TWI826369B - 電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物、使用該組成物之電氣電子零件成形體、及該電氣電子零件成形體之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明的課題在於提供一種流動性優異、操作性良好的結晶性自由基聚合性組成物。 本發明的解決手段為一種電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物,其特徵為:至少含有結晶性自由基聚合性化合物、無機填充材、矽烷偶合劑、與自由基聚合起始劑。另外,在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物合適的實施態樣之中,其特徵為:前述結晶性自由基聚合性化合物含有選自不飽和聚酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、自由基聚合性單體、自由基聚合性多聚體的1種以上。
Description
本發明關於一種電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物、藉由前述組成物密封的電氣電子零件密封體、由電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物所構成的粒狀物、及電氣電子零件密封體之製造方法。
另外,本發明關於一種電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物、由前述組成物成形而成的電氣電子零件成形體、由電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物所構成的粒狀物、及電氣電子零件成形體之製造方法。
使用於汽車、電器製品的電氣電子零件,為了不受塵埃、水分、衝撃等的外在因素影響,而以金屬、樹脂製材料加以保護。利用金屬進行的電氣電子零件的密封具有高信賴性,然而為高價,因此正逐漸被廉價且生產性良好的樹脂製材料產生的密封材取代。另外,藉由將利用金屬進行的電氣電子零件的密封改成樹脂製密封材,而具有了電氣絕緣性,因此可縮小密封的電氣電子零件,提升了所搭載的汽車、電器製品的設計自由度。另外,電氣電子零件,也會有在高溫高濕環境的嚴酷條件下使用的情形,因此在使用樹脂製材料的情況,大多是使用耐熱性優異的熱硬化性樹脂。
最近正在使用樹脂製基板或金屬與密著性良好,機械強度、流動性優異的液狀環氧樹脂。
隨著汽車的電子控制化,以及行動式機器、資訊家電的普及,半導體的使用量也大幅增加,電氣電子零件密封體的其中一個的半導體密封,其重要性也正在提高。半導體的密封所使用的半導體密封材,是以錠片狀環氧模塑料(EMC)占多數。EMC被使用在具有高生產性的轉移成形法,由於密著性或線膨脹率等的物理的特性優異,因此確保了高信賴性,然而須要冷凍保存、後硬化步驟,因此需要將使用方法簡單化。
因為這樣,過去已知有密封用環氧樹脂組成物、電子裝置、汽車及電子裝置的製造方法(例如專利文獻1)。另外,已知有半導體裝置的製造方法與使用於該法之半導體密封用丙烯酸樹脂組成物(例如專利文獻2)。
另外,使用於汽車、電器製品的電氣電子零件,會因為由電氣電子零件所發出的熱,而使電氣電子機器持續劣化。因此,藉由金屬配線及鋁等的金屬外殼,以使熱有效地分散。金屬外殼也會有超規的情況,甚至也會有對生產性、形狀自由度、絕緣性的要求,因此正逐漸往代替為樹脂來發展。另外,在使用樹脂製材料的情況,為了賦予熱傳導性,必須添加大量的無機填充材,因此使用了樹脂黏度低、耐熱性優異的熱硬化性樹脂。
因為這樣,過去已知有熱傳導性樹脂組成物(例如專利文獻3)。另外還已知有不飽和聚酯樹脂組成物及密封馬達(例如專利文獻4)。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本特開2014-148586號公報 專利文獻2:日本特開2015-2204號公報 專利文獻3:日本特許第6041157號公報 專利文獻4:日本特許第5727628號公報
[發明所欲解決的課題]
使用液狀環氧樹脂的密封成形,是藉由壓縮成形、澆鑄等的較缺乏生產性的方法來製造。因此,一直期待有生產性高的製造方法。
上述專利文獻1之中,密封用環氧樹脂組成物,是藉由轉移成形法成形。轉移成形所使用的環氧樹脂組成物,必須使冷凍保存的樹脂組成物返回常溫。若將環氧樹脂組成物在常溫下保存,則流動性大幅降低、或在成形時間中不會完全硬化,因此會有為了得到必要的成形品特性而在數小時之後進行硬化等的課題。
此外,在專利文獻1中,有以自由基聚合性化合物的(甲基)丙烯酸酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂作為熱硬化性樹脂的記載,然而完全沒有這些自由基聚合性化合物的具體的使用方法、實施例等的詳細記載。此外,硬化劑並沒有自由基聚合起始劑的記載,因此即使使用(甲基)丙烯酸酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂,也無法使自由基聚合性化合物三維交聯。因此,專利文獻1記載的硬化劑受限於可使環氧樹脂三維交聯者。所以事實上,專利文獻1為環氧樹脂組成物的內容。
上述專利文獻2之中,半導體密封用丙烯酸樹脂組成物在常溫下為液狀。由於在常溫下為液狀,因此流動性非常良好,然而由於丙烯酸樹脂組成物在常溫下為液狀,因此會發生沾黏,作業性、操作性差,在常溫固體的顆粒狀、錠片狀所使用的泛用成形機中無法操作。另外,在澆鑄成形時,在樹脂組成物內容易有氣泡殘留,因此難以進行氣泡的控制。另外,液狀樹脂組成物,與固體的樹脂組成物相比,在使用無機填充材的情況,填充劑容易沉降,因此會有不易得到均勻的成形品這樣的課題。
於是,本發明提供一種流動性優異、操作性良好的結晶性自由基聚合性組成物。
另外,上述專利文獻3之中,使用了具有凹凸的熱傳導性填料,因此為熱傳導率高的樹脂組成物。一般而言,熱傳導率高的成形材料會大量摻合熱傳導填料,因此流動性降低,成形性差,用途會受到限定。另外,具有絕緣性且熱傳導性高的材料的價格也很高,而缺乏泛用性,因此用途會受到限定。
上述專利文獻4之中,BMC(團狀模塑料)須要專用的射出成形機,因此必須準備專用的成形機。另外,BMC缺乏保存安定性,因此會有夏季發生膠化等的課題。
於是,本發明提供一種熱傳導率優異、操作性良好的結晶性自由基聚合性組成物。 [用於解決課題的手段]
本發明人針對至少含有結晶性自由基聚合性化合物的組成物從各種觀點多方面反覆檢討,結果發現了本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物。
亦即,本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物,其特徵為:至少含有結晶性自由基聚合性化合物、無機填充材、矽烷偶合劑、及自由基聚合起始劑。
另外,在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:前述結晶性自由基聚合性化合物含有選自不飽和聚酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、自由基聚合性單體、自由基聚合性多聚體的1種以上。
另外,在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:前述結晶性自由基聚合性化合物的熔點在30~150℃的範圍。
另外,在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:前述結晶性自由基聚合性組成物在23℃下為固體。
另外,在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:前述結晶性自由基聚合性組成物由高化式流動試驗機測得的熔融黏度,在測定溫度90℃、模嘴直徑0.5mm且長度1.0mm、壓力30kgf/cm2
時,為7~1000Pa・s,或在壓力1kgf/cm2
時,為1~7Pa・s。
另外,在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:前述無機填充材,相對於前述結晶性自由基聚合性組成物總量為50~95重量%。
另外,在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:結晶性自由基聚合性化合物相對於自由基聚合性化合物總量的比例為30重量份以上。
另外,在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:前述結晶性自由基聚合性化合物的重量平均分子量為100~100000。
另外,本發明之電氣電子零件密封體,其特徵為:藉由本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物密封。
另外,本發明之粒狀物,其特徵為:由本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物所構成。
另外,本發明之電氣電子零件密封體之製造方法,其特徵為:包含將由本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物所構成之前述粒狀物藉由利用射出成形法、轉移成形法的嵌件成形法密封電氣電子零件的步驟。
另外,本發明人針對至少含有結晶性自由基聚合性化合物的組成物從各種觀點多方面反覆檢討,結果發現了本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物。
亦即,本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物,其特徵為:至少含有結晶性自由基聚合性化合物、無機填充材、矽烷偶合劑、及自由基聚合起始劑。
另外,在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:使前述電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物成形的成形體的熱傳導率為1.0W/m・K以上。
另外,在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:前述結晶性自由基聚合性化合物含有選自不飽和聚酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、自由基聚合性單體、自由基聚合性多聚體的1種以上。
另外,在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:前述結晶性自由基聚合性化合物的熔點在30~150℃的範圍。
另外,在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:前述結晶性自由基聚合性組成物,在23℃下為固體。
另外,在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:前述無機填充材,相對於前述結晶性自由基聚合性組成物總量為40~95重量%。
另外,在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:前述結晶性自由基聚合性化合物相對於自由基聚合性化合物總量的比例為25重量份以上。
另外,在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:前述結晶性自由基聚合性化合物的重量平均分子量為70~100,000。
另外,本發明之電氣電子零件成形體,其特徵為:藉由本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物成形。
另外,在本發明之電氣電子零件成形體的合適的實施態樣之中,其特徵為:前述成形體的熱傳導率為1.0W/m・K以上。
另外,本發明之粒狀物,其特徵為:由本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物所構成。
另外,本發明之電氣電子零件成形體之製造方法,其特徵為:包含將由本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物所構成之前述粒狀物藉由射出成形法、轉移成形法、壓縮成形法、或熱熔成形法中的任一方法成形為電氣電子零件成形體之成形步驟。 [發明之效果]
根據本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物,可發揮出操作性優異的效果。此外,根據本發明之電氣電子零件密封體之製造方法,在射出成形、轉移成形時的加熱熔融時,會成為黏度極低的結晶性自由基聚合性組成物,因此可發揮出在電氣電子零件密封體的密封時可確保必要的流動性的有利效果。
另外,依據本發明,可提供藉由電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物密封的電氣電子零件密封體。
此外,依據本發明,可提供一種電氣電子零件密封體之製造方法,包含將由電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物所構成的粒狀物、粉末、錠片藉由嵌件成形法密封電氣電子零件的步驟。
另外,根據本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物,可發揮出熱傳導性、操作性優異的效果。此外,根據本發明之電氣電子零件之製造方法,在射出成形、轉移成形時的加熱熔融時,會成為黏度低的自由基聚合性組成物,因此可發揮出在電氣電子零件成形時可確保必要的流動性的有利效果。另外還可提供由本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物成形的電氣電子零件成形體。
此外,還可提供一種電氣電子零件成形體之製造方法,其係使用由本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物所構成的粒狀物、粉末、錠片。
首先,針對本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的一個實施態樣作說明,而如以下所述。
本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物,其特徵為:至少含有結晶性自由基聚合性化合物、無機填充材、矽烷偶合劑、及自由基聚合起始劑。這是因為藉由使用結晶性自由基聚合性組成物,如後述實施例所示般,可實現流動性優異、操作性優異的聚合性組成物。此外,在本說明書中,會有將電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物稱為結晶性自由基聚合性組成物的情形。
另外,在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:前述結晶性自由基聚合性化合物含有選自不飽和聚酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、自由基聚合性單體、自由基聚合性多聚體的1種以上。
雖然省略了結晶性,然而具體而言,前述結晶性自由基聚合性化合物,可含有選自結晶性不飽和聚酯、結晶性環氧(甲基)丙烯酸酯、結晶性胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、結晶性聚酯(甲基)丙烯酸酯、結晶性聚醚(甲基)丙烯酸酯、結晶性自由基聚合性單體、結晶性自由基聚合性多聚體的1種以上。若使用這些聚合性化合物,則機械特性、操作性良好(以下會有省略結晶性的情形)。
此外,在本說明書之中,結晶性化合物可定義為具有玻璃轉移點與熔點的化合物。這些溫度,可藉由DSC(示差掃描熱量計)、TGDTA(示差熱熱重量同時測定裝置)等的熱分析裝置作確認。本發明之結晶性化合物,可定為能夠藉由熱分析裝置確認熔點的化合物。
另外,在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:前述結晶性自由基聚合性化合物,從作業性、成形性的觀點看來,前述結晶性自由基聚合性化合物的熔點在30~150℃,較佳為30~120℃,更佳為30~100℃的範圍。這是因為與使用熔點未達30℃的結晶性自由基聚合性化合物、或熔點高於150℃的結晶性自由基聚合性化合物的情況相比,若使用熔點在30~150℃的範圍的結晶性自由基聚合性化合物,則可實現更良好的操作性。在結晶性自由基聚合性化合物的熔點低於上述範圍的情況,在常溫下容易成為液體,因此會有結晶性自由基聚合性組成物不易維持固態的顧慮。在結晶性自由基聚合性化合物的熔點高於上述範圍的情況,與金屬模具的成形溫度接近,因此流動開始至硬化的時間變短,會有成形不良發生的顧慮。
另外,在僅使用熔點未達30℃的結晶性自由基聚合性化合物的情況,會有不易成為在23℃下為固體的結晶性自由基聚合性組成物的傾向。另一方面,在僅使用熔點高於150℃的結晶性自由基聚合性化合物的情況,在射出成形法的過程中,在料缸內使結晶性自由基聚合性組成物可塑化時,料缸溫度與金屬模具的溫度接近,因此會有在料缸內缺乏安定性的傾向。
另外,在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:前述結晶性自由基聚合性組成物,從結晶性自由基聚合性化合物的操作性的觀點看來,在23℃下為固體。定在上述範圍,是因為在結晶性自由基聚合性組成物的製造、成形、輸送的環境下,組成物的形狀不會變化,因此可在泛用的製造設備、條件下連續生產。此外,固體可定義為形狀及體積不容易因為外力而變化的物體。
另外,本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,從流動性的觀點看來,前述結晶性自由基聚合性組成物由高化式流動試驗機測得的熔融黏度,在測定溫度90℃、模嘴直徑0.5mm且長度1.0mm、壓力30kgf/cm2
時,可定在7~1000Pa・s,或在壓力1kgf/cm2
時,定在1~7Pa・s,較佳為1~100Pa・s的範圍。在結晶性自由基聚合性組成物的熔融黏度低於上述範圍的情況,會產生許多薄的溢料,溢料不易由金屬模具剝離,甚至,組成物會進入金屬模具的間隙,因此難以連續成形,在熔融黏度高於上述範圍的情況,成形時填充性差,會有無法得到製品的顧慮。
另外,在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,從製品品質的觀點看來,前述無機填充材,相對於前述結晶性自由基聚合性組成物總量,可定為50~95重量%,較佳為55~93重量%,更佳為60~90重量%。定在上述範圍,是因為在無機填充材的量少於上述範圍的情況,收縮率大,成形品變形,在多於前述範圍的情況,成形時的熔融黏度高,對嵌入物造成負荷,會有嵌入物損傷的顧慮。
另外,在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,從維持固態的觀點看來,結晶性自由基聚合性化合物相對於自由基聚合性化合物總量的比例,可定為30重量份以上,較佳為40重量份以上,更佳為50重量份以上。定在上述範圍,是因為在結晶性自由基聚合性化合物的比例少於上述範圍的情況,會有不易成為固體的顧慮。此外,自由基聚合性化合物,可包括結晶性自由基聚合性化合物、及非晶性自由基聚合性化合物,此處規定了結晶性自由基聚合性化合物相對於這些自由基聚合性化合物的總量的比例的合適的態樣的一例。
另外,在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,從結晶性自由基聚合性組成物的品質管理的觀點看來,前述結晶性自由基聚合性化合物的重量平均分子量可定為100~100000,較佳為100~50000,更佳為150~30000。定在上述範圍,是因為在結晶性自由基聚合性化合物的重量平均分子量小於前述範圍的情況,結晶性自由基聚合性組成物成為不易成為固體,在大於上述範圍的情況,無法以高精密度控制結晶性自由基聚合性組成物的分子量,因此會有化合物特性、組成物特性變動的顧慮。
另外,本發明之電氣電子零件密封體,其特徵為:藉由本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物密封。
另外,本發明之粒狀物,其特徵為:由本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物所構成。雖然是製成粒狀物,然而本發明除了粒狀物之外,還可為粉末、錠片等。亦即,在粒狀物以外的情況,本發明之粉末、錠片等,可由本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物所構成。
另外,本發明之電氣電子零件密封體之製造方法,其特徵為:具有將由本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物所構成之前述粒狀物藉由利用射出成形法、轉移成形法的嵌件成形法密封電氣電子零件的步驟。
電氣電子零件用密封體為含有嵌入物的密封體。電氣電子零件用密封體,是電容、積體電路等被接合在基板,並將該等一體覆蓋的成形體。接合至基板的電氣電子零件,因為使用高黏度的成形材料的射出成形或轉移成形等的流動壓力,會有電氣電子零件損傷的顧慮。此外,在本發明中,電氣電子零件,除了所謂電氣電子零件之外,還可包括半導體等。所以,這些電氣電子零件用密封體亦可使用於半導體密封體。總而言之,本發明的組成物,可廣泛適用於要求操作性、流動性等的密封體。
熔融黏度低,流動性良好的組成物,即使在常溫下組成物也是柔軟的,因此會有操作性不良的顧慮。另外,柔軟的組成物成為塊狀,在射出成形法的情況,在進料斗內發生組成物熔接,在轉移成形法的情況,事先成形的錠片熔接,甚至發生形狀變化,會有發生無法進入轉移成形機內的錠片***孔的不良狀況的顧慮。本發明兼顧流動性與操作性,可發揮出具有高生產性的優異效果。
<不飽和聚酯的製造方法> 本發明所使用的不飽和聚酯的一例之中,例如藉由使不飽和多元酸、飽和多元酸及二醇類進行周知的脫水縮合反應,通常可具有2~40mg-KOH/g的酸價。在不飽和聚酯的製造時,藉由適當地選擇不飽和多元酸、飽和多元酸的酸成分的選擇或組合,及二醇類的選擇或組合,其摻合比例等,可製成具有結晶性的不飽和聚酯。
不飽和多元酸類,可列舉馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、檸康酸、中康酸、伊康酸、四氫鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、戊烯二酸等。
飽和多元酸類,可列舉鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸、對苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、杜鵑花酸、四氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、內亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐、氯橋酸、四溴鄰苯二甲酸酐等。
二醇類可列舉乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、新戊二醇、1,3-丁二醇、氫化雙酚A、雙酚A環氧丙烷化合物、環己烷二甲醇、二溴新戊二醇等。
在本發明中,結晶性不飽和聚酯之中,適合為不飽和多元酸使用富馬酸、飽和多元酸使用間苯二甲酸或對苯二甲酸,二醇主要使用乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、環己烷二甲醇的不飽和聚酯。
<環氧(甲基)丙烯酸酯之製造方法> 本發明所使用的環氧(甲基)丙烯酸酯,可依照其本身周知的方法來製造。在周知的禁止劑、周知的酯化觸媒的存在下或非存在下,在惰性氣體氣流中或空氣環境下,藉由適當地選擇環氧樹脂、及不飽和一元酸,可製成具有結晶性的環氧(甲基)環氧丙烯酸酯。為了因應必要降低反應系的熔融黏度之目的,可加入其他自由基聚合性單體或有機溶劑使其反應。
本發明之環氧(甲基)丙烯酸酯的一例,可為例如使一分子中具有兩個以上的縮水甘油醚基的環氧樹脂和丙烯酸或甲基丙烯酸進行加成反應所得到的分子末端具有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的雙鍵的環氧(甲基)丙烯酸酯。亦可為將環氧(甲基)丙烯酸酯溶解於自由基聚合性單體及/或自由基聚合性多聚體的環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂。上述一分子中具有兩個以上的縮水甘油醚基的環氧樹脂,可列舉例如來自雙酚A、雙酚F、雙酚S等、或其衍生物的雙酚型環氧樹脂、來自聯二甲酚及其衍生物的聯二甲酚型環氧樹脂、來自聯苯酚及其衍生物的聯苯酚型環氧樹脂、或來自萘及其衍生物的萘型環氧樹脂、以及酚醛型環氧樹脂等的環氧樹脂,該等可單獨或混合兩種以上來使用。作為環氧樹脂的分子量指標的環氧當量,係以174~2000eq/g為佳。
<胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯的製造方法> 另外,本發明之胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯的一例,可為例如使一分子中具有兩個以上的羥基的多元醇及/或聚酯多元醇及/或聚醚多元醇與二異氰酸酯反應的分子末端的異氰酸酯、及/或一分子中一個以上的異氰酸酯和具有醇性羥基與一個以上的丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基的化合物反應、或首先使具有醇性羥基與一個以上的丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基的化合物與二異氰酸酯以異氰酸酯基剩餘的方式反應,然後使剩餘的異氰酸酯基與一分子中具有兩個以上的羥基的多元醇及/或聚酯多元醇及/或聚醚多元醇反應,所得到的分子末端具有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的雙鍵的胺甲酸乙酯丙烯酸酯。在胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯的製造時,藉由適當地選擇異氰酸酯、聚醇及/或聚酯多元醇及/或聚醚多元醇的組合,及具有醇性羥基與一個以上的丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基的化合物,可製成具有結晶性的胺甲酸乙酯(甲基)環氧丙烯酸酯。亦可為將胺甲酸乙酯丙烯酸酯、或胺甲酸乙酯甲基丙烯酸酯溶解於苯乙烯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯等的自由基聚合性單體及/或自由基聚合性多聚體的胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯樹脂。該等可單獨或以兩種以上的混合物來使用。
上述具有醇性羥基與一個以上的丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基的化合物,可使用(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯、(甲基)丙烯酸苯氧基羥丙酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇單(甲基)丙烯酸酯等。
另外,上述一分子中具有兩個以上的羥基的多元醇,可使用例如新戊二醇、乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三亞甲基二醇、氫化雙酚A、雙酚A環氧乙烷加成物、雙酚A環氧丙烷加成物等,上述一分子中具有兩個以上的羥基的聚酯多元醇,可使用由新戊二醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三亞甲基二醇、氫化雙酚A、雙酚A環氧乙烷加成物、雙酚A環氧丙烷加成物等的多元醇與己二酸、鄰苯二甲酸(酐)、間苯二甲酸、對苯二甲酸、偏苯三甲酸等的多元酸的脫水縮合反應所得到的分子量1000~2000的飽和聚酯多元醇,上述一分子中具有兩個以上的羥基的聚醚多元醇,可使用藉由環氧乙烷或環氧丙烷的開環反應所得到的分子量300~2000的聚乙二醇、聚丙二醇類、或由己內酯的開環反應所得到的聚己內酯等,可單獨使用或併用兩種以上。
上述一分子中具有兩個以上的異氰酸酯基的化合物,可使用芳香族及/或脂肪族聚異氰酸酯化合物,可列舉例如甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、氫化二苯基甲烷二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、氫化二甲苯二異氰酸酯、具有2官能異氰酸酯化合物三聚化的三聚異氰酸酯環的3官能異氰酸酯、以市售的多元醇變性的異氰酸酯預聚物等。該等可單獨或混合兩種以上來使用。
<聚酯(甲基)丙烯酸酯之製造方法> 另外,本發明之聚酯(甲基)丙烯酸酯的一例,可為例如藉由聚酯多元醇與丙烯酸或甲基丙烯酸的酯化、或酸末端聚酯與具有縮水甘油基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的反應所得到的分子末端具有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的雙鍵的聚酯丙烯酸酯、或聚酯甲基丙烯酸酯。在聚酯(甲基)丙烯酸酯的製造時,藉由適當地選擇聚酯多元醇與丙烯酸或甲基丙烯酸、或酸末端聚酯與具有縮水甘油基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,可製成具有結晶性的聚酯(甲基)丙烯酸酯。亦可為將聚酯丙烯酸酯、或聚酯甲基丙烯酸酯溶解於例如苯乙烯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯等的自由基聚合性單體及/或自由基聚合性多聚體的聚酯丙烯酸酯樹脂、或聚酯甲基丙烯酸酯樹脂。該等可單獨或以兩種以上的混合物來使用。
<聚醚(甲基)丙烯酸酯之製造方法> 另外,本發明之聚醚(甲基)丙烯酸酯的一例,可為例如藉由聚醚多元醇與丙烯酸或甲基丙烯酸的酯化、或酸末端聚醚與具有縮水甘油基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的反應所得到的分子末端具有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的雙鍵的聚醚丙烯酸酯、或聚醚甲基丙烯酸酯。在聚醚(甲基)丙烯酸酯的製造時,藉由適當地選擇聚醚多元醇與丙烯酸或甲基丙烯酸、或酸末端聚酯與具有縮水甘油基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,可製成具有結晶性的聚酯(甲基)丙烯酸酯。亦可為將聚醚丙烯酸酯、或聚醚甲基丙烯酸酯溶解於例如苯乙烯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯等的自由基聚合性單體及/或自由基聚合性多聚體的聚醚丙烯酸酯樹脂、或聚醚甲基丙烯酸酯樹脂。該等可單獨或以兩種以上的混合物來使用。
另外,在合適的態樣之中,本發明之在30~150℃為固體的結晶性自由基聚合性單體,可含有選自乙氧基化三聚異氰酸三丙烯酸酯(熔點約50℃)、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(熔點35~53℃)、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯(熔點33~40℃)、丙烯酸山萮酯(熔點46℃)、甲基丙烯酸四甲基哌啶酯(熔點56~60℃)、三聚異氰酸三甲基烯丙酯(熔點83~87℃)、二丙酮丙烯醯胺(熔點約56℃)、伊康酸二甲基酯(熔點36℃)、硬脂酸乙烯酯(熔點36℃)、N-乙烯基咔唑(熔點67℃)、N-羥甲基丙烯醯胺(熔點71~75℃)、丙烯醯胺(熔點84℃)、苯亞甲基二烯丙基氨基甲酸脂(熔點85~110℃)、馬來醯亞胺(熔點93℃)、苊烯(熔點95℃)等的1種以上。若使用這些結晶性自由基聚合性化合物,則操作性良好。
本發明之自由基聚合性單體,在不損及本發明目的之範圍,可使用在常溫下為液體的自由基聚合性單體。可列舉例如具有乙烯基的苯乙烯單體、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、α-氯苯乙烯等的乙烯基芳香族化合物;醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、乳酸乙烯酯、酪酸乙烯酯、VeoVa單體(Shell化學公司製)等的乙烯酯;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯等的(甲基)丙烯酸酯等。
另外,還可使用三聚氰酸三烯丙酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、四溴鄰苯二甲酸二烯丙酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸2-羥乙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、具有烯丙基的鄰苯二甲酸二烯丙酯、三聚異氰酸三烯丙酯等的2官能以上的自由基聚合性單體。這些自由基聚合性單體可單獨使用或併用兩種以上。
本發明之自由基聚合性多聚體,可使用鄰苯二甲酸二烯丙酯預聚物、TAIC預聚物、環氧預聚物、胺甲酸乙酯預聚物、丙烯酸酯預聚物。這些自由基聚合性多聚體可單獨使用或併用兩種以上。
在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物之中,可摻合無機填充材。該無機填充材,可列舉碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋇、氫氧化鈣、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鎂、氧化鋁、二氧化矽、氧化鋅、雲母、氮化鋁、氮化硼,該等之中,從流動性的觀點看來,以二氧化矽為佳。該等可單獨使用或併用兩種以上。
前述無機填充材,可使用平均粒徑為100μm以下,宜為0.01~50μm者。藉由使用具有上述平均粒徑的無機填充材,可製成成形時的流動性、強度優異的電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物。
在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物之中,可摻合與無機填充材、強化材密著的各種添加劑,例如具有極性基的(甲基)丙烯酸酯化合物或偶合劑。
具有極性基的(甲基)丙烯酸酯化合物不受特別限定,可列舉例如含有碳、氫以外的原子的取代基產生酯鍵的(甲基)丙烯酸酯化合物,取代基可列舉羥基、環氧基、縮水甘油醚基、四氫呋喃甲基、異氰酸酯基、羧基、烷氧基甲矽烷基、磷酸酯基、內酯基、氧雜環丁烷基、四氫吡喃基、胺基等。偶合劑並未受到特別限定,可使用例如矽烷系偶合劑或鈦酸酯系偶合劑等,矽烷偶合劑可使用例如環氧矽烷系、胺基矽烷系、陽離子型矽烷系、乙烯基矽烷系、丙烯酸矽烷系、巰基矽烷系、及其複合系等。
該等之中,從強度提升的觀點看來,以丙烯酸矽烷系偶合劑為佳。其他,在不損及本發明目的之前提下,還可使用各種添加劑。
在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物之中,自由基聚合起始劑可使用通常不飽和聚酯樹脂組成物、自由基聚合性組成物所使用的加熱分解型的有機過氧化物或聚合禁止劑。
有機過氧化物,可列舉第三丁基過氧-2-乙基己基單碳酸酯、1,1-二(第三己基過氧)環己烷、1,1-二(第三丁基過氧)-3,3,5-三甲基環己烷、第三丁基過氧辛酸酯、過氧化苯甲醯、過氧化甲基乙基酮、過氧化乙醯基丙酮、第三丁基過氧苯甲酸酯、過氧化二異丙苯等。該等可單獨使用或併用兩種以上。
該等之中,從成形條件、貯藏安定性的觀點看來,以使用10小時半減期溫度為100℃以上的有機過氧化物為佳,具體而言,適合使用過氧化二異丙苯。
聚合禁止劑可列舉氫醌、單甲醚氫醌、甲基氫醌、二-t-4-甲基酚、單甲醚氫醌、吩噻嗪、第三丁基兒茶酚、對苯醌、五倍子酚等的醌類、2,6-二第三丁基-對甲酚、2,2-亞甲基-雙-(4-甲基-6-第三丁基酚)、1,1,3-參-(2-甲基-4-羥基-5-第三丁基苯基)丁烷等的酚系化合物、4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶1-氧自由基、4-氧代-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-羧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基等的哌啶-1-氧自由基類。藉由使用該等,可抑制成形時的填充途中的增黏,製成低熔融黏度的自由基聚合性組成物。該等可單獨使用或併用兩種以上。
在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物之中,可摻合強化材。藉由使用強化材,可製成具有優異的強度特性、尺寸安定性的電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物。
本發明所使用的強化材,可使用通常BMC(團狀模塑料)、SMC(片狀模塑料)等的纖維強化塑膠所使用的玻璃纖維,然而並不受限於玻璃纖維,亦可使用其他物品。
玻璃纖維可列舉以矽酸玻璃、硼矽酸玻璃為原料的E玻璃(電氣用無鹼玻璃)、C玻璃(化學用含鹼玻璃)、A玻璃(耐酸用玻璃)、S玻璃(高強度玻璃)等的玻璃纖維,亦可使用將該等製成長纖維(粗紗)、短纖維(切股絲束)、磨碎纖維的物品。此外,這些玻璃纖維亦可使用實施了表面處理的物品。
另外,在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物之中,在不阻礙組成物的流動性、或製成密封材時的特性的範圍,可適當地摻合其他無機填充材。
這些材料,可列舉氧化物及其水合物、無機發泡粒子、二氧化矽氣球等之中空粒子等。
在本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物之中,可使用脫模劑。脫模劑可使用一般熱硬化性樹脂所使用的脂肪酸系、脂肪酸金屬鹽系、礦物系等的蠟類,特別適合使用耐熱變色性優異的脂肪酸系、脂肪酸金屬鹽系、及蠟類。
該脫模劑,具體而言可列舉硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鋁、硬脂酸鈣、石蠟等。該脫模劑可單獨使用或併用兩種以上。
脫模劑亦可因應必要使用噴霧或塗佈至金屬模具的類型的脫模劑、摻合脫模劑的成形材料等的外部脫模劑。
在本發明中,除了這些摻合成分以外,可因應必要適當地摻合用來調整結晶性自由基聚合性組成物的硬化條件的硬化觸媒、聚合禁止劑、著色劑、增黏劑、濕潤分散劑、表面調整劑、減黏劑、流動改質劑、其他有機系添加劑、無機系添加劑等。
<結晶性自由基聚合性組成物的製造方法> 本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物,可使用攪拌機、摻合機等將各成分摻合,充分均勻混合之後,以可加熱加壓的混練機、擠出機等調製、造粒來製造。
另外,本發明之粒狀物、粉末、錠片,其特徵為:由本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物所構成。由本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物所形成的粒狀物亦可為顆粒狀。
另外,本發明之電氣電子零件密封體,其特徵為:使由本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物所形成的粒狀物、粉末、錠片成形並且密封。電氣電子零件密封體,可依照常法,藉由各種熱硬化性組成物的成形方法來成形。
另外,本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物為乾式,且熔融時的熱安定性良好,因此成形方法適合使用射出成形法、射出壓縮成形法、轉移成形法、壓縮成形法等的熔融加熱成形法。
該等之中,特別適合為使用射出成形機的射出成形法、使用轉移成形機的轉移成形法,藉由射出成形法,可使成形時間更短,藉由轉移成形法,一次可成形多個成形體,可製造出複雜形狀的電氣電子零件密封體。
<電氣電子零件密封體及電氣電子零件密封體的製造方法> 本發明之電氣電子零件密封體,可藉由使用本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物,並藉由嵌件成形法密封電氣電子零件來製造。此處,本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物,可為構成結晶性自由基聚合性組成物的所有成分另外預先加熱混練成的物體,或構成成分的一部分或全部在正要注入金屬模具前混合,然後加熱混練的物體。
金屬模具注入時的結晶性自由基聚合性組成物溫度及壓力不受特別限定,在使用射出成形機的情況,若結晶性自由基聚合性組成物溫度定為60~130℃、金屬模具溫度定為130~190℃,且結晶性自由基聚合性組成物壓力定為0.1~10MPa,在轉移成形機的情況,金屬模具溫度定為130~190℃,且結晶性自由基聚合性組成物壓力定為0.1~10MPa,則對電氣電子零件的傷害變少,而為適合。
接下來,針對本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的一例作說明,而如以下所述。
本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物,其特徵為:至少含有結晶性自由基聚合性化合物、無機填充材、矽烷偶合劑、及自由基聚合起始劑。這是因為藉由使用結晶性自由基聚合性組成物,如後述實施例所示般,可實現熱傳導性、操作性優異的聚合性組成物。此外,在本說明書中,會有將電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物稱為結晶性自由基聚合性組成物的情形。
另外,在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,其特徵為:電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物成形的成形體的熱傳導率為1.0W/m・K以上。定在上述範圍,是因為從放熱性的觀點看來,若未達1.0W/m・K,則熱傳導率低,會有電氣電子零件蓄熱而發生故障的顧慮。以往,為了提高熱傳導性,一般使用了具有凹凸的熱傳導性填料,然而熱傳導率高的成形材料大量摻合了熱傳導填料,因此流動性降低,用途受到限定,且會有價格提高的傾向的問題。然而判明了依據本發明,可得到夠高的熱傳導性,且流動性也良好,使用性優異。
另外,在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,前述結晶性自由基聚合性化合物,可含有選自不飽和聚酯、環氧(甲基)丙烯酸酯、胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、自由基聚合性單體、自由基聚合性多聚體的1種以上。
雖然省略了結晶性,然而具體而言,前述結晶性自由基聚合性化合物,可含有選自結晶性不飽和聚酯、結晶性環氧(甲基)丙烯酸酯、結晶性胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、結晶性聚酯(甲基)丙烯酸酯、結晶性聚醚(甲基)丙烯酸酯、結晶性自由基聚合性單體、結晶性自由基聚合性多聚體的1種以上。若使用這些聚合性化合物,則機械特性、操作性良好(以下會有省略結晶性的情形)。
此外,在本說明書之中,還包含前述結晶性自由基聚合性化合物,結晶性化合物可定義為具有玻璃轉移點與熔點的化合物。這些溫度,可藉由DSC(示差掃描熱量計)、TGDTA(示差熱熱重量同時測定裝置)等的熱分析裝置作確認。本發明之結晶性化合物可定為能夠藉由熱分析裝置確認熔點的化合物。
另外,在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,前述結晶性自由基聚合性化合物,從作業性、成形性的觀點看來,前述結晶性自由基聚合性化合物的熔點,係以在30~150℃,較佳為30~120℃的範圍為佳。這是因為與使用熔點未達30℃的結晶性自由基聚合性化合物、或熔點高於150℃的結晶性自由基聚合性化合物的情況相比,若使用熔點在30~150℃的範圍結晶性自由基聚合性化合物,則可實現較良好的操作性。在結晶性自由基聚合性化合物的熔點低於上述範圍的情況,在常溫下容易成為液體,因此會有結晶性自由基聚合性組成物不易維持固態的顧慮。在結晶性自由基聚合性化合物的熔點高於上述範圍的情況,由於與金屬模具的成形溫度接近,因此流動開始至硬化的時間變短,會有成形不良發生的顧慮。
另外,在僅使用熔點未達30℃的結晶性自由基聚合性化合物的情況,會有不易成為在23℃下為固體的結晶性自由基聚合性組成物的傾向。另一方面,在僅使用熔點高於150℃的結晶性自由基聚合性化合物的情況,在射出成形法的過程中,在料缸內使結晶性自由基聚合性組成物可塑化時,料缸溫度與金屬模具的溫度接近,因此會有料缸內硬化反應進行的顧慮,會有缺乏安定性的傾向。
另外,在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,前述結晶性自由基聚合性組成物,從結晶性自由基聚合性化合物的操作性的觀點看來,以在23℃下為固體為佳。定在上述範圍,是因為在結晶性自由基聚合性組成物的製造、成形、輸送的環境下,組成物的形狀不會變化,因此可在泛用的製造設備、條件下連續生產。此外,固體可定義為形狀及體積不容易因為外力而變化物體。
另外,在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,從製品品質的觀點看來,前述無機填充材,相對於前述結晶性自由基聚合性組成物總量可定為40~95重量%,較佳為50~93重量%,更佳為60~90重量%。定在上述範圍,是因為在無機填充材的量少於上述範圍的情況,收縮率大,成形品變形,在多於前述範圍的情況,成形時的熔融黏度高,會有未填充或成形品的一部分發生氣體燒焦而碳化的顧慮。
另外,在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,從維持固態的觀點看來,前述結晶性自由基聚合性化合物相對於自由基聚合性化合物總量的比例,可定為25重量份以上,較佳為30重量份以上,更佳為35重量份以上。定在上述範圍,是因為在結晶性自由基聚合性化合物的比例少於上述範圍的情況,會有不易成為固體的顧慮。在本發明的組成物的情況,可成為高黏度,因此某程度上可增加自由度。此外,自由基聚合性化合物可包含結晶性自由基聚合性化合物及非晶性自由基聚合性化合物,此處規定了結晶性自由基聚合性化合物相對於這些自由基聚合性化合物的總量的比例的合適態樣的一例。
另外,在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的合適的實施態樣之中,從結晶性自由基聚合性組成物的品質管理的觀點看來,前述結晶性自由基聚合性化合物的重量平均分子量可定為70~100,000,較佳為100~50,000,更佳為150~30,000。定在上述範圍,是因為在結晶性自由基聚合性化合物的重量平均分子量小於前述範圍的情況,會有結晶性自由基聚合性組成物不易成為固體的顧慮,或在大於上述範圍的情況,無法以高精密度來控制結晶性自由基聚合性組成物的分子量,因此會有化合物特性、組成物特性變動的顧慮。
另外,在本發明之電氣電子零件成形體的合適的實施態樣之中,藉由本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物成形。
另外,在本發明之電氣電子零件成形體的合適的實施態樣之中,前述成形體的熱傳導率為1.0W/m・K以上。定在上述範圍,是因為從放熱性的觀點看來,若未達1.0W/m・K,則熱傳導率低、電氣電子零件蓄熱,會有發生故障的顧慮。
另外,在本發明之粒狀物的合適的實施態樣之中,由本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物所構成。雖然是製成粒狀物,然而本發明除了粒狀物之外,亦可為粉末、錠片、顆粒等。亦即,在粒狀物以外的情況,本發明之粉末、錠片、顆粒等,可由本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物所構成。
另外,在本發明之電氣電子零件成形體之製造方法的合適的實施態樣之中,包含將由本發明之前述電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物所構成之前述粒狀物藉由射出成形法、轉移成形法、壓縮成形法、熱熔成形法製成電氣電子零件成形體的成形步驟。藉由射出成形法,可短時間生產,藉由轉移成形法,一次可得到大量的製品。
本發明之電氣電子零件成形體可含有嵌入物。電氣電子零件成形體可製成電氣電子零件的外殼、電氣電子零件的金屬、及/或線圈的嵌件成形體。因為使用高黏度成形材料的射出成形或轉移成形等的流動壓力,會有電氣電子零件損傷的顧慮。此外,在本發明中,電氣電子零件,除了所謂電氣電子零件之外,還可包括半導體等。所以,這些電氣電子零件成形體亦可使用於半導體密封體。總而言之,本發明的組成物,可廣泛適用於要求高熱傳導性、使用性等的成形體。
熔融黏度低、流動性良好的組成物,即使在常溫下,組成物也是柔軟的,因此會有操作性不良的顧慮。另外,柔軟的組成物成為塊狀,在射出成形法的情況,在進料斗內發生組成物的熔接,在轉移成形法的情況,事先成形的錠片熔接,甚至發生形狀變化,會有發生無法進入轉移成形機內的錠片***孔的不良狀況的顧慮。本發明兼顧流動性與操作性,可發揮出具有高生產性的優異效果。
<不飽和聚酯的製造方法> 本發明所使用的不飽和聚酯的一例之中,例如藉由使不飽和多元酸、飽和多元酸及二醇類進行周知的脫水縮合反應,通常可具有2~40mg-KOH/g的酸價。在不飽和聚酯的製造時,藉由適當地選擇不飽和多元酸、飽和多元酸的酸成分的選擇或組合,及二醇類的選擇或組合、其摻合比例等,可製成具有結晶性的不飽和聚酯。
不飽和多元酸類,可列舉馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、檸康酸、中康酸、伊康酸、四氫鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、戊烯二酸等。
飽和多元酸類,可列舉鄰苯二甲酸、鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸、對苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、杜鵑花酸、四氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、內亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐、氯橋酸、四溴鄰苯二甲酸酐、1,4-環己烷二羧酸、2,6-萘二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,3-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、1,8-萘二甲酸等。
二醇類可列舉乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、新戊二醇、1,3-丁二醇、氫化雙酚A、雙酚A環氧丙烷化合物、環己烷二甲醇、二溴新戊二醇、異山梨醇、異二縮甘露醇、三環癸烷二甲醇等。
在本發明中,結晶性不飽和聚酯之中,適合為不飽和多元酸使用富馬酸、飽和多元酸使用間苯二甲酸或對苯二甲酸,二醇主要使用乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇、1,4-環己烷二甲醇的不飽和聚酯。
<環氧(甲基)丙烯酸酯的製造方法> 本發明所使用的環氧(甲基)丙烯酸酯,可依照其本身周知的方法來製造。在周知的禁止劑、周知的酯化觸媒的存在下或非存在下,在惰性氣體氣流中或空氣環境下,藉由適當地選擇環氧樹脂、及不飽和一元酸,可製成具有結晶性的環氧(甲基)環氧丙烯酸酯。為了因應必要降低反應系統的熔融黏度之目的,可加入其他自由基聚合性單體或有機溶劑使其反應。
本發明之環氧(甲基)丙烯酸酯的一例,可為例如使一分子中具有兩個以上的縮水甘油醚基的環氧樹脂和丙烯酸或甲基丙烯酸進行加成反應所得到的分子末端具有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的雙鍵的環氧(甲基)丙烯酸酯。亦可為將環氧(甲基)丙烯酸酯溶解於自由基聚合性單體及/或自由基聚合性多聚體的環氧(甲基)丙烯酸酯樹脂。上述一分子中具有兩個以上的縮水甘油醚基的環氧樹脂,可列舉例如來自雙酚A、雙酚F、雙酚S等、或其衍生物的雙酚型環氧樹脂、來自聯二甲酚及其衍生物的聯二甲酚型環氧樹脂、來自聯苯酚及其衍生物的聯苯酚型環氧樹脂、或來自萘及其衍生物的萘型環氧樹脂、酚醛型環氧樹脂、以及脂肪族環氧樹脂等的環氧樹脂,該等可單獨或混合兩種以上來使用。作為環氧樹脂的分子量指標的環氧當量,係以125~4,000eq/g為佳。
<胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯的製造方法> 另外,本發明之胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯的一例,可為例如使一分子中具有兩個以上的羥基的多元醇及/或聚酯多元醇及/或聚醚多元醇與二異氰酸酯反應的分子末端的異氰酸酯、及/或一分子中一個以上的異氰酸酯和具有醇性羥基與一個以上的丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基的化合物反應、或首先使具有醇性羥基與一個以上的丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基的化合物與二異氰酸酯以異氰酸酯基剩餘的方式反應,然後使剩餘的異氰酸酯基與一分子中具有兩個以上的羥基的多元醇及/或聚酯多元醇及/或聚醚多元醇反應,所得到的分子末端具有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的雙鍵的胺甲酸乙酯丙烯酸酯。在胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯的製造時,藉由適當地選擇異氰酸酯、多元醇及/或聚酯多元醇及/或聚醚多元醇的組合、及具有醇性羥基與一個以上的丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基的化合物,可製成具有結晶性的胺甲酸乙酯(甲基)環氧丙烯酸酯。亦可為將胺甲酸乙酯丙烯酸酯、或胺甲酸乙酯甲基丙烯酸酯溶解於苯乙烯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯等的自由基聚合性單體及/或自由基聚合性多聚體的胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯樹脂。該等可單獨或以兩種以上的混合物來使用。
上述具有醇性羥基與一個以上的丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基的化合物,可使用(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丁酯、苯氧基羥丙基(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇單(甲基)丙烯酸酯等。
另外,上述一分子中具有兩個以上的羥基的多元醇,可使用例如新戊二醇、乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三亞甲基二醇、氫化雙酚A、雙酚A環氧乙烷加成物、雙酚A環氧丙烷加成物等,上述一分子中具有兩個以上的羥基的聚酯多元醇,可使用由新戊二醇、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三亞甲基二醇、氫化雙酚A、雙酚A環氧乙烷加成物、雙酚A環氧丙烷加成物等的多元醇與己二酸、鄰苯二甲酸(酐)、間苯二甲酸、對苯二甲酸、偏苯三甲酸等的多元酸的脫水縮合反應所得到的分子量400~2,000的飽和聚酯多元醇,上述一分子中具有兩個以上的羥基的聚醚多元醇,可使用藉由環氧乙烷或環氧丙烷的開環反應所得到的分子量300~4,000的聚乙二醇、聚丙二醇類、或由己內酯的開環反應所得到的聚己內酯等,可單獨使用或併用兩種以上。
上述一分子中具有兩個以上的異氰酸酯基的化合物,可使用芳香族及/或脂肪族聚異氰酸酯化合物,可列舉例如甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、氫化二苯基甲烷二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯、異佛酮二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯、氫化二甲苯二異氰酸酯、具有2官能異氰酸酯化合物三聚化的三聚異氰酸酯環的3官能異氰酸酯、以縮二脲、加成物、市售的多元醇變性的異氰酸酯預聚物等。該等可單獨或混合兩種以上來使用。
<聚酯(甲基)丙烯酸酯的製造方法> 另外,本發明之聚酯(甲基)丙烯酸酯的一例,可為例如藉由聚酯多元醇與丙烯酸或甲基丙烯酸的酯化、或酸末端聚酯與具有縮水甘油基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的反應所得到的分子末端具有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的雙鍵的聚酯丙烯酸酯、或聚酯甲基丙烯酸酯。在聚酯(甲基)丙烯酸酯的製造時,藉由適當地選擇聚酯多元醇與丙烯酸或甲基丙烯酸、或酸末端聚酯與具有縮水甘油基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,可製成具有結晶性的聚酯(甲基)丙烯酸酯。亦可為將聚酯丙烯酸酯、或聚酯甲基丙烯酸酯溶解於例如苯乙烯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯等的自由基聚合性單體及/或自由基聚合性多聚體的聚酯丙烯酸酯樹脂、或聚酯甲基丙烯酸酯樹脂。該等可單獨或兩種以上的混合物來使用。
<聚醚(甲基)丙烯酸酯的製造方法> 另外,本發明之聚醚(甲基)丙烯酸酯的一例,可為例如藉由聚醚多元醇與丙烯酸或甲基丙烯酸的酯化、或酸末端聚醚與具有縮水甘油基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的反應所得到的分子末端具有丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的雙鍵的聚醚丙烯酸酯、或聚醚甲基丙烯酸酯。在聚醚(甲基)丙烯酸酯的製造時,藉由適當地選擇聚醚多元醇與丙烯酸或甲基丙烯酸、或酸末端聚酯與具有縮水甘油基的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,可製成具有結晶性的聚酯(甲基)丙烯酸酯。亦可為將聚醚丙烯酸酯、或聚醚甲基丙烯酸酯溶解於例如苯乙烯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯等的自由基聚合性單體及/或自由基聚合性多聚體的聚醚丙烯酸酯樹脂、或聚醚甲基丙烯酸酯樹脂。該等可單獨或以兩種以上的混合物來使用。
另外,在合適的態樣之中,本發明之在30~150℃為固體的結晶性自由基聚合性單體,可含有選自乙氧基化三聚異氰酸三丙烯酸酯(熔點約50℃)、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯(熔點35~53℃)、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯(熔點33~40℃)、丙烯酸山萮酯(熔點46℃)、甲基丙烯酸四甲基哌啶酯(熔點56~60℃)、三聚異氰酸三甲基烯丙酯(熔點83~87℃)、二丙酮丙烯醯胺(熔點約56℃)、伊康酸二甲基酯(熔點36℃)、硬脂酸乙烯酯(熔點36℃)、N-乙烯基咔唑(熔點67℃)、N-羥甲基丙烯醯胺(熔點71~75℃)、丙烯醯胺(熔點84℃)、苯亞甲基二烯丙基氨基甲酸脂(熔點85~110℃)、馬來醯亞胺(熔點93℃)、苊烯(熔點95℃)等的1種以上。若使用這些結晶性自由基聚合性化合物,則操作性良好。
本發明之自由基聚合性單體,在不損及本發明目的之範圍,可使用在常溫下為液體之自由基聚合性單體。可列舉例如具有乙烯基的苯乙烯單體、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、α-氯苯乙烯等的乙烯基芳香族化合物;醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、乳酸乙烯酯、酪酸乙烯酯、VeoVa單體(Shell化學公司製)等的乙烯酯;丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁基等的(甲基)丙烯酸酯等。
另外,還可使用三聚氰酸三烯丙酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、四溴鄰苯二甲酸二烯丙酯、丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸2-羥乙酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、具有烯丙基的鄰苯二甲酸二烯丙酯、馬來酸二烯丙酯、富馬酸二烯丙酯、三聚異氰酸三烯丙酯等的2官能以上的自由基聚合性單體。這些自由基聚合性單體可單獨使用或併用兩種以上。
本發明之自由基聚合性多聚體,可使用鄰苯二甲酸二烯丙酯預聚物、TAIC預聚物、環氧預聚物、胺甲酸乙酯預聚物、丙烯酸酯預聚物。這些自由基聚合性多聚體可單獨使用或併用兩種以上。
在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物之中,可摻合無機填充材。該無機填充材,可列舉碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋇、氫氧化鈣、氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鎂、氧化鋁、二氧化矽、氧化鋅、雲母、滑石、氮化鋁、氮化硼,該等之中,從熱傳導性的觀點看來,以氧化鋁、氧化鎂為佳。該等可單獨使用或併用兩種以上。依據本發明,可實現可大量摻合考量性價比之後可使用的無機填充材的組成物,因此可達成較高的熱傳導率。實際上,如果使用特殊且高價的無機填充材(氮化鋁、氮化硼)、奈米碳管、鑽石、金屬粉等,則會成為高熱傳導而能夠使用,而且有具有良好的使用性、流動性的優點,然而奈米碳管、金屬粉等的高價的無機填充材並不實際,因此可使用氧化鋁、氧化鎂等。
前述無機填充材,可使用平均粒徑為150μm以下,宜為0.01~80μm的材料。藉由使用具有上述平均粒徑的無機填充材,可製成成形時的流動性、強度優異的電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物。另外,定在上述範圍,是因為使用熱傳導材大的無機填充材的情況容易成為有利。在大量使用平均粒徑小的無機填充材的情況,樹脂的熱傳導率低,因此產生熱阻,會有成形品的熱傳導率降低的顧慮。因此,在使用平均粒徑大的無機填充材的情況,對於熱傳導有利,然而過大的無機填充材,會有外觀(表面的凹凸)、無法填充至細的部分的顧慮,從這樣的觀點看來,可限縮在某程度的大小。
此外,平均粒徑的測定方法,是藉由雷射繞射法作測定,JIS規格為JIS Z8825-1。此外,該JIS Z8825-1被H25.12.20廢止,取代為JIS Z8825。而且,JIS Z8825-1為粒徑解析-雷射繞射法。
在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物之中,可摻合與無機填充材、強化材密著的各種添加劑,例如具有極性基的(甲基)丙烯酸酯化合物或偶合劑。
具有極性基的(甲基)丙烯酸酯化合物不受特別限定,可列舉例如含有碳、氫以外的原子的取代基產生酯鍵的(甲基)丙烯酸酯化合物,取代基可列舉羥基、環氧基、縮水甘油醚基、四氫呋喃甲基、異氰酸酯基、羧基、烷氧基甲矽烷基、磷酸酯基、內酯基、氧雜環丁烷基、四氫吡喃基、胺基等。偶合劑並未受到特別限定,可使用例如矽烷系偶合劑或鈦酸酯系偶合劑等,矽烷偶合劑可使用例如環氧矽烷系、胺基矽烷系、陽離子型矽烷系、乙烯基矽烷系、丙烯酸矽烷系、巰基矽烷系、及其複合系等。
該等之中,從強度提升的觀點看來,以丙烯酸矽烷系偶合劑為佳。其他,在不損及本發明目的之前提下,還可使用各種添加劑。
在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物之中,自由基聚合起始劑可使用通常不飽和聚酯樹脂組成物、自由基聚合性組成物所使用的有機過氧化物或聚合禁止劑。
有機過氧化物,可列舉第三丁基過氧-2-乙基己基單碳酸酯、1,1-二(第三己基過氧)環己烷、1,1-二(第三丁基過氧)環己烷、1,1-二(第三丁基過氧)-3,3,5-三甲基環己烷、第三丁基過氧辛酸酯、過氧化苯甲醯、過氧化甲基乙基酮、過氧化乙醯基丙酮、第三丁基過氧苯甲酸酯、過氧化二異丙苯等。該等可單獨使用或併用兩種以上。
該等之中,從成形條件、貯藏安定性的觀點看來,以使用10小時半減期溫度為90℃以上的有機過氧化物為佳,具體而言,適合使用過氧化二異丙苯。
聚合禁止劑可列舉氫醌、單甲醚氫醌、甲基氫醌、二-t-4-甲基酚、單甲醚氫醌、吩噻嗪、第三丁基兒茶酚、對苯醌、焦棓酚等的醌類、2,6-二第三丁基-對甲酚、2,2-亞甲基-雙-(4-甲基-6-第三丁基酚)、1,1,3-參-(2-甲基-4-羥基-5-第三丁基苯基)丁烷等的酚系化合物、4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶1-氧自由基、4-氧代-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-羧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基等的哌啶-1-氧自由基類。藉由使用該等,可抑制成形時的填充途中的增黏,製成低熔融黏度的自由基聚合性組成物。該等可單獨使用或併用兩種以上。
在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物之中,可摻合強化材。藉由使用強化材,可製成具有優異的強度特性、尺寸安定性的電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物。
本發明所使用的強化材,通常可使用BMC(團狀模塑料)、SMC(片狀模塑料)等的纖維強化塑膠所使用的玻璃纖維,然而並不受限於玻璃纖維,亦可使用其他物品。
玻璃纖維,可列舉以矽酸玻璃、硼矽酸玻璃為原料的E玻璃(電氣用無鹼玻璃)、C玻璃(化學用含鹼玻璃)、A玻璃(耐酸用玻璃)、S玻璃(高強度玻璃)等的玻璃纖維,亦可使用將該等製成長纖維(粗紗)、短纖維(切股絲束)、磨碎纖維的物品。此外,這些玻璃纖維亦可使用實施了表面處理的物品。
另外,在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物之中,在不阻礙製成成形體時的特性的範圍,可適當地摻合其他無機填充材。
這些材料,可列舉氧化物及其水合物、無機發泡粒子、二氧化矽氣球等的中空粒子等。
另外,在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物之中,在不阻礙製成成形體時的特性的範圍,可適當地摻合熱塑性樹脂。
這些樹脂,可列舉聚苯乙烯、丙烯酸樹脂、聚醋酸乙烯酯、飽和聚酯、苯乙烯-丁二烯系橡膠、有機發泡粒子等的熱塑性樹脂。
在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物之中,可使用脫模劑。脫模劑可使用一般熱硬化性樹脂所使用的脂肪酸系、脂肪酸金屬鹽系、礦物系等的蠟類,特別適合使用耐熱變色性優異的脂肪酸系、脂肪酸金屬鹽系、及蠟類。
該脫模劑具體而言可列舉硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鋁、硬脂酸鈣、石蠟等。該脫模劑可單獨使用或併用兩種以上。
脫模劑亦可因應必要使用噴霧或塗佈至金屬模具的類型的脫模劑、摻合脫模劑的成形材料等的外部脫模劑。
在本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物之中,可使用阻燃劑。阻燃劑可使用鹵素系、磷系、氮系、複合型有機系阻燃劑、及金屬氫氧化物、銻系、紅磷系、聚矽氧系、硼酸鹽的無機系阻燃劑。此外,這些阻燃劑,可使用添加型阻燃劑、或與樹脂反應而編入樹脂骨架中的反應型阻燃劑。這些阻燃劑可單獨使用或併用兩種以上。
在本發明中,除了這些摻合成分以外,還可因應必要適當地摻合用來調整結晶性自由基聚合性組成物的硬化條件的硬化觸媒、聚合禁止劑、著色劑、增黏劑、濕潤分散劑、表面調整劑、減黏劑、流動改質劑、其他有機系添加劑、無機系添加劑等。
<結晶性自由基聚合性組成物的製造方法> 本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物,可使用攪拌機、摻合機等將各成分摻合,充分均勻混合之後,以可加熱加壓的混練機、擠出機等調製、造粒來製造。
另外,本發明之粒狀物,其特徵為:由本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物所構成。
另外,本發明之電氣電子零件成形體,其特徵為:使由本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物所形成的粒狀物成形。電氣電子零件成形體,可依照常法,藉由各種熱硬化性組成物的成形方法來成形。
另外,本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物為乾式,且熔融時的熱安定性良好,因此成形方法適合使用射出成形法、射出壓縮成形法、轉移成形法、壓縮成形法、或熱熔成形法等的熔融加熱成形法。
該等之中,特別適合為使用射出成形機的射出成形法、使用轉移成形機的轉移成形法,藉由射出成形法,可使成形時間更短,藉由轉移成形法,一次可成形多個成形體,可製造出複雜形狀電氣電子零件成形體。
<電氣電子零件成形體及電氣電子零件成形體的製造方法> 本發明之電氣電子零件成形體,可藉由使用本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物,使電氣電子零件成形體成形來製造。此處,本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物,可為構成結晶性自由基聚合性組成物的所有成分另外預先加熱混練成的物體,或構成成分的一部分或全部在正要注入金屬模具前混合然後加熱混練的物體。
金屬模具注入時的結晶性自由基聚合性組成物溫度及壓力不受特別限定,在使用射出成形機的情況,結晶性自由基聚合性組成物溫度為60~130℃、金屬模具溫度為130~190℃,且結晶性自由基聚合性組成物壓力為0.1~10MPa,在轉移成形機的情況,若金屬模具溫度定為130~190℃,且結晶性自由基聚合性組成物壓力定為0.1~10MPa,則對電氣電子零件的傷害變少,而為適合。 [實施例]
以下藉由實施例,對本發明的一個實施態樣進一步詳細說明,然而本發明完全不受這些實施例限定。
<電氣電子零件密封用自由基聚合性組成物的製造例> 實施例1~11、參考例1、及比較例1~2 表2所示的實施例1~11、參考例1及表3所示的比較例1~2的結晶性或非晶性自由基聚合性組成物,是依照下述表2及3所記載的摻合量來摻合,使用可加壓加熱、冷卻的混練機,均勻調製之後,將調製物加入擠出機,進行熱切,製成粒狀物。一部分的粒狀物、塊狀自由基聚合性組成物,是使用粉碎機製成粉末。
由所得到的自由基聚合性組成物等,藉由油壓成形機(東邦Press製作所股份有限公司製),以金屬模具溫度165℃,硬化時間180秒鐘或進行硬化至可取得測試片的時間,製作出測試片。對於成形的測試片,藉由以下記載的方法進行物性評估,分別揭示於表2及表3。
摻合成分是使用以下的物品。 (1)聚合性化合物 1.結晶性自由基聚合性化合物1:鄰苯二甲酸系不飽和聚酯(對苯二甲酸與富馬酸與1,6-己二醇的縮合物) 2.結晶性自由基聚合性化合物2:胺甲酸乙酯甲基丙烯酸酯(1,6-六亞甲基二異氰酸酯的甲基丙烯酸2-羥乙酯加成物) 3.結晶性自由基聚合性化合物3:胺甲酸乙酯丙烯酸酯(1,6-六亞甲基二異氰酸酯的丙烯酸2-羥乙酯加成物) 4.結晶性自由基聚合性單體1:乙氧基化三聚異氰酸三丙烯酸酯(新中村化學股份有限公司製A-9300) 5.非晶性自由基聚合性化合物1:鄰苯二甲酸系不飽和聚酯(日本U-PICA股份有限公司製U-PICA 8552H) 6.非晶性自由基聚合性化合物2:雙酚A型環氧甲基丙烯酸酯(雙酚A型環氧樹脂的甲基丙烯酸加成物) 7.自由基聚合性單體1:鄰苯二甲酸二烯丙酯單體(大阪SODA股份有限公司製DAISO DAP單體) 8.自由基聚合性單體2:二乙二醇二甲基丙烯酸酯(新中村化學股份有限公司製2G)
(2)無機填充材 1.無機填充材1:熔融二氧化矽(Denka股份有限公司製平均粒徑24μm) 2.無機填充材2:碳酸鈣(日東粉化股份有限公司製平均粒徑2μm)
(3)添加劑 1.矽烷偶合劑:甲基丙烯酸系矽烷(信越化學工業股份有限公司製KBM-503) 2.自由基聚合起始劑:過氧化二異丙苯(日油股份有限公司製PERCUMYL D) 3.脫模劑:硬脂酸鋅(日油股份有限公司製GF-200) 4.聚合禁止劑:對苯醌(精工化學股份有限公司製PBQ) 5.著色劑:碳黑(三菱化學股份有限公司製CB40)
<聚合性化合物特性> 將測定結晶性或非晶性自由基聚合性化合物、及自由基聚合性單體的熔點、及重量平均分子量揭示於表1。
<化合物特性、組成物特性、物性評估方法>
(1)熔點 使用示差掃描熱量分析計「DSC6220」(Seiko Instruments公司股份有限公司製),將表1所示的自由基聚合性化合物測定試樣10mg裝入鋁盤,加蓋並密封,從-60℃至200℃,以10℃/min的昇溫速度進行測定。將所得到的曲線的吸熱峰定為熔點。將其結果揭示於表1。在23℃為液體的化合物則中止測定。
(2)重量平均分子量 表1所示的自由基聚合性化合物的重量平均分子量,是藉由使聚合性化合物以1.0重量%溶解於四氫呋喃(THF),並使用GPC(凝膠滲透層析),以聚苯乙烯換算作測定。將測定條件揭示於下。將其結果揭示於表1。但是,即使不符合前述嚴格的基準,依照所希望的用途、所要求的品質等,重量平均分子量未達100、或大於100000也會有適合的情形,因此只要作為一個指標進行檢討即可。 機器裝置:昭和電工股份有限公司製Shodex GPC-101 管柱:昭和電工股份有限公司製KF-802、803、804、805 溶劑、載體液體:THF 流量:1.0ml/分鐘 樣品濃度:1.0% 溫度:40℃ 樣品注入量:200μl 偵測器:示差折射率偵測器
(3)硬度 測定方法是參考JIS K7215。以硬度計(西東京精密股份有限公司WR-105D)測定表2所示的實施例1~11、參考例1及表3所示的比較例1~2的結晶性或非晶性自由基聚合性組成物的硬度。將調溫至90℃的自由基聚合性組成物製成約100mm×100mm×10mm的平板狀,在23℃的恆溫室冷卻固化。將調溫至23℃的硬化前的自由基聚合性組成物設置於水平硬台上。將硬度計的加壓基準面保持平行於自由基聚合性組成物表面,同時不產生衝撃地,儘量迅速按壓在自由基聚合性組成物表面,使加壓基準面與自由基聚合性組成物充分密著。在1秒鐘以內迅速讀取指示裝置的指針的最大指示值。將其結果揭示於表2及3。目標硬度定為10,將20以上定為優,10以上定為良,未達10定為可。
(4)熔融黏度 使用高化式流動試驗機(島津製作所股份有限公司製CFT-100EX),測定表2所示的實施例1~11、參考例1及表3所示的比較例1~2的結晶性或非晶性自由基聚合性組成物的熔融黏度。在具備直徑0.5mm且長度1mm的模嘴並且加熱至90℃的料缸試樣***孔裝入自由基聚合性組成物,預熱240秒之後,以30kgf/cm2
或1kgf/cm2
的壓力將活塞加壓,使自由基聚合性組成物由模嘴的噴嘴流出,由直線性良好之處求得熔融黏度。將其結果揭示於表2及3。目標熔融黏度定為1~1000Pa・s,將1~100Pa・s的組成物定為優,100~1000Pa・s定為良。
(5)流動長度 測定方法是參考EIMS T-901。使用表2所示的實施例1~11、參考例1及表3所示的比較例1~2的結晶性或非晶性自由基聚合性組成物,以具備螺旋流金屬模具的輔助活塞式轉移成形機測定流動長度。螺旋流金屬模具加熱至165℃。螺旋流金屬模具使用了以中心部為材料的注入口部,並以注入口部為起點,以渦旋曲線狀設置了半徑1.6mm的半圓形溝的模具。量取預先決定的量的自由基聚合性組成物並使殘留樹脂的厚度在1~10mm的範圍。將柱塞拉起,並將自由基聚合性組成物加入料口,立即施加3.2MPa的壓力,開始轉移成形。停止柱塞的動作,從測定開始180秒鐘後將金屬模具打開,將成形物取出。讀取成形物前端有光澤的部分為止的長度、或有光澤的部分的長度加上其前方密度低的部分的長度的1/2的數字。將其結果揭示於表2及3。目標流動長度定為50cm,將100cm以上定為優,50cm以上定為良,未達50cm定為可。但是,即使不符合前述嚴格的基準,依照所希望的用途、所要求的品質等,未達50cm也會有條件為適合的情形,因此只要作為一個指標進行檢討即可。
(6)成形收縮率 測定方法是依據JIS K6911。使用表2所示的實施例1~11、參考例1及表3所示的比較例1~2的結晶性或非晶性自由基聚合性組成物,並使用收縮率測定用金屬模具,以壓縮成形製作出測試片。在調溫至165℃的金屬模具內放置自由基聚合性組成物,並加壓加熱3分鐘。測試片立刻由金屬模具取出,並在23℃、濕度55%RH的恆溫恆濕下保存24小時。沿著與測試片的表背面突起的環狀帶的外徑互相垂直的測定線,測定表面2處、背面2處,合計4處的尺寸。以相同條件測定對應於測試片的金屬模具的溝的外徑至0.01mm,計算出成形收縮率。將其結果揭示於表2及表3。目標的成形收縮率定為0.5%,將0.2%以下定為優,0.2~0.5%以下定為良,超過0.5%的情況定為可。但是,即使不符合前述嚴格的基準,依照所希望的用途、所要求的品質等,超過0.5%的情況也會有條件為適合的情形,因此只要作為一個指標進行檢討即可。
(7)玻璃轉移點 測定是依據JIS K7224-4。將表2所示的實施例1~11、參考例1及表3所示的比較例1~2的結晶性或非晶性自由基聚合性組成物置於調溫至165℃的平板用金屬模具內。迅速將金屬模具關閉,進行加壓加熱成形。硬化後,將金屬模具打開,得到平板狀的成形片。由平板狀的成形片進行條狀切削加工,得到玻璃轉移點測定用測試片。動態黏彈性(TA Instruments股份有限公司製RSA-G2),是以2℃/分鐘的昇溫速度,在30~250℃的範圍以頻率10Hz作測定。將Tanδ峰溫度定為玻璃轉移點。將其結果揭示於表2及3。目標玻璃轉移點定為125℃,將125℃以上定為良,未達125℃定為可。但是,即使不符合前述嚴格的基準,依照所希望的用途、所要求的品質等,未達125℃也會有條件為適合的情形,因此只要作為一個指標進行檢討即可。
<評估結果> 表2及如表3所示般,判明了本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物操作性優異。另外,尤其本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的實施例1~8、11在23℃下為固體,因此操作性優異、熔融黏度低,而為良好。判明了本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物總體來說表現出優異的結果。
實施例9為實施例1的無機填充材摻合量不同的結晶性自由基聚合性組成物。組成物的硬度為3,而為柔軟。此外,熔融黏度為0.5Pa・s,而為黏度低的組成物,成形收縮率大,然而其他特性良好。
實施例10是由實施例5的結晶性自由基聚合性化合物變更為在常溫下為液體的自由基聚合性化合物,並改變自由基聚合性化合物的摻合比例的結晶性自由基聚合性組成物。結晶性自由基聚合性化合物少,因此組成物的硬度為0,而為柔軟,另外,還得到玻璃轉移點低的結果,然而其他特性良好。
參考例1為改變實施例8的無機填充材的摻合量的結晶性自由基聚合性組成物。關於熔融開始溫度,由於在測定中停止流動,因此並未觀測。另外,熔融黏度高、流動長度也很短,然而其他特性良好。
所以,即使是實施例9及10、參考例1,依照所希望的用途、所要求的品質等,也會有條件為適合的情形,因此只要作為一個指標進行檢討即可,判明了可適用於要求良好的特性的用途。
另外,比較例1及2,相較於相結晶性,皆得到熔融黏度高(比較例1可與實施例4對比)、操作性等不佳的結果。
如以上所述般,判明了至少含有結晶性自由基聚合性化合物的電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物的操作性優異、流動性亦良好。
另外,以下藉由實施例,對於本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物等的一實施態樣進一步詳細說明,然而本發明完全不受這些實施例限定。
<電氣電子零件用自由基聚合性組成物的製造例> 實施例12~19及比較例3~5 表4所示的實施例12~19及比較例3~5的結晶性或非晶性自由基聚合性組成物,是依照所記載的摻合量來摻合,使用可加壓加熱、冷卻的混練機,均勻調製之後,將調製物加入擠出機,以熱切法製成粒狀物。將一部分的粒狀物、塊狀自由基聚合性組成物使用粉碎機製成粉末。
由所得到的自由基聚合性組成物等,藉由油壓成形機(東邦Press製作所股份有限公司製),以金屬模具溫度165℃,硬化時間180秒鐘或進行硬化至可取得測試片的時間,製作出測試片。對於成形的測試片(成形體),依照以下記載的方法實施物性評估,將結果揭示於表4及表5。
摻合成分是使用以下的物品。 (1)自由基聚合性化合物 1.結晶性自由基聚合性化合物1:鄰苯二甲酸系不飽和聚酯(對苯二甲酸、富馬酸與1,3-丙二醇的縮合物) 2.結晶性自由基聚合性化合物2:胺甲酸乙酯甲基丙烯酸酯(1,6-六亞甲基二異氰酸酯的甲基丙烯酸2-羥乙酯加成物) 3.非晶性自由基聚合性化合物1:鄰苯二甲酸系不飽和聚酯(日本U-PICA股份有限公司製U-PICA 8552H) 4.非晶性自由基聚合性化合物2:雙酚A型環氧甲基丙烯酸酯(雙酚A型環氧樹脂的甲基丙烯酸加成物) (2)自由基聚合性單體 5.自由基聚合性單體1:苯乙烯單體 6.自由基聚合性單體2:乙氧基化三聚異氰酸三丙烯酸酯(新中村化學股份有限公司製A-9300)
(3)無機填充材 1.無機填充材1:氧化鋁(Denka股份有限公司製平均粒徑45μm) 2.無機填充材2:氧化鎂(宇部Materials股份有限公司平均粒徑55μm) 3.無機填充材3:熔融二氧化矽(Denka股份有限公司製平均粒徑24μm)
(4)添加劑 1.矽烷偶合劑:甲基丙烯酸系矽烷(信越化學工業股份有限公司製KBM-503) 2.自由基聚合起始劑:過氧化二異丙苯(日油股份有限公司製PERCUMYL D) 3.脫模劑:硬脂酸鋅(日油股份有限公司製GF-200) 4.熱塑性樹脂:聚苯乙烯(東洋聚苯乙烯股份有限公司製G-100C) 5.聚合禁止劑:對苯醌(精工化學股份有限公司製PBQ) 6.著色劑:碳黑(三菱化學股份有限公司製CB40)
<化合物特性、組成物特性、物性評估方法>
(1)熔點 使用示差掃描熱量分析計「DSC6220」(Seiko Instruments股份有限公司製),將表4及表5所示的自由基聚合性化合物測定試樣10mg裝入鋁盤,加蓋並密封,從-60℃至200℃,以10℃/min的昇溫速度進行測定。將所得到的曲線的吸熱峰定為熔點。將其結果揭示於表4及表5。在23℃下為液體的化合物則中止測定。
(2)重量平均分子量 表4及表5所示的自由基聚合性化合物的重量平均分子量,是藉由使自由基聚合性化合物以1.0重量%溶解於四氫呋喃(THF),並使用GPC(凝膠滲透層析),以聚苯乙烯換算作測定。在有兩種自由基聚合性化合物的情況,記錄下較大者的分子量。將其結果揭示於表4及表5。但是,即使不符合前述嚴格的基準,依照所希望的用途、所要求的品質等,重量平均分子量未達70或大於100,000也會有適合的情形,因此只要作為一個指標進行檢討即可。 機器裝置:昭和電工股份有限公司製Shodex GPC-101 管柱:昭和電工股份有限公司製KF-802、803、804、805 溶劑、載體液體:THF 流量:1.0ml/分鐘 樣品濃度:1.0% 溫度:40℃ 樣品注入量:200μl 偵測器:示差折射率偵測器
(2)硬度 測定方法是參考JIS K7215。使用硬度計(西東京精密股份有限公司WR-105D),測定表4及表5所示的實施例12~19及比較例3~5的結晶性或非晶性自由基聚合性組成物的硬度。將調溫至90℃的自由基聚合性組成物製成約100mm×100mm×10mm的平板狀,在23℃的恆溫室冷卻固化。將調溫至23℃的硬化前的自由基聚合性組成物設置於水平硬台上。將硬度計的加壓基準面保持平行於自由基聚合性組成物表面,同時不產生衝撃地,儘量迅速按壓在自由基聚合性組成物表面,使加壓基準面與自由基聚合性組成物充分密著。在1秒鐘以內迅速讀取指示裝置的指針的最大指示值。將其結果揭示於表4及表5。目標硬度定為10,將15以上定為優,10以上定為良,未達10定為可。但是,即使不符合前述嚴格的基準,依照所希望的用途、所要求的品質等,未達10的條件也會有適合的情形,因此只要作為一個指標進行檢討即可。
(3)熱傳導率 測定方法定為ISO22007-2。使用表4及表5所示的實施例12~19及比較例3~5的結晶性或非晶性自由基聚合性組成物的成形體,測定熱傳導率。將自由基聚合性樹脂組成物的成形體切削成100mm見方、厚度3mm,以熱盤法(京都電子工業股份有限公司製熱傳導率測定裝置TPS2500S)在23℃下進行測定。將其結果揭示於表4及表5。目標熱傳導率定為1.0W/m・K,將1.5W/m・K以上定為優,1.0W/m・K以上定為良,未達1.0W/m・K定為可。但是,即使不符合前述嚴格的基準,依照所希望的用途、所要求的品質等,未達1.0W/m・K的條件也會有適合的情形,因此只要作為一個指標進行檢討即可。
(4)熔融黏度 將表4及表5所示的實施例12~19及比較例3~5的結晶性或非晶性自由基聚合性組成物以高化式流動試驗機(島津製作所股份有限公司製CFT-100EX)測定熔融黏度。在具備直徑2.0mm且長度10mm的模嘴並且加熱至90℃的料缸試樣***孔裝入自由基聚合性組成物,預熱240秒之後,以3~100kgf/cm2
的壓力將活塞加壓,使自由基聚合性組成物由模嘴的噴嘴流出,由直線性良好的地方求得組成物的熔融黏度。組成物的熔融黏度是進行3點以上的測定,並調查組成物的熔融黏度與剪切速率的關係。由組成物的熔融黏度與剪切速率的關係,藉由內插或外插求得剪切速率為1000s-1
的熔融黏度。將其結果揭示於表4及表5。目標黏度定為10~2,000Pa・s,將10~1,000Pa・s的組成物定為優,1,000~2,000Pa・s定為良,未達10Pa・s及/或2,000Pa・s定為可。但是,即使不符合前述嚴格的基準,依照所希望的用途、所要求的品質,未達10Pa・s及/或高於2,000Pa・s也會有條件為適合的情形,因此只要作為一個指標進行檢討即可。
<評估結果> 如表4所示般,判明了本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的實施例12~19,在23℃下為固體,因此操作性優異。
另外,比較例3是將實施例12的結晶性自由基聚合性化合物1取代為非晶性自由基聚合性化合物1,並且變更無機填充材的摻合比例的材料。比較例4是將實施例14的結晶性自由基聚合性化合物1取代為非晶性自由基聚合性化合物1的材料。此外,比較例5是將實施例12的結晶性自由基聚合性化合物1取代為非晶性自由基聚合性化合物2,並且變更無機填充材的摻合比例的材料。結果,僅使用非晶性自由基聚合性化合物的組成物的使用性差。
如以上所述般,判明了至少含有結晶性自由基聚合性化合物的電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物的熱傳導率、操作性優異。 產業上的可利用性
本發明之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物及使用其而成的電氣電子零件密封體,玻璃轉移點高,耐熱性優異,因此可提升汽車、通訊、電腦、家電用途的各種連接器、線束、半導體密封體或電子零件密封體、具有印刷基板的開關、感測器等的電氣電子零件、電氣電子零件密封體等的耐久性。
另外,本發明之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物及使用其而成的電氣電子零件成形體的熱傳導性優異,因此可提升汽車、通訊、電腦、家電用途的各種連接器、線圈、半導體密封體或電子零件密封體、具有印刷基板的開關、感測器等的電氣電子零件、電氣電子零件成形體等的耐久性。
Claims (21)
- 一種電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物,其特徵為:至少含有具有玻璃轉移點與熔點之結晶性自由基聚合性化合物、無機填充材、矽烷偶合劑、與自由基聚合起始劑;前述結晶性自由基聚合性組成物在23℃下為固體,前述矽烷偶合劑選自環氧矽烷系、胺基矽烷系、陽離子型矽烷系、乙烯基矽烷系、丙烯酸矽烷系、巰基矽烷系或其複合系。
- 如請求項1之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物,其中前述結晶性自由基聚合性化合物含有選自結晶性不飽和聚酯、結晶性環氧(甲基)丙烯酸酯、結晶性胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、結晶性聚酯(甲基)丙烯酸酯、結晶性聚醚(甲基)丙烯酸酯、結晶性自由基聚合性單體、結晶性自由基聚合性多聚體的1種以上。
- 如請求項1或2之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物,其中前述結晶性自由基聚合性化合物的熔點在30~150℃的範圍。
- 如請求項1或2之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物,其中前述結晶性自由基聚合性組成物由高化 式流動試驗機測得的熔融黏度,在測定溫度90℃、模嘴直徑0.5mm且長度1.0mm、壓力30kgf/cm2時,為7~1000Pa.s,或在壓力1kgf/cm2時,為1~7Pa.s。
- 如請求項1或2之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物,其中前述無機填充材,相對於前述結晶性自由基聚合性組成物總量為50~95重量%。
- 如請求項1或2之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物,其中結晶性自由基聚合性化合物相對於自由基聚合性化合物總量的比例為30重量份以上。
- 如請求項1或2之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物,其中前述結晶性自由基聚合性化合物的重量平均分子量為100~100000。
- 一種電氣電子零件密封體,其係藉由如請求項1~7中任一項之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物密封。
- 一種粒狀物,其係由如請求項1~7中任一項之電氣電子零件密封用結晶性自由基聚合性組成物所構成。
- 一種電氣電子零件密封體之製造方法,其係包含將由 如請求項9之粒狀物藉由利用射出成形法、轉移成形法的嵌件成形法密封電氣電子零件之步驟。
- 一種電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物,其特徵為:至少含有具有玻璃轉移點與熔點之結晶性自由基聚合性化合物、無機填充材、矽烷偶合劑、與自由基聚合起始劑;前述結晶性自由基聚合性組成物在23℃下為固體,前述矽烷偶合劑選自環氧矽烷系、胺基矽烷系、陽離子型矽烷系、乙烯基矽烷系、丙烯酸矽烷系、巰基矽烷系或其複合系。
- 如請求項11之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物,其中使前述電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物成形的成形體的熱傳導率為1.0W/m.K以上。
- 如請求項11或12之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物,其中前述結晶性自由基聚合性化合物含有選自結晶性不飽和聚酯、結晶性環氧(甲基)丙烯酸酯、結晶性胺甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、結晶性聚酯(甲基)丙烯酸酯、結晶性聚醚(甲基)丙烯酸酯、結晶性自由基聚合性單體、結晶性自由基聚合性多聚體的1種以上。
- 如請求項11或12之電氣電子零件用結晶性自由基聚合 性組成物,其中前述結晶性自由基聚合性化合物的熔點在30~150℃的範圍。
- 如請求項11或12之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物,其中前述無機填充材,相對於前述結晶性自由基聚合性組成物總量為40~95重量%。
- 如請求項11或12之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物,其中前述結晶性自由基聚合性化合物相對於自由基聚合性化合物總量的比例為25重量份以上。
- 如請求項11或12之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物,其中前述結晶性自由基聚合性化合物的重量平均分子量為70~100,000。
- 一種電氣電子零件成形體,其係由藉由請求項11~17中任一項之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物成形。
- 如請求項18之電氣電子零件成形體,其中前述成形體之熱傳導率為1.0W/m.K以上。
- 一種粒狀物,其係由如請求項11~17中任一項之電氣電子零件用結晶性自由基聚合性組成物所構成。
- 一種電氣電子零件成形體之製造方法,其係包含將由如請求項20之粒狀物藉由射出成形法、轉移成形法、壓縮成形法、或熱熔成形法中的任一方法成形為電氣電子零件成形體之成形步驟。
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