CN101765627B - 用于照明系统的塑料构件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用在照明系统中的聚合物组件，所述聚合物组件包含半芳族聚酰胺(X)，所述半芳族聚酰胺(X)包含由脂族二胺和二元羧酸衍生得到的重复单元，其中：(a)所述脂族二胺由10-70摩尔％的具有2-5个C原子的短链脂族二胺和30-90摩尔％的具有至少6个C原子的长链脂族二胺的混合物组成；(b)所述二元羧酸由5-65摩尔％的脂族二元羧酸和可选除对苯二甲酸以外的芳族二元羧酸以及35-95摩尔％的对苯二甲酸的混合物组成；(c)所述对苯二甲酸和所述长链脂族二胺的组合摩尔量相对于所述二元羧酸和二胺的总摩尔量为至少60摩尔％。本发明还涉及一种聚合物组合物，其可用于制备所述塑料组件，并且包含100pbw的半芳族聚酰胺(X)和1-250pbw的无机材料。

Description

用于照明系统的塑料构件
本发明涉及一种用在照明系统中的塑料构件。更具体地，本发明涉及一种形成光源的组成部分的塑料构件，诸如LED(发光二极管)的反射器壳体、节能灯的灯基座，以及涉及一种形成照明装备(lightingarmature)的组成部分的塑料构件，诸如背光系统中的反射板和车灯的反射器，塑料安装基板，散热器以及附装或固定在光源或照明装备上的其它塑料构件。
本发明还涉及一种聚合物组合物，其可用于制备所述塑料构件。更具体地，本发明涉及一种含有半芳族聚酰胺的聚合物组合物，该半芳族聚酰胺含有可由对苯二甲酸和脂族二胺衍生得到的重复单元，并且所述聚合物组合物在表面安装工艺(surface mounting process)中具有改善的耐热性。
发光二极管(LED)广泛地用在各种需要明亮照明的电子应用中。在这些应用中，LED通常安装到基板上，并且位于反光表面内或沿着反光表面放置，从而其照明特性以所需方式被增强和定向。为了使由电流产生的热量消散，LED或LED安装到其上的基板通常也被附接到散热器或散热装置上。由于先前应用包含红色和绿色的发光二极管，所以仅仅添加最近开发的使用蓝色芯片的白光就可以大幅扩展LED的作用和可能应用。然而，与上述照明应用结合使用的材料通常面临需求挑战，主要原因是封装材料的粘合性质不佳、与常规材料相关的吸湿性不太好、热性能不佳、热氧化、耐UV性不佳、焊接应用时起泡等等。
含有LCP和聚酰胺(更具体为半芳族聚酰胺)的聚合物组合物广泛用在与照明系统相关的塑料PLCC(带引线的塑料芯片载体)构件中。这些应用中的许多需要塑料构件邻近或接触生热光源。具体地，在LED中，关注因为供应电流而在LED芯片的P-N结(二极管中n区和p区之间的结)处产生的热量。除此以外，用在上述照明系统中的许多构件通过包含热处理步骤的工艺进行安装，诸如包含回流焊接步骤(reflow soldering step)的表面安装技术进行安装。聚酰胺往往在上述工艺期间起泡。此外，为了减轻重量以及由于微型化，各构件必须具有甚至更小的厚度，这要求材料应当具有良好的模制性能，即在模制操作时具有良好的流动性，同时模制的塑料构件具有良好的机械性能。为了获得所需机械性能，可能需要聚合物组合物包含高加载量的增强材料。为了符合其他要求，诸如为了消散来自热源的热的导热性和/或为了反射来自光源的光，可能需要聚合物组合物包含高加载量的导热材料和/或反光材料。在存在高加载量的上述增强材料、导热材料和/或反光材料的同时，应当保持优异的模制性能。大部分上述构件是高精度部件，这由于微型化而被突出了。
此外，LED组件除了芯片或管芯以外还包含许多由各种导电元件以及电绝缘元件构成的构件。此外，为了使LED适当功能化，所有与n-区连接的导电元件之间以及与p-区连接的导电元件之间必须存在牢固的导电接触(contact)。其中两个元件之间必须存在牢固的导电接触的这些过渡区包括：在n-区或p-区与所用键合线(bonding wire)之间的接触、在键合线和所用引线框的导电引线之间的接触以及/或者在n-区或p-区和所应用的管芯附接层(die attach layer)之间的接触。
因此，用于生产上述LED组件的工艺(此后被称为LED组装工艺)包括若干个用于制造导电接触的连续步骤，其包含以下步骤的不同组合：将键合线键合到n区和/或p区上，将键合线键合到引线框的导电引线上(也被称为引线键合)和/或在n-区或p-区与引线框的导电引线之一之间应用管芯附接层(该工艺被称为管芯键合)。
因此，例如在JP20070112765-A中所提及的，应用连续的多个安装步骤。用于在芯片和引线框之间制造导电接触的引线键合通常通过超声焊接进行，例如通过金对金的超声键合进行。如EP-1524705-A2中所述，引线键合是一个复杂的工艺，这期间LED可能会偶然受损。目前，应用如下安装技术，其中安装包括芯片键合步骤。在这种方法中，键合采用热回流工艺利用例如银环氧焊料完成。锡合金还被促进为处于或低于270℃的管芯附接工艺温度所设计的接触金属化(例如通过Cree Optoelectronics)，这使得在引线框基板中利用塑料材料的表面安装封装能够进行。目前，对于芯片键合步骤，具有向着共晶键合(eutectic bonding)方向发展的趋势。EP-1524705-A2和US 2005/01408081-A1中提及了其实例。
除了用于生产LED系统的组装工艺以外，电构件和电子构件(包括被安装在基板上的上述LDE组件)通过如下安装工艺制成，其中将LED的传导引线安装在PCB上。这个过程也被称为焊接工艺。例如，整个LED组件可以安装在PCB(印刷电路板)上以用在各种应用中。通常使用回流表面安装将LED安装在PCB上。
虽然过去在上述SMT工艺中使用含铅的焊料组合物，但是存在向着无铅焊料组合物发展的趋势。对于无铅焊料组合物，使用具有较高熔融温度并且在回流焊接工艺期间需要较高温度的合金，诸如锡、铋和/或铟基合金。
为了保持在第一步骤或各步骤(LED组装步骤)中使用的焊料或键合金属的键合完整性，其中使用的那些焊料或金属材料必须具有比在表面安装工艺中使用的焊料更高的熔点。如2005/01408081-A1中所提及的，对于共晶键合方法，使用熔点甚至更高的金属合金，诸如Si、Ag和Au的合金，甚至Ni、Ti和Pt的合金。EP-1524705-A2中报道了共晶键合以及金对金超声键合。对于共晶键合而言，优选使用的合金是80％Au和20％Sn的金-锡共晶合金，其中共晶点为280℃。对于共晶工艺，应用如下钟型温度谱，其中峰回流温度通常在315-320℃左右，峰温时的停留时间为2-3分钟，周期时间为约20-30分钟。在这些高加工温度下不起泡并且各构件保持尺寸完整性是必要的。尽管在这些工艺中各构件暴露于所应用的高温的时间相对较短，但是峰温和/或局部加热可能非常高，因而许多塑料材料会失效。
WO-2006/135842描述了一种用于发光二极管组件的塑料构件，其包括含有半芳族聚酰胺的聚合物组合物。WO-2006/135842的半芳族聚酰胺包括由二元羧酸单体(含有50至100摩尔％的对苯二甲酸)和二胺单体(包含50至100摩尔％的具有10至20个碳原子的二胺)衍生得到的重复单元。可选存在的其余塑料组分包含0至50摩尔％的二元羧酸(其为除对苯二甲酸以外的芳族羧酸和/或具有4至20个碳原子的脂族二元羧酸)和0至50摩尔％的具有4至9个碳原子的二胺。所要求保护的产物具有比例如聚酰胺-6和聚酰胺-6，6改进的性质。然而，在WO-2006/135842中，作为与聚酰胺-6T/66和聚酰胺-9T的比较，仅具体提及了如下聚合物，即聚酰胺-10，T/10，12(90/10摩尔比)。
在WO-2006/135842中，所得聚酰胺-10，T/10，12在一般性描述的起泡测试中的测试结果与聚酰胺-6T/66(55/45摩尔比)和聚酰胺-9T(为9T/～8T，具有85/15摩尔比)具有可比性。聚酰胺-10，T/10，12与聚酰胺-6T/66相比具有更佳的耐起泡性，但与聚酰胺-9T类似。此外，这些材料的机械性能的保持性不足，同时由于韧性不佳而容易破裂。
考虑到上述要求和微型化的趋势以及涉及越来越高的工艺温度的组装工艺和安装工艺，需要一种用于照明系统的塑料构件以及可用在其中的材料，上述构件和材料在连续使用期间和/或加工步骤期间具有改善的性质，诸如具有高耐热性和低湿气敏感性，尤其具有改善的耐起泡性和尺寸稳定性，同时保持良好的模制性能和机械性能。
因此，本发明的目的在于提供一种用于照明系统的塑料构件和可用在其中的材料，上述构件和材料具有改善的耐起泡性和/或尺寸稳定性。
本发明的塑料构件实现了该目的，其中，所述塑料构件包含含有半芳族聚酰胺X的聚合物组合物，其中
a.二元羧酸(A)由5-65摩尔％的脂族二元羧酸和可选的除对苯二甲酸以外的芳族二元羧酸(A1)以及35-95摩尔％的对苯二甲酸(A2)的混合物组成；
b.脂族二胺(B)由10-70摩尔％的具有2-5个C原子的短链脂族二胺(B1)和30-90摩尔％的具有至少6个C原子的长链脂族二胺(B2)的混合物组成；
c.对苯二甲酸(A2)和所述长链脂族二胺(B2)的组合摩尔量相对于所述二元羧酸和二胺的总摩尔量为至少60摩尔％。
在本发明的塑料构件中，所述半芳族聚酰胺(为了紧凑、易读，其还被称为半芳族聚酰胺X或甚至被称为聚酰胺X)在此的效果为：与由相应的半芳族聚酰胺(诸如聚酰胺-10，T/10，12、聚酰胺-6T/66和聚酰胺-9T)制成的塑料构件相比耐起泡性和/或尺寸稳定性被改善了。这些改进是非常出人意料的，因为这种新材料与在同样条件下测试的聚酰胺-9，T相比不总是具有较低的吸湿性。考虑到主要基于短链二胺的聚酰胺(诸如聚酰胺-4，6和聚酰胺4，6/4，T)非常易于吸收湿气并且对由此引起的尺寸变化和起泡非常敏感这个事实，这些改进也是非常出人意料的。
采用上述聚合物组合物可以制成具有高尺寸精度的塑料构件，因为该材料具有非常良好的流动性，并且当与适当的添加剂一起配制时获得良好的反射性能和散热性能，同时保持良好的流动性能。此外，该聚合物组合物具有良好的机械性能并且在升高温度和潮湿条件下保持该性能。
用在本发明中的半芳族聚酰胺包含由脂族二胺和二元羧酸衍生得到的单元。由二元羧酸衍生得到的单元可被称为A-A单元，由二胺衍生得到的单元可被称为B-B单元。据此，该聚酰胺可被称为AABB聚合物，这与例如Nylon Plastic handbook，M.I.Kohan编辑，Hanser Publishers，Munich，ISBN 1-56990-189-9(1995)，第5页中应用的分类相符。
短链脂族二胺为C2-C5脂族二胺或其混合物。换句话说，其具有2-5个碳(C)原子。短链脂族二胺可以例如为1，2-乙二胺、1，3-丙二胺、1，4-丁二胺和1，5-戊二胺及其混合物。优选地，短链脂族二胺选自由1，4-丁二胺、1，5-戊二胺及其混合物组成的组，更优选为1，4-丁二胺。
短链脂族二胺(B1)为C2-C5脂族二胺或其混合物。换句话说，其具有2-5个碳(C)原子。短链脂族二胺可以例如为1，2-乙二胺、1，3-丙二胺、1，4-丁二胺和1，5-戊二胺及其混合物。优选地，短链脂族二胺选自由1，4-丁二胺、1，5-戊二胺及其混合物组成的组，更优选为1，4-丁二胺。
长链脂族二胺(B2)是具有至少6个碳(C)原子的脂族二胺。长链脂族二胺可以是线性的、支化的和/或脂环状的。长链脂族二胺可以例如为2-甲基-1，5-戊二胺(也被称为2-甲基五亚甲基二胺)、1，5-己二胺、1，6-己二胺、1，4-环己烷二胺、1，8-辛二胺、2-甲基-1，8-辛二胺、1，9-壬二胺、三甲基六亚甲基二胺、1，10-癸二胺、1，11-十一烷二胺、1，12-十二烷二胺、间苯二甲胺和对苯二甲胺及其组合。优选地，长链脂族二胺具有6-12个碳原子，适于为C8-或C10二胺。在优选的实施方式中，长链二胺的50-100摩尔％、更优选75-100摩尔％由具有6至9个碳原子的二胺构成。这导致材料具有甚至更佳的高温性质。更优选地，长链脂族二胺选自由1，6-己二胺、2-甲基-1，8-辛二胺、1，9-壬二胺及其混合物组成的组，更优选为1，6-己二胺。上述优选选择(具体更优选选择1，6-己二胺)的优点在于，根据本发明的共聚酰胺的高温性质甚至更佳。
脂族二元羧酸可以是直链的、支链的和/或脂环状的，其中的碳原子数没有具体限制。然而，脂族二元羧酸优选包括具有4至25个碳原子、更优选具有6-18个碳原子、还要更优选具有6-12个碳原子的直链或支链脂族二元羧酸或其混合物。适当的脂族二元羧酸例如为己二酸(C6)、1，4-环己烷二羧酸(C8)、辛二酸(C8)、癸二酸(C10)、十二烷二酸(C12)或其混合物。优选地，脂族二元羧酸是C6-C10脂族二元羧酸，包括己二酸、癸二酸或其混合物；更优选地，脂族二元羧酸是C6-C8脂族二元羧酸。最优选的，脂族二元羧酸是己二酸。
芳族二元羧酸可以包括除了对苯二甲酸以外的其他芳族二元羧酸，例如间苯二甲酸和/或萘二羧酸。
半芳族聚酰胺除对苯二甲酸以外可以适当地包含脂族二元羧酸或者可以适当地包含脂族二元羧酸和除对苯二甲酸以外的芳族二元羧酸。优选地，除对苯二甲酸以外的芳族二元羧酸(如果存在)的量相对于脂族二元羧酸和除对苯二甲酸以外的芳族二元羧酸(A1)的总摩尔量小于50摩尔％，更优选小于25摩尔％。
在根据本发明组合物中的半芳族聚酰胺中，短链脂族二胺(B1)占脂族二胺单元(B)的10-70摩尔％，长链脂族二胺(B2)占脂族二胺单元(B)的其余30-90摩尔％。
优选地，短链脂族二胺的摩尔量相对于短链二胺和长链二胺的摩尔量为至多60摩尔％，优选为至多50摩尔％、至多40摩尔％，或甚至为至多35摩尔％。具有上述较低短链二胺摩尔量的共聚酰胺的优点在于，对于具有特定Tm的共聚酰胺，起泡性改进了。
还要优选地，短链脂族二胺在半芳族聚酰胺中的摩尔量相对于短链脂族二胺和长链脂族二胺的总摩尔量为至少15摩尔％，更优选为至少20摩尔％。短链脂族二胺的摩尔量越高，聚酰胺的热稳定性越好。
脂族二元羧酸和可选除对苯二甲酸以外的芳族二元羧酸(A1)占二元羧酸单元(A)的5-65摩尔％，对苯二甲酸(A2)占二元羧酸单元(A)的其余35-95摩尔％。
优选地，二元羧酸的至少40摩尔％、更优选至少45摩尔％、甚至至少50摩尔％由对苯二甲酸构成。对苯二甲酸的量增加的优点在于，进一步改善了高温性质。还优选地，脂族二元羧酸和如果存在的除对苯二甲酸以外的芳族二元羧酸(A1)的量为二元羧酸的至少10摩尔％，更优选为二元羧酸的至少15摩尔％。这样的较高量具有如下优点：组合物具有更佳的加工性能。
在高度优选的实施方式中，二元羧酸(A)由相对于二元羧酸的摩尔量50-85摩尔％的对苯二甲酸(A2)和50-15摩尔％的脂族二元羧酸和除对苯二甲酸以外的可选芳族二元羧酸(A1)构成；脂族二胺(B)由相对于脂族二胺的总摩尔量40-80摩尔％的长链二胺(B2)和60-20摩尔％的短链二胺(B1)构成。这种优选的实施方式在如下性质上具有更好的整体平衡性，所述性质包括：甚至更佳的对短期高峰温的耐受性以及更佳的机械性能的保持性，长期暴露于高温下时降低的气体释放率，同时保持良好的熔融加工性能。
虽然长链脂族二胺(B2)的最小量相对于脂族二胺的总摩尔量为30摩尔％，并且对苯二甲酸(A2)的最小量相对于二元羧酸的摩尔量为35摩尔％，但是对苯二甲酸(A2)和长链脂族二胺(B2)的组合摩尔量相对于二元羧酸和二胺的总摩尔量为至少60摩尔％。其结果是：当长链脂族二胺的相对量为最小的30摩尔％时，对苯二甲酸的相对量为至少90摩尔％。类似地，当对苯二甲酸的相对量为最小的35摩尔％时，长链脂族二胺的相对量为至少85摩尔％。
在另一高度优选的实施方式中，对苯二甲酸(A2)和长链脂族二胺(B2)的摩尔量总和相对于二元羧酸和二胺的总摩尔量为至少65摩尔％，更优选为至少70摩尔％，还要更优选为至少75摩尔％。其中对苯二甲酸(A2)和长链脂族二胺(B2)的摩尔量总和较高的聚酰胺的优点在于，该聚酰胺具有如下性质的组合：甚至更佳的对短期高峰温的耐受性以及更佳的热稳定性和良好的熔融加工性能。适当地，上述总和相对于二元羧酸和二胺的总摩尔量在70-85摩尔％的范围内，或者甚至在75-80摩尔％的范围内。
除了由二元羧酸(AA)和二胺(BB)衍生得到的A-A-B-B单元以外，本发明的聚酰胺还可以包含由其他组分衍生得到的单元，所述组分诸如为脂族氨基羧酸(AB单元)和相应的环状内酰胺以及少量支化剂和/或链终止剂。
优选地，根据本发明的聚酰胺包含相对于聚酰胺的总量至多10质量％、更优选至多8质量％、还要更优选至多5质量％的由除二元羧酸和二胺以外的组分衍生得到的单元。最优选地，根据本发明的聚酰胺根本不包含上述其他组分，其仅由二元羧酸和二胺衍生得到的A-A-B-B单元构成。优点在于：在后勤方面简化工艺，并且结晶性质更好。
半芳族聚酰胺是一种热塑性半结晶半芳族共聚酰胺。半结晶聚酰胺适于具有至少290℃、更优选至少约300℃、更优选至少310℃的熔融温度(Tm)。还要适宜地，熔融温度小于350℃，优选小于约340℃。还要优选地，半芳族聚酰胺具有大于100℃、更优选至少110℃、或甚至至少120℃的玻璃化转变温度(Tg)。优选地，Tg为至多140℃，更优选为至多130℃。Tm越高以及Tg越高，根据本发明的构件在回流焊接工艺以及共晶键合工艺中的性能越好。Tg在上述范围内的另一个优点在于，耐起泡性、尺寸稳定性和加工性能之间具有甚至更佳的平衡性。
术语熔点(熔融温度)被理解为根据ASTM D3417-97/D3418-97通过DSC以10℃/min的加热速率测定的温度，其落在熔融范围内并且具有最高的熔融速率。术语玻璃化转变点在本文中被理解为如下温度，其根据ASTM E 135691通过DSC以10℃/min的加热速率测定，并且被确定为对应于母热曲线(parent thermal curve)的拐点的在母热曲线的一阶导数(相对于时间)的波峰处的温度。
所述半芳族聚酰胺具有在宽范围内变化的粘度。已经观察到，相对粘度可以低至1.6或甚至更低，同时经增强的阻燃组合物仍保持良好的机械性能。在本文中，相对粘度根据ISO 307(第四版)的方法在96％的硫酸中测定。优选地，相对粘度为至少1.7，更优选为1.8，或甚至为1.9。机械性能保持性对于上述模制部件非常重要，在上述低相对粘度下也是这种情况。还要优选的是，相对粘度小于4.0，更优选小于3.5，还要更优选小于3.0。具有较低相对粘度的优点在于，模制期间的流动性更高并且可以制成具有更薄元件的模制部件。
所述半芳族聚酰胺还可以由具有较高相对粘度的半芳族聚酰胺和具有较低相对粘度的半芳族聚酰胺的共混物组成。适当地，共混物包含相对粘度为至少1.8、更优选为至少1.9的组分和相对粘度小于1.7、更优选小于1.6的组分。相对粘度为至少1.9的第一组分可以具有至少10000的分子量，而相对粘度小于1.6的第二组分可以具有小于7500、优选小于5000、还要更优选小于2500的分子量。第一组分和第二组分的重量比可以在宽范围内变化，优选在19∶1-1∶1的范围内变化，更优选在9∶1至3∶1的范围内变化。存在具有相对低粘度的第二组分的优点在于，聚酰胺组合物的模制性能被进一步改善，从而允许模制具有甚至更薄壁部分的部件。
在本发明照明系统所用构件中使用的聚合物组合物除了半芳族聚酰胺X以外适于包含一种或多种其他组分。聚合物组合物可以包含例如无机材料(如无机填料和/或增强试剂)、其他聚合材料、阻燃剂和其他添加剂。
优选地，聚合物组合物包含无机材料。无机材料的含量可以在宽范围内变化。优选地，聚合物组合物包含含量相对于100pbw(重量份)的半芳族聚酰胺X为1-250pbw、优选5-200pbw、更优选10-150pbw或甚至50-100pbw的无机材料。
所述组合物包含所述半芳族聚酰胺X和无机材料的优点在于：该材料具有较低的热膨胀性。当无机材料的含量更高时，这种热膨胀性进一步降低，并且接近LED组件中的其它构件，因而使得LED部件在进一步加工期间更好地保持完整性，并使得LED组件在其功能寿命期间更好地保持完整性。
无机材料适于包括无机填料和/或增强试剂。适当填料的实例是玻璃片、碳酸钙和矿物填料(诸如粘土、高岭土、钙硅石和滑石)以及其它矿物及其任意组合。无机材料还包括导热材料和/或反光材料。
在优选的实施方式中，组合物包含反光材料(化合物C)。该反光材料可以是任何无机化合物，包括无机颜料、无机增强试剂、无机填料和纤维状和薄片状无机化合物，它们可以反射可见光和/或UV光。该反光材料适于具有至少2.5g/cm3、优选至少3g/cm3的密度。适当反光材料的实例是：白色颜料，诸如二氧化钛(TiO2)，优选金红石二氧化钛(因为它提供更高的光线反射比率)；填料，诸如硫酸钡(BaSO4)；和纤维材料，诸如钙硅石和钛酸钾纤维。
反光材料的用量可以在宽范围内变化。
优选地，反光材料的用量相对于100pbw的半芳族聚酰胺X为2-100pbw，优选为5-50pbw，10-20pbw。当还存在其它组分时，反光材料的含量相对于聚合物组合物的总重优选为0.6-40wt％，更优选为1.5-30wt％，或甚至为5-20wt％。反光材料的含量较高的优点在于：透光率非常低。
优选地，反光材料以这样的含量存在，使得聚合物组合物或由其制成的塑料构件在400nm的波长下具有至少50％、更优选至少80％、甚至更优选至少90％的反光率。为了测定反射率，可以例如采用Minolta CM-2600D Spectrophotometer利用所谓的SpectraMagic软件测定反射光谱。对于这些测试，使用所述材料的注塑板。所生产的模制塑料构件具有良好的机械强度、耐热性、尺寸稳定性、反光率和遮光性质。
优选地，聚合物组合物具有如下CIE Lab颜色指数，其中a值为至多1，b值为至多2，L值为至少90。该产品在模制后具有良好的白度并且在热处理后很少变色。
在另一优选的实施方式中，组合物包含导热材料(化合物D)。导热材料可以是无机填料或无机增强试剂。这种材料包括导热率为至少约5W/mK的那些材料。
导热材料优选具有至少10W/mK、优选至少20W/mK、更优选至少50W/mK或甚至至少100W/mK的导热率。导热材料可以是导热填料，诸如氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硼、氟化钙和石墨；或者可以是导热纤维材料，诸如碳纤维。
导热材料的用量可以在宽范围内变化。优选地，导热材料的用量相对于100pbw的半芳族聚酰胺X为5-200pbw，优选为10-150pbw，或甚至为50-100pbw。当还存在其它组分时，导热材料(化合物D)的含量相对于聚合物组合物的总重优选为1.5-60wt％，更优选为3-45wt％，或甚至为15-40wt％。导热材料的含量较高的优点反映在：散热性更好，并且可以应用产生更多热量并且导致更高的塑料构件暴露于其的温度的光源。
优选地，导热材料以这样的用量存在，使得聚合物组合物或由其制成的塑料构件具有至少1W/mk、更优选至少5W/mk、甚至更优选至少10W/mk、或甚至至少20W/mk的导热率。相应的组合物在热安装工艺期间具有出众的性质，并且具有高导热率和散热性(对于该材料在LED设备中使用而言的有效组合)。
导热率(Λ)可以通过W.Nunes dos Santos、P.Mummery和A.Wallwork的Polymer Testing 14(2005)，628-634中所描述的过程测定。首先，根据ASTM E1461-01采用Netzsch LFA 447激光闪光装置确定热扩散率。然后，采用同样的Netzsch LFA 447激光闪光装置确定热容(Cp)。由热扩散率(D)、密度(ρ)和热容(Cp)，根据公式A＝D×ρ×Cp可以计算导热率(A)。
组合物适于包含与反光材料(化合物C)和导热材料(化合物D)不同的无机填料和增强试剂(统称为化合物E)。增强试剂可以包含不同的纤维材料，包括玻璃纤维、晶须(whisker)、钙硅石纤维和碳纤维，其中，就获得良好的机械性能并且保持低导电率来说，优选玻璃纤维。适当地，化合物E的用量相对于100pbw的半芳族聚酰胺X为5-200pbw，优选为10-150pbw，50-100pbw。相对于聚合物组合物的总重，化合物E的含量可以为1.5-60wt％，优选为3-45wt％，15-30wt％。
增强试剂对组合物的高于Tg的模量具有很强的增强效果，该增强效果大于在若干种其它聚酰胺中的增强效应。这允许限制增强试剂的用量，同时仍达到非常良好的机械性能。这在需要高加载量的导热材料或反光材料并且需要同时保持良好流动性时特别有利。整体效果是：这些组合物的流动性能远远优于相应的基于例如聚酰胺6T/66的具有类似机械性能的组合物。
考虑到电流和光源产生的热量，聚合物组合物可以有利地包含一种或多种阻燃材料(化合物F)。该阻燃体系可以包含卤化阻燃剂和/或无卤阻燃剂，并且除了上述阻燃剂或其组合以外还可选包含阻燃剂协同剂。
除了其它组分以外，可以添加适当量的这些阻燃材料以符合照明系统的常规防火标准。适当地，阻燃体系的总量相对于组合物的总重为1-40wt％。优选地，阻燃剂的用量相对于组合物的总重为5-30wt％，更优选为10-25wt％，协同剂的用量相对于组合物的总重为0-15wt％，更优选为1-10wt％，还要更优选为5-10wt％。
其它聚合物材料(化合物G)可以包括例如橡胶和热塑性聚合物。橡胶适于包括冲击改性剂。热塑性聚合物可以是其它聚酰胺。优选地，聚酰胺是熔融温度低于高温半结晶半芳族聚酰胺的熔融温度的半结晶聚酰胺。优选地，其它聚合物(如果存在的话)的用量相对于100pbw的半芳族聚酰胺小于100pbw，更优选小于50pbw，还要更优选小于20pbw。还优选的是，其它聚合物材料的总量相对于组合物的总重在0-25wt％的范围内，更优选在1-20wt％的范围内，还要更优选在2-15wt％的范围内，最优选在5-10wt％的范围内。其它聚合物的含量较低有助于改进耐热性并且有助于降低长期暴露于高温时的气体释放率。
聚合物组合物可以有利地包含除以上组分以外的添加剂(化合物H)。这些添加剂可以选自在模制应用的聚合物组合物中常用的辅助添加剂。这些添加剂适于包括稳定剂(诸如UV稳定剂、热稳定剂和抗氧化剂)、加工助剂(诸如流动促进添加剂、润滑剂和脱模剂)、着色剂(包括颜料和染料)、增塑剂和冲击改性剂。
除了其它组分以外，可以添加适当量的这些其它添加剂(包括辅助添加剂)，只要这些添加剂不会对聚合物组合物以及由其制成的塑料构件的性能特征造成不利影响即可。这些添加剂通常以少量使用，其适当用量可由制造照明设备用模制组合物的领域中的普通技术人员通过常规实验确定。辅助添加剂的用量可以在宽范围内变化，但相对于组合物的总重适于在0-12wt％的范围内，优选在0.1-10wt％的范围内，更优选在0.5-5wt％的范围内。
在优选的实施方式中，塑料构件由根据本发明的塑料组合物制成，其中，所述塑料组合物由如下组成：
(I)20-95wt％的半芳族聚酰胺X；和
(II)0.6-60wt％的反光材料(化合物C)和/或导热材料(化合物D)；和
(III)总量为0.1-60wt％的如下除(I)和(II)以外的化合物中的至少一种：无机填料和增强试剂(化合物E)、阻燃材料(化合物F)、聚合物(化合物G)和辅助添加剂(化合物H)或其任意组合。
本文中，I、II和III的具体用量必须合计为100wt％。
本发明还涉及一种用于照明系统的塑料构件或塑料部件，其包含含有半芳族聚酰胺X的聚合物组合物及其如前所述的任意优选实施方式。优选地，塑料部件是反光塑料构件和/或导热塑料构件。
塑料构件可以是形成光源的组成部分的塑料构件、安装基板或附装在或固定到光源或照明装备上的其它构件，以及形成照明装备的组成部分的塑料构件。上述构件的实例是LED构件，诸如PLCC(带引线的塑料芯片载体)LED反射器壳体(也被称为反射器或反射器罩)和扰频器(scrambler)，LED光源的主要光学元件或次要光学元件，例如用于节能灯的灯基座，LED基板和灯安装元件，反射器板(具体用于背光系统和背光系统中的UV射线生成)，汽车照明系统的反射器，散热器。除了对短期高峰温较高的耐起泡性和耐热性，根据本发明的塑料构件(包含半芳族聚酰胺X)进一步的优点在于，当长期暴露于高温时(例如在汽车照明系统中出现)具有非常良好的耐热性和低气体释放率，这有助于提高该系统的安全性。
本发明还涉及一种LED组件。该LED组件通常包括不同构件，包括：
(a)管芯或芯片，其包括具有n-区和p-区的二极管；
(b)一条或两条键合线(bond wire或bonding wire)，优选由金构成；
(c)由两条导电引线构成的引线系统(或引线框)，该导电引线通过所述键合线连接到所述二极管的n区或p区上，或者通过键合线连接到一个区上并且通过管芯附接层连接到另一个区上；
(d)壳体，也被称为反射器壳体或反射器罩；
(e)透明的封装部件；以及
(f)可选的透镜和/或
(g)可选的散热器。
反射器罩可由模制组合物制成，该模制组合物本身可以是反光的；或者可以通过对聚合物表面进行金属化使壳体反光。透明封装部件可以例如由环氧或硅树脂制成。封装部件和透镜的功能可以整合。反射器罩和散热器的功能也可以整合。管芯附接层还可以是将热量传导到散热器上的单独的金属层并且/或者作为与导电引线框的电接触。
在所述根据本发明的LED组件中，散热器和/或反射器罩由含有半结晶聚酰胺X的聚合物组合物制成。
本发明还涉及一种用于生产LED组件的组装工艺，所述LED组件包含芯片或管芯，导电引线系统和塑料构件，其中，应用芯片键合步骤，在该步骤中，所述芯片或管芯被安装到具有所述导电引线框的基板上，并且在所述芯片或管芯与所述导电引线框之间形成导电接触。所述工艺中的芯片键合步骤是共晶键合步骤，其中采用一层共晶材料完成所述键合。在根据本发明的方法中，所述基板包含含有半芳族聚酰胺X的聚合物组合物，更具体包含根据本发明或其任意优选实施方式的塑料构件。适当地，所述基板或其部件由含有半芳族聚酰胺X的聚合物组合物构成。适当地，在共晶键合步骤中，使用峰温为至少280℃，优选在300-350℃的范围内，更优选在315-330℃的范围内的温度谱。在该工艺中，构成管芯附接层的接触层在导电引线框中形成，该接触层由焊料组合物和金属的合金或多种金属的合金构成。
共晶键合在本文中被理解为：通过使用由第一组分制成的一个部件和由第二组分制成的另一部件在两个部件之间形成键合的工艺。当加热部件并使其接触时，在界面上扩散发生，从而形成合金。界面处的共晶组合物合金的熔点比其任意一侧材料的熔点都低，因而熔融被局限于薄层(形成键合的是熔融的共晶材料)。或者，任一侧的材料都是相同的，并且使用含有上述相同材料中所包含金属的合金。其优点在于，可以使用低熔点合金，并且当加热并使得两侧的材料接触时发生迁移，这得到组成发生微小变化并且熔融温度提高的键合层。
优选地，使用金-锡合金；更优选地，共晶材料是Au(80％)/Sn(20％)共晶合金。该金-锡合金可被用于焊接镍表面，但优选被用于使含有金的表面合金化，诸如镀金、溅射金膜或Au、Pt-Au和Pd-Au厚膜金属化。
本发明还涉及一种用于生产电子系统的表面安装工艺，所述电子系统包括被表面安装到具有引线框的基板上的芯片或管芯封装件(package)或LED组件，所述工艺包括：峰温为至少250℃的回流焊接步骤。在根据本发明的回流焊接工艺中，芯片/管芯封装件或LED组件和/或基板包含具有如下聚合物组合物的塑料部件，所述聚合物组合物含有半芳族聚酰胺X。更具体地，该聚合物组合物进一步包含根据本发明或其任意优选实施方式的无机材料。
优选地，所述工艺是用于生产如下电子系统的表面安装工艺，所述电子系统包括芯片/管芯组件，包括本发明的塑料构件并且具有导电引线，它们被安装在具有引线框的基板上，所述方法包括用一层焊料组合物键合导电引线和引线框的回流焊接步骤，其中，应用至少260℃、更优选在260-290℃的范围内、还要更优选在270-280℃的范围内的峰温。
优选的，电子系统是照明系统，还优选地，所述芯片是LED芯片。
在根据本发明的共晶键合工艺和回流焊接工艺中，塑料部件是根据本发明或其优选实施方式的塑料构件。所述工艺具有以上所述的优点，包括聚合物组合物的低起泡性和更佳的热性能。
本发明还涉及一种可通过本发明的共晶键合工艺或回流焊接工艺或其组合得到的电子系统。
本发明还涉及一种照明系统，其包含根据本发明的塑料构件。优选地，照明系统是可通过上述本文所述工艺之一或其组合得到LED照明设备。
照明系统还可以是用于手机、PDA、手持装置、计算机显示器、电视、车内信息娱乐系统(incar infotainment system)、GPC等等的液晶显示屏的背光光源，汽车的和仪表盘侧部指示器或头灯，照明设备等等。
本发明进一步涉及一种电子系统，其包含本发明的构件和电引线的端子，其中，所述电引线的端子通过一层共晶材料键合到芯片/管芯上。
在具体实施方式中，电子系统是LED照明设备，其包括LED元件(包括芯片或管芯)、安装基板和散热器，所述基板的一侧包含金属引线框并且/或者另一侧包含导热层，所述LED元件包括引线端子和反射器壳体，所述反射器被安装到所述基板的一侧，所述散热器被安装到所述安装基板的另一侧，其中所述金属引线框和所述引线的端子，和/或所述导热层和所述散热器通过回流焊接工艺或通过共晶键合进行键合，并且所述安装基板、所述反射壳体和所述散热器构件的至少一个由根据本发明的塑料组合物制成。
还注意到，根据本发明的反光聚合物组合物和/或导热聚合物组合物(包含反光材料和/或导热材料)还适于制造模制品以用于其它电子构件，包括连接器、开关、继电器、印刷线路板和滑动构件(诸如齿轮和凸轮)以及汽车构件(诸如进气歧管)。
实验部分
用于制造照明构件的聚酰胺组合物通过如下制成：首先制备用于实施例1-5(E-1至E-5)和对比例(CE)A、B、C和F的聚酰胺聚合物。对比例D和E是商用配制物。
聚合物制法
E-1聚合物：PA-6T/4T/46(摩尔比67.5/21.3/11.2)
将179.8g四亚甲基二胺、347.25g六亚甲基二胺、537g水、0.36g次磷酸钠一水合物、72.36g己二酸和653.38g对苯二甲酸的混合物在2.5升高压釜中进行搅拌，同时进行加热和蒸馏除水。注意到，相对于计算的聚酰胺组合物的组成，使用略微过量约2-4wt％的四亚甲基二胺，以弥补聚酰胺制备期间四亚甲基二胺的损耗。约27分钟后，得到91wt％的水性盐溶液。在这个过程中，温度由169℃升高至223℃。聚合在由210℃至226℃的升温期间完成，耗时21分钟，这期间压力升高至1.3MPa，此后闪蒸高压釜的内容物，然后在氮气下进一步冷却固体产物。随后，将由此得到的预聚物在干燥炉中干燥，其中在真空中0.02MPa的氮气流下在125℃下加热若干小时。将干燥的预聚物在金属管反应器(d＝85mm)中固相后缩合，其中在氮气流(2400g/h)中200℃下加热若干小时，然后在氮气/水蒸汽(3/1重量比，2400g/h)中在225℃下加热2小时，在260℃下加热40小时。然后，将聚合物冷却至室温。
E-2聚合物：制备PA-6T/4T/46(摩尔比74.5/10/15.5)
以与E-1聚合物相同的方式，将127.09g四亚甲基二胺、350.05g六亚甲基二胺、487g水、0.66g次磷酸钠一水合物、91.59g己二酸和567.48g对苯二甲酸的混合物在2.5升高压釜中进行搅拌，同时进行加热，结果22分钟后得到91wt％的水性盐溶液。在这个过程中，温度由176℃升高至212℃。聚合在由220℃至226℃的升温期间完成，耗时22分钟，这期间压力升高至1.4MPa。随后，将由此得到的预聚物在干燥炉中干燥，其中在真空中0.02MPa的氮气流下在125℃下和180℃下加热若干小时。将预聚物在金属管反应器(d＝85mm)中固相后缩合，其中在氮气流(2400g/h)中190℃和230℃下加热若干小时，然后在氮气/水蒸汽(3/1重量比，2400g/h)中在251℃下加热96小时。然后，将聚合物冷却至室温。
E-3聚合物：制备PA-6T/56(摩尔比85/15)，其相当于PA-6T/5T/66(摩尔 比70/15/15)
将55.3g五亚甲基二胺(98wt％)、529.7g水性六亚甲基二胺(59.6wt％)、360.4g水、0.5g次磷酸钠一水合物、67.2g己二酸和433.04g对苯二甲酸的混合物在2.5升高压釜中进行搅拌，同时进行加热和蒸馏除水。35分钟后，得到90wt％的水性盐溶液，同时温度由170℃升高至212℃。然后关闭高压釜。聚合在由212℃至250℃的升温期间完成，耗时25分钟。将混合物在250℃下搅拌15分钟，这期间压力升高至2.9mPa，此后闪蒸高压釜的内容物，然后在氮气下进一步冷却固体产物。将预聚物在金属管反应器(d＝85mm)中固相后缩合，其中在氮气流(2400g/h)中在200℃下加热若干小时，然后在氮气/水蒸汽(3/1重量比，2400g/h)中在230℃下加热2小时，在260℃下加热24小时。然后，将聚合物冷却至室温。
E-4聚合物：制备PA-6T/5T/56(摩尔比75.5/15/9.5)
将78.4g五亚甲基二胺(98wt％)、473.3g水性六亚甲基二胺(59.6wt％)、382.56g水、0.5g次磷酸钠一水合物、42.6g己二酸和461.5g对苯二甲酸的混合物在2.5升高压釜中进行搅拌，同时进行加热和蒸馏除水。35分钟后，得到90wt％的水性盐溶液，同时温度由170℃升高至212℃。然后关闭高压釜。聚合在由212℃至250℃的升温期间完成，耗时25分钟。将混合物在250℃下搅拌15分钟，这期间压力升高至2.8MPa，此后闪蒸高压釜的内容物，然后在氮气下进一步冷却固体产物。随后，以与E-1聚合物相同的方式，将预聚物进行干燥并进行固相后缩合。然后，将聚合物冷却至室温。
E-5聚合物：制备PA-6T/66/56(摩尔比76.5/12/11.5)
将36.9g五亚甲基二胺(98wt％)、553.0g水性六亚甲基二胺(59.6wt％)、351.2g水、0.5g次磷酸钠一水合物、105.8g己二酸和391.4g对苯二甲酸的混合物在2.5升高压釜中进行搅拌，同时进行加热和蒸馏除水。35分钟后，得到90wt％的水性盐溶液，同时温度由170℃升高至212℃。然后关闭高压釜。聚合在由212℃至250℃的升温期间完成，耗时25分钟。将混合物在250℃下搅拌20分钟，这期间压力升高至2.8MPa，此后闪蒸高压釜的内容物，然后在氮气下进一步冷却固体产物。随后，以与E-1聚合物相同的方式，将预聚物进行干燥并进行固相后缩合。然后，将聚合物冷却至室温。
CE-A聚合物：PA6T/66(摩尔比60/40)
以与聚合物I相同的方式，将520g六亚甲基二胺、537g水、0.36g次磷酸钠一水合物、330g己二酸和420g对苯二甲酸的混合物在2.5升高压釜中进行搅拌，同时加热，结果27分钟后得到91wt％的水性盐溶液。在这个过程中，温度由169℃升高至223℃。聚合在由210℃至226℃的升温期间完成，耗时21分钟，这期间压力升高至1.3MPa。随后，以与E-1聚合物相同的方式，将预聚物进行干燥并进行固相后缩合。然后，将聚合物冷却至室温。
CE-B，C聚合物：PA 46
以与聚合物I相同的方式，将430.4g四亚甲基二胺、500g水、0.33g次膦酸钠一水合物和686.8g己二酸的混合物在2.5升高压釜中进行搅拌，同时加热，结果25分钟后得到90wt％的水性盐溶液。在这个过程中，温度由110℃升高至162℃。聚合在由162℃至204℃的升温期间完成，这期间压力升高至1.3MPa。随后，以与E-1聚合物相同的方式，将预聚物进行干燥并进行固相后缩合。然后，将聚合物冷却至室温。
对比例CE-F：制备PA-6T/5T(摩尔比56/44)
将201.4g五亚甲基二胺、300.8g六亚甲基二胺、521.1g水、0.65g次磷酸钠一水合物和722.18g对苯二甲酸在2.5升高压釜中搅拌，同时进行加热和蒸馏除水。27分钟后，得到90wt％的水性盐溶液，同时温度由170℃升高至211℃。然后关闭高压釜。聚合在由211℃至250℃的升温期间完成，耗时15分钟。将混合物在250℃下搅拌29分钟，这期间压力升高至2.9MPa，此后闪蒸高压釜的内容物，然后在氮气下进一步冷却固体产物。随后，以与E-3聚合物相同的方式，将预聚物进行干燥并进行固相后缩合。然后，将聚合物冷却至室温。
复合物的制备
E1至E-5、CE-A至C和CE-F还包含如下组分：
·聚酰胺级的标准玻璃纤维
·阻燃剂：溴化聚苯乙烯(
Figure GPA00001009203900201
HP3010，可得自Albermarle)；
·阻燃剂协同剂：硼酸锌(
Figure GPA00001009203900202
500，可得自Luzenac)；和
·辅助添加剂，包含脱模剂和稳定剂。
对比例D和E基于如下商品，CE-D是Zytel HTNFR52G30BL，得自DuPont的PA6T/66产品，CE-E是Genestar GN2332BK，得自Kururay的PA9T产品。使用常规分析技术来评估这些商品中溴化聚苯乙烯、协同剂和辅助添加剂的比例。Genestar的PA9T产品的分析结果表明：聚酰胺组分由摩尔比为约20∶80的PA8T和PA9T组成。
复合物E-1至E-5，CE-A至C和CE-F在Werner & Pfleiderer KSK4042D挤出机上制备，其中挤出机被设为325℃的平坦温度。将所有组分加入挤出机的加料斗中，玻璃纤维除外，其通过侧部加料斗单独加入熔体中。在挤出机末端使聚合物熔体脱气形成样条，冷却并切成颗粒。
注塑
在用于注塑前，通过应用如下条件对上述材料进行预干燥：将共聚酰胺在0.02MPa的真空下加热至80℃，并保持在该温度和该压力下24小时，同时通过氮气流。将预干燥的材料在具有22mm螺杆直径和CampusUL 0.8mm 2体注射模具的Arburg 5注塑机上进行注射模制。筒壁的温度被设定为345℃，模具的温度被设定为140℃。由此得到的Campus UL棒被用于进一步测试。
表1复合物的组成
  E-1   E-2   E-3   E-4   E-5   CE-A   CE-B   CE-C   CE-D   CE-E   CE-F
  聚合物％   42   37   42   42   42   42   37   42   41   41   42
  玻璃纤维   30   40   30   30   30   30   40   30   30   33   30
  溴化聚苯乙烯   20   16   20   20   20   20   16   20   24   20   20
  协同剂   7   6   7   7   7   7   6   7   4   5   7
  辅助添加剂   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1
测试方法
相对粘度(RV)在1质量％的甲酸溶液中测定。
螺旋流速在比半芳族聚酰胺X的熔融温度高10℃的温度下在80MPa的有效注射压力下在尺寸为280x15x1mm的螺旋空腔上确定。
通过DSC测定的热特性：
根据ASTM D3417-97E793-85/794-85在差示扫描量热仪(DSC)(第二回，10℃/min)的协助下测定熔点(Tm)和玻璃化转变温度(Tg)。
E-模量根据ISO 527在23℃和5mm/min下的拉伸测试中测定。
冲击测试(缺口-Charpy)根据ISO179/1在23℃下测定。
吸水/吸潮测试：
将预干燥的样品(0.8mm UL棒)在具有预定温度和湿度水平的潮湿箱中或者蒸馏水容器中进行调节，监测随时间的重量增量，直到达到饱和水平。饱和水平的重量增量被计算为表示预干燥样品起始重量的百分率。
回流焊接条件下的起泡性能。
对于在回流焊接条件下的起泡性能，以与上述吸水测试相同的方式，将大量预干燥的样品在具有预定温度和湿度水平的潮湿箱中进行调节。在不同的时间间隔，从箱中取出一组样品(10个为一批)，立即将其在环境条件下冷却至室温，置于回流烘箱中，然后经受回流焊接工艺所应用的温度条件。所应用的温度谱如下。首先，以平均1.5℃/秒升温将样品在80秒后预热至140℃的温度，此后，将样品更缓慢地加热以在从起始开始210秒后达到160℃。然后，将样品加热至260℃，其中开始以约6℃/秒升温在从开始220秒后达到220℃的温度，然后以更缓慢的2℃/秒的加热速率在从开始290秒后达到260℃的温度。此后，在20秒内将样品冷却至140℃。然后从烘箱中取出10个样品，将其冷却至室温，并检测气泡存在与否。对于潮湿箱中的每个放置时段，评估出现起泡的样品的百分率。记录具有气泡的样品百分率。
线性热膨胀系数根据ISO 11359-1/-2测定。
样品的介电常数(DAM)根据IEC 60250在23℃下以3Ghz的频率测定。
样品的介电强度(DAM)根据IEC 60243-1测定。
相对电痕指数根据IEC60112测定。
热变形温度根据ISO 75-1/-2测定，其中应用1.8MPa的负荷。
所有复合物符合对于0.8mm测试棒的UL-94-V0。
结果
实验结果列在表2中。
如表2所示，本发明的组合物通过提供在高温下具有改善耐起泡性、尺寸稳定性和机械性能的聚酰胺克服了与采用常规聚酰胺组合物的焊接照明构件相关的问题，同时至少保持了常规组合物必需的加工性能、电性能和阻燃性能。
我们发现，本发明的组合物相对于适于照明构件应用的聚酰胺组合物具有改善的起泡性能。我们发现，在本发明范围内的组合物符合JEDEC2/2a起泡测试(IPC/JEDEC J-STD-020C，2004年7月)的要求。与此相反，没有一个对比例能够符合这个工业标准。
如果样品在85℃和85％相对湿度下调节168小时后在回流焊接条件下未观察到起泡，那么达到JEDEC 2级。
如果样品在30℃和60％相对湿度下调节696小时后在回流焊接条件下未观察到起泡，那么达到JEDEC 2a级。
在所有对比例中，包括聚酰胺9T基组合物的CE-E具有最佳的起泡性能，尽管其仍明显低于本发明范围内的组合物。由于CE-E的吸湿性较低，所以这是研究结果是可预料到的。事实上，对比例中的起泡结果表明了起泡性能和吸湿水平二者之间的相关性。
先前提及的美国专利6,140,459和WO2006/135841中也教导：为了获得改进的起泡性能，生产吸收较少湿气、疏水性更强的聚酰胺，上述专利公开了：含有由二元羧酸单体(包含对苯二甲酸)和具有10至20个碳原子的脂族二胺衍生的重复单元的聚合物组合物(例如PA10T)具有改善的起泡性能。因此，令人惊讶的是，在本发明范围内的实例与常规聚酰胺相比具有出众的起泡性能，尽管它们具有相对高的吸水性。
为了比较，注意到，在所引用的US 6,140,459中，起泡在40℃、95％RH下调节96小时后测定，其中施加至多250℃的峰温。在那些测试中，PA 6T/66在240℃下已经失效，而PA 6T/D6甚至未通过210℃。
与对比例相反，本发明的组合物各向同性，这表现为聚合物流的法向和平行方向之间的线性热膨胀系数(CLTE)的差异较小。这种低差异导致构件不易弯曲。由于朝着构件壁厚下降的方向发展，所以这个性质变得越来越重要。在模制收缩性能上也观察到类似改进。
类似地，高温刚度(在负荷下变形的温度(Tdef)下来测定)是一个越来越重要的参数，其使薄壁构件能够以机械方式抵抗在焊接工艺期间所遭受的高温环境。本发明的组合物具有改善的高温刚度，相对于PA 66/6T和PA 9T基组合物的Tm和Tdef之间的差异为约20℃，本发明的构件部件在距熔点11℃内仍能承受负载。
Figure GPA00001009203900241

Claims (14)

1.一种聚合物组合物，其包含100重量份的半芳族聚酰胺(X)和1-250重量份的无机材料，所述半芳族聚酰胺X包含由脂族二胺和二元羧酸衍生得到的重复单元，其中：
a.所述二元羧酸(A)由5-65摩尔％的脂族二元羧酸和可选除对苯二甲酸以外的芳族二元羧酸(A1)以及35-95摩尔％的对苯二甲酸(A2)的混合物组成；
b.所述脂族二胺(B)由10-70摩尔％的具有2-5个C原子的短链脂族二胺(B1)和30-90摩尔％的具有至少6个C原子的长链脂族二胺(B2)的混合物组成；
c.所述对苯二甲酸(A2)和所述长链脂族二胺(B2)的组合摩尔量相对于所述二元羧酸和二胺的总摩尔量为至少60摩尔％。
2.如权利要求1所述的聚合物组合物，其中，所述无机材料包含(a)反光材料和/或(b)导热材料。
3.如权利要求2所述的聚合物组合物，其中，所述无机材料包括反光材料和/或导热材料，所述反光材料选自由氧化钛(TiO2)、碳酸钙、硫酸钡、钙硅石、钛酸钾和矿物粘土组成的组，所述导热材料选自由氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硼、氟化钙和石墨组成的组。
4.如权利要求2所述的聚合物组合物，其中，所述聚酰胺组合物具有至少50％的反光率和/或至少1W/mK的导热率。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的聚合物组合物，其中，所述聚合物组合物包含：
(I)20-95wt％的半芳族聚酰胺X；和
(II)0.6-60wt％的反光材料和/或导热材料；和
(III)可选的纤维增强试剂和/或无机填料、阻燃剂、其它聚合物或一种或多种其它添加剂或其任意组合，
其中wt％相对于所述组合物的总重。
6.一种用于照明系统的构件，所述构件包含权利要求1所述的半芳族聚酰胺X。
7.如权利要求6所述的构件，包含权利要求1-5中任意一项所述的聚合物组合物。
8.如权利要求6或7所述的构件，其中，所述构件选自由PLCC LED反射器壳体、扰频器、LED光源的主要光学元件或次要光学元件、灯基座、LED基板、灯安装元件、反射器板、汽车照明系统的反射器和散热器组成的组。
9.一种用于生产LED组件的组装方法，所述LED组件包含芯片或管芯、含有导电引线的导电引线系统和权利要求6-8中任意一项所述的构件，所述方法包括采用一层共晶材料将所述芯片或管芯键合到所述导电引线上的共晶键合步骤，其中，应用至少280℃的峰温。
10.一种用于生产电子系统的表面安装方法，所述方法包括将LED组件安装到具有引线框的基板上，所述LED组件包括导电引线和权利要求6-8中任意一项所述的构件，所述安装包括采用一层焊料组合物将所述导电引线键合到所述引线框上的回流焊接步骤，其中，应用至少260℃的峰温。
11.可通过权利要求9或10所述的方法之一或其组合得到的电子系统。
12.一种照明系统，其包含权利要求6-8中任意一项所述的构件。
13.如权利要求1-5中任意一项所述的聚合物组合物用于生产电子构件用模制制品的用途，所述电子构件包括连接器、开关、继电器和印刷线路板，或者所述聚合物组合物用于生产散热器、滑动构件、汽车构件的用途。
14.如权利要求13所述的用途，其中，所述滑动构件选自齿轮和凸轮，并且所述汽车构件为进气歧管。
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010001846A1 (ja) * 2008-06-30 2010-01-07 東レ株式会社 ポリアミド樹脂、その組成物およびそれらの成形体
US8598602B2 (en) 2009-01-12 2013-12-03 Cree, Inc. Light emitting device packages with improved heat transfer
US7923739B2 (en) 2009-06-05 2011-04-12 Cree, Inc. Solid state lighting device
WO2010084149A1 (en) * 2009-01-21 2010-07-29 Dsm Ip Assets B.V. Plastic containers and conduits
JP2010182884A (ja) * 2009-02-05 2010-08-19 Sanesu:Kk 半導体発光装置、および、発光チップ搭載用配線基板
US9111778B2 (en) 2009-06-05 2015-08-18 Cree, Inc. Light emitting diode (LED) devices, systems, and methods
US8860043B2 (en) * 2009-06-05 2014-10-14 Cree, Inc. Light emitting device packages, systems and methods
US8686445B1 (en) 2009-06-05 2014-04-01 Cree, Inc. Solid state lighting devices and methods
KR101737592B1 (ko) 2010-04-07 2017-05-18 덴카 주식회사 Led조명 하우징용 방열성 수지 조성물 및 그 led조명용 방열성 하우징
US8648359B2 (en) 2010-06-28 2014-02-11 Cree, Inc. Light emitting devices and methods
US8269244B2 (en) 2010-06-28 2012-09-18 Cree, Inc. LED package with efficient, isolated thermal path
USD643819S1 (en) 2010-07-16 2011-08-23 Cree, Inc. Package for light emitting diode (LED) lighting
US8853723B2 (en) 2010-08-18 2014-10-07 E. I. Du Pont De Nemours And Company Light emitting diode assembly and thermal control blanket and methods relating thereto
TW201208879A (en) 2010-08-18 2012-03-01 Du Pont Light emitting diode assembly and thermal control blanket and methods relating thereto
USD679842S1 (en) 2011-01-03 2013-04-09 Cree, Inc. High brightness LED package
US8610140B2 (en) 2010-12-15 2013-12-17 Cree, Inc. Light emitting diode (LED) packages, systems, devices and related methods
CN203594979U (zh) 2011-01-19 2014-05-14 格拉弗技术国际控股有限公司 电灯灯泡
TW201251140A (en) 2011-01-31 2012-12-16 Cree Inc High brightness light emitting diode (LED) packages, systems and methods with improved resin filling and high adhesion
WO2012109225A1 (en) 2011-02-07 2012-08-16 Cree, Inc. Components and methods for light emitting diode (led) lighting
WO2012113685A2 (en) * 2011-02-22 2012-08-30 Dsm Ip Assets B.V. Uv-led-light source
US9209373B2 (en) 2011-02-23 2015-12-08 Intellectual Discovery Co., Ltd. High power plastic leaded chip carrier with integrated metal reflector cup and direct heat sink
US8741998B2 (en) 2011-02-25 2014-06-03 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Thermally conductive and electrically insulative polymer compositions containing a thermally insulative filler and uses thereof
US8552101B2 (en) 2011-02-25 2013-10-08 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Thermally conductive and electrically insulative polymer compositions containing a low thermally conductive filler and uses thereof
FR2973387B1 (fr) * 2011-04-04 2013-03-29 Rhodia Operations Composition polyamide de forte conductivite thermique
CN103890040B (zh) 2011-08-19 2018-01-02 索尔维特殊聚合物美国有限责任公司 用于led应用的改进的聚酰胺组合物
CN102516754B (zh) * 2011-11-23 2013-06-26 安徽宜万丰电器有限公司 一种连接器及其制造方法
KR102066304B1 (ko) * 2012-04-27 2020-01-14 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. 전기전도성 폴리아미드 기재
CN104919001B (zh) * 2013-02-19 2017-04-26 尤尼吉可株式会社 半芳香族聚酰胺树脂组合物
US9227347B2 (en) 2013-02-25 2016-01-05 Sabic Global Technologies B.V. Method of making a heat sink assembly, heat sink assemblies made therefrom, and illumants using the heat sink assembly
CN105705561A (zh) 2013-11-06 2016-06-22 索尔维特殊聚合物美国有限责任公司 用于室内照明的阻燃led
CN104676399A (zh) 2013-11-30 2015-06-03 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 Led路灯
US20160122082A1 (en) * 2014-11-03 2016-05-05 Scott A. Butz UV Plastic Object Protection System
EP3256516B1 (en) * 2015-02-13 2019-12-25 EMS-Patent AG Polyamide moulding composition and moulded article made from this moulding composition
US10345493B2 (en) * 2015-02-24 2019-07-09 Arkema France Optical diffusion blend materials for LED lighting
US9547108B2 (en) * 2015-02-24 2017-01-17 Arkema France Optical diffusion blend materials for LED lighting
CN106147221B (zh) * 2015-04-28 2018-12-18 株洲时代新材料科技股份有限公司 玻纤增强阻燃导热半芳香共聚尼龙复合材料及其制备方法
US10450491B2 (en) 2016-08-08 2019-10-22 Ticona Llc Thermally conductive polymer composition for a heat sink
JP7043705B2 (ja) * 2016-12-08 2022-03-30 ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． 熱可塑性組成物、それから製造される成形品、ならびに自動車およびｅ＆ｅ用途におけるその使用
CN107417166A (zh) * 2017-05-26 2017-12-01 成都东浩散热器有限公司 用于降低led结温的材料及其制备方法
US20190322805A1 (en) * 2018-04-18 2019-10-24 Invista North America S.A R.L. Flame-retardant polyamide composition

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1166843A (zh) * 1995-10-27 1997-12-03 三井石油化学工业株式会社 半芳族聚酰胺及其制备方法和其组合物的制备方法
EP1354915B1 (en) * 2002-04-15 2005-07-13 Kuraray Co., Ltd. Polyamide resin composition

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7179855B2 (en) * 1998-05-14 2007-02-20 Ems - Chemie Ag Polyamide molding compositions containing prepolymeric polyamides, a method for the preparation thereof and the use thereof
JP2000053762A (ja) * 1998-08-11 2000-02-22 Toray Ind Inc 共重合ポリアミド、その製造方法、及びその用途
JP2000129122A (ja) * 1998-10-23 2000-05-09 Yazaki Corp 成形用ポリアミド組成物
NL1013215C2 (nl) * 1999-10-05 2001-04-06 Dsm Nv Copolyamide op basis van tetramethyleentereftaalamide en hexamethyleentereftaalamide.
JP4158399B2 (ja) * 2002-04-05 2008-10-01 東レ株式会社 ポリアミド樹脂
CA2432522C (en) * 2002-06-21 2010-09-21 Hideaki Oka Polyamide composition
JP2004075994A (ja) * 2002-06-21 2004-03-11 Kuraray Co Ltd ポリアミド組成物
TW200635993A (en) * 2004-12-17 2006-10-16 Solvay Advanced Polymers Llc Semi-crystalline polymer composition and article manufactured therefrom
KR100886524B1 (ko) * 2005-04-15 2009-03-02 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 반사판용 수지 조성물 및 반사판
US20060293427A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-28 Martens Marvin M Thermally conductive polyamide-based components used in light emitting diode reflector applications
BRPI0707219B1 (pt) * 2006-01-26 2018-01-23 Dsm Ip Assets B.V. Poliamida semi-aromática semicristalina, seu processo de preparação, composição de polímero, uso da referida poliamida ou da composição de polímero, parte moldada e seu uso

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1166843A (zh) * 1995-10-27 1997-12-03 三井石油化学工业株式会社 半芳族聚酰胺及其制备方法和其组合物的制备方法
EP1354915B1 (en) * 2002-04-15 2005-07-13 Kuraray Co., Ltd. Polyamide resin composition

Also Published As

Publication number Publication date
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