[发明专利]热传导塑料

说明书

本发明涉及热传导塑性材料。

塑性材料是广泛应用于各种用途的材料。塑性材料具有良好的可塑性、良好的绝缘性能和可接受的强度。

塑性材料通常呈现低的热导率。塑性材料的典型热导率在约0.2－0.3W/mK的范围。

通常，使用其他材料填充塑性材料以改变它们的性能是已知的。数种材料适于这一目的。例如，使用氮化硼以影响热导率，当用于填充塑性材料时，如此可增加热导率到多于两倍。用于增加传导率的填充料加入量较大，因此除了机械性能、颜色、密度等外价格是重要的因素。

本发明的目的是提供填充料，以在塑性组合物中获得需要的性能。

这个目的通过包含塑性材料和20－80wt％添加剂的热传导组合物得以实现，该添加剂选自下组：岛状硅酸盐、金属硅、及其混合物。

因此，如本发明所述，将塑性材料与添加剂混合，所述添加剂选自岛状硅酸盐或金属硅或其混合物且含量为组合物重量的20－80％。按重量计30－80％是优选的。此外，该组合物包含占剩余组合物大部分的塑性材料。塑性材料含量优选在15－70％内。除了塑性材料，也可含有其他助剂，尤其是着色剂、抗冲改性剂等。

在本发明的一个实施方式中，岛状硅酸盐为硅铝酸盐(aluminosilicate)，尤其是铝硅酸盐(alumosilicate)。特别优选的岛状硅酸盐为蓝晶石。

术语“岛状硅酸盐”常指硅酸盐，其硅酸盐阴离子由孤立的SiO₄四面体组成，即，SiO₄四面体不通过Si-O-Si键相互连接。

这类硅酸盐包括重要的岩石成形矿物石榴石和橄榄石组、锆石以及经济上或岩石学上重要的铝硅酸盐红柱石、硅线石、蓝晶石和十字石和黄宝石。

SiO₄多原子阴离子(SiO₄polyatomic anion)的简单结构致使岛状硅酸盐缺失明显的各向异性性能。它们常常是立方的、四方的、三方的、六方的或斜方的，且大多数形成等轴晶体。这类矿物大多数是硬的、折射率高和密度较高。

适合的塑性材料包括弹性体、热塑性或热固性的聚合物，塑性材料尤其可选自下组：聚酰胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酯、聚氨酯、环氧树脂、及其混合物和共聚物。

共聚物包括变体，其中具有不同基本化学结构的预聚物或单体一起聚合。它们还包括多于两种物质的混合物，也称为三元共聚物。

在特别优选的实施方式中，使用添加剂的组合，例如不同的岛状硅酸盐、或岛状硅酸盐和金属硅的混合物、或其他，例如多于两种的不同岛状硅酸盐可被混合，或几种岛状硅酸盐可与金属硅混合。

添加剂的适合的晶粒尺寸在约1－50μm的范围内(d50)。“d50”指按重量计50％的晶粒的晶粒尺寸小于该值，且按重量计50％的晶粒尺寸大于该值。这样的晶粒尺寸特征可通过激光衍射确定。至少2μm或至少5μm的d50晶粒尺寸是优选的。d50晶粒尺寸优选地在40μm或30μm以下。在一些实施方式中，晶粒尺寸为2－20μm，在其他实施方式中为10－30μm，或10－50μm。

在优选的实施方式中，晶粒显示较窄的晶粒尺寸分布，以使d90/d50≤3或≤2。

本发明还涉及制备本发明的热传导组合物的方法，包括步骤：将塑性材料和20－80wt％，优选30－80wt％的至少一种添加剂混合，该添加剂选自下组：岛状硅酸盐、金属硅、及其混合物。

在本发明的一些实施方式中，本发明所用的填充料的份数为40wt％或更多，50wt％或更多，60wt％或更多。

本发明还涉及添加剂在改善塑性材料热导率中的用途，该添加剂选自下组：岛状硅酸盐、金属硅、及其混合物。

实施例

1.使用的填充料