KR20120116007A - 열전도성 실리콘 고무 조성물 - Google Patents

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Abstract

열전도성 실리콘 고무 조성물이, (A) 각 분자 중에 2 이상의 실리콘-결합 알케닐 기를 함유하고, 실리콘-결합 히드록실 기 및 실리콘-결합 알콕시 기를 함유하지 않으며, 실록산 단위를 4 내지 20개 가지는 사이클릭 실록산의 함량을, 질량 단위로 1,000 ppm 이하로 가지는 오가노폴리실록산; (B) 각 분자 중에 2 이상의 실리콘-결합 수소 원자를 함유하고, 실리콘-결합 알케닐 기, 실리콘-결합 히드록실 기 및 실리콘-결합 알콕시 기를 함유하지 않는 오가노폴리실록산; (C) 접착 촉진제; (D) 열전도성 충전제; 및 (E) 하이드로실릴화 반응 촉매를 포함하며, 여기서 성분 (B) 및 (C)의 총량은 성분 (A), (B), 및 (C)의 총량의 0.5 내지 10 질량%이다. 본 조성물은 경화 과정 동안 흡출하는 오일 분획물의 감소 및 경화 과정 동안 휘발하는 저비점 분획물의 감소를 특징으로 한다.

Description

열전도성 실리콘 고무 조성물{THERMALLY CONDUCTIVE SILICONE RUBBER COMPOSITION}
본 발명은 열전도성 실리콘 고무 조성물에 관한 것이다.
2010년 1월 28일에 출원된 일본특허출원 제2010-016719호에 대한 우선권을 청구하고, 그 내용이 참조로 본원에 포함된다.
최근, 트랜지스터, IC, 메모리 소자 등과 같은 전자 부품이 장착된 인쇄회로 기판 및 혼성(hybrid) IC의 집적의 수준 및 밀도가 향상됨에 따라, 상기 전자 부품들로부터 열을 매우 효율적으로 소산(dissiparting)시킬 목적으로, 다양한 유형의 열전도성 실리콘 고무 조성물이 사용되고 있다. 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물로 하기의 것이 제안되었다: 비닐기-함유 오가노폴리실록산, 오가노하이드로젠폴리실록산, 알루미나, 석영 분말, 마그네시아(magnesia), 붕소 질화물(boron nitride), 및 실리콘 탄화물(silicon carbide)로부터 선택되는 열전도성 충전제, 아미노실란, 에폭시실란, 및 알킬 티타네이트로부터 선택되는 접착 촉진제, 및 백금 타입 촉매를 포함하는 열전도성 실리콘 고무 조성물 {심사되지 않은 일본 특허출원 공개(이하 "코카이"라고 칭함) 소 61-157569 참조}; 각 분자 중에 0.1 몰% 이상의 지방족 불포화 기를 함유하는 오가노폴리실록산, 각 분자 중에 2 이상의 실리콘-결합 수소 원자를 가지는 오가노하이드로젠폴리실록산, 10 내지 50 ㎛의 평균 입자 크기를 가지는 미분된(finely divided) 구형 알루미나 분말, 10 ㎛ 미만의 평균 입자 크기를 가지는 미분된 구형 또는 비구형 알루미나 분말, 및 백금 또는 백금 타입 화합물을 포함하는 열전도성 실리콘 고무 조성물 (코카이 소 63-251466 참조); 알케닐기-함유 오가노폴리실록산, 오가노하이드로젠폴리실록산, 0.1 내지 5 ㎛의 평균 입자 크기를 가지는 불규칙적인 형상의 미분된 알루미나 분말, 5 내지 50 ㎛의 평균 입자 크기를 가지는 미분된 구형 알루미나 분말, 및 백금 타입 촉매를 포함하는 열전도성 실리콘 고무 조성물 (코카이 평 02-041362 참조); 및 각 분자 중에 평균 0.5 이상의 알케닐 기를 함유하는 알케닐기-함유 오가노폴리실록산, 각 분자 중에 2 이상의 실리콘-결합 수소 원자를 함유하는 오가노하이드로젠폴리실록산, 50 ㎛ 이하의 평균 입자 크기 및 1.0 내지 1.4의 단축에 대한 장축 비율을 가지는 고순도의 미분된 알루미나 분말, 및 백금 타입 촉매를 포함하는 열전도성 실리콘 고무 조성물 (코카이 평 05-105814 참조).
그러나, 이들 열전도성 실리콘 고무 조성물의 문제점은, 경화 과정 동안 조성물로부터 흡출되는(bleed out) 오일 분획물(oil fraction) 및 경화 과정 동안 조성물로부터 휘발하는 저비점 분획물(low-boiling fraction) 때문에, 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물이 주변 기판을 오염시킨다는 점이다.
그 결과, 코카이 평 04-311764는, 분자 사슬 양 말단에서 알케닐 기를 가지고, 각 분자 중에 2개의 SiH 기를 가지는 오가노폴리실록산에 의해 사슬 길이가 신장되는 오가노폴리실록산, 각 분자 중에 2 이상의 SiH기를 가지는 오가노하이드로젠폴리실록산, 및 백금족 금속 타입 촉매를 포함하는 실리콘 고무 조성을 제안하고 있고, 상기 조성물 내의 20 이하의 중합도(degree of polymerization)의 각 저분자량 실록산 성분의 함량은 100 ppm 또는 그 미만으로 억제된다. 또한, 상기 실리콘 고무 조성물은 붕소 질화물, 알루미늄 산화물 등과 같은 열전도성 충전제를 포함할 수도 있다. 또한, 코카이 2005-175119는, 각 분자 중에 2 이상의 실리콘-결합 알케닐 기를 가지는 오가노폴리실록산, 각 분자 중에 2 이상의 실리콘-결합 수소 원자를 가지고, 100℃×1 시간에서의 가열 감량(loss on heating)을 5 중량% 이하로 나타내는 오가노폴리실록산, 실리콘-결합 알콕시 기를 함유하고, 실리콘-결합 수소 원자를 함유하지 않는 접착 촉진제, 및 백금 타입 촉매를 포함하는 실리콘 고무 조성물을 제안하고 있고, 상기 실리콘 고무 조성물은 또한, 알루미나를 함유할 수 있다.
그러나, 이들 실리콘 고무 조성물 조차도, 경화 과정 동안 조성물로부터 흡출되는 오일 분획물을 만족할만큼 감소시키지 못하는 문제점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은, 경화 과정 동안 조성물로부터 흡출되는 오일 분획물을 감소시키고, 경화 과정 동안 조성물로부터 휘발하는 저비점 분획물을 감소시키는 것을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제공하는 것이다.
발명의 기재
본 발명의 열전도성 실리콘 고무 조성물은 특징적으로 하기를 포함한다:
(A) 각 분자 중에 2 이상의 실리콘-결합 알케닐 기를 함유하고, 실리콘-결합 히드록실 기를 함유하지 않으며, 실리콘-결합 알콕시 기를 함유하지 않고, 4 내지 20개의 실록산 단위를 가지는 사이클릭 실록산의 함량을, 질량 단위로 1,000 ppm 이하로 가지는 오가노폴리실록산 100 질량부;
(B) 성분 (A) 중의 알케닐기 1몰 당 (B) 성분 중의 실리콘-결합 수소 원자 0.5 내지 10몰을 제공하는 양의 오가노폴리실록산으로서, 각 분자 중에 2 이상의 실리콘-결합 수소 원자를 함유하고, 실리콘-결합 알케닐 기를 함유하지 않으며, 실리콘-결합 히드록실 기를 함유하지 않고, 실리콘-결합 알콕시 기를 함유하지 않는 오가노폴리실록산;
(C) 0.05 질량부 이상의 접착 촉진제;
(D) 100 내지 2,000 질량부의 열전도성 충전제; 및
(E) 촉매량(catalytic quantity)의 하이드로실릴화(hydrosilylation) 반응 촉매;
여기서 성분 (B) 및 (C)의 총량은 성분 (A), (B), 및 (C)의 총량의 0.5 내지 10 질량%이다.
발명의 효과
본 발명의 열전도성 실리콘 고무 조성물은 경화 과정 동안 조성물로부터 흡출되는 오일 분획물을 감소시키고, 경화 과정 동안 조성물로부터 휘발하는 저비점 분획물을 감소시키는 것을 특징으로 한다.
발명의 상세한 설명
성분 (A)의 오가노폴리실록산은 조성물의 기저 성분이며, 각 분자 중에 2 이상의 실리콘-결합 알케닐 기를 함유하고, 실리콘-결합 히드록실 기를 함유하지 않으며, 실리콘-결합 알콕시 기를 함유하지 않는다. 성분 (A) 중의 실리콘-결합 알케닐 기는 비닐, 알릴, 부테닐, 펜테닐, 헥세닐, 및 헵테닐로 예시될 수 있고, 여기서 비닐이 특히 바람직하다. 성분 (A) 중의 알케닐 기 이외의 실리콘-결합 유기 기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸 등과 같은 알킬 기; 페닐, 톨릴, 자일릴, 나프틸 등과 같은 아릴 기; 벤질, 페네틸 등과 같은 아르알킬 기; 및 클로로메틸, 3-클로로프로필, 3,3,3-트리플루오로프로필 등과 같은 할로겐화 알킬 기로 예시될 수 있고, 여기서 메틸 기 및 페닐 기가 특히 바람직하다. 성분 (A)의 분자 구조에 대한 어떠한 제한도 없고, 성분 (A)의 분자 구조는 직쇄, 부분적으로 분지된 직쇄, 분지쇄로 예시될 수 있고, 여기서 직쇄가 특히 바람직하다.
25℃에서의 성분 (A)의 점도에 대한 제한은 없지만, 25℃에서의 점도는 바람직하게는 10 내지 500,000 mPa.s의 범위이고, 특히 바람직하게는 50 내지 100,000 mPa.s 범위이다. 이에 대한 이유는 하기와 같다: 성분 (A)의 점도가 상기 표시된 범위의 하한 이상일 때, 수득된 실리콘 고무의 물성이 우수하고, 한편, 생성되는 조성물은 상기 표시된 범위의 상한 이하에서 더 좋은 취급 특성을 나타낸다.
또한, 성분 (A)는 각 경우에, 4 내지 20개의 실록산 단위를 가지는 사이클릭 실록산의 함량을, 질량 단위로 1,000 ppm 이하, 바람직하게는 500 ppm 이하로 가져야 한다. 이에 대한 이유는 하기와 같다: 성분 (A) 중의 4 내지 20개의 실록산 단위를 가지는 사이클릭 실록산의 함량이 상기 표시된 범위의 상한 이하일 때, 경화 과정 동안 수득된 조성물로부터 휘발하는 저비점 분획물이 보다 현저하게 감소될 수 있다. 사이클릭 실록산은 사이클릭 디메틸실록산 올리고머, 사이클릭 메틸비닐실록산 올리고머, 사이클릭 메틸페닐실록산 올리고머 및 디메틸실록산과 메틸비닐실록산의 코올리고머로 예시될 수 있다. 성분 (A) 중의 4 내지 20개의 실록산 단위를 가지는 사이클릭 실록산의 함량은 예를 들면, 기체 크로마토그래피에 의한 분석으로 측정될 수 있다.
성분 (A)의 오가노폴리실록산은 분자 사슬 양 말단에서 트리메틸실록시 기로 엔드블록된(endblocked) 디메틸실록산과 메틸비닐실록산의 코폴리머; 분자 사슬 양 말단에서 트리메틸실록시 기로 엔드블록된 메틸비닐폴리실록산; 분자 사슬 양 말단에서 트리메틸실록시 기로 엔드블록된 디메틸실록산, 메틸비닐실록산 및 메틸페닐실록산의 코폴리머; 분자 사슬 양 말단에서 디메틸비닐실록시 기로 엔드블록된 디메틸폴리실록산; 분자 사슬 양 말단에서 디메틸비닐실록시 기로 엔드블록된 메틸비닐폴리실록산; 분자 사슬 양 말단에서 디메틸비닐실록시 기로 엔드블록된 디메틸실록산과 메틸비닐실록산의 코폴리머; 분자 사슬 양 말단에서 디메틸비닐실록시 기로 엔드블록된 디메틸실록산, 메틸비닐실록산 및 메틸페닐실록산의 코폴리머; 화학식 R1 3SiO1/2로 표시되는 실록산 단위, 화학식 R1 2R2SiO1 /2로 표시되는 실록산 단위, 화학식 R1 2SiO2 /2로 표시되는 실록산 단위, 및 화학식 SiO4 /2로 표시되는 소량의 실록산 단위를 포함하는 오가노폴리실록산 코폴리머; 화학식 R1 2R2SiO1 /2로 표시되는 실록산 단위, 화학식 R1 2SiO2 /2로 표시되는 실록산 단위, 및 화학식 SiO4 /2로 표시되는 소량의 실록산 단위를 포함하는 오가노폴리실록산 코폴리머; 화학식 R1R2SiO2 /2로 표시되는 실록산 단위 및 화학식 R1SiO3 /2로 표시되는 소량의 실록산 단위 또는 화학식 R2SiO3/2로 표시되는 실록산 단위를 포함하는 오가노폴리실록산 코폴리머; 및 2 이상의 상기 오가노폴리실록산의 혼합물로 예시될 수 있다. 상기 화학식에서, R1은 알케닐 기를 제외한 1가 탄화수소 기이고, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸 등과 같은 알킬 기; 페닐, 톨릴, 자일릴, 나프틸 등과 같은 아릴 기; 벤질, 페네틸 등과 같은 아르알킬 기; 및 클로로메틸, 3-클로로프로필, 3,3,3-트리플루오로프로필 등과 같은 할로겐화 알킬 기로 예시될 수 있다. 상기 화학식에서, R2는 알케닐 기이고, 예를 들면, 비닐, 알릴, 부테닐, 펜테닐, 헥세닐, 헵테닐 등이다.
성분 (B)의 오가노폴리실록산은 조성물을 위한 가교제이고, 각 분자 중에 2 이상의 실리콘-결합 수소 원자를 함유하며, 실리콘-결합 알케닐 기를 함유하지 않고, 실리콘-결합 히드록실 기를 함유하지 않으며, 실리콘-결합 알콕시 기를 함유하지 않는다. 성분 (B) 중의 실리콘-결합 유기 기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸 등과 같은 알킬 기; 페닐, 톨릴, 자일릴, 나프틸 등과 같은 아릴 기; 벤질, 페네틸 등과 같은 아르알킬 기; 및 클로로메틸, 3-클로로프로필, 3,3,3-트리플루오로프로필 등과 같은 할로겐화 알킬 기로 예시될 수 있고, 여기서 메틸 기 및 페닐 기가 특히 바람직하다. 성분 (B)의 분자 구조에 대한 제한이 없고, 성분 (B)의 분자 구조는 직쇄, 부분적으로 분지된 직쇄 및 분지쇄로 예시될 수 있으며, 여기서 직쇄가 특히 바람직하다.
25℃에서의 성분 (B)의 점도에 대한 제한이 없지만, 1 내지 500,000 mPa.s의 범위가 바람직하고, 5 내지 100,000 mPa.s의 범위가 특히 바람직하다. 이에 대한 이유는 하기와 같다: 성분 (B)의 점도가 상기 표시된 범위의 하한 이상일 때, 수득된 실리콘 고무가 우수한 물성을 가지며, 한편, 수득된 조성물은 상기 표시된 범위의 상한 이하에서 우수한 취급 특성을 가진다.
성분 (B)의 오가노폴리실록산은 분자 사슬 양 말단에서 트리메틸실록시 기로 엔드블록된 메틸하이드로젠폴리실록산; 분자 사슬 양 말단에서 트리메틸실록시 기로 엔드블록된 디메틸실록산과 메틸하이드로젠실록산의 코폴리머; 분자 사슬 양 말단에서 트리메틸실록시 기로 엔드블록된 디메틸실록산, 메틸하이드로젠실록산 및 메틸페닐실록산의 코폴리머; 분자 사슬 양 말단에서 디메틸하이드로젠실록시 기로 엔드블록된 디메틸폴리실록산; 분자 사슬 양 말단에서 디메틸하이드로젠실록시 기로 엔드블록된 디메틸실록산 및 메틸페닐실록산의 코폴리머; 분자 사슬 양 말단에서 디메틸하이드로젠실록시 기로 엔드블록된 메틸페닐폴리실록산; 화학식 R1 3SiO1 /2로 표시되는 실록산 단위, 화학식 R1 2HSiO1 /2로 표시되는 실록산 단위, 및 화학식 SiO4/2로 표시되는 실록산 단위를 포함하는 오가노폴리실록산 코폴리머; 화학식 R1 2HSiO1/2로 표시되는 실록산 단위 및 화학식 SiO4 /2로 표시되는 실록산 단위를 포함하는 오가노폴리실록산 코폴리머; 화학식 R1HSiO2 /2로 표시되는 실록산 단위 및 화학식 R1SiO3 /2로 표시되는 실록산 단위 또는 화학식 HSiO3 /2로 표시되는 실록산 단위를 포함하는 오가노폴리실록산 코폴리머; 및 2 이상의 상기 오가노폴리실록산의 혼합물로 예시될 수 있다. 상기 화학식에서, R1은 알케닐 기를 제외한 1가 탄화수소 기이고, 상기 주어진 바와 같은 기로 예시될 수 있다.
성분 (B)의 함량은, 성분 (A) 중의 알케닐 기 1몰 당 각 경우에서, 성분 (B) 중의 실리콘-결합 수소 원자가 0.5 내지 10몰, 바람직하게는 0.5 내지 5몰, 보다 바람직하게는 0.5 내지 3몰로 제공되는 양이다. 이에 대한 이유는 하기와 같다: 성분 (B)의 함량이 상기 표시된 범위의 하한 이상일 때, 수득된 조성물이 충분히 경화되며, 한편, 성분 (B)의 함량이 상기 표시된 범위의 상한 이하일 때, 수득된 실리콘 고무의 물성에서의 시간에 따른(timewise) 변화가 억제될 수 있다.
성분 (C)는 조성물에 접착성을 부여하는 것을 목적으로 하는 접착 촉진제이다. 성분 (C)에 대한 제한이 없지만, 실리콘-결합 알콕시 기를 함유하는 오가노실리콘 화합물이 바람직하다. 성분 (C) 중의 실리콘-결합 알콕시 기는 메톡시 기, 에톡시 기, 프로톡시 기, 및 부톡시 기로 예시될 수 있고, 여기서 메톡시 기가 특히 바람직하다. 성분 (C) 중의 실리콘-결합 유기 기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 헥실, 옥틸 등과 같은 알킬 기; 비닐, 알릴, 헥세닐 등과 같은 알케닐 기; 페닐, 톨릴, 자일릴 등과 같은 아릴 기; 3,3,3-트리플루오로프로필, 3-클로로프로필 등과 같은 할로겐화 알킬 기; 3-글리시독시프로필, 3-메타크릴옥시프로필, 3-아미노프로필, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필 등과 같은 작용성 유기 기; 트리메톡시실릴에틸, 메틸디메톡시실릴에틸 등과 같은 알콕시실릴알킬 기; 및 실리콘-결합 수소 원자로 예시될 수 있다.
성분 (C)는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 등과 같은 하나의 알콕시실란 또는 2 이상의 알콕시실란으로부터의 부분적 가수분해 및 축합 생성물; 메틸 폴리실리케이트, 에틸 폴리실리케이트, 및 하기 일반식들로 표시되는 오가노실록산 올리고머 등과 같은 오가노실록산 올리고머로 예시될 수 있다:
Figure pct00001
(여기서, m은 0 이상의 값을 가지는 정수이고, n은 1 이상의 값을 가지는 정수이다);
Figure pct00002
(여기서, m은 0 이상의 값을 가지는 정수이고, n은 1 이상의 값을 가지는 정수이다);
Figure pct00003
(여기서, m은 0 이상의 값을 가지는 정수이고, n및 p 둘 모두는 1 이상의 값을 가지는 정수이다);
Figure pct00004
(여기서, m은 0 이상의 값을 가지는 정수이고, n및 p 둘 모두는 1 이상의 값을 가지는 정수이다);
Figure pct00005
(여기서, m은 0 이상의 값을 가지는 정수이고, n은 1 이상의 값을 가지는 정수이다);
Figure pct00006
(여기서 m은 0 이상의 값을 가지는 정수이다);
Figure pct00007
(여기서, m은 0 이상의 값을 가지는 정수이다)
성분 (C)는, 특히 바람직하게는 하기 성분 (i) 및 (ii)의 혼합물, 또는 하기 성분 (i) 및 (ii)로부터의 축합 반응 생성물이다.
(i) 실리콘-결합 알콕시 기를 함유하고, 100℃ 이상의 비점을 가지는 오가노실리콘 화합물.
(ii) 각 분자 중에 실리콘-결합 히드록실 기 및 하나 이상의 실리콘-결합 알케닐 기를 함유하는 디오가노실록산 올리고머.
성분 (i)은, 즉 1 대기압(atmosphere)에서의 비점(정상 비점)이 100℃ 이상인 비점을 가진다. 이에 대한 이유는 하기와 같다: 상기 비점이 100℃ 이상일 때, 경화 과정 동안 수득된 조성물로부터 휘발하는 저비점 분획물에서의 더욱 큰 감소를 달성할 수 있다. 성분 (i)은 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 등으로 예시될 수 있다.
성분 (ii)는 실리콘-결합 히드록실 기, 즉 실라놀 기를 함유하고, 바람직하게는 9 질량% 이하의 양으로 실라놀 기를 가지는 디오가노실록산 올리고머이다. 이에 대한 이유는 하기와 같다: 성분 (ii) 중의 실라놀 기의 함량이 9 질량% 이하일 때, 수득된 조성물이 우수한 접착성을 나타낸다. 성분 (ii)는 분자 사슬 양 말단에서 실라놀 기로 엔드블록된 메틸비닐실록산 올리고머, 분자 사슬 양 말단에서 실라놀 기로 엔드블록된 디메틸실록산과 메틸비닐실록산의 코올리고머, 분자 사슬 양 말단에서 실라놀 기로 엔드블록된 메틸비닐실록산과 메틸페닐실록산의 코올리고머 등으로 예시될 수 있다.
성분 (C)는 성분 (i) 및 (ii)의 혼합물일 수 있거나, 성분 (i) 및 (ii)로부터의 축합 반응 생성물일 수 있다. 성분 (i) 및 (ii) 간의 축합 반응을 수행하는 방법에 대한 제한은 없지만, 상기 반응은 바람직하게는, 염기 촉매, 예를 들면, 포타슘 하이드록사이드, 소듐 하이드록사이드 등의 존재 하에서 수행된다.
성분 (C)의 함량은 성분 (A)의 100 질량부 당 각 경우에서, 0.05 질량부 이상이고, 바람직하게는 0.1 질량부 이상이다. 이에 대한 이유는 하기와 같다: 성분 (C)의 함량이 상기 표시된 범위의 하한 이상일 때, 수득된 조성물이 우수한 접착성을 나타낸다.
조성물 중의 성분 (B) 및 (C)의 총량은, 성분 (A), (B), 및 (C)의 총량에 대하여, 각 경우에서 0.5 내지 10 질량%의 범위, 바람직하게는 0.5 내지 7 질량%의 범위, 보다 바람직하게는 0.5 내지 3 질량%의 범위이어야 한다. 이에 대한 이유는 하기와 같다: 성분 (A), (B), 및 (C)의 총량에 대하여 표시된 성분 (B) 및 (C)의 총량이 상기 표시된 범위의 하한 이상일 때, 수득된 조성물이 우수한 접착성 및 경화성을 나타내고, 한편, 경화 과정 동안 수득된 조성물로부터 휘발하는 저비점 분획물 및 경화 과정 동안 상기 조성물로부터 흡출되는 오일 분획물 모두가 상기 표시된 범위의 상한 이하에서 억제될 수 있다.
성분 (D)는 조성물에 열전도성을 부여하는 것을 목적으로 하는 열전도성 충전제이다. 성분 (D)는 금, 은, 구리, 알루미늄, 니켈, 황동, 형상기억 합금, 솔더(solder) 등의 분말과 같은 금속계 분말; 예를 들면, 세라믹 분말, 유리 분말, 석영 분말, 또는 유기 수지 분말의 표면 위에 금속, 예를 들면, 금, 은, 니켈, 구리 등을 도금 또는 기상 증착함으로써 제공되는 것과 같은 분말; 알루미늄 산화물, 망간 산화물, 베릴륨 산화물, 크롬 산화물, 아연 산화물, 티타늄 산화물, 결정질 실리카 등의 분말과 같은 금속 산화물계 분말; 붕소 질화물, 규소 질화물, 알루미늄 질화물 등의 분말과 같은 금속 질화물계 분말; 붕소 탄화물, 티타늄 탄화물, 실리콘 탄화물 등의 분말과 같은 금속 탄화물계 분말; 알루미늄 수산화물, 망간 수산화물 등의 분말과 같은 금속 수산화물계 분말; 탄소 나노튜브, 탄소 마이크로파이버, 다이아몬드 분말, 그라파이트 등과 같은 탄소계 분말; 및 상기 중에서 2 이상의 혼합물로 예시될 수 있다. 특히, 금속계 분말, 금속 산화물계 분말 및 금속 질화물계 분말이 성분 (D)로서 바람직하고, 은 분말, 알루미늄 분말, 알루미늄 산화물 분말, 아연 산화물 분말, 및 알루미늄 질화물 분말이 특히 바람직하다. 조성물의 전기 절연성이 요구되는 경우, 금속 산화물계 분말 및 금속 질화물계 분말이 바람직하고, 여기서 알루미늄 산화물 분말, 아연 산화물 분말, 및 알루미늄 질화물 분말이 특히 바람직하다.
성분 (D)의 형상은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 구형, 바늘형(acicular), 디스크형(disk shaped), 막대형, 또는 불규칙적인 형상일 수 있으며, 여기서 구형 및 불규칙적인 형상이 바람직하다. 성분 (D)의 평균 입자 크기에 대한 제한은 없지만, 바람직하게는 0.01 내지 100 ㎛의 범위, 보다 바람직하게는 0.01 내지 50 ㎛의 범위이다.
또한, 성분 (D)는 바람직하게는, 조성물의 경우에서 실리콘 타입 표면 처리제로 표면 처리된다. 이러한 실리콘 타입 표면 처리제는 메틸트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 등과 같은 알콕시실란; 메틸트리클로로실란, 디메틸디클로로실란, 트리메틸모노클로로실란 등과 같은 클로로실란; 헥사메틸디실라잔, 헥사메틸시클로트리실라잔 등과 같은 실라잔; 및 분자 사슬 양 말단에서 실라놀 기로 엔드블록된 디메틸실록산 올리고머, 분자 사슬 양 말단에서 실라놀 기로 엔드블록된 디메틸실록산과 메틸비닐실록산의 코올리고머, 분자 사슬 양 말단에서 실라놀 기로 엔드블록된 메틸비닐실록산 올리고머, 분자 사슬 양 말단에서 실라놀 기로 엔드블록된 메틸페닐실록산 올리고머 등과 같은 실록산 올리고머로 예시될 수 있다.
본원에서 사용된 표면 처리 방법은, 실리콘 타입 표면 처리제와 성분 (D)를 직접 혼합함으로써 수행되는 건식 처리 방법; 실리콘 타입 표면 처리제 및 톨루엔, 메탄올, 헵탄 등과 같은 유기 용매를 성분 (D)와 혼합합으로써 수행되는 습식 처리 방법; 및 성분 (A)와 실리콘 타입 표면 처리제의 혼합물에 성분 (D)를 블렌딩함으로써, 또는 성분 (A) 및 성분 (D)의 혼합물에 실리콘 타입 표면 처리제를 블렌딩함으로써 성분 (D)의 표면이 처리되는 인-시츄(in-situ) 처리 방법으로 예시될 수 있다.
성분 (D)의 함량은 성분 (A) 100 질량부 당 각 경우에서, 100 내지 2,000 질량부의 범위, 바람직하게는 200 내지 1,600 질량부의 범위이다. 이에 대한 이유는 하기와 같다: 성분 (D)의 함량이 상기 표시된 범위의 하한 이상일 때, 생성되는 실리콘 고무가 우수한 열전도성을 나타내고, 한편, 성분 (D)의 함량이 상기 표시된 범위의 상한 이하일 때, 수득된 조성물의 취급 특성이 우수하다.
성분 (E)는 조성물의 경화를 가속시키거나 촉진시키는 역할을 하는 하이드로실릴화 반응 촉매이다. 성분 (E)는 미분된 백금, 백금 블랙, 미분된 실리카 상에 담지된(supported) 백금, 활성 탄소 상에 담지된 백금, 클로로백금산, 백금 테트라클로라이드, 클로로백금산의 알코올 용액, 백금과 올레핀 간의 착체(complex), 디비닐테트라메틸디실록산 등과 같은 알케닐실록산과 백금 간의 착체와 같은 백금계 촉매; 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐 등과 같은 팔라듐계 촉매; 로듐계 촉매; 및 예를 들면, 상기 기재된 금속계 촉매를 포함하는 폴리스티렌 수지, 나일론 수지, 폴리카보네이트 수지, 실리콘 수지 등의, 10 ㎛ 미만의 입자 크기를 가지는 열가소성 수지 분말로 예시될 수 있다.
성분 (E)는 촉매량(catalytic quantity)으로, 예를 들면, 바람직하게는 성분 (A)에 대하여, 질량 단위로, 성분 (E) 중에 0.1 내지 500 ppm의 금속 원자를 제공하는 양으로, 특히 바람직하게는, 성분 (A)에 대하여, 질량 단위로, 성분 (E) 중에 1 내지 50 ppm의 금속 원자를 제공하는 양으로 포함된다. 이에 대한 이유는 하기와 같다: 성분 (E)의 함량이 상기 표시된 범위의 하한 이상일 때, 수득된 조성물이 우수한 경화성을 나타내고, 한편, 수득된 조성물은 상기 표시된 범위의 상한 및 그 미만에서 더욱 만족스러운 경화를 나타낸다.
조성물은 성분 (A) 내지 (E)를 균일하게 혼합함으로써 제조될 수 있다. 조성물의 임의 성분은 건식(fumed) 실리카, 습식(precipitated) 실리카, 티타늄 이산화물, 카본 블랙, 및 유리 섬유; 및 상기 표시된 무기 충전제를 오가노알콕시실란, 오가노클로로실란, 오가노실라잔 등과 같은 오가노실리콘 화합물로 표면 처리함으로써 제공되는 것과 같은 무기 충전제로 예시될 수 있다.
조성물의 취급 특성을 개선시키기 위하여, 경화 억제제를 포함시키는 것이 바람직하다. 이러한 경화 억제제는 2-메틸-3-부틴-2-올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 2-페닐-3-부틴-2-올 등과 같은 알킨 알코올; 3-메틸-3-펜텐-1-인, 3,5-디메틸-3-헥센-1-인 등과 같은 엔-인(ene-yne) 화합물; 및 벤조트리아졸로 예시될 수 있다. 이들 경화 억제제의 함량은 바람직하게는, 성분 (A)에 대하여, 질량 단위로, 10 내지 50,000 ppm의 범위에 있다.
도 1은 열전도성 실리콘 고무 조성물의 오일 흡출(bleed) 행동을 평가하기 위한 시험편(test specimen)의 사선도를 포함한다.
실시예
본 발명의 열전도성 실리콘 고무 조성물은 실시예를 이용하여 보다 상세히 기재된다. 실시예에서 기록된 점도는 25℃에서 측정된 값이다. 열전도성 실리콘 고무 조성물을 경화함으로써 수득된 실리콘 고무의 특성은 하기와 같이 평가하였다.
[열전도도]
150℃에서 1 시간 동안 열전도성 실리콘 고무 조성물을 가열함으로써 10cm×5cm×1.5cm 실리콘 고무 블록을 제조하였다. Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd의 급속 열전도도 측정기 "QTM-500"을 이용하여 상기 실리콘 고무의 열전도도를 측정하였다.
[오가노폴리실록산 중의 4 내지 20개의 실록산 단위를 가지는 사이클릭 실록산의 함량]
오가노폴리실록산 중의 4 내지 20개의 실록산 단위를 가지는 사이클릭 실록산을 아세톤으로 추출하고, 추출된 양을 FID를 이용하여 기체 크로마토그래피로 측정하였다. 그 후, 오가노폴리실록산 중의 사이클릭 실록산의 함량을 추출된 양으로부터 결정하였다.
[경도]
전술한 바와 같이 제조된 실리콘 고무의 경도를, JIS K 6253-1997, "가황 고무 또는 열가소성 고무의 경도 시험 방법"에 규정된 방법에 따라 타입 A 경도계를 이용하여 측정하였다.
[인장 전단 접착 강도]
열전도성 실리콘 고무 조성물의 인장 전단 접착 강도를, JIS K 6850: 1999,"접착제 - 경질-경질 접착제의 인장 겹침전단 강도(tensile lap-shear strength)의 측정"에 규정된 방법에 따라 측정하였다. 따라서, 100 mm×20 mm×1.6 mm 알루미늄 피착제를 이용하여, 실리콘 고무 조성물을 포함하는 접착제 층을 10 mm×20 mm×1 mm로 맞춘 채, 150℃에서 1 시간 동안 가열하여 실리콘 고무 조성물을 경화함으로써 시험편을 제조하였다. 상기 시험편의 인장 전단 접착 강도를 50 mm/분의 인장 속도에서 측정하였다. 접착제의 파괴 모양(failure pattern)을, JIS K 6866: 1999, "접착제 - 주된 파괴 모양에 따른 호칭"에 따라 평가하였다.
또한, 인장 전단 접착 강도를 측정하였고, 시험편을 85℃/85% RH 분위기에서 250 시간 동안 유지한 후, 상기와 같이 파괴 모양을 평가하였다.
[가열 감량]
대략 5 g의 열전도성 실리콘 고무 조성물을 알루미늄 컵에 위치시키고, 조성물의 질량을 소수점 아래 4번째 자리까지 정확하게 측정하였다. 그 후, 조성물을 경화시키기 위해, 알루미늄 컵을 150℃의 컨벡션 오븐에서 1 시간 동안 가열하였다. 이에 이어서, 상온에서 30분 동안 냉각시키도록 두고, 실리콘 고무의 질량을 소수점 아래 4번째 자리까지 정확하게 측정하였으며, 질량%로 가열 감량을 측정하였다.
[흡출되는 오일의 양]
열전도성 실리콘 고무 조성물의 경화 동안에 오일 성분에 의해 흡출되는 오일을, 도 1에 도시된 시험편을 이용하여 평가하였다. 시험편을 제조하기 위하여, 열전도성 실리콘 고무 조성물 0.1 cc를 그라운드 글라스 판(A) 위에 위치시키고, 그라운드 글라스 판(C)으로 샌드위치시켜, 조성물의 두께가 1 mm가 되도록 하였다. 상기 시험편을 상온에서 2 시간 동안 정지 상태로 유지하였고, 그 이후에, 조성물을 150℃의 컨벡션 오븐에서 1 시간 동안 가열함으로써 경화시켰다. 생성되는 실리콘 고무(B)의 원주 주변로 글라스 판 위에 흡출된 오일 분획물(D)의 흡출 너비를 측정하였고, 흡출 면적을 계산하였다.
[실시예 1]
로스(Ross) 혼합기를 사용하여 상온에서 하기의 것들을 혼합하였다: 4 내지 20개의 실록산 단위를 가지는 사이클릭 실록산 200 ppm을 함유하고, 2,000 mPa.s의 점도를 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 디메틸비닐실록시 기로 엔드블록된 디메틸폴리실록산 100 질량부, 메틸트리메톡시실란 4.3 질량부, 및 2.7 ㎛의 평균 입자 크기를 가지는 불규칙적인 형상의 미분된 알루미늄 산화물 330 질량부. 그 후, 감압 하의 150℃에서 1 시간 동안 가열하고, 혼합함으로써 실리콘 고무 베이스를 제조하였다.
그 후, 상기 실리콘 고무 베이스에 하기의 것들을 첨가하고, 상온에서 균일하게 혼합함으로써, 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조하였다: 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(비점 = 290℃)과, 20 mPa.s의 점도 및 7 질량%의 실라놀 기 함량을 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 실라놀 기로 엔드블록된 디메틸실록산과 메틸비닐실록산의 코올리고머를 1:1의 질량비로, 사전 혼합함으로써 제조된 접착 촉진제 0.7 질량부; 5 mPa.s의 점도를 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 트리메틸실록시 기로 엔드블록된 디메틸실록산과 메틸하이드로젠실록산의 코폴리머 1.9 질량부(여기서, 상기 코폴리머의 양은, 실리콘 고무 베이스 중에 존재하는 디메틸폴리실록산 중의 비닐 기 1몰 당 상기 코폴리머 성분 중의 실리콘-결합 수소 원자를 1.4몰로 제공함); 2-페닐-3-부틴-2-올 0.1 중량부; 및 실리콘 고무 베이스 중에 존재하는 디메틸폴리실록산에 대하여, 착체 성분 중의 백금 금속 30 ppm을 질량 단위로 제공하는 양의, 백금과 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 간의 착체. 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 중의 디메틸폴리실록산, 디메틸실록산 및 메틸하이드로젠실록산의 코폴리머, 및 접착 촉진제의 총량에 대한, 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 중의 디메틸실록산과 메틸하이드로젠실록산의 코폴리머, 및 접착 촉진제의 총량의 비율은 2.4 질량%이다. 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성은 하기 표 1에서 주어진다.
[실시예 2]
로스 혼합기를 사용하여 상온에서 하기의 것들을 혼합하였다: 4 내지 20개의 실록산 단위를 가지는 사이클릭 실록산 200 ppm을 함유하고, 2,000 mPa.s의 점도를 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 디메틸비닐실록시 기로 엔드블록된 디메틸폴리실록산 100 질량부, 메틸트리메톡시실란 3.7 질량부 및 2.7 ㎛의 평균 입자 크기를 가지는 불규칙적인 형상의 미분된 알루미늄 산화물 270 질량부. 그 후, 감압 하의 150℃에서 1 시간 동안 가열하고, 혼합함으로써, 실리콘 고무 베이스를 제조하였다.
그 후, 상기 실리콘 고무 베이스에 하기의 것들을 첨가하고, 상온에서 균일하게 혼합함으로써, 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조하였다: 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(비점 = 290℃)과, 20 mPa.s의 점도 및 7 질량%의 실라놀 기 함량을 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 실라놀 기로 엔드블록된 디메틸실록산과 메틸비닐실록산의 코올리고머를 1:1의 질량비로, 사전 혼합함으로써 제조된 접착 촉진제 0.6 질량부; 5 mPa.s의 점도를 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 트리메틸실록시 기로 엔드블록된 디메틸실록산과 메틸하이드로젠실록산의 코폴리머 1.9 질량부(여기서, 상기 코폴리머의 양은 실리콘 고무 베이스 중에 존재하는 디메틸폴리실록산 중의 비닐 기 1몰 당 상기 코폴리머 성분 중의 실리콘-결합 수소 원자를 1.4몰로 제공함); 2-페닐-3-부틴-2-올 0.1 질량부; 및 실리콘 고무 베이스 중에 존재하는 디메틸폴리실록산에 대하여, 착체 성분 중의 백금 금속 30 ppm을 질량 단위로 제공하는 양의, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산과 백금 간의 착체. 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 중의 디메틸폴리실록산, 디메틸실록산과 메틸하이드로젠실록산의 코폴리머, 및 접착 촉진제의 총량에 대한, 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 중의 디메틸실록산과 메틸하이드로젠실록산의 코폴리머, 및 접착 촉진제의 총량의 비율이 2.4 질량%이다. 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성이 하기 표 1에 주어진다.
[실시예 3]
로스 혼합기를 사용하여 상온에서 하기의 것들을 혼합하였다: 4 내지 20개의 실록산 단위를 가지는 사이클릭 실록산 200 ppm을 함유하고, 2,000 mPa.s의 점도를 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 디메틸비닐실록시 기로 엔드블록된 디메틸폴리실록산 100 질량부, 메틸트리메톡시실란 4.3 질량부, 및 2.7 ㎛의 평균 입자 크기를 가지는 불규칙적인 형상의 미분된 알루미늄 산화물 330 질량부. 그 후, 감압 하의 150℃에서 1 시간 동안 가열하고, 혼합함으로써, 실리콘 고무 베이스를 제조하였다.
그 후, 상기 실리콘 고무 베이스에 하기의 것들을 첨가하고, 상온에서 균일하게 혼합함으로써, 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조하였다: 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(비점 = 290℃)와, 20 mPa.s의 점도 및 7 질량%의 실라놀 기 함량을 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 실라놀 기로 엔드블록된 디메틸실록산과 메틸비닐실록산의 코올리고머를 1:1의 질량비로, 사전 혼합함으로써 제조된 접착 촉진제 0.2 질량부; 5 mPa.s의 점도를 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 트리메틸실록시 기로 엔드블록된 메틸하이드로젠폴리실록산 0.6 질량부(여기서 상기 메틸하이드로젠폴리실록산의 양은, 실리콘 고무 베이스 중에 존재하는 디메틸폴리실록산 중의 비닐 기 1몰 당 상기 메틸하이드로젠폴리실록산 성분 중의 실리콘-결합 수소 원자를 1.1몰로 제공함); 2-페닐-3-부틴-2-올 0.1 질량부; 및 실리콘 고무 베이스 중에 존재하는 디메틸폴리실록산에 대하여, 착체 성분 중의 백금 금속 30 ppm을 질량 단위로 제공하는 양의, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산 및 백금 간의 착체. 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 중의 디메틸폴리실록산, 메틸하이드로젠폴리실록산 및 접착 촉진제의 총량에 대한, 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 중의 메틸하이드로젠폴리실록산 및 접착 촉진제의 총량의 비율이 0.8 질량%이다. 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성이 하기 표 1에 주어진다.
[비교예 1]
로스 혼합기를 사용하여 상온에서 하기의 것들을 혼합하였다: 4 내지 20개의 실록산 단위를 가지는 사이클릭 실록산 200 ppm을 함유하고, 2,000 mPa.s의 점도를 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 디메틸비닐실록시 기로 엔드블록된 디메틸폴리실록산 46 질량부; 4 내지 20개의 실록산 단위를 가지는 사이클릭 실록산 200 ppm을 함유하고, 400 mPa.s의 점도를 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 디메틸비닐실록시 기로 엔드블록된 디메틸폴리실록산 54 질량부, 메틸트리메톡시실란 13.5 질량부, 및 3.6 ㎛의 평균 입자 크기를 가지는 불규칙적인 형상의 미분된 알루미늄 산화물 1,230 질량부. 그 후, 감압 하의 150℃에서 1 시간 동안 가열하고, 혼합함으로써, 실리콘 고무 베이스를 제조하였다.
그 후, 상기 실리콘 고무 베이스에 하기의 것들을 첨가하고, 상온에서 균일하게 혼합함으로써, 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조하였다: 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(비점 = 290℃) 1 질량부 및 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(7 hPa에서의 비점 = 107℃) 1 질량부; 20 mPa.s의 점도를 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 디메틸하이드로젠실록시 기로 엔드블록된 디메틸실록산과 메틸하이드로젠실록산의 코폴리머 14.8 질량부(여기서, 상기 코폴리머의 양은, 실리콘 고무 베이스 중에 존재하는 디메틸폴리실록산 중의 비닐 기 1몰 당 상기 코폴리머 성분 중의 실리콘-결합 수소 원자를 1.5몰로 제공함); 2-페닐-3-부틴-2-올 0.1 질량부; 및 실리콘 고무 베이스 중에 존재하는 디메틸폴리실록산 혼합물에 대하여, 착체 성분 중의 백금 금속 35 ppm을 질량 단위로 제공하는 양의, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산과 백금 간의 착체. 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 중의 디메틸폴리실록산 혼합물, 디메틸실록산과 메틸하이드로젠실록산의 코폴리머, 및 접착 촉진제의 총량에 대한, 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 중의 디메틸실록산과 메틸하이드로젠실록산의 코폴리머, 및 접착 촉진제의 총량의 비율이 14.4 질량%이다. 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성이 하기 표 1에 주어진다.
[비교예 2]
로스 혼합기를 사용하여 상온에서 하기의 것들을 혼합하였다: 4 내지 20개의 실록산 단위를 가지는 사이클릭 실록산 10 ppm을 함유하고, 9,000 mPa.s의 점도를 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 디메틸비닐실록시 기로 엔드블록된 디메틸폴리실록산 70 질량부, 4 내지 20개의 실록산 단위를 가지는 사이클릭 실록산 13,000 ppm을 함유하고, 2,000 mPa.s의 점도를 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 디메틸비닐실록시 기로 엔드블록된 디메틸폴리실록산 30 질량부, 메틸트리메톡시실란 4 질량부, 및 2.7 ㎛의 평균 입자 크기를 가지는 불규칙적인 형상의 미분된 알루미늄 산화물 310 질량부. 그 후, 감압 하의 150℃에서 1 시간 동안 가열하고, 혼합함으로써, 실리콘 고무 베이스를 제조하였다.
그 후, 상기 실리콘 고무 베이스에 하기의 것들을 첨가하고, 상온에서 균일하게 혼합함으로써, 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조하였다: 1:1의 질량비의 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(비점 = 290℃)과, 20 mPa.s의 점도 및 7 질량%의 실라놀 기 함량을 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 실라놀 기로 엔드블록된 디메틸실록산과 메틸비닐실록산의 코올리고머 간의 염기-촉매의 축합 반응으로 사전 제조된 접착 촉진제 5.2 질량부; 5 mPa.s의 점도를 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 디메틸하이드로젠실록시 기로 엔드블록된 디메틸실록산과 메틸하이드로젠실록산의 코폴리머 13 질량부(여기서, 상기 코폴리머의 양은, 실리콘 고무 베이스 중에 존재하는 디메틸폴리실록산 혼합물 중의 비닐 기 1몰 당 상기 코폴리머 성분 중의 실리콘-결합 수소 원자를 4.9몰로 제공함); 및 실리콘 고무 베이스 중에 존재하는 디메틸폴리실록산 혼합물에 대하여, 착체 성분 중의 백금 금속 30 ppm을 질량 단위로 제공하는 양의, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산과 백금 간의 착체. 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 중의 디메틸폴리실록산 혼합물, 디메틸실록산과 메틸하이드로젠실록산의 코폴리머 및 접착 촉진제의 총량에 대한, 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 중의 디메틸실록산과 메틸하이드로젠실록산의 코폴리머 및 접착 촉진제의 총량의 비율이 15.4 질량%이다. 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성이 하기 표 1에 주어진다.
[비교예 3]
로스 혼합기를 사용하여 상온에서 하기의 것들을 혼합하였다: 4 내지 20개의 실록산 단위를 가지는 사이클릭 실록산 220 ppm을 함유하고, 2,000 mPa.s의 점도를 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 디메틸비닐실록시 기로 엔드블록된 디메틸폴리실록산 100 질량부, 메틸트리메톡시실란 3.7 질량부, 및 2.7 ㎛의 평균 입자 크기를 가지는 불규칙적인 형상의 미분된 알루미늄 산화물 280 질량부. 그 후, 감압 하의 150℃에서 1 시간 동안 가열하고, 혼합함으로써, 실리콘 고무 베이스를 제조하였다.
그 후, 상기 실리콘 고무 베이스에 하기의 것들을 첨가하고, 상온에서 균일하게 혼합함으로써, 열전도성 실리콘 고무 조성물을 제조하였다: 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(비점 = 290℃)과, 20 mPa.s의 점도 및 7 질량%의 실라놀 기 함량을 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 실라놀 기에 의해 엔드블록된 디메틸실록산과 메틸비닐실록산의 코올리고머를 1:1의 질량비로 사전 혼합함으로써 제조된 접착 촉진제 0.04 질량부; 20 mPa.s의 점도를 가지는, 분자 사슬 양 말단에서 트리메틸실록시 기로 엔드블록된 메틸하이드로젠폴리실록산 0.4 질량부(여기서, 상기 메틸하이드로젠폴리실록산의 양은, 실리콘 고무 베이스 중에 존재하는 디메틸폴리실록산 중의 비닐 기 1몰 당 상기 메틸하이드로젠폴리실록산 성분 중의 실리콘-결합 수소 원자를 0.6몰로 제공하였다); 2-페닐-3-부틴-2-올 0.1 질량부; 및 실리콘 고무 베이스 중에 존재하는 디메틸폴리실록산에 대하여, 착체 성분 중의 백금 금속 30 ppm을 질량 단위로 제공하는 양의, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산과 백금 간의 착체. 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 중의 디메틸폴리실록산, 메틸하이드로젠폴리실록산 및 접착 촉진제의 총량에 대한, 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 중의 메틸하이드로젠폴리실록산 및 접착 촉진제의 총량의 비율이 0.4 질량%이다. 상기 열전도성 실리콘 고무 조성물 및 열전도성 실리콘 고무의 특성이 하기 표 1에 주어진다.
Figure pct00008
산업상 이용가능성
본 발명의 열전도성 실리콘 고무 조성물은 경화 과정 동안 흡출하는 오일 분획물의 감소 및 경화 과정 동안 휘발하는 저비점 분획물의 감소를 특징으로 하기 때문에, 열소산(heat-dissipating) 접착제로서 아주 적합하고, 예를 들면, 트랜지스터, IC, 메모리 소자 등과 같은 전자 부품이 장착된, 혼성 IC용 및 인쇄회로 기판용 포팅 물질(potting material) 또는 접착제로서의 적용, 반도체 장치 및 소자용 접착제로서의 적용, 및 엔진 마운트(engine mount)용 접착제 및/또는 실링재로서의 적용에 아주 적합하다.
설명에서 사용된 부호:
A 그라운드 글라스
B 실리콘 고무
C 그라운드 글라스
D 오일 분획물
a 오일 흡출의 너비

Claims (5)

  1. (A) 각 분자 중에 2 이상의 실리콘-결합 알케닐 기를 함유하고, 실리콘-결합 히드록실 기를 함유하지 않으며, 실리콘-결합 알콕시 기를 함유하지 않고, 4 내지 20개의 실록산 단위를 가지는 사이클릭 실록산의 함량을, 질량 단위로 1,000 ppm 이하로 가지는 오가노폴리실록산 100 질량부;
    (B) 성분 (A) 중의 알케닐기 1몰 당 (B) 성분 중의 실리콘-결합 수소 원자 0.5 내지 10몰을 제공하는 양의 오가노폴리실록산으로서, 각 분자 중에 2 이상의 실리콘-결합 수소 원자를 함유하고, 실리콘-결합 알케닐 기를 함유하지 않으며, 실리콘-결합 히드록실 기를 함유하지 않고, 실리콘-결합 알콕시 기를 함유하지 않는 오가노폴리실록산;
    (C) 0.05 질량부 이상의 접착 촉진제;
    (D) 100 내지 2,000 질량부의 열전도성 충전제; 및
    (E) 촉매량(catalytic quantity)의 하이드로실릴화(hydrosilylation) 반응 촉매를 포함하고,
    성분 (B) 및 (C)의 총량이 성분 (A), (B) 및 (C)의 총량의 0.5 내지 10 질량%인, 열전도성 실리콘 고무 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    성분 (C)가 하기 성분 (i) 및 (ii)의 혼합물이거나, 하기 성분 (i) 및 (ii)로부터의 축합 반응 생성물인 열전도성 실리콘 고무 조성물:
    (i) 실리콘-결합 알콕시 기를 함유하고, 100℃ 이상의 비점을 가지는 오가노실리콘 화합물
    (ii) 각 분자 중에 실리콘-결합 히드록실 기 및 하나 이상의 실리콘-결합 알케닐 기를 함유하는 디오가노실록산 올리고머.
  3. 제 1 항에 있어서,
    성분 (D)가 금속계 분말, 금속 산화물계 분말, 또는 금속 질화물계 분말인 열전도성 실리콘 고무 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    성분 (D)가 은 분말, 알루미늄 분말, 알루미늄 산화물 분말, 아연 산화물 분말 또는 알루미늄 질화물 분말인 열전도성 실리콘 고무 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    성분 (D)가 실리콘 타입 표면 처리제로 표면 처리된 열전도성 충전제인 열전도성 실리콘 고무 조성물.
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