JP2012117044A - Thermally conductive resin composition and molded article made of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱伝導性に優れた樹脂組成物に関するものであり、柔軟性や耐衝撃性に優れ、さらには、溶融成形時の加工性に優れた熱伝導性樹脂組成物に関するものである。 The present invention relates to a resin composition excellent in thermal conductivity, and relates to a thermal conductive resin composition excellent in flexibility and impact resistance, and further excellent in workability during melt molding.
最近の電子機器においては、高性能化、小型化および軽量化に伴い、各種の電子部品で発生する熱を効果的に外部へ放散させる熱対策が非常に重要な課題になっており、その構成材料である樹脂成形材料の放熱性改良を求める声が大きくなってきている。 In recent electronic devices, with high performance, miniaturization and weight reduction, heat countermeasures that effectively dissipate the heat generated in various electronic components to the outside has become a very important issue. There is a growing demand for improvement in heat dissipation of resin molding materials.
従来、樹脂成形材料の放熱性を改良する手段としては、熱伝導率の高い充填材料、すなわち、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、炭化ケイ素、黒鉛等の熱伝導性充填材を配合する方法が知られている。
例えば、特許文献1には熱可塑性樹脂に黒鉛粉末を配合した熱伝導性樹脂成形品が、また特許文献2にはポリフェニレンスルフィド樹脂に酸化マグネシウムや酸化アルミニウムを配合した樹脂製放熱板が記載されている。しかしながら、高熱伝導性樹脂組成物を得るためには、熱伝導性充填材を多量に添加する必要が有り、そのために樹脂組成物の成形加工性が著しく低下してしまい、用途が限られてしまうという問題があった。
Conventionally, as a means of improving the heat dissipation of the resin molding material, a filling material having high thermal conductivity, that is, heat of boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, aluminum oxide, magnesium oxide, zinc oxide, silicon carbide, graphite, etc. A method of blending a conductive filler is known.
For example, Patent Document 1 describes a thermally conductive resin molded product in which graphite powder is blended with a thermoplastic resin, and Patent Document 2 describes a resin heat radiation plate in which magnesium oxide or aluminum oxide is blended with polyphenylene sulfide resin. Yes. However, in order to obtain a highly heat-conductive resin composition, it is necessary to add a large amount of heat-conductive filler, which significantly reduces the moldability of the resin composition and limits its application. There was a problem.
このような充填材が多量に添加された樹脂組成物の加工性を改善する方法として、可塑剤を樹脂組成物に添加する方法が知られている。しかしながら、樹脂組成物に可塑剤を添加すると強度が著しく低下する上、可塑剤がブリードアウトするといった問題があった。 As a method for improving the processability of a resin composition in which a large amount of such a filler is added, a method of adding a plasticizer to the resin composition is known. However, when a plasticizer is added to the resin composition, the strength is remarkably lowered and the plasticizer bleeds out.
一方、ポリエステル樹脂、特にポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレートを主成分とし、これに脂肪族ジカルボン酸または各種グリコールを共重合させた共重合ポリエステル樹脂は、優れた耐熱性、耐候性、耐溶剤性、柔軟性等を有しているため、フィルム、繊維、シート、接着剤、シーラントとして広く利用されている。 On the other hand, a polyester resin, especially a copolymer polyester resin mainly composed of polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate and copolymerized with an aliphatic dicarboxylic acid or various glycols, has excellent heat resistance, weather resistance, solvent resistance, and flexibility. Therefore, they are widely used as films, fibers, sheets, adhesives, and sealants.
充填材を大量に配合する樹脂組成物においては、ベースとなる樹脂の溶融流動性を高めるために、たとえば、共重合ポリエステル樹脂の分子量を下げることが考えられる。しかしながら、分子量を下げると樹脂が脆くなるという問題があり、このため、低温や常温での柔軟性、耐衝撃性に欠けるといった問題点を有していた。 In a resin composition containing a large amount of a filler, in order to increase the melt fluidity of the base resin, for example, it is conceivable to lower the molecular weight of the copolymerized polyester resin. However, when the molecular weight is lowered, there is a problem that the resin becomes brittle. For this reason, there is a problem that flexibility and impact resistance at a low temperature and a normal temperature are lacking.
このような欠点を改善するために、ポリエステル樹脂にソフトセグメントを共重合する方法が考えられている。ポリエーテル化合物をソフトセグメントとするポリエステル−ポリエーテルブロック共重合体は、樹脂のガラス転移点が低く、流動性が高く、分子量を低下させても樹脂に柔軟性がある。このため、電気・電子部品あるいは自動車部品などで利用される成形材料などの素材として広く利用されている。このようなポリエステル−ポリエーテルブロック共重合体は、例えば特許文献3に開示されている。 In order to improve such a defect, a method of copolymerizing a soft segment with a polyester resin has been considered. A polyester-polyether block copolymer having a polyether compound as a soft segment has a low glass transition point of the resin, high fluidity, and the resin is flexible even when the molecular weight is reduced. For this reason, it is widely used as a material such as a molding material used in electric / electronic parts or automobile parts. Such a polyester-polyether block copolymer is disclosed in Patent Document 3, for example.
しかしながら、このポリエステル−ポリエーテルブロック共重合体はハードセグメントのエステル結合により加水分解が起きやすく、さらにソフトセグメントであるポリエーテル化合物は高温にさらされたとき、酸化分解や熱分解などが起こりやすいなどの問題があり、この結果、共重合体自体の耐熱耐久性や耐湿耐久性などに問題があった。 However, this polyester-polyether block copolymer is susceptible to hydrolysis due to the ester bond of the hard segment, and the polyether compound that is a soft segment is likely to undergo oxidative degradation, thermal decomposition, etc. when exposed to high temperatures. As a result, there were problems in the heat resistance durability and moisture resistance durability of the copolymer itself.
本発明は、上記のような問題点を解決するものであって、充填材を大量に配合する熱伝導性樹脂組成物において、脆さを改良して常温での柔軟性や耐衝撃性などに優れ、また、耐熱性、耐湿熱性に優れた熱伝導性樹脂組成物を提供することを技術的な課題とするものであり、さらには、溶融時の流動性に優れ、低圧での射出成形が可能であり、薄肉や複雑な形状を有する部品にもモールディングが可能な熱伝導性樹脂組成物を提供することを課題とするものである。 The present invention solves the above-mentioned problems, and in a thermally conductive resin composition containing a large amount of filler, it improves brittleness and achieves flexibility and impact resistance at room temperature. It is a technical problem to provide a heat conductive resin composition that is excellent in heat resistance and heat and moisture resistance, and is excellent in fluidity during melting and injection molding at low pressure. It is an object of the present invention to provide a heat conductive resin composition that can be molded into a thin-walled or complicated part.
本発明者等は、上記課題を解決するために検討した結果、特定組成の共重合ポリエステル樹脂を含有する樹脂組成物を使用することにより、上記課題が解決できることを見出し本発明に到達した。すなわち、すなわち本発明の要旨は、下記の通りである。
(1)共重合ポリエステル樹脂(A)と熱伝導性充填材(B)とを含有し、(A)と(B)との容量比(A/B)が、30/70〜90/10である樹脂組成物であり、(A)が、酸成分として、芳香族ジカルボン酸とダイマー酸とを含有し、グリコール成分として、1,4-ブタンジオールとポリブタジエングリコール類とを含有し、酸成分中のダイマー酸の含有量が10〜50モル%であり、グリコール成分中の1,4-ブタンジオールの含有量が80モル%以上であり、グリコール成分中のポリブタジエングリコール類の含有量が1〜20モル%であることを特徴とする熱伝導性樹脂組成物。
(2)熱伝導性充填材(B)が、鱗片状黒鉛、六方晶系結晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素、酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛、タルクから選ばれる1種以上であることを特徴とする(1)記載の熱伝導性樹脂組成物。
(3)上記(1)または(2)に記載の熱伝導性樹脂組成物を成形してなる成形体。
(4)上記(1)または(2)に記載の熱伝導性樹脂組成物を含有する電気・電子部品用封止材。
(5)上記(4)記載の封止材で封止されてなる電気・電子部品。
As a result of studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by using a resin composition containing a copolyester resin having a specific composition, and have reached the present invention. That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) It contains a copolymerized polyester resin (A) and a thermally conductive filler (B), and the volume ratio (A / B) between (A) and (B) is 30/70 to 90/10. It is a certain resin composition, (A) contains aromatic dicarboxylic acid and dimer acid as acid components, and contains 1,4-butanediol and polybutadiene glycols as glycol components. The content of dimer acid is 10 to 50 mol%, the content of 1,4-butanediol in the glycol component is 80 mol% or more, and the content of polybutadiene glycols in the glycol component is 1 to 20 A thermally conductive resin composition characterized by being a mol%.
(2) The thermally conductive filler (B) is at least one selected from flaky graphite, flaky boron nitride having a hexagonal crystal structure, aluminum oxide, magnesium carbonate, zinc oxide, and talc. The heat conductive resin composition according to (1).
(3) A molded article obtained by molding the thermally conductive resin composition according to (1) or (2).
(4) A sealing material for electric / electronic parts containing the heat conductive resin composition according to (1) or (2).
(5) An electrical / electronic component sealed with the sealing material described in (4) above.
本発明の熱伝導性樹脂組成物は、常温での柔軟性、耐衝撃性に優れており、脆さが改良され、フィルム、繊維、シート、接着剤等の各種の用途に使用することができる。
さらに、本発明の熱伝導性樹脂組成物は、溶融時の流動性が高いため、薄肉や複雑な形状を有する部品にモールドすることが可能であり、耐熱性、耐湿熱性にも優れており、低圧で射出成形する電子・電気部品のホットメルトモールディング用途に好適なものである。
The thermally conductive resin composition of the present invention has excellent flexibility and impact resistance at room temperature, improved brittleness, and can be used for various applications such as films, fibers, sheets, and adhesives. .
Furthermore, since the heat conductive resin composition of the present invention has high fluidity at the time of melting, it can be molded into a part having a thin wall or a complicated shape, and has excellent heat resistance and heat and humidity resistance. It is suitable for hot melt molding applications of electronic and electrical parts that are injection molded at low pressure.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の熱伝導性樹脂組成物は、共重合ポリエステル樹脂(A)と熱伝導性充填材(B)とを含有し、共重合ポリエステル樹脂(A)は、芳香族ジカルボン酸とダイマー酸とを含有する酸成分と、1,4-ブタンジオールとポリブタジエングリコール類とを含有するグリコール成分とからなる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The heat conductive resin composition of the present invention contains a copolyester resin (A) and a heat conductive filler (B), and the copolyester resin (A) contains an aromatic dicarboxylic acid and a dimer acid. It comprises an acid component contained, and a glycol component containing 1,4-butanediol and polybutadiene glycols.
まず、共重合ポリエステル樹脂(A)の酸成分について説明する。本発明において、共重合ポリエステル樹脂(A)は、酸成分として、芳香族ジカルボン酸とダイマー酸とを含有する。
本発明において、芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、無水フタル酸、ナフタレンジカルボン酸などが挙げられ、これらを2種類以上併用してもよく、これらの酸のエステル形成性誘導体を使用してもよい。
芳香族ジカルボン酸は、共重合ポリエステル樹脂(A)の融点を高め、耐熱性を付与するとともに機械的強度を高めることに寄与するものであり、その含有量は酸成分中50〜90モル%であることが好ましい。芳香族ジカルボン酸の含有量が50モル%未満であると、共重合ポリエステル樹脂(A)は融点が低くなり、耐熱性に劣るとともに、機械的強度も低くなりやすい。一方、芳香族ジカルボン酸の含有量が90モル%を超えると、ダイマー酸の含有量が少なくなり、共重合ポリエステル樹脂(A)の柔軟性が乏しくなりやすい。
First, the acid component of the copolyester resin (A) will be described. In the present invention, the copolyester resin (A) contains an aromatic dicarboxylic acid and a dimer acid as an acid component.
In the present invention, examples of the aromatic dicarboxylic acid include terephthalic acid, isophthalic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, phthalic anhydride, naphthalenedicarboxylic acid, etc., and these acids may be used in combination. The ester-forming derivatives of
The aromatic dicarboxylic acid contributes to increasing the melting point of the copolyester resin (A), imparting heat resistance and increasing mechanical strength, and its content is 50 to 90 mol% in the acid component. Preferably there is. When the content of the aromatic dicarboxylic acid is less than 50 mol%, the copolymer polyester resin (A) has a low melting point, is inferior in heat resistance, and tends to be low in mechanical strength. On the other hand, when the content of the aromatic dicarboxylic acid exceeds 90 mol%, the content of the dimer acid is decreased, and the flexibility of the copolymerized polyester resin (A) tends to be poor.
本発明において、共重合ポリエステル樹脂(A)の酸成分として、上記芳香族ジカルボン酸とともにダイマー酸を使用する。ダイマー酸とは、乾性油や半乾性油から得られる精製植物脂肪酸等の不飽和脂肪酸を熱重合して得られる不飽和脂肪酸、又はそれを部分的もしくは完全に水素添加して得られる飽和脂肪酸をいう。これらダイマー酸は、不飽和脂肪酸の二量体又はその水素添加物を主体とするものであるが、三量体、四量体等も含む。市販品として「プリポール」、「プライプラスト」(クローダ社製)、「エンポール」、「ソバモール」(コグニス社製)、「ユニダイム」(アリゾナケミカル社製)、「ツノダイム」(築野食品工業社製)等を用いることができる。
共重合ポリエステル樹脂(A)酸成分中のダイマー酸の含有量は、10〜50モル%であることが必要であり、20〜40モル%であることが好ましい。ダイマー酸を共重合成分として含有することにより、得られる共重合ポリエステル樹脂(A)は、柔軟性に優れたものとなり、また耐湿熱性も向上する。ダイマー酸の含有量が10モル%未満であると、得られる共重合ポリエステル樹脂(A)に柔軟性を付与することが困難となり、耐湿熱性の向上効果にも乏しくなる。一方、ダイマー酸の含有量が50モル%を超えると、得られる共重合ポリエステル樹脂(A)の融点が低くなり、耐熱性に劣るとともに、機械的強度も低くなりやすい。
In the present invention, dimer acid is used together with the aromatic dicarboxylic acid as the acid component of the copolyester resin (A). Dimer acid is an unsaturated fatty acid obtained by thermal polymerization of unsaturated fatty acids such as purified vegetable fatty acids obtained from drying oils or semi-drying oils, or saturated fatty acids obtained by partially or completely hydrogenating them. Say. These dimer acids are mainly composed of dimers of unsaturated fatty acids or hydrogenated products thereof, but also include trimers and tetramers. Commercially available "Pripole", "Pliplast" (Croda), "Enpole", "Sobamol" (Cognis), "Unidim" (Arizona Chemical), "Tsunodaim" (Tsukino Food Industries) ) Etc. can be used.
The content of the dimer acid in the copolymerized polyester resin (A) acid component needs to be 10 to 50 mol%, and preferably 20 to 40 mol%. By containing dimer acid as a copolymerization component, the resulting copolymerized polyester resin (A) is excellent in flexibility and also improved in heat and moisture resistance. When the content of the dimer acid is less than 10 mol%, it becomes difficult to impart flexibility to the resulting copolymerized polyester resin (A), and the effect of improving the heat and moisture resistance becomes poor. On the other hand, when the content of the dimer acid exceeds 50 mol%, the melting point of the resulting copolyester resin (A) becomes low, the heat resistance is inferior, and the mechanical strength tends to be low.
本発明において、共重合ポリエステル樹脂(A)は、酸成分として、上記芳香族ジカルボン酸とダイマー酸とを含有するが、本発明の効果を損なわない範囲であれば、これら以外の酸成分を含有してもよい。このような酸成分としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、エイコサン二酸等が挙げられる。 In the present invention, the copolyester resin (A) contains the above aromatic dicarboxylic acid and dimer acid as the acid component, but contains acid components other than these as long as the effects of the present invention are not impaired. May be. Examples of such an acid component include succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, and eicosanedioic acid.
本発明に用いる共重合ポリエステル樹脂(A)は、グリコール成分として、1,4−ブタンジオールとポリブタジエングリコール類とを含有する。グリコール成分中の1,4−ブタンジオールの含有量は、80モル%以上であることが必要であり、85〜98モル%であることが好ましい。グリコール成分として、1,4−ブタンジオールを80モル%以上含有することで、得られる共重合ポリエステル樹脂(A)は、融点が高くなり、耐熱性に優れるとともに、成形性にも優れる。1,4−ブタンジオールに代えて、例えば、1,2−エチレングリコールを用いると、得られる共重合ポリエステル樹脂は、結晶化速度が遅くなり成形性に劣るものとなり、また、1,6−ヘキサンジオールを用いると、得られる共重合ポリエステル樹脂は、融点が低くなり、耐熱性に劣るものとなる。 The copolymerized polyester resin (A) used in the present invention contains 1,4-butanediol and polybutadiene glycols as a glycol component. The content of 1,4-butanediol in the glycol component needs to be 80 mol% or more, preferably 85 to 98 mol%. By containing 80 mol% or more of 1,4-butanediol as the glycol component, the resulting copolymer polyester resin (A) has a high melting point, excellent heat resistance, and excellent moldability. For example, when 1,2-ethylene glycol is used instead of 1,4-butanediol, the resulting copolymer polyester resin has a low crystallization rate and poor moldability. When diol is used, the copolymer polyester resin obtained has a low melting point and is inferior in heat resistance.
本発明において、共重合ポリエステル樹脂(A)のグリコール成分として、上記1,4−ブタンジオールとともにポリブタジエングリコール類を使用する。グリコール成分中のポリブタジエングリコール類の含有量は、1〜20モル%であることが必要であり、2〜15モル%であることが好ましい。グリコール成分中にポリブタジエングリコール類を含有することにより、得られる共重合ポリエステル樹脂(A)は、耐湿熱性、柔軟性に優れたものとなる。ポリブタジエングリコール類の含有量が1モル%未満であると、ポリブタジエングリコール類を添加する効果が得られにくくなる。一方、ポリブタジエングリコール類の含有量が20モル%を超えると、得られる共重合ポリエステル樹脂(A)の融点が低くなり、耐熱性に劣るとともに、機械的強度も低くなりやすい。
ポリブタジエングリコール類は、平均分子量が350〜6000であることが好ましく、500〜4500であることがより好ましい。ポリブタジエングリコール類の平均分子量が6000を超えると、相溶性が低下して、共重合することが困難になりやすい。一方、分子量が350未満では、得られる共重合ポリエステル樹脂(A)の柔軟性が低下しやすい。
ポリブタジエングリコール類としては、1,2−ポリブタジエングリコール、1,4−ポリブタジエングリコール等のほか、これらを水素還元して得られる水素添加型ポリブタジエングリコールが使用できる。より具体的には、例えばブタジエンをアニオン重合により重合し、末端処理により両末端に水酸基又は水酸基を有する基を導入して得られるジオール(ポリブタジエングリコール)、これらの二重結合を水素還元して得られるジオール(水素添加型ポリブタジエングリコール)等が挙げられる。
ポリブタジエングリコール類は、公知のもの又は市販品を使用することができる。具体的には、1,4−繰り返し単位を主に有するポリブタジエングリコール(例えば、出光興産社製、「Poly bd R−45HT」、「Poly bd R−15HT」)、1,2−繰り返し単位を主に有するポリブタジエングリコール(例えば、日本曹達社製「G−1000」、「G−2000」、「G−3000」)、1,2−繰り返し単位を主に有する水素添加型ポリブタジエングリコール(例えば、日本曹達社製「GI−1000」、「GI−2000」、「GI−3000」)等が挙げられる。
In the present invention, polybutadiene glycols are used together with the 1,4-butanediol as the glycol component of the copolyester resin (A). The content of the polybutadiene glycol in the glycol component needs to be 1 to 20 mol%, and preferably 2 to 15 mol%. By containing polybutadiene glycols in the glycol component, the resulting copolyester resin (A) has excellent heat and moisture resistance and flexibility. When the content of the polybutadiene glycol is less than 1 mol%, it is difficult to obtain the effect of adding the polybutadiene glycol. On the other hand, if the content of polybutadiene glycol exceeds 20 mol%, the resulting copolymerized polyester resin (A) has a low melting point, is inferior in heat resistance, and tends to be low in mechanical strength.
The polybutadiene glycols preferably have an average molecular weight of 350 to 6000, and more preferably 500 to 4500. When the average molecular weight of the polybutadiene glycol exceeds 6000, the compatibility is lowered and it is difficult to copolymerize. On the other hand, when the molecular weight is less than 350, the flexibility of the resulting copolyester resin (A) tends to be lowered.
Examples of polybutadiene glycols include 1,2-polybutadiene glycol, 1,4-polybutadiene glycol, and the like, as well as hydrogenated polybutadiene glycol obtained by hydrogen reduction of these. More specifically, for example, a diol (polybutadiene glycol) obtained by polymerizing butadiene by anionic polymerization and introducing a hydroxyl group or a group having a hydroxyl group at both ends by terminal treatment, obtained by hydrogen reduction of these double bonds. Diol (hydrogenated polybutadiene glycol) and the like.
As the polybutadiene glycols, known products or commercially available products can be used. Specifically, polybutadiene glycol mainly having 1,4-repeat units (for example, “Poly bd R-45HT”, “Poly bd R-15HT” manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), 1,2-repeat units are mainly used. Polybutadiene glycol (for example, “G-1000”, “G-2000”, “G-3000” manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), hydrogenated polybutadiene glycol mainly having 1,2-repeating units (for example, Nippon Soda) "GI-1000", "GI-2000", "GI-3000") manufactured by the company.
本発明において、共重合ポリエステル樹脂(A)は、グリコール成分として、上記1,4−ブタンジオールとポリブタジエングリコール類とを含有するが、本発明の効果を損なわない範囲であれば、これら以外のグリコール成分を含有してもよい。このようなグリコール成分としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物およびプロピレンオキシド付加物、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。 In the present invention, the copolyester resin (A) contains the above 1,4-butanediol and polybutadiene glycols as the glycol component, but other glycols as long as the effects of the present invention are not impaired. You may contain a component. Examples of such glycol components include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, bisphenol A ethylene oxide adduct and propylene oxide. Examples include adducts, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol.
本発明に用いる共重合ポリエステル樹脂(A)は、耐熱性にも優れるものであるが、融点は120〜180℃であることが好ましく、130〜170℃であることがより好ましい。融点が120℃未満では耐熱性に乏しく、用いる用途が限定される。一方、180℃を超えると成形時の加工温度を高くする必要があり、コスト的に不利になると同時に、樹脂の熱劣化が大きくなる。
また、共重合ポリエステル樹脂(A)は、200℃での溶融粘度が1〜300Pa・sであることが好ましく、10〜150Pa・sであることがより好ましい。溶融粘度がこの範囲内であることにより、熱伝導性充填材(B)を大量に配合した場合においても、低圧での成形加工が可能となり、ホットメルトモールディング用途に好適なものとなる。溶融粘度が300Pa・sを超えると、流動性が低くなり、低圧での成形が困難となる。また溶融粘度を低下させるために溶融温度を高くすると、装置への負荷が大きくなるほか、共重合ポリエステル樹脂(A)の熱劣化も顕著なものとなる。一方、溶融粘度が1Pa・s未満であると、共重合ポリエステル樹脂(A)の強度が低くなる。
さらに、本発明に用いる共重合ポリエステル樹脂(A)は、柔軟性に優れるが、柔軟性を示す指標として、20℃でのヤング率が100MPa以下であることが好ましく、50MPa以下であることがより好ましい。20℃でのヤング率が100MPaを超えると、共重合ポリエステル樹脂(A)は柔軟性に乏しいものとなりやすい。
The copolyester resin (A) used in the present invention is excellent in heat resistance, but the melting point is preferably 120 to 180 ° C, more preferably 130 to 170 ° C. When the melting point is less than 120 ° C., the heat resistance is poor, and the use is limited. On the other hand, if it exceeds 180 ° C., it is necessary to increase the processing temperature at the time of molding, which is disadvantageous in terms of cost, and at the same time, thermal degradation of the resin increases.
The copolymer polyester resin (A) preferably has a melt viscosity at 200 ° C. of 1 to 300 Pa · s, more preferably 10 to 150 Pa · s. When the melt viscosity is within this range, even when a large amount of the heat conductive filler (B) is blended, a molding process can be performed at a low pressure, which is suitable for hot melt molding applications. When the melt viscosity exceeds 300 Pa · s, the fluidity becomes low and molding at low pressure becomes difficult. Further, when the melting temperature is increased in order to reduce the melt viscosity, the load on the apparatus increases and the thermal deterioration of the copolyester resin (A) becomes remarkable. On the other hand, when the melt viscosity is less than 1 Pa · s, the strength of the copolyester resin (A) is lowered.
Furthermore, the copolyester resin (A) used in the present invention is excellent in flexibility, but as an index indicating flexibility, the Young's modulus at 20 ° C. is preferably 100 MPa or less, more preferably 50 MPa or less. preferable. When the Young's modulus at 20 ° C. exceeds 100 MPa, the copolymer polyester resin (A) tends to be poor in flexibility.
次に、本発明に用いる共重合ポリエステル樹脂(A)の製造方法について説明する。上記のジカルボン酸及びグリコール成分を、150〜250℃でエステル化反応後、減圧しながら230〜300℃で重縮合することにより、共重合ポリエステル樹脂(A)を得ることができる。あるいは、上記のジカルボン酸のジメチルエステル等の誘導体とグリコール成分とを用いて、150〜250℃でエステル交換反応後、減圧しながら230〜300℃で重縮合することにより、共重合ポリエステル樹脂(A)を得ることができる。 Next, the manufacturing method of the copolyester resin (A) used for this invention is demonstrated. A copolyester resin (A) can be obtained by polycondensation of the above dicarboxylic acid and glycol components at 230 to 300 ° C. under reduced pressure after an esterification reaction at 150 to 250 ° C. Alternatively, by using a derivative such as dimethyl ester of dicarboxylic acid and a glycol component as described above, a polyester resin (A ) Can be obtained.
本発明では、樹脂組成物に熱伝導性を付与するために、熱伝導性充填材(B)を配合する。熱伝導性充填材(B)としては、導電性、電気絶縁性何れのものを用いることが可能であるが、10W/(m・K)以上の熱伝導率を有するものが好ましい。熱伝導性充填材(B)の熱伝導率は、たとえば、その焼結品を用いて測定することができる。熱伝導性充填材(B)の具体的な例としては(括弧内に熱伝導率の代表値(単位:W/(m・K))を記す。)、酸化アルミニウム(36)、酸化マグネシウム(60)、酸化亜鉛(25)、炭酸マグネシウム(15)、炭化ケイ素(160)、窒化アルミニウム(170)、窒化ホウ素(50〜200)、窒化ケイ素(40)、金属シリコン(148)、カーボン(10〜数百)、黒鉛(10〜数百)、タルク(10)、カオリン(10)等の無機系充填材、銀(427)、銅(398)、アルミニウム(237)、チタン(22)、ニッケル(90)、錫(68)、鉄(84)、ステンレス(15)等の金属系充填材などが挙げられる。
これらの中でも、黒鉛、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、酸化亜鉛もしくはタルクが特に好ましく、また、これらは2種以上併用することができる。
In this invention, in order to provide thermal conductivity to a resin composition, a heat conductive filler (B) is mix | blended. As the heat conductive filler (B), either conductive or electrically insulating materials can be used, but those having a heat conductivity of 10 W / (m · K) or more are preferable. The thermal conductivity of the heat conductive filler (B) can be measured, for example, using the sintered product. Specific examples of the thermally conductive filler (B) (representing a representative value of thermal conductivity (unit: W / (m · K)) in parentheses), aluminum oxide (36), magnesium oxide ( 60), zinc oxide (25), magnesium carbonate (15), silicon carbide (160), aluminum nitride (170), boron nitride (50-200), silicon nitride (40), metal silicon (148), carbon (10 To several hundred), graphite (10 to several hundred), talc (10), kaolin (10) and other inorganic fillers, silver (427), copper (398), aluminum (237), titanium (22), nickel (90), tin (68), iron (84), metallic fillers such as stainless steel (15), and the like.
Among these, graphite, boron nitride, aluminum oxide, magnesium carbonate, zinc oxide or talc are particularly preferable, and two or more of these can be used in combination.
熱伝導性充填材(B)の形態としては、粒状もしくは繊維状が挙げられる。熱伝導性充填材(B)の形態が粒状である場合、平均粒子径は、1〜300μmであることが好ましく、5〜150μmであることがより好ましい。平均粒径が1μm未満では樹脂組成物中において分散不良により凝集塊が生じやすくなり、均一な樹脂組成物が得られず機械的物性が低下したり熱伝導性にばらつきが生じたりする傾向にある。平均粒径が300μmを超えると樹脂組成物中に高濃度に充填することが難しくなったり、得られる成形体の表面が粗くなったりする場合がある。また、形状が真球状である場合は、樹脂組成物の溶融流動性が向上する傾向にあるため好ましい。
熱伝導性充填材(B)の形態が繊維状である場合、平均繊維径は1〜30μmであることが好ましく、5〜20μmであることがより好ましい。平均繊維径が1μm未満では、十分な熱伝導率が得られず、平均繊維径が30μmを超えると加工性などが低下することがある。また、平均繊維長は、1〜20mmであることが好ましく、3〜15mmであることがより好ましい。平均繊維長が1mm未満では、樹脂組成物とした際に十分な熱伝導が得られない傾向にある。平均繊維長が長いほど樹脂組成物の熱伝導率が高くなるだけでなく、曲げ強度や曲げ弾性率も大きくなるが、平均繊維長が20mmを超えると樹脂組成物の溶融流動性の低下が大きくなる傾向にあり、加工性などの点で好ましくない。
本発明においては、熱伝導性充填材(B)として、平均粒径1〜300μmの鱗片状黒鉛、平均粒径1〜200μmの六方晶系結晶構造を有する鱗片状窒化ホウ素、平均粒径0.5〜150μmの酸化アルミニウム、平均粒径0.5〜150μmの炭酸マグネシウム、平均粒径0.5〜150μmの酸化亜鉛、平均粒径0.5〜150μmのタルクが好ましい。
As a form of a heat conductive filler (B), granular form or fibrous form is mentioned. When the form of the heat conductive filler (B) is granular, the average particle diameter is preferably 1 to 300 μm, and more preferably 5 to 150 μm. If the average particle size is less than 1 μm, agglomerates are likely to occur due to poor dispersion in the resin composition, and a uniform resin composition cannot be obtained, and mechanical properties tend to deteriorate or thermal conductivity tends to vary. . If the average particle size exceeds 300 μm, it may be difficult to fill the resin composition at a high concentration, or the surface of the resulting molded product may become rough. Moreover, since it exists in the tendency for the melt fluidity of a resin composition to improve when a shape is a spherical shape, it is preferable.
When the form of the heat conductive filler (B) is fibrous, the average fiber diameter is preferably 1 to 30 μm, and more preferably 5 to 20 μm. If the average fiber diameter is less than 1 μm, sufficient thermal conductivity cannot be obtained, and if the average fiber diameter exceeds 30 μm, the workability may be lowered. Moreover, it is preferable that average fiber length is 1-20 mm, and it is more preferable that it is 3-15 mm. When the average fiber length is less than 1 mm, sufficient heat conduction tends not to be obtained when the resin composition is used. As the average fiber length is longer, not only the thermal conductivity of the resin composition is increased, but also the bending strength and the flexural modulus are increased. However, when the average fiber length exceeds 20 mm, the melt fluidity of the resin composition is greatly decreased. This is not preferable in terms of workability.
In the present invention, as the thermally conductive filler (B), flaky graphite having an average particle diameter of 1 to 300 μm, flaky boron nitride having a hexagonal crystal structure having an average particle diameter of 1 to 200 μm, an average particle diameter of 0. 5 to 150 μm aluminum oxide, magnesium carbonate having an average particle size of 0.5 to 150 μm, zinc oxide having an average particle size of 0.5 to 150 μm, and talc having an average particle size of 0.5 to 150 μm are preferable.
本発明に用いる熱伝導性充填材(B)は、共重合ポリエステル樹脂(A)との密着性を向上させるため、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤等で表面処理を施してもよい。カップリング剤としては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルジメトキシメチルシランなどのアミノシラン系カップリング剤、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランなどのエポキシシラン系カップリング剤、イソプロピルトリステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネートなどのチタン系カップリング剤等が挙げられる。これらは単独で使用しても、併用してもよい。 The heat conductive filler (B) used in the present invention may be subjected to a surface treatment with a silane coupling agent, a titanium coupling agent or the like in order to improve adhesion with the copolymerized polyester resin (A). . Examples of the coupling agent include γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyldimethoxymethylsilane, and the like. Epoxysilane coupling agents such as aminosilane coupling agents, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, Examples thereof include titanium coupling agents such as isopropyl tristearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, and tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate. These may be used alone or in combination.
本発明の樹脂組成物において、共重合ポリエステル樹脂(A)と熱伝導性充填材(B)との容量比(A/B)は、30/70〜90/10であることが必要であり、40/60〜70/20であることがより好ましい。共重合ポリエステル樹脂(A)が30容量%未満では、樹脂組成物の溶融流動性が著しく低下する傾向にあり、成形加工時の負荷が高くなりすぎ、操業性が低下する場合がある。また、共重合ポリエステル樹脂(A)が90容量%を超えると、十分な熱伝導性を得ることができなくなる傾向にある。 In the resin composition of the present invention, the volume ratio (A / B) of the copolymerized polyester resin (A) and the thermally conductive filler (B) needs to be 30/70 to 90/10, More preferably, it is 40/60 to 70/20. When the copolymerized polyester resin (A) is less than 30% by volume, the melt fluidity of the resin composition tends to be remarkably lowered, the load at the time of molding becomes too high, and the operability may be lowered. Moreover, when the copolymerized polyester resin (A) exceeds 90% by volume, sufficient thermal conductivity tends to be not obtained.
本発明の樹脂組成物には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂、ポリ(アクリル酸)、ポリ(アクリル酸エステル)、ポリ(メタクリル酸)、ポリ(メタクリル酸エステル)、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、およびそれらの共重合体等の樹脂を添加してもよい。 In the resin composition of the present invention, polyethylene, polypropylene, polybutadiene, polystyrene, AS resin, ABS resin, poly (acrylic acid), poly (acrylic acid ester), poly (acrylic acid ester), poly (acrylic acid ester), poly (acrylic acid ester), poly (acrylic acid ester), and poly (acrylic acid ester). A resin such as methacrylic acid), poly (methacrylic acid ester), polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate, and a copolymer thereof may be added.
本発明の樹脂組成物には、機械的強度、耐熱性等の諸特性をさらに向上させるために、繊維状充填材を配合することも可能である。繊維状充填材の具体例としては、ガラス繊維、アラミド繊維、炭素繊維、金属繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化硅素繊維、硼素繊維、チタン酸カリウム繊維、ケナフに代表される天然繊維等が挙げられる。これら繊維状充填材は、2種以上併用することができる。なお、樹脂組成物にこれらを混合する方法は特に限定されない。 In order to further improve various properties such as mechanical strength and heat resistance, a fibrous filler can be blended in the resin composition of the present invention. Specific examples of the fibrous filler include glass fiber, aramid fiber, carbon fiber, metal fiber, silica fiber, silica / alumina fiber, zirconia fiber, boron nitride fiber, silicon nitride fiber, boron fiber, potassium titanate fiber, and kenaf. Natural fibers represented by These fibrous fillers can be used in combination of two or more. In addition, the method of mixing these with a resin composition is not specifically limited.
本発明の樹脂組成物には、その特性を大きく損なわない限りにおいて、顔料、熱安定剤、酸化防止剤、耐候剤、難燃剤、可塑剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、充填材、結晶核剤等を添加することができる。
熱安定剤や酸化防止剤としては、たとえばヒンダードフェノール類、リン化合物、ヒンダードアミン、イオウ化合物、銅化合物、アルカリ金属のハロゲン化物等が挙げられる。
難燃剤としては、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、無機系難燃剤が使用できるが、環境を配慮した場合、非ハロゲン系難燃剤の使用が望ましい。非ハロゲン系難燃剤としては、リン系難燃剤、水和金属化合物(水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等)、窒素含有化合物(メラミン系、グアニジン系)、無機系化合物(硼酸塩、Mo化合物等)が挙げられる。
無機充填材としては、層状珪酸塩、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、ワラストナイト、シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カルシウム、アルミノ珪酸ナトリウム、珪酸マグネシウム、ガラスバルーン、三酸化アンチモン、ゼオライト、ハイドロタルサイト等が挙げられる。有機充填材としては、澱粉、セルロース微粒子、木粉、おから、モミ殻、フスマ等の天然に存在するポリマーやこれらの変性品が挙げられる。なお、本発明の熱伝導性樹脂組成物にこれらを混合する方法は特に限定されない。
In the resin composition of the present invention, the pigment, heat stabilizer, antioxidant, weathering agent, flame retardant, plasticizer, lubricant, mold release agent, antistatic agent, filler, A crystal nucleating agent or the like can be added.
Examples of heat stabilizers and antioxidants include hindered phenols, phosphorus compounds, hindered amines, sulfur compounds, copper compounds, alkali metal halides, and the like.
As the flame retardant, a halogen-based flame retardant, a phosphorus-based flame retardant, and an inorganic flame retardant can be used. However, in consideration of the environment, it is desirable to use a non-halogen flame retardant. Non-halogen flame retardants include phosphorus flame retardants, hydrated metal compounds (aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, etc.), nitrogen-containing compounds (melamine-based, guanidine-based), inorganic compounds (borates, Mo compounds, etc.) Is mentioned.
Inorganic fillers include layered silicate, calcium carbonate, zinc carbonate, wollastonite, silica, calcium silicate, sodium aluminate, calcium aluminate, sodium aluminosilicate, magnesium silicate, glass balloon, antimony trioxide, zeolite, And hydrotalcite. Examples of the organic filler include naturally occurring polymers such as starch, cellulose fine particles, wood flour, okara, fir shell, bran, and modified products thereof. In addition, the method of mixing these with the heat conductive resin composition of this invention is not specifically limited.
本発明の熱伝導性樹脂組成物は、共重合ポリエステル樹脂(A)と、熱伝導性充填材(B)と、さらには必要に応じて各種添加物を一般的な押出機、例えば一軸押出機、二軸押出機、ロール混錬機、ブラベンダー等を用いて溶融混練することにより製造することができる。このとき、スタティックミキサーやダイナミックミキサーを併用することも効果的である。混練状態をよくするためには、二軸押出機を使用することが好ましい。各組成の添加方法としては、特に限定されるものではないが、押出機においては、ホッパーから、あるいは、サイドフィーダーなどを用いて同時に、もしくは逐次に添加することができる。 The heat conductive resin composition of the present invention is a general extruder such as a co-polyester resin (A), a heat conductive filler (B), and various additives as required, such as a single screw extruder. It can be produced by melt-kneading using a twin screw extruder, roll kneader, Brabender or the like. At this time, it is also effective to use a static mixer or a dynamic mixer together. In order to improve the kneading state, it is preferable to use a twin screw extruder. The addition method of each composition is not particularly limited, but in the extruder, it can be added simultaneously or sequentially from a hopper or using a side feeder.
本発明の熱伝導性樹脂組成物は、射出成形、圧縮成形、押出し成形、トランスファー成形、シート成形など通常公知の溶融成形法を用いて所望の形状に成形して成形体とすることができる。
中でも、本発明の熱伝導性樹脂組成物は、ホットメルトモールディング用樹脂として好適なものである。本発明でいうホットメルトモールディングとは、ホットメルト接着剤(熱可塑性樹脂)を金型内に0.1〜10MPaの低圧で注入する成形技術である。従来一般的なプラスチックの成形では平均100MPa程度での高圧での射出成形が行われる。これに比べて、ホットメルトモールディングは、非常に低圧で行われる成形技術であり、樹脂を溶融させた後、電気・電子部品をセットした金型の中に低圧で注入して、該樹脂で部品を包み込むようにして成形することができ、デリケートな電気・電子部品を破壊することなくモールドすることができるものである。
このように、本発明の熱伝導性樹脂組成物は、電気・電子部品用の封止材としても好適に使用することができる。
The thermally conductive resin composition of the present invention can be molded into a desired shape using a generally known melt molding method such as injection molding, compression molding, extrusion molding, transfer molding, sheet molding, or the like to obtain a molded body.
Among these, the heat conductive resin composition of the present invention is suitable as a resin for hot melt molding. The hot melt molding referred to in the present invention is a molding technique in which a hot melt adhesive (thermoplastic resin) is injected into a mold at a low pressure of 0.1 to 10 MPa. In conventional plastic molding, injection molding is performed at a high pressure of about 100 MPa on average. Compared to this, hot melt molding is a molding technique performed at a very low pressure. After the resin is melted, it is injected at a low pressure into a mold in which electric and electronic parts are set, and the resin is used as a part. Can be molded without damaging delicate electric / electronic parts.
Thus, the heat conductive resin composition of this invention can be used conveniently also as a sealing material for electrical / electronic components.
本発明の熱伝導性樹脂組成物を成形してなる成形体の具体例としては、コイル、半導体素子や抵抗などの封止物、コネクター、ソケット、リレー部品、コイルボビン、光ピックアップ、発振子、コンピュータ関連部品等の電気・電子部品、VTR、テレビ、アイロン、エアコン、ステレオ、掃除機、冷蔵庫、炊飯器、照明器具等の家庭電気製品部品、放熱シートやヒートシンク、ファンなどの電子部品からの熱を外部に逃すための放熱部材、ランプソケット、ランプリフレクター、ランプハウジングなど照明器具部品、コンパクトディスク、レーザーディスク(登録商標)、スピーカー等の音響製品部品、光ケーブル用フェルール、携帯電話機、固定電話機、ファクシミリ、モデム等の通信機器部品、分離爪、ヒータホルダー等の複写機、印刷機関連部品、インペラー、ファン歯車、ギヤ、軸受け、モーター部品及びケース等の機械部品、自動車用機構部品、エンジン部品、エンジンルーム内部品、電装部品、内装部品等の自動車部品、マイクロ波調理用鍋、耐熱食器等の調理用器具、航空機、宇宙機、宇宙機器用部品、センサー類部品等が挙げられる。 Specific examples of the molded body formed by molding the heat conductive resin composition of the present invention include coils, sealing materials such as semiconductor elements and resistors, connectors, sockets, relay parts, coil bobbins, optical pickups, oscillators, and computers. Electrical and electronic parts such as related parts, VTRs, TVs, irons, air conditioners, stereos, vacuum cleaners, refrigerators, rice cookers, lighting appliances and other household electrical parts, heat dissipation sheets, heat sinks, heat from fans and other electronic parts Heat-dissipating members for escaping to the outside, lamp fixtures, lamp reflectors, lamp fixtures and other lighting fixture parts, compact discs, laser discs (registered trademark), acoustic product parts such as speakers, ferrules for optical cables, mobile phones, fixed phones, facsimiles, Communication equipment parts such as modems, copiers such as separating claws and heater holders, marks Machine-related parts, impellers, fan gears, gears, bearings, motor parts, motor parts and case machine parts, automotive mechanism parts, engine parts, engine room parts, electrical parts, interior parts, etc. automotive parts, microwave cooking pans And cooking utensils such as heat-resistant dishes, aircraft, spacecraft, parts for space equipment, sensor parts and the like.
以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
以下の製造例、実施例および比較例において、各種物性値の試験方法は、次のとおりである。
(1)融点
製造例で得られた共重合ポリエステル樹脂について、パーキンエルマー社ダイヤモンドDSCを使用し、10℃/分で昇温、降温し、融解ピークの温度で測定した。
(2)溶融粘度
フローテスター(島津製作所社製、型式CFT−500)にて、ノズル径1.0mmφ、ノズル長10mmのノズルを用い、剪断速度1000sec−1の時の溶融粘度を測定した。
(3)共重合ポリエステル樹脂組成
製造例で得られた共重合ポリエステル樹脂を重水素化ヘキサフルオロイソプロパノールと重水素化クロロホルムとの容量比1/20の混合溶媒に溶解させ、日本電子社製LA-400型NMR装置にて1H-NMRを測定し、得られたチャートの各共重合成分のプロトンのピークの積分強度から求めた。
(4)引張破壊ひずみ
実施例および比較例で得られた熱伝導性樹脂組成物について、ISO規格527−2に記載の方法に準じ、日精樹脂工業社製の射出成形機「PS20E2ASE」を用いて射出成形して試験片を作製し、引張破壊ひずみを測定した。
(5)シャルピー衝撃強さ
実施例および比較例で得られた熱伝導性樹脂組成物について、ISO規格179−1に記載の方法に準じ、日精樹脂工業社製の射出成形機「PS20E2ASE」を用いて射出成形してノッチ付試験片を作製し、シャルピー衝撃強さを測定した。
(6)耐湿熱性
恒温恒湿器(ヤマト科学社製IG400型)を用い、上記(4)で得られた引張試験片を、温度60℃湿度95%RHの環境下に200時間保存処理し、(4)と同様にして引張破壊ひずみを測定し、湿熱処理前後におけるひずみ保持率で耐湿熱性を評価した。ひずみ保持率(%)は、(ひずみ保持率)=(処理後の引張破壊ひずみ)/(処理前の引張破壊ひずみ)×100 として算出した。
(7)熱伝導率
熱伝導率λは、熱拡散率α、密度ρ、比熱Cpを下記方法により求め、その積として次式で算出した。
λ=αρCp
λ:熱伝導率(W/(m・K))
α:熱拡散率(m2/sec)
ρ:密度(g/m3)
Cp:比熱(J/(g・K))
熱拡散率αは、実施例および比較例で得られた熱伝導性樹脂組成物を射出成形機にて30mmφの円板状に成形し、得られた成形品から所定のサイズに切り出した試料について、レーザーフラッシュ法熱定数測定装置TC−7000(アルバック理工社製)を用い、レーザーフラッシュ法にて測定した。密度ρは、電子比重計ED−120T(ミラージュ貿易社製)を用いて測定した。比熱Cpは、示差走査熱量計DSC―7(パーキンエルマー社製)を用い、昇温速度10℃/分の条件で測定した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. However, the present invention is not limited to only these examples.
In the following production examples, examples and comparative examples, test methods for various physical property values are as follows.
(1) Melting point About copolymer polyester resin obtained by the manufacture example, using Perkin-Elmer diamond DSC, it heated up and cooled down at 10 degree-C / min, and measured at the temperature of the melting peak.
(2) Melt Viscosity Using a flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation, model CFT-500), a melt viscosity at a shear rate of 1000 sec −1 was measured using a nozzle having a nozzle diameter of 1.0 mmφ and a nozzle length of 10 mm.
(3) Copolyester resin composition The copolyester resin obtained in the production example was dissolved in a mixed solvent of deuterated hexafluoroisopropanol and deuterated chloroform in a volume ratio of 1/20. 1 H-NMR was measured with a 400-type NMR apparatus, and obtained from the integrated intensity of the proton peak of each copolymer component in the obtained chart.
(4) Tensile fracture strain About the heat conductive resin composition obtained by the Example and the comparative example, according to the method as described in ISO standard 527-2, using the injection molding machine "PS20E2ASE" by Nissei Plastic Industry Co., Ltd. Test specimens were prepared by injection molding, and tensile fracture strain was measured.
(5) Charpy impact strength For the thermally conductive resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples, an injection molding machine “PS20E2ASE” manufactured by Nissei Plastic Industry Co., Ltd. was used according to the method described in ISO standard 179-1. Then, a notched specimen was produced by injection molding, and the Charpy impact strength was measured.
(6) Moisture and heat resistance Using a constant temperature and humidity chamber (IG400 type manufactured by Yamato Kagaku Co., Ltd.), the tensile test piece obtained in (4) above is stored for 200 hours in an environment of a temperature of 60 ° C. and a humidity of 95% RH, The tensile fracture strain was measured in the same manner as in (4), and the wet heat resistance was evaluated by the strain retention before and after the wet heat treatment. The strain retention rate (%) was calculated as (strain retention rate) = (tensile fracture strain after treatment) / (tensile fracture strain before treatment) × 100.
(7) Thermal conductivity The thermal conductivity λ was calculated by the following equation as the product of the thermal diffusivity α, the density ρ, and the specific heat Cp obtained by the following method.
λ = αρCp
λ: thermal conductivity (W / (m · K))
α: Thermal diffusivity (m 2 / sec)
ρ: Density (g / m 3 )
Cp: Specific heat (J / (g · K))
The thermal diffusivity α is obtained by molding the thermally conductive resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples into a 30 mmφ disk shape with an injection molding machine, and cutting out to a predetermined size from the obtained molded product. The measurement was performed by the laser flash method using a laser flash method thermal constant measuring device TC-7000 (manufactured by ULVAC-RIKO). The density ρ was measured using an electronic hydrometer ED-120T (manufactured by Mirage Trading Co.). The specific heat Cp was measured using a differential scanning calorimeter DSC-7 (manufactured by Perkin Elmer) under the condition of a heating rate of 10 ° C./min.
以下の実施例および比較例で用いた原料を以下に示す。
(1)共重合ポリエステル樹脂
・製造例1(A1)
酸成分として、テレフタル酸62質量部、イソフタル酸9質量部、炭素数36の水素添加ダイマー酸(クローダージャパン社製、Pripol 1009)76質量部、ジオール成分として、1,4−ブタンジオール59質量部、ポリブタジエングリコール(1,2−繰り返し単位を主に有する水素添加型ポリブタジエングリコール;日本曹達社製、「GI−1000」、平均分子量1500)65質量部を用い、テトラ−n−ブチルチタネート2質量部を添加し、240℃に加熱して、エステル交換反応を行った。次に、温度240℃にて60分間で徐々に真空度を上げながら10〜30Paの高真空までもっていき、その後4時間重縮合反応を行い、反応終了後に払い出し、切断して共重合ポリエステル樹脂A1を得た。(融点148℃、溶融粘度60Pa・s、密度1.10g/cm3)
The raw materials used in the following examples and comparative examples are shown below.
(1) Copolyester resin / Production Example 1 (A1)
As an acid component, 62 parts by mass of terephthalic acid, 9 parts by mass of isophthalic acid, 76 parts by mass of hydrogenated dimer acid having 36 carbon atoms (Pripol 1009, manufactured by Croder Japan), and 59 parts by mass of 1,4-butanediol as a diol component Part, polybutadiene glycol (hydrogenated polybutadiene glycol mainly having 1,2-repeat units; Nippon Soda Co., Ltd., “GI-1000”, average molecular weight 1500) 65 parts by mass, tetra-n-butyl titanate 2 mass Part was added and heated to 240 ° C. to conduct a transesterification reaction. Next, while gradually increasing the degree of vacuum at a temperature of 240 ° C. for 60 minutes, a high vacuum of 10 to 30 Pa is obtained. Thereafter, a polycondensation reaction is performed for 4 hours. Got. (Melting point 148 ° C., melt viscosity 60 Pa · s, density 1.10 g / cm 3 )
・製造例2〜9(A2〜A5、a1〜a4)
テレフタル酸、イソフタル酸、水素添加ダイマー酸、1,4−ブタンジオール、1,2−ポリブタジエングリコールの種類や添加量を変更した以外は、製造例1と同様に行い、共重合ポリエステル樹脂を得た。なお製造例5では、ポリブタジエングリコールとして、1,2−繰り返し単位を主に有するポリブタジエングリコール(日本曹達社製、「G−2000」、平均分子量2000)を使用して、共重合ポリエステル樹脂(A5)を製造した。
・ Production Examples 2 to 9 (A2 to A5, a1 to a4)
Except having changed the kind and addition amount of terephthalic acid, isophthalic acid, hydrogenated dimer acid, 1,4-butanediol, and 1,2-polybutadiene glycol, it carried out similarly to manufacture example 1, and obtained copolyester resin. . In Production Example 5, as polybutadiene glycol, polybutadiene glycol having mainly 1,2-repeating units (“G-2000”, average molecular weight 2000, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) is used, and copolymer polyester resin (A5). Manufactured.
表1に製造例1〜9で得られた共重合ポリエステル樹脂の組成、融点、溶融粘度を示す。 Table 1 shows the composition, melting point, and melt viscosity of the copolyester resins obtained in Production Examples 1-9.
(2)熱伝導性充填材(B)
・ALO:酸化アルミニウム(電気化学工業社製、平均粒径10μm、熱伝導率38W/(m・K)、密度3.97g/cm3)
・MgCO:炭酸マグネシウム(神島化学社製、平均粒径10μm、熱伝導率15W/(m・K)、密度3.05g/cm3)
・ZnO:酸化亜鉛(堺化学工業社製、平均粒径10μm、熱伝導率25W/(m・K)、密度5.78g/cm3)
・TC:タルク(日本タルク社製 K−1、平均粒径8μm、熱伝導率10W/(m・K)、密度2.7g/cm3)
・Gr:鱗片状黒鉛(日本黒鉛工業社製、平均粒径40μm、熱伝導率100W/(m・K)、密度2.25g/cm3)
・BN:六方晶系鱗片状窒化ホウ素(電気化学工業社製、熱伝導率80W/(m・K)、平均粒径15μm、密度2.26g/cm3)
(2) Thermally conductive filler (B)
ALO: Aluminum oxide (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., average particle size 10 μm, thermal conductivity 38 W / (m · K), density 3.97 g / cm 3 )
MgCO: Magnesium carbonate (manufactured by Kamishima Chemical Co., Ltd., average particle size 10 μm, thermal conductivity 15 W / (m · K), density 3.05 g / cm 3 )
ZnO: Zinc oxide (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., average particle size 10 μm, thermal conductivity 25 W / (m · K), density 5.78 g / cm 3 )
TC: Talc (K-1 manufactured by Nippon Talc Co., Ltd., average particle size 8 μm, thermal conductivity 10 W / (m · K), density 2.7 g / cm 3 )
Gr: scale-like graphite (manufactured by Nippon Graphite Industries Co., Ltd., average particle size 40 μm, thermal conductivity 100 W / (m · K), density 2.25 g / cm 3 )
BN: hexagonal scaly boron nitride (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., thermal conductivity 80 W / (m · K), average particle size 15 μm, density 2.26 g / cm 3 )
実施例1
二軸押出機(東芝機械社製:TEM26SS、スクリュ径26mm)の主ホッパーに、製造例1で得られた共重合ポリエステル樹脂(A1)60容量部と、熱伝導性充填材(B)としての酸化アルミニウム(ALO)40容量部とを供給し、200℃で溶融混練した。そしてストランド状に押出して冷却固化した後、ペレット状に切断して、樹脂組成物を得た。
Example 1
As a main hopper of a twin screw extruder (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd .: TEM26SS, screw diameter 26 mm), 60 parts by volume of the copolyester resin (A1) obtained in Production Example 1 and a thermally conductive filler (B) 40 parts by volume of aluminum oxide (ALO) was supplied and melt-kneaded at 200 ° C. And after extruding in the shape of a strand and cooling and solidifying, it cut | disconnected to the shape of a pellet, and obtained the resin composition.
実施例2〜16
共重合ポリエステル樹脂(A)、熱伝導性充填材(B)をそれぞれ表2に示す種類と量に変更した以外は実施例1と同様にして、樹脂組成物を得た。
Examples 2-16
A resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the copolymer polyester resin (A) and the thermally conductive filler (B) were changed to the types and amounts shown in Table 2, respectively.
比較例1、2
共重合ポリエステル樹脂(A)、熱伝導性充填材(B)をそれぞれ表2に示す種類と量に変更し、230℃で溶融混練を行った以外は実施例1と同様にして、樹脂組成物を得た。
Comparative Examples 1 and 2
A resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the copolymer polyester resin (A) and the heat conductive filler (B) were changed to the types and amounts shown in Table 2 and melt kneaded at 230 ° C. Got.
比較例3〜6
共重合ポリエステル樹脂(A)、熱伝導性充填材(B)をそれぞれ表2に示す種類と量に変更し、150℃で溶融混練を行った以外は実施例1と同様にして、樹脂組成物を得た。
Comparative Examples 3-6
A resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the copolymer polyester resin (A) and the heat conductive filler (B) were changed to the types and amounts shown in Table 2 and melt kneaded at 150 ° C. Got.
比較例7〜12
共重合ポリエステル樹脂(A)、熱伝導性充填材(B)をそれぞれ表2に示す種類と量に変更し、200℃で溶融混練を行った以外は実施例1と同様にして、樹脂組成物を得た。
Comparative Examples 7-12
A resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the copolymerized polyester resin (A) and the thermally conductive filler (B) were changed to the types and amounts shown in Table 2 and melt kneaded at 200 ° C. Got.
実施例1〜16、比較例1〜12で得られた樹脂組成物について、溶融粘度、引張破壊ひずみ、シャルピー衝撃強さ、熱伝導率、耐湿熱性を評価した。その評価結果を表2に示す。 The resin compositions obtained in Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 12 were evaluated for melt viscosity, tensile fracture strain, Charpy impact strength, thermal conductivity, and wet heat resistance. The evaluation results are shown in Table 2.
表2から明らかなように、実施例1〜16で得られた樹脂組成物は、本発明を満足する組成のものであったため、引張破壊ひずみが高く柔軟性に優れており、かつ耐衝撃性も高く脆さが改良されたものであり、グリコール成分中にポリブタジエングリコール類を所定量含む共重合ポリエステル樹脂(A)を用いているために、耐熱性と耐湿熱性にも優れていた。 As is clear from Table 2, the resin compositions obtained in Examples 1 to 16 were compositions satisfying the present invention, so that the tensile fracture strain was high, the flexibility was excellent, and the impact resistance was high. Further, since the copolymer polyester resin (A) containing a predetermined amount of polybutadiene glycol in the glycol component is used, the heat resistance and the heat and moisture resistance are excellent.
一方、比較例1および2で得られた樹脂組成物は、用いた共重合ポリエステル樹脂の酸成分中のダイマー酸の含有量が少ないものであったため、柔軟性、耐衝撃性、耐湿熱性に劣るものであった。
比較例3および4で得られた樹脂組成物は、用いた共重合ポリエステル樹脂の酸成分中のダイマー酸の含有量が多いものであったため、融点が測定できず、耐熱性に劣るものであった。
比較例5および6で得られた樹脂組成物は、用いた共重合ポリエステル樹脂のグリコール成分中のポリブタジエングリコール類の含有量が多いものであったため、融点が低く、耐熱性に劣るものであった。
比較例7および8で得られた樹脂組成物は、用いた共重合ポリエステル樹脂のグリコール成分中にポリブタジエングリコール類を含んでいないものであったため、耐湿熱性に劣るものであった。
比較例9および10で得られた樹脂組成物は、熱伝導性充填材(B)の配合量が少ないものであったため、熱伝導率が低かった。
比較例11および12で得られた樹脂組成物は、熱伝導性充填材(B)の配合量が多すぎるために溶融粘度が高すぎて射出成形ができなかった。
On the other hand, since the resin composition obtained in Comparative Examples 1 and 2 had a low content of dimer acid in the acid component of the copolymer polyester resin used, it was inferior in flexibility, impact resistance, and heat and humidity resistance. It was a thing.
The resin compositions obtained in Comparative Examples 3 and 4 had a high content of dimer acid in the acid component of the copolymer polyester resin used, and therefore the melting point could not be measured and the heat resistance was poor. It was.
The resin compositions obtained in Comparative Examples 5 and 6 had a high content of polybutadiene glycols in the glycol component of the copolymer polyester resin used, and therefore had a low melting point and poor heat resistance. .
Since the resin composition obtained in Comparative Examples 7 and 8 did not contain polybutadiene glycols in the glycol component of the copolymerized polyester resin used, the resin composition was inferior in heat and moisture resistance.
The resin compositions obtained in Comparative Examples 9 and 10 had a low thermal conductivity because the amount of the thermal conductive filler (B) was small.
The resin compositions obtained in Comparative Examples 11 and 12 were too high in melt viscosity because the amount of the heat conductive filler (B) was too large to be injection molded.
実施例17
ガラス強化ポリブチレンテレフタレート製のコイルボビンに、ポリアミドイミド樹脂被覆銅線を巻回してコイルを作製した。このコイルを80℃に保った金型内に置き、実施例2で得られた樹脂組成物を縦型射出成形機(TNS100R12V)へ供給して、シリンダー温度200℃、射出圧力20MPaの条件にて金型内に射出成形してコイル全体が封止されたコイル部材を作製した。得られたコイル部材の表面にはクラックの発生は見られず、また、切断して断面を観察したところ、ボイドやクラックの発生は見られなかった。
次に同様にして作製したコイル部材を100℃で1時間加熱した後、0℃で1時間冷却することを1サイクルとする冷熱サイクルを100サイクル繰り返したところ、サイクル終了後も表面にはクラックの発生は見られず、また、切断して断面を観察したところ、ボイドやクラックの発生は見られなかった。
Example 17
A coil was produced by winding a polyamide-imide resin-coated copper wire around a coil bobbin made of glass-reinforced polybutylene terephthalate. This coil was placed in a mold maintained at 80 ° C., and the resin composition obtained in Example 2 was supplied to a vertical injection molding machine (TNS100R12V), under the conditions of a cylinder temperature of 200 ° C. and an injection pressure of 20 MPa. A coil member in which the entire coil was sealed by injection molding into a mold was produced. Generation of cracks was not observed on the surface of the obtained coil member, and when a cross section was observed after cutting, no generation of voids or cracks was observed.
Next, after the coil member produced in the same manner was heated at 100 ° C. for 1 hour and then cooled at 0 ° C. for 1 hour, a cooling cycle was repeated 100 cycles. Generation | occurrence | production was not seen, but when cut | disconnected and the cross section was observed, generation | occurrence | production of the void and the crack was not seen.
比較例13
樹脂組成物を比較例1で得られたものに変更し、射出圧力40MPaで射出成形した以外は、実施例17と同様にしてコイル部材を作製した。得られたコイル部材の表面にはクラックが発生していた。
Comparative Example 13
A coil member was produced in the same manner as in Example 17 except that the resin composition was changed to that obtained in Comparative Example 1 and injection molding was performed at an injection pressure of 40 MPa. Cracks were generated on the surface of the obtained coil member.
比較例14
樹脂組成物を比較例5で得られたものに変更し、シリンダー温度150℃、射出圧力40MPaで射出成形した以外は、実施例17と同様にしてコイル部材を作製した。得られたコイル部材の表面にはクラックの発生は見られず、また、切断して断面を観察したところ、ボイドやクラックの発生は見られなかった。
次に同様にして作製したコイル部材を、実施例17と同様にして冷熱サイクルを100サイクル繰り返したところ、サイクル終了後コイル部材が変形していた。
Comparative Example 14
A coil member was produced in the same manner as in Example 17 except that the resin composition was changed to that obtained in Comparative Example 5 and injection molding was performed at a cylinder temperature of 150 ° C. and an injection pressure of 40 MPa. Generation of cracks was not observed on the surface of the obtained coil member, and when a cross section was observed after cutting, no generation of voids or cracks was observed.
Next, when the coil member produced in the same manner was subjected to 100 cycles of cooling and heating in the same manner as in Example 17, the coil member was deformed after the end of the cycle.
比較例15
樹脂組成物を比較例6で得られたものに変更し、シリンダー温度150℃、射出圧力50MPaで射出成形した以外は、実施例17と同様にしてコイル部材を作製した。得られたコイル部材の表面にはクラックの発生は見られず、また、切断して断面を観察したところ、ボイドやクラックの発生は見られなかった。
次に同様にして作製したコイル部材を、実施例17と同様にして冷熱サイクルを100サイクル繰り返したところ、サイクル終了後コイル部材が変形していた。
Comparative Example 15
A coil member was produced in the same manner as in Example 17 except that the resin composition was changed to that obtained in Comparative Example 6 and injection molding was performed at a cylinder temperature of 150 ° C. and an injection pressure of 50 MPa. Generation of cracks was not observed on the surface of the obtained coil member, and when a cross section was observed after cutting, no generation of voids or cracks was observed.
Next, when the coil member produced in the same manner was subjected to 100 cycles of cooling and heating in the same manner as in Example 17, the coil member was deformed after the end of the cycle.
Claims (5)
(A)が、酸成分として、芳香族ジカルボン酸とダイマー酸とを含有し、グリコール成分として、1,4-ブタンジオールとポリブタジエングリコール類とを含有し、
酸成分中のダイマー酸の含有量が10〜50モル%であり、
グリコール成分中の1,4-ブタンジオールの含有量が80モル%以上であり、
グリコール成分中のポリブタジエングリコール類の含有量が1〜20モル%であることを特徴とする熱伝導性樹脂組成物。 A resin composition containing a copolymerized polyester resin (A) and a thermally conductive filler (B) and having a volume ratio (A / B) of (A) and (B) of 30/70 to 90/10 Is a thing,
(A) contains aromatic dicarboxylic acid and dimer acid as the acid component, and contains 1,4-butanediol and polybutadiene glycol as the glycol component,
The content of dimer acid in the acid component is 10 to 50 mol%,
The content of 1,4-butanediol in the glycol component is 80 mol% or more,
The heat conductive resin composition, wherein the content of polybutadiene glycol in the glycol component is 1 to 20 mol%.
An electrical / electronic component sealed with the sealing material according to claim 4.
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