JPWO2009136542A1 - 熱伝導性樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)マトリックス成分と、
(b)比表面積が0.06m2/g以上1.0m2/g以下の大粒径熱伝導性無機粉体と、
(c)処理前の比表面積が1.0m2/gを越え20m2/g以下の小粒径熱伝導性無機粉体と、
(d)加硫剤及び/又は硬化剤とを含む熱伝導性樹脂組成物であって、
前記(c)成分の小粒径熱伝導性無機粉体は、R(CH3)aSi(OR’)3−a(Rは炭素数6〜20の非置換または置換有機基、R’は炭素数1〜4のアルキル基、aは0もしくは1)で示されるシラン化合物、もしくはその部分加水分解物で処理され、その量が小粒径熱伝導性無機粉体の全表面積を覆うのに必要な量よりも少ない量で表面処理されており、
前記(b)成分の大粒径熱伝導性無機粉体の表面積の割合は、前記(b)成分の大粒径熱伝導性無機粉体と前記(c)成分の小粒径熱伝導性無機粉体の合計表面積の10%以下であり、
熱伝導率が0.8W/m・K以上であることを特徴とする。
乾式法は、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、振動ミルのような機械的な撹拌により熱伝導性無機粉体を撹拌しながら、これに薬剤を滴下して表面処理をおこなう方法である。薬剤にはシランをアルコール溶剤で希釈した溶液や、シランをアルコール溶剤で希釈し、さらに水を添加した溶液や、シランをアルコール溶剤で希釈しさらに水、酸を添加した溶液等がある。薬剤の調整方法はシランップリング剤製造会社のカタログ等に記載されているが、どの方法を選択するかはシランの加水分解速度や熱伝導性無機粉体の種類によってどのような方法で処理するかを決める。
湿式法は、熱伝導性無機粉体を薬剤に直接浸漬しておこなう方法である。薬剤はシランをアルコール溶剤で希釈した溶液や、シランをアルコール溶剤で希釈しさらに水を添加した溶液や、シランをアルコール溶剤で希釈しさらに水、酸を添加した溶液等があり、薬剤の調整方法は、どのような方法を選択するかはシランの加水分解速度や熱伝導性無機粉体の種類によってどのような方法で処理するかを決める。
インテグラルブレンド法は、樹脂と熱伝導性無機粉体を混合するときにシランを原液またはアルコール等で希釈したものを混合機の中に直接添加し、撹拌する方法である。薬剤の調整方法は乾式法及び湿式法と同様であるが、インテグラルブレンド法でおこなう場合のシラン量は前記、乾式法、湿式法に比べて多くすることが一般的である。
シラン量(g)=熱伝導性無機粉体の量(g)×熱伝導性無機粉体の比表面積(m2/g)/シランの最小被覆面積(m2/g)
「シランの最小被覆面積」は次の計算式で求める。
シランの最小被覆面積(m2/g)=(6.02×1023)×(13×10−20)/シランの分子量
前記式中、6.02×1023:アボガドロ定数
13×10−20:1分子のシランが覆う面積(0.13nm2)
(b)成分の大粒径熱伝導性無機粉体の表面積(m2)=熱伝導性無機粉体の量(g)×熱伝導性無機粉体の比表面積(m2/g)・・・I
(c)成分の小粒径熱伝導性無機粉体の表面積(m2)=熱伝導性無機粉体の量(g)×熱伝導性無機粉体の比表面積(m2/g)・・・II
[I/(I+II)]×100≦10である。
1.材料成分
(1)ポリマー成分
ポリマー成分としてポリイソブチレンであるEP200A(製品名、カネカ社製)、PAO−5010(製品名、出光興産社製),CR300(製品名、カネカ社製)を使用した。
(2)白金触媒と遅延剤
白金触媒として、PT−VTSC−3.0IPA(製品名、ユミコアプレシャスメタルズ・ジャパン社製)、遅延剤としてサーフィノール61(製品名、日信化学工業製)を使用した。
(3)小粒径熱伝導性無機粉体
小粒径熱伝導性無機粉体としてAL43L(製品名、昭和電工株式会社製,比表面積3.2m2/g、レーザ回折散乱法によるd50平均粒子径は1.1μm)を使用した。
(4)大粒径熱伝導性無機粉体
大粒径熱伝導性無機粉体としてAS10(製品名、昭和電工株式会社製、比表面積0.5m2/g、レーザ回折散乱法によるd50平均粒子径は39μm)を使用した。
(5)シラン
シランとしてヘキシルトリエトキシシランKBE3063(製品名、信越化学工業株式会社製)を使用した。KBE3063の必要量=熱伝導性無機粉体の量(g)×熱伝導性無機粉体の比表面積(m2/g)/シランの最小被覆面積(m2/g)で算出した。KBE3063の最小被覆面積は315m2/gであることから1000g×3.2m2/g/315m2/g=10.2gとした。
(6)無機粉体のシラン処理1
小粒径熱伝導性無機粉体は以下の処理をおこなった。
(乾式法1)
ブレンダーにAL43Lを1kg投入し撹拌しながらKBE3063、10.2gを少しずつ添加し15分撹拌し1日放置後、100℃で2時間乾燥した。
(乾式法2)
ブレンダーにAL43Lを1kg投入し撹拌しながらKBE3063、10.2g、イソプロパノール20g、水1gの割合で混合した薬剤を少しずつ添加し、15分撹拌し、1日放置後、100℃で2時間乾燥した。
(湿式法)
ブレンダーにAL43Lを1kg投入し撹拌しながらKBE3063 10.2g、イソプロパノール1000g、水0.5gの割合で混合した薬剤を少しずつ添加し、30分撹拌し、そのまま1日放置後、溶剤分を除いた後に100℃で2時間乾燥した。
(7)無機粉体のシラン処理2
大粒径熱伝導性無機粉体は以下の処理をおこなった。
(乾式法2)
AS10の場合:ブレンダーにAS10を1kg投入し撹拌しながらKBE3063、1.6g、イソプロパノール10g、水0.5gの割合で混合した薬剤を少しずつ添加し、15分撹拌し、1日放置後、100℃で2時間乾燥した。
AW50−74の場合:ブレンダーにAS10を1kg投入し撹拌しながらKBE3063 0.22g、イソプロパノール5g、水0.1gの割合で混合した薬剤を少しずつ添加し、15分撹拌し、1日放置後、100℃で2時間乾燥した。
(インテグラル法)
コンパウンド作成する時にシランを添加することでおこなった。
(8)コンパウンドの作成
EP200A,PAO−5010及びCR300を各々、所定の質量部に対して無機粉体を所定の質量部、さらに酸化鉄,白金触媒,遅延剤を添加してプラネタリーミキサーで脱泡しながら10分撹拌してコンパウンドにした。
インテグラル法で無機粉体の表面処理をおこなう場合はシランも追加し添加して同様な加工をおこなった。コンパウンドの配合は表1の実施例と表2の実施例の条件でおこなった。
(9)シート成形
フッ素離型処理をしたポリエステルフィルムに厚さ2mmの金枠を置きコンパウンドを流し込み、もう一枚のフッ素離型処理をしたポリエステルフィルムを載せる。これを5MPaの圧力で120℃、20分間硬化して試験片を成形した。
大粒径熱伝導性無機粉体の表面積(m2)=熱伝導性無機粉体の量(g)×熱伝導性無機粉体の比表面積(m2/g)・・・I
小粒径熱伝導性無機粉体の表面積(m2)=熱伝導性無機粉体の量(g)×熱伝導性無機粉体の比表面積(m2/g)・・・II
[I/(I+II)]×100・・・(A)
各物性の測定は以下の方法でおこなった。
(i)熱伝導率:ホットディスク法(京都電子工業株式会社)熱物性測定装置TPA−501(製品名)を使用して測定した。この装置の説明は同社のホームページに掲載されている。
測定試料は以下のように作成した。
各実施例,比較例で記述してあるシート成形方法にて作成した厚み2mmシートを大きさ縦25mm×横25mmにカットしこれを4枚重ね合わせて1つのブロックとした。これを2個用意した。直径7mmのセンサ−を、用意したブロックで上下に挟み、冶具にセットした。冶具を挟むトルクは30N・cmでおこなった。なお自己粘着性のないシートも重ね合わせて1つのブロックとした。
測定方法は、冶具にセットしたら風があたらないよう冶具付属の覆いをし、15分間安定化させた。安定化したら測定を開始し、数字を読みとった。別の試料を測定する場合は同じ作業を繰り返す。
(ii)硬度:ASTM D2240 Shore A
(iii)揮発ガス量:ヘッドスペース法によるガスクロマトグラフ
(iv)低分子シロキサン揮発量:ヘッドスペース法によるガスクロマトグラフ
(v)粘度は硬化前のコンパウンドの粘度:精密回転粘度計による測定
表1から、小粒径熱伝導性無機粉体の表面処理方法の違いによって硬度、熱伝導率の物性が大きく変わることはないといえる。しかし、表2から明らかなとおり、揮発ガス量はインテグラルブレンド法(比較例4〜6)でおこなうと多かった。
次に小粒径熱伝導無機粉体を二種以上の混合にして実験した。上記のアルミナに加えてAL160SG−1(製品名、昭和電工株式会社製,比表面積6.6m2/g、レーザ回折散乱法によるd50平均粒子径は0.4μm),AW50−74(製品名、株式会社マイクロン社製、比表面積0.07m2/g、レーザ回折散乱法によるd50平均粒子径は55μm)を使用した。AL160SG−1粒径熱伝導性無機粉体は以下の処理をおこなった。
(乾式法1)
ブレンダーにAL160SG−1を1kg投入し、撹拌しながらKBE3063、21.0gを少しずつ添加し15分撹拌し1日放置後、100℃で2時間乾燥した。
(乾式法2)
ブレンダーにAW50−74を1kg投入し、撹拌しながらKBE3063、0.22g、イソプロパノール、5g、水、0.1gの割合で混合した薬剤を少しずつ添加し、15分撹拌し、1日放置後、100℃で2時間乾燥した。コンパウンド作成方法及びシート成形は表1の実施例1〜9及び表2の比較例1〜9と同様である。コンパウンドの配合は表3の条件でおこなった。
表3から、比表面積の大きい小粒径熱伝導性無機粉体をシランで処理することによってポリマー成分への充填性はよくなり、ゴム硬度は低くなることがわかる。また、大粒径熱伝導性無機粉体は表面処理をしなくても比表面積の大きい小粒径熱伝導性無機粉体を表面処理するのみで、熱伝導性無機粉体がポリマー成分に大量に充填されているにもかかわらず、硬度が低く、かつ熱伝導率が高く、表面処理剤由来のアウトガスが少なくなった。
下記の実施例及び比較例では、同様な実験を別のポリマー成分でおこなった。
(1)ポリマー成分としてエチレン−プロピレン共重合体X−4010(製品名、三井化学社製)、ダイアナプロセスオイルPW−90(製品名、出光興産社製),CR300(製品名、カネカ社製)を使用した。
(2)白金触媒は、PT−VTSC−3.0IPA(製品名、ユミコアプレシャスメタルズ・ジャパン社製)を使用した。
(3)遅延剤は、サーフィノール61(製品名、日信化学工業社製)を使用した。
(4)コンパウンドの作成
X−4010,ダイアナプロセスオイルPW−90及びCR300各々を所定の質量部に対して無機粉体を所定の質量部さらに酸化鉄,白金触媒,遅延剤を添加してプラネタリーミキサーで脱泡しながら10分撹拌してコンパウンドにした。
インテグラル法にて無機粉体の表面処理をおこなう場合はシランも追加し添加して同様な加工をおこなった。コンパウンドの配合は表4の実施例,表5の実施例とおりおこなった。
(5)シート成形方法
フッ素離型処理をしたポリエステルフィルムに厚さ2mmの金枠を置きコンパウンドを塊でおきもう一枚のフッ素離型処理をしたポリエステルフィルムを載せる。これを5MPaの圧力で120℃、20分間硬化した。
以下の表6の実施例22〜24及び比較例25〜30は、小粒径熱伝導性無機粉体を二種以上の混合にして表6のように実験をした。小粒径熱伝導性無機粉体はAL160SG−1(製品名、昭和電工株式会社製。比表面積6.6m2/g),AW50−74(製品名、株式会社マイクロン社製、比表面積0.07m2/g)を使用し処理方法は、表3の実施例10〜12及び比較例10〜15で使用した熱伝導性無機粉体と同様の処理をおこなった。
次に小粒径無機粉体(AL43L,AL160SG−1)の全表面積を覆う計算値の2倍量のシランで表面処理した場合の検討をした。また、前記式(A)において、10を越えた場合も併せて検討した。
(乾式法3)
(1)AL43Lの処理の場合
ブレンダーにAL43Lを1kg投入し撹拌しながらKBE3063を20.2g少しずつ添加し、15分間撹拌し、1日放置後、100℃で2時間乾燥した。
(2)AL160SG−1の処理の場合
ブレンダーにAL160SG−1を1kg投入し撹拌しながらKBE3063を42.0g少しずつ添加し、15分間撹拌し、1日放置後、100℃で2時間乾燥した。
コンパウンド作成方法,作成方法は表3の実施例10〜12及び比較例10〜15と同様におこなった。
以下、二液室温硬化シリコーンゴムの実施例で説明する。
1.材料成分
(1)シリコーン成分
シリコーン成分として二液室温硬化シリコーンゴム(二液RTV)はSE1885(商品名、東レ・ダウコーニング株式会社製)を使用した。なお、SE1885には白金触媒と硬化剤が予め添加されている。
(2)小粒径熱伝導性無機粉体
実施例冒頭部の「材料成分」の(3)と同じものを使用した。
(3)大粒径熱伝導性無機粉体
実施例冒頭部の「材料成分」の(4)と同じものを使用した。
(4)シラン
実施例冒頭部の「材料成分」の(5)同じのものを使用した。
(5)小粒径熱伝導性無機粉体のシラン処理
実施例冒頭部の「材料成分」の(6)と同じ様に処理をおこなった。
(6)シート成形加工方法
フッ素離型処理をしたポリエステルフィルムに厚さ2mmの金枠を置きコンパウンドを流し込み、もう一枚のフッ素離型処理をしたポリエステルフィルムを載せた。これを5MPaの圧力で、120℃、10分硬化した。
各物性の測定方法は以下の通りとした。
熱伝導率:ホットディスク法(京都電子工業株式会社)
硬度:ASTM D2240 Shore00
揮発ガス量:ヘッドスペース法によるガスクロマトグラフ
なお排ガス量はシートに残存するKBE3063の量とした。
次に、実施例34〜36で小粒径熱伝導性無機粉体を二種以上混合し実験をした。前記、実施例25〜33で使用した、AL43L(商品名、昭和電工株式会社製、比表面積3.2m2/g)、AS−10(商品名、昭和電工株式会社製、比表面積0.5m2/g)に加えてAL160SG−1(製品名、昭和電工株式会社製、比表面積6.6m2/g)、AW50−74(製品名、株式会社マイクロン社製、比表面積0.07m2/g)を使用した。AL160SG−1熱伝導性無機粉は前記表6と7の間に記載されている乾式法(3)と同様な処理をおこなった。シート成形は前記(6)シート成形加工方法と同様におこなった。
(1)オクチルトリエトキシラン Z6341(最小被覆面積:283m2/g)
(2)デシルトリメトキシシラン AY43−210MC(最小被覆面積:298m2/g)
(3)オクタデシルトリメトキシシラン AY43−218MC(最小被覆面積:205m2/g)
(4)メチルトリエトキシシラン SZ6072(最小被覆面積:439m2/g)
処理方法は前記実施例同様に(乾式法1)で以下の処方でおこなった。ブレンダーにAL43Lを1kg投入し撹拌しながら下記の添加量にて薬剤を作成し、その薬剤を少しずつ添加し15分撹拌し、1日放置後、100℃で2時間乾燥した。
SE1885を100質量部に乾式法1によりオクチルトリエトキシランで処理したAL43Lを300質量部、AS10を200質量部、酸化鉄を5質量部添加してプラネタリーミキサーで脱泡しながら10分撹拌してコンパウンドを得た。これをシート成形加工した。
SE1885を100質量部に乾式法1によりオクチルトリエトキシランで処理したAL43Lを400質量部、AS10を100質量部、酸化鉄を5質量部添加してプラネタリーミキサーで脱泡しながら10分撹拌してコンパウンドを得た。これをシート成形加工した。
SE1885を100質量部に乾式法1によりデシルトリメトキシシランで処理したAL43Lを300質量部、AS10を200質量部、酸化鉄を5質量部添加してプラネタリーミキサーで脱泡しながら10分撹拌してコンパウンドを得た。これをシート成形加工した。
SE1885を100質量部に乾式法1によりデシルトリメトキシシランで処理したAL43Lを400質量部、AS10を100質量部、酸化鉄を5質量部添加してプラネタリーミキサーで脱泡しながら10分撹拌してコンパウンドを得た。これをシート成形加工した。
SE1885を100質量部に乾式法1によりオクタデシルトリメトキシシランで処理したAL43Lを300質量部、AS10を200質量部、酸化鉄を5質量部添加してプラネタリーミキサーで脱泡しながら10分撹拌してコンパウンドを得た。これをシート成形加工した。
SE1885を100質量部に乾式法1によりオクタデシルトリメトキシシランで処理したAL43Lを400質量部、AS10を100質量部、酸化鉄を5質量部を添加してプラネタリーミキサーで脱泡しながら10分撹拌してコンパウンドを得た。これをシート成形加工した。
SE1885を100質量部に乾式法1によりメチルトリメトキシシランで処理したAL43Lを300質量部、AS10を200質量部、酸化鉄を5質量部を添加してプラネタリーミキサーで脱泡しながら10分撹拌してコンパウンドを得た。これをシート成形加工した。
SE1885を100質量部に乾式法1により、メチルトリメトキシシランで処理したAL43Lを400質量部、AS10を100質量部、酸化鉄を5質量部を添加してプラネタリーミキサーで脱泡しながら10分撹拌してコンパウンドを得た。これをシート成形加工した。
SE1885を100質量部に無処理のAL43Lを300質量部、AS10を200質量部、酸化鉄を5質量部を添加してプラネタリーミキサーで脱泡しながら10分撹拌してコンパウンドを得た。これをシート成形加工した。
SE1885を100質量部に無処理のAL43Lを400質量部、AS10を100質量部、酸化鉄を5質量部を添加してプラネタリーミキサーで脱泡しながら10分撹拌してコンパウンドを得た。これをシート成形加工した。
比較例として大粒径無機粉体にも表面処理したものを使用することも実験した。使用する大粒径熱伝導性無機粉体はAS10(商品名、昭和電工株式会社製、比表面積0.5m2/g),AW50−74(商品名、株式会社マイクロン社製、比表面積0.07m2/g)シランとしてヘキシルトリエトキシシランKBE3063(製品名、信越化学工業株式会社製)を使用した。各大粒径無機粉体に対するKBE3063の必要量は、実施例の冒頭部分の実施例の冒頭部分の材料成分(5)と同様とした。
次にシリコーン成分としてミラブル型シリコーンゴムを用いて検討した。
(シート成形方法)
フッ素離型処理をしたポリエステルフィルムに厚さ2mmの金枠を置きコンパウンドを流し込み、もう一枚のフッ素離型処理をしたポリエステルフィルムを載せた。これを5MPaの圧力で170℃、10分硬化した。さらに200℃、4時間オーブンで熱処理をした。
(1)熱伝導率:ホットディスク法(京都電子工業株式会社)
(2)硬度:ASTM D2240 Shore A
(3)揮発ガス量:ヘッドスペース法によるガスクロマトグラフ
表14から明らかなとおり、シリコーン成分としてミラブル型シリコーンゴムを使用した系では、小粒径熱伝導性無機粉に表面処理をしないと充填もできなかった。比較例52は、比率が10を越えている。10を越えるということは大粒径無機粉体のシリコーンへの充填量は増えることになる。熱伝導性の向上のためには大粒径無機粉体の間隙に小粒径無機粉体が入るようにするのがよいが比較例52は実施例43と同じシリコーンへの充填量にかかわらず熱伝導率が0.7W/m・Kと低下した。
(比較例53)
TSE201、50質量部、とSH8311CVU、45質量部を二本ロールで素練りし、さらに乾式法2で処理したAO502(製品名、株式会社アドマテックス製、比表面積7.5m2/g、レーザ回折散乱法によるd50平均粒子径は0.7μm)、200質量部、乾式法2で処理したAS20(製品名、昭和電工株式会社製、比表面積0.8m2/g、レーザ回折散乱法によるd50平均粒子径は22μm)、100質量部添加し、混練りした。さらにTC−25B、5質量部を加え、混練りし、最後にTC−25A、1質量部添加し、混練りしてコンパウンドを作成した。
TSE201、50質量部、SH8311CVU、45質量部を二本ロールで素練りし、さらに乾式法2で処理したAO502、200質量部、乾式法2で処理したAS20、200質量部を添加し、混練りした。さらにTC−25B、5質量部を加え、混練りし、最後にTC−25A、1質量部を添加し、混練りしてコンパウンドを作成した。
次に小粒径無機粉体(AL43L,AL160SG−1)の全表面積を覆う2倍量のシランで表面処理した場合の検討をした。また、前記式(A)において10を越えた場合も併せて検討した。
(1)AL43Lの場合
ブレンダーにAL43Lを1kg投入し撹拌しながらKBE3063、20.2g少しずつ添加し、15分間撹拌し、1日放置後、100℃で2時間乾燥した。
(2)AL160SG−1の場合
ブレンダーにAL160SG−1を1kg投入し撹拌しながらKBE3063、42.0g少しずつ添加し、15分間撹拌し、1日放置後、100℃で2時間乾燥した。
下記の実施例では、樹脂成分としてポリエチレン ノバテックUJ480(製品名、日本ポリエチレン社製)を使用し、小粒径熱伝導性無機粉としてAL43L,比表面積3.2m2/g(製品名、昭和電工株式会社製)大粒径熱伝導性無機粉としてAS10,比表面積0.5m2/g(製品名、昭和電工株式会社製)、シランとしてヘキシルトリエトキシシランKBE3063(製品名、信越化学工業株式会社製)を使用した。KBE3063の量は実施例の冒頭部分の材料成分(5)と同様とした。小粒径熱伝導性無機粉は、同材料成分(6)と同様に処理をおこなった。
大粒径熱伝導性無機粉は、同材料成分(7)と同様に処理をおこなった。
インテグラル法の場合は表18の比較例62〜64に示すとおりとし、コンパウンド作成の際にKBE3063を必要量添加した。
(コンパウンド作成方法)
二軸ロールにて90℃で加温しながらポリエチレンを1分間素練し、熱伝導無機粉体を投入し二軸ロールで5分混練りしてコンパウンドを作成した。
(シート成型方法)
フッ素離型処理をしたポリエステルフィルムに厚さ2mmの金枠を置きコンパウンドを流し込み、もう一枚のフッ素離型処理をしたポリエステルフィルムを載せる。これを5MPaの圧力で120℃で10分加熱し、その後冷却し熱伝導性樹脂組成物を得た。
各物性の測定方法は以下の通り。
熱伝導率:ホットディスク法(京都電子工業株式会社)
硬度:ASTM D2240 Shore D
揮発ガス量:ヘッドスペース法によるガスクロマトグラフ
流動性:厚み2.0mm、直径13mmのサンプルを作成し、150℃を保持したヒータ上にサンプルをおき、150℃に保温した500gの重りを載せ10分後の厚みを測定した。厚みが薄いほど流動性がよいことを示す。
表17及び表18と同様に小粒径熱伝導無機粉体の処理の有無,処理した大粒径熱伝導無機粉体を使用した場合の検討をした。しかし、小粒径熱伝導無機粉体を二種以上の混合にして実験した。
以上の条件と結果を表19に示す。なお比率および各物性は前記と同様である。
同様な実験を別の樹脂成分でおこなった。樹脂成分:エポキシ樹脂 エビコート825(製品名、ジャパンエポキシレジン株式会社製)、硬化剤:アミキュアMY−H(製品名、味の素ファインテクノ株式会社製)小粒径熱伝導性無機粉は以下の処理をおこなった。これら処理は表17の実施例45〜表19の56,比較例59〜73で使用した熱伝導性無機粉と同様である。
(コンパウンド作成方法)
プラネタリーミキサーにてエポキシ樹脂に熱伝導無機粉体を投入し10分間室温にて混練りし、硬化剤を投入してさらに5分混練りしてコンパウンドを作成した。
(シート成型方法)
フッ素離型処理をしたポリエステルフィルムに厚さ2mmの金枠を置きコンパウンドを流し込み、もう一枚のフッ素離型処理をしたポリエステルフィルムを載せる。これを5MPaの圧力で120℃で45分加熱し、その後冷却し熱伝導性樹脂組成物を得た。
各物性の測定方法は以下の通り。
熱伝導率:ホットディスク法(京都電子工業株式会社)
硬度:ASTM D2240 Shore D
揮発ガス量:ヘッドスペース法によるガスクロマトグラフ
粘度は硬化前のコンパウンドの粘度:精密回転粘度計による測定。
表20及び表21と同様に小粒径熱伝導無機粉体の処理の有無,処理した大粒径熱伝導無機粉体を使用した場合の検討をした。しかし、小粒径熱伝導無機粉体を二種以上の混合にして実験した。前記のアルミナに加えてAL160SG−1,比表面積6.6m2/g(昭和電工株式会社製),AW50−74,比表面積0.07m2/g(株式会社マイクロン社製)を使用した。処理方法はAL160SG−1は、前記表3の下の乾式法1,AW50−74は、実施例の冒頭部分の材料成分(7)と同様である。
シート成形は実施例57〜65,比較例74〜82と同様である。条件と結果を表22に示す。
Claims (15)
- (a)マトリックス成分と、
(b)比表面積が0.06m2/g以上1.0m2/g以下の大粒径熱伝導性無機粉体と、
(c)処理前の比表面積が1.0m2/gを越え20m2/g以下の小粒径熱伝導性無機粉体を含み、
前記(c)成分の小粒径熱伝導性無機粉体は、R(CH3)aSi(OR’)3−a(Rは炭素数6〜20の非置換または置換有機基、R’は炭素数1〜4のアルキル基、aは0もしくは1)で示されるシラン化合物、もしくはその部分加水分解物で処理され、その量が小粒径熱伝導性無機粉体の全表面積を覆うのに必要な量よりも少ない量で表面処理されており、
前記(b)成分の大粒径熱伝導性無機粉体の表面積の割合は、前記(b)成分の大粒径熱伝導性無機粉体と前記(c)成分の小粒径熱伝導性無機粉体の合計表面積の10%以下であり、
熱伝導率が0.8W/m・K以上であることを特徴とする熱伝導性樹脂組成物。 - 前記(a)成分が熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂及びゴムから選ばれる少なくとも一つである請求項1に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 前記(a)成分がシリコーンゴムである請求項1に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 前記(b)成分及び前記(c)成分の熱伝導性無機粉体が、アルミナ,酸化亜鉛,酸化マグネシウム及びシリカから選ばれる少なくとも一つである請求項1に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 前記(c)成分由来の揮発ガス量が5μg/cm2以下である請求項1に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 前記(a)成分は熱硬化性樹脂であり、硬化剤を含む請求項2に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 前記(a)成分のシリコーンゴムは、白金触媒により硬化されている請求項3に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 前記(b)成分及び前記(c)成分の比表面積はBET比表面積であり、測定方法はJIS R1626に従う請求項1に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 前記シラン化合物の量は、下記計算式で計算されるシラン化合物量の0.5倍以上1.0倍未満である請求項1に記載の熱伝導性樹脂組成物。
シラン化合物量(g)=熱伝導性無機粉体の量(g)×熱伝導性無機粉体の比表面積(m2/g)/シランの最小被覆面積(m2/g) - 前記シランの最小被覆面積(m2/g)は[(6.02×1023)×(13×10−20)/シランの分子量]によって求める請求項9に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 前記シラン化合物もしくはその部分加水分解物で被覆処理された前記(c)成分の小粒径熱伝導性無機粉体は、前記(b)成分の大粒径熱伝導性無機粉体とともに(a)マトリックス成分に混合されている請求項1に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 前記シラン化合物もしくはその部分加水分解物は、乾式法又は湿式法により前記(c)成分の小粒径熱伝導性無機粉体に被覆されている請求項1に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 前記乾式法又は湿式法により前記シラン化合物もしくはその部分加水分解物を前記(c)成分の小粒径熱伝導性無機粉体に被覆した後、未反応物は除去されている請求項12に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 前記アルミナは、純度99.5質量%以上のα−アルミナである請求項4に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 前記熱伝導性無機粉体の粒径を球形とみなしたとき、前記比表面積が0.06m2/g以上1.0m2/g以下の大粒径粒子は、平均粒子径が20μm以上であり、
前記比表面積が1m2/gを超え20m2/g以下の小粒径粒子は、平均粒子径が20μm未満である請求項1に記載の熱伝導性樹脂組成物。
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