JPH04296361A

JPH04296361A - 熱伝導性シリコーンゴム組成物

Info

Publication number: JPH04296361A
Application number: JP6153291A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Watanabe; 聡志渡辺
Original assignee: Toshiba Silicone Co Ltd
Current assignee: Momentive Performance Materials Japan LLC
Priority date: 1991-03-26
Filing date: 1991-03-26
Publication date: 1992-10-20
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JP2627827B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、熱伝導性シリコーンゴ
ム組成物に係り、さらに詳しくは熱伝導性充填剤を多量
に配合した際においてもゴム特性が低下せず、さらに作
業性や加工性の良好な熱伝導性シリコーンゴム組成物に
関する。

【０００３】

【従来の技術】シリコーンゴム組成物は、シロキサンベ
ースポリマーに各種の充填剤を配合したものであり、充
填剤の種類や量を選ぶことで、機械的特性等の硬化後の
ゴム特性を変えられることが知られている。

【０００４】このようなシリコーンゴム組成物において
、充填剤による付与特性を十分に得るためには、多量の
充填剤を配合することが行われている。しかしながら、
充填剤の多量配合は、一般に硬度の上昇を招く等、シリ
コーンゴム本来の特性を低下させたり、また成形時のコ
ンパウンドの流れ性が低下する等、成形性や加工性にも
悪影響を及ぼすといった問題があった。

【０００５】一方、シロキサンベースポリマーは、他の
有機系エラストマーに比較してポリマー分子量が低いた
め、充填剤量が少ないと、組成物に粘着性が出るという
問題があった。また、粘着性を抑えることが可能な充填
剤等でも、十分な効果を得るためには、多量に配合する
必要があり、このような場合においても、ゴム物性が低
下したり、作業性や加工性を悪化させるという問題が生
じてしまう。

【０００６】例えば、熱伝導性をシリコーンゴムに付与
する場合、シロキサンベースポリマーに熱伝導性充填剤
を配合することが行われている。このように、熱伝導性
を付与する際においても、高い熱伝導性を得る必要があ
る場合には、熱伝導性充填剤を多量に配合しているが、
前述したように充填剤の多量の配合は、ゴム特性の低下
や作業性および加工性の低下を招くという問題が生じて
しまう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、充填
剤による付与特性を十分に得るためには、充填剤を多量
に配合することが一般に行われている。しかしながら、
充填剤を多量に配合すると、本来のゴム特性が低下した
り、作業性や加工性が低下する等の問題を招いてしまう
。これは、シリコーンゴムに熱伝導性を付与するために
、熱伝導性充填剤を多量に配合する際にも当てはまる問
題である。

【０００８】このようなことから、シリコーンゴム組成
物に配合する熱伝導性充填剤の量を多量とした場合にお
いても、ゴム本来の特性を維持すると共に、作業性や加
工性の低下を抑制することが強く望まれている。

【０００９】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、熱伝導性充填剤を多量に配合した際
においても、シリコーンゴム本来の特性が得られ、かつ
良好な作業性や加工性を維持することを可能にした熱伝
導性シリコーンゴム組成物を提供することを目的として
いる。

【００１０】［発明の構成］

【００１１】

【課題を解決するための手段と作用】本発明の熱伝導性
シリコーンゴム組成物は、熱伝導性充填剤が配合された
シリコーンゴム組成物において、前記熱伝導性充填剤と
共に、炭酸マグネシウムを配合したことを特徴としてい
る。

【００１２】本発明の熱伝導性シリコーンゴム組成物は
、基本的には常温または加熱等によって硬化させること
によりゴム弾性体となるポリオルガノシロキサン組成物
、すなわち（ａ）ポリオルガノシロキサンベースポリマ
ー（シリコーンベースポリマー）および（ｂ）硬化剤に
、（ｃ）成分として熱伝導性充填剤を、さらに（ｄ）成
分として炭酸マグネシウムを均一に分散、配合したもの
である。そして、この（ｄ）成分が本発明における特徴
的な成分である。

【００１３】本発明の熱伝導性シリコーンゴム組成物の
主成分となるポリオルガノシロキサン組成物は、（ａ）
シリコーンベースポリマーと、（ｂ）硬化剤と、必要に
応じて各種添加剤等を配合し、均一に分散させたもので
ある。

【００１４】このようなポリオルガノシロキサン組成物
に用いられる各種成分のうち、（ａ）シリコーンベース
ポリマーと（ｂ）硬化剤とは、ゴム状弾性体を得るため
の反応機構に応じて適宜選択されるものである。その反
応機構としては、　（１）有機過酸化物加硫剤による架
橋方法、　（２）縮合反応による方法、　（３）付加反
応による方法等が知られており、その反応機構によって
、（ａ）成分と（ｂ）成分すなわち硬化用触媒もしくは
架橋剤との好ましい組合せが決まることは周知である。

【００１５】すなわち、上記　（１）の架橋方法を適用
する場合においては、通常、（ａ）成分のベースポリマ
ーとしては、　１分子中のケイ素原子に結合した有機基
のうち、少なくとも　２個がビニル基であるポリジオル
ガノシロキサンが用いられる。また、（ｂ）成分の硬化
剤としては、ベンゾイルペルオキシド、２，４−ジクロ
ロベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ク
ミル−ｔ−　ブチルペルオキシド、２，５−ジメチル−
２，５−　ジ−ｔ−　ブチルペルオキシヘキサン、ジ−
ｔ−　ブチルペルオキシド等の各種の有機過酸化物加硫
剤が用いられ、特に低い圧縮永久歪みを与えることから
、ジクミルペルオキシド、クミル−ｔ−　ブチルペルオ
キシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ−ｔ−　ブチル
ペルオキシヘキサン、ジ−ｔ−　ブチルペルオキシドが
好ましい。なお、これらの有機過酸化物加硫剤は、　１
種または　２種以上の混合物として用いられる。

【００１６】（ｂ）成分の硬化剤である有機過酸化物の
配合量は、（ａ）成分のシリコーンベースポリマー　１
００重量部に対し０．０５〜１５重量部の範囲が好まし
い。有機過酸化物の配合量が０．０５重量部未満では加
硫が十分に行われず、１５重量部を超えて配合してもそ
れ以上の格別な効果がないばかりか、得られたシリコー
ンゴムの物性に悪影響を与えることがあるからである。

【００１７】また、上記　（２）の縮合反応を適用する
場合においては、（ａ）成分のベースポリマーとしては
両末端に水酸基を有するポリジオルガノシロキサンが用
いられる。（ｂ）成分の硬化剤としては、まず架橋剤と
して、エチルシリケート、プロピルシリケート、メチル
トリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、メチ
ルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メ
チルトリス（メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリス
（メトキシエトキシ）シラン、メチルトリプロペノキシ
シラン等のアルコキシ型；メチルトリアセトキシシラン
、ビニルトリアセトキシシラン等のアセトキシ型；メチ
ルトリ（アセトンオキシム）シラン、ビニルトリ（アセ
トンオキシム）シラン、メチルトリ（メチルエチルケト
シキム）シラン、ビニルトリ（メチルエチルケトキシム
）シラン等、およびその部分加水分解物が例示される。また、ヘキサメチル−　ビス（ジエチルアミノキシ）シ
クロテトラシロキサン、テトラメチルジブチル−　ビス
（ジエチルアミノキシ）シクロテトラシロキサン、ヘプ
タメチル（ジエチルアミノキシ）シクロテトラシロキサ
ン、ペンタメチル−　トリス（ジエチルアミノキシ）シ
クロテトラシロキサン、ヘキサメチル　−ビス（メチル
エチルアミノキシ）シクロテトラシロキサン、テトラメ
チル−　ビス（ジエチルアミノキシ）−　モノ（メチル
エチルアミノキシ）シクロテトラシロキサンのような環
状シロキサン等も例示される。このように、架橋剤はシ
ランやシロキサン構造のいずれでもよく、またそのシロ
キサン構造は直鎖状、分岐状および環状のいずれでもよ
い。さらに、これらを使用する際には、　１種類に限定
される必要はなく、　２種以上の併用も可能である。

【００１８】また、（ｂ）成分の硬化剤のうち、硬化用
触媒としては、鉄オクトエート、コバルトオクトエート
、マンガンオクトエート、スズナフテネート、スズカプ
リレート、スズオレエートのようなカルボン酸金属塩；
ジメチルスズジオレエート、ジメチルスズジラウレート
、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジオクトエ
ート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオレ
エート、ジフェニルスズジアセテート、酸化ジブチルス
ズ、ジブチルスズジメトキシド、ジブチルビス（トリエ
トキシシロキシ）スズ、ジオクチルスズジラウレートの
ような有機スズ化合物が用いられる。

【００１９】（ｂ）成分の硬化剤のうち、上記架橋剤の
配合量は（ａ）成分のベースポリマー　１００重量部に
対し　０．１〜２０重量部が好ましい。架橋剤の使用量
が　０．１重量部未満では、硬化後のゴムに充分な強度
が得られず、また２０重量部を超えると得られるゴムが
脆くなり、いずれも実用に耐え難たい。また、硬化用触
媒の配合量は（ａ）成分のベースポリマー１００重量部
に対し０．０１〜　５重量部が好ましい。これより少な
い量では硬化用触媒として不十分であって、硬化に長時
間を要し、また空気との接触面から遠い内部での硬化が
不良となる。他方、これよりも多い場合には、保存安定
性が低下してしまう。より好ましい配合量の範囲としては、　０．１〜３重量
部の範囲である。

【００２０】上記　（３）の付加反応を適用する場合の
（ａ）成分のベースポリマーとしては、上記　（１）に
おけるベースポリマーと同様なものが用いられる。また
、（ｂ）成分の硬化剤としては、硬化用触媒として、塩
化白金酸、白金オレフィン錯体、白金ビニルシロキサン
錯体、白金黒、白金トリフェニルホスフィン錯体等の白
金系触媒が用いられ、架橋剤として、ケイ素原子に結合
した水素原子が　１分子中に少なくとも平均　２個を超
える数を有するポリジオルガノシロキサンが用いられる
。

【００２１】（ｂ）成分の硬化剤のうち、硬化用触媒の
配合量は、（ａ）成分のベースポリマーに対し白金元素
量で　１〜１０００ｐｐｍ　の範囲となる量が好ましい
。硬化用触媒の配合量が白金元素量として１ｐｐｍ未満
では、充分に硬化が進行せず、また１０００ｐｐｍを超
えても特に硬化速度の向上等が期待できない。また、架
橋剤の配合量は、（ａ）成分中のアルケニル基１個に対
し、架橋剤中のケイ素原子に結合した水素原子が　０．
５〜　４．０個となるような量が好ましく、さらに好ま
しくは　１．０〜　３．０個となるような量である。水
素原子の量が　０．５個未満である場合は、組成物の硬
化が充分に進行せずに、硬化後の組成物の硬さが低くな
り、また水素原子の量が　４．０個を超えると硬化後の
組成物の物理的性質と耐熱性が低下する。

【００２２】以上のような各種の反応機構において用い
られる（ａ）成分のベースポリマーとしてのポリオルガ
ノシロキサンにおける有機基は、　１価の置換または非
置換の炭化水素基であり、メチル基、エチル基、プロピ
ル基、ブチル基、ヘキシル基、ドデシル基のようなアル
キル基、フェニル基のようなアリール基、β−　フェニ
ルエチル基、β−　フェニルプロピル基のようなアラル
キル基等の非置換の炭化水素基や、クロロメチル基、３
，３，３−トリフルオロプロピル基等の置換炭化水素基
が例示される。なお、一般的にはメチル基が合成のしや
すさ等から多用される。

【００２３】本発明の熱伝導性シリコーンゴム組成物に
おいて、ポリオルガノシロキサンベースポリマーの重合
度は１０００以上のもの、いわゆるミラブル型と称する
ものが好ましい。これは、混合時のせん断応力が適度で
あるために、配合によって前述の効果がより発揮される
ものと推察される。

【００２４】本発明における（ｃ）成分の熱伝導性充填
剤は、シリコーンゴムに熱伝導性を付与するための成分
であり、一般に熱伝導性を付与するためにゴムに配合さ
れるものであれば、各種のものを使用することが可能で
ある。このような熱伝導性充填剤としては、例えばアル
ミニウム粉末、銅粉末、ニッケル粉末等の金属粉末、ア
ルミナ粉末、酸化マグネシウム粉末、酸化ベリリウム、
酸化クロム粉末、酸化チタン粉末等の金属酸化物粉末、
窒化ホウ素粉末、炭化ホウ素粉末、炭化チタン粉末、炭
化ケイ素粉末、窒化アルミニウム粉末等のセラミックス
粉末、ステアリン酸リチウム等の金属石けん類、さらに
は金属酸化物グリース、カーボンブラック、フッ素樹脂
粉末、アリル尿素等が例示される。特に、電気絶縁性が
必要な場合には、金属酸化物粉末やセラミックス粉末が
好ましく、中でも放熱効果の点から、アルミナや窒化ケ
イ素が好ましい。

【００２５】この（ｃ）成分の配合量は、得ようとする
特性や（ａ）成分のシリコーンベースポリマーの重合度
等により任意に選ばれるものであり、特に限定されるも
のではないが、一般的には（ａ）成分のシリコーンベー
スポリマー　１００重量部に対して１０〜　８００重量
部、好ましくは１０〜２００重量部の範囲で用いられる
。ただし、本発明は、後述するように熱伝導性充填剤の
配合量を多量とした系のシリコーンゴム組成物に対して
特に効果的である。

【００２６】本発明における（ｄ）成分の炭酸マグネシ
ウムは、（ａ）成分のシリコーンベースポリマーに対す
る（ｃ）成分の配合量が比較的多量の場合、例えばシリ
コーンベースポリマー　１００重量部に対して（ｃ）成
分の配合量が　２００重量部以上というような場合にお
いても、硬度等のシリコーンゴム本来の特性を低下させ
ることなく、かつ加工性や作業性を良好に維持する、本
発明における特徴的な成分である。すなわち、（ｃ）成
分と共に炭酸マグネシウムを配合することによって、充
填剤の多量配合による硬度上昇等を有効に抑制すること
ができる。

【００２７】上記炭酸マグネシウムとしては、例えば塩
基性炭酸マグネシウムと呼ばれる、工業的に製造される
ものを使用することができ、分子式は例えば　４ＭｇＣ
Ｏ３　・Ｍｇ（ＯＨ）２　・４Ｈ２　Ｏ　で表されるも
のである。特性的には、比重、粒子径、比表面積、ｐＨ
、吸油量、不純物金属量、強熱減量等のファクターによ
って、各種の炭酸マグネシウムを得ることができる。本
発明においては、これら各種の炭酸マグネシウムを使用
することが可能である。

【００２８】本発明における（ｄ）成分の配合量は、上
述した（ａ）成分のシリコーンベースポリマー　１００
重量部に対して、　０．１〜２０重量部の範囲が適当で
ある。（ｄ）成分の配合量が　０．１重量部未満では、上述し
たような効果が十分に得られず、また２０重量部を超え
ると、コンパウンドの可塑度の上昇や、加硫物の硬度や
モジュラスの上昇等といった、期待しない効果や悪影響
が現れる。この（ｄ）成分のより好ましい配合量は、　
０．５〜１０重量部の範囲である。

【００２９】なお、本発明の熱伝導性シリコーンゴム組
成物には、補強性充填剤、導電性充填剤、顔料、耐熱性
向上剤、難燃剤等を随時付加的に配合してもよく、本発
明の効果を損なわない範囲で他のポリオルガノシロキサ
ンを併用してもよい。このようなものとしては、通常、
煙霧質シリカ、沈澱法シリカ、けいそう土等の補強性充
電剤、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化セリ
ウム、マイカ、クレイ、グラファイト、炭酸亜鉛、炭酸
マンガン、水酸化セリウム、ガラスビーズ、ポリジメチ
ルシロキサン、アルケニル基含有ポリシロキサン等が例
示される。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。な
お、以下の文中における「部」は、全て「重量部」を示
すものとする。

【００３１】実施例１末端がトリメチルシリル基で閉塞され、メチルビニルシ
ロキサン単位を０．１５モル％含有するポリジメチルシ
ロキサン（重合度約６０００）　１００部に、熱伝導性
充填剤としてアルミナ粉末を　１５０部、炭酸マグネシ
ウムを　２部、補強性シリカ・アエロジル　１３０（商
品名、日本アエロジル社製）を２０部の割合でニーダー
に仕込み、混練を行ってコンパウンドがまとまってから
取り出した。これに、架橋剤として、２，５−ジメチル
　−２，５−ジ　−ｔ−ブチルパーオキシヘキサン　０
．５部を均一に混合し、熱伝導性シリコーンゴム組成物
を調製した。

【００３２】また、本発明との比較として、炭酸マグネ
シウムを配合しない以外は、実施例１と同様にして熱伝
導性シリコーンゴム組成物（比較例１）を調製した。

【００３３】実施例２末端がトリメチルシリル基で閉塞され、メチルビニルシ
ロキサン単位を０．１５モル％含有するポリジメチルシ
ロキサン（重合度約６０００）　１００部に、熱伝導性
充填剤としてアルミナ粉末を　４００部、炭酸マグネシ
ウムを２０部、補強性シリカ・アエロジル　１３０（商
品名、日本アエロジル社製）を１０部の割合でニーダー
に仕込み、混練を行ってコンパウンドがまとまってから
取り出した。これに、架橋剤として、２，５−ジメチル
　−２，５−ジ　−ｔ−ブチルパーオキシヘキサン　０
．５部を均一に混合し、熱伝導性シリコーンゴム組成物
を調製した。

【００３４】また、本発明との比較として、炭酸マグネ
シウムを配合しない以外は、実施例２と同様にして熱伝
導性シリコーンゴム組成物（比較例２）を調製した。

【００３５】このようにして得た各熱伝導性シリコーン
ゴム組成物を用いて、以下に示す方法により特性を評価
した。

【００３６】まず、ロール作業性、シーティング性能を
確認する目的で、ロールにてシート出しして、その様子
を評価した。ロールは、　８インチテストロールを用い
、ゴム寄せ板間隔を２０ｃｍとし、バンクをロール上に
作りつつシーティングした。シート厚は、　１ｍｍおよ
び　３ｍｍそれぞれについて行い、シーティングできる
かどうかを確認した。

【００３７】また、上記各熱伝導性シリコーンゴム組成
物を　２ｍｍ厚シ−トとし、　１７０℃×１０分間の条
件でプレス加硫を行った後、二次加硫として　２００℃
×　４時間の条件であと加硫を行い、常温に戻して２４
時間経過後に、各ゴムシートの硬度、引張強さ、伸びを
　ＪＩＳ−Ｋ６３０１（加硫ゴム物理試験方法）にした
がって測定した。さらに、熱伝導率を　ＱＴＭ迅速熱伝
導率計（商品名、京都電子工業（株）製）を用いて測定
した。これらの評価結果を各組成物の配合比と併せて表
１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱伝導性
シリコーンゴム組成物によれば、熱伝導性充填剤を多量
に配合した際においても、炭酸マグネシウムの添加によ
って、シリコーンゴム本来の特性や作業性および加工性
が低下することを防止することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　熱伝導性充填剤が配合されたシリコー
ンゴム組成物において、前記熱伝導性充填剤と共に、炭
酸マグネシウムを配合したことを特徴とするシリコーン
ゴム組成物。
【請求項２】　　請求項１記載の熱伝導性シリコーンゴ
ム組成物において、前記シリコーン組成物の主成分とな
るシリコーンベースポリマー　１００重量部に対して、
前記熱伝導性充填剤を１０〜　８００重量部の範囲で、
かつ前記炭酸マグネシウムを　０．１〜２０重量部の範
囲で配合したことを特徴とする熱伝導性シリコーンゴム
組成物。