CN103507355A - 辐射热传导抑制片 - Google Patents

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曾我匡统
平尾昭
河本裕介
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Abstract

本发明提供辐射热传导抑制片。根据本发明的一个实施方案的辐射热传导抑制片包括:热传导抑制层;和热传导层。所述热传导抑制层具有0.06W/m·K以下的热导率。所述热传导层具有在7μm至10μm的波长为0.6以下的远红外线吸收率,以及具有200W/m·K以上的热导率。所述辐射热传导抑制片通过在以下状态下被固定到包含加热元件的外壳上来使用:在使得所述热传导层面对所述加热元件的热辐射表面而不与所述加热元件紧密接触的位置,所述热传导抑制层的一侧被固定到所述外壳上。

Description

辐射热传导抑制片
发明背景
本申请在35U.S.C.第119节下要求通过引用结合在此的于2012年6月22日提交的日本专利申请序号2012-141184的优先权。
技术领域
本发明涉及辐射热传导抑制片。
背景技术
近年来,伴随着电子器件如个人计算机、平板PC、PDA、移动电话以及数字照相机的尺寸和厚度上的降低,以及性能上的提高,存在朝向设置在电子器件中的电子部件如CPU、LSI和通讯芯片的更高密度和更高集成度以及朝向电子部件在印刷线路片上的更高密度安装的进展。电子器件的厚度上的降低导致每个电子部件与外壳之间非常小的距离。结果,出现由于从电子部件至外壳辐射的热而在外壳的表面上出现热点的问题,并且出现使用者因为外壳的表面上的温度增加而受到低温烧伤的问题。此外,伴随着电子部件的更高密度和更高集成度,由电子部件产生的热的量增加。结果,除非有效地进行冷却,出现由于热失控而导致的电子器件故障的问题。
迄今,作为将从电子部件生成的热有效地释放至外面的方式,已知这样一种方法,所述方法包括:在电子部件与受热器(典型地由铝、铜,其合金等组成)之间设置填充有热传导填充物的硅脂或硅橡胶,从而减少接触热阻以通过热传导将热引导至受热器中,所述热从受热器释放至空气中。此外,已知这样一种方法,所述方法包括:设置由合金制成的热管代替受热器,从而通过热管中的热传导将热引入至冷却扇中,所述热从冷却扇释放至外壳的外面。在那些方法中使用的受热器和热管各自使用具有高热导率的物质形成。迄今,从外壳中的受热器或热管释放的热导致电子部件周围的外壳表面的温度增加。换言之,那些方法没有有效地解决热点的问题和使用者受到低温烧伤的问题。
为了解决如上所述的问题,日本专利号3590758提出了一种散热结构体,其中将散热片和真空绝热材料的层压材料设置在装置中的热生成部分与外壳之间。日本专利号4104887提出了一种散热结构体,其中将可以由与电子部件紧密接触的柔性材料形成的包括绝热片和热传导片的复合片在其中热传导片在电子部件一侧上并且复合片与电子部件和外壳的内表面两者接触的状态下设置。日本专利申请公开序号Hei10(1998)-229287提出了一种冷却结构体,所述冷却结构体包括:挤压部件,所述挤压部件设置在外壳的内表面上以便面对电子部件;以及热扩散片,所述热扩散片的一部分借助于挤压部件压住电子部件,并且所述热扩散片的一部分连接至外壳的内表面。然而,专利文献中描述的技术没有一个可以有效地解决外壳的表面上的温度增加和热点的问题。
发明内容
为了这些解决传统的问题做出本发明,并且本发明的一个目的在于提供一种辐射热传导抑制片,所述辐射热传导抑制片可以抑制外壳的表面上的温度增加和热点出现,可以通过极其容易的操作安装至外壳上,并且在对于外壳的粘合性上出色。
根据本发明的一个实施方案的辐射热传导抑制片包括:热传导抑制层;和热传导层。热传导抑制层具有0.06W/m·K以下的热导率。热传导层具有在7μm至10μm的波长为0.6以下的远红外线吸收率,以及具有200W/m·K以上的热导率。所述辐射热传导抑制片通过在以下状态下被固定到包含加热元件的外壳上来使用:在使得所述热传导层面对所述加热元件的热辐射表面而不与所述加热元件紧密接触的位置,所述热传导抑制层的一侧被固定到所述外壳上。
在本发明的一个实施方案中,热传导抑制层包含:包括各自具有100μm以下的平均孔径的球形孔的多孔材料。
在本发明的一个实施方案中,热传导抑制层包含:具有表面开口的多孔材料。
在本发明的一个实施方案中,热传导抑制层包含:包括各自具有小于20μm的平均孔径的球形孔;和相邻的球形孔之间的通孔的多孔材料。
在本发明的一个实施方案中,热传导抑制层包含亲水性聚氨酯系聚合物。
在本发明的一个实施方案中,热传导抑制层在80℃具有10N/cm2以上的剪切粘合强度。
在本发明的一个实施方案中,热传导层选自石墨片和金属箔。
在本发明的一个实施方案中,热传导层的面积是热传导层面对的加热元件的热辐射表面的面积的4倍以上。
根据本发明,包括具有规定热导率的热传导抑制层和具有规定热导率和规定远红外线吸收率的热传导层的辐射热传导抑制片以这样的方式设置:使得热传导层面对外壳中的加热元件同时不与加热元件接触,并且热传导抑制层的一侧固定至外壳的内表面。采用它,来自加热元件的辐射热可以由热传导层有效地反射。此外,通过传导传递至热传导层的热可以在热传导层的平面方向上有效地扩散,并且可以释放至外壳,同时在辐射热传导抑制片的厚度方向上通过热传导抑制层逐渐地传导。因此,即使在非常小的空间中如在小电子器件中的空间,来自加热元件的热可以非常有效地消散。作为结果,可以令人满意地抑制外壳的表面上的温度增加和热点出现。
此外,根据本发明,热传导层不与加热元件接触,并且因此可以有效地利用热传导层的辐射热反射功能。作为结果,当与仅由通过与加热元件接触的热扩散分散热的情况比较,由加热元件产生的热的量相同时,可以减少由热传导层传导至热传导抑制层的热的量,并且因此也可以减少由热传导抑制层释放至外壳的热的量,结果是可以避免外壳的表面上过大的温度增加。此外,相对于加热元件处于非接触状态下的辐射热传导抑制片的使用消除了对于使得辐射热传导抑制片遵循加热元件的形状的需要。作为结果,即使当加热元件的高度变化时,也不需要使辐射热传导抑制片根据加热元件的形状变形以使得它们紧密接触。因此,可以容忍在加热元件(电子部件)的容差范围内的尺寸变化,并且因此该辐射热传导抑制片在制备效率和成本方面也是有益的。
此外,根据本发明,辐射热传导抑制片的热传导抑制层具有足够的粘合性,并且因此辐射热传导抑制片可以借助于热传导抑制层而没有压敏粘合剂或粘合剂的任何使用而安装至外壳上,并且可以通过极其容易的操作安装至外壳上。
附图说明
在附图中:
图1是根据本发明的一个实施方案的辐射热传导抑制片的示意性截面图;
图2是根据本发明的另一个实施方案的辐射热传导抑制片的示意性截面图;
图3是根据本发明的再另一个实施方案的辐射热传导抑制片的示意性截面图;
图4是根据本发明的再另一个实施方案的辐射热传导抑制片的示意性截面图;
图5是与本发明相关的热导率测量的示意图;
图6是与本发明相关的辐射热传导抑制效果的测量的示意图;和
图7是实施例中获得的热传导抑制层的截面SEM照相的照片,照片清楚地显示其中在相邻的球形孔之间存在通孔的开孔结构。
具体实施方式
A.辐射热传导抑制片的概述
根据本发明的一个实施方案的辐射热传导抑制片包括热传导抑制层和热传导层。作为本发明的辐射热传导抑制片的典型结构,给出包括具有基本上相同的尺寸的热传导抑制层2和热传导层3的辐射热传导抑制片10(图1),以及包括具有不同尺寸的热传导抑制层2和热传导层3的辐射热传导抑制片11(图2)。此外,辐射热传导抑制片可以包括压敏粘合剂层和/或粘合层。这种构造的典型实例包括:在热传导抑制层2的与热传导层3相反的一侧上包括压敏粘合剂层4的辐射热传导抑制片12(图3),以及包括在热传导抑制层2与热传导层3之间的粘合层5以及在热传导抑制层2的外侧上的压敏粘合剂层4的辐射热传导抑制片13(图4)。应注意的是,以上作为实例给出的典型形式可以适当地组合或修改。例如,在图1至图3的每一个中的热传导抑制层与热传导层之间可以设置压敏粘合剂层或粘合层,可以将图4中的热传导抑制层与热传导层直接层压,或者图2中热传导抑制层和热传导层的尺寸之间的关系可以依赖于目的改变。本发明的辐射热传导抑制片可以具有任何适当的形状。本发明的辐射热传导抑制片的厚度和长度如长和短边长度可以各自是任何适当值。
B.热传导抑制层
在根据本发明的实施方案的辐射热传导抑制片中,将热传导抑制层2的热导率设为小的。采用它,通过传导从加热元件至热传导层3的热传递可以在热传导层3平面方向上有效地扩散。作为结果,可以将传递至热传导层3的热释放至外壳,同时在辐射热传导抑制片的厚度方向上通过热传导抑制层逐渐地传导。这种热传导抑制层当热传导层3具有同向性的热导率(未观察到依赖于不同的方向的热导率上的区别)时是特别有效的。
如通过稳态方法测量的热传导抑制层的热导率为0.06W/m·K以下,优选0.055W/m·K以下,更优选0.05W/m·K以下。当热传导抑制层的热导率大于0.06W/m·K时,通过传导从加热元件至热传导层的热传递在热传导层的平面方向上迅速地进行,并且因此在外壳表面上对温度增加和对热点的抑制效果在很多情况下可能恶化。
热传导抑制层优选为多孔材料。这种多孔材料优选具有空隙。
充当热传导抑制层的多孔材料优选包括球形孔。球形孔不需要在严格意义上是真正的球形孔,并且例如,可以是各自部分地具有应变的基本上球形的孔或各自由具有大应变的空间形成的孔。
在充当热传导抑制层的多孔材料中可以存在的球形孔各自具有优选小于100μm,更优选小于50μm,再更优选小于20μm的平均孔径。多孔材料中可以存在的球形孔的每一个的平均孔径的下限值为例如,优选0.01μm以上,更优选0.1μm以上,再更优选1μm以上。当在多孔材料中可以存在的球形孔的每一个的平均孔径落在该范围内时,可以将多孔材料的球形孔的每一个的平均孔径精确地控制为小的一个,并且因此可以提供可以作为薄膜制备的辐射热传导抑制片。
充当热传导抑制层的多孔材料优选在表面上具有表面开口。表面开口各自具有优选100μm以下,更优选50μm以下,再更优选20μm以下,特别优选10μm以下,最优选5μm以下的平均孔径。表面开口的每一个的平均孔径的下限值为例如,优选0.001μm以上,更优选0.01μm以上。当多孔材料具有表面开口并且表面开口的每一个的平均孔径落在该范围内时,可以减少与热传导层接触的面积。因此,可以增加接触热阻,并且对于在热传导层中在其平面方向上的热扩散,可以表现非常出色的热扩散性质。此外,表面开口的每一个发挥作为微吸收剂的功能,并且因此可以提供包括其自身具有足够的粘合性的热传导抑制层的辐射热传导抑制片。这种辐射热传导抑制片可以经由热传导抑制层而没有例如压敏粘合剂层的任何使用而安装至外壳上,并且可以通过极其容易的操作安装至外壳上。
充当热传导抑制层的多孔材料优选具有其中在相邻的球形孔之间存在通孔的开孔结构。通孔各自具有优选5μm以下,更优选4μm以下,再更优选3μm以下的平均孔径。对在相邻的球形孔之间存在的通孔的每一个的平均孔径的下限值没有特别地限定,并且例如,为优选0.001μm,更优选0.01μm。当在相邻的球形孔之间存在的通孔的每一个的平均孔径落在该范围内时,可以抑制当压敏粘合剂层压时,当层压至热传导层时,或当辐射热传导抑制片粘附至外壳的内表面时的空气的夹杂,同时保持用于吸收剂效果所需的多孔材料内部的气密性。因此,可以提供的是可以容易地成形并且可以容易地固定至外壳的内表面的辐射热传导抑制片。应注意的是,开孔结构可以是其中在大部分或所有的相邻球形孔之间存在通孔的开孔结构,也可以是其中通孔的数目相对小的半闭孔和半开孔的结构。
充当热传导抑制层的多孔材料具有优选30%以上,更优选40%以上,再更优选50%以上的孔含量。当充当热传导抑制层的多孔材料的孔含量落在该范围内时,可以获得出色的热传导抑制性能。
充当热传导抑制层的多孔材料具有优选0.08g/cm3至0.6g/cm3,更优选0.09g/cm3至0.5g/cm3,再更优选0.1g/cm3至0.4g/cm3的密度。当多孔材料的密度落在该范围内时,可以获得出色的热传导抑制性能。
充当热传导抑制层的多孔材料在80℃具有优选1N/cm2以上,更优选3N/cm2以上,再更优选5N/cm2以上,再更优选7N/cm2以上,特别优选9N/cm2以上,最优选10N/cm2以上的剪切粘合强度。当多孔材料的剪切粘合强度落在该范围内时,可以获得具有足够粘合性的热传导抑制层,并且因此可以将辐射热传导抑制片而没有压敏粘合剂或粘合剂的任何使用而安装至外壳上。
可以将热传导抑制层的厚度依赖于目的调节至任何适当厚度。热传导抑制层的厚度为优选0.5mm以下,更优选0.2mm以下,再更优选0.1mm以下。当热传导抑制层的厚度大于0.5mm时,可能难以将辐射热传导抑制片在非接触条件下引入至其厚度做得越来越小的电子器件中。
充当热传导抑制层的多孔材料优选含有亲水性聚氨酯系聚合物。当多孔材料含有亲水性聚氨酯系聚合物时,可以精确地控制其孔结构,并且因此可以形成具有高孔含量,具有光滑的表面,并且具有大量精确控制的细表面开口的热传导抑制层。作为结果,可以获得非常出色的热传导抑制性能和粘合性性能。应注意的是,亲水性聚氨酯系聚合物的细节在制备方法的描述中提到。
C.用于热传导抑制层的制备方法
热传导抑制层可以通过任何适当方法制备。热传导抑制层可以优选通过将W/O型乳液成形并且将乳液聚合制备。
作为用于热传导抑制层的一种制备方法,例如,给出了″连续法″,所述连续法包括:对乳化机连续地提供连续油相组分和水相组分以制备可以用于获得热传导抑制层的W/O型乳液,随后将所得到的W/O型乳液聚合以制备含水聚合物,并且随后将所得到的含水聚合物脱水。
作为用于热传导抑制层的另一种制备方法,例如,给出了″间歇法″,所述间歇法包括:对乳化机进料相对于连续油相组分而适当量的水相组分,连续地对水相组分提供搅拌以制备可以用于获得热传导抑制层的W/O型乳液,将所得到的W/O型乳液聚合以制备含水聚合物,并且随后将所得到的含水聚合物脱水。
包括连续地聚合W/O型乳液的″连续法″是优选的方法,因为其制备效率高并且可以最有效地利用缩短聚合时间的效果和聚合装置的缩短化(shortening)。
更具体地,热传导抑制层可以优选通过包括以下各项的制备方法制备:制备可以用于获得热传导抑制层的W/O型乳液的步骤(I);
将所得到的W/O型乳液成形的步骤(II);
将成形的W/O型乳液聚合的步骤(III);和
将所得到的含水聚合物脱水的步骤(IV)。这里,将所得到的W/O型乳液成形的步骤(II)的至少一部分和将成形的W/O型乳液聚合的步骤(III)可以同时进行。
C-1.制备W/O型乳液的步骤(I)
可以用于获得热传导抑制层的W/O型乳液是包含连续油相组分和与连续油相组分不互溶的水相组分的W/O型乳液。更具体地,W/O型乳液通过将水相组分分散在连续油相组分中获得。
W/O型乳液中水相组分与连续油相组分的比例可以是在使得W/O型乳液可以形成的范围内的任何适当比例。W/O型乳液中水相组分与连续油相组分的比例可以作为用于决定将通过W/O型乳液的聚合获得的多孔材料的结构、机械和性能特征的重要因素。具体地,W/O型乳液中水相组分与连续油相组分的比例可以作为决定例如用于决定将通过W/O型乳液的聚合获得的多孔材料的密度、孔径、孔结构以及用于形成孔结构的壁体的尺寸的重要因素。
W/O型乳液中水相组分的比例的下限值为优选30重量%,更优选40重量%,再更优选50重量%,特别优选55重量%。W/O型乳液中水相组分的比例的上限值为优选95重量%,更优选90重量%,再更优选85重量%,特别优选80重量%。当W/O型乳液中水相组分的比例落在该范围内时,可以充分地展现本发明的效果。
W/O型乳液可以在不削弱本发明的效果的范围内包含任何适当添加剂。这种添加剂的实例包括:增粘树脂;滑石;填充剂如碳酸钙、硅酸及其盐、粘土、云母粉、氧化锌、膨润土、炭黑、二氧化硅和乙炔黑;颜料;和染料。这些添加剂可以单独或组合使用。
可以采用任何适当方法作为用于W/O型乳液的制备方法。用于W/O型乳液的制备方法的实例包括:″连续法″,所述连续法包括通过对乳化机连续地提供连续油相组分和水相组分形成W/O型乳液;和″间歇法″,所述间歇法包括通过对乳化机进料相对于连续油相组分适当量的水相组分并且对乳化机在搅拌下连续地提供水相组分,从而形成W/O型乳液。
在W/O型乳液的制备中,作为用于获得乳液状态的剪切手段,例如,给出使用转子/定子混合器、均化器或微流化装置的的高剪切条件应用。此外,作为用于获得乳液状态的另一种剪切手段,例如,给出了使用叶轮式混合器或针式混合器的振动,或连续和分散相通过使用电磁搅拌棒的低剪切条件的应用的温和混合。
作为用于通过″连续法″制备W/O型乳液的装置,例如,给出了静态混合器、转子/定子混合器以及针式混合器。还可以通过增加搅拌速度或者通过使用设计为在混合方法中将水相组分更细致地分散在W/O型乳液中的装置,获得更剧烈的搅拌。
作为用于通过″间歇法″制备W/O型乳液的装置,例如,给出了通过手、驱动式叶轮混合器以及三叶螺旋浆(three-propeller)混合刀片的混合或摇动。具体地,所感兴趣的W/O型乳液可以在减压下通过使用由PRIMIXCorporation制造的″T.K.AGI HOMO MIXER(商品名)″或″T.K.COMBIMIX(商品名)″等制备,这显著地减少所要获得的W/O型乳液中包含的气泡的量。
可以采用任何适当方法作为用于连续油相组分的制备方法。用于连续油相组分的制备方法的典型的优选实例包括:一种用于连续油相组分的制备方法:所述方法包括制备包括亲水性聚氨酯系聚合物和烯键式不饱和单体的混合浆液,并且随后将混合浆液与聚合引发剂、交联剂以及任何其他适当组分混配。
可以采用任何适当方法作为用于亲水性聚氨酯系聚合物的制备方法。用于亲水性聚氨酯系聚合物的制备方法的典型实例包括:一种制备方法,所述方法包括对聚氧二烯聚氧丙烯二醇和二异氰酸酯化合物在氨基甲酸酯反应催化剂的存在下进行反应。
C-1-1.水相组分
可以采用与连续油相组分基本上不混溶的任何水性流体作为水相组分。从易于操作和低成本的角度,水如离子交换水是优选的。
水相组分可以在不削弱本发明的效果的范围内包含任何适当添加剂。可以单独或组合使用在水相组分中可以包含的添加剂。这种添加剂的实例包括聚合引发剂和水溶性盐。水溶性盐可以充当用于另外稳定化W/O型乳液的有效添加剂。这种水溶性盐的实例包括碳酸钠、碳酸钙、碳酸钾、磷酸钠、磷酸钙、磷酸钾、氯化钠和氯化钾。这些添加剂可以单独或组合使用。
C-1-2.连续油相组分
连续油相组分优选包括亲水性聚氨酯系聚合物和烯键式不饱和单体。连续油相组分中亲水性聚氨酯系聚合物或烯键式不饱和单体的含量可以是在不削弱本发明的效果的范围内的任何适当含量。
例如,依赖于构成亲水性聚氨酯系聚合物的聚氧乙烯聚氧丙烯二醇单元中聚氧乙烯的比率或所要混配的水相组分的量,连续油相组分中亲水性聚氨酯系聚合物或烯键式不饱和单体的含量如下所述。相对于70重量份至90重量份的烯键式不饱和单体,优选在10重量份至30重量份的范围内含有亲水性聚氨酯系聚合物,并且相对于75重量份至90重量份的烯键式不饱和单体,更优选在10重量份至25重量份的范围内含有亲水性聚氨酯系聚合物。此外,相对于100重量份的水相组分,优选在1重量份至30重量份的范围内含有亲水性聚氨酯系聚合物,并且更优选在1重量份至25重量份的范围内含有亲水性聚氨酯系聚合物。当亲水性聚氨酯系聚合物的含量落在该范围内时,可以充分地展现本发明的效果。
C-1-2-1.亲水性聚氨酯系聚合物
亲水性聚氨酯系聚合物优选包括得自聚氧乙烯聚氧丙烯二醇的聚氧乙烯聚氧丙烯单元,并且聚氧乙烯聚氧丙烯单元优选含有5重量%至25重量%的聚氧乙烯。
如上所述,聚氧乙烯聚氧丙烯单元中聚氧乙烯的含量为优选5重量%至25重量%,其下限值为更优选10重量%,并且其上限值为更优选25重量%,再更优选20重量%。聚氧乙烯聚氧丙烯单元中聚氧乙烯可以展现将水相组分稳定分散在连续油相组分中的效果。当聚氧乙烯聚氧丙烯单元中聚氧乙烯的含量小于5重量%时,它可能变得难以将水相组分稳定分散在连续油相组分中。当聚氧乙烯聚氧丙烯单元中聚氧乙烯的含量大于25重量%时,因为条件变得更接近于HIPE条件,可能发生从W/O型乳液至水包油型(O/W型)乳液的相转变。
传统的亲水性聚氨酯系聚合物通过对二异氰酸酯化合物、疏水性长链二醇、聚氧乙烯二醇及其衍生物和低分子量活性氢化合物(扩链剂)进行反应获得。然而,通过这种方法获得的亲水性聚氨酯系聚合物中包括的聚氧亚乙基的数目是不均匀的,并且因此包括这种亲水性聚氨酯系聚合物的W/O型乳液可以具有降低的乳化稳定性。另一方面,可以用于获得本发明中的热传导抑制层使用的W/O型乳液的连续油相组分中包括的亲水性聚氨酯系聚合物具有如上所述的这种特征结构。因此,在其中将亲水性聚氨酯系聚合物结合至W/O型乳液的连续油相组分中的情况下,可以展现出色的乳化性和出色的静态储存稳定性,即使当非主动地加入乳化剂等时。
亲水性聚氨酯系聚合物优选通过对聚氧乙烯聚氧丙烯二醇和二异氰酸酯化合物进行反应获得。在这种情况下,聚氧乙烯聚氧丙烯二醇与二异氰酸酯化合物以NCO/OH(当量比)计的比例的下限值为优选1,更优选1.2,再更优选1.4,特别优选1.6,并且其上限值为优选3,更优选2.5,再更优选2。当以NCO/OH(当量比)计的比例小于1时,在亲水性聚氨酯系聚合物的制备中可能容易生成凝胶产物。当以NCO/OH(当量比)计的比例大于3时,余下的二异氰酸酯化合物的量增加,这可能使得用于获得本发明中的热传导抑制层使用的W/O型乳液不稳定。
聚氧乙烯聚氧丙烯二醇的实例包括由ADEKA CORPORATION制备的聚醚多元醇(ADEKA(商标)Pluronic L-31、L-61、L-71、L-101、L-121、L-42、L-62、L-72、L-122、25R-1、25R-2和17R-2),以及由NOFCORPORATION制备的聚氧乙烯聚氧丙烯二醇(PLONON(商标)052、102和202)。聚氧乙烯聚氧丙烯二醇可以单独或组合使用。
二异氰酸酯化合物的实例包括芳族、脂族和脂环族二异氰酸酯,这些二异氰酸酯的二聚体和三聚体,以及多苯基甲烷多异氰酸酯。芳族、脂族和脂环族二异氰酸酯的实例包括:甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-亚萘基二异氰酸酯、1,3-亚苯基二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、丁烷-1,4-二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4-二异氰酸酯、1,3-双(异氰酸根合甲基)环己烷、甲基环己烷二异氰酸酯和间-四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯。二异氰酸酯的三聚体的实例包括异氰脲酸酯型、缩二脲型和脲基甲酸酯型。二异氰酸酯化合物可以单独或组合使用。
从例如与多元醇的氨基甲酸酯反应性的角度,可以适当地选择二异氰酸酯化合物的种类、组合等。从例如与多元醇的迅速氨基甲酸酯反应性和与水反应的抑制的角度,优选使用脂环族二异氰酸酯。
亲水性聚氨酯系聚合物的重均分子量的下限值为优选5,000,更优选7,000,再更优选8,000,特别优选10,000,并且其上限值为优选50,000,更优选40,000,再更优选30,000,特别优选20,000。
亲水性聚氨酯系聚合物可以在其端部具有可自由基聚合不饱和双键。由于亲水性聚氨酯系聚合物在其端部具有可自由基聚合不饱和双键的事实,可以另外展现本发明的效果。
C-1-2-1-2.烯键式不饱和单体
可以采用任何适当单体作为烯键式不饱和单体,条件是该单体具有烯键式不饱和双键。烯键式不饱和单体可以单独或组合使用。
烯键式不饱和单体优选包括(甲基)丙烯酸酯。烯键式不饱和单体中(甲基)丙烯酸酯的含量的下限值为优选80重量%,更优选85重量%,并且其上限值为优选100重量%,更优选98重量%。(甲基)丙烯酸酯可以单独或组合使用。
(甲基)丙烯酸酯优选为具有1至20个碳原子的烷基(包括环烷基、烷基(环烷基)以及(环烷基)烷基的概念)的(甲基)丙烯酸烷基酯。烷基优选具有4至18个碳原子。
应注意的是,如本文所使用的术语“(甲基)丙烯酸类”意指丙烯酸类和/或甲基丙烯酸类,并且如本文所使用的术语“(甲基)丙烯酸酯”意指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
具有1至20个碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯的实例包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸正壬酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸正癸酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸正十二烷酯、(甲基)丙烯酸异肉豆蔻酯、(甲基)丙烯酸正十三烷酯、(甲基)丙烯酸正十四烷酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十五烷酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸十七烷酯、(甲基)丙烯酸十八烷酯、(甲基)丙烯酸十九烷酯、(甲基)丙烯酸二十烷酯、(甲基)丙烯酸异硬脂酯以及(甲基)丙烯酸异冰片酯。在这些中,(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯和(甲基)丙烯酸异冰片酯是优选的。各自具有1至20个碳原子的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯可以单独或组合使用。
烯键式不饱和单体优选还含有可与(甲基)丙烯酸酯共聚的极性单体。当烯键式不饱和单体含有极性单体时,可以再进一步展现本发明的效果。烯键式不饱和单体中极性单体的含量的下限值为优选0重量%,更优选2重量%,并且其上限值为优选20重量%,更优选15重量%。极性单体可以单独或组合使用。
极性单体的实例包括:含有羧基的单体如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、ω-羧基-聚己内酯单丙烯酸酯、邻苯二甲酸单丙烯酸羟乙酯、衣康酸、马来酸、富马酸和巴豆酸;酸酐单体如马来酸酐和衣康酸酐;含有羟基的单体如(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸12-羟基月桂醇酯和(甲基)丙烯酸(4-羟甲基环己基)甲酯;以及含有酰胺基的单体如N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺和羟乙基(甲基)丙烯酰胺。
C-1-2-1-3.聚合引发剂
连续油相组分优选包括聚合引发剂。
聚合引发剂的实例包括自由基聚合引发剂和氧化还原聚合引发剂。自由基聚合引发剂的实例包括热聚合引发剂和光聚合引发剂。
热聚合引发剂的实例包括偶氮化合物、过氧化物、过氧碳酸、过氧羧酸、过硫酸钾、过氧异丁酸叔丁酯和2,2′-偶氮二异丁腈。
光聚合引发剂的实例可以包括:苯乙酮系光聚合引发剂如4-(2-羟基乙氧基)苯基(2-羟基-2-丙基)酮(例如,可在商品名Darocur-2959下得自Ciba Japan的产品)、α-羟基-α,α′-二甲基苯乙酮(例如,可得在商品名Darocur-1173下得自Ciba Japan的产品)、甲氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(例如,可在商品名Irgacure-651下得自Ciba Japan的产品)以及2-羟基-2-环己基苯乙酮(例如,可在商品名Irgacure-184下得自CibaJapan的产品);缩酮系光聚合引发剂如苄基二甲基缩酮;其他卤化酮;以及酰基氧化膦(例如,可在商品名Irgacure-819下得自Ciba Japan的产品)。
聚合引发剂可以单独或组合使用。
相对于全部连续油相组分,聚合引发剂的含量的下限值为优选0.05重量%,更优选0.1重量%,并且其上限值为优选5.0重量%,更优选1.0重量%。当相对于全部连续油相组分,聚合引发剂的含量小于0.05重量%时,未反应的单体组分的量增加,结果是所要获得的热传导抑制层中残留的单体的量可能增加。当相对于全部连续油相组分,聚合引发剂的含量大于5.0重量%时,所要获得的热传导抑制层的机械物理性质可能降低。
应注意的是由光聚合引发剂产生的自由基的量依赖于例如照射光的种类、强度和照射时间以及在在单体和溶剂的混合物中溶解的氧的量而变化。此外,当所溶解的氧的量大时,由光聚合引发剂产生的自由基的量受到抑制,并且因此聚合不能有效地进行,结果是未反应的产品的量可能增加。因此,优选的是将惰性气体如氮气吹入至反应体系中以由惰性气体置换氧或在光照射之前预先进行通过减压处理的脱气。
C-1-2-1-4.交联剂
连续油相组分优选包括交联剂。
交联剂典型地通过将聚合物链连接在一起用于构建更多三维分子结构。交联剂的种类和含量的选择由用于所要获得的热传导抑制层所需的结构特征、机械特征和流体处理特征影响。交联剂的具体种类和含量的选择对于实现热传导抑制层的结构特征、机械特征和流体处理特征的所需组合是重要的。
在热传导抑制层的制备中,优选的是使用至少两种类型的具有不同重均分子量的交联剂作为交联剂。
在热传导抑制层的制备中,更优选的是使用下列作为交联剂:″选自各自具有800以上的重均分子量的多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能(甲基)丙烯酰胺和聚合反应性低聚物中的一种或多种″,其与″各自具有500以下的重均分子量的选自多官能(甲基)丙烯酸酯和多官能(甲基)丙烯酰胺中的一种或多种″相组合。在本文中,多官能(甲基)丙烯酸酯具体地是指每分子具有至少两个烯键式不饱和基团的多官能(甲基)丙烯酸酯,并且多官能(甲基)丙烯酰胺具体是指每分子具有至少两个烯键式不饱和基团的多官能(甲基)丙烯酰胺。
多官能(甲基)丙烯酸酯的实例包括二丙烯酸酯、三丙烯酸酯、四丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯、三甲基丙烯酸酯和四甲基丙烯酸酯。
多官能(甲基)丙烯酰胺的实例包括二丙烯酰胺、三丙烯酰胺、四丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、三甲基丙烯酰胺和四甲基丙烯酰胺。
多官能(甲基)丙烯酸酯可以得自,例如,二醇、三醇、四醇或双酚A衍生物。具体地,多官能(甲基)丙烯酸酯可以得自,例如,1,10-癸二醇、1,8-辛二醇、1,6-己二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁-2-烯二醇、乙二醇、二甘醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、氢醌、邻苯二酚、间苯二酚、三甘醇、聚乙二醇、山梨糖醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇或双酚A的环氧丙烷改性产物。
多官能(甲基)丙烯酰胺可以得自,例如,其相应的二胺、三胺或四胺。
聚合反应性低聚物的实例包括氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、共聚酯(甲基)丙烯酸酯以及低聚物二(甲基)丙烯酸酯。其中,疏水性氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯是优选的。
聚合反应性低聚物的重均分子量为优选1,500以上,更优选2,000以上。对聚合反应性低聚物的重均分子量的上限没有特别地限定,并且为,例如,优选10,000以下。
当将″选自各自具有800以上的重均分子量的多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能(甲基)丙烯酰胺和聚合反应性低聚物中的一种或多种″和″选自各自具有500以下的重均分子量的多官能(甲基)丙烯酸酯和多官能(甲基)丙烯酰胺中的一种或多种″组合使用作为交联剂时,相对于连续油相组分中亲水性聚氨酯系聚合物和烯键式不饱和单体的总量,″选自各自具有800以上的重均分子量的多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能(甲基)丙烯酰胺和聚合反应性低聚物中的一种或多种″的用量的下限值为优选40重量%,并且其上限值为优选100重量%,更优选80重量%。当相对于连续油相组分中亲水性聚氨酯系聚合物和烯键式不饱和单体的总量,″选自各自具有800以上的重均分子量的多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能(甲基)丙烯酰胺以及聚合反应性低聚物中的一种或多种″的用量小于40重量%时,所要获得的热传导抑制层的粘着强度可能降低,并且可能难以获得韧性和柔韧性两者。当相对于连续油相组分中亲水性聚氨酯系聚合物和烯键式不饱和单体的总量,″选自各自具有800以上的重均分子量多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能(甲基)丙烯酰胺和聚合反应性低聚物中的一种或多种″的用量大于100重量%,W/O型乳液的乳化稳定性降低,导致不能获得所需的热传导抑制层。
当将″选自各自具有800以上的重均分子量的多官能(甲基)丙烯酸酯、多官能(甲基)丙烯酰胺和聚合反应性低聚物中的一种或多种″和″选自各自具有500以下的重均分子量的多官能(甲基)丙烯酸酯和多官能(甲基)丙烯酰胺中的一种或多种″组合使用作为交联剂时,相对于连续油相组分中亲水性聚氨酯系聚合物和烯键式不饱和单体的总量,″选自各自具有500以下的重均分子量的多官能(甲基)丙烯酸酯和多官能(甲基)丙烯酰胺中的一种或多种″的用量的下限值为优选1重量%,更优选5重量%,并且其上限值为优选30重量%,更优选20重量%。当相对于连续油相组分中亲水性聚氨酯系聚合物和烯键式不饱和单体的总量,″选自各自具有500以下的重均分子量的多官能(甲基)丙烯酸酯和多官能(甲基)丙烯酰胺中的一种或多种″的用量小于1重量%时,热阻降低,导致孔结构可能归因于将含水聚合物脱水的步骤(IV)中的收缩而崩塌。当相对于连续油相组分中亲水性聚氨酯系聚合物和烯键式不饱和单体的总量,″选自各自具有500以下的重均分子量的多官能(甲基)丙烯酸酯和多官能(甲基)丙烯酰胺中的一种或多种″的用量大于30重量%时,所要获得的热传导抑制层的韧性降低,导致热传导抑制层可以展现脆性。
交联剂可以单独或组合使用。
C-1-2-1-5.连续油相组分中的其他组分
连续油相组分可以在不削弱本发明的效果的范围内包括任何适当其他组分。这种其他组分的典型的优选实例包括催化剂、抗氧化剂、光稳定剂和有机溶剂。这些其他组分可以单独或组合使用。
催化剂的实例包括氨基甲酸酯反应催化剂。可以采用任何适当催化剂作为氨基甲酸酯反应催化剂。其具体实例包括二月桂酸二丁基锡。
可以依赖于所感兴趣的催化反应,采用任何适当含量作为催化剂的含量。
可以单独或组合使用催化剂。
抗氧化剂的实例包括酚系抗氧化剂、硫醚系抗氧化剂和磷系抗氧化剂。
可以采用在不削弱本发明的效果的范围内的任何适当含量作为抗氧化剂的含量。
抗氧化剂可以单独或组合使用。
C-2.将W/O型乳液成形的步骤(II)
在步骤(II)中,可以采用任何适当形状成形方法作为将W/O型乳液成形的方法。例如,给出了包括将W/O型乳液连续地提供在移动带上并且将乳液在带上形成为平片形状的方法。此外,给出了包括将W/O型乳液涂布至热塑性树脂膜的一个表面上以将乳液成形的方法。
在步骤(II)中,当采用包括将W/O型乳液涂布至热塑性树脂膜的一个表面上以将乳液成形的方法作为将W/O型乳液成形的方法时,涂布方法是例如使用辊涂机、模涂机或刮刀式涂机的方法。
C-3.将成形之后的W/O型乳液聚合的步骤(III)
在步骤(III)中,可以采用任何适当聚合方法作为将成形的W/O型乳液聚合的方法。例如,给出:包括将W/O型乳液连续地提供至具有其中将带式传送机的带表面用加热装置温热的结构的移动带上,并且将乳液通过加热聚合,同时将乳液在带上形成为平片形状的方法;以及包括将W/O型乳液连续地提供至具有其中带式传送器的带表面通过用活性能量射线照射而温热的结构的移动带上,并且将乳液通过用活性能量射线照射聚合,同时将乳液在带上形成为平片形状的方法。
当通过加热进行聚合时,聚合温度(加热温度)的下限值为优选23℃,更优选50℃,再更优选70℃,特别优选80℃,最优选90℃,并且其上限值为优选150℃,更优选130℃,再更优选110℃。当聚合温度小于23℃时,花费长时间进行聚合,导致工业生产率可能降低。当聚合温度大于150℃时,所获得的热传导抑制层的孔直径可以变得不均匀,并且热传导抑制层的强度可能降低。应注意的是聚合温度不需要保持恒定,并且例如,可以在聚合的过程中在两个阶段或许多个阶段中改变。
当通过用活性能量射线照射进行聚合时,活性能量射线的实例包括UV光、可见光和电子束。活性能量射线优选为UV光和可见光,更优选具有200nm至800nm的波长的可见至UV光。W/O型乳液对光具有强散射倾向。因此,当使用具有200nm至800nm的波长的可见至UV光时,光可以穿透W/O型乳液。此外,可以由具有200nm至800nm的波长的光激活的光聚合引发剂是可容易获得的,并且该光的光源也是可容易获得的。
活性能量射线的波长的下限值为优选200nm,更优选300nm,并且其上限值为优选800nm,更优选450nm。
作为在用活性能量射线照射中使用的典型装置,例如,给出了具有在具有300至400nm的波长的区域中的光谱分布的装置作为可以用UV光进行照射的UV灯。其实例包括化学灯、黑光灯(Black Light lamp)(由TOSHIBA LIGHTING&TECHNOLOGY CORPORATION制造,商品名)和金属卤化物灯。
可以将当用活性能量射线照射时的照度通过调节从照射装置至所要照射的目标的距离和电压而设定为任何适当照度。例如,根据JP2003-13015A中公开的方法,在每个步骤中用UV光的照射可以在许多个分开的阶段中进行,从而精确地调节压敏粘合性能。
为了防止具有聚合抑制作用的氧导致不利的影响,例如,用UV光的照射优选在惰性气体气氛下在将W/O型乳液涂布至基片如热塑性树脂膜的一个表面上并且成形之后进行,或在将W/O型乳液涂布至基片如热塑性树脂膜的一个表面上并且成形之后,通过用透过UV光但阻挡氧的膜,例如,涂布有脱模剂如硅氧烷的聚对苯二甲酸乙二醇酯覆盖而进行。
可以采用任何适当热塑性树脂膜作为热塑性树脂膜,条件是可以将W/O型乳液涂布至膜的一个表面上并且成形。热塑性树脂膜的实例包括由聚酯、烯烃类树脂和聚氯乙烯制成的塑料膜和片。此外,这些塑料膜和片可以具有进行过脱模处理的一侧或两侧。
惰性气体气氛是指其中光照射区中的氧由惰性气体置换的气氛。因此,在惰性气体气氛中存在的氧的量需要尽可能小,并且以氧浓度计为优选5,000ppm以下。
C-4.将所得到的含水聚合物脱水的步骤(IV)
在步骤(IV)中,将所得到的含水聚合物脱水。水相组分在步骤(III)中获得的含水聚合物中以分散状态存在。多孔材料通过以下方式获得:将水相组分通过脱水移除,之后干燥。多孔材料可以在没有任何处理的情况下充当热传导抑制层。此外,多孔材料可以通过与任何适当基片组合使用充当热传导抑制层。
可以采用任何适当干燥方法作为步骤(IV)中的脱水方法。这种干燥方法的实例包括真空干燥、冷冻干燥、挤压干燥、在微波炉中干燥、在热烘箱中干燥、用红外线干燥,以及这些技术的组合。
D.热传导层
在根据本发明的实施方案的辐射热传导抑制片中,将热传导层的远红外线吸收率设定为小。采用它,可以抑制从加热元件的辐射热传导,并且可以抑制归因于通过传导从加热元件的热传递而导致的加热元件中的温度增加。此外,可以通过热传导层中在其平面方向上的热扩散抑制外壳的表面上的温度增加和热点。
热传导层的实例包括石墨片和金属箔。用于金属箔的材料由铝、金、银和铜示例。各自具有高远红外线反射率并且在加工成本上不昂贵的铝箔和铜箔是优选的。
热传导层的远红外线吸收率通过使用公式1基于通过采用FT-IR测量的其在7μm至10μm的波长的透射率和反射率计算。热传导层在7μm至10μm的波长的远红外线吸收率为0.6以下,优选0.4以下,更优选0.3以下。当热传导层在7μm至10μm的波长的远红外线吸收率大于0.6时,从加热元件发射的远红外线由热传导层吸收,同时转化为迅速经历至周围环境中的固体热传导的热,并且因此热点可能出现在外壳的表面上。此外,从加热元件发射的远红外线可以通过热传导层传输并且所传输的远红外线可以由外壳吸收以增加外壳表面的温度。
远红外线吸收率=1-(透射率+反射率)/100…公式1
热传导层在7μm至10μm的波长具有优选0.4以上,更优选0.5以上,再更优选0.7以上的远红外线反射率。当热传导层的远红外线反射率小于0.4时,在热传导层的远红外线反射不能充分地发生并且可能吸收或传输远红外线以增加外壳表面的温度。应注意的是,热传导层的远红外线反射率可以通过采用FT-IR的反射率测量确定。
如通过稳态方法测量的热传导层的热导率为200W/m·K以上,优选300W/m·K以上,更优选400W/m·K以上。当热导率小于200W/m·K时,从热传导抑制层的固体热导率降低,并且因此从加热元件发射的远红外线不能由热传导抑制层有效地吸收,导致不能抑制加热元件中的温度增加。应注意的是,热导率的实际上限为例如1,500W/m·K。
可以依赖于目的,将热传导层的厚度调节至任何适当厚度。热传导层的厚度为优选0.03mm以上,更优选0.05mm以上,再更优选0.1mm以上,特别优选0.15mm以上。当热传导层的厚度小于0.03mm时,容易降低热传导层中在其平面方向上的热扩散性质,以及对热点在外壳表面上的出现的抑制效果可能降低。
可以依赖于目的将热传导层的面积调节至任何适当的面积。当辐射热传导抑制片通过在以下状态下被固定到包含加热元件的外壳上来使用:在使得所述热传导层面对所述加热元件的热辐射表面而不与所述加热元件紧密接触的位置,所述热传导抑制层的一侧被固定到所述外壳上时,热传导层的面积是加热元件的热辐射表面的面积的优选4倍以上,更优选7倍以上,再更优选10倍以上。用这种构造,由加热元件产生的热可以有效地通过热传导层在其平面方向上扩散,并且将通过热传导层扩散的热通过热传导抑制层逐渐地传导至外壳的表面。因此,可以防止外壳的表面上的局部温度增加。
E.压敏粘合剂层
可以采用任何适当压敏粘合剂形成的压敏粘合剂层作为压敏粘合剂层。所要使用的压敏粘合剂的具体实例包括丙烯酸类压敏粘合剂、环氧系压敏粘合剂和硅氧烷系压敏粘合剂。
压敏粘合剂层的厚度为优选0.01mm至0.05mm,更优选0.01mm至0.03mm。当压敏粘合剂层的厚度小于0.01mm时,压敏粘合剂表面的流动性差。当归因于差流动性出现剥离时,在很多情况下固体热导率降低。另一方面,当压敏粘合剂层的厚度大于0.1mm时,可能难以将辐射热传导抑制片在非接触条件下引入至其厚度做得越来越小的电子器件中。
F.粘合层
可以采用任何适当粘合剂形成的粘合层作为粘合层。所要使用的粘合剂的具体实例包括丙烯酸类粘合剂、环氧系粘合剂和硅氧烷系粘合剂。
粘合层的厚度为优选0.01mm至0.05mm,更优选0.01mm至0.03mm。当粘合层的厚度小于0.01mm,粘合性表面的流动性差。当归因于差的流动性出现剥离时,在很多情况下固体热导率降低。另一方面,当粘合层的厚度大于0.1mm时,可能难以将辐射热传导抑制片在非接触条件下引入至其厚度被做得越来越小的电子器件中。
G.辐射热传导抑制片的应用
根据本发明的实施方案的辐射热传导抑制片通过在以下状态下被固定到包含加热元件的外壳上来使用:在使得所述热传导层面对所述加热元件的热辐射表面而不与所述加热元件紧密接触的位置,所述热传导抑制层的一侧被固定到所述外壳上。在从而获得的具有辐射热传导抑制片的外壳中,抑制了加热元件中的温度增加,热点几乎不在外壳的表面上出现,并且也抑制了外壳的表面上的温度增加。此外,根据本发明的实施方案的辐射热传导抑制片包括具有非常出色的压敏粘合剂性质的热传导抑制层,并且因此可以通过极其容易的操作安装至外壳上并且在对于外壳的粘合性上出色。
实施例
(分子量的测量)
通过凝胶渗透色谱(GPC)测定重均分子量。
装置:″HLC-8020″,由Tosoh Corporation制造
柱:″TSKgel GMHHR-H(20)″,由Tosoh Corporation制造
溶剂:四氢呋喃
标准物质:聚苯乙烯
(平均孔径的测量)
将实施例中获得的多孔材料在其厚度方向上用切片切割机切割以制备用于测量的样品。在800至5,000的放大倍数用低真空扫描电子显微镜(由Hitachi,Ltd.制造,S-3400N)拍摄用于测量的样品的切割表面的图像。通过使用所得到的图像,在任何适当范围内对于球形孔、通孔和表面开口的每一个测量约30个最大孔的长轴长度,并且将测量值的平均定义为平均孔径。
(远红外线透射率和远红外线反射率的测量,以及远红外线吸收率的计算)
对在实施例中获得的热传导抑制层(多孔材料)各自测量在7μm至10μm的波长的远红外线透射率和远红外线反射率。具体地,用由PerkinElmer Japan Co.,Ltd.制造的FT-IR装置″Spectrum One″测量反射率和透射率。反射率的测量通过包括使用金镜作为参照并且使用由PIKETECHNOLOGIES制造的装置″10Degree Specular Reflectance Accessory″作为反射附件的反射方法进行。对于每个样品在4cm-1的分辨率和16的累计数的条件下测量进行两次测量,并且确定测量值的平均。
通过公式1基于所得到的反射率和透射率计算远红外线吸收率。
远红外线吸收率=1-(透射率+反射率)/100…公式1
(热导率的测量)
用图5中所示的测量装置测量热导率。
(i)测量装置的构造
将测试片(20mm乘以20mm)夹在一对由形成为具有20mm的边长的立方体的铝(A5052,热导率:140W/m·K)制成的棒L上。接下来,将该对棒设置在加热元件(加热器块)H和散热器(构造为将冷却水在其中间循环的冷却基板)C之间,以便安置在上和下侧上。更具体地,将加热元件H设置在上侧的棒L的上方,并且将散热器C设置在下侧的棒L的下方。
在这种情况下,将该对棒L定位在穿透加热元件和散热器的一对用于压力调节的螺杆T之间。应注意的是,将测压元件R设置在上侧上的用于压力调节的螺杆T与加热元件H之间,并且构造为在拧紧用于压力调节的螺杆T中测量压力。将这种压力定义为所要施加至测试片的压力。
此外,安装接触型位移计的三个探针P(直径:1mm)以便从散热器C侧穿透下侧上的棒L和测试片。在这种情况下,探针P的上端部分的每一个与在上侧的棒L的下表面接触,并且构造为使得可以测量上和下侧之间的棒L之间的间隔(测试片的厚度)。
将温度传感器D连接至加热元件H和在上和下侧上的棒L。具体地,将温度传感器D连接至加热元件H的一个位置和棒L的每一个在垂直方向上以5mm为间隔的五个位置。
(ii)测量
在测量中,首先,通过拧紧压力调节的螺杆T将压力施加至测试片,将加热元件H的温度设定为80℃,并且将20℃的冷却水通过散热器C循环。
接下来,在加热元件H和在上和下侧上的棒L的温度变得稳定之后,用相应的温度传感器D测量上和下侧上的棒L的温度,基于热导率和在上和下侧上的棒L的温度梯度计算通过测试片的热通量,以及计算在上和下侧上的棒L和测试片之间的界面的温度。通过使用这些值,计算在该压缩率下的热导率(W/m·K)。
(辐射热传导抑制效果的评价)
如图6中所示,将设置有热电偶的陶瓷加热器(25平方毫米)安装在由具有2mm的厚度的聚碳酸酯(PC)板形成的台上,并且将功率设定为1.18W。将实施例中获得的辐射热传导抑制片的每一个切为具有70平方毫米的尺寸的片,使用其作为热传导测试片并且通过将热传导抑制层的一侧在使得热传导层面对热产生部分的热辐射表面同时不与热产生部分紧密接触的位置固定至充当外壳的PC板(160mm乘以160mm乘以2mm)上而安装至台上。
用热电偶测量陶瓷加热器的温度,并且用Thermography(由NEC AvioInfrared Technologies Co.Ltd.制造,H2640型)测量外壳表面的温度。将稳态下两者的温度分别定义为加热元件的温度和外壳表面的温度。
(剪切粘合强度的测量)
将所获得的多孔材料的每一个切割为各自具有25mm乘以25mm的尺寸的片,并且将铝板和PC板分别附着至每片多孔材料的两个表面,以制备用于测量的样品。通过将2-kg辊以水平姿态在用于测量的样品上往复一次进行卷边。在卷边之后,将用于测量的样品的每一个在常温、80℃或0℃气氛静置30分钟,在每个温度环境下固定至Tensilon以使其垂直,在50mm/分钟的拉伸速度拉伸,并且在拉伸的中间测量其剪切粘合强度。所测量的样品的数目为n=3,并且将测量值的平均定义为在每个温度气氛下的剪切粘合强度。
(附着储存稳定性的测量)
切割所获得的多孔材料的每一个,并且将铝箔(由Nilaco Corporation制造,AL-013351,厚度;100μm)直接附着至多孔材料的一个表面上,并且将所得物切割为具有70mm乘以70mm的尺寸的片。在那之后,将另一个表面附着至PC板以制备用于测量的样品。通过将2-kg辊以水平姿态在用于测量的样品上往复一次进行卷边。在卷边之后,将测试片安装至支架上以成为垂直,并且在常温、80℃、60℃/90%RH或-40℃气氛下保持静置240小时。观察已经保持静止240小时的铝箔的浮动和剥离状态用于以下四级评价:◎;不存在剥离或浮动,○;存在轻微浮动,△;存在部分剥离,×;存在对应于附着面积的40%以上的浮动或剥离。
(制备实施例1):混合浆液1的制备
向配备有冷却管、温度计和搅拌器的反应器进料173.2重量份的由作为烯键式不饱和单体的丙烯酸2-乙基己酯(由东亚合成公司(TOAGOSEICo.,Ltd.)制造,在下文中缩写为″2EHA″)形成的单体溶液、100重量份的作为聚氧乙烯聚氧丙烯二醇的ADEKA(商标)Pluronic L-62(分子量:2,500,由ADEKA CORPORATION制造,聚醚多元醇),以及0.014重量份的作为氨基甲酸酯反应催化剂的二月桂酸二丁基锡(由KISHIDACHEMICAL Co.,Ltd.制造,在下文中缩写为″DBTL″)。向搅拌下的混合物滴加12.4重量份的氢化苯二亚甲基二异氰酸酯(由武田药品公司(TakedaPharmaceutical Co.,Ltd.)制造,TAKENATE600,在下文中缩写为″HXDI″),并且使所得到的混合物在65℃进行反应4小时。应注意的是,聚异氰酸酯组分和多元醇组分以NCO/OH(当量比)计的用量为1.6。在那之后,滴加5.6重量份的丙烯酸2-羟乙酯(由KISHIDA CHEMICAL Co.,Ltd.制造,在下文中缩写为″HEA″),并且使混合物在65℃进行反应2小时。因而,获得亲水性聚氨酯系聚合物/烯键式不饱和单体混合浆液。所得到的亲水性聚氨酯系聚合物具有15,000的重均分子量。向100重量份的所得到的亲水性聚氨酯系聚合物/烯键式不饱和单体混合浆液加入27.3重量份的2EHA、51.8重量份的丙烯酸正丁酯(由东亚合成公司(TOAGOSEI Co.,Ltd.)制造,在下文中缩写为″BA″)、17.6重量份的丙烯酸异冰片酯(例如,由大阪有机化学工业公司(Osaka Organic Chemical Industry Ltd.)制造,在下文中缩写为″IBXA″)以及10.5重量份的丙烯酸(由东亚合成公司(TOAGOSEICo.,Ltd.)制造,在下文中缩写为″AA″)作为极性单体。因而,获得亲水性聚氨酯系聚合物/烯键式不饱和单体混合浆液1。
(制备实施例2):混合浆液2的制备
向配备有冷却管、温度计和搅拌器的反应器进料173.2重量份的由作为烯键式不饱和单体的IBXA形成的单体溶液、100重量份的作为聚氧乙烯聚氧丙烯二醇的ADEKA(商标)Pluronic L-62(分子量:2,500,由ADEKA CORPORATION制造,聚醚多元醇),以及0.014重量份的作为氨基甲酸酯反应催化剂的DBTL。向搅拌下的混合物滴加12.4重量份的HXDI,并且对所得到的混合物在65℃进行反应4小时。应注意的是,聚异氰酸酯组分和多元醇组分以NCO/OH(当量比)计的用量为1.6。在那之后,滴加5.6重量份的HEA,并且使混合物在65℃进行反应2小时。因而,获得亲水性聚氨酯系聚合物/烯键式不饱和单体混合浆液。所得到的亲水性聚氨酯系聚合物具有15,000的重均分子量。向100重量份的所得到的亲水性聚氨酯系聚合物/烯键式不饱和单体混合浆液加入24.7重量份的2EHA、69.3重量份的IBXA和10.5重量份的AA作为极性单体。因而,获得亲水性聚氨酯系聚合物/烯键式不饱和单体混合浆液2。
(实施例1)
将100重量份的在制备实施例1中获得的亲水性聚氨酯系聚合物/烯键式不饱和单体混合浆液1与11.9重量份的1,6-己二醇二丙烯酸酯(在商品名″NK Ester A-HD-N″下可得自新中村化学工业公司(Shin NakamuraChemical Co.,Ltd.)的产品)(分子量:226)、47.7重量份作为反应性低聚物的其中将由聚四亚甲基二醇(在下文中缩写为″PTMG″)和异佛尔酮二异氰酸酯(在下文中缩写为″IPDI″)合成的聚氨酯的两端用HEA处理而在两端的每一个具有烯键式不饱和基团的氨基甲酸酯丙烯酸酯(在下文中缩写为″UA″)(分子量:3,720)、0.48重量份的二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(在商品名″Lucirin TPO″下可得自BASF的产品)、0.95重量份的受阻酚系抗氧化剂(在商品名″Irganox1010″下得自Ciba Japan的产品)以及2重量份的光稳定剂(例如,可在商品名″TINUVIN123″下得自BASF的产品)均匀混合。因而,获得连续油相组分(在下文中称为″油相″)。同时,将相对于100重量份的油相为300重量份的作为水相组分(在下文中称为″水相″)的离子交换水在常温连续地滴加至进料有油相的作为乳化机的搅拌/混合器中。因而,制备稳定的W/O型乳液。应注意的是,乳液以75/25的重量比具有水相和油相。
将所得到的W/O型乳液在常温静态地储存1小时,并且之后涂布至进行过脱模处理的基片上,以便在光照射之后具有0.2mm的厚度,并且连续成形。将所得物的顶部用进行过脱模处理并且具有38μm的厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜进一步覆盖。将该片通过使用黑光灯(BlackLight lamp)(15W/cm)在5mW/cm2的光照度(用TOPCON UVR-T1在350nm的最大峰值灵敏度波长测量)用UV光照射。因而,获得具有0.2mm的厚度的高水含量交联聚合物。接下来,将上表面膜剥离,并且将高水含量交联聚合物在140℃加热超过3分钟。因而,获得具有0.2mm的厚度和约75%的孔含量的热传导抑制层1。
所得到的热传导抑制层1具有0.054W/m·K的在厚度方向上的热导率。图7显示所得到的热传导抑制层1沿倾斜方向拍摄的表面/截面SEM照相的照片。
接下来,将具有10μm的总厚度的薄膜双面涂布带(由日东电工株式会社(NITTO DENKO CORPORATION)制造,序号5601)附着至热传导抑制层1的两个表面的每一个,并且将作为热传导层的铝箔(由ToyoAluminium K.K.制造,厚度;80μm)进一步层压在一个压敏粘合剂层上,以制备具有约0.3mm的总厚度的辐射热传导抑制片1。对所得到的辐射热传导抑制片1进行辐射热传导抑制效果的评价,并且观察外壳的表面温度的最大值和加热元件的温度的最大值。表1给出结果。
(实施例2)
将100重量份在制备实施例2中获得的亲水性聚氨酯系聚合物/烯键式不饱和单体混合浆液2与15.9重量份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、47.7重量份作为反应性低聚物的其中将由PTMG和IPDI合成的聚氨酯的两端用HEA处理而在两个端部的每一个具有烯键式不饱和基团的UA(分子量:3,720)、0.48重量份的二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(在商品名″Lucirin TPO″下可得自BASF的产品)、0.95重量份的受阻酚系抗氧化剂(在商品名″Irganox1010″下可得自Ciba Japan的产品)以及2重量份的光稳定剂(在商品名″TINUVIN123″下可得自BASF的产品)均匀混合。因而,获得连续油相组分(在下文中称为″油相″)。同时,将相对于100重量份的油相为300重量份的离子交换水作为水相组分(在下文中称为″水相″)在常温连续地滴加至进料有油相的作为乳化机的搅拌/混合器中。因而,制备稳定的W/O型乳液。应注意的是,乳液以75/25的重量比具有水相和油相。
将所得到的W/O型乳液在常温稳定地储存1小时,并且之后涂布至进行过脱模处理的基片上,以便在光照射之后具有0.2mm的厚度,并且连续地成形。将所得物的顶部用进行脱模处理并具有38μm的厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜进一步覆盖。将该片用UV光通过使用黑光灯(Black Light lamp)(15W/cm)在5mW/cm2的光照度(用TOPCON UVR-T1在350nm的最大峰值灵敏度波长测量)照射。因而,获得具有0.2mm的厚度的高水含量交联聚合物。接下来,将上表面膜剥离,并且将高水含量交联聚合物在140℃加热超过3分钟。因而,获得具有0.2mm的厚度和约75%的孔含量的热传导抑制层2。所得到的热传导抑制层2具有0.048W/m·K的在厚度方向上的热导率。
接下来,将具有10μm的总厚度的薄膜双面涂布带(由日东电工株式会社(NITTO DENKO CORPORATION)制造,序号5601)附着至热传导抑制层2的两个表面的每一个,并且将作为热传导层的铝箔(由ToyoAluminium K.K.制造,厚度;80μm)进一步层压在一个压敏粘合剂层上,以制备具有约0.3mm的总厚度的辐射热传导抑制片2。对所得到的辐射热传导抑制片2进行辐射热传导抑制效果的评价,并且观察外壳表面温度的最大值和加热元件温度的最大值。表1给出结果。
(实施例3)
实施例1中获得的热传导抑制层1和作为热传导层的铝箔(由ToyoAluminium K.K.制造,厚度;80μm)直接层压以制备具有约0.28mm的总厚度的辐射热传导抑制片3。对所得到的辐射热传导抑制片3进行辐射热传导抑制效果的评价,并且观察外壳的表面温度的最大值和加热元件温度的最大值。表1给出结果。此外,表2显示热传导抑制层1的粘合性(附着储存稳定性)的评价结果。
(实施例4)
以与实施例1中相同的方式制备具有约75%的孔含量的热传导抑制层3,除了将厚度改变为0.05mm之外。所得到的热传导抑制层3具有0.05W/m·K的在厚度方向上的热导率。将所得到的热传导抑制层3和作为热传导层的铝箔(由Toyo Aluminium K.K.制造,厚度;80μm)直接层压以制备具有约0.13mm的总厚度的辐射热传导抑制片4。对所得到的辐射热传导抑制片4进行辐射热传导抑制效果的评价,并且观察外壳的表面温度的最大值和加热元件温度的最大值。表1给出结果。此外,表2显示评价热传导抑制层3的粘合性(附着储存稳定性)的结果。
(实施例5)
除了使用铝箔(由Nilaco Corporation制造,AL-013351,厚度;125μm)作为热传导层之外,以与实施例4中相同的方式制备具有约0.175mm的总厚度的辐射热传导抑制片5。对所得到的辐射热传导抑制片5进行辐射热传导抑制效果的评价,并且观察外壳的表面温度的最大值和加热元件温度的最大值。表1给出结果。
(比较例1)
作为没有固定至充当外壳的PC板的空白样品,对热传导测试片进行辐射热传导抑制效果的评价。表1给出结果。
Figure BDA00003388716700301
Figure BDA00003388716700311
如从表1显见的,所证实的是,与不使用辐射热传导抑制片的比较例比较,实施例的每一个的辐射热传导抑制片的引入抑制了外壳表面上的温度增加和热点出现,并且抑制加热元件中的温度增加。此外,如从表2显见的,所证实的是,当通过将W/O型乳液成形并将乳液聚合而获得实施例的辐射热传导抑制片的热传导抑制层时,在不设置粘合层或压敏粘合剂层的情况下对于每个粘附体获得足够的粘合性。
本发明的辐射热传导抑制片可以,例如,通过连接至用于包封加热元件如要安装在电子器件上的电子部件等的产品外壳等使用。其上安装该片的部件由以下的需要热屏蔽的部分示例:电子器件如个人计算机、平板PC、PDA、移动电话和数字照相机;信息器件如打印机、复印机和投影仪;以及用于烹饪的电器如热水分配器、微波炉和热水器。
很多其他修改将对于本领域技术人员是显见的并且容易实施的,而不脱离本发明的范围和精神。因此应当明白的是所附权利要求的范围不意在由说明书的细节限定,而是应该宽范围地解释。

Claims (8)

1.一种辐射热传导抑制片,所述辐射热传导抑制片包括:
热传导抑制层;和
热传导层,
其中:
所述热传导抑制层具有0.06W/m·K以下的热导率;
所述热传导层具有:
在7μm至10μm的波长处为0.6以下的远红外线吸收率,以及
200W/m·K以上的热导率;并且
所述辐射热传导抑制片通过在以下状态下被固定到包含加热元件的外壳上来使用:在使得所述热传导层面对所述加热元件的热辐射表面而不与所述加热元件紧密接触的位置,所述热传导抑制层的一侧被固定到所述外壳上。
2.根据权利要求1所述的辐射热传导抑制片,其中所述热传导抑制层包含多孔材料,所述多孔材料包含各自具有100μm以下的平均孔径的球形孔。
3.根据权利要求2所述的辐射热传导抑制片,其中所述热传导抑制层包含具有表面开口的多孔材料。
4.根据权利要求2或3所述的辐射热传导抑制片,其中所述热传导抑制层包含:包括各自具有小于20μm的平均孔径的球形孔和在相邻的球形孔之间的通孔的多孔材料。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的辐射热传导抑制片,其中所述热传导抑制层包含亲水性聚氨酯系聚合物。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的辐射热传导抑制片,其中所述热传导抑制层在80℃具有10N/cm2以上的剪切粘合强度。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的辐射热传导抑制片,其中所述热传导层选自石墨片和金属箔。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的辐射热传导抑制片,其中所述热传导层的面积是所述热传导层面对的所述加热元件的所述热辐射表面的面积的4倍以上。
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