KR102449431B1 - 수지 조성물 및 성형품 - Google Patents

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Abstract

방열성뿐만 아니라 성형성도 우수한 수지 조성물 및 성형품을 제공한다. 불소 수지 및 질화붕소 입자를 포함하는 수지 조성물이며, 상기 수지 조성물에 대해, 상기 불소 수지가 35 내지 70질량％, 상기 질화붕소 입자가 30 내지 65질량％이고, 상기 수지 조성물의 멜트 플로우 레이트가 5.0g/10분 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물이다.

Description

수지 조성물 및 성형품
본 개시는, 수지 조성물 및 성형품에 관한 것이다.
전기·전자 기기, 자동차 등의 분야에서는, 고출력화에 수반하여 발열량이 증대되고 있고, 방열 특성을 양호하게 하기 위해, 열전도성이 우수한 방열 부재가 요구되고 있다.
특허문헌 1에서는, 열용융성 불소 수지와, 소정의 입자 (A) 및 입자 (B)로 구성되는 질화붕소 입자를 소정의 비율로 포함하는 수지 조성물이 검토되고 있다.
특허문헌 2에서는, 열가소성 수지와, 구상 질화붕소 입자 및 편평상 질화붕소 입자로 구성되는 질화붕소를 소정의 비율로 포함하는 수지 조성물이 검토되고 있다.
일본 특허 공개 제2016-98301호 공보 일본 특허 공개 제2015-168783호 공보
본 개시는, 방열성뿐만 아니라 성형성도 우수한 수지 조성물 및 성형품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는, 불소 수지 및 질화붕소 입자를 포함하는 수지 조성물이며, 상기 수지 조성물에 대해, 상기 불소 수지가 35 내지 70질량％, 상기 질화붕소 입자가 30 내지 65질량％이고, 상기 수지 조성물의 멜트 플로우 레이트가 5.0g/10분 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물에 관한 것이다.
상기 질화붕소 입자는, 입자경이 14.6 내지 20.6㎛인 입자의 비율 (a)에 대한, 입자경이 24.6 내지 29.4㎛인 입자의 비율 (b)의 비((b)/(a))가 1.0 이상인 것이 바람직하다.
상기 질화붕소 입자는, 입자경이 14.6 내지 20.6㎛인 입자의 비율 (a)가 5.0％ 이하인 것이 바람직하다.
상기 질화붕소 입자는, 입자경이 24.6 내지 29.4㎛인 입자의 비율 (b)가 10.0％ 이하인 것이 바람직하다.
상기 불소 수지는, 용융 가공 가능한 불소 수지인 것이 바람직하다.
상기 불소 수지는, 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬비닐에테르) 공중합체, 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체, 및 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
상기 수지 조성물은, 열전도율이 1.5W/m·K 이상인 것이 바람직하다.
상기 수지 조성물은, 인장 파단 변형률이 1.0％ 이상인 것이 바람직하다.
본 개시는, 상기 수지 조성물을 사출 성형하여 얻어지는 성형품에 관한 것이기도 하다.
본 개시에 따르면, 방열성뿐만 아니라 성형성도 우수한 수지 조성물 및 성형품을 제공할 수 있다.
이하, 본 개시를 구체적으로 설명한다.
본 개시는, 불소 수지 및 질화붕소 입자를 포함하는 수지 조성물이며, 상기 수지 조성물에 대해, 상기 불소 수지가 35 내지 70질량％, 상기 질화붕소 입자가 30 내지 65질량％이고, 상기 수지 조성물의 멜트 플로우 레이트가 5.0g/10분 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물에 관한 것이다.
종래, 방열성을 높이기 위해 질화붕소 등의 방열 필러를 불소 수지에 다량으로 배합하면, 용융 점도가 극히 높아져, 성형, 특히 사출 성형이 곤란해져, 용도가 매우 한정된다고 하는 문제가 있었다.
본 개시의 수지 조성물은, 상술한 특징을 가짐으로써, 방열성뿐만 아니라 성형성도 우수하다. 특히, 사출 성형이 가능하며, 다양한 용도에 적용할 수 있다.
본 개시의 수지 조성물은 또한, 인성 및 내열성도 우수하다.
상기 수지 조성물은, 멜트 플로우 레이트(MFR)가 5.0g/10분 이상이다. MFR이 상기 범위 내에 있는 수지 조성물은, 성형성이 우수하다. 특히, 사출 성형이 가능한 성형성을 갖는다.
상기 수지 조성물의 MFR은, 7.0g/10분 이상인 것이 바람직하고, 10.0g/10분 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 100g/10분 이하인 것이 바람직하고, 70g/10분 이하인 것이 보다 바람직하고, 50g/10분 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기 수지 조성물의 MFR은, ASTM D-1238에 준거하여, 직경 2.1㎜이고 길이가 8㎜인 다이에서, 하중 5㎏, 372℃에서 측정한 값이다.
상기 불소 수지는, 용융 가공 가능한 불소 수지인 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서 용융 가공 가능하다는 것은, 압출기 및 사출 성형기 등의 종래의 가공 기기를 사용하여, 폴리머를 용융하여 가공하는 것이 가능한 것을 의미한다.
상기 불소 수지는, 융점이 100 내지 360℃인 것이 바람직하고, 140 내지 350℃인 것이 보다 바람직하고, 160 내지 320℃인 것이 더욱 바람직하다.
본 명세서에 있어서 융점은, 시차 주사 열량계〔DSC〕를 사용하여 10℃/분의 속도로 승온하였을 때의 융해열 곡선에 있어서의 극댓값에 대응하는 온도이다.
상기 불소 수지는, 멜트 플로우 레이트(MFR)가 10g/10분 이상인 것이 바람직하고, 20g/10분 이상인 것이 보다 바람직하고, 또한 200g/10분 이하인 것이 바람직하고, 100g/10분 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기 불소 수지의 MFR은, ASTM D1238에 따라서, 멜트 인덱서를 사용하여, 플루오로 폴리머의 종류에 따라 정해진 측정 온도(예를 들어, 후술하는 PFA나 FEP인 경우는 372℃, ETFE인 경우는 297℃), 하중(예를 들어, PFA, FEP 및 ETFE인 경우는 5㎏)에 있어서 내경 2㎜, 길이 8㎜의 노즐로부터 10분당 유출되는 폴리머의 질량(g/10분)으로서 얻어지는 값이다.
상기 불소 수지로서는, 테트라플루오로에틸렌〔TFE〕/퍼플루오로(알킬비닐에테르)〔PAVE〕 공중합체〔PFA〕, TFE/헥사플루오로프로필렌〔HFP〕 공중합체〔FEP〕, 에틸렌〔Et〕/TFE 공중합체〔ETFE〕, Et/TFE/HFP 공중합체〔EFEP〕, 폴리클로로트리플루오로에틸렌〔PCTFE〕, 클로로트리플루오로에틸렌〔CTFE〕/TFE 공중합체, Et/CTFE 공중합체, 폴리불화비닐〔PVF〕, 폴리불화비닐리덴〔PVDF〕 등을 들 수 있다.
상기 불소 수지로서는, 그 중에서도, PFA, FEP 및 ETFE로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, PFA 및 FEP로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하고, PFA가 더욱 바람직하다.
상기 불소 수지는, 퍼플루오로 수지인 것도 바람직하다.
PFA로서는, 특별히 한정되지 않지만, TFE 단위와 PAVE 단위의 몰비(TFE 단위/PAVE 단위)가 70/30 이상 99/1 미만인 공중합체가 바람직하다. 보다 바람직한 몰비는, 70/30 이상 98.9/1.1 이하이고, 더욱 바람직한 몰비는, 80/20 이상 98.9/1.1 이하이다. TFE 단위가 지나치게 적으면 기계 물성이 저하되는 경향이 있고, 지나치게 많으면 융점이 지나치게 높아져 성형성이 저하되는 경향이 있다. 상기 PFA는, TFE 및 PAVE와 공중합 가능한 단량체에서 유래되는 단량체 단위가 0.1 내지 10몰％이고, TFE 단위 및 PAVE 단위가 합계로 90 내지 99.9몰％인 공중합체인 것도 바람직하다. TFE 및 PAVE와 공중합 가능한 단량체로서는, HFP, CZ3Z4＝CZ5(CF2)nZ6(식 중, Z3, Z4 및 Z5는 동일하거나 혹은 다르며, 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Z6은 수소 원자, 불소 원자 또는 염소 원자를 나타내고, n은 2 내지 10의 정수를 나타냄.)으로 표시되는 비닐 단량체, 및 CF2＝CF-OCH2-Rf7(식 중, Rf7은 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬기를 나타냄.)로 표시되는 알킬퍼플루오로비닐에테르 유도체 등을 들 수 있다.
상기 PFA는, 융점이 180 내지 324℃ 미만인 것이 바람직하고, 230 내지 320℃인 것이 보다 바람직하고, 280 내지 320℃인 것이 더욱 바람직하다.
FEP로서는, 특별히 한정되지 않지만, TFE 단위와 HFP 단위의 몰비(TFE 단위/HFP 단위)가 70/30 이상 99/1 미만인 공중합체가 바람직하다. 보다 바람직한 몰비는, 70/30 이상 98.9/1.1 이하이고, 더욱 바람직한 몰비는, 80/20 이상 98.9/1.1 이하이다. TFE 단위가 지나치게 적으면 기계 물성이 저하되는 경향이 있고, 지나치게 많으면 융점이 지나치게 높아져 성형성이 저하되는 경향이 있다. 상기 FEP는, TFE 및 HFP와 공중합 가능한 단량체에서 유래되는 단량체 단위가 0.1 내지 10몰％이고, TFE 단위 및 HFP 단위가 합계로 90 내지 99.9몰％인 공중합체인 것도 바람직하다. TFE 및 HFP와 공중합 가능한 단량체로서는, PAVE, 알킬퍼플루오로비닐에테르 유도체 등을 들 수 있다.
상기 FEP는, 융점이 상기 PTFE의 융점보다도 낮고, 150 내지 324℃ 미만인 것이 바람직하고, 200 내지 320℃인 것이 보다 바람직하고, 240 내지 320℃인 것이 더욱 바람직하다.
ETFE로서는, TFE 단위와 에틸렌 단위의 몰비(TFE 단위/에틸렌 단위)가 20/80 이상 90/10 이하인 공중합체가 바람직하다. 보다 바람직한 몰비는 37/63 이상 85/15 이하이고, 더욱 바람직한 몰비는 38/62 이상 80/20 이하이다. ETFE는, TFE, 에틸렌, 그리고 TFE 및 에틸렌과 공중합 가능한 단량체로 이루어지는 공중합체여도 된다. 공중합 가능한 단량체로서는, 하기 식
CH2＝CX5Rf3, CF2＝CFRf3, CF2＝CFORf3, CH2＝C(Rf3)2
(식 중, X5는 수소 원자 또는 불소 원자, Rf3은 에테르 결합을 포함하고 있어도 되는 플루오로알킬기를 나타냄.)로 표시되는 단량체를 들 수 있고, 그 중에서도, CF2＝CFRf3, CF2＝CFORf3 및 CH2＝CX5Rf3으로 표시되는 불소 함유 비닐 모노머가 바람직하고, HFP, CF2＝CF-ORf4(식 중, Rf4는 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬기를 나타냄.)로 표시되는 퍼플루오로(알킬비닐에테르) 및 Rf3이 탄소수 1 내지 8의 플루오로알킬기인 CH2＝CX5Rf3으로 표시되는 불소 함유 비닐 모노머가 보다 바람직하다. 또한, TFE 및 에틸렌과 공중합 가능한 단량체로서는, 이타콘산, 무수 이타콘산 등의 지방족 불포화 카르복실산이어도 된다. TFE 및 에틸렌과 공중합 가능한 단량체는, 불소 함유 중합체에 대해 0.1 내지 10몰％가 바람직하고, 0.1 내지 5몰％가 보다 바람직하고, 0.2 내지 4몰％가 특히 바람직하다.
상기 ETFE는, 융점이 140 내지 324℃ 미만인 것이 바람직하고, 160 내지 320℃인 것이 보다 바람직하고, 195 내지 320℃인 것이 더욱 바람직하다.
상술한 공중합체의 각 단량체 단위의 함유량은, NMR, FT-IR, 원소 분석, 형광 X선 분석을 단량체의 종류에 따라 적절하게 조합함으로써 산출할 수 있다.
상기 불소 수지의 함유량은, 상기 수지 조성물에 대해, 35 내지 70질량％이다. 상기 함유량은, 45질량％ 이상인 것이 바람직하고, 48질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 50질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또한 65질량％ 이하인 것이 바람직하고, 62질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기 수지 조성물에 포함되는 질화붕소 입자는, 육방정 질화붕소(hBN)의 입자인 것이 바람직하다.
상기 수지 조성물에 포함되는 질화붕소 입자는, 50％ 입자경(D50)이 3.0㎛ 이하인 것이 바람직하고, 2.8㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 50％ 입자경은 또한, 2.0㎛ 이상인 것이 바람직하고, 2.2㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다.
상기 수지 조성물에 포함되는 질화붕소 입자의 50％ 입자경을 상기 범위 내로 제어함으로써, 상기 수지 조성물의 MFR을, 상술한 범위 내로 할 수 있어, 상기 수지 조성물의 사출 성형성이 우수한 것이 된다. 또한, 비교적 큰 입자의 비율이 적어지므로, 응력을 분산시킬 수 있고, 상기 수지 조성물의 인장 파단 변형률을 높일 수 있어, 인성을 향상시킬 수 있다.
상기 50％ 입자경은, 레이저 회절식 입자경 분포 측정 장치를 사용하여 측정한 입도 분포로부터 구할 수 있다.
본 명세서에 있어서 질화붕소 입자의 입도 분포는, 레이저 회절식 입자경 분포 측정 장치(Sympatec GmbH사 제조, RODOS T4.1)를 사용하여 이하의 조건에서 측정하는 것이다.
(측정 조건)
측정 레인지: R1(0.18 내지 35㎛)
분산압: 3bar
샘플양: 1g
상기 수지 조성물에 포함되는 질화붕소 입자는, 90％ 입자경(D90)이 9.0㎛ 이하인 것이 바람직하고, 8.0㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 7.0㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 90％ 입자경은 또한, 3.0㎛ 이상인 것이 바람직하고, 4.0㎛ 이상인 것이 보다 바람직하고, 5.0㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
이에 의해, 상기 수지 조성물의 방열성 및 성형성을 한층 높은 레벨로 양립시킬 수 있다.
상기 90％ 입자경은, 레이저 회절식 입자경 분포 측정 장치를 사용하여 측정한 입도 분포로부터 구할 수 있다.
상기 수지 조성물에 포함되는 질화붕소 입자는, 입자경이 14.6 내지 20.6㎛인 입자의 비율 (a)가 5.0％ 이하인 것이 바람직하고, 4.0％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 3.0％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 2.0％ 이하인 것이 보다 더 바람직하고, 1.0％ 이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 비율 (a)는 또한, 0.01％ 이상이어도 된다.
이에 의해, 상기 수지 조성물의 방열성 및 성형성을 한층 높은 레벨로 양립시킬 수 있다.
상기 비율 (a)는, 레이저 회절식 입자경 분포 측정 장치를 사용하여 측정한 입도 분포로부터 구할 수 있다.
상기 수지 조성물에 포함되는 질화붕소 입자는, 입자경이 24.6 내지 29.4㎛인 입자의 비율 (b)가 10.0％ 이하인 것이 바람직하고, 5.0％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 2.0％ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 1.5％ 이하인 것이 특히 바람직하다. 상기 비율 (b)는 또한, 0.1％ 이상이어도 된다.
이에 의해, 상기 수지 조성물의 방열성 및 성형성을 한층 높은 레벨로 양립시킬 수 있다.
상기 비율 (b)는, 레이저 회절식 입자경 분포 측정 장치를 사용하여 측정한 입도 분포로부터 구할 수 있다.
상기 수지 조성물에 포함되는 질화붕소 입자는, 입자경이 14.6 내지 20.6㎛인 입자의 비율 (a)에 대한, 입자경이 24.6 내지 29.4㎛인 입자의 비율 (b)의 비((b)/(a))가 1.0 이상인 것이 바람직하고, 1.1 이상인 것이 보다 바람직하다. 상기 비는 또한, 20.0 이하인 것이 바람직하고, 10.0 이하인 것이 보다 바람직하고, 5.0 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기 수지 조성물에 포함되는 질화붕소 입자의 비 (b)/(a)를 상기 범위 내로 제어함으로써, 상기 수지 조성물의 MFR을, 상술한 범위 내로 할 수 있어, 상기 수지 조성물의 사출 성형성이 우수한 것이 된다. 또한, 열전도성에 기여하는 입자경 24.6 내지 29.4㎛의 비교적 큰 입자가 어느 정도 존재하므로, 상기 수지 조성물의 열전도율을 높일 수 있어, 방열성을 향상시킬 수 있다.
상기 비는, 레이저 회절식 입자경 분포 측정 장치를 사용하여 측정한 입도 분포로부터 구한 비율 (a) 및 (b)에 기초하여 산출할 수 있다.
상기 수지 조성물에 포함되는 질화붕소 입자는, 입자경이 35.0㎛ 이상인 입자를 실질적으로 포함하지 않는 것이 바람직하고, 입자경이 30.0㎛ 이상인 입자를 실질적으로 포함하지 않는 것이 보다 바람직하다.
이에 의해, 상기 수지 조성물의 방열성 및 성형성을 한층 높은 레벨로 양립시킬 수 있다.
상기 질화붕소 입자가 상기 입자경 범위의 입자를 실질적으로 포함하지 않는 것은, 레이저 회절식 입자경 분포 측정 장치를 사용하여 측정한 입도 분포에 있어서의 상기 입자경 범위의 입자의 비율이 0.1％ 이하인 것을 의미한다.
상기 수지 조성물 중의 상기 질화붕소 입자의 입도 분포가 상술한 각 범위 내에 있는 경우, 수지 조성물 중에 상기 질화붕소 입자가 밀하게 존재할 수 있어, 용융 점도의 증대를 억제할 수 있다. 또한, 어느 정도 큰 질화붕소 입자가 존재하므로, 우수한 열전도성이 발현된다. 그 결과, 방열성이 우수하고, 또한 유동성이 유지된(성형성이 우수한) 수지 조성물이 된다.
본 명세서에 있어서, 상기 수지 조성물 중의 상기 질화붕소 입자의 입도 분포는, 상기 수지 조성물을 회화시킨 잔사의 질화붕소 입자에 대해 측정한 것이어도 된다.
상기 질화붕소 입자의 함유량은, 상기 수지 조성물에 대해, 30 내지 65질량％이다. 상기 함유량은, 35질량％ 이상인 것이 바람직하고, 38질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 또한 60질량％ 이하인 것이 바람직하고, 55질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 개시의 수지 조성물은, 상기한 바와 같이 질화붕소 입자를 비교적 다량으로 포함하고 있어도 성형성이 우수하다.
본 개시의 수지 조성물은, 필요에 따라서 다른 성분을 포함하고 있어도 된다. 상기 다른 성분으로서는 특별히 한정되지 않지만, 티타늄산칼륨 등의 위스커, 유리 섬유, 아스베스토 섬유, 카본 섬유, 세라믹 섬유, 티타늄산칼륨 섬유, 아라미드 섬유, 그 밖의 고강도 섬유 등의 섬유상의 강화재; 탈크, 마이카, 클레이, 카본 분말, 그래파이트, 글래스 비즈 등의 무기 충전재; 착색제; 난연제 등 통상 사용되는 무기 또는 유기의 충전재; 실리콘 오일, 이황화몰리브덴 등의 윤활제; 안료; 카본 블랙 등의 도전제; 고무 등의 내충격성 향상제; 스테아르산마그네슘 등의 활제; 벤조트리아졸 화합물 등의 자외선 흡수제; 그 밖의 첨가제 등을 사용할 수 있다.
이들 첨가제는, 본원의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 배합할 수 있다.
본 개시의 수지 조성물은, 예를 들어 상기 불소 수지, 상기 질화붕소 입자, 및 필요에 따라서 다른 성분을 혼합함으로써 제조할 수 있다. 상기 혼합은, 단축 및 2축 압출기 등을 사용하여 행할 수 있다.
상기 수지 조성물은, 방열성 및 성형성을 한층 높은 레벨로 양립시킬 수 있는 점에서, 용융 혼련에 의해 얻어지는 것이 바람직하다.
상기 수지 조성물을 용융 혼련에 의해 얻는 경우는, 원료 질화붕소 입자로서, 질화붕소의 응집체 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 원료 질화붕소 입자를 상기 불소 수지와 함께 용융 혼련함으로써, 얻어지는 수지 조성물의 MFR을 상술한 범위로 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 얻어지는 수지 조성물에 있어서의 질화붕소 입자의 입도 분포를, 상술한 바람직한 범위로 용이하게 제어할 수도 있다.
상기 응집체 입자는, 질화붕소의 1차 입자가 응집된 것이다.
상기 원료 질화붕소 입자는, 애스펙트비(긴 직경/짧은 직경)가 1.0 내지 3.0인 것이 바람직하고, 1.0 내지 2.5인 것이 보다 바람직하다.
상기 애스펙트비는, 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 측정하는 긴 직경 및 짧은 직경으로부터 산출할 수 있고, 30개의 샘플에 대해 측정한 애스펙트비의 평균값을 채용한다.
상기 원료 질화붕소 입자의 구체예로서는, 쇼와 덴코 가부시키가이샤 제조의 UHP-G1H, Momentive사 제조의 CF600, 미즈시마 고킨테츠사 제조의 FS-3 등을 들 수 있다.
상기 용융 혼련의 온도는, 상기 불소 수지의 융점보다 높은 것이 바람직하고, 상기 불소 수지의 융점보다 5℃ 이상 높은 온도인 것이 보다 바람직하다.
상기 수지 조성물은, 분말, 과립, 펠릿 등의 형태의 구별을 불문하지만, 사출 성형에 제공하기 쉬운 점에서, 펠릿인 것이 바람직하다.
본 개시의 수지 조성물은, 열전도율이 1.5W/m·K 이상인 것이 바람직하고, 2.0W/m·K 이상인 것이 보다 바람직하고, 2.5W/m·K 이상인 것이 더욱 바람직하고, 3.0W/m·K 이상인 것이 특히 바람직하다. 열전도율이 상기 범위 내에 있으면, 상기 수지 조성물의 방열성이 한층 우수하다.
상기 열전도율은, 하기의 방법으로 측정하는 열확산율과 비열 용량과 밀도의 곱에 의해 산출할 수 있다.
(열확산율)
장치: 아이 페이즈사 제조 ai phase mobile1
측정 온도: 25℃
샘플: 프레스 성형에 의해 얻은 0.5㎜t 플레이트
N＝3으로 측정하여 그 평균값을 사용한다.
※ 샘플의 프레스 성형 조건
장치: 이모토 세이사쿠쇼사 제조 열프레스기 IMC-11FA
성형 온도: 360℃
압력: 10㎫
가압 시간: 2분
(비열 용량)
JIS K 7123에 따라서 측정을 행하고, 25℃의 값을 채용한다.
(밀도)
JIS Z 8807에 따라서 측정한다.
본 개시의 수지 조성물은, 15t 사출 성형기(스미토모 주키카이 고교사 제조, M26/15B)를 사용하여, 실린더 온도 380℃, 금형 온도 200℃에서 사출 성형함으로써, ASTM D790에 준거한 시험편을 얻는 것이 가능한 것인 것이 바람직하다. 이러한 수지 조성물은 사출 성형성이 한층 우수하다.
본 개시의 수지 조성물은, 인장 파단 변형률이 1.0％ 이상인 것이 바람직하고, 1.1％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 인장 파단 변형률이 상기 범위 내에 있으면, 상기 수지 조성물의 인성이 한층 우수하다.
상기 인장 파단 변형률은, ASTM D 638에 준거하고, 시험편은 TypeV를 사용하여 인장 시험을 행함으로써 측정할 수 있다.
본 개시의 수지 조성물을 성형함으로써 성형품을 얻을 수 있다. 상기 수지 조성물을 성형하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 사출 성형법, 압출 성형법, 압축 성형법, 블로우 성형법, 필름 성형법, 전선 피복 성형법 등을 들 수 있다. 본 개시의 수지 조성물은, 유동성이 우수하다는 점에서, 사출 성형법에 의해 적합하게 성형할 수 있다.
본 개시의 수지 조성물을 사출 성형하여 얻어지는 성형품은, 본 개시의 적합한 양태 중 하나이다.
상기 성형품의 형상으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 시트상; 필름상; 로드상; 파이프상 등의 다양한 형상으로 할 수 있다.
본 개시의 수지 조성물은, 방열성이 우수하고, 또한 성형성도 우수하다는 점에서, 전기·전자 기기, 자동차, LED 등의 방열성이 요구되는 분야에 있어서, 다양한 형상으로 성형하여 이용하는 것이 가능하다. 또한, 전선의 피복재, 모터 부재, 모터 인슐레이터, LED 램프 소켓, 리튬 이온 전지 부재에도 이용하는 것이 가능하다.
실시예
다음으로 실시예를 들어 본 개시를 더욱 상세하게 설명하는데, 본 개시는 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예의 각 물성은 이하의 방법에 의해 측정하였다.
MFR
ASTM D1238에 따라서, 멜트 인덱서를 사용하여, 플루오로 폴리머의 종류에 따라 정해진 측정 온도(예를 들어, PFA나 FEP인 경우에는 372℃, ETFE인 경우는 297℃), 하중(예를 들어, PFA, FEP 및 ETFE인 경우는 5㎏)에 있어서 내경 2㎜, 길이 8㎜의 노즐로부터 10분당 유출되는 폴리머의 질량(g/10분)으로서 구하였다.
열전도율
하기의 방법으로 측정하는 열확산율과 비열 용량과 밀도의 곱에 의해 산출하였다.
(열확산율)
장치: 아이 페이즈사 제조 ai phase mobile1
측정 온도: 25℃
샘플: 프레스 성형에 의해 얻은 0.5㎜t 플레이트
N＝3으로 측정하여 그 평균값을 사용하였다.
※ 샘플의 프레스 성형 조건
장치: 이모토 세이사쿠쇼사 제조 열프레스기 IMC-11FA
성형 온도: 360℃
압력: 10㎫
가압 시간: 2분
(비열 용량)
JIS K 7123에 따라서 측정을 행하고, 25℃의 값을 채용하였다.
(밀도)
JIS Z 8807에 따라서 측정하였다.
인장 파단 변형률
ASTM D 638에 준거하고, 시험편은 TypeV를 사용하여 인장 시험을 행함으로써 측정하였다.
사출 성형성
ASTM D790에 준거한 시험편을 성형할 수 있는지 여부로 판정하였다. 사출 성형은, 스미토모 주키카이 고교사의 15t 사출 성형기 M26/15B를 사용하여, 실린더 온도 380℃, 금형 온도 200℃에서 행하였다.
상기 시험편을 성형할 수 있었던 경우는 ○, 성형할 수 없었던 경우는 ×로 하였다.
수지 조성물 중의 질화붕소 입자의 입도 분포
니켈제의 도가니에 수지 조성물의 펠릿을 5g 넣고, 전기 머플로(어드밴텍사 제조, FUW222PA)에서 600℃에서 2시간 과열하여, 수지를 태워 날려 회분 잔사를 얻었다.
얻어진 잔사에 대해, 레이저 회절식 입자경 분포 측정 장치(Sympatec GmbH사 제조, RODOS T4.1)를 사용하여 이하의 조건에서 측정하였다.
(측정 조건)
측정 레인지: R1(0.18 내지 35㎛)
분산압: 3bar
샘플양: 1g
실시예 및 비교예에서는, 이하의 원료를 사용하였다.
(불소 수지)
PFA1: 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬비닐에테르) 공중합체, MFR＝72g/10분
PFA2: 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬비닐에테르) 공중합체, MFR＝28g/10분
FEP: 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체, MFR＝40g/10분
(질화붕소)
BN1: 쇼와 덴코 가부시키가이샤 제조 UHP-G1H, 응집 질화붕소 입자, 평균 입경 50㎛
BN2: Momentive사 제조 PTX60, 응집 질화붕소 입자, 평균 입경 55 내지 65㎛
BN3: 덴카사 제조 MGP, 인편상 질화붕소 입자, 평균 입경 10㎛
실시예 1
불소 수지(PFA1) 60질량부와 질화붕소(BN1) 40질량부를 용융 혼련하여 수지 조성물을 제작하였다. 용융 혼련은, 2축 압출기(테크노벨사 제조 MFU20TW)를 사용하여, 380℃에서 실시하였다. 질화붕소는 사이드 피더로부터 공급하였다. 얻어진 수지 조성물을 사용하여 평가를 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 2 내지 6 및 비교예 1 내지 2
불소 수지 및 질화붕소의 종류 및 양을 표 1에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 수지 조성물을 제작하여, 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112021017654998-pct00001

Claims (9)

  1. 불소 수지 및 질화붕소 입자를 포함하는 수지 조성물이며,
    상기 수지 조성물에 대해, 상기 불소 수지가 35 내지 70질량％, 상기 질화붕소 입자가 30 내지 65질량％이고,
    상기 수지 조성물의 멜트 플로우 레이트가 5.0g/10분 이상이고,
    상기 질화붕소 입자는, 입자경이 14.6 내지 20.6㎛인 입자의 비율 (a)가 0.01 내지 5.0％이고, 입자경이 24.6 내지 29.4㎛인 입자의 비율 (b)가 0.1 내지 10.0％이고, 입자경이 14.6 내지 20.6㎛인 입자의 비율 (a)에 대한, 입자경이 24.6 내지 29.4㎛인 입자의 비율 (b)의 비((b)/(a))가 1.0 내지 20.0이고,
    상기 수지 조성물의 멜트 플로우 레이트는, ASTM D-1238에 준거하여, 직경 2.1㎜이고 길이가 8㎜인 다이에서, 하중 5㎏, 372℃에서 측정한 값인
    것을 특징으로 하는, 수지 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 불소 수지는, 용융 가공 가능한 불소 수지인, 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 불소 수지는, 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬비닐에테르) 공중합체, 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체, 및 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    열전도율이 1.5W/m·K 이상인, 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    인장 파단 변형률이 1.0％ 이상인, 수지 조성물.
  9. 제1항에 기재된 수지 조성물을 사출 성형하여 얻어지는, 성형품.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021010320A1 (ja) 2019-07-16 2021-01-21 ダイキン工業株式会社 回路基板用樹脂組成物、回路基板用成形体、回路基板用積層体及び回路基板
WO2021182336A1 (ja) * 2020-03-10 2021-09-16 ダイキン工業株式会社 樹脂組成物、成形品及び成形品の製造方法
JP7469673B2 (ja) * 2021-07-08 2024-04-17 ダイキン工業株式会社 押出成形用樹脂組成物、シート及びシートの製造方法
WO2023163025A1 (ja) * 2022-02-28 2023-08-31 Ａｇｃ株式会社 組成物

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014115624A1 (ja) 2013-01-24 2014-07-31 ダイキン工業株式会社 組成物、並びに、発泡成形体及び電線の製造方法
JP2015168783A (ja) 2014-03-07 2015-09-28 三井・デュポンフロロケミカル株式会社 高熱伝導性樹脂組成物
JP2016098301A (ja) 2014-11-20 2016-05-30 三井・デュポンフロロケミカル株式会社 熱伝導性に優れた熱溶融性フッ素樹脂組成物、該組成物から製造された成形品および、その製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI302372B (en) 2006-08-30 2008-10-21 Polytronics Technology Corp Heat dissipation substrate for electronic device
JP2013179277A (ja) * 2012-02-08 2013-09-09 Nitto Denko Corp 熱伝導性シート
TWI637012B (zh) * 2016-03-15 2018-10-01 華越科技股份有限公司 Method for preparing heat-dissipating coating and metal heat-dissipating composite film made thereof
US20190300771A1 (en) * 2016-09-28 2019-10-03 Teijin Limited Heat dissipation sheet
WO2021010320A1 (ja) * 2019-07-16 2021-01-21 ダイキン工業株式会社 回路基板用樹脂組成物、回路基板用成形体、回路基板用積層体及び回路基板

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014115624A1 (ja) 2013-01-24 2014-07-31 ダイキン工業株式会社 組成物、並びに、発泡成形体及び電線の製造方法
JP2015168783A (ja) 2014-03-07 2015-09-28 三井・デュポンフロロケミカル株式会社 高熱伝導性樹脂組成物
JP2016098301A (ja) 2014-11-20 2016-05-30 三井・デュポンフロロケミカル株式会社 熱伝導性に優れた熱溶融性フッ素樹脂組成物、該組成物から製造された成形品および、その製造方法

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