JP2011038078A - 高度に熱伝導性で成形可能な熱可塑性の複合材および組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱伝導性で成形可能な熱可塑性の組成物または複合材は、複数の金属被覆されたフィラー粒子と、複数の二次フィラー粒子と、金属被覆されたフィラー粒子および二次フィラー粒子との混合物におけるポリマーマトリクスとを含んでもよい。組成物または複合材は、約20ワット〜約35W/m・Kに及ぶ熱伝導性を有してもよい。マイクロエレクトロニクス、自動車、航空電子工学、およびそのほかの熱放散への応用のために、熱伝導性および熱可塑性を有し成形可能な組成物または複合材を有する射出成形された物品を形成することができる。
【選択図】図1
Description
(関連出願への相互参照)
本出願は、2009年8月17日に出願されたインド特許出願第1891/MUM/2009号に対する優先権を主張する。上記出願の開示全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
ポリマー複合材の熱伝導性は、フィラー・マトリクスの相溶性、フィラーのサイズ、形状、それらの相乗効果、およびフィラーの内容は別とした加工性によって左右される。ヒートシンク産業や、発光ダイオード(「LED」)製造などのマイクロエレクトロニクス製品のような種々のマクロ加工およびマイクロ加工の産業では、熱放散のため、あるいは、コンピュータ、ソーラーパネル等の半導体を含有する装置を冷却するためなどの熱伝導性の用途には、金属材料を採用することが周知である。ヒートシンクなどのこれらの用途については、金属材料は通常、貴金属から所望の構造形に細工されるか、または機械加工される。しかし、そのような金属の伝導性物品は通常非常に重く、製造するための費用がかさみ、腐食されやすい。さらに、機械加工された金属の熱放散装置の形状は、機械加工法または細工法に関連した独特の制限に大きく限定される。マイクロエレクトロニクス装置に関しても、機能的な半導体加工を提供するために熱放散を必要とすることがある。種々のエレクトロニクス構成要素を小型化する傾向によって、ヒートシンクの構成要素が、そのような小型化傾向に追随して特定のさらに小さな形態因子の美的であることを提供することが求められる。さらに小型化したパッケージングのために、小型のマイクロエレクトロニクス装置の熱放散特性は悪化し、それは、言い換えれば、装置の性能の悪化、一貫性のない挙動、寿命の短縮およびそのほかの可能性のある望ましくない結末をもたらす可能性がある。多数の用途においても、金属では適切ではないものの、熱伝導性を有し電気的に絶縁である用途を必要とする。
態様の1つでは、一般に、金属被覆された複数のフィラー粒子と、複数の二次フィラー粒子と、金属被覆されたフィラー粒子および二次フィラー粒子との混合物におけるポリマーマトリクスとを含む熱伝導性および熱可塑性を有した成形可能な複合材または組成物の例示となる実施形態が提供される。
金属被覆された複数のフィラー粒子と、
複数の二次フィラー粒子と、
前記金属被覆されたフィラー粒子および前記二次フィラー粒子と混合されているポリマーマトリクスとを含有する、組成物が提供される。
)、ポリ(ビニルトルエン)、ポリイミド、ポリアリールエーテルエーテルケトン、ポリフタルアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレン、およびこれらの組み合わせの1以上を含むものであってもよい。
または
複数の金属被覆されたフィラー粒子が銀で被覆され、銅で被覆されたパーライトであり、複数の二次フィラー粒子が窒化ホウ素と炭素繊維であり、ポリマーマトリクスが液晶ポリマーである、または
複数の金属被覆されたフィラー粒子が銀で被覆されたグラファイトと銀で被覆されたグラファイトであり、ポリマーマトリクスが液晶ポリマーである、または
複数の金属被覆されたフィラー粒子が銀で被覆され、銅で被覆されたパーライトであり、複数の二次フィラー粒子が窒化ホウ素と炭素繊維であり、ポリマーマトリクスが液晶ポリマーである、または
複数の金属被覆されたフィラー粒子が銀で被覆され、銅で被覆されたパーライトであり、複数の二次フィラー粒子が炭素繊維であり、ポリマーマトリクスがポリフェニレンスルフィドである、または
複数の金属被覆されたフィラー粒子が銀で被覆されたグラファイトと銀で被覆され、銅で被覆されたパーライトであり、ポリマーマトリクスが液晶ポリマーである、または
複数の金属被覆されたフィラー粒子が銀で被覆されたグラファイトであり、ポリマーマトリクスが液晶ポリマーであるものであってもよい。
金属を含有するフィラー粒子が、金、銀、ニッケル、亜鉛、パラジウム、白金、銅、鉄、コバルトおよびアルミニウムの1以上を含む、および/または
金属を含有するフィラー粒子が、40%〜約99%または80%〜約99%に及ぶ多孔率を有する金属被覆されたパーライト粒子を含む、および/または
金属を含有するフィラー粒子が、第1と第2の金属コーティングを有するパーライト粒子を含み、その際、第1と第2の金属コーティングの金属粒子の重量は、パーライト粒子の重量の約100%〜約400%に及ぶ、および/または
金属を含有するフィラー粒子が、第1の銅コーティングと第2の銀コーティングを有するパーライト粒子を含むものであってもよい。
)、スチレン−メチルメタクリレート−ブタジエンコポリマー、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート−スチレンコポリマー、ポリ酢酸ビニル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−エチレンコポリマー、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンなどのポリオレフィン、超高分子量ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、エチレンアクリル酸コポリマー、ポリアミド、ナイロン、ナイロン6、ナイロン6,6、酸化フェニレン樹脂、硫化フェニレン樹脂、ポリオキシメチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニリデン/塩化ビニル樹脂、ビニル芳香族樹脂(たとえば、ポリスチレン)、ポリ(ビニルナフタレン)、ポリ(ビニルトルエン)、ポリイミド、ポリアリールエーテルエーテルケトン、ポリフタルアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンまたはこれらの組み合わせの1以上を含むものであってもよい。
前記組成物が、約20体積%〜約40体積%に変化するポリマーマトリクス体積を有し、金属を含有するフィラー粒子の量が約40%〜約70%におよび、第2のフィラー粒子によって組成物が100%体積に合わせられ、前記組成物が約20ワット/メートル・ケルビン〜約35ワット/メートル・ケルビンに及ぶ熱伝導性を有する、および/または
前記組成物がさらに、炭素繊維、窒化ホウ素、グラファイト、ナノグラファイトペレット、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、窒化アルミニウムおよびこれらの組み合わせの1以上を含む二次フィラー粒子を含むものであってもよい。
さらなる実施形態によると、少なくとも10ワット/メートル・ケルビンの熱伝導性を有する、熱伝導性および熱可塑性を有する成形可能な組成物を製造するための方法は、ポリマーマトリクス中で金属被覆されたフィラー粒子と二次フィラー粒子を混合する工程を備えることを要旨とする。混合する前記工程では、溶融混合および溶液混合のうちの少なくとも一方を用いることができる。金属被覆されたフィラー粒子が、1以上の金属被覆されたグラファイト粒子、1以上の金属コーティングを有する金属被覆されたパーライト粒子、またはこれらの組み合わせを含む、および/または
二次フィラー粒子が、炭素繊維、窒化ホウ素および/またはこれらの組み合わせの1以上である、および/または
金属被覆されたフィラー粒子が、銀で被覆され、銅で被覆されたパーライト粒子、銀で被覆されたグラファイト粒子またはこれらの組み合わせの1以上を含むものであってもよい。
技術の以下の記載は、対象物の性質、1以上の本発明の製造および使用において単に例示となるものであり、本出願、または本出願若しくはそれに由来する特許に対して優先権を主張して出願されてもよいようなそのようなほかの出願において請求される具体的発明の範囲、適用または使用を限定することを意図するものではない。本明細書で述べられる技術の記載を概説することにおいて、以下の定義および非限定指針が考慮されなければならない。
範囲の開示は、本明細書で有用なそのほかの値および値の範囲を排除しない。所与のパラメータに対する2以上の具体的な例示値は、パラメータについて主張されてもよい値の範囲についての端点を定義してもよいことが想定される。たとえば、パラメータXが値Aを有するように本明細書で例示され、値Zを有するようにも例示されるならば、パラメータXは約A〜約Zの値の範囲を有してもよいことが想定される。同様に、パラメータについての値の2以上の範囲(そのような範囲は入れ子化される、重複する、または識別可能のいずれかである)の開示は、開示された範囲の端点を用いて主張されてもよい値についての範囲の可能な組み合わせすべてを包含することが想定される。たとえば、パラメータXが1〜10または2〜9または3〜8の範囲における値を有するように本明細書で例示されるのであれば、パラメータXは、1〜9、1〜8、1〜3、1〜2、2〜10、2〜8、2〜3、3〜10および3〜9を含む値のそのほかの範囲を有してもよいことも想定される。
ートル・ケルビン未満に限定されていた従来技術の複合材における熱伝導率の以前の限界を覆す。
(熱伝導性および熱可塑性を有する成形可能な複合材)
本技術の実施形態は、複数の金属被覆されたフィラー粒子と、複数の二次フィラー粒子と、金属被覆されたフィラー粒子および二次フィラー粒子との混合物におけるポリマーマトリクスとを含み、熱伝導性および熱可塑性を有した成形可能な複合材を提供する。種々の実施形態では、複合材全体における金属被覆されたフィラー粒子および二次フィラー粒子の量は、複合材の全体積の約40%〜約80%に及ぶことが可能である。一部の実施形態では、配合された複合材全体における金属被覆されたフィラー粒子および二次フィラー粒子の量は、複合材の全体積の約40%〜約50%、約40%〜約60%、または約40%〜約70%、または約40%〜約75%、または約50%〜約70%、または約40%〜約80%に及ぶことができる。本技術の熱伝導性および熱可塑性を有した成形可能な複合材は、約10ワット/メートル・ケルビンから約35ワット/メートル・ケルビンに及ぶ熱伝導性を有する最終製品に成形し、仕上げることができる。
(金属被覆されたフィラー)
本技術の種々の実施形態では、熱伝導性および熱可塑性を有した成形可能な複合材は少なくとも1つの金属被覆されたフィラーを含有する。金属被覆されたフィラーは、銀で被覆されたグラファイト、金属被覆されたパーライトフィラー粒子およびこれらの組み合わせを含むことができる。一部の実施形態では、金属被覆されたパーライト粒子は、単一の金属で被覆されたパーライト粒子、たとえば、銀で被覆されたパーライトフィラー粒子を含むことができる。さらに、金属被覆されたフィラー粒子は、非限定例にて、金属被覆され、金属被覆されたパーライト粒子、たとえば、表面にて第1の金属が被覆された膨張したパーライト粒子上および膨張したパーライト粒子の孔の中で被覆される第2の金属を含むことができる。種々の実施形態では、熱伝導性で熱可塑性の複合材は、複合材全体の体積で、熱伝導性で熱可塑性の複合材の体積の10%〜約80%、または約20%〜約80%、または約30%〜約80%、または約40%〜約80%、または約50%〜約80%、または約60%〜約80%、または約10%〜約50%、または約10%〜約40%、または約10%〜約30%、または約10%〜約20%に及ぶことができる量で金属被覆されたフィラーを組み入れることができる。
(銀で被覆されたグラファイト)
銀で被覆されたグラファイト粒子は、任意の既知の方法を用いて製造することができる。一部の実施形態では、銀で被覆されたグラファイト粒子は、電気メッキ法によって、グラファイト粒子等上での銀塩溶液の化学的還元によって作製することができる。グラファイトの粒度は、約5ミクロン〜約500ミクロンに及んでもよい。銀で被覆されたグラファイト粒子は乾燥させてポリマーマトリクスと混合されるべき粉末化形態であることができる。熱伝導性で熱可塑性の複合材に組み入れられるのであれば、銀で被覆されたグラファイトの量は、複合材全体の体積/体積で約5%〜約80%に及ぶ。一部の実施形態では、熱伝導性で熱可塑性の複合材に組み入れられるのであれば、銀で被覆されたグラファイトの量は、複合材全体の体積/体積で約25%〜約60%に及ぶことができる。本技術の一部の実施形態では、銀で被覆されたグラファイトには、アズベリーグラファイトミルズ社(米国ニュージャージー州、アズベリー)によって製造されたThermocarb(登録商標)TC−300として市販のグラファイトを挙げることができる。(グラファイトの重量の)5〜15重量%の負荷にて金属銀粒子によってグラファイトを被覆することができる。複合材で使用することができる銀で被覆されたグラファイトの典型的な体積比率は、約40%〜約70%に及ぶ。銀で被覆されたグラファイト粒子の粒度分布は、44ミクロン未満〜600ミクロン以上、または約44ミクロン〜約600ミクロンに及ぶ。銀で被覆されたグラファイト粒子を作製するのに使用されるグラファイト材の例示となる熱伝導性には、「a」方向にて室温で600ワット/メートル・ケルビン以上を挙げることができる。
(複数の金属で被覆されたパーライトフィラー)
一部の実施形態では、熱伝導性および熱可塑性を有した成形可能な複合材は、第1の金属被覆されたパーライト粒子上に被覆された第2の金属を有する金属被覆されたフィラー(本明細書では一般に金属被覆され、金属被覆されたパーライト粒子とも呼ばれてもよい)を含む。第1の金属被覆されたパーライトフィラー粒子、およびパーライトフィラー粒子自体を被覆するのに使用される金属には、周期律表の8〜12族(IUPAC)またはVIIIB、IBおよびIIB族(CAS)の1以上の金属粒子を挙げることができる。そのような金属には、金、銀、白金、銅、鉄、パラジウム、コバルト、パラジウム、ニッケル、アルミニウム、亜鉛、およびこれらの合金を挙げることができる。パーライト粒子および金属被覆されたパーライト粒子を被覆するのに使用される金属塩溶液は、金属含有カチオン、たとえば、Cu+、Cu2+、[Cu(NH3)4]2+、Ni2+、Pd2+、Pt2+、Au+、Au3+、Zn2+、Co2+、Co3+、Ag+、Al3+、Cd2+、Fe2+およびFe3+を含有してもよい。金属塩溶液は、前述の金属カチオンまたは単純アニオン、オキソアニオンおよび有機酸アニオンの一部であるアニオン種との金属カチオンの組み合わせを含んでもよい。金属カチオンは、水性または非水性の溶液の形態であることができる。一部の実施形態では、金属塩を形成するアニオン種には、Cl−、OH−、NO3 −、NO2 −、PO4 3−、PO3 3−、HPO4 2−、H2PO4 −、MnO4 −,SO4 2−、SO3 2−、CO3 2−、CrO4 2−、HCO2 −、C2H3O2 −およびC2O4 2−を挙げることができる。アニオンは、好適には硝酸塩、酢酸塩またはリン酸塩である。
150℃〜約200℃の温度範囲内に加熱した100ミリリットル(mL)のエチレングリコールに分散することができる秤量した量の膨張パーライト(米国カリフォルニア州、リッチモンドのノーカルのNorlite(登録商標)として市販され、N50、密度4.5〜6.6(ポンド/平方フィート)、メッシュサイズ24〜100、およびインドのケルテックエネルギー社から市販されているFillite(登録商標)を用いて、それによって支持混合物を形成して金属被覆されたパーライトフィラー粒子を作製することができる。次いで測定された量(固体形態または溶液形態のいずれかで)の金属塩溶液と支持混合物分散液を混合し、それによって反応混合物を形成する。次いで反応混合物を約20℃〜約200℃、さらに好適には約160℃〜約180℃の温度範囲内に加熱する。任意で、湿った多孔性のフィラー粒子すべてを入手するために、反応混合物に接触させて超音波処理器を設置し、120ワットの電力設定で35〜50キロヘルツにて1〜5回パルスすることができる。たとえば、インド、バンガロールのウルトラソニックシステムズである。
J(Shapiro J)、「ブフナー漏斗による高率の研究室での濾過」、Science(1961年);第133版(3467):1828ページ〜1829ページに記載されたものが挙げられる。一部の実施形態では、約0.1ミクロン〜約10ミクロンに及ぶ第1(x)の寸法と約1ミクロン〜約100ミクロンに及ぶ第2(y)の寸法を有する針状の高いアスペクト比の金属粒子を捕捉するのに使用されるフィルターは、マサチューセッツ州、ビルリカのミリポア(Millipore)および英国のワットマンケントから市販されている。本技術の実施形態における固形の金属粒子は、沈殿混合物から分離後、洗浄水の伝導性が20マイクロオーム以下になるまで水で洗浄することができる。任意で、単離された金属被覆されたフィラー粒子は、たとえば、短鎖アルコールのような有機溶媒で洗浄することができる。次いで、水および溶媒のうちの少なくとも一方を金属粒子から除き、粒子を乾燥させることができる。
部の実施形態では、一般化された反応には、100ミリリットルのグリコールに4グラムの酢酸銅を分散すること(0.2モル濃度)が挙げられる。金属塩溶液と有機ジオールの比は、必要とされる金属被覆されたフィラー粒子の量に従って拡大または縮小することができる。
支持混合物を伴った金属被覆されたフィラー粒子上に被覆された第1の金属に、異なった金属カチオンを有する金属塩溶液を添加して反応混合物を形成する工程と;反応混合物を50℃〜200℃に及ぶ温度の範囲内で加熱し、それによって金属塩溶液中の金属カチオンを金属粒子に還元し、金属被覆されたフィラー粒子の表面および孔表面に沈着させる工程を含む。
(二次フィラー)
一部の実施形態では、熱伝導性および熱可塑性を有した成形可能な複合材の材料はまた、ある量の二次フィラーを含有する。多数の二次フィラーが説明目的で記載される一方で、少なくとも1つの上述された金属被覆されたフィラーと共に熱伝導性のフィラー材料を使用することができることが理解されるべきである。二次フィラー粒子の説明に役立つ非限定例には、炭素繊維、グラファイト、ナノグラファイトプレートレット、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、窒化ホウ素、窒化珪素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよびこれらの組み合わせが挙げられる。粒度の特定の要件はない一方で、二次フィラーの粒度は、約1ミクロン〜約300ミクロン、または約1ミクロン〜約200ミクロン、好ましくは約20ミクロン〜約100ミクロンに及ぶことが好ましい。使用に先立って、例示となる実施形態では、強制空気オーブン中で約150℃にて約6時間二次フィラーを乾燥させ、次いでポリマーマトリクスおよび金属被覆されたフィラーと混合する前に50℃で保持することができる。
(炭素繊維)
一部の実施形態では、熱伝導性および熱可塑性を有した成形可能な複合材は二次フィラーとして炭素繊維を含む。多数の異なった構成で炭素繊維を使用することができる。たとえば、非限定の説明に役立つ例では、本質的には何千もの炭素単繊維の束である複数の単繊維の糸から炭素繊維を作製することができる。そのような単一の炭素単繊維は、直径1〜30ミクロンの細い管であり、組成の大半が炭素から成る。繊維を作製する前駆体によって、炭素繊維は、乱層的またはグラファイト様であってもよく、またはグラファイト様部分と乱層部分が存在するハイブリッド構造を有してもよい。乱層の炭素繊維では、炭素原子のシートが、不規則に折り畳まれ、一緒に丸められる。ポリアクリロニトリル(PAN)に由来する炭素繊維は乱層であるが、中間相ピッチに由来する炭素繊維は、2200℃を超える温度で熱処理した後グラファイト様である。乱層の炭素繊維は、高い引っ張り強度を有する傾向があるが、熱処理された中間相ピッチに由来する炭素繊維は高いヤングのモジュールおよび高い熱伝導性を有する。熱伝導性フィラーで使用される炭素繊維は、
約1〜約30ミクロンまたは約1〜約20ミクロンに及ぶ直径を有してもよい。炭素繊維の一部の説明に役立つ例には、1〜10ミクロンに及ぶ直径を有することができるT300、T300J、T400H、T600S、T700S、T700GおよびAS4が挙げられ、IM6はおよそ5ミクロンである直径を有することができる。二次フィラーとして有用な市販の炭素繊維は、東レカーボンファイバーノースアメリカ(米国アラバマ州、ジケーター)によって提供されている。
(窒化ホウ素)
本発明のポリマー方式は、窒化ホウ素フィラーなどの二次フィラーを含有することもある。本発明で使用するのに好適な熱伝導性の窒化ホウ素フィラーの例には、六方晶系構造を持つ窒化ホウ素の微粒子が挙げられる。ポリマー方式は、少なくとも60重量%、好適には少なくとも65重量%、さらに好適には少なくとも70重量%の窒化ホウ素フィラーを含む。実質的に均一なサイズまたは様々なサイズの材料の混合物が利用されてもよい。具体的には、特定の適用について、粒子の約10〜40体積%が約5〜約25ミクロンの平均粒度を示し、粒子の約60〜90体積%が約40〜約80ミクロンの平均粒度を示す。全体で、フィラーは、少なくとも約50ミクロンの平均粒度を示す。フィラーの粒子の形態も重要である。本意図に好適なフィラーの例は、アドバンストセラミックオブクリーブランド(米国オハイオ州、クリーブランド)による商品名PolarThermPT110(グラム当たり0.1〜1平方メートル(m2/g)の表面積、35〜60ミクロンの粒度)およびPolar Therm PT120(0.5〜5m2/gの表面積、8〜14ミクロンの粒度)のもとで販売される窒化ホウ素材料である。
(グラファイト)
グラファイトは層状材料である。個々の分子層は、有機または無機の分子によるインターカレーションおよび結果として起きる膨張が可能である弱いファン・デル・ワールス力によって一緒に保持される。グラファイトは3000℃で安定であり、融解せず、高い熱伝導性(約100ワット/メートル・ケルビン〜約1000ワット/メートル・ケルビンに及ぶ)を有し、低い熱膨張係数を有し、優れた熱ショック耐性を有するという事実のために、グラファイトは本技術において有用な二次フィラーである。グラファイトを有する熱伝導性および熱可塑性を有した成形可能な複合材は、良好な電気伝導性を提供し、自己潤滑性であり、ほとんどの溶融した金属またはセラミックスによって濡らされない。グラファイトのそのほかの利点には、ほとんどの化学物質と非反応性であること、温度と共に強度が増すこと、およびこの二次フィラー材料をヒートシンクなどでの使用に理想的にすることを挙げることができる。グラファイトの粉体およびフレークは、少なくとも50、100、1000、10,000以上のアスペクト比を有することができる。ナノグラファイトプレートレットの表面積は、グラム当たり50平方メートル(m2/g)、75m2/g、100m2/g以上であることができる。
(ナノグラファイトプレートレット)
本技術の実施形態で有用なナノグラファイトプレートレットは、前駆体材料として膨張させたグラファイトを用いて作製することができる。膨張させたグラファイトは、優れた機械的特性を提供し、さらに十分な量が熱伝導性で熱可塑性の複合材に存在すれば電気的特性を提供する。膨張させたグラファイトプレートレットは、プレートレットの縁に反応性部位を有するベース間の平面を有する。異なった化学基を縁に付加することができる。電場の適用を用いて、一方向で電気的に、または熱的に伝導性である材料を創る好ましい
方向で膨張させたグラファイトプレートレットを配向させることができる。1ミクロン未満の伝導性経路を創製してナノサイズのワイヤとして作用させることができる。本明細書で使用されるとき、膨張させたグラファイトは、加熱されてグラファイトの個々のプレートレットを分離するものである。剥離したグラファイトは、加熱によって個々のプレートレットが分離している膨張させたグラファイトの形態である。
(カーボンナノチューブ)
カーボンナノチューブは、炭素原子の6員環から構成される1以上のグラファイトシートを管に丸めることによって得られる、管状形状の一次元性を有する。1枚のグラファイトシートから形成されるカーボンナノチューブは単一壁ナノチューブ(SWNT)と呼ばれる一方で、グラファイトシートの層から形成されるカーボンナノチューブは、複数壁ナノチューブ(MWNT)と呼ばれる。単一壁ナノチューブは直径約1ナノメートルであるが、複数壁カーボンナノチューブは直径数十nmに達し、双方共、炭素繊維と呼ばれるそれらの旧型よりもはるかに細い。本発明の実施形態に係るカーボンナノチューブは、任意の既知の技法(たとえば、アーク法、レーザーオーブン、化学蒸着、フレーム、HiPco等)によって作製することができ、種々の形態、たとえば、煤煙、粉体、繊維、「バッキーペーパー」等であることができる。そのようなカーボンナノチューブには、単一壁カーボンナノチューブ、複数壁カーボンナノチューブ、二重壁カーボンナノチューブ、バッキーチューブ、フラーレンチューブ、カーボンフィブリル、カーボンナノチューブ、積層コーン、ホーン、カーボンナノ繊維、蒸気成長炭素繊維およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
ボンナノチューブは、約1ミクロン〜約50ミクロンまたは約2ミクロン〜約30ミクロンまたは約5ミクロン〜約15ミクロンに変化する長さと共に約7nmのコア直径を有する。カーボンナノチューブは約2.1g/cm3の密度を有することができる。一部の実施形態では、市販のカーボンナノチューブ、整列した複数壁のカーボンナノチューブ(A−MWNT)(90%、91%、92%、93%、94%または95%を超える純度、且つ約1〜20nmに及ぶ外径(OD)または外径、1〜20ミクロンに及ぶ長さ、30〜400m2/gに及ぶ比表面積および約2000〜約3000ワット/メートル・ケルビンに及ぶ熱伝導性を有する)。本技術で有用な市販のカーボンナノチューブには、マイクロテックナノA−MWNT(米国インディアナ州、インディアナポリス)を挙げることができる。
(カーボンブラック)
カーボンブラック[C.A.S.No.1333−86−4]は事実上、制御された条件下での気体状または液体の炭化水素の不完全な燃焼または熱分解によって生産されるコロイド状粒子の形態での純粋な元素状態で存在する炭素である。その物理的外見は、黒く、微細に分割されたペレットまたは粉体である。カーボンブラックは、炭素を含有する物質、たとえば、油、燃料油またはガソリン、石炭、紙、ゴム、プラスチックおよび廃材の不完全燃焼から結果的に生じる種々の望ましくない炭素質の副産物に適用される2つの一般名である煤煙または黒色炭素ではない。カーボンブラックは、ブドウ状(ブドウのような房)の粒子状物質として配置される97%を超える元素状態で存在する炭素を含有するほとんどの種類によって化学的に且つ物理的に煤煙および黒色炭素から区別可能である。本技術の実施形態の熱伝導性で成形可能な熱可塑性の複合材で有用なカーボンブラックは、市販の、たとえば、すべてオランダのアメルスフォールトのアクゾノーベル(Akzo−Nobel)からのKetjenblack(登録商標)EC600、Ketjenblack(登録商標)EC600JD、Ketjenblack(登録商標)EC300およびKetjenblack(登録商標)EC300JDである。本技術の組成物および方法で有用なカーボンブラックは、800m2/gを超える表面積を有することができる。
窒化アルミニウム
窒化アルミニウム(AlN)は、際立った特性、たとえば、高い熱伝導性、低い電気抵抗性および高い硬度を持つセラミック材である。窒化アルミニウムは、(ほとんど)共有結合した物質であり、ウルツ鉱結晶構造と呼ばれる六方晶系構造を有する。窒化アルミニウムは、アルミナの炭素熱還元によって、またはアルミニウムの直接的な窒化によって合成される。緻密な工業銘柄の物質を製造するには、焼結助剤およびホットプレス法の使用が必要とされる。この構造に対する空間群はP63mcである。混和されていない窒化アルミニウムは、優れた熱伝導性性能、たとえば、140〜180W/m・Kを提供する。3ミクロン〜約100ミクロンに及ぶ粒度を有する窒化アルミニウム粉体の市販供給源には、米国ニューヨーク州、オッシニングのアキュメットマテリアル社を挙げることができる。10〜20nmのサイズ範囲を持つ市販供給源から窒化アルミニウム粒子を使用することができる。
ポリマーマトリクス
種々の実施形態では、本件発明の熱伝導性および熱可塑性を有した成形可能な複合材は、射出成形されて、複雑な配置、形状および構成に形成される。熱伝導性および熱可塑性を有した成形可能な複合材は、金属被覆されたフィラー粒子、二次粒子を組み合わせ、ポリマーマトリクス内で密に混合することができる。ポリマーマトリクスは、固体、液体または半固体のうちの1つ以上の形態を有することができ、たとえば、1以上の樹脂を用いてその中で他の構成要素を均一に分散させる連続的なポリマーマトリクスを形成する。以下にさらに記載されるように、粒子状の金属被覆されたフィラーと二次フィラーを連続的なポリマーマトリクスの中で無作為に分散することができる。
合わせを挙げることができる。すなわち、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)(化学式(C8H8・C4H6・C3H3N)n)、ポリカーボネート/アクリロニトリルブタジエンスチレン合金(PC−ABS)、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、ポリフタルアミドポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレンを含有する修飾ポリフェニレンエーテル、液晶ポリマー、ポリスチレ、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、ゴム補強されたポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、アクリル系樹脂(たとえば、アクリル酸とメタクリル酸スチレンメチルメタクリレートコポリマーのアルキルエステルのポリマーおよびコポリマー)、スチレン−メチルメタクリレート−ブタジエン コポリマー、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート−スチレンコポリマー、ポリ酢酸ビニル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアクリレート、ポリアミドイミド、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−エチレンコポリマー、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリイミド、ポリアミド、ポリオレフィン(たとえば、ポリエチレン)、超高分子量ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、エチレンアクリル酸コポリマー、ポリアミド、(たとえば、ナイロン6、ナイロン6,6等)、酸化フェニレン樹脂、硫化フェニレン樹脂、ポリオキシメチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニリデン/塩化ビニル樹脂、ビニル芳香族樹脂(たとえば、ポリスチレン)、ポリ(ビニルナフタレン)、ポリ(ビニルトルエン)、ポリイミド、ポリアリールエーテルエーテルケトン、ポリフタルアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトンである。
(ポリフェニレンスルフィド)
ポリフェニレンスルフィドポリマーは通常、スルフィドとp−ジクロロベンゼンの反応によって形成される。市販のポリフェニレンスルフィドは、商標Fortron(登録商標)PSSポリマーのもとでセラニーズ社の子会社であるドイツ、ケルステルバッハのチコナ社に見出すことができ、米国テキサス州、ヒューストンのシェブロンフィリップスによるRytonポリフェニレンスルフィドポリマーに見出すことができる。一部の実施形態では、チコナエンジニアリングポリマーズから入手可能で1.4g/cm3の密度を持つFortron0205B4ポリフェニレンスルフィドを、熱伝導性および熱可塑性を有した成形可能な複合材の処方に使用することができる。
(液晶ポリマー)
本技術の種々の実施形態で使用される用語「液晶ポリマー」は、溶融された状態でポリマー分子鎖が互いに平行に規則正しく配置されるような特性を有する溶融加工可能なポリマーを意味することが意図される。液晶ポリマー(LCP)は、ポリマーの特性を液晶の特性と組み合わせる部類の材料である。これら「ハイブリッド」は、通常の液晶と同様の中間相特性を示し、さらにポリマーの有用で多目的な特性の多くを保持する。分子がこのように配置される状態は、液晶状態または液晶材料のネマチック相と呼ばれることが多い。そのようなポリマー分子は一般に細長く平坦であり、分子の長軸に沿って実質的な剛性を有し、普通、互いに同軸の関係または平行の関係のいずれかで複数の鎖を延ばす結合を有する。通常柔軟なポリマーが液晶特性を示すためには、ロッド様またはディスク様の要素(メソゲンと呼ばれる)をそれらの鎖に組み入れなければならない。メソゲンの配置は、形成されるLCPの型を決定するのに大きな役割を担う。メソゲンがそれ自体ポリマーの主鎖の一部である場合、主鎖液晶ポリマーまたはMC−LCPが形成される。逆に、メ
ソゲンが自由度のある「橋」(スペーサーと呼ばれる)によって側鎖としてポリマーに接続される場合、側鎖液晶ポリマーまたはSC−LCPが形成される。ポリマーの中間相の挙動に影響を及ぼすほかの因子には、長い自由度のあるスペーサーの存在、低分子量および主鎖に沿った剛性の単位と自由度のある単位の規則的な交互変化が挙げられる。液晶ポリマーの好適な例には、1以上のVectra(登録商標)型の液晶ポリマー、たとえば、A115、A130、A230、A430、A435、A625、A700、A725およびA950を挙げることができ、それらは、ドイツ、ケルステルバッハのチコナエンジニアリングポリマーズから市販されている。
(ポリアミド)
一部の実施形態では、ポリマーマトリクス材料には、1以上のポリアミド熱可塑性ポリマーマトリクスを挙げることができる。ポリアミドポリマーは、主鎖にアミド結合(−NHCO−)を含有するポリマーであり、約300℃未満の温度で熱融解可能である。ポリアミド樹脂の具体例には、ポリカプロアミド(ナイロン6)、ポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン46)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ナイロン612)、ポリウンデカメチレンアジパミド(ナイロン116)、ポリウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリドデカンアミド(ナイロン12)、ポリトリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド(ナイロンTMHT)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ナイロン61)、ポリヘキサメチレンテレフタル/イソフタルアミド(ナイロン6T/61)、ポリノナメチレンテレフタルアミド(ナイロン9T)、ポリビス(4−アミノシクロヘキシル)メタンドデカアミド(ナイロンPACM12)、ポリビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタンドデカアミド(ナイロンジメチルPACM12)、ポリメタキシリレンアジパミド(ナイロンMXD6)、ポリウンデカメチレンテレフタルアミド(ナイロン11T)、ポリウンデカメチレンヘキサヒドロテレフタルアミド(ナイロン11T(H))およびそれらの共重合したポリアミドおよび混合したポリアミドが挙げられる。これらの中で、ナイロン6、ナイロン46、ナイロン66、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン9T、ナイロンMXD6およびそれらの共重合したポリアミドおよび混合したポリアミドが、利便性および取り扱い性等の点で好ましい。ナイロン6、ナイロン46、ナイロン66およびナイロンMXD6は、強度、弾性率、コスト等の点でさらに好ましい。
(熱伝導性および熱可塑性を有した成形可能な複合材を作製するための方法)
1以上の金属被覆されたフィラー粒子と一緒にポリマーマトリクスを二次フィラーと組み合わせ、混ぜ合わせ、従来の混合技法を用いて密に混合し、または幾つかの異なった方法、たとえば、溶融混合、溶液混合等、または前述の混合方法の少なくとも1つを含む組み合わせにて処理する。熱伝導性および熱可塑性を有した成形可能な複合材の溶融混合には、剪断力、伸長力、圧縮力、超音波エネルギー、電磁エネルギー、熱エネルギーまたは前述の力若しくはエネルギーの形態の少なくとも1つを含む組み合わせが関与し、それは処理装置で実施され、その際、前述の力またはエネルギーの形態は、単独スクリュー、複数スクリュー、互いにかみ合い共回転する、または二重反転するスクリュー、互いにかみ合わない共回転する、または二重反転するスクリュー、往復スクリュー、ピン付きスクリュー、スクリーン付きスクリュー、ピン付きバレル、ロール、ラム、螺旋状ロータ、または前述の少なくとも1つを含む組み合わせによって発揮される。
バス混練機、ヘンシェル、ヘリコーン、ロスミキサー、バンベリー、ロールミル、成形機、たとえば、射出成形機、真空形成機、吹き込み成形機等、または前述の機械の少なくとも1つを含む組み合わせのような機械において実施されてもよい。
(熱伝導性および熱可塑性を有する複合材の使用法)
本技術の実施形態は、種々の電気伝導性の用途(たとえば、高度に熱伝導性で射出成形可能な熱可塑性の複合材等を用いて)、たとえば、相互接続、回路基板、半導体素子の製造、無線周波数の同定、印刷された、および自由度のある回路等で使用されてもよい。
定を満たすように構成されてもよい。
うに構成されてもよい。20ワット/メートル・ケルビンを超える熱伝導性、7ギガパスカルを超えるモジュール、約40〜100℃の熱安定性、化学物質耐性およびV0またはV1のUL可燃性評定。
(実施例)
以下の6つの実施例について、材料における熱転移特性を決定するための基盤機器であるホットディスク熱定数アナライザ、たとえば、ホットディスクTPS2500S、TPS1500、TPS4500およびTPS2500DUALを用いて、熱伝導性の測定を行った。これらの熱伝導性測定装置は、スウェーデン、ヨーテポリのホットディスク(登録商標)AB社(The Hot Disk AB Co.)から市販されている。複合材の熱伝導性を決定するための方法は、製造者の指示書に由来しうる。測定は、スラブモジュール法を用いて室温にて行った。この方法は高い熱伝導性の材料に対する媒体の検討を対象とする。典型的な試料の寸法は、厚さ2mmで直径75mmの円形ディスクであった。
Claims (19)
- 熱伝導性および熱可塑性を有した成形可能な組成物であって、
金属被覆された複数のフィラー粒子と、
複数の二次フィラー粒子と、
前記金属被覆されたフィラー粒子および前記二次フィラー粒子と混合されているポリマーマトリクスとを含有する、組成物。 - 複数の金属被覆されたフィラー粒子が、金属被覆されたグラファイト粒子、1以上の金属コーティングを有する金属被覆されたパーライト粒子、および、これらの組み合わせのうちの1つ以上からなる、請求項1に記載の組成物。
- 金属被覆された複数のフィラー粒子が、第1の金属コーティングと第2の金属コーティングとを有するパーライト粒子を含有し、前記第2の金属コーティングは前記第1の金属コーティングと同一の、または異なる金属からなる、請求項1または2に記載の組成物。
- 金属で被覆された複数のフィラー粒子が、銀で被覆されたグラファイト粒子、銀で被覆された銅被覆パーライト粒子、ニッケルで被覆された銅被覆パーライト粒子、コバルトで被覆された銅被覆パーライト粒子、アルミニウムで被覆された銅被覆パーライト粒子、鉄で被覆された銅被覆パーライト粒子、金で被覆された銅被覆パーライト粒子、白金で被覆された銅被覆パーライト粒子、パラジウムで被覆された銅被覆パーライト粒子、コバルトで被覆された銅被覆パーライト粒子、亜鉛で被覆された銅被覆パーライト粒子、またはこれらの組み合わせのうちの1つ以上を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
- 複数の金属被覆されたフィラー粒子が、1以上の金、銀、ニッケル、亜鉛、パラジウム、白金、銅、鉄、コバルト、アルミニウムまたはこれらの組み合わせの1以上の金属コーティングを含む、および/または複数の金属被覆されたフィラー粒子が、40%〜約99%または約80%〜約90%に及ぶ多孔率を有する金属被覆されたパーライト粒子を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。
- 金属被覆されたフィラー粒子および組み合わせられた二次フィラー粒子の量が、熱可塑性組成物の全体積の約40%〜約80%または約50〜約70%に及ぶ、請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物。
- 複数の二次フィラー粒子が、炭素繊維、窒化ホウ素、グラファイト、ナノグラファイトプレートレット、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、窒化アルミニウム、窒化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムまたはこれらの組み合わせのうちの1以上を含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記組成物が、約10ワット/メートル・ケルビン〜約35ワット/メートル・ケルビンまたは約20ワット/メートル・ケルビン〜約35ワット/メートル・ケルビンに及ぶ熱伝導性を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の組成物。
- ポリマーマトリクスが、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)(化学式(C8H8・C4H6・C3H3N)n)、ポリカーボネート/アクリロニトリルブタジエンスチレン合金(PC−ABS)、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、ポリフタルアミドポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレンを含有する修飾ポリフェニレンエーテル、液晶ポリマー、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、ゴム補強されたポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、アクリル系樹脂(たとえば、アクリル酸とメタクリル酸スチレン−
メチルメタクリレートコポリマーのアルキルエステルのポリマーおよびコポリマー)、スチレン−メチルメタクリレート−ブタジエンコポリマー、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート−スチレンコポリマー、ポリ酢酸ビニル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−エチレンコポリマー、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンなどのポリオレフィン、超高分子量ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、エチレンアクリル酸コポリマー、ポリアミド、ナイロン、ナイロン6、ナイロン6,6、酸化フェニレン樹脂;硫化フェニレン樹脂、ポリオキシメチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニリデン/塩化ビニル樹脂およびビニル芳香族樹脂(たとえば、ポリスチレン)、ポリ(ビニルナフタレン)、ポリ(ビニルトルエン)、ポリイミド、ポリアリールエーテルエーテルケトン、ポリフタルアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレン、およびこれらの組み合わせの1以上を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の組成物。 - 複数の金属被覆されたフィラー粒子が銀で被覆されたグラファイトであり、複数の二次フィラー粒子が炭素繊維であり、ポリマーマトリクスが液晶ポリマーである、
または
複数の金属被覆されたフィラー粒子が銀で被覆され、銅で被覆されたパーライトであり、複数の二次フィラー粒子が窒化ホウ素と炭素繊維であり、ポリマーマトリクスが液晶ポリマーである、または
複数の金属被覆されたフィラー粒子が銀で被覆されたグラファイトと銀で被覆されたグラファイトであり、ポリマーマトリクスが液晶ポリマーである、または
複数の金属被覆されたフィラー粒子が銀で被覆され、銅で被覆されたパーライトであり、複数の二次フィラー粒子が窒化ホウ素と炭素繊維であり、ポリマーマトリクスが液晶ポリマーである、または
複数の金属被覆されたフィラー粒子が銀で被覆され、銅で被覆されたパーライトであり、複数の二次フィラー粒子が炭素繊維であり、ポリマーマトリクスがポリフェニレンスルフィドである、または
複数の金属被覆されたフィラー粒子が銀で被覆されたグラファイトと銀で被覆され、銅で被覆されたパーライトであり、ポリマーマトリクスが液晶ポリマーである、または
複数の金属被覆されたフィラー粒子が銀で被覆されたグラファイトであり、ポリマーマトリクスが液晶ポリマーである請求項1〜9のいずれか1項に記載の組成物。 - 熱伝導性および熱可塑性を有する成形可能な組成物であって、銀で被覆されたグラファイトと金属被覆されたパーライトとその組み合わせの1以上を含む金属を含有するフィラー粒子と共に混合されたポリマーマトリクスを含み、20ワット/メートル・ケルビンを超える熱伝導性を有する、組成物。
- 金属を含有するフィラー粒子が、第1の金属コーティングと、同一金属であるまたは第1の金属コーティングとは異なる第2の金属コーティングとを有するパーライト粒子を含む、および/または
金属を含有するフィラー粒子が、金、銀、ニッケル、亜鉛、パラジウム、白金、銅、鉄、コバルトおよびアルミニウムの1以上を含む、および/または
金属を含有するフィラー粒子が、40%〜約99%または80%〜約99%に及ぶ多孔率を有する金属被覆されたパーライト粒子を含む、および/または
金属を含有するフィラー粒子が、第1と第2の金属コーティングを有するパーライト粒子を含み、その際、第1と第2の金属コーティングの金属粒子の重量は、パーライト粒子の重量の約100%〜約400%に及ぶ、および/または
金属を含有するフィラー粒子が、第1の銅コーティングと第2の銀コーティングを有するパーライト粒子を含む請求項11に記載の組成物。 - ポリマーマトリクスが、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)(化学式(C8H8・C4H6・C3H3Nn)、ポリカーボネート/アクリロニトリルブタジエンスチレン合金(PC−ABS)、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、ポリフタルアミドポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリフェニレンエーテル、ポリスチレンを含有する修飾ポリフェニレンエーテル、液晶ポリマー、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、ゴム補強されたポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、アクリル系樹脂(たとえば、アクリル酸とメタクリル酸スチレン−メチルメタクリレートコポリマーのアルキルエステルのポリマーおよびコポリマー)、スチレン−メチルメタクリレート−ブタジエンコポリマー、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート−スチレンコポリマー、ポリ酢酸ビニル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−エチレンコポリマー、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンなどのポリオレフィン、超高分子量ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、エチレンアクリル酸コポリマー、ポリアミド、ナイロン、ナイロン6、ナイロン6,6、酸化フェニレン樹脂、硫化フェニレン樹脂、ポリオキシメチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニリデン/塩化ビニル樹脂、ビニル芳香族樹脂(たとえば、ポリスチレン)、ポリ(ビニルナフタレン)、ポリ(ビニルトルエン)、ポリイミド、ポリアリールエーテルエーテルケトン、ポリフタルアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリールエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンまたはこれらの組み合わせの1以上を含む請求項11または12に記載の成形可能な熱伝導性で熱可塑性の組成物。
- 前記組成物が、40体積%未満のポリマーマトリクス体積を有する、および/または
前記組成物が、約20体積%〜約40体積%に変化するポリマーマトリクス体積を有し、金属を含有するフィラー粒子の量が約40%〜約70%におよび、第2のフィラー粒子によって組成物が100%体積に合わせられ、前記組成物が約20ワット/メートル・ケルビン〜約35ワット/メートル・ケルビンに及ぶ熱伝導性を有する、および/または
前記組成物がさらに、炭素繊維、窒化ホウ素、グラファイト、ナノグラファイトペレット、カーボンナノチューブ、カーボンブラック、窒化アルミニウムおよびこれらの組み合わせの1以上を含む二次フィラー粒子を含む請求項11〜13のいずれか一項に記載の組成物。 - 請求項1〜14のいずれか1項に記載の組成物を含む物品。
- 請求項1〜14のいずれか1項に記載の組成物を製造するための方法。
- 少なくとも10ワット/メートル・ケルビンの熱伝導性を有する、熱伝導性および熱可塑性を有する成形可能な組成物を製造するための方法であって、ポリマーマトリクス中で金属被覆されたフィラー粒子と二次フィラー粒子を混合する工程を備える、方法。
- 混合する前記工程では、溶融混合および溶液混合のうちの少なくとも一方を用いる、請求項16または17に記載の方法。
- 金属被覆されたフィラー粒子が、1以上の金属被覆されたグラファイト粒子、1以上の金属コーティングを有する金属被覆されたパーライト粒子、またはこれらの組み合わせを含む、および/または
二次フィラー粒子が、炭素繊維、窒化ホウ素および/またはこれらの組み合わせの1以上である、および/または
金属被覆されたフィラー粒子が、銀で被覆され、銅で被覆されたパーライト粒子、銀で被覆されたグラファイト粒子またはこれらの組み合わせの1以上を含む請求項16〜18のいずれか一項に記載の方法。
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