TW202405082A

TW202405082A - 組成物

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Publication number: TW202405082A
Application number: TW112121062A
Authority: TW
Inventors: 桑原雄一; 光永敦美; 加茂博道
Original assignee: 日商Ａｇｃ股份有限公司
Priority date: 2022-06-08
Filing date: 2023-06-06
Publication date: 2024-02-01
Also published as: WO2023238797A1

Abstract

本發明提供一種組成物，其包含含氟彈性體或熱熔融性四氟乙烯系聚合物，並且可形成機械特性、耐熱性優異且線膨脹係數、介電常數及介電正切低、尤其能維持電絕緣性且熱傳導性優異之片材等成形物，而可適宜作為熱界面材料使用。一種組成物，包含：含氟彈性體或熔融溫度高於100℃且在325℃以下之熱熔融性四氟乙烯系聚合物；平均粒徑為10µm以上之熱傳導性無機填料；及，平均粒徑小於2µm之熱傳導性填料。

Description

組成物

本發明涉及一種組成物，其包含含氟彈性體或四氟乙烯系聚合物、與預定之複數種熱傳導性填料。

從電腦晶片(CPU)、視訊圖形陣列、伺服器、遊戲機、智慧型手機、LED板等之電子零件，或從電動汽車及輸電系統之逆變器、轉換器等所使用之含功率半導體之半導體模組等，會產生大量的熱，為了發散前述大量的熱，而使用熱界面材料(Thermal Interface Material；以下亦表記為「TIM」)作為散熱材料。典型上，TIM具有將過多的熱從電子零件傳達到熱擴散部，接著再將熱傳達到散熱板之功能。以往，基於可擴展成非常薄之層且可提供鄰接之表面間之緊密接觸的觀點，係使用石蠟等相變化材料、滑脂狀材料、彈性體膠帶作為TIM，但有耐熱性(熱穩定性)差而容易性能降低的問題。為了獲得可應用於TIM之散熱材料，而提出了一種氟乙烯系聚合物與其他成分之組成物。專利文獻1中提出了一種散熱材料，其係於預定黏度之含氟彈性體中摻混有絕緣性熱傳導填料。專利文獻2中提出了一種散熱材料，其係於熱熔融性四氟乙烯系聚合物中摻混有預定粒徑之氮化硼填料。先前技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2019-085559號公報專利文獻2：國際公開第2020/045260號

發明欲解決之課題氟乙烯系聚合物之表面張力低，而與其他成分之親和性低。因此，以由包含氟乙烯系聚合物與熱傳導性無機填料之組成物形成之成形物來說，成分間之相互作用會不足，而難以充分展現各成分之物性。先前技術文獻中記載之組成物在達成對TIM所要求之電絕緣性、耐熱性、熱傳導性、機械特性上仍有改善的餘地，關於此點本發明人等也已知悉。

本發明人等發現包含含氟彈性體或四氟乙烯系聚合物、預定之熱傳導性無機填料及預定之熱傳導性填料的組成物具有優異之分散性，並且其成形物之機械特性、耐熱性優異，且線膨脹係數、介電常數及介電正切低，尤其能維持電絕緣性且熱傳導性優異，遂而達至本發明。本發明目的在於提供所述組成物及含有該組成物之熱界面材料。

用以解決課題之手段本發明具有下述態樣。 [1]一種組成物，包含：含氟彈性體或熔融溫度高於100℃且在325℃以下之熱熔融性四氟乙烯系聚合物；平均粒徑為10µm以上之熱傳導性無機填料；及平均粒徑小於2µm之熱傳導性填料。 [2]如[1]之組成物，其包含：前述含氟彈性體；平均粒徑為10µm以上之前述熱傳導性無機填料；及，平均粒徑小於2µm之前述熱傳導性填料。 [3]如[2]之組成物，其中在前述含氟彈性體、前述熱傳導性無機填料及前述熱傳導性填料之總量中，前述熱傳導性無機填料及前述熱傳導性填料之總量大於50體積%。 [4]如[2]或[3]之組成物，其中在前述熱傳導性無機填料及前述熱傳導性填料之總量中，前述熱傳導性無機填料之量大於30體積%。 [5]如[2]至[4]中任一項之組成物，其中前述熱傳導性填料之平均粒徑大於0.05µm且小於1µm。 [6]如[2]至[5]中任一項之組成物，其中前述熱傳導性無機填料為氮化硼、氮化鋁、氮化矽或氧化鋁。 [7]如[2]至[6]中任一項之組成物，其中前述熱傳導性填料為氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氮化矽、碳化矽、碳纖維、石墨、石墨烯、奈米碳管、銀或銅。 [8]一種片材，包含：含氟彈性體；平均粒徑為10µm以上之熱傳導性無機填料；及，平均粒徑小於2µm之熱傳導性填料。 [9]如[1]之組成物，其包含：熔融溫度高於100℃且在325℃以下之前述熱熔融性四氟乙烯系聚合物；平均粒徑為10µm以上之前述熱傳導性無機填料；及，平均粒徑小於2µm之前述熱傳導性填料。 [10]如[9]之組成物，其中在前述熱熔融性四氟乙烯系聚合物、前述熱傳導性無機填料及前述熱傳導性填料之總量中，前述熱傳導性無機填料及前述熱傳導性填料之總量大於50體積%。 [11]如[9]或[10]之組成物，其中在前述熱傳導性無機填料及前述熱傳導性填料之總量中，前述熱傳導性無機填料之量大於30體積%。 [12]如[9]至[11]中任一項之組成物，其中前述熱傳導性填料之平均粒徑大於0.05µm且小於1µm。 [13]如[9]至[12]中任一項之組成物，其中前述熱傳導性無機填料為氮化硼、氮化鋁、氮化矽或氧化鋁。 [14]如[9]至[13]中任一項之組成物，其中前述熱傳導性填料為氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氮化矽、碳化矽、碳纖維、石墨、石墨烯、奈米碳管、銀或銅。 [15]一種片材，包含：熔融溫度高於100℃且在325℃以下之熱熔融性四氟乙烯系聚合物；平均粒徑為10µm以上之熱傳導性無機填料；及，平均粒徑小於2µm之熱傳導性填料。

發明效果根據本發明，可提供一種組成物，其包含含氟彈性體或四氟乙烯系聚合物、預定之熱傳導性無機填料及預定之熱傳導性填料，且分散性優異。由所述組成物可形成機械特性、耐熱性優異且線膨脹係數、介電常數及介電正切低、尤其能維持電絕緣性且熱傳導性優異之片材等成形物，而可適宜作為熱界面材料使用。

以下用語具有以下意義。「體積」係將對象物之質量除以其比重後所算出之值。「平均粒徑(D50)」係藉由雷射繞射散射法求得之粒子的體積基準累積50%粒徑。即，藉由雷射繞射散射法測定粒度分布，令粒子群之總體積為100%求出累積曲線後，於該累積曲線上累積體積成為50%之點的粒徑。粒子之D50可藉由以下方式求得：使粒子分散於水中，並藉由使用雷射繞射散射式粒度分布測定裝置(堀場製作所公司製，LA-920測定器)之雷射繞射散射法分析而求得。「熔融溫度」係指與藉由示差掃描熱量測定(DSC)法測定之聚合物之熔解峰之最大值對應的溫度。「玻璃轉移點(Tg)」係指藉由動態黏彈性測定(DMA)法分析聚合物所測定之值。所謂聚合物之「單元」意指藉由單體聚合而形成之以前述單體為主體之原子團。單元可為藉由聚合反應直接形成之單元，亦可為藉由對聚合物進行處理使前述單元之一部分轉換成另一結構之單元。以下，以單體a為主體之單元亦僅表記為「單體a單元」。

本發明第1實施形態之組成物(以下亦表記為「本組成物」)包含：含氟彈性體；平均粒徑為10µm以上之熱傳導性無機填料(以下亦表記為「第1填料」)；及，平均粒徑小於2µm之熱傳導性填料(以下亦表記為「第2填料」)。

本組成物具有優異之分散性，且高度具備含氟彈性體、第1填料及第2填料之物性，而容易形成機械特性、耐熱性優異且線膨脹係數、介電常數及介電正切低、尤其能維持電絕緣性且熱傳導性優異之片材等成形物。其理由尚不明確，但吾等認為如下。

含氟彈性體與其他材料之親和性低。因此，特別是上述第2填料這種微粒子狀填料，容易發生第2填料彼此在組成物中凝集，不僅不易發揮其物性，還容易使由其所得之成形物的機械特性等降低。於是，本組成物係採用第2填料與平均粒徑(D50)相對於第2填料足夠大之第1填料併用的構成，以促進兩者之相互作用。換言之，亦可看作是以第1填料為母粒子且於其表面或其附近存在第2填料，藉此抑制住第2填料凝集。並且，吾等認為因組成物中之填料處於上述狀態，故其表面積會相對提高，而促進各填料與含氟彈性體之相互作用，提升組成物之均一分散性。且在由所述組成物形成之片材等成形物中，第2填料能有效率地緻密填充於第1填料之堆積間隙中，而容易形成高度之填料路徑，這被認為能維持成形物之耐熱性、線膨脹係數、電特性、尤其是電絕緣性並提升熱傳導性。進一步認為，含氟彈性體與第1填料及第2填料間之接觸界面變大，成形物之彎曲強度等機械物性亦可獲得提升。

上述傾向在以下情況會變得更顯著：在含氟彈性體、第1填料及第2填料之總量中，理想上將第1填料及第2填料之總量設為大於50體積%，且在第1填料及第2填料之總量中，理想上將第1填料之量設為大於30體積%。

含氟彈性體係包含以氟烯烴為主體之單元的聚合物，宜為包含以選自於由四氟乙烯(TFE)、六氟丙烯(HFP)、二氟亞乙烯(VdF)、氟乙烯(VF)及三氟氯乙烯(CTFE)所構成群組中之至少1種氟烯烴為主體之單元的聚合物。又，含氟彈性體係一依循ASTM D6204測定在100℃、50cpm下儲存彈性模數顯示80以上之不具熔點的彈性聚合物。含氟彈性體可使用1種，亦可併用2種以上。

含氟彈性體可為僅由選自於由TFE單元、HFP單元、VdF單元、VF單元及CTFE單元所構成群組中之1種以上單元構成的含氟彈性體，亦可為包含前述單元與以前述單元以外之單體為主體之單元的含氟彈性體。

前述單元以外之單體的具體例可舉乙烯(E)、丙烯(P)、全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)。 PAVE之具體例可舉全氟(甲基乙烯基醚)、全氟(乙基乙烯基醚)、全氟(丙基乙烯基醚)、全氟(丁基乙烯基醚)。

含氟彈性體可舉含TFE/P之聚合物(意指含有TFE單元與P單元之聚合物；關於以下記載亦同)、含HFP/VdF之聚合物、含TFE/PAVE之聚合物。此外，以「/」連結之各單元的合計，例如為含TFE/P之聚合物時，TFE單元與P單元的合計比率宜在構成聚合物之全部單元中為50莫耳%以上。關於其他「含~聚合物」亦同。此外，含TFE/PAVE之聚合物即便為具有TFE單元與PAVE單元之聚合物，仍不進一步包含含P單元或VdF單元者。又，含HFP/VdF之聚合物即便為具有HFP單元與VdF單元之聚合物，仍不進一步包含含P單元者。

含TFE/P之聚合物可列舉：TFE/P(意指由TFE單元與P單元構成之聚合物；關於其他亦同)、TFE/P/VF、TFE/P/VdF、TFE/P/E、TFE/P/TFP、TFE/P/PAVE、TFE/P/1,3,3,3-四氟丙烯、TFE/P/2,3,3,3-四氟丙烯、TFE/P/TrFE、TFE/P/DiFE、TFE/P/VdF/TFP、TFE/P/VdF/PAVE。含HFP/VdF之聚合物可列舉：HFP/VdF、TFE/VdF/HFP、TFE/VdF/HFP/TFP、TFE/VdF/HFP/PAVE、VdF/HFP/TFP、VdF/HFP/PAVE。含TFE/PAVE之聚合物可舉TFE/PAVE、TFE/PMVE、TFE/PMVE/PPVE。

含氟彈性體之慕尼黏度(Mooney viscosity)(ML ₁ ₊₁₀，121℃)宜為20~200，較宜為30~150，更宜為40~120。慕尼黏度係分子量之基準，按JIS K6300-1：2000進行測定。該值若大表示分子量大，若小則表示分子量小。慕尼黏度若在前述範圍內，由本組成物形成之片材等成形物的機械特性便優異。

本組成物包含之第1填料及第2填料在各單體之熱傳導率宜為20W/m・K以上，較宜為30W/m・K以上。第1填料及第2填料在各單體之熱傳導率的上限無特別限制，愈高愈佳，一般而言宜為3000W/m・K以下，較宜為2500W/m・K以下。

第1填料之形狀可為球狀、針狀(纖維狀)、板狀中之任一者，具體上可為球狀、鱗片狀、層狀、葉片狀、杏仁狀、柱狀、雞冠狀、等軸狀、葉狀、雲母狀、塊狀、平板狀、楔狀、蓮座狀、網格狀、角柱狀。其中，第1填料之形狀又宜為非球狀，較宜為鱗片狀或柱狀。此時，吾等認為在本組成物及由本組成物形成之片材等成形物中，第1填料容易成為卡屋型結構(card-house structure)，而容易形成熱傳導路徑。結果，本組成物具有優異之分散性，且成形物容易具有優異之熱傳導性(熱傳導率)與低線膨脹性。第1填料之高寬比宜大於1，較宜為2以上，更宜為5以上。高寬比宜為10000以下。

第1填料可列舉例如：石英粉、二氧化矽、矽灰石、滑石、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；氧化鋁、氧化鋅、氧化鈦、氧化鈰、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。第1填料可使用1種，亦可併用2種以上。其中，第1填料又宜為氮化硼、氮化鋁、氮化矽或氧化鋁，較宜為氮化硼。

氮化硼填料之具體例可舉「HP-40MF」系列、「HP-40J」系列(皆為JFE Mineral & Alloy Company, Ltd.製)、「UHP」系列(昭和電工公司製)、「Denka Boron Nitride」系列之「GP」、「HGP」等級(Denka公司製)。氮化鋁填料之具體例可舉「高純度氮化鋁」系列(Tokuyama公司)、「TOYAL TecFiller TFZ」系列(東洋鋁公司製)。氮化矽填料之具體例可舉「Denka氮化矽」系列(Denka公司製)、「UBE氮化矽」系列(UBE公司製)。氧化鋁填料之具體例可舉「Alumina Beads CB」系列(昭和電工公司)、「Taimicron」系列(大明化學工業公司)。

第1填料之D50為10µm以上，宜為20µm以上，更宜為30µm以上。第1填料之D50宜為100µm以下，較宜為80µm以下，更宜為60µm以下。第1填料之真密度宜為0.2~1g/cm ³。第1填料之體密度宜為0.1~0.5g/cm ³。第1填料之耐壓強度宜為30~200MPa。此外，耐壓強度係藉由ASTM D 3102-78測定之耐壓強度。

第1填料之表面亦可經以矽烷耦合劑進行表面處理。矽烷耦合劑可列舉例如：乙烯基三甲氧基矽烷、3-巰丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三乙氧基矽烷、對苯乙烯基三甲氧基矽烷、3-三甲氧基矽基丙基琥珀酸酐、N-2-(胺甲基)-8-胺辛基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷。

第2填料之形狀可為球狀、針狀(纖維狀)、板狀中之任一者，由更提升含有由本組成物獲得之片材等成形物及本組成物之TIM的熱傳導性的觀點來看，宜為球狀。球狀第2填料亦可為橢圓狀，但宜為大致真球狀。在此所謂大致真球狀，意指在藉由掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察填料時，短徑相對於長徑的比為0.7以上之粒子所佔之比率為95%以上。此時，本組成物容易具有優異之分散性與加工性。又，在由本組成物形成之片材等成形物中，第2填料能有效率地配置且緻密填充於第1填料之堆積間隙中，而容易形成熱傳導路徑，從而容易獲得機械特性優異且線膨脹係數、介電常數及介電正切低、尤其能維持電絕緣性且熱傳導性優異之片材等成形物。

第2填料宜為未經表面處理之填料，此乃基於以下觀點：在片材等成形物中，第2填料可更緻密地填充於第1填料之堆積間隙中而形成填料路徑，且高度展現第2填料本身之物性從而使成形物之熱傳導性等更加良好。此外，「表面處理」包含利用矽烷耦合劑等有機系表面處理劑、無機酸等無機系表面處理劑或物理性操作進行之表面處理。

第2填料可列舉例如：氧化鋁、氧化鋅、氧化鈦、氧化鈰、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；氮化硼、氮化鋁等之氮化合物；石英粉、二氧化矽、矽灰石、滑石、氮化矽、碳化矽、雲母等之矽化合物；碳纖維；石墨、石墨烯、奈米碳管等之碳同素異形體；銀、銅等之金屬。第2填料可使用1種，亦可併用2種以上。其中，第2填料又宜為氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氮化矽、碳化矽、碳纖維、石墨、石墨烯、奈米碳管、銀或銅。此時，由本組成物容易獲得電特性、低線膨脹性及熱傳導性優異之成形物。

第2填料之D50宜大於0.05µm且小於1µm。第2填料之D50較宜為0.08µm以上，更宜為0.1µm以上。第2填料之D50較宜為0.8µm以下，更宜為0.5µm以下。第2填料之真密度宜為0.2~1g/cm ³。第2填料之體密度宜為0.1~0.5g/cm ³。第2填料之耐壓強度宜為30~200MPa。此外，耐壓強度係藉由ASTM D 3102-78測定之耐壓強度。

上述D50之氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氮化矽、碳化矽、碳纖維、石墨、石墨烯、奈米碳管、銀或銅之填料具體上可舉：「UCP-030N」(住友金屬礦山公司製，銅粉末，D50：0.27µm，橢圓形)、「TM-5D」(大明化學工業公司製，D50：0.2µm，橢圓形)、「FS-1」(JFE Mineral & Alloy Company, Ltd.製，氮化硼粉末，D50：0.2µm，板狀)等。

本組成物中，第1填料之形狀宜為非球狀(鱗片、柱狀)，且第2填料之形狀宜為球狀。又，第1填料與第2填料可為D50不同之同種填料，亦可使用第1填料與第2填料為不同種類者。本組成物中，第1填料之D50相對於第2填料之D50的比宜為30以上，較宜為50以上。上述比宜為500以下，較宜為250以下。

本組成物中，在含氟彈性體、第1填料及第2填料之總量中，第1填料及第2填料之總量宜大於50體積%，較宜為55體積%以上，更宜為60體積%以上。在含氟彈性體、第1填料及第2填料之總量中，第1填料及第2填料之總量宜為75體積%以下。藉由上述作用機制，即便在填料之總量在所述範圍內之情況下，本組成物仍具有優異之分散性，且可高度賦予該成形物各填料物性。

又，本組成物中，在第1填料及第2填料之總量中，第1填料之量宜大於30體積%，較宜大於50體積%，更宜為60體積%以上。在第1填料及第2填料之總量中，第1填料之量宜為95體積%以下，較宜為90體積%以下。此時，上述作用機制中，第2填料對第1填料之堆積間隙的緻密填充更為容易。並且，不同種填料間之相互作用會提高，亦容易抑制第1填料及第2填料各自之凝集，從而容易提升本組成物之分散性。

在本組成物中之含氟彈性體、第1填料及第2填料之總體積中，含氟彈性體之體積濃度、第1填料之體積濃度及第2填料之體積濃度宜依序為10~60%、30~80%、10%~30%。體積濃度在所述範圍內時，本組成物容易具有優異之分散性。且，由本組成物容易獲得線膨脹係數、介電常數及介電正切低、尤其能維持電絕緣性且熱傳導性優異之片材等成形物。

本組成物亦可在不損及本發明效果之範圍內更包含與含氟彈性體不同之其他樹脂。該其他樹脂可以非中空狀粒子之形態包含於本組成物中，當本組成物包含後述液態分散介質時，其亦可溶解或分散於液態分散介質中來包含。其他樹脂可列舉：含氟彈性體以外之氟樹脂、液晶性芳香族聚酯等聚酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、環氧樹脂、馬來醯亞胺樹脂、胺甲酸乙酯樹脂、聚苯醚樹脂、聚氧化苯樹脂、聚伸苯硫醚樹脂。其他樹脂宜為芳香族聚合物，較宜為選自於由芳香族聚醯亞胺、芳香族聚醯胺酸、芳香族聚醯胺醯亞胺及芳香族聚醯胺醯亞胺之前驅物所構成群組中之至少1種芳香族醯亞胺聚合物。芳香族聚合物在本組成物中，宜以溶解於液態分散介質中之清漆之形態來包含。

芳香族醯亞胺聚合物之具體例可列舉：「UPIA-AT」系列(UBE公司製)、「Neopulim(註冊商標)」系列(MITSUBISHI GAS CHEMICAL公司製)、「SPIXAREA(註冊商標)」系列(SOMAR公司製)、「Q-PILON(註冊商標)」系列(PI技術研究所製)、「WINGO」系列(Wingo Technology公司製)、「Tohmide(註冊商標)」系列(T&K TOKA公司製)、「KPI-MX」系列(河村產業公司製)、「HPC-1000」、「HPC-2100D」(皆為SHOWA DENKO MATERIALS公司製)。

本組成物更包含其他樹脂時，相對於含氟彈性體、第1填料及第2填料之總體積，其他樹脂之體積濃度宜為0.1體積%以上，較宜為1體積%以上。上述體積濃度宜為15體積%以下，較宜為10體積%以下。

本組成物可為粉狀，亦可更包含液態分散介質而為液態。液態分散介質係在大氣壓下在25℃下為液體之化合物，宜為沸點為50~240℃之化合物。液態分散介質可使用1種，亦可使用2種以上。使用2種液態分散介質時，2種液態分散介質宜相互相溶。

液態分散介質宜為選自於由水、烴、醯胺、酮及酯所構成群組中之化合物。烴可列舉：己烷、庚烷、辛烷、癸烷、甲基環己烷等之脂環式骨架烴；甲苯、乙苯、二甲苯等之芳香族烴。醯胺可列舉：N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基丙醯胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙醯胺、N,N-二乙基甲醯胺、六甲基磷酸三醯胺、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮。酮可列舉：丙酮、甲基乙基酮、甲基異丙基酮、甲基異丁基酮、甲基正戊基酮、甲基異戊基酮、2-庚酮、環戊酮、環己酮、環庚酮。酯可列舉：乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、γ-丁內酯、γ-戊內酯。

本組成物包含液態分散介質時，液態分散介質之含量宜為10體積%以上，較宜為20體積%以上。液態分散介質之含量宜為60體積%以下，較宜為50體積%以下。本組成物包含液態分散介質時，本組成物中之固體成分濃度宜為50體積%以上。固體成分濃度宜為90體積%以下。此外，固體成分意指在由本組成物形成之成形物中形成固體成分之物質的總量(總質量或總體積)。具體而言，含氟彈性體、第1填料及第2填料為固體成分，當本組成物包含其他樹脂時，其他樹脂亦為固體成分，而該等成分之總體積濃度即成為本組成物中之固體成分濃度。

由提升含氟彈性體、第1填料及第2填料之分散穩定性的觀點來看，本組成物、尤其是包含液態分散介質之本組成物宜更包含非離子性界面活性劑。非離子性界面活性劑可舉乙二醇系界面活性劑、乙炔系界面活性劑、聚矽氧系界面活性劑、氟系界面活性劑。非離子性界面活性劑之具體例可列舉：「Ftergent」系列(NEOS公司製)、「Surflon」系列(AGC SEIMI CHEMICAL公司製)、「MEGAFACE」系列(DIC公司製)、「UNIDYNE」系列(大金工業公司製)、「BYK-347」、「BYK-349」、「BYK-378」、「BYK-3450」、「BYK-3451」、「BYK-3455」、「BYK-3456」(BYK Japan公司製)、「KF-6011」、「KF-6043」(信越化學工業公司製)、「Tergitol」系列(陶氏化學公司製，「Tergitol TMN-100X」等)。本組成物含有非離子性界面活性劑時，本組成物中非離子性界面活性劑之含量宜為1~15體積%。

本組成物亦可更含有：觸變性賦予劑、黏度調節劑、消泡劑、脫水劑、塑化劑、耐候劑、抗氧化劑、熱穩定劑、滑劑、抗靜電劑、增白劑、著色劑、導電劑、脫模劑、阻燃劑等之添加劑。

本組成物包含液態分散介質且為液態時，其黏度宜為10mPa・s以上，較宜為100mPa・s以上。本組成物之黏度宜為10000mPa・s以下，較宜為3000mPa・s以下。本組成物包含液態分散介質且為液態時，其觸變比宜為1.0~3.0。

本組成物可藉由將含氟彈性體、第1填料及第2填料、以及視需要之其他樹脂、液態分散介質、界面活性劑、添加劑等混合來獲得。本組成物可將含氟彈性體、第1填料及第2填料整個一起混合而獲得，可個別依序混合，亦可預先作成該等母料再將其與剩餘成分混合。混合順序無特別限制，又混合方法可整個一起混合亦可分割成複數次來混合。用以獲得本組成物之混合裝置可列舉：亨氏混合機(Henschel mixer)、加壓捏合機、班布瑞密閉式混合機(Banbury mixer)及行星式混合機等具備槳葉之攪拌裝置；球磨機、磨碎機、籃式磨機、混砂機、砂磨機、Dyno-Mill、DISPERMAT、SC-MILL、釘磨機及攪拌磨機等具備介質之粉碎裝置；微細流體均質機、Nanomizer、Ultimizer、超音波均質機、溶解器、分散機、高速葉輪分散機、薄膜旋回型高速混合機、自轉公轉攪拌機及V型混合機等具備其他機構之分散裝置。

關於包含液態分散介質之本組成物之製造方法，宜首先於包含含氟彈性體之液態分散介質中投入第1填料，接著投入第2填料並混合，這是基於可提升含氟彈性體、第1填料及第2填料之分散性的觀點。更具體而言，可舉下述製造方法：將含氟彈性體預先溶解於一部分之液態分散介質中，接著依序投入第1填料、第2填料並捏合，再將所得捏合物添加至剩餘之液態分散介質中而獲得本組成物。捏合與添加時使用之液態分散介質可為同種液態分散介質，亦可為不同種液態分散介質。其他樹脂、界面活性劑、添加劑可在捏合時混合，亦可在添加時混合。

藉由捏合所得之捏合物可為糊狀(黏度為1000~100000mPa・s之糊料等)，亦可為濕粉狀(藉由毛細管流變儀測定之黏度為10000~100000Pa・s之濕粉等)。此外，所謂藉由毛細管流變儀測定之黏度係指使用毛細管長度10mm、毛細管半徑1mm之毛細管，且爐體徑設為9.55mm、荷重元容量設為2t、溫度設為25℃、剪切速度設為1s ^-1所測定之值。

捏合中之混合宜藉由行星式混合機進行。行星式混合機係具有相互進行自轉與公轉之雙軸攪拌葉片的攪拌裝置。添加中之混合宜藉由薄膜旋回型高速混合機進行。薄膜旋回型高速混合機係一將包含含氟彈性體、第1填料及第2填料之捏合物與液態分散介質於圓筒形攪拌槽之內壁面展開成薄膜狀並使其旋回，使離心力作用的同時進行混合之攪拌裝置。

由本組成物容易獲得熱傳導率為2.0W/m・K以上之成形物。該成形物之熱傳導率宜為2.0~100W/m・K。由本組成物獲得之成形物之介電常數宜為2.4以下，較宜為2.0以下。且，介電常數宜大於1.0。成形物之介電正切宜為0.0022以下，較宜為0.0020以下。且，介電正切宜大於0.0010。

若將本組成物供於擠製等成形方法，可獲得包含含氟彈性體、第1填料及第2填料之片材等成形物。本組成物包含液態分散介質且為液態時，宜將本組成物擠製成片狀。擠製而得之片材亦可進一步進行壓製成形、砑光成形等來流延。片材宜進一步加熱去除液態分散介質。本組成物為粉狀時，宜將本組成物進行熔融擠製成形。擠製成形可使用單軸螺旋擠製機、多軸螺旋擠製機等來進行。又，亦可將本組成物射出成形而獲得成形物。在形成成形物時，可將本組成物直接進行熔融擠製成形或射出成形，亦可將本組成物熔融捏合做成丸粒，再將丸粒進行熔融擠製成形或射出成形而獲得片材等成形物。

由本組成物獲得之片材之厚度宜為50µm以上，較宜為75µm以上，更宜為100µm以上。片材之厚度宜為1000µm以下。片材之熱傳導率、介電常數及介電正切的適宜範圍分別與上述成形物之熱傳導率、介電常數及介電正切的範圍相同。此外，片材之熱傳導率意指在片材之面內方向上的熱傳導率。片材之線膨脹係數宜為100ppm/℃以下，較宜為80ppm/℃以下。片材之線膨脹係數的下限為30ppm/℃。此外，線膨脹係數意指依循JIS C 6471：1995中規定之測定方法，測定試驗片在25℃以上且260℃以下之範圍中之線膨脹係數的值。

若將該片材積層於基材上，可形成積層體。積層體之製造方法可列舉以下方法等：使用共擠製機作為前述擠製機，將本組成物與基材之原料一同擠製成形之方法；將本組成物擠製成形於前述基材上之方法；將片材與前述基材進行熱壓接之方法。基材可列舉：銅、鎳、鋁、鈦、其等合金等之金屬箔等的金屬基板；聚酯、聚醯亞胺、聚醯胺、聚醚醯胺、聚伸苯硫醚、聚芳基醚酮、聚醯胺醯亞胺、液晶性聚酯、四氟乙烯系聚合物等理想上為耐熱性樹脂膜；預浸體基板(纖維強化樹脂基板之前驅物)、碳化矽、氮化鋁、氮化矽等的陶瓷基板；玻璃基板。

基材之形狀可舉平面狀、曲面狀、凹凸狀。又，基材之形狀亦可為箔狀、板狀、膜狀、纖維狀中之任一者。基材之表面的十點平均粗度宜為0.01~0.05µm。片材與基材之剝離強度宜為10N/cm以上，較宜為15N/cm以上。上述剝離強度宜為100N/cm以下。

將本組成物配置於基材表面而形成包含含氟彈性體、第1填料及第2填料之聚合物層，藉此可獲得具有以基材構成之基材層與聚合物層的積層體。聚合物層宜為：將包含液態分散介質之本組成物配置於基材表面並加熱去除分散介質而形成。若從該積層體分離基材，便可獲得包含含氟彈性體、第1填料及第2填料之片材。基材可舉與上述可與片材積層之基材相同之物，其適宜態樣亦同。

本組成物之配置之方法可舉塗佈法、液滴吐出法、浸漬法，宜為輥塗法、刮刀塗佈(knife coat)法、棒塗法、模塗法或噴塗法。去除液態分散介質時之加熱宜在100~200℃下在0.1~30分鐘內進行。在該加熱中，藉由含氟彈性體、第1填料及第2填料之堆積而形成聚合物層。在加熱時亦可噴吹空氣，藉由風乾促進液態分散介質之去除。加熱裝置可舉烘箱、通風乾燥爐。裝置中之熱源可為接觸式熱源(熱風、加熱板等)，亦可為非接觸式熱源(紅外線等)。加熱可在常壓下進行，亦可在減壓下進行。加熱中之氣體環境亦可為空氣環境、非活性氣體(氦氣、氖氣、氬氣、氮氣等)環境中之任一者。

聚合物層係經本組成物之配置、加熱之步驟而形成。該等步驟可各進行1次，亦可重複2次以上。例如，可將本組成物配置於基材表面並加熱形成聚合物層，再進一步將本組成物配置於前述聚合物層之表面並加熱，而形成第2層之聚合物層。又，亦可在將本組成物配置於基材表面並加熱去除液態分散介質後之階段，進一步將本組成物配置於其表面並加熱而形成聚合物層。

本組成物可有效作為用以賦予絕緣性、耐熱性、耐腐蝕性、耐藥品性、耐水性、耐衝擊性、熱傳導性之材料。本組成物具體上可使用於：印刷配線板、熱介面材、功率模組用基板、馬達等動力裝置上所使用之線圈、車載引擎、熱交換器、小玻璃瓶(Vial)、注射器(syringe)、安瓿、醫療用線、鋰離子電池等之蓄電池、鋰電池等之原電池、自由基電池、太陽能電池、燃料電池、鋰離子電容、混合式電容、電容、電容器(鋁電解電容器、鉭電解電容器等)、電致變色元件、電化學開關元件、電極之黏結劑、電極之分離件、電極(正極、負極)。又，本組成物亦可有效作為用以接著零件之接著劑。本組成物具體上可使用於：陶瓷零件之接著、金屬零件之接著、半導體元件或模組零件之基板中的IC晶片或電阻、電容器等電子零件之接著、電路基板與散熱板之接著、LED晶片對基板之接著。

本發明又為一含有本組成物之熱界面材料(TIM)。含有本組成物之TIM高度具備含氟彈性體、第1填料及第2填料之物性，從而機械特性、耐熱性優異，且線膨脹係數、介電常數及介電正切低，尤其熱傳導性優異。本組成物尤可適宜使用於用以發散從下述諸等產生之大量之熱的TIM用途上：電腦晶片(CPU)、視訊圖形陣列、伺服器、遊戲機、智慧型手機、LED板等之電子零件；或電動汽車、輸電系統之逆變器、轉換器等所使用之含功率半導體之半導體模組。

本發明又為一包含含氟彈性體、第1填料及第2填料之片材。關於所述片材中之含氟彈性體、第1填料、第2填料、其他任意構成成分之詳細內容，係與於上在本組成物之說明中所述內容相同。所述片材宜以上述方法由本組成物來形成。片材之厚度、熱傳導率、介電常數、介電正切、線膨脹係數的適宜範圍分別與上述相同。所述片材可適宜作為TIM使用。

由本組成物形成之片材等成形物及積層體可有效作為天線零件、印刷基板、航空機用零件、汽車用零件、運動用具、食品工業用品、散熱零件等。具體上可有效作為：電線被覆材(航空機用電線等)、使用於電動汽車等之馬達等的漆包線被覆材、電氣絕緣膠帶、石油鑽探用絕緣膠帶、石油輸送軟管、氫氣槽、印刷基板用材料、分離膜(微孔濾膜、超濾膜、逆滲透膜、離子交換膜、透析膜、氣體分離膜等)、電極黏結劑(鋰蓄電池用、燃料電池用等)、複製輥(copy roll)、傢俱、汽車儀錶板、家電製品等之外殼、滑動構件(荷重軸承、偏航軸承、滑動軸、閥、軸承、軸襯、密封件、止推墊圈、耐磨環、活塞、滑動開關、齒輪、凸輪、輸送帶、食品輸送用帶等)、張力索、耐磨墊、耐磨條、燈管、測試插座、晶圓導向器(wafer guide)、離心泵之磨耗零件、供藥泵及供水泵、工具(鏟、銼、錐、鋸等)、鍋爐、料斗、管子、烘箱、烤模、滑槽、球拍線、模具、馬桶、容器被覆材、功率器件用安裝散熱基板、無線電通訊器件之散熱構件、電晶體、閘流體、整流器、變壓器、功率MOSFET、CPU、散熱片、金屬散熱板、風車或風力發電設備或航空機等之槳葉、電腦或顯示器之殼體、電子器件材料、汽車之內外裝、在低氧下進行加熱處理之加工機或真空烘箱、電漿處理裝置等之密封材、濺鍍或各種乾式蝕刻裝置等之處理單元內之散熱零件、電磁波屏蔽件。

由本組成物形成之片材等成形物及積層體可有效作為撓性印刷配線基板、剛性印刷配線基板等之電子基板材料、保護膜或散熱基板，尤其可有效作為適於汽車之散熱基板。在使用由本組成物形成之片材作為TIM時，可將片材直接貼合於作為對象之基板上，亦可透過聚矽氧系黏著層等之黏著層將片材貼合於作為對象之基板上。

本發明第2實施形態之組成物(以下亦表記為「本發明第2組成物」)包含：熔融溫度高於100℃且在325℃以下之熱熔融性四氟乙烯系聚合物(以下亦表記為「F聚合物」)；平均粒徑為10µm以上之熱傳導性無機填料(以下亦表記為「第1填料」)；及，平均粒徑小於2µm之熱傳導性填料(以下亦表記為「第2填料」)。

本發明第2組成物具有優異之分散性，且高度具備F聚合物、第1填料及第2填料之物性，而容易形成機械特性、耐熱性優異且線膨脹係數、介電常數及介電正切低、尤其能維持電絕緣性且熱傳導性優異之片材等成形物。其理由尚不明確，但吾等認為如下。

F聚合物與其他材料之親和性低。因此，特別是上述第2填料這種微粒子狀填料，容易發生第2填料彼此在組成物中凝集，不僅不易發揮其物性，還容易使由其所得之成形物的機械特性等降低。於是，本發明第2組成物係採用第2填料與平均粒徑(D50)相對於第2填料足夠大之第1填料併用的構成，以促進兩者之相互作用。換言之，亦可看作是以第1填料為母粒子且於其表面或其附近存在第2填料，藉此抑制住第2填料凝集。並且，吾等認為因組成物中之填料處於上述狀態，故其表面積會相對提高，而促進各填料與F聚合物之相互作用，提升組成物之均一分散性。且在由所述組成物形成之片材等成形物中，第2填料能有效率地緻密填充於第1填料之堆積間隙中，而容易形成高度之填料路徑，這被認為能維持成形物之耐熱性、線膨脹係數、電特性、尤其是電絕緣性並提升熱傳導性。進一步認為，F聚合物與第1填料及第2填料間之接觸界面變大，成形物之彎曲強度等機械物性亦可獲得提升。

上述傾向在以下情況會變得更顯著：在F聚合物、第1填料及第2填料之總量中，理想上將第1填料及第2填料之總量設為大於50體積%，且在第1填料及第2填料之總量中，理想上將第1填料之量設為大於30體積%。

本發明之F聚合物係熱熔融性聚合物，其包含以四氟乙烯(以下亦表記為「TFE」)為主體之單元(以下亦表記為「TFE單元」)且熔融溫度高於100℃且在325℃以下。在此，所謂熱熔融性聚合物，意指在荷重49N之條件下存在有熔融流速成為1~1000g/10分鐘之溫度的聚合物。 F聚合物之熔融溫度宜為180℃以上，更宜為200℃以上。前述F聚合物之熔融溫度宜為320℃以下。此時，本發明第2組成物容易具有優異之加工性，且由本發明第2組成物形成之成形物容易具有優異之耐熱性。

F聚合物之玻璃轉移點宜為50℃以上，較宜為75℃以上。F聚合物之玻璃轉移點宜為150℃以下，較宜為125℃以下。 F聚合物之氟含量宜為70質量%以上，較宜為72~76質量%。 F聚合物之表面張力宜為16~26mN/m。此外，F聚合物之表面張力可將JIS K 6768所規定之濕潤張力試驗用混合液(和光純藥公司製)之液滴載置於以F聚合物製作之平板上來測定。

F聚合物宜為：聚四氟乙烯(PTFE)、包含TFE單元與以乙烯為主體之單元的聚合物(ETFE)、包含TFE單元與以丙烯為主體之單元的聚合物、包含TFE單元與以全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)為主體之單元(PAVE單元)的聚合物(PFA)、包含TFE單元與以六氟丙烯為主體之單元的聚合物(FEP)，較宜為PFA及FEP，更宜為PFA。該等聚合物亦可更包含有以其他共聚單體為主體之單元。 PAVE宜為CF ₂=CFOCF ₃、CF ₂=CFOCF ₂CF ₃及CF ₂=CFOCF ₂CF ₂CF ₃(以下亦表記為「PPVE」)，較宜為PPVE。

F聚合物宜具有含氧極性基，較宜具有含羥基之基團或含羰基之基團，更宜具有含羰基之基團。此時，F聚合物容易與第1填料及第2填料相互作用，從而本發明第2組成物容易具有優異之分散性。且，由本發明第2組成物容易獲得線膨脹係數、介電常數及介電正切低、且耐熱性、熱傳導性優異之片材等成形物。含羥基之基團宜為含有醇性羥基之基團，較宜為-CF ₂CH ₂OH及-C(CF ₃) ₂OH。含羰基之基團宜為羧基、烷氧羰基、醯胺基、異氰酸酯基、胺甲酸酯基(-OC(O)NH ₂)、酸酐殘基(-C(O)OC(O)-)、醯亞胺殘基(-C(O)NHC(O)-等)及碳酸酯基(-OC(O)O-)，較宜為酸酐殘基。 F聚合物具有含氧極性基時，F聚合物中之含氧極性基之數量以主鏈碳數計，每1×10 ⁶個主鏈碳數宜為10~5000個，較宜為100~3000個。此外，F聚合物中之含氧極性基之數量可藉由聚合物之組成或國際公開第2020/145133號中記載之方法來定量。

含氧極性基可包含於F聚合物中之以單體為主體之單元中，亦可包含於F聚合物之主鏈的末端基中，宜為前者。後者之態樣可列舉：具有含氧極性基作為源自聚合引發劑、鏈轉移劑等之末端基的F聚合物；對F聚合物進行電漿處理或游離射線處理而得之F聚合物。具有含羰基之基團的單體宜為伊康酸酐、檸康酸酐及5-降𦯉烯-2,3-二甲酸酐(以下亦表記為「NAH」)，較宜為NAH。

F聚合物宜為包含TFE單元及PAVE單元且具有含羰基之基團的聚合物；更宜為下述聚合物：包含TFE單元、PAVE單元及以具有含羰基之基團的單體為主體之單元，且以相對於全部單元依序為90~99莫耳%、0.99~9.97莫耳%、0.01~3莫耳%來包含該等單元。該F聚合物之具體例可舉國際公開第2018/16644號中記載之聚合物。

本發明中，F聚合物宜作為平均粒徑(D50)為0.1µm以上且25µm以下之粒子(以下亦表記為「F粒子」)來包含。F粒子可為非中空狀粒子，亦可為丸粒狀。 F粒子之D50宜為0.3µm以上，較宜為1µm以上。F粒子之D50宜小於10µm，較宜為6µm以下。此時，本發明第2組成物容易具有優異之分散性與加工性。且，由本發明第2組成物容易獲得線膨脹係數、介電常數及介電正切低、且耐熱性、熱傳導性優異之片材等成形物。 F粒子之比表面積宜為1~25m ²/g，較宜為3~15m ²/g。

F粒子係含F聚合物之粒子，宜由F聚合物構成。 F粒子較宜為熔融溫度為100~320℃且具有含氧極性基之熱熔融性F聚合物之粒子。此時，更能展現上述作用機制，也容易抑制F粒子凝集。 F粒子可包含有F聚合物以外之樹脂或無機化合物，可形成以F聚合物為內核且以F聚合物以外之樹脂或無機化合物為外殼之內核-外殼結構，亦可形成以F聚合物為外殼且以F聚合物以外之樹脂或無機化合物為內核之內核-外殼結構。在此，F聚合物以外之樹脂可舉芳香族聚酯、聚醯胺醯亞胺、聚醯亞胺及馬來醯亞胺，無機化合物可舉二氧化矽、氮化硼。

F粒子可使用1種，亦可使用2種以上。又，F粒子亦可與非熱熔融性四氟乙烯系聚合物之粒子混合來使用。F粒子宜為熔融溫度為100~325℃之熱熔融性F聚合物之粒子，較宜為熔融溫度為180~320℃且具有含氧極性基之熱熔融性F聚合物之粒子。非熱熔融性四氟乙烯系聚合物之粒子宜為非熱熔融性PTFE之粒子。此時，熱熔融性F聚合物之粒子進行之凝集抑制作用與非熱熔融性之四氟乙烯系聚合物進行原纖維化所得之保持作用會取得平衡，從而容易提升本發明第2組成物之分散性。又，在由其所得之成形物中，容易高度展現非熱熔融性之四氟乙烯系聚合物的電特性。

本發明第2組成物包含之第1填料及第2填料各自之熱傳導率等物性、形狀連同包含其適宜態樣，係與上述第1實施形態中之態樣相同。第1填料之具體例連同包含其適宜態樣，係與上述第1實施形態中之第1填料之態樣相同。第1填料之D50連同包含其適宜範圍，係與上述第1實施形態中之第1填料之態樣相同。第1填料之表面態樣連同包含其適宜態樣，係與上述第1實施形態中之第1填料之表面態樣相同。第2填料之形狀連同包含其適宜態樣，係與上述第1實施形態中之第1填料之態樣相同。第2填料之具體例連同包含其適宜態樣，係與上述第1實施形態中之第1填料之態樣相同。第2填料之D50連同包含其適宜範圍，係與上述第1實施形態中之第1填料之態樣相同。

本發明第2組成物中，F聚合物作為F粒子來包含時，F粒子之D50相對於第1填料之D50的比宜為1以下，較宜為0.1以下。上述比宜為0.01以上。 F粒子之D50相對於第2填料之D50的比宜為20以下，較宜為10以下。上述比宜為1以上，較宜為5以上。

本發明第2組成物中，在F聚合物、第1填料及第2填料之總量中，第1填料及第2填料之總量宜大於50體積%，較宜為55體積%以上，更宜為60體積%以上。在F聚合物、第1填料及第2填料之總量中，第1填料及第2填料之總量宜為75體積%以下。藉由上述作用機制，即便在填料之總量在所述範圍內之情況下，本發明第2組成物仍具有優異之分散性，且可高度賦予該成形物各填料物性。

又，本發明第2組成物中，在第1填料及第2填料之總量中，第1填料之量宜大於30體積%，較宜大於50體積%，更宜為60體積%以上。在第1填料及第2填料之總量中，第1填料之量宜為95體積%以下，較宜為90體積%以下。此時，上述作用機制中，第2填料對第1填料之堆積間隙的緻密填充更為容易。並且，不同種填料間之相互作用會提高，亦容易抑制第1填料及第2填料各自之凝集，從而容易提升本發明第2組成物之分散性。

在本發明第2組成物中之F聚合物(F粒子)、第1填料及第2填料之總體積中，F聚合物(F粒子)之體積濃度、第1填料之體積濃度及第2填料之體積濃度宜依序為10~60%、30~80%、10%~30%。體積濃度在所述範圍內時，本發明第2組成物容易具有優異之分散性。且，由本發明第2組成物容易獲得線膨脹係數、介電常數及介電正切低、尤其能維持電絕緣性且熱傳導性優異之片材等成形物。

本發明第2組成物亦可在不損及本發明效果之範圍內更包含與F聚合物不同之其他樹脂。包含其他樹脂時之態樣、其具體種類連同包含其適宜態樣，係與上述第1實施形態中之其他樹脂之該等相同。

本發明第2組成物可為粉狀，亦可更包含液態分散介質而為液態。液態分散介質之態樣連同包含其適宜態樣，係與上述第1實施形態中之液態分散介質之態樣相同。

本發明第2組成物包含液態分散介質時，液態分散介質之含量係與上述第1實施形態中之液態分散介質之含量的態樣相同。

由提升F聚合物(F粒子)、第1填料及第2填料之分散穩定性的觀點來看，本發明第2組成物、尤其是包含液態分散介質之本發明第2組成物宜更包含非離子性界面活性劑。非離子性界面活性劑之態樣連同包含其適宜態樣，係與上述第1實施形態中之非離子性界面活性劑之態樣相同。

本發明第2組成物亦可更含有：觸變性賦予劑、黏度調節劑、消泡劑、脫水劑、塑化劑、耐候劑、抗氧化劑、熱穩定劑、滑劑、抗靜電劑、增白劑、著色劑、導電劑、脫模劑、阻燃劑等之添加劑。

本發明第2組成物包含液態分散介質且為液態時，其黏度宜為10mPa・s以上，較宜為100mPa・s以上。本發明第2組成物之黏度宜為10000mPa・s以下，較宜為3000mPa・s以下。本發明第2組成物包含液態分散介質且為液態時，其觸變比宜為1.0~3.0。

本發明第2組成物可藉由將F聚合物(F粒子)、第1填料及第2填料、以及視需要之其他樹脂、液態分散介質、界面活性劑、添加劑等混合來獲得。本發明第2組成物可將F聚合物(F粒子)、第1填料及第2填料整個一起混合而獲得，可個別依序混合，亦可預先作成該等母料再將其與剩餘成分混合。混合順序無特別限制，又混合方法可整個一起混合亦可分割成複數次來混合。混合裝置可舉與上述裝置相同的裝置。

關於包含液態分散介質之本發明第2組成物之製造方法，宜首先於包含F聚合物(F粒子)之液態分散介質中投入第1填料，接著投入第2填料並混合，這是基於可提升F粒子、第1填料及第2填料之分散性的觀點。更具體而言，可舉下述製造方法：預先捏合F聚合物(F粒子)與一部分之液態分散介質，接著依序投入第1填料、第2填料並進一步捏合，再將所得捏合物添加至剩餘之液態分散介質中而獲得本發明第2組成物。捏合與添加時使用之液態分散介質可為同種液態分散介質，亦可為不同種液態分散介質。其他樹脂、界面活性劑、添加劑可在捏合時混合，亦可在添加時混合。

捏合中之混合宜藉由行星式混合機進行。添加中之混合宜藉由薄膜旋回型高速混合機進行。薄膜旋回型高速混合機係一將包含F聚合物(F粒子)、第1填料及第2填料之捏合物與液態分散介質於圓筒形攪拌槽之內壁面展開成薄膜狀並使其旋回，使離心力作用的同時進行混合之攪拌裝置。

由本發明第2組成物容易獲得熱傳導率為10W/m・K以上之成形物。該成形物之熱傳導率宜為10~100W/m・K。由本發明第2組成物獲得之成形物之介電常數宜為2.4以下，較宜為2.0以下。且，介電常數宜大於1.0。成形物之介電正切宜為0.0022以下，較宜為0.0020以下。且，介電正切宜大於0.0010。

若將本發明第2組成物供於擠製等成形方法，可獲得包含F聚合物、第1填料及第2填料之片材等成形物。本發明第2組成物包含液態分散介質且為液態時，宜將本發明第2組成物擠製成片狀。擠製而得之片材亦可進一步進行壓製成形、砑光成形等來流延。片材宜進一步加熱去除液態分散介質，再燒成F聚合物。本發明第2組成物為粉狀時，宜將本發明第2組成物進行熔融擠製成形。擠製成形可使用單軸螺旋擠製機、多軸螺旋擠製機等來進行。又，亦可將本發明第2組成物射出成形而獲得成形物。在形成成形物時，可將本發明第2組成物直接進行熔融擠製成形或射出成形，亦可將本發明第2組成物熔融捏合做成丸粒，再將丸粒進行熔融擠製成形或射出成形而獲得片材等成形物。

由本發明第2組成物獲得之片材之厚度宜為50µm以上，較宜為75µm以上，更宜為100µm以上。片材之厚度宜為1000µm以下。片材之熱傳導率、介電常數及介電正切的適宜範圍分別與上述成形物之熱傳導率、介電常數及介電正切的範圍相同。此外，片材之熱傳導率意指在片材之面內方向上的熱傳導率。片材之線膨脹係數宜為100ppm/℃以下，較宜為80ppm/℃以下。片材之線膨脹係數的下限為30ppm/℃。此外，線膨脹係數意指依循JIS C 6471：1995中規定之測定方法，測定試驗片在25℃以上且260℃以下之範圍中之線膨脹係數的值。

若將該片材積層於基材上，可形成積層體。積層體之製造方法可列舉以下方法等：使用共擠製機作為前述擠製機，將本發明第2組成物與基材之原料一同擠製成形之方法；將本發明第2組成物擠製成形於前述基材上之方法；將片材與前述基材進行熱壓接之方法。基材可列舉：銅、鎳、鋁、鈦、其等合金等之金屬箔等的金屬基板；聚酯、聚醯亞胺、聚醯胺、聚醚醯胺、聚伸苯硫醚、聚芳基醚酮、聚醯胺醯亞胺、液晶性聚酯、四氟乙烯系聚合物等理想上為耐熱性樹脂膜；預浸體基板(纖維強化樹脂基板之前驅物)、碳化矽、氮化鋁、氮化矽等的陶瓷基板；玻璃基板。

將本發明第2組成物配置於基材表面而形成包含F聚合物、第1填料及第2填料之聚合物層，藉此可獲得具有以基材構成之基材層與聚合物層的積層體。聚合物層宜以下述方式形成：將包含液態分散介質之本發明第2組成物配置於基材表面並加熱去除分散介質，再進一步加熱來燒成F聚合物而形成。若從該積層體分離基材，便可獲得包含F聚合物、第1填料及第2填料之片材。基材可舉與上述可與片材積層之基材相同之物，其適宜態樣亦同。

本發明第2組成物之配置之方法可舉塗佈法、液滴吐出法、浸漬法，宜為輥塗法、刮刀塗佈法、棒塗法、模塗法或噴塗法。去除液態分散介質時之加熱宜在100~200℃下在0.1~30分鐘內進行。此時之加熱無須完全去除液態分散介質，去除至藉由F粒子、第1填料及第2填料之堆積而形成之層可維持自支撐膜之程度即可。又，在加熱時亦可噴吹空氣，藉由風乾促進液態分散介質之去除。

燒成F聚合物時之加熱宜在F聚合物之燒成溫度以上之溫度下進行，較宜在360~400℃下進行0.1~30分鐘。各加熱之加熱裝置方面，可舉烘箱、通風乾燥爐。裝置中之熱源可為接觸式熱源(熱風、加熱板等)，亦可為非接觸式熱源(紅外線等)。又，各加熱可在常壓下進行，亦可在減壓下進行。又，各加熱中之氣體環境亦可為空氣環境、非活性氣體(氦氣、氖氣、氬氣、氮氣等)環境中之任一者。

聚合物層係經本發明第2組成物之配置、加熱之步驟而形成。該等步驟可各進行1次，亦可重複2次以上。例如，可將本發明第2組成物配置於基材表面並加熱形成聚合物層，再進一步將本發明第2組成物配置於前述聚合物層之表面並加熱，而形成第2層之聚合物層。又，亦可在將本發明第2組成物配置於基材表面並加熱去除液態分散介質後之階段，進一步將本發明第2組成物配置於其表面並加熱而形成聚合物層。本發明第2組成物可僅配置於基材一表面，亦可配置於基材兩面。為前者之情形時，可獲得具有基材層與位於該基材層一表面之聚合物層的積層體；為後者之情形時，可獲得具有基材層與位於該基材層兩表面之聚合物層的積層體。

積層體之適宜具體例可列舉：具有金屬箔與位於該金屬箔之至少一表面之聚合物層的覆金屬積層體；具有聚醯亞胺膜與位於該聚醯亞胺膜兩表面之聚合物層的多層膜。聚合物層之厚度、熱傳導率、介電常數、介電正切、線膨脹係數、聚合物層與基材層之剝離強度的適宜範圍係與上述由本發明第2組成物獲得之片材之厚度、熱傳導率、介電常數、介電正切、線膨脹係數、片材與基材之剝離強度的適宜範圍相同。

本發明第2組成物可有效作為用以賦予絕緣性、耐熱性、耐腐蝕性、耐藥品性、耐水性、耐衝擊性、熱傳導性之材料。其具體用途可舉上述第1實施形態之組成物的用途。

本發明又為一含有本發明第2組成物之熱界面材料(TIM)。含有本發明第2組成物之TIM高度具備F聚合物、第1填料及第2填料之物性，從而機械特性、耐熱性優異，且線膨脹係數、介電常數及介電正切低，尤其熱傳導性優異。本發明第2組成物之TIM用途可舉上述第1實施形態之組成物的TIM用途。

本發明又為一包含F聚合物、第1填料及第2填料之片材。關於所述片材中之F聚合物、第1填料、第2填料、其他任意構成成分之詳細內容，係與於上在本發明第2組成物之說明中所述內容相同。所述片材宜以上述方法由本發明第2組成物來形成。片材之厚度、熱傳導率、介電常數、介電正切、線膨脹係數的適宜範圍分別與上述相同。所述片材可適宜作為TIM使用。

由本發明第2組成物形成之片材等成形物及積層體可有效作為天線零件、印刷基板、航空機用零件、汽車用零件、運動用具、食品工業用品、散熱零件等。具體用途係與上述第1實施形態之組成物的該等相同。

實施例以下藉由實施例來詳細說明本發明，惟本發明不受該等所限。 1.各成分之準備 [含氟彈性體、F聚合物] F彈性體1：含TFE/P之聚合物。商品名「AFLAS(註冊商標)400E」(AGC公司製) F聚合物1：為四氟乙烯系聚合物(熔融溫度：300℃)，其依序以97.9莫耳%、0.1莫耳%、2.0莫耳%包含TFE單元、NAH單元及PPVE單元，且每1×10 ⁶個主鏈碳數具有1000個含羰基之基團《含氟彈性體溶液之調製》於60質量份之乙酸丁酯(關東化學公司製，鹿(Cica)1級)中投入40質量份之F彈性體1，在25℃下攪拌30小時以上來調製含氟彈性體溶液1，並在以下例子中使用。《含F聚合物之粒子的分散液之調製》使F聚合物1之粒子(D50：2.1µm，非中空狀)分散於N-甲基吡咯啶酮中來調製含有50質量%之F聚合物1之粒子且將N-甲基吡咯啶酮作為分散介質的分散液1，並在以下例子中使用。 [熱傳導性無機填料] 氮化硼1：商品名「HP-40MF100」(JFE Mineral & Alloy Company, Ltd.製，D50：36µm，凝集結構) 氮化硼2：商品名「HP-40J2」(JFE Mineral & Alloy Company, Ltd.製，D50：16µm，凝集結構) 氮化鋁1：高純度氮化鋁(D50：30µm，凝集結構) [熱傳導性填料] 氧化鋁1：商品名「TM-5D」(大明化學工業公司製，D50：0.2µm，橢圓形) 氧化鋁2：商品名「Aluna Beads(註冊商標)CB-P02」(昭和電工公司製，D50：2µm，球狀結構) 氮化鋁2：高純度氮化鋁(Tokuyama公司製，D50：1µm，橢圓形)

2-1.組成物之製造例 [例1] 於7.7質量份之乙酸丁酯中投入53.8質量份之含氟彈性體溶液1，接著投入32.4質量份之氮化硼1作為熱傳導性無機填料，使用自轉公轉混合機(THINKY公司製，商品名「脫泡練太郎(註冊商標) ARE-310」)以2000rpm捏合1分鐘後，以2000rpm進行脫泡處理3分鐘。之後，投入6.1質量份之氧化鋁1作為熱傳導性填料，同樣地使用自轉公轉混合機以2000rpm捏合1分鐘後，以2000rpm進行脫泡處理3分鐘而獲得組成物1。組成物1為漿料狀，且在組成物1之固體成分中，F彈性體1為45體積%，氮化硼1為50體積%，氧化鋁1為5體積%。 [例2~15] 將使用之熱傳導性無機填料及熱傳導性填料的種類分別如表1所示進行變更，且將F彈性體1、熱傳導性無機填料及熱傳導性填料的體積比率如表1所示進行變更，除此之外以與例1相同方式進行而獲得組成物2~15。

3.片材之製造使用灑佈器將組成物1塗敷於聚對苯二甲酸乙二酯(PET)基板表面而形成濕膜。接著，將該形成有濕膜之PET基板通過乾燥爐使其在140℃下乾燥1小時而形成乾膜。之後，從PET基板剝離乾膜而製造出片材1。以與片材1相同方式，從組成物2~15製造出片材2~15。

4.評估 4-1.片材之厚度各片材之厚度係使用測微器來測定。 4-2.片材之熱傳導率從各片材裁切出10mm×10mm見方之試驗片，使用氙閃光分析儀(NETZSCH公司製，LFA467 HyperFlash)在25℃下測定其面內方向之熱傳導率(W/m・K)。又，熱傳導率之計算所需之密度係使用藉由將質量除以利用測微器計測之體積所得之值。將以上結果統整列示於表1及表2。

[表1]

[表2]

從上述結果明顯可知，由滿足本發明規定之例1~4、例8~9及例13~14之組成物形成之片材具有優異之熱傳導性，且電絕緣性與彎折性亦優異。 5.第2組成物之製造例(本發明第2組成物之製造例) [例21] 於24.5質量份之N-甲基吡咯啶酮中投入31.0質量份之F粒子1分散液，接著投入25.4量份之氮化硼作為熱傳導性無機填料，並接著投入19.1質量份之氧化鋁1作為熱傳導性填料，使用自轉公轉混合機(THINKY公司製，商品名「脫泡練太郎(註冊商標) ARE-310」)以2000rpm捏合1分鐘而獲得組成物21。組成物21為漿料狀，且在組成物21之固體成分中，F粒子1為30體積%，氮化硼為50體積%，氧化鋁1為20體積%。 [例22~23] 除了將F粒子1、氮化硼及氧化鋁1之體積比率如表3所示進行變更外，以與例21相同方式進行而獲得組成物22~23。

6.片材之製造使用灑佈器將組成物1塗敷於厚度為0.2µm之銅箔表面而形成濕膜。接著，將該形成有濕膜之玻璃基板通過乾燥爐使其在120℃下乾燥3分鐘而形成乾膜。並且，將具有乾膜之銅箔基板裁切成3cm×3cm，在340℃、10MPa下實施熱壓3分鐘。之後，於氯化鐵水溶液中浸泡2小時，藉此去除銅箔而獲得片材21。以與片材21相同方式，從組成物22~23製造出片材22~23。

7.評估 7-1.片材之厚度藉由上述方法測定各片材之厚度與其熱傳導率。將以上結果統整列示於表3。

[表3]

從上述結果明顯可知，由滿足本發明規定之例之組成物形成之片材具有優異之熱傳導性，且電絕緣性與彎折性亦優異。

產業上之可利用性本發明組成物及由本發明組成物形成之片材高度展現含氟彈性體、熱傳導性無機填料及熱傳導性填料之物性，而具有優異之熱傳導性、耐熱性、電絕緣性，可有效作為熱界面材料使用。此外，在此係援引已於2022年6月8日提申之日本專利申請案2022-092826號及日本專利申請案2022-092827號之說明書、申請專利範圍及摘要之全部內容，並納入作為本發明說明書之揭示。

(無)

Claims

一種組成物，包含：含氟彈性體或熔融溫度高於100℃且在325℃以下之熱熔融性四氟乙烯系聚合物；平均粒徑為10µm以上之熱傳導性無機填料；及平均粒徑小於2µm之熱傳導性填料。
如請求項1之組成物，其包含：前述含氟彈性體；平均粒徑為10µm以上之前述熱傳導性無機填料；及，平均粒徑小於2µm之前述熱傳導性填料。
如請求項2之組成物，其中在前述含氟彈性體、前述熱傳導性無機填料及前述熱傳導性填料之總量中，前述熱傳導性無機填料及前述熱傳導性填料之總量大於50體積%。
如請求項2之組成物，其中在前述熱傳導性無機填料及前述熱傳導性填料之總量中，前述熱傳導性無機填料之量大於30體積%。
如請求項2之組成物，其中前述熱傳導性填料之平均粒徑大於0.05µm且小於1µm。
如請求項2之組成物，其中前述熱傳導性無機填料為氮化硼、氮化鋁、氮化矽或氧化鋁。
如請求項2之組成物，其中前述熱傳導性填料為氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氮化矽、碳化矽、碳纖維、石墨、石墨烯、奈米碳管、銀或銅。
一種片材，包含：含氟彈性體；平均粒徑為10µm以上之熱傳導性無機填料；及，平均粒徑小於2µm之熱傳導性填料。
如請求項1之組成物，其包含：熔融溫度高於100℃且在325℃以下之前述熱熔融性四氟乙烯系聚合物；平均粒徑為10µm以上之前述熱傳導性無機填料；及，平均粒徑小於2µm之前述熱傳導性填料。
如請求項9之組成物，其中在前述熱熔融性四氟乙烯系聚合物、前述熱傳導性無機填料及前述熱傳導性填料之總量中，前述熱傳導性無機填料及前述熱傳導性填料之總量大於50體積%。
如請求項9之組成物，其中在前述熱傳導性無機填料及前述熱傳導性填料之總量中，前述熱傳導性無機填料之量大於30體積%。
如請求項9之組成物，其中前述熱傳導性填料之平均粒徑大於0.05µm且小於1µm。
如請求項9之組成物，其中前述熱傳導性無機填料為氮化硼、氮化鋁、氮化矽或氧化鋁。
如請求項9之組成物，其中前述熱傳導性填料為氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氮化矽、碳化矽、碳纖維、石墨、石墨烯、奈米碳管、銀或銅。
一種片材，包含：熔融溫度高於100℃且在325℃以下之熱熔融性四氟乙烯系聚合物；平均粒徑為10µm以上之熱傳導性無機填料；及，平均粒徑小於2µm之熱傳導性填料。