WO2024019001A1 - 光硬化型熱伝導性組成物 - Google Patents

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WO2024019001A1
WO2024019001A1 PCT/JP2023/025998 JP2023025998W WO2024019001A1 WO 2024019001 A1 WO2024019001 A1 WO 2024019001A1 JP 2023025998 W JP2023025998 W JP 2023025998W WO 2024019001 A1 WO2024019001 A1 WO 2024019001A1
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WO
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meth
component
acrylate
thermally conductive
weight
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PCT/JP2023/025998
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English (en)
French (fr)
Inventor
洋輔 小出
Original Assignee
東亞合成株式会社
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/44Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F290/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/02Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
    • C08F290/06Polymers provided for in subclass C08G

Definitions

  • the present invention relates to a photocurable thermally conductive composition useful as a coating agent, adhesive, sealing material, etc., and a cured product of the composition can be preferably used in a method for manufacturing a heat dissipation member, and belongs to the technical field.
  • thermally conductive filler in order to impart high thermal conductivity, it is necessary to blend a large amount of thermally conductive filler into the composition, but if a large amount of thermally conductive filler is blended into the composition, the composition will become highly viscous and the coating properties will deteriorate. Furthermore, there is a problem in that the cured product deteriorates in properties typical of resins, that is, flexibility and elongation. In addition, when using photocurable thermally conductive compositions for applications such as encapsulants, high elastic modulus is required to prevent deformation during use. There is a need for a composition with a high elongation rate that can follow the expansion and contraction of the base material.
  • Japanese Patent Application Publication No. 2006-316175 Japanese Patent Application Publication No. 2011-132367
  • Patent Document 1 discloses a thermally conductive composition that has both photocurability and moisture curability, but since it takes time to complete moisture curing, there is a problem in productivity. Another problem is that the composition is not suitable for use in a dry environment with low humidity.
  • Patent Document 2 discloses a thermally conductive composition containing a radical polymerizable compound and a plurality of thermally conductive fillers. There is an easy problem.
  • the present inventors have conducted extensive studies in order to provide a photocurable thermally conductive composition that has excellent coating properties, the cured product of which has high thermal conductivity, and has both high elastic modulus and elongation. went.
  • the present inventors have discovered a compound having two (meth)acryloyl groups having a specific molecular weight, a compound having a hydroxyl group and one (meth)acryloyl group, and/or It contains a compound that does not have a hydroxyl group, has an aromatic ring and one (meth)acryloyl group, a photoradical polymerization initiator, and a thermally conductive filler, has a specific viscosity, and its cured product is
  • the present invention was completed based on the discovery that a composition having a specific thermal conductivity has excellent coating properties, and a cured product thereof has high thermal conductivity and also has high elastic modulus and elongation. The present invention will be explained in detail below.
  • the coating property is excellent, and the cured product thereof has high thermal conductivity and can have both high elastic modulus and elongation rate.
  • the present invention contains the following components (A) to (D), has a steady flow viscosity of 5 to 150 Pa ⁇ s after 5 minutes at 25°C and a shear rate of 10 s -1 , and has a thermal conductivity of the cured product.
  • the present invention relates to a photocurable thermally conductive composition in which the temperature is 1 W/m ⁇ K or more.
  • (B) Component: (B-1) A compound having a hydroxyl group and one (meth)acryloyl group and/or ( B-2) Compound having an aromatic ring and one (meth)acryloyl group and no hydroxyl group Component (C): Photoradical polymerization initiator (D) Component: Thermal conductive filler
  • the content of component (B-1) is preferably 10 to 90% by weight in 100% by weight of the total amount of components (A) and (B).
  • the content of component (D) is preferably 40 to 98% by weight in 100% by weight of the total amount of the composition.
  • component (A) contains urethane di(meth)acrylate, and more preferably urethane di(meth)acrylate having a polyether skeleton.
  • the cured product of the composition should have a storage modulus (E') at 25°C of 100 MPa or more as measured by a dynamic tensile viscoelasticity measuring device, and an elongation rate of 4.0% at 25°C.
  • E' storage modulus
  • Component (D) is preferably alumina, and more preferably alumina surface-treated with a silane coupling agent having a methacryloyl group.
  • the present invention also relates to a heat dissipating member containing a cured product of the photocurable thermally conductive composition described above.
  • acrylate and/or methacrylate is referred to as (meth)acrylate
  • acryloyl group and/or methacryloyl group is referred to as (meth)acryloyl group
  • acrylic acid and/or methacrylic acid is referred to as (meth)acrylic acid, acrylamide.
  • /Methacrylamide is expressed as (meth)acrylamide.
  • ultraviolet light emitted from a light emitting diode as a light source is referred to as UV-LED.
  • which means a numerical range means ⁇ or more and ⁇ or less.
  • Component (A) is a compound having two (meth)acryloyl groups with a number average molecular weight (hereinafter referred to as "Mn") of 1,000 or more [hereinafter referred to as "bifunctional (meth)acrylate”] ].
  • Mn number average molecular weight
  • the cured product can have excellent elongation.
  • the Mn of component (A) is preferably 1,000 to 50,000, more preferably 2,000 to 20,000.
  • Mn refers to the molecular weight measured by gel permeation chromatography (hereinafter referred to as "GPC") in terms of polystyrene.
  • various compounds can be used as long as they have an Mn of 1,000 or more and two (meth)acryloyl groups, such as polyester di(meth)acrylate, epoxy di(meth)acrylate, , polyether di(meth)acrylate, and urethane di(meth)acrylate.
  • polyester di(meth)acrylate examples include dehydrated condensates of polyester diol and (meth)acrylic acid.
  • polyester diol examples include a reaction product of a diol with a carboxylic acid or an anhydride thereof.
  • Diols include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, butylene glycol, polybutylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, neo
  • Examples include low molecular weight diols such as pentyl glycol, cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, and 1,6-hexanediol, and alkylene oxide adducts thereof.
  • carboxylic acids or anhydrides examples include dibasic acids such as orthophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, adipic acid, succinic acid, fumaric acid, maleic acid, hexahydrophthalic acid, and tetrahydrophthalic acid, and their anhydrides. Can be mentioned.
  • Epoxy di(meth)acrylate is a compound obtained by adding (meth)acrylic acid to an epoxy resin.
  • the epoxy resin refers to a compound or polymer that has an average of two or more epoxy groups in its molecule and is cured by reaction.
  • even monomers may be referred to as epoxy resins as long as they have two or more curable epoxy groups in the molecule.
  • the epoxy resin examples include aromatic epoxy resins and aliphatic epoxy resins.
  • aromatic epoxy resin include resorcinol diglycidyl ether; di- or polyglycidyl ether of bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, bisphenol fluorene or its alkylene oxide adduct; phenol novolak type epoxy resin and cresol novolak type epoxy resin.
  • novolac type epoxy resins such as epoxy resins; glycidyl phthalimide; o-phthalic acid diglycidyl ester;
  • aliphatic epoxy resins include diglycidyl ethers of alkylene glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol; diglycidyl ethers of polyethylene glycol and polypropylene glycol, etc.
  • diglycidyl ether of polyalkylene glycol diglycidyl ether of neopentyl glycol, dibromoneopentyl glycol and its alkylene oxide adduct; di- or triglycidyl ether of trimethylolethane, trimethylolpropane, glycerin and its alkylene oxide adduct; and polyglycidyl ethers of polyhydric alcohols such as di-, tri- or tetraglycidyl ethers of pentaerythritol and its alkylene oxide adducts; di- or polyglycidyl ethers of hydrogenated bisphenol A and its alkylene oxide adducts; diglycidyl tetrahydrophthalate Examples include ether; and hydroquinone diglycidyl ether.
  • polyether di(meth)acrylate examples include polyalkylene glycol di(meth)acrylate, such as polyethylene glycol di(meth)acrylate, polypropylene glycol di(meth)acrylate, and polytetramethylene glycol di(meth)acrylate.
  • urethane di(meth)acrylates include reaction products of diols, organic diisocyanates, and hydroxyl group-containing (meth)acrylates.
  • diol examples include diols having a polyether skeleton, diols having a polyester skeleton, and diols having a polycarbonate skeleton.
  • diols having a polyether skeleton examples include polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol.
  • diol having a polyester skeleton examples include esterification products of a diol such as a low molecular weight diol or polycaprolactone diol and an acid component such as a dibasic acid or its anhydride.
  • Examples of the low molecular weight diol include ethylene glycol, propylene glycol, cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, and 1,6-hexanediol.
  • Examples of the dibasic acid or its anhydride include adipic acid, succinic acid, phthalic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, terephthalic acid, and anhydrides thereof.
  • Examples of polycarbonate diols include reaction products of the aforementioned low molecular weight diols or/and bisphenols such as bisphenol A, and dialkyl carbonate esters such as ethylene carbonate and dibutyl carbonate.
  • organic diisocyanate examples include tolylene diisocyanate, 1,6-hexane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenylisocyanate, 1,6-hexane diisocyanate trimer, hydrogenated tolylene diisocyanate, hydrogenated 4, 4'-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate, paraphenylene diisocyanate, tolylene diisocyanate dimer, 1,5-naphthalene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate interadduct, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, Examples include trimethylolpropane tris(tolylene diisocyanate) adduct and isophorone diisocyanate.
  • Hydroxyl group-containing (meth)acrylates include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, hydroxybutyl (meth)acrylate, hydroxypentyl (meth)acrylate, hydroxyhexyl (meth)acrylate, and Examples include hydroxyalkyl (meth)acrylates such as hydroxyoctyl (meth)acrylate.
  • urethane di(meth)acrylate is preferable because the cured product of the composition has excellent toughness and elongation. is more preferred because, in addition to the above, it has excellent hydrolysis resistance and flexibility.
  • Component (B) Component is (B-1) a compound having a hydroxyl group and one (meth)acryloyl group [hereinafter referred to as "(B-1) component”] and/or (B-2) aromatic It is a compound having a ring and one (meth)acryloyl group and no hydroxyl group [hereinafter referred to as "component (B-2)"].
  • component (B-1) various compounds can be used as long as they have a hydroxyl group and one (meth)acryloyl group.
  • component (B-1) include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, and 4-hydroxybutyl (meth)acrylate.
  • Examples include compounds having a hydroxyl group, an aromatic ring, and one (meth)acryloyl group, such as hydroxyalkyl (meth)acrylate and 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate.
  • component (B-2) various compounds can be used as long as they have an aromatic ring and one (meth)acryloyl group and do not have a hydroxyl group.
  • Specific examples of component (B-2) include benzyl (meth)acrylate, (meth)acrylate of phenol alkylene oxide adduct, (meth)acrylate of p-cumylphenol alkylene oxide adduct, o-phenylphenol alkylene Examples include (meth)acrylates of oxide adducts and (meth)acrylates of nonylphenol alkylene oxide adducts.
  • examples of the alkylene oxide include ethylene oxide and propylene oxide.
  • the content ratio of component (A) and component (B) is as follows: component (E) described below [other than components (A) and (B) above, in 100% by weight of the total amount of component (A) and (B). ethylenically unsaturated compound], 5 to 90% by weight of component (A) and 10% by weight of component (B) in 100% by weight of the total amount of component (A), component (B), and component (E).
  • the content of the component (A) is preferably 10 to 70% by weight, and the content of the component (B) is preferably 30 to 90% by weight.
  • the composition By setting the content of component (A) to 5% by weight or more and the content of component (B) to 95% by weight or less, the composition can have excellent curability, and the content of component (A) By setting the proportion to 90% by weight or less and the content of component (B) to 10% by weight or more, the composition can have excellent coating properties.
  • the (A) component and the (B) component, or the (A) component, the (B) component, and the (E) component are collectively referred to as a "curable component.”
  • the content ratio of components (B-1) and (B-2) in 100% by weight of the total of components (B) is: 10 to 90% by weight of component (B-1) and 10 to 90% by weight of component (B-2) are preferred, more preferably 20 to 80% by weight of component (B-1) and 20 to 90% by weight of component (B-2). It is 80% by weight.
  • the ratio of component (B-1) and component (B-2) within this range, the cured product can have excellent elastic modulus.
  • the content of component (B-1) is preferably 10 to 90% by weight, more preferably 20 to 80% by weight, based on 100% by weight of the total curable components.
  • the cured product can have excellent elongation, and by setting the content of component (B-1) to 90% by weight or less, a significant decrease in the viscosity of the composition can be suppressed. can do.
  • Component (C) is a photoradical polymerization initiator.
  • Component (C) is a compound that generates radicals upon irradiation with light and initiates polymerization of the curable components [components (A), (B), and (E)], which are compounds having ethylenically unsaturated groups. .
  • component (C) examples include benzyl dimethyl ketal, benzyl, benzoin, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane.
  • the above-mentioned compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane is used, since the composition has excellent curability.
  • -1-one, 1-[4-(2-hydroxyethoxy)-phenyl]-2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, oligo[2-hydroxy-2-methyl-1-[4 -1-(methylvinyl)phenyl]propanone, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide are preferred, and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, and 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide are more preferred.
  • component (C) when a UV-LED is used as a light source, it is preferable to use an acylphosphine oxide compound, specific examples of which are as listed above. Furthermore, when curing under air, it is preferable to use an acylphosphine oxide compound and an aromatic ketone compound in combination, since curability can be further increased. Specific examples of the aromatic ketone compound are as listed above.
  • the content of component (C) is 0.1 to 15 parts by weight, preferably 0.2 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of curable components.
  • the proportion of component (C) is 0.1 parts by weight or more, the composition can be made to have excellent active energy ray curability, and as a result, adhesiveness is also improved, while on the other hand, it is 15 parts by weight or less. By doing so, it is possible to suppress a decrease in internal curability of the cured product and provide excellent adhesiveness.
  • Component (D) is a thermally conductive filler. Component (D) is used for the purpose of improving the thermal conductivity of the cured composition of the present invention.
  • Component (D) includes inorganic fillers, metal fillers, and the like.
  • inorganic fillers include metal oxides such as alumina (aluminum oxide), magnesium oxide, beryllium oxide, and titanium oxide; nitrides such as aluminum nitride, boron nitride, and silicon nitride; aluminum hydroxide and hydroxide.
  • metal hydroxides such as magnesium
  • metal carbonates such as calcium carbonate
  • silicon carbide examples of inorganic fillers other than those mentioned above include diamond, carbon fiber, carbon black, quartz, and silica powder.
  • metal fillers include metals such as copper, silver, gold, iron, aluminum, nickel, and titanium, and alloys of these metals.
  • examples include inorganic filler particles whose surface is coated with silver, copper, gold, or a carbon material, and metal filler particles whose surface is coated with an inorganic material or a carbon material.
  • component (D) the above-mentioned compounds may be used alone or two or more types may be used in combination.
  • component (D) metal oxides in inorganic fillers are preferable, and alumina is more preferable because of its insulating properties.
  • silane treatment method examples include a method of treating the inorganic filler using a silane coupling agent.
  • silane coupling agents include 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane.
  • Xypropyltriethoxysilane 3-(meth)acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-(meth)acryloxypropyltriethoxy Silane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane Ethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane
  • component (D) is not particularly limited, and for example, spherical, acicular, fibrous, scaly, dendritic, tabular, and amorphous shapes are used.
  • the average particle diameter of component (D) is preferably within the range of 0.1 to 40 ⁇ m.
  • component (D) can be easily filled with high density.
  • the average particle diameter is 40 ⁇ m or less, the dielectric breakdown characteristics of the cured product can be further improved.
  • the term "average particle size" refers to the average particle size determined from the volume average particle size distribution measurement results measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer.
  • the content of component (D) is preferably 40 to 98% by weight, more preferably 50 to 95% by weight, based on 100% by weight of the total composition.
  • component (D) in an amount of 40% by weight or more, the cured product can have excellent thermal conductivity.
  • component (D) in an amount of 98% by weight or less, the coating properties of the composition may be deteriorated and the cured product may be deteriorated. It is possible to suppress embrittlement due to increased hardness of objects.
  • composition of the present invention has components (A) to (D) as essential components, but various other components can be added depending on the purpose.
  • component (E) ethylenically unsaturated compounds other than components (A) and (B) (hereinafter referred to as “component (E)"), sensitizers, fillers other than component (D), antioxidants, and ultraviolet rays.
  • component (E) ethylenically unsaturated compounds other than components (A) and (B)
  • sensitizers ethylenically unsaturated compounds other than components (A) and (B)
  • fillers other than component (D) ethylenically unsaturated compounds other than component (A) and (B) (hereinafter referred to as “component (E)”)
  • sensitizers fillers other than component (D)
  • antioxidants ethylenically unsaturated compounds other than component (D)
  • ultraviolet rays examples include absorbers, pigments/dyes, silane coupling agents, surface modifiers, and polymers.
  • Other components to be described later may be used alone or in combination of two or more.
  • Component (E) is an ethylenically unsaturated compound other than the components (A) and (B), and is blended for the purpose of imparting various physical properties to the composition and cured product.
  • the ethylenically unsaturated group in component (E) include a (meth)acryloyl group, a (meth)acrylamide group, a vinyl group, and a (meth)allyl group, with a (meth)acryloyl group being preferred.
  • “monofunctional” means a compound having one ethylenically unsaturated group
  • “ ⁇ functional” means a compound having ⁇ ethylenically unsaturated groups
  • “polyfunctional” means a compound having ⁇ ethylenically unsaturated groups. means a compound having two or more ethylenically unsaturated groups.
  • component (E) compounds having one ethylenically unsaturated group (hereinafter referred to as "monofunctional unsaturated compound”), compounds having two or more (meth)acryloyl groups (hereinafter referred to as "polyfunctional (meth) ) acrylate).
  • the monofunctional unsaturated compound examples include a compound having a (meth)acryloyl group, a monofunctional (meth)acrylamide, and a compound having a vinyl group.
  • compounds having a (meth)acryloyl group are: Compounds with carboxyl groups and ethylenically unsaturated groups such as (meth)acrylic acid, Michael addition type dimer of acrylic acid, ⁇ -carboxy-polycaprolactone mono(meth)acrylate, and monohydroxyethyl phthalate (meth)acrylate ; Alkyl (meth)acrylates such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, and 2-ethylhexyl (meth)acrylate; ethyl carbitol (meth)acrylate, butyl carbitol (meth)acrylate, and carbitol (meth)acrylates such as 2-ethyl
  • Monofunctional (meth)acrylates having an alicyclic group and tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, (meth)acryloylmorpholine, N-(2-(meth)acryloxyethyl)hexahydrophthalimide, and N-(2- Examples include monofunctional (meth)acrylates having a heterocycle such as (meth)acryloxyethyl)tetrahydrophthalimide.
  • Examples of monofunctional (meth)acrylamide include N,N-dimethyl (meth)acrylamide, (meth)acryloylmorpholine, N-methyl (meth)acrylamide, Nn-propyl (meth)acrylamide, and N-isopropyl (meth)acrylamide.
  • N-alkyl (meth)acrylamide such as N-butyl (meth)acrylamide, N-sec-butyl (meth)acrylamide, N-t-butyl (meth)acrylamide, and N-hexyl (meth)acrylamide.
  • N-hydroxyalkyl (meth)acrylamide such as N-hydroxyethyl (meth)acrylamide
  • N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylamide N,N-dimethylaminopropyl (meth)acrylamide, N,N-dimethyl ( meth)acrylamide, N,N-diethyl(meth)acrylamide, N,N-di-n-propyl(meth)acrylamide, N,N-diisopropyl(meth)acrylamide, N,N-di-n-butyl(meth)acrylamide
  • Examples include acrylamide and N,N-dialkyl (meth)acrylamide such as N,N-dihexyl (meth)acrylamide.
  • Examples of compounds having a vinyl group include N-vinylpyrrolidone and N-vinylcaprolactam.
  • examples of bifunctional (meth)acrylates include ethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, tetramethylene glycol di(meth)acrylate, and hexanediol.
  • Di(meth)acrylates of aliphatic diols such as di(meth)acrylates and nonanediol di(meth)acrylates; Lower polyalkylene glycol di(meth)acrylates such as diethylene glycol di(meth)acrylate, dipropylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate and tripropylene glycol di(meth)acrylate; neopentyl glycol and hydroxy Esterification reaction product of pivalic acid and (meth)acrylic acid (hereinafter referred to as "hydroxypivalic acid neopentyl glycol di(meth)acrylate”), caprolactone-modified hydroxypivalic acid neopentyl glycol di(meth)acrylate; and bisphenol Examples include di(meth)acrylates of alkylene oxide adducts of A and di(meth)acrylates of alkylene oxide adducts of diols having a bisphenol
  • examples of trifunctional or higher-functional (meth)acrylates include various compounds having three or more (meth)acryloyl groups, such as glycerin tri(meth)acrylate, di- Glycerin tetra(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri- or tetra(meth)acrylate, ditrimethylolpropane tri- or tetra(meth)acrylate, and dipentaerythritol tri-, tetra-, penta- or Polyol poly(meth)acrylate such as hexa(meth)acrylate; Tri- or tetra(meth)acrylates of pentaerythritol alkylene oxide adducts, tri- or tetra(meth)acrylates of ditrimethylolpropane alkylene oxide adducts, tri-, tetra-,
  • (Meth)acrylate, etc. can be mentioned.
  • the alkylene oxide adducts mentioned above include ethylene oxide adducts, propylene oxide adducts, and ethylene oxide and propylene oxide adducts.
  • the organic polyisocyanate includes hexamethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, isophorone diisocyanate, norbornane diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, hydrogenated 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, and hydrogenated xylene diisocyanate.
  • monofunctional (meth)acrylates or bifunctional (meth)acrylates are preferred because the cured product is less likely to become brittle.
  • the content ratio of component (E) is 0 to 100 parts by weight of the total amount of component (A) and component (B) (hereinafter, component (A) and component (B) are collectively referred to as "curable component”).
  • the content is preferably 60% by weight, more preferably 0 to 30% by weight.
  • Sensitizer is blended for the purpose of further increasing the photoreactivity of the composition by sensitizing component (C).
  • a hydrogen abstraction type photoradical polymerization initiator such as a benzophenone compound and a thioxanthone compound
  • an amine compound and a thiol compound are preferable.
  • Specific examples of amine compounds include aliphatic amines such as triethanolamine, methyldiethanolamine, and triisopropanolamine, and aromatic amines such as diethylaminophenone, ethyl dimethylaminobenzoate, and isoacyl dimethylaminobenzoate.
  • thiol compounds include primary thiols such as trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate), and 1 , 4-bis(3-mercaptobutyryloxy)butane and the like.
  • aliphatic amines are preferred as sensitizers because they have excellent storage stability, little odor, excellent curability, and little coloration of the cured product.
  • the content of the sensitizer is preferably 0 to 5 parts by weight, more preferably 0 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the solid content of the composition.
  • Fillers other than component (D) examples include organic fillers.
  • examples of the organic filler are preferably insoluble particles containing a repeating structure formed by monomers.
  • the monomer is preferably an acrylic monomer or a styrene monomer. Each of the acrylic monomer and the styrene monomer may be used alone or in combination of two or more.
  • acrylic monomers examples include acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, Butyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, glycidyl methacrylate, ⁇ -hydroxyethyl acrylate, ⁇ -aminopropyl acrylate, stearyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, etc. Can be mentioned.
  • styrene monomer examples include styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-methoxystyrene, p-phenylstyrene, p-chlorostyrene, p-ethylstyrene, p-n-butyl Styrene, p-tert-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, pn-nonylstyrene, pn-decylstyrene, pn-dodecylstyrene, 2,4-dimethylstyrene and 3,4-dichlorostyrene.
  • the organic filler has a core-shell structure.
  • an organic filler having a core-shell structure By using an organic filler having a core-shell structure, the heat resistance of the cured product can be further improved.
  • An organic filler having a core-shell structure has a core layer and a shell layer covering the core layer.
  • the core layer and the shell layer covering the core layer are preferably made of an acrylic compound.
  • the organic filler is preferably a composite filler containing an organic substance and a compound having a skeleton in which an oxygen atom is directly bonded to a silicon atom. In this case, the heat resistance of the cured product can be further improved.
  • the core layer contains a compound having a skeleton in which oxygen atoms are directly bonded to silicon atoms.
  • the shell layer contains an organic substance.
  • the organic filler is preferably a composite filler having a core layer containing a compound having a skeleton in which an oxygen atom is directly bonded to the silicon atom, and a shell layer containing the organic substance.
  • Antioxidant Antioxidant is blended for the purpose of improving durability such as heat resistance and weather resistance of the cured film.
  • the antioxidant include phenolic antioxidants, phosphorus antioxidants, sulfur antioxidants, and the like.
  • phenolic antioxidants include hindered phenols such as di-t-butylhydroxytoluene.
  • Commercially available products include AO-20, AO-30, AO-40, AO-50, AO-60, AO-70, and AO-80 manufactured by Adeka Corporation.
  • Examples of phosphorus-based antioxidants include phosphines such as trialkylphosphines and triarylphosphines, trialkyl phosphites, and triaryl phosphites.
  • antioxidants include, for example, Adekastab PEP-4C, PEP-8, PEP-24G, PEP-36, HP-10, 260, 522A, 329K, 1178, 1500, 135A, 3010 manufactured by Adeka Co., Ltd. etc.
  • sulfur-based antioxidant include thioether-based compounds
  • commercially available products include AO-23, AO-412S, and AO-503A manufactured by Adeka Corporation. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Preferred combinations of these antioxidants include combinations of phenolic antioxidants and phosphorus antioxidants, and combinations of phenolic antioxidants and sulfur antioxidants.
  • the content ratio of the antioxidant may be appropriately set depending on the purpose, and is preferably 0.01 to 5 parts by weight, more preferably 0.1 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of curable components. It is. When the content is 0.1 parts by weight or more, the durability of the composition can be improved, while when the content is 5 parts by weight or less, curability and adhesion can be improved.
  • UV absorber may be added for the purpose of improving the light resistance of the cured product.
  • examples of the ultraviolet absorber include triazine ultraviolet absorbers such as TINUVIN400, TINUVIN405, TINUVIN460, and TINUVIN479 manufactured by BASF, and benzotriazole ultraviolet absorbers such as TINUVIN900, TINUVIN928, and TINUVIN1130.
  • the content ratio of the ultraviolet absorber may be appropriately set depending on the purpose, and is preferably 0.01 to 5 parts by weight, more preferably 0.1 to 1 part by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of curable components. It is. By setting the content to 0.01% by weight or more, the light resistance of the cured film can be made good, while by setting the content to 5% by weight or less, the curability of the composition can be excellent. be able to.
  • pigments examples include organic pigments and inorganic pigments. Specific examples of organic pigments include insoluble azo pigments such as toluidine red, toluidine maroon, Hansa yellow, benzidine yellow and pyrazolone red; soluble azo pigments such as Littor red, heliobordeaux, pigment scarlet and permanent red 2B; alizarin and indanthrone.
  • organic pigments include insoluble azo pigments such as toluidine red, toluidine maroon, Hansa yellow, benzidine yellow and pyrazolone red; soluble azo pigments such as Littor red, heliobordeaux, pigment scarlet and permanent red 2B; alizarin and indanthrone.
  • vat dyes such as thioindigo maroon; phthalocyanine organic pigments such as phthalocyanine blue and phthalocyanine green; quinacridone organic pigments such as quinacridone red and quinacridone magenta; perylene organic pigments such as perylene red and perylene scarlet; Isoindolinone organic pigments such as indolinone yellow and isoindolinone orange; pyranthrone organic pigments such as pyranthrone red and pyranthrone orange; thioindigo organic pigments; condensed azo organic pigments; benzimidazolone organic pigments; quinophthalones Quinophthalone organic pigments such as yellow, isoindoline organic pigments such as isoindoline yellow; and other pigments such as flavanthrone yellow, acylamide yellow, nickel azo yellow, copper azomethine yellow, perinone orange, anthrone orange, and dianthrone yellow.
  • Examples include quinonyl red and dioxazine violet.
  • specific examples of the inorganic pigments include titanium oxide, barium sulfate, calcium carbonate, zinc white, lead sulfate, yellow lead, zinc yellow, red iron oxide (red iron (III) oxide), cadmium red, ultramarine, navy blue, and oxide.
  • examples include chrome green, cobalt green, amber, titanium black, and synthetic iron black.
  • the carbon black exemplified as the filler can also be used as an inorganic pigment.
  • various conventionally known compounds can be used.
  • Silane coupling agent is blended for the purpose of improving the interfacial adhesive strength between the cured film and the base material.
  • the silane coupling agent is not particularly limited as long as it can contribute to improving adhesiveness with the base material.
  • silane coupling agent examples include 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane.
  • Glycidoxypropyltriethoxysilane N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2-(aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethyl-butylidene)propylamine, N-phenyl-3 -aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane and the like.
  • the blending ratio of the silane coupling agent may be appropriately set depending on the purpose, and is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of curable components. .
  • the blending ratio may be appropriately set depending on the purpose, and is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of curable components. .
  • a surface modifier may be added to the composition of the present invention for the purpose of increasing the leveling property during application, the slipperiness of the cured film, and the scratch resistance.
  • the surface modifier include surface conditioning agents, surfactants, leveling agents, antifoaming agents, slippery agents, antifouling agents, etc., and these known surface modifiers can be used.
  • silicone-based surface modifiers and fluorine-based surface modifiers are preferably mentioned. Specific examples include silicone polymers and oligomers having silicone chains and polyalkylene oxide chains, silicone polymers and oligomers having silicone chains and polyester chains, and fluorine polymers having perfluoroalkyl groups and polyalkylene oxide chains.
  • a surface modifier having an ethylenically unsaturated group, preferably a (meth)acryloyl group, in the molecule may be used.
  • the content ratio of the surface modifier is preferably 0.01 to 1.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of curable components. Within the above range, the surface smoothness of the coating film will be excellent.
  • composition of the present invention may further contain a polymer for the purpose of further improving the curl resistance of the resulting cured film.
  • Suitable polymers include (meth)acrylic polymers, and suitable constituent monomers include methyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, (meth)acrylic acid, glycidyl (meth)acrylate, N-( Examples include 2-(meth)acryloxyethyl)tetrahydrophthalimide.
  • a (meth)acryloyl group may be introduced into the polymer chain by adding glycidyl (meth)acrylate.
  • the content of the polymer is preferably 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of curable components. Within the above range, the resulting cured film will have better curl resistance.
  • Photocurable thermally conductive composition contains the components (A) to (D) and has a steady flow viscosity (hereinafter simply referred to as "viscosity") after 5 minutes at 25° C. and a shear rate of 10 s -1 . ) is 5 to 150 Pa ⁇ s, and the thermal conductivity of the cured product is 1 W/m ⁇ K or more.
  • viscosity steady flow viscosity
  • the composition can be produced by stirring and mixing the components (A) to (D) and, if necessary, other components according to a conventional method. In this case, heating can be performed if necessary.
  • the heating temperature may be appropriately set depending on the composition, substrate, purpose, etc. used, but is preferably 30 to 80°C.
  • the content of the curable component in the composition is preferably 2 to 80% by weight, more preferably 5 to 50% by weight, based on 100% by weight of the total amount of the composition.
  • the viscosity of the composition must be 5 to 150 Pa ⁇ s, preferably 10 to 100 Pa ⁇ s.
  • component (D) of the composition tends to settle, and when it exceeds 150 Pa ⁇ s, the coating properties of the composition deteriorate.
  • the viscosity of the composition was determined by measuring the steady flow viscosity after 5 minutes at 25° C. and a shear rate of 10 s ⁇ 1 .
  • the cured composition of the present invention must have a thermal conductivity of 1 W/m ⁇ K or more, preferably 1.5 W/m ⁇ K or more. If the thermal conductivity of the composition is less than 1 W/m ⁇ K, when it is used for electronic control parts, battery peripheral parts, etc., the heat accumulated in the parts cannot be sufficiently radiated.
  • the thermal conductivity in the present invention means a value calculated according to the following formula (1) based on the results of measuring thermal diffusivity, specific heat capacity, and density using the following method.
  • - Thermal diffusivity A value measured at 25°C by a laser flash method using a thermal diffusivity measuring device after applying carbon spray to both sides of a cured product measuring 12 mm x 12 mm in length and width and 1 mm thick.
  • -Specific heat capacity Value measured at 25°C using a differential scanning calorimetry device, about 15 mg taken from a cured product having the same shape as above.
  • - Density A value measured using a method based on Archimedes' principle for a cured product having the same shape as above.
  • ⁇ Thermal conductivity (W/m ⁇ K) Thermal diffusivity (m 2 /s) x Specific heat capacity (J/kg ⁇ K) x Density (kg/m 3 ) ... (1)
  • the cured product of the composition of the present invention has a storage modulus (E') at 25°C of 100 MPa or more as measured by a dynamic tensile viscoelasticity measurement device, and an elongation rate of 4. It is preferably 0% or more.
  • the storage modulus (E') of the cured composition of the present invention is measured in accordance with JIS K7244-4 after curing the composition by irradiating it with light to a thickness of 1 mm. It means the value obtained by measuring the dynamic viscoelasticity at °C (measurement frequency: 1 Hz, heating rate: 2 °C/min).
  • the elongation rate refers to the composition obtained by curing the composition by irradiating light to a thickness of 1 mm, producing No. 6 dumbbells, and pulling at a tensile rate of 10 mm/min and a distance between chucks of 30 mm according to JIS K6251. , means the value obtained by conducting a tensile test at 23°C.
  • composition of the present invention may be used in accordance with conventional methods.
  • a method may be used in which the composition is applied to a base material and then cured by irradiation with light.
  • examples include a method in which the composition is applied to the substrate to which it is applied by a normal coating method and then cured by irradiation with light.
  • examples include a method of injecting the composition into a predetermined mold and then curing it by irradiating it with light.
  • an adhesive when used as an adhesive, it can be used for adhesion between the same type of base materials and for adhesion between different types of base materials, preferably for adhesion between sheet-like base materials of the same type and for adhesion between different types It can be used to bond sheet-like substrates together.
  • Specific examples of usage include applying the composition to one base material, then bonding it to another base material, and irradiating it with light; or placing the base materials facing each other with a gap between them, and applying the composition in that gap. Examples include a method of injecting and irradiating light. As the light irradiation method, a general method known as a conventional curing method may be adopted.
  • Substrate The types of substrates that are adherends to which the composition of the present invention can be applied include various materials, such as plastics, wood, metals, inorganic materials, and paper.
  • Plastics include hydrophilic plastics and hydrophobic plastics. Specific examples of hydrophilic plastics include polyvinyl alcohol and cellulose ester plastics. Specific examples of hydrophobic plastics include polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, acrylic polymer, acrylic/styrene copolymer, aliphatic polyamide (nylon), aromatic polyamide, polyurethane, polyimide, and ethylene-vinyl acetate copolymer.
  • Examples include polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyethylene, polypropylene, polycycloolefin, polystyrene, ABS resin, chlorinated polypropylene, and polyacetal.
  • Examples of the wood include natural wood and synthetic wood.
  • Examples of metals include aluminum, stainless steel, copper, silver, iron, tin, and chromium, and metal oxides such as zinc oxide (ZnO) and indium tin oxide (ITO).
  • Examples of inorganic materials include glass, mortar, concrete, and stone.
  • Examples of the paper include imitation paper, high-quality paper, kraft paper, art coated paper, caster coated paper, pure white roll paper, parchment paper, waterproof paper, glassine paper, and corrugated paper. Among these, plastic is preferred.
  • the shape of the base material can be various depending on the purpose.
  • the type of base material in this case may be selected depending on the purpose.
  • the adhesive specifically, it can be applied to adhesion between base materials of the same type or to adhesion of different types.
  • Coating and Injecting Methods Conventionally known methods may be used as coating and injecting methods for the base material, depending on the type of base material and composition to be used, and the intended use.
  • the coating method include screen printing, stencil printing, roll printing, a dispenser, a jet dispenser, a brush, and the like.
  • the injection method include a method in which a container with a nozzle at the tip of a syringe or syringe is filled with the composition, and the composition is discharged from the tip.
  • the thickness of the cured product (adhesive layer thickness) of the composition of the present invention may be selected depending on the substrate used and the application, but is preferably 0.001 to 10 mm, more preferably 0.001 to 10 mm.
  • the composition of the present invention does not have the problem of dripping and has excellent adhesive properties even when the gap between the base materials is 0.1 mm or more, and even when it is 0.3 mm or more.
  • the upper limit of the gap between the base materials is preferably 3 mm or less.
  • Light Irradiation Light includes visible light and ultraviolet rays, but ultraviolet rays are preferred because inexpensive equipment can be used.
  • Various light sources can be used for curing with ultraviolet rays, such as pressurized or high-pressure mercury lamps, metal halide lamps, xenon lamps, electrodeless discharge lamps, carbon arc lamps, and LEDs.
  • high-pressure mercury lamps, metal halide lamps, and LEDs are preferred.
  • the amount of ultraviolet ray irradiation is preferably 50 to 5,000 mJ/cm 2 , more preferably 100 to 3,000 mJ/cm 2 in the UV-A region (near 365 nm).
  • the illuminance of ultraviolet rays is preferably 10 to 5,000 mW/cm 2 , more preferably 100 to 2,000 mW/cm 2 in the UV-A region (near 365 nm).
  • a UV-LED it is preferable to use a UV-LED because it uses low energy and can be used as a compact irradiation device for on-site construction.
  • its emission peak wavelength is preferably 350 to 420 nm
  • the irradiation energy is preferably 5 to 2,000 mJ/cm 2 , more preferably 10 to 1,000 mJ/cm 2 .
  • composition of the present invention is used as a coating agent, adhesive, sealing material, etc., and the cured product has excellent heat dissipation properties. Therefore, the composition of the present invention can be preferably used for manufacturing various heat dissipating members.
  • various parts used in the fields of electricity, automobiles, etc. include electronic parts such as circuit boards and electronic control parts, and battery peripheral parts such as lithium ion batteries.
  • Other examples include LED lighting, displays, etc. in which heat generated by semiconductor elements needs to be released to the outside.
  • the electronic components (heating elements) that generate heat and the heat sinks such as heat sinks and housing panels used in electronic devices such as personal computers, mobile phones, digital cameras, projectors, optical disk devices, and information terminals.
  • heat radiator heat radiator
  • Other examples of electronic components include grease and coating agents used in the gap between the heating element and the heat radiating element when a heat radiating element such as aluminum is used for the heating element such as a laser diode.
  • examples include grease and coating agents used in the gap between the heat generating body and the heat sink.
  • ⁇ Component (D) ⁇ A9-SM-C3 Alumina filler with an average particle size of 10 ⁇ m surface-treated with a silane coupling agent having a methacryloyl group [manufactured by Admatex Co., Ltd., product name: A9-SM-C3]
  • Component (E) M-120: 2-ethylhexylethylene oxide modified (n 2) acrylate [manufactured by Toagosei Co., Ltd., product name: Aronix M-120]
  • ⁇ IBXA Isobornyl acrylate [manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.]
  • ⁇ M-309 Trimethylolpropane triacrylate [manufactured by Toagosei Co., Ltd., product name: Aronix M-309]
  • Example 1 (Preparation of photocurable thermally conductive composition) 2 g of UN-6200, 4 g of M-111, 4 g of 4HBA, and 0.05 g of Omni380 were blended so that the weight parts shown in Table 1 were obtained, and the mixture was stirred and dissolved at 60°C. Next, 92.2 g of A9-SM-C3 was added, mixed by hand with a stirring bar, and further mixed with a planetary stirring device to obtain a photocurable thermally conductive composition.
  • the obtained composition was subjected to a shearing rate of 10 s using a viscoelasticity measuring device [manufactured by Anton Paar Japan Co., Ltd., trade name: MCR-301], using a parallel plate of ⁇ 25, with a gap distance of 0.5 mm. The viscosity at -1 and 25°C was measured. The results obtained are shown in Table 1.
  • Example 1 a photocurable thermally conductive composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the weight parts were changed to those shown in Table 1. The viscosity of the obtained composition was measured in the same manner as in Example 1. The results obtained are shown in Table 1.
  • Thermal conductivity (W/m ⁇ K) Thermal diffusivity (m 2 /s) x Specific heat capacity (J/kg ⁇ K) x Density (kg/m 3 )
  • the storage elastic modulus E' at 25° C. was 100 MPa or more, it was judged as ⁇ , and when it was less than 100 MPa, it was judged as ⁇ .
  • composition of the present invention has excellent coating properties, and the cured product thereof has high thermal conductivity and can have both high elastic modulus and elongation rate. Therefore, the composition of the present invention can be suitably used for manufacturing various heat radiating members.

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Abstract

塗工性に優れ、その硬化物が、高熱伝導性を有し、且つ高い弾性率と伸び率を両立する光硬化型熱伝導性組成物を提供する。下記(A)~(D)を含有し、25℃及びせん断速度10s-1での5分後の定常流粘度が5~150Pa・sであり、且つ硬化物の熱伝導率が1W/m・k以上となる光硬化型熱伝導性組成物。 (A):Mnが1000以上の2官能(メタ)アクリレート (B):(B-1)水酸基を有する単官能(メタ)アクリレート及び/又は(B-2)芳香環を有し、水酸基を有しない単官能(メタ)アクリレート (C):光ラジカル重合開始剤 (D):熱伝導性フィラー

Description

光硬化型熱伝導性組成物
 本発明は、コーティング剤、接着剤、及びシール材等として有用な光硬化型熱伝導性組成物に関し、当該組成物の硬化物は放熱部材の製造方法に好ましく使用でき、当該技術分野に属する。
 近年、自動車電動化の急速な発展に伴い、電子制御部品や電池周辺部材に対する放熱対策への要求が高まっている。このような箇所で用いられる放熱材料には、高熱伝導性と電気絶縁性が求められ、シリコーン化合物、エポキシ化合物、及びアクリレート等のモノマーと絶縁性熱伝導フィラーを配合した熱伝導性組成物が利用されている。
 これら中でも光硬化型アクリル系組成物は、短時間接着や短時間硬化が可能という特長があり、生産性に有利である。
 しかし、高熱伝導性付与のためには、組成物に熱伝導フィラーを多量に配合する必要があるが、組成物に熱伝導フィラーを多量に配合すると、組成物が高粘度となり塗工性が悪化したり、さらにその硬化物が、樹脂らしい特性、即ち、柔軟性や伸びが低下してしまうという問題があった。又、封止材等の用途に光硬化型熱伝導性組成物を使用する場合においては、使用中に変形しないために高い弾性率が求められる一方で、使用環境の温度変化が大きくなる場合には、基材の膨張と収縮に追従可能な伸び率の高い組成物が求められている。
:特開2006-316175号公報 :特開2011-132367号公報
 特許文献1には、光硬化性と湿気硬化性を併せ持つ熱伝導性組成物が開示されているが、湿気硬化が完了するまでに時間を要するため、生産性に問題がある。又、当該組成物は、低湿度なドライ環境での使用には適さないという問題もある。
 特許文献2には、ラジカル重合性化合物と複数の熱伝導フィラーを含有した熱伝導性組成物が開示されているが、得られる組成物の硬化物の伸び率が低いため、ヒートショック等により割れやすい問題がある。
 本発明者らは、塗工性に優れ、その硬化物が、高熱伝導性を有し、且つ高い弾性率と伸び率を両立する光硬化型熱伝導性組成物を提供するために鋭意検討を行った。
 本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、特定分子量を有する2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物、水酸基及び1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物及び/又は水酸基を有さず芳香環及び1個の(メタ)アクリロイル基を有し、水酸基を有しない化合物、光ラジカル重合開始剤、並びに熱伝導性フィラーを含み、特定粘度を有し、その硬化物が特定熱伝導率を有する組成物が、塗工性に優れ、その硬化物が、高熱伝導性を有し、且つ高い弾性率と伸び率を両立することを見出し、本発明を完成した。
 以下、本発明を詳細に説明する。
 本発明の光硬化型熱伝導性組成物によれば、塗工性に優れ、その硬化物は、高熱伝導率を有し、且つ高い弾性率と伸び率を両立することができる。
 本発明は、下記(A)~(D)成分を含有し、25℃及びせん断速度10s-1での5分後の定常流粘度が5~150Pa・sであり、且つ硬化物の熱伝導率が1W/m・K以上となる光硬化型熱伝導性組成物に関する。
(A)成分:数平均分子量が1000以上の2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物
(B)成分:(B-1)水酸基及び1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物及び/又は(B-2)芳香環及び1個の(メタ)アクリロイル基を有し、水酸基を有しない化合物
(C)成分:光ラジカル重合開始剤
(D)成分:熱伝導性フィラー
 (B-1)成分の含有割合としては、(A)成分及び(B)成分の合計量100重量%中に、(B-1)成分を10~90重量%の割合で含むものが好ましい。
 (D)成分の含有割合としては、組成物の合計量100重量%中に、(D)成分を40~98重量%含むことが好ましい。
 (A)成分がウレタンジ(メタ)アクリレートを含むことが好ましく、さらにポリエーテル骨格を有するウレタンジ(メタ)アクリレートがより好ましい。
 組成物の硬化物としては動的引張粘弾性測定装置で測定した硬化物の25℃における貯蔵弾性率(E’)が100MPa以上であり、且つ硬化物の25℃における伸び率が4.0%以上であるものが好ましい。
 (D)成分としては、アルミナが好ましく、さらに、メタクリロイル基を有するシランカップリング剤で表面処理したアルミナがより好ましい。
 本発明は、前記した光硬化型熱伝導性組成物の硬化物を含む放熱部材にも関する。
 以下、(A)~(D)成分、及び光硬化型熱伝導性組成物について詳細に説明する。
 尚、本明細書においては、アクリレート及び/又はメタクリレートを(メタ)アクリレートと、アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基を(メタ)アクリロイル基と、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を(メタ)アクリル酸、アクリルアミド/メタクリルアミドを(メタ)アクリルアミドと表す。又、発光ダイオードを光源とする紫外線をUV-LEDと表す。
 又、数値範囲を意味する「〇〇~△△」は、〇〇以上△△以下を意味する。
1.(A)成分
 (A)成分は、数平均分子量(以下、「Mn」という)が1,000以上の2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物〔以下、「2官能(メタ)アクリレート」という〕である。
 (A)成分のMnが1,000以上の2官能(メタ)アクリレートを使用することで、硬化物を伸びに優れるものとすることができる。(A)成分のMnとしては、1,000~50,000が好ましく、より好ましくは2,000~20,000である。
 尚、本発明において、Mnとは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」)という)により測定した分子量をポリスチレン換算した値を意味する。
 (A)成分としては、Mnが1,000以上で2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物であれば種々の化合物を使用することができ、ポリエステルジ(メタ)アクリレート、エポキシジ(メタ)アクリレート、ポリエーテルジ(メタ)アクリレート、及びウレタンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 ポリエステルジ(メタ)アクリレートとしては、ポリエステルジオールと(メタ)アクリル酸との脱水縮合物等が挙げられる。
 ここで、ポリエステルジオールとしては、ジオールとのカルボン酸又はその無水物との反応物等が挙げられる。
 ジオールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリブチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、及び1,6-ヘキサンジオール等の低分子量ジオール、並びにこれらのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。
 カルボン酸又はその無水物としては、オルソフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、ヘキサヒドロフタル酸、及びテトラヒドロフタル酸等の二塩基酸又はその無水物等が挙げられる。
 エポキシジ(メタ)アクリレートは、エポキシ樹脂に(メタ)アクリル酸を付加反応させた化合物である。
 ここで、エポキシ樹脂とは、分子中に平均2個以上のエポキシ基を有し、反応により硬化する化合物又はポリマーをいう。この分野での慣例に従い、本明細書では、硬化性のエポキシ基を分子内に2個以上有するものであれば、モノマーであってもエポキシ樹脂ということがある。
 エポキシ樹脂としては、芳香族エポキシ樹脂及び脂肪族エポキシ樹脂等が挙げられる。
 芳香族エポキシ樹脂としては、具体的には、レゾルシノールジグリシジルエーテル;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、ビスフェノールフルオレン又はそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル;フェノールノボラック型エポキシ樹脂及びクレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;グリシジルフタルイミド;o-フタル酸ジグリシジルエステル等が挙げられる。
 脂肪族エポキシ樹脂としては、具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール及び1,6-ヘキサンジオール等のアルキレングリコールのジグリシジルエーテル;ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールのジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコールのジグリシジルエーテル;ネオペンチルグリコール、ジブロモネオペンチルグリコール及びそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル;トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン及びそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はトリグリシジルエーテル、並びにペンタエリスリトール及びそのアルキレンオキサイド付加体のジ、トリ又はテトラグリジジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル;水素添加ビスフェノールA及びそのアルキレンオキシド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル;テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエーテル;並びに、ハイドロキノンジグリシジルエーテル等が挙げられる。
 ポリエーテルジ(メタ)アクリレートとしては、ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートがあり、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート及びポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 ウレタンジ(メタ)アクリレートとしては、ジオール、有機ジイソシアネート及びヒドロキシル基含有(メタ)アクリレートの反応物等が挙げられる。
 ジオールとしては、ポリエーテル骨格を有するジオール、ポリエステル骨格を有するジオール及びポリカーボネート骨格を有するジオール等が挙げることができる。
 ポリエーテル骨格を有するジオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。
 ポリエステル骨格を有するジオールとしては、低分子量ジオール又はポリカプロラクトンジオール等のジオールと、二塩基酸又はその無水物等の酸成分とのエステル化反応物等が挙げられる。
 低分子量ジオールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、及び、1,6-ヘキサンジオール等が挙げられる。
 二塩基酸又はその無水物としては、アジピン酸、コハク酸、フタル酸、テトラヒドルフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸及びテレフタル酸等、並びにこれらの無水物等が挙げられる。
 ポリカーボネートジオールとしては、前記低分子量ジオール又は/及びビスフェノールA等のビスフェノールと、エチレンカーボネート及び炭酸ジブチルエステル等の炭酸ジアルキルエステルの反応物等が挙げられる。
 有機ジイソシアネートとしては、トリレンジイソシアネート、1,6-ヘキサンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、1,6-ヘキサンジイソシアネート3量体、水素化トリレンジイソシアネート、水素化4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水素化キシイレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート2量体、1,5-ナフタレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート相互付加物、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、トリメチロールプロパントリス(トリレンジイソシアネート)付加物及びイソホロンジイソシアネート等が挙げられる。
 ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレートとしては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシペンチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、及びヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 (A)成分としては、ウレタンジ(メタ)アクリレートが、組成物の硬化物が強靭性及び伸びに優れるという理由で好ましく、さらに、ポリエーテル骨格を有するウレタンジ(メタ)アクリレートが、組成物の硬化物が、前記に加え耐加水分解性及び柔軟性に優れるという理由でより好ましい。
2.(B)成分
 (B)成分は、(B-1)水酸基及び1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物〔以下、「(B-1)成分」という〕及び/又は(B-2)芳香環及び1個の(メタ)アクリロイル基を有し、水酸基を有しない化合物〔以下、「(B-2)成分」という〕である。
 (B-1)成分としては、水酸基及び1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物であれば種々の化合物を使用することができる。
 (B-1)成分の具体例としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、及び4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、並びに、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート等の水酸基、芳香環及び1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物等が挙げられる。
 (B-2)成分としては、芳香環及び1個の(メタ)アクリロイル基を有し、水酸基を有しない化合物であれば種々の化合物を使用することができる。
 (B-2)成分の具体例としては、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノールのアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、p-クミルフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、o-フェニルフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート、及びノニルフェノールアルキレンオキサイド付加物の(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 前記アルキレンオキサイド付加物において、アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド等が挙げられる。
 (A)成分及び(B)成分の含有割合としては、(A)成分及び(B)成分の合計量100重量%中に、後記(E)成分〔前記(A)及び(B)成分以外のエチレン性不飽和化合物〕を配合する場合は、(A)成分、(B)成分及び(E)成分の合計量100重量%中に(A)成分を5~90重量%及び(B)成分10~95重量%含むことが好ましく、より好ましくは(A)成分を10~70重量%及び(B)成分30~90重量%である。
 (A)成分の含有割合を5重量%以上及び(B)成分の含有割合を95重量%以下とすることにより、組成物を硬化性に優れるものとすることができ、(A)成分の含有割合を90重量%以下及び(B)成分の含有割合を10重量%以上とすることにより、組成物を塗工性に優れるものとすることができる。
 以下、(A)成分及び(B)成分、又は(A)成分、(B)成分及び(E)成分をまとめて「硬化性成分」という。
 (B-1)成分と(B-2)成分を併用する場合において、(B-1)成分及び(B-2)成分の含有割合としては、(B)成分の合計100重量%中に、(B-1)成分10~90重量%及び(B-2)成分10~90重量%が好ましく、より好ましくは、(B-1)成分20~80重量%及び(B-2)成分20~80重量%である。(B-1)成分と(B-2)成分の割合をこの範囲とすることにより、硬化物の弾性率に優れるものとすることができる。
 さらに、(B-1)成分の含有割合としては、硬化性成分合計100重量%中に10~90重量%含むことが好ましく、より好ましくは20~80重量%である。
 (B-1)成分の含有割合を10重量%以上とすることにより、硬化物を伸びに優れるものとすることができ、90重量%以下とすることにより、組成物の著しい粘度の低下を抑制することができる。
3.(C)成分
 (C)成分は、光ラジカル重合開始剤である。(C)成分は、光の照射によってラジカルを発生し、エチレン性不飽和基を有する化合物である硬化性成分〔(A)、(B)及び(E)成分〕の重合を開始する化合物である。
 (C)成分の具体例としては、ベンジルジメチルケタール、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、オリゴ[2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-1-(メチルビニル)フェニル]プロパノン、2-ヒドロキシ-1-[4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]-フェニル]-2-メチルプロパン-1-オン、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)]フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)ブタン-1-オン、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチルベンジル)-1-(4-モルフォリン-4-イル-フェニル)-ブタン-1-オン、アデカオプトマ-N-1414〔(株)ADEKA製〕、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、及びエチルアントラキノン及びフェナントレンキノン等の芳香族ケトン化合物;
ベンゾフェノン、2-メチルベンゾフェノン、3-メチルベンゾフェノン、4-メチルベンゾフェノン、2,4,6-トリメチルベンゾフェノン、4-フェニルベンゾフェノン、4-(メチルフェニルチオ)フェニルフェニルメタン、メチル-2-ベンゾフェノン、1-[4-(4-ベンゾイルフェニルスルファニル)フェニル]-2-メチル-2-(4-メチルフェニルスルフォニル)プロパン-1-オン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4‘-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、N,N’-テトラメチル-4,4′-ジアミノベンゾフェノン、N,N′-テトラエチル-4,4’-ジアミノベンゾフェノン及び4-メトキシ-4’-ジメチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物;
ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、エチル-(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィネート及びビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド化合物;
チオキサントン、2-クロロチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、1-クロロ-4-プロピルチオキサントン、3-[3,4-ジメチル-9-オキソ-9H-チオキサントン-2-イル]オキシ]-2-ヒドロキシプロピル-N,N,N―トリメチルアンモニウムクロライド及びフロロチオキサントン等のチオキサントン系化合物;
アクリドン及び10-ブチル-2-クロロアクリドン等のアクリドン系化合物;
1,2-オクタンジオン1-[4-(フェニルチオ)-2-(O-ベンゾイルオキシム)]、エタノン1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-1-(O―アセチルオキシム)等のオキシムエステル類、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(o-クロロフェニル)-4,5-ジ(m-メトキシフェニル)イミダゾール二量体、2-(o-フルオロフェニル)-4,5-フェニルイミダゾール二量体、2-(o-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2-(p-メトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体、2,4-ジ(p-メトキシフェニル)-5-フェニルイミダゾール二量体及び2-(2,4-ジメトキシフェニル)-4,5-ジフェニルイミダゾール二量体等の2,4,5-トリアリールイミダゾール二量体;並びに
9-フェニルアクリジン及び1,7-ビス(9,9’-アクリジニル)ヘプタン等のアクリジン誘導体等が挙げられる。
 (C)成分としては、前記した化合物を単独で使用しても、又は二種以上を使用してもよい。
 (C)成分としては、組成物が硬化性に優れたものとなる点で、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、オリゴ[2-ヒドロキシ-2-メチル-1-[4-1-(メチルビニル)フェニル]プロパノン、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、及びビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイドが好ましく、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、及び2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイドがさらに好ましい。
 さらに、(C)成分としては、光源としてUV-LEDを使用する場合は、アシルホスフィンオキサイド化合物を使用することが好ましく、その具体例は上記で挙げた通りである。
 さらに、空気下で硬化させる場合は、硬化性をより高くすることができる点で、アシルホスフィンオキサイド化合物と芳香族ケトン化合物を併用することが好ましい。芳香族ケトン化合物の具体例は、上記で挙げた通りである。
 (C)成分の含有割合は、硬化性成分全量100重量部に対して0.1~15重量部であり、好ましくは0.2~5重量部である。
 (C)成分の割合が0.1重量部以上とすることで、組成物の活性エネルギー線硬化性に優れるものとすることででき、その結果、接着性も向上し、一方、15重量部以下とすることで、硬化物の内部硬化性が低下することを抑制し、接着性に優れるものとすることができる。
4.(D)成分
 (D)成分は、熱伝導性フィラーである。
 (D)成分は、本発明の組成物硬化物の熱伝導性を向上させる目的で使用される。
 (D)成分としては、無機フィラー、及び金属フィラー等が挙げられる。
 無機フィラーの具体例としては、アルミナ(酸化アルミニウム)、酸化マグネシウム、及び酸化ベリリウム、及び酸化チタン等の金属酸化物;窒化アルミニウム、窒化ホウ素、及び窒化ケイ素等の窒化物;水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウム等の金属水酸化物;炭酸カルシウム等の金属炭酸塩;並びに炭化ケイ素等が挙げられる。
 前記以外の無機フィラーとしては、ダイヤモンド、炭素繊維、カーボンブラック、石英、及びシリカ粉等が挙げられる。
 金属フィラーの具体例としては、銅、銀、金、鉄、アルミニウム、ニッケル及びチタン等の金属、並びにこれら金属の合金等が挙げられる。
 これら以外にも、無機系フィラーの粒子に銀、銅、金又は炭素材料を表面被覆したものや、金属フィラーの粒子に無機材料又は炭素材料を表面被覆したもの等も挙げられる。
 (D)成分は、前記した化合物を単独で使用しても、2種類以上を併用してもよい。
 (D)成分としては、前記した化合物の中でも、絶縁性を有するという理由で、無機フィラーにおける金属酸化物が好ましく、アルミナがより好ましい。
 又、(D)成分と、(A)及び(B)成分との親和性を向上させるために、シラン処理等の各種表面処理を行ったフィラーを用いることが好ましい。
 シラン処理の方法としては、シランカップリング剤を使用して前記無機系フィラーを処理する方法等が挙げられる。
 シランカップリング剤の具体例としては、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
 シラン処理したフィラーとしては、メタクリロイル基を有するシランカップリング剤で表面処理したアルミナがより好ましい。
 (D)成分の形状としては特に限定されず、例えば、球状、針状、繊維状、鱗片状、樹枝状、平板状、及び不定形等のものが用いられる。
 (D)成分の平均粒子径としては、0.1~40μmの範囲内であることが好ましい。平均粒子径が0.1μm以上であると、(D)成分を高密度で容易に充填できる。平均粒子径が40μm以下であると、硬化物の絶縁破壊特性をより一層高めることができる。
 本発明において「平均粒子径」とは、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定した体積平均での粒度分布測定結果から求められる平均粒子径を意味する。
 (D)成分の含有割合としては、組成物の合計量100重量%中に、40~98重量%を含むことが好ましく、より好ましくは、50~95重量%である。
 (D)成分を40重量%以上含むことにより、硬化物の熱伝導性に優れるものとすることができ、一方、98重量%以下を含むことにより、組成物の塗工性の悪化、及び硬化物の硬度が高くなることによる脆化を抑制することができる。
5.その他成分
 本発明の組成物は、(A)~(D)成分を必須成分とするものであるが、目的に応じて、種々のその他成分を配合することができる。
 その他成分としては、前記(A)及び(B)成分以外のエチレン性不飽和化合物(以下、「(E)成分」という)、増感剤、(D)成分以外のフィラー、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料・染料、シランカップリング剤、表面改質剤、並びにポリマー等が挙げられる。
 後記するその他の成分は、1種のみを用いても、2種類以上を併用しても良い。
5-1.(E)成分
 (E)成分は、前記(A)及び(B)成分以外のエチレン性不飽和化合物であり、組成物及び硬化物に種々の物性を付与する目的で配合する。
 (E)成分におけるエチレン性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリルアミド基、ビニル基及び(メタ)アリル基等が挙げられ、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
 尚、下記において、「単官能」とは、エチレン性不飽和基を1個有する化合物を意味し、「○官能」とはエチレン性不飽和基を○個有する化合物を意味し、「多官能」とはエチレン性不飽和基を2個以上有する化合物を意味する。
 (E)成分としては、エチレン性不飽和基を1個有する化合物(以下、「単官能不飽和化合物」という)、2個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物(以下、「多官能(メタ)アクリレート」という)等が挙げられる。
 (E)成分において、単官能不飽和化合物の具体例としては、(メタ)アクリロイル基を有する化合物、単官能(メタ)アクリルアミド及びビニル基を有する化合物が挙げられる。
 (メタ)アクリロイル基を有する化合物の例としては、
(メタ)アクリル酸、アクリル酸のマイケル付加型のダイマー、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、及びフタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等のカルボキシル基及びエチレン性不飽和基を有する化合物;
メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、及び2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート;エチルカルビトール(メタ)アクリレート、ブチルカルビトール(メタ)アクリレート、及び2-エチルヘキシルカルビトール(メタ)アクリレート等のカルビトール(メタ)アクリレート;
シクロヘキシル(メタ)アクリレート、tert-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、及びトリシクロデカンメチロール(メタ)アクリレート等の脂環式基を有する単官能(メタ)アクリレート;並びに
テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルモルホリン、N-(2-(メタ)アクリロキシエチル)ヘキサヒドロフタルイミド、及びN-(2-(メタ)アクリロキシエチル)テトラヒドロフタルイミド等の複素環を有する単官能(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 単官能(メタ)アクリルアミドとしては、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルホリン、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-n-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N-n-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-sec-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-t-ブチル(メタ)アクリルアミド、及びN-n-ヘキシル(メタ)アクリルアミド等のN-アルキル(メタ)アクリルアミド;
N-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド等のN-ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド;並びに
 N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ-n-プロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジイソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ-n-ブチル(メタ)アクリルアミド及びN,N-ジヘキシル(メタ)アクリルアミド等のN,N-ジアルキル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
 ビニル基を有する化合物としては、N-ビニルピロリドン、及びN-ビニルカプロラクタム等が挙げられる。
 多官能(メタ)アクリレートにおいて、2官能(メタ)アクリレートとしては、具体的には、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、及びテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、及びノナンジオールジ(メタ)アクリレート等の脂肪族ジオールのジ(メタ)アクリレート;
ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート及びトリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等の低級ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート;ネオペンチルグリコールとヒドロキシピバリン酸と(メタ)アクリル酸のエステル化反応生成物(以下、「ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート」という。)、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート;並びに
ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート、及びビスフェノールFのアルキレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート等のビスフェノール骨格を有するジオールのアルキレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 多官能(メタ)アクリレートにおいて、3官能以上(メタ)アクリレートとしては、3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物であれば種々の化合物が挙げられ、例えば、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールのトリ又はテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンのトリ又はテトラ(メタ)アクリレート、及びジペンタエリスリトールのトリ、テトラ、ペンタ又はヘキサ(メタ)アクリレート等のポリオールポリ(メタ)アクリレート;
ペンタエリスリトールアルキレンオキサイド付加物のトリ又はテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンアルキレンオキサイド付加物のトリ又はテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールアルキレンオキサイド付加物のトリ、テトラ、ペンタ又はヘキサ(メタ)アクリレート等のポリオールアルキレンオキサイド付加物のポリ(メタ)アクリレート;
イソシアヌル酸アルキレンオキサイド付加物のトリ(メタ)アクリレート;並びに
ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等の水酸基を有し3個以上の(メタ)アクリロイル基を有する化合物と有機ポリイソシアネートとの反応物であるウレタン(メタ)アクリレート等
を挙げることができる。
 前記における、アルキレンオキサイド付加物の例としては、エチレンオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物、並びに、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド付加物等が挙げられる。
 又、前記有機ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、水素化トリレンジイソシアネート、水素化4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、水素化キシリレンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体等を挙げることができる。
 前記した(E)成分の中でも、硬化物が脆くなりにくいという理由で、単官能(メタ)アクリレート又は2官能(メタ)アクリレートが好ましい。
 (E)成分の含有割合は、(A)成分及び(B)成分(以下、(A)成分及び(B)成分をまとめて「硬化性成分」という)の合計量100重量部中に0~60重量%含むことが好ましく、より好ましくは0~30重量%である。
 (E)成分の含有割合を60重量%以下とすることで、硬化物を伸びに優れたものとすることができる。
5-2.増感剤
 増感剤は、(C)成分を増感することにより組成物の光反応性をさらに高める目的で配合する。
 増感剤としては、(C)成分としてベンゾフェノン系化合物及びチオキサントン系化合物等の水素引抜型の光ラジカル重合開始剤を使用する場合は、アミン化合物、及びチオール化合物が好ましい。
 アミン化合物の具体例としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン及びトリイソプロパノールアミン等の脂肪族アミン、並びにジエチルアミノフェノン、ジメチルアミノ安息香酸エチル、及びジメチルアミノ安息香酸イソアシル等の芳香族アミン等が挙げられる。
 チオール化合物の具体例としては、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトール テトラキス(3-メルカプトプロピオネート)等の一級チオール、ペンタエリスリトール テトラキス(3-メルカプトブチレート)、及び1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン等の二級チオールが挙げられる。
 増感剤としては、これら化合物の中でも、保存安定性に優れ、臭気が少なく、硬化性に優れ、硬化物の着色の少なさの点から、脂肪族アミンが好ましい。
 増感剤の含有割合としては、組成物の固形分100重量部に対して、0~5重量部であることが好ましく、0~3重量部であることがより好ましい。
5-3.(D)成分以外のフィラー
 (D)成分以外のフィラーとしては、有機フィラー等が挙げられる。
 有機フィラーの例としては、モノマーにより形成された繰返し構造を含む不溶性粒子であることが好ましい。上記モノマーは、アクリル系モノマー又はスチレン系モノマーであることが好ましい。アクリル系モノマー及びスチレン系モノマーはそれぞれ、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
 上記アクリル系モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸-2-エチルヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸-2-エチルヘキシル、メタクリル酸グリシジル、β-ヒドロキシアクリル酸エチル、γ-アミノアクリル酸プロピル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、及びメタクリル酸ジエチルアミノエチル等が挙げられる。
 上記スチレン系モノマーとして、例えば、スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-メトキシスチレン、p-フェニルスチレン、p-クロロスチレン、p-エチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-ヘキシルスチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン、2,4-ジメチルスチレン及び3,4-ジクロロスチレン等が挙げられる。
 有機フィラーは、コアシェル構造を有することが好ましい。コアシェル構造を有する有機フィラーの使用により、硬化物の耐熱性をより一層高めることができる。コアシェル構造を有する有機フィラーは、コア層と、該コア層を被覆しているシェル層とを有する。上記コア層及び該コア層を被覆しているシェル層はアクリル系化合物であることが好ましい。
 有機フィラーは、ケイ素原子に酸素原子が直接結合された骨格を有する化合物と、有機物とを含む複合フィラーであることが好ましい。この場合には、硬化物の耐熱性をより一層高めることができる。
 上記コア層が、ケイ素原子に酸素原子が直接結合された骨格を有する化合物を含むことが好ましい。上記シェル層が、有機物を含むことが好ましい。有機フィラーは、上記ケイ素原子に酸素原子が直接結合された骨格を有する化合物を含むコア層と、上記有機物を含むシェル層とを有する複合フィラーであることが好ましい。
5-4.酸化防止剤
 酸化防止剤は、硬化膜の耐熱性、耐候性等の耐久性を向上させる目的で配合する。
 酸化防止剤としては、たとえばフェノール系酸化防止剤やリン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤等が挙げられる。
 フェノール系酸化防止剤としては、たとえば、ジt-ブチルヒドロキシトルエン等のヒンダードフェノール類を挙げることができる。市販されているものとしては、(株)アデカ製のAO-20、AO-30、AO-40、AO-50、AO-60、AO-70、AO-80等が挙げられる。
 リン系酸化防止剤としては、トリアルキルホスフィン、トリアリールホスフィン等のホスフィン類や、亜リン酸トリアルキルや亜リン酸トリアリール等が挙げられる。これらの誘導体で市販品としては、たとえば(株)アデカ製、アデカスタブPEP-4C、PEP-8、PEP-24G、PEP-36、HP-10、260、522A、329K、1178、1500、135A、3010等が挙げられる。
 硫黄系酸化防止剤としては、チオエーテル系化合物が挙げられ、市販品としては(株)アデカ製AO-23、AO-412S、AO-503A等が挙げられる。
 これらは1種を用いても2種類以上を用いてもよい。これら酸化防止剤の好ましい組合せとしては、フェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤との併用、及びフェノール系酸化防止剤と硫黄系酸化防止剤の併用が挙げられる。
 酸化防止剤の含有割合としては、目的に応じて適宜設定すれば良く、硬化性成分合計量100重量部に対して0.01~5重量部が好ましく、より好ましくは0.1~1重量部である。
 含有割合を0.1重量部以上とすることで、組成物の耐久性を向上させることができ、一方、5重量部以下とすることで、硬化性や密着性を良好にすることができる。
5-5.紫外線吸収剤
 紫外線吸収剤は、硬化物の耐光性を向上させる目的で配合してよい。
 紫外線吸収剤としては、BASF社製TINUVIN400、TINUVIN405、TINUVIN460、TINUVIN479等のトリアジン系紫外線吸収剤や、TINUVIN900、TINUVIN928、TINUVIN1130等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を挙げることができる。
 紫外線吸収剤の含有割合としては、目的に応じて適宜設定すれば良く、硬化性成分合計量100重量部に対して0.01~5重量部が好ましく、より好ましくは0.1~1重量部である。含有割合を0.01重量%以上とすることで、硬化膜の耐光性を良好なものとすることができ、一方、5重量%以下とすることで、組成物の硬化性に優れるものとすることができる。
5-6.顔料・染料
 顔料としては、有機顔料及び無機顔料等が挙げられる。
 有機顔料の具体例としては、トルイジンレッド、トルイジンマルーン、ハンザエロー、ベンジジンエロー及びピラゾロンレッド等の不溶性アゾ顔料;リトールレッド、ヘリオボルドー、ピグメントスカーレット及びパーマネントレッド2B等の溶性アゾ顔料;アリザリン、インダントロン及びチオインジゴマルーン等の建染染料からの誘導体;フタロシアニンブルー及びフタロシアニングリーン等のフタロシアニン系有機顔料;キナクリドンレッド及びキナクリドンマゼンタ等のキナクリドン系有機顔料、ペリレンレッド及びペリレンスカーレット等のペリレン系有機顔料;イソインドリノンエロー及びイソインドリノンオレンジ等のイソインドリノン系有機顔料;ピランスロンレッド及びピランスロンオレンジ等のピランスロン系有機顔料;チオインジゴ系有機顔料;縮合アゾ系有機顔料;ベンズイミダゾロン系有機顔料;キノフタロンエロー等のキノフタロン系有機顔料、イソインドリンエロー等のイソインドリン系有機顔料;並びにその他の顔料として、フラバンスロンエロー、アシルアミドエロー、ニッケルアゾエロー、銅アゾメチンエロー、ペリノンオレンジ、アンスロンオレンジ、ジアンスラキノニルレッド及びジオキサジンバイオレット等が挙げられる。
 又、前記無機顔料の具体例としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら(赤色酸化鉄(III))、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック及び合成鉄黒等を挙げることができる。尚、前記フィラーで例示したカーボンブラックは、無機顔料としても使用することができる。
 染料としては、従来から知られた種々の化合物を使用することができる。
5-7.シランカップリング剤
 シランカップリング剤は、硬化膜と基材との界面接着強度を改善する目的で配合する。
 シランカップリング剤としては、基材との接着性向上に寄与できるものであれば特に限定されるものではない。
 シランカップリング剤としては、具体的には、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
 シランカップリング剤の配合割合は、目的に応じて適宜設定すれば良く、硬化性成分合計量100重量部に対して0.1~10重量部が好ましく、より好ましくは1~5重量部である。
 配合割合を0.1重量部以上にすることで、組成物の接着力を向上させることができ、一方、10重量部以下とすることで、接着力の経時変化を防止することができる。
5-8.表面改質剤
 本発明の組成物は、塗布時のレベリング性を高める目的や、硬化膜の滑り性を高めて耐擦傷性を高める目的等のため、表面改質剤を添加してもよい。
 表面改質剤としては、表面調整剤、界面活性剤、レベリング剤、消泡剤、スベリ性付与剤、防汚性付与剤等が挙げられ、これら公知の表面改質剤を使用することができる。
 それらのうち、シリコーン系表面改質剤及びフッ素系表面改質剤が好適に挙げられる。具体例としては、シリコーン鎖とポリアルキレンオキサイド鎖とを有するシリコーン系ポリマー及びオリゴマー、シリコーン鎖とポリエステル鎖とを有するシリコーン系ポリマー及びオリゴマー、パーフルオロアルキル基とポリアルキレンオキサイド鎖とを有するフッ素系ポリマー及びオリゴマー、並びに、パーフルオロアルキルエーテル鎖とポリアルキレンオキサイド鎖とを有するフッ素系ポリマー及びオリゴマー等が挙げられる。
 又、滑り性の持続力を高めるなどの目的で、分子中にエチレン性不飽和基、好ましくは(メタ)アクリロイル基を有する表面改質剤を使用してもよい。
 表面改質剤の含有割合は、硬化性成分の合計量100重量部に対して、0.01~1.0重量部であることが好ましい。上記範囲であると、塗膜の表面平滑性に優れる。
5-9.ポリマー
 本発明の組成物は、得られる硬化膜の耐カール性をより改良する目的等で、ポリマーをさらに含有していてもよい。
 好適なポリマーとしては、(メタ)アクリル系ポリマーが挙げられ、好適な構成モノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート、N-(2-(メタ)アクリロキシエチル)テトラヒドロフタルイミド等が挙げられる。(メタ)アクリル酸を共重合したポリマーの場合、グリシジル(メタ)アクリレートを付加させて(メタ)アクリロイル基をポリマー鎖に導入してもよい。
 ポリマーの含有割合は、硬化性成分の合計量100重量部に対して、0.01~10重量部であることが好ましい。上記範囲であると、得られる硬化膜の耐カール性により優れる。
6.光硬化型熱伝導性組成物
 本発明は、前記(A)~(D)成分を含有し、25℃及びせん断速度10s-1での5分後の定常流粘度(以下、単に「粘度」という)が5~150Pa・sであり、且つ硬化物の熱伝導率が1W/m・K以上となる光硬化型熱伝導性組成物に関する。
 組成物の製造方法としては、前記(A)~(D)成分を、必要に応じてさらにその他成分を、常法に従い攪拌・混合することにより製造することができる。
 この場合、必要に応じて加熱することもできる。加熱温度としては、使用する組成物、基材及び目的等に応じて適宜設定すれば良いが、30~80℃が好ましい。
 組成物中の硬化性成分の含有割合としては、組成物の合計量100重量%中に、2~80重量%を含むことが好ましく、より好ましくは、5~50重量%である。
 組成物の粘度は、5~150Pa・sである必要があり、好ましくは10~100Pa・sである。
 組成物の粘度が5Pa・sに満たない場合は、組成物の(D)成分が沈降しやすくなり、150Pa・sを超過する場合は、組成物の塗布性が悪化する。
 尚、組成物の粘度の測定は、25℃及びせん断速度10s-1で5分後の定常流粘度を測定した値である。
 本発明の組成物硬化物は、熱伝導率が1W/m・K以上とする必要があり、好ましくは1.5W/m・K以上である。
 組成物の熱伝導率が1W/m・Kに満たないと、電子制御部品や電池周辺部材等への使用した際に、部材に溜まった熱を十分に放熱することができない。
 尚、本発明における熱伝導率とは、下記方法で熱拡散率、比熱容量、及び密度を測定した結果に基づき、下記式(1)に従い算出した値を意味する。
 
・熱拡散率:縦横12mm×12mmで1mm厚の硬化物について、硬化物の両面にカーボンスプレー塗布した後、熱拡散率測定装置を用いて、レーザーフラッシュ法により25℃において測定した値。
・比熱容量:前記と同様の形状の硬化物から約15mgを採取し、示差走査熱量測定装置を用いて、25℃で測定した値。
・密度:前記と同様の形状の硬化物について、アルキメデスの原理による方法で測定した値。
・熱伝導率(W/m・K)=熱拡散率(m/s)×比熱容量(J/kg・K)×密度(kg/m)  ・・・(1)
 本発明の組成物硬化物は、動的引張粘弾性測定装置で測定した硬化物の25℃における貯蔵弾性率(E’)が100MPa以上であり、且つ硬化物の25℃における伸び率が4.0%以上であることが好ましい。
 本発明の組成物硬化物の貯蔵弾性率(E’)を100MPa以上とすることにより、外力が加わった際の変形を抑制することができる。
 尚、本発明において、硬化物の貯蔵弾性率(E’)とは、1mmの厚みになるように組成物を光照射して硬化させ、JIS K7244-4に準じて測定し、引張モードにおける25℃の動的粘弾性を測定して求めた値を意味する(測定周波数1Hz、昇温速度2℃/min)。
 又、本発明の組成物硬化物の25℃における伸び率が4.0%以上とすることにより、密着した基材の膨張と収縮に追従して硬化物の割れを防ぐことができる。
 尚、本発明において、伸び率とは、1mmの厚みになるように組成物を光照射して硬化させ6号ダンベルを作製し、JIS K6251に準じて、引張速度10mm/min、チャック間距離30mm、23℃の条件で引張試験を実施して得られた値を意味する。
7.使用方法
 本発明の組成物の使用方法としては、常法に従えば良い。
 例えば、基材に組成物を塗布した後、光照射することにより硬化させる方法等が挙げられる。
 具体的には、コーティング剤及び接着剤等の用途の場合には、適用される基材に組成物を通常の塗装方法により塗布した後、光を照射して硬化させる方法等が挙げられる。シール剤等の用途の場合には、所定の型枠に組成物を注入した後、光を照射することにより硬化させる方法等が挙げられる。
 又、接着剤として使用する場合は、同じ種類の基材同士の接着、異なる種類の基材同士の接着に使用することができ、好ましくは同じ種類のシート状基材同士の接着、異なる種類のシート状基材同士の接着に使用することができる。
 使用方法の具体例としては、基材に塗布した後、もう一方の基材と貼り合せ、光を照射する方法や、基材同士に隙間を空けて対向して配置し、その隙間に組成物を注入し、光を照射する方法等が挙げられる。
 光の照射方法としては、従来の硬化方法として知られている一般的な方法を採用すれば良い。
7-1.基材
 本発明の組成物が適用できる、被着体である基材の種類としては、種々の材料に適用でき、プラスチック、木材、金属、無機材料及び紙等が挙げられる。
 プラスチックとしては、親水性プラスチック及び疎水性プラスチックが挙げられる。
 親水性プラスチックの具体例としては、ポリビニルアルコール系及びセルロースエステル系が挙げられる。
 疎水性プラスチックの具体例としては、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アクリル系ポリマー、アクリル/スチレン共重合体、脂肪族ポリアミド(ナイロン)、芳香族ポリアミド、ポリウレタン、ポリイミド、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン、ポリスチレン、ABS樹脂、塩素化ポリプロピレン、及びポリアセタール等が挙げられる。
 木材としては、自然の木材及び合成木材等が挙げられる。
 金属としては、例えばアルミニウム、ステンレス、銅、銀、鉄、錫、及びクロム等、並びに酸化亜鉛(ZnO)及び酸化インジウムスズ(ITO)等の金属酸化物等が挙げられる。
 無機材料としては、ガラス、モルタル、コンクリート及び石材等が挙げられる。
 紙としては、模造紙、上質紙、クラフト紙、アートコート紙、キャスターコート紙、純白ロール紙、パーチメント紙、耐水紙、グラシン紙及び段ボール紙等が挙げられる。
 これらの中でも、プラスチックが好ましい。
 基材の形状としては、目的に応じて種々の形状の基材に使用できる。
 この場合の基材の種類としては、目的に応じて選択すれば良い。接着剤の例としては、具体的には、同じ種類の基材同士の接着、異なる種類の接着に適用できる。
7-2.塗工及び注入方法
 基材に対する塗工及び注入方法としては、使用する基材及び組成物の種類、並びに用途に応じて、従来知られている方法を適用すれば良い。
 塗工方法としては、スクリーン印刷、ステンシル印刷、ロール印刷、ディスペンサー、ジェットディスペンサー、及び刷毛等により塗布する方法等が挙げられる。
 注入方法としては、シリンジや注射器等の先端にノズルのついた容器に組成物を充填し、先端から組成物を吐出する方法等を挙げることができる。
 又、本発明の組成物の硬化物厚さ(接着層厚さ)は、使用する基材及び用途に応じて選択すればよいが、好ましくは0.001~10mmであり、より好ましくは0.05~5mmである。
 前記したとおり、本発明の組成物は、基材同士の隙間が0.1mm以上である場合においても、さらには0.3mm以上である場合においても、液垂れの問題がなく、接着性に優れる。基材同士の隙間の上限としては、3mm以下が好ましい。
7-3.光照射
 光としては、可視光線、及び紫外線が挙げられるが、安価な装置を使用することができるため、紫外線が好ましい。
 紫外線により硬化させる場合の光源としては、様々のものを使用することができ、例えば加圧或いは高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、無電極放電ランプ、カーボンアーク灯及びLED等が挙げられる。これらの中でも、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、LEDが好ましい。紫外線の照射量は、UV-A領域(365nm近傍)において、50~5,000mJ/cmであることが好ましく、100~3,000mJ/cmがより好ましい。紫外線の照度は、UV-A領域(365nm近傍)において、10~5,000mW/cmであることが好ましく、100~2,000mW/cmがより好ましい。
 本発明においては、低エネルギーであり、しかも現場施工等を行う場合にコンパクトな照射装置とすることができる点で、UV-LEDを使用することが好ましい。
 UV-LEDを使用する場合、その発光ピーク波長は350~420nmであるものが好ましく、照射エネルギーで5~2,000mJ/cmが好ましく、10~1,000mJ/cmがより好ましい。
8.用途
 本発明の組成物は、コーティング剤、接着剤、及びシール材等として使用し、硬化物が放熱性に優れるものである。
 従って、本発明の組成物は種々の放熱部材の製造に好ましく使用することができる。
 具体的には、電気及び自動車等の分野で使用される各種部品であって、回路基板及び電子制御部品等の電子部品、並びに、リチウムイオン電池等の電池周辺部材等が挙げられる。又、半導体素子が発する熱を外部に逃がす必要があるLED照明、及びディスプレイ等が挙げられる。
 より具体的には、パソコン、携帯電話機、デジタルカメラ、プロジェクタ、光ディスク装置、及び情報端末等の電子機器で使用される、発熱源の電子部品(発熱体)と放熱板や筐体パネル等といったヒートシンク(放熱器)との間に介在させる放熱シート等が挙げられる。又、電子部品の他の例としては、レーザーダイオード等の発熱体に、アルミニウム等の放熱体を使用する場合、発熱体と放熱体の間の隙間に使用するグリース及びコーティング剤等が挙げられ、並びに、ディスプレイを構成する発熱体であるガラス基板に放熱板を使用する場合、発熱体と放熱体の間の隙間に使用するグリース及びコーティング剤等が挙げられる。
 以下に実施例及び比較例を挙げ、本発明をより具体的に説明する。尚、以下の各例における「部」は重量部を意味する。
1.光硬化型熱伝導性組成物の調製
 以下、実施例と比較例で使用した成分について、略号は、下記を意味する。
◆(A)成分
・UN-6200:ポリエーテル骨格ウレタンアクリレート、Mn:3,500〔根上工業(株)製、商品名:アートレジンUN-6200〕
◆(B-1)成分
・4HBA:4-ヒドロキシブチルアクリレート〔大阪有機化学工業(株)製〕
・HPA:2-ヒドロキシプロピルアクリレート〔大阪有機化学工業(株)製〕
◆(B-2)成分
・M-111:ノニルフェノールエチレンオキサイド変性(n=1)アクリレート〔東亞合成(株)製、商品名:アロニックスM-111〕
・M-101A:フェノールエチレンオキサイド変性(n=2)アクリレート〔東亞合成(株)製、商品名:アロニックスM-101A〕
◆(C)成分
・Omni380:ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド〔IGM Resins B.V.製、商品名:Omnirad380〕
◆(D)成分
・A9-SM-C3:メタクリロイル基を有するシランカップリング剤で表面処理した平均粒径10μmのアルミナフィラー〔アドマテックス(株)製、商品名:A9-SM-C3〕
◆(E)成分
・M-120:2-エチルヘキシルエチレンオキサイド変性(n=2)アクリレート〔東亞合成(株)製、商品名:アロニックスM-120〕
・IBXA:イソボルニルアクリレート〔大阪有機化学工業(株)製〕
・M-309:トリメチロールプロパントリアクリレート〔東亞合成(株)製、商品名:アロニックスM-309〕
1-1.実施例1(光硬化型熱伝導性組成物の調製)
 表1に示す重量部数となるように、UN-6200を2g、M-111を4g、4HBAを4g、及びOmni380を0.05gを配合し、60℃で攪拌溶解させた。
 次いで、A9-SM-C3を92.2g添加し、攪拌棒で手混合した後、遊星式攪拌装置でさらに混合し、光硬化型熱伝導性組成物を得た。
 得られた組成物について、粘弾性測定装置〔(株)アントンパールジャパン社製、商品名:MCR-301〕を用いて、φ25のパラレルプレート、ギャップ間距離0.5mmの条件で、せん断速度10s-1での25℃における粘度を測定した。
 得られた結果を表1に示す。
1-2.実施例2~5、比較例1~4(光硬化型熱伝導性組成物の調製)
 実施例1において、表1に示す重量部数に変更する以外は、実施例1と同様の方法で光硬化型熱伝導性組成物を調製した。
 得られた組成物について、実施例1と同様の方法で粘度を測定した。得られた結果を表1に示す。
2.光硬化型熱伝導性組成物の硬化
 実施例1~同5、及び比較例1~同4で調製した組成物を任意の大きさに切り抜いた厚さ1mmのシリコーン型に流し込み、酸素による重合阻害を無くすために75μm厚のシリコーン処理離型PETフィルム〔藤森工業(株)製HTA〕でラミネートして光硬化した。
 硬化条件は405nmのLED〔CCS(株)製面型LED照射器〕を使用し、照度1000mW/cm〔浜松ホトニクス(株)製C12684照度計で測定)で両面各5秒照射した。
 その後、PETフィルムを剥がして硬化物を得た。得られた硬化物を使用して、後記に示す方法に従い、熱拡散率、比熱容量、及び密度を測定し、熱伝導率を算出した。又、得られた硬化物を使用して、後記に示す方法に従い、動的引張粘弾性率を測定し、引張試験を行った。それらの結果を表1に示す。
2-1.熱伝導率算出
2-1-1.熱拡散率測定
 前記方法で得られた12mm×12mmのサイズで作製した1mm厚の硬化物について、作製した硬化物の両面にカーボンスプレー塗布〔ファインケミカルジャパン(株)製 FC-153〕した後、熱拡散率測定装置〔NETZSCH製 LFA-467〕を用いて、レーザーフラッシュ法により25℃における熱拡散率を測定した。
2-1-2.比熱容量測定
 前記方法で得られた硬化物(約15mg)について、示差走査熱量測定装置〔NETZSCH製 DSC-214〕を用いて、25℃における比熱容量を測定した。
2-1-3.密度測定
 前記方法で得られた12mm×12mmのサイズで作製した1mm厚の硬化物について、アルキメデスの原理による方法で密度を測定した。
 前記で得られた熱拡散率、比熱容量及び密度に基づき、熱伝導率を次式により算出した。
 熱伝導率(W/m・K)=熱拡散率(m/s)×比熱容量(J/kg・K)×密度(kg/m
2-2.動的引張粘弾性測定
 前記方法で得られた5mm×50mmのサイズで作製した1mm厚の硬化物について、粘弾性測定装置〔日立ハイテクサイエンス(株)社製、商品名:DMA7100)を用いて、周波数1Hzで動的引張粘弾性を測定した。
 25℃における貯蔵弾性率E’が100MPa以上を〇、100MPa未満を×と判定した。
2-3.引張試験
 前記方法で得られた1mm厚の6号ダンベル(JIS K6251)硬化物を作製し、インストロン5564〔インストロンジャパン(株)社製〕を用いて、引張速度10mm/min、チャック間距離30mm、23℃の条件で引張試験を実施した。
 伸び率が4.0%以上を〇、4.0%未満を×と判定した。
3.評価結果
 実施例1~同5の結果から明らかなように、本発明の組成物は、塗工性に優れ、得られる硬化物が高熱伝導率を有し、且つ高い弾性率と伸び率を両立する結果であった。
 これに対して、本発明の(B)成分を含まない比較例1~同4の組成物は、得られる硬化物が弾性率と伸び率を両立しない結果であった。
 2022年7月19日に出願された日本国特許出願2022-114739の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
 本発明の組成物は、塗工性に優れ、その硬化物は、高熱伝導率を有し、且つ高い弾性率と伸び率を両立することができる。
 従って、本発明の組成物は、種々の放熱部材の製造に好適に使用することができる。
 
 

Claims (9)

  1.  下記(A)~(D)成分を含有し、25℃及びせん断速度10s-1での5分後の定常流粘度が5~150Pa・sであり、且つ硬化物の熱伝導率が1W/m・K以上となる光硬化型熱伝導性組成物。
    (A)成分:数平均分子量が1000以上の2個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物
    (B)成分:(B-1)水酸基及び1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物及び/又は(B-2)芳香環及び1個の(メタ)アクリロイル基を有し、水酸基を有しない化合物
    (C)成分:光ラジカル重合開始剤
    (D)成分:熱伝導性フィラー
  2.  前記(A)成分及び(B)成分の合計量100重量%中に、(B-1)成分を10~90重量%の割合で含む請求項1に記載の光硬化型熱伝導性組成物。
  3.  組成物の合計量100重量%中に、前記(D)成分を40~98重量%の割合で含む請求項1又は請求項2に記載の光硬化型熱伝導性組成物。
  4.  前記(A)成分が、ウレタンジ(メタ)アクリレートを含む請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の光硬化型熱伝導性樹脂組成物。
  5.  前記(A)成分が、ポリエーテル骨格を有するウレタンジ(メタ)アクリレートを含む請求項4に記載の光硬化型熱伝導性組成物。
  6.  動的引張粘弾性測定装置で測定した硬化物の25℃における貯蔵弾性率(E’)が100MPa以上であり、且つ硬化物の25℃における伸び率が4.0%以上である請求項1~請求項5いずれか1項に記載の光硬化型熱伝導性組成物。
  7.  前記(D)成分が、アルミナである請求項1~請求項6いずれか1項に記載の光硬化型熱伝導性組成物。
  8.  前記(D)成分が、メタクリロイル基を有するシランカップリング剤で表面処理したアルミナである請求項7に記載の光硬化型熱伝導性組成物。
  9.  請求項1~請求項8いずれか1項に記載の光硬化型熱伝導性組成物の硬化物を含む放熱部材。
     
     
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