KR20210080376A - 열전도성 실리콘 조성물 및 그의 경화물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, (A)1분자 중에 적어도 2개의 알케닐기를 갖는 오가노폴리실록산: 100질량부, (B)규소원자에 직접 결합한 수소원자를 적어도 2개 갖는 오가노하이드로젠폴리실록산: 규소원자에 직접 결합한 수소원자의 몰수가 (A)성분유래의 알케닐기의 몰수의 0.1~5.0배량이 되는 양, (C)25~35질량%의 평균입경 0.1μm 이상 40μm 미만의 수산화알루미늄과 65~75질량%의 평균입경 40μm 이상 100μm 이하의 수산화알루미늄의 혼합물을 50질량% 이상 함유하는 열전도성 충전재: 2,800~4,000질량부, (D)백금족 금속계 경화촉매: (A)성분에 대하여 백금족 금속원소의 질량환산으로 0.1~1,000ppm을 함유하는 열전도성 실리콘 조성물이다. 이에 따라, 열전도성과 경량성을 구비한 열전도성 실리콘 경화물을 부여하는 열전도성 실리콘 조성물 및 그의 경화물을 제공한다.
Description
본 발명은, 열전도성 실리콘 조성물 및 그의 경화물에 관한 것이다.
퍼스널 컴퓨터, 디지털 비디오 디스크, 휴대전화 등의 전자기기에 사용되는 CPU, 드라이버IC나 메모리 등의 LSI칩은, 고성능화·고속화·소형화·고집적화에 수반하여, 그 자체가 대량의 열을 발생하게 되며, 그 열에 의한 칩의 온도상승은 칩의 동작불량, 파괴를 일으킨다. 그러므로, 동작 중인 칩의 온도상승을 억제하기 위한 많은 열방산(熱放散)방법 및 그에 사용되는 열방산부재가 제안되어 있다.
종래, 전자기기 등에 있어서는, 동작 중인 칩의 온도상승을 억제하기 위해, 알루미늄이나 구리 등의 열전도율이 높은 금속판을 이용한 히트싱크가 사용되고 있다. 이 히트싱크는, 그 칩이 발생하는 열을 전도하고, 그 열을 외기와의 온도차에 의해 표면으로부터 방출한다.
칩으로부터 발생하는 열을 히트싱크에 효율 좋게 전달하기 위해, 히트싱크를 칩에 밀착시킬 필요가 있는데, 각 칩의 높이의 차이나 조립가공에 의한 공차가 있으므로, 유연성을 갖는 시트나, 그리스를 칩과 히트싱크와의 사이에 개장(介奬)시키고, 이 시트 또는 그리스를 개재하여 칩으로부터 히트싱크로의 열전도를 실현하고 있다.
시트는 그리스에 비해, 취급성이 우수하며, 열전도성 실리콘 고무 등으로 형성된 열전도시트(열전도성 실리콘 고무시트)는 다양한 분야에 이용되고 있다.
특허문헌 1에는, 실리콘 고무 등의 합성고무 100질량부에 산화베릴륨, 산화알루미늄, 수산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화아연으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 금속산화물을 100~800질량부 배합한 절연성 조성물이 개시되어 있다.
또한, 절연성을 필요로 하지 않는 장소에 이용되는 방열재료로서, 특허문헌 2에는, 부가경화형 실리콘 고무 조성물에 실리카 및 은, 금, 규소 등의 열전도성 분말을 60~500질량부 배합한 조성물이 개시되어 있다.
그러나, 이들 열전도성 재료는, 모두 열전도율이 낮고, 또한, 열전도성을 향상시키기 위해 열전도성 충전재를 다량으로 고충전하면, 액상 실리콘 고무 조성물의 경우는 유동성이 저하되고, 미러블 타입의 실리콘 고무 조성물의 경우는 가소도(可塑度)가 증가하여, 모두 성형가공성이 매우 나빠진다는 문제가 있었다.
이에, 이것을 해결하는 방법으로서, 특허문헌 3에는, 평균입경 5μm 이하의 알루미나입자 10~30질량%와, 잔부가 단일입자의 평균입경 10μm 이상이고, 또한 컷팅 엣지를 갖지 않는 형상인 구상 커런덤(コランダム)입자로 이루어지는 알루미나를 충전하는 고열전도성 고무·플라스틱 조성물이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 4에는, 평균중합도 6,000~12,000의 검(gum)상의 오가노폴리실록산과 평균중합도 200~2,000의 오일상의 오가노폴리실록산을 병용한 베이스와 구상 산화알루미늄 분말 500~1,200질량부로 이루어지는 열전도성 실리콘 고무 조성물이 개시되어 있다.
실리콘 조성물의 열전도율을 높이기 위해서는, 폴리머에 대하여 열전도성 충전재를 보다 고충전하는 방법이 일반적이다. 그러나, 열전도성 충전재는, 산화알루미늄(비중 3.9)이나, 산화아연(비중 5.6)으로 대표되는 바와 같이, 그 비중이 실리콘 폴리머와 비교하여 크므로, 충전량을 늘리면 늘릴수록 조성물의 비중이 커지는 경향이 있다.
최근, 리튬이온 배터리가 탑재되는 전기자동차는 추가적인 장거리주행을 실현하기 위해, 차체 전체의 경량화가 과제로 되어 있다. 또한, 사람이 직접 몸에 장착하는 모바일 기기·웨어러블 기기에 있어서도 그 중량은 무시할 수 없는 점이 된다. 특허문헌 5에서는 비중이 작은 수산화알루미늄(비중 2.42)을 실리콘 폴리머에 충전한 비중 2.0의 실리콘 조성물이 개시되어 있는데, 열전도율이 1.5W/m·K 정도로 낮고, 작금의 대용량화한 디바이스로부터 발생하는 열을 냉각하기 위해서는 능력의 부족을 부정할 수 없다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 열전도성과 경량성을 구비한 열전도성 수지 성형체(열전도성 실리콘 경화물)를 부여하는 열전도성 실리콘 조성물 및 그의 경화물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 열전도성 실리콘 조성물로서, (A)성분으로서, 1분자 중에 적어도 2개 이상의 알케닐기를 갖는 오가노폴리실록산: 100질량부, (B)성분으로서, 규소원자에 직접 결합한 수소원자를 적어도 2개 이상 갖는 오가노하이드로젠폴리실록산: 규소원자에 직접 결합한 수소원자의 몰수가 (A)성분유래의 알케닐기의 몰수의 0.1~5.0배량이 되는 양, (C)성분으로서, 수산화알루미늄을 50질량% 이상 함유하고, 또한, 상기 수산화알루미늄이, (C-1)평균입경 0.1μm 이상 40μm 미만의 수산화알루미늄 25~35질량%, 및 (C-2)평균입경 40μm 이상 100μm 이하의 수산화알루미늄 65~75질량%로 구성되는 혼합물인 열전도성 충전재: 2,800~4,000질량부, (D)성분으로서, 백금족 금속계 경화촉매: (A)성분에 대하여 백금족 금속원소의 질량환산으로 0.1~1,000ppm을 함유하는 것을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물을 제공한다.
이러한 열전도성 실리콘 조성물이면, 열전도성과 경량성을 구비한 열전도성 수지 성형체(열전도성 실리콘 경화물)를 부여할 수 있다.
상기 열전도성 실리콘 조성물은, 추가로, (E)성분으로서, (E-1)하기 일반식(1)로 표시되는 알콕시실란 화합물, 및 (E-2)하기 일반식(2)로 표시되는 분자쇄 편말단이 트리알콕시실릴기로 봉쇄된 디메틸폴리실록산 중 어느 일방 또는 양방을 (A)성분 100질량부에 대하여 100~300질량부 함유하는 것이 바람직하다.
R1 aR2 bSi(OR3)4-a-b (1)
(식 중, R1은 독립적으로 탄소원자수 6~15의 알킬기이고, R2는 독립적으로 비치환 또는 치환된 탄소원자수 1~10의 1가 탄화수소기이고, R3은 독립적으로 탄소원자수 1~6의 알킬기이고, a는 1~3의 정수, b는 0~2의 정수이고, 단 a+b는 1~3의 정수이다.)
[화학식 1]
(식 중, R4는 독립적으로 탄소원자수 1~6의 알킬기이고, c는 5~100의 정수이다.)
이러한 열전도성 실리콘 조성물이면, 보다 우수한 열전도성과 경량성을 구비한 열전도성 수지 성형체(열전도성 실리콘 경화물)를 부여할 수 있다.
상기 열전도성 실리콘 조성물은, 추가로, (F)성분: 하기 일반식(3)으로 표시되는 25℃에 있어서의 동점도가 10~100,000㎟/s인 오가노폴리실록산을 함유하는 것이 바람직하다.
[화학식 2]
(식 중, R5는 독립적으로 탄소원자수 1~10의 지방족 불포화결합을 포함하지 않는 1가 탄화수소기, d는 5~2,000의 정수이다.)
이러한 (F)성분이면, 상기 열전도성 실리콘 조성물에 적당한 점도나 가소성 등을 부여할 수 있다.
또한, 상기 열전도성 실리콘 조성물은, 25℃에 있어서의 절대점도가 800Pa·s 이하인 것이 바람직하다.
이러한 열전도성 실리콘 조성물이면, 성형성이 우수하다.
또한, 본 발명은, 열전도성 실리콘 조성물의 경화물인 열전도성 실리콘 경화물을 제공한다.
이러한 열전도성 실리콘 경화물이면, 열전도성과 경량성이 우수하다.
이상과 같이, 본 발명의 열전도성 실리콘 조성물이면, 특정의 오가노폴리실록산, 하이드로젠폴리실록산, 열전도성 충전재를 포함하는 실리콘 조성물의 배합을 정교하게 조정하여, 상기 열전도성 충전재를 기재에 고충전함으로써, 열전도율 2.8W/m·K 이상 또한 비중 2.4 이하의 높은 열전도성과 경량성을 구비한 열전도성 실리콘 경화물을 부여하는 열전도성 실리콘 조성물을 제공할 수 있다. 이러한 열전도성 실리콘 경화물은, 특히 열전도에 의한 전자부품의 냉각을 위해, 발열성 전자부품의 열경계면과 히트싱크 또는 회로기판 등의 방열부재와의 계면에 개재시키는 열전달재료로서 유용하다.
상술한 바와 같이, 높은 열전도성과 경량성을 구비한 열전도성 실리콘 경화물(열전도성 수지 성형체) 및 이 경화물을 부여하는 열전도성 실리콘 조성물의 개발이 요구되고 있었다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 행한 결과, 특정의 오가노폴리실록산, 하이드로젠폴리실록산, 열전도성 충전재를 포함하는 실리콘 조성물의 배합을 정교하게 조정하여, 상기 열전도성 충전재를 기재에 고충전함으로써 열전도율 2.8W/m·K 이상 또한 비중 2.4 이하의 높은 열전도성과 경량성을 구비한 열전도성 실리콘 경화물을 얻을 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은, 열전도성 실리콘 조성물로서,
(A)성분으로서, 1분자 중에 적어도 2개의 알케닐기를 갖는 오가노폴리실록산: 100질량부,
(B)성분으로서, 규소원자에 직접 결합한 수소원자를 적어도 2개 갖는 오가노하이드로젠폴리실록산: 규소원자에 직접 결합한 수소원자의 몰수가 (A)성분유래의 알케닐기의 몰수의 0.1~5.0배량이 되는 양,
(C)성분으로서, 수산화알루미늄을 50질량% 이상 함유하고, 또한, 상기 수산화알루미늄이,
(C-1)평균입경 0.1μm 이상 40μm 미만의 수산화알루미늄 25~35질량%, 및
(C-2)평균입경 40μm 이상 100μm 이하의 수산화알루미늄 65~75질량%
로 구성되는 혼합물인 열전도성 충전재: 2,800~4,000질량부,
(D)성분으로서, 백금족 금속계 경화촉매: (A)성분에 대하여 백금족 금속원소의 질량환산으로 0.1~1,000ppm
을 함유하는 것을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물이다.
이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명하나, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물은,
(A)성분으로서의 1분자 중에 적어도 2개의 알케닐기를 갖는 오가노폴리실록산,
(B)성분으로서의 규소원자에 직접 결합한 수소원자를 적어도 2개 갖는 오가노하이드로젠폴리실록산,
(C)성분으로서의 수산화알루미늄을 50질량% 이상 함유하고, 또한, 상기 수산화알루미늄이, 평균입경 0.1μm 이상 40μm 미만의 수산화알루미늄 25~35질량%, 및 평균입경 40μm 이상 100μm 이하의 수산화알루미늄 65~75질량%로 구성되는 혼합물인 열전도성 충전재,
(D)성분으로서의 백금족 금속계 경화촉매
를 필수성분으로서 함유한다. 이하, 상기 성분에 대해 설명한다.
[(A)성분: 알케닐기함유 오가노폴리실록산]
(A)성분인 알케닐기함유 오가노폴리실록산은, 규소원자에 결합한 알케닐기를 1분자 중에 적어도 2개 갖는 오가노폴리실록산이고, 본 발명의 조성물의 주제(主劑)가 되는 것이다. 통상은 주쇄부분이 기본적으로 디오가노실록산 단위의 반복으로 이루어지는 것이 일반적이나, 이것은 분자구조의 일부에 분지상의 구조를 포함한 것일 수도 있고, 또한 환상체일 수도 있는데, 경화물의 기계적 강도 등, 물성의 점에서 직쇄상의 디오가노폴리실록산이 바람직하다.
규소원자에 결합하는 알케닐기 이외의 관능기로는, 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기이고, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기 등의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등의 시클로알킬기, 페닐기, 톨릴기, 자일릴기, 나프틸기, 비페닐릴기 등의 아릴기, 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기, 메틸벤질기 등의 아랄킬기, 그리고 이들 기의 탄소원자가 결합되어 있는 수소원자의 일부 또는 전부가, 불소, 염소, 브롬 등의 할로겐원자, 시아노기 등으로 치환된 기, 예를 들어, 클로로메틸기, 2-브로모에틸기, 3-클로로프로필기, 3,3,3-트리플루오로프로필기, 클로로페닐기, 플루오로페닐기, 시아노에틸기, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로헥실기 등을 들 수 있고, 대표적인 것은 탄소원자수가 1~10, 특히 대표적인 것은 탄소원자수가 1~6인 것이며, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 클로로메틸기, 브로모에틸기, 3,3,3-트리플루오로프로필기, 시아노에틸기 등의 탄소원자수 1~3의 비치환 또는 치환된 알킬기 및 페닐기, 클로로페닐기, 플루오로페닐기 등의 비치환 또는 치환된 페닐기이다. 또한, 규소원자에 결합한 알케닐기 이외의 관능기는 모두가 동일한 것으로 한정되지 않는다.
또한, 알케닐기로는, 예를 들어, 비닐기, 알릴기, 프로페닐기, 이소프로페닐기, 부테닐기, 헥세닐기, 시클로헥세닐기 등의 통상 탄소원자수 2~8 정도의 것을 들 수 있고, 그 중에서도 비닐기, 알릴기 등의 저급 알케닐기가 바람직하고, 특히 바람직하게는 비닐기이다. 한편, 알케닐기는, 1분자 중에 2개 이상 존재하는 것이 필요하지만, 얻어지는 경화물의 유연성을 좋은 것으로 하기 위해, 분자쇄 말단의 규소원자에만 결합하여 존재하는 것이 바람직하다.
이 오가노폴리실록산의 25℃에 있어서의 동점도는, 바람직하게는 10~100,000㎟/s, 특히 바람직하게는 500~50,000㎟/s의 범위이다. 10㎟/s 이상이면, 얻어지는 조성물의 보존안정성이 좋아지며, 또한 100,000㎟/s 이하이면, 얻어지는 조성물의 신전성이 좋아진다. 한편, 동점도는 오스트발트 점도계를 이용하여 측정한 경우의 값이다.
이 (A)성분의 오가노폴리실록산은, 1종 단독으로도, 점도 등이 상이한 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.
[(B)성분: 오가노하이드로젠폴리실록산]
(B)성분의 오가노하이드로젠폴리실록산은, 1분자 중에 적어도 2개, 바람직하게는 2~100개의 규소원자에 직접 결합한 수소원자(Si-H기)를 갖는 오가노하이드로젠폴리실록산이고, (A)성분의 가교제로서 작용하는 성분이다. 즉, (B)성분 중의 Si-H기가 (A)성분 중의 알케닐기에, 후술하는 (D)성분의 백금족 금속계 경화촉매에 의해 촉진되는 하이드로실릴화반응에 의해 부가되어, 가교구조를 갖는 3차원 망목(網目)구조를 부여한다. 한편, (B)성분 중의 Si-H기의 수가 2개 미만인 경우, 경화되지 않는다.
오가노하이드로젠폴리실록산으로는, 하기 평균구조식(4)로 표시되는 것이 이용되는데, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
[화학식 3]
(식 중, R’은 독립적으로 지방족 불포화결합을 함유하지 않는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기 혹은 수소원자인데, 적어도 2개는 수소원자이고, e는 1 이상의 정수이다.)
식(4)중, R’의 수소 이외의 지방족 불포화결합을 함유하지 않는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기로는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기 등의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등의 시클로알킬기, 페닐기, 톨릴기, 자일릴기, 나프틸기, 비페닐릴기 등의 아릴기, 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기, 메틸벤질기 등의 아랄킬기, 그리고 이들 기에 탄소원자가 결합되어 있는 수소원자의 일부 또는 전부가, 불소, 염소, 브롬 등의 할로겐원자, 시아노기 등으로 치환된 기, 예를 들어, 클로로메틸기, 2-브로모에틸기, 3-클로로프로필기, 3,3,3-트리플루오로프로필기, 클로로페닐기, 플루오로페닐기, 시아노에틸기, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로헥실기 등을 들 수 있고, 대표적인 것은 탄소원자수가 1~10, 특히 대표적인 것은 탄소원자수가 1~6인 것이며, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 클로로메틸기, 브로모에틸기, 3,3,3-트리플루오로프로필기, 시아노에틸기 등의 탄소원자수 1~3의 비치환 또는 치환된 알킬기 및 페닐기, 클로로페닐기, 플루오로페닐기 등의 비치환 또는 치환된 페닐기이다. 또한, R’은 모두가 동일한 것으로 한정되지 않는다.
(B)성분의 첨가량은, (B)성분유래의 Si-H기가 (A)성분유래의 알케닐기 1몰에 대하여 0.1~5.0몰이 되는 양(즉, 규소원자에 직접 결합한 수소원자의 몰수가 (A)성분유래의 알케닐기의 몰수의 0.1~5.0배량이 되는 양), 바람직하게는 0.3~2.0몰, 더욱 바람직하게는 0.5~1.0몰이 되는 양이다. (B)성분유래의 Si-H기의 양이 (A)성분유래의 알케닐기 1몰에 대하여 0.1몰 미만이면 경화되지 않거나, 또는 경화물의 강도가 불충분하여 성형체로서의 형상을 유지할 수 없어 취급할 수 없는 경우가 있다. 또한 5.0몰을 초과하면 경화물의 유연성이 없어져, 경화물이 물러질 우려가 있다.
[(C)성분: 열전도성 충전재]
(C)성분인 열전도성 충전재는, 수산화알루미늄 또는 수산화알루미늄과 다른 열전도성 충전재로부터 구성된다. 이 경우, 수산화알루미늄은, 경량화의 관점에서 열전도성 충전재 총량의 50질량% 이상 함유되는 것이 필요하며, 바람직하게는 75질량% 이상, 더욱 바람직하게는 80질량% 이상이고, 100질량%가 가장 호적하다. 50질량% 미만이면, 비중이 2.4(수산화알루미늄의 비중과 같은 정도)를 초과하여 경량성이 손상된다.
수산화알루미늄은, 저렴하며 비중이 2.42로 알루미나에 비해 상당히 작고, 실리콘 조성물의 열전도성 충전재의 침강을 억제하며, 또한 기기의 경량화에도 공헌하고, 게다가 모스경도가 3으로 알루미나에 비해 매우 부드러워, 반응솥이나 교반날개의 마모가 억제되며, 난연효과, 절연효과가 있는 열전도성 충전재로서 유용하다. 그러나, 수산화알루미늄은 알루미나에 비해 열전도율이 낮으므로, 수산화알루미늄을 이용하여 실리콘 열전도성 조성물 및 경화물의 열전도율을 높이기 위해서는 수산화알루미늄을 고충전해야 함에도 불구하고, 고충전이 매우 어렵다. 그 때문에, 이제까지 열전도성 충전재의 총질량부의 50질량% 이상이 수산화알루미늄으로 차지하고 있는 열전도성 실리콘 경화물로 열전도율 2.6W/m·K 이상을 달성하는 것은 곤란한 것으로 여겨져 왔다. 본 발명은, 특정의 오가노폴리실록산, 하이드로젠폴리실록산, 열전도성 충전재를 포함하는 실리콘 조성물의 배합을 정교하게 조정하여, 상기 열전도성 충전재를 기재에 고충전함으로써 상기 종래기술의 문제점을 극복하고, 높은 열전도성과 경량성을 구비한 열전도성 실리콘 경화물을 부여하는 열전도성 실리콘 조성물을 제공하는 것이다.
또한, (C)성분에 포함되는 50질량% 이상이 수산화알루미늄으로 구성되며, 또한, 상기 수산화알루미늄이,
(C-1)평균입경 0.1μm 이상 40μm 미만의 수산화알루미늄: 25~35질량%, 및
(C-2)평균입경 40μm 이상 100μm 이하의 수산화알루미늄: 65~75질량%
로 구성되는 혼합물인 것이 필요하다. 이와 같이 입경이 상이한 수산화알루미늄을 주성분으로 하는 입자를 정교하게 조합하는 것, 즉, 평균입경 0.1μm 이상 40μm 미만의 소입경입자와 40μm 이상 100μm 이하의 대입경입자의 배합비율을 정교하게 조합함으로써, 대입경입자끼리의 극간을 소입경입자가 보전(補塡)하는 형태로 기재에 고충전하는 것이 가능해진다. 한편, 상기 (C-1) 및 (C-2)성분의 수산화알루미늄의 평균입경이 상기 범위 외이거나, (C-1) 및 (C-2)성분의 구성비율이 상기 범위 외이면, 열전도율 2.8W/m·K 이상 또한 비중 2.4 이하의 높은 열전도성과 경량성을 구비한 열전도성 실리콘 경화물을 부여하는 열전도성 실리콘 조성물을 조제할 수 없다.
한편, 상기 평균입경은, 닛키소(주)제의 입도분석계인 마이크로트랙 MT3300EX에 의해 측정한 체적기준의 누적평균입경(메디안 직경)의 값이다.
(C-1)성분의 소입경 수산화알루미늄(필러)은, (C-2)성분의 대입경 수산화알루미늄과 조합함으로써, 조성물의 열전도율 및 유동성을 향상시키고, 또한 필러의 침강을 방지한다. 평균입경은 0.1μm 이상 40μm 미만이고, 1~30μm인 것이 바람직하다. 평균입경이 상기 범위 외이면, (C-2)성분과 조합하는 것에 의한 조성물의 열전도율 및 유동성의 향상과, 필러의 침강방지의 효과가 얻어지지 않는다. (C-1)성분의 수산화알루미늄으로는 1종 또는 2종 이상을 복합하여 이용할 수도 있다.
(C-1)성분의 배합량은, (C)성분에 포함되는 수산화알루미늄의 25~35질량%이고, 바람직하게는 27~33질량%이다. 질량비율이 상기 범위 외이면, (C-2)성분과 조합하는 것에 의한 조성물의 열전도율 및 유동성의 향상과, 필러의 침강방지의 효과가 얻어지지 않는다.
(C-2)성분의 대입경 수산화알루미늄(필러)은, 열전도율을 우위로 향상시킬 수 있다. 대입경 수산화알루미늄의 평균입경은 40μm 이상 100μm 이하이며, 45~90μm인 것이 바람직하다. 평균입경이 상기 범위 외이면, 열전도성을 향상시키는 효과가 낮아지며, 또한, 조성물 점도가 상승하거나, 가공성이 나빠지거나 한다. (C-2)성분의 수산화알루미늄으로는 1종 또는 2종 이상을 복합하여 이용할 수도 있다.
(C-2)성분의 배합량은, (C)성분에 포함되는 수산화알루미늄의 65~75질량%이고, 바람직하게는 67~73질량%이다. 질량비율이 상기 범위 외이면, 열전도성을 향상시키는 효과가 낮아지며, 또한, 조성물 점도가 상승하거나, 가공성이 나빠지거나 한다.
이와 같이, 평균입경이 0.1μm 이상 40μm 미만인 수산화알루미늄(C-1)과, 평균입경이 40μm 이상 100μm 이하인 수산화알루미늄(C-2)을 상기 특정비율로 배합한 수산화알루미늄을 50질량% 이상 함유하는 (C)성분을 이용함으로써, 상기한 본 발명의 효과가 확실히 발휘된다.
상기 다른 열전도성 충전재로는, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들어, 비자성의 은이나 알루미늄 등의 금속, 알루미나, 실리카, 마그네시아, 벵갈라, 베릴리아, 티타니아, 지르코니아 등의 금속산화물, 질화알루미늄, 질화규소, 질화붕소 등의 금속질화물, 수산화마그네슘 등의 금속수산화물, 인공 다이아몬드 혹은 탄화규소 등의 일반적으로 열전도성 충전재가 되는 물질을 이용할 수 있다. 또한, 입경은 0.1~200μm를 이용할 수 있고, 1종 또는 2종 이상을 복합하여 이용할 수도 있다.
(C)성분의 배합량(수산화알루미늄 또는 수산화알루미늄과 다른 열전도성 충전재의 합계배합량)은, (A)성분 100질량부에 대하여 2,800~4,000질량부인 것이 필요하며, 바람직하게는 3,000~3,500질량부이다. 이 배합량이 2,800질량부 미만인 경우에는, 얻어지는 조성물의 열전도율이 나쁘고 4,000질량부를 초과하는 경우에는, 혼련작업성이 악화되며, 게다가 경화물이 현저히 물러진다.
[(D)성분: 백금족 금속계 경화촉매]
(D)성분의 백금족 금속계 경화촉매는, (A)성분유래의 알케닐기와, (B)성분유래의 Si-H기의 부가반응을 촉진하기 위한 촉매이면 특별히 한정되지 않는데, 하이드로실릴화반응에 이용되는 촉매로서 주지의 촉매를 들 수 있다. 그 구체예로는, 예를 들어, 백금(백금흑을 포함한다), 로듐, 팔라듐 등의 백금족 금속단체, H2PtCl4·nH2O, H2PtCl6·nH2O, NaHPtCl6·nH2O, KHPtCl6·nH2O, Na2PtCl6·nH2O, K2PtCl4·nH2O, PtCl4·nH2O, PtCl2, Na2HPtCl4·nH2O(단, 식 중, n은 0~6의 정수이고, 바람직하게는 0 또는 6이다.) 등의 염화백금, 염화백금산 및 염화백금산염, 알코올변성 염화백금산(미국특허 제3,220,972호 명세서 참조), 염화백금산과 올레핀과의 컴플렉스(미국특허 제3,159,601호 명세서, 동 제3,159,662호 명세서, 동 제3,775,452호 명세서 참조), 백금흑, 팔라듐 등의 백금족 금속을 알루미나, 실리카, 카본 등의 담체에 담지시킨 것, 로듐-올레핀 컴플렉스, 클로로트리스(트리페닐포스핀)로듐(윌킨슨 촉매), 염화백금, 염화백금산 또는 염화백금산염과 비닐기함유 실록산, 특히 비닐기함유 환상 실록산과의 컴플렉스 등을 들 수 있다.
(D)성분의 사용량은, (A)성분에 대한 백금족 금속원소의 질량환산으로 0.1~1,000ppm이다. 0.1ppm 미만으로는 충분한 촉매활성이 얻어지지 않으며, 1,000ppm을 초과해도 부가반응을 촉진하는 효과는 향상되지 않고, 비용이 상승하게 될 뿐만 아니라, 경화물에 촉매가 잔류하므로 절연성이 저하될 우려가 있다.
[(E)성분: 표면처리제]
본 발명의 조성물에는, 조성물 조제시에 (C)성분인 열전도성 충전재를 소수화처리하고, (A)성분인 오가노폴리실록산과의 습윤성을 향상시키고, (C)성분인 열전도성 충전재를 (A)성분으로 이루어지는 매트릭스 중에 균일하게 분산시키는 것을 목적으로 하여, (E)성분의 표면처리제를 배합할 수 있다. 이 (E)성분으로는, 특히 하기에 나타내는 (E-1)성분 및 (E-2)성분이 바람직하다.
(E-1)성분: 하기 일반식(1)
R1 aR2 bSi(OR3)4-a-b (1)
(식 중, R1은 독립적으로 탄소원자수 6~15의 알킬기이고, R2는 독립적으로 비치환 또는 치환된 탄소원자수 1~10의 1가 탄화수소기이고, R3은 독립적으로 탄소원자수 1~6의 알킬기이고, a는 1~3의 정수, b는 0~2의 정수이고, 단 a+b는 1~3의 정수이다.)
로 표시되는 알콕시실란 화합물이다.
상기 일반식(1)에 있어서, R1로 표시되는 알킬기로는, 예를 들어, 헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기, 테트라데실기 등을 들 수 있다. 이 R1로 표시되는 알킬기의 탄소원자수가 6~15의 범위를 만족하면 (A)성분의 습윤성이 충분히 향상되어, 취급성이 좋고, 조성물의 저온특성이 양호한 것이 된다.
R2로 표시되는 비치환 또는 치환된 1가 탄화수소기로는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기 등의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등의 시클로알킬기, 페닐기, 톨릴기, 자일릴기, 나프틸기, 비페닐릴기 등의 아릴기, 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기, 메틸벤질기 등의 아랄킬기, 그리고 이들 기에 탄소원자가 결합되어 있는 수소원자의 일부 또는 전부가, 불소, 염소, 브롬 등의 할로겐원자, 시아노기 등으로 치환된 기, 예를 들어, 클로로메틸기, 2-브로모에틸기, 3-클로로프로필기, 3,3,3-트리플루오로프로필기, 클로로페닐기, 플루오로페닐기, 시아노에틸기, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로헥실기 등을 들 수 있고, 대표적인 것은 탄소원자수가 1~10, 특히 대표적인 것은 탄소원자수가 1~6인 것이며, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 클로로메틸기, 브로모에틸기, 3,3,3-트리플루오로프로필기, 시아노에틸기 등의 탄소원자수 1~3의 비치환 또는 치환된 알킬기 및 페닐기, 클로로페닐기, 플루오로페닐기 등의 비치환 또는 치환된 페닐기를 들 수 있다. R3으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 헥실기 등을 들 수 있다. 또한, a는 1~3의 정수, b는 0~2의 정수이고, 단 a+b는 1~3의 정수이면 특별히 한정되지 않는데, a가 1, b가 0인 것이 바람직하다.
(E-2)성분: 하기 일반식(2)
[화학식 4]
(식 중, R4는 독립적으로 탄소원자수 1~6의 알킬기이고, c는 5~100, 바람직하게는 5~70, 특히 10~50의 정수이다.)
로 표시되는 분자쇄 편말단이 트리알콕시실릴기로 봉쇄된 디메틸폴리실록산이다.
상기 일반식(2)에 있어서, R4로 표시되는 알킬기는, 상기 일반식(1) 중의 R3으로 표시되는 알킬기와 동종의 것이다.
(E)성분의 표면처리제로서, (E-1)성분과 (E-2)성분 중 어느 일방일 수도 양자를 조합하여 배합할 수도 있다. 이 경우, (E)성분으로는, (A)성분 100질량부에 대하여 100~300질량부가 바람직하고, 특히 150~250질량부인 것이 바람직하다. 본 성분이 100질량부 이상이면, 열전도성 충전재를 기재에 충분히 충전하는 것이 용이해지며, 300질량부 이하이면, 오일 분리를 유발하는 경우는 없다.
[(F)성분: 특성부여제]
(F)성분으로서, 하기 일반식(3)
[화학식 5]
(식 중, R5는 독립적으로 탄소원자수 1~10의 지방족 불포화결합을 포함하지 않는 1가 탄화수소기, d는 5~2,000의 정수이다.)
로 표시되는 25℃에 있어서의 동점도가 10~100,000㎟/s인 오가노폴리실록산을 첨가할 수 있다. (F)성분은, 열전도성 실리콘 조성물의 점도조정제나 가소제 등의 특성부여를 목적으로 하여 적당히 이용되는 것인데, 이들로 한정되는 것은 아니다. 이들은, 1종 단독으로 이용할 수도, 2종 이상을 병용할 수도 있다.
상기 R5는 독립적으로 비치환 또는 치환된 탄소원자수 1~10의 1가 탄화수소기이다. R5로는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 도데실기 등의 알킬기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기 등의 시클로알킬기, 페닐기, 톨릴기, 자일릴기, 나프틸기, 비페닐릴기 등의 아릴기, 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기, 메틸벤질기 등의 아랄킬기, 그리고 이들 기에 탄소원자가 결합되어 있는 수소원자의 일부 또는 전부가, 불소, 염소, 브롬 등의 할로겐원자, 시아노기 등으로 치환된 기, 예를 들어, 클로로메틸기, 2-브로모에틸기, 3-클로로프로필기, 3,3,3-트리플루오로프로필기, 클로로페닐기, 플루오로페닐기, 시아노에틸기, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로헥실기 등을 들 수 있고, 대표적인 것은 탄소원자수가 1~10, 특히 대표적인 것은 탄소원자수가 1~6인 것이며, 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 클로로메틸기, 브로모에틸기, 3,3,3-트리플루오로프로필기, 시아노에틸기 등의 탄소원자수 1~3의 비치환 또는 치환된 알킬기 및 페닐기, 클로로페닐기, 플루오로페닐기 등의 비치환 또는 치환된 페닐기를 들 수 있으나, 특히 메틸기, 페닐기가 바람직하다.
상기 d는 요구되는 점도의 관점에서, 바람직하게는 5~2,000의 정수이며, 특히 바람직하게는 10~1,000의 정수이다.
또한, 25℃에 있어서의 동점도는, 바람직하게는 10~100,000㎟/s이고, 특히 100~10,000㎟/s인 것이 바람직하다. 동점도가 10㎟/s 이상이면, 얻어지는 조성물의 경화물이 오일 블리드를 발생시키기 어려워진다. 동점도가 100,000㎟/s 이하이면, 얻어지는 열전도성 실리콘 조성물의 유연성이 호적한 것이 된다.
(F)성분을 본 발명의 열전도성 실리콘 조성물에 첨가할 때는, 그 첨가량은 특별히 한정되지 않는데, (A)성분 100질량부에 대하여, 바람직하게는 0.1~100질량부이다. 이 첨가량이 이 범위에 있으면, 경화 전의 열전도성 실리콘 조성물에 양호한 유동성, 작업성을 유지하기 쉽고, 또한 (C)성분의 열전도성 충전재를 이 조성물에 충전하는 것이 용이하다.
[(G)성분: 반응제어제]
(G)성분으로서 부가반응제어제를 사용할 수 있다. 부가반응제어제는, 통상의 부가반응 경화형 실리콘 조성물에 이용되는 공지의 부가반응제어제를 모두 이용할 수 있다. 예를 들어, 1-에티닐-1-헥산올, 3-부틴-1-올 등의 아세틸렌 화합물이나 각종 질소 화합물, 유기인 화합물, 옥심 화합물, 유기클로로 화합물 등을 들 수 있다. (G)성분을 배합하는 경우의 사용량으로는, (A)성분 100질량부에 대하여 0.01~1질량부가 바람직하고, 0.1~0.8질량부가 보다 바람직하다. 이러한 배합량이면, 충분히 경화반응이 진행되어, 성형효율이 손상되는 경우가 없다.
[기타 성분]
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물에는, 필요에 따라서, 추가로 다른 성분을 배합할 수도 있다. 예를 들어, 산화철, 산화세륨 등의 내열성향상제; 실리카 등의 점도조정제; 착색제; 이형제 등의 임의성분을 배합할 수 있다.
[조성물의 점도]
열전도성 실리콘 조성물의 절대점도(이하, 간단히 「점도」라고 하는 경우도 있다.)는, 25℃에 있어서 800Pa·s 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 400Pa·s 이하, 더욱 바람직하게는 200Pa·s 이하이다. 하한값은, 특별히 한정되지 않는데, 예를 들어, 10Pa·s 이상으로 할 수 있다. 한편, 이 점도는 B형 점도계에 의한 측정에 기초한다.
[열전도성 실리콘 경화물 및 그의 제조방법]
본 발명의 열전도성 실리콘 경화물(열전도성 수지 성형체)은, 상기 열전도성 실리콘 조성물의 경화물이다. 열전도성 실리콘 조성물을 경화(성형)하는 경화조건으로는, 공지의 부가반응 경화형 실리콘 고무 조성물과 동일하면 되며, 예를 들어, 상온에서도 충분히 경화되나, 필요에 따라서 가열할 수도 있다. 바람직하게는 100~120℃에서 8~12분으로 부가경화시키는 것이 좋다. 이러한 본 발명의 경화물(성형체)은 열전도성이 우수하다.
[성형체의 열전도율]
본 발명에 있어서의 성형체의 열전도율은, 핫디스크법에 의해 측정한 25℃에 있어서의 측정값이 2.8W/m·K 이상인 것이 바람직하다. 열전도율이 2.8W/m·K 이상이면, 발열량이 큰 발열체에의 적용이 가능해진다. 한편, 이러한 열전도율은, 열전도성 충전재의 종류나 입경의 조합을 조정함으로써, 조정할 수 있다.
[성형체의 경도]
본 발명에 있어서의 성형체의 경도는, 아스카C경도계로 측정한 25℃에 있어서의 측정값으로 60 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 이하, 더욱 바람직하게는 20 이하, 특히 10 이하인 것이 바람직하다. 경도가 60 이하이면, 피방열체의 형상을 따르도록 변형되어, 피방열체에 응력을 가하는 일 없이 양호한 방열특성을 나타내는 것이 용이해진다. 한편, 이러한 경도는, (A)성분과 (B)성분의 비율을 바꾸어, 가교밀도를 조정함으로써, 조정할 수 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 나타내어, 본 발명을 구체적으로 설명하나, 본 발명은 하기의 실시예로 제한되는 것은 아니다. 한편, 동점도는 25℃에 있어서 오스트발트 점도계에 의해 측정하였다. 또한, 평균입경은 닛키소(주)제의 입도분석계인 마이크로트랙 MT3300EX에 의해 측정한 체적기준의 누적평균입경(메디안 직경)의 값이다. 얻어진 열전도성 실리콘 조성물의 25℃에 있어서의 절대점도는, B형 점도계에 의해 측정하였다.
[조성물의 조제]
하기 실시예 및 비교예에 이용되고 있는 (A)~(G)성분을 하기에 나타낸다.
(A)성분:
하기 식(5)로 표시되는 오가노폴리실록산
[화학식 6]
(X는 비닐기이고, n은 하기 점도를 부여하는 수이다.)
동점도: 600㎟/s
(B)성분:
하기 식(6)으로 표시되는 하이드로젠폴리실록산.
[화학식 7]
(평균중합도: o=28, p=2)
(C)성분:
평균입경이 하기와 같은 수산화알루미늄 및 구상 산화알루미늄.
(C-1)평균입경이 1μm인 수산화알루미늄
(C-2)평균입경이 50μm인 수산화알루미늄
(C-3)평균입경이 90μm인 구상 산화알루미늄
(D)성분:
5질량% 염화백금산2-에틸헥산올용액
(E)성분: (E-2)성분
하기 식(7)로 표시되는 평균중합도가 30인 편말단이 트리메톡시실릴기로 봉쇄된 디메틸폴리실록산.
[화학식 8]
(F)성분
가소제로서, 하기 식(8)로 표시되는 디메틸폴리실록산.
[화학식 9]
(r=80)
(G)성분:
부가반응제어제로서, 에티닐메틸리덴카르비놀(エチニルメチリデンカルビノ-ル).
(A), (C), (E), (F)성분을 하기 표 1, 2의 실시예 1~8 및 비교예 1~6에 나타내는 소정의 양으로 첨가하여, 플래너터리 믹서로 60분간 혼련하였다.
거기에 (D)성분, (G)성분을 하기 표 1, 2에 나타내는 소정의 양으로 첨가하고, 추가로 세퍼레이터와의 이형을 촉진하는 내첨이형제를 유효량 첨가하여, 30분간 혼련하였다.
거기에 추가로 (B)성분을 하기 표 1, 2에 나타내는 소정의 양으로 첨가하여, 30분간 혼련하여, 실시예 1~8 및 비교예 1, 3, 4의 조성물을 얻었다. 한편, 비교예 2, 5, 6에서는 혼련이 곤란해져, 조성물을 얻을 수 없었다. 이 때문에, 비교예 2, 5, 6에 대해서는 하기 평가를 행하지 않았다.
[성형방법]
얻어진 조성물을 60mm×60mm×6mm의 금형에 유입하고, 프레스 성형기를 이용하여, 120℃, 10분간으로 성형하였다.
[평가방법]
열전도율:
하기 실시예 1~8 및 비교예 1, 3, 4에서 얻어진 조성물을 120℃, 10분간의 조건으로 6mm두께의 시트상으로 경화시키고, 그 시트를 2매 이용하여, 열전도율계(상품명: TPA-501, 교토전자공업(주)제)에 의해 이 시트의 열전도율을 측정하였다.
경도:
하기 실시예 1~8 및 비교예 1, 3, 4에서 얻어진 조성물을 상기와 동일하게 6mm두께의 시트상으로 경화시키고, 그 시트를 2매 겹쳐 아스카C경도계로 측정하였다.
비중(밀도):
수중치환법을 이용하여 측정하였다.
[실시예 1~8 및 비교예 1~6]
표 1 및 표 2에 나타내는 바와 같이, 실시예 1~8 및 비교예 1, 3, 4에 있어서 (A)~(F)성분을 소정의 양을 이용하여 조성물을 조제해 경화시키고, 상기 평가방법에 따라 열전도율, 경도, 비중을 측정하였다.
[표 1]
[표 2]
비교예 1과 같이 열전도성 충전재의 총질량부가 적은 경우, 열전도율이 저하되고, 비교예 2와 같이 반대로 지나치게 많은 경우는 조성물 제작을 위한 혼련이 곤란해진다. 또한, 비교예 3, 4와 같이 수산화알루미늄의 비율이 50%를 하회하는 비율로 구성되는 열전도성 충전재를 사용한 경우, 열전도율은 높아지지만 비중이 2.4를 초과하여 경량성이 손상된다. 나아가 비교예 5, 6과 같이 단일의 입경으로 열전도성 충전재를 구성한 경우, 입자가 기재에 충전되지 않아 조성물 자체를 얻을 수 없다.
이에 반해, 실시예와 같이, (A)~(D)성분을 본 발명의 범위 내가 되는 비율로 배합한 경우, 열전도율 2.8W/m·K 이상 또한 비중 2.4 이하의 높은 열전도성과 경량성을 구비한 열전도성 실리콘 경화물을 부여하는 열전도성 실리콘 조성물을 용이하게 조제할 수 있다. 특히, 입경이 상이한 수산화알루미늄을 정교하게 조합하는 것, 즉, 평균입경 0.1μm 이상 40μm 미만의 소입경 수산화알루미늄과 40μm 이상 100μm 이하의 대입경 수산화알루미늄의 배합비율을 정교하게 조합함으로써, 이것을 기재에 고충전하는 것이 용이해진다.
한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
Claims (5)
- 열전도성 실리콘 조성물로서,
(A)성분으로서, 1분자 중에 2개 이상의 알케닐기를 갖는 오가노폴리실록산: 100질량부,
(B)성분으로서, 규소원자에 직접 결합한 수소원자를 2개 이상 갖는 오가노하이드로젠폴리실록산: 규소원자에 직접 결합한 수소원자의 몰수가 (A)성분유래의 알케닐기의 몰수의 0.1~5.0배량이 되는 양,
(C)성분으로서, 수산화알루미늄을 50질량% 이상 함유하고, 또한, 상기 수산화알루미늄이,
(C-1)평균입경 0.1μm 이상 40μm 미만의 수산화알루미늄 25~35질량%, 및
(C-2)평균입경 40μm 이상 100μm 이하의 수산화알루미늄 65~75질량%
로 구성되는 혼합물인 열전도성 충전재: 2,800~4,000질량부,
(D)성분으로서, 백금족 금속계 경화촉매: (A)성분에 대하여 백금족 금속원소의 질량환산으로 0.1~1,000ppm
을 함유하는 것을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물. - 제1항에 있어서,
추가로, (E)성분으로서,
(E-1)성분: 하기 일반식(1)
R1 aR2 bSi(OR3)4-a-b (1)
(식 중, R1은 독립적으로 탄소원자수 6~15의 알킬기이고, R2는 독립적으로 비치환 또는 치환된 탄소원자수 1~10의 1가 탄화수소기이고, R3은 독립적으로 탄소원자수 1~6의 알킬기이고, a는 1~3의 정수, b는 0~2의 정수이고, 단 a+b는 1~3의 정수이다.)
로 표시되는 알콕시실란 화합물, 및
(E-2)성분: 하기 일반식(2)
[화학식 1]
(식 중, R4는 독립적으로 탄소원자수 1~6의 알킬기이고, c는 5~100의 정수이다.)
로 표시되는 분자쇄 편말단이 트리알콕시실릴기로 봉쇄된 디메틸폴리실록산 중 어느 일방 또는 양방을 (A)성분 100질량부에 대하여 100~300질량부 함유하는 것을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
25℃에 있어서의 절대점도가 800Pa·s 이하인 것을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 열전도성 실리콘 조성물의 경화물인 것을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 경화물.
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WO2022049815A1 (ja) | 2020-09-03 | 2022-03-10 | 富士高分子工業株式会社 | 熱伝導性シリコーンゲル組成物、熱伝導性シリコーンシート及びその製造方法 |
EP4198090A4 (en) * | 2020-09-29 | 2024-02-14 | LG Energy Solution, Ltd. | CURABLE COMPOSITION AND BI-LIQUID TYPE CURABLE COMPOSITION |
JP7523870B2 (ja) * | 2021-06-03 | 2024-07-29 | 信越化学工業株式会社 | 熱伝導性シリコーン組成物及びその硬化物 |
CN117529514A (zh) * | 2022-01-10 | 2024-02-06 | 瓦克化学股份公司 | 一种有机硅组合物 |
JP2024172885A (ja) * | 2023-06-01 | 2024-12-12 | 信越化学工業株式会社 | 熱伝導性2液付加硬化型シリコーン組成物、硬化物及びシート |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4732400Y1 (ko) | 1968-04-23 | 1972-09-29 | ||
JPS56100849A (en) | 1980-01-04 | 1981-08-13 | Ford Motor Co | Precursor composition of heat conductive elastomer |
JPS6469661A (en) | 1987-09-10 | 1989-03-15 | Showa Denko Kk | High-thermal conductivity rubber/plastic composition |
JPH04328163A (ja) | 1991-04-26 | 1992-11-17 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 熱伝導性シリコーンゴム組成物 |
JP2011089079A (ja) | 2009-10-26 | 2011-05-06 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | 熱伝導性シリコーン組成物及びその硬化物 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3159662A (en) | 1962-07-02 | 1964-12-01 | Gen Electric | Addition reaction |
US3220972A (en) | 1962-07-02 | 1965-11-30 | Gen Electric | Organosilicon process using a chloroplatinic acid reaction product as the catalyst |
US3159601A (en) | 1962-07-02 | 1964-12-01 | Gen Electric | Platinum-olefin complex catalyzed addition of hydrogen- and alkenyl-substituted siloxanes |
US3775452A (en) | 1971-04-28 | 1973-11-27 | Gen Electric | Platinum complexes of unsaturated siloxanes and platinum containing organopolysiloxanes |
JP3920746B2 (ja) * | 2002-09-02 | 2007-05-30 | 信越化学工業株式会社 | 熱伝導性複合シートおよびその製造方法 |
JP2008239719A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Dow Corning Toray Co Ltd | シリコーンエラストマー組成物およびシリコーンエラストマー |
JP2010120979A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Taika:Kk | 熱伝導性シリコーンゲル硬化物 |
JP5131648B2 (ja) * | 2009-07-09 | 2013-01-30 | 信越化学工業株式会社 | 熱伝導性シリコーン組成物およびそれを用いた熱伝導性シリコーン成形物 |
JP5418298B2 (ja) | 2010-02-26 | 2014-02-19 | 信越化学工業株式会社 | 熱伝導性シリコーン組成物及びその硬化物 |
WO2012102852A1 (en) * | 2011-01-26 | 2012-08-02 | Dow Corning Corporation | High temperature stable thermally conductive materials |
JP2013144763A (ja) * | 2012-01-16 | 2013-07-25 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | 半導体封止用熱硬化性樹脂組成物及び該組成物で封止された半導体装置 |
JP5940325B2 (ja) * | 2012-03-12 | 2016-06-29 | 東レ・ダウコーニング株式会社 | 熱伝導性シリコーン組成物 |
JP6339761B2 (ja) * | 2012-12-17 | 2018-06-06 | 東レ・ダウコーニング株式会社 | 熱伝導性シリコーン組成物及び熱伝導性部材 |
US10047256B2 (en) * | 2013-03-06 | 2018-08-14 | Dic Corporation | Epoxy resin composition, cured product, heat radiating material, and electronic member |
JP5853989B2 (ja) * | 2013-05-16 | 2016-02-09 | 信越化学工業株式会社 | リアクトル用熱伝導性シリコーン接着剤組成物及びリアクトル |
JP6075261B2 (ja) * | 2013-10-02 | 2017-02-08 | 信越化学工業株式会社 | 熱伝導性シリコーン組成物及びその硬化物 |
EP3134486B1 (en) * | 2014-03-27 | 2022-05-11 | 3M Innovative Properties Company | Filled polydiorganosiloxane-containing compositions, and methods of using same |
CN106832949A (zh) * | 2015-12-04 | 2017-06-13 | 烟台鑫海耐磨胶业有限公司 | 一种低粘度有机硅材料的制备 |
US11118056B2 (en) * | 2016-07-22 | 2021-09-14 | Momentive Performance Materials Japan Llc | Thermally conductive polysiloxane composition |
GB201613414D0 (en) * | 2016-08-03 | 2016-09-14 | Dow Corning | Elastomeric compositions and their applications |
-
2018
- 2018-10-26 JP JP2018201872A patent/JP7033047B2/ja active Active
-
2019
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- 2019-08-05 CN CN201980068233.6A patent/CN112867765B/zh active Active
- 2019-08-16 TW TW108129223A patent/TWI788587B/zh active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4732400Y1 (ko) | 1968-04-23 | 1972-09-29 | ||
JPS56100849A (en) | 1980-01-04 | 1981-08-13 | Ford Motor Co | Precursor composition of heat conductive elastomer |
JPS6469661A (en) | 1987-09-10 | 1989-03-15 | Showa Denko Kk | High-thermal conductivity rubber/plastic composition |
JPH04328163A (ja) | 1991-04-26 | 1992-11-17 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 熱伝導性シリコーンゴム組成物 |
JP2011089079A (ja) | 2009-10-26 | 2011-05-06 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | 熱伝導性シリコーン組成物及びその硬化物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PA0105 | International application |
Patent event date: 20210414 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
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PG1501 | Laying open of application | ||
PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20220421 Comment text: Request for Examination of Application |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20240920 Patent event code: PE09021S01D |