(57)【要約】  本発明は、両末端にイオン対を有する耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素、およびそれを含む熱伝導性組成物等を提供する。本発明は、脂肪族鎖式飽和炭化水素両末端にイオン対を導入することで、高温環境下においても揮発、熱分解しない高耐熱性と軟質性を兼ね揃えた有機化合物の提供を可能とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
両末端にイオン対を有する耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素。
【請求項２】
前記飽和炭化水素の炭化水素鎖部分の炭素数が１８以上である、請求項１記載の脂肪族鎖式飽和炭化水素。
【請求項３】
前記炭化水素鎖の末端がオニウムイオンであって、さらにその近傍にアニオンが存在する、請求項１または２に記載の脂肪族鎖式飽和炭化水素。
【請求項４】
前記炭化水素鎖末端のオニウムイオンが下記一般式（１）で表される構造を有するものである請求項３記載の脂肪族鎖式飽和炭化水素。
【化１】
2016158842.tif 000017
（式中、Ｒ１〜４はそれぞれ同一または異なって、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシ基、フェニル基、フェニレン基もしくはカルボニル基を有していてもよい炭素数１〜１２の炭化水素または水素原子である。）
【請求項５】
前記対アニオンが下記一般式（２）で表される構造を有するものである請求項３または４に記載の脂肪族鎖式飽和炭化水素。
【化２】
2016158842.tif 000018
（式中、ｍ、ｎは１から８までの整数であり、これらは同一でも異なっていてもよい。）
【請求項６】
下記一般式（３）で表される炭化水素を含有する熱伝導性組成物。
【化３】
2016158842.tif 000019
（式中、Ｒ１〜４はそれぞれ同一または異なって、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシ基、フェニル基、フェニレン基もしくはカルボニル基を有していてもよい炭素数１〜１２の炭化水素または水素原子であり、ｍ、ｎは１から８までの整数であり、それらは同一でも異なっていてもよく、ｚは１８以上の整数である。）
【請求項７】
請求項６記載の熱伝導性組成物を含有する熱接合材料（ＴＩＭ）。
【請求項８】
請求項６記載の熱伝導性組成物を含有する半導体モジュール用熱接合材料（ＴＩＭ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱性有機化合物とそれを用いた組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
脂肪族鎖式飽和炭化水素は、一般に、直鎖型もしくは分岐型、またはその両方の構造を有している。脂肪族鎖式飽和炭化水素は、その構造および分子量によって融点や分解温度、粘度等の物理特性に対して大きく影響を及ぼし、液体状（流動パラフィン）から固体状（パラフィンワックス及びポリエチレンフィラー）の性質を与える。【０００３】
その中でもパラフィンワックスは、常温では軟らかい固体であり、主な成分はノルマルパラフィンの炭素数２０以上の混合物である。パラフィンワックスは、ロウソク、クレヨンのみならず、化成品から医薬品に至るまでその用途範囲は非常に広いものである。しかしながら、高温下では揮発に加え、熱分解による低分子化が進行し、著しく重量が減少することから、潤滑油等の高温下での用途においては不適である。【０００４】
一方、１００℃以下に融点を持ち、かつ、イオンのみからなる、イオン液体の存在が知られている。イオン液体は非常に低い蒸気圧を有する特性があり、不揮発性であること（例えば、非特許文献１）、かつ、分解温度以下では難燃性である特徴を併せ持つ物質である。そのことがイオン液体を多くの用途における代替化合物として興味深いものとしている（非特許文献２）。特に、イオン液体は一般的な分子間引力で結びつく液体分子とは異なり、強弱様々なイオン結合を形成することで熱や酸化に対する安定性を示すことから、これを基油とした潤滑油が提案されている（例えば、特許文献１及び２）。【０００５】
ところで、近年のコンピューターなどの電子機器等に使用されるＩＣチップは、ＳｉチップからＳｉＣ及びＧａＮチップへと高性能化が進むにつれ、それ自身が大量の熱を発生するようになり、チップの温度上昇による動作不良が引き起こされ、熱ストレスが無視できない状況となる。この動作温度の上昇を抑制するための放熱部材が多く提案されているが、機器等の動作時と非動作時に大きな温度差がある場合には、塗工した放熱部材が基盤とヒートシンク間の膨張に追随できず、熱を伝達できないといった問題を生じる。そのため、液状物質である放熱グリースをＩＣチップ搭載のベース基盤とヒートシンクとの間に塗工されることがあるが、常時液状物質であることから繰り返し高温環境下にさらされると、次第に成分の分離を起こしてグリースとしての効果を失うことが少なくない。またそのため、常温では固体であり、高温時には軟化してその追随性を得ようとするパラフィン（脂肪族炭化水素）を主とした熱伝導材料が提案されているが、前述のとおり、パラフィンを成分としているため、長期間高温環境下にさらされると揮発や熱分解によって機能を喪失することが問題となる。こういった状況から、高温環境下で揮発・熱分解せずに、低温から高温まで熱に追随、かつ、高い熱伝導率を示すような熱伝導性組成物の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００５／０３５７０２号
【特許文献２】特開２０１４／１９８７８４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍｕｎ．，（１９９２），９６５−９６７
【非特許文献２】大野弘幸監修、「イオン液体II−驚異的な進歩と多彩な近未来Ｉｏｎｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  II−Ｍａｒｖｅｌｏｕｓ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ  ａｎｄ  Ｃｏｌｏｅｆｕｌ  Ｎｅａｒ  Ｆｕｔｕｒｅ」、株式会社シーエムシー出版（２００６年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来の放熱グリースに用いられるような軟質状有機化合物とは異なり、高温環境下においても揮発、熱分解を生じないパラフィン等のような低融点かつ軟質な脂肪族鎖式飽和炭化水素を提供する。また、昇降温時における発熱部品と放熱部品のそれぞれ、あるいは両者間に生じる歪みに追随して硬さが変化し得る、上記脂肪族鎖式飽和炭化水素を含有する熱伝導性組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、イオン対を末端導入した脂肪族鎖式飽和炭化水素が高温環境下においても揮発、熱分解を生じず、高い耐熱性を有していることを見出した。また、それを用いた熱伝導性組成物が熱接合材料（以下、「ＴＩＭ」と記すこともある。）として好適な物性を示すことを見出した。【００１０】
具体的には、単純な脂肪族鎖式飽和炭化水素の両末端にイオン対を導入することにより、イオン対を導入しない脂肪族鎖式飽和炭化水素に比べて耐熱性が遥かに優れた特性と軟質性を兼ね揃えた有機化合物となることを見出した。さらに、イオン対を末端導入した脂肪族鎖式飽和炭化水素の少なくとも１種以上を、アルミニウム、六方晶窒化ホウ素、酸化アルミニウム等の熱伝導性フィラー類と混合することにより、熱歪みに追随して硬さが変化し得る耐熱性に優れた熱伝導性組成物となることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１１】
すなわち本発明は以下の通りである。【００１２】
１）両末端にイオン対を有する耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素。【００１３】
２）前記飽和炭化水素の炭化水素鎖部分の炭素数が１８以上である、１）記載の脂肪族鎖式飽和炭化水素。【００１４】
３）前記炭化水素鎖の末端がオニウムイオンであって、さらにその近傍にアニオンが存在する、１）または２）に記載の脂肪族鎖式飽和炭化水素。【００１５】
４）前記炭化水素鎖末端のオニウムイオンが下記一般式（１）で表される構造を有するものである３）記載の脂肪族鎖式飽和炭化水素。【００１６】
【化１】
2016158842.tif 000002
【００１７】
（式中、Ｒ１〜４はそれぞれ同一または異なって、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシ基、フェニル基、フェニレン基もしくはカルボニル基を有していてもよい炭素数１〜１２の炭化水素または水素原子である。）
５）前記対アニオンが下記一般式（２）で表される構造を有するものである３）または４）に記載の脂肪族鎖式飽和炭化水素。【００１８】
【化２】
2016158842.tif 000003
【００１９】
（式中、ｍ、ｎは１から８までの整数であり、これらは同一でも異なっていてもよい。）
６）下記一般式（３）で表される炭化水素を含有する熱伝導性組成物。【００２０】
【化３】
2016158842.tif 000004
【００２１】
（式中、Ｒ１〜４はそれぞれ同一または異なって、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシ基、フェニル基、フェニレン基もしくはカルボニル基を有していてもよい炭素数１〜１２の炭化水素または水素原子であり、ｍ、ｎは１から８までの整数であり、それらは同一でも異なっていてもよく、ｚは１８以上の整数である。）
７）６）記載の熱伝導性組成物を含有する熱接合材料（ＴＩＭ）。【００２２】
８）６）記載の熱伝導性組成物を含有する半導体モジュール用熱接合材料（ＴＩＭ）。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素は、揮発、熱分解が容易に起こる脂肪族鎖式飽和炭化水素を主骨格としながらも高い耐熱性に優れた物質である。そのため、高温環境下でも分解しない熱伝導性組成物の樹脂成分としてＴＩＭに好適に使用することが可能である。特に、アルミニウム、六方晶窒化ホウ素、酸化アルミニウム等の熱伝導性フィラー類と併用することで優れた放熱性能を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１の耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素の熱重量測定結果。
【図２】実施例２の耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素の熱重量測定結果。
【図３】比較例２の脂肪族鎖式飽和炭化水素の熱重量測定結果。
【図４】実施例１の耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素と比較例２の脂肪族鎖式飽和炭化水素の耐熱性試験結果。
【図５】実施例４の熱伝導性組成物の耐熱性試験結果。
【図６】実施例５の熱伝導性組成物の耐熱性試験結果。
【図７】実施例７の熱伝導性組成物の耐熱性試験結果。
【図８】比較例４の熱伝導性組成物の耐熱性試験結果。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明について詳細に説明する。
［耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素］
（合成方法）
本発明の一実施形態における熱伝導性組成物用イオン液体の合成方法は、下記のステップを含む。
【００２６】
ステップ１；窒素雰囲気下、アルカノール−１−ハライド、４−ジメチルアミノピリジン、ジクロロメタンおよびトリエチルアミンを混合した後、氷浴下０℃でｐ−トルエンスルホニルクロリド加え、０℃から室温まで徐々に昇温しながら２４時間攪拌して反応させる。副生成物であるトリエチルアミン塩酸塩を除去し、反応液に飽和食塩水を加えてジクロロメタンで抽出、飽和食塩水で洗浄し、溶剤を減圧下留去し、粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付して精製されたアルキル−ｐ−トルエンスルホナート−１−ハライドを得る。
【００２７】
【化４】
2016158842.tif 000005
【００２８】
ここで、ｍは１以上の整数であり、Ｘは塩素原子あるいは臭素原子である。
【００２９】
本発明では、（１）アルカノール−１−ハライドとｐ−トルエンスルホニルクロリドとを完全に反応させればよく、反応時間が２４時間であることに限定されないこと、（２）当該反応は不活性ガス雰囲気において行われればよく、窒素ガスまたはアルゴンガスの雰囲気に限定されないこと、および、（３）粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することに限定することなく、当該技術分野におけるそのほかの方法を用いてアルキル−ｐ−トルエンスルホナート−１−ハライドを精製してもよいことが理解されるべきである。
【００３０】
ステップ２；窒素雰囲気下、ステップ１で合成したアルキル−ｐ−トルエンスルホナート−１−ハライド、塩化銅（II）、１−フェニルプロピンおよび脱水テトラヒドロフランを混合した後、氷浴下０℃でペンタメチレンビス（マグネシウムブロミド）−テトラヒドロフラン溶液を徐々に加え、０℃から室温まで徐々に昇温しながら２４時間攪拌して反応させる。反応終了後、氷浴下０℃で５％塩酸を加えて室温まで昇温し、飽和塩化アンモニウム水溶液を加えて水層が青色になるまで攪拌する。分取した有機層を５％塩酸と飽和塩化アンモニウム水溶液で洗浄し、溶剤を減圧下留去し、アルキル−１，ｎ−ジハライドの粗生成物を得る。
【００３１】
【化５】
2016158842.tif 000006
【００３２】
ここで、ｍは１以上の整数で、ｎは７以上の整数であり、Ｘは塩素原子あるいは臭素原子である。
【００３３】
本発明では、（１）アルキル−ｐ−トルエンスルホナート−１−ハライドとペンタメチレンビス（マグネシウムブロミド）とを完全に反応させればよく、反応時間が２４時間であることに限定されないこと、および、（２）当該反応は不活性ガス雰囲気においておこなわれればよく、窒素ガスまたはアルゴンガスの雰囲気に限定されないことが理解されるべきである。また、（３）当該反応におけるｐ−トルエンスルホニル基は非常に良い脱離基であるため、Ｃｌ基あるいはＢｒ基が混在している状況でも高選択的にグリニャール反応が進行することから、精製することなくアルキル−１，ｎ−ジハライドが得られることを理解されるべきである。さらに、（４）アルキル−１，ｎ−ジハライドは市販されているものもあり、その場合は購入したものを用いてもよいことも理解されるべきである。
【００３４】
ステップ３；ステップ２で合成したアルキル−１，ｎ−ジハライド、オニウムイオン源（アミン類、ホスフィン類、スルフィド類等）および反応溶剤を混合した後、４８時間加熱還流して反応させる。反応終了後、溶剤を減圧下留去し、残渣をオニウムイオン源のみが溶解する溶剤で洗浄して１，ｎ−アルカンジイルビス（オニウムハライド）を得る。さらに、室温下で蒸留水を加えて懸濁させたところに、金属塩水溶液を加えて２４時間攪拌して反応させる。反応終了後、沈殿物あるいは有機物層を蒸留水で洗浄し、加熱しながら減圧乾燥して、１，ｎ−アルカンジイルビス（オニウムアニオン）を得る。
【００３５】
【化６】
2016158842.tif 000007
【００３６】
ここで、ｎは４以上の整数であり、Ｍは窒素原子、リン原子もしくは硫黄原子であって、それらは同一でも異なっていてもよく、かつ、上記の原子を含む構造体であり、Ｘは塩素原子あるいは臭素原子である。また、２段階目の反応の金属塩はリチウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩およびカリウム塩であって、Ａ−は塩化物イオン、臭化物イオンおよびヨウ化物イオン以外のアニオンである。
【００３７】
本発明では、（１）１段階目のオニウムイオン化反応が一般的な反応であり、オニウムイオン源の構造に限定されないこと、（２）アルキル−１，ｎ−ジハライドとオニウムイオン源とを完全に反応させればよく、反応時間が４８時間であることに限定されないこと、および、（３）当該反応は加熱下で均一に伝熱、攪拌されればよく、必ずしも溶剤を必要としないことが理解されるべきである。
【００３８】
（分子構造）
本発明の耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素は、その両末端にイオン対を有することを特徴とする。本発明の耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素は、その両末端にイオン対を有することにより、高温環境下においても揮発、熱分解を生じず、高い耐熱性を有するという効果を奏する。
【００３９】
本発明の脂肪族鎖式飽和炭化水素は、両末端にイオン対を有さない通常の脂肪族鎖式飽和炭化水素と比べてより高い耐熱性を有する。耐熱性は、例えば、後述する〔物理的性質〕に関する試験や、〔耐熱性試験〕により評価され得る。
【００４０】
〔物理的性質〕に関する試験において、本発明の耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素は、揮発することなく、分解点（３５０℃以上）まで安定に存在する。本発明の耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素の分解点は、好ましくは２５０℃以上、より好ましくは３００℃以上、さらに好ましくは、３５０℃以上である。
【００４１】
一方、〔耐熱性試験〕において、１７０℃空気雰囲気下で試験されたとき、本発明の耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素は、好ましくは１００時間以上、より好ましくは３００時間以上、さらに好ましくは４００時間以上、とりわけ好ましくは５００時間以上の間、大きな重量の減少なく安定に維持される。
【００４２】
本発明の耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素は、具体的には、下記一般式（４）に表される構造からなる。
【００４３】
【化７】
2016158842.tif 000008
【００４４】
式中ｎは４以上の整数であって、好ましくは１７以上の整数、より好ましくは１８以上の整数、さらに好ましくは２９以上の整数である。
【００４５】
また、式中Ｍは窒素原子、酸素原子、リン原子および硫黄原子の少なくとも１つを含む構造体であるが、その好ましい様態について後述する。
【００４６】
また、式中Ａ−は塩化物イオン、臭化物イオンおよびヨウ化物イオン以外のアニオンであれば特に限定されないが、その好ましい態様について後述する。
【００４７】
上記一般式（４）においてオニウムイオン部位（すなわち、一般式（４）のＭ＋の部位）は、下記一般式（５）または上記一般式（１）で表される構造の中から選ばれることが好ましい。
【００４８】
【化８】
2016158842.tif 000009
【００４９】
式中Ｒ１〜３はそれぞれ水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシ基、フェニル基、フェニレン基もしくはカルボニル基を有していてもよい炭素数１〜１２の炭化水素または水素原子である。炭化水素が前記の置換基で置換される場合、それぞれの置換基は、同一であっても異なっていてもよい。さらに言えば、Ｒ１〜３は、耐熱性の観点から、炭素数１〜１０の炭化水素であることが好ましい。
【００５０】
Ｒ１〜３は、特に好ましくは、炭素数１のメチル基である。
【００５１】
上記一般式（４）のオニウムイオン部位は、上記一般式（５）において、耐熱性の観点から、イミダゾリウム、ピリジニウムまたはホスホニウムであることが好ましい。さらにいえば、上記一般式（４）のオニウムイオン部位は、イミダゾリウムであることが特に好ましい。
【００５２】
一方、上記一般式（４）のオニウムイオン部位として、上記一般式（１）が選ばれる場合、上記一般式（１）は、式中、Ｒ１〜４はそれぞれ同一または異なって、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシ基、フェニル基、フェニレン基もしくはカルボニル基を有していてもよい炭素数１〜１２の炭化水素または水素原子である。炭化水素が前記の置換基で置換される場合、それぞれの置換基は、同一であっても異なっていてもよい。さらに言えば、Ｒ１〜４は、耐熱性の観点から、炭素数１〜１０の炭化水素であることが好ましい。
【００５３】
Ｒ１〜４は、特に好ましくは、Ｒ１が水素原子、Ｒ２がメチル基、Ｒ３が水素原子、およびＲ４が水素原子である。
【００５４】
上記一般式（４）において、Ｍ＋で示されるオニウムイオンは、脂肪族鎖式飽和炭化水素の両末端において、同一であってもよく、それぞれ異なっていてもよい。好ましくは、Ｍ＋で示されるオニウムイオンは、脂肪族鎖式飽和炭化水素の両末端において、イミダゾリウムイオンである。
【００５５】
上記一般式（４）において、Ａ−で示されるアニオンは、下記一般式（２）で表される構造を有するアニオンの中から選ばれることが好ましい。
【００５６】
【化９】
2016158842.tif 000010
【００５７】
式中ｍおよびｎは１から８までの整数であり、それらは同一でも異なっていてもよく、好ましくは、ｍおよびｎはそれぞれ１である。
【００５８】
上記一般式（２）で表される構造を有するアニオンとしては、例えば、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミド、ビス（ヘプタフルオロプロパンスルホニル）イミド、ビス（ノナフルオロブタンスルホニル）イミド、ビス（ウンデカフルオロペンタンスルホニル）イミド、ビス（トリデカフルオロヘキサンスルホニル）イミド、ビス（ヘプタデカフルオロオクタンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホニル（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホニル（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホニル（ヘプタフルオロプロパンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホニル（ノナフルオロブタンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホニル（ウンデカフルオロペンタンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホニル（トリデカフルオロヘキサンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホニル（ヘプタデカフルオロオクタンスルホニル）イミド、ペンタフルオロエタンスルホニル（ヘプタフルオロプロパンスルホニル）イミド、ペンタフルオロエタンスルホニル（ノナフルオロブタンスルホニル）イミド、ペンタフルオロエタンスルホニル（トリデカフルオロヘキサンスルホニル）イミド、ペンタフルオロエタンスルホニル（ヘプタデカフルオロオクタンスルホニル）イミド、ヘプタフルオロプロパンスルホニル（ノナフルオロブタンスルホニル）イミド、ノナフルオロブタンスルホニル（トリデカフルオロヘキサンスルホニル）イミド、ノナフルオロブタンスルホニル（ヘプタデカフルオロオクタンスルホニル）イミド、トリデカフルオロヘキサンスルホニル（ヘプタデカフルオロオクタンスルホニル）イミドが挙げられる。
【００５９】
これらの中でも、耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素の耐熱性の観点から、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホニル（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミドが好ましく、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドが特に好ましい。
【００６０】
上記一般式（２）で表される構造を有するアニオン以外のアニオンとしては、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＲＳＯ３−、ＲＣＯ２−、ＮＯ３−、ＢＦ４−、ＰＦ６−、ＳＣＮ−，Ｎ（ＣＮ）−、Ｃ（ＣＮ）３−、ＰＦ３（Ｃ２Ｆ５）３−、Ｂ（Ｃ２Ｏ４）２−、Ｂ（ＣＮ）４−、Ｂ（Ｃ６Ｈ５）４−等が知られている。これらのアニオンは高度に共役した分子構造ではなく、上記一般式（２）で表される構造を有するアニオンに比べて熱安定性に劣るおそれがあるため、上記一般式（２）で表される構造を有するアニオンがより好ましく用いられる。
【００６１】
上記一般式（４）において、Ａ−で示されるアニオンは、脂肪族鎖式飽和炭化水素の両末端において、同一であってもよく、それぞれ異なっていてもよい。好ましくは、Ａ−で示されるアニオンは、脂肪族鎖式飽和炭化水素の両末端において、同一である。
【００６２】
本発明において、上記一般式（４）に表される構造からなる耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素は、好ましくは、下記一般式（３）で表される炭化水素であり得る。
【００６３】
【化１０】
2016158842.tif 000011
【００６４】
上記一般式（３）で表される炭化水素において、式中、Ｒ１〜４はそれぞれ同一または異なって、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシ基、フェニル基、フェニレン基もしくはカルボニル基を有していてもよい炭素数１〜１２の炭化水素または水素原子である。炭化水素が前記の置換基で置換される場合、それぞれの置換基は、同一であっても異なっていてもよい。さらに言えば、Ｒ１〜４は、耐熱性の観点から、炭素数１〜１０の炭化水素であることが好ましい。Ｒ１〜４は、特に好ましくは、Ｒ１が水素原子、Ｒ２がメチル基、Ｒ３が水素原子、およびＲ４が水素原子である。
【００６５】
また、式中ｍ、ｎは１から８までの整数であり、それらは同一でも異なっていてもよく、好ましくは、ｍおよびｎはそれぞれ１である。
【００６６】
さらに、式中ｚは１８以上の整数であって、好ましくは２９以上の整数であるがこれらに限定されない。
【００６７】
［熱伝導性組成物］
本発明の一実施形態における熱伝導性組成物およびその調製方法について、詳細に説明する。
【００６８】
本発明の熱伝導性組成物は、樹脂成分と任意の量の熱伝導性フィラー類から構成され、高温環境下において重量減少がなく、さらに高い熱伝導率を示すことを特徴とする。
【００６９】
本発明の熱伝導性組成物は、両末端にイオン対を有さない通常の脂肪族鎖式飽和炭化水素を含有する熱伝導性組成物と比べてより高い耐熱性および熱伝導率を有する。耐熱性および熱伝導率は、例えば、後述する〔耐熱性試験〕や、〔熱伝導率〕に関する試験により評価され得る。
【００７０】
〔耐熱性試験〕において、１７０℃空気雰囲気下で試験されたとき、本発明の熱伝導性組成物は、好ましくは１００時間以上、より好ましくは３００時間以上、さらに好ましくは４００時間以上、とりわけ好ましくは５００時間以上の間、大きな重量の減少なく安定に維持される。
【００７１】
一方、〔熱伝導率〕に関しては、後述する。
【００７２】
（樹脂成分）
本発明の熱伝導性組成物の一部を構成する樹脂成分は、上記した耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素（好ましくは、上記一般式（３）で表される炭化水素）と、下記一般式（６）に表されるイオン液体とを任意の比率で混合した混合物であってもよい。
【００７３】
【化１１】
2016158842.tif 000012
【００７４】
式中Ｚ＋はオニウムイオン、Ａ−はアニオンである。
上記一般式（６）においてＺ＋は、下記一般式（７）で表される構造の中から選ばれることが好ましい。
【００７５】
【化１２】
2016158842.tif 000013
【００７６】
式中Ｒ１〜４はそれぞれ水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシ基、フェニル基、フェニレン基もしくはカルボニル基を有していてもよい炭素数１〜１２の炭化水素または水素原子である。炭化水素が前記の置換基で置換される場合、それぞれの置換基は、同一であっても異なっていてもよい。さらに言えば、Ｒ１〜４は、耐熱性の観点から、炭素数１〜１０の炭化水素であることが好ましい。
【００７７】
Ｒ１〜４は、特に好ましくは、炭素数１のメチル基である。
【００７８】
上記一般式（６）のオニウムイオン部位は、上記一般式（７）において、耐熱性の観点から、イミダゾリウム、ピリジニウムまたはホスホニウムであることが好ましい。さらにいえば、上記一般式（６）のオニウムイオン部位は、イミダゾリウムであることが特に好ましい。
【００７９】
上記一般式（６）において、Ａ−で示されるアニオンは、上記一般式（２）で表される構造を有するアニオンの中から選ばれることが好ましい。
【００８０】
上記一般式（２）で表される構造を有するアニオンとしては、例えば、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミド、ビス（ヘプタフルオロプロパンスルホニル）イミド、ビス（ノナフルオロブタンスルホニル）イミド、ビス（ウンデカフルオロペンタンスルホニル）イミド、ビス（トリデカフルオロヘキサンスルホニル）イミド、ビス（ヘプタデカフルオロオクタンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホニル（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホニル（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホニル（ヘプタフルオロプロパンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホニル（ノナフルオロブタンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホニル（ウンデカフルオロペンタンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホニル（トリデカフルオロヘキサンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホニル（ヘプタデカフルオロオクタンスルホニル）イミド、ペンタフルオロエタンスルホニル（ヘプタフルオロプロパンスルホニル）イミド、ペンタフルオロエタンスルホニル（ノナフルオロブタンスルホニル）イミド、ペンタフルオロエタンスルホニル（トリデカフルオロヘキサンスルホニル）イミド、ペンタフルオロエタンスルホニル（ヘプタデカフルオロオクタンスルホニル）イミド、ヘプタフルオロプロパンスルホニル（ノナフルオロブタンスルホニル）イミド、ノナフルオロブタンスルホニル（トリデカフルオロヘキサンスルホニル）イミド、ノナフルオロブタンスルホニル（ヘプタデカフルオロオクタンスルホニル）イミド、トリデカフルオロヘキサンスルホニル（ヘプタデカフルオロオクタンスルホニル）イミドが挙げられる。
【００８１】
これらの中でも、耐熱性と耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素との相溶性の観点から、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホニル（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミドが好ましく、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドが特に好ましい。
【００８２】
上記一般式（２）で表される構造を有するアニオン以外のアニオンとしては、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＲＳＯ３−、ＲＣＯ２−、ＮＯ３−、ＢＦ４−、ＰＦ６−、ＳＣＮ−，Ｎ（ＣＮ）−、Ｃ（ＣＮ）３−、ＰＦ３（Ｃ２Ｆ５）３−、Ｂ（Ｃ２Ｏ４）２−、Ｂ（ＣＮ）４−、Ｂ（Ｃ６Ｈ５）４−等が知られている。これらのアニオンは高度に共役した分子構造ではなく、上記一般式（２）で表される構造を有するアニオンに比べて熱安定性に劣るおそれがあるため、上記一般式（２）で表される構造を有するアニオンがより好ましく用いられる。
【００８３】
（熱伝導性フィラー）
本発明において用いられる熱伝導性フィラーとしては、市販されている一般的な良熱伝導性充填材を用いることができる。その中でも、熱伝導率、入手性、絶縁性、充填性、毒性等種々の観点から、グラファイト（例えば、球状化グラファイト）、ダイヤモンド等の炭素化合物、酸化アルミニウム（例えば、α−アルミナ（例えば、丸み状あるいは球状のα−アルミナ））、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムおよび酸化亜鉛等の金属酸化物、窒化ホウ素（例えば、六方晶窒化ホウ素（例えば、球状六方晶窒化ホウ素））、窒化アルミニウムおよび窒化ケイ素等の金属窒化物、炭化ホウ素、炭化アルミニウムおよび炭化ケイ素等の金属炭化物、アクリロニトリル系ポリマー焼成物、フラン樹脂焼成物、クレゾール樹脂焼成物、ポリ塩化ビニル焼成物、砂糖の焼成物および木炭の焼成物等の有機性ポリマー焼成物、Ｚｎフェライトとの複合フェライト（例えば、Ｍｎ−Ｚｎ系ソフトフェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系ソフトフェライト）、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系三元合金（例えば、球状Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系三元合金）、鉄ニッケル合金、金属粉末（例えば、カルボニル鉄）、結晶性シリカ等が好ましく挙げられる。
【００８４】
さらに、入手性や熱伝導性の観点から、グラファイト、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素および結晶性シリカが好ましく、グラファイト、α−アルミナ、六方晶窒化ホウ素、窒化アルミニウム、Ｍｎ−Ｚｎ系ソフトフェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系ソフトフェライト、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系三元合金、カルボニル鉄および鉄ニッケル合金がより好ましく、球状化グラファイト、丸み状あるいは球状のα−アルミナ、球状六方晶窒化ホウ素、窒化アルミニウム、Ｍｎ−Ｚｎ系ソフトフェライト、Ｎｉ−Ｚｎ系ソフトフェライト、球状Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系三元合金およびカルボニル鉄が特に好ましい。
【００８５】
また、これらの熱伝導性充填材は、樹脂に対する分散性を向上させる観点から、シランカップリング剤（ビニルシラン、エポキシシラン、（メタ）アクリルシラン、イソシアナートシラン、クロロシラン、アミノシラン等）、チタネートカップリング剤（アルコキシチタネート、アミノチタネート等）、脂肪酸（カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸等の飽和脂肪酸、ソルビン酸、エライジン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エルカ酸等の不飽和脂肪酸等）、樹脂酸（アビエチン酸、ピマル酸、レボピマール酸、ネオアピチン酸、パラストリン酸、デヒドロアビエチン酸、イソピマール酸、サンダラコピマール酸、コルム酸、セコデヒドロアビエチン酸、ジヒドロアビエチン酸等）等により、表面が処理されたものであってもよい。
【００８６】
このような熱伝導性充填材の使用量としては、本発明の熱伝導性組成物の熱伝導率を高くすることができる観点から、熱伝導性充填材の容積率（％）（本明細書において、「ｖｏｌ％」と記すこともある。）が全組成物中の２５容量％以上となることが好ましい。２５容量％よりも少ない場合には、熱伝導性が十分でなくなる傾向がある。さらに高い熱伝導率を望む場合は、熱伝導性充填材の使用量を、全組成物中の４０容量％以上にすることがより好ましい。本発明の熱伝導性組成物は、５５．０ｖｏｌ％以上、６５．０ｖｏｌ％以上、７２．１ｖｏｌ％以上の極めて高い熱伝導性充填材の使用量でも、軟らかいシートを形成することが可能であり、かつ、高い熱伝導率を達成することができる。
【００８７】
なお、熱伝導性充填材の使用量の上限は、本発明の熱伝導性組成物において、軟らかいシートを形成することが可能であり、かつ、高い熱伝導率を達成できる限り特に限定されない。
【００８８】
ここで熱伝導性フィラーの容積率（％）とは、樹脂分および熱伝導性フィラーのそれぞれの重量比率と比重から算出されるものであり、下式より求められる。なお、下式（１）においては、熱伝導性フィラーを「充填材」と記載した。
【００８９】
充填材容積率（％）＝（充填材重量比率／充填材比重）／［（樹脂分量比率／樹脂分比重）＋（充填材重量比率／充填材比重）］×１００
ここで、樹脂分とは、熱伝導性充填材を除いた全成分を指す。
【００９０】
また、樹脂に対する熱伝導性充填材の充填率を高めるひとつの手法として、粒子径の異なる熱伝導性フィラーを２種類以上併用することが好適である。この場合、粒子径の最も大きい熱伝導性フィラーと、粒子径の最も小さい熱伝導性フィラーとの粒子径比を１０／１程度とすることが好ましいが、この限りではない。
【００９１】
また、これら熱伝導性フィラーは、同一種類の熱伝導性フィラーだけでなく、種類の異なる２種以上を併用することもできる。また、本発明の効果を妨げない程度に、熱伝導性フィラー以外の各種充填材を必要に応じて用いてもよい。熱伝導性フィラー以外の各種充填材としては、特に限定されないが、木粉、パルプ、木綿チップ、アスベスト、ガラス繊維、炭素繊維、マイカ、クルミ殻粉、もみ殻粉、ケイソウ土、白土、シリカ（ヒュームドシリカ、沈降性シリカ、溶融シリカ、ドロマイト、無水ケイ酸、非晶質球形シリカ等）、カーボンブラックといった補強性充填材、ケイソウ土、焼成クレー、クレー、タルク、酸化チタン、ベントナイト、有機ベントナイト、酸化第二鉄、アルミニウム微粉末、フリント粉末、活性亜鉛華、亜鉛粉末、炭酸亜鉛およびシラスバルーン、ＰＶＣ粉末、ＰＭＭＡ粉末といった樹脂粉末等の充填材、石綿、ガラス繊維およびガラスフィラメント、炭素繊維、ケブラー繊維、ポリエチレンファイバー等の繊維状充填材等が挙げられる。これら充填材のうちでは沈降性シリカ、ヒュームドシリカ、溶融シリカ、ドロマイト、カーボンブラック、酸化チタン、タルク等が好ましい。なお、これら充填材の中には、わずかに熱伝導性フィラーとしての機能を有しているものもあり、また、炭素繊維、各種金属粉、各種金属酸化物、各種有機繊維のように、組成、合成方法、結晶化度、結晶構造によっては優れた熱伝導性フィラーとして使用可能となるものもある。
【００９２】
（添加剤）
本発明における熱伝導性組成物は、耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素、希釈用イオン液体および熱伝導性フィラーを少なくとも含有する組成物が用いられる。これらのほかに必要に応じて、耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素および希釈用イオン液体の熱老化防止剤、可塑剤、増量剤、チクソ性付与剤、接着性付与剤、脱水剤、カップリング剤、難燃剤、充填剤、溶剤、等が添加されていてもよい。
【００９３】
［熱伝導性組成物の熱伝導率］
熱伝導性組成物は熱を効果的に外部に伝える必要がある。熱伝導率は具体的には０．９Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、好ましくは１．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上、さらに好ましくは２．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であるとよい。なお、熱伝導率の上限は、本発明の熱伝導性組成物において望まれる熱伝導を達成できる限り特に限定されない。このような熱伝導性組成物を用いることにより、発熱体が空気と接触している場合と比較して、発熱体の熱を効率よく逃がすことが可能となる。熱伝導性組成物の熱伝導率測定は、京都電子工業株式会社製ホットディスク法熱物性率測定装置（ＴＰＡ−５０１）を用い、厚み３ｍｍで１５ｍｍ×１５ｍｍ角のシート状サンプル２つでセンサーを上下から挟む方法にて２３℃で測定した。
【実施例】
【００９４】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこの実施例によって何ら制限を受けるものではない。【００９５】
［耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素の合成］
（実施例１）
ステップ１；窒素雰囲気下、メカニカルスターラーと温度計を取り付けた５００ｍＬ三つ口フラスコに、ジクロロメタン（５０ｍＬ）、１−ブロモドデカノール（６５．５ｇ、２４７ｍｍｏｌ）、４−ジメチルアミノピリジン（２８７ｍｇ、２．３５ｍｍｏｌ）およびトリエチルアミン（１７２ｍＬ、１．２３ｍｏｌ）の順序で加えて溶解させた。混合溶液を氷浴下０℃に冷却し、ｐ−トルエンスルホニルクロリド（５３．２ｇ、２７９ｍｍｏｌ）を系中温度１０℃以下に保ちながら少量ずつ加えた。添加後、０℃から室温まで徐々に昇温しながら２４時間攪拌した。反応終了後、副生成物であるトリエチルアミン塩酸塩を濾過分別し、濾液に飽和食塩水（２００ｍＬ）を加え、ジクロロメタン（５０ｍＬ×３）で抽出した。抽出した有機層を飽和食塩水（１００ｍＬ×３）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。硫酸マグネシウムを濾過分別、濾液から溶剤を減圧下留去して粗生成物（８０．４ｇ）を得た。粗成成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに付し、トルエン留分より白色固体の１−ブロモドデシル−ｐ−トルエンスルホナート（７５．６ｇ、１８０ｍｍｏｌ、収率７３％）を得た。【００９６】
ステップ２；窒素雰囲気下、メカニカルスターラー、温度計および１００ｍＬ側管付滴下ロートを取り付けた５００ｍＬ三つ口フラスコに、脱水テトラヒドロフラン（５２ｍＬ）、１−ブロモドデシル−ｐ−トルエンスルホナート（２０．０ｇ、５５．０ｍｍｏｌ）、塩化銅（II）（１７６ｍｇ、１．３１ｍｍｏｌ）および１−フェニルプロピン（６０９ｍｇ、５．２４ｍｍｏｌ）の順序で加えて溶解させた。混合溶液を氷浴下０℃に冷却し、１００ｍＬ側管付滴下ロートからペンタメチレンビス（マグネシウムブロミド）−テトラヒドロフラン溶液（５５ｍＬ、２７．５ｍｍｏｌ、０．５Ｍ）を系中温度１０℃以下に保ちながら徐々に加えた。添加後、０℃から室温まで徐々に昇温しながら２４時間攪拌した。反応終了後、氷浴下で０℃に冷却し、５％塩酸（１５０ｍＬ）をゆっくりと加えて室温まで昇温し、さらに飽和塩化アンモニウム水溶液（１００ｍＬ）を加えて水層が青色になるまで攪拌した。分液ロートで有機層と水層に分け、水層をトルエン（５０ｍＬ×３）で抽出した。分取した有機層とトルエン抽出物を混合し、５％塩酸（１５０ｍＬ）と飽和塩化アンモニウム水溶液（１５０ｍＬ×２）の順序で洗浄、硫酸マグネシウムで乾燥した。硫酸マグネシウムを濾過分別、濾液から溶剤を減圧下留去して１，２９−ジブロモノナコサン（粗生成物として１５．７ｇ、理論収量１５．６ｇ）を得た（精製せずにそのまま次反応に用いた）。【００９７】
ステップ３；ジムロートを取り付けた２００ｍＬ三つ口フラスコに、１，２９−ジブロモノナコサン（１５．７ｇ）、テトラヒドロフラン（１０ｍＬ）および１−メチルイミダゾール（５．０２ｇ、６１．１ｍｍｏｌ）の順序で加え、７０−８０℃で４２時間加熱還流した。室温まで放冷した後、溶剤を減圧下留去、ｎ−ヘキサン（１００ｍＬ）を加えて固化沈殿させた。沈殿物を濾過分取、ｎ−ヘキサンで洗浄後、６０℃で減圧乾燥し、１，１’−（１，２９−ノナコサンジイル）ビス（３−メチル−２Ｈ−イミダゾリウムブロミド）（粗生成物として１９．０ｇ、理論収量２０．３ｇ）を得た（精製せずにそのまま次反応へ用いた）。続いて、３００ｍＬナス型フラスコに１，１’−（１，２９−ノナコサンジイル）ビス（３−メチル−２Ｈ−イミダゾリウムブロミド）（１０ｇ）および蒸留水（１５０ｍＬ）を加え懸濁させた。室温下、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニルイミド）水溶液（４．５ｍＬ、６．４Ｍ）をゆっくりと加え、２４時間攪拌した。反応終了後、沈殿物を蒸留水で洗浄、１３０℃で減圧乾燥し、１，１’−（１，２９−ノナコサンジイル）ビス［３−メチル−２Ｈ−イミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニルイミド）］（１０．６ｇ、理論収量１５．５ｇ、比重１．２６）を得た。【００９８】
（実施例２）
ステップ１；実施例１の耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素の合成ステップ１において、ジクロロメタン（３８ｍＬ）、１−クロロヘキサノール（２５．３ｇ、１８５ｍｍｏｌ）、４−ジメチルアミノピリジン（２１５ｍｇ、１．７６ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン（１２９ｍＬ、０．９２ｍｏｌ）およびｐ−トルエンスルホニルクロリド（３９．８ｇ、２０９ｍｍｏｌ）を用いたこと以外は同様に操作して１−クロロヘキシル−ｐ−トルエンスルホナート（５３．７ｇ、１８４ｍｍｏｌ、収率９９％）を得た。【００９９】
ステップ２；実施例１の耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素の合成ステップ２において、脱水テトラヒドロフラン（１００ｍＬ）、１−クロロヘキサシル−ｐ−トルエンスルホナート（３０．５ｇ、１０５ｍｍｏｌ）、塩化銅(II)（３３６ｍｇ、２．５０ｍｍｏｌ）、１−フェニルプロピン（１．１６ｇ、１０．０ｍｍｏｌ）、ペンタメチレンビス（マグネシウムブロミド）−テトラヒドロフラン溶液（１００ｍＬ、５０．０ｍｍｏｌ）、クエンチに使用する５％塩酸（１００ｍＬ）と飽和塩化アンモニウム水溶液（１００ｍＬ）、抽出に使用するトルエン（３０ｍＬ×３）、洗浄に使用する５％塩酸（１５０ｍＬ）と飽和塩化アンモニウム水溶液（１００ｍＬ×２）を用いたこと以外は同様に操作して１,１７−ジクロロヘプタデカン（粗生成物として１４．８ｇ、理論収量１５．５ｇ）を得た。【０１００】
ステップ３；実施例１の耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素の合成ステップ３において、１,１７−ジクロロヘプタデカン（１２．０ｇ）、テトラヒドロフラン（７ｍＬ）、１−メチルイミダゾール（７．０１ｇ、８５．３ｍｍｏｌ）および沈殿に使用するｎ−ヘキサン（１３０ｍＬ）を用いたこと以外は同様に操作して１,１’−（１,１７−ヘプタデカンジイル）ビス（３−メチル−２Ｈ−イミダゾリウムクロリド）（粗生成物として１８．５ｇ、理論収量１８．４ｇ）を得た。続いて、１,１’―（１,１７−ヘプタデカンジイル）ビス（３−メチル−２Ｈ−イミダゾリウムクロリド）（１５．０ｇ）、蒸留水（３０ｍＬ）およびリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニルイミド）水溶液（１０ｍＬ、６．７Ｍ）をを用いたこと以外は同様に操作して１，１’−（１，１７−ヘプタデカンジイル）ビス［３−メチル−２Ｈ−イミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニルイミド）］（２３．９ｇ、理論収量３０．５ｇ）を得た。【０１０１】
（物理的性質）
実施例１および２で得た耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素の物性について、脂肪族鎖式飽和炭化水素であるオクタデカン（比較例１）およびノナコサン（比較例２）と比較した結果を表１に、また、実施例１および２と比較例２の熱重量測定結果を図１〜３に示す。【０１０２】
【表１】
2016158842.tif 000014
【０１０３】
比較例１および２の脂肪族鎖式飽和炭化水素は、結晶性の固体であり、１７０〜２５０℃付近で揮発・分解が起こる。一方、実施例１で得られた耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素は、比較例２のノナコサンと同数の炭素鎖数であるにもかかわらず、揮発なしに分解点（３５０℃以上）まで安定に存在する。さらに、脂肪族鎖式飽和炭化水素両末端へのイオン対導入は、固体性状を示す炭素鎖数１８以上の脂肪族鎖式飽和炭化水素を液状化あるいは軟質化することを可能とし、ＴＩＭ用の熱伝導性組成物の一成分に好適である。【０１０４】
（耐熱性試験）
脂肪族鎖式飽和炭化水素が容易に揮発・熱分解しうる温度領域（１７０℃空気雰囲気下）において、実施例１で得られた耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素の耐熱性を比較例２（同炭素鎖数のノナコサン）と比較した。【０１０５】
樹脂成分単体の耐熱性を示した図４の評価結果から、比較例２（脂肪族鎖式飽和炭化水素）は、７２時間を経過すると大きな重量減少が観測される。一方、実施例１（耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素）は５００時間経過しても大きな重量減少は認められないことから、長期の使用においても劣化がなく、熱伝導性組成物の成分として好適である。
［熱伝導性組成物の製造］
下記に示す材料成分を用いて熱伝導性組成物を得た（実施例３〜７）。なお、下記比較例に示す組成物は、両末端にイオン対を有さない脂肪族鎖式飽和炭化水素を混錬した組成物である（比較例３〜５）。
（ａ）成分：（ａ−１）１，１’−（１，２９−ノナコサンジイル）ビス［３−メチル−２Ｈ−イミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニルイミド）］、（ａ−２）１，１’−（１，１７−ヘプタデカンジイル）ビス［３−メチル−２Ｈ−イミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニルイミド）］、（ａ−３）オクタデカン、（ａ−４）ノナコサン
（ｂ）成分：六方晶窒化ホウ素（平均粒径３０μｍ）
（ｃ）成分：酸化アルミニウム（平均粒径０．６μｍ）
（ｄ）成分：（ｄ−１）アルミニウム（平均粒径２μｍ）、（ｄ−２）アルミニウム（平均粒径１４μｍ）
（実施例３）
ポリプロピレン製２００ｍＬプラスチックカップに、上記の耐熱性脂肪族炭化水素である１，１’−（１，２９−ノナコサンジイル）ビス［３−メチル−２Ｈ−イミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニルイミド）］（３７８重量部）を準備し、六方晶窒化ホウ素（１８２重量部）、酸化アルミニウム（２１８重量部）、２μｍアルミニウム（３２４重量部）および１４μｍアルミニウム（３００重量部）を添加した後、ホットプレート上１００℃で混錬した。冷却後、この混錬物を３ｍｍステンレス鋼スペーサーを用いてホットプレス機（１００℃、２〜３ＭＰａ）で圧縮し、３ｍｍ厚の熱伝導性組成物（フィラー含量：５５．０ｖｏｌ％）のシートを得た。【０１０６】
（実施例４）
実施例３における熱伝導性組成物の製造において、１，１’−（１，２９−ノナコサンジイル）ビス［３−メチル−２Ｈ−イミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニルイミド）］（２４０重量部）、六方晶窒化ホウ素（１６４重量部）および酸化アルミニウム（１９７重量部）を用いたこと以外は同様に操作して熱伝導性組成物（フィラー含量：６５．０ｖｏｌ％）のシートを得た。【０１０７】
（実施例５）
実施例３における熱伝導性組成物の製造において、１，１’−（１，２９−ノナコサンジイル）ビス［３−メチル−２Ｈ−イミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニルイミド）］（２４０重量部）、六方晶窒化ホウ素（３５２重量部）、酸化アルミニウム（４２２重量部）を用いたこと以外は同様に操作して熱伝導性組成物（フィラー含量：７２．１ｖｏｌ％）のシートを得た。【０１０８】
（実施例６）
実施例３における熱伝導性組成物の製造において、１，１’−（１，１７−ヘプタデカンジイル）ビス［３−メチル−２Ｈ−イミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニルイミド）］（３７８重量部）、六方晶窒化ホウ素（１８２重量部）、酸化アルミニウム（２１８重量部）を用いたこと以外は同様に操作して熱伝導性組成物（フィラー含量：５５．０ｖｏｌ％）のシートを得た。【０１０９】
（実施例７）
実施例３における熱伝導性組成物の製造において、１，１’−（１，１７−ヘプタデカンジイル）ビス［３−メチル−２Ｈ−イミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニルイミド）］（２４０重量部）、六方晶窒化ホウ素（１６４重量部）、酸化アルミニウム（１９７重量部）を用いたこと以外は同様に操作して熱伝導性組成物（フィラー含量：６５．０ｖｏｌ％）のシートを得た。【０１１０】
（比較例３）
ポリプロピレン製２００ｍＬプラスチックカップに、脂肪族鎖式飽和炭化水素のオクタデカン（１５３重量部）を準備し、六方晶窒化ホウ素（１８２重量部）、酸化アルミニウム（２１８重量部）、２μｍアルミニウム（３２４重量部）および１４μｍアルミニウム（３００重量部）を添加した後、ホットプレート上１００℃で混錬した。冷却後、粉末状の熱伝導性組成物（フィラー含量：６５．１ｖｏｌ％）を得た。【０１１１】
（比較例４）
比較例３における熱伝導性組成物の製造において、ノナコサン（２４１重量部）、六方晶窒化ホウ素（１８２重量部）および酸化アルミニウム（２１８重量部）を用いたこと以外は同様に操作した。冷却後、この混連物を３ｍｍステンレス鋼スペーサーを用いてホットプレス機（１００℃、２〜３ＭＰａ）で圧縮し、３ｍｍ厚の熱伝導性組成物（フィラー含量：５４．９ｖｏｌ％）のシートを得た。【０１１２】
（比較例５）
比較例３における熱伝導性組成物の製造において、ノナコサン（１８３重量部）、六方晶窒化ホウ素（１６４重量部）および酸化アルミニウム（１９７重量部）を用いたこと以外は同様に操作し、粉末状の熱伝導性組成物（フィラー含量：６４．３ｖｏｌ％）を得た。【０１１３】
実施例および比較例で得た熱伝導性組成物の混錬配合比と形状を表２に示す。【０１１４】
【表２】
2016158842.tif 000015
【０１１５】
比較例３〜５で用いた脂肪族鎖式飽和炭化水素は結晶性の固体であることから、熱伝導性フィラー類と混錬してもその組成物は塊状にならず、粉末状である。比較例４のようにフィラー含有率を下げることで塊状となりシートに成型することも可能であるが、その組成物のシートは非常に硬く脆いため、ＴＩＭ用の熱伝導性組成物としては適切でない。一方、実施例３〜７の熱伝導性組成物は、耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素自体が軟質状の固体（ワックス）あるいは液体であるため、フィラーを大量に混錬した場合でも、粘土状の軟らかいシートとして得ることができる。【０１１６】
（熱伝導率）
上記実施例３〜７および比較例４で得られた熱伝導性組成物の熱伝導率を測定した結果を表３に示す。【０１１７】
【表３】
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【０１１８】
比較例４は２．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）程度の熱伝導率を示すが、シート性状が非常に硬く脆いため熱伝導性組成物としては不適である。一方、実施例３〜７の熱伝導性組成物は、比較例４よりも同等あるいはそれ以上の熱伝導性フィラー類を混錬しても軟らかいシートを形成することが可能であり、脂肪族鎖式飽和炭化水素を混錬できないフィラー含有率領域において、高い熱伝導率（６Ｗ／（ｍ・Ｋ））が認められる。【０１１９】
（耐熱性試験）
実施例３、５および７と比較例４の熱伝導性組成物の耐熱性試験（１７０℃、２１日間）の結果を図５〜８に示す。【０１２０】
図５〜８に示す評価結果から実施例３、５および７の熱伝導性組成物は、高温環境下において重量変化がほとんど認められず、揮発および熱分解に起因するアウトガスの発生がない。一方、比較例４は、樹脂成分に脂肪族鎖式飽和炭化水素を使用しているため耐熱性に劣り、高温環境下において揮発およびアウトガス発生による著しい重量減少が認められ、熱伝導性組成物としては不適であることがわかる。【０１２１】
本発明の両末端にイオン対を有する耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素は、高温環境下でも耐熱性に優れ、固体状の脂肪族鎖式飽和炭化水素を液状化あるいは軟質化することが可能である。それらを用いた熱伝導性組成物は揮発や分解による重量減少がなく長期使用に耐えることができ、かつ、粘土のように軟らかい性状を有することから、ＴＩＭ用の熱伝導性組成物成分に好適である。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明の耐熱性脂肪族鎖式飽和炭化水素は、熱伝導性組成物の材料として、例えば、ＴＩＭ用の熱伝導性組成物成分として使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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