[發明專利]包含低導熱性填料的導熱性及電絕緣聚合物組合物和其用途

有效

• 申請號: 201280008408.2
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN103391965A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 馬克·范德梅;羅伊·伊阿比;丹尼斯·卡爾利克;弗朗西斯庫斯·博斯·瑪麗亞·梅爾克斯;國明成;鄒湘坪
• 申請（專利權）人: 沙特基礎創新塑料IP私人有限責任公司
• 主分類號: C08K3/00
• 分類號: C08K3/00;H01B1/20;H05K1/03
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;張英

相關申請的引用

本申請要求于2011年2月25日提交的美國臨時申請號61/446,666的優先權的權益，將其全部內容通過引用結合于此。

背景技術

存在對于導傳熱性并且電絕緣的聚合物復合材料的需要。聚合物是電和熱絕緣體，因此不得不添加導熱填料以提供導熱性。需要高體積含量的填料以達到適用于高效熱傳輸通過聚合物復合材料的導熱性。在這類應用中使用的導電填料僅限于低體積含量，因為在比導熱性顯著更低的填料負荷率下達到導電性。因此，典型地在這些聚合物組合物中添加所謂的具有高導熱性的陶瓷填料。當前能夠用于導熱性復合材料中的陶瓷填料類型的數量相對有限，因為大多數陶瓷填料是絕熱的或具有相對較低的熱導率。因此，具有高導熱性的陶瓷填料通常使用昂貴，而控制其它性能，如機械性能、流動性和耐熱穩定性的設計自由度很有限。在本領域中存在對于實現聚合物復合材料的導熱性、以及電絕緣性能的改進的填料或其組合的需要。此外，在本領域中存在對于更便宜的填料的需要。

發明內容

在一個方面中，本文描述了一種組合物，包含：

a.從35vol%至80vol%的熱塑性聚合物；

b.從5vol%至45vol%的具有從10W/mK至30W/mK的本征熱導率的低導熱性電絕緣填料；

c.從2vol%至15vol%的具有高于或等于50W/mK的本征熱導率的高導熱性電絕緣填料；和

d.從2vol%至15vol%的具有高于或等于50W/mK的本征熱導率的高導熱性導電填料，

其中所述組合物的特征在于：

i.至少1.0W/mK的熱導率；

ii.至少10⁷Ohm.cm的體積電阻率。

在另一方面中，本文描述了由組合物制成的制品。

在又一方面中，本文描述了在高導熱性應用中使用熱塑性聚合物組合物的方法，包括使熱塑性聚合物組合物與升高的外部溫度接觸持續一段時間，其中在要求組合物具有（1）至少1.0W/mK的熱導率和（2）至少10⁷Ohm.cm的體積電阻率的應用中使用熱塑性聚合物組合物。

在聚合物復合材料中為了實現高導熱性，一般要求高體積含量的導熱性填料。同時是電絕緣性及導熱性的填料類型的數目很有限的事實使開發導熱性電絕緣聚合物復合材料變得復雜化。然而，當使用本發明的樹脂組合物時，可獲得更廣泛種類的陶瓷填料用于開發導熱性、電絕緣性聚合物復合材料，因為這種組合物公開了具有低導熱性的陶瓷填料用于開發導熱性復合材料的用途。所公開的具有低和高導熱性的填料的組合產生了具有出乎意料高的熱導率的電絕緣復合材料，這是通過使用單獨的填料所能夠實現的。

將在下面的描述中部分列出另外的優點，并且由這些描述將部分是顯而易見的，或通過實踐下面描述的方面可以領會的。通過在所附權利要求中特別指出的要素和組合的方法將實現并獲得下面描述的優點。應當理解，前面的一般描述和下面的詳細描述都僅僅是示例性和解釋性的，而不是限制性的。

附圖說明

圖1是對于表1的數據的熱導率（TC）對vol%ZnS的曲線圖。

圖2是對于表2的數據的TC對vol%ZnS的曲線圖。

圖3是對于表3的數據的TC對vol%TiO₂的曲線圖。

圖4是對于表4的數據的TC對vol%TiO₂的曲線圖。

圖5是對于表5的數據的TC對vol%MgO的曲線圖。

圖6是對于表6的數據的TC對vol%CaCO₃的曲線圖。

具體實施方式

在公開和描述本發明的化合物、組合物、制品、裝置和/或方法之前，應當理解下面描述的方面并不限于具體的合成方法，合成方法當然可以變化。也應當理解本文所使用的術語僅僅是出于描述特定方面之目的，并非意在限制。