JPWO2016190188A1 - 熱伝導性組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
背景技術
特開昭62−43493号公報には、熱伝導性と電気絶縁性の良い熱伝導性シリコーングリースの発明が記載されている。熱伝導性を付与する成分として、粒子径が0.01〜100μmのボロンナイトライドを使用することが記載されているが(2頁右下欄)、実施例では粒度1〜5μmのボロンナイトライドが使用されている。
実施例では、C−1:アルミナ粉末(平均粒子径10μm、比表面積1.5m2/g)、C−2:アルミナ粉末(平均粒子径1μm、比表面積8m2/g)、C−3:酸化亜鉛粉末(平均粒子径0.3μm、比表面積4m2/g)、C−4:アルミ粉末(平均粒子径10μm、比表面積3m2/g)、C−5:アルミナ粉末(平均粒子径0.01μm、比表面積160m2/g)が使用されている。
発明の概要
発明を実施するための形態
本発明の第1の実施形態の熱伝導性組成物は、(A)球状の熱伝導性充填剤と(B)アルコキシシラン化合物またはジメチルポリシロキサンを含有するものである。
(A)成分は球状の熱伝導性充填剤であり、不定形の熱伝導性充填剤は含まれない。球状は、完全な球であることを要するものではないが、長軸と短軸が存在している場合には、長軸/短軸=1.0±0.2程度であるものを示すものである。
(B)成分のアルコキシシラン化合物としては、1分子中に少なくとも次の一般式:−SiR11 3−a(OR12)a (II)
(式中、R11は炭素数1〜6のアルキル基、好ましくはメチル基、R12は炭素数1〜6のアルキル基、好ましくはメチル基、aは1、2または3)で表されるアルコキシシリル基を有している化合物が好ましい。
x=10〜500
Y=Si(CH3)2CH=CH2またはSi(CH3)3である。
R21 aR22 bSi(OR23)4−a−b (III)
(式中、R21は独立に炭素原子数6〜15のアルキル基であり、R22は独立に非置換または置換の炭素原子数1〜12の1価炭化水素基であり、R23は独立に炭素原子数1〜6のアルキル基であり、aは1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、但しa+bは1〜3の整数である。)
R31で表されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基などが好ましい。
本発明の第2の実施形態の熱伝導性組成物は、上記した(A)球状の熱伝導性充填剤と(B)アルコキシシラン化合物またはジメチルポリシロキサンに加えて、さらに(C)成分のポリオルガノシロキサンを含有するものである。(C)成分のポリオルガノシロキサンには、(B)成分のジメチルポリシロキサンは含まれない。
(C)成分のポリオルガノシロキサンとしては、次の平均組成式(I)で表されるものを使用することができる。
R1 aR2 bSiO[4−(a+b)]/2 (I)
(C)成分の23℃における粘度は、0.01〜10Pa・sであることが好ましい。より好ましくは0.02〜1.0Pa・sである。
(D)成分は、ポリオルガノハイドロジェンシロキサンであり、(C)成分の架橋剤となる成分である。(D)成分のポリオルガノハイドロジェンシロキサンは、1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を2個以上、好ましくは3個以上有するものである。この水素原子は、分子鎖末端のケイ素原子に結合していても、分子鎖途中のケイ素原子に結合していても、両方に結合していてもよい。さらに両末端のみにケイ素原子に結合した水素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサンを併用してもよい。(D)成分の分子構造は、直鎖状、分岐鎖状、環状あるいは三次元網目状のいずれでもよく、1種単独又は2種以上を併用してもよい。(D)成分のポリオルガノハイドロジェンシロキサンは公知のものであり、例えば特開2008−184549号公報に記載されている(B)成分を使用することができる。
(E)成分は白金系触媒であり、(C)成分と(D)成分を混練した後の硬化を促進させる成分である。(E)成分としては、ヒドロシリル化反応に用いられる周知の触媒を用いることができる。例えば白金黒、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類やビニルシロキサンとの錯体、白金ビスアセトアセテートなどを挙げることができる。(E)成分の含有量は、所望の硬化速度などに応じて適宜調整することができるものであり、(C)成分と(D)成分の合計量に対し、白金元素に換算して0.1〜1000ppmの範囲とすることが好ましい。
<1>(A)球状の熱伝導性充填剤と(B)アルコキシシラン化合物またはジメチルポリシロキサンを含有する熱伝導性組成物であって、
前記(A)が平均粒子径の異なる充填剤を特定割合で配合してなる混合物であり、前記混合物が、平均粒子径50μm以上の充填剤を30質量%以上、好ましくは35質量%以上配合してなり、
(A)成分100質量部に対してアルコキシシラン化合物またはジメチルポリシロキサン(B)成分0.01〜20質量部、好ましくは0.1〜10質量部、より好ましくは1.0〜5質量部を含有する、熱伝導性組成物。
前記(A)が平均粒子径の異なる充填剤を特定割合で配合してなる混合物であり、前記混合物が、平均粒子径50μm以上の充填剤を30質量%以上、好ましくは35質量%以上配合してなり、
(A)成分100質量部に対して(B)成分と(C)成分を合計量で1.5〜35質量部、好ましくは1.5〜30質量部、より好ましくは1.5〜28質量部含有しており、
(B)成分と(C)成分の合計量中の(C)成分の含有割合が15〜98質量%、好ましくは18〜97質量%、より好ましくは20〜98質量%である、熱伝導性組成物。
前記(A)が平均粒子径の異なる充填剤を特定割合で配合してなる混合物であり、前記混合物が、平均粒子径50μm以上の充填剤を30質量%以上、好ましくは35質量%以上配合してなる、熱伝導性組成物の製造方法。
前記(A)が平均粒子径の異なる充填剤を特定割合で配合してなる混合物であり、前記混合物が、平均粒子径50μm以上の充填剤を30質量%以上、好ましくは35質量%以上配合してなり、
前記(B)成分と(C)成分の合計量中の(C)成分の含有割合が15〜98質量%、好ましくは18〜97質量%、より好ましくは20〜98質量%である、熱伝導性組成物の製造方法。
実施例
表1に示す(A)および(B)成分、または(A)、(B)および(C)成分をプラネタリー型ミキサー(ダルトン社製)に仕込み、室温にて1時間撹拌混合し、さらに120℃にて1時間撹拌混合して、熱伝導性組成物を得た。(B)および(C)成分の量は、(A)成分100質量部に対する質量部表示である。(A)成分の平均粒子径、組成物の粘度、熱伝導率を下記の方法で測定した。結果を表1に示す。
平均粒子径(メジアン径d50)は、コールカウンター法により測定した。
JIS K6249に準拠。回転粘度計ローターNo.4、回転数60rpm、1分値の粘度を示す。
JIS K6249に準拠。回転粘度計ローターNo.7、回転数20rpm、1分値の粘度を示す。
23℃において、熱線法に従い、熱伝導率計(京都電子工業社製、QTM−500)を用いて測定した。
(A−1):昭和電工(株)の球状アルミナ(アルミナビーズ),平均粒子径100μm
(A−11):昭和電工(株)の球状アルミナ(アルミナビーズ),平均粒子径20μm
(A−21):住友化学(株)の丸み状アルミナ(スミコランダム),平均粒子径3μm
(A−22):住友化学(株)の丸み状アルミナ(スミコランダム),平均粒子径0.4μm
(B)成分:アルコキシシラン(一般式(II−1)において、x:20、Y:Si(CH3)2CH=CH2)
(C)成分:両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖されたポリオルガノシロキサン(60cSt)
表2に示す(A)〜(C)成分をプラネタリー型ミキサー(ダルトン社製)に仕込み、室温にて1時間撹拌混合し、さらに120℃にて1時間撹拌混合して、熱伝導性組成物を得た。(B)および(C)成分の量は、(A)成分100質量部に対する質量部表示である。組成物の粘度、熱伝導率を測定した。結果を表2に示す。
表3に示す(A)〜(C)成分(質量部)をプラネタリー型ミキサー(ダルトン社製)に仕込み、室温にて1時間撹拌混合し、さらに120℃にて1時間撹拌混合して、熱伝導性組成物を得た。
(B)および(C)成分の量は、(A)成分100質量部に対する質量部表示である。
組成物の粘度、熱伝導率を測定した。結果を表3に示す。
(A−12):昭和電工(株)の球状アルミナ(アルミナビーズ),平均粒子径10μm
表4に示す(A)〜(C)成分(質量部)をプラネタリー型ミキサー(ダルトン社製)に仕込み、室温にて1時間撹拌混合し、さらに120℃にて1時間撹拌混合して、比較用の熱伝導性組成物を得た。(B)および(C)成分の量は、(A)成分100質量部に対する質量部表示である。組成物の粘度、熱伝導率を測定した。結果を表4に示す。
産業上の利用可能性
R’=−O−または−CH2CH2−
R’=−O−または−CH2CH2−
Claims (7)
- (A)球状の熱伝導性充填剤と(B)アルコキシシラン化合物またはジメチルポリシロキサンを含有する熱伝導性組成物であって、
前記(A)が平均粒子径の異なる充填剤を特定割合で配合してなる混合物であり、前記混合物が、平均粒子径50μm以上の充填剤を30質量%以上配合してなり、
(A)成分100質量部に対してアルコキシシラン化合物またはジメチルポリシロキサン(B)成分0.01〜20質量部を含有する、熱伝導性組成物。 - (A)球状の熱伝導性充填剤、(B)アルコキシシラン化合物またはジメチルポリシロキサンおよび(C)ポリオルガノシロキサン(ただし、(B)成分のジメチルポリシロキサンは含まれない)を含有する熱伝導性組成物であって、
前記(A)が平均粒子径の異なる充填剤を特定割合で配合してなる混合物であり、前記混合物が、平均粒子径50μm以上の充填剤を30質量%以上配合してなり、
(A)成分100質量部に対して(B)成分と(C)成分を合計量で1.5〜35質量部含有しており、
(B)成分と(C)成分の合計量中の(C)成分の含有割合が15〜98質量%である、熱伝導性組成物。 - (A)成分の球状の熱伝導性充填剤が、平均粒子径50μm以上の充填剤30質量%以上と、平均粒子径40μm以下の充填剤70質量%未満を配合してなる混合物である、請求項1または2記載の熱伝導性組成物。
- (A)成分の球状の熱伝導性充填剤が、平均粒子径50μm以上の充填剤30〜60質量%、平均粒子径8〜25μmの充填剤15〜30質量%、および残部割合の平均粒子径が8μm未満の充填剤を配合してなる混合物である、請求項1または2記載の熱伝導性組成物。
- (A)成分の球状の熱伝導性充填剤が、金属酸化物粉末、金属粉末から選ばれるものである、請求項1から4の何れか1記載の熱伝導性組成物。
- (A)成分の球状の熱伝導性充填剤が、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、アルミニウムから選ばれるものである、請求項5記載の熱伝導性組成物。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載の熱伝導性組成物からなる放熱材料。
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