KR20220089701A - 열전도성 실리콘 조성물 및 그 제조 방법 - Google Patents

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쿠니히로 야마다
켄이치 츠지
케이타 키타자와
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신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

(A) 실리콘 겔 가교물, (B) 지방족 불포화 결합 및 SiH기를 각각 함유하지 않고, 하기 (C), (D) 성분의 표면처리제로서의 실리콘 오일, (C) 하기 (C-1)∼(C-3)을 포함하는 알루미늄 분말, (C-1) 평균 입경이 40㎛ 이상 100㎛ 이하인 알루미늄 분말, (C-2) 평균 입경이 6㎛ 이상 40㎛ 미만인 알루미늄 분말, (C-3) 평균 입경이 0.4㎛ 이상 6㎛ 미만인 알루미늄 분말, (D) 평균 입경이 0.1∼10㎛인 산화아연 분말, (E) 휘발성 용제를 특정 비율로 함유하는 열전도성 실리콘 조성물이 높은 열전도율을 가지고, 작업성, 내변위성이 우수하다.

Description

열전도성 실리콘 조성물 및 그 제조 방법
본 발명은 고열전도성을 가지며, 또한, 내변위성이 우수한 열전도성 실리콘 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기·전자 부품은 사용중에 열이 발생하므로, 전기부품을 적절하게 동작시키기 위해 제열이 필요하며, 제열용의 다양한 열전도성 재료가 제안되어 있다. 이 열전도성 재료는 대별하여, 1) 취급이 용이한 시트상의 것, 2) 페이스트상의 것이라는 2종류의 형태가 있다.
시트 형상의 것은, 취급이 용이하며, 또한 안정성이 우수한 메리트가 있지만, 접촉열저항이 성질상 커지기 때문에, 방열 성능은 페이스트상의 것에 뒤떨어져 버린다. 또, 시트 형상을 유지시키기 위해 어느 정도의 강도/경도가 필요하게 되고, 전기·전자 부품 소자와 방열 부재의 사이에 생기는 공차를 흡수할 수 없어, 그들 응력에 의해 소자를 파괴해 버리는 경우도 있다.
한편, 페이스트상의 것은, 도포 장치 등을 사용하면, 대량 생산에도 적응할 수 있고, 접촉열저항이 낮으므로 방열 성능은 우수하다. 단, 스크린 인쇄 등으로 대량 생산하는 경우, 그 페이스트의 점도는 낮은 편이 좋지만, 점도가 낮은 경우, 소자의 냉열 충격 등으로 그 페이스트가 변위해 버려(펌프 아웃 현상), 제열을 충분하게 할 수 없기 때문에, 그 결과 소자가 오작동을 일으켜 버리는 것과 같은 경우가 있었다. 또, 과거의 기술로서 이하와 같은 실리콘 조성물 등이 제안되었지만, 더욱 충분한 성능을 가지게 하며, 내변위성이 우수한 열전도성 실리콘 조성물이 요구되고 있었다.
일본 특허 제3948642호 공보 일본 특허 제3195277호 공보 일본 특개 2000-169873호 공보 일본 특개 2006-143978호 공보 일본 특개 2004-210856호 공보 일본 특개 2005-162975호 공보 일본 특허 제5300408호 공보 일본 특허 제4796704호 공보 일본 특허 제3541390호 공보 일본 특허 제4130091호 공보 일본 특허 제5388329호 공보
본 발명은 상기 사정을 감안한 것으로, 높은 열전도율을 가지고, 작업성, 내변위성이 우수한 열전도성 실리콘 조성물 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 실리콘 겔 가교물, 특정 실리콘 오일, 특히 편말단 가수분해성 오가노폴리실록산, 알루미늄 분말, 특히 특정 알루미늄 분말 혼합물, 및 산화아연 분말을 함유하고, 또한 휘발성 용제, 특히 비점 80∼360℃의 이소파라핀계 용제를 함유하는 열전도성 실리콘 조성물이 높은 열전도율을 가지면서, 작업성, 내펌프 아웃성의 양립을 달성할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 이루게 된 것이다.
따라서, 본 발명은 하기 열전도성 실리콘 조성물 및 그 제조 방법을 제공한다.
[1]
(A) 실리콘 겔 가교물,
(B) 지방족 불포화 결합 및 SiH기를 각각 함유하지 않고, 하기 (C), (D) 성분의 표면처리제로서의 실리콘 오일,
(C) 하기 (C-1)∼(C-3)을 포함하는 알루미늄 분말: (A), (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 800∼2,000질량부,
(C-1) 평균 입경이 40㎛ 이상 100㎛ 이하인 알루미늄 분말: (C) 성분 중 30∼70질량%가 되는 양,
(C-2) 평균 입경이 6㎛ 이상 40㎛ 미만인 알루미늄 분말: (C) 성분 중 10∼60질량%가 되는 양,
(C-3) 평균 입경이 0.4㎛ 이상 6㎛ 미만인 알루미늄 분말: (C) 성분 중 10∼60질량%가 되는 양,
(D) 평균 입경이 0.1∼10㎛인 산화아연 분말: (A), (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 50∼500질량부, 및
(E) 휘발성 용제: (A), (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 10∼300질량부
를 함유하는 열전도성 실리콘 조성물.
[2]
(B) 성분이 하기 일반식 (1)로 표시되는 편말단 가수분해성 오가노폴리실록산으로 이루어지는 실리콘 오일 (B-1)을 포함하고, (B) 성분의 배합량이 (A), (B) 성분의 합계량의 10∼90질량%가 되는 양인 [1]에 기재된 열전도성 실리콘 조성물.
Figure pct00001
(1)
(식 중, R1은 각각 독립적으로, 탄소수 1∼6의 알킬기를 나타내고, R2는 탄소수 1∼18의 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기의 군 중에서 선택되는 1종 혹은 2종 이상의 기를 나타내고, a는 5∼120의 정수이다.)
[3]
(A) 성분이 하기 (F) 성분과 (G) 성분의 실리콘 겔 가교물을 포함하는 것인 [1] 또는 [2]에 기재된 열전도성 실리콘 조성물.
(F) 하기 평균 조성식 (2)
R3 bR4 cSiO(4-b-c)/2 (2)
(식 중, R3은 알케닐기를 나타내고, R4는 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기를 나타내고, b는 0.0001∼0.2의 수이고, c는 1.7∼2.2의 수이며, 단 b+c는 1.9∼2.4를 충족시키는 수이다.)
로 표시되는 규소 원자에 결합한 알케닐기를 1 분자 중에 적어도 1개 가지는 오가노폴리실록산,
(G) 분자쇄 비말단에 규소 원자에 결합한 수소 원자를 1 분자 중에 적어도 4개 가지고, 하기 식 (3)
0.1<α/β (3)
(식 중, α는 분자쇄 비말단의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 수를 나타내고, β는 (G) 성분 중의 전체 규소 원자수를 나타낸다.)
을 충족시키는 오가노하이드로젠폴리실록산.
[4]
(B) 성분이 또한 (B-2) 25℃에서의 동점도가 10∼500,000mm2/s인 무작용성 액상 실리콘 오일을, (B) 성분 중 10∼70질량% 함유하는 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 열전도성 실리콘 조성물.
[5]
(E) 성분이 비점 80∼360℃의 이소파라핀계 용제인 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 열전도성 실리콘 조성물.
[6]
(A) 실리콘 겔 가교물,
(B) 지방족 불포화 결합 및 SiH기를 각각 함유하지 않고, 하기 (C), (D) 성분의 표면처리제로서의 실리콘 오일,
(C) 하기 (C-1)∼(C-3)을 포함하는 알루미늄 분말: (A), (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 800∼2,000질량부,
(C-1) 평균 입경이 40㎛ 이상 100㎛ 이하인 알루미늄 분말: (C) 성분 중 30∼70질량%가 되는 양,
(C-2) 평균 입경이 6㎛ 이상 40㎛ 미만인 알루미늄 분말: (C) 성분 중 10∼60질량%가 되는 양,
(C-3) 평균 입경이 0.4㎛ 이상 6㎛ 미만인 알루미늄 분말: (C) 성분 중 10∼60질량%가 되는 양,
(D) 평균 입경이 0.1∼10㎛인 산화아연 분말: (A), (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 50∼500질량부, 및
(E) 휘발성 용제: (A), (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 10∼300질량부
를 혼합하는 공정을 가지는 열전도성 실리콘 조성물의 제조 방법.
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물은 높은 열전도율을 가지면서, 높은 작업성, 내펌프 아웃성의 향상이 인정된다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
[(A) 성분]
(A) 성분의 실리콘 겔 가교물은 본 발명의 열전도성 실리콘 조성물의 매트릭스로서 사용된다. (A) 성분은 하기 (F) 성분과 (G) 성분을 (H) 성분의 존재하에서 히드로실릴화 반응(부가 반응)시킴으로써 얻어지는 것이 바람직하다.
(F) 하기 평균 조성식 (2)
R3 bR4 cSiO(4-b-c)/2 (2)
(식 중, R3은 알케닐기를 나타내고, R4는 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기를 나타내고, b는 0.0001∼0.2의 수이고, c는 1.7∼2.2의 수이며, 단 b+c는 1.9∼2.4를 충족시키는 수이다.)
로 표시되는 규소 원자에 결합한 알케닐기를 1 분자 중에 적어도 1개 가지는 오가노폴리실록산,
(G) 분자쇄 비말단에 규소 원자에 결합한 수소 원자를 1 분자 중에 적어도 4개 가지고, 하기 식 (3)
0.1<α/β (3)
(식 중, α는 분자쇄 비말단의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 수를 나타내고, β는 (G) 성분 중의 전체 규소 원자수를 나타낸다.)
을 충족시키는 오가노하이드로젠폴리실록산,
(H) 백금계 촉매.
[(F) 성분]
(F) 성분은 (A) 성분의 주제가 되는 성분이다. (F) 성분은 상기 평균 조성식 (2)로 표시되는 1 분자 중에 규소 원자에 결합한 알케닐기(이하, 「규소 원자 결합 알케닐기」라고 함)를 적어도 1개 가지는 오가노폴리실록산이다. 상기 알케닐기는, 1 분자 중에, 적어도 2개 가지는 것이 바람직하고, 2∼50개 가지는 것이 보다 바람직하고, 2∼20개 가지는 것이 특히 바람직하다. 이들 알케닐기는 분자쇄 말단의 규소 원자에 결합하고 있어도, 분자쇄 비말단(즉 분자쇄 양쪽 말단 이외)의 규소 원자에 결합하고 있어도, 또는 그것들의 조합이어도 된다.
상기 식 (2) 중, R3은, 통상, 탄소수가 2∼6, 바람직하게는 2∼4의 알케닐기를 나타낸다. 그 구체예로서는 비닐기, 알릴기, 프로페닐기, 이소프로페닐기, 부테닐기, 이소부테닐기 등의 저급 알케닐기를 들 수 있고, 비닐기가 바람직하다.
R4는, 통상, 탄소수가 1∼10, 바람직하게는 1∼6의 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기를 나타낸다. 그 구체예로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 옥틸기, 데실기 등의 알킬기; 페닐기, 톨릴기 등의 아릴기; 벤질기, 페닐에틸기 등의 아랄킬기; 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소, 염소 등의 할로겐 원자로 치환된 클로로메틸기, 3,3,3-트리플루오로프로필기 등을 들 수 있지만, 합성의 용이성 등의 관점에서, 메틸기, 페닐기, 3,3,3-트리플루오로프로필기가 바람직하다.
상기 식 (2) 중, b, c, b+c의 값은 전술한 바와 같지만, b는 0.0005∼0.1의 수인 것이 바람직하고, c는 1.9∼2.0의 수인 것이 바람직하고, b+c는 1.95∼2.05를 충족시키는 수인 것이 바람직하다.
(F) 성분의 오가노폴리실록산의 분자 구조는 특별히 한정되지 않고, 직쇄상; 분자쇄의 일부에 R3SiO3 / 2 단위, R4SiO3 / 2 단위, SiO2 단위(식 중, R3 및 R4로 표시되는 기는 상기에서 정의한 바와 같다.) 등을 포함하는 분기상; 환상; 삼차원 망상(수지상) 등의 어느 것이어도 되지만, 통상, 주쇄가 기본적으로 디오가노실록산 단위의 반복으로 이루어지고, 분자쇄 양쪽 말단이 트리오가노실록시기로 봉쇄된 직쇄상의 디오가노폴리실록산이다.
(F) 성분의 오가노폴리실록산의 동점도는 바람직하게는 25℃에서 50∼100,000mm2/s이며, 보다 바람직하게는 100∼10,000mm2/s이다. 이 동점도가 50∼100,000mm2/s인 경우에는, 얻어지는 경화물은 유동성, 작업성이 보다 우수하게 된다. 또한, 본 발명에 있어서, 동점도는 오스왈드 점도계에 의한 25℃에서의 값이다(이하, 동일).
(F) 성분의 오가노폴리실록산으로서는, 예를 들면, 하기 일반식 (4)
Figure pct00002
(4)
(식 중, R5는 각각 독립적으로, 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기를 나타내고, 단 R5 중 적어도 1개, 바람직하게는 2개 이상이 알케닐기이며, d는 20∼2,000의 정수이다.)
로 표시되는 것을 들 수 있다.
이 식 (4) 중, R5로 표시되는 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기는 상기 R3(알케닐기) 및 R4(지방족 불포화 결합을 가지지 않는 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기)에서 정의한 것과 같으며, 그 탄소수, 구체예 등도 같다. 또, d는 바람직하게는 40∼1,200의 정수, 보다 바람직하게는 50∼600의 정수이다.
상기 식 (4)로 표시되는 오가노폴리실록산의 구체예로서는 분자쇄 양쪽 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 분자쇄 편말단 트리메틸실록시기·편말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 분자쇄 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체, 분자쇄 편말단 트리메틸실록시기·편말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체, 분자쇄 양쪽 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸비닐실록산 공중합체, 분자쇄 양쪽 말단 디메틸비닐실록시기 봉쇄 디메틸실록산·디페닐실록산 공중합체 등을 들 수 있다.
(F) 성분의 오가노폴리실록산은 1종 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
[(G) 성분]
(G) 성분은 상기 (F) 성분과 반응하여, 가교제로서 작용하는 것이다. (G) 성분은 분자쇄 비말단에 규소 원자에 결합한 수소 원자(즉 SiH기이며, 이하, 「규소 원자 결합 수소 원자」라고 함)가 1 분자 중에 3개 이하이면 충분한 내변위성을 발휘할 수 없기 때문에, 적어도 4개 가지고 있는 것이 필요하며, 또한, 하기 식 (3)
0.1<α/β (3)
(식 중, α는 분자쇄 비말단의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 수를 나타내고, β는 (G) 성분 중의 전체 규소 원자수를 나타낸다.)
을 충족시키는 오가노하이드로젠폴리실록산이다.
상기 α/β의 범위가 0.1 이하로 작은 경우, 본 조성물의 내변위성이 나빠지므로, 0.1<α/β인 것도 동시에 필요하다. 이 경우, α/β는 바람직하게는 0.11 이상, 특히 0.12 이상이며, 그 상한은 특별히 제한되지 않지만, 0.95 이하, 특히 0.90 이하인 것이 바람직하다.
(G) 성분의 분자 구조는 상기 요건을 충족시키는 것이면 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의, 예를 들면, 직쇄상, 환상, 분기상, 삼차원 망상(수지상) 등의 어느 것이어도 된다. 그중에서도, 취급 작업성, 및 (F) 성분을 가교하여 얻어지는 경화물의 내변위성의 관점에서, 1 분자 중의 규소 원자수(또는 중합도)가, 통상, 3∼1,000개, 바람직하게는 5∼400개, 보다 바람직하게는 10∼300개, 더욱 바람직하게는 10∼100개, 특히 바람직하게는 10∼60개의 것이 바람직하다.
(G) 성분의 오가노하이드로젠폴리실록산의 동점도는, 통상, 1∼10,000mm2/s, 바람직하게는 3∼5,000mm2/s, 보다 바람직하게는 5∼3,000mm2/s이며, 실온(25℃)에서 액상의 것이 바람직하다.
(G) 성분의 오가노하이드로젠폴리실록산으로서는, 예를 들면, 하기 평균 조성식 (5)로 표시되는 것이 바람직하다.
R6 eHfSiO(4-e-f)/2 (5)
(식 중, R6은 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기를 나타내고, e는 0.7∼2.2의 수이고, f는 0.001∼0.5의 수이며, 단 e+f는 0.8∼2.5를 충족시키는 수이다.)
상기 식 (5) 중, R6은, 통상, 탄소수가 1∼10, 바람직하게는 1∼6의 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기이다. 그 구체예로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 알킬기; 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기 등의 아릴기; 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기 등의 아랄킬기; 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소, 염소 등의 할로겐 원자로 치환된 3,3,3-트리플루오로프로필기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 3,3,3-트리플루오로프로필기이며, 보다 바람직하게는 메틸기, 페닐기, 3,3,3-트리플루오로프로필기이다.
상기 식 (5) 중, e, f, e+f는 전술한 바와 같지만, e는 0.9∼2.1의 수인 것이 바람직하고, f는 0.002∼0.2의 수, 특히 0.005∼0.1의 수인 것이 바람직하고, e+f는 1.0∼2.3, 특히 1.5∼2.2를 충족시키는 수인 것이 바람직하다.
상기 식 (5)로 표시되는 오가노하이드로젠폴리실록산의 분자 구조는 특별히 한정되지 않고, 직쇄상, 환상, 분기상, 삼차원 망상(수지상) 등의 어느 것이어도 된다. 그중에서도, 1 분자 중의 규소 원자수 및 동점도가 상기한 범위를 충족시키는 것이며, 특히는 직쇄상의 것이 바람직하다.
상기 식 (5)로 표시되는 오가노하이드로젠폴리실록산의 구체예로서는 분자쇄 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로젠실록산 공중합체, 분자쇄 양쪽 말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로젠폴리실록산, 분자쇄 양쪽 말단 디메틸하이드로젠실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로젠실록산 공중합체, 분자쇄 양쪽 말단 디메틸하이드로젠실록시기 봉쇄 메틸하이드로젠실록산·디메틸실록산·디페닐실록산 공중합체, 분자쇄 편말단 디메틸하이드로젠실록시기·편말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로젠실록산 공중합체, 분자쇄 편말단 디메틸하이드로젠실록시기·편말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로젠실록산·디메틸실록산·디페닐실록산 공중합체, (CH3)2HSiO1 / 2 단위와 (CH3)3SiO1 / 2 단위와 (CH3)HSiO2/2 단위와 SiO4 / 2 단위로 이루어지는 공중합체, (CH3)2HSiO1 / 2 단위와 (CH3)3SiO1/2 단위와 (CH3)HSiO2 / 2 단위와 (CH3)2SiO2 / 2 단위와 SiO4 / 2 단위로 이루어지는 공중합체, (CH3)2HSiO1 / 2 단위와 (CH3)HSiO2 / 2 단위와 (CH3)2SiO2 / 2 단위와 SiO4 / 2 단위로 이루어지는 공중합체, (CH3)2HSiO1 / 2 단위와 SiO4 / 2 단위와 (CH3)HSiO2 / 2 단위와 (CH3)2SiO2/2 단위와 (C6H5)3SiO1 / 2 단위로 이루어지는 공중합체, (CH3)2HSiO1 / 2 단위와 (CH3)3SiO1/2 단위와 (C6H5)2SiO2 / 2 단위와 (CH3)HSiO2 / 2 단위와 (CH3)2SiO2 / 2 단위와 SiO4 / 2 단위로 이루어지는 공중합체 등을 들 수 있다.
(G) 성분의 배합량은, (F) 성분 중의 규소 원자 결합 알케닐기 1개에 대하여, (G) 성분 중의 규소 원자 결합 수소 원자가 0.3∼2.0개가 되는 양이며, 바람직하게는 0.4∼1.5개가 되는 양이고, 더욱 바람직하게는 0.5∼1.0개가 되는 양이다. 이 규소 원자 결합 수소 원자가 0.3개보다 적은 경우에는, 가교밀도가 지나치게 낮아져, 얻어지는 열전도성 실리콘 조성물의 내변위성이 나빠지고, 2.0개보다 많으면 얻어지는 열전도성 실리콘 조성물의 점도가 지나치게 높아져, 취급성이 나빠지기 때문이다.
(G) 성분의 오가노하이드로젠폴리실록산은 1종 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
[(H) 성분: 백금계 촉매]
(H) 성분은 상기 (F) 성분 중의 규소 원자 결합 알케닐기와 상기 (G) 성분 중의 규소 원자 결합 수소 원자와의 부가 반응을 촉진시키기 위한 성분이다. (H) 성분은 백금계 촉매이며, 구체적으로는 백금 및/또는 백금계 화합물이다.
이 백금 및 백금계 화합물로서는 종래 공지의 것을 사용할 수 있고, 구체적으로는, 예를 들면, 백금 블랙; 염화백금산; 염화백금산의 알코올 변성물; 염화백금산과 올레핀 알데히드, 비닐실록산, 아세틸렌 알코올류 등의 착체 등을 들 수 있다.
(H) 성분의 배합량은 유효량이면 되고, 원하는 경화 속도에 따라 적당하게 증감하면 되지만, (F) 성분에 대하여, 백금 원자의 질량 환산으로, 통상, 0.1∼1,000ppm이며, 바람직하게는 1∼300ppm이다. 이 배합량이 지나치게 적으면, 부가 반응이 현저하게 느려지거나, 가교하지 않게 되거나 하는 경우가 있다. 이 배합량이 지나치게 많으면, 경화물의 내열성이 저하할 뿐만 아니라, 백금은 고가이므로 비용면에서도 불리하게 된다.
(H) 성분의 백금계 촉매는 1종 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
[그 밖의 임의 성분]
본 발명의 (A) 성분을 얻는 경우에는, 상기 (F), (G), (H) 성분 이외에, 반응제어제를 사용해도 된다. 이 반응제어제는 부가 경화형 실리콘 조성물에 사용되는 종래 공지의 반응제어제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 아세틸렌 알코올류(예를 들면, 1-에티닐-1-시클로헥산올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올) 등의 아세틸렌 화합물, 트리부틸아민, 테트라메틸에틸렌디아민, 벤조트리아졸 등의 각종 질소 화합물, 트리페닐포스핀 등의 유기 인 화합물, 옥심 화합물, 유기 클로로 화합물 등을 들 수 있다.
(A) 성분의 실리콘 겔 가교물은, (H) 성분의 백금계 촉매 존재하에서, (F) 성분과 (G) 성분을 가열 혼합함으로써, 가교, 즉 히드로실릴화 반응(부가 반응)이 진행함으로써 얻어진다. 반응 온도는, 통상, 50∼180℃ 정도이지만, 그것에 제한되는 것은 아니다. 반응 시간은 가열하는 온도에도 영향을 받지만, 통상, 0.5∼12시간에 충분하게 반응은 진행된다. 이러한 처리가 행해진 것을 「가교물」로 정의하고 있다.
(B)∼(E) 성분의 상세는 후술하지만, 본 발명에서는, (F) 성분과 (G) 성분을 (H) 성분의 존재하에서 가교시키고, (A) 성분을 얻고 나서, (B)∼(E) 성분을 혼합해도 되고, (A) 성분을 얻기 위해, 가열 전에 미리 (F), (G), (H) 성분에 (B) 성분을 투입하고 나서 (F), (G) 성분을 (H) 성분의 존재하에서 가열 혼합시키고, 그 후 성분 (C), (D), (E) 성분을 혼합해도 되고, 또한 (A) 성분을 얻기 위해, 가열 전에 (F), (G), (H) 성분에 (B)∼(E) 성분 모두를 미리 투입하고 나서 (F), (G) 성분을 (H) 성분의 존재하에서 가열 혼합하는 것이어도 되지만, 효율 및 안전성의 관점에서, (A) 성분을 얻기 위해, 가열 전에 (F), (G), (H) 성분에 (B), (C), (D) 성분을 투입하고 나서, (F), (G) 성분을 (H) 성분의 존재하에서 가열 혼합하고, 냉각 후 (E) 성분을 넣는 것이 바람직하다.
[(B) 성분]
(B) 성분은 상기 (F), (G) 성분의 가교에 관여하지 않는 성분으로, 따라서 지방족 불포화 결합 및 SiH기를 포함하지 않는 실리콘 오일이며, 후술하는 (C), (D) 성분의 표면처리제로서 사용되는 것이고, 특히, 하기 일반식 (1)로 표시되는 편말단 3작용의 가수분해성 오가노폴리실록산 (B-1)인 것이 바람직하다.
Figure pct00003
(1)
(식 중, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1∼6의 알킬기를 나타내고, R2는 탄소수 1∼18의 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기의 군 중에서 선택되는 1종 혹은 2종 이상의 기를 나타내고, a는 5∼120의 정수이다.)
[(B-1) 성분]
(B-1) 성분인 일반식 (1)의 오가노폴리실록산은 (C), (D) 성분의 열전도성 충전제의 표면을 처리하기 위해 사용하는 것이지만, 분말의 고충전화를 보조할 뿐만 아니라, 분말 표면을 씌움으로써 분말끼리의 응집을 일어나기 어렵게 해, 고온하에서도 그 효과는 지속하기 때문에, 본 발명의 열전도성 실리콘 조성물의 내열성을 향상시키는 작용이 있다.
상기 식 (1) 중, R1은, 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의 탄소수 1∼6의 알킬기를 들 수 있지만, 특히 메틸기, 에틸기가 바람직하다.
R2는, 서로 독립적으로, 탄소수 1∼18, 바람직하게는 1∼14의 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기이다. 그 구체예로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 알킬기; 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기 등의 아릴기; 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기 등의 아랄킬기; 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소, 염소 등의 할로겐 원자로 치환된 3,3,3-트리플루오로프로필기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 3,3,3-트리플루오로프로필기이며, 보다 바람직하게는 메틸기, 페닐기, 3,3,3-트리플루오로프로필기이다.
a는 5∼120의 정수이며, 바람직하게는 10∼90의 정수이다.
(B-1) 성분의 25℃에서의 동점도는 5∼500mm2/s가 바람직하고, 10∼300mm2/s가 보다 바람직하다.
(B-1) 성분의 실리콘 오일은 1종 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
본 발명의 (B) 성분에는, 상기 가교에 관여하지 않는 실리콘 오일로서, 반응성 기가 없는 무작용성 액상 실리콘 오일 (B-2)를 첨가해도 된다.
[(B-2) 성분]
(B-2) 성분의 무작용성 액상 실리콘 오일은 25℃에서의 동점도가 10∼500,000mm2/s, 바람직하게는 30∼10,000mm2/s의 오가노폴리실록산이다. 이 오가노폴리실록산의 동점도가 상기 하한값보다 낮으면 얻어지는 열전도성 실리콘 조성물이 오일 블리딩하기 쉬워진다. 또, 상기 상한값보다 커기면, 얻어지는 조성물의 점도가 지나치게 높아져 취급성이 나쁜 것으로 된다.
상기 (B-2) 성분의 무작용성 액상 실리콘 오일은 상기 동점도를 가지는 것이면 되고, 종래 공지의 오가노폴리실록산을 사용할 수 있다. 오가노폴리실록산(실리콘 오일)의 분자 구조는 특별히 한정되지 않고, 직쇄상, 분기상, 환상 등의 어느 것이어도 된다. 특히는 주쇄가 디오가노실록산 단위의 반복으로 이루어지고, 분자쇄 양쪽 말단이 트리오가노실록시기로 봉쇄된 직쇄상 구조를 가지는 것이 좋다.
이 무작용성 액상 실리콘 오일은 하기 평균 조성식 (6)으로 표시할 수 있다.
R7 gSiO(4-g)/ 2 (6)
상기 식 (6)에 있어서, R7은, 독립적으로, 탄소수 1∼18, 바람직하게는 1∼14의 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기이다. 그 구체예로서는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 알킬기; 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기 등의 아릴기; 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기 등의 아랄킬기; 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소, 염소 등의 할로겐 원자로 치환된 3,3,3-트리플루오로프로필기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 3,3,3-트리플루오로프로필기이며, 보다 바람직하게는 메틸기, 페닐기, 3,3,3-트리플루오로프로필기이다.
상기 식 (6)에 있어서, g는 1.8∼2.2의 범위, 특히는 1.9∼2.1의 범위에 있는 수이다. g가 상기 범위 내에 있음으로써, 얻어지는 열전도성 실리콘 조성물은 요구되는 양호한 동점도를 가질 수 있다.
상기 식 (6)으로 표시되는 오가노폴리실록산으로서는 하기 식 (7)로 표시되는 직쇄상 오가노폴리실록산이 바람직하다.
Figure pct00004
(7)
상기 식 (7)에 있어서, R8은, 서로 독립적으로, 탄소수 1∼18, 바람직하게는 1∼14의 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기이다. 이 1가 탄화수소기로서는 상기한 식 (6)에 있어서의 R7에서 예시한 것과 동일한 기를 들 수 있다. 그중에서도, R8은 모두 메틸기인 것이 바람직하다. h는 이 오가노폴리실록산의 25℃에서의 동점도가 10∼500,000mm2/s, 바람직하게는 30∼10,000mm2/s, 더욱 바람직하게는 100∼8,000mm2/s가 되는 수이다.
또 (B-2) 성분을 배합하는 경우, 그 함유량은, (B) 성분 중, 10∼70질량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 10∼60질량%이며, 더욱 바람직하게는 10∼50질량%이다. (B-2) 성분이 지나치게 많으면 (B-1) 성분이 상대적으로 줄어들기 때문에 (C), (D) 성분의 열전도성 충전제의 표면처리가 불충분하게 되는 경우가 있고, 지나치게 적으면 비용면에서 비경제적이 되는 경우가 있다.
(B-2) 성분의 무작용성 액상 실리콘 오일은 1종 단독으로 사용해도 2종 이상을 병용해도 된다.
(B) 성분의 실리콘 오일의 배합량은, (A), (B) 성분의 합계 중, 10∼90질량%가 되는 양인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30∼80질량%이며, 더욱 바람직하게는 50∼80질량%이다. 10질량%보다 적으면 얻어지는 조성물의 점도가 높아져, 취급성이 나쁜 것으로 되는 경우가 있고, 90질량%보다 많으면 조성물의 내변위성이 나빠지는 경우가 있다.
[(C) 성분]
(C) 성분의 알루미늄 분말은 본 발명의 열전도성 실리콘 조성물에 열전도성을 부여하기 위한 것이다.
(C) 성분은 (C-1) 성분: 평균 입경이 40㎛ 이상 100㎛ 이하인 알루미늄 분말과, (C-2) 성분: 평균 입경이 6㎛ 이상 40㎛ 미만인 알루미늄 분말과, (C-3) 성분: 평균 입경이 0.4㎛ 이상 6㎛ 미만인 알루미늄 분말을 함유하고, 상기 (C-1)∼(C-3) 성분이 특정 비율로 배합되어 있는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 상기 (C-1)∼(C-3) 성분만으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서 「평균 입경」은 레이저 회절·산란법에 의해 구한 체적기준 입도 분포에 있어서의 적산값 50%에서의 입경을 의미한다. 레이저 회절·산란법에 의한 알루미늄 분말의 평균 입경 및 입도 분포의 측정은, 예를 들면, 마이크로 트랙 입도분석계 MT3300EX(니키소(주)제)에 의해 측정할 수 있다. 또, 알루미늄 분말의 형상은 부정형이어도 구상이어도 어떠한 형상이어도 되고, 사전에 표면을 처리한 분말이어도 된다. 알루미늄 분말의 형상으로는, 예를 들면, 인편상, 누적(淚滴)상, 구상, 침상, 불규칙 형상 등이 있다.
본 발명의 (C) 알루미늄 분말은, (A), (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여, 800∼2,000질량부, 바람직하게는 900∼1,800질량부, 보다 바람직하게는 1,000∼1,600질량부로 함유한다. (C) 성분의 알루미늄 분말의 함유량이 상기 하한값 미만에서는 조성물의 열전도율이 낮아지고, 상기 상한값보다 많으면 조성물의 점도가 상승하기 때문에 바람직하지 않다.
(C-1) 성분은 평균 입경이 40㎛ 이상 100㎛ 이하, 바람직하게는 40㎛ 이상 80㎛ 이하의 알루미늄 분말이다. (C-1) 성분의 평균 입경이 상기 하한값보다 작으면 열전도성 실리콘 조성물의 열전도율이 저하해 버린다. 또, (C-1) 성분의 평균 입경이 상기 상한값보다 크면, 열전도성 실리콘 조성물의 매끄러움이 사라져 버려, 실제로 사용했을 때에 기재와의 접촉이 나빠져, 열저항이 상승해 버린다.
(C-1) 성분의 배합량은, (C) 성분: 알루미늄 분말의 합계 질량 중, 30∼70질량%, 바람직하게는 40∼60질량%이다. (C-1) 성분의 배합량이 상기 하한값보다 적으면, 열전도성 실리콘 조성물의 열전도율이 낮아져버린다. 또, (C-1) 성분의 배합량이 상기 상한값보다 많으면, (C-2) 성분 및 (C-3) 성분과의 사이에서 최밀 충전 구조를 취할 수 없어, 열전도성 실리콘 조성물의 점도가 상승해 버린다.
(C-2) 성분은 평균 입경이 6㎛ 이상 40㎛ 미만, 바람직하게는 6㎛ 이상 20㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 6㎛ 이상 12㎛ 이하의 알루미늄 분말이다. (C-2) 성분의 평균 입경이 상기 하한값보다 작으면 (C-3) 성분과의 사이에서 최밀 충전 구조를 취할 수 없어, 열전도성 실리콘 조성물의 점도가 상승해 버린다. 또, (C-2) 성분의 평균 입경이 상기 상한값보다 크면 (C-1) 성분과의 사이에서 최밀 충전 구조를 취할 수 없어, 열전도성 실리콘 조성물의 점도가 상승해 버린다.
(C-2) 성분의 배합량은, (C) 성분: 알루미늄 분말의 합계 질량 중, 10∼60질량%, 바람직하게는 10∼40질량%, 더욱 바람직하게는 15∼35질량%이다. (C-2) 성분의 배합량이 상기 하한값보다 적으면 (C-3) 성분과의 사이에서 최밀 충전 구조가 얻어지지 않아, 열전도성 실리콘 조성물의 점도가 상승해 버린다. 또, (C-2) 성분의 배합량이 상기 상한값보다 많아도 (C-1) 성분과의 사이에서 최밀 충전 구조가 얻어지지 않아, 열전도성 실리콘 조성물의 점도가 상승해 버린다.
(C-3) 성분은 평균 입경이 0.4㎛ 이상 6㎛ 미만, 보다 바람직하게는 0.4㎛ 이상 3㎛ 이하의 알루미늄 분말이다. (C-3) 성분의 평균 입경이 상기 하한값보다 작으면, 열전도성 실리콘 조성물의 점도가 상승해 버리기 때문에 바람직하지 않다. 또, (C-3) 성분의 평균 입경이 상기 상한값보다 크면 (C-2) 성분과의 사이에서 최밀 충전 구조를 취할 수 없어, 열전도성 실리콘 조성물의 점도가 상승해 버린다.
(C-3) 성분의 배합량은, (C) 성분: 알루미늄 분말의 합계 질량 중, 10∼60질량%, 바람직하게는 10∼40질량%, 더욱 바람직하게는 15∼35질량%이다. (C-3) 성분의 배합량이 상기 하한값보다 적으면 최밀 충전 구조를 취할 수 없기 때문에, 열전도성 실리콘 조성물의 점도가 상승해 버린다. 또 (C-3) 성분의 배합량이 상기 상한값보다 많으면 (C-2) 성분과의 사이에서 최밀 충전 구조가 얻어지지 않아, 열전도성 실리콘 조성물의 점도가 상승해 버린다.
본 발명에 있어서, 상기 (C-1), (C-2) 및 (C-3) 성분으로 이루어지는 알루미늄 분말의 레이저 회절법에 의한 체적 적산 분포 곡선의 형태는 특별히 제한되는 것은 아니고, 이 곡선이 극대 피크를 3개 가지는 것이어도, 2개 가지는 것이어도, 1개 가지는 것이어도 좋다.
[(D) 성분]
(D) 성분의 산화아연 분말은 평균 입경이 0.1∼10㎛, 바람직하게는 1∼4㎛의 것이며, 산화아연 분말의 형상은 특별히 제한되는 것은 아니고, 예를 들면, 구상, 부정 형상 등을 들 수 있다.
산화아연 분말의 평균 입경이 0.1㎛보다 작으면 얻어지는 실리콘 조성물의 점도가 높아져, 취급성이 나빠지고, 또 10㎛보다 크면, 얻어지는 실리콘 조성물이 불균일하게 된다.
(D) 성분의 산화아연 분말은, (A), (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여, 50∼500질량부, 바람직하게는 100∼400질량부, 보다 바람직하게는 200∼300질량부 함유한다. 50질량부보다 적어도 500질량부보다 많아도 점도가 높아져, 취급성이 나빠지기 때문이다.
또, 본 발명의 열전도성 실리콘 조성물은, 상기 알루미늄 분말 및 산화아연 분말 이외에, 산화티탄 분말, 알루미나 분말, 질화붕소 분말, 질화알루미늄 분말, 다이아몬드 분말, 금 분말, 은 분말, 구리 분말, 카본 분말, 니켈 분말, 인듐 분말, 갈륨 분말, 금속 규소 분말, 및 실리카 분말로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 분말을, (A) 및 (B) 성분의 합계를 100질량부로 했을 때, 이들 분말의 합계로 200질량부까지, 바람직하게는 150질량부까지 함유하고 있어도 된다.
[(E) 성분]
(E) 성분의 휘발성 용제로서는 (A) 성분 및 (B) 성분을 용해 혹은 분산할 수 있으면 어떠한 용제이어도 되지만, 예를 들면, 톨루엔, 크실렌, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥산, n-헥산, n-헵탄, 부탄올, IPA(이소프로필알코올), 이소파라핀 등을 들 수 있고, 안전면, 건강면 및 인쇄에서의 작업성의 점에서 이소파라핀계의 용제가 바람직하다.
(E) 성분의 휘발성 용제는 비점이 80∼360℃, 바람직하게는 150∼350℃의 것이다. 비점이 80℃ 미만에서는, 휘발이 지나치게 빨라 도포 작업 중에 점도가 상승하여 문제가 생기는 경우가 있다. 비점이 360℃를 초과하면, 본 발명의 열전도성 실리콘 조성물 중에 잔존하기 쉬워져, 열특성이 저하하는 경우가 있다.
(E) 성분의 첨가량은, (A), (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여, 10질량부보다 적으면, 본 발명의 열전도성 실리콘 조성물의, 실온에서의 점도를 충분하게 내릴 수 없기 때문에 인쇄 시의 작업성이 나빠지는 경우가 있고, 300질량부보다 많으면 충전제의 침강이 빨라져, 열전도성 실리콘 조성물의 보존성이 나빠지는 경우가 있기 때문에, 10∼300질량부의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20∼200질량부의 범위이며, 더욱 바람직하게는 20∼100질량부이다.
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물은 (E) 성분을 함유하기 전의 조성물의 점도가 300∼2,000Pa·s의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 400∼1,500Pa·s의 범위이며, 더욱 바람직하게는 500∼1,000Pa·s의 범위이다. 300Pa·s보다 낮으면 내변위성이 나빠지고, 2,000Pa·s보다 높으면 지나치게 딱딱하여 반도체 소자를 파괴할 가능성이 있기 때문이다.
(E) 성분을 함유시킨 후의 점도는 10∼300Pa·s의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30∼250Pa·s이며, 더욱 바람직하게는 30∼200Pa·s이다. 10Pa·s보다 낮으면 열전도성 충전제가 침강하기 쉬워지고, 300Pa·s보다 높으면 취급이 나빠지기 때문이다. 또한, 본 발명에 있어서, 점도는 회전 점도계에 의한 25℃에서의 값이다(이하, 동일).
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 상기 (A)∼(E) 성분을 혼합함으로써 얻을 수 있고, 필요에 따라 그 밖의 성분을 첨가해도 된다. 혼합 장치는 특별히 한정되지 않고, 플래니터리 믹서, 트리 믹스, 트윈 믹스 등의 혼합기를 사용할 수 있다. 상기한 바와 같이, (A)∼(E) 성분의 혼합은, (A) 성분을 조제하고 나서, (B)∼(E) 성분을 혼합해도 되고, (A) 성분의 원료((F), (G), (H) 성분)를 (B)∼(E) 성분 중에 혼합한 후, 가열함으로써 (A) 성분을 조제해도 되고, (E) 성분은 (A)∼(D)의 혼합물과 (E) 성분을 혼합해도 된다.
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물은 스크린 인쇄 등으로 도포를 행하고, 실온에서 일정 기간 방치함으로써 휘발성 용제가 휘발하고, 열전도성 실리콘 조성물의 점도가 상승함으로써 적합한 내변위 성능을 발휘한다.
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물을 히트싱크 등에 메탈 스크린 등의 인쇄 수단 등을 사용하여 얇게 도포한 경우에는, 함유하고 있는 용제를 상온 혹은 적극적으로 가열하여 용이하게 휘발시킬 수 있으므로, 종래에는 균일하고 또한 얇게 도포하는 것이 곤란했던 고성능의 열전도성 실리콘 조성물을, 용이하게 실용에 제공할 수 있다.
본 발명의 열전도성 실리콘 조성물은 특히 노트북의 CPU나 GPU 등의 발열 디바이스의 방열이나, 차량 탑재 ECU의 발열 디바이스의 용도에 사용하는 것이 바람직하다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기 예에 있어서, 동점도는 오스왈드 점도계에 의한 25℃에서의 값이다. 본 발명의 우위성을 보다 명확하게 하기 위해 행한 실시예 및 비교예에 관한 시험은 다음과 같이 하여 행했다.
[평균 입경 측정]
(C), (D) 성분의 평균 입경 측정은 레이저 회절·산란법에 의한 것이며, 니키소(주)제의 입도 분석계인 마이크로 트랙 MT3300EX에 의해 측정한 체적 기준의 누적 평균 직경이다.
[열전도율]
열전도성 실리콘 조성물((E) 성분 첨가 전 및 첨가 후)의 열전도율은 ISO 22007-2 준거의 핫 디스크법에 있어서, 쿄토덴시고교(주)제의 TPS-2500S에 의해, 모두 25℃에서 측정했다.
[열전도성 실리콘 조성물의 점도]
열전도성 실리콘 조성물((E) 성분 첨가 전 및 첨가 후)의 점도는 회전 점도계에 의한 25℃에서의 값이며, 25℃에서 (주)말콤제의 말콤 점도계(타입 PC-10AA)로 측정을 행했다.
[인쇄 작업성]
가로세로 3cm로 잘라낸 두께 120㎛의 메탈 스크린용의 SUS판을 준비하고, 스퀴지를 사용하여 제조한 열전도성 실리콘 조성물(그리스)을 히트싱크에 도포했다.
(평가 결과)
○; 전체적으로 균일하게 도포할 수 있었다.
△; 약간 그리스 표면에 얼룩이 생겼다.
×; 스퀴지에 그리스가 휘감겨 전혀 도포할 수 없다.
[변위성]
0.3mm의 스페이서를 설치하고, 2장의 슬라이드 글라스판의 사이에, 직경 1.5cm의 원 형상이 되도록 열전도성 실리콘 조성물을 끼우고, 이 시험편을 지면에 대하여 90도 기울어지도록, -40℃와 125℃(각 30분)을 번갈아 반복하도록 세팅된 에스펙(주)제의 열충격 시험기(형번: TSE-11-A) 속에 배치하고, 500사이클 시험을 행했다. 500사이클 후, 열전도성 실리콘 조성물이 원래의 장소에서 어느 정도 변위했지를 측정했다.
<기준>
1mm 이하이면 내변위성은 우수하다고 할 수 있다.
[변위 시험 후 외관]
상기 500사이클 후의 열전도성 실리콘 조성물의 상태를 관찰했다. 이 조성물 중, 보이드나 균열이 없는 상태를 ○, 보이드나 균열이 있는 상태를 ×로 평가했다.
[실시예 1∼4, 비교예 1∼8]
표 1∼3에 나타내는 바와 같이, 각 성분을 플래니터리 믹서에 장입하고, 이하의 수순으로 열전도성 실리콘 조성물을 조제했다.
즉 (B), (C), (D), (F) 성분을 플래니터리 믹서에 투입하고, 우선 실온에서 10분간 교반했다. 그 후, (G), (H) 성분을 투입하고 나서, 170℃로 온도를 올리고, 그대로 2시간 가열 혼합하고, (F), (G) 성분에 의한 히드로실릴화 반응을 행하게 하여 (A) 성분의 실리콘 겔 가교물을 조제했다. 이것을 40℃ 이하로 냉각 후, (E) 성분을 투입하고, 조성물을 얻었다. 얻어진 조성물을 사용하여 상기한 각종 시험을 행했다. 결과를 표 1∼3에 병기한다.
[(B) 성분]
(B-1-1)
Figure pct00005
동점도 35mm2/s
(B-2-1)
양쪽 말단이 트리메틸실릴기를 가지는 직쇄상의 1,000mm2/s의 디메틸폴리실록산.
[(C) 성분]
(C-1-1) 알루미늄 분말(평균 입경: 61㎛)
(C-1-2) 알루미늄 분말(평균 입경: 46㎛)
(C-2-1) 알루미늄 분말(평균 입경: 10㎛)
(C-3-1) 알루미늄 분말(평균 입경: 1.1㎛)
(C-4-1) 알루미늄 분말(평균 입경: 0.2㎛)<비교예용>
[(D) 성분]
(D-1) 산화아연 분말(평균 입경: 1.0㎛)
[(E) 성분]
(E-1) IP 솔벤트 2028(이소파라핀계 용제, 이데미츠코산(주)상품명, 비점; 210∼254℃)
[(F) 성분]
(F-1)
양쪽 말단에 비닐기를 가지는 직쇄상의 동점도 600mm2/s의 디메틸폴리실록산.
(F-2)
양쪽 말단에 비닐기를 가지는 직쇄상의 동점도 30,000mm2/s의 디메틸폴리실록산.
[(G) 성분]
(G-1)
Figure pct00006
α/β=0.35, 동점도 113mm2/s
(G-2)
Figure pct00007
α/β=0.13, 동점도 25mm2/s
[(H) 성분]
(H-1)
백금-디비닐테트라메틸디실록산 착체를 상기 (F-1)과 같은 디메틸폴리실록산에 용해한 용액(백금 원자 함유량: 1질량%).
Figure pct00008
(C) 성분 중의 「」 안의 숫자는 (C) 성분 중의 질량%를 나타낸다(이하, 동일).
* (F) 성분 중의 규소 원자 결합 알케닐기 1개에 대한 (G) 성분의 규소 원자 결합 수소 원자의 개수를 편의적으로 H/Vi로 표기한다(이하, 동일).
Figure pct00009
Figure pct00010

Claims (6)

  1. (A) 실리콘 겔 가교물,
    (B) 지방족 불포화 결합 및 SiH기를 각각 함유하지 않고, 하기 (C), (D) 성분의 표면처리제로서의 실리콘 오일,
    (C) 하기 (C-1)∼(C-3)을 포함하는 알루미늄 분말: (A), (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 800∼2,000질량부,
    (C-1) 평균 입경이 40㎛ 이상 100㎛ 이하인 알루미늄 분말: (C) 성분 중 30∼70질량%가 되는 양,
    (C-2) 평균 입경이 6㎛ 이상 40㎛ 미만인 알루미늄 분말: (C) 성분 중 10∼60질량%가 되는 양,
    (C-3) 평균 입경이 0.4㎛ 이상 6㎛ 미만인 알루미늄 분말: (C) 성분 중 10∼60질량%가 되는 양,
    (D) 평균 입경이 0.1∼10㎛인 산화아연 분말: (A), (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 50∼500질량부, 및
    (E) 휘발성 용제: (A), (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 10∼300질량부
    를 함유하는 열전도성 실리콘 조성물.
  2. 제1항에 있어서, (B) 성분이 하기 일반식 (1)로 표시되는 편말단 가수분해성 오가노폴리실록산으로 이루어지는 실리콘 오일 (B-1)을 포함하고, (B) 성분의 배합량이 (A), (B) 성분의 합계량의 10∼90질량%가 되는 양인 열전도성 실리콘 조성물.
    Figure pct00011
    (1)
    (식 중, R1은 각각 독립적으로 탄소수 1∼6의 알킬기를 나타내고, R2는 탄소수 1∼18의 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기의 군 중에서 선택되는 1종 혹은 2종 이상의 기를 나타내고, a는 5∼120의 정수이다.)
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, (A) 성분이 하기 (F) 성분과 (G) 성분과의 실리콘 겔 가교물을 포함하는 것인 열전도성 실리콘 조성물.
    (F) 하기 평균 조성식 (2)
    R3 bR4 cSiO(4-b-c)/2 (2)
    (식 중, R3은 알케닐기를 나타내고, R4는 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기를 나타내고, b는 0.0001∼0.2의 수이고, c는 1.7∼2.2의 수이며, 단 b+c는 1.9∼2.4를 충족시키는 수이다.)
    로 표시되는 규소 원자에 결합한 알케닐기를 1 분자 중에 적어도 1개 가지는 오가노폴리실록산,
    (G) 분자쇄 비말단에 규소 원자에 결합한 수소 원자를 1 분자 중에 적어도 4개 가지고, 하기 식 (3)
    0.1<α/β (3)
    (식 중, α는 분자쇄 비말단의 규소 원자에 결합한 수소 원자의 수를 나타내고, β는 (G) 성분 중의 전체 규소 원자수를 나타낸다.)
    을 충족시키는 오가노하이드로젠폴리실록산.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, (B) 성분이 또한 (B-2) 25℃에서의 동점도가 10∼500,000mm2/s인 무작용성 액상 실리콘 오일을 (B) 성분 중 10∼70질량% 함유하는 열전도성 실리콘 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, (E) 성분이 비점 80∼360℃의 이소파라핀계 용제인 열전도성 실리콘 조성물.
  6. (A) 실리콘 겔 가교물,
    (B) 지방족 불포화 결합 및 SiH기를 각각 함유하지 않고, 하기 (C), (D) 성분의 표면처리제로서의 실리콘 오일,
    (C) 하기 (C-1)∼(C-3)을 포함하는 알루미늄 분말: (A), (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 800∼2,000질량부,
    (C-1) 평균 입경이 40㎛ 이상 100㎛ 이하인 알루미늄 분말: (C) 성분 중 30∼70질량%가 되는 양,
    (C-2) 평균 입경이 6㎛ 이상 40㎛ 미만인 알루미늄 분말: (C) 성분 중 10∼60질량%가 되는 양,
    (C-3) 평균 입경이 0.4㎛ 이상 6㎛ 미만인 알루미늄 분말: (C) 성분 중 10∼60질량%가 되는 양,
    (D) 평균 입경이 0.1∼10㎛인 산화아연 분말: (A), (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 50∼500질량부, 및
    (E) 휘발성 용제: (A), (B) 성분의 합계 100질량부에 대하여 10∼300질량부
    를 혼합하는 공정을 가지는 열전도성 실리콘 조성물의 제조 방법.
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