TW202028273A - 聚胺基甲酸酯相變組成物、其製造方法及包含其之製品 - Google Patents
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Abstract
一種製造聚胺基甲酸酯相變組成物之方法包含:形成可固化組成物,該可固化組成物包含有機異氰酸酯、羥基官能度為1.5至5之多元醇及相變材料之均質混合物;以及對該可固化組成物進行固化以獲得聚胺基甲酸酯相變組成物,其中該聚胺基甲酸酯相變組成物具有5℃至70℃之一轉變溫度,該轉變溫度係根據美國測試與材料協會D3418藉由差示掃描熱量法確定。
Description
本揭露係關於相變材料(PCM)、其製造方法以及含有該等相變材料之製品。
熱管理於包括電池、包含發光二極體(light-emitting diode;LED)之裝置以及包含電路之裝置之廣泛裝置中係理想的。舉例而言,例如電視、無線電、電腦、醫療器械、商業機器以及通訊裝置等電子裝置之電路設計變得越來越小以及越來越薄。此種電子組件增加之電力導致熱量產生增加。此外,更小之電子組件密集地包裝於更小之空間中,導致熱量產生更強烈。此外,快速充電已成為可攜式電子裝置工業之一新趨勢。然而,快速充電往往會引起裝置過熱之問題。
同時,電子裝置可對過熱非常敏感,因而會不利地影響部件之壽命以及可靠性二者。電子裝置中之溫度敏感元件可能需要維持於一規定之工作溫度內,以避免顯著之效能下降或甚至系統故障。因此,製造商正繼續面臨使電子裝置中產生之熱量散逸即熱管理之挑戰。此外,電子裝置之內部設計可能包括不規則形狀之空腔,該等不規則形狀之空腔對已知之熱管理方法提出了一重大挑戰。
因此,於各種裝置中,尤其於電子裝置中,仍然需要新熱管理方法。若該等解決方案對小裝置或薄裝置或者具有不規則形狀空腔之裝置有效,此將係為一額外之優點。
一種製造聚胺基甲酸酯相變組成物之方法包含:形成可固化組成物,該可固化組成物包含有機異氰酸酯、羥基官能度為1.5至5之多元醇及相變材料之均質混合物;以及對該可固化組成物進行固化以獲得聚胺基甲酸酯相變組成物,其中該聚胺基甲酸酯相變組成物具有5℃至70℃、20℃至65℃、25℃至60℃、30℃至50℃或35℃至45℃之一轉變溫度,該轉變溫度係根據美國測試與材料協會(American Society for Testing and Materials;ASTM)D3418藉由差示掃描熱量法(differential scanning calorimetry;DSC)確定。
一種聚胺基甲酸酯相變組成物包含有機異氰酸酯、羥基官能度為1.5至5之多元醇及相變材料之均質混合物之反應產物,其中該聚胺基甲酸酯相變組成物具有5℃至70℃、20℃至65℃、25℃至60℃、30℃至50℃或35℃至45℃之一轉變溫度,該轉變溫度係根據ASTM D3418藉由差示掃描熱量法確定。
亦揭露藉由該方法製成之聚胺基甲酸酯相變組成物以及包含等該聚胺基甲酸酯相變組成物之製品。
上述以及其他特徵係藉由下圖及詳細說明進行舉例說明。
本文揭露了於相變溫度下具有一高熔化熱之新穎聚胺基甲酸酯相變組成物以及製造該等聚胺基甲酸酯相變組成物之方法。聚胺基甲酸酯一般係由包含以下組分之反應混合物形成:聚胺基甲酸酯形成組分,特別是實質上彼此反應之有機異氰酸酯組分以及含多元醇組分。本文所揭露之聚胺基甲酸酯相變組成物係由反應混合物形成,該等反應混合物更包含與反應性有機異氰酸酯組分以及多元醇組分相容之相變材料。在固化之前,包含反應性有機異氰酸酯、多元醇以及相變材料之可固化組成物可藉由簡單注射容易地引入任何形狀之一期望位置,或者可被無溶劑澆鑄成一膜。
該等聚胺基甲酸酯相變組成物尤其適合於為各種裝置、特別是電子裝置提供優異之熱保護。電子裝置之內部設計可包括不規則形狀之空腔,該等空腔可能難以用固體相變材料來完全填充,以使吸熱能力最大化。本文所揭露之聚胺基甲酸酯相變組成物之有益效果在於,可固化組成物在膠凝之前可容易地注射至此等裝置中之不規則形狀之空腔中,以便使吸熱能力最大化。於膠凝後,聚胺基甲酸酯相變組成物呈凝膠形式,且因此於裝置之工作溫度(例如,低於100℃或低於50℃)下不會自裝置中洩漏出。
聚胺基甲酸酯相變組成物係藉由包括以下步驟之一種方法製造:形成可固化組成物,該可固化組成物包含有機異氰酸酯、羥基官能度為1.5至5、較佳為1.5至2.9之多元醇及相變材料之均質混合物;以及對該可固化組成物進行固化以獲得聚胺基甲酸酯相變組成物。該聚胺基甲酸酯相變組成物具有5℃至70℃、20℃至65℃、25℃至60℃、30℃至50℃或35℃至45℃之一轉變溫度,該轉變溫度係根據ASTM D3418藉由差示掃描熱量法確定。於某些實施例中,聚胺基甲酸酯相變組成物具有至少140焦耳/克、較佳地至少170焦耳/克、更佳地至少190焦耳/克之一熔化熱,該熔化熱係根據ASTM D3418藉由差示掃描熱量法確定。
仔細選擇有機異氰酸酯、多元醇以及相變材料容許對聚胺基甲酸酯相變組成物之性質進行微調。
於某些實施例中,形成可固化組成物可包含:將包含有機異氰酸酯與相變材料之均質混合物之第一組分以及包含多元醇與相變材料之均質混合物之第二組分進行組合以形成可固化組成物。第一組分及第二組分中之相變材料可相同或不同。第一組分或第二組分中之相變材料可為經熔融相變材料。於較佳實施例中,相變材料於5℃至70℃、20℃至65℃、25℃至60℃、30℃至50℃或35℃至45℃之一溫度下經歷固體向液體轉變。
有機異氰酸酯被選擇成與相變材料相容,並提供具有例如膠凝時間或與相變材料之相容性等期望性質之最終聚胺基甲酸酯組成物。第一組分中之有機異氰酸酯之類型以及量被選擇成與相變材料具有良好相容性,以形成有機異氰酸酯與大量相變材料之均質混合物。與有機異氰酸酯混合之相變材料可被熔融。第一組分中之相變材料之量可為例如第一組分之至少50重量%、或至少70重量%、或至少80重量%、或至少90重量%,例如第一組分之50重量%至95重量%、或70重量%至95重量%、或80重量%至95重量%或90重量%至95重量%。例示性有機異氰酸酯包括六亞甲基二異氰酸酯、1,8-二異氰酸基-對甲烷、二甲苯基二異氰酸酯、二異氰酸基環己烷、伸苯基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯(包括2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯及粗甲苯二異氰酸酯)、雙(4-異氰酸苯基)甲烷、氯伸苯基二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯(亦被稱為4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯或MDI)及其加成物、萘-1,5-二異氰酸酯、三苯基甲烷-4,4',4"-三異氰酸酯、異丙基苯-α-4-二異氰酸酯、例如異氰酸酯封端聚丁二烯、異氰酸酯封端聚烯烴、異氰酸酯衍生化植物油等聚合異氰酸酯、包含前述至少其中之一之預聚物、包含前述至少其中之一之半預聚物或其組合。於某些實施例中,有機異氰酸於20℃至120℃之溫度下係為液體。較佳地該有機異氰酸酯係為異氰酸酯衍生化植物油;更佳地該有機異氰酸酯係為異氰酸酯衍生化蓖麻油。
羥基官能度為1.5至5、較佳為1.5至2.9之多元醇被仔細地選擇成與相變材料相容,並為最終聚胺基甲酸酯組成物提供例如膠凝時間或與相變材料之相容性等期望之性質。第二組分中之多元醇之類型以及量被選擇成與相變材料具有良好相容性,以形成多元醇與大量相變材料之均質混合物。與多元醇混合之相變材料可被熔融。第二組分中之相變材料之數量可為例如第二組分之至少50重量%、或至少70重量%、或至少80重量%、或甚至至少90重量%,例如第二組分之50重量%至95重量%、或70重量%至95重量%、或80重量%至95重量%或90重量%至95重量%。合適多元醇之實例包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚己內酯、氫化羥基封端聚烯烴、羥基封端聚丁二烯及其組合。於某些實施例中,多元醇於20℃至120℃之溫度下係為液體。較佳地,多元醇包括氫化羥基封端聚烯烴、羥基封端聚丁二烯或其組合。多元醇之數量平均分子量可為500道爾頓至10,000道爾頓(Da)、或600道爾頓至8000道爾頓、或700道爾頓至6000道爾頓或較佳地800道爾頓至4000道爾頓。
多元醇可具有於一寬之範圍內變化之羥基數(hydroxyl number)。一般而言,多元醇、若使用則包括其他交聯添加劑之羥基數可為11至1250或27至200。羥基數係被定義為由1克多元醇或者具有或不具有其他交聯添加劑之多元醇混合物製備之完全乙醯化衍生物之水解產物進行完全中和所需之氫氧化鉀毫克數。羥基數亦可藉由以下方程式來定義:
其中:OH係為多元醇之羥基數,
f係為平均官能度,即每分子多元醇之羥基之平均數,且
MW
係為多元醇之平均分子量。
擴鏈劑(f = 2)或交聯劑(f ≥ 3)可包含於第二含多元醇組分中。例示性擴鏈劑以及交聯劑具有60至450之分子量。例示性擴鏈劑係為二醇,例如烷烴二醇以及二伸烷基二醇。擴鏈劑之實例包括乙二醇、二乙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、環己烷二甲醇、氫醌雙(2-羥乙基)醚等。可使用其擴鏈劑之組合。例示性交聯劑係為多元醇,較佳為三醇以及四醇。以可固化組成物之總重量計,可使用0.1重量%至20重量%(wt.%)、較佳為0.5重量%至10重量%之量之擴鏈劑以及交聯劑。
有機異氰酸酯之使用比例例如係為70化學計量過量%至130化學計量過量%或80化學計量過量%至120化學計量過量%、較佳為90化學計量過量%至110化學計量過量%,該化學計量係以多元醇中之每當量羥基之異氰酸酯基團當量。有機異氰酸酯之用量將依據所製備之聚胺基甲酸酯之性質而輕微地變化。
出人意料地發現,仔細選擇有機異氰酸酯以及多元醇會產生與大量相變材料相容之聚胺基甲酸酯,從而提供一種彈性體,該彈性體可高效地將相變材料保持於其自身基質內,且可於長時間內賦予聚胺基甲酸酯相變組成物優異之熱管理效能。
於一較佳實施例中,於聚胺基甲酸酯相變組成物中存在大量相變材料,具體而言以聚胺基甲酸酯相變組成物之總重量計,為40重量%至95重量%、或50重量%至95重量%、或60重量%至95重量%、或70重量%至95重量%、或80重量%至95重量%、或90重量%至95重量%、或50重量%至90重量%、或60重量%至90重量%、或70重量%至85重量%或80重量%至90重量%。
兩種材料(例如,有機異氰酸酯、多元醇或所得聚胺基甲酸酯)與給定相變材料之相容性可藉由對每種材料之「溶解度參數」(δ)進行比較來評估。溶解度參數可藉由此項技術中之任何合適之方法確定,或針對來自所公佈表格中之許多化合物而獲得。有機異氰酸酯、多元醇或所得聚胺基甲酸酯應具有與相變材料之溶解度參數相似之一溶解度參數,以形成相容摻合物。當二個溶解度參數相差不超過±1或±0.9或±0.8或±0.7或±0.6或±0.5或±0.4或±0.3時,可認為該二個參數相似。
相變材料(phase-change material;PCM)係為一種具有一高熔化熱之物質,其可分別於例如熔融以及凝固等相變期間吸收以及釋放大量潛熱。於相變期間,相變材料之溫度保持幾乎不變。相變材料於相變材料吸收或釋放熱量之時間期間,典型地於材料相變期間,抑制或停止熱能流過材料。於某些情況下,相變材料可於相變材料吸收或釋放熱量之一段時間期間,典型地當相變材料經歷兩種狀態之間之一轉變時抑制熱傳遞。此種作用通常係為短暫的,且將發生直至相變材料之一潛熱於加熱或冷卻過程期間被吸收或釋放。熱量可自相變材料儲存或移除,且相變材料通常可藉由一熱源或冷源進行有效地再充電。
相變材料因此具有一特徵轉變溫度。用語「轉變溫度」或「相變溫度」係指材料於兩種狀態之間經歷轉變之一近似溫度。於某些實施例中,例如對於混合組成物之商業石蠟,轉變「溫度」可係為發生相變之一溫度範圍。
原則上,於相變組成物中可使用一相變溫度為-100℃至150℃之相變材料。具體而言,對於在發光二極體以及電子組件中之用途,併入相變組成物中之相變材料可具有0℃至115℃、10℃至105℃、20℃至100℃或30℃至95℃之一相變溫度。於一實施例中,相變材料具有25℃至105℃、或28℃至60℃、或45℃至85℃、或60℃至80℃、或80℃至100℃之一熔融溫度。
相變材料之選擇通常取決於將包含相變材料之特定應用所需之轉變溫度。舉例而言,具有一接近正常體溫或大約37℃之轉變溫度之相變材料對於電子應用而言可為理想的,以防止使用者受傷並保護過熱組件。相變材料之一轉變溫度可介於-5℃至150℃、或0℃至90℃、或30℃至70℃或35℃至50℃之範圍內。
可藉由改變相變材料之純度、分子結構、對相變材料進行摻合或其任何組合來擴大或縮小轉變溫度。
第一異氰酸酯組分中之相變材料與第二多元醇組分中之相變材料可相同或不同。對於某些實施例而言,第一異氰酸酯組分中之相變材料與第二多元醇組分中之相變材料係為不同之材料。
此外,相變材料可被選擇為單一材料或材料之混合物。藉由選擇兩種或更多種不同之相變材料並形成混合物,對於任何理想的應用而言,可對相變材料之溫度穩定範圍進行調整。溫度穩定範圍可包括一特定轉變溫度或一轉變溫度範圍。當併入本文所述之相變組成物中時,所得混合物可表現出兩種或更多種不同之轉變溫度或單一經修改轉變溫度。
於某些實施例中,可有利地具有多個或寬之轉變溫度。若使用單一窄之轉變溫度,則此可導致於達到轉變溫度之前熱量/能量累積。一旦達到轉變溫度,能量則將被吸收,直至潛能被消耗,然後溫度將繼續升高。一旦溫度開始升高,寬之轉變溫度或多個轉變溫度會容許溫度調節以及熱吸收,藉此減輕任何熱/能量累積。多個轉變溫度或寬之轉變溫度亦可藉由重疊或交錯之熱吸收來更高效地幫助將熱量自一組件傳導出去。例如,對於包含於35℃至40℃下吸收之第一相變材料(PCM1)以及於38℃至45℃下吸收之第二相變材料(PCM2)之組成物而言,PCM1將開始吸收並控制溫度,直至使用大部分潛熱,此時PCM2將開始吸收並傳導來自PCM1之能量,藉此使PCM1復原並使其能夠保持功能。
相變材料之選擇可取決於相變材料之潛熱。相變材料之一潛熱通常與其吸收以及釋放能量/熱量或修改製品之熱傳遞性質之能力相關。於某些情況下,相變材料可具有至少20焦耳/克、例如至少40焦耳/克、至少50焦耳/克、至少70焦耳/克、至少80焦耳/克、至少90焦耳/克或至少100焦耳/克之一熔化潛熱。因此,例如,相變材料可具有20焦耳/克至400焦耳/克、例如60焦耳/克至400焦耳/克、80焦耳/克至400焦耳/克或100焦耳/克至400焦耳/克之一熔化潛熱。
可使用之相變材料包括各種有機以及無機物質。相變材料之實例包括烴(例如,直鏈烷烴或石蠟烴、支鏈烷烴、不飽和烴、鹵代烴以及脂環族烴)、矽酮蠟、烷烴、烯烴、炔烴、芳烴、水合鹽(例如,六水合氯化鈣、六水合溴化鈣、六水合硝酸鎂、三水合硝酸鋰、四水合氟化鉀、銨礬、六水合氯化鎂、十水合碳酸鈉、十二水合磷酸二鈉、十水合硫酸鈉以及三水合乙酸鈉)、蠟、油、水、脂肪酸(己酸、辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、山崳酸、二十四酸及蠟酸等)、脂肪酸酯(辛酸甲酯、癸酸甲酯、月桂酸甲酯、肉豆蔻酸甲酯、棕櫚酸甲酯、硬脂酸甲酯、花生酸甲酯、山崳酸甲酯、二十四酸甲酯等)、脂肪醇(癸醇、月桂醇、肉豆蔻醇、鯨蠟醇、硬脂醇、花生醇、山崳醇、二十四烷醇、蠟醇、蒙旦醇、蜂蠟醇以及三十四烷醇(geddyl alcohol)等)、二元酸、二元酯、1-鹵化物、一級醇、二級醇、三級醇、芳族化合物、晶籠化合物(clathrate)、半晶籠化合物、氣體晶籠化合物、酸酐(例如,硬脂酸酐)、碳酸伸乙酯、甲酯、多元醇(例如,2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-羥甲基-2-甲基-1,3-丙二醇、乙二醇、聚乙二醇、季戊四醇、二季戊四醇、五甘油、四羥甲基乙烷、新戊二醇、四羥甲基丙烷、2-胺基-2-甲基-1,3-丙二醇、單胺基季戊四醇、二胺基季戊四醇以及三(羥甲基)乙酸)、糖醇(赤蘚糖醇、D-甘露醇、半乳糖醇、木糖醇、D-山梨醇)、聚合物(例如,聚乙烯、聚乙二醇、聚環氧乙烷、聚丙烯、聚丙二醇、聚四亞甲基二醇、聚丙烯丙二酸酯、聚新戊二醇癸二酸酯、聚戊烷戊二酸酯、聚肉豆蔻酸乙烯酯、聚硬脂酸乙烯酯、聚月桂酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸十六烷基酯、聚甲基丙烯酸十八烷基酯、藉由二醇(或其衍生物)與二酸(或其衍生物)進行縮聚而生成之聚酯以及例如具有烷基烴側鏈或聚乙二醇側鏈之聚丙烯酸酯或聚(甲基)丙烯酸酯及包括聚乙烯、聚乙二醇、聚環氧乙烷、聚丙烯、聚丙二醇或聚四亞甲基二醇之共聚物等共聚物)、金屬、及其混合物。可使用各種植物油,例如大豆油、棕櫚油、蓖麻油等。此等油可被純化或以其他方式處理,以使其適合用作相變材料。於一實施例中,相變組成物中使用之相變材料係為有機物質。
石蠟相變材料可係為石蠟烴,即由式Cn
Hn+2
表示之烴,其中n可介於10至44個碳原子之範圍內。同系石蠟烴之熔點以及熔化熱與碳原子數直接相關。
類似地,脂肪酸之熔點取決於鏈長。
於一實施例中,相變材料包括具有15至40個碳原子、18至35個碳原子或18至28個碳原子之石蠟烴、脂肪酸或脂肪酸酯。相變材料可係為單一石蠟烴、脂肪酸或脂肪酸酯、或者烴、脂肪酸或脂肪酸酯之混合物。相變材料可係為植物油。於一較佳實施例中,相變材料具有5℃至70℃、20℃至65℃、25℃至60℃或30℃至50℃或35℃至45℃之一熔融溫度。
根據ASTM D3418藉由差示掃描熱量法確定之相變材料之熔化熱可大於150焦耳/克,較佳大於180焦耳/克,更佳大於200焦耳/克。
第一含異氰酸酯組分中之相變材料之量取決於所使用之相變材料之類型、期望之相變溫度、所使用之有機異氰酸酯之類型及類似考慮因素,但被選擇成於混合後提供相變材料與有機異氰酸酯之相容摻合物。第一組分中之相變材料之量可係為第一組分之總重量之至少50重量%、至少55重量%、至少60重量%、至少65重量%、至少70重量%、至少75重量%、至少80重量%、至少85重量%或至少90重量%,且不超過第一組分之總重量之97重量%或不超過95重量%,其限制條件是於混合後獲得相變材料與有機異氰酸酯之相容摻合物。與有機異氰酸酯混合之相變材料可被熔融。
第二含多元醇組分中之相變材料之量取決於所使用之相變材料之類型、期望之相變溫度、所使用之多元醇之類型及類似考慮因素,但被選擇成於混合後提供相變材料與多元醇之相容摻合物。第二組分中之相變材料之量可係為至少45重量%、至少50重量%、至少55重量%、至少60重量%、至少65重量%、至少70重量%、至少75重量%、至少80重量%、至少85重量%或至少90重量%、且不超過97重量%或不超過95重量%,其中重量百分比係以第二組分之總重量計,其限制條件是於混合後獲得相變材料與多元醇之相容摻合物。與多元醇混合之相變材料可被熔融。
相變材料包括未經包封之(「原始」)相變材料,且可任選地包含經包封相變材料。當存在於相變材料中時,經包封相變材料之量可係為相變材料之總重量之10重量%至95重量%、30重量%至90重量%、40重量%至75重量%或50重量%至70重量%。
可固化組成物中可包含觸媒,以加速彈性體形成之膠凝時間。第二含多元醇組分中可包含觸媒(若存在),或者可以第三組分添加至可固化組成物中。於觸媒存在下,對可固化組成物進行固化較佳於20℃至120℃之一溫度下進行,且需要1分鐘至6小時或5分鐘至4小時。
觸媒之實例包括三級胺以及有機金屬觸媒。金屬可係為錫、鉍、鐵、鋅或其組合。錫觸媒之實例包括乙酸錫(II)、辛酸錫(II)、月桂酸錫(II)、二月桂酸二丁基錫、二馬來酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫以及二氯化二丁基錫。三級胺之實例包括三乙胺、1,4-二氮雜雙環[2.2.2.]辛烷(1,4-diazabicyclo[2.2.2.]octane;DABCO)、N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉、N,N,N',N'-四甲基六亞甲基二胺以及1,2-二甲基咪唑。反應中可視情況而包含單一觸媒或其觸媒之組合。觸媒之類型以及數量被選擇成於將第一組分與第二組分混合後獲得一期望之膠凝時間。以多元醇及異氰酸酯之總重量計,觸媒(當存在時)之量可係為0.1重量%至10重量%(wt.%)、較佳為1重量%至8重量%、更佳為2重量%至6重量%。或者,以聚胺基甲酸酯相變組成物之總重量計,觸媒(當存在時)之量可係為0.1重量%至2.5重量%(wt.%)、較佳為0.5重量%至2重量%、更佳為0.5重量%至1.5重量%。
聚胺基甲酸酯相變組成物可更包含其他組分作為添加劑,例如阻燃劑、例如熱傳導填料、熱絕緣填料或磁性填料等填料;分散助劑、黏合促進劑、著色劑、塑化劑、熱穩定劑、抗氧化劑、環氧化合物或其組合。此等附加組分被選擇成不會顯著不利地影響聚胺基甲酸酯相變組成物之期望性質,例如可固化組成物之膠凝時間以及聚胺基甲酸酯相變組成物之熔化熱。通常,以聚胺基甲酸酯相變組成物之總重量計,所使用之添加劑之量係為至多50重量%、或0.01重量%至30重量%、或0.01重量%至15重量%、或0.01重量%至10重量%、或0.01重量%至5重量%,其中重量百分比係以聚胺基甲酸酯相變組成物之總重量計,且重量百分比總計係為100重量%。於製造方法中,添加劑可包含於多元醇組分中或者可係為單獨之組分。
任選地,填料可存在以調整相變組成物之介電性質、熱傳導性質或磁性質。可使用低膨脹係數填料,例如玻璃珠、二氧化矽或經研磨之微玻璃纖維。可使用熱穩定纖維,例如芳族聚醯胺或聚丙烯腈。代表性介電填料包括二氧化鈦(金紅石以及銳鈦礦)、鈦酸鋇、鈦酸鍶、熔融非晶二氧化矽、剛玉、矽灰石、芳族聚醯胺纖維(例如,杜邦公司(DuPont)之凱夫拉爾(KEVLAR)TM
)、玻璃纖維、Ba2
Ti9
O20
、石英、氮化鋁、碳化矽、氧化鈹、氧化鋁、氧化鎂、雲母、滑石、奈米黏土、矽酸鋁(天然以及合成矽酸鋁)、氧化鐵、CoFe2
O4
(購自奈米結構及非晶材料公司(Nanostructured & Amorphous Materials, Inc.)之奈米結構粉末)、單壁或多壁碳奈米管以及熱解二氧化矽(例如,購自卡博特公司(Cabot Corporation)之Cab-O-Sil),各該填料可單獨使用或以組合形式使用。
可使用之其他類型之填料包括熱傳導填料、熱絕緣填料、磁性填料或其組合。熱傳導填料包括例如氮化硼、二氧化矽、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂以及氮化鋁。熱絕緣填料之實例包括例如顆粒形式之有機聚合物。磁性填料可係為奈米尺寸的。
填料可係為固體、多孔或中空顆粒之形式。填料之粒度會影響許多重要性質,包括熱膨脹係數、模量、伸長率以及阻燃性。於一實施例中,填料具有0.1微米至15微米、具體而言0.2微米至10微米之一平均粒度。填料可係為一平均粒度為1奈米至100奈米(nm)、或5奈米至90奈米、或10奈米至80奈米或20奈米至60奈米之奈米顆粒,即奈米填料。可使用具有雙模、三模或更高平均粒度分佈之填料之組合。以相變組成物之總重量計,可包含0.5重量%至60重量%、或1重量%至50重量%、或5重量%至40重量%之量之填料。
代表性阻燃劑添加劑包括含溴阻燃劑、含磷阻燃劑以及含金屬氧化物阻燃劑。合適之含溴阻燃劑通常係為芳族的,且每種化合物含有至少兩種溴。某些市售阻燃劑來自例如雅寶公司(Albemarle Corporation)之商品名為賽泰克(Saytex)BT-93W(伸乙基雙四溴萘醯胺)、Saytex 120(四十溴代二苯氧基苯)以及大湖公司(Great Lake)之商品名為BC-52、BC-58、埃斯切姆公司(Esschem Inc)之商品名為FR1025。
合適之含磷阻燃劑包括各種有機磷化合物,例如式(GO)3
P=O之芳族磷酸酯,其中每一G獨立地係為C1-36
烷基、環烷基、芳基、烷基伸芳基或芳基伸烷基,其限制條件是至少一個G係為芳族基。G基團中之二者可連接在一起以提供環狀基團,例如二苯基季戊四醇二磷酸酯。其他合適之芳族磷酸酯可係為例如,苯基雙(十二烷基)磷酸酯、苯基雙(新戊基)磷酸酯、苯基雙(3,5,5'-三甲基己基)磷酸酯、乙基二苯基磷酸酯、2-乙基己基二(對甲苯基)磷酸酯、雙(2-乙基己基)對甲苯基磷酸酯、三甲苯基磷酸酯、雙(2-乙基己基)苯基磷酸酯、三(壬基苯基)磷酸酯、雙(十二烷基)對甲苯基磷酸酯、二丁基苯基磷酸酯、2-氯乙基二苯基磷酸酯、對甲苯基雙(2,5,5'-三甲基)磷酸酯、2-乙基己基二苯基磷酸酯等。特定芳族磷酸酯係為其中每一G係為芳族之磷酸酯,例如磷酸三苯基酯、磷酸三甲苯酯、異丙基化磷酸三苯基酯等。合適之二官能芳族含磷化合物或多官能芳族含磷化合物之實例分別包括間苯二酚四苯基二磷酸酯(resorcinol tetraphenyl diphosphate;RDP)、氫醌之雙(二苯基)磷酸酯以及雙酚-A之雙(二苯基)磷酸酯、其寡聚對應物以及聚合對應物等。
亦可使用金屬次膦酸鹽。次膦酸鹽之實例係為次膦酸鹽,例如(舉例而言)脂環族次膦酸鹽以及次膦酸酯。次膦酸鹽之其他實例係為二次膦酸、二甲基次膦酸、乙基甲基次膦酸、二乙基次膦酸以及該等酸之鹽,例如(舉例而言)鋁鹽以及鋅鹽。氧化膦之實例係為異丁基雙(羥烷基)氧化膦以及1,4-二異丁烯-2,3,5,6-四羥基-1,4-二膦氧化物或1,4-二異丁烯-1,4-二磷醯基-2,3,5,6-四羥基環己烷。含磷化合物之其他實例係為NH1197®(科聚亞公司(Chemtura Corporation))、NH1511®(科聚亞公司)、NcendX P-30® (雅寶公司)、赫斯特弗拉姆(Hostaflam)OP5500®(科萊恩公司(Clariant))、Hostaflam OP910®(科萊恩公司)、EXOIT 935®(科萊恩公司)以及賽亞格德(Cyagard)RF 1204®、Cyagard RF 1241®以及Cyagard RF 1243R(Cyagard係為氰特工業公司(Cytec Industries)之產品)。於一特別有利之實施例中,當與EXOLIT 935(次膦酸鋁)一起使用時,無鹵素聚胺基甲酸酯相變組成物具有優異之阻燃性。其他阻燃劑包括三聚氰胺多磷酸鹽、三聚氰胺氰脲酸鹽、蜜白胺、甜瓜、蜜勒胺、胍、磷氮烷、矽氮烷、9,10-二氫-9-氧雜-10磷蒽-10-氧化物(9,10-dihydro-9-oxa-10 phosphenathrene-10-oxide;DOPO)以及10-5二羥基苯基,10-H-9氧雜磷雜菲-10-氧化物(10-5 dihydroxyphenyl, 10-H-9 oxaphosphaphenanthrenelo-oxide;DOPO)。
合適之金屬氧化物阻燃劑係為氫氧化鎂、氫氧化鋁、錫酸鋅以及氧化硼。對於所使用之特定類型之添加劑,阻燃劑添加劑可以此項技術中已知之量存在。
例示性抗氧化劑包括自由基清除劑以及金屬鈍化劑。自由基清除劑之一非限制性實例係為自汽巴化學公司(Ciba Chemicals)以商品名智瑪索布(Chimassorb)944購得之聚[[6-(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基-s-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基]六亞甲基[(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基]]。金屬鈍化劑之一非限制性實例係為自科聚亞公司以商品名諾加德(Naugard)XL-1購得之2,2-草醯二胺基雙[乙基3-(3,5-二-第三丁基-4-羥苯基)丙酸酯]。可使用單一抗氧化劑或兩種或更多種抗氧化劑之混合物。以聚胺基甲酸酯相變組成物之總重量計,抗氧化劑之存在量通常係為至多3重量%、具體而言0.5重量%至2.0重量%。
包含聚胺基甲酸酯相變組成物之一製品可藉由將可固化組成物注射至一製品中,例如注射至該製品之一空腔中並對該可固化組成物進行固化來製造。該製品之空腔可具有任何形狀或尺寸。然而,如上所述,聚胺基甲酸酯相變組成物特別適用於小空腔或具有複雜特徵之空腔,此乃因此等空腔可容易地藉由可固化組成物來填充。
包含聚胺基甲酸酯相變組成物之一製品亦可藉由將可固化組成物塗佈至一製品上且對可固化組成物進行固化以形成聚胺基甲酸酯相變組成物來製造。聚胺基甲酸酯相變組成物可使用對可固化組成物進行塗佈、層壓或分層之任何合適之技術而被實作為塗層、層壓板、膜或片材。
可固化組成物可藉由已知方法(例如,擠出、模塑或澆鑄)而被形成為一製品。舉例而言,一層聚胺基甲酸酯相變組成物可藉由將可固化組成物澆鑄至一載體上或者另選地被澆鑄至基板上來形成,經固化聚胺基甲酸酯相變組成物層隨後可自該載體釋放。製品可係為任何通常採用聚胺基甲酸酯之製品,例如墊圈、保護包裝、熱絕緣材料、凝膠墊、印刷輥、電子部件、條帶、帶子、汽車、家具、床上用品、地毯襯墊、鞋襯墊、織物塗層等。
聚胺基甲酸酯相變組成物可用於多種應用。聚胺基甲酸酯相變組成物可用於各種各樣之電子裝置(包括手持式電子裝置)以及任何其他產生熱量而損害處理器以及其他操作電路(記憶體、視訊晶片、電訊晶片等)之效能之裝置。此等電子裝置之實例包括手機(cell phone)、個人數位助理(Personal Digital Assistant;PDA)、智慧型電話、平板電腦、膝上型電腦以及其他一般可攜式裝置。然而,聚胺基甲酸酯相變組成物實際上可併入任何於操作期間需要冷卻之電子裝置中。舉例而言,用於併入民用及軍用設備以及其他車輛中之發光二極體裝置、汽車組件、飛機組件、雷達系統、導航系統以及全球定位系統(Global Position System;GPS)裝置中之電子裝置可受益於本發明之各態樣,例如引擎控制單元(engine control unit;ECU)、氣囊模組、車身控制器、車門模組、巡航控制模組、儀錶板、氣候控制模組、防抱死制動模組(anti-lock braking modules;ABS)、變速器控制器以及配電模組。聚胺基甲酸酯相變組成物及其製品亦可併入電子裝置或其他結構組件之殼體中,或者併入電池中。一般而言,任何依賴於一電子處理器或其他電子電路之效能特徵之裝置皆可受益於利用本文所揭露之聚胺基甲酸酯相變組成物之各態樣而獲得之增加之或更穩定之效能特徵。
本文所述之聚胺基甲酸酯相變組成物可為裝置提供改善之熱穩定性,因而能夠避免電子裝置之效能以及壽命下降。聚胺基甲酸酯相變組成物係為有利的,此乃因可固化組成物可無溶劑澆鑄成膜,然後固化用於熱管理應用。聚胺基甲酸酯相變組成物進一步有利於用作熱管理材料,特別是於電子裝置中,此乃因可固化組成物可容易地引入至不規則形狀之空腔中以容許最大吸熱能力,同時於低於裝置之工作溫度(例如,低於100℃)之一溫度下會避免損壞任何電子部件,該等空腔可難以用固體相變組成物完全填充。
以下實例僅係為對本文所揭露之聚胺基甲酸酯相變組成物以及製造方法進行例示,且不旨在限制本發明之範圍。
實例
一材料轉變之熔融溫度以及焓(ΔH)可根據ASTM D3418藉由差示掃描熱量法(DSC)(例如,使用珀金·埃爾默(Perkin Elmer)DSC 4000或等效形式)來確定。經受DSC之材料可係為相變材料、經包封相變材料、相變組成物或聚胺基甲酸酯相變組成物。
實例1. 可注射聚胺基甲酸酯相變組成物
組分A係由包含以下之混合物製成:21克克拉索爾(KRASOL)HLBH-P-3000多元醇(克雷威利美國有限責任公司(Cray Valley USA, LLC))、1.1克雷索(REAXIS)C216(二月桂酸二辛基錫觸媒,雷索有限公司(Reaxis, Inc.))以及27.9克完全熔融之普雷蒂姆(PURETEMP)37(植物油系;普雷蒂姆有限責任公司(PureTemp LLC.))。
組分B係由包含7克異氰酸酯預聚物(「XP527」;安德森發展有限公司(Anderson Development Co.))與43克完全熔融之PURETEMP 37之混合物製成,該異氰酸酯預聚物係藉由對蓖麻油進行異氰酸酯官能化以獲得7.76%之異氰酸酯(NCO)%以及約2.7之官能度而製備。
表1: 可固化組成物之組分
組分A | 組分B | ||
成分 | 重量(g) | 成分 | 重量(g) |
P3000 | 21 | XP527 | 7 |
PURETEMP 37 | 27.9 | PURETEMP 37 | 43 |
C216 | 1.1 |
組分A與組分B係於約60℃下混合,然後將該混合物注射至一電子裝置中。該混合物於混合後約9分鐘開始膠凝以形成彈性體。如第1圖所示,膠凝之聚胺基甲酸酯相變組成物具有約149.7焦耳/克之一熔化熱。
實例2. 聚胺基甲酸酯相變膜
組分A係為由8.5克HLBH-P-3000多元醇、27.1克MPCM37D(經包封相變材料,麥可羅泰克實驗室公司(Microtek Laboratories, Inc.))、0.4克REAXIS C216以及14克完全熔融之PURETEMP 37製成之混合物。
組分B係為由2.8克XP527、31.8克MPCM37D以及15.4克完全熔融之PURETEMP 37製成之混合物。
組分A與組分B係於約60℃下混合。然後,將混合物塗佈於聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate;PET)/壓敏黏合劑(pressure-sensitive adhesive;PSA)膜上。該膜於325°F下固化15分鐘。將一層PET/PSA膜層壓至經聚胺基甲酸酯相變組成物塗佈之膜之頂部上。第2圖顯示所生產之膜之DSC結果。如第2圖所示,對於一0.24毫米厚之聚胺基甲酸酯相變組成物膜,熔化熱約為153.9焦耳/克。
實例3. 具有擴鏈劑之聚胺基甲酸酯相變組成物
於此實例中,對包含擴鏈劑1,4-丁二醇(1,4-butanediol;BD)對彈性體產物之影響進行了研究。
包含BD之可固化組成物之組分濃度總結於下表1中。
表2:可固化組成物之組分
成分 | 重量% |
P-3000 | 12.8% |
BD | 0.5% |
XP527 | 10.2% |
PURETEMP 37 | 75.4% |
C216 | 1.1% |
將12.8份HLBH-P-3000多元醇、0.5份BD以及10.2份XP527異氰酸酯添加至一廣口瓶中,且藉由弗拉克科技公司(FlackTek)之高速混合器於2500轉/分鐘(rpm)下混合1分鐘。將75.4份熔融之PURETEMP 37添加至混合物中,且藉由FlackTek高速混合器於2500轉/分鐘下混合1分鐘。混合物變得混濁。將1.1份REAXIS C216添加至混合物中,且利用FlackTek高速混合器於2500轉/分鐘下混合1分鐘。將混合物放入一100℃膠凝時間測試儀中。10分鐘後,混合物被固化並形成為一透明軟凝膠。
實例4. 無觸媒之聚胺基甲酸酯相變組成物
藉由以上於實例3中所述之程序利用與表1中之組分相同但不含觸媒之組分來製成可固化組成物。將可固化組成物放入一100℃烘箱中過夜。該組成物被形成為一透明凝膠,其柔軟度與實例3中之凝膠相當。
本發明申請專利範圍係藉由以下非限制性態樣進行進一步例示。
態樣1:一種製造聚胺基甲酸酯相變組成物之方法包含:形成可固化組成物,該可固化組成物包含有機異氰酸酯、羥基官能度為1.5至5、較佳為1.5至2.9之多元醇及相變材料之均質混合物;以及對該可固化組成物進行固化以獲得聚胺基甲酸酯相變組成物,其中該聚胺基甲酸酯相變組成物具有5℃至70℃、20℃至65℃、25℃至60℃、30℃至50℃或35℃至45℃之一轉變溫度,該轉變溫度係根據ASTM D3418藉由差示掃描熱量法確定。
態樣2:如態樣1所述之方法,其中形成可固化組成物包含:對以下組分進行組合以形成可固化組成物:第一組分,包含該有機異氰酸酯與該相變材料之均質混合物,較佳地該相變材料被熔融;第二組分,包含該多元醇與該相變材料之均質混合物,較佳地該相變材料被熔融。
態樣3:如態樣1或2所述之方法,其中該多元醇包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚己內酯、氫化羥基封端聚烯烴、羥基封端聚丁二烯或其組合;較佳地該多元醇包括氫化羥基封端聚烯烴、羥基封端聚丁二烯或其組合。
態樣4:如態樣1至3中任一項或多項所述之方法,其中該多元醇之數量平均分子量係為500至10000、或600至8000、或700至6000或較佳地800至4000。
態樣5:如態樣1至4中任一項或多項所述之方法,其中該有機異氰酸酯包括六亞甲基二異氰酸酯、1,8-二異氰酸基-對甲烷、二甲苯基二異氰酸酯、二異氰酸基環己烷、伸苯基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、雙(4-異氰酸苯基)甲烷、氯伸苯基二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯、萘-1,5-二異氰酸酯、三苯基甲烷-4,4',4"-三異氰酸酯、異丙基苯-α-4-二異氰酸酯、異氰酸酯封端聚丁二烯、異氰酸酯封端聚烯烴、異氰酸酯衍生化植物油、包含前述至少其中之一之預聚物、包含前述至少其中之一之半預聚物或其組合;較佳地該有機異氰酸酯係為異氰酸酯衍生化植物油;更佳地該有機異氰酸酯係為異氰酸酯衍生化蓖麻油。
態樣6:如態樣1至5中任一項或多項所述之方法,其中該相變材料包括C10-35
烷烴、C10-35
脂肪酸、C10-35
脂肪酸酯、植物油或其組合。
態樣7:如態樣1至6中任一項或多項所述之方法,其中該相變材料包含經包封相變材料。
態樣8:如態樣1至7中任一項或多項所述之方法,其中以該相變材料之總重量計,該相變材料包含10重量%至95重量%、30重量%至90重量%、40重量%至75重量%或50重量%至70重量%之經包封相變材料。
態樣9:如態樣1至8中任一項或多項所述之方法,其中以該聚胺基甲酸酯相變組成物之總重量計,該相變材料於該聚胺基甲酸酯相變組成物中之存在量係為40重量%至95重量%、或50重量%至95重量%、或60重量%至95重量%、或70重量%至95重量%、或80重量%至95重量%、或90重量%至95重量%、或50重量%至90重量%、或60重量%至90重量%、或70重量%至85重量%或80重量%至90重量%。
態樣10:如態樣1至9中任一項或多項所述之方法,其中該相變材料具有5℃至70℃、20℃至65℃、25℃至60℃、30℃至50℃或35℃至45℃之一熔融轉變溫度,該熔融轉變溫度係根據ASTM D3418藉由差示掃描熱量法確定。
態樣11: 如態樣1至10中任一項或多項所述之方法,其中該聚胺基甲酸酯相變組成物於至少140焦耳/克、較佳地至少170焦耳/克、更佳地至少190焦耳/克之該轉變溫度下具有根據ASTM D3418藉由差示掃描熱量法確定之一熔化熱。
態樣12:如態樣1至10中任一項或多項所述之方法,其中該可固化組成物更包含添加劑組成物,其中該添加劑組成物包括阻燃劑、熱穩定劑、抗氧化劑、熱傳導填料、熱絕緣填料、磁性填料、著色劑或其組合。
態樣13:如態樣12所述之方法,其中該阻燃劑包括金屬碳酸鹽、金屬水合物、金屬氧化物、鹵化有機化合物、含有機磷化合物、含氮化合物、次膦酸鹽或其組合;或者較佳地該阻燃劑包括三氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化銻、十溴二苯醚、十溴二苯基乙烷、乙烯-雙(四溴鄰苯二甲醯亞胺)、三聚氰胺、錫酸鋅、氧化硼或其組合。
態樣14:如態樣12或13所述之方法,其中該添加劑組成物係以至多50重量%、或0.01重量%至30重量%、或0.01重量%至15重量%、或0.01重量%至10重量%或0.01重量%至5重量%之一量存在,其中重量百分比係以該聚胺基甲酸酯相變組成物之總重量計,且重量百分比總計係為100重量%。
態樣15:如態樣1至14中任一項或多項所述之方法,其中該可固化組成物更包含觸媒。
態樣16:如態樣15所述之方法,其中該觸媒係為金屬觸媒,其中金屬係為錫、鉍、鐵、鋅或其組合,較佳地金屬觸媒係為有機金屬觸媒。
態樣17:如態樣1至16中任一項或多項所述之方法,其中該可固化組成物更包含擴鏈劑,較佳地該擴鏈劑係為1,4-丁二醇。
態樣18:如態樣1至14中任一項或多項所述之方法,更包含將該可固化組成物注射至一製品中;或者將該可固化組成物塗佈至一製品上。
態樣19:一種聚胺基甲酸酯相變組成物,該聚胺基甲酸酯相變組成物係藉由如態樣1至18中任一項或多項所述之方法製成。
態樣20:一種聚胺基甲酸酯相變組成物,包含有機異氰酸酯、羥基官能度為1.5至5、較佳地1.5至2.9之多元醇及相變材料之均質混合物之反應產物,其中該聚胺基甲酸酯相變組成物具有5℃至70℃、20℃至65℃、25℃至60℃、30℃至50℃或35℃至45℃之一轉變溫度,該轉變溫度係根據ASTM D3418藉由差示掃描熱量法確定。
態樣21:如態樣20所述之聚胺基甲酸酯相變組成物,其中該多元醇包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚己內酯、氫化羥基封端聚烯烴、羥基封端聚丁二烯或其組合;較佳地該多元醇包括氫化羥基封端聚烯烴、羥基封端聚丁二烯或其組合。
態樣22:如態樣20或21所述之聚胺基甲酸酯相變組成物,其中該多元醇之數量平均分子量係為500至10000、或600至8000、或700至6000、或較佳地800至4000。
態樣23:如態樣20至22中任一項或多項所述之聚胺基甲酸酯相變組成物,其中該有機異氰酸酯包括六亞甲基二異氰酸酯、1,8-二異氰酸基-對甲烷、二甲苯基二異氰酸酯、二異氰酸基環己烷、伸苯基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、雙(4-異氰酸苯基)甲烷、氯伸苯基二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯、萘-1,5-二異氰酸酯、三苯基甲烷-4,4',4"-三異氰酸酯、異丙基苯-α-4-二異氰酸酯、異氰酸酯封端聚丁二烯、異氰酸酯封端聚烯烴、異氰酸酯衍生化植物油、包含前述至少其中之一之預聚物、包含前述至少其中之一之半預聚物或其組合;較佳地該有機異氰酸酯係為異氰酸酯衍生化植物油;更佳地該有機異氰酸酯係為異氰酸酯衍生化蓖麻油。
態樣24:如態樣20至23中任一項或多項所述之聚胺基甲酸酯相變組成物,其中該相變材料包括C10-35烷烴、C10-35脂肪酸、C10-35脂肪酸酯、植物油或其組合。
態樣25:如態樣20至24中任一項或多項所述之聚胺基甲酸酯相變組成物,其中該相變材料包含經包封相變材料。
態樣26:如態樣20至25中任一項或多項所述之聚胺基甲酸酯相變組成物,其中以該相變材料之總重量計,該相變材料包含10重量%至95重量%、30重量%至90重量%、40重量%至75重量%或50重量%至70重量%之經包封相變材料。
態樣27:如態樣20至26中任一項或多項所述之聚胺基甲酸酯相變組成物,其中以該聚胺基甲酸酯相變組成物之總重量計,該相變材料於該聚胺基甲酸酯相變組成物中之存在量係為40重量%至95重量%、或50重量%至95重量%、或60重量%至95重量%、或70重量%至95重量%、或80重量%至95重量%、或90重量%至95重量%、或50重量%至90重量%、或60重量%至90重量%、或70重量%至85重量%或80重量%至90重量%。
態樣28:如態樣20至27中任一項或多項所述之聚胺基甲酸酯相變組成物,其中該相變材料具有5℃至70℃、20℃至65℃、25℃至60℃、30℃至50℃或35℃至45℃之一熔融轉變溫度,該熔融轉變溫度係根據ASTM D3418藉由差示掃描熱量法確定。
態樣29:如態樣20至28中任一項或多項所述之聚胺基甲酸酯相變組成物,該聚胺基甲酸酯相變組成物於至少140焦耳/克、較佳地至少170焦耳/克、更佳地至少190焦耳/克之該轉變溫度下具有根據ASTM D3418藉由差示掃描熱量法確定之一熔化熱。
態樣30:如態樣20至29中任一項或多項所述之聚胺基甲酸酯相變組成物,其中該均質混合物更包含添加劑組成物,其中該添加劑組成物包括阻燃劑、熱穩定劑、抗氧化劑、熱傳導填料、熱絕緣填料、磁性填料、著色劑或其組合。
態樣31:如態樣30所述之聚胺基甲酸酯相變組成物,其中該阻燃劑包括金屬碳酸鹽、金屬水合物、金屬氧化物、鹵化有機化合物、含有機磷化合物、含氮化合物、次膦酸鹽或其組合;或者較佳地該阻燃劑包括三氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化銻、十溴二苯醚、十溴二苯基乙烷、乙烯-雙(四溴鄰苯二甲醯亞胺)、三聚氰胺、錫酸鋅、氧化硼或其組合。
態樣32:如態樣30或31所述之聚胺基甲酸酯相變組成物,其中該添加劑組成物係以至多50重量%、或0.01重量%至30重量%、或0.01重量%至15重量%、或0.01重量%至10重量%或0.01重量%至5重量%之一量存在,其中重量百分比係以該聚胺基甲酸酯相變組成物之總重量計,且重量百分比總計係為100重量%。
態樣33:如態樣20至32中任一項或多項所述之聚胺基甲酸酯相變組成物,其中該均質混合物更包含觸媒。
態樣34:如態樣33所述之聚胺基甲酸酯相變組成物,其中該觸媒係為金屬觸媒,其中金屬係為錫、鉍、鐵、鋅或其組合,較佳地金屬觸媒係為有機金屬觸媒。
態樣35:如態樣20至34中任一項或多項所述之聚胺基甲酸酯相變組成物,其中該均質混合物更包含擴鏈劑,較佳地該擴鏈劑係為1,4-丁二醇。
態樣36: 一種製品,該製品包含如態樣19至35中任一項或多項所述之聚胺基甲酸酯相變組成物或藉由如態樣1至18中任一項所述之方法製成。
態樣37:如態樣36所述之製品,其中該聚胺基甲酸酯相變組成物設置於該製品之一空腔中。
態樣38: 如態樣36或37所述之製品,其中該製品係為一注射模具、一膜或一電子裝置,較佳為一手持式電子裝置、一發光二極體裝置或一電池。
一般而言,另選地,此處所述之製品以及方法可包含本文所揭露之任何組分或步驟、由本文所揭露之任何組分或步驟組成或實質上由本文所揭露之任何組分或步驟組成。該等製品以及方法可另外地或另選地被製造或實施,以不含或實質上不含達成本發明申請專利範圍之功能或目標所不需要之任何成分、步驟或組分。
除非上下文中清楚地另外指明,否則單數形式「一(a、an)」及「該(the)」包含複數指稱。「或」意指「及/或」。除非另外定義,否則本文所使用之技術以及科學用語具有與熟習申請專利範圍所屬技術者通常理解之含義相同之含義。「組合」包含摻合物、混合物、合金、反應產物等。本文所述之值包含由此項技術中具有通常知識者所確定之特定值之一可接受誤差範圍,此將部分取決於如何量測或確定該值,即量測系統之限制。指向相同組件或性質之所有範圍之端點皆包含端點以及中間值,且可獨立地組合。除一更寬之範圍外,揭露一更窄之範圍或更具體之群組並不放棄更寬之範圍或更大之群組。「其組合」係為開放的,且包含所命名元素以及任選地連同一或多個未命名元素其中之一或多者之組合。
所有引用之專利、專利申請案以及其他參考文獻皆以引用方式全文併入本文中。然而,若本申請案中之一用語與所併入參考文獻中之一用語相矛盾或衝突,則來自本申請案之該用語優先於所併入參考文獻中之衝突用語。
儘管本文中根據某些實施例以及代表性實例闡述了所揭露之主題,然而熟習此項技術者將認識到,於不背離所揭露之主題範圍之情況下,可對所揭露之主題進行各種修改及改進。此項技術中已知之附加特徵同樣地可被併入。此外,儘管所揭露之主題之某些實施例之單獨特徵可於本文中進行論述,而於其他實施例中未論述,應顯而易見,某些實施例之單獨特徵可與另一實施例之一或多個特徵或者來自多個實施例之特徵相組合。
無
以下係對圖式之簡要說明,該些圖式係被提出用於例示本文所揭露之例示性實施例而非用於限制該等例示性實施例。
第1圖係為顯示關於實例1之膠凝之聚胺基甲酸酯相變組成物之一樣品藉由差示掃描熱量法(DSC)獲得之隨溫度(℃)變化之熱流量(焦耳/克)之一曲線圖;以及
第2圖係為顯示關於實例2之聚胺基甲酸酯相變膜藉由差示掃描熱量法(DSC)獲得之隨溫度(℃)變化之熱流量(焦耳/克)之一曲線圖。
無
Claims (24)
- 一種製造聚胺基甲酸酯相變組成物之方法,該方法包含: 形成一可固化組成物,該可固化組成物包一含有機異氰酸酯、一羥基官能度為1.5至5之一多元醇及一相變材料之一均質混合物;以及 對該可固化組成物進行固化以獲得一聚胺基甲酸酯相變組成物, 其中該聚胺基甲酸酯相變組成物具有5℃至70℃、20℃至65℃、25℃至60℃、30℃至50℃或35℃至45℃之一轉變溫度,該轉變溫度係根據美國測試與材料協會D3418藉由差示掃描熱量法確定。
- 如請求項1所述之方法,其中形成一可固化組成物之步驟包含: 對以下組分進行組合以形成聚胺基甲酸酯相變組成物: 第一組分,包含該有機異氰酸酯與該相變材料之一均質混合物;以及 第二組分,包含該多元醇與該相變材料之一均質混合物。
- 如請求項1或2所述之方法,其中該多元醇包括一聚酯多元醇、一聚醚多元醇、一聚己內酯、一氫化羥基封端聚烯烴、一羥基封端聚丁二烯或其組合;較佳地該多元醇包括一氫化羥基封端聚烯烴、一羥基封端聚丁二烯或其組合。
- 如請求項1或2所述之方法,其中該多元醇之數量平均分子量係為500道爾頓至10000道爾頓、或600道爾頓至8000道爾頓、或700道爾頓至6000道爾頓、或較佳地800道爾頓至4000道爾頓。
- 如請求項1或2所述之方法,其中該有機異氰酸酯包括六亞甲基二異氰酸酯、1,8-二異氰酸基-對甲烷、二甲苯基二異氰酸酯、二異氰酸基環己烷、伸苯基二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、雙(4-異氰酸苯基)甲烷、氯伸苯基二異氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯、萘-1,5-二異氰酸酯、三苯基甲烷-4,4',4"-三異氰酸酯、異丙基苯-α-4-二異氰酸酯、異氰酸酯封端聚丁二烯、異氰酸酯封端聚烯烴、異氰酸酯衍生化植物油、包含前述至少其中之一之一預聚物、包含前述至少其中之一之一半預聚物或其組合;較佳地該有機異氰酸酯係為一異氰酸酯衍生化植物油;更佳地該有機異氰酸酯係為一異氰酸酯衍生化蓖麻油。
- 如請求項1或2所述之方法,其中該相變材料包括C10-35烷烴、C10-35脂肪酸、C10-35脂肪酸酯、一植物油或其組合。
- 如請求項1或2所述之方法,其中該相變材料包含一經包封相變材料。
- 如請求項1或2所述之方法,其中以該相變材料之總重量計,該相變材料包含10重量%至95重量%、30重量%至90重量%、40重量%至75重量%或50重量%至70重量%之經包封相變材料。
- 如請求項1或2所述之方法,其中以該聚胺基甲酸酯相變組成物之總重量計,該相變材料於該聚胺基甲酸酯相變組成物中之一存在量係為40重量%至95重量%、或50重量%至95重量%、或60重量%至95重量%、或70重量%至95重量%、或80重量%至95重量%、或90重量%至95重量%、或50重量%至90重量%、或60重量%至90重量%、或70重量%至85重量%或80重量%至90重量%。
- 如請求項1或2所述之方法,其中該相變材料具有5℃至70℃、20℃至65℃、25℃至60℃、30℃至50℃或35℃至45℃之一熔融轉變溫度,該熔融轉變溫度係根據美國測試與材料協會D3418藉由差示掃描熱量法確定。
- 如請求項1或2所述之方法,其中該聚胺基甲酸酯相變組成物於至少140焦耳/克、較佳地至少170焦耳/克、更佳地至少190焦耳/克之該轉變溫度下具有根據美國測試與材料協會D3418藉由差示掃描熱量法確定之一熔化熱。
- 如請求項1或2所述之方法,其中該可固化組成物更包含一添加劑組成物,其中該添加劑組成物包括一阻燃劑、一熱穩定劑、一抗氧化劑、一熱傳導填料、一熱絕緣填料、一磁性填料、一著色劑或其組合。
- 如請求項12所述之方法,其中: 該阻燃劑包括一金屬碳酸鹽、一金屬水合物、一金屬氧化物、一鹵化有機化合物、一含有機磷化合物、一含氮化合物、一次膦酸鹽或其組合;或者 較佳地該阻燃劑包括三氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化銻、十溴二苯醚、十溴二苯基乙烷、乙烯-雙(四溴鄰苯二甲醯亞胺)、三聚氰胺、錫酸鋅、氧化硼或其組合。
- 如請求項12所述之方法,其中該添加劑組成物之存在量係為至多50重量%、或0.01重量%至30重量%、或0.01重量%至15重量%、或0.01重量%至10重量%或0.01重量%至5重量%,其中重量百分比係以該聚胺基甲酸酯相變組成物之總重量計,且重量百分比總計係為100重量%。
- 如請求項1或2所述之方法,其中該可固化組成物更包含一觸媒。
- 如請求項15所述之方法,其中該觸媒係為金屬觸媒,其中該金屬係為錫、鉍、鐵、鋅或其組合,較佳地該金屬觸媒係為一有機金屬觸媒。
- 如請求項1或2所述之方法,其中該可固化組成物更包含一擴鏈劑,較佳地該擴鏈劑係為1,4-丁二醇。
- 如請求項1或2所述之方法,更包含: 將該可固化組成物注射至一製品中;或者 將該可固化組成物塗佈至一製品上。
- 一種聚胺基甲酸酯相變組成物,該聚胺基甲酸酯相變組成物係藉由如請求項1或2所述之方法製成。
- 一種聚胺基甲酸酯相變組成物,包含一有機異氰酸酯、一羥基官能度為1.5至5之一多元醇及一相變材料之一均質混合物之一反應產物,其中該聚胺基甲酸酯相變組成物具有5℃至70℃、20℃至65℃、25℃至60℃、30℃至50℃或35℃至45℃之一轉變溫度,該轉變溫度係根據美國測試與材料協會D3418藉由差示掃描熱量法確定。
- 一種製品,該製品包含如請求項20所述之該聚胺基甲酸酯相變組成物。
- 如請求項21所述之製品,其中該聚胺基甲酸酯相變組成物設置於該製品之一空腔中。
- 如請求項21或22所述之製品,其中該製品係為一注射模具、一膜或一電子裝置,較佳為一手持式電子裝置、一發光二極體裝置或一電池。
- 一種製品,藉由如請求項1或2所述之方法製成。
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