JP5943071B2 - 熱伝導性シリコーングリース組成物 - Google Patents
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Description
(A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有する、25℃の動粘度が5,000〜100,000mm2/sのオルガノポリシロキサン:
100質量部、
(B)下記一般式(2)
(R2は炭素数1〜6のアルキル基であり、bは5〜100の整数である。)
で表される片末端3官能の加水分解性メチルポリシロキサン:
10〜90質量部、
(C)10W/m・℃以上の熱伝導率を有する熱伝導性充填材:
500〜1,500質量部、
(D)1分子中に2個以上5個以下のケイ素原子に直結した水素原子(Si−H基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:
{Si−H基の個数}/{(A)成分のアルケニル基の個数}が
1.7〜2.8になる配合量、
(E)1分子中にトリアジン環及び少なくとも1つのアルケニル基を有する接着助剤:
0.05〜0.5質量部、
(F)白金及び白金化合物からなる群より選択される触媒:
白金原子として(A)成分の
0.1〜500ppmとなる配合量
を含有してなる熱伝導性シリコーングリース組成物を提供する。
この場合、(G)アセチレン化合物、窒素化合物、有機りん化合物、オキシム化合物及び有機クロロ化合物より選択される制御剤を(A)成分100質量部に対し0.05〜0.5質量部含有させることができる。
また、熱伝導性シリコーングリース組成物として、150℃で90分間硬化後のシートについてJIS K6251に記載の方法に従って測定した際の切断時伸びが100%以上であり、2mm厚みのシートに成形し150℃において1,000時間エージングを行った後の切断時伸びが80%以上である熱伝導性シリコーングリース組成物が好ましい。
(A)アルケニル基含有オルガノポリシロキサン、
(B)加水分解性メチルポリシロキサン、
(C)熱伝導性充填材、
(D)オルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(E)トリアジン環及びアルケニル基含有接着助剤、
(F)白金系触媒
を必須成分として含有し、更に必要により、
(G)付加反応制御剤
を含有する。
本発明を構成する(A)成分のオルガノポリシロキサンは、ケイ素原子に直結したアルケニル基を1分子中に少なくとも2個有するもので、下記式(1)
R1 aSiO(4-a)/2 (1)
(式中、R1は互いに同一又は異種の炭素数1〜10、好ましくは1〜8の非置換又は置換の1価炭化水素基であり、aは1.5〜2.8、好ましくは1.8〜2.5、より好ましくは1.95〜2.05の正数である。)
で示されるものを用いることができる。
このオルガノポリシロキサンの構造は、通常、主鎖が基本的にジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基で封鎖された直鎖状構造を有するが、部分的には分岐状の構造、環状構造などであってもよい。
(C)成分の熱伝導率を有する熱伝導性充填材としては、その充填材のもつ熱伝導率が10W/m・℃より小さいと、シリコーングリース組成物の熱伝導率そのものが小さくなるため、充填材の熱伝導率は10W/m・℃以上であり、10〜5,000W/m・℃であることが好ましい。このような熱伝導性充填材としては、無機化合物粉末を用いることができる。(C)成分で使用する無機化合物粉末は、例えばアルミニウム粉末、酸化亜鉛粉末、酸化チタン粉末、酸化マグネシウム粉末、アルミナ粉末、水酸化アルミニウム粉末、窒化ホウ素粉末、窒化アルミニウム粉末、ダイヤモンド粉末、金粉末、銀粉末、銅粉末、カーボン粉末、ニッケル粉末、インジウム粉末、ガリウム粉末、金属ケイ素粉末、二酸化ケイ素粉末等の中から選択される1種又は2種以上を使用することができる。なお、本発明において熱伝導率は、京都電子工業(株)製QTM−500により測定した値である。
この(D)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、例えば、下記平均組成式(3)
R3 cHdSiO(4-c-d)/2 (3)
(式中、R3は炭素数1〜12、好ましくは1〜10の非置換又は置換の1価炭化水素基である。また、cは0.7〜2.1、好ましくは0.8〜2.05、dは0.001〜1.0、好ましくは0.005〜1.0であり、かつc+dは0.8〜3.0、好ましくは1.0〜2.5を満足する正数である。)
で示されるものを用いることができる。
(E)成分の接着助剤は、1分子中にトリアジン環を有すると共に、少なくとも1個のアルケニル基を有するもので、組成物に接着性能を付与する。(E)成分に含まれるアルケニル基としては、直鎖状でも分岐状でもよく、ビニル基、アリル基、1−ブテニル基、1−ヘキセニル基、2−メチルプロペニル基、(メタ)アクリル基等が例示され、コストの観点からアリル基が好ましい。(E)成分の具体例としては、トリアリルイソシアヌレート、トリメタクリルイソシアヌレート、トリアリルイソシアヌレートの1〜2個のアリル基に1〜2個のトリメトキシシリル基等のアルコキシシリル基が付加したアルコキシシリル置換・トリアリルイソシアヌレート及びその加水分解縮合物であるシロキサン変性物(誘導体)等が挙げられる。
(F)成分の白金及び白金化合物から選択される触媒は、(A)成分のアルケニル基と(D)成分のSi−H基との間の付加反応の促進成分である。この(F)成分は、例えば白金の単体、塩化白金酸、白金−オレフィン錯体、白金−アルコール錯体、白金配位化合物等が挙げられる。(F)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対し、白金原子として0.1ppmより小さいと触媒としての効果がなく、500ppmを超えても効果が増大することがなく、不経済であるので0.1〜500ppmの範囲である。
(G)成分の制御剤は、室温でのヒドロシリル化反応の進行を抑え、シェルフライフ、ポットライフを延長させるものである。反応制御剤としては公知のものを使用することができ、アセチレン化合物、各種窒素化合物、有機りん化合物、オキシム化合物、有機クロロ化合物等が利用できる。(G)成分の配合量は、0.05質量部より小さいと十分なシェルフライフ、ポットライフが得られず、0.5質量部より大きいと硬化性が低下するため0.05〜0.5質量部の範囲が好ましい。これらはシリコーングリース組成物への分散性を良くするためにトルエン等で希釈して使用してもよい。
また、本発明には上記した(A)〜(G)成分以外に、必要に応じて、劣化を防ぐために酸化防止剤等を入れてもよい。
本発明の熱伝導性シリコーングリース組成物を製造するには、(A)〜(F)成分、及び必要に応じてその他の成分をトリミックス、ツウィンミックス、プラネタリミキサー(いずれも井上製作所(株)製混合機の登録商標)、ウルトラミキサー(みずほ工業(株)製混合機の登録商標)、ハイビスディスパーミックス(特殊機化工業(株)製混合機の登録商標)等の混合機にて混合する方法を採用することができる。
グリース組成物の絶対粘度は、マルコム粘度計(タイプPC−1T)を用いて25℃で測定した。
各組成物を3cm厚の型に流し込み、キッチン用ラップをかぶせて京都電子工業(株)製のModel QTM−500で測定した。
各組成物を150℃にて90分間加熱加硫して2mm厚シートを作製したのち、JIS K6251に記載の2号ダンベルの形状を作製して測定を行った。また、2mm厚みのシート状に硬化させた試料について150℃・1,000時間エージングを行い、エージング後の伸びを同様の方法にて測定した。
各組成物を1mm×1mmのシリコンウェハと2.5mm×2.5mmのシリコンウェハに挟み込み1.8kgfのクリップによって加圧しながら150℃にて90分間加熱したのち、Dage Deutchland GmbH製Dage series−4000PXYを用いて接着強度を測定した。
(A)成分
A−1:両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され、25℃における動粘度が30,000mm2/sのジメチルポリシロキサン
A−2:両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され、25℃における動粘度が100,000mm2/sのジメチルポリシロキサン
A−3:両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され、25℃における動粘度が10,000mm2/sのジメチルポリシロキサン
A−4(比較例):両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され、25℃における動粘度が500,000mm2/sのジメチルポリシロキサン
A−5(比較例):両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され、25℃における動粘度が3,000mm2/sのジメチルポリシロキサン
下記のアルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末を、5リットルプラネタリーミキサー(井上製作所(株)製)を用いて下記表1の混合比で室温にて15分間混合し、C−1を得た。
●平均粒径2.0μmのアルミニウム粉末(熱伝導率:237W/m・℃)
●平均粒径10.0μmのアルミニウム粉末(熱伝導率:237W/m・℃)
●平均粒径1.0μmの酸化亜鉛粉末(熱伝導率:25W/m・℃)
F−1:白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体のA−1溶液、白金原子として1質量%含有
G−1:1−エチニル−1−シクロヘキサノールの50質量%トルエン溶液
(A)〜(G)成分を以下のように混合して実施例1〜11及び比較例1〜7の組成物を得た。
即ち、5リットルプラネタリーミキサー(井上製作所(株)製)に(A)成分を取り、表2,3に示す配合量で(B),(C)成分を加え、150℃で1時間混合した。常温になるまで冷却し、次に(D),(E),(F),(G)成分を表2,3に示す配合量で加えて均一になるように混合した。
Claims (4)
- (A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有する、25℃の動粘度が5,000〜100,000mm2/sのオルガノポリシロキサン: 100質量部、
(B)下記一般式(2)
(R2は炭素数1〜6のアルキル基であり、bは5〜100の整数である。)
で表される片末端3官能の加水分解性メチルポリシロキサン: 10〜90質量部、
(C)10W/m・℃以上の熱伝導率を有する熱伝導性充填材:
500〜1,500質量部、
(D)1分子中に2個以上5個以下のケイ素原子に直結した水素原子(Si−H基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:
{Si−H基の個数}/{(A)成分のアルケニル基の個数}が
1.7〜2.8になる配合量、
(E)1分子中にトリアジン環及び少なくとも1つのアルケニル基を有する接着助剤:
0.05〜0.5質量部、
(F)白金及び白金化合物からなる群より選択される触媒:
白金原子として(A)成分の
0.1〜500ppmとなる配合量
を含有してなることを特徴とする熱伝導性シリコーングリース組成物。 - (A)成分のオルガノポリシロキサンが、両末端ジメチルビニルシリル基封鎖ジメチルポリシロキサンである請求項1記載の熱伝導性シリコーングリース組成物。
- 更に、(G)アセチレン化合物、窒素化合物、有機りん化合物、オキシム化合物及び有機クロロ化合物より選択される制御剤を(A)成分100質量部に対し0.05〜0.5質量部含有する請求項1又は2記載の熱伝導性シリコーングリース組成物。
- 請求項1〜3のいずれか1項記載の熱伝導性シリコーングリース組成物を2mm厚みのシートに成形し150℃で90分間硬化して得られたシートについてJIS K6251に記載の方法に従って2号ダンベル形状を作製して測定した際の切断時伸びが100%以上であり、2mm厚みのシートに成形し150℃において1,000時間エージングを行った後の切断時伸びが80%以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の熱伝導性シリコーングリース組成物。
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