树脂组合物和使用该树脂组合物的导热性软质片材以及散热结构制造技术

本发明专利技术提供一种为非硅类材料，柔软性优良，且耐热老化性、耐湿热性和耐热冲击性等耐久性能优良的导热性软质片材，以及使用该导热性软质片材的散热结构，另外，提供该导热性片材制备时的捏合工序中操作性优良，适合用作导热性软质片材的粘合剂材料的树脂组合物。本发明专利技术涉及树脂组合物，包含该树脂组合物和导热性无机填料的混合组合物固化而成的导热性软质片材，以及使用该导热性软质片材的散热结构，该树脂组合物包括嵌段氨基甲酸酯预聚物、规定的环氧化合物和固化催化剂，所述嵌段氨基甲酸酯预聚物是在脂肪族二异氰酸酯化合物与两末端具有羟基的氢化聚丁二烯类多元醇的反应产物中，将所述反应产物在末端具有的异氰酸酯基通过芳香族羟基化合物嵌段而成。

Resin compositions and thermal conductive soft sheets and heat dissipation structures using the resin compositions

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】树脂组合物和使用该树脂组合物的导热性软质片材以及散热结构
本专利技术涉及适合用作导热性软质片材的粘合剂的树脂组合物、使用该树脂组合物的导热性软质片材以及散热结构。
技术介绍
电气电子装置中使用的LED或CPU、电源IC等电子部件，在这些装置使用时会伴随大量发热。这样的发热既妨碍电气电子装置的正常操作，进而也有可能导致故障或破损。因此，使用热沉或金属框架等的散热体，将从如上述这样的电子部件等发热体中产生的热逸散至外部。此时，为了提高散热效果，在发热体和散热体之间夹持由高导热性的绝缘性材料组成的片材，高效地进行从发热体至散热体的热传导。这样的片材一般称为散热片材或导热性片材等。导热性片材一般为以导热性填料为主成分，以树脂或橡胶等粘合剂作为副成分而构成。导热性片材理所当然需要追求导热性和绝缘性，除此以外，也追求为了得到发热体与散热体良好粘着性所需的柔软性，进而，会被要求历经长期的耐热性(耐热老化性)、耐湿热性和耐热冲击性(耐冷热循环特性)等耐久性能。从这样的观点来看，作为粘合剂，以往广泛使用硅橡胶或硅树脂(例如，参照专利文献1)。另外，作为非硅类材料，提出使用软质环氧树脂(专利文献2)或聚氨基甲酸酯(专利文献3)等的片材。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-80617号公报专利文献2：日本特开2012-251089号公报专利文献3：日本特开2009-13237号公报
技术实现思路
然而，使用硅橡胶或硅树脂等的硅类材料作为粘合剂时，虽然可以得到在150℃左右的高温下耐热性优良的导热性片材，然而由于该硅类材料中含有的低分子硅氧烷挥发，附着于电子电气装置的接点部分并分解，会产生引起接点障碍或导通不良的问题。与此相对，使用作为非硅类材料的环氧树脂或聚氨基甲酸酯作为粘合剂时，虽然不会产生如上述由硅类材料的低分子硅氧烷导致的问题，然而导热性片材的使用上限温度最高仅为130℃，不能得到如硅类材料等的耐热性。特别是难以得到充分满足在耐热老化性方面的要求。另外，环氧树脂由于环氧基的反应性高，即使在低温下也容易引起固化反应。因此，也存在以下的问题，也即，将作为主成分的导热性填料以高浓度分散、充填时，由于在原料的捏合工序中加热使粘度降低，而难以确保适当粘度的导热性片材制备时的问题。因此，作为导热性片材使用的粘合剂，寻求不含硅类材料，且能得到柔软性、耐热老化性、耐湿热性和耐热冲击性等的耐久性能优良的导热性片材的材料。另外，也寻求导热性片材制备时的捏合工序中操作性优良的材料。本专利技术为了解决上述技术问题而得，其目的在于提供一种非硅类材料，其为柔软性优良，且耐热老化性、耐湿热性和耐热冲击性等的耐久性能优良的导热性软质片材，以及使用了该片材的散热结构。另外，本专利技术的目的也在于提供在导热性片材制备时的捏合工序中的操作性优良，可适合用作导热性软质片材的粘合剂材料的树脂组合物。本专利技术基于下述发现而完成：包含规定的嵌段氨基甲酸酯预聚物、规定的环氧化合物和固化催化剂的树脂组合物，可作为导热性软质片材的粘合剂材料，在操作性和固化物的特性方面是适合的。也即，本专利技术提供以下[1]-[11]项。[1]一种树脂组合物，其包括嵌段氨基甲酸酯预聚物、环氧化合物和固化催化剂，所述嵌段氨基甲酸酯预聚物是在脂肪族二异氰酸酯化合物与两末端具有羟基的氢化聚丁二烯类多元醇的反应产物中，将所述反应产物在末端具有的异氰酸酯基通过芳香族羟基化合物嵌段而成，所述反应产物中来自所述脂肪族二异氰酸酯化合物的结构单元，相对于来自所述氢化聚丁二烯类多元醇的结构单元1摩尔为1.6-2.8摩尔，所述环氧化合物具有2-6个环氧基，相对于所述芳香族羟基化合物的羟基1摩尔，所述环氧基为0.9-2.5摩尔。[2]如上述[1]所述的树脂组合物，其中，所述环氧化合物的分子量小于600，并且环氧当量小于200g/eq。[3]如上述[1]或[2]所述的树脂组合物，其中，所述氢化聚丁二烯类多元醇的数均分子量为800-5000。[4]如上述[1]-[3]中任意一项所述的树脂组合物，其中，所述芳香族羟基化合物为间苯二酚。[5]如上述[1]-[4]中任意一项所述的树脂组合物，其中，所述固化催化剂为季铵盐。[6]一种树脂组合物的制备方法，其为如上述[1]-[5]中任意一项所述的树脂组合物的制备方法，该方法包括以下工序：在氨基甲酸酯化催化剂的存在下使所述脂肪族二异氰酸酯化合物与所述氢化聚丁二烯类多元醇反应，得到末端具有异氰酸酯基的反应产物的工序；在所述反应产物中添加所述芳香族羟基化合物，进行所述异氰酸酯基的嵌段化反应，得到所述嵌段氨基甲酸酯预聚物的工序；以及，在所述嵌段氨基甲酸酯预聚物中至少掺合所述环氧化合物和所述固化催化剂，得到所述树脂组合物的工序。[7]如上述[6]所述的树脂组合物的制备方法，其中，在得到所述嵌段氨基甲酸酯预聚物的工序中，将所述芳香族羟基化合物以相对于所述脂肪族二异氰酸酯化合物的异氰酸酯基1摩尔该芳香族羟基化合物的羟基为0.9-1.1摩尔的方式进行添加。[8]一种导热性软质片材，其是使包含上述[1]-[5]中任意一项所述的树脂组合物和导热性无机填料的混合组合物固化而成的树脂片，该导热性软质片材按照JISK7312：1996的C型硬度试验测定的硬度为95以下。[9]如上述[8]记载的导热性软质片材，其中，所述导热性无机填料用铝螯合物进行表面处理。[10]一种导热性软质片材的制备方法，其为上述[8]或[9]记载的导热性软质片材的制备方法，该方法包括以下工序：将所述树脂组合物至少与所述导热性无机填料混合，调制所述混合组合物的工序；捏合、压延所述混合组合物，得到未固化的前驱物的工序；以及，通过将所述前驱体在120-250℃下加压并使其固化，得到所述导热性软质片材的工序。[11]一种散热结构，其是以发热体和散热体夹持上述[8]或[9]记载的导热性软质片材。本专利技术的树脂组合物在导热性片材制备时的捏合工序中的操作性优良，可适合用作导热性软质片材的粘合剂材料。另外，使用所述树脂组合物的本专利技术的导热性软质片材，粘合剂由非硅类材料构成，具有优良的柔软性，且耐热老化性、耐湿热性和耐热冲击性等的耐久性能也优良。因此，通过使用所述导热性软质片材，不会导致电子电气装置的接点障碍或导通不良的发生，能够得到优良的散热结构。具体实施方式以下，对本专利技术的树脂组合物及其制备方法，使用所述树脂组合物的导热性软质片材及其制备方法，以及使用所述导热性软质片材的散热结构详细地进行说明。[树脂组合物]本专利技术的树脂组合物包含嵌段氨基甲酸酯预聚物、环氧化合物和固化催化剂。所述嵌段氨基甲酸酯预聚物是在脂肪族二异氰酸酯化合物与两末端具有羟基的氢化聚丁二烯类多元醇的反应产物中，将所述反应产物在末端具有的异氰酸酯基通过芳香族羟基化合物嵌段而成，所述反应产物中来自所述脂肪族二异氰酸酯化合物的结构单元，相对于来自氢化聚丁二烯类多元醇的结构单元1摩尔为1.6-2.8摩尔。另外，所述环氧化合物的特征在于，具有2-6个环氧基，相对于所述芳香族羟基化合物的羟基1摩尔，所述环氧基为0.9-2.5摩尔。所述树脂组合物，在导热性片材制备时，在100℃以下的温度下不固化，与导热性填料混合能以适当的粘度捏合，另外，可保持这样的粘度至少6小时。因此，在使导热性填料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树脂组合物，其包括嵌段氨基甲酸酯预聚物、环氧化合物和固化催化剂，所述嵌段氨基甲酸酯预聚物是在脂肪族二异氰酸酯化合物与两末端具有羟基的氢化聚丁二烯类多元醇的反应产物中，将所述反应产物在末端具有的异氰酸酯基通过芳香族羟基化合物嵌段而成，所述反应产物中来自所述脂肪族二异氰酸酯化合物的结构单元，相对于来自所述氢化聚丁二烯类多元醇的结构单元1摩尔为1.6‑2.8摩尔，所述环氧化合物具有2‑6个环氧基，相对于所述芳香族羟基化合物的羟基1摩尔，所述环氧基为0.9‑2.5摩尔。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.15 JP 2016-1808591.一种树脂组合物，其包括嵌段氨基甲酸酯预聚物、环氧化合物和固化催化剂，所述嵌段氨基甲酸酯预聚物是在脂肪族二异氰酸酯化合物与两末端具有羟基的氢化聚丁二烯类多元醇的反应产物中，将所述反应产物在末端具有的异氰酸酯基通过芳香族羟基化合物嵌段而成，所述反应产物中来自所述脂肪族二异氰酸酯化合物的结构单元，相对于来自所述氢化聚丁二烯类多元醇的结构单元1摩尔为1.6-2.8摩尔，所述环氧化合物具有2-6个环氧基，相对于所述芳香族羟基化合物的羟基1摩尔，所述环氧基为0.9-2.5摩尔。2.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中，所述环氧化合物的分子量小于600，并且环氧当量小于200g/eq。3.根据权利要求1或2所述的树脂组合物，其中，所述氢化聚丁二烯类多元醇的数均分子量为800-5000。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的树脂组合物，其中，所述芳香族羟基化合物为间苯二酚。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的树脂组合物，其中，所述固化催化剂为季铵盐。6.一种树脂组合物的制备方法，其为权利要求1-5中任意一项所述的树脂组合物的制备方法，该方法包括以下工序：在氨基甲酸酯化催化剂的存在下使所述脂肪族二异氰酸酯化合物与所述氢化聚丁二烯类多元醇反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉本光彦，下山卓宏，饭塚真实，
申请(专利权)人：日清纺控股株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP