TW201335351A - 熱傳導改良劑 - Google Patents

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Abstract

本發明目的在於提供：能對樹脂賦予高熱傳導性的熱傳導性改良劑。本發明的熱傳導性改良劑，係以具有10nm~0.2μm厚度、且依照SEM法所測定之長寬比(長徑/厚度)為10以上的氫氧化鎂粒子作為有效成分。

Description

熱傳導改良劑
本發明係關於熱傳導改良劑、摻合有其之樹脂組成物、及其成形品。又，本發明係提升樹脂組成物之熱傳導性的方法。
合成樹脂、橡膠類、陶瓷等的熱傳導性改良劑，截至目前為止係使用氧化鎂、氧化鋁、二氧化矽等(專利文獻1)。二氧化矽的熱傳導性較低。氧化鋁雖熱傳導性較高，但硬度偏高，因而在成形時有導致對成形機、模具造成磨損的缺點。所以，硬度較低、熱傳導率為氧化鋁約3倍的氧化鎂作為熱傳導性改良劑而受到矚目。然而，氧化鎂有因水或水蒸氣的逐漸侵入而轉變為氫氧化鎂，致使物理性質喪失的缺點，所以目標指向於更高熱傳導率而進行各種改良。例如：使氧化鎂的表面上具有矽及/或鋁與鎂之複氧化物被覆層者(專利文獻2)、利用磷化合物施行表面被覆的氧化鎂(專利文獻3)。又，亦提案有以氫氧化鎂作為熱傳導改良劑的技術(專利文獻4)。然而，任一者均未能獲得滿足的結果。
專利文獻1：日本專利特開平7-324146號
專利文獻2：日本專利特開2004-27177號
專利文獻3：日本專利特開2006-282783號
專利文獻4：日本專利特開平9-176368號
本發明目的在於提供：能改良樹脂熱傳導性的熱傳導改良劑。又，本發明目的在於提供：拉伸強度、伸長率等機械強度優異、具有高熱傳導性的樹脂組成物、及該等的成形品。又，本發明係提供： 提升樹脂組成物之熱傳導性的方法。
本發明者針對以氫氧化鎂粒子作為有效成分的熱傳導改良劑之改良進行研究。結果發現具有高長寬比的氫氧化鎂粒子，能達到作為熱傳導性改良劑的優異效果，遂完成本發明。
即，本發明的熱傳導性改良劑，係以具有10nm~0.2μm厚度、且依照SEM法所測定之長寬比(長徑/厚度)為10以上的氫氧化鎂粒子作為有效成分。
再者，本發明的上述樹脂組成物，係含有(i)100重量份樹脂、及(ii)20~300重量份熱傳導性改良劑的樹脂組成物，其中，熱傳導性改良劑係具有10nm~0.2μm厚度、且依照SEM法所測定之長寬比(長徑/厚度)為10以上的氫氧化鎂粒子。
再者，本發明的成形品係由上述樹脂組成物所構成。
再者，本發明的上述方法，係提升含有樹脂與氫氧化鎂粒子之樹脂組成物熱傳導性的方法，其特徵在於：相對於樹脂100重量份，摻合入具有10nm~0.2μm厚度、且依照SEM法所測定之長寬比(長徑/厚度)為10以上的氫氧化鎂粒子20~300重量份。
<熱傳導性改良劑>
本發明的熱傳導性改良劑係以具有10nm~0.2μm厚度、且依照SEM法所測定之長寬比(長徑/厚度)為10以上的氫氧化鎂粒子作為有效成分。
氫氧化鎂粒子的厚度係利用SEM法測定為10nm~0.2μm、較佳為10nm~0.15μm、更佳為10nm~0.08μm。氫氧化鎂粒子的厚度下限較佳係20nm。氫氧化鎂粒子的厚度係於SEM照片(20,000倍率)中，任意10個晶粒的厚度測定值之算術平均(平均厚度)。
氫氧化鎂粒子的長寬比(長徑/厚度)係10以上、較佳係15以上、更佳係10~100、特佳係50~200。氫氧化鎂粒子的長寬比係 在SEM照片(20,000倍率)中，從任意10個晶粒的長徑測定值之算術平均所求得之平均長徑，除以平均厚度的商值。
氫氧化鎂粒子的BET法比表面積較佳係5~30m2/g、更佳係10~30m2/g、特佳係10~25m2/g、最佳係10~20m2/g。
氫氧化鎂粒子較佳係CaO含有量0.01重量%以下、Cl含有量0.05重量%以下、Na含有量0.01重量%以下，以及鐵化合物、錳化合物、鈷化合物、鉻化合物、銅化合物、釩化合物及鎳化合物的合計含有量，依換算為金屬較佳係0.02重量%以下。
氫氧化鎂粒子的Mg(OH)2含有量較佳係99.0重量%以上、更佳係99.5重量%以上、特佳係99.8重量%以上。
(氫氧化鎂粒子之製造方法)
氫氧化鎂粒子係在對水溶性鎂鹽中添加鹼而使漿料共沉，對漿料施行水熱處理以製造氫氧化鎂粒子時，若使一元有機酸存在，便可獲得長寬比較高的本發明氫氧化鎂。
水溶性鎂鹽可舉例如：氯化鎂、硝酸鎂、醋酸鎂、硫酸鎂等。鹼可舉例如：苛性鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀、氨水等。一元的有機酸可舉例如：醋酸、丙酸、丁酸、甲酸。又，尚可例如該等的鈉鹽、鉀鹽、鎂鹽、鈣鹽等。
鹼的使用量係相對於水溶性鎂鹽1莫耳，較佳係20~200莫耳、更佳係30~100莫耳、特佳係40~90莫耳。一元有機酸的使用量係相對於水溶性鎂鹽1莫耳，較佳為0.001~10莫耳、更佳為0.01~5.0莫耳、特佳為0.05~3.0莫耳。
水熱處理的溫度較佳係100~300℃、更佳係110~250℃、特佳係130~200℃。
(表面處理劑)
氫氧化鎂粒子較佳係利用表面處理劑施行表面處理。表面處理劑可舉例如從高級脂肪酸類、陰離子系界面活性劑、磷酸酯類、偶合劑(矽烷系、鈦酸酯系、鋁系)、及多元醇與脂肪酸的酯類、丙烯酸聚合物、及聚矽氧處理劑等所構成群組中選擇至少1種。
高級脂肪酸類可舉例如：硬脂酸、芥子酸、棕櫚酸、月桂酸、廿二烷酸等碳數10以上的高級脂肪酸類、以及該等高級脂肪酸的鹼金屬鹽。
陰離子系界面活性劑可舉例如：硬脂醇、油醇等高級醇的硫酸酯鹽、聚乙二醇醚的硫酸酯鹽、醯胺鍵結硫酸酯鹽、酯鍵結硫酸酯鹽、酯鍵結磺酸酯、醯胺鍵結磺酸鹽、醚鍵結磺酸鹽、醚鍵結烷芳基磺酸鹽、酯鍵結烷芳基磺酸鹽、醯胺鍵結烷芳基磺酸鹽等。
磷酸酯類係正磷酸、與油醇、硬脂醇等的單或二酯、或二者的混合物，可舉例如該等的酸型或鹼金屬鹽或胺鹽等。
偶合劑可舉例如：乙烯基乙氧基矽烷、乙烯基-參(2-甲氧基-乙氧基)矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-胺丙基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-硫醇基丙基三甲氧基矽烷等矽烷偶合劑類；三異硬脂醯基鈦酸異丙酯、參(二辛基焦磷酸酯)鈦酸酯丙酯、三(N-胺乙基-胺乙基)鈦酸異丙酯、十三烷基苯磺醯基鈦酸異丙酯等鈦酸酯系偶合劑類；乙醯基烷氧基鋁二異丙酸酯等鋁系偶合劑類等等。
多元醇與脂肪酸的酯類可舉例如：單硬脂酸甘油酯、單油酸甘油酯等。
當使用表面處理劑，施行氫氧化鎂粒子的表面塗佈處理時，可利用公知的濕式或乾式法實施。例如濕式法，係只要在氫氧化鎂的漿料中依液狀或乳液狀添加該表面處理劑，再依經加熱至約100。℃溫度充分施行機械式混合便可。乾式法係只要在將氫氧化鎂的粉末利用韓蘇攪拌機等混合機充分攪拌下，依液狀、乳液狀、固態狀添加表面處理劑，再於加熱或非加熱下充分混合便可。表面處理劑的添加量係相對於氫氧化鎂粒子的重量，較佳為10重量%以下、更佳為1.0~8.0重量%、特佳為1.0~3.0重量%。
經施行表面處理過的氫氧化鎂粒子，視需要適當選擇進行例如水洗、脫水、造粒、乾燥、粉碎、分級等手段實施，便可形成最終製品形態。
(被覆層)
為提升氫氧化鎂粒子的耐酸性，可將氫氧化鎂粒子的表面利用具有耐酸性的被覆劑施行表面被覆。被覆劑係例如從矽、鋁、鈦、二氧化鋯、鋅及、硼所構成群組中選擇至少1種元素的氧化物或氫氧化物。較佳係具有由使矽酸及其可溶性鹽類產生作用，而形成的矽之氧化物或氫氧化物所構成之被覆層。
被覆劑的使用量係相對於氫氧化鎂粒子，較佳為2重量%以下、更佳為0.01~1.5重量%、特佳為0.01~1.0重量%。
對被覆層上亦可更進一步利用由高級脂肪酸類、陰離子系界面活性劑、磷酸酯類、偶合劑、及多元醇與脂肪酸的酯類所構成群組中選擇至少1種的表面處理劑施行表面處理。
<樹脂組成物>
本發明的上述樹脂組成物係含有：(i)100重量份樹脂、及(ii)20~300重量份熱傳導性改良劑的樹脂組成物；其中，熱傳導性改良劑係具有20nm~0.2μm厚度、且依照SEM法所測定之長寬比(長徑/厚度)為10以上的氫氧化鎂粒子。
本發明的樹脂組成物係可使用為半導體、電阻體、冷凝器等的發熱部分之密封材料、以及底盤、殼體、熱交換器、軸承等要求散熱性零件的材料。
樹脂通常係只要作為成形品使用便可。其例子係可例示如：聚乙烯、聚丙烯、乙烯/丙烯共聚合體、聚丁烯、聚4-甲基戊烯-1等C2~C8烯烴(α-烯烴)的聚合體或共聚合體、該等烯烴與二烯的共聚合體類、乙烯-丙烯酸酯共聚合體、聚苯乙烯、ABS樹脂、AAS樹脂、AS樹脂、MBS樹脂、乙烯/氯乙烯共聚合樹脂、乙烯醋酸乙烯酯共聚合樹脂、乙烯-氯乙烯-醋酸乙烯酯接枝聚合樹脂、偏二氯乙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、氯乙烯-丙烯共聚合體、醋酸乙烯酯樹脂、苯氧樹脂、聚縮醛、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚碸、聚伸苯醚、聚苯硫醚、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、甲基丙烯酸樹脂等熱可塑性樹脂。
熱可塑性樹脂的較佳例可舉例如聚烯烴或其共聚合體。具體係可舉例如：聚丙烯均聚物、乙烯丙烯共聚合體般之聚丙烯系樹脂；高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、直鏈狀低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、EVA(乙烯-乙酸乙烯酯樹脂)、EEA(乙烯乙基丙烯酸酯樹脂)、EMA(乙烯丙烯酸甲基共聚合樹脂)、EAA(乙烯丙烯酸共乙烯丙烯酸樹脂)、超高分子量聚乙烯般之聚乙烯系樹脂；以及聚丁烯、聚4-甲基戊烯-1等C2~C6的烯烴(α-乙烯)聚合體或共聚合體。
又，尚可例示如：環氧樹脂、酚樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、醇酸樹脂、脲樹脂等熱硬化性樹脂、及EPDM、丁基橡膠、異戊二烯橡膠、SBR(styrene-butadiene rubber，苯乙烯丁二烯橡膠)、NBR(nitrile butadiene rubber，丁腈橡膠)、氯磺化聚乙烯、NIR(acrylonitrile isoprene rubber，丙烯-異戊二烯橡膠)、胺甲酸乙酯橡膠、丁二烯橡膠、丙烯酸橡膠、聚矽氧橡膠、氟橡膠等合成橡膠。
樹脂組成物中的氫氧化鎂粒子含有量，相對於100重量份的樹脂，較佳係10~300重量份、更佳係25~200重量。
本發明的樹脂組成物亦可含有熱傳導性改良助劑。熱傳導性改良助劑係可使用纖維狀或鏈上的無機物質，該等可為天然物、亦可為合成物。若例示該等助劑的具體例，作為纖維狀無機物質可舉例如：鹼性硫酸鎂、碳纖維、矽灰石(wollastonite)、硼酸鋁、鈦酸鉀、海泡石、硬矽鈣石；又，作為鏈狀無機物質可舉例如乙炔黑。樹脂組成物中的熱傳導性改良助劑含有量，相對於100重量份的樹脂，較佳係200重量份以下、更佳係0.01~150重量、特佳係0.1~100重量。
本發明的樹脂組成物中，尚可添加各種添加劑、補強材、填充劑等，若例示該等，可舉例如：加硫劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、難燃劑、光安定劑、金屬惰化劑、交聯劑、著色劑、硬化劑、滑劑、成核劑、發泡劑、除臭劑、鋅鋇白、黏土、木削、玻璃纖維、肥粒鐵、碳黑、滑石、雲母、碳酸鈣、紅磷、錫及其無機鹽類、金屬纖維、金屬粉末等添加劑、補強材、填充劑。
<成形品>
本發明係涵蓋由上述樹脂組成物構成的成形品。成形品係可舉例如：散熱片、散熱板、散熱箱、散熱蓋等。
<提升樹脂組成物之熱傳導性的方法>
本發明係包括提升含有樹脂與氫氧化鎂粒子之樹脂組成物的熱傳導性方法，其特徵在於：相對於樹脂100重量份，摻合入具有10nm~0.2μm厚度、且依照SEM法所測定之長寬比(長徑/厚度)為10以上的氫氧化鎂粒子20~300重量份。樹脂及氫氧化鎂粒子係如前述。
實施例
氫氧化鎂粒子、樹脂組成物的特性係依照以下方法進行測定。
(a)熱傳導率：根據ISO/CD 22007-2。裝置：使用熱碟法熱物性測定裝置TPA-501(京都電子工業製)7mm感測器RTK-7。
(b)BET法比表面積：依照「觸媒」(Vol.2,No.4，第473頁，1960年，高木德二)所記載方法進行測定。
(c)長寬比：SEM法：於氫氧化鎂粒子的SEM照片(20000倍率？)中，從任意10個晶粒的長徑、厚度測定值之算術平均求取。
原子力顯微鏡法：利用OLYMPUS公司製OLS3500式進行測定。
(d)CaO、Cl,Na：螢光X射線法(基準：原子吸收光譜法)
(e)Fe、Mn、Cu、V、Co、Ni、Cr的分析：ICP-MS法(Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry)
(f)Mg(OH)2：螯合滴定法(chelatometric titration)
(g)拉伸強度：JIS K6301(加硫橡膠物理試驗方法)
(h)伸長率：JIS K6301(加硫橡膠物理試驗方法)
(i)硬度：JIS K6253(彈簧式A)
實施例1
在氯化鎂與醋酸鈉的混合水溶液(Mg=1.0莫耳/L、醋酸鈉=1.5莫耳/L、30℃)400L中，於攪拌下添加3.0莫耳/L的氫氧化鈉水 溶液(30℃)213L而使其進行共沉反應。將該反應物全量利用1.0KL熱壓鍋，依160℃施行5小時水熱處理。經冷卻至100℃以下之後，從熱壓鍋中取出，施行過濾、水洗、乾燥、粉碎。
利用SEM觀察所獲得之氫氧化鎂，拍攝照片，測定10個晶粒的長徑與厚度並求取平均。結果，長徑係2.6μm、厚度係0.12μm，所以長寬比係21。利用原子力顯微鏡所測定的長寬比係46。
實施例2
在一級試劑的氯化鎂與醋酸鈉之混合水溶液(Mg=2.0莫耳/L、醋酸鈉=2.0莫耳/L、30℃)4L中，於攪拌下添加8.0莫耳/L的氨水溶液(30℃)1.8L而使其進行共沉反應。將該反應物1L裝入熱壓鍋中，依250℃施行3小時水熱處理。經冷卻至100℃以下之後，從熱壓鍋中取出，施行過濾、水洗、乾燥、粉碎。
利用SEM觀察所獲得之氫氧化鎂，拍攝照片，測定10個晶粒的長徑與厚度並求取平均。結果，橫寬係4.5μm、厚度係0.06μm，所以長寬比係75。利用原子力顯微鏡所測定的長寬比係130。
實施例3
在一級試劑的硝酸鎂與丙酸鈉之混合水溶液(Mg=1.5莫耳/L、丙酸鈉=1.0莫耳/L、35℃)5L中，於攪拌下添加8莫耳/L的氫氧化鈉(35℃)1.6L而使其進行共沉反應。將該反應物1L裝入熱壓鍋中，依180℃施行4小時水熱處理後，再施行與實施例1同樣的處理。
利用SEM觀察所獲得之氫氧化鎂，結果橫寬係3.8μm、厚度係0.09μm、長寬比係42。利用原子力顯微鏡所測定的長寬比係73。
實施例4
在硝酸鎂與醋酸銨的混合水溶液(Mg=1.5莫耳/L、醋酸銨=1.5莫耳/L、35℃)400L中，於攪拌下添加4莫耳/L的氨水(35℃)240L而使其進行共沉反應。將該反應物全量利用1.0KL熱壓鍋，依200℃施行4小時水熱處理後，，再與實施例1同樣的施行。利用SEM觀察所獲得之氫氧化鎂，拍攝照片進行測定的結果，晶粒長徑係3.5μm、厚度係0.11μm、長寬比係31。利用原子力顯微鏡所測定的長寬比係78。
實施例5(表面處理)
將依實施例1所獲得之氫氧化鎂粒子500g裝入韓蘇攪拌機中，於高速攪拌下，將相對於氫氧化鎂粒子的重量相當於1重量%的5g乙烯基矽烷，利用50mL乙醇稀釋後，再添加而施行表面處理。 將其利用120℃施行乾燥。
比較例1
在實施例1中，除未使用醋酸鈉之外，其餘均與實施例1同樣地實施。所獲得氫氧化鎂粒子的晶粒長徑係0.77μm、厚度係0.14μm、長寬比係5.5。利用原子力顯微鏡所測定的長寬比係10。
實施例1~4、比較例1所獲得之氫氧化鎂粒子的特性，如表1所示。
1)依SEM法所測得之長寬比
2)依原子力顯微鏡法所測得之長寬比
實施例6
將二甲基乙烯基聚矽氧橡膠(TSE201Momentive Performance Materials Japan LLC company製)100重量份、與作為熱傳導性填充劑用之由實施例1所獲得之氫氧化鎂粒子100重量份，裝填 入捏合機中，施行混練。取出經充分混練過的二甲基乙烯基聚矽氧橡膠化合物，在其中均勻混合交聯劑、2,5-二甲基-2,5-過氧化第三丁基己烷(TC-8、Momentive Performance Materials Japan LLC company製)1.0重量份，而製備得組成物。
將所獲得組成物形成厚度2mm的薄片，依160℃×10分的條件施行平板硫化(press vulcanization)後，再依200℃×4小時施行二次加硫。然後，返回常溫經24小時後，依照JIS-K6301(加硫橡膠物理試驗方法)測定薄片的硬度、拉伸強度、伸長率。又，依照ISO/CC22007-2，使用熱碟法熱物性測定裝置TPA-501(京都電子工業製)測定熱傳導率。評價結果如表2所示。
實施例7
在實施例6中，除將實施例1所獲得之氫氧化鎂粒子，取代為實施例2所獲得之氫氧化鎂粒子之外，其餘均與實施例6同樣的調製薄片，並測定熱傳導率。評價結果如表2所示。
實施例8
在實施例6中，除將實施例1所獲得之氫氧化鎂粒子，取代為實施例3所獲得之氫氧化鎂粒子之外，其餘均與實施例6同樣的調製薄片，並測定熱傳導率。評價結果如表2所示。
實施例9
在實施例6中，除將實施例1所獲得之氫氧化鎂粒子，取代為實施例4所獲得之氫氧化鎂粒子之外，其餘均與實施例6同樣的調製薄片，並測定熱傳導率。評價結果如表2所示。
比較例2
在實施例6中，除將實施例1所獲得之氫氧化鎂粒子，取代為比較例1所獲得之氫氧化鎂粒子之外，其餘均與實施例6同樣的調製薄片，並測定熱傳導率。評價結果如表2所示。
實施例10-1(散熱片之製成)
將二甲基乙烯基聚矽氧橡膠(TSE201 Momentive Performance Materials Japan LLC company製)100重量份、與由實施例4所獲得氫氧化鎂粒子25重量份，利用雙軸開放式滾筒進行混練。利用此時的滾筒寬度10刻度，將生的二甲基乙烯基聚矽氧橡膠捲繞於滾筒上，逐漸投入高長寬比氫氧化鎂粒子。利用滾筒寬度13刻度翻攪10次，添加加硫劑2,5-二甲基-2,5-過氧化第三丁基己烷(TC-8、Momentive Performance Materials Japan LLC company製)，再度翻攪10次進行混練。取出係依滾筒寬度15刻度進行翻攪10次後，再採取聚矽氧橡膠化合物。
將該聚矽氧橡膠化合物形成厚度2mm的薄片，依160℃×10分的條件施行平板硫化後，再依200℃×4小時施行二次加硫，而調製得散熱片。然後，返回常溫經24小時後，測定薄片的拉伸強度、伸長率、硬度及熱傳導率。評價結果如表3所示。
實施例10-2~實施例10-4(散熱片之製成)
除將由實施例4所獲得氫氧化鎂粒子的摻合量設定為表3所示量之外，其餘均與實施例10-1同樣地調製得散熱片。評價結果如表3所示。
實施例10-5
將由實施例2所獲得氫氧化鎂300g施行粉碎，使用攪拌機使分散於異丙醇中之後，添加甲基氫聚矽氧(信越化學性、 KF-9901)9g，而施行表面處理。然後，經過濾、乾燥、粉碎。將該粉末相對於二甲基乙烯基聚矽氧橡膠100重量份為100重量份，並添加交聯劑(過氧化物)，利用開放式滾筒進行混合後，使用沖壓成形機，依160℃進行10分鐘交聯，再加壓成形為直徑50mm、厚度3.0mm。使用該試料，依照穩態熱流法(根據ASTM E1530)測定熱傳導率。結果如表3所示。
實施例10-6
將由實施例3所獲得氫氧化鎂予以粉碎，並與實施例5同樣地利用聚矽氧施行表面處理後，相對於二甲基乙烯基聚矽氧橡膠100重量份，摻合100重量份後，施行混練、成形而製成試驗片。該試驗片的熱傳導性測定結果如表3所示。
比較例3
在實施例10-1中，除將由實施例4所獲得氫氧化鎂粒子25重量份，取代為KISUMA 8(協和化學工業股份有限公司製氫氧化鎂、依照SEM法所測得長寬比4.8)100重量份之外，其餘均與實施例10-1同樣地調製得散熱片，並測定熱傳導率。評價結果如表3所示。
KISUMA 8：協和化學工業股份有限公司製氫氧化鎂(依照SEM法測定的長寬比：4.8)
(對照先前技術之功效)
本發明的熱傳導性改良劑係以具有較高之長寬比的氫氧化鎂粒子作為有效成分，因而能對樹脂賦予高熱傳導性。含有本發明熱傳導性改良劑的樹脂組成物係具有高熱傳導性。根據本發明提升熱傳導性的方法，能在不致降低樹脂組成物物性之情況下，提升樹脂組成物的熱傳導性。

Claims (14)

  1. 一種熱傳導性改良劑，係以具有10nm~0.2μm厚度、且依照SEM法所測定之長寬比(長徑/厚度)為10以上的氫氧化鎂粒子作為有效成分。
  2. 如申請專利範圍第1項之熱傳導性改良劑，其中，氫氧化鎂粒子的長寬比係15以上。
  3. 如申請專利範圍第1項之熱傳導性改良劑，其中，氫氧化鎂粒子的BET法比表面積係10~30m2/g。
  4. 如申請專利範圍第1項之熱傳導性改良劑，其中，氫氧化鎂粒子的CaO含有量係0.01重量%以下、Cl含有量係0.05重量%以下、Na含有量係0.01重量%以下，且鐵化合物、錳化合物、鈷化合物、鉻化合物、銅化合物、釩化合物及鎳化合物的合計含有量，經換算為金屬係0.02重量%以下，Mg(OH)2含有量係99.5重量%以上。
  5. 如申請專利範圍第1項之熱傳導性改良劑，其中，利用從高級脂肪酸類、陰離子系界面活性劑、磷酸酯類、偶合劑、及多元醇與脂肪酸的酯類、聚矽氧油所構成群組中選擇之至少1種表面處理劑，施行表面處理。
  6. 如申請專利範圍第1項之熱傳導性改良劑，其中，具有由從矽、鋁、鈦、二氧化鋯、鋅及硼所構成群組中選擇之至少1種元素的氧化物或氫氧化物所構成之被覆層。
  7. 如申請專利範圍第1項之熱傳導性改良劑，其中，具有由使矽酸及其可溶性鹽類產生作用而形成之矽的氧化物或氫氧化物所構成的被覆層。
  8. 如申請專利範圍第6或7項之熱傳導性改良劑，其中，在被覆層上，更進一步利用從高級脂肪酸類、陰離子系界面活性劑、磷酸酯類、偶合劑、及多元醇與脂肪酸的酯類所構成群組中選擇之至少1種表面處理劑，施行表面處理。
  9. 一種散熱劑，係以申請專利範圍第1項之熱傳導性改良劑作為有效成分。
  10. 一種樹脂組成物，係含有(i)100重量份樹脂、及(ii)20~300重量份熱傳導性改良劑者，其中，熱傳導性改良劑係具有10nm~0.2μm厚度、且依照SEM法所測定之長寬比(長徑/厚度)為10以上的氫氧化鎂粒子。
  11. 如申請專利範圍第10項之樹脂組成物，其中，樹脂係聚矽氧橡膠。
  12. 一種成形品，係由申請專利範圍第10項之樹脂組成物所構成。
  13. 一種散熱片，係由申請專利範圍第10項之樹脂組成物所構成。
  14. 一種方法，係含有樹脂與氫氧化鎂粒子的樹脂組成物之熱傳導性提升方法，其特徵為，相對於樹脂100重量份，摻合入具有10nm~0.2μm厚度、且依照SEM法所測定之長寬比(長徑/厚度)為10以上的氫氧化鎂粒子20~300重量份。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014003201A1 (ja) * 2012-06-29 2014-01-03 協和化学工業株式会社 遮熱材
CN107087407A (zh) * 2014-09-18 2017-08-22 协和化学工业株式会社 硅胶涂布的氢氧化镁
CN107531501A (zh) * 2015-05-15 2018-01-02 协和化学工业株式会社 纤维状碱式硫酸镁，其制造方法及其树脂组合物
CN107915974A (zh) * 2016-10-08 2018-04-17 中国石油化工股份有限公司 导热树脂组合物及其制备方法
JP7198033B2 (ja) * 2018-10-03 2022-12-28 出光ユニテック株式会社 樹脂シート、積層体および包装体
KR20220016488A (ko) 2019-06-03 2022-02-09 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 코팅된 전도체
US20220243109A1 (en) * 2019-09-10 2022-08-04 Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. Thermal conductivity improver, thermal conductivity improvement method, thermal-conductive resin composition and thermal-conductive resin molded product
CN113278288A (zh) * 2021-05-25 2021-08-20 扬州工业职业技术学院 一种高分子基导热复合材料及其制备方法
WO2024053091A1 (ja) * 2022-09-09 2024-03-14 株式会社海水化学研究所 高配向性金属複合塩

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58134134A (ja) * 1982-02-04 1983-08-10 Kyowa Chem Ind Co Ltd 成形適性及び機械的強度の改善された難燃性樹脂組成物
JPS62115048A (ja) * 1985-11-13 1987-05-26 Idemitsu Petrochem Co Ltd ポリオレフイン樹脂組成物
JP2774935B2 (ja) 1994-05-31 1998-07-09 筒中プラスチック工業株式会社 発熱性路材
JP2966755B2 (ja) * 1995-03-17 1999-10-25 タテホ化学工業株式会社 高アスペクト比金属水酸化物または金属酸化物固溶体およびそれらの製造方法
JP3482057B2 (ja) * 1995-12-22 2003-12-22 協和化学工業株式会社 高熱伝導性を有する合成樹脂組成物および高熱伝導性改良剤
ES2284278T3 (es) * 1998-12-14 2007-11-01 Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. Particulas de hidroxido de magnesio, metodo de produccion de las mismas, composicion de resina que contiene las mismas.
JP3850371B2 (ja) 2001-12-25 2006-11-29 タテホ化学工業株式会社 酸化マグネシウム粉末を含む樹脂組成物
JP4744911B2 (ja) 2005-03-31 2011-08-10 ポリプラスチックス株式会社 高熱伝導性樹脂組成物
EP1960311A2 (en) * 2005-11-28 2008-08-27 Martin Marietta Materials, Inc. Flame-retardant magnesium hydroxide compositions and associated methods of manufacture and use
JP4471935B2 (ja) * 2006-01-17 2010-06-02 協和化学工業株式会社 電子部品封止用材料
JP4679383B2 (ja) * 2006-02-09 2011-04-27 北川工業株式会社 熱伝導性制振材
JP2009286668A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Konoshima Chemical Co Ltd 水酸化マグネシウム系熱伝導性フィラーとその製造方法、及び熱伝導性樹脂組成物と成型体。
MX340604B (es) * 2010-10-12 2016-07-18 Sea Water Chemical Inst Inc * Hidroxido de magnesio con alta relacion de aspecto.

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