JP2006328164A - 熱伝導性シリコーン組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高熱伝導性のシリコーン組成物を得るために熱伝導性充填剤が高充填されていても、取扱性、成形性が良好であり、硬化後の物性が良好である熱伝導性シリコーン組成物を提供する。
【解決手段】 (A)下記一般式(1):
{(CH2=CH)R1 2SiO1/2}L(R1SiO3/2)m(R1 2SiO)n{O1/2SiR1 2−R2−SiR1 (3-a)(OR3)a}o (1)
(式中、R1は同種または異種の一価炭化水素基、R2は酸素原子または二価炭化水素基、R3はアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、またはアシル基、Lおよびoは1〜10の正数、mは0〜10の数、nは5〜100の正数、aは1〜3の整数、ただし、m=0のとき、L+o=2であり、R2は二価炭化水素基)
で表されるオルガノポリシロキサン、
(B)熱伝導性充填剤、および
(C)(A)成分を除くオルガノポリシロキサン
を含んでなる熱伝導性シリコーン組成物。
【選択図】 なし
【解決手段】 (A)下記一般式(1):
{(CH2=CH)R1 2SiO1/2}L(R1SiO3/2)m(R1 2SiO)n{O1/2SiR1 2−R2−SiR1 (3-a)(OR3)a}o (1)
(式中、R1は同種または異種の一価炭化水素基、R2は酸素原子または二価炭化水素基、R3はアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、またはアシル基、Lおよびoは1〜10の正数、mは0〜10の数、nは5〜100の正数、aは1〜3の整数、ただし、m=0のとき、L+o=2であり、R2は二価炭化水素基)
で表されるオルガノポリシロキサン、
(B)熱伝導性充填剤、および
(C)(A)成分を除くオルガノポリシロキサン
を含んでなる熱伝導性シリコーン組成物。
【選択図】 なし
Description
本発明は、高熱伝導性のシリコーン組成物を得るために熱伝導性充填剤が高充填されていても、取扱性、成形性が良好であり、硬化後の物性が良好である熱伝導性シリコーン組成物に関する。
トランジスター、IC、メモリー素子等の電子部品を搭載したプリント回路基板やハイブリッドICの高密度・高集積化にともなって、これらを効率よく放熱するために、熱伝導性シリコーングリース、熱伝導性シリコーンゲル組成物、熱伝導性シリコーンゴム組成物等の熱伝導性シリコーン組成物が使用されている。
このような熱伝導性シリコーン組成物中に熱伝導性充填剤を高充填して該組成物の熱伝導率を向上させるために、例えば、オルガノポリシロキサン、加水分解性基含有メチルポリシロキサン、熱伝導性充填剤、および硬化剤からなる熱伝導性シリコーンゴム組成物(特許文献1)や、硬化性オルガノポリシロキサン、硬化剤、熱伝導性充填剤からなり、該充填剤の表面がケイ素原子結合アルコキシ基を有するオリゴシロキサンで処理されていることを特徴とする熱伝導性シリコーンゴム組成物(特許文献2)が提案されている。
しかし、このような熱伝導性シリコーン組成物の熱伝導率を向上させるために、更にアルミナ等の熱伝導性充填剤を高充填しようとした場合、硬化後に物性が著しく低下するという問題があった。
特開2000−256558号公報
特開2001−139815号公報
本発明の目的は、高熱伝導性のシリコーン組成物を得るために熱伝導性充填剤が高充填されていても、取扱性、成形性が良好であり、硬化後の物性が良好である熱伝導性シリコーン組成物を提供することである。
本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、本発明に到達した。即ち、本発明は、上記の課題を解決する手段として、
(A)下記一般式(1):
{(CH2=CH)R1 2SiO1/2}L(R1SiO3/2)m(R1 2SiO)n{O1/2SiR1 2−R2−SiR1 (3-a)(OR3)a}o (1)
(式中、R1は同種または異種の一価炭化水素基であり、R2は酸素原子または二価炭化水素基であり、R3はアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、またはアシル基であり、Lおよびoは1〜10の正数であり、mは0〜10の数であり、nは5〜100の正数であり、aは1〜3の整数であり、ただし、m=0のとき、L+o=2であり、R2は二価炭化水素基である。)
で表されるオルガノポリシロキサン、
(B)熱伝導性充填剤、および
(C)前記(A)成分を除くオルガノポリシロキサン
を含んでなる熱伝導性シリコーン組成物を提供する。
(A)下記一般式(1):
{(CH2=CH)R1 2SiO1/2}L(R1SiO3/2)m(R1 2SiO)n{O1/2SiR1 2−R2−SiR1 (3-a)(OR3)a}o (1)
(式中、R1は同種または異種の一価炭化水素基であり、R2は酸素原子または二価炭化水素基であり、R3はアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、またはアシル基であり、Lおよびoは1〜10の正数であり、mは0〜10の数であり、nは5〜100の正数であり、aは1〜3の整数であり、ただし、m=0のとき、L+o=2であり、R2は二価炭化水素基である。)
で表されるオルガノポリシロキサン、
(B)熱伝導性充填剤、および
(C)前記(A)成分を除くオルガノポリシロキサン
を含んでなる熱伝導性シリコーン組成物を提供する。
本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、高熱伝導性のシリコーン組成物を得るために熱伝導性充填剤が高充填されていても、取扱性、成形性が良好であり、その硬化物は、硬さ、伸び、引っ張り強さ、接着強さなどの物性が良好である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明組成物は、上記(A)成分のオルガノポリシロキサン、(B)成分の熱伝導性充填剤、および(C)成分のオルガノポリシロキサンを含んでなる熱伝導性シリコーン組成物である。本発明組成物の性状は特に限定されず、例えば、常温でグリース状、スラリー状、ペースト状、または粘土状である。本発明組成物は、非硬化性であってもよく、また、(D)成分の硬化剤を更に含有することにより硬化性であってもよい。本発明組成物は、硬化性である場合、硬化してゲル状の硬化物(即ち、熱伝導性シリコーンゲル)またはゴム状の硬化物(即ち、熱伝導性シリコーンゴム)を形成する熱伝導性シリコーン組成物であってもよい。本発明組成物が硬化性を有する場合、その硬化機構は特に限定されず、例えば、ヒドロシリル化反応、縮合反応、および有機過酸化物によるフリーラジカル反応が挙げられ、中でも、該組成物が速やかに硬化し、副生成物が発生しないことから、ヒドロシリル化反応であることが好ましい。
[(A)成分]
(A)成分は、高熱伝導性のシリコーン組成物を得るために(B)成分の熱伝導性充填剤を本発明のシリコーン組成物に高充填しても、本発明組成物の取扱性を悪化させず、良好な成形性を本発明組成物に付与する。(A)成分は、(B)成分の表面を処理して、本発明の熱伝導性シリコーン組成物中における(B)成分の分散性を向上させる。
(A)成分は、高熱伝導性のシリコーン組成物を得るために(B)成分の熱伝導性充填剤を本発明のシリコーン組成物に高充填しても、本発明組成物の取扱性を悪化させず、良好な成形性を本発明組成物に付与する。(A)成分は、(B)成分の表面を処理して、本発明の熱伝導性シリコーン組成物中における(B)成分の分散性を向上させる。
(A)成分は、下記一般式(1):
{(CH2=CH)R1 2SiO1/2}L(R1SiO3/2)m(R1 2SiO)n{O1/2SiR1 2−R2−SiR1 (3-a)(OR3)a}o (1)
(式中、R1は同種または異種の一価炭化水素基であり、R2は酸素原子または二価炭化水素基であり、R3はアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、またはアシル基であり、Lおよびoは1〜10の正数であり、mは0〜10の数であり、nは5〜100の正数であり、aは1〜3の整数であり、ただし、m=0のとき、L+o=2であり、R2は二価炭化水素基である。)
で表されるオルガノポリシロキサンである。
{(CH2=CH)R1 2SiO1/2}L(R1SiO3/2)m(R1 2SiO)n{O1/2SiR1 2−R2−SiR1 (3-a)(OR3)a}o (1)
(式中、R1は同種または異種の一価炭化水素基であり、R2は酸素原子または二価炭化水素基であり、R3はアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、またはアシル基であり、Lおよびoは1〜10の正数であり、mは0〜10の数であり、nは5〜100の正数であり、aは1〜3の整数であり、ただし、m=0のとき、L+o=2であり、R2は二価炭化水素基である。)
で表されるオルガノポリシロキサンである。
上記一般式(1)中、R1は、同種または異種の一価炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基等の直鎖状アルキル基;イソプロピル基、t−ブチル基、イソブチル基、2−メチルウンデシル基、1−ヘキシルヘプチル基等の分岐鎖状アルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロドデシル基等の環状アルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基;フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基、2−(2,4,6−トリメチルフェニル)プロピル基等のアラルキル基;3,3,3−トリフルオロプロピル基、3−クロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基が挙げられ、好ましくは直鎖状アルキル基、アルケニル基、アリール基であり、特に好ましくはメチル基、フェニル基、ビニル基である。
上記一般式(1)中、R2は、酸素原子または二価炭化水素基である。R2が二価炭化水素基である場合、その例としては、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、メチルエチレン基等が挙げられ、好ましくはエチレン基、プロピレン基である。
上記一般式(1)中、R3は、アルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、またはアシル基である。R3がアルキル基である場合、その例としては、上記R1について例示したのと同様の直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、および環状アルキル基が挙げられる。R3がアルコキシアルキル基である場合、その例としては、メトキシエチル基、メトキシプロピル基が挙げられる。R3がアルケニル基である場合、その例としては、上記R1について例示したのと同様のアルケニル基が挙げられる。R3がアシル基である場合、その例としては、アセチル基、オクタノイル基が挙げられる。R3は直鎖状アルキル基であることが好ましく、特に、メチル基、エチル基であることが好ましい。
上記一般式(1)中、Lおよびoは1〜10の正数である。mは0〜10の数であり、好ましくは1〜10の正数である。nは5〜100の正数である。aは1〜3の整数であり、好ましくは3である。ただし、m=0のとき、L+o=2であり、R2は二価炭化水素基である。なお、L、m、nおよびoは、個々の単一の分子については、それぞれ上記範囲の整数であるが、2種以上の分子の混合物としての均一成分については、平均値として、それぞれ上記範囲の数(0または正数)である。
(A)成分の具体例としては、下記式:、
{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5、
{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}2(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1、
{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1、
{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}3(CH3SiO3/2)2((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}3、
{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-(CH3)Si(OCH3)2}1.5、
{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-O-Si(OCH3)3}1.5
で表されるオルガノポリシロキサンが挙げられる。
{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5、
{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}2(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1、
{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1、
{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}3(CH3SiO3/2)2((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}3、
{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-(CH3)Si(OCH3)2}1.5、
{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-O-Si(OCH3)3}1.5
で表されるオルガノポリシロキサンが挙げられる。
本発明組成物における(A)成分の含有量は特に限定されず、(B)成分の表面を処理して、本発明の熱伝導性シリコーン組成物中における(B)成分の分散性を向上できる量であればよい。具体的には、該含有量は、(B)成分100質量部に対して0.1〜10質量部の範囲内であることが好ましく、0.1〜5質量部の範囲内であることが特に好ましい。(A)成分の含有量がこの範囲内であると、本発明組成物の物理的特性が低下しにくく、(B)成分を多量に含有する場合でも、本発明組成物の成形性を確保しやすく、本発明組成物の貯蔵中に(B)成分が沈降分離しにくい。
(A)成分は、一種単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。
[(B)成分]
(B)成分は本発明組成物に熱伝導性を付与するための熱伝導性充填剤である。その例としては、アルミニウム粉末、銅粉末、ニッケル粉末等の金属系粉末;アルミナ粉末、酸化マグネシウム粉末、酸化ベリリウム粉末、酸化クロム粉末、酸化チタン粉末等の金属酸化物系粉末;窒化ホウ素粉末、窒化アルミニウム粉末等の金属窒化物系粉末;炭化ホウ素粉末、炭化チタン粉末、炭化珪素粉末等の金属炭化物系粉末;およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。本発明組成物または本発明組成物を硬化して得られるシリコーン硬化物に電気絶縁性が要求される場合には、(B)成分は、金属酸化物系粉末、金属窒化物系粉末、または金属炭化物系粉末であることが好ましく、アルミナ粉末であることが特に好ましい。
(B)成分は本発明組成物に熱伝導性を付与するための熱伝導性充填剤である。その例としては、アルミニウム粉末、銅粉末、ニッケル粉末等の金属系粉末;アルミナ粉末、酸化マグネシウム粉末、酸化ベリリウム粉末、酸化クロム粉末、酸化チタン粉末等の金属酸化物系粉末;窒化ホウ素粉末、窒化アルミニウム粉末等の金属窒化物系粉末;炭化ホウ素粉末、炭化チタン粉末、炭化珪素粉末等の金属炭化物系粉末;およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。本発明組成物または本発明組成物を硬化して得られるシリコーン硬化物に電気絶縁性が要求される場合には、(B)成分は、金属酸化物系粉末、金属窒化物系粉末、または金属炭化物系粉末であることが好ましく、アルミナ粉末であることが特に好ましい。
また、(B)成分の形状としては、例えば、球状、棒状、針状、円盤状、不定形状が挙げられる。ここで、「球状」とは、全表面が凸表面で構成されている形状であることを意味する。よって、(B)成分の形状が球状である場合、(B)成分においては、面と面との交差で生じる稜線や辺は存在せず、最長軸の長さ/最短軸の長さ(アスペクト比)が、通常、1〜2、好ましくは1〜1.6、より好ましくは1〜1.4である。「棒状」とは、一つの軸方向に伸長しており、太さが最長軸方向に沿ってほぼ一定している形状であることを意味する。「針状」とは、「棒状」と同様に一つの軸方向に伸長した形状ではあるが、最長軸方向に沿って先端に接近するにつれて太さが小さくなる部分を有し、それ以外の部分では太さが最長軸方向に沿ってほぼ一定しており、該先端においてとがっている形状を意味する。「円盤状」とは、最長軸の長さ、最短軸の長さに加えて厚みを有する扁平な形状を意味する。「不定形状」とは、特定の形状に分類されない形状を意味する。
(B)成分の平均粒径は特に限定されないが、0.1〜100μmの範囲内であることが好ましく、0.1〜50μmの範囲内であることがより好ましい。該平均粒径がこの範囲内であれば、本発明組成物は流動性と熱伝導性とのバランスが良好となりやすい。ここで、「平均粒径」とは、レーザー光回折法を用いた粒度分布測定装置により求めた累積重量平均値D50(またはメジアン径)である。
(B)成分の熱伝導性充填剤としてアルミナ粉末を用いる場合には、シリコーンに対する充填効率の点から、(B1)平均粒径が5μmを超え50μm以下である球状のアルミナ粉末と(B2)平均粒径が0.1μm以上5μm以下である球状または不定形状のアルミナ粉末との混合物を(B)成分として用いることが好ましい。
本発明組成物における(B)成分の含有量は特に限定されないが、良好な熱伝導性を有するシリコーン組成物を形成するためには、該含有量は、容積%で表した場合、本発明組成物の少なくとも30容積%であることが好ましく、30〜90容積%の範囲内であることがより好ましく、60〜90容積%の範囲内であることが更により好ましく、80〜90容積%の範囲内であることが特に好ましい。同様に、良好な熱伝導性を有するシリコーン組成物を形成するためには、(B)成分の含有量は、質量%で表した場合、本発明組成物の少なくとも50質量%であることが好ましく、70〜98質量%の範囲内であることがより好ましく、90〜97質量%の範囲内であることが特に好ましい。具体的には、(B)成分の含有量は、(C)成分100質量部に対して500〜2,500質量部の範囲内であることが好ましく、500〜2,000質量部の範囲内であることがより好ましく、800〜2,000質量部の範囲内であることが特に好ましい。(B)成分の含有量がこの範囲内であると、本発明組成物の熱伝導性が十分となりやすいのに加え、本発明組成物の粘度が高くなりすぎるのを防ぎやすいので、本発明組成物中に(B)成分を均一に分散しやすく、本発明組成物の取扱作業性を確保しやすい。
(B)成分は、一種単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。
[(C)成分]
(C)成分は本発明組成物のベースポリマーであり、上記(A)成分を除くオルガノポリシロキサンである。
(C)成分は本発明組成物のベースポリマーであり、上記(A)成分を除くオルガノポリシロキサンである。
(C)成分中のケイ素原子に結合している基としては、一般式(1)中のR1について例示したのと同様の直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、環状アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基が例示され、好ましくは直鎖状アルキル基、アルケニル基、アリール基であり、特に好ましくはメチル基、ビニル基、フェニル基である。
(C)成分の25℃における粘度は特に限定されないが、好ましくは20〜100,000mPa・sの範囲内であり、より好ましくは50〜100,000mPa・sの範囲内であり、更により好ましくは50〜50,000mPa・sの範囲内であり、特に好ましくは100〜50,000mPa・sの範囲内である。該粘度がこの範囲内であると、本発明組成物の取扱作業性を確保しやすく、本発明組成物の硬化物の良好な物性を確保しやすい。
(C)成分の分子構造は特に限定されず、例えば、直鎖状、分岐鎖状、一部分岐を有する直鎖状、樹枝状(デンドリマー状)が挙げられ、好ましくは直鎖状、一部分岐を有する直鎖状である。(C)成分は、これらの分子構造を有する単一の重合体、これらの分子構造を有する共重合体、またはこれらの重合体の混合物であってもよい。
(C)成分としては、例えば、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端メチルフェニルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチル(3,3,3−トリフルオロプロピル)ポリシロキサン、分子鎖両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、式:(CH3)3SiO1/2で表されるシロキサン単位と式:(CH3)2(CH2=CH)SiO1/2で表されるシロキサン単位と式:CH3SiO3/2で表されるシロキサン単位と式:(CH3)2SiO2/2で表されるシロキサン単位とからなるオルガノシロキサン共重合体、分子鎖両末端シラノール基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメトキシシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメトキシシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端メチルジメトキシシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端トリエトキシシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメトキシシリルエチル基封鎖ジメチルポリシロキサン、およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
(C)成分は、一種単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。
・本発明組成物がヒドロシリル化反応により硬化する場合
この場合、(C)成分は、好ましくは、一分子中に平均0.1個以上のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンであり、より好ましくは、一分子中に平均0.5個以上のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンであり、特に好ましくは、一分子中に平均0.8個以上のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンである。一分子中に存在するアルケニル基の平均の個数が上記範囲内であると、本発明組成物は十分に硬化しやすい。
この場合、(C)成分は、好ましくは、一分子中に平均0.1個以上のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンであり、より好ましくは、一分子中に平均0.5個以上のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンであり、特に好ましくは、一分子中に平均0.8個以上のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンである。一分子中に存在するアルケニル基の平均の個数が上記範囲内であると、本発明組成物は十分に硬化しやすい。
このアルケニル基としては、上記R1について例示したのと同様のアルケニル基が例示され、好ましくはビニル基である。また、このオルガノポリシロキサン中のアルケニル基以外のケイ素原子に結合している基としては、上記R1について例示したのと同様の直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、環状アルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基が例示され、好ましくは直鎖状アルキル基、アリール基であり、特に好ましくはメチル基、フェニル基である。
このオルガノポリシロキサンの25℃における粘度は特に限定されないが、好ましくは20〜100,000mPa・sの範囲内であり、より好ましくは50〜100,000mPa・sの範囲内であり、更により好ましくは50〜50,000mPa・sの範囲内であり、特に好ましくは100〜50,000mPa・sの範囲内である。該粘度がこの範囲内であると、本発明組成物の取扱作業性を確保しやすく、本発明組成物の硬化物の良好な物性を確保しやすい。
このオルガノポリシロキサンの分子構造は特に限定されず、上記で(C)成分一般について例示したのと同様の構造が例示され、好ましくは直鎖状、一部分岐を有する直鎖状である。このオルガノポリシロキサンは、これらの分子構造を有する単一の重合体、これらの分子構造を有する共重合体、またはこれらの重合体の混合物であってもよい。上記アルケニル基は分子鎖末端部分および分子鎖非末端部分のどちらか一方にのみ存在していてもよいし、その両方に存在していてもよい。このオルガノポリシロキサンとしては、上記で(C)成分一般として例示したオルガノポリシロキサンのうち、アルケニル基を有するものが例示される。
・本発明組成物が縮合反応により硬化する場合
この場合、(C)成分は、好ましくは、一分子中に少なくとも2個のシラノール基またはケイ素原子結合加水分解性基を有するオルガノポリシロキサンである。
この場合、(C)成分は、好ましくは、一分子中に少なくとも2個のシラノール基またはケイ素原子結合加水分解性基を有するオルガノポリシロキサンである。
この加水分解性基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基;ビニロキシ基、プロペノキシ基、イソプロペノキシ基、1−エチル−2−メチルビニルオキシ基等のアルケノキシ基;メトキシエトキシ基、エトキシエトキシ基、メトキシプロポキシ基等のアルコキシアルコキシ基;アセトキシ基、オクタノイルオキシ基等のアシロキシ基;ジメチルケトオキシム基、メチルエチルケトオキシム基等のケトオキシム基;ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ブチルアミノ基等のアミノ基;ジメチルアミノキシ基、ジエチルアミノキシ基等のアミノキシ基;N−メチルアセトアミド基、N−エチルアセトアミド基等のアミド基が挙げられる。
このオルガノポリシロキサン中のシラノール基およびケイ素原子結合加水分解性基以外のケイ素原子に結合している基としては、上記R1について例示したのと同様の直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、環状アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基が例示される。
このオルガノポリシロキサンの25℃における粘度は特に限定されないが、好ましくは20〜100,000mPa・sの範囲内であり、より好ましくは50〜100,000mPa・sの範囲内であり、特に好ましくは100〜100,000mPa・sの範囲内である。該粘度がこの範囲内であると、本発明組成物の取扱作業性を確保しやすく、本発明組成物の硬化物の良好な物性を確保しやすい。
このオルガノポリシロキサンの分子構造は特に限定されず、上記で(C)成分一般について例示したのと同様の構造が例示され、好ましくは直鎖状、一部分岐を有する直鎖状である。このオルガノポリシロキサンは、これらの分子構造を有する単一の重合体、これらの分子構造を有する共重合体、またはこれらの重合体の混合物であってもよい。このオルガノポリシロキサンとしては、上記で(C)成分一般として例示したオルガノポリシロキサンのうち、一分子中に少なくとも2個のシラノール基またはケイ素原子結合加水分解性基を有するものが例示される。
・本発明組成物が有機過酸化物によるフリーラジカル反応により硬化する場合
この場合、(C)成分のオルガノポリシロキサンは特に限定されないが、好ましくは、一分子中に少なくとも1個のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンである。
この場合、(C)成分のオルガノポリシロキサンは特に限定されないが、好ましくは、一分子中に少なくとも1個のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンである。
このオルガノポリシロキサン中のケイ素原子に結合している基としては、上記R1について例示したのと同様の直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、環状アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基が例示され、好ましくは直鎖状アルキル基、アルケニル基、アリール基であり、特に好ましくはメチル基、ビニル基、フェニル基である。
このオルガノポリシロキサンの25℃における粘度は特に限定されないが、好ましくは20〜100,000mPa・sの範囲内であり、より好ましくは50〜100,000mPa・sの範囲内であり、更により好ましくは50〜50,000mPa・sの範囲内であり、特に好ましくは100〜50,000mPa・sの範囲内である。該粘度がこの範囲内であると、本発明組成物の取扱作業性を確保しやすく、本発明組成物の硬化物の良好な物性を確保しやすい。
このオルガノポリシロキサンの分子構造は特に限定されず、上記で(C)成分一般について例示したのと同様の構造が例示され、好ましくは直鎖状、一部分岐を有する直鎖状である。このオルガノポリシロキサンは、これらの分子構造を有する単一の重合体、これらの分子構造を有する共重合体、またはこれらの重合体の混合物であってもよい。このオルガノポリシロキサンとしては、上記で(C)成分一般として例示したのと同様のオルガノポリシロキサンが例示される。
[(D)成分]
(D)成分は硬化剤である。本発明組成物は、(D)成分を配合することにより、硬化性の組成物とすることができる。(D)成分は、一種単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。
(D)成分は硬化剤である。本発明組成物は、(D)成分を配合することにより、硬化性の組成物とすることができる。(D)成分は、一種単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。
・本発明組成物がヒドロシリル化反応により硬化する場合
この場合、(D)成分の硬化剤は、一分子中に平均2個以上のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンと白金系触媒とを含む。
この場合、(D)成分の硬化剤は、一分子中に平均2個以上のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンと白金系触媒とを含む。
このオルガノポリシロキサン中の水素原子以外のケイ素原子結合に結合している基としては、上記R1について例示したのと同様の直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、環状アルキル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基が例示され、好ましくは直鎖状アルキル基、アリール基であり、特に好ましくはメチル基、フェニル基である。
このオルガノポリシロキサンの25℃における粘度は特に限定されないが、好ましくは1〜100,000mPa・sの範囲内であり、特に好ましくは1〜5,000mPa・sの範囲内である。該粘度がこの範囲内であると、本発明組成物の取扱作業性を確保しやすく、本発明組成物の硬化物の良好な物性を確保しやすい。
このオルガノポリシロキサンの分子構造は特に限定されず、例えば、直鎖状、分岐鎖状、一部分岐を有する直鎖状、環状、樹枝状(デンドリマー状)が挙げられる。このオルガノポリシロキサンは、これらの分子構造を有する単一の重合体、これらの分子構造を有する共重合体、またはこれらの混合物であってもよい。上記ケイ素原子結合水素原子は分子鎖末端部分および分子鎖非末端部分のどちらか一方にのみ存在していてもよいし、その両方に存在していてもよい。
このオルガノポリシロキサンとしては、例えば、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、式:(CH3)3SiO1/2で表されるシロキサン単位と式:(CH3)2HSiO1/2で表されるシロキサン単位と式:SiO4/2で表されるシロキサン単位とからなるオルガノシロキサン共重合体、およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
本発明組成物におけるこのオルガノポリシロキサンの含有量は、本発明組成物が硬化することができる限り、特に限定されない。具体的には、該含有量は、(C)成分中のケイ素原子結合アルケニル基1モルに対して、本(D)成分中のケイ素原子結合水素原子の量が、0.1〜10モルの範囲内となる量であることが好ましく、0.1〜5モルの範囲内となる量であることがより好ましく、0.1〜3.0モルの範囲内となる量であることが特に好ましい。該含有量がこのような量であると、本発明組成物は十分に硬化しやすい一方で、本発明組成物の硬化物が非常に硬質になるのを防ぎやすく、該硬化物の表面には多数のクラックが生じにくい。
白金系触媒は、本発明組成物の硬化を促進するための触媒であり、例えば、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金のオレフィン錯体、白金のアルケニルシロキサン錯体、白金のカルボニル錯体等が挙げられる。
白金系触媒の含有量は、ヒドロシリル化反応触媒として有効量でよい。具体的には、該含有量は、(C)成分の量に対して本(D)成分中の白金金属の量が質量基準で0.01〜1,000ppmの範囲内となる量であることが好ましく、0.1〜500ppmの範囲内となる量であることが特に好ましい。該含有量がこのような量だと、本発明組成物が十分に硬化しやすく、該含有量の増加に応じて該組成物の硬化速度が顕著に向上しやすい。
・本発明組成物が縮合反応により硬化する場合
この場合、(D)成分は、一分子中に少なくとも3個のケイ素原子結合加水分解性基を有するシランまたはシロキサンオリゴマーと、任意成分として縮合反応用触媒とを含むことを特徴とする。
この場合、(D)成分は、一分子中に少なくとも3個のケイ素原子結合加水分解性基を有するシランまたはシロキサンオリゴマーと、任意成分として縮合反応用触媒とを含むことを特徴とする。
このシランまたはシロキサンオリゴマー中のケイ素原子結合加水分解性基としては、本発明組成物が縮合反応により硬化する場合に(C)成分中に存在するケイ素原子結合加水分解性基について例示したのと同様のアルコキシ基、アルケノキシ基、アルコキシアルコキシ基、アシロキシ基、ケトオキシム基、アミノ基、アミノキシ基、アミド基が例示される。また、このシランまたはシロキサンオリゴマーのケイ素原子には、上記の加水分解性基以外に、例えば、上記R1について例示したのと同様の直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、環状アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基が結合されていてもよい。
このシランまたはシロキサンオリゴマーとしては、例えば、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メチルトリス(メチルエチルケトオキシム)シラン、ビニルトリアセトキシシラン、エチルオルソシリケートが挙げられる。
本発明組成物におけるこのシランまたはシロキサンオリゴマーの含有量は、本発明組成物が硬化することができる限り、特に限定されない。具体的には、該含有量は、(C)成分100質量部に対して0.01〜20質量部の範囲内であることが好ましく、0.1〜10質量部の範囲内であることが特に好ましい。該含有量がこの範囲内であると、本発明組成物の貯蔵安定性および接着性を維持しやすく、該組成物の硬化が著しく遅くなるのを防ぎやすい。
縮合反応用触媒は任意成分であり、加水分解性基として、例えば、アミノキシ基、アミノ基、ケトオキシム基等を有するシランまたはシロキサンオリゴマーを(D)成分の硬化剤として用いる場合には必須ではない。この縮合反応用触媒としては、例えば、テトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート等の有機チタン酸エステル;ジイソプロポキシビス(アセチルアセタト)チタン、ジイソプロポキシビス(エチルアセトアセタト)チタン等の有機チタンキレート化合物;アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等の有機アルミニウム化合物;ジルコニウムテトラ(アセチルアセトネート)、ジルコニウムテトラブチレート等の有機ジルコニウム化合物;ジブチルスズジオクタノエート、ジブチルスズジラウレート、ブチルスズ−2−エチルヘキサノエート等の有機スズ化合物;ナフテン酸スズ、オレイン酸スズ、ブチル酸スズ、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸亜鉛等の有機カルボン酸の金属塩;ヘキシルアミン、燐酸ドデシルアミン等のアミン化合物、およびその塩;ベンジルトリエチルアンモニウムアセテート等の4級アンモニウム塩;酢酸カリウム、硝酸リチウム等のアルカリ金属の低級脂肪酸塩;ジメチルヒドロキシルアミン、ジエチルヒドロキシルアミン等のジアルキルヒドロキシルアミン;グアニジル基含有有機ケイ素化合物が挙げられる。
本発明組成物におけるこの縮合反応用触媒の含有量は、縮合反応用触媒として有効量でよい。具体的には、該含有量は、(C)成分100質量部に対して0.01〜20質量部の範囲内であることが好ましく、0.1〜10質量部の範囲内であることが特に好ましい。該含有量がこの範囲内であると、本発明組成物の貯蔵安定性を維持しやすい一方で、該組成物が十分に硬化しやすい。
・本発明組成物が有機過酸化物によるフリーラジカル反応により硬化する場合
この場合、(D)成分は有機過酸化物である。この有機過酸化物としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ジ(p−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジ(o−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエートが挙げられる。
この場合、(D)成分は有機過酸化物である。この有機過酸化物としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ジ(p−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジ(o−メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエートが挙げられる。
本発明組成物におけるこの有機過酸化物の含有量は、本発明組成物が硬化することができる限り、特に限定されない。具体的には、該含有量は、(C)成分100質量部に対して0.1〜5質量部の範囲内であることが好ましい。
[その他の成分]
本発明組成物は、本発明の目的を損なわない限り、必要に応じ、その他の成分として、例えば、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ、ヒュームド酸化チタン等の充填剤、この充填剤の表面を有機ケイ素化合物により疎水化処理した充填剤;顔料;染料;蛍光染料;耐熱添加剤;トリアゾール系化合物以外の難燃性付与剤;可塑剤;接着付与剤を含有してもよい。
本発明組成物は、本発明の目的を損なわない限り、必要に応じ、その他の成分として、例えば、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ、ヒュームド酸化チタン等の充填剤、この充填剤の表面を有機ケイ素化合物により疎水化処理した充填剤;顔料;染料;蛍光染料;耐熱添加剤;トリアゾール系化合物以外の難燃性付与剤;可塑剤;接着付与剤を含有してもよい。
特に、本発明組成物がヒドロシリル化反応により硬化する場合、該組成物の硬化速度を調節し、取扱作業性を向上させるために、該組成物は、2−メチル−3−ブチン−2−オール、2−フェニル−3−ブチン−2−オール、1−エチニル−1−シクロヘキサノール等のアセチレン系化合物;3−メチル−3−ペンテン−1−イン、3,5−ジメチル−3−ヘキセン−1−イン等のエン−イン化合物;ヒドラジン系化合物;フォスフィン系化合物;メルカプタン系化合物等の硬化反応抑制剤を含有してもよい。本発明組成物がこの硬化反応抑制剤を含有する場合、その含有量は特に限定されないが、該組成物の量に対して0.0001〜1.0質量%の範囲内であることが好ましい。
[組成物の製造方法]
本発明組成物は、例えば、(A)成分と(B)成分とを混合して混合物を得た後、該混合物を(C)成分に添加する方法(製造方法1)、(B)成分と(C)成分とを混合して混合物を得た後、該混合物に(A)成分を混合させる方法(製造方法2)、(A)〜(C)成分を同時に混合させる方法(製造方法3)により製造することができる。混合は公知の方法で行うことができる。製造方法1では、(C)成分に添加される前に(B)成分の表面が予め(A)成分により処理されるのに対し、製造方法2および3では、(C)成分中で(B)成分の表面が(A)成分により処理される。このように、(A)成分は、(B)成分の表面を予め処理した状態で本発明組成物中に含有されていても、本発明組成物中に単に含有されていてもよいが、(B)成分を表面処理するには(B)成分と(C)成分とを混合しておいた方がより効率がよいことから、本発明では製造方法2または3を用いることが好ましい。
本発明組成物は、例えば、(A)成分と(B)成分とを混合して混合物を得た後、該混合物を(C)成分に添加する方法(製造方法1)、(B)成分と(C)成分とを混合して混合物を得た後、該混合物に(A)成分を混合させる方法(製造方法2)、(A)〜(C)成分を同時に混合させる方法(製造方法3)により製造することができる。混合は公知の方法で行うことができる。製造方法1では、(C)成分に添加される前に(B)成分の表面が予め(A)成分により処理されるのに対し、製造方法2および3では、(C)成分中で(B)成分の表面が(A)成分により処理される。このように、(A)成分は、(B)成分の表面を予め処理した状態で本発明組成物中に含有されていても、本発明組成物中に単に含有されていてもよいが、(B)成分を表面処理するには(B)成分と(C)成分とを混合しておいた方がより効率がよいことから、本発明では製造方法2または3を用いることが好ましい。
また、(B)成分の表面を(A)成分により処理する際、その処理を促進するために、加熱してもよいし、酢酸、リン酸などの酸性物質や、トリアルキルアミン、4級アンモニウム塩類、アンモニアガス、炭酸アンモニウムなどの塩基性物質を有効量併用してもよい。
(D)成分の添加方法は特に制限されないが、(A)〜(C)成分を含む組成物に(D)成分を添加して混合するのが好ましい。混合は公知の方法で行うことができる。
[硬化物]
本発明組成物が硬化性の組成物である場合、それを硬化させる方法は特に限定されず、例えば、該組成物を成形後、室温で放置する方法、該組成物を成形後、50〜200℃に加熱する方法が挙げられる。また、このようにして得られるシリコーン硬化物の性状は限定されないが、好ましくは、例えば、ゲル状、低硬度のゴム状または高硬度のゴム状が挙げられる。即ち、本発明組成物は、好ましくは、硬化して熱伝導性シリコーンゲルまたは熱伝導性シリコーンゴムを形成する。
本発明組成物が硬化性の組成物である場合、それを硬化させる方法は特に限定されず、例えば、該組成物を成形後、室温で放置する方法、該組成物を成形後、50〜200℃に加熱する方法が挙げられる。また、このようにして得られるシリコーン硬化物の性状は限定されないが、好ましくは、例えば、ゲル状、低硬度のゴム状または高硬度のゴム状が挙げられる。即ち、本発明組成物は、好ましくは、硬化して熱伝導性シリコーンゲルまたは熱伝導性シリコーンゴムを形成する。
ここで、「シリコーンゲル」とは、オルガノポリシロキサンを主成分とする架橋密度の低い硬化物であって、JIS K2220(1/4コーン)による針入度が20〜200のものを意味する。これは、JIS K 6301によるゴム硬度測定では測定値(ゴム硬度値)が0となり、有効なゴム硬度値を示さないほど低硬度(即ち、軟らか)であるものに相当する。
一方、「シリコーンゴム」とは、オルガノポリシロキサンを主成分とする硬化物であって、JIS K 6301によるゴム硬度測定で測定値(ゴム硬度値)が0を超え、有効なゴム硬度値を示すものを意味する。本発明では、得られるシリコーン硬化物を放熱材料として部材に十分に密着させることができ、また、その取扱性が良好であることから、JIS K 6253に規定されるタイプAデュロメータ硬さが10〜98の範囲内であるシリコーンゴムが好ましい。
以下に、合成例、実施例および比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下において、粘度等の特性は25℃における値である。
[合成例1]
本発明の(A)成分に含まれるオルガノポリシロキサンを以下の方法により合成した。蛇管冷却器および温度計を備えた1Lの四つ口フラスコに式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}3(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30で表されるオルガノポリシロキサン350g(ビニル基含有量:0.385mol)を仕込み、80℃に昇温させた。昇温後、白金含有量が0.5質量%である白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体0.2gを該オルガノポリシロキサンに添加して混合物を得た。該混合物にトリメトキシシラン23.5g(0.19mol)を反応混合物の温度幅が80〜90℃の範囲になるように滴下した。滴下終了後、熟成を行うために、得られた反応混合物を80℃で6時間放置した。放置後、目標オルガノポリシロキサンである{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5を得た。
本発明の(A)成分に含まれるオルガノポリシロキサンを以下の方法により合成した。蛇管冷却器および温度計を備えた1Lの四つ口フラスコに式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}3(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30で表されるオルガノポリシロキサン350g(ビニル基含有量:0.385mol)を仕込み、80℃に昇温させた。昇温後、白金含有量が0.5質量%である白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体0.2gを該オルガノポリシロキサンに添加して混合物を得た。該混合物にトリメトキシシラン23.5g(0.19mol)を反応混合物の温度幅が80〜90℃の範囲になるように滴下した。滴下終了後、熟成を行うために、得られた反応混合物を80℃で6時間放置した。放置後、目標オルガノポリシロキサンである{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5を得た。
[合成例2]
合成例1において、式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}3(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30で表されるオルガノポリシロキサンの代わりに式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}3(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)40で表されるジメチルポリシロキサンを用いた以外は、合成例1と同様にして式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)40{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5で表されるジメチルポリシロキサンを調製した。
合成例1において、式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}3(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30で表されるオルガノポリシロキサンの代わりに式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}3(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)40で表されるジメチルポリシロキサンを用いた以外は、合成例1と同様にして式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)40{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5で表されるジメチルポリシロキサンを調製した。
[合成例3]
合成例1において、式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}3(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30で表されるオルガノポリシロキサンの代わりに式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}2((CH3)2SiO)40で表されるジメチルポリシロキサンを用いた以外は、合成例1と同様にして式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1((CH3)2SiO)40{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1で表されるジメチルポリシロキサンを調製した。
合成例1において、式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}3(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30で表されるオルガノポリシロキサンの代わりに式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}2((CH3)2SiO)40で表されるジメチルポリシロキサンを用いた以外は、合成例1と同様にして式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1((CH3)2SiO)40{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1で表されるジメチルポリシロキサンを調製した。
[実施例1]
粘度が400mPa・sである分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量=0.44質量%)7.87質量部、平均粒径が20μmである真球状のアルミナ粉末66.4質量部、平均粒径が2.2μmである不定形状のアルミナ粉末22.1質量部、式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部をミキサーにより混合して、熱伝導性シリコーンゴムベースを調製した。
粘度が400mPa・sである分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量=0.44質量%)7.87質量部、平均粒径が20μmである真球状のアルミナ粉末66.4質量部、平均粒径が2.2μmである不定形状のアルミナ粉末22.1質量部、式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部をミキサーにより混合して、熱伝導性シリコーンゴムベースを調製した。
次に、このゴムベースに、粘度が5mPa・sであり、一分子中に平均5個のケイ素原子結合水素原子を有する分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(ケイ素原子結合水素原子の含有量=0.74質量%)0.30質量部(上記ゴムベース中のジメチルポリシロキサンに含まれているビニル基1モルに対して、本成分に含まれているケイ素原子結合水素原子が2.0モルとなる量)、接着付与成分として、粘度が19mPa・sであり、分子鎖両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体(ビニル基の含有量=9.6質量%)と3-グリシドキシプロピルトリメトキシシランとの質量比が1:1である混合物0.2質量部、および硬化反応抑制剤として、1−エチニル−1−シクロヘキサノール0.05質量部を添加して混合物を得た。この混合物に、白金含有量が0.5質量%である白金の1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体0.05質量部を混合して、熱伝導性シリコーン組成物を調製した。
[実施例2]
実施例1において、式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部の代わりに式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)40{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして熱伝導性シリコーン組成物を調製した。
実施例1において、式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部の代わりに式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)40{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして熱伝導性シリコーン組成物を調製した。
[実施例3]
実施例1において、式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部の代わりに式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1((CH3)2SiO)40{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして熱伝導性シリコーン組成物を調製した。
実施例1において、式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部の代わりに式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1((CH3)2SiO)40{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして熱伝導性シリコーン組成物を調製した。
[比較例1]
実施例1において、式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部の代わりに式:{(CH3)3SiO1/2}1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-O-Si(OCH3)3}1で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして熱伝導性シリコーンゴム組成物を調製した。
実施例1において、式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部の代わりに式:{(CH3)3SiO1/2}1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-O-Si(OCH3)3}1で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして熱伝導性シリコーンゴム組成物を調製した。
[比較例2]
実施例1において、式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部の代わりに式:{(CH3)3SiO1/2}1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして熱伝導性シリコーンゴム組成物を調製した。
実施例1において、式:{(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2}1.5(CH3SiO3/2)1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1.5で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部の代わりに式:{(CH3)3SiO1/2}1((CH3)2SiO)30{O1/2(CH3)2Si-CH2-CH2-Si(OCH3)3}1で表されるジメチルポリシロキサン1.2質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして熱伝導性シリコーンゴム組成物を調製した。
[測定]
実施例および比較例で調製した各熱伝導性シリコーン組成物および該組成物から得られた熱伝導性シリコーンゴムの特性を次のようにして測定した。
実施例および比較例で調製した各熱伝導性シリコーン組成物および該組成物から得られた熱伝導性シリコーンゴムの特性を次のようにして測定した。
[熱伝導性シリコーン組成物の粘度]
熱伝導性シリコーン組成物の粘度をJIS K 2220に規定された方法に準じて測定した。その結果を表1に示す。なお、粘度の値が小さいということは、熱伝導性シリコーン組成物の流動性が大きく、取扱性が優れることを意味する。
熱伝導性シリコーン組成物の粘度をJIS K 2220に規定された方法に準じて測定した。その結果を表1に示す。なお、粘度の値が小さいということは、熱伝導性シリコーン組成物の流動性が大きく、取扱性が優れることを意味する。
[熱伝導性シリコーンゴムの熱伝導率]
熱伝導性シリコーン組成物を120℃で60分間加熱することにより硬化させて、面積1cm×1cm、厚さ1mmおよび2mmのシート状の熱伝導性シリコーンゴムを作製した。この熱伝導性シリコーンゴムの50℃における熱抵抗を定常法に従って、樹脂材料熱抵抗測定装置(株式会社日立製作所製)を用いて測定し、その熱抵抗値から該熱伝導性シリコーンゴムの熱伝導率を算出した。
熱伝導性シリコーン組成物を120℃で60分間加熱することにより硬化させて、面積1cm×1cm、厚さ1mmおよび2mmのシート状の熱伝導性シリコーンゴムを作製した。この熱伝導性シリコーンゴムの50℃における熱抵抗を定常法に従って、樹脂材料熱抵抗測定装置(株式会社日立製作所製)を用いて測定し、その熱抵抗値から該熱伝導性シリコーンゴムの熱伝導率を算出した。
[熱伝導性シリコーンゴムの硬さ、伸びおよび引張強さ]
熱伝導性シリコーン組成物を120℃で60分間加熱することにより硬化させて熱伝導性シリコーンゴムを作製した。この熱伝導性シリコーンゴムの硬さをJIS K 6253に規定されたタイプAデュロメータにより測定し、該シリコーンゴムの伸びおよび引張強さをJIS K 6251に規定された方法により測定した。
熱伝導性シリコーン組成物を120℃で60分間加熱することにより硬化させて熱伝導性シリコーンゴムを作製した。この熱伝導性シリコーンゴムの硬さをJIS K 6253に規定されたタイプAデュロメータにより測定し、該シリコーンゴムの伸びおよび引張強さをJIS K 6251に規定された方法により測定した。
[熱伝導性シリコーンゴムの接着強さ]
熱伝導性シリコーン組成物を、被着体(アルミニウム板(JIS H 4000、A1050P)、株式会社パルテック製)の間に挟み込んだ後、120℃で60分間加熱することにより硬化させた。その際、接着面積は25mm×10mmとし、接着層の厚さは2mmとした。この熱伝導性シリコーンゴムの引張り剪断接着強さをJIS K 6850の規定に従って測定した。
熱伝導性シリコーン組成物を、被着体(アルミニウム板(JIS H 4000、A1050P)、株式会社パルテック製)の間に挟み込んだ後、120℃で60分間加熱することにより硬化させた。その際、接着面積は25mm×10mmとし、接着層の厚さは2mmとした。この熱伝導性シリコーンゴムの引張り剪断接着強さをJIS K 6850の規定に従って測定した。
Claims (14)
- (A)下記一般式(1):
{(CH2=CH)R1 2SiO1/2}L(R1SiO3/2)m(R1 2SiO)n{O1/2SiR1 2−R2−SiR1 (3-a)(OR3)a}o (1)
(式中、R1は同種または異種の一価炭化水素基であり、R2は酸素原子または二価炭化水素基であり、R3はアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、またはアシル基であり、Lおよびoは1〜10の正数であり、mは0〜10の数であり、nは5〜100の正数であり、aは1〜3の整数であり、ただし、m=0のとき、L+o=2であり、R2は二価炭化水素基である。)
で表されるオルガノポリシロキサン、
(B)熱伝導性充填剤、および
(C)前記(A)成分を除くオルガノポリシロキサン
を含んでなる熱伝導性シリコーン組成物。 - 前記mが1〜10の数であることを特徴とする請求項1に係る熱伝導性シリコーン組成物。
- (B)成分の平均粒径が0.1〜100μmであることを特徴とする請求項1または2に係る熱伝導性シリコーン組成物。
- (B)成分がアルミナ粉末であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に係る熱伝導性シリコーン組成物。
- (B)成分が
(B1)平均粒径が5μmを超え50μm以下である球状のアルミナ粉末と
(B2)平均粒径が0.1μm以上5μm以下である球状または不定形状のアルミナ粉末と
の混合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に係る熱伝導性シリコーン組成物。 - (A)成分の含有量が(B)成分100質量部に対して0.1〜10質量部であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に係る熱伝導性シリコーン組成物。
- (B)成分の含有量が(C)成分100質量部に対して500〜2,500質量部であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に係る熱伝導性シリコーン組成物。
- (B)成分と(C)成分との混合物に(A)成分を混合させることにより、または、(A)〜(C)成分を同時に混合させることにより得られることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に係る熱伝導性シリコーン組成物。
- (D)硬化剤
を更に含有し、硬化性であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に係る熱伝導性シリコーン組成物。 - (C)成分が一分子中に平均0.1個以上のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンであり、
(D)成分が、一分子中に平均2個以上のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンと、白金系触媒とを含む
ことを特徴とする請求項9に係る熱伝導性シリコーン組成物。 - (C)成分が一分子中に少なくとも2個のシラノール基またはケイ素原子結合加水分解性基を有するオルガノポリシロキサンであり、
(D)成分が、一分子中に少なくとも3個のケイ素原子結合加水分解性基を有するシランまたはシロキサンオリゴマーと、任意成分として縮合反応用触媒とを含む
ことを特徴とする請求項9に係る熱伝導性シリコーン組成物。 - (C)成分が一分子中に少なくとも1個のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンであり、
(D)成分が有機過酸化物である
ことを特徴とする請求項9に係る熱伝導性シリコーン組成物。 - 硬化して熱伝導性シリコーンゲルまたは熱伝導性シリコーンゴムを形成することを特徴とする請求項9〜12のいずれか一項に係る熱伝導性シリコーン組成物。
- 請求項9〜13のいずれか一項に係る熱伝導性シリコーン組成物の硬化物。
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