CN111511832B - 热传导弹性体组合物以及热传导成型体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热传导性、绝缘性、低硬度性、成型性等优异，且抑制了渗油的发生的热传导弹性体组合物等。本发明的热传导弹性体配合有：苯乙烯系弹性体100质量份、由石油系烃构成的加工油400～540质量份、平均粒径为3μm～20μm的氢氧化铝950质量份～1350质量份、以及平均粒径为3μm～20μm的已膨胀的石墨70质量份～80质量份，所述氢氧化铝的所述平均粒径与所述已膨胀的石墨的所述平均粒径之差为5μm以内。

Description

热传导弹性体组合物以及热传导成型体
技术领域
本发明涉及一种热传导弹性体组合物以及热传导成型体。
背景技术
在安装有功率晶体管、IC(Integrated Circuit：集成电路)等发热性的电气/电子部件(以下，发热性部件)的电气/电子设备用的基板中，出于轻量短小化等的目的，进行发热性部件等的高密度安装。因此，近年来，这种基板的发热量增大。
以往，对于这种发热性部件和安装有发热性部件的基板的防热措施，例如，像专利文献1所示的那样，利用将苯乙烯系弹性体作为基础聚合物并且含有热传导填料的热传导成型体。这种热传导成型体例如以夹在安装于基板上的发热性部件与散热板等散热体之间的形式来使用，向散热体传递从发热性部件散发的热。
当热传导成型体与发热性部件之间，或热传导成型体与散热体之间形成有间隙时，散热效率降低，因此对于热传导成型体，需要适当密合于安装高度、大小不同的各种发热性部件适当紧贴。因此，对于热传导成型体，要求能追随发热性部件等的柔软性(低硬度性)。此外，对于热传导成型体，从确保电子部件等的正常工作等的观点考虑，要求绝缘性。
需要说明的是，在上述热传导成型体中，相对于苯乙烯系弹性体100质量份，热传导填料以2000～6000质量份的比例来配合。此外，作为上述热传导填料的一部份，利用膨胀石墨(未膨胀的石墨)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-193785号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，在以往的热传导成型体中配合有大量的热传导填料，因此为了确保柔软性，也配合有大量石蜡系油。因此，存在油从以往的热传导成型体的表面渗出的顾虑。此外，作为热传导填料，使用了膨胀石墨，因此也存在膨胀石墨因热传导成型体的加工温度膨胀，热传导成型体的形状变形的顾虑。
本发明的目的在于，提供一种热传导性、绝缘性、低硬度性、成型性等优异，且抑制了渗油的发生的热传导弹性体组合物以及热传导成型体。
技术方案
本发明人为了实现所述目的而进行了深入研究，其结果是，发现了如下事实，从而完成了本发明，即，一种由如下热传导弹性体组合物构成的热传导成型体的热传导性、绝缘性、低硬度性、成型性等优异，且抑制了渗油的产生，所述热传导弹性体组合物配合有：苯乙烯系弹性体100质量份、由石油系烃构成的加工油400～540质量份、平均粒径为3μm～20μm的氢氧化铝950质量份～1350质量份、以及平均粒径为3μm～20μm的已膨胀的石墨70质量份～80质量份，所述氢氧化铝的所述平均粒径与所述已膨胀的石墨的所述平均粒径之差为5μm以内。
用于解决所述问题的方案如下所述。即，
<1>一种热传导弹性体组合物，其中，配合有：苯乙烯系弹性体100质量份、由石油系烃构成的加工油400～540质量份、平均粒径为3μm～20μm的氢氧化铝950质量份～1350质量份、以及平均粒径为3μm～20μm的已膨胀的石墨70质量份～80质量份，所述氢氧化铝的所述平均粒径与所述已膨胀的石墨的所述平均粒径之差为5μm以内。
<2>根据所述<1>所述的热传导弹性体组合物，其中，所述氢氧化铝具有经表面处理过的表面处理氢氧化铝，所述表面处理氢氧化铝的配合量为400质量份以下。
<3>根据所述<1>或<2>所述的热传导弹性体组合物，其中，所述加工油的配合量为430～530质量份。
<4>根据所述<1>～<3>中任一项所述的热传导弹性体组合物，其中，所述已膨胀的石墨成为鳞片状的石墨与粒状和/或块状的石墨混在一起的状态。需要说明的是，在本说明书中，“粒状和/或块状的石墨”是指，可以仅为粒状的石墨，也可以仅为块状的石墨，也可以为块状的石墨和块状的石墨两者。
<5>一种热传导成型体，其是将所述<1>～<4>中任一项所述的热传导弹性体组合物进行成型而得的。
有益效果
根据本申请发明，可以提供一种热传导性、绝缘性、低硬度性、成型性等优异，且抑制了渗油的发生的热传导弹性体组合物以及热传导成型体。
本发明的其他特征和优点通过参照附图的以下说明而变得明了。需要说明的是，在附图中，对同一或相同的构成标注相同的附图标记。
附图说明
附图包含于说明书，构成说明书的一部分，示出本发明的实施方式，与说明书的记述一起用于对本发明的原理进行说明。
图1是以500倍观察膨胀化石墨的SEM图像。
图2是示意性地表示本实施方式的热传导弹性体组合物的构成的说明图。
图3是示意性地表示比较例X的热传导弹性体组合物的构成的说明图。
图4是示意性地表示比较例Y的热传导弹性体组合物的构成的说明图。
图5是示意性地表示热传导成型体的一个例子的侧视图。
图6是示意性地表示热传导成型体装接于散热对象物的状态的剖视图。
具体实施方式
〔热传导弹性体组合物〕
本实施方式的热传导弹性体组合物含有氢氧化铝和已膨胀的石墨作为热传导填料。特别是，氢氧化铝的粒径和已膨胀的石墨的粒径如后文进行叙述的那样，设定为相同程度。此外，热传导弹性体除了热传导填料以外，主要具有苯乙烯系弹性体、由石油系烃构成的加工油等。
(苯乙烯系弹性体)
苯乙烯系弹性体是热传导弹性体组合物的基础聚合物，优选使用具备热塑性、适度的弹性等的苯乙烯系弹性体。作为苯乙烯系弹性体，例如，可列举出氢化苯乙烯/异戊二烯/丁二烯嵌段共聚物(SEEPS)、苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯/异丁烯共聚物(SIBS)、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯/乙烯/丙烯嵌段共聚物(SEP)、苯乙烯/乙烯/丁烯/苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯/乙烯/丙烯/苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)等。它们可以单独使用或组合两种以上使用。
作为苯乙烯系弹性体，优选的是对由聚合物嵌段A和聚合物嵌段B构成的嵌段共聚物进行氢化而得到的物质，所述聚合物嵌段A将至少两个乙烯基芳香族化合物设为主体；所述聚合物嵌段B由至少一种共轭二烯化合物形成。
作为所述乙烯基芳香族化合物，例如，可列举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、1,3-二甲基苯乙烯、乙烯基萘、乙烯基蒽等。其中，优选为苯乙烯和α-甲基苯乙烯。芳香族乙烯基化合物可以单独使用一种，也可以并用两种以上。
所述苯乙烯系弹性体中的乙烯基芳香族化合物的含量优选为5～75质量％，更优选为5～50质量％。当乙烯基芳香族化合物的含量在该范围内时，容易确保热传导弹性体组合物的弹性。
作为所述共轭二烯化合物，例如，可列举出丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯等。共轭二烯化合物可以单独使用一种，也可以并用两种以上。其中，所述共轭二烯化合物优选为选自异戊二烯和丁二烯中的至少一种，更优选为异戊二烯和丁二烯的混合物。
优选的是，所述苯乙烯系弹性体中源自所述聚合物嵌段B的共轭二烯化合物的碳-碳双键的50％以上被氢化，更优选75％以上被氢化，特别优选95％以上被氢化。
所述苯乙烯系弹性体只要含有分别至少一个聚合物嵌段A和聚合物嵌段B即可，但从耐热性、力学物性等观点考虑，优选含有两个以上聚合物嵌段A、一个以上聚合物嵌段B。聚合物嵌段A与聚合物嵌段B的键合方式可以是线状、分支状或者它们的任意组合，在将聚合物嵌段A用A表示，聚合物嵌段B用B表示时，可列举出A-B-A所示的三嵌段结构、(A-B)n、(A-B)n-A(在此，n表示2以上的整数)所示的多嵌段共聚物等，其中，从耐热性、力学物性、操作性等方面考虑，特别优选为A-B-A所示的三嵌段结构的苯乙烯系弹性体。
苯乙烯系弹性体的重均分子量优选为80000～400000，更优选为100000～350000。需要说明的是，本说明书中的重均分子量为通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定出的标准聚苯乙烯换算的重均分子量。重均分子量的测定条件如下所述。
<测定条件>
GPC：LC Solution(SHIMADU制)。
检测器：差示折射率仪RID-10A(SHIMADZU制)。
色谱柱：串联两根TSKgelG4000Hxl(TOSOH制)。
保护柱：TSKguardcolumnHxl-L(TOSOH制)。
溶剂：四氢呋喃。
温度：40℃。
流速：1ml/min。
浓度：2mg/ml。
作为苯乙烯系弹性体，特别优选为SEEPS。作为SEEPS的市售品，例如，可以使用株式会社可乐丽制的Septon(注册商标)4033、4404、4055、4077、4099等。其中，从与其他材料的混合性或相溶性、成型性等观点考虑，特别优选为Septon(注册商标)4055(重均分子量：270000)作为SEEPS。
(加工油)
加工油是具备使苯乙烯系弹性体(例如，SEEPS)软化的功能等的物质，由石油系烃构成。作为石油系烃，只要不损害本发明的目的就没有特别限制，例如，优选为石蜡系的烃化合物。就是说，作为加工油，优选为石蜡系加工油。作为石蜡系加工油，优选为分子量为500～800的石蜡系加工油。作为石蜡系加工油的具体例子，例如，可列举出“Diana加工油PW-380(分子量：750)”(出光兴产株式会社制)等。
在热传导弹性体组合物中，相对于苯乙烯系弹性体100质量份，加工油的配合量为400～540质量份，优选为430～530质量份，更优选为460～520质量份。
(氢氧化铝)
氢氧化铝为粉末状，用于对热传导弹性体组合物赋予热传导性、阻燃性等。氢氧化铝的平均粒径为3μm～20μm，优选为5μm～15μm。当氢氧化铝的平均粒径在这样的范围时，能抑制氢氧化铝等填料从成型体的表面显现(起霜)。氢氧化铝的形状只要不损害本发明的目的，就没有特别限制，例如，通常可利用能够获得的粒状(大致球状)的氢氧化铝。
氢氧化铝的平均粒径是通过激光衍射法得到的体积基准的平均粒径(D50)。平均粒径可以通过激光衍射式的粒度分布测定器进行测定。需要说明的是，后述的已膨胀的石墨等的平均粒径也是通过激光衍射法得到的体积基准的平均粒径(D50)。
作为氢氧化铝的一部分，可以使用利用偶联剂(例如，钛酸酯系偶联剂)、硬脂酸进行了表面处理的表面处理氢氧化铝。例如，当使用利用钛酸酯系偶联剂进行了表面处理的表面处理氢氧化铝时，热传导弹性体组合物及其成型体的柔软性得到改善，硬度不易升高。此外，当使用利用硬脂酸进行了表面处理的表面处理氢氧化铝时，热传导弹性体组合物及其成型体中的分散性等得到改善。
需要说明的是，在本说明书中，为了与表面处理氢氧化铝进行区别，有时将未进行表面处理的氢氧化铝称为“表面未处理氢氧化铝”。作为氢氧化铝，表面未处理氢氧化铝的使用是必须的。
在热传导弹性体组合物中，相对于苯乙烯系弹性体100质量份，氢氧化铝的配合量(表面未处理氢氧化铝的配合量和表面处理氢氧化铝的配合量合计的配合量)为950质量份～1350质量份，优选为1050质量份～1250质量份。
在热传导弹性体组合物中，虽然表面处理氢氧化铝的使用不是必须的，但在使用表面处理氢氧化铝的情况下，相对于苯乙烯系弹性体100质量份，其配合量优选为400质量份以下，更优选250质量份以下，进一步优选为200质量份以下。
在并用表面未处理氢氧化铝和表面处理氢氧化铝作为氢氧化铝的情况下，它们的平均粒径均设定成为上述的范围。
在热传导弹性体组合物的制造工序中，在将氢氧化铝与加工油混合时，有时它们的混合物成为粘土状或团子状。当混合物成为粘土状或团子状时，在将混合物加工成颗粒形状时的材料供给时，在加料器内或双螺杆挤出机的入口存在产生架桥(bridge)的顾虑。因此，氢氧化铝的DOP(邻苯二甲酸二辛脂)吸油量(混有表面未处理氢氧化铝和表面处理氢氧化铝的状态的DOP吸油量)优选为27(mL/100g)以上，更优选为32(mL/100g)以上。当氢氧化铝的DOP吸油量为这样的值时，即使与加工油混合，也不会成为粘土状或团子状的混合物，能得到粉状的混合物。
需要说明的是，存在如下趋势：粒径越大，氢氧化铝的DOP吸油量越小；粒径越小，氢氧化铝的DOP吸油量越大。因此，从氢氧化铝的DOP吸油量的观点考虑，优选氢氧化铝的粒径小。此外，从渗油的观点考虑，也优选氢氧化铝的粒径，存在如下倾向：氢氧化铝的粒径越大，热传导弹性体组合物(热传导成型体)的渗油量增多。
(已膨胀的石墨)
已膨胀的石墨(膨胀化石墨)与氢氧化铝一起用作热传导填料。已膨胀的石墨是通过加热使膨胀石墨膨胀后，将进行压制而得到的片粉碎而成的。需要说明的是，膨胀石墨由利用硫酸等进行了酸处理的鳞片状石墨构成，在其层间插入有硫酸等。与鳞片状石墨相比，已膨胀的石墨石墨层(石墨烯层)更薄，通过用作填料，能够通过少量添加而提高热传导性。进而，与鳞片状石墨相比，已膨胀的石墨更容易与树脂成分混合，因此可以说其作为配合于苯乙烯系弹性体的热传导填料，已膨胀的石墨比鳞片状石墨优异。图1是以500倍观察膨胀化石墨的SEM图像。图1的膨胀化石墨为商品“E1500”(西村石墨株式会社制，平均粒径10μm)。如图1所示，在如上述那样进行压制时，未被压缩的部分有鳞片状的石墨残留，并且在被压缩的部分成为呈粒状、块状那样的形状的石墨。由此，已膨胀的石墨成为如下状态：以鳞片状的石墨与小的粒状或块状的石墨以缠绕那样的形态混在一起。
已膨胀的石墨由膨胀后的膨胀石墨被压制而成的材料构成，因此为层状，容易浸含加工油，也有助于渗油的抑制。
在热传导弹性体组合物中，相对于苯乙烯系弹性体100质量份，已膨胀的石墨的配合量为70质量份～80质量份。
已膨胀的石墨的平均粒径为3μm～20μm，优选为5μm～15μm。其中，上述氢氧化铝的平均粒径与已膨胀的石墨的平均粒径之差为5μm以内，优选为3μm以内，更优选为1μm以内。就是说，在本实施方式中，将氢氧化铝的粒径(平均粒径)与已膨胀的石墨的粒径(平均粒径)设定为相同程度。
图2是示意性地表示本实施方式的热传导弹性体组合物1的构成的说明图。图2中的附图标记2是由苯乙烯系弹性体、加工油等构成的基质(母材)，在该基质2中，存在有具有相同程度的粒径的氢氧化铝3和已膨胀的石墨4。并且，在基质2中，由氢氧化铝3和已膨胀的石墨4构成的热传导填料以彼此等间隔分散的方式配置。
这样，推测出：通过将氢氧化铝和膨胀化石墨的各粒径(平均粒径)统一为相同程度，在热传导弹性体组合物1的基质2中，在分散的热传导填料(氢氧化铝、已膨胀的石墨)之间形成有大致均匀的间隙，因此它们之间的苯乙烯系弹性体等树脂成分、加工油(基质2)不易运动，能确保渗油的抑制、绝缘性(高体积电阻率和高耐电压)。
图3是示意性地表示比较例X的热传导弹性体组合物1X的构成的说明图。在比较例X中，氢氧化铝3X的粒径(平均粒径)小于已膨胀的石墨4X的粒径(平均粒径)，且它们的粒径差有时超过5μm。图3中的符号2X是由苯乙烯系弹性体等构成的基质(母材)，在该基质2X中，存在有：已膨胀的石墨4X，具有与本实施方式的已膨胀的石墨4相同程度的粒径；以及氢氧化铝3X，粒径小于已膨胀的石墨4X。需要说明的是，氢氧化铝3X和已膨胀的石墨4X的各配合量(质量)与本实施方式的氢氧化铝3和已膨胀的石墨4的各配合量(质量)相同。这样，推测出：当使用粒径小于已膨胀的石墨4X的氢氧化铝3X时，在分散的热传导填料(氢氧化铝3X、已膨胀的石墨4X)之间，形成有比本实施方式的情况小的间隙，因此它们之间的苯乙烯系弹性体等树脂成分、加工油(基质2X)不易运动，能确保渗油的抑制、绝缘性。然而，当以与本实施方式的氢氧化铝3相同配合量比例添加粒径小的氢氧化铝3X时，热传导弹性体组合物1X的硬度过高，复原性(压缩永久变形)变得相当差。
图4是示意性地表示比较例Y的热传导弹性体组合物1Y的构成的说明图。在比较例Y中，氢氧化铝3Y的粒径(平均粒径)大于已膨胀的石墨4Y的粒径(平均粒径)，且它们的粒径差有时超过5μm。图4中的附图标记2Y是由苯乙烯系弹性体等构成的基质(母材)，在该基质2Y中，存在有：已膨胀的石墨4Y，具有与本实施方式的已膨胀的石墨4相同程度的粒径；以及氢氧化铝3Y，粒径大于已膨胀的石墨4Y。需要说明的是，氢氧化铝3Y和已膨胀的石墨4Y的各配合量(质量)与本实施方式的氢氧化铝3和已膨胀的石墨4的各配合量(质量)相同。这样，当使用粒径大于已膨胀的石墨4Y的氢氧化铝3Y时，在分散的热传导填料(氢氧化铝3Y、已膨胀的石墨4Y)之间，形成有比本实施方式的情况大的间隙，因此它们之间的苯乙烯系弹性体等树脂成分、加工油(基质2Y)容易运动，虽然确保了低硬度性，但渗油的发生、绝缘性的降低成为问题。
(其他添加剂)
热传导弹性体组合物还可以包含脱模剂、重金属钝化剂、抗氧化剂等。
作为脱模剂，只要不损害本发明的目的，就没有特别限制，例如，可利用山梨糖醇酐单硬脂酸酯等脂肪族酯型非离子性表面活性剂等。在热传导弹性体组合物中，相对于苯乙烯系弹性体100质量份，脱模剂的配合量优选为30～40质量份。
作为重金属钝化剂，只要不损害本发明的目的，就没有特别限制，例如，可利用N’1,N’12-双(2-羟基苯甲酰基)十二烷二酰肼等。在热传导弹性体组合物中，相对于苯乙烯系弹性体100质量份，重金属钝化剂的配合量优选为4～6质量份。
作为抗氧化剂，只要不损害本发明的目的，就没有特别限制，例如，可利用受阻酚系抗氧化剂、胺系抗氧化剂等。在热传导弹性体组合物中，相对于苯乙烯系弹性体100质量份，抗氧化剂的配合量优选为4～6质量份。
热传导弹性体组合物只要不损害本发明的目的，还可以配合有防紫外线剂、着色剂(颜料、染料)、增稠剂、填料、热塑性树脂、表面活性剂等。
就以上所述的热传导弹性体组合物而言，其热传导性、绝缘性、低硬度性、成型性等优异，且能抑制渗油的发生。此外，对于由热传导弹性体组合物得到的热传导成型体也同样，热传导性、绝缘性、低硬度性、成型性等优异，且能抑制渗油的发生。
热传导弹性体组合物的硬度(Asker C)优选为19～31，更优选为20～30，进一步优选为22～25。当硬度(Asker C)在这样的范围时，能抑制向防热措施的对象物(例如，基板)施加不需要的载荷。此外，热传导弹性体组合物也具备吸收振动、冲击等而保护对象物的功能。
热传导弹性体组合物的热传导率优选为0.96W/m·K以上，更优选为1.00W/m·K以上。热传导率的上限没有特别限制，例如为1.5W/m·K。本实施方式的热传导弹性体组合物在加工为片状的情况下，平面方向和厚度方向的热传导率均变高。可推测这是因为：通过使用了鳞片状的石墨与粒状的石墨混在一起的已膨胀的石墨作为热传导填料，平面方向和厚度方向均容易形成由热传导填料实现的热的通道(pass)。
热传导弹性体组合物的体积电阻率优选为1×1013Ω·cm以上，更优选为1×1014Ω·cm以上。
热传导弹性体组合物的耐电压优选为6kV以上。
热传导弹性体组合物的比重优选为1.40～1.70g/cm3，更优选为1.40～1.60g/cm3，进一步优选为1.40～1.50g/cm3。
〔热传导成型体〕
热传导成型体由将上述热传导弹性体组合物成型为规定形状而得到的成型体构成。作为热传导成型体的成型方法，只要是热塑性弹性体(例如，苯乙烯系弹性体)的通常的成型方法即可，没有特别限制，例如，可列举出注塑成型、利用压制或T模头的片成型等。
热传导成型体例如用作用于使从电子设备内的电子部件等散发的热向外部释放的构件(热传导构件)。热传导成型体以电子设备等设备内的基板的防热措施、保护等目的而被利用。
作为使用了热传导成型体的电子设备，例如，可列举出智能手机、便携式游戏机、便携式电视、平板终端等便携设备；除了便携设备以外的其他设备等。
图5是示意性地表示热传导成型体10的一个例子的侧视图。热传导成型体10是以热传导弹性体组合物为材料，且使用规定的模具进行成型而得的成型体。热传导成型体10具备：主体部11，整体上为大致平坦的长方体状；以及多个容纳部12、13、14、15，在背面侧呈凹状凹陷。各容纳部12、13、14、15分别与散热对象物的形状匹配地形成。
图6是示意性地表示热传导成型体10装接于散热对象物20的状态的剖视图。热传导成型体10以载于作为散热对象物20的基板装置上的形式装接。基板装置具备：基板21；以及多个电子部件22、23、24、25，安装于基板21上。热传导成型体10的各容纳部12、13、14、15分别以密合于基板21上的电子部件(发热性部件)22、23、24、25的形式被覆盖。需要说明的是，在热传导成型体10的表面侧载有金属制的散热板30。从散热对象物20的各电子部件22等产生的热向热传导成型体10移动，进而向散热板30移动，由此散热对象物20的各电子部件22等被冷却。
如上所述，热传导成型体具备效仿散热对象物的形状，能可靠地密合于散热对象物进行防热措施、保护等。
热传导成型体的形状根据目的适当设定即可，例如也可以为片状。
实施例
以下，基于实施例对本发明进一步详细地进行说明。需要说明的是，本发明不受这些实施例的任何限定。
〔实施例1～8和比较例1～8〕
(组合物的制作)
相对于苯乙烯系弹性体100质量份，按表1和表2所示的比例(质量份)将加工油、脱模剂、重金属钝化剂、抗氧化剂、氢氧化铝以及石墨进行配合，使用LABO PLASTOMILL(双螺杆挤出机，产品名“4C150-1”，东洋精机制作所制)在100rpm、200℃的条件下将它们的混合物混炼7分钟，由此得到了实施例1～8的各组合物。各组合物在放冷至100℃以下后，从LABOPLASTOMILL取出，在后述的下一工序(成型体的制作)中使用。
需要说明的是，各实施例中所使用的各成分(材料)如下所示。
“苯乙烯系弹性体”：SEEPS(氢化苯乙烯/异戊二烯/丁二烯/嵌段共聚物)，商品名“Septon 4055”，株式会社可乐丽制。
“加工油”：石油系烃，商品名“Diana加工油PW-380”，出光兴产株式会社制。
“脱模剂”：山梨糖醇酐单硬脂酸酯，商品名“RHEODOL SP-S10V”，花王株式会社制。
“重金属钝化剂”：N’1,N’12-双(2-羟基苯甲酰基)十二烷二酰肼，商品名“Adekastab CDA-6”，株式会社ADEKA制。
“抗氧化剂”：季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](受阻酚系抗氧化剂)，商品名“IRGANOX#1010”，BASF Japan株式会社制。
“氢氧化铝(1μm)”：平均粒径1μm，DOP吸油量47mL/100g，BET比表面积4.7m2/g，松装密度0.25g/cm3，振实密度0.51g/cm3，球状，商品名“BF013”，日本轻金属株式会社制。
“氢氧化铝(10μm)”：平均粒径10μm，DOP吸油量32mL/100g，BET比表面积0.7m2/g，松装密度0.83g/cm3，振实密度1.23g/cm3，球状，商品名“BF083”，日本轻金属株式会社制。
“氢氧化铝(27μm)”：平均粒径27μm，DOP吸油量27mL/100g，BET比表面积3.1m2/g，松装密度0.85g/cm3，振实密度1.33g/cm3，球状，商品名“SB303”，日本轻金属株式会社制。
“氢氧化铝(80μm)”：平均粒径80μm，DOP吸油量28mL/100g，BET比表面积0.2m2/g，松装密度1.33g/cm3，振实密度1.51g/cm3，球状，商品名“SB73”，日本轻金属株式会社制。
“氢氧化铝(105μm)”：平均粒径105μm，DOP吸油量27mL/100g，BET比表面积0.1m2/g，松装密度1.28g/cm3，振实密度1.45g/cm3，球状，商品名“SB93”，日本轻金属株式会社制。
“表面处理氢氧化铝(10μm)”：平均粒径10μm，DOP吸油量12mL/100g，松装密度0.80g/cm3，振实密度1.30g/cm3，球状，商品名“BX053T”，日本轻金属株式会社制。
“人造石墨(10μm)”：平均粒径10μm，真比重2.2g/cm3，体积比重0.3g/cm3，板状，商品名“UF-G30”，昭和电工株式会社制。
“已膨胀的石墨(10μm)”：平均粒径10μm，真比重2.26g/cm3，商品名“E1500”，西村石墨株式会社制。
“已膨胀的石墨(75μm)”：平均粒径75μm，真比重2.26g/cm3，商品名“E200”，西村石墨株式会社制。
“已膨胀的石墨(250μm)”：平均粒径250μm，真比重2.26g/cm3，商品名“E40”，西村石墨株式会社制。
(成型体的制作)
将设置于50ton压制机(制品名“油压成型机C型”，株式会社岩城工业制)的模具(60mm×60mm)在180℃下加热1分钟后，投入上述的各组合物至模具内。接着，在通过压制(加压条件：约2ton)夹持模具的状态下在180℃下加热1分钟，之后，在通过常温的冷压夹持模具的状态下冷却2分钟。然后，从冷却后的模具中取出片状的成型体(60mm×60mm×1mm)。此外，同样地也使用各组合物制作了厚度不同的片状的成型体(60mm×60mm×6mm、60mm×60mm×12mm)。此外，同样地也制作了后述的用于评价阻燃性的成型体(125mm×13mm×1mm)。如此，得到了由实施例1～8和比较例1～8的各组合物构成的成型体。
〔评价〕
对于实施例1～8和比较例1～8的成型体，基于以下所示的方法，评价其硬度、热传导率、体积电阻率、耐电压、比重、混合性、成型性、压缩永久变形、填料的起霜、阻燃性以及渗油。
(硬度)
将从各实施例等的成型体切出60mm×30mm×12mm尺寸的成型体作为试验片。此外，准备了橡胶硬度计用定压载荷器(有限会社ELASTRON制)和Asker C硬度计。使硬度计的探针接触试验片，读取从施加全部载荷的时刻开始30秒后的硬度计的值，将其设为硬度(Asker C)。结果示于表1和表2。
(热传导率)
将从各实施例等的成型体切出30mm×30mm×12mm尺寸的两个切片作为一组试验片。然后，在该一组的试验片之间夹持聚酰亚胺传感器，通过热盘法测定了热传导率(W/m·K)。需要说明的是，在测定中使用了热盘热特性测定装置(制品名“TPS500”，Hot Disk公司制)。结果示于表1和表2。
(体积电阻率)
将各实施例等的成型体(60mm×60mm×6mm)作为试验片。使用测定装置(制品名“Hiresta-UP(MCP-HT450)”，三菱化学株式会社制)测定各试验片的体积电阻率(Ω·cm)。需要说明的是，测定中所使用的探头为URS，施加电压为1000V，时间(计时器)为10秒。结果示于表1和表2。
(耐电压)
将各实施例等的成型体(60mm×60mm×6mm)作为试验片。作为测定装置，准备了耐电压试验机(制品名“TOS5101”，菊水电子工业株式会社制)。在用一对电极夹持试验片的状态下，逐渐升高施加电压，将短路时的值设为耐电压的值。需要说明的是，测定时的电压范围为AC10kV，电流为10mA(UPPER，上限)、0.1mA(LOWER，下限)。结果示于表1和表2。
(比重)
对于各实施例等的成型体，使用比重测定天秤(制品名“AG204”，Mettler-Toledo株式会社制)测定了比重(g/cm3)。需要说明的是，比重的计算式如下所示。结果示于表1和表2。
比重＝大气中的成型体的质量/(大气中的成型体的质量-水中的成型体的质量)
(混合性)
在制作各实施例等的成型体时，通过目视观察混合各成分而得到的混合物的状态(投入至LABO PLASTOMILL前的状态)，评价各实施例等成型体所利用的组合物的混合性。评价基准如下所示。结果示于表1和表2。
<评价基准>
“为发粘少的粉体状，流动性好的情况”
·····“◎”
“存在发粘但为粉体状，具有某种程度的流动性的情况”
·····“○”
“为发粘严重的块状，流动性差的情况”
·····“×”(成型性)
在上述的各实施例等的成型体的成型时，通过成型体是否容易从模具剥离来判定成型性。将成型体容易从模具剥离的情况判定为“成型性良好”，将成型体不容易从模具剥离的情况，判定为“成型性不良”。结果示于表1和表2。需要说明的是，在表1和表2中，“成型性良好”以记号“◎”表示，“成型性不良”以记号“×”表示。
(压缩永久变形(复原性))
对于各实施例等的成型体(60mm×60mm×12mm)，用手指压扁成型体来使其变形，通过规定时间目视确认形状变形的恢复，由此简易地评价压缩永久变形。结果示于表1和表2。需要说明的是，用手指压扁后，在10分钟以内形状复原的情况下，将压缩永久变形的结果表示为“◎”，在10分钟以内形状未复原的情况下，将压缩永久变形的结果表示为“×”。
(填料的起霜)
在各实施例等的成型体的表面，通过目视确认填料是否显现。结果示于表1和表2。需要说明的是，在表1和表2中，用记号“◎”表示在成型体的表面未出现填料的情况，用记号“×”表示在成型体的表面出现填料的情况。
(阻燃性)
对于各实施例等的成型体(125mm×13mm×1mm)，与UL94的垂直燃烧试验同样地评价阻燃性。结果示于表1和表2。
(渗油)
将从各实施例等设为成型体切出10mm×10mm×6mm尺寸的成型体作为试验片。将试验片在静置于称量纸上的状态下，放入60℃的恒温槽内，放置24小时。之后，从恒温槽内取出载有试验片的称量纸，通过目视确认向称量纸渗出的油。
<评价基准>
完全没有油从试验片向称量纸渗出，或几乎没有渗出的情况
·····“◎”
观察到油从试验片整体向称量纸渗出的情况
·····“×”
[表1]
Figure BDA0002555135630000161
[表2]
Figure BDA0002555135630000171
如表1所示，实施例1～8的成型体热传导性、绝缘性、低硬度性、成型性等优异，且抑制了渗油的产生。
如表2所示，比较例1的成型体是含有氢氧化铝(平均粒径：10μm)和人造石墨(平均粒径：10μm)作为热传导填料的情况。比较例1的成型体成为热传导率(W/m·K)低的结果。这样，推测片状的成型体的厚度方向的热传导率变低的原因在于，使用的人造石墨的形状是扁平的，这样的人造石墨在成型体内沿着片的面方向配置。
比较例2的成型体是含有氢氧化铝(平均粒径：10μm)和平均粒径大的已膨胀的石墨(平均粒径：75μm)作为热传导填料的情况。比较例2的成型体成为耐电压(kV)低的结果。
比较例3的成型体是含有氢氧化铝(平均粒径：10μm)和平均粒径大的已膨胀的石墨(平均粒径：250μm)作为热传导填料的情况。比较例3的成型体成为硬度(Asker C)过高，体积电阻率(Ω·cm)和耐电压(kV)均低的结果。
比较例4的成型体是含有氢氧化铝(平均粒径：10μm)和平均粒径大的膨胀石墨(平均粒径：180μm)作为热传导填料的情况。比较例4的成型体成为热传导率(W/m·K)低的结果。
比较例5的成型体是含有平均粒径小的氢氧化铝(平均粒径：1μm)和已膨胀的石墨(平均粒径：10μm)的情况。比较例5的成型体用手指压扁后，10分中以内形状未复原，因此压缩永久变形的结果差，复原性存在问题。
比较例6的成型体是含有平均粒径大的氢氧化铝(平均粒径：27μm)和已膨胀的石墨(平均粒径：10μm)的情况。比较例6的成型体在表面可观察到填料的起霜。
比较例7的成型体是含有平均粒径大的氢氧化铝(平均粒径：80μm)和已膨胀的石墨(平均粒径：10μm)的情况。比较例7的成型体成为热传导率(W/m·K)低，耐电压(kV)也低的结果。此外，比较例7的成型体在表面可观察到填料的起霜，并且发生渗油。
比较例8的成型体是含有平均粒径大的氢氧化铝(平均粒径：105μm)和已膨胀的石墨(平均粒径：10μm)的情况。比较例8的成型体的体积电阻率(Ω·cm)和耐电压(kV)均低，而且，在表面可观察到填料的起霜，也可观察到渗油。
本发明并不限制于上述实施方式，可以不脱离本发明的精神和范围地进行各种变更和变形。因此，为了公开本发明的范围，附加以下的权利要求。
本申请主张基于2017年12月28日提出的日本专利申请2017-252993的优先权，将其记载的全部内容引用于此。
符号说明
10……热传导成型体。
11……主体部。
12、13、14、15……容纳部。
20……散热对象物(基板装置)。
21……基板。
22、23、24、25……电子部件(发热性部件)。
30……散热板。

Claims (6)

1.一种热传导弹性体组合物，其中，配合有：
苯乙烯系弹性体100质量份、
由石油系烃构成的加工油400～540质量份、
平均粒径为3μm～20μm的氢氧化铝950质量份～1350质量份、以及
平均粒径为3μm～20μm的已膨胀的石墨70质量份～80质量份，
所述氢氧化铝的所述平均粒径与所述已膨胀的石墨的所述平均粒径之差为5μm以内。
2.根据权利要求1所述的热传导弹性体组合物，其中，
所述氢氧化铝具有经表面处理过的表面处理氢氧化铝，
所述表面处理氢氧化铝的配合量为400质量份以下。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的热传导弹性体组合物，其中，
所述加工油的配合量为430～530质量份。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的热传导弹性体组合物，其中，
所述已膨胀的石墨成为鳞片状的石墨与粒状和/或块状的石墨混在一起的状态。
5.根据权利要求3所述的热传导弹性体组合物，其中，
所述已膨胀的石墨成为鳞片状的石墨与粒状和/或块状的石墨混在一起的状态。
6.一种热传导成型体，其是将权利要求1～权利要求5中任一项所述的热传导弹性体组合物进行成型而得的。
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