绝缘导热性树脂组合物的制作方法_2

文档序号:9332057阅读:来源:国知局
导热通路6,则小径无机填料4可以 在第1树脂相2的内部以大致均匀的密度存在,也可以不均匀地存在。
[0041] 另外,小径无机填料4可以存在于第1树脂相2和第2树脂相3的界面。S卩,在第 1树脂相2的内部,与第1树脂相2的中心部分相比,小径无机填料4可以较多存在于第1 树脂相2和第2树脂相3的界面附近。此时,小径无机填料4优选以与第1树脂相2和第 2树脂相3的界面接触的方式配置。另外,构成小径无机填料4的粒子的一部分可以跨越 第1树脂相2和第2树脂相3的界面的方式配置。这样,小径无机填料4存在于第1树脂 相和第2树脂相的界面,由此在第1树脂相2的内部的该界面的附近,小径无机填料4彼此 变得容易接触。因此,在第1树脂相和第2树脂相的界面附近能够形成连续的导热通路6。
[0042] 本实施方式中,优选第1树脂相2由热固性树脂以及热塑性树脂中的任一个形成, 第2树脂相3由热固性树脂以及热塑性树脂中的另一个形成。即,在第1树脂相2由热固 性树脂形成的情况下,第2树脂相3优选由热塑性树脂形成。另外,在第1树脂相2由热塑 性树脂形成的情况下,第2树脂相3优选由热固性树脂形成。由此,变得容易形成上述相分 离结构。
[0043] 热固性树脂可列举出:环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、聚氨 酯树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂、醇酸树脂、加成固化型聚 酰亚胺树脂等。热固性树脂可以单独使用它们之中的一种,也可以将两种以上合用。其中, 环氧树脂的耐热性、电绝缘性以及机械特性优异,故优选。
[0044] 在使用环氧树脂作为热固性树脂的情况下,可以使用公知的环氧树脂。例如,可以 使用双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘二醇型 环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂。另外,也可以使用甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A 酚醛清漆型环氧树脂、环状脂肪族环氧树脂、杂环式环氧树脂(异氰脲酸三缩水甘油酯、二 缩水甘油基乙内酰脲等)。进而,可以使用将这些环氧树脂以各种材料进行改性而得到的改 性环氧树脂等。此外,还可以使用这些环氧树脂的溴代物,氯代物等卤代物。环氧树脂可以 单独使用它们之中的一种,也可以将两种以上合用。
[0045] 用于使环氧树脂固化的固化剂只要是具有可与环氧基反应的活性基团的化合物 就行,可以使用任何化合物。可以适当地使用公知的环氧固化剂,特别适合使用具有氨基、 酸酐基、羟基苯基的化合物。例如,可列举出:双氰胺及其衍生物、有机酸酰肼、胺酰亚胺、 脂肪族胺、芳香族胺、叔胺、多胺的盐、微胶囊型固化剂、咪唑型固化剂、酸酐、苯酚酚醛清漆 等。固化剂可以单独使用它们之中的一种、也可以将两种以上合用。
[0046] 另外,可以与上述固化剂并用而使用各种固化促进剂。例如,在使用环氧树脂作 为热固性树脂的情况下,固化促进剂可列举出:叔胺系固化促进剂、尿素衍生物系固化促进 剂、咪唑系固化促进剂、二氮杂双环十一烯(DBU)系固化促进剂。此外,可列举出:有机磷系 固化促进剂(例如膦系固化促进剂等)、鑰盐系固化促进剂(例如鱗盐系固化促进剂、锍盐 系固化促进剂、铵盐系固化促进剂等)。进而,还可列举出:金属螯合物系固化促进剂、酸以 及金属盐系固化促进剂等。
[0047] 热塑性树脂通常在主链中具有选自碳-碳键、酰胺键、酰亚胺键、酯键、醚键中的 至少一种键。另外,热塑性树脂可以在主链中具有选自碳酸酯键、氨基甲酸酯键、脲键、硫醚 键、砜键、咪唑键、羰基键中的至少一种键。
[0048] 热塑性树脂例如可列举出:聚烯烃系树脂、聚酰胺系树脂、弹性体系(苯乙烯系、 烯烃系、聚氯乙烯(PVC)系、聚氨酯系、酯系、酰胺系)树脂、丙烯酸系树脂、聚酯系树脂等。 另外,可列举出:工程塑料、聚乙烯、聚丙烯、尼龙树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树 月旨、丙烯酸树脂、乙烯丙烯酸酯、乙烯乙酸乙烯酯树脂、聚苯乙烯树脂。此外,还可列举出:聚 苯硫醚树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯弹性体树脂、聚酰胺弹性体树脂、液晶聚合物、聚对苯二甲 酸丁二醇酯树脂等。热塑性树脂可以单独使用它们之中的一种,也可以将两种以上合用。
[0049] 其中,从耐热性的观点考虑,热塑性树脂优选聚醚砜、聚砜、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺 等工程塑料。进而,更优选在力学特性、绝缘性、溶剂中的溶解性等各方面优异的聚醚砜。
[0050] 此外,这些热塑性树脂可以具有可与环氧树脂反应的官能团。这样的官能团例如 可列举出:氨基、羟基、氯原子,烷氧基等。
[0051] 绝缘导热性树脂组合物1中,形成相分离结构的热固性树脂以及热塑性树脂的组 合可列举出下述那样的组合。例如,在使用了环氧树脂作为热固性树脂的情况下,可以使用 聚醚砜,聚醚酰亚胺作为热塑性树脂。另外,在使用了不饱和聚酯树脂作为热固性树脂的情 况下,可以使用聚苯乙烯作为热塑性树脂。
[0052]绝缘导热性树脂组合物1中,小径无机填料4的平均粒径为0.1y m~15y m。小 径无机填料4的平均粒径为0. 1ym~15ym,由此变得容易不均匀地分布于相分离结构中 的第1树脂相2 (连续相),进而能够得到作业性以及成型性良好的绝缘导热性树脂组合物。 即,通过平均粒径为0. 1ym以上,能够抑制树脂的粘度过度增高,确保树脂的流动性,因此 作业性以及成型性变得良好。另外,通过平均粒径为15ym以下,变得容易使得小径无机填 料4不均匀地分布于第1树脂相2,因此能够形成导热通路6,使得高导热化成为可能。而 且,小径无机填料4的平均粒径优选为1ym~15ym,更优选为3ym~10ym。
[0053] 绝缘导热性树脂组合物1中,大径无机填料5的平均粒径比小径无机填料4的平 均粒径大。具体而言,大径无机填料5的平均粒径为lym~100ym。通过大径无机填料5 的平均粒径为1ym~100ym,大径无机填料5能够跨越第1树脂相2以及第2树脂相3存 在。而且,通过与不均匀地分布的小径无机填料4接触而形成导热通路7,将导热通路6彼 此连结,由此能够在绝缘导热性树脂组合物1的内部有效地形成导热通路。其结果是,导热 的路径增加,使得绝缘导热性树脂组合物1的高导热化成为可能。即,通过平均粒径为1ym 以上,能够与小径无机填料4有效地接触,使得高导热化成为可能。另外,通过平均粒径为 100ym以下,能够抑制成型外观性降低。而且,大径无机填料5的平均粒径优选为20ym~ 100ym,更优选为20ym~90ym。
[0054] 如上所述,小径无机填料4的平均粒径为0.1ym~15ym,大径无机填料5的平均 粒径为1ym~100lim。但是,大径无机填料5仅需要跨越第1树脂相2和第2树脂相3、 进而将不均匀地分布于第1树脂相2的小径无机填料4彼此导热地连接的粒径。因此,大 径无机填料5的平均粒径优选为小径无机填料4的平均粒径的2倍以上,更优选为3倍以 上。由此,将由小径无机填料4形成的导热通路6彼此导热地连接,使得进一步提高绝缘导 热性树脂组合物1整体的导热率成为可能。
[0055] 而且,本说明书中,"平均粒径"是指中值粒径。另外,中值粒径是指累积(累计) 重量百分率达到50%的粒径(d50)。中值粒径例如可以使用激光衍射式粒度分布测定装置 "SALD2000"(株式会社岛津制作所制造)来测定。而且,绝缘导热性树脂组合物1的内部 所含的小径无机填料4和大径无机填料5的平均粒径可以通过下述方法来测定:对绝缘导 热性树脂组合物1进行烘烤,分离小径无机填料4和大径无机填料5,从而进行测定。
[0056] 在本实施方式中,绝缘导热性树脂组合物1中的小径无机填料4和大径无机填料 5的总和的比例([小径无机填料和大径无机填料的总体积]/[绝缘导热性树脂组合物的 体积])优选为10~80体积%。通过小径无机填料4和大径无机填料5的总和的体积比 率为10体积%以上,能够充分期待由小径无机填料4和大径无机填料5接触带来的高导热 化的效果。另外,通过小径无机填料4和大径无机填料5的总和的体积比率为80体积%以 下,不会妨碍由小径无机填料4形成导热通路6,而且能够抑制成型时的树脂的粘度过度变 高。此外,该体积比率可以通过后述的方法来测定。
[0057] 另外,绝缘导热性树脂组合物1中的小径无机填料4和大径无机填料5的总和的 比例更优选为15~80体积%,进一步优选为20~80体积%,特别优选为30~70体积%, 最优选为30~60体积%。通过这样的范围,使得兼顾高的导热率和成型性成为可能。
[0058] 绝缘导热性树脂组合物1中,小径无机填料4以及大径无机填料5的总和中的大 径无机填料5的比例([大径无机填料的体积]/[小径无机填料和大径无机填料的总体 积])优选为5~60体积%。通过大径无机填料5的体积比率为5体积%以上,使得通过 与小径无机填料4接触来高导热化成为可能。另外,通过大径无机填料5的体积比率为60 体积%以下,使得由小径无机填料4形成导热通路6成为可能。而且,小径无机填料4以及 大径无机填料5的总和中的大径无机填料5的比例更优选为20~50体积%。
[0059] 此处,本实施方式的绝缘导热性树脂组合物1通过使用显示电绝缘性的材料,能 够提供具有电绝缘性的树脂组合物。而且,绝缘导热性树脂组合物1中,小径无机填料4和 大径无机填料5的构成材料优选使用兼具导热性和电绝缘性的无机化合物。
[0060] 作为具备导热性的无机化合物,例如可以使用导热率为lW/m?K以上的无机化合 物。而且,具备导热性的无机化合物的导热率优选为l〇W/m?K以上,更优选为30W/m?K以上。另外,作为具备电绝缘性的无机化合物,可以使用室温(25°C)下的体积电阻率 为10 ?cm以上的无机化合物。此外,具备电绝缘性的无机化合物的体积电阻率优选为 105Q?cm以上,更优选为10SQ?cm以上,特别优选为1013Q?cm以上。
[0061] 作为兼具导热性和电绝缘性的无机化合物,例如可列举出:硼化物、碳化物、氮化 物、氧化物、硅化物、氢氧化物、碳酸盐等。具体而言,例如可列举出:氧化镁(MgO)、氧化铝 (A1203)、氮化硼(BN)、氮化铝(A1N)、氢氧化铝(A1(0H)3)等。另外,还可列举出:二氧化 硅(Si02)、碳酸镁(MgC03)、氢氧化镁(Mg(0H)2)、碳酸钙(CaC03)、粘土、滑石、云母、
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