JP7355767B2 - 熱伝導性シリコーン組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、熱伝導性シリコーン組成物に関する。
電子部品の高発熱化・高密度実装化によって部材冷却の必要性がますます高まっている。部材冷却の方法としては、発熱部材から冷却部材への伝熱が一般的である。このような構造においては、熱伝導性部材が発熱部位と冷却部位の間の密着を高めて、熱伝導を効率化するために使用されている。熱伝導部材としては成形物であるシート状、成形物ではないグリース状の物などがあげられる（特許文献１、２）。
自動実装化の観点からは、グリース状の材料が使用されるケースが多い。しかしながら、グリース状の物は液状であるため素子が発熱⇔冷却を繰り返すことによって材料が流れ出してしまう場合がある。このような現象が発生すると発熱部位と冷却部位の接触が悪くなってしまい、伝熱性能が悪化し、素子の性能が低下してしまう。このような場合、塗布時は液状で、塗布後に硬化するグリースなども用いられている（特許文献３、４）。
しかし、これらは反応性が高いため、反応を抑制するために冷凍や冷蔵保存が必要であったり、湿気を遮断するために密閉して保存する必要がある。これらの保存は使用前の材料保管を制限してしまうため、取扱い性の観点からは常温下、かつ通常の条件で保存できる材料が求められている。
特許文献５には特定の構造をもつオルガノポリシロキサンとアルコキシシランを併用することで組成物の流動性と高温高湿条件下における耐久性・信頼性に優れるとの記載がある。しかし、特許文献５には耐ズレ性に関する記載はなく、また、この文献記載の組成物を室温で保管すると保管中にグリースが増粘してしまう。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、保存中の増粘現象が起こらず、耐ズレ性に優れる熱伝導性シリコーン組成物を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は常温での保管を可能にし、耐ズレ性を高めるために、特定の粘度を有するオルガノポリシロキサンを配合した熱伝導性シリコーン組成物を提供する。その手段を以下に詳述する。
本発明は即ち、（Ａ）下記一般式（１）
（Ｒ１は独立に非置換または置換の一価炭化水素基であり、Ｒ２は独立にアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基またはアシル基であり、ａは５～１００の整数であり、ｂは１～３の整数である。）
で表される２５℃における動粘度が１０～１０，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）前記（Ａ）成分以外の下記一般式（２）
Ｒ３ ｃＳｉＯ（４－ｃ）／２ （２）
（Ｒ３は炭素数１～１８の飽和又は不飽和の１価の炭化水素基の群の中から選択される１種もしくは２種以上の基、ｃは１．８≦ｃ≦２．２の正数）
で表される２５℃における動粘度が１，０００～１００，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン：４０～２５０質量部、
（Ｃ）下記一般式（３）
Ｒ４ ｄＲ５ ｅＳｉ（ＯＲ６）４－ｄ－ｅ （３）
（式中、Ｒ４は独立に炭素原子数９～１５のアルキル基であり、Ｒ５は独立に非置換または置換の炭素原子数１～８の一価炭化水素基であり、Ｒ６は独立に炭素原子数１～６のアルキル基であり、ｄは１～３の整数であり、ｅは０～２の整数であり、ただし、ｄ＋ｅは１～３の整数である。）
で表されるオルガノシラン：前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して１～５０質量部、
（Ｄ）１０Ｗ／ｍ・℃以上の熱伝導率を有する熱伝導性充填材：前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分と前記（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して５００～３，０００質量部
を含むことを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物を提供する。
で表される２５℃における動粘度が１０～１０，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）前記（Ａ）成分以外の下記一般式（２）
Ｒ３ ｃＳｉＯ（４－ｃ）／２ （２）
（Ｒ３は炭素数１～１８の飽和又は不飽和の１価の炭化水素基の群の中から選択される１種もしくは２種以上の基、ｃは１．８≦ｃ≦２．２の正数）
で表される２５℃における動粘度が１，０００～１００，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン：４０～２５０質量部、
（Ｃ）下記一般式（３）
Ｒ４ ｄＲ５ ｅＳｉ（ＯＲ６）４－ｄ－ｅ （３）
（式中、Ｒ４は独立に炭素原子数９～１５のアルキル基であり、Ｒ５は独立に非置換または置換の炭素原子数１～８の一価炭化水素基であり、Ｒ６は独立に炭素原子数１～６のアルキル基であり、ｄは１～３の整数であり、ｅは０～２の整数であり、ただし、ｄ＋ｅは１～３の整数である。）
で表されるオルガノシラン：前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して１～５０質量部、
（Ｄ）１０Ｗ／ｍ・℃以上の熱伝導率を有する熱伝導性充填材：前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分と前記（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して５００～３，０００質量部
を含むことを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物を提供する。
このような熱伝導性シリコーン組成物であれば、保存中の増粘現象が起こらず、耐ズレ性に優れたものとなる。
また、本発明では、２５℃における絶対粘度が１００～８００Ｐａ・ｓであることを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物であることが好ましい。
このような熱伝導性シリコーン組成物であれば、室温での保存中に固化してしまうことがないものとなる。
また、本発明では、４.０Ｗ／ｍ・℃以上の熱伝導率を有することを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物であることが好ましい。
このような熱伝導性シリコーン組成物であれば、熱伝導率に優れたものとなる。
以上のように、本発明の熱伝導性シリコーン組成物であれば、従来技術と比較して高い熱伝導性と耐ズレ性を維持したまま、室温で保存中の固化を防ぐことができる。
上述のように、保存中の増粘現象が起こらず、耐ズレ性に優れた熱伝導性シリコーン組成物の開発が求められていた。
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、オルガノシランの配合量を特定の範囲とし、さらに特定の粘度を持つオルガノポリシロキサンの配合量を特定の範囲とすることで、従来技術と比較して高い熱伝導性と耐ズレ性を維持したまま、冷凍や冷蔵保存しなくとも、室温で保存中の固化を防ぐことができることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は、（Ａ）下記一般式（１）
（Ｒ１は独立に非置換または置換の一価炭化水素基であり、Ｒ２は独立にアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基またはアシル基であり、ａは５～１００の整数であり、ｂは１～３の整数である。）
で表される２５℃における動粘度が１０～１０，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）前記（Ａ）成分以外の下記一般式（２）
Ｒ３ ｃＳｉＯ（４－ｃ）／２ （２）
（Ｒ３は炭素数１～１８の飽和又は不飽和の１価の炭化水素基の群の中から選択される１種もしくは２種以上の基、ｃは１．８≦ｃ≦２．２の正数）
で表される２５℃における動粘度が１，０００～１００，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン：４０～２５０質量部、
（Ｃ）下記一般式（３）
Ｒ４ ｄＲ５ ｅＳｉ（ＯＲ６）４－ｄ－ｅ （３）
（式中、Ｒ４は独立に炭素原子数９～１５のアルキル基であり、Ｒ５は独立に非置換または置換の炭素原子数１～８の一価炭化水素基であり、Ｒ６は独立に炭素原子数１～６のアルキル基であり、ｄは１～３の整数であり、ｅは０～２の整数であり、ただし、ｄ＋ｅは１～３の整数である。）
で表されるオルガノシラン：前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して１～５０質量部、
（Ｄ）１０Ｗ／ｍ・℃以上の熱伝導率を有する熱伝導性充填材：前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分と前記（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して５００～３，０００質量部
を含むことを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物である。
で表される２５℃における動粘度が１０～１０，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）前記（Ａ）成分以外の下記一般式（２）
Ｒ３ ｃＳｉＯ（４－ｃ）／２ （２）
（Ｒ３は炭素数１～１８の飽和又は不飽和の１価の炭化水素基の群の中から選択される１種もしくは２種以上の基、ｃは１．８≦ｃ≦２．２の正数）
で表される２５℃における動粘度が１，０００～１００，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン：４０～２５０質量部、
（Ｃ）下記一般式（３）
Ｒ４ ｄＲ５ ｅＳｉ（ＯＲ６）４－ｄ－ｅ （３）
（式中、Ｒ４は独立に炭素原子数９～１５のアルキル基であり、Ｒ５は独立に非置換または置換の炭素原子数１～８の一価炭化水素基であり、Ｒ６は独立に炭素原子数１～６のアルキル基であり、ｄは１～３の整数であり、ｅは０～２の整数であり、ただし、ｄ＋ｅは１～３の整数である。）
で表されるオルガノシラン：前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して１～５０質量部、
（Ｄ）１０Ｗ／ｍ・℃以上の熱伝導率を有する熱伝導性充填材：前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分と前記（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して５００～３，０００質量部
を含むことを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物である。
以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（Ａ）成分
（Ａ）成分におけるオルガノポリシロキサンは、一般式（１）
（Ｒ１は独立に非置換または置換の一価炭化水素基であり、Ｒ２は独立にアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基またはアシル基であり、ａは５～１００の整数であり、ｂは１～３の整数である。）
で表される２５℃における動粘度が１０～１０ ,０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサンである。
（Ａ）成分におけるオルガノポリシロキサンは、一般式（１）
で表される２５℃における動粘度が１０～１０ ,０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサンである。
（Ａ）成分は一種単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。
上記Ｒ１は独立に非置換または置換の一価の炭化水素基であり、その例としては、直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、環状アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基が挙げられる。直鎖状アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基が挙げられる。分岐鎖状アルキル基としては、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、２－エチルヘキシル基が挙げられる。環状アルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基が挙げられる。アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基が挙げられる。アラルキル基としては、例えば、２ － フェニルエチル基、２－メチル－２－フェニルエチル基が挙げられる。ハロゲン化アルキル基としては、例えば、３，３，３－トリフルオロプロピル基、２－（ノナフルオロブチル）エチル基、２－（ヘプタデカフルオロオクチル）エチル基が挙げられる。Ｒ１は好ましくはメチル基、フェニル基である。
上記Ｒ２は独立にアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基、またはアシル基である。アルキル基としては、例えば、Ｒ１について例示したのと同様の直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、環状アルキル基が挙げられる。アルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシエチル基、メトキシプロピル基が挙げられる。アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基が挙げられる。アシル基としては、例えば、アセチル基、オクタノイル基が挙げられる。Ｒ２はアルキル基であることが好ましく、特にはメチル基、エチル基であることが好ましい。ａは５～１００の整数である。ｂは１～３の整数であり、好ましくは３である。
（Ａ）成分のオストワルド粘度計により測定される２５℃における動粘度は、通常、１０～１０，０００ｍｍ２／ｓであり、特に１０～５，０００ｍｍ２／ｓであることが好ましい。前記動粘度が１０ｍｍ２／ｓより低いと、組成物からオイルブリードが発生しやすくなるし、前記動粘度が１０，０００ｍｍ２／ｓ より高いと、組成物の流動性が乏しくなってしまう。
（Ａ）成分の好適な具体例としては、下記のものを挙げることができる。
（Ｂ）成分
（Ｂ）成分は、前記（Ａ）成分以外の下記一般式（２）
Ｒ３ ｃＳｉＯ（４―ｃ）／２ （２）
（Ｒ３は炭素数１～１８の飽和又は不飽和の１価の炭化水素基の群の中から選択される１種もしくは２種以上の基、ｃは１．８≦ｃ≦２．２の正数）
で表される２５℃における動粘度が１，０００～１００，０００ｍｍ2／ｓのオルガノポリシロキサンである。
（Ｂ）成分は、前記（Ａ）成分以外の下記一般式（２）
Ｒ３ ｃＳｉＯ（４―ｃ）／２ （２）
（Ｒ３は炭素数１～１８の飽和又は不飽和の１価の炭化水素基の群の中から選択される１種もしくは２種以上の基、ｃは１．８≦ｃ≦２．２の正数）
で表される２５℃における動粘度が１，０００～１００，０００ｍｍ2／ｓのオルガノポリシロキサンである。
但し、上記式（２）中のＲ３は、炭素数１～１８の飽和又は不飽和の一価の炭化水素基の群の中から選択される少なくとも１種の基である。ｃは、要求される粘度の観点から１．８～２．２の正数であることが必要であり、特に１．９～２．１の正数であることが好ましい。上記Ｒ３としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、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；ビニル基、アリル基等のアルケニル基；フェニル基、トリル基等のアリール基；２－フェニルエチル基、２－メチル－２－フェニルエチル基等のアラルキル基；３，３，３－トリフロロプロピル基、２－（パーフロロブチル）エチル基、２－（パーフロロオクチル）エチル基、ｐ－クロロフェニル基等のハロゲン化炭化水素基が挙げられる。
また、上記オルガノポリシロキサンのオストワルド粘度計により測定される２５℃における動粘度については、１，０００ｍｍ２／ｓより低いと組成物にした時に保存中の増粘が起こりやすくなるし、１００，０００ｍｍ２／ｓより高くなると組成物にしたときの伸展性が乏しくなって作業性が悪化するため、１，０００～１００，０００ｍｍ２／ｓの範囲であることが必要であり、好ましくは１，０００～５０，０００ｍｍ２／ｓの範囲がよい。
（Ｂ）成分の配合量は４０質量部より少ないと、室温での保存中に組成物が固化してしまうし、２５０質量部より多いと、組成物の伸展性が乏しい物になってしまうため、４０～２５０質量部の範囲であることが必要であり、好ましくは４０～２３０質量部がよい。
（Ｃ）成分
（Ｃ）成分は、下記一般式（３）
Ｒ４ ｄＲ５ ｅＳｉ（ＯＲ６）４－ｄ－ｅ （３）
（式中、Ｒ４は独立に炭素原子数９～１５のアルキル基であり、Ｒ５は独立に非置換または置換の炭素原子数１～８の一価炭化水素基であり、Ｒ６は独立に炭素原子数１～６のアルキル基であり、ｄは１～３の整数であり、ｅは０～２の整数であり、ただし、ｄ＋ｅは１～３の整数である。）
で表されるオルガノシランである。
（Ｃ）成分は、下記一般式（３）
Ｒ４ ｄＲ５ ｅＳｉ（ＯＲ６）４－ｄ－ｅ （３）
（式中、Ｒ４は独立に炭素原子数９～１５のアルキル基であり、Ｒ５は独立に非置換または置換の炭素原子数１～８の一価炭化水素基であり、Ｒ６は独立に炭素原子数１～６のアルキル基であり、ｄは１～３の整数であり、ｅは０～２の整数であり、ただし、ｄ＋ｅは１～３の整数である。）
で表されるオルガノシランである。
上記一般式（３）のＲ４の具体例としては、例えばノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基等が挙げられる。炭素数が９より小さいと充填材との濡れ性が充分でなく、１５より大きいとオルガノシランが常温で固化するので、取り扱いが不便な上、得られた組成物の低温特性が低下する。またｄは１、２または３であるが特に１であることが好ましい。
また、上記式（３）中のＲ５の具体例としては、炭素数１～８の飽和または不飽和の一価の炭化水素基であり、この様な基としてはアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化炭化水素基等を挙げることができる。例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチ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、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、２－フェニルエチル基、２－メチル－２－フェニルエチル基等のアラルキル基、３，３，３－トリフロロプロピル基、２－（パーフロロブチル）エチル基、２－（パーフロロオクチル）エチル基、ｐ－クロロフェニル基等のハロゲン化炭化水素基が挙げられるが、特にメチル基、エチル基が好ましい。また、ｅは０～２の整数である。ただし、ｄ＋ｅは１～３の整数であり、特に１であることが好ましい。
上記式（３）中のＲ６は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などの炭素数１～６の１種もしくは２種以上のアルキル基であり、特にメチル基、エチル基が好ましい。
前記一般式（３）で表されるオルガノシランの具体例としては、下記のものを挙げることができる。
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
このオルガノシランは（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して１質量部より少ないと組成物のズレが生じてしまうし、５０質量部より多くすると室温保存中に固化してしまうので１～５０質量部の範囲であることが必要であり、好ましくは１～３０質量部、より好ましくは２～３０質量部である。
（Ｄ）成分
（Ｄ）成分の熱伝導率を有する熱伝導性充填材としては、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・℃以上のものが使用される。充填材のもつ熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・℃より小さいと、熱伝導性シリコーン組成物の熱伝導率そのものが小さくなるためである。
（Ｄ）成分の熱伝導率を有する熱伝導性充填材としては、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・℃以上のものが使用される。充填材のもつ熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・℃より小さいと、熱伝導性シリコーン組成物の熱伝導率そのものが小さくなるためである。
前記熱伝導性充填材としては、アルミニウム粉末、銅粉末、銀粉末、鉄粉末、ニッケル粉末、金粉末、錫粉末、金属ケイ素粉末、窒化アルミニウム粉末、窒化ホウ素粉末、窒化ケイ素粉末、アルミナ粉末、ダイヤモンド粉末、カーボン粉末、インジウム粉末、ガリウム粉末、酸化亜鉛粉末などが挙げられるが、１０Ｗ／ｍ・℃以上を有する充填材であれば如何なる充填材でもよく、１種類あるいは２種類以上を混ぜ合わせたものでもよい。
（Ｄ）成分の平均粒径は０．１～１５０μｍの範囲がよい。該平均粒径が０．１μｍより大きければ、得られる組成物がグリース状になり伸展性に優れたものになり、１５０μｍより小さければ、放熱グリースの熱抵抗が小さくなり性能が向上するためである。
なお、本発明において、平均粒径は日機装（株）製マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸにより測定でき、体積基準の体積平均径である。（Ｄ）成分の形状は、不定形でも球形でも如何なる形状でもよい。
（Ｄ）成分の充填量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の合計１００質量部当たり５００質量部より少ないと組成物の熱伝導率が低くなってしまうし、３，０００質量部より多いと組成物の粘度が上昇し、伸展性の乏しいものになるため、５００～３，０００質量部の範囲であることが必要であり、好ましくは８００～２，８００質量部、より好ましくは８００～２，５００質量部の範囲がよい。
その他成分
また本発明には上記（Ａ）～（Ｄ）成分以外に、必要に応じて、酸化防止剤、耐熱性向上剤、着色剤等を本発明の目的に応じて添加しても良い。
また本発明には上記（Ａ）～（Ｄ）成分以外に、必要に応じて、酸化防止剤、耐熱性向上剤、着色剤等を本発明の目的に応じて添加しても良い。
本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、２５℃における絶対粘度が１００～８００Ｐａ・ｓであることが好ましい。このような粘度範囲であれば、保存中に固化することがなく、組成物の流動性が好適で作業性が良いため好ましい。
上記２５℃における絶対粘度は、例えば回転式粘度計により測定する。
また、本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、４.０Ｗ／ｍ・℃以上の熱伝導率を有することが好ましい。熱伝導率が４.０Ｗ／ｍ・℃以上であれば、熱伝導率に優れたものとなるため好ましい。
上記熱伝導率は、例えば２５℃において迅速熱伝導計により測定する。
以上のように、本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、配合するオルガノシランの部数を最適化し、特定の粘度を持つオルガノポリシロキサンを特定量配合することにより、保存中の増粘現象が起こらず、耐ズレ性に優れる熱伝導性シリコーン組成物となることができる。
＜熱伝導性シリコーン組成物の製造方法＞
本発明の熱伝導性シリコーン組成物（グリース）を製造するには、例えば（Ａ）～（Ｄ）成分をトリミックス、ツウィンミックス、プラネタリミキサー（何れも井上製作所（株）製混合機の登録商標）ウルトラミキサー（みずほ工業（株）製混合機の登録商標）、ハイビスディスパーミックス（特殊機化工業（株）製混合機の登録商標）等の混合機にて混合すればよい。
本発明の熱伝導性シリコーン組成物（グリース）を製造するには、例えば（Ａ）～（Ｄ）成分をトリミックス、ツウィンミックス、プラネタリミキサー（何れも井上製作所（株）製混合機の登録商標）ウルトラミキサー（みずほ工業（株）製混合機の登録商標）、ハイビスディスパーミックス（特殊機化工業（株）製混合機の登録商標）等の混合機にて混合すればよい。
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明に関わる効果に関する試験は次のように行った。
［粘度測定］
熱伝導性シリコーン組成物を２５℃の恒温室に２４時間放置後、マルコム粘度計を使用して回転数１０ｒｐｍでの絶対粘度を測定した。
熱伝導性シリコーン組成物を２５℃の恒温室に２４時間放置後、マルコム粘度計を使用して回転数１０ｒｐｍでの絶対粘度を測定した。
［熱伝導率測定方法］
熱伝導性シリコーン組成物の熱伝導率は迅速熱伝導計ＱＴＭ-５００（京都電子工業(株)）により２５℃において測定した。
熱伝導性シリコーン組成物の熱伝導率は迅速熱伝導計ＱＴＭ-５００（京都電子工業(株)）により２５℃において測定した。
［室温での保存性評価］
２５℃／５０％の恒温漕内にサンプルを保管し、３か月後に絶対粘度を上記測定法で測定した。粘度が８００Ｐａ・ｓを超えてしまったものについては固化したと判断した。
２５℃／５０％の恒温漕内にサンプルを保管し、３か月後に絶対粘度を上記測定法で測定した。粘度が８００Ｐａ・ｓを超えてしまったものについては固化したと判断した。
［耐ズレ性］
ガラス板とアルミニウム板との間に熱伝導性シリコーン組成物を厚さ１００μｍで挟みこみ、０℃⇔１００℃のヒートサイクル試験機内に縦置きに静置し、５００サイクル試験を行った。初期位置からのズレた距離を測定した。
ガラス板とアルミニウム板との間に熱伝導性シリコーン組成物を厚さ１００μｍで挟みこみ、０℃⇔１００℃のヒートサイクル試験機内に縦置きに静置し、５００サイクル試験を行った。初期位置からのズレた距離を測定した。
熱伝導性シリコーン組成物を形成する以下の各成分を用意した。
（Ａ）成分
Ａ－１：下記式（４）で表される動粘度が３０ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン
（Ａ）成分
Ａ－１：下記式（４）で表される動粘度が３０ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン
（Ｂ）成分
Ｂ－１：（（ＣＨ３）３ＳｉＯ１／２）単位及び（（ＣＨ３）２ＳｉＯ）単位からなる、動粘度が１，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン
Ｂ－２：（（ＣＨ３）３ＳｉＯ１／２）単位及び（（ＣＨ３）２ＳｉＯ）単位からなる、動粘度が２，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン
Ｂ－３：（（ＣＨ３）３ＳｉＯ１／２）単位及び（（ＣＨ３）２ＳｉＯ）単位からなる、動粘度が１０，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン
Ｂ－４（比較例）：（（ＣＨ３）３ＳｉＯ１／２）単位及び（（ＣＨ３）２ＳｉＯ）単位からなる、動粘度が１００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン
Ｂ－５（比較例）：（（ＣＨ３）３ＳｉＯ１／２）単位及び（（ＣＨ３）２ＳｉＯ）単位からなる、動粘度が２００，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン
なお、上記Ｂ－１～Ｂ－３は一般式（２）の条件を満たす。
Ｂ－１：（（ＣＨ３）３ＳｉＯ１／２）単位及び（（ＣＨ３）２ＳｉＯ）単位からなる、動粘度が１，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン
Ｂ－２：（（ＣＨ３）３ＳｉＯ１／２）単位及び（（ＣＨ３）２ＳｉＯ）単位からなる、動粘度が２，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン
Ｂ－３：（（ＣＨ３）３ＳｉＯ１／２）単位及び（（ＣＨ３）２ＳｉＯ）単位からなる、動粘度が１０，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン
Ｂ－４（比較例）：（（ＣＨ３）３ＳｉＯ１／２）単位及び（（ＣＨ３）２ＳｉＯ）単位からなる、動粘度が１００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン
Ｂ－５（比較例）：（（ＣＨ３）３ＳｉＯ１／２）単位及び（（ＣＨ３）２ＳｉＯ）単位からなる、動粘度が２００，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン
なお、上記Ｂ－１～Ｂ－３は一般式（２）の条件を満たす。
（Ｃ）成分
Ｃ－１：Ｃ１０Ｈ２１Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
Ｃ－１：Ｃ１０Ｈ２１Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
（Ｄ）成分
Ｄ－１：下記のアルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末を５リットルプラネタリーミキサー（井上製作所（株）製）を用いて下記表１の混合比で室温にて１５分間混合し、熱伝導性充填材Ｄ－１を得た。
○平均粒径７μｍのアルミニウム粉末（熱伝導率：２３６Ｗ／ｍ・℃）
○平均粒径０．６μｍの酸化亜鉛粉末（熱伝導率：２５Ｗ／ｍ・℃）
Ｄ－１：下記のアルミニウム粉末と酸化亜鉛粉末を５リットルプラネタリーミキサー（井上製作所（株）製）を用いて下記表１の混合比で室温にて１５分間混合し、熱伝導性充填材Ｄ－１を得た。
○平均粒径７μｍのアルミニウム粉末（熱伝導率：２３６Ｗ／ｍ・℃）
○平均粒径０．６μｍの酸化亜鉛粉末（熱伝導率：２５Ｗ／ｍ・℃）
（Ａ）～（Ｄ）成分を以下のように混合して実施例１～８および比較例１～８の熱伝導性シリコーン組成物を得た。即ち、５リットルプラネタリーミキサー（井上製作所（株）社製）に（Ａ）成分を取り、表２、３に示す配合量で（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）成分を加え７０℃で１時間混合した。
評価結果を表２、３に示す。
評価結果を表２、３に示す。
表２に示されるように、実施例１～８で作製した熱伝導性シリコーン組成物は、室温保存後粘度が１００～８００Ｐａ・ｓで、４．０Ｗ／ｍ・℃以上の高い熱伝導率を有する。
一方、表３に示されるように、比較例１のように（Ｂ）成分の動粘度が低い場合は、固化する。比較例２のように（Ｂ）成分の動粘度が高いと、グリース状にならない。比較例３のように（Ｂ）成分の含有量が少なすぎると、固化する。比較例４のように（Ｂ）成分の含有量が多すぎると、グリース状にならない。比較例５のように（Ｃ）成分の含有量が多すぎると、固化する。比較例６のように（Ｄ）成分の含有量が多すぎると、グリース状にならない。比較例７のように（Ｄ）成分の含有量が少なすぎると、熱伝導率が低くなる。比較例８のように（Ｃ）成分の含有量が少なすぎると、耐ズレ性が悪くなる。
以上のように、（Ｂ）成分の含有量が４０質量部よりも少ないと固化し（比較例３）、（Ｂ）成分の含有量が２５０質量部よりも多いとグリース状にならない（比較例４）。このことから、本発明の熱伝導性シリコーン組成物の（Ｂ）成分が、４０～２５０質量部の範囲であることで、室温保存中に増粘することがなく、耐ズレ性も良好な熱伝導シリコーン組成物となる。本発明では、配合するオルガノポリシロキサンの動粘度と配合量、及びオルガノシランと熱伝導性充填材の配合量を巧みに調整することで、このような優れた物性を持つ熱伝導性シリコーン組成物を得ることができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
Claims (3)
- （Ａ）下記一般式（１）
で表される２５℃における動粘度が１０～１０，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）前記（Ａ）成分以外の下記一般式（２）
Ｒ３ ｃＳｉＯ（４－ｃ）／２ （２）
（Ｒ３は炭素数１～１８の飽和又は不飽和の１価の炭化水素基の群の中から選択される１種もしくは２種以上の基、ｃは１．８≦ｃ≦２．２の正数）
で表される２５℃における動粘度が１，０００～１０，０００ｍｍ２／ｓのオルガノポリシロキサン：４０～２５０質量部、
（Ｃ）下記一般式（３）
Ｒ４ ｄＲ５ ｅＳｉ（ＯＲ６）４－ｄ－ｅ （３）
（式中、Ｒ４は独立に炭素原子数９～１５のアルキル基であり、Ｒ５は独立に非置換または置換の炭素原子数１～８の一価炭化水素基であり、Ｒ６は独立に炭素原子数１～６のアルキル基であり、ｄは１～３の整数であり、ｅは０～２の整数であり、ただし、ｄ＋ｅは１～３の整数である。）
で表されるオルガノシラン：前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分の合計１００質量部に対して１～５０質量部、
（Ｄ）１０Ｗ／ｍ・℃以上の熱伝導率を有する熱伝導性充填材：前記（Ａ）成分と前記（Ｂ）成分と前記（Ｃ）成分の合計１００質量部に対して５００～３，０００質量部
を含むことを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物。 - ２５℃における絶対粘度が１００～８００Ｐａ・ｓであることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性シリコーン組成物。
- ４.０Ｗ／ｍ・℃以上の熱伝導率を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱伝導性シリコーン組成物。
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