JP7268984B2 - 酸化グラフェン修飾窒化アルミニウム粒子 - Google Patents

Description

本発明は、窒化アルミニウムと樹脂からなる高熱伝導材料に関し、具体的には、表面改質された窒化アルミニウムに関する。

電子・通信機器の小型化やＬＥＤ照明機器の高性能化に伴って、発生する熱を効率よく放熱する重要性が高まり、成形加工しやすい高熱伝導性ポリマー複合材料の開発が進められている。元々熱伝導性の低いポリマーを熱伝導性材料とする方法として、一般に高熱伝導性無機粒子をポリマーに充填することが行われている。無機粒子としてアルミナがよく用いられているが、近年はアルミナよりも高熱伝導性で電気伝導性のない窒化アルミニウムが注目されている。

しかし，窒化アルミニウムは水分との接触で、熱伝導性の無い水酸化アルミニウムと腐食性のアンモニアを生成しやすい問題がある。こうした耐水性の問題を改善するために窒化アルミニウム表面を無機／有機リン酸処理（特許文献１）、リン酸処理後に有機珪素系カップリング剤または有機燐酸系カップリング剤などで処理（特許文献２）、グラフェン被覆（特許文献３）などが提案されている。

無機／有機リン酸処理およびカップリング剤処理は、粒子の凝集・固着が起こりやすく、個々の粒子表面を欠陥なく処理できない問題がある。また、これらの処理によってリンの残留や熱伝導性の低い被覆層ができるために窒化アルミニウムの熱伝導性が低下する問題がある。グラフェン被覆は、ＣＶＤによって窒化アルミニウム粒子表面にグラフェン層を形成させるため、欠陥のない疎水性表面を形成できる利点がある。また、グラフェン層の高い熱伝導性も期待できる。しかし、グラフェン層によって電気伝導性がでるため、絶縁性を要求される電子部品等には利用できない問題がある。

特開２０１７－８８４５９号公報 特開平７－３３４１５号公報 特開２０１７－３１００５号公報

本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、電気伝導性が低く、かつ耐水性の良い表面被覆された窒化アルミニウム及びその樹脂組成物を提供することにある。

本発明の酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムは、耐水性の向上した窒化アルミニウム粒子であって、窒化アルミニウム粒子表面に酸化グラフェン層を有する。

好ましい実施態様においては、本発明の酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムは、窒化アルミニウム粒子表面に酸化グラフェン層を有する、酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムであって、前記酸化グラフェン層が、Ｘ線光電子分光分析によって得られるＣ１ｓスペクトルにおいてＣ－Ｃ結合Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合およびＯ＝Ｃ－Ｏに帰属されるピークの面積を波形分離によって求めたとき、以下の式（１）の関係を満足し、前記酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムは、温度８５℃、相対湿度８５％Ｒｈに保った恒温恒湿器中に２週間静置した耐水性試験で水酸化アルミニウムの生成が、０．１ｗｔ％以下である。
０．２ ≦ Ａ／Ｂ ≦ ０．３２３ （１）
式（１）中、Ａは酸化グラフェン層のＣ－Ｏ結合に帰属されるピークの面積、Ｂは酸化グラフェンのＣ－Ｃ結合に帰属されるピークの面積を示す。
また、好ましい実施態様においては、前記酸化グラフェン層が、１～５層である。

本発明の酸化グラフェン修飾窒化アルミニウム粒子の製造方法は、酸化グラフェン分散液に窒化アルミニウム粉末を混合する工程、液中から固体を回収して乾燥する工程、および乾燥した固体を５００～６００℃で熱処理する工程からなる。

本発明の樹脂組成物は、前記酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムを含む樹脂組成物からなる。

本発明によれば、粒子表面に酸化グラフェン層を有する窒化アルミニウムを提供する。それにより、窒化アルミニウムの耐水性が向上するため、窒化アルミニウムを配合した熱伝導材料の熱伝導性、環境安定性および耐久性が向上する。また、酸化グラフェン層は電気伝導性が低いため、電気伝導性の低い熱伝導材が期待される。さらに、本発明によれば、電気伝導性が低く、かつ耐水性の向上した窒化アルミニウムを提供できる。

以下、本発明の好ましい実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。

本発明の酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムは、窒化アルミニウム粒子表面に酸化グラフェン層を有しており、この酸化グラフェン層は窒化アルミニウム表面を水から保護する機能を有する。また、一般に、酸化によって生成した構造的欠陥により、酸化グラフェンシートの電気伝導性はグラフェンに比べて非常に低く、酸化グラフェンシート間の電気伝導性も悪いので、酸化グラフェン層が窒化アルミニウムの電気絶縁性を損なうことがない。さらに、窒化アルミニウムが樹脂に配合された場合、樹脂と窒化アルミニウム粒子界面の親和性を改善する機能を有する。さらに、酸化グラフェンが有する酸素含有官能基や不飽和二重結合を利用して、樹脂と化学結合させる方法、これらの基と樹脂分子中の官能基との物理的相互作用を利用する方法、これらの基に樹脂と親和性の良い有機化合物またはオリゴマーを化学結合させる方法などにより、樹脂と窒化アルミニウム粒子界面の親和性をより高めることができる。なお、化学結合させる場合、当業者であれば容易に実施し得る化学反応ならびに有機化合物およびオリゴマーは全て利用できる。

本発明に用いる窒化アルミニウムは、市販のものを利用できる。
窒化アルミニウムのサイズは、一般的に熱伝導分野の使用に適する大きさであれば特に限定されないが、好ましくは平均粒径０．１～１００μｍ、より好ましくは０．５～６０μｍである。０．１μｍより小さいとナノ粒子効果が強くなって配合した樹脂組成物の流動性が著しく低下する。１００μｍより大きいと、例えば熱伝導層を形成した場合、熱伝導層の厚みを薄くできなくなる。

グラファイトをハマーズ法などにより酸化・剥離して得られる酸化グラフェンは、酸化条件によって、単層の酸化グラフェン、単層の酸化グラフェンが複数積層した複層酸化グラフェンおよび内部に酸化されていない層が存在する複層酸化グラフェンの混合物となる。本明細書では、内部に酸化されていない層が存在する複層酸化グラフェンは、酸化グラフェンの定義から除く。また、熱処理等の物理的または化学的処理をされていても、酸素含有官能基（Ｃ－Ｏ－Ｃ基、Ｃ－ＯＨ基およびＣＯＯＨ基）が残っているものは酸化グラフェンとする。

こうした混合物をそのまま使うと酸化グラフェン層は単層から複層の酸化グラフェンが混ざった層になる。なお、酸化グラフェン同士の電気的反発により、窒化アルミニウム粒子上の酸化グラフェンにさらに別の酸化グラフェンは積層しないため、酸化グラフェン層の酸化グラフェン層数の分布は、最初の酸化グラフェンの層数の分布が反映される。

酸化グラフェン層の前記機能は、１～１０層、好ましくは１～８層、より好ましくは１～５層の酸化グラフェンにより発揮される。１０層より多くなると、窒化アルミニウムに直接に接していない酸化グラフェンの剥離によって窒化アルミニウム表面から遊離した酸化グラフェンが熱伝導性材料中に分散し、それらが互いに接触すると導電性パスを作りやすくなるため好ましくない。ここで、酸化グラフェンの層数は、例えば、原子間力顕微鏡、透過型電子顕微鏡、ラマンスペクトルなどで評価することができる。

本発明に用いる酸化グラフェンは、グラファイトをＨｕｍｍｅｒｓ法として知られる公知の方法を用いて酸化し、１～１０層に剥離処理して得た０．０１～５ｗ％水性分散液が利用できる。媒体としては、水を主体として酸化グラフェンが凝集しない範囲で、親水性溶媒、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類、エチレングリコールなどのグリコール類、テトラヒドロフランなどを加えることができる。得られる酸化グラフェンは多数の角を持つ薄いシート状であり、その大きさは原料のグラファイト結晶の大きさに依存する。しかし、実際にはシートの大きさは広い分布を持っているため、利用においては大きさに特に制限はないが、目安としては存在する最大シートの最も長いところの長さが窒化アルミニウム粒子の平均粒子径の１／１０００～２０／１、好ましくは１／５００～１０／１、より好ましくは１／１０～５／１である。１／１０００～２０／１の範囲外であると酸化グラフェン層となりにくい。

酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムは、酸化グラフェン分散液に窒化アルミニウム粉末を加えて、撹拌、振盪または必要に応じてホモジナイザー等の強力な分散装置を用いて分散し、次いで分散液から濾別または遠心沈降によって回収した後、室温乾燥または加熱乾燥後、６０～６００℃で熱処理することにより粉体として得ることができる。窒化アルミニウムを酸化グラフェン分散液に分散する時、窒化アルミニウムは水に弱いので酸化グラフェン分散液としては、非水系分散液を用いることが好ましい。媒体としては、酸化グラフェンが分散しやすい公知の有機溶媒（Ｎ－メチルピロリドン、ジメチルホルムアミドなど）を用いることができる。水分散液から非水系媒体への置換は、通常の溶媒置換法で行うことができる。または、アセトン等の酸化グラフェンが分散しにくい溶媒を水分散液に添加して酸化グラフェンを凝集させて回収し、酸化グラフェンが分散しやすい公知の有機溶媒に再分散することで実施できる。

酸化グラフェン分散液に窒化アルミニウム粉末を分散していくと、沈殿が生じて上澄み（酸化グラフェン分散液層）の色が薄くなっていく。最終的に上澄みは無色透明となり、上澄みから酸化グラフェンは検出されなくなる。すなわち、酸化グラフェン非水系分散液に窒化アルミニウム粉末を分散するだけで、窒化アルミニウム粒子への酸化グラフェンの吸着が起こって、粒子表面に酸化グラフェン層の形成が進んでいると考えられる。

こうした吸着による酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムを作製する方法としては、１）窒化アルミニウムに対して十分な量の酸化グラフェンを含む非水系分散液中に窒化アルミニウムを分散した後、粒子を濾過や遠心分離によって回収後、酸化グラフェンが分散しやすい有機溶媒（Ｎ－メチルピロリドン、ジメチルホルムアミドなど）に再分散する工程を繰り返して吸着していない酸化グラフェンを除き、粒子を回収・乾燥する方法、２）窒化アルミニウムを酸化グラフェンが分散しやすい有機溶媒（Ｎ－メチルピロリドン、ジメチルホルムアミドなど）に分散し、これに酸化グラフェン非水系分散液を上澄みがやや着色するまで段階的に加えた後、粒子を回収・乾燥する方法、３）一定量の酸化グラフェンを含む非水系分散液中に窒化アルミニウムを上澄みが着色しなくなるまで段階的に分散した後、粒子を回収・乾燥する方法、などを挙げることができる。上澄み中の酸化グラフェンの有無は、厳密には上澄みの可視紫外吸収スペクトルを測定することで判断できる。工程の簡便さから、上記３）の方法が好ましい。また、用いる酸化グラフェンの非水系分散液の濃度としては、特に限定されないが、０．００５～１．５重量％、好ましくは０．０１～１重量％、より好ましくは０．０２～０．５重量％である。０．００５重量％より少ないと吸着の有無の判断が難しくなる。１．５重量％より多いと液粘度が高くなって均一混合が難しくなる。

酸化グラフェン層による窒化アルミニウム表面の水からの保護機能を十分に発揮するためには、窒化アルミニウム表面が酸化グラフェンによってまんべんなく覆われていることが好ましい。窒化アルミニウム表面が酸化グラフェンによって覆われる状況は、顕微ラマン分光法を用いて窒化アルミニウム表面上の酸化グラフェンに由来するＤまたはＧバンドの分布を観測することによって知ることができる。酸化グラフェン修飾窒化アルミニウム粒子表面に対してＧバンドのポイントマッピング測定を行った時、Ｇバンドが観測されるポイント数の全測定ポイント数に対する割合を被覆割合とすると、被覆割合は０．５以上、好ましくは０．７以上、より好ましくは０．９以上である。なお、粒子が小さい場合、一度に測定できるポイント数が少ないため、複数の粒子を測定することが好ましい。この場合、複数の粒子の測定ポイント数の合計を全測定ポイント数とする。

酸化グラフェンは酸素含有官能基によって親水性があるので、そのままでは窒化アルミニウム表面を水から保護する機能は弱いと考えられる。本発明の酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムにおいては、窒化アルミニウム表面の酸化グラフェン層が、Ｘ線光電子分光分析によって得られるＣ１ｓスペクトルにおいてＣ－Ｃ結合Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合およびＯ＝Ｃ－Ｏに帰属されるピークの面積を波形分離によって求めたとき、以下の式（１）の関係を満足する。
０．２ ≦ Ａ／Ｂ ≦ ０．７ （１）
式（１）中、Ａは酸化グラフェン層のＣ－Ｏ結合に帰属されるピークの面積／（Ｃ－Ｃ結合、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合およびＯ＝Ｃ－Ｏに帰属されるピークの面積の和）、Ｂは酸化グラフェンのＣ－Ｃ結合に帰属されるピークの面積／（Ｃ－Ｃ結合、Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合およびＯ＝Ｃ－Ｏに帰属されるピークの面積の和）を示す。Ａ／Ｂ比は、好ましくは０．２１ ≦ Ａ／Ｂ ≦０．６５、より好ましくは０．２２ ≦ Ａ／Ｂ ≦０．６である。下限は０．２より小さいと還元型酸化グラフェンの割合が増して導電性がでるので好ましくない。Ａ／Ｂ比は、酸化グラフェン中で最も多い酸素含有基の割合を間接的に示しており、小さい方が酸素含有基が少ない、言い換えると疎水性が増していることを示す。なお、Ａ／Ｂ比は、酸化グラフェン層形成に用いる酸化グラフェンの酸化度によって相対的に変わるので、本明細書では、通常よく用いられる酸素含有率３０～４０ａｔｏｍｉｃ％の酸化グラフェンを基準とする。

Ａ／Ｂ比を上記範囲にする方法としては、酸化グラフェンの酸素含有官能基は加熱によって分解しやすいため、酸化グラフェン層を形成した窒化アルミニウムを６０～６００℃、好ましくは８０～５００℃、より好ましくは９０～４００℃で熱処理することが好ましい。６０℃未満でもＣ－Ｏ結合に帰属されるピーク面積の割合は減るが、処理に時間がかかる。６００℃以上では厳密に不活性雰囲気下で処理を行わないと逆に酸化が進む。また、酸化グラフェン層の導電性が高くなる。熱処理は、６０～２００℃の範囲では大気中でも可能であるが、２００℃以上では不活性雰囲気下で行うことが好ましい。トータルで投入される熱量に比例して酸素含有官能基の分解は進むので、処理時間は、温度と処理量によって適宜設定すればよい。

本発明の樹脂組成物は、酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムを樹脂と混合することによって得ることができる高熱伝導性樹脂組成物である。樹脂組成物中の酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムの混合量は、１～９０体積％、好ましくは１０～９０体積％、より好ましくは２０～９０体積％である。１体積％より少ないと熱伝導性が得られない。窒化アルミニウムの配合量は多い方が熱伝導性が高くなることが知られおり、上限は特に限定されないが、樹脂組成物の機械的強度を考慮すると上限は９０体積％程度が好ましい。

酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムを樹脂と混合する方法は、樹脂が固体の場合は、これらと酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムを紛体で混合した後、ニーダーや二軸押出機などを用いて溶融混合する乾式プロセス、あるいは、樹脂を適切な溶剤に溶解して酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムと混合・撹拌またはホモジナイザーやビーズミルを用いた分散処理をする湿式プロセスで行うことができる。これらの方法は、用いる樹脂の性状によって適宜選択することができる。樹脂が液状の場合は、これらと酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムとを攪拌機、３本ロールやニーダーなどを用いて混合、あるいは、樹脂を適切な溶剤または希釈剤で希釈して酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムと混合・撹拌またはホモジナイザーやビーズミルを用いた分散処理をすることで混合処理できる。これらの方法は、用いる樹脂の性状によって適宜選択することができる。

酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムと混合する樹脂としては、ポリオレフィン、ポリシクロオレフィン、ポリスチレン、ＡＢＳ，ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂などを挙げることができる。

前記樹脂組成物は、必要に応じてさらに硬化剤、架橋剤、重合開始剤、物性を調整するための高分子化合物または低分子化合物、シリカやクレイのような無機フィラーを含むことができる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例には限定されない。

（酸化グラフェン分散液の作製）
硝酸ナトリウム０．３ｇおよび過マンガン酸カリウム１．８ｇを濃硫酸１４ｍｌに溶解させ、これに日本黒鉛製グラファイトＡＣＢ１５０ ０．２ｇを加えて室温で攪拌した。７日間攪拌後、反応液を冷却して５％硫酸水５０ｍｌをゆっくりと加え、さらに３０％過酸化水素水１０ｍｌを加えて１時間室温で攪拌した。次いで、過酸化水素濃度０．５％および硫酸濃度３％となるように調整した混合液１００ｍｌで希釈して、酸化したグラファイトを遠心沈降させた。沈殿物を再び０．５％の過酸化水素と３％の硫酸を含む混合液１００ｍｌに分散させ、次いで遠心沈降させることにより、酸化グラファイトを得た。

上記酸化グラファイトを０．５％の過酸化水素と３％の硫酸を含む混合液１００ｍｌに分散させ、これを透析膜に入れてイオン交換水に漬け、イオン交換水を交換しながら７日間透析を行った。次いで、透析液を超音波洗浄機に入れて８時間超音波照射処理した後、遠心分離することにより上澄みを取りだし、０．２４ｗ％の酸化グラフェン水分散液を得た。分散液を５０倍に希釈してシリコン基板に塗布し、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で観察したところ、厚さ１～５ｎｍ、最も長いところで１０～１００μｍの分布を持つシート状物体を観察することができた。

次いで、上記水分散液１００ｍｌにアセトン１００ｍｌを加えて酸化グラフェンを凝集させて遠心沈降させた。沈降物をＮ－メチルピロリドン１５０ｍｌに再分散させた後、トルエン５０ｍｌを加えてエバポレーターで濃縮し、０．１８ｗ％の酸化グラフェン分散液を得た。この酸化グラフェンのＸ線光電子分光から酸素含有量を求めたところ、３３ａｔｏｍｉｃ％であった。

（実施例１）
（酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムの作製）
ガラス瓶中の０．１８ｗ％酸化グラフェン分散液５０ｍｌに窒化アルミニウム粉末（シグマアルドリッチ社製 平均粒子径１０μｍ）５ｇを加えて蓋をし、ペイントコンディショナー（レッドデビル社）で１０分間振盪した。振盪後、静置して上澄みをみると酸化グラフェンの色である茶色が残っていた。さらに、窒化アルミニウム（以下、「ＡｌＮ」と略記する場合がある。）粉末３ｇを加えて１０分間振盪すると、上澄みはやや茶色を帯びていた。さらに、窒化アルミニウム粉末２ｇを加えて１０分間振盪すると、上澄みは無色となった。
沈殿を濾別して蒸留水１００ｍｌ、アセトン１００ｍｌで洗浄後、６０℃で８時間乾燥して薄茶色の粉末を得た（ＧＯ－ＡｌＮ１とする）。この粉末の一部をアルゴン雰囲気下５００℃で３０分熱処理した（ＧＯ－ＡｌＮ２とする）。

（顕微ラマン分光）
ＧＯ－ＡｌＮ１の任意の２０個の粒子について、顕微ラマンスペクトルを測定（各粒子につき測定ポイント４点）したところ、全ての測定点で酸化グラフェンのＧバンドを観測することができたことから被覆割合は１であり、酸化グラフェンは窒化アルミニウム粒子の表面をまんべんなく覆っているものと考えられる。

（Ｘ線光電子分光）
酸化グラフェン、ＧＯ－ＡｌＮ１およびＧＯ－ＡｌＮ２のＸ線光電子分光を行い、Ｃ１ｓスペクトルの波形分離解析を行った。なお、波形分離解析にあたって、酸化グラフェンのパラメーターをＧＯ－ＡｌＮ１およびＧＯ－ＡｌＮ２の波形分離にも用いた。波形分離結果を表１に示す。表中、Ｂ．Ｅは結合エネルギーを示す。各ピーク面積の総和を１００として各ピークの面積を表す。

表１からＧＯ－ＡｌＮ１とＧＯ－ＡｌＮ２のＡ／Ｂ比を計算すると、それぞれ０．５１２、０．３２３となる。用いた酸化グラフェンでは、０．７３５である。

（耐水性試験）
ＧＯ－ＡｌＮ１、ＧＯ－ＡｌＮ２、無処理ＡｌＮ、およびアルゴン気流化５００℃で１時間処理したＡｌＮ（熱処理ＡｌＮとする）の各１ｇをシャーレに薄く広げて、８５℃８５％Ｒｈに保った恒温恒湿器中に２週間静置した。試験後、熱分析（アルゴン気流下、３０℃→５００℃、１０℃／分）により、水との接触で生成した水酸化アルミニウム量を定量した。結果を表２に示す。

熱分析では、無処理ＡｌＮ、熱処理ＡｌＮおよびＧＯ－ＡｌＮ１で水酸化アルミニウムの脱水による減量が２５０～３００℃の間でみられた。ただし、ＧＯ－ＡｌＮ１の減量は、無処理ＡｌＮおよび熱処理ＡｌＮよりは小さかった。これは酸化グラフェン層による効果と考えられる。ＧＯ－ＡｌＮ２では、減量が０．１ｗ％となり、測定誤差を考慮するとほぼ水酸化アルミニウムは生成していないと考えられる。

以上から、酸化グラフェン層による窒化アルミニウム表面の水からの保護機能は明らかであり、その効果はＡ／Ｂ比が小さいほど大きくなっていた。Ａ／Ｂ比を決定する酸素含有官能基は、トータルで投入される熱量に比例して分解が進むので、ＧＯ－ＡＮ１のケースでも６０℃保持時間を長くすることでＡ／Ｂ比はより小さくなると考えられる。

（実施例２）
（酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムを含む樹脂組成物の作製１）
無溶剤型シリコーン樹脂（信越化学工業製 ＫＮＳ－３２０Ａ）１．００重量部に実施例１で作製したＧＯ－ＡｌＮ２ ３．２６重量部と硬化剤（信越化学工業製ＣＡＴ－ＰＬ－５０Ｔ）０．０３重量部を乳鉢でよく混ぜ合わせた。混合物をポリテトラフッ化エチレン製四角容器に入れて真空脱泡（室温３０分）した後、ポリテトラフッ化エチレン製板で混合物を押し広げながら蓋をして、８０℃３０分加熱して硬化させた。
得られた硬化物を型枠から取り出してベテル製サーモウェーブアナライザ ＴＡ（周期加熱方式）を用いて厚み方向の熱拡散率を測定し、硬化物の比熱と比重から厚み方向の熱伝導率を算出したところ、熱伝導率は１．４１Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。
さらに、耐電圧試験機（菊水電子工業製ＴＯＳ５１０１）を用いて、硬化物の耐電圧を評価した。測定は、１０ｍｍ×１０ｍｍの金属電極で試料を挟み、昇圧速度１ｋＶ／１０秒でショートした時の電圧を記録することで行った。耐電圧は、１８ｋＶ／ｍｍであった。

（比較例１）
無処理の窒化アルミニウム（シグマアルドリッチ製 粒子径１０μｍ）にする以外は実施例２と同様にして硬化物を作製し、厚み方向の熱伝導率を算出したところ、熱伝導率は１．３９Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。実施例２の結果と比較すると酸化グラフェン層による窒化アルミニウムの熱伝導性の阻害はないと考えられる。
また、実施例２と同様にして耐電圧を測定したところ、１９ｋＶ／ｍｍであった。実施例２の硬化試料と同等の値であることから、酸化グラフェン層による窒化アルミニウムの電気絶縁性の低下はないと考えられる。

本発明の酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムは、窒化アルミニウム粒子表面に酸化グラフェン層を有しており、この酸化グラフェン層は窒化アルミニウムの電気絶縁性を損なうことなく表面を水から保護する機能を有する。また、窒化アルミニウムが樹脂に配合された場合、樹脂と窒化アルミニウム粒子界面の親和性を改善する機能を有する。それにより機械的強度と熱伝導性の優れた熱伝導性樹脂組成物を提供できる。また、本発明によれば、低コストで酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムを提供できる。

Claims (4)

1. 窒化アルミニウム粒子表面に酸化グラフェン層を有する、酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムであって、前記酸化グラフェン層が、Ｘ線光電子分光分析によって得られるＣ１ｓスペクトルにおいてＣ－Ｃ結合Ｃ－Ｏ結合、Ｃ＝Ｏ結合およびＯ＝Ｃ－Ｏに帰属されるピークの面積を波形分離によって求めたとき、以下の式（１）の関係を満足し、前記酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムは、温度８５℃、相対湿度８５％Ｒｈに保った恒温恒湿器中に２週間静置した耐水性試験で水酸化アルミニウムの生成が、０．１ｗｔ％以下である酸化グラフェン修飾窒化アルミニウム。
   ０．２ ≦ Ａ／Ｂ ≦ ０．３２３ （１）
   式（１）中、Ａは酸化グラフェン層のＣ－Ｏ結合に帰属されるピークの面積、Ｂは酸化グラフェンのＣ－Ｃ結合に帰属されるピークの面積を示す。
2. 前記酸化グラフェン層が、１～５層である請求項１に記載の酸化グラフェン修飾窒化アルミニウム。
3. 酸化グラフェン修飾窒化アルミニウム粒子の製造方法であって、
   酸化グラフェン非水系分散液に窒化アルミニウム粉末を混合する工程、
   液中から固体を回収して乾燥する工程、
   乾燥した固体を５００～６００℃で熱処理する工程
   からなる、酸化グラフェン修飾窒化アルミニウム粒子の製造方法。
4. 請求項１又は請求項２に記載の酸化グラフェン修飾窒化アルミニウムを含む樹脂組成物。