(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-02-03
(45)【発行日】2023-02-13
(54)【発明の名称】熱伝導性絶縁組成物、熱伝導性絶縁成形体及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01B 3/28 20060101AFI20230206BHJP
C08K 3/013 20180101ALI20230206BHJP
C08K 5/37 20060101ALI20230206BHJP
C08K 5/548 20060101ALI20230206BHJP
C08L 101/00 20060101ALI20230206BHJP
C09K 5/14 20060101ALI20230206BHJP
H01L 23/36 20060101ALI20230206BHJP
H01L 23/373 20060101ALI20230206BHJP
【FI】
H01B3/28
C08K3/013
C08K5/37
C08K5/548
C08L101/00
C09K5/14 E
H01L23/36 D
H01L23/36 M
(21)【出願番号】P 2018113476
(22)【出願日】2018-06-14
【審査請求日】2021-03-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000003160
【氏名又は名称】東洋紡株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】308012509
【氏名又は名称】株式会社いおう化学研究所
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】水野 直紀
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 浩尚
(72)【発明者】
【氏名】戸川 惠一朗
(72)【発明者】
【氏名】森 邦夫
【審査官】岡谷 祐哉
(56)【参考文献】
【文献】特開2010-070712(JP,A)
【文献】特開2012-144626(JP,A)
【文献】国際公開第2009/116357(WO,A1)
【文献】特開平06-065455(JP,A)
【文献】特開2006-213677(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2017/0194075(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08K 3/013
C08K 5/37
C08K 5/548
C08L 101/00
C09K 5/14
H01B 3/28
H01L 23/36
H01L 23/373
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
エラストマーを含む高分子材料、無機フィラー、及び下記一般式(1)で表されるトリアジンジチオール系化合物を含有する熱伝導性絶縁組成物。
【化1】
(式中、M
1及びM
2はそれぞれ独立にH、Li、Na、K、又はCsであり、R
1はS、O、又はNR
3であり、R
3はH、又はアルキル基、ハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、ハロゲン化アルケニル基、ヒドロキシアルケニル基、アルコキシアルケニル基、フェニル基、ハロゲン化フェニル基、ヒドロキシフェニル基、アルコキシフェニル基、ビフェニル基、ハロゲン化ビフェニル基、ヒドロキシビフェニル基、アルコキシビフェニル基、ナフチル基、ハロゲン化ナフチル基、ヒドロキシナフチル基、アルコキシナフチル基、カルボキシル基、エステル基、ウレタン基、アゾ基、シアノ基、アミノ基、アミド基、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基を有する有機基であり、R
2は前記有機基と同じであり、あるいはNR
3とR
2はヘテロ環を構成する。)
【請求項2】
前記トリアジンジチオール系化合物は、下記一般式(2)~(4)で表されるトリアジンジチオール系化合物の少なくとも1種である請求項1に記載の熱伝導性絶縁組成物。
【化2】
(式中、M
1、M
2、R
2、及びR
3は前記と同じである。)
【化3】
(式中、M
1及びM
2は前記と同じであり、R
1はS、O、-NHCH
2CH
2O-、-N(CH
3)CH
2CH
2O-、-N(C
3H
7)CH
2CH
2O-、-NHCH
2CH
2CH
2CH
2O-、-N(C
2H
5)CH
2CH
2CH
2CH
2O-、-NHCH
2(CH
2)
8CH
2O-、-NHCH
2CH(CH
3)O-、-NHC
6H
4O-、-N(C
2H
5)C
6H
4O-、-NHC
10H
6O-、-N(CH
2CH
2)
2CHO-、-N(CH
2CH
2)
2NCH
2CH
2O-、-N(CH
2CH
2OH)CH
2CH
2O-、-N(CH
2CH
2CH
2OH)CH
2CH
2CH
2O-、-N(CH
2CH(CH
3)OH)CH
2CH(CH
3)O-、-N(CH
2CH
2CH
2CH
2OH)CH
2CH
2CH
2CH
2O-、-NHCH
2C
6H
4O-、-NHC
6H
11O-、又は-N(C
3H
7)C
6H
4O-であり、R
4はアルキレン基であり、R
5はアルコキシ基であり、R
6及びR
7はそれぞれ独立にアルコキシ基又はアルキル基である。)
【化4】
(式中、M
1、M
2、及びR
5~R
7は前記と同じであり、R
8は水素又はアルキル基であり、R
9はアルキレン基又はアルキレンオキシ基であり、R
8とR
9は互いに結合して環を形成してもよい。)
【請求項3】
前記エラストマーは、ポリエステル系エラストマー及びポリアミド系エラストマーからなる群より選択される少なくとも1種である請求項
1又は2に記載の熱伝導性絶縁組成物。
【請求項4】
前記無機フィラーは、窒化アルミニウムフィラー及び窒化ホウ素フィラーからなる群より選択される少なくとも1種を含む請求項1~
3のいずれかに記載の熱伝導性絶縁組成物。
【請求項5】
前記無機フィラーの含有量は、前記高分子材料100質量部に対して20~400質量部である請求項1~
4のいずれかに記載の熱伝導性絶縁組成物。
【請求項6】
前記トリアジンジチオール系化合物の含有量は、前記無機フィラー100質量部に対して5×10
-7~5質量部である請求項1~
5のいずれかに記載の熱伝導性絶縁組成物。
【請求項7】
請求項1~
6のいずれかに記載の熱伝導性絶縁組成物から得られる熱伝導性絶縁成形体。
【請求項8】
前記熱伝導性絶縁成形体は、熱伝導性絶縁シートである請求項
7に記載の熱伝導性絶縁成形体。
【請求項9】
請求項
7又は
8に記載の熱伝導性絶縁成形体の製造方法であって、前記無機フィラーと前記トリアジンジチオール系化合物とを接触させて、前記無機フィラーの表面に前記トリアジンジチオール系化合物を付着させて表面修飾無機フィラーを得る工程A、前記表面修飾無機フィラーを前記高分子材料中に分散させて前記熱伝導性絶縁組成物を得る工程B、及び前記熱伝導性絶縁組成物を成形する工程Cを含む熱伝導性絶縁成形体の製造方法。
【請求項10】
前記工程Cにおいて、前記熱伝導性絶縁組成物を加圧及び/又は加熱して成形する請求項
9に記載の熱伝導性絶縁成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子回路基板等の絶縁性と放熱性が求められる部材の材料として有用な、熱伝導性絶縁組成物、熱伝導性絶縁成形体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電気・電子機器の小型化、高集積化に伴い、実装部品の発熱や使用環境の高温化が顕著となり、構成部材の放熱性向上に対する要求が高くなっている。特に自動車部材やハイパワーLEDの放熱部材には、現在、熱伝導率の高い金属やセラミックスが用いられているが、軽量化、加工性、及び形状の自由度を高めるために、高い熱伝導性、及び成形加工性を有する熱伝導性樹脂材料が求められている。特に、樹脂等の高分子材料は、成形性に優れた安価な絶縁材料であることから、電子回路基板用基材、モータ絶縁材、及び絶縁接着剤等の様々な電子部品に用いられている。近年、これら電子部品の高密度化・高出力化に伴い、電子部品からの発熱量が増大している。このため電子部品の熱を放出させるための対策が強く求められている。
【0003】
この課題に対して、従来技術では、樹脂内部にアルミナやシリカなどの無機物からなるフィラーを充填し、樹脂の熱伝導度を高める方法が用いられている。例えば、特許文献1及び2では、結晶性シリカ、及び酸化アルミニウム等の無機フィラーを高分子樹脂中に添加して熱伝導性を付与する技術が提案されている。この場合、無機フィラーが繋がって形成される連続体が熱の伝導路として機能する。すなわち、樹脂中に充填された無機フィラーは相互に接触している必要があり、効率的な熱伝導のためには多量の無機フィラーを充填する必要があった。更に、従来の熱伝導性絶縁樹脂成形体は、無機フィラーを多量に添加する必要があったため、以下の技術的課題を有していた。(1)重量が重い。(2)無機フィラーは硬いため加工性が悪い。(3)無機フィラーと樹脂の界面に空隙が発生し易く、そこに水が滞留するため耐湿性が低い。(4)無機フィラーは高価であるため製造コストが高い。(5)無機フィラーの充填量が多い樹脂成形体は、形状を保持するために一定の厚みが必要であり、薄型化が困難である。これらの課題を解決するために、特許文献3では、高分子化合物を含むコア粒子と、該コア粒子を被覆する、熱伝導性かつ絶縁性の無機化合物を含むシェルとを備えるコア/シェル粒子の集合体により成形される熱伝導性絶縁樹脂成形体が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平11-233694号公報
【文献】特許第3559137号公報
【文献】特許第5278488号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献3に記載の熱伝導性絶縁樹脂成形体は、高分子化合物を含むコア粒子が無機化合物を含むシェルで被覆されているため、熱伝導性が低いという問題がある。また、従来の熱伝導性絶縁樹脂成形体は、樹脂中に充填された無機フィラーが凝集しやすく、無機フィラーが繋がって形成される連続体が形成されにくいため、十分な熱伝導性が得られないという問題があった。
【0006】
本発明は、無機フィラーの含有量が少ない場合でも熱伝導性及び絶縁性に優れる熱伝導性絶縁成形体及びその製造方法、並びに当該熱伝導性絶縁成形体を得るための熱伝導性絶縁組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、熱伝導性絶縁組成物中に、無機フィラーと共にトリアジンジチオール系化合物を添加することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち、本発明は、以下の構成からなる。
[1]
高分子材料、無機フィラー、及び下記一般式(1)で表されるトリアジンジチオール系化合物を含有する熱伝導性絶縁組成物。
【化1】
(式中、M
1及びM
2はそれぞれ独立にH、Li、Na、K、又はCsであり、R
1はS、O、又はNR
3であり、R
3はH、又はアルキル基、ハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、ハロゲン化アルケニル基、ヒドロキシアルケニル基、アルコキシアルケニル基、フェニル基、ハロゲン化フェニル基、ヒドロキシフェニル基、アルコキシフェニル基、ビフェニル基、ハロゲン化ビフェニル基、ヒドロキシビフェニル基、アルコキシビフェニル基、ナフチル基、ハロゲン化ナフチル基、ヒドロキシナフチル基、アルコキシナフチル基、カルボキシル基、エステル基、ウレタン基、アゾ基、シアノ基、アミノ基、アミド基、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基を有する有機基であり、R
2は前記有機基と同じであり、あるいはNR
3とR
2はヘテロ環を構成する。)
[2]
前記トリアジンジチオール系化合物は、下記一般式(2)~(4)で表されるトリアジンジチオール系化合物の少なくとも1種である[1]に記載の熱伝導性絶縁組成物。
【化2】
(式中、M
1、M
2、R
2、及びR
3は前記と同じである。)
【化3】
(式中、M
1及びM
2は前記と同じであり、R
1はS、O、-NHCH
2CH
2O-、-N(CH
3)CH
2CH
2O-、-N(C
3H
7)CH
2CH
2O-、-NHCH
2CH
2CH
2CH
2O-、-N(C
2H
5)CH
2CH
2CH
2CH
2O-、-NHCH
2(CH
2)
8CH
2O-、-NHCH
2CH(CH
3)O-、-NHC
6H
4O-、-N(C
2H
5)C
6H
4O-、-NHC
10H
6O-、-N(CH
2CH
2)
2CHO-、-N(CH
2CH
2)
2NCH
2CH
2O-、-N(CH
2CH
2OH)CH
2CH
2O-、-N(CH
2CH
2CH
2OH)CH
2CH
2CH
2O-、-N(CH
2CH(CH
3)OH)CH
2CH(CH
3)O-、-N(CH
2CH
2CH
2CH
2OH)CH
2CH
2CH
2CH
2O-、-NHCH
2C
6H
4O-、-NHC
6H
11O-、又は-N(C
3H
7)C
6H
4O-であり、R
4はアルキレン基であり、R
5はアルコキシ基であり、R
6及びR
7はそれぞれ独立にアルコキシ基又はアルキル基である。)
【化4】
(式中、M
1、M
2、及びR
5~R
7は前記と同じであり、R
8は水素又はアルキル基であり、R
9はアルキレン基又はアルキレンオキシ基であり、R
8とR
9は互いに結合して環を形成してもよい。)
[3]
前記高分子材料は、エラストマーを含む[1]又は[2]に記載の熱伝導性絶縁組成物。
[4]
前記エラストマーは、ポリエステル系エラストマー及びポリアミド系エラストマーからなる群より選択される少なくとも1種である[3]に記載の熱伝導性絶縁組成物。
[5]
前記無機フィラーは、窒化アルミニウムフィラー及び窒化ホウ素フィラーからなる群より選択される少なくとも1種を含む[1]~[4]のいずれかに記載の熱伝導性絶縁組成物。
[6]
前記無機フィラーの含有量は、前記高分子材料100質量部に対して20~400質量部である[1]~[5]のいずれかに記載の熱伝導性絶縁組成物。
[7]
前記トリアジンジチオール系化合物の含有量は、前記無機フィラー100質量部に対して5×10
-7~5質量部である[1]~[6]のいずれかに記載の熱伝導性絶縁組成物。
[8]
[1]~[7]のいずれかに記載の熱伝導性絶縁組成物から得られる熱伝導性絶縁成形体。
[9]
前記熱伝導性絶縁成形体は、熱伝導性絶縁シートである[8]に記載の熱伝導性絶縁成形体。
[10]
[8]又は[9]に記載の熱伝導性絶縁成形体の製造方法であって、前記無機フィラーと前記トリアジンジチオール系化合物とを接触させて、前記無機フィラーの表面に前記トリアジンジチオール系化合物を付着させて表面修飾無機フィラーを得る工程A、前記表面修飾無機フィラーを前記高分子材料中に分散させて前記熱伝導性絶縁組成物を得る工程B、及び前記熱伝導性絶縁組成物を成形する工程Cを含む熱伝導性絶縁成形体の製造方法。
[11]
前記工程Cにおいて、前記熱伝導性絶縁組成物を加圧及び/又は加熱して成形する[10]に記載の熱伝導性絶縁成形体の製造方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明の熱伝導性絶縁組成物は、無機フィラーと共にトリアジンジチオール系化合物を含有している。トリアジンジチオール系化合物を無機フィラーの表面に付着させることにより、トリアジンジチオール系化合物により表面修飾された無機フィラー(表面修飾無機フィラー)が得られる。当該表面修飾無機フィラーは、従来の無機フィラーに比べて分散性が高いため、高分子材料中で凝集しにくい。そのため、高分子材料中に、表面修飾無機フィラーが繋がって形成される連続体が形成されやすい。その結果、本発明の熱伝導性絶縁組成物から得られる熱伝導性絶縁成形体は、無機フィラーの含有量が少ない場合でも優れた熱伝導性を有する。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【0011】
本発明の熱伝導性絶縁組成物は、高分子材料、無機フィラー、及び下記一般式(1)で表されるトリアジンジチオール系化合物を含有する。
【化5】
(式中、M
1及びM
2はそれぞれ独立にH、Li、Na、K、又はCsであり、R
1はS、O、又はNR
3であり、R
3はH、又はアルキル基、ハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、ハロゲン化アルケニル基、ヒドロキシアルケニル基、アルコキシアルケニル基、フェニル基、ハロゲン化フェニル基、ヒドロキシフェニル基、アルコキシフェニル基、ビフェニル基、ハロゲン化ビフェニル基、ヒドロキシビフェニル基、アルコキシビフェニル基、ナフチル基、ハロゲン化ナフチル基、ヒドロキシナフチル基、アルコキシナフチル基、カルボキシル基、エステル基、ウレタン基、アゾ基、シアノ基、アミノ基、アミド基、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基を有する有機基であり、R
2は前記有機基と同じであり、あるいはNR
3とR
2はヘテロ環を構成する。)
【0012】
<高分子材料>
高分子材料は公知のものを特に制限なく使用することができ、熱伝導性絶縁成形体の用途に応じて適宜選択する。高分子材料としては、例えば、エラストマー、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及びゴムが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0013】
エラストマーとしては、例えば、シリコーン系エラストマー、フッ素系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ゴム系エラストマー、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、及びポリウレタン系エラストマーなどが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0014】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、熱可塑性ポリウレタン、フッ素樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、及び(メタ)アクリル樹脂などの汎用プラスチック;ポリエステル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、及び環状ポリオレフィンなどのエンジニアリングプラスチック;ポリフェニレンスルフィド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、熱可塑性ポリイミド、及びポリアミドイミドなどのスーパーエンジニアリングプラスチックが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0015】
熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、熱硬化性ポリウレタン、及び熱硬化性ポリイミドなどが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0016】
ゴムとしては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、及びフッ素ゴムなどが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0017】
本発明においては、高分子材料としてエラストマーを用いることが好ましく、より好ましくはポリエステル系エラストマー及びポリアミド系エラストマーからなる群より選択される少なくとも1種であり、さらに好ましくはポリエステル系エラストマーである。
【0018】
エラストマーは、高分子材料全体に対して20重量%以上用いることが好ましく、より好ましくは30重量%以上であり、さらに好ましくは40重量%以上であり、特に好ましくは100重量%である。
【0019】
ポリエステル系エラストマーは公知のものを特に制限なく使用することができる。ポリエステル系エラストマーとしては、例えば、ジカルボン酸とジオールの反応物が挙げられる。
【0020】
ジカルボン酸は特に制限されず、例えば、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸、及び不飽和ジカルボン酸が挙げられる。芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、ジフェニル-4,4’-ジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、4,4′-ジフェニルスルホンジカルボン酸、1,3-フェニレンジオキシジ酢酸、及びその機能的誘導体などが挙げられる。脂肪族ジカルボン酸や脂環族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、テトラデカンジカルボン酸、ヘキサデカンジカルボン酸、1,3-シクロブタンジカルボン酸、1,3-シクロペンタンジカルボン酸、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、2,5-ノルボルナンジカルボン酸、ダイマー酸、及び水添ダイマー酸などが挙げられる。不飽和ジカルボン酸としては、例えば、フマル酸、及びイタコン酸などが挙げられる。また、p-オキシ安息香酸、及びオキシカプロン酸等のオキシ酸及びその機能的誘導体を用いてもよい。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0021】
ジオールは特に制限されず、例えば、芳香族グリコール、脂肪族グリコール、脂環族グリコール、及び不飽和グリコールが挙げられる。芳香族グリコールとしては、例えば、ヒドロキノン、4,4’-ジヒドロキシビスフェノール、1,4-ビス(β-ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4-ビス(β-ヒドロキシエトキシフェニル)スルホン、ビス(p-ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(p-ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(p-ヒドロキシフェニル)メタン、1,2-ビス(p-ヒドロキシフェニル)エタン、ビスフェノールA、及びビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。脂肪族グリコールや脂環族グリコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブチレングリコール、1,2-ブチレングリコール、1,3-ブチレングリコール、2,3-ブチレングリコール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,2-シクロヘキサンジオール、1,3-シクロヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジオール、1,2-シクロヘキサンジメタノール、1,3-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、1,4-シクロヘキサンジエタノール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-1,5-ペンタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、2-エチル-2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、2-メチル-2-n-ブチル-1,3-プロパンジオール、2-n-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジ-n-ブチル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-2-n-ヘキシル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジ-n-ヘキシル-1,3-プロパンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリトリメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、及びポリプロピレングリコールなどが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0022】
また、3官能以上の多価カルボン酸を用いてもよい。前記多価カルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、メチルシクロへキセントリカルボン酸、オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、3,3’,4,4’-ジフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(DSDA)、4,4’-(ヘキサフロロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDA)、及び2,2’-ビス[(ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物(BSAA)などが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0023】
また、3官能以上の多価アルコールを用いてもよい。前記多価アルコールとしては、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールエタン、トリメチロールペンタン、及びトリメチロールプロパンなどが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0024】
ポリエステル系エラストマーは、好ましくは、ハードセグメントが芳香族ジカルボン酸と脂肪族又は脂環族ジオールとのポリエステルで構成され、ソフトセグメントが脂肪族ポリエーテル、脂肪族ポリエステル、及び脂肪族ポリカーボネートからなる群より選ばれる1種以上で構成され、前記ハードセグメントと前記ソフトセグメントが結合してなるものである。
【0025】
ハードセグメントのポリエステルを構成する芳香族ジカルボン酸としては、一般的な芳香族ジカルボン酸が広く用いられ、例えば、テレフタル酸又はナフタレンジカルボン酸(異性体の中では2,6-ナフタレンジカルボン酸が好ましい)が挙げられる。その他のジカルボン酸としては、ジフェニルジカルボン酸、イソフタル酸、及び5-ナトリウムスルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、及びテトラヒドロ無水フタル酸などの脂環族ジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、及び水添ダイマー酸などの脂肪族ジカルボン酸などが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0026】
ハードセグメントのポリエステルを構成する脂肪族又は脂環族ジオールとしては、一般的な脂肪族又は脂環族ジオールが広く用いられ、炭素数2~8のアルキレングリコール類が好ましい。具体的には、エチレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、及び1,4-シクロヘキサンジメタノールなどが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、エチレングリコール及び1,4-ブタンジオールから選択される少なくとも1種であることが好ましい。
【0027】
ハードセグメントのポリエステルを構成する成分としては、物性、成形性、及びコストパフォーマンスの観点から、ブチレンテレフタレート単位(テレフタル酸と1,4-ブタンジオールからなる単位)又はブチレンナフタレート単位(2,6-ナフタレンジカルボン酸と1,4-ブタンジオールからなる単位)を含むものが好ましい。
【0028】
ハードセグメントを構成するポリエステルとして好適な芳香族ポリエステルを事前に製造し、その後ソフトセグメント成分と共重合させる場合、当該芳香族ポリエステルは、通常のポリエステルの製造法に従って容易に得ることができる。また、かかるポリエステルの数平均分子量は、1000~40000であることが好ましい。
【0029】
ソフトセグメントは、脂肪族ポリエーテル、脂肪族ポリエステル、及び脂肪族ポリカーボネートから選ばれる少なくとも1種である。
【0030】
脂肪族ポリエーテルとしては、ポリ(エチレンオキシド)グリコール、ポリ(プロピレンオキシド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、ポリ(ヘキサメチレンオキシド)グリコール、ポリ(トリメチレンオキシド)グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体、ポリ(プロピレンオキシド)グリコールのエチレンオキシド付加物、及びエチレンオキシドとテトラヒドロフランの共重合体などが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、弾性特性の点から、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、及びポリ(プロピレンオキシド)グリコールのエチレンオキシド付加物から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
【0031】
脂肪族ポリエステルとしては、ポリ(ε-カプロラクトン)、ポリエナントラクトン、ポリカプリロラクトン、及びポリブチレンアジペートなどが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、弾性特性の点から、ポリ(ε-カプロラクトン)、及びポリブチレンアジペートから選択される少なくとも1種であることが好ましい。
【0032】
脂肪族ポリカーボネートは、炭素数2~12の脂肪族ジオール残基を含むものであることが好ましい。前記脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、1,9-ノナンジオール、及び2-メチル-1,8-オクタンジオールなどが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。特に、得られるポリエステル系エラストマーの柔軟性や低温特性の観点から、炭素数5~12の脂肪族ジオールが好ましい。
【0033】
ソフトセグメントを構成する、低温特性が良好な脂肪族ポリカーボネートジオールとしては、融点が低く(例えば、70℃以下)かつ、ガラス転移温度が低いものが好ましい。一般に、ポリエステル系エラストマーのソフトセグメントの形成に用いられる1,6-ヘキサンジオールを含む脂肪族ポリカーボネートジオールは、ガラス転移温度が-60℃前後と低く、融点も50℃前後となるため、ポリエステル系エラストマーの低温特性が良好なものとなる。その他にも、前記脂肪族ポリカーボネートジオールに、例えば、3-メチル-1,5-ペンタンジオールを適当量共重合して得られる脂肪族ポリカーボネートジオールは、元の脂肪族ポリカーボネートジオールに対してガラス転移点が若干高くなるものの、融点が低下もしくは非晶性となるため、低温特性が良好な脂肪族ポリカーボネートジオールである。また、例えば、1,9-ノナンジオールと2-メチル-1,8-オクタンジオールを含む脂肪族ポリカーボネートジオールは、融点が30℃程度、ガラス転移温度が-70℃前後と十分に低いため、低温特性が良好な脂肪族ポリカーボネートジオールである。
【0034】
ポリエステル系エラストマーのソフトセグメントとしては、本発明の課題を解決する観点から、脂肪族ポリエーテルが好ましい。
【0035】
ポリエステル系エラストマーは、テレフタル酸、イソフタル酸、1,4-ブタンジオール、及びポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールを主たる成分とする共重合体であることが好ましい。ポリエステル系エラストマーを構成するジカルボン酸成分中、テレフタル酸およびイソフタル酸の合計は40モル%以上であることが好ましく、70モル%以上であることがより好ましく、80モル%以上であることがさらに好ましく、90モル%以上であることが特に好ましい。ポリエステル系エラストマーを構成するジオール成分中、1,4-ブタンジオールとポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールの合計は40モル%以上であることが好ましく、70モル%以上であることがより好ましく、80モル%以上であることがさらに好ましく、90モル%以上であることが特に好ましい。
【0036】
前記ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールの数平均分子量は、500~4000であることが好ましい。数平均分子量が500未満であると、エラストマー特性を発現しにくい場合がある。一方、数平均分子量が4000を超えると、ハードセグメント成分との相溶性が低下し、ブロック状に共重合することが難しくなる場合がある。ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコールの数平均分子量は、800~3000であることがより好ましく、1000~2500であることがさらに好ましい。
【0037】
ポリエステル系エラストマーにおいて、ソフトセグメントの含有量は、20~80質量%が好ましく、より好ましくは20~70質量%、さらに好ましくは20~50質量%である。ソフトセグメントの含有量が20質量%よりも低いと、結晶性が高すぎるため、衝撃吸収性に劣り、80質量%を超えると、結晶性が低下しすぎるため、発泡成形性に劣る傾向にある。
【0038】
ポリエステル系エラストマーは、公知の方法で製造することができる。例えば、ジカルボン酸の低級アルコールジエステル、過剰量の低分子量グリコール、及びソフトセグメント成分を触媒の存在下でエステル交換反応させ、得られた反応生成物を重縮合する方法、ジカルボン酸と過剰量のグリコールとソフトセグメント成分を触媒の存在下でエステル化反応させ、得られた反応生成物を重縮合する方法、予めハードセグメントのポリエステルを作っておき、これにソフトセグメント成分を添加してエステル交換反応によりランダム化させる方法、ハードセグメントとソフトセグメントを鎖連結剤でつなぐ方法、ポリ(ε-カプロラクトン)をソフトセグメントに用いる場合は、ハードセグメントにε-カプロラクトンモノマーを付加反応させる方法などが挙げられ、いずれの方法をとってもよい。
【0039】
ポリエステル系エラストマーの組成及び組成比を決定する方法としては、例えば、試料を重クロロホルム等の溶剤に溶解して測定する1H-NMRのプロトン積分比から算出する方法が挙げられる。
【0040】
ポリアミド系エラストマーは公知のものを特に制限なく使用することができる。ポリアミド系エラストマーとしては、例えば、ハードセグメントが、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン12、又はそれらの共重合ナイロンであり、ソフトセグメントが、平均分子量が約300~5000のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、及びエチレンオキシド-プロピレンオキシド共重合体等のポリアルキレンジオールから構成されるブロックを1種以上含むものが挙げられる。さらに、非エラストマー成分がブレンドされたもの、共重合されたもの等が挙げられる。
【0041】
<無機フィラー>
無機フィラーは公知のものを特に制限なく使用することができる。無機フィラーとしては、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル;アルミナ、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化クロム、酸化チタン;窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化シリコン、窒化チタン、窒化タンタル、窒化クロム;ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化ハフニウム、ホウ化イットリウム、ホウ化バナジウム、2ホウ化マグネシウム、ホウ化ニオブ、ホウ化タンタル、ホウ化タリウム;炭化ホウ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化バナジウム、炭化ニオブ、炭化タンタル、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化タングステン、炭化IIタングステン炭化珪素;Fe-Si合金、Fe-Al合金、Fe-Si-Al合金、Fe-Si-Cr合金、Fe-Ni合金、Fe-Ni-Co合金、Fe-Ni-Mo合金、Fe-Co合金、Fe-Si-Al-Cr合金、Fe-Si-B合金、Fe-Si-Co-B合金;Mn-Znフェライト、Mn-Mg-Znフェライト、Mg-Cu-Znフェライト、Ni-Znフェライト、Ni-Cu-Znフェライト、Cu-Znフェライトなどが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0042】
これらのうち、熱伝導性及び電気絶縁性の観点から、好ましくは、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化クロム、酸化チタン、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化シリコン、窒化チタン、窒化クロム、窒化タンタル、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化ハフニウム、ホウ化イットリウム、ホウ化バナジウム、2ホウ化マグネシウム、ホウ化ニオブ、ホウ化タンタル、ホウ化タリウム、及びホウ化モリブデンからなる群より選択される少なくとも1種であり、より好ましくは、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化クロム、酸化チタン、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化シリコン、窒化チタン、窒化クロム、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化ハフニウム、ホウ化イットリウム、ホウ化バナジウム、2ホウ化マグネシウム、ホウ化ニオブ、ホウ化タンタル、ホウ化タリウム、及びホウ化モリブデンからなる群より選択される少なくとも1種であり、さらに好ましくは、窒化アルミニウム及び窒化ホウ素からなる群より選択される少なくとも1種である。
【0043】
無機フィラーは、長さ・幅・厚み方向で極端な差がない粒子であることが好ましく、アスペクト比は0.8~1.0であることが好ましい。無機フィラーの形状は、球状だけでなく、針状、塊状、立方体、又は十二面体といった多面体状であってもよい。
【0044】
無機フィラーの粒径は特に制限されないが、好ましくは0.1~500μm、より好ましくは0.5~300μm、さらに好ましくは1~200μm以上であり、粒径が500μmを超えると、熱伝導性、表面外観の観点から好ましくなく、粒径が0.1μm未満では、分散性が低下したり、コストアップになり好ましくない傾向を示す。
【0045】
熱伝導性絶縁組成物中における無機フィラーの含有量は特に制限されないが、優れた熱伝導性を得る観点から、前記高分子材料100質量部に対して、好ましくは20~400質量部であり、より好ましくは25~350質量部であり、さらに好ましくは30~300質量部であり、20質量部未満では、熱伝導性が低下する傾向になり、400質量部を超えると、柔軟性が低下する傾向にある。
【0046】
<トリアジンジチオール系化合物>
本発明で用いられるトリアジンジチオール系化合物は、下記一般式(1)で表される。トリアジンジチオール系化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【化6】
(式中、M
1及びM
2はそれぞれ独立にH、Li、Na、K、又はCsであり、R
1はS、O、又はNR
3であり、R
3はH、又はアルキル基、ハロゲン化アルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、ハロゲン化アルケニル基、ヒドロキシアルケニル基、アルコキシアルケニル基、フェニル基、ハロゲン化フェニル基、ヒドロキシフェニル基、アルコキシフェニル基、ビフェニル基、ハロゲン化ビフェニル基、ヒドロキシビフェニル基、アルコキシビフェニル基、ナフチル基、ハロゲン化ナフチル基、ヒドロキシナフチル基、アルコキシナフチル基、カルボキシル基、エステル基、ウレタン基、アゾ基、シアノ基、アミノ基、アミド基、及びアルコキシシリル基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基を有する有機基であり、R
2は前記有機基と同じであり、あるいはNR
3とR
2はヘテロ環を構成する。)
【0047】
前記アルキル基は、直鎖状、分岐状、又は環状のいずれであってもよい。前記アルキル基の炭素数は特に制限されないが、好ましくは1~40であり、より好ましくは1~30である。
【0048】
前記アルケニル基は、直鎖、分岐、又は環状のいずれであってもよい。前記アルケニル基の炭素数は特に制限されないが、好ましくは1~40であり、より好ましくは1~30である。
【0049】
前記ハロゲンは特に制限されず、例えば、フッ素、塩素、臭素、及びヨウ素が挙げられる。
【0050】
前記アルコキシ基の炭素数は特に制限されないが、好ましくは1~40であり、より好ましくは1~30である。
【0051】
前記トリアジンジチオール系化合物は、下記一般式(2)~(4)で表されるトリアジンジチオール系化合物の少なくとも1種であることが好ましい。
【化7】
(式中、M
1、M
2、R
2、及びR
3は前記と同じである。)
【0052】
前記一般式(2)において、R3は、好ましくは、-H、-CH3、-C2H5、-C3H7、-CH2CH2CN、又は-CH2CH=CH2であり、R2は、好ましくは、-C8H16CH=CHC8H17、-C8H16CH=CH2、-C6H4CH=CHC6H5、-C6H4CH=CHC6H4OCH3、-C6H4CH=CH2、-CH2C6H4CH=CH2、-CH2CH=CH2、-CH2NHCOC(CH3)=CH2、-C6H4NHC6H5、-C6H4N=NC6H5、-C6H2[C(CH3)3]2OH、-C6H4C6H5、-C6H4C6H4C6H5、-CH2COOH、-CH2COOC2H5、-CH2COOC8H17、-CH2CH(C6H5)2、-CH2CH2OH、-CH2CH2CH2CH2OH、-CH2(CH2)8CH2OH、-CH2CH(CH3)OH、-C6H4OH、-C10H6OH、-CH2C4F9、-CH2C6F13、-CH2C7F15、-CH2C8F17、-CH2CH2C4F9、-CH2CH2C6F13、-CH2CH2C8F17、-CH2CH2C10F21、-CH2CH2CH2C8F17、-C6H4C8F17、-C6H4C4F9、-C6F5、-C3H6Si(OCH3)3、-C4H8Si(OCH3)3、-C6H12Si(OCH3)3、-C10H20Si(OCH3)3、-CH2CH2NHC3H6Si(OCH3)3、-C3H6Si(OC2H5)3、-C3H6Si(OCH3)2CH3、-C3H6Si(CH3)2OCH3、又は-C3H6Si(CH3)2OSi(CH3)3である。
【0053】
あるいは、前記一般式(2)において、R3とR2は同一であって、好ましくは、-CH2CH=CH2、-C8H16CH=CHC8H17、-C8H16CH=CH2、-C6H4CH=CHC6H5、-C6H4CH=CHC6H4OCH3、-C6H4CH=CH2、-CH2C6H4CH=CH2、-CH2CH=CH2、-CH2NHCOC(CH3)=CH2、-C6H4NHC6H5、-C6H4N=NC6H5、-C6H2[C(CH3)3]2OH、-C6H4C6H5、-C6H4C6H4C6H5、-CH2COOH、-CH2COOC2H5、-CH2COOC8H17、-CH2CH(C6H5)2、-CH2CH2OH、-CH2CH2CH2CH2OH、-CH2(CH2)8CH2OH、-CH2CH(CH3)OH、-C6H4OH、-C10H6OH、-CH2C4F9、-CH2C6F13、-CH2C8F17、-CH2CH2C4F9、-CH2CH2C6F13、-CH2CH2C8F17、-CH2CH2C10F21、-CH2CH2CH2C8F17、-C6H4C8F17、-C6H4C4F9、-C6F5、-C3H6Si(OCH3)3、-C4H8Si(OCH3)3、-C6H12Si(OCH3)3、-C10H20Si(OCH3)3、-CH2CH2NHC3H6Si(OCH3)3、-C3H6Si(OC2H5)3、-C3H6Si(OCH3)2CH3、-C3H6Si(CH3)2OCH3、又は-C3H6Si(CH3)2OSi(CH3)3である。
【0054】
あるいは、前記一般式(2)において、NとR3とR2はヘテロ環を構成し、R3とR2は、好ましくは、-(CH2CH2)2CHOH、-(CH2CH2)2CHOCOC8H17CH=CH2、-(CH2CH2)2CHOCH3、又は-(CH2CH2)2CHOCOC(CH3)=CH2である。
【0055】
【化8】
(式中、M
1及びM
2は前記と同じであり、R
1はS、O、-NHCH
2CH
2O-、-N(CH
3)CH
2CH
2O-、-N(C
3H
7)CH
2CH
2O-、-NHCH
2CH
2CH
2CH
2O-、-N(C
2H
5)CH
2CH
2CH
2CH
2O-、-NHCH
2(CH
2)
8CH
2O-、-NHCH
2CH(CH
3)O-、-NHC
6H
4O-、-N(C
2H
5)C
6H
4O-、-NHC
10H
6O-、-N(CH
2CH
2)
2CHO-、-N(CH
2CH
2)
2NCH
2CH
2O-、-N(CH
2CH
2OH)CH
2CH
2O-、-N(CH
2CH
2CH
2OH)CH
2CH
2CH
2O-、-N(CH
2CH(CH
3)OH)CH
2CH(CH
3)O-、-N(CH
2CH
2CH
2CH
2OH)CH
2CH
2CH
2CH
2O-、-NHCH
2C
6H
4O-、-NHC
6H
11O-、又は-N(C
3H
7)C
6H
4O-であり、R
4はアルキレン基であり、R
5はアルコキシ基であり、R
6及びR
7はそれぞれ独立にアルコキシ基又はアルキル基である。)
【0056】
前記一般式(3)において、R4のアルキレン基の炭素数は特に制限されないが、好ましくは1~40であり、より好ましくは1~30である。また、R5~R7のアルコキシ基の炭素数は特に制限されないが、好ましくは1~30であり、より好ましくは1~20である。また、R6及びR7のアルキル基の炭素数は特に制限されないが、好ましくは1~30であり、より好ましくは1~20である。
【0057】
【化9】
(式中、M
1、M
2、及びR
5~R
7は前記と同じであり、R
8は水素又はアルキル基であり、R
9はアルキレン基又はアルキレンオキシ基であり、R
8とR
9は互いに結合して環を形成してもよい。)
【0058】
前記一般式(4)において、R5~R7のアルコキシ基の炭素数は特に制限されないが、好ましくは1~30であり、より好ましくは1~20である。また、R6及びR7のアルキル基の炭素数は特に制限されないが、好ましくは1~30であり、より好ましくは1~20である。R8のアルキル基の炭素数は特に制限されないが、好ましくは1~30であり、より好ましくは1~20である。R9のアルキレン基又はアルキレンオキシ基の炭素数は特に制限されないが、好ましくは1~20であり、より好ましくは1~15である。R8とR9とが結合して形成する環としては、5員環及び6員環等が挙げられ、R8とR9とは結合して、プロパントリイル基(5員環を形成する場合)、ブタントリイル基(6員環を形成する場合)等を形成する。
【0059】
前記一般式(1)で表されるトリアジンジチオール系化合物は、公知の方法で製造することができる。
【0060】
例えば、前記一般式(2)で表されるトリアジンジチオール系化合物は、トリアジントリチオール又はその誘導体と、NHR2R3で表されるアミン類とを混合し、反応させることにより合成することができる。なお、当該反応では、硫化水素が副生する。
【0061】
また、前記一般式(3)で表されるトリアジンジチオール系化合物は、トリアジントリチオール又はその誘導体と、NCO-R4-SiR5R6R7で表されるアルコキシシリルアルキルイソシアネートとを混合し、反応させることにより合成することができる。前記アルコキシシリルアルキルイソシアネートとしては、例えば、3-トリメトキシシリルプロピルイソシアネート、及び3-トリエトキシシリルプロピルイソシアネート等が挙げられる。
【0062】
また、前記一般式(4)で表されるトリアジンジチオール系化合物は、トリアジントリチオール又はその誘導体と、下記一般式(5)で表されるエポキシ基含有アルコキシシランとを混合し、反応させることにより合成することができる。
【化10】
(式中、R
5~R
9は前記と同じである。)
【0063】
前記エポキシ基含有アルコキシシランとしては、例えば、ジエトキシ(3-グリシジル)メチルシラン、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-グリシジルプロピル(ジメトキシ)メチルシラン、3-グリシジルプロピルトリメトキシシラン、ジエトキシ(3-グリシジルオキシ)メチルシラン、3-グリシジルオキシプロピル(ジメトキシ)メチルシラン、及び3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
【0064】
前記反応は、前記原料を溶剤中に分散又は溶解させるなどして混合し、更に加熱反応させることにより行うことが好ましい。それにより、目的物を短時間で容易に合成することができる。
【0065】
溶剤としては、例えば、水;メタノール、エタノール、エチレングリコール、イソプロパノール、プロピレングリコール、カルビトール、及びセルソルブ等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、及びシクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、安息香酸メチル、フタル酸ジエチル、アジピン酸ジエチル、ジブチルエーテル、及びアニソール等のエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレン、及びデカリン等の芳香族炭化水素類;ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホアミド、及びメチルピロリドン等の極性溶媒、又はこれらの混合溶媒等が挙げられる。
【0066】
溶剤中のトリアジントリチオール又はその誘導体の濃度は特に制限されないが、通常0.1~500g/Lであり、好ましくは1~100g/Lである。トリアジントリチオール又はその誘導体の濃度が1g/L未満の場合には、反応効率が悪くなる傾向があり、一方、濃度が100g/Lを超えると、溶液又は分散媒体の粘度が高くなりすぎて撹拌が困難になり、均一な反応が起こりにくくなる。
【0067】
反応温度は、使用する溶剤の沸点と関係するので一義的に設定できないが、通常0~200℃であり、好ましくは30~160℃である。30℃未満では、反応時間が長くなり、生産性が低下する傾向にある。また、160℃を超えると、反応速度が高くなり生産性は向上するが、2量体等の副生成物が生成し、目的物との分離に特別の操作が必要となることがある。
【0068】
反応終了後、溶剤を留去することで、トリアジンジチオール系化合物が白色結晶又は液体で得られるが、これを溶剤抽出又は洗浄することにより、あるいは蒸留又は結晶化することにより、精製することが可能である。また、副生成物が生成した場合には、目的物を水中でナトリウム塩とした後、不溶物を除去し、可溶物を1%-HCl溶液で中和して精製する工程を追加することが好ましい。
【0069】
熱伝導性絶縁組成物中におけるトリアジンジチオール系化合物の含有量は特に制限されないが、優れた熱伝導性を得る観点から、前記無機フィラー100質量部に対して、好ましくは5×10-7~5質量部、より好ましくは1×10-6~4質量部、さらに好ましくは1.5×10-6~3質量部であり、5×10-7質量部未満では、熱伝導性、分散性が低下する傾向にあり、5質量部を超えると、コストアップになる傾向にある。
【0070】
<その他の成分>
熱伝導性絶縁組成物には、芳香族アミン系、ヒンダードフェノール系、リン系、及び硫黄系などの酸化防止剤を配合することが好ましい。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0071】
芳香族アミン系酸化防止剤としては、例えば、フェニルナフチルアミン、4,4’-ジメトキシジフェニルアミン、4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、及び4-イソプロポキシジフェニルアミンなどが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0072】
ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えば、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシ-トルエン、n-オクタデシル-β-(4’-ヒドロキシ-3’,5’-ジ-t-ブチルフェニル)プロピオネート、テトラキス〔メチレン-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、1,3,5-トリメチル-2,4,6’-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、カルシウム(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシーベンジルーモノエチル-フォスフェート)、トリエチレングリコール-ビス〔3-(3-t-ブチル-5-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、ペンテリスリチル-テトラキス〔3-(3,5-ジ-t-ブチルアニリノ)-1,3,5-トリアジン、3,9-ビス〔1,1-ジメチル-2-{β-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル〕2,4,8,10-テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン、ビス〔3,3-ビス(4’-ヒドロキシ-3’-t-ブチルフェニル)酪酸〕グリコールエステル、トリフェノール、2,2’-エチリデンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェノール)、N,N’-ビス〔3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニル〕ヒドラジン、2,2’-オキサミドビス〔エチル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,1,3-トリス(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシベンジル)-S-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)イソシアヌレート、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシヒドロシンナミックアヒドトリエステルウイズ-1,3,5-トリス(2-ヒドロキシエチル)-S-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)、及びN,N-ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシ-ヒドロシンナアミド)などが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0073】
リン系酸化防止剤としては、例えば、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸誘導体、フェニルホスホン酸、ポリホスホネート、及びジホスファイト系化合物などのリンを含む化合物が挙げられる。具体例としては、トリフェニルホスファイト、ジフェニルデシルホスファイト、フェニルジイソデシルホスファイト、トリ(ノニルフェニル)ホスファイト、ビス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、及びビス(2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト等が挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0074】
硫黄系酸化防止剤としては、例えば、チオエーテル系、ジチオ酸塩系、メルカプトベンズイミダゾール系、チオカルバニリド系、及びチオジプロピオンエステル系などの硫黄を含む化合物が挙げられる。具体例としては、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ジドデシルチオジプロピオネート、ジテトラデシルチオジプロピオネート、ジオクタデシルチオジプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキス(3-ドデシルチオプロピオネート)、チオビス(N-フェニル-β-ナフチルアミン)、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾイミダゾール、テトラメチルチウラムモノサルファイド、テトラメチルチウラムジサルファイド、ニッケルジブチルジチオカルバメート、ニッケルイソプロピルキサンテート、及びトリラウリルトリチオホスファイト等が挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0075】
酸化防止剤の配合(含有)量は、高分子材料100質量部に対して0.01~3質量部が好ましく、より好ましくは0.05~2質量部、さらに好ましくは0.1~1質量部である。酸化防止剤を2種以上配合する場合、酸化防止剤の配合量の合計は5質量部以下であることが好ましい。
【0076】
熱伝導性絶縁組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて架橋剤を配合してもよい。架橋剤としては、高分子材料が持つ官能基と反応する架橋剤である限り特に限定されず、例えば、エポキシ系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、酸無水物系架橋剤、シラノール系架橋剤、メラミン樹脂系架橋剤、金属塩系架橋剤、金属キレート系架橋剤、及びアミノ樹脂系架橋剤などが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0077】
エポキシ系架橋剤は、分子中に2つ以上のエポキシ基(グリシジル基)を持つ多官能エポキシ化合物であれば特に制限されず、具体的には、2つのエポキシ基を持つ1,6-ジハイドロキシナフタレンジグリシジルエーテルや1,3-ビス(オキシラニルメトキシ)ベンゼン、3つのエポキシ基を持つ1,3,5-トリス(2,3-エポキシプロピル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオンやジグリセロールトリグリシジルエーテル、4つのエポキシ基を持つ1-クロロ-2,3-エポキシプロパン・ホルムアルデヒド・2,7-ナフタレンジオール重縮合物やペンタエリスリトールポリグリシジルエーテルが挙げられる。これらのうち、骨格に耐熱性を保有した多官能のエポキシ化合物が好ましい。特に、ナフタレン構造を骨格にもつ2官能、もしくは4官能のエポキシ化合物、又はトリアジン構造を骨格にもつ3官能のエポキシ化合物が好ましい。
【0078】
その他にも、グリシジル基を1分子あたり2個以上含有し重量平均分子量が4000~25000であり、かつ(X)20~99質量%のビニル芳香族モノマー、(Y)1~80質量%のグリシジル(メタ)アクリレート、及び(Z)0~79質量%のエポキシ基を含有していない(X)以外のビニル基含有モノマーからなるスチレン系共重合体を挙げることができる。より好ましくは(X)が20~99質量%、(Y)が1~80質量%、(Z)が0~40質量%からなる共重合体であり、さらに好ましくは(X)が25~90質量%、(Y)が10~75質量%、(Z)が0~35質量%からなる共重合体である。前記(X)ビニル芳香族モノマーとしては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン等が挙げられる。前記(Y)グリシジル(メタ)アクリレートとしては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジル、シクロヘキセンオキシド構造を有する(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリルグリシジルエーテル等が挙げられ、これらの中でも、反応性の高い点で(メタ)アクリル酸グリシジルが好ましい。前記(Z)その他のビニル基含有モノマーとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、及び(メタ)アクリル酸メトキシエチル等の炭素数が1~22のアルキル基(アルキル基は直鎖、分岐鎖でもよい)を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸ポリアルキレングリコールエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、(メタ)アクリル酸ジアルキルアミノアルキルエステル、(メタ)アクリル酸ベンジルエステル、(メタ)アクリル酸フェノキシアルキルエステル、(メタ)アクリル酸イソボルニルエステル、(メタ)アクリル酸アルコキシシリルアルキルエステル等が挙げられる。また(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルジアルキルアミド、及び酢酸ビニル等のビニルエステル類、ビニルエーテル類、(メタ)アリルエーテル類等の芳香族系ビニル系単量体、エチレン、プロピレン等のα-オレフィンモノマーなども前記(Z)その他のビニル基含有モノマーとして使用可能である。
【0079】
前記スチレン系共重合体の重量平均分子量は、4000~25000であることが好ましく、より好ましくは5000~15000である。前記スチレン系共重合体のエポキシ価は、400~2500当量/1×106gであることが好ましく、より好ましくは500~1500当量/1×106g、さらに好ましくは600~1000当量/1×106gである。
【0080】
カルボジイミド系架橋剤としては、1分子内にカルボジイミド基(-N=C=N-の構造)を2つ以上有するポリカルボジイミドであれば特に制限されず、例えば、脂肪族ポリカルボジイミド、脂環族ポリカルボジイミド、芳香族ポリカルボジイミド、及びこれらの共重合体などが挙げられる。好ましくは脂肪族ポリカルボジイミド又は脂環族ポリカルボジイミドである。
【0081】
ポリカルボジイミドは、例えば、ジイソシアネート化合物の脱二酸化炭素反応により得ることができる。ジイソシアネート化合物としては、例えば、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、1,5-ナフチ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、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、1,3,5-トリイソプロピルフェニレン-2,4-ジイソシアネートなどが挙げられる。これらは1種のみ用いてもよいし、2種以上を共重合させて用いることもできる。また、分岐構造を導入したり、カルボジイミド基やイソシアネート基以外の官能基を共重合により導入してもよい。さらに、末端イソシアネートはそのままでも使用可能であるが、末端イソシアネートを反応させることにより重合度を制御してもよく、末端イソシアネートの一部を封鎖してもよい。
【0082】
ポリカルボジイミドとしては、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、及びイソホロンジイソシアネートなどに由来する脂環族ポリカルボジイミドが好ましく、より好ましくはジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、及びイソホロンジイソシアネートに由来する脂環族ポリカルボジイミドである。
【0083】
ポリカルボジイミドは、安定性と取り扱い性の観点から、1分子あたり2~50個のカルボジイミド基を含有することが好ましく、より好ましくは5~30個である。ポリカルボジイミド分子中のカルボジイミドの個数(すなわちカルボジイミド基数)は、ジイソシアネート化合物から得られたポリカルボジイミドであれば、重合度に相当する。例えば、21個のジイソシアネート化合物が鎖状につながって得られたポリカルボジイミドの重合度は20であり、分子鎖中のカルボジイミド基数は20である。通常、ポリカルボジイミドは、種々の長さの分子の混合物であり、カルボジイミド基数は平均値で表される。前記範囲のカルボジイミド基数を有し、室温付近で固形であるポリカルボジイミドは、粉末化できるので、エラストマーとの混合時の作業性や相溶性に優れ、均一反応性、耐ブリードアウト性の点でも好ましい。なお、カルボジイミド基数は、例えば、常法(アミンで溶解して塩酸で逆滴定を行う方法)を用いて測定できる。
【0084】
ポリカルボジイミドは、安定性と取り扱い性の観点から、末端にイソシアネート基を有し、イソシアネート基含有率は0.5~4質量%であることが好ましく、より好ましくは1~3質量%である。特に、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートやイソホロンジイソシアネートに由来するポリカルボジイミドであって、前記範囲のイソシアネート基含有率を有するものが好ましい。なお、イソシアネート基含有率は常法(アミンで溶解して塩酸で逆滴定を行う方法)を用いて測定できる。
【0085】
イソシアネート系架橋剤としては、例えば、前記イソシアネート基を含有するポリカルボジイミド化合物、及び前記ポリカルボジイミド化合物の原料となるイソシアネート化合物が挙げられる。
【0086】
酸無水物系架橋剤としては、安定性と取り扱い性の観点から、1分子あたり、2~4個の無水物を含有する化合物が好ましい。このような化合物としては、例えば、フタル酸無水物、トリメリット酸無水物、及びピロメリット酸無水物などが挙げられる。
【0087】
架橋剤の配合(含有)量は、押出条件、所望する発泡倍率等によって適宜調整されるが、高分子材料100質量部に対して0.1~4.5質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1~4質量部、さらに好ましくは0.1~3質量部である。
【0088】
熱伝導性絶縁組成物には、前記酸化防止剤や架橋剤以外にも、目的に応じて種々の添加剤を配合することができる。添加剤としては、例えば、ヒンダードアミン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、トリアゾール系、ニッケル系、及びサリチル系等の光安定剤、滑剤、充填剤、難燃剤、難燃助剤、離型剤、帯電防止剤、過酸化物等の分子調整剤、金属不活性剤、有機系及び無機系の核剤、中和剤、制酸剤、防菌剤、蛍光増白剤、有機系及び無機系の顔料、難燃性付与や熱安定性付与の目的で使用される有機系及び無機系の燐化合物などが挙げられる。前記添加剤を配合する場合、その含有量(複数の添加剤を用いる場合には合計含有量)は、熱伝導性絶縁組成物中に30質量%以下であることが好ましく、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下、特に好ましくは5質量%以下である。
【0089】
<熱伝導性絶縁組成物>
本発明の熱伝導性絶縁組成物の製造方法は特に制限されず、前記各成分を混合することにより製造することができる。本発明においては、前記組成物中における無機フィラーの分散性を高めて、無機フィラーが繋がって形成される連続体を形成しやすくする観点から、前記無機フィラーと前記トリアジンジチオール系化合物とを接触させて、前記無機フィラーの表面に前記トリアジンジチオール系化合物を付着させて表面修飾無機フィラーを得て、その後、得られた表面修飾無機フィラーを前記高分子材料中に分散させて熱伝導性絶縁組成物を製造することが好ましい。
【0090】
前記無機フィラーと前記トリアジンジチオール系化合物とを接触させる方法は特に制限されず、例えば、前記無機フィラーと前記トリアジンジチオール系化合物とを混合する方法、前記トリアジンジチオール系化合物を溶剤に溶かした溶液、又は前記トリアジンジチオール系化合物を溶剤に分散させた分散液中に、前記無機フィラーを浸漬し、前記無機フィラーを取り出した後、乾燥する方法などが挙げられる。
【0091】
<熱伝導性絶縁成形体>
本発明の熱伝導性絶縁成形体は、前記熱伝導性絶縁組成物を成形することにより得られる。前記熱伝導性絶縁成形体の製造方法は特に制限されないが、前記熱伝導性絶縁組成物を加圧及び/又は加熱して成形することが好ましい。成形方法としては、例えば、押出成形法、金型成形法、及びホットプレス法などが挙げられる。成形時の温度及び圧力は、使用する高分子材料の種類に応じて適宜調整する。
【0092】
熱伝導性絶縁成形体の形状は用途に応じて適宜選択することができ、例えば、シート状、板状、フィルム状、及びブロック状などが挙げられる。
【実施例】
【0093】
以下、実施例および比較例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、前記及び後記の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更して実施することが可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【0094】
製造例1
(ポリエステル系エラストマー(A1)の製造)
撹拌機、温度計、溜出用冷却器を装備した反応缶内に、ジメチルテレフタレート194質量部、1,4-ブタンジオール109質量部、数平均分子量2000のポリテトラメチレングリコール「PTMG2000」(三菱化学(株)製)580質量部、及びテトラブチルチタネート0.25質量部を加え、170~220℃で2時間エステル化反応を行った。エステル化反応終了後、255℃まで昇温する一方、系内をゆっくり減圧にして、60分かけて255℃で665Paとした。そして、さらに133Pa以下で30分間重縮合反応を行い、ポリエステル系エラストマー(A1)を得た。ポリエステル系エラストマー(A1)の組成および物性を表1に示す。
【0095】
製造例2~6
(ポリエステル系エラストマー(A2)~(A6)の製造)
表1に示す組成に変更した以外は製造例1と同様の方法でポリエステル系エラストマー(A2)~(A6)を製造した。ポリエステル系エラストマー(A2)~(A6)の組成および物性を表1に示す。
【0096】
製造例7
(ポリエステル系エラストマー(A7)の製造)
撹拌機、温度計、溜出用冷却器を装備した反応缶内に、ポリブチレンテレフタレート(PBT)220質量部、ε‐カプロラクトン(ダイセル化学工業(株)製)269質量部を仕込み、窒素ガスパージ後、230℃で撹拌しながら120分溶融反応させた。その後、真空下で未反応のε‐カプロラクトンを除去し、ポリエステル系エラストマー(A7)を得た。ポリエステル系エラストマー(A7)の組成および物性を表1に示す。
【0097】
製造例8
(ポリエステル系エラストマー(A8)の製造)
ポリブチレンテレフタレート(PBT)220質量部と数平均分子量10000のポリカーボネートジオール(PCD)118質量部とを混合し、230~245℃、130Pa下で1時間撹拌した。反応物が透明になったことを確認した後、反応物を取り出し、冷却して、ポリエステル系エラストマー(A8)を得た。ポリエステル系エラストマー(A8)の組成および物性を表1に示す。
【0098】
製造例9
(ポリエステル系エラストマー(A9)の製造)
表1に示す組成に変更した以外は製造例8と同様の方法でポリエステル系エラストマー(A9)を製造した。ポリエステル系エラストマー(A9)の組成および物性を表1に示す。
【0099】
製造例10
(ポリエステル系エラストマー(A10)の製造)
最終品の共重合ポリエステル系エラストマーの理論スケールを11kgとして、ビスヒドロキシエチレンテレフタレート(BHET)5.38kg、テレフタル酸(TPA)3.52kg、及びエチレングリコール0.5kgを精留塔を備えた30Lオートクレーブに仕込み、窒素フローした大気圧下、内温250℃まで昇温しながらエステル化反応を行い、反応により溜出する水を分溜して所定量を系外へ除いて、エステル化率95%以上までエステル化反応を行った。その後、エチレングリコール0.66kgを系内へ投入して低下する内温を引き上げて250℃で30分以上重合反応を行った。得られたエステルオリゴマーの数平均分子量は340であった。その後、水添ダイマー酸と1,4ブタンジオールから得られた数平均分子量2200のポリエステルポリオール(Priplast3199:クローダ社製;酸価1mgKOH/g)2.75kgを系内へ添加し、30分以上撹拌して追加のエステル化反応を行った。引き続いて、重縮合触媒としてテトラブトキシチタネートをチタン元素として60ppm添加し撹拌後、1時間で13.3kPa以下まで減圧し、この間に内温を250℃から265℃へ引き上げ、13.3kPa以下の高真空下で所定の粘度まで撹拌して共重合反応を行い、口金から索状に水中へ押出してペレタイザーでカットしてポリエステル系エラストマー(A10)のペレットを得た。なお、得られたペレットの外観は、淡黄色透明であった。また、ポリエステル系エラストマー(A10)のソフトセグメント量は60質量%、融点は210℃、測定温度220℃における溶融粘度は3000dPa・sであった。
【0100】
【0101】
表1中の化合物は以下のとおりである。
DMT:ジメチルテレフタレート
DMN:ジメチルナフタレート
BD:1,4-ブタンジオール
PTMG2000:数平均分子量2000のポリテトラメチレングリコール
PTMG1000:数平均分子量1000のポリテトラメチレングリコール
PBT:ポリブチレンテレフタレート
PCL:ε‐カプロラクトン
PCD:数平均分子量10000のポリカーボネートジオール
【0102】
製造例11
(下記式(6)で表されるトリアジンジチオール系化合物の製造)
【化11】
【0103】
トリアジントリチオール17.72g(0.1mol)及び3-トリエトキシシリルプロピルアミン0.102molをトルエン100mLに加えて、混合物を得た。ここで、トリアジントリチオールはトルエンに分散しており、3-トリエトキシシリルプロピルアミンはトルエンに溶解している。そして、混合物を140℃で30分間撹拌して反応を進行させた。反応終了後、トルエンを減圧下で留去して回収し、ガス成分を20%NaOH水溶液に吸収させて、発生した硫化水素を除去した。得られた固体をエチルエーテルで洗浄し、微量の未反応アミンを除去して、粗トリアジンジチオール系化合物を96%以上の収率で得た。その後、粗トリアジンジチオール系化合物をイソプロパノールで再結晶して精製し、上記式(6)で表されるトリアジンジチオール系化合物を得た。再結晶後の前記トリアジンジチオール系化合物の融点は235~236℃、元素分析値はC:40.2%、N:16.0%、S:18.2%であった。なお、融点分析には三田理研工業社製の融点測定器を使用した。また、炭素と窒素分析には柳本CHNコーダーを、硫黄分析にはパーキンエルマ社製のCHNコーダーを使用した。
【0104】
製造例12
(表面修飾窒化アルミニウムフィラー(B1)の製造)
製造例11で製造したトリアジンジチオール系化合物をイオン交換水に溶解させて、0.1wt%の前記トリアジンジチオール系化合物を含む水溶液を得た。そして、窒化アルミニウムフィラー(古川電子(株)製、FAN-05)100gを、前記水溶液に10分間浸漬し、その後、取り出して100℃で60分乾燥して、表面修飾窒化アルミニウムフィラー(B1)を得た。
【0105】
製造例13
(表面修飾窒化ホウ素フィラー(B2)の製造)
製造例11で製造したトリアジンジチオール系化合物をイオン交換水に溶解させて、0.1wt%の前記トリアジンジチオール系化合物を含む水溶液を得た。そして、窒化ホウ素フィラー(デンカ(株)製、SP-2)100gを、前記水溶液に10分間浸漬し、その後、取り出して100℃で60分乾燥して、表面修飾窒化ホウ素フィラー(B2)を得た。
【0106】
実施例1
(熱伝導性絶縁組成物の製造)
ポリエステル系エラストマー(A1)60質量部、及び表面修飾窒化アルミニウムフィラー(B1)40質量部を混合した後、得られた混合物を180℃に予熱した東洋精機(株)製卓上型混練機(ラボプラストミル20C200)に投入し、40rpmで10分間混練して、熱伝導性絶縁組成物を得た。
【0107】
実施例2
(熱伝導性絶縁組成物の製造)
ポリエステル系エラストマー(A1)60質量部、及び表面修飾窒化ホウ素フィラー(B2)40質量部を混合した後、得られた混合物を180℃に予熱した東洋精機(株)製卓上型混練機(ラボプラストミル20C200)に投入し、40rpmで10分間混練して、熱伝導性絶縁組成物を得た。
【0108】
実施例3
(熱伝導性絶縁組成物の製造)
ポリエステル系エラストマー(A1)50質量部、及び表面修飾窒化アルミニウムフィラー(B1)2質量部を混合した後、得られた混合物を180℃に予熱した東洋精機(株)製卓上型混練機(ラボプラストミル20C200)に投入し、40rpmで10分間混練した。得られた混練物を取り出した後、チップ状にカットし、得られたチップとアルミナフィラー48質量部とを混合したのち、再度、40rpmで10分間混練して、熱伝導性絶縁組成物を製造した。
【0109】
実施例4~14
(熱伝導性絶縁組成物の製造)
ポリエステル系エラストマー及びフィラーの種類と配合量を、表2に示すように変更した以外は実施例3と同様の方法で熱伝導性絶縁組成物を製造した。なお、混練温度は、使用するポリエステル系エラストマーの融点+20℃となるように設定した。
【0110】
比較例1~4
(熱伝導性絶縁組成物の製造)
ポリエステル系エラストマー及びフィラーの種類と配合量を、表2に示すように変更した以外は実施例1と同様の方法で熱伝導性絶縁組成物を製造した。なお、混練温度は、使用するポリエステル系エラストマーの融点+20℃となるように設定した。
【0111】
〔評価方法〕
熱伝導率、耐熱性、耐湿熱性、熱抵抗、及び絶縁破壊電圧の評価を以下の方法で行った。
(評価用シートサンプルの作製)
評価用シートサンプルは、ヒートプレス機(テスター産業(株)製、SA-302-I)を用いて作製した。所定の厚みを有する型枠内に、実施例及び比較例で作製した熱伝導性絶縁組成物を入れ、ポリエステル系エラストマーの融点+20℃の温度条件で2分間溶融させた。得られた溶融物に100kgf/cm2の荷重をかけ、1分後に水につけて急冷し、所定厚みの評価用シートサンプルを得た。
【0112】
(熱伝導率の測定)
比熱は、TAインスツルメンツ(株)製のDSC2920を用いて測定した。実施例及び比較例で作製した熱伝導性絶縁組成物(サンプル)10.0mgをアルミパンに入れ、室温から10℃/分の昇温温度で200℃まで昇温し、200℃に達してから5分間保持した。その後、10℃/分で降温した。同様に、基準物質としてサファイア26.8mgをアルミパンに入れ、同条件で測定した。さらに、ブランクとしてサンプルを入れていない空のアルミパンを同条件で測定した。それぞれのDSC曲線の23℃におけるHeat Flowの値を読み取り、下記式により比熱容量を算出した。
Cp=(h/H)×(m’/m)×C’p
Cp:サンプルの比熱
C’p:23℃における基準物質(サファイア)の比熱
h:ブランクとサンプルのDSC曲線の差
H:ブランクと基準物質(サファイア)のDSC曲線の差
m:サンプルの質量(g)
m’:基準物質(サファイア)の質量(g)
比重は、東洋精機(株)製の自動比重計D-H100を用いて測定した。作製した評価用シートサンプルをヒートプレスして、厚さ0.5mmのシートを得た。そして、当該シートを10mm×10mmのサイズに切断して比重測定用サンプルを得た。作製した比重測定用サンプルを用いて、水中置換法により比重測定を行った。
熱拡散率は、アイフェイズ(株)製の熱拡散係数測定装置ai-phase Mobile1を用いて測定した。作製した評価用シートサンプルをヒートプレスして、厚さ0.5mmのシートを得た。作製したシートを用いて、厚み方向の熱拡散率を測定した。
そして、熱伝導率は、前記方法で求めた比熱、比重、及び熱拡散率から下式により算出した。
熱伝導率(W/m・K)=比重×比熱(J/g・K)×熱拡散率(m2/sec)
【0113】
(耐熱性の評価)
作製した評価用シートサンプルをヒートプレスして、厚さ1mmのシートを得た。そして、当該シートを10mm×50mmのサイズに切断して耐熱性評価用サンプルを得た。耐熱性評価用サンプルを恒温槽に投入し、温度85℃で1000時間経過後、その引張伸度を測定し、初期値の50%となる温度を調べた。そして、下記基準で評価した。初期値の50%となる温度が高いほど耐熱性が高いことを示す。
◎:160℃以上
○:130℃以上160℃未満
△:110℃以上130℃未満
×:110℃未満
【0114】
(耐湿熱性の評価)
作製した評価用シートサンプルをヒートプレスして、厚さ1mmのシートを得た。そして、当該シートを10mm×50mmのサイズに切断して耐湿熱性評価用サンプルを得た。耐湿熱性評価用サンプルを恒温恒湿槽に投入し、85℃×85%Rhの条件下におけるサンプルの膨張率を観察した。恒温恒湿槽投入前と投入1000時間経過後のサンプルの長さ、幅、及び厚さ(mm)をそれぞれ測定し、各方向における膨張率(%)を算出した。さらに、それらの積をとり、体積膨張率(%)を算出した。このとき恒温恒湿槽投入前の膨張率を100%とする。なお、測定には定圧ノギスを使用した。体積膨張率は小さいほど好ましい。体積膨張率が110%以下であると、脆性の悪化が小さく、良好である。体積膨張率が110%を超えると、脆性が悪化するため、高湿度下での使用は好ましくない。
【0115】
(熱抵抗の測定)
作製した評価用シートサンプルをヒートプレスして、厚さ0.3mmのシートを得た。当該シートの熱抵抗は、ASTM D5470に従って測定した。熱抵抗は、0.6×10e-3(m2K/W)以下であることが好ましい。なお、熱抵抗はシートの厚さにほぼ比例する。
【0116】
(絶縁破壊電圧の測定)
作製した評価用シートサンプルをヒートプレスして、厚さ0.1mmのシートを得た。当該シートの絶縁破壊電圧は、JIS K6249に従って測定した。絶縁破壊電圧は、3kV以上であることが好ましい。なお、絶縁破壊電圧はシートの厚さにほぼ比例する。
【0117】
【産業上の利用可能性】
【0118】
本発明の熱伝導性絶縁成形体は、自動車部材、及び電子回路基板等の絶縁性と放熱性が求められる部材の材料として有用である。