JP5589856B2 - 透明性に優れる熱伝導性シリコーン組成物及び硬化物 - Google Patents
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Description
(α)SiO 4/2 単位(Q単位)からなる基材シリカと、その表面に処理され結合した表面処理剤とからなる疎水化表面処理シリカ、及び、
(β)ポリオルガノシロキサン成分
を含む熱伝導性シリコーン組成物にして、
前記の表面処理剤が、一般式(X):
で表される有機ケイ素化合物であり、
前記Q単位の数(q)に対する、基材シリカの表面に結合した表面処理剤を構成するケイ素原子の数(p)のモル比(p/q)が、0.01〜0.3の範囲内である、ことを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物を提供する。
オルガノポリシロキサンは、無機質のSi-O-Si結合と、ケイ素原子に結合した有機基から成り立っており、骨格の構造、重合度、有機基の種類などを変えることにより、それぞれ特徴のあるいろいろなものが得られる。そこで、オルガノポリシロキサンの構造及び本発明の説明を簡略化するために、当業者には周知、慣用である以下の記号を用いる。各単位においてケイ素原子に隣接して結合する酸素原子はシロキサン結合(Si−O−Si)を形成する酸素原子を想定しており、該酸素原子を挟む二つのケイ素原子に1/2個ずつ共有されている、と考える。
M単位:
・基材シリカ:
基材シリカ、即ち、無処理のシリカは本質的にQ単位のみからなるが、通常、表面に水酸基(シラノール基)を多数有し、表面は親水性である。
本発明に用いられる表面処理シリカは基材シリカを前記一般式(X)で表される特定の表面処理剤で処理し表面を疎水化したものである。基材シリカが本来有する水酸基が表面処理剤と反応して表面が疎水化されている。したがって、表面処理シリカは、基材シリカの表面に表面処理剤が結合した状態で存在している。
一般式(X)で表される有機ケイ素化合物は、具体的には、以下の一般式(1)〜(3)で表すことができる。
・表面処理シリカ:
Q単位からなる基材シリカと、表面に存在する前記表面処理剤との割合は、前記基材シリカを構成するQ単位の数(q)に対する、基材シリカの表面に結合した表面処理剤を構成するケイ素原子の数(p)のモル比(p/q)が、0.01〜0.3の範囲内である。このp/qの値が大きい程シリカ表面に多くの表面処理剤が存在することになり処理度の高いシリカと言える。p/qが0.01よりも小さいと、処理度が不十分になり充填性、分散性が悪く、透明性を保つことが出来ない。またT単位の方がM単位よりも嵩高いためにT単位が多い方がよりシリカ表面を保護することができる。例えば表面処理済みのシリカ表面にシラノール基が残存していてもT単位がシラノール基に覆い被さるため、疎水化効果がえられる。また上記モル比が0.3を超えるとシリカの粒径が大きくなってしまい、透明性を確保できなくなる。
本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、
(α)SiO 4/2 単位(Q単位)からなる基材シリカと、その表面に処理され結合した表面処理剤とからなる疎水化表面処理シリカ、及び、
(β)ポリオルガノシロキサン成分
を含む熱伝導性シリコーン組成物にして、
前記の表面処理剤が、一般式(X):
で表される有機ケイ素化合物であり、
前記Q単位の数(q)に対する、基材シリカの表面に結合した表面処理剤を構成するケイ素原子の数(p)のモル比(p/q)が、0.01〜0.3の範囲内である、ことを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物である。
本発明の熱伝導性シリコーン組成物は硬化性であり、硬化反応の型に応じて(β)成分のポリオルガノシロキサン成分が選択され、また必要に応じて硬化剤や触媒が配合される。以下、組成物の硬化反応の型ごとに詳しく説明する。
本発明の熱伝導性シリコーン組成物の硬化型は特に限定はされていない。公知のものを使用することができる。その具体例としては、有機過酸化物硬化性、付加硬化性、放射線硬化性、および縮合硬化性のシリコーン組成物が挙げられる。付加硬化性が好ましい。
付加硬化反応性シリコーン組成物としては、例えば、上記のアルケニル基を有する直鎖状オルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンと白金族金属系触媒の存在下で反応(ヒドロシリル化付加反応)させることにより硬化するシリコーン組成物を挙げることができる。
有機過酸化物硬化反応型シリコーン組成物として、具体的には、例えば、前記表面処理剤の他に、
(a)ケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも2個含有するオルガノポリシロキサン、
(b)有機過酸化物、および、任意成分として
(c)ケイ素原子に結合した水素原子(即ち、SiH基)を少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン 全硬化性シリコーン組成物中のアルケニル基1モル当たり、本(c)成分中のケイ素原子に結合した水素原子の量が0.1〜2モルとなる量、
を含有する有機過酸化物硬化反応型シリコーン組成物があげられる。
(a)成分のオルガノポリシロキサンは、有機過酸化物硬化反応型シリコーン組成物のベースポリマーである。(a)成分のオルガノポリシロキサンの重合度は特に限定されず、(a)成分としては、25℃で液状のオルガノポリシロキサンから生ゴム状のオルガノポリシロキサンまで使用できるが、平均重合度が好ましくは50〜20,000、より好ましくは100〜10,000、更により好ましくは100〜2,000程度のオルガノポリシロキサンが好適に使用される。また、(a)成分のオルガノポリシロキサンは、基本的には、原料の入手のしやすさの観点から、分子鎖がジオルガノシロキサン単位(R4 2SiO2/2単位)の繰返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基(R4 3SiO1/2)もしくはヒドロキシジオルガノシロキシ基((HO)R4 2SiO1/2単位)で封鎖された、分岐を有しない直鎖構造、または分子鎖が該ジオルガノシロキサン単位の繰返しからなる、分岐を有しない環状構造を有するが、三官能性シロキサン単位やSiO2単位等の分岐状構造を部分的に含有してもよい。ここで、R4は下に説明する式(4)において定義の通りである。
R4 aSiO(4−a)/2 (4)
(式中、R4は同一または異種の非置換もしくは置換の、炭素原子数が1〜10、より好ましくは1〜8の一価炭化水素基を表し、R4の50〜99モル%はアルケニル基であり、aは1.5〜2.8、より好ましくは1.8から2.5、さらにより好ましくは1.95〜2.05の範囲の正数である。)で示され、一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が用いられる。
(b)成分は、有機過酸化物硬化反応型オルガノポリシロキサン組成物において(a)成分の架橋反応を促進するための触媒として使用される有機過酸化物である。(b)成分としては、(a)成分の架橋反応を促進することができる限り、従来公知の有機過酸化物を使用することができる。その具体例としては、ベンソイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンソイルパーオキサイド、p−メチルベンソイルパーオキサイド、o−メチルベンソイルパーオキサイド、2,4−ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−ビス(2,5−t−ブチルパーオキシ)へキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、、t−ブチルパーベンゾエート、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシカルボキシ)へキサン等が挙げられるが特にこれらに限定されるものではない。
任意成分である(c)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、ケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)を少なくとも2個(通常2〜200個)、好ましくは3個以上(通常3〜100個)含有する。(a)成分単独でも(b)成分を添加し、加熱することで硬化させることが可能であるが、(c)成分を添加することで、(a)成分単独の場合と比べて、(a)成分と反応しやすいため、より低温かつ短時間で、硬化させることができる。(c)成分の分子構造は特に限定されず、例えば、線状、環状、分岐状、三次元網状(樹脂状)等の、従来製造されているいずれのオルガノハイドロジェンポリシロキサンも(c)成分として使用することができる。(c)成分が線状構造を有する場合、SiH基は、分子鎖末端および分子鎖末端でない部分のどちらか一方でのみケイ素原子に結合していても、その両方でケイ素原子に結合していてもよい。また、1分子中のケイ素原子の数(または重合度)が、通常、2〜300個、好ましくは4〜150個程度であり、室温(25℃)において液状であるオルガノハイドロジェンポリシロキサンが、(c)成分として好ましく使用できる。
R5 bHcSiO(4−b−c)/2 (5)
(式中、R5は同一または異種の非置換もしくは置換の、脂肪族不飽和結合を含有しない、炭素原子数が1〜10、より好ましくは1〜8の一価炭化水素基であり、bおよびcは、好ましくは0.7≦b≦2.1、0.001≦c≦1.0、かつ0.8≦b+c≦3.0、より好ましくは1.0≦b≦2.0、0.01≦c≦1.0、かつ1.5≦b+c≦2.5を満足する正数である。)
で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンが用いられる。上記R5としては、例えば、上記平均組成式(4)中のR4と同様の基(ただし、アルケニル基を除く。)が挙げられる。
紫外線硬化反応性シリコーン組成物として、具体的には、例えば前記表面処理剤の他に、
(d)紫外線反応性オルガノポリシロキサン、および
(e)光重合開始剤
を含有する紫外線硬化反応性シリコーン組成物が挙げられる。
(d)成分の紫外線反応性オルガノポリシロキサンは、通常、紫外線硬化反応性シリコーン組成物においてベースポリマーとして作用する。(d)成分は、特に限定されず、好ましくは1分子中に少なくとも2個、より好ましくは2〜20個、特に好ましくは2〜10個の紫外線反応性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に複数存在する前記紫外線硬化反応性基は、すべて同一でも異なっていてもよい。
または下記一般式(6b);
で表される少なくとも2個の紫外線反応性基を有するオルガノポリシロキサンが挙げられる。
(e)成分の光重合開始剤は、前記(d)成分中の紫外線反応性基の光重合を促進させる作用を有する。(e)成分は特に限定されず、その具体例としては、アセトフェノン、プロピオフェノン、ベンゾフェノン、キサントール、フルオレイン、ベンズアルデヒド、アンスラキノン、トリフェニルアミン、4−メチルアセトフェノン、3−ペンチルアセトフェノン、4−メトキシアセトフェノン、3−ブロモアセトフェノン、4−アリルアセトフェノン、p−ジアセチルベンゼン、3−メトキシベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4−クロロ−4’−ベンジルベンゾフェノン、3−クロロキサントン、3,9−ジクロロキサントン、3−クロロ−8−ノニルキサントン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、ビス(4−ジメチルアミノフェニル)ケトン、ベンジルメトキシアセタール、2−クロロチオキサントン、ジエチルアセトフェノン、1−ヒドロキシクロロフェニルケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルホリノ−1−プロパン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノンおよび2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン等が挙げられ、好ましくは高純度の観点からベンゾフェノン、4−メトキシアセトフェノン、4−メチルベンゾフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンおよび2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンが挙げられ、より好ましくはジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンおよび2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オンが挙げられる。これらの光重合開始剤は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
付加硬化反応性シリコーン組成物として、具体的には、例えば、前記表面処理剤の他に、
(f)ケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも2個含有するオルガノポリシロキサン、
(g)ケイ素原子に結合した水素原子(即ち、SiH基)を少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン 全硬化性シリコーン組成物中のアルケニル基1モル当たり、本(g)成分中のケイ素原子に結合した水素原子の量が0.1〜5モルとなる量、および
(h)白金族金属系触媒 有効量
を含有する付加硬化反応性シリコーン組成物が挙げられる。
(f)成分のオルガノポリシロキサンは、付加硬化反応性シリコーン組成物のベースポリマーであり、ケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも2個含有する。(f)成分としては公知のオルガノポリシロキサンを使用することが出来る。ゲルパーミッションクロマトグラフィー(以下、「GPC」とする。)により測定された(f)成分のオルガノポリシロキサンの重量平均分子量はポリスチレン換算で好ましくは3,000〜300,000程度である。さらに(f)成分のオルガノポリシロキサンの25℃に置ける粘度は、100〜1,000,000mPa.sであることが好ましく、1,000〜100,000mPa.s程度であることが特に好ましい。100mPa.s以下であると曳糸性が低く、繊維の細径化が困難となり、1,000,000mPa.s以上では取扱が困難となる。(f)成分のオルガノポリシロキサンは、基本的には、原料の入手のしやすさの観点から、分子鎖(主鎖)がジオルガノシロキサン単位(R10 2SiO2/2単位)の繰返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基(R10 3SiO1/2)で封鎖された、分岐を有しない直鎖状構造、または分子鎖が該ジオルガノシロキサン単位の繰返しからなる、分岐を有しない環状構造を有するが、R10SiO3/2単位やSiO4/2単位を含んだ分岐状構造を部分的に有してもよい。ここで、R10は下に説明する式(7)に関して述べる通りである。
R10 lSiO(4−l)/2 (7)
(式中、R10は前記同様、同一または異種の非置換もしくは置換の、炭素原子数が1〜10、より好ましくは1〜8の一価炭化水素基であり、lは好ましくは1.5〜2.8、より好ましくは1.8から2.5、さらにより好ましくは1.95〜2.05の範囲の正数である。)で示され、一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が用いられる。上記R10としては、例えば、上記平均組成式(4)中のR4について例示した基が挙げられる。
(g)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、ケイ素原子に結合した水素原子(SiH基)を少なくとも2個(通常2〜200個)、好ましくは3個以上(通常3〜100個)含有する。(g)成分は、(f)成分と反応し架橋剤として作用する。(g)成分の分子構造は特に限定されず、例えば、線状、環状、分岐状、三次元網状(樹脂状)等の、従来製造されているいずれのオルガノハイドロジェンポリシロキサンも(b)成分として使用することができる。(g)成分が線状構造を有する場合、SiH基は、分子鎖末端および分子鎖末端でない部分のどちらか一方でのみケイ素原子に結合していても、その両方でケイ素原子に結合していてもよい。また、1分子中のケイ素原子の数(または重合度)が、通常、2〜300個、好ましくは4〜150個程度であり、室温(25℃)において液状であるオルガノハイドロジェンポリシロキサンが、(g)成分として好ましく使用できる。
R11 pHqSiO(4−p−q)/2 (8)
(式中、R11は同一または異種の非置換もしくは置換の、脂肪族不飽和結合を有しない、炭素原子数が1〜10、より好ましくは1〜8の一価炭化水素基であり、pおよびqは、好ましくは0.7≦p≦2.1、0.001≦q≦1.0、かつ0.8≦p+q≦3.0、より好ましくは1.0≦p≦2.0、0.01≦q≦1.0、かつ1.5≦p+q≦2.5を満足する正数である。)
で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンが用いられる。上記R11としては、例えば、上記平均組成式(4)中のR4について例示した基(ただし、アルケニル基を除く。)が挙げられる。
また、該添加量が上記SiHの量が5.0モルより多くなる量であると該硬化反応物中に脱水素反応による発泡が生じてしまい、さらに該硬化反応物の強度および耐熱性が悪影響を受ける。
(h)成分の白金族金属系触媒は、(f)成分と(g)成分との付加硬化反応(ヒドロシリル化反応)を促進させるための触媒として使用される。(h)成分としては、公知の白金族金属系触媒を用いることができるが、白金もしくは白金化合物を用いることがこのましい。(h)成分の具体例としては、白金黒、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール変性物、塩化白金酸とオレフィン、アルデヒド、ビニルシロキサンまたはアセチレンアルコール類との錯体が挙げられる。
縮合硬化反応型シリコーン組成物として、具体的には、例えば、前記表面処理剤の他に、
(i)シラノール基(即ちケイ素原子結合水酸基)またはケイ素原子結合加水分解性基を少なくとも2個、好ましくは分子鎖両末端に含有するオルガノポリシロキサン、
(j)任意成分として、加水分解性シランおよび/またはその部分加水分解縮合物、ならびに
(k)任意成分として、縮合反応触媒
を含有する縮合硬化反応型シリコーン組成物が挙げられる。
(i)成分はシラノール基またはケイ素原子結合加水分解性基を少なくとも2個含有するオルガノポリシロキサンであり、縮合硬化反応型シリコーン組成物のベースポリマーである。(i)成分のオルガノポリシロキサンは、基本的には、原料の入手のしやすさの観点から、分子鎖(主鎖)がジオルガノシロキサン単位(R11 2SiO2/2単位)の繰返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基(R11 3SiO1/2)で封鎖された、分岐を有しない直鎖状構造、または分子鎖が該ジオルガノシロキサン単位の繰返しからなる、分岐を有しない環状構造を有するが、分岐状構造を部分的に含有してもよい。ここで、R11は非置換もしくは置換の、炭素原子数が1〜10、より好ましくは1〜8の一価炭化水素基を表す。
R4について例示したものと同じ非置換または置換の一価炭化水素基が挙げられる。
が挙げられる。
(j)成分の加水分解性シランおよび/またはその部分加水分解縮合物は任意成分であり、硬化剤として作用する。ベースポリマーである(i)成分がシラノール基以外のケイ素原子結合加水分解性基を1分子中に少なくとも2個含有するオルガノポリシロキサンである場合には、(j)成分を縮合硬化反応型シリコーン組成物に添加するのを省略することができる。(j)成分としては、1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含有するシランおよび/またはその部分加水分解縮合物(即ち、少なくとも1個、好ましくは2個以上の加水分解性基が残存するオルガノポリシロキサン)が好適に使用される。
R12 rSiX4−r (9)
(式中、R12は非置換もしくは置換の、炭素原子数が1〜10、より好ましくは1〜8の一価炭化水素基、Xは加水分解性基、rは0または1である。)で表されるものが好ましく用いられる。前記R12としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基等のアリール基;ビニル基、アリル基等のアルケニル基が特に好ましくあげられる。
(j)成分の縮合反応触媒は任意成分であり、上記(j)成分の加水分解性シランおよび/またはその部分加水分解縮合物が、例えば、アミノキシ基、アミノ基、ケトオキシム基を有する場合には使用しなくてもよい。(k)成分の縮合反応触媒としては、例えばテトラブチルチタネート、テトライソブロピルチタネート、等の有機チタン酸エステル;ジイソプロポキシビス(アセチルアセトナート)チタン、ジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)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(アセチルアセトナート)、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(アセチルアセトナート)、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トエート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジ(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;へキシルアミン、リン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珪素化合物等が挙げられる。これらは1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
有機過酸化物硬化反応型シリコーン組成物を加熱することでラジカル反応が進行し、硬化反応が進行し、有機過酸化物シリコーン組成物は硬化する。有機過酸化物シリコーン組成物を硬化させる温度条件は、この際の加熱温度としては、硬化反応が被覆厚に依存する、すなわち、塗工量に依存するため、特に限定されないが、好ましくは80℃〜300℃より好ましくは150℃〜250℃である。また、必要に応じて2次キュアを行ってもよく、その際の温度条件としては好ましくは120℃以上、より好ましくは150℃〜250℃である。この際のキュア時間は好ましくは10分〜48時間さらに好ましくは30分〜24時間である。
紫外線硬化反応性シリコーン組成物に、紫外線を照射することで、光重合開始剤が反応し、硬化反応が進行し、紫外線硬化反応性シリコーン組成物は硬化する。紫外線照射条件は、硬化反応が被覆厚に依存する、すなわち、塗工量に依存するため、特に限定されないが、365nmに発光波長を持った紫外線発光ダイオードを用い、照度5〜500mW/cm2、好ましくは10〜200mW/cm2、光量0.5〜100J/cm2、好ましくは.10〜50J/cm2の条件で紫外線照射を行うことで硬化させることができる。また、必要に応じて2次キュアを行ってもよく、その際の温度条件としては好ましくは120℃以上、より好ましくは150℃〜250℃である。この際のキュア時間は好ましくは10分〜48時間さらに好ましくは30分〜24時間である。
付加硬化反応性シリコーン組成物を加熱することで、ヒドロシリル化反応が進行し、付加硬化反応性シリコーン組成物は硬化する。この際の加熱温度としては、硬化反応が被覆に依存する、すなわち、塗工量に依存するため、特に限定されないが、好ましくは80〜300℃、より好ましくは100〜200℃である。また、必要に応じて2次キュアを行ってもよく、その際の温度条件としては好ましくは120℃以上、より好ましくは150℃〜250℃である。この際のキュア時間は好ましくは10分〜48時間さらに好ましくは30分〜24時間である。
縮合硬化反応型シリコーン組成物を加熱することで縮合反応が進行し、縮合硬化反応性シリコーン組成物は硬化する。縮合硬化反応型シリコーン組成物を硬化させる温度条件は、この際の加熱温度としては、硬化反応が被覆厚に依存する、すなわち、塗工量に依存するため、特に限定されないが、好ましくは80℃〜300℃より好ましくは100℃〜200℃である。また、必要に応じて2次キュアを行ってもよく、その際の温度条件としては好ましくは120℃以上、より好ましくは150℃〜250℃である。この際のキュア時間は好ましくは10分〜48時間さらに好ましくは30分〜24時間である。
本発明の組成物には、硬化機構の種類に関係なく、必要に応じて他の成分を配合することができ、例えば、分散性向上剤等が挙げられる。
−表面処理シリカ(C-1)の合成−
アンモニア水(28質量%)50g、水42g、メタノール625gの混合溶液にテトラメトキシシラン1165g添加し6時間攪拌した。続けてアンモニア水(5.4質量%)を400g加え4時間攪拌し、ゾル‐ゲルシリカを得た。さらに水1200gを加え、トリメトシキメチルシラン12gを添加し12時間攪拌させた後、メチルイソブチルケトン450g加え、水を留去した。その後、ヘキサメチルジシラザン150gを加え100℃で3時間攪拌した後、溶媒を留去し乾燥させることで表面処理シリカ(C-1)を得た。
(C-1)の表面処理シリカ0.3gとテトラエトキシシラン3gと水酸化カリウム0.085gを採取し120℃で3時間加熱処理した。この時の標準サンプルとしてはトリス(トリメチルシロキシ)メチルシランを使用した。M単位はトリエトキシメチルシラン及びトリエトキシメチルシランとテトラエトキシシランの二量体の補正値を合算した検量線から求めた。またT単位はM単位量を基準としたガスクロマトグラフィーの面積比にmol比係数を乗じて求めた。
M単位:0.0093 (mol/100g)
T単位:0.015 (mol/100g)
マイクロトラック法で測定したところ、130nmであった。
−表面処理シリカ(C-2)の合成−
調製例1と類似の手順で、表面処理シリカ(C-2)を合成し、同様にしてp/q=0.03と計算された。平均粒径は150nmと測定された。
−表面処理シリカ(C-3)の合成−
調製例1と類似の手順で、表面処理シリカ(C-3)を合成し、同様にしてp/q=0.008と計算された。平均粒径は160nmと測定された。
−表面処理シリカ(C-4)の合成−
調製例1と類似の手順で、表面処理シリカ(C-4)を合成し、同様にしてp/q=0.004と計算された。平均粒径は150nmと測定された。
使用材料:
<(A)成分>
式:
で表されるオルガノポリシロキサン
(A−1)粘度:100mm2/s
(A−2)粘度:600mm2/s
式:
で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン
シリカ
(C-1) p/q=0.015(平均粒径130nm)
(C-2) p/q=0.03(平均粒径150nm)
(C-3) p/q=0.008(平均粒径160nm)
(C-4) p/q=0.004(平均粒径150nm)
(C-5) 無処理のシリカ(アエロジル130)
付加硬化触媒
5質量%塩化白金酸2-エチルヘキサノール溶液
<(E)成分>
付加反応制御剤として、エチニルメチリデンカルビノール。
(F)成分
ヘキサメチルジシラザン
各実施例及び各比較例において、(A)成分、(C)成分を、表1に示す所定量、プラネタリーミキサーで60分間混練した。その後、得られた混練物に(D)成分、(E)成分を表1に示す所定の量加え、さらにセパレータとの離型を促す内添離型剤を有効量加えた後、30分間混練した。さらに(B)成分を表1に示す所定量加え、30分間混練し、組成物を得た。
・成形、硬化
各実施例、比較例の組成物を100mm×100mm×1mm(深さ)の金型に流し込み、プレス成形機を用いて110℃で10分間処理し成形した。特記しない限り、こうして得た1mm厚のシートを用いて以下の評価を行った。
・特性評価
次の特性を測定、評価した。結果を表1に示す。
60mm×60mm×60mm(深さ)の金型を用いて作製した6mm厚のシート2枚を用いて熱伝導率計(TPA−501、京都電子工業株式会社製の商品名)により熱伝導率を測定した。
1mm厚のシートについて、分光光度計(日立製作所製)を用いて測定した。
UL94の難燃性試験方法に準拠し試験を行なった。
比較例1のように表面処理シリカのp/qの値が0.01よりも小さいと実施例1と同質量部数のシリカを充填しているにも関わらず、分散性が低下するため光透過性が低下した。比較例2のようにさらに表面処理度が下がると、より分散性が悪くなり光透過率が低下した。比較例3のように無処理のシリカを用いると充填性が著しく低下し、20質量部すら充填することが出来なかった。
Claims (8)
- (α)SiO4/2単位(Q単位)からなる基材シリカと、その表面に処理され結合した表面処理剤とからなる疎水化表面処理シリカ、及び、
(β)ポリオルガノシロキサン成分
を含む熱伝導性シリコーン組成物にして、
前記の表面処理剤が、一般式(X):
で表される有機ケイ素化合物であり、
前記Q単位の数(q)に対する、基材シリカの表面に結合した表面処理剤を構成するケイ素原子の数(p)のモル比(p/q)が、0.01〜0.3の範囲内である、ことを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物。 - 前記表面処理シリカを、本組成物中のオルガノポリシロキサン成分100質量部に対して100〜500質量部含む請求項1に係るシリコーン組成物。
- 前記表面処理シリカの平均粒径が20nm以上200nm以下である請求項1又は2に係るシリコーン組成物。
- 付加反応硬化型である請求項1〜3のいずれか1項に係るシリコーン組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物を硬化させて得られるシリコーン硬化物。
- 熱伝導率が0.3W/mK以上である請求項5に係るシリコーン硬化物。
- 厚みが1mmの層状態で20℃において測定したときに、波長800nmの光の透過率が60%以上で、透明性の高い請求項5又は6に係るシリコーン硬化物。
- 厚みが1mmの層状態で測定したときに、UL94V-1の基準を満たす難燃性を有する請求項5〜7のいずれか1項に係るシリコーン硬化物。
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