高导热聚合物组合物的制备及其用途的制作方法

文档序号:11284784阅读:406来源:国知局
高导热聚合物组合物的制备及其用途的制造方法与工艺
相关申请本申请要求美国专利申请62/109,283,“高导热聚合物组合物的制备及其用途(preparationofhighthermallyconductivepolymercompositionsandusesthereof)”(2015年1月29日提交)的优先权,出于任意和所有目的其全部通过引用并入本文。本公开内容涉及石墨和聚合物材料领域。
背景技术
:对于某些应用,如led散热装置,热管理已经受到越来越多的认识。例如,在mbb(移动宽带)中,对于装置速度和性能,散热已经变得越来越重要。因此,使用者需要来自装置中导热材料的提高的性能,并且一些应用需要高导热率(tc)和良好的机械性能两者。由此,存在对提高的导热组合物的需要。技术实现要素:在满足所描述的挑战方面,在一个方面,本公开内容提供组合物,其包括:(a)大约20wt%(重量百分比)至大约99wt%的一种或多种树脂,如,热塑性聚合物;(b)大约0.5至大约50wt%的可膨胀石墨片,该可膨胀石墨片具有大于大约1微米的厚度;和(c)大约0wt%至大约60wt%的一种或多种添加剂,在每种情况下,按重量计百分比为基于成分(a)、(b)和(c)的总重量,并一起得到100wt%。在另一方面,本公开内容提供了模制制品,其包括大约20wt%至大约99wt%的一种或多种树脂,如,热塑性聚合物;大约0.5至大约50wt%的可膨胀石墨片,该可膨胀石墨片具有大于大约1微米的厚度;和大约0wt%至大约60wt%的一种或多种添加剂,该模制制品还具有范围从1.0至大约30w/mk(瓦特/米/开氏度)的平面内热导率,在每种情况下,按重量计百分比为基于成分(a)、(b)和(c)的总重量,并一起得到100wt%。本公开内容还提供了制备组合物的方法,该组合物包括(a)大约20wt%至大约99wt%的一种或多种树脂,如,热塑性聚合物;(b)大约0.5至大约50wt%的可膨胀石墨片,该可膨胀石墨片具有大于大约1微米的厚度;和(c)大约0wt%至大约60wt%的一种或多种添加剂,该方法包括在挤出机中混合(a)、(b)和(c),其中当从传送方向上观看,在越过挤出机包括一个或多个剪切元件的点处,向挤出机提供至少一部分(b),和在每种情况下,按重量计百分比为基于成分(a)、(b)和(c)的总重量,并一起得到100wt%。本公开内容还提供使用热塑性组合物的方法,其包括使根据本公开内容的组合物接触升高的温度。另外提供的是使用模制制品的方法,其包括使根据本公开内容的模制制品接触升高的温度。附图说明当结合附图阅读时,进一步理解
发明内容以及下面的详细描述。出于图解本发明的目的,附图中显示了本发明的示例性实施方式;然而,本发明不限于公开的具体方法、组合物和装置。另外,附图不必须按比例绘制。在附图中:图1描绘了示例性挤出机,包括示例性双螺杆挤出机混料生产线(compoundingline);图2图解了示例性石墨形态,包括可膨胀石墨形态和典型的层状厚度;和图3图解了非限制性组合物,包括混料后石墨形态。a1(x6000)、a2(x30000)#7使用石墨1125、b1(x6000)、b2(x12000)#8使用剥落的conductographtm石墨gfg50、c1(x6000)、c2(x12000)#9使用可膨胀石墨(eg)nyacoltmkp251。具体实施方式通过参考下面的详细描述结合附图和实例可以更容易地理解本发明,附图和实例形成本公开内容的一部分。应当理解,本发明不限于本文中描述和/或显示的具体装置、方法、应用、条件或参数,以及本文中使用的术语出于仅通过实例的方式描述特定实施方式的目的并非旨在限制要求保护的发明。再者,如说明书(包括所附权利要求)中所使用,单数形式“一(a,an)”和“该”包括复数,和提及特定数值包括至少该特定值,除非上下文另有明确指示。如本文中所使用,术语“多个”意思是多于一个。当表达值的范围时,另一实施方式包括从一个特定值和/或至另一个特定值。类似地,当通过使用先行词“大约”表达值为近似值时,应当理解,该特定值形成另一实施方式。所有范围是包括性的和可组合的。除非本文中指定相反,所有测试标准为在提交本申请时有效的最近的标准。除了提到的地方,应当理解,所有成分的组合的重量百分比值不超过大约100wt.%,并且所有重量百分比基于组合物的总重量。通过术语修饰的值,诸如“大约”和/或“基本上”旨在包括基于在提交本申请时可用的仪器与特定数量的测量相关的误差的程度。应当认识到,为了清楚,在分开的实施方式的背景下本文描述的发明的某些特征也可以在单个实施方式组合提供。相反地,为了简洁,在单个实施方式的背景下本文描述的发明的各种特征也可以单独地或以任意子组合提供。进一步,提及以范围叙述的值包括该范围内每一个和每个值。出于任何和所有目的,本文中引用的任何文件通过引用以其全部并入本文。为了制备导热材料,可以使用多种导热填料和树脂。可以使用一种或多种高导热、电绝缘填料作为添加剂。高导热填料具有大于或等于50w/mk的固有热导率。在一些情况中,材料还可以具有大于或等于105ohm-cm的电阻率。高导热、电绝缘填料的实例包括但不限于aln(氮化铝)、bn(氮化硼)、mgsin2(氮化硅镁)、sic(碳化硅)、al2o3(氧化铝)、si3n4(氮化硅)、陶瓷涂覆的石墨及其组合。应当理解,公开的组合物可以包括前述中的一种或多种,但是也可以不含前述中的一种或多种。其他适合的高导热填料包括石墨、膨胀石墨、石墨烯、碳填料、碳纳米管(cnt)、石墨化碳黑或其组合。这样的填料适合地具有大于大约50w/mk,如,50–60w/mk、50–70w/mk、50–80w/mk、50–90w/mk、50–100w/mk、上至大约100w/mk、上至大约500w/mk或更大的热导率。示例性低热导填料包括zns(硫化锌)、cao(氧化钙)、mgo(氧化镁)、zno(氧化锌)或tio2(二氧化钛)、al4c3(碳化铝)、alon(氮氧化铝)或其组合。这样的填料适合地具有在大约0.0001至大约30w/mk或大约10至大约20w/mk的范围内的热导率。组合物还可以包括一种或多种绝热填料作为添加剂。一些这样的填料包括,如,h2mg3(sio3)4(滑石)、caco3、mg(oh)2、云母、bao、γ-alo(oh)(勃姆石)、al(oh)3、baso4、casio3、zro2、sio2、玻璃珠、玻璃纤维、mgo·xal2o3(铝酸镁)、camg(co3)2(白云石)、粘土、caso4(包括须晶形式)以及其组合。适合的树脂包括热固性树脂和热塑性树脂,其包括无定形和结晶热塑性树脂。在一些实施方式中,结晶聚合物树脂优选作为导热组合物的基础树脂,这是由于它们相对于无定形树脂相对较高的固有热导率,像尼龙、pps,并且还由于在混料期间它们对填料降低的灵敏度。在一些实施方式中,当与结晶聚合物比较时,由于提高的尺寸稳定性,无定形热塑性树脂——诸如聚碳酸酯——是有用的。在一个方面,本发明的组合物中使用的热塑性聚合物是有机聚合物。在该方面,有机聚合物选自多种热塑性树脂或热塑性树脂的掺合物。热塑性聚合物还包括一种或多种热塑性树脂与一种或多种热固性树脂的掺合物。热塑性聚合物还可以是聚合物的掺合物、共聚物、三元共聚物或包括前述有机聚合物中至少一种的组合。在一个方面,有机聚合物的实例是聚乙烯(pe)——包括高密度聚乙烯(hdpe)、线性低密度聚乙烯(lldpe)、低密度聚乙烯(ldpe)、中密度聚乙烯(mdpe)、甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的聚乙烯、马来酸酐官能化聚乙烯、马来酸酐官能化弹性体乙烯共聚物(像来自exxonmobil的exxelorva1801tm和va1803tm),乙烯-丁烯共聚物,乙烯-辛烯共聚物,乙烯-丙烯酸酯共聚物——诸如乙烯-丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸乙酯和乙烯-丙烯酸丁酯共聚物,甲基丙烯酸缩水甘油酯官能化乙烯-丙烯酸酯三元共聚物,酐官能化乙烯-丙烯酸酯聚合物,酐官能化乙烯-辛烯和酐官能化乙烯-丁烯共聚物,聚丙烯(pp),马来酸酐官能化聚丙烯,甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的聚丙烯,聚缩醛类,聚丙烯酸类,聚碳酸酯,聚苯乙烯,聚酯,聚酰胺,聚酰胺酰亚胺,聚芳酯,聚芳砜,聚醚砜,聚苯硫醚,聚氯乙烯,聚砜,聚酰亚胺,聚醚酰亚胺,聚四氟乙烯,聚醚酮,聚醚醚酮,聚醚酮酮,聚苯并唑,聚二唑,聚苯并噻嗪吩噻嗪(polybenzothiazinophenothiazine),聚苯并噻唑,聚吡嗪喹啉,聚均苯四酰亚胺,聚喹啉,聚苯并咪唑,聚羟吲哚,聚氧代异吲哚,聚二氧代异吲哚,聚三嗪,聚哒嗪,聚哌嗪,聚吡啶,聚哌啶,聚三唑,聚吡唑,聚吡咯烷,聚碳硼烷(polycarborane),聚氧杂双环壬烷(polyoxabicyclononane),聚二苯并呋喃,聚苯酞(polyphthalide),聚缩醛类,聚酐,聚乙烯基醚,聚乙烯基硫醚,聚乙烯醇,聚乙烯酮,聚卤代乙烯(polyvinylhalide),聚乙烯基腈,聚乙烯基酯,聚磺酸酯,聚硫化物,聚硫酯,聚砜,聚砜酰胺,聚脲,聚磷嗪,聚硅氮烷,聚氨酯等,或包括前述有机聚合物中至少一种的组合。热塑性树脂的掺合物的非限制性实例包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/尼龙、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚苯醚/聚苯乙烯、聚苯醚/聚酰胺、聚碳酸酯/聚酯、聚苯醚/聚烯烃、以及包括热塑性树脂的前述掺合物中至少一种的组合。在一个实施方式中,可以用于传导性组合物的有机聚合物是聚芳基醚。术语聚(芳基醚)聚合物包括聚苯醚(ppe)和聚(芳基醚)共聚物;接枝共聚物;聚(芳基醚)离聚物;和烯基芳香族化合物与聚(芳基醚)的嵌段共聚物、乙烯基芳香族化合物、和聚(芳基醚)等;以及包括前述中至少一种的组合。聚(芳基醚)可具有大约3,000至大约30,000g/摩尔(克/摩尔)的数均分子量和大约30,000至大约60,000g/摩尔的重均分子量,如通过凝胶渗透色谱法所测定。聚(芳基醚)可以具有大约0.10至大约0.60分升每克(dl/g)的固有粘度,如在25℃下在氯仿中所测定。还可能的是组合利用高固有粘度聚(芳基醚)和低固有粘度聚(芳基醚)。当使用两种固有粘度时,确定确切比例将在某种程度上取决于使用的聚(芳基醚)的确切固有粘度以及期望的最终物理性质。对于许多目的特别有用的聚(芳基醚)是包括具有至少一个含氨基烷基末端基团的分子的那些。氨基烷基自由基通常位于羟基基团的邻位上。包含这样的末端基团的产物可以通过并入伯单胺或仲单胺获得,诸如二正丁胺或二甲胺,作为氧化偶联反应混合物的成分之一。在另一实施方式中,使用的有机聚合物是聚碳酸酯。聚碳酸酯——包括芳香族碳酸酯链单元——包括具有式(ii)的结构单元的组合物。其中,r1基团是芳香族、脂肪族或脂环族自由基。优选地,r1是芳香族有机自由基,如式(iii)的自由基:-a1-y1-a2-(iii)其中a1和a2中每个是单环二价芳基自由基,并且y1是分离a1与a2的具有0、1、或2个原子桥连自由基。在示例性实施方式中,一个或多个原子分离a1与a2。该类型的自由基的说明性实例是--o--、--s--、--s(o)--、--s(o2)--、--c(o)--、亚甲基、环己基-亚甲基、2-[2,2,1]-二亚环庚基、亚乙基、亚异丙基、新亚戊基、亚环己基、亚环十五烷基、亚环十二烷基、亚金刚烷基(adamantylidene)等。在另一实施方式中,零个原子分离a1与a2,说明性实例为双酚。桥连自由基y1可以是烃基团或饱和的烃基团,诸如亚甲基、亚环己基或亚异丙基。聚碳酸酯可以通过界面反应聚合物前体产生,诸如二羟基化合物,其中一个原子分离a1和a2。如本文所使用,术语“二羟基化合物”包括,例如,具有如下通式(iv)的双酚化合物:其中ra和rb每个独立地表示氢、卤素原子、或一价烃基团;p和q每个独立地是0至4的整数;和xa表示式(v)的组中的一个:其中re和rd每个独立地表示氢原子、或一价直链或环状烃基团,和re是二价烃基团。可以由式(iv)表示的双酚化合物的类型的实例包括二(羟基芳基)烷烃系列。可以由式(iv)表示的其他双酚化合物包括其中x是--o--、--s--、--so—或–so22—的那些。在聚碳酸酯的缩聚中可以使用的其他双酚化合物由式(vi)表示:其中,rf是具有1至10个碳原子的烃基团或卤素取代的烃基团的卤素原子;n为0至4的值。当n为至少2时,rf可以是相同的或不同的。由式(v)表示的双酚化合物的实例为间苯二酚,取代的间苯二酚化合物,诸如3-甲基间苯二酚等。还可以使用双酚化合物(如,双酚a),由下式(vii)表示的诸如2,2,2',2'-四氢-3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺二-[ih-茚]-6,6'--二醇。还可以使用支化聚碳酸酯以及直链聚碳酸酯和支化聚碳酸酯的掺合物。可以通过在聚合期间添加支化剂制备支化聚碳酸酯。这些支化剂可以包括包含至少三个官能图的多官能有机化合物,这些官能团可以是羟基、羧基、羧酸酐、卤甲酰基(haloformyl),以及包括前述支化剂中至少一种的组合。具体实例包括偏苯三酸、偏苯三酸酐、偏苯三酸三氯化物(trimellitictrichloride)、三-对-羟基苯基乙烷、二氢吲哚二酮-双酚、三苯酚tc(1,3,5-三((对-羟基苯基)异丙基)苯)、三苯酚pa(4(4(1,1-二(对-羟基苯基)-乙基)α,α-二甲基苄基)苯酚)、4-氯甲酰基邻苯二甲酸酐、苯均三酸、二苯酮四羧酸等,或包括前述支化剂中至少一种的组合。可以基于给定层中聚碳酸酯的总重量以大约0.05至大约2.0重量百分比(wt%)的水平添加支化剂。在一个实施方式中,可以通过二羟基化合物与碳酸二酯之间熔融缩聚反应生产聚碳酸酯。优选地,聚碳酸酯的数均分子量为大约3,000至大约1,000,000克/摩尔(g/摩尔)。在该范围内,期望的是具有大于或等于大约10,000,优选地大于或等于大约20,000,和更优选地大于或等于大约25,000g/摩尔的数均分子量。还期望的是小于或等于大约100,000,优选地小于或等于大约75,000,更优选地小于或等于大约50,000,和最优选地小于或等于大约35,000g/摩尔的数均分子量。在传导组合物中还可以使用环脂肪族聚酯类,并且其一般通过有机聚合物前体——诸如二醇——与二元酸或衍生物的反应制备。聚酯聚合物也是适合的,并且可以通过聚合物前体——诸如二醇或二醇化学等效成分——与二酸或二酸化学等效成分的缩合或酯交换聚合获得,并且具有式(viii)的重复单元:其中r3表示包含2至12个碳原子的烷基或环烷基自由基,并且其为具有2至12个碳原子的直链、支化或环脂肪族烷烃二醇的残基或其化学等效形式;和r4是烷基或环脂肪族自由基,其为衍生自二酸的脱羧残基,条件是r3或r4中至少一个是环烷基基团。优选的环脂肪族聚酯是具有式(ix)的重复单元的聚(1,4-环己烷-二甲醇-1,4-环己烷二羧酸酯):其中在式(viii)中,r3是环己烷环,和其中r4是衍生自环己烷二羧酸酯或其化学等效形式的环己烷环,并且选自顺式-或反式异构体或其顺式-和反式-异构体的混合物。一般在适合的催化剂诸如四(2-乙基己基)钛酸酯以适合的量存在下制造环脂肪族聚酯聚合物,通常催化剂的合适的量为基于最终产物的总重量大约50至400ppm的钛。聚(1,4-环己烷二甲醇-1,4-环己烷二羧酸酯)一般与聚碳酸酯形成适合的掺合物。在传导组合物中还可以使用芳香族聚酯或聚芳酯。优选地,共聚酯碳酸酯或聚酯的数均分子量为大约3,000至大约1,000,000g/摩尔。在该范围内,期望的是具有大于或等于大约10,000,优选地大于或等于大约20,000,和更优选地大于或等于大约25,000g/摩尔的数均分子量。还期望的是小于或等于大约100,000,优选地小于或等于大约75,000,更优选地小于或等于大约50,000,和最优选地小于或等于大约35,000g/摩尔的数均分子量。在另一实施方式中,有机聚合物包括聚苯乙烯。如本文中所使用,术语“聚苯乙烯”包括通过本体、悬浮和乳液聚合制备的聚合物,其包含按重量计至少25%的具有衍生自式(x)的单体的结构单元的聚合物前体:其中r5为氢、低级烷基或卤素;z1是乙烯基、卤素或低级烷基;和p是0至大约5。这些有机聚合物包括苯乙烯、氯苯乙烯和乙烯基甲苯的均聚物,苯乙烯与一种或多种单体的无规聚合物——单体被说明为丙烯腈、丁二烯、α-甲基苯乙烯、乙基乙烯基苯、二乙烯基苯和马来酸酐,和包括掺合物和接枝物的橡胶改性的聚苯乙烯,其中橡胶为聚丁二烯或大约98至大约70wt%的苯乙烯和大约2至大约30wt%的二烯单体的橡胶共聚物。聚苯乙烯与聚苯醚以所有比例混溶,并且基于聚合物的总质量,任何这类掺合物可以包含大约5至大约95wt%和更通常大约25至大约75wt%的量的聚苯乙烯。在又另一实施方式中,聚酰亚胺可以用作传导组合物中的有机聚合物。有用的热塑性聚酰亚胺具有通式(xi)其中a大于或等于大约10,和更优选地大于或等于大约1000;和其中v是四价连接基团,而没有限制,只要连接基团不阻碍聚酰亚胺的合成或使用。适合的连接基团包括(a)具有大约5至大约50个碳原子取代的或未取代的、饱和的、不饱和的或芳香族单环和多环基团,(b)具有1至大约30个碳原子的取代的或未取代的、直链或支化、饱和或不饱和烷基基团;或其组合。适合的取代基和/或连接基团包括但不限于醚、环氧化物、酰胺、酯及其组合。优选的连接基团包括但不限于式(xii)的四价芳香族自由基,诸如其中w是选自--o--、--s--、--c(o)--、--so2--、--so--、--cyh2y--(y为1至5的整数)的二价部分,和其卤化衍生物,包括全氟亚烷基,或式--o--z--o—的基团,其中--o--或--o--z--o--基团的二价键在3,3',3,4',4,3'或4,4'位置上,并且其中z包括但不限于式(xiii)的二价自由基。在式(xi)中r包括取代或未取代的二价有机自由基,诸如(a)具有大约6至大约20个碳原子的芳香族烃自由基和其卤化的衍生物;(b)具有大约2至大约20个碳原子的直链或支链亚烷基自由基;(c)具有大约3至大约20个碳原子的亚环烷基自由基,或(d)通式(xiv)的二价自由基。其中q包括选自--o--、--s--、--c(o)--、--so2--、--so--、--cyh2y--(y为1至5的整数)的二价部分,和其卤化的衍生物,包括全氟亚烷基基团。可以用于传导组合物中的优选类的聚酰亚胺包括聚酰胺酰亚胺和聚醚酰亚胺,特别是熔融可加工的那些聚醚酰亚胺。优选的聚醚酰亚胺聚合物包括多于1个,优选地大约10至大约1000个或更多,和更优选地大约10至大约500个式(xv)的结构单元:其中t是--o--或式--o--z--o--的基团,其中--o--,--o--z--o--基团的二价键在3,3',3,4',4,3',或4,4'位置上,和其中z包括但不限于如上面所限定的式(xiii)的二价自由基。在一个实施方式中,聚醚酰亚胺可以是共聚物,除了上面描述的醚酰亚胺单元以外,其还包含式(xvi)的聚酰亚胺结构单元。其中r如先前对式(xi)所限定,和m包括但不限于式(xvii)的自由基。可以通过包括式(xviii)的芳香族二(醚酐)的反应的方法中任一种制备聚醚酰亚胺。其具有式(xix)的有机二胺。h2n--r--nh2(xix)其中t和r被限定为如以上式(xi)和(xiv)中所描述。式(xviii)的芳香族二(醚酐)的说明性实例包括2,2-二[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐;4,4'-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基醚二酐;4,4'-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基硫醚二酐;4,4'-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯酮二酐;4,4'-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基砜二酐;2,2-二[4-(2,3-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐;4,4'-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯基醚二酐;4,4'-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯基硫醚二酐;4,4'-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯酮二酐;4,4'-二(2,3-二羧基苯氧基)二苯基砜二酐;4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯基-2,2-丙烷二酐;4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯基醚二酐;4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯基硫醚二酐;4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯酮二酐和4-(2,3-二羧基苯氧基)-4'-(3,4-二羧基苯氧基)二苯基砜二酐,以及其各种混合物。通过上面式(xviii)包括的一类优选的芳香族二(醚酐)包括但不限于这样的化合物,其中t具有式(xx)和醚键,例如,优选地在3,3',3,4',4,3',或4,4'位置,及其混合物,并且其中q如上所限定。在聚酰亚胺和/或聚醚酰亚胺的制备中可以采用任意二氨基化合物。优选的二氨基化合物为芳香族二胺,尤其是间-和对苯二胺及其混合物。在示例性实施方式中,聚醚酰亚胺树脂包括根据式(xv)的结构单元,其中每个r独立地是对亚苯基或间亚苯基或其混合物,和t是式(xxi)的二价自由基。一般地,可以在大约100℃至大约250℃的温度下采用溶剂诸如邻二氯苯、间甲酚/甲苯等进行反应,以引起式(xviii)的酐与式(xix)的二胺之间的反应。可选地,可以通过加热起始材料的混合物至升高的温度同时搅拌通过式(xviii)的芳香族二(醚酐)和式(xix)的二胺的熔融聚合来制备聚醚酰亚胺。一般地,熔融聚合采用大约200℃至大约400℃的温度。在反应中还可以采用链终止剂和支化剂。当采用聚醚酰亚胺/聚酰亚胺共聚物时,二酐——诸如均苯四酸酐酐——结合二(醚酐)使用。聚醚酰亚胺聚合物可任选地由芳香族二(醚酐)与有机二胺的反应制备,其中二胺以不多于大约0.2摩尔过量和优选地小于大约0.2摩尔过量存在于反应混合物中。在这样的条件下,聚醚酰亚胺树脂具有小于大约15微当量每克(mueq/g)酸可滴定的基团,和优选地小于大约10(mueq/g)酸可滴定的基团,如通过利用氯仿溶液与冰醋酸中33重量百分比(wt%)的氢溴酸的溶液的滴定所显示。酸可滴定的基团是由于聚醚酰亚胺树脂中的胺端基。一般地,有用的聚醚酰亚胺具有大约0.1至大约10克每分钟(g/min)(克/分钟)的熔体指数,如通过americansocietyfortestingmaterials(astm)d1238在295℃下使用6.6千克(kg)重量所测量。在优选实施方式中,聚醚酰亚胺树脂具有大约10,000至大约150,000克每摩尔(g/摩尔)的重均分子量(mw),如通过凝胶渗透色谱法使用聚苯乙烯标准品所测量。这样的聚醚酰亚胺聚合物通常具有在25℃下在间甲酚中测量的大于大约0.2分升每克(dl/g),优选地大约0.35至大约0.7dl/g的固有粘度。聚酰胺可用作传导组合物中的有机聚合物。聚酰胺一般衍生自具有4至12个碳原子的有机内酰胺的聚合。优选的内酰胺由式(xxii)表示。其中n为大约3至大约11。非常优选的内酰胺是具有等于5的n的ε-己内酰胺。还可以由具有4至12个碳原子的氨基酸合成聚酰胺类。优选的氨基酸由式(xxiii)表示。其中n为大约3至大约11。非常优选的氨基酸是ε-氨基己酸,其中n等于5。聚酰胺还可以由具有4至12个碳原子的脂肪族二羧酸和具有2至12个碳原子的脂肪族二胺聚合。适合且优选的脂肪族二羧酸与上面描述用于合成聚酯的那些相同。优选的脂肪族二胺由式(xxiv)h2n--(ch2)n--nh2(xxiv)表示,其中n为大约2至大约12。非常优选的脂肪族二胺是六亚甲基二胺(h2n(ch2)6nh2)。优选的是二羧酸与二胺的摩尔比为大约0.66至大约1.5。在该范围内,一般期望的是具有大于或等于大约0.81,优选地大于或等于大约0.96的摩尔比。在该范围内还期望的是小于或等于大约1.22,优选地小于或等于大约1.04的量。优选的聚酰胺为尼龙6、尼龙6,6、尼龙4,6、尼龙6,12、尼龙10等,或包括前述尼龙中至少一种的组合。聚酰胺酯的合成还可以由具有4至12个碳原子的脂肪族内酯和具有4至12个碳原子的脂肪族内酰胺实现。脂肪族内酯与上面描述用于聚酯合成的那些相同,和脂肪族内酰胺与上面描述用于聚酰胺的合成的那些相同。脂肪族内酯与脂肪族内酰胺的比例可以宽泛地改变,其取决于最终共聚物的期望的组成以及内酯和内酰胺的相对反应性。脂肪族内酰胺与脂肪族内酯的目前优选的起始摩尔比为大约0.5至大约4。在该范围内,大于或等于大约1的摩尔比是期望的。还期望的是小于或等于大约2的摩尔比。传导前体组合物可以进一步包括催化剂或引发剂。一般地,可以使用适合用于对应的热聚合的任何已知的催化剂或引发剂。可选地,可以进行聚合而不用催化剂或引发剂。例如,在由脂肪族二羧酸和脂肪族二胺合成聚酰胺中,不需要催化剂。对于由内酰胺合成聚酰胺,适合的催化剂包括水和对应于合成中使用的开环的(水解的)内酰胺的ω-氨基酸。其他适合的催化剂包括烷基化金属铝(mal(or)3h;其中m为碱金属或碱土金属,和r是c1-c12烷基)、二氢二(2-甲氧基乙氧基)铝酸钠、二氢二(叔丁氧基)铝酸锂、烷基化铝(al(or)2r;其中r是c1-c12烷基)、n-己内酰胺钠、氯化镁或ε-己内酰胺(mgxc6h10no,x-br或cl)的溴化物盐、氢化二烷氧基铝。适合的引发剂包括间苯二甲酰氯二己内酰胺(isophthaloybiscaprolactam)、n-缩醛己内酰胺、异氰酸酯ε-己内酰胺加成物、醇(roh;其中r为c1-c12烷基)、二醇(ho--r--oh;其中r为c1-c12亚烷基)、ω-氨基己酸和甲醇钠。聚酰胺还可以是半-芳香族聚酰胺,诸如pa4、pa6或pa9聚酰胺。如本文中所使用,“半-芳香族聚酰胺”被理解为包含衍生自芳香族二羧酸、芳香族二胺或芳香族氨基羧酸的芳香族或半芳香族单元的聚酰胺均聚合物或共聚合物,所述单元的含量为至少50mol%。在一些情况中,为了更好的加工性能,这些半-芳香族聚酰胺掺混有少量的脂肪族聚酰胺。它们可商业购自,如,dupont,wilmington,del.,usa,作为zytelhtntm;solvayadvancedpolymer,作为amodeltm或从dsm,sittard,thenetherlands,作为tii的stanyltm。对于由内酯和内酰胺合成聚酰胺酯,适合的催化剂包括金属氢化物化合物,如,具有式lial(h)x(r1)y的氢化锂铝催化剂,其中x为大约1至大约4,y为大约0至大约3,x+y等于4,和r1选自c1-c12烷基和c1-c12烷氧基;非常优选的催化剂包括lial(h)(or2)3,其中r2选自c1-c8烷基,如,lial(h)(oc(ch3)3)3。其他适合的催化剂和引发剂包括上面描述用于聚(ε-己内酰胺)和聚(ε-己内酯)的聚合的那些。实践本发明中使用的高分子量聚酯是对苯二酸和/或间苯二酸的聚合二醇或二醇酯。他们可广泛地商业购自,如,sabicinnovativeplastics,pittsfield,mass.,usa,聚(1,4-亚丁基对苯二酸酯)树脂作为valoxtm,goodyeartireandrubbercompany,usa,聚(亚乙基对苯二酸酯),作为vituftm,和pct(聚环己基对苯二酸酯),高温聚酯可商业购自eastman化学co.,kingsport,tn,usa和dupont,wilmington,de,usa。另外,他们可容易地通过已知技术制备,诸如通过对苯二酸和/或间苯二酸与二醇的酯的醇解以及随后的聚合,通过加热二醇与游离酸或与其卤化物衍生物,和类似方法。在美国专利号2,465,319和3,047,539和其他地方描述了这些方法。虽然聚酯的二醇部分可以包含2至10个原子,但是优选的是其在直链亚甲基链的形式中包含2至4个碳原子。聚酯可以在具有通式(xxv)的重复单元的高分子量聚合二醇对苯二酸酯或间苯二酸酯的家族中。其中n为2至4。也适合的是酯混合物,包括至多30摩尔百分比间苯二酸单元的对苯二酸和间苯二酸的共聚酯。特别优选的聚酯是聚(亚乙基对苯二酸酯)和聚(1,4-亚丁基对苯二酸酯)。特别提到后者,因为其以如此好的速率结晶以致其可以被用于注射成型而不需要成核剂或长的周期,有时需要与聚(亚乙基对苯二酸酯)一起。说明性地,高分子量聚酯类,诸如聚(1,4-亚丁基对苯二酸酯),将具有至少大约0.7分升/克和,优选地,至少0.8分升/克的固有粘度,如在30℃下在60:40的苯酚四氯乙烷混合物中所测量。在至少大约1.0分升/克的固有粘度,存在本组合物的韧性的进一步增强。对本组合物有用的共聚酯优选地由对苯二甲酸、间苯二酸或其反应性衍生物,或前述的任意组合与二醇制备,二醇可以是直链或支链脂肪族和/或环脂肪族二醇。说明性地,二醇将是乙二醇;1,4-丁二醇;1,5-戊二醇;1,6-己二醇;1,9-壬二醇;1,10-癸二醇;新戊二醇;1,4-环己二醇;1,4-环己二甲醇;前述中任意的混合物等。另外,用于共聚酯的酸成分的其他二羧酸包括但不限于芳香族二羧酸,诸如萘二羧酸,和式(xxvi)的化合物。其中x可以是1至4个碳原子的亚烷基或次烷基(alkylidene)、羰基、磺酰基、氧或苯环之间的键等,和在链中具有6至12个碳原子的脂肪族二羧酸,包括辛二酸、癸二酸、壬二酸、己二酸等。前述共聚酯可以通过酯交换根据标准过程制备。这些共聚酯可以优选地衍生自至少50%的聚(1,4-亚丁基对苯二酸酯)单元。对本发明的组合物还有用的是嵌段共聚酯,其衍生自(i)优选地低分子量的末端-反应性聚(1,4-亚丁基对苯二酸酯),和(ii)如上面所描述的末端-反应性共聚酯,或(iii)末端-反应性脂肪族聚酯,或其任意组合的嵌段。末端基团可以包括羟基、羧基、烷氧羰基等,包括其反应性衍生物。一般地,可以通过使前述提到的末端-反应性单元在用于酯交换的催化剂的存在下反应来制备这些嵌段共聚酯,用于酯交换的催化剂诸如乙酸锌、乙酸锰、钛酯等。在初始混合后,在标准条件下进行聚合,如220℃至280℃,在高真空中,如0.1至2mm(毫米)hg,以形成就链段的分布而言最小无规的嵌段共聚物。在美国专利申请序列号752,325中描述了这些嵌段共聚酯,其通过引用并入本文。优选地,共聚酯单元(ii)衍生自脂肪族二醇,和芳香族与脂肪族二元酸的混合物,其中芳香族酸与脂肪族酸的摩尔比浓度为1比9至大约9比1,其中特别优选的范围为大约3比7至大约7比3。进一步,末端-反应性脂肪族聚酯单元(iii)将包含基本上化学计量的量的脂肪族二醇和脂肪族二羧酸,尽管包含羟基的末端基团是优选的。另外,为了使通过已知过程的形成容易,芳香族/脂肪族共聚酯(ii)和脂肪族聚酯(iii)都是市售的。这样的材料的一个来源是rucodivision/hookerchemicalcompany,hicksville,n.y.,其指定其化合物为“rucoflextm”。一般地,用于本发明的嵌段聚酯可以包括按重量计95至50份的聚(1,4-亚丁基对苯二酸酯)的段。这些聚(1,4-亚丁基对苯二酸酯)嵌段,在并入嵌段共聚酯之前,可以具有0.1dl/g.以上和更优选地,0.1至0.5dl/g.之间的固有粘度,如在30℃下在60:40的苯酚四氯乙烷的混合物中所测量。余量,按重量计50至5份的嵌段共聚酯,将包括上面共聚酯(ii)和脂肪族聚酯(iii)的嵌段。如本领域技术人员将理解,聚(1,4-亚丁基对苯二酸酯)嵌段可以是直链或支链,如通过使用包含至少3个酯形成基团的支化成分。这可以是多元醇,如季戊四醇、三羟甲基丙烷等,或多元酸化合物,如,偏苯三酸三甲酯等。在borman的美国专利号3,953,404中描述了支化聚(1,4-亚丁基对苯二酸酯)树脂以及其制备,其通过引用并入本文。在美国专利号8,552,101中描述了另外的材料,其通过引用并入本文中。如本文其他地方所描述,热塑性树脂可以以大约20wt%至大约99wt%的组合物,或大约22wt%至大约95wt%,或大约27wt%至大约91wt%,或大约30wt%至大约84wt%,或大约37wt%至大约78wt%,或大约41wt%至大约69wt%,或大约49wt%至大约57wt%存在。为增强热导率,可以使用一种或多种填料。石墨是一种这样的填料。一些生厂商提供膨胀/剥落石墨,像timcaltimrexc-thermtm,sglcarbonecophitgtm,与常规片状石墨相比,其可以显示较高的热导率性能。然而,利用这些材料的挑战是混料,由于膨胀/剥落石墨难于进料至挤出机,这是由于与超过0.5g/cc的常规石墨密度相比,材料的低体密度(如,0.14~0.15g/cc)(克/立方厘米或/cm3)。发现,可膨胀石墨可以用于导热组合物中以制备具有相对高的热导率的材料。可膨胀石墨具有类似于常规片状石墨的体密度的体密度,因此可膨胀石墨可以容易地进料至混料挤出机,但还将在混料过程期间在正常混料温度下膨胀。膨胀的蠕虫状石墨可以瞬间脱气、分散和剥落为熔融树脂。在石墨膨胀之后产生的气体可以由挤出机在一个或多个位置排出。除了热塑性聚合物树脂和填料以外,本发明的组合物可以包括通常掺入该类型树脂组合物的各种添加剂。可以使用添加剂的混合物。这样的添加剂可以在混合用于形成组合物的成分期间的适合时间混合。在热塑性组合物中包括一种或多种添加剂以为热塑性组合物和由其制造的任意模制制品赋予一种或多种选定的特性。本发明中可以包括的添加剂的实例包括但不限于热稳定剂、加工稳定剂、抗氧化剂、光稳定剂、增塑剂、抗静电剂、脱模剂、uv吸收剂、润滑剂、颜料、染料、着色剂、流动促进剂、阻燃剂、或前述添加剂中一种或多种的组合。适合的热稳定剂包括,例如,有机亚磷酸酯,诸如亚磷酸三苯酯、三-(2,6-二甲基苯基)亚磷酸酯、三-(混合一-和二-壬基苯基)亚磷酸酯等;膦酸酯,诸如二甲苯膦酸酯等;磷酸酯,诸如三甲基磷酸酯等,或包括前述热稳定剂中至少一种的组合。基于按重量计100份的总组合物——不包括任何填料,热稳定剂一般地以按重量计0.01至0.5份的量使用。适合的抗氧化剂包括,例如,有机亚磷酸酯,诸如三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯、二(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂酰季戊四醇二亚磷酸酯等;烷基化单苯酚或聚苯酚;聚苯酚与二烯的烷基化反应产物,诸如四[亚甲基(3,5-二-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷等;对甲酚或双环戊二烯的丁基化反应产物;烷基化氢醌;羟基化硫二苯基醚;次烷基-双酚;苄基化合物;β-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸与一元或多元醇的酯;β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)-丙酸与一元或多元醇的酯;硫代烷基或硫代芳基化合物的酯,诸如硫代丙酸二硬脂酰酯、硫代丙酸二月桂酯、硫代二丙酸双十三烷酯、十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、四[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯等;β-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)-丙酸的酰胺等,或包括前述抗氧化剂中至少一种的组合。基于按重量计100份的总组合物——不包括任何填料,抗氧化剂一般地以按重量计0.01至0.5份的量使用。适合的光稳定剂包括,例如,苯并三唑,诸如2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-苯并三唑和2-羟基-4-正辛氧基二苯酮等,或包括前述光稳定剂中至少一种的组合。基于按重量计100份的总组合物——不包括任何填料,光稳定剂一般地以按重量计0.1至1.0份的量使用。适合的增塑剂包括,例如,邻苯二甲酸酯,诸如二辛基-4,5-环氧-六氢化邻苯二甲酸酯、三-(辛氧基羰基乙基)异氰脲酸酯、三硬脂酸甘油酯、环氧化大豆油等,或包括前述增塑剂中至少一种的组合。基于按重量计100份的总组合物——不包括任何填料,增塑剂一般地以按重量计0.5至3.0份的量使用。适合的抗静电剂包括,例如,单硬脂酸甘油酯、硬脂酸磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚醚嵌段酰胺,其可商业购自,例如,basf,商品名irgastattm;购自arkema,商品名pebaxtm;和购自sanyochemicalindustries,商品名pelestattm,或前述抗静电剂的组合。在一个实施方式中,在包含化学抗静电剂的聚合物树脂中可以使用碳纤维、碳纳米纤维、碳纳米管、碳黑或前述的任意组合以使得组合物静电耗散。适合的脱模剂包括,例如,金属硬脂酸酯、硬脂酸十八烷酯、四硬脂酸季戊四醇酯、蜂蜡、褐煤蜡、石蜡等,或包括前述脱模剂中至少一种的组合。基于按重量计100份的总组合物——不包括任何填料,脱模剂一般地以按重量计0.1至1.0份的量使用。适合的uv吸收剂包括例如,羟基二苯酮;羟基苯并三唑;羟基苯并三嗪;氰基丙烯酸酯;n,n'-草酰二苯胺;苯并嗪酮;2-(2h-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-苯酚(cyasorbtm.5411);2-羟基-4-正辛氧基二苯酮(cyasorbtm531);2-[4,6-二(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪-2-基]-5-(辛氧基)-苯酚(cyasorbtm1164);2,2'-(1,4-亚苯基)二(4h-3,1-苯并嗪-4-酮)(cyasorbtm.uv-3638);1,3-二[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰)氧基]-2,2-二[[(2-氰基-3,3-二苯基-丙烯酰)氧]甲基]丙烷(uvinultm.3030);2,2'-(1,4-亚苯基)二(4h-3,1-苯并嗪-4-酮);1,3-二[(2-氰基-3,3-二苯基丙烯酰)氧]-2,2-二[[(2-氰基-3,3-二苯基-丙烯酰)氧]甲基]丙烷;纳米尺寸无机材料,诸如氧化钛、氧化铈和氧化锌,其全部具有小于100纳米的粒径;等,或包括前述uv吸收剂中至少一种的组合。基于按重量计100份的总组合物——不包括任何填料,uv吸收剂一般地以按重量计0.01至3.0份的量使用。适合的润滑剂包括,例如,脂肪酸酯,诸如硬脂酸烷基酯,如,硬脂酸甲酯等;硬脂酸甲酯与亲水性和疏水性表面活性剂的混合物,表面活性剂包括聚乙二醇聚合物,聚丙二醇聚合物,及其共聚物,如,适合的溶剂中硬脂酸甲酯和聚乙二醇-聚丙二醇共聚物;或包括前述润滑剂中至少一种的组合。基于按重量计100份的总组合物——不包括任何填料,润滑剂一般地以按重量计0.1至5份的量使用。适合的颜料包括,例如,无机颜料,诸如金属氧化物和混合金属氧化物,诸如氧化锌、二氧化钛、氧化铁等;硫化物,诸如硫化锌等;铝酸盐;硫代硅酸钠;硫酸盐和铬酸盐;铁酸锌;群青蓝;颜料棕24;颜料红101;颜料黄119;有机颜料,诸如偶氮,重氮,喹吖啶酮,苝,萘四羧酸,黄烷士酮,异吲哚啉酮,四氯异吲哚啉酮,蒽醌,蒽嵌蒽醌(anthanthrone),二嗪,酞菁,和偶氮色淀;颜料蓝60、颜料红122、颜料红149、颜料红177、颜料红179、颜料红202、颜料紫29、颜料蓝15、颜料绿7、颜料黄147和颜料黄150,或包括前述颜料中至少一种的组合。基于按重量计100份的总组合物——不包括任何填料,颜料一般地以按重量计1至10份的量使用。适合的染料包括,例如,有机染料,诸如香豆素460(蓝色)、香豆素6(绿色)、尼罗红等;镧系配合物;烃和取代的烃染料;多环芳烃;闪烁染料(优选地,唑和二唑);芳基-或杂芳基-取代的聚(2-8烯烃);羰花青染料;酞菁染料和颜料;嗪染料;喹诺酮(carbostyryl)染料;卟啉染料;吖啶染料;蒽醌染料;芳基甲烷染料;偶氮染料;重氮染料;硝基染料;醌亚胺染料;四唑染料;噻唑染料;苝染料,环酮(perinone)染料;二-苯并唑噻吩(bbot);和呫吨染料;荧光,诸如反斯托克斯位移染料,其在近红外波长中吸收并在可见波长中发射等;发光染料,诸如5-氨基-9-二乙基亚氨苯并(a)吩嗪高氯酸盐(phenoxazoniumperchlorate);7-氨基-4-甲基喹诺酮;7-氨基-4-甲基香豆素;3-(2'-苯并咪唑基)-7-n,n-二乙基氨基香豆素;3-(2'-苯并噻唑基)-7-二乙基氨基香豆素;2-(4-二苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-二唑;2-(4-二苯基)-6-苯基苯并唑-1,3;2,5-二-(4-二苯基)-1,3,4-二唑;2,5-二-(4-二苯基)-唑;4,4'-二-(2-丁基辛氧基)-对四联苯;对-二(邻-甲基苯乙烯基)-苯;5,9-二氨基苯并(a)吩嗪高氯酸盐;4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对二甲基氨基苯乙烯基)-4h-吡喃;1,1'-二乙基-2,2'-羰花青碘化物;3,3'-二乙基-4,4',5,5'-二苯并硫杂三羰花青碘化物(dibenzothiatricarbocyanineiodide);7-二乙基氨基-4-甲基香豆素;7-二乙基氨基-4-三氟甲基香豆素;2,2'-二甲基-对四联苯;2,2-二甲基-对-三联苯;7-乙基氨基-6-甲基-4-三氟甲基香豆素;7-乙基氨基-4-三氟甲基香豆素;尼罗红;罗丹明700;嗪750;罗丹明800;ir125;ir144;ir140;ir132;ir26;ir5;二苯基己三烯;二苯基丁二烯;四苯基丁二烯;萘;蒽;9,10-二苯基蒽;芘;1,2-苯并菲;红荧烯;六苯并苯;菲等,或包括前述染料中至少一种的组合。基于按重量计100份的总组合物——不包括任何填料,染料一般地以按重量计0.1至5份的量使用。适合的着色剂包括,例如二氧化钛,蒽醌,苝,环酮(perinone),靛蒽醌,喹吖啶酮,呫吨,嗪,唑啉,噻吨,靛类,硫靛,萘酰亚胺,菁蓝,呫吨,次甲基,内酯,香豆素,二-苯并唑噻吩(bbot),萘四羧酸衍生物,单偶氮和双偶氮颜料,三芳基甲烷,氨基酮,二(苯乙烯基)联苯衍生物,等,以及包括前述着色剂中至少一种的组合。基于按重量计100份的总组合物——不包括任何填料,着色剂一般地以按重量计0.1至5份的量使用。适合的发泡剂包括例如,低沸点卤代烃和产生二氧化碳的那些;在室温下为固体并且当加热至高于他们分解温度的温度时产生气体的发泡剂,气体诸如氮气、二氧化碳、氨气、诸如偶氮甲酰胺、偶氮甲酰胺的金属盐、4,4'氧二(苯磺酰基酰肼)、碳酸氢钠、碳酸铵等,或包括前述发泡剂中至少一种的组合。基于按重量计100份的总组合物——不包括任何填料,发泡剂一般地以按重量计1至20份的量使用。此外,可以向组合物加入提高流动和其他性质的材料,诸如低分子量烃树脂或树枝状多元醇(诸如来自perstop的boltorn)或树枝状聚酯酰胺(诸如来自dsm的hybranetm)。特别有用种类的低分子量烃树脂是衍生自石油c5至c9原料的那些,这样的原料衍生自从石油裂化获得的不饱和c5至c9单体。非限制性实例包括烯烃,如戊烯、己烯、庚烯等;二烯烃,如戊二烯、己二烯等;环烯烃和二烯烃,如环戊烯、环戊二烯、环己烯、环己二烯、甲基环戊二烯等;环二烯烃二烯,如,双环戊二烯、甲基环戊二烯二聚体等;和芳香烃,如乙烯基甲苯、茚、甲基茚等。树脂可以另外地被部分或完全氢化。阻燃剂的实例包括但不限于卤化阻燃剂,像四溴(tretabromo)双酚a低聚体——诸如bc58和bc52、溴化聚苯乙烯或聚(二溴-苯乙烯)、溴化环氧树脂、十溴二亚苯基氧化物(decabromodiphenyleneoxide)、五溴苄基丙烯酸酯单体、五溴苄基丙烯酸酯聚合物、乙烯二(四溴邻苯二甲酰亚胺、二(五溴苄基)乙烷,金属氢氧化物,像mg(oh)2和al(oh)3,三聚氰胺氰尿酸酯,磷基fr系统,像红磷、三聚氰胺聚磷酸酯、磷酸酯酯、金属次膦酸盐、可膨胀石墨、全氟丁烷硫酸钠或钾、全氟辛烷硫酸钠或钾、二苯基砜磺酸钠或钾和2,4,6-三氯苯甲酸钠或钾和n-(对-甲苯基磺酰基)-对-甲苯磺酰亚胺钾盐、n--(n'-苄基氨基羰基)磺酰亚胺(sulfanylimide)钾盐,或包括前述中至少一种的组合。可以以总组合物的重量百分比的0.1至大约40%的范围的量添加填料和添加剂。可以使用本领域内在热塑性树脂中分散一种或多种填料的任意已知方法容易地形成本发明的热塑性组合物。可以通过熔融混料方法或溶液掺混方法一般地加工导热和电绝缘组合物或复合材料。可模制组合物的熔融掺混包括使用剪切力、拉伸力、压缩力、超声能、电磁能、热能或包括前述力或能量形式中至少一种的组合,并且在加工仪器中执行,其中前述的力或能量形式通过单螺杆、多螺杆、啮合同向旋转或异向旋转螺杆、非啮合同向旋转或异向旋转螺杆、往复螺杆、具有销的螺杆、具有网筛的螺杆、具有销的辊筒、辊、挑杆、螺旋转子,或包括前述中至少一种的组合来发挥。包括前述力的熔融掺混可以在机器中执行,机器诸如单螺杆或多螺杆挤出机、buss捏合机、henschel、helicones、ross混合器、banbury、辊式磨碎机、造型机——诸如注塑机、真空成形机、吹塑机等,或包括前述机器中至少一种的组合。在一个实施方式中,粉末形式、颗粒形式、薄片形式等的有机聚合物可以首先在henschel中或在辊式磨碎机中与填料干混,然后进料至熔融掺混装置,诸如挤出机或buss捏合机。可以期望的是以母胶的形式将填料引入熔融掺混装置。在这样的方法中,可以在引入有机聚合物的点的下游将母胶引入熔融掺混装置。熔融掺混是这样过程,其中在掺混过程期间,如果树脂是半结晶有机聚合物,那么至少一部分有机聚合物已经达到大于或等于大约熔融温度的温度,或者如果树脂是无定形树脂,那么至少一部分有机聚合物已经达到流点(如,玻璃化转变温度)。干混是这样的过程,其中在掺混过程期间如果树脂是半结晶有机聚合物那么有机聚合物的总质量在小于或等于大约熔融温度的温度下,或如果有机聚合物是无定形树脂那么有机聚合物的总质量在小于或等于流点的温度下,并且其中有机聚合物a基本上不含任何液体状流体。如本文中所限定,溶液掺混是这样的过程,其中在掺混过程期间有机聚合物悬浮在液体状流体中,诸如溶剂或非溶剂中。包括有机聚合物和填料的可模制的组合物如果需要可以经历多个掺混和成形步骤。例如,可模制组合物可以首先被挤出并形成为颗粒。然后将颗粒进料至造型机,在此其可以成形为任何期望的形状或产品。可选地,从单个熔融掺混器传出的可模制组合物可成形为片材或细条并经历后挤出过程,诸如退火、单轴或双轴取向。在一个方面,填料可以首先与任意前述提到的添加剂干混在一起,然后由一个或多个进料器进料至挤出机,或填料单独地由一个或多个进料器进料至挤出机。在一个方面,有机聚合物树脂或任意聚合物组成可以为粉末或颗粒形式,并可以首先彼此干混,或与前述提到的填料的任意组合干混,然后由一个或多个进料器进料至挤出机。本发明中使用的填料还可以首先加工为母胶,然后进料至挤出机。有机聚合物、填料、母胶或聚合物、填料掺合物的任意组合的进料可以由挤出机上喉道装料斗或任意侧进料器进料至挤出机。本发明使用的挤出机可以具有单螺杆、多螺杆、啮合同向旋转或异向旋转螺杆、非啮合同向旋转或异向旋转螺杆、往复螺杆、具有销的螺杆、具有网筛的螺杆、具有销的辊筒、辊、挑杆、螺旋转子,或包括前述中至少一种的组合。复合材料的熔融掺混包括使用剪切力、拉伸力、压缩力、超声能、电磁能、热能或包括前述力或能量形式中至少一种的组合。在混料期间挤出机上辊筒温度可以设定在这样的温度,其中如果树脂是半结晶有机聚合物那么至少一部分有机聚合物已经达到大于或等于大约熔融温度的温度,或如果树脂是无定形树脂,那么至少一部分有机聚合物已经达到流点(如,玻璃化转变温度)。溶液掺混也可以被用于制造可模制的组合物。溶液掺混还可以使用另外的能量,诸如剪切、压缩、超声振动等,以促进填料与有机聚合物的均化。在一个实施方式中,悬浮在流体中的有机聚合物可以连同任意前述填料被引入超声发生器中。可以通过声波振荡持续有效分散填料至有机聚合物的时间周期溶液掺混混合物。然后如果需要可以将有机聚合物连同填料干燥、挤出和模制。包括有机聚合物、填料和任选的添加剂的可模制组合物如果需要可以经历多次掺混和成形步骤。例如,可模制组合物可以首先被挤出并形成为颗粒。然后可以将颗粒进料至造型机,在此其可以成形为任意期望的形状或产品。可选地,由单个熔融掺混器传出的可模制的组合物还可以成形为片材或细条并经历后挤出过程,诸如退火、单轴或双轴取向。聚合物组合物可以使用本领域那些已知的技术形成为可模制原料或可模制制品。聚合物组合物和可模制复合材料展现了导热、但电绝缘性质。在一个方面,组合物的特征在于:(i)至少1.0w/mk的热导率;和(ii.)至少107ohmcm的体积电阻率。在一个方面,本发明通过使用大量的低导热填料实现了高导热组合物的出人意料的结果,并实现了超过基于单个成分的热导率可预期的热导率的最终组合物热导率。这意味着不同填料之间不可预期的协同效应导致组合物的出人意料的高热导率。而且,同时,组合物保持高水平的体积电阻率(即,组合物是电绝缘的)。本发明的填料组合通常具有相对低的硬度,其有助于熔融加工。另外,由于低导热填料与高导热填料相比相对低的成本,本发明的填料组合通常具有低的成本结构。由此,本发明的组合物具有较低成本结构下高热导率和/或比目前商业组合物更好的加工性能(较少磨损)。本发明的组合物可以形成为制造的制品。在一个方面,制品可以是模制制品。在一个方面,本文中的组合物和制品可以用于需要电绝缘的加热或散热管理应用。实例包括但不限于计算机和消费电器中电子零件的散热装置、太阳能电池和电池组——诸如处理器、灯、led灯、电动机、电路、电子器件的封装、诸如线圈或外壳、太阳能电池背板、电池外壳、或用于非常有问题的(腐蚀性的)环境的热交换器的制造。下面的非限制性方面为本文中公开的技术的说明。方面1:一种组合物,其包括:(a)大约20wt%至大约99wt%的一种或多种热塑性聚合物;(b)大约0.5至大约50wt%的可膨胀石墨片,所述可膨胀石墨片具有大于大约1微米的厚度;和(c)大约0wt%至大约60wt%的一种或多种添加剂,在每种情况下,按重量计百分比基于成分(a)、(b)和(c)的总重量并一起得到100wt%。组合物可以具有大约1至大约30w/mk的范围内的平面内热导率。应当理解,公开的组合物的一些实施方式可以包括除了可膨胀石墨以外的形式的石墨;对于公开的组合物,可膨胀石墨不是排外的石墨形式。在不使用可膨胀石墨的实施方式中,通过平面(through-plane)热导率对于绝缘组合物可以在大约0.5至大约2w/mk的范围内和对于导电组合物在大约0.5至大约5w/mk的范围内。应当理解,在一些实施方式中,任何公开的组合物可以包括可膨胀形式的石墨和一种或多种其他形式的石墨。作为一些实例,商品级,像konduitpx08321、ox10324,其使用普通的片状非可膨胀石墨(如,石墨2012和石墨1125),可以存在于公开的组合物中。可以使用非可膨胀石墨(其中石墨在加热下不膨胀)。在包括除了可膨胀石墨的额外的石墨的实施方式中,额外的石墨可以代表大约0.5至大约90wt%的组合物,包括任何和所有中间值。在使用可膨胀石墨的一些实施方式中,通过平面热导率对于绝缘组合物可以在大约0.5至大约3w/mk的范围内和对于导电组合物可以在大约0.5至大约10w/mk的范围内。在一些实施方式中,可膨胀石墨片中至少一些可具有大于大约0.1微米、大于大约0.5微米、大于大约0.6微米或大于大约0.9微米的范围内的厚度。例如,片可以具有大约0.1微米上至大约100微米的范围内的厚度,如,1-90微米,5-70微米、10-50微米或甚至20-40微米。方面2:方面1的组合物,其中至少一种添加剂包括至少一种低导热填料,其具有大约10至大约30w/mk的范围内的热导率,所述至少一种低导热填料以多于大约10wt%至大约60wt%存在。方面3:方面1-2中任一项的组合物,其中至少一种添加剂包括至少一种高导热填料,其具有大于大约50w/mk的范围内的热导率,所述至少一种高导热填料以多于大约10wt%至大约60wt%存在。方面4:方面1-3中任一项的组合物,其中至少一种添加剂包括aln、al4c3、al2o3、bn、alon、mgsin2、sic、si3n4、石墨、膨胀石墨、zns、cao、mgo、zno、tio2、caco3、云母、bao、baso4、casio3、zro2、sio2、玻璃珠、mgo·xal2o3、camg(co3)2、陶瓷涂覆石墨、粘土、滑石、caso4或其任意组合。方面5:方面1-4中任一项的组合物,其中至少一种添加剂包括增强体(reinforcement)。方面6:方面5的组合物,其中所述增强体包括玻璃纤维、碳纤维、金属(如金属丝)或其任意组合。方面7:方面1-6中任一项的组合物,其中至少一种添加剂包括碱性材料。方面8:方面1-7中任一项的组合物,其中所述碱性材料以大于大约10wt%存在。方面9:方面1-8中任一项的组合物,其中至少一种添加剂包括阻燃剂、颜料、加工添加剂、流动促进剂、脱模剂、热稳定剂、光稳定剂、uv-吸收剂或其任意组合。方面10:方面1-9中任一项的组合物,其中所述组合物具有大约1.0至大约2.0g/cm3(克/厘米3)的范围内的密度。方面11:方面1-10中任一项的组合物,其中所述组合物具有小于107ohm.cm的体积电阻率。方面12:方面1-11中任一项的组合物,其中所述可膨胀石墨的特征为具有小于大约300℃的膨胀温度。方面13:方面1-12中任一项的组合物,其中所述组合物的特征为具有大约1.0至大约30w/mk的范围内的平面内热导率。方面14:方面1-13中任一项的组合物,其中所述组合物的特征为具有大约0.5至大约10w/mk的范围内的通过平面热导率。方面15:一种模制制品,其包括:大约20wt%至大约99wt%的一种或多种热塑性聚合物;大约0.5至大约50wt%的可膨胀石墨片,所述可膨胀石墨片具有大于大约1微米的厚度;和大约0wt%至大约60wt%的一种或多种添加剂,所述模制制品还具有大约1.0至大约30w/mk的范围内的平面内热导率,在每种情况下,按重量计百分比基于成分(a)、(b)和(c)的总重量并一起得到100wt%。方面16:方面15的模制制品,其中所述模制制品具有大约0.5至大约10w/mk的范围内的通过平面热导率。方面17:方面15-16中任一项所述的模制制品,其中所述模制制品具有大约1.0至大约2.0g/cm3的范围内的密度。方面18:方面15-17中任一项所述的模制制品,其中至少一种添加剂包括至少一种低导热填料,其具有大约10至大约30w/mk的范围内的热导率,所述至少一种低导热填料以多于大约10wt%至大约60wt%存在。方面19:方面15-18中任一项所述的模制制品,其中至少一种添加剂包括至少一种高导热填料,其具有大于大约50w/mk的范围内的热导率,所述至少一种高导热填料以多于大约10wt%至大约60wt%存在。方面20:一种制备组合物的方法,所述组合物包括:(a)大约20wt%至大约99wt%的一种或多种热塑性聚合物;(b)大约0.5至大约50wt%的可膨胀石墨片,所述可膨胀石墨片具有大于大约1微米的厚度;和(c)大约0wt%至大约60wt%的一种或多种添加剂,所述方法包括在挤出机中混合(a)、(b)和(c)的熔融物,其中当从传送方向上观看在越过挤出机包括一个或多个剪切元件的点处,向所述挤出机提供至少一部分(b),和在每种情况下,按重量计百分比为基于成分(a)、(b)和(c)的总重量,并一起得到100wt%。方面21:方面20的方法,其中(1)至少一种添加剂包括至少一种低导热填料,其具有大约10至大约30w/mk的范围内的热导率并且以多于大约10wt%至大约60wt%存在,其中(2)至少一种添加剂包括至少一种高导热填料,其具有大于大约50w/mk的范围内的热导率并且以多于大约10wt%至大约60wt%存在,或(1)和(2)两者。方面22:一种使用热塑性组合物的方法,其包括使方面1-14中任一项的组合物接触升高的温度。方面23:一种使用模制制品的方法,其包括使方面15-19中任一项的模制制品接触升高的温度。示例性实施方式为了制备公开的组合物,一种或多种聚合物(包括前述聚合物)可以首先彼此干混或与填料或添加剂干混。然后可以将材料由一个或多个进料器进料至,如,双螺杆挤出机。可选地,可以单独地从一个或多个进料器进料至挤出机。热塑性聚合物可以从主喉管位置进料至挤出机,同时其他聚合物从下游位置进料至挤出机。可膨胀石墨可以在喉管或在侧进料位置使用普通重量损失进料进料器进料至挤出机。可膨胀石墨可以单独地进料至挤出机,或与组合物中其他成分预掺混并进料至挤出机。应当理解,术语“可膨胀石墨”可以指处于可膨胀形式的石墨和/或指曾经为可膨胀形式然后通过加热、混合、挤出、或其他方法进一步加工的石墨。作为实例,可膨胀石墨可以指片、薄片、或其他形状的形式的石墨,其在某些热、化学或其他加工条件下是可膨胀的,以便增加体积并形成具有降低的石墨层厚度的石墨,其材料然后又可以通过加热、混合、挤出或其他方法加工。可膨胀石墨可以指已经被加热以便膨胀的石墨。进料增强装置可以用于进料区域,该区域可以配有真空外部施加至其的多孔、透气壁部分。通过该部分,中间的颗粒空气可以被吸出粉末状本体材料。因此,获得松散材料的压实,并且因此提高进料能力。其他填料或增强剂和任意其他添加剂也可以干混在一起,然后由一个或多个进料器进料至挤出机,或单独地由一个或多个进料器进料至挤出机。填料还可以被加工为母胶,然后进料至挤出机。如果为液体形式,成分也可以被注入挤出机。一个示例性挤出机为啮合同向旋转双螺杆挤出机。复合材料的熔融掺混包括使用剪切力、拉伸力、压缩力、热能活包括前述力或能量形式中至少一种的组合。在混料期间挤出机上辊筒温度可以设定为这样的温度,其中如果树脂为半结晶有机聚合物那么至少一部分有机聚合物达到大于或等于大约熔融温度的温度,或如果树脂为无定形树脂,那么至少一部分有机聚合物达到流点(如,玻璃化转变温度)。在混料期间,熔融温度可以增加到可膨胀石墨的初始膨胀温度以上。包括前述聚合物和填料的可模制的组合物可以经历多个掺混和成形步骤。作为一个实例,可模制的组合物可以首先被挤出并成形为颗粒。颗粒然后可以进料至造型机,在此其可以成形为任何期望的形状或产品。可选地,从单个熔融掺混器传出的可模制的组合物可以成形为片材或细条并经历后挤出过程,诸如退火、单轴或双轴取向。在一个示例性实施方式中,使用双螺杆挤出机(wpzsk26mc,l/d=40)制备样品。然后将从挤出机挤出的颗粒注塑为80*10*3mm的棒并切割为10*10*3mm的方形样品,用于通过平面热导率测量,注塑为φ100*0.4mm片材并切割为φ25*0.4mm的圆形样品用于平面内热导率测量。使用具有类似厚度的耐高温陶瓷参比,通过nanoflashlfa447测量热导率,(κ,w/m-k)。该测量测定样品的热扩散系数(α,cm2/s)(厘米2/秒)和比热(cp,j/g-k)(焦耳/克-卡尔文),连同密度(ρ,g/cm3),其使用水浸法测量(astmd792),根据:κ=α(t)cp(t)ρ(t),三个值的积给出在通过平面方向上和在平面内方向上的热导率。每个点重复三次以确保测量准确的tc。图1显示了示例性双螺杆挤出机混料生产线设置。如图1所示,聚合物树脂从主喉管位置进料并且可膨胀石墨由上游侧进料器进料,其能够上游排气。其他成分从进一步下游位置进料,其可以用作来自其自身侧进料器的下游排气。真空排气可以位于挤出机的末端附近。下面的表1提供了用于公开的组合物的示例性材料。选择不同的石墨以显示在混料期间可膨胀石墨(eg)与其他普通石墨和剥落石墨在石墨粉末进料、膨胀、脱气和分散方面的比较和不同特征,以及得到的热导性能。表1:实例中的材料列举下面表2显示了用于实例的制备的混料双螺杆挤出机的参数。表2:双螺杆挤出机的参数变量变量变量挤出机螺杆直径(mm)l/d总辊筒数wpzsk26mc2640.010下面表3显示了用于实例制备的eg的性质。图2显示了eg形态及其厚度。表3:egadtkp251性质初始膨胀温度(℃)膨胀比(ml/g)纯sg(g/ml)振实密度(g/ml)1502302.260.75下面表4比较了使用普通片状石墨1125和可膨胀石墨(eg)的组合物的导热性能。可见在组合物中具有10%的石墨,相对于使用普通石墨的组合物,包括eg的组合物显示了超过50%的热导率增量。表4:通过使用10wt%的石墨的复合材料热导率的比较:项目描述单位#1#2ultramidb27%9090石墨1125%10可膨胀石墨(eg)%10制剂总和100100密度平均值-1.191.22通过平面热导率w/(m·k)0.501.07平面内热导率w/(m·k)1.181.85通过平面tc增量%0114.4平面内tc增量%056.9表5显示了增加组合物中石墨负载至20wt%的效果。可见,使用eg(可膨胀石墨)的组合物显示了增加的热导率增量,对于平面内热导率至多158%,其高于使用膨胀(剥落)石墨gfg50的组合物。表5:比较通过使用20wt%的石墨的复合材料的热导率的其他实例表6显示了除了10wt%的石墨添加另一种填料(mg(oh)2)的效果。可见,相对使用普通片状石墨1125和剥落石墨gfg50的那些组合物,使用eg的组合物仍显示了热导率增加。表6:比较通过组合石墨与mg(oh)2的复合材料的热导率的其他实例项目描述单位#7#8#9ultramidb27%404040石墨1125%10石墨gfg50%10可膨胀石墨(eg)%10magnifinh-5iv%505050制剂总和100100100密度平均值-1.601.601.63通过平面热导率w/(m·k)1.441.721.70平面内热导率w/(m·k)2.422.653.11通过平面tc增量%-19.517.9平面内tc增量%-9.828.8图3显示了最终化合物中石墨形态。可见不管在混料之前原始石墨的厚度,在混料之后厚度可以更小。如通过sem图片测量所见,在实例#7、#8和#9中的石墨显示了小于500nm的厚度。在#9中存在超过1微米的较大层厚度的可膨胀石墨。总之,通过在组合物中使用可膨胀石墨(在一些地方也称为eg),热导率以出乎意料优异的方式增加。在混料期间石墨膨胀和剥落之后,得到的组合物显示了相对于使用普通片状石墨的组合物或甚至使用剥落石墨的那些的提高的热导率性能。当前第1页12
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