JP2015214631A - 高熱放射性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
放熱性樹脂に、熱伝導率の高いアルミナを高充填する場合が多い。アルミナを高充填させ、熱を均一に拡散することにより放熱性を上げていた。
粒径15μm以下でアスペクト比3〜10であるコージェライトと、を含み、コージェライトが67〜90質量%である高熱放射性樹脂組成物を用いる。
本発明の実施形態において使用され得る樹脂2は、液状EPTである。液状EPTとはエチレン・プロピレン・非共役ポリエン共重合体ゴムのことである。低温で熱硬化可能な樹脂である。液状EPTは、放射率波長域5〜20μmの範囲で、放射率が0.80以上を有することが好ましい。この理由は以下である。
液状EPTは、下記の化学式1で表される。
その液状EPTの分子量は、750〜2000が好ましい。その中でも式中のnは3〜10、mは3〜10、lは5〜8が好ましい。分子量が、750より小さい場合、樹脂2は、低粘度になり高熱放射性放熱樹脂を基材に塗布した場合にタレ現象が生じる。結果、操作性が悪くなる。
密着性を向上させるためには、架橋助剤であるTAIC(タイクTMトリアリルイソシアヌレート及びタイクTM誘導体 日本化成製)を添加することが好ましい。架橋助剤は架橋反応を効率的に進行させるための助剤であり、本発明においては通常の使用と同様に架橋反応を効率的に進行させるとともに、高放射性放熱樹脂1を基板に塗布する際の密着性を向上させることができる。
フィラー3の充填量を向上させるには、可塑剤であるルーカントHC40、HC100、HC150(三井化学製)等炭化水素系オイルを添加することが好ましい。可塑剤を添加することで、フィラー3と樹脂との濡れ性が良くなり、フィラー3と樹脂2の混練物の粘度を下げることができる。その配合量は液状EPT主剤に対して10〜20質量%添加することが好ましい。その理由は以下である。
また、熱硬化時に充填させたフィラー3の沈降を抑制させるには、チクソ剤の添加が有効である。例えば、疎水性コロイダルシリカであるアエロジルRY−200(日本アエロジル社製)などが好ましい。チクソ剤を添加することで、樹脂2とフィラー3のチクソ性を上げることができ、フィラー3が沈降しにくい。
放熱樹脂の樹脂2の量は、全体に対しての10〜65体積%の範囲とすることが好ましい。
その理由は以下である。この時、フィラー3の量は、90〜35体積%となる。
次に、本実施形態において用いられ得るフィラー3としては、遠赤外線放射率の高いコージェライトを主成分として用いることが好ましい。コージェライトは2MgO・2Al2O3・5SiO2で構成される鉱物であり、波長域11〜18μmの範囲で高い放射率を有することが知られている。
表1に、以下の実施例および比較例で使用した放熱樹脂のペースト組成を示す。
※2(液状EPT)架橋剤 信越化学製 X93−916、
架橋助剤 日本化成製 TAIC
※3(液状EPT)反応抑制剤 信越化学製 X93−1036
※4(液状EPT)カップリング剤 信越化学製 KBM−1003
※5(液状EPT)触媒 三井化学製 Pt−CTSCTS
※6(液状EPT)可塑剤 三井化学製 ルーカントHC40
※7(液状EPT)表面処理剤 花王ケミカル製 レオドールSP−O30V
※8エポキシ樹脂主剤 新日本理化製 リカレジンHBE−100、
リカレジンDME−100
※9(エポキシ樹脂)硬化剤 大日本インキ化学工業製 B650
※10(エポキシ樹脂)触媒 サンアプロ製 U−CAT SA5003
※11チクソ剤 日本アエロジル製 アエロジルRY200
※12コージェライト:丸ス釉薬製 SS−200(粒径7.6μm)、SS−1000
(粒径1.7μm)、SS−F30(粒径35μm)、SS−Sul(粒径150μm)
※13アルミナ:デンカ社製 DAW45(粒径45μm)
図1に示す高放射性放熱樹脂1を作製する例を挙げる。
実施例2、3、4に係る高放射性放熱樹脂1の作製は実施例1と同じ工程とし、図2に示す放熱性評価用素子を作製した。
比較例1については高放射性放熱樹脂1を作製することなく、図3に示す放熱性評価用素子を作成した。図3は金属基板4と、発熱体5と、熱電対6とからなる。
比較例2〜5に係る高放射性放熱樹脂1の作製は実施例1と同じ工程とし、図2に示す放熱性評価用素子を作製した。
比較例1を除く上記の実施例および比較例の工程で得られた放熱性評価用素子を□25mmにカットする。このサンプルをFT−IR測定装置(IRPrestige−21、島津製作所)にセットし、サンプルの温度を100℃に昇温した後、黒体炉方式にて放射率を測定する。
上記の実施例および比較例の工程で得られた放熱性評価用素子を20℃に保った恒温槽にセットし、無風状態で、セラミックヒーターに電流を流す。電圧を上げていき、ヒーター温度が120℃に達した時の熱電対の温度を測定し、温度差ΔTを以下の式1で求めた。
実施例1に示すように、液状EPTにコージェライトを67質量%含む放熱性樹脂ペーストを金属基板に塗布することで、120℃での昇温抑制の温度差(ΔT)は、21℃となり、また、比較例1の樹脂ペーストなし(ブランク)では、同条件での昇温抑制の温度差(ΔT)は、5℃しかないことから、この2つの結果を比較すると、樹脂ペーストの昇温抑制の温度差ΔT=16℃と換算した。
○△×の判断基準としては、熱放射を利用した放熱塗料の多くが昇温抑制率10%前後であるため、昇温抑制率が、10%より少ないものを×、10%以上を△、20%以上を○とした。
本願発明での放熱性の合格基準として、遠赤外線放射率測定、昇温抑制温度変化測定のそれぞれで、両方○は、◎とした。×がどちらかにある場合、×とした。それ以外は、○とした。
表1からの結果からも明らかなように、本発明の実施例に係る放熱樹脂は、比較例に係るそれらよりも放射率は高く、放熱性に優れている。
実施例1〜4のフィラー濃度から、フィラー濃度(コージェライトの濃度)は、67以上90質量%がよい。
実施例1、2、比較例2、3の結果より、コージェライトフィラーの粒径と放射率の関係性を図6に示す。放射率の値に関しては、いずれも波長5μm時の測定値とする。波長5μmを選択した理由は以下である。
2 樹脂
3 フィラー
4 金属基板
5 発熱体
6 熱電対
7 タブレット筐体内側
Claims (6)
- エチレン・プロピレン・非共役ポリエン共重合体ゴムと、
粒径15μm以下でアスペクト比3〜10であるコージェライトと、を含み
前記コージェライトが67〜90質量%である高熱放射性樹脂組成物。 - 前記エチレン・プロピレン・非共役ポリエン共重合体ゴムは、波長域5〜20μmの範囲で放射率0.80以上を有することを特徴とする請求項1記載の高熱放射性樹脂組成物。
- 前記エチレン・プロピレン・非共役ポリエン共重合体ゴムは、分子量が750〜2000であることを特徴とする請求項1または2記載の高熱放射性樹脂組成物。
- 前記エチレン・プロピレン・非共役ポリエン共重合体ゴムに炭化水素系オイルが可塑剤として樹脂主剤に対して10〜20質量%で添加されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の高熱放射性樹脂組成物。
- 前記エチレン・プロピレン・非共役ポリエン共重合体ゴムに可塑剤としてトリアリルイソシアネートが樹脂主剤に対して0.5〜0.8質量%で添加されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の高熱放射性樹脂組成物。
- 前記エチレン・プロピレン・非共役ポリエン共重合体ゴムにチクソ剤が樹脂主剤に対して0.5〜0.8質量%で添加されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の高熱放射性樹脂組成物。
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