CN117413021A - 热传导性有机硅组合物及其固化物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够抑制金属配线的腐蚀,且能够形成散热性优异的固化物的热传导性有机硅组合物。该组合物包含:(A)有机聚硅氧烷,其在一分子中具有至少两个与硅原子键合的烯基,且在25℃条件下的运动粘度为10~100000mm2/s,(B)有机氢聚硅氧烷,其在一分子中至少含有两个直接与硅原子键合的氢原子,(C)热传导性填充材料,其具有10W/m·K以上的热传导率,(D)二甲基聚硅氧烷,其分子链单末端被三烷氧基封端,(E)铂族金属系固化催化剂,(F)苯并三唑和/或苯并三唑衍生物,和(G)有机聚硅氧烷,其不具有脂肪族不饱和键。
Description
技术领域
本发明涉及热传导性有机硅组合物及其固化物。
背景技术
LSI、IC芯片等电子部件在使用中的发热,以及伴随其发热而导致性能降低已广为人知,作为为了解决这些问题的方法,使用着各种散热技术。例如,已知于发热部的附近配置散热装置等用于冷却的构件,通过将两者紧贴而促进向冷却构件的有效的传热以将冷却构件进行冷却,从而有效地进行发热部的散热。此时,如果在发热构件和冷却构件之间具有间隙,则热传导性低的空气会介于该间隙,传热不再有效,导致不能充分地降低发热构件的温度。为防止这样的现象发生,以防止空气介在于发热构件和冷却构件之间为目的,作为热传导率佳、且在构件的表面具有随动性的散热材料,可使用散热片、散热润滑脂(专利文献1~3)。
近来,车载用逆变器等功率模块的输入/输出电流具有增加的倾向,线圈、母线自身的发热也具有增加的倾向。如果由于发热而导致线圈、母线的温度上升,则电阻增加,因此,有效的散热为必不可缺。作为对策,大多采取安装散热材料,促进直接散热的方法。
另一方面,作为线圈、母线一般使用铜线等金属配线,且其表面一般用镍、锡通过镀敷、环氧涂布等进行被覆而使用。通过表面被覆虽然能够抑制线圈、母线的金属配线的腐蚀,但还不能从根本上解决由弯曲加工、缺陷、被覆的漆膜泡孔导致的从金属暴露的部分进行腐蚀的问题。特别是在散热材料中存在阳离子性杂质的情况下,存在着被电吸引而促进这些构件腐蚀的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第2938428号公报
专利文献2:日本专利第2938429号公报
专利文献3:日本专利第3952184号公报
发明内容
发明所要解决的问题
因此,本发明的目的在于,提供一种能够抑制金属配线的腐蚀且能够形成散热性优异的固化物(散热材料)的热传导性有机硅组合物。
解决问题的方法
本发明人依据精心研究的结果发现,一种热传导性有机硅组合物能够抑制金属配线的腐蚀,进而完成了本发明。所述热传导性有机硅组合物包含具有特定的运动粘度的含有烯基的有机聚硅氧烷、特定的有机氢聚硅氧烷、热传导性填充材料、分子链单末端被三烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷、苯并三唑和/或苯并三唑衍生物和特定的有机聚硅氧烷。
即,本发明提供以下的热传导性有机硅组合物和热传导性有机硅固化物。
[1]一种热传导性有机硅组合物,其包含:
(A)有机聚硅氧烷:100质量份,其在一分子中具有至少两个与硅原子键合的烯基,且在25℃条件下的运动粘度为10~100000mm2/s,
(B)在一分子中至少含有两个直接与硅原子键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷:相对于(A)成分的一个烯基,与硅原子直接键合的氢原子的个数为0.5~1.5个的量,
(C)热传导性填充材料:500~7000质量份,其具有10W/m·K以上的热传导率,
(D)二甲基聚硅氧烷:10~300质量份,其以下述通式(1)表示且分子链单末端被三烷氧基封端,
(在式(1)中,R1独立地为碳原子数为1~6的烷基,a为5~100的数。)
(E)铂族金属系固化催化剂:有效量,
(F)苯并三唑、以下述通式(2)表示的苯并三唑衍生物或其两者:相对于(A)~(D)成分的合计质量为10~500ppm,
(在式(2)中,R2独立地为氢原子或碳原子数为1~6的一价烃基,R3为氢原子或一价有机基团。)
(G)以下述通式(3)表示的有机聚硅氧烷:1~100质量份。
(在式(3)中,R4独立地为不具有脂肪族不饱和键的碳原子数为1~10的一价烃基,b为2~2000的数。)
[2]如[1]所述的热传导性有机硅组合物,其中,
(G)成分为以下述通式(4)表示的有机聚硅氧烷。
(在式(4)中,R5独立地为碳原子数为1~10的烷基,R6为苯基,c和d为1~20的数,括号内的硅氧烷单元的排列顺序为无规、交替或嵌段。)
[3]如[1]或[2]所述的热传导性有机硅组合物,其中,
还含有(H)一种以上的反应控制剂,其选自由炔化合物、氮化合物、有机磷化合物、肟化合物和有机氯化合物组成的组。
[4]如[1]~[3]中任一项所述的热传导性有机硅组合物,其中,
在通式(2)中,R3为氢原子、碳原子数为1~10的一价烃基或以下述式(5)表示的基团。
[在式(5)中,R7为碳原子数为1~15的一价烃基,或为-(CH2)e-Si(OR8)3{R8独立地为碳原子数为1~4的烷基或SiR9 3基团(R9独立地为碳原子数为1~4的烷基),e为1~6的整数。},*表示键合端。]
[5]一种固化物,
其为[1]~[4]中任一项所述的热传导性有机硅组合物的固化物。
发明的效果
本发明的热传导性有机硅组合物,其固化物散热性能优异,通过配合适量的苯并三唑和/或苯并三唑衍生物和与交联结构无关而容易渗出的油成分,在铜等金属表面形成稳定的被膜,从而能够抑制腐蚀。因此,本发明的热传导性有机硅组合物可优选用作母线、线圈等金属配线的向冷却构件的热传导材料(散热材料)。
具体实施方式
以下,对本发明更为详细地进行说明。
[热传导性有机硅组合物]
<(A)含有烯基的有机聚硅氧烷>
作为(A)成分的含有烯基的有机聚硅氧烷,其为在一分子中具有两个以上、优选为2~10个、更优选为2~5个与硅原子键合的烯基的有机聚硅氧烷。其主链部分通常为基本包含重复的二有机硅氧烷单元的结构,其可以在一部分的分子结构中含有支链状的结构、也可以为环状的结构,但从固化物的机械强度等物性方面考虑,优选为直链状的二有机聚硅氧烷。
作为烯基,可列举出例如,乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、己烯基、环己烯基等通常碳原子数为2~8左右的烯基,其中,优选为乙烯基、烯丙基等低级烯基、特别优选为乙烯基。需要说明的是,与硅原子键合的烯基虽可以存在于有机聚硅氧烷的分子链的末端和分子链的中端的任意一种,但从所得到的固化物的柔软性的观点考虑,优选在分子链末端的硅原子键合有烯基。
作为与硅原子键合的烯基以外的基团,为未取代或取代的一价烃基,可列举出例如,甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基等烷基;环戊基、环己基和环庚基等环烷基;苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基和联苯基等芳基;苄基、苯基乙基、苯丙基、甲基苄基等芳烷基、以及与这些基团的碳原子键合的一部分或全部的氢原子被氟、氯、溴等卤原子或氰基等取代的基团,例如,氯甲基、2-溴乙基、3-氯丙基、3,3,3-三氟丙基、氯苯基、氟苯基、氰乙基、3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基等。其中,作为(A)成分的有机聚硅氧烷中的与硅原子键合的烯基以外的基团,优选为碳原子数为1~10、更优选为碳原子数为1~6的基团,其中,优选为甲基、乙基、丙基、氯甲基、溴乙基、3,3,3-三氟丙基、氰乙基等碳原子数为1~3的未取代或取代的烷基以及苯基、氯苯基、氟苯基等未取代或取代的苯基,特别优选为甲基。另外,与硅原子键合的烯基以外的基团可以为全部相同,也可以互为不同。
(A)成分在25℃条件下的运动粘度为10~100000mm2/s的范围、优选为100~50000mm2/s的范围。如果上述运动粘度低于10mm2/s,则难以与热传导性填充材料均匀地混合;如果上述运动粘度超出100000mm2/s,则组合物的粘度上升,混炼操作自身变得困难。需要说明的是,运动粘度为在25℃条件下使用奥斯特瓦尔德粘度计所测得的值。
作为(A)成分,虽可列举出例如,分子链两末端被二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷;分子链单末端被二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端、而分子链的另一末端被三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷-甲基乙烯基聚硅氧烷共聚物;分子链两末端被三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基乙烯基硅氧烷共聚物;分子链两末端被三甲基甲硅烷氧基封端的甲基乙烯基聚硅氧烷;分子链两末端被二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基乙烯基聚硅氧烷共聚物等,但也不限于此。
(A)成分可以单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。组合物中的(A)成分的配合量优选为0.5~10质量%、更优选为1~5质量%。
<(B)有机氢聚硅氧烷>
(B)成分的有机氢聚硅氧烷为在一分子中具有两个以上、优选为2~30个、更优选为2~20个的与硅原子直接键合的氢原子(Si-H基团)的有机氢聚硅氧烷,且为作为(A)成分的交联剂而发挥作用的成分。即,通过由后述的(E)成分的铂族金属系固化催化剂来促进的氢化硅烷化反应而加成(B)成分中的Si-H基团和(A)成分中的烯基,从而获得在所得到的固化物中具有交联结构的三维网状结构。需要说明的是,(B)成分的有机氢聚硅氧烷的Si-H基团的数在一分子中低于两个的情况下,有时组合物不会固化。
(B)成分可为直链状、支链状和环状中的任意一种,也可在分子中具有它们的多个结构。另外,Si-H基团可以位于分子链末端和分子链的中端中的任一位置,也可以位于分子链末端和分子链的中端两者。
作为与硅原子键合的Si-H基团以外的有机基团,优选为未取代或取代的碳原子数为1~12的一价烃基、特别优选为不具有脂肪族不饱和键的碳原子数为1~6的一价烃基。具体而言,可列举出甲基、乙基、丙基、丁基、己基、十二烷基等烷基;苯基等芳基;2-苯基乙基、2-苯基丙基等芳烷基;氯甲基、3,3,3-三氟丙基等卤素取代烃基;2-环氧丙氧基乙基、3-环氧丙氧基丙基、4-环氧丙氧基丁基等环氧取代烃基等,特别优选为甲基。
作为(B)成分,虽可以列举出例如,包含(CH3)2HSiO1/2单元和(CH3)2SiO2/2单元的共聚物;包含(CH3)2HSiO1/2单元和(CH3)3SiO1/2单元和(CH3)2SiO单元的共聚物;包含(CH3)3SiO1/2单元和(CH3)2SiO2/2单元和(CH3)HSiO2/2单元的共聚物;包含(CH3)2HSiO1/2单元和(CH3)3SiO1/2单元和(CH3)2SiO2/2单元和(CH3)HSiO2/2单元的共聚物;包含(CH3)3SiO1/2单元和(CH3)HSiO2/2单元的共聚物;包含(CH3)2HSiO1/2单元和(CH3)2SiO2/2单元和(CH3)HSiO2/2单元的共聚物;包含(CH3)3SiO1/2单元和(CH3)2HSiO1/2单元和(CH3)HSiO2/2单元的共聚物;包含(CH3)HSiO2/2单元的环状聚合物;包含(CH3)HSiO2/2单元和(CH3)2SiO2/2单元的环状共聚物等,但并不限定于此。
为(B)成分的有机氢聚硅氧烷可以单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。这些(B)成分的添加量为相对于来自(A)成分的一个烯基,来自(B)成分的Si-H基团为0.5个至1.5个的量、优选为0.7~1.3个的量。如果相对于来自(A)成分的一个烯基,(B)成分的Si-H基团的量为低于0.5个时,则有时组合物不会固化,或者由于固化物的强度不充分,有时不能保持作为成型体的形状,进而不能进行处理。另外,如果相对于来自(A)成分的一个烯基,(B)成分的Si-H基团的量为超出1.5个时,则有时会导致交联密度过度升高,进而对固化物的柔软性造成损害。
<(C)热传导性填充材料>
作为(C)成分的热传导性填充材料,使用热传导率为10W/m·K以上、优选为15W/m·K以上的填充材料。其原因在于,如果热传导率小于10W/m·K,则热传导性有机硅组合物的热传导率自身就变小。作为所涉及的热传导性填充材料,虽可列举出铝粉、铜粉、银粉、铁粉、镍粉、金粉、锡粉、金属硅粉、氮化铝粉、氮化硼粉、氧化铝(氧化铝)粉、氧化镁(氧化镁)粉、金刚石粉、碳粉、铟粉、镓粉、氧化锌粉等,但也不限于此。另外,成分(C)的形状可以为无定形,也可以为球形。
(C)成分的平均粒径优选为0.1~100μm的范围、更优选为0.1~90μm的范围。如果平均粒径小于0.1μm,则有时对组合物的填充性恶化;如果平均粒径大于100μm,则由于成型后的固化物的表面变粗糙,有时热阻变大。需要说明的是,在本发明中,平均粒径为通过日本日机装株式会社制造的麦克罗特雷克(Microtrac)MT330OEX测定的体积平均直径[MV]。
(C)成分可以单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。
相对于(A)成分100质量份,(C)的配合量为500~7000质量份的范围、优选为1000~6500质量份、更优选为2000~6000质量份。如果(C)的配合量小于500质量份,则固化物的热传导率变小;如果(C)的配合量大于7000质量份,则组合物的粘度上升,从而导致成型性恶化。
<(D)分子链单末端被三烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷>
(D)成分为以下述通式(1)表示的分子链单末端被三烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷。
(在式(1)中,R1独立地表示为碳原子数为1~6的烷基,a为5~100的数。)
作为式(1)中的以R1表示的碳原子数为1~6的烷基,可列举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基和己基等,其中优选为甲基。
a为5~100的数、优选为10~60的数。如果a小于5,则热传导性填充材料的分散性降低;如果a大于100,则有时热传导性降低。
相对于(A)成分100质量份,(D)成分的配合量为10~300质量份、优选为10~200质量份的范围。如果相对于(A)成分100质量份,(D)成分的配合量少于10质量份,则热传导性有机硅组合物中的热传导性填充材料的分散性降低,组合物的粘度变大;在配合量超出300质量份的情况下,由于稀释了热传导性填充材料,有时热传导性会降低。
<(E)铂族金属系固化催化剂>
为(E)成分的铂族金属系固化催化剂为用于促进来自(A)成分的烯基与来自(B)成分的Si-H基团的加成反应的催化剂,作为用于氢化硅烷化反应的催化剂可列举为公知的催化剂。作为其具体例,可列举出例如,铂(包含铂黑)、铑、钯等铂族金属单质;H2PtCl4·nH2O、H2PtCl6·nH2O、NaHPtCl6·nH2O、KaHPtCl6·nH2O、Na2PtCl6·nH2O、K2PtCl4·nH2O、PtCl4·nH2O、PtCl2、Na2HPtCl4·nH2O(但是,在式中,n为0~6的整数、优选为0或6)等氯化铂、氯铂酸以及氯铂酸盐;醇改性氯化铂酸(参照美国专利第3,220,972号说明书);氯铂酸和烯烃的络合物(参照美国专利第3,159,601号说明书、美国专利第3,159,662号说明书、美国专利第3,775,452号说明书);使铂黑、钯等铂族金属载持在氧化铝、二氧化硅以及碳等载体上的固化催化剂;铑-烯烃络合物;三(三苯基膦)氯化铑(威尔金森催化剂);氯化铂、氯铂酸或氯铂酸盐与含有乙烯基的硅氧烷、特别是与含有乙烯基的环状硅氧烷的络合物等。(E)成分的配合量可为所谓的催化剂量,相对于(A)成分,通常以铂族金属元素的质量换算可为0.1~1000ppm左右。(E)成分也可以使用将如上所述的各种铂族金属催化剂溶解在2-乙基己醇等溶剂中的混合物。
<(F)苯并三唑和/或苯并三唑衍生物>
(F)成分为苯并三唑和/或以下述通式(2)表示的苯并三唑衍生物。
(式(2)中,R2独立地为氢原子或碳原子数为1~6的一价烃基,R3为氢原子或一价有机基团。)
在上述式(2)中,作为以R2表示的碳原子数为1~6的一价烃基,可列举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、环己基等烷基、以及这些基团的一部分或全部的氢原子被氟、溴、氯等卤原子、氰基等取代的基团,例如氯甲基、氯丙基、溴乙基、三氟丙基、氰乙基等。其中,从合成上的观点考虑,优选为氢原子或甲基。
作为以R3表示的一价有机基团,可列举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、环己基等烷基;苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等芳基;苄基、苯基乙基、苯丙基等芳烷基等碳原子数为1~10的一价烃基,以及以下述式(5)表示的基团等。
[在式(5)中,R7为碳原子数为1~15的一价烃基,或者为-(CH2)e-Si(OR8)3{R8独立地为碳原子数为1~4的烷基或SiR9 3基(R9独立地为碳原子数为1~4的烷基),e为1~6、优选为1~3的整数。},*表示键合端。]
作为R7的一价烃基,可例示出甲基、乙基、丙基、丁基、己基、十二烷基等烷基;苯基等芳基;2-苯基乙基、2-苯基丙基等芳烷基等。
作为R8和R9的烷基,可例示出甲基、乙基、丙基等。
将(F)成分的具体例子表示如下。
(在式中,n表示为0~6的整数。)
(在式中,m表示为1~6的整数。)
(在式中,l为1~6的整数,R10分别独立地为碳原子数为1~4的烷基或三烷基甲硅烷基(各烷基的碳原子数为1~4。))
相对于(A)~(D)成分的质量合计,(F)成分的配合量为10~500ppm的范围、优选为20~400ppm、更优选为30~300ppm。如果(F)成分的配合量小于10ppm,则不能对目标金属赋予充分的防腐性;如果(F)成分的配合量大于500ppm,则需要大量地配合为(E)成分的铂族金属系固化催化剂,为不经济。
<(G)不具有脂肪族不饱和键的有机聚硅氧烷>
(G)成分为以下述通式(3)表示的不具有脂肪族不饱和键的有机聚硅氧烷。由于(G)成分在组合物中作为不会对交联结构造成影响的油而存在,通过与上述(F)成分一起从组合物中逐渐转移到目标金属的表面,从而能够提高防腐效果。
(在式(3)中,R4独立地表示为不具有脂肪族不饱和键的碳原子数为1~10的一价烃基,b为2~2000的数。)
作为R4的一价烃基,可列举出例如,甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基和癸基等烷基;环戊基、环己基和环庚基等环烷基;苯基、甲苯基、二甲苯基和萘基等芳基;苄基、苯基乙基、苯丙基、甲基苄基等芳烷基,以及与这些基团的碳原子键合的一部分或全部的氢原子被氟、氯、溴等卤原子或氰基等取代的基团,例如氯甲基、2-溴乙基、3-氯丙基,3,3,3-三氟丙基、氯苯基、氟苯基、氰乙基、3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基等、优选为甲基和苯基。
b为2~2000的数、优选为2~200的数。
(G)成分优选包含以下述通式(4)表示的含有苯基的有机聚硅氧烷。
(在式(4)中,R5独立地为碳原子数为1~10的烷基,R6为苯基,c和d分别为1~20的数,括号内的硅氧烷单元的排列顺序为无规、交替或嵌段。)
作为R5的烷基,可列举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等、优选为甲基。
相对于成分(A)100质量份,(G)成分的配合量为1~100质量份的范围、优选为2~90质量份、进一步优选为5~80质量份。(G)成分的配合量在小于1质量份的情况下,则难以得到防腐效果;(G)成分的配合量在大于100质量份的情况下,由于渗出油过于变多,有时组合物的粘度和固化物的硬度会经时地显著增加。
在(G)成分中,以质量基准计,以通式(4)表示的成分的比例在(G)成分总量中优选为5~50质量%、更优选为10~40质量%。
<(H)加成反应控制剂>
进一步,可以抑制上述(E)成分的催化剂活性,延长组合物的贮存期和适用期为目的将加成反应控制剂作为(H)成分配合在本发明的热传导性有机硅组合物中。
作为(H)成分,可以使用公知的加成反应控制剂。例如,可列举出1-乙炔基-1-环己醇、3-丁炔-1-醇以及乙炔基亚甲基甲醇等炔化合物;氮化合物;有机磷化合物;肟化合物和有机氯化合物等。
作为(H)成分的配合量,可以为有效量,相对于(A)成分100质量份,优选为0.01~1质量份左右。可以直接添加在组合物中,也可以用甲苯等溶剂进行稀释而进行使用。
<(I)填充材料>
进一步,以调节组合物的粘度和固化物的硬度为目的,可以将(C)成分以外的填充材料作为(I)成分配合在本发明的热传导性有机硅组合物中。
作为(I)成分,从为廉价且比重较小的观点考虑,优选为氢氧化铝和二氧化硅。
(I)成分的平均粒径优选为0.1~100μm的范围、更优选为1~80μm的范围。
在配合(I)成分的情况下,从组合物的热传导率的观点考虑,相对于(A)成分100质量份,其配合量优选为100~3000质量份、更优选为500~1500质量份。该(I)成分可以直接配合到本发明的热传导性有机硅组合物中,也可以在预先与(C)成分混合后再进行配合。
除上述成分以外,在不损害本发明的目的的范围内,本发明的热传导性有机硅组合物还可以进一步配合着色材料和抗氧化剂等。
[热传导性有机硅组合物的制造方法]
可通过将上述各成分均匀地进行混合而制造本发明的热传导性有机硅组合物。混合方法只要按照以往公知的方法即可,作为进行混合的装置,可列举出Trimix、Twinmix、行星式搅拌机(Planetary Mixer)(均为日本株式会社井上制作所制造的混合机的注册商标)、Ultramixer(日本瑞穗工业株式会社制造的混合机的注册商标)、HIVISDISPER MIX(日本特殊机化工业株式会社制造的混合机的注册商标)等。另外,可以一次性混合所要配合的全部成分,也可以将其中的一种或两种以上的成分分为数次进行混合,但优选为同时配合(C)成分和(D)成分。
[热传导性有机硅固化物的制造方法]
通过将本发明的热传导性有机硅组合物在优选为80~180℃、特别优选为90~170℃条件下加热30~150分钟、特别是加热40~140分钟,从而能够形成固化物。
[热传导性有机硅固化物的热传导率]
本发明中的固化物(成型体)的热传导率,其通过热盘法测定的在25℃条件下的测定值优选为3.0W/m·K以上、进一步优选为4.0W/mK以上。需要说明的是,对固化物(成型体)的热传导率的上限没有特别地限定,例如,在使用氧化镁的情况下,其热传导率为40W/m·K以下。
实施例
以下,表示实施例和比较例,对本发明具体地进行说明,但本发明并不被这些实施例所限制。
[热传导性有机硅组合物的制备]
将在下述实施例中使用的(A)~(H)成分表示如下。
(A)成分
两末端被二甲基乙烯基甲硅烷基封端的二甲基聚硅氧烷(在25℃条件下的运动粘度为600mm2/s)
(B)成分
以下述式表示的有机氢聚硅氧烷
(括号内的硅氧烷单元的排列顺序为不定。)
(C)成分
(C-1):氧化铝粉末(平均粒径:1μm,热传导率:27W/m·K)
(C-2):氧化铝粉末(平均粒径:10μm,热传导率:27W/m·K)
(C-3):氧化铝粉末(平均粒径:28μm,热传导率:27W/m·K)
(C-4):氧化铝粉末(平均粒径:70μm,热传导率:27W/m·K)
(C-5):氧化镁粉末(平均粒径:55μm,热传导率:40W/m·K)
(D)成分
以下述式表示的分子链单末端被三甲氧基封端的二甲基聚硅氧烷
(E)成分
5%氯铂酸2-乙基己醇溶液
(F)成分
(F-1):以下述式表示的化合物
(F-2):以下述式表示的化合物
(G)成分
(G-1):以下述式表示的二甲基聚硅氧烷
(G-2):以下述式表示的甲基苯基聚硅氧烷
(式中,括号内的硅氧烷单元的排列顺序为不定。)
(H)成分
乙炔基亚甲基甲醇
(I)成分
(I-1):氢氧化铝粉末(平均粒径:1μm,热传导率:3.2W/m·K)
(I-2):氢氧化铝粉末(平均粒径:12μm,热传导率:3.2W/m·K)
(I-3):氢氧化铝粉末(平均粒径:64μm,热传导率:3.2W/m·K)
[实施例1~6、比较例1~5]
以在表1和表2所示的配合量(质量份)依次添加了下述成分。使用5升的行星式搅拌机(日本株式会社井上制作所制造),将预先混合了(A)成分和(D)成分的混合物以及预先混合了(C)成分和(I)成分的混合物混炼了60分钟。接下来,添加(B)成分、(E)成分、(F)成分、(G)成分和(H)成分,并混炼30分钟,从而得到了热传导性有机硅组合物。
[成型方法]
在将制备了的热传导性有机硅组合物浇注在60mm×60mm×6mm的模具中,且用2片PET膜夹住模具开口部后,通过使用加压成型机,在120℃条件下使其固化10分钟,从而得到了热传导性有机硅固化物(热传导性有机硅片材)。
[评价方法]
热传导率:
使用2片在下述实施例1~6和比较例1~5中得到的6mm厚的片材,通过热传导率计(TPA-501,日本京都电子工业株式会社制造的商品名),测定了固化物的热传导率。
硬度:
使用SRIS0101所规定的Asker C硬度计测定了热传导性有机硅固化物的硬度。
铜腐蚀试验:
1)铜板清洗
在用含浸有丙酮的纱布擦去铜板表面的油脂后,将铜板在10质量%硫酸水溶液中浸渍了15分钟。将取出的铜板用纯水清洗后再使其干燥,用于试验。
2)试验顺序
将成型了的热传导性有机硅固化物设置在上述铜板上并静置了24小时。然后,将去除了热传导性有机硅固化物的铜板在85℃、85%RH的高温高湿槽中进行保管,实施了老化处理。在经过100小时、500小时、1000小时的老化时间后取出铜板,观察铜板表面有无腐蚀。
[表1]
[表2]
在实施例1~6中得到的热传导性有机硅固化物具有3.0W/m·K以上的热传导率,在铜腐蚀试验中,直至老化时间1000小时也未确认到有腐蚀。
与此相对,如比较例1和比较例3所示那样,在不含有足够量的(F)成分的情况下,发现有铜的腐蚀。另一方面,在过量添加了(F)成分的比较例2中,由于(E)成分的失活而导致未能得到固化物。另外,在如比较例4所示那样的不含有(G)成分的组成中,在铜腐蚀试验500小时后发生了腐蚀。另外,在如比较例5那样过量地添加(G)成分的情况下,热传导性填充材料的比例降低,进而导致成为热传导率低于3.0W/m·K的结果。
Claims (5)
1.一种热传导性有机硅组合物,其包含:
(A)有机聚硅氧烷:100质量份,其在一分子中具有至少两个与硅原子键合的烯基,且在25℃条件下的运动粘度为10~100000mm2/s,
(B)在一分子中至少含有两个直接与硅原子键合的氢原子的有机氢聚硅氧烷:相对于(A)成分的一个烯基,与硅原子直接键合的氢原子的个数为0.5~1.5个的量,
(C)热传导性填充材料:500~7000质量份,其具有10W/m·K以上的热传导率,
(D)二甲基聚硅氧烷:10~300质量份,其以下述通式(1)表示且分子链单末端被三烷氧基封端,
在式(1)中,R1独立地为碳原子数为1~6的烷基,a为5~100的数,
(E)铂族金属系固化催化剂:有效量,
(F)苯并三唑、以下述通式(2)表示的苯并三唑衍生物或其两者:相对于(A)~(D)成分的合计质量为10~500ppm,
在式(2)中,R2独立地为氢原子或碳原子数为1~6的一价烃基,R3为氢原子或一价有机基团,和
(G)有机聚硅氧烷:1~100质量份,其以下述通式(3)表示,
在式(3)中,R4独立地为不具有脂肪族不饱和键的碳原子数为1~10的一价烃基,b为2~2000的数。
2.如权利要求1所述的热传导性有机硅组合物,其中,
(G)成分为以下述通式(4)表示的有机聚硅氧烷,
在式(4)中,R5独立地为碳原子数为1~10的烷基,R6为苯基,c和d分别为1~20的数,括号内的硅氧烷单元的排列顺序为无规、交替或嵌段。
3.如权利要求1或权利要求2所述的热传导性有机硅组合物,其中,
还含有(H)一种以上的加成反应控制剂,其选自由炔化合物、氮化合物、有机磷化合物、肟化合物和有机氯化合物组成的组。
4.如权利要求1~3中任一项所述的热传导性有机硅组合物,其中,
在通式(2)中,R3为氢原子、碳原子数为1~10的一价烃基或以下述式(5)表示的基团,
在式(5)中,R7为碳原子数为1~15的一价烃基或为-(CH2)e-Si(OR8)3,*表示为键合端,在上述-(CH2)e-Si(OR8)3中,R8独立地为碳原子数为1~4的烷基或SiR9 3基团,e为1~6的整数,在上述SiR9 3基团中,R9独立地为碳原子数为1~4的烷基。
5.一种固化物,
其为权利要求1~4中任一项所述的热传导性有机硅组合物的固化物。
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