JP7270792B2 - Thermally conductive silicone rubber sheet with thermally conductive adhesive layer - Google Patents
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Description
本発明は、発熱性電子部品等の放熱用絶縁シートとして好適な、作業性、リワーク性、放熱特性に優れる熱伝導性シリコーンゴムシートに関する。 The present invention relates to a thermally conductive silicone rubber sheet excellent in workability, reworkability, and heat dissipation properties, suitable as a heat dissipation insulating sheet for heat-generating electronic parts and the like.
各種電子機器に使用されているパワートランジスタ、サイリスタ等の発熱性電子部品、及びIC,LSI,CPU,MPU等の集積回路素子は、熱の発生により特性が低下すること、また素子の寿命低下を招くことから、放熱を円滑に行うために、電子機器内での配置が考慮されている。その他に、特定の部品又は機器全体を冷却フィンで強制空冷したり、集積回路素子に対しては放熱用シート(以下、放熱シートという)を介して冷却部材や基板、筐体に熱を逃がしたりする等の考慮もなされている。 Heat-generating electronic parts such as power transistors and thyristors used in various electronic devices, and integrated circuit elements such as ICs, LSIs, CPUs, and MPUs, are subject to deterioration in characteristics and shortening of the life of the elements due to heat generation. Therefore, in order to smoothly dissipate heat, the arrangement within the electronic equipment is considered. In addition, specific parts or the entire device are forcibly cooled with cooling fins, and for integrated circuit elements, heat is released to cooling members, substrates, and housings via heat radiation sheets (hereinafter referred to as heat radiation sheets). Consideration is also being given to
しかし近年、パーソナルコンピュータに代表される電子機器の高集積化が進み、機器内の上記発熱性部品や集積回路素子の発熱量が増加するにつれて、従来の強制空冷方式や放熱シートではこれら部品や素子の冷却又は放熱が不十分な場合がある。特に、携帯可能なラップトップ型又はノートブック型のパーソナルコンピュータの場合は、強制空冷方式以外の冷却方法が必要になっている。また放熱シートについては、素子が形成されるプリント基板の材料には熱伝導性の劣るガラス補強エポキシ樹脂やポリイミド樹脂が使用されているので、従来の放熱シートでは素子で発生した熱を十分に基板に逃がすことができない。そこで素子の近傍に、自然冷却タイプ或いは強制冷却タイプの放熱フィン又はヒートパイプ等の放熱器を設置し、素子の発生熱を、放熱媒体を介して放熱器に伝え、放熱させる方式が採られている。 In recent years, however, electronic devices such as personal computers have become more highly integrated, and as the amount of heat generated by the above-mentioned exothermic components and integrated circuit elements in the devices increases, conventional forced air cooling methods and heat dissipation sheets cannot be used for these components and devices. cooling or heat dissipation may be insufficient. In particular, portable laptop or notebook personal computers require a cooling method other than the forced air cooling method. As for heat dissipation sheets, the printed circuit boards on which the elements are formed are made of glass-reinforced epoxy resin or polyimide resin, which have poor thermal conductivity. can't escape to Therefore, a heat sink such as a natural cooling type or forced cooling type heat radiating fin or heat pipe is installed near the element, and the heat generated by the element is transferred to the heat sink via a heat radiating medium to dissipate the heat. there is
この方式の放熱媒体として、素子と放熱器との間の熱伝導を良好にするために、放熱用熱伝導性グリースや厚さ0.2~10.0mm程度の放熱シートが使用されている。放熱用熱伝導性グリースとしては、例えばシリコーンオイルにシリカファイバー、酸化亜鉛、窒化アルミニウム等の熱伝導性充填材を配合した熱伝導性シリコーングリースが知られている(特許文献1)が、オイルブリードの危険性があること、電子部品の組立作業性を低下させること、熱履歴により空隙が発生して熱伝導性が低下すること等、多くの不具合が発生していた。一方、放熱シートとしては、高充填、高硬度のシリコーンゴム層をガラスクロス等の布状補強材で補強したものが良く知られている(特許文献2)。この種の放熱シートはゴム層の硬度が高く、熱伝導を担うとともに、絶縁性を確保する役割も兼ね備えることができ、非常に重宝される。しかしながら、放熱シートは表面タックを殆ど有していないために、発熱体への実装固定が非常に困難であった。 Thermally conductive grease for heat dissipation or a heat dissipation sheet with a thickness of about 0.2 to 10.0 mm is used as a heat dissipation medium in this system in order to improve heat conduction between the element and the radiator. As a thermally conductive grease for heat radiation, for example, a thermally conductive silicone grease containing silicone oil mixed with a thermally conductive filler such as silica fiber, zinc oxide, or aluminum nitride is known (Patent Document 1). There is a danger of sagging, the workability of assembling electronic parts is reduced, and heat history causes voids to occur, resulting in a reduction in thermal conductivity. On the other hand, as a heat-dissipating sheet, a highly-filled, high-hardness silicone rubber layer reinforced with a cloth-like reinforcing material such as glass cloth is well known (Patent Document 2). This type of heat-dissipating sheet has a rubber layer with a high degree of hardness, and is extremely useful because it not only conducts heat but also ensures insulation. However, since the heat dissipation sheet has almost no surface tack, it is very difficult to mount and fix the heat dissipation sheet to the heating element.
実装固定の作業性を向上させるために、高硬度の熱伝導性シリコーンゴムシートの片面又は両面に粘着剤層を設け、更に粘着剤層面を離型紙等の離型性保護シートで保護した放熱シートも市販されているが、この複合型の放熱シートの場合は、粘着剤層の粘着力が所望の粘着力より強力になるケースがあり、実装の際、位置ずれが発生すると、リワークが困難であったり、リワークの際に粘着剤層が破壊されたりすることがあった。さらに、シリコーン粘着層をシリコーンゴムシートの片面または両面に使用した場合には、経時でシリコーンの粘着剤成分がシリコーン放熱ゴムシートの内部に移行してしまい、表面の粘着力が低下してしまうという課題があった。更に又は、この現象を回避するために、シリコーン粘着層の厚みを増やすことも考えられるが、前述したリワーク性が非常に困難となる上に、熱抵抗の増大が懸念された。 In order to improve the workability of mounting and fixing, a heat-dissipating sheet with an adhesive layer on one or both sides of a high-hardness thermally conductive silicone rubber sheet, and the adhesive layer surface is protected with a release protective sheet such as release paper. are also available on the market, but in the case of this composite type heat dissipation sheet, there are cases where the adhesive strength of the adhesive layer is stronger than the desired adhesive strength. Or, the adhesive layer may be destroyed during rework. Furthermore, if a silicone adhesive layer is used on one or both sides of a silicone rubber sheet, the adhesive component of the silicone will migrate into the silicone heat-dissipating rubber sheet over time, resulting in a decrease in surface adhesive strength. I had a problem. Furthermore, in order to avoid this phenomenon, it is possible to increase the thickness of the silicone adhesive layer.
またシリコーンよりも熱伝導性の良いアクリル粘着層を熱伝導性シリコーンゴムシートの片面または両面に積層した放熱シートが報告されている(特許文献3)。しかし製法としては、セパレータ上でアクリル系粘着層を硬化させ、その上からシリコーン放熱ゴムシートの材料を塗布し硬化させて成るため、工程が頻雑になるとともに、放熱ゴムシート内部に強度向上を目的としてガラスクロス等の補強材を設けることが困難であった。さらにアクリル系粘着層と熱伝導性シリコーンゴムシートとの密着を得る上で、アクリル系粘着層にプライマーを添加する、もしくはシリコーン放熱ゴムシートの材料に接着成分を添加する必要があったが、これらの成分が経時でブリードして、実機を汚染する可能性もあった。またアクリル系粘着層は耐熱性に優れるものではないため、高耐熱を要求される用途では適応が難しいという欠点もあった。 Also, there has been reported a heat-dissipating sheet in which an acrylic adhesive layer having a higher thermal conductivity than silicone is laminated on one or both sides of a thermally conductive silicone rubber sheet (Patent Document 3). However, in terms of manufacturing method, the acrylic adhesive layer is cured on the separator, and the silicone heat-dissipating rubber sheet material is applied and cured on top of it. It was difficult to provide a reinforcing material such as glass cloth for the purpose. Furthermore, in order to obtain adhesion between the acrylic adhesive layer and the thermally conductive silicone rubber sheet, it was necessary to add a primer to the acrylic adhesive layer or add an adhesive component to the material of the silicone heat-dissipating rubber sheet. components may bleed over time and contaminate the actual machine. Moreover, since the acrylic pressure-sensitive adhesive layer does not have excellent heat resistance, it has the disadvantage that it is difficult to adapt to applications requiring high heat resistance.
そして、前述のような補強材で補強された高硬度熱伝導性シリコーンゴムシートに低硬度の熱伝導性シリコーンゴム層を積層した放熱シートも開示されている(特許文献5)。しかしこの複合型の放熱シートの場合は、製造上の問題から全体の厚さが0.45mm未満のものが得られないため、低硬度シリコーンゴム層自体はたとえ良好な高熱伝導率を持っていても複合品全体として薄いものが得られず、熱抵抗が大きくなるという欠点があった。また、従来の複合型放熱シートの場合は、一般的に低硬度シートの作業性改善のために、高硬度シートを積層することを主としており、厚い低硬度層と薄い高硬度層で構成されていた。しかしながらこの構成の場合、低硬度層が圧力により圧縮変形するため、スペースの保証による絶縁保証が困難になる場合があった。 There is also disclosed a heat-dissipating sheet in which a low-hardness thermally conductive silicone rubber layer is laminated on a high-hardness thermally conductive silicone rubber sheet reinforced with a reinforcing material as described above (Patent Document 5). However, in the case of this composite heat-dissipating sheet, it is not possible to obtain a sheet with an overall thickness of less than 0.45 mm due to manufacturing problems. However, there was a drawback that a thin composite product as a whole could not be obtained and the thermal resistance increased. In addition, in the case of conventional composite heat dissipation sheets, in order to improve the workability of low-hardness sheets, high-hardness sheets are generally laminated, and consist of a thick low-hardness layer and a thin high-hardness layer. rice field. However, in the case of this configuration, the low-hardness layer is compressed and deformed by pressure, so it may be difficult to guarantee insulation by guaranteeing space.
そこで、薄膜、低硬度で微粘着性の熱伝導性シリコーンゴム層が積層されることにより、作業性および絶縁保証性が犠牲にされることなく、良好な接触により熱伝導性が向上し、微粘着による作業性、リワーク性が付与された放熱シートも開示されている(特許文献6)。しかし、低硬度のシリコーンゴム層はリワーク性には富むが、凝集力に乏しいために得られる粘着力は非常に乏しく、実装状況によっては、発熱体への仮固定が困難であった。また本特許には、粘着力の重要な指標となる、JIS C 2107に準拠した引っぱり速度300mm/分で引きはがしを行った場合の剥離力は記載されていない。 Therefore, by laminating a thin, low-hardness, and slightly sticky thermally conductive silicone rubber layer, heat conductivity is improved through good contact without sacrificing workability and insulation assurance. A heat-dissipating sheet to which workability and reworkability are imparted by adhesion is also disclosed (Patent Document 6). However, although the low-hardness silicone rubber layer has excellent reworkability, it has poor cohesive force, so that the adhesive force obtained is very poor, and depending on the mounting situation, it was difficult to temporarily fix it to the heating element. Moreover, this patent does not describe the peel force when peeling is performed at a pulling speed of 300 mm/min conforming to JIS C 2107, which is an important index of adhesive force.
以上のように従来の高硬度シリコーン放熱シートは、その強度により、放熱性に加え、絶縁信頼性に優れるが、実装作業性に不利であった。また、実装作業性を向上させるために片面または両面に粘着剤層を設ける際に、特にシリコーン粘着層を用いた場合には、経時で粘着剤成分がシリコーン放熱シート内部に移行してしまい、粘着力の低下がみられた。またアクリル系粘着層を用いた場合、シリコーン放熱シートに対して密着性を向上させるためにプライマー成分を使用するという頻雑な製法が必要であった。さらにアクリル系粘着層は、高耐熱用途への適用が難しいという欠点もあった。 As described above, the conventional high-hardness silicone heat-dissipating sheet is excellent in insulation reliability in addition to heat-dissipating properties due to its strength, but is disadvantageous in mounting workability. In addition, when a pressure-sensitive adhesive layer is provided on one or both sides to improve mounting workability, especially when a silicone pressure-sensitive layer is used, the pressure-sensitive adhesive component migrates to the interior of the silicone heat dissipation sheet over time. A decrease in strength was observed. In addition, when an acrylic adhesive layer is used, a complicated manufacturing method of using a primer component is required in order to improve adhesion to the silicone heat-dissipating sheet. Furthermore, the acrylic pressure-sensitive adhesive layer also has the drawback that it is difficult to apply it to high heat resistance applications.
一方、低硬度・高硬度の複合シートにおいては、その構成から、薄膜化が困難であったり、高圧力下でのスペース保証や絶縁保証が困難であったりした。また、製造プロセスが煩雑になり、経時変化が抑制できない欠点があった。さらに、低硬度層によっては凝集力に乏しいために、実装条件で所望の粘着性が得られず、実機への仮固定が不十分になるケースもあった。 On the other hand, in the case of composite sheets with low hardness and high hardness, it is difficult to make them thin, and it is difficult to guarantee space and insulation under high pressure because of their structure. In addition, there is a drawback that the manufacturing process is complicated and changes over time cannot be suppressed. Furthermore, since the low-hardness layer lacks cohesion, there have been cases where the desired adhesiveness cannot be obtained under the mounting conditions, resulting in insufficient temporary fixing to the actual machine.
本発明の課題は、熱伝導性及び絶縁性に優れ、かつ実機に対する十分な粘着力、低熱抵抗、リワーク性、及び粘着力の信頼性を両立した複合放熱シートを提供することである。更には該放熱シートをより簡便な製造プロセスにて提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a composite heat-dissipating sheet that is excellent in thermal conductivity and insulation and has sufficient adhesion to actual equipment, low thermal resistance, reworkability, and reliability of adhesion. Another object of the present invention is to provide the heat-dissipating sheet with a simpler manufacturing process.
斯かる実情に鑑み本発明者は鋭意研究を行った結果、デューロメータA硬度60~96を有し、さらに、好ましくは厚み50~900μmを有する、高硬度である熱伝導性シリコーンゴム層と、該熱伝導性シリコーンゴム層の少なくとも1の面に、下記特定の構成を有し、好ましくは厚み2~40μmを有するシリコーン粘着剤層とを有する熱伝導性シリコーンゴムシートが、熱伝導性、十分な粘着力、リワーク性、及び経時粘着力等に優れる事を見出し、本発明を成すに至った。 In view of such circumstances, the present inventors conducted intensive research and found that a thermally conductive silicone rubber layer having a high hardness having a durometer A hardness of 60 to 96 and preferably having a thickness of 50 to 900 μm, A thermally conductive silicone rubber sheet having, on at least one surface of the thermally conductive silicone rubber layer, a silicone pressure-sensitive adhesive layer having the following specific configuration, preferably having a thickness of 2 to 40 μm, is sufficiently thermally conductive. The inventors have found that the adhesive strength, reworkability, and adhesive strength over time are excellent, and have completed the present invention.
即ち、本発明は、デューロメータA硬度60~96を有する熱伝導性シリコーンゴム層の少なくとも1と、シリコーン粘着層の少なくとも1とが積層されて成る熱伝導性シリコーンゴムシートであって、
前記シリコーン粘着層が、下記(a)、(c)、(b)、(d)、(e)、及び(f)成分を含む付加反応硬化型シリコーン粘着剤組成物の硬化物であり、該シリコーン粘着層が厚み2~15μmを有することを特徴とする、前記熱伝導性シリコーンゴムシートを提供する。
(a)ケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも1つ有し、ケイ素原子に結合したフェニル基を、ケイ素原子に結合した置換基の合計個数に対し2~20%となる個数で有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(c)平均粒径10μm未満を有し、粒径20μm以上の粒子の量が0~3質量%であり、かつ粒径40μm以上の粒子の量が0質量%である、熱伝導性充填材: 100~800質量部、
(b)オルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(a)成分のアルケニル基の個数に対する(b)成分中のケイ素原子に結合した水素原子の個数の比が0.5~30となる量、
(d)付加反応触媒:触媒量、及び
(e)付加反応制御剤:0.01~1質量部、及び
(f)R3SiO1/2単位(Rは、脂肪族不飽和結合を有さない、非置換又は置換の、炭素数1~10の1価炭化水素基である)及びSiO4/2単位を含み、SiO4/2単位に対するR3SiO1/2単位の個数比が0.5~2.5である、シリコーンレジン:50~300質量部。
That is, the present invention provides a thermally conductive silicone rubber sheet comprising a laminate of at least one thermally conductive silicone rubber layer having a durometer A hardness of 60 to 96 and at least one silicone adhesive layer,
The silicone adhesive layer is a cured product of an addition reaction-curable silicone adhesive composition containing the following components (a), (c), (b), (d), (e), and (f), The thermally conductive silicone rubber sheet is provided, wherein the silicone adhesive layer has a thickness of 2 to 15 μm.
(a) an organopolysiloxane having at least one silicon-bonded alkenyl group and having 2 to 20% of the total number of silicon-bonded phenyl groups with respect to the total number of silicon-bonded substituents; : 100 parts by mass,
(c) a thermally conductive filler having an average particle size of less than 10 μm, an amount of particles with a particle size of 20 μm or greater in an amount of 0-3% by weight, and an amount of particles with a particle size of 40 μm or greater in an amount of 0% by weight; Material: 100 to 800 parts by mass,
(b) organohydrogenpolysiloxane: an amount such that the ratio of the number of silicon-bonded hydrogen atoms in component (b) to the number of alkenyl groups in component (a) is 0.5 to 30;
(d) addition reaction catalyst: catalyst amount, (e) addition reaction control agent: 0.01 to 1 part by mass, and (f) R 3 SiO 1/2 unit (R has an aliphatic unsaturated bond unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms) and SiO 4/2 units, and the number ratio of R 3 SiO 1/2 units to SiO 4/2 units is 0. 5 to 2.5, silicone resin: 50 to 300 parts by mass.
本発明の熱伝導性シリコーンゴムシートは、高硬度を有する熱伝導性シリコーンゴム層を有することで、作業性、絶縁保証性、熱伝導性に優れる。さらにアクリル系粘着層よりも耐熱性の良い薄膜のシリコーン粘着層を有することにより、高温下でも良好に使用できる。また本発明のシリコーン粘着層を有することで、粘着力の経時変化を抑制し、粘着層の熱伝導性を高め、且つ、シートの熱抵抗の上昇を抑える。さらには、本発明の熱伝導性シリコーンゴムシートは、シリコーン粘着剤組成物を熱伝導性シリコーンゴム層に直接塗布して成型されるため、プライマー等を使用した従来の積層方法よりもより簡便なプロセスで製造することができる。 Since the thermally conductive silicone rubber sheet of the present invention has a thermally conductive silicone rubber layer with high hardness, it is excellent in workability, insulation assurance and thermal conductivity. Furthermore, by having a thin silicone adhesive layer with better heat resistance than the acrylic adhesive layer, it can be used satisfactorily even at high temperatures. In addition, by having the silicone adhesive layer of the present invention, the change in adhesive strength over time is suppressed, the thermal conductivity of the adhesive layer is enhanced, and the increase in thermal resistance of the sheet is suppressed. Furthermore, since the thermally conductive silicone rubber sheet of the present invention is molded by directly applying the silicone pressure-sensitive adhesive composition to the thermally conductive silicone rubber layer, it is easier than the conventional lamination method using a primer or the like. It can be manufactured in a process.
以下、本発明を詳細に説明する。
[熱伝導性シリコーンゴム層]
本発明の熱伝導性シリコーンゴムシートは、デュロメータA硬度60~96を有する高硬度熱伝導性シリコーンゴム層を有する。該高硬度熱伝導性シリコーンゴム層を与える熱伝導性シリコーンゴム組成物は上記硬度を有するものであればよく、付加反応硬化型熱伝導性シリコーンゴム組成物又は過酸化物硬化型熱伝導性シリコーンゴム組成物であればよい。付加反応硬化型シリコーンゴム組成物としては、アルケニル基含有オルガノポリシロキサン、オルガノハイドロジェンシロキサン、付加反応触媒、熱伝導性充填材、及び表面処理剤を含む組成物であればよい。過酸化物硬化型シリコーンゴム組成物としては、アルケニル基含有オルガノポリシロキサン、有機過酸化物、熱伝導性充填材、及び表面処理剤を含む組成物であればよい。尚、上記デュロメータA硬度は後述する硬化剤等の添加量により調整することができる。
以下、各成分について、より詳細に説明する。
The present invention will be described in detail below.
[Thermal conductive silicone rubber layer]
The thermally conductive silicone rubber sheet of the present invention has a high hardness thermally conductive silicone rubber layer with a durometer A hardness of 60-96. The thermally conductive silicone rubber composition that provides the high-hardness thermally conductive silicone rubber layer may have the hardness described above, and may be an addition reaction-curable thermally conductive silicone rubber composition or a peroxide-curable thermally conductive silicone. Any rubber composition may be used. The addition reaction-curable silicone rubber composition may be a composition containing an alkenyl group-containing organopolysiloxane, an organohydrogensiloxane, an addition reaction catalyst, a thermally conductive filler, and a surface treatment agent. The peroxide-curable silicone rubber composition may be a composition containing an alkenyl group-containing organopolysiloxane, an organic peroxide, a thermally conductive filler, and a surface treatment agent. The durometer A hardness can be adjusted by adjusting the amount of a curing agent or the like to be described later.
Each component will be described in more detail below.
付加反応硬化型シリコーンゴム組成物、及び、過酸化物硬化型シリコーンゴム組成物において、アルケニル基含有オルガノポリシロキサンは、平均組成式:R1 aSiO(4-a)/2(式中、R1は互いに独立に、置換または非置換の炭素原子数1~10、好ましくは1~8の1価炭化水素基であり、aは1.90~2.05の数である)で表わされるものである。 In the addition reaction-curable silicone rubber composition and the peroxide-curable silicone rubber composition, the alkenyl group-containing organopolysiloxane has an average composition formula: R 1 a SiO (4-a)/2 (wherein R 1 is independently a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms, and a is a number of 1.90 to 2.05). is.
上記R1は、非置換又は置換の、炭素原子数が1~10、より好ましくは炭素原子数が1~8、さらに好ましくは炭素原子数1~6の1価炭化水素基であり、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルケニル基、ならびに、これらの炭素原子に結合する水素原子の一部又は全部が、ハロゲン原子又はシアノ基などで置換された基が挙げられる。例えば、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、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、及び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、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基、3-フェニルプロピル基等のアラルキル基;3,3,3-トリフルオロプロピル基、3-クロロプロピル基等のハロゲン化アルキル基;ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基等が挙げられる。但し、R1のうち少なくとも1はアルケニル基である。 R 1 is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, still more preferably 1 to 6 carbon atoms, and an alkyl group; , cycloalkyl groups, aryl groups, aralkyl groups, alkenyl groups, and groups in which some or all of the hydrogen atoms bonded to these carbon atoms are substituted with halogen atoms, cyano groups, or the like. For example, alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, and octadecyl group; cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; aryl groups such as phenyl group, tolyl group, xylyl group and naphthyl group; aralkyl groups such as benzyl group, phenethyl group and 3-phenylpropyl group; 3,3,3-trifluoropropyl group, 3-chloropropyl group and the like and alkenyl groups such as a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, a pentenyl group and a hexenyl group. However, at least one of R 1 is an alkenyl group.
該アルケニル基含有オルガノポリシロキサンとしては、一般的には、主鎖がジメチルシロキサン単位からなるもの、または、前記主鎖のメチル基の一部がビニル基、フェニル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基等で置き換えられたものが好ましい。また、その分子鎖末端が、トリオルガノシリル基または水酸基で封鎖されたものが好ましく、前記トリオルガノシリル基としては、トリメチルシリル基、ジメチルビニルシリル基、トリビニルシリル基等が例示される。 The alkenyl group-containing organopolysiloxane generally has a main chain composed of dimethylsiloxane units, or a portion of the methyl groups in the main chain is a vinyl group, a phenyl group, a 3,3,3-tri Those substituted with a fluoropropyl group or the like are preferred. Moreover, the terminal of the molecular chain is preferably capped with a triorganosilyl group or a hydroxyl group, and examples of the triorganosilyl group include trimethylsilyl group, dimethylvinylsilyl group and trivinylsilyl group.
アルケニル基含有オルガノポリシロキサンの平均重合度は20~12,000が好ましく、特に50~10,000の範囲が好ましい。該オルガノポリシロキサンはオイル状であってもガム状であってもよく、成形方法等にしたがって選択すればよい。 The average degree of polymerization of the alkenyl group-containing organopolysiloxane is preferably 20 to 12,000, more preferably 50 to 10,000. The organopolysiloxane may be oily or gum-like, and may be selected according to the molding method and the like.
付加反応硬化型シリコーンゴム組成物の場合、上記オルガノポリシロキサンは、ケイ素原子結合アルケニル基を1分子中に2個以上、好ましくは5~100個有するのが好ましい。ケイ素原子結合アルケニル基の含有量が上記範囲の下限未満であると、得られる組成物が十分に硬化しなくなる。また、ケイ素原子に結合する上記アルケニル基としてはビニル基が好ましい。アルケニル基は、分子鎖末端および側鎖のいずれか一方または両方にあればよく、少なくとも1個のアルケニル基が分子鎖末端のケイ素原子に結合していることが好ましい。 In the case of the addition reaction-curable silicone rubber composition, the organopolysiloxane preferably has 2 or more, preferably 5 to 100 silicon-bonded alkenyl groups per molecule. If the content of silicon-bonded alkenyl groups is less than the lower limit of the above range, the resulting composition will not cure sufficiently. A vinyl group is preferable as the alkenyl group bonded to the silicon atom. The alkenyl group may be present at either or both of the molecular chain terminal and the side chain, and preferably at least one alkenyl group is bonded to the silicon atom at the molecular chain terminal.
付加反応硬化型シリコーンゴム組成物における、アルケニル基含有オルガノポリシロキサンとしては、例えば、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン等を挙げることができる。これらは1種単独でも2種以上組み合わせても使用することができる。 Examples of the alkenyl group-containing organopolysiloxane in the addition reaction-curing silicone rubber composition include dimethylsiloxane-methylvinylsiloxane copolymer having both molecular chain terminals blocked with trimethylsiloxy groups, and methylvinylpolysiloxane having both molecular chain terminals blocked with trimethylsiloxy groups. Siloxane, dimethylsiloxane/methylvinylsiloxane/methylphenylsiloxane copolymer with trimethylsiloxy group-blocked at both molecular chain ends, dimethylpolysiloxane with dimethylvinylsiloxy group-blocked at both molecular chain ends, methylvinylpolysiloxane with dimethylvinylsiloxy group-blocked at both molecular chain ends , dimethylsiloxane/methylvinylsiloxane copolymer with dimethylvinylsiloxy group-blocked at both molecular chain ends, dimethylsiloxane/methylvinylsiloxane-methylphenylsiloxane copolymer with dimethylvinylsiloxy group-blocked at both molecular chain ends, trivinylsiloxy at both molecular chain ends Group-blocked dimethylpolysiloxane and the like can be mentioned. These can be used singly or in combination of two or more.
付加反応硬化型シリコーンゴム組成物は、ケイ素原子結合水素原子を1分子中に平均2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと付加反応触媒をさらに含む。前記オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、上記アルケニル基含有オルガノポリシロキサンと反応して架橋構造を形成するものである。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、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサン等が挙げられる。オルガノハイドロジェンポリシロキサンは1種単独でも2種以上を組合せてもよい。 The addition reaction-curable silicone rubber composition further comprises an organohydrogenpolysiloxane having an average of two or more silicon-bonded hydrogen atoms per molecule and an addition reaction catalyst. The organohydrogenpolysiloxane reacts with the alkenyl group-containing organopolysiloxane to form a crosslinked structure. Examples of organohydrogenpolysiloxanes include methylhydrogenpolysiloxane with trimethylsiloxy group-blocked at both molecular chain ends, dimethylsiloxane-methylhydrogensiloxane copolymer with trimethylsiloxy group-blocked at both molecular chain ends, and trimethylsiloxy group at both molecular chain ends. Blocking dimethylsiloxane/methylhydrogensiloxane/methylphenylsiloxane copolymer, dimethylpolysiloxane blocking both molecular chain ends with dimethylhydrogensiloxy groups, dimethylsiloxane/methylhydrogensiloxane copolymer blocking both molecular chain ends with dimethylhydrogensiloxy groups , a dimethylsiloxane-methylphenylsiloxane copolymer having both molecular chain terminals blocked with dimethylhydrogensiloxy groups, and a methylphenylpolysiloxane having both molecular chain terminals blocked with dimethylhydrogensiloxy groups. The organohydrogenpolysiloxane may be used alone or in combination of two or more.
オルガノハイドロジェンポリシロキサンの量は従来公知の付加反応硬化型シリコーン組成物に応じて適宜調整されればよい。例えば、アルケニル基含有オルガノポリシロキサン中のケイ素原子結合アルケニル基の個数に対するケイ素原子結合水素原子の個数比が0.1~4.0、好ましくは0.3~2.0となる量であればよい。当該範囲内で反応させることにより、上述したデュロメータA硬度を有する熱伝導性シリコーンゴム層が得られる。オルガノハイドロジェンポリシロキサンの量が少なすぎると、得られるシリコーンゴム組成物が十分に硬化しなくなることがある。一方、多すぎるとシリコーンゴム硬化物が非常に硬質となり、表面に多数のクラックを生じるなどの問題が発生する恐れがある。 The amount of organohydrogenpolysiloxane may be appropriately adjusted in accordance with conventionally known addition reaction-curable silicone compositions. For example, if the ratio of the number of silicon-bonded hydrogen atoms to the number of silicon-bonded alkenyl groups in the alkenyl group-containing organopolysiloxane is 0.1 to 4.0, preferably 0.3 to 2.0. good. A thermally conductive silicone rubber layer having the durometer A hardness described above can be obtained by reacting within this range. If the amount of organohydrogenpolysiloxane is too small, the resulting silicone rubber composition may not cure sufficiently. On the other hand, if the amount is too high, the cured silicone rubber will become very hard, and problems such as the formation of many cracks on the surface may occur.
付加反応触媒は公知の触媒であればよい。例えば、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金のオレフィン錯体、白金のアルケニルシロキサン錯体、及び白金のカルボニル錯体等の白金系触媒が挙げられる。白金系触媒の含有量は、特に限定されず、付加反応を進行させる有効量でよい。例えば、上記アルケニル基含有オルガノポリシロキサンに対して触媒中の白金金属量として0.01~1,000ppmとなる量、好ましくは、0.1~500ppmとなる量であるのがよい。触媒量が少なすぎると、シリコーンゴム組成物が十分に硬化せず、一方、多量に使用しても得られるシリコーンゴム組成物の硬化速度は向上せず、経済的に不利となることがある。 The addition reaction catalyst may be any known catalyst. Examples thereof include platinum-based catalysts such as chloroplatinic acid, alcohol solutions of chloroplatinic acid, olefin complexes of platinum, alkenylsiloxane complexes of platinum, and carbonyl complexes of platinum. The content of the platinum-based catalyst is not particularly limited, and may be an effective amount for advancing the addition reaction. For example, the amount of platinum metal in the catalyst should be 0.01 to 1,000 ppm, preferably 0.1 to 500 ppm, relative to the alkenyl group-containing organopolysiloxane. If the amount of the catalyst is too small, the silicone rubber composition will not be sufficiently cured, and if the amount of the catalyst is too large, the resulting silicone rubber composition will not cure at a faster rate, which may be economically disadvantageous.
過酸化物硬化型シリコーンゴム組成物の場合も、アルケニル基含有オルガノポリシロキサンは、特に制限されないが、1分子中に少なくとも2個の上記アルケニル基を有するものが好ましい。例えば、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端メチルフェニルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチル(3,3,3-トリフルオロプロピル)ポリシロキサン、分子鎖両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、及び、分子鎖両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体等が挙げられる。これらは1種単独でも2種以上の併用でもよい。 In the case of the peroxide-curable silicone rubber composition, the alkenyl group-containing organopolysiloxane is not particularly limited, but preferably has at least two alkenyl groups per molecule. Examples include dimethylpolysiloxane with both molecular chain ends blocked with dimethylvinylsiloxy groups, dimethylpolysiloxane with both molecular chain ends blocked with methylphenylvinylsiloxy groups, dimethylsiloxane/methylphenylsiloxane copolymer with both molecular chain ends blocked with dimethylvinylsiloxy groups, molecular chains. dimethylvinylsiloxy group-blocked dimethylsiloxane/methylvinylsiloxane copolymer at both ends, dimethylsiloxane/methylvinylsiloxane copolymer blocked at both molecular chain ends with trimethylsiloxy groups, methyl vinylsiloxy group-blocked at both ends of the molecular chain (3,3, 3-trifluoropropyl) polysiloxane, both molecular chain ends silanol group-blocked dimethylsiloxane/methylvinylsiloxane copolymer, and molecular chain both ends silanol group-blocked dimethylsiloxane/methylvinylsiloxane/methylphenylsiloxane copolymer, etc. mentioned. These may be used singly or in combination of two or more.
前記有機過酸化物としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ-t-ブチルパーオキサイド、及びt-ブチルパーベンゾエート等が挙げられる。これらは1種単独でも2種以上の併用であってもよい。有機過酸化物の添加量は、アルケニル基含有オルガノポリシロキサン100質量部に対して、通常0.1~5質量部であればよく、特には0.5~3質量部であることが好ましい。当該範囲内で反応させることにより、上述したデュロメータA硬度を有する熱伝導性シリコーンゴム層が得られる。 Examples of the organic peroxide include benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis(t-butylperoxy)hexane, di-t-butylperoxide, and t- butyl perbenzoate and the like. These may be used singly or in combination of two or more. The amount of the organic peroxide to be added is generally 0.1 to 5 parts by mass, preferably 0.5 to 3 parts by mass, per 100 parts by mass of the alkenyl group-containing organopolysiloxane. A thermally conductive silicone rubber layer having the durometer A hardness described above can be obtained by reacting within this range.
熱伝導性シリコーンゴム組成物に含まれる熱伝導性充填材としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、及び窒化ホウ素等の無機粉末が挙げられる。これらは1種単独でも2種以上の併用であってもよい。 Thermally conductive fillers contained in the thermally conductive silicone rubber composition include, for example, inorganic powders such as aluminum oxide, zinc oxide, silicon oxide, silicon carbide, aluminum nitride, and boron nitride. These may be used singly or in combination of two or more.
熱伝導性充填材の平均粒径は、好ましくは0.1μm以上50μm以下、より好ましくは1μm以上30μm以下であるのがよい。なお、本発明において、平均粒径は、マイクロトラック粒度分布測定装置MT3300EX(日機装株式会社)による体積基準の測定値である。平均粒径が上記上限超であるとシート表面の状態が荒れて、熱抵抗が上昇する恐れがある。 The average particle size of the thermally conductive filler is preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less, more preferably 1 μm or more and 30 μm or less. In the present invention, the average particle size is a value measured on a volume basis using a Microtrac particle size distribution analyzer MT3300EX (Nikkiso Co., Ltd.). If the average particle size exceeds the above upper limit, the surface of the sheet may be roughened and the thermal resistance may increase.
熱伝導性シリコーンゴム組成物における熱伝導性充填材の配合量は、上記アルケニル基含有オルガノポリシロキサン100質量部に対して200~3,000質量部であるのが好ましく、より好ましくは400~2,000質量部であるのがよい。該熱伝導性充填材の配合量が少なすぎると、シリコーンゴム層の熱伝導性が不十分なものとなり易い。一方、熱伝導性充填材の配合量が多すぎると、充填材が組成物中へ均一に配合することが困難になる恐れがあり、そのため、成形加工性が悪くなる場合がある。 The content of the thermally conductive filler in the thermally conductive silicone rubber composition is preferably 200 to 3,000 parts by mass, more preferably 400 to 2 parts by mass, per 100 parts by mass of the alkenyl group-containing organopolysiloxane. ,000 parts by mass. If the content of the thermally conductive filler is too small, the thermal conductivity of the silicone rubber layer tends to be insufficient. On the other hand, if the amount of the thermally conductive filler to be blended is too large, it may become difficult to uniformly blend the filler into the composition, which may result in poor moldability.
上記熱伝導性シリコーンゴム組成物はさらに表面処理剤を含むのが好ましい。該表面処理剤としては、下記一般式(1)で表されるアルコキシシラン、又は、下記一般式(2)で表される、分子鎖片末端にトリアルコキシ基を有するジメチルポリシロキサンが挙げられる。これらの表面処理剤は、1種単独であっても、2種以上の併用であってもよく、下記式(1)で表されるアルコキシシランと下記式(2)で表されるジメチルポリシロキサンの併用であってもよい。
R2
aR3
b Si(OR4) 4-a-b (1)
(式中、R2は、互いに独立に炭素原子数6~15のアルキル基であり、R3は、互いに独立に、非置換または置換の炭素原子数1~10の1価炭化水素基であり、R4は、互いに独立に、炭素原子数1~6のアルキル基であり、aは1~3の整数であり、bは0~2の整数であり、但しa+bは1~3の整数である)
R 2 a R 3 b Si(OR 4 ) 4-ab (1)
(In the formula, R 2 is each independently an alkyl group having 6 to 15 carbon atoms, and R 3 is each independently an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. , R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a is an integer of 1 to 3, b is an integer of 0 to 2, provided that a+b is an integer of 1 to 3 be)
R2は、炭素原子数6~15のアルキル基である。炭素原子数が該範囲内であることにより、熱伝導性充填材の濡れ性が十分向上し、取り扱い性がよく、組成物の低温特性が良好なものとなる。アルキル基としては、例えばヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、及びテトラデシル基等が挙げられる。 R 2 is an alkyl group having 6 to 15 carbon atoms. When the number of carbon atoms is within this range, the wettability of the thermally conductive filler is sufficiently improved, the handleability is good, and the low-temperature properties of the composition are good. Examples of alkyl groups include hexyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, and tetradecyl groups.
R3は、非置換または置換の、炭素数1~10の1価炭化水素基である。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基などのアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、メチルベンジル基等のアラルキル基、ならびにこれらの基に炭素原子が結合している水素原子の一部又は全部が、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、シアノ基などで置換された基、例えば、クロロメチル基、2-ブロモエチル基、3-クロロプロピル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、クロロフェニル基、フルオロフェニル基、シアノエチル基、3,3,4,4,5,5,6,6,6-ノナフルオロヘキシル基等が挙げられる。好ましくは炭素原子数1~8、特に好ましくは炭素原子数1~6、さらに好ましくは炭素数1~3の、置換又は非置換の一価炭化水素基である。より好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、クロロメチル基、ブロモエチル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、シアノエチル基、フェニル基、クロロフェニル基、及びフルオロフェニル基等である。 R 3 is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. For example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, etc. cycloalkyl groups such as alkyl groups, cyclopentyl groups, cyclohexyl groups and cycloheptyl groups; aryl groups such as phenyl groups, tolyl groups, xylyl groups, naphthyl groups and biphenylyl groups; benzyl groups, phenylethyl groups, phenylpropyl groups and methylbenzyl groups; aralkyl groups such as groups, and groups in which some or all of the hydrogen atoms to which carbon atoms are bonded to these groups are substituted with halogen atoms such as fluorine, chlorine, and bromine, and cyano groups, such as chloromethyl group, 2-bromoethyl group, 3-chloropropyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, chlorophenyl group, fluorophenyl group, cyanoethyl group, 3,3,4,4,5,5,6,6, 6-nonafluorohexyl group and the like. It is preferably a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, particularly preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms. More preferred are methyl group, ethyl group, propyl group, chloromethyl group, bromoethyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, cyanoethyl group, phenyl group, chlorophenyl group and fluorophenyl group.
R4及びR5は、互いに独立に、炭素原子数1~6のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、及びペンチル基であり、好ましくはメチル基、又はエチル基である。 R 4 and R 5 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl, and pentyl. group, preferably a methyl group or an ethyl group.
上記式(1)で表されるアルコキシシランとしては、例えば、下記の化合物が挙げられる。該アルコキシシランは1種単独でも2種以上の併用であってもよい。
C6H13Si(OCH3)3
C10H21Si(OCH3)3
C12H25Si(OCH3)3
C12H25Si(OC2H5)3
C10H21Si(CH3)(OCH3)2
C10H21Si(C6H5)(OCH3)2
C10H21Si(CH3)(OC2H5)2
C10H21Si(CH=CH2)(OCH3)2
C10H21Si(CH2CH2CF3)(OCH3)2
Examples of the alkoxysilane represented by formula (1) include the following compounds. The alkoxysilanes may be used singly or in combination of two or more.
C6H13Si ( OCH3 ) 3
C10H21Si ( OCH3 ) 3
C12H25Si ( OCH3 ) 3
C12H25Si ( OC2H5 ) 3
C10H21Si ( CH3 )( OCH3 ) 2
C10H21Si ( C6H5 ) ( OCH3 ) 2
C10H21Si ( CH3 ) ( OC2H5 ) 2
C10H21Si (CH = CH2 )( OCH3 ) 2
C10H21Si ( CH2CH2CF3 ) ( OCH3 ) 2
上記式(2)で表されるジメチルポリシロキサンとしては、例えば、下記のものを挙げることができる。
上記熱伝導性シリコーンゴム組成物における表面処理剤の量は、上記アルケニル基含有オルガノポリシロキサン100質量部に対して5~80質量部であるのが好ましく、より好ましくは10~75質量部であり、さらに好ましくは10~50質量部であるのがよい。表面処理剤の量が多すぎると、表面処理剤が経時でオイルブリードして実機を汚染する場合がある。また、量が少なすぎると上記熱伝導性充填材を熱伝導性シリコーンゴム組成物中に充填することができない場合がある。 The amount of the surface treatment agent in the thermally conductive silicone rubber composition is preferably 5 to 80 parts by mass, more preferably 10 to 75 parts by mass, based on 100 parts by mass of the alkenyl group-containing organopolysiloxane. , more preferably 10 to 50 parts by mass. If the amount of the surface treatment agent is too large, the surface treatment agent may bleed oil over time and contaminate the actual machine. On the other hand, if the amount is too small, the thermally conductive filler may not be filled into the thermally conductive silicone rubber composition.
熱伝導性シリコーンゴム組成物には、本発明の目的を損なわない範囲でその他の添加剤を配合することができる。その他の添加剤としては、例えば、フュームドシリカ、沈降性シリカ等の補強性シリカ;シリコーンオイル、シリコーンウェッター等の可塑剤;白金、酸化チタン、ベンゾトリアゾール等の難燃剤;1-エチニル-1-シクロヘキサノール等のアセチレン化合物系付加反応制御剤;有機顔料、無機顔料等の着色剤;酸化鉄、酸化セリウム等の耐熱性向上剤;内添離型剤;トルエン等の溶剤などを挙げることができる。 Other additives can be blended into the thermally conductive silicone rubber composition as long as the objects of the present invention are not impaired. Other additives include reinforcing silica such as fumed silica and precipitated silica; plasticizers such as silicone oil and silicone wetter; flame retardants such as platinum, titanium oxide and benzotriazole; - acetylene compound-based addition reaction controller such as cyclohexanol; coloring agents such as organic pigments and inorganic pigments; heat resistance improvers such as iron oxide and cerium oxide; internal release agents; can.
[高硬度熱伝導性シリコーンゴム層の形成]
上記高硬度を有する熱伝導性シリコーンゴム組成物を加熱硬化することにより高硬度熱伝導性シリコーンゴム層を得ることができる。本発明の熱伝導性シリコーンゴム層はデューロメータA硬度60~96を有し、好ましくは80~96である。該高硬度は、上記各成分を上述した範囲の配合量にて混合することにより得ることができる。特には硬化剤の添加量を上述した範囲内で調整することにより得られる。該硬度が上記下限値より低いと、取扱い時にゴム層表面に傷が付きやすくなったり、連続成型の際、ロール状に巻き取ったときにゴム層表面同士が融着する恐れがある、またスペースの保証が困難になる。また硬度が上記上限値より高いとシートの柔軟性が乏しくなり、シートを折り曲げたときに割れが発生する可能性がある。なお、本発明においてシリコーンゴム層の硬度は、6mm厚の熱伝導性シリコーンゴム組成物の硬化物を二枚重ねた状態で、デューロメータA硬度計を用いて25℃で測定したものである。
尚、本発明の熱伝導性シリコーンゴム層は中間補強層としてガラスクロスやポリイミドを含むことができるが、その場合、上記熱伝導性シリコーンゴム層の硬度とは、該中間補強層を含まない硬化物として測定される硬度である。
[Formation of high-hardness thermally conductive silicone rubber layer]
A high-hardness thermally conductive silicone rubber layer can be obtained by heat-curing the thermally conductive silicone rubber composition having a high hardness. The thermally conductive silicone rubber layer of the present invention has a durometer A hardness of 60-96, preferably 80-96. The high hardness can be obtained by mixing each of the above components in the amounts within the ranges described above. In particular, it can be obtained by adjusting the amount of the curing agent to be added within the range described above. If the hardness is lower than the above lower limit, the surface of the rubber layer may be easily scratched during handling, or the surfaces of the rubber layer may fuse together when wound into a roll during continuous molding. is difficult to guarantee. On the other hand, if the hardness is higher than the above upper limit, the flexibility of the sheet will be poor, and cracks may occur when the sheet is folded. In the present invention, the hardness of the silicone rubber layer is measured at 25° C. using a durometer A hardness tester with two 6 mm-thick cured products of the thermally conductive silicone rubber composition stacked.
The thermally conductive silicone rubber layer of the present invention can contain glass cloth or polyimide as an intermediate reinforcing layer. It is the hardness measured as an object.
本発明の熱伝導性シリコーンゴムシートにおいて、該熱伝導性シリコーンゴム層の厚みは、50μm以上900μm以下が好ましく、より好ましくは60μm以上700μm以下であるのがよい。上述した通り、高硬度熱伝導性シリコーンゴム層の厚みが薄いと、含まれる熱伝導性充填材が表面から突出し、塗工表面の滑らかさが損なわれてしまい、後述するシリコーン粘着層の積層が困難となる。 In the thermally conductive silicone rubber sheet of the present invention, the thermally conductive silicone rubber layer preferably has a thickness of 50 μm or more and 900 μm or less, more preferably 60 μm or more and 700 μm or less. As described above, if the thickness of the high-hardness thermally conductive silicone rubber layer is thin, the included thermally conductive filler protrudes from the surface, impairing the smoothness of the coating surface, and lamination of the silicone adhesive layer, which will be described later, is not possible. becomes difficult.
熱伝導性シリコーンゴム層は、熱伝導率1.0W/m・K以上、より好ましくは1.2W/m・K以上を有するのが好ましい。熱伝導率が1.0W/m・K未満では、熱伝導特性が不十分となる恐れがある。 The thermally conductive silicone rubber layer preferably has a thermal conductivity of 1.0 W/m·K or more, more preferably 1.2 W/m·K or more. If the thermal conductivity is less than 1.0 W/m·K, the thermal conductivity may be insufficient.
本発明の熱伝導性シリコーンゴム層は、強度を向上するために中間補強層としてガラスクロスやポリイミドを含むことができる。ただし、ガラスクロスを中間層とする際には、後述する目止め工程を行う必要がある。ガラスクロスの厚みは30μm以上50μm以下で重量が30g/m2以下が好ましい。さらに好ましくは30μm以上45μm以下で重量が25g/m2以下が好ましい。ガラスクロスは熱伝導率が比較的低いので熱伝導を考えた際には薄い方が好ましい。しかし薄くなりすぎると強度が低下してしまい破れやすくなる、または成型性に乏しくなる。 The thermally conductive silicone rubber layer of the present invention can contain glass cloth or polyimide as an intermediate reinforcing layer in order to improve strength. However, when the glass cloth is used as the intermediate layer, it is necessary to perform a sealing step, which will be described later. The glass cloth preferably has a thickness of 30 μm or more and 50 μm or less and a weight of 30 g/m 2 or less. More preferably, the thickness is 30 μm or more and 45 μm or less and the weight is 25 g/m 2 or less. Since the glass cloth has a relatively low thermal conductivity, it is preferable that the thickness of the cloth is thin in consideration of heat conduction. However, if the thickness is too thin, the strength will decrease and the film will be easily broken, or the moldability will be poor.
ガラスクロスを目止めする熱伝導性シリコーン樹脂の熱伝導率は1.0W/mK以上が好ましい。1.0W/mK以下だと熱伝導性シリコーン樹脂で目止めされたガラスクロスの熱伝導性が悪くなり、熱伝導性シリコーンゴムシート全体の熱伝導性を悪化させてしまうためである。該目止め用の熱伝導性シリコーン樹脂は、上記した熱伝導性シリコーンゴム組成物であればよい。また目止め後の厚みは100μm以下が好ましい、より好ましくは90μm以下である。目止めされたガラスクロスの厚みが100μm超では熱伝導性シリコーンゴムシート全体における高熱伝導性シリコーンゴム層が占める厚みの割合が小さくなってしまうため、全体の熱伝導性を考えた時に不利である。 The thermal conductivity of the thermally conductive silicone resin that seals the glass cloth is preferably 1.0 W/mK or more. If it is less than 1.0 W/mK, the thermal conductivity of the glass cloth sealed with the thermally conductive silicone resin will deteriorate, and the thermal conductivity of the entire thermally conductive silicone rubber sheet will deteriorate. The thermally conductive silicone resin for sealing may be the thermally conductive silicone rubber composition described above. The thickness after filling is preferably 100 μm or less, more preferably 90 μm or less. If the thickness of the sealed glass cloth exceeds 100 μm, the ratio of the thickness of the high thermal conductive silicone rubber layer to the entire thermal conductive silicone rubber sheet becomes small, which is disadvantageous when considering the overall thermal conductivity. .
本発明の熱伝導性シリコーンゴム層は、非粘着性であるのが好ましい。本発明において非粘着性とは、粘着力0.01N/25m以下を有すること、特には粘着力が検出限界以下である状態を意味する。上述した本発明の熱伝導性シリコーンゴム層がデューロメータA硬度90付近を有すると、熱伝導性シリコーンゴム層は表面タック感がなくなり、上記のような粘着力を有し、いわゆる非粘着性となる。 The thermally conductive silicone rubber layer of the present invention is preferably non-sticky. In the present invention, "non-adhesive" means having an adhesive strength of 0.01 N/25 m or less, particularly a state in which the adhesive strength is below the detection limit. When the above-described thermally conductive silicone rubber layer of the present invention has a durometer A hardness of around 90, the thermally conductive silicone rubber layer loses its surface tackiness and has the adhesive force as described above, which is a so-called non-adhesive property. Become.
[シリコーン粘着層]
本発明の熱伝導性シリコーンゴムシートは、熱伝導性シリコーンゴム層の少なくとも1と、シリコーン粘着層の少なくとも1とが積層されて成る。該シリコーン粘着層は、下記(a)成分、(c)成分及び(f)成分を含有することを特徴とする、付加反応硬化型又は過酸化物硬化型シリコーン粘着剤組成物の硬化物である。
(a)ケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも1つ有し、ケイ素原子に結合したフェニル基を、ケイ素原子に結合した置換基の合計個数に対し2~20%となる個数で有するオルガノポリシロキサン: 100質量部、
(c)平均粒径10μm未満を有し、粒径20μm以上の粒子の量が0~3質量%であり、かつ粒径40μm以上の粒子の量が0~0.01質量%である熱伝導性充填材: 100~800質量部、及び
(f)R3SiO1/2単位(Rは、脂肪族不飽和結合を有さない、非置換又は置換の、炭素数1~10の1価炭化水素基である)及びSiO4/2単位を含み、SiO4/2単位に対するR3SiO1/2単位の個数比が0.5~2.5である、シリコーンレジン:50~300質量部。
[Silicone adhesive layer]
The thermally conductive silicone rubber sheet of the present invention is formed by laminating at least one thermally conductive silicone rubber layer and at least one silicone adhesive layer. The silicone pressure-sensitive adhesive layer is a cured product of an addition reaction-curable or peroxide-curable silicone pressure-sensitive adhesive composition, characterized by containing the following components (a), (c) and (f): .
(a) an organopolysiloxane having at least one silicon-bonded alkenyl group and having 2 to 20% of the total number of silicon-bonded phenyl groups with respect to the total number of silicon-bonded substituents; : 100 parts by mass,
(c) a thermal conductivity having an average particle size of less than 10 μm, an amount of particles with a particle size of 20 μm or more in an amount of 0 to 3% by weight, and an amount of particles with a particle size of 40 μm or more in an amount of 0 to 0.01% by weight; and (f) R 3 SiO 1/2 units (R is an unsubstituted or substituted monovalent carbon number of 1 to 10 having no aliphatic unsaturation a hydrogen group) and SiO 4/2 units, and the number ratio of R 3 SiO 1/2 units to SiO 4/2 units is 0.5 to 2.5: 50 to 300 parts by mass.
シリコーン粘着剤組成物は、付加反応硬化型であっても、過酸化物硬化型であってもよい。
付加反応硬化型であるシリコーン粘着剤組成物は、下記構成を有するのが好ましい。
(a)ケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも1つ有し、ケイ素原子に結合したフェニル基を、ケイ素原子に結合した置換基の合計個数に対し2~20%となる個数で有するオルガノポリシロキサン: 100質量部
(c)平均粒径10μm未満を有し、粒径20μm以上の粒子の量が0~3質量%であり、かつ粒径40μm以上の粒子の量が0~0.01質量%である熱伝導性充填材: 100~800質量部
(b)オルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(a)成分のアルケニル基の個数に対する(b)成分中のケイ素原子に結合した水素原子の個数の比が0.5~50となる量、
(d)付加反応触媒:触媒量、
(e)付加反応制御剤:0.01~1質量部、及び
(f)R3SiO1/2単位(Rは、脂肪族不飽和結合を有さない、非置換又は置換の、炭素数1~10の1価炭化水素基である)及びSiO4/2単位を含み、SiO4/2単位に対するR3SiO1/2単位の個数比が0.5~2.5である、シリコーンレジン:50~300質量部。
The silicone pressure-sensitive adhesive composition may be addition reaction-curable or peroxide-curable.
The addition reaction-curable silicone pressure-sensitive adhesive composition preferably has the following structure.
(a) an organopolysiloxane having at least one silicon-bonded alkenyl group and having 2 to 20% of the total number of silicon-bonded phenyl groups with respect to the total number of silicon-bonded substituents; : 100 parts by mass (c) having an average particle size of less than 10 μm, containing 0 to 3% by mass of particles having a particle size of 20 μm or more, and containing 0 to 0.01% by mass of particles having a particle size of 40 μm or more Thermally conductive filler: 100 to 800 parts by mass (b) organohydrogenpolysiloxane: the ratio of the number of silicon-bonded hydrogen atoms in component (b) to the number of alkenyl groups in component (a) is 0.5 to 50,
(d) addition reaction catalyst: catalytic amount,
(e) Addition reaction controller: 0.01 to 1 part by mass, and (f) R 3 SiO 1/2 unit (R is an unsubstituted or substituted C1 10 monovalent hydrocarbon groups) and SiO 4/2 units, wherein the number ratio of R 3 SiO 1/2 units to SiO 4/2 units is 0.5 to 2.5: 50 to 300 parts by mass.
過酸化物硬化型であるシリコーン粘着剤組成物は、下記構成を有するのが好ましい。
(a)ケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも1つ有し、ケイ素原子に結合したフェニル基を、ケイ素原子に結合した置換基の合計個数に対し2~20%となる個数で有するオルガノポリシロキサン: 100質量部
(c)平均粒径10μm未満を有し、粒径20μm以上の粒子の量が0~3質量%であり、かつ粒径40μm以上の粒子の量が0~0.01質量%である熱伝導性充填材: 100~800質量部
(f)R3SiO1/2単位(Rは、脂肪族不飽和結合を有さない、非置換又は置換の、炭素数1~10の1価炭化水素基である)及びSiO4/2単位を含み、SiO4/2単位に対するR3SiO1/2単位の個数比が0.5~2.5である、シリコーンレジン:50~300質量部、及び
(g)有機過酸化物: 前記(a)成分100質量部に対して0.1~10質量部。
以下、各成分について、より詳細に説明する。
The peroxide-curable silicone pressure-sensitive adhesive composition preferably has the following structure.
(a) an organopolysiloxane having at least one silicon-bonded alkenyl group and having 2 to 20% of the total number of silicon-bonded phenyl groups with respect to the total number of silicon-bonded substituents; : 100 parts by mass (c) having an average particle size of less than 10 μm, containing 0 to 3% by mass of particles having a particle size of 20 μm or more, and containing 0 to 0.01% by mass of particles having a particle size of 40 μm or more 100 to 800 parts by mass (f) R 3 SiO 1/2 units (R is an unsubstituted or substituted, 1 to 10 carbon atoms having no aliphatic unsaturation a valent hydrocarbon group) and SiO 4/2 units, wherein the number ratio of R 3 SiO 1/2 units to SiO 4/2 units is 0.5 to 2.5, silicone resin: 50 to 300 mass and (g) organic peroxide: 0.1 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of component (a).
Each component will be described in more detail below.
[(a)アルケニル基含有オルガノポリシロキサン]
(a)成分は、ケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中に少なくとも1つ、好ましくは2個以上有するオルガノポリシロキサンである。通常は主鎖部分が基本的にジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなるが、分子構造の一部に分枝状の構造を含んだものであってもよく、また環状体であってもよい。特には、硬化物の機械的強度等、物性の点から直鎖状のジオルガノポリシロキサンが好ましい。オルガノポリシロキサンの25℃における動粘度は100~50000mm2/sであるのがよく、好ましくは1,000~30,000mm2/sであることが好ましい。該粘度はオストワルド粘度計により測定されるものである。
[(a) Alkenyl Group-Containing Organopolysiloxane]
Component (a) is an organopolysiloxane having at least one, preferably two or more, silicon-bonded alkenyl groups per molecule. Usually, the main chain portion basically consists of repeating diorganosiloxane units, but it may contain a branched structure as part of the molecular structure, or it may be a cyclic body. In particular, linear diorganopolysiloxane is preferred from the viewpoint of physical properties such as mechanical strength of the cured product. The kinematic viscosity of the organopolysiloxane at 25° C. is preferably 100 to 50,000 mm 2 /s, preferably 1,000 to 30,000 mm 2 /s. The viscosity is measured by an Ostwald viscometer.
本発明は(a)成分がケイ素原子に結合するフェニル基を、ケイ素原子に結合した置換基の合計個数に対し2~20%となる個数で含むことを特徴とする。好ましくは4~18%であり、より好ましくは7~15%である。該フェニル基の含有量が上記下限値未満であると、シリコーン粘着層を熱伝導性シリコーンゴム層に積層させる際に、経時で粘着力が低下する。また、フェニル基の含有量が上記上限値超えでは、シリコーン粘着層の初期粘着力及び経時粘着力共に著しく低下するため好ましくない。尚、ケイ素原子に結合した置換基とは、フェニル基、アルケニル基、及び、これら以外の置換基である。 The present invention is characterized in that the component (a) contains 2 to 20% of the total number of silicon-bonded phenyl groups with respect to the total number of silicon-bonded substituents. It is preferably 4 to 18%, more preferably 7 to 15%. If the phenyl group content is less than the above lower limit, the adhesive strength decreases over time when the silicone adhesive layer is laminated on the thermally conductive silicone rubber layer. Moreover, if the content of the phenyl group exceeds the above upper limit, both the initial adhesive strength and the adhesive strength over time of the silicone adhesive layer are remarkably lowered, which is not preferable. The substituents bonded to silicon atoms are phenyl groups, alkenyl groups, and other substituents.
アルケニル基は、炭素原子数2~8を有するのが好ましく、例えばビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、及びシクロヘキセニル基が挙げられる。中でも、ビニル基、及びアリル基等の低級アルケニル基が好ましく、特に好ましくはビニル基がよい。 Alkenyl groups preferably have 2 to 8 carbon atoms and include, for example, vinyl, allyl, propenyl, isopropenyl, butenyl, hexenyl, and cyclohexenyl groups. Among them, a vinyl group and a lower alkenyl group such as an allyl group are preferred, and a vinyl group is particularly preferred.
ケイ素原子に結合するアルケニル基及びフェニル基以外の置換基は、一般的なアルケニル基含有オルガノポリシロキサンのケイ素原子に結合する有機基であればよい。好ましくは、非置換又は置換の、炭素原子数が1~10、より好ましくは炭素原子数が1~6、さらに好ましくは炭素原子数1~3の1価炭化水素基であり、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、ならびに、これらの炭素原子に結合する水素原子の一部又は全部が、ハロゲン原子又はシアノ基などで置換された基等が挙げられる。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基などのアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、メチルベンジル基等のアラルキル基、ならびにこれらの基に炭素原子が結合している水素原子の一部又は全部が、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、シアノ基などで置換された基、例えば、クロロメチル基、2-ブロモエチル基、3-クロロプロピル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、クロロフェニル基、フルオロフェニル基、シアノエチル基、3,3,4,4,5,5,6,6,6-ノナフルオロヘキシル基等が挙げられる。特には、メチル基、エチル基、プロピル基、クロロメチル基、ブロモエチル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、シアノエチル基、クロロフェニル基、及びフルオロフェニル基が好ましい。また、ケイ素原子に結合したアルケニル基以外の官能基は全てが同一であることを限定するものではない。 Substituents other than alkenyl groups and phenyl groups bonded to silicon atoms may be organic groups bonded to silicon atoms of general alkenyl group-containing organopolysiloxanes. Preferably, it is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, still more preferably 1 to 3 carbon atoms, and an alkyl group, cyclo Examples include alkyl groups, aryl groups, aralkyl groups, and groups in which some or all of the hydrogen atoms bonded to these carbon atoms are substituted with halogen atoms, cyano groups, or the like. For example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, etc. cycloalkyl groups such as alkyl groups, cyclopentyl groups, cyclohexyl groups and cycloheptyl groups; aryl groups such as tolyl groups, xylyl groups, naphthyl groups and biphenylyl groups; Aralkyl groups, and groups in which some or all of the hydrogen atoms to which carbon atoms are bonded to these groups are substituted with halogen atoms such as fluorine, chlorine, and bromine, and cyano groups, such as chloromethyl groups, 2 -bromoethyl group, 3-chloropropyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, chlorophenyl group, fluorophenyl group, cyanoethyl group, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-nona A fluorohexyl group and the like can be mentioned. Particularly preferred are methyl group, ethyl group, propyl group, chloromethyl group, bromoethyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, cyanoethyl group, chlorophenyl group and fluorophenyl group. Moreover, it is not limited that all the functional groups other than the alkenyl group bonded to the silicon atom are the same.
[(b)オルガノハイドロジェンポリシロキサン]
(b)成分はオルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、一分子中に平均で2個以上、好ましくは2~100個の、ケイ素原子に直接結合する水素原子(Si-H)を有するのがよい。該(b)成分は(a)成分の架橋剤として機能する。(b)成分中のSi-Hと(a)成分中のアルケニル基とのヒドロシリル化反応により、架橋構造を有する3次元網目構造を与える。Si-H基の数が平均して1個未満であると、硬化しない恐れがある。オルガノハイドロジェンポリシロキサンは従来公知の化合物であってよいが、例えば、下記一般式(3)で表すことができる。
Component (b) is an organohydrogenpolysiloxane and preferably has an average of 2 or more, preferably 2 to 100, hydrogen atoms (Si--H) directly bonded to silicon atoms per molecule. The (b) component functions as a cross-linking agent for the (a) component. A hydrosilylation reaction between Si—H in component (b) and alkenyl groups in component (a) gives a three-dimensional network structure having a crosslinked structure. If the average number of Si—H groups is less than 1, there is a possibility that the composition will not be cured. The organohydrogenpolysiloxane may be a conventionally known compound, and can be represented, for example, by the following general formula (3).
R7において、脂肪族不飽和結合を含有しない非置換又は置換の、炭素数1~10の、好ましくは炭素数1~6の、より好ましくは炭素数1~3の1価炭化水素基としては、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基などのアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、メチルベンジル基等のアラルキル基、ならびにこれらの基に炭素原子が結合している水素原子の一部又は全部が、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、シアノ基などで置換された基、例えば、クロロメチル基、2-ブロモエチル基、3-クロロプロピル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、クロロフェニル基、フルオロフェニル基、シアノエチル基、3,3,4,4,5,5,6,6,6-ノナフルオロヘキシル基等が挙げられる。中でも、メチル基、エチル基、プロピル基、クロロメチル基、ブロモエチル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、シアノエチル基、フェニル基、クロロフェニル基、及びフルオロフェニル基等がより好ましい。R7は同一でも異なっていてもよく、但し、少なくとも2個のR7は水素原子である。 For R 7 , as an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group containing no aliphatic unsaturated bond and having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, , for example methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, etc. cycloalkyl groups such as alkyl groups, cyclopentyl groups, cyclohexyl groups and cycloheptyl groups; aryl groups such as phenyl groups, tolyl groups, xylyl groups, naphthyl groups and biphenylyl groups; benzyl groups, phenylethyl groups, phenylpropyl groups and methylbenzyl groups; aralkyl groups such as groups, and groups in which some or all of the hydrogen atoms to which carbon atoms are bonded to these groups are substituted with halogen atoms such as fluorine, chlorine, and bromine, and cyano groups, such as chloromethyl group, 2-bromoethyl group, 3-chloropropyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, chlorophenyl group, fluorophenyl group, cyanoethyl group, 3,3,4,4,5,5,6,6, 6-nonafluorohexyl group and the like. Among them, more preferred are methyl group, ethyl group, propyl group, chloromethyl group, bromoethyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, cyanoethyl group, phenyl group, chlorophenyl group and fluorophenyl group. R7 may be the same or different, provided that at least two R7 are hydrogen atoms.
(b)成分の量は、(a)成分中にあるアルケニル基の個数に対する(b)成分中にあるSi-H基の個数の比が0.1~30となる量、好ましくは0.5~15、さらに好ましくは1.0~5となる量である。(b)成分の量が上記下限値未満であると粘着層の硬化が不十分となりリワーク性が低下する。また上記上限値を超えると硬化物の柔軟性が著しく低下し、粘着力が大きく低下してしまうため好ましくない。 The amount of component (b) is such that the ratio of the number of Si—H groups in component (b) to the number of alkenyl groups in component (a) is 0.1 to 30, preferably 0.5. to 15, more preferably 1.0 to 5. If the amount of component (b) is less than the above lower limit, curing of the adhesive layer will be insufficient, resulting in poor reworkability. On the other hand, when the above upper limit is exceeded, the flexibility of the cured product is remarkably lowered, and the adhesive strength is greatly lowered, which is not preferable.
[(c)熱伝導性充填材]
シリコーン粘着剤組成物に含まれる熱伝導性充填材は平均粒径10μm未満を有し、さらに粒径20μm以上の粒子の量が0~3質量%であり、かつ粒径40μm以上の粒子の量が0~0.01質量%であることを特徴とする。粒径がこの範囲でない場合、熱伝導性粘着層の表面状態が滑らかでなく接触が悪くなるため、所望の粘着力を得ることができず、熱抵抗も上昇してしまう。平均粒径は好ましくは1~10μmであり、より好ましくは1~5μmである。本発明における平均粒径は、レーザー回折・散乱式の粒子径分布測定装置であるマイクロトラックMT3300EX(日機装)を使用して決定される値(体積基準)である。熱伝導性充填材が二種以上の併用である場合は、個々の熱伝導性充填材が上記粒径の要件を満たしていればよい。
[(c) Thermally conductive filler]
The thermally conductive filler contained in the silicone pressure-sensitive adhesive composition has an average particle size of less than 10 μm, the amount of particles with a particle size of 20 μm or more is 0 to 3% by mass, and the amount of particles with a particle size of 40 μm or more is is 0 to 0.01% by mass. If the particle size is out of this range, the surface condition of the thermally conductive adhesive layer will not be smooth and the contact will be poor, so that the desired adhesive strength cannot be obtained and the thermal resistance will increase. The average particle size is preferably 1-10 μm, more preferably 1-5 μm. The average particle size in the present invention is a value (volume basis) determined using Microtrac MT3300EX (Nikkiso), which is a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer. When two or more thermally conductive fillers are used in combination, each thermally conductive filler may satisfy the particle size requirements described above.
熱伝導性充填材(c)中の粒径20μm以上の粒子の量および粒径40μm以上の粒子の量は、以下のようにして決定される。充填材10gを採取し、任意の量の水中に入れて超音波分散させる。目開きが20μmと40μmの篩を重ねて篩振とう機にセットし、上記水に分散させた熱伝導性充填材を上記振とう機に投入する。各篩上に残った充填材を乾燥させ、秤量する。 The amount of particles with a particle size of 20 μm or more and the amount of particles with a particle size of 40 μm or more in the thermally conductive filler (c) are determined as follows. 10 g of the filler is collected, placed in an arbitrary amount of water and ultrasonically dispersed. Sieves with mesh openings of 20 μm and 40 μm are piled up and set in a sieve shaker, and the thermally conductive filler dispersed in water is put into the shaker. The filler remaining on each sieve is dried and weighed.
上記熱伝導性充填材としては、例えば、アルミナ、水酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛、及び金属アルミニウムから選ばれる少なくとも1が好ましく、熱伝導性、電気的絶縁性および価格などを総合的に考慮すると、アルミナが特に好ましい。 As the thermally conductive filler, for example, at least one selected from alumina, aluminum hydroxide, aluminum nitride, boron nitride, zinc oxide, and metallic aluminum is preferable. From a practical point of view, alumina is particularly preferred.
(c)成分の量は、上記(a)成分100質量部に対して100~800質量部、好ましくは200~500質量部である。充填量が上記下限未満であると、粘着層に十分な熱伝導性を与えられない。また、上記上限を超えると、充填材が密になりすぎてしまい、組成物をコーティングして熱伝導性シートを得たときにシート表面の滑らかさが損なわれ、熱抵抗の上昇および粘着力の低下を招き得る。 The amount of component (c) is 100 to 800 parts by mass, preferably 200 to 500 parts by mass, per 100 parts by mass of component (a). If the filling amount is less than the above lower limit, sufficient thermal conductivity cannot be imparted to the adhesive layer. On the other hand, if the above upper limit is exceeded, the filler becomes too dense, and when the composition is coated to obtain a thermally conductive sheet, the smoothness of the sheet surface is impaired, the heat resistance increases, and the adhesive strength increases. can lead to decline.
[(d)付加反応触媒]
(d)成分は付加反応触媒であり(a)成分由来のアルケニル基と、(b)成分由来のSi-H基の付加反応を促進するものであればよく、ヒドロシリル化反応に用いられる触媒として公知の触媒が挙げられる。例えば白金系金属触媒であり、白金(白金黒を含む)、ロジウム、パラジウム等の白金族金属単体、H2PtCl4・nH2O、H2PtCl6・nH2O、NaHPtCl6・nH2O、KaHPtCl6・nH2O、Na2PtCl6・nH2O、K2PtCl4・nH2O、PtCl4・nH2O、PtCl2、Na2HPtCl4・nH2O(但し、式中、nは0~6の整数であり、好ましくは0又は6である)等の塩化白金、塩化白金酸及び塩化白金酸塩、アルコール変性塩化白金酸(米国特許第3,220,972号明細書参照)、塩化白金酸とオレフィンとのコンプレックス(米国特許第3,159,601号明細書、同第3,159,662号明細書、同第3,775,452号明細書参照)、白金黒、パラジウム等の白金族金属をアルミナ、シリカ、カーボン等の担体に担持させたもの、ロジウム-オレフィンコンプレックス、クロロトリス(トリフェニルフォスフィン)ロジウム(ウィルキンソン触媒)、塩化白金、塩化白金酸又は塩化白金酸塩とビニル基含有シロキサン、特にビニル基含有環状シロキサンとのコンプレックスなどが挙げられる。(d)成分の量は、所謂触媒量で良く、通常、(a)成分に対する白金族金属元素の量として、0.1~2000ppm程度が良い。
[(d) addition reaction catalyst]
The component (d) is an addition reaction catalyst which promotes the addition reaction between the alkenyl group derived from the component (a) and the Si—H group derived from the component (b). A well-known catalyst is mentioned. For example, platinum-based metal catalysts, such as platinum (including platinum black), rhodium, and platinum group metal simple substances such as palladium, H 2 PtCl 4 ·nH 2 O, H 2 PtCl 6 · nH 2 O, NaHPtCl 6 · nH 2 O , KaHPtCl6.nH2O , Na2PtCl6.nH2O , K2PtCl4.nH2O , PtCl4.nH2O , PtCl2 , Na2HPtCl4.nH2O ( wherein , n is an integer of 0 to 6, preferably 0 or 6); platinum chloride, chloroplatinic acid and chloroplatinates; ), a complex of chloroplatinic acid and an olefin (see U.S. Pat. Nos. 3,159,601, 3,159,662 and 3,775,452), platinum black, A platinum group metal such as palladium supported on a carrier such as alumina, silica, carbon, etc., rhodium-olefin complex, chlorotris(triphenylphosphine) rhodium (Wilkinson's catalyst), platinum chloride, chloroplatinic acid or chloroplatinate and a vinyl group-containing siloxane, particularly a vinyl group-containing cyclic siloxane. The amount of the component (d) may be a so-called catalytic amount, and is usually about 0.1 to 2000 ppm as the amount of the platinum group metal element relative to the component (a).
[(e)付加反応制御剤]
(e)成分は、通常の付加反応硬化型シリコーン組成物に用いられる公知の付加反応制御剤であればよく、特に制限されるものでない。例えば、1-エチニル-1-ヘキサノール、3-ブチン-1-オール、エチニルメチリデンカルビノールなどのアセチレン化合物や各種窒素化合物、有機リン化合物、オキシム化合物、及び有機クロロ化合物等が挙げられる。量は(a)成分100質量部に対して0.01~1質量部程度が望ましい。
[(e) addition reaction control agent]
Component (e) is not particularly limited as long as it is a known addition reaction inhibitor used in ordinary addition reaction curing silicone compositions. Examples thereof include acetylene compounds such as 1-ethynyl-1-hexanol, 3-butyn-1-ol and ethynylmethylidenecarbinol, various nitrogen compounds, organic phosphorus compounds, oxime compounds, and organic chloro compounds. The amount is desirably about 0.01 to 1 part by mass per 100 parts by mass of component (a).
[(f)シリコーンレジン]
(f)シリコーンレジンは、シリコーン粘着剤組成物に凝集性を付与するために添加される。(f)成分を下記の特定量で含有することにより、適度な粘着力及び優れたリワーク性をシリコーンゴムシートに付与することができる。該シリコーンレジンはR3SiO1/2単位(M単位)と、SiO4/2単位(Q単位)の共重合体であり、M単位とQ単位の比(モル比)がM/Q=0.5~2.5、好ましくは0.6~1.4、更に好ましくは0.7~1.3であるのがよい。M/Qが0.5未満の場合、あるいはM/Qが1.5を超える場合、所望の凝集力が得られなくなる。
[(f) silicone resin]
(f) A silicone resin is added to impart cohesiveness to the silicone pressure-sensitive adhesive composition. By containing the component (f) in the following specific amount, it is possible to provide the silicone rubber sheet with appropriate adhesive strength and excellent reworkability. The silicone resin is a copolymer of R 3 SiO 1/2 units (M units) and SiO 4/2 units (Q units), and the ratio (molar ratio) between M units and Q units is M/Q=0. 0.5 to 2.5, preferably 0.6 to 1.4, more preferably 0.7 to 1.3. When M/Q is less than 0.5, or when M/Q exceeds 1.5, desired cohesion cannot be obtained.
Rは、脂肪族不飽和結合を含有しない、非置換又は置換の、炭素数1~10の1価炭化水素基である。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ド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、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、メチルベンジル基等のアラルキル基、並びにこれらの基の炭素原子に結合している水素原子の一部又は全部が、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、シアノ基などで置換された基、例えば、クロロメチル基、2-ブロモエチル基、3-クロロプロピル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、クロロフェニル基、フルオロフェニル基、シアノエチル基、3,3,4,4,5,5,6,6,6-ノナフルオロヘキシル基等が挙げられる。好ましくは炭素原子数が1~6であり、より好ましくは炭素数1~3である。中でも好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、クロロメチル基、ブロモエチル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、シアノエチル基、フェニル基、クロロフェニル基、及びフルオロフェニル基等が好ましい。また、Rは全てが同一であっても異なっていてもよいが、R1と同じ置換基であることが望ましい。特には、上述したR1と同様に、耐溶剤性などの特殊な特性を要求されない限り、コスト、その入手のし易さ、化学的安定性、環境負荷などの理由により、全てのRがメチル基であることが好ましい。 R is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and containing no aliphatic unsaturation. For example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, etc. cycloalkyl groups such as alkyl groups, cyclopentyl groups, cyclohexyl groups and cycloheptyl groups; aryl groups such as phenyl groups, tolyl groups, xylyl groups, naphthyl groups and biphenylyl groups; benzyl groups, phenylethyl groups, phenylpropyl groups and methylbenzyl groups; aralkyl groups such as groups, and groups in which some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of these groups are substituted with halogen atoms such as fluorine, chlorine, and bromine, and cyano groups, such as chloromethyl group, 2-bromoethyl group, 3-chloropropyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, chlorophenyl group, fluorophenyl group, cyanoethyl group, 3,3,4,4,5,5,6,6, 6-nonafluorohexyl group and the like. It preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms. Among them, preferred are methyl group, ethyl group, propyl group, chloromethyl group, bromoethyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, cyanoethyl group, phenyl group, chlorophenyl group and fluorophenyl group. In addition, although all R may be the same or different, it is desirable that they are the same substituents as R 1 . In particular, as with R 1 described above, unless special properties such as solvent resistance are required, for reasons such as cost, availability, chemical stability, and environmental load, all R are methyl. It is preferably a group.
(f)成分の添加量は、(a)成分100質量部に対して50~300質量部であり、好ましくは60~250質量部であり、より好ましくは60~200質量部、更に好ましくは70~150質量部である。(f)成分の添加量が上記下限値未満では、凝集力の低下によって粘着力が低下してしまう。また上記上限値を超えると、粘着力の増大により実機に対するリワークが困難になる。(f)成分そのものは室温で固体又は粘稠な液体であるが、溶剤に溶解した状態で使用することも可能である。その場合、組成物への添加量は、溶剤分を除いた量で決定される。溶剤としては、トルエンやキシレン等を使用することができる。 The amount of component (f) added is 50 to 300 parts by mass, preferably 60 to 250 parts by mass, more preferably 60 to 200 parts by mass, still more preferably 70 parts by mass, based on 100 parts by mass of component (a). ~150 parts by mass. If the amount of the component (f) added is less than the above lower limit, the cohesive strength is reduced, resulting in a reduced adhesive strength. On the other hand, if the above upper limit is exceeded, reworking of the actual machine becomes difficult due to an increase in adhesive strength. Component (f) itself is a solid or viscous liquid at room temperature, but it can also be used in a state of being dissolved in a solvent. In that case, the amount added to the composition is determined by the amount excluding the solvent content. Toluene, xylene, or the like can be used as the solvent.
[(g)有機過酸化物]
(g)成分は、特定の条件下で分解して遊離ラジカルを生じる有機過酸化物であり、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。例えば、1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2-ジ(4,4-ジ-(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキシル)プロパン等のパーオキシケタール、p-メンタンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、ジスクシン酸パーオキサイド等のジアシルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシベンゾエート等のパーオキシエステル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネートが好適に用いられる。特には、分解温度が比較的高いパーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステルの使用が、取扱い性や保存性の観点から好ましい。またこれらの有機過酸化物は、任意の有機溶剤や炭化水素、流動パラフィンや不活性固体等で希釈されたものを用いてもよい。(g)成分の配合量は、(a)成分100質量部に対し0.01~10質量部であり、0.1~5質量部が好ましい。配合量が上記下限値未満であると成型物の硬化が満足に進行せず、また上記上限値を超える量であると、成型物が脆弱になって取扱い性が低下するとともに、多量に発生した分解残渣によって信頼性が低下する。
[(g) organic peroxide]
Component (g) is an organic peroxide that decomposes under specific conditions to generate free radicals, and can be used alone or in combination of two or more. For example, peroxyketals such as 1,1-di(t-butylperoxy)cyclohexane, 2,2-di(4,4-di-(t-butylperoxy)cyclohexyl)propane, p-menthane hydroperoxide , hydroperoxide such as diisopropylbenzene hydroperoxide, dicumyl peroxide, dialkyl peroxide such as t-butylcumyl peroxide, dibenzoyl peroxide, diacyl peroxide such as disuccinic acid peroxide, t-butyl peroxyacetate , t-butyl peroxybenzoate and the like, and peroxydicarbonates such as diisopropyl peroxydicarbonate. In particular, peroxyketals, hydroperoxides, dialkyl peroxides, and peroxyesters, which have relatively high decomposition temperatures, are preferably used from the viewpoint of handling and storage. These organic peroxides may be used after being diluted with any organic solvent, hydrocarbon, liquid paraffin, inert solid, or the like. Component (g) is added in an amount of 0.01 to 10 parts by mass, preferably 0.1 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of component (a). If the amount is less than the above lower limit, curing of the molded product will not proceed satisfactorily, and if the amount exceeds the above upper limit, the molded product will be brittle and difficult to handle, and a large amount of Decomposition residue reduces reliability.
[シリコーン粘着剤組成物の調整]
上述したシリコーン粘着剤組成物は、上述した(a)~(f)成分又は(a)、(c)、(f)及び(g)成分を、ミキサー等に仕込み混合せしめることで調製される。該シリコーン粘着剤組成物(即ち、塗工液)は、必要に応じてキシレン、トルエン等の溶剤で希釈してもよい。シリコーン粘着剤組成物(塗工液)の25℃における粘度は200~900mPa・s、好ましくは300~700mPa・s、より好ましくは400~600mPa・sであることが好ましい。粘度が上記下限値未満であるとコータ―機において塗工液が液だれしてしまい、粘着層の厚みにバラつきが生じやすい。一方、粘度が上記上限値超えであると、塗工液にボイドが含まれやすくなり、シリコーン粘着層を形成した際に、熱抵抗の上昇や外観不良が生じる恐れがある。尚、本発明においてシリコーン粘着剤組成物の粘度は、25℃にて回転粘度計を用いて測定される絶対粘度である。
[Adjustment of Silicone Adhesive Composition]
The silicone pressure-sensitive adhesive composition described above is prepared by charging components (a) to (f) or components (a), (c), (f) and (g) described above into a mixer or the like and mixing them. The silicone pressure-sensitive adhesive composition (that is, coating liquid) may be diluted with a solvent such as xylene or toluene, if necessary. The viscosity of the silicone pressure-sensitive adhesive composition (coating liquid) at 25° C. is preferably 200 to 900 mPa·s, preferably 300 to 700 mPa·s, more preferably 400 to 600 mPa·s. If the viscosity is less than the above lower limit, the coating liquid will drip in a coater and the thickness of the adhesive layer will tend to vary. On the other hand, if the viscosity exceeds the above upper limit, voids are likely to be contained in the coating liquid, which may cause an increase in heat resistance and poor appearance when the silicone adhesive layer is formed. In the present invention, the viscosity of the silicone pressure-sensitive adhesive composition is the absolute viscosity measured at 25°C using a rotational viscometer.
本発明のシリコーンゴムシートにおいて、シリコーン粘着層は厚さ2~40μm、好ましくは5~30μmを有するのが好ましい。上記下限値未満では、実機に対して所望の粘着力を得る事ができない。厚さが上記上限値を超えると、熱抵抗が大きく上昇してしまう。また、粘着力が過剰になることで、リワーク性が低下する。 In the silicone rubber sheet of the present invention, the silicone adhesive layer preferably has a thickness of 2-40 μm, preferably 5-30 μm. If it is less than the above lower limit, it is impossible to obtain the desired adhesive strength to the actual machine. If the thickness exceeds the above upper limit, the thermal resistance will increase significantly. Moreover, reworkability deteriorates because the adhesive strength becomes excessive.
シリコーン粘着層は、下記粘着力を有するのが好ましい。
即ち、JIS C 2107:2011に準拠し、シリコーン粘着層を有する熱伝導性シリコーンゴムシートの幅を25mmとし、厚さ10mmのSUS板に対して、2kgローラーで5往復して、シリコーン粘着層側をSUS板に張り付ける。これを25℃/30分間放置した後に、定速引張り試験機にて引張り速度300mm/minで200mm、熱伝導性シリコーンゴムシートを引きはがした際の応力(粘着力)が、0.05~1.0(N/25mm)であることが好ましく、より好ましくは0.1~0.5(N/25mm)であるのがよい。粘着力が上記下限値未満では粘着力が不足し、所望の実装位置にシートを貼り付けることが困難になる。一方、上記上限値を超えると、実機でのリワーク性が低下してしまう。
The silicone adhesive layer preferably has the following adhesive strength.
That is, according to JIS C 2107: 2011, the width of the thermally conductive silicone rubber sheet having the silicone adhesive layer is set to 25 mm, and a 2 kg roller is reciprocated 5 times against a 10 mm thick SUS plate to remove the silicone adhesive layer side. is attached to the SUS plate. After leaving this at 25° C. for 30 minutes, the stress (adhesive strength) when the thermally conductive silicone rubber sheet was peeled off by 200 mm at a constant speed tensile tester at a tensile speed of 300 mm/min was 0.05 to 0.05. It is preferably 1.0 (N/25 mm), more preferably 0.1 to 0.5 (N/25 mm). If the adhesive strength is less than the above lower limit, the adhesive strength is insufficient, making it difficult to attach the sheet to a desired mounting position. On the other hand, when the above upper limit is exceeded, the reworkability in an actual machine is deteriorated.
[熱伝導性シリコーンゴム組成物の調製]
オルガノポリシロキサンと熱伝導性充填材とを、ニーダー、バンバリーミキサー、プラネタリーミキサー、品川ミキサー等の混合機を用いて、必要に応じ100℃以上程度の温度に加熱しつつ、混練りする。この混練り工程で、所望により、熱伝導性能を損なわない範囲内で、フュームドシリカ、沈降性シリカ等の補強性シリカ;シリコーンオイル、シリコーンウェッター等;白金、酸化チタン、ベンゾトリアゾール等の難燃剤等を添加・混合してもよい。
[Preparation of Thermally Conductive Silicone Rubber Composition]
The organopolysiloxane and the thermally conductive filler are kneaded using a mixer such as a kneader, Banbury mixer, planetary mixer, Shinagawa mixer, etc. while heating to a temperature of about 100° C. or higher as necessary. In this kneading step, if desired, reinforcing silica such as fumed silica, precipitated silica, etc.; silicone oil, silicone wetter, etc.; platinum, titanium oxide, benzotriazole, etc. A fuel or the like may be added or mixed.
混練り工程で得られた均一混合物を、室温に冷却した後、ストレーナー等を通して濾過し、次いで、2本ロール、品川ミキサー等を用いて、前記混合物に所要量の硬化剤を添加して、再度、混練りする。この再度の混練り工程で、所望により、1-エチニル-1-シクロヘキサノール等のアセチレン化合物系付加反応制御剤、有機顔料、無機顔料等の着色剤、酸化鉄、酸化セリウム等の耐熱性向上剤、内添離型剤等を添加・混合してもよい。この再度の混練り工程で得られた組成物をコーティング材として、直接、次工程に供してもよいが、必要に応じて、更にトルエン等の溶剤を加えて、プラネタリーミキサー、ニーダー等の攪拌機に投入して混合して、コーティング材(熱伝導性シリコーンゴム組成物)としても差し支えない After the uniform mixture obtained in the kneading step is cooled to room temperature, it is filtered through a strainer or the like. , to knead. In this second kneading step, if desired, acetylene compound-based addition reaction controllers such as 1-ethynyl-1-cyclohexanol, colorants such as organic pigments and inorganic pigments, heat resistance improvers such as iron oxide and cerium oxide. , an internal release agent, etc. may be added and mixed. The composition obtained in this second kneading step may be used as a coating material and directly subjected to the next step. It can be used as a coating material (thermally conductive silicone rubber composition) by mixing it with
[熱伝導性シリコーンゴム層の製造方法]
本発明の熱伝導性シリコーンゴム層は、上述した通り、中間補強層としてガラスクロスやポリイミドを含むのが好ましい。このような熱伝導性シリコーンゴム層は、例えば後述する方法で製造すればよい。中間補強層を有さない場合には熱伝導性シリコーンゴム組成物のみで加熱硬化させて、シート状に成形すればよい。
[Method for producing thermally conductive silicone rubber layer]
As described above, the thermally conductive silicone rubber layer of the present invention preferably contains glass cloth or polyimide as an intermediate reinforcing layer. Such a thermally conductive silicone rubber layer may be produced, for example, by the method described later. If the intermediate reinforcing layer is not provided, the thermally conductive silicone rubber composition alone may be cured by heating and molded into a sheet.
[熱伝導性シリコーンゴム組成物で目止めされたガラスクロスの製造方法]
上記工程により得られた熱伝導性シリコーンゴム組成物(コーティング材)を、ガラスクロスに塗布する。逐次、乾燥炉、加熱炉および巻き取り装置を備えたコンマコーター、ナイフコーター、キスコーター等のコーティング装置を用いて、連続的にガラスクロスに塗布した後、溶剤等を乾燥・蒸散させ、付加反応硬化型の場合は、80~200℃、好ましくは100~150℃程度に、5~20分間程加熱して、一方、過酸化物硬化型の場合は、100~200℃、好ましくは110~180℃程度に、2~15分間程加熱して、熱伝導性シリコーンゴム組成物で目止めされたガラスクロスを得る。
[Method for producing glass cloth sealed with thermally conductive silicone rubber composition]
The thermally conductive silicone rubber composition (coating material) obtained by the above process is applied to a glass cloth. After coating the glass cloth continuously using a coating device such as a comma coater, knife coater, or kiss coater equipped with a drying oven, a heating oven, and a winding device, the solvent, etc., is dried and evaporated, followed by addition reaction curing. In the case of a mold, it is heated to 80 to 200°C, preferably about 100 to 150°C, for about 5 to 20 minutes, while in the case of a peroxide curing type, it is heated to 100 to 200°C, preferably 110 to 180°C. A glass cloth sealed with a thermally conductive silicone rubber composition is obtained by heating for about 2 to 15 minutes.
上記工程により得られた、熱伝導性シリコーン樹脂で目止めされたガラスクロスの片面(表面)に、上述した熱伝導性シリコーンゴム組成物(コーティング材)を塗布する。逐次、乾燥炉、加熱炉および巻き取り装置を備えたコンマコーター、ナイフコーター、キスコーター等のコーティング装置を用いて、連続的に目止めされたガラスクロスの片面(表面)に塗布した後、溶剤等を乾燥・蒸散させ、付加反応硬化型の場合は、80~200℃、好ましくは100~150℃程度に、5分から20分間程加熱して積層する。また、過酸化物硬化型の場合は、100~200℃、好ましくは110~180℃程度に、2分から15分間程加熱して積層する。これにより、ガラスクロスを有する高硬度熱伝導性シリコーンゴム層を得る。
さらに同様に上記工程により得られた、目止めされたガラスクロスのもう片面(裏面)に、熱伝導性シリコーンゴム組成物を塗布し、同様に高硬度熱伝導性シリコーンゴム層を形成する。表面と裏面の高硬度熱伝導性シリコーンゴムシートの組成は同一である必要はなく異なっていてもよい。
The thermally conductive silicone rubber composition (coating material) described above is applied to one side (surface) of the glass cloth sealed with the thermally conductive silicone resin obtained by the above process. Using a coating device such as a comma coater, knife coater, or kiss coater equipped with a drying oven, a heating oven, and a winding device, apply a solvent, etc. is dried and evaporated, and in the case of an addition reaction curing type, it is laminated by heating at 80 to 200° C., preferably about 100 to 150° C. for about 5 to 20 minutes. In the case of the peroxide curing type, the lamination is performed by heating at 100 to 200° C., preferably 110 to 180° C., for 2 to 15 minutes. As a result, a high-hardness thermally conductive silicone rubber layer having a glass cloth is obtained.
Furthermore, the heat conductive silicone rubber composition is applied to the other side (back side) of the sealed glass cloth obtained in the same manner as described above to similarly form a high hardness heat conductive silicone rubber layer. The compositions of the high-hardness thermally conductive silicone rubber sheets on the front and back surfaces do not need to be the same and may be different.
[熱伝導性シリコーンゴムシートの作成]
上記シリコーン粘着剤組成物(塗工液)を、上述した高硬度熱伝導性シリコーンゴム層の少なくとも1の面に塗布し、硬化させることにより、本発明の熱伝導性シリコーンゴムシートを得る。塗布及び硬化工程は、従来公知の方法に従い行えばよい。例えば、乾燥炉、加熱炉および巻き取り装置を備えたコンマコーター、ナイフコーター、キスコーター等のコーティング装置を用いて、上記シリコーン粘着剤組成物(塗工液)を連続的に高硬度熱伝導性シリコーンゴム層の少なくとも1の面に塗布した後、溶剤等を乾燥・蒸散させ、80~180℃、好ましくは100~150℃で2~20分程度に加熱し硬化させることにより、熱伝導性シリコーンゴムシートを得ることができる。
[Preparation of thermally conductive silicone rubber sheet]
The thermally conductive silicone rubber sheet of the present invention is obtained by applying the above silicone pressure-sensitive adhesive composition (coating liquid) to at least one surface of the above-mentioned high hardness thermally conductive silicone rubber layer and curing it. The coating and curing steps may be performed according to conventionally known methods. For example, using a coating device such as a comma coater, knife coater, or kiss coater equipped with a drying oven, a heating oven, and a winding device, the above silicone pressure-sensitive adhesive composition (coating liquid) is continuously coated with a high-hardness thermally conductive silicone. After coating on at least one side of the rubber layer, the solvent or the like is dried/evaporated and cured by heating at 80 to 180° C., preferably 100 to 150° C. for about 2 to 20 minutes to obtain a thermally conductive silicone rubber. you can get a sheet.
前記熱伝導性シリコーンゴムシートはさらに保護シートを有し、シリコーン粘着層の熱伝導性シリコーンゴムシートと接していない面が該保護シートで被覆されており、ロール状に巻かれている熱伝導性シリコーンゴムシートであってよい。保護シートとは、例え
ばPETフィルムや離型紙であればよい。
The thermally conductive silicone rubber sheet further has a protective sheet, the surface of the silicone adhesive layer that is not in contact with the thermally conductive silicone rubber sheet is covered with the protective sheet, and the thermally conductive sheet is wound into a roll. It may be a silicone rubber sheet. The protective sheet may be, for example, a PET film or release paper.
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
[高硬度熱伝導性シリコーンゴム層]
実施例および比較例に用いた成分は以下の通りである。
・ジメチルビニル基で両末端封止したジメチルポリシロキサン(平均重合度8000)
・有機過酸化物:(2メチルベンゾイル)パーオキサイド
・熱伝導性充填材:
(z-1)破砕状アルミナ(平均粒径:1μm)
(z-2)球状アルミナ(平均粒径:10μm)
(z-3)破砕状窒化ホウ素(平均粒径:15μm)
・表面処理剤:下記式(4)で表され、片末端がトリメトキシシリル基で封鎖されたジメチルポリシロキサン
Components used in Examples and Comparative Examples are as follows.
・Dimethylpolysiloxane end-capped with dimethylvinyl groups (average degree of polymerization: 8000)
・Organic peroxide: (2-methylbenzoyl) peroxide ・Thermal conductive filler:
(z-1) crushed alumina (average particle size: 1 μm)
(z-2) Spherical alumina (average particle size: 10 μm)
(z-3) Crushed boron nitride (average particle size: 15 μm)
- Surface treatment agent: dimethylpolysiloxane represented by the following formula (4) and blocked at one end with a trimethoxysilyl group
上記各成分を下記表1に記載の組成にてバンバリーミキサーに投入し、20分混練りすることで熱伝導性シリコーンゴム組成物1~6を得た。 The components described above were put into a Banbury mixer according to the composition shown in Table 1 below, and kneaded for 20 minutes to obtain Thermally Conductive Silicone Rubber Compositions 1 to 6.
下記の方法にて、厚みが38μmで重量が24g/m2のガラスクロスに熱伝導性シリコーンゴム組成物をコーティングした。
上記熱伝導性シリコーンゴム組成物について、22wt%となるようにトルエンを添加し、プラネタリーミキサーを用いて混練りし、熱伝導性シリコーンコーティング材を得た。該熱伝導性シリコーンコーティング材を、コンマコーターを用いて、ガラスクロス上に塗工した。用いたコンマコーターは、幅が1300mmで有効オーブン長が15mである。15mのオーブンは5mずつ3つのゾーンに区切られ、ゾーンごとで温度を調整できるようになっており、コンマ部に近い側から80℃、150℃、170℃とし、塗工速度は1.5m/minとした。ガラスクロスに連続的に熱伝導性シリコーンコーティング材を塗工し、巻き取ることで熱伝導性シリコーン樹脂で目止めされたガラスクロスを得た。目止めされたガラスクロスの厚みは80μmであった。
さらに、上記ガラスクロスの目止めに使用した熱伝導性シリコーンゴム組成物と同じ組成の熱伝導性シリコーンゴム組成物を用い、15wt%となるようにトルエンを添加し、プラネタリーミキサーを用いて塗工液を調製した。上記目止めされたガラスクロス上に上記コンマコーターを用いて該塗工液を片面に塗工し巻き取り、裏面にも同様に塗工し巻き取ることで、総厚200μmである高硬度熱伝導性シリコーンゴム層を得た。塗工は、ガラスクロスへの目止めで用いたコンマコーターを用い、同じ塗工条件にて行った。
A glass cloth having a thickness of 38 μm and a weight of 24 g/m 2 was coated with the thermally conductive silicone rubber composition by the following method.
Toluene was added to the thermally conductive silicone rubber composition so as to make it 22 wt %, and the mixture was kneaded using a planetary mixer to obtain a thermally conductive silicone coating material. The thermally conductive silicone coating material was applied onto a glass cloth using a comma coater. The comma coater used has a width of 1300 mm and an effective oven length of 15 m. The 15m oven is divided into three zones of 5m each, and the temperature can be adjusted for each zone. min. A thermally conductive silicone coating material was continuously applied to a glass cloth and wound up to obtain a glass cloth sealed with a thermally conductive silicone resin. The thickness of the sealed glass cloth was 80 μm.
Furthermore, a thermally conductive silicone rubber composition having the same composition as the thermally conductive silicone rubber composition used for filling the glass cloth was used, toluene was added so as to be 15 wt%, and the mixture was coated using a planetary mixer. A working solution was prepared. The coating liquid is applied to one side of the sealed glass cloth using the comma coater and wound up, and the back side is similarly coated and wound up to obtain a high hardness heat conduction cloth with a total thickness of 200 μm. A flexible silicone rubber layer was obtained. Coating was performed under the same coating conditions using the comma coater used for filling the glass cloth.
熱伝導性シリコーンゴム層の評価
(1)硬度測定
上記熱伝導性シリコーンゴム組成物1~6の各々を、140℃/10分の硬化条件にて6mm厚のシート状に硬化させ、2枚重ねてデューロメータA硬度計を用いて硬度を測定した。結果を下記表2及び3に示す。該熱伝導性シリコーンゴム層は何れも、表面にタック感は全くなく、粘着力は検出限界以下であった。
(2)熱伝導率
上記熱伝導性シリコーンゴム組成物1~6の各々を、140℃/10分の硬化条件にて6mm厚のシート状に硬化させて熱伝導性シリコーンゴム層を得た。該熱伝導性シリコーンゴム層の熱伝導率を熱伝導率測定装置(TPA-501、京都電子工業株式会社製)を用いて測定した。結果を下記表2及び3に示す。
Evaluation of Thermally Conductive Silicone Rubber Layer (1) Hardness Measurement Each of the above thermally conductive silicone rubber compositions 1 to 6 was cured under curing conditions of 140° C./10 minutes to form a sheet with a thickness of 6 mm, and two sheets were stacked. The hardness was measured using a durometer A hardness tester. The results are shown in Tables 2 and 3 below. None of the thermally conductive silicone rubber layers had a tacky feel on the surface, and the adhesive force was below the detection limit.
(2) Thermal Conductivity Each of the above thermally conductive silicone rubber compositions 1 to 6 was cured into a 6 mm thick sheet under curing conditions of 140° C./10 minutes to obtain a thermally conductive silicone rubber layer. The thermal conductivity of the thermally conductive silicone rubber layer was measured using a thermal conductivity measuring device (TPA-501, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.). The results are shown in Tables 2 and 3 below.
[シリコーン粘着剤組成物]
シリコーン粘着剤組成物の調製に用いた各成分は以下の通りである。
下記において、フェニル基の含有比率(%)は、ケイ素原子に結合した置換基の合計個数に対するケイ素原子に結合したフェニル基の個数%である。下記においてオルガノポリシロキサンの粘度は、オストワルド粘度計により測定される25℃における動粘度である。平均粒径はマイクロトラックMT3300EX(日機装)により測定される体積平均粒径である。
(a)アルケニル基含有オルガノポリシロキサン
(a-1)ビニル基を有し、フェニル基を5%含むオルガノポリシロキサン(5000mm2/s)
(a-2)ビニル基を有し、フェニル基を20%含むオルガノポリシロキサン(2000mm2/s)
比較用(a-3)ビニル基を有し、フェニル基を0.5%含むオルガノポリシロキサン(8000mm2/s)
比較用(a-4)ビニル基を有し、フェニル基を30%含むオルガノポリシロキサン(1600mm2/s)
(b)下記式で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン(1500mPa・s)
(c-1)不定形アルミナ(平均粒径:1μm、粒径20μm以上の粒子の量:3質量%以下、粒径40μm以上の粒子の量:0%)
(c-2)不定形窒化アルミ(平均粒径:5μm、粒径20μm以上の粒子の量:3質量%以下、粒径40μm以上の粒子の量:0%)
(c-3)破砕状酸化亜鉛(平均粒径:2μm、粒径20μm以上の粒子の量:3%以下、粒径40μm以上の粒子の量:0%)
比較用(c-4)不定形アルミナ(平均粒径:1μm、粒径20μm以上の粒子の量:10質量%、粒径40μm以上の粒子の量:3質量%)
比較用(c-5)不定形アルミナ(平均粒径:15μm、粒径20μm以上の粒子の量:3%以下、粒径40μm以上の粒子の量:0%)
(d)付加反応触媒:5%塩化白金酸2-エチルヘキサノール溶液
(e)付加反応制御剤:エチニルメチリデンカルビノール
(f)シリコーンレジン:(CH3)3SiO1/2単位及びSiO4/2単位からなり、SiO4/2単位に対する(CH3)3SiO1/2単位の個数比が1.15であるシリコーンレジンのキシレン溶液(不揮発分60%、M/Q(モル比)=1.15)
(g)有機過酸化物:1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン
Each component used in the preparation of the silicone pressure-sensitive adhesive composition is as follows.
In the following, the content ratio (%) of phenyl groups is the percentage of the number of phenyl groups bonded to silicon atoms with respect to the total number of substituents bonded to silicon atoms. In the following, the viscosity of the organopolysiloxane is the kinematic viscosity at 25° C. measured with an Ostwald viscometer. The average particle size is the volume average particle size measured by Microtrac MT3300EX (Nikkiso).
(a) Alkenyl group-containing organopolysiloxane (a-1) Organopolysiloxane having vinyl groups and containing 5% phenyl groups (5000 mm 2 /s)
(a-2) Organopolysiloxane having vinyl groups and containing 20% phenyl groups (2000 mm 2 /s)
Comparative (a-3) organopolysiloxane having vinyl groups and containing 0.5% phenyl groups (8000 mm 2 /s)
Comparative (a-4) Organopolysiloxane having vinyl groups and containing 30% phenyl groups (1600 mm 2 /s)
(b) organohydrogenpolysiloxane represented by the following formula (1500 mPa s)
(c-2) Irregular aluminum nitride (average particle size: 5 μm, amount of particles with a particle size of 20 μm or more: 3% by mass or less, amount of particles with a particle size of 40 μm or more: 0%)
(c-3) Crushed zinc oxide (average particle size: 2 μm, amount of particles with a particle size of 20 μm or more: 3% or less, amount of particles with a particle size of 40 μm or more: 0%)
Comparative (c-4) amorphous alumina (average particle size: 1 μm, amount of particles with a particle size of 20 μm or more: 10% by mass, amount of particles with a particle size of 40 μm or more: 3% by mass)
Comparative (c-5) amorphous alumina (average particle size: 15 μm, amount of particles with a particle size of 20 μm or more: 3% or less, amount of particles with a particle size of 40 μm or more: 0%)
(d) Addition reaction catalyst: 5% chloroplatinic acid 2-ethylhexanol solution (e) Addition reaction controller: ethynylmethylidenecarbinol (f) Silicone resin: (CH 3 ) 3 SiO 1/2 units and SiO 4/ 2 units, and the number ratio of (CH 3 ) 3 SiO 1/2 units to SiO 4/2 units is 1.15. .15)
(g) organic peroxide: 1,1-di(t-butylperoxy)cyclohexane
[実施例1~5及び比較例1~6]
上記(a)、(c)、(d)、及び(f)成分を下記表2又は3に記載の組成となるように品川式万能撹拌機に仕込み、30分間混合せしめ、次いで(e)成分を添加し、均一に混合し、更に(b)を添加して均一に混合して粘度500mPa・sを有する付加硬化型シリコーン粘着剤組成物を得た。
[参考例6]
上記(a)、(c)、及び(f)成分を下記表2に記載の組成となるように品川式万能撹拌機に仕込み、30分間混合せしめ、次いで(g)成分を添加し、均一に混合して、粘度400mPa・sを有する過酸化物硬化型シリコーン粘着剤組成物を得た。
尚、上記シリコーン粘着剤組成物の粘度はいずれも、25℃にて回転粘度計を用いて測定された絶対粘度である。また、表2及び3に記載のシリコーンレジンの質量部は、キシレン溶液中のレジン分の量である。
[Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6]
The above components (a), (c), (d), and (f) were charged into a Shinagawa universal stirrer so as to have the composition shown in Table 2 or 3 below, mixed for 30 minutes, and then the component (e). was added and mixed uniformly, and then (b) was added and mixed uniformly to obtain an addition-curable silicone pressure-sensitive adhesive composition having a viscosity of 500 mPa·s.
[ Reference example 6]
The above components (a), (c), and (f) were charged into a Shinagawa universal stirrer so as to have the composition shown in Table 2 below, mixed for 30 minutes, and then the component (g) was added and uniformly mixed. After mixing, a peroxide-curable silicone pressure-sensitive adhesive composition having a viscosity of 400 mPa·s was obtained.
All the viscosities of the above silicone pressure-sensitive adhesive compositions are absolute viscosities measured using a rotational viscometer at 25°C. Also, the parts by mass of the silicone resin shown in Tables 2 and 3 are the amount of the resin in the xylene solution.
上記各シリコーン粘着剤組成物(塗工液)を上述したコンマコーターを用いて、上記で得た高硬度熱伝導性シリコーンゴム層の片面に塗工した。乾燥ゾーンは、コンマ部に近い側から80℃、120℃、140℃とし、塗工速度は4m/minとした。高硬度熱伝導性シリコーンゴム層に連続的に塗工し硬化してシリコーン粘着層を形成した。
その後、該シリコーン粘着層の表面を剥離シリコーン処理PETフィルム(保護フィルム、市販品)で被覆した後に巻き取ることで、ロール状に巻かれた高硬度熱伝導性シリコーンゴムシートを得た。尚、コンマコーターのへッド部のギャップを調整することで、シリコーン粘着層の厚みを所望の厚みに調整することができる。
Each of the above silicone pressure-sensitive adhesive compositions (coating liquids) was coated on one side of the high-hardness thermally conductive silicone rubber layer obtained above using the above-described comma coater. The drying zones were set to 80° C., 120° C., and 140° C. from the side closer to the comma, and the coating speed was set to 4 m/min. A silicone adhesive layer was formed by continuously coating and curing a high-hardness thermally conductive silicone rubber layer.
After that, the surface of the silicone adhesive layer was covered with a release silicone-treated PET film (protective film, commercially available product) and then wound up to obtain a high-hardness thermally conductive silicone rubber sheet wound into a roll. The thickness of the silicone adhesive layer can be adjusted to a desired thickness by adjusting the gap of the head portion of the comma coater.
[評価方法]
上記で得た各熱伝導性シリコーンゴムシートについて、下記方法にて評価した。結果を表2及び3に示す。
(1)粘着層の厚み
シリコーン粘着層を含む熱伝導性シリコーンゴムシート全体(但し、保護フィルムは含まない)の厚みをマイクロゲージを使用して計測した。得られた値から熱伝導性シリコーンゴム層の厚み(200μm)をさし引いた値を算出して、シリコーン粘着層の厚みとした。
(2)粘着力
JIS C 2107:2011に準拠し、ステンレス鋼板(SUS板)に、上記熱伝導性シリコーンゴムシート(幅25mm)より保護フィルムを剥がした粘着層側を張り付けて25℃/30min間放置した後に180°ピール試験を行い、引っぱり速度300mm/分にてステンレス鋼板(SUS板)から200mm剥離するのに必要とされる力(剥離力)を計測した。該剥離力をシリコーン粘着層の初期粘着力とし、表2及び3に示す。
(3)粘着層の経時安定性
熱伝導性シリコーンゴムシートの粘着層表面に保護フィルムを張りつけた状態で、60℃/2ヶ月エージングした後、保護フィルムを剥がして上記(2)と同じ方法にて剥離力の測定を行った。該剥離力を60℃/2ヶ月後の粘着力として表2及び3に示す。
(4)リワーク性
上記(2)に記載のピール試験の際に、SUS板上に直径1mm以上の粘着層の残留物があるか観察した。残留物がない場合にリワーク性良好(○)であるとし、残留物がある場合はリワーク性不良(×)とした。結果を表2及び3に示す。なお、比較例4の熱伝導性シリコーンゴムシートにおいては、直径1mm以上の残留物があり、粘着力測定は不可であった。
(5)熱抵抗
上記熱伝導性シリコーンゴムシートの熱抵抗をASTM D5470に準拠する方法にて測定した。また、該熱伝導性シリコーンゴムシートを60℃にて2カ月保管した後、ASTM D5470に準拠する方法にて熱抵抗を測定した。
[Evaluation method]
Each thermally conductive silicone rubber sheet obtained above was evaluated by the following methods. Results are shown in Tables 2 and 3.
(1) Thickness of Adhesive Layer The thickness of the entire thermally conductive silicone rubber sheet including the silicone adhesive layer (but not including the protective film) was measured using a microgauge. The thickness of the silicone adhesive layer was calculated by subtracting the thickness of the thermally conductive silicone rubber layer (200 μm) from the obtained value.
(2) Adhesive strength In accordance with JIS C 2107: 2011, the adhesive layer side with the protective film removed from the thermally conductive silicone rubber sheet (width 25 mm) is attached to a stainless steel plate (SUS plate), and the adhesive layer is adhered for 25 ° C./30 min. After standing, a 180° peel test was performed to measure the force (peeling force) required to peel off the stainless steel plate (SUS plate) by 200 mm at a pulling speed of 300 mm/min. The peel strength is defined as the initial adhesive strength of the silicone adhesive layer, and is shown in Tables 2 and 3.
(3) Stability of adhesive layer over time After aging at 60° C. for 2 months with a protective film attached to the surface of the adhesive layer of the thermally conductive silicone rubber sheet, remove the protective film and repeat the same procedure as in (2) above. The peel force was measured using The peel strength is shown in Tables 2 and 3 as adhesive strength after 60° C./2 months.
(4) Reworkability During the peel test described in (2) above, it was observed whether there was a residue of the adhesive layer with a diameter of 1 mm or more on the SUS plate. When there was no residue, the reworkability was judged to be good (○), and when there was a residue, the reworkability was judged to be poor (x). Results are shown in Tables 2 and 3. In addition, in the thermally conductive silicone rubber sheet of Comparative Example 4, there was a residue with a diameter of 1 mm or more, and it was impossible to measure the adhesive force.
(5) Thermal Resistance The thermal resistance of the thermally conductive silicone rubber sheet was measured by a method conforming to ASTM D5470. After storing the thermally conductive silicone rubber sheet at 60° C. for 2 months, the thermal resistance was measured according to ASTM D5470.
上記表2に示す通り、比較例1ではシリコーン粘着層におけるアルケニル基含有オルガノポリシロキサンのフェニル基量が少な過ぎるため、経時で粘着力が低下した。比較例2では、シリコーン粘着層におけるアルケニル基含有オルガノポリシロキサンのフェニル基量が多すぎるため、所望の粘着力を得ることができなかった。比較例3のシリコーン粘着剤組成物は、熱伝導性充填材が粒径20μm以上の粒子の量を3質量%以上で含み、かつ粒径40μm以上の粒子の量0.01質量%以上を有するため、粘着層表面精度が低下し、所望の粘着力を得ることができなかった。比較例4のシリコーン粘着剤組成物は、熱伝導性充填材が平均粒径10μm以上を有するため、粘着層表面精度が低下し、また、リワーク性が悪く、粘着力の測定ができなかった。さらに、比較例5の組成物はシリコーンレジン量が少なすぎるため、凝集力が不足して粘着力が低下した。比較例6の組成物はシリコーンレジン量が多すぎるため、粘着力が増大し、リワーク性が低下した
これに対し、表1に示す通り、本発明の熱伝導性シリコーンゴムシートは、保存しても経時で顕著な熱抵抗の上昇がなく、リワーク性に優れ、且つ粘着力の経時変化がなく、信頼性に優れる。
As shown in Table 2 above, in Comparative Example 1, the amount of phenyl groups in the alkenyl group-containing organopolysiloxane in the silicone adhesive layer was too small, so the adhesive strength decreased over time. In Comparative Example 2, the desired adhesive strength could not be obtained because the amount of phenyl groups in the alkenyl group-containing organopolysiloxane in the silicone adhesive layer was too large. In the silicone adhesive composition of Comparative Example 3, the thermally conductive filler contains particles with a particle size of 20 μm or more in an amount of 3% by mass or more, and has an amount of particles with a particle size of 40 μm or more in an amount of 0.01% by mass or more. Therefore, the surface precision of the adhesive layer was lowered, and the desired adhesive strength could not be obtained. In the silicone pressure-sensitive adhesive composition of Comparative Example 4, since the thermally conductive filler had an average particle size of 10 μm or more, the surface accuracy of the pressure-sensitive adhesive layer was low, and reworkability was poor, so the pressure-sensitive adhesive strength could not be measured. Furthermore, since the composition of Comparative Example 5 contained too little silicone resin, the cohesive force was insufficient and the adhesive force was lowered. Since the composition of Comparative Example 6 contained too much silicone resin, the adhesive strength increased and the reworkability decreased. Also, there is no significant increase in heat resistance over time, excellent reworkability, no change in adhesive strength over time, and excellent reliability.
本発明の熱伝導性シリコーンゴムシートは、作業性、熱伝導性に優れ、粘着力の経時変化を抑制し、リワーク性に優れ、且つ、シートの熱抵抗の上昇を抑える。さらには、本発明の熱伝導性シリコーンゴムシートは、プライマー等を使用した従来の積層方法よりもより簡便なプロセスで製造することができる。
The thermally conductive silicone rubber sheet of the present invention has excellent workability and thermal conductivity, suppresses change in adhesive strength over time, exhibits excellent reworkability, and suppresses an increase in thermal resistance of the sheet. Furthermore, the thermally conductive silicone rubber sheet of the present invention can be produced by a simpler process than the conventional lamination method using a primer or the like.
Claims (9)
前記シリコーン粘着層が、下記(a)、(c)、(b)、(d)、(e)、及び(f)成分を含む付加反応硬化型シリコーン粘着剤組成物の硬化物であり、該シリコーン粘着層が厚み2~15μmを有することを特徴とする、前記熱伝導性シリコーンゴムシート
(a)ケイ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも1つ有し、ケイ素原子に結合したフェニル基を、ケイ素原子に結合した置換基の合計個数に対し2~20%となる個数で有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(c)平均粒径10μm未満を有し、粒径20μm以上の粒子の量が0~3質量%であり、かつ粒径40μm以上の粒子の量が0質量%である、熱伝導性充填材:100~800質量部、
(b)オルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(a)成分のアルケニル基の個数に対する(b)成分中のケイ素原子に結合した水素原子の個数の比が0.5~30となる量、
(d)付加反応触媒:触媒量、及び
(e)付加反応制御剤:0.01~1質量部、及び
(f)R3SiO1/2単位(Rは、脂肪族不飽和結合を有さない、非置換又は置換の、炭素数1~10の1価炭化水素基である)及びSiO4/2単位を含み、SiO4/2単位に対するR3SiO1/2単位の個数比が0.5~2.5である、シリコーンレジン:50~300質量部。 A thermally conductive silicone rubber sheet comprising a laminate of at least one thermally conductive silicone rubber layer having a durometer A hardness of 60 to 96 and at least one silicone adhesive layer,
The silicone adhesive layer is a cured product of an addition reaction-curable silicone adhesive composition containing the following components (a), (c), (b), (d), (e), and (f), The thermally conductive silicone rubber sheet (a) has at least one silicon-bonded alkenyl group and a silicon-bonded phenyl group, wherein the silicone adhesive layer has a thickness of 2 to 15 μm. Organopolysiloxane having a number that is 2 to 20% of the total number of substituents bonded to silicon atoms: 100 parts by mass,
(c) a thermally conductive filler having an average particle size of less than 10 μm, an amount of particles with a particle size of 20 μm or greater in an amount of 0-3% by weight, and an amount of particles with a particle size of 40 μm or greater in an amount of 0% by weight; Material: 100 to 800 parts by mass,
(b) organohydrogenpolysiloxane: an amount such that the ratio of the number of silicon-bonded hydrogen atoms in component (b) to the number of alkenyl groups in component (a) is 0.5 to 30;
(d) addition reaction catalyst: catalyst amount, (e) addition reaction control agent: 0.01 to 1 part by mass, and (f) R 3 SiO 1/2 unit (R has an aliphatic unsaturated bond unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms) and SiO 4/2 units, and the number ratio of R 3 SiO 1/2 units to SiO 4/2 units is 0. 5 to 2.5, silicone resin: 50 to 300 parts by mass.
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