JP5048974B2 - Acrylic resin composition and resin sheet having electromagnetic wave absorption and thermal conductivity - Google Patents
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Description
本発明は、電磁波吸収性能を有し、電子機器等の部品の熱を速やかに放熱部品へ移送す
る熱伝導材に関する。
The present invention relates to a heat conductive material that has electromagnetic wave absorption performance and quickly transfers heat of a component such as an electronic device to a heat dissipation component.
一般に、電子機器部品は稼動時に熱を発するため、熱による部品の破損防止あるいは部
品の安定作動を目的に、電子機器装置内に金属製のヒートシンク等が取り付けられている
。必要に応じてヒートシンクをファン等により強制的に空冷することも行われ、大きな発
熱を伴う部品は水循環による水冷あるいは半導体素子の一種であるペルチェ素子を用いて
強制的に冷却させる等の方法も用いられている。
In general, since electronic device parts generate heat during operation, a metal heat sink or the like is attached in the electronic device device for the purpose of preventing damage to the parts due to heat or stable operation of the parts. If necessary, the heat sink is forcibly air-cooled with a fan or the like, and parts with large heat generation are also water-cooled by water circulation or forcibly cooled using a Peltier element which is a kind of semiconductor element. It has been.
また、これら電子機器にあっては、電子機器からの電磁波の漏洩や外部からの電磁波の
侵入による弊害を防止する目的で様々な電磁波吸収体が利用されている。
In these electronic devices, various electromagnetic wave absorbers are used for the purpose of preventing harmful effects caused by leakage of electromagnetic waves from the electronic devices and intrusion of electromagnetic waves from the outside.
このような電子機器に用いられる熱伝導材として、熱分解安定性、難燃性の点でシリコ
ーン系グリスや、熱伝導率を高めたシリコーンゴムシート/シリコーンゲルシートが使用
されている。シリコンゴムシートが一般的であるが、シリコーン樹脂そのものが高価であ
るばかりか、シート製造において加硫工程を必要とするため容易には製造できないもので
あり、またシリコーン樹脂に無機系充填剤を多く充填すると脆くなりシート成形が困難で
ある。さらにシリコーン樹脂はシロキサンガスが発生するために電子機器部品の接点不良
の問題も発生する。
本発明は、シリコーンゴムシートやゲルのように高価でなく、複雑な加工が必要でなく
、優れた熱伝導性と電磁波吸収性能を有するアクリル系樹脂組成物と、その組成物からな
る可撓性を有する樹脂シートを提供することを課題とする。
The present invention is not expensive like a silicone rubber sheet or gel, does not require complicated processing, and has an acrylic resin composition having excellent thermal conductivity and electromagnetic wave absorption performance, and flexibility comprising the composition It is an object to provide a resin sheet having the following.
本発明者らはアクリル系共重合体を主剤とする組成物を鋭意検討した結果、アクリル系
共重合体と、グリシジル基を有する化合物を反応させ、架橋密度を上げ、さらに軟磁性粉
体を添加した組成物とすることにより、好ましくは軟磁性粉体と湿潤分散剤を組み合わせた組成物から、可撓性を有し、優れた熱伝導性と電磁波吸収性を有する樹脂シートが得られることを見いだした。
As a result of intensive studies on a composition comprising an acrylic copolymer as a main ingredient, the present inventors have reacted an acrylic copolymer with a compound having a glycidyl group to increase the crosslinking density, and further added a soft magnetic powder. It is preferable that a resin sheet having flexibility and excellent thermal conductivity and electromagnetic wave absorption can be obtained from a composition that is preferably a combination of soft magnetic powder and a wetting and dispersing agent. I found it.
即ち本発明は、カルボキシル基を有するアクリル系共重合体と、1分子中に2個以上の
グリシジル基を有する化合物とをマトリックスとし、充填剤として軟磁性粉体を100〜
1,500重量部添加したアクリル系樹脂組成物、およびそれを加工(シート状に成形及び硬化)してなる樹脂シート、好ましくは、さらに湿潤分散剤を0.05〜3重量部添加したことを特徴とするアクリル系樹脂組成物、およびそれを加工してなる樹脂シートである。
That is, the present invention uses an acrylic copolymer having a carboxyl group and a compound having two or more glycidyl groups in one molecule as a matrix, and soft magnetic powder as a filler is 100 to 100%.
1,500 parts by weight of an acrylic resin composition, and a resin sheet obtained by processing (molding and curing the sheet), preferably 0.05 to 3 parts by weight of a wetting dispersant added. A characteristic acrylic resin composition and a resin sheet obtained by processing the acrylic resin composition.
従って、本発明のアクリル系樹脂組成物からなる樹脂シートは、熱伝導性と電磁波吸収
性を併せ持ち、電子機器等の部品の熱を冷却装置に良好に伝達すると共に、電子機器から
の電磁波の漏洩や外部からの電磁波の侵入による弊害を防止でき、電子機器用等の熱伝導
材として非常に有用である。
Therefore, the resin sheet made of the acrylic resin composition of the present invention has both thermal conductivity and electromagnetic wave absorption, and transfers heat of components such as electronic devices to the cooling device, and leaks electromagnetic waves from the electronic devices. In addition, it can prevent harmful effects caused by electromagnetic waves from the outside and is extremely useful as a heat conduction material for electronic devices.
また本発明のアクリル系樹脂組成物は、充填剤としての軟磁性粉体の相溶性が湿潤分散
剤を組み合わせることによって高まり、組成物の混練りが容易で、樹脂シートの作成が容
易となる。
In the acrylic resin composition of the present invention, the compatibility of the soft magnetic powder as the filler is increased by combining the wetting and dispersing agent, the composition can be easily kneaded, and the resin sheet can be easily prepared.
本発明に使用するアクリル系共重合体は、分子中にカルボキシル基を有する。カルボキ
シル基の導入方法としては、官能基を有さないアクリル系モノマーを主体とこれに共重合
可能な、ビニル系モノマー及びカルボキシル基を有するモノマーを共重合することや、カ
ルボキシル基を有するアクリル系モノマーと他のアクリル系モノマーを共重合させること
により得られる。
The acrylic copolymer used in the present invention has a carboxyl group in the molecule. As a method for introducing a carboxyl group, a vinyl monomer and a monomer having a carboxyl group which can be copolymerized mainly with an acrylic monomer having no functional group, or an acrylic monomer having a carboxyl group And other acrylic monomers are copolymerized.
さらにアクリル系モノマーと共重合可能なモノマーを重合させ、停止反応としてカルボ
キシル基含有分子により末端停止反応を行うことも可能である。
Furthermore, it is also possible to polymerize a monomer copolymerizable with an acrylic monomer and perform a terminal termination reaction with a carboxyl group-containing molecule as a termination reaction.
アクリル系共重合体のカルボキシル基は、分子末端にあっても、また、分子鎖中間に存
在しても、また、側鎖上および主鎖上のどちらに存在してもよく、さらにランダムに共重
合したものであっても、ブロック共重合したものであってもよい。さらにその構造も単一
なものではなく、様々な繰り返し単位のアクリル系共重合体のブレンドであってもよい。
The carboxyl group of the acrylic copolymer may be at the molecular end, may be present in the middle of the molecular chain, may be present on either the side chain or the main chain, and is further randomly shared. It may be polymerized or block copolymerized. Furthermore, the structure is not a single one, and it may be a blend of acrylic copolymers of various repeating units.
ここで、アクリル系共重合体は、それを構成する少なくとも主成分のポリマーのガラス
転移温度(Tg)がDSC法により測定される値で−60℃〜−20℃であることが好ま
しく、全てのポリマーのガラス転移温度が−60〜−20℃であってもよい。アクリル系
共重合体の主成分ポリマーのガラス転移温度が高すぎると、組成物が硬くなり熱伝導シー
トとして好ましい物ではなく、硬化物の硬度としてはASKER-C 50以下、好ましくは40以下
である。
Here, the acrylic copolymer preferably has a glass transition temperature (Tg) of at least a main component polymer constituting the acrylic copolymer as measured by the DSC method and is -60 ° C to -20 ° C. The glass transition temperature of the polymer may be -60 to -20 ° C. If the glass transition temperature of the main component polymer of the acrylic copolymer is too high, the composition becomes hard and is not preferable as a heat conductive sheet, and the hardness of the cured product is ASKER-C 50 or less, preferably 40 or less. .
さらにアクリル系共重合体におけるカルボキシル基の割合は水酸化カリウム(KOH)
滴定による酸価(AV)が20〜150のものであり、さらに好ましくは50〜150の
ものである。
Furthermore, the proportion of carboxyl groups in the acrylic copolymer is potassium hydroxide (KOH)
The acid value (AV) by titration is 20 to 150, more preferably 50 to 150.
酸価が20より小さい場合、架橋点が充分ではなく耐熱性のある硬化物が得られないば
かりか難燃性に於いても、好ましくない。さらに酸価が150を越えると逆に架橋密度が
上がりすぎ可撓性が不足する。
When the acid value is less than 20, the crosslinking point is not sufficient, and a heat-resistant cured product cannot be obtained, and it is not preferable in terms of flame retardancy. Furthermore, when the acid value exceeds 150, the crosslink density is excessively increased and the flexibility is insufficient.
アクリル系共重合体の主成分である官能基を有さないアクリル系モノマーとしては、ア
クリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステルが好ましく、特にn−ブチル
アクリレート(アクリル酸−n−ブチル)、2−エチルへキシルアクリレート(アクリル
酸−2−エチルへキシル)が好ましい。
As the acrylic monomer having no functional group as the main component of the acrylic copolymer, alkyl acrylates and alkyl methacrylates are preferable, and in particular, n-butyl acrylate (acrylic acid-n-butyl), 2- Ethylhexyl acrylate (2-ethylhexyl acrylate) is preferred.
さらに、これらアクリル系モノマーと共重合可能なモノマーとしてはビニル系モノマー
が挙げられ、具体的には、アクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−
ジメチルアクリルアミド、N−ジメチルメタクリルアミド、N−ジメチルアミノエチルア
クリレート、N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N−ジエチルアミノエチルアク
リレート、N−ジエチルアミノエチルメタクリレート、酢酸ビニル、スチレン、α−メチ
ルスチレン、ジビニルベンゼン、アリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
Furthermore, examples of monomers copolymerizable with these acrylic monomers include vinyl monomers. Specifically, acrylonitrile, acrylamide, methacrylamide, N-
Dimethylacrylamide, N-dimethylmethacrylamide, N-dimethylaminoethyl acrylate, N-dimethylaminoethyl methacrylate, N-diethylaminoethyl acrylate, N-diethylaminoethyl methacrylate, vinyl acetate, styrene, α-methylstyrene, divinylbenzene, allyl ( And (meth) acrylate.
官能基としてカルボキシル基を有するモノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、
イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサ
コン酸あるいは、これらから誘導される官能性モノマー等が挙げられる。
Monomers having a carboxyl group as a functional group include acrylic acid, methacrylic acid,
Itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, or functional monomers derived from these.
また、本発明においてアクリル系共重合体のカルボキシル基と反応するグリシジル基を
有する化合物は、少なくとも分子中に2個以上のグリシジル基を有する化合物であり、該
化合物のエポキシ当量(WPE)は80〜400の範囲にあることが好ましい。
In the present invention, the compound having a glycidyl group that reacts with the carboxyl group of the acrylic copolymer is a compound having at least two glycidyl groups in the molecule, and the epoxy equivalent (WPE) of the compound is 80 to 80. It is preferable to be in the range of 400.
エポキシ当量が400以上であるとアクリル系共重合体と反応させるために、グリシジル基を有する化合物を多く添加する必要があるので、得られた成形体の要求性能が十分果たせない場合があり、またこれとは逆にエポキシ当量が80以下であると、反応速度が速すぎて成形が困難となる場合がある。
When the epoxy equivalent is 400 or more, it is necessary to add a large amount of a compound having a glycidyl group in order to react with the acrylic copolymer, so that the required performance of the obtained molded product may not be sufficiently achieved. On the other hand, if the epoxy equivalent is 80 or less , the reaction rate is too high and molding may be difficult.
本発明に使用するグリシジル基を有する化合物としては、種々のものが使用できるが、
具体的には、ソルビトールポリグリシジルエーテル(SORPGE)、ポリグリセロール
ポリグリシジルエーテル(PGPGE)、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル
(PETPGE)、ジグリセロールポリグリシジルエーテル(DGPGE)、グリセロー
ルポリグリシジルエーテル(GREPGE)、トリメチロールプロパンポリグリシジルエ
ーテル(TMPPGE)、レゾルシノールジグリシジルエーテル(RESDGE)、ネオ
ペンチルグリコールジグリシジルエーテル(NPGDGE)、1,6−へキサンジオール
ジグリシジルエーテル(HDDGE)、エチレングリコールジグリシジルエーテル(EG
DGE)、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(PEGDGE)、プロピレン
グリコールジグリシジルエーテル(PGDGE)、ポリプロピレングリコールジグリシジ
ルエーテル(PPGDGE)、ポリブタジエンジグリシジルエーテル(PBDGE)、フ
タル酸ジグリシジルエーテル(DGEP)、ハロゲン化ネオペンチルグリセロールジグリ
シジルエーテル、ビスフェノールA型ジグリシジルエーテル(DGEBA)、ビスフェノ
ールF型ジグリシジルエーテル(DGEBF)等が使用され、特に好ましくは、トリメチ
ロールプロパンポリグリシジルエーテル(TMPPGE)、ソルビトールポリグリシジル
エーテル(SORPGE)等である。
As the compound having a glycidyl group used in the present invention, various compounds can be used,
Specifically, sorbitol polyglycidyl ether (SORPGE), polyglycerol polyglycidyl ether (PPGGE), pentaerythritol polyglycidyl ether (PETGE), diglycerol polyglycidyl ether (DGGGE), glycerol polyglycidyl ether (GREPGE), trimethylol Propane polyglycidyl ether (TMMPGE), resorcinol diglycidyl ether (RESDGE), neopentyl glycol diglycidyl ether (NPGDGE), 1,6-hexanediol diglycidyl ether (HDDGE), ethylene glycol diglycidyl ether (EG)
DGE), polyethylene glycol diglycidyl ether (PEGDGE), propylene glycol diglycidyl ether (PGDGE), polypropylene glycol diglycidyl ether (PPGDGE), polybutadiene diglycidyl ether (PBDGE), diglycidyl phthalate (DGEP), neohalogenated neo Pentylglycerol diglycidyl ether, bisphenol A type diglycidyl ether (DGEBA), bisphenol F type diglycidyl ether (DGEBF) and the like are used, and particularly preferably, trimethylolpropane polyglycidyl ether (TMMPGE), sorbitol polyglycidyl ether (SORPGE). ) Etc.
グリシジル基を含有する化合物の添加量としては、アクリル系共重合体の酸当量100
に対して、エポキシ当量が80〜300の範囲内にあることが好ましい。添加量が当量計
算80より少ない場合、硬化が充分に進まず、完全に固化しなくなる可能性があり、特に
耐熱性と難燃性が悪化するため好ましくない。逆に添加量が当量計算300より多い場合
、未反応で過剰に成形物中に残留し、経時でのブリードアウトが起こり、難燃性も悪化す
るため好ましくない。
As an addition amount of the compound containing a glycidyl group, an acid equivalent of an acrylic copolymer is 100.
On the other hand, the epoxy equivalent is preferably in the range of 80 to 300. When the addition amount is less than the equivalent calculation of 80, the curing does not proceed sufficiently and may not be completely solidified, which is not preferable because the heat resistance and flame retardancy are deteriorated. On the other hand, when the addition amount is more than the equivalent calculation 300, it is not preferable because it remains unreacted and excessively remains in the molded product, bleed out with time and flame retardancy deteriorates.
磁性材料は外部の磁場により磁石になりやすい強磁性体となりにくい弱磁性に分類され
る。さらに強磁性体は外部からの磁場による磁化が頑固(ハード)である硬磁性材料と柔
軟(ソフト)である軟磁性材料とに分類される。通常、保磁力の高い硬磁性材料は永久磁
石に、高い透磁率と低い保磁力の軟磁性材料は電磁石やトランス、コイルのコアに使用さ
れる。
Magnetic materials are classified as weak magnetism that is unlikely to become a ferromagnet that easily becomes a magnet by an external magnetic field. Further, ferromagnetic materials are classified into hard magnetic materials in which magnetization due to an external magnetic field is stubborn (hard) and soft magnetic materials in which softness is soft (soft). Usually, hard magnetic materials with high coercivity are used for permanent magnets, and soft magnetic materials with high permeability and low coercivity are used for electromagnets, transformers, and coil cores.
本発明に用いる軟磁性粉体としてはこれら磁性材料の中で軟磁性金属物や軟磁性金属酸
化物を用いることが出来る。具体的にはNi-Zn系フェライト、Mn-Zn系フェライト、Cu-Zn
系フェライト、Mn-Mg系フェライト、Li-Zn系フェライトなどのソフトフェライト、鉄
、ニッケル、コバルト、Fe-Co、Fe-Cr、Fe-Si、Fe-Al、Fe-Cr-Al、Fe-Si-Cr、Fe-Si-Al、Fe-Al-Si、パーマロイ、カルボニル鉄などの鉄合金を用いることが出来る。これら軟磁性粉体は1種単独もしくは2種以上を組み合わせて用いても良い。
Among these magnetic materials, soft magnetic metal materials and soft magnetic metal oxides can be used as the soft magnetic powder used in the present invention. Specifically, Ni-Zn ferrite, Mn-Zn ferrite, Cu-Zn
-Based ferrite, Mn-Mg-based ferrite, soft ferrite such as Li-Zn-based ferrite, iron, nickel, cobalt, Fe-Co, Fe-Cr, Fe-Si, Fe-Al, Fe-Cr-Al, Fe-Si Iron alloys such as -Cr, Fe-Si-Al, Fe-Al-Si, permalloy, and carbonyl iron can be used. These soft magnetic powders may be used singly or in combination of two or more.
また、本発明の軟磁性粉体は、該マットリックス中において分散しているものであるが、この際、軟磁性粉体同士が該マトリックス中において接触していると、その接触している複数の粉体が一個の大きな粒子の挙動を示すため渦電流損失が増大して透磁率が低下し、電磁波吸収性が低下する虞がある。そのため軟磁性粉体同士は、該マトリックス中においてお互いが接触していない、すなわち、電気的に隔絶されている状態で分散しているものが好ましい。そして、Fe-Si-Cr合金からなる軟磁性粉体は、該マトリックスであるアクリル系共重合体との相溶性が高いため、その粉体同士は、該マトリックス中において非接触状態で分散し易く、その結果、電磁波吸収性が低下し難いものである。また、Fe-Si-Cr合金からなる軟磁性粉体は、湿潤分散剤を用いなくとも、該マトリックスであるアクリル系共重合体中において分散するものであり、初期の電磁波を吸収することは出来るが、経時で該粉体が凝集し電磁波を吸収するのが出来なくなる場合があるため、好ましくは湿潤分散剤を用いたものがよい。 The soft magnetic powder of the present invention is dispersed in the matrix. At this time, if the soft magnetic powders are in contact with each other in the matrix, a plurality of the soft magnetic powders in contact with the matrix are in contact. This powder exhibits the behavior of one large particle, so that the eddy current loss increases, the magnetic permeability decreases, and the electromagnetic wave absorbability may decrease. Therefore, it is preferable that the soft magnetic powders are dispersed in a state where they are not in contact with each other in the matrix, that is, are electrically isolated. And since the soft magnetic powder made of Fe-Si-Cr alloy has high compatibility with the acrylic copolymer as the matrix, the powders are easily dispersed in the matrix in a non-contact state. As a result, the electromagnetic wave absorptivity is hardly lowered. In addition, soft magnetic powder made of Fe-Si-Cr alloy is dispersed in the acrylic copolymer as the matrix without using a wetting and dispersing agent, and can absorb initial electromagnetic waves. However, since the powder may agglomerate over time and cannot absorb electromagnetic waves, it is preferable to use a wetting and dispersing agent.
また、軟磁性粉体の形状としては、扁平状、針状、粒子状等を用いることができ、特に扁平状の軟磁性粉体は、表面積が大きいので電磁波を吸収し易いものである。扁平状の軟磁性粉体の大きさとしては、平均厚さが0.5〜3μm、アスペクト比(粒子径/粒子厚み)が2〜60であり、特にアスペクト比10〜40であるものが好ましい。平均厚さが0.5μm以下になるまで扁平化すると、加工の影響により透磁率が本来の値よりも低下するため好ましくない。一方、平均厚さが3μmを超えると渦電流による透磁率の低下が著しくなるため、どちらの場合も電磁波吸収特性が低下する。またアスペクト比が2以下ではマトリックス中で沈降を生じやすく、60を超えるとマトリックスへの分散性が著しく悪化するため好ましくない。 Further, the shape of the soft magnetic powder may be a flat shape, a needle shape, a particle shape, or the like. In particular, the flat soft magnetic powder has a large surface area and thus easily absorbs electromagnetic waves. As the size of the flat soft magnetic powder, an average thickness of 0.5 to 3 μm, an aspect ratio (particle diameter / particle thickness) of 2 to 60, and an aspect ratio of 10 to 40 are particularly preferable. . Flattening until the average thickness is 0.5 μm or less is not preferable because the magnetic permeability is lower than the original value due to the influence of processing. On the other hand, when the average thickness exceeds 3 μm, the magnetic permeability due to the eddy current is remarkably lowered, and in both cases, the electromagnetic wave absorption characteristics are lowered. Further, when the aspect ratio is 2 or less, sedimentation tends to occur in the matrix, and when it exceeds 60, the dispersibility in the matrix is remarkably deteriorated.
軟磁性粉体の添加量は、アクリル系共重合体とグリシジル基を有する化合物の総量10
0重量部に対して100〜1,500重量部である。100重量部未満では充分な電磁波
吸収性と熱伝導性が得られず、1,500重量部を超えても電磁波吸収性の向上はみられ
ず、混練りが難しい。特に電磁波吸収性能、熱伝導性能の点で300重量部以上が、またアクリル系樹脂組成物の混練り、脱泡などの作業性の点で1,000重量部以下が好ましい。
The amount of the soft magnetic powder added was 10% of the total amount of the acrylic copolymer and the compound having a glycidyl group.
It is 100-1500 weight part with respect to 0 weight part. If it is less than 100 parts by weight, sufficient electromagnetic wave absorptivity and thermal conductivity cannot be obtained, and if it exceeds 1,500 parts by weight, no improvement in electromagnetic wave absorptivity is observed and kneading is difficult. In particular, 300 parts by weight or more is preferable in terms of electromagnetic wave absorption performance and heat conduction performance, and 1,000 parts by weight or less in terms of workability such as kneading and defoaming of the acrylic resin composition.
湿潤分散剤は粉体粒子の表面に吸着し、粒子表面により大きな電荷を持たせて、静電反
発力を高めて凝集を防止する。また、吸着した分散剤同士の立体反発力により凝集を防止
する働きがある。
The wetting and dispersing agent is adsorbed on the surface of the powder particles and has a larger charge on the particle surface, thereby increasing the electrostatic repulsion force and preventing aggregation. In addition, it functions to prevent aggregation due to the steric repulsion between the adsorbed dispersants.
本発明に用いられる湿潤分散剤として、エステル基、水酸基、エチレンオキサイドを有
す化合物、硼酸基または/且つ燐酸基飽和ポリエステル系コポリマー、多価アルコール有
機酸エステル、特殊アルコール有機酸エステル、ウレタン変性アクリルコポリマー、高分
子量ポリエステル、ポリカルボン酸共重合体、アリルアルコール・無水マレイン酸・スチ
レン共重合物とポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルとのグラフト化物、ポリアク
リル酸アンモニウム塩、アクリル共重合物アンモニウム塩、シリコン系ポリマーエチレン
オキサイド又は/及びプロピレンオキサイド付加物等があげられる。中でもエステル基、
水酸基、エチレンオキサイドを有す化合物は、比較的に合成が容易でコスト的に優れてい
るため好ましい。
As the wetting and dispersing agent used in the present invention, compounds having ester groups, hydroxyl groups, ethylene oxide, boric acid groups and / or phosphoric acid group saturated polyester copolymers, polyhydric alcohol organic acid esters, special alcohol organic acid esters, urethane-modified acrylics Copolymer, high molecular weight polyester, polycarboxylic acid copolymer, graft product of allyl alcohol / maleic anhydride / styrene copolymer and polyoxyalkylene monoalkyl ether, ammonium polyacrylate, ammonium acrylate copolymer, silicon And polymer-based ethylene oxide and / or propylene oxide adducts. Among them, ester groups,
A compound having a hydroxyl group and ethylene oxide is preferable because it is relatively easy to synthesize and is excellent in cost.
湿潤分散剤の添加量は、アクリル系共重合体とグリシジル基を有する化合物の総量10
0重量部に対して0.05〜3.0重量部である。湿潤分散剤が0.05重量部より少な
くなると軟磁性粉体の樹脂に対する相溶性が低くなって混練りができない傾向になる。添加量が少ないと粉体粒子が相互に衝突して凝集し、見掛けの粒子径が大きくなって早期に沈降分離を起こすようになる。また、3.0重量部より多く添加すると増粘、ゲル化を起こしてシートの硬化性が悪くなり、樹脂シート作成が困難になる。
The addition amount of the wetting and dispersing agent is 10% of the total amount of the acrylic copolymer and the compound having a glycidyl group.
It is 0.05-3.0 weight part with respect to 0 weight part. If the wetting and dispersing agent is less than 0.05 parts by weight, the compatibility of the soft magnetic powder with the resin tends to be low, and kneading tends to be impossible. If the addition amount is small, the powder particles collide with each other and agglomerate, the apparent particle diameter becomes large and sedimentation separation occurs at an early stage. Moreover, when it adds more than 3.0 weight part, viscosity increase and gelatinization will be caused, the sclerosis | hardenability of a sheet | seat will worsen, and resin sheet preparation will become difficult.
本発明のアクリル系樹脂組成物をシート化する場合、その成形方法は特に制限されるものでなく、例えば、コーティング法、押出成形しや射出成形などを採用することができるが、その中でもコーティング法が好ましい。その理由は、コーティング法を採用することにより、例えば厚さ0.5mm以下の薄膜シートを一回の工程で作成することが可能であるからである。 When forming the acrylic resin composition of the present invention into a sheet, the molding method is not particularly limited, and for example, a coating method, extrusion molding, injection molding, or the like can be adopted, and among them, the coating method Is preferred. The reason is that, by adopting the coating method, for example, a thin film sheet having a thickness of 0.5 mm or less can be formed in a single step.
本発明のマトリックス中に軟磁性粉体を混合させた際の粘度は、5000〜8万cpsでああることが好ましく、例えば0.5mm以下の薄膜シートを製造する場合には、上記粘度が2〜6万cpsであることが特に好ましい。軟磁性粉体は比重が大きいため、粘度が5000cps未満では沈殿が生じ易く、得られたシートはスジやムラが発生し易い。一方、8万cpsを超えると流動性が不足するため、シート加工が困難となる虞がある。 The viscosity when the soft magnetic powder is mixed in the matrix of the present invention is preferably 5000 to 80,000 cps. For example, when a thin film sheet of 0.5 mm or less is produced, the viscosity is 2 Particularly preferred is ˜60,000 cps. Since the soft magnetic powder has a large specific gravity, precipitation is likely to occur when the viscosity is less than 5000 cps, and the resulting sheet is likely to cause streaks and unevenness. On the other hand, if it exceeds 80,000 cps, the fluidity is insufficient, and sheet processing may be difficult.
また、本発明のアクリル系樹脂組成物は、熱伝導性を向上させるために熱伝導性充填剤を用いてもよい。熱伝導性充填剤としては、窒化硼素、窒化アルミ等の窒化物、アルミナ、マグネシア等の金属酸化物、炭化珪素、カーボン、銅、銀、アルミ等の金属粉末を添加することも可能であるが、金属粉末は電気伝導度が高いため、渦電流の増加を招き、電磁波吸収性が低下する虞がある。そのため、本発明のアクリル系樹脂組成物との相溶性が高く、絶縁性であり、難燃性にも優れた金属水酸化物が好ましく、特に分解温度が250℃以上の金属水酸化物であり、具体的には水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム等が好適である。 Further, the acrylic resin composition of the present invention may use a heat conductive filler in order to improve the heat conductivity. As the thermally conductive filler, nitrides such as boron nitride and aluminum nitride, metal oxides such as alumina and magnesia, and metal powders such as silicon carbide, carbon, copper, silver, and aluminum can be added. Since the metal powder has high electric conductivity, an increase in eddy current may be caused and the electromagnetic wave absorbability may be lowered. Therefore, a metal hydroxide having high compatibility with the acrylic resin composition of the present invention, insulating properties and excellent flame retardancy is preferable, and particularly a metal hydroxide having a decomposition temperature of 250 ° C. or higher. Specifically, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, barium hydroxide and the like are preferable.
なお、上記分解温度の測定方法は、充填剤のみをTGA(Thermo Gravim
etric Analyzer)により、大気雰囲気下、室温〜600℃まで、昇温速度
10℃/minにより測定を行い、重量減少を生じる温度を測定し、分解温度とするもの
である。
In addition, the measuring method of the said decomposition temperature is TGA (Thermo Gravim) only for a filler.
With an electrical analyzer), the temperature is measured at a temperature rising rate of 10 ° C./min from room temperature to 600 ° C. in an air atmosphere, and the temperature causing the weight loss is measured to obtain the decomposition temperature.
熱伝導性充填剤の添加量は、好ましくはアクリル系共重合体100重量部に対して25
0重量部以上、500重量部以下の範囲である。添加量が少ない場合は熱伝導性の向上は
期待できず、多くなると熱伝導性は向上するが加工が難しくなるため生産には向かない場
合がある。
The addition amount of the heat conductive filler is preferably 25 with respect to 100 parts by weight of the acrylic copolymer.
The range is from 0 to 500 parts by weight. When the addition amount is small, improvement in thermal conductivity cannot be expected. When the addition amount is large, the thermal conductivity is improved, but processing becomes difficult, which may not be suitable for production.
さらに、熱を伝達することには必ずしも優れない、炭酸カルシウム等の炭酸金属、クレ
ー、カオリン等の充填剤の添加も可能である。
Further, it is possible to add a filler such as metal carbonate such as calcium carbonate, clay, kaolin and the like, which is not necessarily excellent for transferring heat.
これら充填剤の大きさ、形状は特に制限されるものではないが、粒子径はおおよそ0.
5〜30μm、形状は似球状のものが特に好ましく用いられる。粒子径が0.5μmより
も小さくなるとマトリックス樹脂中へ添加した際に液体の粘度が高くなりすぎ、逆に粒子
径が30μmよりも大きくなると同様にマトリックス樹脂に混入しにくくなる上、組成物
を硬化させ樹脂シートとしたときに充填剤が均一に分散し難くなる。
The size and shape of these fillers are not particularly limited, but the particle size is approximately 0. 0.
It is particularly preferably 5 to 30 μm and a spherical shape. When the particle diameter is smaller than 0.5 μm, the viscosity of the liquid becomes too high when added to the matrix resin, and conversely, when the particle diameter is larger than 30 μm, it is difficult to be mixed into the matrix resin. When cured to obtain a resin sheet, the filler is difficult to disperse uniformly.
充填剤はまた、同じ組成であって粒子径の異なるものを組み合わせることも可能である
。充填剤を多くする必要がある場合などは、特に粒子径の異なるものを数種類組み合わせ
ることにより組成物の粘度を低下することができるので好ましい。
It is also possible to combine fillers having the same composition and different particle sizes. When it is necessary to increase the filler, the viscosity of the composition can be lowered by combining several types having different particle diameters.
さらに、本発明の組成物には要求性能に応じて、主剤や硬化剤に対し、必要に応じて触
媒、難燃剤、酸化防止剤、耐候安定剤、耐熱安定剤等を適宜添加することが可能である。
Furthermore, a catalyst, a flame retardant, an antioxidant, a weather stabilizer, a heat stabilizer, etc. can be appropriately added to the composition of the present invention as needed, depending on the required performance, to the main agent and curing agent. It is.
アクリル系共重合体に、湿潤分散剤、軟磁性粉体、必要に応じて添加される他の充填剤
を適宜の比率で配合する方法としては、おのおのを計量し混合攪拌する。この時の混合攪
拌方法は、特に制限されるものではなく、重合体の組成、粘度、軟磁性粉体の種類、配合
量により選定されるものであり、具体的にはディゾルバーミキサー、ホモミキサー等の攪
拌機を用いることが可能である。また、混合攪拌された配合物は必要に応じて未分散の軟
磁性粉体、他の充填剤等の固まりを除去する目的で濾過してもよい。混合攪拌で生じた気
泡は減圧下で脱泡することが好ましい。
As a method of blending an acrylic copolymer with a wetting and dispersing agent, a soft magnetic powder, and other fillers added as necessary at an appropriate ratio, each is weighed and mixed and stirred. The mixing and stirring method at this time is not particularly limited, and is selected according to the composition of the polymer, the viscosity, the type of soft magnetic powder, and the blending amount. Specifically, a dissolver mixer, a homomixer, etc. It is possible to use a stirrer. Further, the blended and stirred composition may be filtered for the purpose of removing a lump of undispersed soft magnetic powder and other fillers, if necessary. It is preferable to defoam bubbles generated by mixing and stirring under reduced pressure.
以下、実験例により本発明を更に詳細に説明する。
(実施例1〜10,比較例1〜8)
アクリル系共重合体、軟磁性粉体、金属水酸化物、湿潤分散剤及び硬化剤を表1〜表3
に示す割合で配合し、減圧脱泡してアクリル系樹脂組成物を得た。この組成物を表面がシ
リコン離型処理されているポリエステルフィルム上に所定厚みとなるようにコーティング
した。コーティング後、190℃のオーブン中で13分間加熱することにより硬化させた
。さらに、常温にて24時間放置することにより養生し、ポリエステルフィルムより剥離
してアクリル系樹脂シートを得た。得られた樹脂シートを以下のように評価した。評価結果を表1〜3に示す。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples.
(Examples 1-10, Comparative Examples 1-8)
Tables 1 to 3 show the acrylic copolymer, soft magnetic powder, metal hydroxide, wetting and dispersing agent and curing agent.
Were blended in the proportions shown below and degassed under reduced pressure to obtain an acrylic resin composition. This composition was coated on a polyester film having a surface subjected to silicon release treatment so as to have a predetermined thickness. After coating, it was cured by heating in an oven at 190 ° C. for 13 minutes. Furthermore, it was cured by being allowed to stand at room temperature for 24 hours, and was peeled off from the polyester film to obtain an acrylic resin sheet. The obtained resin sheet was evaluated as follows. The evaluation results are shown in Tables 1-3.
<評価内容>
熱伝導率は、迅速熱伝導率計QTM-500(京都電子工業社製)を用いて行った。
電磁波吸収性は、KEC法により100MHz〜1GHzでの最大減衰率で評価した。
加工性は、以下のように評価した。
◎:粘度低く混練り可、シート化可
○:粘度やや高いが混練り可、シート化可
△:粘度高く混練りやや難、シート化やや難だが可
×:粘度高く混練り難、シート化難
<Evaluation details>
The thermal conductivity was measured using a rapid thermal conductivity meter QTM-500 (manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.).
The electromagnetic wave absorptivity was evaluated by the maximum attenuation rate from 100 MHz to 1 GHz by the KEC method.
Workability was evaluated as follows.
A: Can be kneaded with low viscosity, can be made into a sheet
○: Viscosity is slightly high, but kneading and sheeting are possible
△: High viscosity and slightly difficult to knead;
×: High viscosity, difficult to knead, difficult to form a sheet
アクリル系共重合体1;CB-3060(綜研化学(株)社製)、分子量3000、酸価62
アクリル系共重合体2;CB-3A2 (綜研化学(株)社製)、分子量5000、酸価63
硬化剤1;テ゛ナコールEX-313(ナカ゛セケムテックス(株)社製)、ク゛リセリンホ゜リク゛リシシ゛ルエーテル
硬化剤2;テ゛ナコールEX-521(ナカ゛セケムテックス(株)社製)、ホ゜リク゛リセリンホ゜リク゛リシシ゛ルエーテル
軟磁性粉体1;BSF-714(戸田工業(株)社製)、ソフトフェライト
軟磁性粉体2;S-1281(戸田工業(株)社製)、カルボニル鉄
軟磁性粉体3;JEM-S (三菱マテリアル(株)社製)、Fe-Si-Cr合金
金属水酸化物1;ハイシ゛ライトH-42(昭和電工(株)社製)、水酸化アルミニウム
金属水酸化物2;キスマ5A (協和化学工業(株)社製) 、水酸化マグネシウム
湿潤分散剤1;BYK-W909(ヒ゛ックケミー・シ゛ャハ゜ン(株)社製)、ホウ酸エステル
湿潤分散剤2;BYK-W9010(ヒ゛ックケミー・シ゛ャハ゜ン(株)社製)、酸基を持つコポリマー
Acrylic copolymer 1; CB-3060 (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.), molecular weight 3000, acid value 62
Acrylic copolymer 2; CB-3A2 (manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.), molecular weight 5000, acid value 63
Curing agent 1; Denacol EX-313 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation), glycerin polycyclic ether Curing agent 2; Denacol EX-521 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation), polyglycerin polycyclic ether soft magnetic powder Body 1; BSF-714 (made by Toda Kogyo Co., Ltd.), soft ferrite soft magnetic powder 2; S-1281 (made by Toda Kogyo Co., Ltd.), carbonyl iron soft magnetic powder 3; JEM-S (Mitsubishi) Material Co., Ltd.), Fe-Si-Cr alloy metal hydroxide 1; Hysilite H-42 (manufactured by Showa Denko KK), aluminum hydroxide metal hydroxide 2; Kisuma 5A (Kyowa Chemical Industry) ) Magnesium hydroxide wetting and dispersing agent 1; BYK-W909 (manufactured by Bick Chemie Shahan Co., Ltd.), boric acid ester wetting and dispersing agent 2; BYK-W9010 (Bick Chemie Shahan Corporation) Ltd.), a copolymer with acid groups
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