[发明专利]导热性聚合物组合物和包含该组合物的制品

说明书

技术领域

本公开涉及导热性聚合物组合物和包含该组合物的制品。

背景技术

计算机、器具、照明设备、机动车、航空航天和工业细分市场的制造商们对高效和紧凑的电路设计的关注度正在日益加强。由此，在便携式电子设备的中，为阻止水分和灰尘进入，组件被密集填塞则封闭的空间里，且其通风性受限，这些都促进了对能够提供热管理方案的材料的需求的增长，以确保可靠、稳健的产品设计。导热性塑料可以通过将各种导热性添加剂与聚合物配混来制备得到。这些添加剂可以分为可以改善导热性而同时保持塑料电绝缘特性的和可以同时提高聚合物的导电性及导热性的。金属粉末和碳基（如石墨）添加剂可以提高导热性和导电性。

几年来，人们已经使用了各种形式的石墨来改善聚合物材料的导热性和/或导电性。例如，中国专利公开No. CN101081926公开了包含聚酰胺和膨胀石墨的导电性聚酰胺/石墨复合物；美国专利公开No. US 2011/0103021公开了包含膨胀石墨的导热性塑料材料；美国专利公开No. US 2011/0281051公开了使用膨胀石墨改善热塑性材料的导热性和导电性的用；PCT专利公开No. WO 2012/020099公开了磨碎的膨胀石墨团聚体及其在改善热塑性材料的导热性和导电性中的用途；美国专利公开No. US 2009/0189125公开了包含聚合物和膨胀石墨片状纳米颗粒的导电性复合物；并且PCT专利公开No. WO 2009/106507公开了石墨片状纳米颗粒及其在改善塑料材料的导热性和导电性中的用途。然而，对可以使聚合物材料的导热性和/或导电性最大化的新形式的石墨添加剂的开发需要仍然存在。

发明内容

本公开的目的是提供一种导热性聚合物组合物，其包含聚合材料和20-70重量%的膨胀石墨，并且包含在所述组合物中的所有组分的总重量的合计为100重量%，其中所述膨胀石墨的I_G/I_D比等于或大于8（I_G为石墨强度峰并且I_D为石墨缺陷强度峰（graphite defect intensity peak））。

在所述导热性聚合物组合物的一种实施方案中，所述膨胀石墨在所述组合物中的含量为20-60重量%或25-50重量%。

在所述导热性聚合物组合物的又一实施方案中，所述膨胀石墨的I_G/I_D比等于或大于10，或等于或大于15。

在所述导热性聚合物组合物的又一实施方案中，所述膨胀石墨的硫含量水平为小于200 ppm。

在所述导热性聚合物组合物的又一实施方案中，所述膨胀石墨是通过使可膨胀石墨受热得到的，并且其中所述可膨胀石墨的I_G/I_D比等于或大于5，或等于或大于10。

在所述导热性聚合物组合物的又一实施方案中，所述膨胀石墨是通过将所述可膨胀石墨加热至200-1000℃的温度得到的。

在所述导热性聚合物组合物的又一实施方案中，通过所述可膨胀石墨是通过如下方法制备的，(a)用包含浓硝酸和任选其它不含硫的酸的处理混合物处理石墨薄片；和(b)洗涤和干燥所述处理过的石墨来制备所述可膨胀石墨。

在所述导热性聚合物组合物的又一实施方案中，所述处理混合物基本上不含高锰酸钾。

在所述导热性聚合物组合物的又一实施方案中，所述处理混合物由浓硝酸形成。

本文中进一步提供的是由上述导热性聚合物组合物形成的制品。

附图的简要说明

图1a和1b是现有技术中所使用的石墨（分别为可膨胀的（即膨胀之前）和膨胀的（即膨胀之后）形式）的拉曼光谱；

图2a和2b是本公开的一种实施方案中所使用的石墨（分别为可膨胀的和膨胀的形式）的拉曼光谱；

图3a和3b是本公开的另一种实施方案中所使用的石墨（分别为可膨胀的和膨胀的形式）的拉曼光谱。

具体实施方式

本文中所公开的是包含聚合材料和分散于其中的膨胀石墨的导热性聚合物组合物，其中该膨胀石墨的拉曼光谱的I_G/I_D比为至少约8（I_G是约1570-1620 cm^-1之间的石墨强度峰，并且I_D是约1300-1400 cm^-1之间的石墨缺陷强度峰）。