JP2002322363A - シリコーン組成物およびそれから製造されるシリコーン接着剤 - Google Patents

シリコーン組成物およびそれから製造されるシリコーン接着剤

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気的特性に優れた導電性シリコーン接着剤
を提供すること。 【解決手段】 (A)10〜50質量部のポリジオルガ
ノシロキサン; (B)50〜90質量部の、R2 3SiO1/2シロキサン
単位およびSiO4/2シロキサン単位からなるオルガノ
ポリシロキサン樹脂; (C)組成物を硬化させるのに十分な量の、1分子当た
り平均して少なくとも2個のケイ素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; (D)組成物に導電性を付与するのに十分な量の導電性
充填剤;並びに(E)触媒量のヒドロシリル化触媒;を
含んで成るシリコーン組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はシリコーン組成物に
関し、より詳細には、導電性充填剤および特定の濃度の
オルガノポリシロキサン樹脂を含む付加硬化性シリコー
ン組成物に関する。本発明は、また、そのような組成物
から製造される導電性シリコーン接着剤に関する。
【0002】
【従来の技術】シリコーン接着剤は、高い熱安定性、良
好な耐湿性、優れた可撓性、高いイオン純度、少ないα
粒子放出量および様々な基材に対する良好な接着性等の
それらの他に類のない特性のために、様々な用途で有用
である。例えば、シリコーン接着剤は、自動車部品、玩
具、電子回路およびキーボードの組み立てにおいて幅広
く使用されている。
【0003】ポリジオルガノシロキサン、オルガノハイ
ドロジェンポリシロキサン、導電性充填剤およびヒドロ
シリル化触媒を含んで成る付加硬化性シリコーン組成物
は当該技術分野で知られている。例えば、Cole等の米国
特許第5,075,038号明細書には、(A)5%超
のケイ素原子にフェニル基が結合しているか、5モル%
超のビニル基を有するか、または合計5モル%超のフェ
ニル基とビニル基を有し、白金触媒の存在下に水素化ケ
イ素との付加反応を通して硬化することのできるシリコ
ーンポリマーと、(B)全組成物の12.5〜50体積
%の銀粒子または銀の外表面を有する粒子とを含んで成
る導電性シリコーン組成物が開示されている。この組成
物は、カーボンブラックを含まず、1×10-2オーム・
センチメートル(Ω・cm)未満の電気抵抗率を有し、
その電気抵抗率は熱老化に対して安定である。しかしな
がら、Cole等は、オルガノポリシロキサン樹脂と本発明
のポリマーとの特定の組み合わせを教示していない。
【0004】Cole等の米国特許第5,227,093号
明細書には、硬化した形態で導電性を示す改良された硬
化性オルガノシロキサン組成物が教示されている。この
組成物は、1分子当たり少なくとも2個のアルケニル基
を含むオルガノポリシロキサンを、1分子当たり平均し
て少なくとも2個のケイ素結合水素原子を含むオルガノ
ハイドロジェンシロキサンと、硬化した材料に導電性を
付与するのに十分な量の微粉状銀粒子と、白金含有触媒
と均質になるまでブレンドすることにより得られる生成
物を含み、その改良点は、前記銀粒子の表面に少なくと
も1種のエステル化脂肪酸のコーティングが存在するこ
とにある。しかしながら、Cole等は、オルガノポリシロ
キサン樹脂と本発明のポリマーの特定の組み合わせを教
示していない。
【0005】Mine等のヨーロッパ特許出願明細書第06
53463号(例1)には、450質量部の銀粉末と;
1)ジメチルビニルシロキシ末端ジメチルポリシロキサ
ンと、2)(CH33SiO1/2単位、(CH2=CH)
(CH32SiO1/2単位およびSiO4/2単位から実質
的になるシリコーン樹脂とを含む混合物100質量部;
1質量部のトリメチルシロキシ末端メチルハイドロジェ
ンシロキサン;10質量部の疎水性ヒュームドシリカ;
組成物の全質量に基づいて500ppmのフェニルブチ
ノール;硬化触媒;ならびに7質量部の接着促進性の有
機ケイ素化合物を均質になるまでブレンドすることによ
り調製される導電性シリコーンゴム組成物が開示されて
いる。しかしながら、Mine等は本発明のオルガノポリシ
ロキサン樹脂の特定の濃度は教示していない。
【0006】Okamiの米国特許第5,384,075号
明細書には、(A)その分子内に少なくとも2個のアル
ケニル基を有し、かつ、25℃での粘度が100〜20
0,000cStであるオルガノポリシロキサン、
(B)その分子内に少なくとも2個のケイ素結合水素原
子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(C)白金族金属触媒、(D)その分子内に少なくとも
1個のケイ素結合水素原子を有し、かつ、エポキシ基含
有有機基およびアルコキシ基から成る群から選ばれる少
なくとも1種の基がケイ素原子に結合している有機ケイ
素化合物、並びに(E)導電性充填剤を含んで成る、体
積抵抗率が107Ω・cm以下であるオルガノポリシロ
キサン組成物が開示されている。また、Okamiは、オル
ガノポリシロキサン樹脂を任意成分として開示してい
る。しかしながら、Okamiは、本発明のオルガノポリシ
ロキサン樹脂の特定の濃度は教示していない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記組成物から製造さ
れるシリコーン接着剤は広範な電気的特性を示すが、電
気的性能が改良されたシリコーン接着剤が依然として必
要とされている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、導電性充填
剤と特定の濃度のオルガノポリシロキサン樹脂を含むシ
リコーン組成物が硬化すると、予想外に優れた電気的特
性、接触抵抗および体積抵抗率を有する接着剤を形成す
ることを見いだした。特に、本発明は、 (A)10〜50質量部の、下記式:
【0009】
【化4】
【0010】(式中、各R1は独立に一価の脂肪族炭化
水素基または一価のハロゲン化脂肪族炭化水素基であ
り、nは、このポリジオルガノシロキサンが25℃で
0.1〜200Pa・sの粘度を有するような値であ
る)により表される、1分子当たり平均して少なくとも
2個のアルケニル基を含むポリジオルガノシロキサン; (B)50〜90質量部の、R2 3SiO1/2シロキサン
単位およびSiO4/2シロキサン単位(各R2は独立にア
ルキルまたはアルケニルである)からなり、SiO4/2
シロキサン単位に対するR2 3SiO1/2シロキサン単位
のモル比が0.65〜1.9であり、平均して3〜30
モル%のアルケニル基を含むオルガノポリシロキサン樹
脂(前記成分(A)と(B)の合計量が100質量部で
ある); (C)組成物を硬化させるのに十分な量の、1分子当た
り平均して少なくとも2個のケイ素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; (D)組成物に導電性を付与するのに十分な量の、銀、
金、白金、パラジウムおよびそれらの合金から成る群か
ら選ばれる金属の外表面を少なくとも有する粒子を含む
導電性充填剤;並びに (E)触媒量のヒドロシリル化触媒;を含んで成るシリ
コーン組成物に関する。
【0011】本発明は、また、上記組成物の反応生成物
を含んでなる導電性シリコーン接着剤に関する。本発明
は、さらに、成分(A)〜(E)を2つ以上の部分(p
art)に含み、成分(A)も成分(B)も同一部分で
成分(C)および(E)と共に存在しない多液型(mult
i-part)シリコーン組成物に関する。
【0012】本発明のシリコーン組成物は、良好な流動
性、低い揮発性有機化合物(VOC)含有量、および調
節可能な硬化等の多くの利点を有する。さらに、本発明
のシリコーン組成物は硬化すると、良好な接着性および
予想外の優れた電気的特性を有するシリコーン接着剤を
形成する。
【0013】本発明のシリコーン組成物は、導電性シリ
コーン接着剤を製造するのに有用である。本発明のシリ
コーン接着剤には、ダイ取付け用接着剤、はんだ代替
品、並びに導電性コーティングおよびガスケット等の多
くの用途がある。
【0014】
【発明の実施の形態】本明細書において「ポリマー」と
もいう本発明の成分(A)は下記式:
【0015】
【化5】
【0016】(式中、各R1は独立に一価の脂肪族炭化
水素基または一価のハロゲン化脂肪族炭化水素基であ
り、nは、このポリジオルガノシロキサンが25℃で
0.1〜200Pa・sの粘度を有するような値であ
る)により表される少なくとも1種のポリジオルガノシ
ロキサンである。このポリジオルガノシロキサンは、1
分子当たり平均して少なくとも2個のアルケニル基を含
む。このポリジオルガノシロキサンの構造は典型的には
線状であるが、3官能性シロキサン単位の存在に帰因し
て幾つかの枝分かれを含んでいてもよい。
【0017】R1により表されるアルケニル基は典型的
には炭素原子数2〜10、好ましくは炭素原子数2〜6
である。好ましくは、このアルケニル基はビニルであ
る。ポリジオルガノシロキサン中のアルケニル基は、末
端、側鎖、または末端と側鎖の両方に位置していてもよ
い。R1により表される一価の脂肪族炭化水素基および
一価の脂肪族ハロゲン化炭化水素基(アルケニルを除
く)は典型的には炭素原子数1〜20、好ましくは炭素
原子数1〜10である。炭素原子数少なくとも3の非環
式の脂肪族炭化水素およびハロゲン化炭化水素基は枝分
かれのあるまたは枝分かれのない構造を有する。
【0018】一価の脂肪族炭化水素基の例としては、メ
チル、エチル、プロピル、ペンチル、オクチル、ウンデ
シルおよびオクタデシル等のアルキル;シクロヘキシル
等のシクロアルキル;並びにビニル、アリル、ブテニル
およびヘキセニル等のアルケニルが挙げられる。一価の
脂肪族ハロゲン化炭化水素基の例としては、3,3,3
−トリフルオロプロピルおよび3−クロロプロピルが挙
げられる。R1により表される有機基の好ましくは少な
くとも50%、より好ましくは少なくとも80%はメチ
ルである。
【0019】25℃での前記ポリジオルガノシロキサン
の粘度は、その分子量および構造に応じて変わるが、典
型的には0.1〜200Pa・sであり、好ましくは1
〜100Pa・sである。本発明において有用なポリジ
オルガノシロキサンの例としては、ViMe2SiO
(Me2SiO)nSiMe2Vi,ViMe2SiO(M
2SiO)0.98n(MeViSiO)0.02nSiMe2
i,および Me3SiO(Me2SiO)0.95n(MeViSiO)
0.05nSiMe3 (上記式中、MeおよびViはそれぞれメチルおよびビ
ニルを表し、nは先に定義した通りである)が挙げられ
る。好ましいポリジオルガノシロキサンはジメチルビニ
ルシロキシ末端ポリジメチルシロキサンである。好まし
いポリジオルガノシロキサンの具体例は、25℃で45
〜65Pa・sの粘度を有するジメチルビニルシロキシ
末端ポリジメチルシロキサンである。
【0020】成分(A)は1種のポリジオルガノシロキ
サンであっても、次の特徴:構造、粘度、平均分子量、
シロキサン単位および配列のうちの少なくとも1つが異
なる2種以上のポリジオルガノシロキサンからなる混合
物であってもよい。本発明のシリコーン組成物における
成分(A)の濃度は、組み合わせた成分(A)および成
分(B)の100質量部当たり典型的には10〜50質
量部、好ましくは20〜40質量部である。
【0021】オルガノハロシランの加水分解および縮合
または環状ポリジオルガノシロキサンの平衡化等の本発
明のポリジオルガノシロキサンの製造方法は当該技術分
野でよく知られている。
【0022】本明細書において「樹脂」ともいう本発明
の成分(B)は、R2 3SiO1/2シロキサン単位および
SiO4/2シロキサン単位からなる少なくとも1種のオ
ルガノポリシロキサン樹脂である。ここで、各R2は独
立にアルキルまたはアルケニルである。さらに、オルガ
ノポリシロキサン樹脂は、少量のモノオルガノシロキサ
ン単位およびジオルガノシロキサン単位を含んでよい。
2により表されるアルキル基は典型的には炭素原子数
1〜6、好ましくは炭素原子数1〜3である。アルキル
基の例としては、メチル、エチル、プロピル、ペンチ
ル、ヘキシルおよびシクロヘキシルが挙げられる。R2
により表されるアルケニル基は典型的には炭素原子数2
〜6である。アルケニル基の例としては、ビニル、アリ
ル、ブテニルおよびヘキセニルが挙げられる。好ましく
は、アルキル基はメチルであり、アルケニル基はビニル
である。
【0023】前記オルガノポリシロキサン樹脂における
SiO4/2単位(Q単位)に対するR2 3SiO1/2単位
(M単位)のモル比は、29Si核磁気共鳴(29Si−N
MR)分光分析法により求めた場合に、典型的には0.
65〜1.9であり、好ましくは0.9〜1.8であ
る。このM/Q比は、前記オルガノポリシロキサン樹脂
におけるQ単位の総数に対するM単位の総数を表し、以
下で述べる存在するあらゆるネオペンタマーからの寄与
を含む。
【0024】成分(B)はHOSiO3/2単位(TOH
単位)を含み、このHOSiO3/2単位はオルガノポリ
シロキサン樹脂のケイ素結合ヒドロキシルの含有量をも
たらす。成分(B)のケイ素結合ヒドロキシルの含有量
は、29Si−NMR分光分析法により求めた場合に、樹
脂の全質量に基づいて、典型的には2質量%未満、好ま
しくは1質量%未満である。
【0025】成分(B)は、式:(R2SiO)4Siに
より表されるネオペンタマーオルガノポリシロキサンか
ら実質的になる低分子量物質を少量含んでもよい。この
ネオペンタマーオルガノポリシロキサンは、以下で述べ
るDaudt等の方法に従う樹脂の製造における副生成物で
ある。
【0026】前記オルガノポリシロキサン樹脂は典型的
には平均して3〜30モル%、好ましくは5〜15モル
%のアルケニル基を含む。この樹脂におけるアルケニル
基のモル%は、本明細書において、樹脂中のシロキサン
単位の全モル数に対するアルケニル含有シロキサン単位
のモル数の比に100を乗じたものと定義する。樹脂中
のシロキサン単位の全モル数は、上記のM単位、Q単位
およびTOH単位を含む。樹脂が3モル%未満のアルケ
ニル基を含む場合には、シリコーン接着剤は柔らかく、
かつ、粘着性になる傾向がある。樹脂が30モル%より
も多くのアルケニル基を含む場合には、シリコーン接着
剤は硬く、かつ、脆くなる傾向がある。さらに、この樹
脂におけるアルケニル基のモル%が先に述べた範囲から
外れる場合に、接着剤の電気的特性、接触抵抗および体
積抵抗率は熱サイクルの間に著しく劣化する。
【0027】好ましいオルガノポリシロキサン樹脂は、
CH2=CH(CH32SiO1/2単位、(CH33Si
1/2単位およびSiO4/2単位からなる樹脂である。こ
こで、SiO4/2単位に対するCH2=CH(CH32
iO1/2単位と(CH33SiO1/2単位との合計のモル
比は1.8であり、この樹脂は25℃で2.1×10-4
2/sの粘度を有し、そしてこの樹脂は15モル%
(5.6質量%)のビニル基を含む。
【0028】成分(B)は1種のオルガノポリシロキサ
ン樹脂であっても、次の特徴:単官能性(M)シロキサ
ン単位、M/Q比、平均分子量、ヒドロキシル含有量お
よびアルケニル含有量のうちの少なくとも1つが異なる
2種以上のオルガノポリシロキサン樹脂からなる混合物
であってもよい。
【0029】本発明のシリコーン組成物における成分
(B)の濃度は、硬化したシリコーン接着剤の特性、特
に接触抵抗および体積抵抗率の観点から重要である。成
分(B)の濃度は、組み合わせた成分(A)および成分
(B)の100質量部当たり50〜90質量部、好まし
くは55〜80質量部である。成分(B)の濃度が50
質量部未満である場合には、シリコーン接着剤の接触抵
抗および体積抵抗率は比較的高い。成分(B)の濃度が
90質量部を超える場合には、シリコーン接着剤は硬
く、かつ、脆くなる傾向があるとともに熱サイクルに対
する抵抗性が不十分である。後者の場合に、熱サイクル
の間の接着層破壊が、機械的破壊および/または絶縁破
壊をもたらす。さらに、オルガノポリシロキサン樹脂の
M/Q比を0.65〜1.9の範囲内で減少させる場合
に、この樹脂の濃度を先に述べた範囲内で減少させて熱
サイクルに対して十分な抵抗性を有するシリコーン接着
剤を得ることが必要な場合があることが理解されよう。
【0030】本発明のオルガノポリシロキサン樹脂は、
当該技術分野で良く知られた方法によって製造できる。
Daudt等のシリカヒドロゾルキャッピング方法により生
成する樹脂コポリマーを少なくともアルケニル含有末端
ブロック化剤(endblockingagent)で処理することによ
って、この樹脂を製造することが好ましい。Daudt等の
方法は米国特許第2,676,182号明細書に開示さ
れている。
【0031】簡単に説明すると、Daudt等の方法は、酸
性条件下でシリカヒドロゾルをトリメチルクロロシラン
等の加水分解性トリオルガノシラン、ヘキサメチルジシ
ロキサン等のシロキサン、またはそれらの混合物と反応
させ、そしてM単位およびQ単位を有するコポリマーを
回収することを伴う。得られるコポリマーは概して2〜
5質量%のヒドロキシル基を含む。
【0032】典型的にはケイ素結合ヒドロキシル基を2
質量%未満含む本発明の樹脂は、Daudt等の生成物を、
最終生成物における3〜30モル%のアルケニル基を与
えるのに十分な量のアルケニル含有末端ブロック化剤ま
たはアルケニル含有末端ブロック化剤と脂肪族不飽和を
含まない末端ブロック化剤との混合物と反応させること
により製造できる。末端ブロック化剤の例としては、シ
ラザン類、シロキサン類およびシラン類が挙げられる
が、これらに限定されない。好適な末端ブロック化剤は
当該技術分野で知られており、米国特許第4,584,
355号、第4,591,622号および第4,58
5,836号の各明細書に記載されているものにより例
示される。本発明のオルガノポリシロキサン樹脂を製造
するのに、1種の末端ブロック化剤またはそのような末
端ブロック化剤の混合物を使用できる。
【0033】本明細書において「架橋剤」ともいう本発
明の成分(C)は、1分子当たり平均して少なくとも2
個のケイ素結合水素原子とケイ素原子1個当たり平均し
て1個未満のケイ素結合水素原子を有する少なくとも1
種のオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。一
般的に、成分(A)および(B)における1分子当たり
のアルケニル基の平均数と成分(C)におけるケイ素結
合水素原子の平均数の和が4を超える場合に、架橋が起
こると理解される。オルガノハイドロジェンポリシロキ
サン中のケイ素結合水素原子は、末端、側鎖、または末
端と側鎖の両方の位置に存在してよい。
【0034】オルガノハイドロジェンポリシロキサンは
ホモポリマーまたはコポリマーであることができる。オ
ルガノハイドロジェンポリシロキサンの構造は線状、分
岐状または環状であることができる。オルガノハイドロ
ジェンポリシロキサン中に存在していてよいシロキサン
単位の例としては、HR3 2SiO1/2単位,HSiO3 /2
単位,R3 3SiO1/2単位,HR3SiO2/2単位,R3 2
SiO2/2単位,R3SiO3/2単位およびSiO4/2単位
が挙げられる。これらの式において、各R3は独立に、
成分(A)について先に定義および例示したような一価
の脂肪族炭化水素基または脂肪族不飽和を含まない一価
のハロゲン化炭化水素基である。好ましくは、オルガノ
ハイドロジェンポリシロキサン中の有機基の少なくとも
50%はメチルである。
【0035】好ましいオルガノハイドロジェンポリシロ
キサンは、H(CH32SiO1/2単位、(CH33
iO1/2単位およびSiO4/2単位からなるオルガノハイ
ドロジェンポリシロキサンであって、約1.0質量%の
ケイ素結合水素原子を含み、かつ、2.4×10-52
/sの粘度を有するものである。
【0036】成分(C)は1種のオルガノハイドロジェ
ンポリシロキサンであっても、次の特徴:構造、平均分
子量、粘度、シロキサン単位および配列のうちの少なく
とも1つが異なる2種以上のオルガノハイドロジェンポ
リシロキサンからなる混合物であってもよい。本発明の
シリコーン組成物における成分(C)の濃度は、シリコ
ーン組成物を硬化させるのに十分なものである。成分
(C)の正確な量は所望の硬化度に依存する。硬化度
は、成分(A)および(B)中に存在するアルケニル基
の全モル数に対する成分(C)中のケイ素結合水素原子
のモル数の比が増加するにつれて概して増加する。典型
的には、成分(C)の濃度は、成分(A)および(B)
中の全アルケニル基1個当たり0.5〜3個のケイ素結
合水素原子を与えるのに十分なものである。好ましく
は、成分(C)の濃度は、成分(A)および(B)中の
全アルケニル基1個当たり1〜2個のケイ素結合水素原
子を与えるのに十分なものである。
【0037】適切なオルガノハロシランの加水分解およ
び縮合等の本発明のオルガノハイドロジェンポリシロキ
サンの製造方法は当該技術分野で良く知られている。上
記成分(A),(B)および(C)が混和するように、
各成分中の主な有機基が同じであることが好ましい。主
な有機基がメチルであることが好ましい。
【0038】本発明の成分(D)は、銀、金、白金、パ
ラジウムおよびそれらの合金から成る群から選ばれる金
属の外表面を少なくとも有する粒子を含む少なくとも1
種の導電性充填剤である。銀、金、白金、パラジウムお
よびそれらの合金からなる粒子を含む充填剤は典型的に
は平均粒度0.5〜20μmの粉末またはフレークの形
態を有する。銀、金、白金、パラジウムおよびそれらの
合金からなる外表面のみを有する粒子を含む充填剤の平
均粒度は典型的には15〜100μmである。そのよう
な粒子のコアは、上記金属からなる表面を支持し、か
つ、シリコーン接着剤の電気的特性に悪影響を及ぼさな
いいかなる材料、導電体または電気絶縁体であってもよ
い。そのような材料の例としては、銅、中実ガラス、中
空ガラス、マイカ、ニッケル、およびセラミック繊維が
挙げられる。
【0039】フレークの形態を有する金属粒子を含む導
電性充填剤の場合には、粒子の表面は、滑剤、例えば脂
肪酸または脂肪酸エステルで被覆されていてもよい。粉
末が冷間圧接するのを防止するためまたは粉末が大きな
集合体を形成するのを防止するために、そのような滑剤
は、典型的には、金属粉末からフレークを製造するため
に使用される粉砕工程の間に導入される。粉砕後にフレ
ークが溶剤で洗浄される場合であっても、若干の滑剤が
金属の表面に化学吸着されたまま残ることがある。本発
明の導電性充填剤には、上記粒子の表面を少なくとも1
種の有機ケイ素化合物で処理することにより製造される
充填剤も包含される。好適な有機ケイ素化合物として
は、オルガノクロロシラン、オルガノシロキサン、オル
ガノジシラザン、オルガノアルコキシシラン等の、シリ
カ充填剤を処理するために一般的に使用されるものが挙
げられる。
【0040】成分(D)は、1種の先に述べたような導
電性充填剤であっても、次の特性:組成、表面積、表面
処理、粒度および粒子形状のうちの少なくとも1つにお
いて異なる2種以上のそのような充填剤の混合物であっ
てもよい。本発明の導電性充填剤は、好ましくは銀から
成る粒子、より好ましくはフレークの形態を有する銀か
ら成る粒子を含む。特に好ましい導電性充填剤は、Chem
etCorporationによりRA-127の名称で販売されている銀
フレークである。この充填剤は、3.9μmの平均粒
度、0.87m2/gの表面積、1.55g/cm3の見
掛密度および2.8g/cm3のタップ密度を有する。
【0041】本発明のシリコーン組成物における成分
(D)の濃度は、シリコーン組成物に導電性を付与する
のに十分なものである。典型的には、成分(D)の濃度
は、シリコーン組成物が1Ω・cm未満の体積抵抗率を
有するようなものである。成分(D)の正確な量は、所
望の電気的特性、充填剤の表面積、充填剤の密度、充填
剤粒子の形状、充填剤の表面処理、およびシリコーン組
成物中のその他の成分の性質に依存する。成分(D)の
濃度は、シリコーン組成物の全体積に基づいて、典型的
には15〜100体積%、好ましくは15〜50体積%
である。成分(D)の濃度が15体積%未満では、シリ
コーン接着剤は有意な導電性を示さない。成分(D)の
濃度が100体積%を超える場合には、シリコーン組成
物は実質的に改良された導電性を示さない。
【0042】本発明のシリコーン組成物において使用す
るのに好適な導電性充填剤の製造方法は当該技術分野で
良く知られており、それらの充填剤の多くは市販されて
いる。例えば、銀、金、白金もしくはパラジウムまたは
それらの合金の粉末は、典型的には、化学沈降、電解析
出または凝結により製造される。また、上記金属のフレ
ークは、典型的には、脂肪酸または脂肪酸エステル等の
滑剤の存在下で金属粉末を磨砕または粉砕することによ
り製造される。少なくとも1種の上記金属の外表面のみ
を有する粒子は、典型的には、電解析出、無電解析出ま
たは真空蒸着等の方法を使用して好適なコア材料を金属
化することにより製造される。
【0043】先に述べたように、本発明の導電性充填剤
は、上記粒子の表面を少なくとも1種の有機ケイ素化合
物で処理することにより製造される充填剤であることが
できる。この場合に、シリコーン組成物のその他の成分
と混合するのに先だって粒子を処理しても、またはシリ
コーン組成物の製造の間に現場(in situ)で粒子を処
理しても良い。
【0044】本発明の成分(E)は、成分(A)および
(B)と成分(C)の付加反応を促進するヒドロシリル
化触媒である。このヒドロシリル化触媒は、白金族金属
を含む公知のヒドロシリル化触媒、白金族金属を含む化
合物、またはミクロカプセル化された白金族金属含有触
媒のうちのいずれかである。白金族金属としては、白
金、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、オスミウムお
よびイリジウムが挙げられる。白金族金属は、ヒドロシ
リル化反応におけるその高い活性に基づいて、白金であ
ることが好ましい。
【0045】好ましいヒドロシリル化触媒としては、Wi
llingの米国特許第3,419,593号明細書に開示
されているクロロ白金酸と特定のビニル含有オルガノシ
ロキサンの錯体が挙げられる。この種類に属する好まし
い触媒は、クロロ白金酸と1,3−ジエテニル−1,
1,3,3−テトラメチルジシロキサンの反応生成物で
ある。
【0046】特に好ましいヒドロシリル化触媒は、熱可
塑性樹脂中にミクロカプセル化された白金族金属を含む
ミクロカプセル化白金族金属含有触媒である。ミクロカ
プセル化ヒドロシリル化触媒を含む組成物は、周囲条件
下で長期間、典型的には数ヶ月またはそれ以上の期間安
定であり、さらに、熱可塑性樹脂の融点または軟化点を
超える温度で比較的急速に硬化する。
【0047】前記熱可塑性樹脂は、前記白金族金属含有
触媒に不溶性かつ前記白金族金属含有触媒に対して不浸
透性であり、またシリコーン組成物に不溶性であるいか
なる樹脂であってもよい。この熱可塑性樹脂は、典型的
には、約40〜約250℃の軟化点を有する。
【0048】本明細書において、「不溶性」および「不
浸透性」なる用語は、触媒および/またはシリコーン組
成物に溶解する熱可塑性樹脂の量ならびに貯蔵中に熱可
塑性樹脂封入剤中を拡散する触媒の量が、シリコーン組
成物の硬化を引き起こすには不十分であることを意味す
る。
【0049】好適な熱可塑性樹脂の例としては、ポリエ
チレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニ
リデン、および塩化ビニルと塩化ビニリデンのコポリマ
ー等のビニルポリマー;ポリメタクリレート等のポリア
クリレート;セルロースエーテル、セルロースエステル
およびセルロースエーテルエステル等のセルロース誘導
体;ポリアミド;ポリエステル;シリコーン樹脂;なら
びにポリシランが挙げられる。シリコーン樹脂が本発明
の好ましい熱可塑性樹脂である。
【0050】ミクロカプセル化ヒドロシリル化触媒の製
造に好ましい触媒は、クロロ白金酸、アルコール変性ク
ロロ白金酸、白金/オレフィン錯体、白金/ケトン錯
体、および白金/ビニルシロキサン錯体等の白金触媒で
ある。
【0051】ミクロカプセル化触媒の平均粒度は、典型
的には1〜500μm、好ましくは1〜100μmであ
る。ミクロカプセル化触媒は典型的には少なくとも0.
01質量%の白金族金属含有触媒を含む。好ましいミク
ロカプセル化ヒドロシリル化触媒は、78モル%のモノ
フェニルシロキサン単位と22モル%のジメチルシロキ
サン単位からなるガラス転移温度60℃および軟化温度
90℃のシリコーン樹脂中に封入された1,3−ジエテ
ニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンの白
金錯体を含む。ミクロカプセル化された触媒は1.8μ
mの平均粒度および0.4質量%の白金含有率を有す
る。
【0052】ミクロカプセル化ヒドロシリル化触媒の製
造方法は当該技術分野で良く知られている。そのような
方法の例として、界面重合および現場(in situ)重合
等の化学的方法;コアセルベーションおよび乳化/懸濁
硬化等の物理化学的方法;ならびに噴霧乾燥等の物理機
械的方法が挙げられる。ミクロカプセル化ヒドロシリル
化触媒およびそれらの製造法は米国特許第4,766,
176号明細書およびその中で引用されている文献なら
びに米国特許第5,017,654号明細書にさらに記
載されている。
【0053】成分(E)の濃度は、成分(A)および
(B)と成分(C)の付加反応を触媒するのに十分なも
のである。典型的には、成分(E)の濃度は、成分
(A)、(B)および(C)の合計質量に基づいて、
0.1〜1000ppm、好ましくは1〜500pp
m、より好ましくは5〜150ppmの白金族金属を与
えるのに十分なものである。白金族金属が0.1ppm
未満では、硬化速度は非常に遅い。1000ppmを超
える量の白金族金属を使用しても、硬化速度の識別可能
な増加はもたらされないため、経済的でない。
【0054】上記成分(A),(B),(C),(D)
および(E)の混合物は、周囲温度で硬化し始めること
ができる。より長い可使時間または「ポットライフ」を
得るために、好適な抑制剤を本発明のシリコーン組成物
に添加することにより周囲条件下での触媒の活性を低下
または抑制することができる。白金触媒抑制剤は、周囲
条件での本発明のシリコーン組成物の硬化を遅延する
が、高温で本発明のシリコーン組成物が硬化することを
妨げない。好適な白金触媒抑制剤としては、3−メチル
−3−ペンテン−1−インおよび3,5−ジメチル−3
−ヘキセン−1−イン等の種々の「エン−イン」系;
3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、1−エ
チニル−1−シクロヘキサノールおよび2−フェニル−
3−ブチン−2−オール等のアセチレン系アルコール;
公知のジアルキルフマレートおよびマレエート、ジアル
ケニルフマレートおよびマレエート、およびジアルコキ
シアルキルフマレートおよびマレエート等のマレエート
類およびフマレート類;並びにシクロビニルシロキサン
が挙げられる。
【0055】アセチレン系アルコールは、本発明のシリ
コーン組成物において好ましい種類の抑制剤である。特
に、2−フェニル−3−ブチン−2−オールは本発明に
係る好ましい抑制剤である。これらの抑制剤を含む組成
物は、概して、実際的な速度で硬化させるのに、70℃
以上での加熱を必要とする。本発明のシリコーン組成物
における白金触媒抑制剤の濃度は、高温での硬化を妨げ
たり過度に延ばしたりせずに、周囲温度での組成物の硬
化を遅延するのに十分なものである。この濃度は、使用
される個々の抑制剤、ヒドロシリル化触媒の性質および
濃度、並びにオルガノハイドロジェンポリシロキサンの
性質に応じて広範囲に変わる。
【0056】白金族金属1モル当たり抑制剤1モル程度
の低い抑制剤濃度が、ある場合に、十分満足のいく貯蔵
安定性および硬化速度をもたらす。他の場合において、
白金族金属1モル当たり500モル以下またはそれ以上
の抑制剤濃度が必要なことがある。所定のシリコーン組
成物における個々の抑制剤についての最適濃度は、常套
的な実験により容易に求めることができる。
【0057】好ましくは、本発明のシリコーン組成物
は、電子装置の構造体に通常使用される基材、例えばシ
リコン;パッシベーションコーティング、例えば二酸化
ケイ素および窒化ケイ素;ガラス;金属、例えば銅およ
び金;セラミック;並びに有機樹脂、例えばポリイミド
へのシリコーン組成物の下塗りなしの強固な接着性を発
揮する接着促進剤をさらに含む。この接着促進剤は、シ
リコーン接着剤の物理的特性、特に接触抵抗および体積
抵抗率に悪影響を及ぼさない限り、シリコーン組成物中
に一般的に使用されるいかなる接着促進剤であってもよ
い。この接着促進剤は、ただ1種の接着促進剤であって
も2種以上の異なる接着促進剤の混合物であってもよ
い。
【0058】本発明の組成物における接着促進剤の濃度
は、先に述べたような基材に対する組成物の接着性を生
じさせるのに十分なものである。この濃度は、接着促進
剤の性質、基材の種類、および所望の接着層強度に応じ
て広い範囲で変わりうる。接着促進剤の濃度は、概し
て、組成物の全質量に基づいて、0.01〜10質量%
である。しかしながら、接着促進剤の最適濃度は、常套
的な実験により容易に求められる。
【0059】本発明に係る好ましい接着促進剤は、1分
子当たり少なくとも1個のケイ素結合アルケニル基およ
び少なくとも1個のケイ素結合ヒドロキシル基を有する
少なくとも1種のポリシロキサンと少なくとも1種のエ
ポキシ含有アルコキシシランとを混合することにより製
造される接着促進剤である。前記ポリシロキサンは1分
子当たり典型的には15個未満のケイ素原子、好ましく
は1分子当たり3〜15個のケイ素原子を有する。ポリ
シロキサン中のアルケニル基は典型的には炭素原子数2
〜6である。アルケニル基の例としては、ビニル、アリ
ルおよびヘキセニルが挙げられる。アルケニル基がビニ
ルであることが好ましい。ポリシロキサン中の残りのケ
イ素結合有機基は、アルキルおよびフェニルから独立に
選ばれる。前記アルキル基は典型的には炭素原子数7未
満である。好適なアルキル基は、メチル、エチル、プロ
ピルおよびブチルにより例示される。このアルキル基が
メチルであることが好ましい。
【0060】ポリシロキサン中のケイ素結合ヒドロキシ
ル基およびケイ素結合アルケニル基は、末端、側鎖、ま
たは末端と側鎖の両方の位置に存在してよい。ポリシロ
キサンはホモポリマーであってもコポリマーであっても
よい。ポリシロキサンの構造は典型的には線状または分
岐状である。ポリシロキサン中のシロキサン単位には、
CH2=CHSiO3/2,C65SiO3/2,R4(CH2
=CH)SiO2/2,R 4(C65)SiO2/2,(C6
52SiO2/2,(C65)(CH2=CH)Si
2/2,(HO)R4 2SiO1/2,(CH2=CH)R4 2
SiO1/2および(HO)(C65)R4SiO1/2(式
中、R4は先に例示したような炭素原子数7未満のアル
キル基である)が含まれうる。ポリシロキサンが、メチ
ルビニルシロキサン単位を含むヒドロキシル末端ポリジ
オルガノシロキサンであることが好ましい。そのような
ポリシロキサンおよびそれらの製造方法は当該技術分野
で良く知られている。
【0061】エポキシ含有アルコキシシランは少なくと
も1個のエポキシ含有有機基および少なくとも1個のケ
イ素結合アルコキシ基を含む。エポキシ含有アルコキシ
シランの構造は典型的には線状または分岐状である。エ
ポキシ含有アルコキシシラン中のアルコキシ基は典型的
には炭素原子数5未満のものであり、メトキシ、エトキ
シ、プロポキシおよびブトキシにより例示される。メト
キシが好ましいアルコキシ基である。好ましくはエポキ
シ含有有機基は下記式:
【0062】
【化6】
【0063】
【化7】
【0064】(式中、各Yは独立に炭素原子数1または
2のアルキル基であり、aは0,1または2であり、b
およびcはそれぞれ0または1であり、R5は炭素原子
数12以下の二価の炭化水素基である)により表され
る。好ましくは、R5は、飽和脂肪族炭化水素基、アリ
ーレン基、および式:
【0065】
【化8】
【0066】(式中、R6は炭素原子数1〜6の二価の
飽和脂肪族炭化水素基であり、dは0〜8の値である)
により表される二価の基からなる群から選ばれる。
【0067】エポキシ含有アルコキシシラン中の残りの
ケイ素結合有機基は炭素原子数7未満の一価の炭化水素
基および炭素原子数7未満のフッ素化アルキル基から独
立に選ばれる。一価の炭化水素基は、メチル、エチル、
プロピルおよびヘキシル等のアルキル;ビニルおよびア
リル等のアルケニル;ならびにフェニル等のアリールに
より例示される。好適なフッ素化アルキル基の例として
は、3,3,3−トリフルオロプロピル、β−(ペルフ
ルオロエチル)エチルおよびβ−(ペルフルオロプロピ
ル)エチルが挙げられる。
【0068】エポキシ含有アルコキシシランがモノエポ
キシトリアルコキシシランであることが好ましい。好ま
しいエポキシ含有アルコキシシランの具体例はグリシド
キシプロピルトリメトキシシランである。そのようなシ
ランの製造方法は当該技術分野で良く知られている。
【0069】上記接着促進剤の2つの成分を、直接混合
し、次いで本発明の組成物に添加しても、または本発明
の組成物に別々に添加しても良い。典型的には、ポリシ
ロキサンとシランの相対量は、ポリシロキサン中のシラ
ノール基1モル当たりシランが約1モルとなるように調
節される。先に述べた種類の接着促進剤は米国特許第
4,087,585号明細書に開示されている。
【0070】ポリシロキサンとエポキシ含有アルコキシ
シランをまず混合し、次に本発明の組成物に添加するこ
とが好ましい。ポリシロキサンとシランを高温で反応さ
せることがより好ましい。シラノール含有オルガノシロ
キサンとアルコキシシランを反応させる公知の方法を使
用してオルガノポリシロキサンとシランを反応させる。
この反応は、典型的には、塩基性触媒の存在下で行われ
る。好適な触媒の例としては、アルカリ金属水酸化物、
アルカリ金属アルコキシド、およびアルカリ金属シラノ
エートが挙げられる。この反応は、オルガノポリシロキ
サン中のケイ素結合ヒドロキシル基1モル当たり約1モ
ルのシランを使用して行われることが好ましい。稀釈剤
の存在下またはトルエン等の不活性な有機溶剤の存在下
でオルガノポリシロキサンとシランを反応させることが
できる。この反応は、80〜150℃の高温で行うこと
が好ましい。
【0071】本発明に係る特に好ましい接着促進剤は、
下記式:
【0072】
【化9】
【0073】(式中、Aは水素または脂肪族不飽和一価
炭化水素基であり、R7はアルキルであり、eは2〜4
の整数である)により表されるオルガノペンタシロキサ
ンである。
【0074】Aにより表される脂肪族不飽和一価炭化水
素基の例としては、ビニル、アリル、ブテニル、ヘキセ
ニルおよびイソプロペニルが挙げられる。出発原料の入
手容易性および費用に基づいて、Aが水素原子またはビ
ニル基であることが好ましい。R7により表されるアル
キル基は典型的には炭素原子数1〜6、好ましくは1〜
3である。好適なアルキル基の例としては、メチル、エ
チル、プロピル、ブチル、ペンチルおよびヘキシルが挙
げられる。少なくとも3個の炭素原子を含むアルキル基
は枝分かれ構造を有していても枝分かれのない構造を有
していても良い。出発原料の入手容易性および費用に基
づいて、R7がメチルまたはエチルであることが好まし
い。
【0075】オルガノペンタシロキサンは、まず、ヘキ
サメチルシクロトリシロキサンと、式:AMe2SiX
により表されるオルガノシランを反応させて式:AMe
2Si(OMe2Si)3Xにより表されるテトラシロキ
サンを生成させることにより製造できる。ここで、Aは
先に定義したとおりであり、Xはハロゲンである。次
に、このテトラシロキサンを加水分解して、式:AMe
2Si(OMe2Si)3OH(式中、Aは先に定義した
とおりである)により表されるα−ヒドロキシテトラシ
ロキサンを生成させる。このα−ヒドロキシテトラシロ
キサンを式:R7 4-eSi(OR7e(式中、R7および
eは先に定義したとおりである)により表されるオルガ
ノシロキサンと反応させる。
【0076】本発明に係るオルガノペンタシロキサンの
具体例は、式:ViMe2SiO(Me2SiO)3Si
(OMe)3(式中、Viはビニルであり、Meはメチ
ルである)により表される1−ビニル−9,9,9−ト
リメトキシオクタメチルペンタシロキサンである。この
オルガノペンタシロキサンは、ミクロカプセル化された
ヒドロシリル化触媒を含む本発明のシリコーン組成物に
おいて特に好ましい。オルガノペンタシロキサンが周囲
条件下でミクロカプセル化された触媒においてシリコー
ン樹脂の溶解を生じさせないことが重要である。また、
前記オルガノペンタシロキサンは、電子装置の製造に一
般的に使用される金属に対して優れた接着性を示す。先
に述べた種類の接着促進剤は米国特許第5,194,6
49号明細書に開示されている。
【0077】本発明のシリコーン組成物は、組成物の粘
度を低下させるため並びにその製造、取り扱いおよび組
成物の適用を容易にするため、適切な量の溶剤をさらに
含む。好適な溶剤の例としては、炭素原子数1〜20の
飽和炭化水素;キシレン類等の芳香族炭化水素;ミネラ
ルスピリット;ハロヒドロカーボン;エステル;ケト
ン;線状、分岐および環状のポリジメチルシロキサン等
のシリコーン流体;ならびにそのような溶剤の混合物が
挙げられる。本発明のシリコーン組成物における個々の
溶剤の最適濃度は、常套的な実験により容易に求められ
る。
【0078】概して、本発明のシリコーン組成物は、酸
化防止剤、顔料、安定剤、予備硬化したシリコーンゴム
粉末および充填剤等の追加の添加剤を少量含んでも良
い。ただし、添加剤が、シリコーン接着剤の物理的特
性、特に接触抵抗および体積抵抗率に悪影響を及ぼさな
いことを条件とする。
【0079】本発明のシリコーン組成物は、成分(A)
〜(E)を1つの部分に含む1液型(one-part)組成物
であるか、または代わりに成分(A)も成分(B)も同
一部分で成分(C)および(E)と共に存在しないこと
を条件として成分(A)〜(E)を2つ以上の部分に含
む多液型(multi-part)組成物であることができる。例
えば、シリコーン接着剤を調製するための多液型シリコ
ーン組成物は、成分(A)の一部、成分(B)の一部、
成分(D)の一部および成分(E)の全てを含む第1部
分と、成分(A)、(B)および(D)の残りおよび成
分(C)の全てを含む第2部分とを含んで成ることがで
きる。
【0080】本発明の1液型シリコーン組成物は、典型
的には、先に述べた溶剤の助けによってまたは助けなし
に、周囲温度で上記割合で成分(A)〜(E)および任
意成分を組み合わせることにより調製される。シリコー
ン組成物がすぐに使用される場合には種々の成分の添加
順序は重要でないが、組成物の早期硬化を防止するため
に30℃未満の温度でヒドロシリル化触媒を最後に添加
することが好ましい。また、本発明の多液型シリコーン
組成物は、各部分に振り分けられた個々の成分を組み合
わせることによって調製できる。
【0081】混合は、回分式または連続式で、混練、ブ
レンドおよび攪拌等の当該技術分野で知られている技術
のいずれによっても達成できる。個々の装置は、各成分
の粘度および最終的なシリコーン組成物の粘度に応じて
決定される。
【0082】本発明のシリコーン組成物は、空気および
湿気への暴露を防止するため、密閉容器内に貯蔵される
べきである。本発明の1液型シリコーン組成物は、硬化
したシリコーン接着剤製品の特性に変化を生じずに室温
で数週間貯蔵できる。しかしながら、本発明の1液型シ
リコーン組成物の貯蔵寿命は、その混合物を0℃未満、
好ましくは−30℃〜−20℃の温度で貯蔵することに
より数ヶ月に延ばすことができる。上記多液型シリコー
ン組成物の個々の密封包装品は、それらの混合によって
生じる組成物の性能を劣化させずに周囲条件で6ヶ月以
上貯蔵できる。
【0083】本発明のシリコーン組成物は、様々な固体
基材、例えばアルミニウム、金、銀、銅および鉄並びに
それらの合金等の金属;シリコン;ポリテトラフルオロ
エチレンおよびポリフッ化ビニル等のフルオロカーボン
ポリマー;ナイロン(Nylon)等のポリアミド;ポリイ
ミド;ポリエステル;セラミック;並びにガラス等に適
用できる。さらに、本発明のシリコーン組成物は、噴
霧、シリンジ小出し、スクリーンもしくはステンシル印
刷;またはインクジェット印刷等の好適な手段によって
基材に適用できる。
【0084】本発明に係るシリコーン接着剤は、上記成
分(A)〜(E)を含むシリコーン組成物の反応生成物
を含んで成る。本発明のシリコーン組成物は、室温で、
または200℃以下の温度、好ましくは70〜200℃
の温度、より好ましくは125〜175℃の温度で、好
適な時間加熱することによって、硬化させることができ
る。例えば、本発明のシリコーン組成物は、150℃で
2時間未満の時間で硬化する。
【0085】本発明のシリコーン組成物は、良好な流動
性、低い揮発性有機化合物(VOC)含有率および調節
可能な硬化等の多くの長所を有する。さらに、本発明の
シリコーン組成物は、硬化すると、良好な接着性および
予想外の優れた電気的特性を有するシリコーン接着剤を
形成する。流動性に関し、本発明のシリコーン組成物
は、多くの用途で要求されるレオロジー特性を有すると
ともに、標準的な装置を使用して容易に小出しおよび適
用される。
【0086】さらに、多くの用途に対して溶剤を必要と
しない本発明のシリコーン組成物は、非常に低いVOC
含有率を有する。従って、本発明のシリコーン組成物
は、溶剤型シリコーン組成物に関わる健康上、安全上お
よび環境上の危害を回避する。さらに、本発明の無溶剤
組成物は、典型的には、溶剤型シリコーン組成物よりも
硬化中の収縮が少ない。
【0087】本発明のシリコーン組成物は、検出可能な
副生成物を形成せずに、やや高温で急速に硬化する。本
発明のシリコーン組成物の硬化速度は、触媒および/ま
たは任意の抑制剤の濃度を調節することにより都合良く
調節できる。
【0088】さらに、本発明のシリコーン組成物は、硬
化すると、金属、ガラス、シリコン、二酸化ケイ素、セ
ラミック、ポリエステルおよびポリイミド等の様々な基
材に対して良好な接着性を有するシリコーン接着剤を形
成する。本発明のシリコーン接着剤が硬化して、より低
い濃度のオルガノポリシロキサン樹脂を含む同様なシリ
コーン組成物と比較して、予想外の優れた電気的特性、
初期接触抵抗および体積抵抗率を有するシリコーン接着
剤を形成することは重要である。さらに、このシリコー
ン接着剤は、概して、熱サイクルでこれらの電気的特性
の優れた保留性を示す。
【0089】本発明のシリコーン組成物は、導電性シリ
コーン接着剤を調製するのに有用である。本発明のシリ
コーン接着剤には、ダイ取付け用接着剤、はんだ代替
品、並びに導電性コーティングおよびガスケット等の多
くの用途がある。
【0090】特に断らない限り、実施例に記載されてい
る全ての部および百分率は質量で表されている。実施例
において以下の方法および材料を使用した。シリコーン
接着剤の接触抵抗は、バネ荷重式の金めっきされたのみ
の刃状の先端を有する4極プローブを備えたKeithley I
nstruments Model 580マイクロオーム計を使用して求め
た。接触抵抗接合部は、まず、2本の断面が正方形の銅
棒材(0.254cm×0.254cm×2.032c
m)をニッケルフラッシュでメッキし、次にタイプII、
グレードCの硬質の金で最低厚さ0.00013cmに
メッキすることにより作製した。少量のシリコーン接着
剤を片方の棒のほぼ中心(長手方向)に適用した。次
に、もう一つの棒を、各棒の中心(長手方向)が互いに
向かい合い、シリコーン組成物がそれら2本の棒の間に
界面を形成するようにして第1の棒と垂直に配置した。
最後に、この十字(+)形に取りつけたものを強制通風
炉内で150℃で2時間硬化させた。試料を室温に放冷
し、接合部の初期接触抵抗を測定した。この集成体を、
以下で述べるような1週間および6週間の連続温度サイ
クルにかけた後にさらなる接触抵抗測定値を求めた。ミ
リオーム単位で表した接触抵抗についての報告値は、同
様に作製した試験片についてそれぞれ行って得た3つの
測定値の平均値を表す。
【0091】シリコーン接着剤の体積抵抗率は、バネ荷
重式の金めっきされた球状の先端を有する4極プローブ
を備えたKeithley Instruments Model 580マイクロオー
ム計を使用して求めた。試験片は、まず、1枚の顕微鏡
ガラススライド上に、ガラススライドの長手方向に延び
る溝が形成されるように0.25cm離して2枚の3M
スコッチテープ(Scotch Tape)のストリップを載せる
ことにより作製した。分取したシリコーン組成物をガラ
ススライドの片側で溝を横切るように置いた。次に、4
5°の角度で剃刀の刃でシリコーン組成物を溝の表面に
撫で付けることにより溝全体にシリコーン組成物を広げ
た。テープストリップを剥がし、そして試験片を強制通
風炉内で150℃で2時間硬化させた。試料を室温に放
冷した後、適切な電流で2つの内部プローブ先端間の電
圧降下を測定し、ミリオーム単位で抵抗値を得た。次
に、下記式を用いて接着剤の初期体積抵抗率を計算し
た:
【0092】
【数1】
【0093】上式中、Vはミリオーム・センチメートル
単位での体積抵抗率であり、Rは2.54cm離れた2
つの内部プローブ先端間で測定された接着剤の抵抗(ミ
リオーム)であり、Wはセンチメートル単位での接着剤
層の幅であり、Tはセンチメートル単位での接着剤層の
厚さであり、Lはセンチメートル単位での内部プローブ
間の接着剤層の長さ(2.54cm)である。典型的に
は約0.005cmであった接着剤層の厚さは、Ames M
odel P3-500厚み計を使用して求めた。シリコーン接着
剤の体積抵抗率を、以下で述べるように1週間および6
週間の連続温度サイクル後にも求めた。ミリオーム・セ
ンチメートル単位で表した体積抵抗率についての報告値
は、同様に作製した試験片についてそれぞれ行って得た
3つの測定値の平均値を表す。
【0094】シリコーン接着剤の試料を、Thermotron H
PS-16温度試験チャンバーを使用して連続温度サイクル
にかけた。各サイクルの間、試験片を−50℃に10分
間保ち、30分間で−50℃から150℃に加熱し、1
50℃に10分間保ち、そして30分間で150℃から
−50℃に冷却した。 ポリマーA:25℃で45〜65Pa・sの粘度を有す
るジメチルビニルシロキシ末端ポリジメチルシロキサ
ン。 樹脂A:CH2=CH(CH32SiO1/2単位、(CH
33SiO1/2単位およびSiO4/2単位からなり、Si
4/2単位に対するCH2=CH(CH32SiO1/2
位と(CH33SiO1/2単位の合計量のモル比が1.
8であり、25℃で2.1×10-42/sの粘度を有
し、15モル%(5.6質量%)のビニル基を含むオル
ガノポリシロキサン樹脂。 樹脂B:CH2=CH(CH32SiO1/2単位、(CH
33SiO1/2単位およびSiO4/2単位からなり、Si
4/2単位に対するCH2=CH(CH32SiO1/2
位と(CH33SiO1/2単位の合計量のモル比が0.
9であり、重量平均分子量が5,000であり、多分散
度が2であり、約7モル%(2.7質量%)のビニル基
を含むオルガノポリシロキサン樹脂の73.1質量%キ
シレン溶液。
【0095】樹脂C:CH2=CH(CH32SiO1/2
単位、(CH33SiO1/2単位およびSiO4/2単位か
らなり、SiO4/2単位に対するCH2=CH(CH32
SiO1/2単位と(CH33SiO1/2単位の合計量のモ
ル比が0.7であり、重量平均分子量が22,000で
あり、多分散度が5であり、5.5モル%(1.8質量
%)のビニル基を含むオルガノポリシロキサン樹脂の7
0.0質量%キシレン溶液。 架橋剤:H(CH32SiO1/2単位、(CH33Si
1/2単位およびSiO 4/2単位からなり、1.0質量%
のケイ素結合水素原子を含み、2.4×10-52/s
の粘度を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサ
ン。 接着促進剤:式:ViMe2SiO(Me2SiO)3
i(OMe)3により表されるオルガノペンタシロキサ
ン。 接着促進剤/抑制剤ブレンド:97質量%のViMe2
SiO(Me2SiO) 3Si(OMe)3および3質量
%の2−フェニル−3−ブチン−2−オールからなる混
合物。 充填剤:Chemet CorporationによりRA-127の名称で販売
されている銀フレーク。この充填剤は、3.9μmの平
均粒度、0.87m2/sの表面積、1.55g/cm3
の見掛密度および2.8g/cm3のタップ密度を有す
る。
【0096】触媒A:78モル%のモノフェニルシロキ
サン単位と22モル%のジメチルシロキサン単位からな
る軟化点80〜90℃の熱可塑性シリコーン樹脂中に分
散された白金と1,3−ジビニル−1,1,3,3−テ
トラメチルジシロキサンの錯体40質量%と、ポリマー
B、すなわち25℃での粘度が2Pa・sおよびビニル
含有量が0.2質量%であるジメチルビニルシロキシ末
端ポリジメチルシロキサン55質量%と、ヘキサメチル
ジシラザンで処理されたヒュームドシリカ5質量%から
なる混合物。 触媒B:樹脂A中の1,3−ジビニル−1,1,3,3
−テトラメチルジシロキサンの白金錯体の分散体であっ
て、0.54質量%の白金を含むもの。
【0097】
【実施例】例1 1オンスプラスチックカップ内で、8.10部の触媒
A、38.22部のポリマー、5.11部の接着促進剤
/抑制剤ブレンド、7.29部の接着促進剤、57.3
3部の樹脂A、および583.52部(28体積%)の
充填剤を組み合わせることによりシリコーン組成物を調
製した。AM-501 Hauschildデンタルミキサーを使用して
構成成分を26秒間ブレンドした。次に、カップを水浴
中に約5分間浸すことにより混合物を室温に冷却した。
混合物に架橋剤(29.83部)を添加し、先に述べた
混合および冷却操作を2回繰り返した。硬化したシリコ
ーン接着剤の接触抵抗および体積抵抗率を表1に示す。
【0098】例2 例1の方法と、下記濃度の成分を使用してシリコーン組
成物を調製した:8.60部の触媒A、19.05部の
ポリマー、5.42部の接着促進剤/抑制剤ブレンド、
7.75部の接着促進剤、76.22部の樹脂A、61
9.67部(28体積%)の充填剤および37.88部
の架橋剤。硬化したシリコーン接着剤の接触抵抗および
体積抵抗率を表1に示す。
【0099】比較例1 樹脂Aを省き、そして下記濃度の成分を使用したことを
除き、例1の方法を使用してシリコーン組成物を調製し
た:6.57部の触媒A、96.39部のポリマー、
4.14部の接着促進剤/抑制剤ブレンド、5.92部
の接着促進剤、473.37部(28体積%)の充填剤
および5.33部の架橋剤。硬化したシリコーン接着剤
の接触抵抗および体積抵抗率を表1に示す。
【0100】比較例2 例1の方法と、下記濃度の成分を使用してシリコーン組
成物を調製した:7.59部の触媒A、57.51部の
ポリマー、4.78部の接着促進剤/抑制剤ブレンド、
6.83部の接着促進剤、38.32部の樹脂A、54
6.45部(28体積%)の充填剤および21.58部
の架橋剤。硬化したシリコーン接着剤の接触抵抗および
体積抵抗率を表1に示す。
【0101】比較例3 ポリマーAを省き、そして下記濃度の成分を使用したこ
とを除き、例1の方法を使用してシリコーン組成物を調
製した:9.09部の触媒A、5.73部の接着促進剤
/抑制剤ブレンド、8.19部の接着促進剤、95.0
0部の樹脂A、655.20部(28体積%)の充填剤
および45.78部の架橋剤。硬化したシリコーン接着
剤の接触抵抗および体積抵抗率を表1に示す。
【0102】
【表1】
【0103】例3 1オンスプラスチックカップ内で、2.13部の触媒
B、39.17部のポリマー、80.35部の樹脂B、
12.13部のキシレン、518.81部の充填剤(2
3.2体積%)の充填剤および11.28部の接着促進
剤/抑制剤ブレンドを組み合わせることによりシリコー
ン組成物を調製した。AM-501 Hauschildデンタルミキサ
ーを使用して構成成分を約26秒間ブレンドした。次
に、カップを水浴中に約5分間浸すことにより混合物を
室温に冷却した。混合物に架橋剤(18.35部)を添
加し、先に述べた混合および冷却操作を繰り返した。硬
化したシリコーン接着剤の接触抵抗および体積抵抗率を
表2に示す。
【0104】例4 例3の方法と、下記濃度の成分を使用してシリコーン組
成物を調製した:2.20部の触媒B、19.58部の
ポリマー、107.04部の樹脂B、6.04部のキシ
レン、536.55部(23.2体積%)の充填剤、1
1.67部の接着促進剤/抑制剤ブレンドおよび22.
40部の架橋剤。硬化したシリコーン接着剤の接触抵抗
および体積抵抗率を表2に示す。
【0105】比較例4 樹脂Bを省き、そして下記濃度の成分を使用したことを
除き、例3の方法を使用して本発明の範囲外のシリコー
ン組成物を調製した:1.91部の触媒B、98.13
部のポリマー、30.32部のキシレン、466.47
部(23.2体積%)の充填剤、10.14部の接着促
進剤/抑制剤ブレンドおよび6.41部の架橋剤。硬化
したシリコーン接着剤の接触抵抗および体積抵抗率を表
2に示す。
【0106】比較例5 例3の方法と、下記濃度の成分を使用してシリコーン組
成物を調製した:2.06部の触媒B、58.84部の
ポリマー、53.58部の樹脂B、18.19部のキシ
レン、501.88部(23.2体積%)の充填剤、1
0.91部の接着促進剤/抑制剤ブレンドおよび14.
43部の架橋剤。硬化したシリコーン接着剤の接触抵抗
および体積抵抗率を表2に示す。
【0107】比較例6 ポリマーAと追加のキシレンを省き、そして下記濃度の
成分を使用したことを除き、例3の方法を使用してシリ
コーン組成物を調製した:2.27部の触媒B、13
3.79部の樹脂B、554.02部(23.2体積
%)の充填剤、12.05部の接着促進剤/抑制剤ブレ
ンドおよび26.39部の架橋剤。硬化したシリコーン
接着剤の接触抵抗および体積抵抗率を表2に示す。
【0108】
【表2】
【0109】例5 1オンスプラスチックカップ内で、2.05部の触媒
B、39.20部のポリマー、84.03部の樹脂C、
14.90部のキシレン、500.94部(22.4体
積%)の充填剤および10.89部の接着促進剤/抑制
剤ブレンドを組み合わせることによりシリコーン組成物
を調製した。AM-501 Hauschildデンタルミキサーを使用
して構成成分を約26秒間ブレンドした。次に、カップ
を水浴中に約5分間浸すことにより混合物を室温に冷却
した。混合物に架橋剤(14.28部)を添加し、先に
述べた混合および冷却操作を繰り返した。硬化したシリ
コーン接着剤の接触抵抗および体積抵抗率を表3に示
す。
【0110】例6 例5の方法と、下記濃度の成分を使用してシリコーン組
成物を調製した:2.10部の触媒B、19.58部の
ポリマー、111.96部の樹脂C、7.29部のキシ
レン、511.84部(22.4体積%)の充填剤、1
1.13部の接着促進剤/抑制剤ブレンドおよび16.
76部の架橋剤。硬化したシリコーン接着剤の接触抵抗
および体積抵抗率を表3に示す。
【0111】比較例7 樹脂Cを省き、そして下記濃度の成分を使用したことを
除き、例5の方法を使用してシリコーン組成物を調製し
た:1.91部の触媒B、98.13部のポリマー、3
0.32部のキシレン、466.47部(23.2体積
%)の充填剤、10.14部の接着促進剤/抑制剤ブレ
ンドおよび6.41部の架橋剤。硬化したシリコーン接
着剤の接触抵抗および体積抵抗率を表3に示す。
【0112】比較例8 例5の方法と、下記濃度の成分を使用してシリコーン組
成物を調製した:2.00部の触媒B、58.84部の
ポリマー、56.02部の樹脂C、22.39部のキシ
レン、489.30部(22.4体積%)の充填剤、1
0.65部の接着促進剤/抑制剤ブレンドおよび11.
62部の架橋剤。硬化したシリコーン接着剤の接触抵抗
および体積抵抗率を表3に示す。
【0113】比較例9 ポリマーAと追加のキシレンを省き、そして下記濃度の
成分を使用したことを除き、例5の方法を使用してシリ
コーン組成物を調製した:2.15部の触媒B、13
9.88部の樹脂C、523.90部(22.4体積
%)の充填剤、11.40部の接着促進剤/抑制剤ブレ
ンドおよび19.52部の架橋剤。硬化したシリコーン
接着剤の接触抵抗および体積抵抗率を表3に示す。
【0114】
【表3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09J 183/05 C09J 183/05 183/07 183/07 (72)発明者 ドラッブ エドル バクウェイガー アメリカ合衆国,ミシガン 48603,サジ ノー,チャーチル レーン 2850 (72)発明者 ドン リー クレイアー アメリカ合衆国,ミシガン 48626,ヘム ロック,ノース フォドニー 4265 (72)発明者 マイケル アンドリュー ラッツ アメリカ合衆国,ミシガン 48628,ホー プ,イースト サイコ ロード 408 Fターム(参考) 4J002 CP042 CP141 EX018 EX048 EX068 EZ007 FA016 FB076 FB287 FD116 FD142 FD207 FD208 GC00 GJ01 GN00 GQ00 HA02 4J040 EK042 EK081 EK082 HA056 KA03 KA14 LA09

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)10〜50質量部の、下記式: 【化1】 (式中、各R1は独立に一価の脂肪族炭化水素基または
    一価のハロゲン化脂肪族炭化水素基であり、nは、この
    ポリジオルガノシロキサンが25℃で0.1〜200P
    a・sの粘度を有するような値である)により表され
    る、1分子当たり平均して少なくとも2個のアルケニル
    基を含むポリジオルガノシロキサン; (B)50〜90質量部の、R2 3SiO1/2シロキサン
    単位およびSiO4/2シロキサン単位(各R2は独立にア
    ルキルまたはアルケニルである)からなり、SiO4/2
    シロキサン単位に対するR2 3SiO1/2シロキサン単位
    のモル比が0.65〜1.9であり、平均して3〜30
    モル%のアルケニル基を含むオルガノポリシロキサン樹
    脂(前記成分(A)と成分(B)の合計量が100質量
    部である); (C)組成物を硬化させるのに十分な量の、1分子当た
    り平均して少なくとも2個のケイ素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; (D)組成物に導電性を付与するのに十分な量の、銀、
    金、白金、パラジウムおよびそれらの合金から成る群か
    ら選ばれる金属の外表面を少なくとも有する粒子を含む
    導電性充填剤;並びに (E)触媒量のヒドロシリル化触媒;を含んで成るシリ
    コーン組成物。
  2. 【請求項2】 前記オルガノポリシロキサン樹脂の濃度
    が、組み合わせた成分(A)および(B)100質量部
    当たり55〜80質量部である、請求項1記載のシリコ
    ーン組成物。
  3. 【請求項3】 前記充填剤がフレークの形態を有する銀
    の粒子を含む請求項1記載のシリコーン組成物。
  4. 【請求項4】 前記組成物が、下記式: 【化2】 (式中、Aは水素または脂肪族不飽和一価炭化水素であ
    り、R7はアルキルであり、eは2〜4の整数である)
    により表される接着促進剤をさらに含む請求項1記載の
    シリコーン組成物。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の組成物の反応組成物を含
    んで成るシリコーン接着剤。
  6. 【請求項6】 請求項3記載の組成物の反応生成物を含
    んで成るシリコーン接着剤。
  7. 【請求項7】 成分(A)も成分(B)も同一部分で成
    分(C)および成分(E)と共に存在しないことを条件
    として、 (A)10〜50質量部の、下記式: 【化3】 (式中、各R1は独立に一価の脂肪族炭化水素基または
    一価のハロゲン化脂肪族炭化水素基であり、nは、この
    ポリジオルガノシロキサンが25℃で0.1〜200P
    a・sの粘度を有するような値である)により表され
    る、1分子当たり平均して少なくとも2個のアルケニル
    基を含むポリジオルガノシロキサン; (B)50〜90質量部の、R2 3SiO1/2シロキサン
    単位およびSiO4/2シロキサン単位(各R2は独立にア
    ルキルまたはアルケニルである)から実質的になり、S
    iO4/2シロキサン単位に対するR2 3SiO1/2シロキサ
    ン単位のモル比が0.65〜1.9であり、平均して約
    3〜30モル%のアルケニル基を含むオルガノポリシロ
    キサン樹脂(前記成分(A)と成分(B)の合計量が1
    00質量部である); (C)組成物を硬化させるのに十分な量の、1分子当た
    り平均して少なくとも2個のケイ素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; (D)組成物に導電性を付与するのに十分な量の、銀、
    金、白金、パラジウムおよびそれらの合金から成る群か
    ら選ばれる金属の外表面を少なくとも有する粒子を含む
    導電性充填剤;並びに (E)触媒量のヒドロシリル化触媒;を含んで成る、多
    液型シリコーン組成物。
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