TWI624434B

TWI624434B - 高導熱性水鋁石及其製造方法

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Publication number: TWI624434B
Application number: TW102140261A
Authority: TW
Inventors: 太田康博; 水谷雅史; 木戶健二; 河合刀記夫; 木方宏和
Original assignee: 河合石灰工業股份有限公司
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2018-05-21
Also published as: US20150299551A1; KR20150082289A; EP2918546A4; KR102085126B1; CN104837773A; JP6222827B2; HK1208211A1; JP2014111526A; WO2014073228A1; EP2918546A1; TW201418163A

Abstract

本發明提供一種具備水鋁石所具有之難燃性或高填充性之特性且導熱性得以提高之高導熱性水鋁石及高導熱性水鋁石之製造方法。

本發明之高導熱性水鋁石之特徵在於：根據下述數式1導出之導熱率為11.0W/m．K以上。

[數1]1-Vf=(λc-λf)/(λm-λf)×(λm/λc)^(1/n) n=3/Ψ

(其中，Vf：水鋁石之體積填充率，λc：水鋁石與樹脂之複合體之導熱率(W/m．K)，λf：水鋁石之導熱率(W/m．K)，λm：樹脂之導熱率(W/m．K)，n：Hamilton與Crosser提出之填料粒子之形狀因子，Ψ：具有與水鋁石粒子體積相等體積之球之表面積除以實際之粒子表面積所得之值，^：乘方)

Description

高導熱性水鋁石及其製造方法

本發明係關於一種導熱性得以提高之水鋁石及該水鋁石之製造方法。

近年來，存在如下傾向：隨著電氣機器之高性能化、小型化、輕量化等，電子零件之高密度封裝化或LSI之高積體化及高速化等推進，而電子零件之發熱量增大；若不高效率地進行冷卻，則有招致電子零件性能降低之虞。因此，重要之問題在於使來自電子零件之熱有效地向外部擴散。又，於液晶顯示器或車之頭燈中使用之LED中，若LED晶片蓄熱，則光量降低，因此亦必須使之散熱。該等電子零件或LED晶片搭載於電子基板，因此較佳為提高電子基板之導熱率，促進放熱。

先前以來，就成形性良好度或廉價方面而言，電子基板逐步使用樹脂基板，但樹脂之導熱性較低，故而需要導熱之電子基板有時利用金屬基板或陶瓷基板。然而，金屬基板存在因其具有導電性故而無法直接搭載電子零件、並且較重或較為昂貴等問題，又，陶瓷基板存在難以製成複雜形狀、並且較為昂貴之問題，因此仍舊認為較佳為利用樹脂基板。

因此，作為提高樹脂基板之導熱性、使熱擴散之方法，存在將導熱性無機填料填充至構成電子基板或電子零件之樹脂的方法(參照專利文獻1、專利文獻2)。

先前使用之導熱性無機填料有金屬粉(銀、銅、鋁等)、氮化物(氮化鋁、氮化硼、氮化矽等)、碳化物(碳化矽等)、α-氧化鋁、二氧化矽等。各種無機填料之特性係如表1所示般存在優點及缺點。表1係對導熱性無機填料之特性進行評價的表。評價之記號表示對表中之無機填料之特性相對地進行評價而得之結果。金屬粉、氮化物及碳化物有導熱性優異之優點，另一方面有較為昂貴之缺點。又，構成電子基板或電子零件之樹脂中所填充之無機填料較理想為絕緣性較高。關於此方面，金屬粉為導電性而有絕緣性較低之缺點。進而，加工電子基板之孔時，若填充至樹脂之無機填料之硬度較硬，則鑽孔器容易磨損，因此無機填料之硬度較理想為較軟。關於此方面，氮化物、碳化物、α-氧化鋁及二氧化矽硬度較硬，而有鑽孔器加工性較差之缺點。

另一方面，先前廣泛用作難燃劑、補強材料、輻射性材料(Radiant Materials)等之無機填料有水鋁石。水鋁石係如表1所示，與其他無機填料相比尤其廉價，又絕緣性、重量、硬度、難燃性方面亦優異。進而，容易進行控制結晶形狀之合成，因此就可縮小比表面積或降低縱橫比來高填充於電子零件而提高填充性、或提高縱橫比製作熱導電性通道(熱之通道)而以相同之填充量提高熱導電性方面而言，亦較為優異。因此，水鋁石只要可用作導熱性無機填料，則極為有用。

[表1]

[專利文獻1]日本特開2011-184507號公報

[專利文獻2]日本特開2011-127053號公報

然而，水鋁石之導熱性存在與其他無機填料相比較差之問題，因此先前作為散熱之導熱性無機填料之用途受限。

本發明係鑒於上述情況而完成者，其課題在於提供一種具備水鋁石所具有之難燃性或高填充性之特性、且導熱性得以提高的高導熱性水鋁石及高導熱性水鋁石之製造方法。

為了解決上述課題，本發明者等反覆進行各種研究而想出本發明。即，本發明之高導熱性水鋁石之特徵在於：根據下述數式1導出之導熱率為11.0W/m．K以上。

[數1]1-Vf=(λc-λf)/(λm-λf)×(λm/λc)^(1/n) n=3/Ψ

上述數式1稱為金成式，係用以解析調配有填充劑之高分子材料之類的複合材料之導熱率之數式(金成克彥：複合系之導熱率，高分子，Vol.26,No.8,pp.557-561,1977)。

數式1中之水鋁石之體積填充率(Vf)係以如下方式求出。

Vf=A÷(A+B)(A：於樹脂所調配之水鋁石之質量除以比重所得之值，B：樹脂之質量除以比重所得之值)

再者，表2~表6及圖1~圖5之Vf係以vol%表示。

數式1中之Ψ係以如下方式求出。

Ψ={(9πz)^(1/3)}/{z+(8)^(1/2)}

z：水鋁石之縱橫比

本發明之主旨在於如下高導熱性水鋁石，其特徵在於：700℃脫水量為14.0%~15.7%。此處，所謂700℃脫水量，係將100℃之脫水量設定為0%，使溫度上升並以%表示升溫至700℃時所減少之質量之比率者。

本發明之主旨在於如下高導熱性水鋁石之製造方法，其特徵在於：於320℃~430℃對水鋁石進行加熱處理。

於上述導熱性水鋁石之製造方法中，亦可於加壓氣氛對水鋁石進行加熱處理。又，亦可以過熱水蒸氣對水鋁石進行加熱處理。

本發明之高導熱性水鋁石可提供如下導熱性無機填料，其具備水鋁石之特性且導熱性得以提高，因此，不僅於成本方面、絕緣性、重量、硬度方面較為優異，而且具備作為水鋁石之特性之難燃性、高填充性。

本發明之高導熱性水鋁石之製造方法係僅對原料之水鋁石進行加熱處理，故而可簡單且廉價地製造高導熱性水鋁石。

圖1係表示分別調配有實施例1、4、5、7之高導熱性水鋁石與比較例1、2、4、7、10之未處理水鋁石的樹脂之導熱率(水鋁石與樹脂之複合體之導熱率)λc之實測值之繪製圖及基於數式1而製成之曲線圖(最接近繪製圖之「Vf-λc」曲線)。圖式中之未處理水鋁石及高導熱性水鋁石分別表示與調配有未處理水鋁石之樹脂之複合體、及與調配有高導熱性水鋁石之樹脂之複合體。

圖2係表示分別調配有實施例27~實施例29之高導熱性水鋁石與比較例25~比較例27之未處理水鋁石之樹脂之導熱率(水鋁石與樹脂之複合體之導熱率)λc之實測值之繪製圖及基於數式1而製成之曲線圖(最接近繪製圖之「Vf-λc」曲線)。圖式中之未處理水鋁石及高導熱性水鋁石分別表示與調配有未處理水鋁石之樹脂之複合體、及與調配有高導熱性水鋁石之樹脂之複合體。

圖3係表示分別調配有實施例30~實施例32之高導熱性水鋁石與比較例28~比較例30之未處理水鋁石之樹脂之導熱率(水鋁石與樹脂之複合體之導熱率)λc之實測值之繪製圖及基於數式1而製成之曲線圖(最接近繪製圖之「Vf-λc」曲線)。圖式中之未處理水鋁石及高導熱性水鋁石分別表示與調配有未處理水鋁石之樹脂之複合體、及與調配有高導熱性水鋁石之樹脂之複合體。

圖4係表示分別調配有實施例33~實施例35之高導熱性水鋁石與比較例31~比較例33之未處理水鋁石之樹脂之導熱率(水鋁石與樹脂之複合體之導熱率)λc之實測值之繪製圖及基於數式1而製成之曲線圖(最接近繪製圖之「Vf-λc」曲線)。圖式中之未處理水鋁石及高導熱性水鋁石分別表示與調配有未處理水鋁石之樹脂之複合體、及與調配有高導熱性水鋁石之樹脂之複合體。

圖5係表示分別調配有實施例36~實施例38之高導熱性水鋁石與比較例34~比較例36之未處理水鋁石之樹脂之導熱率(水鋁石與樹脂之複合體之導熱率)λc之實測值之繪製圖及基於數式1而製成之曲線圖(最接近繪製圖之「Vf-λc」曲線)。圖式中之未處理水鋁石及高導熱性水鋁石分別表示與調配有未處理水鋁石之樹脂之複合體、及與調配有高導熱性水鋁石之樹脂之複合體。

本發明之高導熱性水鋁石可藉由在特定溫度對水鋁石進行加熱處理而製造。作為原料之水鋁石並不受水鋁石之製造方法(例如由氫氧化鋁水熱合成之水鋁石、於氫氧化鋁加入添加劑而水熱合成之水鋁石、由各種鋁鹽或鋁烷氧化物合成之水鋁石前驅物所合成的水鋁石、利用水熱處理使過渡型氧化鋁水合而成之水鋁石、由碳鈉鋁石合成之水鋁石、天然水鋁石)、水鋁石之形狀(例如平板狀水鋁石、針狀水鋁石、鱗片狀水鋁石、立方體狀水鋁石、圓盤狀水鋁石、水鋁石凝聚體)、及水鋁石之一次粒子之大小等限定，可使用任何水鋁石。

水鋁石為氧化鋁之一水合物，係藉由下述反應進行脫水，脫水量之理論值為15%。

2AlOOH→Al₂O₃+H₂O

脫水量大於或小於理論值之情況表示含有雜質。脫水量與15%理論值相比越低則γ-氧化鋁含量越大。又，脫水量與15%理論值相比越高氫氧化鋁或擬水鋁石含量越大。因此，700℃脫水量較佳為14.0%~15.7%，更佳為14.5%~15.2%。其原因在於：若700℃脫水量低於14.0%，則因γ-氧化鋁之生成而使導熱性降低，若高於15.7%，則因擬水鋁石之生成而使導熱性降低。

若過度地加熱原料之水鋁石而生成γ-氧化鋁，則比表面積提高。因此，高導熱性水鋁石之比表面積較佳為原料水鋁石之比表面積之95%~114%，更佳為100%~110%。幾乎不存在因加熱處理而使比表面積縮小的情況，但暗示若低於95%則會進行結晶成長而破壞結晶形狀，欠佳。另一方面，暗示若高於114%則會生成γ-氧化鋁，不僅導熱性降低，而且難燃性或填充性亦降低，故而欠佳。

原料水鋁石之加熱處理較佳為於加壓下進行。進而，更佳為於包含水蒸氣之加壓下進行。其原因在於：藉由在加壓下及包含水蒸氣之加壓下進行加熱，可抑制由水鋁石之脫水導致之γ-氧化鋁之生成。壓力較佳為超過大氣壓且為2MPa以下。若超過2MPa，則用於處理之耐壓設備變得昂貴，卻無法期待抑制γ-氧化鋁之生成之效果，故而不經濟。

原料水鋁石之加熱處理較佳為藉由過熱水蒸氣進行。其原因在於：藉由利用過熱水蒸氣進行加熱，可抑制由水鋁石之脫水導致之γ-氧化鋁之生成。

用以製造高導熱性水鋁石之加熱溫度較佳為320℃~430℃，更佳為350℃~400℃。其原因在於：若加熱溫度低於320℃，則無法充分地提高原料水鋁石之導熱性，若高於430℃，則原料水鋁石容易變成導熱性較低之γ-氧化鋁。再者，加熱溫度之320℃~430℃係所加熱之原料水鋁石本身之溫度，加熱裝置之加熱溫度可超過該溫度範圍。例如，於噴霧加熱或少量加熱之情形時，可將加熱裝置之溫度設定為800℃~1000℃左右，以數秒左右之短時間將原料水鋁石本身加熱至320℃~430℃之溫度。

加熱處理之方法係只要可以特定溫度進行加熱處理，則並無特別限定，可例示：櫃式乾燥機、電爐之類的靜置式方法，攪拌翼式、槳式混合機式、轉筒式、旋轉式之類的攪拌式方法，以及流動層式、噴霧式、噴射式、加熱管內之類的自由落下之方法。又，加熱源係只要可加熱至特定溫度，則並無特別限定，可例示：加熱電加熱器、燃氣機、熱風、微波、感應加熱。

加熱時間係根據上述加熱處理方法而存在多種情況，並無特別限定。例如，攪拌式方法之加熱效率良好，故而加熱時間可較短。噴霧式之每單位時間之處理量較少，故而可以進而短時間進行處理。若利用相同之加熱處理方法亦延長加熱時間，則導熱性提高，但若過長，則會生成γ-氧化鋁，故而欠佳。作為加熱時間，靜置式方法可例示3小時/350℃，通常於320℃~430℃為2~10小時。又，攪拌式可例示0.5小時/350℃，噴霧式方法可例示數秒/400℃。

調配高導熱性水鋁石之樹脂並無特別限定，可例示：環氧樹脂、聚矽氧樹脂、三聚氰胺樹脂、脲樹脂、酚系樹脂、不飽和聚酯、氟樹脂，聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺等聚醯胺，聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸乙二酯等聚酯，聚苯硫醚、全芳香族聚酯、液晶聚合物、聚碸、聚醚碸、聚碳酸酯、馬來醯亞胺改質樹脂、ABS樹脂、丙烯腈-丙烯酸系橡膠/苯乙烯樹脂、丙烯腈/乙烯/丙烯/二烯橡膠-苯乙烯樹脂、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等通用樹脂等。

藉由對原料水鋁石進行加熱處理而提高導熱性之機制係推測為：藉由將存在於原料水鋁石中之結晶缺陷排除或使之再排列而表現。

[實施例]

[高導熱性水鋁石之製造(1)]

表2所示之實施例及比較例之原料水鋁石係使用表7所示之水鋁石1。實施例1~實施例8係使用靜置電爐以特定溫度對原料水鋁石進行特定時間之加熱處理，製造表2所示之本發明之高導熱性水鋁石並調配於樹脂。比較例1、2、4、7、10係將未對原料水鋁石進行加熱處理之未處理水鋁石調配於樹脂。比較例3、5、8、11係使用靜置電爐以450℃對原料水鋁石進行加熱處理，並將一部分經γ-氧化鋁化之高導熱性水鋁石(以下稱為「γ-氧化鋁化高導熱性水鋁石」)調配於樹脂。比較例6、9、12係使用靜置電爐以1250℃對原料水鋁石進行特定時間之加熱處理，並將所獲得之α-氧化鋁調配於樹脂。分別將高導熱性水鋁石、未處理水鋁石、γ-氧化鋁化高導熱性水鋁石及α-氧化鋁調配於樹脂後，測定樹脂之導熱率。

實施例係稱量相對於環氧樹脂(Dow Chemical公司製造之DER-331J)40g成為表2所示之體積填充率之比率的高導熱性水鋁石，比較例1、2、4、7、10係稱量如上所述之比率之未處理水鋁石，比較例3、5、8、11係稱量如上所述之比率之γ-氧化鋁化高導熱性水鋁石，比較例6、9、12係稱量如上所述之比率之α-氧化鋁，並分別添加至容器中，使用自轉公轉攪拌機(Thinky公司製造之ARE-310)以公轉2000rpm、自轉1200rpm攪拌混合2分鐘。

向其中添加起始劑2-乙基4-甲基咪唑(和光純藥公司製造)0.8g(相對於環氧樹脂為2wt%)後，使用行星攪拌機以公轉2000rpm、自轉1200rpm混合2分鐘，進而進行2分鐘脫泡處理運轉。其後，進行真空脫泡處理，於120℃加熱2小時使之硬化，而獲得實施例及比較例之導熱率測定用試驗試樣。將所獲得之導熱率測定用試驗試樣切割為40mm×40mm×20mm之試片，於25℃之恆溫槽內保持2小時以上。其後，使用迅速導熱計(京都電子工業公司製造之QTM-500)測定試片之樹脂之導熱率。又，表2之「填料之特性」欄中分別針對高導熱性水鋁石、未處理水鋁石、γ-氧化鋁化高導熱性水鋁石及α-氧化鋁各者顯示700℃脫水量及比表面積。再者，700℃脫水量係使用熱分析裝置(Bruker AXS公司製造)藉由熱重量測定而進行。又，比表面積係使用自動比表面積/細孔分佈測定裝置(NIPPON BEL公司製造之BELSORPmini)進行測定，利用BET法之解析而求出。

[表2]

根據表2可知，將高導熱性水鋁石調配於樹脂而成之實施例的導熱率高於將未處理水鋁石調配於樹脂而成之比較例。又，實施例之高導熱性水鋁石之700℃脫水量為14.4%~14.9%之範圍內。將γ-氧化鋁化高導熱性水鋁石調配於樹脂而成之比較例的導熱率低於實施例。將α-氧化鋁調配於樹脂而成之比較例的導熱率高於實施例。α-氧化鋁之導熱率較高，但必需於超過1000℃之較高溫度對原料水鋁石進行特定時間之加熱處理，因此成本高於高導熱性水鋁石，又，由於並非水合物，故而無難燃性。比較例3、5、8、11之γ-氧化鋁化高導熱性水鋁石方面，大部分原料水鋁石變成並非水合物之γ-氧化鋁，因此與未處理水鋁石相比，700℃脫水量降低。比較例6、9、12之α-氧化鋁方面，原料水鋁石變成α-氧化鋁，因此700℃脫水量為0%。實施例之高導熱性水鋁石之比表面積與比較例之未處理水鋁石之比表面積無差別，原料水鋁石幾乎未進行γ-氧化鋁化或擬水鋁石化。

[高導熱性水鋁石之製造(2)]

表3所示之實施例9~實施例13及比較例13~比較例18之原料水鋁石係使用表7所示之水鋁石3，實施例14~實施例19及比較例19之原料水鋁石係使用表7所示之水鋁石4。實施例9~實施例19係使用靜置電爐以特定溫度對原料水鋁石進行特定時間之加熱處理，製造表3所示之本發明之高導熱性水鋁石並調配於樹脂。比較例14~比較例18係將以280℃或300℃進行過特定時間之加熱處理的加熱處理水鋁石調配於樹脂。比較例13及比較例19係將未對原料水鋁石進行加熱處理之未處理水鋁石調配於樹脂。高導熱性水鋁石、加熱處理水鋁石及未處理水鋁石對樹脂之調配(高導熱性水鋁石、加熱處理水鋁石及未處理水鋁石之調配量係設定為成為表3所示之體積填充率之比率)、導熱率之測定、700℃脫水量之測定及比表面積之測定係與高導熱性水鋁石之製造(1)同樣地進行。

根據表3可知，加熱溫度越高，又，加熱時間越長，導熱率變得越高，但亦有即便延長加熱時間導熱率亦無差別之情況(參照實施例18與19)。又，比較例14~比較例18之導熱率高於比較例13，但低於實施例，並非較佳之加熱溫度。實施例之高導熱性水鋁石之700℃脫水量為15.2%~15.7%之範圍內。實施例之高導熱性水鋁石之比表面積與比較例之未處理水鋁石之比表面積無差別，原料水鋁石幾乎未進行γ-氧化鋁化或擬水鋁石化。

[高導熱性水鋁石之製造(3)]

表4所示之實施例20、21及比較例20、21之原料水鋁石係使用表7所示之水鋁石8，實施例22及比較例22之原料水鋁石係使用表7所示之水鋁石9，實施例23及比較例23之原料水鋁石係使用表7所示之水鋁石5。實施例20~實施例23係使用靜置電爐以特定溫度對原料水鋁石進行特定時間之加熱處理，製造表4所示之本發明之高導熱性水鋁石並調配於樹脂。比較例20~比較例23係將未對原料水鋁石進行加熱處理之未處理水鋁石調配於樹脂。高導熱性水鋁石及未處理水鋁石對樹脂之調配(高導熱性水鋁石及未處理水鋁石之調配量係設定為成為表4所示之體積填充率之比率)、導熱率之測定、700℃脫水量之測定及比表面積之測定係與高導熱性水鋁石之製造(1)同樣地進行。

根據表4可知，即便原料水鋁石之製造方法不同，實施例之導熱率亦高於比較例。又，實施例之高導熱性水鋁石之700℃脫水量為14.0%~15.2%之範圍內。實施例22之高導熱性水鋁石之比表面積為比較例22之未處理水鋁石之比表面積之95%，但其他實施例並無差別，原料水鋁石幾乎未進行γ-氧化鋁化或擬水鋁石化。再者，尤其資料雖未顯示，但於以使過渡氧化鋁水合而合成之水鋁石為原料之情形時，亦藉由加熱處理來提高導熱率，從而可用作高導熱性水鋁石。

[高導熱性水鋁石之製造(4)]

表5所示之實施例及比較例之原料水鋁石係使用表7所示之水鋁石1。實施例24~實施例26係以特定溫度對原料水鋁石進行特定時間之加熱處理，製造表5所示之本發明之高導熱性水鋁石並調配於樹脂。加熱處理之方法係以加壓加熱處理、過熱水蒸氣處理及少量加熱代替高導熱性水鋁石之製造(1)~(3)之利用靜置電爐之方法而進行。再者，實施例24之壓力設定為0.5MPa。比較例24係將未對原料水鋁石進行加熱處理之未處理水鋁石調配於樹脂。高導熱性水鋁石及未處理水鋁石對樹脂之調配(高導熱性水鋁石及未處理水鋁石之調配量係設定為成為表5所示之體積填充率之比率)、導熱率之測定、700℃脫水量之測定及比表面積之測定係與高導熱性水鋁石之製造(1)同樣地進行。再者，少量加熱係藉由如下方法進行：預先將內容積7.5L之電爐(Isuzu製作所公司製造之SSTS-25R)加熱至1000℃，對該電爐向金屬製培養皿中添加以厚度1.5mm以下較薄地攤開之原料水鋁石1g，5秒後取出。利用該方法剛進行加熱處理後之原料水鋁石之溫度為390℃。

根據表5可知，即便加熱處理之方法不同，實施例之導熱率亦高於比較例。又，實施例之高導熱性水鋁石之700℃脫水量為14.8%~15.5%之範圍內。實施例之高導熱性水鋁石之比表面積與比較例之未處理水鋁石之比表面積無差別，原料水鋁石幾乎未進行γ-氧化鋁化或擬水鋁石化。

[高導熱性水鋁石之製造(5)及導熱率之導出]

表6所示之實施例27~實施例29及比較例25~比較例27之原料水鋁石係使用表7所示之水鋁石7，實施例30~實施例32及比較例28~比較例30之原料水鋁石係使用表7所示之水鋁石6，實施例33~實施例35及比較例31~比較例33之原料水鋁石係使用表7所示之水鋁石3，實施例36~實施例38及比較例34~比較例36之原料水鋁石係使用表7所示之水鋁石2。實施例27~實施例38係使用靜置電爐以特定溫度對原料水鋁石進行特定時間之加熱處理，製造表6所示之本發明之高導熱性水鋁石並調配於樹脂。比較例25~比較例36係將未對原料水鋁石進行加熱處理之未處理水鋁石調配於樹脂。高導熱性水鋁石及未處理水鋁石對樹脂之調配(高導熱性水鋁石及未處理水鋁石之調配量係設定為成為表6所示之體積填充率之比率)、導熱率之測定、700℃脫水量之測定及比表面積之測定係與高導熱性水鋁石之製造(1)同樣地進行。

根據表6可知，即便表7所示之原料水鋁石之粒子形狀不同，實施例之導熱率亦高於比較例。又，實施例之高導熱性水鋁石之700℃脫水量為14.5%~15.5%之範圍內。實施例之高導熱性水鋁石之比表面積與比較例之未處理水鋁石之比表面積無差別，原料水鋁石幾乎未進行γ-氧化鋁化或擬水鋁石化。

使用數式1導出圖1及表8所示之實施例1、4、5、7及比較例1、2、4、7、10、圖2及表9所示之實施例27~實施例29及比較例25~比較例27、圖3及表10所示之實施例30~實施例32及比較例28~比較例30、圖4及表11所示之實施例33~實施例35及比較例31~比較例33、圖5及表12所示之實施例36~實施例38及比較例34~比較例36中之高導熱性水鋁石及未處理水鋁石的導熱率。其中，表8為圖1中高導熱性水鋁石與未處理水鋁石的實測值與計算值的表，表9為圖2中高導熱性水鋁石與未處理水鋁石的實測值與計算值的表，表10為圖3中高導熱性水鋁石與未處理水鋁石的實測值與計算值的表，表11為圖4中高導熱性水鋁石與未處理水鋁石的實測值與計算值的表，表12為圖5中高導熱性水鋁石與未處理水鋁石的實測值與計算值的表。

導熱率之導出係使用以下數值。

Vf(水鋁石之體積填充率)：表6所示之體積填充率

λc(水鋁石與樹脂之複合體之導熱率)：表6所示之導熱率

λm(樹脂之導熱率)：0.24W/m．K

實施例1、4、5、7及比較例1、2、4、7、10之水鋁石之Ψ：0.795

實施例27~實施例29及比較例25~比較例27之水鋁石之Ψ：0.754

實施例30~實施例32及比較例28~比較例30之水鋁石之Ψ：0.708

實施例33~實施例35及比較例31~比較例33之水鋁石之Ψ：0.362

實施例36~實施例38及比較例34~比較例36之水鋁石之Ψ：0.665

再者，水鋁石維持特定形狀直至約1300℃，因此於320℃~430℃之加熱時特定形狀不發生變化，本發明之高導熱性水鋁石之Ψ與原料水鋁石之Ψ無差別。

準備橫軸設為Vf(Vol%)、縱軸設為λc之曲線圖，於該曲線圖上繪製表6之Vf與λc。繼而，將把上述數值(n為利用3÷Ψ求出之數值)與任意水鋁石之導熱率λf代入至數式1中而獲得之「Vf-λc」曲線疊放於曲線圖，而自「Vf-λc」曲線之中選擇最接近所繪圖者，導出為了獲得該「Vf-λc」曲線而代入之λf之值作為實施例之高導熱性水鋁石及比較例之未處理水鋁石的導熱率。根據最接近所繪之圖之「Vf-λc」曲線而獲得之各圖所示之計算值與實測值高度一致，實施例之高導熱性水鋁石之導熱率與比較例之未處理水鋁石之導熱率係如下所述，且高導熱性水鋁石之導熱率為比較例之未處理水鋁石之導熱率之約2.4~3.3倍之高值。

實施例1、4、5、7：11.0W/m．K

比較例1、2、4、7、10：4.5W/m．K

實施例27~實施例29：12.0W/m．K

比較例25~比較例27：4.2W/m．K

實施例30~實施例32：13.0W/m．K

比較例28~比較例30：4.5W/m．K

實施例33~實施例35：17.0W/m．K

比較例31~比較例33：5.1W/m．K

實施例36~實施例38：18.0W/m．K

比較例34~比較例36：5.5W/m．K

[表10]

[表12]

Claims

一種高導熱性水鋁石，其由下述數式1導出之導熱率為11.0W/m．K以上，[數1]1-Vf=(λc-λf)/(λm-λf)×(λm/λc)^(1/n) n=3/Ψ(其中，Vf：水鋁石之體積填充率，λc：水鋁石與環氧樹脂之複合體之導熱率(W/m．K)，λf：水鋁石之導熱率(W/m．K)，λm：環氧樹脂之導熱率(W/m．K)，n：Hamilton與Crosser提出之填料粒子之形狀因子，Ψ：具有與水鋁石粒子體積相等體積之球之表面積除以實際之粒子表面積所得之值，^：乘方)。
一種高導熱性水鋁石，其700℃脫水量為14.0%~15.7%。
一種高導熱性水鋁石之製造方法，係於320℃~430℃對氧化鋁一水合物之水鋁石進行加熱處理。
如申請專利範圍第3項之高導熱性水鋁石之製造方法，其於加壓氣氛對氧化鋁一水合物之水鋁石進行加熱處理。
如申請專利範圍第3項之高導熱性水鋁石之製造方法，其以過熱水蒸氣對氧化鋁一水合物之水鋁石進行加熱處理。