[發明專利]聚酯組合物

在審

• 申請號: 201410720630.6
• 申請日: 2014-12-01
• 公開（公告）號: CN104672822A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 蒂莫·伊梅爾;約亨·恩特爾;馬蒂亞斯·比恩米勒;托比亞斯·貝尼格豪斯;烏爾里希·普盧托夫斯基
• 申請（專利權）人: 朗盛德國有限責任公司
• 主分類號: C08L67/02
• 分類號: C08L67/02;C08K13/02;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/38;C08K5/524
• 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

技術領域

本發明涉及基于聚酯和三斜軸面硅酸鋁的組合物，尤其是熱塑性模制組合物；涉及其生產并且涉及這些組合物作為模制組合物的用途，用于注塑模制或在擠出中用于生產電絕緣、導熱的產品，優選地用于生產散熱器，尤其是發光二極管(LED)的散熱器。

背景技術

熱塑性聚合物由于其良好的電絕緣特性而被用于電子行業的廣泛應用中。然而，由于它們的低熱導率，所以它們也用作絕熱體，這在用于產生了相對大量的熱量并且必須耗散這些熱量的電氣元件的用途中構成了一個問題。例如，在LED的情況下，所吸收的電能僅有在從約20％至30％范圍內的比例被轉化成光；剩余部分作為熱損失獲得。與傳統燈的發光相比，這種損失的熱的耗散是特別更困難得多。一方面，LED的溫度必須保持在一個非常低的水平，因為否則的話效率和壽命會受損。另一方面，LED還允許一種特別小的設計并且幾乎不發出熱量，并且因此這些熱量必須首先通過特別是熱傳導移除。

現在，金屬散熱器(通常是由鋁或銅制成的)被典型地用來冷卻LED。這些散熱器的一個缺點是金屬材料的高的比密度以及因為金屬而必然的高部件重量。一個另外的缺點是金屬的電導率以及相關的短路風險。在這方面的一種可能解決方案是由導熱塑料制成的絕緣散熱器。

使用導熱塑料作為散熱器用于冷卻電子部件(DE?10?2007?057?533?A1)以及尤其是其在LED的冷卻中的使用(DE?10?2011?077?668?A1和US2012/0307501?A1)是已知的。

聚合物本質上僅具有低熱導率。為了實現例如在用于LED散熱器中所需要的熱導率，將導熱添加劑加入到用于生產散熱器用途的基于聚合物的模制組合物中。

JP?2007?016093?A說明了由熱塑性聚合物和按重量計1％-50％的石墨組成的具有1.6W/mK的改進的熱導率的一種組合物。

具體而言，對于在LED散熱器中的使用，US?2012/0319031?A1描述了使用具有按重量計10％至70％的石墨的熱塑性模制組合物。

然而，在這些熱塑性聚合物中使用石墨顯著地損害了所得到的塑料的電絕緣性質。為了避免這種缺點，在US?2012/0319031?A1中再次加入無機添加劑來改進熱導率。

DE?102?60?098?A1和WO?08/043682?A1展示了熱塑性聚酯由于加入了氧化鋁而是電絕緣且導熱的。所列出的另外的添加劑是低分子量并且聚合型的有機化合物。

然而，在聚酯化合物的加工中使用氧化鋁由于氧化鋁的硬度導致所使用的設備的磨損增加。在擠出基于氧化鋁的模制組合物的情況下，特別是螺桿、螺桿殼和模具受增加的磨損的影響。在注射模制操作中加工的情況下，注塑模具的磨損還有顯著增加。

EP?2?078?736?A1展示了由氧化鋁引起的對所使用設備增加的磨損的問題的解決方案。它描述了使用熱塑性塑模制組合物，優選地基于聚酯的熱塑性塑模制組合物，以氮化硼作為導熱添加劑。然而，由于氮化硼的各向異性，氮化硼的熱導率是方向依賴性的。典型地僅在注射方向上實現大于2W/mK的高熱導率。此外，氮化硼的各向異性使得對在部件中的熱導率的模擬遠遠更難，因為必須在該模擬中包括冷卻的模制組合物中的填充劑顆粒的排列。

US-A?4133797描述了在基于彈性體聚合物和聚烯烴的混合物的熱塑性模制組合物中使用含長石的無水硅酸鋁以實現(除其他之外)提高的/高的抗變形性。

德國專利說明書編號596365涉及一種用于生產耐熱但是導熱的產品的方法，其中耐熱熔融材料由硅酸鋁組成。

DE?10?2011?077?668?A1描述了由導熱塑料制成的基于熱耦合元件的燈具，使用氧化鋁、鋁、銅、氮化硼或石墨或納米管形式的碳作為導熱填充劑。

本發明著手解決的問題是提供基于聚酯的熱塑性塑模制組合物，這些組合物用于生產電絕緣、導熱的產品，優選生產散熱器，尤其是生產用于發光二極管(LED)的散熱器。這些具有高的各項同性熱傳導并且特別是高熱導率的，甚至是在與注射方向正交的方向上，結合同時良好的機械特性。此外，上述的與使用氧化鋁或石墨相關的缺點得以避免。

出人意料地，已經發現了基于聚酯、含具有三斜軸面晶體結構的礦物藍晶石形式的硅酸鋁的熱塑性塑模制組合物，由于其高熱導率，甚至在與注射方向正交的方向上，并且由于良好的機械特性，是格外適合于生產電絕緣、導熱的產品的，優選生產散熱器，尤其是生產用于發光二極管(LED)的散熱器。

發明內容