JP6183319B2 - 熱伝導性シリコーン組成物及び熱伝導性シート - Google Patents
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Description
この熱を除去する手段として多くの方法が提案されている。特に発熱量の多い電子部品では、電子部品とヒートシンク等の部材の間に熱伝導性グリースや熱伝導性シートの熱伝導性材料を介在させて熱を逃がす方法が提案されている(特開昭56−28264号公報:特許文献1、特開昭61−157587号公報:特許文献2参照)。
また、この熱伝導性材料としては、シリコーンオイルをベースとし、酸化亜鉛やアルミナ粉末を配合した放熱グリースが知られている(特公昭52−33272号公報:特許文献3、特公昭59−52195号公報:特許文献4参照)。
また、特開2000−63873号公報(特許文献10)や特開2008−222776号公報(特許文献11)には、シリコーンオイル等の基油に金属アルミニウム粉末を混合した熱伝導性グリース組成物が開示されている。
しかし、いずれの熱伝導性材料や熱伝導性グリースも、最近のCPU等の集積回路素子の発熱量には不十分なものとなってきている。
上記成分(A)の液状シリコーンが、下記平均組成式(V)
R 5 a SiO (4-a)/2 (V)
(式中、R 5 は互いに独立に、炭素原子数1〜18の、飽和又は不飽和の、非置換又は置換の一価炭化水素基であり、1.8≦a≦2.2である。)
で表され、分子鎖末端が水酸基又はアルコキシ基で封鎖されたものである、25℃における動粘度が10〜500,000mm 2 /sのオルガノポリシロキサンを含むものであり、
上記成分(C)の疎水性球状シリカ微粒子が、4官能性シラン化合物、その部分加水分解縮合生成物又はこれらの混合物を加水分解及び縮合することによって得られた実質的にSiO2単位からなる親水性球状シリカ微粒子の表面にR1SiO3/2単位(R1は置換又は非置換の炭素原子数1〜20の一価炭化水素基である)が導入され、更にR2 3SiO1/2単位(各R2は同一又は異なり、置換又は非置換の炭素原子数1〜6の一価炭化水素基である)が導入されたものであり、粒子径が0.005〜1μmの範囲で、粒度分布D90/D10の値が3以下であり、かつ平均円形度が0.8〜1である疎水性球状シリカ粒子であることを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物(但し、白金及び白金化合物からなる群より選択される触媒を含む加熱硬化型のものを除く。)を提供する。
(C1)一般式(I):
Si(OR3)4 (I)
(式中、各R3は同一又は異種の炭素原子数1〜6の一価炭化水素基である。)
で示される4官能性シラン化合物、その部分加水分解生成物又はこれらの混合物を、塩基性物質の存在下、親水性有機溶媒と水の混合液中で加水分解及び縮合することによって実質的にSiO2単位からなる親水性球状シリカ微粒子の混合溶媒分散液を得、
(C2)得られた該親水性球状シリカ微粒子の混合溶媒分散液に、一般式(II):
R1Si(OR4)3 (II)
(式中、R1は置換又は非置換の炭素原子数1〜20の一価炭化水素基、各R4は同一又は異種の炭素原子数1〜6の一価炭化水素基である。)
で示される3官能性シラン化合物、その部分加水分解生成物、又はこれらの混合物を添加して前記親水性球状シリカ微粒子の表面を処理することにより、該親水性球状シリカ微粒子の表面にR1SiO3/2単位(R1は前記の通りである)を導入して第一の疎水性球状シリカ微粒子の混合溶媒分散液を得、
(C3)得られた該第一の疎水性球状シリカ微粒子の混合溶媒分散液に、一般式(III):
R2 3SiNHSiR2 3 (III)
(式中、各R2は同一又は異種の置換又は非置換の炭素原子数1〜6の一価炭化水素基である。)
で示されるシラザン化合物、一般式(IV):
R2 3SiX (IV)
(式中、R2は一般式(III)で定義した通りであり、XはOH基又は加水分解性基である。)
で示される1官能性シラン化合物、又はこれらの混合物を添加して、前記第一の疎水性球状シリカ微粒子の表面をこれにより処理して、該第一の疎水性球状シリカ微粒子の表面にR2 3SiO1/2単位(R2は一般式(III)で定義した通りである)を導入することにより第二の疎水性シリカ微粒子として得られるものであることが好ましい。
R5 aSiO(4-a)/2 (V)
(式中、R5は互いに独立に、炭素原子数1〜18の、飽和又は不飽和の、非置換又は置換の一価炭化水素基であり、1.8≦a≦2.2である。)
で表される、25℃における動粘度が10〜500,000mm2/sのオルガノポリシロキサンを含むものであることが好ましく、特には前記平均組成式(V)で表されるオルガノポリシロキサンが、下記式(i)及び/又は下記式(ii)で表される直鎖状オルガノポリシロキサンであることが好ましい。
(式中、R8は互いに独立に、炭素原子数1〜18の、飽和又は不飽和の、非置換又は置換の一価炭化水素基であり、mは該オルガノポリシロキサンの25℃での動粘度を10〜500,000mm2/sとする数である。)
(式中、R9は炭素原子数8〜18の置換又は非置換のアルキル基であり、R10は互いに独立に、炭素原子数1〜18の、飽和又は不飽和の、非置換又は置換の一価炭化水素基である。m1は1〜200、m2は1〜100の整数である。)
で表される加水分解性基含有オルガノポリシロキサンを、成分(A)の合計質量に対して10〜90質量%の量で更に含むことが好ましい。
(A)液状シリコーン、
(B)熱伝導性充填剤、
(C)疎水性球状シリカ微粒子
を含有する。以下、これらの成分について詳述する。
成分(A)の液状シリコーンは、25℃での動粘度10〜500,000mm2/s、好ましくは30〜10,000mm2/sを有するオルガノポリシロキサンである。オルガノポリシロキサンの動粘度が上記下限値より低いとグリースにした時にオイルブリードが出やすくなる。また、上記上限値より大きいと、シリコーン組成物の伸展性が乏しくなるおそれがある。なお、本発明において、オルガノポリシロキサンの動粘度はオストワルド粘度計で測定した25℃の値である。
R5 aSiO(4-a)/2 (V)
上記式(V)において、R5は、互いに独立に、炭素原子数1〜18、好ましくは1〜14の、飽和又は不飽和の、非置換又は置換の一価炭化水素基である。該一価炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、及びオクタデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、及びアリル基等のアルケニル基、フェニル基、及びトリル基等のアリール基、2−フェニルエチル基、及び2−メチル−2−フェニルエチル基等のアラルキル基、又は、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換したもの、例えば、3,3,3−トリフロロプロピル基、2−(パーフロロブチル)エチル基、2−(パーフロロオクチル)エチル基、p−クロロフェニル基等が挙げられる。
上記式において、R8は、互いに独立に、炭素原子数1〜18、好ましくは1〜14の、飽和又は不飽和の、非置換又は置換の一価炭化水素基である。該一価炭化水素基としては、上述した基が挙げられる。中でも、両末端のR8は全てメチル基であることが好ましい。mは該オルガノポリシロキサンの25℃での動粘度が10〜500,000mm2/s、好ましくは30〜10,000mm2/s、更に好ましくは100〜8,000mm2/sとなる数である。また、好ましくは、主鎖のケイ素原子に結合しているR8のうち少なくとも1つは、炭素原子数8〜18、好ましくは炭素原子数10〜14のアルキル基であるのがよい。該アルキル基は分岐を有していてもよい。
上記式(ii)において、R9は炭素原子数8〜18、好ましくは炭素原子数10〜14の、置換又は非置換のアルキル基である。該アルキル基は分岐を有していてもよい。R10は炭素原子数1〜18の、飽和又は不飽和の、非置換又は置換の一価炭化水素基であり、好ましくは炭素原子数1〜7の置換又は非置換のアルキル基又は上述した一価炭化水素基のうちアルキル基以外のものである。特に好ましくは、R10はメチル基である。m1は1〜200、好ましくは5〜100、更に好ましくは5〜50の整数であり、m2は1〜100、好ましくは5〜50の整数である。
(式(VI)中、R6は炭素原子数1〜6のアルキル基であり、R7は、互いに独立に、炭素原子数1〜18の、飽和又は不飽和の、非置換又は置換の一価炭化水素基であり、bは5〜120の整数である。)
成分(B)である熱伝導性充填剤は、熱伝導率が10W/mK以上であることが好ましい。熱伝導率が10W/mK未満であると、熱伝導性シリコーン組成物の熱伝導率そのものが小さくなるおそれがある。熱伝導率の上限は、熱伝導性充填剤に用いる材料によっても変化するが、特に上限はない。熱伝導性充填剤としては、例えばアルミニウム粉末、銅粉末、銀粉末、ニッケル粉末、金粉末、アルミナ粉末、酸化亜鉛粉末、酸化マグネシウム粉末、窒化アルミニウム粉末、窒化ホウ素粉末、窒化珪素粉末、ダイヤモンド粉末、カーボン粉末などの粉末や粒状物が挙げられ、これらを1種或いは2種以上混ぜ合わせてもよい。
本発明で使用される成分(C)である疎水性球状シリカ微粒子は、4官能性シラン化合物、その部分加水分解縮合生成物又はこれらの混合物を加水分解及び縮合することによって得られた実質的にSiO2単位からなる親水性球状シリカ微粒子の表面にR1SiO3/2単位(R1は置換又は非置換の炭素原子数1〜20の一価炭化水素基である)が導入され、更にR2 3SiO1/2単位(各R2は同一又は異なり、置換又は非置換の炭素原子数1〜6の一価炭化水素基である)が導入されたものであり、粒子径が0.005〜1μmの範囲で、粒度分布D90/D10の値が3以下であり、かつ平均円形度が0.8〜1である疎水性球状シリカ粒子である。
<成分(C)の疎水性球状シリカ微粒子の製造方法>
本発明の疎水性球状シリカ微粒子は、
工程(C1):親水性球状シリカ微粒子の合成工程、
工程(C2):3官能性シラン化合物による表面処理工程、
工程(C3):1官能性シラン化合物による表面処理工程
によって得られる。以下、各工程を順次説明する。
一般式(I):
Si(OR3)4 (I)
(式中、各R3は同一又は異種の炭素原子数1〜6の一価炭化水素基である。)
で示される4官能性シラン化合物、その部分加水分解生成物、又はこれらの混合物を、塩基性物質を含む親水性有機溶媒と水の混合液中で加水分解及び縮合することによって、親水性球状シリカ微粒子の混合溶媒分散液を得られる。
R11OH (VII)
(式中、R11は炭素原子数1〜6の一価炭化水素基である。)
で示されるアルコールが挙げられる。
工程(C1)において得られた親水性球状シリカ微粒子の混合溶媒分散液に、一般式(II):
R1Si(OR4)3 (II)
(式中、R1は置換又は非置換の炭素原子数1〜20の一価炭化水素基、各R4は同一又は異種の炭素原子数1〜6の一価炭化水素基である。)
で示される3官能性シラン化合物、その部分加水分解生成物、又はこれらの混合物を添加して、該親水性球状シリカ微粒子の表面をこれにより処理することにより、前記親水性球状シリカ微粒子の表面にR1SiO3/2単位(R1は前記の通りである)を導入して、第一の疎水性球状シリカ微粒子の混合溶媒分散液を得る。
このようにして得られた第一の疎水性球状シリカ微粒子の混合溶媒分散液から前記親水性有機溶媒と水の一部を除去し、濃縮することにより、第一の疎水性球状シリカ微粒子の混合溶媒濃縮分散液を得る。この際、疎水性有機溶媒をあらかじめ(濃縮工程前)、或いは濃縮工程中に加えてもよい。この際、使用する疎水性溶媒としては、炭化水素系又はケトン系溶媒が好ましい。具体的には該溶媒として、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、メチルイソブチルケトンが好ましい。前記親水性有機溶媒と水の一部を除去する方法としては、例えば留去、減圧留去などが挙げられる。得られる濃縮分散液はシリカ微粒子濃度が15〜40質量%であることが好ましく、20〜35質量%であることがより好ましく、25〜30質量%であることが特に好ましい。15質量%より少ないと後工程の表面処理が円滑に進まないことがあり、40質量%より大きいとシリカ微粒子の凝集が生じてしまうことがある。
工程(C2)で得られた第一の疎水性球状シリカ微粒子の混合溶媒分散液又は前記濃縮分散液に、一般式(III):
R2 3SiNHSiR2 3 (III)
(式中、各R2は同一又は異種の置換又は非置換の炭素原子数1〜6の一価炭化水素基である。)
で示されるシラザン化合物、又は一般式(IV):
R2 3SiX (IV)
(式中、R2は一般式(III)で定義した通りであり、XはOH基又は加水分解性基である。)
で示される1官能性シラン化合物又はこれらの混合物を添加し、これにより前記第一の疎水性球状シリカ微粒子の表面を処理し、該微粒子の表面にR2 3SiO1/2単位(但し、R2は一般式(III)で定義の通り)を導入することにより、第二の疎水性球状シリカ微粒子を得る。この工程の処理により、第一の疎水性球状シリカ微粒子の表面に残存するシラノール基をトリオルガノシリル化する形でR2 3SiO1/2単位が該表面に導入される。
また、本発明のシリコーン組成物は、必要に応じて、従来公知の酸化防止剤、染料、顔料、難燃剤、沈降防止剤、又はチクソ性向上剤等を、本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。
この場合、成分(A)としてアルケニル基含有オルガノポリシロキサンを用い、組成物を付加反応(ヒドロシリル化反応)により硬化する場合には、この硬化剤は、一分子中に平均2個以上のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと白金系触媒からなるものが配合される。このオルガノハイドロジェンポリシロキサン中のケイ素原子結合に結合している基としては、前記式(V)と同様の直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、環状アルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基が例示され、好ましくはアルキル基、アリール基であり、特に好ましくはメチル基、フェニル基である。また、このオルガノハイドロジェンポリシロキサンの25℃における粘度は限定されないが、好ましくは1〜100,000mm2/sの範囲内であり、特に好ましくは1〜5,000mm2/sの範囲内である。このオルガノハイドロジェンポリシロキサンの分子構造は限定されず、例えば、直鎖状、分岐鎖状、一部分岐を有する直鎖状、環状、樹枝状(デンドリマー状)が挙げられる。このオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、例えば、これらの分子構造を有する単一重合体、これらの分子構造からなる共重合体、又はこれらの混合物であってもよい。
下記において、成分(B)の熱伝導性充填剤の平均粒子径は、日機装株式会社製の粒度分析計であるマイクロトラックMT3300EXを用いて測定した体積基準の累積平均径である。
(B−1) アルミニウム粉末:平均粒子径20μm
(B−2) 酸化亜鉛粉末:平均粒子径1.0μm
(B−3) アルミナ粉末:平均粒子径8.9μm
成分(C)は以下のようにして疎水化微粒子(1)〜(6)を用意した(表1に記載)。尚、そのうち(5)及び(6)は比較例用である。
[合成例1]
・工程(C1):親水性球状シリカ微粒子の合成工程
撹拌機と、滴下ロートと、温度計とを備えた3リットルのガラス製反応器にメタノール989.5gと、水135.5gと、28質量%アンモニア水66.5gとを入れて混合した。この溶液を35℃となるように調整し、撹拌しながらテトラメトキシシラン436.5g(2.87モル)を6時間かけて滴下した。この滴下が終了した後も、更に0.5時間撹拌を継続して加水分解を行うことにより、親水性球状シリカ微粒子の懸濁液を得た。
・工程(C2):3官能性シラン化合物による表面処理工程
上で得られた懸濁液に室温でメチルトリメトキシシラン4.4g(0.03モル)を0.5時間かけて滴下し、滴下後も12時間撹拌を継続し、シリカ微粒子表面を疎水化処理することにより、疎水性球状シリカ微粒子の分散液を得た。
次いで、ガラス製反応器にエステルアダプターと冷却管とを取り付け、前工程で得られた分散液を60〜70℃に加熱してメタノールと水の混合物1,021gを留去し、疎水性球状シリカ微粒子の混合溶媒濃縮分散液を得た。このとき、濃縮分散液中の疎水性球状シリカ微粒子の含有量は28質量%であった。
・工程(C3):1官能性シラン化合物による表面処理工程
前工程で得られた濃縮分散液に、室温において、ヘキサメチルジシラザン138.4g(0.86モル)を添加した後、この分散液を50〜60℃に加熱し、9時間反応させることにより、該分散液中のシリカ微粒子をトリメチルシリル化した。次いで、この分散液中の溶媒を130℃、減圧下(6,650Pa)で留去することにより、疎水性球状シリカ微粒子(1)186gを得た。
工程(C1)で得られた親水性球状シリカ微粒子について、下記の測定方法1に従って測定を行った。また、上記の工程(C1)〜(C3)の各段階を経て得られた疎水性球状シリカ微粒子について、下記の測定方法2〜3に従って測定を行った。得られた結果を表1に示す。
1.工程(C1)で得られた親水性球状シリカ微粒子の粒子径測定
メタノールにシリカ微粒子懸濁液を、シリカ微粒子が0.5質量%となるように添加し、10分間超音波にかけることにより、該微粒子を分散させた。このように処理した微粒子の粒度分布を、動的光散乱法/レーザードップラー法ナノトラック粒度分布測定装置(日機装株式会社製、商品名:UPA−EX150)により測定し、その体積基準メジアン径を粒子径とした。なお、メジアン径とは粒度分布を累積分布として表した時の累積50%に相当する粒子径である。
2.工程(C3)において得られた疎水性球状シリカ微粒子の粒子径測定及び粒度分布D90/D10の測定
メタノールにシリカ微粒子を、0.5質量%となるように添加し、10分間超音波にかけることにより、該微粒子を分散させた。このように処理した微粒子の粒度分布を、動的光散乱法/レーザードップラー法ナノトラック粒度分布測定装置(日機装株式会社製、商品名:UPA−EX150)により測定し、その体積基準メジアン径を粒子径とした。粒度分布D90/D10の測定は、上記粒子径測定した際の分布において小さい側から累積が10%となる粒子径をD10、小さい側から累積が90%となる粒子径をD90とし、測定された値からD90/D10を計算した。
3.疎水性球状シリカ微粒子の形状測定
電子顕微鏡(日立製作所製、商品名:S−4700型、倍率:10万倍)によって観察を行い、形状を確認した。「球状」とは、真球だけでなく、若干歪んだ球も含む。なおこのような粒子の形状は、粒子を二次元に投影した時の円形度で評価し、円形度が0.8〜1の範囲にあるものとする。ここで円形度とは、(粒子面積と等しい円の周囲長)/(粒子周囲長)である。なお、円形度は、粒子10個を測定した結果の平均値である。
合成例1において、工程(C1)でメタノール、水、及び28質量%アンモニア水の量を、メタノール1,045.7g、水112.6g、28質量%アンモニア水33.2gに変えたこと以外は同様にして、疎水性球状シリカ微粒子(2)188gを得た。この疎水性球状シリカ微粒子を用いて合成例1における測定と同様に測定した。この結果を表1に示す。
・工程(C1):
撹拌機、滴下ロート及び温度計を備えた3リットルのガラス製反応器に、メタノール623.7g、水41.4g、28質量%アンモニア水49.8gを添加して混合した。この溶液を35℃に調整し、撹拌しながら該溶液にテトラメトキシシラン1,163.7g及び5.4質量%アンモニア水418.1gを同時に添加開始し、前者は6時間、そして後者は4時間かけて滴下した。テトラメトキシシラン滴下後も0.5時間撹拌を続けて加水分解を行い、シリカ微粒子の懸濁液を得た。
・工程(C2):
こうして得られた懸濁液に室温でメチルトリメトキシシラン11.6g(テトラメトキシシランに対してモル比で0.01相当量)を0.5時間かけて滴下し、滴下後も12時間撹拌して、シリカ微粒子表面の処理を行った。
該ガラス製反応器にエステルアダプターと冷却管を取り付け、上記の表面処理を施したシリカ微粒子を含む分散液にメチルイソブチルケトン1,440gを添加した後、80〜110℃に加熱して、メタノール水を7時間かけて留去した。
・工程(C3):
こうして得られた分散液に、室温でヘキサメチルジシラザン357.6gを添加し、120℃に加熱し、3時間反応させて、シリカ微粒子をトリメチルシリル化した。その後溶媒を減圧下で留去して球状疎水性シリカ微粒子(3)472gを得た。
こうして得られたシリカ微粒子(3)について、合成例1と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
シリカ微粒子の合成の際に、テトラメトキシシランの加水分解温度を35℃の代りに20℃とした以外は、合成例3と同様にして各工程を行ったところ、疎水性球状シリカ微粒子(4)469gを得た。この疎水性球状シリカ微粒子(4)を用いて合成例1と同様の測定を行った。この結果を表1に示す。
撹拌機と温度計とを備えた0.3リットルのガラス製反応器に爆燃法シリカ(商品名:SOC1、アドマテクス社製)100gを仕込み、純水1gを撹拌下で添加し、密閉後、更に60℃で10時間撹拌した。次いで、室温まで冷却した後、ヘキサメチルジシラザン2gを撹拌下で添加し、密閉後、更に24時間撹拌した。120℃に昇温し、窒素ガスを通気しながら残存原料及び生成したアンモニアを除去し、疎水性球状シリカ微粒子(5)100gを得た。
得られたシリカ微粒子(5)について、合成例1と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
撹拌機と温度計とを備えた0.3リットルのガラス製反応器に爆燃法シリカ(商品名:SOC1、アドマテクス社製)100gを仕込み、純水1gを撹拌下で添加し、密閉後、更に60℃で10時間撹拌した。次いで、室温まで冷却した後、メチルトリメトキシシラン1gを撹拌下で添加し、密閉後、更に24時間撹拌した。次にヘキサメチルジシラザン2gを撹拌下で添加し、密閉後、更に24時間撹拌した。120℃に昇温し、窒素ガスを通気しながら残存原料及び生成したアンモニアを除去し、疎水性球状シリカ微粒子(6)101gを得た。得られたシリカ微粒子(6)について、合成例1と同様の測定を行った。結果を表1に示す。
シリコーン組成物の調製
上記成分(A)〜(C)を、表2、3に示す組成及び配合量に従い、容量5リットルのプラネタリーミキサー(井上製作所(株)製、登録商標)に投入し、150℃にて1時間撹拌してシリコーン組成物を製造した。
上記方法で得られた各シリコーン組成物について、下記の方法に従い、粘度、熱伝導率を測定した。結果を表2及び表3に示す。
各組成物の絶対粘度を、株式会社マルコム製の型番PC−1TL(10rpm)を用いて25℃にて測定した。
粘度が600Pa・sを超えると、ディスペンス塗布などの作業性が極端に悪くなるため、600Pa・s未満の場合を「○」、600Pa・sを超えると「×」と判定した。
各組成物の熱伝導率を、京都電子工業株式会社製のTPA−501を用いて25℃にて測定した。
<熱伝導性シートの作製>
下記記載の成分(A−4)を60質量部及び成分(A−3)を30質量部と、成分(B−1)、(B−2)をそれぞれ1,000質量部、250質量部、更に、疎水性シリカ微粒子(1)を0.5質量部を、容量5リットルのプラネタリーミキサー(井上製作所(株)製、登録商標)に投入し、150℃にて1時間撹拌して混合物を得た。その混合物の冷却後、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0.45質量部、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体を下記成分(A−4)と同じジメチルポリシロキサンに溶解した溶液(白金原子含有量:1質量%)0.15質量部を順次添加し、各15分間撹拌した。更に、成分(A−5)を10質量部添加し、シリコーン組成物を得た。このシリコーン組成物を金型を用いて、プレス成型(150℃/60分間)によりシート化して、熱伝導性シート(厚み2.0mm)を作成した。
(評価)
上記熱伝導性シートについて熱伝導率、並びに、熱伝導性シートの取り扱い性について指触にて判定した。取り扱いが問題ないものを「○」、シートが脆く取り扱いが困難なものを「×」とした。なお、熱伝導率は、2mmシートを5枚重ねて、同様に京都電子工業株式会社製のTPA−501を用いて25℃にて測定した。
疎水性シリカ微粒子(1)を入れない以外は全て参考例2と同じにして熱伝導性シートを作製し、同様に評価した。その結果を表4に示す。
Claims (8)
- (A)液状シリコーン、(B)熱伝導性充填剤、(C)疎水性球状シリカ微粒子を含む熱伝導性シリコーン組成物であって、
上記成分(A)が、
下記平均組成式(V)
R 5 a SiO (4-a)/2 (V)
(式中、R 5 は互いに独立に、炭素原子数1〜18の、飽和又は不飽和の、非置換又は置換の一価炭化水素基であり、1.8≦a≦2.2である。)
で表される、25℃における動粘度が10〜500,000mm 2 /sのオルガノポリシロキサンと、
下記一般式(VI)
(式中、R 6 は炭素原子数1〜6のアルキル基であり、R 7 は互いに独立に、炭素原子数1〜18の、飽和又は不飽和の、非置換又は置換の一価炭化水素基であり、bは5〜120の整数である。)
で表される加水分解性基含有オルガノポリシロキサンとを含み、
上記成分(C)の疎水性球状シリカ微粒子が、4官能性シラン化合物、その部分加水分解縮合生成物又はこれらの混合物を加水分解及び縮合することによって得られた実質的にSiO2単位からなる親水性球状シリカ微粒子の表面にR1SiO3/2単位(R1は置換又は非置換の炭素原子数1〜20の一価炭化水素基である)が導入され、更にR2 3SiO1/2単位(各R2は同一又は異なり、置換又は非置換の炭素原子数1〜6の一価炭化水素基である)が導入されたものであり、粒子径が0.005〜1μmの範囲で、粒度分布D90/D10の値が3以下であり、かつ平均円形度が0.8〜1である疎水性球状シリカ粒子であることを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物(但し、白金及び白金化合物からなる群より選択される触媒を含む加熱硬化型のものを除く。)。 - 前記平均組成式(V)で表されるオルガノポリシロキサンが、分子鎖末端が水酸基又はアルコキシ基で封鎖されたものであり、縮合反応硬化型である請求項1記載の熱伝導性シリコーン組成物。
- 更に、一分子中に少なくとも3個のケイ素原子結合加水分解性基を有するシランもしくはシロキサンオリゴマーを含有する請求項2記載の熱伝導性シリコーン組成物。
- (A)液状シリコーン、(B)熱伝導性充填剤、(C)疎水性球状シリカ微粒子を含む熱伝導性シリコーン組成物であって、
上記成分(A)が、
下記平均組成式(V)
R 5 a SiO (4-a)/2 (V)
(式中、R 5 は互いに独立に、炭素原子数1〜18の、飽和又は不飽和の、非置換又は置換の一価炭化水素基であり、1.8≦a≦2.2である。)
で表される、25℃における動粘度が10〜500,000mm 2 /sのオルガノポリシロキサンと、
下記一般式(VI)
(式中、R 6 は炭素原子数1〜6のアルキル基であり、R 7 は互いに独立に、炭素原子数1〜18の、飽和又は不飽和の、非置換又は置換の一価炭化水素基であり、bは5〜120の整数である。)
で表される加水分解性基含有オルガノポリシロキサンとを含み、
上記成分(C)の疎水性球状シリカ微粒子が、4官能性シラン化合物、その部分加水分解縮合生成物又はこれらの混合物を加水分解及び縮合することによって得られた実質的にSiO 2 単位からなる親水性球状シリカ微粒子の表面にR 1 SiO 3/2 単位(R 1 は置換又は非置換の炭素原子数1〜20の一価炭化水素基である)が導入され、更にR 2 3 SiO 1/2 単位(各R 2 は同一又は異なり、置換又は非置換の炭素原子数1〜6の一価炭化水素基である)が導入されたものであり、粒子径が0.005〜1μmの範囲で、粒度分布D 90 /D 10 の値が3以下であり、かつ平均円形度が0.8〜1である疎水性球状シリカ粒子であることを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物(但し、硬化剤を含む硬化性の組成物を除く)。 - 成分(C)の疎水性球状シリカ微粒子が、
(C1)一般式(I):
Si(OR3)4 (I)
(式中、各R3は同一又は異種の炭素原子数1〜6の一価炭化水素基である。)
で示される4官能性シラン化合物、その部分加水分解生成物又はこれらの混合物を、塩基性物質の存在下、親水性有機溶媒と水の混合液中で加水分解及び縮合することによって実質的にSiO2単位からなる親水性球状シリカ微粒子の混合溶媒分散液を得、
(C2)得られた該親水性球状シリカ微粒子の混合溶媒分散液に、一般式(II):
R1Si(OR4)3 (II)
(式中、R1は置換又は非置換の炭素原子数1〜20の一価炭化水素基、各R4は同一又は異種の炭素原子数1〜6の一価炭化水素基である。)
で示される3官能性シラン化合物、その部分加水分解生成物、又はこれらの混合物を添加して前記親水性球状シリカ微粒子の表面を処理することにより、該親水性球状シリカ微粒子の表面にR1SiO3/2単位(R1は前記の通りである)を導入して第一の疎水性球状シリカ微粒子の混合溶媒分散液を得、
(C3)得られた該第一の疎水性球状シリカ微粒子の混合溶媒分散液に、一般式(III):
R2 3SiNHSiR2 3 (III)
(式中、各R2は同一又は異種の置換又は非置換の炭素原子数1〜6の一価炭化水素基である。)
で示されるシラザン化合物、一般式(IV):
R2 3SiX (IV)
(式中、R2は一般式(III)で定義した通りであり、XはOH基又は加水分解性基である。)
で示される1官能性シラン化合物、又はこれらの混合物を添加して、前記第一の疎水性球状シリカ微粒子の表面をこれにより処理して、該第一の疎水性球状シリカ微粒子の表面にR2 3SiO1/2単位(R2は一般式(III)で定義した通りである)を導入することにより第二の疎水性シリカ微粒子として得られるものである、請求項1〜4のいずれか1項記載の熱伝導性シリコーン組成物。 - 前記平均組成式(V)で表されるオルガノポリシロキサンが、下記式(i)及び/又は下記式(ii)で表される直鎖状オルガノポリシロキサンである請求項1〜5のいずれか1項記載の熱伝導性シリコーン組成物。
- 成分(B)の配合量が成分(A)100質量部に対して500〜3,000質量部であり、成分(C)の配合量が成分(B)に対して0.01〜10質量%である請求項1〜6のいずれか1項記載の熱伝導性シリコーン組成物。
- 請求項1〜7のいずれか1項記載の熱伝導性シリコーン組成物を成型してなる熱伝導性シート。
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