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TWI551620B - 熱導性聚合物複合材料及包括其的物品 - Google Patents

熱導性聚合物複合材料及包括其的物品 Download PDF

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TWI551620B
TWI551620B TW101108550A TW101108550A TWI551620B TW I551620 B TWI551620 B TW I551620B TW 101108550 A TW101108550 A TW 101108550A TW 101108550 A TW101108550 A TW 101108550A TW I551620 B TWI551620 B TW I551620B
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李振揆
吳永澤
金萬鍾
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深圳市沃特新材料股份有限公司
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Description

熱導性聚合物複合材料及包括其的物品 【相關申請案之互相參照】
本申請案主張在2011年4月6日於韓國智慧財產局提申之韓國專利申請案第10-2011-0031795號的優先權，其揭露內容以引用方式整體併入本說明書中。
本發明是有關於熱導性聚合物複合材料及包括其的物品，且更特別來說，是有關於包括全芳香族液晶聚酯樹脂及熱導性添加物的熱導性聚合物複合材料，以及包括其的物品。
由於較小及較薄電子裝置的需求，加熱元件(例如安裝在電子裝置中的電子零件)被密集安裝在小空間中，且由於電子裝置之高密封性，容易使安裝在電子裝置內部的電子零件暴露於熱下。一旦電子零件長時間暴露於熱下，則可能使電子零件的性能降低且也可能使其壽命縮短。
通常，可藉由使用散熱裝置將熱放至外部來減少會影響電子零件之熱量，以處理上文所描述的問題。可使用金屬、石墨、碳或類似物作為散熱裝置的材料。然而，由於這些材料的強度及在成型形狀(molded shape)上的限制，可能無法將這些材料直接連接至電子裝置。
可使用熱導性材料作為電子零件的材料來作為散熱裝置的替代方案。可使用金屬作為熱導性材料。然而，由於金屬材料在零件設計上的限制，金屬材料具低的生產性 且具不佳的成型性。金屬材料也不適合用於製造輕型電子裝置。
因此，已進行對可射出成型之熱導性聚合物的研究，熱導性聚合物因為可射出成型而提供高的生產性，且允許精密的設計。然而，因為熱導性聚合物通常具小於或等於0.5W/mK的熱導率，故不可能使用熱導性聚合物本身作為金屬的替代物。
因此，最近，包括添加物以增加熱導性的聚合物複合材料已被研究。例如，韓國專利第2009-0041081號揭露一種熱導性樹脂複合材料，其包括作為晶質聚合物樹脂(crystalline polymer resin)的聚苯硫醚(polyphenylene sulfide，PPS)、混合金屬填料(mixed metal filler)及低熔點金屬。然而，如果在導熱性樹脂複合材料中PPS的量超過85vol%，則降低PPS之流動性，因此難以進行導熱性樹脂複合材料之射出成型製程。再者，PPS與其他成分(elements)無法順利混合，且難以保證熱導率等於或大於一個適合實際使用環境(其需要熱導性)的預定標準。再者，如果在熱導性樹脂複合材料中PPS的量小於30vol%，則難以製造複合材料本身。即使在理想條件下，熱導性樹脂複合材料具小於或等於3.5W/mK的熱導率。因此，此熱導率小於10W/mK(為熱導性聚合物材料可取代金屬的標準)。
因此，到目前為止，僅使用金屬材料作為要求高熱導性之電子零件的材料。
本發明提供包括全芳香族液晶聚酯樹脂(wholly aromatic liquid crystalline polyester resin)及熱導性添加物的熱導性聚合物複合材料。
本發明也提供包括熱導性聚合物複合材料的物品。
根據本發明的一個方面，提供熱導性聚合物複合材料，其包括：15重量份到20重量份的全芳香族液晶聚酯樹脂及80重量份到85重量份的熱導性添加物。
以全芳香族液晶聚酯樹脂及熱導性添加物之總量為100重量份計，熱導性聚合物複合材料可更包括5重量份到50重量份的增強劑(reinforcing agent)。
增強劑可包括玻璃纖維、灰石(wollastonite)、白雲石(dolomite)、石英(quartz)、氫氧化鎂(magnesium hydroxide)、氫氧化鋁、硫酸鋇(barium sulfate)、雲母(mica)、碳酸鈣(calcium carbonate)、滑石(talc)、碳纖維(carbon fiber)、芳香族聚醯胺纖維(aramid fiber)、硼纖維(boron fiber)或其組合。
全芳香族液晶聚酯樹脂可包括由羥基苯甲酸(hydroxy benzoic acid)衍生的重複單元及由羥基萘甲酸(hydroxy naphthoic acid)衍生的重複單元，且可不包括由芳香族二羧酸(aromatic dicarboxylic acid)衍生的重複單元。
羥基苯甲酸可包括對羥基苯甲酸(para-hydroxybenzoic acid)、3-羥基苯甲酸(3-hydroxy benzoic acid)、2-羥基苯甲酸(2-hydroxy benzoic acid)或其組合。
羥基萘甲酸可包括6-羥基-2-萘甲酸(6-hydroxy-2-naphthoic acid)、3-羥基-2-萘甲酸(3-hydroxy-2-naphthoic acid)、2-羥基-1-萘甲酸(2-hydroxy-1-naphthoic acid)、1-羥基-2-萘甲酸(1-hydroxy-2-naphthoic acid)或其組合。
全芳香族液晶聚酯樹脂可包括70莫耳份(mole part)到80莫耳份的由羥基苯甲酸衍生的重複單元及20莫耳份到30莫耳份的由羥基萘甲酸衍生的重複單元。
熱導性添加物可包括大於或等於20W/mK的熱導率。
熱導性添加物可包括石墨、氧化鋁(alumina)、鋁(aluminum)、氮化硼(boron nitride)、氮化矽(silicon nitride)、銅、銀、氮化鋁(aluminum nitride)、奈米碳管(carbon nanotubes)或其組合。
熱導性聚合物複合材料可具有大於或等於10W/mK的熱導率。
根據本發明的另一方面，提供包括熱導性聚合物複合材料的物品。
物品可為印刷電路板。
以下，將詳細描述根據本發明之熱導性聚合物複合材料。
以熱導性聚合物複合材料之總量為100重量份計，熱 導性聚合物複合材料包括15重量份到20重量份的全芳香族液晶聚酯樹脂及80重量份到85重量份的熱導性添加物。
熱導性聚合物複合材料可包括由羥基苯甲酸衍生的重複單元及由羥基萘甲酸衍生的重複單元，且可不包括由芳香族二羧酸衍生的重複單元。
由於全芳香族液晶聚酯樹脂(作為主要原材料)之固有特性，即使將熱導性聚合物複合材料長時間暴露在熱下，熱導性聚合物複合材料也不會變形及褪色，因此熱導性聚合物複合材料具有高耐久性(durability)。再者，包括熱導性聚合物複合材料之物品具有極佳耐熱性(thermal resistance)，因此具延長的壽命。
全芳香族液晶聚酯樹脂可包括70莫耳份到80莫耳份的由羥基苯甲酸衍生的重複單元及20莫耳份到30莫耳份的由羥基萘甲酸衍生的重複單元。如果由羥基苯甲酸衍生的重複單元及由羥基萘甲酸衍生的重複單元的量分別在這些範圍內，則全芳香族液晶聚酯樹脂容易被製造，即使在高溫度下全芳香族液晶聚酯樹脂也維持高耐熱性且全芳香族液晶聚酯樹脂具有高物理強度。再者，當全芳香族液晶聚酯樹脂經射出成型時，在射出成型期間，從模具脫模、斷裂及產生灰塵的可能性降低。因此，全芳香族液晶聚酯樹脂具有極佳的射出成型性質。
經由以下製程可製備全芳香族液晶聚酯樹脂：(a)藉由縮合聚合一或多個單體，合成全芳香族液晶聚酯預聚合物；以及 (b)固相縮合聚合全芳香族液晶聚酯預聚合物以合成全芳香族液晶聚酯樹脂。
在製程(a)中所使用的單體包括羥基苯甲酸，其選自對羥基苯甲酸、3-羥基苯甲酸、2-羥基苯甲酸，及其組合所組成的族群；及羥基萘甲酸，其選自6-羥基-2-萘甲酸、3-羥基-2-萘甲酸、2-羥基-1-萘甲酸、1-羥基-2-萘甲酸及其組合所組成的族群；且不包括芳香族二羧酸，例如間苯二甲酸(isophthalic acid)、2,6-萘二羧酸(2,6-naphthalene dicarboxylic acid)、對苯二甲酸(terephthalic acid)以及鄰苯二甲酸(phthalic acid)。在製程(a)中所使用的單體可更包括芳香族二醇(aromatic diol)、芳香族二胺(aromatic diamine)、具酚性羥基(phenolic hydroxyl group)之芳香族胺、芳香族氨基羧酸(aromatic amino carboxylic acid)或其組合。
再者，在合成全芳香族液晶聚酯預聚合物期間，更可使用醋酸金屬鹽(metal acetate)作為用於促進反應之催化劑。醋酸金屬鹽催化劑可包括選自醋酸鎂、醋酸鉀、醋酸鈣、醋酸鋅、醋酸錳、醋酸鉛、醋酸銻(antimony acetate)及醋酸鈷(cobalt acetate)所組成之族群的至少一者。以單體之總量為100重量份計，醋酸金屬鹽催化劑的量可為(例如)小於或等於0.10重量份。
可使用溶液縮合聚合反應(solution condensation polymerization)或是總體縮合聚合反應(bulk condensation polymerization)作為在製程(a)中所使用的合成方法。另 外，為了促進縮合聚合反應，可在步驟(a)中使用具增強之反應性的單體(即醯化單體)，其是藉由用例如醯化劑(特別是乙醯化劑)的化學物進行預處理而得到。
在製程(b)中進行固相縮合聚合反應，需要施加適當的熱量至預聚合物，且使用加熱板之方法、使用熱空氣之方法、使用高溫流體的方法或類似方法可被使用來作為熱供應方法。在固相縮合聚合反應期間所產生之副產物不是可藉由用惰性氣體沖洗反應器而移除，就是可藉由對反應器抽真空而移除。
再者，全芳香族液晶聚酯樹脂在其鏈中可包括各種重複單元，並可包括(例如)以下重複單元：
(1)衍生自芳香族羥基羧酸(aromatic hydroxy carboxylic acid)的重複單元：-O-Ar-CO-
(2)衍生自芳香族二醇的重複單元：-O-Ar-O-
(3)衍生自芳香族二胺的重複單元：-HN-Ar-NH-
(4)衍生自具酚性羥基之芳香族胺的重複單元：-HN-Ar-O-
(5)衍生自芳香族氨基羧酸的重複單元：-HN-Ar-CO-。
在上文所定義之式中，Ar可為伸苯基(phenylene)、伸聯苯基(biphenylene)、萘(naphthalene)、其中兩個 伸苯基藉由碳元素或非碳元素互相鍵結的芳香族化合物，或選自由伸苯基、伸聯苯基、萘及藉由碳元素或非碳元素互相鍵結的兩個伸苯基所組成之族群的芳香族化合物，其中至少一個氫原子被其他元素所取代。
以熱導性聚合物複合材料之總量為100重量份計，如果全芳香族液晶聚酯樹脂的量小於15重量份，則射出成型產物具不佳的結合力，因此輕易斷裂。另一方面，以熱導性聚合物複合材料之總量為100重量份計，如果全芳香族液晶聚酯樹脂的量大於20重量份，則熱導性的改善效果可能不足夠。
熱導性添加物可有助於熱導性聚合物複合材料之熱導性的增加。
熱導性添加物可具有大於或等於20W/mK(例如，20W/mK到500W/mK)的熱導率。如果熱導性添加物之熱導率為大於或等於20W/mK，則即使以小量添加熱導性添加物，熱導性可獲得足夠改善。
熱導性添加物可包括石墨、氧化鋁、鋁、氮化硼、氮化矽、銅、銀、氮化鋁、奈米碳管或其組合。氧化鋁可能是球形，而鋁可能具纖維狀或板狀。
以熱導性聚合物複合材料之總量為100重量份計，如果熱導性添加物的量為小於80重量份，則熱導性之改善效果為可忽略的，而如果以熱導性聚合物複合材料之總量為100重量份計，熱導性添加物的量為大於85重量份，則難以製造射出成型產品(亦即，熱導性聚合物複合材料)，且 可能使射出成型產品之抗彎強度(flexural strength)及抗彎模數(flexural modulus)迅速地下降。
以全芳香族液晶聚酯樹脂及熱導性添加物之總量為100重量份計，熱導性聚合物複合材料可更包括5重量份到50重量份的增強劑。
增強劑可增加熱導性聚合物複合材料之機械強度，而沒有熱導性聚合物複合材料之耐熱性及熱導性顯著減少的現象，且增強劑可維持射出成型產品的形狀。
如果增強劑的量在此範圍內，則可充分地提供支撐力(可支撐包括增強劑之射出成型產品的結構)，因此，射出成型產品之產率是高的；抗彎模數為適當的，因此形成之射出成型產品可能不會斷裂；增強劑可良好分散在射出成型產品中，因此可有效製造射出成型產品；且射出成型產品具有均勻強度。
增強劑可包括玻璃纖維、灰石、白雲石、石英、氫氧化鎂、氫氧化鋁、硫酸鋇、雲母、碳酸鈣、滑石、碳纖維、芳香族聚醯胺纖維、硼纖維或其組合。
熱導性聚合物複合材料可具有大於或等於10W/mK(例如，14W/mK到20W/mK)之熱導率。如果熱導性添加物之熱導率為大於或等於10W/mK，則可獲得可取代金屬材料而用於要求高熱導性之電子零件的熱導性聚合物複合材料。
熱導性聚合物複合材料可為樹脂化合物，其藉由以預定比例混合全芳香族液晶聚酯樹脂、熱導性添加物及(可 選擇地)增強劑或類似物，接著藉由熔揉(melt-kneading)及乾燥來製備。
可使用批式揉合機(batch type kneader)、雙螺桿擠出機(twin-screw extruder)、混合輥(mixing roll)或類似物來進行熔揉。再者，在熔揉期間，可使用例如氟基潤滑劑的潤滑劑來使熔揉順利進行。
可藉由使用壓力控制型或速度控制型射出成型器將樹脂化合物射出成型成具0.1毫米到100毫米之厚度的圓形或板狀物品。在射出成型期間，樹脂化合物可經射出成型至框架內或經鞋底射出成型(sole injection-molded)。可使用如上文所述般形成之射出成型產品作為用於電子零件(例如印刷電路板)之材料。
以下，將伴隨實例更進一步描述本發明。然而，本發明不受實例限制。
實例
實例1
製備實例1：全芳香族液晶聚酯樹脂之製備
將3.018公斤的對羥基苯甲酸、1.300公斤的6-羥基-2-萘甲酸及0.3克的醋酸鉀(催化劑)供給至10升溫度可控制的批式反應器中，並將氮氣加入至批式反應器中以使反應器內部空間呈惰性狀態，接著更進一步將3.024公斤的醋酸酐加入至批式反應器中。然後，將反應器溫度增加至150℃，歷時30分鐘，接著在此溫度下，將單體之羥基醯化2小時。然後，當移除在乙醯化反應期間所產生 之醋酸的同時，將反應器溫度增加至320℃，歷時5小時又20分鐘，接著維持反應器溫度20分鐘，從而經由單體之縮合聚合反應而獲得全芳香族液晶聚酯預聚合物。再者，當形成預聚合物時，更進一步產生副產物醋酸，而此醋酸與在乙醯化反應期間已產生之醋酸一起持續地被移除。接著，從反應器收集預聚合物且藉由冷卻將預聚物固化。
之後，將全芳香族液晶聚酯預聚合物研磨成具有1毫米之平均粒徑的顆粒，接著將3公斤經研磨的全芳香族液晶聚酯預聚合物供給至10升轉爐反應器(rotary kiln reactor)中。然後，在以1Nm3/hour之流動速率將氮氣供應至反應器內的同時，將溫度增加至200℃，在此溫度下開始重量損失，歷時1小時，接著將溫度增加至290℃，歷時6小時，接著維持溫度5小時以製備全芳香族液晶聚酯樹脂。然後，將反應器冷卻至室溫，歷時一小時，接著從反應器收集全芳香族液晶聚酯樹脂。
製備實例2：全芳香族液晶聚酯樹脂化合物之製備
使用批式混合機(JEIL INDUSTRY DEVICE公司的產品)，以重量比15：5：60：20混合根據製備實例1而製備的全芳香族液晶聚酯樹脂；玻璃纖維(Seongjin Fiber，MF150W-AC)，其具有100微米到300微米的長度分布、150微米的平均長度及10±1微米的直徑；鋁(Cerakor股份有限公司，Al200，熱導率：200W/mK)；以及氮化硼(Cerakor股份有限公司，CB30，熱導率：120W/mK)， 歷時30分鐘。然後，使用烘烤乾燥機(A-SUNG PLANT公司的產品)在溫度130℃下使混合物乾燥4小時或更長時間，以使混合物中之水分含量減少至小於或等於200wtppm，接著以每小時10公斤(kg per hour)之供應速率供給混合物至雙螺桿擠出機(L/D：40，直徑：25毫米)中的同時，藉由使用雙螺桿擠出機熔揉混合物，從而製備全芳香族液晶聚酯樹脂化合物。在雙螺桿擠出機的第3號桶單位及第7號桶單位上分別安裝一開式通風口單位與一真空通風口單位，以移除在熔揉期間產生之氣體及副產物。藉由使用冷卻設備(SEAWON M-TECH，網格輸送帶)使製備之全芳香族液晶聚酯樹脂化合物冷卻及脫水，接著使其顆粒化。然後，使用自動乾燥機(JEIL INDUSTRY DEVICE的產品)使全芳香族液晶聚酯樹脂化合物的顆粒乾燥2小時並混合。
實例2
除了根據實例1之製備實例1而製備的全芳香族液晶聚酯樹脂、玻璃纖維、鋁及氮化硼的重量比為15：5：80：0外，以與實例1相同之方法製備全芳香族液晶聚酯樹脂化合物。
實例3
除了根據實例1之製備實例1而製備的全芳香族液晶聚酯樹脂、玻璃纖維、鋁及氮化硼的重量比為15：5：0：80外，以與實例1相同之方法製備全芳香族液晶聚酯樹脂化合物。
實例4
除了藉由以重量比15：85混合根據實例1之製備實例1而製備的全芳香族液晶聚酯樹脂及石墨來製備混合物，接著使用此混合物(亦即，未使用玻璃纖維、鋁及氮化硼)外，以與實例1相同之方法製備全芳香族液晶聚酯樹脂化合物。
比較實例1
除了藉由以重量比60：20：20混合PPS、鋁及氮化硼來製備混合物，接著使用此混合物(亦即，未使用全芳香族聚酯樹脂及玻璃纖維)外，以與實例1相同之方法製備聚苯硫醚(PPS)樹脂化合物。
比較實例2
除了藉由以重量比60：40混合PPS及鋁來製備混合物，接著使用此混合物(亦即，未使用全芳香族聚酯樹脂、玻璃纖維及氮化硼)外，以與實例1相同之方法製備PPS樹脂化合物。
比較實例3
除了藉由以重量比60：40混合PPS及氮化硼來製備混合物，接著使用此混合物(亦即，未使用全芳香族聚酯樹脂、玻璃纖維及鋁)外，以與實例1相同之方法製備PPS樹脂化合物。
評估實例
藉由使用烘烤乾燥機(A-SUNG PLANT的產品)在溫度130℃下使根據實例1到實例4及比較實例1到比較實例3而製備的樹脂化合物各自乾燥4小時或更長時間， 以使樹脂化合物中之水分含量減少至小於或等於200wtppm，接著將其供給至電動式射出成型機(Sodick公司，TR30EH2)內，以製備具有1吋之直徑的盤狀(discus-shaped)樣品(亦即，射出成型產品)。然後，藉由使用如下文所描述的方法量測各個樣品之熱導率、抗彎模數及抗彎強度，且其結果顯示於下文之表1中。
(熱導率)
藉由使用熱導率量測裝置(Anter Corporation，UNITHERMTM 2022)量測各個樣品之熱導率。
(抗彎模數及抗彎強度)
根據ASTM D790量測各個樣品之抗彎模數及抗彎強度。
參照表1，根據實例1到實例3而製備的全芳香族液晶聚酯樹脂化合物之射出成型產品(亦即，樣品)，其熱導率為根據比較實例1到比較實例3而製備的PPS樹脂化合物之射出成型產品的熱導率的三倍或更多倍，並且，根據實例1到實例3而製備的全芳香族液晶聚酯樹脂化合物之射出成型產品的抗彎模數及抗彎強度相似於或稍許低於根據比較實例1到比較實例3而製備的PPS樹脂化合物之射出成型產品的抗彎模數及抗彎強度。如此大的熱導率差異可能是由於全芳香族液晶聚酯樹脂及PPS之不同的分子鏈結構。換言之，全芳香族液晶聚酯樹脂之分子鏈是直線定向，與PPS之分子鏈的定向方式不同，因此，全芳香族液晶聚酯樹脂之分子鏈有熱傳導路徑(heat conducting path)的功能。再者，因為根據實例4而製備的全芳香族液晶聚酯樹脂化合物之射出成型產品(亦即，樣品)不包括例如玻璃纖維的增強劑，故其抗彎模數及抗彎強度非常低，儘管其熱導率為根據比較實例1到比較實例3而製備的PPS樹脂化合物之射出成型產品的熱導率的四倍或更多倍。
根據本發明之熱導性聚合物複合材料包括全芳香族液晶聚酯樹脂。由於包括了全芳香族液晶聚酯樹脂，熱導性聚合物複合材料可包括等於或大於80wt%的添加物，這點就習知聚合物複合材料而言是不可能的。再者，熱導性聚合物複合材料的熱導率為習知PPS複合材料的三倍或更多倍。
再者，雖然根據本發明之熱導性聚合物複合材料包括頗高的添加物含量，但熱導性聚合物複合材料具有與PPS複合材料(包括相當低的添加物含量)的抗彎強度及抗彎模數可相比的抗彎強度及抗彎模數。
再者，根據本發明之熱導性聚合物複合材料具有等於或大於10W/mK的熱導率，10W/mK為取代金屬所要求的熱導率標準。因此，熱導性聚合物複合材料可取代金屬材料作為要求具高熱導性的電子零件材料，例如基底材料。
儘管參照本發明之示例性實施例具體繪示及描述本發明，但所屬技術領域中具有通常知識者應理解，可在不背離如以下申請專利範圍所定義的本發明之精神和範疇中，在形式及細節上做各種的更動。

Claims (11)

  1. 一種熱導性聚合物複合材料，包括：15重量份到20重量份的全芳香族液晶聚酯樹脂；以及80重量份到85重量份的熱導性添加物，其中所述全芳香族液晶聚酯樹脂包括由羥基苯甲酸衍生的重複單元及由羥基萘甲酸衍生的重複單元，且不包括由芳香族二羧酸衍生的重複單元。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之熱導性聚合物複合材料，更包括以所述全芳香族液晶聚酯樹脂與所述熱導性添加物之總量為100重量份計，5重量份到50重量份的增強劑。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之熱導性聚合物複合材料，其中所述增強劑包括玻璃纖維、灰石、白雲石、石英、氫氧化鎂、氫氧化鋁、硫酸鋇、雲母、碳酸鈣、滑石、碳纖維、芳香族聚醯胺纖維、硼纖維或其組合。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之熱導性聚合物複合材料，其中所述羥基苯甲酸包括對羥基苯甲酸、3-羥基苯甲酸、2-羥基苯甲酸或其組合。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之熱導性聚合物複合材料，其中所述羥基萘甲酸包括6-羥基-2-萘甲酸、3-羥基-2-萘甲酸、2-羥基-1-萘甲酸、1-羥基-2-萘甲酸或其組合。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之熱導性聚合物複合材料，其中所述全 芳香族液晶聚酯樹脂包括70莫耳份到80莫耳份的由所述羥基苯甲酸衍生的所述重複單元及20莫耳份到30莫耳份的由所述羥基萘甲酸衍生的所述重複單元。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之熱導性聚合物複合材料，其中所述熱導性添加物具有等於或大於20W/mK的熱導率。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之熱導性聚合物複合材料，其中所述熱導性添加物包括石墨、氧化鋁、鋁、氮化硼、氮化矽、銅、銀、氮化鋁、奈米碳管或其組合。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之熱導性聚合物複合材料，其中所述熱導性聚合物複合材料具有等於或大於10W/mK的熱導率。
  10. 一種物品，包括如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述之熱導性聚合物複合材料。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之物品，其中所述物品為印刷電路板。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6462576B2 (ja) 2012-10-16 2019-01-30 ティコナ・エルエルシー 静電気防止液晶ポリマー組成物
CN111732821A (zh) 2013-03-13 2020-10-02 提克纳有限责任公司 抗静电液晶聚合物组合物
WO2017095532A2 (en) * 2015-10-12 2017-06-08 Rapid Heat Sinks, LLC Crystalline carbon fiber rope and method of making same
KR101919347B1 (ko) * 2015-10-30 2018-11-28 주식회사 더원리빙 휴대용 전기 쿠커
DE102017113750A1 (de) * 2017-06-21 2018-12-27 Schreiner Group Gmbh & Co. Kg Folienaufbau mit elektrischer Funktionalität und externer Kontaktierung
KR102627886B1 (ko) 2017-12-05 2024-01-19 티코나 엘엘씨 카메라 모듈에 사용하기 위한 방향족 중합체 조성물
WO2021019629A1 (ja) * 2019-07-26 2021-02-04 昭和電工マテリアルズ株式会社 構造体及び電子機器
JP2023515976A (ja) 2020-02-26 2023-04-17 ティコナ・エルエルシー 回路構造体
US11702539B2 (en) 2020-02-26 2023-07-18 Ticona Llc Polymer composition for an electronic device
CN115151607A (zh) 2020-02-26 2022-10-04 提克纳有限责任公司 电子器件
US11728065B2 (en) 2020-07-28 2023-08-15 Ticona Llc Molded interconnect device
CN112521756B (zh) * 2020-12-30 2022-05-03 绵阳游仙区奥特新型建筑材料有限公司 一种高力学强度可陶瓷化有机硅材料及其制备方法
US11760933B2 (en) * 2021-08-26 2023-09-19 Freudenberg-Nok General Partnership Thermally conductive electrically insulating thermoplastic materials

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080009643A (ko) * 2006-07-24 2008-01-29 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 열전도성 수지 조성물
KR20090045041A (ko) * 2007-10-30 2009-05-07 우에노 세이야쿠 가부시키 가이샤 액정 폴리에스테르 배합물
JP2010037474A (ja) * 2008-08-07 2010-02-18 Polyplastics Co 全芳香族ポリエステル及びポリエステル樹脂組成物
WO2011013831A1 (ja) * 2009-07-30 2011-02-03 住友化学株式会社 液晶ポリエステル組成物およびこれを用いた電子回路基板

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62100577A (ja) * 1985-10-28 1987-05-11 Polyplastics Co 熱伝導性組成物
US6162849A (en) * 1999-01-11 2000-12-19 Ferro Corporation Thermally conductive thermoplastic
JP2004051852A (ja) * 2002-07-22 2004-02-19 Polymatech Co Ltd 熱伝導性高分子成形体及びその製造方法
JP4223272B2 (ja) * 2002-12-04 2009-02-12 ポリプラスチックス株式会社 導電性樹脂組成物
JP2005060443A (ja) * 2003-08-18 2005-03-10 Toray Ind Inc ランプユニット部品用樹脂組成物、それから得られるランプユニット部品
JP5162921B2 (ja) 2006-03-23 2013-03-13 住友化学株式会社 粒状物およびそれを用いてなる熱伝導性樹脂組成物
JP2008075063A (ja) * 2006-08-22 2008-04-03 Sumitomo Chemical Co Ltd 液晶性ポリマー成形体
JP5122116B2 (ja) * 2006-11-29 2013-01-16 ポリプラスチックス株式会社 熱伝導性樹脂組成物
JP2009030015A (ja) * 2007-06-27 2009-02-12 Sumitomo Chemical Co Ltd 液晶性ポリエステル組成物
KR100963673B1 (ko) 2007-10-23 2010-06-15 제일모직주식회사 열전도성 수지 복합재 및 이를 이용한 성형품
JP5297639B2 (ja) * 2007-11-28 2013-09-25 ポリプラスチックス株式会社 熱伝導性樹脂組成物
JP2009263640A (ja) * 2008-04-04 2009-11-12 Sumitomo Chemical Co Ltd 熱伝導性樹脂組成物及びその用途
KR101111645B1 (ko) 2009-06-17 2012-03-13 삼성정밀화학 주식회사 용융점도가 일정한 전방향족 액정 폴리에스테르 수지의 제조방법 및 전방향족 액정 폴리에스테르 수지 컴파운드의 제조방법
JP2011016962A (ja) * 2009-07-10 2011-01-27 Sekisui Chem Co Ltd 熱伝導性樹脂組成物及び電子回路用基板
US8299159B2 (en) * 2009-08-17 2012-10-30 Laird Technologies, Inc. Highly thermally-conductive moldable thermoplastic composites and compositions

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080009643A (ko) * 2006-07-24 2008-01-29 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 열전도성 수지 조성물
KR20090045041A (ko) * 2007-10-30 2009-05-07 우에노 세이야쿠 가부시키 가이샤 액정 폴리에스테르 배합물
JP2010037474A (ja) * 2008-08-07 2010-02-18 Polyplastics Co 全芳香族ポリエステル及びポリエステル樹脂組成物
WO2011013831A1 (ja) * 2009-07-30 2011-02-03 住友化学株式会社 液晶ポリエステル組成物およびこれを用いた電子回路基板

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Publication number Publication date
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