[发明专利]导热且尺寸稳定的液晶聚合物组合物

说明书

发明领域

本发明涉及导热、尺寸稳定的液晶聚合物组合物。

发明背景

许多电子和电气器件在操作过程中生成热量，且当微处理器变得更加快速时，它们的半导体元件变得更小和更加致密地包装。它们生成的所得增加量的热量可能导致器件故障和缩短的寿命。因此，需要更加有效的方法冷却半导体组件。

常常使用冷却组件，例如散热片，导热片材，热管，水冷却器，风扇等，从其源头将热量转移开。散热片，例如常常由具有高导热率的金属或陶瓷制造，但它们可能是庞大的。

期望由聚合物材料制造冷却组件，因为许多这些材料可容易地形成为各种形状。此外，由于电路板和其他组件的外壳由聚合物材料制造，因此，期望由导热聚合物材料制造它们，此时外壳可耗散电子或电气组件生成的热量，从而省去额外的庞大的散热片的需要。

例如，在光盘器件内的光学拾波器基座(base)要求材料具有耗散从半导体激光器中释放的热量的导热率。此外，光学拾波器基座要求尺寸稳定性，也就是说，在模塑部件内在流动方向上和在横向上线性热膨胀系数的之差(CLTEs)小，以供使用激光精确地读数和书写。还要求韧度和机械强度，抗下落冲击。

US 6,685,855B1公开了使用含聚苯硫醚和石墨的树脂组合物，制备在光盘播放器中用于光学头器件的导热外壳的方法。然而，聚苯硫醚树脂组合物要求毛口磨边(burring)的工艺，且不满足不含卤素的材料的需求，而这一需求是在电子和电气工业中增长的需求，这是因为聚苯硫醚在其聚合物链的末端具有氯。

WO 03/029352和US 6,995,205B2公开了具有高导热率和良好的可模塑性的高度导热的树脂组合物和该树脂组合物模塑的光学拾波器基座。该组合物包括至少40体积%的基体树脂，10-55体积%的导热填料，和粘结导热填料颗粒到彼此上的熔点小于或等于500℃的金属合金。金属合金与导热填料的体积比范围为1:30-3:1。US 6995205de OEM的关于卤素含量的技术规格。然而，没有公开液晶聚合物组合物，和添加金属合金到树脂组合物内会导致材料成本增加并劣化树脂组合物的机械性能。

US 5428100A公开了一种液晶聚酯树脂组合物，它由100重量份液晶聚酯，45-80重量份平均粒度为5微米-50微米的石墨，和0-140重量份平均粒度为5微米-50微米的滑石组成，其石墨和滑石的总量为55-185重量份。然而，此处公开的组合物的机械性能太差以致于无法应用于光学拾波器基座。

需要具有高导热率、尺寸稳定性、高机械强度、韧度、高流动性(低粘度)和成本竞争性的固有不含卤素的树脂组合物。

发明内容

此处公开了一种热塑性组合物，它包括：

(a)小于44wt%至少一种液晶聚合物；

(b)约10约40wt%石墨，

(c)约10-约35wt%平均粒度范围为10微米-100微米的滑石，

(d)约6-约25wt%长径比范围为3-20的纤维状填料，

其中(b)与(c)之比为30:70至80:20wt%,和其中wt%以组合物的总体积为基础，和其中组合物的导热率为至少约3W/m·K。

具体实施方式

“液晶聚合物”(LCP)是指当使用TOT试验或其任何合理的变体测试时，各向异性的聚合物，正如美国专利4,118,372中所述，在此通过参考引入。有用的LCP包括聚酯，聚(酯-酰胺)，和聚(酯-酰亚胺)。一种优选的LCP形式是“全芳烃”，也就是说，在聚合物主链内的所有基团是芳基(除了连接基团，例如酯基以外)，但可存在非芳基的侧基。

LCP典型地衍生于含芳族羟基羧酸，芳族二羧酸，脂族二羧酸，芳族二元醇，脂族二元醇，芳族羟胺和芳族二胺的单体。例如，它们可以是通过聚合一种或两种或更多种芳族羟基羧酸获得的芳族聚酯；通过聚合芳族二羧酸，一种或两种或更多种脂族二羧酸，芳族二元醇，和一种或两种或更多种脂族二元醇或芳族羟基羧酸获得的芳族聚酯；通过聚合一种或两种或更多种选自含芳族二羧酸，脂族二羧酸，芳族二元醇，和脂族二元醇中的单体获得的芳族聚酯，通过聚合芳族羟胺，一种或两种或更多种芳族二胺，和一种或两种或更多种芳族羟基羧酸获得的芳族聚酯酰胺；通过聚合芳族羟胺，一种或两种或更多种芳族二胺，一种或两种或更多种芳族羟基羧酸，芳族二羧酸和一种或两种或更多种脂族羧酸获得的芳族聚酯酰胺；和通过聚合芳族羟胺，一种或两种或更多种芳族二胺，一种或两种或更多种芳族羟基羧酸，芳族二羧酸，一种或两种或更多种脂族羧酸，芳族二元醇，和一种或两种或更多种脂族二元醇获得的芳族聚酯酰胺。