TW201930369A - 放熱材料用含氟彈性體組成物及薄片 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的係提供柔軟性及熱傳導性優異之放熱材料用含氟彈性體組成物。
本發明有關放熱材料用含氟彈性體組成物，其特徵係包含121℃之慕尼黏度(Mooney viscosity)為10以下之含氟彈性體及絕緣性導熱填料。

Description

放熱材料用含氟彈性體組成物及薄片
本發明有關放熱材料用含氟彈性體組成物及薄片。
含氟彈性體由於顯示優異耐藥品性、耐溶劑性及耐熱性，故已廣泛使用於汽車工業、半導體工業、化學工業等之各種領域。例如於汽車產業中，使用作為引擎及其周邊裝置、自動變速器(AT)裝置、燃料系統及該等之周邊裝置等之管體、密封材等。
不過，近幾年來，隨著汽車之電動化或油電混合化，為了增加逆變器之輸出電力與提高電力轉換效率，已進行SiC等之下一世代功率半導體之開發。輸出電力增大時由於發熱量增加，故對於周邊構件之放熱材料亦要求高耐熱化。
專利文獻1中，提案耐熱性放熱薄片，其即使於高溫使用亦幾乎不劣化，且可維持充分柔軟性，其包含由以氟化聚醚骨架為主鏈之橡膠狀彈性體所成之黏合劑及導熱性填充材。專利文獻2中為了獲得導熱性等良好之硬化物橡膠，而提案硬化性氟聚醚橡膠組成物，其含有1分子中具有至少2個烯基且主鏈中具有全氟聚醚構造之直鏈狀氟聚醚化合物。專利文獻3中，提案導熱性薄片，其顆粒之發生量相當少，亦適合作為半導體製造裝置用，且係由包含含有於主鏈中具有全氟烷基醚構造之2種化合物的交聯性成分與包含導熱性填料等之導熱性樹脂組成物之硬化物而成。
專利文獻4中提案導熱性材料，其包含121℃之幕尼黏度(Mooney viscosity)未達60之含氟彈性體與導熱材料中40~65體積%之導熱性填料。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2010-232535號公報
[專利文獻2]日本特開2004-331896號公報
[專利文獻3]日本特開2015-67737號公報
[專利文獻4]美國專利申請公開第2017/0066955號說明書
[發明欲解決之課題]
然而，專利文獻1~3之薄片或組成物有價格高的問題。且，專利文獻4之導熱材料僅檢討121℃之幕尼黏度最低亦為25左右者，並非柔軟性可充分滿足者。
本發明之目的在於提供柔軟性及導熱性優異之放熱材料用含氟彈性體組成物。

[用以解決課題之手段]
本發明人等針對由含氟彈性體所成之導熱材料之高柔軟性、高導熱性進行檢討之結果，發現使用具有特定幕尼黏度之含氟彈性體時，可大幅改善柔軟性，並且導熱性亦提高，因而完成本發明。
亦即，本發明有關一種放熱材料用含氟彈性體組成物，其特徵係包含121℃之慕尼黏度為10以下之含氟彈性體及絕緣性導熱填料。
含氟彈性體較好包含來自由以下所成之群選出的至少1種單體之構造單位者，
四氟乙烯、氟化亞乙烯、及式(1)所示之全氟乙烯性不飽和化合物，

(式中，Rfａ 為-CF3 或-ORfb (Rfb 為碳數1～5之全氟烷基))。
絕緣性導熱填料較好係由氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氮化矽、碳化矽、氧化鎂及氧化鋅所成之群選出的至少1種。
絕緣性導熱填料之含量較好係放熱材料用含氟彈性體組成物中為70～90體積%。
絕緣性導熱填料較好進而經矽烷耦合劑處理。
絕緣性導熱填料較好係粒徑為0.1～200μm。
又，本發明有關一種薄片，其係將前述放熱材料用含氟彈性體組成物予以成形所得者。

[發明效果]
本發明之放熱材料用含氟彈性體組成物由於含有具有特定慕尼黏度之含氟彈性體及絕緣性導熱填料，故可提供柔軟性及導熱性優異之薄片。
本發明之放熱材料用含氟彈性體組成物之特徵係包含121℃之慕尼黏度為10以下之含氟彈性體及絕緣性導熱填料。
作為本發明所用之含氟彈性體較好包含來自由以下所成之群選出的至少1種單體之構造單位者，
例如四氟乙烯(TFE)、氟化亞乙烯(VdF)、及式(1)所示之全氟乙烯性不飽和化合物(例如六氟丙烯(HFP)、全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)等)，

(式中，Rfａ 為-CF3 或-ORfb (Rfb 為碳數1～5之全氟烷基))。
基於其他觀點，作為含氟彈性體舉例為非全氟氟橡膠及全氟氟橡膠。
作為非全氟氟橡膠舉例為VdF系氟橡膠、TFE/丙烯(Pr)系氟橡膠、TFE/Pr/VdF系氟橡膠、乙烯(Et)/HFP系氟橡膠、Et/HFP/VdF系氟橡膠、Et/HFP/TFE系氟橡膠、氟矽系氟橡膠或氟磷腈系氟橡膠等，該等分別可單獨使用，或在不損及本發明效果之範圍內可任意組合使用。該等中，基於耐熱老化性、耐油性等之觀點，更好為VdF系氟橡膠、TFE/Pr系氟橡膠或TFE/Pr/VdF系氟橡膠。
上述VdF系氟橡膠係具有VdF重複單位之氟橡膠。VdF系氟橡膠中，VdF重複單位較好為VdF重複單位與來自其他輔單體之重複單位之合計莫耳數的20莫耳%以上、90莫耳%以下，更好為40莫耳%以上、85莫耳%以下。更佳之下限係45莫耳%，特佳之下限為50莫耳%。又較好之上限係80莫耳%。
而且，作為上述VdF系氟橡膠中之輔單體若為可與VdF共聚合則未特別限制，舉例為例如TFE、HFP、PAVE、氯三氟乙烯(CTFE)、三氟乙烯、三氟丙烯、四氟丙烯、五氟丙烯、三氟丁烯、四氟異丁烯、六氟異丁烯、氟化乙烯、含碘之氟化乙烯醚、以通式(2)表示之含氟單體等之含氟單體：

(式中，Rf為碳數1~12之直鏈或分支之氟烷基)；
乙烯(Et)、丙烯(Pr)、烷基乙烯基醚等之非含氟單體、賦予交聯性基(固化部位)之單體、及反應性乳化劑等，可使用該等單體或化合物中之1種或組合使用2種以上。
作為上述PAVE，更好為全氟(甲基乙烯基醚)(PMVE)、全氟(丙烯乙烯基醚)(PPVE)，特佳為PMVE。
又，作為上述PAVE，亦可使用式：CF2 =CFOCF2 ORfｃ
(式中，Rfc 為碳數1~6之直鏈或分支狀全氟烷基、碳數5~6之環式全氟烷基或含1~3個氧原子之碳數2~6之直鏈或分支狀全氟氧烷基)表示之全氟乙烯基醚。例如較好使用CF2 =CFOCF2 OCF3 、CF2 =CFOCF2 OCF2 CF3 、或、CF2 = CFOCF2 OCF2 CF2 OCF3 。
作為以上述式(2)表示之含氟單體，較好為Rf係直鏈氟烷基之單體，更好為Rf係直鏈全氟烷基之單體。Rf的碳數較好為1~6。
作為以上述式(2)表示之含氟單體，舉例為CH2 =CFCF3 、CH2 =CFCF2 CF3 、CH2 =CFCF2 CF2 CF3 、CH2 =CFCF2 CF2 CF2 CF3 ，其中，較好為以CH2 =CFCF3 表示之2,3,3,3-四氟丙烯。
作為上述VdF系氟橡膠較好為選自下列所組成之群之至少一種共聚物：VdF/HFP共聚物、VdF/TFE/HFP共聚物、VdF/CTFE共聚物、VdF/CTFE/TFE共聚物、VdF/PAVE共聚物、VdF/TFE/PAVE共聚物、VdF/HFP/PAVE共聚物、VdF/HFP/TFE/PAVE共聚物、VdF/HFE/Pr共聚物、VdF/Et/HFP共聚物及VdF/式(2)表示之含氟單體之共聚物。又，作為VdF以外之其他共聚物，更好為具有自TFE、HFP及PAVE所成之群選擇之至少一種輔單體者。其中，較好為選自下列所組成之群之至少一種共聚物：VdF/HFP共聚物、VdF/TFE/HFP共聚物、VdF/式(2)表示之含氟單體之共聚物、VdF/PAVE共聚物、VdF/TFE/PAVE共聚物、VdF/HFP/PAVE共聚物及VdF/HFP/TFE/PAVE共聚物，更好為選自下列所組成之群之至少一種共聚物：VdF/HFP共聚物、VdF/HFP/TFE共聚物、VdF/式(2)表示之含氟單體之共聚物及VdF/PAVE共聚物，特佳為選自VdF/HFP共聚物、VdF/式(2)表示之含氟單體之共聚物及VdF/PAVE共聚物所成之群中之至少一種共聚物。
VdF/HFP共聚物較好為VdF/HFP之組成為(45~85)/(55~15)(莫耳%)，更好為(50~80)/(50~20)(莫耳%)，更好為(60~80)/(40~20)(莫耳%)。
VdF/HFP之組成亦較好為(50~78)/(50~22)(莫耳%)。
VdF/TFE/HFP共聚物較好為VdF/TFE/HFP之組成為(30~80)/(4~35)/(10~35)(莫耳%)者。
作為VdF/PAVE共聚物較好為VdF/PAVE之組成為(65~90)/(35~10)(莫耳%)者。
又，VdF/PAVE之組成為(50~78)/(50~22)(莫耳%)亦為較佳形態之一。
作為VdF/TFE/PAVE共聚物較好為VdF/TFE /PAVE之組成為(40~80)/(3~40)/(15~35)(莫耳%)者。
作為VdF/HFP/PAVE共聚物較好為VdF/HFP /PAVE之組成為(65~90)/(3~25)/(3~25)(莫耳%)者。
作為VdF/HFP/TFE/PAVE共聚物較好為VdF/HFP/TFE/PAVE之組成為(40~90)/(0~25)/(0~40)/ (3~35)(莫耳%)者，更好為(40~80)/(3~25)/(3~40)/(3~25) (莫耳%)者。
作為VdF/式(2)表示之含氟單體(2)系之共聚物，較好係VdF/含氟單體(2)單位為85/15~20/80(莫耳%)，VdF及含氟單體(2)以外之其他單體單位為總單體單位之0~50莫耳%者，VdF/含氟單體(2)單位之莫耳比更好為80/20~20/80。又，VdF/含氟單體(2)單位之組成為78/22~ 50/50(莫耳%)亦為較佳形態之一。
且亦較好係VdF/含氟單體(2)單位為85/15~50/50(莫耳%)，VdF及含氟單體(2)以外之其他單體單位為總單體單位之1~50莫耳%者。作為VdF及含氟單體(2)以外之其他單體，較好為TFE、HFP、PMVE、全氟乙基乙烯基醚(PEVE)、PPVE、CTFE、三氟乙烯、六氟異丁烯、氟化乙烯、Et、Pr、烷基乙烯基醚、賦予交聯性基之單體及反應乳化劑等之作為上述VdF之輔單體所例示之單體，其中，更好為PMVE、CTFE、HFP、TFE。
TFE/Pr系氟橡膠意指由TFE45~70莫耳%，Pr55~30莫耳%所成之含氟共聚物。除該等2成分以外，亦可含特定之第3成分(例如PAVE)0~40莫耳%。
作為Et/HFP共聚物較好Et/HFP之組成為(35~80)/(65~20)(莫耳%)，更好為(40~75)/(60~25)(莫耳%)。
作為Et/HFP/TFE共聚物較好Et/HFP/TFE之組成為(35~75)/(25~50)/(0~15)(莫耳%)，更好為(45~75)/(25~45) /(0~10)(莫耳%)。
作為全氟氟橡膠舉例為由TFE/PAVE所成者等。TFE/PAVE之組成為(50~90)/(50~10)(莫耳%)，更好為(50~80)/(50~20)(莫耳%)，又更好為(55~75)/(45~25)(莫耳%)。
作為該情況之PAVE舉例為例如PMVE、PPVE等，該等可分別單獨使用，或可任意組合使用。
含氟彈性體之數平均分子量較好為1000~100000者，更好為2000~80000者，特佳為3000~70000者。
又，於例如欲降低放熱材料用含氟彈性體組成物之黏度時等，自可於上述含氟彈性體中摻合其他氟橡膠。作為其他氟橡膠，舉例為低分子量液狀氟橡膠(數平均分子量1000以上)、數平均分子量為10000左右之低分子量氟橡膠，進而數平均分子量為100000~200000左右之氟橡膠等。
含氟彈性體較好氟含有率為50質量%以上，更好為55質量%以上，又更好為60質量%以上。氟含有率之上限並未特別限制，但較好為71質量%以下。
含氟彈性體於121℃之幕尼黏度為10以下。又，較好為8以下，更好為5以下。含氟彈性體由於具有如此低之幕尼黏度，故即使大量添加絕緣性導熱填料，柔軟性亦優異，並且提高與發熱構件之密著性，大幅增大放熱效果。此處，慕尼黏度係依據ASTM-D1646及JIS K6300測定之值。
以上說明之非全氟氟橡膠及全氟氟橡膠可藉由乳化聚合、懸浮聚合、溶液聚合等之常用方法製造。尤其若藉由作為碘(溴)轉移聚合而已知之使用碘(溴)化合物之聚合法，則可製造分子量分佈狹窄之氟橡膠。
作為前述非全氟氟橡膠及全氟氟橡膠而例示者係主單體之構成，亦可使用使賦予交聯性基之單體共聚合者。作為賦予交聯性基之單體，只要可對應於製造法或交聯系導入適當交聯性基者即可，舉例為包含例如碘原子、溴原子、碳-碳雙鍵、氰基、羧基、羥基、胺基、酯基等之習知聚合性化合物、鏈轉移劑等。
作為較佳之賦予交聯性基之單體，舉例為以通式(3)表示之化合物：

(式中，Y1 、Y2 為氟原子、氫原子或-CH3 ；Rf 2 為可具有1個以上醚鍵結性氧原子、亦可具有芳香環之氫原子的一部分或全部經氟原子取代之直鏈狀或分支狀之含氟伸烷基；X1 為碘原子或溴原子)。具體而言，舉例為例如以通式(4)表示之含碘單體、含溴單體：

(式中，Y1 、Y2 、X1 與前述相同，Rf 3 為可具有1個以上醚鍵結性氧原子之氫原子的一部分或全部經氟原子取代之直鏈狀或分支狀之含氟伸烷基，亦即氫原子的一部分或全部經氟原子取代之直鏈狀或分支狀之含氟伸烷基、氫原子的一部分或全部經氟原子取代之直鏈狀或分支狀之含氟氧伸烷基、或氫原子的一部分或全部經氟原子取代之直鏈狀或分支狀之含氟聚氧伸烷基；R1 為氫原子或甲基)、以通式(5)~(22)表示之含碘單體、含溴單體等：

(式中，Y4 為相同或不同，且為氫原子或氟原子，n為1~8之整數)

(式中

n係0~5之整數)


(式中，m為0~5之整數，n為0~5之整數)


(式中，m為0~5之整數，n為0~5之整數)

(式中，m為0~5之整數，n為1~8之整數)

(式中，m為1~5之整數)

(式中，n為1~4之整數)

(式中，n為2~5之整數)

(式中，n為1~6之整數)

(式中，n為1~2之整數)

(式中，n為0~5之整數)

(式中，m為0~5之整數，n為1~3之整數)

(式中，m為0以上之整數)

(式中，n為1以上之整數)

(式中，n為2~8之整數)
(通式(5)~(22)中，X1 與前述相同)，
該等各可單獨使用，或可任意組合使用。
作為以通式(4)表示之含碘單體或含溴單體，較好舉例為以通式(23)表示之含碘之氟化乙烯基醚，

(式中，m為1~5之整數，n為0~3之整數)，更具體而言，舉例為

等，但該等中，較好為ICH2 CF2 CF2 OCF=CF2 。
作為以通式(5)表示之含碘單體或含溴單體之，更具體較好舉例為ICF2 CF2 CF=CH2 、I(CF2 CF2 )2 CF=CH2 。
作為以通式(9)表示之含碘單體或含溴單體之，更具體較好舉例為I(CF2 CF2 )2 OCF=CF2 。
作為以通式(22)表示之含碘單體或含溴單體之，更具體較好舉例為CH2 =CHCF2 CF2 I、I(CF2 CF2 )2 CH =CH2 。
又，以式：R2 R3 C=CR4 -Z-CR5 =CR6 R7
(式中，R2 、R3 、R4 、R5 、R6 及R7 為相同或不同，均為H，或碳數1~5之烷基；Z為直鏈或分支狀之可含有氧原子，較好亦至少部分經氟化之碳數1~18之伸烷基或伸環烷基，或(全)氟聚氧伸烷基)表示之雙烯烴化合物亦較好作為賦予交聯性基之單體。又本說明書中，所謂「(全)氟聚氧伸烷基」意指「氟聚氧伸烷基或全氟聚氧伸烷基」。
Z較好為碳數4~12之(全)氟伸烷基，R2 、R3 、R4 、R5 、R6 及R7 較好為氫原子。
Z為(全)氟聚氧伸烷基時，較好為以式：

(式中，Q為碳數1~10之伸烷基或碳數2~10之氧伸烷基，p為0或1，m及n係m/n比成為0.2~5，且為使該(全)氟聚氧伸烷基之分子量成為500~10000，較好成為1000~4000之範圍的整數)表示之(全)氟聚氧伸烷基。該式中，Q較好自-CH2 OCH2 -及-CH2 O(CH2 CH2 O)s CH2 -(s=1~3)之中選擇。
較好的雙烯烴舉例為：


(式中、Z1 為-CH2 OCH2 -CF2 O-(CF2 CF2 O)m -(CF2 O)n -CF2 -CH2 OCH2 -(m/n為0.5))等。
其中，較好為以CH2 =CH-(CF2 )6 -CH=CH2 表示之3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8-十二氟-1,9-癸二烯。
本發明之放熱材料用含氟彈性體組成物可包含交聯劑使其交聯。交聯劑可對應於交聯系、欲交聯之含氟彈性體種類(例如共聚合組成、交聯性基之有無或種類等)、所得交聯物之具體用途或使用形態、此外為混練條件等而適當選擇。本發明之放熱材料用含氟彈性體組成物可含交聯劑，亦可不含。
含交聯劑時，作為其調配量，相對於含氟彈性體100質量份，較好為0.01~10質量份，更好為0.1~9質量份，特佳為0.2~8質量份。基於交聯物之拉伸斷裂強度特別優異之觀點，交聯劑之調配量較好為0.5質量份以上，更好為1.0質量份以上，又更好為2.0質量份以上。
作為交聯系可採用例如過氧化物交聯系、聚醇交聯系、聚胺交聯系、噁唑交聯系、噻唑交聯系、咪唑交聯系、三嗪交聯系等。
利用過氧化物交聯系交聯時，由於交聯點具有碳-碳鍵，故與於交聯點具有具有碳-氧鍵之聚醚交聯系及具有碳-氮雙鍵之聚胺交聯系相比，具有耐藥品性及耐蒸氣性優異之特徵。
作為過氧化物交聯系之交聯劑，只要為在熱或氧化還原系存在下可容易產生過氧自由基之過氧化物即可，具體可舉例為例如1,1-雙(第三丁基過氧基)-3,5,5-三甲基環己烷、2,5-二甲基己烷-2,5-二過氧化氫、二-第三丁基過氧化物、第三丁基枯基過氧化物、二枯基過氧化物、α,α-雙(第三丁基過氧基)-對-二異丙基苯、α,α-雙(第三丁基過氧基)-間-二異丙基苯、α,α-雙(第三丁基過氧基)-間-二異丙基苯、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己炔-3、苯甲醯基過氧化物、第三丁基過氧基苯、第三丁基過氧苯甲酸酯、第三丁基過氧馬來酸、第三丁基過氧基異丙基碳酸酯等之有機過氧化物。該等中，較佳為2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己烷或2,5-二甲基-2,5-二(第三丁基過氧基)己炔-3。
又，過氧化物交聯系通常較好包含交聯促進劑。作為過氧化系交聯劑特別是有機過氧化物系交聯劑之交聯促進劑可舉例為例如氰脲酸三烯丙酯、異氰脲酸三烯丙酯(TAIC)、三丙烯基甲醛、三烯丙基偏苯三酸酯、N,N-間-伸苯基雙馬來醯亞胺、對苯二甲酸二丙炔酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、四烯丙基對苯二甲酸醯胺、磷酸三烯丙酯、雙馬來醯亞胺、氟化三烯丙基異氰脲酸酯(1,3,5-三(2,3,3-三氟-2-丙烯基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮)、三(二烯丙基胺)-S-三嗪、N,N-二烯丙基丙烯醯胺、1,6-二乙烯基十二氟己烷、六烯丙基磷醯胺、N,N,N’,N’-四烯丙基隣苯二甲醯胺、N,N,N’,N’-四烯丙基丙二醯胺、三乙烯基異氰脲酸酯、2,4,6-三乙烯基甲基三矽氧烷、三(5-降冰片烯-2-亞甲基)氰脲酸酯、三烯丙基亞磷酸酯等。該等中，基於交聯性、交聯物之物性之觀點，較好為異氰脲酸三烯丙酯(TAIC)。
作為於過氧化物交聯系使用之交聯促進劑亦可使用低自我聚合性交聯促進劑。低自我聚合性交聯促進劑係與作為交聯促進劑而悉知之三烯丙基異氰脲酸酯(TAIC)不同，係指自我交聯性低的化合物。
作為低自我聚合性交聯促進劑可舉例為例如

所表示之三甲基丙烯基異氰脲酸酯(TMAIC)、

所表示之對-醌二肟(p-quinonedioxime)、

所表示之對,對’-二苯甲醯基醌二肟(p,p’-dibenzoylquinone -dioxime)、

所表示之馬來醯亞胺、

所表示之N-苯基馬來醯亞胺、

所表示之N,N’-伸苯基雙馬來醯亞胺等。
較佳之低自我聚合性交聯促進劑為三甲基丙烯基異氰脲酸酯(TMAIC)。
作為過氧化物交聯系所用之交聯促進劑又可使用雙烯烴。
至於可作為交聯促進劑使用之雙烯烴可舉例為例如式：

(式中，R2 、R3 、R4 、R5 、R6 及R7 為相同或不同，均為H，或為碳數1~5之烷基；Z為線狀(直鏈狀)或分支狀之可含氧原子之至少部分經氟化之碳數1~18之伸烷基或伸環烷基或(全)氟聚氧伸烷基)表示之雙烯烴。
Z較好為碳數4~12之全氟伸烷基，R2 、R3 、R4 、R5 、R6 及R7 較好為氫原子。
Z為(全)氟聚氧伸烷基時，較好為以

(式中，Q為碳數1~10之伸烷基或氧伸烷基，p為0或1，m及n係m/n比成為0.2~5且完使該(全)氟聚氧伸烷基之分子量成為500~10000，較好成為1000~4000之範圍的整數)表示之(全)氟聚氧伸烷基。該式中，Q較好自 -CH2 OCH2 -及-CH2 O(CH2 CH2 O)s CH2 -(s=1~3)中選擇。
作為較佳之雙烯烴，可舉例為


(式中,Z1 為-CH2 OCH2 -CF2 O-(CF2 CF2 O)m -(CF2 O)n -CF2 -CH2 OCH2 -(m/n為0.5))等。
其中，較好為以CH2 =CH-(CF2 )6 -CH=CH2 表示之3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8-十二氟-1,9-癸二烯。
又，基於交聯性之觀點，作為較適於過氧化物交聯系之含氟彈性體，較好為含有作為交聯點之碘原子及/或溴原子之氟橡膠。作為碘原子及/或溴原子之含量，基於物性均衡良好之觀點，較好為0.001 ~10質量%，更好為0.01~5質量%，特佳為0.1~3質量%。
作為過氧化物交聯劑之調配量，相對於含氟彈性體100質量份，較好為0.01~10質量份，更好為0.1~9質量份，特佳為0.2~8質量份。過氧化物交聯劑未達0.01質量份時，有含氟彈性體之交聯未充分進行之傾向，超過10質量份時，有物性均衡降低之傾向。
又，交聯促進劑之調配量，通常相對於含氟彈性體100質量份，較好為0.01~10質量份，更好為0.1~9質量份。交聯促進劑少於0.01質量份時，有成為硬化不足之傾向，超過10質量份時，有物性均衡降低之傾向。
藉由聚醇交聯系交聯時，有於交聯點聚有碳-氧鍵，壓縮永久變形較小，成形性優異之特徵而較佳。
作為聚醇交聯劑，可使用以往作為氟橡膠之交聯劑而已知之化合物，例如可使用聚羥基化合物，尤其基於耐熱性優異之觀點，較好使用聚羥基芳香族化合物。
作為上述聚羥基化合物並未特別限制，可舉例為例如2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷(以下稱為雙酚A)、2,2-雙(4-羥基苯基)全氟丙烷(以下稱為雙酚AF)、間苯二酚、1,3-二羥基苯、1,7-二羥基萘、2,7-二羥基萘、1,6-二羥基萘、4,4’-二羥基聯苯、4,4’-二羥基二苯乙烯、2,6-二羥基蒽、氫醌、兒茶酚、2,2-雙(4-羥基苯基)丁烷(以下稱為雙酚B)、4,4-雙(4-羥基苯基)戊酸、2,2-雙(4-羥基苯基)四氟二氯丙烷、4,4’-二羥基二苯基碸、4,4’-二羥基二苯基酮、三(4-羥基苯基)甲烷、3,3’,5,5’-四氯雙酚A、3,3’,5,5’-四溴雙酚A等。該等聚羥基芳香族化合物亦可為鹼金屬鹽、鹼土類金屬鹽等，但於使用酸使共聚物凝析時，較好不使用上述金屬鹽。
該等中，基於所得交聯物等之壓縮永久變形較小、成形性亦優異之觀點，較好為聚羥基化合物，聚羥基芳香族化合物由於耐熱性優異故而更好，又更好為雙酚AF。
又，聚醇交聯系較好包含通常之交聯促進劑。若使用交聯促進劑，則可促進氟橡膠主鏈之脫氟酸反應中之分子內雙鍵之生成與促進聚羥基化合物對生成之雙鍵的加成，而可促進交聯反應。
作為聚醇交聯系之交聯促進劑，係使用一般之鎓化合物。作為鎓化合物並未特別限制，舉例為例如4級銨鹽等之銨化合物、4級鏻鹽等之鏻化合物、氧鎓化合物、鋶化合物、環狀胺、1官能性胺化合物等，該等中較好為4級銨鹽、4級鋶鹽。
作為4級銨鹽並未特別限制，可舉例為例如氯化8-甲基-1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一碳烯鎓、碘化8-甲基-1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一碳烯鎓、氫氧化8-甲基-1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一碳烯鎓、8-甲基-1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一碳烯鎓甲基硫酸鹽、溴化8-乙基-1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一碳烯鎓、溴化8-丙基-1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一碳烯鎓、氯化8-十二烷基-1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一碳烯鎓、氫氧化8-十二烷基-1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一碳烯鎓、氯化8-二十烷基-1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一碳烯鎓、氯化8-二十四烷基-1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一碳烯鎓、氯化8-苄基-1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一碳烯鎓(以下稱為DBU-B)、氯化8-苄基-1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一碳烯鎓、氯化8-苯乙基-1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一碳烯鎓、氯化8-(3-苯基丙基)-1,8-二氮雜雙環[5,4,0]-7-十一碳烯鎓等。該等中，基於交聯性、交聯物之物性觀點，較好為DBU-B。
又，作為4級鏻鹽並未特別限制，可舉例為例如氯化四丁基鏻、氯化苄基三苯基鏻(以下稱為BTPPC)、氯化苄基三甲基鏻、氯化苄基三丁基鏻、氯化三丁基烯丙基鏻、氯化三丁基-2-甲氧基丙基鏻、氯化苄基苯基(二甲胺基)鏻等，該等中，基於交聯性、交聯物之物性之觀點，較好為氯化苄基三苯基鏻(BTPPC)。
又，作為交聯促進劑，亦可使用4級銨鹽或4級鏻鹽與雙酚AF的固熔體、日本特開平11-147891號公報中揭示之不含氯之交聯促進劑。
作為聚醇交聯劑之調配量，相對於含氟彈性體100質量份，較好為0.01~10質量份，更好為0.1~7質量份。聚醇交聯劑未達0.01質量份時，有含氟彈性體之交聯未充分進行之傾向，超過10質量份時，有物性均衡降低之傾向。
又，交聯促進劑之調配量，相對於含氟彈性體100質量份，較好為0.01~8質量份，更好為0.02~5質量份。交聯促進劑未達0.01質量份時，有含氟彈性體之交聯未充分進行之傾向，超過8質量份時，有物性均衡降低之傾向。
藉由聚胺交聯系交聯時，係於交聯點具有碳-氮雙鍵者，而具有動態機械特性優異之特徵。然而，與使用聚醇交聯系或過氧化物交聯系交聯劑相比，有壓縮永久變形變大之傾向。
作為聚胺系交聯劑，可舉例為例如六亞甲基二胺胺基甲酸酯、N,N’-二亞桂皮基-1,6-六亞甲基二胺、4,4’-雙(胺基環己基)甲烷胺基甲酸酯等之聚胺化合物。該等中，較佳為N,N’-二亞桂皮基-1,6-六亞甲基二胺。
聚胺系交聯劑之調配量，相對於含氟彈性體100質量份，較好為0.01~10質量份，更好為0.2~7質量份。聚胺系交聯劑未達0.01質量份時，有含氟彈性體之交聯未充分進行之傾向，超過10質量份時，有物性均衡降低之傾向。
本發明中，作為交聯系較好為過氧化物交聯系、聚醇交聯系或聚胺交聯系，較好使用適於各者之交聯劑。作為交聯劑較好為有機過氧化物、聚羥基化合物或聚胺化合物。
作為本發明中使用之絕緣性導熱填料舉例為例如氧化鋁、氧化鋅、二氧化鈦、氧化鈹、氧化鎂、氧化鎳、氧化釩、氧化銅、氧化鐵、氧化銀等之金屬氧化物；石英粉、碳化矽、氮化矽、碳化矽、雲母等之矽化合物；氮化硼、氮化鋁等之氮化合物等。其中，較好為由氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氮化矽、碳化矽、氧化鎂及氧化鋅所成之群選出的至少1種，更好為氧化鋁。
絕緣性導熱填料較好進而經矽烷耦合劑處理。作為矽烷耦合劑並未特別限制，但舉例為甲基丙烯酸系矽烷、苯基系矽烷、乙烯系矽烷、丙烯酸系矽烷、異氰酸酯系矽烷、異氰脲酸酯系矽烷、醯脲系矽烷、巰系矽烷、全氟系矽烷等。作為矽烷耦合劑，較好由甲基丙烯酸系矽烷、苯基系矽烷、乙烯系矽烷、丙烯酸系矽烷、異氰酸酯系矽烷、異氰脲酸酯系矽烷、醯脲系矽烷、巰系矽烷及全氟系矽烷所成之群選出之至少1種。
絕緣性導熱填料較好粒徑為0.1~200μm。絕緣性導熱填料之粒徑更好為1~150μm，又更好為2~100μm。
絕緣性導熱填料之含量並未特別限制，但於放熱材料用含氟彈性體組成物中，較好為70~90體積%，更好為70~85體積%。絕緣性導熱填料之含量未達70體積%時，有導熱性降低之傾向，超過90體積%時，有橡膠之混練變困難，成形品之硬度上升，放熱材料用含氟彈性體組成物之慕尼黏度上升，而不易成形之傾向。
又，本發明之放熱材料用含氟彈性體組成物可根據需要調配含氟彈性體組成物中調配之通常添加劑例如填充劑(碳黑、硫酸鋇等)、加工助劑(蠟等)、可塑劑、著色劑、安定劑、接著助劑、脫模劑、導電性賦予劑、表面非黏著劑、柔軟性賦予劑、耐熱性改善劑、難燃劑等之各種添加劑，亦可調配1種或以上之與前述者不同之常用交聯劑、交聯促進劑。例如作為碳黑，較好平均粒徑為100nm以上，更好為150nm以上。作為碳黑等之填充材含量並未特別限制，但相對於含氟彈性體100質量份，較好為0~150質量份，更好為1~100質量份，又更好為2~50質量份。又，作為蠟等之加工助劑含量，相對於過氧化物可交聯之含氟彈性體100質量份，較好為0~10質量份。
自本發明之放熱材料用含氟彈性體組成物所得之成形品之導熱率並未特別限制，但較好為0.5W/mK以上，更好為1W/mK以上。此處，導熱率係藉由雷射閃光法求出之值。
又，該成形品之ASKER硬度C(峰值)較好為80以下，更好為50以下。此處，ASKER硬度C係藉由根據JIS K7312之方法求出之值。
本發明之放熱材料用含氟彈性體組成物之1%分解溫度並未特別限制，較好為300℃以上，更好為330℃以上。此處，1%分解溫度係由熱重量測定求出之值。
本發明之放熱材料用含氟彈性體組成物之250℃、24小時後之重量減少率並未特別限制，但較好為5%以下，更好為3%以下。此處，250℃、24小時後之重量減少率係將含氟彈性體組成物放入維持於250之電爐中24小時後取出，將前後之質量減少量除以加熱前質量之百分率。
又，本發明有關使前述放熱材料用含氟彈性體組成物成形所得之薄片。本發明之薄片可藉由使放熱材料用含氟彈性體組成物成形而製造，亦可使放熱材料用含氟彈性體組成物成形，使所得薄片交聯而製造。本發明之薄片可經交聯，亦可未經交聯。本發明之薄片由於柔軟性與導熱性、耐熱性優異，故藉由插入於功率半導體等之發熱體與散熱片之間、於用以防止凍結而必需加熱之部分與加熱器之間、或於用以排熱回收之熱輸送零件之間，可較好地使用於發熱體之放熱材料。具體而言，可使用作為插入於存在發熱高溫區域之車載逆變器或DC-DC變流器、車載充電器(on board charger)、LED頭燈、處理自動駕駛用相機所得資訊之GPU部分、熱電轉換元件與配管之間之TIM材料等。
成形方法並未特別限制，可舉例為例如壓縮成形、擠出成形、轉注成形、射出成形等。
交聯只要依據所使用之交聯劑等種類適當決定即可，但通常於150~300℃之溫度燒成1分鐘~24小時。且，即使於常壓、加壓、減壓下，且於空氣中，亦可交聯。
作為交聯方法並未特別限制，可採用蒸氣交聯、加壓成形法、藉由加熱開始交聯反應之通常方法，可為常溫常壓下之放射線交聯法。亦可實施最初之交聯處理(稱為1次交聯)後，實施稱為2次交聯之後處理步驟。

[實施例]
接著列舉實施例說明本發明，但本發明並非僅限定於該等實施例。
實施例及比較例使用之表1所記載之各材料示於以下。

[含氟彈性體]
・含氟彈性體(1)：VdF/HFP共聚物=78/22莫耳%，ML1+10(121℃)=3
・含氟彈性體(2)：VdF/HFP共聚物=78/22莫耳%，ML1+10(121℃)＜0.1(測定極限以下)
・含氟彈性體(3)：VdF/HFP共聚物=78/22莫耳%，ML1+10(121℃)=25
氧化鋁(昭和電工公司製，A50BC，粒徑1~100μm，甲基丙烯酸系烷處理)
實施例1、2及比較例1
調製表1所示組成之含氟彈性體組成物1~3。含氟彈性體組成物係使用LAMO PLASTOMILL，以表1所示之量調配各含氟彈性體(生橡膠)與氧化鋁，以通常方法混合。使所得含氟彈性體組成物1~3成形，獲得薄片。
實施例及比較例所製作之組成物(薄片)之物性藉由以下方法測定。結果示於表1。
[慕尼黏度(ML1+10(121℃))]
依據ASTM-D1646及JIS K6300測定。
測定機器：ALPHA TECHNOLOGIES公司製之MV 2000E型
轉子旋轉數：2rpm
測定溫度：121℃
[導熱率]
藉由雷設閃光法評價。
測定機器：ULVAC理工公司製TC-7000
熱擴散率之決定方法：半時法(half time method)
測定溫度：室溫25℃
[ASKER硬度C]
依據JIS K7312測定。
測定機器：高分子測器股份有限公司製之硬度計(ASKER橡膠硬度計C型)
硬度：測定峰值與3秒後之值
測定溫度：室溫25℃
表中括號內之值表示3秒後之測定值。
[1%分解溫度]
測定機器：日立高科技科學公司製STA7000
升溫速度：10℃/分鐘
環境：空氣中
盤：鋁製
[重量減少率]
將含氟彈性體組成物放入維持於250℃之電爐中24小時後取出，將前後質量減少率除以加熱前質量之百分率作為重量減少率。


[產業上之可利用性]
本發明之放熱材料用含氟彈性體組成物由於柔軟性與導熱性、耐熱性優異，故藉由插入於功率半導體等之發熱體與散熱片之間、於用以防止凍結而必需加熱之部分與加熱器之間、或於用以排熱回收之熱輸送零件之間，可較好地使用於發熱體之放熱材料。具體而言，可使用作為插入於存在發熱高溫區域之車載逆變器或DC-DC變流器、LED頭燈、處理自動駕駛用相機所得資訊之GPU部分、熱電轉換元件與配管之間之TIM材料等。

Claims (7)

  1. 一種放熱材料用含氟彈性體組成物，其特徵係包含121℃之慕尼黏度(Mooney viscosity)為10以下之含氟彈性體及絕緣性導熱填料。
  2. 如請求項1之放熱材料用含氟彈性體組成物，其中，含氟彈性體係包含來自由以下所成之群選出的至少1種單體之構造單位者， 四氟乙烯、 氟化亞乙烯、及 式(1)所示之全氟乙烯性不飽和化合物 (式中，Rfａ 為-CF3 或-ORfb (Rfb 為碳數1~5之全氟烷基))。
  3. 如請求項1或2之放熱材料用含氟彈性體組成物，其中，絕緣性導熱填料係由氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氮化矽、碳化矽、氧化鎂及氧化鋅所成之群選出的至少1種。
  4. 如請求項1~3中任1項之放熱材料用含氟彈性體組成物，其中，絕緣性導熱填料之含量係放熱材料用含氟彈性體組成物中70~90體積%。
  5. 如請求項1~4中任1項之放熱材料用含氟彈性體組成物，其中，絕緣性導熱填料係經矽烷耦合劑所處理。
  6. 如請求項1~5中任1項之放熱材料用含氟彈性體組成物，其中，絕緣性導熱填料係粒徑為0.1~200μm。
  7. 一種薄片，其係將如請求項1~6中任1項之放熱材料用含氟彈性體組成物予以成形所得者。
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