CN117642479A - 导热性片材制品及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供保护氟橡胶系的导热性片材的两面免受异物等的影响、发热构件与散热构件之间的安装作业性优异的导热性片材制品及其制造方法。本发明涉及在由导热性含氟固化性组合物的固化物构成的导热性片材的两面粘贴了电绝缘性膜的导热性片材制品,所述导热性含氟固化性组合物含有特定量的如下成分:(A)在1分子中具有2个以上的烯基、并且在主链中具有全氟聚醚结构的直链状多氟化合物,(B)在1分子中具有全氟烷基或全氟氧烷基、或者具有全氟亚烷基或全氟氧亚烷基、还具有2个以上与硅原子直接键合的氢原子(SiH基)、并且在分子中不具有与硅原子直接键合的烷氧基的含氟有机氢硅氧烷,(C)铂族金属系催化剂,和(D)导热性填充剂。
Description
技术领域
本发明涉及在将含氟固化性组合物固化得到的固化物构成的导热性片材的两面粘贴了电绝缘性的膜的导热性片材制品及其制造方法。
背景技术
导热性片材通过在CPU、LSI、IGBT等半导体等的在动作中产生不需要的热的发热构件与如散热器或热沉等的散热构件之间安装,从而担负使来自该发热构件的热高效率地散逸至该散热构件的职能。特别是该半导体随着近年来的高性能化、高功能化、小型化等,发热量提高,如果温度上升,有可能引起动作不良、破坏,因此提出了各种导热性片材。
导热性片材通过使导热性组合物加热固化成片状而得到。作为导热性组合物,例如可列举出加成反应固化型导热性有机硅组合物(专利文献1:日本特开平09-207275号公报)。但是,由该有机硅组合物的固化物构成的导热性片材由于甲苯、醇、汽油等溶剂类,容易发生溶胀、劣化,因此如果在暴露于ATF和CVTF等汽车用油的环境下使用,则具有难以保持性能的问题。
因此,近年来提出了氟橡胶系的导热性片材。作为例子,可列举出可形成耐油性和导热性优异的固化物的导热性含氟固化性组合物、和由将其固化得到的固化物构成的导热性含氟固化物(专利文献2:日本特开2017-082090号公报)。
顺便提及,为了从制造后直至在发热构件与散热构件之间的安装防止异物附着、防止损伤、防止污垢等,有时在导热性片材的与发热构件或散热构件相接的面粘贴膜。然后,在安装时通常将该膜剥离,因此需要该膜能够从导热性片材容易地剥离(专利文献3:日本特开2001-284504号公报)。
但是,在发热构件与散热构件之间安装导热性片材的作业性被该片材表面的压敏粘合性损害的情况下,有时不将该膜剥离而直接安装。例如,在发热构件与散热构件之间窄,将导热性片材从横向插入其中的情况下,如果将该膜剥离而插入,有时在其中途,该片材附着于该构件而挂住,插入变得困难。这时,通过不将该膜剥离地将该片材插入,从而能够顺利地插入。这种情况下,该膜在粘贴于该片材的状态下安装于发热构件与散热构件之间,该膜可不具有从该片材的剥离性。
作为粘贴了膜的氟橡胶系的导热性片材,公开了在由氟系化合物的固化物构成的基体粘合剂内设置了导热性填料的传热片材(专利文献4:日本特开2019-011423号公报)。
在专利文献4中公开的传热片材只在传热片材的一侧的面粘贴了脱模片材。因此,在脱模片材没有粘贴的面,异物附着或者损伤等问题屡屡发生。另外,将该传热片材插入发热构件与散热构件的狭窄间隙时,没有粘贴脱模片材的面附着于该构件,有时插入作业困难。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平09-207275号公报
专利文献2:日本特开2017-082090号公报
专利文献3:日本特开2001-284504号公报
专利文献4:日本特开2019-011423号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明鉴于上述实际情况而完成,目的在于提供保护氟橡胶系的导热性片材的两面免受异物等的影响、能够采用模压成型法等加工、并且发热构件与散热构件之间的安装作业性优异的导热性片材制品及其制造方法。
用于解决课题的手段
本发明人为了实现上述目的而反复深入研究,结果发现:在使耐油性和导热性优异的特定组成的导热性含氟固化性组合物固化得到的固化物构成的导热性片材的两面粘贴了电绝缘性膜的导热性片材制品在可保护该片材免受异物等的影响的同时提高发热构件与散热构件之间的安装作业性,完成了本发明。
因此,本发明提供下述的导热性片材及其制造方法。
[1]导热性片材制品,是在包括导热性含氟固化性组合物的固化物的导热性片材的两面粘贴有电绝缘性膜的导热性片材制品,所述导热性含氟固化性组合物含有:
(A)在1分子中具有2个以上的烯基、并且在主链中具有全氟聚醚结构的直链状多氟化合物:100质量份,
(B)在1分子中具有选自全氟烷基、全氟氧烷基、全氟亚烷基和全氟氧亚烷基中的1种或2种以上、还具有2个以上与硅原子直接键合的氢原子(SiH基)、并且在分子中不具有与硅原子直接键合的烷氧基的含氟有机氢硅氧烷:其量使得相对于组合物整体中所含的烯基1摩尔,(B)成分中的与硅原子直接键合的氢原子成为0.50~3.0摩尔,
(C)铂族金属系催化剂:相对于(A)成分,以铂族金属原子的质量换算计,为0.1~2000ppm,和
(D)导热性填充剂:100~4000质量份。
[2]根据[1]所述的导热性片材制品,其中,电绝缘性膜的厚度为1~200μm。
[3]根据[1]或[2]所述的导热性片材制品,其中,电绝缘性膜为选自聚烯烃、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、芳族聚醚酮、含氟聚合物、聚氯乙烯和纸中的至少一种的膜。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的导热性片材制品,其中,电绝缘性膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的膜。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的导热性片材制品,其中,至少一者的电绝缘性膜的与所述导热性片材相接的面用含氟有机硅系剥离剂处理过。
[6]根据[5]所述的导热性片材制品,其中,所述含氟有机硅系剥离剂为具有1个以上的全氟烷基或全氟氧烷基的有机聚硅氧烷。
[7]根据[6]所述的导热性片材制品,其中,所述全氟烷基或全氟氧烷基由下述通式(1)或通式(2)表示。
Cf”F2f”+1- (1)
(式中,f”为1~10的整数。)
[化1]
(式中,g”为1~30的整数。)
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的导热性片材制品,其中,在所述导热性含氟固化性组合物中,相对于100质量份(A)成分,还含有0.01~300质量份的在1分子中具有1个以上的全氟烷基或全氟氧烷基、还具有1个以上的与硅原子直接键合的烷氧基、并且在分子中不具有与硅原子直接键合的氢原子(SiH基)的含氟有机硅化合物作为(E)成分。
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的导热性片材制品,其中,在所述导热性含氟固化性组合物中,相对于100质量份(A)成分,还含有0.1~300质量份的选自由下述通式(3)和下述通式(4)表示的化合物中的至少一种的无官能多氟化合物作为(F)成分。
F-(CF2CF2CF2O)a-A (3)
(式中,A为由-CbF2b+1(b为1~3的整数)表示的基团,a为1~500的整数。)
A-{(OCF(CF3)CF2)c-(OCF2CF2)d-(OCF2)u’}-O-A (4)(式中,A与上述相同,c和d各自为0~300的整数,u’为1~300的整数。其中,不包括c和d都为0的情形。各重复单元之间可无规地键合。)
[10]根据[1]~[9]中任一项所述的导热性片材制品,其中,在所述导热性含氟固化性组合物中,相对于100质量份(A)成分,还含有0.1~100质量份的在1分子中具有1个烯基并且在主链中具有全氟聚醚结构的多氟单烯基化合物作为(G)成分。
[11]根据[1]~[10]中任一项所述的导热性片材制品,其中,所述(A)成分的烯基含量为0.0050~0.300mol/100g。
[12]根据[1]~[11]中任一项所述的导热性片材制品,其中,所述(A)成分的全氟聚醚结构包含由下述通式(5)表示的结构。
-(CmF2mO)n- (5)
(式中,m为1~6的整数,n为1~300的整数。)
[13]根据[1]~[12]中任一项所述的导热性片材制品,其中,所述(A)成分为选自下述通式(6)和下述通式(7)中的1种以上的直链状多氟化合物。
[化2]
(式中,R1和R2相互独立地为烯基、或未取代或取代的不具有脂肪族不饱和键的1价的烃基,R1和R2的合计中2个以上为烯基。R3相互独立地为氢原子、或未取代或取代的1价的烃基,e和f各自为1~150的整数,并且e+f的平均值为2~300,g为1~6的整数。)
[化3]
(式中,R4相互独立地为碳原子数1~6的亚烷基,R5相互独立地为氢原子或可被氟取代的碳原子数1~4的烷基。另外,R1、R2、e、f和g与上述相同。)
[14]根据[1]~[13]中任一项所述的导热性片材制品,其中,所述(D)成分为选自金属、金属氧化物、金属氮化物、金属氢氧化物、金属碳化物、软磁性合金和铁氧体中的至少一种。
[15]根据[14]所述的导热性片材制品,其中,所述(D)成分为氧化铝。
[16]根据[15]所述的导热性片材制品,其中,所述(D)成分为无定形氧化铝和/或球状氧化铝。
[17]根据[16]所述的导热性片材制品,其中,所述(D)成分的无定形氧化铝的平均粒径为0.2~5μm。
[18]根据[16]或[17]所述的导热性片材制品,其中,所述(D)成分的球状氧化铝的平均粒径为5~100μm。
[19]根据[8]~[18]中任一项所述的导热性片材制品,其中,所述(E)成分为在1分子中具有1个以上的经由可包含碳原子、硅原子、氧原子和氮原子的2价的烃基键合于与烷氧基直接键合的硅原子的全氟烷基或全氟氧烷基的含氟有机硅化合物。
[20]根据[8]~[19]中任一项所述的导热性片材制品,其中,所述(E)成分为由下述通式(8)表示的含氟有机硅化合物。
Dg’R14 h’Si(OR6)4-g’-h’ (8)
(式中,D相互独立地为经由可包含碳原子、硅原子、氧原子和氮原子的2价的烃基键合于与烷氧基直接键合的硅原子的全氟烷基或全氟氧烷基,R6相互独立地为碳原子数1~6的烷基,R14相互独立地为未取代或取代的1价的烃基。另外,g’为1~3的整数,h’为0~2的整数,并且g’+h’为1~3的整数。)
[21]根据[10]~[20]中任一项所述的导热性片材制品,其中,所述(G)成分为由下述通式(9)表示的多氟单烯基化合物.
Rf-(Y)h-CH=CH2 (9)
[式中,Rf为由下述通式(10)表示的基团,
F-[CF(CF3)CF2O]i-CjF2j- (10)
(式中,i为1~200的整数,j为1~3的整数。)
Y为-CH2-、-OCH2-、-CH2OCH2-或由-CO-NR15-Z-表示的基团,其中,这些各基团的左端与Rf键合,右端与碳原子键合。另外,R15为氢原子、甲基、苯基或烯丙基,Z为-CH2-、由下述结构式(Z)表示的基团或由下述结构式(Z’)表示的基团。
[化4]
由结构式(Z)表示的基团是以邻位、间位或对位表示的二甲基苯基亚甲硅烷基,其左端与氮原子键合,右端与碳原子键合。)
[化5]
(由下述结构式(Z’)表示的基团的左端与氮原子键合,右端与碳原子键合。)h为0或1。]
[22]根据[1]~[21]中任一项所述的导热性片材制品,其中,使所述导热性含氟固化性组合物固化而得到的固化物在25℃下的热导率为1.0W/m·K以上。
[23]根据[1]~[22]中任一项所述的导热性片材制品,其中,使所述导热性含氟固化性组合物固化而得到的固化物的硬度根据JIS K6253-3中规定的E型硬度计为60以下。
[24]根据[1]~[23]中任一项所述的导热性片材制品的制造方法,其包括在将导热性含氟固化性组合物用电绝缘性膜夹持的状态下加热压制、使该组合物固化为片状的工序,所述导热性含氟固化性组合物含有:
(A)在1分子中具有2个以上的烯基、并且在主链中具有全氟聚醚结构的直链状多氟化合物:100质量份,
(B)在1分子中具有选自全氟烷基、全氟氧烷基、全氟亚烷基和全氟氧亚烷基中的1种或2种以上、还具有2个以上与硅原子直接键合的氢原子(SiH基)、并且在分子中不具有与硅原子直接键合的烷氧基的含氟有机氢硅氧烷:其量使得相对于组合物整体中所含的烯基1摩尔,(B)成分中的与硅原子直接键合的氢原子成为0.50~3.0摩尔,
(C)铂族金属系催化剂:相对于(A)成分,以铂族金属原子的质量换算计,为0.1~2000ppm,和
(D)导热性填充剂:100~4000质量份。
[25]根据[1]~[23]中任一项所述的导热性片材制品的制造方法,其包括将导热性含氟固化性组合物在长条的电绝缘性膜上涂布、使该组合物加热固化后在该固化物上粘贴所述电绝缘性膜的工序,所述导热性含氟固化性组合物含有:
(A)在1分子中具有2个以上的烯基、并且在主链中具有全氟聚醚结构的直链状多氟化合物:100质量份,
(B)在1分子中具有选自全氟烷基、全氟氧烷基、全氟亚烷基和全氟氧亚烷基中的1种或2种以上、还具有2个以上与硅原子直接键合的氢原子(SiH基)、并且在分子中不具有与硅原子直接键合的烷氧基的含氟有机氢硅氧烷:其量使得相对于组合物整体中所含的烯基1摩尔,(B)成分中的与硅原子直接键合的氢原子成为0.50~3.0摩尔,
(C)铂族金属系催化剂:相对于(A)成分,以铂族金属原子的质量换算计,为0.1~2000ppm,和
(D)导热性填充剂:100~4000质量份。
发明的效果
本发明的导热性片材制品保护由将耐油性和导热性优异的导热性含氟固化性组合物固化得到的固化物构成的导热性片材的两面免受异物等的影响,能够原样地采用模压成型法等加工,并且发热构件与散热构件之间的安装作业性优异。
附图说明
图1为在本发明的一个实施例涉及的导热性片材的两面粘贴了电绝缘性的膜的导热性片材制品的剖面图。
图2为在本发明的另一个实施例涉及的导热性片材的一面粘贴了电绝缘性的膜、在另一面粘贴了用含氟有机硅系剥离剂处理过的电绝缘性的膜的导热性片材制品的剖面图。
图3为在本发明的又一实施例涉及的导热性片材的两面粘贴了用含氟有机硅系剥离剂处理过的电绝缘性的膜的导热性片材制品的剖面图。
具体实施方式
本发明的导热性片材制品如图1~3所示,具有在由使耐油性和导热性优异的导热性含氟固化性组合物固化而得到的固化物构成的导热性片材的两面粘贴了电绝缘性的膜的构成。
以下对本发明详细地说明。
[导热性片材制品]
本发明的导热性片材制品在由使含有后述的(A)~(D)成分的导热性含氟固化性组合物固化而得到的固化物构成的导热性片材的两面粘贴有电绝缘性膜。
[电绝缘性膜]
上述电绝缘性膜的厚度根据导热性片材的硬度、表面的粘着性等,能够在宽范围内改变,通常优选为1~200μm。如果电绝缘性膜的厚度为1μm以上,则不会发生该电绝缘性膜的软弱性导致的处理作业性的降低,进而从导热性片材剥离时没有在导热性片材产生破损和剥离残留的可能。另一方面,如果电绝缘性膜的厚度为200μm以下,则不会发生膜的柔软性不足导致的处理作业性的降低,进而没有与导热性片材表面的密合性降低的可能。
另外,作为上述电绝缘性膜的基材,只要具有电绝缘性,则并无特别限定,能够使用公知的基材。例如,作为塑料膜,可列举出聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃,聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯,聚醚醚酮等芳族聚醚酮,聚四氟乙烯以及四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚的共聚物等含氟聚合物,聚氯乙烯,另外,作为天然产出的基材,可列举出纸。其中,从柔软性和机械强度的方面出发,特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。再有,根据需要,在本发明中使用的膜可将上述2种以上的基材层叠。
在该电绝缘性膜中,优选将至少一者的电绝缘性膜的与导热性片材相接的面用含氟有机硅系剥离剂处理过。如果用该剥离剂处理,则能够将该膜从导热性片材容易地剥离。
作为该含氟有机硅系剥离剂,从由导热性片材的剥离性的观点出发,优选含有具有1个以上的全氟烷基或全氟氧烷基的有机聚硅氧烷(例如具有1个以上的全氟烷基或全氟氧烷基的有机聚硅氧烷、或者将该具有1个以上的全氟烷基或全氟氧烷基的有机聚硅氧烷用溶剂溶解而成的溶液等)。
作为该全氟烷基或全氟氧烷基,可列举出由下述通式(1)或(2)表示的基团。
Cf”F2f”+1- (1)
(式中,f”为1~10的整数。)
[化6]
(式中,g”为1~30的整数。)
另外,优选该全氟烷基或全氟氧烷基与构成有机聚硅氧烷的硅原子采用2价的连接基团连接,作为该2价的连接基团,优选为可具有氧原子、氮原子或硅原子的、未取代或取代的、碳原子数2~12、特别是碳原子数2~8的2价的烃基,具体地,能够例示亚烷基、亚芳基和它们的组合、或者在这些基团中介入有选自醚键氧原子、酰胺键、羰基键、酯键和二甲基亚甲硅烷基等二有机亚甲硅烷基中的1种或2种以上的结构等而成的基团,例如可列举出
-CH2CH2-、
-CH2CH2CH2-、
-CH2CH2CH2OCH2-、
-CH2CH2CH2-NH-CO-、
-CH2CH2CH2-N(Ph)-CO-、
-CH2CH2CH2-N(CH3)-CO-、
-CH2CH2CH2-N(CH2CH3)-CO-、
-CH2CH2CH2-N(CH(CH3)2)-CO-、
-CH2CH2CH2-O-CO-、
-CH2CH2-Si(CH3)2-Ph’-N(CH3)-CO-、
-CH2CH2CH2-Si(CH3)2-Ph’-N(CH3)-CO-
(其中,Ph为苯基,Ph’为亚苯基。)
等碳原子数2~13的基团。再有,在上述的结构中,优选左端与硅原子键合,右端与全氟烷基或全氟氧烷基键合。
另外,该有机聚硅氧烷中的除上述全氟烷基或全氟氧烷基以外的与硅原子键合的1价的取代基为碳原子数1~20、优选1~12的未取代或取代的烷基或芳基,例如可列举出甲基、乙基、丙基、丁基、己基、环己基、辛基、癸基等烷基;苯基、甲苯基、萘基等芳基、以及这些基团的氢原子的一部分或全部被氯原子等卤素原子、氰基等取代而成的基团,例如氯甲基、氯丙基、氰基乙基等。其中,优选甲基。
作为构成该有机聚硅氧烷的聚硅氧烷结构,环状、链状、三维网状和它们的组合均可。对该有机聚硅氧烷的硅原子数并无特别限制,通常为9~800,优选为20~600,更优选为50~400。
作为具有1个以上的全氟烷基或全氟氧烷基的有机聚硅氧烷,例如可列举出使由下述通式(I)表示的在分子中具有烯基的含氟有机聚硅氧烷与由下述通式(II)表示的在分子中具有与硅原子键合的氢原子(SiH基)的含氟有机氢聚硅氧烷采用氢化硅烷化加成反应加成、交联而得到的有机聚硅氧烷(加成反应生成物)等。
[化7]
(式中,D’独立地为上述的、经由可包含氧原子、氮原子和硅原子的2价的烃基与构成有机聚硅氧烷的硅原子键合的全氟烷基或全氟氧烷基,R16独立地为碳原子数2~20、优选2~10的烯基,具体地可列举出乙烯基、烯丙基、己烯基等。R17独立地为未取代或取代的不包括脂肪族不饱和键的碳原子数1~10的1价烃基,具体地可列举出甲基、乙基、丙基等烷基,环己基等环烷基,苯基、甲苯基等芳基和将这些基团的氢原子的一部分或全部用羟基、氰基等取代而成的羟基丙基、氰基乙基等。另外,h”为1、2或3,i”为0以上的整数,j”为1以上的整数、k”为0以上的整数,i”+j”+k”为1~700的整数。各重复单元之间可无规地键合。)
[化8]
(式中,E’独立地与上述D’相同,R18独立地与上述R17相同。另外,l”'为0以上的整数,m”'为1以上的整数,n”'为3以上的整数,l”'+m”'+n”'为4~400的整数。各重复单元之间可无规地键合。)
除了为了对膜的涂布作业性的目的以外,还以调整涂布量等为目的,该有机聚硅氧烷可用甲苯、丙酮、甲基乙基酮等烃系有机溶剂、氢氟醚、氯氟碳、六氟二甲苯、全氟烷烃、三氟甲苯、1,3-双(三氟甲基)苯、Fluorinert(3M公司制)、全氟丁基甲基醚、全氟丁基乙基醚等氟系溶剂等适当的溶剂稀释。
作为这样的含氟有机硅系剥离剂,能够使用市售品,作为市售品的具体例,可列举出X-70-201S和X-70-220S、X-70-258、X-70-411(全部为信越化学工业(株)制)等。
作为用含氟有机硅系剥离剂对电绝缘性膜的与导热性片材相接的面处理的方法,优选为在该电绝缘性膜的与导热性片材相接的面上将该剥离剂采用凹版涂布、反转凹版涂布等方法进行薄膜涂布、固化定影等方法。
[导热性片材]
本发明中使用的导热性片材由含有后述的(A)~(D)成分、以及根据需要才使用的后述的(E)~(G)成分等的导热性含氟固化性组合物的固化物构成。
[(A)成分]
(A)成分是在1分子中具有2个以上的烯基、并且在主链中具有全氟聚醚结构的直链状多氟化合物。
作为上述(A)成分中所含的烯基,优选碳原子数2~8、特别是碳原子数2~6并且在末端具有CH2=CH-结构的烯基,例如可列举出乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、己烯基等,其中特别优选乙烯基、烯丙基。
(A)成分的直链状多氟化合物中所含的烯基含量优选0.0050~0.300mol/100g,更优选为0.0070~0.200mol/100g。如果该烯基含量为0.0050mol/100g以上,则交联程度变得充分,不会发生固化不利情形。另一方面,如果该烯基含量为0.300mol/100g以下,则不会损害使导热性含氟固化性组合物固化得到的固化物的机械特性。烯基含量能够采用使用了内标物质的质子核磁共振分光法(1H-NMR)、使用了校准曲线的红外线分光法(IR)等测定。
(A)成分的全氟聚醚结构包含
-CmF2mO-
(式中,m为1~6的整数。)的多个重复单元,例如可列举出由下述通式(5)表示的结构。
-(CmF2mO)n-(5)
(式中,m为1~6的整数,n为1~300的整数,优选为1~200的整数。)
作为由上述-CmF2mO-表示的重复单元,例如可列举出由下述式表示的单元等。
-CF2O-、
-CF2CF2O-、
-CF2CF2CF2O-、
-CF2(CF3)CF2O-、
-CF2CF2CF2CF2O-、
-CF2CF2CF2CF2CF2CF2O-、
-C(CF3)2O-
这些中,特别优选由下述式表示的重复单元。
-CF2O-、
-CF2CF2O-、
-CF2CF2CF2O-、
-CF2(CF3)CF2O-
再有,(A)成分的全氟聚醚结构可由1种上述重复单元构成,也可由2种以上的组合构成。
作为(A)成分的优选例,可列举出由下述通式(6)和下述通式(7)表示的直链状多氟化合物。
[化9]
(式中,R1和R2相互独立地为烯基、或未取代或取代的不具有脂肪族不饱和键的1价的烃基,R1和R2的合计中2个以上为烯基。R3相互独立地为氢原子、或未取代或取代的1价的烃基,e和f各自为1~150的整数,并且e+f的平均值为2~300,g为1~6的整数。)
[化10]
(式中,R4相互独立地为碳原子数1~6的亚烷基,R5相互独立地为氢原子或可被氟取代的碳原子数1~4的烷基。另外,R1、R2、e、f和g与上述相同。)
其中,作为R1和R2所含的烯基,可列举出与上述相同的烯基,作为其以外的未取代或取代的不具有脂肪族不饱和键的1价的烃基,优选碳原子数1~12的烃基,特别优选碳原子数1~10的烃基,具体地,可列举出甲基、乙基、丙基、丁基、己基、环己基、辛基等烷基;苯基、甲苯基等芳基;苄基、苯基乙基等芳烷基等、和将这些基团的氢原子的一部分或全部用氟原子等卤素原子取代而成的1价的烃基等。作为R1和R2,其中特别优选乙烯基、烯丙基、甲基和乙基。
作为R3所含的未取代或取代的1价的烃基,可列举出与上述的R1和R2的未取代或取代的不具有脂肪族不饱和键的1价的烃基的示例同样的基团。作为R3,优选氢原子、甲基、乙基。
R4相互独立地为碳原子数1~6、优选碳原子数2~6的亚烷基,具体地,可列举出亚甲基、亚乙基、亚丙基(三亚甲基、甲基亚乙基)、亚丁基(四亚甲基、甲基亚丙基)、六亚甲基等,特别优选亚乙基和亚丙基。
R5相互独立地为氢原子或可被氟取代的碳原子数1~4的烷基,作为可被氟取代的碳原子数1~4的烷基,具体地,可列举出甲基、乙基、丙基、丁基等烷基、这些基团的氢原子的一部分或全部被氟原子取代而成的基团,例如三氟甲基等。作为R5,优选氢原子。
另外,e和f各自优选1~150的整数,更优选为1~100的整数,并且e+f的平均值优选2~300,更优选为2~200。另外,g优选1~6的整数,更优选为1~4的整数。
作为由上述通式(6)表示的直链状多氟化合物的具体例,可列举出由下述式表示的化合物。
[化11]
(式中,e和f各自为1~150的整数。)
[化12]
(式中,e和f各自为1~150的整数。)
[化13]
(式中,e和f各自为1~150的整数。)
另外,作为由上述通式(7)表示的直链状多氟化合物的具体例,可列举出由下述式表示的化合物。
[化14]
(式中,e和f各自为1~100的整数。)
[化15]
(式中,e和f各自为1~100的整数。)
再有,本发明中,粘度能够采用旋转粘度计(例如BL型、BH型、BS型、锥板型、流变仪等)测定,特别地,由上述通式(6)或(7)表示的直链状多氟化合物的粘度(23℃)在JISK7117-1中规定的粘度测定中优选为500~100,000mPa·s,更优选在1000~50000mPa·s的范围内。如果该粘度为500mPa·s以上,则得到的组合物的保存稳定性不会变差,如果为100000mPa·s以下,则得到的组合物的伸展性不会变差。
另外,用构成主链的全氟聚醚结构的全氟氧亚烷基单元的重复数等反映的直链状多氟化合物的聚合度(或分子量)例如能够以氟系溶剂作为洗脱溶剂,作为凝胶渗透色谱(GPC)分析中的聚苯乙烯换算的数均聚合度(或数均分子量)等求出。
这些直链状多氟化合物能够将1种单独地使用或将2种以上组合使用。即,在由上述通式(6)或(7)表示的直链状多氟化合物中,可将1种单独地使用或将2种以上组合使用,此外,也能够将由上述通式(6)和(7)表示的直链状多氟化合物组合使用。
[(B)成分]
(B)成分为在1分子中具有选自全氟烷基、全氟氧烷基、全氟亚烷基和全氟氧亚烷基中的1种或2种以上、还具有2个以上与硅原子直接键合的氢原子(SiH基或氢甲硅烷基)、并且在分子中不具有与硅原子直接键合的烷氧基的含氟有机氢硅氧烷,优选为在1分子中具有1个以上的上述1价或2价的含氟有机基团和2个以上的与硅原子直接键合的氢原子、并且不具有环氧基、烷氧基、环状羧酸酐残基等除SiH基以外的其他官能性基团的含氟有机氢硅氧烷,作为上述(A)成分的交联剂发挥功能。不过,其中所谓“其他官能性基团”,不包括将全氟烷基、全氟氧烷基、全氟亚烷基或全氟氧亚烷基与构成聚硅氧烷的硅原子连接的2价的连接基团中可含有的醚键氧原子、酰胺键、羰基键、酯键等2价的极性基团(极性结构)等。
上述全氟烷基、全氟氧烷基、全氟亚烷基和全氟氧亚烷基是从与上述(A)成分的相容性、分散性和固化后的均匀性等的观点出发引入的基团。
作为该全氟烷基或全氟氧烷基,可列举出由下述通式(11)或(12)表示的基团。
CkF2k+1- (11)
(式中,k为1~10的整数,优选为3~7的整数。)
[化16]
(式中,l为1~50的整数,优选为2~30的整数。)
另外,作为上述全氟亚烷基或全氟氧亚烷基,可列举出由下述通式(13)~(15)表示的基团。
-CpF2p- (13)
(式中,p为1~20的整数,优选为2~10的整数。)
[化17]
(式中,q和r各自为1以上的整数,优选为1~100的整数,q与r之和的平均值为2~200,优选为2~100。)
-CF2O-(CF2CF2O)s(CF2O)t-CF2- (15)
(式中,s和t各自为1~50的整数,优选为1~30的整数。各重复单元之间可无规地键合。)
另外,优选将这些全氟烷基、全氟氧烷基、全氟亚烷基或全氟氧亚烷基与构成聚硅氧烷的硅原子采用2价的连接基团连接,作为该2价的连接基团,优选为可具有氧原子、氮原子或硅原子的、未取代或取代的、碳原子数2~12、特别是碳原子数2~8的2价的烃基,具体地,能够例示亚烷基、亚芳基和它们的组合、或者在这些基团中介入有选自醚键氧原子、酰胺键、羰基键、酯键、和二甲基亚甲硅烷基等二有机亚甲硅烷基中的1种或2种以上的结构等而成的基团,例如可列举出
-CH2CH2-、
-CH2CH2CH2-、
-CH2CH2CH2OCH2-、
-CH2CH2CH2-NH-CO-、
-CH2CH2CH2-N(Ph)-CO-、
-CH2CH2CH2-N(CH3)-CO-、
-CH2CH2CH2-N(CH2CH3)-CO-、
-CH2CH2CH2-N(CH(CH3)2)-CO-、
-CH2CH2CH2-O-CO-、
-CH2CH2-Si(CH3)2-Ph’-N(CH3)-CO-、
-CH2CH2CH2-Si(CH3)2-Ph’-N(CH3)-CO-
(其中,Ph为苯基,Ph’为亚苯基。)
等碳原子数2~13的基团。再有,在上述的结构中,优选左端与硅原子键合,右端与全氟烷基、全氟氧烷基、全氟亚烷基或全氟氧亚烷基键合。这些连接基团在1分子中可单独使用1种,也可将2种以上并用。
另外,该(B)成分的含氟有机氢硅氧烷中的除上述1价或2价的含氟有机基团和与硅原子直接键合的氢原子以外的与硅原子键合的1价的取代基为碳原子数1~20、优选1~12的未取代或取代的烷基或芳基,例如可列举出甲基、乙基、丙基、丁基、己基、环己基、辛基、癸基等烷基;苯基、甲苯基、萘基等芳基、以及将这些基团的氢原子的一部分或全部用氯原子等卤素原子、氰基等取代的基团,例如氯甲基、氯丙基、氰基乙基等。其中优选甲基。
作为构成(B)成分的含氟有机氢硅氧烷的聚硅氧烷结构,环状、链状、三维网状和它们的组合均可。对该含氟有机氢硅氧烷的硅原子数并无特别限制,通常为2~60,优选为3~30,更优选为4~30左右。
另外,(B)成分在1分子中具有2个以上的SiH基,SiH基含量优选0.0100~1.00mol/100g,更优选为0.0200~0.900mol/100g。SiH基含量能够采用使用了内标物质的质子核磁共振分光法(1H-NMR)、对采用碱的裂解中产生的氢气定量的方法等测定。
作为上述(B)成分,例如可列举出由下述通式(16)~(22)表示的实例。[化18]
(式中,E独立地为上述的、经由可包含氧原子、氮原子和硅原子的2价的烃基与构成聚硅氧烷的硅原子键合的全氟烷基或全氟氧烷基,R7独立地为上述的碳原子数1~20、优选1~12的未取代或取代的烷基或芳基。另外,u为2~6的整数,优选为3~6的整数,v为1~4的整数,优选为1~3的整数,u+v为4~10的整数,优选为4~9的整数。各重复单元之间可无规地键合。)
[化19]
(式中,G独立地与上述E相同,R8独立地与上述R7相同。另外,w为2~50的整数,优选为3~30的整数。)
[化20]
(式中,J独立地与上述E相同,R9独立地与上述R7相同。x为2~50的整数,优选为3~30的整数,y为1~40的整数,优选为1~20的整数,x+y为4~60的整数,优选为4~50的整数。各重复单元之间可无规地键合。)
[化21]
(式中,L独立地与上述E相同,R10独立地与上述R7相同。z为2~50的整数,优选为3~30的整数,a’为1~40的整数,优选为1~20的整数,z+a’为4~60的整数,优选为4~50的整数。各重复单元之间可无规地键合。)
[化22]
(式中,M独立地与上述E相同,R11独立地与上述R7相同。b’为2~50的整数,优选为3~30的整数,c’为1~40的整数,优选为1~20的整数,d’为1~40的整数,优选为1~20的整数。b’+c’+d’为5~60的整数,优选为5~50的整数。各重复单元之间可无规地键合。)
[化23]
(式中,Q为氧原子、亚烷基、或经由可包含氧原子或氮原子的2价的烃基与硅原子键合的全氟亚烷基或全氟氧亚烷基,作为全氟亚烷基或全氟氧亚烷基,例如可列举出由上述通式(13)~(15)表示的基团等。另外,T独立地与上述E相同,R12独立地与上述R7相同。另外,e’为0~3的整数,f’为0~3的整数,e’+f’为2~6的整数,优选为3~5的整数。不过,在e’+f’为6的情况下,Q为经由可包含氧原子或氮原子的2价的烃基与硅原子键合的全氟亚烷基或全氟氧亚烷基。)
[化24]
(式中,X与上述E相同,R13独立地与上述R7相同。)
作为(B)成分,具体地可列举出下述的化合物。这些化合物可单独使用1种,也可将2种以上并用。再有,在下述式中,Me表示甲基,Ph表示苯基。
[化25]
(式中,s’为1~10的整数。各重复单元之间可无规地键合。)
[化26]
(式中,t’为1~50的整数。各重复单元之间可无规地键合。)
[化27]
(式中,t’为1~50的整数。)
[化28]
(式中,s’为1~10的整数。各重复单元之间可无规地键合。)
[化29]
(式中,s’为1~10的整数,t’为1~50的整数。各重复单元之间可无规地键合。)
[化30]
(式中,s’为1~10的整数,t’为1~50的整数。各重复单元之间可无规地键合。)
[化31]
(式中,s’为1~10的整数,t’为1~50的整数。)
[化32]
(式中,s’为1~10的整数,c”为1~20的整数。)
[化33]
(式中,t’为1~50的整数,c”为1~20的整数。)
[化34]
(式中,s’为1~10的整数,t’为1~50的整数。)
[化35]
(式中,s’为1~10的整数,t’为1~50的整数,d”和e”各自为1~100的整数,d”+e”为2~200的整数。)
[化36]
(式中,s’为1~10的整数,t’为1~50的整数,m”和n”各自为1~50的整数。各重复单元之间可无规地键合。)
该(B)成分可单独使用1种,也可将2种以上并用。
上述(B)成分的配混量为相对于导热性含氟固化性组合物中所含的烯基1摩尔、(B)成分中的与硅原子直接键合的氢原子(SiH基)成为0.50~3.0摩尔、更优选0.60~2.0摩尔的量。如果SiH基比0.50摩尔少,则交联程度有可能变得不充分,另一方面,如果比3.0摩尔多,有可能损害保存稳定性,或者固化后得到的固化物的耐热性降低。
[(C)成分]
作为(C)成分的铂族金属系催化剂为氢化硅烷化反应催化剂。氢化硅烷化反应催化剂是促进导热性含氟固化性组合物中含有的烯基、特别是(A)成分中的烯基与该组合物中含有的SiH基、特别是(B)成分中的SiH基的加成反应的催化剂。作为该氢化硅烷化反应催化剂的铂族金属系催化剂一般为贵金属或其化合物,由于价格高,经常使用比较容易获得的铂或铂化合物。
作为铂化合物,例如能够列举出氯铂酸或氯铂酸与乙烯等烯烃的络合物、与醇、乙烯基硅氧烷的络合物、负载于二氧化硅、氧化铝、碳等的金属铂等。作为铂或铂化合物以外的铂族金属系催化剂,已知铑、钌、铱、钯系化合物,例如能够例示RhCl(PPh3)3、RhCl(CO)(PPh3)2、Ru3(CO)12、IrCl(CO)(PPh3)2、Pd(PPh3)4等。再有,上述式中,Ph为苯基。
使用这些催化剂时,其为固体催化剂时也能够以固体状使用,为了得到更均匀的固化物,优选使将氯铂酸或络合物溶解于例如甲苯或乙醇等适当的溶剂而成的溶液与(A)成分的直链状多氟化合物相容而使用。
(C)成分的配混量为作为氢化硅烷化反应催化剂的有效量,通常,相对于(A)成分,为0.1~2000ppm,优选为0.1~500ppm,特别优选为0.5~200ppm(铂族金属原子的质量换算),能够根据希望的固化速度适当地增减。
[(D)成分]
(D)成分为用于对导热性含氟固化性组合物赋予导热性的导热性填充剂,例如可列举出铝、非磁性的铜、镍、炭黑、金属硅等金属,氧化铝、氧化镁、氧化铍、氧化铬、氧化钛等金属氧化物,氮化硼、氮化硅、氮化铝等金属氮化物,氢氧化铝等金属氢氧化物,碳化硼、碳化钛、碳化硅等金属碳化物,Fe-Si合金、Fe-Al合金、Fe-Al-Si合金、Fe-Si-Cr合金、Fe-Ni合金、Fe-Ni-Co合金、Fe-Al-Si-Cr合金、Fe-Si-B合金、Fe-Si-Co-B合金等软磁性合金,Mn-Zn铁氧体、Mn-Mg-Zn铁氧体、Mg-Cu-Zn铁氧体、Ni-Zn铁氧体、Ni-Cu-Zn铁氧体、Cu-Zn铁氧体等铁氧体,和这些2种以上的混合物等。
在本发明中,在需要电绝缘性的情况下,作为(D)成分,优选为金属氧化物、金属氮化物、金属氢氧化物、金属碳化物,特别优选金属氧化物,其中优选氧化铝。
作为(D)成分的氧化铝,在优先提高热导率的方面,优选无定形氧化铝或球状氧化铝,可将这2种单独地使用,也可并用。
上述无定形氧化铝的平均粒径优选为0.2~5μm,更优选为0.4~4μm。如果平均粒径为0.2μm以上,则导热性含氟固化性组合物的粘度升高,该组合物的作业性、成型加工性不会变差。另一方面,如果平均粒径为5μm以下,则不会损害使导热性含氟固化性组合物固化得到的固化物的电绝缘性。作为该无定形氧化铝,可单独使用1种,也可将2种以上并用。再有,该无定形氧化铝能够使用通常的市售品。另外,上述平均粒径通常能够作为采用激光衍射的粒度分布测定中的累积体积平均直径D50(或中值直径)等求得,具体地,为采用Microtrac BEL(株)制的粒径分布测定装置MT3000II测定的体积基准的累积50%粒径(D50)的值。
上述球状氧化铝的平均粒径优选为5~100μm,更优选为7~90μm。如果平均粒径为5μm以上,则导热性含氟固化性组合物的粘度升高,该组合物的作业性、成型加工性不会变差。另一方面,如果平均粒径为100μm以下,则上述球状氧化铝不会在导热性含氟固化性组合物中不均匀地分散。作为该球状氧化铝,可单独使用1种,也可将2种以上并用。再有,该球状氧化铝能够使用通常的市售品。另外,上述平均粒径为与无定形氧化铝的平均粒径时同样地测定的值。
该(D)成分的使用量相对于100质量份(A)成分,为100~4000质量份,优选为200~3500质量份的范围。在不到100质量份的情况下,将导热性含氟固化性组合物固化得到的固化物的热导率有可能不充分,如果超过4000质量份,则该(D)成分有可能在导热性含氟固化性组合物中不均匀地分散。
[(E)成分]
作为在导热性含氟固化性组合物中根据需要可任选地添加的(E)成分(任选成分),能够配混在1分子中具有1个以上的直接键合于烷氧基的硅原子经由可包含碳原子、硅原子、氧原子和氮原子的2价的烃基键合的全氟烷基或全氟氧烷基的含氟有机硅化合物。作为该含氟有机硅化合物,更优选在1分子中具有1个以上的上述1价的含氟有机基团、还具有1个以上的与硅原子直接键合的烷氧基、并且不具有与硅原子直接键合的氢原子(SiH基)的含氟有机硅化合物。
上述(E)成分作为(D)成分的表面处理剂和/或分散剂(湿润剂)发挥作用。在导热性含氟固化性组合物制备时,通过采用(E)成分对(D)成分进行疏水化处理,提高(D)成分对(A)成分的润湿性,从而能够将(D)成分大量地添加到(A)成分中。另外,也能够提高该组合物中的(D)成分的分散性。
上述全氟烷基和全氟氧烷基为从与上述(A)成分的相容性、分散性等观点出发引入的基团。
作为该全氟烷基或全氟氧烷基,可列举出由下述通式(11)或(12)表示的基团。
CkF2k+1- (11)
(式中,k为1~10的整数,优选为3~7的整数。)
[化37]
(式中,l为1~50的整数,优选为2~30的整数。)
另外,上述全氟烷基或全氟氧烷基优选经由可包含碳原子、硅原子、氧原子和氮原子的2价的烃基(连接基团)连接于与烷氧基直接键合的硅原子,作为该2价的烃基,可为亚烷基、亚芳基和它们的组合、或者与这些基团中介入有选自醚键氧原子、酰胺键、羰基键、酯键、和二甲基亚甲硅烷基等二有机亚甲硅烷基中的1种或2种以上的结构等而成的基团,例如可列举出
-CH2CH2-、
-CH2CH2CH2-、
-CH2CH2CH2OCH2-、
-CH2CH2CH2-NH-CO-、
-CH2CH2CH2-N(Ph)-CO-、
-CH2CH2CH2-N(CH3)-CO-、
-CH2CH2CH2-N(CH2CH3)-CO-、
-CH2CH2CH2-N(CH(CH3)2)-CO-、
-CH2CH2CH2-O-CO-、
-CH2CH2CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-CH2CH2CH2-、
-CH2OCH2CH2CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-CH2CH2-、
-CO-N(CH3)-Ph’-Si(CH3)2-CH2CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-CH2CH2-、
-CO-N(CH3)-Ph’-Si(CH3)2-CH2CH2-Si(CH3)2-O-Si(CH3)2-CH2CH2CH2-、
-CO-NH-Ph’-[Si(CH3)2-CH2CH2]3-CH2-、
-CO-N(CH3)-Ph’-[Si(CH3)2-CH2CH2]3-
(其中,Ph为苯基,Ph’为亚苯基。)
等碳原子数2~20的基团。再有,在上述的结构中,优选左端与硅原子键合,右端与全氟烷基或全氟氧烷基键合。
作为上述(E)成分,优选由下述通式(8)表示的化合物。
Dg’R14 h’Si(OR6)4-g’-h’ (8)
(式中,D相互独立地为经由可包含碳原子、硅原子、氧原子和氮原子的2价的烃基与烷氧基直接键合的硅原子键合的全氟烷基或全氟氧烷基,如上所述。另外,R6相互独立地为碳原子数1~6的烷基,优选为碳原子数1~4的烷基,其中优选甲基、乙基。R14相互独立地为未取代或取代的1价的烃基,可列举出与上述的R1和R2的未取代或取代的不具有脂肪族不饱和键的1价的烃基的示例同样的基团。另外,g’为1~3的整数,h’为0~2的整数,并且g’+h’为1~3的整数。)
作为(E)成分,具体地,可列举出下述的化合物。再有,在下述式中,Me表示甲基,Et表示乙基。
[化38]
(式中,q’为1~10的整数,r’为1~50的整数。)
[化39]
(式中,r’为1~50的整数。)
该(E)成分可单独使用1种,也可将2种以上并用。
上述(E)成分的配混量相对于100质量份(A)成分,为0.01~300质量份,更优选为0.10~250质量份。如果比0.01质量份少,采用该(E)成分对上述(D)成分的表面处理有可能变得不充分,另一方面,如果比300质量份多,有可能损害将导热性含氟固化性组合物固化得到的固化物的机械强度。
[(F)成分]
在导热性含氟固化性组合物中,作为还可根据需要任选地添加的(F)成分(任选成分),能够配混选自由下述通式(3)和下述通式(4)
F-(CF2CF2CF2O)a-A (3)
(式中,A为由-CbF2b+1(b为1~3的整数)表示的基团,a为1~500的整数,优选为2~300的整数。)
A-{(OCF(CF3)CF2)c-(OCF2CF2)d-(OCF2)u’}-O-A (4)
(式中,A与上述相同,c和d各自为0~300的整数,优选为0~150的整数。不过,不包括c与d都为0的情形。另外,u’为1~300的整数,优选为1~150的整数。各重复单元之间可无规地键合。)
表示的化合物中的至少一种的无官能多氟化合物(即,在分子中不含烯基、SiH基等至少可参与氢化硅烷化加成反应的官能性基团的多氟化合物)。
上述(F)成分能够对导热性含氟固化性组合物给予适当的流动性,进而对使该组合物固化得到的固化物赋予适当的硬度。
作为(F)成分的具体例,可列举出下述的实例。
F-(CF2CF2CF2O)i’-CF2CF3
(i’为1~200的整数。)
CF3-{(OCF(CF3)CF2)j’-(OCF2)k’}-O-CF3
(j’为1~200的整数,k’为1~200的整数。各重复单元之间可无规地键合。)
CF3-{(OCF2CF2)v’-(OCF2)w’}-O-CF3
(v’为1~200的整数,w’为1~200的整数。各重复单元之间可无规地键合。)
该(F)成分可单独使用1种,也可将2种以上并用。
在组合物中配混上述(F)成分的情况下,其配混量相对于100质量份(A)成分,为0.1~300质量份,更优选为0.5~250质量份。如果为0.1质量份以上,则对导热性含氟固化性组合物的流动性和将该组合物固化得到的固化物的硬度的贡献不会变得不充分。另一方面,如果为300质量份以下,不会从将导热性含氟固化性组合物固化得到的固化物析出。
[(G)成分]
在导热性含氟固化性组合物中,进而,作为根据需要可任选地添加的(G)成分(任选成分),能够配混在1分子中具有1个烯基、并且在主链中具有全氟聚醚结构的多氟单烯基化合物。
上述(G)成分能够对导热性含氟固化性组合物给予适当的流动性,进而对使该组合物固化得到的固化物赋予适当的硬度。
作为(G)成分,特别优选由下述通式(9)表示的多氟单烯基化合物。
Rf-(Y)h-CH=CH2 (9)
[式中,Rf为由下述通式(10)表示的基团,
F-[CF(CF3)CF2O]i-CjF2j- (10)
(式中,i为1~200的整数,优选为1~150的整数,j为1~3的整数。)
Y为-CH2-、-OCH2-、-CH2OCH2-或-CO-NR15-Z-[再有,这些各基团的左端与Rf键合,右端与碳原子键合。另外,R15为氢原子、甲基、苯基或烯丙基,Z为-CH2-、由下述结构式(Z)表示的基团或由下述结构式(Z’)表示的基团。
[化40]
(由结构式(Z)表示的基团为以邻位、间位或对位表示的二甲基苯基亚甲硅烷基,其左端与氮原子键合,右端与碳原子键合。)
[化41]
(由结构式(Z’)表示的基团的左端与氮原子键合,右端与碳原子键合。)],h为0或1。]
作为(G)成分的具体例,可列举出下述的实例。再有,在下述式中,Me表示甲基。
[化42]
(其中,l’为1~200的整数。)
该(G)成分可单独使用1种,也可将2种以上并用。
在组合物中配混上述(G)成分的情况下,其配混量相对于100质量份(A)成分,为0.1~100质量份,优选为0.5~80质量份。如果为0.1质量份以上,则对导热性含氟固化性组合物的流动性和使该组合物固化得到的固化物的硬度的贡献不会变得不充分。另一方面,如果为100质量份以下,则不会损害使导热性含氟固化性组合物固化得到的固化物的机械强度。
[其他成分]
在导热性含氟固化性组合物中,为了提高其实用性,除了上述的(A)~(G)成分以外,能够根据需要添加((D)成分以外的)无机质填充剂、加成反应控制剂等各种配混剂作为任选成分。这些配混剂的添加量是任意的。
作为(D)成分以外的无机质填充剂的例子,可列举出烟雾质二氧化硅(气相法二氧化硅或干法二氧化硅)、沉淀性二氧化硅(湿法二氧化硅)、球状二氧化硅(熔融二氧化硅)、溶胶凝胶法二氧化硅、二氧化硅气凝胶等二氧化硅粉末、或将该二氧化硅粉末的表面用各种有机氯硅烷、有机二硅氮烷、环状有机聚硅氮烷等处理而成的二氧化硅粉末、进而将该表面处理二氧化硅粉末用具有由上述通式(11)表示的全氟烷基、或由上述通式(12)表示的全氟氧烷基的有机硅烷或有机硅氧烷再处理而成的二氧化硅粉末等二氧化硅系补强性填充剂、石英粉末(结晶性二氧化硅)、熔融石英粉末、硅藻土、碳酸钙等补强性或准补强性填充剂、氧化钛、氧化铁、炭黑、铝酸钴等无机颜料等。
作为氢化硅烷化加成反应的控制剂的例子,可列举出1-乙炔基-1-羟基环己烷、3-甲基-1-丁炔-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、3-甲基-1-戊烯-3-醇、苯基丁炔醇等炔属醇、具有由上述通式(11)表示的全氟烷基、或由上述通式(12)表示的全氟氧烷基的氯硅烷与炔属醇的反应物、3-甲基-3-戊烯-1-炔、3,5-二甲基-3-己烯-1-炔、异氰脲酸三烯丙酯等、或聚乙烯基硅氧烷、有机磷化合物等,通过其添加,能够适度地保持固化反应性和保存稳定性。
对导热性含氟固化性组合物的制造方法并无特别限制,能够通过将上述(A)~(G)成分和其他的任选成分均匀地混炼而制造。不过,在配混(E)成分的情况下,为了高效率地进行采用(E)成分对(D)成分的表面处理,优选首先将(A)、(D)和(E)成分、以及根据需要才使用的(F)成分和(G)成分混炼,其次将(C)成分混炼,最后将(B)成分混炼。再有,其他的任选成分可适当地混炼。另外,(D)成分和(E)成分可全部一齐添加,也可分批添加。再有,作为制造装置,能够使用行星式混合器、罗斯(Ross)混合器、霍巴特(Hobart)混合器等混合装置,进而根据需要,能够使用捏合机、三联辊等混炼装置。
关于导热性含氟固化性组合物的构成,可作为将上述(A)~(G)成分和其他的任选成分全部作为1个组合物处理的所谓单组分型,或者也可为双组分型、在使用时将两者混合。
导热性含氟固化性组合物通过加热而固化,可形成具备良好的耐油性和导热性的固化物。对该组合物的固化温度并无特别限制,通常为20~200℃,优选为40~180℃。另外,此时的固化时间可适当地选择,一般优选30秒~5小时,更优选1分~3小时。
将导热性含氟固化性组合物固化得到的固化物的热导率用采用热盘法测定的25℃下的测定值表示,为1.0W/m·K以上,优选1.2W/m·K以上。在不到1.0W/m·K的情况下,有可能难以应用于发热量大的发热体。
将导热性含氟固化性组合物固化得到的固化物的、采用JIS K6253-3中规定的E型硬度计测定的硬度(所谓的软质橡胶用的Asker E型硬度)优选60以下,更优选50以下。另外,优选为1以上。如果为60以下,则能够沿着被散热体的形状变形,在不会对被散热体施加应力的情况下显示良好的导热性。
[导热性片材制品的制造方法]
作为本发明的导热性片材制品的制造方法,可列举出:通过在金属板上铺设所述电绝缘性膜,在其上放置片状的模具,装入上述的导热性含氟固化性组合物,在其上放置所述电绝缘性膜、其次是金属板,将这些一套用加热压机加热压制,使该组合物固化为片状,从而得到本发明的导热性片材制品的模压成型法;通过在长条的所述电绝缘性膜上排出导热性含氟固化性组合物,使用刮刀涂布机、缺角轮涂布机等涂布成一定厚度后使其加热固化,进而使用层压辊等,在其固化物上粘贴所述电绝缘性膜,从而得到本发明的导热性片材制品的连续成型法。
对所述模压成型法的压制的压力并无特别限制,能够适当地选择,如果过低或过高,则导热性含氟固化性组合物有可能没有以所需的厚度固化,因此优选设为0.1~100MPa,更优选设为1~50MPa。
所述模压成型法的压制时的加热温度与上述的导热性含氟固化性组合物的固化温度相同。另外,压制的时间与上述的导热性含氟固化性组合物的固化时间相同。再有,可将模压成型后的导热性片材制品放置在上述固化温度的烘箱内,进行后固化。
另一方面,在所述连续成型法中,使用具备加热炉和卷绕装置的刮刀涂布机、缺角轮涂布机、舔涂机等惯用的涂布装置,将导热性含氟固化性组合物在所述电绝缘性膜上以一定厚度连续地涂布后,接着通过加热炉加热固化。此时的固化温度和固化时间与上述的导热性含氟固化性组合物的固化温度和固化时间相同。然后,在由导热性含氟固化性组合物的固化物构成的导热性片材上,使用层压辊等,粘贴所述电绝缘性膜。再有,可将该导热性片材放置在上述固化温度的烘箱内,后固化后,在其上粘贴所述电绝缘性膜。或者,可在该导热性片材上粘贴了所述电绝缘性膜后,在上述固化温度的烘箱内放置进行后固化。
在所述连续成型法中,对于导热性含氟固化性组合物,以向所述电绝缘性膜的涂布作业性、涂布量的调整等为目的,可用甲苯、丙酮、甲乙酮等有机溶剂、1,3-双(三氟甲基)苯、Fluorinert(3M公司制)、全氟丁基甲基醚、全氟丁基乙基醚等氟系溶剂等适当的溶剂稀释。
在这样制造的本发明的导热性片材制品中,由将上述导热性含氟固化性组合物固化得到的固化物构成的导热性片材的厚度优选为0.1~10mm,更优选为0.5~5mm。
另外,这样制造的本发明的导热性片材制品根据需要,可切割成所需的尺寸。
本发明的导热性片材制品具有良好的导热性,因此介于CPU、LSI、IGBT等半导体等的发热构件与散热器等散热构件之间安装,将来自发热构件的热传送到散热构件,适合作为用于散热的传热构件。进而,本发明的导热性片材制品具有良好的耐油性,因此即使在暴露于ATF和CVTF等汽车用油的环境下也能够使用,因此适合作为用于LED前照灯或ECU、以及混合动力汽车和电动汽车等下一代汽车的搭载电池组、马达和变换器等车载用电气电子部件的传热构件。此外,本发明的导热性片材制品由于在该导热性片材的两面粘贴有电绝缘性膜,因此保护该导热性片材免受异物等影响,能够原样地采用模压成型法等加工,并且发热构件与散热构件之间的安装作业性优异。
实施例
以下示出实施例和比较例以及参考例,对本发明具体地说明,本发明并不受下述实施例限制。再有,下述(A)成分的粘度表示JIS K7117-1中规定的23℃下的测定值。(A)成分的乙烯基量采用使用了校准曲线的红外线分光法(IR)测定。另外,(B)成分的SiH基量采用使用了内标物质的质子核磁共振分光法(1H-NMR)测定。另外,下述(D)成分的平均粒径为采用Microtrac BEL(株)制造的粒径分布测定装置MT3000II测定的体积基准的累积50%粒径(D50)的值。
以下示出下述实施例和比较例以及参考例中使用的作为(A)~(G)成分和氢化硅烷化加成反应的控制剂的化合物。再有,在下述的例子中,Me表示甲基。
(A)成分:
(A-1)由下述式(23)表示的直链状多氟化合物(粘度10900mPa·s、乙烯基量0.0122mol/100g)
[化43]
(其中,m’和n’为1以上的整数,m’+n’的平均值为90。)
(A-2)由下述式(24)表示的直链状多氟化合物(粘度11000mPa·s、乙烯基量0.0122mol/100g)
[化44]
(其中,o’和p’为1以上的整数,o’+p’的平均值为90。)
(B)成分:
(B-1)由下述式(25)表示的含氟有机氢硅氧烷(SiH基量0.394mol/100g)
[化45]
(B-2)由下述式(26)表示的含氟有机氢硅氧烷(SiH基量0.0615mol/100g)
[化46]
(其中,a”的平均值为24。)
(C)成分:
(C-1)铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物的甲苯溶液(铂浓度0.5质量%)
(D)成分:
平均粒径如下所述的无定形氧化铝和球状氧化铝。
(D-1)平均粒径为1μm的无定形氧化铝
(D-2)平均粒径为10μm的球状氧化铝
(D-3)平均粒径为45μm的球状氧化铝
(D-4)平均粒径为70μm的球状氧化铝
(E)成分:
(E-1)由下述式(27)表示的含氟有机硅化合物
[化47]
(不过,b”的平均值为24。)
(E-2)由下述式(28)表示的含氟有机硅化合物
[化48]
(F)成分:
(F-1)由下述式(29)表示的无官能多氟化合物
F-(CF2CF2CF2O)x’-CF2CF3 (29)
(其中,x’的平均值为30。)
(F-2)由下述式(30)表示的无官能多氟化合物
CF3-(OCF(CF3)CF2)y’-OCF2-O-CF3 (30)
(其中,y’的平均值为17。)
(G)成分:
(G-1)由下述式(31)表示的多氟单烯基化合物(乙烯基量0.0239mol/100g)
[化49]
(其中,z’的平均值为24。)
氢化硅烷化加成反应的控制剂:
由下述式(32)表示的化合物
[化50]
使用下表1、2所示的规定的量的上述(A)~(G)成分和由上述式(32)表示的化合物,如下所述制备组合物1~5,成型固化,按照下述方法,测定了固化物的热导率、固化物的硬度。将结果示于下表1、2。进而,按照下述方法,测定了该固化物的ATF耐久性。将结果示于下表3、4。
[组合物的制备]
首先,将(A)、(D)、(E)、(F)和(G)成分以下表1、2所示的规定的量,使用行星式混合器混炼1小时。其次,加入下表1、2所示的规定的量的(C)成分和由上述式(32)表示的化合物,混炼30分钟。最后,加入下表1、2所示的规定的量的(B)成分,混炼30分钟,得到了组合物1~5。
[固化物的制作]
在金属板上,设置用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S(信越化学工业(株)制)进行了表面处理的厚度100μm的PET膜以使表面处理面成为上侧,其次,在该PET膜上放置由60mm×60mm×6mm的模框构成的模具,浇铸如上所述得到的组合物1~5的各组合物以充满该模框的内部,从其上设置与上述相同的PET膜以使表面处理面成为下侧,其次,放置金属板,将该层叠的一套使用加热模压成型机以10MPa的压力进行120℃×10分钟压制加热。然后,从这一套将上下的金属板移除,将单刃插入模具的模框,将在60mm×60mm×6mm厚的两面粘贴了PET膜的片状固化物切出,将其两面的该PET膜剥离,得到了6mm厚的片状固化物。
[固化物的热导率]
使用2张上述6mm厚的片状固化物,采用热物性测定装置TPS2500S(京都电子工业(株)制)采用热盘法测定了25℃下的热导率。
[固化物的硬度]
将2张上述6mm厚的片状固化物重叠,按照JIS K6253-3,使用E型硬度计测定。
[固化物的ATF(汽车用油)耐久性]
将上述6mm厚的片状固化物在150℃下丰田汽车(株)制造的汽车用油ATF WS3324中浸渍1000小时后,与上述同样地测定了热导率。
[表1]
[表2]
/>
[表3]
[表4]
组合物4 | 组合物5 | |
ATF浸渍前固化物的热导率(W/m·K) | 2.2 | 2.7 |
ATF浸渍后固化物的热导率(W/m·K) | 2.2 | 2.7 |
[导热性片材制品的模压成型性(1)]
[实施例1]
在金属板上,设置厚度100μm的PET膜,其次,在该PET膜上放置由13mm×13mm×1mm的模框构成的模具,将上述表1中记载的组合物1浇铸以充满该模框的内部,从其上设置与上述相同的PET膜,其次,放置金属板,将该层叠的一套使用加热模压成型机,用10MPa的压力进行120℃×10分钟压制加热。然后,从这一套将上下的金属板移除,将单刃插入模具的模框,从而得到了在导热性片材的两面粘贴了该PET膜的13mm×13mm×1.2mm的导热性片材制品。再有,得到的导热性片材制品在图1中示出。
[实施例2]
除了在实施例1中将组合物1变为上述表1中记载的组合物2以外,与实施例1同样地模压成型,结果得到了在导热性片材的两面粘贴了所述PET膜的导热性片材制品。
[实施例3]
除了在实施例1中将组合物1变为上述表1中记载的组合物2,将在组合物上放置的100μm的PET膜变为用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S(信越化学工业(株)制)进行了表面处理的厚度100μm的PET膜以外,与实施例1同样地模压成型,结果得到了在导热性片材的下面(单面)粘贴有PET膜、在上面(单面)粘贴有用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S进行了表面处理的PET膜的导热性片材制品。再有,得到的导热性片材制品在图2中示出。
[实施例4]
除了在实施例1中将组合物1变为上述表1中记载的组合物3,将在组合物的上下铺设的100μm的PET膜变为用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S(信越化学工业(株)制)进行了表面处理的厚度100μm的PET膜以外,与实施例1同样地模压成型,结果得到了在导热性片材的两面粘贴了用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S进行了表面处理的PET膜的导热性片材制品。再有,得到的导热性片材制品在图3中示出。
[实施例5]
除了在实施例1中将组合物1变为上述表1中记载的组合物4,将在组合物下铺设的100μm的PET膜变为用含氟有机硅系剥离剂X-70-220S(信越化学工业(株)制)进行了表面处理的厚度100μm的PET膜以外,与实施例1同样地模压成型,结果得到了在导热性片材的下面(单面)粘贴了用含氟有机硅系剥离剂X-70-220S进行了表面处理的PET膜、在上面(单面)粘贴了PET膜的导热性片材制品。
[实施例6]
除了在实施例1中将组合物1变为上述表1中记载的组合物5,将在组合物的上下铺设的100μm的PET膜变为用含氟有机硅系剥离剂X-70-220S(信越化学工业(株)制)进行了表面处理的厚度100μm的PET膜以外,与实施例1同样地模压成型,结果得到了在导热性片材的两面粘贴了用含氟有机硅系剥离剂X-70-220S进行了表面处理的PET膜的导热性片材制品。
[比较例1]
除了在实施例1中在组合物1的上下没有铺设PET膜以外,与实施例1同样地模压成型,结果由组合物1的固化物构成的导热性片材附着于上下的金属板。从金属板缓慢地剥离的导热性片材部分变形,厚度也部分不均匀。
[比较例2]
除了在实施例2中在组合物2的上下没有铺设PET膜以外,与实施例2同样地模压成型,结果由组合物2的固化物构成的导热性片材附着于上下的金属板。从金属板缓慢地剥离的导热性片材部分变形,厚度也部分不均匀。
[比较例3]
除了在实施例4中在组合物3的上下没有铺设用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S进行了表面处理的PET膜以外,与实施例4同样地模压成型,结果由组合物3的固化物构成的导热性片材附着于金属板。从金属板缓慢地剥离的导热性片材部分变形,厚度也部分不均匀。
[比较例4]
除了在实施例5中在组合物4之下没有铺设用含氟有机硅系剥离剂X-70-220S进行了表面处理的PET膜、以及在其上没有放置PET膜以外,与实施例5同样地模压成型,由组合物4构成的导热性片材附着于金属板。该导热性片材牢固地附着于金属板,从金属板剥离时一部分断裂。
[比较例5]
除了在实施例6中在组合物5的上下没有铺设用含氟有机硅系剥离剂X-70-220S进行了表面处理的PET膜以外,与实施例6同样地模压成型,结果由组合物5构成的导热性片材附着于金属板。该导热性片材牢固地附着于金属板,从金属板剥离时一部分断裂。
[采用连续成型法制造的导热性片材制品的异物附着性]
[实施例7]
使用多重涂布机在厚度100μm的PET膜上连续地涂布上述表1中记载的组合物1使厚度成为1mm,接着通过在120℃的加热炉中加热10分钟,从而将厚度1mm的导热性片材在PET膜上成型。其次,使用层压辊,在该导热性片材上粘贴PET膜,从而得到了在导热性片材的两面粘贴了PET膜的导热性片材制品。在该导热性片材制品的PET膜表面撒上直径为0.3mm的金属粉后,将导热性片材制品反转180°以使撒上金属粉的一侧的PET膜表面朝下。然后,通过目视观察PET膜表面,将金属粉没有附着的情形记为“○”(异物难以附着),将金属粉附着的情形记为“×”(异物容易附着),从而评价了导热性片材制品的异物附着性。其评价结果在两面都为“○”。
[实施例8]
除了在实施例7中将组合物1变为上述表1中记载的组合物2以外,与实施例7同样地连续成型,结果得到了在导热性片材的两面粘贴了PET膜的导热性片材制品。其异物附着性的评价结果在两面都为“○”。
[实施例9]
除了在实施例7中将组合物1变为上述表1中记载的组合物2,将涂布组合物2的PET膜变为用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S进行了表面处理的厚度100μm的PET膜以外,与实施例7同样地连续成型,结果得到了在导热性片材的下面(单面)粘贴了用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S进行了表面处理的PET膜、在上面(单面)粘贴了PET膜的导热性片材制品。其异物附着性的评价结果在两面都为“○”。
[实施例10]
除了在实施例7中将组合物1变为上述表1中记载的组合物3,将涂布组合物3的PET膜和由组合物3的固化物构成的导热性片材上粘贴的PET膜变为用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S进行了表面处理的厚度100μm的PET膜以外,与实施例7同样地连续成型,结果得到了在导热性片材的两面粘贴了用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S进行了表面处理的PET膜的导热性片材制品。其异物附着性的评价结果在两面都为“○”。
[实施例11]
除了在实施例7中将组合物1变为上述表1中记载的组合物4,将涂布组合物4的PET膜变为用含氟有机硅系剥离剂X-70-220S进行了表面处理的厚度100μm的PET膜以外,与实施例7同样地连续成型,结果得到了在导热性片材的下面(单面)粘贴了用含氟有机硅系剥离剂X-70-220S进行了表面处理的PET膜、在上面(单面)粘贴了PET膜的导热性片材制品。其异物附着性的评价结果在两面都为“○”。
[实施例12]
除了在实施例7中将组合物1变为上述表1中记载的组合物5,将涂布组合物5的PET膜和由组合物5的固化物构成的导热性片材上粘贴的PET膜变为用含氟有机硅系剥离剂X-70-220S进行了表面处理的厚度100μm的PET膜以外,与实施例7同样地连续成型,结果得到了在导热性片材的两面粘贴了用含氟有机硅系剥离剂X-70-220S进行了表面处理的PET膜的导热性片材制品。其异物附着性的评价结果在两面都为“○”。
[比较例6]
除了在实施例7中没有使用层压辊在导热性片材之上粘贴PET膜以外,与实施例7同样地连续成型,结果得到了只在导热性片材的下面粘贴了PET膜的导热性片材制品。就其异物附着性的评价结果而言,粘贴了PET膜的面为“○”,没有粘贴PET膜的面(导热性片材自身的表面)为“×”。
[比较例7]
除了在实施例8中没有使用层压辊在导热性片材之上粘贴PET膜以外,与实施例8同样地连续成型,结果得到了只在导热性片材的下面粘贴了PET膜的导热性片材制品。就其异物附着性的评价结果而言,粘贴了PET膜的面为“○”,没有粘贴PET膜的面(导热性片材自身的表面)为“×”。
[比较例8]
除了在实施例9中没有使用层压辊在导热性片材之上粘贴PET膜以外,与实施例9同样地连续成型,结果得到了只在导热性片材的下面粘贴了用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S进行了表面处理的PET膜的导热性片材制品。就其异物附着性的评价结果而言,粘贴了该PET膜的面为“○”,没有粘贴该PET膜的面(导热性片材自身的表面)为“×”。
[比较例9]
除了在实施例10中没有使用层压辊在导热性片材之上粘贴用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S进行了表面处理的PET膜以外,与实施例10同样地连续成型,结果得到了只在导热性片材的下面粘贴了用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S进行了表面处理的PET膜的导热性片材制品。就其异物附着性的评价结果而言,粘贴了该PET膜的面为“○”,没有粘贴该PET膜的面(导热性片材自身的表面)为“×”。
[比较例10]
除了在实施例11中没有使用层压辊在导热性片材之上粘贴PET膜以外,与实施例11同样地连续成型,结果得到了只在导热性片材的下面粘贴了用含氟有机硅系剥离剂X-70-220S进行了表面处理的PET膜的导热性片材制品。就其异物附着性的评价结果而言,粘贴了该PET膜的面为“○”,而没有粘贴该PET膜的面(导热性片材自身的表面)为“×”。
[比较例11]
除了在实施例12中没有使用层压辊在导热性片材之上粘贴用含氟有机硅系剥离剂X-70-220S进行了表面处理的PET膜以外,与实施例12同样地连续成型,结果得到了只在导热性片材的下面粘贴了用含氟有机硅系剥离剂X-70-220S进行了表面处理的PET膜的导热性片材制品。其异物附着性的评价结果为:粘贴了该PET膜的面为“○”,而没有粘贴该PET膜的面(导热性片材自身的表面)为“×”。
[对于导热性片材的膜的剥离性(1)]
[实施例13]
在实施例4中,将在导热性片材的两面粘贴的用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S进行了表面处理的PET膜用手剥离时,将能够容易地剥离、导热性片材没有附着于膜的情形评价为“○”,将能够剥离、但导热性片材附着于膜的情形评价为“×”,评价了膜对导热性片材的剥离性。用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S进行了表面处理的PET膜的剥离性为“○”。
[实施例14]
在实施例6中,在导热性片材的两面粘贴的用含氟有机硅系剥离剂X-70-220S进行了表面处理的PET膜的剥离性为“○”。
[参考例1]
在实施例1中,在导热性片材的两面粘贴的PET膜的剥离性为“×”。
[参考例2]
在实施例2中,在导热性片材的两面粘贴的PET膜的剥离性为“×”。
[参考例3]
在实施例3中,在导热性片材的下面(单面)粘贴的PET膜的剥离性为“×”,在上面(单面)粘贴的用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S进行了表面处理的PET膜的剥离性为“○”。
[参考例4]
在实施例5中,在导热性片材的下面(单面)粘贴的用含氟有机硅系剥离剂X-70-220S进行了表面处理的PET膜的剥离性为“○”,在上面(单面)粘贴的PET膜的剥离性为“×”。
[导热性片材制品的模压成型性(2)]
[实施例15]
除了在实施例1中将厚度100μm的PET膜变为厚度100μm的聚乙烯膜以外,与实施例1同样地模压成型,结果得到了在导热性片材的两面粘贴了所述聚乙烯膜的导热性片材制品。
[实施例16]
除了在实施例1中将厚度100μm的PET膜变为厚度100μm的聚(4-甲基-1-戊烯)膜以外,与实施例1同样地模压成型,结果得到了在导热性片材的两面粘贴了上述聚(4-甲基-1-戊烯)的膜的导热性片材制品。
[实施例17]
除了在实施例1中将厚度100μm的PET膜变为厚度100μm的聚四氟乙烯膜以外,与实施例1同样地模压成型,结果得到了在导热性片材的两面粘贴了上述聚四氟乙烯膜的导热性片材制品。
[实施例18]
除了在实施例2中将厚度100μm的PET膜变为厚度100μm的聚乙烯膜以外,与实施例2同样地模压成型,结果得到了在导热性片材的两面粘贴了上述聚乙烯膜的导热性片材制品。
[实施例19]
除了在实施例2中将厚度100μm的PET膜变为厚度100μm的聚(4-甲基-1-戊烯)膜以外,与实施例2同样地模压成型,结果得到了在导热性片材的两面粘贴了上述聚(4-甲基-1-戊烯)的膜的导热性片材制品。
[实施例20]
除了在实施例2中将厚度100μm的PET膜变为厚度100μm的聚四氟乙烯膜以外,与实施例2同样地模压成型,结果得到了在导热性片材的两面粘贴了上述聚四氟乙烯膜的导热性片材制品。
[对于导热性片材的膜的剥离性(2)]
[参考例5]
在实施例15中,在导热性片材的两面粘贴的聚乙烯膜的剥离性为“×”。
[参考例6]
在实施例16中,在导热性片材的两面粘贴的聚(4-甲基-1-戊烯)膜的剥离性为“×”。
[参考例7]
在实施例17中,在导热性片材的两面粘贴的聚四氟乙烯膜的剥离性为“×”。
[参考例8]
在实施例18中,在导热性片材的两面粘贴的聚乙烯膜的剥离性为“×”。
[参考例9]
在实施例19中,在导热性片材的两面粘贴的聚(4-甲基-1-戊烯)膜的剥离性为“×”。
[参考例10]
在实施例20中,在导热性片材的两面粘贴的聚四氟乙烯膜的剥离性为“×”。
在表1、2中,将作为导热性含氟固化性组合物的组合物1~5固化得到的固化物的25℃下的热导率为1.0W/m·K以上。另外,该固化物的硬度根据E型硬度计为60以下。
另外,在表3、4中,将导热性含氟固化性组合物固化得到的固化物的25℃下的热导率在ATF浸渍前后没有变化。
由以上的结果可知,将导热性含氟固化性组合物固化得到的固化物的耐油性和导热性优异,作为传热构件,适于电气电子部件、特别是车载用电气电子部件。
本发明的实施例1~6和实施例15~20的导热性片材制品采用模压成型法制造,在模压成型性上没有问题。
另一方面,在比较例1~5中,如果进行模压成型,则导热性片材附着于金属板,如果想要从金属板剥离,则发生导热性片材变形、厚度变得不均匀而断裂的不利情形。
本发明的实施例7~12的导热性片材制品采用连续成型法制造,没有异物附着。
另一方面,比较例6~11的导热性片材制品采用连续成型法制造,产生了在没有粘贴膜的面(导热性片材自身的表面)附着异物的问题。
另外,在本发明的实施例13和14的导热性片材制品中,用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S或X-70-220S进行了表面处理的PET膜能够从导热性片材容易地剥离,导热性片材没有附着在剥离的该膜。
另一方面,在实施例1~3、5、实施例15~20的导热性片材制品中,如果将未用含氟有机硅系剥离剂X-70-201S、X-70-220S等的含氟有机硅系剥离剂进行表面处理的膜从导热性片材剥离,则导热性片材附着在该膜,能够在不使膜剥离的情况下在发热构件与散热构件之间安装这些导热性片材制品。
由以上的结果可知,本发明的导热性片材制品在由耐油性和导热性优异的固化物构成的导热性片材的两面粘贴电绝缘性的膜,能够采用模压成型法制造,没有导热性片材附着于金属板的不利情形,因此在发热构件与散热构件之间安装时,也不会附着于该构件,具有良好的安装作业性。进而,能够保护该导热性片材免受异物等的影响。因此,本发明的导热性片材制品适合作为电气电子部件、特别是车载用电气电子部件的传热构件。
再有,本发明并不限定于上述实施方式。上述实施方式为例示,具有与本发明的权利要求中记载的技术思想基本上相同的构成、发挥同样的作用效果的技术方案都包含在本发明的技术范围内。
附图标记的说明
1…导热性片材制品
2…电绝缘性膜
3…导热性片材
4…含氟有机硅系剥离剂层
1’…导热性片材制品
1”…导热性片材制品
Claims (25)
1.导热性片材制品,是在包括导热性含氟固化性组合物的固化物的导热性片材的两面粘贴有电绝缘性膜的导热性片材制品,所述导热性含氟固化性组合物含有:
(A)在1分子中具有2个以上的烯基、并且在主链中具有全氟聚醚结构的直链状多氟化合物:100质量份,
(B)在1分子中具有选自全氟烷基、全氟氧烷基、全氟亚烷基和全氟氧亚烷基中的1种或2种以上、还具有2个以上与硅原子直接键合的氢原子即SiH基、并且在分子中不具有与硅原子直接键合的烷氧基的含氟有机氢硅氧烷:其量使得相对于组合物整体中所含的烯基1摩尔,(B)成分中的与硅原子直接键合的氢原子成为0.50~3.0摩尔,
(C)铂族金属系催化剂:相对于(A)成分,以铂族金属原子的质量换算计,为0.1~2000ppm,和
(D)导热性填充剂:100~4000质量份。
2.根据权利要求1所述的导热性片材制品,其中,电绝缘性膜的厚度为1~200μm。
3.根据权利要求1或2所述的导热性片材制品,其中,电绝缘性膜为选自聚烯烃、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、芳族聚醚酮、含氟聚合物、聚氯乙烯和纸中的至少一种的膜。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的导热性片材制品,其中,电绝缘性膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯即PET的膜。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的导热性片材制品,其中,至少一者的电绝缘性膜的与所述导热性片材相接的面用含氟有机硅系剥离剂处理过。
6.根据权利要求5所述的导热性片材制品,其中,所述含氟有机硅系剥离剂为具有1个以上的全氟烷基或全氟氧烷基的有机聚硅氧烷。
7.根据权利要求6所述的导热性片材制品,其中,所述全氟烷基或全氟氧烷基由下述通式(1)或通式(2)表示,
Cf”F2f”+1- (1)
式中,f”为1~10的整数,
[化1]
式中,g”为1~30的整数。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的导热性片材制品,其中,在所述导热性含氟固化性组合物中,相对于100质量份(A)成分,还含有0.01~300质量份的在1分子中具有1个以上的全氟烷基或全氟氧烷基、还具有1个以上的与硅原子直接键合的烷氧基、并且在分子中不具有与硅原子直接键合的氢原子即SiH基的含氟有机硅化合物作为(E)成分。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的导热性片材制品,其中,在所述导热性含氟固化性组合物中,相对于100质量份(A)成分,还含有0.1~300质量份的选自由下述通式(3)和下述通式(4)表示的化合物中的至少一种的无官能多氟化合物作为(F)成分,
F-(CF2CF2CF2O)a-A (3)
式中,A为由-CbF2b+1表示的基团,a为1~500的整数,b为1~3的整数,
A-{(OCF(CF3)CF2)c-(OCF2CF2)d-(OCF2)u’}-O-A (4)
式中,A与上述相同,c和d各自为0~300的整数,u’为1~300的整数,其中,不包括c和d都为0的情形,各重复单元之间可无规地键合。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的导热性片材制品,其中,在所述导热性含氟固化性组合物中,相对于100质量份(A)成分,还含有0.1~100质量份的在1分子中具有1个烯基并且在主链中具有全氟聚醚结构的多氟单烯基化合物作为(G)成分。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的导热性片材制品,其中,所述(A)成分的烯基含量为0.0050~0.300mol/100g。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的导热性片材制品,其中,所述(A)成分的全氟聚醚结构包含由下述通式(5)表示的结构,
-(CmF2mO)n- (5)
式中,m为1~6的整数,n为1~300的整数。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的导热性片材制品,其中,所述(A)成分为选自下述通式(6)和下述通式(7)中的1种以上的直链状多氟化合物,
[化2]
式中,R1和R2各自独立地为烯基、或未取代或取代的不具有脂肪族不饱和键的1价的烃基,R1和R2的合计中2个以上为烯基,R3相互独立地为氢原子、或未取代或取代的1价的烃基,e和f各自为1~150的整数,并且e+f的平均值为2~300,g为1~6的整数,
[化3]
式中,R4相互独立地为碳原子数1~6的亚烷基,R5相互独立地为氢原子或可被氟取代的碳原子数1~4的烷基,另外,R1、R2、e、f和g与上述相同。
14.根据权利要求1~13中任一项所述的导热性片材制品,其中,所述(D)成分为选自金属、金属氧化物、金属氮化物、金属氢氧化物、金属碳化物、软磁性合金和铁氧体中的至少一种。
15.根据权利要求14所述的导热性片材制品,其中,所述(D)成分为氧化铝。
16.根据权利要求15所述的导热性片材制品,其中,所述(D)成分为无定形氧化铝和/或球状氧化铝。
17.根据权利要求16所述的导热性片材制品,其中,所述(D)成分的无定形氧化铝的平均粒径为0.2~5μm。
18.根据权利要求16或17所述的导热性片材制品,其中,所述(D)成分的球状氧化铝的平均粒径为5~100μm。
19.根据权利要求8~18中任一项所述的导热性片材制品,其中,所述(E)成分为在1分子中具有1个以上的经由可包含碳原子、硅原子、氧原子和氮原子的2价的烃基键合于与烷氧基直接键合的硅原子的全氟烷基或全氟氧烷基的含氟有机硅化合物。
20.根据权利要求8~19中任一项所述的导热性片材制品,其中,所述(E)成分为由下述通式(8)表示的含氟有机硅化合物,
Dg’R14 h’Si(OR6)4-g’-h’ (8)
式中,D相互独立地为经由可包含碳原子、硅原子、氧原子和氮原子的2价的烃基键合于与烷氧基直接键合的硅原子的全氟烷基或全氟氧烷基,R6相互独立地为碳原子数1~6的烷基,R14相互独立地为未取代或取代的1价的烃基,另外,g’为1~3的整数,h’为0~2的整数,并且g’+h’为1~3的整数。
21.根据权利要求10~20中任一项所述的导热性片材制品,其中,所述(G)成分为由下述通式(9)表示的多氟单烯基化合物,
Rf-(Y)h-CH=CH2 (9)
式中,Rf为由下述通式(10)表示的基团,
F-[CF(CF3)CF2O]i-CjF2j- (10)
式中,i为1~200的整数,j为1~3的整数,
Y为-CH2-、-OCH2-、-CH2OCH2-或由-CO-NR15-Z-表示的基团,其中,这些各基团的左端与Rf键合,右端与碳原子键合,另外,R15为氢原子、甲基、苯基或烯丙基,Z为-CH2-、由下述结构式(Z)表示的基团或由下述结构式(Z’)表示的基团,
[化4]
结构式(Z)表示的基团是以邻位、间位或对位表示的二甲基苯基亚甲硅烷基,其左端与氮原子键合,右端与碳原子键合,
[化5]
结构式(Z’)表示的基团的左端与氮原子键合,右端与碳原子键合,h为0或1。
22.根据权利要求1~21中任一项所述的导热性片材制品,其中,使所述导热性含氟固化性组合物固化而得到的固化物25℃下的热导率为1.0W/m·K以上。
23.根据权利要求1~22中任一项所述的导热性片材制品,其中,使所述导热性含氟固化性组合物固化而得到的固化物的硬度根据JIS K6253-3中规定的E型硬度计为60以下。
24.根据权利要求1~23中任一项所述的导热性片材制品的制造方法,其包括在将导热性含氟固化性组合物用电绝缘性膜夹持的状态下加热压制、使该组合物固化为片状的工序,所述导热性含氟固化性组合物含有:
(A)在1分子中具有2个以上的烯基、并且在主链中具有全氟聚醚结构的直链状多氟化合物:100质量份,
(B)在1分子中具有选自全氟烷基、全氟氧烷基、全氟亚烷基和全氟氧亚烷基中的1种或2种以上、还具有2个以上与硅原子直接键合的氢原子即SiH基、并且在分子中不具有与硅原子直接键合的烷氧基的含氟有机氢硅氧烷:其量使得相对于组合物整体中所含的烯基1摩尔,(B)成分中的与硅原子直接键合的氢原子成为0.50~3.0摩尔,
(C)铂族金属系催化剂:相对于(A)成分,以铂族金属原子的质量换算计,为0.1~2000ppm,和
(D)导热性填充剂:100~4000质量份。
25.根据权利要求1~23中任一项所述的导热性片材制品的制造方法,其包括将导热性含氟固化性组合物在长条的电绝缘性膜上涂布、使该组合物加热固化后在该固化物上粘贴所述电绝缘性膜的工序,所述导热性含氟固化性组合物含有:
(A)在1分子中具有2个以上的烯基、并且在主链中具有全氟聚醚结构的直链状多氟化合物:100质量份,
(B)在1分子中具有选自全氟烷基、全氟氧烷基、全氟亚烷基和全氟氧亚烷基中的1种或2种以上、还具有2个以上与硅原子直接键合的氢原子即SiH基、并且在分子中不具有与硅原子直接键合的烷氧基的含氟有机氢硅氧烷:其量使得相对于组合物整体中所含的烯基1摩尔,(B)成分中的与硅原子直接键合的氢原子成为0.50~3.0摩尔,
(C)铂族金属系催化剂:相对于(A)成分,以铂族金属原子的质量换算计,为0.1~2000ppm,和
(D)导热性填充剂:100~4000质量份。
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