O
稳定 剂 0．s～3
润 滑7fi 0．5～3
0．1～ 5
导电袋黑
0．5～
抗静 电剜
=u
[tl!lf)
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2 c10 。 ●
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l邮 2 ’ 300 ●m
图 7 材科 7号的R—V特性
Fig 7 The R-V矗aracteristic curve 0i sample 7
2 ‘ ●
1 Bi 。 ● 固 lo 研制产品曲 R．V特性 曲巍
Fig 10 1’he R—V characteristic clJrve of the
! l 20 ●
prep-~red sample l
●
● 根据 GB6650--86对其他性能的要求 ，经电子工
8n
●
业防静电产 品质量监督检涣：中心及东南大学应用静
●
●
●
电研究所 暨江苏省计量测试 网络第 05测试站测试结
n ●
● ●
● 果表明，用谈材质制成的地板均能符合要求．
鉴于国内对 防静 电地板的不少项 目标准 尚未制
‘ 。 _
定．我们参照 日本 的 JIS标准 和美国的 NFPA标 准
(Natio~．sl Fi" Prot~ct[on Association)经测试均良符
图8 材料 8号的 R—V特性
台要求，另外．对辅 材的要求 ，如粘贴用的导 电腔等均
Fig 8 The R—V charaeteristic curve of sample 8
无特殊要求+由于本产品不是甩通常的上光法来增加
在工艺上 ，我们把 PVC粒于经破碎．过筛后按要
光泽度 。而是采用水磨法，不仅良保证萁平 整性 ，且反·
求选取粒径在 lOram~3Omm的颗粒和经过用聚 环氧
光不强不会产生固光强耀眼的耐作用。对于防精性 牖
乙烷 (PEO)浸润过 的导电炭黑 及其它辅料一起混炼
等 ，在国外连 jlS等都 尚未有具体 数值 ，本地板也 只
1～ 5h后 在 l0～800Pa的 压 力下 ，接 程 序 升 温 到
测了其滑动摩擦系数 这与国外样品相近 ．略好于茸
130c～280~C，恒温 O、2～2h．再程序 降温至室温 压
外样品。
成坯料。经表面砂密等修饰整理后即成制品。
(功能 材料}1996．27(1)
表 2 测试记录
Table 2 The M e urjng Record．for Some Kinds nf PeroQred Sampl~es
电 压 电 阻 值 (n)
(V} 。 1 2 3 4 f 5 。 6
300 2)(10 l×l0’ 3×l0 2×10 { 4父l0 5×l0
260 2 5× lO 1、2× 10 3．2× 10 2-．1× 10 I 4 4× 10 5．j× l0
2O0 3 1× 10 l、8× 10 3．5× 10 2．7× 10 4．6× 10 5．8× l0
1O0 4．5× 1O 2．3× 10 4、O× l00 3．1× 10 5．0× 10 6．1× l0
60 1．5× 10 4．2× 10 5．0× l 6．1× 10 - 7．1× 10 9．1× l0
40 1．8× 10 5．2× 10 l、0× l0 8．2× 10 1．2× 10 2．1× l0
20 2．8×10 7．1× 10 2．1×l 1．0× 10 ： 3．1×10 3．8× l0
检 测项 目 标 准要 求 蜜测 结果 结 盹
Q儿950～90 < 0．1秒
半 衰甥 不 走干 i秒 <0、1秒 台 格
< 0、1秒
G B4085—83
30 0．10
加 热 尺 寸形 蛮 0mm×300mm≤ 0、20 0
500 ． 14 台 椿
mm×500mm≤ O．30 0
600 ． 13 oA
mm×600mm≤ 0．40
GB53l 82
硬 度 80±5廑 (印为 A 型 ) 84 台 格
82
G B4085—83 0．0071
磨耗 量 不大 干 0 0．0053 台 格
．
020g／cm 0
．
0062
DINS196O-73 35ram
阻燃特 性 燃烧 斑块 直径 35ram 告 椿
不 干 50turn 35ram
GB4085—83 0．238ra m
2r凹陷魔 不^ 于 0 0．157ram 台 格
30ram
．
O．273ram
GB4085—83 0．317ram
45。凹 陷魔 不大 干 0 0．464mm 台 格
． 60ram
0．408mm
G B4085—83 0．1lOmm
残余凹陷度 不大干 0 0．i38mm 台 桔
． 15ra m 0
． 098ra m
GB6650·86
． Q 型
均 布荷戴 大干 7840(N)
集中荷戴大干 1960(N'~
十心 荷戴太 干 1470(N'~
槭性能 挠曲量在 1．5ram 以下 0．34ram 台 桔
Z型
均布荷载大干 15680(N
，
集中荷裁大干 3920(N)
中心荷载大干 2940(N)
～
挠曲量在 2mm 下 · 0．39ram 台 格
滑 动 嘻擦 乐教 毒考 日本 TOLl 品为 0．32 0 33 旨 格
70 ‘功能 材料 M99ti．Z7 c1
是国内原材料产品质量的稳定性差 。更希 望我们有一
1、检验的尺度 ，以便及时调配。从 目前研制出的地板
来看 ．它可符合 Ic生产车 间、程控机机房 、供 电东境
3 分析讨论
机房和控崩室无线 电整机装配车 间、火车站电劳段等
多种场合下作防静 电地板使用
研制中．我们认为以下几点是很重要的
(1)由导电性填充料和高分子绝缘材料混 台。其
参 考 文 献
电导率的 变化是可以在一 很 宽广的范日内加 以谓
l 赵择 唧 ．《高舒 于 材料 抗静 电拄 术 j第 二章 第五章 纺织
节、变化的，它与导电材料的结构、成分、表面状态有
工业出II乏杜 ，北京 199 L年 9只，
关。目前 ，我们常用的导电发黑有的是低密度的 ，有的
2 晏 宗 汉等 ．防静 电塑 料地 板 衰减 机 理讨 论 ．E功 能材 料 j·
是高密度的，其结构参数也不同。我 们选用时注意了
t999年 7月
两大 性 能 要 求 ．即 粒子 的 比表 面 和 粒 径 太 小 ，经过 优
9 *敬 至等 《静 电 蛮害 厦 其 防护 j．辽 宁科 拄 出版 社 ．1986
选来确 定 。 。
卑
．
炭黑表面屡的化学组成也会影响高分子混 合料
的导 电性 ，如表 菌上含氧基团的增多，会彭啊炭黑颗
沈才康 江苏漂 田^，1962年 1
粒间接触 电胆的增大，从而使 电导率降低。
月 16日生，1981年 1月毕业于南
另外，炭黑表面进行化学处理有助于提 高导 电性
京师范大学 ．现工 怍于南京建工
能井能改善高分子混合料的力学性能 我们提出的用
学院物 理教研室 (室副主任)．讲
一
些化学溶剂埕润f如用 PE0)就是 为了选到这一 目 师 。
的
(2)在加工工艺上．从棍炼 到加温 、模压等都必颁
进行控制．如 为 减少拌和时炭黑的起尘 ，拄往 在捧
和前加水使炭黑1阍湿 。但当高分子混 合料中水对炭黑 贾小兵 籍贯江苏省铜 山县 ，生于
比增加时 ．混合料的 pv的离散性会增太 。若 为了豫去 1966年 lo月 l2日。1994年 6月
大量的水而必须增长混合时间，这样往往会破坏部分 毕业于 东南大学 物理系，电子材料
炭黑的链式组织 的导电结构而使 Pv增大 当用#它 与元器件专业工学 硬士。现 在南
置 ■ ■
洁{IE拌和浸润时 ，就 会大大改善 Pv的离散性和增 加 京邮电学院物理教研室工作。
发黑 的分 散性 -- 。
加温程序的影响也是很大 的，尤其是冷却速率 ：
仅对成品的力学性能影响很大，而且对其电导率也 有 刘 域 江苏靖江市 人．I955年 l0
显著影响 困北 ．加工工艺的各个环节都必须注意才 月生。1982年于华东化工学院复合
材料专业毕业 ，获学士学位．现在常
行 。
(3'必须重视高分子混合料——地板 中的导 电性 州市三井防静 电器材厂工作．职务：
厂 长 ．职称 ：工 程师
填 觅料的 导电机理 的研究，从而 用以指导研 翩和生
产 从理论上讲 。防静电地板是导 电性填 充料和高聚
物混合后的一种不均匀的分散体系 。体系中的导电填
凤 建平 江 苏海 安 人．I959年 l1
充料 (炭黑等 )萁颗粒间存在相互作用会形成一段段
月生．I983年 2月毕业于 华东化工
的链式组 织或聚集状态 ，可以改 善导 电状况，这 种传
学院复台材料专业 ，学士学位．现在
导往往是欧姆传导机制 ，电荷的输运 叉会出现空间电
常州市三井防静 电器材厂。职务：翮
荷限制 电流效应；而各炭黑阿又有可能存在隧道穿遥
厂 长 。职称 ：工 程师 。
现象 “ ．因此 。必须综合各方面的影响来决定研制
配方。其中，工艺过程的控制在我们研制中起着很重
要的作用 。也是指导检验栽们工作的重要一环。尤#
功 髓 材料儿 96．27(I) 7l