通过塑料上涂料导热的组合物制造技术

制品可包括由热塑性材料或热固性材料形成的基底；和相邻于基底布置以形成复合料堆的导热或吸热涂料，其中复合料堆的特征在于与没有该涂料的基底相比时穿过平面导热率增加至少2W/m*K。

A composition conducting thermal conduction through a plastic coating

A product may include a substrate formed by a thermoplastic material or a thermosetting material, and a heat conduction or endothermic coating adjacent to the substrate to form a composite heap, in which the composite heap is characterized by an increase of at least 2W/m*K through the plane thermal conductivity compared to the substrate without the coating.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过塑料上涂料导热的组合物相关申请本申请要求2015年10月30日提交的美国专利申请号62/248,455的权益，其公开内容整体被并入本文。
技术介绍
对于消费电子装置而言，使用过程中的热量积累可降低装置效率并且可缩短寿命。从使用者的角度来说，积累的热量可能是触碰不适的。因此，热管控，如散热，对于这种装置及其使用至关重要。作为实例，在热塑性材料或热固性材料中添加导热填充剂是提高导热率的一种有效方法，并且这种导热组合物可用于消费电子装置以散热。然而，消费电子产品正在不断发展，并且包括具有不断增加的电子产品功能、功率和更大的显示屏的移动装置，其导致更多热在使用过程中生成。而加剧该问题的是，消费电子产品正在以更薄的设计制造，从而限制了散热空间并且需要更高的导热率。这种导热率水平不可通过添加另外的导热填充剂实现，因为利用填充剂的导热率有限。另外，导热填充剂负荷的增加可导致例如与机械性能和阻燃剂(FR)性能相关的不期望的效应。本专利技术解决了现有技术的这些以及其它缺点。
技术实现思路
本公开涉及具有超高导热率的掺混的热塑性聚合物组合物，超高导热率可通过利用在热塑性材料上的导热或吸热涂料而获得。热塑性材料具有低等或中等导热率水平(例如，小于2W/m*K)，而导热率可通过涂料大幅提高。一方面，制品可包括由热塑性材料或热固性材料形成的基底；和相邻于基底布置以形成复合料堆(compositestack)的导热或吸热涂料，其中复合料堆的特征在于，与没有该涂料的基底相比时穿过平面导热率(throughplanethermalconductivity)增加至少2W/m*K。在各种进一步方面，本公开涉及包括本公开组合物的制品。本公开的其它方面部分在下文描述中展示，并且部分将通过该描述而显而易见或可通过本公开的实践而得知。本公开的优点将通过所附权利要求具体指出的要素和组合而被了解和获知。将理解，前文概括描述和后文详细描述均是仅仅示例性和说明性的，而不限制所主张的公开内容。具体实施方式一方面，通过在热塑性材料上利用导热或吸热涂料，在热塑性制品中可获得高导热率(例如，大于2W/m*K、大于6W/m*K、2W/m*K和30W/m*K之间)。将理解，热塑性材料可具有低导热率水平，而导热率可通过热塑性层提高——通过提供涂料。表1示例了可用原料的列表。然而，可以利用其它树脂、填充剂、稳定剂、和涂料来实现期望的导热率，如本文所述。(1)表1.原料列表一方面，基底可由下列构成或形成：聚丙烯、聚乙烯、乙烯系共聚物、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸环己二亚甲酯(PCT)、液晶聚合物(LPC)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯醚(PPE)、聚苯醚-聚苯乙烯掺混物、聚苯乙烯、高冲击改性聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)三聚物、丙烯酸聚合物、聚醚酰亚胺(PEI)、聚氨酯、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、和前述任意项的混合物。聚合物基底可以是纯树脂，或可包括下列中的一种或多种：填充剂、冲击改性剂、FR组分、增强剂、稳定剂、或添加剂、或其组合。FR组分可包括含磷阻燃剂如双酚-A磷酸二苯酯(BPADP)、RDP(间苯二酚二磷酸酯)、sol-DP、苯氧基磷腈低聚物、BDP(双酚-A双(磷酸二苯酯))；ClariantOP系列、无机FR填充剂如Al(OH)3(Gibbsite)、Mg(OH)2氢氧化镁、含溴FR组分、或其组合。本文所述的热塑性组合物适用于本领域已知的多种组合物和应用。热塑性组合物可包括一种或多种经选择以实现期望的性质的添加剂，条件是该添加剂(一种或多种)还经选择以不显著不利地影响热塑性组合物的期望性质。添加剂组合物或个体添加剂可在组分混合形成组合物期间的适当时间被混合。添加剂可以是在聚合物中可溶的和/或不可溶的。增强剂可包括玻璃纤维、碳纤维、硅灰石晶须、CaSO4晶须、或其组合。可使用其它FR组分和增强剂。添加剂组合物可包括冲击改性剂、流动改性剂、填充剂(例如，颗粒状聚四氟乙烯(PTFE)、玻璃、碳、矿物、或金属)、增强剂(例如，玻璃纤维)、冲击改性剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外(UV)光稳定剂、UV吸收添加剂、增塑剂、润滑剂、剥离剂(如脱模剂)、抗静电剂、防雾剂、抗微生物剂、着色剂(例如，染料或颜料)、表面效果添加剂、辐射稳定剂、阻燃剂、防滴剂(例如，PTFE包封的苯乙烯-丙烯腈共聚物(TSAN))、AlN、Al4C3、Al2O3、BN、AlON、MgSiN2、SiC、Si3N4、石墨、膨胀石墨、石墨烯(graphene)、碳纤维、ZnS、CaO、MgO、ZnO、TiO2、Mg(OH)2(氢氧化镁)、H2Mg3(SiO3)4(滑石)、γ-AlO(OH)(勃姆石)、α-AlO(OH)(硬水铝石)、Al(OH)3(水铝矿)、CaCO3、云母、BaO、BaSO4、CaSiO3、ZrO2、SiO2、玻璃珠、MgO·xAl2O3、CaMg(CO3)2、陶瓷涂覆的石墨、粘土；或包括前述填充剂至少一种的组合、或包括前述一种或多种的组合。例如，可采用热稳定剂、脱模剂、和紫外光稳定剂的组合。总体上，添加剂以总体上已知有效的量使用。填充剂可经表面处理或不经表面处理。任何前述聚合物基体、导热填充剂、白色颜料、光学增亮剂和或任何其它添加剂可先被干燥掺混在一起，然后由一个或多个送料器送入挤出机，或单独地由一个或多个送料器送入挤出机。任何前述粉末或丸粒形状的有机聚合物或任何聚合物组合可先被彼此干燥掺混，或与前述填充剂或添加剂的任意组合干燥掺混，然后由一个或多个送料器送入挤出机，或单独地由一个或多个送料器送入挤出机。本文描述的填充剂也可先被加工成母料，然后送入挤出机。作为实例，表1的材料的复合(混合，compounding)在ToshibaSE37mm双螺杆挤出机上进行处理。有机聚合物、添加剂、填充剂和增强剂、母料或聚合物的任意组合、填充剂掺混物的送料可由喉咙料斗(throathopper)或任何侧送料器(sidefeeders)送入挤出机。可使用各种挤出机。挤出机可具有单个螺杆、多个螺杆、互相啮合式共旋转螺杆或反旋转螺杆、非互相啮合式共旋转螺杆或反旋转螺杆、往复式螺杆、带销螺杆、带筛螺杆、带销圆筒(barrelswithpins)、滚轮(rolls)、冲头(rams)、螺旋转子、或包括前述至少一种的组合。复合材料的熔体掺混可涉及应用剪切力、扩张力(extensionalforce)、压缩力、超声能量、电磁能量、热能或包括前述力或能量形式中至少一种的组合。复合期间挤出机上的圆筒温度可设定在这样的温度：其中至少部分有机聚合物达到高于或等于大约熔融温度的温度——如果树脂是半结晶有机聚合物。可选地，该温度可被设定为流点温度(例如，玻璃化转变温度)——如果树脂是非晶体树脂。在实施方式中，样品用双螺杆挤出机(ToshibaTEM-37BS，L/D＝40.5)制备，并且挤出机圆筒的温度设定在约250至约300℃。如期望，包括前述有机聚合物和填充剂的可模制组合物可经历多个掺混和形成步骤。例如，可模制组合物可先被挤出并形成丸粒。丸粒可然后被送入模制机，在此其可形成任何期望的形状或产品。可选地，来自单个熔体掺混器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.制品，其包括：a.由热塑性材料或热固性材料形成的基底；和b.相邻于所述基底布置以形成复合料堆的导热或吸热涂料，其中所述复合料堆的特征在于穿过平面导热率高于约8W/m*K。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.30 US 62/248,4551.制品，其包括：a.由热塑性材料或热固性材料形成的基底；和b.相邻于所述基底布置以形成复合料堆的导热或吸热涂料，其中所述复合料堆的特征在于穿过平面导热率高于约8W/m*K。2.制品，其包括：a.由热塑性材料或热固性材料形成的基底；和b.相邻于所述基底布置以形成复合料堆的导热或吸热涂料，其中所述复合料堆的特征在于穿过平面导热率在约6W/m*K和约12W/m*K之间。3.制品，其包括：a.由热塑性材料或热固性材料形成的基底；和b.相邻于所述基底布置以形成复合料堆的导热或吸热涂料，其中所述复合料堆的特征在于，与没有所述涂料的所述基底相比时，穿过平面导热率增加至少2W/m*K。4.权利要求1-3中任一项所述的制品，其中所述热塑性聚合物包括聚丙烯、聚乙烯、乙烯系共聚物、聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸环己二亚甲酯(PCT)、液晶聚合物(LPC)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯醚(PPE)、聚苯醚-聚苯乙烯掺混物、聚苯乙烯、高冲击改性聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)三聚物、丙烯酸聚合物、聚醚酰亚胺(PEI)、聚氨酯、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜(PES)、和前述任意项的混合物。5.权利要求1-4中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚琴，M·谷，F·蒋，国明成，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL