JP6708005B2 - 熱伝導性シリコーンパテ組成物 - Google Patents
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[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)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の、白金系触媒の存在下における付加反応生成物と、
反応基を持たないジメチルポリシロキサンとを含む混合物であり、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1.06〜1.47、25℃における絶対粘度が1,000〜100,000mPa・sであるオルガノポリシロキサン、
(B)平均粒径0.5〜100μmの熱伝導性充填剤:300〜10,000質量部
(C)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)ヘキサン及び2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン−3から選ばれる有機過酸化物:0.1〜10質量部
[2].上記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が、下記一般式(3):
で表されるオルガノポリシロキサンであり、
上記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が、下記一般式(4):
で表されるオルガノハイドロジェン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].さらに、(D)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、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]又は[2]記載の熱伝導性シリコーンパテ組成物。
[4].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]〜[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].25℃における絶対粘度が300〜1,500Pa・s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。
[成分(A)]
成分(A−II)のオルガノポリシロキサンは、下記平均組成式(1)で表される25℃における絶対粘度が10〜1,000,000mPa・sのものである。
R1 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。)
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。
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)。
で表されるものが挙げられる。
で表されるものが挙げられる。
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(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。
〔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。
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。
なお、実施例2〜6、8は参考例である。
(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。
(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。
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。
(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。
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。
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。
(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)
(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>
Claims (5)
- 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)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の、白金系触媒の存在下における付加反応生成物と、
反応基を持たないジメチルポリシロキサンとを含む混合物であり、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1.06〜1.47、25℃における絶対粘度が1,000〜100,000mPa・sであるオルガノポリシロキサン、
(B)平均粒径0.5〜100μmの熱伝導性充填剤:300〜10,000質量部
(C)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)ヘキサン及び2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン−3から選ばれる有機過酸化物:0.1〜10質量部 - 上記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が、下記一般式(3):
で表されるオルガノポリシロキサンであり、
上記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が、下記一般式(4):
で表されるオルガノハイドロジェン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。 - 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1〜3のいずれか1項記載の熱伝導性シリコーンパテ組成物。
- 25℃における絶対粘度が300〜1,500Pa・s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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