具有改进的熔体粘度的导热组合物及其模制品的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具有改进的熔体粘度的导热组合物及由所述导热组合物制得的模制 品。
【背景技术】
[0002] 热塑性聚合物作为性能优良的的工程聚合物，具有突出的尺寸稳定性、耐溶剂性、 耐高温性、耐冲击性和优良的电绝缘性，故而广泛地应用于电气设备、电子设备、储能设备、 包装和建筑等领域。鉴于微电子的高度集成化、器件的小型化，对于由热塑性聚合物所制得 的手提电脑、电视机、LED灯、仪表盘等的部件和外壳的导热性能的要求也逐渐提高。例如， 为防止水汽和灰尘进入，电子元器件多半被密集填塞在封闭的空间里，使其通风性受限，工 作时产生的热量也无法及时地散发出去，从而严重影响其工作效率和寿命。
[0003] 人们已经使用了各种填料来改善热塑性聚合物的导热性，例如，金属粒子如铝或 铜和石墨等高导热性填料可以显著地提高热塑性聚合物的导热性。然而，这类高导热性填 料同时亦会破坏该热塑性组合物的电绝缘性；例如，添加10重量％的这类高导热性填料即 可使该热塑性组合物从电绝缘体成为电导体。
[0004] 为了达到提高热塑性聚合物的导热性并且不破坏其绝缘性的目的，人们想到以金 属氧化物类填料来取代前述的高导热导电性填料。因为，相对于金属粒子，金属氧化物如氧 化铝或氧化镁等具有较低导热性和较高的绝缘性。在热塑性聚合物中添加此类填料不仅可 以提高所述复合材料的导热性，同时也降低破坏其电绝缘性的可能性。
[0005] 不过为了获得高导热性，所述复合材料中金属氧化物类填料的添加量通常是占其 总重的30%以上。然而，高填料含量无法避免地导致所述复合材料的熔融粘度升高，从而 影响了此类复合材料的加工性和模塑性。对于聚合物设计工程师而言，升高加工温度是改 善高熔体粘度的复合材料的一种手段。但是，因金属氧化物本身（或其中所含杂质）的碱 性，当其添加量过高时，就可能会引起其聚合物基体的降解；如果再升高其加工温度就更容 易加速其降解，从而导致机械性能急剧下降。
[0006] 在本文中，所谓改进熔体粘度是指降低聚酯或聚酰胺的熔体粘度或增加其的熔体 流动性，从而允许在较低的加工温度和/或较快的加工速度下模塑成型。为了解决导热电 绝缘性的复合材料的加工性和模塑性问题，人们需要寻求一种新的复合材料，其具有高导 热电绝缘性、改进的熔融粘度、和优良的机械性能。
[0007] 利用各种熔体流动改性剂来提高热塑性聚合物如聚酯或聚酰胺的熔体流动性是 已知的。例如，诸如多元醇（参见US2007/0049677A1)、多元酸（参见EP0682057A1)和多元 胺之类的小分子显出对聚酯或聚酰胺的很好的流动性增强效果。但是，这些分子中的官能 团可另外导致聚酯或聚酰胺的降解，进而导致机械性能，诸如拉伸应变和冲击强度等变差。 此外，另一个问题是这些小分子会迁移至聚酯或聚酰胺的表面。树枝状或超支化的聚合物 也是常见用于聚酯（参见EP1424360A1)或聚酰胺（参见US6872800B1)的一种流动改性 剂。一般而言，这些聚合物也包含许多反应性官能链端例如，羟基、羧基和氨基，其也可引起 聚酯或聚酰胺的降解，所述降解是体现在其降低的机械性能。
[0008] 美国专利申请说明书US2012/0145948A1公开了一种模塑组合物，其包含10-69重 量％的热塑性聚酯、30-79重量％的氧化铝、0. 01-10重量％的有机酸或无机酸、0. 1-10重 量％的超支化的聚碳酸酯或超支化的聚酯、以及0-50重量％的其他添加剂。其中所述超支 化的聚碳酸酯或超支化的聚酯是用作流动改性剂，而所述有机酸或无机酸则意外地提供该 聚酯基体的防止降解的效果。故而，所述模塑组合物据称有适当的导热性、良好的流动性、 几乎没有分子量降低、以及足够的机械性能。不过如前述，氧化铝因其本身的碱性可能导致 聚酯的降解，那么添加适量的有机酸或无机酸来中和其碱性，从而阻止该模塑组合物中聚 酯基体的降解也是可以理解的。
[0009] 日本专利申请说明书JP08041307A公开了一种不饱和聚酯组合物，其包含100重 量份的不饱和聚酯、0. 1-20重量份的熔点为40-100°C的山梨糖醇脂肪酸酯、50-350重量份 的无机填料（如，碳酸钙）和2-40重量份的增强纤维（如，玻璃纤维）。其中所述山梨糖醇 脂肪酸酯赋予该不饱和聚酯组合物在模塑过程中良好的加工性与流动性。
[0010] 蔗糖脂肪酸酯通常是通过用来自天然来源如植物油或动物脂肪的脂肪酸甲酯将 鹿糖酯化而制备的酯。这些鹿糖酯已知可作为用于错材乳制润滑剂（aluminum rolling lubricant)、消费者用蜡（用于汽车、鞋等）、和工业蜡。例如，US2004/0238147公开了一 种含润滑剂的压铸模具脱模剂，其中该润滑剂可以是具有脂肪酸的有机酯例如蔗糖脂肪酸 酯。
[0011] 本发明的申请人发现蔗糖脂肪酸酯对具有高含量氧化铝的聚酯或聚酰胺的导热 组合物在熔体粘度方面表现出显著的改进。并且，当聚合物基体是聚对苯二甲酸丙二醇酯 或聚对苯二甲酸丁二醇酯时，本发明的导热组合物意想不到地能保持其原有的高导热性和 良好的机械性能（特别是其抗冲击性）。
【发明内容】
[0012] 本发明提供具有改进的熔体粘度的导热组合物，其包含以下混合物、或基本上由 以下混合物组成、或由以下混合物制得：
[0013] (a)约29重量％至约79重量％的聚酯或聚酰胺；
[0014] (b)约20重量％至约70重量％的氧化铝；
[0015] (c)约1重量％至约7重量％的式1的蔗糖酯：
[0016]
[0017] 其中
[0018] 每一个R各自独立地是H，CS_C26烷基羰基，或C S_C26烯基羰基；
[0019] 以及当R为Η时，其总数是0，1或2 ;和
[0020] (d)0重量％至约15重量％的添加剂，其选自抗氧化剂、热稳定剂、紫外光稳定剂、 包括染料和颜料在内的着色剂、抗水解剂、脱模剂、润滑剂、增塑剂、分散助剂、阻燃剂、及其 任意组合；
[0021 ] 其中所述重量％是基于所述导热组合物的总重量。
[0022] 本发明还提供模制品，其包含上述导热组合物、或基本上由上述导热组合物组成、 或由上述导热组合物制得。
[0023] 在一个实施方案中，所述模制品是电气设备、电子设备和储能设备的部件或外壳、 包装材料、或建筑材料。
[0024] 参考以下说明、实施例和随附的权利要求书，本发明的各种其他特征、考量和优点 将会更明显。
【具体实施方式】
[0025] 本文提到的所有出版物、专利申请、专利和其它参考文献，除非另外说明，均将其 全部内容明确地援引加入本文，如同将它们在本文中被完全公开。
[0026] 除非另有限定，本文使用的所有科技术语具有与本发明所属领域普通技术人员通 常理解的相同的含义。当存在矛盾时，则以本说明书中的定义为准。
[0027] 除非另外说明，所有的百分数、份数、比例等都以重量计。
[0028] 在本文中，术语"由……制得"等同于"包含"。本文中所用的术语"包括"、"包含"、 "具有"、"有"、"含有"或其任何其他变体意在涵盖非排它性的包括。例如，包含一系列要素 的组合物、工艺、方法、制品或设备并不一定只限于那些要素，而是还可以包含这些组合物、 工艺、方法、制品或设备所未明确列举的要素或所固有的其他要素。
[0029] 连接词"由……组成/构成"不包含任何未明确列举的要素、步骤或成分。如果出 现在权利要求中，该连接词将使该权利要求限于所描述的材料而不包含未描述的材料，但 仍包含与那些所描述的材料通常相关的杂质。当连接词"由……组成/构成"出现在权利 要求的特征部分，而非紧接前序部分时，其仅限于特征部分中所阐述的要素；其他要素并未 被从权利要求整体中排除。
[0030] 连接词"基本上由……组成/构成"用于定义除字面上所述的那些材料、步骤、特 征、组分或要素之外还包含另外的材料、步骤、特征、组分或要素的组合物、方法或设备，前 提是这些另外的材料、步骤、特征、组分或要素不实质性地影响所要求保护的发明的基本特 征和新颖特征。术语"基本上由……组成/构成"处于"包含/包括"和"由……组成/构 成"之间的中间地带。
[0031] 连接词"基本上不包含/包括"或"基本上不含有"组分表示本发明的聚酯组合 物，基于所述聚酯组合物的总重量，应包含低于1重量％、或低于〇. 5重量％、或低于0. 1重 量％、或为0重量％的该组分。
[0032] 术语"包含/包括"意图包括术语"基本上由……组成/构成"和"由……组成/ 构成"所涵盖的实施方案。相似地，术语"基本上由……组成/构成"意图包括术语"由…… 组成/构成"所涵盖的实施方案。
[0033] 当以范围、优选范围或一系列上限优选值和下限优选值给出数量、浓度或者其它 数值或参数时，应理解其具体公开了由任何较大的范围限值或优选值和任何较小的范围限 值或优选值的任何一对数值所形成的所有范围，而无论范围是否分别被公开。例如，当描述 "1至5"的范围时，所描述的范围应理解为包括"1至4"、"1至3"、"1至2"、"1至2和4至 5"、"1至3和5"等的范围。除非另外说明，在本文描述数值范围之处，所述范围意图包括 范围端值以及该范围内的所有整数和分数。
[0034] 当术语"约"用于描述数值或范围的端点值时，所公开的内容应理解为包括所指的 具体值或端值。
[0035] 此外，除非明确表示相反含义，"或者（或）"是指包容