[发明专利]绝缘性填料和其制造方法、包含该绝缘性填料的绝缘材料和其制造方法

说明书

绝缘性填料包含在具有平均一次粒径Dsubgt;2/subgt;的氧化镁粉末和/或氮化物系无机粉末的表面上附着具有小于平均一次粒径Dsubgt;2/subgt;的平均一次粒径Dsubgt;1/subgt;的疏水性热解法氧化物粉末而得到的混合粉末，平均一次粒径Dsubgt;1/subgt;相对于平均一次粒径Dsubgt;2/subgt;的比Dsubgt;1/subgt;/Dsubgt;2/subgt;为6×10supgt;‑5/supgt;~3×10supgt;‑3/supgt;，混合粉末的体积电阻率为1×10supgt;11/supgt;Ω·m以上，疏水性热解法氧化物粉末的含有比例在混合粉末中为5质量%~30质量%。绝缘材料在树脂成型体中包含上述绝缘性填料，在温度50℃的水中浸渍120小时时，浸水前后的绝缘击穿电压的变化率(绝对值)为5%以下。

技术领域

本发明涉及除了高热传导性之外还具有高耐水性的以氧化镁粉末和氮化铝、氮化硼、氮化硅等氮化物系无机粉末作为主成分的绝缘性填料和其制造方法。此外，涉及包含该绝缘性填料的绝缘材料和其制造方法。应予说明，本说明书中，“绝缘性”是指电绝缘性，“绝缘材料”是指具有电绝缘性的材料。应予说明，本申请基于在2020年3月26日在日本申请的日本特愿2020-055633号要求优先权，在此援引其内容。

背景技术

迄今，包含这种绝缘性填料的具有高热传导性的绝缘材料在通信机器、车载电子机器的包含半导体芯片或晶体管或锂离子二次电池或LED光源的发热体的冷却构件、发动机的壳体中内藏的定子的冷却构件、逆变器的壳体中内藏的电力变换装置的冷却构件、致动器的滑动部或旋转部中释放所产生的热的放热构件等中利用。

作为绝缘性填料的材料之一的氧化镁(MgO)粉末的热传导性、电绝缘性等优异，与氮化铝粉末、氮化硼粉末相比廉价，比重轻，且莫氏硬度低，因此处理性优异。由于这样的特性，氧化镁粉末适合作为具有热传导性的绝缘性填料。然而，氧化镁具有容易与水反应而水解，变质为氢氧化镁的性质。

此外，作为绝缘性填料的另外的材料的氮化铝(AlN)粉末、氮化硼(BN)粉末、氮化硅(Si₃N₄)粉末等氮化物系无机粉末的比重也轻，热传导性、电绝缘性等优异。由于这样的特性，氮化物系无机粉末适合作为具有热传导性的绝缘性填料。然而，氮化物以氮化铝粉末为首，与水的反应性强，因此具有如果与水接触则水解，在产生氨的同时分解为水合铝等水合物的性质。

这些氧化镁(MgO)或氮化物(AlN、BN、Si₃N₄)的水解也因大气中的水分而进行，因此在将氧化镁粉末或氮化物系无机粉末在高温高湿的氛围下作为绝缘性填料长时间使用的情况下，存在作为绝缘性填料的品质显著降低的问题。这对于包含在树脂中含有氧化镁粉末或氮化物系无机粉末的树脂成型体的绝缘材料也同样如此，氧化镁(MgO)或氮化物(AlN、BN、Si₃N₄)除了大气中的水分之外，也与树脂中的水分等反应，存在使包含树脂成型体的绝缘材料的品质劣化的担忧。

为了解决该问题，已知为了改善与水的反应性而提高耐水性，对氧化镁(MgO)粉末或氮化铝(AlN)粉末的表面进行化学修饰的方法。作为其一例，公开了含磷的覆盖氧化镁粉末，其特征在于，在表面上具有包含复合氧化物的覆盖层的覆盖氧化镁粉末的前述表面的至少一部分上，进一步具有包含磷酸镁系化合物的覆盖层，且前述磷酸镁系化合物相对于前述覆盖氧化镁粉末的含量换算为磷，为整体的0.1~10质量%(例如参照专利文献1(权利要求1))。

此外，作为另一例，公开了耐水性优异的氮化铝粉末，其是将在表面上具有氧化铝覆膜或磷酸系覆膜的氮化铝粉末，添加相对于氮化铝粉末100重量份0.1~10重量份的量的有机硅系偶联剂、有机磷酸系偶联剂、或者有机钛系偶联剂进行处理得到(例如参照专利文献2(权利要求1))。