Composición de resina térmicamente conductora que comprende:

(a) un componente de matriz,

(b) un polvo inorgánico térmicamente conductor de mayor diámetro que tiene un área superficial específicade 0,06 a 1,0 m2/g, y

(c) un polvo inorgánico térmicamente conductor de menor diámetro que tiene un área superficial específicaantes del tratamiento superior a de 1,0 a 20 m2/g,

en la que el área superficial específica de cada uno de los componentes (b) y (c) es un área superficialespecífica BET y se mide según la norma JIS R1626,

tratándose una superficie del polvo inorgánico térmicamente conductor de pequeño diámetro delcomponente (c) con un compuesto de silano representado por R(CH3)aSi(OR')3-a, en la que R es un grupoorgánico no sustituido o sustituido que tiene de 6 a 20 átomos de carbono, R' es un grupo alquilo que tienede 1 a 4 átomos de carbono, y a es 0 ó 1, o un producto parcialmente hidrolizado del mismo, y siendo lacantidad del mismo menor que la cantidad necesaria para recubrir el área superficial completa del polvoinorgánico térmicamente conductor de menor diámetro,

siendo la proporción del área superficial del polvo inorgánico térmicamente conductor de mayor diámetrodel componente (b) del 10% o menos del área superficial total del polvo inorgánico térmicamente conductorde mayor diámetro del componente (b) y el polvo inorgánico térmicamente conductor de menor diámetro delcomponente (c), y

teniendo la composición de resina térmicamente conductora una conductividad térmica de 0,8 W/m·K osuperior.

Composición de resina térmicamente conductora

Campo técnico

La presente invención se refiere a una composición de resina térmicamente conductora para su uso en componentes térmicamente conductores y componentes similares de, por ejemplo, piezas electrónicas. Específicamente, la presente invención proporciona composiciones de materiales disipadores de calor tales como cauchos de base polimérica, geles y masillas que tienen una alta conductividad térmica, y se refiere a una composición útil en la producción de tales materiales disipadores de calor.

Técnica anterior

Los dispositivos que usan semiconductores, tales como ordenadores (CPU) , transistores y diodos emisores de luz (LED) , generan calor cuando se usan, y el rendimiento de las piezas electrónicas puede degradarse debido al calor. Por tanto, se conectan radiadores a tales piezas electrónicas que generan calor. Sin embargo, tales radiadores están compuestos habitualmente por metal, y la parte radiante no se adhiere bien a las piezas electrónicas. Por consiguiente, se ha empleado un método que interpone una composición térmicamente conductora procesada en forma de lámina entre los mismos para potenciar la adhesión. Sin embargo, los recientes avances en el rendimiento de las piezas electrónicas es significativo, y por consiguiente la cantidad de calor generado se ha vuelto muy grande. Por tanto, se han realizado activamente esfuerzos de investigación sobre composiciones poliméricas térmicamente conductoras que tienen una conductividad térmica potenciada. Tales composiciones poliméricas térmicamente conductoras han de contener grandes cantidades de polvo inorgánico térmicamente conductor para la potenciación de la conductividad térmica de materiales disipadores de calor, lo que es el objetivo final. Se sabe, sin embargo, que un simple aumento en la cantidad de polvo inorgánico térmicamente conductor da como resultado diversos problemas. Por ejemplo, existen problemas porque se aumenta excesivamente la dureza en el caso de un material disipador de calor elastomérico, no permitiendo de ese modo que se proporcione un espacio específicamente estrecho entre una pieza electrónica y un radiador, o que se llene el hueco entre una pieza electrónica y un radiador tal como se desea. Además, en el caso de un material disipador de calor elastomérico o de gel, se aumenta la deformación permanente por compresión y es probable que se deteriore la fiabilidad a largo plazo. Además, existen problemas porque, por ejemplo, se aumenta la viscosidad de una composición antes del curado, alterando enormemente de ese modo la trabajabilidad, o se agrava el cambio con el tiempo de las características de curado.

Para tratar estos problemas, se han propuesto diversos métodos. Se han propuesto métodos que usan un polvo inorgánico térmicamente conductor que tiene una forma o distribución de tamaño de partícula específica, o combinaciones de varios tipos de polvos inorgánicos térmicamente conductores. Se han propuesto previamente el uso de un polvo inorgánico térmicamente conductor que tiene una amplia distribución del tamaño de partícula (documento de patente 1) , un material disipador de calor que usa alúmina esférica de 10 a 50 !m y alúmina no esférica de menos de 10 !m (documento de patente 2) , el uso de alúmina amoría de 0, 1 a 5 !m y alúmina esférica de 5 a50 !m (documento de patente 3) , el uso de alúmina que tiene un diámetro de partícula promedio de 2 a 10 !m y una absorbencia de aceite de 15 ml/g (documento de patente 4) , etc. Además, también se han propuesto métodos en los que se trata la superficie de un polvo inorgánico térmicamente conductor, y existen propuestas de un material disipador de calor en el que se aplica un agente de tratamiento de superficie a una combinación de óxido de zinc y óxido de magnesio (documento de patente 5) , un tratamiento con un alquilalcoxisilano alifático de cadena larga que tiene 6 o más átomos de carbono (documento de patente 6) , un tratamiento con siloxano que tiene un grupo funcional alcoxisililo en un extremo terminal (documento de patente 7) , y un tratamiento de un polvo inorgánico térmicamente conductor con un agente de acoplamiento de silano (documento de patente 8) . Aunque estos métodos convencionales logran alta conductividad térmica y excelente disipación de calor, dan como resultado una extensa desgasificación debido al agente de tratamiento de superficie y un aumento de la dureza del caucho, y son muy problemáticos en cuanto a la estabilidad en almacenamiento de los materiales.

Lista de citas

Documentos de patente

Documento de patente 1: JP H2-97599 A

Documento de patente 2: JP S62-251466 A

Documento de patente 3: JP H2-41362 A

Documento de patente 4: JP S58-219259 A

Documento de patente 5: JP S62-184058 A

Documento de patente 6: JP H11-209618 A

Documento de patente 7: W02002-092693

Documento de patente 8: JP 2008-106231 A

Descripción de la invención

Problema a resolverse por la invención

La presente invención proporciona una composición de resina térmicamente conductora que, incluso cuando se cargan grandes cantidades de polvo inorgánico térmicamente conductor en una resina, experimenta menos desgasificación resultante de un agente de tratamiento de superficie, tiene una menor dureza y una mayor conductividad térmica, y es más estable en almacenamiento y más ventajosa con respecto al coste de producción que las composiciones de resina térmicamente conductoras convencionales mencionadas anteriormente.

La composición de resina térmicamente conductora de la presente invención es una composición de resina térmicamente conductora que contiene:

(a) un componente de matriz,

(b) un polvo inorgánico térmicamente conductor de mayor diámetro que tiene un área superficial específica de 0, 06 a 1, 0 m2/g,

(c) un polvo inorgánico térmicamente conductor de menor diámetro que tiene un área superficial específica antes del tratamiento superior a de 1, 0 a 20 m2/g, y

(d) un agente de vulcanización y/o agente de curado.

La superficie del polvo inorgánico térmicamente conductor de menor diámetro del componente (c) se trata con un compuesto de silano representado por R (CH3) aSi (OR’) 3-a (R es un grupo orgánico no sustituido o sustituido que tiene de 6 a 20 átomos de carbono, R’ es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono, y a es 0 ó 1) o un producto parcialmente hidrolizado del mismo, y la cantidad del mismo es menor que la cantidad necesaria para recubrir el área superficial completa del polvo inorgánico térmicamente conductor de menor diámetro.

La proporción del área superficial del polvo inorgánico térmicamente conductor de mayor diámetro del componente

(b) es del 10% o menos del área superficial total del polvo inorgánico térmicamente conductor de mayor diámetro del componente (b) y el polvo inorgánico térmicamente conductor de menor diámetro del componente (c) .

La conductividad térmica es de 0, 8 W/m·K o superior.

Efectos de la invención

La presente invención puede proporcionar una composición de resina térmicamente conductora que experimenta poca desgasificación resultante del agente de tratamiento de superficie y tiene una baja dureza y una alta conductividad térmica a pesar de que se cargan grandes cantidades de polvo inorgánico térmicamente conductor en la resina. Además, la presente invención puede proporcionar una composición de resina térmicamente conductora para la que la mezcla de los componentes antes del procesamiento tiene estabilidad en almacenamiento y el coste de producción es bajo.

Mejor modo de llevar a cabo la invención

El componente (a) de la presente invención es al menos uno seleccionado de resinas termoendurecibles, resinas termoplásticas y cauchos. Las resinas termoendurecibles incluyen, pero no se limitan a, resinas epoxídicas, resinas fenólicas, resinas de poliéster insaturadas y resinas de melamina. Las resinas termoplásticas incluyen, pero no se limitan a, polietileno, polipropileno, y poliolefinas similares, poliéster, nailon, resinas ABS, resinas metacrílicas, poli (sulfuro de fenileno) , fluororresinas, polisulfona,... [Seguir leyendo]

1. Composición de resina térmicamente conductora que comprende:

(a) un componente de matriz,

(b) un polvo inorgánico térmicamente conductor de mayor diámetro que tiene un área superficial específica de 0, 06 a 1, 0 m2/g, y

(c) un polvo inorgánico térmicamente conductor de menor diámetro que tiene un área superficial específica antes del tratamiento superior a de 1, 0 a 20 m2/g,

en la que el área superficial específica de cada uno de los componentes (b) y (c) es un área superficial específica BET y se mide según la norma JIS R1626,

tratándose una superficie del polvo inorgánico térmicamente conductor de pequeño diámetro del componente (c) con un compuesto de silano representado por R (CH3) aSi (OR’) 3-a, en la que R es un grupo orgánico no sustituido o sustituido que tiene de 6 a 20 átomos de carbono, R’ es un grupo alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono, y a es 0 ó 1, o un producto parcialmente hidrolizado del mismo, y siendo la cantidad del mismo menor que la cantidad necesaria para recubrir el área superficial completa del polvo inorgánico térmicamente conductor de menor diámetro,

siendo la proporción del área superficial del polvo inorgánico térmicamente conductor de mayor diámetro del componente (b) del 10% o menos del área superficial total del polvo inorgánico térmicamente conductor de mayor diámetro del componente (b) y el polvo inorgánico térmicamente conductor de menor diámetro del componente (c) , y

teniendo la composición de resina térmicamente conductora una conductividad térmica de 0, 8 W/m·K o superior.

2. Composición de resina térmicamente conductora según la reivindicación 1, en la que el componente (a) es al menos un elemento seleccionado de resinas termoendurecibles, resinas termoplásticas y cauchos.

3. Composición de resina térmicamente conductora según la reivindicación 1, en la que el componente (a) es un caucho de silicona.

4. Composición de resina térmicamente conductora según la reivindicación 1, en la que los polvos inorgánicos térmicamente conductores de los componentes (b) y (c) son cada uno al menos un elemento seleccionado de alúmina, óxido de zinc, óxido de magnesio y sílice.

5. Composición de resina térmicamente conductora según la reivindicación 1, en la que la cantidad de gas volatilizado derivado del componente (c) es de 5 !g/cm2 o menos.

6. Composición de resina térmicamente conductora según la reivindicación 2, en la que el componente (a) es una resina termoendurecible y comprende un agente de curado.

7. Composición de resina térmicamente conductora según la reivindicación 3, en la que el caucho de silicona del componente (a) se cura con un catalizador de platino.

8. Composición de resina térmicamente conductora según la reivindicación 1, en la que la cantidad del compuesto de silano es desde 0, 5 veces hasta menos de 1, 0 veces la cantidad de compuesto de silano calculada según una fórmula:

Cantidad de compuesto de silano (g) = cantidad de polvo inorgánico térmicamente conductor (g) x área superficial específica del polvo inorgánico térmicamente conductor (m2/g) / área de recubrimiento de silano mínima (m2/g) .

9. Composición de resina térmicamente conductora según la reivindicación 8, en la que el área de recubrimiento de silano mínima (m2/g) se calcula según