JP2021506730A - 無機粒子の第１及び第２の凝集体を含む粉末組成物、並びにポリマー及び粉末組成物を含むポリマー組成物 - Google Patents

無機粒子の第１及び第２の凝集体を含む粉末組成物、並びにポリマー及び粉末組成物を含むポリマー組成物 Download PDF

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Abstract

本開示は、無機粒子の第１及び第２の凝集体を含む粉末組成物、ポリマーと、粉末組成物と、を含むポリマー組成物、及びこのポリマー組成物から作製された複合材物品に関する。本開示は更に、粉末組成物を製造するための方法、並びに複合材物品を作製するための方法、及び電気部品並びに電子部品若しくはアセンブリ又は電池の温度を制御するための熱伝導手段としての、この粉末組成物の使用に関する。本開示は更に、この粉末組成物を製造するための部品キットに関する。

Description

本開示は、無機粒子の第１及び第２の凝集体の凝集体の混合物、並びにポリマーと、無機粒子の第１及び第２の凝集体の凝集体との混合物とを含む組成物に関する。
熱伝導性ポリマー化合物は、熱管理溶液に使用される。ＬＥＤ技術又は電気自動車のためのモバイルデバイスのような電子デバイスの場合、熱伝導性及び電気絶縁性ポリマー材料に対する需要が高まっている。これらの材料の性能を向上させるために、熱伝導率を高める必要がある。この目的のために、窒化ホウ素、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、又は鉱物などの熱伝導性充填剤が使用される。熱伝導性充填剤の添加量を増加させることにより、熱伝導率の高い値を得ることができる。化合物中の充填剤の最大添加量は、典型的には、達成され得る熱伝導率を制限する。充填剤の高い添加は、充填されたポリマー組成物の加工性を変化させる。固体添加量が高いほど、ポリマー組成物の粘度は高くなる。粘度を低下させるために、金属有機添加剤、例えばシランを使用することができる。添加剤は、特定の用途には所望されない。シランは、充填されたポリマー化合物の電気特性を変化させることができる。
国際公開第２００８０４２４４６号は、少なくとも２つの異なる種類の窒化ホウ素粉末材料、例えば、窒化ホウ素の球状凝集体及び鱗片状窒化ホウ素を含む窒化ホウ素組成物を開示している。窒化ホウ素で充填されたシリコーン樹脂の粘度は、大きな鱗片を有する鱗片形状の窒化ホウ素が球状窒化ホウ素に添加されると減少する。
低粘度で高い熱伝導率を有する充填ポリマー材料が依然として必要とされている。
第１の態様では、本開示は、無機粒子の第１及び第２の凝集体を含む粉末組成物であって、第１の凝集体が、第１の凝集体の無機粒子の理論密度の２０〜７０％のエンベロープ密度を有し、第２の凝集体が、第２の凝集体の無機粒子の理論密度の５０〜１００％のエンベロープ密度を有し、第２の凝集体が、第１の凝集体のエンベロープ密度よりも高いエンベロープ密度を有する、粉末組成物に関する。
別の態様では、本開示はまた、ポリマーと、本明細書に開示される粉末組成物と、を含むポリマー組成物に関する。
なお更なる態様では、本開示は、本明細書に開示されるポリマー組成物から作製された、複合材物品に関する。
なお更なる態様では、本開示は、本明細書に開示される粉末組成物を製造するための方法であって、
無機粒子の第１の凝集体を含む第１の粉末と、無機粒子の第２の凝集体を含む第２の粉末とを準備する工程と、
第１及び第２の粉末を混合する工程と、を含み、
第１の凝集体が、第１の凝集体の無機粒子の理論密度の２０〜７０％のエンベロープ密度を有し、第２の凝集体が、第２の凝集体の無機粒子の理論密度の５０〜１００％のエンベロープ密度を有し、第２の凝集体が、第１の凝集体のエンベロープ密度よりも高いエンベロープ密度を有する、方法に関する。
なお更なる態様では、本開示は、本明細書に開示される複合材物品を作製するための方法であって、
本明細書に開示される粉末組成物と、ポリマーとを準備する工程と、
粉末組成物とポリマーとを混合して、混合組成物を得る工程と、
混合組成物を鋳型に配置する工程と、
混合組成物を硬化させ、それによって複合材物品を得る工程と、を含む、方法に関する。
なお更なる態様では、本開示は、電気部品及び電子部品若しくはアセンブリ又は電池の温度を制御するための熱伝導手段としての、本明細書に開示される粉末組成物の使用に関する。
なお更なる態様では、本開示は、本明細書に開示される粉末組成物を製造するための部品キット（kit of parts）であって、無機粒子の第１の凝集体を粉末形態で含む第１の部分と、無機粒子の第２の凝集体を粉末形態で含む第２の部分と、を含み、第１の凝集体が、第１の凝集体の無機粒子の理論密度の２０〜７０％のエンベロープ密度を有し、第２の凝集体が、第２の凝集体の無機粒子の理論密度の５０〜１００％のエンベロープ密度を有し、第２の凝集体が、第１の凝集体のエンベロープ密度よりも高いエンベロープ密度を有する、部品キットに関する。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるような第１及び第２の凝集体を含む粉末組成物で充填されたポリマー組成物の粘度は、第１の凝集体単独で充填されたポリマー組成物の粘度と、第２の凝集体単独で充填されたポリマー組成物の粘度との間の線形関係から予想された粘度よりも低い。本明細書に開示されるような第１及び第２の凝集体を含む粉末組成物で充填された複合材物品の熱伝導率は、第１の凝集体単独で充填された複合材物品と、第２の凝集体単独で充填された複合材物品の熱伝導率との間の線形関係から予想された通りであってもよく、いくつかの実施形態では、熱伝導率は、線形関係から予想される値を更に超えてもよい。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるような第１及び第２の凝集体を含む粉末組成物で作製された複合材物品の場合、熱伝導性充填剤を有する充填剤の添加量は、第１の凝集体単独で得ることができる充填剤添加量よりも高くてもよく、したがって、本明細書に開示されるような第１及び第２の凝集体を含む粉末組成物で作製された複合材物品の熱伝導率は、第１又は第２の凝集体の単独で得ることができる熱伝導率よりも高くてもよい。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるような第１及び第２の凝集体を含む粉末組成物で作製された複合材物品の場合、熱伝導率は、第１の凝集体単独で作製された複合材物品の熱伝導率と同じほど高いか、又はほとんど同じくらいの高さであり、一方複合材物品を作製するために使用されるポリマー組成物の粘度は、第１の凝集体単独で作製されたポリマー組成物の粘度よりも低くてもよいか、又は著しく低くてもよい。
水銀圧入ポロシメトリーによって得られる圧入グラフである。
本明細書に開示される粉末組成物は、無機粒子の第１及び第２の凝集体を含み、第１の凝集体は、第１の凝集体の無機粒子の理論密度の２０〜７０％のエンベロープ密度を有し、第２の凝集体は、第２の凝集体の無機粒子の理論密度の５０〜１００％のエンベロープ密度を有する。第２の凝集体は、第１の凝集体のエンベロープ密度よりも高いエンベロープ密度を有する。
以下では、第１の凝集体は、低密度凝集体とも称され、第２の凝集体は、高密度凝集体とも称される。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される粉末組成物の第１の凝集体は、第１の凝集体の無機粒子の理論密度の３０〜６５％のエンベロープ密度を有し、第２の凝集体は、第２の凝集体の無機粒子の理論密度の６５〜９５％のエンベロープ密度を有する。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される粉末組成物の第２の凝集体は、第１の凝集体のエンベロープ密度に基づいて、第１の凝集体のエンベロープ密度よりも少なくとも５％、又は少なくとも１０％、又は少なくとも２０％高いエンベロープ密度を有する。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される粉末組成物は、無機粒子の第１及び第２の凝集体からなり、第１の凝集体は、第１の凝集体の無機粒子の理論密度の２０〜７０％のエンベロープ密度を有し、第２の凝集体は、第２の凝集体の無機粒子の理論密度の５０〜１００％のエンベロープ密度を有する。第２の凝集体は、第１の凝集体のエンベロープ密度よりも高いエンベロープ密度を有する。
凝集体のエンベロープ密度は、凝集体の質量の各凝集体中の固体の体積及び各凝集体を完全に包囲する緊密に嵌合する仮想エンベロープ内にある各凝集体内の空隙の合計に対する比によって定義される。エンベロープ密度は、固体材料、開気孔、及び閉気孔の体積から決定される。凝集体間空隙の体積、すなわち、凝集体の間の空隙の体積は、エンベロープ体積の一部ではない。これとは対照的に、嵩体積は、凝集体のエンベロープ体積に、凝集体間空隙の体積を加えたものである。エンベロープ密度は、各凝集体を包み込む表皮と密接に一致する仮想範囲内の凝集体の体積で割った凝集体の質量であり、したがって、小さな表面凹凸の体積を含んでもよい。
エンベロープ密度は、水銀圧入ポロシメトリーによって測定される。測定は、ＩＳＯ １５９０１−１（２０１６−０４−０１）に従って実施され得る。凝集体間空隙の体積は、嵩体積から減じられ、エンベロープ体積をもたらす。エンベロープ密度は、水銀圧入ポロシメトリー測定に使用されるサンプルの質量から、及びエンベロープ体積から決定される。嵩体積は、ＩＳＯ １５９０１−１（２０１６−０４−０１）に従って水銀圧入ポロシメトリーによって測定される。凝集体間空隙の体積は、水銀圧入ポロシメトリーによって得られる圧入グラフから決定され、グラフの第１の数学的導出は、凝集体間空隙の充填後、すなわち、凝集体の間の空隙の充填後に最小値に達する。
第１の凝集体のエンベロープ密度が第２の凝集体のエンベロープ密度よりも低いため、第１の凝集体は、第２の凝集体よりも多孔質である。
第１及び第２の凝集体の無機粒子は、窒化ホウ素、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、又はこれらの混合物からなる群から選択されてもよい。
無機粒子の理論密度は、欠陥を含まない無機粒子の密度である。窒化ホウ素の場合、無機粒子の理論密度は、２．２７ｇ／ｃｍ３である。アルミナの場合、無機粒子の理論密度は、３．９５ｇ／ｃｍ３である。窒化アルミニウムの場合、無機粒子の理論密度は、３．２６ｇ／ｃｍ３である。炭化ケイ素の場合、無機粒子の理論密度は、３．２１ｇ／ｃｍ３である。窒化ケイ素の場合、無機粒子の理論密度は、３．４４ｇ／ｃｍ３である。酸化マグネシウムの場合、無機粒子の理論密度は、３．５８ｇ／ｃｍ３である。
本明細書に開示される粉末組成物のいくつかの実施形態では、第１及び第２の凝集体の無機粒子は、窒化ホウ素を含む。好ましくは、これらの実施形態の第１の凝集体の無機粒子は、第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化ホウ素を含み、かつ第２の凝集体の無機粒子は、好ましくは、第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化ホウ素を含む。
いくつかの他の実施形態では、第１の凝集体の無機粒子は、第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも９０重量％の窒化ホウ素を含み、かつ第２の凝集体の無機粒子は、第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも９０重量％の窒化ホウ素を含む。これらの実施形態の第１の凝集体のエンベロープ密度は、０．５〜１．６ｇ／ｃｍ３であってもよく、かつ第２の凝集体のエンベロープ密度は、１．１〜２．２７ｇ／ｃｍ３であってもよく、又は第１の凝集体のエンベロープ密度は０．７〜１．５ｇ／ｃｍ３であってもよく、かつ第２の凝集体のエンベロープ密度は、１．５〜２．２ｇ／ｃｍ３であってもよい。
本明細書に開示される粉末組成物のいくつかの更なる実施形態では、第１及び第２の凝集体の無機粒子は、アルミナを含む。好ましくは、これらの実施形態の第１の凝集体の無機粒子は、第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％のアルミナを含み、かつ第２の凝集体の無機粒子は、好ましくは、第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％のアルミナを含む。
本明細書に開示される粉末組成物のいくつかの更なる実施形態では、第１及び第２の凝集体の無機粒子は、窒化アルミニウムを含む。好ましくは、これらの実施形態の第１の凝集体の無機粒子は、第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化アルミニウムを含み、かつ第２の凝集体の無機粒子は、好ましくは、第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化アルミニウムを含む。
本明細書に開示される粉末組成物のなおいくつかの他の実施形態では、第１及び第２の凝集体の無機粒子は、炭化ケイ素を含む。好ましくは、これらの実施形態の第１の凝集体の無機粒子は、第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の炭化ケイ素を含み、かつ第２の凝集体の無機粒子は、好ましくは、第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の炭化ケイ素を含む。
本明細書に開示される粉末組成物のなおいくつかの他の実施形態では、第１及び第２の凝集体の無機粒子は、窒化ケイ素を含む。好ましくは、これらの実施形態の第１の凝集体の無機粒子は、第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化ケイ素を含み、かつ第２の凝集体の無機粒子は、好ましくは、第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化ケイ素を含む。
本明細書に開示される粉末組成物のなおいくつかの他の実施形態では、第１及び第２の凝集体の無機粒子は、酸化マグネシウムを含む。好ましくは、これらの実施形態の第１の凝集体の無機粒子は、第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の酸化マグネシウムを含み、かつ第２の凝集体の無機粒子は、好ましくは、第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の酸化マグネシウムを含む。
第１及び第２の凝集体の平均凝集体径（ｄ５０）は、１μｍ〜５ｍｍであってもよい。いくつかの実施形態では、平均凝集体径（ｄ５０）は、２５〜５００μｍ、又は５０〜５００μｍ、又は７０〜２５０μｍである。平均凝集体径（ｄ５０）は、レーザー回折（湿式測定）によって２ｍｍのｄ５０まで測定することができる。２ｍｍを上回る平均凝集体径（ｄ５０）の場合、測定は重なったふるいで行うことができる。
第１の凝集体の比表面積（ＢＥＴ）は、第２の凝集体の比表面積よりも高い。
第１及び第２の凝集体は、繊維又は不規則な形状の形態で、球状、フレーク状、又はうろこ状であってもよい。
第１及び第２の凝集体は、等方性又は異方性特性を有し得る。
窒化ホウ素を含む第１及び第２の凝集体の無機粒子を含む粉末組成物の実施形態の場合、第１及び第２の凝集体の比表面積（ＢＥＴ）は、最大で３０ｍ２／ｇ、又は最大で２０ｍ２／ｇ、又は最大で１５ｍ２／ｇであってもよい。
窒化ホウ素から本質的になる第１及び第２の凝集体の酸素含有量は、最大５重量％、又は最大１重量％、又は最大０．５重量％、又は最大０．１重量％であり得る。
第１及び第２の凝集体の無機粒子はまた、結晶子又は一次粒子と称されてもよい。本明細書に開示される粉末組成物の第１及び第２の凝集体は、少なくとも２個、又は少なくとも５個、又は少なくとも１０個、又は少なくとも１５個、又は少なくとも２０個の一次粒子を含んでもよい。一次粒子は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって、又は本明細書に開示される粉末組成物及びポリマーで作製された複合材物品の研磨された断面によって、個々の粒子として観察することができる。
一次粒子は、０．２μｍ〜１００μｍの平均粒径（ｄ５０）を有してもよく、一次粒子の平均粒径（ｄ５０）は、レーザー回折（湿式測定）によって測定することができる。
窒化ホウ素一次粒子は、鱗片形状であってもよい。
第１及び第２の凝集体の一次粒子は、凝集体中に好ましい配向を有してもよく、又は凝集体中でランダムに配向されてもよい。
本明細書に開示される粉末組成物において、第１の凝集体の量は、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて、最大９９重量％であてもよく、かつ第２の凝集体の量は、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて最大９９重量％であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の凝集体の量は、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて、最大９５重量％であってもよく、かつ第２の凝集体の量は、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて最大９５重量％であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の凝集体の量は、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて、最大９０重量％であってもよく、かつ第２の凝集体の量は、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて最大９０重量％であってもよい。
いくつかの実施形態では、第１の凝集体の量は、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて、少なくとも２０重量％、又は少なくとも５０重量％、又は少なくとも６０重量％、又は少なくとも７０重量％であってもよい。それに対応して、第２の凝集体の量は、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて、最大３０重量％、又は最大４０重量％、又は最大５０重量％、又は最大８０重量％であってもよい。
いくつかの実施形態では、第１の凝集体の量は、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて、１０〜９５重量％、又は２５〜９５重量％、又は５０〜９５重量％、又は７５〜９５重量％であってもよく、かつ第２の凝集体の量は、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて、５〜９０重量％、又は５〜７５重量％、又は５〜５０重量％、又は５〜２５重量％であってもよい。
本明細書に開示される粉末組成物のいくつかの実施形態では、第１の凝集体の無機粒子は、第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化ホウ素を含み、かつ第２の凝集体の無機粒子が、第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化ホウ素を含み、第１の凝集体の量が、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて、５０〜９５重量％であり、かつ第２の凝集体の量が、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて、５〜５０重量％であり、第１の凝集体の平均凝集体径（ｄ５０）が、２５μｍ〜５００μｍであり、かつ第２の凝集体の平均凝集体径（ｄ５０）が、２５μｍ〜５００μｍであり、第１の凝集体のエンベロープ密度が、第１の凝集体の無機粒子の理論密度の３０〜６５％であり、かつ第２の凝集体のエンベロープ密度が、第２の凝集体の無機粒子の理論密度の６５〜９５％であり、第１の凝集体の比表面積が、最大で３０ｍ２／ｇであり、かつ第２の凝集体の比表面積が、最大で３０ｍ２／ｇである。
本明細書に開示される粉末組成物のいくつかの実施形態では、第１の凝集体の無機粒子は、第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化ホウ素を含み、かつ第２の凝集体の無機粒子が、第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化ホウ素を含み、第１の凝集体の量が、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて、５０〜９５重量％であり、かつ第２の凝集体の量が、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて、５〜５０重量％であり、第１の凝集体の平均凝集体径（ｄ５０）が、２５μｍ〜５００μｍであり、かつ第２の凝集体の平均凝集体径（ｄ５０）が、２５μｍ〜５００μｍであり、第１の凝集体のエンベロープ密度が、第１の凝集体の無機粒子の理論密度の３０〜６５％であり、かつ第２の凝集体のエンベロープ密度が、第２の凝集体の無機粒子の理論密度の６５〜９５％であり、第１の凝集体の比表面積が、最大で３０ｍ２／ｇであり、かつ第２の凝集体の比表面積が、最大で３０ｍ２／ｇであり、第１及び第２の凝集体は、フレーク形状である。
本明細書に開示される粉末組成物のいくつかの実施形態では、無機粒子の第１又は第２の凝集体のいずれかは、球形状を有しない。本明細書に開示される粉末組成物のいくつかの更なる実施形態では、無機粒子の第１及び第２の凝集体の両方は、球形状を有しない。
本明細書に開示される粉末組成物はまた、非凝集形態の無機粒子を含んでもよい。
本明細書に開示される粉末組成物は、粉末組成物の総量に基づいて、最大５重量％、又は最大１重量％、又は最大０．１重量％の元素形態の金属の含有量を有し得る。本明細書に開示される粉末組成物は、粉末組成物の総量に基づいて、最大５重量％、又は最大１重量％、又は最大０．３重量％の黒鉛の含有量を有し得る。
本明細書で使用される第１及び第２の凝集体は、球形状の凝集体を作製するために使用される噴霧乾燥、又はビルドアップ造粒などの他の方法など、当該技術分野において公知の方法によって製造することができる。窒化ホウ素を含む第１及び第２の凝集体はまた、冷間プレス及び粉砕によって、又は冷間プレス、焼結、及び粉砕によって、又は冷間プレス、粉砕、及び焼結によって製造されてもよい。プレス工程は、焼結前に繰り返すことができる。窒化ホウ素を含む第１及び第２の凝集体は、熱間プレス及びミリング加工によって製造されてもよい。窒化ホウ素を含む第１及び第２の凝集体はまた、２つの逆回転ロール間の空間に均一な量で連続的に窒化ホウ素粉末を供給し、それによって、フレーク形状の形態の窒化ホウ素凝集体を得ることによって製造されてもよい。このような方法は、米国特許出願第２０１２／０１１４９０５（Ａ１）号に記載されている。
本明細書で使用される第１及び第２の凝集体を製造するために、焼結工程が実行されてもよい。焼結工程は、窒化ホウ素を含む第１及び第２の凝集体の場合には、窒素を含む雰囲気中で１２００〜２２００℃の温度で、又は炭化ケイ素を含む第１及び第２の凝集体の場合には、不活性雰囲気中又は真空下で１７００〜２２００℃の温度で実行されてもよい。
その製造に続いて、第１及び第２の凝集体は、更なる処理に供されてもよい。例えば、以下の可能な処理のうちの１つ以上が実行されてもよい。
− 蒸気処理
− 室温で、又は温度の影響下のいずれかで、及び担体又は反応ガスを用いて、シラン、チタネート、又は他の有機金属化合物による表面改質。
− ポリマー、例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、コポリマー、アクリレート、油、又はカルボン酸による表面改質。
− ゾルゲル系、例えばベーマイトゾル若しくはＳｉＯ２ゾル、又は非水溶性ガラス若しくはナノ粒子又は表面改質ナノ粒子若しくはこれらの混合物による浸潤。
− 水溶性又はエタノール可溶性ポリマーでの浸潤。窒化ホウ素凝集体は、例えば、シリコーン、エポキシ、又はポリウレタン樹脂などの樹脂で浸潤されてもよく、樹脂は硬化剤で硬化されてもよく、又は配合前又は配合中に温度硬化されてもよい。
本明細書はまた、ポリマーと、本明細書に開示されるような粉末組成物と、を含むポリマー組成物を更に開示する。好適なポリマーは、キャスト樹脂、熱可塑性ポリマー、熱可塑性加工可能なデュロプラスチックポリマー、熱可塑性エラストマー、エラストマー、シリコーン、エポキシ樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、及びメラミン樹脂である。一成分型又は二成分型樹脂が使用されてもよい。
ポリマー組成物は、ポリマー組成物の総体積に基づいて、２０〜９５体積％のポリマーと、５〜８０体積％の本明細書に開示される粉末組成物と、を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の総体積に基づいて、４０〜９５体積％のポリマーと、５〜６０体積％の本明細書に開示される粉末組成物と、を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の総体積に基づいて、４０〜９５体積％のポリマーと、５〜６０体積％の粉末組成物と、を含み、粉末組成物の第１の凝集体の無機粒子は、第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化ホウ素を含み、かつ第２の凝集体の無機粒子は、第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化ホウ素を含む。
本明細書に開示されるポリマー組成物は、ポリマー組成物の総量に基づいて、最大５重量％、又は最大１重量％、又は最大０．１重量％の元素形態の金属の含有量を有し得る。本明細書に開示されるポリマー組成物は、ポリマー組成物の総量に基づいて、最大５重量％、又は最大１重量％、又は最大０．３重量％の黒鉛の含有量を有し得る。
本明細書に開示されるポリマー組成物は、本明細書に開示される粉末組成物の他に、更なる無機充填剤、例えば、酸化物、水酸化物、炭化物、窒化物、鉱物、及びこれらの組み合わせを含んでもよい。酸化物、水酸化物、窒化物、及び炭化物は、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム、オキシ水酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、及びこれらの混合物を含む群から選択され得る。使用される鉱物充填剤は、アルミノケイ酸塩、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム（２ＭｇＯ・ＳｉＯ２）、アルミン酸マグネシウム（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）、ブルーサイト（水酸化マグネシウム、Ｍｇ（ＯＨ）２）、石英、クリストバライト、タルクのようなフィロケイ酸塩、及びこれらの混合物を含む群から選択され得る。使用されるケイ酸アルミニウムのアルミノケイ酸塩は、例えば、カイアナイト（Ａｌ２ＳｉＯ５）及び／又はムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）であってもよい。
本明細書はまた、本明細書に開示されるポリマー組成物から作製された複合材物品を更に開示する。
複合材物品の熱伝導率は、少なくとも１Ｗ／ｍ・Ｋであってもよい。複合材物品の熱伝導率は、バルク熱伝導率として理解されるべきである。
複合材物品は、接着性物品又は非接着性物品であってもよい。
複合材物品は、固体又はペーストであってもよい。ペーストの場合、例えば、シリコーンオイル又はフッ素化油類をポリマーとして使用してもよい。
固体形態の複合材物品から、異なる凝集体の多孔率、すなわち複合材物品中の第１及び第２の凝集体の多孔率を決定するために、研磨された部分を調製することができる。個々の凝集体の多孔率は、研磨された部分中の凝集体内の細孔の面積の画像解析によって決定することができる。画像解析は、光学顕微鏡法により、走査電子顕微鏡法又は透過型電子顕微鏡法により、撮影した研磨された部分の顕微鏡写真上で行うことができる。細孔の面積率は、個々の凝集体の体積パーセントでの多孔率に相当する。体積パーセントでの多孔率は、凝集体の無機粒子の理論密度のパーセントでのエンベロープ密度に相当する。
本明細書はまた、本明細書に開示される粉末組成物を製造するための部品キットを更に開示する。部品キットは、粉末形態の無機粒子の第１の凝集体を含む第１の部分と、粉末形態の無機粒子の第２の凝集体を含む第２の部分と、を含む。第１の凝集体は、第１の凝集体の無機粒子の理論密度の２０〜７０％のエンベロープ密度を有し、第２の凝集体は、第２の凝集体の無機粒子の理論密度の５０〜１００％のエンベロープ密度を有する。第２の凝集体は、第１の凝集体のエンベロープ密度よりも高いエンベロープ密度を有する。
本明細書に開示される粉末組成物は、
無機粒子の第１の凝集体を含む第１の粉末と、無機粒子の第２の凝集体を含む第２の粉末とを準備する工程と、
第１及び第２の粉末を混合する工程と、を含む方法であって、
第１の凝集体が、第１の凝集体の無機粒子の理論密度の２０〜７０％のエンベロープ密度を有し、第２の凝集体が、第２の凝集体の無機粒子の理論密度の５０〜１００％のエンベロープ密度を有し、第２の凝集体が、第１の凝集体のエンベロープ密度よりも高いエンベロープ密度を有する、方法に従って製造することができる。
第１及び第２の粉末を混合する工程は、ジャーローラー、Ｅｉｒｉｃｈミキサー、Ｖ型ブレンダー、又はドラムフープミキサーなどの当該技術分野において公知の標準的な混合ユニットで実施されてもよい。
本明細書に開示される複合材物品は、
本明細書に開示される粉末組成物と、ポリマーとを準備する工程と、
粉末組成物とポリマーとを混合して、混合組成物を得る工程と、
混合組成物を鋳型に配置する工程と、
混合組成物を硬化させ、それによって複合材物品を得る工程と、を含む、方法に従って作製され得る。
粉末組成物とポリマーとを混合する工程は、混合ドラム、Ｖ型ブレンダー、ドラムフープミキサー、振動ミル若しくはＥｉｒｉｃｈミキサーなどの当該技術分野において公知の標準的な混合ユニットによって、又は単軸押出機、二軸押出機、接線方向若しくは緊密な噛み合い、共回転若しくは逆回転、遊星ローラ押出機、溝付きバレル押出機、ピン型押出機、カレンダー加工、Ｂｕｓｓ共混練機、剪断ローラ押出機、射出成形機、及び撹拌タンクなどの当該技術分野において公知の標準的な配合ユニットで押出成形することによって実施されてもよい。
混合組成物を鋳型に配置及び硬化する工程は、射出成形によって、鋳造又は熱間プレスによって実施することができる。混合組成物を鋳型に配置及び硬化する工程が鋳造によって行われる場合、鋳型はまた、ハウジングなどの成形され硬化された物品が離型されないデバイス、又はトランスフォーメータとそのハウジングとの間の空間であってもよい。このようなデバイスの他の例は、ポンプ、携帯電話、回路基板、制御デバイス、ＬＥＤ、及び電気エンジンである。粉末組成物とポリマーとの混合組成物を、プレート、ヒートシンク、又はワイヤなどの基材上のコーティングとして適用することも可能である。
本明細書に開示される粉末組成物は、電気部品及び電子部品若しくはアセンブリ又は電池、例えば、モバイルデバイス、ＬＥＤ技術、又は電気自動車においての温度を制御するための熱伝導手段として使用することができる。
材料
実施例及び比較例で使用した第１及び第２の凝集体（低密度及び高密度凝集体）の特性を表１に示す。
Figure 2021506730
不規則な形状の低密度窒化ホウ素凝集体（ＢＮ−１）
不規則な形状の低密度窒化ホウ素凝集体ＢＮ−１は、３Ｍ（商標）Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｆｉｌｌｅｒ Ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｓ ＣＦＡ１５０（３Ｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｅｒａｍｉｃｓ、Ｚｗｅｉｇｎｉｅｄｅｒｌａｓｓｕｎｇ ｄｅｒ ３Ｍ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ ＧｍｂＨから入手可能）であり、凝集体径画分１００〜２００μｍに篩い分けされる。低密度窒化ホウ素凝集体ＢＮ−１の平均粒径（ｄ５０）は、１００μｍである。六方晶窒化ホウ素一次粒子の平均粒径（ｄ５０）は、１５μｍである。凝集体ＢＮ−１は、２．２７ｇ／ｃｍ３の窒化ホウ素の理論密度の３９％に対応する０．９ｇ／ｃｍ３のエンベロープ密度を有する。凝集体ＢＮ−１の比表面積は、２．７ｍ２／ｇであり、酸素含有量は、０．１重量％であり、炭素含有量は、０．０２重量％であり、酸化ホウ素含有量は、０．０１４重量％である。
不規則な形状の高密度窒化ホウ素凝集体（ＢＮ−２）
不規則な形状の高密度窒化ホウ素凝集体ＢＮ−２は、熱間プレスされた窒化ホウ素ビレットからカットオフされ、破砕され、ミリングされ、酸洗浄され、凝集体径画分１００〜２００μｍに篩い分けされる。高密度窒化ホウ素凝集体ＢＮ−２の平均粒径（ｄ５０）は、１５０μｍである。六方晶窒化ホウ素一次粒子の平均粒径（ｄ５０）は、６μｍである。凝集体ＢＮ−２は、２．２７ｇ／ｃｍ３の窒化ホウ素の理論密度の７５％に対応する１．７ｇ／ｃｍ３のエンベロープ密度を有する。凝集体ＢＮ−２の比表面積は、１．６ｍ２／ｇであり、酸素含有量は、０．８重量％であり、炭素含有量は、０．０１４重量％であり、酸化ホウ素含有量は、０．０２重量％である。
フレーク形状の低密度窒化ホウ素凝集体（ＢＮ−３）
３μｍの一次粒径ｄ５０を有する六方晶窒化ホウ素粉末（３Ｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｅｒａｍｉｃｓ、Ｚｗｅｉｇｎｉｅｄｅｒｌａｓｓｕｎｇ ｄｅｒ ３Ｍ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ ＧｍｂＨ、Ｋｅｍｐｔｅｎ、Ｇｅｒｍａｎｙから）を、間隙なしに２つの窒化ケイ素ロール間に連続的に供給する。ロールを１５回転／分で回転させ、１．７ｔの力で一緒に圧搾する。このようにして窒化ホウ素粉末を転圧する。得られた材料は、約３０μｍの厚さを有するフレーク形態の凝集材料である。次いで、得られたフレーク形状の凝集体を、窒素雰囲気中で、１２００℃で２時間熱処理し、破砕して、＜５００μｍに篩い分けする。得られた凝集体ＢＮ−３の比表面積は、６ｍ２／ｇであり、酸素含有量は、０．１重量％である。エンベロープ密度は、２．２７ｇ／ｃｍ３の窒化ホウ素の理論密度の５７％に相当する１．３ｇ／ｃｍ３である。
フレーク形状の高密度窒化ホウ素凝集体（ＢＮ−４）
１５μｍの一次粒径ｄ５０を有する六方晶窒化ホウ素粉末（３Ｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｅｒａｍｉｃｓ、Ｚｗｅｉｇｎｉｅｄｅｒｌａｓｓｕｎｇ ｄｅｒ ３Ｍ Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ ＧｍｂＨ、Ｋｅｍｐｔｅｎ、Ｇｅｒｍａｎｙから）を、間隙なしに２つの窒化ケイ素ロール間に連続的に供給する。ロールを１５回転／分で回転させ、１．７ｔの力で一緒に圧搾する。このようにして窒化ホウ素粉末を転圧する。得られた材料は、約３０μｍの厚さを有するフレーク形態の凝集材料である。次いで、得られたフレーク形状の凝集体を、窒素雰囲気中で、１２００℃で２時間熱処理し、破砕して、＜５００μｍに篩い分けする。得られた凝集体ＢＮ−４の比表面積は、２ｍ２／ｇであり、酸素含有量は、０．１重量％である。エンベロープ密度は、２．２７ｇ／ｃｍ３の窒化ホウ素の理論密度の７５％に相当する１．７ｇ／ｃｍ３である。
低密度球形状炭化ケイ素凝集体（ＳＣ−１）
低密度球形状炭化ケイ素凝集体ＳＣ−１は、０．５μｍの平均粒径ｄ５０、５．８μｍのｄ１００、及び１３ｍ２／ｇの比表面積（ＢＥＴ）を有する炭化ケイ素粉末の噴霧乾燥によって作製される。炭化ケイ素粉末を、５重量％の焼結助剤及び約１０重量％の有機バインダを有する水性懸濁液中に混合し、次いで、噴霧乾燥する。噴霧乾燥した凝集体を真空中１８００℃で２時間焼結し、２５μｍ〜６３μｍの凝集体径画分に篩い分けする。得られた凝集体ＳＣ−１は、５０μｍの平均凝集体径ｄ５０、及び４．２ｍ２／ｇの比表面積（ＢＥＴ）を有する。エンベロープ密度は、３．２１ｇ／ｃｍ３の炭化ケイ素の理論密度の５０％に相当する１．６ｇ／ｃｍ３である。
高密度球形状炭化ケイ素凝集体（ＳＣ−２）
高密度の球形状炭化ケイ素凝集体は、噴霧乾燥及び焼結凝集体である。噴霧乾燥を、低密度の球形状炭化ケイ素凝集体ＳＣ−１に関して記載される通りに実施する。噴霧乾燥した凝集体を真空中２０５０℃で２時間焼結し、次いで２５μｍ〜６３μｍの凝集体径画分に篩い分けする。得られた凝集体ＳＣ−２は、５０μｍの平均粒径ｄ５０、及び０．１ｍ２／ｇの比表面積（ＢＥＴ）を有する。エンベロープ密度は、３．２１ｇ／ｃｍ３の炭化ケイ素の理論密度の９７％に相当する３．１ｇ／ｃｍ３である。
試験方法
凝集体のエンベロープ密度を、ポロシメータＡｕｔｏＰｏｒｅ（登録商標）ＩＶ ９５００（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＵＳＡより入手可能）を使用し、水銀圧入ポロシメトリーによって測定する。測定は、ＩＳＯ １５９０１−１（２０１６−０４−０１）に従って実施される。凝集体間空隙の体積は、嵩体積から減じられ、エンベロープ体積をもたらす。エンベロープ密度は、水銀圧入ポロシメトリー測定に使用されるサンプルの質量から、及びエンベロープ体積から決定される。嵩体積は、ＩＳＯ １５９０１−１（２０１６−０４−０１）に従って水銀圧入ポロシメトリーによって測定される。凝集体間空隙の体積は、水銀圧入ポロシメトリーによって得られる圧入グラフから決定され、グラフの第１の数学的導出は、凝集体間空隙の充填後、すなわち、凝集体の間の空隙の充填後に最小値に達する。
図１は、上記の水銀圧入ポロシメトリーによって得られた凝集体ＢＮ−３の圧入グラフを示している。低圧入圧力での圧入グラフの開始時において、曲線は、粉末床内の凝集体の再配置に対応してゆっくりと上昇する。曲線のこの部分は、この場合、最大で約５０ｐｓｉａの圧力で曲線が非常に急峻になる部分が続き、この場合、凝集体間空隙、すなわち凝集体の間の空隙は、水銀で充填される。凝集体間空隙が充填されたとき、水銀圧力は、圧入量が高増加することなく増加することができる。曲線が非常にゆっくり上昇する圧入グラフのこの部分では、グラフの第１の数学的導出は最小値に達する。この点は、この場合は０．８２ｍＬ／ｇである、凝集体間空隙の体積に相当する。更により高い圧入圧力でも、曲線は再び急峻になり、圧入量は、凝集体細孔、すなわち個々の凝集体内の細孔の充填に対応して、再び増加する。実施例及び比較例で使用した凝集体について測定されたエンベロープ密度を表１に示す。
Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ２０００、Ｍａｌｖｅｒｎを使用したレーザー回折により、粒径分布を測定した。
比較例１〜２及び実施例１〜２
不規則な形状の窒化ホウ素凝集体で作製されたエポキシポリマー組成物及び複合材物品
比較例１（ＣＥＸ１）の場合、４５．８ｇの不規則な形状の低密度の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−１及び４８．４ｇのエポキシ樹脂（Ｅｐｏｆｉｘ樹脂、Ｓｔｒｕｅｒｓ、Ｗｉｌｌｉｃｈ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を１８５ｍＬのＰＰ容器に配置し、Ｓｐｅｅｄｍｉｘｅｒ（ＤＡＣ ６００．１、Ｈａｕｓｃｈｉｌｄ，Ｈａｍｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ製）を介して、８００ｒｐｍで４０秒間、２０００ｒｐｍで１分間、及び８００ｒｐｍで再び４分間混合する。混合中、７５０ｍｂａｒの真空が適用される。樹脂と充填剤との均質化混合物に、５．８ｇの硬化剤（Ｅｐｏｆｉｘ硬化剤、Ｓｔｒｕｅｒｓ、Ｗｉｌｉｃｈ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を添加し、Ｓｐｅｅｄｍｉｘｅｒを介して８００ｒｐｍで４０秒間、２０００ｒｐｍで３０秒間、８００ｒｐｍで再び１分間混合する。混合中、７５０ｍｂａｒの真空が適用される。混合後、得られたポリマー組成物を容器に充填し、水浴中で２０℃まで冷却する。冷却後、粘度を、Ｓｐｉｎｄｌｅ ＲＶ７を備えたＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ製粘度計（Ｔｙｐｅ ＲＶＤＶ−ＩＩ＋ＰＸ）を用いて１０ｒｐｍで測定する。粘度測定後、ポリマー組成物をデシケータ内で、４０ｍｂａｒで１５分間脱気し、次いで、Ｓｐｅｅｄｍｉｘｅｒに入れ、混合チャンバを３０秒間脱気してから、８００ｒｐｍで４０秒間均質化する。ポリマー組成物を２０℃で１２時間硬化させた後、８０℃まで加熱し、更に１時間硬化させる。硬化により、直径７０ｍｍ、高さ２０ｍｍの固体円盤形状の複合材物品が得られる。得られた複合材物品のサンプル中の窒化ホウ素充填剤の含有量は、３０体積％である。熱伝導率測定のための２つのサンプルは、１０×１０×２ｍｍ３の寸法を有する円盤形状のサンプルからの切り抜きであり、１つのサンプルは円盤形状のサンプルの面内方向のものであり、１つのサンプルはこの方向に垂直な方向のものである。表２に示す熱伝導率の値は、バルク熱伝導率を表す２つのサンプルの平均値である。
熱伝導率の測定については、レーザーフラッシュ法を使用し、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ２２００７−４に従ってＮａｎｏｆｌａｓｈ ＬＦＡ ４４７（Ｎｅｔｚｓｃｈ、Ｓｅｌｂ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を用いて実施する。測定値は、２２℃で採取される。
熱伝導率（ＴＣ）は、熱拡散率ａ、比熱容量ｃｐ、及び密度Ｄの値を測定することによって決定され、下記等式に従ってこれらの値から計算され、
ＴＣ＝ａ・ｃｐ・Ｄ
ａ及びｃｐは、１０×１０×２ｍｍ３の寸法を有する、上記のように製造されたサンプル上のＮａｎｏｆｌａｓｈ ＬＦＡ ４４７（Ｎｅｔｚｓｃｈ、Ｓｅｌｂ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を用いて測定される。密度は、正確に成形されたサンプルの幾何学的寸法を計量及び決定することによって計算される。測定には、標準的なパイロセラム９６０６が使用される。
比較例２（ＣＥＸ２）については、表２にも見ることができるように、４５．８ｇの不規則な形状の高密度の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−２を、不規則な形状の低密度の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−１の代わりに使用することを除いて、比較例１を繰り返す。
実施例１（ＥＸ１）については、３４．４ｇの低密度の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−１及び１１．５ｇの高密度凝集体ＢＮ−２を、４５．８ｇの低密度の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−１の代わりに使用することを除いて、比較例１を繰り返す（表２も参照されたい）。
実施例２（ＥＸ２）については、２２．９ｇの低密度の凝集体ＢＮ−１及び２２．９ｇの高密度凝集体ＢＮ−２を、４５．８ｇの低密度凝集体ＢＮ−１の代わりに使用することを除いて、比較例１を繰り返す（表２も参照されたい）。
表２に示すように、低密度窒化ホウ素凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例１）は、３５０．０００ｍＰａ・ｓの高粘度を有する。高密度窒化ホウ素凝集体単独で調製したポリマー組成物（比較例２）の粘度は、低密度窒化ホウ素凝集体単独で調製したポリマー組成物（比較例１）の粘度よりも７０倍低い５．０００ｍＰａ・ｓである。低密度凝集体単独で調製された複合材物品は、高密度凝集体単独で調製された複合材物品の熱伝導率よりも１．７Ｗ／ｍ・Ｋ高い熱伝導率を有する。
低密度凝集体及び高密度凝集体の総含有量に基づいて、７５重量％の低密度凝集体及び２５重量％の高密度凝集体の量で、低密度凝集体及び高密度凝集体を用いて調製されたポリマー組成物（実施例１）の粘度は、低密度凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例１）の粘度よりも３．５倍低いが、一方実施例１の複合材物品の熱伝導率は、高密度凝集体単独で調製された複合材物品（比較例２）の熱伝導率よりも著しく高い。
低密度凝集体及び高密度凝集体の総含有量に基づいて、５０重量％の低密度凝集体及び５０重量％の高密度凝集体の量で、低密度凝集体及び高密度凝集体を用いて調製されたポリマー組成物（実施例２）の粘度は、低密度凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例１）の粘度よりも約９倍低いが、一方実施例２の複合材物品の熱伝導率は、高密度凝集体単独で調製された複合材物品（比較例２）の熱伝導率よりも著しく高い。
低密度凝集体及び高密度凝集体を組み合わせて調製されたポリマー組成物（実施例１及び２）の粘度は、低密度凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例１）の粘度と高密度凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例２）の粘度との線形関係から予想された粘度よりも低く、実施例２では約４．７倍低く、実施例１では約２．６倍低い。一方では、低密度凝集体及び高密度凝集体を組み合わせて作製した複合材物品の熱伝導率は、低密度凝集体単独で調製された複合材物品の熱伝導率と高密度凝集体単独で調製された複合材物品の熱伝導率との間の線形関係から予想される。したがって、低密度及び高密度の不規則形状の窒化ホウ素凝集体の混合物を使用して、低粘度で高い熱伝導率を得ることができる。低密度及び高密度の不規則形状の窒化ホウ素凝集体との混合物はまた、低密度凝集体単独と比較してより高い熱伝導率を達成するために、熱伝導性充填剤の総量を増加させるために使用することもできる。
比較例３〜４及び実施例３〜４
フレーク形状の窒化ホウ素凝集体で作製されたエポキシポリマー組成物及び複合材物品
比較例３（ＣＥＸ３）については、表２にも見ることができるように、４５．８ｇのフレーク形状の低密度の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−３を、不規則な形状の低密度の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−１の代わりに使用することを除いて、比較例１を繰り返す。
比較例４（ＣＥＸ４）については、表２にも見ることができるように、４５．８ｇのフレーク形状の高密度の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−４を、不規則な形状の低密度の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−１の代わりに使用することを除いて、比較例１を繰り返す。
実施例３（ＥＸ３）については、３４．４ｇのフレーク形状の低密度の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−３及び１１．５ｇのフレーク形状の高密度凝集体ＢＮ−４を、４５．８ｇの不規則な形状の低密度の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−１の代わりに使用することを除いて、比較例１を繰り返す（表２も参照されたい）。
実施例４（ＥＸ４）については、２２．９ｇのフレーク形状の低密度凝集体ＢＮ−３及び２２．９ｇのフレーク形状の高密度凝集体ＢＮ−４を、４５．８ｇの不規則な形状の低密度凝集体ＢＮ−１の代わりに使用することを除いて、比較例１を繰り返す（表２も参照されたい）。
表２に示すように、低密度窒化ホウ素凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例３）は、１２０．０００ｍＰａ・ｓの高粘度を有する。高密度窒化ホウ素凝集体単独で調製したポリマー組成物（比較例４）の粘度は、低密度窒化ホウ素凝集体単独で調製したポリマー組成物（比較例３）の粘度よりも約９倍低い１３．０００ｍＰａ・ｓである。低密度凝集体単独で調製された複合材物品は、高密度凝集体単独で調製された複合材物品の熱伝導率よりも１．２Ｗ／ｍ・Ｋ高い熱伝導率を有する。
低密度凝集体及び高密度凝集体の総含有量に基づいて、７５重量％の低密度凝集体及び２５重量％の高密度凝集体の量で、低密度凝集体及び高密度凝集体を用いて調製されたポリマー組成物（実施例３）の粘度は、低密度凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例３）の粘度のわずか３分の２であるが、一方実施例３の複合材物品の熱伝導率は、比較例３の複合材物品の熱伝導率と同程度の高さであり、高密度凝集体単独で調製された複合材物品（比較例４）の熱伝導率よりも著しく高い。
低密度凝集体及び高密度凝集体の総含有量に基づいて、５０重量％の低密度凝集体及び５０重量％の高密度凝集体の量で、低密度凝集体及び高密度凝集体を用いて調製されたポリマー組成物（実施例４）の粘度は、低密度凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例３）の粘度の半分未満の１０．０００ｍＰａ・ｓであるが、一方実施例４の複合材物品の熱伝導率は、高密度凝集体単独で調製された複合材物品（比較例４）の熱伝導率よりも著しく高い。
低密度凝集体及び高密度凝集体を組み合わせて調製されたポリマー組成物（実施例３及び４）の粘度は、低密度凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例３）の粘度と高密度凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例４）の粘度との線形関係から予想された粘度よりも低く、実施例３では約１４％低く、実施例４では約２５％低い。一方では、低密度凝集体及び高密度凝集体を組み合わせて作製した複合材物品の熱伝導率は、低密度凝集体単独で調製された複合材物品の熱伝導率と高密度凝集体単独で調製された複合材物品の熱伝導率との間の線形関係から予想される通りである（実施例４）か、又は予想されたものよりも更に高い（実施例３）。したがって、低密度及び高密度のフレーク形状の窒化ホウ素凝集体の混合物を使用して、低粘度で高い熱伝導率を得ることができる。低密度及び高密度のフレーク形状の窒化ホウ素凝集体との混合物はまた、低密度凝集体単独と比較してより高い熱伝導率を達成するために、熱伝導性充填剤の総量を増加させるために使用することもできる。
比較例５〜６及び実施例５〜６
球形状の炭化ケイ素凝集体で作製されたエポキシポリマー組成物及び複合材物品
比較例５（ＣＥＸ５）については、表２で見ることができるように、球形状の低密度の炭化ケイ素凝集体ＳＣ−１を、不規則な形状の低密度の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−１の代わりに使用することを除いて、比較例１を繰り返す。比較例１について記載した手順に従って、５４．０ｇのＳＣ−１と４１．１ｇのエポキシ樹脂とを混合し、４．９ｇのＥｐｏｆｉｘ硬化剤を添加する。粘度測定、硬化、及び熱伝導率の測定は、比較例１について説明した通りに実施する。得られた複合材物品のサンプルの炭化ケイ素充填剤の含有量は、３０体積％である。
比較例６（ＣＥＸ６）については、表２にも見ることができるように、５４．０ｇの球形状の高密度の炭化ケイ素凝集体ＳＣ−２を球形状の低密度の炭化ケイ素凝集体ＳＣ−１の代わりに、使用することを除いて、比較例５を繰り返す。
実施例５（ＥＸ５）については、４０．５ｇの低密度の炭化ケイ素凝集体ＳＣ−１及び１３．５ｇの高密度凝集体ＳＣ−２を、５４．０ｇの低密度の炭化ケイ素凝集体ＳＣ−１の代わりに使用することを除いて、比較例５を繰り返す（表２も参照されたい）。
実施例６（ＥＸ６）については、２７．０ｇの低密度凝集体ＳＣ−１及び２７．０ｇの高密度凝集体ＳＣ−２を、５４．０ｇの低密度凝集体ＳＣ−１の代わりに使用することを除いて、比較例５を繰り返す（表２も参照されたい）。
表２に示すように、低密度炭化ケイ素凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例５）は、５２．０００ｍＰａ・ｓの比較的高い粘度を有し、これは、炭化ケイ素凝集体で調製されたサンプル（ＣＥＸ５、ＣＥＸ６、ＥＸ５、ＥＸ６）で得られた最高粘度値である。高密度炭化ケイ素凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例６）の粘度は、低密度炭化ケイ素凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例５）の粘度よりも約１７倍低い３．０００ｍＰａ・ｓである。低密度凝集体単独で調製された複合材物品は、高密度凝集体単独で調製された複合材物品の熱伝導率よりも０．８Ｗ／ｍ・Ｋ高い熱伝導率を有する。
低密度凝集体及び高密度凝集体の総含有量に基づいて、７５重量％の低密度凝集体及び２５重量％の高密度凝集体の量で、低密度凝集体及び高密度凝集体を用いて調製されたポリマー組成物（実施例５）の粘度は、低密度凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例５）の粘度のわずか６２％であるが、一方実施例５の複合材物品の熱伝導率は、高密度凝集体単独で調製された複合材物品（比較例６）の熱伝導率よりも著しく高い。
低密度凝集体及び高密度凝集体の総含有量に基づいて、５０重量％の低密度凝集体及び５０重量％の高密度凝集体の量で、低密度凝集体及び高密度凝集体を用いて調製されたポリマー組成物（実施例６）の粘度は、低密度凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例５）の粘度よりも約８倍超低いが、一方実施例６の複合材物品の熱伝導率は、高密度凝集体単独で調製された複合材物品（比較例６）の熱伝導率よりも著しく高い。
低密度凝集体及び高密度凝集体を組み合わせて調製されたポリマー組成物（実施例５及び６）の粘度は、低密度凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例５）の粘度と高密度凝集体単独で調製されたポリマー組成物（比較例６）の粘度との線形関係から予想された粘度よりも低く、実施例５では約１９％低く、実施例６では４倍超低い。一方では、低密度凝集体及び高密度凝集体を組み合わせて作製した複合材物品の熱伝導率は、低密度凝集体単独で調製された複合材物品の熱伝導率と高密度凝集体単独で調製された複合材物品の熱伝導率との間の線形関係から予想される。したがって、低密度及び高密度の球形状の炭化ケイ素凝集体の混合物を使用して、低粘度で高い熱伝導率を得ることができる。低密度及び高密度の球形状の炭化ケイ素凝集体との混合物はまた、低密度凝集体単独と比較してより高い熱伝導率を達成するために、熱伝導性充填剤の総量を増加させるために使用することもできる。
Figure 2021506730
比較例７〜８及び実施例７〜８
フレーク形状の窒化ホウ素凝集体及び球状アルミナで作製されたエポキシポリマー組成物及び複合材物品
比較例７（ＣＥＸ７）については、表３で見ることができるように、フレーク形状の低密度の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−３を球状アルミナ凝集体と組み合わせて、フレーク形状の低密度の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−３単独の代わりに使用することを除いて、比較例３を繰り返す。比較例１について記載された手順に従って、２３．７ｇのＢＮ−３、４０．３ｇの１３０μｍの平均粒径ｄ５０、８０μｍのｄ１０、２００μｍのｄ９０、並びに０．０１１ｍ２／ｇのＢＥＴを有するアルミナ、及び３２．２ｇのエポキシ樹脂を混合し、３．９ｇのＥｐｏｆｉｘ硬化剤を添加する。粘度測定、硬化、及び熱伝導率の測定は、比較例１について説明した通りに実施する。得られた複合材物品のサンプルの窒化ホウ素及びアルミナ充填剤の総含有量は、４０体積％である。
比較例８（ＣＥＸ８）については、表３にも見ることができるように、低密度窒化ホウ素凝集体ＢＮ−３を、高密度凝集体ＢＮ−４の代わりに使用することを除いて、比較例７を繰り返す。
実施例７（ＥＸ７）については、１７．８ｇの低密度の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−３及び５．９ｇの高密度凝集体ＢＮ−４を、２３．７ｇの低密度の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−３の代わりに使用することを除いて、比較例７を繰り返す（表３も参照されたい）。比較例７と同じ量のアルミナ充填剤を使用した。
実施例８（ＥＸ８）については、１１．９ｇの低密度凝集体ＢＮ−３及び１１．９ｇの高密度凝集体ＢＮ−４を、２３．７ｇの低密度凝集体ＢＮ−３の代わりに使用することを除いて、比較例７を繰り返す（表３も参照されたい）。比較例７と同じ量のアルミナ充填剤を使用した。
表３に示すように、低密度窒化ホウ素凝集体及びアルミナ単独で調製されたポリマー組成物（比較例７）は、７８．０００ｍＰａ・ｓの高粘度を有する。高密度窒化ホウ素凝集体及びアルミナ単独で調製されたポリマー組成物（比較例８）の粘度は、低密度窒化ホウ素凝集体及びアルミナ単独で調製されたポリマー組成物（比較例７）の粘度よりも３．７倍低い２１．０００ｍＰａ・ｓである。低密度凝集体及びアルミナ単独で調製された複合材物品は、高密度凝集体及びアルミナ単独で調製された複合材物品の熱伝導率よりも０．７Ｗ／ｍ＊Ｋ高い熱伝導率を有する。
低密度凝集体及び高密度凝集体の総含有量に基づいて、７５重量％の低密度凝集体及び２５重量％の高密度凝集体の量で、低密度凝集体及び高密度凝集体、並びにアルミナを用いて調製されたポリマー組成物（実施例７）の粘度は、低密度凝集体及びアルミナ単独で調製されたポリマー組成物（比較例７）の粘度よりも３５％低いが、一方実施例７の複合材物品の熱伝導率は、比較例７の複合材物品の熱伝導率と同程度の高さであり、高密度凝集体単独で調製された複合材物品（比較例８）の熱伝導率よりも著しく高い。
低密度凝集体及び高密度凝集体の総含有量に基づいて、５０重量％の低密度凝集体及び５０重量％の高密度凝集体の量で、低密度凝集体及び高密度凝集体、並びにアルミナを用いて調製されたポリマー組成物（実施例８）の粘度は、低密度凝集体及びアルミナ単独で調製されたポリマー組成物（比較例７）の粘度よりも５８％低いが、一方実施例８の複合材物品の熱伝導率は、高密度凝集体単独で調製された複合材物品（比較例８）の熱伝導率よりも高い。
低密度及び高密度凝集体並びにアルミナを組み合わせて調製されたポリマー組成物（実施例７及び８）の粘度は、低密度凝集体及びアルミナ単独で調製されたポリマー組成物（比較例７）の粘度と高密度凝集体及びアルミナ単独で調製されたポリマー組成物（比較例８）の粘度との間の線形関係から予想された粘度よりも低く、実施例７では約２１％低く、実施例８では約３５％低い。一方、低密度及び高密度凝集体並びにアルミナを組み合わせて作製した複合材物品の熱伝導率は、低密度凝集体及びアルミナ単独で調製された複合材物品の熱伝導率と高密度凝集体及びアルミナ単独で調製された複合材物品の熱伝導率との間の線形関係から予想される。したがって、低密度及び高密度のフレーク形状の窒化ホウ素凝集体の混合物は、低粘度で高い熱伝導率を得るために、アルミナと組み合わせても使用することができる。低密度及び高密度のフレーク形状の窒化ホウ素凝集体の混合物を、アルミナと組み合わせても使用して、低密度凝集体単独よりも高い熱伝導率を達成するために、熱伝導性充填剤の総量を増加させることもできる。
Figure 2021506730
比較例９〜１０及び実施例９〜１０
フレーク形状の窒化ホウ素凝集体で作製されたポリアミドポリマー組成物及び複合材物品
比較例９（ＣＥＸ９）については、ポリアミドＰＡ６（Ｓｃｈｕｌａｍｉｄ（登録商標）６ ＮＶ１２、Ａ．Ｓｃｈｕｌｍａｎ、Ｋｅｒｐｅｎ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を、重量測定の主供給部におけるポリマーとして二軸押出機（Ｌｅｉｓｔｒｉｔｚ ＺＳＥ１８ ＭＡＸＸ、Ｎｕｒｅｍｂｕｒｇ、Ｇｅｒｍａｎｙ）に添加し、窒化ホウ素の低密度凝集体ＢＮ−３を重量測定側方供給部に添加する。スクリュー速度を３００ｒｐｍに設定し、５ｋｇ／時のスループットを実行し、２．７ｋｇ／時のＰＡ６を主供給部に投入し、２．３ｋｇ／時のＢＮ−３を側方供給部に投入する。二軸押出機は、２６０℃で運転される。得られた化合物を２つの３ｍｍのノズルを通して導いて、水浴中の冷却部分を通過し、細断して顆粒を形成する。化合物顆粒の形態の、得られたポリマー組成物中の窒化ホウ素凝集体ＢＮ−３の比率は、３０体積％である。
化合物顆粒を、射出成形機（Ｖｉｃｔｏｒｙ８０、３０ｍｍスクリュー、８００ ｋＮクランプ力、Ｅｎｇｅｌ、Ｓｃｈｗｅｒｔｂｅｒｇ、Ａｕｓｔｒｉａ）を、１１５０×５×２ｍｍ３の寸法を有する螺旋状に射出成形する。可塑化中のスクリュー速度は、０．３ｍｍ／秒である。射出成形中の射出速度は１５０ｃｍ３／秒であり、射出圧力は１２００ｂａｒに制限される。射出鋳型の鋳型温度は９０℃であり、化合物溶融物の溶融温度は２５０℃である。射出成形された螺旋形状の複合材物品の長さを測定し、表４の流動路として報告する。流動路が大きいほど、射出成形中のポリマー組成物の粘度は低くなる。
得られた化合物顆粒を射出成形機（Ｖｉｃｔｏｒｙ８０；Ｅｎｇｅｌ、Ｓｃｈｗｅｒｔｂｅｒｇ、Ａｕｓｔｒｉａ）で射出成形して、６０×６０×２ｍｍ３の寸法を有する２ｍｍの薄板を形成する。可塑化中のスクリュー速度は、０．３ｍｍ／秒である。射出成形中の射出速度は８０ｃｍ３／秒であり、射出圧力は８２０ｂａｒであり、保持圧力は６００ｂａｒである。射出鋳型の鋳型温度は１２０℃であり、化合物溶融物の溶融温度は２５０℃である。
熱伝導率を、２ｍｍの厚さを有する射出成形板（寸法６０×６０×２ｍｍ３）の中心から調製される１０×１０×２ｍｍ３の寸法を有するサンプル上の平面貫通方向熱伝導率として測定する。平面貫通方向熱伝導率測定用のサンプルの厚さは、射出成形からの板厚に相当する。
ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ２２００７−４による熱伝導率の測定は、Ｎａｎｏｆｌａｓｈ ＬＦＡ４４７（Ｎｅｔｚｓｃｈ、Ｓｅｌｂ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を使用して、比較例１について上述したように実施した。測定値は、２２℃で採取される。
比較例１０（ＣＥＸ１０）については、窒化ホウ素の高密度凝集体ＢＮ−４を、窒化ホウ素の低密度凝集体ＢＮ−３の代わりに使用するという相違点を伴って、比較例９を繰り返す（表４も参照されたい）。射出成形中の射出速度は８０ｍｍ／秒であり、射出圧力は８４０ｂａｒであり、射出鋳型の鋳型温度は１２０℃であり、化合物溶融物の溶融温度は２４５℃である。
実施例９（ＥＸ９）については、窒化ホウ素凝集体ＢＮ−３とＢＮ−４との混合物を、重量測定側方供給部で凝集体ＢＮ−３のみを投入する代わりに、二軸押出機の重量測定側方供給部で添加するという相違点以外は、比較例９を繰り返す。ＢＮ−３とＢＮ−４との混合物は、５０重量％のＢＮ−３及び５０重量％のＢＮ−４の量を有し、広口瓶の圧延によって５分間調製される。２．３ｋｇ／時のＢＮ−３とＢＮ−４との混合物を、側方供給部に投与する。比較例９と同様に、２．７ｋｇ／時のＰＡ６を主供給部に投入する。射出成形中の射出速度は８０ｃｍ３／秒であり、射出圧力は６００ｂａｒであり、射出鋳型の鋳型温度は１２０℃であり、化合物溶融物の溶融温度は２５０℃である。
Figure 2021506730
実施例は、低密度凝集体と高密度凝集体との混合物を使用して、低粘度で高い熱伝導率を得ることができることを示す。低密度凝集体と高密度凝集体との混合物はまた、低密度凝集体単独と比較してより高い熱伝導率を達成するために、熱伝導性充填剤の総量を増加させるために使用することもできる。

Claims (15)

  1. 無機粒子の第１及び第２の凝集体を含む粉末組成物であって、前記第１の凝集体が、前記第１の凝集体の前記無機粒子の理論密度の２０〜７０％のエンベロープ密度を有し、前記第２の凝集体が、前記第２の凝集体の前記無機粒子の理論密度の５０〜１００％のエンベロープ密度を有し、前記第２の凝集体が、前記第１の凝集体の前記エンベロープ密度よりも高いエンベロープ密度を有する、粉末組成物。
  2. 前記第１の凝集体が、前記第１の凝集体の前記無機粒子の理論密度の３０〜６５％のエンベロープ密度を有し、前記第２の凝集体が、前記第２の凝集体の前記無機粒子の理論密度の６５〜９５％のエンベロープ密度を有する、請求項１に記載の粉末組成物。
  3. 前記第２の凝集体が、前記第１の凝集体の前記エンベロープ密度に基づいて、前記第１の凝集体の前記エンベロープ密度よりも少なくとも５％、又は少なくとも１０％、又は少なくとも２０％高いエンベロープ密度を有する、請求項１又は２に記載の粉末組成物。
  4. 前記第１及び第２の凝集体の前記無機粒子が、窒化ホウ素、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、又はこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の粉末組成物。
  5. 前記第１及び前記第２の凝集体の前記無機粒子が窒化ホウ素を含むか、又は前記第１及び前記第２の凝集体の前記無機粒子がアルミナを含むか、又は前記第１及び前記第２の凝集体の前記無機粒子が窒化アルミニウム含むか、又は前記第１及び前記第２の凝集体の前記無機粒子が炭化ケイ素を含むか、又は前記第１及び前記第２の凝集体の前記無機粒子が窒化ケイ素を含むか、又は前記第１体及び前記第２の凝集体の前記無機粒子が酸化マグネシウムを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の粉末組成物。
  6. 前記第１の凝集体の前記無機粒子が、前記第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化ホウ素を含み、かつ前記第２の凝集体の前記無機粒子が、前記第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化ホウ素を含み、
    あるいは前記第１の凝集体の前記無機粒子が、前記第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％のアルミナを含み、かつ前記第２の凝集体の前記無機粒子が、前記第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％のアルミナを含み、
    あるいは前記第１の凝集体の前記無機粒子が、前記第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化アルミニウムを含み、かつ前記第２の凝集体の前記無機粒子が、前記第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化アルミニウムを含み、
    あるいは前記第１の凝集体の前記無機粒子が、前記第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の炭化ケイ素を含み、かつ前記第２の凝集体の前記無機粒子が、前記第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の炭化ケイ素を含み、
    あるいは前記第１の凝集体の前記無機粒子が、前記第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化ケイ素を含み、かつ前記第２の凝集体の前記無機粒子が、前記第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化ケイ素を含み、
    あるいは前記第１の凝集体の前記無機粒子が、前記第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の酸化マグネシウムを含み、かつ前記第２の凝集体の前記無機粒子が、前記第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の酸化マグネシウムを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の粉末組成物。
  7. 前記第１の凝集体の前記無機粒子が、前記第１の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化ホウ素を含み、かつ前記第２の凝集体の前記無機粒子が、前記第２の凝集体の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％の窒化ホウ素を含み、前記第１の凝集体の量が、前記第１及び前記第２の凝集体の総含有量に基づいて、５０〜９５重量％であり、かつ前記第２の凝集体の量が、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて、５〜５０重量％であり、前記第１の凝集体の平均凝集体径（ｄ５０）が、２５μｍ〜５００μｍであり、かつ前記第２の凝集体の平均凝集体径（ｄ５０）が、２５μｍ〜５００μｍであり、前記第１の凝集体の前記エンベロープ密度が、前記第１の凝集体の前記無機粒子の理論密度の３０〜６５％であり、かつ前記第２の凝集体の前記エンベロープ密度が、前記第２の凝集体の前記無機粒子の理論密度の６５〜９５％であり、前記第１の凝集体の比表面積が、最大で３０ｍ２／ｇであり、かつ前記第２の凝集体の比表面積が、最大で３０ｍ２／ｇである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の粉末組成物。
  8. 第１の凝集体の量が、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて、最大９９重量％であり、かつ第２の凝集体の量が、第１及び第２の凝集体の総含有量に基づいて最大９９重量％である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の粉末組成物。
  9. 無機粒子の前記第１又は前記第２の凝集体が球形状を有しないか、又は無機粒子の前記第１及び前記第２の凝集体が球形状を有しない、請求項１〜８のいずれか一項に記載の粉末組成物。
  10. ポリマーと、請求項１〜９のいずれか一項に記載の粉末組成物と、を含む、ポリマー組成物。
  11. 請求項１０に記載のポリマー組成物から作製された、複合材物品。
  12. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の粉末組成物を製造するための部品キットであって、前記部品キットが、無機粒子の第１の凝集体を粉末形態で含む第１の部分、無機粒子の第２の凝集体を粉末形態で含む第２の部分と、を含み、前記第１の凝集体が、前記第１の凝集体の前記無機粒子の理論密度の２０〜７０％のエンベロープ密度を有し、前記第２の凝集体が、前記第２の凝集体の前記無機粒子の理論密度の５０〜１００％のエンベロープ密度を有し、前記第２の凝集体が、前記第１の凝集体の前記エンベロープ密度よりも高いエンベロープ密度を有する、部品キット。
  13. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の粉末組成物を製造するための方法であって、
    無機粒子の第１の凝集体を含む第１の粉末と、無機粒子の第２の凝集体を含む第２の粉末とを準備する工程と、
    前記第１及び前記第２の粉末を混合する工程と、を含み、
    前記第１の凝集体が、前記第１の凝集体の前記無機粒子の理論密度の２０〜７０％のエンベロープ密度を有し、前記第２の凝集体が、前記第２の凝集体の前記無機粒子の理論密度の５０〜１００％のエンベロープ密度を有し、前記第２の凝集体が、前記第１の凝集体のエンベロープ密度よりも高いエンベロープ密度を有する、方法。
  14. 請求項１１に記載の複合材物品を作製するための方法であって、
    請求項１〜９のいずれか一項に記載の粉末組成物と、ポリマーとを準備する工程と、
    前記粉末組成物と前記ポリマーとを混合して、混合組成物を得る工程と、
    前記混合組成物を鋳型に配置する工程と、
    前記混合組成物を硬化させ、それによって前記複合材物品を得る工程と、を含む、方法。
  15. 電気部品及び電子部品若しくはアセンブリ又は電池の温度を制御するための熱伝導手段としての、請求項１〜９のいずれか一項に記載の粉末組成物の使用。
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