JP2023531014A - 硬化性組成物及び2液型硬化性組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明では、保管過程で粘度又は硬度などの物性変化がないため保管安定性に優れた硬化性組成物及びこのような硬化性組成物を含む2液型硬化性組成物を提供することができる。また、本発明は、別途の添加剤を使用するか、熱伝導性フィラーの表面処理過程がなくても保管安定性に優れた硬化性組成物及びこのような硬化性組成物を含む2液型硬化性組成物を提供することができる。
Description
関連出願との相互引用
本出願は、2020年9月29日に出願された大韓民国特許出願第10-2020-0127591号及び2021年9月17日に出願された大韓民国特許出願第10-2021-0124663号に基づく優先権の利益を主張し、当該大韓民国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として組み込まれる。
本出願は、2020年9月29日に出願された大韓民国特許出願第10-2020-0127591号及び2021年9月17日に出願された大韓民国特許出願第10-2021-0124663号に基づく優先権の利益を主張し、当該大韓民国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として組み込まれる。
技術分野
本発明は、硬化性組成物及び2液型硬化性組成物に関する。
本発明は、硬化性組成物及び2液型硬化性組成物に関する。
放熱素材は、多様な分野で使われている。車両を例に挙げると、充放電が可能な電気自動車に内蔵されたバッテリーモジュール及びバッテリーを充電するためのオンボードチャージャー(OBC;On Board Charger)などから発生する熱を処理するために放熱素材を用いることができ、LEDモジュールなど高電力が消耗されて熱が多く発生する部品にも放熱素材が適用されてLEDモジュールの寿命を向上させ得る。
シリコーン系樹脂組成物は、耐熱性に優れ放熱素材として用いられ得る。このようなシリコーン系樹脂組成物に優れた伝導性能を具現するために無機水酸化物フィラーが添加され得る。
ただし、無機水酸化物フィラーを表面処理せずに使用する場合、反応性が高い無機水酸化物フィラーが樹脂組成物内の硬化剤などと反応することになり、時間の経過に従って樹脂組成物又は硬化物の粘度及び硬度が設計された範囲とは異なるようになり、これによって、長期保管安定性が低下するという問題点が発生し得る。
このような問題点を解決するために、無機水酸化物フィラーを表面処理してシリコーン系樹脂組成物と混合する方法があるが、このような方式は、多くの時間と費用が所要されるので、フィラーの表面処理が行われなくても樹脂組成物の長期保管安定性を確保し得る方案が要求される。
本発明は、保管過程で粘度又は硬度などの物性変化がないため保管安定性に優れた硬化性組成物及びこのような硬化性組成物を含む2液型硬化性組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、別途の添加剤を使用するか、熱伝導性フィラーの表面処理過程がなくても保管安定性に優れた硬化性組成物及びこのような硬化性組成物を含む2液型硬化性組成物を提供することを目的とする。
本明細書で言及する物性のうち測定温度がその物性に影響を及ぼす物性は、特に別に規定しない限り、常温で測定した物性である。
本明細書で用語「常温」は、加温及び減温しない自然そのままの温度であって、例えば、約10℃~30℃の範囲内のいずれか一つの温度、例えば、約15℃、約18℃、約20℃、約23℃又は約25℃程度の温度を意味する。また、本明細書で、特に別に言及しない限り、温度の単位は、℃である。
本明細書で用語「アルケニル基」は、特に別に規定しない限り、炭素数2~20、炭素数2~16、炭素数2~12、炭素数2~8又は炭素数2~4の直鎖、分枝鎖又は環状アルケニル基を意味することができる。
本明細書で用語「アルキル基又はアルコキシ基」は、特に別に規定しない限り、炭素数1~20、炭素数1~16、炭素数1~12、炭素数1~8又は炭素数1~4の直鎖、分枝鎖又は環状のアルキル基又はアルコキシ基を意味することができる。
本明細書で用語「アリール基」は、特に別に規定しない限り、ベンゼン構造を含む化合物、2個以上のベンゼンがリンカーにより連結されている構造を含む化合物、又は2個のベンゼンがそれぞれ一つ又は2個の炭素原子を共有しながら縮合又は結合された構造を含む化合物、又は上記言及した化合物のうちいずれか一つの化合物の誘導体に由来する1価残基を意味することができる。本明細書で言うアリール基の範囲には、通常的にアリール基と呼称される官能基はもちろん、いわゆるアラルキル基(aralkyl group)又はアリールアルキル基も含まれ得る。アリール基は、例えば、炭素数6~25、炭素数6~21、炭素数6~18又は炭素数6~12のアリール基であってもよい。アリール基としては、フェニル基、ジクロロフェニル、クロロフェニル、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、ベンジル基、トリル基、キシリル基(xylyl group)又はナフチル基などが例示され得る。
前記アルケニル基、アルコキシ基、アルキル基又はアリール基などは、任意に一つ以上の置換基により置換されていてもよい。このとき、置換基としては、塩素又はフッ素などのハロゲン、グリシジル基、エポキシアルキル基、グリシドキシアルキル基又は脂環式エポキシ基などのエポキシ基、アクリロイル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、チオール基又は1価炭化水素基などが例示され得るが、これらに制限されるものではない。
本明細書で用語「M単位」は、通常、(R3SiO1/2)で表示される場合がある、いわゆる一官能性シロキサン単位を意味し、用語「D単位」は、通常、(R2SiO2/2)で表示される場合がある、いわゆる二官能性シロキサン単位を意味し、用語「T単位」は、通常、(RSiO3/2)で表示される場合がある、いわゆる三官能性シロキサン単位を意味し、用語「Q単位」は、通常、(SiO4/2)で表示される場合がある、いわゆる四官能性シロキサン単位を意味することができる。前記各シロキサン単位の式で、Rは、それぞれケイ素(Si)に結合されている官能基であり、例えば、水素、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アルコキシ基又はエポキシ基などであってもよい。
本発明の硬化性組成物は、アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分、ケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分及び表面にヒドロキシ基を有するフィラーを有するフィラー成分を含むことができる。本発明の硬化性組成物は、前記アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分のアルケニル基と前記ケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分の水素との反応(付加反応(hydrosilylation reaction product))により硬化される。
前記硬化性組成物は、一つの例示で、1液型樹脂組成物、2液型樹脂組成物の主剤組成物、2液型樹脂組成物の硬化剤組成物又は2液型樹脂組成物の主剤及び硬化剤組成物の混合物であってもよい。1液型樹脂組成物は、硬化性成分が混合された状態で保管される樹脂組成物であり、2液型樹脂組成物は、硬化性成分が物理的に分離された主剤組成物と硬化剤組成物に分離されて保管される樹脂組成物である。2液型樹脂組成物の場合、使用時点で硬化が起きることができる条件で前記主剤及び硬化剤組成物が混合される。
本明細書で用語「ポリオルガノシロキサン成分」は、ポリオルガノシロキサンの混合物及び/又はポリオルガノシロキサンとシロキサン単量体の混合物であってもよい。より具体的な例示で、前記ポリオルガノシロキサン成分は、特定の目的とするポリオルガノシロキサンを得るために行われた重合反応の結果物又は2種以上の前記重合反応の結果物の混合物であってもよい。
硬化性組成物内のアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分としては、特に制限なしに公知のポリオルガノシロキサン成分を用いることができる。一つの例示で、前記ポリオルガノシロキサン成分としては、直鎖型ポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分が用いられ得る。
直鎖型ポリオルガノシロキサンは、公知のようにD単位からなる鎖構造の両末端がM単位により封鎖された構造のポリオルガノシロキサンである。
直鎖型ポリオルガノシロキサンは、D単位からなる鎖構造の両末端がM単位により封鎖された構造のポリオルガノシロキサンである。
前記構造で、D単位としては、多様な種類の単位が用いられ得る。例えば、前記D単位としては、いわゆるジアルキルシロキサン単位(R2SiO2/2構造でRが全てアルキル基である二官能性シロキサン単位)、ジアリールシロキサン単位(R2SiO2/2構造でRが全てアリール基である二官能性シロキサン単位)、ジアルケニルシロキサン単位(R2SiO2/2構造でRが全てアルケニル基である二官能性シロキサン単位)、アルキルアリールシロキサン単位(R2SiO2/2構造で一つのRがアルキル基であり、他のRがアリール基である二官能性シロキサン単位)、アルキルアルケニルシロキサン単位(R2SiO2/2構造で一つのRがアルキル基であり、他のRがアルケニル基である二官能性シロキサン単位)及びアリールアルケニルシロキサン単位(R2SiO2/2構造で一つのRがアルケニル基であり、他のRがアリール基である二官能性シロキサン単位)からなる群より選択された少なくとも一つの単位が適用され得る。
適切なD単位としては、前記のうちジアルキルシロキサン単位(R2SiO2/2構造でRが全てアルキル基である二官能性シロキサン単位)及び/又はアルキルアルケニルシロキサン単位(R2SiO2/2構造で一つのRがアルキル基であり、他のRがアルケニル基である二官能性シロキサン単位)が例示され得る。
直鎖型ポリオルガノシロキサンの構造で、D単位からなる鎖構造の両末端のM単位としては、例えば、アルケニルジアルキルシロキサン単位(R3SiO1/2構造でRのうち一つがアルケニル基であり、残り2個がアルキル基である一官能性シロキサン単位)及び/又はトリアルキルシロキサン単位(R3SiO1/2構造でRが全てアルキル基である一官能性シロキサン単位)などが例示され得る。例えば、両末端がアルケニル基で終結された構造の場合に、前記M単位として、アルケニルジアルキルシロキサン単位が用いられ得る。
一つの例示で、アルケニル基を有するポリオルガノシロキサンとしては、直鎖型ポリオルガノシロキサンの主鎖構造のD単位がジアルキルシロキサン単位(R2SiO2/2構造でRが全てアルキル基である二官能性シロキサン単位)及び/又はアルキルアルケニルシロキサン単位(R2SiO2/2構造で一つのRがアルキル基であり、他のRがアルケニル基である二官能性シロキサン単位)であり、両末端のM単位がアルケニルジアルキルシロキサン単位(R3SiO1/2構造でRのうち一つがアルケニル基であり、残り2個がアルキル基である一官能性シロキサン単位)であるポリオルガノシロキサンが用いられ得る。
前記主鎖のD単位として二種以上のD単位が用いられる場合に、その主鎖の形態は、ランダム共重合体、ブロック共重合体又は勾配共重合体の主鎖形態であってもよい。
一つの例示で、前記ポリオルガノシロキサン成分としては、下記平均単位式Aで表示される成分を用いることができる。
用語「平均単位式」は、ポリオルガノシロキサン成分内に存在する全てのシロキサン単位(M、D、T及びQ単位)の合計モル数を1として換算したときに存在する各シロキサン単位のモル数比を表示した単位式である。
[平均単位式A]
(R1R2 2SiO1/2)a(R2 3SiO1/2)b(R1R2SiO2/2)c(R2 2SiO2/2)d
(R1R2 2SiO1/2)a(R2 3SiO1/2)b(R1R2SiO2/2)c(R2 2SiO2/2)d
平均単位式Aで、R1は、アルケニル基であり、R2は、アルキル基又はアリール基であり、a+b+c+dは、1であり、(a+b)は、0.001~0.05の範囲内の数であり、(c+d)は、0.7~0.999の範囲内の数であり、b/a及びc/dは、それぞれ独立的に0~10の範囲内の数である。
平均単位式Aで、(a+b)は、他の例示で、0.007以上又は0.009以上であるか、0.045以下、0.04以下、0.035以下、0.03以下、0.025以下、0.02以下又は0.015以下程度であってもよい。
平均単位式Aで、(c+d)は、他の例示で、0.75以上、0.8以上、0.85以上、0.9以上又は0.95以上であるか、0.997以下、0.995以下、0.993以下又は0.991以下程度であってもよい。
平均単位式Aで、b/aは、他の例示で、0~9、0~8、0~7、0~6、0~5、0~4、0~3、0~2、0~1又は0~0.5程度であるか、0であってもよい。
平均単位式Aで、c/dは、他の例示で、0~9、0~8、0~7、0~6、0~5、0~4、0~3、0~2、0~1又は0~0.5程度であるか、0であってもよい。
一つの例示で、前記アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分は、下記化学式1で表示されるポリオルガノシロキサンを含むことができる。
化学式1で、R5は、アルケニル基であり、R6は、アルキル基又はアリール基であり、nは、30~300の範囲内の数である。化学式1で、nは、他の例示で、40以上、50以上、60以上、70以上、80以上、90以上、100以上、110以上、120以上、130以上、140以上、150以上、160以上、170以上、180以上、190以上、200以上、210以上、220以上、230以上、240以上又は250以上であるか、290以下、280以下、270以下、260以下、250以下、240以下、230以下、220以下、210以下、200以下、190以下、180以下、170以下、160以下、150以下、140以下、130以下、120以下、110以下又は100以下程度であってもよい。
前記化学式1の定義で、アルケニル基、アルキル基及びアリール基などの具体的な種類は、本明細書の課題の解決手段の文頭で記述した通りである。
前記アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分は、アルケニル基を約0.05~5mmol/gで含むことができる。前記アルケニル基の割合は、他の例示で、約0.1mmol/g以上、0.15mmol/g以上、0.2mmol/g以上、0.25mol/g以上であるか、4mmol/g以下、3mmol/g以下、2mmol/g以下、1mmol/g以下、0.5mmol/g以下又は0.3mmol/g以下程度であってもよい。前記割合は、フィラー成分を除いた液状の硬化剤組成物内でアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分のアルケニル基の割合を計算した値である。
前記アルケニル基の割合は、前記硬化性組成物の具体的な用途によって変更され得、規定された範囲を満足する場合には、フィラー成分と混合して目的とする粘度を確保することができる。
例えば、前記アルケニル基の割合は、前記硬化性組成物が2液型硬化性組成物の硬化剤組成物である場合に、前記範囲内で追加で約0.1mmol/g以上、0.15mmol/g以上、0.2mmol/g以上、0.25mmol/g以上であるか、4mmol/g以下、3mmol/g以下、2mmol/g以下、1mmol/g以下、0.5mmol/g以下又は0.3mmol/g以下程度位であってもよい。
他の例示で、前記アルケニル基の割合は、前記硬化性組成物が2液型硬化性組成物の主剤及び硬化剤組成物の混合物又は1液型硬化性組成物である場合に、前記範囲内で追加で0.1mmol/g以上、0.15mmol/g以上、0.2mmol/g以上、0.25mmol/g以上、0.3mmol/g以上又は0.35mmol/g以上の範囲内及び/又は4.5mmol/g以下又は4mmol/g以下の範囲内で調節され得る。
本明細書で言及するポリオルガノシロキサン成分のアルケニル基の含量及びケイ素結合水素の含量は、ポリオルガノシロキサン成分に対して後述する実施例に記載した1H NMR及び/又は29Si NMR分析を通じて求められる値である。このような方式は、ポリオルガノシロキサン成分に含まれるポリオルガノシロキサンの化学式を通じて理論的に求めた値とは差がある。すなわち、ポリオルガノシロキサン成分内には、同一の範疇の化学式に属するが、詳細な構造は異なる多様な種類のポリオルガノシロキサンが存在することができるので(例えば、前記化学式1の構造内でn値が異なる複数のポリオルガノシロキサンが存在できる。)、このような方式では、硬化性官能基(アルケニル基及びケイ素結合水素の割合)の間の正確な割合を確認することができない。
前記割合は、目的とする保管安定性(粘度及び硬度の経時変化抑制)と揺変性などの確保に重要な役割をし、これは、前記1H NMR及び/又は29Si NMR分析結果に基づいて定めなければならない。
一つの例示で、前記アルケニル基を有するポリオルガノシロキサンは、数平均分子量(Mn)が2500g/mol~20000g/mol範囲内のものであってもよい。他の例示で、前記アルケニル基を有するポリオルガノシロキサンの数平均分子量(Mn)は、3000g/mol以上、3500g/mol以上、4000g/mol以上、4500g/mol以上、5000g/mol以上又は5500g/mol以上であるか、19000g/mol以下、18000g/mol以下、17000g/mol以下、16000g/mol以下、15000g/mol以下又は14000g/mol以下程度であってもよい。
硬化性組成物内のケイ素結合水素を含有するポリオルガノシロキサン成分も特な制限なしに公知の素材が用いられ得る。例えば、前記ポリオルガノシロキサン成分として直鎖型ポリオルガノシロキサン、すなわち、D単位からなる鎖構造の両末端がM単位により封鎖された構造のポリオルガノシロキサンが用いられ得る。
前記構造で、D単位としては、多様な種類の単位が用いられ得る。例えば、前記D単位としては、いわゆるジアルキルシロキサン単位(R2SiO2/2構造でRが全てアルキル基である二官能性シロキサン単位)、ジアリールシロキサン単位(R2SiO2/2構造でRが全てアリール基である二官能性シロキサン単位)、ジハイドロジェンシロキサン単位(R2SiO2/2構造でRが全て水素である二官能性シロキサン単位)、アルキルアリールシロキサン単位(R2SiO2/2構造で一つのRがアルキル基であり、他のRがアリール基である二官能性シロキサン単位)、アルキルハイドロジェンシロキサン単位(R2SiO2/2構造で一つのRがアルキル基であり、他のRが水素である二官能性シロキサン単位)及びアリールハイドロジェンシロキサン単位(R2SiO2/2構造で一つのRが水素であり、他のRがアリール基である二官能性シロキサン単位)からなる群より選択された少なくとも一つの単位が適用され得る。
適切なD単位としては、前記のうちジアルキルシロキサン単位(R2SiO2/2構造でRが全てアルキル基である二官能性シロキサン単位)及び/又はアルキル水素シロキサン単位(R2SiO2/2構造で一つのRがアルキル基であり、他のRが水素である二官能性シロキサン単位)が例示され得る。
直鎖型ポリオルガノシロキサンの構造でD単位からなる鎖構造の両末端のD単位としては、例えば、ハイドロジェンジアルキルシロキサン単位(R3SiO1/2構造でRのうち一つが水素であり、残り2個がアルキル基である一官能性シロキサン単位)及び/又はトリアルキルシロキサン単位(R3SiO1/2構造でRが全てアルキル基である一官能性シロキサン単位)などが例示され得る。例えば、両末端がケイ素結合水素で終結された構造の場合に、前記M単位として、ハイドロジェンジアルキルシロキサン単位が用いられ得る。
一つの例示で、前記ケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分としては、下記平均単位式Bで表示される成分を用いることができる。
[平均単位式B]
(HR3 2SiO1/2)a(R3 3SiO1/2)b(R3 2SiO2/2)c(HR3SiO2/2)d
(HR3 2SiO1/2)a(R3 3SiO1/2)b(R3 2SiO2/2)c(HR3SiO2/2)d
平均単位式Bで、R3は、アルキル基又はアリール基であり、a+b+c+dは、1であり、aは、0.001~0.2の範囲内の数であり、bは、0.01~0.8の範囲内の数であり、cは、0.01~0.7の範囲内の数であり、dは、0.001~0.4の範囲内の数であってもよい。
他の例示で、前記aは、0.003以上、0.005以上、0.007以上、0.009以上、0.01以上、0.03以上、0.05以上、0.07以上又は0.085以上の範囲内であるか、0.15以下又は0.1以下の範囲内の数であってもよい。
他の例示で、前記bは、0.05以上、0.1以上、0.15以上、0.2以上、0.25以上、0.3以上、0.35以上又は0.4以上であるか、0.7以下、0.6以下、0.5以下又は0.45以下の範囲内の数であってもよい。
他の例示で、前記cは、0.05以上、0.1以上、0.15以上、0.2以上、0.25以上又は0.3以上の範囲内の数であるか、0.65以下、0.6以下、0.55以下、0.5以下、0.45以下、0.4以下又は0.35以下の範囲内の数であってもよい。
他の例示で、前記dは、0.003以上、0.005以上、0.007以上、0.009以上、0.01以上、0.03以上、0.05以上、0.07以上、0.09以上、0.11以上又は0.13以上の範囲内であるか、0.35以下、0.3以下、0.25以下又は0.2以下の範囲の数であってもよい。一つの例示で、ケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分は、下記化学式2のポリオルガノシロキサンを含む第1ポリオルガノシロキサン成分及び化学式3のポリオルガノシロキサンを含む第2ポリオルガノシロキサン成分を含むことができる。
化学式2で、R3は、アルキル基又はアリール基であり、mは、4~25の範囲内の数である。化学式2で、mは、他の例示で、5以上、6以上、7以上、8以上、9以上、10以上、11以上、12以上、13以上又は14以上であるか、23以下、21以下、19以下、17以下、15以下、13以下、11以下又は9以下程度であってもよい。
化学式3で、R4は、アルキル基又はアリール基であり、pは、20~60の範囲内の数であり、qは、3~20の範囲内の数である。化学式3で、pは、他の例示で、21以上、22以上、23以上、24以上、25以上、26以上、27以上、28以上、29以上又は30以上であるか、55以下、50以下、45以下又は40以下程度であってもよい。また、化学式3で、qは、他の例示で、4以上、6以上、7.5以上、9以上又は11以上であるか、18以下、17以下、16以下、15以下又は14以下程度であってもよい。
前記化学式2又は化学式3で、アルキル基とアリール基の具体的な種類は、本明細書の課題の解決手段の文頭で記述した通りである。
前記第1ポリオルガノシロキサン成分のケイ素結合水素の含有モル数は、0.5~10mmol/gであってもよい。他の例示で、前記第1ポリオルガノシロキサン成分は、ケイ素結合水素を1.2mmol/g以上、1.4mmol/g以上、1.6mmol/g以上、1.8mmol/g以上、2mmol/g以上、2.2mmol/g以上、2.4mmol/g以上又は2.6mmol/g以上で含むか、9mmol/g以下、8mmol/g以下、7mmol/g以下、6mmol/g以下、5mmol/g以下又は4mmol/g以下で含むことができる。
前記第2ポリオルガノシロキサン成分のケイ素結合水素の含有モル数は、0.5~6mmol/gであってもよい。他の例示で、前記第2ポリオルガノシロキサン成分は、ケイ素結合水素を1mmol/g以上、2mmol/g以上、3mmol/g以上又は4mmol/g以上含むか、5.5mmol/g以下、5mmol/g以下又は4.5mmol/g以下で含んでもよい。
一つの例示で、前記ケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分が前記第1ポリオルガノシロキサン成分;及び前記第2ポリオルガノシロキサン成分を全て含む場合には、前記第1ポリオルガノシロキサン成分のケイ素結合水素のモル数(H1)に対する前記第2ポリオルガノシロキサン成分のケイ素結合水素のモル数(H2)の割合(H1/H2)が0.5~10の範囲内にあり得る。
前記割合(H1/H2)は、他の例示で、1以上、1.5以上、2以上、2.5以上、3以上、3.5以上又は4以上であるか、9以下、8以下、7以下、6以下、5以下又は4.5以下程度であってもよい。
硬化性組成物で前記アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分のアルケニル基の含有モル数(Ak)に対する前記ケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分のケイ素結合水素のモル数(H)の割合(H/Ak)は、2~10の範囲内で調節され得る。前記範囲は、他の例示で、2.1以上、2.2以上、2.3以上、2.4以上、2.5以上、2.6以上、2.7以上又は2.8以上であるか、9以下、8以下又は7以下程度に調節され得る。
前記割合は、前記硬化性組成物の具体的な用途によって変更され得る。
例えば、前記割合は、前記硬化性組成物が2液型硬化性組成物の硬化剤組成物である場合に、前記範囲内で追加で3以上、3.5以上、4以上、4.5以上、5以上、5.5以上又は6以上の範囲内の及び/又は9以下、8.5以下、8以下、7.5以下又は7以下の範囲内で調節され得る。
他の例示で、前記割合は、前記硬化性組成物が2液型硬化性組成物の主剤及び硬化剤組成物の混合組成物であるか、1液型組成物である場合に、前記範囲内で追加で2.2以上、2.4以上、2.6以上又は2.8以上の範囲内の及び/又は9以下、8以下、7以下、6以下、5以下、4以下又は3以下の範囲内で調節され得る。
前記硬化性組成物内でフィラーとして熱伝導性フィラーが適用される場合には、硬化性組成物又はその硬化物の放熱性又は熱伝導性を確保することができる。
前記熱伝導性フィラーは、前記フィラーが適用された硬化性組成物が約1W/mK以上の熱伝導度を示す硬化物を形成し得るようにするフィラーである。前記硬化物の熱伝導度は、約1.2W/mK以上、1.4W/mK以上、1.6W/mK以上又は1.8W/mK以上であるか、約400W/mK以下、約350W/mK以下、約300W/mK以下、200W/mK以下、100W/mK以下、50W/mK以下、10W/mK以下、8W/mK以下、6W/mK以下、4W/mK以下又は2W/mK以下程度であってもよい。
本発明のフィラー成分は、表面にヒドロキシ基を有するフィラーを有することができる。一つの例示で、前記フィラーは、水酸化アルミニウム(Al(OH)3)、水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)、水酸化カリウム(Ca(OH)2)及びハイドロマグネサイト(Mg5(CO3)4(OH)24H2O)からなる群より選択される一つ以上であってもよい。このようなフィラーは、熱伝導性に優れ、比重が低いため軽量化にも有利である。適用され得るフィラーの形態は特に制限されず、例えば、球形のフィラーや、針状や板状などの形態のフィラー又はその他無定形のフィラーも用いられ得る。
一つの例示で、表面にヒドロキシ基を有するフィラーは、平均粒径が0.001μm~100μmの範囲内にあり得る。前記平均粒径は、後述する実施例に記載した方式で測定したD50粒径である。前記フィラーの平均粒径は、他の例示で、0.005μm以上、0.01μm以上、0.05μm以上、0.1μm以上、0.5μm以上、0.8μm以上、1μm以上、5μm以上、10μm以上、15μm以上、20μm以上、25μm以上、30μm以上、35μm以上、40μm以上又は45μm以上であるか、95μm以下、90μm以下、85μm以下、80μm以下、75μm以下、70μm以下、65μm以下、60μm以下、55μm以下、50μm以下、45μm以下、40μm以下、35μm以下、30μm以下、25μm以下、20μm以下、15μm以下、10μm以下又は5μm以下程度であってもよい。
適切な充填性の確保及び目的物性の確保のために、前記フィラーとして少なくとも平均粒径が互いに異なる2種以上のフィラーの混合物を用いることができる。例えば、前記フィラーとして、上述した範囲内で平均粒径が20μm以上である第1フィラー及び平均粒径が10μm以下である第2フィラーが用いられてもよい。
前記第1フィラーの平均粒径は、他の例示で、25μm以上、30μm以上、35μm以上、40μm以上又は45μm以上であるか、100μm以下、95μm以下、90μm以下、85μm以下、80μm以下、75μm以下、70μm以下、65μm以下、60μm以下、55μm以下程度であってもよい。
また、前記第2フィラーの平均粒径は、他の例示で、0.001μm以上、0.005μm以上、0.01μm以上、0.05μm以上、0.1μm以上、0.5μm以上又は0.8μm以上であるか、10μm以下、8μm以下、6μm以下、4μm以下又は3μm以下程度であってもよい。
前記第1及び第2フィラーが同時に適用される場合に、前記第1フィラーの平均粒径(D1)の前記第2フィラーの平均粒径(D2)を基準とした割合(D1/D2)は、2~200の範囲内であってもよい。前記割合(D1/D2)は、他の例示で、5以上、10以上、15以上、20以上、25以上、30以上、35以上、40以上又は45以上であるか、170以下、150以下、130以下、110以下、95以下、90以下、85以下、80以下、75以下、70以下、65以下、60以下又は55以下程度であってもよい。
前記第1及び第2フィラーが同時に適用される場合に、前記第1フィラーの使用重量(W1)の前記第2フィラーの使用重量(W2)を基準とした割合(W1/W2)は、0.5~10の範囲内であってもよい。前記割合(W1/W2)は、他の例示で、1以上、1.5以上又は2以上であるか、9以下、8以下、7以下、6以下、5以下、4以下又は3以下程度であってもよい。
前記フィラー成分は、硬化性組成物のアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して200~900重量部の範囲内で含まれ得る。また、前記フィラー成分は、硬化性組成物のケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して1,000~30,000重量部の範囲内で含まれ得る。
前記範囲を満足する場合、優れた放熱特性を確保すると同時に金属と硬化性組成物の付着力を向上させて硬化性組成物の長期保管安定性を確保することができる。
一つの例示で、前記フィラー成分は、硬化性組成物の全体体積を基準として50~75体積%で含まれ得る。前記体積割合は、硬化剤組成物に含まれる各成分の質量割合とそれらの密度を考慮して計算することができ、最終硬化剤組成物の硬化物には含まれない成分(例えば、揮発性成分や溶媒など)は前記計算で考慮しない。
硬化性組成物は、前記成分に追加で必要な他の成分を含むことができる。
例えば、前記硬化性組成物は、触媒、例えば、付加反応触媒をさらに含むことができる。触媒の種類は特に制限されないが、例えば、白金系触媒が用いられ得、白金系触媒としては、公知又は市販されているものが用いられ得る。触媒の含量は特に制限されず、硬化性ポリオルガノシロキサン成分の組成によって触媒量で含まれ得る。
硬化性組成物は、前記成分外にも必要な場合に追加添加剤、例えば、顔料や染料、分散剤、揺変性付与剤、難燃剤などを追加で含むことができる。
硬化性組成物は、上述したように1液型組成物であるか、2液型組成物の主剤又は硬化剤組成物であるか、あるいは2液型組成物の主剤及び硬化剤組成物の混合物であってもよい。
1液型組成物又は2液型組成物の主剤及び硬化剤組成物の混合物である場合には、前記硬化性組成物は上述した成分を同時に含むことができる。
また、硬化性組成物が2液型組成物の主剤組成物である場合に、前記主剤組成物は、硬化性ポリオルガノシロキサン成分として前記アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分を含み、追加で前記触媒及びフィラー成分を含むことができる。
また、樹脂組成物が2液型組成物の硬化剤組成物である場合に、前記硬化剤組成物は、硬化性ポリオルガノシロキサン成分として前記アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分及びケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分を含み、追加で前記フィラー成分を含み、触媒は含まないこともある。このとき、触媒を含まないということは、実質的に含まないことであり、意図的に添加しないことを意味し、組成物全体重量に対して約0.01重量%以下、0.001重量%以下、0.0001重量%以下又は0.00001重量%以下で含む場合を実質的に含まないと言える。
前記それぞれの場合、ポリオルガノシロキサン成分、フィラー成分、触媒などの具体的な種類とそれらの配合割合は、上述した通りである。
一つの例示で、前記樹脂組成物が2液型硬化性組成物である場合に、前記樹脂組成物は、物理的に分離された主剤組成物及び硬化剤組成物を含み、前記主剤組成物は、アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分及びフィラー成分を含み、前記硬化剤組成物は、アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分、ケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分及びフィラー成分を含むことができる。
このような場合に、前記主剤組成物は触媒を含み、前記硬化剤組成物は触媒を含まなくてもよい。
一つの例示で、前記2液型硬化性組成物で、主剤組成物のアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分のアルケニル基のモル数(Ak1)及び硬化剤組成物のアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分のアルケニル基のモル数(Ak2)の割合(Ak1/Ak2)は、0.5~5の範囲内であってもよい。具体的に、前記割合(Ak1/Ak2)は、0.7以上、0.8以上、0.9以上、1.0以上、1.1以上又は1.2以上であるか、4以下、3.5以下、3以下、2.5以下、2以下又は1.5以下程度であってもよい。
一つの例示で、前記2液型硬化性組成物の全体アルケニル基のモル数(Ak)に対する全体ケイ素結合水素原子のモル数(H)の割合(H/Ak)は、1を超過することができる。具体的に、全体アルケニル基のモル数に対する全体ケイ素結合水素原子のモル数の割合は、1.1以上、1.2以上、1.3以上、1.4以上、1.5以上、1.6以上、1.7以上、2以上、3以上、4以上又は5以上であってもよい。アルケニル基のモル数に対するケイ素結合水素原子のモル数割合を前記範囲のように調節する場合、フィラーの表面処理なしでも2液型硬化性組成物を長期保管することができるという利点がある。ここで、2液型硬化性組成物の全体アルケニル基のモル数に対する全体ケイ素結合水素原子のモル数の割合は、主剤組成物及び硬化剤組成物の全体アルケニル基のモル数に対する全体ケイ素結合水素原子のモル数の割合であってもよい。
上記の場合ポリオルガノシロキサン成分、フィラー成分、触媒などの具体的な種類とそれらの配合の割合は、上述した通りである。
一つの例示で、前記2液型硬化性組成物が有する粘度値は、約1,000,000cP以下であってもよい。その下限は、例えば、約2,000cP以上であってもよい。一つの例示で、2液型硬化性組成物が有する粘度値は、約950,000cP以下、900,000cP以下又は約850,000cP以下であってもよく、約3,000cP以上、4,000cP以上又は約5,000cP以上であってもよい。該当範囲を満足する場合、組成物の長期保管安定性が確保され、適切な工程性も確保することができる。
本発明の2液型硬化性組成物は、硬化後に下記説明する用途に適合する物性を有することができる。
一つの例示で、前記2液型硬化性組成物は、硬化後に常温で所定の接着力を有することができる。具体的に、前記ASTM D1002規格で測定したアルミニウムに対する接着力が3.8kgf/cm2以上、4.0kgf/cm2以上、4.2kgf/cm2以上、4.4kgf/cm2以上、4.6kgf/cm2以上、4.8kgf/cm2以上、5.0kgf/cm2以上、5.5kgf/cm2以上、6.0kgf/cm2以上又は6.5kgf/cm2以上であってもよい。前記接着力の上限は特に制限されず、例えば、10.0kgf/cm2以下、9.0kgf/cm2以下又は8.0kgf/cm2以下であってもよい。上のように金属に対して優れた接着力を示す2液型硬化性組成物は、放熱素材が必要な多様な用途で効果的に用いられ得る。
一つの例示で、前記2液型硬化性組成物は、硬化後に常温で所定の硬度を有することができる。このとき、前記組成物の硬化層は、適切な硬度を示すことが好ましい。例えば、硬化層の硬度が過度に高いと、硬化層が砕けやすい(brittle)特性を有するので、信頼性に悪い影響を与え得る。このような点を考慮するとき、硬化層の硬度を調節して耐衝撃性、耐振動性を確保し、製品の耐久性を確保することができる。硬化層は、例えば、ショア(shore)OOタイプでの硬度が50以上、55以上、60以上、65以上又は70以上であってもよく、90以下、88以下、86以下、84以下又は82以下であってもよい。前記範囲の硬度は、2液型硬化性組成物内のフィラー及び硬化剤の含量で調節することができる。
一つの例示で、前記2液型硬化性組成物は、製造直後(0day)の硬度(H0)と常温で15日(15days)以上の時間の間放置したときの硬度(H15)の割合(H0/H15)は、0.6以上、0.65以上、0.7以上、0.75以上又は0.8以上であってもよい。前記硬度(H0及びH15)は、ショア(shore)OOタイプであってもよく、2液型硬化性組成物内のフィラー及び硬化剤の含量で前記割合(H0/H15)を調節することができる。
本発明の前記2液型硬化性組成物は、放熱素材が要求される多様な用途に適用され得、その用途の範囲は特に制限されない。例えば、バッテリー関連技術として、前記2液型硬化性組成物は、バッテリーモジュール又はバッテリーパックなどの放熱素材や車両用OBC(On Board Charger)の放熱素材として適用され得る。したがって、本発明は、また、前記2液型硬化性組成物又はその硬化物を放熱素材で含むバッテリーモジュール、バッテリーパック又はオンボードチャージャー(OBC)に関する。前記バッテリーモジュール、バッテリーパック又はオンボードチャージャーで前記2液型硬化性組成物又は硬化物の適用位置や適用方法は特に制限されず、公知の方式が適用され得る。また、本発明の2液型硬化性組成物は、前記用途に制限されず、優れた放熱特性、保管安定性及び接着力が要求される多様な用途に効果的に適用され得る。
本発明に関する他の一例で、本発明は、前記2液型硬化性組成物の硬化物を有する電子装備又は装置に関するものであってもよい。電子装備又は装置の種類は特に制限されず、例えば、車両用AVN(audio video navigation)や電気自動車用OBC(On Board Charger)モジュール、LEDモジュール又はICチップとこれを含むコンピュータやモバイル機器を例に挙げられる。
前記2液型硬化性組成物の硬化物は、前記装備又は装置内で熱を発散し、衝撃に対する耐久性及び絶縁性などを付与することができる。
本発明では、製造工程が簡単で且つ製造費用が節減され、長期保管安定性が確保される硬化性組成物を提供することができる。
以下、実施例を通じて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲は下記実施例によって制限されるものではない。
1.硬度
実施例又は比較例で製造された主剤組成物及び硬化剤組成物を2液型カートリッジにそれぞれ入れ、主剤及び硬化剤組成物を1:1の体積割合で混合し、5mm程度の厚さを有するフィルム形態で硬化させた後に前記フィルム表面の硬度をASTM D 2240規格によって測定した。硬度測定時には、ASKER Durometer機器を用いた。平たい状態のサンプルの表面に約1.5kg程度の荷重を加えて初期硬度を測定し、15秒後に安定化された測定値で確認して硬度を評価した。Shore OO硬度を測定した。
実施例又は比較例で製造された主剤組成物及び硬化剤組成物を2液型カートリッジにそれぞれ入れ、主剤及び硬化剤組成物を1:1の体積割合で混合し、5mm程度の厚さを有するフィルム形態で硬化させた後に前記フィルム表面の硬度をASTM D 2240規格によって測定した。硬度測定時には、ASKER Durometer機器を用いた。平たい状態のサンプルの表面に約1.5kg程度の荷重を加えて初期硬度を測定し、15秒後に安定化された測定値で確認して硬度を評価した。Shore OO硬度を測定した。
2.熱伝導度
実施例又は比較例で製造された主剤組成物及び硬化剤組成物を2液型カートリッジにそれぞれ入れ、主剤及び硬化剤組成物を1:1の体積割合で混合し、5mm程度の厚さを有するフィルム形態で硬化させた後に前記フィルムの厚さ方向の熱伝導度を測定した。熱伝導度は、ISO22007-2の規格によるHot Disk測定装備として、ニッケル線が二重スパイラル構造となっているセンサーが加熱しながら温度変化を測定する方式の装備を用いて測定した。
実施例又は比較例で製造された主剤組成物及び硬化剤組成物を2液型カートリッジにそれぞれ入れ、主剤及び硬化剤組成物を1:1の体積割合で混合し、5mm程度の厚さを有するフィルム形態で硬化させた後に前記フィルムの厚さ方向の熱伝導度を測定した。熱伝導度は、ISO22007-2の規格によるHot Disk測定装備として、ニッケル線が二重スパイラル構造となっているセンサーが加熱しながら温度変化を測定する方式の装備を用いて測定した。
3.粘度
主剤、硬化剤又は樹脂組成物の粘度は、粘弾性測定器(Advanced Rheometic Expansion System)(Brookfield社、DV3T Rheometer、CPA-52Zスピンドル)を用いて測定した。温度条件は、常温(約25℃)とし、gapは、5mmとした。せん断速度(shear rate)を0.1/sから10.0/sまで変化させながら粘度を測定した。下記記載した粘度は、せん断速度1/sでの値である。
主剤、硬化剤又は樹脂組成物の粘度は、粘弾性測定器(Advanced Rheometic Expansion System)(Brookfield社、DV3T Rheometer、CPA-52Zスピンドル)を用いて測定した。温度条件は、常温(約25℃)とし、gapは、5mmとした。せん断速度(shear rate)を0.1/sから10.0/sまで変化させながら粘度を測定した。下記記載した粘度は、せん断速度1/sでの値である。
4.1H NMR分析
ポリオルガノシロキサン成分に対する1H NMR分析は、公知の方式で行った。三重共鳴5mmプローブ(probe)を有するVarian Unity Inova(500MHz)分光計を含むNMR分光計を用いて常温で前記分析を行った。NMR測定用溶媒(CDCl3)に分析対象ポリオルガノシロキサン成分を約10mg/ml程度の濃度で希釈させて用い、化学的移動はppmで表現した。
ポリオルガノシロキサン成分に対する1H NMR分析は、公知の方式で行った。三重共鳴5mmプローブ(probe)を有するVarian Unity Inova(500MHz)分光計を含むNMR分光計を用いて常温で前記分析を行った。NMR測定用溶媒(CDCl3)に分析対象ポリオルガノシロキサン成分を約10mg/ml程度の濃度で希釈させて用い、化学的移動はppmで表現した。
5.29Si NMR分析
ポリオルガノシロキサン成分に対する29Si NMR分析は、公知の方式で行った。29Si NMR分析時に参照化合物(reference compound)としては、TMS(dilute tetramethylsilane in CDCl3)を用いてケミカルシフトを表現した。
ポリオルガノシロキサン成分に対する29Si NMR分析は、公知の方式で行った。29Si NMR分析時に参照化合物(reference compound)としては、TMS(dilute tetramethylsilane in CDCl3)を用いてケミカルシフトを表現した。
6.GPC(Gel Permeation Chromatograph)
ポリオルガノシロキサン成分の数平均分子量(Mn)及び分子量分布は、GPC(Gel Permeation Chromatograph)を用いて測定した。5mLバイアル(vial)に分析対象のポリオルガノシロキサンを入れ、約5mg/mL程度の濃度となるようにTHF(テトラヒドロフラン、tetrahydro furan)に希釈する。その後、較正(Calibration)用標準試料と分析しようとする試料をシリンジフィルタ(syringe filter)(孔径(pore size):0.45μm)を通じて濾過させた後に測定した。分析プログラムは、Agilent technologies社のChemStationを用い、試料の溶出時間(elution time)を較正曲線(calibration curve)と比較して重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)をそれぞれ求め、その割合(Mw/Mn)で分子量分布(PDI)を計算した。GPCの測定条件は下記の通りである。
ポリオルガノシロキサン成分の数平均分子量(Mn)及び分子量分布は、GPC(Gel Permeation Chromatograph)を用いて測定した。5mLバイアル(vial)に分析対象のポリオルガノシロキサンを入れ、約5mg/mL程度の濃度となるようにTHF(テトラヒドロフラン、tetrahydro furan)に希釈する。その後、較正(Calibration)用標準試料と分析しようとする試料をシリンジフィルタ(syringe filter)(孔径(pore size):0.45μm)を通じて濾過させた後に測定した。分析プログラムは、Agilent technologies社のChemStationを用い、試料の溶出時間(elution time)を較正曲線(calibration curve)と比較して重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)をそれぞれ求め、その割合(Mw/Mn)で分子量分布(PDI)を計算した。GPCの測定条件は下記の通りである。
<GPC測定条件>
器機:Agilent technologies社の1200series
カラム:Polymer laboratories社のPLgel mixed B 2個使用
溶媒:THF(テトラヒドロフラン、tetrahydro furan)
カラム温度:40℃
サンプル濃度:5mg/mL、10μL注入
標準試料:ポリスチレン(Mp:3900000、723000、316500、52200、31400、7200、3940、485)
器機:Agilent technologies社の1200series
カラム:Polymer laboratories社のPLgel mixed B 2個使用
溶媒:THF(テトラヒドロフラン、tetrahydro furan)
カラム温度:40℃
サンプル濃度:5mg/mL、10μL注入
標準試料:ポリスチレン(Mp:3900000、723000、316500、52200、31400、7200、3940、485)
<実施例1>
主剤組成物の製造
粘度が1000cPであり、下記化学式Aのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(VP1000、DAMIPOLYCHEM)7.92g、粘度が100cPであり、下記化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(DSVP100、WSsolution)1.98g及び白金触媒(1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyl-disiloxane-platinum(0)-complex)0.1gを含む主剤パート10gに、D50粒径が約50μm程度である水酸化アルミニウムとD50粒径が約1μmである水酸化アルミニウムが7:3の重量割合となるように混合した。前記水酸化アルミニウム混合フィラーは、化学式A及び化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して475の重量部で含まれた。
主剤組成物の製造
粘度が1000cPであり、下記化学式Aのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(VP1000、DAMIPOLYCHEM)7.92g、粘度が100cPであり、下記化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(DSVP100、WSsolution)1.98g及び白金触媒(1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyl-disiloxane-platinum(0)-complex)0.1gを含む主剤パート10gに、D50粒径が約50μm程度である水酸化アルミニウムとD50粒径が約1μmである水酸化アルミニウムが7:3の重量割合となるように混合した。前記水酸化アルミニウム混合フィラーは、化学式A及び化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して475の重量部で含まれた。
前記化学式Aのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分に対して前記記述した方式で測定した1H NMR分析で、Si-VinylピークとSi-CH3の面積比(Si-CH3/Si-Vinyl)は、約252であり、それに基づいて確認したビニル基の含量は、約0.107mmol/gであった。前記化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分に対して前記記述した方式で測定した1H NMR分析で、Si-VinylピークとSi-CH3の面積比(Si-CH3/Si-Vinyl)は、約93であり、それに基づいて確認したビニル基の含量は、約0.29mmol/gであった。
化学式Aのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分のGPCで測定した数平均分子量(Mn)は、約14800g/molであり、重量平均分子量(Mw)は、約35500g/molであり、分子量分布(PDI=Mw/Mn)は、約2.40であった。化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分のGPCで測定した数平均分子量(Mn)は、約7020g/molであり、重量平均分子量(Mw)は、約13700g/molであり、分子量分布(PDI=Mw/Mn)は、約1.95であった。
ペーストミキサー(paste mixer)に前記成分を投入し、公転600rpm、自転500rpmで3分程度ミキシングして分散させた後に発生した熱を確認し、真空状態で公転600rpm、自転200rpmで4分間脱泡して主剤組成物を製造した。
化学式Aで、mは、250程度の数である。
化学式Bで、nは、91程度の数である。
硬化剤組成物の製造
前記化学式Aのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分6.12g、前記化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分1.53g、下記化学式Cのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(XL11、AB Specialty Silicones)0.35g及び下記化学式Dのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(CE4、AB Specialty Silicones)2gを含む硬化剤パート10gに、D50粒径が約50μm程度である水酸化アルミニウムとD50粒径が約1μmである水酸化アルミニウムが7:3の重量割合となるように混合した。前記水酸化アルミニウム混合フィラーは、化学式A及び化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して614の重量部で含まれ、化学式C及び化学式Dのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して2000の重量部で含まれた。
前記化学式Aのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分6.12g、前記化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分1.53g、下記化学式Cのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(XL11、AB Specialty Silicones)0.35g及び下記化学式Dのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(CE4、AB Specialty Silicones)2gを含む硬化剤パート10gに、D50粒径が約50μm程度である水酸化アルミニウムとD50粒径が約1μmである水酸化アルミニウムが7:3の重量割合となるように混合した。前記水酸化アルミニウム混合フィラーは、化学式A及び化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して614の重量部で含まれ、化学式C及び化学式Dのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して2000の重量部で含まれた。
化学式Cのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分に対して行った前記29Si NMR分析を行った結果、化学式Cの構造で両末端のM単位((CH3)3SiO1/2単位)のモル比は、約4.3モル%、水素がないD単位((CH3)2SiO2/2単位)のモル比は、約68.8モル%、水素があるD単位(H(CH3)SiO2/2単位)のモル比は、約26.9モル%であった。また、1H NMR分析により確認されるSi-HピークとSi-CH3ピークの割合(Si-CH3/Si-H)は、約19.2であり、これを通じて確認したケイ素結合水素の含量は、約4.14mmol/gであった。
また、化学式Dのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分に対して行った1H NMR分析により確認されるSi-HピークとSi-CH3ピークの割合(Si-CH3/Si-H)は、約34.2であり、これを通じて確認したケイ素結合水素の含量は、約2.9mmol/gであった。
ペーストミキサー(paste mixer)に前記成分を投入し、公転600rpm、自転500rpmで3分程度ミキシングして分散させた後に発生した熱を確認し、真空状態で公転600rpm、自転200rpmで4分間脱泡して硬化剤組成物を製造した。
化学式Cで、pは、32程度の数であり、qは、13程度の数である。
化学式Dで、nは、9程度の数である。
前記主剤組成物及び硬化剤組成物それぞれに、水酸化アルミニウムは65体積%で含まれ、主剤組成物及び硬化剤組成物のアルケニル基(A)と硬化剤組成物の前記ケイ素結合水素(B)のモル比(B/A)は、2.88となるように混合して硬化性組成物を製造した。
<実施例2>
主剤組成物の製造
前記実施例1で製造された主剤組成物を用いた。
主剤組成物の製造
前記実施例1で製造された主剤組成物を用いた。
硬化剤組成物の製造
前記実施例1で硬化剤組成物を製造するときに使用した前記化学式Aのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分6.52g、前記化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分1.63g、前記化学式Cのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(XL11、AB Specialty Silicones)0.35g及び前記化学式Dのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(CE4、AB Specialty Silicones)1.5gを含む硬化剤パートを製造したこと以外には、前記実施例1と同一の方式で硬化剤組成物を製造した。
前記実施例1で硬化剤組成物を製造するときに使用した前記化学式Aのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分6.52g、前記化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分1.63g、前記化学式Cのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(XL11、AB Specialty Silicones)0.35g及び前記化学式Dのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(CE4、AB Specialty Silicones)1.5gを含む硬化剤パートを製造したこと以外には、前記実施例1と同一の方式で硬化剤組成物を製造した。
前記主剤組成物及び硬化剤組成物それぞれに、水酸化アルミニウムは65体積%で含まれ、主剤組成物及び硬化剤組成物のアルケニル基(A)と硬化剤組成物の前記ケイ素結合水素(B)のモル比(B/A)は、1.72となるように混合して硬化性組成物を製造した。
<実施例3>
主剤組成物の製造
前記実施例1で主剤組成物を製造するときに用いた化学式Aのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(VP1000、DAMIPOLYCHEM)9.98g及び白金触媒(1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyl-disiloxane-platinum(0)-complex)0.02gを含む主剤パート10gに、D50粒径が約50μm程度である水酸化アルミニウムとD50粒径が約1μmである水酸化アルミニウムが7:3の重量割合となるように混合した。前記水酸化アルミニウム混合フィラーは、化学式A及び化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して301の重量部で含まれた。
主剤組成物の製造
前記実施例1で主剤組成物を製造するときに用いた化学式Aのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(VP1000、DAMIPOLYCHEM)9.98g及び白金触媒(1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyl-disiloxane-platinum(0)-complex)0.02gを含む主剤パート10gに、D50粒径が約50μm程度である水酸化アルミニウムとD50粒径が約1μmである水酸化アルミニウムが7:3の重量割合となるように混合した。前記水酸化アルミニウム混合フィラーは、化学式A及び化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して301の重量部で含まれた。
硬化剤組成物の製造
前記実施例1で主剤組成物を製造するときに用いた化学式Aのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分5g、前記化学式Cのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(XL11、AB Specialty Silicones)1.67g及び前記化学式Dのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(CE4、AB Specialty Silicones)3.33gを含む硬化剤パート10gに、D50粒径が約50μm程度である水酸化アルミニウムとD50粒径が約1μmである水酸化アルミニウムが7:3の重量割合となるように混合した。前記水酸化アルミニウム混合フィラーは、化学式C及び化学式Dのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して600重量部で含まれた。
前記実施例1で主剤組成物を製造するときに用いた化学式Aのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分5g、前記化学式Cのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(XL11、AB Specialty Silicones)1.67g及び前記化学式Dのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(CE4、AB Specialty Silicones)3.33gを含む硬化剤パート10gに、D50粒径が約50μm程度である水酸化アルミニウムとD50粒径が約1μmである水酸化アルミニウムが7:3の重量割合となるように混合した。前記水酸化アルミニウム混合フィラーは、化学式C及び化学式Dのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して600重量部で含まれた。
ペーストミキサー(paste mixer)に前記成分を投入し、公転600rpm、自転500rpmで3分程度ミキシングして分散させた後に発生した熱を確認し、真空状態で公転600rpm、自転200rpmで4分間脱泡して硬化剤組成物を製造した。
前記主剤組成物及び硬化剤組成物それぞれに水酸化アルミニウムは54体積%で含まれ、主剤組成物及び硬化剤組成物のアルケニル基(A)と硬化剤組成物の前記ケイ素結合水素(B)のモル比(B/A)は、3.81となるように混合して硬化性組成物を製造した。
<比較例1>
主剤組成物の製造
粘度が1000cPであり、下記化学式Aのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(VP1000、DAMIPOLYCHEM)8.18g、粘度が100cPである下記化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(DSVP100、WSsolution)1.67g及び白金触媒(1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyl-disiloxane-platinum(0)-complex)0.15gを含む主剤パート10gに、D50粒径が約50μm程度である水酸化アルミニウムとD50粒径が約1μmである水酸化アルミニウムが7:3の重量割合となるように混合した。前記水酸化アルミニウム混合フィラーは、化学式A及び化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して477の重量部で含まれた。
主剤組成物の製造
粘度が1000cPであり、下記化学式Aのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(VP1000、DAMIPOLYCHEM)8.18g、粘度が100cPである下記化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(DSVP100、WSsolution)1.67g及び白金触媒(1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyl-disiloxane-platinum(0)-complex)0.15gを含む主剤パート10gに、D50粒径が約50μm程度である水酸化アルミニウムとD50粒径が約1μmである水酸化アルミニウムが7:3の重量割合となるように混合した。前記水酸化アルミニウム混合フィラーは、化学式A及び化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して477の重量部で含まれた。
ペーストミキサー(paste mixer)に前記成分を投入し、公転600rpm、自転500rpmで3分程度ミキシングして分散させた後に発生した熱を確認し、真空状態で公転600rpm、自転200rpmで4分間脱泡して主剤組成物を製造した。
化学式Aで、mは、250程度の数である。
化学式Bで、nは、91程度の数である。
硬化剤組成物の製造
前記化学式Aのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分7.96g及び前記化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分1.67gに、下記化学式Cのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(FD5020、DAMIPOLYCHEM)0.37gを含む硬化剤パート10gに、D50粒径が約50μm程度である水酸化アルミニウムとD50粒径が約1μmである水酸化アルミニウムが7:3の重量割合となるように混合した。前記水酸化アルミニウム混合フィラーは、化学式A及び化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して488の重量部で含まれ、化学式Cのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して12,703の重量部で含まれた。
前記化学式Aのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分7.96g及び前記化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分1.67gに、下記化学式Cのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分(FD5020、DAMIPOLYCHEM)0.37gを含む硬化剤パート10gに、D50粒径が約50μm程度である水酸化アルミニウムとD50粒径が約1μmである水酸化アルミニウムが7:3の重量割合となるように混合した。前記水酸化アルミニウム混合フィラーは、化学式A及び化学式Bのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して488の重量部で含まれ、化学式Cのポリオルガノシロキサンを含むポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して12,703の重量部で含まれた。
ペーストミキサー(paste mixer)に前記成分を投入し、公転600rpm、自転500rpmで3分程度ミキシングして分散させた後に発生した熱を確認し、真空状態で公転600rpm、自転200rpmで4分間脱泡して硬化剤組成物を製造した。
化学式Cで、pは、39程度の数であり、qは、8程度の数である。
前記主剤組成物及び硬化剤組成物それぞれに水酸化アルミニウムは65体積%で含まれ、主剤組成物及び硬化剤組成物のアルケニル基(A)と硬化剤組成物の前記ケイ素結合水素(B)のモル比(B/A)は、0.4となるように混合して硬化性組成物を製造した。
保管安定性の評価のために、前記比較例1の硬化性組成物の熱伝導度及び硬度を製造直後(0d)、3日経過後(3d)、9日経過後(9d)、15日経過後(15d)に評価して下記表1に整理した。また、実施例1~3の硬化性組成物の製造直後及び時間が経過した後に熱伝導度及び硬度を下記表1に整理した。
図1及び表1を参照すると、比較例1の硬化性組成物は、製造後10日内に硬度が20以上減少したが、実施例1~3の硬化性組成物は、適正な熱伝導度を示したので、経時的に硬度減少程度が小さく保管安定性が確保されることを確認することができる。
Claims (27)
- 主剤組成物及び硬化剤組成物を含む2液型硬化性組成物であって、
前記主剤組成物は、アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分及び表面にヒドロキシ基を有するフィラーを含むフィラー成分を含み、
前記硬化剤組成物は、アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分、ケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分及び表面にヒドロキシ基を有するフィラーを有するフィラー成分を含み、前記フィラー成分の体積割合が50~75体積%であり、前記アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分のアルケニル基含有量が0.05~5mmol/gの範囲内であり、前記アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分のアルケニル基の含有モル数(Ak)に対する前記ケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分のケイ素結合水素の含有モル数(H)の割合(H/Ak)が2~10の範囲内にあることを特徴とする、2液型硬化性組成物。 - 前記主剤組成物のアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分のアルケニル基のモル数(Ak1)及び前記硬化剤組成物のアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分のアルケニル基のモル数(Ak2)の割合(Ak1/Ak2)が0.5~5の範囲内にあることを特徴とする、請求項1に記載の2液型硬化性組成物。
- 前記主剤組成物は、触媒をさらに含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の2液型硬化性組成物。
- 前記主剤及び硬化剤組成物のアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分が含むアルケニル基のモル数(Ak)及び前記硬化剤組成物のケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分が含むケイ素結合水素のモル数(H)の割合(H/Ak)が1を超過することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の2液型硬化性組成物。
- 前記硬化剤組成物のアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分は、下記化学式1で表示されるポリオルガノシロキサンを有することを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の2液型硬化性組成物:
- 前記硬化剤組成物のケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分は、
下記化学式2の化合物を有する第1ポリオルガノシロキサン成分;及び
化学式3の化合物を有する第2ポリオルガノシロキサン成分からなる群より選択された一つ以上の成分を含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の2液型硬化性組成物:
- 前記硬化剤組成物の第1ポリオルガノシロキサン成分のケイ素結合水素の含有量が0.5~10mmol/gの範囲内であり、前記第2ポリオルガノシロキサン成分のケイ素結合水素の含有量が0.5~6mmol/gの範囲内にあることを特徴とする、請求項6に記載の2液型硬化性組成物。
- 前記硬化剤組成物のケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分は、第1ポリオルガノシロキサン成分;及び第2ポリオルガノシロキサン成分を含み、
前記第1ポリオルガノシロキサン成分のケイ素結合水素のモル数(H1)に対する前記第2ポリオルガノシロキサン成分のケイ素結合水素のモル数(H2)の割合(H1/H2)が0.5~10の範囲内にあることを特徴とする、請求項6又は7に記載の2液型硬化性組成物。 - 前記硬化剤組成物のフィラーは、無機水酸化物であることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の2液型硬化性組成物。
- 前記硬化剤組成物のフィラー成分は、平均粒径が20μm以上である第1無機水酸化物及び平均粒径が10μm以下である第2無機水酸化物を含むことを特徴とする、請求項9に記載の2液型硬化性組成物。
- 前記第1無機水酸化物の平均粒径(D1)と前記第2無機水酸化物の平均粒径(D2)の割合(D1/D2)が2~200の範囲内にあることを特徴とする、請求項10に記載の2液型硬化性組成物。
- 前記第1無機水酸化物の重量(W1)と前記第2無機水酸化物の重量(W2)の割合(W1/W2)が0.5~10の範囲内にあることを特徴とする、請求項10又は11に記載の2液型硬化性組成物。
- 前記硬化剤組成物のフィラー成分の割合が硬化剤組成物内のアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して300~900重量部の範囲内にあることを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の2液型硬化性組成物。
- 前記硬化剤組成物のフィラー成分の割合が硬化剤組成物内のケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して1,000~30,000重量部の範囲内にあることを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の2液型硬化性組成物。
- 前記硬化剤組成物は、触媒を含まないことを特徴とする、請求項1から14のいずれか一項に記載の2液型硬化性組成物。
- アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分;
ケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分;及び
表面にヒドロキシ基を有するフィラーを有するフィラー成分を含み、
前記フィラー成分の体積割合が50~75体積%であり、
前記アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分のアルケニル基含有量が0.05~5mmol/gの範囲内であり、
前記アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分のアルケニル基の含有モル数(Ak)に対する前記ケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分のケイ素結合水素の含有モル数(H)の割合(H/Ak)が2~10の範囲内にあることを特徴とする、硬化性組成物。 - 前記アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分は、下記化学式1で表示されるポリオルガノシロキサンを有することを特徴とする、請求項16に記載の硬化性組成物:
- 前記ケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分は、
下記化学式2の化合物を有する第1ポリオルガノシロキサン成分;及び
化学式3の化合物を有する第2ポリオルガノシロキサン成分からなる群より選択された一つ以上の成分を含むことを特徴とする、請求項16又は17に記載の硬化性組成物:
- 前記第1ポリオルガノシロキサン成分のケイ素結合水素の含有量が0.5~10mmol/gの範囲内であり、前記第2ポリオルガノシロキサン成分のケイ素結合水素の含有量が0.5~6mmol/gの範囲内にあることを特徴とする、請求項18に記載の硬化性組成物。
- 前記ケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分は、第1ポリオルガノシロキサン成分;及び第2ポリオルガノシロキサン成分を含み、
前記第1ポリオルガノシロキサン成分のケイ素結合水素のモル数(H1)に対する前記第2ポリオルガノシロキサン成分のケイ素結合水素のモル数(H2)の割合(H1/H2)が0.5~10の範囲内にあることを特徴とする、請求項18又は19に記載の硬化性組成物。 - 前記フィラーは、無機水酸化物であることを特徴とする、請求項16から20のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
- 前記フィラー成分は、平均粒径が20μm以上である第1無機水酸化物及び平均粒径が10μm以下である第2無機水酸化物を含むことを特徴とする、請求項21に記載の硬化性組成物。
- 前記第1無機水酸化物の平均粒径(D1)と前記第2無機水酸化物の平均粒径(D2)の割合(D1/D2)が2~200の範囲内にあることを特徴とする、請求項22に記載の硬化性組成物。
- 前記第1無機水酸化物の重量(W1)と前記第2無機水酸化物の重量(W2)の割合(W1/W2)が0.5~10の範囲内にあることを特徴とする、請求項22又は23に記載の硬化性組成物。
- 前記フィラー成分の割合が前記アルケニル基含有ポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して200~900重量部の範囲内にあることを特徴とする、請求項16から24のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
- 前記フィラー成分の割合が前記ケイ素結合水素含有ポリオルガノシロキサン成分100重量部に対して1,000~30,000重量部の範囲内にあることを特徴とする、請求項16から25のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
- 触媒を含まないことを特徴とする、請求項16から26のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
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