[发明专利]导热性阻燃聚合物组合物及其用途

说明书

相关申请的引用

这是要求享有2012年12月14日提交的美国临时申请号61/737,539的优先权的非临时申请，其全部内容结合于本文中作为参考。

技术领域

本公开涉及导热性阻燃聚合物组合物。本发明还涉及制备这些组合物的方法和包含这些组合物的制品。

背景技术

热塑性聚合物组合物适用于各种应用，如个人计算机外壳、显示设备、电子设备材料、汽车外部和内部部件等。对于在前述应用中所用的聚合物合乎需要的是具有阻燃性的同时也是导热性的而从器件热敏性部分耗散和散发掉热量。

阻燃添加剂通常加入到热塑性聚合物组合物中以改善组合物的阻燃性。然而，加入某些阻燃添加剂常常会降低组合物的热导率和/或抗冲击强度。因此，合乎需要的是加入改善阻燃性而同时提高组合物的热导率的化合物。

由于聚合物组合物导热性不如金属，则在这些材料中产生的任何热量就不容易散发到周围环境中。为了弥补这一缺陷，向热塑性聚合物组合物添加导热填料。填料的高体积分数用于获得适合于通过热塑性聚合物组合物有效热传输的热导率。陶瓷填料经常加入到热塑性聚合物组合物中以提高热导率。当前能够用于导热性组合物的陶瓷填料类型的数量是相对有限的，因为大多数陶瓷填料都是绝热的或具有相对较低的热导率。因此，使用具有高热导率的陶瓷填料代价高昂并且控制其它性质，如机械性能，流动性和热稳定性的设计自由度是有限的。因此，合乎需要的是使用改良的填料或其组合以获得低廉而产生所需之时的阻燃性的导热性组合物。

发明内容

本文公开了一种导热性组合物，包含20wt％至80wt％的热塑性聚合物或热固性聚合物、10wt％至70wt％的金属氢氧化物、0.5wt％至40wt％的硅酮成炭剂、和0.05wt％至5wt％的抗燃滴落剂，其中，导热性组合物具有对于层间热导率(through plane thermal conductivity)至少0.5W/mK的热导率；以及当根据UL-94测试标准测试时，在1.2mm或更小厚度的至少V-0的阻燃性能。

本文中还公开了一种方法，包括共混20wt％至80wt％的热塑性聚合物或热固性聚合物、10wt％至70wt％的金属氢氧化物、0.5wt％至40wt％的硅酮成炭剂、和0.05wt％至5wt％的抗燃滴落剂，其中，导热性组合物具有对于层间热导率至少0.5W/mK的热导率；以及当按照UL-94测试标准测试时，在1.2mm或更小厚度的至少V-0的阻燃性能。

具体实施方式

本发明更具体地在以下的描述和实施例中进行介绍，这些描述和实施例仅旨在举例说明，因为许多在其中的修改和变化对于本领域的那些技术人员而言将是显而易见的。正如在说明书和权利要求书中所用，术语“包括”可以包括“由…组成”和“基本由…组成”的实施方式。术语“一个”，“一种”等包括引用对象的复数数目。术语“和/或”包括“和”以及“或”。例如，A和/或B被解释为A，B，或A和B。本文公开的所有范围都包括端点并可以独立组合。本文公开的范围的端点和任何值不限于精确的范围或值；它们不是充分精确的而包括接近这些范围和/或值的值。

正如本文中所用，近似语言可以用于修饰任何可以变化而不会导致与其相关的基本功能变化的量化表达。因此，由一个术语或多个术语，如“约”和“基本上”修饰的值，在某些情况下，可以不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于测定该值的仪器仪表的精度。

本文公开了具有改善的阻燃行为的导热性组合物以及制备这些组合物的方法和由其制成的制品。导热性组合物包含热塑性树脂、金属氢氧化物、硅基成炭剂、能够提供热导率特性的可选填料或增强剂和可选的其它颜料和/或加工助剂。导热性组合物能够用于各种应用，如需要电绝缘的热量或散热管理应用。在一个替代实施方式中，导热性组合物能够用于各种应用，如需要电导率的热量或热耗散管理应用。实例包括用于计算机和消费者电器的电子组件的热沉，太阳能电池和电池组如处理器、灯、LED-灯、电动机、电子电路、电子装置的包装，如线圈或外壳，太阳能电池背板，电池外壳、或对于高度困难(腐蚀性)环境的换热器的制造。