KR20030097869A - 열전도성 실리콘 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오가노폴리실록산(A), 열전도성 충전제(B) 및 특정한 오가노실록산(C)으로 적어도 이루어지는 열전도성 실리콘 조성물에 관한 것이다. 고열전도성의 실리콘 조성물을 수득하기 위해 열전도성 충전제를 다량으로 함유하여도 취급 작업성이 양호한 열전도성 실리콘 조성물을 제공할 수 있다.

Description

열전도성 실리콘 조성물{Heat-conductive silicone composition}
최근, 트랜지스터, IC, 메모리 소자 등의 전자부품을 등재한 프린트 회로기판이나 하이브리드 IC의 고밀도·고집적화에 따라 이들을 효율적으로 방열(放熱)하기 위해 각종 열전도성 실리콘 조성물이 사용되고 있다. 이러한 열전도성 실리콘 조성물로서는, 열전도성 실리콘 그리스, 열전도성 실리콘 겔 조성물, 열전도성 실리콘 고무 조성물이 공지되어 있다.
이러한 열전도성 실리콘 조성물로서는, 예를 들면, 비닐기를 함유하는 오가노폴리실록산, 오가노하이드로겐폴리실록산, 열전도성 충전제, 아미노실란, 에폭시실란 및 알킬티타네이트로부터 선택된 접착 부여제 및 백금계 촉매로 이루어진 열전도성 실리콘 조성물[참조: 일본 공개특허공보 제(소)61-157569호], 1분자 중에 평균 2개의 알케닐기를 함유하는 오가노폴리실록산, 1분자 중에 평균 3개 이상의규소원자 결합 수소원자를 함유하는 오가노폴리실록산, 산화아연과 산화마그네슘으로 이루어진 열전도성 충전제, 충전제 처리제 및 백금계 촉매로 이루어진 열전도성 실리콘 조성물[참조: 일본 공개특허공보 제(소)62-184058호], 1분자 중에 0.1mol% 이상의 알케닐기를 함유한 오가노폴리실록산, 1분자 중에 2개 이상의 규소원자 결합 수소원자를 함유한 오가노하이드로겐폴리실록산, 평균 입자 직경이 10 내지 50㎛인 구상 알루미나 분말과 평균 입자 직경이 10㎛ 미만인 구상 또는 비구상 알루미나 분말 및 백금 또는 백금계 화합물로 이루어진 열전도성 실리콘 조성물[참조: 일본 공개특허공보 제(소)63-251466호], 알케닐기 함유 오가노폴리실록산, 오가노하이드로겐폴리실록산, 평균 입자 직경이 0.1 내지 5㎛인 무정형 알루미나 분말과 평균 입자 직경이 5 내지 50㎛인 구상 알루미나 분말 및 백금계 촉매로 이루어진 열전도성 실리콘 조성물[참조: 일본 공개특허공보 제(평)2-41362호], 1분자 중에 2개 이상의 규소원자 결합 알케닐기를 함유한 오가노폴리실록산, 1분자 중에 3개 이상의 규소원자 결합 수소원자를 함유한 오가노하이드로겐폴리실록산, 평균 입자 직경이 5 내지 20㎛인 열전도성 충전제, 접착 제조 및 백금 및 백금계 화합물로 이루어진 열전도성 실리콘 조성물[참조: 일본 공개특허공보 제(평)2-97559호]가 제안되어 있다.
이러한 열전도성 실리콘 조성물에 있어서, 열전도율을 향상시키기 위해서는, 당해 조성물 중의 열전도성 충전제의 함유량을 많게 해야 하지만, 수득된 실리콘 조성물의 취급성 및 성형성이 악화된다는 문제가 있었다.
또한, 열전도성 실리콘 조성물로서, 예를 들면, 1분자 중에 2개 이상의 규소원자 결합 알케닐기를 함유하는 오가노폴리실록산, 1분자 중에 2개 이상의 규소원자 결합 수소원자를 함유하는 오가노하이드로겐폴리실록산, 1분자 중에 1개 이상의 규소원자 결합 알콕시기 또는 규소원자 결합 하이드록실기를 함유하는 오가노실록산, 평균 입자 직경이 10㎛ 미만인 구상 또는 비구상 알루미나 미세 분말과 평균 입자 직경이 10 내지 50㎛인 구상 또는 비구상 알루미나 미세분말 및 하이드로실릴화 반응용 촉매로 이루어진 열전도성 실리콘 조성물[참조: 일본 공개특허공보 제(평)8-325457호], 액상 실리콘, 산화아연, 알루미나, 질화알루미늄, 질화붕소 및 탄화규소 분말 중에서 선택된 1종 이상의 증조제, 1분자 중에 규소원자에 직결된 하이드록실기를 1개 이상 갖는 오가노폴리실록산 및 알콕시실란으로 이루어진 열전도성 실리콘 조성물[참조: 일본 공개특허공보 제(평)11-49958호]이 제안되어 있다.
그러나, 이러한 열전도성 실리콘 조성물에 있어서는, 실질적으로 1분자 중에 1개 이상의 규소원자 결합 하이드록실기를 함유하는 오가노실록산은 분자쇄 양말단 실란올기 봉쇄 디오가노실록산이고, 이러한 디오가노실록산에서는 이것을 경화하여 수득된 실리콘 경화물의 열전도율을 향상시키기 위해, 이러한 조성물 중의 열전도성 충전제의 함유량을 많게 하면, 수득된 실리콘 조성물의 취급성 및 성형성이 악화되는 문제가 있었다.
또한, 열전도성 실리콘 조성물에 있어서, 일본 공개특허공보 제2000-256558호 및 일본 공개특허공보 제2001-139815호에는, 화학식의 디메틸폴리실록산(여기서, x는 5 내지 100의 정수이다)을 사용하는 것이 제안되어 있다.
그러나, 이러한 열전도성 실리콘 조성물에 있어서, 이것을 경화하여 수득되는 실리콘 경화물의 열전도율을 향상시키기 위해, 추가로 알루미나 등의 열전도성 충전제를 고충전하고자 하는 경우, 수득된 조성물의 점도가 급격히 상승하여 취급 작업성이나 성형성이 현저히 저하되는 문제가 있었다.
본 발명자들은 상기의 과제에 관해서 예의 검토한 결과, 본 발명에 도달하였다.
즉, 본 발명의 목적은, 고열전도성의 실리콘 조성물을 수득하기 위해서 열전도성 충전제를 다량으로 함유하더라도 취급 작업성이 양호한 열전도성 실리콘 조성물을 제공하는 것에 있다.
발명의 개시
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물은,
오가노폴리실록산(A),
열전도성 충전제(B) 및
화학식 [R1 aR2 (3-a)SiO(R1 bR2 (2-b)SiO)m(R2 2SiO)n]cSiR2 [4-(c+d)](OR3)d의 오가노실록산(ⅰ)(여기서, R1은 지방족 불포화 결합을 갖는 1가 탄화수소기이고, R2는 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 동종 또는 이종의 1가 탄화수소기이고, R3은 알킬기, 알콕시알킬기, 알케닐기 또는 아실기이고, a는 0 내지 3의 정수이고, b는 1 또는 2이고, c는 1 내지 3의 정수이고, d는 1 내지 3의 정수이고, 또한, c + d는 2 내지 4의 정수이고, m은 0 이상의 정수이고, n은 0 이상의 정수이며, 단, a가 0인 경우에는, m은 1 이상의 정수이다), 1분자 중에 1개의 규소원자 결합 하이드록실기를 갖고 5개 이상의 규소원자를 갖는 오가노실록산(ⅱ), 화학식의 오가노실록산(iii)(여기서, R4는 동종 또는 이종의 1가 탄화수소기이고, R5는 산소원자 또는 2가 탄화수소기이고, R3은 위에서 정의한 바와 같고, p는 100 내지 200의 정수이며, d는 위에서 정의한 바와 같다) 및 화학식 [HeR2 (3-e)SiO(R2 2SiO)n]cSiR2 [4-(c+d)](OR3)d의 오가노실록산(ⅳ)(여기서, R2, R3, c, d 및 n은 위에서 정의한 바와 같고, e는 1 내지 3의 정수이다)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 오가노실록산(C)으로 적어도 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명은 열전도성 실리콘 조성물에 관한 것이며, 상세하게는 고열전도성 실리콘 조성물을 수득하기 위해 열전도성 충전제를 다량으로 함유하더라도, 취급 작업성이 양호한 열전도성 실리콘 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물을 상세하게 설명한다.
본 조성물은, 상기의 성분(A), 성분(B) 및 성분(C)로 적어도 이루어짐을 특징으로 한다. 또한, 본 조성물은 추가로 경화제(D)를 배합하여 경화성의 조성물로 할 수도 있다. 이 경우, 본 조성물의 경화 기구는 한정하려는 것은 아니지만, 예를 들면, 하이드로실릴화 반응, 축합 반응 및 유기 과산화물에 의한 프리라디칼 반응을 들 수 있으며, 빠르게 경화되어 부생성물이 발생하지 않는 점에서 하이드로실릴화반응인 것이 바람직하다.
성분(A)의 오가노폴리실록산은 본 조성물의 주제(主劑)이다. 당해 오가노폴리실록산 중의 규소원자에 결합하고 있는 기로서는, 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기, 노나데실기, 에이코실기 등의 직쇄상 알킬기; 이소프로필기, 3급 부틸기, 이소부틸기, 2-메틸 운데실기, 1-헥실헵틸기 등의 측쇄상 알킬기; 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기, 사이클로도데실기 등의 환상 알킬기; 비닐기, 알릴기, 부테닐기, 펜테닐기, 헥세닐기 등의 알케닐기; 페닐기, 톨릴기, 크실릴기 등의 아릴기; 벤질기, 펜에틸기, 2-(2,4,6-트리메틸페닐)프로필기 등의 아르알킬기; 3,3,3-트리플루오로프로필기, 3-클로로프로필기 등의 할로겐화 알킬기를 들 수 있으며, 바람직하게는 알킬기, 알케닐기 또는 아릴기이고, 특히 바람직하게는, 메틸기, 비닐기 또는 페닐기이다. 또한, 당해 오가노폴리실록산의 25℃에서의 점도는 한정하려는 것은 아니지만, 20 내지 100,000mPa·s의 범위 내인 것이 바람직하고, 50 내지 100,000mPa·s의 범위 내인 것이 더욱 바람직하고, 50 내지 50,000mPa·s의 범위내인 것이 더욱 바람직하며, 100 내지 50,000mPa·s의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 이것은 25℃에서의 점도가 상기 범위의 하한 미만인 경우에는, 수득되는 실리콘 조성물의 물리적 특성이 현저히 저하되는 경향이 있기 때문이며, 한편, 상기 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 수득되는 실리콘 조성물의 취급 작업성이 현저히 저하되는 경향이 있기 때문이다. 이와 같은 오가노폴리실록산의 분자 구조는 한정하려는 것은 아니지만, 예를 들면, 직쇄상, 측쇄상, 일부 분기를 갖는 직쇄상, 수지상(덴드리머상)을 들 수 있으며, 바람직하게는 직쇄상, 일부 분기를 갖는 직쇄상이다. 이와 같은 오가노폴리실록산으로서는, 예를 들면, 이러한 분자 구조를 갖는 단일 중합체, 이러한 분자 구조로 이루어진 공중합체 또는 이들의 중합체의 혼합물을 들 수 있다.
이와 같은 오가노폴리실록산으로서는, 예를 들면, 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 분자쇄 양말단 메틸페닐비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸페닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 메틸(3,3,3-트리플루오로프로필)폴리실록산, 분자쇄 양말단 실란올기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 실란올기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산·메틸페닐실록산 공중합체, 화학식 (CH3)3SiO1/2의 실록산 단위와 화학식 (CH3)2(CH2=CH)SiO1/2의실록산 단위와 화학식 CH3SiO3/2의 실록산 단위와 화학식 (CH3)2SiO2/2의 실록산 단위로 이루어진 오가노실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 실란올기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 분자쇄 양말단 실란올기 봉쇄 디메틸실록산·메틸페닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 분자쇄 양말단 트리메톡시실릴기 봉쇄 디메틸실록산·메틸페닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 메틸디메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 분자쇄 양말단 트리에톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 분자쇄 양말단 트리메톡시실릴에틸기 봉쇄 디메틸폴리실록산 및 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다.
또한, 본 조성물이 하이드로실릴화 반응에 의해 경화되는 경우에는, 성분(A)는 1분자 중에 평균 0.1개 이상의 규소원자 결합 알케닐기를 갖는 오가노폴리실록산인 것이 바람직하고, 1분자 중에 평균 0.5개 이상의 규소원자 결합 알케닐기를 갖는 오가노폴리실록산인 것이 더욱 바람직하며, 1분자 중에 평균 0.8개 이상의 규소원자 결합 알케닐기를 갖는 오가노폴리실록산인 것이 특히 바람직하다. 이것은 1분자 중의 규소원자 결합 알케닐기의 평균치가 상기 범위의 하한 미만인 경우에는, 수득되는 조성물이 충분히 경화되지 않는 경향이 있기 때문이다. 당해 오가노폴리실록산 중의 규소원자 결합 알케닐기로서는, 상기와 동일한 알케닐기가 예시되고, 바람직하게는 비닐기이다. 또한, 당해 오가노폴리실록산 중의 알케닐기 이외의 규소원자에 결합하고 있는 기로서는, 상기와 동일한 직쇄상 알킬기, 측쇄상 알킬기, 환상 알킬기, 아릴기, 아르알킬기, 할로겐화 알킬기가 예시되며, 바람직하게는 알킬기, 아릴기이고, 특히 바람직하게는 메틸기, 페닐기이다. 또한, 당해 오가노폴리실록산의 25℃에서의 점도는 한정하려는 것은 아니지만, 20 내지 100,000mPa·s의 범위 내인 것이 바람직하고, 50 내지 100,000mPa·s의 범위 내인 것이 더욱 바람직하며, 50 내지 50,000mPa·s의 범위 내인 것이 더욱 바람직하고, 100 내지 50,000mPa·s의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 이것은 25℃에서의 점도가 상기 범위의 하한 미만인 경우에는, 수득되는 실리콘 경화물의 물리적 특성이 현저히 저하되는 경향이 있기 때문이며, 한편, 상기 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 수득되는 실리콘 조성물의 취급 작업성이 현저히 저하되는 경향이 있기 때문이다. 이와 같은 오가노폴리실록산의 분자 구조는 한정하려는 것은 아니지만, 상기와 동일한 구조가 예시되고, 바람직하게는 직쇄상, 일부 분기를 갖는 직쇄상이다. 이와 같은 오가노폴리실록산으로서는, 예를 들면, 이러한 분자 구조를 갖는 단일 중합체, 이러한 분자 구조로 이루어진 공중합체 또는 이들 중합체의 혼합물을 들 수 있다. 이와 같은 오가노폴리실록산으로서는, 상기와 동일한 알케닐기를 갖는 오가노폴리실록산이 예시된다.
또한, 본 조성물이 축합 반응에 의해 경화되는 경우에는, 성분(A)는 1분자 중에 2개 이상의 실란올기 또는 규소원자 결합 가수분해성 기를 갖는 오가노폴리실록산이다. 당해 오가노폴리실록산 중의 규소원자 결합 가수분해성 기로서는, 예를 들면, 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기 등의 알콕시기; 비닐옥시기, 프로페녹시기, 이소프로페녹시기, 1-에틸-2-메틸비닐옥시기 등의 알케녹시기; 메톡시에톡시기, 에톡시에톡시기, 메톡시프로폭시기 등의 알콕시알콕시기; 아세톡시기, 옥타노일옥시기 등의 아실옥시기; 디메틸케톡심기, 메틸에틸케톡심기 등의 케톡심기; 디메틸아미노기, 디에틸아미노기, 부틸아미노기 등의 아미노기; 디메틸아미녹시기, 디에틸아미녹시기 등의 아미녹시기; N-메틸아세트아미도기, N-에틸아세트아미도기 등의 아미도기를 들 수 있다. 또한, 당해 오가노폴리실록산 중의 실란올기 및 규소원자 결합 가수분해성 기 이외의 규소원자에 결합하고 있는 기로서는, 상기와 동일한 직쇄상 알킬기, 측쇄상 알킬기, 환상 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아르알킬기, 할로겐화 알킬기가 예시된다. 또한, 당해 오가노폴리실록산의 25℃에서의 점도는 한정하려는 것은 아니지만, 20 내지 100,000mPa·s의 범위 내인 것이 바람직하고, 50 내지 100,0OOmPa·s의 범위 내인 것이 더욱 바람직하며, 10O 내지 10O,OOOmPa·s의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 이것은 25℃에서의 점도가 상기 범위의 하한 미만인 경우에는, 수득되는 실리콘 경화물의 물리적 특성이 현저히 저하되는 경향이 있기 때문이며, 한편, 상기 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 수득되는 실리콘 조성물의 취급 작업성이 현저히 저하되는 경향이 있기 때문이다. 이와 같은 오가노폴리실록산의 분자 구조는 한정하려는 것은 아니지만, 상기와 동일한 구조가 예시되며, 바람직하게는 직쇄상, 일부 분기를 갖는 직쇄상이다. 이와 같은 오가노폴리실록산으로서는, 상기와 동일한 1분자 중에 2개 이상의 실란올기 또는 규소원자 결합 가수분해성 기를 갖는 오가노폴리실록산이 예시된다.
또한, 본 조성물이 유기 과산화물에 의한 프리라디칼 반응에 의해 경화되는 경우에는, 성분(A)의 오가노폴리실록산은 한정하려는 것은 아니지만, 바람직하게는 1분자 중에 1개 이상의 규소원자 결합 알케닐기를 갖는 오가노폴리실록산이다. 당해 오가노폴리실록산 중의 규소원자에 결합하고 있는 기로서는, 상기와 동일한 직쇄상 알킬기, 측쇄상 알킬기, 환상 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아르알킬기, 할로겐화 알킬기가 예시되며, 바람직하게는 알킬기, 알케닐기, 아릴기이고, 특히 바람직하게는 메틸기, 비닐기, 페닐기이다. 또한, 당해 오가노폴리실록산의 25℃에서의 점도는 한정하려는 것은 아니지만, 20 내지 100,000mPa·s의 범위 내인 것이 바람직하고, 50 내지 100,000mPa·s의 범위 내인 것이 더욱 바람직하고, 50 내지 50,000mPa·s의 범위 내인 것이 더욱 바람직하고, 100 내지 50,000mPa·s의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 이것은, 25℃에서의 점도가 상기 범위의 하한 미만인 경우에는, 수득되는 실리콘 경화물의 물리적 특성이 현저히 저하되는 경향이 있기 때문이며, 한편, 상기 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 수득되는 실리콘 조성물의 취급 작업성이 현저히 저하되는 경향이 있기 때문이다. 이와 같은 오가노폴리실록산의 분자 구조는 한정하려는 것은 아니지만, 상기와 동일한 구조가 예시되며, 바람직하게는 직쇄상, 일부 분기를 갖는 직쇄상이다. 이와 같은 오가노폴리실록산으로서는, 예를 들면, 이러한 분자 구조를 갖는 단일 중합체, 이러한 분자 구조로 이루어진 공중합체 또는 이들 중합체의 혼합물을 들 수 있다. 이와 같은 오가노폴리실록산으로서는 상기와 동일한 오가노폴리실록산이 예시된다.
성분(B)의 열전도성 충전제는 수득되는 실리콘 조성물에 열전도성을 부여하기 위한 성분이고, 예를 들면, 알루미늄 분말, 구리 분말, 니켈 분말 등의 금속계 분말; 알루미나 분말, 산화마그네슘 분말, 산화베릴륨 분말, 산화크롬 분말, 산화티탄 분말 등의 금속산화물계 분말; 질화붕소 분말, 질화알루미늄 분말 등의 금속질화물계 분말; 탄화붕소 분말, 탄화티탄 분말, 탄화규소 분말 등의 금속탄화물계 분말; Fe-Si 합금, Fe-Al 합금, Fe-Si-Al 합금, Fe-Si-Cr 합금, Fe-Ni 합금, Fe-Ni-Co 합금, Fe-Ni-Mo 합금, Fe-Co 합금, Fe-Si-Al-Cr 합금, Fe-Si-B 합금, Fe-Si-Co-B 합금 등의 연자성 합금 분말; Mn-Zn 페라이트, Mn-Mg-Zn 페라이트, Mg-Cu-Zn 페라이트, Ni-Zn 페라이트, Ni-Cu-Zn 페라이트, Cu-Zn 페라이트 등의 페라이트 및 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. 또한, 성분(B)의 형상으로서는, 예를 들면, 구상, 침상, 원반상, 막대상, 편평형상, 부정형상을 들 수 있다. 본 조성물 또는 본 조성물을 경화하여 수득한 실리콘 경화물에 전기 절연성이 요구되는 경우에는, 성분(B)은 금속산화물계 분말, 금속질화물계 분말, 금속탄화물계 분말인 것이 바람직하고, 특히, 알루미나 분말인 것이 바람직하다. 성분(B)의 평균 입자 직경은 한정하려는 것은 아니지만, 0.1 내지 100㎛의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히, 0.1 내지 50㎛의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 성분(B)의 열전도성 충전제로서 알루미나 분말을 사용하는 경우에는, 평균 입자 직경이 5 내지 50㎛(단, 5㎛을 포함하지 않는다)인 구상의 알루미나 분말(B1)과 평균 입자 직경이 0.1 내지 5㎛인 구상 또는 부정형상의 알루미나 분말(B2)과의 혼합물인 것이 바람직하다. 또한, 이러한 혼합물에 있어서, 상기의 성분(B1)의 함유량은 30 내지 90중량%의 범위 내이고, 상기의 성분(B2)의 함유량은 10 내지 70중량%의 범위 내인 것이 바람직하다.
본 조성물에 있어서, 성분(B)의 함유량은 한정하려는 것은 아니지만, 양호한열전도성을 갖는 실리콘 조성물을 형성하기 위해서는, 용적%에 관해서는 본 조성물 중의 적어도 30용적%인 것이 바람직하고, 30 내지 90용적%의 범위 내인 것이 더욱 바람직하며, 60 내지 90용적%의 범위 내인 것이 더욱 바람직하고, 80 내지 90용적%의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 마찬가지로, 양호한 열전도성을 갖는 실리콘 조성물을 형성하기 위해서는, 성분(B)의 함유량은 중량%에 관해서는, 본 조성물 중의 적어도 50중량%인 것이 바람직하고, 70 내지 98중량%의 범위 내인 것이 더욱 바람직하고, 90 내지 97중량%의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 성분(B)의 함유량으로서, 구체적으로는, 성분(A) 100중량부에 대하여 500 내지 2,500중량부의 범위 내인 것이 바람직하고, 500 내지 2,000중량부의 범위 내인 것이 더욱 바람직하고, 800 내지 2,000중량부의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 이것은 성분(B)의 함유량이 상기 범위의 하한 미만인 경우에는, 수득되는 실리콘 조성물의 열전도성이 불충분해지는 경향이 있기 때문이고, 한편 상기 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 수득되는 실리콘 조성물의 점도가 지나치게 높아 수득되는 실리콘 조성물 중에 성분(B)을 균일하게 분산할 수 없거나, 이의 취급 작업성이 현저히 저하되는 경향이 있기 때문이다.
성분(C)은 고열전도성의 실리콘 조성물을 수득하기 위해서 상기 성분(B)의 열전도성 충전제를 다량으로 함유하더라도 취급 작업성이 양호한 열전도성 실리콘 조성물을 수득하기 위한 특징적인 성분이며, 화학식 [R1 aR2 (3-a)SiO(R1 bR2 (2-b)SiO)m(R2 2SiO)n]cSiR2 [4-(c+d)](OR3)d의 오가노실록산(ⅰ)(여기서, R1은 지방족 불포화 결합을 갖는 1가 탄화수소기이고, R2는 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 동종 또는 이종의 1가 탄화수소기이고, R3은 알킬기, 알콕시알킬기, 알케닐기 또는 아실기이고, a는 0 내지 3의 정수이고, b는 1 또는 2이고, c는 1 내지 3의 정수이고, d는 1 내지 3의 정수이고, 또한, c + d는 2 내지 4의 정수이고, m은 0 이상의 정수이고, n은 0 이상의 정수이고, 단, a가 0인 경우에는, m은 1 이상의 정수이다), 1분자 중에 1개의 규소원자 결합 하이드록실기를 가지며, 또한 5개 이상의 규소원자를 갖는 오가노실록산(ⅱ), 화학식의 오가노실록산(ⅲ)(여기서, R4는 동종 또는 이종의 1가 탄화수소기이고, R5는 산소원자 또는 2가 탄화수소기이고, R3는 위에서 정의한 바와 같고, p는 100 내지 200의 정수이며, d는 위에서 정의한 바와 같다) 및 화학식 [HeR2 (3-e)SiO(R2 2SiO)n]cSiR2 [4-(c+d)](OR3)d의 오가노실록산(ⅳ)(여기서, R2, R3, c, d 및 n은 위에서 정의한 바와 같으며, e는 1 내지 3의 정수이다)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 오가노실록산이다.
이러한 성분(ⅰ)은 고열전도성의 실리콘 조성물을 수득하기 위해서, 성분(B)의 열전도성 충전제를 다량으로 함유하더라도, 본 조성물의 취급성 및 성형성을 악화시키지 않고, 본 조성물이 경화성을 갖는 경우에는, 경화도상에서 접촉하고 있는 기재에 대하여 양호한 접착성을 부여하기 위한 성분이며, 화학식 [R1 aR2 (3-a)SiO(R1 bR2 (2-b)SiO)m(R2 2SiO)n]cSiR2 [4-(c+d)](OR3)d로 나타내어진다. 위의 화학식에서, R1은 지방족 불포화 결합을 갖는 1가 탄화수소기이고, 예를 들면, 비닐기, 알릴기, 부테닐기, 헥세닐기, 데세닐기, 운데세닐기, 도데세닐기, 트리데세닐기, 테트라데세닐기, 펜타데세닐기, 헥사데세닐기, 헵타데세닐기, 옥타데세닐기, 노나데세닐기, 에이코세닐기 등의 직쇄상 알케닐기; 이소프로페닐기, 2-메틸-2-프로페닐기, 2-메틸-10-운데세닐기 등의 측쇄상 알케닐기; 비닐사이클로헥실기, 비닐사이클로도데실기 등의 지방족 불포화 결합을 갖는 환상 알킬기; 비닐페닐기 등의 지방족 불포화 결합을 갖는 아릴기; 비닐벤질기, 비닐펜에틸기 등의 지방족 불포화 결합을 갖는 아르알킬기를 들 수 있으며, 바람직하게는 직쇄상 알케닐기이고, 특히 바람직하게는 비닐기, 알릴기, 헥세닐기이다. R1중의 지방족 불포화 결합의 위치는 한정하려는 것은 아니지만, 결합하는 규소원자보다 먼 위치인 것이 바람직하다. 또한, R2는 동종 또는 이종의 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 1가 탄화수소기이고, 상기와 동일한 직쇄상 알킬기, 측쇄상 알킬기, 환상 알킬기, 아릴기, 아르알킬기, 할로겐화 알킬기가 예시되고, 바람직하게는 알킬기, 아릴기이고, 더욱 바람직하게는 탄소수1 내지 4의 알킬기이고, 특히 바람직하게는 메틸기, 에틸기이다. 또한, R3는 알킬기, 알콕시알킬기, 알케닐기 또는 아실기이다. R3의 알킬기로서는, 예를 들면, 상기와 동일한 직쇄상 알킬기, 측쇄상 알킬기, 환상 알킬기를 들 수 있으며, 바람직하게는 직쇄상 알킬기이고, 특히 바람직하게는 메틸기, 에틸기, 프로필기이다. 또한, R3의 알콕시알킬기로서는, 예를 들면, 메톡시에톡시기, 에톡시에톡시기, 메톡시프로폭시기를 들 수 있으며, 바람직하게는 메톡시에톡시기이다. R3의 알케닐기로서는, 상기와 동일한 알케닐기가 예시되고, 바람직하게는 이소프로페닐기이다. R3의 아실기로서는, 예를 들면, 아세톡시기를 들 수 있다. 또한, a는 0 내지 3의 정수이고, 바람직하게는 1이다. b는 1 또는 2이고, 바람직하게는 1이다. c는 1 내지 3의 정수이고, 바람직하게는 1이다. d는 1 내지 3의 정수이고, 바람직하게는 3이다. 여기서, c + d는 2 내지 4의 정수이다. 또한, m은 O 이상의 정수이다. 단, 상기 a가 0인 경우, 위의 화학식의 m은 1 이상의 정수이다. 이러한 m은 O 내지 10O의 정수인 것이 바람직하고, 1 내지 100의 정수인 것이 더욱 바람직하며, 1 내지 50의 정수인 것이 더욱 바람직하고, 1 내지 25의 정수인 것이 더욱 바람직하고, 1 내지 10의 정수인 것이 특히 바람직하다. 또한, n은 O 이상의 정수이다. 이러한 n은 O 내지 10O의 정수인 것이 바람직하고, 1 내지 10O의 정수인 것이 더욱 바람직하고, 5 내지 100의 정수인 것이 더욱 바람직하고, 10 내지 100의 정수인 것이 더욱 바람직하고, 10 내지 75의 정수인 것이 특히 바람직하다.
이러한 성분(ⅰ)의 오가노실록산을 제조하는 방법으로서는, 예를 들면, 화학식 [R1 aR2 (3-a)SiO(R1 bR2 (2-b)SiO)m(R2 2SiO)n]H의 분자쇄 편말단 실란올기 봉쇄 오가노실록산과 화학식 R2 (4-f)Si(OR3)f의 실란 화합물을 아세트산 등의 산 촉매의 존재하에서 반응시키는 방법을 들 수 있다. 상기의 실란올 말단 오가노실록산에서, 화학식 중의 R1, R2는 위에서 정의한 바와 같은 기이고, 또한, a, b, m, n은 위에서 정의한 바와 같은 정수이다. 한편, 상기의 실란 화합물에서, 화학식 중의 R2, R3는 위에서 정의한 바와 같은 기이다. 또한, f는 2 내지 4의 정수이고, 바람직하게는 4이다. 이러한 실란 화합물로서는, 예를 들면, 디메톡시디메틸실란, 디메톡시디에틸실란, 디에톡시디메틸실란, 디에톡시디에틸실란 등의 디알콕시디알킬실란; 트리메톡시메틸실란, 트리메톡시에틸실란, 트리메톡시프로필실란, 트리에톡시메틸실란, 트리에톡시에틸실란 등의 트리알콕시알킬실란; 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란 등의 테트라알콕시실란; 메틸트리(메톡시에톡시)실란 등의 알콕시알콕시실란; 메틸트리이소프로페녹시실란 등의 알케녹시실란; 메틸트리아세톡시실란 등의 아실옥시실란을 들 수 있다. 또한, 산 촉매로서는, 예를 들면, 아세트산, 프로피온산 등의 지방산을 들 수 있다.
이러한 성분(ⅰ)의 오가노실록산으로서는, 다음과 같은 화합물이 예시된다.
성분(ⅱ)는 1분자 중에 1개의 규소원자 결합 하이드록실기를 가지며, 또한 5개 이상의 규소원자를 갖는 오가노실록산이고, 고열전도성의 실리콘 조성물을 수득하기 위해서, 성분(B)의 열전도성 충전제를 다량으로 함유하더라도, 취급성이 양호하다는 본 조성물의 특징을 부여하는 성분이다. 성분(ⅱ)는 분자 중의 규소원자 결합 하이드록실기에 의해 성분(B)의 열전도성 충전제의 표면을 처리하여 수득되는 조성물의 점도를 낮추어 보다 많은 충전제의 배합을 가능하게 하는 처리제 또는 가소제로서 기능하는 것으로 생각된다.
또한, 성분(ⅱ)는 1분자 중에 단 1개의 규소원자 결합 하이드록실기를 갖는 것이 필요하고, 이것이 2개 이상이 되면, 성분(B)의 입자간 결합을 촉진시키기 때문에 수득되는 조성물의 점도가 높아져 충전량을 증가시킬 수 없다. 또한, 성분(ⅱ)는 1분자 중에 5개 이상의 규소원자를 갖는 것이 필요하고, 바람직하게는 10개이상이고, 더욱 바람직하게는 10 내지 500개이고, 특히 바람직하게는 50 내지 200개이다. 이것은 1분자 중의 규소원자의 수가 상기 범위의 하한 미만인 오가노실록산은 분자 크기가 지나치게 작아서, 성분(B)의 표면을 충분히 처리할 수 없는 경향이 있으며, 또한 상기 범위의 상한을 초과하는 오가노실록산은 성분(B)의 표면에 구속되는 분자 체적이 지나치게 증가하여 성분(B)의 충전량을 증가시키기 어려워지는 경향이 있기 때문이다.
이러한 성분(ⅱ)의 오가노실록산은 한정하려는 것은 아니지만, 예를 들면, 하기의 화학식을 들 수 있다.
이러한 성분(ⅱ)는 화학식의 오가노실록산인 것이 바람직하다. 위의 화학식 중의 R4는 동종 또는 이종의 1가 탄화수소기이고, 상기와 동일한 직쇄상 알킬기, 측쇄상 알킬기, 환상 알킬기, 아릴기, 아르알킬기, 알케닐기, 할로겐화 알킬기가 예시되고, 바람직하게는 알킬기이고, 특히 바람직하게는 메틸기이다. 또한, r는 5 이상의 정수이고, 바람직하게는 10 내지 500의 정수이고, 특히 바람직하게는 50 내지 200의 정수이다.
또한, 성분(ⅲ)의 오가노실록산은, 분자쇄 편말단에 규소원자 결합 가수분해성 기를 갖는 오가노실록산에 있어서, 당해 오가노실록산 중의 디오가노실록산의 반복 단위가 특정한 범위 내이기 때문에, 고열전도성의 실리콘 조성물을 수득하기 위해서 상기 성분(B)의 열전도성 충전제를 다량으로 함유하더라도 취급 작업성이 양호한 열전도성 실리콘 조성물을 수득할 수 있다는 특징을 갖는 성분이며, 화학식으로 나타낸다. 위의 화학식에서 R4는 동종 또는 이종의 1가 탄화수소기이며, 상기와 동일한 직쇄상 알킬기, 측쇄상 알킬기, 환상 알킬기, 아릴기, 아르알킬기, 알케닐기, 할로겐화 알킬기가 예시되며, 바람직하게는 직쇄상 알킬기이며, 특히 바람직하게는 메틸기이다. R5는 산소원자 또는 2가 탄화수소기이고, R5의 2가 탄화수소기로서는, 예를 들면, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 이소프로필렌기, 부틸렌기 등의 알킬렌기; 에틸렌옥시에틸렌기, 에틸렌옥시프로필렌기 등의 알킬렌옥시알킬렌기 등을 들 수 있다. 특히, R5는 산소원자인 것이 바람직하다. 또한, R3은 위에서 정의한 바와 같은 기이다. 또한, p는 100 내지 200의 정수이고, 바람직하게는 105 내지 200의 정수이며, 더욱 바람직하게는 105 내지 190의 정수이고, 특히 바람직하게는 110 내지 190의 정수이다. 이것은, p가 상기 범위의 하한 미만인 경우에는, 열전도성의 실리콘 조성물을 수득하기 위해 성분(B)를 다량으로 함유시킬 수 없게 되는 경향이 있기 때문이며, 한편, 상기 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 성분(B)의 표면에 구속되는 분자 체적이 지나치게 증가하여 성분(B)을 다량으로 함유시킬 수 없게 되는 경향이 있기 때문이다. 특히, 본 조성물 중의 성분(B)의 함유량을 80용적% 이상과 같은 지극히 높은 함유량으로 하면, 성분(B)의 입자간 거리가 평균적으로 짧아지기 때문에, 이러한 경향은 현저하다. 또한, d는 1 내지 3의 정수이고, 바람직하게는 3이다.
이러한 성분(ⅲ)의 오가노실록산으로서는, 예를 들면, 하기의 화학식을 들 수 있다.
또한, 성분(ⅳ)의 오가노실록산은, 고열전도성의 실리콘 조성물을 수득하기위해서, 성분(B)의 열전도성 충전제를 다량으로 함유하더라도, 본 조성물의 취급성을 악화시키지 않으며, 본 조성물이 경화성을 갖는 경우에는, 성형성이 우수하며 또한 경화도상에서 접촉하고 있는 기재에 대하여 양호한 접착성을 부여하기 위한 성분이며, 화학식 [HeR2 (3-e)SiO(R2 2SiO)n]cSiR2 [4-(c+d)](OR3)d로 나타낸다. 위의 화학식에서 R2는 동종 또는 이종의 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 1가 탄화수소기이고, 위에서 정의한 바와 같은 기가 예시되며, 바람직하게는 알킬기, 아릴기이고, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, 특히 바람직하게는 메틸기, 에틸기이다. 또한, R3는 알킬기, 알콕시알킬기, 알케닐기 또는 아실기이고, 위에서 정의한 바와 같은 기가 예시되고, 바람직하게는 알킬기이고, 특히 바람직하게는, 메틸기, 에틸기, 프로필기이다. e는 1 내지 3의 정수이고, 바람직하게는 1이다. 또한, c는 1 내지 3의 정수이고, 바람직하게는 1이다. 또한, d는 1 내지 3의 정수이고, 바람직하게는 3이다. 여기서, c+d는 2 내지 4의 정수이다. n은 0 이상의 정수이고, 바람직하게는 0 내지 100의 정수이고, 보다 바람직하게는 1 내지 100의 정수이고, 더욱 바람직하게는 5 내지 100의 정수이고, 보다 바람직하게는 10 내지 100의 정수이고, 특히 바람직하게는 10 내지 75의 정수이다.
이러한 성분(ⅳ)의 오가노실록산을 제조하는 방법으로서는, 예를 들면, 화학식 [HeR2 (3-e)SiO(R2 2SiO)n]H의 분자쇄 편말단 실란올기 봉쇄 오가노실록산과 화학식R2 (4-f)Si(OR3)f의 실란 화합물을 아세트산 등의 산 촉매의 존재하에서 반응시키는 방법을 들 수 있다. 상기의 실란올 말단 오가노실록산에서, 화학식 중의 R2는 동종 또는 이종의 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 1가 탄화수소기이고, 위에서 정의한 바와 같은 기가 예시된다. 또한, e는 1 내지 3의 정수이고, 바람직하게는 1이다. 또한, n은 O 이상의 정수이고, 바람직하게는 O 내지 100의 정수이고, 보다 바람직하게는 1 내지 100의 정수이고, 더욱 바람직하게는 5 내지 100의 정수이고, 보다 바람직하게는 10 내지 100의 정수이고, 특히 바람직하게는 10 내지 75의 정수이다. 한편, 상기의 실란 화합물에서, 화학식 중의 R2는 동종 또는 이종의 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 1가 탄화수소기이고, 위에서 정의한 바와 같은 기가 예시된다. 또한, R3는 알킬기, 알콕시알킬기, 알케닐기 또는 아실기이고, 위에서 정의한 바와 같은 기가 예시된다. f는 2 내지 4의 정수이고, 바람직하게는 4이다. 이러한 실란 화합물로서는, 예를 들면, 디메톡시디메틸실란, 디메톡시디에틸실란, 디에톡시디메틸실란, 디에톡시디에틸실란 등의 디알콕시디알킬실란; 트리메톡시메틸실란, 트리메톡시에틸실란, 트리메톡시프로필실란, 트리에톡시메틸실란, 트리에톡시에틸실란 등의 트리알콕시알킬실란; 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란 등의 테트라알콕시실란; 메틸트리(메톡시에톡시)실란 등의 알콕시알콕시실란; 메틸트리이소프로페녹시실란 등의 알케녹시실란; 메틸트리아세톡시실란 등의 아실옥시실란을 들 수 있다. 또한, 산 촉매로서는, 예를 들면, 아세트산, 프로피온산 등의 지방산을 들 수 있다.
이러한 성분(ⅳ)의 오가노실록산으로서는, 다음과 같은 화합물이 예시된다.
본 조성물에 있어서, 성분(C)의 함유량은 한정하려는 것은 아니지만, 성분(B)의 표면을 처리하여 수득되는 열전도성 실리콘 조성물 중에서의 분산성을 향상시킬 수 있는 양이면 양호하며, 구체적으로는, 성분(B) 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히, 성분(B) 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부의 범위 내인 것이 바람직하다. 이것은, 성분(C)의 함유량이 상기 범위의 하한 미만인 경우에는, 성분(B)을 다량으로 함유한 경우에, 수득되는실리콘 조성물의 성형성이 저하되거나, 수득되는 실리콘 조성물의 저장 동안에 성분(B)가 침강분리되는 경향이 있기 때문이며, 한편, 상기 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 수득되는 실리콘 조성물의 물리적 특성이 저하되는 경향이 있기 때문이다.
또한, 본 조성물에 있어서는, 상기 성분(C)으로서 상기 성분(ⅰ) 내지 성분(ⅳ) 중 어느 1종 또는 2종 이상을 병용하여 사용할 수 있다. 또한, 고열전도성의 실리콘 조성물을 수득하기 위해서 상기 성분(B)의 열전도성 충전제를 다량으로 함유하더라도 취급 작업성이 양호한 열전도성 실리콘 조성물을 수득하기 위해서, 상기 성분(C)에 추가로 화학식 R4 (4-g)Si(OR3)g의 실란 화합물(여기서, R4는 1가 탄화수소기이고, R3은 알킬기, 알콕시알킬기, 알케닐기 또는 아실기이며, g는 1 내지 3의 정수이다) 또는 화학식의 오가노실록산(여기서, R4는 동종 또는 이종의 1가 탄화수소기이고, R5는 산소원자 또는 2가 탄화수소기이고, R3는 알킬기, 알콕시알킬기, 알케닐기 또는 아실기이고, y는 0 내지 99의 정수이며, d는 1 내지 3의 정수이다)을 병용해도 양호하다.
이러한 실란 화합물에서, 화학식 중의 R4는 1가 탄화수소기이고, 위에서 정의한 바와 같은 기가 예시된다. 또한, R3은 알킬기, 알콕시알킬기, 알케닐기 또는 아실기이며, 위에서 정의한 바와 같은 기가 예시된다. g는 1 내지 3의 정수이며, 바람직하게는 2 또는 3이다. 이러한 실란 화합물로서는, 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 노닐트리메톡시실란, 데실트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란 등의 알콕시실란; 메틸트리(메톡시에톡시)실란 등의 알콕시알콕실란; 메틸트리이소프로페녹시실란 등의 알케녹시실란; 메틸트리아세톡시실란 등의 아실옥시실란이 예시된다.
또한, 당해 오가노실록산에 있어서, 화학식 중의 R4는 동종 또는 이종의 1가 탄화수소기이고, 위에서 정의한 바와 같은 기가 예시된다. R5는 산소원자 또는 2가 탄화수소기이고, 위에서 정의한 바와 같은 기가 예시된다. 또한, R3는 알킬기, 알콕시알킬기, 알케닐기 또는 아실기이고, 위에서 정의한 바와 같은 기가 예시된다. 또한, y는 0 내지 99의 정수이고, 바람직하게는 0 내지 80의 정수이고, 특히 바람직하게는 0 내지 60의 정수이다. 또한, d는 1 내지 3의 정수이고, 바람직하게는 3이다. 이와 같은 오가노실록산으로서는, 예를 들면, 다음을 들 수 있다.
본 조성물에 있어서, 상기의 실란 화합물 또는 오가노실록산의 함유량은 한정하려는 것은 아니지만, 상기 성분(C)와 함께 성분(B)의 표면을 처리하여 수득되는 열전도성 실리콘 조성물 중에서의 분산성을 향상시킬 수 있는 양이면 양호하며, 구체적으로는, 성분(B) 100중량부에 대하여 O.001 내지 10중량부의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히, 성분(B) 100중량부에 대하여 0.001 내지 5중량부의 범위 내인 것이 바람직하다. 이것은 상기의 실란 화합물 또는 오가노실록산의 함유량이 상기 범위의 하한 미만인 경우에는, 성분(B)를 다량으로 함유한 경우에, 수득되는 실리콘 조성물의 성형성이 저하되거나 수득되는 실리콘 조성물의 저장 동안에 성분(B)가 침강 분리되거나, 조도(稠度)가 현저하게 저하되는 경향이 있기 때문이며, 한편, 상기 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 수득되는 실리콘 조성물의 물리적 특성이 저하되는 경향이 있기 때문이다.
본 조성물 중에 성분(C) 또는 성분(C)과 상기의 실란 화합물 또는 오가노실록산을 첨가하는 방법으로서는, 예를 들면, 성분(B)과 성분(C), 필요에 따라서 추가로 상기의 실란 화합물 또는 오가노실록산을 혼합하여, 성분(B)의 표면을 미리 처리하여 첨가하는 방법, 성분(A)과 성분(B)를 혼합한 후, 성분(C), 필요에 따라서 추가로 상기의 실란 화합물 또는 오가노실록산을 혼합하여, 성분(A) 중에서 성분(B)의 표면을 처리하여 첨가하는 방법을 들 수 있으며, 특히, 후자의 방법이바람직하다. 이와 같이 본 조성물 중에 성분(C) 또는 성분(C)와 상기의 실란 화합물 또는 오가노실록산은 성분(B)의 표면을 처리한 상태로 함유되어 있거나 본 조성물 중에 단순히 함유되어 있어도 양호하다. 또한, 성분(B)을 성분(C) 또는 성분(C)와 상기의 실란 화합물 또는 오가노실록산에 의해 처리하는 경우, 당해 처리를 촉진시키기 위해서 가열하거나 또는 아세트산, 인산 등의 산성물질이나 트리알킬아민, 4급 암모늄염류, 암모니아 기체, 탄산암모늄 등의 염기성 물질을 병용할 수 있다.
본 조성물에는, 추가로 경화제(D)를 배합하여 경화성의 조성물로 제조할 수 있다. 본 조성물이 하이드로실릴화 반응에 의해 경화되는 경우에는, 성분(D)의 경화제는, 1분자 중에 평균 2개 이상의 규소원자 결합 수소원자를 갖는 오가노폴리실록산과 백금계 촉매로 이루어진 것이다. 당해 오가노폴리실록산 중의 규소원자 결합에 결합되어 있는 기로서는, 상기와 동일한 직쇄상 알킬기, 측쇄상 알킬기, 환상 알킬기, 아릴기, 아르알킬기, 할로겐화 알킬기가 예시되며, 바람직하게는 알킬기, 아릴기이고, 특히 바람직하게는, 메틸기, 페닐기이다. 또한, 당해 오가노폴리실록산의 25℃에서의 점도는 한정하려는 것은 아니지만, 1 내지 100,OOOmPa·s의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히, 1 내지 5,000mPa·s의 범위 내인 것이 바람직하다. 이와 같은 오가노폴리실록산의 분자 구조는 한정하려는 것은 아니지만, 예를 들면, 직쇄상, 측쇄상, 일부 분지를 갖는 직쇄상, 환상, 수지상(덴드리머상)을 들 수 있다. 이와 같은 오가노폴리실록산으로서는, 예를 들면, 이러한 분자 구조를 갖는 단일중합체, 이러한 분자 구조로 이루어진 공중합체 또는 이들의 혼합물을 들 수있다.
이와 같은 오가노폴리실록산으로서는, 예를 들면, 분자쇄 양말단 디메틸하이드로겐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 디메틸하이드로겐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체, 화학식 (CH3)3SiO1/2의 실록산 단위와 화학식 (CH3)2HSiO1/2의 실록산 단위와 화학식 SiO4/2의 실록산 단위로 이루어진 오가노실록산 공중합체 및 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다.
본 조성물에 있어서, 당해 오가노폴리실록산의 함유량은 본 조성물의 경화에 필요한 양이고, 구체적으로는, 성분(A) 중의 규소원자 결합 알케닐기 1mol에 대하여, 본 성분 중의 규소원자 결합 수소원자가 O.1 내지 10mol의 범위 내가 되는 양인 것이 바람직하고, 0.1 내지 5mol의 범위 내가 되는 양인 것이 더욱 바람직하고, 0.1 내지 3.0mol의 범위 내가 되는 양인 것이 특히 바람직하다. 이것은 본 성분의 함유량이 상기 범위의 하한 미만이 되는 양인 경우에는, 수득되는 실리콘 조성물이 충분히 경화되지 않는 경향이 있기 때문이며, 한편, 상기 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 수득되는 실리콘 경화물이 지극히 경질이 되어, 표면에 다수의 크랙을 발생시키는 경향이 있기 때문이다.
또한, 백금계 촉매는 본 조성물의 경화를 촉진시키기 위한 촉매이고, 예를 들면, 염화백금산, 염화백금산의 알콜용액, 백금의 올레핀 착체, 백금의 알케닐실록산 착체, 백금의 카보닐 착체를 들 수 있다.
본 조성물에 있어서, 백금계 촉매의 함유량은 본 조성물의 경화에 필요한 양이며, 구체적으로는, 성분(A)에 대하여 본 성분 중의 백금 금속이 중량단위로 0.01 내지 1,000ppm의 범위 내가 되는 양인 것이 바람직하고, 특히, 0.1 내지 500ppm의 범위 내가 되는 양인 것이 바람직하다. 이것은 본 성분의 함유량이 상기 범위의 하한 미만인 경우에는, 수득되는 실리콘 조성물이 충분히 경화되지 않는 경향이 있기 때문이고, 한편, 상기 범위의 상한을 초과하는 양을 배합하더라도 수득되는 실리콘 조성물의 경화 속도는 현저히 향상되지 않기 때문이다.
또한, 본 조성물이 축합 반응에 의해 경화되는 경우에는, 성분(D)는 1분자 중에 3개 이상의 규소원자 결합 가수분해성 기를 갖는 실란 또는 이의 부분 가수분해물 및 필요에 따라 축합 반응용 촉매로 이루어짐을 특징으로 한다. 당해 실란 중의 규소원자 결합 가수분해성 기로서는, 상기와 동일한 알콕시기, 알콕시알콕시기, 아실옥시기, 케톡심기, 알케녹시기, 아미노기, 아미녹시기, 아미드기가 예시된다. 또한, 당해 실란의 규소원자에는 상기의 가수분해성 기 이외에, 예를 들면, 상기와 동일한 직쇄상 알킬기, 측쇄상 알킬기, 환상 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 아르알킬기, 할로겐화 알킬기를 결합할 수 있다. 이러한 실란 또는 이의 부분 가수분해물로서는, 예를 들면, 메틸트리에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 에틸오르토실리케이트를 들 수 있다.
본 조성물에 있어서, 당해 실란 또는 이의 부분 가수분해물의 함유량은 본 조성물의 경화에 필요한 양이고, 구체적으로는, 성분(A) 100중량부에 대하여 0.01 내지 20중량부의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히, 0.1 내지 10중량부의 범위 내인 것이 바람직하다. 이것은 당해 실란 또는 이의 부분 가수분해물의 함유량이 상기 범위의 하한 미만의 양인 경우에는, 수득되는 조성물의 저장 안정성이 저하되거나 접착성이 저하되는 경향이 있기 때문이며, 한편, 상기 범위의 상한을 초과하는 양인 경우에는, 수득되는 조성물의 경화가 현저하고 느려지는 경향이 있기 때문이다.
또한, 축합 반응용 촉매는 임의의 성분이고, 예를 들면, 아미녹시기, 아미노기, 케톡심기 등의 가수분해성 기를 갖는 실란을 경화제로서 사용하는 경우에는 필수는 아니다. 이와 같은 축합 반응용 촉매로서는, 예를 들면, 테트라부틸 티타네이트, 테트라이소프로필 티타네이트 등의 유기 티타네이트; 디이소프로폭시비스(아세틸아세테이트)티탄, 디이소프로폭시비스(에틸아세토아세테이트)티탄 등의 킬레이트 유기티탄 화합물; 알루미늄 트리스(아세틸아세토네이트), 알루미늄 트리스(에틸아세토아세테이트) 등의 유기 알루미늄 화합물; 지르코늄 테트라(아세틸아세토네이트), 지르코늄 테트라부틸레이트 등의 유기 알루미늄 화합물; 디부틸주석 디옥토에이트, 디부틸주석 디라우레이트, 부틸주석-2-에틸헥소에이트 등의 유기주석 화합물; 나프텐산주석, 올레산주석, 부티르산주석, 나프텐산코발트, 스테아르산아연 등의 유기 카복실산의 금속염; 헥실아민, 인산도데실아민 등의 아민 화합물 또는 이의 염; 벤질트리에틸암모늄 아세테이트 등의 4급 암모늄염; 아세트산칼륨, 질산리튬 등의 알칼리 금속의 저급 지방산염; 디메틸하이드록실아민, 디에틸하이드록실아민 등의 디알킬하이드록실아민; 및 구아니딜기 함유 유기규소 화합물을 들 수 있다.
본 조성물에 있어서, 당해 축합 반응용 촉매의 함유량은 임의의 양이고, 본 조성물의 경화에 필요한 양이면 양호하며, 구체적으로는, 성분(A) 100중량부에 대하여 0.01 내지 20중량부의 범위 내인 것이 바람직하고, 특히, 0.1 내지 10중량부의 범위 내인 것이 바람직하다. 이것은, 당해 촉매가 필수인 경우, 당해 촉매의 함유량이 상기 범위의 하한 미만의 양인 경우에는, 수득되는 조성물이 충분히 경화되지 않는 경향이 있기 때문이며, 한편, 상기 범위의 상한을 초과하는 경우에는, 수득되는 조성물의 저장 안정성이 저하되는 경향이 있기 때문이다.
또한, 본 조성물이 유기 과산화물에 의한 프리라디칼 반응에 의해 경화되는 경우에는, 성분(D)은 유기 과산화물이다. 당해 유기 과산화물로서는, 예를 들면, 벤조일퍼옥사이드, 디쿠밀퍼옥사이드, 2,5-디메틸비스(2,5-t-부틸퍼옥시)헥산, 디-t-부틸퍼옥사이드, t-부틸퍼벤조에이트를 들 수 있다. 당해 유기 과산화물의 함유량은 본 조성물의 경화에 필요한 양이고, 구체적으로는, 상기 성분(A)의 오가노폴리실록산 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부의 범위 내인 것이 바람직하다.
또한, 본 조성물에는 본 발명의 목적을 손상하지 않은 한, 기타 임의의 성분으로서, 예를 들면, 열분해법 실리카, 침강성 실리카, 열분해법 산화티탄 등의 충전제, 당해 충전제의 표면을 유기 규소 화합물에 의해 소수화 처리한 충전제; 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 접착 부여제; 기타, 안료, 염료, 형광염료, 내열 첨가제, 트리아졸계 화합물 등의 난연성 부여제, 가소제를 함유할 수 있다.
특히, 본 조성물이 하이드로실릴화 반응에 의해 경화되는 경우, 본 조성물의경화속도를 조절하여, 취급 작업성을 향상시키기 위해, 2-메틸-3-부틴-2-올, 2-페닐-3-부틴-2-올, 1-에티닐-1-사이클로헥산올 등의 아세틸렌계 화합물; 3-메틸-3-펜텐-1-인, 3,5-디메틸-3-헥센-1-인 등의 엔-인 화합물; 기타 하이드라진계 화합물, 포스핀계 화합물, 머캅탄계 화합물 등의 경화반응 억제제를 함유하는 것이 바람직하다. 당해 경화반응 억제제의 함유량은 한정하려는 것은 아니지만, 본 조성물에 대하여 O.0001 내지 1.0중량%의 범위 내인 것이 바람직하다.
본 조성물이 경화성인 경우, 이것을 경화시키는 방법은 한정하려는 것은 아니지만, 예를 들면, 본 조성물을 성형 후 실온에서 방치하는 방법, 본 조성물을 성형 후 50 내지 200℃로 가열하는 방법을 들 수 있다. 또한, 이렇게 하여 수득되는 실리콘 고무의 성상은 한정하려는 것은 아니지만, 예를 들면, 겔상, 저경도의 고무상 또는 고경도의 고무상을 들 수 있다.
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물을 실시예에 의해 상세하게 설명한다. 또, 실시예 중의 특성은 25℃에서의 값이다.
실시예 1
혼합 장치에 의해, 점도가 400mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(비닐기의 함유량 = 0.44중량%) 84.7중량부, 평균 입자 직경이 10㎛인 구상의 알루미나 분말 900중량부 및 화학식(CH2=CH)(CH3)2SiO[(CH3)2SiO]25Si(OCH3)3의 오가노실록산 10중량부를 혼합한다. 이어서, 당해 혼합물에 점도가 5mPa·s이고, 1분자 중에 평균 5개의 규소원자 결합 수소원자를 갖는 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.74중량%) 4.3중량부 및 경화반응 억제제로서, 1-에티닐-1-사이클로헥산올 0.5중량부를 혼합한다. 최종적으로 당해 혼합물에 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.5중량부를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다.
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 다음과 같이 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 1에 기재한다.
열전도성 실리콘 고무 조성물의 조도
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물의 1/4 조도를 JIS K 2220에 규정된 방법에 준하여 측정한다. 또한, 조도의 값이 크다는 것은, 열전도성 실리콘 고무 조성물의 가소성이 크고, 취급성이 우수한 것을 의미한다.
열전도성 실리콘 고무 조성물의 성형성
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물을 두께 2mm가 되도록 두께 0.2mm의 4플루오르화에틸렌 수지제 필름 사이에 끼우고, 150℃ ×15분 동안 가열경화시킨다. 그후, 4플루오르화에틸렌 수지제 필름을 벗기고, 실리콘 고무 시트가 성형되는지 여부를 관찰한다. 균일한 실리콘 고무 시트가 성형되는 경우를 성형성 양호: 0, 시트상으로는 성형되지만 부분적으로 강도가 약한 개소가 있는 경우를 성형성 약간 양호: △, 시트상으로 성형되지 않거나, 성형된다고 해도 강도가 약한 경우를 성형성 불량:×로서 평가한다.
열전도성 실리콘 고무의 열전도율
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물을 150℃ ×15분 동안 가열경화시킴으로써 수득된 열전도성 실리콘 고무의 열전도율을 JIS R 2616에 규정된 열선법에 따라서, 쿄오토덴시고교가부시키가이샤 제조의 신속 열전도율계 QTM-500에 의해 측정한다.
열전도성 실리콘 고무 접착 강도
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물을, 동종의 피착체 사이에 끼운 후, 150℃ ×30분 동안 가열함으로써 경화시킨다. 피착체로서, 가부시키가이샤 팔텍 제조의 알루미늄판(JIS H 4000, A1050P), 니켈판(SPCC-SB) 및 스테인레스 강판(SUS-304 2B)을 사용한다. 또한, 접착 면적은 25mm ×10mm으로 하며, 접착층의 두께는 1mm으로 한다. 당해 열전도성 실리콘 고무의 인장 전단 접착 강도를 JIS K 6249의 규정에 따라서 측정한다.
실시예 2
혼합 장치에 의해, 점도가 400mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(비닐기의 함유량 = 0.44중량%) 85.4중량부, 평균 입자 직경이 10㎛인 구상의 알루미나 분말 900중량부 및 화학식 (CH2=CH)(CH3)2SiO[(CH3)2SiO]50Si(OCH3)3의 오가노실록산 10중량부를 혼합한다. 이어서, 당해 혼합물에, 점도가 5mPa·s이고, 1분자 중에 평균 5개의 규소원자 결합 수소원자를 갖는 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.74중량%) 3.6중량부 및 경화반응 억제제로서 1-에티닐-1-사이클로헥산올 0.5중량부를 혼합한다. 최종적으로, 당해 혼합물에 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.5중량부를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 1에 기재한다.
실시예 3
혼합 장치에 의해, 점도가 400mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(비닐기의 함유량 = 0.44중량%) 83.7중량부, 평균 입자 직경이 10㎛인 구상의 알루미나 분말 900중량부 및 화학식 {(CH3)3SiO[(CH2=CH)(CH3)SiO]2.7[(CH3)2SiO]22}Si(OCH3)3의 오가노실록산 10중량부를 혼합한다. 이어서, 당해 혼합물에 점도가 5mPa·s이고, 1분자 중에 평균 5개의 규소원자 결합 수소원자를 갖는 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.74중량%) 5.3중량부 및 경화반응 억제제로서, 1-에티닐-1-사이클로헥산올 0.5중량부를 혼합한다. 최종적으로, 당해 혼합물에 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.5중량부를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 1에 기재한다.
실시예 4
혼합 장치에 의해, 점도가 400mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(비닐기의 함유량 = 0.44중량%) 42.4중량부, 평균 입자 직경이 40㎛인 구상의 알루미나 분말 552중량부, 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의 알루미나 분말 368중량부 및 화학식 {(CH2=CH)(CH3)2SiO[(CH3)2SiO]29}Si(OCH3)3의 오가노실록산 30중량부를 혼합한다. 이어서, 당해 혼합물에 점도가 5mPa·s이고, 1분자 중에 평균 5개의 규소원자 결합 수소원자를 갖는 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.74중량%) 4.6중량부 및 경화반응 억제제로서 1-에티닐-1-사이클로헥산올 0.5중량부, 접착 부여제로서 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 1.0중량부 및 1분자 중에 평균 2개의 규소원자 결합 비닐기를 갖는 분자쇄 양말단 하이드록시디메틸기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체(비닐기의 함유량 = 9.6중량%) 1.0중량부를 혼합한다. 최종적으로, 당해 혼합물에 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.5중량부를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 1에 기재한다.
비교예 1
혼합 장치에 의해, 점도가 400mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(비닐기의 함유량 = 0.44중량%) 85.4중량부, 평균 입자 직경이 10㎛인 구상의 알루미나 분말 900중량부 및 메틸트리메톡시실란 10중량부를 혼합한다. 이어서, 당해 혼합물에 점도가 5mPa·s이고, 1분자 중에 평균 5개의 규소원자 결합 수소원자를 갖는 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.74중량%) 3.6중량부 및 경화반응 억제제로서 1-에티닐-1-사이클로헥산올 0.5중량부를 혼합한다. 최종적으로 당해 혼합물에 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.5중량부를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 1과 동일하게 측정하고, 이들의 결과를 표 1에 기재한다.
비교예 2
비교예 1에 있어서, 메틸트리메톡시실란 대신에 데실트리메톡시실란을 동량 사용하는 점 이외에는 비교예 1과 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 1에 기재한다.
비교예 3
비교예 1에 있어서, 메틸트리메톡시실란 대신에, 화학식 (CH3)3SiO[(CH3)2SiO]50Si(OCH3)3의 오가노실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 비교예 1과 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 1에 기재한다.
구분항목 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3
조도(mm/10) 120 110 112 110 30 119 114
성형성 × × △
열전도율(W/mK) 3.0 3.0 3.0 4.3 3.0 3.0 3.0
접착 강도(N/㎠)알루미늄 판니켈 판스테인레스 강판 372293215 275262141 349295286 301-- 212193158 546061 13226.8
실시예 5
로스믹서에 의해 점도가 400mPa·s인 분자쇄 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(비닐기의 함유량 = 0.44중량%) 100중량부, 평균 입자 직경이 10㎛인 진구상의 알루미나 분말 1200중량부, 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의 알루미나 분말 800중량부 및 화학식의 분자쇄 편말단 실란올기 봉쇄 디메틸실록산 20중량부를 실온에서 30분 동안 혼합한다. 이어서, 여기에 점도가 10mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸하이드로겐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.12중량%) 4.4중량부, 점도가 5mPa·s인 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.64중량%) 0.5중량부 및 경화반응 억제제로서 2-페닐-3-부틴-2-올 0.02중량부를 실온에서 15분 동안 혼합함으로써 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다.
당해 실리콘 고무 베이스의 일부를 50ml의 유리제 비커에 주입하고, JIS K 2220에 규정된 방법에 의해, 당해 실리콘 고무 베이스의 1/4 조도를 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재한다. 또한, 이러한 조도의 값이 크다는 것은, 열전도성 실리콘 고무 조성물의 가소성이 크고 취급성이 우수함을 의미한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부를 균일하게 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다.
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 다음과 같이 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 2에 기재한다.
열전도성 실리콘 고무 조성물의 성형성
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물을 두께 1mm가 되도록 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 필름(PET 필름) 사이에 끼우고, 100℃ ×30분 동안 가열경화시킨다. 그 후, PET 필름을 벗기고, 실리콘 고무 시트가 성형되는지 여부를 관찰하고, 균일한 실리콘 고무 시트가 성형되는 경우를 성형성 양호:, 시트상으로는 성형되지만, 부분적으로 강도가 약한 개소가 있는 경우를 성형성 약간 불량: △, 시트상으로 성형되지 않거나, 부분적으로 성형된다고 해도 강도가 약한 경우를 성형성 불량: ×으로서 평가한다.
열전도성 실리콘 고무의 열전도율
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물을 100℃ ×30분 동안 가열경화시켜, 수득된 열전도성 실리콘 고무의 열전도율을 JIS R 2616에 규정된 열선법에 따라서, 쿄오토덴시고교 가부시키가이샤 제조의 신속 열전도율계 QTM-500에 의해 측정한다.
열전도성 실리콘 고무의 경도
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물을 100℃ ×30분 동안 가열경화시켜, 수득된 열전도성 실리콘 고무의 경도를, JIS K 6253에 규정된 타입 E 듀로미터에 의해측정한다.
실시예 6
실시예 5에 있어서, 분자쇄 편말단 실란올기 봉쇄 디메틸실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 편말단 실란올기 봉쇄 디메틸실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 5와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에, 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부를 균일하게 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 5와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 2에 기재한다.
실시예 7
실시예 5에 있어서, 분자쇄 편말단 실란올기 봉쇄 디메틸실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 편말단 실란올기 봉쇄 디메틸실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 5와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에, 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부를 균일하게 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 5와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 2에 기재한다.
실시예 8
실시예 5에 있어서, 분자쇄 편말단 실란올기 봉쇄 디메틸실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 편말단 실란올기 봉쇄 디메틸실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 5와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부를 균일하게 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성실리콘 고무의 특성을 실시예 5와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 2에 기재한다.
비교예 4
로스믹서에 의해 점도가 400mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(비닐기의 함유량 = 0.44중량%) 100중량부, 평균 입자 직경이 10㎛인 진구상의 알루미나 분말 1008중량부, 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의 알루미나 분말 672중량부를 실온에서 30분 동안 혼합한다. 이어서, 여기에 점도가 1OmPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸하이드로겐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.12중량%) 4.4중량부, 점도가 5mPa·s인 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.64중량%) 0.5중량부 및 경화반응 억제제로서 2-페닐-3-부틴-2-올 0.02중량부를 실온에서 15분 동안 혼합함으로써 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 5와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에, 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부를 균일하게 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 5와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 2에 기재한다. 실시예 5 내지 8의 결과와 비교하여, 경화 전의 조도가 높아 취급성이나쁘며 또한, 동일한 가교 밀도를 가짐에도 불구하고 경화 후의 경도가 높아 탄력이 상실됨을 알 수 있다.
비교예 5
실시예 5에 있어서, 분자쇄 편말단 실란올기 봉쇄 디메틸실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 양말단 실란올기 봉쇄 디메틸실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조하려고 하였지만, 조성물의 점도가 지나치게 높아 평균 입자 직경이 10㎛인 진구상의 알루미나 분말 1,200중량부 및 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의 알루미나 분말 800중량부를 전량 혼합할 수 없으며, 열전도성 실리콘 고무 베이스의 조도의 측정, 열전도성 실리콘 고무 조성물의 성형성의 평가 및 열전도성 실리콘 고무의 열전도율 및 경도의 측정을 실시할 수 없다.
비교예 6
비교예 5에 있어서, 평균 입자 직경이 10㎛인 진구상의 알루미나 분말을 990중량부, 평균 입자 직경이 2.2㎛인 알루미나 분말을 660중량부로 감량하고, 합계 함유량이 93중량%가 되도록 한 이외는 비교예 5와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 5와동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에, 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부를 균일하게 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 5와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 2에 기재한다. 실시예 5 내지 8의 결과와 비교하여, 평균 입자 직경이 10㎛인 진구상의 알루미나 분말 및 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의 알루미나 분말의 충전량을 감소시킴으로써 열전도율이 저하되고 있음에도 불구하고, 경화 전의 조도가 높아 취급성이 나쁘며 또한, 경화 후의 경도가 높아 탄력이 상실됨을 알 수 있다.
비교예 7
실시예 5에 있어서, 분자쇄 편말단 실란올기 봉쇄 디메틸실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 편말단 실란올기 봉쇄 디메틸실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 5와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 5와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에, 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부를 균일하게 혼합하여 열전도성실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 5와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 2에 기재한다. 여기서 사용한 분자쇄 편말단 실란올기 봉쇄 디메틸실록산은, 실시예 5 내지 8에서 사용한 분자쇄 편말단 실란올기 봉쇄 디메틸실록산과 동일한 디메틸실록산이지만, 중합도가 작기 때문에 유효하게 처리할 수 없으며, 수득된 조성물은 경화 전의 조도가 높아 취급성이 나쁘며 또한, 경화 후의 경도가 높아 탄력이 상실됨을 알 수 있다.
구분항목 실시예 비교예
5 6 7 8 4 6 7
조도(mm/10) 55 58 63 80 33 15 29
성형성 △ △ △
열전도율(W/m·K) 4.8 4.6 4.6 4.6 4.7 4.0 4.5
경도 48 46 40 33 77 63 71
실시예 9
로스믹서에 의해, 점도가 400mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(비닐기의 함유량 = 0.44중량%) 100중량부, 평균 입자 직경이 10㎛인 진구상의 알루미나 분말 1200중량부, 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의 알루미나 분말 800중량부 및 화학식의 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 20중량부를 실온에서 30분동안 혼합한 후, 점도가 10mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸하이드로겐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.12중량%) 4.4중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 중의 비닐기 1mol에 대하여, 디메틸폴리실록산 중의 규소원자 결합 수소원자가 0.3mol이 되는 양), 점도가 5mPa·s인 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.64중량%) 0.5중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 중의 비닐기 1mol에 대하여, 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체 중의 규소원자 결합 수소원자가 0.2mol이 되는 양) 및 경화반응 억제제로서 2-페닐-3-부틴-2-올 0.02중량부(본 조성물 중, 0.001중량%가 되는 양)를 실온에서 15분 동안 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다.
당해 실리콘 고무 베이스의 일부를 50ml의 유리제 비커에 주입하고, JIS K 2220에 규정된 방법에 의해 당해 실리콘 고무 베이스의 1/4 조도를 측정하고, 그 결과를 표 3에 기재한다. 또한, 이러한 조도의 값이 크다는 것은, 열전도성 실리콘 고무 조성물의 가소성이 크고, 취급성이 우수한 것을 의미한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산에 대하여 백금 금속이 10ppm이 되는 양)를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 조성물 중의 알루미나 분말의 함유량은 94.0중량%(79.4용적%)이다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및열전도성 실리콘 고무의 특성을 다음과 같이 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 3에 기재한다.
열전도성 실리콘 고무 조성물의 성형성
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물을 두께 1mm가 되도록 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지제 필름(PET 필름) 사이에 끼우고, 100℃에서 30분 동안 가열하여 경화시킨다. 그 후, PET 필름을 벗기고, 실리콘 고무 시트가 성형되는지 여부를 관찰하고, 시트가 문제없이 성형되는 경우를 성형성 양호 "", 시트로 성형되지만, 일부분 응집 파괴된 경우를 성형성 약간 불량 "△", 대부분이 응집 파괴되어 시트로 성형되지 않는 경우를 성형성 불량 "×"로 나타낸다.
열전도성 실리콘 고무의 열전도율
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물을 100℃에서 30분 동안 가열하여 경화시켜 수득된 열전도성 실리콘 고무의 열전도율을 JIS R 2616에 규정된 열선법에 따라서, 쿄오토덴시고교 가부시키가이샤 제조의 신속 열전도율계 QTM-500에 의해 측정한다.
열전도성 실리콘 고무의 경도
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물을 100℃에서 30분 동안 가열하여 경화시켜 수득된 열전도성 실리콘 고무의 경도를, JIS K 6253에 규정된 타입 E 듀로미터에 의해 측정한다.
실시예 10
실시예 9에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 9와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 3에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산에 대하여 백금 금속이 1Oppm이 되는 양)를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 3에 기재한다.
실시예 11
실시예 9에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 9와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 3에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에, 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산에 대하여 백금 금속이 10ppm이 되는 양)를 혼합하고 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 3에 기재한다.
비교예 8
실시예 9에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 9와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 실리콘 고무 베이스의조도를 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 3에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에, 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산에 대하여 백금 금속이 10ppm이 되는 양)를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 3에 기재한다.
비교예 9
실시예 9에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 9와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 3에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에, 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산에 대하여 백금 금속이 10ppm이 되는 양)를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 3에 기재한다.
비교예 10
실시예 9에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 9와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 3에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에, 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산에 대하여 백금 금속이 10ppm이 되는 양)를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 3에 기재한다.
비교예 11
실시예 9에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 9와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 3에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에, 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산에 대하여 백금 금속이 10ppm이 되는 양)를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 3에 기재한다.
비교예 12
실시예 9에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 양말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 9와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조하려고 했지만, 베이스의 점도가 지나치게 높아 평균 입자 직경이 10㎛인 진구상의 알루미나 분말 1,200중량부 및 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의 알루미나 분말 800중량부를 전량 혼합할 수 없다.
비교예 13
실시예 9에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 양말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 9와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 3에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에, 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산에 대하여 백금 금속이 10ppm이 되는 양)를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 3에 기재한다.
구분항목 실시예 비교예
9 10 11 8 9 10 11 13
조도(mm/10) 95 94 92 38 58 65 75 28
성형성 △ △
열전도율(W/m·k) 4.5 4.6 4.6 4.8 4.7 4.6 4.6 4.8
경도 22 24 26 72 50 40 37 84
표 3은, 열전도성 실리콘 고무 조성물에 있어서, 알루미나 분말의 함유량을 79.4용적%로 한 것이다. 실시예 9 내지 11과 비교예 8 내지 11을 비교하면, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산의 디메틸실록산의 반복 단위수의 차이에 의해, 열전도성 실리콘 고무 조성물의 조도가 크게 변화하며, 또한, 경화되어 수득되는 실리콘 고무의 경도도 크게 변화되는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 9와 비교예 13을 비교하면, 디메틸폴리실록산 중의 디메틸실록산의 반복 단위수가 동등하더라도, 분자쇄 편말단이 트리메톡시실록시기로 봉쇄되어 있거나 분자쇄 양말단이 트리메톡시실록시기로 봉쇄되어 있는지의 차이에 의해, 열전도성 실리콘 고무 조성물의 조도가 크게 변화하며, 또한, 경화되어 수득되는 실리콘 고무의 경도도 크게 변화되는 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 12와 비교예 13을 비교하면, 디메틸폴리실록산의 분자쇄 양말단이 트리메톡시실록시기로 봉쇄되어 있으면, 디메틸실록산의 반복 단위수에 관계없이, 열전도성 실리콘 고무 조성물의 조도가 커져, 취급 작업성이 저하되는 것을 알 수 있다.
실시예 12
로스믹서에 의해, 점도가 400mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(비닐기의 함유량 = 0.44중량%) 100중량부, 평균 입자 직경이 10㎛인 진구상의 알루미나 분말 1,500중량부, 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의 알루미나 분말 1,000중량부 및 화학식의 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 26중량부를 실온에서 30분 동안 혼합한 후, 점도가 10mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸하이드로겐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.12중량%) 4.4중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 중의 비닐기 1mol에 대하여, 디메틸폴리실록산 중의 규소원자 결합 수소원자가 0.3mol이 되는 양), 점도가 5mPa·s인 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.64중량%) 0.5중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 중의 비닐기 1mol에 대하여, 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체 중의 규소원자 결합 수소원자가 0.2mol이 되는 양) 및 경화반응 억제제로서, 2-페닐-3-부틴-2-올 0.02중량부(본 조성물중, 0.001중량%가 되는 양)를 실온에서 15분 동안 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 4에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산에 대하여 백금 금속이 10ppm이 되는 양)를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 조성물 중의 알루미나 분말의 함유량은 95.0중량%(82.4용적%)이다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 4에 기재한다.
실시예 13
실시예 12에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 12와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 4에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에, 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산에 대하여 백금 금속이 10ppm이 되는 양)를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 조성물 중의 알루미나 분말의 함유량은 95.0중량%(82.4용적%)이다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 4에 기재한다.
실시예 14
실시예 12에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 12와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 4에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에, 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산에 대하여 백금 금속이 10ppm이 되는 양)를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 4에 기재한다.
비교예 14
실시예 12에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 12와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조하려고 했지만, 베이스의 점도가 지나치게 높아 평균 입자 직경이 10㎛인 진구상의 알루미나 분말 1,500중량부 및 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의 알루미나 분말 1,000중량부를 전량 혼합할 수 없다.
비교예 15
실시예 12에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 12와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 4에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에, 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산에 대하여 백금 금속이 10ppm이 되는 양)를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 4에 기재한다.
비교예 16
실시예 12에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 12와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 4에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에, 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산에 대하여 백금 금속이 10ppm이 되는 양)를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 4에 기재한다.
비교예 17
실시예 12에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 12와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조한다. 당해 실리콘 고무 베이스의 조도를 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 4에 기재한다.
다음에, 당해 실리콘 고무 베이스에, 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.2중량부(상기의 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산에 대하여 백금 금속이 10ppm이 되는 양)를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 9와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 4에 기재한다.
비교예 18
실시예 12에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 양말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 12와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조하려고 하였지만, 베이스의 점도가 지나치게 높아 평균 입자 직경이 10㎛인 진구상의 알루미나 분말 1,500중량부 및 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의 알루미나 분말 1,000중량부를 전량 혼합할 수 없다.
비교예 19
실시예 12에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식의 분자쇄 양말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 12와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 베이스를 제조하려고 했지만, 베이스의 점도가 지나치게 높아 평균 입자 직경이 10㎛인 진구상의 알루미나 분말 1,500중량부 및 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의 알루미나 분말 1,000중량부를 전량 혼합할 수 없다.
구분항목 실시예 비교예
12 13 14 15 16 17
조도(mm/10) 70 67 60 11 22 44
성형성 △ △
열전도율(W/m·k) 5.4 5.5 5.5 5.7 5.7 5.5
경도 40 43 46 88 74 60
표 4는 열전도성 실리콘 고무 조성물에 있어서, 알루미나 분말의 함유량을 82.4용적%로 매우 고충전한 것이다. 실시예 12 내지 14와 비교예 15 내지 17을 비교하면, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 중의 디메틸실록산의 반복 단위수의 차이에 의해, 열전도성 실리콘 고무 조성물의 조도가 크게 변화하며, 또한 경화되어 수득되는 실리콘 고무의 경도도 크게 변화됨을 알 수 있다. 또한, 실시예 12와 비교예 19를 비교하면, 디메틸폴리실록산 중의 디메틸실록산의 반복 단위수가 동등해도, 분자쇄 편말단이 트리메톡시실록시기로 봉쇄되어 있거나 분자쇄 양말단이 트리메톡시실록시기로 봉쇄되어 있는지의 차이에 의해, 열전도성 실리콘 고무 조성물의 조도가 크게 변화하며, 또한, 경화되어 수득되는 실리콘 고무의 경도도 크게 변화됨을 알 수 있다. 또한, 비교예 18과 비교예 19를 비교하면, 디메틸폴리실록산 중의 디메틸실록산의 반복 단위수가 동등해도 분자쇄 양말단이 트리메톡시실록시기로 봉쇄되어 있으면, 디메틸실록산의 반복 단위수에 관계없이, 열전도성 실리콘 고무 조성물의 조도가 커지고 취급 작업성이 저하됨을 알 수 있다.
실시예 15
혼합 장치에 의해, 점도가 400mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(비닐기의 함유량 = 0.44중량%) 86.8중량부, 평균 입자 직경이 10㎛인 구상의 알루미나 분말 900중량부 및 화학식H(CH3)2SiO[(CH3)2SiO]25Si(OCH3)3의 오가노실록산 10중량부를 혼합한다. 이어서, 당해 혼합물에 점도가 5mPa·s이고, 1분자 중에 평균 5개의 규소원자 결합 수소원자기를 갖는 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체(규소원자 결합 수소원자기의 함유량 = 0.74중량%) 2.2중량부 및 경화반응 억제제로서 1-에티닐-1-사이클로헥산올 0.5중량부를 혼합한다. 최종적으로, 당해 혼합물에 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.5중량부를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다.
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 다음과 같이 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 5에 기재한다.
열전도성 실리콘 고무 조성물의 조도
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물의 1/4 조도를 JIS K 2220에 규정된 방법에 준하여 측정한다. 또한, 조도의 값이 크다는 것은, 열전도성 실리콘 고무 조성물의 가소성이 크고, 취급성이 우수한 것을 의미한다.
열전도성 실리콘 고무 조성물의 성형성
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물을 두께 2mm가 되도록 두께 0.2mm의 4플루오르화에틸렌 수지제 필름 사이에 끼우고, 150℃ ×15분 동안 가열경화시킨다. 그 후, 4플루오르화에틸렌 수지제 필름을 벗기고, 실리콘 고무 시트가 성형되는지 여부를 관찰한다. 균일한 실리콘 고무 시트가 성형되는 경우를 성형성 양호: 0, 시트상으로는 성형되지만, 부분적으로 강도가 약한 개소가 있는 경우를 성형성 약간 양호: △, 시트상으로 성형되지 않거나, 성형된다고 해도 강도가 약한 경우를 성형성 불량:×로서 평가한다.
열전도성 실리콘 고무의 열전도율
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물을 150℃ ×15분 동안 가열경화시킴으로써 수득된 열전도성 실리콘 고무의 열전도율을 JIS R 2616에 규정된 열선법에 따라서, 쿄오토덴시고교 가부시키가이샤 제조의 신속 열전도율계 QTM-500에 의해 측정한다.
열전도성 실리콘 고무의 접착 강도
당해 열전도성 실리콘 고무 조성물을, 동종의 피착체 사이에 끼운 후, 150℃×30분 동안 가열함으로써 경화시킨다. 피착체로서, 가부시키가이샤 팔텍 제조 알루미늄판(JIS H 4000, A1050P), 니켈판(SPCC-SB) 및 스테인레스 강판(SUS-304 2B)을 사용한다. 또한, 접착 면적은 25mm ×10mm으로 하고, 접착층의 두께는 1mm으로 한다. 당해 열전도성 실리콘 고무의 인장 전단 접착 강도를 JIS K 6249의 규정에 따라서 측정한다.
구분항목 실시예 15
조도(mm/10) 109
성형성
열전도율(W/mK) 3.0
접착강도(N/㎠)알루미늄 판니켈 판스테인레스 강판 193207161
실시예 16
혼합 장치에 의해, 점도가 300mPa·s인 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 75중량부, 평균 입자 직경이 0.4㎛인 구상의 알루미나 분말 137중량부, 평균 입자 직경이 2㎛인 구상의 알루미나 분말 167중량부, 평균 입자 직경이 18㎛인 구상의 알루미나 분말 616중량부 및 화학식의 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 5중량부를 실온에서 혼합하여 열전도성 실리콘 그리스를 제조한다.
당해 열전도성 실리콘 그리스의 일부를 50ml의 유리제 비커에 주입하고, JIS K 2220에 규정된 방법에 의해 실리콘 그리스의 1/4 조도를 측정하고, 그 결과를 표 6에 기재한다. 또한, 이러한 조도의 값이 크다는 것은, 열전도성 실리콘 그리스의 가소성이 크고, 취급성이 우수함을 의미한다. 또한, 당해 열전도성 실리콘 그리스를 염화비닐리덴 수지 필름으로 싸고, 열전도율을 JIS R 2616에 규정된 열선법에 따라 쿄오토덴시고교 가부시키가이샤 제조의 신속 열전도율계 QTM-500에 의해 측정하고, 그 결과를 표 6에 기재한다.
실시예 17
실시예 16에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식 (CH2=CH)(CH3)2SiO[(CH3)2SiO]29Si(OCH3)3의 오가노실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 16과 동일하게 하여 열전도성 실리콘 그리스를 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 그리스의 조도 및 열전도율을 실시예 16과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 6에 기재한다.
실시예 18
실시예 16에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식 H(CH3)2SiO[(CH3)2SiO]25Si(OCH3)3의 올리고실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 16과 동일하게 하여 열전도성 실리콘 그리스를 제조한다. 실리콘 그리스의 조도 및 열전도율을 실시예 16과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 6에 기재한다.
실시예 19
실시예 16에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식 (CH3)3SiO[(CH2=CH)CH3SiO]3[(CH3)2SiO]22Si(OCH3)3의 올리고실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 16과 동일하게 하여 열전도성 실리콘 그리스를 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 그리스의 조도 및 열전도율을 실시예 16과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 6에 기재한다.
실시예 20
실시예 16에 있어서, 점도가 300mPa·s인 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 점도가 400mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(비닐기의 함유량 = 0.44중량%)을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 16과 동일하게 하여 열전도성 실리콘 그리스를 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 그리스의 조도 및 열전도율을 실시예 16과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 6에 기재한다.
실시예 21
실시예 16에 있어서, 점도가 300mPa·s인 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 점도가 500mPa·s이고, 화학식 (CH3)3SiO1/2의 실록산 단위 2.22mol%와 화학식 (CH3)2(CH2=CH)SiO1/2의 실록산 단위 0.9mol%과 화학식 CH3SiO3/2의 실록산 단위 3.28mol%과 화학식 (CH3)2SiO2/2의 실록산 단위 93.6mol%로이루어진 오가노실록산 공중합체를 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 16과 동일하게 하여 열전도성 실리콘 그리스를 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 그리스의 조도 및 열전도율을 실시예 16과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 6에 기재한다.
비교예 20
실시예 16에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 메틸트리메톡시실란을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 16과 동일하게 하여 열전도성 실리콘 그리스를 제조하려고 했지만, 조성물의 점도가 지나치게 높아 알루미나 분말을 소정량 혼합할 수 없으며, 열전도성 실리콘 그리스의 조도의 측정 및 열전도율의 측정을 실시할 수 없다.
비교예 21
실시예 16에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 화학식 (CH3)3SiO[(CH3)2SiO]3Si(OCH3)3의 올리고실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 16과 동일하게 하여 열전도성 실리콘 그리스를 제조하려고 했지만, 조성물의 점도가 지나치게 높아 알루미나 분말을 소정량 혼합할 수 없으며, 열전도성 실리콘 그리스의 조도 및 열전도율의 측정을 실시할 수 없다.
비교예 22
실시예 16에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에 데실트리메톡시실란을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 16과 동일하게 하여 열전도성 실리콘 그리스를 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 그리스의 조도 및 열전도율을 실시예 16과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 6에 기재한다.
비교예 23
실시예 21에 있어서, 분자쇄 편말단 트리메톡시실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 대신에, 데실트리메톡시실란을 동량 사용하는 점 이외에는 실시예 21과 동일하게 하여 열전도성 실리콘 그리스를 제조한다. 당해 실리콘 그리스의 조도 및 열전도율을 실시예 16과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 6에 기재한다.
구분항목 실시예 비교예
16 17 18 19 20 21 22 23
조도(mm/10) 120 83 82 92 115 90 66 67
열전도율(W/m·k) 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
실시예 22
로스믹서에 의해, 점도가 300mPa·s인 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 74.5중량부, 평균 입자 직경이 0.4㎛인 구상의 알루미나 분말 137중량부, 평균 입자 직경이 2㎛인 구상의 알루미나 분말 167.6중량부, 평균 입자직경이 18㎛인 구상의 알루미나 분말 615.4중량부, 화학식 {(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]110}Si(OCH3)3의 오가노폴리실록산 5.0중량부 및 메틸트리메톡시실란 0.5중량부를 감압하, 150℃에서 1시간 동안 가열혼합한 후, 실온까지 냉각시키고 다시 1시간 동안 혼합하여 열전도성 실리콘 그리스를 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 그리스의 초기 조도 및 105℃에서 24시간 동안 가열처리한 후의 조도를 실시예 16과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 7에 기재한다. 또한, 당해 열전도성 실리콘 그리스의 열전도율을 실시예 16과 동일하게 하여 측정하고, 그 결과를 표 7에 기재한다.
실시예 23
로스믹서에 의해, 점도가 300mPa·s인 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 72.05중량부, 평균 입자 직경이 0.4㎛인 구상의 알루미나 분말 137중량부, 평균 입자 직경이 2㎛인 구상의 알루미나 분말 167.6중량부, 평균 입자 직경이 18㎛인 구상의 알루미나 분말 615.4중량부, 화학식 {(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]110}Si(OCH3)3의 오가노폴리실록산 7.5중량부 및 메틸트리메톡시실란 0.45중량부를 감압하, 150℃에서 1시간 동안 가열혼합한 후, 실온까지 냉각시키고, 다시 1시간 동안 혼합하여 열전도성 실리콘 그리스를 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 그리스의 조도 및 열전도율을 실시예 16과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 7에 기재한다.
실시예 24
로스믹서에 의해, 점도가 300mPa·s인 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 75중량부, 평균 입자 직경이 0.4㎛인 구상의 알루미나 분말 137중량부, 평균 입자 직경이 2㎛인 구상의 알루미나 분말 167.6중량부, 평균 입자 직경이 18㎛인 구상의 알루미나 분말 615.4중량부 및 화학식 {(CH3)3SiO[(CH3)2SiO]110}Si(OCH3)3의 오가노폴리실록산 5.0중량부를 감압하, 150℃에서 1시간 동안 가열혼합한 후, 실온까지 냉각시키고, 다시 1시간 동안 혼합하여 열전도성 실리콘 그리스를 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 그리스의 조도 및 열전도율을 실시예 16과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 7에 기재한다.
구분항목 실시예
22 23 24
조도(mm/10) 초기 112 97 96
105℃×24시간 후 96 97 65
열전도율(W/m·k) 4.3 4.3 4.1
실시예 25
혼합 장치에 의해, 점도가 400mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(비닐기의 함유량 = 0.44중량%) 43.6중량부, 평균 입자 직경이 40㎛인 구상의 알루미나 분말 552중량부, 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의알루미나 분말 368중량부, 화학식 {(CH2=CH)(CH3)2SiO[(CH3)2SiO]29}Si(OCH3)3의 오가노실록산 15중량부, 화학식 (CH3)3SiO[(CH3)2SiO]110Si(OCH3)3의 오가노실록산 15중량부를 혼합한다. 이어서, 당해 혼합물에 점도가 5mPa·s이고, 1분자 중에 평균 5개의 규소원자 결합 수소원자를 갖는 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.74중량%) 3.4중량부 및 경화반응 억제제로서 1-에티닐-1-사이클로헥산올 0.5중량부, 접착 부여제로서 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 1.0중량부 및 1분자 중에 평균 2개의 규소원자 결합 비닐기를 갖는 분자쇄 양말단 하이드록시디메틸기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체(비닐기의 함유량 = 9.6중량%) 1.0중량부를 혼합한다. 최종적으로, 당해 혼합물에 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.5중량부를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하고, 이러한 결과를 표 8에 기재한다.
실시예 26
혼합 장치에 의해, 점도가 400mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(비닐기의 함유량 = 0.44중량%) 42.9중량부, 평균 입자 직경이 40㎛인 구상의 알루미나 분말 552중량부, 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의 알루미나 분말 368중량부, 화학식 {(CH2=CH)(CH3)2SiO[(CH3)2SiO]29}Si(OCH3)3의 오가노실록산 24중량부, 화학식 (CH3)3SiO[(CH3)2SiO]110Si(OCH3)3의 오가노실록산 6중량부를 혼합한다. 이어서, 당해 혼합물에 점도가 5mPa·s이고, 1분자 중에 평균 5개의 규소원자 결합 수소원자를 갖는 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.74중량%) 4.1중량부 및 경화반응 억제제로서 1-에티닐-1-사이클로헥산올 0.5중량부, 접착 부여제로서 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 1.0중량부 및 1분자 중에 평균 2개의 규소원자 결합 비닐기를 갖는 분자쇄 양말단 하이드록시디메틸기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체(비닐기의 함유량 = 9.6중량%) 1.0중량부를 혼합한다. 최종적으로, 당해 혼합물에 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.5중량부를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 8에 기재한다.
실시예 27
혼합 장치에 의해, 점도가 400mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(비닐기의 함유량 = 0.44중량%) 44.0중량부, 평균 입자 직경이 40㎛인 구상의 알루미나 분말 552중량부, 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의 알루미나 분말 368중량부, 화학식 {(CH2=CH)(CH3)2SiO[(CH3)2SiO]29}Si(OCH3)3의 오가노실록산 10중량부, 화학식 (CH3)3SiO[(CH3)2SiO]110Si(OCH3)3의 오가노실록산 20중량부를 혼합한다. 이어서, 당해 혼합물에 점도가 5mPa·s이고, 1분자 중에 평균 5개의 규소원자 결합 수소원자를 갖는 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.74중량%) 3.0중량부 및 경화반응 억제제로서 1-에티닐-1-사이클로헥산올 0.5중량부, 접착 부여제로서 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 1.0중량부 및 1분자 중에 평균 2개의 규소원자 결합 비닐기를 갖는 분자쇄 양말단 하이드록시디메틸기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체(비닐기의 함유량 = 9.6중량%) 1.0중량부를 혼합한다. 최종적으로, 당해 혼합물에 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.5중량부를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 8에 기재한다.
실시예 28
혼합 장치에 의해, 점도가 400mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(비닐기의 함유량 = 0.44중량%) 43.2중량부, 평균 입자 직경이 40㎛인 구상의 알루미나 분말 552중량부, 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의 알루미나 분말 368중량부, 화학식 {(CH2=CH)(CH3)2SiO[(CH3)2SiO]29}Si(OCH3)3의 오가노실록산 20중량부, 화학식 (CH3)3SiO[(CH3)2SiO]110Si(OCH3)3의 오가노실록산 10중량부를 혼합한다. 이어서, 당해 혼합물에 점도가 5mPa·s이고, 1분자 중에 평균 5개의 규소원자 결합 수소원자를 갖는 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.74중량%) 3.8중량부 및 경화반응 억제제로서 1-에티닐-1-사이클로헥산올 O.5중량부, 접착 부여제로서, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 1.0중량부 및 1분자 중에 평균 2개의 규소원자 결합 비닐기를 갖는 분자쇄 양말단 하이드록시디메틸기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체(비닐기의 함유량 = 9.6중량%) 1.0중량부를 혼합한다. 최종적으로, 당해 혼합물에 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.5중량부를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 8에 기재한다.
비교예 24
혼합 장치에 의해, 점도가 400mPa·s인 분자쇄 양말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산(비닐기의 함유량 = 0.44중량%) 85.4중량부, 평균 입자 직경이 10㎛인 구상의 알루미나 분말 900중량부 및 메틸트리메톡시실란 10중량부를 혼합한다. 이어서, 당해 혼합물에 점도가 5mPa·s이고, 1분자 중에 평균 5개의 규소원자 결합 수소원자를 갖는 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체(규소원자 결합 수소원자의 함유량 = 0.74중량%) 3.6중량부 및 경화반응 억제제로서 1-에티닐-1-사이클로헥산올 0.5중량부, 접착 부여제로서 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 1.0중량부 및 1분자 중에 평균 2개의 규소원자 결합 비닐기를 갖는 분자쇄 양말단 하이드록시디메틸기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체(비닐기의 함유량 = 9.6중량%) 1.0중량부를 혼합한다. 최종적으로, 당해 혼합물에 백금 함유량이 0.5중량%인 백금의 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 착체 0.5중량부를 혼합하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 8에 기재한다.
비교예 25
비교예 24에 있어서, 메틸트리메톡시실란 대신에 데실트리메톡시실란을 동량 사용하는 점 이외에는 비교예 24와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 1과 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 8에 기재한다.
비교예 26
비교예 24에 있어서, 메틸트리메톡시실란 대신에, 화학식 (CH3)3SiO[(CH3)2SiO]50Si(OCH3)3의 오가노실록산을 동량 사용하는 점 이외에는 비교예 24와 동일하게 하여 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성을 실시예 1과 동일하게 하여측정하고, 이들의 결과를 표 8에 기재한다.
구분항목 실시예 비교예
25 26 27 28 24 25 26
조도(mm/10) 148 121 144 136 30 103 123
성형성 × × ×
열전도율(W/m·k) 4.3 4.3 4.3 4.3 3.0 3.0 3.0
접착력(N/㎠) 257 296 203 299 212 54 13
실시예 29
혼합 장치에 의해, 점도가 300mPa·s인 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 70중량부, 평균 입자 직경이 40㎛인 구상의 알루미나 분말 552중량부, 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의 알루미나 분말 368중량부, 화학식 {(CH2=CH)(CH3)2SiO[(CH3)2SiO]29}Si(OCH3)3의 오가노실록산 5.0중량부 및 화학식 (CH3)3SiO[(CH3)2SiO]110Si(OCH3)3의 오가노실록산 5.0중량부를 실온에서 혼합하여 열전도성 실리콘 그리스를 제조한다.
당해 열전도성 실리콘 그리스의 일부를 50㎖의 유리제 비커에 주입하고, JIS K 2220에 규정된 방법에 의해 실리콘 그리스의 1/4 조도를 측정하고, 그 결과를 표 9에 기재한다. 또한, 이러한 조도의 값이 크다는 것은, 열전도성 실리콘 그리스의 가소성이 크고, 취급성이 우수한 것을 의미한다. 또한, 당해 열전도성 실리콘 그리스를 염화비닐리덴 수지 필름에 싸고, 열전도율을 JIS R 2616에 규정된 열선법에 따라서, 쿄오토덴시고교 가부시키가이샤 제조의 신속 열전도율계 QTM-500에 의해측정하고, 그 결과를 표 9에 기재한다.
실시예 30
혼합 장치에 의해, 점도가 300mPa·s인 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산 70중량부, 평균 입자 직경이 40㎛인 구상의 알루미나 분말 552중량부, 평균 입자 직경이 2.2㎛인 부정형상의 알루미나 분말 368중량부 및 화학식 (CH3)3SiO[(CH3)2SiO]110Si(OCH3)3의 오가노실록산 10중량부를 실온에서 혼합하여 열전도성 실리콘 그리스를 제조한다. 당해 열전도성 실리콘 그리스의 특성을 실시예 29와 동일하게 하여 측정하고, 이들의 결과를 표 9에 기재한다.
구분항목 실시예
29 30
조도(mm/10) 112 89
열전도율(W/m·k) 4.3 4.3
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물은, 고열전도성의 실리콘 조성물을 수득하기 위해서 열전도성 충전제를 다량으로 함유하더라도, 취급 작업성이 양호한 특징이 있다.

Claims (13)

  1. 오가노폴리실록산(A),
    열전도성 충전제(B) 및
    화학식 [R1 aR2 (3-a)SiO(R1 bR2 (2-b)SiO)m(R2 2SiO)n]cSiR2 [4-(c+d)](OR3)d의 오가노실록산(ⅰ)(여기서, R1은 지방족 불포화 결합을 갖는 1가 탄화수소기이고, R2는 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 동종 또는 이종의 1가 탄화수소기이고, R3은 알킬기, 알콕시알킬기, 알케닐기 또는 아실기이고, a는 0 내지 3의 정수이고, b는 1 또는 2이고, c는 1 내지 3의 정수이고, d는 1 내지 3의 정수이고, 또한, c + d는 2 내지 4의 정수이고, m은 0 이상의 정수이고, n은 0 이상의 정수이며, 단, a가 0인 경우에는, m은 1 이상의 정수이다), 1분자 중에 1개의 규소원자 결합 하이드록실기를 갖고 5개 이상의 규소원자를 갖는 오가노실록산(ⅱ), 화학식의 오가노실록산(iii)(여기서, R4는 동종 또는 이종의 1가 탄화수소기이고, R5는 산소원자 또는 2가 탄화수소기이고, R3은 위에서 정의한 바와 같고, p는 100 내지 200의 정수이며, d는 위에서 정의한 바와같다) 및 화학식 [HeR2 (3-e)SiO(R2 2SiO)n]cSiR2 [4-(c+d)](OR3)d의 오가노실록산(ⅳ)(여기서, R2, R3, c, d 및 n은 위에서 정의한 바와 같으며, e는 1 내지 3의 정수이다)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 오가노실록산(C)으로 적어도 이루어지는 열전도성 실리콘 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 성분(B)의 평균 입자 직경이 0.1 내지 100㎛임을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 성분(B)가 알루미나 분말임을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 성분(B)가, 평균 입자 직경이 5 내지 50㎛(단, 5㎛을 포함하지 않는다)인 구상의 알루미나 분말(B1)과 평균 입자 직경이 O.1 내지 5㎛인 구상 또는 부정형상 알루미나 분말(B2)과의 혼합물로 이루어짐을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 성분(B)가 성분(B1) 30 내지 90중량%와 성분(B2) 10 내지 70중량%로 이루어짐을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 성분(B)의 함유량이 성분(A) 100중량부에 대하여 500 내지 2,500중량부임을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 성분(ⅱ)가 화학식의 오가노실록산(여기서, R4는 제1항에서 정의한 바와 같고, r은 5 이상의 정수이다)임을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 성분(C)의 함유량이 성분(B) 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부임을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 성분(B)가 성분(A) 중에서 성분(C)에 의해 표면 처리되어 있음을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 열전도성 실리콘 조성물이 추가로 경화제(D)를 함유하여 경화됨을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 열전도성 실리콘 조성물이 하이드로실릴화 반응, 축합 반응 또는 유기 과산화물에 의한 프리라디칼 반응에 의해 경화됨을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물.
  12. 제10항에 있어서, 열전도성 실리콘 조성물이 하이드로실릴화 반응에 의해 경화됨을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물.
  13. 제10항에 있어서, 열전도성 실리콘 조성물이 경화되고 열전도성 실리콘 겔 또는 열전도성 실리콘 고무를 형성함을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 조성물.
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