JP2718956B2 - シリコーンゴム組成物 - Google Patents

シリコーンゴム組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はシリコーンゴム組成物に関し、さらに詳しく
は充填剤量を増しても機械的特性の良好なシリコーンゴ
ム組成物に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
ケイ素原子に結合せるビニル基を有するポリオルガノ
シロキサンをベースポリマーとし、ケイ素原子に結合せ
る水素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキ
サンを架橋剤とした、いわゆる付加反応型液状シリコー
ンゴムは公知であり、耐候性、離型性等の優れた特性か
ら、型取り材料、電気・電子材料等のポッティング剤、
コーティング材として広く用いられている。その機械的
特性などの付与すべき特性は、用いられる充填剤の種類
や配合量によって変えられることも知られている。
特にポッティング剤として、例えばパワートランジス
ターなどの半導体素子の発熱を防止するために、熱伝導
性を有するこのような組成物が必要になってきた。これ
らの組成物においては、例えば熱伝導性を付与するため
に充填剤の配合量を多くする必要があるが、一般的にこ
のような組成物においては多量に充填剤を配合すると硬
化後のゴム硬さが高く、極めてもろい弾性体になり、ゴ
ムにクラック等が発生しやすいという問題があった。
〔発明の目的〕
本発明は、前述の問題点を解消し、充填剤の配合量を
増しても良好な機械的特性を保持し、かつ熱伝導性が要
求される場合等にも優れた熱伝導性を併せ持つシリコー
ンゴム組成物を提供することである。
〔発明の構成〕
本発明者はこれらの目的を達成するために鋭意研究を
行った結果、架橋剤であるポリオルガノハイドロジェン
シロキサンとして、一般式R1Si(OSiR2 2H)〔式中R1
はC1〜C4のアルキル基、R2はC1〜C4のアルキル基を表
す〕で表されるシロキサンを用いることにより斯かる目
的が達成されることを見出し、ここに本発明を完成する
に至った。
本発明は即ち、 (A)ケイ素原子に結合せるビニル基が1分子中に少な
くとも2個存在し、ケイ素原子に結合せる残余の有機基
が脂肪族不飽和を含まぬ置換又は非置換の1価の炭化水
素基であり、25℃における粘度が50〜100,000cPである
ポリオルガノシロキサン100重量部 (B)一般式 R1Si(OSiR2 2H) (式中R1はC1〜C4のアルキル基又はフェニル、R2はC1
C4のアルキル基を表す) で示されるポリオルガノハイドロジェンシロキサン、ケ
イ素原子に結合せる水素原子の数が(A)のケイ素原子
に結合せるビニル基1個に対して0.5〜3.0個となる量 (C)白金系触媒、パラジウム系触媒、及びロジウム系
触媒からなる群より選ばれた触媒、(A)と(B)の合
計量に対し触媒金属元素の量として0.1〜100ppmとなる
量 及び (D)充填剤 50〜1000重量部 からなることを特徴とするシリコーンゴム組成物であ
る。
本発明で用いられる(A)成分のポリオルガノシロキ
サンは、本組成物のベースポリマーとなるもので、ケイ
素原子に結合せるビニル基を1分子中に少なくとも2個
有するものである。ビニル基の量が2個より少ないと、
架橋によらないポリオルガノシロキサンが増加して、硬
化して得られた組成物がゴム状にならない。
(A)のポリオルガノシロキサンのケイ素原子に結合
せる有機基のうち、前記のビニル基以外のものとして
は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アミ
ノ基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基
のようなアルキル基、フェニル基のようなアリール基、
β−フェニルエチル基、β−フェニルプロピル基のよう
なアラルキル基、及びクロロメチル基、シアノエチル
基、3,3,3−トリフルオロプロピル基のような置換炭化
水素基が例示されるが、合成な容易なこと、未硬化の状
態で取り扱いやすいこと、及び硬化後の良好な物理的性
質を保持するために必要なポリオルガノシロキサンの重
合度をもつ点から、メチル基が好ましい。
(A)で示されるポリオルガノシロキサンは、25℃に
おける粘度が50〜100,000cPの範囲である。粘度は10cP
未満の場合、硬化前の製品の経時安定性が悪くなり、オ
イルと充填剤が混合後すぐに分離してしまう。特に数日
間経つと充填剤が沈降してしまう。又、粘度が100,000c
pを超える場合、多量の充填剤を配合すると製品の粘度
が非常に高くなり、作業性の悪いものになってしまう。
本発明で用いられる(B)成分のポリオルガノハイド
ロジェンシロキサンは、一般式R1Si(OSiR2 2H)で表
され、(A)のポリオルガノシロキサンのビニル基と反
応してゴム状硬化物を形成するもので、本発明の特徴を
なすものである。
R1としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基などのアルキル基が例示されるが、合成しやすいこ
とからメチル基が好ましい。また、R2としてはメチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基などのアルキル基
が例示されるが、材料の得やすさ、合成のしやすさなど
からメチル基が好ましい。これらのポリオルガノハイド
ロジェンシロキサンは単独でも2種以上併用して用いて
も差し支えなく、これらは常法によりメチルトリメトキ
シシランとジメチルクロロシランなどのクロロシランを
共加水分解することにより容易に得られる。
(B)成分の配合量は(A)成分中のケイ素原子に結
合せるビニル基1個に対して(B)成分中のケイ素原子
に結合せる水素原子が0.5〜3.0個、好ましくは0.8〜3.0
個となるような量である。このような好ましい範囲内に
ある場合は、組成物の硬化が十分に進行して、硬化後の
組成物に適度な硬さが得られる。(B)成分の配合量が
上記範囲より少ないと、架橋が十分に進行せず、硬化物
が柔らやくなりすぎるばかりか、表面にベタツキが残っ
たり、高温下にさらされた場合、硬さ変化が激しい等の
問題がある。又、配合量が上記範囲より多いと、得られ
た硬化物が柔らかくなってしまい、経時的にも変化が激
しい等の問題がある。
本発明で用いられる(C)成分の触媒は、(A)成分
のビニル基と(B)成分のヒドロシリル基との間の付加
反応を促進するためのもので、塩化白金酸、アルコール
変性塩化白金酸、白金とオレフィンとの錯体、白金とケ
トン類との錯体、白金とビニルシロキサンとの錯体など
で例示される白金系触媒、テトラキス(トリフェニルホ
スフィン)パラジウム、パラジウム黒とトリフェニルホ
スフィンとの混合物などで例示されるパラジウム系触
媒、あるいはロジウム系触媒が使用できるが、触媒効果
と取り扱いの容易さから白金系触媒が好ましい。(C)
成分の配合量は、(A)と(B)の合計量に対し、触媒
金属元素の量として0.1〜100ppmの範囲となる量であ
る。0.1ppm未満では付加反応が十分に進行しない。又、
100ppmを超えても特に硬化速度の向上は期待できない。
本発明で用いられる充填剤は、一般に液状シリコーン
ゴムに用いられているもので、補強性を付与させるもの
であればよい。このような充填剤としては、煙霧質シリ
カ、沈殿シリカ、粉砕石英、珪藻土、炭酸カルシウム、
タルク、クレー、カーボンブラックなどが例示される。
また、熱伝導性をも付与する粉末として、アルミナ、酸
化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ベリリウム、酸化クロ
ム、酸化チタン、酸化鉄等の金属酸化物、セラミックス
としては窒化ホウ素、炭化ホウ素、チタンカーバイト、
炭化ケイ素、窒化アルミニウム等が例示される。このよ
うな熱伝導性を付与するものとしては、入手のしやす
さ、種類を選べること、安定性や電気絶縁性などからア
ルミナ、窒素ホウ素が特に好ましい。なお、これら無機
質充填剤は、脂肪酸あるいは有機ケイ素化合物、例えば
トリメチルクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘ
キサメチルシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロ
テトラシロキサン及びシリコーンオイルなどで表面処理
しても用い得る。
(D)成分の配合量は(A)成分のポリオルガノシロ
キサン100重量部に対し50〜1000重量部であり、また熱
伝導性をも付与する充填剤の場合は100〜800重量部が好
ましく、さらに200〜700重量部がよい。50重量部未満で
は本発明における効果が顕著でなく、また、1000重量部
を超えると混合時の粘度が著しく上昇してしまい作業性
が著しく悪くなるので好ましくない。
本発明の組成物は、上記した(A)〜(D)の成分を
混合することによって得られるが、(A),(B),
(C)成分を混合した場合、常温でも反応し硬化してし
まうので、その使用に際して(A),(B),(C)成
分の内いずれか1つの成分を別に保存しておいて直前に
混合して用いるか、又は組成物中に公知の安定化剤を配
合することにより硬化反応を防止する必要がある。
また、用途・目的によって接着性を必要とする場合
は、適宜接着助剤を用いれば良い。付加反応によって硬
化するシリコーンゴムの接着助剤としては、例えば特公
昭47−36255号公報、特公昭50−3460号公報、特公昭53
−13508号公報、特公昭56−39783号公報、特開昭48−16
952号公報、特開昭50−124953号公報、特開昭52−22051
号公報、特開昭52−126455号公報、特開昭53−144960号
公報、特開昭54−37157号公報、特開昭54−80358号公報
及び特開昭54−91559号公報などに開示されているもの
が用いられる。具体的には、分子中に次の〜のよう
な官能基をもったシラン誘導体やシロキサン誘導体が好
ましい。
Si−H結合とエポキシ基 Si−H結合とアルコキシ基 ビニル基、エポキシ基、アルコキシ基 アリル基とアルコキシ基 (メタ)アクリロキシ基とアルコキシ基 〔発明の効果〕 以上説明したとおり、本発明のシリコーンゴム組成物
は高い充填剤配合量においても優れたゴム物性を示すも
のである。
本発明の組成物は、電気・電子部品、電装部品に、特
に熱伝導性充填剤を用いた場合はこれらの放熱用ポッテ
ィング剤、発熱体と放熱フィンの放熱接着剤として用い
られるものである。
〔実 施 例〕
以下、実施例等を挙げて本発明をさらに詳しく述べ
る。なお、以下において「部」はすべて「重量部」を表
し、「%」はすべて「重量%」を表す。また、粘度とあ
るのは25℃における粘度を表す。なお、記号Me及びViは
それぞれメチル基及びビニル基を表す。
実施例 1 下記の材料を第1表の配合比により均一に混合して組
成物1〜4を調製し、その物性を測定した。但し、組成
物1は本発明品であり、組成物2〜4は比較品である。
熱伝導率の測定は、昭和電工製Shotherm QTM−D II迅
速熱伝導率計を用いて行った。ゴム物性は厚さ2mmのシ
ートを150℃、1時間で加熱硬化させて得た後、JIS K 6
301に準じて、硬さ、伸びを測定した。結果を第1表に
示す。
<(A)成分として> ポリシロキサンA−1; 平均式 で表されるビニル基を含有するポリジメチルシロキサン
(粘度;650cP) <(B)成分として> B−1;MeSi(OSiMe2H)で表されるポリオルガノハイ
ドロジェンシロキサン B−2;平均式 で表されるポリメチルハイドロジェンシロキサン B−3;平均式 で表されるポリメチルハイドロジェンシロキサン <(C)成分として> C−1;塩化白金酸とテトラメチルテトラビニルシクロテ
トラシロキサンを加熱して得られたもの 白金含有量:白金として2.0重量% <(D)成分として> 平均粒子径4.6μmの微粒低ソーダアルミナ(昭和電
工製AL−43)を用いた。
この結果より、本発明による組成物は高い熱伝導率を
有しているだけでなく、ゴム物性も従来のものに比べ非
常に優れていることがわかる。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)ケイ素原子に結合せるビニル基が1
    分子中に少なくとも2個存在し、ケイ素原子に結合せる
    残余の有機基が脂肪族不飽和を含まぬ置換又は非置換の
    1価の炭化水素基であり、25℃における粘度が50〜100,
    000cPであるポリオルガノシロキサン100重量部 (B)一般式 R1Si(OSiR2 2H) (式中R1はC1〜C4のアルキル基、R2はC1〜C4のアルキル
    基を表す)で示されるポリオルガノハイドロジェンシロ
    キサン、ケイ素原子に結合せる水素原子の数が(A)の
    ケイ素原子に結合せるビニル基1個に対して0.5〜3.0個
    となる量 (C)白金系触媒、パラジウム系触媒、及びロジウム系
    触媒からなる群より選ばれた触媒、(A)と(B)の合
    計量に対し触媒金属元素の量として0.1〜100ppmとなる
    量 及び (D)充填剤 50〜1000重量部 からなることを特徴とするシリコーンゴム組成物。
  2. 【請求項2】(D)が熱伝導性充填剤である請求項1記
    載のシリコーンゴム組成物。
  3. 【請求項3】(D)の配合量が(A)100重量部に対し1
    00〜800重量部である請求項2記載のシリコーンゴム組
    成物。
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