[发明专利]氧化锌颗粒、其制造方法、散热性填料、散热性树脂组合物、散热性脂膏和散热性涂料组合物

说明书

技术领域

本发明涉及大粒径的氧化锌颗粒、其制造方法和使用该氧化锌颗粒的散热性填料、散热性树脂组合物、散热性脂膏和散热性涂料组合物，所述氧化锌颗粒可用于散热性填料、橡胶的硫化促进剂、涂料和油墨用颜料、铁素体或变阻器等电子部件、医药品、粉底和防晒霜等化妆品等领域。

背景技术

氧化锌广泛用于各种工业领域，例如，橡胶硫化促进剂、涂料和油墨用颜料、铁素体或变阻器等电子部件、医药品、化妆品等。作为这样的氧化锌的各种用途之一，有人提出了散热性填料(exoergic filler)(专利文献1～4等)。但是，作为散热性填料，通常广泛使用氧化铝和氮化铝等，与这些物质相比，氧化锌得到实用的例子非常少。

然而，氧化铝有这样的缺点：莫氏硬度高，因而在散热板等的制造过程中，混炼机的磨耗严重。此外，氮化铝有这样的缺点：填充性差，因而难以以高浓度向树脂中填充。另外，氮化铝还有这样的缺点：其昂贵，因而散热部件变昂贵。因此，人们要求与这些原料不同的新型散热性填料。

氧化锌的热导率大致介于氧化铝和氮化铝的中间，适合作为散热性填料。但是，以往在工业用途中广泛使用的氧化锌是平均粒径为1μm以下的微粒，这样的微粒的氧化锌由于颗粒的界面面积变大，颗粒间的热阻变大，散热性能变得不充分，因而几乎尚未使用。并且，1μm以下的微粒的表面积大，树脂组合物的粘度升高，难以混合大量这样的微粒，所以不是优选的。氧化锌的颗粒尺寸较大时树脂组合物中的传热路径增加，通过与其他填料组合，能够期待最密填充效果所产生的高热传导化，从该方面上考虑，优选氧化锌的颗粒尺寸较大。进而，从高热传导的方面考虑，优选颗粒中孔部较少且密度较高。

作为中值径(D50)为20～120μm的氧化锌颗粒，在变阻器用途方面公知的是专利文献5所记载的氧化锌颗粒。在用作散热性填料时，必须为粒径大且颗粒内部的密度高的氧化锌颗粒。但是，专利文献5所记载的氧化锌颗粒由于(1)其为凝集体那样的形状且颗粒表面的凹凸和细孔多而不能形成均一的颗粒，因此为了(2)增加颗粒表面和内部的一次结晶粒晶界数而设计该氧化锌颗粒。为了制备适合用作散热性填料的颗粒，优选的是，消除颗粒表面的凹凸不平和细孔，减小颗粒表面和内部的颗粒边界，以使其更加致密化。因此，专利文献5所记载的氧化锌颗粒并不是为了制备适合用作散热性填料的颗粒。进而，由于使用铝，所以绝缘性易于降低，在用作电子器件用材料上不是优选的。即，运送ZnO的电荷的载体是自由电子，并显示N型半导体特性。人们认为，向ZnO中添加Al³⁺时，Al³⁺作为对Zn²⁺提供自由电子的给予体发挥作用，ZnO的自由电子增加，从而导电性得到提高。

对于球状的氧化锌颗粒，公知的是以功能材料用途方式提出的氧化锌颗粒，所述功能材料用途例如有变阻器(专利文献5)、自清洁粉体(专利文献6)、紫外线吸收效果、催化剂效果、抗菌效果、导电性效果等。但是，利用上述技术，难以得到球状且高密度的中值径(D50)为17～10000μm的氧化锌颗粒。

有人提出了通过将有机锌化合物烧制来得到粒径为1～50μm的球状的氧化锌颗粒的方法(专利文献7)。但是，利用上述技术，虽然能够得到球状的颗粒，但同时也形成金平糖状(konpeito-shaped)颗粒，不能选择性地得到球状颗粒。发明人进行了验证试验的结果，测定粒度分布时中值径(D50)为几微米，而无法得到10μm以上的颗粒。

专利文献8中记载了利用1价掺杂剂来掺杂氧化锌颗粒而得到的氧化锌。但是，该文献中仅记载了在外周部掺杂有金属的氧化锌，没有记载制备具有特定的形状和密度的氧化锌颗粒的内容。

专利文献9中记载了取向性氧化锌系压电材料，其在组成中含有选自由Ca、Mg、Ni和Cu组成的元素种类组中的至少一种。但是，作为该文献的氧化锌，没有记载制备特定粒径的氧化锌的内容。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-19426号公报

专利文献2：日本特开平11-246885号公报

专利文献3：日本特开2007-70492号公报

专利文献4：日本特开2002-201483号公报

专利文献5：日本特开2008-218749号公报

专利文献6：日本特开2009-29690号公报

专利文献7：日本特开平11-49516号公报

专利文献8：日本特开2007-84704号公报

专利文献9：日本特开平8-310813号公报

发明内容