專利名稱：熱傳導(dǎo)組合物的制作方法
熱傳導(dǎo)組合物本發(fā)明涉及包含至少一種聚合物和導(dǎo)熱助劑的熱傳導(dǎo)組合物，和這種熱傳導(dǎo)組合物用于制造導(dǎo)熱片狀元件的用途。本發(fā)明還涉及具有該熱傳導(dǎo)組合物的導(dǎo)熱片狀元件及其在電子設(shè)備中用于熱傳遞的用途。在很多技術(shù)領(lǐng)域中，受控?zé)醾鬟f具有重要作用。關(guān)于這一點(diǎn)，所有的基本問題都涉及溫差(溫度梯度)導(dǎo)致的熱能(熱)從較高溫度點(diǎn)(熱源)向較低溫度點(diǎn)(吸熱器(heat sink))的傳遞。熱傳遞的一種可能途徑是熱傳導(dǎo)；另外，熱傳遞也可以通過對(duì)流流動(dòng)方法或者以熱輻射的形式進(jìn)行。典型熱源的實(shí)例包括工作時(shí)產(chǎn)生熱的電子組裝件，以及各種加熱元件，以及其中進(jìn)行放熱化學(xué)反應(yīng)的容器。典型吸熱器是冷卻器元件(例如，無源冷卻體(passive colling bodies)、冷卻器 /風(fēng)扇組合、水冷卻器或Peltier元件)和任何欲加熱的物體(例如，欲解凍的冰凍區(qū)域， 例如屋頂排水溝(roof gutters)和在自動(dòng)化部件(automating segment)或在航空旅行業(yè) (aerospace travel industry)中白勺^: )。一個(gè)典型的問題關(guān)于基于電子電路中的組件的電阻以所謂的“焦耳熱(Joule heat) ”形式產(chǎn)生的熱能的轉(zhuǎn)移。熱能的有效除去是重要的，特別是對(duì)于半導(dǎo)體組裝件如集成電路而言，其中過熱可導(dǎo)致組裝件的不可逆破壞；在這種情況中經(jīng)常用作吸熱器的是上述冷卻器元件，其與所述組裝件(熱源)導(dǎo)熱連接。這種導(dǎo)熱連接借助于中間層實(shí)現(xiàn)，所述中間層位于所述熱源和吸熱器之間并增強(qiáng)所述熱源和吸熱器之間的熱傳遞，由此允許轉(zhuǎn)移特別大的熱流。所用的中間層通常為導(dǎo)熱性糊劑，將其施用至組裝件表面和冷卻器元件表面。這些導(dǎo)熱性糊劑主要由流體基質(zhì)材料如低分子量聚合樹脂或蠟組成。為了提高導(dǎo)熱率，向這些基質(zhì)材料添加足夠大量的導(dǎo)熱助劑。為了順應(yīng)熱源表面和吸熱器表面，這種系統(tǒng)通常為高度可變形的，以確保與這些元件的廣泛熱接觸。然而，導(dǎo)熱性糊劑不能夠抵消作用于其上的機(jī)械力，所以，另外需要將吸熱器機(jī)械固定在熱源上。為了能夠除了除去熱之外在熱源和吸熱器之間產(chǎn)生機(jī)械連接，導(dǎo)熱粘合劑系統(tǒng)的使用變得特別有利。這些系統(tǒng)通常包含聚合物與添加劑的混合物(稱為“聚合物混配物”)， 就它們的導(dǎo)熱性質(zhì)而言，其是特別適合的。所述聚合物混合物通常以流體粘合劑系統(tǒng)或壓敏粘合劑系統(tǒng)的形式提供。另外，借助于該聚合物混合物，在熱源和吸熱器之間特別簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)電絕緣，這對(duì)于許多應(yīng)用-尤其是在電子部件中的應(yīng)用，其是附加的要求。流體粘合劑系統(tǒng)是已知的，例如，呈導(dǎo)熱液體粘合劑或液體糊劑的形式。液體粘合劑是最初以液體形式施用至粘合基底，然后原位固化的粘合劑。為了制造導(dǎo)熱液體粘合劑， 使化學(xué)固化(例如，由交聯(lián)反應(yīng)導(dǎo)致)或物理固化的常規(guī)聚合物基質(zhì)系統(tǒng)與具有良好導(dǎo)熱性的助劑混合。然而，該導(dǎo)熱液體粘合劑的缺點(diǎn)是它們不能以足夠的精度計(jì)量，另外，在熱源與吸熱器的連接期間，它們呈現(xiàn)出不能以足夠精度控制的流動(dòng)行為。結(jié)果，所得中間層不具有均勻厚度，另外，過量物質(zhì)可出現(xiàn)在結(jié)合的邊緣。另一個(gè)缺點(diǎn)是必須較高地選擇作為導(dǎo)熱液體粘合劑一部分的導(dǎo)熱助劑的含量，以在中間層部分帶來足夠良好的導(dǎo)熱率，這又大大地降低液體粘合劑的粘合強(qiáng)度。壓敏粘合劑系統(tǒng)是已知的，例如，呈雙面可粘合的粘性標(biāo)簽(double-sidedly bondable sticky labels)的形式，呈粘合劑墊(adhesive pad)或膠帶的形式。這些系統(tǒng)的特征在于包含至少一種壓敏粘合劑的基本上二維的布置(two-dimensional disposition)，以及可設(shè)計(jì)成具有永久載體，或者以無載體形式設(shè)計(jì)。作為壓敏粘合劑系統(tǒng)的聚合物基質(zhì)系統(tǒng)(即，作為它的高分子量成分)，EP 0566093AUEP 0942059B1和EP 0942060B1特別披露了基于丙烯酸或甲基丙烯酸的酯的壓敏粘合劑等。這種壓敏粘合劑因特別高的熱穩(wěn)定性和老化穩(wěn)定性而出名。為了實(shí)現(xiàn)高粘合強(qiáng)度(更具體地，高剪切強(qiáng)度)，所述壓敏粘合劑含有具有游離酸基團(tuán)的共聚單體，例如丙烯酸或甲基丙烯酸。為了從這種聚合物基質(zhì)系統(tǒng)制備導(dǎo)熱混合物，使所述壓敏粘合劑系統(tǒng)的聚合物與導(dǎo)熱助劑共混(混合)，然后，在適當(dāng)?shù)那闆r下，施用至基底或施用至永久載體或臨時(shí)載體。 共混和施用原則上可在熔體中、在溶液中或在分散體中進(jìn)行。在溶液中共混的情況中，將聚合物基質(zhì)系統(tǒng)全部或至少部分地溶解在適合的液體介質(zhì)(溶劑)中。隨后在攪拌下將助劑引入到所得溶液中。最后，從混合物除去溶劑，其通常應(yīng)盡可能徹底地除去，以防止在最終產(chǎn)品中形成氣泡，否則這可在溶劑的蒸發(fā)期間發(fā)生。與此相似的是在分散體中共混，其中所述聚合物基質(zhì)系統(tǒng)不溶解在作為分散介質(zhì)的溶劑中，而僅僅懸浮在其中。對(duì)于在熔體中共混，首先在高溫軟化聚合物基質(zhì)系統(tǒng)，選擇在這種情況中的混合溫度，使得混合溫度接近至少部分聚合物基質(zhì)系統(tǒng)的軟化溫度，或者高于該至少部分聚合物基質(zhì)系統(tǒng)的軟化溫度。在該條件下，這部分聚合物基質(zhì)系統(tǒng)具有與在室溫時(shí)相比顯著較低的粘性，因此與添加的助劑甚至在不添加溶劑的情況下也可進(jìn)行機(jī)械混合，例如在混料機(jī)或擠出機(jī)中進(jìn)行。在使用壓敏粘合劑系統(tǒng)的情況下，可獲得限定的中間層，其借助于它們與相應(yīng)基底的粘合強(qiáng)度，能夠傳遞和轉(zhuǎn)移作用于所述基底上的機(jī)械力，不在所述過程中受損。然而， 如果欲實(shí)現(xiàn)特別高的導(dǎo)熱率，那么，在壓敏粘合劑系統(tǒng)的情況中，這通過在壓敏粘合劑系統(tǒng)中選擇高的導(dǎo)熱助劑含量來實(shí)現(xiàn)，這又導(dǎo)致壓敏粘合劑系統(tǒng)的粘合強(qiáng)度和內(nèi)部保持在一起的力(internalholding-together)(內(nèi)聚性)的降低。然而，當(dāng)所述壓敏粘合劑系統(tǒng)除了具有良好導(dǎo)熱率之外還欲為電絕緣的時(shí)，這種粘合強(qiáng)度的降低甚至更加有問題。在這種情況中，按慣例不能使用包含金屬如銀、金、鋁或銅的具有特別良好的導(dǎo)熱性的助劑，而是必須轉(zhuǎn)而使用非金屬導(dǎo)熱材料。然而，非金屬材料通常具有與金屬材料相比顯著較低的導(dǎo)熱率，因此，當(dāng)使用非金屬材料時(shí)，如果總的意圖是實(shí)現(xiàn)壓敏粘合劑系統(tǒng)部分上的導(dǎo)熱率水平與金屬材料相當(dāng)，則助劑的含量可能不得不甚至更高。所用的非金屬導(dǎo)熱助劑包括，具體地，氧化鋁(Al2O3)和氮化硼(BN)。因?yàn)橐撰@得性(ready availability)和因?yàn)樵诔杀竞涂傻玫降膶?dǎo)熱率之間的有利折衷，氧化鋁(Al2O3)是特別優(yōu)選的。作為典型的非金屬助劑，也可使用例如二氧化硅(SiO2)、硼化鈦(VI) (TiB2)、氮化硅(Si3N4)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鎂(MgO)、氧化鎳(II) (NiO)、氧化銅(II) (CuO)和氧化鐵(III) O^e2O3)。然而，使用大量其它的非金屬材料作為導(dǎo)熱助劑，例如 (MgO)、(Y2O3)、鈦酸鋁(Al2TiO5)、氮化鋁(AlN)、碳化硼(B4C)、堇青石、反應(yīng)結(jié)合的滲透白勺碳化(reaction-bonded, silicon-infiltrated silicon carbide) (SiSiC) > 非高壓燒結(jié)碳化硅(SSiC)、熱壓碳化硅(HPSiC)、熱-等靜壓碳化硅(HIPSiC)、反應(yīng)結(jié)合氮化硅(reaction-bonded silicon nitride) (RBSN)、非高壓燒結(jié)氮化硅(SSN)、熱壓氮化硅 (HPSN)或熱-等靜壓氮化硅(HIPSN)。因此，本發(fā)明的目的是提供熱傳導(dǎo)組合物，其具有良好的導(dǎo)熱性且同時(shí)電絕緣，并且其消除了這些上述缺點(diǎn)，更具體地，提供與熱源和/或吸熱器表面良好和持久的熱接觸。該目的意料不到地通過最初指出的那種類型的熱傳導(dǎo)組合物得以實(shí)現(xiàn)，其中所述導(dǎo)熱助劑包含粒子，所述粒子由初級(jí)粒子構(gòu)成且其具有1. 3m2/g以下的基于質(zhì)量的比表面積。具體地，對(duì)于該比表面積小于1. 3m2/g的顆粒助劑，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)與由相同材料構(gòu)成但具有較大比表面積的顆粒助劑相比，它們?cè)跓醾鲗?dǎo)組合物中導(dǎo)致顯著較高的導(dǎo)熱率。該解決方案是本領(lǐng)域技術(shù)人員預(yù)料不到的，由于通常會(huì)預(yù)期發(fā)生相反的效應(yīng)，即， 組合物的導(dǎo)熱率隨導(dǎo)熱助劑比表面積增加而增加，因?yàn)檩^大表面積應(yīng)產(chǎn)生較大的傳熱表面，因此導(dǎo)致這樣的假設(shè)從基質(zhì)聚合物向?qū)嶂鷦┑臒醾鬟f改善。然而，在此處的實(shí)驗(yàn)顯示，只有當(dāng)單獨(dú)助劑粒子另外作為單獨(dú)初級(jí)粒子的聚集物排列，并因此具有不光滑的不規(guī)則形狀的表面時(shí)，這種高導(dǎo)熱的熱傳導(dǎo)組合物才具有足夠高的內(nèi)聚性。只有使用這種三維粒子結(jié)構(gòu)，這些粒子才在結(jié)構(gòu)方面在聚合物基質(zhì)中錨定得如此穩(wěn)固，使得所得熱傳導(dǎo)組合物總體上具有高內(nèi)聚性，并且在高溫在機(jī)械載荷下也不失去這種內(nèi)聚性。在這種情況下，具體地，初級(jí)粒子的平均直徑至少為1 μ m或者甚至超過2 μ m是有利的，這是由于以此方式，得到的熱傳導(dǎo)組合物具有良好的導(dǎo)熱性，并且其內(nèi)聚性事實(shí)上在高溫(在高溫時(shí)聚合物基質(zhì)的粘性下降)仍足夠高，以確保穩(wěn)定的總體內(nèi)聚性。對(duì)于熱傳導(dǎo)組合物而言，如果導(dǎo)熱助劑粒子具有甚至更低的基于質(zhì)量的比表面積 (不超過1. 0m2/g)，可獲得特別高的導(dǎo)熱性。在一個(gè)有利的實(shí)施方案中，導(dǎo)熱助劑的粒子至少基本上為氧化鋁粒子和/或氮化硼粒子。作為使用這些惰性助劑的結(jié)果，獲得高化學(xué)穩(wěn)定性的熱傳導(dǎo)組合物，而且從經(jīng)濟(jì)學(xué)和環(huán)境的觀點(diǎn)來看其均為有利的，這是由于這些材料可容易獲得，無毒，并且與其它可能的助劑相比，在高導(dǎo)熱率和低成本方面提供良好的平衡。在所述助劑包含氧化鋁的情況中，已經(jīng)證實(shí)，所述氧化鋁粒子包括超過95重量％ 的α-氧化鋁，更特別包括97重量％或更多的α-氧化鋁是特別有用的。以此方式，可防止熱傳導(dǎo)組合物中的基于丙烯酸或甲基丙烯酸或它們的酯的聚合物組分的過早交聯(lián)或膠凝， 所述過早交聯(lián)或膠凝甚至可在混合設(shè)備(mixing assembly)中發(fā)生，并導(dǎo)致粘度的激增。在考慮高含量的α-氧化鋁的情況下，所得混合物還一直具有突出的加工質(zhì)量。相反，對(duì)于基于丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的聚合物，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果Y-氧化鋁或氧化鋁的含量達(dá)到至少5重量％，則聚合物的膠凝或交聯(lián)早在將助劑引入到熔體中的階段就發(fā)生，因此所得熱傳導(dǎo)組合物不再能夠作為均勻?qū)映尚位蚴┯?。?dāng)導(dǎo)熱助劑的材料的導(dǎo)熱率超過lW/mK，更特別為超過10W/mK，有利的是超過 25W/mK，或者甚至超過100W/mK時(shí)，熱傳導(dǎo)組合物也是特別適合的。以此方式，確保所述熱傳導(dǎo)組合物甚至在低助劑含量時(shí)允許高水平的熱傳遞。因此可保持低的作為熱傳導(dǎo)組合物的一部分的導(dǎo)熱助劑的含量，由此可制造高內(nèi)聚性熱傳導(dǎo)組合物。在這種情況中特別有利的是導(dǎo)熱助劑在熱傳導(dǎo)組合物中存在的含量為至少5體積％且不超過70體積％，更特別為至少15體積％且不超過50體積％，在所有情況中基于導(dǎo)熱助劑在熱傳導(dǎo)組合物中的體積。以此方式，確保所述熱傳導(dǎo)組合物總體上允許從熱源至吸熱器的快速熱傳遞。這在一方面可歸因于這種熱傳導(dǎo)組合物的高導(dǎo)熱率，但是在另一方面也歸因于所述聚合物基質(zhì)在這些條件下的足夠高的內(nèi)聚性，其甚至在機(jī)械載荷下允許與熱源表面和吸熱器表面的可靠熱接觸。另外，有利的是所述粒子的平均直徑為2μπι-500μπι，更特別為2μπι-200μπι，或者甚至為40 μ m-150 μ m。作為這種助劑設(shè)計(jì)的結(jié)果，與熱源和吸熱器的熱接觸實(shí)際上得到了進(jìn)一步改善，這是由于首先粒子足夠小，以精確地順應(yīng)熱源表面和吸熱器表面的形狀，但是第二，粒子還足夠大，以實(shí)現(xiàn)高導(dǎo)熱率，而總體上不會(huì)損害熱傳導(dǎo)組合物的內(nèi)聚性。著眼于改進(jìn)熱傳導(dǎo)組合物的使用的可能性，特別有利的是將熱傳導(dǎo)組合物設(shè)計(jì)為粘合劑，更特別為選自以下的粘合劑壓敏粘合劑、熱熔粘合劑和液體粘合劑。以此方式，可以省去另外的固定裝置，否則必須使用該固定裝置以相對(duì)于熱源固定吸熱器。另外，明智的是所述熱傳導(dǎo)組合物的至少一種聚合物為基于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和/或衍生物的聚合物，和特別包含含有酸基團(tuán)的共聚單體。以此方式，可特別簡(jiǎn)易地和在寬范圍內(nèi)修整熱傳導(dǎo)組合物的性質(zhì)，尤其是例如，它的內(nèi)聚性和/或粘合性。這通過以下能力進(jìn)一步得以改進(jìn)通過使用其它適合的共聚單體對(duì)性質(zhì)進(jìn)行另外修整。另外，這種聚合物提供以下優(yōu)點(diǎn)可將它們特別容易地在熔體中共混，然后從熔體施用，由此當(dāng)使用這些系統(tǒng)時(shí)大大簡(jiǎn)化進(jìn)一步加工?？筛佑欣氖撬鰺醾鲗?dǎo)組合物還包含其它包含相變材料的助劑。借助于該相變材料，可獲得能夠適應(yīng)孤立的熱峰(isolated thermal peaks)的熱傳導(dǎo)組合物，而不會(huì)導(dǎo)致熱傳導(dǎo)組合物中及其周圍的過熱-這使得能夠均勻熱傳遞。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了導(dǎo)熱片狀元件，其包含具有上述組成的熱傳導(dǎo)組合物。借助于該導(dǎo)熱片狀元件，可以以特別簡(jiǎn)單的方式在熱源和吸熱器之間引入夾層，該中間層有效地轉(zhuǎn)移熱源中產(chǎn)生的熱并在這種情況下可靠地運(yùn)行。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了上面的熱傳導(dǎo)組合物用于制造導(dǎo)熱片狀元件的用途，由此使得可以以特別簡(jiǎn)單的方式制造導(dǎo)熱片狀元件，所述導(dǎo)熱片狀元件可毫無問題地與熱源表面和吸熱器表面連接，其中它提供穩(wěn)定的粘結(jié)。最后，提出了上面的熱傳導(dǎo)組合物用于電子設(shè)備中的熱傳遞的用途，結(jié)果，由于這種熱傳導(dǎo)組合物的高可靠性以及可用其實(shí)現(xiàn)的在熱源和吸熱器之間的突出熱接觸，有效地抵消局部過熱導(dǎo)致的對(duì)電子設(shè)備的組件的損害。對(duì)于本發(fā)明，熱傳導(dǎo)組合物為包含至少兩種不同組分和具有高導(dǎo)熱率的任何希望的適合的組合物。物質(zhì)的導(dǎo)熱率根據(jù)物質(zhì)的局部加熱通過該物質(zhì)傳播的速率來測(cè)定，并因此對(duì)應(yīng)于所述物質(zhì)借助于導(dǎo)熱以熱的形式傳遞熱能的能力。通常將導(dǎo)熱率量化為與溫度有關(guān)的材料常數(shù)，即，量化為(比)導(dǎo)熱率或?qū)崧氏禂?shù)，將其指定為公式符號(hào)(formula symbol) λ (lambda)、1、k或κ (Kappa)和單位W/ (K · m)。更具體地，高導(dǎo)熱率被認(rèn)為是高于通常用作能量工業(yè)中的熱傳遞介質(zhì)(熱傳遞試劑)的60/40的水/乙二醇混合物的導(dǎo)熱率的導(dǎo)熱率，換句話說，其在25°C大于0. 44W/mK。另外，術(shù)語(yǔ)“熱傳導(dǎo)組合物”暗示，這種組合物在作為熱傳導(dǎo)組合物使用期間具有經(jīng)時(shí)不變的并因此在具體應(yīng)用條件(具體地，在應(yīng)用的溫度范圍內(nèi))下惰性的性質(zhì)，使得在所述組合物中沒有非預(yù)期的化學(xué)分解過程進(jìn)行至任何顯著的程度。然而，這不排除已知流體熱傳遞系統(tǒng)同樣遇到的那種正常使用導(dǎo)致的在熱傳導(dǎo)組合物中組合物逐漸的長(zhǎng)期的損壞的可能性。此外，在本發(fā)明的熱傳導(dǎo)組合物中，也可進(jìn)行有意的化學(xué)變化，例如后交聯(lián) (其在將熱傳導(dǎo)組合物施用至熱源表面或吸熱器表面后進(jìn)行，以增加內(nèi)聚)，或者熱傳導(dǎo)組合物中有意進(jìn)行相轉(zhuǎn)變，為了獲得潛在熱儲(chǔ)存。根據(jù)本發(fā)明，所述熱傳導(dǎo)組合物包含至少一種聚合物和至少一種導(dǎo)熱助劑。可使用的聚合物毫無例外地為適合并且為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有聚合物，在具體應(yīng)用范圍中為耐化學(xué)性的，并且在應(yīng)用中尺寸穩(wěn)定或者至少基本上保持形狀的。這些不僅包括低分子量蠟和樹脂，而且包括高分子量聚合物材料和工程聚合物。其中的實(shí)例包括基于天然橡膠、合成橡膠和/或有機(jī)硅的聚合物，尤其是基于丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯的聚合物。“基于(Based on) ”或“以...為基礎(chǔ)(on the basis of) ”在本發(fā)明上下文中是指聚合物混合物的性質(zhì)至少主要由這種聚合物(稱為“基礎(chǔ)聚合物”)的基本性質(zhì)決定，不過這當(dāng)然不排除通過在組合物中使用改性助劑或添加劑或者其它聚合物對(duì)這些性質(zhì)的額外影響。具體地，這可意味著作為聚合物相的總質(zhì)量的一部分的基礎(chǔ)聚合物的含量超過50 重量％。對(duì)于本發(fā)明的目的，例如，可使用基于丙烯酸和/或甲基丙烯酸的聚合物，例如基于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和/或其衍生物的那些，由于這些化合物具有特殊的老化穩(wěn)定性，因此能夠長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受反復(fù)的熱傳遞過程。關(guān)于這一點(diǎn)，還包含具有酸基團(tuán)的共聚單體的聚合物是特別有利的。特別適合的是基于丙烯酸酯的聚合物，其可例如通過自由基聚合得到以及其至少部分地基于至少一種具有通式CH2 = C (R1) (C00R2)的丙烯酸類單體，其中R1為H或CH3基團(tuán)以及R2選自飽和的，非支化的或支化的，取代或未取代的C1-C3tl烷基(有利地為C2-C2tl烷基，C4-C14烷基或者甚至C4-C9烷基)，但是也可任選地表示H。具體實(shí)例(不希望受所列舉的實(shí)例限制)為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸正庚酯、丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸正壬酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸山崳酯和它們的支化異構(gòu)體，例如丙烯酸異丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、 丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸異辛酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異冰片酯和丙烯酸3，5- 二甲基金剛烷基酯。除了所述至少一種類型的丙烯酸類單體之外，這些聚合物可包含其它共聚單體， 其有利地可與所述至少一種丙烯酸類單體聚合，例如具有官能團(tuán)的乙烯基化合物、馬來酸酐、苯乙烯、苯乙烯類化合物、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、雙鍵官能化的光引發(fā)劑等。根據(jù)本發(fā)明，所述至少一種聚合物充當(dāng)導(dǎo)熱助劑的基質(zhì)。原則上將助劑(輔料，添加劑)理解為添加至熱傳導(dǎo)組合物的聚合物成分(聚合物相，聚合物基質(zhì))中的且對(duì)熱傳導(dǎo)組合物的性質(zhì)和功能施加有意影響的任何物質(zhì)。在本發(fā)明意義上，導(dǎo)熱助劑為本身具有高導(dǎo)熱率并且當(dāng)結(jié)合到聚合物基質(zhì)中時(shí)提高熱傳導(dǎo)組合物總體導(dǎo)熱率的任何助劑。具體地，這里有利的是導(dǎo)熱助劑材料的導(dǎo)熱率超過lW/mk，更特別為超過10W/mk，或者甚至超過25W/mk。導(dǎo)熱助劑在熱傳導(dǎo)組合物中的體積分?jǐn)?shù)在這里可有利地為至少5體積％且不超過70體積％，更特別為至少15體積％且不超過50體積％。由于導(dǎo)熱助劑可有孔，所以將導(dǎo)熱助劑的體積分?jǐn)?shù)理解為當(dāng)將所述導(dǎo)熱助劑添加至熱傳導(dǎo)組合物中時(shí)熱傳導(dǎo)組合物的體積增加，基于所述添加后熱傳導(dǎo)組合物相應(yīng)的最終體積(因此體積分?jǐn)?shù)基于存在于熱傳導(dǎo)組合物中的形式的導(dǎo)熱助劑的體積)。考慮到導(dǎo)熱助劑的緊密密度(即，不是它的松密度)和聚合物密度，可將體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的制劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)?？墒褂玫膶?dǎo)熱助劑原則上為可與所述聚合物溶混的所有適合的材料。根據(jù)本發(fā)明，具體使用的是陶瓷材料，換句話說，是這樣的材料，即，其由無機(jī)和主要非金屬的化合物和/或元素組成以及其以晶體形式的存在量超過30體積％，例如硅酸鹽、氧化物、碳化物、 氮化物、硅化物、硼化物等。作為導(dǎo)熱助劑，例如可使用氧化鋁(Al2O3)、氮化硼(BN)、二氧化硅(SiO2)、硼化鈦(VI) (TiB2)、氮化硅(Si3N4)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鎂(MgO)、氧化鎳(II) (NiO)、氧化銅 (II) (CuO)和氧化鐵(III) (Fe2O3)，以及其它非金屬材料，例如ZrO2(MgO)、ZrO2 (Y2O3)、鈦酸鋁(Al2TiO5)、氮化鋁(AlN)、碳化硼(B4C)、堇青石、反應(yīng)結(jié)合的，硅滲透的碳化硅(SiSiC)、 非高壓燒結(jié)的碳化硅(SSiC)、熱壓碳化硅(HPSiC)、熱-等靜壓碳化硅(HIPSiC)、反應(yīng)結(jié)合的氮化硅(RBSN)、非高壓燒結(jié)的氮化硅(SSN)、熱壓氮化硅(HPSN)或熱-等靜壓氮化硅 (HIPSN)。根據(jù)本發(fā)明，所述導(dǎo)熱助劑呈粒子形式。在本發(fā)明中認(rèn)為粒子包括任何物質(zhì)的聚集物，其由單獨(dú)體積的物體構(gòu)成，彼此分界并具有非常小的外部尺寸，換句話說，例如，粉末、灰塵(包括細(xì)塵)、膠體(包括溶膠、氣溶膠)等。粒子的定義根本上不依賴于粒子所具有特定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、特定的結(jié)晶度、特定的形式因素(form factor)或特定的-規(guī)則或不規(guī)則的-外部形狀。在顆粒導(dǎo)熱助劑中，特別有用的是至少部分由氧化鋁粒子和/或氮化硼粒子組成的那些，換句話說，由任何希望的氧化鋁粒子或任何希望的氮化硼粒子構(gòu)成的那些。對(duì)于氧化鋁粒子，考慮到較好的加工性質(zhì)(尤其當(dāng)使用基于丙烯酸酯的聚合物時(shí))，有利的是這些粒子包括超過95重量％，或者甚至至少97重量％的α -氧化鋁(菱形體或三角體氧化鋁；例如呈剛玉的形式)和僅具有非常小部分的其它變型，例如立方體Y-氧化鋁或者僅僅所謂的“ β -氧化鋁”(Na20*lIAl2O3)。著眼于限制這些粒子的外部尺寸，可有利的是僅使用這樣的粒子，這些粒子的平均直徑為2 μ m-500 μ m,更特別為2 μ m-200 μ m,或者甚至為40 μ m-150 μ m。平均直徑表示通過粒度分布平均化為質(zhì)量平均數(shù)或數(shù)量平均數(shù)的粒子直徑，以及這種粒子直徑在僅存在一種單一粒度(即，單分散物質(zhì))的情況中也可與單一粒度相同。除了這種方法之外，也可將平均顆粒直徑定義為D50值，換句話說，定義為這樣的粒子直徑，即，在粒度分布中50重量％的粒子位于所述粒子直徑之上，50重量％的粒子位于所述粒子直徑之下。這里使用的粒子直徑是通過粒子平均化的平均直徑，其在不規(guī)則形狀粒子的情況中位于粒子的最大直徑和最小直徑之間。粒度和它們的分布可通過用于所述用途的所有常規(guī)方法測(cè)定，例如借助于顯微圖像(例如，得自光學(xué)顯微技術(shù)(包括超顯微技術(shù))、電子顯微技術(shù)或掃描力顯微技術(shù)的圖像)的圖像分析，借助于電磁輻射(例如，激光衍射或散射，或χ-射線衍射/散射(包括小角散射))的衍射或散射，借助于沉降測(cè)量(例如借助于超速離心)等。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，粒子的基于質(zhì)量的比表面積必須為1. 3m2/g以下，甚至優(yōu)選為小于 1. 0m2/g。粒子的比表面積是存在于樣品體積中的所有表面的總體，不僅包括粒子的外部邊界(外表面積或幾何表面積，其因此從外部可見)，而且同樣包括粒子中的表面積，例如單個(gè)空腔、通道、孔隙等中的邊界面。在本發(fā)明的情況中指定的是粒子的基于質(zhì)量的比表面積，換句話說，存在于Ig質(zhì)量的樣品量中的表面積。通常，該比表面積借助于吸附法(BET 測(cè)定)測(cè)定，其中考察氣體(通常為氮?dú)狻⒑饣蚬?在可利用樣品表面上的吸附和解吸。 因此，當(dāng)使用氮化硼時(shí)，對(duì)于僅僅5m2/g的比表面積觀察到可接受的導(dǎo)熱率，比表面積進(jìn)一步降低至低于1. 3m2/g的值導(dǎo)致導(dǎo)熱率的額外劇增。另外，對(duì)于本發(fā)明，導(dǎo)熱粒子必須又由初級(jí)粒子構(gòu)成。在本發(fā)明粒子的情況中，初級(jí)粒子為直徑非常小的粒子，其例如幾乎全部為結(jié)晶的(晶粒)或無定形的，并且其又構(gòu)成了較大結(jié)構(gòu)。這些粒子可為無定形的或多晶的(例如，當(dāng)初級(jí)粒子作為單個(gè)晶疇具有不同空間取向時(shí))，或者可具有高級(jí)(superordinate)晶體結(jié)構(gòu)，條件是所述粒子總體上不緊密。由初級(jí)粒子構(gòu)成的粒子以彼此緊密擁擠并外部連接的大量較小個(gè)體的任何希望的三維聚集物的形式存在——例如為以邊緣和角彼此鄰接的初級(jí)粒子的非熔合組合體 (nonfused assembly)的形式，且總表面積實(shí)質(zhì)上等于單個(gè)表面積的總數(shù)，或者為通過側(cè)面區(qū)域彼此平坦地鄰接的初級(jí)粒子熔合組合體的形式，且表面積小于初級(jí)粒子表面積的總和——因此，例如呈以下形式附聚物(agglomerates)、聚集物(aggregates)、締合物 (associations)、凝聚物(coacervates)、絮凝物(flocculates)、團(tuán)聚物(conglomerates)寸。這些初級(jí)粒子可獨(dú)創(chuàng)地具有至少1 μ m，更特別為至少2 μ m的平均直徑。對(duì)應(yīng)于粒子直徑，將平均直徑理解為通過初級(jí)粒子粒度分布平均化為質(zhì)量平均數(shù)或數(shù)量平均數(shù)的初級(jí)粒子直徑。初級(jí)粒子直徑為經(jīng)單個(gè)初級(jí)粒子平均化的平均直徑，其在例如不規(guī)則形狀初級(jí)粒子的情況中位于初級(jí)粒子的最大直徑和最小直徑之間。因此，作為由初級(jí)粒子構(gòu)造粒子的結(jié)果，所述粒子的外表面不光滑，相反是不規(guī)則的，具有獨(dú)特凸起和凹陷的多樣性。如果在分形幾何學(xué)(fractal geometry)的背景中描述這些粒子的三維結(jié)構(gòu)，這可例如通過在每種情況中使用大于2且小于3的分形維數(shù)進(jìn)行。具有該褶皺(folding)的三維結(jié)構(gòu)在具有規(guī)則幾何形狀(非分形)表面的粒子的情況中不存在，如在例如四面體、椎體、球體、旋轉(zhuǎn)橢球體、立方體或棱柱體的情況中。另外，具有上述尺寸的初級(jí)粒子確保當(dāng)初級(jí)粒子彼此鄰接時(shí)形成的在初級(jí)粒子之間的空腔結(jié)構(gòu)(孔隙)足夠大，使得聚合物基質(zhì)通過填充兩個(gè)相鄰初級(jí)粒子之間的部分空間可至少部分地滲透到所述粒子中。然而，甚至在這些條件下，完全覆蓋存在于粒子中的表面區(qū)域是不可能的，這是由于具體地在小孔隙直徑的情況下，這些孔隙中的毛細(xì)管壓力可非常高，所以在粒子中也可存在未被聚合物組合物覆蓋并因此暴露的粒子表面區(qū)域部分。作為上述結(jié)構(gòu)的結(jié)果，所述熱傳導(dǎo)組合物不僅獲得了高機(jī)械牢固度 (robustness)，而且同時(shí)確保了高導(dǎo)熱率。
對(duì)于上述材料，可通過各種方法獲得可根據(jù)本發(fā)明使用的粒子，例如在濕化學(xué)沉淀反應(yīng)中獲得，作為煅燒的或火成的金屬氧化物或Aerosil，以及通過例如在球磨機(jī)中機(jī)械粉碎由初級(jí)粒子構(gòu)成的宏觀材料(macroscopic material)。為了具有與粘合劑(例如選自壓敏粘合劑、熱熔粘合劑和液體粘合劑的粘合劑) 相當(dāng)?shù)恼澈闲袨?，可通過特定地選擇組分進(jìn)一步改造所述熱傳導(dǎo)組合物。這可例如通過使用粘合劑聚合物來實(shí)現(xiàn)，所述粘合劑聚合物同時(shí)在兩個(gè)粘合底物(熱源和吸熱器)之間產(chǎn)生機(jī)械力傳遞。壓敏粘合劑(PSA)是這樣的粘合劑，這些粘合劑允許僅在相對(duì)弱的外加壓力下在室溫與基底持久粘合。相反，熱熔體(或熱熔粘合劑)是用于這樣的粘合劑的術(shù)語(yǔ)，這些粘合劑僅在高溫實(shí)現(xiàn)與基底的持久粘合，所得的粘合甚至在隨后冷卻至室溫時(shí)仍保持。PSA和熱熔體的粘合能力源于相應(yīng)的粘合劑的粘合性質(zhì)等。粘附(adhesion)通常是指彼此接觸的兩相在它們的界面處由于發(fā)生在界面處的分子間相互作用而結(jié)合在一起所導(dǎo)致的物理效應(yīng)。因此，粘附定義了粘合劑與基底表面的附著，以及可作為粘性力(tack)或粘合強(qiáng)度測(cè)定。為了以特定方式影響粘合劑的粘附，通常向粘合劑添加增塑劑和/或粘合強(qiáng)度增強(qiáng)樹脂(稱為“增粘劑”)。內(nèi)聚(cohesion)通常是指由于分子間和/或分子內(nèi)相互作用而導(dǎo)致物質(zhì)或組合物內(nèi)部結(jié)合在一起的物理效應(yīng)。因此，內(nèi)聚力決定粘合劑的堅(jiān)固性和流動(dòng)性，其可例如作為粘度(viscosity)和抗剪切時(shí)間(shear resistance time)測(cè)定。為了以特定方式提高粘合劑的內(nèi)聚，經(jīng)常在后處理中進(jìn)行額外的交聯(lián)，為此向粘合劑添加反應(yīng)性(并因此可交聯(lián)) 成分或其它化學(xué)交聯(lián)劑和/或?qū)φ澈蟿┻M(jìn)行光化(高能)輻射，例如紫外線或電子束輻射。PSA的技術(shù)性能主要通過在粘附性能和內(nèi)聚性能之間的關(guān)系確定。例如，對(duì)于某些應(yīng)用，所用粘合劑高度內(nèi)聚(即，具有特別強(qiáng)的內(nèi)部結(jié)合在一起的力)是重要的，而對(duì)于其它應(yīng)用，需要特別高的粘附性。PSA和熱熔體可另外具備化學(xué)或物理的固化或交聯(lián)機(jī)制。在液體粘合劑(例如，溶劑型濕粘合劑或水基分散體粘合劑)的情況中，將聚合物相的低粘度溶液或分散體施用至粘合基底。在溶劑(有機(jī)溶劑或水)蒸發(fā)過程中，溶液或分散體的粘度增加，所以粘合基底通過所產(chǎn)生的聚合物膜彼此接合。液體粘合劑包括例如單組分或多組分的，化學(xué)或物理固化的粘合劑。另外，熱傳導(dǎo)組合物當(dāng)然也可包括其它配制成分和/或輔料如助劑、顏料、流變添加劑、粘附促進(jìn)添加劑、增塑劑、樹脂、彈性體、老化抑制劑(抗氧化劑)、光穩(wěn)定劑、UV吸收劑以及其它助劑和添加劑，例如干燥劑(例如分子篩沸石或氧化鈣)、流動(dòng)助劑和流動(dòng)控制劑、濕潤(rùn)劑如表面活性劑或催化劑、導(dǎo)熱填料以及儲(chǔ)熱填料。所用的助劑可為所有細(xì)磨的固體輔料，例如白堊、碳酸鎂、碳酸鋅、高嶺土、硫酸鋇、二氧化鈦或氧化鈣。其它實(shí)例為滑石、云母、硅石、硅酸鹽或氧化鋅。當(dāng)然，也可使用所述物質(zhì)的混合物。所用顏料本質(zhì)上可為有機(jī)的或無機(jī)的。涵蓋所有種類的有機(jī)或無機(jī)的彩色顏料， 例如白色顏料如二氧化鈦(用于改善光穩(wěn)定性和UV穩(wěn)定性)或金屬顏料。在使用金屬顏料或其它金屬助劑或載體材料的情況下，當(dāng)然應(yīng)確保這些金屬成分當(dāng)在總體電絕緣并且具有高的耐電破壞性的導(dǎo)熱片狀元件中使用時(shí)一定不能在整個(gè)片狀元件厚度中全面存在；相反，所述片狀元件至少在一個(gè)層狀亞區(qū)中必須完全電絕緣。
流變添加劑的實(shí)例為熱解硅石、層狀硅酸鹽(例如膨潤(rùn)土 )、高分子量聚酰胺粉末或基于蓖麻油衍生物的粉末。粘附促進(jìn)添加劑可為例如選自以下的物質(zhì)聚酰胺、環(huán)氧化物或硅烷?？墒褂迷摯龠M(jìn)劑實(shí)現(xiàn)的粘附的改善不僅涉及PSA與粘合基底或載體的粘附，而且涉及聚合物基質(zhì)與導(dǎo)熱助劑粒子的內(nèi)部粘附。用于改善粘合的增塑劑的實(shí)例為苯二甲酸酯、偏苯三酸酯、磷酸酯、己二酸酯和其它非環(huán)狀二羧酸的酯、脂肪酸酯、羥基羧酸酯、酚的烷基磺酸酯、脂族、脂環(huán)族和芳族礦物油、烴、液體或半固體橡膠(例如，丁腈橡膠或聚異戊二烯橡膠)、丁烯和/或異丁烯的液體或半固體聚合物、丙烯酸酯、聚乙烯醚、液體樹脂和基于還構(gòu)成增粘樹脂基礎(chǔ)的原料的增塑樹脂、羊毛脂和其它蠟、有機(jī)硅以及聚合物增塑劑如聚酯或聚氨酯。用其它成分如助劑和增塑劑配制熱傳導(dǎo)組合物同樣是現(xiàn)有技術(shù)。為了優(yōu)化技術(shù)性能，可使本發(fā)明熱傳導(dǎo)組合物與樹脂混合?？墒褂玫挠糜谔砑拥脑稣硺渲?粘合強(qiáng)度增強(qiáng)樹脂)毫無例外地包括文獻(xiàn)中所述的所有現(xiàn)有的增粘樹脂?？商峒暗拇戆ㄝ氏渲④針渲退上?、它們的歧化的、氫化的、聚合的和酯化的衍生物和鹽、脂族和芳族烴樹脂、萜烯樹脂和萜烯酚醛樹脂以及C5-C9和其它烴樹脂。為了使所得熱傳導(dǎo)組合物的性質(zhì)符合要求，可使用這些和另外的樹脂的任何希望的組合。一般而言，可使用與相應(yīng)的基礎(chǔ)聚合物相容(可溶)的所有樹脂；可具體提及所有脂族、芳族和烷基芳族烴樹脂、基于純單體的烴樹脂、氫化烴樹脂、官能化烴樹脂和天然樹脂。所述片狀元件的又一有利實(shí)施方案可通過向所述層中的至少一層添加儲(chǔ)熱填料來實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明上下文中的儲(chǔ)熱填料表示具有高熱容的任何填料，更特別為熱容超過 0. 7J/gK的填料。作為該物質(zhì)的熱緩沖效應(yīng)的結(jié)果，以此方式可獲得均勻熱傳遞?？捎欣厥褂玫木哂懈邿崛莸奶盍侠鐬殇X、硼、鈣、鐵、石墨、銅、鎂或前述物質(zhì)的化合物，尤其為氯化鋁、碳酸鈣、氯化鈣、硫酸銅、磁鐵礦、赤鐵礦、碳酸鎂和氯化鎂。作為儲(chǔ)熱填料，優(yōu)選使用相轉(zhuǎn)變(phase-transition)或“相變化(phasechange) ” 材料。借助于這些材料，可緩沖熱流中的短期峰值(short-term peaks) 0可使用的這種潛在儲(chǔ)熱物包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的所有相變材料，例如低熔點(diǎn)鹽或石蠟。本發(fā)明熱傳導(dǎo)組合物可非常有效地用于制造導(dǎo)熱片狀元件。對(duì)于本發(fā)明，片狀元件具體為具有基本上二維尺寸的所有常規(guī)和適合的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)可采取各種形式，特別的為柔性的，為片材、帶狀物、標(biāo)簽或成形模切物(shaped diecut)的形式。由此獲得的片狀元件可具有任何希望的類型-即，它們例如可具有永久載體或者可具有無載體設(shè)計(jì)。特別有利的是所述片狀元件為粘性的，換句話說，例如使用粘合劑聚合物混配物作為熱傳導(dǎo)組合物。例如，在使用具有壓敏粘合劑性質(zhì)的熱傳導(dǎo)組合物的情況下， 熱傳導(dǎo)組合物的計(jì)量和熱源與吸熱器的連接總體上變得特別簡(jiǎn)單。本發(fā)明熱傳導(dǎo)組合物可毫無例外地使用所有已知和適合的方法制備。由此，例如， 可使至少一種聚合物與一種或多種填料在典型的混合設(shè)備例如在混料機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)中以固體形式或在熔體中混合。本發(fā)明的片狀元件同樣可毫無例外地使用所有已知和適合的方法制造。因此，本發(fā)明片狀元件的熱傳導(dǎo)組合物的片狀布置可根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)用制造聚合物片狀元件的熟悉技術(shù)制造。這些技術(shù)方法包括例如平膜擠出、吹塑薄膜擠出、壓延法和從熔體、從溶液、從分散體或從聚合物的單體或預(yù)聚合前體涂覆。為制造片狀元件，例如，首先可使熱傳導(dǎo)組合物例如在永久載體上或在臨時(shí)性制造載體(稱為“加工襯里(in-process liner)")上以層的形式展開，在所述方法中或在所述方法結(jié)束之前使所述臨時(shí)性制造載體與片狀元件再次分離。在使用永久載體的情況下， 有利的是所述永久載體具有高導(dǎo)熱率(例如，同樣依靠包含導(dǎo)熱填料)?？蛇x擇地或另外地，所述片狀元件也可包含片狀金屬結(jié)構(gòu)(例如膜、網(wǎng)格(lattice)、非織造布(nonwoven web)、織造織物(wovenfabric)或金屬網(wǎng)(expanded metal))作為導(dǎo)熱載體，借助于所述導(dǎo)熱載體在片狀元件的整個(gè)區(qū)域上實(shí)現(xiàn)快速熱傳遞。這種片狀元件根據(jù)本發(fā)明用于接合熱源和吸熱器，尤其是在電子設(shè)備中。根據(jù)示例性實(shí)施方案，其它優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用可能性將變得顯而易見，下面將參照具有測(cè)量值的附圖更詳細(xì)地描述所述示例性實(shí)施方案。這里，

圖1示出了其中熱傳導(dǎo)組合物的導(dǎo)熱率隨著充當(dāng)導(dǎo)熱助劑的氧化鋁粒子的比表面積而變化的關(guān)系圖，和圖2示出了其中對(duì)于圖1所示樣品，熱傳導(dǎo)組合物的導(dǎo)熱率隨著氧化鋁粒子的平均粒度而變化所得到的關(guān)系圖。使用以下技術(shù)研究了在示例性基礎(chǔ)上制造的熱傳導(dǎo)組合物的性質(zhì)對(duì)于測(cè)定不同導(dǎo)熱助劑的比表面積，實(shí)施BET方法的變型，其中氮?dú)庠谌我鈽悠飞系奈礁鶕?jù)DIN 66132 (根據(jù)Haul和DUmbgen的單點(diǎn)差分法)測(cè)定，在陶瓷粉末上的吸附根據(jù)ISO 18757 :2003 (German版本=EN IS018757 :2005)測(cè)定和/或在氧化鋁上的吸附根據(jù)ISO 8008測(cè)定。為測(cè)定導(dǎo)熱助劑的平均粒度，在借助于超聲(儀器=Malvern InstrumentsMastersizer 2000)分散在水中的樣品上進(jìn)行靜態(tài)激光衍射(static laser lightdiffraction)，根據(jù) Fraunhofer 模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。為測(cè)定具有導(dǎo)熱助劑的熱傳導(dǎo)組合物的導(dǎo)熱率，實(shí)施根據(jù)ISO草案22007-2的方法(在片狀加熱元件兩側(cè)上的試樣厚度10mm)。用所述熱傳導(dǎo)組合物獲得的壓敏粘合劑片狀元件的耐電破壞性的測(cè)定根據(jù)VDE 0100進(jìn)行。具有200 μ m本體厚度(mass thickness)的熱傳導(dǎo)組合物的壓敏粘合劑片狀元件的粘合強(qiáng)度的測(cè)定在剝離試驗(yàn)中，以90°的角，用300mm/min的剝離速度，根據(jù)PSTC 1(相當(dāng)于ASTM D 3330-04/IS0 29862 :2007)進(jìn)行。所有測(cè)量在室溫(23°C )，在標(biāo)準(zhǔn)條件(在 50%相對(duì)濕度)下進(jìn)行。剝離試驗(yàn)作為代表性實(shí)例在單一樣品上進(jìn)行，粘合強(qiáng)度的測(cè)定在兩周的粘合時(shí)間/老化持續(xù)時(shí)間后進(jìn)行。所述熱傳導(dǎo)組合物由丙烯酸酯聚合物組合物和導(dǎo)熱助劑制備。所用的壓敏粘合劑 (PSA)為具有包含45重量％丙烯酸乙基己酯、45重量％丙烯酸丁酯、8重量％丙烯酸甲酯、 1重量％甲基丙烯酸羥基乙酯和1重量％丙烯酸作為共聚單體的丙烯酸酯聚合物組合物的 PSA。所用的導(dǎo)熱助劑為不同制造商的各種氧化鋁粉末，以確保測(cè)量結(jié)果與制造粒子的具體方法無關(guān)。為了制備丙烯酸酯聚合物組合物，以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式，在苯精和丙酮的混合物中聚合單獨(dú)的共聚單體。然后借助于脫氣擠出機(jī)從所得丙烯酸酯聚合物組合物除去溶劑。為制造熱傳導(dǎo)組合物，熔融上面獲得的丙烯酸酯聚合物組合物，并將相應(yīng)的導(dǎo)熱助劑在100°C結(jié)合到Haake公司的實(shí)驗(yàn)室混料機(jī)中的熔體中。在每種情況中選擇導(dǎo)熱助劑的體積，使得所述導(dǎo)熱助劑可占共混熱傳導(dǎo)組合物的40體積％。為了制造導(dǎo)熱壓敏粘合劑片狀元件，在真空壓機(jī)中以150°C的溫度擠壓上面獲得的熱傳導(dǎo)組合物，以得到厚度為200 μ m的膜。為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱率測(cè)量所需的IOmm樣品厚度， 將50個(gè)這些無載體片狀元件彼此層壓在一起。為了說明通過使用本發(fā)明熱傳導(dǎo)組合物可實(shí)現(xiàn)的效果，例如僅對(duì)于具有氧化鋁粒子作為導(dǎo)熱助劑的熱傳導(dǎo)組合物重復(fù)了實(shí)驗(yàn)系列，這些組合物僅在氧化鋁粒子的具體結(jié)構(gòu)和形態(tài)方面不同。應(yīng)注意的是，當(dāng)使用其它助劑系統(tǒng)，以及用其它聚合物時(shí)，得到類似的結(jié)果。表 權(quán)利要求
1.一種熱傳導(dǎo)組合物，包含至少一種聚合物和導(dǎo)熱助劑，其特征在于所述導(dǎo)熱助劑包含由初級(jí)粒子構(gòu)成且基于質(zhì)量的比表面積為1. 3m2/g以下的粒子。
2.權(quán)利要求1的熱傳導(dǎo)組合物，其特征在于所述初級(jí)粒子的平均直徑為至少Iym，更特別為至少2 μ m。
3.權(quán)利要求1和2中的任一項(xiàng)的熱傳導(dǎo)組合物，其特征在于所述導(dǎo)熱助劑粒子的基于質(zhì)量的比表面積為1. 0m2/g以下。
4.權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)的熱傳導(dǎo)組合物，其特征在于所述導(dǎo)熱助劑粒子至少基本上包括氧化鋁粒子和/或氮化硼粒子。
5.權(quán)利要求4的熱傳導(dǎo)組合物，其特征在于所述氧化鋁粒子包括超過95重量％的 α-氧化鋁，更特別為97重量％或更多的α-氧化鋁。
6.權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)的熱傳導(dǎo)組合物，其特征在于所述導(dǎo)熱助劑材料的導(dǎo)熱率為超過lW/mK，更特別為超過10W/mK或者甚至超過25W/mK。
7.權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)的熱傳導(dǎo)組合物，其特征在于所述導(dǎo)熱助劑在所述熱傳導(dǎo)組合物中存在的含量為至少5體積％且不超過70體積％，更特別為至少15體積％且不超過50體積％，在所有情況中基于所述導(dǎo)熱助劑在所述熱傳導(dǎo)組合物中的體積。
8.權(quán)利要求1-7中的任一項(xiàng)的熱傳導(dǎo)組合物，其特征在于所述粒子的平均直徑為 2 μ m-500 μ m,更特另U為 2 μ m-200 μ m,尤其為 40 μ m-150 μ m。
9.權(quán)利要求1-8中的任一項(xiàng)的熱傳導(dǎo)組合物，其特征在于所述熱傳導(dǎo)組合物采取粘合劑的形式，更特別為選自壓敏粘合劑、熱熔粘合劑和液體粘合劑的粘合劑的形式。
10.權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)的熱傳導(dǎo)組合物，其特征在于所述至少一種聚合物為基于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和/或其衍生物的聚合物。
11.權(quán)利要求1-10中的任一項(xiàng)的熱傳導(dǎo)組合物，其特征在于它還包含具有相變材料的其它助劑。
12.權(quán)利要求1-11中的任一項(xiàng)的熱傳導(dǎo)組合物用于制造導(dǎo)熱片狀元件的用途。
13.具有權(quán)利要求1-11中的任一項(xiàng)的熱傳導(dǎo)組合物的導(dǎo)熱片狀元件。
14.權(quán)利要求1-11中的任一項(xiàng)的熱傳導(dǎo)組合物在電子設(shè)備中用于熱傳遞的用途。
全文摘要
本發(fā)明提出了熱傳導(dǎo)組合物，其包含至少一種聚合物和具有特別高的導(dǎo)熱率且同時(shí)具有高機(jī)械強(qiáng)度的導(dǎo)熱助劑材料。為此目的，所述導(dǎo)熱助劑材料包含粒子，其又由初級(jí)粒子構(gòu)成并具有1.3m2/g以下的質(zhì)量比表面積。還描述了由所述熱傳導(dǎo)組合物制造的導(dǎo)熱表面元件及其應(yīng)用可能性。
文檔編號(hào)C08K3/38GK102159633SQ200980136988
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月1日
發(fā)明者克勞斯.基特-特爾根比舍, 安賈.斯泰格, 弗洛里安.邁耶 申請(qǐng)人:德莎歐洲公司