用于减少成型周期时间的导热聚合物组合物的利记博彩app

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【专利摘要】一种含(1)聚合物材料，和(2)导热填料的导热聚合物组合物。所述导热填料可为氮化硼。所述导热聚合物组合物可用在成型操作中以形成模制品且可减少成型工艺的成型周期时间。在一个实施方案中，提高聚合物材料的热导率(相对于不含导热填料的材料的热导率)增大了热扩散系数并减少了制品的冷却时间。本发明还提供由该组合物形成模制品的方法。
【专利说明】用于减少成型周期时间的导热聚合物组合物
[0001] 相关申请的引用
[0002] 本申请要求2012年4月17日递交的题目为"用于减少成型周期时间的导热聚合 物组合物"的美国临时申请61/625, 289号的优先权，该申请的公开内容通过引用全文并入 本文。

【技术领域】
[0003] 本发明涉及用于成型操作的导热聚合物组合物和采用这种组合物的成型方法。

【背景技术】
[0004] 通过成型形成制品的工艺包括用合适的材料填充限定具有选定形状的腔的模具， 并使材料在模具中定型以形成并保持制品的最终形状。材料如何定型的性质将取决于所采 用的材料。对于热塑性材料，通过材料的冷却或者冷冻完成定型。对于热固性材料，所述定 型包括材料的固化或交联。
[0005] 对于实际实施，形成物体的成型工艺一般包括：（1)任选的预装填步骤，包括在模 具中装填初始量的聚合物，或者聚合物复合材料；(2)把模具的两个半部合上以限定具有 所需形状的腔；（3)计量加入聚合物材料至模具腔中；(4)当模具腔中的材料冷却或者交联 时保持模具处于压力下，以形成所需的模压制品/零件；和（5)打开模具，从模具中取出/ 弹出制品。
[0006] 上述的序列可称为一个成型周期。上述周期是相当通用的，并同时适用于热塑性 和热固性树脂。对于热塑性材料，该周期的一个修改版，被称为注射成型，用于高通量加工。 在塑料材料注射成型中，经常跳过预装填步骤，且用单螺杆注射螺杆将热塑性熔体计量加 入模具中。
[0007] 减少实施成型周期的时间（"周期时间"）是降低最终制品的制造成本最有效的方 法之一。然而，周期时间受限于加热材料到所需温度和在模具中冷冻/交联和呈现最终所 需形状所需的时间。
[0008] 加热和冷却制品所需要的时间与模具中材料的热导率，或更具体地说是热扩散系 数直接相关。热导率和热扩散系数通过公式a=k/PCp关联，其中α是材料的热扩散系 数，k是材料的热导率，P是材料的密度，Cp是材料的比热容。热扩散系数是热在材料中耗 散速率的最好的衡量。


【发明内容】

[0009] 本发明提供导热聚合物组合物。一方面，本发明提供了导热聚合物组合物。在一 个实施方案中，该导热聚合物组合物包括（1)聚合物材料，和（2)导热填料。在一个实施方 案中，导热填料包括氮化硼。
[0010] 所述导热聚合物组合物适用于成型操作以形成模制品。本发明人已发现含导热填 料的导热聚合物组合物降低了成型工艺的成型周期时间。在一个实施方案中，提高聚合物 材料的热导率（相对于不含导热填料的材料的热导率）增大了热扩散系数并减少了制品的 冷却时间。
[0011] 在一个实施方案中，本发明提供了一种形成模制品的方法，其包括（a)计量加入 聚合物组合物至限定腔的模具中，（b)保持所述模具处于压力下一段时间并使所述聚合物 组合物冷却和/或者交联以形成模制品，和（c)从模具中取出模制品，其中所述聚合物组合 物包括（i)聚合物材料和（ii)导热填料。
[0012] 在一个实施方案中，所述聚合物组合物包含导热填料，其量为所述聚合物组合物 的约0.Iwt%至约70wt%。在一个实施方案中，所述聚合物组合物包含导热填料，其量为所 述聚合物组合物的约lwt%至约30wt%。在一个实施方案中，所述聚合物组合物包含导热 填料，其量为所述聚合物组合物的约I. 5wt%至约IOwt%。在一个实施方案中，所述聚合物 组合物包含导热填料，其量为所述聚合物组合物的约2wt%至约5wt%。
[0013] 在一个实施方案中，所述导热填料选自金属氧化物，金属硼化物，金属碳化物，金 属氮化物，金属硅化物，炭黑，石墨，膨胀石墨，碳纤维或石墨纤维，或其两种或多种的组合； 氧化铝，氧化镁，二氧化铈，二氧化铪，氧化镧，氧化钕，氧化钐，氧化镨，氧化钍，氧化铀，氧 化钇，氧化锌，氧化锆，硅铝氮氧化物，硼硅酸盐玻璃，钛酸钡，碳化硅，二氧化硅，碳化硼，碳 化钛，碳化锆，氮化硼，氮化硅，氮化铝，氮化钛，氮化锆，硼化锆，二硼化钛，十二硼化铝，重 晶石（barytes),硫酸钡，石棉，重晶石（barite),娃藻土，长石，石膏，纤维棒石（hormite), 高岭土，云母，霞石正长岩，珍珠岩，叶蜡石，蒙石，滑石，蛭石，沸石，方解石，碳酸钙，钙硅 石，偏娃酸興，粘土，娃酸错，滑石，娃酸镁错，水合氧化错（hydratedalumina),水合氧化错 (hydratedaluminumoxide)，二氧化娃（silica)，二氧化娃（silicondioxide)，二氧化 钛，玻璃纤维，玻璃鳞片，粘土，剥落的粘土，或其它高纵横比纤维，棒，或薄片，碳酸钙，氧化 锌，氧化镁，二氧化钛，碳酸钙，滑石，云母，钙硅石，氧化铝，氮化铝，石墨，膨胀石墨，金属粉 末，例如，铝，铜，青铜，黄铜等，碳纤维或碳晶须，石墨，碳化硅，氮化硅，氧化铝，氮化铝，氧 化锌，纳米级纤维例如碳纳米管，氮化硼纳米片、氧化锌纳米管等，和其两种或多种的混合 物。
[0014] 在一个实施方案中，所述导热填料是白色填料。根据一个实施方案，所述白色填料 选自高岭石粘土，煅烧高岭石粘土，碳酸钙，硅酸铝，硅酸钙，矾土，滑石，云母，三水合氧化 铝，二氧化硅，碳酸镁，氢氧化镁，白云石，硫酸钙，二氧化钛，氧化锌，氧化钇，氮化硼，纳米 级填料如氮化硼纳米管，氮化硼纳米片，氧化锌纳米管，和其两种或多种的混合物。
[0015] 在一个实施方案中，所述白色填料的比表面积为0.Olm2g4至300m2g'在一个实 施方案中，所述白色填料的比表面积为〇.Im2P至IOOm2g'
[0016] 在一个实施方案中，所述导热填料包括氮化硼。根据一个实施方案，所述聚合物组 合物包含氮化硼，其量为所述聚合物组合物的约3wt%至约IOwt%。
[0017] 在一个实施方案中，所述聚合物材料选自热塑性或者热固性材料。根据一个实施 方案，所述聚合物材料选自聚碳酸酯，聚烯烃，丙烯酸树脂，乙烯基树脂，碳氟化合物，聚酰 胺，聚酯，聚苯硫醚，液晶聚合物，环氧树脂，聚酰亚胺，聚酯，丙烯腈，或其两种或多种的组 合。
[0018] 在一个实施方案中，所述模具由包含（iii)聚合物材料，和（iv)导热填料的聚合 物组合物形成。
[0019]根据一个实施方案，所述聚合物材料（iii)是热固性材料。
[0020] 在一个实施方案中，所述导热材料（iv)包含氮化硼。
[0021] 根据一个实施方案，实施步骤（a)-(C)的时间比使用无导热填料（ii)的聚合物组 合物实施这些步骤的时间短。
[0022] 在另一方面，本发明提供了一种形成模制品的方法，其包括：(a)计量加入聚合物 组合物至限定腔的模具中；(b)保持模具处于压力下一段时间并使聚合物组合物冷却和/ 或交联以形成模制品；和（C)从模具中取出模制品，其中所述模具由含（i)聚合物材料，和 (ii)导热填料的聚合物组合物形成。
[0023]在一个实施方案中，所述聚合物组合物包含导热填料，其量为所述聚合物组合物 的约0.Iwt%至约70wt%;所述聚合物组合物的约Iwt%至约30wt%;所述聚合物组合物的 约I. 5wt%至约10wt%;甚至所述聚合物组合物的约2wt%至约5wt%。
[0024]在一个实施方案中，所述导热填料选自金属氧化物，金属硼化物，金属碳化物，金 属氮化物，金属硅化物，炭黑，石墨，膨胀石墨，碳纤维或石墨纤维或其两种或多种的组合； 氧化铝，氧化镁，二氧化铈，二氧化铪，氧化镧，氧化钕，氧化钐，氧化镨，氧化钍，氧化铀，氧 化钇，氧化锌，氧化锆，硅铝氮氧化物，硼硅酸盐玻璃，钛酸钡，碳化硅，二氧化硅，碳化硼，碳 化钛，碳化锆，氮化硼，氮化硅，氮化铝，氮化钛，氮化锆，硼化锆，二硼化钛，十二硼化铝，重 晶石（barytes),硫酸钡，石棉，重晶石（barite),娃藻土，长石，石膏，纤维棒石（hormite), 高岭土，云母，霞石正长岩，珍珠岩，叶蜡石，蒙脱石，滑石，蛭石，沸石，方解石，碳酸钙，钙硅 石，偏娃酸興，粘土，娃酸错，滑石，娃酸镁错，水合氧化错（hydratedalumina),水合氧化错 (hydratedaluminumoxide)，二氧化娃（silica)，二氧化娃（silicondioxide)，二氧化 钛，玻璃纤维，玻璃鳞片，粘土，剥落的粘土，或其它高纵横比的纤维，棒，或薄片，碳酸钙，氧 化锌，氧化镁，二氧化钛，碳酸钙，滑石，云母，钙硅石，氧化铝，氮化铝，石墨，膨胀石墨，金属 粉末，例如铝，铜，青铜，黄铜等，碳纤维或碳晶须，石墨，碳化硅，氮化硅，氧化铝，氮化铝，氧 化锌，纳米级纤维例如碳纳米管，氮化硼纳米片，氧化锌纳米管等，和其两种或多种的混合 物。
[0025]-个实施方案中，所述导热填料是白色填料。根据一个实施方案，所述白色填料选 自高岭石粘土，煅烧高岭石粘土，碳酸钙，硅酸铝，硅酸钙，矾土，滑石，云母，三水合氧化铝， 二氧化硅，碳酸镁，氢氧化镁，白云石，硫酸钙，二氧化钛，氧化锌，氧化钇，氮化硼，纳米级填 料例如氮化硼纳米管，氮化硼纳米片，氧化锌纳米管，和其两种或多种的混合物。
[0026]在一个实施方案中，所述白色填料的比表面积为0.Olm2g4至300m2g'在另一个 实施方案中，所述白色填料的比表面积为〇.Im2P至IOOm2g'
[0027]根据一个实施方案，所述导热填料包含氮化硼。
[0028]在一个实施方案中，所述聚合物组合物包含氮化硼，其量为所述聚合物组合物的 约 3wt%至约IOwt%。
[0029]在一个实施方案中，所述聚合物组合物选自热塑性或热固性材料。
[0030]根据一个实施方案，所述聚合物材料选自聚碳酸酯，聚烯烃（例如聚乙烯，聚丙烯 等），丙烯酸树脂，乙烯基树脂，碳氟化合物，聚酰胺，聚酯，聚苯硫醚，和液晶聚合物，环氧树 月旨，聚酰亚胺，聚酯，丙烯腈，或其两种或多种的组合。
[0031]在一个实施方案中，模制品由上述的任何一种方法形成。
[0032] 根据一个实施方案，所述导热组合物包含：聚合物材料；和导热填料。
[0033] 在一个实施方案中，所述聚合物组合物包含导热填料，其量为所述聚合物组合物 的约0.Iwt%至约70wt%;所述聚合物组合物的约Iwt%至约30wt%;所述聚合物组合物的 约I. 5wt%至约10wt% ;甚至所述聚合物组合物的约2wt%至约5wt%。
[0034] 根据一个实施方案，所述导热填料选自金属氧化物，金属硼化物，金属碳化物，金 属氮化物，金属硅化物，炭黑，石墨，膨胀石墨，碳纤维或石墨纤维或其两种或多种的组合； 氧化铝，氧化镁，二氧化铈，二氧化铪，氧化镧，氧化钕，氧化钐，氧化镨，氧化钍，氧化铀，氧 化钇，氧化锌，氧化锆，硅铝氮氧化物，硼硅酸盐玻璃，钛酸钡，碳化硅，二氧化硅，碳化硼，碳 化钛，碳化锆，氮化硼，氮化硅，氮化铝，氮化钛，氮化锆，硼化锆，二硼化钛，十二硼化铝，重 晶石（barytes),硫酸钡，石棉，重晶石（barite),娃藻土，长石，石膏，纤维棒石（hormite), 高岭土，云母，霞石正长岩，珍珠岩，叶蜡石，蒙脱石，滑石，蛭石，沸石，方解石，碳酸钙，钙硅 石，偏娃酸興，粘土，娃酸错，滑石，娃酸镁错，水合氧化错（hydratedalumina),水合氧化错 (hydratedaluminumoxide)，二氧化娃（silica)，二氧化娃（silicondioxide)，二氧化 钛，玻璃纤维，玻璃鳞片，粘土，剥落的粘土，或其它高纵横比的纤维，棒，或薄片，碳酸钙，氧 化锌，氧化镁，二氧化钛，碳酸钙，滑石，云母，钙硅石，氧化铝，氮化铝，石墨，膨胀石墨，金属 粉末，例如铝，铜，青铜，黄铜等，碳纤维或碳晶须，石墨，碳化硅，氮化硅，氧化铝，氮化铝，氧 化锌，纳米级纤维例如碳纳米管，氮化硼纳米片，氧化锌纳米管等，和其两种或多种的混合 物。
[0035] 在一个实施方案中，所述导热填料是白色填料。根据一个实施方案，所述白色填料 选自高岭石粘土，煅烧高岭石粘土，碳酸钙，硅酸铝，硅酸钙，矾土，滑石，云母，三水合氧化 铝，二氧化硅，碳酸镁，氢氧化镁，白云石，硫酸钙，二氧化钛，氧化锌，氧化钇，氮化硼，纳米 级填料例如氮化硼纳米管，氮化硼纳米片，氧化锌纳米管，和其两种或多种的混合物。
[0036] 在一个实施方案中，所述白色填料的比表面积为0.Olm2g4至300m2g4 ;或0.Im2g4 至 100m2g1O
[0037] 根据一个实施方案，所述导热填料包含氮化硼。
[0038] 在一个实施方案中，所述聚合物组合物包含氮化硼，其量为所述聚合物组合物的 约 3wt% 至 10wt%。
[0039] 根据一个实施方案，所述聚合物材料选自热塑性或者热固性材料。
[0040] 在一个实施方案中，所述聚合物材料选自聚碳酸酯，聚烯烃，丙烯酸树脂，乙烯基 树脂，碳氟化合物，聚酰胺，聚酯，聚苯硫醚，液晶聚合物，环氧树脂，聚酰亚胺，聚酯，丙烯 腈，或其两种或多种的组合。
[0041] 参考下面详细描述进一步理解这些和其他方面。

【具体实施方式】
[0042] 现在将对本发明的实施方案的参考进行详细描述。应当理解，在不脱离本发明各 范围情况下可采用其它实施方案，并可做结构和功能的改变。
[0043] 本发明提供导热聚合物组合物。在一个实施方案中，聚合物组合物包含（1)聚合 物材料和（2)导热填料。
[0044] 所述聚合物材料没有特别限制，并可选自任何适合成型操作的聚合物材料。如本 文所用，术语"聚合物材料"可包括一种或多种塑料，聚合物和树脂。所述聚合物材料可选 自特定目的或预期用途所需的任何材料。适合的聚合物材料的非限制性实例包括聚碳酸 酯、聚烯烃（例如聚乙烯，聚丙烯等），丙烯酸树脂、乙烯基树脂，碳氟化合物，聚酰胺，聚酯， 聚苯硫醚，和液晶聚合物（例如热塑性芳族聚酯）等。在一个实施方案中，所述聚合物选自 热塑性或热固性材料。合适的热塑性材料的实例包括，但不限于聚丙烯，聚酰胺，聚酯，聚氨 酯，聚乙烯或聚醚醚酮等。在一个实施方案中，所述热塑性聚合物是热塑性含氟聚合物。合 适的含氟聚合物的非限制性实例包括氟化乙烯丙烯（FEP)，四氟乙烯和全氟丙基乙烯基醚 的共聚物（PFA)，聚三氟氯乙烯的均聚物（PTFE)及它与TFE或二氟乙烯（VF2)的共聚物，乙 烯三氟氯乙烯（ECTFE)共聚物及其变型，乙烯-四氟乙烯（ETFE)共聚物及其变型，聚偏二 氟乙烯（PVDF)和聚氟乙烯（PVF)。
[0045] 合适的热固性聚合物的非限制性实例包括弹性体，环氧树脂，聚酰亚胺，聚酯和丙 烯腈。合适的弹性体包括，例如，苯乙烯-丁二烯共聚物，聚氯丁烯，丁腈橡胶，丁基橡胶，聚 硫橡胶，乙烯-丙烯三元共聚物，聚硅氧烷（有机硅），聚氨酯等。
[0046] 所述导热聚合物组合物进一步包括导热填料。虽然聚合物材料如塑料/聚合物/ 树脂是固有的热的不良导体，加入导热填料提高了所述聚合物组合物的热导率。已发现向 聚合物材料加入导热填料充分地提高了聚合物组合物的热导率，减少了聚合物组合物在模 具中冷却或交联所需的时间，于是减少了成型周期时间和总的注塑成型时间。
[0047] 如本文所指，"导热填料"指的是提高聚合物组合物热导率的可操作材料。所述导 热填料也可改善所述组合物的一种或多种其它性质。这些性质包括关系到该组合物的配 方、功能或效用的一种或多种化学或物理性质，如物理特性、性能特性、对特定的最终用途 的设备或环境的适用性、该组合物的易制造性和在其制造后的易加工性。除了增强其所加 入的所述聚合物组合物的热导率，本发明中有用的所述填料可能提供其它特性，包括改善 补强性能、润滑性、导电性，作为电绝缘体，作为物理增量剂等。合适的填料包括有机和无机 填料，如硫酸钡，硫化锌，炭黑，二氧化硅，二氧化钛，氮化硼，粘土，滑石，玻璃纤维，气相二 氧化硅和不连续纤维如矿物纤维，木质纤维素纤维，碳纤维，硼纤维，芳纶纤维等，和其两种 或多种的混合物。
[0048] 在一个实施方案中，对所述聚合物组合物的颜色或导电性没有限制，可将廉价的 填料，如，但不限于粉末填料，金属粉末和碳的形式如碳黑和石墨添加到树脂基质中以提高 其热导率和减少聚合物组合物的周期时间。粉末填料的一些实例可包括，但不限于，炭黑粉 末，玻璃珠，聚酰亚胺粉末，MoS2粉末，钢粉，黄铜粉和铝粉。炭黑填料的一些实例包括，但不 限于，SAF黑，HAF黑，SRP黑，ISAF和Austin黑。此类炭黑的一些实例包括但不限于100， 200或300系列仏5了]?等级）的黑，例如黑附15州134，吧34州339，吧47和吧75。然而，上 述的添加剂也可使最终组合物具有导电性。
[0049] 在另一个实施方案中，可期望最终聚合物组合物是电绝缘的而不是导电的。可期 望所述制品是电绝缘的应用的非限制性实例包括电气元件外壳，电连接器和其他电子器件 如电容器，晶体管和电阻器。实现在制造这些应用的部件中减少采用的聚合物组合物的周 期的相同目的要求提供导热但电绝缘的聚合物组合物。对于这类应用合适的填料包括例 如，陶瓷或矿物填料。陶瓷是指金属元素和非金属元素的化合物，其中原子间的结合键主要 是非离子型。
[0050] 其它可用在本发明中的合适的陶瓷填料包括，但不限于，金属氧化物，硼化物，碳 化物，氮化物，硅化物，炭黑，石墨，碳纤维或石墨纤维和其混合物或组合，且可以是相对较 纯的或含有一种或多种杂质或额外相，包括这些材料的复合物。所述金属氧化物包括，例 如，氧化铝，氧化镁，二氧化铈，二氧化铪，氧化镧，氧化钕，氧化钐，氧化镨，氧化钍，氧化铀， 氧化钇，氧化锌，氧化锆和其两种或多种的混合物。此外，大量的二元、三元和更高阶化合物 如镁-铝尖晶石，硅铝氮氧化物，硼硅酸盐玻璃，钛酸钡和其两种或多种的混合物用作耐火 填料。其他的陶瓷填料材料可包括，例如，碳化硅，二氧化硅，碳化硼，碳化钛，碳化锆，氮化 硼，氮化硅，氮化铝，氮化钛，氮化锆，硼化锆，二硼化钛，十二硼化铝和其两种或多种的混合 物和如Si-C-O-N化合物这样的材料，包括这些材料的复合物及其两种或多种的混合物。所 述陶瓷填料可以是多种形式，形状或尺寸中的任一，主要取决于基质材料，所述复合制品的 几何结构和最终产品寻求的所需性质，且最典型的是晶须和纤维的形式。所述纤维可以是 不连续的（主要为切碎形式），或以单独的连续长丝的形式或为连续多丝束。它们也可以是 二维或三维编织连续纤维垫或结构的形式。另外，陶瓷体可以是均相的或非均相的。
[0051] 矿物填料的其它合适的，但非限制性实例包括重晶石（barytes)，硫酸钡，石棉，重 晶石（barite)，硅藻土，长石，石膏，纤维棒石（hormite)，高岭土，云母，霞石正长岩，珍珠 岩，叶蜡石，蒙脱石，滑石，蛭石，沸石，方解石，碳酸钙，钙硅石，偏硅酸钙，粘土，硅酸铝，滑 石，娃酸镁错，水合氧化错（hydratedalumina),水合氧化错（hydratedaluminumoxide), 二氧化娃（silica)、二氧化娃（silicondioxide)，二氧化钛，玻璃纤维，玻璃鳞片，粘土，剥 落的粘土，或其它高纵横比的纤维，棒，或薄片，碳酸钙，氧化锌，氧化镁，二氧化钛，碳酸钙， 滑石，云母，钙硅石，氧化铝，氮化铝，石墨，膨胀石墨，铝粉，铜粉，青铜粉，黄铜粉，碳纤维或 碳晶须，石墨，碳化硅，氮化硅，氧化铝，氮化铝，氧化锌，碳纳米管，氮化硼纳米片，氧化锌纳 米管，和其混合物。
[0052] 在另一个实施方案中，如与消费者相关的应用，为了美观和/或品牌目的等，可对 颜色有严格要求。在这些应用中，金属粉末和碳形式可能不适合作为所述聚合物组合物的 填料，而白色填料可被用作所述聚合物组合物的填料。
[0053] 所述特定的白色填料可选自填料，例如，高岭石粘土（例如高岭土或球粘土），煅 烧高岭石粘土，碳酸钙，硅酸铝和硅酸钙（例如被认为是钙硅石的天然硅酸钙），矾土，滑 石，云母，三水合氧化铝，二氧化硅，碳酸镁和氢氧化镁（例如天然水滑石），白云石（钙和 镁的天然复合碳酸盐），硫酸钙（例如石膏），二氧化钛，氧化锌，氧化钇，氮化硼，纳米级填 料如氮化硼纳米管，氮化硼纳米片，氧化锌纳米管，和其两种或多种的混合物。所述白色填 料可以是天然的或合成的，且特别地，天然的和合成形式的碳酸钙，硅酸铝和硅酸钙，二氧 化硅，碳酸镁和氢氧化镁，硫酸钙和二氧化钛，都在本发明的范围之内。当所述材料是合成 的，可能形成沉淀（如碳酸钙，二氧化硅和二氧化钛）。上述详列的白色填料通常被视为白 色填料；然而，所使用的与"填料"相关的术语"白色"并不意味着，该矿物必然具有纯白色， 而是它基本上不含任何强烈的非白色色调。许多可用在本发明中的白色填料为结晶的。
[0054] 在一个实施方案中，本发明的白色填料可以单独使用或与第二补强强填料例如补 强白色填料如二氧化硅联合使用。优选使用高分散性沉淀二氧化硅作为第二补强白色填 料，特别是当本发明被用于制备具有低滚动阻力轮胎的胎面。这类优选的高分散性二氧化 硅的非限制性实例包括来自Akzo的二氧化硅PerkasilKS430,来自Degussa的二氧化硅 BV3380,来自Rh6ne-P〇ulenc的二氧化硅Zeosil1165MP和 1115MP,来自PPG的二氧化硅Hi-Sil2000 及来自Huber的二氧化硅Zeopol8741 或 8745。
[0055] 在一个实施方案中，所述白色填料颗粒平均粒度为约100微米或更小，50微米或 更小，或20微米或更小。在又一个实施方案中，所述填料颗粒的粒度可小于1微米，并且 可能在1至900nm的数量级上。所述白色填料的比表面积可根据需要选择。在一个实施 方案中，所述填料的比表面积可为至少〇.Olm2g^通过BET氮吸附法测定，并优选不大于约 30011?'在一个实施方案中，所述比表面积的范围将为从0. 1至IOOm2g4 ;从0. 5至50111?4 ; 从1至25m2g4 ;甚至从2至IOm2g'这里与说明书的其他部分及权利要求书一样，数值可 被组合以形成新的或非公开的范围。举例来说，高岭石粘土和煅烧高岭石粘土均具有约 5-6m2g4的比表面积，而三水合氧化铝的比表面积约为30m2g'对于某些超细沉淀二氧化 娃，所述值可能高达200m2g4或更多。
[0056] 所述填料的量可为所述聚合物组合物的0. 1至70wt%，或所述聚合物组合物的 1至30wt%，或所述聚合物组合物的1. 5至IOwt%，或甚至是所述聚合物组合物的2至 5wt%。在又一个实施方案中，所述填料的量为所述聚合物组合物的约3至约5wt%。这里 与说明书的其他部分及权利要求书一样，数值可以被组合以形成新的或非公开的范围。
[0057] 在一个实施方案中，所述聚合物组合物包括BN粉末作为填料。BN既电绝缘又是白 色，因此可在范围广泛的应用中很容易地使用。另外，高纵横比的BN结晶片晶可作为粉末 供使用而且可以容易地掺入到树脂中。基于路易斯尼尔森模型（LewisNielsenmodel)的 理论计算表明，仅仅加入3-10wt%的BN粉末可以使所述塑料树脂的热导率大约加倍。如此 低的装填导致其它好处，例如较低的复合成本，更好的物理性质，和/或完全自由的色彩空 间。在此类应用使用BN粉末的另一个优点是它们提供了独特的光学特性，并且可使最终零 件中出现人造磨砂外观。
[0058] 在一个实施方案中，根据本发明的所述聚合物组合物可用作通过模塑形成所需产 品或零件的材料。在另一个实施方案中，模具本身可由根据本发明的聚合物组合物形成。在 一个实施方案中，所述模具由含（1)热固性聚合物，和（2)导热填料的聚合物组合物形成。 在一个实施方案中，所述聚合物组合物包含氮化硼填料。
[0059] 所述导热填料起作用以提高所述聚合物组合物的热导率。在一个实施方案中，所 述聚合物组合物的热导率为〇. 2至约3W/mK;从约0. 3至约I. 5W/mK;或从约0. 4至约IW/ mK。这里与说明书的其他部分及权利要求书一样，数值可被组合以形成新的和未公开的范 围。
[0060] 本发明还提供了一种成型方法，包括：（1)计量加入所述聚合物材料至限定具有 选定形状的腔的模具，（2)保持所述模具处于压力下同时所述聚合物材料冷却或者交联以 由此形成模制品，和（3)从模具中取出或弹出模制品，其中所述聚合物材料被计量加入至 所述模具中，其中聚合物材料、模具本身，或两者均包含含（a)聚合物材料，和（b)导热填料 的聚合物组合物。与采用基本不含导热填料的材料的过程相比，根据加热至一个均匀温度 和冷却至某一温度的需要，所述聚合物组合物在模具中冷却或交联所需要的时间减少。这 减少了成型周期时间和总的注塑成型时间。周期时间的减少是有利的，因为它降低了模塑 成本。
[0061] 当根据优选的实施方案已显示和描述了本发明的装置和方法，本领域的技术人员 将容易理解，在不脱离本发明的精神和范围时可对其做出一些改变和/或修改。
【权利要求】
1. 一种用于形成模制品的方法，其包括： (a) 计量加入聚合物组合物至限定腔的模具中； (b) 保持所述模具处于压力下一段时间并使所述聚合物组合物冷却和/或交联以形成 丰旲制品；和 (c) 从模具中取出模制品，其中所述聚合物组合物包括（i)聚合物材料和（ii)导热填 料。
2. 根据权利要求1所述方法，其中所述聚合物组合物包含所述导热填料，其量为所述 聚合物组合物的约〇. lwt%至约70wt%。
3. 根据权利要求1所述方法，其中所述聚合物组合物包含所述导热填料，其量为所述 聚合物组合物的约lwt%至约30wt%。
4. 根据权利要求1所述方法，其中所述聚合物组合物包含所述导热填料，其量为所述 聚合物组合物的约1. 5wt%至约10wt%。
5. 根据权利要求1所述方法，其中所述聚合物组合物包含所述导热填料，其量为所述 聚合物组合物的约2wt %至约5wt %。
6. 根据权利要求1-5任一项所述方法，其中所述导热填料选自金属氧化物，金属硼化 物，金属碳化物，金属氮化物，金属硅化物，炭黑，石墨，膨胀石墨，碳纤维，金属粉末，纳米级 纤维或石墨纤维或其两种或多种的组合。
7. 根据权利要求1-5任一项所述方法，其中所述导热填料选自氧化铝，氧化镁，二氧化 铈，二氧化铪，氧化镧，氧化钕，氧化钐，氧化镨，氧化钍，氧化铀，氧化钇，氧化锌，氧化锆，硅 铝氮氧化物，硼硅酸盐玻璃，钛酸钡，碳化硅，二氧化硅，碳化硼，碳化钛，碳化锆，氮化硼，氮 化硅，氮化铝，氮化钛，氮化锆，硼化锆，二硼化钛，十二硼化铝，重晶石（barytes)，硫酸钡， 石棉，重晶石（barite)，硅藻土，长石，石膏，纤维棒石（hormite)，高岭土，云母，霞石正长 岩，珍珠岩，叶蜡石，蒙脱石，滑石，蛭石，沸石，方解石，碳酸钙，钙硅石，偏硅酸钙，粘土，硅 酸错，滑石，娃酸镁错，水合氧化错（hydrated alumina),水合氧化错（hydrated aluminum oxide)，二氧化娃（silica)，二氧化娃（silicon dioxide)，二氧化钛，玻璃纤维，玻璃鳞片， 粘土，剥落的粘土，或其它高纵横比的纤维，棒，或薄片，碳酸钙，氧化锌，氧化镁，二氧化钛， 碳酸钙，滑石，云母，钙硅石，氧化铝，氮化铝，石墨，铝粉，铜粉，青铜粉，黄铜粉，碳纤维或碳 晶须，石墨，碳化硅，氮化硅，氧化铝，氮化铝，氧化锌，碳纳米管，氮化硼纳米片，氧化锌纳米 管，和其两种或多种的混合物。
8. 根据权利要求1-5任一项所述方法，其中所述导热填料为白色填料。
9. 根据权利要求8所述方法，其中所述白色填料选自高岭石粘土，煅烧高岭石粘土，碳 酸钙，硅酸铝，硅酸钙，矾土，滑石，云母，三水合氧化铝，二氧化硅，碳酸镁，氢氧化镁，白云 石，硫酸钙，二氧化钛，氧化锌，氧化钇，氮化硼，氧化铝，氧化镁，氮化硼纳米管，氮化硼纳米 片，氧化锌纳米管，和其两种或多种的混合物。
10. 根据权利要求9所述方法，其中所述白色填料具有0. OlmY1至300H1Y1的比表面 积。
11. 根据权利要求9所述方法，其中所述白色填料具有0. lmY1至lOOmY1的比表面积。
12. 根据权利要求1所述方法，其中所述白色填料包括氮化硼。
13. 根据权利要求12所述方法，其中所述聚合物组合物包含氮化硼，其量为所述聚合 物组合物的约3wt %至约lOwt %。
14. 根据权利要求1-13任一项所述方法，其中所述聚合物材料选自热塑性或热固性材 料。
15. 根据权利要求1-13任一项所述方法，其中所述聚合物材料选自聚碳酸酯，聚烯烃， 丙烯酸树脂，乙烯基树脂，碳氟化合物，聚酰胺，聚酯，聚苯硫醚，液晶聚合物，环氧树脂，聚 酰亚胺，聚酯，丙烯腈，或其两种或多种的组合。
16. 根据权利要求1-15任一项所述方法，其中所述模具由含（iii)聚合物材料，和 (iv)导热填料的聚合物组合物形成。
17. 根据权利要求16所述方法，其中所述聚合物材料（iii)是热固性材料。
18. 根据权利要求16或17所述方法，其中所述导热材料（iv)包括氮化硼。
19. 根据权利要求1-18任一项所述方法，其中实施步骤（a)-(c)的时间比使用无导热 填料（ii)的聚合物组合物实施这些步骤的时间短。
20. 通过权利要求1-19任一项所述方法制备的模制品。
21. -种用于形成模制品的方法，其包括： (a) 计量加入聚合物组合物至限定腔的模具中； (b) 保持模具处于压力下一段时间并使聚合物组合物冷却和/或交联以形成模制品； 和 (c) 从模具中取出模制品，其中所述模具由含⑴聚合物材料，和（b)导热填料的聚合 物组合物形成。
22. 根据权利要求21所述方法，其中所述聚合物组合物包含所述导热填料，其量为所 述聚合物组合物的约〇. lwt%至约70wt%。
23. 根据权利要求21所述方法，其中所述聚合物组合物包含所述导热填料，其量为所 述聚合物组合物的约lwt%至约30wt%。
24. 根据权利要求21所述方法，其中所述聚合物组合物包含所述导热填料，其量为所 述聚合物组合物的约1. 5wt%至约10wt%。
25. 根据权利要求21所述方法，其中所述聚合物组合物包含所述导热填料，其量为所 述聚合物组合物的约2wt%至约5wt%。
26. 根据权利要求21-25任一项所述方法，其中所述导热填料选自金属氧化物，金属硼 化物，金属碳化物，金属氮化物，金属硅化物，炭黑，石墨，膨胀石墨，碳纤维，金属粉末，纳米 级纤维或石墨纤维或其两种或多种的组合。
27. 根据权利要求26所述方法，其中所述导热填料选自氧化铝，氧化镁，二氧化铈， 二氧化铪，氧化镧，氧化钕，氧化钐，氧化镨，氧化钍，氧化铀，氧化钇，氧化锌，氧化锆，硅铝 氮氧化物，硼硅酸盐玻璃，钛酸钡，碳化硅，二氧化硅，碳化硼，碳化钛，碳化锆，氮化硼，氮 化硅，氮化铝，氮化钛，氮化锆，硼化锆，二硼化钛，十二硼化铝，重晶石（barytes)，硫酸钡， 石棉，重晶石（barite)，硅藻土，长石，石膏，纤维棒石（hormite)，高岭土，云母，霞石正长 岩，珍珠岩，叶蜡石，蒙脱石，滑石，蛭石，沸石，方解石，碳酸钙，钙硅石，偏硅酸钙，粘土，硅 酸错，滑石，娃酸镁错，水合氧化错（hydrated alumina),水合氧化错（hydrated aluminum oxide)，二氧化娃（silica)，二氧化娃（silicon dioxide)，二氧化钛，玻璃纤维，玻璃鳞片， 粘土，剥落的粘土，或其它高纵横比的纤维，棒，或薄片，碳酸钙，氧化锌，氧化镁，二氧化钛， 碳酸钙，滑石，云母，钙硅石，氧化铝，氮化铝，石墨，铝粉，铜粉，青铜粉，黄铜粉，碳纤维或碳 晶须，石墨，碳化硅，氮化硅，氧化铝，氮化铝，氧化锌，碳纳米管，氮化硼纳米片，氧化锌纳米 管，和其两种或多种的混合物。
28. 根据权利要求26所述方法，其中所述导热填料为白色填料。
29. 根据权利要求28所述方法，其中所述白色填料选自高岭石粘土，煅烧高岭石粘土， 碳酸钙，硅酸铝，硅酸钙，矾土，滑石，云母，三水合氧化铝，二氧化硅，碳酸镁，氢氧化镁，白 云石，硫酸钙，二氧化钛，氧化锌，氧化钇，氮化硼，氧化铝，氧化镁，氮化硼纳米管，氮化硼纳 米片，氧化锌纳米管，和其两种或多种的混合物。
30. 根据权利要求29所述方法，其中所述白色填料具有0. OlmY1至300H1Y1的比表面 积。
31. 根据权利要求29所述方法，其中所述白色填料具有0. lmY1至lOOmY1的比表面 积。
32. 根据权利要求21所述方法，其中所述导热填料包括氮化硼。
33. 根据权利要求32所述方法，其中所述聚合物组合物包括氮化硼，其量为所述聚合 物组合物的约3wt %至约10wt %。
34. 根据权利要求21-33任一项所述方法，其中所述聚合物材料选自热塑性或热固性 材料。
35. 根据权利要求21-33任一项所述方法，其中所述聚合物材料选自聚碳酸酯，聚烯 烃，丙烯酸树脂，乙烯基树脂，碳氟化合物，聚酰胺，聚酯，聚苯硫醚，液晶聚合物，环氧树脂， 聚酰亚胺，聚酯，丙烯腈，或其两种或多种的组合。
36. 通过权利要求21-35任一项所述方法制备的模制品。
37. -种导热组合物，包含： 聚合物材料；和 导热填料。
38. 根据权利要求37所述组合物，其中所述聚合物组合物包含所述导热填料，其量为 所述聚合物组合物的约〇. lwt%至约70wt%。
39. 根据权利要求37所述组合物，其中所述聚合物组合物包含所述导热填料，其量为 所述聚合物组合物的约lwt%至约30wt%。
40. 根据权利要求37所述组合物，其中所述聚合物组合物包含所述导热填料，其量为 所述聚合物组合物的约1. 5wt%至约10wt%。
41. 根据权利要求37所述组合物，其中所述聚合物组合物包含所述导热填料，其量为 所述聚合物组合物的约2wt%至约5wt%。
42. 根据权利要求37-41任一项所述方法，其中所述导热填料选自金属氧化物，金属硼 化物，金属碳化物，金属氮化物，金属硅化物，炭黑，石墨，膨胀石墨，碳纤维，金属粉末，纳米 级纤维或石墨纤维或其两种或多种的组合。
43. 根据权利要求37-41任一项所述方法，其中所述导热填料选自氧化铝，氧化镁，二 氧化铈，二氧化铪，氧化镧，氧化钕，氧化钐，氧化镨，氧化钍，氧化铀，氧化钇，氧化锌，氧化 锆，硅铝氮氧化物，硼硅酸盐玻璃，钛酸钡，碳化硅，二氧化硅，碳化硼，碳化钛，碳化锆，氮化 硼，氮化硅，氮化铝，氮化钛，氮化锆，硼化锆，二硼化钛，十二硼化铝，重晶石（barytes)，硫 酸钡，石棉，重晶石（barite)，硅藻土，长石，石膏，纤维棒石（hormite)，高岭土，云母，霞 石正长岩，珍珠岩，叶蜡石，蒙脱石，滑石，蛭石，沸石，方解石，碳酸钙，钙硅石，偏硅酸钙， 粘土，娃酸错，滑石，娃酸镁错，水合氧化错（hydrated alumina),水合氧化错（hydrated aluminum oxide),二氧化娃（silica),二氧化娃（silicon dioxide),二氧化钛，玻璃纤维， 玻璃鳞片，粘土，剥落的粘土，或其它高纵横比的纤维，棒，或薄片，碳酸钙，氧化锌，氧化镁， 二氧化钛，碳酸钙，滑石，云母，钙硅石，氧化铝，氮化铝，石墨，铝粉，铜粉，青铜粉，黄铜粉， 碳纤维或碳晶须，石墨，碳化硅，氮化硅，氧化铝，氮化铝，氧化锌，碳纳米管，氮化硼纳米片， 氧化锌纳米管，和其两种或多种的混合物。
44. 根据权利要求37-41任一项所述组合物，其中所述导热填料是白色填料。
45. 根据权利要求44所述组合物，其中所述白色填料选自高岭石粘土，煅烧高岭石粘 土，碳酸钙，硅酸铝，硅酸钙，矾土，滑石，云母，三水合氧化铝，二氧化硅，碳酸镁，氢氧化镁， 白云石,硫酸钙，二氧化钛,氧化锌，氧化钇,氮化硼，氧化铝,氧化镁，氮化硼纳米管,氮化硼 纳米片，氧化锌纳米管，和其两种或多种的混合物。
46. 根据权利要求45所述组合物，其中所述白色填料具有0. 01m2g4至300m2g4的比表 面积。
47. 根据权利要求45所述组合物，其中所述白色填料具有0. lm2g4至100m2g4的比表 面积。
48. 根据权利要求37所述组合物，其中所述导热填料包括氮化硼。
49. 根据权利要求48所述组合物，其中所述聚合物组合物包括氮化硼，其量为所述聚 合物组合物的约3wt%至约10wt%。
50. 根据权利要求37-49任一项所述组合物，其中所述聚合物材料选自热塑性或热固 性材料。
51. 根据权利要求37-49任一项所述组合物，其中所述聚合物材料选自聚碳酸酯，聚烯 烃，丙烯酸树脂，乙烯基树脂，碳氟化合物，聚酰胺，聚酯，聚苯硫醚，液晶聚合物，环氧树脂， 聚酰亚胺，聚酯，丙烯腈，或其两种或多种的组合。
【文档编号】H01L23/36GK104364900SQ201380031797
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年4月17日 优先权日:2012年4月17日
【发明者】钱德拉谢卡尔·拉曼, 韦恩·A·厄利 申请人:莫门蒂夫性能材料股份有限公司