TWI592474B - Heat-dissipating powder coating composition, heat-releasing coating film, and article to be coated - Google Patents

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Description

散熱性粉體塗料組合物、散熱性塗膜以及被塗裝物
本發明係關於能夠在例如各種電機．電子機器之發熱的部位形成具有優異散熱性之塗膜的散熱性粉體塗料組合物、由該組合物所構成之散熱性塗膜、及具有該塗膜之被塗裝物。
以往，電機．電子機器的熱對策被非常重視。例如，隨著家電製品的高性能化或攜帶式機器的小型化．高密度封裝化、微處理器的高速化，每個電子裝置零件的消耗電力係顯著地增大。其結果，因為電子裝置零件的發熱量亦大大地增加，所以該裝置容易產生劣化，進而具備該裝置之製品整體容易產生性能劣化。
而且，近年來，在日常生活及產業界謀求省能源化、或積極地導入替代自然能源之結果，LED燈泡及太陽電池的市場有年年擴大之傾向。但是，因為這些電機．電子機器之能源被集約化，用以謀求高亮度化或高聚光化，所以電機．電子機器本身在使用時變為非常高溫。因此，在製造該電機．電子機器時，通常在零件模組或完成品階段分別施行散熱對策。
先前，一般是依賴簡便且散熱效率高的對流之散熱對策。因此，例如在半導體裝置所使用的各種模組，嘗試在 半導體元件(LSI、功率積體電路(power IC)等)的上面設置散熱片，用以將被從半導體元件發出的熱，利用散熱片的對流作用而排放至外部環境(參照專利文獻1、2)。
又，在LED燈泡的情況，已揭示將熱源亦即發光二極體所產生的熱能，傳導至由鋁或銅等所構成之高熱傳導性散熱板，利用其表面引起的自然對流或使用冷卻風扇之強制對流而排放至外界(參照專利文獻3)。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
[專利文獻1]日本特開平6-209057號公報
[專利文獻2]日本特開平6-132433號公報
[專利文獻3]日本特開2004-55229號公報
在此，在基於如上述的物理構造之散熱手段，以儘可能增大表面積且儘可能頻繁地更換外部環境的環境氣氛(空氣)之方式進行，就提高散熱效率而言是重要的。又，將鋁或銅等熱傳導率非常高的材料使用作為散熱板，其結果能夠儘可能將較多的熱量儘速地從內部熱源輸送至其物理的散熱手段的最表面(散熱表面)亦是有效的。
但是，模組或成套機器小型化時，難以確保在內部設置散熱片或冷卻風扇等之空間。又，考慮這些物品的輕量化、圖案設計性、經濟性、及可攜帶性等時，鋁或銅等具有重 量的金屬的利用亦受到限制。而且，因為在通常的電機．電子機器之散熱對策所必要的溫度，頂多為200℃左右之比較低的溫度，所以利用對流之散熱效果亦有限度。因此，在此方面，組合對流、熱傳導及放射之最適合的散熱設計之必要性提高。作為用以實現此種散熱設計之有效對策，可考慮將散熱性粉體塗料組合物應用在成套機器的殼體及/或成套機器的各零件表面。
又，在本申請，所謂「散熱對策」，係指為了從位於電機．電子機器的內部之熱源(高溫區域)，將熱能輸送而排放至外界的低溫區域，而設計組合熱傳導、對流及熱放射的各傳熱手段而成之最佳手段。
又，在本申請，所謂「粉體塗料組合物」，係指在不含有揮發分之黏結劑樹脂調配散熱性填料(無機粒子)而成者，而且在常溫為固體粉末狀者。又，所謂「散熱性粉體塗料組合物」，係指粉體塗料組合物之中，組合物本身係具備利用熱傳導性和放射性而得到積極的散熱性者。
為了提高塗膜的散熱效果，必須增大熱能在內部熱源、基材、及塗膜表面的輸送效率。因而，認為具有優異的熱傳導性之各種陶瓷粒子，適合作為散熱性填料或作為散熱性塗膜的填充材。著眼於該熱傳導性時，例如，在特開平2-133450號公報，記載被使用在散熱材之氮化鋁(熱傳導率為100W/mK以上)，相較於氧化鋁或氧化矽等，熱傳導率係較高達一位數至二位數以上，乍看之下，氮化鋁似乎良好。但是，散熱性填料不僅是考慮其熱傳導率亦必須考慮化學的特性。在該公報同 時指出，因為擔心氮化鋁容易與大氣中的水分反應而使塗料中的黏結劑樹脂經時劣化，亦產生不適合為散熱性塗膜之情況。
又，液狀或糊狀散熱性塗料組合物，因為使用各種的溶劑(例如，有機溶劑)，所以必須對進行塗布在形成塗膜的對象物之作業者的健康充分地顧慮。又，無法應用在對有機溶劑具有溶解性之被塗布物，且在水系溶劑有可能產生腐蝕、絕緣不良等的問題。而且，均勻地塗布更廣闊的面積亦比較困難。另一方面，粉體塗料組合物容易以短時間形成大於數微米的厚膜，對於大面積和具有凹凸的基材能夠比較均勻地塗布。而且，能夠應用的被塗布物之限制亦較少，且亦比較不產生腐蝕和絕緣不良之與可靠性相關的問題。因此，在產業界，強烈地期望一種更安全且有用的放射性粉體塗料組合物，來代替液狀塗料組合物。
如上述，雖然相對於液狀或糊狀塗料組合物，散熱性粉體塗料組合物係發揮較有利的效果，但是從原有的液狀或糊狀塗料組合物生成粉體塗料組合物並不容易。本申請發明者等為了實現粉體塗料組合物而在重複許多次的試錯之過程，得知若干技術的課題且同時克服。具體而言，在散熱性粉體塗料組合物，因為從塗膜表面在平均單位面積或單位時間被排放的熱量係重大地依存於塗膜的厚度，且其膜厚越小熱能的輸送效率亦變為越高。本申請發明者等係著眼於相較於鋁散熱片等的散熱部材之厚度(毫米等級)，使用散熱塗料之塗膜的厚度係頂多為數十μm左右，較薄達到接近二位數。藉由依據該 見解進行專心研究及分析，本申請發明者等發現在散熱性粉體塗料組合物，即便不使用如氮化鋁之熱傳導率高的填料，藉由採用預定的材料作為組合黏結劑樹脂，能夠實現具有優異的散熱性、密著性、耐候性等的塗膜性能、及/或作為粉體塗料之優異塗裝性的散熱性粉體塗料。
又，黏結劑樹脂不僅使塗膜的散熱性良好，而且以能夠確保與基材的密著性、機械強度、或熔融後的粉末塗料組合物對基材之濕潤性者為較佳。
因此，進一步重複分析及研討之結果，本申請發明者等發現即便熱傳導率為相對較小的散熱填料，藉由與預定的黏結劑樹脂組合，能夠得到可同時解決上述各課題之塗料組合物。其結果，即便不使用如氮化鋁之熱傳導高的填料，亦能夠創造出成為具有優異的散熱性、及/或密著性、機械強度的塗膜的起始材料之新穎散熱性粉體塗料組合物。
本發明之一種散熱性粉體塗料組合物，係含有選自由環氧樹脂(a1)、及具有羥基及/或羧基的聚酯樹脂(a2)所組成群組之至少1種黏結劑樹脂(A)，而且含有10質量%以上且40質量%以下之導熱度為大於0.2W/mK且小於100W/mK的散熱性填料(B)。又，本申請之其他發明，係關於由該散熱性粉體塗料組合物所得到之散熱性塗膜、及被該散熱性塗膜覆蓋之被塗裝物之發明。
採用該散熱性粉體塗料組合物時，可作為粉體塗料而在各種物品的表面上形成散熱效率優異的塗膜。又，如上述地，即便熱傳導率為相對較小的散熱填料，藉由與預定的黏 結劑樹脂組合，該散熱性粉體塗料組合物可成為具有優異的散熱效率之塗膜的材料，值得特別記載。又，從該散熱性粉體塗料組合物所得到的塗膜，換言之，因為該散熱性粉體塗料組合物當作起始材料之塗膜，其散熱效率良好，所以對於被使用在如密閉殼體之空氣流動受到限制的空間內之機器．零件、或是在製造上無法加入散熱板或散熱片構造之小型模組零件，特別適合。又，從該塗料組合物所得到的塗膜，藉由使用在太陽電池、有機EL照明機器、或驅動機器等散熱對策為必要的製品，可對各種裝置的可靠性及/或穩定的動作有貢獻。
本發明之一種散熱性粉體塗料組合物，能夠使用作為可在各種物品的表面上形成散熱效率優異的塗膜之材料。又，從該散熱性粉體塗料組合物所得到之本發明的一種塗膜，因為散熱效率良好，所以對於被使用在如密閉殼體之空氣流動受到限制的空間內之機器．零件、或是在製造上無法加入散熱板或散熱片的構造之小型的模組零件，特別適合。又，因為該塗膜係與基材、特別是與金屬基材的密著性優異，同時能夠實現高硬度、高耐熱性、及/或高耐候性，藉由使用在太陽電池、有機EL照明機器、或驅動機器等散熱對策為必要的製品，能夠對各種裝置的可靠性及/或穩定的動作有貢獻。
第1圖係顯示在本申請的某實施例之塗膜的散熱性評價方法之概要圖。
【用以實施發明之形態】
本實施形態的散熱性粉體塗料組合物，係含有選自由環氧樹脂(a1)(以下，亦稱為(a1)成分)、及具有羥基及/或羧基的聚酯樹脂(a2)(以下，亦稱為(a2)成分)所組成群組之至少1種黏結劑樹脂(A)(以下，亦稱為(A)成分)，而且，含有10質量%以上且40質量%以下之導熱度為大於0.2W/mK且小於100W/mK的散熱性填料(B)(以下，亦稱為(B)成分)。又，因為該散熱性粉體塗料組合物係粉體塗料，所以實質上不含有有機溶劑(參照JIS(日本工業標準；Japanese Industrial Standards)-K5000：2000)。又，依照進一步研究及分析，得知散熱性粉體塗料組合物所發揮的各種效果之中，(a1)成分能夠有助於進一步提升密著性和耐熱性。又，得知散熱性粉體塗料組合物所發揮的各種效果之中，(a2)成分係能夠有助於進一步提升耐候性。因而，同時含有(a1)成分及(a2)成分之散熱性粉體塗料組合物，因為能夠以更高的準確度發揮各自良好的效果，所以為更佳的一態樣。
本實施形態之(a1)成分的代表性例子，係各種習知的環氧樹脂。具體而言，從塗膜的散熱性、與基材的密著性等之觀點，係以雙酚型環氧樹脂及/或酚醛清漆型環氧樹脂為佳。又，構成該雙酚型環氧樹脂之雙酚類的代表性例子，係雙酚A、雙酚F、雙酚AD、雙酚S、四甲基雙酚A、四甲基雙酚F、四甲基雙酚AD、四甲基雙酚S、四溴雙酚A、四氯雙酚A、四氟雙酚A等。又，前述酚醛清漆型環氧樹脂的代表性例子， 係使鹵素環氧化物對苯酚酚醛清漆樹脂及/或可溶酚醛清漆樹脂反應而得到的酚醛清漆型環氧樹脂等。
而且，(a1)成分的物性沒有特別限定。但是，代表性的環氧當量係通常70以上且2500以下左右，其軟化點係通常60℃以上且150℃以下左右。
又，本實施形態之(a2)成分的代表性例子，係在分子內含有羥基及/或羧基之聚酯樹脂，可採用各種習知的聚酯樹脂。更具體之(a2)成分的例子，係使各種習知的多元酸與多元醇反應而成，而且在分子內殘留有羥基及/或羧基之聚酯樹脂。
而且，本實施形態之該多元酸的代表性例子，係酞酸、異酞酸、對酞酸、四氫酞酸、四氫對酞酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、六氫酞酸、六氫異酞酸、六氫對酞酸、氯橋酸、1,2,4-苯三甲酸、六氫1,2,4-苯三甲酸、焦蜜石酸、環己烷四羧酸、1,4-環己烷二羧酸、甲基四氫酞酸、甲基六氫酞酸、內亞甲基六氫酞酸、甲基內亞甲基四氫酞酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、伊康酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、十二烷二羧酸、辛二酸、庚二酸、二聚酸(妥爾油(tall oil)脂肪酸的二聚物)、四氯酞酸、萘二羧酸、4,4’-二苯基甲烷二羧酸、4,4’-二羧基聯苯等的各種芳香族二羧酸類、脂肪族二羧酸類及脂環族二羧酸類以及該等的酸酐、或該等的二烷酯(特別是二甲酯等)。又，能夠與這些同時使用、其他的γ-丁內酯、ε-己內酯等的內酯類以及對應這些的羥基羧酸類、對羥乙氧基苯甲酸等的芳香族羥基羧酸類等。
又，本實施形態之該多元醇的代表性例子，係乙二醇、丙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,2-戊二醇、1,5-戊二醇、1,4-戊二醇、2,3-戊二醇、2,4-戊二醇、2,3-二甲基三亞甲基二醇、3-甲基-戊烷-1,5-二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、3-甲基-4,5-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、1,6-己二醇、1,5-己二醇、1,4-己二醇、2,5-己二醇、1,4-環己烷二甲醇、二乙二醇、二丙二醇、1,2-十二烷二醇、1,2-十八烷二醇、三乙二醇、新戊二醇、羥基三甲基乙酸新戊二醇酯、聚環氧烷、對醛酸雙羥基乙酯、(氫化)雙酚A的環氧烷加成物、(氫化)雙酚S的環氧烷加成物、甘油、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、雙甘油、新戊四醇、二新戊四醇、山梨糖醇等的二元以上的醇類。
本實施形態之(a2)成分的羥值(JIS K 0070)沒有特別限定。但是，通常為10mgKOH/g以上且100mgKOH/g以下左右。又，本實施形態的酸價(JIS K 0070)亦沒有特別限定。但是，通常為10mgKOH/g以上且100mgKOH/g以下左右。又，其他物性亦沒有特別限定，例如，軟化點通常為100℃以上200℃以下左右。
又，併用(a1)成分及(a2)成分作為(A)成分時，兩者的混合比沒有特別限定，通常係將(a2)成分中的羥基之莫耳數設為1時，(a1)成分的環氧基的莫耳數為0.5莫耳以上且1.5莫耳以下左右之範圍即可。
而且，(A)成分的熱傳導率沒有特別限定，通常為1W/mK以下，具體而言為0.15W/mK左右以上且0.5W/mK以 下左右。
在本實施形態的粉體塗料組合物，可視需要含有用以使上述的(A)成分交聯反應之各種習知的硬化劑。具體而言，使用(a1)成分作為本實施形態之(A)成分時，能夠在該粉體塗料組合物添加酚系硬化劑(雙酚A型酚樹脂等)、三嗪、氰胍(dicyanodiamide)、己二酸、咪唑化合物、胺系硬化劑、芳香族系酸酐等的環氧樹脂用硬化劑。又，亦可視需要而含有三級胺或三級胺鹽、咪唑、膦、鏻鹽等的硬化促進劑。
又，使用(a2)成分作為(A)成分時，作為對羥基具有反應性之硬化劑，例如可舉出各種習知的二異氰酸酯之三聚物(經使用ε-己內醯胺封端處理之異佛爾酮二異氰酸酯的三聚物等)、各種習知的聚異氰酸酯化合物。又，該二異氰酸酯的具體例係甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、苯二甲基二異氰酸酯等的芳香族二異氰酸酯；六亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯等的脂肪族二異氰酸酯；二環己基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、1,4-環己烷二異氰酸酯等的氫化苯二甲基二異氰酸酯；氫化甲苯二異氰酸酯等的脂環式二異氰酸酯。又，作為對羧基具有反應性之硬化劑，例如可舉出在分子內具有環氧丙基、或乙烯醚基、羥基、胺基等各種習知者。
又，這些硬化劑的使用量，係將(a1)成分中的環氧基之莫耳數設為1莫耳時，或是將(a2)成分的羥基之莫耳數設為1莫耳時，或是將(a1)成分中的環氧基之莫耳數與(a2)成分的羥基之莫耳數的合計設為1莫耳時，通常為0.5莫耳以上且 1.5莫耳以下左右之範圍即可。
本實施形態之(B)成分，只要導熱度為0.2W/mK以上且小於100W/mK的散熱性填料，沒有特別限制而可使用各種習知者。具體的(B)成分之例子，係選自由氧化矽微粒子、氟化金屬結晶微粒子、氮化硼微粒子、石英微粒子、高嶺土微粒子、氫氧化鋁微粒子、膨土微粒子、滑石微粒子、矽化物(silicide)微粒子、鎂橄欖石(forsterite)微粒子、雲母微粒子、堇青石(cordierite)微粒子等所組成群組之至少1種。又，在本實施形態，藉由選擇黏結劑樹脂作為(A)成分，即便特意地使用熱傳導性比氮化鋁更差之(B)成分，亦能夠得到散熱性優異之散熱性粉體塗料組合物。其結果，從該散熱性粉體塗料組合物所得到的塗膜，因為散熱效率良好，所以亦能夠應用在例如被使用在密閉殼體之空氣流動受到限制的空間內之機器．零件、或是在製造上無法加入散熱板或散熱片的構造之小型的模組零件。
因為考慮如熱傳導率大於100W/mK的物質係通常屬於半導體或電良導體，從更高的準確度確保使用在電機．電子機器時的電絕緣性之觀點而言，(B)成分的熱傳導率係小於100W/mK，較佳為80W/mK以下左右。另一方面，為了準確度更高地得到散熱性優異的散熱性粉體塗料組合物，(B)成分的熱傳導率之下限值係以設為0.2W/mK以上為佳。在本實施形態，係如上述，藉由選定能夠應用之適當的(B)成分，與(A)成分(亦即，(a1)成分及/或(a2)成分)相得益彰而能夠實現具有優異散熱性、密著性、耐候性等的塗膜性能、及/或作為粉體塗 料之優異塗裝性的散熱性粉體塗料。
又，(B)成分的代表性例子，特別從提高塗膜的散熱性之觀點而言，係以選自由上述的雲母微粒子、鎂橄欖石微粒子、氧化矽微粒子、氟化金屬結晶微粒子、及氮化硼微粒子所組成群組之至少1種為佳。而且，特別是從40℃至100℃左右的電子裝置等在比較低中溫度下的散熱效率之觀點而言，以氧化矽微粒子及/或氟化金屬結晶微粒子為佳。而且，從塗裝性之觀點而言，以氟化金屬結晶微粒子為佳，從大於100℃之比較高溫度區域的散熱效率之觀點而言，以氮化硼微粒子為佳。
本實施形態的氧化矽微粒子之代表性製造例，首先，係將高純度矽砂作為原料，使矽酸鈉鹼及硫酸混合之後，生成矽酸溶膠。隨後，藉由使該矽酸溶膠聚合而形成凝聚體且使其凝膠化之方法來製造(例如，參照特開平9-71723等)。又，亦能夠採用其他習知的製造方法。如此而製造的氧化矽微粒子係多孔性或非多孔性的粒子。又，市售品之具體例，例如富士SILYSIA(股)製的Sylysia 730、Sylysia 740、Sylysia 770、Sylysia 530、Sylysia 540、Sylysia 550等。
又，本實施形態的氟化金屬結晶微粒子之代表性例子係氟化鋰、氟化鈣、氟化鋇、或氟化鎂等。其中，從耐久性、特別是對熱衝擊之耐久性等之觀點而言，氟化鈣、氟化鎂係特別適合的物質。而且，同時使用上述各具體例的2種以上作為本實施形態的氟化金屬結晶微粒子，亦是能夠採用之其他的一態樣。
又，在本實施形態，併用氧化矽微粒子及氟化金屬結晶微粒子時，作為氧化矽微粒子與氟化金屬結晶微粒子之質量%比，係以調整使成為氧化矽微粒子：氟化金屬結晶微粒子為1：4左右~4.9：5.1左右為佳。藉由調整成為此種質量比，能夠達成塗裝性優異且塗膜外觀上的圖案設計性優異之效果。
又，(B)成分的粒徑沒有特別限定。但是，考慮基於塗膜的機械強度、圖案設計性(平滑性)、及/或塗膜適當的凹凸之散熱效率時，通常平均一次粒徑係以0.1μm以上且50μm以下左右為佳，以1μm以上且50μm以下為較佳。又，(B)成分的中位直徑D50亦沒有特別限定。但是，通常(B)成分的中位直徑D50係以50μm以下為佳，以40μm以下為較佳。
本實施形態之散熱性粉體塗料組合物，考慮圖案設計性等，可視需要調配著色性顏料(C)(以下，亦稱為(C)成分)，使用本實施形態之塗料組合物作為著色粉體塗料，亦是能夠採用之其他的一態樣。
又，作為本實施形態之(C)成分，沒有特別限制而可使用各種習知的材料。又，(C)成分的例子，係選自由氧化鈦粉末、碳黑粉末、及氧化鐵粉末所組成群組之至少1種。又，(C)成分的熱傳導率沒有特別限定。但是，通常(C)成分的熱傳導率係1W/mK以上且30W/mK以下左右。
而且，(C)成分的形狀亦沒有特別限定。但是，考慮基於塗膜的機械強度、圖案設計性(平滑性)、及塗膜適當的凹凸之散熱效率之中至少一種的觀點而言，通常(C)成分的平均一次粒徑，係以成為上述(B)成分的平均一次粒徑之0.01% 以上且10%以下左右之範圍為佳。又，(C)成分的平均一次粒徑亦沒有特別限定。但是，通常(C)成分的平均一次粒徑係以1μm以下為佳。
對於本實施形態的散熱性粉體塗料組合物中(A)成分的含量，沒有特別限定。但是，以該粉體塗料組合物的整體質量作為基準時，因為能夠更高準確度地使該粉體塗料組合物的塗布性及對基材之密著性提升，同時確保更有效的散熱性，(A)成分的含量採用30質量%以上且85質量%以下之範圍為適合的一態樣。又，從同樣的觀點，採用30質量%以上且70質量%以下之範圍為更適合的一態樣。而且，從同樣的觀點，採用(A)成分的含量為35質量%以上且70質量%以下之範圍為非常好的一態樣。
又，在本實施形態的散熱性粉體塗料組合物之(C)成分的含量亦沒有特別限定。換言之，亦能夠採用不含有(C)成分的態樣。但是，從使用作為塗膜時之機械強度的提升、以遮蔽性為代表之圖案設計性的提升、及/或基於塗膜的適當凹凸之散熱效率的提升之觀點，(C)成分的含量係以採用0.5質量%以上且30質量%以下左右為佳。而且(C)成分的含量係以1質量%以上且25質量%以下左右為較佳，以5質量%以上且25質量%以下為更佳。
又，在本實施形態的塗料組合物中，適當調配選自由消光劑、調平劑、表面調整劑(丙烯酸系等)、增量劑(碳酸鈣等)、填充劑、偶合劑、滑劑、紫外線吸收劑、及蠟等所組成群組之至少一種的添加劑，亦是能夠採用之其他的一態樣。
又，本實施形態之粉體塗料組合物，可使用熔融混合法、乾式摻合法、其他通常或習知的方法來製造。例如，在熔融混合法，係將上述的(A)成分及(B)成分、以及視須要選自由上述的硬化劑、硬化促進劑、及添加劑等的群組之至少一種，使用享謝爾(Henschel)混合機等而乾式混合。隨後，使用揑合機或擠壓機等進行熔融混合處理。接著，藉由將混合後的物質冷卻固化之後，進行微粉碎後分級，可製造本實施形態的粉體塗料。又，本實施形態之粉體塗料的粒度沒有特別限定。但是，通常該粉體塗料的平均一次粒子徑落入5μm以上且250μm以下左右的範圍。藉由使用上述的製造方法，能夠得到形成在各種基材的表面之具有優異的散熱性、及/或密著性、機械強度、塗布性和熔融後的粉末塗料組合物對基材之濕潤性之塗膜的起始材料的塗料組合物。
又，本實施形態的散熱性塗膜，係將本實施形態的散熱性粉體塗料組合物應用在被處理對象之發熱性的各種基材。更具體地，係藉由在該基材上將散熱性粉體塗料組合物加熱且使其軟化或熔融之後使其硬化，而能夠形成本實施形態的散熱性塗膜。又，前述的應用手段沒有特別限定。例如，能夠採用流動浸漬法、靜電流動槽法、靜電噴霧法、串接法(cascade method)等作為應用手段。
又，使用本實施形態的散熱性粉體塗料而塗裝之後，藉由將具備該塗膜之發熱性物品的被塗裝物加熱，使該塗膜軟化或熔融之後進行硬化，而能夠得到硬化塗膜。加熱條件沒有特別限定，通常係溫度為120℃以上且220℃以下左右， 時間為5分鐘以上且1小時以下左右。又，該硬化塗膜的厚度沒有特別限定。但是，通常係5μm以上且500μm以下左右。而且，基材的種類亦沒有特別限定。但是，通常基材的例子係鐵、鋁、銅、及這些的合金等、或其他耐熱性的材料。又，基材的形態亦沒有特別限定。例如基材的形態為板狀、鰭狀、棒狀、或線圈狀等，亦是能夠採用的態樣。
<實施例>
以下，使用實施例而更具體地說明實施形態。但是不藉由這些實施例而限定上述的實施形態。又，「份」係質量基準。
(空白試驗)
在金屬基材(鋁板，尺寸為長約120mm×寬約50mm×厚約2mm)之表面，將作為熱源之電阻器(並聯電阻器(Shunt Resistor)、PCN公司製、型號PBH1ΩD、額定電力10W、尺寸為長約2cm×寬約1.5cm×厚約0.5cm)，使用市售的熱傳導性雙面膠帶(商品名：NO.5046熱傳導性膠帶、Maxell Sliontec(股)製)固定。將測定環境的溫度設定為25℃之後，藉由對該並聯電阻器施加一定的電流(3.2A)而使該並聯電阻器的溫度上升至100℃且使溫度穩定化。
[實施例1]
將由市售的雙酚A型環氧樹脂(※1)32份、市售的鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂(※4)3份、市售的雙酚A型酚樹脂(※8)8份、市售的多孔質氧化矽粉末(※11)6份、市售的氟化鈣粉末(※12)16份、市售的氧化鈦粉末(※13)20份、市售的重質碳酸鈣(※ 14)13份、及市售的丙烯酸系表面調整劑1份所構成之粉末塗料應用在上述的金屬基材之表面。具體而言，在該金屬基材的表面上，由該粉末塗料所形成的塗膜，在大約140℃的條件下加熱大約15分鐘使其軟化或熔融之後，進行硬化而製造具備散熱性硬化塗膜(大約30μm)之試驗基材。又，以※記號表示之各製品的具體性內容如後述。
(塗膜的散熱性評價)
之後，在實施例1所製造的試驗基材之內面，如第1圖所顯示，使用上述的熱傳導性雙面膠帶而固定上述的並聯電阻器。將測定環境的溫度設定為25℃之後，藉由對該並聯電阻器施加一定的電流(3.2A)之後，測定該並聯電阻器的溫度。其結果，確認相對於上述金屬基材本身的基準溫度(100℃)，係較低，為11.9℃。又，在表1及表2，從基準溫度降低時，係以「負」的數值之方式表示。
又，使用市售的溫度記錄器(thermography)(商品名：ThermoGear G100、NEC Avio Infrared Technologies(股)製)，測定在實施例1所製成的試驗基材之塗膜的紅外線放射率之結果，該紅外線放射率之值為0.96。
(塗膜的密著力評價：棋盤格試驗)
針對實施例1之烘烤處理板，依據在JIS D0202所規定之棋盤格試驗而進行評價塗膜的密著力。具體而言，使用切刀在塗膜表面製作100個棋盤格，使市售的黏著膠帶壓黏之後，放置1~2分鐘，依照以下的基準目視評價在垂直方向剝離時之塗膜的殘留程度。將評價結果顯示在表1。針對後述之其他實施 例、及各比較例的處理板亦同樣地處理及進行評價。將比較例的結果顯示在表2。
1：密著性良好(殘留率95以上且100%以下)
2：密著性稍微良好(殘留率65%以上且小於95%)
3：密著性不良(殘留率小於65%~全部剝離)
而且，為了調查實施例1及其他實施例的塗膜之耐熱性，將塗膜於85℃及120℃加熱處理2000小時加熱處理之後，實施與上述同樣的密著力測定。基於其加熱處理後的密著性且依照以下的基準而評價耐熱性。將各實施例的結果顯示在表1，各比較例的結果顯示在表2。
1：耐熱性(密著性)良好(殘留率95以上且100%以下)
2：耐熱性(密著性)稍微良好(殘留率65%以上且小於95%)
3：耐熱性(密著性)不良(殘留率小於65%~全部剝離)
(塗膜硬度的評價)
依據JIS K5400的鉛筆硬度試驗。首先準備9H~6B之各硬度的鉛筆，使用預定的治具將塗膜表面刮痕，評價在塗膜表面產生損傷之鉛筆的硬度。評價基準依照較硬的順序為9H、8H、7H、6H、5H、4H、3H、2H、H、F、HB、B、2B、3B、4B、5B、6B，鉛筆硬度為B以上時，評價為在實用上沒有問題。將各實施例的結果顯示在表1，各比較例的結果顯示在表2。
(耐候性的評價)
依據JIS K5600的促進耐候性試驗。目視觀察且比較將未暴露的塗膜、與暴露在使用氙燈之太陽光耐候試驗機而經過3000小時後的塗膜，依照以下的基準進行評價。將各實施例的 結果顯示在表1，各比較例的結果顯示在表2。
1. 表面狀態等無變化
2. 能夠觀察到在局部產生明確的著色和裂紋
3. 能夠觀察到在全面產生著色和裂紋
又，在上述評價結果，2以上時係評價為在實用上沒有問題。
[實施例2~16]、[比較例1~8]
將在實施例2~16、及比較例1~8所使用的原料及份數顯示在表1及表2。除了採用在表1及表2所顯示的原料及份數之點以外，係與實施例1同樣地進行調製散熱塗料且製作試驗基材之後，與實施例1同樣地進行評價其塗膜。
[表1]
<各製品的說明>
※1...商品名「EpoTohto YD-014」、新日鐵住金化學(股)製、環氧當量950、軟化點97℃
※2...商品名「EpoTohto YD-012」、新日鐵住金化學(股)製、環氧當量650、軟化點80℃
※3...商品名「jER1002」、三菱化學(股)、環氧當量650、軟化點78℃
※4...商品名「Epiclon N-675」、DIC(股)製
※5...商品名「FINEDIC M-8020」、DIC(股)製、羥值30、軟化點110℃
※6...商品名「UPICACOAT GV-820」、日本U-pica(股)製、羥值38、軟化點113℃
※7...商品名「UPICACOAT GV-230」、日本U-pica(股)製、酸價53、軟化點121℃
※8...商品名「jERCURE 171N」、三菱化學(股)製
※9...商品名「Vestagon B-1530」、Evonik Degussa Japan製、以ε己內醯胺封端之異佛爾酮二異氰酸酯的三聚物
※10...商品名「CUREZOLE C11Z」、四國化成工業(股)製2,4-二胺基-6-[2’-十一基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪
※11...商品名「Sylysia 470」、富士SILYSIA化學(股)製、熱傳導率1.1W/m、平均一次粒徑14.1¼m
※12...商品名「FLUORITE POWDER CALCIUM FLUORIDE」、China Tuhsu Flavours&Fragrances Import&Export Co.Lt製、熱傳導率9.7W/m、平均一次粒徑38.0μm
※13...商品名「TITONE R-32」、堺化學工業(股)製、熱傳導率21W/m、平均一次粒徑0.2μm
※14...商品名「SL-100」、竹原化學工業(股)製、平均一次粒徑6.0μm
※15...商品名「Resiflow P-67」、ESTRON CHEMICAL公司製
※16...商品名「BORONID S3」、ESK Ceramics公司製、熱傳導率60W/m、平均一次粒徑約10μm
※17...商品名「PDM-8DF」、TOPY工業(股)公司製、熱傳導率0.67W/m、平均一次粒徑約12μm
※18...商品名「FF-200．M40」、MARUSU GLAZE合資公司製、熱傳導率5W/m、平均一次粒徑約2.5μm

Claims (10)

  1. 一種散熱性粉體塗料組合物，係含有選自由環氧樹脂(a1)、及具有羥基及/或羧基的聚酯樹脂(a2)所組成群組之至少1種黏結劑樹脂(A)，而且含有10質量%以上且40質量%以下之導熱度為0.2W/mK以上且小於100W/mK的散熱性填料(B)，其中前述散熱性填料(B)包括氟化金屬結晶微粒子。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱性粉體塗料組合物，其中前述黏結劑樹脂(A)的含量為30質量%以上且85質量%以下。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之散熱性粉體塗料組合物，其中前述(a1)成分為雙酚型環氧樹脂及/或酚醛清漆型環氧樹脂。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之散熱性粉體塗料組合物，其中前述(B)成分進一步包括選自由雲母微粒子、鎂橄欖石微粒子、氧化矽微粒子、及氮化硼微粒子所組成群組之至少1種。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之散熱性粉體塗料組合物，其中前述(B)成分的平均一次粒徑為0.1μm以上且50μm以下。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之散熱性粉體塗料組合物，其中進一步含有著色顏料(C)。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之散熱性粉體塗料組合物，其中前述(C)成分係選自由氧化鈦粉末、碳黑粉末、及氧化鐵粉末所組成群組之至少1種。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之散熱性粉體塗料組合物，其中前述(C)成分的含量為0.5質量%以上且30質量%以下。
  9. 一種散熱性塗膜，係由如申請專利範圍第1至8項中任一項所述之散熱性粉體塗料組合物而得到。
  10. 一種被塗裝物，係被如申請專利範圍第9項所述之散熱性塗膜覆蓋。
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