JP2017226724A - 熱伝導性シリコーンパテ組成物 - Google Patents

熱伝導性シリコーンパテ組成物 Download PDF

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Abstract

【課題】耐ズレ性に優れ、粘度保存安定性が良好な熱伝導性シリコーンパテ組成物を提供する。
【解決手段】下記成分(A)、(B)及び(C)を含有する熱伝導性シリコーンパテ組成物。
(A)下記一般式(1)
1 aSiO(4-a)/2 (1)
(式中、R1は炭素数1〜18の飽和又は不飽和の一価炭化水素基の群の中から選択される1種もしくは2種以上の基、aは1.8≦a≦2.2である。)
で表される25℃における絶対粘度が10〜1,000,000mPa・sのオルガノポリシロキサン:100質量部
(B)平均粒径0.5〜100μmの熱伝導性充填剤:300〜10,000質量部
(C)10時間半減期温度が60〜130℃である有機過酸化物:0.1〜10質量部
【選択図】なし

Description

本発明は、耐ズレ性に優れた熱伝導性シリコーンパテ組成物に関する。
一般に電気・電子部品は使用中に熱が発生するので、電気部品を適切に動作させるため除熱が必要であり、除熱用の種々の熱伝導性材料が提案されている。この熱伝導性材料は大別して、1)取り扱いが容易なシート状のもの、2)ペースト状のもの、の2種類の形態がある。
シート状のものは、取り扱いが容易であり、且つ安定性に優れるメリットがあるが、接触熱抵抗が性質上大きくなるため、放熱性能はペースト状のものに劣ってしまう。また、シート状を保たせるためにある程度の強度/硬さが必要となり、素子と筐体の間に生じる公差を吸収できず、それら応力によって素子を破壊してしまうこともある。
一方、ペースト状のものは、塗布装置等を用いれば、大量生産にも適応できるし、接触熱抵抗が低いことから放熱性能は優れる。但し、スクリーン印刷等で大量生産する場合、そのペーストの粘度は低い方がよいが、その場合、素子の冷熱衝撃等でそのペーストがズレてしまい(ポンプアウト現象)、除熱が十分できないため、結果素子が誤作動を起こしてしまうようなことがあった。また、過去の技術として以下のようなものが提案されているが、いずれも十分な性能が得られなかった。
特許第3948642号公報 特許第3195277号公報 特開2000−169873号公報 特開2006−143978号公報 特開2004−210856号公報 特開2005−162975号公報 特許第5300408号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、耐ズレ性に優れ、粘度保存安定性が良好な熱伝導性シリコーンパテ組成物を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、特定のオルガノポリシロキサン、特定の平均粒径の熱伝導性充填剤、及び特定の有機過酸化物を含む組成物が、粘度保存安定性が良好で、流動性を有しながらも、耐ズレ性が飛躍的に向上することを見出し、本発明をなすに至ったものである。
従って、本発明は下記熱伝導性シリコーンパテ組成物を提供する。
[1].下記成分(A)、(B)及び(C)を含有する熱伝導性シリコーンパテ組成物。
(A)下記一般式(1)
1 aSiO(4-a)/2 (1)
(式中、R1は炭素数1〜18の飽和又は不飽和の一価炭化水素基の群の中から選択される1種もしくは2種以上の基、aは1.8≦a≦2.2である。)
で表される25℃における絶対粘度が10〜1,000,000mPa・sのオルガノポリシロキサン:100質量部
(B)平均粒径0.5〜100μmの熱伝導性充填剤:300〜10,000質量部
(C)10時間半減期温度が60〜130℃である有機過酸化物:0.1〜10質量部
[2].成分(A)が、下記チキソ度
チキソ度α=η1/η2
(η1及びη2は25℃においてB型回転粘度計による測定粘度であり、η1はローターの回転数をβrpmとして測定した粘度であり、η2はローターの回転数を2×βrpmとして測定した粘度である。)
で定義されるチキソ度αが1.03〜1.70であるオルガノポリシロキサン、又は部分的にこれを含むオルガノポリシロキサンである[1]記載の熱伝導性シリコーンパテ組成物。
[3].成分(A)が、キシレンに可溶であり、キシレン中に30質量%溶解させた時に、25℃における絶対粘度が5,000〜40,000mPa・sのオルガノポリシロキサン生ゴムを、成分(A)中1〜50質量%含む[1]又は[2]記載の熱伝導性シリコーンパテ組成物。
[4].さらに、(D)下記一般式(2)
Figure 2017226724
(式中、R2はそれぞれ炭素数1〜6のアルキル基、R3はそれぞれ独立に炭素数1〜18の飽和又は不飽和の一価炭化水素基の群の中から選択される1種もしくは2種以上の基、bは5〜120の整数である。)
で表される片末端3官能の加水分解性オルガノポリシロキサンを、成分(A)100質量部に対して10〜400質量部含むことを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載の熱伝導性シリコーンパテ組成物。
[5].成分(B)が、アルミニウム粉末、酸化亜鉛粉末、水酸化アルミニウム粉末、アルミナ粉末、窒化ホウ素粉末及び窒化アルミニウム粉末の中から選ばれる1種以上の熱伝導性充填剤である[1]〜[4]のいずれかに記載の熱伝導性シリコーンパテ組成物。
本発明の熱伝導性シリコーンパテ組成物は、粘度保存安定性が良好であり、流動性がありながら、大幅に耐ズレ性の向上が認められる。
以下、本発明について詳細に説明する。
[成分(A)]
成分(A)のオルガノポリシロキサンは、下記一般式(1)で表される25℃における絶対粘度は、10〜1,000,000mPa・sのものである。)
1 aSiO(4-a)/2 (1)
(式中、R1は炭素数1〜18の飽和又は不飽和の一価炭化水素基の群の中から選択される1種もしくは2種以上の基、aは1.8≦a≦2.2である。)
上記式(1)において、R1は炭素数1〜18の飽和又は不飽和の一価炭化水素基の群の中から選択される1種もしくは2種以上の基である。このような基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、2−フェニルエチル基、2−メチル−2−フェニルエチル基等のアラルキル基、3,3,3−トリフロロプロピル基、2−(パーフロロブチル)エチル基、2−(パーフロロオクチル)エチル基、p−クロロフェニル基等のハロゲン化炭化水素基が挙げられる。aはシリコーンパテ組成物として要求される稠度の観点から1.8〜2.2の範囲が好ましく、1.9〜2.1がより好ましい。
また、本発明で使用する(A)オルガノポリシロキサンの25℃における絶対粘度は、10〜1,000,000mPa・sであることが必要であり、100〜100,000mPa・sが好ましい。10mPa・sより低いとパテ組成物にしたときにオイルブリードが出やすくなるし、1,000,000mPa・sより大きくなるとパテ組成物にしたときのディスペンス性が乏しくなる。なお、上記絶対粘度は、オルガノポリシロキサンの粘度をB型粘度計で測定した25℃の値である(絶対粘度は以下同様)。
成分(A)のオルガノポリシロキサンはチキソ性を有してもよい。このチキソ性を有するオルガノポリシロキサンは、成分(A)そのものであってもよいし、部分的に含有していてもよい。含有する場合は、成分(A)中、20質量%以上含有することが好ましく、上限は100質量%でもよい。チキソ度αはオイルのチキソ性を示す値で、これが大きいほどオイルの粘性が強いことを示す。チキソ度は、1.03〜1.70の範囲が好ましく、1.05〜1.50がより好ましい。チキソ度が小さすぎると、粘性が弱いため成分(A)オルガノポリシロキサンと成分(B)熱伝導性充填剤との親和性が弱く、パテ組成物がオイルブリードしやすくなり、大きすぎると成分(B)の熱伝導性充填剤との混合が困難となるおそれがある。なお、本発明において、チキソ度は下記で求められる。
チキソ度α=η1/η2
(η1及びη2は25℃においてB型回転粘度計による測定粘度であり、η1はローターの回転数をβrpmとして測定した粘度であり、η2はローターの回転数を2×βrpmとして測定した粘度である。)なお、βは粘度により適宜選定することができる。
チキソ性を有するオルガノポリシロキサンの25℃における絶対粘度は、100〜1,000,000mPa・sの範囲が好ましく、1,000〜100,000mPa・sがより好ましい。100mPa・s以上とすることで、パテ組成物の粘度保存安定性がより向上し、1,000,000mPa・s以下とすることで、成分(B)との混合がより容易になる。
絶対粘度の測定はB型粘度計を用いる。B型粘度計としては、例えば、東機産業株式会社製のB型粘度計(機種名:TVB-10M)を用いることができる。なお、TVB−10Mの粘度測定範囲は15〜2,000,000mPa・sである。また、例えば、本機を用いる場合のローター及び回転数の選択は、以下のように推奨されるが、これに限ったものではない。
100mPa・s以上1,000mPa・s未満の粘度範囲の時、ローターNo.1が選択され、回転数は標準回転数である60、30、12、6、3rpmの中から適宜選択される。
1,000mPa・s以上5,000mPa・s未満の粘度範囲の時、ローターNo.2が選択され、回転数は同様に60、30、12、6、3rpmの中から適宜選択される。
5,000mPa・s以上20,000mPa・s未満の粘度範囲の時、ローターNo.3が選択され、回転数は同様に60、30、12、6、3rpmの中から適宜選択される。
20,000以上100,000mPa・s以下の粘度範囲の時、ローターNo.4が選択され、回転数は同様に60、30、12、6、3rpmの中から適宜選択される(なお、この粘度計は標準回転数である60、30、12、6、3rpm以外の低速の回転数を選択すれば、100,000mPa・sを超える粘度も測定することができる)。
上記のようなチキソ性を有するオルガノポリシロキサンは、例えば、1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと、1分子中に少なくとも2個のSi−H基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを、白金系触媒の存在下で付加反応させることにより得ることができる。
上記少なくとも2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンとしては、例えば、ケイ素原子に直結したアルケニル基を1分子中に少なくとも2個有するもので、直鎖状でも分岐状でもよく、またこれら2種以上の異なる粘度の混合物でもよい。アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、1−ブテニル基、1−ヘキセニル基等が例示されるが、合成のし易さ、コストの面からビニル基が好ましい。ケイ素原子に結合した残余の有機基としては、メチル基、エチル基、プルピル基、ブチル基、ヘキシル基、ドデシル基等のアルキル基、フェニル基等のアリール基、2−フェニルエチル基、2−フェニルプロピル基等のアラルキル基が例示され、さらにクロロメチル基、3,3,3,−トリフロロプロピル基等の置換炭化水素基も例として挙げられる。これらのうち、合成のし易さ、コストの面から90モル%以上がメチル基であることが好ましい。ケイ素原子に結合したアルケニル基は、オルガノポリシロキサンの分子鎖の末端、途中(非末端)のいずれにも存在してもよいが、柔軟性の面では両末端にのみ存在することが好ましい。この少なくとも2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンの好ましい例としては、下記一般式(3):
Figure 2017226724
(式中、R4はそれぞれ独立に、脂肪族不飽和結合を含まない置換もしくは非置換の炭素数1〜20の一価炭化水素基であり、Xはアルケニル基であり、cは1≦c≦3,000の、dは0≦d≦1,000の数である。)
で表されるものが挙げられる。
4で表される脂肪族不飽和結合を含まない置換もしくは非置換の炭素数1〜20の一価炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、2−フェニルエチル基、2−メチル−2−フェニルエチル基等のアラルキル基、3,3,3−トリフロロプロピル基、2−(パーフロロブチル)エチル基、2−(パーフロロオクチル)エチル基、p−クロロフェニル基等のハロゲン化炭化水素基が挙げられるが、合成のし易さ、コストの面から90モル%以上がメチル基であることが好ましい。Xで表されるアルケニル基としては、例えばビニル基、アリル基等が挙げられる。
前記のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式(4):
Figure 2017226724
(式中、R5はそれぞれ独立に、水素原子、又は置換もしくは非置換の炭素数1〜20の飽和もしくは不飽和の一価の炭化水素基である。e,fはそれぞれ1≦e≦1,000,0≦f≦1,000である。)
で表されるものが挙げられる。
一般式(4)において、R5で表される置換もしくは非置換の一価炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、2−フェニルエチル基、2−メチル−2−フェニルエチル基等のアラルキル基、3,3,3−トリフロロプロピル基、2−(パーフロロブチル)エチル基、2−(パーフロロオクチル)エチル基、p−クロロフェニル基等のハロゲン化炭化水素基が挙げられるが、合成のし易さ、コストの面から90モル%以上がメチル基であることが好ましい。
白金系触媒としては、同種の付加反応を促進するものとして従来公知のいずれの白金系触媒をも使用することができ、例えば、白金単体、塩化白金酸、白金−オレフィン錯体、白金−アルコール錯体等が挙げられる。
この付加反応で所望する、成分(A)であるオルガノポリシロキサンを得る場合には、アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン及び/又はSi−H基を有するオルガノポリシロキサンはそれぞれ2種類以上使用してもよいし、また反応基を持たないジメチルポリシロキサン等を混合してもよい。これらオルガノポリシロキサンの製造方法としては、以上説明した方法に限ったものではなく、所要のチキソ度及び粘度を有するものが得られればどんな合成方法でも構わない。
また、成分(A)中に、キシレンに可溶であり、キシレン中に30質量%溶解させた時に、25℃における絶対粘度が5,000〜40,000mPa・s、好適には10,000〜35,000mPa・sのオルガノポリシロキサン生ゴムを含んでいてもよい。この生ゴムの構造そのものは、上記一般式(1)で表される。但し、シロキサンの重合度が大きく、一般的に、シリコーン生ゴムとも呼ばれる。さらに、このオルガノポリシロキサン生ゴムは、1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ことが好ましい。この生ゴムを配合する場合、キシレン中に30質量%溶解させた時の25℃における絶対粘度を5,000mPa・s以上とすることで、耐ズレ性がより向上し、40,000mPa・s以下とすることで、ディスペンス性が良好になる。
オルガノポリシロキサン生ゴムの含有量は、成分(A)中1〜50質量%が好ましく、5〜30質量%がより好ましい。成分(A)中の含有量を1質量%以上とすることで、耐ズレ性がより向上し、50質量%以下とすることで、取り扱い性がよくなる。なお、キシレンに30質量%溶解させた粘度は、B型回転粘度計で測定した25℃の値である。
[成分(B)]
成分(B)の熱伝導性充填剤の平均粒径は、0.5〜100μmであり、1〜50μmが好ましい。0.5μmより小さくても100μmより大きくても得られるパテ組成物の充填率が上がらなくなる。なお、平均粒径は、体積基準の累積平均径であって、レーザー回析錯乱法で測定され、例えば、レーザー回折・散乱式粒度分布測定機マイクロトラックMT3300EX等により測定できる(以下、同じ)。
成分(B)で使用する熱伝導性充填剤は、熱伝導率の高いものが好ましく、例えば、アルミニウム粉末、酸化亜鉛粉末、水酸化アルミニウム粉末、アルミナ粉末、窒化ホウ素粉末、窒化アルミニウム粉末の中から選択される1種又は2種以上を使用することができる。これらの無機化合物粉末の表面は、必要に応じてオルガノシラン、オルガノシラザン、オルガノポリシロキサン、有機フッ素化合物等で疎水化処理を施したものを使用してもよい。
成分(B)の配合量は、成分(A)100質量部に対して300〜10,000質量部であり、500〜7,000質量部がより好ましい。300質量部より少ないと、得られる組成物の熱伝導率が悪くなり、10,000質量部より多いと流動性が悪くなり取り扱い性が悪くなる。
[成分(C)]
成分(C)の有機過酸化物は、本発明の熱伝導性シリコーンパテ組成物の耐ズレ性能に大きく寄与する。一般的にペースト状の放熱材料は、発熱部位と放熱部材の間に配置されるが、発熱部位が動作するときは熱により放熱材料は膨張し、動作が止まると冷却するので収縮する。この発熱、冷却の繰り返しによる材料の膨張、収縮がズレの原因になる。有機過酸化物を含有すると発熱部位の発熱温度により、有機過酸化物が分解し、フリーラジカル反応を起こすことで放熱パテ材料が緩やかに硬化し、耐ズレ性が飛躍的に向上する。
成分(C)は10時間半減期温度が60〜130℃、好適には70〜120℃、より好適には80〜120℃の有機過酸化物である。10時間半減期温度が60℃未満のものだと、本発明の熱伝導性シリコーンパテ組成物の常温保存安定性が悪くなり、130℃を超えるものだと、分解温度が高すぎてフリーラジカル反応がなかなか始まらず、結果耐ズレ性が悪くなる。このような有機過酸化物としては、例えば、ジラウロイルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、ジ(4−メチルベンゾイル)パーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,2−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブタン、ジ(2−t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン−3が挙げられる。
成分(C)の配合量は、成分(A)100質量部に対して0.1〜10質量部であり、1〜8質量部が好ましい。0.1質量部より少ないと耐ズレ性の効果が得られず、10質量部より多いと熱伝導性シリコーンパテ組成物が加熱により硬くなりすぎ、シリコーンパテ組成物にひび割れが入った入り、基材との剥離が起きることがある。
本発明のパテ組成物には、成分(D)として、下記一般式(2)で表される片末端3官能の加水分解性オルガノポリシロキサンを配合することが好ましい。
Figure 2017226724
(式中、R2はそれぞれ独立に、炭素数1〜6のアルキル基、R3はそれぞれ独立に炭素数1〜18の飽和又は不飽和の一価炭化水素基の群の中から選択される1種もしくは2種以上の基、bは5〜120の整数である。)
一般式(2)のオルガノポリシロキサンは、成分(B)の熱伝導性充填剤の表面を処理するために用いるものであるが、粉末の高充填化を補助するばかりでなく、粉末表面を覆うことにより粉末同士の凝集を起こりにくくし、高温下でもその効果は持続するため、本熱伝導性シリコーンパテ組成物の耐熱性を向上させる働きがある。
上記式(2)中、R2は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1〜6のアルキル基が挙げられるが、特にメチル基、エチル基が好ましい。R3は、炭素数1〜18の飽和又は不飽和の一価炭化水素基の群の中から選択される1種もしくは2種以上の基であり、このような基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、2−フェニルエチル基、2−メチル−2−フェニルエチル基等のアラルキル基、3,3,3−トリフロロプロピル基、2−(パーフロロブチル)エチル基、2−(パーフロロオクチル)エチル基、p−クロロフェニル基等のハロゲン化炭化水素基が挙げられるが、特にメチル基が好ましい。一般式(2)のbは5〜120の整数であり、好ましくは10〜90の整数である。
成分(D)の25℃における動粘度は5〜500mm2/sが好ましく、10〜300mm2/sがより好ましい。成分(D)の動粘度はオストワルド粘度計で測定した25℃の値である。
成分(D)一般式(2)のオルガノポリシロキサンを配合する場合の配合量は、成分(A)100質量部に対して、10〜400質量部の範囲が好ましく、20〜350質量部がより好ましい。10質量部以上配合することでパテ組成物にしやすくなり、400質量部以下とすることで、耐ズレ性がより向上する。
本発明の熱伝導性シリコーンパテ組成物を製造するには、上記各成分をトリミックス、ツウィンミックス、プラネタリミキサー(いずれも井上製作所(株)製混合機の登録商標)、ウルトラミキサー(みずほ工業(株)製混合機の登録商標)、ハイビスディスパーミックス(特殊機化工業(株)製混合機の登録商標)等の混合機にて30分〜4時間混合する。必要ならば50〜150℃に加熱してもよい。但し、加熱する場合は成分(C)を除いて加熱混合し、冷却後成分(C)を添加、再度撹拌すればよい。
本発明の熱伝導性シリコーンパテ組成物は、例えば、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、ブタノール、イソプロピルアルコール(IPA)、イソパラフィン等の溶剤を、ディスペンス性向上の点から配合してもよい。その配合量は、成分(A)100質量部に対して、好ましくは1〜100質量部、より好ましくは5〜60質量部配合してもよい。
本発明の熱伝導性シリコーンパテ組成物の絶対粘度は、25℃で300〜1,500Pa・sが好ましく、500〜1,300Pa・sがより好ましい。上記粘度を300Pa・s以上とすることで、耐ズレ性がより向上し、1,500Pa・s以下とすることで、ディスペンス性がより向上する。
以下、合成例、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
本発明に関する試験は、次のように行った。
〔熱伝導率〕
熱伝導率は、京都電子工業株式会社製のTPS−2500Sにより、いずれも25℃において測定した。
〔平均粒径測定〕
平均粒径測定は、日機装株式会社製の粒度分析計であるマイクロトラックMT3300EXにより測定した体積基準の累積平均径である。
〔ズレ性〕
1mmのスペーサーを設け、2枚のスライドガラス板の間に、直径1.5cmの円状になるように熱伝導性シリコーンパテ組成物を挟みこみ、この試験片を地面に対し90度傾くように、−40℃と125℃(各30分)を交互に繰り返すようにセットされたエスペック株式会社製の熱衝撃試験機(型番:TSE−11−A)の中に配置し、500サイクル試験を行った。500サイクル後、熱伝導性シリコーンパテ組成物が元の場所からどのくらいズレたかを測定した。
<基準>
1mm以下であれば耐ズレ性は優れていると言える。
〔ズレ試験後外観〕
上記500サイクル後のシリコーンパテ組成物の状態を観察した。
パテ組成物中、ボイド、ひび割れが無い状態を○、ボイドやひび割れがあった状態を×と評価した。
〔初期粘度〕
粘度は、25℃にてマルコム社のマルコム粘度計(タイプPC−10AA)にて測定を行った。
〔経時後粘度〕
100mLのプラスチック密閉容器に空気が入らないように熱伝導性シリコーンパテ組成物を入れて栓をし、40℃で1ケ月放置した。その後25℃に冷却し、再度マルコム粘度計(タイプPC−10AA)にて粘度を測定した。
〔粘度保存安定性〕
初期粘度に比べ経時後粘度が2倍以内なら○とし、2倍を超えた場合×とした。
[実施例1〜8、比較例1〜4]
表1,2に示すように各成分をプラネタリミキサーに仕込み(表中の数字はgを示す)、30分間25℃で均一に混合し、熱伝導性シリコーンパテ組成物を調製した。得られた組成物を用いて上述した各種試験を行った。結果を表1,2に併記する。なお、使用した成分(A)〜(D)は、下記に示す通りである。なお、実施例の(A)成分は、25℃における絶対粘度が10〜1,000,000mPa・sの範囲である。
[成分(A)]
(A−1)
両末端にビニル基を有する、直鎖状の25℃絶対粘度1,000mPa・sのジメチルポリシロキサン。
(A−2)
両末端にビニル基を有する、直鎖状の25℃絶対粘度5,000mPa・sのジメチルポリシロキサン。
(A−3)
(合成例1):成分(A)のオルガノポリシロキサンA−3の合成
攪拌機、温度計、冷却管及び窒素ガス導入管を設けた内容積1,000mLのフラスコを用意した。このフラスコに、両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され、25℃における粘度が600mPa・sのビニル基含有オリガノポリシロキサン300g、及び25℃の粘度が5,000mPa・sの両末端がトリメチルシリル基で封鎖され、反応基をもたないオルガノポリシロキサン400g、下記の式(a−1)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン5.0g、及び下記の式(a−2)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン5.0gを入れた。
Figure 2017226724
さらに、白金−ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体のジメチルビニルシリル末端封鎖のジメチルポリシロキサン溶液、白金原子として1質量%含有の白金触媒を0.25gを投入した。その後、120℃・1時間撹拌下で反応させ、オルガノポリシロキサンA−3を得た。得られたオルガノポリシロキサンA−3の粘度を下記の条件で測定したところ、それぞれ下記測定値:
ローターNo.4/6rpmで測定した場合;測定粘度:73,000mPa・s
ローターNo.4/12rpmで測定した場合;測定粘度:49,700mPa・s
が得られ、これから求めたチキソ度αは1.47であった。
(A−4)
(合成例2):成分(A)のオルガノポリシロキサンA−4の合成
攪拌機、温度計、冷却管及び窒素ガス導入管を設けた内容積1,000mLのフラスコを用意した。このフラスコに、両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され、25℃における粘度が600mPa・sのビニル基含有オリガノポリシロキサン300g、及び25℃の粘度が5,000mPa・sの両末端がトリメチルシリル基で封鎖され、反応基をもたないオルガノポリシロキサン800g、下記の式(a−2)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン0.35g、及び下記の式(a−3)で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン44.6gを入れた。上記以外は全て合成例1と同様に製造を行い、オルガノポリシロキサンA−4を得た。
Figure 2017226724
得られたオルガノポリシロキサンA−4の粘度を下記の条件で測定したところ、それぞれ下記測定値:
ローターNo.4/3rpmで測定した場合;測定粘度:23,000mPa・s
ローターNo.4/6rpmで測定した場合;測定粘度:21,700mPa・s
が得られ、これから求めたチキソ度αは1.06であった。
(A−5)
キシレン中に30質量%溶解させた時に、25℃における絶対粘度が11,000mPa・sの、両末端にビニル基を有するジメチルポリシロキサン生ゴム。
(A−6)
キシレン中に30質量%溶解させた時に、25℃における絶対粘度が33,000mPa・sの、両末端にビニル基を有するジメチルポリシロキサン生ゴム。
[成分(B)]
(B−1)アルミニウム粉末(平均粒径:30μm)
(B−2)酸化亜鉛粉末(平均粒径:1.0μm)
(B−3)アルミナ粉末(平均粒径:15.7μm)
(B−4)窒化ホウ素粉末(平均粒径:2.0μm)
(B−5)窒化アルミニウム粉末(平均粒径:6.8μm)
(B−6)水酸化アルミニウム粉末(平均粒径:10.7μm)
[成分(C)]
(C−1)1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン;
10時間半減期温度90.7℃
(C−2)2,5−ジメチル−2,5(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン;
10時間半減期温度117.9℃
(C−3)t-ブチルパーオキシネオヘプタノエート;
10時間半減期温度50.6℃<比較品>
(C−4)1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド;
10時間半減期温度152.9℃
<比較品>
[成分(D)]
(D−1)
Figure 2017226724
Figure 2017226724
Figure 2017226724

Claims (5)

  1. 下記成分(A)、(B)及び(C)を含有する熱伝導性シリコーンパテ組成物。
    (A)下記一般式(1)
    1 aSiO(4-a)/2 (1)
    (式中、R1は炭素数1〜18の飽和又は不飽和の一価炭化水素基の群の中から選択される1種もしくは2種以上の基、aは1.8≦a≦2.2である。)
    で表される25℃における絶対粘度が10〜1,000,000mPa・sのオルガノポリシロキサン:100質量部
    (B)平均粒径0.5〜100μmの熱伝導性充填剤:300〜10,000質量部
    (C)10時間半減期温度が60〜130℃である有機過酸化物:0.1〜10質量部
  2. 成分(A)が、下記チキソ度
    チキソ度α=η1/η2
    (η1及びη2は25℃においてB型回転粘度計による測定粘度であり、η1はローターの回転数をβrpmとして測定した粘度であり、η2はローターの回転数を2×βrpmとして測定した粘度である。)
    で定義されるチキソ度αが1.03〜1.70であるオルガノポリシロキサン、又は部分的にこれを含むオルガノポリシロキサンである請求項1記載の熱伝導性シリコーンパテ組成物。
  3. 成分(A)が、キシレンに可溶であり、キシレン中に30質量%溶解させた時に、25℃における絶対粘度が5,000〜40,000mPa・sのオルガノポリシロキサン生ゴムを、成分(A)中1〜50質量%含む請求項1又は2記載の熱伝導性シリコーンパテ組成物。
  4. さらに、(D)下記一般式(2)
    Figure 2017226724
    (式中、R2はそれぞれ炭素数1〜6のアルキル基、R3はそれぞれ独立に炭素数1〜18の飽和又は不飽和の一価炭化水素基の群の中から選択される1種もしくは2種以上の基、bは5〜120の整数である。)
    で表される片末端3官能の加水分解性オルガノポリシロキサンを、成分(A)100質量部に対して10〜400質量部含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の熱伝導性シリコーンパテ組成物。
  5. 成分(B)が、アルミニウム粉末、酸化亜鉛粉末、水酸化アルミニウム粉末、アルミナ粉末、窒化ホウ素粉末及び窒化アルミニウム粉末の中から選ばれる1種以上の熱伝導性充填剤である請求項1〜4のいずれか1項記載の熱伝導性シリコーンパテ組成物。
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