WO2019035730A1 - Method for producing heat-conducting polymer compositions - Google Patents

Method for producing heat-conducting polymer compositions Download PDF

Info

Publication number
WO2019035730A1
WO2019035730A1 PCT/RU2017/000598 RU2017000598W WO2019035730A1 WO 2019035730 A1 WO2019035730 A1 WO 2019035730A1 RU 2017000598 W RU2017000598 W RU 2017000598W WO 2019035730 A1 WO2019035730 A1 WO 2019035730A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filler
particle diameter
dispersed
mixing
composition
Prior art date
Application number
PCT/RU2017/000598
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Алексей Николаевич ГАЙДАДИН
Сергей Александрович САФРОНОВ
Андрей Анатольевич КОСЕНОВ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Полилайтс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Полилайтс" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Полилайтс"
Priority to PCT/RU2017/000598 priority Critical patent/WO2019035730A1/en
Publication of WO2019035730A1 publication Critical patent/WO2019035730A1/en

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • 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
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • 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
    • C08K3/10—Metal 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
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09—Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • 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
    • 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
    • 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
    • C08K7/08—Oxygen-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons

Definitions

  • the invention relates to thermally conductive polymer compositions that are intended for the production of products by injection molding or extrusion in the manufacture of heat dissipating elements of LED lamps, electronic devices and other devices for organizing heat removal.
  • the present invention provides a heat-conducting polymer composition with a high value of heat transfer coefficient. water content, high technological and mechanical characteristics.
  • the heat-conducting polymer composition according to the present invention can be used for the manufacture of heat-transfer devices, including a complex configuration, using injection molding methods.
  • thermoplastic heat-conducting polymer composition containing dispersed pearlite particles with a metallic coating, secondary filler particles selected from boron nitride, carbon fiber, graphite, nanoscale graphite, carbon nanotubes, aluminum nitride, silicon nitride, aluminum oxide, magnesium oxide or their combination and polymer binders selected from ABS plastic, mixtures of ABS plastic with polycarbonate, polybutylene terephthalate, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polystyrene, polyether ether ketones, acrylate polymers, polyamides, polyvinyl chloride, polyolefins and their derivatives.
  • secondary filler particles selected from boron nitride, carbon fiber, graphite, nanoscale graphite, carbon nanotubes, aluminum nitride, silicon nitride, aluminum oxide, magnesium oxide or their combination
  • polymer binders selected from ABS plastic, mixtures of ABS plastic with polycarbonate, polybutylene ter
  • the content of the filler in the compositions can be up to 70 mass. %
  • the compositions are characterized by a thermal conductivity coefficient from 10 to 35 W / (m K).
  • the compositions obtained according to the invention are electrically conductive due to the presence of a metal-coated filler, which limits their scope. In this case, the restriction is due to the impossibility of applying the compositions to obtain electrically insulating elements (housings and radiators, as well as with a high specific weight). In addition, a high degree of filling adversely affects the technological characteristics of the resulting compositions.
  • Thermally and electrically conductive polymer composition (patent US 6,251,978) is obtained based on a thermoplastic binder, the amount of which in the composition ranges from 30 to 60 vol. %, and two fillers, the first filler having an aspect ratio of not less than 10: 1 contained in an amount of from 25 to 60 vol. % and second fill
  • the body having the aspect ratio of at least 5: 1 is contained in a quantity from 10 to 25 vol. %
  • the filler is selected from the group including aluminum, aluminum oxide, copper, magnesium, boron nitride and technical carbon.
  • the compositions obtained according to the invention are characterized by a thermal conductivity coefficient of up to 28 W / (m K).
  • the disadvantage of the compositions obtained according to this invention is the high specific gravity and low technological characteristics associated with the high content of metal particles in the material.
  • thermoplastic composition characterized by a coefficient of thermal conductivity of not less than 15 W / (m K), containing as filler not less than 60 mass. % boron nitride, with from 10 to 40 vol. % filler have a particle size of from 5 to 25 microns and from 60 to 90 about. % filler has a particle size of from 40 to 80 microns.
  • a thermoplastic is used as a polymer matrix, the processing temperature of which ranges from 232 to 316 ° C.
  • the disadvantages of the composition are low technological characteristics and low impact strength, due to the high content of dispersed filler.
  • heat-conducting polymer composition obtained on the basis of polyester resins and nanoscale metal particles, the average size of which ranges from 1 to 50 nm.
  • the heat-conducting nanoscale additive is selected from the group of aluminum oxide, silicon dioxide, aluminum nitride, boron nitride, zinc oxide, tin oxide, magnesium oxide, copper, silver, zinc, nickel, aluminum, gold, iron, carbon fibers and carbon nanotubes .
  • Thermally conductive fillers used are difficult to access and expensive.
  • polymer curing is required, which does not allow the composition to be processed by progressive injection molding methods.
  • the closest is a method of obtaining a thermally conductive polymer composition (CN 101775213), characterized by a thermal conductivity coefficient of 0.2-3.7 W / (m K), in which, per 100 mass, parts of a thermoplastic polymer from 30 to 100 mass, parts of heat-conducting filler with a particle size of 50 to 300 microns, from 0 to 50 masses, parts of a heat-conducting filler with a particle size of from 1 to 10 microns, from 10 to 50 masses, parts of glass fiber or carbon fiber from 0 to 8 masses, parts of an auxiliary additive.
  • thermoplastic polymer is selected from the group comprising ABS plastic, polystyrene, polyethylene, polypropylene, and polyphenylene sulfide.
  • Metal oxides, metal nitrides, graphite and silicon carbide are used as a heat-conducting filler.
  • the method of obtaining a heat-conducting polymer composition includes the following stages: mixing a thermoplastic with a larger-size heat-conducting filler in a mixer, adding a heat-conducting filler of a smaller diameter and subsequent mixing; then the mixture is fed into a twin-screw extruder, fiberglass or carbon fiber is added and mixed at a temperature of 250-300 ° C at the speed of rotation of the rotors, ensuring a residence time in the extruder for 2-3 minutes.
  • the disadvantage of the composition obtained by this method is the low toughness, which causes high material brittleness.
  • the present invention retains the advantages of the prior art thermally conductive polymer compositions.
  • the invention presents new advantages that are not present in the prior art, and allows to overcome the disadvantages of the existing thermally conductive polymer compositions.
  • Thermoplastic polymers have a low density, high mechanical characteristics, electrical insulating ability and are processed into products by high-performance injection molding or extrusion methods.
  • thermoplastics are characterized by low thermal conductivity (thermal conductivity does not exceed 0.4 W / (mK)).
  • a heat-conducting filler such as metal powders, metal oxides, carbon fiber, allows one to significantly increase the thermal conductivity of composites.
  • it is necessary to introduce a large amount of filler into the polymer matrix which negatively affects the mechanical characteristics of the composites and complicates their processing by injection molding methods.
  • the solution to the current problem is to use at least two fillers in the composition of polymer compositions, with the particle diameter of one dispersed filler being in the range from 12 ⁇ m to 250 ⁇ m, and the particle diameter of the subsequent dispersed filler being in the range from 50 nm to 14 ⁇ m, fiber diameter of one the fibrous filler is in the range from 8 ⁇ m to 250 ⁇ m, and the fiber diameter of the subsequent fibrous filler is in the range from 25 nm to 8 ⁇ m and (or) the combination of the dispersed and fibrous filler of Tell in the same dimensional characteristics of the excipients.
  • thermal conductivity is due to the presence of thermally conductive filler.
  • the organization of satisfactory thermal conductivity in polymer compositions requires a high degree of filling, which negatively affects the technological and operational characteristics.
  • Use in the compositions of at least two dispersed heat-conducting fillers, having different particle sizes, allows you to create a high packing density of the filler in the composition matrix. The effect is achieved due to the localization of smaller filler particles in the space formed by larger filler particles.
  • the use of a combination of a dispersed filler with a particle size of 12 ⁇ m to 250 ⁇ m in combination with a filler with a particle size in the range from 50 nm to 14 ⁇ m creates the required packaging of fillers.
  • the presence of an unbound polymer between filler particles ensures high technological characteristics of the composition.
  • Metal oxides, metal hydroxides, salts of organic and inorganic acids can be used as a heat-conducting filler.
  • fibrous fillers as a heat-conducting additive provides high thermal conductivity in the direction of fiber orientation.
  • the fibers are capable of breaking down under the action of shear loads, which reduces the effectiveness of their orientation in the matrix of the composition.
  • the simultaneous use of at least two fibrous fillers, the fiber diameter of the first of which is in the range from 8 ⁇ m to 250 ⁇ m, and the subsequent fiber diameter in the range from 25 nm to 8 ⁇ m allows to achieve a high packing density. So, when destroyed by shearing of fibers with a large diameter, the free space is occupied by a filler with a smaller diameter of fibers. As a result, the orientation of the filler fibers is preserved and at the same time a high packing density is achieved, which ensures a significant thermal conductivity of the composition. At the same time, high mechanical characteristics and technology of materials are provided.
  • the method of obtaining a heat-conducting composition includes pre-drying the polymer, followed by introducing into its composition with non- intermittent mixing of particles of larger diameter (dispersed filler with a particle diameter of 12-250 microns and / or a fibrous filler with a fiber diameter of 8-250 microns) and particles of a smaller diameter (dispersed filler with a particle size of 50 nm-14 ⁇ m and / or fibrous filler with a fiber diameter of particles of 25 m-8 microns). After mixing, the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated.
  • mixing is first carried out in a mixer (mixer) at room temperature and subsequent mixing when heated in a single-, twin-screw extruder, providing a melt displacement rate of 5-6 mm / sec. with a torque in the range from 80 to 6800 N m.
  • mixing is carried out when heated in a closed-type mixer providing a torque of at least 160 Nm. At that, the amount of loaded polymer material ensures that the melt is filled with at least 51% of the volume of the mixer chamber.
  • the processing temperature of the composition or its melt varies in the range from 180 ° C to 310 ° C, depending on the type of polymer binder used.
  • Example 1 Polyamide PA-6 is dried in a drying cabinet at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 50 mass. % of the total content in the composition is pre-mixed with 25 wt. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 25 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 1 to 14 microns) in a mixer (mixers) at room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) is 44. The extruder is equipped with 10 heating zones.
  • Example 2 PA-6 polyamide is dried in a drying cabinet at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 30 mass. % of the total content in the composition is loaded into the mixer of the closed type. The number of loaded PA provides the filling with melt not less than 51% of the volume of the mixer chamber. Stirring is carried out at a temperature of 230 ° C ⁇ 7 ° C for 3 minutes at a speed of rotation of the rotors, providing a torque of up to 160 N * m. Next, the mixer is loaded 35 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and mixing continues for 1 minute under the same conditions. After that, 35 masses are loaded into the mixer. % magnesium oxide (particle diameter from 1 to 14 microns) and mixing continues for 5 minutes under the same conditions. Then the resulting composition is granulated and processed according to the technology typical for plastics.
  • Example 3 PA-6 polyamide is dried in a drying cabinet at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 50 mass. % of the total content in the composition is pre-mixed with 30 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 20 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) in a mixer (mixers) at room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the screw of the extruder to their diameter (L / D) 44 is made. The extruder is equipped with 10 heating zones.
  • the composition is molded in the form of strands that are cooled. and granulated.
  • the resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
  • Example 4 PA-6 polyamide is dried in a drying cabinet at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 40 mass. % of the total content in the composition, is loaded into the mixer of the closed type. The number of loaded PA provides filling with melt 57% of the volume of the mixer chamber. Stirring is carried out at a temperature of 230 ° C ⁇ 7 ° C for 3 minutes at a rotational speed of rotors providing a torque of 160 N * m. Next, the mixer is loaded 30 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) and mixing continues for 1 min. under the same conditions. After that 30 masses are loaded into the mixer. % magnesium hydroxide (particle diameter from 12 to 150 ⁇ m) and mixing continues for 5 minutes under the same conditions. Then, the resulting composition is granulated and processed according to the technology typical for plastics.
  • Example 5 PA-6 polyamide is dried in a drying cabinet at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 60 mass. % of the total content in the composition is pre-mixed with 30 mass. % magnesium hydroxide (particle diameter from 12 to 150 microns) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder's screws to their diameter (L / D) is 44. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 230–250 ° C and under conditions that ensure the melt transfer rate of 5–6 mm / sec with a torque of at least 80 N * m.
  • % alumina particles diameter from 50 nm to 1 ⁇ m
  • the composition is shaped as strands that are cooled and granulated.
  • the resulting composition is processed in the product according to the technology typical for plastics.
  • Example 6 PA-6 polyamide is dried in an oven at a temperature of 120 ° C ⁇ 7 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 60 wt.% Of the total content in the composition is pre-mixed with 30 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) in a mixer (mixers) at room temperature.
  • the ratio of the length of the extruder's screws to their diameter (L / D) is 44.
  • the extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 230-250 ° C and under conditions ensuring a melt displacement rate of 5-6 mm / s with a torque of at least 80 N * m. 10 masses are added to the composition.
  • % zinc oxide particles diameter from 100 nm to 2 ⁇ m
  • the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
  • Example 7 PA-6 polyamide is dried in an oven at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 60 wt.% Of the total content in the composition is pre-mixed with 20 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 12 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the screw of the extruder to their diameter (L / D) 44 is made. The extruder is equipped with 10 heating zones.
  • Example 8 PA-6 polyamide is dried in a drying oven at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 50 wt.% Of the total content in the composition is pre-mixed with 25 mass. % carbon fiber (fiber diameter from 8 microns to 12 microns) and 25 wt. % glass fiber (fiber diameter from 8 ⁇ m to 100 ⁇ m) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L D) 44 is made. The extruder is equipped with 10 heating zones.
  • Example 9 PA-6 polyamide is dried in an oven at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 50 mass. % of the total content in the composition is pre-mixed with 20 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns), 15 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) and 25 mass. % carbon fiber (fiber diameter from 8 ⁇ m to 12 ⁇ m) in a mixer (mixers) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) 44. The extruder is equipped with 10 heating zones.
  • Example 10 Polyamide brand PA-6 is dried in a drying Cabinet at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 30 mass. % of the total content in the composition is pre-mixed with 20 mass. % polypropylene, 30 wt.% magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 20 wt.
  • % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the screws of the extruder to their diameter (L / D) is 44.
  • the extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 230-250 ° C and under conditions that ensure the speed of movement of the melt 5-6 mm / sec with a torque of at least 80 N * m.
  • the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
  • Example I Polyamide grade PA-66 is dried in a drying cabinet at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-66 in the amount of 50 wt.% Of the total content in the composition is pre-mixed with 25 wt. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 25 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing in a twin screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) 44 is made. The extruder is equipped with 10 heating zones.
  • Example 12 Polyamide brand PA-11 is dried in a drying cabinet at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-11 in the amount of 40 wt.% Of the total content in the composition is pre-mixed from 40 wt. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 20 mass. % alumina (particle diameter from 50 nm to 1 ⁇ m) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) is 44. The extruder is equipped with 10 heating zones.
  • ABS plastic OM-2020-30 in the amount of 60 wt. % of the total content in the composition is pre-mixed with 30 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 10 mass. % alumina (particle diameter from 50 nm to 1 ⁇ m) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L D) 44. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 190-220 ° C and under conditions that ensure the melt displacement rate of 5-6 mm / s with a torque of at least 80 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands that are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
  • Example 14 ABS plastic brand 0809-30 in the amount of 50 mass. % of the total content in the composition is loaded into a closed-type mixer. The amount of the loaded ABS plastic ensures that the melt is filled with 65% of the volume of the mixer chamber. Mixing is carried out at a temperature of 190 ° C ⁇ 7 ° C for 3 minutes at a rotation speed of rotors providing a torque of 160 N * m. Then 20 masses are loaded into the mixer. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) and mixing continues for 1 min. under the same conditions, after which 30 masses are loaded into the mixer. % magnesium hydroxide (particle diameter from 12 to 150 microns) and mixing continues for 5 minutes under the same conditions. Then the resulting composition is granulated and processed according to the technology typical for plastics.
  • Example 15 ABS plastic PT-0175 in the amount of 40 wt. % of the total content in the composition is pre-mixed with 40 mass.
  • % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 ⁇ m) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) 44 The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 190-220 ° C and under conditions that ensure the melt displacement rate of 5-6 mm / s with a torque of at least 80 N * m. 10 masses are added to the composition.
  • % alumina (particle diameter from 50 nm to 1 ⁇ m) and 10 mass.
  • % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 ⁇ m), which is loaded through the side feeder.
  • the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated.
  • the resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
  • Example 16 ABS plastic RT-0175 in the amount of 20 wt. % of the total content in the composition is pre-mixed with 30 mass. % polycarbonate PC-110U, 30 wt. % magnesium hydroxide (particle diameter from 12 to 150 microns) and 10 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 1 to 14 microns) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) is 60. The extruder is equipped with 12 heating zones.
  • the mixing is carried out at a temperature of 190-220 ° C and under conditions that ensure the melt displacement velocity of 5-6 mm / s with a torque of not less than 415 N * m. 10 masses are added to the composition.
  • % alumina particle diameter from 50 nm to 1 ⁇ m
  • 10 wt. % boron nitride particles diameter from 2 to 12 microns
  • the composition is shaped as strands that are cooled and granulated.
  • the resulting composition is processed in the product according to the technology typical for plastics.
  • Example 17 ABS plastic PT-0175 in the amount of 30 wt. % of the total content in the composition is pre-mixed with 30 mass. % polycarbonate PC-110U, 20 wt.% magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 20 wt. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) in a mixer (mixer) at room temperature. After produced mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) is 60. The extruder is equipped with 12 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 190-220 ° C and under conditions that ensure the speed of movement of the melt 5-6 mm / s with a torque of no
  • the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated.
  • the resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
  • Example 18 ABS plastic RT-0175 in the amount of 30 wt. % of the total content in the composition is pre-mixed with 40 wt.% carbon fiber (fiber diameter from 8 ⁇ m to 12 ⁇ m) and 10 mass. % carbon fiber (fiber diameter from 25 nm to 8 ⁇ m) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) is 60. The extruder is equipped with 12 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 190-220
  • the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated.
  • the resulting composition is processed into products according to the technology typical for plastics.
  • Aluminum oxide particle diameter from 50 nm to 1
  • Carbon fiber, fiber diameter from 8 microns to 12 40 microns
  • Example 19 Polypropylene brand PP 02003 in the amount of 50 mass. % 5 of the total content in the composition is pre-mixed with 30 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 10 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder's screws to the diameter of the screws (L / D) o 44, is equipped with 10 heating zones.
  • Mixing is carried out at a temperature of from 170 to 190 ° C and under conditions that ensure the speed of movement of the melt 5-6 mm / sec with a torque of at least 80 N * m.
  • the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology
  • Example 20 Polypropylene brand PP1424J in the amount of 40 mass. % of the total content in the composition is pre-mixed with 50 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 10 mass. % alumina (particle diameter from 50 nm to 1 ⁇ m) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to the diameter of the screws (L / D) 44, is equipped with 10 heating zones.
  • Mixing is carried out at a temperature of from 170 to 190 ° C and under conditions that ensure the speed of movement of the melt 5-6 mm / sec with a torque of at least 80 N * m.
  • the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated.
  • the resulting composition is processed into products according to the technology typical for plastics.
  • Example 21 Low density polyethylene of the LDPE brand 10803-020 in an amount of 50 wt. % of the total content in the composition is preliminarily mixed with 30 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 10 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder's screws to their diameter (L / D) is 44. The extruder is equipped with 10 heating zones.
  • Example 22 High density polyethylene of PE4PP21B brand in the amount of 40 wt. % of the total content in the composition is pre-mixed with 50 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 10 mass. % alumina (particle diameter from 50 nm to 1 ⁇ m) in a mixer (mixer) at room temperature. After produced mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) 44. The extruder is equipped with 10 heating zones. The mixing is carried out at a temperature of 170-190 ° C and under conditions ensuring the melt displacement rate of 5-6 mm / s with a torque of not less than 80 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded into strands that are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
  • Example 23 Polysulfone brand P Ultrason E 1010 in the amount of 50 mass. % of the total content in the composition is pre-mixed with 30 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 20 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) in a mixer (mixer) with room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the screw of the extruder to their diameter (L / D) 44 is made. The extruder is equipped with 10 heating zones.
  • the composition is molded in the form of strands that are cooled and granulated.
  • the resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
  • Example 24 Polysulfone brand P Ultrason E 1010 in the amount of 40 mass. % of the total content in the composition is pre-mixed with 40 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 10 mass. % alumina (particle diameter from 50 nm to 1 ⁇ m) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) is 44. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 340-350 ° C and under conditions ensuring a melt displacement rate of 5-6 mm / s with a torque of at least 80 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
  • the proposed materials can be used for the manufacture of heat-conducting dielectric elements of computer technology, LED lamps, housings of LED technology and other structures that provide heat dissipation and protection from overheating, dissipation of heat flux while ensuring electrically insulating ability and low specific weight.

Abstract

The invention relates to heat-conducting polymer compositions intended for producing items by injection moulding or extrusion during manufacturing heat-dissipating components of LED light fittings, electronic devices and other means for dissipating heat. The use of at least two fillers in a formulation of the heat-conducting polymer composition is provided, wherein the particle diameter of one dispersed filler ranges from 12 µm to 250 µm, and the particle diameter of the further dispersed filler ranges from 50 nm to 14 µm, the fibre diameter of one fibrous filler ranges from 8 µm to 250 µm, and the fibre diameter of the further fibrous filler ranges from 25 nm to 8 µm; and/or a combination of the dispersed and fibrous fillers having the same characteristics of the fillers.

Description

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДЯЩИХ ПОЛИМЕР- ных композиций  METHOD OF OBTAINING HEAT CONDUCTING POLYMERIC COMPOSITIONS
Область техники Technical field
Изобретение относится к теплопроводящим полимерным композици- ям, которые предназначены для получения изделий методом литья под давлением или экструзией при изготовлении теплорассеивающих элемен- тов LED-светильников, электронных устройств и других устройств для ор- ганизации отвода тепла.  The invention relates to thermally conductive polymer compositions that are intended for the production of products by injection molding or extrusion in the manufacture of heat dissipating elements of LED lamps, electronic devices and other devices for organizing heat removal.
Предшествующий уровень техники  Prior art
В области микроэлектроники и светотехники, в частности LED- индустрии, для организации теплоотвода применяются изделия из сплавов металлов. Такие изделия, как правило, обладают высоким удельным весом, дороги в производстве и подвержены коррозии. При изготовлении радиа- торов из сплавов металлов предварительно необходимо получить заготов- ку с последующей финишной механической обработкой. При этом конеч- ные изделия не обеспечивают необходимого плотного контакта с нагретым элементом, в результате чего эффективного отведения тепла не происхо- дит. Использование теплорассеивающих элементов в конструкции микро- электронных устройств наряду с высокой теплопроводностью требует и электроизоляционных параметров, чего в изделиях из металлов и их спла- вов обеспечить невозможно. Высокая теплопроводность в полимерных ма- териалах достигается, как правило, за счет существенного наполнения композиции теплопроводящими добавками. К сожалению, при высокой степени наполнения значительно снижаются прочностные характеристики композиций, они становятся хрупкими и плохо перерабатываются метода- ми литья под давлением.  In the field of microelectronics and lighting engineering, in particular, the LED industry, products from metal alloys are used to organize the heat sink. Such products, as a rule, have a high specific weight, are expensive to manufacture and are subject to corrosion. In the manufacture of radiators from metal alloys, it is first necessary to obtain a blank with subsequent finishing machining. In this case, the final products do not provide the necessary close contact with the heated element, as a result of which effective heat removal does not occur. The use of heat dissipating elements in the design of microelectronic devices, along with high thermal conductivity, also requires electrical insulating parameters, which cannot be ensured in products made of metals and their alloys. High thermal conductivity in polymer materials is achieved, as a rule, due to substantial filling of the composition with heat-conducting additives. Unfortunately, with a high degree of filling, the strength characteristics of the compositions are significantly reduced, they become brittle and are poorly processed by injection molding methods.
Настоящее изобретение обеспечивает получение теплопроводящей полимерной композиции с высоким значением коэффициента теплопро- водности, высокими технологическими и механическими характеристика- ми. Таким образом, теплопроводящая полимерная композиция по настоя- щему изобретению может быть использована для изготовления теплоотво- дящих устройств, в том числе сложной конфигурации, методами литья под давлением. The present invention provides a heat-conducting polymer composition with a high value of heat transfer coefficient. water content, high technological and mechanical characteristics. Thus, the heat-conducting polymer composition according to the present invention can be used for the manufacture of heat-transfer devices, including a complex configuration, using injection molding methods.
Известна термопластичная теплопроводящая полимерная композиция (патент US 8299159), содержащая дисперсные частицы перлита с металли- ческим покрытием, вторичные частицы наполнителя, выбранные из нитри- да бора, углеволокна, графита, наноразмерного графита, углеродных нано- трубок, нитрида алюминия, нитрида кремния, оксида алюминия, оксида магния или их комбинации и полимерное связующие выбранное из АБС- пластика, смеси АБС-пластика с поликарбонатом, полибутилентерефтала- та, полифениленоксида, полифениленсульфида, полистирола, полиэфир- эфиркетона, акрилатных полимеров, полиамидов, поливинилхлорида, по- лиолефинов и их производных. Содержание наполнителя в композициях может составлять до 70 масс. %. Композиции характеризуются коэффици- ентом теплопроводности от 10 до 35 Вт/(м К). Получаемые по данному изобретению композиции являются электропроводящими за счет присут- ствия наполнителя с металлическим покрытием, что ограничивает область их применения. В данном случае ограничение связано с невозможностью применения композиций для получения электроизолирующих элементов (корпусов и радиаторов, а также с высоким удельным весом). Кроме того, высокая степень наполнения негативно сказывается на технологических характеристиках получаемых композиций.  A known thermoplastic heat-conducting polymer composition (US Patent 8299159) containing dispersed pearlite particles with a metallic coating, secondary filler particles selected from boron nitride, carbon fiber, graphite, nanoscale graphite, carbon nanotubes, aluminum nitride, silicon nitride, aluminum oxide, magnesium oxide or their combination and polymer binders selected from ABS plastic, mixtures of ABS plastic with polycarbonate, polybutylene terephthalate, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polystyrene, polyether ether ketones, acrylate polymers, polyamides, polyvinyl chloride, polyolefins and their derivatives. The content of the filler in the compositions can be up to 70 mass. % The compositions are characterized by a thermal conductivity coefficient from 10 to 35 W / (m K). The compositions obtained according to the invention are electrically conductive due to the presence of a metal-coated filler, which limits their scope. In this case, the restriction is due to the impossibility of applying the compositions to obtain electrically insulating elements (housings and radiators, as well as with a high specific weight). In addition, a high degree of filling adversely affects the technological characteristics of the resulting compositions.
Известна тепло- и электропроводящая полимерная композиция (па- тент US 6251978) получаемая на основе термопластичного связующего, количество которого в композиции составляет от 30 до 60 об. %, и двух наполнителей, первый наполнитель имеющий соотношение сторон не ме- нее 10:1 содержащийся в количестве от 25 до 60 об. % и второй наполни- тель имеющий соотношение сторон не менее 5:1 содержащийся в количе- стве от 10 до 25 об. %. Наполнитель выбран из группы включающей алю- миний, оксид алюминия, медь, магний, нитрид бора и технический угле- род. Получаемые по данному изобретению композиции характеризуются коэффициентом теплопроводности до 28 Вт/(м К). Недостатком компози- ций, получаемых по данному изобретению, является высокий удельный вес и низкие технологические характеристики, связанные с высоким со- держанием металлических частиц в материале. Thermally and electrically conductive polymer composition (patent US 6,251,978) is obtained based on a thermoplastic binder, the amount of which in the composition ranges from 30 to 60 vol. %, and two fillers, the first filler having an aspect ratio of not less than 10: 1 contained in an amount of from 25 to 60 vol. % and second fill The body having the aspect ratio of at least 5: 1 is contained in a quantity from 10 to 25 vol. % The filler is selected from the group including aluminum, aluminum oxide, copper, magnesium, boron nitride and technical carbon. The compositions obtained according to the invention are characterized by a thermal conductivity coefficient of up to 28 W / (m K). The disadvantage of the compositions obtained according to this invention is the high specific gravity and low technological characteristics associated with the high content of metal particles in the material.
Известна теплопроводящая термопластичная композиция (патент US 6162849) характеризующаяся коэффициентом теплопроводности не менее 15 Вт/(м К), содержащая в качестве наполнителя не менее 60 масс. % нит- рида бора, при этом от 10 до 40 об. % наполнителя имеют размер частиц от 5 до 25 мкм и от 60 до 90 об. % наполнителя имеет размер частиц от 40 до 80 мкм. В качестве полимерной матрицы используется термопласт, темпе- ратура переработки которого составляет от 232 до 316 °С. Недостатками композиции являются низкие технологические характеристики и низкая ударная вязкость, обусловленные высоким содержанием дисперсного наполнителя.  Known heat-conducting thermoplastic composition (patent US 6162849) characterized by a coefficient of thermal conductivity of not less than 15 W / (m K), containing as filler not less than 60 mass. % boron nitride, with from 10 to 40 vol. % filler have a particle size of from 5 to 25 microns and from 60 to 90 about. % filler has a particle size of from 40 to 80 microns. A thermoplastic is used as a polymer matrix, the processing temperature of which ranges from 232 to 316 ° C. The disadvantages of the composition are low technological characteristics and low impact strength, due to the high content of dispersed filler.
Известна теплопроводящая полимерная композиция (патент JP2008063449), получаемая на основе полиэфирных смол и наноразмерных частиц металла, средний размер которых составляет от 1 до 50 нм. Тепло- проводящая наноразмерная добавка выбрана из группы оксида алюминия, диоксида кремния, нитрида алюминия, нитрида бора, оксида цинка, оксида олова, оксида магния, меди, серебра, цинка, никеля, алюминия, золота, же- леза, углеродных волокон и углеродных нанотрубок. Используемые тепло- проводящие наполнители являются труднодоступными и дорогостоящими. Для формовки конечного изделия требуется отверждение полимерного связующего, что не позволяет перерабатывать композицию прогрессивны- ми методами литья под давлением. Наиболее близким, по сущности изобретения, является способ полу- чения теплопроводящей полимерной композиции (CN 101775213), харак- теризующейся коэффициентом теплопроводности 0,2-3,7 Вт/(м К), в кото- ром на 100 масс, частей термопластичного полимера приходится от 30 до 100 масс, частей теплопроводящего наполнителя с размером частиц от 50 до 300 мкм, от 0 до 50 масс, частей теплопроводящего наполнителя с раз- мером частиц от 1 до 10 мкм, от 10 до 50 масс, частей стекловолокна или углеволокна и от 0 до 8 масс, частей вспомогательной добавки. Термопла- стичный полимер выбран из группы, включающей АБС-пластик, полисти- рол, полиэтилен, полипропилен и полифениленсульфид. В качестве тепло- проводящего наполнителя применяются оксиды металлов, нитриды метал- лов, графит и карбид кремния. Способ получения теплопроводящей поли- мерной композиции включает следующие стадии: смешение термопласта с теплопроводящим наполнителем большего размера в миксере, добавление теплопроводящего наполнителя меньшего диаметра и последующим сме- шением; затем полученная смесь подается в двухшнековый экструдер, до- бавляется стекловолокно или углеволокно и производится смешение при температуре 250-300 °С при скорости вращения роторов, обеспечивающих время пребывания в экструдере в течение 2-3 минут. Недостатком компо- зиции, получаемой по данному способу, является низкая ударная вязкость, что обуславливает высокую хрупкость материала. Known heat-conducting polymer composition (patent JP2008063449), obtained on the basis of polyester resins and nanoscale metal particles, the average size of which ranges from 1 to 50 nm. The heat-conducting nanoscale additive is selected from the group of aluminum oxide, silicon dioxide, aluminum nitride, boron nitride, zinc oxide, tin oxide, magnesium oxide, copper, silver, zinc, nickel, aluminum, gold, iron, carbon fibers and carbon nanotubes . Thermally conductive fillers used are difficult to access and expensive. For the molding of the final product, polymer curing is required, which does not allow the composition to be processed by progressive injection molding methods. The closest, according to the essence of the invention, is a method of obtaining a thermally conductive polymer composition (CN 101775213), characterized by a thermal conductivity coefficient of 0.2-3.7 W / (m K), in which, per 100 mass, parts of a thermoplastic polymer from 30 to 100 mass, parts of heat-conducting filler with a particle size of 50 to 300 microns, from 0 to 50 masses, parts of a heat-conducting filler with a particle size of from 1 to 10 microns, from 10 to 50 masses, parts of glass fiber or carbon fiber from 0 to 8 masses, parts of an auxiliary additive. The thermoplastic polymer is selected from the group comprising ABS plastic, polystyrene, polyethylene, polypropylene, and polyphenylene sulfide. Metal oxides, metal nitrides, graphite and silicon carbide are used as a heat-conducting filler. The method of obtaining a heat-conducting polymer composition includes the following stages: mixing a thermoplastic with a larger-size heat-conducting filler in a mixer, adding a heat-conducting filler of a smaller diameter and subsequent mixing; then the mixture is fed into a twin-screw extruder, fiberglass or carbon fiber is added and mixed at a temperature of 250-300 ° C at the speed of rotation of the rotors, ensuring a residence time in the extruder for 2-3 minutes. The disadvantage of the composition obtained by this method is the low toughness, which causes high material brittleness.
Раскрытие изобретения DISCLOSURE OF INVENTION
Настоящее изобретение сохраняет преимущества предшествующего уровня техники теплопроводящих полимерных композиций. Кроме того, изобретение представляет новые преимущества, которые отсутствуют в предшествующем уровне техники, и позволяет преодолеть недостатки су- ществующих теплопроводящих полимерных композиций. Термопластичные полимеры обладают низкой плотностью, высокими механическими характеристиками, электроизоляционной способностью и перерабатываются в изделия высокопроизводительными метолами литья под давлением или экструзией. К сожалению, термопласты характеризу- ются низкой теплопроводностью (коэффициент теплопроводности не пре- вышает 0,4 Вт/(м-К)). Смешение расплава термопласта с теплопроводящим наполнителем, таким как металлические порошки, оксиды металлов, угле- родное волокно позволяет значительно повысить теплопроводность ком- позитов. Для достижения высоких значений коэффициента теплопровод- ности, как правило, необходимо вводить в полимерную матрицу большое количество наполнителя, что негативно сказывается на механических ха- рактеристиках композитов и затрудняет их переработку методами литья под давлением. The present invention retains the advantages of the prior art thermally conductive polymer compositions. In addition, the invention presents new advantages that are not present in the prior art, and allows to overcome the disadvantages of the existing thermally conductive polymer compositions. Thermoplastic polymers have a low density, high mechanical characteristics, electrical insulating ability and are processed into products by high-performance injection molding or extrusion methods. Unfortunately, thermoplastics are characterized by low thermal conductivity (thermal conductivity does not exceed 0.4 W / (mK)). Mixing the melt of a thermoplastic with a heat-conducting filler, such as metal powders, metal oxides, carbon fiber, allows one to significantly increase the thermal conductivity of composites. To achieve high values of the thermal conductivity coefficient, as a rule, it is necessary to introduce a large amount of filler into the polymer matrix, which negatively affects the mechanical characteristics of the composites and complicates their processing by injection molding methods.
Решением сложившейся проблемы является использование в составе полимерных композиций не менее двух наполнителей, при этом диаметр частиц одного дисперсного наполнителя находится в интервале от 12 мкм до 250 мкм, а диаметр частиц последующего дисперсного наполнителя находится в интервале от 50 нм до 14 мкм, диаметр волокна одного волок- нистого наполнителя находится в интервале от 8 мкм до 250 мкм, а диа- метр волокна последующего волокнистого наполнителя находится в ин- тервале от 25 нм до 8 мкм и (или) комбинация дисперсного и волокнистого наполнителя при тех же размерных характеристиках наполнителей.  The solution to the current problem is to use at least two fillers in the composition of polymer compositions, with the particle diameter of one dispersed filler being in the range from 12 μm to 250 μm, and the particle diameter of the subsequent dispersed filler being in the range from 50 nm to 14 μm, fiber diameter of one the fibrous filler is in the range from 8 μm to 250 μm, and the fiber diameter of the subsequent fibrous filler is in the range from 25 nm to 8 μm and (or) the combination of the dispersed and fibrous filler of Tell in the same dimensional characteristics of the excipients.
В теплопроводящих полимерных композициях теплопроводность осуществляется за счет присутствия теплопроводящего наполнителя. Для организации удовлетворительной теплопроводности в полимерных компо- зициях требуется высокая степень наполнения, что негативно сказывается на технологических и эксплуатационных характеристиках. Использование в композициях не менее двух дисперсных теплопроводящих наполнителей, имеющих различные размеры частиц, позволяет создать высокую плот- ность упаковки наполнителя в матрице композиции. Эффект достигается за счет локализации частиц наполнителя меньшего размера в пространстве, сформированном частицами наполнителя большего размера. In thermally conductive polymer compositions, thermal conductivity is due to the presence of thermally conductive filler. The organization of satisfactory thermal conductivity in polymer compositions requires a high degree of filling, which negatively affects the technological and operational characteristics. Use in the compositions of at least two dispersed heat-conducting fillers, having different particle sizes, allows you to create a high packing density of the filler in the composition matrix. The effect is achieved due to the localization of smaller filler particles in the space formed by larger filler particles.
Так, применение комбинации дисперсного наполнителя с размером частиц от 12 мкм до 250 мкм в комбинации с наполнителем с размером ча- стиц в интервале от 50 нм до 14 мкм создает требуемую упаковку напол- нителей. При этом присутствие не связанного полимера между частицами наполнителей обеспечивает высокие технологические характеристики композиции. В качестве теплопроводящего наполнителя могут быть ис- пользованы оксиды металлов, гидроксиды металлов, соли органических и неорганических кислот.  Thus, the use of a combination of a dispersed filler with a particle size of 12 μm to 250 μm in combination with a filler with a particle size in the range from 50 nm to 14 μm creates the required packaging of fillers. In this case, the presence of an unbound polymer between filler particles ensures high technological characteristics of the composition. Metal oxides, metal hydroxides, salts of organic and inorganic acids can be used as a heat-conducting filler.
Применение волокнистых наполнителей в качестве теплопроводящей добавки обеспечивает высокую теплопроводность в направлении ориента- ции волокна. Однако в процессе смешение волокна способны разрушаться под действием сдвиговых нагрузок, что снижает эффективность их ориен- тации в матрице композиции. Одновременное использование не менее двух волокнистых наполнителей, диаметр волокна первого из которых находится в интервале от 8 мкм до 250 мкм, а диаметр волокна последую- щего в интервале от 25 нм до 8 мкм, позволяет достигнуть высокой плот- ности упаковки. Так, при разрушении под действием сдвига волокон с большим диаметром, свободное пространство занимает наполнитель с меньшим диаметр волокон. В результате ориентация волокон наполните- лей сохраняется и одновременно достигается высокая плотность их упа- ковки, которая обеспечивает значительную теплопроводность композиции. При этом обеспечиваются высокие механические характеристики и техно- логичность материалов.  The use of fibrous fillers as a heat-conducting additive provides high thermal conductivity in the direction of fiber orientation. However, in the process of mixing, the fibers are capable of breaking down under the action of shear loads, which reduces the effectiveness of their orientation in the matrix of the composition. The simultaneous use of at least two fibrous fillers, the fiber diameter of the first of which is in the range from 8 μm to 250 μm, and the subsequent fiber diameter in the range from 25 nm to 8 μm, allows to achieve a high packing density. So, when destroyed by shearing of fibers with a large diameter, the free space is occupied by a filler with a smaller diameter of fibers. As a result, the orientation of the filler fibers is preserved and at the same time a high packing density is achieved, which ensures a significant thermal conductivity of the composition. At the same time, high mechanical characteristics and technology of materials are provided.
Способ получения теплопроводящей композиции включает предвари- тельную сушку полимера с последующим введением в его состав при не- прерывном перемешивании частиц большего диаметра (дисперсного наполнителя с диаметром частиц 12-250 мкм и/или волокнистого наполни- теля с диаметром волокон 8-250 мкм) и частиц меньшего диаметра (дис- персного наполнителя с размером частиц 50нм-14мкм и/или волокнистого наполнителя с диаметром волокон частиц 25 м-8 мкм). После смешения композиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гранули- руются. The method of obtaining a heat-conducting composition includes pre-drying the polymer, followed by introducing into its composition with non- intermittent mixing of particles of larger diameter (dispersed filler with a particle diameter of 12-250 microns and / or a fibrous filler with a fiber diameter of 8-250 microns) and particles of a smaller diameter (dispersed filler with a particle size of 50 nm-14 μm and / or fibrous filler with a fiber diameter of particles of 25 m-8 microns). After mixing, the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated.
В одном из вариантов использования смешение ведется сначала в миксере (смесителе) при комнатной температуре и последующем смеше- нии при нагревании в одно-, двухшнековом экструдере, обеспечивающем скорость перемещения расплава 5-6 мм/сек. при крутящем моменте в диа- пазоне от 80 до 6800 Н м.  In one of the use cases, mixing is first carried out in a mixer (mixer) at room temperature and subsequent mixing when heated in a single-, twin-screw extruder, providing a melt displacement rate of 5-6 mm / sec. with a torque in the range from 80 to 6800 N m.
В другом варианте использования смешение ведется при нагревании в смесителе закрытого типа, обеспечивающем крутящий момент не менее 160 Н м. При этом количество загружаемого полимерного материала обес- печивает заполнение расплавом не менее 51 % объема камеры смесителя. In another use case, mixing is carried out when heated in a closed-type mixer providing a torque of at least 160 Nm. At that, the amount of loaded polymer material ensures that the melt is filled with at least 51% of the volume of the mixer chamber.
Температура переработки композиции или её расплава варьируется в ин- тервале от 180°С до 310°С в зависимости от типа используемого полимер- ного связующего. The processing temperature of the composition or its melt varies in the range from 180 ° C to 310 ° C, depending on the type of polymer binder used.
Ниже приведены примеры осуществления настоящего изобретения. Below are examples of the implementation of the present invention.
Пример 1. Полиамид марки ПА-6 сушат в сушильном шкафу при тем- пературе 120 °С в течение двух часов. Затем ПА-6 в количестве 50 масс. % от общего содержания в композиции предварительно смешива- ется с 25 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм) и 25 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 1 до 14 мкм) в миксере (смеси- тели) при комнатной температуре. После производится смешение в двух- шнековом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к их диаметру (L/D) 44. Экструдер оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре 230-250 °С и в условиях, обеспечивающих скорость переме- щения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н-м. На выходе из экструдера композиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гранулируются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по технологии, характерной для пластмасс. Example 1. Polyamide PA-6 is dried in a drying cabinet at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 50 mass. % of the total content in the composition is pre-mixed with 25 wt. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 25 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 1 to 14 microns) in a mixer (mixers) at room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) is 44. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 230-250 ° C and under conditions that ensure the speed of melt gap of 5-6 mm / sec with a torque of at least 80 Nm. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
Пример 2. Полиамид марки ПА-6 сушат в сушильном шкафу при тем- пературе 120 °С в течение двух часов. Затем ПА-6 в количестве 30 масс. % от общего содержания в композиции загружается в смеситель закрытого типа. Количество загружаемого ПА обеспечивает заполнение расплавом не менее 51 % объема камеры смесителя. Перемешивание ведётся при темпе- ратуре 230°С ±7°С в течение 3 мин при скорости вращения роторов, обес- печивающих крутящий момент до 160 Н*м. Далее в смеситель загружается 35 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм) и смешение продолжается в течение 1 мин. при тех же условиях. После чего в смеси- тель загружается 35 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 1 до 14 мкм) и смешение продолжается в течение 5 мин при тех же условиях. За- тем полученная композиция гранулируются и перерабатываются по техно- логии, характерной для пластмасс.  Example 2. PA-6 polyamide is dried in a drying cabinet at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 30 mass. % of the total content in the composition is loaded into the mixer of the closed type. The number of loaded PA provides the filling with melt not less than 51% of the volume of the mixer chamber. Stirring is carried out at a temperature of 230 ° C ± 7 ° C for 3 minutes at a speed of rotation of the rotors, providing a torque of up to 160 N * m. Next, the mixer is loaded 35 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and mixing continues for 1 minute under the same conditions. After that, 35 masses are loaded into the mixer. % magnesium oxide (particle diameter from 1 to 14 microns) and mixing continues for 5 minutes under the same conditions. Then the resulting composition is granulated and processed according to the technology typical for plastics.
Пример 3. Полиамид марки ПА-6 сушат в сушильном шкафу при тем- пературе 120 °С в течение двух часов. Затем ПА-6 в количестве 50 масс. % от общего содержания в композиции предварительно смешивается с 30 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм) и 20 масс. % нитрида бора (диаметр частиц от 2 до 12 мкм) в миксере (смесители) при комнатной температуре. После производится смешение в двухшнековом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к их диаметру (L/D) 44. Экструдер оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре от 230-250 °С и в условиях, обеспечивающих скорость перемещения рас- плава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н*м. На выходе из экструдера композиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гранулируются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по технологии, характерной для пластмасс. Example 3. PA-6 polyamide is dried in a drying cabinet at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 50 mass. % of the total content in the composition is pre-mixed with 30 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 20 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) in a mixer (mixers) at room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the screw of the extruder to their diameter (L / D) 44 is made. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 230–250 ° C and under conditions that ensure the melting speed of 5–6 mm / sec with a torque of at least 80 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands that are cooled. and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
Пример 4. Полиамид марки ПА-6 сушат в сушильном шкафу при тем- пературе 120 °С в течение двух часов. Затем ПА-6 в количестве 40 масс. %, от общего содержания в композиции, загружается в смеситель закрытого типа. Количество загружаемого ПА обеспечивает заполнение расплавом 57 % объема камеры смесителя. Перемешивание ведется при температуре 230°С ±7°С в течение 3 мин при скорости вращения роторов, обеспечива- ющих крутящий момент 160 Н*м. Далее в смеситель загружается 30 масс. % нитрида бора (диаметр частиц от 2 до 12 мкм) и смешение продолжается в течение 1 мин. при тех же условиях. После чего в смеситель загружается 30 масс. % гидроксида магния (диаметр частиц от 12 до 150 мкм) и смеше- ние продолжается в течение 5 мин при тех же условиях. Затем полученная композиция гранулируются и перерабатываются по технологии, характер- ной для пластмасс.  Example 4. PA-6 polyamide is dried in a drying cabinet at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 40 mass. % of the total content in the composition, is loaded into the mixer of the closed type. The number of loaded PA provides filling with melt 57% of the volume of the mixer chamber. Stirring is carried out at a temperature of 230 ° C ± 7 ° C for 3 minutes at a rotational speed of rotors providing a torque of 160 N * m. Next, the mixer is loaded 30 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) and mixing continues for 1 min. under the same conditions. After that 30 masses are loaded into the mixer. % magnesium hydroxide (particle diameter from 12 to 150 μm) and mixing continues for 5 minutes under the same conditions. Then, the resulting composition is granulated and processed according to the technology typical for plastics.
Пример 5. Полиамид марки ПА-6 сушат в сушильном шкафу при тем- пературе 120 °С в течение двух часов. Затем ПА-6 в количестве 60 масс. % от общего содержания в композиции предварительно смешивается с 30 масс. % гидроксида магния (диаметр частиц от 12 до 150 мкм) в миксере (смесителе) при комнатной температуре. После производится смешение в двухшнековом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к их диа- метру (L/D) 44. Экструдер оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре 230-250 °С и в условиях, обеспечивающих скорость пе- ремещения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н*м. В композицию добавляется 10 масс. % оксида алюминия (диаметр частиц от 50 нм до 1 мкм), который загружается через боковой питатель. На выходе из экструдера композиция формуется в виде стренгов, которые охлажда- ются и гранулируются. Полученная композиция перерабатывается в изде- лия по технологии, характерной для пластмасс. Пример 6. Полиамид марки ПА-6 сушат в сушильном шкафу при тем- пературе 120 °С ±7°С в течение двух часов. Затем ПА-6 в количестве 60 масс.% от общего содержания в композиции предварительно смешивается с 30 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм) в миксере (смесители) при комнатной температуре. После производится смешение в двухшнековом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к их диа- метру (L/D) 44. Экструдер оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре 230-250 °С и в условиях обеспечивающих скорость пере- мещения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н*м. В композицию добавляется 10 масс. % оксида цинка (диаметр частиц от 100 нм до 2 мкм), который загружается через боковой питатель установленный в 3 зоне шнека экструдера. На выходе из экструдера композиция формует- ся в виде стренгов, которые охлаждаются и гранулируются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по технологии, характерной для пластмасс. Example 5. PA-6 polyamide is dried in a drying cabinet at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 60 mass. % of the total content in the composition is pre-mixed with 30 mass. % magnesium hydroxide (particle diameter from 12 to 150 microns) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder's screws to their diameter (L / D) is 44. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 230–250 ° C and under conditions that ensure the melt transfer rate of 5–6 mm / sec with a torque of at least 80 N * m. 10 masses are added to the composition. % alumina (particle diameter from 50 nm to 1 μm), which is loaded through the side feeder. At the exit of the extruder, the composition is shaped as strands that are cooled and granulated. The resulting composition is processed in the product according to the technology typical for plastics. Example 6. PA-6 polyamide is dried in an oven at a temperature of 120 ° C ± 7 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 60 wt.% Of the total content in the composition is pre-mixed with 30 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) in a mixer (mixers) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder's screws to their diameter (L / D) is 44. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 230-250 ° C and under conditions ensuring a melt displacement rate of 5-6 mm / s with a torque of at least 80 N * m. 10 masses are added to the composition. % zinc oxide (particle diameter from 100 nm to 2 μm), which is loaded through a side feeder installed in the 3 zone of the extruder screw. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
Пример 7. Полиамид марки ПА-6 сушат в сушильном шкафу при тем- пературе 120 °С в течение двух часов. Затем ПА-6 в количестве 60 масс.% от общего содержания в композиции предварительно смешивается с 20 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм) и 12 масс. % нитрида бора (диаметр частиц от 2 до 12 мкм) в миксере (смесителе) при комнатной температуре. После производится смешение в двухшнековом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к их диаметру (L/D) 44. Экструдер оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре 230-250 °С и в условиях обеспечивающих скорость перемещения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н*м. В композицию добав- ляется 8 масс. % оксида цинка (диаметр частиц от 100 нм до 2 мкм), кото- рый загружается через боковой питатель. На выходе из экструдера компо- зиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гранулируются. ю Полученная композиция перерабатывается в изделия по технологии, ха- рактерной для пластмасс. Example 7. PA-6 polyamide is dried in an oven at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 60 wt.% Of the total content in the composition is pre-mixed with 20 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 12 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the screw of the extruder to their diameter (L / D) 44 is made. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 230-250 ° C and under conditions that ensure the melt displacement velocity of 5-6 mm / sec with a torque of at least 80 N * m. 8 masses are added to the composition. % zinc oxide (particle diameter from 100 nm to 2 μm), which is loaded through the side feeder. At the exit of the extruder, the composition is shaped as strands that are cooled and granulated. Yu The resulting composition is processed into products according to the technology typical for plastics.
Пример 8. Полиамид марки ПА-6 сушат в сушильном шкафу при тем- пературе 120 °С в течение двух часов. Затем ПА-6 в количестве 50 масс.% от общего содержания в композиции предварительно смешивается с 25 масс. % углеволокна (диаметр волокна от 8 мкм до 12 мкм) и 25 масс. % стекловолокна (диаметр волокна от 8 мкм до 100 мкм) в миксере (смеси- теле) при комнатной температуре. После производится смешение в двух- шнековом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к их диаметру (L D) 44. Экструдер оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре 230-250 °С и в условиях обеспечивающих скорость переме- щения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н*м. На выходе из экструдера композиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гранулируются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по технологии, характерной для пластмасс.  Example 8. PA-6 polyamide is dried in a drying oven at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 50 wt.% Of the total content in the composition is pre-mixed with 25 mass. % carbon fiber (fiber diameter from 8 microns to 12 microns) and 25 wt. % glass fiber (fiber diameter from 8 μm to 100 μm) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L D) 44 is made. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 230-250 ° C and under conditions ensuring a melt displacement rate of 5-6 mm / s with a torque of at least 80 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
Пример 9. Полиамид марки ПА-6 сушат в сушильном шкафу при тем- пературе 120 °С в течение двух часов. Затем ПА-6 в количестве 50 масс. % от общего содержания в композиции предварительно смешивается с 20 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм), 15 масс. % нитрида бора (диаметр частиц от 2 до 12 мкм) и 25 масс. % углеволокна (диаметр волокна от 8 мкм до 12 мкм) в миксере (смесители) при комнат- ной температуре. После производится смешение в двухшнековом экстру- дере, отношение длины шнеков экструдера к их диаметру (L/D) 44. Экс- трудер оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре 230-250 °С и в условиях обеспечивающих скорость перемещения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н*м. На выходе из экстру- дера композиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гра- нулируются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по тех- нологии, характерной для пластмасс. Пример 10. Полиамид марки ПА-6 сушат в сушильном шкафу при температуре 120 °С в течение двух часов. Затем ПА-6 в количестве 30 масс. % от общего содержания в композиции предварительно смешива- ется с 20 масс. % полипропилена, 30 масс.% оксида магния (диаметр ча- стиц от 100 до 250 мкм) и 20 масс. % нитрида бора (диаметр частиц от 2 до 12 мкм) в миксере (смесителе) при комнатной температуре. После произ- водится смешение в двухшнековом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к их диаметру (L/D) 44. Экструдер оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре 230-250 °С и в условиях обеспечива- ющих скорость перемещения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н*м. На выходе из экструдера композиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гранулируются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по технологии, характерной для пластмасс. Example 9. PA-6 polyamide is dried in an oven at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 50 mass. % of the total content in the composition is pre-mixed with 20 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns), 15 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) and 25 mass. % carbon fiber (fiber diameter from 8 μm to 12 μm) in a mixer (mixers) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) 44. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 230-250 ° C and under conditions that ensure the melt displacement velocity of 5-6 mm / sec with a torque of at least 80 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands that are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics. Example 10. Polyamide brand PA-6 is dried in a drying Cabinet at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-6 in the amount of 30 mass. % of the total content in the composition is pre-mixed with 20 mass. % polypropylene, 30 wt.% magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 20 wt. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the screws of the extruder to their diameter (L / D) is 44. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 230-250 ° C and under conditions that ensure the speed of movement of the melt 5-6 mm / sec with a torque of at least 80 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
Пример И. Полиамид марки ПА-66 сушат в сушильном шкафу при температуре 120 °С в течение двух часов. Затем ПА-66 в количестве 50 масс.% от общего содержания в композиции предварительно смешива- ется с 25 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм) и 25 масс. % нитрида бора (диаметр частиц от 2 до 12 мкм) в миксере (смесите- ле) при комнатной температуре. После производится смешение в двухшне- ковом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к их диаметру (L/D) 44. Экструдер оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре 230-250 °С и в условиях обеспечивающих скорость переме- щения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н*м. На выходе из экструдера композиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гранулируются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по технологии, характерной для пластмасс.  Example I. Polyamide grade PA-66 is dried in a drying cabinet at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-66 in the amount of 50 wt.% Of the total content in the composition is pre-mixed with 25 wt. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 25 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing in a twin screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) 44 is made. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 230-250 ° C and under conditions ensuring a melt displacement rate of 5-6 mm / s with a torque of at least 80 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
Пример 12. Полиамид марки ПА- 11 сушат в сушильном шкафу при температуре 120 °С в течение двух часов. Затем ПА- 11 в количестве 40 масс.% от общего содержания в композиции предварительно смешивается с 40 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм) и 20 масс. % оксида алюминия (диметр частиц от 50 нм до 1 мкм) в миксере (смеси- теле) при комнатной температуре. После производится смешение в двух- шнековом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к их диаметру (L/D) 44. Экструдер оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре 230-250 °С и в условиях обеспечивающих скорость переме- щения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н*м. На выходе из экструдера композиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гранулируются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по технологии, характерной для пластмасс. Example 12. Polyamide brand PA-11 is dried in a drying cabinet at a temperature of 120 ° C for two hours. Then PA-11 in the amount of 40 wt.% Of the total content in the composition is pre-mixed from 40 wt. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 20 mass. % alumina (particle diameter from 50 nm to 1 μm) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) is 44. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 230-250 ° C and under conditions ensuring a melt displacement rate of 5-6 mm / s with a torque of at least 80 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
Таблица 1 - Состав теплопроводящих полимерных композиций Table 1 - Composition of heat-conducting polymer compositions
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0001
Таблица 2 - Свойства теплопроводящих полимерных композиций Table 2 - Properties of thermally conductive polymer compositions
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0001
Пример 13. АБС-пластик ОМ-2020-30 в количестве 60 масс. % от об- щего содержания в композиции предварительно смешивается с 30 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм) и 10 масс. % оксида алюминия (диметр частиц от 50 нм до 1 мкм) в миксере (смесителе) при комнатной температуре. После производится смешение в двухшнековом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к их диаметру (L D) 44. Экструдер оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре 190-220 °С и в условиях обеспечивающих скорость перемещения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н*м. На выходе из экстру- дера композиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гра- нулируются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по тех- нологии, характерной для пластмасс. Example 13. ABS plastic OM-2020-30 in the amount of 60 wt. % of the total content in the composition is pre-mixed with 30 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 10 mass. % alumina (particle diameter from 50 nm to 1 μm) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L D) 44. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 190-220 ° C and under conditions that ensure the melt displacement rate of 5-6 mm / s with a torque of at least 80 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands that are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
Пример 14. АБС-пластик марки 0809-30 в количестве 50 масс. % от общего содержания в композиции, загружается в смеситель закрытого ти- па. Количество загружаемого АБС-пластика обеспечивает заполнение рас- плавом 65 % объема камеры смесителя Перемешивание ведётся при тем- пературе 190°С ±7°С в течение 3 мин при скорости вращения роторов обеспечивающих крутящий момент 160 Н*м. Затем в смеситель загружает- ся 20 масс. % нитрида бора (диаметр частиц от 2 до 12 мкм) и смешение продолжается в течение 1 мин. при тех же условиях, после чего в смеси- тель загружается 30 масс. % гидроксида магния (диаметр частиц от 12 до 150 мкм) и смешение продолжается в течение 5 мин при тех же условиях. Затем полученная композиция гранулируются и перерабатываются по тех- нологии, характерной для пластмасс.  Example 14. ABS plastic brand 0809-30 in the amount of 50 mass. % of the total content in the composition is loaded into a closed-type mixer. The amount of the loaded ABS plastic ensures that the melt is filled with 65% of the volume of the mixer chamber. Mixing is carried out at a temperature of 190 ° C ± 7 ° C for 3 minutes at a rotation speed of rotors providing a torque of 160 N * m. Then 20 masses are loaded into the mixer. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) and mixing continues for 1 min. under the same conditions, after which 30 masses are loaded into the mixer. % magnesium hydroxide (particle diameter from 12 to 150 microns) and mixing continues for 5 minutes under the same conditions. Then the resulting composition is granulated and processed according to the technology typical for plastics.
Пример 15. АБС-пластик РТ-0175 в количестве 40 масс. % от общего содержания в композиции предварительно смешивается с 40 масс. % окси- да магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм) в миксере (смесителе) при комнатной температуре. После производится смешение в двухшнековом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к их диаметру (L/D) 44. Экструдер оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре 190-220 °С и в условиях обеспечивающих скорость перемещения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н*м. В композицию добав- ляется 10 масс. % оксида алюминия (диметр частиц от 50 нм до 1 мкм) и 10 масс. % нитрида бора (диаметр частиц от 2 до 12 мкм), который загружает- ся через боковой питатель. На выходе из экструдера композиция формует- ся в виде стренгов, которые охлаждаются и гранулируются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по технологии, характерной для пластмасс. Example 15. ABS plastic PT-0175 in the amount of 40 wt. % of the total content in the composition is pre-mixed with 40 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 μm) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) 44 The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 190-220 ° C and under conditions that ensure the melt displacement rate of 5-6 mm / s with a torque of at least 80 N * m. 10 masses are added to the composition. % alumina (particle diameter from 50 nm to 1 μm) and 10 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 µm), which is loaded through the side feeder. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
Пример 16. АБС-пластик РТ-0175 в количестве 20 масс. % от общего содержания в композиции предварительно смешивается с 30 масс. % поли- карбоната PC-110U, 30 масс. % гидроксида магния (диаметр частиц от 12 до 150 мкм) и 10 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 1 до 14 мкм) в миксере (смесителе) при комнатной температуре. После производится смешение в двухшнековом экструдере, отношение длины шнеков экстру- дера к их диаметру (L/D) 60. Экструдер оснащен 12 зонами нагрева. Сме- шение ведется при температуре 190-220 °С и в условиях, обеспечивающих скорость перемещения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не ме- нее 415 Н*м. В композицию добавляется 10 масс. % оксида алюминия (ди- метр частиц от 50 нм до 1 мкм) и 10 масс. % нитрида бора (диаметр частиц от 2 до 12 мкм), который загружается через боковой питатель. На выходе из экструдера композиция формуется в виде стренгов, которые охлажда- ются и гранулируются. Полученная композиция перерабатывается в изде- лия по технологии, характерной для пластмасс.  Example 16. ABS plastic RT-0175 in the amount of 20 wt. % of the total content in the composition is pre-mixed with 30 mass. % polycarbonate PC-110U, 30 wt. % magnesium hydroxide (particle diameter from 12 to 150 microns) and 10 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 1 to 14 microns) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) is 60. The extruder is equipped with 12 heating zones. The mixing is carried out at a temperature of 190-220 ° C and under conditions that ensure the melt displacement velocity of 5-6 mm / s with a torque of not less than 415 N * m. 10 masses are added to the composition. % alumina (particle diameter from 50 nm to 1 μm) and 10 wt. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns), which is loaded through the side feeder. At the exit of the extruder, the composition is shaped as strands that are cooled and granulated. The resulting composition is processed in the product according to the technology typical for plastics.
Пример 17. АБС-пластик РТ-0175 в количестве 30 масс. % от общего содержания в композиции предварительно смешивается с 30 масс. % поли- карбоната PC-110U, 20 масс.% оксида магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм) и 20 масс. % нитрида бора (диаметр частиц от 2 до 12 мкм) в миксере (смесителе) при комнатной температуре. После производится смешение в двухшнековом экструдере, отношение длины шнеков экстру- дера к их диаметру (L/D) 60. Экструдер оснащен 12 зонами нагрева. Сме- шение ведется при температуре 190-220 °С и в условиях обеспечивающих скорость перемещения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не ме-Example 17. ABS plastic PT-0175 in the amount of 30 wt. % of the total content in the composition is pre-mixed with 30 mass. % polycarbonate PC-110U, 20 wt.% magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 20 wt. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) in a mixer (mixer) at room temperature. After produced mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) is 60. The extruder is equipped with 12 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 190-220 ° C and under conditions that ensure the speed of movement of the melt 5-6 mm / s with a torque of no
5 нее 415 Н*м. На выходе из экструдера композиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гранулируются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по технологии, характерной для пластмасс. 5 she 415 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
Пример 18. АБС-пластик РТ-0175 в количестве 30 масс. % от общего содержания в композиции предварительно смешивается с 40 масс.% угле- ю волокна (диаметр волокна от 8 мкм до 12 мкм) и 10 масс. % углеволокна (диаметр волокна от 25 нм до 8 мкм) в миксере (смесителе) при комнатной температуре. После производится смешение в двухшнековом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к их диаметру (L/D) 60. Экструдер оснащен 12 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре 190-220 Example 18. ABS plastic RT-0175 in the amount of 30 wt. % of the total content in the composition is pre-mixed with 40 wt.% carbon fiber (fiber diameter from 8 μm to 12 μm) and 10 mass. % carbon fiber (fiber diameter from 25 nm to 8 μm) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) is 60. The extruder is equipped with 12 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 190-220
15 °С и условиях обеспечивающих скорость перемещения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 415 Н*м. На выходе из экструдера композиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гранули- руются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по техноло- гии, характерной для пластмасс. 15 ° С and conditions ensuring the melt movement speed of 5-6 mm / sec with a torque of at least 415 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology typical for plastics.
20  20
Таблица 3 - Состав теплопроводящих полимерных композиций  Table 3 - Composition of heat-conducting polymer compositions
Figure imgf000019_0001
Оксид алюминия диметр частиц от 50 нм до 1
Figure imgf000019_0001
Aluminum oxide particle diameter from 50 nm to 1
10 10  10 10
мкм um
Оксид цинка 10  Zinc Oxide 10
диаметр частиц от 70 нм до 2 мкм particle diameter from 70 nm to 2 microns
Углеволокно, диаметр волокна от 8 мкм до 12 40 мкм  Carbon fiber, fiber diameter from 8 microns to 12 40 microns
Углеволокно, диаметр волокна от 25 нм до 8 мкм 10  Carbon fiber, fiber diameter from 25 nm to 8 microns 10
Таблица 4 - Свойства теплопроводящих полимерных композиций Table 4 - Properties of thermally conductive polymer compositions
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000020_0001
Пример 19. Полипропилен марки ПП 02003 в количестве 50 масс. % 5 от общего содержания в композиции предварительно смешивается с 30 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм) и 10 масс. % нитрида бора (диаметр частиц от 2 до 12 мкм) в миксере (смесителе) при комнатной температуре. После производится смешение в двухшнековом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к диаметру шнеков (L/D) ю 44, оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре от 170- 190 °С и в условиях обеспечивающих скорость перемещения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н*м. На выходе из экструдера композиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гранули- руются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по техноло-Example 19. Polypropylene brand PP 02003 in the amount of 50 mass. % 5 of the total content in the composition is pre-mixed with 30 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 10 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder's screws to the diameter of the screws (L / D) o 44, is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of from 170 to 190 ° C and under conditions that ensure the speed of movement of the melt 5-6 mm / sec with a torque of at least 80 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology
15 гии, характерной для пластмасс. Пример 20. Полипропилен марки PP1424J в количестве 40 масс. % от общего содержания в композиции предварительно смешивается с 50 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм) и 10 масс. % оксида алюминия (диметр частиц от 50 нм до 1 мкм) в миксере (смесителе) при комнатной температуре. После производится смешение в двухшнековом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к диаметру шнеков (L/D) 44, оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре от 170- 190 °С и в условиях обеспечивающих скорость перемещения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н*м. На выходе из экструдера композиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гранули- руются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по техноло- гии, характерной для пластмасс. 15 gi, characteristic of plastics. Example 20. Polypropylene brand PP1424J in the amount of 40 mass. % of the total content in the composition is pre-mixed with 50 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 10 mass. % alumina (particle diameter from 50 nm to 1 μm) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to the diameter of the screws (L / D) 44, is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of from 170 to 190 ° C and under conditions that ensure the speed of movement of the melt 5-6 mm / sec with a torque of at least 80 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology typical for plastics.
Пример 21. Полиэтилен низкой плотности марки ПЭВД 10803-020 в количестве 50 масс. % от общего содержания в композиции предваритель- но смешивается с 30 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм) и 10 масс. % нитрида бора (диаметр частиц от 2 до 12 мкм) в миксере (смесителе) при комнатной температуре. После производится смешение в двухшнековом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к их диа- метру (L/D) 44. Экструдер оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре 170-190 °С и в условиях обеспечивающих скорость пере- мещения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н*м. На выходе из экструдера композиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гранулируются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по технологии, характерной для пластмасс.  Example 21. Low density polyethylene of the LDPE brand 10803-020 in an amount of 50 wt. % of the total content in the composition is preliminarily mixed with 30 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 10 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing is performed in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder's screws to their diameter (L / D) is 44. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 170-190 ° C and under conditions ensuring a melt transfer rate of 5-6 mm / s with a torque of at least 80 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
Пример 22. Полиэтилен высокой плотности марки РЕ4РР21В в коли- честве 40 масс. % от общего содержания в композиции предварительно смешивается с 50 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм) и 10 масс. % оксида алюминия (диметр частиц от 50 нм до 1 мкм) в миксере (смесителе) при комнатной температуре. После производится смешение в двухшнековом экструдере, отношение длины шнеков экстру- дера к их диаметру (L/D) 44. Экструдер оснащен 10 зонами нагрева. Сме- шение ведется при температуре 170-190 °С и в условиях обеспечивающих скорость перемещения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не ме- нее 80 Н*м. На выходе из экструдера композиция формуется в виде стрен- гов, которые охлаждаются и гранулируются. Полученная композиция пе- рерабатывается в изделия по технологии, характерной для пластмасс. Example 22. High density polyethylene of PE4PP21B brand in the amount of 40 wt. % of the total content in the composition is pre-mixed with 50 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 10 mass. % alumina (particle diameter from 50 nm to 1 μm) in a mixer (mixer) at room temperature. After produced mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) 44. The extruder is equipped with 10 heating zones. The mixing is carried out at a temperature of 170-190 ° C and under conditions ensuring the melt displacement rate of 5-6 mm / s with a torque of not less than 80 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded into strands that are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
Таблица 5 - Состав теплопроводящих полимерных композиций Table 5 - Composition of heat-conducting polymer compositions
Figure imgf000022_0001
Figure imgf000022_0001
Таблица 6 - Свойства теплопроводящих полимерных композиций Table 6 - Properties of heat-conducting polymer compositions
Figure imgf000022_0002
Figure imgf000022_0002
Пример 23. Полисульфон марки Р Ultrason Е 1010 в количестве 50 масс. % от общего содержания в композиции предварительно смешивается с 30 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм) и 20 масс. % нитрид бора (диаметр частиц от 2 до 12 мкм) в миксере (смесителе) при комнатной температуре. После производится смешение в двухшнековом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к их диаметру (L/D) 44. Экструдер оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре 340-350 °С и в условиях обеспечивающих скорость перемещения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н*м. На выходе из экстру- дера композиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гра- нулируются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по тех- нологии, характерной для пластмасс. Example 23. Polysulfone brand P Ultrason E 1010 in the amount of 50 mass. % of the total content in the composition is pre-mixed with 30 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 20 mass. % boron nitride (particle diameter from 2 to 12 microns) in a mixer (mixer) with room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the screw of the extruder to their diameter (L / D) 44 is made. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 340-350 ° C and under conditions that ensure the melt displacement rate of 5-6 mm / s with a torque of at least 80 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands that are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
Пример 24. Полисульфон марки Р Ultrason Е 1010 в количестве 40 масс. % от общего содержания в композиции предварительно смешивается с 40 масс. % оксида магния (диаметр частиц от 100 до 250 мкм) и 10 масс. % оксида алюминия (диметр частиц от 50 нм до 1 мкм) в миксере (смеси- теле) при комнатной температуре. После производится смешение в двух- шнековом экструдере, отношение длины шнеков экструдера к их диаметру (L/D) 44. Экструдер оснащен 10 зонами нагрева. Смешение ведется при температуре 340-350 °С и в условиях обеспечивающих скорость переме- щения расплава 5-6 мм/сек при крутящем моменте не менее 80 Н*м. На выходе из экструдера композиция формуется в виде стренгов, которые охлаждаются и гранулируются. Полученная композиция перерабатывается в изделия по технологии, характерной для пластмасс.  Example 24. Polysulfone brand P Ultrason E 1010 in the amount of 40 mass. % of the total content in the composition is pre-mixed with 40 mass. % magnesium oxide (particle diameter from 100 to 250 microns) and 10 mass. % alumina (particle diameter from 50 nm to 1 μm) in a mixer (mixer) at room temperature. After mixing in a twin-screw extruder, the ratio of the length of the extruder screws to their diameter (L / D) is 44. The extruder is equipped with 10 heating zones. Mixing is carried out at a temperature of 340-350 ° C and under conditions ensuring a melt displacement rate of 5-6 mm / s with a torque of at least 80 N * m. At the exit of the extruder, the composition is molded in the form of strands, which are cooled and granulated. The resulting composition is processed into products according to the technology characteristic of plastics.
Таблица 7 - Состав теплопроводящих полимерных композиций Table 7 - Composition of heat-conducting polymer compositions
Figure imgf000023_0001
Таблица 8 - Свойства теплопроводящих полимерных композиций
Figure imgf000023_0001
Table 8 - Properties of thermally conductive polymer compositions
Figure imgf000024_0001
Figure imgf000024_0001
Результаты проведенных испытаний показывают, что настоящее изобретение, по сравнению с предшествующим уровнем техники благода- ря оптимальному соотношению частиц наполнителя улучшает теплопро- водность композиционного материала и позволяет получить высокие тех- нологические и механические характеристики. The results of the tests show that the present invention, compared with the prior art due to the optimal ratio of filler particles, improves the thermal conductivity of the composite material and allows to obtain high technological and mechanical characteristics.
Предлагаемые материалы могут быть использованы для изготовления теплоотводящих диэлектрических элементов вычислительной техники, цо- колей LED-светильников, корпусов светодиодной техники и в других кон- струкциях, обеспечивающих теплоотвод и защиту от перегрева, рассеива- ние теплового потока с одновременным обеспечением электроизолирую- щей способности и малым удельным весом. The proposed materials can be used for the manufacture of heat-conducting dielectric elements of computer technology, LED lamps, housings of LED technology and other structures that provide heat dissipation and protection from overheating, dissipation of heat flux while ensuring electrically insulating ability and low specific weight.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ получения теплопроводящих полимерных композиций, включающих полимерную основу в виде высокомолекулярных соединений или их смесей в количестве 40-60 мас.%, и добавку в количестве 40- 1. The method of obtaining heat-conducting polymer compositions comprising a polymer base in the form of high-molecular compounds or their mixtures in the amount of 40-60 wt.%, And the additive in the amount of 40-
5 60мас.%, в качестве упомянутой добавки используется, по меньшей мере, два наполнителя, выбранных из дисперсных и/или волокнистых материалов, при этом диаметр частиц одного дисперсного наполнителя находится в ин- тервале от 12 мкм до 250 мкм, а диаметр частиц последующего дисперсно- го наполнителя находится в интервале от 50 нм до 14 мкм, диаметр волокна ю одного волокнистого наполнителя находится в интервале от 8 мкм до 250 мкм, а диаметр волокна последующего волокнистого наполнителя находит- ся в интервале от 25 нм до 8 мкм. 5 60 wt.%, As the aforementioned additive, at least two fillers selected from dispersed and / or fibrous materials are used, the particle diameter of one dispersed filler is in the range from 12 μm to 250 μm, and the particle diameter of the subsequent the dispersed filler is in the range from 50 nm to 14 μm, the fiber diameter of a single fiber filler is in the range from 8 μm to 250 μm, and the fiber diameter of the subsequent fiber filler is in the range from 25 nm to 8 μm.
2. Способ по п.1 , в котором упомянутые высокомолекулярные со- единения выбраны из группы, включающей соединения, в основной цепи 2. The method according to claim 1, wherein said high molecular weight compounds are selected from the group consisting of compounds in the main chain
15 которых содержатся олефиновые и (или) ароматические последовательно- сти и/или последовательности, содержащие кратные связи, азот, кислород, серу, кремний. 15 of which contain olefinic and (or) aromatic sequences and / or sequences containing multiple bonds, nitrogen, oxygen, sulfur, silicon.
3. Способ по п.1, в котором упомянутые высокомолекулярные со- единения в качестве боковых заместителей и (или) ответвлений цепи со- 3. The method according to claim 1, wherein said high molecular weight compounds as side substituents and (or) branches of the chain
20 держат алкильные, аллильные, арильные заместители, хлор, бром, йод, группы, содержащие азот, кислород, серу, галогены, фосфор. 20 contain alkyl, allyl, aryl substituents, chlorine, bromine, iodine, groups containing nitrogen, oxygen, sulfur, halogens, phosphorus.
4. Способ по п.1, в котором упомянутые дисперсные наполнители выбран из группы оксидов металлов, гидроксидов металлов, солей органи- ческих и неорганических кислот и (или) их смесей.  4. The method according to claim 1, wherein said dispersed fillers are selected from the group of metal oxides, metal hydroxides, salts of organic and inorganic acids and / or mixtures thereof.
25 5. Способ по п.1 , в котором упомянутые волокнистые наполнители выбраны из группы, органических и (или) неорганических волокнистых наполнителей.  25 5. The method according to claim 1, in which the said fibrous fillers are selected from the group of organic and / or inorganic fibrous fillers.
6. Способ по п.1, в котором в качестве наполнителя используется, по меньшей мере, два дисперсных наполнителя, при этом диаметр частиц од- ного дисперсного наполнителя находится в интервале от 12 мкм до 250 мкм, а диаметр частиц последующего дисперсного наполнителя находится в интервале от 50 нм до 14 мкм. 6. The method according to claim 1, wherein at least two dispersed fillers are used as a filler, wherein the particle diameter is The total dispersed filler is in the range from 12 μm to 250 μm, and the particle diameter of the subsequent dispersed filler is in the range from 50 nm to 14 μm.
7. Способ по п.1 , в котором в качестве наполнителя используется, по 5 меньшей мере, два волокнистых наполнителя, при этом диаметр волокон одного волокнистого наполнителя находится в интервале от 8 мкм до 250 мкм, а диаметр частиц другого волокнистого наполнителя находится в ин- тервале от 25 нм до 8 мкм.  7. The method according to claim 1, wherein at least two fibrous fillers are used as filler, wherein the fiber diameter of one fiber filler is in the range from 8 μm to 250 μm, and the particle diameter of the other fiber filler is in - the interval from 25 nm to 8 microns.
8. Способ по п.1 , в котором используется комбинация дисперсного и ю волокнистого наполнителя, при этом диаметр частиц, по меньшей мере, од- ного дисперсного наполнителя находится в интервале от 12 мкм до 250 мкм, по меньшей мере одного дисперсного наполнителя находится в интервале 50нм-14 мкм, а диаметр волокна по меньшей мере одного волокнистого наполнителя находится в интервале 25нм-8 мкм.  8. The method according to claim 1, in which a combination of dispersed and st fibrous filler is used, wherein the particle diameter of at least one dispersed filler is in the range from 12 μm to 250 μm, at least one dispersed filler is in the interval 50 nm-14 μm, and the fiber diameter of at least one fibrous filler is in the range of 25 nm-8 μm.
15 9. Способ по п.1 , в котором используется комбинация дисперсного и волокнистого наполнителя, при этом диаметр частиц, по меньшей мере, од- ного дисперсного наполнителя находится в интервале от 12 мкм до 250 мкм, а диаметр волокна по меньшей мере одного волокнистого наполнителя находится в интервале 25нм-8 мкм.  15 9. The method according to claim 1, in which a combination of a dispersed and fibrous filler is used, wherein the particle diameter of at least one dispersed filler is in the range from 12 μm to 250 μm, and the fiber diameter of at least one fibrous filler the filler is in the range of 25nm-8 microns.
20 10. Способ по п.1, в котором теплопроводящая полимерная компози- ция содержит высокомолекулярные полимерные соединения в количестве 40 - 60 мас.% и наполнитель в количестве 40-60мас.%.  20 10. The method according to claim 1, in which the heat-conducting polymer composition contains high-molecular polymer compounds in an amount of 40-60 wt.% And a filler in an amount of 40-60 wt.%.
1 1. Способ по п.1 , в котором осуществляется предварительная сушка полимера, введение в его состав при непрерывном смешении наполнителя 1 1. The method according to claim 1, in which the preliminary drying of the polymer, the introduction of its composition with continuous mixing of the filler
25 и последующего гранулирования. 25 and subsequent granulation.
12. Способ по п.1 , в котором смешение компонентов осуществляется с использованием одно- или двухшнековых экструдеров, при этом ско- рость перемещения расплава составляет 5-6 мм/сек. 12. The method according to claim 1, in which the mixing of the components is carried out using single or twin screw extruders, wherein the speed of movement of the melt is 5-6 mm / sec.
13. Способ по п.1 , в котором смешение компонентов осуществляется с использованием одно- или двухшнековых экструдеров, обеспечивающих крутящий момент в диапазоне от 80 до 6800 Н м. 13. The method according to claim 1, in which the mixing of the components is carried out using single or twin screw extruders, providing a torque in the range from 80 to 6800 N m.
15. Способ по п.1, в котором смешение компонентов осуществляется в 5 смесителях закрытого типа.  15. The method according to claim 1, in which the mixing of the components is carried out in 5 mixers of the closed type.
16. Способ по п.1, в котором смешение компонентов осуществляется в смесителях закрытого типа обеспечивающих крутящий момент не менее 160 Н м.  16. The method according to claim 1, in which the mixing of the components is carried out in a closed-type mixer with a torque of at least 160 N m.
17. Способ по п.1, в котором количество вводимых высокомолеку- ю лярных соединений обеспечивает заполнение расплавом не менее 51 % объема смесительной камеры.  17. The method according to claim 1, wherein the amount of the introduced high molecular weight compounds ensures that the melt is filled with at least 51% of the volume of the mixing chamber.
PCT/RU2017/000598 2017-08-18 2017-08-18 Method for producing heat-conducting polymer compositions WO2019035730A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2017/000598 WO2019035730A1 (en) 2017-08-18 2017-08-18 Method for producing heat-conducting polymer compositions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2017/000598 WO2019035730A1 (en) 2017-08-18 2017-08-18 Method for producing heat-conducting polymer compositions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019035730A1 true WO2019035730A1 (en) 2019-02-21

Family

ID=65362350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000598 WO2019035730A1 (en) 2017-08-18 2017-08-18 Method for producing heat-conducting polymer compositions

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019035730A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2352795A1 (en) * 2008-11-06 2011-08-10 Clariant Finance (BVI) Limited Compositions comprising propylene-olefin-copolymer waxes and carbon nanotubes
WO2017060343A1 (en) * 2015-10-09 2017-04-13 Ineos Styrolution Group Gmbh Electrically conducting thermally conductive polymer resin composition based on styrenics with balanced properties

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2352795A1 (en) * 2008-11-06 2011-08-10 Clariant Finance (BVI) Limited Compositions comprising propylene-olefin-copolymer waxes and carbon nanotubes
WO2017060343A1 (en) * 2015-10-09 2017-04-13 Ineos Styrolution Group Gmbh Electrically conducting thermally conductive polymer resin composition based on styrenics with balanced properties

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100963673B1 (en) Thermal conductive polymer composite and article using the same
US11365336B2 (en) Polymer-polymer fiber composite for high thermal conductivity
CN107257825B (en) Thermally conductive plastic composition, extrusion apparatus and method for manufacturing thermally conductive plastic
CN103450675A (en) Resin composition having laser direct-structuring function and its preparation method and use
CN104559149A (en) Carbon composite high-thermal-conductivity plastic material and preparation method thereof
CN103694697B (en) A kind of Heat Conduction Material with selectivity deposition metal and preparation method and application
CN104559145A (en) High-toughness and high-thermal-conductivity polymer material and preparation method thereof
CN106675008B (en) High-thermal-conductivity nylon 6 composite material and preparation method thereof
CN108250747B (en) Thermoplastic polyetherimide insulating and heat-conducting composite material and preparation method thereof
WO2009043850A2 (en) Heat-processable thermally conductive polymer composition
CN102719099A (en) Thermal conductive molding compound and preparation method thereof
WO2014047249A1 (en) Methods for making thermally conductive compositions containing boron nitride
JP2006328352A (en) Insulating thermally-conductive resin composition, molded product, and method for producing the same
JP2008260830A (en) Heat-conductive resin composition
CN104292826A (en) Thermal conductive plastic and preparation method thereof
CN104610737A (en) Heat-conduction and insulation plastic material with high-impact resistant and flame retardation
WO2008063709A2 (en) Thermally conductive polymer compounds containing zinc sulfide
CN108587166A (en) High intensity heat conduction antistatic polyphenyl thioether composite material and preparation method thereof
JP2001081318A (en) Flame-retardant polyamide resin composition and its molded article
KR101791125B1 (en) Long-fiber reinforced thermoplastic resin composition with excellent thermal conductivity and mechanical properties
KR101355026B1 (en) Thermoplastic resin composition with excellent thermal conductivity and moldability
CN102936410A (en) Method for preparing polyamide-base heat-conducting composite material by in-situ polymerization
WO2010097466A1 (en) Polymer granulation process and polymer granulates
WO2019035730A1 (en) Method for producing heat-conducting polymer compositions
CN112852149A (en) Flame-retardant antistatic glass fiber reinforced nylon 6 composite material and preparation method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17921712

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17921712

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17921712

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1