[发明专利]导热聚合物复合材料和包含其的物品

说明书

技术领域

本发明涉及导热聚合物复合材料和包含其的物品，并且更具体地，涉及包括全芳族液晶聚酯树脂和导热添加剂的导热聚合物复合材料和包含其的物品。

背景技术

由于对更小并且更薄的电子设备的需要，发热元件，例如安装在电子设备中的电子部件，被密集安装在狭小空间内，并且由于电子设备的高密封性，安装在电子设备内部的电子部件容易暴露于热。一旦电子部件长时间暴露于热，它们的性能可会下降并且其寿命也被缩短。

上文描述的问题可以通过使用，典型地，将热排放至外部的散热设备以降低影响电子部件的热的量来解决。可使用金属、石墨、碳或类似物作为用于散热设备的材料。然而，这些材料因为它们的强度和对模塑形状的限制而不可以与电子设备直接连接。

作为散热装置的可替换方案，导热材料可被用作用于电子部件的材料。可使用金属作为导热材料。然而，金属材料因为其对部件设计的限制而具有低生产能力并且具有不良的可塑性。金属材料同样不适于制造轻量的电子设备。

因此，对于可注射成型的导热聚合物的研究并且因为这一特性，提供了高产率并且使得可以进行精确的设计。然而，因为导热聚合物通常具有0.5W/mK或更低的导热性，使用导热性聚合物本身作为金属的替换方案是不可能的。

因此，最近，已经研究了包括用于增加导热性的添加剂的聚合物复合材料。例如KR2009-0041081公开了包括作为结晶性聚合物树脂的聚苯硫醚(PPS)、混合的金属填充剂和低熔点金属的导热聚合物树脂。然而，如果导热树脂复合材料中PPS的量超过85vol%，PPS的可流动性会降低并且因此其注射成型工艺将难以进行。同样，PPS与其他元素不能顺畅混合并且难以确保适于要求导热性的实际使用环境的预定水平或更高的导热性。同样，如果导热树脂复合材料中PPS的量低于30vol.%，则难以制造复合材料本身。导热树脂复合材料在最佳条件下具有3.5W/mK或更少的导热性。因此，这一导热性水平低于10W/mK，导热聚合物材料可取代金属的水平。

因此，时至今日，仅金属材料被用作用于需要高导热性的电子部件的材料。

发明内容

技术问题

本发明提供包括全芳族液晶聚酯树脂和导热添加剂的导热聚合物复合材料。

本发明同样提供包括所述导热聚合物复合材料的物品。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了导热聚合物复合材料，其包括：15至20重量份的全芳族液晶聚酯树脂；和80至85重量份的导热添加剂。

导热聚合物复合材料可进一步包括基于100重量份的全芳族液晶聚酯树脂和导热添加剂总量的5至50重量份的增强剂。

增强剂可包括玻璃纤维、硅灰石、白云石、石英、氢氧化镁、氢氧化铝、硫酸钡、云母、碳酸钙、滑石、碳纤维、芳纶纤维、硼纤维或其组合。

全芳族液晶聚酯树脂可包括衍生自羟基苯甲酸的重复单元和衍生自羟基萘酸的重复单元并且不可以包括来自芳香族二羧酸的重复单元。

羟基苯甲酸可包括对羟基苯甲酸、3-羟基苯甲酸、2-羟基苯甲酸或其组合。

羟基萘酸可包括6-羟基-2-萘酸、3-羟基-2-萘酸、2-羟基-1-萘酸、1-羟基-2-萘酸或其组合。

全芳族液晶聚酯树脂可包括70至80摩尔份的衍生自羟基苯甲酸的重复单元和20至30摩尔份的衍生自羟基萘酸的重复单元。

导热添加剂可包括20W/mK或更高的导热性。

导热添加剂可包括石墨、氧化铝、铝、氮化硼、氮化硅、铜、银、氮化铝、碳纳米管或其组合。

导热聚合物复合材料可具有10W/mK或更高的导热性。

根据本发明的另一个方面，提供了包含所述导热聚合物复合材料的物品。

所述物品可以是印刷电路板。

有益效果

根据本发明的导热聚合物复合材料包括全芳族液晶聚酯树脂。由于包括全芳族的液晶聚酯树脂，导热聚合物复合材料可包括80wt%或更多的添加剂，这在传统聚合物复合材料的情况下是不可能的。同样，所述导热聚合物复合材料的导热性是传统PPS复合材料的三倍或更高。

同样，根据本发明的导热复合材料具有可与包括相对低的添加剂含量的PPS复合材料的相比的挠曲强度和弯曲模量，尽管所述导热聚合物复合材料包括相当高的添加剂含量。