EP2176328A1 - Thermisch leitfähige und elektrisch isolierende thermoplastische compounds - Google Patents

Thermisch leitfähige und elektrisch isolierende thermoplastische compounds

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Publication number
EP2176328A1
EP2176328A1 EP08775377A EP08775377A EP2176328A1 EP 2176328 A1 EP2176328 A1 EP 2176328A1 EP 08775377 A EP08775377 A EP 08775377A EP 08775377 A EP08775377 A EP 08775377A EP 2176328 A1 EP2176328 A1 EP 2176328A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
molding compositions
graphite
component
polyamide
thermoplastic molding
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08775377A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kurt Jeschke
Holger Schmidt
Detlev Joachimi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lanxess Deutschland GmbH
Original Assignee
Lanxess Deutschland GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Lanxess Deutschland GmbH filed Critical Lanxess Deutschland GmbH
Publication of EP2176328A1 publication Critical patent/EP2176328A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
    • C08K7/24—Expanded, porous or hollow particles inorganic

Definitions

  • the present invention relates to thermoplastic molding compositions based on thermoplastics with an electrically insulating, thermally conductive filler and a further electrically and thermally conductive filler, their preparation and their uses.
  • Thermoplastic polymers are used for numerous applications in the electrical industry because of their good electrical insulating properties. They also act due to their low thermal conductivity but also thermally insulating, which then represents a problem when used for electrical components when relatively much heat is generated, which must be dissipated.
  • the electrical and thermal conductivity of thermoplastics can be modified by additives over a wide range. Thus, by adding e.g. Graphite increases both the electrical and the thermal conductivity.
  • Graphite increases both the electrical and the thermal conductivity.
  • thermoplastic compounds by the addition of aluminum oxide (0.-Al 2 O 3 ) is known and described in a number of applications.
  • DE10260098 A1 states that polyesters are electrically insulating and thermally conductive by the addition of aluminum oxide.
  • Other additives include low molecular weight and polymeric organic compounds.
  • WO 2003051971 A2 describes a compound of polyamide 6 and also polyamide 66 and 72.3% aluminum oxide with a thermal conductivity of ⁇ 0.5 W / mK for use in electrical appliances, floors and heat exchangers.
  • JP2004059638 A2 also describes molding compositions for injection molding based on polyamide 6 and polyamide 66 with aluminum oxide and the resulting molded parts with increased thermal conductivity.
  • JP 03 079663 A2 expands the group of aluminum oxide-containing compounds by polyamide 46 and presents the combination of the filler with up to 30% glass fibers to improve the mechanical properties.
  • JP 2005 ⁇ 12908 A2 teaches the use of aluminum oxide-gefilted polyamide as an electrical insulator with good thermal conductivity. The resulting products are described in particular for the use of cable sheathing which remains functional for more than 50 hours under 2000 volts.
  • JP-A 06 108400 describes the production of electrically insulating and thermally conductive poryamide aluminum hydroxide compounds which are suitable for pressing plates.
  • the manufactured parts are characterized by a special corona resistance.
  • JP-A 03 091556 describes polyamide compositions containing 1.0-20% graphite and having a resistance of 5.0-7.0 ⁇ / cm.
  • JP-A 62 227 952 discloses a graphite and glass fiber-containing material whose surface resistance is only 2.2 ⁇ 10 4 ⁇ .
  • JP-A 60 108428 teaches the in situ production of a polyamide with the addition of graphite to the monomer, the resulting product after the polymerization shows an electrical resistance of 0.027 ⁇ / cm.
  • JP-A 2003165904 deals with a graphite-containing, electrically conductive polyamide compound with particularly good impact strength, which is achieved by the addition of rubber.
  • Fiberglass-reinforced, graphite-containing, electrically conductive molding compositions are presented in SU 1643568.
  • Nanoscale graphite also achieves electrical conductivity as an additive in polyamide compounds, as described by CN 1900162 A.
  • the resulting materials should be particularly suitable for the production of shielding against electrostatic fields.
  • JP-A 57 193512 describes the production of electrically conductive polyamide fibers from a graphite-containing composition.
  • JP 2007 016093 A2 describes a composition of thermoplastic polymers and 1-50% graphite with improved thermal conductivity of 1.6 W / mK.
  • Aluminum oxide as a thermally highly conductive and inexpensive mineral is as described above for the production of thermally conductive thermoplastic compounds.
  • Graphite is used as an additive for the production of electrically conductive molding compositions.
  • Graphite is also used to increase the thermal conductivity of molding compounds, but so far not used because of the electrical conductivity for thermally conductive compounds with electrically insulating properties.
  • thermoplastic molding compositions based on polyamide and / or polyester which have a high thermal conductivity, but at the same time are distinguished by electrically insulating properties.
  • the invention therefore relates to thermoplastic molding compositions based on
  • thermoplastic polymer preferably polyamide or polyester
  • the molding composition according to the invention is, despite the addition of a further filler which is thermally and electrically conductive, preferably of graphite, an electrical insulator.
  • a further filler which is thermally and electrically conductive, preferably of graphite, an electrical insulator.
  • electrically conductive fillers are usually used as an additive to thermoplastic molding compositions to improve the electrical conductivity of the resulting molding compound.
  • thermally conductive filler preferably alumina in the described concentration range
  • this known effect of the thermally and electrically conductive filler preferably in the Use of graphite, but surprisingly not one. Instead, an electrically insulating molding compound is obtained.
  • thermoplastic molding compositions comprising
  • thermoplastic polymer preferably polyamide or polyester, more preferably polyamide
  • thermoplastic molding compositions according to the invention comprise at least one thermoplastic polymer.
  • the polymers according to the invention can be prepared by various processes, synthesized from different building blocks and, in particular applications, alone or in combination with processing aids, stabilizers, polymeric alloying partners (eg elastomers) or reinforcing materials (such as mineral fillers or glass fibers) to materials with specifically set property combinations are equipped. Also suitable are blends with proportions of other polymers, preferably of polyethylene, polypropylene, ABS, wherein optionally one or more compatibilizers can be used. The properties of the polyamides can be improved as needed by adding elastomers, for example with regard to the impact strength of the polymer compounds.
  • polyamides For the preparation of polyamides, a variety of procedures have become known, depending on the desired end product different monomer units or different chain regulators for setting a desired molecular weight or monomers with reactive groups are used for later intended aftertreatments.
  • the technically relevant processes for the preparation of polyamides are usually via the polycondensation in the melt.
  • the hydrolytic polymerization of lactams is understood as a polycondensation.
  • Preferred polyamides according to the invention are partially crystalline polyamides which can be prepared starting from diamines and dicarboxylic acids and / or lactams with at least 5 ring members or corresponding amino acids.
  • Suitable starting materials are aliphatic and / or aromatic dicarboxylic acids, particularly preferably adipic acid, 2,2,4-trimethyladipic acid, 2,4,4-trimethyladipic acid, azelaic acid, sebacic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, aliphatic and / or aromatic diamines, particularly preferably tetramethylenediamine, Hexamethylenediamine, 1,9-nonanediamine, 2,2,4- and 2,4,4-trimethyl-hexamethylenediamine, the isomers diamino-dicyclohexylmethane, Diaminodicyclohexylpropane, bis-aminotnethyl-cyclohexane, phenylenediamines,
  • caprolactams most preferably ⁇ -caprolactam is used.
  • most particularly particularly preferred compounds are PA6, PA66 and other compounds based on aliphatic or / and aromatic polyamides or copolyamides, in which 3 to 11 methylene groups are present on a polyamide group in the polymer chain.
  • thermoplastic polymers to be used according to the invention in a further preferred embodiment as component A) are selected from the group of polyesters, preferably polyalkylene terephthalates, particularly preferably polybutylene terephthalates and polyethylene terephthalates, very particularly preferably polybutylene terephthalate.
  • Preferred polyalkylene terephthalates can be prepared from terephthalic acid (or its reactive derivatives) and aliphatic or cycloaliphatic diols having 2 to 10 carbon atoms by known methods (Kunststoff-Handbuch, Vol. VIII, p. 695 ff, Karl Hanser Verlag, Kunststoff 1973).
  • Preferred polyalkylene terephthalates contain at least 80 mol%, preferably 90 mol%, based on the dicarboxylic acid, terephthalic acid residues and at least 80 mol%, preferably at least 90 mol%, based on the diol component, ethylene glycol and / or 1,3-propanediol - and / or butanediol 1, 4-radicals.
  • the preferred polyalkylene terephthalates may contain up to 20 mol% of radicals of other aromatic dicarboxylic acids having 8 to 14 carbon atoms or radicals of aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms, such as radicals of phthalic acid, isophthalic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid , 4,4'-diphenyldicarboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, cyclohexanediacetic acid, cyclohexanedicarboxylic acid.
  • radicals of other aromatic dicarboxylic acids having 8 to 14 carbon atoms or radicals of aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms such as radicals of phthalic acid, isophthalic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid , 4,4'-diphenyldicarboxylic acid, succinic
  • the preferred polyalkylene terephthalates may contain up to 20 mol% of other aliphatic diols having 3 to 12 carbon atoms or cycloaliphatic diols having 6 to 21 carbon atoms.
  • Contain atoms for example residues of 1,3-propanediol, 2-ethylpropanediol-1,3, neopentyl glycol, pentanediol-1,5, hexanediol-1,6, cyclohexane-dimethanoi-1,4, 3-methylpentanediol-2,4, 2-methyl pentanediol-2,4, 2,2 3 4-trimethyl!
  • polyalkylene terephthalates which are prepared from terephthalic acid alone and their reactive derivatives (for example their dialkyl esters) and ethylene glycol and / or 1,3-propanediol and / or 1,4-butanediol, more preferably polyethylene tolphthalate and polybutylene terephthalate and mixtures thereof polyalkylene.
  • Preferred polyalkylene terephthalates are also copolyesters which are prepared from at least two of the abovementioned acid components and / or from at least two of the abovementioned alcohol components; particularly preferred copolyesters are poly (ethylene glycol / butanediol, 1,4) terephthalates.
  • the polyalkylene terephthalates generally have an intrinsic viscosity of about 0.3 cmVg to 1.5 cm 3 / g, preferably 0.4 cmVg to 1.3 cm 3 / g, particularly preferably 0.5 cmVg to 1.0 cm7g each measured in phenol / o-dichlorobenzene (1: 3 parts by weight) at 25 ° C.
  • thermoplastic polyesters to be used according to the invention can also be used in admixture with other polyesters and / or further polymers.
  • Component B) is used in a preferred embodiment of the present invention in the form of fine needles, platelets, spheres or irregularly shaped particles.
  • Preferred Teuchenyingn of component B) are 0.1 to 100 microns, preferably 1-8 microns.
  • the thermal conductivity of this component B) is 10 to 400 W / mK, preferably 30 to 250 W / mK.
  • As component B) is particularly preferably used alumina.
  • Component C) is preferably used in the form of powders, flakes, granules, pastes, compactates, extrudates or agglomerates.
  • the particle size of component C) is preferably from 5 to 100 .mu.m, particularly preferably from 10 to 30 .mu.m.
  • graphite is particularly preferably used.
  • the molding compositions according to the invention in addition to the components A), B) and C)
  • component D) is preferably stabilizers, particularly preferably UV stabilizers, heat stabilizers, gamma ray stabilizers, hydrolysis stabilizers, and also antistatic agents, emulsifiers, nucleating agents, plasticizers,
  • Processing aids impact modifiers, dyes or pigments.
  • suitable additives are described, for example, in the Plastics Additives Handbook, 5th Edition, Hanser Verlag, Kunststoff, 2001, pages 80-84, 546-547, 688, 872-874, 938, 966.
  • the additives can be used alone or be used in mixture or in the form of masterbatches.
  • Stabilizers which are preferred according to the invention are sterically hindered phenols and / or phosphites, hydroquinones, aromatic secondary amines such as diphenylamines, substituted resorcinols, salicylates, benzotriazoles and benzophenones, as well as variously substituted representatives of these groups and / or mixtures thereof.
  • UV stabilizers various substituted resorcinols, salicylates, benzotriazoles or benzophenones are preferably used.
  • Elastomermodif ⁇ katoren are generally copolymers which are preferably composed of at least two of the following monomers: ethylene, propylene, butadiene, isobutene, isoprene, chloroprene, vinyl acetate, styrene, acrylonitrile and acrylic or methacrylic acid esters with 1 to 18 C atoms in the alcohol component.
  • the copolymers may contain compatibilizing groups, e.g. Maleic anhydride or epoxide.
  • Preferred dyes or pigments may be inorganic pigments, more preferably titanium dioxide, ultramarine blue, iron oxide, zinc sulfide or carbon black, as well as organic pigments, more preferably phthalocyanines, quinacridones, perylenes and dyes such as nigrosine and anthraquinones as colorants and other colorants.
  • the nucleating agent used is preferably sodium or calcium phenylphosphinate, aluminum oxide or silicon dioxide or talc, particularly preferably talc.
  • the molding compositions according to the invention can be used in addition to components A), B), C) and D) or instead of component D)
  • Lubricant and / or mold release agent are long-chain fatty acids (eg stearic acid), their salts (eg Ca or Zn stearate) and their ester derivatives or amide derivatives (eg ethylene-bis-stearylamide), montan waxes (eg esters of montan acids with ethylene glycol) and low molecular weight Polyethylene or polypropylene waxes. According to the invention particularly preferred sliding and / or
  • Mold release agents are contained in the group of esters or amides of saturated or unsaturated aliphatic carboxylic acids having 8 to 40 carbon atoms with aliphatic saturated alcohols or amines having 2 to 40 carbon atoms.
  • the molding compositions according to the invention may in addition to the components A), B), C), D) and E) or instead of D) or instead of E) or instead of D) and E)
  • F 1-60% by weight, preferably 5-40% by weight, particularly preferably 10-30% by weight of fillers or reinforcing materials, preferably glass fibers.
  • the invention further relates to a process for the preparation of electrically insulating graphite-containing molding compositions with simultaneously high thermal conductivity, characterized in that these
  • thermoplastic polymer preferably polyamide or polyester
  • the invention further relates to the use of graphite in combination with a compound of the elements of the 3rd main group with elements of the 5th or 6th main group of the Periodic Table for the preparation of thermally conductive and at the same time electrically insulating thermoplastic molding compositions, preferably based on polyamide or polyester, especially preferably polyamide.
  • electrically insulating thermoplastic molding compositions preferably based on polyamide or polyester, especially preferably polyamide.
  • the present invention also relates to the use of graphite for increasing the thermal thermal conductivity while maintaining the electrically insulating properties of thermoplastic molding compositions containing compounds of the elements of the 3rd main groups with elements of the 5th or 6th main group of the periodic table, preferably with a reduced proportion this component in the thermoplastic molding compositions.
  • the molding compositions according to the invention are prepared by known processes by mixing the components in the polymer melt. The mixing of the components takes place in the corresponding proportions by weight. Preferably, the mixing (compounding) of the components at temperatures of 220 to 360 0 C by mixing together, mixing, kneading, extruding or rolling of the components, more preferably by compounding on a counter-rotating twin-screw extruder or Buss kneader. It may be advantageous to premix individual components. It may also be advantageous, moldings or semi-finished products made of a room temperature (preferably 0 to 40 0 C) physical mixture (dry blend) to prepare pre-mixed components and / or individual components directly. The molding compositions thus prepared can be processed by extrusion or injection molding.
  • moldings to be produced according to the invention from the molding compositions can be used, for example, in the automotive, electrical, electronic, telecommunications, information technology, computer industry, household, sports, medical or entertainment industries become.
  • molding compositions of the invention can be used for applications for which a high thermal conductivity is required. Examples of such applications are the use for components in electronics or display technology ⁇ light-emitting diodes).
  • plastic molding compounds were first prepared by compounding.
  • the individual components were mixed in a twin-screw extruder of the type ZSK 32 Compounder from Coperion Werner & Pfleiderer (Stuttgart, Germany) at temperatures between 260 and 290 ° C, discharged as a strand in a water bath, cooled to Granuliernote and granulated.
  • After drying (generally two days at 7O 0 C in a vacuum oven) was carried out the processing of the granulate on an injection molding machine type Arburg SG370-173732 at temperatures from 270 to 300 0 C to give test specimens of 60x40x4 mm J and 60x60x2 mm 3 ,
  • thermal conductivities and thermal diffusivities were measured on test specimens measuring 60 ⁇ 60 ⁇ 2 mm 3 by the Nanoflash method perpendicular to the flow direction of the melt on the basis of ASTM E 1461 using a Laser Nanofiash LFA 447 instrument from Netzsch Albau GmbH.
  • compositions are processed as described above.
  • Thermoplastic eg polyamide 6, linear, with a relative solution viscosity of a 1% solution in m-cresol of 2.4 Alumina, for example Martoxid MPS2 Martin GmbH graphite, eg EG31 SGL Carbon GmbH wax, for example Licowax ® E Flakes Clariant GmbH glass fibers, for example CS7928 Lanxess Germany GmbH.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft thermoplastische Formmassen auf Basis von Thermoplasten mit einem elektrisch isolierenden, thermisch leitfähigen Füllstoff und einem weiteren thermisch und elektrisch leitfähigen Füllstoff, deren Herstellung und deren Verwendungen.

Description

Thermisch leitfähige und elektrisch isolierende thermoplastische Compounds
Die vorliegende Erfindung betrifft thermoplastische Formmassen auf Basis von Thermoplasten mit einem elektrisch isolierenden, thermisch leitfähigen Füllstoff und einem weiteren elektrisch und thermisch leitfähigen Füllstoff, deren Herstellung und deren Verwendungen.
Thermoplastische Polymere werden wegen ihrer guten elektrisch isolierenden Eigenschaften für zahlreiche Anwendungen in der Elektroindustrie eingesetzt. Sie wirken aufgrund ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit aber auch thermisch isolierend, was beim Einsatz für elektrische Bauteile dann ein Problem darstellt, wenn relativ viel Wärme entsteht, die abgeführt werden muss. Die elektrische und thermische Leitfähigkeit von Thermoplasten lässt sich durch Additive über einen weiten Bereich modifizieren. So wird durch Zusatz von z.B. Graphit sowohl die elektrische als auch die thermische Leitfähigkeit erhöht. Für die Erhöhung der thermischen Leitfähigkeit unter Beibehaltung einer sehr geringen elektrischen Leitfähigkeit, wie sie für Anwendungen in der Elektroindustrie erforderlich ist, gibt es hingegen nur wenige Lösungen.
Mögliche Additive zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit von Polymercompounds unter Beibehal- tung der elektrisch isolierenden Eigenschaften sind in der Dissertationsschrift von Wolfgang Übler (Universität Erlangen 2002) zum Thema „Erhöhung der thermischen Leitfähigkeit elektrisch isolierender Polymerwerkstoffe" beschrieben. Darin werden Zusammensetzungen aus Polymeren, Alummiumoxϊd und weiteren organischen Zusätzen sowie ihre thermischen und elektrischen Eigenschaften dargelegt.
Die Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit von thermoplastischen Compounds durch Zusatz von Aluminiumoxid (0.-Al2O3) ist bekannt und in einer Reihe von Anmeldungen beschrieben.
DE10260098 Al führt aus, dass Polyester durch Zusatz von Aluminiumoxid elektrisch isolierend und wärmeleitfähig sind. Als weitere Zusatzstoffe werden niedermolekulare und polymere organische Verbindungen aufgeführt.
In WO 2003051971 A2 wird ein Compound aus Polyamid 6 sowie Polyamid 66 und 72,3% Aluminiumoxid mit einer thermischen Leitfähigkeit von < 0,5 W/mK zur Verwendung in Elektrogeräten, Fußböden und Wärmetauschern beschrieben.
JP2004059638 A2 beschreibt ebenfalls Formmassen zum Spritzgießen auf Basis von Polyamid 6 sowie Polyamid 66 mit Aluminiumoxid sowie die daraus resultierenden Formteile mit erhöhter Wärmeleitfähigkeit. JP 03 079663 A2 erweitert die Gruppe von Aluminiumoxid-haltigen Compounds um Polyamid 46 und stellt die Kombination des Füllstoffes mit bis zu 30% Glasfasern zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften vor.
JP 2005 ϊ 12908 A2 lehrt den Einsatz von Aluminiumoxid-gefüiltem Polyamid als elektrischer Isolator bei guter thermischer Leitfähigkeit. Die erhaltenen Produkte werden insbesondere für die Verwendung von Kabelummantelungen beschrieben, die über 50 Stunden unter 2000 Volt funktionstüchtig bleiben.
JP-A 06 108400 beschreibt die Herstellung von elektrisch isolierenden und thermisch leitenden Poryamid-Aluminiumhydroxid-Compounds, die sich zum Pressen von Platten eignen. Die hergestellten Teile zeichnen sich durch eine besondere Corona-Beständigkeit aus.
Der Einsatz von Graphit in Polyamid-Compounds ist umfangreich beschrieben, wobei die elektrische Leitfähigkeit der resultierenden Formmassen im Vordergrund steht.
JP-A 03 091556 beschreibt Zusammensetzungen aus Polyamid, die 1,0 - 20 % Graphit enthalten und einen Widerstand von 5,0 - 7,0 Ω / cm aufweisen.
JP-A 62 227952 stellt ein Graphit und Glasfaser enthaltendes Material vor, dessen Oberflächenwiderstand bei nur 2,2 ■ 104 Ω liegt.
JP-A 60 108428 lehrt die in situ Herstellung eines Polyamides unter Zusatz von Graphit zum Monomeren, das resultierende Produkt nach der Polymerisation zeigt einen elektrischen Widerstand von 0,027 Ω / cm.
Wie JP-A 07 292245 beschreibt, führt der Zusatz von Graphit auch in Polyamid-Po lyimid- Compounds zu einer Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit.
JP-A 2003165904 behandelt ein graphithaltiges, elektrisch leitfähiges Polyamid-Compound mit besonders guter Schlagzähigkeit, die durch Zusatz von Kautschuk erzielt wird.
Mit Glasfasern verstärkte, graphithaltige, elektrisch leitfähige Formmassen werden in SU 1643568 vorgestellt.
Die in US-A 6228288 beschriebenen, auf Polyamid und Graphit basierenden Materialien sollen sich aufgrund ihrer elektrischen Leitfähigkeiten zum Einsatz für Sensoren eignen.
Auch nanoskaliger Graphit erzielt als Zusatz in Polyamidcompounds eine elektrische Leitfähigkeit, wie CN 1900162 A beschreibt. Die erhaltenen Materialien sollen sich besonders zur Herstellung von Abschirmungen gegen elektrostatische Felder eignen. JP-A 57 193512 beschreibt die Herstellung elektrisch leitfähiger Polyamidfasern aus einer Graphit enthaltenden Zusammensetzung.
In JP 2007 016093 A2 wird eine Zusammensetzung aus thermoplastischen Polymeren und 1-50% Graphit mit verbesserter thermischer Leitfähigkeit von 1,6 W/mK beschrieben.
Aluminiumoxid als thermisch gut leitendes und preiswertes Mineral eignet sich wie oben beschrieben zur Herstellung von thermisch leitfähigen thermoplastischen Compounds. Graphit hingegen findet als Additiv zur Herstellung von elektrisch leitfähigen Formmassen Verwendung. Graphit wird ebenfalls zur Erhöhung der thermischen Leitfähigkeit von Formmassen eingesetzt, bislang aber wegen der elektrischen Leitfähigkeit nicht für thermisch leitfähige Compounds mit elektrisch isolierenden Eigenschaften eingesetzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war aber die Bereitstellung thermoplastischer Formmassen auf Basis von Polyamid und/oder Polyester, die eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweisen, jedoch gleichzeitig sich durch elektrisch isolierende Eigenschaften auszeichnen.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass ein Zusatz von Graphit zu einer Aluminiumoxid enthaltenden thermoplastischen Formmasse nicht zu einer elektrisch leitfähigen, sondern zu einer elektrisch isolierenden Formmasse fuhrt. Dadurch kann die Erhöhung der thermischen Leitfähigkeit der erfmdungsgemäßen Formmassen durch Zusatz von Graphit genutzt werden unter Erhaltung der gewünschten elektrisch isolierenden Eigenschaften.
Gegenstand der Erfindung sind deshalb thermoplastische Formmassen auf Basis
A) 5 bis 95 Gew.-% eines thermoplastischen Polymeren, bevorzugt Polyamid oder Polyester,
B) 1 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 40 bis 70 Gew.-% eines elektrisch isolierenden, thermisch leitföhigen Füllstoffes und
C) ] bis 30 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 15 Gew.-% eines weiteren Füllstoffes, der thermisch und elektrisch leitfähig äst.
Die erfindungsgemäße Formmasse ist trotz des Zusatzes eines weiteren Füllstoffes, der thermisch und elektrisch leitfähig ist, bevorzugt von Graphit, ein elektrischer Isolator. Dieser Befund war nicht vorherzusehen, da elektrisch leitfähige Füllstoffe als Zusatz zu thermoplastischen Formmassen üblicherweise zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit der resultierenden Formmasse eingesetzt werden. In der Kombination mit einem elektrisch isolierenden, thermisch leitfahigen Füllstoff, bevorzugt Aluminiumoxid im beschriebenen Konzentrationsbereich, tritt diese bekannte Wirkung des thermisch und elektrisch leitfähigen Füllstoffes, bevorzugt beim Einsatz von Graphit, jedoch überraschenderweise nicht ein. Man erhält vielmehr eine elektrisch isolierende Formmasse.
Die Erfindung betrifft deshalb bevorzugt thermoplastische Formmassen, enthaltend
A) 5 bis 95 Gew.-% eines thermoplastischen Polymeren, bevorzugt Polyamid oder Polyester, besonders bevorzugt Polyamid,
B) 1 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 40 bis 70 Gew.-% an Verbindungen der Elemente der 3. Hauptgruppe mit Elementen der 5. oder 6. Hauptgruppe des Periodensystems oder deren Gemische, bevorzugt Borverbindungen oder Aluminiumverbindungen, besonders bevorzugt Aluminiumoxid oder Bornitride,
C) 1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 15 Gew.-% eines thermisch und elektrisch leitfähigen Füllstoffes, bevorzugt Erscheinungsformen des Kohlenstoffs, insbesondere bevorzugt Graphit.
Als Komponente A) enthalten die thermoplastischen Formmassen erfindungsgemäß mindestens ein thermoplastisches Polymer. Bevorzugt eignen sich Polyamid oder Polyester. Besonders bevorzugt eignen sich Polyamid 6 (PA 6) und Polyamid 66 ( PA 66) mit relativen Lösungsviskositäten in m- Kresol von 2,0 bis 4,0, insbesondere bevorzugt Polyamid 6 mit einer relativen Lösungsviskosität in m-Kresol von 2,3 - 2,6 aber auch Porybutylenterephthalat. Die erfindungsgemäßen Polymere können nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden, aus unterschiedlichen Bausteinen synthetisiert werden und im speziellen Anwendungsfall allein oder in Kombination mit Verarbeitungshilfsmitteln, Stabilisatoren, polymeren Legierungspartnern (z.B. Elastomeren) oder auch Verstärkungsmaterialien (wie z.B. mineralischen Füllstoffen oder Glasfasern), zu Werkstoffen mit speziell eingestellten Eigenschaftskombinationen ausgerüstet werden. Geeignet sind auch Blends mit Anteilen von anderen Polymeren, bevorzugt von Polyethylen, Polypropylen, ABS, wobei gegebenenfalls ein oder mehrere Kompatibilisatoren eingesetzt werden können. Die Eigenschaften der Polyamide können nach Bedarf durch Zusatz von Elastomeren verbessert werden, beispielsweise im Hinblick auf die Schlagzähigkeit der Polymercompounds.
Zur Herstellung von Polyamiden sind eine Vielzahl von Verfahrensweisen bekannt geworden, wobei je nach gewünschtem Endprodukt unterschiedliche Monomerbausteine oder verschiedene Kettenregler zur Einstellung eines angestrebten Molekulargewichtes oder auch Monomere mit reaktiven Gruppen für später beabsichtigte Nachbehandlungen eingesetzt werden. Die technisch relevanten Verfahren zur Herstellung von Polyamiden verlaufen meist über die Polykondensation in der Schmelze. In diesem Rahmen wird auch die hydrolytische Polymerisation von Lactamen als Polykondensation verstanden.
Erfindungsgemäß bevorzugte Polyamide sind teilkristalline Polyamide, die ausgehend von Diaminen und Dicarbonsäuren und/oder Lactamen mit wenigstens 5 Ringgliedern oder entsprechenden Aminosäuren hergestellt werden können. Als Edukte kommen bevorzugt aliphatische und/oder aromatische Dicarbonsäuren, besonders bevorzugt Adipinsäure, 2,2,4- Trimethyladipinsäure, 2,4,4-Trimethyladipinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, aliphatische und/oder aromatische Diamine, besonders bevorzugt Tetramethylendiamin, Hexamethylendiamin, 1,9-Nonandiamin, 2,2,4- und 2,4,4-Trimethyl- hexamethylendiamin, die Isomeren Diamino-dicyclohexylmethane, Diaminodicyclohexylpropane, Bis-aminotnethyl-cyclohexan, Phenylendiamine, Xylylendiamine, Aminocarbonsäuren, insbesondere Aminocapronsäure, oder die entsprechenden Lactame in Betracht. Copolyamide aus mehreren der genannten Monomeren sind eingeschlossen.
Besonders bevorzugt werden Caprolactame, ganz besonders bevorzugt wird ε-Caprolactam eingesetzt.
Insbesondere besonders bevorzugt sind erfindungsgemäß weiterhin die meisten auf PA6, PA66 und andere auf aliphatischen oder/und aromatischen Polyamiden bzw. Copolyamiden basierende Compounds, bei denen auf eine Polyamidgruppe in der Polymerkette 3 bis 11 Methylengruppen kommen.
Die erfindungsgemäß in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform als Komponente A) einzusetzenden thermoplastischen Polymere sind ausgewählt aus der Gruppe der Polyester, bevorzugt Polyalkylenterephthalate, besonders bevorzugt der Polybutylenterephthalate und Polyethylenterephthalate, ganz besonders bevorzugt des Polybutylenterephthalats.
Bevorzugte Polyalkylenterephthalate lassen sich aus Terephthalsäure (oder ihren reaktionsfähigen Derivaten) und aliphatischen oder cycloaliphatischen Diolen mit 2 bis 10 C-Atomen nach bekannten Methoden herstellen (Kunststoff-Handbuch, Bd. VIII, S. 695 ff, Karl Hanser Verlag, München 1973).
Bevorzugte Polyalkylenterephthalate enthalten mindestens 80 Mol-%, vorzugsweise 90 Mol-%, bezogen auf die Dicarbonsäure, Terephthalsäurereste und mindestens 80 Mol-%, vorzugsweise mindestens 90 Mol-%, bezogen auf die Diolkomponente, Ethylenglykol- und/oder Propandiol-1,3- und/oder Butandiol- 1 ,4-reste. Die bevorzugten Polyalkylenterephthalate können neben Terephthalsäureresten bis zu 20 Mol-% Reste anderer aromatischer Dicarbonsäuren mit 8 bis 14 C- Atomen oder Reste aliphatischer Dicarbonsäuren mit 4 bis 12 C-Atomen enthalten, wie Reste von Phthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure, 4,4'-Diphenyldicarbonsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäυre, Sebacinsäure, Azelainsäure, Cyclohexandiessigsäure, Cyclohexandicarbonsäure.
Die bevorzugten Polyalkylenterephthalate können neben Ethylen- bzw. Propaπdiol-1,3- bzw. Butandiol-l,4-glykolresten bis zu 20 Mol-% anderer aliphatischer Diole mit 3 bis 12 C-Atomen oder cycloaliphati scher Diole mit 6 bis 21 C-Atomen enthalten, z.B. Reste von PropandioI-1,3, 2- Ethylpropandiol-1,3, Neopentylglykol, Pentan-diol-1,5, Hexandiol-1.6, Cyclohexan-dimethanoi- 1,4, 3-Methylpentandiol-2,4, 2-Methylpentandiol-2,4, 2,234-Trimethy!pentandiol-l,3 und -1,6,2- Ethylhexandiol-1,3 2,2-Diethylpropandiol-l,3, Hexandiol-2,5, l,4-Di-(ß-hydroxyethoxy)-benzol, 2,2-Bis-(4-hydroxycyclohexyl)-propan, 2,4-Dihydroxy-l3l,3,3-tetramethyl-cyclobutan, 2,2-bis-(3- ß-hydroxyethoxyphenyl)-propan und 232-bis-(4-hydroxypropoxyphenyl)-propan.
Besonders bevorzugt sind Polyalkylenterephthalate, die allein aus Terephthalsäure und deren reaktionsfähigen Derivaten (z.B. deren Dialkylestern) und Ethylenglykoi und/oder Propandiol- 1 ,3 und/oder Butandiol-1,4 hergestellt werden, insbesondere bevorzugt Polyethylen- und Polybutylen- terephthalat und Mischungen dieser Polyalkylenterephthalate.
Bevorzugte Polyalkylenterephthalate sind auch Copolyester, die aus mindestens zwei der obengenannten Säurekomponenten und/oder aus mindestens zwei der obengenannten Alkoholkomponenten hergestellt werden, besonders bevorzugte Copolyester sind PoIy- (ethylenglykol/butandiol-l,4)-terephthalate.
Die Polyalkylenterephthalate besitzen im allgemeinen eine intrinsische Viskosität von ca. 0,3 cmVg bis 1,5 cm3/g, vorzugsweise 0,4 cmVg bis 1,3 cm3/g, besonders bevorzugt 0,5 cmVg bis 1,0 cm7g jeweils gemessen in Phenol/o-Dichlorbenzol (1 : 3 Gew.-Teile) bei 25°C.
Die erfϊndungsgemäß einzusetzenden thermoplastischen Polyester können auch im Gemisch mit anderen Polyestern und/oder weiteren Polymeren eingesetzt werden.
Die Komponente B) wird in einer bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung in Form feiner Nadeln, Plättchen, Kugeln oder unregelmäßig geformter Partikel eingesetzt. Bevorzugte TeÜchengrößen der Komponente B) liegen bei 0,1 - 100 μm, bevorzugt bei 1- 8 μm. Die thermische Leitfähigkeit dieser Komponente B) liegt bei 10 - 400 W/mK, bevorzugt bei 30 - 250 W/mK. Als Komponente B) wird insbesondere bevorzugt Aluminiumoxid eingesetzt. Die Komponente C) wird bevorzugt in Form von Pulver, Flocken, Granulaten, Pasten, Kompaktaten, Extrudaten oder Aggiomeraten eingesetzt. Die Teilchengröße der Komponente C) liegt bevorzugt bei 5 - 100 μm, besonders bevorzugt bei 10 - 30 μm.
Als Komponente C) wird insbesondere bevorzugt Graphit eingesetzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform können die erfindungsgemäßen Formmassen zusätzlich zu den Komponenten A), B) und C) noch
• D) 0,01 bis 10,0 Gew.%, bevorzugt 0,1 bis 5,0 Gew.% weitere Additive enthalten.
Weitere Additive der Komponente D) sind bevorzugt Stabilisatoren, besonders bevorzugt UV-Stabilisatoren, Thermostabilisatoren, Gammastrahlenstabilisatoren, Hydrolyse- Stabilisatoren, sowie Antistatika, Emulgatoren, Nukleierungsmittel, Weichmacher,
Verarbeitungshilfsmittel, Schlagzähmodifϊkatoren, Farbstoffe oder Pigmente. Die genannten und weitere geeignete Additive sind zum Beispiel beschrieben im Plastics Additives Handbook, 5th Edition, Hanser-Verlag, München, 2001, Seiten 80-84, 546-547, 688, 872-874, 938, 966. Die Additive können alleine oder in Mischung bzw. in Form von Masterbatchen eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß bevorzugte Stabilisatoren sind sterisch gehinderte Phenole und/oder Phosphite, Hydrochinone, aromatische sekundäre Amine wie Diphenylamine, substituierte Resorcine, Salicylate, Benzotriazole und Benzophenone, sowie verschieden substituierte Vertreter dieser Gruppen und/oder deren Mischungen.
Als UV-Stabilisatoren werden bevorzugt verschiedene substituierte Resorcine, Salicylate, Benzotriazole oder Benzophenone eingesetzt.
Im Falle von Schlagzähmodifikatoren (Elastomermodifϊkatoren) handelt es sich ganz allgemein um Copolymerisate, die bevorzugt aus mindestens zwei der folgenden Monomeren aufgebaut sind: Ethylen, Propylen, Butadien, Isobuten, Isopren, Chloropren, Vinylacetat, Styrol, Acrylnitril und Acryl- bzw. Methacrylsaeureester mit 1 bis 18 C-Atomen in der Alkoholkomponente. Die Copolymerisate können kompatibilisierende Gruppen wie z.B. Maleinsaeureanhydrid oder Epoxid enthalten.
Bevorzugt einzusetzende Farbstoffe oder Pigmente können anorganische Pigmente, besonders bevorzugt Titandioxid, Ultramarinblau, Eisenoxid, Zinksulfid oder Russ, sowie organische Pigmente, besonders bevorzugt Phthalocyanäne, Chinacridone, Perylene sowie Farbstoffe, wie Nigrosin und Anthrachinone als Farbmittel sowie andere Farbmittel sein. Als Nukleierungsmittel werden bevorzugt Natrium- oder Calciumphenylphosphinat, Aluminiumoxid oder Siliziumdioxid oder Talkum, insbesondere bevorzugt Talkum eingesetzt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können die erfmdungsgemäßen Formmassen zusätzlich zu den Komponenten A), B), C) und D) oder anstelle der Komponente D) noch
E) 0,01 bis 5,0 Gew.%, bevorzugt 0,05 bis 1,0 Gew.% Gleit- und/oder Entformungsmittel enthalten. Bevorzugte Gleit und/oder Entformungsmittel sind langkettige Fettsäuren (z.B. Stearinsäure), deren Salze (z.B. Ca- oder Zn-Stearat) sowie deren Esterderivate oder Amidderivate (z.B. Ethylen-bis-stearylamid), Montanwachse (z.B. Ester von Montansäuren mit Ethylenglycol) sowie niedermolekulare Polyethylen- bzw. Polypropylenwachse. Erfind ungsgemäß besonders bevorzugte Gleit- und/oder
Entformungsmittel sind aus der Gruppe der Ester oder Amide gesättigter oder ungesättigter aliphatischer Carbonsäuren mit 8 bis 40 C-Atomen mit aliphatischen gesättigten Alkoholen oder Aminen mit 2 bis 40 C-Atomen enthalten.
In einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform können die erfindungsgemäßen Formmassen zusätzlich zu den Komponenten A), B), C), D) und E) oder anstelle von D) oder anstelle von E) oder anstelle von D) und E) noch
F) 1-60 Gew.%, bevorzugt 5 - 40 Gew. %, besonders bevorzugt 10 - 30 Gew.% Füll- bzw. Verstärkungsstoffe, bevorzugt Glasfasern enthalten.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält
A) Polyamid oder Polyester
B) Aluminiumoxid oder Bornitrid
C) Graphit
sowie gegebenenfalls F) Glasfasern.
Insbesondere bevorzugt ist eine Kombination aus
A) Polyamid oder Polybutylenterephthalat
B) Aluminiumoxid
C) Graphit
sowie gegebenenfalls F) Glasfasern. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung elektrisch isolierender Graphit enthaltender Formmassen mit gleichzeitig hoher thermischer Leitfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass diese
A) 5 bis 95 Gew.-% eines thermoplastischen Polymers, bevorzugt Polyamid oder Polyester,
B) 1 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 40 bis 70 Gew.-% eines elektrisch isolierenden, thermisch leitfähigen Füllstoffes und
C) 1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 15 Gew.-% Graphit enthalten.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung von Graphit in Kombination mit einer Verbindung der Elemente der 3. Hauptgruppe mit Elementen der 5, oder 6. Hauptgruppe des Periodensystems zur Herstellung thermisch leitender und gleichzeitig elektrisch isolierender thermoplastischer Formmassen, bevorzugt auf Basis von Polyamid oder Polyester, besonders bevorzugt Polyamid. Bevorzugt werden Aluminiumoxid oder Bornitrid, besonders bevorzugt Aluminiumoxid eingesetzt.
Die vorliegende Erfindung betrifft aber auch die Verwendung von Graphit zur Steigerung der thermischen Wärmeleitfähigkeit unter Beibehaltung der elektrisch isolierenden Eigenschaften von thermoplastischen Formmassen, die Verbindungen der Elemente der 3. Hauptgruppen mit Elementen der 5. oder 6. Hauptgruppe des Periodensystems enthalten, bevorzugt mit verringertem Anteil dieser Komponente in den thermoplastischen Formmassen.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen erfolgt nach bekannten Verfahren durch Mischen der Komponenten in der Polymerschmelze. Das Mischen der Komponenten erfolgt in den entsprechenden Gewichtsanteilen. Vorzugsweise geschieht das Mischen (Compoundieren) der Komponenten bei Temperaturen von 220 bis 3600C durch gemeinsames Vermengen, Vermischen, Kneten, Extrudieren oder Verwalzen der Komponenten, besonders bevorzugt durch Compoundieren auf einem gegenläufigen Zweiwellenextruder oder Buss-Kneter. Es kann vorteilhaft sein, einzelne Komponenten vorzumischen. Es kann weiterhin vorteilhaft sein, Formteile oder Halbzeuge aus einer bei Raumtemperatur (bevorzugt 0 bis 400C) hergestellten physikalischen Mischung (Dryblend) vorgemischter Komponenten und/oder einzelner Komponenten direkt herzustellen. Die so hergestellten Formmassen können durch Extrudieren oder Spritzgießen verarbeitet werden.
Die erfindungsgemäß aus den Formmassen herzustellenden Formteile können beispielsweise in der Kraftfahrzeug-, Elektro-, Elektronik-, Telekommunikations-, Informationstechnologie-, Computerindustrie, im Haushalt, Sport, in der Medizin oder der Unterhaltungsindustrie angewandt werden. Insbesondere können erfindungsgemäße Formmassen für Anwendungen eingesetzt werden, für die eine hohe Wärmeleitfähigkeit erforderlich ist. Beispiele für derartige Anwendungen sind die Verwendung für Bauteile in der Elektronik oder Displaytechnik {Leuchtdioden).
Beispiele
Zum Nachweis der erfindungemäß beschriebenen Verbesserungen wurden zunächst durch Compoundierung entsprechende Kunststoff-Formmassen angefertigt. Die einzelnen Komponenten wurden in einem Zweiwellenextruder des Typs ZSK 32 Compounder der Firma Coperion Werner & Pfleiderer (Stuttgart, Deutschland) bei Temperaturen zwischen 260 und 290°C gemischt, als Strang in ein Wasserbad ausgetragen, bis zur Granulierfähigkeit abgekühlt und granuliert. Nach dem Trocknen (in der Regel zwei Tage bei 7O0C im Vakuumtrockenschrank) erfolgte die Verarbeitung des Granulates auf einer Spritzgieß-Maschine vom Typ Arburg SG370-173732 bei Temperaturen zwischen 270 und 3000C zu Prüfkörpern von 60x40x4 mmJ und 60x60x2 mm3.
Die Wärmeleitfähigkeiten und Temperaturleitfähigkeiten wurden an Prüfkörpern der Maße 60x60x2 mm3 nach der Nanoflash-Methode senkrecht zur Fließrichtung der Schmelze in Anlehnung an ASTM E 1461 mit einem Instrument des Typs Laser Nanofiash LFA 447 von Netzsch Gerätebau GmbH gemessen.
Elektrische Leitfähigkeiten wurden nach der Methode IEC 60093 an Prüfkörpern von 60x40x4 mm Abmessung gemessen. Die Elektroden aus Silber-Leitlack wurden in 50 mm Abstand aufgebracht.
Die folgenden Zusammensetzungen werden nach der oben beschriebenen Weise verarbeitet.
Tabelle 1: Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Formmassen
Verwendete Materialien:
Thermoplast, z.B. Polyamid 6, linear, mit einer relativen Lösungsviskösität einer l%igen Lösung in m-Kresol von 2,4 Aluminiumoxid, z.B. Martoxid MPS2 von Martinswerk GmbH Graphit, z.B. EG31 von SGL Carbon GmbH Wachs, z.B. Licowax® E Flakes von Clariant GmbH Glasfasern, z.B. CS7928 von Lanxess Deutschland GmbH.

Claims

Patentanspräche
1 Themoplastische Formmassen enthaltend
A) 5 bis 95 Gew.-% eines thermoplastischen Polymeren,
B) 1 bis 95 Gew.-% eines elektrisch isolierenden, thermisch leitfähigen Füllstoffes und
C) 1 bis 30 Gew.-% eines thermisch und elektrisch leitfähigen Füllstoffes.
2. Thermoplastische Formmassen gemäß Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente A) bevorzugt Polyamid oder Polyester eingesetzt werden.
3. Thermoplastische Formmassen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente B) Verbindungen der Elemente der 3. Hauptgruppe mit Elementen der 5. oder 6. Hauptgruppe des Periodensystems oder deren Gemische, bevorzugt Aluminiumverbindungen oder Borverbindungen, besonders bevorzugt Aluminiumoxid oder Bornitrid, insbesondere bevorzugt Aluminiumoxid eingesetzt werden.
4. Thermoplastische Formmassen gemäß der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Komponente C) ein oder mehrere thermisch und elektrisch leitfähigen Füllstoffe, bevorzugt Erscheinungsformen des Kohlenstoffes, insbesondere bevorzugt Graphit eingesetzt werden,
5. Thermoplastische Formmassen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich als Komponente D) weitere Additive, bevorzugt UV- Stabilisatoren, Thermostabilisatoren, Gammastrahlenstabilisatoren, Hydrolysestabilisatoren, Antistatika, Emulgatoren, Nukleierungsmittel, Weichmacher, Verarbeitungshilfsmittel, Schlagzähmodifikatoren, Farbstoffe und Pigmente, alleine oder in Mischung bzw. in Form von Masterbatchen eingesetzt werden.
6. Thermoplastische Formmassen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als zusätzliche Komponente oder anstelle der Komponente D) die
Komponente E) Gleit- und/oder Entformungsmittel eingesetzt werden.
7. Thermoplastische Formmassen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als zusätzliche Komponente oder anstelle der Komponenten D) und/oder E) die Komponente F) Füllstoffe, bevorzugt Glasfasern eingesetzt werden.
8. Verfahren zur Herstellung der thermoplastischen Formmassen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet dass man die Komponenten A), B) und C) sowie gegebenenfalls die Komponenten D) und/oder E) und/oder F) in den genannten Gewichtsanteilen vermengt, vermischt, knetet, extrudiert oder verwalzt.
9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man bei Temperaturen von 220 bis 36O0C arbeitet.
10. Verwendung der Formmassen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung von Bauteilen mit verbesserter thermischer Leitfähigkeit in der Kraftfahrzeug-, Elektro-, Elektronik-, Telekommunikations-, Informationstechnoiogie-, Computerindustrie, im Haushalt, Sport, in der Medizin oder der Unterhaltungsindustrie.
11. Verfahren zur Herstellung elektrisch isolierender Graphit enthaltender Formmassen mit gleichzeitig hoher thermischer Leitfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass diese
A) 5 bis 95 Gew.-% eines thermoplastischen Polymers, bevorzugt Polyamid oder Polyester,
B) 1 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 40 bis 70
Gew.-% eines elektrisch isolierenden, thermisch leitfahigen Füllstoffes und
C) 1 bis 30 Gew. -%, bevorzugt 5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 15 Gew.-% Graphit enthalten.
12. Verwendung von Graphit, in Kombination mit einer Verbindung der Elemente der 3. Hauptgruppe mit Elementen der 5. oder 6. Hauptgruppe des Periodensystems zur
Herstellung thermisch leitender und gleichzeitig elektrisch isolierender thermoplastischer Formmassen, bevorzugt auf Basis von Polyamid oder Polyester, besonders bevorzugt Polyamid.
13. Verwendung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Aluminiumoxid oder Bornitrid, besonders bevorzugt Aluminiumoxid eingesetzt.
14. Verwendung gemäß den Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, das Graphit eingesetzt wird.
15. Verwendung von Graphit, zur Steigerung der thermischen Wärmeleitfähigkeit unter Beibehaltung der elektrisch isolierenden Eigenschaften von thermoplastischen Formmassen, die Verbindungen der Elemente der 3. Hauptgruppen mit Elementen der 5. oder 6. Hauptgruppe des Periodensystems enthalten.
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