JP2015067737A - 熱伝導性樹脂組成物及びこれを用いた熱伝導性シート - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕 主鎖中にパーフルオロアルキルエーテル構造を有し、分子末端にヒドロシリル基を1〜2個有する化合物であって、ヒドロシリル基を2個有する分子の含有率が60〜100モル%であるフッ素系化合物(A1)、並びに、主鎖中にパーフルオロアルキルエーテル構造を有し、分子末端にアルケニル基を1〜2個有する化合物であって、アルケニル基を2個有する分子の含有率が60〜100モル%であるフッ素系化合物(B1)を含む架橋性成分と、
熱伝導性フィラー(C)と、
前記架橋性成分100重量部に対して、0.4〜40重量部の導電性フィラー(D)と、
を含む、熱伝導性樹脂組成物。
で表される主鎖構造を有する、〔1〕又は〔2〕に記載の熱伝導性樹脂組成物。
本発明の熱伝導性樹脂組成物は、発熱体と放熱体との間に介在させて、発熱体の熱を効率良く放熱体に伝導させるフッ素ゴム系の熱伝導性シートを形成するために好適に用いられるものであり、以下の成分:
架橋性成分、
熱伝導性フィラー(C)、及び
導電性フィラー(D)
を含む。架橋性成分は、架橋(硬化)反応によって熱伝導性シートのバインダー成分となるフッ素系ポリマーを形成するフッ素含有成分である。
主鎖中にパーフルオロアルキルエーテル構造を有し、分子末端にヒドロシリル基を1〜2個有する化合物であって、ヒドロシリル基を2個有する分子の含有率が60〜100モル%であるフッ素系化合物(A1)、及び
主鎖中にパーフルオロアルキルエーテル構造を有し、分子末端にアルケニル基を1〜2個有する化合物であって、アルケニル基を2個有する分子の含有率が60〜100モル%であるフッ素系化合物(B1)
を含む。
フッ素系化合物(A1)は、主鎖中にパーフルオロアルキルエーテル構造を有し、分子末端にヒドロシリル基(SiH基)を1〜2個有する化合物であって、ヒドロシリル基を2個有する分子の含有率が60〜100モル%、好ましくは80〜100モル%であり(従って、ヒドロシリル基を1個有する分子の含有率が0〜40モル%、好ましくは0〜20モル%であり)、フッ素系化合物(B1)のような、分子末端にアルケニル基を有するフッ素系化合物の当該アルケニル基と付加反応可能なフッ素系化合物である。
で表される構造である。
〔(A1)+(B1)〕/〔(A2)+(B2)〕=20/80〜80/20 [6]
(A1)/(B1)=20/80〜80/20 [7]
(A2)/(B2)=20/80〜80/20 [8]
を満たすことが好ましい。
(A1)/(B1)=20/80〜40/60又は60/40〜80/20 [9]
(A2)/(B2)=20/80〜40/60又は60/40〜80/20 [10]
を満たすことが好ましい。
熱伝導性フィラー(C)としては、熱伝導率が1W/m・K以上のものを用いることが好ましい。具体例を挙げれば、例えば、酸化アルミニウム(Al2O3)、結晶性酸化ケイ素(SiO2)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化ベリリウム(BeO)、酸化亜鉛(ZnO)、窒化ケイ素(Si3N4)、窒化ホウ素(六方晶BNや立方晶BN)、窒化アルミニウム(AlN)、炭化ケイ素(SiC)、ダイヤモンドである。
本発明の熱伝導性樹脂組成物は、熱伝導性フィラー(C)とは別途に導電性フィラー(D)を含む。これにより、熱伝導性シート表面の帯電を防止又は抑制できるため、熱伝導性シート表面に空気中のパーティクルが静電付着し、熱伝導性シートがパーティクルの発生源となることを効果的に防止することができる。すなわち、本発明の熱伝導性樹脂組成物によれば、ゴムの分解物に起因するパーティクルの発生を防止又は抑制できるとともに、空気中のパーティクルの静電付着を防止又は抑制できるフッ素ゴム系熱伝導性シートを提供することができる。
本発明の熱伝導性樹脂組成物は、フッ素系化合物のヒドロシリル基とアルケニル基との架橋反応(ヒドロシリル化反応)を触媒する白金族系触媒(E)を含むことができる。白金族系触媒(E)としては、白金系触媒が好ましく用いられる。白金系触媒としては、白金の単体;塩化白金酸;塩化白金;白金−オレフィン錯体;白金−アルケニルシロキサン錯体;白金−カルボニル錯体;白金−ホスフィン錯体;白金−アルコール錯体;アルミナ、シリカ、カーボンブラック等の担体に白金を担持させたものが挙げられる。
本発明の熱伝導性樹脂組成物は必要に応じて、フッ素系オイルのような可塑剤;シランカップリング剤;界面活性剤;架橋促進剤;溶剤;分散剤;老化防止剤;酸化防止剤;難燃剤;顔料等の添加剤を含むことができる。
本発明のフッ素ゴム系熱伝導性シートは、上記の熱伝導性樹脂組成物を一般的な方法によりシート成型するとともに、成型時の加熱により架橋させることによって得ることができる。成型方法としては、プレス成型(圧縮成型)、射出成型、トランスファー成型、押出成型、注型成型、ブロー成型、カレンダー成型等を挙げることができる。
ASKER製のASKER C硬度計を用いて25℃での熱伝導性シートの硬度を測定した。
JIS K6271に準拠し、平行端子電極法により、23±2℃における熱伝導性シートの体積抵抗率(Ω・cm)を測定した。測定装置には、三菱油化社製の「ハイレスタIP」を用いた。
熱伝導性シートから切り出した縦50mm、横50mm、厚さ1.0mmの試料片を試料ホルダーに設置し、一定の高さからふるいを用いて0.1gの試験用検体(JIS Z8901 15種)を落として、これを試料片の表面に付着させた。次いで、試料ホルダー裏面へアクリル棒を落下させて試験用粉体をリリースさせた後、試料ホルダーをチャンバー内に設置した。チャンバーにパーティクルカウンターを繋ぎ、1分後に計測されるカウント数として試料片の表面への付着パーティクル数(個)を測定した。
発熱基板(発熱量:45W)上に、熱伝導性シートから切り出した縦10mm、横10mm、厚さ1.0mmの試料片を貼り付けた。試料片の上に、上記発熱基板と同じ材質からなる冷却機構付き基板を配置し、98kPaの一定荷重で圧接した。両基板には温度センサーが取り付けられており、両基板の温度をモニタリングしながら、発熱基板に通電した。通電開始から5分経過後の発熱基板の温度T1(℃)及び冷却機構付き基板T2(℃)を測定し、下記式:
熱抵抗(℃/W)=(T1−T2)/Q 〔Qは発熱基板の発熱量(W)〕
に基づき熱抵抗を算出した。
表1に示される配合比率(数値の単位は重量部である)で同表に示される各配合成分を自動乳鉢を用いて混合し、さらにロールに通して高分散化させた。得られた混練物を、金型を用いて熱プレス(150℃、10分間)でシート状に成型し、厚み1.0mmの熱伝導性シートを作製した。実施例及び比較例で使用した各配合成分の詳細は次のとおりである。
〔b〕フッ素系化合物(B1):信越化学工業(株)製の商品名「SIFEL 8370−B」(アルケニル基を2個有する分子の含有率が60〜100モル%の範囲内であるフッ素系化合物)、
〔c〕酸化アルミニウムA:電気化学工業(株)製「DAM−45」(平均粒子径40μm)、
〔d〕酸化アルミニウムB:電気化学工業(株)製「DAM−05A」(平均粒子径0.5μm)、
〔e〕ケッチェンブラック:Ketjen Black International社製「EC600JD」、
〔f〕白金触媒:田中貴金属社製「TEC10E50E」(白金担持量50重量%)。
Claims (8)
- 主鎖中にパーフルオロアルキルエーテル構造を有し、分子末端にヒドロシリル基を1〜2個有する化合物であって、ヒドロシリル基を2個有する分子の含有率が60〜100モル%であるフッ素系化合物(A1)、並びに、主鎖中にパーフルオロアルキルエーテル構造を有し、分子末端にアルケニル基を1〜2個有する化合物であって、アルケニル基を2個有する分子の含有率が60〜100モル%であるフッ素系化合物(B1)を含む架橋性成分と、
熱伝導性フィラー(C)と、
前記架橋性成分100重量部に対して、0.4〜40重量部の導電性フィラー(D)と、
を含む、熱伝導性樹脂組成物。 - 前記導電性フィラー(D)は、カーボンブラックを含む、請求項1に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 前記フッ素系化合物(B1)が有するアルケニル基は、ビニル基である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 前記架橋性成分100重量部に対して、前記熱伝導性フィラー(C)を50〜500重量部含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 前記架橋性成分は、主鎖中にパーフルオロアルキルエーテル構造を有し、分子末端にヒドロシリル基を1〜2個有する化合物であって、ヒドロシリル基を2個有する分子の含有率が0〜40モル%であるフッ素系化合物(A2)、並びに、主鎖中にパーフルオロアルキルエーテル構造を有し、分子末端にアルケニル基を1〜2個有する化合物であって、アルケニル基を2個有する分子の含有率が0〜40モル%であるフッ素系化合物(B2)をさらに含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 白金族系触媒(E)をさらに含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱伝導性樹脂組成物。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の熱伝導性樹脂組成物の硬化物からなる熱伝導性シート。
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