两末端具有离子对的耐热性脂肪族链式饱和烃以及使用其的组合物制造技术

本发明专利技术提供两末端具有离子对的耐热性脂肪族链式饱和烃、以及含有其的热传导性组合物等。本发明专利技术通过在脂肪族链式饱和烃两末端导入离子对，能够提供即使在高温环境下也不发生挥发及热分解且兼具高耐热性及软质性的有机化合物。

A thermostable aliphatic chain saturated hydrocarbon with the two terminal ion pair and the composition used for it

The invention provides a heat-resistant aliphatic chain saturated hydrocarbon with a two terminal ion pair, and a thermal conductive composition containing it. By introducing ion pairs at the two end of the aliphatic chain saturated hydrocarbon, the invention can provide organic compounds with high heat resistance and soft property even under high temperature, without volatilization or thermal decomposition.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】两末端具有离子对的耐热性脂肪族链式饱和烃以及使用其的组合物
本专利技术涉及耐热性有机化合物及使用其的组合物。
技术介绍
脂肪族链式饱和烃一般具有直链型或枝链型结构，或者兼具上述两种结构。脂肪族链式饱和烃的结构及分子量对融点、分解温度、粘度等物理特性有很大影响，从而脂肪族链式饱和烃可表现出液体状(液体石蜡)乃至固体状(固体石蜡及聚乙烯填充物)的性质。其中，固体石蜡在常温下是柔软的固体，其主要成分为碳原子数20以上的正链烷烃混合物。固体石蜡不仅用于蜡烛、蜡笔，还用于化学合成品乃至医药品，其用途非常广泛。但是，固体石蜡在高温下会发生挥发，并且会由于热分解导致低分子化加剧，重量显著减少，因此不适用于润滑油等在高温下使用的用途。另一方面，已知存在融点为100℃以下并且仅由离子组成的离子液体。离子液体具有蒸气压非常低的特性，为不挥发性(例如，非专利文献1)，并且在分解温度以下的温度具有阻燃性。这使得离子液体在很多用途中作为替代化合物而受到关注(非专利文献2)。特别是与由一般性的分子间引力联结的液体分子不同，离子液体可形成各种强弱不同的离子键，对热或氧化显示出稳定性，因此提出了用离子液体作为基质油的润滑油(例如，专利文献1及2)。随着近年来用于电脑等电子设备等中的IC芯片从Si芯片向SiC及GaN芯片的高性能化发展，IC芯片自身产生大量的热，而芯片温度的上升会导致故障发生，因而不能忽视热应力。虽然提出了很多抑制该工作温度上升的散热部件，但是在机器等工作时与非工作时温差大的情况下，进行了涂敷的散热部件无法追随基板与散热器之间的膨胀差而出现无法导热的问题。因此，有时会将液状物质即散热润滑油涂敷在装有IC芯片的主基板与散热器之间，但是由于散热润滑油通常是液状物质，如果反复曝露在高温环境下，成分会逐渐发生分离，很多情况下将失去润滑油的效果。另外，为了实现追随性，提出了以常温下为固体而高温时软化的石蜡(脂肪族烃)为主成分的热传导材料。但是如上所述，该热传导材料由于以石蜡作为成分，所以如果长时间曝露在高温环境下，挥发及热分解会导致功能丧失。在这种情况下，要求开发在高温环境下不发生挥发及热分解的、从低温到高温均能够追随热变化的、并且显示出高热传导率的热传导性组合物。(现有技术文献)(专利文献)专利文献1：国际公布第2005/035702号专利文献2：日本特开2014/198784号公报(非专利文献)非专利文献1：J.Chem.Soc.,Chem.Commun.,(1992)，965-967非专利文献2：大野弘幸监修，“离子液体Ⅱ-惊人的进步与多彩的未来IonicLiquidⅡ-MarvelousDevelopmentsandColoefulNearFuture”，株式会社CMC出版(2006年)
技术实现思路
(专利技术所要解决的课题)本专利技术是鉴于上述情况而进行的，与现有的用于散热润滑油的软质状有机化合物不同，本专利技术提供即使在高温环境下也不发生挥发及热分解的石蜡等低融点并且软质的脂肪族链式饱和烃。另外，本专利技术的目的是提供升降温时硬度能够追随发热部件与散热部件各自产生的或两者之间产生的形变而变化的、含有上述脂肪族链式饱和烃的热传导性组合物。(解决课题的方法)本专利技术人为实现上述目的反复锐意研究，结果发现末端导入了离子对的脂肪族链式饱和烃即使在高温环境下也不发生挥发及热分解，具有高耐热性。另外，还发现使用上述脂肪族链式饱和烃的热传导性组合物能作为热接合材料(以下也表记为“TIM”。)显示出良好的物性。具体来看，发现通过向单纯脂肪族链式饱和烃的两末端导入离子对，能得到具有远远优于不导入离子对的脂肪族链式饱和烃的耐热性并且兼具软质性的有机化合物。另外，发现通过使末端导入了离子对的至少一种以上脂肪族链式饱和烃与铝、六方氮化硼、氧化铝等热传导性填充物混合，能得到硬度能够追随热形变而变化的耐热性优越的热传导性组合物，从而完成了本专利技术。即本专利技术如下。1)两末端具有离子对的耐热性的脂肪族链式饱和烃。2)根据1)所述的脂肪族链式饱和烃，其中，上述饱和烃的烃链部分的碳原子数为18以上。3)根据1)或2)所述的脂肪族链式饱和烃，其中，上述烃链的末端为鎓离子并且在该鎓离子附近存在阴离子。4)根据3)所述的脂肪族链式饱和烃，其中，上述烃链的末端的鎓离子具有下列通式(1)所示的结构。[化1](式中，R1～4各自相同或不同且R1～4为可具有羟基、卤原子、硝基、氰基、羧基、烷氧基、苯基、亚苯基或羰基的碳原子数1～12的烃或者氢原子。)5)根据3)或4)所述的脂肪族链式饱和烃，其中，上述对阴离子具有下列通式(2)所示的结构。[化2](式中，m、n为1至8的整数，m、n可相同也可不同。)6)热传导性组合物，其含有下列通式(3)所示的烃。[化3](式中，R1～4各自相同或不同且R1～4为可具有羟基、卤原子、硝基、氰基、羧基、烷氧基、苯基、亚苯基或羰基的碳原子数1～12的烃或者氢原子、m、n为1至8的整数，m、n可相同也可不同、z为18以上的整数。)7)热接合材料(TIM)，其含有6)所述热传导性组合物。8)半导体模块用热接合材料(TIM)，其含有6)所述的热传导性组合物。(专利技术的效果)本专利技术的耐热性脂肪族链式饱和烃尽管是以容易发生挥发及热分解的脂肪族链式饱和烃为主骨架，但耐热性优越。因此，本专利技术能够作为即使在高温环境下也不分解的热传导性组合物的树脂成分而较好地应用于TIM。特别是通过与铝、六方氮化硼、氧化铝等热传导性填充物并用，能够发挥优越的散热性能。附图说明图1是实施例1的耐热性脂肪族链式饱和烃的热-重量测定结果。图2是实施例2的耐热性脂肪族链式饱和烃的热-重量测定结果。图3是比较例2的脂肪族链式饱和烃的热-重量测定结果。图4是实施例1的耐热性脂肪族链式饱和烃与比较例2的脂肪族链式饱和烃的耐热性试验结果。图5是实施例4的热传导性组合物的耐热性试验结果。图6是实施例5的热传导性组合物的耐热性试验结果。图7是实施例7的热传导性组合物的耐热性试验结果。图8是比较例4的热传导性组合物的耐热性试验结果。具体实施方式以下对本专利技术进行详细说明。[耐热性脂肪族链式饱和烃](合成方法)本专利技术的一个实施方式中的热传导性组合物用离子液体的合成方法包括下列步骤。步骤1：在氮气气氛下，将烷醇-1-卤、4-二甲基氨基吡啶、二氯甲烷以及三乙基胺混合后，在冰浴下以0℃方式加入对甲苯磺酰氯，一边从0℃缓缓升温至室温，一边搅拌24小时进行反应。除去副产物即三乙基胺盐酸盐，向反应液加入饱和食盐水，利用二氯甲烷进行萃取，然后用饱和食盐水进行清洗，在减压下将溶剂溜去，将粗产物导入二氧化硅凝胶色谱柱进行提纯，得到了纯化的烷基对甲苯磺酸酯-1-卤。[化4]这里，m是1以上的整数，X是氯原子或溴原子。本专利技术中，应该理解：(1)使烷醇-1-卤与对甲苯磺酰氯完全反应即可，反应时间不限定为24小时；(2)该反应在非活性气体气氛下进行即可，不限定为氮气或氩气气氛；以及，(3)粗产物不限定为用二氧化硅凝胶色谱柱进行提纯，也可用该
中其他的方法对烷基对甲苯磺酸酯-1-卤进行提纯。步骤2：在氮气气氛下，将步骤1合成的烷基对甲苯磺酸酯-1-卤、氯化铜(II)、1-苯基丙炔以及无水四氢呋喃混合后，在冰浴下以0℃方式缓缓加入五本文档来自技高网...

【技术保护点】
两末端具有离子对的耐热性的脂肪族链式饱和烃。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.27 JP 2015-0676591.两末端具有离子对的耐热性的脂肪族链式饱和烃。2.根据权利要求1所述的脂肪族链式饱和烃，其中，上述饱和烃的烃链部分的碳原子数为18以上。3.根据权利要求1或2所述的脂肪族链式饱和烃，其中，上述烃链的末端为鎓离子，并且在该鎓离子附近存在阴离子。4.根据权利要求3所述的脂肪族链式饱和烃，其中，上述烃链的末端的鎓离子具有下列通式(1)所示的结构，式中，R1～4各自相同或不同且R1～4为可具有羟基、卤原子、硝基、氰基、羧基、烷氧基、苯基、亚苯基或羰基的碳原子数1～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫本慎平，西浦浩一，大西芳史，
申请(专利权)人：株式会社钟化，
类型：发明
国别省市：日本,JP