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TW201510127A - 水性塗料、散熱構材、金屬組件、電子裝置 - Google Patents

水性塗料、散熱構材、金屬組件、電子裝置 Download PDF

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TW201510127A
TW201510127A TW103114907A TW103114907A TW201510127A TW 201510127 A TW201510127 A TW 201510127A TW 103114907 A TW103114907 A TW 103114907A TW 103114907 A TW103114907 A TW 103114907A TW 201510127 A TW201510127 A TW 201510127A
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Takeshi Fujiwara
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Abstract

本發明可獲得如下的水性塗料，所述水性塗料容易操作，可形成散熱性、耐熱性及密接性均優異的膜。本發明的水性塗料包含：聚胺基甲酸酯樹脂微粒子；由放出遠紅外線的斜方晶系矽酸鹽礦物所形成的第一填料；分散所述聚胺基甲酸酯樹脂微粒子與所述第一填料的水。

Description

水性塗料、散熱部材、金屬部品、電子裝置
本發明是有關於一種水性塗料。特別是有關於一種可形成具有散熱性的膜的水性塗料。
作為安裝於發熱的機械、電氣組件上，以藉由散熱而降低溫度為目的之構件，已知有散熱器(heat sink)。於散熱器中，多數情況下主要使用容易傳熱的鋁或銅等金屬作為材料。
作為於鋁製的散熱器中，使散熱效果進一步提高的方法，已知有進行陽極氧化處理而對表面進行防蝕鋁加工的方法。然而，防蝕鋁加工需要在除脂處理、水洗及陽極氧化處理與在每個各個步驟中變更浴槽。而且，於藉由陽極氧化處理而所得的皮膜上存在多個微細孔，該微細孔成為裂痕或腐蝕的原因，因此變得進一步需要封孔處理作為後製程(post-process)。如上所述，防蝕鋁加工存在需要眾多的步驟而造成生產性差的問題。
作為以藉由散熱而降低溫度為目的者，於專利文獻1中，作為液相而揭示了含有鹼金屬矽酸鹽及水、特定的金屬化合物的水性組成物及塗膜組成物。
然而，於以散熱為目的的構件中，除了散熱性高及生產性高以外，為了提高熱傳遞性，亦要求與熱源的密接性或耐熱性。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2004-002813號公報
因此，本發明的課題在於提供如下的水性塗料，所述水性塗料容易操作，可形成散熱性、耐熱性及密接性均優異的膜。
本發明者等人為了解決所述課題而進行了銳意研究。其結果發現包含聚胺基甲酸酯樹脂微粒子與斜方晶系矽酸鹽礦物的水性分散液(dispersion liquid，分散體液)可成為能夠形成具有高的散熱性的膜的水性塗料，從而完成本發明。
本發明的第1形態的水性塗料其包含：聚胺基甲酸酯樹脂微粒子；由放出遠紅外線的斜方晶系矽酸鹽礦物所形成的第一填料；以及分散所述聚胺基甲酸酯樹脂微粒子與所述第一填料的水。
所謂「矽酸鹽礦物」可為天然、人工的任意者，包含鋁矽酸鹽礦物，或進一步包含礦物以外的矽酸鹽化合物。
若如上所述地構成，則是水性塗料，因此塗佈等操作或搬運變容易。另外，由於是以聚胺基甲酸酯為基質的塗料，因此與以 丙烯酸系或環氧樹脂為基質的塗料相比而言，變得可形成對金屬表面的密接性或耐熱性優異的延性高的膜。另外，由於含有斜方晶系矽酸鹽礦物，因此所形成的膜可將熱轉換為遠紅外線而放出，具有高的散熱性。
本發明的第2形態的水性塗料是於所述本發明的第1形 態的水性塗料中，構成所述聚胺基甲酸酯樹脂微粒子的材料是選自由聚碳酸酯聚胺基甲酸酯、聚酯聚胺基甲酸酯、脂肪族聚胺基甲酸酯、脂肪酸改質聚胺基甲酸酯、芳香族聚胺基甲酸酯、聚醚聚胺基甲酸酯所構成的群組的至少1種。另外，所謂聚碳酸酯聚胺基甲酸酯」是表示於主鏈具有聚碳酸酯骨架的聚胺基甲酸酯樹脂。所謂「聚酯聚胺基甲酸酯」是表示於主鏈具有聚酯骨架的聚胺基甲酸酯樹脂。所謂「脂肪族聚胺基甲酸酯」是表示於主鏈具有脂肪族鏈的聚胺基甲酸酯樹脂。所謂「脂肪酸改質聚胺基甲酸酯」是表示於主鏈具有改質脂肪酸骨架的聚胺基甲酸酯樹脂。所謂「芳香族聚胺基甲酸酯」是表示於主鏈具有芳香族基的聚胺基甲酸酯樹脂。所謂「聚醚聚胺基甲酸酯」是表示於主鏈具有聚醚骨架的聚胺基甲酸酯樹脂。
若如上所述地構成，則成為可形成密接性與耐熱性更優異的膜的水性塗料。
本發明的第3形態的水性塗料是於所述本發明的第2形 態的水性塗料中，構成所述聚胺基甲酸酯樹脂微粒子的材料的至少1種是聚碳酸酯聚胺基甲酸酯或聚酯聚胺基甲酸酯。
若如上所述地構成，則成為可形成密接性特別優異的膜的水性塗料。
本發明的第4形態的水性塗料是於所述本發明的第1形 態~第3形態的任意1個形態的水性塗料中，所述聚胺基甲酸酯樹脂微粒子的平均粒徑為10nm~500nm。另外，所謂「平均粒徑為10nm~500nm」並不限於一次粒徑，亦可為凝聚狀態的粒徑。
若如上所述地構成，則聚胺基甲酸酯樹脂微粒子變得容易分散於水中。
另外，平均粒徑基於利用雷射繞射、散射法的粒度分佈測定。 亦即，利用夫朗和斐(Fraunhofer)繞射理論及米氏散射理論的分析，將藉由濕式法將粉體自某粒徑分為2部分時，粒徑大之側與粒徑小之側成為等量(體積基準)的直徑作為中值粒徑。
本發明的第5形態的水性塗料是於所述本發明的第1形 態~第4形態的任意1個形態的水性塗料中，所述聚胺基甲酸酯樹脂微粒子的使所述聚胺基甲酸酯樹脂微粒子與水的分散液乾燥而所得的固形物具有-80℃~-20℃的玻璃轉移點。
若如上所述地構成，則由水性塗料所形成的膜的柔軟性及密接性優異。
本發明的第6形態的水性塗料是於所述本發明的第1形 態~第5形態的任意1個形態的水性塗料中，所述斜方晶系的矽酸鹽礦物是堇青石及/或富鋁紅柱石。
若如上所述地構成，則堇青石及/或富鋁紅柱石特別是遠紅外 線的放出效果高，因此成為可形成散熱效果更優異的膜的水性塗料。
本發明的第7形態的水性塗料是於所述本發明的第1形 態~第6形態的任意1個形態的水性塗料中，進一步包含第二填料，所述第二填料由選自由氮化硼、氮化鋁、碳化矽、二氧化矽、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈦、鈦黑及黑鉛所構成的群組的至少1種而形成。
若如上所述地構成，則可使由水性塗料所形成的膜的導熱性提高，因此可使膜的散熱效果進一步提高。
本發明的第8形態的水性塗料是於所述本發明的第7形 態的水性塗料中，相對於聚胺基甲酸酯樹脂微粒子100重量份而含有5重量份~150重量份的所述第一填料及所述第二填料，相對於所述第一填料100重量份而言，所述第二填料為1重量份~150重量份，所述第一填料及所述第二填料是粉末，平均粒徑為0.01μm~30μm。另外，所謂「平均粒徑為0.01μm~30μm」並不限於一次粒徑，亦可為凝聚狀態的粒徑。
若如上所述地構成，則平均粒徑為0.01μm以上，因此導熱率並不變差。而且平均粒徑為30μm以下，因此所形成的膜的表面並無凹凸，塗液的操作容易，且並不損及與基材的密接性。
本發明的第9形態的水性塗料是於所述本發明的第1形 態~第8形態的任意1個形態的水性塗料中，乾燥後的固形物的5%質量損失溫度為270℃以上。
若如上所述地構成，則成為可形成耐熱性優異的膜的水性塗料，變得可於更高的溫度範圍內使用，因此可用於發熱量多的構件中。
本發明的第10形態的水性塗料是於所述本發明的第1 形態~第9形態的任意1個形態的水性塗料中，包含具有破泡性或抑泡性的消泡劑。
若如上所述地構成，則可獲得具有將暫時生成的泡破壞(破泡)或抑制生成泡(抑泡)的效果的水性塗料。
本發明的第11形態的散熱構件是塗佈所述本發明的第1 形態~第10形態的任意1個形態的水性塗料之後，進行乾燥而成者。
若如上所述地構成，則可藉由使容易塗佈的水性塗料乾燥而容易地形成散熱性優異的膜(例如圖1的散熱構件10)。如上所述，本發明可藉由乾燥而成膜，因此即使是水性塗料，與包含需要熱硬化步驟或活性能量線硬化步驟之樹脂的水性塗料相比而言，成膜亦極其容易。
本發明的第12形態的金屬組件包含金屬組件本體；將 所述本發明的第1形態~第10形態的任意1個形態的水性塗料塗佈於所述金屬組件本體上之後，進行乾燥而形成的膜。另外，「金屬組件本體」亦可為金屬板。而且，「金屬組件本體」可為散熱構件，亦可其自身為目標製品的組件。
若如上所述地構成，則傳至金屬組件本體的熱容易傳至膜， 進一步自膜容易地作為遠紅外線而放出。
本發明的第13形態的金屬組件是於所述本發明的第12 形態的金屬組件中，所述金屬組件本體是包含選自由銅、鐵、鎂、鋁及該些的合金所構成的群組的至少1種而形成者。
若如上所述地構成，則該些金屬的導熱率特別高，因此可使散熱效果提高。
本發明的第14形態的電子裝置包含：所述本發明的第 12形態或第13形態的金屬組件；具有發熱部的電子元件；且所述金屬組件的金屬組件本體以與所述發熱部接觸的方式配置於所述電子元件上。另外，所謂「發熱部」是指熱傳遞至金屬組件者。
若如上所述地構成，則電子元件所具有的熱容易傳至金屬組件，進一步作為遠紅外線而放出。
本發明的水性塗料是水性，因此容易操作，由該塗料所形成的膜具有高的散熱性，另外耐熱性及密接性亦優異。
10‧‧‧散熱構件、膜
11‧‧‧第一填料
12‧‧‧第二填料
13‧‧‧金屬板
14‧‧‧具有金屬板的散熱構件
20‧‧‧電子元件
21‧‧‧玻璃基板
22‧‧‧陽極
23‧‧‧電致發光層
24‧‧‧陰極
25‧‧‧乾燥劑
26‧‧‧密封體
27‧‧‧接著劑
30‧‧‧電子組件
40‧‧‧馬達本體
41‧‧‧外表面
50‧‧‧馬達
60‧‧‧電池本體
70‧‧‧電池
圖1是包含由本申請案的水性塗料所形成的膜10及金屬板13的散熱構件14的剖面圖。另外，由本申請案的水性塗料所形成的膜10可單獨作為散熱構件10而使用。膜10包含第一填料11及第二填料12。
圖2是表示水性塗料的製備步驟(S01)、及膜的形成步驟 (S02、S03)的流程圖。
圖3是包含散熱構件14的電子組件30的概略剖面圖。
圖4是例示作為散熱器的金屬板13的形狀的圖。
圖5是於馬達本體40的外表面41成膜有散熱構件10的馬達50的略圖。
圖6是於電池本體60的外表面成膜有散熱構件10的電池70的略圖。
本申請案基於2013年4月26號於日本提出申請的日本專利特願2013-094439號，其內容作為本申請案的內容而形成本申請案的一部分。本發明可藉由以下詳細的說明而進一步完全理解。本發明的進一步的應用範圍可由於以下詳細的說明而變得明確。然而，詳細的說明及特定實例是本發明的理想的實施形態，僅僅為了說明的目的而記載。對於本領域的技術人員而言，應明確可根據該詳細說明，於本發明的精神與範圍內進行各種變更、改變。申請者並無將所記載的實施形態的任意者均提供給公眾的意圖，改變、替代案中的或許在申請專利範圍內未書面上包含者亦於等同原則下作為發明的一部分。
以下，參照圖式對本發明的實施形態加以說明。另外，於各圖中相互相同或相當的部分附以同一或類似的符號，省略重複的說明。而且，本發明並不限制於以下的實施形態。
<水性塗料>
本發明的第1實施形態的水性塗料包含：聚胺基甲酸酯樹脂微散粒子；由放出遠紅外線的斜方晶系矽酸鹽礦物所形成的第一填料；分散所述聚胺基甲酸酯樹脂微散粒子與所述第一填料的水。
<<聚胺基甲酸酯樹脂分散粒子>>
聚胺基甲酸酯樹脂微粒子可列舉選自由聚碳酸酯聚胺基甲酸酯、聚酯聚胺基甲酸酯、脂肪族聚胺基甲酸酯、脂肪酸改質聚胺基甲酸酯、芳香族聚胺基甲酸酯、聚醚聚胺基甲酸酯所構成的群組的至少1種粒子。
聚胺基甲酸酯由於耐熱性、與金屬等的密接性優異而較佳，所述聚胺基甲酸酯可形成耐熱性/密接性特別優異的膜因此較佳。該些中最佳的是於聚胺基甲酸酯樹脂微粒子的構成要素中包含聚碳酸酯聚胺基甲酸酯及/或聚酯聚胺基甲酸酯。
聚胺基甲酸酯樹脂微粒子的平均粒徑較佳的是10nm~500nm。更佳的是10nm~100nm。若平均粒徑為10nm以上，則難以產生在水中的凝聚。而且，若為500nm以下，則變得可於水中分散。
使包含聚胺基甲酸酯樹脂微粒子與水的分散液乾燥而所得的固形物的玻璃轉移溫度較佳的是-80℃~-20℃。更佳的是-55℃~-30℃。若玻璃轉移溫度為-80℃以上，則可維持塗膜強度，因此難以損傷，乾燥性優異。若為-20℃以下，則由於適度的柔軟性而獲得裂痕的防止效果。另外，玻璃轉移溫度越低，由水性塗料所形成的膜與其他物質(例如金屬)的密接性越提高，因此較 佳。
<<斜方晶系矽酸鹽礦物>>
作為第一填料的斜方晶系矽酸鹽礦物可列舉富鋁紅柱石、堇青石、頑火輝石、異極礦、黝簾石、矽線石、紅柱石。該些填料的導熱、遠紅外線的放射效果優異，使由水性塗料所形成的膜的散熱性提高。特別是於紅外線的放出效果高、輕量且化學性穩定、與樹脂的親和性亦高的方面而言較佳的是堇青石、富鋁紅柱石。另外，斜方晶系矽酸鹽礦物可為天然、人工的任意者。水性塗料含有該些填料的至少1種。另外，於保存穩定性或耐候性的方面中，較佳的是具有耐水性且難以產生水解的填料。於本發明中所使用的矽酸鹽礦物的晶系是斜方晶系，在產自天然的礦物的情況下，亦可包含單斜晶系或三斜晶系的礦物、進而包含立方晶系等的礦物作為雜質。而且，只要不顯著損及本發明的效果，則礦物亦可包含雲母、蒙脫石、黑鉛(包含石墨)、高嶺土、膨潤土等。在人工地獲得的情況下的晶體成長方法並無限定，可利用公知的方法。在人工地進行晶體成長的情況下，亦可在並不妨礙遠紅外線的放出特性的範圍內，期待著色或放出能量之量的增加效果而添加微量金屬。
亦可以追加於第一填料中的形式而加入第二填料。第二填料較佳的是選自由氮化硼、氮化鋁、碳化矽、二氧化矽、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈦、鈦黑及黑鉛所構成的群組的至少1種。特別是氮化硼、氧化鋁、氧化鋅的導熱率高、可使由水性塗料所形 成的膜的散熱效果進一步提高而較佳。而且，二氧化矽可調節水性塗料的黏度，具有滴液防止效果，因此較佳。氧化鈦可均一地分散於塗料中而著色為白色，鈦黑及黑鉛可均一地分散於塗料中而著色為黑色，可提高設計性，因此較佳。另外，亦可並不作為第二填料而添加多種粒徑不同的第一填料。此時，第一填料可為相同的填料，亦可不同。
第一填料及第二填料的形狀較佳的是粉末、糊狀、線狀等。特別是自於水的分散液中獲得均一的狀態考慮，較佳的是作為粉末而混合於水性塗料中。於粉末的情況下，其平均粒徑較佳的是0.01μm~30μm。更佳的是0.05μm~25μm。進一步更佳的是0.08μm~20μm。若為0.01μm以上，則水性塗料的黏度並不過於變高，塗佈步驟的作業性良好。而且導熱率亦不變差。若為30μm以下，則並不於由水性塗料所形成的膜的表面上形成凹凸。而且，並無填料的沈降快而造成水性塗料的保存穩定性變差的現象。
另外，若第一填料及第二填料的平均粒徑大於聚胺基甲酸酯樹脂微粒子的平均粒徑，則填料彼此變得容易接觸，導熱性提高，因此較佳。而且，於以著色用途而添加第二填料的情況下，若使用平均粒徑小於第一填料的粒子，則容易均一地分散，而且並不阻礙第一填料彼此的接觸，因此並不損及導熱性而較佳。
第一填料及第二填料的總量若相對於聚胺基甲酸酯樹脂微粒子100重量份而混合5重量份~150重量份，則可獲得良好 的散熱效果。若考慮塗佈水性塗料的步驟的作業效率，則第一填料及第二填料的總量較佳的是相對於聚胺基甲酸酯樹脂微粒子而言為10重量份~120重量份。若填料的總量為5重量份以上，則可充分獲得填料的散熱特性。而且，若為150重量份以下，則並無塗料的黏度過於上升而損及操作性的現象，亦不產生填料於水性塗料中凝聚等問題。另外，在混合第二填料的情況下，較佳的是相對於第一填料100重量份而言混合1重量份~150重量份的第二填料。
<<添加劑>>
水性塗料中亦可進一步加入分散劑/消泡劑/著色顏料/矽烷偶合劑/表面調整劑作為添加劑。
分散劑可使用含有羥基的羧酸酯、長鏈聚胺基醯胺與高分子量酸酯的鹽、高分子量多羧酸的鹽、長鏈聚胺基醯胺與極性酸酯的鹽、高分子量不飽和酸酯、高分子共聚物、改質脲、改質聚胺基甲酸酯、改質聚丙烯酸酯、聚醚酯型陰離子系活化劑、萘磺酸福馬林縮合物鹽、芳香族磺酸福馬林縮合物鹽、聚氧乙烯烷基磷酸酯、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚環氧乙烯單烷基醚、硬脂胺乙酸酯。藉由相對於填料100重量份而添加1重量份~35重量份的分散劑而使用，可防止填料的凝聚，使水性塗料的保存穩定性提高。
消泡劑可列舉矽酮系消泡劑、改質矽酮系消泡劑、二氧化矽系消泡劑、蠟、聚矽氧烷、聚醚改質聚二甲基矽氧烷、破泡性聚合物、石蠟系油、破泡性脂肪族衍生物等。藉由相對於水性塗料 100重量份而添加0.01重量份~5重量份的消泡劑，可顯示消泡性，使水性塗料的塗佈步驟的作業性提高。藉由添加消泡劑可獲得具有破壞暫時生成的泡(破泡)或抑制泡的生成(抑泡)的效果的水性塗料，因此可使密接性(塗膜的成膜性)提高。
著色顏料可使用有機系顏料與無機顏料。較佳的是無機系顏料。
矽烷偶合劑可使用市售的偶合劑。其中，較佳的是JNC股份有限公司製造的矽烷偶合劑Sila-Ace(註冊商標)(S330、S510、S520、S530)。藉由相對於聚胺基甲酸酯樹脂微粒子100重量份而添加1重量份~10重量份的矽烷偶合劑而使用，可使金屬板與由水性塗料所形成的膜的密接性提高。
表面調整劑可列舉有機改質聚矽氧烷、烷基改質聚矽氧烷、丙烯酸系共聚物、表面活性聚合物、丙烯酸系共聚物、矽改質丙烯酸、醇烷氧基化物等。藉由相對於水性塗料100重量份而添加0.001重量份~10重量份的表面調整劑，可使調平效果或濕潤性提高，顯示出滑溜性等，水性塗料的塗佈步驟的作業性及膜特性提高。
水性塗料的製備是於含有聚胺基甲酸酯樹脂微粒子的水的分散液(分散體液)中添加第一填料(視需要進一步添加第二填料)的粉末，使用自轉、公轉混合機等攪拌機進行攪拌、脫泡，混合至消除填料的凝聚的程度(圖2、S01)。例如以轉速2000rpm進行10分鐘攪拌後，以轉速2200rpm進行10分鐘脫泡。
於混合時，亦可視需要加入分散劑等添加劑，亦可加入第二填料根據塗佈方法而調整水性塗料的黏度。為了有助於聚胺基甲酸酯樹脂微粒子於水中的分散，亦可進一步加入1-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)或二醇類等少量的有機溶劑而加以混合。
另外，含有聚胺基甲酸酯樹脂微粒子的水的分散液(分散體液)中的水分量可根據樹脂的特性而適宜變更。亦即，若為可使聚胺基甲酸酯樹脂微粒子分散的量即可。例如，相對於聚胺基甲酸酯樹脂微粒子100重量份而言可列舉40重量份以上。
如上所述，本申請案的水性塗料使用水作為溶劑，因此與有機溶劑相比而言更容易作為塗料而操作，且搬運亦變容易。另外，亦可成為揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds，VOC)的對策。而且，本發明的水性塗料由於溶劑是水，因此亦可於可溶於有機溶劑中的樹脂表面等使用。本發明的水性塗料可藉由於塗佈後進行乾燥而容易地形成具有散熱性的膜。
<散熱構件10>
本發明的第2實施形態的散熱構件是由本發明的第1實施形態的水性塗料所形成的膜。作為如圖1所示的散熱構件10的膜，可藉由塗佈水性塗料後使其乾燥而容易地獲得。
塗佈水性塗料的方法(圖2、S02)較佳的是使用均一地塗佈水性塗料的濕式塗佈法。濕式塗佈法中，在少量製成的情況下較佳的是可簡便地形成均質的膜的旋塗法。在重視生產性的情況下，較佳的是凹版塗佈法、模塗法、棒塗法、反塗(reverse coat) 法、輥塗法、狹縫塗佈法、浸漬法、噴塗法、吻合式塗佈法、反吻合式塗佈法、氣刀塗佈法、簾塗法、棒式塗佈法等。濕式塗佈法可自該些方法中根據所需的膜厚、黏度或乾燥條件等而適宜選擇。
另外，較佳的是以乾燥後的膜厚成為0.1μm~1000μm的方式塗佈水性塗料。更佳的是10μm~100μm，進一步更佳的是20μm~50μm。若為10μm以上，則越厚放射率越變高，因此散熱效果變大。若為100μm以下，則越薄導熱率越變大。因此，可根據用途而選擇適當的膜厚。
於塗佈後使塗膜乾燥而將水分除去，使水性塗料固化而形成膜(圖3、S03)。乾燥除了在常溫下的自然乾燥、自乾燥器等送出熱風以外，亦可為利用乾燥爐等機械的加熱乾燥。乾燥需要以水性塗料失去流動性的程度而除去水分。
另外，所形成的膜(固形物)包含具有高導熱率、高熱放射性的斜方晶系矽酸鹽礦物。因此，若於散熱器中所使用的導熱率高的金屬等上成膜，則可提高自金屬表面的熱放射性，使金屬自身的溫度降低。如散熱器的金屬雖然內部的熱可充分地移動，但若與鄰接的物質的導熱率低，則熱變得難以傳至該物質(例如空氣等)。因此，藉由塗佈具有高熱放射性的本申請案的水性塗料，可向大氣中等放射遠紅外線而效率良好地放出熱。
另外，膜包含聚胺基甲酸酯樹脂。因此，耐熱性優異，5%質量損失溫度為270℃以上。另外，對金屬表面的密接性優異。而且， 延性亦優異，因此變得可進行塗裝後的加工。
如上所述，由本申請案的水性塗料所形成的膜作為散熱構件而發揮功能。若將膜形成於金屬或放射率低於該膜的非金屬上，則吸收金屬或非金屬所具有的熱將其轉換為遠紅外線而放射至外部，藉此使溫度降低。
例如，亦可於金屬組件本體上塗佈本申請案的水性塗料，使其乾燥而形成包含具有散熱性的膜的金屬組件。成為塗佈對象的金屬可例示銅、鐵、鎂、鋁、及該些的合金。該些金屬的導熱率高而特佳。
如圖1所示，金屬組件本體亦可為導熱率高的金屬板13。若於金屬板13上成膜，則可形成具有金屬板的散熱構件14。
散熱構件14的金屬板的厚度為0.03mm~100mm，較佳的是0.1mm~10mm，更佳的是0.2mm~2mm。於熱源小且金屬板的面積充分大的情況下，越厚則散熱效果越高。若為0.03mm以上，則散熱效果優異。而且，若為100mm以下，則於輕量的方面而言較佳。
例如圖3是作為電子裝置的電子組件30的概略剖面圖，所述電子組件30於電子元件20的密封體26上以接觸散熱構件14的金屬板13的方式載置有散熱構件14。如上所述，散熱構件14載置於電子元件20的上表面而發揮功能。亦即，散熱構件14藉由載置於密封體26的表面，將自密封體26所傳遞的熱放出至外部而對電子元件20進行除熱。在將散熱構件14用於如電子 元件20這樣的電子裝置中的情況下，金屬板13的厚度為0.01mm~100mm。較佳的是0.03mm~10mm，更佳的是0.1mm~2mm。散熱構件14的膜10的厚度為0.1μm~1000μm。較佳的是10μm~100μm，更佳的是20μm~50μm。於將散熱構件14用作電子元件用散熱板的情況下，若具有某種程度的厚度，則散熱效果變高，因此較佳。
而且，亦可以覆蓋密封體26的表面的方式貼附散熱構件14。藉由覆蓋密封體26整體的散熱構件14，可使自電子元件的內部傳遞至密封體26的熱效率更佳地放出至外部。
另外，散熱構件14可使用接著劑而接著於電子元件20上。接著劑較佳的是丙烯酸系、矽酮系、或環氧系的接著劑。或者亦可使用雙面固定具或扣環等而將散熱構件14固定於電子元件20上。亦即，若為使散熱構件14所具備的金屬板13密接於電子元件20上而進行固定者即可。
圖3是於平板狀的金屬板13上形成膜10的散熱構件14的使用例。然而，金屬板13及膜10的形狀並不限定於此，亦可設為表面積變得更大的形狀而使與外部氣體接觸的面積增大。
如圖4所示，金屬組件本體亦可為如散熱器13般現有的金屬製散熱構件。若於散熱器13的表面上成膜，則可使散熱器13的性能提高(未圖示膜10)。
另外，於如圖4所示的形狀的金屬板上塗佈本申請案的水性塗料的情況下，藉由噴霧法塗裝以成為低黏度之方式進行了調整 的水性塗料，或者藉由浸漬法而進行塗裝，亦即於調整為適當濃度的水性塗料中浸漬金屬板。
金屬組件本體亦可其自身是製品的一部分。
例如，如圖5所示，金屬組件本體亦可為電動汽車用馬達50的外表面。圖5是於馬達本體40的外表面41配置有直接塗佈本申請案的水性塗料並使其乾燥而成的作為散熱構件的膜10的電動汽車用馬達50的略圖。將電能轉換為機械能的馬達本體40隨著運轉而產生熱，需要將該熱排除至馬達外。膜10成膜於馬達本體40的外表面41而發揮功能。亦即，膜10吸收自馬達本體40的外表面41所傳遞的熱，該熱傳遞至膜內，進一步作為遠紅外線而放射至外部氣體中，藉此而對馬達本體40內所產生的熱進行散熱。
而且，不僅僅於馬達50的外表面塗佈水性塗料，而且亦可於內表面塗佈水性塗料。若如此，則形成於內表面上的膜發揮自內側吸收自馬達50內部的熱源所產生的遠紅外線的功能，使散熱效果進一步提高。
或者，金屬組件本體亦可為金屬板，將具有金屬板的散熱構件14(參照圖1)載置於馬達本體40的外表面。在將散熱構件14用於如電動汽車用馬達這樣的裝置中的情況下，散熱構件14所具備的金屬板的厚度通常為0.01mm~100mm。較佳的是0.03mm~10mm，更佳的是0.1mm~2mm。散熱構件14所具備的膜的厚度通常為0.1μm~1000μm。較佳的是10μm~100μm，更佳的是20μm~50μm。電動汽車的馬達的輸出功率大且在行駛中一 直旋轉，因此發熱量大，藉由本申請案的散熱構件而效率良好地除熱。
另外，本申請案的散熱構件並不限於電動汽車用馬達，可於一般的馬達中使用。特別是在欲使馬達變輕且為小型的情況下，有效的是使用本申請案的散熱構件。
金屬組件本體亦可其自身為製品的一部分。
例如，如圖6所示，金屬組件本體亦可為使引擎啟動而使電力組件正常運作的電動汽車用電池70的外表面。圖6是於電池本體60的外表面配置有直接塗佈本申請案的水性塗料並使其乾燥而成的作為散熱構件的膜10的電池70的略圖。充電時或放電時的自身發熱成為問題的電池本體60需要將產生的熱排出至電池本體外。膜10成膜於電池本體60的外表面而發揮功能。亦即，膜10吸收自電池本體60的表面所傳遞的熱，該熱傳遞至膜內，進一步作為遠紅外線而放射至外部氣體中，藉此而對電池本體60內所產生的熱進行散熱。
而且，不僅僅於電池70的外表面塗佈水性塗料，而且亦可於內表面塗佈水性塗料。若如此，則形成於內表面上的膜發揮以遠紅外線的方式而自內側吸收電池70內部的熱的功能，使散熱效果進一步提高。
另外，電池本體60可為電池單元亦可為其集合體。
而且，電池本體60例如亦可為使引擎啟動使電力組件正常運作的電動汽車用電池。
或者，金屬組件本體亦可為金屬板，將具有金屬板的散熱構件14(參照圖1)載置於電池本體60的外表面。在將散熱構件14用於如電動汽車用電池這樣的裝置中的情況下，散熱構件14所具備的金屬板的厚度通常為0.01mm~100mm。較佳的是0.03mm~10mm，更佳的是0.1mm~2mm。散熱構件14所具備的膜的厚度通常為0.1μm~1000μm。較佳的是10μm~100μm，更佳的是20μm~50μm。
另外，本申請案的散熱構件並不限於電動汽車用電池，亦可於充電時或放電時的自身發熱成為問題的電池中使用。
另外，散熱構件10、散熱構件14亦可於智慧型手機(smartphone)或個人電腦(Personal Computer，PC)等裝置的中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)或電池、照明器具、工作機械等自身發熱的器具、機械等物品中利用，提供高的散熱效果。
本發明的散熱構件可藉由對含有聚胺基甲酸酯樹脂微粒子與填料的水的分散液進行乾燥而所得的膜、或藉由膜與金屬板的組合而具有高的散熱效果。而且，可分步驟製造散熱構件與物品，容易地於物品上載置散熱構件，因此容易製造，可提高生產效率。
[實施例]
以下，使用實施例對本發明加以詳細說明。但本發明並不限定於以下實施例中所記載的內容。
本發明的實施例中所使用的構成散熱構件的成分材料如下所述。
<水性聚胺基甲酸酯樹脂分散體液>
．聚酯-聚胺基甲酸酯樹脂分散體液：
PESU1：住化拜耳聚氨酯股份有限公司(SumikaBayer UrethaneCo.,Ltd.)(商品名)Bayhydrol UH2342(含有5重量%的1-甲基-2-吡咯啶酮)
PESU2：住化拜耳聚氨酯股份有限公司(商品名)Bayhydrol UH650
．聚碳酸酯-聚胺基甲酸酯樹脂分散體液：PCU1：住化拜耳聚氨酯股份有限公司(商品名)Bayhydrol UH2606
．聚酯-聚碳酸酯-聚胺基甲酸酯樹脂分散體液：
PECU1：住化拜耳聚氨酯股份有限公司(商品名)Bayhydrol UHXP2648
PECU2：住化拜耳聚氨酯股份有限公司(商品名)Bayhydrol UHXP2648/1
(Bayhydrol是註冊商標)
表示實施例中所使用的水性聚胺基甲酸酯樹脂分散體液的目錄值。
表1：水性聚胺基甲酸酯樹脂分散體液的目錄值
表示實施例中所使用的水性聚胺基甲酸酯樹脂分散體 液的測定值。
<比較樹脂或樹脂分散體液>
．丙烯酸系樹脂(水性)：和信塗料股份有限公司(商品名)水溶性拋光清漆
．丙烯酸系樹脂(熱硬化性)：東亞合成股份有限公司(商品名)ARONIX M-305
．醇酸(聚酯)樹脂(油性)：和信塗料股份有限公司(商品名)Clear lacquer
．環氧樹脂(光硬化性)：大賽璐股份有限公司(商品名)Celloxide 2021P
<填料>
．合成堇青石：丸須釉藥合股公司(商品名)SS-200(平均粒徑7.5μm)SS-1000(平均粒徑1.7μm)SS-5000(平均粒徑0.6μm)
．氮化硼：電氣化學工業股份有限公司DENKA Boron Nitride(商品名)SGP
．二氧化矽(silica)：富士矽(Fuji Silysia)股份有限公司(商 品名)Sylysia
．氧化鋁(alumina)：昭和電工股份有限公司(商品名)AL-47H
．氧化鈦：石原產業股份有限公司(商品名)TIPAQUE CR-50
．碳化矽：日本西格瑪奧德里奇(Sigma-Aldrich Japan)(商品名)Silicon carbide
．黑鉛：日本黑鉛工業股份有限公司(商品名)鱗狀黑鉛粉末F#2
．鈦黑：三菱綜合材料股份有限公司製造、13M-C
(ARONIX、Celloxide、DENKA Boron Nitride、TIPAQUE是註冊商標)
<陽離子產生劑>
．CPI-210S：三亞普羅(san-apro)股份有限公司
<粒度分佈的測定法>
各粒子的平均粒徑(中值粒徑)可使用堀場製作所製造的雷射繞射散射式粒度分佈測定裝置LA-950V2而測定。亦即，利用夫朗和斐繞射理論及米氏散射理論的分析，藉由濕式法進行測定，將粉體自某粒徑分為2部分時，粒徑大之側與粒徑小之側成為等量(體積基準)的直徑作為中值粒徑。測定是濕式法，使用於純水中加入少量(掏耳勺一勺左右程度)測定試樣之後，於超音波清洗機中進行3分鐘處理，試樣分散而成的溶液。測定時的漿料的濃度調整為雷射的穿透率成為80%。
<試樣製作>
使用自轉、公轉混合機(新基(Thinky)股份有限公司製造 的去泡攪拌太郎ARE250)，以轉速2000rpm對水性聚胺基甲酸酯樹脂分散體液及填料的粉末進行10分鐘攪拌後，以轉速2200rpm進行10分鐘脫泡，藉此而製備以下的試樣。
<<實施例1>>
分別秤量PESU1 100重量份、及平均粒徑為1.7μm的合成堇青石(SS-1000)15重量份，放入至聚丙烯製容器中，藉由自轉、公轉混合機進行混合，製成實施例1的試樣。
<<實施例2>>
分別秤量PESU2 100重量份、及平均粒徑為1.7μm的合成堇青石(SS-1000)21.4重量份，放入至聚丙烯製容器中，藉由自轉、公轉混合機進行混合，製成實施例2的試樣。
<<實施例3~實施例5>>
除了水性聚胺基甲酸酯樹脂分散體液的種類不同以外，與實施例1同樣地製成實施例3~實施例5的試樣。
<<比較例1>>
分別秤量丙烯酸系樹脂(水性)塗料100重量份、及平均粒徑為1.7μm的合成堇青石(SS-1000)15重量份，放入至聚丙烯製容器中，藉由自轉、公轉混合機進行混合，製成比較例1的試樣。
<<比較例2>>
分別秤量丙烯酸系樹脂(熱硬化性)100重量份、及平均粒徑為1.7μm的合成堇青石(SS-1000)42.9重量份，放入至聚丙烯製 容器中，藉由自轉、公轉混合機進行混合，製成比較例2的試樣。
<<比較例3>>
分別秤量醇酸樹脂塗料(油性)100重量份、及平均粒徑為1.7μm的合成堇青石(SS-1000)15.9重量份，放入至聚丙烯製容器中，藉由自轉、公轉混合機進行混合，製成比較例3的試樣。
<<比較例4>>
分別秤量環氧樹脂(光硬化性)70重量份、平均粒徑為7.5μm的合成堇青石(SS-200)30重量份、甲基乙基酮(MEK)30重量份、及CPI-210S0.3重量份，放入至聚丙烯製容器中，藉由自轉、公轉混合機進行混合，製成比較例4的試樣。
<<實施例6>>
分別秤量PECU1 100重量份、及平均粒徑為1.7μm的合成堇青石(SS-1000)35重量份，放入至聚丙烯製容器中，藉由自轉、 公轉混合機進行混合，製成實施例6的試樣。
<<比較例5、比較例6>>
除了填料的種類不同以外，與實施例6同樣地製成比較例5及比較例6的試樣。
<<比較例7>>
僅僅將PECU1作為試樣。
<<比較例8>>
僅僅進行黑色防蝕鋁處理(使用對下述[1.散熱特性的評價]中所使用的鋁板的單面進行了黑色防蝕鋁處理者)。
<<實施例7~實施例27>>
另外，為了調整色澤或提高散熱效果，添加作為第一填料的平均粒徑為7.5μm的堇青石(SS-200)與第二填料。水性聚胺基甲酸酯樹脂分散體液及填料的添加量的比例如下所示。試樣的製作順序與實施例6相同。另外，於實施例7、實施例14、實施例21中，併用與第一填料粒徑不同的堇青石，並非實質上包含第二 填料的構成，但為了方便起見，於表6中，於第二填料一欄中記載粒徑不同的堇青石。
<<比較例9~比較例11>>
添加作為第一填料的氧化鋁與作為第二填料的氧化鈦。水性聚胺基甲酸酯樹脂分散體液及追加填料的添加量的比例如下所示。試樣的製作順序與實施例6相同。
[1.散熱特性的評價]
關於實施例及比較例而表示散熱特性的評價。
[1-1 散熱構件的製備]
使用旋塗機，將實施例及比較例的各試樣以40×40(mm)的四方形而塗佈於厚度為0.4mm的鋁板上。旋塗機的轉速以各個實施例及比較例的塗膜成為約30μm的方式進行調整。膜厚可使用尼康(Nikon)公司製造的DIGIMICRO MFC-101A而進行測定。
使用加熱板，於130度下進行3分鐘加熱，使所塗佈的實施例及比較例的各試樣乾燥而形成具有鋁板的散熱構件。
比較例2的散熱構件是藉由旋塗將所製備的試樣以40×40(mm)的四方形而塗佈於厚度為0.4mm的鋁板上，然後以190度的加熱板使其硬化，形成具有鋁板的散熱構件。
比較例4的散熱構件是藉由旋塗將所製備的試樣以40×40(mm)的四方形而塗佈於厚度為0.4mm的鋁板上，然後藉由紫外線照射器使其硬化，形成具有鋁板的散熱構件。
比較例7的散熱構件是僅僅將PECU1塗佈於鋁板上之後使其乾燥而成者。比較例8的散熱構件是不具有樹脂，對鋁板的單面進行黑色防蝕鋁處理而成者。
[1-2 散熱特性的評價I]
使用雙面膠帶(住友3M股份有限公司製造的導熱性接著劑轉印膠帶No.9885)將散熱構件的鋁面側與電晶體(東芝電晶體製造的Silicon NPN、三重擴散形、2SD2012)貼合。於電晶體的貼合有散熱構件的面的背面安裝K熱電偶(理化工業股份有限公司製 造的ST-50)，使用資料記錄器藉由個人電腦記錄其溫度。將安裝有該電晶體的散熱構件靜置於設定為40℃的恆溫槽中央，確認電晶體的溫度為40℃而變得固定之後，使用直流穩定化電源對電晶體施加1.18V，測定電晶體表面的溫度變化。
使用實施例1~實施例5及比較例1~比較例4的試樣而製備散熱構件，評價其散熱特性。評價結果如下所示。
根據表7所示的結果可知：使用本發明的實施例1~實施例5的水性塗料的散熱構件，與比較例1~比較例4相比較而言具有優異的散熱性。而且，根據使用實施例1~實施例5的水性塗料的散熱試驗結果，樹脂的種類特佳的是聚碳酸酯-聚胺基甲酸酯、聚酯-聚胺基甲酸酯、聚酯-聚碳酸酯-聚胺基甲酸酯。
[1-3 散熱特性的評價II]
使用雙面膠帶(住友3M股份有限公司製造的導熱性接著劑轉 印膠帶No.9885)將散熱構件的金屬面側與陶瓷加熱器(阪口電熱股份有限公司製造的微陶瓷加熱器MS-3)貼合。於陶瓷加熱器的貼合有散熱構件的面的背面安裝K熱電偶(理化工業股份有限公司製造的ST-50)，使用資料記錄器藉由個人電腦記錄其溫度。將安裝有該加熱器的散熱構件靜置於設定為40℃的恆溫槽中央，確認陶瓷加熱器的溫度為40℃而變得固定之後，使用直流穩定化電源對陶瓷加熱器施加14V，測定陶瓷加熱器表面的溫度變化。陶瓷加熱器產生一定的熱量，因此所安裝的散熱構件的散熱效果越高，則陶瓷加熱器的溫度越降低。亦即，可以說陶瓷加熱器的溫度越變低的散熱構件的散熱效果越高。
使用實施例6~實施例27及比較例5~比較例11的試樣而製備散熱構件，評價其散熱特性。評價結果如下所示。
根據表8所示的結果可知：使用本發明的水性塗料的散熱構件具有優異的散熱性。根據表9所示的結果：使用本發明的水性塗料的散熱構件即使添加第二填料亦未損及散熱性能，特別是氮化硼、氧化鋁的導熱率高，因此可使由水性塗料所形成的膜的散熱效果進一步提高，因此較佳。而且，氧化鈦可均一地分散 於塗料中，使塗膜著色為白色，因此較佳。鈦黑可均一地分散於塗料中，使塗膜著色為黑色，因此較佳。
[2.膜物性的評價]
關於實施例及比較例，表示膜物性的評價。[2.膜物性的評價]中所使用的試樣與[1.散熱特性的評價]中所使用者相同。
[2-1 耐熱性的評價]
於鋁杯中流入試樣，於常溫下進行24小時乾燥。另外，塗膜的厚度以乾燥後成為1mm的方式進行調整。切取該塗膜，使用示差熱/熱重同時測定裝置EXSTAR TG/DTA6000系列(精工電子奈米技術股份有限公司(SII NanoTechnology Inc.)製造)，測定塗膜的5%質量損失溫度。
根據所述結果可知：由本發明的水性塗料所形成的塗膜具有優異的耐熱性。因此，可於更高的溫度範圍內使用。而且， 若將含有助溶劑的實施例1與不含助溶劑的實施例2~實施例5加以比較，則較佳的是並未放入助溶劑者；若將實施例2~實施例5與比較例1、比較例3及比較例4加以比較，則較佳的是實施例2~實施例5，實施例2的聚酯-聚胺基甲酸酯、實施例3的聚碳酸酯-聚胺基甲酸酯或實施例4及實施例5的聚酯-聚碳酸酯-聚胺基甲酸酯特佳。而且，關於熱硬化性丙烯酸系塗料硬化膜(比較例2)，雖然耐熱性非常優異，但由於加熱所造成的體積收縮率大，產生裂紋而自基材剝落，因此欠佳。
[2-2 塗膜密接性的評價]
分別於厚度為0.4mm的鋁板、厚度為0.4mm的銅版、厚度為1.2mm的鎂板及厚度為0.2mm的不鏽鋼板上藉由旋塗機而塗裝試樣，於130℃下進行3分鐘的加熱乾燥。另外，以塗膜的厚度於乾燥後成為30μm的方式進行調整。密接性試驗是依據JIS-K5600-5-6，以10×10切出100格的切口，使用TQC ISO附著膠帶/STANDARD(歌德(Cortec)股份有限公司製造)，判定塗膜剝離的有無。將完全未剝離的情況作為◎，將未剝離的格數為90格以上的情況作為￮，將70格以上且不足90格的情況作為△，將不足70格的情況作為×。
將使用實施例2~實施例4及比較例1~比較例4中所製作的試樣而成膜的塗膜的密接性試驗的結果表示如下。
根據所述結果可知：由本發明的水性塗料所形成的塗膜均具有優異的基材密接性。而且，聚碳酸酯-聚胺基甲酸酯及聚酯-聚胺基甲酸酯的塗膜對於任意基材的密接性均極其優異而特佳。與基材的密接性優異，因此自發熱部而效率良好地傳熱，可獲得高的散熱性能。
[2-3 抗彎曲性的評價]
將使用實施例2~實施例4及比較例1~比較例4中所製作的試樣而成膜的塗膜的抗彎曲性試驗的結果表示如下。藉由旋塗機而將試樣塗裝於厚度為0.4mm的鋁板上，於130℃下進行3分鐘的加熱乾燥。另外，塗膜的厚度以乾燥後成為30μm的方式進行調整。抗彎曲性試驗是在以塗膜面為外側而將鋁板折彎90度時，將塗膜上未產生龜裂的情況作為￮，產生龜裂的情況作為×。
根據所述結果可知：由本發明的水性塗料所形成的塗膜，於實施例2~實施例4的任意者中均具有非常優異的抗彎曲性。因此，於塗裝於基材上之後亦可進行衝壓或彎曲加工等。
[2-4 刻痕硬度的評價]
將使用實施例2~實施例4中所製作的試樣而成膜的塗膜的塗膜硬度的評價的結果表示如下。藉由旋塗機而將試樣塗裝於厚度為0.4mm的鋁板上，於130℃下進行3分鐘的加熱乾燥。另外，以塗膜的厚度於乾燥後成為30μm的方式進行調整。刻痕硬度試驗的方法依據JIS-K-5-4。
根據所述結果可知：實施例3的聚碳酸酯-聚胺基甲酸酯及實施例4的聚酯-聚碳酸酯-聚胺基甲酸酯即使具有柔軟性亦具有優異的刻痕硬度。因此，難以刮傷。而且，由本發明的水性塗料所形成的塗膜的暫時刮傷亦減輕，傷痕變得不明顯，因此作為外部塗料而言亦優異。關於熱硬化性丙烯酸系塗料硬化膜(比較例2)，雖然刻痕硬度優異，但與基材的密接性弱，且自基材剝落，因此欠佳。
藉由製作各種包含聚胺基甲酸酯樹脂分散體液與填料的塗料，可調節塗膜的密接性、硬度、折彎強度等膜物性。
[3.塗料物性的評價]
表示關於各種包含聚胺基甲酸酯樹脂分散體液及填料的塗料的物性的評價。[3.塗料物性的評價]中所使用的試樣與[1.散熱特性的評價]中所使用者相同。
<<實施例28>>
分別秤量PESU2 75重量份、PECU1 25重量份、及平均粒徑為1.7μm的合成堇青石(SS-1000)19.8重量份，放入至聚丙烯製容器中，藉由自轉、公轉混合機進行混合，製成實施例28的試樣。
<<實施例29~實施例33>>
除了水性聚胺基甲酸酯樹脂分散體液的種類、及水性聚胺基甲酸酯樹脂分散體液與填料的混合比不同以外，與實施例28同樣地製成實施例29~實施例33的試樣。
[3-1 耐熱性的評價]
藉由與[2-1 耐熱性的評價]同樣的順序而評價使用實施例28~實施例33的試樣而成膜的塗膜的耐熱性。
根據所述結果可知：由本發明的水性塗料所形成的塗膜具有高的耐熱性。因此，可於更高的溫度範圍內使用。而且，根據實施例28~實施例33可知：藉由聚酯-聚胺基甲酸酯的添加量而可改善耐熱性。
[3-2 塗膜密接性的評價]
使用厚度為0.4mm的鋁板，藉由與[2-2 塗膜密接性的評價]相同的順序而評價使用實施例28~實施例33的試樣而成膜的塗膜的密接性。另外，將完全未剝離的情況作為◎，將未剝離的格數為90格以上的情況作為￮，將70格以上且不足90格的情況作為△，將不足70格的情況作為×。
根據所述結果可知：由本發明的水性塗料所形成的塗膜的密接性優異。而且，若於塗料中添加25%以上的玻璃轉移點低且密接性良好的聚碳酸酯-聚胺基甲酸酯，則基材與塗膜的密接性進一步提高而較佳。藉由混合聚胺基甲酸酯樹脂微粒子，可表現出各聚胺基甲酸酯塗膜的特性。
[3-3 抗彎曲性的評價]
藉由與[2-3 抗彎曲性的評價]同樣的順序而評價使用實施例28~實施例33的試樣而成膜的塗膜的抗彎曲性。
根據所述結果可知：由本發明的水性塗料所形成的塗膜，於實施例28~實施例33的任意者中均具有非常優異的抗彎曲性。因此，於塗裝於基材上之後亦可進行衝壓或彎曲加工等。
[3-4 刻痕硬度的評價]
藉由與[2-4 刻痕硬度的評價]同樣的順序而評價使用實施例28~實施例33的試樣而成膜的塗膜的刻痕硬度。
根據所述結果可知：由本發明的水性塗料所形成的塗膜即使具有優異的抗彎曲性亦具有優異的刻痕硬度。因此，難以刮傷。而且，藉由添加50%以上的聚碳酸酯-聚胺基甲酸酯，刻痕硬 度進一步提高，變得難以刮傷而較佳。而且，由本發明的水性塗料所形成的塗膜的暫時刮傷亦減輕，傷痕變得不明顯，因此作為外部塗料而言亦優異。
[4.塗料物性的評價]
藉由於各種包含聚胺基甲酸酯樹脂分散體液與填料的塗料中加入分散劑、消泡劑等各種添加劑，可改善塗料的操作及保存穩定性。
表示關於各種包含聚胺基甲酸酯樹脂分散體液、填料、及添加劑的塗料的物性的評價。構成[4.塗料物性的評價]中所使用的試樣的成分材料如下所示。
<分散劑>
．高分子量酸性聚合物羥烷基銨鹽溶液：日本畢克化學(BYK-Chemie Japan)股份有限公司(商品名)ANTI-TERRA-250
．顏料親和性高分子量嵌段共聚物：日本畢克化學股份有限公司(商品名)DISPERBYK-190
．顏料親和性共聚物：日本畢克化學股份有限公司(商品名)DISPERBYK-191
．顏料親和性共聚物：日本畢克化學股份有限公司(商品名)DISPERBYK-194N
．顏料親和性共聚物：日本畢克化學股份有限公司(商品名)DISPERBYK-199
．顏料親和性丙烯酸系共聚物：日本畢克化學股份有限公司(商 品名)DISPERBYK-2012
(ANTI-TERRA、DISPERBYK是註冊商標)
<消泡劑>
．破泡性聚合物/疏水性粒子混合物：日本畢克化學股份有限公司(商品名)BYK-1710
<<實施例34>>
分別秤量PECU1 100重量份、平均粒徑為1.7μm的合成堇青石(SS-1000)15重量份、及ANTI-TERRA-250 1.72重量份，放入至聚丙烯製容器中，藉由自轉、公轉混合機進行混合，製成實施例34的試樣。
<<實施例35~實施例40>>
除了添加劑的種類及添加量不同以外，與實施例34同樣地進行製備，製成實施例35~實施例40的試樣。
[4-1 分散劑的效果]
關於用以防止填料沈降的分散劑的效果，評價結果如下所示。分散效果的確認是將實施例34~實施例39及實施例4的試樣30g裝入至50ml的玻璃樣品瓶中靜置5天，其後將玻璃樣品瓶用手上下振動而振盪，將自振盪開始之後填料於不足3分鐘內而再分散者作為￮，將填料於3分鐘以上且不足10分鐘內而再分散者作為△，將並未再分散者作為×。
ANTI-TERRA-250是流變控制劑，雖然可減輕填料的沈降速度，但無法藉由振盪而使填料再分散。藉此認為ANTI-TERRA-250可藉由與其他分散劑併用而使填料的沈降速度減速。DISPERBYK-191與DISPERBYK-2012雖然可使沈降的填料的量減少，但利用振盪的分散需要稍微花費時間。藉此可知能夠分散至粒徑比較大的填料。關於DISPERBYK-199，所沈降的填料的量與無添加劑者相比基本無變化，但可藉由振盪而使填料容易地分散。藉此可知可有效地防止填料彼此凝聚。
另一方面，關於DISPERBYK-190，基本未發現效果， DISPERBYK-194N於添加不久後聚胺基甲酸酯樹脂微粒子沈降或凝聚。其原因在於：DISPERBYK-194N的酸值與其他分散劑相比較而言較大，由於添加而造成分散液的pH上升。藉由選擇適於本發明的塗料的分散劑，可有效地使填料分散，可有效地表現出散熱性能。
[4-2 消泡劑的效果]
以下所記載的是本發明的進一步改良的形態。實施例4的水性塗料顯示充分的散熱效果，但為了賦予於鋁板上的進一步的密接效果，製造添加了消泡劑的形態的實施例40(參照表19)。實施例40與實施例4相比而言消泡效果高，密接性(塗膜的成膜性)更優異。亦即，於水性塗料中填料沈澱的情況下，產生對塗料進行振盪、攪拌而使填料再次分散的需要的情況下，有效的是添加消泡劑。如下所述地進行試驗。
將實施例40及實施例4的試樣30g裝入至50ml的玻璃樣品瓶中，用手使玻璃樣品瓶上下振動而進行3分鐘振盪，於振盪結束之後進行10分鐘的靜置，確認氣泡的有無。而且，關於成膜性的評價，於厚度為0.4mm的鋁板上成膜30μm的振盪後靜置10分鐘的塗料，觀察於塗膜上產生不均的樣子。
確認於實施例40的添加有BYK-1710的塗料中，於振盪後並未產生大的氣泡，少量產生的小的氣泡亦於10分鐘後完全消失。而且，於成膜時亦未產生由於氣泡所造成的不均或收縮等，可形成均一的膜。
[4-3 散熱特性的評價]
使用已塗裝的鋁板(所述已塗裝的鋁板是使用實施例40的試樣而於[4-2 消泡劑的效果]中所製作者)作為散熱構件，使用雙面膠帶(住友3M股份有限公司製造的導熱性接著劑轉印膠帶No.9885)將鋁面側與電晶體(東芝電晶體製造的Silicon NPN、三重擴散形、2SD2012)貼合。於電晶體的貼合有散熱構件的面的背面安裝K熱電偶(理化工業股份有限公司製造的ST-50)，使用資料記錄器藉由個人電腦記錄其溫度。將安裝有該電晶體的散熱構件靜置於設定為40℃的恆溫槽中央，確認電晶體的溫度為40℃而變得固定之後，使用直流穩定化電源對電晶體施加1.18V，測定電晶體表面的溫度變化。其評價結果如下所示。
根據表21所示的結果可知：使用本發明的實施例40的水性塗料的散熱構件具有與實施例4相比較而言基本同等程度的散熱性。藉此可知消泡劑並未對散熱特性造成不良影響。相反，由於在塗膜中產生氣泡，由於氣泡而於塗膜中產生不均，因此存在對散熱特性造成不良影響的可能性，因此可藉由添加消泡劑而回避此種風險。
對於本說明書中所引用的包含出版物、專利申請及專利的所有文獻，分別具體地表示各文獻，進行參照而併入至本發明中，而且，將其內容的全部與此處所述相同限度地進行參照而併入於此處。
至於與本發明的說明相關地(特別是與以下的申請專利範圍相關地)使用的名詞及同樣的指示語的使用，只要在本說明書中並未特別地指出，或者並不明顯地與上下文矛盾，則解釋為涉及單數及複數兩者。至於詞句「具備」、「具有」、「含」及「包含」，若無特別說明，則解釋為開放式術語(亦即「包含但不限定於~」的含義)。至於本說明書中的數值範圍的陳述，若在本說明書中並未特別地指出，則僅僅起到作為用以各個地提及與該範圍內相當的各值的略記法的作用，各值如在本說明書中各個地列舉般併入至說明書中。至於本說明書中所說明的所有方法，只要在本說明書中並未特別地指出，或者並不明顯地與上下文矛盾，則全部按照適當的順序而進行。本說明書中所使用的所有的例子或例示的措辭(例如「等」)，只要並無特別的主張，則僅僅為了更好地說明本發明，並不對本發明的範圍設定限制。說明書中的任何措辭均不解釋為表示本發明的實施所不欠缺的申請專利範圍中未記載的要素。
於本說明書中，為了實施本發明而對包含本發明者所已知的最佳的形態的本發明的較佳的實施形態進行了說明。對於本領域的技術人員而言，在閱讀所述說明後，該些較佳的實施形態 的變形應變得明確。本發明者期待熟練者適宜地應用此種變形，預計藉由本說明書中所具體地說明的以外的方法而實施本發明。因此，本發明如准據法所允許般包含本說明書中所附隨的申請專利範圍中所記載的內容的修正及等同內容的全部。另外，只要本說明書中並未特別指出，或者並不明顯與上下文矛盾，則所有變形中的所述要素的任意組合均包含於本發明中。
10‧‧‧散熱構件、膜
11‧‧‧第一填料
12‧‧‧第二填料
13‧‧‧金屬板
14‧‧‧具有金屬板的散熱構件

Claims (14)

  1. 一種水性塗料，其包含：聚胺基甲酸酯樹脂微粒子；第一填料，由放出遠紅外線的斜方晶系矽酸鹽礦物形成；以及水，分散所述聚胺基甲酸酯樹脂微粒子與所述第一填料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之水性塗料，其中，構成所述聚胺基甲酸酯樹脂微粒子的材料是選自由聚碳酸酯聚胺基甲酸酯、聚酯聚胺基甲酸酯、脂肪族聚胺基甲酸酯、脂肪酸改質聚胺基甲酸酯、芳香族聚胺基甲酸酯、聚醚聚胺基甲酸酯所構成的群組的至少1種。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之水性塗料，其中，構成所述聚胺基甲酸酯樹脂微粒子的材料的至少1種是聚碳酸酯聚胺基甲酸酯或聚酯聚胺基甲酸酯。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之水性塗料，其中，所述聚胺基甲酸酯樹脂微粒子的平均粒徑為10nm~500nm。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之水性塗料，其中，所述聚胺基甲酸酯樹脂微粒子的使所述聚胺基甲酸酯樹脂微粒子與水的分散液乾燥而得的固形物具有-80℃~-20℃的玻璃轉移點。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之水性塗料，其中，所述斜方晶系矽酸鹽礦物是堇青石及/或富鋁紅柱石。
  7. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之水性塗料，更包含：第二填料，由選自由氮化硼、氮化鋁、碳化矽、二氧化矽、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈦、鈦黑及黑鉛所構成的群組的至少1種形成。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之水性塗料，其中，相對於聚胺基甲酸酯樹脂微粒子100重量份而含有5重量份~150重量份的所述第一填料及所述第二填料，相對於所述第一填料100重量份而言，所述第二填料為1重量份~150重量份，所述第一填料及所述第二填料是粉末，平均粒徑為0.01μm~30μm。
  9. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之水性塗料，其中，乾燥後的固形物的5%質量損失溫度為270℃以上。
  10. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之水性塗料，其中，包含具有破泡性或抑泡性的消泡劑。
  11. 一種散熱構件，其是塗佈如申請專利範圍第1項至第10 項中任一項所述之水性塗料之後，進行乾燥而成者。
  12. 一種金屬組件，其包含：金屬組件本體；將如申請專利範圍第1項至第10項中任一項所述之水性塗料塗佈於所述金屬組件本體上之後，進行乾燥而形成的膜。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之金屬組件，其中，所述金屬組件本體是包含選自由銅、鐵、鎂、鋁及該些的合金所構成的群組的至少1種而形成者。
  14. 一種電子裝置，其包含：如申請專利範圍第12項或第13項所述之金屬組件；具有發熱部的電子元件；且所述金屬組件的金屬組件本體以與所述發熱部接觸的方式配置於所述電子元件上。
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