專利名稱：：導(dǎo)熱和電絕緣的可模塑組合物及其制備方法導(dǎo)熱和電絕緣的可模塑組合物及其制備方法相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2006年12月20日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)60/870,941和2007年3月21提交的美國(guó)專利申請(qǐng)11/689,228的優(yōu)先權(quán)，將這些美國(guó)專利申請(qǐng)全部并入本文作為參考。
背景技術(shù)：
：本發(fā)明涉及導(dǎo)熱和電絕緣的可模塑組合物及其制備方法。可商購(gòu)的導(dǎo)熱、可模塑的組合物通常用導(dǎo)熱填料如氧化鋁或氮化硼填充。然而，氧化鋁本性具有研磨性并損壞加工設(shè)備。此外，氧化鋁的低密度使得難以加入足夠量的氧化鋁。導(dǎo)熱的可模塑組合物中也使用氮化硼作為填料。氮化硼非常昂貴并降低組合物的熔體流動(dòng)性，從而使得加工成本高。因此希望找到便宜的用于導(dǎo)熱可模塑組合物的填料組合物，其在加工期間改善熔體流動(dòng)性，并產(chǎn)生具有機(jī)械性質(zhì)和熱性質(zhì)的適當(dāng)平衡的組合物。
發(fā)明內(nèi)容本申請(qǐng)公開了一種可模塑組合物，包括有機(jī)聚合物；包含石墨和氮化硼的填料組合物，其中所述可模塑組合物的電阻率大于或等于約1013ohm/sq，其中在280°C溫度和16kgf/cm2負(fù)荷下測(cè)量時(shí)所述可模塑組合物的熔體流動(dòng)指數(shù)為約1~約30克/10分鐘。本申請(qǐng)也公開了一種可模塑組合物，包括約30~約85wt。/。有4幾聚合物組合物；包含約10約30wt。/。石墨和約5約60wt。/。氮化硼的填料組合物；其中所述可模塑組合物的導(dǎo)熱率為約2約6瓦特/米-開爾文，和電阻率大于或等于約1013ohm/sq。本申請(qǐng)還公開了制備可模塑組合物的方法，包括熔融共混可模塑組合物，所述可模塑組合物包括有機(jī)聚合物；包含石墨和氮化硼的填料組合物，其中所述可模塑組合物的電阻率大于或等于約1013ohm/sq。具體實(shí)施例方式除非上下文中明顯矛盾或文中另有指出，在描述本發(fā)明的上下文(特別是所附權(quán)利要求的上下文)中使用冠詞"一個(gè)(a)"、"一個(gè)(an)"、和"該(the)"及類似指示物意圖包括單數(shù)和復(fù)數(shù)指示物。與數(shù)量聯(lián)用的修飾語(yǔ)"約"包括所述的數(shù)值并具有上下文所指出的意義(例如，包括與具體量的測(cè)量方法相關(guān)的誤差等級(jí))。本文中所公開的所有范圍均包括端點(diǎn)并且該端點(diǎn)可以彼此獨(dú)立;也組合。本申請(qǐng)公開的是導(dǎo)熱和電絕緣的可模塑組合物。所述可模塑組合物包括有機(jī)聚合物，和含有石墨和氮化硼的填料組合物，其中該可模塑組合物的表面體積電阻率(bulksurfaceresistivity)大于或等于約1013ohm/sq，同時(shí)顯示出導(dǎo)熱率大于或等于約2W/m-K。所述可模塑組合物顯示在280°C溫度和16kg-f/cn^負(fù)荷下熔體流動(dòng)指數(shù)為約1約30克/10分鐘，因此是容易加工的。所述可模塑組合物可有利地模塑成期望的形狀和形式，并可以具有A級(jí)表面光潔度。在可模塑組合物中使用的有機(jī)聚合物可選自寬泛的熱塑性樹脂、熱塑性樹脂的共混物、熱固性樹脂、或熱塑性樹脂與熱固性樹脂的共混物。所述有機(jī)聚合物也可以是聚合物、共聚物、互聚物、或包括至少一種前述有機(jī)聚合物的組合。有機(jī)聚合物也可以是低聚物、均聚物、共聚物、嵌段共聚物、交替嵌段共聚物、無(wú)規(guī)聚合物、無(wú)規(guī)共聚物、無(wú)規(guī)嵌段共聚物、接技共聚物、星型嵌段共聚物、樹狀高分子，等等，或者包含至少一種前述有機(jī)聚合物的組合。有機(jī)聚合物的實(shí)例是聚縮醛、聚烯烴、聚丙烯酸類、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亞胺、聚芳酯、聚芳基砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚四氟乙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚苯并噁唑、聚苯酞、聚縮醛、聚酐、聚乙烯基醚、聚乙烯基硫醚、聚乙烯醇、聚乙烯酮、聚卣乙烯、聚乙烯腈、聚乙烯酯、聚磺酸酯、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-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二曱酸丁二醇酯、聚氨酯、三元乙丙橡膠(EPR)、聚四氟乙烯、氟化乙烯-丙烯共聚物、全氟烷氧基乙烯、聚一氯三氟乙烯、聚偏二氟乙烯，等等，或包括至少一種前述有機(jī)聚合物的組合。熱塑性樹脂共混物的實(shí)例包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/尼龍、聚碳酸酯/丙晞腈-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、聚笨醚/尼龍、聚S風(fēng)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯/熱塑性聚氨酯、聚碳酸酯/聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯、聚碳酸酯/聚對(duì)苯二曱酸丁二醇酯、熱塑性彈性體熔合物、尼龍/彈性體、聚酯/彈性體、聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯/聚對(duì)苯二曱酸丁二醇酯、縮醛/彈性體、苯乙烯-馬來酸酐/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚醚醚酮/聚醚砜、聚醚醚酮/聚醚酰亞胺、聚乙烯/尼龍、聚乙烯/聚縮醛等。熱固性樹脂的實(shí)例包括聚氨酯、天然橡膠、合成橡膠、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酯、聚酰胺、有機(jī)硅，等等，或包含至少一種前述熱固性樹脂的組合?？梢岳脽峁绦詷渲墓不煳镆约盁崴苄詷渲c熱固性樹脂的共混物。有機(jī)聚合物的用量通常為可模塑組合物總重量的約10約85重量百分?jǐn)?shù)(wt。/。)。有機(jī)聚合物的用量通常大于或等于可模塑組合物總重量的約33wt%，具體地大于或等于約35wt%,更具體地大于或等于約40wt%。此外，有機(jī)聚合物的用量通常小于或等于可模塑組合物總重量的約80wt%，具體地小于或等于約75wt%，更具體地小于或等于約70wt%。在可模塑組合物中使用的填料組合物包括石墨和氮化硼。在可模塑組合物中使用的石墨可以是合成制備的或天然產(chǎn)生的。期望使用天然產(chǎn)生的石墨。有三種可以購(gòu)買的天然產(chǎn)生的石墨。它們是片狀石墨、無(wú)定形石墨和結(jié)晶纟丈玉里石墨(crystalveingraphite)。片狀石墨正如其名字所示具有薄片形態(tài)。無(wú)定形石墨并非如其名字所暗示的是真正無(wú)定形的，而是結(jié)晶的?？色@得的無(wú)定形石墨的平均尺寸為約5微米約10厘米。結(jié)晶紋理石墨顧名思義通常在其外表面具有紋理狀外觀。結(jié)晶紋理石墨可購(gòu)自AsburyGraphiteandCarbonIncCarbons,為薄片形式。合成石墨可以由來源于石油或煤炭的焦炭和/或?yàn)r青制備。合成石墨比天然石墨的純度更高，但不是結(jié)晶的。一種合成石墨為電爐石墨(electrographite),它是由煅燒的石油焦和焦油瀝青在電爐中煅燒制備的。另一種合成石墨是通過將煅燒的石油瀝青加熱到2800°C而制得。合成石墨往往比天然石墨密度低，孔隙大及電阻高。期望使用平均粒度為約1~約5,000微米的石墨。在此范圍內(nèi)，可以有利地使用尺寸大于或等于約3微米，具體地大于或等于約5微米的石墨顆粒。同樣合乎需要的石墨顆粒的尺寸小于或等于約4,000微米，具體地小于或等于約3,000微米，更具體地小于或等于約2,000微米。石墨通常為片狀，縱橫比大于或等于約2，具體地大于或等于約5，更具體地大于或等于約10,且甚至更具體地大于或等于約50。石墨的用量通常大于或等于可模塑組合物總重量的約10wt。/。約30wt%。在此范圍內(nèi)，石墨的用量通常大于或等于可模塑組合物總重量的約13wt%，具體地大于或等于約14wt%，更具體地大于或等于約15wt%。此外，石墨的用量通常小于或等于可模塑組合物總重量的約28wt%，具體地小于或等于約26wt%，更具體地小于或等于約25wt%。氮化硼可以是立方氮化硼、六方氮化硼、無(wú)定形氮化硼、菱形氮化硼或另一同素異形體。它可以粉末、團(tuán)塊或纖維的形式使用。氮化硼的平均粒度為約1~約5,000微米。在此范圍內(nèi)，可以有利地使用尺寸大于或等于約3微米，具體地大于或等于約5微米的氮化硼顆粒。同樣合乎需要的氮化硼顆粒的尺寸小于或等于約4,000微米，具體地小于或等于約3，000微米，更具體地小于或等于約2,000微米。氮化硼通常為片狀，縱橫比大于或等于約2，具體地大于或等于約5，更具體地大于或等于約10，且甚至更具體地大于或等于約50。例示的粒度為約125約300微米，其中晶粒尺寸為約10約15微米。氮化硼顆粒的存在形式為團(tuán)塊或單個(gè)顆粒或單個(gè)顆粒和團(tuán)塊的組合。例示的氮化硼為PT350、PT360或PT370，可購(gòu)自GeneralElectricAdvancedMaterials。氮化硼的用量通常為可^^莫塑組合物總重量的約5wt。/。約60wt%。在此范圍內(nèi)，氮化硼的用量通常大于或等于可模塑組合物總重量的約8wt%，具體地大于或等于約10wt%,更具體地大于或等于約12wt%。另外，氮化硼的用量通常小于或等于可模塑組合物總重量的約55wt%,具體地小于或等于約50wt。/。，更具體地小于或等于約45wt。/。。例示的氮化硼量為可模塑組合物總重量的約15~約40\^%。此外，可模塑組合物也可以任選含有添加劑，如抗氧化劑如有機(jī)亞磷酸酯，例如，亞磷酸三(壬基-苯基)酯，亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)S旨，二亞磷酸雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇酯或二亞磷酸二硬脂基季戊四醇酯，烷基化的一元酚、多元酚和多元酚與二烯的烷基化反應(yīng)產(chǎn)物，例如四[亞甲基(3,5-二叔丁基-4-羥基氫化肉桂酸酯)]曱烷，3,5-二叔丁基-4-羥基氫化肉桂酸酯，十八烷基2，4-二叔丁基苯基亞磷酸酯，對(duì)曱酚和二環(huán)戊二烯的丁基化反應(yīng)產(chǎn)物，烷基化氬醌，羥基化硫代二苯醚；烷叉-雙酚，千基化合物，(3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸與一元醇或多元醇的酯，卩-(5-叔丁基-4-羥基-3-曱基苯基)丙酸與一元醇或多元醇的酯；硫代烷基或硫代芳基化合物的酯，例如二硬脂基硫代丙酸酯，二月桂基硫代丙酸酯，雙十三烷基疏代二丙酸酯，(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸的酰胺；填料和增強(qiáng)劑，例如硅酸鹽，二氧化鈦(Ti02),碳酸4丐，滑石，云母，以及其他添加劑，如脫模劑，UV吸收劑，穩(wěn)定劑如光穩(wěn)定劑和其他穩(wěn)定劑，潤(rùn)滑劑，增塑劑，顏料，染料，著色劑，抗靜電劑，發(fā)泡劑，阻燃劑，抗沖改性劑等，以及包含至少一種前述添加劑的組合。有機(jī)聚合物通常可以幾種不同的方法與石墨和氮化硼一起進(jìn)行加工，該方法例如熔融共混、溶液共混等，或者包含至少一種前述共混方法的組合?？赡Ｋ芙M合物的熔融共混包括使用剪切力、拉伸力(extensionalforce)、壓縮力、超聲波能、電磁能、熱能或包含至少一種前述力或能量形式的組合并在這樣的加工設(shè)備中進(jìn)行，在所述加工設(shè)備中用以下裝置施加前述力或能量形式單螺桿、多螺桿、嚙合同向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)螺桿，非嚙合同向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)螺桿，往復(fù)螺桿，帶銷(pin)的螺桿，帶篩網(wǎng)的螺桿，帶銷的機(jī)筒，輥、柱塞、螺旋轉(zhuǎn)子，或包含至少一種前述裝置的組合。涉及前述力的熔融共混可以在機(jī)器中進(jìn)行，該機(jī)器例如為單螺桿或多螺桿擠出機(jī)，Buss捏合機(jī)，Henschel混合機(jī)，螺旋混合機(jī)(helicones)，Ross混合機(jī)，Banbury混合機(jī)，輥煉機(jī)，模塑機(jī)如注塑機(jī)、真空成型機(jī)、吹塑機(jī)，等等，或包含至少一種前述機(jī)器的組合。在一種實(shí)施方式中，在進(jìn)料到熔融共混設(shè)備如擠出機(jī)或Buss捏合機(jī)之前，首先將粉體、粒料、片材等形式的有機(jī)聚合物與石墨和氮化硼在Henschel混合機(jī)或輥煉機(jī)中干混。理想的是，將石墨、氮化硼或石墨和氮化硼的組合以母料的形式引入熔融共混設(shè)備中。在此方法中，可以在加入有機(jī)聚合物的位置的下游將所述母料引入熔融共混設(shè)備。熔融共混物是指至少一部分有機(jī)聚合物的溫度在共混期間已經(jīng)達(dá)到大于或等于約熔化溫度(如果樹脂是半結(jié)晶的有機(jī)聚合物)或流動(dòng)點(diǎn)溫度(例如，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度)(如果樹脂為無(wú)定形樹脂)的共混物。干混物是指全部有機(jī)聚合物的溫度處于小于或等于約熔化溫度(如果樹脂是半結(jié)晶的有機(jī)聚合物)或流動(dòng)點(diǎn)溫度(例如，玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度乂如果樹脂為無(wú)定形樹脂)的共混物，其中有機(jī)聚合物在共混期間基本上不含液態(tài)流體。本申請(qǐng)中定義的溶液共混物是指在共混期間有機(jī)聚合物懸浮在液態(tài)流體如溶劑或非溶劑中的共混物。如果需要可以將包含有機(jī)聚合物、石墨和氮化硼的可模塑組合物進(jìn)行多個(gè)共混和成形步驟。例如，可以首先將可模塑組合物擠出并成形為粒料。然后將粒料進(jìn)料到模塑機(jī)中，在模塑機(jī)中可以成形為任何期望的形狀或產(chǎn)品。或者，可以將由單個(gè)熔融共混機(jī)流出的模塑組合物成形為片材或線料，再進(jìn)4亍后寺齊出力。工(post-extrusionprocesses)如退火、單軸或雙軸耳又向。也可以使用溶液共混制備可模塑組合物。溶液共混也可以使用額外的能量如剪切、壓縮、超聲振動(dòng)等，以促進(jìn)石墨和氮化硼與有機(jī)聚合物的勻化。在一種實(shí)施方式中，將懸浮在液體中的有機(jī)聚合物與石墨和氮化硼一起？1入超聲發(fā)生器中?？梢詫⒒旌衔锿ㄟ^超聲處理(sonication)溶液共混一段時(shí)間，將石墨和氮化硼有效分散到有機(jī)聚合物顆粒上。如果需要，接著將有機(jī)聚合物連同石墨和氮化硼一起進(jìn)行干燥、擠出和模塑。在超聲處理期間，一般希望流體將有機(jī)聚合物溶脹。溶脹有機(jī)聚合物通常在溶液共混過程中改善石墨和氮化硼浸滲有機(jī)聚合物的能力并由此改善分散?？赡Ｋ芙M合物顯示有利的熔體流動(dòng)性能。在一種實(shí)施方式中，可模塑組合物的熔體流動(dòng)指數(shù)在280。C溫度和16kg-f/cm2負(fù)荷下測(cè)量時(shí)為約1約30克/10分鐘?？赡Ｋ芙M合物例示的熔體流動(dòng)指數(shù)在280。C溫度和16kg-f/cm2負(fù)荷下測(cè)量時(shí)為約4~約20克/10分鐘。在一種實(shí)施方式中，可模塑組合物包括隨機(jī)分布的石墨和氮化硼且導(dǎo)熱率大于2瓦特/米-開爾文(W/m-K)。在另一實(shí)施方式中，可模塑組合物的導(dǎo)熱率通常為約2約6W/m-K。在此范圍內(nèi)，一般希望可模塑組合物的導(dǎo)熱率大于或等于約2.2W/m-K，具體地大于或等于約2.3W/m-K,更具體地大于或等于約2.4W/m-K。同樣希望可模塑組合物的導(dǎo)熱率小于或等于約4.0W/m-K，具體地小于或等于約3.9W/m-K,更具體地小于或等于約3.8W/m-K?？赡Ｋ芙M合物是電絕緣的。在一種實(shí)施方式中，可模塑組合物的電阻率大于或等于約1013ohm/sq。通過以下非限制性實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例實(shí)施例1-9這些實(shí)施例表明，本申請(qǐng)公開的可模塑組合物比僅含有氮化硼的對(duì)比組合物具有改進(jìn)的導(dǎo)熱率和改進(jìn)的熔體流動(dòng)性。本發(fā)明的實(shí)施例均是電絕緣的。實(shí)施例1、8和9是比較例，而實(shí)施例2-7是本發(fā)明可模塑組合物的代表?？勺鳛镻T-360商購(gòu)的氮化硼(BN)塊體由GeneralElectricAdvancedCeramicCorporation供應(yīng)。結(jié)晶纟丈理石墨(C)由AsburyGraphiteandCarbonInc.供應(yīng)。所用的聚酰胺(PA)為尼龍-6。添加聚丙烯(PP)以改進(jìn)熔體流動(dòng)性。將石墨和氮化硼與聚酰胺和聚丙烯進(jìn)行干式混合，然后通過擠出機(jī)的主進(jìn)料器加入。使用25毫米的Werner&Pfleiderer雙螺桿擠出機(jī)制備可模塑組合物。擠出機(jī)有六個(gè)機(jī)筒，從進(jìn)料喉到模頭的溫度分別設(shè)定為23，230，240,250,260和270°C。模頭設(shè)定在280°C。將從擠出機(jī)得到的粒料在LarsenandToubro注塑機(jī)中進(jìn)行注塑。表1示出了不同可模塑組合物的導(dǎo)熱率測(cè)量值、電導(dǎo)率測(cè)量值和熔體流動(dòng)指數(shù)。使用激光閃光和探針法進(jìn)行導(dǎo)熱率測(cè)量。根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)E1461使用Netzsch(TM)Nanoflash儀器進(jìn)行激光閃光實(shí)驗(yàn)。實(shí)施例1-9用于激光閃光的試樣尺寸為3mm厚x12.5mm直徑。使用ElmerPyris導(dǎo)熱率探針測(cè)量導(dǎo)熱率(TC)，并以瓦特/開爾文-米(W/m-K)為單位記錄。所有測(cè)量均在室溫在注塑片上進(jìn)行。使用ASTMD257作為指南進(jìn)行表面電阻率實(shí)驗(yàn)。試樣大小為約3mm厚x50mm直徑。測(cè)試前將試樣在23°C和50%相對(duì)濕度下適應(yīng)40小時(shí)。基于全部可模塑組合物的總重量，以重量百分?jǐn)?shù)為單位記錄這些量。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>1=比專交例*=對(duì)于實(shí)施例1-9,碳和氮化硼的總體積量為55體積％。表1的數(shù)據(jù)將各種混合的填料組合物(實(shí)施例2-9)的熱性質(zhì)、電性質(zhì)和流變性質(zhì)與純BN填充的組合物(實(shí)施例l)的熱性質(zhì)、電性質(zhì)和流變性質(zhì)做比較。在所有這些實(shí)施例中使用的石墨是結(jié)晶紋理石墨(CVG)。如表l中看到的，添加約13wt。/。石墨得到約50%的導(dǎo)熱率增加；此添加之后總導(dǎo)熱率從2.2W/m-K增加到3.3W/m-K?？傊?，結(jié)果顯示添加石墨和氮化硼相比于僅含氮化硼的對(duì)比組合物提高了可模塑組合物的導(dǎo)熱率。表1所示的表面電阻率結(jié)果表明，在這些雙重填充材料中，含有30wt%石墨的實(shí)施例7達(dá)到石墨的電滲濾閾值(electricalpercolationthreshold),所有含有至多約30wt。/。石墨的混合填料的實(shí)施例均是電絕緣的，表面電阻率為E+13ohm/sq。隨著石墨載量增加，這些材料變成靜電耗散的(staticallydissipative),電阻率為E+6ohm/sq。這些組合物在高壓下也顯示優(yōu)異的絕緣性質(zhì)。當(dāng)根據(jù)正C112/ASTMD6368測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)含有22wt%CVG-石墨的組合物(實(shí)施例5)的CTI(相比漏電起痕指數(shù))大于600伏特(即，高達(dá)600V不失效，600V是該儀器可以施加的最大電壓)。用滑性材料如石墨替代一部分氮化硼增加了材料的熔體流動(dòng)性。這由表1中的粘度和熔體流動(dòng)指數(shù)(MFI)數(shù)據(jù)證實(shí)，其中列出剪切速率為4000秒"時(shí)的粘度?；诒容^例(實(shí)施例1)和每種石墨/BN材料(實(shí)施例2_9)之間的比較，在表中列出了粘度的降低。這些數(shù)據(jù)顯示，使用2022wt。/o石墨(實(shí)施例4和5)獲得最大的粘度降低，44%。然而，較高和較低的石墨添加水平仍提供了在熔體流動(dòng)性方面的顯著改進(jìn)，并由此改進(jìn)了注塑的加工性。實(shí)施例10-11進(jìn)行這組實(shí)驗(yàn)來說明在其他樹脂體系中，石墨和氮化硼的混合填料體系相對(duì)于僅含氮化硼的填料體系的優(yōu)勢(shì)。實(shí)施例10-11含有45體積百分?jǐn)?shù)(vol。/。)的填料組合物。以與實(shí)施例1-9類似的方式制備這些樣品。實(shí)施例10和11含有購(gòu)自GeneralElectricCompany的PC/ABS(聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的共混物)。表2中顯示這些組合物及導(dǎo)熱率和熔體流動(dòng)指數(shù)的結(jié)果。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>添加17volQ/。石墨(否則混合物太粘以至于不能流動(dòng)(實(shí)施例IO))時(shí)，混合物變成可注塑的，熔體流動(dòng)指數(shù)為16克/10分鐘(實(shí)施例11)。實(shí)施例12-14進(jìn)行這些實(shí)施例來證明不同類型的石墨對(duì)導(dǎo)熱率的影響。表3顯示三種不同類型的石墨的熱性質(zhì)和流變性數(shù)據(jù)。以與實(shí)施例l-9類似的方式制備樣品。將前面實(shí)施例中使用的結(jié)晶紋理石墨(CVG)型石墨與天然石墨和合成石墨進(jìn)行比較。CVG相比于其他兩種石墨具有最高的縱橫比。以聚合物樹脂的重量計(jì)，該聚合物樹脂含有90wt。/。尼龍-6和10wt。/。聚丙烯。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>以上數(shù)據(jù)顯示CVG提供了最佳流動(dòng)性增加。天然石墨顯示適度增加,而合成石墨/BN混合物不流動(dòng)。所有這三種組合物均是電絕緣的。因此，CVG石墨是前述填料組合物的優(yōu)選的基于碳的填料。實(shí)施例15-17進(jìn)行這些實(shí)施例來說明添加其他含碳填料對(duì)包含所述有機(jī)聚合物和氮化硼的組合物的影響。這些實(shí)施例選擇的其他含碳填料為碳纖維、多壁碳納米管(MWNT)或炭黑。樣品中沒有添加石墨。在表4顯示了這些組合物和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。以與實(shí)施例1-9中所述類似的方式制備這些樣品。表4顯示含碳填料和氮化硼填料的數(shù)值，而組合物的余下部分是聚合物樹脂。以聚合物樹脂的重量計(jì)，該聚合物樹脂包含90wt。/o尼龍-6和10wt。/。聚丙烯。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>如表4所示，包含碳纖維、多壁碳納米管(MWNT)和炭黑的組合物沒有顯示在使用石墨和氮化硼相結(jié)合的實(shí)施例2-7中所示的導(dǎo)熱率增加。實(shí)施例15-19全都是電絕緣的且太粘以至于不能測(cè)定熔體流動(dòng)指數(shù)。使用球形炭黑實(shí)際上也降低了導(dǎo)熱率。因此，為了提高導(dǎo)熱率以及熔體流動(dòng)性和加工性，石墨是優(yōu)選的基于碳的填料。實(shí)施例20進(jìn)行本實(shí)施例來證明石墨和其他導(dǎo)熱材料如氧化鋁(八1203)之間缺少協(xié)同性。表5顯示含有CVG石墨和氧化鋁的組合物。可以將表5所示的實(shí)施例20和表1中的實(shí)施例5進(jìn)行比較。兩種樣品均含有17體積百分?jǐn)?shù)的石墨。組合物余下的部分為聚合物。以聚合物樹脂的重量計(jì)，該聚合物樹脂包含90wt。/。尼龍-6和10wt。/。聚丙烯。然而，正如表5中所示的，該樣品是導(dǎo)電的。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>因此，從上述實(shí)施例可以看到，在可模塑組合物中石墨和氮化硼的組合產(chǎn)生了這樣的樣品，該樣品是電絕緣的，但具有高的導(dǎo)熱率并易于加工。盡管已經(jīng)參照例示的實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，可以作出各種改變并且等價(jià)物可以代替其要素，只要不偏離本發(fā)明的范圍。另外，可以作出許多改進(jìn)以使特定的情形或材料適用于本發(fā)明的教導(dǎo)，只要不偏離其的基本范圍。因此，這意味著本發(fā)明不限于作為用于實(shí)施本發(fā)明而構(gòu)思的最好方式披露的特定實(shí)施方案，而是意味著本發(fā)明將包括落入附屬的權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有實(shí)施方案。權(quán)利要求1.一種可模塑組合物，包括有機(jī)聚合物；包含石墨和氮化硼的填料組合物；其中所述可模塑組合物的電阻率大于或等于約1013ohm/sq，其中在280℃溫度和16kgf/cm2負(fù)荷下測(cè)量時(shí)所述可模塑組合物的熔體流動(dòng)指數(shù)為約1～約30克/10分鐘。2.權(quán)利要求1所述的可模塑組合物，其導(dǎo)熱率為約2W/m-K至約6W/m-K。3.權(quán)利要求1所述的可模塑組合物，其具有A級(jí)表面光潔度。4.權(quán)利要求1所述的可模塑組合物，其中所述有機(jī)聚合物是熱塑性樹脂、熱塑性樹脂的共混物、熱固性樹脂、熱固性樹脂的共混物、熱塑性樹脂與熱固性樹脂的共混物、共聚物、互聚物、低聚物、均聚物、嵌段共聚物、交替嵌段共聚物、無(wú)規(guī)共聚物、無(wú)規(guī)嵌段共聚物、接枝共聚物、星型嵌段共聚物、樹狀高分子，或者包括至少一種前述有機(jī)聚合物的組合。5.權(quán)利要求1所述的可模塑組合物，其中所述有機(jī)聚合物是聚縮醛、聚烯烴、聚丙烯酸類、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亞胺、聚芳酯、聚芳基砜、聚醚砜、聚笨硫醚、聚氯乙烯、聚砜、聚酰亞胺、聚醚酰亞胺、聚四氟乙烯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、聚苯并噁唑、聚苯酞、聚縮醛、聚酐、聚乙烯基醚、聚乙烯基硫醚、聚乙烯醇、聚乙烯酮、聚卣乙烯、聚乙烯腈、聚乙烯酯、聚磺酸酯、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-丙烯腈共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，或者包括至少一種前述聚合物的組合。6.權(quán)利要求1所述的可模塑組合物，其中所述有機(jī)聚合物為熱固性樹脂，以及其中所述熱固性樹脂為聚氨酯、天然橡膠、合成橡膠、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、有機(jī)硅，或者包括至少一種前述聚合物的組合。7.權(quán)利要求1所述的可模塑組合物，其中所述石墨是結(jié)晶紋理石墨、片狀石墨、無(wú)定形石墨、合成石墨，或包含至少一種前述石墨的組合。8.權(quán)利要求7所述的可模塑組合物，其中所述石墨的粒度為約1約5000微米。9.權(quán)利要求l所述的可模塑組合物，其中所述石墨存在的量為10wt%~約30wt。/。，基于可模塑組合物的重量。10.權(quán)利要求1所述的可模塑組合物，其中所述氮化硼為立方氮化硼、六方氮化硼、無(wú)定形氮化硼、菱形氮化硼，或包含至少一種前述氮化硼的組合。11.權(quán)利要求10的可模塑組合物，其中所述氮化硼的粒度為約1約5,000微米。12.權(quán)利要求1所述的可模塑組合物，其中所述氮化硼存在的量為5wt。/。約60wt%，基于可模塑組合物的重量。13.—種可模塑組合物，包括約30約85wt。/。有機(jī)聚合物組合物；包含約10~約30wt。/。石墨和約5約60wt。/o氮化硼的填料組合物；其中所有重量均基于可模塑組合物的重量；其中所述可模塑組合物的導(dǎo)熱率為約2約6瓦特/米-開爾文，且電阻率大于或等于約1013ohm/sq。14.權(quán)利要求13的可模塑組合物，其中熔體流動(dòng)指數(shù)在280。C溫度和16kgf/cm2負(fù)荷下測(cè)量時(shí)為約1約30克/10分鐘。15.制備可模塑組合物的方法，包括熔融共混可模塑組合物，所述可模塑組合物包括有機(jī)聚合物；包含石墨和氮化硼的填料組合物，其中所述可模塑組合物的電阻率大于或等于約1013ohm/sq。16.權(quán)利要求15的方法，其進(jìn)一步包括模塑所述可模塑組合物。17.權(quán)利要求15的方法，其中所述模塑為注塑。18.包含權(quán)利要求1的可模塑組合物的制品。19.包含權(quán)利要求15的可模塑組合物的制品。20.包含權(quán)利要求17的可模塑組合物的制品。全文摘要本發(fā)明公開了一種可模塑組合物，其包括有機(jī)聚合物；包含石墨和氮化硼的填料組合物，其中所述可模塑組合物的電阻率大于或等于約10¹³ohm/sq，其中所述可模塑組合物的熔體流動(dòng)指數(shù)在280℃溫度和16kgf/cm²負(fù)荷下測(cè)量時(shí)為約1～約30克/10分鐘。本發(fā)明還公開了一種可模塑組合物，包括約30～約85wt％有機(jī)聚合物；填料組合物，其包含約10～約70wt％石墨和約5～約60wt％氮化硼；其中所述可模塑組合物的導(dǎo)熱率為約2～約6瓦特/米-開爾文；和電導(dǎo)率大于或等于約10¹³ohm/sq。文檔編號(hào)C08K3/00GK101568577SQ200780047874公開日2009年10月28日申請(qǐng)日期2007年7月6日優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日發(fā)明者孔杰·坦登,曼朱納思·赫爾,桑杰·G·查拉蒂,珍妮弗·S·薩克,索姆亞德布·戈什申請(qǐng)人:沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司