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TW202406847A - 高純度尖晶石粒子及其製造方法、樹脂組成物及成形物 - Google Patents

高純度尖晶石粒子及其製造方法、樹脂組成物及成形物 Download PDF

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TW202406847A
TW202406847A TW112126698A TW112126698A TW202406847A TW 202406847 A TW202406847 A TW 202406847A TW 112126698 A TW112126698 A TW 112126698A TW 112126698 A TW112126698 A TW 112126698A TW 202406847 A TW202406847 A TW 202406847A
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TW112126698A
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清岡隆一
新川高見
大道浩児
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日商Dic股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種熱傳導性及介電特性優異的高純度的金屬複合氧化物、及效率良好地製造該金屬複合氧化物的方法。本發明使用一種尖晶石粒子,所述尖晶石粒子至少包含鎂原子、鋁原子及氧原子,所述原子以外的原子的量未滿0.27原子%、及/或鈣原子的數量相對於鎂原子與鋁原子的數量之和而未滿0.02原子%。

Description

高純度尖晶石粒子及其製造方法
本發明是有關於一種高純度尖晶石粒子及其製造方法。
尖晶石粒子是以MgAl 2O 4表示的成為通式AB 2X 4的金屬元素的複合氧化物,除用作寶石類外,就其多孔結構或修飾容易性的觀點而言,應用於電極保護膜、螢光發光體、觸媒載體、吸附劑、光觸媒、耐熱絕緣材料等用途。其中,由於熱傳導性優異,因此正在進行作為散熱填料的研究(專利文獻1及專利文獻2)。
另一方面,近年來,資訊通訊的高速化及大容量化迅速擴大,第五代通訊系統(the fifth-generation mobile communication system,5G)、進而第六代行動通訊系統(the sixth-generation mobile communication system,6G)等毫米波段電磁波的通訊基礎結構受到矚目。其結果,為了降低功率系高頻器件的印刷基板等中的傳輸損失,尋求一種具有優異的介電特性(低介電常數、低介電損耗角正切)的散熱填料。
相對於此,專利文獻1中揭示了一種包含鎂原子、鋁原子、及氧原子與鉬,[111]面的微晶直徑為220 nm以上的尖晶石粒子。據記載,所獲得的粒子的[111]面的微晶直徑明顯較大,其結果,熱傳導性優異。
另外,專利文獻2中揭示了一種以對至少包含氧化鋁系化合物與鎂或鋅的化合物作為主要成分的原料進行煅燒而獲得的MgAl 2O 4或ZnAl 2O 4為主要成分的尖晶石結構。具體而言,記載了一種著眼於耐化學藥品性,在對鹽酸、硫酸、硝酸及氫氧化鈉的耐化學藥品性試驗中的質量的變化率的絕對值均為2%以下的熱傳導性複合氧化物。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2017/221372號 [專利文獻2]日本專利特開2016-135841號公報
[發明所欲解決之課題] 任一文獻均著眼於熱傳導性或熱傳導性及耐化學藥品性,未對介電特性進行研究。另外,發明者等人認為,為了在成形物中獲得低介電特性,重要的是將尖晶石粒子的形狀設為球狀,提高與樹脂混合時的填充性,但生產球狀的尖晶石粒子的方法尚有研究的餘地。
本發明是鑒於所述情況而成者,提供一種兼備高熱傳導性與低介電特性的高純度尖晶石粒子及其製造方法。 [解決課題之手段]
本發明者等人為了達成所述目的而反覆進行了努力研究,結果發現,對為微粒子且高純度的鎂系化合物與鋁系化合物進行煅燒而獲得的尖晶石粒子為高純度,且熱傳導率、介電特性優異,從而完成了本發明。
即,本發明包含以下形態。 (1) 一種尖晶石粒子,至少包含鎂原子、鋁原子及氧原子,所述尖晶石粒子中, 所述原子以外的原子的量未滿0.27原子%。 (2) 一種尖晶石粒子,至少包含鎂原子、鋁原子及氧原子,所述尖晶石粒子中, 鈣原子的數量相對於鎂原子與鋁原子的數量之和而未滿0.02原子%。 (3) 如所述(1)或(2)所述的尖晶石粒子,其中,平均粒徑為75 μm以下。 (4) 如所述(1)至(3)中任一項所述的尖晶石粒子,其中,1 GHz下的介電損耗角正切未滿1.0×10 -3。 (5) 一種樹脂組成物,包含如所述(1)至(4)中任一項所述的尖晶石粒子與樹脂。 (6) 一種成形物,為如所述(5)所述的樹脂組成物的成形物。 (7) 一種尖晶石粒子的製造方法,將鋁系化合物與鎂系化合物加以混合並進行煅燒,所述尖晶石粒子的製造方法中, 所述鎂系化合物是平均粒徑未滿4 μm的微粒子, 所述鎂系化合物中包含的雜質量未滿1.0原子%。 (8) 一種尖晶石粒子的製造方法,將鋁系化合物與鎂系化合物加以混合並進行煅燒,所述尖晶石粒子的製造方法中, 所述鎂系化合物是平均粒徑未滿4 μm的微粒子, 所述鎂系化合物中包含的鈣原子量為0.6原子%以下。 (9) 如所述(7)或(8)所述的製造方法,其中,所述鋁系化合物的形狀為球狀或正球狀。 [發明的效果]
藉由本發明,與先前的尖晶石粒子相比,是高純度的尖晶石粒子,且是兼備熱傳導性與介電特性此兩者的優異的尖晶石粒子。另外,藉由將為微粒子且高純度的鎂系化合物與鋁系化合物加以混合並進行煅燒,能夠容易地獲得本發明的尖晶石粒子,因此生產率高且實用性優異。
以下,對用於實施本發明的形態進行詳細說明。 <尖晶石粒子> 作為本發明的尖晶石粒子的一實施形態,為一種至少包含鎂原子、鋁原子及氧原子的尖晶石粒子,所述尖晶石粒子的特徵在於,所述原子以外的原子的量相對於尖晶石粒子的原子數而未滿0.27原子%。
作為本發明的尖晶石粒子的一實施形態,為一種至少包含鎂原子、鋁原子及氧原子的尖晶石粒子,所述尖晶石粒子的特徵在於,鈣原子的數量相對於鎂原子與鋁原子的數量之和而未滿0.02原子%。
尖晶石粒子是至少包含鎂原子、鋁原子及氧原子的尖晶石粒子,其他原子的量未滿0.27原子%,更佳為未滿0.2原子%,特佳為未滿0.1原子%。若未滿所述上限值,則所獲得的尖晶石粒子的介電特性優異而較佳。
尖晶石粒子是至少包含鎂原子、鋁原子及氧原子的尖晶石粒子,相對於鎂原子與鋁原子的數量之和而言的鈣原子的數量未滿0.02原子%,更佳為未滿0.01原子%,特佳為未滿0.005原子%。若未滿所述上限值,則所獲得的尖晶石粒子的介電特性優異而較佳。
尖晶石粒子的平均粒徑較佳為75 μm以下,更佳為35 μm以下,特佳為10 μm以下。若為所述粒徑尺寸以下,則在與樹脂進行混合而加工成片等時,加工物的表面不會成為凹凸,因此較佳。
在本說明書中,所謂尖晶石粒子的「平均粒徑」,例如表示藉由雷射繞射散射式粒度分佈測定裝置MT3300EXII(麥奇克拜爾(Microtrac Bell)股份有限公司製造)般的使用了雷射繞射散射的粒度分佈系統而測量出的值,且以D50表示。
另外,所述平均粒徑亦可使用在利用掃描型電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)拍攝到的二維圖像中,自尖晶石粒子的一次粒子的粒子像判別出的最長直徑(最長的直徑:在觀察視野上或該圖像上利用平行的兩條線段夾入各個粒子時的最長距離)的算術平均值,所獲得的值表示與藉由所述方法獲得的測定值大致同等的值。 再者,作為測定對象的尖晶石粒子以自能夠識別其輪廓線的整體圖像者中隨機選出的至少五十個以上的尖晶石粒子作為對象。
尖晶石粒子的介電常數較佳為20以下,更佳為15以下,特佳為10以下。若處於所述範圍內,則在製成樹脂組成物時,可抑制電力消耗即熱產生或雜訊,因此較佳。
尖晶石粒子的1 GHz下的介電損耗角正切較佳為1.0×10 -3以下,更佳為8.0×10 -4以下,特佳為5.0×10 -4以下。若處於所述範圍內,則在製成樹脂組成物時,可抑制電力消耗即熱產生或雜訊,因此較佳。
作為尖晶石粒子的形狀,可列舉:多面體狀、球狀、正球狀、橢圓狀、圓柱狀、多稜柱狀、針狀、棒狀、板狀、圓板狀、薄片狀、鱗片狀等。該些中,若為球狀,則在與樹脂進行混合時填充性變高而較佳,若為正球狀,則混合物的黏度進一步降低,填充率提高,進而容易成為最密填充結構,因此特佳。
於包含具有球狀的形狀的尖晶石粒子的情況下,較佳為以質量基準或個數基準計50%以上的粒子具有球狀的形狀,更佳為80%以上的粒子具有球狀的形狀,進而佳為90%以上的粒子具有球狀的形狀。
再者,若形狀為球狀或正球狀,則在樹脂組成物的成形時,為了容易避免與其他粒子的接觸固定,會緊密地填充。另外,藉由為所述形狀,粒子輪廓線的碎形維度(fractal dimension)減少,填充時的空間率得到抑制。結果,藉由採取最密填充結構而提供熱傳導性、介電特性優異者。
在本說明書中,形狀是自掃描型電子顯微鏡(SEM)圖像並藉由目視來進行判斷,但亦可算出圓形度來進行判斷。例如,作為圓形度,只要為0.7以上即可,既可為0.75以上,亦可為0.8以上。再者,所謂所述「圓形度」,可根據「4×π×面積/圓周^2」算出,面積及圓周可分別藉由利用掃描型電子顯微鏡(SEM)進行的觀察而求出。
尖晶石粒子的晶體結構具有尖晶石型晶體結構的MgAl 2O 4。再者,後述的本實施形態的尖晶石粒子以尖晶石型晶體結構為主,但亦可以不對介電損耗角正切帶來不良影響的程度而含有雜質相。
<各原子的含量> (鎂原子) 尖晶石粒子中的鎂原子的含量並無特別限制,但在以Mg xAl yO z表示尖晶石粒子的結構式的情況下,x較佳為0.8~1.2的範圍,更佳為0.9~1.1的範圍。再者,在本說明書中,尖晶石粒子中的鎂原子的含量採用藉由螢光X射線元素分析法(X射線螢光分析(X-ray fluorescent analysis,XRF))測定出的值。
(鋁原子) 尖晶石粒子中的鋁原子的含量並無特別限制,但在以Mg xAl yO z表示尖晶石粒子的結構式的情況下,y較佳為1.8~2.2的範圍,更佳為1.9~2.1的範圍。再者,在本說明書中,尖晶石粒子中的鋁原子的含量採用藉由螢光X射線元素分析法(XRF)測定出的值。
(氧原子) 尖晶石粒子中的氧原子的含量並無特別限制,但在以Mg xAl yO z表示尖晶石粒子的結構式的情況下,z較佳為(x+y+1.2)~(x+y+0.8)的範圍,更佳為(x+y+1.1)~(x+y+0.9)的範圍。
(其他原子) 所謂其他原子,意指存在於原料中、或在製造步驟中不可避免地混入至尖晶石粒子中的物質,本來並不需要的物質,對尖晶石粒子的特性帶來影響的雜質。
作為尖晶石粒子中的其他原子,並無特別限制,可列舉:矽、鐵、鉀、鈉、鈣等。該些雜質可單獨包含,亦可包含兩種以上,但其含量相對於尖晶石粒子的原子而較佳為未滿0.27原子%。若為所述範圍內,則設想由雜質引起的聲子(晶格振動)的散射得到抑制,藉此尖晶石粒子的介電特性優異。尖晶石中的其他原子的含量採用藉由螢光X射線元素分析法(XRF)測定出的值。
在尖晶石粒子中,作為雜質的鈣原子的數量相對於鎂與鋁的原子的數量之和而較佳為未滿0.02原子%。若為所述範圍內,則推定為,由被鎂原子取代的鈣原子產生的雜質所引起的聲子(晶格振動)的散射得到抑制,尖晶石粒子的介電損耗角正切優異。尖晶石粒子中的鈣原子的含量採用藉由螢光X射線元素分析法(XRF)測定出的值。
再者,在本發明的尖晶石粒子中,雜質(矽、鐵、鉀、鈉、鈣等)的含量與相對於鎂和鋁的原子的數量之和而言的鈣原子的數量中的任一者處於所述範圍內即可,亦可滿足此兩者。再者,若均處於所述範圍內,則可獲得具有更優異的介電特性的尖晶石粒子,因此特佳。
<尖晶石粒子的製造方法> 尖晶石粒子的製造方法包含對含有鎂系化合物與鋁系化合物的混合物進行煅燒的步驟。
[混合步驟] 混合步驟是將鎂系化合物與鋁系化合物加以混合而獲得混合物的步驟。此時,鎂系化合物及鋁系化合物的混合狀態並無特別限定。在將兩者加以混合的情況下,進行將原料放入袋等中並進行振盪而使粉體混合的簡便的混合、使用粉碎機或混合機等的機械性的混合、使用乳缽等的混合等。此時,所獲得的混合物可為乾式狀態、濕式狀態中的任一種,但就成本的觀點而言,較佳為乾式狀態。
在混合步驟中,鎂系化合物與鋁系化合物的混合比並無特別限定,較佳為以鋁系化合物的鋁元素相對於鎂系化合物的鎂元素的莫耳比(鋁元素/鎂元素)成為1.8以上且2.2以下的方式進行混合,更佳為以成為1.9以上且2.1以下的方式進行混合。 以下,對混合物的內容進行說明。
(鎂系化合物) 作為鎂系化合物,並無特別限制,可列舉:金屬鎂、鎂衍生物、鎂含氧酸鹽、鎂有機鹽、及該些的水合物等。作為鎂衍生物,例如可列舉:氧化鎂、氫氧化鎂、過氧化鎂、氟化鎂、氯化鎂、溴化鎂、碘化鎂、氫化鎂、二硼化鎂、氮化鎂、硫化鎂等。作為鎂含氧酸鹽,例如可列舉:碳酸鎂、碳酸鈣鎂、硝酸鎂、硫酸鎂、亞硫酸鎂、過氯酸鎂、磷酸三鎂、高錳酸鎂、磷酸鎂等。作為鎂有機鹽,例如可列舉:乙酸鎂、檸檬酸鎂、蘋果酸鎂、麩胺酸鎂、苯甲酸鎂、硬脂酸鎂、丙烯酸鎂、甲基丙烯酸鎂、葡萄糖酸鎂、環烷酸鎂、水楊酸鎂、乳酸鎂、單過氧鄰苯二甲酸鎂等。再者,該些鎂系化合物可單獨使用,亦可將兩種以上組合使用。
其中,較佳為氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂、乙酸鎂、硝酸鎂或硫酸鎂,更佳為氧化鎂、氫氧化鎂、硝酸鎂或乙酸鎂。
鎂系化合物的雷射繞射式粒度分佈測定中的體積基準的平均粒徑D50在並無凝聚的範圍內使用粒徑更小者,藉此實現煅燒時的均質化,從而可獲得粒度更一致的尖晶石粒子。作為所述平均粒徑D50,為0.01 μm以上且未滿4 μm,更佳為0.1 μm以上且2 μm以下,進而佳為0.5 μm以上且2 μm以下,特佳為0.5 μm以上且1.5 μm以下。若為所述下限值以上,則可抑制混合時粒子發生凝聚。若未滿所述上限值,則能夠在不破壞鋁系化合物的形狀的情況下使鎂原子擴散並進入鋁系化合物粒子中,使形狀整齊的粒子成長。
鎂系化合物可使用市售品,亦可自行製備。在自行製備鎂系化合物的情況下,可對用於製造尖晶石粒子的反應性進行調整。例如,藉由利用鹼對鎂離子的酸性水溶液進行中和而可獲得粒徑小的氫氧化鎂。由於所獲得的粒徑小的氫氧化鎂的反應性高,因此使用其獲得的尖晶石粒子的微晶直徑有變大的傾向。
市售品或製備品的鎂系化合物中,有時包含矽、鐵、鉀、鈉、鈣、磷、硫、氯等雜質。該些雜質的總量在將藉由螢光X射線元素分析法(XRF)測定出的值換算成原子數的情況下,相對於鎂而較佳為未滿1.0原子%,更佳為0.5原子%以下,進而佳為0.3原子%以下。
關於市售品或製備品的鎂系化合物中含有的鈣原子量,較佳為0.6原子%以下,更佳為0.4原子%以下,進而佳為0.3原子%以下。
(鋁系化合物) 作為鋁系化合物,並無特別限制,可列舉金屬鋁、氧化鋁(aluminum oxide)、氫氧化鋁、硫化鋁、氮化鋁、氟化鋁、氯化鋁、溴化鋁、碘化鋁等鋁衍生物;硫酸鋁、硫酸鈉鋁、硫酸鉀鋁、硫酸銨鋁、硝酸鋁、過氯酸鋁、鋁酸鋁、矽酸鋁、磷酸鋁等鋁含氧酸鹽;乙酸鋁、乳酸鋁、月桂酸鋁、硬脂酸鋁、草酸鋁等鋁有機鹽;丙氧基鋁、丁氧基鋁等烷氧基鋁;鋁酸鎂、水滑石、異丙氧基鎂鋁等含鋁-鎂的化合物;以及該些的水合物等。該些中,較佳為使用氧化鋁、氫氧化鋁、氯化鋁、硫酸鋁、硝酸鋁、以及該些的水合物,更佳為使用氧化鋁、氫氧化鋁。 再者,所述鋁系化合物可單獨使用,亦可將兩種以上組合使用。
鋁系化合物的雷射繞射式粒度分佈測定中的體積基準的平均粒徑D50在並無凝聚的範圍內使用粒徑更小者,藉此煅燒時的反應性提高,從而可獲得並無雜質相的純度高的尖晶石粒子,因此較佳。鋁原料的粒徑與所獲得的尖晶石粒子的粒徑相關,因此根據所期望的尖晶石粒子的粒徑適宜選定。作為鋁系化合物的平均粒徑D50,為0.01 μm以上且70 μm以下,較佳為0.1 μm以上且30 μm以下,更佳為0.1 μm以上且15 μm以下,最佳為0.5 μm以上且10 μm以下。
為了設為所述平均粒徑D50,亦可使用粉碎機等對作為原料的鋁系化合物進行粉碎並調整。再者,就後述的鋁系化合物的粒子形狀與所獲得的尖晶石粒子的形狀的觀點而言,更佳為使用無需用於調整粒徑的粉碎的鋁系化合物作為原料。
鋁系化合物的形狀可為多面體狀、球狀、正球狀、橢圓狀、圓柱狀、多稜柱狀、針狀、棒狀、板狀、圓板狀、薄片狀、鱗片狀中的任一種,但就所獲得的尖晶石粒子的形狀的觀點而言,更佳為球狀或正球狀。根據本實施形態的製造方法,鎂原子擴散並進入鋁系化合物粒子中,因此能夠在粒子成長時作為原料的鋁系化合物的形狀不崩壞的情況下成長,能夠容易地對所獲得的尖晶石粒子的形狀進行控制。
鋁系化合物的晶體結構並無特別限制,可為單相亦可為混相。再者,若晶體結構為混相,則鋁系化合物的形狀為正球狀的情況多。
[煅燒步驟] 藉由在煅燒爐中以高溫對所述混合物進行煅燒,可獲得尖晶石粒子。
關於煅燒溫度,只要可獲得所期望的尖晶石粒子則並無特別限制,較佳為1100℃~1600℃,更佳為1200℃~1500℃,特佳為1300℃~1400℃。若煅燒溫度為1100℃以上,則原料未反應得到抑制,因此較佳,另一方面,若煅燒溫度為1600℃以下,則可使用通用的煅燒爐,因此就批量生產適應性的關係而言較佳。
煅燒時間並無特別限制,較佳為1小時~20小時,更佳為5小時~10小時。若煅燒時間為1小時以上,則可獲得高結晶的尖晶石粒子,因此較佳。另一方面,若煅燒時間為20小時以內,則製造成本可能會降低,因此較佳。
煅燒環境可為空氣環境,亦可為氮氣或氬氣等惰性氣體環境,亦可為氧環境,亦可為氨氣環境,亦可為二氧化碳環境。此時,就製造成本的觀點而言,較佳為空氣環境。
對於煅燒時的壓力亦並無特別限制,可為在常壓下進行,亦可為在加壓下進行,亦可為在減壓下進行,但就製造成本的觀點而言,較佳為在常壓下進行。
作為加熱手段,並無特別限制,較佳為使用煅燒爐。作為此時能使用的煅燒爐,可列舉:箱型爐、隧道爐、輥平爐(roller hearth furnace)、旋轉窯(rotary kiln)、蒙孚爐(muffle furnace)等。
與利用一般的火焰法等的製造方法相比,在所述製造方法中,認為在粒子成長時,鎂原子不進行表面擴散或粒界擴散,而是進行以鋁系化合物粒子內為擴散路徑的體積擴散,其結果,設想能夠在維持作為原料的鋁系化合物的形狀的狀態下進行粒子成長。 另外,本發明的製造方法不需要使鎂原子吸附至鋁系化合物表面等預處理,因此是生產率優異的製造方法。
[冷卻步驟] 冷卻步驟是對在煅燒步驟中進行了晶體成長的尖晶石粒子進行冷卻,並進行結晶化而製成粒子狀的步驟。
對於冷卻速度亦並無特別限制,但較佳為1℃/小時~1000℃/小時,更佳為5℃/小時~500℃/小時,進而佳為100℃/小時~500℃/小時。若冷卻速度為1℃/小時以上,則能縮短製造時間,因此較佳。另一方面,若冷卻速度為1000℃/小時以下,則煅燒容器因熱衝擊而破裂的情況少,可長期使用,因此較佳。 冷卻方法並無特別限制,可為自然冷卻,亦可使用冷卻裝置。
本發明的製造方法亦可包含後處理步驟。該後處理步驟是去除添加劑等的步驟。後處理步驟可在所述煅燒步驟之後進行,亦可在所述冷卻步驟之後進行,亦可在煅燒步驟及冷卻步驟之後進行。另外,亦可根據需要重覆進行兩次以上。
作為後處理的方法,可列舉清洗及高溫處理。該些可組合進行。 作為所述清洗方法,並無特別限制,例如可藉由利用水、氨水溶液、氫氧化鈉水溶液、酸性水溶液等進行清洗來去除。 另外,作為高溫處理的方法,可列舉升溫至添加劑的昇華點或沸點以上的方法。
[粉碎步驟] 藉由煅燒而獲得的尖晶石粒子凝聚,有時不滿足本發明中較佳的粒徑的範圍。在該情況下,亦可根據需要以滿足本發明中較佳的粒徑的範圍的方式進行粉碎。
粉碎的方法並無特別限定,可應用球磨機、顎式破碎機、噴射磨機、盤磨機、光譜磨機(spectro mill)、研磨機、混磨機等先前公知的粉碎方法。
[分級步驟] 對於尖晶石粒子,為了對平均粒徑進行調整,並提高粉體的流動性、或者為了抑制調配於用於形成基質的黏合劑中時的黏度上升,亦可進行分級處理。所謂「分級處理」,是指根據粒子的大小將粒子分組的操作。
分級方法可為濕式、乾式中的任一種,就生產率的觀點而言,較佳為乾式的分級。乾式的分級除利用篩子進行的分級外,亦有根據離心力與流體阻力之差進行分級的風力分級等,就分級精度的觀點而言,較佳為風力分級,可使用利用附壁效應的氣流分級機、回旋氣流式分級機、強制渦流離心式分級機、半自由渦流離心式分級機等分級機來進行。
上文所述的粉碎步驟或分級步驟可在包含後述的有機化合物層形成步驟的前後在內的必要的階段進行。藉由該些粉碎或分級的有無或該些的條件選定,例如可對所獲得的粒子的平均粒徑進行調整。
<樹脂組成物> 藉由本發明的一形態,提供一種包含尖晶石粒子及樹脂的組成物。此時,所述組成物根據需要可更包含硬化劑、硬化觸媒、黏度調節劑、塑化劑等。
(尖晶石粒子) 作為尖晶石粒子,可使用在所述「尖晶石粒子」中說明者,因此此處省略說明。
再者,作為所述尖晶石粒子,進而亦可使用藉由後述的方法進行了表面處理者。藉由進行表面處理,可進一步改善尖晶石粒子的熱傳導性。 例如,對於如上所述般獲得的尖晶石粒子,藉由使包含有機化合物的表面處理層附著於尖晶石粒子表面的至少一部分,可製造表面處理尖晶石粒子。
藉由設為在未處理尖晶石粒子的表面的至少一部分附著有表面處理層的狀態,與樹脂組成物中包含的樹脂的潤濕性提高,與尖晶石粒子的密接性提高,因此容易在尖晶石粒子表面產生的空隙的生成得到抑制,因此熱傳導率的損失變低,因此例如可改善樹脂組成物的成形物的熱傳導性。此種技術性效果是藉由在尖晶石粒子的表面的一部分附著有基於有機化合物的表面處理劑或基於其硬化物的表面處理層而顯現,例如,在表面處理後進行煅燒等而將表面處理劑自該尖晶石粒子去除的情況下,無法使其顯現。
另外,在使用多種尖晶石粒子的情況下,作為該些多種中的一種以上,可使用具有表面處理層的尖晶石粒子。
具體而言,可藉由將所述未處理尖晶石粒子與能形成包含有機化合物的表面處理層的表面處理劑加以混合,並使該表面處理劑附著於未處理尖晶石粒子的表面的至少一部分後,例如進行乾燥或硬化等,來製造表面處理尖晶石粒子。
在表面處理劑自身為不具有反應性但具有吸附性的有機化合物、或者表面處理劑為如溶解或分散於液體介質中般的溶液或分散液的情況下,只要以促進吸附或去除液體介質為目的進行乾燥即可,在表面處理劑為具有反應性的有機化合物的情況下,進行基於該化合物的反應性基的硬化,藉此可形成所述表面處理層。再者,在使該表面處理劑附著於未處理尖晶石粒子的整個表面的情況下,未處理尖晶石粒子被表面處理層被覆。
作為所述表面處理劑,較佳為無極性矽烷化合物。若為無極性,則不具有極性取代基,因此可抑制介電特性的惡化。所謂極性取代基,是指能進行氫鍵結的基、或離子性解離基。作為此種極性取代基,並無特別限定,例如可列舉:-OH、-COOH、-COOM、-NH 3、-NR 4 +A -、-CONH 2等。此處,M為鹼金屬、鹼土金屬、四級銨鹽等陽離子,R為H或碳數8以下的烴基,A為鹵素原子等陰離子。
作為表面處理劑的處理方法,只要利用公知慣用的方法進行即可,例如可採用使用流體噴嘴的噴霧方式、具有剪切力的攪拌、球磨機、混合機等乾式法、水系或有機溶劑系等濕式法。利用剪切力的表面處理理想的是設為不引起填料的破壞的程度而進行。
另外,表面處理劑的乾式法中的系統內溫度或濕式法中的處理後的乾燥或硬化的溫度根據表面處理劑的種類在不進行熱分解的區域中適宜決定。例如理想的是在80℃~230℃的溫度下進行加熱。
相對於未處理尖晶石粒子而言的表面處理層中的表面處理劑的不揮發成分或硬化物的量並無特別限制,但就提高熱傳導性等功能的方面而言,較佳為以未處理尖晶石粒子的質量換算計每100份中,使表面處理劑中的不揮發成分或硬化物成為0.01份~10份。
未知的尖晶石粒子是否相當於本發明的表面處理尖晶石粒子,例如可利用如下操作進行確認,即:是否可利用紅外線吸收分析(Infrared Spectroscopy,IR)或原子吸收分析(Atomic Absorption Spectroscopy,AAS)在將該未知的尖晶石粒子浸漬於會溶解表面處理劑的不揮發成分或硬化物的溶媒中或進行煮沸等而提取出的提取液或該尖晶石粒子表面自身觀測到與表面處理劑自身或其硬化物對應的化學結構或矽原子、鈦原子或者磷原子的存在。
(樹脂) 作為樹脂,並無特別限制,例如可列舉熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂等。
作為所述熱塑性樹脂,並無特別限制,能使用成形材料等中使用的公知慣用的樹脂。具體而言,例如可列舉:聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚乙酸乙烯酯樹脂、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚丙烯腈樹脂、聚醯胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚縮醛樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯樹脂、聚伸苯醚樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚碸樹脂、聚醚碸樹脂、聚醚醚酮樹脂、聚烯丙基碸樹脂、熱塑性聚醯亞胺樹脂、熱塑性胺基甲酸酯樹脂、聚胺基雙馬來醯亞胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚醚醯亞胺樹脂、雙馬來醯亞胺三嗪樹脂、聚甲基戊烯樹脂、氟化樹脂、液晶聚合物、烯烴-乙烯醇共聚物、離聚物樹脂、聚芳酯樹脂、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物等。
作為所述熱硬化性樹脂,是具有在藉由加熱或者放射線或觸媒等手段進行硬化時可變化為實質上不溶且不熔性的特性的樹脂,一般而言能使用成形材料等中使用的公知慣用的樹脂。具體而言,例如可列舉:酚樹脂、環氧樹脂、脲樹脂、具有三嗪環的樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、乙烯基樹脂、不飽和聚酯樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、矽酮樹脂、具有苯並噁嗪環的樹脂、氰酸酯樹脂等。作為酚樹脂,例如可列舉酚醛清漆型酚樹脂、甲階酚醛型酚樹脂等。作為酚醛清漆型酚樹脂,例如可列舉苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂等。作為甲階酚醛型酚樹脂,例如可列舉:未改質的甲階酚醛酚樹脂、油改質甲階酚醛酚樹脂等。作為用於油改質的油,例如可列舉:桐油、亞麻籽油、核桃油等。作為環氧樹脂,例如可列舉雙酚型環氧樹脂、脂肪鏈改質雙酚型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、聚烯烴二醇型環氧樹脂等。作為雙酚型環氧樹脂,例如可列舉:雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂等。作為酚醛清漆型環氧樹脂,例如可列舉:酚醛清漆環氧樹脂、甲酚酚醛清漆環氧樹脂等。作為具有三嗪環的樹脂,例如可列舉三聚氰胺樹脂等。作為乙烯基樹脂,例如可列舉乙烯基酯樹脂等。
所述樹脂可單獨使用,亦可將兩種以上組合使用。此時,可使用兩種以上的熱塑性樹脂,亦可使用兩種以上的熱硬化性樹脂,亦可使用一種以上的熱塑性樹脂及一種以上的熱硬化性樹脂。
(硬化劑) 作為硬化劑,並無特別限制,能使用公知的硬化劑。作為硬化劑,具體而言,例如可列舉:胺系化合物、醯胺系化合物、酸酐系化合物、酚系化合物等。
作為所述胺系化合物,例如可列舉:二胺基二苯基甲烷、二伸乙基三胺、三伸乙基四胺、二胺二苯基碸、異佛爾酮二胺、咪唑、BF 3-胺錯合物、胍衍生物等。
作為所述醯胺系化合物,例如可列舉由二氰二胺、次亞麻油酸的二聚體與乙二胺合成的聚醯胺樹脂等。
作為所述酸酐系化合物,例如可列舉:鄰苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸二酐、馬來酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基納迪克酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐等。
作為所述酚系化合物,例如可列舉:苯酚酚醛清漆樹脂、甲酚酚醛清漆樹脂、芳香族烴甲醛樹脂改質酚醛樹脂、二環戊二烯苯酚加成型樹脂、苯酚芳烷基樹脂(新酚醛(Xylok)樹脂)、以間苯二酚酚醛清漆樹脂為代表的由多元羥基化合物與甲醛合成的多元苯酚酚醛清漆樹脂、萘酚芳烷基樹脂、三羥甲基甲烷樹脂、四羥苯基乙烷樹脂、萘酚酚醛清漆樹脂、萘酚-苯酚共縮酚醛清漆樹脂、萘酚-甲酚共縮酚醛清漆樹脂、聯苯基改質酚樹脂(利用雙亞甲基連結有酚核而成的多元酚化合物)、聯苯基改質萘酚樹脂(利用雙亞甲基連結有酚核而成的多元萘酚化合物)、胺基三嗪改質酚樹脂(利用三聚氰胺、苯並胍胺等連結有酚核而成的多元酚化合物)、含烷氧基的芳香環改質酚醛樹脂(利用甲醛連結有酚核及含烷氧基的芳香環而成的多元酚化合物)等多元酚化合物等。
所述硬化劑可單獨使用,亦可將兩種以上組合使用。
(硬化促進劑) 硬化促進劑具有在使樹脂組成物硬化時促進硬化的功能。 作為所述硬化促進劑,並無特別限制,例如可列舉:磷系化合物、第三級胺、咪唑、有機酸金屬鹽、路易斯酸、胺錯合鹽等。 所述硬化促進劑可單獨使用,亦可將兩種以上組合使用。
硬化觸媒具有代替所述硬化劑而使具有聚合性官能基的化合物進行硬化反應的功能。 作為硬化觸媒,並無特別限制,能使用公知慣用的熱聚合起始劑或活性能量線聚合起始劑。 再者,硬化觸媒可單獨使用,亦可將兩種以上組合使用。
(黏度調節劑) 黏度調節劑具有對樹脂組成物的黏度進行調整的功能。 作為黏度調節劑,並無特別限制,例如能使用有機聚合物、聚合物粒子、無機粒子等。 所述黏度調節劑可單獨使用,亦可將兩種以上組合使用。
(塑化劑) 塑化劑具有提高熱塑性合成樹脂的加工性、柔軟性、耐候性的功能。 作為塑化劑,並無特別限制,例如能使用鄰苯二甲酸酯、己二酸酯、磷酸酯、偏苯三甲酸酯、聚酯、聚烯烴、聚矽氧烷等。 所述塑化劑可單獨使用,亦可將兩種以上組合使用。
[混合] 本發明的樹脂組成物是藉由將尖晶石粒子與樹脂、進而根據需要的其他調配物加以混合而獲得。該混合方法並無特別限定,藉由公知慣用的方法進行混合。 在所述樹脂為熱硬化性樹脂的情況下,作為一般的熱硬化性樹脂與尖晶石粒子等的混合方法,可列舉如下方法:在藉由混合機等將規定調配量的熱硬化性樹脂、及尖晶石粒子、根據需要的其他成分充分地加以混合後,利用三輥等進行混練,從而獲得具有流動性的液狀組成物。另外,作為其他實施形態中的熱硬化性樹脂與尖晶石粒子等的混合方法,可列舉如下方法:在藉由混合機等將規定調配量的熱硬化性樹脂、及尖晶石粒子、根據需要的其他成分充分地加以混合後,利用混合輥、擠出機等進行熔融混練後,進行冷卻,藉此獲得固體的組成物。關於混合狀態,在調配硬化劑或觸媒等的情況下,只要將硬化性樹脂與該些的調配物充分且均勻地進行混合即可,但更佳為將尖晶石粒子亦均勻地分散混合。
再者,相對於樹脂組成物的體積,尖晶石粒子的含量較佳為5容量%以上且95容量%以下,更佳為20容量%以上且90容量%以下,特佳為30容量%以上且80容量%。若尖晶石粒子的含量為所述下限值以上,則可對樹脂組成物賦予更優異的熱傳導性及介電特性。另一方面,若尖晶石粒子的含量為所述上限值以下,則流動性優異而可容易地進行成形。
作為所述樹脂為熱塑性樹脂時的一般的熱塑性樹脂與尖晶石粒子等的混合方法,例如使用轉鼓或亨舍爾混合機等各種混合機將熱塑性樹脂、尖晶石粒子及根據需要的其他成分預先加以混合後,利用班布瑞混練機、輥、布拉本德混合機(Brabender)、單軸混練擠出機、雙軸混練擠出機、捏合機、混合輥等混合機進行熔融混練的方法。再者,熔融混練的溫度並無特別限制,通常為100℃以上且320℃以下的範圍。 就進一步提高樹脂組成物的流動性或尖晶石粒子等的填料填充性的方面而言,亦可在樹脂組成物中另外添加偶合劑。再者,藉由另外添加偶合劑,能進一步提高樹脂與尖晶石粒子的密接性,降低樹脂與尖晶石粒子之間的界面熱阻,從而提高樹脂組成物的熱傳導性。
作為所述偶合劑,可列舉有機矽烷化合物等。
作為所述有機矽烷化合物,例如可列舉:甲基三甲氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、正丙基三甲氧基矽烷、正丙基三乙氧基矽烷、異丙基三甲氧基矽烷、異丙基三乙氧基矽烷、戊基三甲氧基矽烷、己基三甲氧基矽烷、辛烯基三甲氧基矽烷等烷基的碳數為1以上且22以下的烷基三甲氧基矽烷類;3,3,3-三氟丙基三甲氧基矽烷;十三氟-(1,1,2,2-四氫辛基)三氯矽烷等烷基的碳數為1以上且22以下的烷基三氯矽烷類;苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、對氯甲基苯基三甲氧基矽烷、對氯甲基苯基三乙氧基矽烷;γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、縮水甘油氧基辛基三甲氧基矽烷等環氧基矽烷類;γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、γ-脲基丙基三乙氧基矽烷等胺基矽烷類;3-巰基丙基三甲氧基矽烷等巰基矽烷類;對苯乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三氯矽烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基辛基三甲氧基矽烷等乙烯基矽烷類;進而可列舉環氧系、胺基系、乙烯基系的高分子類型的矽烷。再者,所述有機矽烷化合物可單獨包含,亦可包含兩種以上。
偶合劑的添加量並無特別限制,相對於樹脂的質量,較佳為0.01質量%以上且5質量%以下,更佳為0.1質量%以上且3質量%以下。
<用途> 根據本發明的一實施形態,本發明的樹脂組成物用於低介電散熱材料。 一般而言,作為熱傳導性材料,就成本的觀點而言經常使用氧化鋁,此外,亦使用氮化硼、氮化鋁、氧化鎂、碳酸鎂等。然而,該些材料中,例如,氧化鋁的介電特性不充分,氮化硼具有源自晶體結構的各向異性,因此在樹脂組成物中無法獲得均勻的介電特性,氮化鋁、氧化鎂、碳酸鎂的耐水性低,因此介電特性不充分。因此,未發現兼備熱傳導性與介電特性此兩者的材料。
相對於此,本發明的尖晶石粒子具有先前沒有的高純度,因此兼備優異的熱傳導性與介電特性此兩者,含有所述尖晶石粒子的樹脂組成物較佳地用於低介電散熱材料。另外,在本發明的尖晶石粒子的形狀為球狀或正球狀的情況下,各向異性降低,在樹脂組成物中能夠獲得均勻的介電特性,特別較佳地用於低介電材料。
本發明的樹脂組成物的熱傳導性及介電特性優異,因此可用作單層或多層的印刷基板、柔性印刷基板等基材/基板。另外,作為配線用、特別是高頻訊號的配線用的絕緣材料,例如可較佳地用作覆蓋膜、阻焊劑、增層材料、層間絕緣劑、接合片、層間黏接劑、倒裝晶片接合器用的凸塊片(bump sheet)。
此外,尖晶石粒子亦可用於寶石類、觸媒載體、吸附劑、光觸媒、光學材料、螢光體、耐熱絕緣材料、基板、感測器等用途中。
藉由本發明的一形態,提供一種對所述樹脂組成物進行成形而成的成形物。成形物中含有的本發明的尖晶石粒子的熱傳導性及介電特性優異,因此該成形物較佳為用作低介電散熱構件。藉此,可提高設備的散熱功能,不僅可有助於設備的小型輕量化、高性能化,而且可有助於高頻電路中的通訊功能的高功能化。 [實施例]
以下,基於實施例對本發明進一步進行詳細敘述,但本記述並不限定本發明。實施例中,只要無特別說明則均為原子數換算。
(作為原料的鎂系化合物內包含的元素量的分析) 使用螢光X射線分析裝置超級迷你(Supermini)200(理學(Rigaku)股份有限公司製造),並使用約5 g的鎂系化合物進行了組成分析。 使用XRF分析結果,關於氧以外的元素,根據莫耳比(原子的數量)計算出雜質量。即,設為雜質量(原子%)=(Mg以外的原子數)/(Mg的原子數)×100。 Ca亦同樣地設為Ca雜質量(原子%)=(Ca的原子數)/(Mg的原子數)×100。
(尖晶石粒子的合成) <實施例1> 利用絕對磨機(Absolute Mill)(大阪化學股份有限公司製造)將氧化鋁粒子(電化(DENKA)公司製造,DAW-05,球狀,平均粒徑6.4 μm)70 g與氫氧化鎂(協和化學工業公司製造的基斯碼(KISMA)5Q-S 平均粒徑0.66 μm、未檢測出雜質量、合計雜質量0.13原子%)40 g加以混合,從而獲得混合物。將所獲得的混合物放入坩堝中,利用陶瓷電爐在5℃/分鐘的條件下升溫至1300℃,在1300℃下保持10小時並進行煅燒。然後在5℃/分鐘的條件下降溫至室溫後,取出坩堝,從而獲得約90 g的白色的粉末。
<實施例2> 將煅燒溫度變更為1400℃,除此以外與實施例1同樣地進行。
<實施例3> 將氫氧化鎂變更為神島化學工業製造的瑪谷西茲(MAGSEEDS)X-6(平均粒徑0.81 μm、Ca雜質量0.1原子%、合計雜質量0.1原子%),除此以外與實施例1同樣地進行。
<實施例4> 將氫氧化鎂變更為立保(TATEHO)工業製造的麥格斯塔(MAGSTAR)#5(平均粒徑0.99 μm、雜質量0.28原子%、合計雜質量0.7原子%),除此以外與實施例1同樣地進行。
<實施例5> 將氧化鋁粒子變更為電化(DENKA)公司製造的DAW-03(球狀,平均粒徑4.9 μm),除此以外與實施例1同樣地進行。
<實施例6> 將氧化鋁粒子變更為電化(DENKA)公司製造的DAW-01(球狀,平均粒徑1.9 μm),除此以外與實施例1同樣地進行。
<比較例1> 利用絕對磨機(Absolute Mill)(大阪化學股份有限公司製造)將氧化鋁粒子(電化(DENKA)公司製造,DAW-05,球狀,平均粒徑6.4 μm)70 g與氧化鎂(協和化學工業公司製造的奇瓦馬谷(Kyowa Mag)MF-150 平均粒徑0.71 μm、Ca雜質量0.64原子%、合計雜質量1.7原子%)27.67 g加以混合,從而獲得混合物。將所獲得的混合物放入坩堝中,利用陶瓷電爐在5℃/分鐘的條件下升溫至1300℃,在1300℃下保持10小時並進行煅燒。然後在5℃/分鐘的條件下降溫至室溫後,取出坩堝,從而獲得約90 g的白色的粉末。
<比較例2> 將煅燒溫度變更為1400℃,除此以外與比較例1同樣地進行。
<比較例3> 將氫氧化鎂變更為神島化學工業製造的麥格斯塔(MAGSTAR)#20(平均粒徑4 μm、Ca雜質量0.29原子%、合計雜質量0.29原子%),除此以外與比較例1同樣地進行。
[評價方法] 按照下述方法,進行所獲得的尖晶石粒子的測定及評價。
(介電特性的測定) 將實施例及比較例中獲得的尖晶石粒子作為試驗片,並填充至EM實驗室公司的空腔諧振器CP-001-PW中,利用是德科技(Keysight)公司網路分析儀P9373A進行測定,測定出1 GHz的介電常數/介電損耗角正切。
(平均粒徑) 將少量的實施例及比較例中獲得的尖晶石粒子粉末取至燒杯中,並添加50 mL的0.5%六偏磷酸鈉水溶液,然後,使用超音波分均質機 索尼菲利亞(Sonifier)450D(必能信(BRANSON)公司製造)進行兩分鐘的分散處理而製備測定用樣品。使用雷射繞射散射式粒度分佈測定裝置MT3300EXII(麥奇克拜爾(Microtrac Bell)股份有限公司製造)對該測定用樣品測定出體積累積基準D50。
(尖晶石粒子內包含的元素量的分析) 使用螢光X射線分析裝置超級迷你(Supermini)200(理學(Rigaku)股份有限公司製造),並使用所製作的約5 g的試樣進行了組成分析。 使用XRF分析結果,關於氧以外的元素,根據莫耳比(原子的數量)計算出雜質量。即,設為雜質量(原子%)=(Al、Mg以外的原子數)/(Al的原子數+Mg的原子數)×100。關於Al與Mg之比,利用同樣的方法求出原子的數量之比。 Ca亦同樣地設為Ca雜質量(原子%)=(Ca的原子數)/(Al的原子數+Mg的原子數)×100。
利用理學(Rigaku)公司的X射線繞射裝置尤樂提馬(Ultima)IV(40 kv、40 mA、CuKα射線)對結晶相進行測定。實施例及比較例的尖晶石粒子具有尖晶石型晶體結構的MgAl 2O 4,並未確認到其他的雜質相。
將所述各評價的結果示於表1中。「N.D.」是not detected的縮寫,表示未檢測到。
[表1]
   粒子形狀 平均粒徑 總雜質量 Ca雜質量 介電常數 介電損耗角正切
D50
μm 原子% 原子%
實施例1 球形 9.1 0.07 N.D. 8.4 9.5×10 -4
實施例2 球形 9.2 0.11 N.D. 8.8 3.7×10 -4
實施例3 球形 9.2 0.08 N.D. 8.9 9.1×10 -4
實施例4 球形 9.5 0.09 N.D. 8.7 9.3×10 -4
實施例5 球形 6.2 0.08 N.D. 9.1 7.0×10 -4
實施例6 球形 3.2 0.10 N.D. 8.9 9.8×10 -4
比較例1 球形 9.2 0.27 0.02 8.9 15×10 -4
比較例2 球形 9.3 0.30 0.02 8.5 11×10 -4
比較例3 不定形 9.4 0.60 0.30 9.0 12×10 -4
由比較例3可知,當使用粒徑大的鎂系化合物時,鎂源擴散至鋁中的機制崩壞而成為不定形,因此需要使用微粒子的鎂系化合物。
(樹脂組成物的製備) <實施例7> 將30.7 g的作為熱塑性樹脂的DIC-PPS LR100G(X-1,迪愛生(DIC)股份有限公司製造的聚苯硫醚樹脂,密度1.35 g/cm 3)、69.3g的實施例1中獲得的尖晶石粒子均勻地進行乾混合後,藉由樹脂熔融混練裝置實驗室普拉斯托混合機(Labo Plastomill)在混練溫度300℃、轉速80 rpm的條件下進行熔融混練處理,從而獲得所述粒子的含量為40容量%的聚苯硫醚樹脂組成物。樹脂組成物中的填料含量(容量%)根據熱塑性樹脂的密度與熱傳導性填料的密度來計算。
(熱塑性樹脂組成物的熱傳導率的測定方法) 使用台式的射出成形機(源順(Xplore)公司製造,射出成形(Injection Moulding)IM 12)在汽缸溫度320℃、模具溫度140℃下對所獲得的樹脂組成物進行射出成型,製作出直徑10 mm、厚度0.2 mm的試驗片。使用熱傳導率測定裝置(LFA 467 超閃技術(HyperFlash),耐馳(NETZSCH)公司製造),進行了25℃下的熱傳導率的測定。
(實施例8~實施例9、比較例4) 與實施例7同樣地製作填料含量為40容量%的聚苯硫醚樹脂組成物,並進行熱傳導率的測定。再者,所使用的填料如表2所示。 再者,在比較例4中,使用DAW-05(電化(DENKA)股份有限公司製造,球狀氧化鋁)作為填料。
[表2]
   填料種類 熱傳導率 (W/m·K)
實施例7 實施例1 0.92
實施例8 實施例2 0.93
實施例9 實施例3 0.95
比較例4 DAW-05 0.76
關於包含本實施形態的尖晶石粒子的樹脂組成物,一般而言與包含熱傳導高的氧化鋁的樹脂組成物相比,具有高熱傳導率,可謂是實現了兼備高熱傳導率及低介電損耗角正切此兩者的尖晶石粒子。
圖1是實施例1的尖晶石粒子的SEM圖像。 圖2是實施例3的尖晶石粒子的SEM圖像。 圖3是實施例4的尖晶石粒子的SEM圖像。 圖4是比較例3的尖晶石粒子的SEM圖像。

Claims (9)

  1. 一種尖晶石粒子,至少包含鎂原子、鋁原子及氧原子,所述尖晶石粒子中, 所述原子以外的原子的量未滿0.27原子%。
  2. 一種尖晶石粒子,至少包含鎂原子、鋁原子及氧原子,所述尖晶石粒子中, 鈣原子的數量相對於鎂原子與鋁原子的數量之和而未滿0.02原子%。
  3. 如請求項1或2所述的尖晶石粒子,其中,平均粒徑為75 μm以下。
  4. 如請求項1或2所述的尖晶石粒子,其中,1 GHz下的介電損耗角正切未滿1.0×10 -3
  5. 一種樹脂組成物,包含如請求項1或2所述的尖晶石粒子與樹脂。
  6. 一種成形物,為如請求項5所述的樹脂組成物的成形物。
  7. 一種尖晶石粒子的製造方法,將鋁系化合物與鎂系化合物加以混合並進行煅燒,所述尖晶石粒子的製造方法中, 所述鎂系化合物是平均粒徑未滿4 μm的微粒子, 所述鎂系化合物中包含的雜質量未滿1.0原子%。
  8. 一種尖晶石粒子的製造方法,將鋁系化合物與鎂系化合物加以混合並進行煅燒,所述尖晶石粒子的製造方法中, 所述鎂系化合物是平均粒徑未滿4 μm的微粒子, 所述鎂系化合物中包含的鈣原子量為0.6原子%以下。
  9. 如請求項7或8所述的製造方法,其中,所述鋁系化合物的形狀為球狀或正球狀。
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Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5346189B2 (ja) * 2007-08-27 2013-11-20 ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ,エル.エル.シー. 多結晶性モノリシックアルミン酸マグネシウムスピネル
US8440584B1 (en) * 2010-12-23 2013-05-14 Lehigh University Methods for decontamination of powders
JP6363014B2 (ja) * 2014-12-25 2018-07-25 第一稀元素化学工業株式会社 スピネル粉末及びその製造方法
EP3045505B1 (fr) * 2015-01-15 2020-06-24 Hublot S.A., Genève Matériau composite céramique
JP2016135841A (ja) 2015-01-15 2016-07-28 大日精化工業株式会社 熱伝導性複合酸化物、熱伝導性樹脂組成物及び塗工液
WO2017019697A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-02 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Low absorption spinel formed by acidic and basic treatments
CH713606B1 (fr) * 2017-03-22 2021-02-26 Hublot Sa Geneve Matériau composite coloré.
WO2020145343A1 (ja) * 2019-01-11 2020-07-16 Dic株式会社 板状スピネル粒子及びその製造方法
CN109748303B (zh) * 2019-03-19 2022-02-08 大连交通大学 高纯球形镁铝尖晶石纳米粉体的制备方法

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