功率变换器的制造方法_2

文档序号:8324256阅读:来源:国知局
酸酯、聚苯乙烯、聚酯(例如,环聚酯、高分子量聚合二醇对苯二甲酸酯或间苯二甲酸酯等等)、聚酰胺(例如,半芳族聚酰胺,诸如PA4.T、PA6.T、PA9.T等等)、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯、聚芳基砜、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、聚苯并恶唑、聚苯砜(polyphthalides)、聚缩醛、聚酐、聚乙稀醚、聚乙稀硫醚、聚乙稀醇、聚乙稀酮、聚乙稀基齒化物、聚乙烯基腈、聚乙烯基酯、聚磺酸、聚硫化物、聚硫酯、聚砜、聚磺酰胺、聚脲、聚磷腈、聚硅氮烷、苯乙烯丙烯腈、丙烯腈丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚氨酯、乙烯-丙烯二烯橡胶(EPR)、聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯、全氟烷氧基、聚氯三氟乙烯、聚偏二氟乙烯等,或包括至少一种前述有机聚合物的组合物。聚烯烃的实例包括聚乙烯(PE)(其包含高密度聚乙烯(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、马来酸酐官能化的聚乙稀)、马来酸酐官能化的弹性体乙稀共聚物(如购自ExxonMobil的EXXEL0R?VA1801和VA1803)、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、乙烯丁基丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯官能化乙烯-丙烯酸酯三元共聚物、酐官能化的乙烯-丙烯酸酯聚合物)、酐官能化的乙烯-辛烯和酸酐官能化乙烯-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,和包括至少一种前述有机聚合物的组合物。
[0038]在本申请的上下文中,“半芳香族聚酰胺”被理解为是聚酰胺均聚物或共聚物,其包含源自芳香族二羧酸、芳香族二胺、或芳香族氨基羧酸的芳族或半芳族单元,所述单元的含量至少为50mol%。在一些情况下,为了更好的可加工性,这些半芳族聚酰胺被混合有少量的脂肪族聚酰胺。它们是市售的,例如商标为Zytel HTN的DuPont,Wilmington, De, USA、商标为 Amodel 的 Solvay Advanced Polymers 或购自 DSM, SittarcU 以及 Tii 的商标为Stanyl 的 Netherlands。
[0039]热塑性树脂的共混物的实例包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/尼龙、聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯/聚氯乙烯、聚苯醚/聚苯乙烯、聚苯醚/尼龙、聚砜/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸醋/热塑性聚氨醋、聚碳酸醋/聚对苯二甲酸乙酯、聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁酯、热塑性弹性体合金、尼龙/高弹体、聚酯/高弹体、聚对苯二甲酸/ 丁二醇酯、缩醛/高弹体、苯乙烯-顺丁烯二酸酐/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚醚醚酮/聚醚砜、聚醚醚酮/聚醚酰亚胺聚乙烯/尼龙、聚乙烯/聚缩醛等。
[0040]热固性树脂的实例包括聚氨酯、天然橡胶、合成橡胶、环氧树脂、酚醛树脂、聚酯、聚酰胺、聚硅氧烷等,或包括至少一种前述热固性树脂的组合物。热固性树脂的共混物以及热塑性树脂与热固性树脂的共混物可被使用。
[0041]在一个实施方式中,在导电组成物中可使用的有机聚合物是聚(亚芳基醚)。术语聚(亚芳基醚)聚合物包括聚苯醚(PPE)和聚(亚芳基醚)共聚物;接枝共聚物;聚(亚芳基醚)离聚物;和链烯基芳族化合物与聚(亚芳基醚)、乙烯基芳族化合物和聚(亚芳基醚)等类似物的嵌段共聚物;以及包括至少一种前述物质的组合物。
[0042]有机聚合物可以以可模制组合物的总重量的10至85重量百分比(wt.% ),具体是25wt.%至80wt.%,更具体是35wt.%至75wt.%,并且还更具体是40wt.%至70wt.%的量使用。
[0043]在可模制组合物中使用的填料组合物包括石墨和氮化硼。期望使用具有I微米至5000微米的平均颗粒尺寸的石墨。在此范围内,可有利地使用尺寸大于或等于3微米(具体地为大于或等于5微米)的石墨颗粒。还期望是尺寸小于或等于4000微米(具体地为小于或等于3000微米,且更具体地为小于或等于2000微米)的石墨颗粒。石墨通常是薄片状,其纵横比(即短轴/长轴)大于或等于2,具体地大于或等于5,更具体地大于或等于10,并且甚至更具体地大于或等于50。一方面,石墨是薄片石墨,其中,薄片石墨通常被发现为具有直径为10微米至800微米(如沿长轴所测量的)和厚度为I微米至150微米的尺寸的离散薄片,例如,具有纯度在80%至99.9%内的碳。另一方面,石墨是球形的。
[0044]石墨通常以大于或等于可模制组合物的总重量的1wt.%至30wt.%,具体地为13wt.%至28?1:.%,更具体地为14wt.%至26?1:.%,且还更具体是15wt.%至25?1:.%的量使用。
[0045]氮化硼可以是立方氮化硼、六方氮化硼、非晶态氮化硼、菱形氮化硼,或另一种同素异形体。它可作为粉末、附聚物、纤维等,或包括至少一种前述物质的组合物来使用。
[0046]氮化硼具有I微米至5000微米的平均颗粒尺寸。在此范围内,可有利地使用尺寸为大于或等于3微米(具体大于或等于5微米)的氮化硼颗粒。还期望是尺寸小于或等于4000微米(具体小于或等于3000微米且更具体小于或等于2000微米)的氮化硼颗粒。氮化硼通常是薄片状,其纵横比大于或等于2,具体地大于或等于5,更具体地大于或等于10,甚至更具体地大于或等于50。示例颗粒尺寸是125微米至300微米,同时晶体尺寸为10微米至15微米。氮化硼颗粒可以以凝聚物的形式或作为单独的颗粒或作为单独的颗粒和凝聚物的组合物存在。示例硼氮化物是可购自迈图高新材料公司(Momentive PerformanceMaterials)的 PT350、PT360 或PT370。
[0047]氮化硼(BN)通常以可模制组合物的总重量的5wt.%至6(^七%,具体地为8wt.%至55wt.%、更具体地1wt.%至5(^1:.%、且还更具体地12wt.%至45?1:.%的量使用。氮化硼的示例量是导热塑料的总重量的15wt.%至40被.%。一方面,氮化硼具有95%至99.8%的BN纯度。例如,可使用大单结晶尺寸化薄片BN,其具有3微米至50微米的平均尺寸和98%以上的BN纯度。这里所述的颗粒尺寸是指其任何尺寸的单BN颗粒或其凝聚物。
[0048]可使用一种或多种导热填料。导热、电绝缘性填料具有小于30W/mK (例如10W/mK至30W/mK,具体地是15W/mK至30W/mK,更具体是15W/mK至20W/mK)的固有导热率。电阻率可大于或等于15 (欧姆?厘米)。导热填料的实例包括但不限于ZnS (硫化锌)、CaO (氧化钙)、MgO (氧化镁)、ZnO (氧化锌)、T12 ( 二氧化钛),或包括至少一种前述物质的组合物。
[0049]可使用一种或多种高导热电绝缘填料和/或一种或多种高导热导电填料。高导热填料的固有导热率大于或等于50W/mK,具体地大于或等于100W/mK,更具体地大于或等于150W/mK。电绝缘填料的电阻率可以大于或等于15Ohm.cm。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)、覆有陶瓷的石墨,或包括至少一种前述物质的组合物。导电填料的电阻率可以小于或等于1hm.cm。高导热导电填料的示例包括但不限于石墨、膨胀石墨、石墨烯、碳纤维、碳纳米管(CNT)、石墨化炭黑,或包括至少一种前述物质的组合物。
[0050]此外,导热塑料可任选地还包含添加剂,诸如抗氧化剂,诸如例如有机亚磷酸酯,例如三(壬基-苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)S旨、双(2,4-二-丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯或二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、烷基化一元酚、多酚以及多酚与二烯的烷基化反应产物,诸如例如四[亚甲基(3,5-二-叔-丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)]甲烷、3,5- 二-叔-丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯、十八烷基2,4- 二-叔丁基苯基磷酸酯、对甲酚和二环戊二烯的丁基化反应产物、烷基化氢醌、羟基化硫代二苯醚、亚烷基-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;硫代烷基或硫代芳化合物的酯,诸如例如硫二丙酸二十八酯、硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸双十三酯(ditridecyIth1diprop1nate)、β -(3, 5- 二叔丁基 ~4~ 轻基苯基)-丙酸的酰胺;填料和增强剂,诸如例如,硅酸盐、二氧化钛(T12)、碳酸钙、滑石、云母,和其它添加剂,诸如例如,脱模剂、紫外线吸收剂,诸如光稳定剂和其它稳定剂的稳定剂、润滑剂、增塑剂、颜料、染料、着色剂、抗静电剂、发泡剂、阻燃剂、抗冲改性剂等,以及包括至少一种前述添加剂的组合物。
[0051]任选地,导热塑料可包括石墨和氮化硼的无规分布且具有大于2W/mK的导热率。例如,导热塑料可具有2W/mK至6W/mK(具体是2.2ff/mK至4.0W/mK,更具体是2.3ff/mK至3.9V/mK,并且还更具体是2.4ff/mK至3.8ff/mK)的导热率。在一个实施方式中,导热塑料包括:35体积百分比(vol% )至80vol%的热塑性聚合物;固有导热率小于或等于10W/mK的5vol%至45vol%的热绝缘填料;和固有导热率大于或等于50W/mK的5vol%至15vol%的导热填料。导热塑料可具有大于或等于2.0W/mK的导热率,和/或大于或等于17欧姆-厘米(Ohm.cm)的体积电阻率。任选地,导热填料可包括AIN、BN、MgSiN2>
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