JP2021091803A - Powder containing composite particle, and resin composition containing the powder - Google Patents

Powder containing composite particle, and resin composition containing the powder Download PDF

Info

Publication number
JP2021091803A
JP2021091803A JP2019223714A JP2019223714A JP2021091803A JP 2021091803 A JP2021091803 A JP 2021091803A JP 2019223714 A JP2019223714 A JP 2019223714A JP 2019223714 A JP2019223714 A JP 2019223714A JP 2021091803 A JP2021091803 A JP 2021091803A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
particles
powder
volume
boron nitride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019223714A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
麻菜 大木
Mana OKI
麻菜 大木
建治 宮田
Kenji Miyata
建治 宮田
祐輔 佐々木
Yusuke Sasaki
祐輔 佐々木
道治 中嶋
Michiharu Nakajima
道治 中嶋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denka Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denka Co Ltd filed Critical Denka Co Ltd
Priority to JP2019223714A priority Critical patent/JP2021091803A/en
Publication of JP2021091803A publication Critical patent/JP2021091803A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To simply prepare a heat dissipation member from powder containing boron nitride.SOLUTION: Powder contains a plurality of composite particles. Each of the plurality of composite particles contains aggregated particles in which a plurality of boron nitride primary particles are aggregated and a resin A. The resin A is arranged in a gap between the plurality of boron nitride primary particles in the aggregated particles and an outer surface of the aggregated particles, and 30 area% or more of the outer surface of the aggregated particles is coated with the resin A.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、複合粒子を含有する粉体、及び該粉体を含有する樹脂組成物に関する。 The present disclosure relates to a powder containing composite particles and a resin composition containing the powder.

パワーデバイス、トランジスタ、サイリスタ、CPU等の電子部品においては、使用時に発生する熱を効率的に放熱することが課題となっている。この課題に対して、熱伝導率が高いセラミックス粉末を含有する放熱部材が用いられる。 In electronic components such as power devices, transistors, thyristors, and CPUs, it is an issue to efficiently dissipate heat generated during use. To solve this problem, a heat radiating member containing ceramic powder having high thermal conductivity is used.

セラミックス粉末としては、高熱伝導率、高絶縁性、低比誘電率等の特性を有している窒化ホウ素粉末が注目されている。窒化ホウ素粉末は、一般的に、窒化ホウ素の一次粒子が凝集してなる凝集粒子で構成されている。例えば、特許文献1には、凝集粒子の形状を一層球状化して充填性を高めると共に、粉末強度の向上を図り、さらには高純度化により、当該粉末を充填した伝熱シート等の絶縁性の向上および耐電圧の安定化を達成したとされる六方晶窒化ホウ素粉末が開示されている。 As the ceramic powder, boron nitride powder having characteristics such as high thermal conductivity, high insulation property, and low relative permittivity is attracting attention. Boron nitride powder is generally composed of agglomerated particles formed by agglomerating primary particles of boron nitride. For example, in Patent Document 1, the shape of the agglomerated particles is further spheroidized to improve the filling property, the powder strength is improved, and further, the purity is increased to improve the insulating property of the heat transfer sheet or the like filled with the powder. Hexagonal boron nitride powder, which is said to have achieved improvement and stabilization of withstand voltage, is disclosed.

特開2011−98882号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-98882

窒化ホウ素粉末が放熱部材に用いられる場合、熱伝導率等の上記特性はもちろん重要であるが、窒化ホウ素の粉体の状態から簡便に放熱部材を作製できることが重要となる。そこで、本発明は、窒化ホウ素を含む粉体から簡便に放熱部材を作製することを目的とする。 When the boron nitride powder is used for the heat radiating member, the above-mentioned characteristics such as thermal conductivity are of course important, but it is important that the heat radiating member can be easily produced from the state of the boron nitride powder. Therefore, an object of the present invention is to easily produce a heat radiating member from a powder containing boron nitride.

本発明の一側面は、複数の複合粒子を含有する粉体であって、複数の複合粒子のそれぞれは、複数の窒化ホウ素一次粒子が凝集してなる凝集粒子と、樹脂Aとを含み、樹脂Aが、凝集粒子内の複数の窒化ホウ素一次粒子同士の隙間と、凝集粒子の外表面とに配置されており、凝集粒子の外表面の30面積%以上が樹脂Aで覆われている、粉体である。 One aspect of the present invention is a powder containing a plurality of composite particles, and each of the plurality of composite particles contains agglomerated particles formed by aggregating a plurality of boron nitride primary particles and resin A, and is a resin. A is arranged in the gaps between a plurality of boron nitride primary particles in the agglomerated particles and on the outer surface of the agglomerated particles, and 30 area% or more of the outer surface of the agglomerated particles is covered with the resin A. The body.

この粉体に含まれる複合粒子では、窒化ホウ素一次粒子の凝集粒子内の窒化ホウ素一次粒子同士の隙間に樹脂Aが配置されているため、樹脂が凝集粒子内に存在しない場合に比べて、加圧加熱処理により複合粒子同士を結着させつつ樹脂Aを更に硬化させることができる。したがって、この粉体のみを用いて簡便に、樹脂A中に凝集粒子が分散された成形体(硬化体)を得ることができる。加えて、この複合粒子では、樹脂Aが、凝集粒子の外表面の30面積%以上を覆うように配置されているため、この粉体を用いた後工程(例えば、塗工、混錬、充填等)において、複合粒子から窒化ホウ素一次粒子が脱落又は剥離することを抑制し、複合粒子を含む組成物の物性(例えば溶液にしたときの粘度)及び品質が安定し、取扱いが簡便となる。 In the composite particles contained in this powder, since the resin A is arranged in the gaps between the boron nitride primary particles in the aggregated particles of the boron nitride primary particles, the resin A is added as compared with the case where the resin does not exist in the aggregated particles. The resin A can be further cured while binding the composite particles to each other by the pressure heat treatment. Therefore, a molded product (cured product) in which aggregated particles are dispersed in the resin A can be easily obtained by using only this powder. In addition, in the composite particles, since the resin A is arranged so as to cover 30 area% or more of the outer surface of the aggregated particles, a post-step using this powder (for example, coating, kneading, filling). Etc.), the primary particles of boron nitride are prevented from falling off or peeled off from the composite particles, the physical properties (for example, the viscosity when made into a solution) and the quality of the composition containing the composite particles are stable, and the handling is easy.

本発明の他の一側面は、樹脂Bと、上記の粉体と、を含有する樹脂組成物である。樹脂Bは、樹脂Aと異なる樹脂であってよい。 Another aspect of the present invention is a resin composition containing the resin B and the above-mentioned powder. The resin B may be a resin different from the resin A.

本発明によれば、窒化ホウ素を含む粉体から簡便に放熱部材を作製することができる。 According to the present invention, a heat radiating member can be easily produced from a powder containing boron nitride.

実施例の複合粒子(粉体)の外観を観察したSEM画像である。It is an SEM image which observed the appearance of the composite particle (powder) of an Example. 実施例の複合粒子(粉体)の断面を観察したSEM画像である。It is an SEM image which observed the cross section of the composite particle (powder) of an Example. 窒化ホウ素一次粒子の凝集粒子の外観を観察したSEM画像である。It is an SEM image which observed the appearance of the aggregated particle of the boron nitride primary particle.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

一実施形態に係る粉体は、複数の複合粒子を含有する。当該粉体は、複数の複合粒子の集合体ということもできる。なお、粉体とは、複数の複合粒子が別個独立に存在している状態を意味し、例えば、複数の複合粒子の略全部がバインダー(例えば樹脂)によって互いに結合しているような状態とは区別される。粉体は、それ自体が流動性を示し、任意の安息角を有するものということもできる。 The powder according to one embodiment contains a plurality of composite particles. The powder can also be said to be an aggregate of a plurality of composite particles. The powder means a state in which a plurality of composite particles exist separately and independently, and for example, a state in which substantially all of the plurality of composite particles are bonded to each other by a binder (for example, a resin). Distinguished. It can be said that the powder itself exhibits fluidity and has an arbitrary angle of repose.

複合粒子は、窒化ホウ素の粒子と樹脂との複合体である。より具体的には、複合粒子のそれぞれは、複数の窒化ホウ素一次粒子が凝集してなる凝集粒子と、樹脂Aとを含んでいる。 The composite particle is a composite of boron nitride particles and a resin. More specifically, each of the composite particles contains agglomerated particles formed by aggregating a plurality of boron nitride primary particles and resin A.

窒化ホウ素一次粒子は、例えば鱗片状の六方晶窒化ホウ素粒子であってよい。この場合、窒化ホウ素一次粒子の長手方向の長さは、例えば、1μm以上であってよく、10μm以下であってよい。 The boron nitride primary particles may be, for example, scaly hexagonal boron nitride particles. In this case, the length of the boron nitride primary particles in the longitudinal direction may be, for example, 1 μm or more and 10 μm or less.

凝集粒子の平均径(平均粒子径)は、例えば、20μm以上、40μm以上、又は50μm以上であってよく、150μm以下、120μm以下、又は100μm以下であってよい。凝集粒子の平均径は、レーザー回折散乱法により測定される体積平均径を意味する。 The average diameter (average particle diameter) of the agglomerated particles may be, for example, 20 μm or more, 40 μm or more, or 50 μm or more, and may be 150 μm or less, 120 μm or less, or 100 μm or less. The average diameter of the agglomerated particles means the volume average diameter measured by the laser diffraction / scattering method.

凝集粒子内には、複数の窒化ホウ素一次粒子同士の隙間(空隙)が存在している。樹脂Aは、この凝集粒子内の複数の窒化ホウ素一次粒子同士の隙間に配置されている。樹脂Aは、凝集粒子内の隙間に加えて、凝集粒子の外表面上の一部又は全部にも配置されている。 In the agglomerated particles, there are gaps (voids) between the plurality of boron nitride primary particles. The resin A is arranged in the gaps between the plurality of boron nitride primary particles in the aggregated particles. The resin A is arranged on a part or all of the outer surface of the agglomerated particles in addition to the gaps in the agglomerated particles.

樹脂Aは、窒化ホウ素一次粒子同士の隙間の一部に配置されていてよく、隙間の全部に配置されていてもよい。窒化ホウ素一次粒子同士の隙間のできる限り多くに樹脂Aが配置されていることが好ましい。複合粒子の断面における隙間の面積割合は、好ましくは、30%以下、20%以下、10%以下、又は5%以下であってよい。当該面積割合は、複合粒子の断面を観察したSEM像(例えば図2のようなSEM像)において、複合粒子の断面積に対する隙間の断面積の割合(隙間の断面積/複合粒子の断面積)として測定され、任意の100個の複合粒子について当該測定を行った面積割合の平均値として定義される。 The resin A may be arranged in a part of the gap between the boron nitride primary particles, or may be arranged in the entire gap. It is preferable that the resin A is arranged as much as possible in the gaps between the boron nitride primary particles. The area ratio of the gap in the cross section of the composite particle is preferably 30% or less, 20% or less, 10% or less, or 5% or less. The area ratio is the ratio of the cross-sectional area of the gap to the cross-sectional area of the composite particle (cross-sectional area of the gap / cross-sectional area of the composite particle) in the SEM image (for example, the SEM image as shown in FIG. 2) in which the cross section of the composite particle is observed. Is measured as, and is defined as the average value of the area ratio of any 100 composite particles in which the measurement was performed.

樹脂Aは、凝集体の外表面の全面積を基準として、30面積%以上、40面積%以上、50%面積以上、60面積%以上、70面積%以上、80面積%以上、又は90面積%以上を覆うように配置されていてよく、凝集体の外表面の全部を覆うように配置されていてもよい。樹脂Aの被覆割合がこれらの範囲内であることにより、粉体を用いた後工程(例えば、塗工、混錬、充填等)において、複合粒子から窒化ホウ素一次粒子が脱落又は剥離することを抑制し、複合粒子を含む組成物の物性(例えば溶液にしたときの粘度)及び品質が安定し、取扱いが簡便となる。 Resin A is 30 area% or more, 40 area% or more, 50% area or more, 60 area% or more, 70 area% or more, 80 area% or more, or 90 area% based on the total area of the outer surface of the aggregate. It may be arranged so as to cover the above, or may be arranged so as to cover the entire outer surface of the agglomerate. When the coating ratio of the resin A is within these ranges, the boron nitride primary particles may fall off or peel off from the composite particles in the post-process (for example, coating, kneading, filling, etc.) using the powder. It suppresses, stabilizes the physical characteristics (for example, viscosity when made into a solution) and quality of the composition containing composite particles, and facilitates handling.

樹脂Aの被覆割合は、SEM/EDS(走査型電子顕微鏡/エネルギー分散型蛍光X線分析装置)を用いて測定される。具体的には、複合粒子全体の約1/4が入る視野面積で観察を行い、同視野面積での元素マッピングを行う(加速電圧:5kV、対象元素:C)。そして、複合粒子の元素マッピングで得られた元素Cの強度を表示し、プラスで表示された部分が樹脂Aで被覆されている部分とする。得られた画像に対して2値化の画像処理を行い、複合粒子の面積に対する被覆されている部分の面積の割合を被覆割合として算出する。 The coating ratio of the resin A is measured using an SEM / EDS (scanning electron microscope / energy dispersive X-ray fluorescence analyzer). Specifically, observation is performed in a visual field area that contains about 1/4 of the entire composite particle, and element mapping is performed in the same visual field area (acceleration voltage: 5 kV, target element: C). Then, the intensity of the element C obtained by the element mapping of the composite particles is displayed, and the portion displayed as a plus is defined as the portion covered with the resin A. The obtained image is subjected to binarization image processing, and the ratio of the area of the covered portion to the area of the composite particles is calculated as the covering ratio.

樹脂Aは、熱硬化性樹脂であってよく、熱可塑性樹脂であってもよい。樹脂Aが熱硬化性樹脂である場合、樹脂Aは、半硬化した状態であってよく、完全硬化した状態であってもよい。半硬化した状態の樹脂Aは、硬化した樹脂Aと未硬化の樹脂Aとの両方を含んでいる。 The resin A may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin. When the resin A is a thermosetting resin, the resin A may be in a semi-cured state or may be in a completely cured state. The semi-cured resin A contains both the cured resin A and the uncured resin A.

樹脂Aとしては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、全芳香族ポリエステル、ポリスルホン、液晶ポリマー、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、マレイミド変性樹脂、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)樹脂、AAS(アクリロニトリル−アクリルゴム・スチレン)樹脂、及びAES(アクリロニトリル・エチレン・プロピレン・ジエンゴム−スチレン)樹脂が挙げられる。 Examples of the resin A include epoxy resin, silicone resin, silicone rubber, acrylic resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester, fluororesin, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, polybutylene terephthalate, and polyethylene terephthalate. , Polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, total aromatic polyester, polysulfone, liquid crystal polymer, polyether sulfone, polycarbonate, maleimide modified resin, ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) resin, AAS (acrylonitrile-acrylic rubber / styrene) resin, and AES (Acrylonitrile, ethylene, propylene, diene rubber-styrene) resin can be mentioned.

凝集粒子内の隙間、及び、凝集粒子の外表面上には、樹脂Aに加えてその他の成分が存在していてもよい。すなわち、複合粒子は、凝集粒子及び樹脂Aに加えて、その他の成分を更に含んでいてもよい。その他の成分としては、例えば、硬化剤、硬化促進剤(硬化触媒)、カップリング剤、湿潤分散剤、及び表面調整剤が挙げられる。 In addition to the resin A, other components may be present in the gaps in the agglomerated particles and on the outer surface of the agglomerated particles. That is, the composite particles may further contain other components in addition to the agglomerated particles and the resin A. Examples of other components include a curing agent, a curing accelerator (curing catalyst), a coupling agent, a wet dispersant, and a surface conditioner.

硬化剤は、樹脂Aの種類によって適宜選択される。例えば、樹脂Aがエポキシ樹脂である場合、硬化剤としては、フェノールノボラック化合物、酸無水物、アミノ化合物、及びイミダゾール化合物が挙げられる。硬化剤の含有量は、樹脂A 100質量部に対して、例えば、0.5質量部以上又は1.0質量部以上であってよく、15質量部以下又は10質量部以下であってよい。 The curing agent is appropriately selected depending on the type of resin A. For example, when the resin A is an epoxy resin, examples of the curing agent include phenol novolac compounds, acid anhydrides, amino compounds, and imidazole compounds. The content of the curing agent may be, for example, 0.5 parts by mass or more or 1.0 part by mass or more, and may be 15 parts by mass or less or 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin A.

硬化促進剤(硬化触媒)としては、例えば、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルフォスフェイト等のリン系硬化促進剤、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール系硬化促進剤、及び、三フッ化ホウ素モノエチルアミン等のアミン系硬化促進剤が挙げられる。 Examples of the curing accelerator (curing catalyst) include phosphorus-based curing accelerators such as tetraphenylphosphonium tetraphenylborate and triphenylphosphate, and imidazole-based curing accelerators such as 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole. Examples thereof include amine-based curing accelerators such as boron trifluoride monoethylamine.

カップリング剤としては、例えば、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、及びアルミネート系カップリング剤が挙げられる。これらのカップリング剤に含まれる化学結合基としては、例えば、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、メタクリル基、及びメルカプト基が挙げられる。 Examples of the coupling agent include a silane-based coupling agent, a titanate-based coupling agent, and an aluminate-based coupling agent. Examples of the chemical bonding group contained in these coupling agents include a vinyl group, an epoxy group, an amino group, a methacryl group, and a mercapto group.

湿潤分散剤としては、例えば、リン酸エステル塩、カルボン酸エステル、ポリエステル、アクリル共重合物、及びブロック共重合物が挙げられる。 Wet dispersants include, for example, phosphate ester salts, carboxylic acid esters, polyesters, acrylic copolymers, and block copolymers.

表面調整剤としては、例えば、アクリル系表面調整剤、シリコーン系表面調整剤、ビニル系調整剤、及びフッ素系表面調整剤が挙げられる。 Examples of the surface conditioner include an acrylic surface conditioner, a silicone type surface conditioner, a vinyl type conditioner, and a fluorine type surface conditioner.

複合粒子中の凝集粒子(窒化ホウ素一次粒子)の含有量は、複合粒子の全体積を基準として、例えば、30体積%以上、40体積%以上、又は50体積%以上であってよく、80体積%以下、70体積%以下、又は60体積%以下であってよい。 The content of the agglomerated particles (boron nitride primary particles) in the composite particles may be, for example, 30% by volume or more, 40% by volume or more, or 50% by volume or more, based on the total volume of the composite particles, and may be 80 volumes. % Or less, 70% by volume or less, or 60% by volume or less.

複合粒子中の樹脂Aの含有量は、複合粒子の全体積を基準として、例えば、30体積%以上、40体積%以上、又は50体積%以上であってよく、70体積%以下、60体積%以下、又は55体積%以下であってよい。 The content of the resin A in the composite particles may be, for example, 30% by volume or more, 40% by volume or more, or 50% by volume or more, and 70% by volume or less, 60% by volume, based on the total volume of the composite particles. It may be less than or equal to 55% by volume or less.

複合粒子中のその他の成分の含有量(合計の含有量)は、複合粒子の全体積を基準として、例えば、10体積%以下、5体積%以下、3体積%以下、又は1体積%以下であってよく、0体積%であってもよい。 The content (total content) of other components in the composite particles is, for example, 10% by volume or less, 5% by volume or less, 3% by volume or less, or 1% by volume or less based on the total volume of the composite particles. It may be present, and may be 0% by volume.

粉体(複合粒子)は、例えば、凝集粒子及び樹脂Aを混合して組成物を用意する工程aと、組成物を粉砕する工程bとを備える製造方法により製造される。樹脂Aが熱硬化性樹脂である場合、当該製造方法は、工程aと工程bとの間に、組成物中の樹脂Aを硬化させる工程cを更に備えていてよい。 The powder (composite particles) is produced, for example, by a production method including a step a of mixing agglomerated particles and a resin A to prepare a composition, and a step b of pulverizing the composition. When the resin A is a thermosetting resin, the production method may further include a step c for curing the resin A in the composition between the steps a and b.

工程aで用いられる凝集粒子は、公知の方法により製造できる。工程aでは、凝集粒子及び樹脂Aに加えて、必要に応じて上述したその他の成分を更に混合してもよく、溶媒(例えば樹脂Aを溶解させる溶媒)を更に混合してもよい。溶媒としては、例えば、アルコール系溶媒、グリコールエーテル系溶媒、芳香族系溶剤、及びケトン系溶剤が挙げられる。アルコール系溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール及びジアセトンアルコールが挙げられる。グリコールエーテル系溶媒としては、例えば、エチルセロソルブ及びブチルセロソルブが挙げられる。芳香族系溶剤としては、例えば、トルエン及びキシレンが挙げられる。ケトン系溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトンが挙げられる。工程aにおいて、樹脂A(及び必要に応じて用いられるその他の成分)が、凝集粒子内の複数の窒化ホウ素一次粒子同士の隙間に入り込むと共に、凝集粒子の外表面上にも配置される。 The agglomerated particles used in step a can be produced by a known method. In step a, in addition to the agglomerated particles and the resin A, the above-mentioned other components may be further mixed if necessary, or a solvent (for example, a solvent for dissolving the resin A) may be further mixed. Examples of the solvent include alcohol solvents, glycol ether solvents, aromatic solvents, and ketone solvents. Examples of the alcohol solvent include isopropyl alcohol and diacetone alcohol. Examples of the glycol ether solvent include ethyl cellosolve and butyl cellosolve. Examples of the aromatic solvent include toluene and xylene. Examples of the ketone solvent include methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone. In step a, the resin A (and other components used as needed) enters the gaps between the plurality of boron nitride primary particles in the aggregated particles and is also arranged on the outer surface of the aggregated particles.

工程bにおいて、組成物を粉砕する方法は、例えば凍結粉砕であってよい。凍結粉砕は、例えば、組成物を液体窒素で凍結した状態で粉砕する。粉砕する際の条件は、複合粒子同士が分離するように適宜選択される。具体的には、例えば、凍結粉砕機を用いて、1500〜3500rpmで1〜30秒間の条件で粉砕する。このように、工程bで組成物を粉砕することにより、得られる複合粒子において、樹脂Aが凝集粒子の外表面の30面積%以上を覆うように配置されやすくなる。 In step b, the method for pulverizing the composition may be, for example, freeze pulverization. In freeze pulverization, for example, the composition is pulverized in a state of being frozen in liquid nitrogen. The conditions for pulverization are appropriately selected so that the composite particles are separated from each other. Specifically, for example, a freeze crusher is used to grind at 1500 to 3500 rpm for 1 to 30 seconds. By pulverizing the composition in the step b in this way, in the obtained composite particles, the resin A is easily arranged so as to cover 30 area% or more of the outer surface of the aggregated particles.

工程cにおいて樹脂Aを硬化させる方法は、樹脂A(及び必要に応じて用いられる硬化剤)の種類に応じて適宜選択される。例えば、樹脂Aがエポキシ樹脂であり、上述した硬化剤が共に用いられる場合、工程cでは、加熱により樹脂Aを硬化させることができる。工程aにおいて溶媒を用いる場合は、工程cにおいて、樹脂Aを硬化させると共に、当該溶媒を揮発させてもよい。工程cでは、樹脂Aを半硬化させてよく、完全硬化させてもよい。 The method for curing the resin A in the step c is appropriately selected depending on the type of the resin A (and the curing agent used if necessary). For example, when the resin A is an epoxy resin and the above-mentioned curing agent is used together, the resin A can be cured by heating in the step c. When a solvent is used in the step a, the resin A may be cured and the solvent may be volatilized in the step c. In step c, the resin A may be semi-cured or completely cured.

工程cでは、樹脂Aを硬化させる前に、工程aで用意した組成物をシート状に成形してもよい。具体的には、例えば、フィルムアプリケーターを用いて、当該組成物を基材上に塗工することにより、50〜400μmの厚さのシート状に成形してよい。 In the step c, the composition prepared in the step a may be formed into a sheet before the resin A is cured. Specifically, for example, a film applicator may be used to coat the composition on a substrate to form a sheet having a thickness of 50 to 400 μm.

粉体は、複合粒子のみからなっていてよく、複合粒子に加えて、その他の粒子を更に含有していてもよい。その他の粒子は、例えば無機材料で構成されていてよい。無機材料としては、例えば、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化珪素、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化マグネシウム、炭化珪素、金属アルミニウム、及び黒鉛が挙げられる。粉体中の複合粒子の含有量は、粉体の全体積を基準として、例えば、40体積%以上、50体積%以上、60体積%以上、70体積%以上、80体積%以上、又は90体積%以上であってよい。 The powder may consist of only composite particles, and may further contain other particles in addition to the composite particles. The other particles may be composed of, for example, an inorganic material. Examples of the inorganic material include boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, aluminum oxide, silicon dioxide, magnesium oxide, silicon carbide, metallic aluminum, and graphite. The content of the composite particles in the powder is, for example, 40% by volume or more, 50% by volume or more, 60% by volume or more, 70% by volume or more, 80% by volume or more, or 90% by volume based on the total volume of the powder. It may be% or more.

以上説明した粉体に含まれる複合粒子では、窒化ホウ素一次粒子の凝集粒子内の窒化ホウ素一次粒子同士の隙間に樹脂Aが配置されているため、樹脂が凝集粒子内に存在しない場合に比べて、加圧加熱処理により複合粒子同士を結着させつつ樹脂Aを更に硬化させることができる。したがって、この粉体のみを用いて簡便に、樹脂A中に凝集粒子が分散された成形体(硬化体)を得ることができる。このような成形体(硬化体)は、放熱部材に好適に用いられる。 In the composite particles contained in the powder described above, since the resin A is arranged in the gaps between the boron nitride primary particles in the aggregated particles of the boron nitride primary particles, compared with the case where the resin does not exist in the aggregated particles. The resin A can be further cured while binding the composite particles to each other by the pressure heat treatment. Therefore, a molded product (cured product) in which aggregated particles are dispersed in the resin A can be easily obtained by using only this powder. Such a molded body (cured body) is preferably used as a heat radiating member.

また、この複合粒子では、樹脂Aが、凝集粒子の外表面の30面積%以上を覆うように配置されているため、この粉体を用いた後工程(例えば、塗工、混錬、充填等)において、複合粒子から窒化ホウ素一次粒子が脱落又は剥離することを抑制し、複合粒子を含む組成物の物性(例えば溶液にしたときの粘度)及び品質が安定し、取扱いが簡便となる。したがって、上記の粉体は、例えば、樹脂と共に混合された樹脂組成物として好適に用いられる。すなわち、本発明の他の一実施形態は、上記の粉体(複合粒子)と、樹脂Bと、を含有する樹脂組成物である。このような樹脂組成物も、放熱部材として好適に用いられる。 Further, in the composite particles, the resin A is arranged so as to cover 30 area% or more of the outer surface of the aggregated particles, so that post-steps using this powder (for example, coating, kneading, filling, etc.) ), The primary particles of boron nitride are prevented from falling off or peeled off from the composite particles, the physical properties (for example, the viscosity when made into a solution) and the quality of the composition containing the composite particles are stable, and the handling is easy. Therefore, the above powder is preferably used, for example, as a resin composition mixed with a resin. That is, another embodiment of the present invention is a resin composition containing the above-mentioned powder (composite particles) and resin B. Such a resin composition is also preferably used as a heat radiating member.

樹脂Bは、上述した樹脂Aと同一の樹脂であってよく、樹脂Aと異なる樹脂であってもよく、放熱部材に求められる特性を得やすい観点から、好ましくは樹脂Aと異なる樹脂である。樹脂Bの例は、樹脂Aの例として説明した樹脂と同じである。 The resin B may be the same resin as the resin A described above, or may be a resin different from the resin A, and is preferably a resin different from the resin A from the viewpoint of easily obtaining the characteristics required for the heat radiating member. The example of the resin B is the same as the resin described as the example of the resin A.

樹脂組成物中の複合粒子の含有量は、樹脂組成物の全体積を基準として、樹脂組成物の熱伝導率を向上させ、優れた放熱性能が得られやすい観点から、好ましくは、30体積%以上、40体積%以上、50体積%以上、又は60体積%以上であってよく、絶縁性及び機械強度の低下を抑制できる観点から、好ましくは、85体積%以下又は80体積%以下であってよい。 The content of the composite particles in the resin composition is preferably 30% by volume from the viewpoint of improving the thermal conductivity of the resin composition and easily obtaining excellent heat dissipation performance based on the total volume of the resin composition. The above may be 40% by volume or more, 50% by volume or more, or 60% by volume or more, and is preferably 85% by volume or less or 80% by volume or less from the viewpoint of suppressing a decrease in insulating property and mechanical strength. Good.

樹脂組成物中の樹脂Bの含有量は、樹脂組成物の全体積を基準として、例えば、15体積%以上、20体積%以上、30体積%以上、又は40体積%以上であってよく、70体積%以下又は60体積%以下であってよい。 The content of the resin B in the resin composition may be, for example, 15% by volume or more, 20% by volume or more, 30% by volume or more, or 40% by volume or more, based on the total volume of the resin composition. It may be 50% by volume or less or 60% by volume or less.

樹脂組成物は、複合粒子及び樹脂B以外のその他の成分を更に含有してもよい。その他の成分は、例えば、樹脂Bを硬化させる硬化剤であってよい。硬化剤は、樹脂Bの種類に応じて適宜選択される。硬化剤の含有量は、樹脂B 100質量部に対して、例えば、0.5質量部以上又は1.0質量部以上であってよく、15質量部以下又は10質量部以下であってよい。 The resin composition may further contain composite particles and other components other than the resin B. The other component may be, for example, a curing agent that cures the resin B. The curing agent is appropriately selected according to the type of resin B. The content of the curing agent may be, for example, 0.5 parts by mass or more or 1.0 part by mass or more, and may be 15 parts by mass or less or 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin B.

樹脂組成物中のその他の成分の含有量(合計の含有量)は、樹脂組成物の全体積を基準として、例えば、10体積%以下、5体積%以下、3体積%以下、又は1体積%以下であってよく、0体積%であってもよい。 The content (total content) of other components in the resin composition is, for example, 10% by volume or less, 5% by volume or less, 3% by volume or less, or 1% by volume based on the total volume of the resin composition. It may be less than or equal to 0% by volume.

以下、実施例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

窒化ホウ素一次粒子の凝集粒子(平均粒径:87μm、空隙率:49%)50体積部と、エポキシ樹脂(DIC社製、製品名:HP4032)41.5体積部と、硬化剤(DIC社製、製品名:VH4150)5.1体積部と、2種の硬化促進剤(硬化触媒)(北興化学社製、製品名:TPP)0.3体積部及び(四国化成工業社製、製品名:2PHZ−PW)0.5体積部と、カップリング剤(東レ・ダウコーニング社製、製品名:Z6040)1.6体積部と、湿潤分散剤(ビックケミージャパン社製、製品名:DIS−111)0.3体積部と、表面調整剤(ビックケミージャパン社製、製品名:BYK−300)0.4体積部と、これらの各成分の合計100質量部に対して、揮発成分である溶媒(東京化成工業社製、製品名:ジアセトンアルコール)6.5質量部とを、遊星式撹拌機(シンキー社「あわとり練太郎AR−250」を用いて、公転速度2000rpm、自転速度800rpmで×2分間)の条件で混練して組成物を得た。 Aggregated particles of boron nitride primary particles (average particle size: 87 μm, void ratio: 49%) 50 parts by volume, epoxy resin (manufactured by DIC, product name: HP4032) 41.5 parts by volume, and curing agent (manufactured by DIC) , Product name: VH4150) 5.1 parts by volume, 2 types of curing accelerator (curing catalyst) (manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd., product name: TPP) 0.3 parts by volume and (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., product name: 2PHZ-PW) 0.5 part by volume, coupling agent (manufactured by Toray Dow Corning, product name: Z6040) 1.6 parts by volume, wet dispersant (manufactured by Big Chemie Japan, product name: DIS-111) ) 0.3 parts by volume, 0.4 parts by volume of surface conditioner (manufactured by Big Chemie Japan, product name: BYK-300), and a solvent that is a volatile component with respect to a total of 100 parts by volume of each of these components. (Manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., product name: diacetone alcohol) 6.5 parts by volume using a planetary stirrer (Sinky's "Awatori Rentaro AR-250") at a revolution speed of 2000 rpm and a rotation speed of 800 rpm. The composition was obtained by kneading under the condition of (× 2 minutes).

続いて、フィルムアプリケーターを用いて、得られた組成物を厚さ100μmのシート状に成形した後、熱風乾燥機を用いて、60℃で30分間及び100℃で70分間の条件で、エポキシ樹脂を半硬化させた。 Subsequently, the obtained composition was formed into a sheet having a thickness of 100 μm using a film applicator, and then an epoxy resin was used under the conditions of 60 ° C. for 30 minutes and 100 ° C. for 70 minutes using a hot air dryer. Was semi-cured.

続いて、凍結粉砕機(安井器機株式会社社製、PV1001(S))を用いて、半硬化させた後のシート状組成物3gに対して、2800rpmで15秒間の条件で凍結粉砕を行った。これにより、複合粒子からなる粉体を得た。 Subsequently, using a freeze crusher (PV1001 (S) manufactured by Yasui Kiki Co., Ltd.), 3 g of the semi-cured sheet-like composition was freeze-crushed at 2800 rpm for 15 seconds. .. As a result, a powder composed of composite particles was obtained.

得られた複合粒子(粉体)の外観を観察したSEM画像を図1に示す。また、得られた複合粒子(粉体)の断面を観察したSEM画像を図2に示す。比較のため、窒化ホウ素一次粒子の凝集粒子(樹脂を含まない状態)の外観を観察したSEM画像を図3に示す。なお、図1(a)及び図3(a)は500倍、図1(b)及び図3(b)は2000倍、図2は1000倍でのSEM画像である。 FIG. 1 shows an SEM image of observing the appearance of the obtained composite particles (powder). Moreover, the SEM image which observed the cross section of the obtained composite particle (powder) is shown in FIG. For comparison, FIG. 3 shows an SEM image of the appearance of aggregated particles (without resin) of the boron nitride primary particles. 1 (a) and 3 (a) are SEM images at 500 times, FIGS. 1 (b) and 3 (b) are 2000 times, and FIG. 2 is 1000 times SEM images.

図1及び図2(更には図3との比較)から分かるとおり、得られた複合粒子では、エポキシ樹脂が、凝集粒子内の複数の窒化ホウ素一次粒子同士の隙間に配置されていると共に、凝集粒子の外表面にも配置されている。また、SEM/EDS(走査型電子顕微鏡/エネルギー分散型蛍光X線分析装置)を用いて、凝集粒子の外表面の全面積に対するエポキシ樹脂の被覆割合を算出したところ、当該被覆割合は60面積%であった。 As can be seen from FIGS. 1 and 2 (further, comparison with FIG. 3), in the obtained composite particles, the epoxy resin is arranged in the gaps between the plurality of boron nitride primary particles in the aggregated particles and is aggregated. It is also placed on the outer surface of the particles. Further, when the coating ratio of the epoxy resin to the total area of the outer surface of the aggregated particles was calculated using SEM / EDS (scanning electron microscope / energy dispersive fluorescent X-ray analyzer), the coating ratio was 60 area%. Met.

また、複合粒子の密度を水中置換法(アルキメデス法)により測定したところ、理論密度1.735g/cmと略同じであった。このことからも、エポキシ樹脂が、凝集粒子内の複数の窒化ホウ素一次粒子同士の隙間に配置されているといえる。 Moreover, when the density of the composite particle was measured by the underwater substitution method (Archimedes method), it was substantially the same as the theoretical density of 1.735 g / cm 3. From this, it can be said that the epoxy resin is arranged in the gaps between the plurality of boron nitride primary particles in the aggregated particles.

Claims (3)

複数の複合粒子を含有する粉体であって、
前記複数の複合粒子のそれぞれは、複数の窒化ホウ素一次粒子が凝集してなる凝集粒子と、樹脂Aとを含み、
前記樹脂Aが、前記凝集粒子内の前記複数の窒化ホウ素一次粒子同士の隙間と、前記凝集粒子の外表面とに配置されており、
前記凝集粒子の前記外表面の30面積%以上が前記樹脂Aで覆われている、粉体。
A powder containing a plurality of composite particles
Each of the plurality of composite particles contains agglomerated particles formed by aggregating a plurality of boron nitride primary particles and resin A.
The resin A is arranged in the gaps between the plurality of boron nitride primary particles in the agglomerated particles and on the outer surface of the agglomerated particles.
A powder in which 30 area% or more of the outer surface of the aggregated particles is covered with the resin A.
樹脂Bと、請求項1に記載の粉体と、を含有する樹脂組成物。 A resin composition containing the resin B and the powder according to claim 1. 前記樹脂Bが前記樹脂Aと異なる樹脂である、請求項2に記載の樹脂組成物。 The resin composition according to claim 2, wherein the resin B is a resin different from the resin A.
JP2019223714A 2019-12-11 2019-12-11 Powder containing composite particle, and resin composition containing the powder Pending JP2021091803A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019223714A JP2021091803A (en) 2019-12-11 2019-12-11 Powder containing composite particle, and resin composition containing the powder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019223714A JP2021091803A (en) 2019-12-11 2019-12-11 Powder containing composite particle, and resin composition containing the powder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021091803A true JP2021091803A (en) 2021-06-17

Family

ID=76313014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019223714A Pending JP2021091803A (en) 2019-12-11 2019-12-11 Powder containing composite particle, and resin composition containing the powder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2021091803A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yao et al. Construction of 3D skeleton for polymer composites achieving a high thermal conductivity
JP7069485B2 (en) Hexagonal boron nitride powder and its manufacturing method, as well as compositions and radiating materials using it.
JP6034876B2 (en) Highly filled high thermal conductivity material, method for producing the same, composition, coating liquid, and molded article
KR101493781B1 (en) High thermally conductive ceramic-poly composite and manufacturing method of the same
Serena Saw et al. Properties of synthetic diamond and graphene nanoplatelet-filled epoxy thin film composites for electronic applications
JP2021091604A (en) Hexagonal boron nitride powder and its manufacturing method, as well as composition and heat dissipation material using the same
JP7333914B2 (en) Thermally conductive resin molding and its manufacturing method
JP6815042B2 (en) A resin composition, an article produced from the resin composition, and a method for producing the same.
JP7175586B2 (en) Boron nitride particle aggregate, method for producing the same, composition, and resin sheet
CN109762204B (en) Three-dimensional structure boron nitride-graphene oxide hybrid material, preparation method thereof and application of hybrid material as filler in heat-conducting composite material
JP2020074430A (en) Thermally conductive sheet
JP7378284B2 (en) Powder containing composite particles, method for producing the same, and resin composition containing the powder
JP2021091803A (en) Powder containing composite particle, and resin composition containing the powder
JP7467980B2 (en) Boron nitride agglomerated powder, heat dissipation sheet, and method for manufacturing semiconductor device
JP2016124908A (en) Resin molded body
JP7292941B2 (en) Aluminum nitride composite filler
JP7425589B2 (en) Powder containing composite particles and resin composition containing the powder
JP6473597B2 (en) Method for producing high thermal conductivity organic / inorganic composite material
KR101898234B1 (en) Resin composition, article prepared by using the same and method of preparing the same
CN111542920A (en) Thermally conductive sheet precursor, thermally conductive sheet obtained from the precursor, and methods for producing the same
JPWO2019244890A1 (en) Thermal conductive sheet
WO2020196644A1 (en) Bulk boron nitride particles, thermally conductive resin composition, and heat dissipating member
WO2022039235A1 (en) Sheet containing boron nitride particles each having hollow part
WO2021241711A1 (en) Sheet containing semi-cured product of resin and aggregated boron nitride particles
KR20130040440A (en) Electrically insulative and thermally conductive ceramic/polymer composit powder and method for preparatin the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220802

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230818

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230829

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231023

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240326