JP2024509807A - 組成物 - Google Patents

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Abstract

本出願は、組成物およびその用途に関する。本出願では、硬化性である場合に常温硬化が可能で、適正レベルの硬度および低い接着力と優れた熱伝導度を見せる放熱素材を形成できる組成物を提供することができる。また、本出願では、前記低い接着力などを可塑剤などを使用しないか、使用してもその使用比率を最小化した状態で達成することができる。本出願は、また、前記組成物またはその硬化体を含む製品を提供することができる。

Description

本出願は、組成物に関する。
バッテリーなどのように熱の管理が必要な電気または電子機器が増加するに伴い、放熱素材の重要性が高まっている。
従来知られた代表的な放熱素材は、樹脂バインダーに熱伝導性フィラーを充填した素材である(例えば、特許文献1)。
上記のような放熱素材において樹脂バインダーとしては、通常シリコーン樹脂、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂などが使用される。
放熱素材は、基本的に熱伝導度に優れていることが要求され、用途に応じてさらなる機能も要求される。例えば、用途によっては、放熱素材は、高い熱伝導度とともに、特定の被着体に対して低い接着力を示すことが要求される。
例えば、製品内で放熱素材と接する部品の交換が必要である場合、または工程中に放熱素材の位置などを変更する必要がある場合に、前記放熱素材は、低い接着力を示すことを必要とする。
公知の放熱素材のうちで低い接着力を示す素材は、樹脂バインダーとしてシリコーン樹脂を適用した素材がある。しかしながら、シリコーン樹脂は、相対的に高価である。また、シリコーン樹脂は、電子/電気製品に適用された際に、接点不良などを誘発する成分を含んでいるので、用途が制限される。
特許文献1でも適用したポリウレタン素材は、高い熱伝導度を有する放熱素材を形成することができ、その他様々な長所を有しているが、大部分の被着体に対して高い接着力を示す素材であり、アクリル樹脂やエポキシ樹脂のような素材も、低い接着力を具現することが容易ではない。
高い接着力を示す素材の接着力を低減する方法としては、可塑剤を配合する方法がある。しかしながら、接着力の制御のために配合された可塑剤は、素材自体の固有な長所を損なったり、使用過程で溶出されたりするなどの問題を有している。
放熱素材には、適正レベルの硬度が確保されることが必要である。例えば、放熱素材の硬度が高すぎると、素材自体が過度にブリトル(brittle)になる傾向があり、このような放熱素材は、耐衝撃性、耐振動性および耐久性などが要求される場合に適用しにくい。
放熱素材を 硬化性組成物を用いて形成する場合に、用途に応じて当該組成物がいわゆる常温硬化性を有することが要求される。これは、熱の管理が必要な電気または電子機器内で放熱素材を形成する過程で硬化のために必要な熱や電磁波または湿気を印加することが困難な場合が多いためである。
しかしながら、常温硬化性を有し、かつ硬化後に適正レベルの硬度と特定の被着体(例えば、金属素材)に対して低い接着力を示し、高い熱伝導度が確保される素材を得ることは難しい課題である。
韓国特許公開第2016-0105354号公報
本出願は、組成物を提供することを目的とする。本出願の1つの目的は、前記組成物が硬化性な場合に、常温硬化が可能であり、適正レベルの硬度および低い接着力と優れた熱伝導度を示す放熱素材を形成することができることにある。また、本出願の目的には、前記低い接着力を、可塑剤などを使用しないか、使用してもその使用比率を最小化した状態で達成することが含まれる。
本出願は、また、前記組成物またはその硬化体を含む製品を提供することを1つの目的とする。
本明細書において言及する物性のうちで測定温度がその結果に影響を及ぼす場合には、特段の定めがない限り、当該物性は、常温で測定した物性である。用語常温は、加温および減温しない自然そのままの温度であり、通常、約10℃~30℃の範囲内の1つの温度または約23℃または約25℃程度の温度を意味する。また、本明細書において特段の定めがない限り、温度の単位は、℃である。
本明細書において言及する物性のうちで測定圧力がその結果に影響を及ぼす場合には、特段の定めがない限り、当該物性は、常圧で測定した物性である。用語常圧は、加圧および減圧しない自然そのままの圧力であり、通常、約700mmHg~800mmHgの範囲内の程度を常圧と称する。
本出願の組成物は、放熱素材であってもよく、前記放熱素材を形成できる組成物であってもよい。
本出願の組成物が放熱素材であるというのは、組成物がそれ自体で後述するアルミニウムに対する接着力、硬度および熱伝導度を示すことを意味する。
また、本出願の組成物が放熱素材を形成できるというのは、硬化反応などを経て前記組成物が前記アルミニウムに対する接着力、硬度および熱伝導度を示す素材(例えば、硬化体)を形成することを意味する。
本出願の組成物は、硬化性組成物であってもよい。本出願の組成物が硬化性組成物である場合に、前記組成物は、常温硬化型組成物であってもよい。常温硬化型組成物は、常温で維持された状態で硬化することができる組成物を意味する。
本出願の組成物が硬化性組成物である場合に、前記組成物は、1液型組成物であってもよく、あるいは、2液型組成物であってもよい。用語1液型組成物は、硬化に必要な成分が共に混合されて保管される組成物を意味し、用語2液型組成物は、硬化に必要な成分のうち少なくとも一部が物理的に分離して保管される組成物を意味する。
本出願の組成物は、ポリウレタン組成物であってもよい。用語ポリウレタン組成物は、ポリウレタンまたはポリウレタンを形成できる成分(例えば、後述するポリオール化合物、1価アルコール、チオール化合物および/またはポリイソシアネートなど)を主成分として含む組成物を意味する。上記において主成分として含むというのは、組成物内に前記ポリウレタンまたはポリウレタンを形成できる成分の含有量の下限が55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%または95重量%である場合を意味する。前記組成物内に前記ポリウレタンまたはポリウレタンを形成できる成分の含有量の上限は、100重量%であってもよい。前記ポリウレタンまたはポリウレタンを形成できる成分の含有量は、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であってもよい。前記ポリウレタンまたはポリウレタンを形成できる成分の含有量は、組成物がフィラーおよび/または溶媒を含む場合には、前記フィラーおよび溶媒を除いた組成物内における含有量である。
本出願の組成物は、無溶剤型組成物であってもよい。用語無溶剤型組成物は、組成物内で溶媒の含有量が5重量%以下、4重量%以下、3重量%以下、2重量%以下、1重量%以下または0.5重量%以下である場合を意味する。無溶剤型組成物内で溶媒の含有量は、0重量%以上であるか、0重量%程度であってもよい。すなわち、無溶剤型組成物は、溶媒を実質的に含まなくてもよい。
本出願の組成物は、特定の被着体に対して低い接着力を示すか、あるいは、低い接着力を示す硬化体を形成することができる。例えば、ポリウレタンは、様々な被着体に対して優れた接着性を示す接着素材と知られている。したがって、ポリウレタン組成物が被着体に対して低い接着力を示す方法としては、通常可塑剤などの接着力を低下させる成分を導入する方法が使用される。このような可塑剤などの成分を適用すると、ポリウレタン素材の接着力を低減することができるが、当該成分がポリウレタンで確保され得た他の物性を低下させたり、ポリウレタン素材の使用過程で素材の外部に溶出したりするなどの問題が発生することがある。しかしながら、本出願では、可塑剤などの接着力低下成分を使用しないか、その使用量を最小化しながらも、前記低い接着力を達成することができる。したがって、本出願では、素材の長所を取りながらも、用途に応じて要求されない高い接着力の問題を解決した素材を提供することができる。
例えば、前記組成物またはその硬化体のアルミニウムに対する接着力の上限は、1N/mm、0.9N/mm、0.8N/mm、0.7N/mm、0.6N/mm、0.5N/mm、0.4N/mm、0.3N/mm、0.2N/mmまたは0.1N/mm程度であってもよい。前記接着力は、組成物自体のアルミニウムに対する接着力であるか、あるいは、組成物が硬化性である場合に、硬化した組成物がアルミニウムに対して示す接着力であってもよい。前記アルミニウムに対する接着力の下限は、特に制限されない。例えば、前記接着力の下限は、0N/mm、0.01N/mm、0.02N/mm、0.03N/mm、0.04N/mm、0.05N/mm、0.06N/mm、0.07N/mm、0.08N/mm、0.09N/mm、0.1N/mm、0.11N/mm、0.12N/mm、0.13N/mmまたは0.14N/mm程度であってもよい。前記接着力は、上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であってもよい。前記アルミニウムに対する接着力は、本明細書の実施例に記載された方式で測定することができる。一例示において前記組成物は、アルミニウムに対する接着力が0N/mmであってもよい。すなわち、前記組成物は、アルミニウムに対して接着力が実質的に測定されない組成物であってもよい。
組成物は、また、適切な硬度を示すことができる。前記硬度は、組成物自体の硬度であるか、あるいは、組成物が硬化性である場合に、硬化した組成物の硬度であってもよい。組成物の硬度は、組成物が放熱素材に適用され、適用用途に応じて、優れた耐衝撃性、耐振動性および耐久性を有する製品を提供することができるように調節することができる。例えば、前記組成物またはその硬化体のショア(shore)OOタイプでの硬度(ショアOO硬度)の上限は、90、88、86、84または82程度であってもよく、その上限は、40、45、50、55、60、65、70、75、80、82または84程度であってもよい。前記硬度は、上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であってもよい。前記硬度は、後述する実施例に開示された方法で測定することができる。
組成物は、優れた熱伝導特性を示すことができる。例えば、前記組成物またはその硬化体の熱伝導度の下限は、1.2W/mK、1.4W/mK、1.6W/mK、1.8W/mK、2.0W/mK、2.2W/mK、2.4W/mK、2.6W/mKまたは2.8W/mK程度であってもよく、その上限は、10W/mK、9W/mK、8W/mK、7W/mK、6W/mK、5W/mK、4W/mKまたは3W/mK程度であってもよい。前記熱伝導度は、上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であってもよい。前記熱伝導度は、組成物自体の熱伝導度であるか、あるいは、組成物が硬化性である場合に硬化した組成物の熱伝導度であってもよい。このような熱伝導度は、ASTM D5470規格により測定することができる。
組成物は、また、適切な柔軟性を示すことができる。組成物の柔軟性を所望のレベルに調節することによって、適用用途を大きく拡大することができる。例えば、前記組成物の曲率半径を調節することができる。前記曲率半径は、組成物自体の曲率半径であるか、あるいは、組成物が硬化性である場合に、硬化した組成物の曲率半径であってもよい。前記曲率半径の下限は、例えば、1、2、3、4、5または6程度であってもよく、その上限は、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8または7程度であってもよい。前記曲率半径は、上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であってもよい。このような組成物の曲率半径は、後述する実施例に開示された方法で測定することができる。また、前記曲率半径の単位は、mmである。
本出願の組成物は、絶縁性であってもよい。すなわち組成物は、絶縁性を有するか、および/または絶縁性を有する硬化体を形成することができる。例えば、組成物またはその硬化体は、ASTM D149に準拠して測定した絶縁破壊電圧が約3kV/mm以上、約5kV/mm以上、約7kV/mm以上、10kV/mm以上、15kV/mm以上または20kV/mm以上であってもよい。前記絶縁破壊電圧は、その数値が高いほど優れた絶縁性を有することを示すものであり、上限は、特に制限されるものではないが、組成物の組成などを考慮すると、前記絶縁破壊電圧は、約50kV/mm以下、45kV/mm以下、40kV/mm以下、35kV/mm以下、30kV/mm以下程度であってもよい。上記のような絶縁破壊電圧は、組成物の絶縁性を調節して制御することができ、例えば、樹脂層内に絶縁性フィラーを適用することによって達成することができる。一般的に、フィラーのうち、セラミックフィラーは、絶縁性を確保することができる成分と知られている。
組成物またはその硬化体は、難燃性を有していてもよい。例えば、前記組成物またはその硬化体は、UL 94 V Test(Vertical Burning Test)でV-0等級を示すことができる。これによって、組成物の適用用途に応じて憂慮される火災およびその他事故に対する安定性を確保することができる。
組成物またはその硬化体は、比重が5以下であってもよい。前記比重は、他の例示において4.5以下、4以下、3.5以下または3以下であってもよい。このような範囲の比重を示す樹脂層は、より軽量化された製品を提供するのに有利である。前記比重の下限は、特に制限されない。例えば、前記比重は、約1.5以上または2以上であってもよい。組成物またはその硬化体が前記比重を示すために樹脂層に添加される成分を調節することができる。例えば、フィラーの添加時に、できるだけ低い比重でも目的とする特性(例えば、熱伝導性)を確保できるフィラー、すなわち自体的に比重が低いフィラーを適用したり、表面処理が施されたフィラーを適用したりする方式などが使用できる。
組成物またはその硬化体は、また、熱重量分析(TGA)における5%重量減少(5% weight loss)温度が400℃以上であってもよく、800℃残量が70重量%以上であってもよい。このような特性によって高温安定性をさらに改善することができる。前記800℃残量は、他の例示において約75重量%以上、約80重量%以上、約85重量%以上または約90重量%以上であってもよい。前記800℃残量は、他の例示において約99重量%以下であってもよい。前記熱重量分析(TGA)は、60cm/分の窒素(N2)雰囲気下で20℃/分の昇温速度で25℃~800℃の範囲内で測定することができる。前記熱重量分析(TGA)結果も、組成物の組成の調節を通じて達成することができる。例えば、800℃残量は、通常その組成物に含まれるフィラーの種類や割合によって左右され、過量のフィラーを含むと、前記残量が増加する。
前記組成物は、樹脂成分を含んでもよい。本明細書において用語樹脂成分は、当業界において樹脂として知られた成分はもちろん、硬化反応などを経て樹脂成分を形成できる成分も含まれる。例えば、ポリウレタンは、ポリオール化合物とポリイソシアネートなどが反応して形成されてもよいが、上記においてポリイソシアネートは、それ自体では樹脂成分でない場合が多く、ポリオール化合物も樹脂成分でない場合がある。また、本明細書において言及する後述する1価アルコールやチオール化合物も、樹脂成分ではないことがある。しかしながら、本明細書において前記ポリオール化合物、ポリイソシアネート、1価アルコールおよび/またはチオール化合物は、樹脂成分に該当するポリウレタンを形成するように意図されたものであるから、本明細書においては、樹脂成分と見なすことができる。
本出願の組成物がポリウレタン組成物である場合に、前記樹脂成分は、ポリウレタン、ポリオール化合物、1価アルコール、チオール化合物およびポリイソシアネートからなる群から選ばれた少なくとも1つ以上を含んでもよい。上記においてポリオール化合物、1価アルコール、チオール化合物またはポリイソシアネートは、本出願の組成物が硬化性組成物である場合に、樹脂成分として含まれ得る。
本明細書において用語ポリオール化合物は、ヒドロキシ基を2個以上含む化合物を意味する。このようなポリオール化合物は、単分子性、オリゴマー性または高分子性化合物であってもよい。ポリオール化合物が含む前記ヒドロキシ基の数は、特に制限されないが、一例示において前記ポリオール化合物が含む前記ヒドロキシ基の数の下限は、2個または3個程度であってもよく、その上限は、10個、9個、8個、7個、6個、5個、4個、3個または2個程度であってもよい。前記ヒドロキシ基の数は、上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であってもよい。
目的物性の確保のために、前記ポリオール化合物を選択することができる。
例えば、本出願の組成物または前記樹脂成分は、前記ポリオール化合物として、三官能以上の多官能性ポリオール化合物および二官能性ポリオール化合物を共に含んでもよい。上記において三官能以上は、ポリオール化合物に含まれるヒドロキシ基の数が3個以上であることを意味し、二官能性は、ポリオール化合物に含まれるヒドロキシ基の数が2個であることを意味する。前記三官能以上の多官能性ポリオール化合物が含むヒドロキシ基の数の上限は、10個、9個、8個、7個、6個、5個、4個または3個程度であってもよい。前記三官能以上の多官能性ポリオール化合物が含むヒドロキシ基の数は、3個以上であり、上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であってもよい。
前記三官能以上の多官能性ポリオール化合物および二官能性ポリオール化合物のうち少なくとも1つは、制御された数平均分子量(Mn)を有していてもよい。例えば、前記数平均分子量の下限は、300g/mol、500g/mol、700g/mol、900g/mol、1100g/mol、1300g/mol、1500g/mol、1700g/molまたは1900g/mol程度であってもよく、その上限は、3000g/mol、2800g/mol、2600g/mol、2400g/mol、2200g/mol、2000g/mol、1800g/mol、1600g/mol、1400g/molまたは1200g/mol程度であってもよい。前記数平均分子量は、上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であってもよい。このような数平均分子量を有するポリオール化合物を適用することによって、目的とする物性をより効率的に確保することができる。1つの例示において前記三官能以上の多官能性ポリオール化合物および二官能性ポリオール化合物は、いずれも、前記範囲内で数平均分子量を有していてもよい。
1つの例示において前記三官能以上の多官能性ポリオール化合物および二官能性ポリオール化合物のうちいずれか1つは、数平均分子量が1500g/mol以上であり、他の1つは、1500g/mol未満であってもよい。前記三官能以上の多官能性ポリオール化合物および二官能性ポリオール化合物のうち数平均分子量がさらに大きいポリオール化合物の数平均分子量の下限は、1500g/mol、1700g/molまたは1900g/mol程度であってもよく、その上限は、3000g/mol、2800g/mol、2600g/mol、2400g/mol、2200g/molまたは2000g/mol程度であってもよい。前記数平均分子量は、上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であってもよい。前記三官能以上の多官能性ポリオール化合物および二官能性ポリオール化合物のうち数平均分子量がさらに小さいポリオール化合物の数平均分子量の上限は、1500g/mol、1400g/mol、1300g/mol、1200g/mol、1100g/molまたは1000g/mol程度であってもよく、その下限は、500g/mol、700g/molまたは900g/mol程度であってもよい。前記数平均分子量は、上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であってもよい。
特に制限されるものではないが、前記三官能以上の多官能性ポリオール化合物は、前記二官能性ポリオール化合物より大きい数平均分子量を有していてもよい。
1つの例示において前記三官能以上の多官能性ポリオール化合物および二官能性ポリオール化合物のうちいずれか1つは、いわゆるポリエステルポリオールであり、他の1つは、ポリエーテルポリオールであってもよい。
ポリエステルポリオールとしては、特別な制限なしで公知のポリエステルポリオールを適用することができる。例えば、前記ポリエステルポリオール化合物としては、アルカンジオール単位、ポリオール単位およびジカルボン酸単位を有するポリオールを使用することもできる。このようなポリオールは、前記アルカンジオール、ポリオールおよびジカルボン酸の混合物であるか、あるいは、それらの反応物であってもよい。この際、前記アルカンジオールとしては、3-メチル-1,5-ペンタンジオール(3-methyl-1,5-pentanediol)、1,9-ノナンジオール(1,9-nonanediol)または1,6-ヘキサンジオール(1,6-hexanediol)などの炭素数1~20、炭素数4~20、炭素数4~16または炭素数4~12のジオール化合物が例示できる。また、前記ポリオールとしては、トリメチロールプロパンのように3個~10個、3個~9個、3個~8個、3個~7個、3個~6個、3個~5個または3個~4個のヒドロキシ基で置換された炭素数1~20、炭素数4~20、炭素数4~16または炭素数4~12のアルカンが例示できる。また、前記ジカルボン酸としては、アジピン酸、テレフタル酸、イソフタル酸またはセバシン酸などが例示でき、適切な例示としては、アジピン酸またはセバシン酸が挙げられる。
このような種類のポリエステルポリオール化合物は、例えば、Kuraray社のP-510、P-1010、P-2010、P-3010、P-4010、P-5010、P-6010,F-510,F-1010,F-2010,F-3010、P-2011、P-520、P-2020、P-1012、P-2012、P-630、P-2030、P-2050またはN-2010などの製品名と知られている。
また、ポリエーテルポリオールとして、特別な制限なしで公知のポリエーテルポリオールを適用することができる。例えば、前記ポリエーテルポリオール化合物としては、いわゆるポリアルキレングリコールを適用することができる。上記においてアルキレンとしては、炭素数1~12、炭素数1~8または炭素数1~4のアルキレンが例示できる。
本明細書においてアルキレンまたはアルキレン基は、アルカンから2個の水素原子が離脱して形成された2価の置換基を意味し、この際、前記2個の水素原子は、アルカンの他の炭素原子からそれぞれ1個ずつ離脱することもでき、アルカンは、1つの炭素原子から離脱することもできる。
適切な物性を確保するために、前記三官能以上の多官能性ポリオール化合物および二官能性ポリオール化合物のうち前記三官能以上の多官能性ポリオール化合物として、前記ポリエステルポリオールを適用し、二官能性ポリオール化合物として、前記ポリエーテルポリオールを適用することができる。
本出願の組成物または前記樹脂成分が前記三官能以上の多官能性ポリオール化合物および二官能性ポリオール化合物を含む場合に、前記三官能以上の多官能性ポリオール化合物100重量部に対して前記二官能性ポリオール化合物の含有量の下限は、5重量部、10重量部、15重量部、20重量部、25重量部、30重量部、35重量部、40重量部、45重量部、50重量部、55重量部、60重量部、65重量部、70重量部、75重量部、80重量部、85重量部または90重量部程度であってもよく、その上限は、200重量部、190重量部、180重量部、170重量部、160重量部、150重量部、140重量部、130重量部、120重量部、110重量部、100重量部または90重量部程度であってもよい。前記割合は、上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であってもよい。このような割合で目的とする物性を効果的に確保することができる。
前記樹脂成分は、また、1価アルコールまたはチオール化合物をさらに含んでもよい。上記において1価アルコールは、1つのヒドロキシ基を含む化合物である。上記のような成分をさらに適用することによって、目的とする物性をより効果的に確保することができる。
前記1価アルコールまたはチオール化合物としては、分子量(モル質量)が所定の範囲である化合物を使用することができる。例えば、前記1価アルコールまたはチオール化合物の分子量(モル質量)の下限は、50g/mol、55g/mol、60g/mol、65g/mol、70g/mol、75g/mol、80g/mol、85g/mol、90g/mol、95g/mol、100g/mol、110g/mol、120g/mol、130g/mol、140g/molまたは150g/mol程度であってもよく、その上限は、500g/mol、480g/mol、460g/mol、440g/mol、420g/mol、400g/mol、380g/mol、360g/mol、340g/mol、320g/mol、300g/mol、280g/mol、260g/mol、240g/mol、220g/mol、200g/mol、180g/molまたは160g/mol程度であってもよい。前記1価アルコールまたはチオール化合物の分子量(モル質量)は、上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であってもよい。
適用可能な1価アルコールまたはチオール化合物の種類には、特別な制限はない。本出願では、1つのヒドロキシ基を有する化合物(1価アルコール)または1つのチオール基を有する化合物(チオール化合物)であれば、特別な制限なしで適用することができる。適用可能な1価アルコールの非制限的な例としては、2-プロピルヘプタノール(2-propylheptanol)、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、2-エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、エテノール、プロテノール、ブテノール、アセチレノール、プロペノール、ブチノール、フェノール、メチルフェノール、ピリジノールおよび/またはメチルピリジノールなどが例示でき、チオール化合物としては、エタンチオール、プロパンチオール、ブタンチオール、ペンタンチオール、ヘキサンチオール、ヘプタンチオール、オクタンチオール、2-エチルヘキサンチオール、ノナンチオール、デカンチオール、2-プロピレブタンチオール、エテンチオール、プロテンチオール、ブテンチオール、アセチレンチオール、プロペンチオール、ブチンチオール、ベンゼンチオール、メチルベンゼンチオール、ピリジンチオールおよび/またはメチルピリジンチオールなどが例示できるが、これに制限されるものではない。
含まれる場合、前記三官能以上の多官能性ポリオール化合物100重量部に対して前記1価アルコールまたはチオール化合物の含有量の下限は、1重量部、3重量部、5重量部、7重量部、9重量部、11重量部、13重量部、15重量部、17重量部、19重量部、21重量部、23重量部、25重量部、27重量部または29重量部程度であってもよく、その上限は、100重量部、95重量部、90重量部、85重量部、80重量部、75重量部、70重量部、65重量部、60重量部、55重量部、50重量部、45重量部、40重量部、35重量部または30重量部程度であってもよい。前記割合は、上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であってもよい。このような割合で目的とする物性をさらに効率的に確保することができる。
組成物は、ポリイソシアネートを含んでもよい。このポリイソシアネートは、前記ポリオール化合物などと反応してポリウレタンを形成することができる。用語ポリイソシアネートは、イソシアネート基を2個以上有する化合物を意味する。ポリイソシアネートが有するイソシアネート基の数の下限は、2個または3個程度であってもよく、上限は、10個、9個、8個、7個、6個、5個、4個、3個または2個程度であってもよい。前記イソシアネート基の数は、上述の上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述の下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述の下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述の上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満の範囲内であってもよい。
ポリイソシアネートの種類は、特に制限されないが、目的とする物性の確保のために、芳香族基を含まない非芳香族ポリイソシアネートを使用することができる。
ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルへ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、ノルボルナンジイソシアネートメチル、エチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネートまたはテトラメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ポリイソシアネート;トランスシクロヘキサン-1,4-ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ビス(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またはジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどの脂環族ポリイソシアネート;または前記のうちいずれか1つ以上のカルボジイミド変性ポリイソシアネートやイソシアヌレート変性ポリイソシアネートなどが使用できる。また、ポリイソシアネートとしては、上述したジイソシアネートとポリオール(例えば、トリメチロールプロパンなど)との付加反応物を使用してもよい。また、前記羅列された化合物のうち2以上の混合物が使用できる。
好適な物性の確保のために、前記ポリイソシアネートとして、三官能以上、すなわち3個以上のイソシアネート基を有する多官能性ポリイソシアネートおよび二官能性ポリイソシアネート(2個のイソシアネート基を有する化合物)を共に使用することができる。前記三官能以上の多官能性ポリイソシアネートが含むイソシアネート基の数の上限は、10個、9個、8個、7個、6個、5個、4個または3個程度であってもよい。前記三官能以上のポリイソシアネートが有するイソシアネート基の数は、3個以上であり、かつ上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であってもよい。
前記ポリイソシアネートの適用割合は、組成物に含まれている前記ポリオール化合物、1価アルコールおよび/またはチオール化合物に存在するヒドロキシ基およびチオール基の数と硬化後の物性を考慮して調節することができる。
例えば、前記ポリイソシアネートは、組成物に存在する前記ポリオール化合物100重量部に対して10重量部~2000重量部の範囲内で適正な割合で含まれ得る。
ポリイソシアネートとして、前記三官能以上の多官能性ポリイソシアネートおよび二官能性ポリイソシアネートを同時に含む場合に、前記二官能性ポリイソシアネートの前記三官能以上の多官能性ポリイソシアネート100重量部に対する割合の下限は、5重量部、10重量部、15重量部、20重量部、25重量部、30重量部、35重量部、40重量部、45重量部、50重量部、55重量部または60重量部程度であってもよく、その上限は、200重量部、190重量部、180重量部、170重量部、160重量部、150重量部、140重量部、130重量部、120重量部、110重量部、100重量部、90重量部、80重量部、70重量部または60重量部程度であってもよい。前記割合は、上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述した下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述した上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であってもよい。このような割合で目的とする物性を効果的に確保することができる。
組成物は、さらなる成分としてフィラー成分をさらに含んでもよい。用語フィラー成分は、フィラーからなる成分、すなわちフィラーのみを含む成分を意味する。
1つの例示においてフィラー成分は、互いに平均粒径が異なる2種以上のフィラーを含んでもよい。一例示において前記フィラー成分は、互いに平均粒径が異なる3種以上のフィラーを含んでもよいし、互いに平均粒径が異なる3種~6種、3種~5種、3種~4種または3種のフィラーからなってもよい。すなわち、一例示において前記フィラー成分は、前記互いに平均粒径が異なる3種~6種、3種~5種、3種~4種または3種のフィラーのみを含むこともできる。
他の例示において前記フィラー成分は、レーザー回折法(laser Diffraction)を用いて測定される粒度分布の体積曲線で少なくとも2個のピークを示すことができる。一例示において前記フィラー成分は、前記粒度分布の体積曲線で3個以上のピークを示したり、3個~6個、3個~5個、3個~4個または3個のピークを示したりすることができる。例えば、3個のピークを示すフィラー成分の範囲には、1個、2個または4個以上のピークを示すフィラー成分は含まれない。
本出願のフィラーの平均粒径は、レーザー回折法(laser Diffraction)で測定した粒度分布の体積曲線で体積累積が50%となる粒子直径を意味し、これは、メディアン直径とも呼ばれる。すなわち、本出願では、前記レーザー回折法を通じて体積基準として粒度分布を求め、全体積を100%とした累積曲線で累積値が50%となる地点の粒子直径を前記平均粒径とし、このような平均粒径は、他の例示においてメディアン粒径またはD50粒径と呼ばれる。
したがって、上記において異なる平均粒径を有する2種のフィラーというのは、前記粒度分布の体積曲線で累積値が50%となる地点における粒子直径が異なるフィラーを意味し得る。
通常、フィラー成分を形成するために、互いに平均粒径が異なる2種以上のフィラーを混合する場合に、前記フィラー成分に対してレーザー回折法(laser Diffraction)を用いて測定した粒度分布の体積曲線では、混合したフィラーの種類相当分のピークが現れる。したがって、例えば、互いに平均粒径が異なる3種のフィラーを混合してフィラー成分を構成した場合に、該フィラー成分に対してレーザー回折法を用いて測定した粒度分布の体積曲線は、3個のピークを示す。
本出願の組成物の前記フィラー成分は、熱伝導性フィラー成分であってもよい。用語熱伝導性フィラー成分は、前記組成物またはその硬化体が前述した熱伝導度を示すように機能するフィラー成分を意味する。
1つの例示において前記フィラー成分は、少なくとも平均粒径が60μm~200μmの第1フィラー、平均粒径が10μm~30μmの範囲内である第2フィラーおよび平均粒径が5μm以下の第3フィラーを含んでもよい。
前記第1フィラーの平均粒径の下限は、62μm、64μm、66μmまたは約68μm程度であってもよく、その上限は、200μm、195μm、190μm、185μm、180μm、175μm、170μm、165μm、160μm、155μm、150μm、145μm、140μm、135μm、130μm、125μm、約120μm、115μm、110μm、105μm、100μm、95μm、90μm、85μm、80μmまたは約75μm程度であってもよい。前記第1フィラーの平均粒径は、上述の上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述の下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述の下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述の上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満の範囲内であってもよい。
前記第2フィラーの平均粒径の下限は、10μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μmまたは20μm程度であってもよく、その上限は、29μm、28μm、27μm、26μm、25μm、24μm、23μm、22μm、21μmまたは約20μm程度であってもよい。前記第2フィラーの平均粒径は、上述の上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述の下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述の下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述の上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満の範囲内であってもよい。
前記第3フィラーの下限は、0.01μm、0.1μm、約0.5μm、1μm、1.5μmまたは2μm程度であってもよく、その上限は、5μm、4.5μm、約4μm、3.5μm、3μm、2.5μmまたは2μm程度であってもよい。前記第3フィラーの平均粒径は、上述の上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述の下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述の下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述の上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満の範囲内であってもよい。
前記フィラー成分において第1フィラーの平均粒径(D1)と第3フィラーの平均粒径(D3)の割合(D1/D3)は、25~300の範囲内にありえる。
一例示において前記第3フィラーは、フィラー成分が互いに平均粒径が異なる2種以上のフィラーを含む場合、フィラー成分に含まれるフィラーのうちで平均粒径が最も小さいフィラーであってもよく、前記第1フィラーは、フィラー成分が互いに平均粒径が異なる2種以上のフィラーを含む場合、フィラー成分に含まれるフィラーのうちで平均粒径が最も大きいフィラーであってもよい。このような状態で前記粒径の割合を満たすことができる。
前記割合(D1/D3)の下限は、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230または235程度であってもよく、その上限は、300、290、280、270、260、250、240、220、200、180、160、140、120、100、95、90、85、80、75、70、65または60程度であってもよい。前記割合は、上述の上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述の下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述の下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述の上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満の範囲内であってもよい。
前記フィラー成分において前記第1フィラーの平均粒径(D1)と第2フィラーの平均粒径(D2)の割合(D1/D2)の下限は、3、3.1、3.2、3.3、3.4または3.5程度であるか、20、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5または4程度であってもよい。前記割合は、上述の上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述の下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述の下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述の上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満の範囲内であってもよい。
フィラーとしては、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ:Al)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ホウ素(BN)、窒化ケイ素(Si)、炭化ケイ素(SiC)、酸化ベリリウム(BeO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化マグネシウム(MgO)、水酸化アルミニウム(Al(OH))、水酸化マグネシウム(Mg(OH)))、
炭酸カルシウム(CaCO)および/またはベーマイト(Boehmite)などのようなセラミックフィラーを使用することができる。このようなフィラーは、前述した範囲の熱伝導度を満たすのに有利であり、さらに、セラミックフィラーの適用を通じて前述した絶縁性などを満たすことができる。
前記フィラー成分の前記組成物内での割合の上限は、98重量%、97.5重量%、97重量%、96.5重量%、96重量%、95.5重量%、95重量%、94.5重量%、94重量%、93.5重量%、93重量%、92.5重量%、92重量%、91.5重量%、91重量%、90.5重量%、90.0重量%、89.5重量%、89.0重量%、88.5重量%または88.0重量%程度であってもよく、その下限は、70重量%、71重量%、72重量%、73重量%、74重量%、約75重量%、76重量%、77重量%、78重量%、79重量%、80重量%、81重量%、82重量%、83重量%、84重量%、85重量%、86重量%、87重量%または88重量%程度であってもよい。前記割合は、上述の上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述の下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述の下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述の上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満の範囲内であってもよい。
前記フィラー成分の含有量は、組成物が1液型組成物である場合に、当該組成物の全重量を基準とする割合であり、2液型組成物である場合に、前記2液型組成物の主剤パーツと硬化剤パーツの合計重量を基準とする割合であってもよく、あるいは、前記主剤または硬化剤パーツ単独の全重量を基準とする割合であってもよい。
組成物が2液型組成物からなる場合に、フィラー成分は、最終硬化体に適用しようとするフィラー成分を実質的に同じ量で分割して、主剤および硬化剤パーツそれぞれに導入することが適切である。例えば、2液型組成物において主剤パーツに含まれたフィラーの重量(A)と硬化剤パーツに含まれたフィラーの重量(B)の割合(A/B)は、0.5~2の範囲内、0.5~1.5の範囲内または0.8~1.2の範囲内であってもよい。
フィラー成分は、前記熱伝導性フィラーの他にも、必要な場合に、様々な種類のフィラーを含んでもよく、例えば、グラファイト(graphite)などのような炭素フィラーやフュームドシリカまたはクレーなどを適用することもできる。
組成物は、上述した成分の他にも、必要な成分をさらに含んでもよい。
一例示において前記組成物は、可塑剤をさらに含んでもよい。前述したように、本出願では、可塑剤を適用することなく、特定の素材に対して低い接着力を確保することができるが、必要な場合に、少量の可塑剤を適用することもできる。
適用可能な可塑剤の種類には、特別な制限はなく、例えば、ジオクチルフタレート(dioctyl phthalate、DOP)、ジブチルフタレート(dibutyl phthalate、DBP)、ブチルベンジルフタレート(butylbenzyl phthalate、BBP)、ジイソノニルフタレート(diisononyl phthalate、DINP)またはポリエチレンテレフタレート(polyethyleneterephthalate、PET)などのフタレート系可塑剤や、ジオクチルアジペート(dioctyl adipate、DOA)またはジイソノニルアジペート(diisononyl adipate、DINA)などのアジペート系可塑剤、脂肪酸系可塑剤、リン酸系可塑剤またはポリエステル系可塑剤などを適用することができる。
可塑剤が含まれる場合に、その割合は、目的によって調節することができる。例えば、前記可塑剤は、含まれる場合に、前記ポリオール化合物100重量部に対して前記可塑剤の重量比の下限は、0.5重量部、1.5重量部、2重量部、3重量部、4重量部、5重量部、6重量部、7重量部、8重量部、9重量部、10重量部、15重量部、20重量部、25重量部、30重量部、35重量部、40重量部、45重量部、50重量部、100重量部、150重量部、200重量部、250重量部または300重量部程度であってもよく、その上限は、500重量部、450重量部、400重量部、350重量部、300重量部、250重量部、200重量部、150重量部、100重量部、90重量部、80重量部、70重量部、60重量部、50重量部、40重量部、30重量部、20重量部、19重量部、18重量部、17重量部、16重量部、15重量部、14重量部、13重量部、12重量部、11重量部、10重量部、9重量部、8重量部、7重量部、6重量部、5重量部、4重量部、3重量部、2重量部または1重量部程度であってもよい。前記割合は、上述の上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満であるか、上述の下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であるか、上述の下限のうち任意のいずれか1つの下限以上または超過であり、かつ上述の上限のうち任意のいずれか1つの上限以下または未満の範囲内であってもよい。
前記割合は、全体組成物の組成や目的とする用途を考慮して変更することもできる。
組成物は、前記成分の他にも、必要に応じてさらなる成分を含んでもよい。さらなる成分の例としては、硬化反応を補助または促進する触媒、粘度の調節、例えば粘度を高めたりあるいは低減したりするためのまたはせん断力による粘度の調節のための粘度調節剤(例えば、揺変性付与剤、希釈剤など)、分散剤、表面処理剤またはカップリング剤などをさらに含んでいてもよい。
組成物は、難燃剤または難燃補助剤などをさらに含んでもよい。この場合、特別な制限なしで、公知の難燃剤が使用でき、例えば、固状のフィラー形態の難燃剤や液状難燃剤などを適用することができる。
難燃剤としては、例えば、メラミンシアヌレート(melamine cyanurate)などのような有機系難燃剤や水酸化マグネシウムなどのような無機系難燃剤などがある。樹脂層に充填されるフィラーの量が多い場合、液状タイプの難燃材料(TEP、Triethyl phosphateまたはTCPP、tris(1,3-chloro-2-propyl)phosphateなど)を使用してもよい。また、難燃上昇剤の作用をすることができるシランカップリング剤を追加してもよい。
組成物は、前述したように、1液型組成物または2液型組成物であってもよい。2液型組成物である場合に、組成物の前述した各成分は、物理的に分離した主剤パーツと硬化剤パーツに分けられて含まれてもよい。
本出願は、一例示において前記組成物が2液型組成物からなる組成物(2液型組成物)に関する。
このような2液型組成物は、少なくとも主剤パーツと硬化剤パーツを含んでもよいし、前記主剤および硬化剤パーツは、互いに物理的に分離していてもよい。このように物理的に分離した主剤および硬化剤パーツが混合されると、硬化反応が開始し、その結果、ポリウレタンが形成される。
2液型組成物において主剤パーツは、少なくとも前記ポリオール化合物を含んでもよいし、硬化剤パーツは、少なくとも前記ポリイソシアネートを含んでもよい。
組成物に前述した1価アルコールおよび/またはチオール化合物が含まれる場合に、この化合物は、例えば前記主剤パーツに含まれてもよい。
また、フィラー成分は、前記主剤および硬化剤パーツのうちいずれか1つに含まれていたり、前記主剤および硬化剤パーツの両方に含まれたりしていてもよい。フィラー成分が主剤および硬化剤パーツの両方に含まれる場合に、主剤および硬化剤パーツに同量のフィラー成分が含まれてもよい。
その他成分である触媒、可塑剤、難燃剤などは、必要に応じて前記主剤および/または硬化剤パーツに含まれてもよい。
また、前記2液型組成物において前記主剤パーツの体積(P)の前記硬化剤パーツの体積(N)に対する体積比(P/N)は、約0.8~1.2の範囲内にありえる。
このような2液型組成物またはその硬化体も、前述したアルミニウムに対する接着力、熱伝導度、硬度、曲率半径、絶縁性、難燃性、比重および/または熱重量分析(TGA)における5%重量減少(5% weight loss)温度などを示すことができる。
本出願は、また、前記組成物またはその硬化体を含む製品に関する。本出願の組成物またはその硬化体は、放熱素材として有用に適用することができる。したがって、前記製品は、発熱部品を含んでもよい。用語発熱部品は、使用過程で熱を発生させる部品を意味し、その種類は、特に制限されない。代表的な発熱部品としては、バッテリーセル、バッテリーモジュールまたはバッテリーパックなどを含む様々な電気/電子製品がある。
本出願の製品は、例えば、前記発熱部品と、前記発熱部品と隣接して存在する前記組成物(または前記2液型組成物)またはその硬化体を含んでもよい。
本出願の製品を構成する具体的な方法は、特に制限されず、本出願の組成物または2液型組成物またはその硬化体が放熱素材に適用されると、公知の様々な方式で前記製品を構成することができる。
本出願では、硬化性である場合に、常温硬化が可能であり、適正レベルの硬度および低い接着力と優れた熱伝導度を示す放熱素材を形成できる組成物を提供することができる。また、本出願では、前記低い接着力などを、可塑剤などを使用しないか、使用してもその使用比率を最小化した状態で達成することができる。本出願は、また、前記組成物またはその硬化体を含む製品を提供することができる。
以下、実施例に基づいて本出願を具体的に説明するが、本出願の範囲が下記実施例によって制限されるものではない。
下記で言及する硬化体は、いずれも、2液型で製造された実施例または比較例の組成物の主題および硬化剤パーツを1:1の体積比で混合した後に、常温で24時間程度維持して形成したものである。
1.熱伝導度
組成物またはその硬化体の熱伝導度は、ISO22007-2規格によってホットディスク(Hot-Dist)方式で測定した。具体的には、2液型からなる実施例または比較例の主剤パーツおよび硬化剤パーツの体積比1:1の混合物を厚さが約7mm程度のモールドに位置させ、Hot Disk装備を用いてthrough plane方向に熱伝導度を測定した。前記規格(ISO22007-2)に規定されたように、Hot Disk装備は、ニッケル線が二重スパイラル構造となっているセンサーが加熱されることで、温度変化(電気抵抗変化)を測定して熱伝導度を確認できる装備であり、このような規格によって熱伝導度を測定した。
2.アルミニウムに対する接着力の測定
横および縦の長さがそれぞれ2cmおよび7cmのアルミニウム基板の中央に横2cmおよび縦2cm程度となるように未硬化の樹脂組成物(主剤パーツおよび硬化剤パーツの混合物)をコートし、さらに、前記コーティング層上に横および縦の長さがそれぞれ2cmおよび7cmのアルミニウム基板を付着し、その状態を維持して前記樹脂組成物を硬化させた。上記において2個のアルミニウム基板は、互いに90度の角度を成すように付着した。その後、上部のアルミニウム基板を固定した状態で下部のアルミニウム基板を0.5mm/minの速度で押圧して前記下部アルミニウム基板が分離する間の力を測定し、この過程で測定される最大値の力を試験片の面積で割ってアルミニウムに対する接着力を求めた(90度レベルの剥離角度)。
3.硬度の測定
組成物の硬化体の硬度は、ASTM D 2240、JIS K 6253規格によって測定した。ASKER、durometer hardness機器を用いて行い、平たい状態のサンプル(樹脂層)の表面に1Kg以上の荷重(約1.5Kg)を加えて初期硬度を測定し、15秒後に安定化された測定値で確認して硬度を評価した。
4.曲率半径の測定
硬化体の曲率半径は、横、縦および厚さがそれぞれ1cm、10cmおよび2mmの硬化体を使用して評価した。前記曲率半径は、前記硬化体を様々な半径を有する円筒に付着させ、縦方向に沿って曲げたとき、前記硬化体にクラック(crack)が発生しない円筒の最小半径である。また、特段の定めがない限り、本明細書において曲率半径の単位は、mmである。
5.数平均分子量の測定
重量平均分子量(Mw)は、GPC(Gel permeation chromatography)を使用して測定した。具体的には、重量平均分子量(Mw)は、5mLバイアル(vial)に分析対象試料を入れ、約1mg/mLの濃度となるようにTHF(tetrahydrofuran)溶剤で希釈した後、Calibration用標準試料と分析試料をsyringe filter(pore size:0.45μm)を通じてろ過させ、測定することができる。分析プログラムとしては、Agilent technologies社のChemStationを使用し、試料のelution timeをcalibration curveと比較して重量平均分子量(Mw)を求めることができる。
<GPC測定条件>
機器:Agilent technologies社の1200series
カラム:Agilent technologies社のTL Mix.A&B使用
溶剤:THF(tetrahydrofuran)
カラム温度:35℃
サンプル濃度:1mg/mL、200μl注入
標準試料:ポリスチレン(MP:3900000、723000、316500、52200、31400、7200、3940、485)使用
実施例1.
主剤パーツの製造
ポリオール化合物として、三官能性ポリエステルポリオール(Kuraray社、F-2010)および二官能性ポリエーテルポリオール(ポリプロピレングリコール)(錦湖石油化学、PPG-1000D)と1価アルコールとして2-プロピルヘプタノール(2-propylheptanol,2PH)をフィラー成分および触媒(dibutyltin dilaurate,DBTDL)と混合して、主剤パーツを製造した。上記において三官能性ポリエステルポリオール(Kuraray社、F-2010)は、3個のヒドロキシ基を有し、数平均分子量が約2000g/molであり、3-メチル-1,5-ペンタンジオール単位およびトリメチロールプロパン単位およびアジピン酸単位を有する化合物であり、前記二官能性ポリエーテルポリオールは、数平均分子量が約1000g/molのポリプロピレングリコールである。前記成分の混合比は、100:90:30:1869の重量比(F-2010:PPG-1000D:2-PH:フィラー成分)とし、触媒は、触媒量で添加した。上記においてフィラー成分としては、平均粒径が約70μmの第1アルミナフィラー、平均粒径が約20μmの第2アルミナフィラーおよび平均粒径が約1μmの第3アルミナフィラーを混合して製造した。前記混合時の重量比は、60:20:20(第1アルミナフィラー:第2アルミナフィラー:第3アルミナフィラー)程度とした。
硬化剤パーツの製造
ポリイソシアネートとして、三官能性ポリイソシアネート(三官能HDI Trimer,Vencorex社、HD T LV2)および二官能性ポリイソシアネート(Asahi Kasei社、AE700-100)をフィラー成分と混合して、硬化剤パーツを製造した。混合比は、100:60:3271の重量比(HD T LV2:AE700-100:フィラー成分)とした。上記においてフィラー成分としては、主剤パーツで適用したものと同じ成分を使用した。
組成物の製造
前記主剤パーツと硬化剤パーツを1:1の体積比で準備し、組成物を製造した。前記主剤パーツと硬化剤パーツの混合および硬化は、全て常温で行った。
比較例1.
主剤パーツの製造
ポリオール化合物として、二官能性ポリエーテルポリオール(ポリプロピレングリコール)(錦湖石油化学、PPG-1000D)をフィラー成分および触媒と混合して、主剤パーツを製造した。前記成分の混合比は、100:1010の重量比(PPG-1000D:フィラー成分)とし、触媒は、触媒量で添加した。上記においてフィラー成分および触媒としては、実施例1と同じ成分を使用した。
硬化剤パーツの製造
ポリイソシアネートとして、三官能性ポリイソシアネート(三官能HDI Trimer,Vencorex社、HD T LV2)および二官能性ポリイソシアネート(Asahi Kasei社、AE700-100)をフィラー成分と混合して、硬化剤パーツを製造した。混合比は、100:25:5631の重量比(HD T LV2:AE700-100:フィラー成分)とした。上記においてフィラー成分は、実施例1と同じものを使用した。
組成物の製造
前記主剤パーツと硬化剤パーツを1:1の体積比で準備し、組成物を製造した。前記主剤パーツと硬化剤パーツの混合および硬化は、全て常温で行った。
比較例2.
主剤パーツの製造
ポリオール化合物として、二官能性ポリエーテルポリオール(ポリプロピレングリコール)(錦湖石油化学、PPG-1000D)をフィラー成分および触媒と混合して、主剤パーツを製造した。前記成分の混合比は、100:1010の重量比(PPG-1000D:フィラー成分)とし、触媒は、触媒量で配合した。上記においてフィラー成分および触媒としては、実施例1と同じ成分を使用した。
硬化剤パーツの製造
ポリイソシアネートとして、三官能性ポリイソシアネート(三官能HDI Trimer,Vencorex社、HD T LV2)をフィラー成分と混合して、硬化剤パーツを製造した。混合比は、100:4990の重量比(HD T LV2:フィラー成分)とした。上記においてフィラー成分は、実施例1と同じものを使用した。
組成物の製造
前記主剤パーツと硬化剤パーツを1:1の体積比で準備し、組成物を製造した。前記主剤パーツと硬化剤パーツの混合および硬化は、全て常温で行った。
比較例3.
主剤パーツの製造
ポリオール化合物として、二官能性ポリエーテルポリオール(ポリプロピレングリコール)(錦湖石油化学、PPG-1000D)をフィラー成分および触媒と混合して、主剤パーツを製造した。前記成分の混合比は、100:1156の重量比(PPG-1000D:フィラー成分)とし、触媒は、触媒量で配合した。上記においてフィラー成分および触媒としては、実施例1と同じ成分を使用した。
硬化剤パーツの製造
三官能性ポリイソシアネート(三官能HDI Trimer,Vencorex社、HD T LV2)をフィラー成分と混合して、硬化剤パーツを製造した。混合比は、100:4416の重量比(HD T LV2:フィラー成分)とした。上記においてフィラー成分は、実施例1と同じものを使用した。
組成物の製造
前記主剤パーツと硬化剤パーツを1:1の体積比で準備し、組成物を製造した。前記主剤パーツと硬化剤パーツの混合および硬化は、全て常温で行った。
比較例4.
主剤パーツの製造
ポリオール化合物として、三官能性ポリエステルポリオール(Kuraray社、F-2010)および二官能性ポリエーテルポリオール(ポリプロピレングリコール)(錦湖石油化学、PPG-1000D)をフィラー成分および触媒と混合して、主剤パーツを製造した。前記成分の混合比は、100:233:3788の重量比(F-2010:PPG-1000D:フィラー成分)とし、触媒は、触媒量で配合した。上記においてフィラー成分および触媒としては、実施例1と同じ成分を使用した。
硬化剤パーツの製造
ポリイソシアネートとして、三官能性ポリイソシアネート(三官能HDI Trimer,Vencorex社、HD T LV2)をフィラー成分と混合して、硬化剤パーツを製造した。混合比は、100:4698の重量比(HD T LV2:フィラー成分)とした。上記においてフィラー成分は、実施例1と同じものを使用した。
組成物の製造
前記主剤パーツと硬化剤パーツを1:1の体積比で準備し、組成物を製造した。前記主剤パーツと硬化剤パーツの混合および硬化は、全て常温で行った。
比較例5.
主剤パーツの製造
ポリオール化合物として、三官能性ポリエステルポリオール(Kuraray社、F-2010)および二官能性ポリエーテルポリオール(ポリプロピレングリコール)(錦湖石油化学、PPG-1000D)をフィラー成分および触媒と混合して、主剤パーツを製造した。前記成分の混合比は、100:150:2825の重量比(F-2010:PPG-1000D:フィラー成分)とし、触媒は、触媒量で配合した。上記においてフィラー成分および触媒としては、実施例1と同じ成分を使用した。
硬化剤パーツの製造
ポリイソシアネートとして、三官能性ポリイソシアネート(三官能HDI Trimer,Vencorex社、HD T LV2)をフィラー成分と混合して、硬化剤パーツを製造した。混合比は、100:4811の重量比(HD T LV2:フィラー成分)とした。上記においてフィラー成分は、実施例1と同じものを使用した。
組成物の製造
前記主剤パーツと硬化剤パーツを1:1の体積比で準備し、組成物を製造した。前記主剤パーツと硬化剤パーツの混合および硬化は、全て常温で行った。
比較例6.
主剤パーツの製造
ポリオール化合物として、三官能性ポリエステルポリオール(Kuraray社、F-2010)および二官能性ポリエーテルポリオール(ポリプロピレングリコール)(錦湖石油化学、PPG-1000D)をフィラー成分および触媒と混合して、主剤パーツを製造した。前記成分の混合比は、100:100:2252の重量比(F-2010:PPG-1000D:フィラー成分)とし、触媒は、触媒量で配合した。上記においてフィラー成分および触媒としては、実施例1と同じ成分を使用した。
硬化剤パーツの製造
ポリイソシアネートとして、三官能性ポリイソシアネート(三官能HDI Trimer,Vencorex社、HD T LV2)をフィラー成分と混合して、硬化剤パーツを製造した。混合比は、100:4912の重量比(HD T LV2:フィラー成分)とした。上記においてフィラー成分は、実施例1と同じものを使用した。
組成物の製造
前記主剤パーツと硬化剤パーツを1:1の体積比で準備し、組成物を製造した。前記主剤パーツと硬化剤パーツの混合および硬化は、全て常温で行った。
比較例7.
主剤パーツの製造
ポリオール化合物として、三官能性ポリエステルポリオール(Kuraray社、F-2010)および二官能性ポリエーテルポリオール(ポリプロピレングリコール)(錦湖石油化学、PPG-1000D)をフィラー成分および触媒と混合して、主剤パーツを製造した。前記成分の混合比は、100:150:2793の重量比(F-2010:PPG-1000D:フィラー成分)とし、触媒は、触媒量で配合した。上記においてフィラー成分および触媒としては、実施例1と同じ成分を使用した。
硬化剤パーツの製造
ポリイソシアネートとして、三官能性ポリイソシアネート(三官能HDI Trimer,Vencorex社、HD T LV2)をフィラー成分と混合して、硬化剤パーツを製造した。混合比は、100:5091の重量比(HD T LV2:フィラー成分)とした。上記においてフィラー成分は、実施例1と同じものを使用した。
組成物の製造
前記主剤パーツと硬化剤パーツを1:1の体積比で準備し、組成物を製造した。前記主剤パーツと硬化剤パーツの混合および硬化は、全て常温で行った。
比較例8.
主剤パーツの製造
ポリオール化合物として、三官能性ポリエステルポリオール(Kuraray社、F-2010)および二官能性ポリエーテルポリオール(ポリプロピレングリコール)(錦湖石油化学、PPG-1000D)をフィラー成分および触媒と混合して、主剤パーツを製造した。前記成分の混合比は、100:150:2759の重量比(F-2010:PPG-1000D:フィラー成分)とし、触媒は、触媒量で配合した。上記においてフィラー成分および触媒としては、実施例1と同じ成分を使用した。
硬化剤パーツの製造
ポリイソシアネートとして、三官能性ポリイソシアネート(三官能HDI Trimer,Vencorex社、HD T LV2)をフィラー成分と混合して、硬化剤パーツを製造した。混合比は、100:5344の重量比(HD T LV2:フィラー成分)とした。上記においてフィラー成分は、実施例1と同じものを使用した。
組成物の製造
前記主剤パーツと硬化剤パーツを1:1の体積比で準備し、組成物を製造した。前記主剤パーツと硬化剤パーツの混合および硬化は、全て常温で行った。
比較例9.
主剤パーツの製造
ポリオール化合物として、三官能性ポリエステルポリオール(Kuraray社、F-2010)を1価アルコール(2-propylheptanol,2-PH)、フィラー成分および触媒と混合して、主剤パーツを製造した。前記成分の混合比は、100:11:1230の重量比(F-2010:2-PH:フィラー成分)とし、触媒は、触媒量で配合した。上記においてフィラー成分および触媒としては、実施例1と同じ成分を使用した。
硬化剤パーツの製造
ポリイソシアネートとして、三官能性ポリイソシアネート(三官能HDI Trimer,Vencorex社、HD T LV2)をフィラー成分と混合して、硬化剤パーツを製造した。混合比は、100:3562の重量比(HD T LV2:フィラー成分)とした。上記においてフィラー成分は、実施例1と同じものを使用した。
組成物の製造
前記主剤パーツと硬化剤パーツを1:1の体積比で準備し、組成物を製造した。前記主剤パーツと硬化剤パーツの混合および硬化は、全て常温で行った。
比較例10.
主剤パーツの製造
ポリオール化合物として、三官能性ポリエステルポリオール(Kuraray社、F-2010)を1価アルコール(2-propylheptanol,2-PH)、フィラー成分および触媒と混合して、主剤パーツを製造した。前記成分の混合比は、100:25:1619の重量比(F-2010:2-PH:フィラー成分:触媒)とし、触媒は、触媒量で配合した。上記においてフィラー成分および触媒としては、実施例1と同じ成分を使用した。
硬化剤パーツの製造
ポリイソシアネートとして、三官能性ポリイソシアネート(三官能HDI Trimer,Vencorex社、HD T LV2)をフィラー成分と混合して、硬化剤パーツを製造した。混合比は、100:3111の重量比(HD T LV2:フィラー成分)とした。上記においてフィラー成分は、実施例1と同じものを使用した。
組成物の製造
前記主剤パーツと硬化剤パーツを1:1の体積比で準備し、組成物を製造した。前記主剤パーツと硬化剤パーツの混合および硬化は、全て常温で行った。
比較例11.
主剤パーツの製造
ポリオール化合物として、三官能性ポリエステルポリオール(Kuraray社、F-2010)を1価アルコール(2-propylheptanol,2-PH)、フィラー成分および触媒と混合して、主剤パーツを製造した。前記成分の混合比は、100:67:2371の重量比(F-2010:2-PH:フィラー成分)とし、触媒は、触媒量で配合した。上記においてフィラー成分および触媒としては、実施例1と同じ成分を使用した。
硬化剤パーツの製造
ポリイソシアネートとして、三官能性ポリイソシアネート(三官能HDI Trimer,Vencorex社、HD T LV2)をフィラー成分と混合して、硬化剤パーツを製造した。混合比は、100:2555の重量比(HD T LV2:フィラー成分)とした。上記においてフィラー成分は、実施例1と同じものを使用した。
組成物の製造
前記主剤パーツと硬化剤パーツを1:1の体積比で準備し、組成物を製造した。前記主剤パーツと硬化剤パーツの混合および硬化は、全て常温で行った。
比較例12.
主剤パーツの製造
ポリオール化合物として、三官能性ポリエステルポリオール(Kuraray社、F-2010)を1価アルコール(2-propylheptanol,2-PH)、フィラー成分および触媒と混合して、主剤パーツを製造した。前記成分の混合比は、100:104:3046の重量比(F-2010:2-PH:フィラー成分)とし、触媒は、触媒量で配合した。上記においてフィラー成分および触媒としては、実施例1と同じ成分を使用した。
硬化剤パーツの製造
ポリイソシアネートとして、三官能性ポリイソシアネート(三官能HDI Trimer,Vencorex社、HD T LV2)をフィラー成分と混合して、硬化剤パーツを製造した。混合比は、100:2357の重量比(HD T LV2:フィラー成分)とした。上記においてフィラー成分は、実施例1と同じものを使用した。
組成物の製造
前記主剤パーツと硬化剤パーツを1:1の体積比で準備し、組成物を製造した。前記主剤パーツと硬化剤パーツの混合および硬化は、全て常温で行った。
前記実施例および比較例に対して整理した物性評価の結果は、下記の表1の通りである。下記の表1で、バルク破壊は、接着力測定のためにアルミニウムから組成物の硬化体を剥離するときに硬化体の破壊が起こり、アルミニウムと硬化体の界面での接着力の測定が不可能な場合を意味し、曲率半径が測定不能な場合は、硬化体の硬度が低すぎるか、機械的強度が確保されないため、容易に破れたり、もろい剤形になったりして、測定不能な場合を意味する。
フィラーとしては、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ:Al)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ホウ素(BN)、窒化ケイ素(Si)、炭化ケイ素(SiC)、酸化ベリリウム(BeO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化マグネシウム(MgO)、水酸化アルミニウム(Al(OH))、水酸化マグネシウム(Mg(OH))、水酸化カルシウム(Ca(OH) 2 )、ハイドロマグネサイト、炭酸カルシウム(CaCO)および/またはベーマイト(Boehmite)などのようなセラミックフィラーを使用することができる。このようなフィラーは、前述した範囲の熱伝導度を満たすのに有利であり、さらに、セラミックフィラーの適用を通じて前述した絶縁性などを満たすことができる。
5.数平均分子量の測定
数平均分子量(Mn)は、GPC(Gel permeation chromatography)を使用して測定した。具体的には、数平均分子量(Mn)は、5mLバイアル(vial)に分析対象試料を入れ、約1mg/mLの濃度となるようにTHF(tetrahydrofuran)溶剤で希釈した後、Calibration用標準試料と分析試料をsyringe filter(pore size:0.45μm)を通じてろ過させ、測定することができる。分析プログラムとしては、Agilent technologies社のChemStationを使用し、試料のelution timeをcalibration curveと比較して数平均分子量(Mn)を求めることができる。

Claims (17)

  1. 樹脂成分およびフィラー成分を含み、
    アルミニウムに対する接着力が1N/mm以下であり、ショアOO硬度が90未満である組成物。
  2. 熱伝導率が1.2W/mK以上である、請求項1に記載の組成物。
  3. 樹脂成分は、ポリオール化合物、1価アルコール、チオール化合物、ポリイソシアネート化合物またはポリウレタンを含む、請求項1または2に記載の組成物。
  4. 樹脂成分は、三官能以上の多官能性ポリオール化合物および二官能性ポリオール化合物を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. 三官能以上の多官能性ポリオール化合物および二官能性ポリオール化合物のうち少なくとも1つは、数平均分子量が300~3000g/molの範囲内にある、請求項4に記載の組成物。
  6. 三官能以上の多官能性ポリオール化合物および二官能性ポリオール化合物のうちいずれか1つは、数平均分子量が1500g/mol以上であり、他の1つは、1500g/mol未満である、請求項4に記載の組成物。
  7. 三官能以上の多官能性ポリオール化合物および二官能性ポリオール化合物のうちいずれか1つは、ポリエステルポリオールであり、他の1つは、ポリエーテルポリオールである、請求項4に記載の組成物。
  8. ポリエステルポリオールは、アルカンジオール単位、ポリオール単位およびジカルボン酸単位を含み、前記ジカルボン酸単位は、アジピン酸単位またはセバシン酸単位である、請求項7に記載の組成物。
  9. 樹脂成分は、三官能以上の多官能性ポリオール化合物100重量部に対して5~200重量部の二官能性ポリオール化合物を含む、請求項4に記載の組成物。
  10. 樹脂成分は、1価アルコールまたはチオール化合物をさらに含む、請求項4に記載の組成物。
  11. 樹脂成分は、三官能以上の多官能性ポリオール化合物100重量部に対して1~100重量部の1価アルコールまたはチオール化合物を含む、請求項10に記載の組成物。
  12. 樹脂成分は、ポリイソシアネートを含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の組成物。
  13. ポリイソシアネートは、三官能以上の多官能性ポリイソシアネートおよび二官能性ポリイソシアネートを含む、請求項12に記載の組成物。
  14. ポリイソシアネートは、三官能以上の多官能性ポリイソシアネート100重量部に対して5~200重量部の二官能性ポリイソシアネートを含む、請求項13に記載の組成物。
  15. フィラーは、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、ハイドロマグネサイト、マグネシア、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化亜鉛または酸化ベリリウムである、請求項1から14のいずれか一項に記載の組成物。
  16. ポリオール成分およびフィラーを含む主剤パーツと、
    硬化剤成分およびフィラーを含む硬化剤パーツと、を含み、
    アルミニウムに対する接着力が1N/mm以下であり、ショアOO硬度が90未満である2液型組成物。
  17. 発熱部品と、前記発熱部品と隣接して存在する、請求項1に記載の組成物または請求項16に記載の2液型組成物または前記組成物の硬化体を含む製品。
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