水性涂料、散熱構(gòu)件、金屬組件、電子裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水性涂料。特別涉及一種可形成具有散熱性的膜的水性涂料。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為安裝于發(fā)熱的機(jī)械、電氣組件上，以通過散熱而降低溫度為目的的構(gòu)件，已知 有散熱器（heatsink)。在散熱器中，多數(shù)情況下主要使用容易傳熱的鋁或銅等金屬作為材 料。
[0003] 作為在鋁制的散熱器中，使散熱效果進(jìn)一步提高的方法，已知有進(jìn)行陽極氧化處 理而對表面進(jìn)行防蝕鋁加工的方法。然而，防蝕鋁加工需要在除脂處理、水洗及陽極氧 化處理與在每個(gè)各個(gè)步驟中變更浴槽。而且，在通過陽極氧化處理而所得的皮膜上存在 多個(gè)微細(xì)孔，所述微細(xì)孔成為裂痕或腐蝕的原因，因此進(jìn)一步需要封孔處理作為后工藝 (post-process)。如上所述，防蝕錯(cuò)加工存在需要眾多的步驟而造成生產(chǎn)性差的問題。
[0004] 作為以通過散熱而降低溫度為目的者，在專利文獻(xiàn)1中，作為液相而揭示有含有 堿金屬硅酸鹽及水、特定的金屬化合物的水性組合物及涂膜組合物。
[0005] 然而，在以散熱為目的的構(gòu)件中，除了散熱性高及生產(chǎn)性高以外，為了提高熱傳遞 性，也要求與熱源的密接性或耐熱性。
[0006] [現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0007] [專利文獻(xiàn)]
[0008] [專利文獻(xiàn)1]日本專利特開2004-002813號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的課題
[0010]因此，本發(fā)明的課題在于提供如下的水性涂料，所述水性涂料容易操作，可形成散 熱性、耐熱性及密接性均優(yōu)異的膜。
[0011] 解決問題的技術(shù)手段
[0012] 本發(fā)明者等人為了解決所述課題而進(jìn)行了努力研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn)包含聚氨基甲酸 酯樹脂微粒子與斜方晶系娃酸鹽礦物的水性分散液（分散體液（dispersionliquid))可 成為能夠形成具有高的散熱性的膜的水性涂料，從而完成本發(fā)明。
[0013] 本發(fā)明的第1形態(tài)的水性涂料其包含：聚氨基甲酸酯樹脂微粒子；由放出遠(yuǎn)紅外 線的斜方晶系硅酸鹽礦物所形成的第一填料；以及分散所述聚氨基甲酸酯樹脂微粒子與所 述第一填料的水。
[0014] 所謂"硅酸鹽礦物"可為天然、人工的任意者，也包含鋁硅酸鹽礦物，或進(jìn)一步包含 礦物以外的硅酸鹽化合物。
[0015] 若如上所述地構(gòu)成，則是水性涂料，因此涂布等操作或搬運(yùn)變?nèi)菀?。另外，由于?以聚氨基甲酸酯為基質(zhì)的涂料，因此與以丙烯酸系或環(huán)氧為基質(zhì)的涂料相比而言，變得可 形成對金屬表面的密接性或耐熱性優(yōu)異的延性高的膜。另外，由于含有斜方晶系硅酸鹽礦 物，因此所形成的膜可將熱轉(zhuǎn)換為遠(yuǎn)紅外線而放出，具有高的散熱性。
[0016] 本發(fā)明的第2形態(tài)的水性涂料是在所述本發(fā)明的第1形態(tài)的水性涂料中，構(gòu)成所 述聚氨基甲酸酯樹脂微粒子的材料是選自由聚碳酸酯聚氨基甲酸酯、聚酯聚氨基甲酸酯、 脂肪族聚氨基甲酸酯、脂肪酸改性聚氨基甲酸酯、芳香族聚氨基甲酸酯、聚醚聚氨基甲酸酯 所構(gòu)成的群組的至少一種。另外，所謂"聚碳酸酯聚氨基甲酸酯"是表示在主鏈具有聚碳酸 酯骨架的聚氨基甲酸酯樹脂。所謂"聚酯聚氨基甲酸酯"是表示在主鏈具有聚酯骨架的聚 氨基甲酸酯樹脂。所謂"脂肪族聚氨基甲酸酯"是表示在主鏈具有脂肪族鏈的聚氨基甲酸 酯樹脂。所謂"脂肪酸改性聚氨基甲酸酯"是表示在主鏈具有改性脂肪酸骨架的聚氨基甲 酸酯樹脂。所謂"芳香族聚氨基甲酸酯"是表示在主鏈具有芳香族基的聚氨基甲酸酯樹脂。 所謂"聚醚聚氨基甲酸酯"是表示在主鏈具有聚醚骨架的聚氨基甲酸酯樹脂。
[0017] 若如上所述地構(gòu)成，則成為可形成密接性與耐熱性更優(yōu)異的膜的水性涂料。
[0018] 本發(fā)明的第3形態(tài)的水性涂料是在所述本發(fā)明的第2形態(tài)的水性涂料中，構(gòu)成所 述聚氨基甲酸酯樹脂微粒子的材料的至少一種是聚碳酸酯聚氨基甲酸酯或聚酯聚氨基甲 酸酯。
[0019] 若如上所述地構(gòu)成，則成為可形成密接性特別優(yōu)異的膜的水性涂料。
[0020] 本發(fā)明的第4形態(tài)的水性涂料是在所述本發(fā)明的第1形態(tài)~第3形態(tài)的任意一個(gè) 形態(tài)的水性涂料中，所述聚氨基甲酸酯樹脂微粒子的平均粒徑為lOnm~500nm。另外，所謂 "平均粒徑為l〇nm~500nm"并不限于一次粒徑，也可為凝聚狀態(tài)的粒徑。
[0021] 若如上所述地構(gòu)成，則聚氨基甲酸酯樹脂微粒子變得容易分散于水中。
[0022] 另外，平均粒徑基于利用激光衍射、散射法的粒度分布測定。亦即，利用夫朗和斐 (Fraunhofer)衍射理論及米氏散射理論的分析，將通過濕式法將粉體自某粒徑分為2部分 時(shí)，粒徑大之側(cè)與粒徑小之側(cè)成為等量（體積基準(zhǔn)）的直徑作為中值粒徑。
[0023] 本發(fā)明的第5形態(tài)的水性涂料是在所述本發(fā)明的第1形態(tài)~第4形態(tài)的任意一個(gè) 形態(tài)的水性涂料中，所述聚氨基甲酸酯樹脂微粒子的使所述聚氨基甲酸酯樹脂微粒子與水 的分散液干燥而所得的固體成分具有_80°C~_20°C的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)。
[0024] 若如上所述地構(gòu)成，則由水性涂料所形成的膜的柔軟性及密接性優(yōu)異。
[0025] 本發(fā)明的第6形態(tài)的水性涂料是在所述本發(fā)明的第1形態(tài)~第5形態(tài)的任意一個(gè) 形態(tài)的水性涂料中，所述斜方晶系的硅酸鹽礦物是堇青石及/或富鋁紅柱石。
[0026] 若如上所述地構(gòu)成，則堇青石及/或富鋁紅柱石特別是遠(yuǎn)紅外線的放出效果高， 因此成為可形成散熱效果更優(yōu)異的膜的水性涂料。
[0027] 本發(fā)明的第7形態(tài)的水性涂料是在所述本發(fā)明的第1形態(tài)~第6形態(tài)的任意一個(gè) 形態(tài)的水性涂料中，進(jìn)一步包含第二填料，所述第二填料由選自由氮化硼、氮化鋁、碳化硅、 二氧化硅、氧化鋁、氧化鋅、氧化鈦、鈦黑及黑鉛所構(gòu)成的群組的至少一種而形成。
[0028] 若如上所述地構(gòu)成，則可使由水性涂料所形成的膜的導(dǎo)熱性提高，因此可使膜的 散熱效果進(jìn)一步提高。
[0029] 本發(fā)明的第8形態(tài)的水性涂料是在所述本發(fā)明的第7形態(tài)的水性涂料中，相對于 聚氨基甲酸酯樹脂微粒子1〇〇重量份而含有5重量份~150重量份的所述第一填料及所述 第二填料，相對于所述第一填料100重量份而言，所述第二填料為1重量份~150重量份， 所述第一填料及所述第二填料是粉末，平均粒徑為〇. 01ym~30ym。另外，所謂"平均粒 徑為0. 01ym~30iim"并不限于一次粒徑，也可為凝聚狀態(tài)的粒徑。
[0030] 若如上所述地構(gòu)成，則平均粒徑為0. 01ym以上，因此導(dǎo)熱率并不變差。而且平均 粒徑為30ym以下，因此所形成的膜的表面并無凹凸，涂液的操作容易，且并不損及與基材 的密接性。
[0031] 本發(fā)明的第9形態(tài)的水性涂料是在所述本發(fā)明的第1形態(tài)~第8形態(tài)的任意一個(gè) 形態(tài)的水性涂料中，干燥后的固體成分的5%質(zhì)量損失溫度為270°C以上。
[0032] 若如上所述地構(gòu)成，則成為可形成耐熱性優(yōu)異的膜的水性涂料，變得可在更高的 溫度范圍內(nèi)使用，因此可用在發(fā)熱量多的構(gòu)件中。
[0033] 本發(fā)明的第10形態(tài)的水性涂料是在所述本發(fā)明的第1形態(tài)~第9形態(tài)的任意一 個(gè)形態(tài)的水性涂料中，包含具有破泡性或抑泡性的消泡劑。
[0034] 若如上所述地構(gòu)成，則可獲得具有將暫時(shí)生成的泡破壞（破泡）或抑制生成泡 (抑泡）的效果的水性涂料。
[0035] 本發(fā)明的第11形態(tài)的散熱構(gòu)件是涂布所述本發(fā)明的第1形態(tài)~第10形態(tài)的任意 一個(gè)形態(tài)的水性涂料之后，進(jìn)行干燥而成的。
[0036] 若如上所述地構(gòu)成，則可通過使容易涂布的水性涂料干燥而容易地形成散熱性優(yōu) 異的膜（例如圖1的散熱構(gòu)件10)。如上所述，本發(fā)明可通過干燥而成膜，因此即使是水性 涂料，與包含需要熱硬化步驟或活性能量線硬化步驟的樹脂的水性涂料相比而言，成膜也 極其容易。
[0037] 本發(fā)明的第12形態(tài)的金屬組件包含金屬組件本體；將所述本發(fā)明的第1形態(tài)~ 第10形態(tài)的任意一個(gè)形態(tài)的水性涂料涂布于所述金屬組件本體上之后，進(jìn)行干燥而形成 的膜。另外，"金屬組件本體"也可為金屬板。而且，"金屬組件本體"可為散熱構(gòu)件，也可其 自身為目標(biāo)制品的組件。
[0038] 若如上所述地構(gòu)成，則傳至金屬組件本體的熱容易傳至膜，進(jìn)一步作為遠(yuǎn)紅外線 而自膜容易地放出。
[0039] 本發(fā)明的第13形態(tài)的金屬組件是在所述本發(fā)明的第12形態(tài)的金屬組件中，所述 金屬組件本體是包含選自由銅、鐵、鎂、鋁及這些的合金所構(gòu)成的群組的至少一種而形成 的。
[0040] 若如上所述地構(gòu)成，則這些金屬的導(dǎo)熱率特別高，因此可使散熱效果提高。
[0041] 本發(fā)明的第14形態(tài)的電子裝置包含：所述本發(fā)明的第12形態(tài)或第13形態(tài)的金屬 組件；具有發(fā)熱部的電子元件；且所述金屬組件的金屬組件本體以與所述發(fā)熱部接觸的方 式配置于所述電子元件上。另外，所謂"發(fā)熱部"是指熱傳遞至金屬組件者。
[0042] 若如上所述地構(gòu)成，則電子元件所具有的熱容易傳至金屬組件，進(jìn)一步作為遠(yuǎn)紅 外線而放出。
[0043] 發(fā)明的效果
[0044] 本發(fā)明的水性涂料是水性，因此容易操作，由所述涂料所形成的膜具有高的散熱 性，另外耐熱性及密接性也優(yōu)異。
【附圖說明】
[0045] 圖1是包含由本申請的水性涂料所形成的膜10及金屬板13的散熱構(gòu)件14的剖 面圖。另外，由本申請的水性涂料所形成的膜10可單獨(dú)作為散熱構(gòu)件10而使用。膜10包 含第一填料11及第二填料12。
[0046] 圖2是表示水性涂料的制備步驟（S01)、及膜的形成步驟（S02、S03)的流程圖。
[0047] 圖3是包含散熱構(gòu)件14的電子組件30的概略剖面圖。
[0048] 圖4是例示作為散熱器的金屬板13的形狀的圖。
[0049] 圖5是在馬達(dá)本體40的外表面41成膜有散熱構(gòu)件10的馬達(dá)50的略圖。
[0050] 圖6是在電池本體60的外表面成膜有散熱構(gòu)件10的電池70的略圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051] 本申請基于2013年4月26號在日本提出申請的日本專利特愿2013-094439號， 其內(nèi)容作為本申請的內(nèi)容而形成本申請的一部分。本發(fā)明可通過以下詳細(xì)的說明而進(jìn)一 步完全理解。本發(fā)明的進(jìn)一步的應(yīng)用范圍可由于以下詳細(xì)的說明而變得明確。然而，詳細(xì) 的說明及特定實(shí)例是本發(fā)明的理想的實(shí)施形態(tài)，僅僅為了說明的目的而記載。對于本領(lǐng)域 的技術(shù)人員而言，應(yīng)明確可根據(jù)所述詳細(xì)說明，在本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更、改 變。申請人并無將所記載的實(shí)施形態(tài)的任意者均提供給公眾的意圖，改變、替代案中的或許 在權(quán)利要求內(nèi)未書面上包含者也在等同原則下作為發(fā)明的一部分。
[0052] 以下，參照圖式對本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)加以說明。另外，在各圖中相互相同或相當(dāng)?shù)?部分附以同一或類似的符號，省略重復(fù)的說明。而且，本發(fā)明并不限制于以下的實(shí)施形態(tài)。
[0053] 〈水性涂料〉
[0054] 本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)的水性涂料包含：聚氨基甲酸酯樹脂微散粒子；由放出遠(yuǎn) 紅外線的斜方晶系硅酸鹽礦物所形成的第一填料；分散所述聚氨基甲酸酯樹脂微散粒子與 所述第一填料的水。
[0055] 〈〈聚氨基甲酸酯樹脂分散粒子〉〉
[0056] 聚氨基甲酸酯樹脂微粒子可列舉選自由聚碳酸酯聚氨基甲酸酯、聚酯聚氨基甲酸 酯、脂肪族聚氨基甲酸酯、脂肪酸改性聚氨基甲酸酯、芳香族聚氨基甲酸酯、聚醚聚氨基甲 酸酯所構(gòu)成的群組的至少一種粒子。
[0057] 聚氨基甲酸酯由于耐熱性、與金屬等的密接性優(yōu)異，因此優(yōu)選，所述聚氨基甲酸酯 可形成耐熱性/密接性特別優(yōu)異的膜因此優(yōu)選。這些中最優(yōu)選的是在聚氨基甲酸酯樹脂微 粒子的構(gòu)成要素中包含聚碳酸酯聚氨基甲酸酯及/或聚酯聚氨基甲酸酯。
[0058] 聚氨基甲酸酯樹脂微粒子的平均粒徑優(yōu)選的是10nm~500nm。更優(yōu)選的是10nm~ 100nm。若平均粒徑為10nm以上，則難以產(chǎn)生在水中的凝聚。而且，若為500nm以下，則變 得可在水中分散。
[0059] 使包含聚氨基甲酸酯樹脂微粒子與水的分散液干燥而所得的固體成分的玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度優(yōu)選的是_80°C~-20°C。更優(yōu)選的是-55°C~-30°C。若玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-80°C 以上，則可維持涂膜強(qiáng)度，因此難以損傷，干燥性優(yōu)異。若為-20°C以下，則由于適度的柔軟 性而獲得裂痕的防止效果。另外，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度越低，由水性涂料所形成的膜與其他物質(zhì) (例如金屬）的密接性越提高，因此優(yōu)選。
[0060] 〈〈斜方晶系硅酸鹽礦物〉〉
[0061] 作為第一填料的斜方晶系硅酸鹽礦物可列舉：富鋁紅柱石、堇青石、頑火輝石、異 極