CN102471082A - 氧化镁颗粒、其制造方法、散热性填料、树脂组合物、散热性脂膏和散热性涂料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氧化镁，该氧化镁能够在散热性填料等用途中，比现有的氧化镁更适合使用，并且在其他的用途中也能够使用。一种氧化镁颗粒，其(中值径)/(由比表面积求得的比表面积径)之比为3以下，D90/D10为4以下。

Description

氧化镁颗粒、其制造方法、散热性填料、树脂组合物、散热性脂膏和散热性涂料组合物
技术领域
本发明涉及氧化镁颗粒、其制造方法、散热性填料、树脂组合物、散热性脂膏和散热性涂料组合物。
背景技术
氧化镁是耐热性、热传导性、电气绝缘性优异的化合物，广泛使用于橡胶硫化促进剂、涂料·油墨用颜料、医药品、各种各样的工业领域中。作为这种氧化镁的各种用途之一，有人提出了散热性填料的方案(专利文献1等)。
作为这种散热性填料，氧化铝和氮化铝等被广泛地使用。但是，氧化铝存在着下述这样的缺点：莫氏硬度高，因此在散热片等的制造过程中，混炼机的磨耗严重。另外，氮化铝存在着下述这样的缺点：填充性差，因此难以向树脂中高填充。另外，氮化铝还存在着下述这样的缺点：其昂贵，因此导致散热部件变贵。因此，要求与这些原料不同的新型散热性填料。
另一方面，氧化镁颗粒是莫氏硬度低、比重轻的化合物，因此在使用方面也存在着优点。再者，由于是电阻值高的材料，因此也适用于电气·电子领域。但是，用作散热性填料时，需要能够向形成成型物的树脂高填充。为此，要求一种颗粒的聚集状态和粒径分布得到控制的氧化镁。但是，在专利文献1中，虽然记载了对一次粒径进行控制，但对于颗粒聚集的比例和颗粒分布得到控制的颗粒并没有记载。
另外，人们期待在除散热性填料以外的如上所述的各种氧化镁的用途中，通过使用具有特异的粒度分布的氧化镁，也实现由与以往不同的物性所产生的新效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-7215号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种能够在散热性填料等用途中，比现有的氧化镁更适合使用的氧化镁颗粒。
用于解决问题的手段
本发明为一种氧化镁颗粒，其特征在于，该氧化镁颗粒的(中值径)/(由比表面积求得的比表面积径)之比为3以下，D90/D10为4以下。
优选的是，上述氧化镁颗粒是通过在硼酸或其盐的存在下，在1000℃～1800℃下对氢氧化镁进行烧制而得到的。
优选的是，上述氧化镁颗粒是通过相对于100摩尔份的氢氧化镁，混合以硼换算为0.1摩尔份～10摩尔份的硼酸或其盐，并进行烧制而得到的。
优选的是，上述硼酸或其盐选自由四硼酸锂·五水合物、四硼酸钠·十水合物、四硼酸钾·四水合物和四硼酸铵·四水合物组成的组中的至少一种。
优选的是，上述氧化镁颗粒是通过进一步进行表面处理而得到的。
本发明为上述氧化镁颗粒的制造方法，其特征在于，该制造方法具有在硼酸或其盐的存在下，在1000℃～1800℃下对氢氧化镁进行烧制的工序。
优选的是，上述氧化镁颗粒的制造方法具有工序：相对于100摩尔份的氢氧化镁，混合以硼换算为0.1摩尔份～10摩尔份的硼酸或其盐，并进行烧制。
优选的是，上述硼酸或其盐选自由四硼酸锂·五水合物、四硼酸钠·十水合物、四硼酸钾·四水合物和四硼酸铵·四水合物组成的组中的至少一种。
本发明还涉及一种散热性填料，其特征在于，该散热性填料由上述的氧化镁颗粒构成。
本发明还涉及一种树脂组合物，其特征在于，该树脂组合物含有上述的氧化镁颗粒。
本发明还涉及一种散热性脂膏，其特征在于，该散热性脂膏含有上述的氧化镁颗粒。
本发明还涉及一种散热性涂料组合物，其特征在于，该散热性涂料组合物含有上述的氧化镁颗粒。
发明效果
本发明的氧化镁颗粒的粒度分布窄且颗粒的聚集程度得到了控制，因此能够对形成基质的材料进行高填充。因此，能够作为优异的散热性材料来使用。另外，也可以用于橡胶硫化促进剂；涂料·油墨用颜料；医药品等领域。
具体实施方式
以下，详细地说明本发明。
本发明的氧化镁颗粒的特征在于，(中值径)/(由比表面积求得的比表面积径(以下表示为SSA径))之比为3以下，D90/D10为4以下。
使用氧化镁颗粒作为散热材的时候，为了得到高散热性而期望提高颗粒在组合物中的填充率。为了得到高填充率，对聚集状态和粒径分布进行控制是重要的。为此，要求得到一种以高水准对聚集状态和形状进行了控制的氧化镁颗粒。在实现这种目的的基础上，发现满足如上所述的特定参数的颗粒是良好的，由此完成了本发明。
进一步，若一种氧化镁如上所述粒径和形状得以控制，将2种以上的粒径不同的这样的氧化镁组合使用，则能够得到更高填充率，并能够得到优异的散热性能，从这方面考虑，优选将2种以上的粒径不同的这样的氧化镁组合使用。
本发明的氧化镁颗粒是颗粒的聚集度和粒径分布得到控制的氧化镁颗粒。(中值径)/(SSA径)之比是表示颗粒的聚集度的值。中值径是反映二次粒径的粒径；SSA径是反映一次粒径的粒径。因此，上述比是表示构成二次颗粒的一次颗粒的数量的参数。本发明的氧化镁颗粒是具有由数量较少的一次颗粒聚集而形成的二次颗粒的氧化镁颗粒。从树脂或油等中的分散性优异这方面考虑，这种颗粒是有利的，并且特别适合于散热材料。
本发明的氧化镁颗粒是上述中值径/SSA径为3以下的氧化镁颗粒，更优选为2.8以下，进一步优选为2.7以下。
进一步，本发明的氧化镁颗粒的D90/D10为4以下，因此其是特征在于粒径分布窄的氧化镁颗粒。若为这种粒径分布窄的颗粒，则会使控制填充率变得容易，因此能够容易地得到具有高散热性的组合物，从这方面考虑，优选为粒径分布窄的颗粒。上述D90/D10更优选为3.9以下。
即，与现有的氧化镁颗粒相比，本发明的氧化镁颗粒的特征在于，少量的一次颗粒发生聚集而形成二次颗粒，并且D90和D10之比小(即，粒径的分布窄)。这样的氧化镁颗粒并不是众所周知的，是由本发明人首次制造的。
上述中值径也被称作D50，是指由某一粒径将粉体一分为二时，大粒径的一侧和小粒径的一侧达到等量时的粒径。对于D10、D90来说，在同样地进行粒径分布测定的情况下，将小粒径的一侧达到10％时的粒径称作D10，将小粒径的一侧达到90％时的粒径称作D90。D10、D50、D90分别是通过对粒径的分布进行测定而得到的值，在本发明中，粒径的分布是采用激光衍射粒度分布测定装置(日机装株式会社制造Microtrac MT 3300 EX)而测定得到的值。
上述SSA径是基于颗粒为正球的前提，由采用通常的方法测定得到的BET比表面积求得的值。
对于上述氧化镁颗粒的粒径没有特别限定，中值径优选为0.1μm～25μm，下限更优选为1μm。即，如上所述的较宽的粒径范围内的氧化镁颗粒能够用作散热材，能够调整为得到高填充率所需要的任意的尺寸。
对于上述氧化镁颗粒的粒径没有特别限定，SSA径优选为0.1μm～15μm，下限更优选为1μm。即，如上所述的较宽的粒径范围内的氧化镁颗粒能够用作散热材，能够调整为得到高填充率所需要的任意的尺寸。
对于本发明的氧化镁颗粒的颗粒形状没有特别限定，可以举出针状、棒状、片状、球状等，优选为更接近于球状的形状。需要说明的是，颗粒的形状可以通过扫描型电子显微镜(JEOL制造JSM840F)来观察。
对于上述氧化镁颗粒的粒径没有特别限定，平均一次粒径优选为0.1μm～15μm，下限更优选为1μm。即，如上所述的较宽的粒径范围内的氧化镁颗粒能够用作散热材，能够调整为得到高填充率所需要的任意的尺寸。
上述一次粒径可以通过以下实施例中详细叙述的方法来测定。
本发明的氧化镁颗粒优选为实施了表面处理的氧化镁颗粒。氧化镁颗粒具有这样的性质：在与水接触的情况或暴露于高湿度环境的情况下，容易变换为氢氧化镁。因此，为了提高耐水性，优选实施表面处理。
上述表面处理优选提高疏水性，同时维持电导率低的状态。即，若由表面处理而形成的被膜是具有高的导电性，则由此而无法维持氧化镁的低电导率，因此特别是在用于电气·电子材料用途的情况下，优选进行特定的表面处理。
从上述方面考虑，上述表面处理优选采用由下述通式(1)表示的烷氧基硅烷来进行。
R1 4-nSi(OR2)n    (1)
(式中，R1表示碳原子数为1～10的烷基、苯基或至少一部分的氢原子被氟取代的氟化烷基。R2表示碳原子数为1～3的烷基。n表示2、3或4。)
对于上述由通式(1)表示的烷氧基硅烷没有特别限定，可以举出例如甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷等。
上述表面处理优选为相对于氧化镁颗粒，在表面上形成0.1质量％～20质量％的被覆层。通过进行这种处理，能够维持低电导率的同时提高耐水性、耐酸性等。
如上所述的本发明的氧化镁颗粒可以通过在硼酸或其盐的存在下对氢氧化镁进行烧制来制造。这种氧化镁颗粒的制造方法也是本发明的一部分。通过调整硼酸或其盐的添加量和烧制温度，能够容易地得到具有上述的特定的(中值径)/(SSA径)之比和D90/D10且具有所期望的粒径的氧化镁，从这一点考虑，这种通过在硼酸或其盐的存在下进行烧制来制造氧化镁是优选的。
更具体地来说，可以通过以下详细叙述的本发明的氧化镁颗粒的制造方法来制得。
以下，对上述的本发明的氧化镁颗粒的制造方法进行详细叙述。
在本发明的氧化镁颗粒的制造方法中，使用氢氧化镁作为原料。上述氢氧化镁的平均粒径优选为0.05μm～2μm。上述氢氧化镁的平均粒径是利用激光衍射粒度分布测定装置(日机装株式会社制造Microtrac MT 3300 EX)而测定得到的值。
本发明中所使用的氢氧化镁可以是将天然矿物粉碎而得到的天然物、通过在水中利用碱性物质对水溶性镁盐进行中和而得到的合成物等，对于其来源没有任何限定，但优选使用后者的合成物。在制造合成物时，作为上述水溶性镁盐，可以使用例如氯化镁、硫酸镁、硝酸镁、乙酸镁等。另外，作为上述碱性物质，可以使用例如氢氧化钠、氢氧化钾、氨等。在本发明中，通常相对于1当量的水溶性镁盐，这种碱性物质在0.8当量～1.2当量的范围内使用。
在本发明中，在使水溶性镁盐在水中与碱性物质反应而制造氢氧化镁的情况下，优选的是，使1当量的水溶性镁盐与0.8当量～1.2当量、优选1.0当量～1.2当量的碱性物质反应，从而得到含有氢氧化镁沉淀的浆料，进行在加压下对该浆料在温度120℃～200℃的范围内加热的水热处理，接着，通常将得到的反应混合物冷却至常温，进行过滤、水洗，从而除去副生盐，进行干燥、粉碎，通常得到平均一次粒径为0.1μm～2μm、比表面积为1m2/g～30m2/g的具有六边片状的氢氧化镁，对其进行烧制，由此通常能够得到平均一次粒径0.1μm～2μm的球状的氧化镁颗粒。
本发明的氧化镁颗粒的制造方法的特征在于，在硼酸或其盐的存在下进行烧制。在无机颗粒的制造中，有时为了增大粒径而在熔剂的存在下进行烧制。本发明人发现，与使用其他的化合物作为熔剂的情况相比，若使用硼酸或其盐作为这种烧制时的熔剂，则得到的氧化镁颗粒的粒径分布窄。
相对于100摩尔份的氢氧化镁，上述硼酸或其盐优选为以硼换算0.1摩尔份～10摩尔份。在小于0.1摩尔份的情况下，颗粒变得难以成长，因此能量成本变高。若超过10摩尔份，则产生大量粗大颗粒，产品的合格率下降，生产率不良。通过调整上述硼酸或其盐的混合量和反应温度，能够得到具有所期望的粒径的氧化镁颗粒。想要减小粒径的情况下，优选减少硼酸或其盐的量、降低反应温度；想要增大粒径的情况下，优选增加硼酸或其盐的量、提高反应温度。
对于上述硼酸或其盐没有特别限定，可以举出例如硼酸、硼酸锌·3.5水合物、硼酸铵·八水合物、硼酸钾、硼酸钙·n水合物、三乙醇胺硼酸盐、硼酸钠、硼酸镁·n水合物、硼酸锂、四硼酸铵·四水合物、四硼酸钠、四硼酸钠·十水合物、四硼酸钾·四水合物、四硼酸锰(II)、无水四硼酸锂、四硼酸锂·n水合物等。作为上述硼酸盐，可以是水合物，也可以是无水物。作为上述硼酸或其盐，优选为四硼酸锂·五水合物、四硼酸钠·十水合物、四硼酸钾·四水合物和四硼酸铵·四水合物，其中更优选为四硼酸钠·十水合物(硼砂)。
使用硼酸盐作为上述硼酸或其盐的情况下，可以相对于氢氧化镁，混合硼酸与金属盐化合物和/或金属氢氧化物。另外，可以使用硼酸与铵盐和/或氨水溶液。即，通过在氢氧化镁中，将钠盐、氢氧化钠、锂盐、氢氧化锂、钾盐、氢氧化钾、铵盐、氨水溶液、锌盐、三乙醇胺盐等胺盐化合物等盐类和/或金属氢氧化物与硼酸混合，也能够同样地得到本发明的氧化镁。这种情况下，可以将硼酸与盐类和/或金属氢氧化物同时添加至氢氧化镁中进行混合，也可以在不同的阶段分别进行添加(例如，在烧制的途中添加其中一种等)。
本发明的氧化镁颗粒可以通过下述方法来制造：采用公知的方法将上述氢氧化镁与上述硼酸或其盐混合，并对得到的混合物进行烧制，由此制造本发明的氧化镁颗粒。对于上述混合没有特别限定，优选为使用了分散剂的湿式混合。对于上述烧制没有特别限定，在工业上优选为静置烧制。
上述烧制是在1000℃～1800℃下进行的。若为小于1000℃的烧制，则颗粒成长不充分，从这方面考虑，不为优选。若超过1800℃，则产生大量粗大颗粒，产率有可能下降，从这方面考虑，不为优选。上述温度也是对得到的氧化镁颗粒的粒径给予较大影响的要素，因此优选根据作为目标的颗粒的粒径，在上述温度范围内选择适当的温度。
由上述方法制造的氧化镁颗粒的粒径分布窄，但在需要得到粒径分布更窄的氧化镁颗粒时或为了除去以低比例含有的粗大颗粒，也可以进行利用粉碎·筛的分级。对于粉碎方法没有特别限定，可以举出例如喷雾粉碎机等。另外，作为利用筛的分级方法，可举出湿式分级、干式分级。
对于本发明的氧化镁颗粒的用途没有特别限定，可以优选使用于散热性填料的用途中。这种散热性填料也是本发明的一部分。
本发明的散热性填料通常使用于散热性树脂组合物、散热性脂膏或散热性涂料等。存在着大量公知文献涉及这样的用途，本发明的散热性填料能够用于这样的公知的散热性树脂组合物或散热性脂膏、散热性涂料。
使用本发明的氧化镁颗粒作为散热性填料的情况下，可以将2种以上的均满足本发明的必要条件且粒径不同的氧化镁颗粒混合使用。更具体地来说，可以举出由下述方法得到的氧化镁颗粒：按照粒径比为4≤氧化镁(a)/氧化镁(b)≤20的比例来选择一次粒径为1μm～15μm的氧化镁(a)和0.05μm～4μm的氧化镁(b)，并按照(a)∶(b)为5∶5～9∶1的质量比例进行混合，由此得到的氧化镁颗粒，所述一次粒径是通过使用由上述的电子显微镜照片拍摄装置拍摄的照片的测定方法而求得的。
另外，也可以将3种以上的氧化镁颗粒组合。在将3种类的氧化镁颗粒组合的情况下，可以举出由下述方法得到的氧化镁颗粒：将一次粒径为1μm～15μm的氧化镁(a)、0.05μm～4μm的氧化镁(b)、0.01μm～1μm的氧化镁(c)组合使用，选择粒径比为4≤(a)/(b)≤20、4≤(b)/(c)≤20的比例的颗粒，相对于氧化镁的全量，按照(a)∶((b)+(c))＝5∶5～9∶1、(b)∶(c)＝5∶5～9∶1的质量比例进行混合，由此得到的氧化镁颗粒，所述一次粒径是通过使用由上述的电子显微镜照片拍摄装置拍摄的照片的测定方法而求得的。
如上所述，通过选择填充率变高的组合来混合2种以上的粒径不同的氧化镁颗粒，能够得到高填充率，并能够得到优异的散热性能，从这方面考虑是优选的。
本发明的氧化镁颗粒用作散热性填料的情况下，也可以与其他的成分合用。作为能够合用的其他成分，可以举出氧化锌、二氧化钛、氧化铝等金属氧化物；氮化铝、氮化硼、碳化硅、氮化硅、氮化钛、金属硅、金刚石等除氧化镁以外的其他散热性填料；树脂；表面活性剂等。
在使用上述氧化镁颗粒作为散热性填料的情况下，能够作为与树脂进行了混合的树脂组合物来使用。这种树脂组合物也是本发明之一。此时，所使用的树脂可以是热塑性树脂，也可以是热固化性树脂，可以举出环氧树脂、酚树脂、聚苯硫醚(PPS)树脂、聚酯系树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、氟树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)树脂、聚碳酸酯、聚氨酯、聚缩醛、聚苯醚、聚醚酰亚胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂、液晶树脂(LCP)、有机硅树脂、丙烯酸树脂等树脂。
本发明的树脂组合物可以为下述树脂组合物中的任意形态：通过在熔融状态下，对热塑性树脂和上述氧化镁颗粒进行混炼而得到的热成型用树脂组合物；通过对热固化性树脂和上述氧化镁颗粒进行混炼后，进行加热固化而得到的树脂组合物；等。
本发明的树脂组合物中的上述氧化镁颗粒的混合量可以根据热传导率和树脂组合物的硬度等树脂组合物的目标性能任意决定。为了充分显现出上述氧化镁颗粒的散热性能，相对于树脂组合物中的固体成分总量，优选含有10体积％～90体积％的氧化镁颗粒。对于上述混合量，可根据所需要的散热性能，调整混合量来使用上述氧化镁颗粒，在要求更高的散热性的用途中，优选含有30体积％以上，进一步优选为50体积％以上。
本发明的树脂组合物可以根据用途自由选择树脂成分。例如，在将树脂组合物安装于热源和散热板之间并密合的情况下，可以选择如有机硅树脂或丙烯酸树脂这样的粘接性高且硬度低的树脂。
在本发明的树脂组合物是热成型用树脂组合物的情况下，可采用下述方法等来制造：例如，使用双螺杆挤出机，将热塑性树脂和上述氧化镁颗粒熔融混炼，由此将树脂组合物造粒，其后利用注射成型等任意的成型方法，成型为所期望的形状。
在本发明的树脂组合物是通过对热固化性树脂和上述氧化镁颗粒进行混炼后，进行加热固化而得到的树脂组合物的情况下，例如，优选采用加压成型等来进行成型。对这种树脂组合物的制造方法没有特别限定，例如可以通过传递成型来进行成型，由此制造树脂组合物。
本发明的树脂组合物的用途有电子部件的散热部件、热传导性填充剂、温度测定用等的绝缘性填充剂等。例如，为了将热从MPU、功率晶体管、变压器等发热性电子部件传导到散热片或散热扇等散热部件，可以使用本发明的树脂组合物，并可以将其夹入在发热性电子部件和散热部件之间来使用。由此，发热性电子部件和散热部件间的传热变得良好，能够长期减少发热性电子部件的错误动作。还能够适用于热导管与散热器的连接、或嵌入各种发热体的模块与散热器的连接。
使用上述氧化镁颗粒作为散热性填料的情况下，也能够用作与含有矿物油或合成油的基础油进行了混合的散热性脂膏。这种散热性脂膏也是本发明之一。
本发明的散热性脂膏中的上述氧化镁颗粒的混合量可以根据目标热传导率来任意决定。为了充分显现出上述氧化镁颗粒的散热性能，相对于散热性脂膏总量，优选含有10体积％～90体积％以上的氧化镁颗粒。对于上述混合量，可根据所需要的散热性能，调整混合量而使用氧化镁颗粒，要求更高的散热性的用途中，优选含有30体积％以上，进一步优选为50体积％以上。
上述基础油能够将1种或2种以上的矿物油、合成油、硅油、氟类烃油等各种油性材料组合使用。作为合成油，特别是以烃油为宜。作为合成油，可以使用α-烯烃、二酯、多元醇酯、偏苯三酸酯、聚苯基醚、烷基苯基醚等。
本发明的散热性脂膏可以根据需要含有表面活性剂。作为上述表面活性剂，优选为非离子系表面活性剂。通过混合非离子系表面活性剂，能够实现高热传导率化，适当地控制稠度。
作为非离子系表面活性剂，可以举出聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基萘基醚、聚氧乙烯化蓖麻油、聚氧乙烯氢化蓖麻油、聚氧乙烯烷基酰胺、聚氧乙烯聚氧丙烯二醇、聚氧乙烯聚氧丙烯二醇乙二胺、十聚甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯单脂肪酸酯、聚氧乙烯二脂肪酸酯、聚氧乙烯丙二醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐单脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐三脂肪酸酯、乙二醇单脂肪酸酯、二甘醇单脂肪酸酯、丙二醇单脂肪酸酯、甘油单脂肪酸酯、季戊四醇单脂肪酸酯、山梨糖醇酐单脂肪酸酯、山梨糖醇酐倍半脂肪酸酯、山梨糖醇酐三脂肪酸酯。
非离子系表面活性剂的添加效果根据散热性脂膏的种类、混合量以及表示亲水性与亲油性之间的平衡的HLB(亲水亲油平衡)之不同而不同。为了在室温中也能够得到良好的稠度，本实施方式中所使用的非离子系表面活性剂优选是HLB为9以下的液态表面活性剂。此外，在高散热性脂膏等不在意电气绝缘性降低或电阻降低的用途中，可以使用阴离子系表面活性剂、阳离子系表面活性剂、两性表面活性剂。
本发明的散热性脂膏可以通过使用揉面机(捏合机)、框式混合器、行星式搅拌器等混合机器对上述成分进行混合来制备。
本发明的散热性脂膏通过涂布于发热体或散热体来使用。作为发热体，可以举出例如一般的电源；电源用功率晶体管、功率模块、热敏电阻、热电偶、温度传感器等电子器件；LSI、CPU等集成电路元件等发热性电子部件等。作为散热体，可以举出例如均热片、散热器等散热部件；热导管、散热板等。涂布例如可以通过丝网印刷进行。丝网印刷例如可以使用金属掩模或者筛网进行。通过将本发明的散热性脂膏涂布在发热体和散热体之间，能够有效地使热从上述发热体传导至上述散热体上，因此能够有效地从上述发热体除去热。
使用上述氧化镁颗粒作为散热性填料的情况下，也能够用作分散在树脂溶液或分散液中的涂料组合物。这种散热性涂料组合物也是本发明之一。该情况下，所使用的树脂可以是具有固化性的树脂，也可以是不具有固化性的树脂。作为上述树脂，具体地说，可以举出作为上述的树脂组合物中能够使用的树脂所例示出的树脂。涂料可以是含有有机溶剂的溶剂系涂料，也可以是树脂溶解或分散在水中的水系涂料。
对上述涂料组合物的制造方法没有特别限定，例如，可以通过使用分散机或珠磨机等，混合·分散所需要的原料和溶剂来制造。
本发明的散热性涂料组合物中的上述氧化镁颗粒的混合量可以根据目标热传导率来任意决定。为了充分显现出上述氧化镁颗粒的散热性能，相对于涂料组合物总量优选含有10体积％～90体积％以上的氧化镁颗粒。对于上述混合量，可根据所需要的散热性能，调整混合量而使用上述氧化镁颗粒，要求更高的散热性的用途中，优选含有30体积％以上，更优选为50体积％以上。
除了上述的散热性填料之外，本发明的氧化镁颗粒也能够用于橡胶硫化促进剂、涂料和油墨用颜料、医药品等领域中。
实施例
以下，举出实施例对本发明进行说明，但本发明不受这些实施例的任何限定。
以下，得到的氧化镁颗粒的中值径和粒度分布是使用激光衍射粒度分布测定装置(日机装株式会社制造MicroTrac MT 3300 EX)来测定的。
(氧化镁的一次粒径的测定方法)
首先，由BET比表面积和真比重求出粒径(SSA粒径)。并且，使用扫描型电子显微镜照片拍摄装置(JEOL制造JSM840F)，在SSA粒径为10μm左右的情况下，以2000倍的倍率；在SSA粒径为1μm和2μm左右的情况下，以5000倍的倍率；在SSA粒径为0.1μm左右的情况下，以50000倍的倍率，分别拍摄5个视野，由此得到图像部分为短边9cm、长边12cm的照片。分别在每一枚照片上，从各自的短边和长边的中间点，分别画出短边、长边的平行线，再画出2条对角线，使用游标尺来测定重合于计4条的直线上的颗粒的短径和长径之值，将这些值的平均值作为该图像的平均一次粒径(SEM径)。
(实施例1)氧化镁颗粒-a
将1kg堺化学工业公司制造的氢氧化镁(产品名MGZ-0)添加至1L离子交换水中，该离子交换水溶解有50g的Dispex-A40(Allied Colloid公司制造的聚丙烯酸铵盐)、1.64g的四硼酸钠·十水合物(和光纯药制造)，由此制得氢氧化镁的分散浆料。此时添加的四硼酸钠·十水合物的量以硼换算为0.1摩尔份。对该浆料进行喷雾干燥，从而得到四硼酸钠·十水合物均匀混合的氢氧化镁。将该氢氧化镁投入至带有盖的氧化铝匣钵中，在1100℃、大气中烧制10小时。对烧制后的氧化镁进行脱盐处理，然后进行粉碎，由此得到氧化镁颗粒-a。该氧化镁颗粒-a的由SEM照片求得的一次粒径为1.68μm；由粒度分布求得的中值径为4.29μm；由比表面积算出的比表面积径为1.65μm；由粒度分布求得的中值径/由比表面积求得的比表面积径之值为2.60。另外，D90为6.79μm，D10为1.75μm，D90/D10的值为3.88。
(实施例2)氧化镁颗粒-b
将四硼酸钠·十水合物的量调整为8.20g，除此之外，与实施例1进行相同的操作，得到氧化镁颗粒-b。此时添加的四硼酸钠·十水合物的量以硼换算为0.5摩尔份。该氧化镁颗粒-b的由SEM照片求得的一次粒径为2.06μm；由粒度分布求得的中值径为3.91μm；由比表面积算出的比表面积径为1.98μm；由粒度分布求得的中值径/由比表面积求得的比表面积径之值为1.97。另外，D90为6.22μm，D10为2.35μm，D90/D10的值为2.65。
(实施例3)氧化镁颗粒-c
代替四硼酸钠·十水合物，使用四硼酸锂·五水合物5.57g，除此之外，与实施例1进行相同的操作，得到氧化镁颗粒-c。此时添加的四硼酸锂·五水合物的量以硼换算为0.5摩尔份。该氧化镁颗粒-c的由SEM照片求得的一次粒径为2.11μm；由粒度分布求得的中值径为4.28μm；由比表面积算出的比表面积径为2.02μm；由粒度分布求得的中值径/由比表面积求得的比表面积径之值为2.03。另外，D90为6.75μm，D10为2.56μm，D90/D10的值为2.64。
(实施例4)氧化镁颗粒-d
代替四硼酸钠·十水合物，使用四硼酸钾·四水合物6.57g，除此之外，与实施例1进行相同的操作，得到氧化镁颗粒-d。此时添加的四硼酸钾·四水合物的量以硼换算为0.5摩尔份。该氧化镁颗粒-d的由SEM照片求得的一次粒径为2.16μm；由粒度分布求得的中值径为4.34μm；由比表面积算出的比表面积径为2.06μm；由粒度分布求得的中值径/由比表面积求得的比表面积径之值为2.01。另外，D90为6.65μm，D10为2.48μm，D90/D10的值为2.68。
(实施例5)氧化镁颗粒-e
代替四硼酸钠·十水合物，使用四硼酸铵·四水合物5.66g，除此之外，与实施例1进行相同的操作，得到氧化镁颗粒-e。此时添加的四硼酸铵·四水合物的量以硼换算为0.5摩尔份。该氧化镁颗粒-e的由SEM照片求得的一次粒径为2.16μm；由粒度分布求得的中值径为4.34μm；由比表面积算出的比表面积径为2.06μm；由粒度分布求得的中值径/由比表面积求得的比表面积径之值为2.01。另外，D90为6.65μm，D10为2.48μm，D90/D10的值为2.68。
(实施例6)氧化镁颗粒-f
将四硼酸钠·十水合物的量调整为82.0g，除此之外，与实施例1进行相同的操作，得到氧化镁颗粒-f。此时添加的四硼酸钠·十水合物的量以硼换算为5摩尔份。该氧化镁颗粒-f的由SEM照片求得的一次粒径为2.22μm；由粒度分布求得的中值径为4.02μm；由比表面积算出的比表面积径为2.31μm；由粒度分布求得的中值径/由比表面积求得的比表面积径之值为1.74。另外，D90为6.53μm，D10为2.48μm，D90/D10的值为2.63。
(实施例7)氧化镁颗粒-g
将四硼酸钠·十水合物的量调整为131.2g，除此之外，与实施例1进行相同的操作，得到氧化镁颗粒-g。此时添加的四硼酸钠·十水合物的量以硼换算为8摩尔份。该氧化镁颗粒-g的由SEM照片求得的一次粒径为2.39μm；由粒度分布求得的中值径为4.58μm；由比表面积算出的比表面积径为2.46μm；由粒度分布求得的中值径/由比表面积求得的比表面积径之值为1.86。另外，D90为6.86μm，D10为2.56μm，D90/D10的值为2.68。
(实施例8)氧化镁颗粒-h
将四硼酸钠·十水合物的量调整为16.4g，并将烧制温度调整为1000℃，除此之外，与实施例1进行相同的操作，得到氧化镁颗粒-h。此时添加的四硼酸钠·十水合物的量以硼换算为1摩尔份。该氧化镁颗粒-h的由SEM照片求得的一次粒径为1.41μm；由粒度分布求得的中值径为4.43μm；由比表面积算出的比表面积径为1.50μm；由粒度分布求得的中值径/由比表面积求得的比表面积径之值为2.95。另外，D90为6.62μm，D10为1.76μm，D90/D10的值为3.76。
(实施例9)氧化镁颗粒-i
将四硼酸钠·十水合物的量调整为16.4g，并将烧制温度调整为1200℃，除此之外，与实施例1进行相同的操作，得到氧化镁颗粒-i。此时添加的四硼酸钠·十水合物的量以硼换算为1摩尔份。该氧化镁颗粒-i的由SEM照片求得的一次粒径为3.14μm；由粒度分布求得的中值径为6.58μm；由比表面积算出的比表面积径为3.28μm；由粒度分布求得的中值径/由比表面积求得的比表面积径之值为2.01。另外，D90为8.12μm，D10为3.56μm，D90/D10的值为2.28。
(实施例10)氧化镁颗粒-j
将四硼酸钠·十水合物的量调整为16.4g，并将烧制温度调整为1400℃，除此之外，与实施例1进行相同的操作，得到氧化镁颗粒-j。此时添加的四硼酸钠·十水合物的量以硼换算为1摩尔份。该氧化镁颗粒-j的由SEM照片求得的一次粒径为8.61μm；由粒度分布求得的中值径为19.2μm；由比表面积算出的比表面积径为9.01μm；由粒度分布求得的中值径/由比表面积求得的比表面积径之值为2.13。另外，D90为25.3μm，D10为11.9μm，D90/D10的值为2.12。
(实施例11)氧化镁颗粒-k
将四硼酸钠·十水合物的量调整为16.4g，并将烧制温度调整为1600℃，除此之外，与实施例1进行相同的操作，得到氧化镁颗粒-k。此时添加的四硼酸钠·十水合物的量以硼换算为1摩尔份。该氧化镁颗粒-k的由SEM照片求得的一次粒径为12.1μm；由粒度分布求得的中值径为23.5μm；由比表面积算出的比表面积径为13.0μm；由粒度分布求得的中值径/由比表面积求得的比表面积径之值为1.81。另外，D90为29.8μm，D10为18.2μm，D90/D10的值为1.64。
(实施例12)氧化镁颗粒-l
将100g的由实施例2得到的氧化镁颗粒-b再次分散在100ml的甲醇(和光纯药)中，添加0.02g的乙酸(和光纯药)、1g的癸基三甲氧基硅烷(KBM-3103C；信越化学)，在搅拌下添加1g的纯水，搅拌1小时后，进行过滤、干燥、粉碎，得到氧化镁颗粒-l。将该氧化镁颗粒-l放入温度为85℃、湿度为85％的恒温恒湿器中，观察质量变化的结果，经过500小时后，并没有观察到质量增加。
(比较例1)氧化镁颗粒-m
将四硼酸钠·十水合物的量调整为0.82g，并将烧制温度调整为1200℃，除此之外，与实施例1进行相同的操作，得到氧化镁颗粒-m。此时添加的四硼酸钠·十水合物的量以硼换算为0.05摩尔份。该氧化镁颗粒-m的由SEM照片求得的一次粒径为0.98μm；由粒度分布求得的中值径为3.26μm；由比表面积算出的比表面积径为1.05μm；由粒度分布求得的中值径/由比表面积求得的比表面积径之值为3.10。另外，D90为6.21μm，D10为1.38μm，D90/D10的值为4.50。
(比较例2)氧化镁颗粒-n
在不添加四硼酸钠·十水合物的情况下将烧制温度调整为1200℃，除此之外，与实施例1进行相同的操作，得到氧化镁颗粒-n。该氧化镁颗粒-n的由SEM照片求得的一次粒径为0.76μm；由粒度分布求得的中值径为3.02μm；由比表面积算出的比表面积径为0.79μm；由粒度分布求得的中值径/由比表面积求得的比表面积径之值为3.82。另外，D90为5.88μm，D10为1.23μm，D90/D10的值为4.78。
(实施例13～24)
一边加热到160℃，一边按照表1所示的比例来混合EEA树脂(A-1150日本聚乙烯公司制造)和实施例1～12的氧化镁颗粒，然后利用加压成型得到树脂成型体。将其制作成直径50mm×厚2mm的形状的成型体。对这些成型体的热传导率进行测定。需要说明的是，热传导率是利用热流计法于25℃进行测定的。
(实施例25)
按照表1所示的比例混合EEA树脂(A-1150日本聚乙烯公司制造)和实施例8与实施例11的氧化镁颗粒，使用由此得到的混合物，一边加热到160℃，一边进行混合，然后利用加压成型得到树脂成型体。将其制作成直径50mm×厚2mm的形状的成型体。对这些成型体的热传导率进行测定。需要说明的是，热传导率是利用热流计法于25℃进行的。
(实施例26)
按照表1所示的比例，混合EEA树脂(A-1150日本聚乙烯公司制造)和实施例8与实施例11的氧化镁颗粒，进一步添加堺化学工业公司制造的氧化镁(SEM径0.1μm)，一边加热到160℃，一边进行混合，然后利用加压成型得到树脂成型体。将其制作成直径50mm×厚2mm的形状的成型体。对这些成型体的热传导率进行测定。需要说明的是，热传导率是利用热流计法于25℃进行的。
(比较例3)
不混合氧化镁颗粒，除此之外，与实施例13进行相同的操作，对热传导率进行测定。将结果示于表1。
(比较例4～6)
使用氧化铝来代替氧化镁颗粒，除此之外，与实施例13进行相同的操作，对热传导率进行测定。将结果示于表1。
Figure BDA0000130087960000161
(实施例27)
按照表2所示的比例，混合环氧树脂(jER828日本环氧树脂公司制造)、环氧树脂固化剂(jERCureST12日本环氧树脂公司制造)和实施例10的氧化镁颗粒-j，注入直径50mm×高2mm的模具后，在80℃下进行3小时热处理，由此得到成型体。对该成型体的热传导率进行测定，将结果示于表2。
(比较例7)
使用氧化铝10μm来代替氧化镁颗粒-j，除此之外，与实施例27进行相同的操作，对热传导率进行测定。将结果示于表2。
表2
Figure BDA0000130087960000171
(实施例28)
按照表3所示的比例，混合有机硅树脂(KE-103信越化学工业公司制造)、有机硅树脂固化剂(CAT-103信越化学工业公司制造)和实施例10的氧化镁颗粒-j，一边加热到150℃，一边进行30分钟加压成型，由此得到树脂组合物。将其制作成直径50mm×厚2mm的形状的成型体，对热传导率进行测定，将结果示于表3。
(比较例8)
使用氧化铝10μm来代替氧化镁颗粒-j，除此之外，与实施例28进行相同的操作，对热传导率进行测定。将结果示于表3。
表3
Figure BDA0000130087960000172
(实施例29)
按照表4所示的比例，混合硅油(KF-99信越化学工业公司制造)和实施例10的氧化镁颗粒-j，由此制作成散热性脂膏。对该散热性脂膏的热传导率进行测定，将结果示于表4。
(比较例9)
使用氧化铝10μm来代替氧化镁颗粒-j，除此之外，与实施例29进行相同的操作，对热传导率进行测定。将结果示于表4。
表4
Figure BDA0000130087960000181
(实施例30)
按照表5所示的比例，使用分散机来分散环氧树脂(jER828日本环氧树脂公司制造)、甲苯和实施例10的氧化镁颗粒-j，由此制作成散热性涂料。对该散热性涂料组合物的热传导率进行测定，将结果示于表5。
(比较例10)
使用氧化铝10μm来代替氧化镁颗粒-j，除此之外，与实施例30进行相同的操作，对热传导率进行测定。将结果示于表5。
表5
Figure BDA0000130087960000182
由表1～5的结果明显可知，与通用的散热性填料相比，本发明的散热性填料具有更优异的性能。另外明显可知，在低混合～高混合的任意混合比下，均能够赋予散热性。
工业实用性
本发明的氧化镁颗粒可适合用作散热性填料，除此之外，也能够用于橡胶硫化促进剂、涂料·油墨用颜料、医药品等领域中。

Claims (12)

1.一种氧化镁颗粒，其特征在于，该氧化镁颗粒的(中值径)/(由比表面积求得的比表面积径)之比为3以下，D90/D10为4以下。
2.如权利要求1所述的氧化镁颗粒，其是通过在硼酸或其盐的存在下，在1000℃～1800℃下对氢氧化镁进行烧制而得到的。
3.如权利要求1或2所述的氧化镁颗粒，其是通过下述方式得到的：相对于100摩尔份的氢氧化镁，混合以硼换算为0.1摩尔份～10摩尔份的硼酸或其盐，并进行烧制，从而得到氧化镁颗粒。
4.如权利要求2或3所述的氧化镁颗粒，其中，硼酸或其盐选自由四硼酸锂·五水合物、四硼酸钠·十水合物、四硼酸钾·四水合物和四硼酸铵·四水合物组成的组中的至少一种物质。
5.如权利要求1～4任一项所述的氧化镁颗粒，其是通过进一步进行表面处理而得到的。
6.一种权利要求1～5任一项所述的氧化镁颗粒的制造方法，其特征在于，该制造方法具有如下工序：在硼酸或其盐的存在下，在1000℃～1800℃下对氢氧化镁进行烧制。
7.如权利要求6所述的氧化镁颗粒的制造方法，其中，该制造方法具有如下工序：相对于100摩尔份的氢氧化镁，混合以硼换算为0.1摩尔份～10摩尔份的硼酸或其盐，并进行烧制。
8.如权利要求6或7所述的氧化镁颗粒的制造方法，其中，硼酸或其盐选自由四硼酸锂·五水合物、四硼酸钠·十水合物、四硼酸钾·四水合物和四硼酸铵·四水合物组成的组的至少一种物质。
9.一种散热性填料，其特征在于，该散热性填料由权利要求1～5任一项所述的氧化镁颗粒构成。
10.一种树脂组合物，其特征在于，该树脂组合物含有权利要求1～5任一项所述的氧化镁颗粒。
11.一种散热性脂膏，其特征在于，该散热性脂膏含有权利要求1～5任一项所述的氧化镁颗粒。
12.一种散热性涂料组合物，其特征在于，该散热性涂料组合物含有权利要求1～5任一项所述的氧化镁颗粒。
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