CN107667156A - 高热传导性可低压成型的热熔粘合剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有改进的热传导性的热熔粘合剂及其用途。本发明的粘合剂组合物包含至少一种(共)聚合物结合剂和至少一种填料，如本文所限定。本发明的热传导性热熔粘合剂组合物也被用于封装产热装置如印刷电路板，以提供更好的散热。

Description

高热传导性可低压成型的热熔粘合剂
技术领域
本发明涉及具有改进的热传导性的热传导性热熔粘合剂、其用途及通过使用所述热传导性热熔粘合剂组合物用于封装产热装置的方法。
背景技术
热传导性的粘合剂用于多种应用中，在所述应用中组件必须通过被固定在结构上，且必须从所述组件偏转热。因此多种应用是在热交换器中的电子组件中，主要是封装以封装产热装置。
使用的材料与电子应用的结合面临挑战，主要由于其不良的热性质、过高的粘度或不良的填料稳定性。具有过高粘度的材料并不适合用于低压成型(low pressuremoulding)，低压成型是优选的电子组件成型方法。优选低压成型，因为其对电子组件造成较少损伤。具有高粘度的材料可能具有填料沉降的问题。此外，当组合物的粘度增加，所述组合物在给定温度的流动性减低，且压力减慢过程。
用于封装所述产热装置的现有方法广泛使用含有一定比例的填料的液态热固性材料，以使其能够有所需的热传导性。现有方法包括将液态热固性材料和填料混合在一起，接着灌封(potting)入包装中。灌封步骤通常在真空下进行以确保充分脱气以避免空隙。为了完成该方法，必须完成固化过程以将液体硬化成热传导性热固物。这种固化过程会花长达数小时，从0.5小时至5个或更多小时。
可选地，已开发一种组分材料以去掉上述方法的混合步骤。然而，这种材料通常需要冷藏以及真空和延长的固化过程。
过去用于满足这些挑战的尝试是在树脂及填料材料中提供热传导性粘合剂组合物的改变。例如聚酰胺和聚氨酯已与各种热传导性填料材料组合使用。
然而，该领域仍然需要能表现优异热传导性的粘合剂热熔组合物，同时对粘度、填料稳定性及机械性质的负面影响被最小化。而所述组合物也将提供用于封装具有散热层的电子部件的快速、洁净、高容量方法的可能性。
发明内容
本发明涉及一种热传导性热熔粘合剂组合物，其包含：a)至少一种热传导性填料，其中所述至少一种热传导性填料含有比例为10：1的片状颗粒和第一球形颗粒的混合物，且其中所述片状颗粒的纵横比为1.25至7，或所述至少一种热传导性填料含有比例为10：1的平均粒径为35至55μm的第二球形颗粒和平均粒径为2至15μm的第三球形颗粒的混合物，且其中所述至少一种热传导性填料选自：氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化铝、氧化钛、氧化铁、氧化镁、氧化锌、稀土金属的氧化物；碱金属和碱土金属的硫酸盐；白垩(chalk)；氮化硼；碱性硅酸盐、二氧化硅、铁、铜、铝、锌、金、银和锡、碱金属和碱土金属卤化物；碱金属和碱土金属磷酸盐；及其混合物；及b)至少一种(共)聚合物，其选自：聚酰胺、热塑性聚酰胺、共聚酰胺、丁基橡胶、聚丁烯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、热塑性聚氨酯、聚酯、乙烯共聚物、乙烯乙烯基共聚物、苯乙烯-丁二烯(SB)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-异戊二烯(SI)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯(SIB)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯(SIBS)、聚乳酸(PLA)、聚硅氧烷(silicones)、环氧树脂(epoxies)、多元醇及其混合物。
本发明也涉及封装产热装置的方法，其包括以下步骤：a)通过低压成型将本发明的热传导性热熔粘合剂组合物施加至所述产热装置的表面；b)冷却；及c)从模具移除。
此外，本发明涉及本发明的热传导性热熔粘合剂组合物的用途，其用于管道，优选为冷却盘管(cooling coils)；用于电子组件，优选为用于发光装置、计算机装置、手机、平板电脑(tablets)、触控屏幕、汽车技术hifi系统及音响系统；用于太阳能加热供暖系统(solar heated heating)中热管及水箱间的接合处(joints)；用于燃料电池及风力涡轮机；用于计算机芯片的制造；用于照明装置；电池；用于壳体；冷却器；热交换装置；电线；电缆；加热电线；冰箱；洗碗机；空调；蓄能器；变压器；激光；功能性服装；汽车座椅；医疗装置；火灾防护；电动机；飞机；及火车；作为3D打印材料的纤丝(filament)。
本发明也包括本发明的热传导性热熔粘合剂组合物作为封装产热装置的灌封(potting)或模制封装剂的用途。
发明详述
下列段落中会更详细地描述本发明。除非有明确相反指示，描述的各方面都可与任何其他一个或多个方面结合。特别地，被指为优选或有利的任何特征可与被指为优选或有利的任何其他特征组合。
在本发明上下文中，除非上下文另有指示，使用的术语按照以下定义解释。
本文所使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”及“所述(the)”包括同时单个和多个对象，除非上下文另有明确指示。
本文所使用的术语“包含(comprising)”、“包含(comprises)”及“包含(comprisedof)”与“包括(including)”、“包括(includes)”或“含有(containing)”、“含有(contains)”同义，且为包含在内(inclusive)或开放性(open-ended)的，不排除附加、未列举的成员、组件或方法步骤。
数值端点的描述包括各范围内所包含的所有数字及分数，以及所述的端点。
当以范围、优选范围或优选上限值及优选下限值的形式表示数量、浓度或其他数值或参数，其应被理解为具体公开由任何上限或优选值与任何下限或优选值组合而获得的任何范围，不需考虑上下文中是否明确提及该获得的范围。
本说明书中所引用的所有参考文献整体已通过引用并入本文。
除非另有定义，在本发明公开内容中使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本发明所属领域中普通技术人员通常理解的含义。术语的定义通过进一步的指引而被包括，以更好地了解本发明的教示。
如果本文提到聚合物的分子量参考值(reference)，如果没有另外明确指示则此参考值是指数均分子量Mn。聚合物的数均分子量Mn可例如根据DIN55672-1：2007-08以THF作为洗脱液的凝胶渗透色谱法确定。如果没有另外指示，所有给出的分子量都以GPC确定，经聚苯乙烯标准校正。重均分子量Mw也可通过GPC确定，如针对Mn所述。
本文所采用的“纵横比”是指根据下述测量方法测定的各填料的50个，优选为100个颗粒的平均纵横比。
本发明基于发明人出人意料的发现：将不同形状的热传导性填料材料的组合，更具体为第一球形填料材料和片状填料材料的混合物或第二球形填料材料和第三球形填料材料的混合物，掺入热熔粘合剂组合物，一方面可以对热传导性提供协同性提高，同时保持粘度值的理想值并保持粘合剂和机械性质而没有填料沉降。
本文所述的粘合剂组合物因为使用了特定的填料组合，适合作为热传导性热熔粘合剂组合物。
本发明的热传导性热熔粘合剂需要有够高的粘着强度以接合两个基材，诸如金属和非极性聚合物或金属和金属。粘合剂也需要能提供机械阻力(mechanical resistance)。而且，粘合剂需要具有所需的高热传导性以得到高效热传导。此外，本发明的热熔粘合剂组合物的粘度必须在理想的水平，以使其适合低压成型。
本发明的热熔粘合剂提供用于封装具有散热层的电子部件的快速、洁净、高容量方法的可能性。本发明的热熔粘合剂可替代现有的热传导性、热固性灌封材料。
因此，本发明的粘合剂热熔组合物必须包括满足上述粘合剂需求的粘合剂，以及能提供改进的热传导性的材料。
本发明提供一种热传导性热熔粘合剂组合物，其包含：a)至少一种热传导性填料，其中所述至少一种热传导性填料含有比例为10：1的片状颗粒和第一球形颗粒的混合物，且其中所述片状颗粒的纵横比为1.25至7，或所述至少一种热传导性填料含有比例为10：1的平均粒径为35至55μm的第二球形颗粒和平均粒径为2至15μm的第三球形颗粒的混合物，且其中所述至少一种热传导性填料选自：氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化铝、氧化钛、氧化铁、氧化镁、氧化锌、稀土金属的氧化物；碱金属和碱土金属的硫酸盐；白垩；氮化硼；碱性硅酸盐、二氧化硅、铁、铜、铝、锌、金、银和锡、碱金属和碱土金属卤化物；碱金属和碱土金属磷酸盐；及其混合物；及b)至少一种(共)聚合物，其选自：聚酰胺、热塑性聚酰胺、共聚酰胺、丁基橡胶、聚丁烯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、热塑性聚氨酯、聚酯、乙烯共聚物、乙烯乙烯基共聚物、苯乙烯-丁二烯(SB)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-异戊二烯(SI)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯(SIB)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯(SIBS)、聚乳酸(PLA)、聚硅氧烷、环氧树脂、多元醇及其混合物。
本发明的组合物包含至少一种热传导性填料。适合的热传导性填料选自：氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化铝、氧化钛、氧化铁、氧化镁、氧化锌、稀土金属的氧化物；碱金属和碱土金属的硫酸盐；白垩；氮化硼；碱性硅酸盐、二氧化硅、铁、铜、铝、锌、金、银和锡、碱金属和碱土金属卤化物；碱金属和碱土金属磷酸盐；及其混合物。优选地，所述热传导性填料为氮化硼或氧化铝，更优选地所述热传导性填料为氧化铝。
适合用于本发明的热传导性填料含有片状颗粒和第一球形颗粒的混合物或第二球形颗粒和第三球形颗粒的混合物。优选片状颗粒和球形颗粒的混合物或第二球形颗粒和第三球形颗粒的混合物，因为混合物提供理想的堆积密度(packing density)，导致具有高热传导性的低粘度的粘合剂热熔组合物。相对低粘度的粘合剂热熔组合物优选用于低压成型。而且，片状颗粒和第一球形颗粒的混合物降低粘合剂热熔组合物的成本。
适合用于本发明的热传导性填料含有比例为10：1的片状颗粒和第一球形颗粒的混合物，优选为4.5：1至6.5：1，优选为5：1至6：1。
可选地，适合用于本发明的热传导性填料含有比例为10：1的第二球形颗粒和第三球形颗粒的混合物，优选为4.5：1至6.5：1，优选为5：1至6：1。
如果所述比例太高，例如25：1或1：25，堆积密度可能不足以提供所需的热传导性。这样的高比例也可能使所述组合物的粘度增加过多。
适合用于本发明的片状颗粒的纵横比为1.25至7，优选为1.5至5，更优选为1.75至4，最优选为2至3。
如果所述纵横比超过7，将更难以均匀分散(共)聚合物中的颗粒。尽管这种颗粒可能提供所需的热传导性，但在整体(bulk)热传导性所需的阈值体积浓度下可能难以实现均匀分散的混合物。
本文使用的“纵横比”涉及三维物体的不同维度间尺寸的比例，更具体为最长边对最短边的比例，例如高度对宽度。因此，球状或球形颗粒的纵横比为约1，而纤维、针状或片状的纵横比大于1，因为其相对于其长度或长度和宽度具有相当小的直径或厚度。所述纵横比可通过扫描电子显微镜(SEM)测量来确定。可使用Olympus Soft Imaging SolutionsGmbH的“Analysis pro”作为软件。放大倍率介于×250至×1000之间且所述纵横比是通过测量照片中至少50个，优选100个颗粒的宽度和长度所获得的平均值。在相对大型及片状填料的情况下，可以以样品的45°倾斜角获得SEM测量值。
适合用于本发明的片状颗粒的平均粒径(d50)为30至60μm，优选为35至50μm，更优选为42至47μm，最优选为44至46μm。粒径可例如根据ISO13320：2009的激光衍射法确定。
适合用于本发明的球形颗粒的纵横比为1。纵横比根据上述的测试方法测量。
适合用于本发明的第一球形颗粒的平均粒径(d50)为3至50μm，优选为4至48μm，更优选为5至45μm。粒径可例如根据ISO 13320：2009的激光衍射法确定。
适合用于本发明的第二球形颗粒的平均粒径(d50)为40至50μm，优选为42至48μm。粒径可例如根据ISO 13320：2009的激光衍射法确定。
适合用于本发明的第三球形颗粒的平均粒径(d50)为2至10μm，优选为3至8μm，更优选为4至6μm。粒径可例如根据ISO 13320：2009的激光衍射法确定。
对于给定的填料体积百分比，如果粒径太小，颗粒的表面积将会增加太多，将导致组合物粘度太高。然而，粒径太大可能使其无法低压成型。针对低压成型，喷嘴孔(nozzleorifice)(模的开口)有一定的直径，其会影响可在组合物中使用的最大粒径。
本发明的热传导性热熔粘合剂组合物包含占所述组合物总重量的50重量％至80重量％的热传导性填料，优选为60重量％至80重量％。如果所述热传导性填料的量超过80重量％，所述热熔粘合剂的粘度会太高而无法模制。另一方面，如果所述热传导性填料的量小于50重量％，所述粘合剂组合物的热传导性会太低。
在一个优选的实施方案中，所述热传导性填料为氧化铝，比例为10：1的片状氧化铝颗粒和第一球形氧化铝颗粒的混合物。在该实施方案中，所述片状填料颗粒的纵横比为1.25至7且平均粒径(d50)为30至60μm，而所述球形填料颗粒的纵横比为1且平均粒径(d50)为3至50μm。
在一个优选的实施方案中，所述热传导性填料为氧化铝，比例为10：1的片状氧化铝颗粒和第一球形氧化铝颗粒的混合物。在该实施方案中，所述片状填料颗粒的纵横比为1.5至5且平均粒径(d50)为30至60μm，而所述球形填料颗粒的纵横比为1且平均粒径(d50)为3至50μm。
在另一优选实施方案，所述热传导性填料为氧化铝，比例为4.5：1至6.5：1的片状氧化铝颗粒和第一球形氧化铝颗粒的混合物。在该实施方案中，所述片状填料颗粒的纵横比为1.75至4且平均粒径(d50)为35至50μm，而所述球形填料颗粒的纵横比为1且平均粒径(d50)为4至48μm。
在另一优选实施方案，所述热传导性填料为氧化铝，比例为5：1至6：1的片状氧化铝颗粒和第一球形氧化铝颗粒的混合物。在该实施方案中，所述片状填料颗粒的纵横比为2至3且平均粒径(d50)为42至47μm，而所述球形填料颗粒的纵横比为1且平均粒径(d50)为5至45μm。
在另一优选实施方案，所述热传导性填料为氧化铝，比例为5：1至6：1的片状氧化铝颗粒和第一球形氧化铝颗粒的混合物。在该实施方案中，所述片状填料颗粒的纵横比为2至3且平均粒径(d50)为44至46μm，而所述球形填料颗粒的纵横比为1且平均粒径(d50)为5至45μm。
在一个优选的实施方案中，所述热传导性填料为氧化铝，比例为10：1的第二球形氧化铝颗粒和第三球形氧化铝颗粒的混合物。在该实施方案中，所述第二球形填料的平均粒径(d50)为35至55μm，而第三球形填料颗粒的平均粒径(d50)为2至15μm。
在另一优选实施方案中，所述热传导性填料为氧化铝，比例为4.5：1至6.5：1的第二球形氧化铝颗粒和第三球形氧化铝颗粒的混合物。在该实施方案中第二球形填料颗粒的平均粒径(d50)为40至50μm，而第三球形填料颗粒的平均粒径(d50)为2至10μm。
而在另一优选实施方案中，所述热传导性填料为氧化铝，比例为5：1至6：1的第二球形氧化铝颗粒和第三球形氧化铝颗粒的混合物。在该实施方案中第二球形填料颗粒的平均粒径(d50)为42至48μm，而第三球形填料的平均粒径(d50)为3至8μm。
而在另一优选实施方案中，所述热传导性填料为氧化铝，比例为5：1至6：1的第二球形氧化铝颗粒和第三球形氧化铝颗粒的混合物。在该实施方案中第二球形填料颗粒的平均粒径(d50)为42至48μm，而第三球形填料的平均粒径(d50)为4至6μm。
本发明的热传导性热熔粘合剂组合物包含(共)聚合物作为结合剂(bindingagent)。术语(共)聚合物包括均聚合物、共聚物、嵌段共聚物及三元聚合物。
特别适合用于本发明的是弹性(共)聚合物，更优选为弹性热塑性(共)聚合物。适合作为本发明的组合物的结合剂基质(matrix)组分的示例(共)聚合物包括：聚酰胺，优选为热塑性聚酰胺、聚烯烃、优选为α-烯烃、更优选为丁基橡胶或聚丁烯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、优选为热塑性聚氨酯、聚酯、乙烯共聚物、乙烯乙烯基共聚物、苯乙烯类嵌段共聚物、优选为苯乙烯-丁二烯(SB)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-异戊二烯(SI)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯(SIB)、或苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯(SIBS)、聚乳酸(PLA)、共聚酰胺、聚硅氧烷、环氧树脂、多元醇或其组合。
优选地，(共)聚合物选自：聚酰胺，热塑性聚酰胺或共聚酰胺，优选为聚酰胺或热塑性聚酰胺。优选这些(共)聚合物，因为其无毒且相比于典型灌封溶液在使用上较为安全，其含有例如胺类(胺/环氧树脂热固物)或异氰酸酯(聚氨脂热固物)。
本发明的热传导性热熔粘合剂组合物可进一步包含一种或多种额外添加剂，优选选自：增塑剂、染料、蜡、抗氧化剂、表面活性剂、稳定剂、流变改性剂、交联剂及其组合。
本发明的热传导性热熔粘合剂组合物可进一步包含蜡。可使用的示例蜡包括但不限于极性蜡，其选自由GPC确定的分子量MN的范围在约4000至80000之间的官能化聚烯烃，并基于乙烯和/或丙烯与丙烯酸、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸的C1-4烷基酯、衣康酸、富马酸、乙烯基乙酸酯、一氧化碳、尤其是马来酸及其混合物。优选为以皂化反应与极性单体接枝或共聚的乙烯、丙烯或乙烯-丙烯(共)聚合物，且酸值分别在2和50mg KOH/g之间。皂化反应和酸值可通过滴定确定。
本发明的组合物的流变性和/或胶接处(glue joint)的机械性质可通过添加所谓的增量油(extender oil)来调整，即脂族、芳族或环烷油、低分子量聚丁烯或聚异丁烯。此外可采用25℃下为液态的聚-α-烯烃，其可由例如商品名Synfluid PAO商购取得。也可使用常用的增塑剂，诸如邻苯二甲酸的二烷基酯或烷基芳基酯或脂肪族二羧酸的二烷基酯，任选地与前述增量油混合。
本发明的热传导性热熔粘合剂组合物可包含增塑剂或增量油，其为所述组合物的总重量的0至10重量％。
可用于本发明的组合物中的适合的稳定剂包括但不限于2-(羟基苯基)-苯并三唑、2-羟基二苯基酮、烷基-2-氰基-3-苯基肉桂酸酯、水杨酸苯酯或1,3,5-三(2’-羟基苯基)三嗪。适合的抗氧化剂包含但不限于以商品名(BASF,SE)可商购的那些。也适合的还有：二硬脂基-季戊四醇二磷酸酯化合物(distearyl-pentaerythritdiphosphatecompounds)、3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基芐基丙酸的十八烷基酯(1076)、2,4-双(正-辛基硫基)-6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪(565)、2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基芐基)-4-甲基丙烯酸苯酯、亚磷酸酯抗氧化剂，诸如三(壬基苯基)亚磷酸酯(TNPP)、三(单-壬基苯基)亚磷酸酯及三(二-壬基苯基)亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯及前述化合物的两种或更多种的组合。
本发明的热传导性热熔粘合剂组合物可包含稳定剂，其为所述组合物的总重量的0至5重量％。
本发明的热传导性热熔粘合剂组合物的导热系数为至少0.500W/(m*K)，优选为至少0.700W/(m*K)，更优选为至少0.750W/(m*K)，最优选为至少0.800W/(m*K)。所述导热系数可根据ASTM1461通过使用Holometric’s laser flash确定。
在各种实施方案中，当有高热传导性时，所述粘合剂组合物仍保持可简单施加至基材上的粘度。本发明的热传导性热熔粘合剂的粘度是指在熔融状态的粘度。更具体地，在优选实施方案中，所述粘合剂组合物的粘度为500至50,000mPas，优选为5,000至25,000mPas，更优选为5,000至15,000mPas。该粘度可根据ASTM D 3236确定，区别在于温度为210℃或240℃，而不是175℃。
较低的粘度使其能够进行低压成型，意味着可在2至30巴下进行模制成型。这导致使用铝模具代替钢模具，这降低此方法的价格。而且，低压力能使生产周期更快(10-50秒)。较低的压力也增加方法的生产率，因为其相较于液态、热固性的灌封溶液能有较高的产出(方法步骤数减少)。较低的压力也对电子组件造成较少损害。
本发明的热传导性热熔粘合剂组合物可通过常用手段生产。优选方法包括用搅拌机(mixers)制造，例如行星式搅拌机、行星溶解器(planetarydissolver)、捏和机(kneader)、密炼机(internal mixer)和挤出机。
通常，本发明的热传导性热熔粘合剂组合物可通过先熔化(共)聚合物和任选的添加剂然后混合直到获得均匀混合物来产生。随后以任何顺序将填料颗粒加入混合物中。然后将所述最终组合物充分混合并使其冷却至室温。
本发明的热传导性热熔粘合剂组合物用于封装产热装置(诸如印刷电路板)以提供更好的散热。可通过低压成型制备封装剂(encapsulates)。
因此，本发明涉及一种封装产热装置的方法，其包括以下步骤：
a)通过低压成型使用注射成型将本发明的热传导性热熔粘合剂组合物施加至所述产热装置的表面；
b)冷却；及
c)从模具移除。
优选地，在210℃的温度并在低压下注入液化的热传导性热熔粘合剂组合物。
本发明的热传导性热熔粘合剂组合物可使用低压注射成型施加而不用典型的灌封方法。可使用2和30巴之间的低压。本发明的热熔粘合剂也能以10至50秒的快速固化周期代替长时间的固化周期。而且本发明的热熔粘合剂提供洁净且简单的方法，不需要混合两种组分或在真空下进行该方法。最后，本发明的方法需要较少能量，因为省去了热固化步骤。
本发明的热传导性热熔粘合剂组合物也可被用于将电子装置的组件胶合在一起，例如电路板、电子组件、传感器和控制系统。
本发明也涵盖用于接合两个基材的方法和通过接合两个基材用于生产制品的方法。在这些方法中，将本发明的热传导性热熔粘合剂组合物在熔融状态下施加到基材表面，例如通过辊涂或通过珠粒施加(bead application)。然后将具有粘合剂的基材表面压到将要接合的另一基材上。所述基材可包括金属板。
因此，本发明的热传导性热熔粘合剂组合物可以被用于将金属镀层(metalplating)接合至塑料或金属基材。在这些应用中，粘合剂的热传导性特别重要。
因此，本发明涉及制造包含至少两个接合的基材的制品的方法，其包括以下步骤：
a)将本发明的热传导性热熔粘合剂组合物施加至将要接合的第一基材表面；及
b)使包含所述热传导性热熔粘合剂组合物的将要接合的第一基材的表面接触将要接合的第二基材。
取决于将要接合的基材的数量，可重复步骤(a)和(b)，以将第三或更多基材接合至已经接合的基材。因此，该方法包括进一步的步骤(c)，任选地用第三或更多将要接合的基材重复步骤(a)和(b)。
本发明也涵盖根据本文所述方法可获得的且包括本文所述的粘合剂的制品。
本文所述的粘合剂组合物可被用于各种领域中，电子装置的制造。更具体地，其可被用于管道，优选为冷却盘管；电子组件，优选为用于发光装置、计算机装置、手机、平板电脑、触控屏幕及音响系统；汽车工程技术；用于太阳能加热供暖系统中热管及水箱间的接合处；用于燃料电池和风力涡轮机；用于计算机芯片的制造；用于照明装置；电池；用于壳体；冷却器；热交换装置；电线，诸如加热电线；电缆；冰箱；洗碗机；空调；蓄能器；变压器；激光；功能性服装；汽车座椅；医疗装置；火灾防护；电动机；飞机；及火车的制造和接合；及作为3D打印材料的纤丝。
在非常优选的实施方案中，本发明的热传导性热熔粘合剂组合物可用作封装产热装置的灌封或模制封装剂(potting or moulded encapsulant)，所述产热装置诸如印刷电路板，以提供改进的散热。
通过下列实施例进一步说明本发明。然而可以理解这些实施例仅用于说明的目的，不应被解释为限制本发明。
实施例
实施例E1至E3和比较实施例V1至V4。
制备不同粘合剂组合物，其组成显示在表1中。
为了获得所述组合物，首先将(共)聚合物和任选的添加剂加热，直到(共)聚合物熔融，然后混合直到获得均匀相。随后以任意顺序向该相中加入填料。然后充分混合最终组合物并使其冷却至室温。
表1粘合剂组合物
聚酰胺1是来自Henkel的Technomelt OM673；球形氧化铝1是来自Denka的DAW/DAM-12；球形氧化铝2是来自Denka1DAW/DAM-05；球形氧化铝3是来自Denka的DAW/DAM-50；球形氧化铝4是来自Denka的DAW/DAM-45；板状氧化铝是来自Almatis的板状氧化铝T60/T64。
然后测试粘合剂配制物的导热系数和粘度。根据上述测试方法得到测量值。粘度在210℃下测定。结果显示在表2中。
表2导热系数和粘度测量
化合物/配制物 V0 V1 V2 V3 V4 E1 E2 E3
210℃下的粘度(mPa.s) 1500 3400 4050 4275 9189 14000 7450 14400
导热系数(W/m.K) 0.15 0.15 0.44 0.35 0.52 1.48 0.56 0.92
从这些实施例及比较实施例中可以看出，本发明的组合物可获得显著改进的热传导性。

Claims (16)

1.热传导性热熔粘合剂组合物，其包含：
a)至少一种热传导性填料，其中
所述至少一种热传导性填料含有比例为10：1的片状颗粒和第一球形颗粒的混合物，且其中所述片状颗粒的纵横比为1.25至7，或
所述至少一种热传导性填料含有比例为10：1的平均粒径为35至55μm的第二球形颗粒和平均粒径为2至15μm的第三球形颗粒的混合物，且其中
所述至少一种热传导性填料选自：氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化铝、氧化钛、氧化铁、氧化镁、氧化锌、稀土金属的氧化物；碱金属和碱土金属的硫酸盐；白垩；氮化硼；碱性硅酸盐、二氧化硅、铁、铜、铝、锌、金、银和锡、碱金属和碱土金属卤化物；碱金属和碱土金属磷酸盐；及其混合物；及
b)至少一种(共)聚合物，其选自：聚酰胺、热塑性聚酰胺、共聚酰胺、丁基橡胶、聚丁烯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、热塑性聚氨酯、聚酯、乙烯共聚物、乙烯乙烯基共聚物、苯乙烯-丁二烯(SB)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-异戊二烯(SI)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯(SIB)、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯-苯乙烯(SIBS)、聚乳酸(PLA)、聚硅氧烷、环氧树脂、多元醇及其混合物。
2.根据权利要求1所述的热传导性热熔粘合剂组合物，其中所述片状颗粒的纵横比为1.5至5，优选为1.75至4，最优选为2至3。
3.根据权利要求1或2所述的热传导性热熔粘合剂组合物，其中所述片状颗粒的平均粒径(d50)为30至60μm，优选为35至50μm，更优选为42至47μm，最优选为44至46μm。
4.根据权利要求1至3任一项所述的热传导性热熔粘合剂组合物，其中所述第一球形颗粒的平均粒径(d50)为3至50μm，优选为4至48μm，更优选为5至45μm。
5.根据权利要求1至4任一项所述的热传导性热熔粘合剂组合物，其中所述片状颗粒与第一球形颗粒的比例或第二球形颗粒与第三球形颗粒的比例为4.5：1至6.5：1，优选为5：1至6：1。
6.根据权利要求1至5任一项所述的热传导性热熔粘合剂组合物，其中所述第二球形颗粒的平均粒径(d50)为40至50μm，优选为42至48μm。
7.根据权利要求1至6任一项所述的热传导性热熔粘合剂组合物，其中所述第三球形颗粒的平均粒径(d50)为2至10μm，优选为3至8μm，更优选为4至6μm。
8.根据权利要求1至7任一项所述的热传导性热熔粘合剂组合物，其中所述至少一种热传导性填料为氮化硼或氧化铝，优选地所述至少一种热传导性填料为氧化铝。
9.根据权利要求1至8任一项所述的热传导性热熔粘合剂组合物，其中所述至少一种(共)聚合物为聚酰胺、热塑性聚酰胺或共聚酰胺，优选为聚酰胺或热塑性聚酰胺。
10.根据权利要求1至8任一项所述的热传导性热熔粘合剂组合物，其中所述组合物包含占所述组合物的总重量的50重量％至80重量％的热传导性填料，优选为60重量％至80重量％。
11.根据权利要求1至10任一项所述的热传导性热熔粘合剂组合物，其中所述组合物包含占所述组合物的总重量的20重量％至50重量％的(共)聚合物，优选为20重量％至40重量％。
12.根据权利要求1至11任一项所述的热传导性热熔粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物的粘度为500至50,000mPas，优选为5,000至25,000mPas，更优选为5,000至15,000mPas。
13.根据权利要求1至12任一项所述的热传导性热熔粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物的热传导性为至少0.500W/(m*K)，优选为至少0.700W/(m*K)，更优选为至少0.750W/(m*K)，最优选为至少0.800W/(m*K)。
14.封装产热装置的方法，其包括以下步骤：
a)通过低压成型将根据权利要求1至13任一项所述的热传导性热熔粘合剂组合物施加至所述产热装置的表面；
b)冷却；及
c)从模具移除。
15.根据权利要求1至13任一项所述的热传导性热熔粘合剂组合物的用途，其用于管道，优选为冷却盘管；用于电子组件，优选为用于发光装置、计算机装置、手机、平板电脑、触控屏幕、汽车技术hifi系统及音响系统；用于太阳能加热供暖系统中热管和水箱间的接合处；用于燃料电池和风力涡轮机；用于计算机芯片的制造；用于照明装置；电池；用于壳体；冷却器；热交换装置；电线；电缆；加热电线；冰箱；洗碗机；空调；蓄能器；变压器；激光；功能性服装；汽车座椅；医疗装置；火灾防护；电动机；飞机；及火车；作为3D打印材料的纤丝。
16.根据权利要求1至13任一项所述的热传导性热熔粘合剂组合物作为封装产热装置的灌封或模制封装剂的用途。
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