JP2023088509A - Method for producing silicon oxide-coated aluminum nitride powder and silicon oxide-coated aluminum nitride powder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の製造方法および酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末に関する。 The present invention relates to a method for producing silicon oxide-coated aluminum nitride powder and silicon oxide-coated aluminum nitride powder.
シリコーンゴム、シリコーングリス、シリコーン接着剤にアルミナや窒化ホウ素などのフィラーが充填されている放熱材料は、例えば、放熱シートや放熱グリスとして各種電子機器に広く使用されている。窒化アルミニウムは、電気絶縁性に優れており且つ高熱伝導性を有していることから、このような放熱材料のフィラーとして注目されている。 Heat dissipating materials, which are silicone rubbers, silicone greases, and silicone adhesives filled with fillers such as alumina and boron nitride, are widely used in various electronic devices, for example, as heat dissipating sheets and heat dissipating greases. Aluminum nitride has been attracting attention as a filler for such heat dissipating materials because of its excellent electrical insulation and high thermal conductivity.
しかしながら、窒化アルミニウムは、水分との反応で加水分解を引き起こし、熱伝導性の低い水酸化アルミニウムに変性する。また、窒化アルミニウムは、加水分解の際に腐食性を持つアンモニアが発生する。 However, aluminum nitride reacts with moisture to cause hydrolysis and transform into aluminum hydroxide with low thermal conductivity. In addition, aluminum nitride generates corrosive ammonia during hydrolysis.
このような問題を解決するための手段として、例えば特許文献１には、窒化アルミニウム粒子の表面を、特定のＳｉ－Ｈ基を含む有機シリコーン化合物により覆い、この窒化アルミニウム粒子を大気中で３００℃以上１０００℃未満の温度で加熱して表面にＳｉＯ２被膜を形成する方法が提案されている。しかしながら、この方法で形成されるＳｉＯ２被膜を有する窒化アルミニウム粒子は熱伝導性が低く、また耐水性も不十分であるため、熱伝導性及び耐水性に優れる表面処理窒化アルミニウム粉末およびその製造方法が求められている。 As a means for solving such a problem, for example, Patent Document 1 discloses that the surface of aluminum nitride particles is covered with an organic silicone compound containing a specific Si—H group, and the aluminum nitride particles are heated at 300° C. in the atmosphere. A method of forming a SiO 2 film on the surface by heating at a temperature of 1000° C. or less has been proposed. However, the aluminum nitride particles having a SiO2 coating formed by this method have low thermal conductivity and insufficient water resistance. is required.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、高い熱伝導性及び耐水性を有する表面処理窒化アルミニウム粉末およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a surface-treated aluminum nitride powder having high thermal conductivity and water resistance, and a method for producing the same.
上記課題を解決するために、本発明では、
窒化アルミニウム粉末と、前記窒化アルミニウム粉末の表面を覆う酸化ケイ素被膜とを備える酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の製造方法であって、
（Ｉ）前記窒化アルミニウム粉末の表面を下記式（１）で示されるシロキサン単位を有する有機シリコーン化合物、及び下記式（２）で示される有機シリコーン化合物の少なくとも一方により覆い、有機シリコーン被覆粉末を得る工程と、
（ＩＩ）前記有機シリコーン被覆粉末を大気中で５００～８００℃の温度で加熱して、前記窒化アルミニウム粉末表面に前記酸化ケイ素被膜を形成して前記酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を得る工程と、
を含むことを特徴とする酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の製造方法
を提供する。
A method for producing a silicon oxide-coated aluminum nitride powder comprising an aluminum nitride powder and a silicon oxide coating covering the surface of the aluminum nitride powder,
(I) The surface of the aluminum nitride powder is covered with at least one of an organic silicone compound having a siloxane unit represented by the following formula (1) and an organic silicone compound represented by the following formula (2) to obtain an organic silicone-coated powder. process and
(II) heating the organic silicone-coated powder in the air at a temperature of 500 to 800° C. to form the silicon oxide coating on the surface of the aluminum nitride powder to obtain the silicon oxide-coated aluminum nitride powder;
A method for producing a silicon oxide-coated aluminum nitride powder, comprising:
このような製造方法であれば、高い熱伝導性及び耐水性を有する酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を得ることができる。また、このような製造方法で得られる酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末であれば、放熱材料用フィラーとして好適に使用できる。 With such a production method, a silicon oxide-coated aluminum nitride powder having high thermal conductivity and water resistance can be obtained. In addition, the silicon oxide-coated aluminum nitride powder obtained by such a production method can be suitably used as a filler for heat dissipating materials.
また、本発明では、
前記式（１）で示されるシロキサン単位を有する有機シリコーン化合物を、下記式（３）で示される有機シリコーン化合物とすることが好ましい。
It is preferable to replace the organosilicone compound having the siloxane unit represented by the formula (1) with an organosilicone compound represented by the following formula (3).
このような製造方法であれば、高い熱伝導性及び耐水性を有する酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を得ることができる。 With such a production method, a silicon oxide-coated aluminum nitride powder having high thermal conductivity and water resistance can be obtained.
また、本発明では、
窒化アルミニウム粉末と、前記窒化アルミニウム粉末の表面を覆う酸化ケイ素被膜とを備える酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末であって、
前記酸化ケイ素被膜が、下記式（１）で示されるシロキサン単位を有する有機シリコーン化合物、及び下記式（２）で示される有機シリコーン化合物の少なくとも一方の熱処理生成物であることを特徴とする酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末
を提供する。
A silicon oxide-coated aluminum nitride powder comprising an aluminum nitride powder and a silicon oxide coating covering the surface of the aluminum nitride powder,
Silicon oxide, wherein the silicon oxide film is a heat-treated product of at least one of an organic silicone compound having a siloxane unit represented by the following formula (1) and an organic silicone compound represented by the following formula (2): A coated aluminum nitride powder is provided.
このような酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末であれば、高い熱伝導性及び耐水性を得ることができる。また、このような酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末であれば、放熱材料用フィラーとして好適に使用できる。 With such a silicon oxide-coated aluminum nitride powder, high thermal conductivity and water resistance can be obtained. In addition, such a silicon oxide-coated aluminum nitride powder can be suitably used as a filler for heat dissipating materials.
また、本発明では、
前記式（１）で示されるシロキサン単位を有する有機シリコーン化合物が、下記式（３）で示される有機シリコーン化合物であることが好ましい。
It is preferable that the organosilicone compound having a siloxane unit represented by the formula (1) is an organosilicone compound represented by the following formula (3).
このような酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末であれば、高い熱伝導性及び耐水性を得ることができる。 With such a silicon oxide-coated aluminum nitride powder, high thermal conductivity and water resistance can be obtained.
また、本発明では、
前記酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末は、蒸留水に５質量％分散させて２５℃で１２０時間振とうした後の抽出水のｐＨが６～８となるものであることが好ましい。
Moreover, in the present invention,
It is preferable that the silicon oxide-coated aluminum nitride powder is dispersed in distilled water at 5% by mass and shaken at 25° C. for 120 hours, and then the extracted water has a pH of 6 to 8.
このような酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末であれば、優れた耐水性を得ることができる。 With such a silicon oxide-coated aluminum nitride powder, excellent water resistance can be obtained.
以上のように、本発明の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の製造方法であれば、高い熱伝導性を維持し、耐水性が向上した表面処理窒化アルミニウム粉末を製造することができる。また、本発明の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の製造方法により製造された酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末は、熱伝導性及び耐水性に優れるため放熱材料用フィラーとして信頼性の高いものである。 As described above, according to the method for producing a silicon oxide-coated aluminum nitride powder of the present invention, it is possible to produce a surface-treated aluminum nitride powder that maintains high thermal conductivity and has improved water resistance. In addition, the silicon oxide-coated aluminum nitride powder produced by the method for producing a silicon oxide-coated aluminum nitride powder of the present invention has excellent thermal conductivity and water resistance, and is therefore highly reliable as a filler for heat dissipating materials.
また、本発明の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末であれば、高い熱伝導性及び耐水性を得ることができる。また、本発明の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末は、熱伝導性及び耐水性に優れるため放熱材料用フィラーとして信頼性の高いものである。 Moreover, the silicon oxide-coated aluminum nitride powder of the present invention can provide high thermal conductivity and water resistance. In addition, the silicon oxide-coated aluminum nitride powder of the present invention is highly reliable as a filler for heat dissipating materials because of its excellent thermal conductivity and water resistance.
上述のように、熱伝導性及び耐水性に優れる表面処理窒化アルミニウム粉末およびその製造方法が求められている。 As described above, there is a need for a surface-treated aluminum nitride powder with excellent thermal conductivity and water resistance and a method for producing the same.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、本発明の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末および後述する酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の製造方法であれば、目的とする性状の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を得ることができることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies by the present inventors to solve the above problems, the silicon oxide-coated aluminum nitride powder of the present invention and the method for producing the silicon oxide-coated aluminum nitride powder described later can be oxidized with the desired properties. The inventors have found that it is possible to obtain a silicon-coated aluminum nitride powder, and completed the present invention.
即ち、本発明は、
窒化アルミニウム粉末と、前記窒化アルミニウム粉末の表面を覆う酸化ケイ素被膜とを備える酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の製造方法であって、
（Ｉ）前記窒化アルミニウム粉末の表面を下記式（１）で示されるシロキサン単位を有する有機シリコーン化合物、及び下記式（２）で示される有機シリコーン化合物の少なくとも一方により覆い、有機シリコーン被覆粉末を得る工程と、
（ＩＩ）前記有機シリコーン被覆粉末を大気中で５００～８００℃の温度で加熱して、前記窒化アルミニウム粉末表面に前記酸化ケイ素被膜を形成して前記酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を得る工程と、
を含むことを特徴とする酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の製造方法
である。
A method for producing a silicon oxide-coated aluminum nitride powder comprising an aluminum nitride powder and a silicon oxide coating covering the surface of the aluminum nitride powder,
(I) The surface of the aluminum nitride powder is covered with at least one of an organic silicone compound having a siloxane unit represented by the following formula (1) and an organic silicone compound represented by the following formula (2) to obtain an organic silicone-coated powder. process and
(II) heating the organic silicone-coated powder in the air at a temperature of 500 to 800° C. to form the silicon oxide coating on the surface of the aluminum nitride powder to obtain the silicon oxide-coated aluminum nitride powder;
A method for producing a silicon oxide-coated aluminum nitride powder, comprising:
また、本発明は
窒化アルミニウム粉末と、前記窒化アルミニウム粉末の表面を覆う酸化ケイ素被膜とを備える酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末であって、
前記酸化ケイ素被膜が、下記式（１）で示されるシロキサン単位を有する有機シリコーン化合物、及び下記式（２）で示される有機シリコーン化合物の少なくとも一方の熱処理生成物であることを特徴とする酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末
である。
Silicon oxide, wherein the silicon oxide film is a heat-treated product of at least one of an organic silicone compound having a siloxane unit represented by the following formula (1) and an organic silicone compound represented by the following formula (2): coated aluminum nitride powder.
以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本明細書において、平均粒径は、後述する実施例に示す方法によって測定した値である。 Although the present invention will be described in detail below, the present invention is not limited thereto. In the present specification, the average particle size is a value measured by the method shown in Examples below.
［酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の製造方法］
［工程（Ｉ）］
工程（Ｉ）は、窒化アルミニウム粉末の表面を後述の有機シリコーン化合物により覆い、有機シリコーン被覆粉末を得る工程である。
[Method for producing silicon oxide-coated aluminum nitride powder]
[Step (I)]
Step (I) is a step of coating the surface of the aluminum nitride powder with an organosilicon compound described below to obtain an organosilicon-coated powder.
[窒化アルミニウム粉末]
本発明の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の製造方法において、出発原料として用いられる窒化アルミニウム粉末は、市販品など公知のものを使用することができる。窒化アルミニウム粉末の製法としては、特に制限はなく、例えば、金属アルミニウム粉と窒素を直接反応させる直接窒化法、アルミナや水酸化アルミニウムをカーボンと混合し、窒素雰囲気中で加熱する還元窒化法などがある。
[Aluminum nitride powder]
In the method for producing the silicon oxide-coated aluminum nitride powder of the present invention, known aluminum nitride powders such as commercially available products can be used as the starting raw material. The method for producing aluminum nitride powder is not particularly limited, and examples include a direct nitriding method in which metal aluminum powder and nitrogen are directly reacted, a reductive nitriding method in which alumina or aluminum hydroxide is mixed with carbon and heated in a nitrogen atmosphere, and the like. be.
本発明で用いられる窒化アルミニウム粉末の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、無定状、球状、板状（鱗片状）などが挙げられる。また、表面処理窒化アルミニウム粉末を、放熱用のフィラーとして樹脂などに分散させる場合、窒化アルミニウム粉末としては、同一の形状、構造を有する同じ種類の窒化アルミニウム粉末のみを用いてもよいが、異なる形状、構造を持つ２種類以上の異種の窒化アルミニウム粉末を種々の割合で混合した窒化アルミニウム粉末の混合物を用いることもできる。 The shape of the aluminum nitride powder used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include amorphous, spherical, plate-like (scale-like) and the like. Further, when the surface-treated aluminum nitride powder is dispersed in a resin or the like as a filler for heat dissipation, as the aluminum nitride powder, only the same type of aluminum nitride powder having the same shape and structure may be used, but different shapes may be used. It is also possible to use a mixture of aluminum nitride powders in which two or more kinds of aluminum nitride powders having different structures are mixed in various proportions.
［有機シリコーン化合物］
本発明の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の製造方法において、窒化アルミニウム粉末を覆う酸化ケイ素被膜の原料として用いられる有機シリコーン化合物は、下記式（１）で示されるシロキサン単位を有する有機シリコーン化合物、及び下記式（２）で示される有機シリコーン化合物の少なくとも一方が使用できる。
In the method for producing a silicon oxide-coated aluminum nitride powder of the present invention, the organosilicone compound used as a raw material for the silicon oxide coating film covering the aluminum nitride powder includes an organosilicone compound having a siloxane unit represented by the following formula (1), and At least one of the organic silicone compounds represented by formula (2) can be used.
上記式（１）において、Ｒ１は炭素数１～４のアルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、ｔ－ブチル基などが挙げられ、好ましくはメチル基である。 In the above formula (1), R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, such as methyl group, ethyl group, propyl group and t-butyl group, preferably methyl group.
上記式（２）において、Ｒ２は、それぞれ独立に、水素原子またはメチル基であり、好ましくはメチル基である。ｍは２０～５０の整数であるが、２５～５０が好ましく、特に好ましくは３０～４０である。ｍが２０未満であると酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の熱伝導性および耐水性が不足し、５０を超えると酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の凝集が発生する場合がある。 In formula (2) above, each R 2 is independently a hydrogen atom or a methyl group, preferably a methyl group. m is an integer of 20-50, preferably 25-50, particularly preferably 30-40. When m is less than 20, the thermal conductivity and water resistance of the silicon oxide-coated aluminum nitride powder are insufficient, and when it exceeds 50, aggregation of the silicon oxide-coated aluminum nitride powder may occur.
また、本発明の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の製造方法では、上記式（１）で示されるシロキサン単位を有する有機シリコーン化合物を、下記式（３）で示される有機シリコーン化合物とすることが好ましい。
本発明において、上記窒化アルミニウム粉末の表面を、上記式（１）で示される有機シリコーン化合物、及び上記式（２）で示される有機シリコーン化合物の少なくとも一方により覆い有機シリコーン被覆粉末を得る方法は限定されないが、一般的な粉体混合装置を用いて、原料の窒化アルミニウム粉末を攪拌しながら有機シリコーン化合物を噴霧などで添加して、乾式混合することで被覆する乾式混合法などが挙げられる。粉体混合装置としては、例えば、トリミックス、ツウィンミックス、プラネタリミキサー（何れも井上製作所（株）製混合機の登録商標）、ウルトラミキサー（みずほ工業（株）製混合機の登録商標）、ハイビスディスパーミックス（特殊機化工業（株）製混合機の登録商標）等がある。この場合における温度条件は、有機シリコーン化合物の沸点、蒸気圧にもより、特に限定されないが、好ましい温度は１０℃以上２００℃以下であり、より好ましくは２０℃以上１５０℃以下であり、さらに好ましくは４０℃以上１００℃以下の範囲である。 In the present invention, the method for obtaining the organic silicone-coated powder by coating the surface of the aluminum nitride powder with at least one of the organic silicone compound represented by the above formula (1) and the organic silicone compound represented by the above formula (2) is limited. However, there is a dry mixing method in which the organic silicone compound is added by spraying while stirring the aluminum nitride powder as a raw material using a general powder mixing apparatus, and dry mixing is performed to coat the powder. As the powder mixing device, for example, Trimix, Twinmix, Planetary Mixer (all are registered trademarks of mixers manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.), Ultra Mixer (registered trademarks of mixers manufactured by Mizuho Industry Co., Ltd.), Hibis Dispermix (a registered trademark of a mixer manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.) and the like. The temperature conditions in this case are not particularly limited depending on the boiling point and vapor pressure of the organosilicon compound, but the temperature is preferably 10° C. or higher and 200° C. or lower, more preferably 20° C. or higher and 150° C. or lower, and still more preferably. is in the range of 40°C or higher and 100°C or lower.
上記有機シリコーン化合物の使用量は、特に限定されないが、窒化アルミニウム粉末に対して１～５０質量％であることが好ましく、より好ましくは２～３０質量％、さらに好ましくは５～２０質量％である。この理由としては１質量％以上とすることにより被覆量が多い均一な酸化ケイ素被膜を形成でき、また、５０質量％以下とすることで、熱伝導率を低下させることの少ない酸化ケイ素被膜を形成できるためである。 The amount of the organic silicone compound used is not particularly limited, but is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 2 to 30% by mass, and still more preferably 5 to 20% by mass relative to the aluminum nitride powder. . The reason for this is that if the content is 1% by mass or more, a uniform silicon oxide coating with a large coating amount can be formed, and if the content is 50% by mass or less, a silicon oxide coating can be formed that does not reduce the thermal conductivity. Because we can.
［工程（ＩＩ）］
工程（ＩＩ）は、有機シリコーン被覆粉末を大気中で５００～８００℃の温度で加熱して、窒化アルミニウム粉末表面に酸化ケイ素被膜を形成して酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を得る工程である。
[Step (II)]
Step (II) is a step of heating the organosilicon-coated powder in the atmosphere at a temperature of 500 to 800° C. to form a silicon oxide coating on the surface of the aluminum nitride powder to obtain a silicon oxide-coated aluminum nitride powder.
上記有機シリコーン化合物により覆われた窒化アルミニウム粉末（有機シリコーン被覆粉末）を、大気中で５００℃～８００℃、好ましくは５５０℃～７００℃、より好ましくは６００～７００℃の温度で加熱することにより、窒化アルミニウム粉末（粒子）表面に酸化ケイ素被膜を形成することができる。 By heating the aluminum nitride powder coated with the above organic silicone compound (organic silicone-coated powder) at a temperature of 500° C. to 800° C., preferably 550° C. to 700° C., more preferably 600 to 700° C. in the atmosphere , a silicon oxide film can be formed on the surface of the aluminum nitride powder (particles).
加熱温度が５００℃未満の場合は、窒化アルミニウム粉末表面に十分な酸化ケイ素被膜が形成されず、また、８００℃を超える場合は、窒化アルミニウム粉末表面に、ケイ素－アルミニウム複合物の被膜が形成され、表面処理窒化アルミニウム粉末の耐水性が低下したり、熱伝導率が低下する場合がある。 If the heating temperature is less than 500°C, a sufficient silicon oxide film is not formed on the aluminum nitride powder surface, and if it exceeds 800°C, a silicon-aluminum composite film is formed on the aluminum nitride powder surface. , the water resistance of the surface-treated aluminum nitride powder may be lowered, and the thermal conductivity may be lowered.
加熱方法としては、特に限定されず、上記温度で加熱できるものであれば一般の加熱炉を使用することができる。 The heating method is not particularly limited, and a general heating furnace can be used as long as it can heat at the above temperature.
加熱時間としては、０．５～５時間が好ましく、１～３時間がより好ましく、さらに好ましくは２～３時間の範囲である。熱処理時間が０．５時間以上であれば、窒化アルミニウム粉末表面に十分な酸化ケイ素被膜を形成することができる。５時間以下であれば、加熱時間が長くなりすぎず、経済的である。 The heating time is preferably 0.5 to 5 hours, more preferably 1 to 3 hours, still more preferably 2 to 3 hours. If the heat treatment time is 0.5 hours or more, a sufficient silicon oxide film can be formed on the surface of the aluminum nitride powder. If the heating time is 5 hours or less, the heating time does not become too long, which is economical.
［酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末］
本発明の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末は、窒化アルミニウム粉末と、窒化アルミニウム粉末の表面を覆う酸化ケイ素被膜とを備える酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末であって、酸化ケイ素被膜が、上述の有機シリコーン化合物の熱処理生成物である酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末である。
[Silicon oxide-coated aluminum nitride powder]
The silicon oxide-coated aluminum nitride powder of the present invention is a silicon oxide-coated aluminum nitride powder comprising an aluminum nitride powder and a silicon oxide film covering the surface of the aluminum nitride powder, wherein the silicon oxide film is the above-mentioned organic silicone compound. A silicon oxide coated aluminum nitride powder which is a heat treatment product.
本発明の製造方法により得られる酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末は、フラックス剤等を用いずに製造されているため、不純物の陽イオン含量は極めて少なく、例えば、０．３質量％以下が好ましく、０．２質量％以下がより好ましく、０．０５質量％以下がさらにより好ましい。 Since the silicon oxide-coated aluminum nitride powder obtained by the production method of the present invention is produced without using a fluxing agent or the like, the content of cations as impurities is extremely low. 0.2 mass % or less is more preferable, and 0.05 mass % or less is even more preferable.
本発明の製造方法により得られる酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末は、酸化ケイ素被膜により耐水性に優れ、窒化アルミニウムの加水分解に伴うアンモニアの発生を抑制することができる。
ここで、耐水性は、水を抽出溶媒に用いた固液抽出における抽出水のｐＨにより評価することができる。具体的には、酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を蒸留水に５質量％分散させ、２５℃で１２０時間振とうした後の抽出水のｐＨが６～８であることが好ましい。
The silicon oxide-coated aluminum nitride powder obtained by the production method of the present invention has excellent water resistance due to the silicon oxide coating, and can suppress the generation of ammonia accompanying hydrolysis of aluminum nitride.
Here, water resistance can be evaluated by pH of extraction water in solid-liquid extraction using water as an extraction solvent. Specifically, the silicon oxide-coated aluminum nitride powder is dispersed in distilled water in an amount of 5% by mass, and after shaking at 25° C. for 120 hours, the extracted water preferably has a pH of 6 to 8.
本発明の製造方法により得られる表面処理窒化アルミニウム粉末（酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末）は、窒化アルミニウム粉末に由来する高熱伝導性を有し、かつ、耐水性にも優れているため、電気電子分野などで使用される放熱材料用途のフィラーとして広く適用できる。酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末のレーザ回折法による体積メジアン径（Ｄ５０）は、１０～１５０μｍ、特に２０～１００μｍが好ましく、このような範囲であれば、成形性を損なわずに樹脂等のバインダに高充填するために適している。 The surface-treated aluminum nitride powder (silicon oxide-coated aluminum nitride powder) obtained by the production method of the present invention has high thermal conductivity derived from the aluminum nitride powder and is also excellent in water resistance. It can be widely applied as a filler for heat dissipation materials used in applications such as The volume median diameter (D50) of silicon oxide-coated aluminum nitride powder measured by laser diffraction method is preferably 10 to 150 μm, particularly preferably 20 to 100 μm. Suitable for filling.
放熱材料のマトリックスとなる樹脂、グリスは、シリコーンゴム、ＥＰＲ、ＳＢＲ等のゴム類、シリコーンオイル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂が挙げられる。放熱材料として、本発明の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を樹脂又はグリス１００質量部あたり１５０～１０００質量部添加するのが良い。 The resin and grease that serve as the matrix of the heat dissipation material are silicone rubber, rubbers such as EPR and SBR, thermosetting resins such as silicone oil, epoxy resin and phenol resin, polyethylene, polypropylene, polyamide, polycarbonate, polyimide, and polyphenylene sulfide. and other thermoplastic resins. As a heat dissipation material, it is preferable to add 150 to 1000 parts by mass of the silicon oxide-coated aluminum nitride powder of the present invention per 100 parts by mass of resin or grease.
このような放熱材料には、本発明の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末以外に、アルミナ、窒化ホウ素、酸化亜鉛、炭化珪素、グラファイトなどのフィラーを一種、または二種以上を充填しても良い。これらのフィラーは、例えばシランカップリング剤やリン酸又はリン酸塩などで表面処理したものを用いても良い。放熱材料の特性や用途に応じて、本発明の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末とそれ以外のフィラーの形状、粒径を選択すれば良い。 In addition to the silicon oxide-coated aluminum nitride powder of the present invention, such a heat dissipation material may be filled with one or more fillers such as alumina, boron nitride, zinc oxide, silicon carbide, and graphite. These fillers may be surface-treated with, for example, a silane coupling agent, phosphoric acid, or a phosphate. The shape and particle size of the silicon oxide-coated aluminum nitride powder of the present invention and other fillers may be selected according to the properties and applications of the heat dissipating material.
さらに、放熱材料には、可塑剤、加硫剤、硬化促進剤、離形剤等の添加剤を添加しても良い。 Furthermore, additives such as a plasticizer, a vulcanizing agent, a curing accelerator, and a release agent may be added to the heat dissipation material.
以下、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例及び比較例における各種物性は、下記の方法により測定した。 The present invention will be described in more detail below, but the present invention is not limited to these examples. Various physical properties in Examples and Comparative Examples were measured by the following methods.
（１）粒径（Ｄ５０）
測定する試料をホモジナイザーにてイオン交換水中に分散させ、レーザ回折粒度分布装置（日機装（株）製ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ ＭＴ３３００ＥＸＩＩ）にて体積積算で５０％となる粒径（Ｄ５０）を測定した。
(1) Particle size (D50)
The sample to be measured was dispersed in ion-exchanged water with a homogenizer, and the particle size (D50) at 50% by volume was measured with a laser diffraction particle size distribution device (MICROTRAC MT3300EXII manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
（２）耐水性
２５０ｍｌのポリエチレン製容器に酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末５ｇ及び蒸留水９５ｇを入れた後、栓をして振とう機を用いて２５℃で１２０時間振とうさせ、次いで濾紙を用いて濾液を採取し、そのｐＨを（株）堀場製作所のｐＨ測定機（型式Ｆ－１５）を用いて測定した。
(2) Water resistance After putting 5 g of silicon oxide-coated aluminum nitride powder and 95 g of distilled water into a 250 ml polyethylene container, the container was stoppered and shaken with a shaker at 25°C for 120 hours, then filter paper was used. Filtrate was collected with a filter, and its pH was measured using a pH measuring instrument (model F-15) manufactured by Horiba, Ltd.
（３）陽イオン不純物含有量（金属元素濃度）
酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末をアルカリ溶融後、酸で中和し、島津製作所製ＩＣＰ－１０００を使用して溶液のＩＣＰ発光分析により、Ｓｉ、Ｎａ、Ｆｅの含有量を定量した。
(3) Cationic impurity content (metal element concentration)
After the silicon oxide-coated aluminum nitride powder was melted with alkali, it was neutralized with acid, and the contents of Si, Na and Fe were quantified by ICP emission analysis of the solution using ICP-1000 manufactured by Shimadzu Corporation.
（４）シリコーンゴムシートの熱伝導率
酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末１０００質量部に付加硬化型シリコーンゴム（信越化学工業製ＫＥ－１０６/ＣＡＴ－ＲＧ）１００質量部が配合された熱伝導性シリコーンゴム組成物を、１５０℃で２０分間加圧プレスし、１０ｃｍ×６ｃｍ、厚さ２ｍｍの大きさに成形して得た熱伝導性シリコーンゴムシートについて、熱伝導率計（京都電子工業製ＱＴＭ－５００）を用いて熱伝導率を測定した。
(4) Thermal conductivity of silicone rubber sheet Thermally conductive silicone rubber in which 100 parts by mass of addition-curable silicone rubber (KE-106/CAT-RG manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is blended with 1000 parts by mass of silicon oxide-coated aluminum nitride powder. The composition was pressurized at 150° C. for 20 minutes and molded into a size of 10 cm×6 cm with a thickness of 2 mm. ) was used to measure thermal conductivity.
（５）シリコーンゴムシートの硬度
（４）で得た熱伝導性シリコーンゴムシートについて、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠してデュロメータＡ硬度計を用いて硬度を測定した。
(5) Hardness of Silicone Rubber Sheet The hardness of the thermally conductive silicone rubber sheet obtained in (4) was measured using a durometer A hardness tester according to JIS K6253.
（６）シリコーンゴムシートの引張強度
（４）で得た熱伝導性シリコーンゴムシートについて、ＪＩＳ Ｋ６３０１に準拠して引張試験を行い、破断時の引張強度を測定した。
(6) Tensile strength of silicone rubber sheet The thermally conductive silicone rubber sheet obtained in (4) was subjected to a tensile test according to JIS K6301 to measure the tensile strength at break.
実施例及び比較例で用いた有機シリコーン化合物を以下に示す。
［実施例１］
出発原料の球状アルミナ水和物粉末として、レーザ回折粒度分布装置による平均粒径（Ｄ５０）：１００μｍ、真球度：０．９２の球状水酸化アルミニウム粉末（たとえば日本軽金属社製ＳＢ９３：ＢＥＴ比表面積；０．０７ｍ２／ｇ）１２０ｇと嵩密度が０．０４ｇ/ｍｌであるカーボン粉末（たとえばデンカ社製デンカブラック粉状）４０ｇとを混合した。次いで、混合粉末をカーボン製容器に充填し、窒素流通下２，０００℃で３時間還元窒化させた後、空気流通下７００℃で３時間酸化処理を行って球状窒化アルミニウム粉末を得た。
[Example 1]
As the starting raw material spherical alumina hydrate powder, spherical aluminum hydroxide powder having an average particle diameter (D50) of 100 μm and a sphericity of 0.92 measured by a laser diffraction particle size distribution device (for example, SB93 manufactured by Nippon Light Metal Co., Ltd.: BET specific surface area ; 0.07 m 2 /g) and 40 g of carbon powder having a bulk density of 0.04 g/ml (for example, Denka black powder manufactured by Denka Co., Ltd.) were mixed. Next, the mixed powder was filled in a carbon container and subjected to reduction nitridation at 2,000° C. for 3 hours under nitrogen flow, and then subjected to oxidation treatment at 700° C. for 3 hours under air flow to obtain spherical aluminum nitride powder.
得られた球状窒化アルミニウム粉末１００ｇに対して、有機シリコーン化合物Ａ－１を１０ｇ混合し、プラネタリーミキサー（井上製作所（株）製）に投入し、２５℃で１０分間攪拌混合して有機シリコーン被覆粉末を得、次いで、大気中で６５０℃、２時間加熱して酸化ケイ素被膜を形成させ、酸化ケイ素被膜を有する表面処理窒化アルミニウム粉末（酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末）を得た。前述の方法にて、粒径（Ｄ５０）、耐水性、陽イオン不純物含有量を測定した結果を表１に示す。また、得られた酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を図１に示す。 10 g of the organosilicon compound A-1 was mixed with 100 g of the obtained spherical aluminum nitride powder, put into a planetary mixer (manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.), stirred and mixed at 25° C. for 10 minutes, and coated with the organic silicone. The powder was obtained and then heated in the atmosphere at 650° C. for 2 hours to form a silicon oxide film, thereby obtaining a surface-treated aluminum nitride powder having a silicon oxide film (silicon oxide-coated aluminum nitride powder). Table 1 shows the results of measuring the particle size (D50), water resistance, and cationic impurity content by the methods described above. A scanning electron microscope (SEM) photograph of the obtained silicon oxide-coated aluminum nitride powder is shown in FIG.
上記で得られた酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末１，０００質量部と、付加硬化型シリコーンゴム（信越化学工業製ＫＥ－１０６/ＣＡＴ－ＲＧ）１００質量部とを自転・公転ミキサーにて混練した。次いで、１５０℃で２０分間加圧プレスして、縦１０ｃｍ、横６ｃｍ、厚さ２ｍｍのシートを得た。
得られたシートについて、前述した方法で熱伝導率、硬度、引張強度を測定した結果を表１に示す。
1,000 parts by mass of the silicon oxide-coated aluminum nitride powder obtained above and 100 parts by mass of addition-curable silicone rubber (KE-106/CAT-RG manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were kneaded in a rotation/revolution mixer. Then, it was pressure-pressed at 150° C. for 20 minutes to obtain a sheet having a length of 10 cm, a width of 6 cm and a thickness of 2 mm.
Table 1 shows the results of measuring the thermal conductivity, hardness and tensile strength of the obtained sheet by the methods described above.
［実施例２］
有機シリコーン化合物Ａ－１に代えて有機シリコーン化合物Ａ－２を１０ｇ用いた以外は実施例１と同様にして酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末について、実施例１と同様に、平均粒径、耐水性、陽イオン不純物含有量を測定し、また、実施例１と同様に、酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末が配合されたシリコーンゴムシートについて、実施例１と同様に、熱伝導率、硬度、引張強度を測定した結果を表１に示す。また、得られた酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を図２に示す。
[Example 2]
A silicon oxide-coated aluminum nitride powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that 10 g of the organic silicone compound A-2 was used instead of the organic silicone compound A-1.
The obtained silicon oxide-coated aluminum nitride powder was measured for average particle size, water resistance, and cationic impurity content in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results of measuring the thermal conductivity, hardness and tensile strength of the blended silicone rubber sheet in the same manner as in Example 1. A scanning electron microscope (SEM) photograph of the obtained silicon oxide-coated aluminum nitride powder is shown in FIG.
［実施例３］
加熱条件を６００℃、３時間とした以外は、実施例１と同様にして酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末について、実施例１と同様に、平均粒径、耐水性、陽イオン不純物量含有量を測定し、また、実施例１と同様に、酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末が配合されたシリコーンゴムシートについて、実施例１と同様に、熱伝導率、硬度、引張強度を測定した結果を表１に示す。
[Example 3]
A silicon oxide-coated aluminum nitride powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that the heating conditions were 600° C. for 3 hours.
The obtained silicon oxide-coated aluminum nitride powder was measured in the same manner as in Example 1 for the average particle diameter, water resistance, and the content of cationic impurities. Table 1 shows the results of measuring the thermal conductivity, hardness and tensile strength of the silicone rubber sheet containing the above.
［比較例１］
有機シリコーン化合物Ａ－１に代えて有機シリコーン化合物Ａ－３を１０ｇ用いた以外は実施例１と同様にして酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末について、実施例１と同様に、平均粒径、耐水性、陽イオン不純物量含有量を測定し、また、実施例１と同様に、酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末が配合されたシリコーンゴムシートについて、実施例１と同様に、熱伝導率、硬度、引張強度を測定した結果を表１に示す。
[Comparative Example 1]
A silicon oxide-coated aluminum nitride powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that 10 g of the organic silicone compound A-3 was used instead of the organic silicone compound A-1.
The obtained silicon oxide-coated aluminum nitride powder was measured in the same manner as in Example 1 for the average particle diameter, water resistance, and the content of cationic impurities. Table 1 shows the results of measuring the thermal conductivity, hardness and tensile strength of the silicone rubber sheet containing the above.
［比較例２］
有機シリコーン化合物Ａ－１に代えて有機シリコーン化合物Ａ－４を１０ｇ用いた以外は実施例１と同様にして酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末について、実施例１と同様に、平均粒径、耐水性、陽イオン不純物量含有量を測定し、また、実施例１と同様に、酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末が配合されたシリコーンゴムシートについて、実施例１と同様に、熱伝導率、硬度、引張強度を測定した結果を表１に示す。
[Comparative Example 2]
A silicon oxide-coated aluminum nitride powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that 10 g of the organic silicone compound A-4 was used instead of the organic silicone compound A-1.
The obtained silicon oxide-coated aluminum nitride powder was measured in the same manner as in Example 1 for the average particle diameter, water resistance, and the content of cationic impurities. Table 1 shows the results of measuring the thermal conductivity, hardness and tensile strength of the silicone rubber sheet containing the above.
＜評価結果＞
比較例１～２の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を水に加えて２５℃で１２０時間振とうさせた後の濾液のｐＨは１４であり、比較例１～２の酸化ケイ素被膜下の窒化アルミニウムは加水分解され、耐水性に劣っていた。一方、実施例１～３の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を上記と同様に処理した濾液のｐＨはいずれも７であり、実施例１～３の酸化ケイ素被膜下の窒化アルミニウムは加水分解されず、耐水性に優れていることが分かった。
従って、本発明の製造方法で形成される窒化アルミニウム粉末上の酸化ケイ素被膜は耐水性に優れることが示された。
<Evaluation results>
The pH of the filtrate after adding the silicon oxide-coated aluminum nitride powder of Comparative Examples 1 and 2 to water and shaking at 25° C. for 120 hours was 14, and the aluminum nitride under the silicon oxide coating of Comparative Examples 1 and 2 was It was hydrolyzed and had poor water resistance. On the other hand, the pH of the filtrate obtained by treating the silicon oxide-coated aluminum nitride powders of Examples 1 to 3 in the same manner as above was 7, and the aluminum nitride under the silicon oxide coating of Examples 1 to 3 was not hydrolyzed. It was found to be excellent in water resistance.
Therefore, it was shown that the silicon oxide film on the aluminum nitride powder formed by the manufacturing method of the present invention is excellent in water resistance.
実施例１～３の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を配合したシリコーンゴムシートの熱伝導率は、比較例１～２の酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を使用したものより優れていた。 The thermal conductivity of the silicone rubber sheets blended with the silicon oxide-coated aluminum nitride powders of Examples 1-3 was superior to those using the silicon oxide-coated aluminum nitride powders of Comparative Examples 1-2.
シリコーンゴムシートの硬度と引張強度、及び、酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の不純物の陽イオン含有量（Ｓｉ、Ｎａ、Ｆｅ）は、実施例と比較例において同程度であった。 The hardness and tensile strength of the silicone rubber sheet, and the cation content (Si, Na, Fe) of impurities in the silicon oxide-coated aluminum nitride powder were comparable between the examples and the comparative examples.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment. The above-described embodiment is an example, and any device having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibiting the same effect is the present invention. included in the technical scope of
Claims (5)
（Ｉ）前記窒化アルミニウム粉末の表面を下記式（１）で示されるシロキサン単位を有する有機シリコーン化合物、及び下記式（２）で示される有機シリコーン化合物の少なくとも一方により覆い、有機シリコーン被覆粉末を得る工程と、
（ＩＩ）前記有機シリコーン被覆粉末を大気中で５００～８００℃の温度で加熱して、前記窒化アルミニウム粉末表面に前記酸化ケイ素被膜を形成して前記酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末を得る工程と、
を含むことを特徴とする酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末の製造方法。
(I) The surface of the aluminum nitride powder is covered with at least one of an organic silicone compound having a siloxane unit represented by the following formula (1) and an organic silicone compound represented by the following formula (2) to obtain an organic silicone-coated powder. process and
(II) heating the organic silicone-coated powder in the air at a temperature of 500 to 800° C. to form the silicon oxide coating on the surface of the aluminum nitride powder to obtain the silicon oxide-coated aluminum nitride powder;
A method for producing a silicon oxide-coated aluminum nitride powder, comprising:
前記酸化ケイ素被膜が、下記式（１）で示されるシロキサン単位を有する有機シリコーン化合物、及び下記式（２）で示される有機シリコーン化合物の少なくとも一方の熱処理生成物であることを特徴とする酸化ケイ素被覆窒化アルミニウム粉末。
Silicon oxide, wherein the silicon oxide film is a heat-treated product of at least one of an organic silicone compound having a siloxane unit represented by the following formula (1) and an organic silicone compound represented by the following formula (2): Coated aluminum nitride powder.
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| JP2011122000A (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-23 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | Silicone composition for high thermal conductivity potting material and method for selecting high thermal conductivity potting material |
| KR20150113506A (en) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | 주식회사 에이치알에스 | Thermal conductivity liquid silicone rubber composition and manufacturing method there of |
| KR20170114184A (en) * | 2016-04-05 | 2017-10-13 | 주식회사 에이치알에스 | Liquid silicone addition type adhesive composition |
| CN107892898A (en) * | 2017-11-09 | 2018-04-10 | 南京科孚纳米技术有限公司 | A kind of preparation method of high heat conduction low-gravity flame-proof organosilicon casting glue |
| JP2020073622A (en) * | 2018-12-26 | 2020-05-14 | 昭和電工株式会社 | Method for producing silica-coated aluminum nitride particle dispersion resin composition, and method for producing sheet having cured product thereof, and method for producing power device having sheet |
| JP2020147627A (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 信越化学工業株式会社 | Addition curable type silicone composition, cured product of the same and optical semiconductor element |
-
2021
- 2021-12-15 JP JP2021203292A patent/JP7179148B1/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011122000A (en) * | 2009-12-08 | 2011-06-23 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | Silicone composition for high thermal conductivity potting material and method for selecting high thermal conductivity potting material |
| KR20150113506A (en) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | 주식회사 에이치알에스 | Thermal conductivity liquid silicone rubber composition and manufacturing method there of |
| KR20170114184A (en) * | 2016-04-05 | 2017-10-13 | 주식회사 에이치알에스 | Liquid silicone addition type adhesive composition |
| CN107892898A (en) * | 2017-11-09 | 2018-04-10 | 南京科孚纳米技术有限公司 | A kind of preparation method of high heat conduction low-gravity flame-proof organosilicon casting glue |
| JP2020073622A (en) * | 2018-12-26 | 2020-05-14 | 昭和電工株式会社 | Method for producing silica-coated aluminum nitride particle dispersion resin composition, and method for producing sheet having cured product thereof, and method for producing power device having sheet |
| JP2020147627A (en) * | 2019-03-11 | 2020-09-17 | 信越化学工業株式会社 | Addition curable type silicone composition, cured product of the same and optical semiconductor element |
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