JP3166324B2 - シリカ微粉末、その製造方法及び該シリカ微粉末を含有する樹脂組成物 - Google Patents
シリカ微粉末、その製造方法及び該シリカ微粉末を含有する樹脂組成物Info
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Description
中に分散性よく混合することができ、かつ低粘度化が可
能なシリカ微粉末、及びその製造方法、並びに該シリカ
微粉末を含有する樹脂組成物に関する。
シリカ粉末の分級で得られる微細シリカや、ゾル−ゲル
法や金属ケイ素の直接酸化による方法で得られる微細球
状シリカは、注型材料、半導体封止材料、塗料など幅広
い用途で使用されるようになっている。
末、特に金属ケイ素の直接酸化による方法で得られる微
細球状シリカ粉末は、凝集力が強いため液状の樹脂組成
物の充填剤として使用した場合、分散性が非常に悪く、
樹脂中で凝集物として存在しやすい。また、この組成物
をディスペンサーを用いて塗布しようとした場合、ノズ
ルずまりを引き起こすという問題もある。
を改善すべくアエロジルで代表されるような乾式超微粉
末シリカを混合する方法が提案されている。しかし、乾
式超微粉末シリカをヘンシェルミキサーのような高速撹
拌装置で混合したものは、微粉末シリカの分散性を大幅
に改善することが可能となるが、超微粉末シリカが混合
されているため、このシリカを配合した樹脂組成物は粘
度が著しく上昇し、実用に耐えるものではなかった。
で、2次凝集のない分散性の良好なシリカ微粉末、及び
その製造方法、並びに該シリカ微粉末を用いることによ
り低粘度でかつ分散性の良好な樹脂組成物を提供するこ
とを目的とする。
記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、平均粒径
0.1〜3μmの微粉末シリカに平均粒径0.1μm未
満の微粉末シリカを1〜30重量%混合すること、この
際この混合をボールミル、振動ミル、遊星粉砕機、又は
ジェットミルを用いて行うことにより、流動性指数が
0.4以下、付着力指数が10以上、最終タップ密度が
0.6g/cm3以上のシリカ微粉末が得られること、
このシリカ微粉末を樹脂に配合充填した場合、低粘度で
分散性の良好な樹脂組成物が得られることを知見し、本
発明をなすに至ったものである。
〜3μmの微粉末シリカに平均粒径0.1μm未満の微
粉末シリカを1〜30重量%混合し、流動性指数を0.
4以下、付着力指数を10以上、最終タップ密度を0.
6g/cm3以上としたことを特徴とするシリカ微粉
末、(2)平均粒径0.1〜3μmの微粉末シリカに平
均粒径0.1μm未満の微粉末シリカを1〜30重量%
添加し、ボールミル、振動ミル、遊星粉砕機又はジェッ
トミルを用いて混合することを特徴とする上記シリカ微
粉末の製造方法、並びに(3)上記シリカ微粉末を5〜
90重量%含有することを特徴とする樹脂組成物を提供
する。
おいて用いる平均粒径0.1〜3μmの微粉末シリカと
しては、ゾル−ゲル法でアルコキシシランを原料として
製造される微細シリカ粉末、或いは金属ケイ素の直接酸
化による方法で得られる微細球状シリカ粉末(特開昭6
0−255602号公報)などであり、比表面積が2〜
50m2/g程度のものを使用することができるが、特
に平均粒径が0.2〜2μm、比表面積が2〜15m2
/g程度のものが有効に使用し得、これらは最も凝集し
やすい粉体である。
粒径0.1〜3μmの微粉末シリカに添加する平均粒径
0.1μm未満の微粉末シリカは、乾式の微粉末シリカ
や湿式シリカが好ましく使用され、具体的にはアエロジ
ルOX50、アエロジル130、アエロジル200、ア
エロジル300、アエロジルA972などの比表面積が
50〜400m2/g、平均粒径8〜40mμの乾式の
微粉末シリカ、トクシルUやトクシルNなどの比表面積
が150〜250m2/g、平均粒径15〜80mμの
湿式シリカが例示される。これらの中では、特にアエロ
ジル200、アエロジル300、アエロジルA972の
乾式の微粉末シリカが望ましい。
0.1〜3μmの微粉末シリカに平均粒径0.1μm未
満の微粉末シリカを1〜30重量%、好ましくは5〜1
5重量%混合し、流動性指数を0.4以下、付着力指数
を10以上、好ましくは13以上、最終タップ密度を
0.6g/cm3以上とし、分散性を向上させると共
に、液状樹脂に分散させた場合、低粘度としたものであ
るが、混合割合が1重量%未満の場合、流動性指数が
0.5〜0.7、付着力指数が10未満となり分散性に
欠ける粉体となる。一方、混合割合が30重量%を越え
ると、0.1μm未満の微粉末シリカの量が多くなりす
ぎて、全く異なった粒度の粉体となる。
は流動性については、タッピング測定装置(タップデン
サーKYT−3000,(株)セイシン企業製)を用い
て測定することができ、上記流動性指数、付着力指数
は、タッピング回数(N)とタッピング回数/カサベリ
度(N/C)をX軸、Y軸としてプロットし、下記式よ
り求めることができる。 (N/C)=(1/a)N+1/ab (流動性指数;a,付着力指数;1/b)
は、衝撃力を加えながら混合されるもの(ボールミル、
振動ミル、遊星粉砕機、ジェットミル)が好適であり、
かかる混合装置を用いることにより、上記流動性指数、
付着力指数、最終タップ密度を有するシリカ微粉末を確
実に得ることかできる。なお、混合条件としては特に制
限されず、上記両微粉末シリカが均一に混合し得る条件
を採用することができる。また、この混合時、シランカ
ップリング剤等を混合して同時に微粉末シリカの表面処
理を行ってもよい。
全く2次凝集物のない分散性の良好なもので、このシリ
カ微粉末は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミ
ド樹脂などの従来から公知の液状や固形の樹脂組成物に
5〜90重量%、好ましくは30〜85重量%配合する
ことで強度、膨張係数などの諸特性を改善することがで
きる。
従来、高粘度なため使用できなかった注型材料、半導体
封止材料、塗料、ホトレジストインク材料等に使用する
ことかでき、分散性が非常によくかつ低粘度化が可能な
フィラー及びその樹脂組成物を得ることができる。
に1個以上、特に2個以上のエポキシ基を有するもので
あれば特に制限はなく、例えばビスフェノール型エポキ
シ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、フェノールノボラック型
エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、
トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エ
ポキシ樹脂、アラルキル型エポキシ樹脂等があげられ、
これらを単独で又は2種以上を併用して用いてもよい。
ール樹脂などの1分子中に2個以上のフェノール性水酸
基を有する化合物、アミン系化合物、酸無水物系化合物
などが代表的なものとして挙げられる。また、反応を促
進させるためにホスフィン誘導体、イミダゾール誘導体
などを添加してもよい。
ル基を含有するシリコーンレジン、両末端シラノール基
を有するシリコーンオイルなどとその硬化剤よりなる組
成物や、ビニル基含有シリコーンレジンやシリコーンオ
イルとヒドロシリル基含有シリコーン化合物よりなる組
成物が代表的なものとして挙げられる。
酸二無水物と芳香族ジアミンとを加熱反応させることで
得られるものである。また、ポリイミド樹脂としてはN
−メチル−2−ピロリドンなどの極性溶剤に溶解したも
のを使用することもできる。
樹脂、ポリイミド樹脂に対して充填剤として本発明で得
られるシリカの他に溶融シリカ、結晶性シリカ、アルミ
ナ、タルク、マイカ、窒化ケイ素、ボロンナイトライド
などを併用してもよい。
じて各種添加剤を配合することができる。例えばワック
ス類、カーボンブラックなどの着色剤、難燃化剤、シラ
ンカップリング剤などの表面処理剤、老化防止剤、その
他添加剤を配合することは差し支えない。
分の所定量を均一に撹拌混合し、ニーダーやロールなど
で混練することで製造することができる。
集のない分散性の良好なものであり、また本発明の製造
方法によれば、かかるシリカ微粉末を簡単かつ確実に得
ることができ、このシリカ微粉末を含有させた樹脂組成
物は低粘度でかつシリカ微粉末の分散性がよいものであ
る。
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
のボールミル中に直径30mmのアルミナボールを50
kg入れ、0.1〜3μmの微粉末シリカとして(株)
アドマテックス社製のSO−25R(球状、平均粒径
0.5μm、比表面積8m2/g)を使用し、これに
0.1μm未満の微粉末シリカとして日本アエロジル
(株)製のAEROSILの各グレードのものを表1に
示す割合で混合したものをそれぞれ10kg投入し、2
0分間混合を行って、サンプルA、B、Cを作製した。
キサーにて5分間撹拌してサンプルD、Eを得、また平
均粒径0.1〜3μmの微粉末シリカのみとしたサンプ
ルFを下記表1に示す割合で作製した。
法)及びレーザー回折式粒度分析計(Granulom
eter CILAS社製)法による平均粒径を表1に
示す。
着力指数、カサ密度、最終タップ密度の測定を行った。
この場合、流動性指数、付着力指数、タップ密度、カサ
密度はタップデンサーKYT−3000〔(株)セイシ
ン企業製〕を用いて測定した。結果を表2に示す。
シリカを含有したものの流動性指数は、すべて0.4以
下になっており、粒体の流動性については良好であるこ
とが確認された。
キシ樹脂に配合し、その粘度と分散性について評価し
た。結果を表3に示す。なお、配合条件は液状エポキシ
樹脂(エピコート828油化シェル社製)250重量
部、イミダゾール触媒10重量部、各サンプルそれぞれ
150重量部の割合とし、これらを80℃にて撹拌混合
し、その後同温度で30分間放置後の粘度をB型粘度計
で測定し、同時に分散性について目視確認した。
粘度で分散性が良好な樹脂であることが確認された。こ
れに対し、サンプルD、Eは良好な分散性を示すが、低
粘度化が達成されていないものであった。
Claims (3)
- 【請求項1】 平均粒径0.1〜3μmの微粉末シリカ
に平均粒径0.1μm未満の微粉末シリカを1〜30重
量%混合し、流動性指数を0.4以下、付着力指数を1
0以上、最終タップ密度を0.6g/cm3以上とした
ことを特徴とするシリカ微粉末。 - 【請求項2】 平均粒径0.1〜3μmの微粉末シリカ
に平均粒径0.1μm未満の微粉末シリカを1〜30重
量%添加し、ボールミル、振動ミル、遊星粉砕機又はジ
ェットミルを用いて混合することを特徴とする請求項1
記載のシリカ微粉末の製造方法。 - 【請求項3】 請求項1記載のシリカ微粉末を5〜90
重量%含有することを特徴とする樹脂組成物。
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