JPS6314727B2 - - Google Patents
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- JPS6314727B2 JPS6314727B2 JP57004616A JP461682A JPS6314727B2 JP S6314727 B2 JPS6314727 B2 JP S6314727B2 JP 57004616 A JP57004616 A JP 57004616A JP 461682 A JP461682 A JP 461682A JP S6314727 B2 JPS6314727 B2 JP S6314727B2
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- JP
- Japan
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- thermally conductive
- parts
- material composition
- conductive filler
- heat dissipating
- Prior art date
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- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Description
この発明は、熱伝導性の優れた可変形熱放散材
組成物に関し、詳しくは、あらゆる形状をした発
熱機器、装置との装着性に優れ、しかも接触熱抵
抗が小さく、かつ熱伝導性の優れた可変形熱放散
材組成物に関するものである。
熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂あるいはこれ
らの樹脂を有機溶剤に溶解させた樹脂液または、
粘稠なシリコーングリースなどに熱伝導性の優れ
たフイラーを多量に混合した熱伝導性材料が市販
されていることはよく知られている。これらの熱
伝導性材料は、各種の機械装置や電気・電子機器
および部品などの作動中に発生する過剰な熱をシ
ヤフトやフレームあるいは熱放散のためのヒート
シンクなどへ導くために使用されている。
しかし、前記の市販熱伝導性材料は、個々に大
きな欠点を有しており、種々の発熱体への適用が
不可能であり、使用範囲が限定されているのが実
情である。
例えば、熱可塑性樹脂をマトリツクスにした熱
伝導性材料は、熱可塑性樹脂の融点以上の発熱量
を持つ機器や装置に用いた場合、熱伝導性材料が
溶融し流動するため、使用温度に限界がある。ま
た、耐薬品性や耐溶剤性も劣る。さらに、熱可塑
性樹脂に熱伝導性フイラーを混入させる場合、熱
可塑性樹脂の溶融粘度が高いため、熱伝導性フイ
ラーの混入量は少量となり、熱伝導性の低いもの
しか得られないという欠点を有している。
一方、熱硬化性樹脂を用いた熱伝導性材料は、
高温下で流動するような欠点がなく、また硬化前
は液状樹脂が多いため、熱伝導性フイラーも多量
に混入できる。しかし、硬化後の硬度が高い樹脂
(例えばエポキシ樹脂や不飽和ポリエステル樹脂
など)を用いた場合には、柔軟性を要する機器や
部品への適用は不可能である。さらに、熱伝導性
材料との接触面が不均一の場合には、接触熱抵抗
をできるだけ小さくするため、熱硬化性の液状樹
脂と熱伝導性フイラーの混合物を注型または注入
する方法もあるが、この場合には、混合物が液状
であることが条件となるため、熱伝導性フイラー
の混合量が少なくなり、熱伝導性が低下するなど
の欠点がある。
また、弾性を有する熱硬化性樹脂(例えばシリ
コーンゴム、加硫ゴムなど)と熱伝導性フイラー
の混合物は、柔軟性に富み各種発熱体への装着も
容易であるが、寸法や形状が異なる突起物を持つ
発熱体や面精度の粗い発熱体、さらには発熱体表
面に狭い隙間を持つ発熱体に装着させる場合、弾
性樹脂の反発弾性によつて発熱体と密着しない部
分ができ、この結果、接触熱抵抗が増大し、熱伝
導性を著しく低下させる。
第1図の各図は、市販の熱伝導性ゴムシートを
用いた応用例であり、これら図中、1は熱伝導性
ゴムシート、2a,2b,2cは表面形状および
寸法が互に異なる発熱体、3は金属フレームなど
の冷却部分を示す。第1図a1,b1,c1の状
態から第1図a2,b2,c2に示すように熱伝
導性ゴムシート1を発熱体2a,2b,2cに確
実に密着させるためには、Pで示した圧力(締め
付け力)が必要であり、発熱体2a,2b,2c
表面の突起物の寸法差が大きくなるほど高い圧力
が必要となる。
そして、突起物の寸法差が1mm程度になると、
熱伝導性シートのマトリツクスを破壊させるほど
の圧力が必要となる。また、発熱体と常に密着し
た状態を保つためには、圧力Pが均一に加わるよ
うに考慮しなければならない。
第1図の各図に示す熱伝導性ゴムシートを発熱
体表面に確実に密着させて熱伝導性を向上させる
には、ゴムシートのマトリツクスを破壊するよう
な圧力で締め付けるか、または密着しない部分に
熱伝導性グリースなどの充填物を介在させるなど
の方法があるが、いずれも好ましい方法とはいえ
ない。例えば、外圧によつて故障が生じる精密機
器や装置あるいは電気・電子機器または部品など
への適用は避けはければならない。また、グリー
スなどの充填物を用いた場合には、作業性の低下
や熱によるグリースの流動が大きな欠点となる。
また、前述した有機溶剤を用いたコーテイング
可能な熱伝導性材料は、数十ミクロン程度の隙間
や凸凹をコーテイングによつて平滑にすることが
できるが1mm程度以上の隙間になると、何度もコ
ーテイングしなければならない。さらに、有機溶
剤を使用する場合には、作業環境が問題となるた
め、好ましい方法とはいい難い。
この発明の発明者らは、前述した各種の熱伝導
性材料の欠点を一掃し、あらゆる発熱体への装着
が可能であり、しかも接触熱抵抗がきわめて小さ
い熱放散材料を得る目的で、鋭意研究を重ねた結
果、前記目的が十分に達成できる可変形熱放散材
組成物を得ることに成功した。
すなわち、この発明は、熱変形温度が室温から
130℃までの範囲にありかつ熱変形量が狭い温度
範囲で大きな熱硬化性樹脂としてポリヒドロキシ
ブタジエン重合体の水素添加物と分子内に1.5個
以上のイソシアネート基を有する多官能イソシア
ネートを用いたことを特徴とし該熱硬化性樹脂
100重量部と、熱伝導性フイラー50〜1500重量部
とからなることを特徴とする可変形熱放散材組成
物を要旨とするものである。
この発明に用いる熱硬化性樹脂は、室温で弾性
に富み、しかも、130℃以下の温度で加熱するこ
とによつて弾性率が極端に低くなるものである。
すなわち、第2図の線Aに示すシリコーンゴムの
温度に対する弾性率変化に対し、この発明に用い
る熱硬化性樹脂は第2図の曲線Bのような特性を
持つものである。
したがつて、この発明の熱硬化性樹脂は、発熱
体などへ装着する場合に、加熱することによつて
非常に小さな圧力で発熱体と密着し、かつ発熱体
の表面がどのような形状をしていても、すべての
面に密着する優れた性質を有している。さらに、
この発明の熱硬化性樹脂は、変形させた状態で冷
却すれば、変形した形状を保ち、再度加熱すれば
変形前の形状に戻るという優れた性質を併せ持つ
ている。
この発明に用いる熱硬化性樹脂は、ポリヒドロ
キシブタジエン重合体の水素添加物を主剤とし、
その硬化剤として、分子内に1.5個以上のイソシ
アネート基を有する多官能イソシアネート化合物
につて得られる。このポリヒドロキシブタジエン
重合体の水素添加物としては、1分子当り水酸基
を平均1.5個以上有し、好ましくは1.7〜5.0個有す
るものである。このポリヒドロキシブタジエン重
合体の水素添加物としては、ブタジエンのホモポ
リマーまたはブタジエンに対してスチレンやアク
リロニトリル、メタクリル酸、ビニルトルエン、
酢酸ビニルなどのビニル系モノマーが50重量%以
下存在する共重合体を通常の方法で水素添加した
ものがある。
硬化剤として用いる多官能イソシアネート化合
物としては、分子内に1.5個以上のイソシアネー
ト基を有するイソシアネート化合物であればいず
れも用いることができ、例えば、エチレンジイソ
シアネート、プロピレンジイソシアネート、テト
ラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジ
イソシアネート、オクタメチレンジイソシアネー
ト、3―イソシアネートメチル―3,5,5―ト
リメチルシクロヘキシルイソシアネート、シクロ
ヘキシレン1,4―ジイソシアネート、2,4―
トルエンジイソシアネート、2,6―トルエンジ
イソシアネート、キシリレン―1,4―ジイソシ
アネート、キシリレン―1,3―ジイソシアネー
ト、4,4′―ジフエニルメタンジイソシアネー
ト、m―フエニレンジイソシアネート、P―フエ
ニレンジイソシアネート、ナフチレン―1,4―
ジイソシアネート、P,P′,P″―トリフエニル
メタントリイソシアネート、ジフエニル―4,
6,4′―トリイソシアネートなどの単独または2
種以上の混合物を用いることができる。
前記、ポリヒドロキシブタジエン重合体の水素
添加物と多官能イソシアネートの配合割合は、ポ
リヒドロキシブタジエン重合体の水酸基に対し、
多官能イソシアネートを0.6〜11(モル比)の範囲
で使用するのが好ましい。0.6モル以下の場合、
硬化物が粘着性を有し、200℃以上の高温になる
と小さな圧力でも流動する可能性があるため、モ
ル比は、0.6以上が好ましい。また、モル比が1.1
以上の場合、硬化物の弾性率が高くなり、加熱時
での弾性率の変化量が小さくなり、この発明の目
的である発熱体への密着性が低下する。前記の配
合割合は、次に述べる熱伝導性フイラーの添加量
によつて前記範囲内で選ばれるものであり、熱伝
導性フイラーが少量の場合には、硬化物の粘着性
を防ぐため、モル比の高い領域を選び、熱伝導性
フイラーが多量に添加された場合には、硬化物の
弾性率を下げるため、モル比の低い領域を選ぶ方
が好ましい。
この発明に用いる熱伝導性フイラーは、熱伝導
性を付与るために用いられるものであつて、粉末
あるいは繊維状の銀、アルミニウム、銅、亜鉛、
タングステンなどの純金属または合金、あるいは
ベリリウム、アルミニウム、亜鉛、珪素、マグネ
シウム、チタンなどの金属酸化物、さらにカーボ
ンブラツク、弗素樹脂粉末、ボロンナイトライ
ド、シリコンカーバイド、窒化珪素、アリル尿素
などを用いることができる。
これらの熱伝導性フイラーは、平均粒径が100
ミクロン以下の粉末状あるいは繊維長が5ミリメ
ートル以下の繊維状のものが好ましい。しかし、
この発明では、熱伝導性フイラーの粒径や繊維長
をとくに限定する必要はなく、この発明の実施上
本質的な問題とはならない。
この発明に使用する熱伝導性フイラーの添加量
は、前記熱硬化性樹脂100重量部に対し50〜1500
重量部であるが、熱伝導性フイラーの種類および
熱硬化性樹脂の硬化前の粘度によつて変えること
ができる。すなわち、熱伝導性フイラーの添加量
は、可変形熱放散材組成物に望まれる熱伝導性に
よつて決定されるものであり、50重量部以下の場
合、熱伝導性が低すぎるため放熱効果が小さく、
また、1500重量部以上になると、前記熱硬化性樹
脂中に均一に分散せず硬化物も非常にもろいもの
となるため、前記範囲が限界となる。この発明の
実施において、前記熱伝導性フイラーの添加量は
150〜800重量部の範囲が最も好ましい。
また、この発明の可変形熱放散材組成物には、
硬化反応を促進させるための触媒、着色のための
顔料さらには、補強材としてガラスクロス、ガラ
スマツト、不織布、金属板、カーボンクロス、カ
ーボンマツトなどを使用することができる。
次に、この発明の可変形熱放散材組成物の製造
方法について説明する。先ず、主剤であるポリヒ
ドロキシブタジエン重合体の水素添加物を80〜
150℃の温度で加熱し、液状の状態で熱伝導性フ
イラー、および着色剤などの所定量を加える。熱
伝導性フイラーが均一に分散するように、ニーダ
ーまたは真空加熱撹拌機で十分に混合する。2〜
3時間混合した後、所定量のイソシアネート化合
物からなる硬化剤を加え、数分間混合し、ただち
に室温まで冷却する。冷却した混合物を2本ロー
ルまたは3本ロールを通して熱伝導性フイラーを
均一に分散させる。この混合物を離型紙やプラス
チツクフイルムに挾み、所望の形状に成形する。
成形にはカレンダーロールや成形プレスを用いる
のが好ましい。成形温度は、室温〜100℃の範囲
で行なう。また、成形時に前述したガラスクロ
ス、金属板などの補強材を同時にサンドイツチす
ることができる。成形した混合物は、離型紙等に
挾んだ状態で、室温または100℃以下の温度で数
日間放置し、用いた熱硬化性樹脂を十分に硬化さ
せ、製品である可変形熱放散材組成物を得る。
前述の方法によつて得られたこの発明の可変形
熱放散材組成物11は、第3図aに示すように、
50℃から130℃以下の温度で加熱すれば、弾性率
が極端に小さくなるため、非常に小さな圧力で自
由に変形する性質を持つ。したがつて、この状態
で発熱体12に対して押圧すれば、第3図bに示
すような複雑な形状を持つた発熱体12の表面全
体に密着し、熱放散の効率が極めて高いものとな
る。また、この発明の可変形熱放散材組成物11
は、室温で発熱体12から脱離すれば、第3図c
に示すように、発熱体12の形状がそのまま転写
されており、発熱体との密着性、装着性が優れて
いることがわかる。さらに、この発明の可変形熱
放散材組成物11は、再加熱すれば、第3図dに
示すように、もとの形状に戻るという利点を併せ
持つている。なお、第3図aないしd中、13は
金属フレームなどの冷却部分である。
この発明による可変形熱放散材組成物は、各種
の機械装置や電気機器、電子機器などの冷却にき
わめて効果が高く、しかも、装着性に優れ、高温
下でも流動しないという効果を持つており、また
このため、広範囲の発熱体への使用が可能であ
る。
この発明を、さらに具体的に説明するため、実
施例について述べる。
実施例 1
ポリヒドロキシ1.4―ブタジエン重合体の水素
添加物(三斐化成(株)製、商品名ポリテールH、水
酸基価45)100部(重量部、以下同じ)を真空加
熱撹拌機の容器に投入し、ついで平均粒径20ミク
ロンの酸化アルミニウム498部を前記容器に入れ、
90℃で加熱撹拌を行なつた。30分間常圧で撹拌を
行なつた後、1mmHgの減圧下で約1時間撹拌を
行なつた。前記容器を常圧にリークさせ、2,4
―トルエンジイソシアネート6.3部を添加し、同
温度の真空下で5分間混合した。混合物を容器か
ら取り出し、ただちに室温まで冷却し、室温で3
本ロールに2回通した。この混合物を2mmのスペ
ーサーを挿入した離型紙に挾み、100℃で1分間
プレス成形し、シート状の可変形熱放散材組成物
を得た。このシート状の可変形熱放散材組成物を
1週間室温で放置した後、熱伝導率および硬化の
温度特性、250℃での流動性を調べた。この結果
は、後記第1表の特性を示し、優れた熱伝導性と
加熱時の変形性を持つことが明らかとなつた。
The present invention relates to a deformable heat dissipating material composition with excellent thermal conductivity, and more specifically, it has excellent compatibility with heat-generating devices and devices of all shapes, has low contact thermal resistance, and has excellent thermal conductivity. The present invention relates to a variable heat dissipating material composition. Thermoplastic resins and thermosetting resins, or resin liquids in which these resins are dissolved in organic solvents,
It is well known that thermally conductive materials, such as viscous silicone grease, mixed with a large amount of filler with excellent thermal conductivity are commercially available. These thermally conductive materials are used to guide excess heat generated during the operation of various mechanical devices, electrical/electronic devices, and parts to shafts, frames, or heat sinks for heat dissipation. However, the above-mentioned commercially available thermally conductive materials each have major drawbacks and cannot be applied to various heating elements, and the actual range of use is limited. For example, if a thermally conductive material made of a thermoplastic resin matrix is used in equipment or equipment that generates a calorific value higher than the melting point of the thermoplastic resin, the thermally conductive material will melt and flow, so there is a limit to the operating temperature. be. It also has poor chemical resistance and solvent resistance. Furthermore, when a thermally conductive filler is mixed into a thermoplastic resin, the amount of the thermally conductive filler mixed in is small due to the high melt viscosity of the thermoplastic resin, which has the disadvantage that only a material with low thermal conductivity can be obtained. are doing. On the other hand, thermally conductive materials using thermosetting resins are
It does not have the disadvantage of flowing at high temperatures, and since it contains a large amount of liquid resin before curing, a large amount of thermally conductive filler can be mixed in. However, if a resin with high hardness after curing is used (for example, epoxy resin or unsaturated polyester resin), it is impossible to apply it to equipment or parts that require flexibility. Furthermore, if the contact surface with the thermally conductive material is uneven, there is a method of casting or injecting a mixture of a thermosetting liquid resin and a thermally conductive filler to minimize the contact thermal resistance. In this case, since the mixture must be in a liquid state, the amount of the thermally conductive filler mixed becomes small, resulting in a disadvantage that the thermal conductivity decreases. In addition, mixtures of elastic thermosetting resins (e.g. silicone rubber, vulcanized rubber, etc.) and thermally conductive fillers are highly flexible and can be easily attached to various heating elements; When attaching to a heating element that is holding an object, a heating element with rough surface precision, or a heating element with a narrow gap on the surface of the heating element, the rebound resilience of the elastic resin creates parts that do not come into close contact with the heating element, and as a result, Contact thermal resistance increases, significantly reducing thermal conductivity. Each figure in Figure 1 is an application example using a commercially available thermally conductive rubber sheet. 3 indicates a cooling part such as a metal frame. In order to ensure that the thermally conductive rubber sheet 1 is brought into close contact with the heating elements 2a, 2b, 2c from the state shown in Fig. 1 a1, b1, c1 to the state shown in Fig. 1 a2, b2, c2, it is necessary to Pressure (tightening force) is required, and heating elements 2a, 2b, 2c
The larger the dimensional difference between the protrusions on the surface, the higher the pressure required. Then, when the difference in the dimensions of the protrusions is about 1 mm,
A sufficient pressure is required to destroy the matrix of thermally conductive sheets. In addition, in order to maintain close contact with the heating element at all times, consideration must be given to applying pressure P uniformly. In order to ensure that the thermally conductive rubber sheet shown in each figure in Figure 1 is in close contact with the surface of the heating element and to improve its thermal conductivity, it is necessary to tighten it with pressure that will destroy the matrix of the rubber sheet, or to tighten the parts that do not adhere properly. There are methods such as interposing a filler such as thermally conductive grease, but none of these methods can be said to be preferable. For example, application to precision equipment, equipment, electrical/electronic equipment, or parts that may malfunction due to external pressure must be avoided. Furthermore, when a filler such as grease is used, there are major drawbacks such as reduced workability and flow of the grease due to heat. In addition, with the thermally conductive material that can be coated using the organic solvent mentioned above, gaps and unevenness of about several tens of microns can be smoothed by coating, but when the gap is about 1 mm or more, it is necessary to coat the material repeatedly. Must. Furthermore, when an organic solvent is used, the working environment becomes a problem, so it cannot be said to be a preferable method. The inventors of this invention have conducted extensive research in order to eliminate the drawbacks of the various thermally conductive materials mentioned above, and to obtain a heat dissipating material that can be attached to any heating element and has an extremely low contact thermal resistance. As a result of repeated efforts, we succeeded in obtaining a variable heat dissipating material composition that can fully achieve the above objectives. In other words, this invention allows the heat distortion temperature to vary from room temperature to
A hydrogenated product of polyhydroxybutadiene polymer and a polyfunctional isocyanate having 1.5 or more isocyanate groups in the molecule were used as a thermosetting resin with a large thermal deformation in a narrow temperature range up to 130°C. The thermosetting resin is characterized by
The gist of the present invention is a variable heat dissipating material composition characterized by comprising 100 parts by weight of a heat-conductive filler and 50 to 1,500 parts by weight of a thermally conductive filler. The thermosetting resin used in this invention has high elasticity at room temperature, but its elastic modulus becomes extremely low when heated at a temperature of 130° C. or lower.
That is, with respect to the change in elastic modulus of silicone rubber with respect to temperature shown by line A in FIG. 2, the thermosetting resin used in the present invention has characteristics as shown by curve B in FIG. 2. Therefore, when the thermosetting resin of the present invention is attached to a heating element, etc., it can adhere to the heating element with very small pressure by heating, and it can be attached to the heating element without any shape. It has an excellent property of adhering to all surfaces even when it is covered. moreover,
The thermosetting resin of the present invention has the excellent property that if it is cooled in a deformed state, it will maintain its deformed shape, and if it is heated again, it will return to its pre-deformed shape. The thermosetting resin used in this invention is based on a hydrogenated product of polyhydroxybutadiene polymer,
As the curing agent, a polyfunctional isocyanate compound having 1.5 or more isocyanate groups in the molecule can be obtained. The hydrogenated polyhydroxybutadiene polymer has an average of 1.5 or more hydroxyl groups per molecule, preferably 1.7 to 5.0. Hydrogenated materials for this polyhydroxybutadiene polymer include styrene, acrylonitrile, methacrylic acid, vinyltoluene, butadiene homopolymer or butadiene.
There are copolymers containing 50% by weight or less of vinyl monomers such as vinyl acetate, which are hydrogenated using conventional methods. As the polyfunctional isocyanate compound used as a curing agent, any isocyanate compound having 1.5 or more isocyanate groups in the molecule can be used, such as ethylene diisocyanate, propylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, Octamethylene diisocyanate, 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate, cyclohexylene 1,4-diisocyanate, 2,4-
Toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, xylylene-1,4-diisocyanate, xylylene-1,3-diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, P-phenylene diisocyanate, naphthylene- 1,4-
Diisocyanate, P, P′, P″-triphenylmethane triisocyanate, diphenyl-4,
Single or double 6,4'-triisocyanate etc.
Mixtures of more than one species can be used. The blending ratio of the hydrogenated product and polyfunctional isocyanate of the polyhydroxybutadiene polymer is based on the hydroxyl group of the polyhydroxybutadiene polymer.
It is preferable to use the polyfunctional isocyanate in a range of 0.6 to 11 (molar ratio). If it is less than 0.6 mole,
The molar ratio is preferably 0.6 or more because the cured product is sticky and may flow even under small pressure at a high temperature of 200° C. or higher. Also, the molar ratio is 1.1
In the above case, the elastic modulus of the cured product becomes high, the amount of change in the elastic modulus upon heating becomes small, and the adhesion to the heating element, which is the object of the present invention, decreases. The above blending ratio is selected within the above range depending on the amount of the thermally conductive filler added, which will be described below.If the amount of the thermally conductive filler is small, the molar ratio should be adjusted to prevent stickiness of the cured product. It is preferable to select a region with a high molar ratio and to select a region with a low molar ratio in order to lower the elastic modulus of the cured product when a large amount of thermally conductive filler is added. The thermally conductive filler used in this invention is used to impart thermal conductivity, and includes powdered or fibrous silver, aluminum, copper, zinc,
Using pure metals or alloys such as tungsten, or metal oxides such as beryllium, aluminum, zinc, silicon, magnesium, titanium, etc., as well as carbon black, fluororesin powder, boron nitride, silicon carbide, silicon nitride, allyl urea, etc. Can be done. These thermally conductive fillers have an average particle size of 100
Preferably, it is in the form of a powder of microns or less or in the form of fibers with a fiber length of 5 mm or less. but,
In this invention, there is no need to particularly limit the particle size or fiber length of the thermally conductive filler, and this does not pose an essential problem in implementing the invention. The amount of the thermally conductive filler used in this invention is 50 to 1,500 parts by weight per 100 parts by weight of the thermosetting resin.
The parts by weight can be changed depending on the type of thermally conductive filler and the viscosity of the thermosetting resin before curing. In other words, the amount of thermally conductive filler added is determined by the desired thermal conductivity of the variable heat dissipating material composition, and if it is less than 50 parts by weight, the thermal conductivity will be too low and the heat dissipating effect will be impaired. is small,
Further, if the amount exceeds 1500 parts by weight, the above range becomes the limit because it will not be uniformly dispersed in the thermosetting resin and the cured product will become very brittle. In carrying out this invention, the amount of the thermally conductive filler added is
A range of 150 to 800 parts by weight is most preferred. Further, the variable heat dissipating material composition of the present invention includes:
A catalyst for accelerating the curing reaction, a pigment for coloring, and a reinforcing material such as glass cloth, glass mat, nonwoven fabric, metal plate, carbon cloth, carbon mat, etc. can be used. Next, a method for manufacturing the variable heat dissipating material composition of the present invention will be explained. First, the hydrogenated product of polyhydroxybutadiene polymer, which is the main ingredient, is
Heat at a temperature of 150°C, and add a predetermined amount of thermally conductive filler and coloring agent in liquid state. Mix thoroughly with a kneader or vacuum heated stirrer so that the thermally conductive filler is evenly dispersed. 2~
After mixing for 3 hours, a predetermined amount of hardening agent consisting of an isocyanate compound is added, mixed for several minutes and immediately cooled to room temperature. The cooled mixture is passed through two or three rolls to uniformly disperse the thermally conductive filler. This mixture is sandwiched between release paper or plastic film and molded into the desired shape.
It is preferable to use a calendar roll or a molding press for molding. The molding temperature is in the range of room temperature to 100°C. Furthermore, reinforcing materials such as the glass cloth and metal plate mentioned above can be simultaneously sanded during molding. The molded mixture is sandwiched between release paper and left for several days at room temperature or at a temperature below 100°C to fully harden the thermosetting resin used and form the product, the deformable heat dissipation material composition. get. The variable heat dissipating material composition 11 of the present invention obtained by the method described above has the following characteristics as shown in FIG. 3a:
When heated at temperatures between 50°C and 130°C or lower, its elastic modulus becomes extremely low, allowing it to deform freely under very small pressure. Therefore, if it is pressed against the heating element 12 in this state, it will come into close contact with the entire surface of the heating element 12, which has a complicated shape as shown in FIG. 3b, and the efficiency of heat dissipation will be extremely high. Become. Further, the variable heat dissipating material composition 11 of the present invention
If it detaches from the heating element 12 at room temperature,
As shown in FIG. 2, the shape of the heating element 12 is transferred as is, and it can be seen that the adhesion to the heating element and the ease of mounting are excellent. Furthermore, the deformable heat dissipating material composition 11 of the present invention has the advantage that it returns to its original shape when reheated, as shown in FIG. 3d. In addition, in FIGS. 3a to 3d, 13 is a cooling part such as a metal frame. The variable heat dissipating material composition according to the present invention is extremely effective in cooling various mechanical devices, electrical equipment, electronic equipment, etc., and has excellent wearability and does not flow even at high temperatures. Moreover, for this reason, it can be used in a wide range of heating elements. In order to explain this invention more specifically, examples will be described. Example 1 100 parts (parts by weight, same hereinafter) of a hydrogenated polyhydroxy 1.4-butadiene polymer (manufactured by Sanhi Kasei Co., Ltd., product name Polytail H, hydroxyl value 45) was put into a container of a vacuum heating stirrer. Then, 498 parts of aluminum oxide with an average particle size of 20 microns was placed in the container,
The mixture was heated and stirred at 90°C. After stirring for 30 minutes at normal pressure, stirring was continued for about 1 hour under reduced pressure of 1 mmHg. Leak the container to normal pressure, 2,4
- 6.3 parts of toluene diisocyanate was added and mixed for 5 minutes under vacuum at the same temperature. Remove the mixture from the container, immediately cool to room temperature, and leave at room temperature for 3
This roll was passed through twice. This mixture was sandwiched between release paper inserting a 2 mm spacer and press-molded at 100° C. for 1 minute to obtain a sheet-shaped variable heat dissipation material composition. After this sheet-shaped variable heat dissipating material composition was left at room temperature for one week, its thermal conductivity, curing temperature characteristics, and fluidity at 250°C were examined. The results showed the properties shown in Table 1 below, and it was clear that the material had excellent thermal conductivity and deformability when heated.
【表】
実施例 2
実施例1で用いたポリヒドロキシ1.4―ブタジ
エン重合体の水素添加物70部と、ポリヒドロキシ
1.2―ブタジエン重合体の水素添加物(三斐化成
(株)製、商品名ポリテールHA、水酸基価50)30部
と、酸化マグネシウム545部とを実施例1と同様
の方法で混合した後、3―イソシアネートメチル
―3,5,5―トリメチルシクロヘキシルイソシ
アネート9.2部を加え5分間真空混合し、室温ま
で冷却後3本ロールを2回通した。ロールを通し
た混合物を厚さ1mmのアルミニウム板に置き、2
mmのスペーサーと離型紙をセツトして50℃で3分
間プレス成形した。プレス後、室温で1週間放置
し、完全硬化させた。この実施例では、厚さ1mm
のアルミニウム板上に厚さ2mmの可変形放熱材組
成物が強固に接着したコンポジツトが得られた。
このコンポジツトを80℃に加熱し、実装プリン
ト基板に押当てたところ、各種ICや抵抗体の形
状が可変形放熱材に転写された。また、コンポジ
ツトの熱伝導率は、2.01Kcal/m.hr.℃であり、
250℃で30分間加熱しても流動しなかつた。
実施例 3
実施例2のポリヒドロキシ1.4―ブタジエン重
合体の水素添加物50部と、ポリヒドロキシ1.2―
ブタジエン重合体の水素添加物50部と、酸化亜鉛
648部とを実施例1と同様の方法で混合した後、
室温まで冷却し、得られた混合物をニーダーに投
入し混練を行なつた。ニーダーで約10分間混練し
た後、4.4′―ジフエニルメタンジイソシアネート
8.4gを加え、さらに10分間混練を行なつた。こ
の混練後、実施例1と同様の方法で厚さ2mmの硬
化シートを得た。硬化シートの熱伝導率は、
2.8Kcal/m.hr.℃の熱伝導性を有し、室温での硬
度は89であり、80℃の加熱時の硬度は17に変化
し、発熱体との密着性が非常に優れていた。
実施例 4
実施例1で用いたポリヒドロキシ1.4―ブタジ
エン重合体の水素添加物100部と、酸化アルミニ
ウム481部とを実施例1と同様の方法で加熱混合
した後、3―イソシアネートメチル―3,5,5
―トリメチルシクロヘキシルイソシアネート6.23
部と、2.4―トルエンジイソシアネート1.4部とを
加え5分間真空混合し、その後、室温まで冷却し
た。この混合物をカレンダーロールによつて厚さ
1mmのシートに成形した。ついで成形シートとガ
ラスクロスとを、成形シート/ガラスクロス/成
形シート/ガラスクロス/成形シートの順に重
ね、再度、カレンダーロールを通して厚さ3mmで
5層からなる可変形熱放散シートを得た。このシ
ートを50℃で4日間加熱し、完全硬化させた。硬
化させたシートの各種特性を測定した結果、後記
第2表の値を示し、熱伝導性、発熱体への装着
性、機械的性質、電気絶縁性の優れていることが
明らかとなつた。[Table] Example 2 70 parts of hydrogenated polyhydroxy 1,4-butadiene polymer used in Example 1 and polyhydroxy
1.2-Hydrogenated product of butadiene polymer (Santo Kasei Co., Ltd.)
After mixing 30 parts of Polytail HA manufactured by Co., Ltd. (product name: hydroxyl value 50) and 545 parts of magnesium oxide in the same manner as in Example 1, 3-isocyanate methyl-3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate was added. 9.2 parts were added and vacuum mixed for 5 minutes, cooled to room temperature and passed through three rolls twice. Place the mixture passed through the roll on a 1 mm thick aluminum plate, and
mm spacers and release paper were set and press molded at 50°C for 3 minutes. After pressing, it was left at room temperature for one week to completely cure. In this example, the thickness is 1 mm.
A composite was obtained in which a 2 mm thick deformable heat dissipating material composition was firmly adhered to an aluminum plate. When this composite was heated to 80°C and pressed against a mounted printed circuit board, the shapes of various ICs and resistors were transferred to the variable heat dissipation material. In addition, the thermal conductivity of the composite is 2.01Kcal/m.hr.℃,
It did not flow even after heating at 250°C for 30 minutes. Example 3 50 parts of the hydrogenated polyhydroxy 1.4-butadiene polymer of Example 2 and polyhydroxy 1.2-
50 parts of hydrogenated butadiene polymer and zinc oxide
After mixing 648 parts with the same method as in Example 1,
After cooling to room temperature, the resulting mixture was put into a kneader and kneaded. After kneading for about 10 minutes in a kneader, 4.4′-diphenylmethane diisocyanate
8.4 g was added and kneading was continued for an additional 10 minutes. After this kneading, a cured sheet with a thickness of 2 mm was obtained in the same manner as in Example 1. The thermal conductivity of the cured sheet is
It has a thermal conductivity of 2.8 Kcal/m.hr.°C, and its hardness at room temperature is 89, and when heated to 80°C, the hardness changes to 17, and it has excellent adhesion to the heating element. . Example 4 After heating and mixing 100 parts of the hydrogenated polyhydroxy 1,4-butadiene polymer used in Example 1 and 481 parts of aluminum oxide in the same manner as in Example 1, 3-isocyanate methyl-3, 5,5
-Trimethylcyclohexyl isocyanate 6.23
1 part and 1.4 parts of 2.4-toluene diisocyanate were added and mixed under vacuum for 5 minutes, and then cooled to room temperature. This mixture was formed into a 1 mm thick sheet using calender rolls. Next, the molded sheet and glass cloth were stacked in the order of molded sheet/glass cloth/formed sheet/glass cloth/formed sheet, and again passed through a calendar roll to obtain a variable heat dissipation sheet having a thickness of 3 mm and consisting of five layers. This sheet was heated at 50° C. for 4 days to completely cure it. As a result of measuring various properties of the cured sheet, the values shown in Table 2 below were shown, and it became clear that the sheet had excellent thermal conductivity, ease of attachment to a heating element, mechanical properties, and electrical insulation.
第1図a1,b1,c1は市販熱伝導性ゴムシ
ートを互に異なつた発熱体へ装着する以前の断面
図、第1図a2,b2,c2は同装着した後の第
1図a1,b1,c1にそれぞれ相当する断面
図、第2図はこの発明の可変形熱放散材組成物お
よび市販熱伝導性ゴムシートの弾性率―温度依存
曲線を示す図、第3図a,b,c,dはこの発明
による可変形熱放散材組成物使用について説明す
るための互いに異なつた状態の断面図である。
1…熱伝導性ゴムシート、2a,2b,2c…
発熱体、3…冷却部分、11…可変形熱放散材組
成物、12…発熱体、13…冷却部分。なお、図
中同一符号は同一または相当部分を示す。
Fig. 1 a1, b1, c1 are cross-sectional views before attaching commercially available thermally conductive rubber sheets to different heating elements, Fig. 1 a2, b2, c2 are cross-sectional views after attaching the same to different heating elements. , c1 respectively; FIG. 2 is a diagram showing the elastic modulus-temperature dependence curves of the variable heat dissipating material composition of the present invention and a commercially available thermally conductive rubber sheet; FIG. 3 is a, b, c, d are cross-sectional views of different states for explaining the use of the variable heat dissipating material composition according to the present invention. 1... Heat conductive rubber sheet, 2a, 2b, 2c...
Heating element, 3... Cooling part, 11... Variable heat dissipation material composition, 12... Heating element, 13... Cooling part. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
りかつ熱変形量が狭い温度範囲で大きな熱硬化性
樹脂としてポリヒドロキシブタジエン重合体の水
素添加物と分子内に1.5個以上のイソシアネート
基を有する多官能イソシアネートを用いたことを
特徴とし該熱硬化性樹脂100重量部と、熱伝導性
フイラー50〜1500重量部とからなることを特徴と
する可変形熱放散材組成物。 2 熱伝導性フイラーが金属酸化物である特許請
求の範囲第1項記載の可変形熱放散材組成物。[Claims] 1. Hydrogenated polyhydroxybutadiene polymer with 1.5 molecules in the molecule as a thermosetting resin whose heat distortion temperature ranges from room temperature to 130°C and whose heat distortion amount is large in a narrow temperature range. A variable heat dissipating material composition characterized by using a polyfunctional isocyanate having the above isocyanate group and comprising 100 parts by weight of the thermosetting resin and 50 to 1500 parts by weight of a thermally conductive filler. . 2. The variable heat dissipating material composition according to claim 1, wherein the thermally conductive filler is a metal oxide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57004616A JPS58122912A (en) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | Distortable, heat-radiating material composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57004616A JPS58122912A (en) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | Distortable, heat-radiating material composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58122912A JPS58122912A (en) | 1983-07-21 |
| JPS6314727B2 true JPS6314727B2 (en) | 1988-04-01 |
Family
ID=11588985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57004616A Granted JPS58122912A (en) | 1982-01-14 | 1982-01-14 | Distortable, heat-radiating material composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58122912A (en) |
-
1982
- 1982-01-14 JP JP57004616A patent/JPS58122912A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58122912A (en) | 1983-07-21 |
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