[发明专利]具有改进的导热性的热塑性树脂组合物及其制品

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有导热性的热塑性树脂组合物。

背景技术

在电子器件(electronic device)中，具有生热部件的元件(如主体、底板、和散热件)通常由金属制造。使用金属的原因是金属具有高导热性(导热率)。与其它材料相比，金属非常快地将接收的热消散至周围区域。因此，金属可以使对热敏感的电子部件保持在高温条件下。此外，金属在金属薄板加工、冲压和切削处理中具有高的机械强度和良好的加工能力。因此，金属适宜用作可能具有复杂形状的散热件的材料。

然而，可能难以使由金属制成的散热器的重量较轻，这是由于金属的高密度。此外，使用金属的加工成本可能较高。

因此，已经开发了使用合成树脂代替金属的导热材料。例如，导热树脂可以用于制造打印机、复印机、笔记本电脑等等之上的散热片或散热脂(heat dissipation grease)。

最近，由于对电子器件的高集成和高性能的需求，会在电子器件内部产生大量的热。此外，电子器件变得更薄或重量更轻。因此电子器件产生的热的耗散造成严重的问题。有时，由于局部产生的热电子器件中会出现严重的问题，最终引起器件失灵或烧毁。然而，迄今为止所开发的导热树脂组合物的导热率低，仍然没有解决这些问题。

如果使用大量导热填料来改进树脂组合物的导热率，那么树脂组合物的粘度会增加，这会导致在成型工艺期间流动性差。因此，难以通过注射模制(injection molding)工艺生产产品。而且最终产品的强度也不能令人满意。由于上面列举的原因，在树脂组合物内形成有效的填料网络以使导热性最大化，同时使其中所用的填料的量最小化是重要的。

可以使用粘度低得多的树脂，以便在注射模制工艺期间，即使大量加入填料也不会降低流动性。然而，在挤出或注射模制工艺期间具有低分子量的低粘度树脂可以增强分子链之间的反应性。

因此，对于形成有效的填料网络以产生具有高导热率以及允许注射模制的树脂组合物而言，确保流动性是重要的。此外，应当降低树脂的粘度，并且应当保持在该过程期间的稳定性。

通常，已经使用碳或石墨填料来改进树脂组合物的导热性。虽然这些填料具有高导热性，但它们也具有导电性因而不能在需要电绝缘应用(如显示器或电子器件)中使用。

无机填料可具有高吸水性。在注射模制期间，包含无机填料的树脂组合物所释放出来的气体会增加。这也会损害最终产物的物理性质。

发明内容

本发明涉及一种可具有改进的导热性以及优异的物理性质(如弯曲模量、防潮性、电绝缘性和流动性)的热塑性树脂组合物。

本发明的一种实施方式(第一示例性实施方式)提供一种热塑性树脂组合物，包含(A)按重量计30％至50％的热塑性树脂，和(B)按重量计50％至70％的球形氧化镁，其中热塑性树脂组合物在水平方向或垂直方向上的热扩散系数(thermal diffusivity)是0.065至0.20cm²/s，水平方向：垂直方向的热扩散系数之比是1∶0.5至1∶1。

球形氧化镁(B)的平均粒度可以是30至80μm，比表面积(BET)可以是0.4至0.6m²/g。

热塑性树脂可以包括聚酰胺树脂、聚苯硫醚树脂、聚烯烃树脂、聚酯树脂、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)树脂、甲基丙烯酸类树脂(methacrylicresin)、氟化树脂(fluoride resin)、聚砜树脂、聚醚亚酰胺树脂(polyetherimide resin)、聚醚砜树脂、聚醚酮树脂、液晶聚酯树脂、或它们的组合。

热塑性树脂可以包括聚酰胺树脂、聚苯硫醚树脂、或它们的组合。

聚苯硫醚树脂的平均分子量可以为3,000至50,000g/mol。

基于100重量份的热塑性树脂(A)和球形氧化镁(B)，热塑性树脂组合物还可包含5至50重量份的玻璃纤维(C)。

玻璃纤维(C)的平均直径可以为8至20μm，平均长度为1.5至8mm。

热塑性树脂组合物还可包含抗氧化剂、润滑剂、阻燃剂、热稳定剂、无机添加剂、颜料、染料、或它们的组合。

根据ASTM D1238使用颗粒在315℃在重量为1.2kg下，所述热塑性树脂组合物的熔体流动指数可以大于5g/10min。

可以使用热塑性树脂组合物制备模制品。