导热性复合氧化物、其制造方法、含导热性复合氧化物的组合物和其使用技术

本发明专利技术的目的在于，提供：无需表面处理等的改良对策，通过单独使用，可以实现配混到涂料、树脂组合物中而得到的涂膜、薄膜、成型物所需的物性的导热性、耐水性、耐酸性、电绝缘性优异的导热性复合氧化物，并且通过导热性复合氧化物和其制造方法达成该目的，所述导热性复合氧化物为作为主成分金属含有铝和至少一种除了铝以外的金属的、具有尖晶石结构的复合氧化物，除了铝以外的金属为选自由镁、锌、钙和锶组成的组中的至少1种，且除了铝以外的金属的摩尔数(b)与氧化铝系化合物的铝元素的摩尔数(a)之比(b摩尔)/(a摩尔)为0.1以上且1.0以下，所述导热性复合氧化物的莫氏硬度低于9。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有导热性的氧化铝系的复合氧化物、其制造方法、含导热性复合氧化物的组合物和其使用。更详细而言，涉及耐水性、耐酸性和电绝缘性优异、作为考虑配混于合成树脂等后的成型性的材料有用的、导热性复合氧化物的技术和通过其使用得到的物品。
技术介绍
目前，电子学领域中，探索二氧化硅元件的放热密度上升的一个途径。另外，期待作为功率半导体的SiC、GaN元件的开发中，具有远远高于以往的放热性和绝缘性的材料变得必不可少。作为满足这样的要求的材料，有在树脂中混炼有具有高导热性的填料的混合材料。作为此时使用的填料，研究了与二氧化硅相比导热率高、与氧化铝相比硬度低的氧化镁。氧化镁具有熔点高、导热性高、无毒等性质，因此，作为耐热材料、填充材料等被广泛使用。近年来，通过对氧化镁的表面实施各种处理，还实现了其性能的提高。然而，根据本专利技术人等的研究，氧化镁与二氧化硅或氧化铝等相比吸湿性高，因此，作为树脂组合物的填料的使用中，由于与吸湿的水的水合而产生填料的体积膨胀所导致的裂纹，产生导热性降低等问题。进而，在赋予半导体的长期稳定上也存在课题。作为其他填料用途的导热材料，一般来说，使用有碳纳米管、氮化硼、氮化铝、氧化锌或氧化铝(alumina)等。然而，这些材料存在下述那样的问题。例如，使用氧化铝时，硬度高、制造装置的磨耗成为问题。相反地，使用硬度低的氮化硼时，对材料所要求的强度产生影响。其他材料中，对于氮化铝、氧化镁、氧化锌而言，存在耐水性差的缺点，对于碳纳米管等而言，存在电绝缘性差的缺点。与此相对，专利文献1中公开了，提供成型加工性、导热性和耐水性优异的成型品的树脂配混用氧化镁填料。另外，专利文献2中公开了，在氧化镁表面具有包含硅和/或铝与镁的复合氧化物的覆盖层的覆盖氧化镁。专利文献3中公开了，在氮化硼、氮化铝、氧化镁、玻璃微珠、氧化铝等导热性填料表面结合或附着具有包含粒状、角状、纤维状或平板状的形状的勃姆石、或氧化锌而构成的无机填料复合体。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-70608号公报专利文献2：日本专利第3850371号公报专利文献3：国际公开第2013/039103号
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，根据本专利技术人等的研究，上述现有技术中存在下述问题。由专利文献1公开的氧化镁填料为改善了成型加工性、导热性和耐水性的氧化镁填料，但包括硬度方面的、整体的物性尚不充分。由专利文献2公开的氧化镁粉末的填充剂为了改善耐湿性(耐气候性)和导热性而进行了表面处理，但形成该表面的金属物质为镁与硅、或镁与铝的复合氧化物，可以举出下述课题。即，从改善耐水性的方面出发，使用硅是有效的，但是从耐酸性的方面出发是不充分的。进而，专利文献2中的使用铝盐的改善对策限于利用使用硝酸铝等的湿式法的氧化镁的表面改性。因此，不会改善作为基材的氧化镁本来的耐水性、耐酸性，作为改善对策是不充分的。另外，无法得到足够的导热性。为了弥补该导热性不充分的缺点而进行大量的填料添加时，存在成型性受损的问题。面向解决这一点的课题的应对策略即专利文献3的技术为想要运用各种填料的特征的方法，但是在改善耐水性、导热性上是不充分的。本专利技术人等为了解决上述现有技术的课题而深入研究，结果，如下述那样，获得了如下认识：材料特性之一即硬度方面在使用时也是极重要的。具体而言，例如，氧化铝那样的高硬度材料在产生混炼机、成型机和模具的磨耗的方面成为问题。相反地，氧化镁那样的低硬度材料的对成型体的强度的影响成为课题。因此，为了同时均改善这些问题，本专利技术人等着眼于与氧化铝相比硬度低、与氧化镁相比硬度高的具有尖晶石结构的复合氧化物并进行了开发。因此，本专利技术的目的在于，提供：具有高导热性、与氧化铝相比硬度低、与氧化镁相比硬度高、使用时没有以往材料中可见的各种问题的、实用上极有用的新型的复合氧化物。用于解决问题的方案上述现有技术的课题通过下述本专利技术达成。即，本专利技术提供以下所示的导热性复合氧化物。[1]一种导热性复合氧化物，其特征在于，其为至少将氧化铝系化合物和除了铝以外的金属的化合物焙烧而得到的、作为主成分金属含有铝和至少一种除了铝以外的金属的、具有尖晶石结构的复合氧化物，前述除了铝以外的金属为选自由镁、锌、钙和锶组成的组中的至少1种，且前述除了铝以外的金属的摩尔数(b)与前述氧化铝系化合物的铝元素的摩尔数(a)之比(b摩尔)/(a摩尔)为0.1以上且1.0以下，所述导热性复合氧化物的莫氏硬度低于9。[2]根据[1]所述的导热性复合氧化物，其中，各金属相对于全部金属总和的含有比例为源自前述氧化铝系化合物铝为50～90摩尔％，前述除了铝以外的金属为10～50摩尔％。[3]根据[1]或[2]所述的导热性复合氧化物，其中，前述氧化铝系化合物为氧化铝、氢氧化铝或氧化铝水合物。[4]根据[1]～[3]中任一项所述的导热性复合氧化物，其中，前述除了铝以外的金属的化合物为选自前述除了铝以外的金属的、氧化物、氢氧化物、硫酸盐、硝酸盐、氯化物、碳酸盐、碱式碳酸盐、草酸盐和乙酸盐中的至少1种。[5]根据[1]～[4]中任一项所述的导热性复合氧化物，其形状为粉末状、或者为其平均长轴为5～40μm且其平均短轴为0.1～30μm的薄片状或针状。进而，本专利技术提供以下所示的导热性复合氧化物的制造方法。[6]一种[1]～[5]中任一项所述的导热性复合氧化物的制造方法，其特征在于，具备如下工序：在氧化铝系化合物的悬浮水溶液中添加前述除了铝以外的金属的化合物的水溶液和碱剂，使沉淀物在前述氧化铝系化合物的表面析出而生成前体的工序；和，将所生成的前体焙烧，之后对焙烧物进行粉碎处理的工序。[7]根据[6]所述的导热性复合氧化物的制造方法，其中，前述氧化铝系化合物的形状为粒状、或者薄片状或针状。另外，根据本专利技术，提供以下所示的含导热性复合氧化物的组合物和物品。[8]一种含导热性复合氧化物的组合物，其除了含有[1]～[5]中任一项所述的导热性复合氧化物，还含有导热性填料。[9]一种物品，其特征在于，其是将[1]～[5]中任一项所述的导热性复合氧化物或[8]所述的含导热性复合氧化物的组合物用于构成涂覆液或树脂组合物的配合中而成的。专利技术的效果本专利技术的导热性复合氧化物无需表面处理等的改良对策，并且通过单独使用可以得到所需的物性。更具体而言，根据本专利技术，可以提供：导热性、耐水性、耐酸性、电绝缘性优异、解决涉及配混于涂料、树脂组合物而得到的涂膜、薄膜、成型物的成型性的课题的导热性组合物。如果示出一例具体进行说明，则为了弥补耐水性·耐酸性差的氧化镁和莫氏硬度高至9的氧化铝的缺点，通过使用耐水性·耐酸性良好、且与氧化铝相比莫氏硬度低的尖晶石结构的复合氧化物，可以解决上述现有技术的课题。进而，作为使物性更充实的措施，原料使用其形状为薄片状或针状的氧化铝系化合物并将其焙烧是特别有效的，如此，可以以高纯度得到形状变为薄片状或针状的导热性复合氧化物。进而，通过使用上述本专利技术的导热性复合氧化物，可以提供具有有效的导热性的、更有用的物品。具体实施方式以下，列举优选的实施方式，对本专利技术的导热性复合氧化物的详细情况进行说明。本专利技术的导热性复合氧化物为至少将氧化铝系化合物和除了铝以外的金属的化合物焙烧而得到的、作为主成分金属含有铝和至少一种除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导热性复合氧化物，其特征在于，其为至少将氧化铝系化合物和除了铝以外的金属的化合物焙烧而得到的、作为主成分金属含有铝和至少一种除了铝以外的金属的、具有尖晶石结构的复合氧化物，所述除了铝以外的金属为选自由镁、锌、钙和锶组成的组中的至少1种，且所述除了铝以外的金属的摩尔数b与所述氧化铝系化合物的铝元素的摩尔数a之比b摩尔/a摩尔为0.1以上且1.0以下，所述导热性复合氧化物的莫氏硬度低于9。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.14 JP 2014-0526181.一种导热性复合氧化物，其特征在于，其为至少将氧化铝系化合物和除了铝以外的金属的化合物焙烧而得到的、作为主成分金属含有铝和至少一种除了铝以外的金属的、具有尖晶石结构的复合氧化物，所述除了铝以外的金属为选自由镁、锌、钙和锶组成的组中的至少1种，且所述除了铝以外的金属的摩尔数b与所述氧化铝系化合物的铝元素的摩尔数a之比b摩尔/a摩尔为0.1以上且1.0以下，所述导热性复合氧化物的莫氏硬度低于9。2.根据权利要求1所述的导热性复合氧化物，其中，各金属相对于全部金属总和的含有比例为源自所述氧化铝系化合物的铝为50～90摩尔％，所述除了铝以外的金属为10～50摩尔％。3.根据权利要求1或2所述的导热性复合氧化物，其中，所述氧化铝系化合物为氧化铝、氢氧化铝或氧化铝水合物。4.根据权利要求1～3中任一项所述的导热性复合氧化物，其中，所述除了铝以外的金属的化合物为选自所述除了铝以外的金属的、氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：西尾章，川上徹，山根健一，山村尚嗣，富永慎吾，
申请(专利权)人：大日精化工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP