[发明专利]导热性聚合物组合物和由其制得的制品

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2009年7月24日的美国临时专利申请序列号61/228,171的申请权益，该文献通过引用并入本文。

技术领域

包含聚合物和由耐水氧化镁与具有高长径比的填料的组合的导热性聚合物组合物可用作要求热管理的电气和电子设备的组件。

背景技术

由于它们优异的机械和电绝缘性能，聚合物树脂组合物用于宽的应用范围，例如用于汽车部件、电气和电子部件、机械部件等。在很多情况下，由于它们允许的设计灵活性、密封能力和它们的电绝缘性能，聚合物树脂组合物可以用作电气和电子设备或电动机的封装物、外壳和框架。然而，不但包封聚合物组合物中需要电绝缘性能，而且它们还经常需要具有更高的导热率，特别是随着一些电气设备的小型化倾向。包封聚合物组合物的另一个重要的要求是它们的线性热膨胀系数(CLTE)应该接近于用该聚合物组合物包封的材料的CLTE以保持密封完整性，同时释放由被包封设备产生的热。一般而言，在聚合物中导热填料较高的加载量导致导热率较高且CLTE较低，因为填料的CLTE经常低于聚合物的CLTE。然而，高填料加载量经常降低聚合物组合物在熔体成型过程中的流动能力，并可能导致密封性能失效或用该聚合物组合物包封的芯设备的损坏。对外壳或框架的另一个重要的要求是机械强度。因此，希望具有更高导热率、电绝缘、更低CLTE、更高机械强度和良好可流动性的聚合物组合物。

日本专利申请公开2006-282783公开了包含聚亚芳基硫醚和纤维性填料和耐湿氧化镁的聚合物组合物。然而，该组合物在高温和高压下的耐湿性不足以用在严格环境下。

日本公开专利JP2008-1333382公开了包含液晶聚合物和氧化钛纤维和耐湿氧化镁的聚合物组合物。然而，该组合物在高温和高压下的耐湿性不足以用在严格环境下。

发明内容

发明概述

本文公开和要求保护导热性聚合物组合物，其包含：

(a)约15-约70重量％的热塑性聚合物

(b)约20-约60重量％的氧化镁和

(c)约5-约50重量％的具有大于5的长径比的填料。

其中所述(b)氧化镁通过在90℃、90％RH下调理100小时而具有小于1％的重量增益；和其中所述聚合物组合物具有至少0.5W/mK的导热率，所述百分率基于组合物的总重量。

发明详述

本发明的组合物包含(a)至少一种热塑性聚合物，(b)高度耐湿氧化镁，(c)具有高于5的长径比的填料。

(a)热塑性聚合物是所述组合物的聚合物基体，并且其中一种或多种聚合物用于连续相。有用的热塑性聚合物包括聚碳酸酯，聚烯烃例如聚乙烯和聚丙烯，聚缩醛，丙烯酸系聚合物，乙烯基类聚合物，含氟聚合物，聚酰胺，聚酯，聚砜，聚亚芳基硫醚，液晶聚合物例如芳族聚酯，聚醚酰亚胺，聚酰胺酰亚胺，聚缩醛，聚苯醚，聚芳酯(polyarylates)，聚醚醚酮(PEEK)，聚醚酮酮(PEKK)和间同立构聚苯乙烯和它们的共混物。

本发明的优选的聚合物是聚酯、聚酰胺、聚亚芳基硫醚和液晶聚合物(LCP)。

本发明的更优选的热塑性聚酯包括具有0.3或更大的特性粘度的聚酯，并且它们一般是二醇和二羧酸的线性饱和缩合产物，或它们的反应性衍生物。优选地，它们将包括含8-14个碳原子的芳族二羧酸和至少一种二醇的缩合产物，该至少一种二醇选自新戊二醇、环己烷二甲醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇和通式HO(CH₂)_nOH的脂族二醇，其中n是2-10的整数。二醇的至多20摩尔％可以是芳族二醇，例如由Akzo Nobel Chemicals，Inc.以商品名称220销售的乙氧基化双酚A；氢醌；联酚；或双酚A。芳族二羧酸的至多50摩尔％可以被至少一种含8-14个碳原子的不同芳族二羧酸替代，和/或至多20摩尔％可以被含2-12个碳原子的脂族二羧酸替代。共聚物可以由两种或更多种二醇或其反应性等效物和至少一种二羧酸或其反应性等效物或两种或更多种二羧酸或其反应性等效物和至少一种二醇或其反应性等效物制备。双官能羟基酸单体例如羟基苯甲酸或羟基萘甲酸或它们的反应性等效物也可以用作共聚单体。