聚酯組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及基于聚醋和H斜軸面娃酸鉛的組合物，尤其是熱塑性模制組合物；涉 及其生產(chǎn)并且涉及該些組合物作為模制組合物的用途，用于注塑模制或在擠出中用于生產(chǎn) 電絕緣、導(dǎo)熱的產(chǎn)品，優(yōu)選地用于生產(chǎn)散熱器，尤其是發(fā)光二極管（LED)的散熱器。
【背景技術(shù)】
[0002] 熱塑性聚合物由于其良好的電絕緣特性而被用于電子行業(yè)的廣泛應(yīng)用中。然而， 由于它們的低熱導(dǎo)率，所W它們也用作絕熱體，該在用于產(chǎn)生了相對大量的熱量并且必須 耗散該些熱量的電氣元件的用途中構(gòu)成了一個問題。例如，在L邸的情況下，所吸收的電能 僅有在從約20%至30%范圍內(nèi)的比例被轉(zhuǎn)化成光；剩余部分作為熱損失獲得。與傳統(tǒng)燈的 發(fā)光相比，該種損失的熱的耗散是特別更困難得多。一方面，LED的溫度必須保持在一個非 常低的水平，因為否則的話效率和壽命會受損。另一方面，LED還允許一種特別小的設(shè)計并 且?guī)缀醪话l(fā)出熱量，并且因此該些熱量必須首先通過特別是熱傳導(dǎo)移除。
[0003] 現(xiàn)在，金屬散熱器（通常是由鉛或銅制成的）被典型地用來冷卻LED。該些散熱器 的一個缺點是金屬材料的高的比密度W及因為金屬而必然的高部件重量。一個另外的缺點 是金屬的電導(dǎo)率W及相關(guān)的短路風(fēng)險。在該方面的一種可能解決方案是由導(dǎo)熱塑料制成的 絕緣散熱器。
[0004] 使用導(dǎo)熱塑料作為散熱器用于冷卻電子部件值E 10 2007 057 533 A1) W及尤其 是其在LED的冷卻中的使用值E 10 2011 077 668 A1和US2012/0307501 A1)是已知的。
[0005] 聚合物本質(zhì)上僅具有低熱導(dǎo)率。為了實現(xiàn)例如在用于L邸散熱器中所需要的熱導(dǎo) 率，將導(dǎo)熱添加劑加入到用于生產(chǎn)散熱器用途的基于聚合物的模制組合物中。
[0006] JP 2007 016093 A說明了由熱塑性聚合物和按重量計1% -50%的石墨組成的具 有1. 6W/mK的改進(jìn)的熱導(dǎo)率的一種組合物。
[0007] 具體而言，對于在LED散熱器中的使用，US 2012/0319031 A1描述了使用具有按 重量計10%至70%的石墨的熱塑性模制組合物。
[0008] 然而，在該些熱塑性聚合物中使用石墨顯著地?fù)p害了所得到的塑料的電絕緣性 質(zhì)。為了避免該種缺點，在US 2012/0319031 A1中再次加入無機(jī)添加劑來改進(jìn)熱導(dǎo)率。
[0009] DE 102 60 098 A1和W0 08/043682 A1展示了熱塑性聚醋由于加入了氧化鉛而是 電絕緣且導(dǎo)熱的。所列出的另外的添加劑是低分子量并且聚合型的有機(jī)化合物。
[0010] 然而，在聚醋化合物的加工中使用氧化鉛由于氧化鉛的硬度導(dǎo)致所使用的設(shè)備的 磨損增加。在擠出基于氧化鉛的模制組合物的情況下，特別是螺桿、螺桿殼和模具受增加的 磨損的影響。在注射模制操作中加工的情況下，注塑模具的磨損還有顯著增加。
[0011] EP 2 078 736 A1展示了由氧化鉛引起的對所使用設(shè)備增加的磨損的問題的解決 方案。它描述了使用熱塑性塑模制組合物，優(yōu)選地基于聚醋的熱塑性塑模制組合物，W氮化 測作為導(dǎo)熱添加劑。然而，由于氮化測的各向異性，氮化測的熱導(dǎo)率是方向依賴性的。典型 地僅在注射方向上實現(xiàn)大于2W/mK的高熱導(dǎo)率。此外，氮化測的各向異性使得對在部件中 的熱導(dǎo)率的模擬遠(yuǎn)遠(yuǎn)更難，因為必須在該模擬中包括冷卻的模制組合物中的填充劑顆粒的 排列。
[0012] US-A 4133797描述了在基于彈性體聚合物和聚帰姪的混合物的熱塑性模制組合 物中使用含長石的無水娃酸鉛W實現(xiàn)（除其他之外）提高的/高的抗變形性。
[0013] 德國專利說明書編號596365涉及一種用于生產(chǎn)耐熱但是導(dǎo)熱的產(chǎn)品的方法，其 中耐熱烙融材料由娃酸鉛組成。
[0014] DE 10 2011 077 668 A1描述了由導(dǎo)熱塑料制成的基于熱禪合元件的燈具，使用 氧化鉛、鉛、銅、氮化測或石墨或納米管形式的碳作為導(dǎo)熱填充劑。
[0015] 本發(fā)明著手解決的問題是提供基于聚醋的熱塑性塑模制組合物，該些組合物用于 生產(chǎn)電絕緣、導(dǎo)熱的產(chǎn)品，優(yōu)選生產(chǎn)散熱器，尤其是生產(chǎn)用于發(fā)光二極管（LED)的散熱器。 該些具有高的各項同性熱傳導(dǎo)并且特別是高熱導(dǎo)率的，甚至是在與注射方向正交的方向 上，結(jié)合同時良好的機(jī)械特性。此外，上述的與使用氧化鉛或石墨相關(guān)的缺點得W避免。
[0016] 出人意料地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了基于聚醋、含具有H斜軸面晶體結(jié)構(gòu)的礦物藍(lán)晶石形式 的娃酸鉛的熱塑性塑模制組合物，由于其高熱導(dǎo)率，甚至在與注射方向正交的方向上，并且 由于良好的機(jī)械特性，是格外適合于生產(chǎn)電絕緣、導(dǎo)熱的產(chǎn)品的，優(yōu)選生產(chǎn)散熱器，尤其是 生產(chǎn)用于發(fā)光二極管（LED)的散熱器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 該問題的解決方案和因此本發(fā)明的主題為多種組合物，該些組合物包含
[0018] a)按重量計從15%至70%的至少一種聚醋，
[0019] b)按重量計29 %至84 %的娃酸鉛W及任選地
[0020] C)按重量計0.01%至15%的滑石，其中所有重量百分比的總和始終為按重量計 100%。
[0021] 本發(fā)明優(yōu)選提供了多種組合物，尤其是熱塑性塑模制組合物，該些組合物包含
[0022] a)按重量計15 %至70%，優(yōu)選按重量計15 %至50%，更優(yōu)選按重量計20 %至 40%的至少一種聚醋，優(yōu)選地PBT、PET或PCT或其任何所希望的組合，更優(yōu)選地PBT和PET 的共混物，其中基于存在的所有聚醋的總和，PET的比例是在按重量計從50%至99. 9%的 范圍內(nèi)，W及
[0023] b)按重量計30%至85%的H斜軸面娃酸鉛，優(yōu)選按重量計45%至80%的H斜軸 面娃酸鉛，更優(yōu)選按重量計55%至75%的H斜軸面娃酸鉛，其中所有百分比的總和為按重 量計100%。
[0024] 為了清晰起見，應(yīng)注意到本發(fā)明的范圍涵蓋下文中提及的一般意義上或在優(yōu)選的 范圍內(nèi)所指定的所有定義及參數(shù)的任何所希望的組合。除非另有說明，所有數(shù)字都是基于 室溫（RT) = 23+/-2C并且基于標(biāo)準(zhǔn)壓力，1己。
[00巧]此外，為了清晰起見，應(yīng)注意到在一個優(yōu)選的實施例中，該些組合物可W是組分a) W及b)的混合物，W及還有可W由該些混合物通過再加工操作，優(yōu)選通過至少一個混合或 捏和設(shè)備生產(chǎn)的熱塑性模制組合物，但是還有可W由該些熱塑性模制組合物進(jìn)而、尤其是 通過擠出或注塑模制生產(chǎn)的產(chǎn)品。
[0026] 通過在至少一個混合工具中將組分a) W及b)或組分a)、b) W及C)作為離析物 混合來進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的組合物的制備w用于其進(jìn)一步應(yīng)用或用途。作為中間產(chǎn)品且基于 根據(jù)本發(fā)明的組合物獲得了模制品。但是，該些模制品可W或者只存在組分a) W及b)或 組分a)、b) W及C)，或者除了組分a) W及b)或組分a)、b) W及C) W外，還包含甚至其他 組分。在該種情況下，組分a) W及b)或組分a)、b) W及C)可W按該樣一種方式在給定的 量值區(qū)域的范圍內(nèi)變化，即，使得所有重量百分比的總和始終為100%。
[0027] 在熱塑性模制組合物W及可W由其生產(chǎn)的產(chǎn)品的情況下，本發(fā)明的組合物在其中 的比例優(yōu)選為在按重量計從50%到100%的范圍內(nèi)，其他成分為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根 據(jù)該些產(chǎn)品的W后用途所選擇的添加劑，該些添加劑優(yōu)選地選自在下文中定義的組分C) 到h)中的至少一者。本發(fā)明因此優(yōu)選地首先提供多種組合物，尤其是熱塑性塑模制組合 物，該些組合物包含
[0028] a)按重量計15 %至70%，優(yōu)選按重量計15 %至50%，更優(yōu)選按重量計20 %至 40%的至少一種聚醋，優(yōu)選地PBT、PET或PCT或其任何所希望的組合，更優(yōu)選地PBT和PET 的共混物，其中基于存在的所有聚醋的總和，PET的比例是在按重量計從50%至99. 9%的 范圍內(nèi)，W及
[0029] b)按重量計30%至85%的H斜軸面娃酸鉛，優(yōu)選按重量計45%至80%的H斜軸 面娃酸鉛，更優(yōu)選按重量計55%至75%的H斜軸面娃酸鉛，其中組分a)和b)的量應(yīng)W該 樣一種方式組合，即，所有百分比的總和為按重量計100%，并且該些組合物可W進(jìn)一步根 據(jù)組分C)至h)包含添加劑。
[0030] 本發(fā)明其次優(yōu)選地提供了多種組合物，尤其是熱塑性塑模制組合物，該些組合物 包含
[0031] a)按重量計15 %至70%，優(yōu)選按重量計15 %至50%，更優(yōu)選按重量計20 %至 40%的至少一種聚醋，優(yōu)選地PBT、PET或PCT或其任何所希望的組合，更優(yōu)選地PBT和PET 的共混物，其中基于存在的所有聚醋的總和，PET的比例是在按重量計從50%至99. 9%的 范圍內(nèi)，
[0032] b)按重量計29%至84%的H斜軸面娃酸鉛，優(yōu)選按重量計45%至80%的H斜軸 面娃酸鉛，更優(yōu)選按重量計55%至75%的H斜軸面娃酸鉛，W及
[003引 C)按重量計1 %到15%、優(yōu)選按重量計0. 01 %到10%、更優(yōu)選按重量計0. 01 %到 5%的滑石，優(yōu)選微晶滑石，在該種情況下，組分a) W及b)中的至少一種的量應(yīng)當(dāng)W該樣一 種方式降低，即，使得所有重量百分比的總和為100%，并且該些組合物也可包含組分d)至 h)的另外添加劑。
[0034] 可W進(jìn)而由本發(fā)明的組合物生產(chǎn)的產(chǎn)品或可W由其生產(chǎn)的熱塑性塑模制組合物 的良好機(jī)械性質(zhì)特征是相對于現(xiàn)有技術(shù)高的艾佐德沖擊抗性值W及同時較高的或至少維 持的關(guān)于邊緣纖維伸長的特性值。
[0035] 抗沖擊性描述了材料在不斷裂的情況下吸收沖擊能量和撞擊能量的能力。按照 ISO 180的艾佐德沖擊抗性測試是一種用于測定材料的抗沖擊性的標(biāo)準(zhǔn)方法。該包括首先 將一個臂保持在特定的高度（=恒定勢能）并且最終將其釋放。該臂撞到樣品，使其斷裂。 由該樣品吸收的能量來測定沖擊能量?？箾_擊性被計算為沖擊能量與樣品截面的比值（計 量單位；kJ/W)。在本發(fā)明的背景下，與ISO 180-1U類似地在23C下測定抗沖擊性。
[0036] 邊緣纖維伸長率在本發(fā)明的背景下W與ISO 178類似的短期彎曲測試確定。為此 目的，將棒狀樣品（優(yōu)選地具有80mm，10mm，4mm的尺寸）W其兩端置于兩個支持物上并且 在中部加載一個挽曲撞鍵。利用所測得的力和變形來計算邊緣纖維伸長率的特征值炬odo Carlowitz:Tabellarische Ubersicht ilber die Priifung von Kunststoffen[塑料測試 的表格概述（T油ular Overview of the Testing of Plastics)],第 6 版，Giesel-Verlag 化r Publizi垃t, 1992,第 16-17 頁）。
【具體實施方式】
[0037] 在一個優(yōu)選實施方案中，除組分a)和b) W及任選地C)之外，本發(fā)明的模制組合 物還包含
[003引 d)按重量計0. 01 %到5%、優(yōu)選按重量計0. 05%到4%、更優(yōu)選按重量計0. 1 %到 3%的至少一種亞磯酸醋穩(wěn)定劑，在該種情況下，組分a)、b) W及任選地C)中的至少一種的 量應(yīng)當(dāng)降低使得所有重量百分比的總和為100%。
[0039] 在一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的組合物，除了組分a)、b) W及任選的C)和/或d) 之外，或者代替C)和/或d)，還包含
[0040] e)按重量計0. 01 %至10%的至少一種用于改善流動性的添加劑，也稱為流動輔 助劑、流動劑、流動助劑或內(nèi)部潤滑劑，在該種情況下其他組分中至少一種的量應(yīng)該減小到 使得所有重量百分比的總和為按重量計100%的程度。
[0041] 在一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的組合物，除了組分a)、b) W及任選的C)和/或d) 和/或e)之外，或者代替C)和/或d)和/或e)，還包含
[004引 f)按重量計0.01 %到5%、優(yōu)選按重量計0. 1 %到2%、更優(yōu)選按重量計0.5%到 1%的至少一種形式的炭黑，在該種情況下，其他組分中的至少一種的量應(yīng)當(dāng)減小到使得所 有重量百分比的總和為100%的程度。
[0043] 在一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的組合物，除了組分a)、b) W及任選的C)和/或d) 和/或e)和/或f)之外，或者代替組分C)和/或d)和/或e)和/或f)，還包含
[0044] g)按重量計0.01 %到15 %、優(yōu)選按重量計0.01 %到10 %、更優(yōu)選按重量計 0. 01%到5%的至少一種脫模劑，在該種情況下，其他組分中的至少一種的量應(yīng)當(dāng)降低至使 得所有重量百分比的總數(shù)為100%的程度。
[0045] 在一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的組合物，除了組分a)、b) W及任選的C)和/或d) 和/或e)和/或f)和/或g)之外，或者代替組分C) W及任選地d)和/或e)和/或f) 和/或g)，還包含
[0046