1、高热导性树脂组成物JP2009-263476（2009-11-12）申请者：发明者：摘要课题：得到耐冲击强度等的机械强度和成形性没有下降的高热导性树脂组成物。解决课题的手段：含有 PPS 系树脂、PA 系树脂、对这些树脂相容化的相容化剂和赋予导热性的导热填充剂，树脂的一方形成岛的结构，树脂另一方形成海的结构的三元网络结构，导热性填充剂偏向在海状结构的树脂中为特征的高导热树脂组成物。发明请求的范围请求项 1含有 PPS 系树脂、PA 系树脂、对这些树脂相容化的相容化剂和赋予导热性的导热填充剂，树脂的一方形成岛的结构，树脂另一方形成海状结构的三元网络结构，导热性填充剂偏向在海状结构的树脂中为特征的
2、高导热树脂组成物。请求项 2相容化剂是层状钛酸及层状硅酸中的至少一种为特征的请求项 1 记载的高热导性树脂组成物。请求项 3赋予热传导性剂是金属氧化物和/或金属氮化物为特征的请求项 1 或 2 记载的高热导性树脂组成物。请求项 4赋予热传导性剂是选择氧化镁、氧化铝、氮化铝和氮化硼中的至少 1 种为特征的请求项 3 记载的高热传导性树脂组成物。请求项 5热传导性赋予剂，经表面处理为特征的请求项 3 和 4 记载的高热导性树脂组成物。请求项 6请求项 1-5 的各项中记载的高热导性树脂组成物的制造方法，聚苯硫醚系树脂中混合相容化剂，第一基材部分料的调制工程；和聚酰胺系树脂中混合赋予热传导性剂，第二
3、基材部分料的调制工程，准备第一基材部分合第二基材部分的熔融混炼工程为特征的高热传导性树脂组成物的制造方法。请求项 7请求项 1-5 的各项中记载的形成树脂组成物为特征的成形品。发明的详细说明技术范围0001本发明是有关具有高热传导率的高热传导性树脂组成物及其制造方法，和它的成形品。技术背景0002塑料材料由于它的可加工性，生产性及形状的自由度，因而在电气、电子、精密机器、汽车部品等的用途中是有用的，期待用作这些领域中使用的金属材料的替代材料。但是，塑料材料和金属材料相比，热传导性是非常低，热传导性，散热性是差的，从各种机器或设备中发生的热，引起塑料材料构成的部品软化，熔融，恶化，分解的危险。进
4、而，由于积蓄热量，考虑影响机器内部的其他部件，给予危险性，从安全性和可靠性的观点考虑，要求使用热传导性、散热特性优异的材料。特别，计算机控制成为主流，最近，汽车领域，电子电机领域的中央处理装置（CPU）等的发热体的散热性成为重要的课题。0003给予塑料材料导热性、散热性的方法，已知有添加金属或无机填充剂的技术。改良塑料材料的热传导性，一般在塑料中单独地配合或组合并用配合氧化铝、二氧化硅等的五级填料，碳纤维、石墨、低熔点合金等的热传导性材料，进行改良。但是碳纤维、石墨是导电性的，能够损坏电器绝缘性，用途被限制。0004另一方面，氧化铝、二氧化硅是绝缘体，但是热传导率不高，为了达到高热传导性必须填
5、充相对于树脂的高含量的导热材料，为此尝试改变粒子形状和高密度地填充。然而，高填充量使树脂的流动性急剧变差，组成物成型困难。为了针对这个问题改善流动性尝试添加液晶聚合物，但是为了维持原有的成型容易和成形品的机械物性，存在有很难满足高热传导性的要求的状况。0005特许文件 1 中，展示了聚碳酸酯系树脂/热塑性硅烷树脂/高热传导性无机化合物构成的聚合物合金中，热塑性硅烷树脂形成连续相，而高热传导性无机化合物优先地存在于聚碳酸酯系以外的相内的高热传导性热塑性树脂组成物。因此，不仅可以比较少量添加高热传导性无机化合物，而且能够有效地提高组成物的热传导率。0006特许文献 2 中展示使用苯乙烯单体和/或（
6、甲基）丙烯酸酯系单体合成 1 种以上的热塑性树脂/ 聚酰胺树脂/高热传导性无机化合物构成的聚合物合金，聚酰胺系树脂形成连续相，而高热传导性无机化合物优先地存在于苯乙烯单体和/ 或（甲基）丙烯酸酯系单体构成的热塑性树脂的高热传导性热塑性树脂组成物。因此，仅仅添加比较少量的高热传导性无机化合物，就能够有效地提高组成物的热传导性。0007然而，这些以往技术中所提的树脂组成物，限制在特殊的树脂中，而且存在没有能够赋予充分高热导性的问题。特许文献 1：特开 2007-321138 号公报特许文献 2：特开 2007-327010 号公报发明的展示发明要解决的课题0008本发明的目的是提供耐冲击性等的机械
7、强度及成形性等没有下降的，获得高热传导率的高热传导性树脂组成物及其成形品。解决课题的手段0009本发明是含有聚苯硫醚树脂，聚酰胺树脂，这些树脂的相容化的相容化剂和给予热传导性的热传导性剂，形成聚苯硫醚系树脂和聚酰胺系树脂中的一方树脂具有岛型状结构，另一方具有海状结构的三维网络结构，热传导性剂偏向在海状结构的树脂中。因而，树脂组成物的全体中热传导性剂的分散和以往的场合相比，因为在海状结构树脂中能够存在多量的热传导性剂，因此，海状结构的树脂中的热传导性能够提高。因此，三维网络结构能够沿着形成的树脂组成物中的海状结构的树脂中传导热。0011用于本发明中的相容剂，例如层状钛酸及层状硅酸盐。0012作为
8、相容剂的层状钛酸是由层状钛酸的层间中插入有机碱式化合物得到，纳米片化层状钛酸最好使用被纳米片化的钛酸的层状部分。层状钛酸能够使用酸或温水处理层状钛酸盐得到。0013层状钛酸盐，例如能够以一般式 表示（式中，A 和 B 表示相互不同的1-3 价的金属，B 表示 Ti 的缺损部。x 满足 0 纳米片化层状钛酸，使用以下的方法制造。0048（纳米片化层状钛酸的调制）混合碳酸钾、碳酸锂和二氧化钛在 1050烧成以后，在纯水中浸渍。搅拌清洗解开。得到的层状钛酸锂钾的水浆液中加入 10%硫酸水溶液，调整 PH=7.0.固形物分离，水洗，干燥后，在 600烧成 12h。得到的层状钛酸盐分散在脱离子水中，制成
9、盐酸酸性，搅拌后，分离。水洗得到层状钛酸。这个层状钛酸分散在脱离子水中，在 80加热边搅拌，同时添加硬脂酰二甲基苄基氯化铵水溶液。加热 1 小时搅拌后，过滤收集，水洗。干燥得到纳米片化层状钛酸。得到的纳米片层状钛酸的平均直径 10m，平均厚度50nm。0049膨润土： NZ（ ，平均粒径 16.4m，平均厚度 50nm，长宽比 330）层状钛酸钾： 、平均直径 3m，平均厚度 300nm，长宽比 10）氧化铝 ：AX3-32（ 、平均直径 4m，平均厚度 300nm，长宽比 1）0050氧化镁（MgO）： （相对于的 1wt%d - 缩水甘油基-丙基三甲氧基硅烷处理的硅氧烷处理的氧化镁） ，-
10、S（相对于 1wt%的异丙基异十八烷酰基钛酸酯酯处理的钛酸酯处理的氧化镁） 。氧化铝 ：AX3-32（ ）板状氧化铝：氮化硼（BN）：UHP-S1（昭和电工社制）氮化铝（AlN）：FAN-f 05（古河电子社制）多糖类处理氮化铝（AlN 多糖类表面处理品）： FAN-f 05A1（古河电子社制） ，0051得到的树脂组成物，按照以下的方法评价物性。0052热传导率使用 理工株式会社制的热导率测定装置（TC-7000H ） ，成形体采用激光闪光法，在室温、大气下进行测定。0053使用高化式流动试验仪，内径 10nm 的料筒的出口，设置内径 1mm，长 10mm 的口模，表示在表 1-表 5的栏内
11、所规定的温度和荷重的条件下进行测定。投入树脂组成物的粉碎试料，静置 6 分钟后，从出口测定流出树脂的速度。对于流动性差的组成物，可在温度和荷重提高下进行测定。0054根据 JIS K-7110 中记载的试验方法，试样长 64mm，宽 12.7mm，厚度 3.0mm 的试验片加工成 V 形缺口，在 IZOD 冲击试验机（东洋精机社制）测定冲击强度（J/M ） 。0055得到的树脂组成物的成形体的横断面在扫描电子显微镜 中，观察海状结构和岛状结构，由荧光 X 缐分析仪通过元素分析确认热传导性剂偏向的状态。 。确认偏向在三维结构和海状结构的树脂中为，确认在三维结构和海状结构的树脂中没有东西为0056
12、在光学显微镜中观察成形体的表面，评价表面层剥离状态。具有层剥离的未有，没有层剥离者为无。0057实施例 1预先混合 PPS（T-4P）19g、PA（CM1017 ）19g，纳米片层状钛酸 2g，以及MgO 60g，从二轴混炼机 LABO PLASOTMILL 4C150-01（东洋精机制制）的进料口投入。料筒温度 300，转速 100rpm 熔融混炼 10 分钟，得到目的树脂组成物。粉碎这个树脂组成物，料筒温度 290-310，模具温度 110-130的条件下注射成型，制备热传导测定片和 IZOD 试验片。使用粉碎后的粒料测定流动性，使用各自的试验片测定热传导率和 IZOD 冲击强度。使用同样
13、的试片，在扫描电子显微镜上观察海岛结构和 MgO 的偏向情况，另外，使用光学显微镜观察成形体表面的层剥离状态。0058试验结果展示在表 10059（实施例 2-实施例 4 和比较例 1-5）树脂个成分和相容化剂按照下表展示的比例混合，和实施例 1 同样的二轴混炼机的进料口投入，在300，100rpm 下熔融混炼 10 分钟。得到目的树脂组成物。这个树脂组成物在料筒温度 290-310，模具温度 110-130的条件下注射成形制备热传导测定片，和 IZOD 试验片。0060实验结果展示在表 1 中。0061混合作为相容化剂的纳米片状化层状钛酸的实施例 1-3 和使用膨润土的实施例 4 确认各自的
14、聚合物合金的三维结构，观察热传导给予剂的偏向。没有观察到试验片表面层上的层剥离现象。另一方面没有使用相容化剂的比较例 1,6 和 7，以及层状钛酸钾，或氧化铝相容剂的作用没有充分的比较例，都不能确认聚合物合金的三维结构，没有确认热传导给予剂的偏向。观察了的各个试验片表面层的层剥离状况。0063使用 MgO 作为热传导剂的实施例 1 和 4，和比较例 1 相比较，热传导率是从 1.3 倍变成 1.5 倍，流动性从 1.4 变成 1.5 倍。氧化铝作为热传导给予剂的使用场合流动性稍许变差，热传导率变成 2 倍以上。IZOD 冲击强度实施例和比较例没有大的差别。0064（比较例 6-7 和参考率 1
15、-3）树脂各成分和相容化剂按照表 2 中的比例混合，实施例 1 同样的方法得到目的树脂组成物。这个树脂组成物和实施例 1 同样的条件注射成型制备热传导测定片。0065实验结果见表 20066表 20067实施例 5PPS(T-4P)和纳米片化层状钛酸 90.5/9.5wt%的比例预先混合后，在 混合器中 300，100rpm 下熔融混炼 10 分钟，得到 PPS/相容化剂的木料部分。另一方面，PA（CM1017）和 MgOAnzhao 24.0/76.0wt%预先混合后，在 混合器中 300，100rpm 下熔融混炼 10 分钟，得到目的树脂组成物。这个树脂组成物和实施例 1 同样的条件注射成
16、型制备热传导测定片和 IZOD 试验片。0068实验结果展示在表 30069实施例 5 和比较例 1 的注射成形品的横断面的 SEM 观察的照片展示在图 1 和图 2 中。图 1 表示实施例5 的注射成型品的横断面，图 2 表示比较例 1 的注射成形品的横断面。0070图 1图 1 中展示在实施例 5 成形品的横断面中，似黑的部分表示聚酰胺（PA）的部分，稍白的部分表示聚苯硫醚（PPS ） 。0071图 1 中，PPS 部分构成岛状结构，PA 部分构成海状结构。热传导性赋予剂氧化镁作为白色粒子被观察到。可看出是偏向在海状结构部分的 PA 部分中。0072比较例 1 中，图 2 所示，PPS 部
17、分合 PA 部分不能明确地被区别，可以清楚是没有形成三维网络结构。作为白色粒子观察到的氧化镁也没有偏向，以均匀分散的状态包含在树脂组成物全体中。0073表 1 和表 3 所展示的，实施例 5 和比较例 1 的热传导率的比较，实施例 1 是 2.7W/mK，比较例 1 是 1.3 W/mK。前者是后者的约 2 倍。还有，流动性、实施例 5 和比较例 1，各自是 4.9cm3/秒和 4.0cm3/秒，实施例 5 方成形性优异。0074IZOD 冲击值，实施例 5 是 17.4 J/M，比较例 1 是 17.8 J/M，实施例 5 和比较例 1 大致是相同的水平。0075实施例 6-9和实施例 5
18、同样的方法，展示在表 3 中的 PPS 和相容化剂的母料部分合 PA 和热传导给予剂的配置，各自母料部分合实施例 5 同样的熔融混合，得到目的树脂组成物。0076实验结果展示在表 3。0078实施例 10-13和实施 5 同样的方法，调制 PPS 和相容化剂 96.6/3.4wt%的母料部分，以及 PA 和热传导赋予剂以29.8/70.2wt%的母料部分，两个母料以 14.5/85.5wt%的比例熔融混合，得到目的树脂混合物。这个树脂混合物和实施例 1 同样的条件下注射成型调制热传导测定片。在 混合器中 300，100rpm 下熔融混炼 10 分钟，得到 PPS/相容化剂的母料部分。另一方面，
19、PA（CM1017）和 MgO0077表 30079实验结果展示在表 4。0080比较例 8PPS 树脂和实施例 8 那样调制 PA 和热传导赋予剂按 14.5/85.5wt%比例的母料部分熔融混合得到树脂组成物。这个树脂组成物和实施例 1 同样的条件下注射成型调制热传导测定片。0081实验结果展示在表 40082表 40083实施例 14-17各成分最终的比例按照表 5 中展示的那样，调制 PPS/相容化剂的母料和 PA/热传导给予剂母料，各母料部分合实施例 5 同样，在 混合器中 300，100rpm 下熔融混炼 10 分钟，得到树脂组成物。0084实施例 17，PPS 和相容化剂，以及 PA 和热传导性赋予剂的两个母料部分混合以前，添加板状的氧化铝、AIN 多糖类表面处理剂和 混合，然后和上述的实施例同样地进行熔融混炼，得到目的树脂组成物加以粉碎后，和上述实施例同样的条件下注射成型调制热传导测定片。0085实验结果展示在表 5。00860087从表 3 到表 5 所展示的那样，根据本发明的实施例，能够看到得到冲击强度等的机械强度和成形性没有低下的，高热导率的树脂组成物。0088图 1 展示根据本发明的实施例 5 的成形品的横断面的 SEM 扫描电子显微镜图像。图 2 展示比较例 1 的成形品的横断面的扫描电子显微镜图像
