JP6654562B2 - Thermally conductive electrical insulating particles and compositions - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2013年10月4日に出願された、現在係属中の特開2013−209304号公報からの優先権の利益を請求する。
CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application claims the benefit of priority from the currently pending Japanese Patent Application No. 2013-209304, filed October 4, 2013.

電気絶縁性でもある熱伝導性粒子、これらの粒子を含む樹脂組成物、およびそれらを製造するための方法が本明細書に説明される。   Described herein are thermally conductive particles that are also electrically insulating, resin compositions containing these particles, and methods for making them.

近年、LEDモジュールおよびハンドヘルドのような電子デバイスは、より小型化および統合化されるだけでなく、より大きな出力があり、それはこれらのデバイスの部品のより大きな放熱および電気絶縁を必要としている。従って、すぐれた電気絶縁性を有する熱伝導性粒子が、エレクトロニクスデバイスにおいて使用される材料の構成単位として求められている。   In recent years, electronic devices such as LED modules and handhelds have not only been smaller and integrated, but also have greater power, which requires greater heat dissipation and electrical isolation of the components of these devices. Therefore, thermally conductive particles having excellent electrical insulation properties are required as constituent units of materials used in electronic devices.

国際特許出願公開第2011/027757号パンフレットには、セラミックでコートされた炭素粒子が開示されており、それらは熱伝導性であり、炭素粒子のスラリーをセラミック粒子のスラリーに加えることによってセラミック粒子が炭素粒子に付着して形成される。米国特許第5,246,897号明細書には、高速ガス流を使用して黒鉛粒子とコーティング粒子とを衝突させる機械的衝撃方法によって形成されたコートされた黒鉛粒子が開示されている。米国特許第7,588,826号明細書には、インタラクティブ機能剤の存在下で機械的溶融することによって形成されたコートされた黒鉛粒子が開示されている。   WO 2011/027757 discloses ceramic-coated carbon particles, which are thermally conductive, wherein the ceramic particles are added by adding a slurry of carbon particles to the slurry of ceramic particles. It is formed by adhering to carbon particles. U.S. Pat. No. 5,246,897 discloses coated graphite particles formed by a mechanical impact method in which high velocity gas flows are used to impinge the graphite particles and the coating particles. U.S. Patent No. 7,588,826 discloses coated graphite particles formed by mechanical melting in the presence of an interactive functional agent.

複合コアと複合コアを少なくとも部分的にコートする絶縁材料とを含む熱伝導性粒子が本明細書に説明され、そこで複合コアは、メカノフュージョン処理によって有機バインダーが一緒に結合した熱伝導性コア粒子を含有し、熱伝導性粒子の体積抵抗率は、少なくとも1×104Ω・cm〜1×1010Ω・cmの範囲である。また、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、アラミド樹脂、ゴム、またはこれらの混合物の他に、これらの粒子10〜70体積%を含む樹脂組成物が本明細書に説明される。また、これらの粒子を製造する方法が本明細書に説明される。 Described herein is a thermally conductive particle comprising a composite core and an insulating material that at least partially coats the composite core, wherein the composite core comprises an organic binder bound together by a mechanofusion process. And the volume resistivity of the thermally conductive particles is at least in the range of 1 × 10 4 Ω · cm to 1 × 10 10 Ω · cm. Also described herein is a resin composition comprising 10 to 70% by volume of these particles in addition to a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an aramid resin, a rubber, or a mixture thereof. Also described herein is a method of making these particles.

特許請求の範囲に記載された熱伝導性粒子の断面図である。It is sectional drawing of the heat conductive particle as described in the claim. 熱伝導性粒子の体積抵抗率を測定する装置の略図である。1 is a schematic diagram of an apparatus for measuring the volume resistivity of thermally conductive particles. 特許請求の範囲に記載された熱伝導性粒子を含む成形物の上面写真である。It is an upper surface photograph of the molded object containing the heat conductive particle as described in the claim. 特許請求の範囲に記載された熱伝導性粒子を含む成形物の断面写真である。It is a cross-sectional photograph of the molded article containing the thermally conductive particles described in the claims.

以下の定義および略語は、説明において考察され且つ請求の範囲に記載される用語の意味を解釈するために使用されなければならない。   The following definitions and abbreviations must be used to interpret the meaning of the terms discussed in the description and set forth in the claims.

定義
本明細書中で用いられるとき、用語「体積抵抗率」は、材料の電気抵抗率を指し、材料の電気絶縁能力を決定する。体積抵抗率は、端子を有する2つの電極間の透明なシリンダー内に試料炭素粒子を置くことによって測定される。本明細書の実施例において、端子を通して500Vの電圧を印加して、本明細書に説明される粒子の抵抗率を測定した。
Definitions As used herein, the term "volume resistivity" refers to the electrical resistivity of a material and determines the electrical insulating ability of the material. Volume resistivity is measured by placing sample carbon particles in a transparent cylinder between two electrodes with terminals. In the examples herein, a voltage of 500 V was applied through the terminals to measure the resistivity of the particles described herein.

本明細書中で用いられるとき、粒子の用語「アスペクト比」は、粒子の最大長さをその幅、すなわち、その最大厚さで割った比を指す。   As used herein, the term “aspect ratio” of a particle refers to the ratio of the maximum length of a particle divided by its width, ie, its maximum thickness.

本明細書中で用いられるとき、用語「複合コア」は、メカノフュージョンのプロセスによって有機バインダーに結合した熱伝導性コア粒子を指す。   As used herein, the term "composite core" refers to thermally conductive core particles bound to an organic binder by a mechanofusion process.

本明細書中で用いられるとき、用語「熱伝導性」または「熱伝導率」(しばしばk、λ、またはκと表記される)は、熱を伝導または伝達する材料の特性を指す。熱伝達は、低い熱伝導率の材料よりも高い熱伝導率の材料のほうがより大きい速度で起こる。相応して高い熱伝導率の材料はヒートシンク用途において広く使用され、低い熱伝導率の材料は断熱材として使用される。熱伝導率は典型的に熱コンダクタンスとして測定されるが、それは、特定の面積および厚さのプレートをその対向する面が1ケルビンの温度差がある時に単位時間に通過する熱量を指す。熱伝導率k、面積Aおよび厚さLのプレートについて、計算されるコンダクタンスはkA/Lであり、W/m・K単位で測定され、W/℃に等しい。   As used herein, the term “thermal conductivity” or “thermal conductivity” (often denoted as k, λ, or κ) refers to a property of a material that conducts or transfers heat. Heat transfer occurs at a higher rate with high thermal conductivity materials than with low thermal conductivity materials. Correspondingly high thermal conductivity materials are widely used in heat sink applications, while low thermal conductivity materials are used as insulation. Thermal conductivity is typically measured as thermal conductance, which refers to the amount of heat that passes a unit area and thickness of a plate per unit time when its opposing faces have a temperature difference of 1 Kelvin. For a plate with thermal conductivity k, area A and thickness L, the calculated conductance is kA / L, measured in W / mK and equal to W / ° C.

本明細書中で用いられるとき、用語「温度拡散率」は、物品の熱伝導率を定圧での物品の密度および比熱容量で割った値を指し、物品が熱エネルギーを貯えるその能力に対して熱エネルギーを伝導する能力を評価する。それは、m2/sのSI単位を有する。温度拡散率は通常、αと表記される。式は、   As used herein, the term "thermal diffusivity" refers to the thermal conductivity of an article divided by the density and specific heat capacity of the article at constant pressure, relative to the ability of the article to store thermal energy. Evaluate the ability to conduct thermal energy. It has SI units of m2 / s. The temperature diffusivity is usually denoted as α. ceremony,

Figure 0006654562
Figure 0006654562

(式中、
kが熱伝導率(W/(m・K))であり、
ρが密度(kg/m3)であり、
pが比熱容量(J/(kg・K)))である。
(Where
k is the thermal conductivity (W / (m · K)),
ρ is the density (kg / m3),
c p is the specific heat capacity (J / (kg · K))).

略語
本明細書中で用いられるとき、「%」は、パーセントを指す。
本明細書中で用いられるとき、「wt%」は、重量パーセントを指す。
本明細書中で用いられるとき、「vol%」は、体積パーセントを指す。
本明細書中で用いられるとき、「hrs」は時間を指し、「m」は、分を指し、「s」は秒を指す。
本明細書中で用いられるとき、「g」は、グラムを指す。
本明細書中で用いられるとき、「μm」は、ミクロンを指す。
本明細書中で用いられるとき、「nm」は、ナノメートルを指す。
本明細書中で用いられるとき、「rpm」は、回転/分を指す。
本明細書中で用いられるとき、「mm」は、ミリメートルを指す。
本明細書中で用いられるとき、「cm」は、センチメートルを指す。
本明細書中で用いられるとき、「ml」は、ミリリットルを指す。
本明細書中で用いられるとき、「V」は、ボルトを指す。
本明細書中で用いられるとき、「Ω・cm」は、オーム・センチメートルを指す。
本明細書中で用いられるとき、「W」は、ワットを指す。
本明細書中で用いられるとき、「m」は、メートルを指す。
本明細書中で用いられるとき、「K」は、ケルビンを指す。
本明細書中で用いられるとき、「mPa・s」は、ミリパスカル秒を指す。
Abbreviations As used herein, "%" refers to percent.
As used herein, "wt%" refers to weight percent.
As used herein, "vol%" refers to volume percent.
As used herein, "hrs" refers to hours, "m" refers to minutes, and "s" refers to seconds.
As used herein, "g" refers to gram.
As used herein, “μm” refers to microns.
As used herein, “nm” refers to nanometer.
As used herein, "rpm" refers to revolutions / minute.
As used herein, "mm" refers to millimeter.
As used herein, “cm” refers to centimeter.
As used herein, “ml” refers to milliliter.
As used herein, "V" refers to bolt.
As used herein, “Ω · cm” refers to ohm centimeter.
As used herein, “W” refers to watts.
As used herein, "m" refers to meters.
As used herein, "K" refers to Kelvin.
As used herein, “mPa · s” refers to millipascal seconds.

範囲
他の方法で明記されない限り、本明細書に示された任意の範囲は、明確にその端点を含める。量、濃度、または他の値またはパラメーターを範囲として具体的に示すことによって、このような対が本明細書において別々に開示されるかどうかに関係なく、任意の範囲上限と任意の範囲下限の任意の対から形成される全ての範囲が開示される。本明細書に説明される方法および物品は、説明において範囲を画定する時に開示された特定の値に限定されない。
Ranges Unless otherwise specified, any ranges set forth herein explicitly include their endpoints. By specifying amounts, concentrations, or other values or parameters as ranges, regardless of whether such pairs are separately disclosed herein, the upper and lower limits of any range. All ranges formed from any pair are disclosed. The methods and articles described herein are not limited to the specific values disclosed when defining a range in the description.

好ましい変形形態
本明細書に説明されるプロセス、組成物および物品の−好ましい変形形態であると確認されるか否かにかかわらず−材料、方法、工程、値、および/または範囲等々に関して本明細書での任意の変形形態の開示は、このような材料、方法、工程、値、範囲等々の任意の組合せを包含する任意のプロセスおよび物品を開示することを特に意図している。請求の範囲に精密かつ十分な裏付けを与えるために、このような開示された任意の組合せは、本明細書に説明されるプロセス、組成物、および物品の好ましい変形形態であることを特に意図している。
Preferred Variations of the processes, compositions, and articles described herein, whether or not identified as preferred variations,-in terms of materials, methods, steps, values, and / or ranges, etc. The disclosure of any variation herein is specifically intended to disclose any process and article that includes any combination of such materials, methods, steps, values, ranges, and the like. Any such disclosed combination is specifically intended to be a preferred variation of the processes, compositions, and articles described herein, in order to provide precise and sufficient support to the claims. ing.

概要
熱伝導性粒子が本明細書に説明され、それらのうちの1つが図1に要素10として示され、それは、有機バインダー12で一緒に接着されたコア粒子11と、複合コアを少なくとも部分的にコートする、絶縁材料13とで構成された複合コアを含む。
Overview Thermally conductive particles are described herein, one of which is shown in FIG. 1 as element 10, which comprises a core particle 11 bonded together with an organic binder 12 and a composite core at least partially. And a composite core made of the insulating material 13.

また、本明細書に説明される熱伝導性粒子および熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、アラミド樹脂、ゴム、またはこれらの混合物を含む樹脂組成物が本明細書に説明される。   Also described herein is a resin composition comprising the thermally conductive particles described herein and a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an aramid resin, a rubber, or a mixture thereof.

また、複合コアを絶縁材料で少なくとも部分的にコートする方法が本明細書に説明され、そこで
複合コアが、複数のコア粒子と、コア粒子を一緒に結合する有機バインダーとを含み、
コア粒子が熱伝導性であり、金属粒子、セラミック粒子、炭素をベースとする粒子、およびこれらの混合物からなる群から選択され、
絶縁材料が、セリサイト、ベーマイト、タルク、およびこれらの混合物からなる群から選択され、
熱伝導性粒子が、10mmの直径および3.0mmの高さを有する前記熱伝導性粒子のシリンダー上で500Vの印加電圧で測定された時に、少なくとも1×104Ω・cm〜1×1010Ω・cmの範囲である体積抵抗率を示す。
Also described herein is a method of at least partially coating a composite core with an insulating material, wherein the composite core includes a plurality of core particles and an organic binder that bonds the core particles together;
The core particles are thermally conductive and are selected from the group consisting of metal particles, ceramic particles, carbon-based particles, and mixtures thereof;
The insulating material is selected from the group consisting of sericite, boehmite, talc, and mixtures thereof;
Thermally conductive particles, when measured at an applied voltage of 500V on the cylinder of the thermally conductive particles having a height of 10mm in diameter and 3.0 mm, at least 1 × 10 4 Ω · cm~1 × 10 10 The volume resistivity is in the range of Ω · cm.

熱伝導性粒子
圧縮剪断混合方法を使用して複数のコア粒子を有機バインダーで結合することによって複合コアが得られ、それは所望の粒径または形状を有するように調製され得る。100体積部のコア粒子に対して有機バインダーの体積は、30〜30体積部、好ましくは26〜26体積部、より好ましくは22〜22体積部の範囲である。
Thermally Conductive Particles A composite core is obtained by combining a plurality of core particles with an organic binder using a compression shear mixing method, which can be prepared to have a desired particle size or shape. The volume of the organic binder is in the range of 30 to 30 parts by volume, preferably 26 to 26 parts by volume, more preferably 22 to 22 parts by volume with respect to 100 parts by volume of the core particles.

複合コアは、その厚さが0.1〜10μm、好ましくは0.5〜6μmの範囲である絶縁層で部分的にまたは完全にコートされる。100体積部の複合コアに対して絶縁材料の体積は、3〜48部、好ましくは5〜35部、より好ましくは10〜32部の範囲である。このような絶縁材料の体積濃度および絶縁コーティングの厚さは、請求の範囲に記載されたような十分な熱伝導率および所望の体積抵抗率を熱伝導性粒子に与える。   The composite core is partially or completely coated with an insulating layer whose thickness ranges from 0.1 to 10 μm, preferably 0.5 to 6 μm. The volume of the insulating material is in the range of 3 to 48 parts, preferably 5 to 35 parts, more preferably 10 to 32 parts for 100 parts by volume of the composite core. Such volume concentration of the insulating material and thickness of the insulating coating provide the thermally conductive particles with sufficient thermal conductivity and the desired volume resistivity as recited in the claims.

本明細書に説明される熱伝導性粒子の平均粒径は、0.5〜300μm、好ましくは20〜250μm、より好ましくは90〜190μmの範囲である。平均粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)によってその最長軸14を測定することによって定量されてもよい。   The average particle size of the thermally conductive particles described herein ranges from 0.5 to 300 μm, preferably 20 to 250 μm, more preferably 90 to 190 μm. The average particle size may be quantified by measuring its longest axis 14 with a scanning electron microscope (SEM).

本明細書に説明される熱伝導性粒子のアスペクト比は、100〜100、好ましくは50〜50、より好ましくは35〜35、より一層好ましくは15〜15の範囲である。図1は、粒子の長さ(長軸14に沿う)を粒子の厚さ15で割った値としてアスペクト比を示す。本明細書に説明される熱伝導性粒子のアスペクト比は好ましくは2より大きく、好ましくは3〜約7の範囲である。熱伝導性粒子が平らな形状を有するとき、それらを樹脂で物品に成形すると、成形品に異方性熱伝導率を与えることがある。   The aspect ratio of the thermally conductive particles described herein ranges from 100 to 100, preferably 50 to 50, more preferably 35 to 35, and even more preferably 15 to 15. FIG. 1 shows the aspect ratio as the particle length (along the major axis 14) divided by the particle thickness 15. The aspect ratio of the thermally conductive particles described herein is preferably greater than 2, and preferably ranges from 3 to about 7. When the thermally conductive particles have a flat shape, molding them into an article with a resin may give the molded article anisotropic thermal conductivity.

本明細書に説明される熱伝導性粒子の体積抵抗率は、少なくとも1×10Ω・cmΩ・cmの範囲であり、そして好ましくは1.0×104〜1.0×1018Ω・cm、より好ましくは1.0×104〜1.0×1010Ω・cmの範囲である。 The volume resistivity of the thermally conductive particles described herein is at least in the range of 1 × 10 Ω · cmΩ · cm, and preferably from 1.0 × 10 4 to 1.0 × 10 18 Ω · cm. More preferably, it is in the range of 1.0 × 10 4 to 1.0 × 10 10 Ω · cm.

本明細書に説明される熱伝導性粒子、組成物または方法の何れかにおいて、以下の要素の何れかまたは全てを組み合わせて広範囲の数の変形形態をもたらしてもよく、それらの各々が、説明される発明として考えられる:
− コア粒子が炭素をベースとする粒子であってもよく、および/または
− 炭素をベースとする粒子が黒鉛であり、および/または
− コア粒子が、3:2〜99:1の比の天然黒鉛およびフレーク状の炭素をベースとする粒子であり、および/または
− 黒鉛とフレーク状の炭素をベースとする粒子との混合物が使用されるとき、フレーク状の炭素をベースとする粒子が、天然黒鉛の平均厚さよりも小さい平均厚さを有する;および/または
− コア粒子が、本明細書に説明される熱伝導性粒子の100体積部であり、および/または
− 有機バインダーがコア粒子の体積の3〜25体積部の範囲であり、および/または
− 絶縁材料がコア粒子の4〜48体積部の範囲であり、および/または
− 有機バインダーが熱硬化性樹脂であり、および/または
− 本明細書に説明される熱伝導性粒子の平均粒径が0.5μm〜300μmの範囲であり、および/または
− 絶縁材料が、セリサイト、ベーマイト、タルク、マイカ、およびこれらの混合物からなる群から選択され、および/または
− 本明細書に説明される熱伝導性樹脂組成物において、熱伝導性粒子は、組成物の全体積の10〜70体積%の範囲であり、および/または
− 熱伝導性樹脂組成物が熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、アラミド樹脂、ゴム、またはこれらの混合物を含んでもよい。
In any of the thermally conductive particles, compositions or methods described herein, any or all of the following elements may be combined to provide a wide range of variations, each of which Considered inventions:
The core particles may be carbon-based particles, and / or the carbon-based particles are graphite, and / or the core particles are natural in a ratio of 3: 2 to 99: 1. And graphite and flaky carbon-based particles, and / or when a mixture of graphite and flaky carbon-based particles is used, the flaky carbon-based particles Has an average thickness less than the average thickness of the graphite; and / or the core particles are 100 parts by volume of the thermally conductive particles described herein; and / or the organic binder is the volume of the core particles. And / or the insulating material is in the range of 4 to 48 parts by volume of the core particles, and / or the organic binder is a thermosetting resin; and / or And / or the average particle size of the thermally conductive particles described herein ranges from 0.5 μm to 300 μm, and / or the insulating material is sericite, boehmite, talc, mica, and mixtures thereof. And / or-in the thermally conductive resin composition described herein, the thermally conductive particles range from 10 to 70% by volume of the total volume of the composition; and / or Or-the thermally conductive resin composition may comprise a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an aramid resin, a rubber, or a mixture thereof.

a)複合コア
複合コアは、少なくとも100W・m-1・K-1および好ましくは800W・m-1・K-1以下の十分な熱伝導率を示す。最大値は、異方性熱伝導率を有する複合コアに対して生じる。
a) Composite Core The composite core exhibits a sufficient thermal conductivity of at least 100 W · m −1 · K −1 and preferably not more than 800 W · m −1 · K −1 . The maximum occurs for composite cores having anisotropic thermal conductivity.

コア粒子
複合コアは、金属、セラミック、または炭素またはこれらの混合物のコア粒子を含んでもよい。金属粒子には、銅、銀、ニッケル、アルミニウム、これらの合金のが含まれる。セラミック粒子には、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、およびアルミナが含まれる。炭素をベースとする粒子には、黒鉛、炭素ナノチューブ、フラーレン、グラフェン、カーボンブラック、ガラス炭素、炭素繊維、非晶質炭素、炭化ホウ素、またはこれらの混合物が含まれる。
Core Particles The composite core may include core particles of metal, ceramic, or carbon or mixtures thereof. Metal particles include copper, silver, nickel, aluminum, and alloys thereof. Ceramic particles include aluminum nitride, silicon carbide, and alumina. The carbon-based particles include graphite, carbon nanotubes, fullerene, graphene, carbon black, glass carbon, carbon fiber, amorphous carbon, boron carbide, or mixtures thereof.

好ましくは、複合コアは炭素をベースとする粒子を含有する。炭素をベースとする粒子は好ましくは黒鉛を含有し、それは、天然または合成であってもよいが、その熱伝導率およびコストのため天然が好ましい。   Preferably, the composite core contains particles based on carbon. The carbon-based particles preferably contain graphite, which may be natural or synthetic, but natural is preferred due to its thermal conductivity and cost.

特に、炭素をベースとする粒子は、ほとんど球状ならびにフレーク状とも呼ばれる、板状である黒鉛の混合物を球状:フレーク状の体積比3:2〜99:1および好ましくは体積比1:1〜6:1で含む。天然黒鉛よりも薄いフレーク状の炭素をベースとする粒子には、膨張黒鉛、グラフェン、およびこれらの混合物が含まれる。膨張黒鉛は、層間空間が化学的および熱的処理によって膨張させられて、単層が積層される方向に黒鉛を膨張させて分離するフレーク状天然黒鉛である。グラフェンは、炭素原子が六方格子に整列されるフレーク状粒子である。T、天然黒鉛は厚さ数μmであり、他方、膨張黒鉛およびグラフェンは厚さ1μm未満である。   In particular, the carbon-based particles are made up of a mixture of plate-like graphite, also called almost spherical and also flaky, in a spherical: flaky volume ratio of 3: 2-99: 1 and preferably in a volume ratio of 1: 1-6. : 1 included. Flake carbon-based particles that are thinner than natural graphite include expanded graphite, graphene, and mixtures thereof. Expanded graphite is flake natural graphite in which the interlayer space is expanded by chemical and thermal treatments to expand and separate graphite in the direction in which the single layers are stacked. Graphene is a flake-like particle in which carbon atoms are arranged in a hexagonal lattice. T, natural graphite is a few μm thick, while expanded graphite and graphene are less than 1 μm thick.

比較的厚い天然黒鉛をフレーク状の炭素をベースとする粒子と混合することによって、ほとんど平らな熱伝導性複合コアを形成する。ほとんど平らな熱伝導性粒子を含む樹脂組成物を使用して形成された成形品は、熱伝導の異方性経路を与え、それは成形品の熱伝導率を増加させる。   By mixing relatively thick natural graphite with flake-like carbon-based particles, an almost flat thermally conductive composite core is formed. Molded articles formed using the resin composition containing substantially flat thermally conductive particles provide an anisotropic path of heat conduction, which increases the thermal conductivity of the molded article.

複合コアの平均粒径は、1〜150μm、好ましくは15〜100μm、より好ましくは30〜90μmの範囲である。複合コアの平均粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)によって複合コアの最長軸を測定することによって定量される。   The average particle size of the composite core is in the range of 1 to 150 μm, preferably 15 to 100 μm, more preferably 30 to 90 μm. The average particle size of the composite core is quantified by measuring the longest axis of the composite core with a scanning electron microscope (SEM).

複合コアのアスペクト比は、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、さらにより好ましくは5以上の範囲である。複合コアは、異なったアスペクト比を有する2つ以上のタイプの粒子を含有してもよい。   The aspect ratio of the composite core is preferably in the range of 1 or more, more preferably 2 or more, and even more preferably 5 or more. The composite core may contain two or more types of particles having different aspect ratios.

有機バインダー
複合コアは、1種または複数種のコア粒子を有機バインダーと一緒に結合することによって所望の形状に形成されてもよい。有機バインダーは、少なくとも300の重量平均分子量を有するポリマーである。重量平均分子量は好ましくは1,000,000未満である。
Organic Binder The composite core may be formed into a desired shape by combining one or more types of core particles together with an organic binder. Organic binders are polymers having a weight average molecular weight of at least 300. The weight average molecular weight is preferably less than 1,000,000.

有機バインダーのタイプは特に限定されないが、好ましくは熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、またはこれらの混合物であり、より好ましくは熱硬化性樹脂である。熱硬化性樹脂には、エポキシ、ノボラック、イソチオシアネート、メラミン、尿素、イミド、芳香族ポリカルボジイミド、フェノキシ樹脂、フェノール、メタクリレート、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、尿素ウレタン、レゾール、およびシリコーン、およびこれらの混合物などが含まれる。熱硬化性樹脂は好ましくはメラミンである。   The type of the organic binder is not particularly limited, but is preferably a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or a mixture thereof, and more preferably a thermosetting resin. Thermosetting resins include epoxy, novolak, isothiocyanate, melamine, urea, imide, aromatic polycarbodiimide, phenoxy resin, phenol, methacrylate, unsaturated polyester, vinyl ester, urea urethane, resole, and silicone, and these. And mixtures. The thermosetting resin is preferably melamine.

有機バインダーは、溶液中にあるかまたは溶剤中に分散されてもよい。好ましい溶剤は水であり、有機バインダー水溶液が好ましい。   The organic binder may be in solution or dispersed in a solvent. A preferred solvent is water, and an aqueous organic binder solution is preferred.

複合コアの調製
複合コアは、コア粒子と有機バインダーとを混合してコア粒子を有機バインダーに結合および混合することによって形成されてもよい。有機バインダーは、コア粒子間の間隙を充填し、コア粒子の機械的強度を増加させる。
Preparation of the Composite Core The composite core may be formed by mixing the core particles with an organic binder and binding and mixing the core particles with the organic binder. The organic binder fills the gaps between the core particles and increases the mechanical strength of the core particles.

コア粒子と有機バインダーとをブレンドしてコア粒子を接合する時に圧縮剪断混合を使用することができる。圧縮剪断混合は、異なった材料の複数の粒子(コア粒子と有機バインダーとの混合物)に圧縮力と剪断力を加えて、粒子を互いに結合させる方法である。   Compression shear mixing can be used when blending the core particles with the organic binder to join the core particles. Compressive shear mixing is a method of applying compressive and shear forces to a plurality of particles (mixture of core particles and organic binder) of different materials to bond the particles together.

メカノフュージョン・システム(ホソカワミクロン株式会社((Hosokawa Micron Ltd.)))またはシータ・コンポーザ・システム(徳寿工作所(Tokuju Corp.))を使用して、圧縮剪断混合を提供してもよい。メカノフュージョン・システムが使用されるとき、圧縮容器内の回転羽根がコア粒子と有機バインダーとを容器内壁に対して圧し付け、強い圧縮および剪断力を与えてコア粒子を有機バインダーと結合および混合する。   Compression shear mixing may be provided using a Mechanofusion system (Hosokawa Micron Ltd.) or Theta Composer System (Tokuju Corp.). When a mechanofusion system is used, rotating blades in a compression vessel press the core particles and organic binder against the vessel inner wall, providing strong compression and shear forces to bind and mix the core particles with the organic binder. .

NOB−130(登録商標)(ホソカワミクロン株式会社から入手可能)などの乾式粒子複合化装置が接合のために使用されるとき、羽根と容器壁との間の間隙は3〜3mmの範囲であり、羽根の回転速度は好ましくは1,000rpm〜6,000rpm、より好ましくは1,800rpm〜4,500rpmの範囲である。   When a dry particle compounding device such as NOB-130 (available from Hosokawa Micron Corporation) is used for bonding, the gap between the blades and the vessel wall is in the range of 3 to 3 mm, The rotation speed of the blade is preferably in the range of 1,000 rpm to 6,000 rpm, and more preferably in the range of 1,800 rpm to 4,500 rpm.

シータ・コンポーザ・システム(徳寿工作所から入手可能なTHCモデルシータ・コンポーザ)が使用されるとき、システムの容器は一方向に回転するが、他方、容器内の楕円ロータは反対方向に回転し、容器壁とロータとの間の間隙に圧縮と剪断を加えてコア粒子を有機バインダーと結合およびするようにする。ロータと容器壁との間の間隙は3〜3mmの範囲であるとき、羽根の回転速度は、好ましくは1,000rpm〜6,000rpm、より好ましくは1,800rpm〜4,500rpmの範囲である。   When the Theta Composer System (THC model Theta Composer available from Tokuju Works) is used, the container of the system rotates in one direction, while the elliptical rotor in the container rotates in the opposite direction, Compression and shear are applied to the gap between the vessel wall and the rotor to bind and bind the core particles with the organic binder. When the gap between the rotor and the vessel wall is in the range of 3 to 3 mm, the rotational speed of the blade is preferably in the range of 1,000 rpm to 6,000 rpm, more preferably in the range of 1,800 rpm to 4,500 rpm.

また、有機バインダーは、コア粒子と混合する前に予め溶剤で薄められてもよい。有機バインダーを溶剤で薄めることによって、炭素粒子をより少ないバインダーで結合することが可能である。溶剤が有機バインダーを溶解する限り、溶剤は任意のタイプであってもよい。溶剤には、水、イソプロピルアルコール(IPA)、メタノール、エタノール、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、モノエタノールアミン(MEA)、ジプロピレングリコールジアクリレート(DPGDA)、またはこれらの混合物が含まれる。溶剤は、有機バインダーが均一に分散される溶液であることが好ましい。有機バインダーが水溶性である場合、溶剤は好ましくは水である。   In addition, the organic binder may be diluted with a solvent before mixing with the core particles. By diluting the organic binder with a solvent, it is possible to bind the carbon particles with less binder. As long as the solvent dissolves the organic binder, the solvent may be of any type. Examples of the solvent include water, isopropyl alcohol (IPA), methanol, ethanol, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), and monoethanolamine (MEA). ), Dipropylene glycol diacrylate (DPGDA), or mixtures thereof. The solvent is preferably a solution in which the organic binder is uniformly dispersed. If the organic binder is water-soluble, the solvent is preferably water.

コア粒子と有機バインダーとの混合の温度は特に限定されないが、有機バインダーのタイプと粘度に左右される。特に、有機バインダーが水溶液である場合、混合温度は好ましくは10℃〜80℃未満の範囲であり、より好ましくは、水の蒸発を避けるために25℃〜50℃未満の範囲である。   The temperature at which the core particles and the organic binder are mixed is not particularly limited, but depends on the type and viscosity of the organic binder. In particular, when the organic binder is an aqueous solution, the mixing temperature is preferably in the range of 10 ° C to less than 80 ° C, more preferably in the range of 25 ° C to less than 50 ° C to avoid evaporation of water.

有機バインダーまたは有機バインダーと溶剤との混合物の粘度は、好ましくは20℃において0.5〜1,000mPa・sの範囲である。有機バインダーと溶剤の粘度を混合中に調節することによって複合コアが所望の形状を得る場合がある。複合コアは、20℃において0.5〜100mPa・sでほとんど平らであり、100〜1,000mPa・sでより球状の形状になる。   The viscosity of the organic binder or the mixture of the organic binder and the solvent is preferably in the range of 0.5 to 1,000 mPa · s at 20 ° C. By adjusting the viscosity of the organic binder and the solvent during mixing, the composite core may obtain a desired shape. The composite core is almost flat at 0.5 to 100 mPa · s at 20 ° C. and becomes more spherical at 100 to 1,000 mPa · s.

混合時間は、コア粒子と有機バインダーが好適に結合して互いに混じり合うように調節されてもよい。混合時間は、好ましくは1分〜30分、より好ましくは3分〜10分の範囲である。   The mixing time may be adjusted so that the core particles and the organic binder are suitably bonded and mixed with each other. The mixing time is preferably in the range of 1 minute to 30 minutes, more preferably 3 minutes to 10 minutes.

b)絶縁材料
本明細書に説明される熱伝導性粒子の絶縁材料は、20℃において少なくとも1×109Ω・cmおよび好ましくは1×1022Ω・cm以下の体積抵抗率を有する。適した絶縁材料は、特に限定されないが、天然または合成であってもよく、限定されないが、金属酸化物、金属炭酸塩、炭酸塩鉱物、金属窒化物、金属硫化物、リン酸塩鉱物、粘土鉱物、ケイ酸塩鉱物、ガラス材料、またはこれらの混合物が含まれる。
b) Insulating Material The insulating material of the thermally conductive particles described herein has a volume resistivity at 20 ° C. of at least 1 × 10 9 Ω · cm and preferably 1 × 10 22 Ω · cm or less. Suitable insulating materials can be, but are not limited to, natural or synthetic, including but not limited to metal oxides, metal carbonates, carbonate minerals, metal nitrides, metal sulfides, phosphate minerals, clays Minerals, silicate minerals, glass materials, or mixtures thereof.

金属酸化物には、酸化アルミニウム(Al23)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化チタン(TiO2)、酸化鉄(FeO)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ケイ素(SiO2)、ベーマイト(Al23・H2O)、またはこれらの混合物が含まれる。金属炭酸塩には、炭酸カルシウム(CaCO3)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、またはこれらの混合物が含まれる。炭酸塩鉱物には、方解石(多形(polymorphic)CaCO3)、あられ石(結晶CaCO3)、ドロマイト(CaMg(CO32)、ハイドロタルサイト(Mg6Al2CO3(OH)16・4(H2O))、火金石(Mg6Fe2(CO3)(OH)16・4(H2O))、マナセアイト(Mg6Al2(CO3)(OH)16・4H2O)、またはこれらの混合物が含まれる。金属窒化物には、窒化ホウ素(BN)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ケイ素(Si34)、またはこれらの混合物が含まれる。金属硫化物には、硫化モリブデン(MoS2)、硫化タングステン(WS2)、硫化亜鉛(ZnS)、またはこれらの混合物が含まれる。リン酸塩鉱物には、燐灰石(Ca5(PO43(F、Cl、OH))、ヒドロキシアパタイト(Ca5(PO43(OH))、またはこれらの混合物が含まれる。ケイ酸塩鉱物には、単斜晶結晶性粘土のような鉱物(例えば蛇絞石((Mg、Fe)3Si25(OH)4)、葉ろう石(Al2Si410(OH)2)、カオリン粘土、セリサイト(KAl2AlSi310(OH)2)、モントモリロン石((Na、Ca)0.33(Al、Mg)2Si410(OH)2・nH2O)、クロライト群鉱物、タルク、ひる石、およびスメクタイト群鉱物)、マイカ、珪藻土(SiO2・nH2O)、またはこれらの混合物が含まれる。 Metal oxides include aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), titanium oxide (TiO 2 ), iron oxide (FeO), magnesium oxide (MgO), silicon oxide (SiO 2 ), boehmite (Al 2 O 3 .H 2 O), or a mixture thereof. Metal carbonates include calcium carbonate (CaCO 3 ), magnesium carbonate (MgCO 3 ), or mixtures thereof. Carbonate minerals include calcite (polymorphic CaCO 3 ), aragonite (crystalline CaCO 3 ), dolomite (CaMg (CO 3 ) 2 ), hydrotalcite (Mg 6 Al 2 CO 3 (OH) 16. 4 (H 2 O)), the fire gold ore (Mg 6 Fe 2 (CO 3 ) (OH) 16 · 4 (H 2 O)), Manaseaito (Mg 6 Al 2 (CO 3 ) (OH) 16 · 4H 2 O ) Or mixtures thereof. A metal nitride, boron nitride (BN), aluminum nitride (AlN), silicon nitride (Si 3 N 4), or mixtures thereof. Metal sulfides include molybdenum sulfide (MoS 2 ), tungsten sulfide (WS 2 ), zinc sulfide (ZnS), or a mixture thereof. Phosphate minerals include apatite (Ca 5 (PO 4 ) 3 (F, Cl, OH)), hydroxyapatite (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH)), or mixtures thereof. Examples of the silicate mineral include minerals such as monoclinic crystalline clay (for example, serpentine ((Mg, Fe) 3 Si 2 O 5 (OH) 4 ), phyllite (Al 2 Si 4 O 10 ) OH) 2 ), kaolin clay, sericite (KAl 2 AlSi 3 O 10 (OH) 2 ), montmorillonite ((Na, Ca) 0.33 (Al, Mg) 2 Si 4 O 10 (OH) 2 .nH 2 O ), Chlorite group minerals, talc, vermiculite, and smectite group minerals), mica, diatomaceous earth (SiO 2 .nH 2 O), or mixtures thereof.

上に記載された絶縁材料の化学式は絶縁材料のいろいろなクラスに用いられてもよいので、本明細書に説明される熱伝導性粒子には化学式によって特定される任意の種類の絶縁材料が考えられる。   Since the chemical formulas of the insulating materials described above may be used for various classes of insulating materials, the thermally conductive particles described herein may include any type of insulating material specified by the chemical formula. Can be

適した絶縁材料には、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化亜鉛、タルク、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、ベーマイト、窒化ホウ素、マイカ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、硫化亜鉛、またはこれらの混合物が含まれる。より好ましい絶縁材料には、タルク、ベーマイト、セリサイト、マイカ、またはこれらの混合物が含まれる。タルクが特に好ましい。   Suitable insulating materials include aluminum oxide (alumina), zinc oxide, talc, magnesium oxide, silicon dioxide, boehmite, boron nitride, mica, aluminum nitride, silicon nitride, zinc sulfide, or mixtures thereof. More preferred insulating materials include talc, boehmite, sericite, mica, or mixtures thereof. Talc is particularly preferred.

絶縁材料の平均粒径は好ましくは、10nm〜50μm、より好ましくは100nm〜30μm、より好ましくは300nm〜15μmである。   The average particle size of the insulating material is preferably 10 nm to 50 μm, more preferably 100 nm to 30 μm, and more preferably 300 nm to 15 μm.

熱伝導性コア粒子に対する絶縁材料の体積濃度は、約4〜約40体積パーセント、好ましくは約5〜約30体積パーセント、より好ましくは約8〜約30体積パーセント、最も好ましくは約10〜約25体積パーセントの範囲である。   The volume concentration of the insulating material relative to the thermally conductive core particles is from about 4 to about 40 volume percent, preferably from about 5 to about 30 volume percent, more preferably from about 8 to about 30 volume percent, and most preferably from about 10 to about 25 volume percent. It is in the range of volume percent.

絶縁材料による複合コアのコーティング
複合コアは、好ましくは1×109〜1×1020Ω・cmの体積抵抗率を有する絶縁材料によって少なくとも部分的にコートされる。
Coating the Composite Core with an Insulating Material The composite core is at least partially coated with an insulating material having a volume resistivity preferably between 1 × 10 9 and 1 × 10 20 Ω · cm.

複合コアの形成と同様、メカノフュージョン・システムまたはシータ・コンポーザ・システムを使用して複合コアを絶縁材料でコートしてもよく、それは本質的に、圧縮および剪断力によって複合コアの表面に融着される。あるいは、異なった方法を使用して複合コアをコートすることができる。しかしながら、製造効率を最大にするために、同じシステムを使用して複合コアを形成して絶縁材料でコートすることが好ましい。好ましくは、メカノフュージョンプロセスを使用して、複合コアを形成してコートする。   Similar to forming a composite core, the composite core may be coated with an insulating material using a mechanofusion or theta composer system, which is essentially fused to the surface of the composite core by compression and shear forces. Is done. Alternatively, the composite core can be coated using different methods. However, to maximize manufacturing efficiency, it is preferable to use the same system to form the composite core and coat it with an insulating material. Preferably, the composite core is formed and coated using a mechanofusion process.

最初にコア粒子と有機バインダーとが圧縮剪断混合を受けて複合コアを形成し、絶縁材料をそれに加え、再び圧縮剪断混合を受けて本明細書に説明される熱伝導性粒子をもたらす二段法を行なうことが好ましい。複合コアが絶縁材料でコートされる温度は、好ましくは有機バインダーの硬化温度以下の範囲であり、溶剤が使用される場合、溶剤の沸点以下の範囲である。コーティング温度は好ましくは、10℃〜80℃未満、より好ましくは25℃〜50℃未満の範囲である。絶縁材料は、複合コアの表面を少なくとも部分的にコートし、それによって本明細書に説明される熱伝導性粒子をもたらす。   A two-stage process in which the core particles and the organic binder are first subjected to compression shear mixing to form a composite core, the insulating material is added thereto, and again subjected to compression shear mixing to provide the thermally conductive particles described herein. Is preferably performed. The temperature at which the composite core is coated with the insulating material is preferably in the range below the curing temperature of the organic binder and, if a solvent is used, below the boiling point of the solvent. The coating temperature preferably ranges from 10C to less than 80C, more preferably from 25C to less than 50C. The insulating material at least partially coats the surface of the composite core, thereby providing the thermally conductive particles described herein.

さらに、複合コアを絶縁材料と圧縮剪断混合する時間は、絶縁材料が複合コアの表面に融着するように調節されてもよく、好ましくは5秒〜5分、より好ましくは、10秒〜120秒の範囲である。   Further, the time of compression shear mixing of the composite core with the insulating material may be adjusted so that the insulating material fuses to the surface of the composite core, preferably 5 seconds to 5 minutes, more preferably 10 seconds to 120 minutes. Range of seconds.

絶縁材料は好ましくは、複合コアの全表面を被覆またはコートする。あるいは、絶縁材料が複合コアの表面の十分な部分を被覆またはコートして、少なくとも1×104Ω・cmの熱伝導性粒子の体積抵抗率を維持してもよい。 The insulating material preferably covers or coats the entire surface of the composite core. Alternatively, the insulating material may cover or coat a sufficient portion of the surface of the composite core to maintain a volume resistivity of the thermally conductive particles of at least 1 × 10 4 Ω · cm.

樹脂組成物
本明細書に説明される組成物は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、アラミド樹脂、ゴム、またはこれらの混合物中に分散される本明細書に説明される熱伝導性粒子を含有する。本明細書に説明される組成物は、成形物、フィルム、シート、接着剤等において使用するために十分な熱伝導率および体積抵抗率の両方を示す。例えば、本明細書に説明される組成物は絶縁フィルムとして調製されて電子部品の表面に適用されてもよく、または射出成形されてLED電球部品等の発熱電子部品用のハウジングとして使用されてもよい。
Resin Compositions The compositions described herein contain the thermally conductive particles described herein dispersed in a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an aramid resin, a rubber, or a mixture thereof. I do. The compositions described herein exhibit both sufficient thermal conductivity and volume resistivity for use in moldings, films, sheets, adhesives, and the like. For example, the compositions described herein may be prepared as insulating films and applied to the surface of electronic components, or may be injection molded and used as housings for heat-generating electronic components such as LED bulb components. Good.

熱可塑性樹脂に関しては、本明細書に説明される組成物において任意の適した樹脂が使用されてもよく、ポリオレフィン樹脂、例えばポリエチレンおよびポリプロピレン、ポリアミド樹脂、例えばナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン12、および芳香族ポリアミド、ポリエステル樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、およびポリシクロヘキシルメチレンテレフタレート、環状ポリエステルオリゴマー、ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、完全芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリスルホ樹脂、およびポリアミド・イミド樹脂などが含まれてもよい。また、これらの樹脂を構成する成分を選択的に組み合わせることによって得られたコポリマーを使用してもよい。熱可塑性樹脂を組み合わせてもよい。好ましくは、熱可塑性樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂および完全芳香族ポリエステル樹脂からなる群から選択される。   With respect to thermoplastic resins, any suitable resin may be used in the compositions described herein, including polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyamide resins such as nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon 12, and aromatic polyamide, polyester resin such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polycyclohexylmethylene terephthalate, cyclic polyester oligomer, ABS resin, polycarbonate resin, modified polyphenylene ether resin, polyacetal resin, polyphenylene sulfide resin, wholly aromatic polyester Resin, polyetheretherketone resin, polyethersulfone resin, polysulfo resin, polyamide-imide resin, etc. It may be. Further, a copolymer obtained by selectively combining components constituting these resins may be used. Thermoplastic resins may be combined. Preferably, the thermoplastic resin is selected from the group consisting of a polyamide resin, a polyester resin, a polyphenylene sulfide resin, and a wholly aromatic polyester resin.

熱硬化性樹脂に関しては、本明細書に説明される組成物において任意の適した樹脂が使用されてもよく、エポキシ樹脂、ノボラック樹脂、イソチオシアネート樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、イミド樹脂、芳香族ポリカルボジイミド樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、メタクリル酸樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、尿素ウレタン樹脂、およびレゾール樹脂などが含まれてもよい。好ましくは、熱硬化性樹脂は、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、または不飽和ポリエステル樹脂を含有する。   With respect to thermosetting resins, any suitable resin may be used in the compositions described herein, including epoxy resins, novolak resins, isothiocyanate resins, melamine resins, urea resins, imide resins, aromatic resins. A polycarbodiimide resin, a phenoxy resin, a phenol resin, a methacrylic acid resin, an unsaturated polyester resin, a vinyl ester resin, a urea urethane resin, a resole resin, and the like may be included. Preferably, the thermosetting resin contains a melamine resin, an epoxy resin, or an unsaturated polyester resin.

それが樹脂もしくはゴムを溶解するかまたはその粘度を調節する限り、任意の適した溶剤を本明細書に説明される組成物に添加してもよい。溶剤の大部分が乾燥工程において蒸発することが予想される。適した溶剤には、水、イソプロピルアルコール(IPA)、メタノール、エタノール、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、モノエタノールアミン(MEA)、ジプロピレングリコールジアクリレート(DPGDA)、またはこれらの混合物が含まれる。   Any suitable solvent may be added to the compositions described herein as long as it dissolves the resin or rubber or adjusts its viscosity. It is expected that most of the solvent will evaporate during the drying process. Suitable solvents include water, isopropyl alcohol (IPA), methanol, ethanol, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), monoethanolamine (MEA), dipropylene glycol diacrylate (DPGDA), or mixtures thereof.

本明細書に説明される組成物の全体積に対する本明細書に説明される熱伝導性粒子の体積は、好ましくは10〜70体積%、より好ましくは50〜50体積%、さらにより好ましくは38〜38体積%の範囲である。十分な熱伝導率および体積抵抗率は、組成物の全体積に対する熱伝導性粒子の体積パーセントがこれらの範囲内になる時に得られる。   The volume of the thermally conductive particles described herein relative to the total volume of the composition described herein is preferably 10-70% by volume, more preferably 50-50% by volume, and even more preferably 38%. 3838% by volume. Sufficient thermal conductivity and volume resistivity are obtained when the volume percentage of thermally conductive particles relative to the total volume of the composition falls within these ranges.

本明細書に説明される組成物は、酸化防止剤、ガラス繊維、および潤滑剤などの添加剤を含有してもよい。   The compositions described herein may contain additives such as antioxidants, glass fibers, and lubricants.

本明細書に説明される組成物から製造される物品の体積抵抗率は、500Vの印加電圧で測定されたとき、好ましくは1.0×1010〜1.0×1018Ω・cm、より好ましくは1.0×1013〜1.0×1015Ω・cmの範囲である。本明細書に説明される組成物から製造される厚さ1mmの成形物の表面の熱伝導率は、レーザー閃光方法によって概算されるとき、好ましくは0.5W/mK〜10.0W/mKそしてより好ましくは1.0W/mK〜5.0W/mK以下の範囲である。 The volume resistivity of articles made from the compositions described herein is preferably from 1.0 × 10 10 to 1.0 × 10 18 Ω · cm, as measured at an applied voltage of 500 V. Preferably, it is in the range of 1.0 × 10 13 to 1.0 × 10 15 Ω · cm. The thermal conductivity of the surface of a 1 mm thick molding made from the composition described herein is preferably between 0.5 W / mK and 10.0 W / mK, as estimated by the laser flash method. More preferably, it is in the range of 1.0 W / mK to 5.0 W / mK or less.

本明細書に記載の熱伝導性粒子の製造方法
本明細書に説明される熱伝導性粒子は、それらを製造する方法のために、すなわち、以下の二段法のために、記載された体積抵抗率を示す:最初に、図1に示されるように、熱伝導性コア粒子と有機バインダーとを一緒に結合することによって複合コアを製造し、次にその後、複合コアを絶縁材料によって少なくとも部分的にコートする。複合コアを調製する工程と複合コアをコートする工程の両方とも、圧縮剪断混合によって行なわれる。
Method of making the thermally conductive particles described herein The thermally conductive particles described herein have the volumes described for the method of making them, that is, for the following two-step process. Shows resistivity: First, as shown in FIG. 1, a composite core is produced by bonding together the thermally conductive core particles and an organic binder, and then the composite core is at least partially Coat. Both the steps of preparing the composite core and coating the composite core are performed by compression shear mixing.

特に、本明細書に説明される熱伝導性粒子を製造するため、
最初に、NOB−130(登録商標)(ホソカワミクロン株式会社から入手可能)などの乾式粒子配合装置内で、両方とも本明細書に説明される、熱伝導性コア粒子と有機バインダーとを5分間にわたって3,000rpmの回転速度で圧縮剪断混合して複合コアを形成し、および
次に、乾式粒子配合装置内で複合コアと絶縁材料とを圧縮剪断混合して、複合コアの表面が絶縁材料によって少なくとも部分的にコートされてそれにより熱伝導性粒子を形成するようにする。
In particular, to produce the thermally conductive particles described herein,
First, the thermally conductive core particles and the organic binder, both described herein, are mixed for 5 minutes in a dry particle blender such as NOB-130® (available from Hosokawa Micron Corporation). Compressively shear mix at a rotation speed of 3,000 rpm to form a composite core, and then compressively shear mix the composite core and the insulating material in a dry particle blender so that the surface of the composite core is at least Being partially coated, thereby forming thermally conductive particles.

最初の圧縮剪断混合時間は、約30秒〜約90分の範囲であってもよく、有機バインダーを溶剤中に、好ましくは水中に溶解または懸濁させて有機バインダー溶液または懸濁液を製造してもよい。第2の剪断混合時間は、30秒未満〜約10分の範囲であってもよい。   The initial compression shear mixing time may range from about 30 seconds to about 90 minutes, and the organic binder is dissolved or suspended in a solvent, preferably water, to produce an organic binder solution or suspension. You may. The second shear mixing time may range from less than 30 seconds to about 10 minutes.

好ましくは、次いでこれらの粒子を3時間120℃で熱処理して湿分を除いてもよい。有機バインダーがメチロールメラミンなどの熱硬化性樹脂である場合、加熱処理は、その樹脂をさらに架橋結合させる場合がある。   Preferably, these particles may then be heat treated at 120 ° C. for 3 hours to remove moisture. When the organic binder is a thermosetting resin such as methylol melamine, the heat treatment may further crosslink the resin.

次に、本明細書に説明される任意の適した樹脂またはポリマーに熱伝導性粒子を添加して、熱伝導性樹脂組成物に調製してもよい。   The thermally conductive particles may then be added to any suitable resin or polymer described herein to form a thermally conductive resin composition.

本発明は、限定されないが、以下の実施例(E)および比較例(C)によって説明される。   The present invention is illustrated by, but not limited to, the following Example (E) and Comparative Example (C).

材料
− 天然黒鉛粒子−伊藤黒鉛工業株式会社(ITO Graphite Co. Ltd.)から黒鉛X−100として入手可能な60μmの平均粒径を有するフレーク黒鉛。
− メチロール(Methyol)メラミン(MM)−日本カーバイド工業株式会社(Nippon Carbide Industries Co. Inc.)からNikaresinS−176として入手可能な有機バインダー。
− 水性ポリエステル(PE)−互応化学工業株式会社(Goo Chemical)からZ730として入手可能な水溶性ポリエステル。
− ポリアミド(PA)−住友精化株式会社(Sumitomo Seika Chemicals)からPA200として入手可能なポリアミド懸濁水溶液。
− ポリスチレン(Polystrene)スルホン酸ナトリウム(SPS)−東ソー有機化学株式会社(Tosoh Organic Chemical)からPS−50として入手可能なポリスチレンスルホン酸ナトリウムの20%水溶液。
− IMI FABI Co.,Ltd.からHTP Ultra5として入手可能な0.65μmの平均D50粒径を有するタルク1。
− IMI FABI Co.,Ltd.からHTP2Cとして入手可能な2.4μmの平均D50粒径を有するタルク2。
− 富士タルク工業株式会社からLMS200として入手可能な5μmの平均D50粒径を有するタルク3。
− セリサイト−Kinsei Matic,Co. Ltd.からセリサイト Jとして入手可能な1.6μmの平均D50粒径を有する微細粒マイカ。
− ヤマグチマイカ(Yamaguchi Mica)から入手可能な5μmの平均D50粒径を有するマイカ。
− Kawai Line IndustryからBMFとして入手可能な3〜5μmの平均D50粒径を有するベーマイト。
− E.I. du Pont de Nemours and Company [DuPont](Wilmington,DE)からTipure(登録商標)R108として入手可能な0.5μm超の平均D50粒径を有する二酸化チタン(TiO2)。
− 電気化学(Denki Kagaku)からSGPとして入手可能な12μmの平均D50粒径を有する窒化ホウ素(BN)。
− 三共精粉(Sankyo Seifun)からHO#100として入手可能な6μmの平均D50粒径を有する二フッ化カルシウム(CaF2)。
− 伊藤黒鉛株式会社(Ito Kokuen Co.,Ltd.)からEC300として得られる膨張黒鉛。
− DuPontからCrastin(登録商標)として入手可能なポリブチレンテレフタレート(PBT)。
Materials-Natural Graphite Particles-Flake graphite with an average particle size of 60 [mu] m available as graphite X-100 from ITO Graphite Co. Ltd.
-Methylol melamine (MM)-an organic binder available as Nikaresin S-176 from Nippon Carbide Industries Co. Inc.
-Aqueous polyester (PE)-a water soluble polyester available as Z730 from Goo Chemical.
-Polyamide (PA)-An aqueous polyamide suspension solution available as PA200 from Sumitomo Seika Chemicals.
-Polystyrene sodium sulfonate (SPS)-20% aqueous solution of sodium polystyrene sulfonate available as PS-50 from Tosoh Organic Chemical Co., Ltd.
-IMI FABI Co. , Ltd. Talc 1 having an average D50 particle size of 0.65 μm available as HTP Ultra5 from
-IMI FABI Co. , Ltd. Talc 2 having an average D50 particle size of 2.4 μm available as HTP2C.
-Talc 3 with an average D50 particle size of 5 μm, available as LMS200 from Fuji Talc Corporation.
-Sericite-Kinsei Magic, Co. Ltd. Fine-grained mica having an average D50 particle size of 1.6 μm, available as Sericite J.
Mica with an average D50 particle size of 5 μm available from Yamaguchi Mica.
-Boehmite with an average D50 particle size of 3-5 [mu] m, available as BMF from Kawai Line Industry.
-E. I. Titanium dioxide (TiO 2 ) with an average D50 particle size of more than 0.5 μm, available as Tipure® R108 from du Pont de Nemours and Company [DuPont] (Wilmington, DE).
-Boron nitride (BN) with an average D50 particle size of 12 μm, available as SGP from Denki Kagaku.
- Sankyo Seiko difluoride calcium having an average D50 particle size of the available 6μm as HO # 100 from (Sankyo Seifun) (CaF 2) .
-Expanded graphite obtained as EC300 from Ito Kokuen Co., Ltd.
-Polybutylene terephthalate (PBT), available as Crustin® from DuPont.

方法
体積抵抗率の測定
実施例および比較例の熱伝導性粒子の体積抵抗率は、図2のデバイス20を使用して二端子法によって測定された。両側の2つの位置において端子電極21に接続された10mmの内径を有する透明なシリンダー22に黒鉛粒子23を3.0mmの高さまで充填した。充填された量は0.2gであった。透明なシリンダー22と接触する端子電極21のうちの1つの表面の表面積は0.785cm2であった。体積抵抗率は、2つの端子間にシリンダー上で500Vの電圧を印加することによって得られた。
Method Measurement of Volume Resistivity The volume resistivity of the thermally conductive particles of Examples and Comparative Examples was measured by a two-terminal method using the device 20 of FIG. A transparent cylinder 22 having an inner diameter of 10 mm connected to a terminal electrode 21 at two positions on both sides was filled with graphite particles 23 to a height of 3.0 mm. The amount charged was 0.2 g. The surface area of one of the terminal electrodes 21 in contact with the transparent cylinder 22 was 0.785 cm 2 . Volume resistivity was obtained by applying a voltage of 500 V on the cylinder between the two terminals.

本明細書に説明される熱伝導性粒子を調製する方法
以下の表に示された熱伝導性粒子の全ての実施例が方法Aを使用して製造された。比較例C1は方法Bを使用して製造された。比較例C2は方法Bを使用して製造された。
Methods for Preparing Thermally Conductive Particles Described herein All examples of thermal conductive particles shown in the table below were prepared using Method A. Comparative Example C1 was made using Method B. Comparative Example C2 was made using Method B.

方法A:熱伝導性粒子を製造するための2つの圧縮剪断混合工程
第1の工程は、黒鉛と有機バインダーとを圧縮剪断混合して複合コアを製造する工程であり、その後に、複合コアと絶縁材料とを圧縮剪断混合する第2の工程が行なわれる。
Method A: Two Compression Shear Mixing Steps for Producing Thermally Conductive Particles The first step is a step of producing a composite core by compression shear mixing graphite and an organic binder, followed by a composite core A second step of compression shear mixing with the insulating material is performed.

天然黒鉛粒子と有機バインダーとを乾式粒子配合装置(ホソカワミクロン株式会社から入手可能なNOB−130(登録商標))内に添加し、5分間にわたって3,000rpmの回転速度で圧縮剪断混合して、複合コアを形成した。表中の有機バインダーは、溶剤として使用される量の水に特定のバインダーを溶解または懸濁させて有機バインダー溶液または懸濁液をもたらすことによって得られた。   The natural graphite particles and the organic binder were added into a dry particle blending device (NOB-130 (registered trademark) available from Hosokawa Micron Corporation), and compression-shear mixed at a rotation speed of 3,000 rpm for 5 minutes to form a composite. A core was formed. The organic binders in the table were obtained by dissolving or suspending certain binders in the amount of water used as a solvent to provide an organic binder solution or suspension.

次に、タルク、ベーマイト、セリサイト、およびマイカなどの絶縁材料を複合コアを保有する乾式粒子配合装置に添加し、30秒間にわたって3,000rpmの回転速度で第2の圧縮剪断混合に供して、絶縁層を複合コアの表面上に部分的に形成させ、それによって熱伝導性粒子をもたらした。熱伝導性粒子を3時間にわたって120℃で熱処理して、残りの溶剤を除去した。メチロールメラミンが有機バインダーとして使用されたとき、加熱工程はメチロールメラミンをさらに架橋結合させた。   Next, an insulating material such as talc, boehmite, sericite, and mica is added to the dry particle blender holding the composite core and subjected to a second compression shear mixing at a rotation speed of 3,000 rpm for 30 seconds, An insulating layer was formed partially on the surface of the composite core, thereby resulting in thermally conductive particles. The thermally conductive particles were heat treated at 120 ° C. for 3 hours to remove residual solvent. When methylolmelamine was used as the organic binder, the heating step further crosslinked the methylolmelamine.

方法B:単一の圧縮剪断混合工程:有機バインダーと絶縁材料とを予備混合し、その後に、熱伝導性コア粒子を添加し、そして次に全ての要素を圧縮剪断混合する
タルクとメチロールメラミンの水溶液とを一緒に予備混合して、タルク/メチロールアミン混合物を形成した。この予備混合は圧縮剪断工程ではなかった。次に、予備混合物を方法Aに記載された乾式粒子配合装置内に天然黒鉛粒子と共に添加し、5分間にわたって圧縮剪断混合して熱伝導性粒子を形成した。熱伝導性粒子を3時間にわたって120℃で熱処理して溶剤を取り除き、500Vの印加電圧で8×102Ω・cmの体積抵抗率を有する熱伝導性粒子をもたらした。
Method B: Single Compression Shear Mixing Step: Premix Organic Binder and Insulating Material After Addition of Thermally Conductive Core Particles and Next Compression Shear Mix All Elements of Talc and Methylol Melamine The aqueous solution was premixed together to form a talc / methylolamine mixture. This premix was not a compression shearing step. Next, the premix was added together with the natural graphite particles into the dry particle blender described in Method A and compression shear mixed for 5 minutes to form thermally conductive particles. The thermally conductive particles were heat treated at 120 ° C. for 3 hours to remove the solvent, resulting in thermally conductive particles having a volume resistivity of 8 × 10 2 Ω · cm at an applied voltage of 500V.

この方法は、1つの圧縮剪断混合工程だけに依拠する。したがって、方法Bにおいて、最初に複合コアを製造しなかった。   This method relies on only one compression shear mixing step. Therefore, in method B, no composite core was first produced.

方法C:単一の圧縮剪断混合工程:有機バインダー、熱伝導性コア粒子および絶縁材料を一緒に圧縮剪断混合する
この方法は、予備混合工程を有さず、全ての要素が一緒に添加され、圧縮剪断混合された。天然黒鉛粒子、有機バインダー(メラミン水溶液)および絶縁材料(タルク)を方法Aに記載されたような乾式粒子配合装置に一緒に添加して、5分間にわたって圧縮剪断混合して熱伝導性粒子を形成した。次に、熱伝導性粒子を3時間にわたって120℃で熱処理して溶剤を取り除き、500Vの印加電圧で8×103Ω・cmの体積抵抗率を有する熱伝導性粒子をもたらした。方法Bと同様、方法Cもまた、1つの圧縮剪断工程だけに依拠し、複合コアを製造しない。
Method C: Single Compression Shear Mixing Step: Compression Shear Mixing Organic Binder, Thermally Conductive Core Particles and Insulating Material Together This method has no premixing step and all the components are added together, Compression shear mixed. The natural graphite particles, organic binder (melamine aqueous solution) and insulating material (talc) are added together to a dry particle blender as described in Method A and compression shear mixed for 5 minutes to form thermally conductive particles did. Next, the thermally conductive particles were heat treated at 120 ° C. for 3 hours to remove the solvent, resulting in thermally conductive particles having a volume resistivity of 8 × 10 3 Ω · cm at an applied voltage of 500V. Like Method B, Method C also relies on only one compression shear step and does not produce a composite core.

結果 result

Figure 0006654562
Figure 0006654562

表1は、同じ回転速度、硬化温度および時間を有するメカノフュージョンプロセスA、B、およびCによって調製された熱伝導性粒子の体積抵抗率を比較する。E1は、メカノフュージョンプロセスAによって調製され、メカノフュージョンプロセスAは記載された体積抵抗率の熱伝導性粒子を達成したことを示し、他方、メカノフュージョンプロセスBまたはCはC2およびC3を達成し、それらは記載された体積抵抗率を示した。   Table 1 compares the volume resistivity of thermally conductive particles prepared by mechanofusion processes A, B, and C having the same rotation speed, cure temperature and time. E1 was prepared by mechanofusion process A, indicating that mechanofusion process A achieved thermally conductive particles of the stated volume resistivity, while mechanofusion process B or C achieved C2 and C3, They exhibited the stated volume resistivity.

Figure 0006654562
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表2の全ての実施例および比較例が方法Aによって調製され、長軸に沿う平均長さ131.7μmおよび平均厚さ22.5μmを有し、アスペクト比5.85をもたらした。E2〜E5の各々が、複合コアに異なった量の有機バインダーを有した。C3は有機バインダーが無く、体積抵抗率5Ω・cmを示した。これは、1.5×107Ω・cmであったE2〜E5の最小体積抵抗率と対照的である。表2は、熱伝導性コア粒子の量に対する有機バインダーの体積パーセントが3〜20の範囲であるとき、少なくとも1×104Ω・cmの記載された体積抵抗率が得られることを示す。 All Examples and Comparative Examples in Table 2 were prepared by Method A and had an average length along the long axis of 131.7 μm and an average thickness of 22.5 μm, resulting in an aspect ratio of 5.85. Each of E2-E5 had a different amount of organic binder in the composite core. C3 had no organic binder and exhibited a volume resistivity of 5 Ω · cm. This is in contrast to the minimum volume resistivity of E2-E5 which was 1.5 × 10 7 Ω · cm. Table 2, when the volume percent of an organic binder to the amount of the thermally conductive core particles is in the range of 3 to 20, indicating that the described volume resistivity of at least 1 × 10 4 Ω · cm can be obtained.

また、表2は、100体積部の天然黒鉛の20体積部が膨張黒鉛で置き換えられたこと以外はE2の場合と同じ方法で形成された、複合コアに2つのタイプの黒鉛を有する熱伝導性粒子E6を示す。E6の体積抵抗率は5.5×105Ω・cmであり、E2の体積抵抗率のほとんど5倍の改良があった。 Table 2 also shows that the thermal conductivity with two types of graphite in the composite core, formed in the same manner as in E2, except that 20 parts by volume of 100 parts by volume of natural graphite was replaced with expanded graphite. 5 illustrates particles E6. The volume resistivity of E6 was 5.5 × 10 5 Ω · cm, which was almost five times the volume resistivity of E2.

Figure 0006654562
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表3の実施例は、絶縁材料の量を変化させること以外は表2の実施例と同じ方法で形成された。E7〜E10の各々が、異なる量の絶縁材料、すなわち、タルクを有した。C4はタルクが無かった。C4およびE7〜E10の体積抵抗率は実施例2〜6についてと同様に測定された。   The example of Table 3 was formed in the same manner as the example of Table 2 except that the amount of the insulating material was changed. Each of E7-E10 had a different amount of insulating material, namely talc. C4 had no talc. The volume resistivity of C4 and E7 to E10 was measured as in Examples 2 to 6.

表3は、タルクの量が増加する時にE7〜E10の体積抵抗率が増加することを示す。E9のタルクの量の2倍のタルクの量を含有する、E10の体積抵抗率は、E9の体積抵抗率と同じであった。これらの結果は、絶縁材料の比較的より有効な量は、熱伝導性粒子の全体積の約10〜約20体積部の範囲であることを示す。   Table 3 shows that the volume resistivity of E7-E10 increases as the amount of talc increases. The volume resistivity of E10, containing twice the amount of talc as that of E9, was the same as the volume resistivity of E9. These results indicate that relatively more effective amounts of insulating material range from about 10 to about 20 parts by volume of the total volume of the thermally conductive particles.

Figure 0006654562
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表4の熱伝導性粒子は、タルク絶縁材料の平均粒径を変化させたこと以外は実施例2〜10の場合と同じ方法で形成された。E11は、E9の場合とほぼ同じ平均サイズのタルク粒子を有した。E11、E12、およびE13は、それぞれ650nm、2.4μm、および5.0粒径5.0μmの平均粒径のタルクを有した。したがって、E12の平均タルク粒径は、E11(E9)の平均タルク粒度の約4倍であった。E13の平均タルク粒径は、E12の平均タルク粒径の約2倍であり、E11(E8)の平均タルク粒径の約8倍の大きさであった。E11(E9)およびE12の体積抵抗率は、絶縁粒子の平均粒径に4倍の差があるにもかかわらず、ほとんど同じであった。しかしながら、E12の体積抵抗率に対してE13の体積抵抗率の減少は、タルクが絶縁材料であるとき、平均タルク粒径が600nm〜約3.0μmの範囲である時に最適な結果が達成されることを意味する。それにもかかわらず、E11〜E13の3つ全ての実施例において、熱伝導性粒子の体積抵抗率は1.0×108Ω・cmより大きく、記載された最小値の10,000倍の増加であった。 The heat conductive particles in Table 4 were formed in the same manner as in Examples 2 to 10, except that the average particle size of the talc insulating material was changed. E11 had talc particles of approximately the same average size as E9. E11, E12, and E13 had talc with an average particle size of 650 nm, 2.4 μm, and 5.0 particle size of 5.0 μm, respectively. Therefore, the average talc particle size of E12 was about four times the average talc particle size of E11 (E9). The average talc particle size of E13 was about twice the average talc particle size of E12, and was about 8 times the average talc particle size of E11 (E8). The volume resistivity of E11 (E9) and E12 was almost the same despite the difference of four times in the average particle size of the insulating particles. However, the reduction of the volume resistivity of E13 relative to the volume resistivity of E12 achieves optimal results when the average talc particle size is in the range of 600 nm to about 3.0 μm when talc is an insulating material. Means that. Nevertheless, in all three examples E11 to E13, the volume resistivity of the thermally conductive particles is greater than 1.0 × 10 8 Ω · cm, a 10,000-fold increase over the stated minimum. Met.

Figure 0006654562
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表5において、それらの絶縁材料として二酸化チタン、窒化ホウ素、およびフッ化カルシウムをそれぞれ有するC5、C6、およびC7は、記載された体積抵抗率を有する熱伝導性粒子を達成しなかった。フッ化カルシウムは4.0のモース硬度を有する。窒化ホウ素は約12μmの粒径を有し、C5の酸化チタンは、約1のアスペクト比を有する球形状を有した。   In Table 5, C5, C6, and C7, which have titanium dioxide, boron nitride, and calcium fluoride as their insulating materials, respectively, did not achieve thermally conductive particles with the stated volume resistivity. Calcium fluoride has a Mohs hardness of 4.0. Boron nitride had a particle size of about 12 μm, and C5 titanium oxide had a spherical shape with an aspect ratio of about 1.

それと対照して、表5は、それらの絶縁材料としてセリサイト、マイカ、およびベーマイトをそれぞれ有するE14、E15、およびE16が少なくとも記載された値1.0×104の体積抵抗率を各々有する熱伝導性粒子を達成したことを示す。ベーマイト、セリサイト、およびマイカは全て、3.5未満のモース硬度値および約5μm以下の粒径を有する。 In contrast, Table 5 shows that E14, E15, and E16, which have sericite, mica, and boehmite, respectively, as their insulating materials, each have a volume resistivity of at least the stated value of 1.0 × 10 4. It shows that conductive particles have been achieved. Boehmite, sericite, and mica all have a Mohs hardness value of less than 3.5 and a particle size of about 5 μm or less.

Figure 0006654562
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表6は、異なった有機バインダーを有する熱伝導性粒子の体積抵抗率を示す。表6に使用された各々の有機バインダーは、500Vの印加電圧で少なくとも記載された値、1×104Ω・cmの体積抵抗率を示す熱伝導性粒子を製造した。有機バインダーとしてメチロールメラミンまたは水性ポリエステルを使用することによって、最良の体積抵抗率を有する熱伝導性粒子が得られた。 Table 6 shows the volume resistivity of the thermally conductive particles with different organic binders. Each organic binder used in Table 6 produced thermally conductive particles having a volume resistivity of at least 1 × 10 4 Ω · cm at the applied voltage of 500 V. The use of methylol melamine or aqueous polyester as the organic binder resulted in thermally conductive particles with the best volume resistivity.

Figure 0006654562
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表7は、熱伝導性粒子が樹脂中に分散された樹脂組成物を示し、この樹脂組成物を射出成形して物品を形成する。   Table 7 shows a resin composition in which the thermally conductive particles are dispersed in a resin, and the resin composition is injection-molded to form an article.

本明細書に説明される樹脂組成物を以下のように調製した:
(樹脂組成物の全体積の)67体積部のポリブチレンテレフタレート樹脂と7体積部のポリエステルエラストマーとをDSM Xplore製のMC15マイクロミキサーを使用して2分間にわたって290℃で混合した。E10からの熱伝導性粒子を(樹脂組成物の全体積の)26体積部添加してさらに30秒間290℃で撹拌して樹脂組成物を製造した。
The resin composition described herein was prepared as follows:
67 parts by volume of the polybutylene terephthalate resin (of the total volume of the resin composition) and 7 parts by volume of the polyester elastomer were mixed at 290 ° C. for 2 minutes using an MC15 micromixer from DSM Xplore. 26 parts by volume (of the total volume of the resin composition) of the thermally conductive particles from E10 were added and stirred for a further 30 seconds at 290 ° C. to produce a resin composition.

樹脂組成物を125℃の型の温度で射出成形して、長さ21mm、幅16mm、および厚さ1mmの成形品を製造した(図3)。成形品の表面の少なくとも1.0×1014Ω・cmの体積抵抗率がオーム計(三菱化学株式会社(Mitsubishi Chemical Corp.)製のHiresta−UP)によって測定された。さらに、成形品の射出方向の温度拡散率は、Bruker AXSモデルLFA447 NanoFlash(登録商標)を使用して15mm×15mmの面積でレーザー閃光方法によって測定され、温度拡散率が成形品の比熱および密度によって計算されたとき、1.4W/mKであった。 The resin composition was injection molded at a mold temperature of 125 ° C. to produce a molded product having a length of 21 mm, a width of 16 mm, and a thickness of 1 mm (FIG. 3). A volume resistivity of at least 1.0 × 10 14 Ω · cm on the surface of the molded article was measured by an ohmmeter (Hiresta-UP manufactured by Mitsubishi Chemical Corp.). Further, the temperature diffusivity in the injection direction of the molded article is measured by a laser flash method on a 15 mm × 15 mm area using a Bruker AXS model LFA447 NanoFlash®, and the temperature diffusivity is determined by the specific heat and density of the molded article. When calculated, it was 1.4 W / mK.

この成形品の横断面を電子顕微鏡で観察したとき、黒鉛含有複合物41とその表面をコートする絶縁層42とを含有する熱伝導性粒子が図4に示されるように観察された。さらに、熱伝導性粒子は樹脂43内でほとんど平行に整列された。
以下、本明細書に記載の主な発明について列記する。
(1) 複合コアと、
絶縁層とを含む熱伝導性粒子であって、
前記複合コアが複数のコア粒子と前記コア粒子を一緒に結合する有機バインダーとを含み、
前記コア粒子が熱伝導性であり、金属粒子、セラミック粒子、炭素をベースとする粒子、およびこれらの混合物からなる群から選択され、
絶縁材料が前記複合コアの少なくとも一部をコートし、
前記熱伝導性粒子が、10mmの直径および3.0mmの高さを有する前記熱伝導性粒子のシリンダー上で500Vの印加電圧で測定された時に、少なくとも1×104Ω・cm〜1×1010Ω・cmの範囲である体積抵抗率を示す、熱伝導性粒子。
(2) 前記コア粒子が炭素をベースとする粒子である、(1)に記載の熱伝導性粒子。
(3) 前記炭素をベースとする粒子が黒鉛である、(1)に記載の熱伝導性粒子。
(4) 前記コア粒子が、3:2〜99:1の比の天然黒鉛およびフレーク状の炭素をベースとする粒子であり、
前記フレーク状の炭素をベースとする粒子が、前記天然黒鉛の平均厚さよりも小さい平均厚さを有する、(1)または(2)に記載の熱伝導性粒子。
(5) 前記コア粒子が100体積部であり、
前記有機バインダーが前記コア粒子の体積の3〜25体積部の範囲であり、前記絶縁材料が前記コア粒子の4〜48体積部の範囲である、(1)または(2)に記載の熱伝導性粒子。
(6) 前記コア粒子が、3:2〜99:1の比の天然黒鉛およびフレーク状の炭素をベースとする粒子であり、
前記フレーク状の炭素をベースとする粒子が、前記天然黒鉛の平均厚さよりも小さい平均厚さを有する、(5)に記載の熱伝導性粒子。
(7) 前記有機バインダーが熱硬化性樹脂である、(1)または(2)に記載の熱伝導性粒子。
(8) 前記有機バインダーが熱硬化性樹脂である、(6)に記載の熱伝導性粒子。
(9) 前記熱伝導性粒子の平均粒径が0.5μm〜300μmの範囲である、(1)または(2)に記載の熱伝導性粒子。
(10) 前記熱伝導性粒子の平均粒径が0.5μm〜300μmの範囲である、(8)に記載の熱伝導性粒子。
(11) 前記絶縁材料が、セリサイト、ベーマイト、タルク、マイカ、およびこれらの混合物からなる群から選択される、(1)または(2)に記載の熱伝導性粒子。
(12) 前記絶縁材料が、セリサイト、ベーマイト、タルク、マイカ、およびこれらの混合物からなる群から選択される、(10)に記載の熱伝導性粒子。
(13) 複合コアを絶縁材料で少なくとも部分的にコートする工程を含む熱伝導性粒子を製造する方法であって、
前記複合コアが、複数のコア粒子と前記コア粒子を一緒に結合する有機バインダーとを含み、
前記コア粒子が熱伝導性であり、金属粒子、セラミック粒子、炭素をベースとする粒子、およびこれらの混合物からなる群から選択され、
前記絶縁材料が、セリサイト、ベーマイト、タルク、マイカ、およびこれらの混合物からなる群から選択され、
前記熱伝導性粒子が、10mmの直径および3.0mmの高さを有する前記熱伝導性粒子のシリンダー上で500Vの印加電圧で測定された時に、少なくとも1×104Ω・cm〜1×1010Ω・cmの範囲である体積抵抗率を示す、方法。
(14) 前記複合コアが、圧縮力および剪断力を適用して前記コア粒子を前記有機バインダーと混合させることによって形成される、(13)に記載の方法。
(15) 熱伝導性粒子と、
からなる群から選択される樹脂とを含む樹脂組成物であって、
前記熱伝導性粒子が複合コアと絶縁層とを含み、
前記複合コアが複数のコア粒子と前記コア粒子を一緒に結合する有機バインダーとを含み、
前記コア粒子が熱伝導性であり、金属粒子、セラミック粒子、炭素をベースとする粒子、およびこれらの混合物からなる群から選択され、
絶縁材料が前記複合コアの少なくとも一部をコートし、
前記熱伝導性粒子が、10mmの直径および3.0mmの高さを有する前記熱伝導性粒子のシリンダー上で500Vの印加電圧で測定された時に、少なくとも1×104Ω・cm〜1×1010Ω・cmの範囲である体積抵抗率を示し、
前記熱伝導性粒子が、樹脂組成物の全体積の10〜70体積%の範囲である、樹脂組成物。
When the cross section of this molded product was observed with an electron microscope, thermally conductive particles containing the graphite-containing composite 41 and the insulating layer 42 coating the surface thereof were observed as shown in FIG. Furthermore, the thermally conductive particles were aligned almost parallel in the resin 43.
Hereinafter, the main inventions described in this specification will be listed.
(1) a composite core;
Heat conductive particles including an insulating layer,
The composite core includes a plurality of core particles and an organic binder that binds the core particles together,
The core particles are thermally conductive, selected from the group consisting of metal particles, ceramic particles, carbon-based particles, and mixtures thereof;
An insulating material coats at least a portion of the composite core;
The thermally conductive particles are at least 1 × 10 4 Ω · cm to 1 × 10 4 when measured at an applied voltage of 500 V on a cylinder of the thermally conductive particles having a diameter of 10 mm and a height of 3.0 mm. Thermally conductive particles exhibiting a volume resistivity in the range of 10 Ω · cm.
(2) The thermally conductive particles according to (1), wherein the core particles are carbon-based particles.
(3) The thermally conductive particles according to (1), wherein the carbon-based particles are graphite.
(4) the core particles are particles based on natural graphite and flake carbon in a ratio of 3: 2 to 99: 1;
The thermally conductive particles according to (1) or (2), wherein the flake-like carbon-based particles have an average thickness smaller than the average thickness of the natural graphite.
(5) The core particles are 100 parts by volume,
The heat conduction according to (1) or (2), wherein the organic binder is in a range of 3 to 25 parts by volume of the core particles, and the insulating material is in a range of 4 to 48 parts by volume of the core particles. Sex particles.
(6) the core particles are particles based on natural graphite and flake carbon in a ratio of 3: 2 to 99: 1;
The thermally conductive particles according to (5), wherein the flake-like carbon-based particles have an average thickness smaller than the average thickness of the natural graphite.
(7) The thermally conductive particles according to (1) or (2), wherein the organic binder is a thermosetting resin.
(8) The thermally conductive particles according to (6), wherein the organic binder is a thermosetting resin.
(9) The thermally conductive particles according to (1) or (2), wherein the average particle size of the thermally conductive particles is in a range of 0.5 μm to 300 μm.
(10) The thermally conductive particles according to (8), wherein the average particle diameter of the thermally conductive particles is in a range of 0.5 μm to 300 μm.
(11) The thermally conductive particles according to (1) or (2), wherein the insulating material is selected from the group consisting of sericite, boehmite, talc, mica, and a mixture thereof.
(12) The thermally conductive particles according to (10), wherein the insulating material is selected from the group consisting of sericite, boehmite, talc, mica, and a mixture thereof.
(13) A method for producing thermally conductive particles comprising a step of at least partially coating a composite core with an insulating material,
The composite core includes a plurality of core particles and an organic binder that binds the core particles together,
The core particles are thermally conductive, selected from the group consisting of metal particles, ceramic particles, carbon-based particles, and mixtures thereof;
The insulating material is selected from the group consisting of sericite, boehmite, talc, mica, and mixtures thereof;
The thermally conductive particles are at least 1 × 10 4 Ω · cm to 1 × 10 4 when measured at an applied voltage of 500 V on a cylinder of the thermally conductive particles having a diameter of 10 mm and a height of 3.0 mm. A method showing a volume resistivity in the range of 10 Ω · cm.
(14) The method according to (13), wherein the composite core is formed by applying a compressive force and a shear force to mix the core particles with the organic binder.
(15) heat conductive particles;
A resin selected from the group consisting of:
The heat conductive particles include a composite core and an insulating layer,
The composite core includes a plurality of core particles and an organic binder that binds the core particles together,
The core particles are thermally conductive, selected from the group consisting of metal particles, ceramic particles, carbon-based particles, and mixtures thereof;
An insulating material coats at least a portion of the composite core;
The thermally conductive particles are at least 1 × 10 4 Ω · cm to 1 × 10 4 when measured at an applied voltage of 500 V on a cylinder of the thermally conductive particles having a diameter of 10 mm and a height of 3.0 mm. Indicates a volume resistivity in the range of 10 Ωcm,
The resin composition, wherein the thermally conductive particles are in a range of 10 to 70% by volume of the total volume of the resin composition.

Claims (3)

複合コアと、
絶縁層とを含む熱伝導性粒子であって、
前記複合コアが、複数のコア粒子と前記コア粒子を一緒に結合する有機バインダーとを含み、
前記コア粒子が、熱伝導性であり、炭素をベースとする粒子であり、黒鉛、又は3:2〜99:1の比の黒鉛及びフレーク状の炭素をベースとする粒子から選択され、
絶縁材料が、セリサイト、ベーマイト、タルク、マイカおよびこれらの混合物からなる群から選択され、前記複合コアの少なくとも一部をコートし、
前記熱伝導性粒子が、10mmの直径および3.0mmの高さを有する前記熱伝導性粒子のシリンダー上で500Vの印加電圧で測定された時に、少なくとも1×104Ω・cm〜1×1010Ω・cmの範囲である体積抵抗率を示す、熱伝導性粒子。
A composite core;
Heat conductive particles including an insulating layer,
The composite core includes a plurality of core particles and an organic binder that binds the core particles together,
It said core particles, thermally conductive, and a particle element shall be the basis of carbon, graphite, or 3: 2 to 99: 1 of the graphite and flaky carbon ratio selected from particles based,
An insulating material selected from the group consisting of sericite, boehmite, talc, mica and mixtures thereof , coating at least a portion of the composite core;
The thermally conductive particles are at least 1 × 10 4 Ω · cm to 1 × 10 4 when measured at an applied voltage of 500 V on a cylinder of the thermally conductive particles having a diameter of 10 mm and a height of 3.0 mm. Thermally conductive particles exhibiting a volume resistivity in the range of 10 Ω · cm.
複合コアを絶縁材料で少なくとも部分的にコートする工程を含む熱伝導性粒子を製造する方法であって、
前記複合コアが、複数のコア粒子と前記コア粒子を一緒に結合する有機バインダーとを含み、
前記コア粒子が、熱伝導性であり、炭素をベースとする粒子であり、黒鉛、又は3:2〜99:1の比の黒鉛及びフレーク状の炭素をベースとする粒子から選択され、
前記絶縁材料が、セリサイト、ベーマイト、タルク、マイカ、およびこれらの混合物からなる群から選択され、
前記熱伝導性粒子が、10mmの直径および3.0mmの高さを有する前記熱伝導性粒子のシリンダー上で500Vの印加電圧で測定された時に、少なくとも1×104Ω・cm〜1×1010Ω・cmの範囲である体積抵抗率を示す、方法。
A method of producing thermally conductive particles comprising a step of at least partially coating a composite core with an insulating material,
The composite core includes a plurality of core particles and an organic binder that binds the core particles together,
It said core particles, thermally conductive, and a particle element shall be the basis of carbon, graphite, or 3: 2 to 99: 1 of the graphite and flaky carbon ratio selected from particles based,
The insulating material is selected from the group consisting of sericite, boehmite, talc, mica, and mixtures thereof;
The thermally conductive particles are at least 1 × 10 4 Ω · cm to 1 × 10 4 when measured at an applied voltage of 500 V on a cylinder of the thermally conductive particles having a diameter of 10 mm and a height of 3.0 mm. A method showing a volume resistivity in the range of 10 Ω · cm.
熱伝導性粒子と、
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、アラミド樹脂、ゴム、またはこれらの混合物からなる群から選択される樹脂とを含む樹脂組成物であって、
前記熱伝導性粒子が、複合コアと絶縁層とを含み、
前記複合コアが、複数のコア粒子と前記コア粒子を一緒に結合する有機バインダーとを含み、
前記コア粒子が、熱伝導性であり、炭素をベースとする粒子であり、黒鉛、又は3:2〜99:1の比の黒鉛及びフレーク状の炭素をベースとする粒子から選択され、
絶縁材料が、セリサイト、ベーマイト、タルク、マイカ、およびこれらの混合物からなる群から選択され、前記複合コアの少なくとも一部をコートし、
前記熱伝導性粒子が、10mmの直径および3.0mmの高さを有する前記熱伝導性粒子のシリンダー上で500Vの印加電圧で測定された時に、少なくとも1×104Ω・cm〜1×1010Ω・cmの範囲である体積抵抗率を示し、
前記熱伝導性粒子が、樹脂組成物の全体積の10〜70体積%の範囲である、樹脂組成物。
Heat conductive particles,
A resin composition comprising a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an aramid resin, a rubber, or a resin selected from the group consisting of mixtures thereof,
The heat conductive particles include a composite core and an insulating layer,
The composite core includes a plurality of core particles and an organic binder that binds the core particles together,
It said core particles, thermally conductive, and a particle element shall be the basis of carbon, graphite, or 3: 2 to 99: 1 of the graphite and flaky carbon ratio selected from particles based,
An insulating material selected from the group consisting of sericite, boehmite, talc, mica, and mixtures thereof , coating at least a portion of the composite core;
The thermally conductive particles are at least 1 × 10 4 Ω · cm to 1 × 10 4 when measured at an applied voltage of 500 V on a cylinder of the thermally conductive particles having a diameter of 10 mm and a height of 3.0 mm. Indicates a volume resistivity in the range of 10 Ωcm,
The resin composition, wherein the thermally conductive particles are in a range of 10 to 70% by volume of the total volume of the resin composition.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101933417B1 (en) 2016-12-28 2018-12-28 삼성전기 주식회사 Dielectric Powder and Multilayered Capacitor Using the Same
CN107445520A (en) * 2017-07-27 2017-12-08 泾县信达工贸有限公司 A kind of electric rice cooker heated disk thermostable heat-conductive insulating materials
JP7236211B2 (en) * 2017-12-15 2023-03-09 株式会社フジミインコーポレーテッド Filler, method for producing filler, and method for producing molded product
CN111725145A (en) * 2020-06-16 2020-09-29 杰群电子科技(东莞)有限公司 Semiconductor packaging structure, packaging method and electronic product
CN111725160A (en) * 2020-06-16 2020-09-29 杰群电子科技(东莞)有限公司 High-power semiconductor module, packaging method and electronic product
CN111725159A (en) * 2020-06-16 2020-09-29 杰群电子科技(东莞)有限公司 High-heat-dissipation semiconductor product, packaging method and electronic product
US20220020511A1 (en) * 2020-07-15 2022-01-20 Ge Aviation Systems Llc Method of making an insulated conductive component
KR102411685B1 (en) * 2020-11-30 2022-06-22 한국과학기술연구원 Filler composite material with high insulation and heat resistance, and the method for manufacturing through dry particle-particle complexation
JP2023047361A (en) * 2021-09-27 2023-04-06 東特塗料株式会社 electric insulated wire

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6620497B2 (en) * 2000-01-11 2003-09-16 Cool Options, Inc. Polymer composition with boron nitride coated carbon flakes
JP5133338B2 (en) * 2007-04-17 2013-01-30 株式会社日立ハイテクノロジーズ Composite filler for resin mixing
CN101149995A (en) * 2007-10-29 2008-03-26 苏州巨峰绝缘材料有限公司 C-grade high heat conduction flexible composite insulation material
JP2012124449A (en) * 2010-11-19 2012-06-28 Bando Chem Ind Ltd Thermally conductive composite particle, thermally conductive sheet and manufacturing method therefor
US8552101B2 (en) * 2011-02-25 2013-10-08 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Thermally conductive and electrically insulative polymer compositions containing a low thermally conductive filler and uses thereof
US8741998B2 (en) * 2011-02-25 2014-06-03 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Thermally conductive and electrically insulative polymer compositions containing a thermally insulative filler and uses thereof
JP5660324B2 (en) * 2011-06-20 2015-01-28 株式会社豊田中央研究所 Resin composition and method for producing the same
JP2013122003A (en) * 2011-12-09 2013-06-20 Sato Research Co Ltd Heat conductive filler and manufacturing method thereof
CN102615873A (en) * 2012-03-07 2012-08-01 华中科技大学 Method for preparing non-porcelain insulating heat conduction materials at low temperature
JP5263429B1 (en) * 2012-05-21 2013-08-14 東洋インキScホールディングス株式会社 Thermally conductive easily deformable aggregate and method for producing the same
JP2014065769A (en) * 2012-09-25 2014-04-17 Tokai Rubber Ind Ltd Elastomer molding and method for producing the same
CN103013411B (en) * 2012-12-26 2013-11-13 赛伦(厦门)新材料科技有限公司 Insulated and heat-conducting film adhesive and preparation method thereof

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