TW201802185A - 金屬-聚有機矽氧烷 - Google Patents

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Abstract

金屬-聚有機矽氧烷材料、彼等之製造與使用方法、及含有彼等之製成物品與裝置。在需要熱管理的應用與裝置中,該金屬-聚有機矽氧烷材料具有改善的熱穩定性且可用來作為熱介面材料。在未涉及熱或溫度變化的應用與裝置中,該材料亦可作為非熱材料使用。

Description

金屬-聚有機矽氧烷
本發明大致上關於金屬-聚有機矽氧烷材料、彼等之製造與使用方法、及含有彼等之製成物品與裝置。
環境敏感性物品在諸如光、熱、濕氣、或氧氣等不利環境中,會經歷非所欲的效能下降情形。某些塑膠會在暴露於光線時變色或脆化。某些金屬會在暴露於分子氧或水時腐蝕。其它金屬會促使其它材料發生化學降解。某些機械、光學或電子組件會在過度加熱時表現不佳或失效。
設計具有二或更多個光學或電子組件的新光/電封裝及板(board)及模組時,散熱性係關鍵性考量因素。特別容易發生熱失效的是雷射二極體、多工器、及收發器;積體電路(IC),諸如倒裝晶片IC、中央處理單元(CPU)、微處理器、功率半導體與模組、感測器、電力供應器、高速大量儲存驅動機、馬達控制器、及高壓變壓器;及汽車機電。隨著封裝設計、板及模組變得愈小,散熱性變得更加重要。
為了管理光/電封裝設計、板、及模組中的熱,熱介面材料(TIM)係在組件之間使用,以將熱從熱敏感性組件移離至其它組件,諸如熱槽、扇槽、或熱管。TIM亦可結合封裝件蓋、底板、及散熱器。
現有熱介面材料包含導熱材料(TCM),該導熱材料包含分散 在聚合物基質中的導熱填料粒子。聚合物基質可係有機聚合物或聚矽氧。為了增加彼等之TCM的機械強度,一些技藝人士已利用介面交聯劑調配彼等之TCM,該交聯劑會反應以形成共價鍵鍵結至聚合物基質並形成離子或共價鍵鍵結至填料粒子。所得產物係經交聯之TCM,該TCM包含同時永久鍵結至填料粒子與聚合物基質之多價交聯劑基團。
韓國專利申請公開案第KR 2005-064087A號(歸屬Y.H.Park(PARK),授予為KR550770B1)大致上關於一種單組分室溫硬化型糊料組成物,該組成物包含單組分室溫硬質(sic)矽樹脂、金屬粉末、及具有3或4個烷氧基團的矽烷化合物。PARK的聚矽氧樹脂含有可水解基團,該等基團經由其氮或氧原子鍵結至矽原子且係選自去氮型、去肟型、二醇型、及以丙酮型製造的基團(原文係機器英譯文)。聚矽氧樹脂在室溫下可濕氣固化。聚矽氧樹脂與金屬粉末具有差異很大的比重。PARK尋求一種方式預防聚矽氧樹脂與金屬粉末變得彼此在物理上分離。PARK的技術解決方案是要使用少量具有3或4個烷氧基團的矽烷化合物,該化合物包含γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、雙三乙氧基矽基乙烷、雙三甲氧基矽基乙烷、四乙氧基矽烷、及四甲氧基矽烷。PARK的工作例中所例示之矽烷化合物係γ-胺基丙基三甲氧基矽烷(H2NCH2CH2CH2Si(OCH3)3)。矽烷化合物據說在濕氣固化下,會與金屬粉末之表面反應,並與聚矽氧樹脂反應。水形式上置換了來自聚矽氧樹脂的可水解基團與來自矽烷化合物的烷氧基團,以形成Si-O-金屬鍵結序列,該序列包含鍵結至聚矽氧樹脂中矽原子的氧原子、及在金屬粉末表面的金屬原子(M)。因此,PARK的矽烷化合物使聚矽氧樹脂與金屬粉末發生原位交聯,藉此預防其等彼此在物理上分 離。金屬粉末係鍵結至硬化糊料的聚矽氧樹脂(基質)。
美國專利申請公開案第US 2009/0314482 A1號(歸屬K.E.Heikkila等人(HEIKKILA)),大致上關於一種金屬聚合物複合物,其具有在該複合物中增強或增加的性質。此類性質包括黏彈性特色、顏色、磁性、導熱率、導電率、密度、改善的展性、及熱塑性或射入模製性質。HEIKKILA的複合物是真正的複合物,且包含高密度金屬微粒、聚合物、及可選地介面改質劑材料。熱塑性或熱固性聚合物可作為聚合物相使用。雖然據說可以使用種類繁多的聚合物,所有該等聚合物皆係有機聚合物。介面改質劑存在時,據說可改善[金屬]微粒與聚合物的締合。HEIKKILA的介面改質劑落入的廣泛類別包括:例如,硬脂酸衍生物、矽烷化合物、鈦酸酯化合物、鋯酸酯化合物、及鋁酸酯化合物。矽烷介面改質劑據說藉由在金屬粒子與連續聚合物相之間形成化學鍵,或者藉由修改無機金屬微粒的表面能以與粒子聚合物介面處之聚合物表面能匹配,而改善了複合物的物理性質。矽烷偶合劑包括其它具有式R[(CH2)n-Si-X3]2之雙臂矽烷(dipodal silane),其中R代表矽烷化合物中不可水解的有機基團。X似乎代表可水解基團,視金屬微粒的表面化學與反應機制而定,該基團包含烷氧基、醯氧基、鹵素、或胺。HEIKKILA的說法是,當複合物將用於包括大量水性介質及廣泛溫度偏離的應用時,即選擇諸如雙(三乙氧基矽基)乙烷之雙臂矽烷。HEIKKILA強調,高密度金屬微粒複合物材料的製造仰賴良好的製造技術。金屬微粒經常用介面改質劑(諸如反應性矽烷)進行初始處理,其方式係藉由對金屬微粒噴灑25wt%矽烷或其它介面改質劑之溶液,且仔細摻合並乾燥以確保介面改質劑達到均勻微粒塗佈。亦可在使用高密度Littleford或Henschel摻 合機的主體摻合(bulk blending)作業中,將介面改質劑(諸如矽烷)添加至粒子。可替代地,可在使用雙錐式混合機之後,接著進行乾燥或直接添加至螺桿混配裝置。介面改質劑亦可與金屬微粒於非質子性溶劑(諸如甲苯、四氫呋喃、礦精、或其他已知溶劑)中反應。用介面改質劑進行初始處理之後,經處理的金屬微粒接著可耦接至聚合物相,其取決於聚合物相的本質、填料、粒子表面化學、以及存在於複合物材料中的任何顏料製程助劑或添加劑。因此,為了形成複合物,HEIKKILA用介面改質劑(交聯劑)對金屬微粒的表面進行前處理,以形成介面改質劑鍵結金屬微粒。隨後,HEIKKILA使所得介面改質劑鍵結金屬微粒與聚合物接觸,以將該介面改質劑鍵結金屬微粒中的介面改質劑部分鍵結至聚合物相(基質),藉此形成金屬聚合物複合物。
然而,現有導熱材料係熱不穩定且易於發生多種熱失效模式。這些模式包括導致脫膠或脫層(例如,由於缺乏或失去撓性、內聚性或黏著性)的熱膨脹/應力、諸如脆化或裂開(例如,由於硬化)的材料疲勞、諸如刻劃或相分離的熱震缺陷、導致腐蝕及/或空隙形成的受截留材料釋氣(例如,在硬化期間)、及污染物遷移至TIM表面的現象。例如,PARK的硬化糊料與HEIKKILA的金屬聚合物複合物會遭受撓性喪失,且在加熱時,會由於彼等的金屬粒子與彼等的聚合物基質發生交聯而加諸的機械剛性,而遭受硬化/裂開增加。
我們已發現金屬-聚有機矽氧烷材料、彼等之製造與使用方法、及含有彼等之製成物品與裝置,其等可解決一或多個前述現有TCM的 問題。我們的金屬-聚有機矽氧烷材料可用作為導熱材料,包括作為熱介面材料。金屬-聚有機矽氧烷材料可有利地減少一或多種前述的熱失效模式。雖然一開始係針對熱管理而開發,金屬-聚有機矽氧烷材料亦可在非熱應用與裝置中使用。
發明內容及摘要以引用方式併入本文中。金屬-聚有機矽氧烷材料獨立地包括金屬-聚有機矽氧烷混合物、金屬-聚有機矽氧烷組成物、固化複合物、及熱老化材料。
金屬-聚有機矽氧烷混合物不含可縮合固化之聚有機矽氧烷且不含金屬粒子與陶瓷粒子以外之固體粒子。除了該限制以外,金屬-有機矽氧烷混合物包含任何其它成分,該等成分包括(A)至(C):(A)不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷;(B)基於伸烴基之多臂矽烷;及(C)金屬粒子。金屬-聚有機矽氧烷混合物之製備,可藉由混合成分(A)至(C),以及可選地任何後文所述的可選成分之0、1、2、或3或更多者(例如,流變改質劑,諸如成分(I)流變改質劑,如後文所述),以得到金屬-聚有機矽氧烷混合物。
金屬-聚有機矽氧烷組成物不含可縮合固化之聚有機矽氧烷且不含金屬粒子與陶瓷粒子以外之固體粒子。除了該限制以外,金屬-有機矽氧烷組成物包含成分(A)及(B'-C'):(A)不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷;及(B'-C')基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子。在成分(B'-C')中,各基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子含有至少一個在 該基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能基與該金屬粒子之間的Si-O-金屬鍵結。可自金屬-聚有機矽氧烷混合物製備金屬-聚有機矽氧烷組成物,其方式係藉由讓金屬-聚有機矽氧烷混合物的成分(B)與(C)原位彼此發生反應(如下文所論述),以得到金屬-聚有機矽氧烷組成物。在一或多個態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物與金屬-聚有機矽氧烷組成物有所不同,其包括:金屬-聚有機矽氧烷組成物含有(B'-C')基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子,而金屬-聚有機矽氧烷混合物未含有成分(B'-C')。
金屬-聚有機矽氧烷混合物與金屬-聚有機矽氧烷組成物之各者可獨立地調配成為不可固化或可加成固化者。可加成固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物之實施例係指金屬-聚有機矽氧烷混合物的反應後可加成固化之配方,其中成分(A)係可加成固化的不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷,且成分(B)與(C)的反應條件、或任何可選成分的添加順序係經選擇,以在成分(A)存在下且在成分(A)經歷任何或顯著固化之前使得成分(B)與(C)可原位彼此發生反應,藉此得到可加成固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物。例如,可加成固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物的反應後可加成固化之配方可係具備下列特徵者:成分(A)係可矽氫化固化的且該混合物進一步包含SiH官能性交聯劑及熱塑性塑料微封裝的矽氫化催化劑,其中成分(B)及(C)的彼此反應溫度係低於熱塑性塑料微封裝的矽氫化催化劑的熱塑性塑料軟化點(軟化溫度)。軟化之前,熱塑性塑料會封裝住矽氫化催化劑,藉此防止後者接觸可加成固化之成分(A)。一旦軟化,熱塑性塑料即會與底下的矽氫化催化劑分開,藉此將矽氫化催化劑暴露於可矽氫化固化之成分(A),且使得可矽氫化固化之成分(A)進行反應後矽氫化固化。例如,成分(B)及(C) 可經選擇以在40°至80℃的反應溫度下彼此反應,而熱塑性塑料微封裝的矽氫化催化劑可經選擇以含有在達到>80℃(例如,100℃或更高溫度)的溫度前不會軟化的熱塑性塑料。因此,將包含前述實例成分的可加成固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物在假定60℃的溫度下加熱一段足以使得所選成分(B)及(C)發生原位反應的時間,即會得到該實例可加成固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物。可替代地,金屬-聚有機矽氧烷混合物中成分(B)與成分(C)的原位反應可得到第一金屬-聚有機矽氧烷組成物,該第一金屬-聚有機矽氧烷組成物包含成分(A)及反應產物(即成分(B'-C')),然後可將交聯劑(例如,後文所述的成分(E))及/或固化催化劑(例如,後文所述的成分(F))添加至第一金屬-聚有機矽氧烷組成物以得到第二金屬-聚有機矽氧烷組成物,該第二金屬-聚有機矽氧烷組成物包含成分(A)、(B'-C')、及(E)及/或(F)。
不可固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物之實施例係指具備下列特徵的金屬-聚有機矽氧烷混合物之配方:成分(A)係不可固化的不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷,且該混合物不含任何可固化之聚有機矽氧烷;或者具備下列特徵的配方:成分(A)係可加成固化的不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷,且混合物不含固化催化劑;或者具備下列特徵的配方:成分(A)係可加成固化的不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷,且混合物不含交聯劑;或者具備下列特徵的配方:成分(A)係可加成固化的不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷,且混合物不含固化催化劑及交聯劑。不可固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物之典型實施例係具備下列特徵的配方:成分(A)係可加成固化的不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷,且該金屬-聚有機矽氧烷混合物不含固化催化劑及交聯劑;或具備下 列特徵的配方:成分(A)係不可固化的不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷。可選地,成分(A)係不可固化的聚有機矽氧烷之金屬-聚有機矽氧烷混合物不含固化催化劑及交聯劑。
可藉由將可加成固化的金屬-聚有機矽氧烷組成物固化,而自該組成物製備固化複合物。可加成固化的金屬-聚有機矽氧烷組成物一般包含可加成固化的成分(A)、可與該可加成固化之成分(A)反應的交聯劑(例如,參見後文所述的成分(E)交聯劑)、及對於增強可加成固化之成分(A)與該交聯劑反應有效的固化催化劑(參見後文所述的成分(F)固化催化劑)。固化複合物包含(B'-C')基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子、及固化可加成固化之成分(A)與交聯劑的產物。在可加成固化之成分(A)與交聯劑的固化期間,成分(B'-C')可係旁觀成分。在一或多個態樣中,固化複合物與金屬-聚有機矽氧烷組成物有所不同,其包括:固化複合物含有加成固化之聚有機矽氧烷,而金屬-聚有機矽氧烷組成物則不含。可以下列方式調配可加成固化的金屬-聚有機矽氧烷組成物:使自其製備的固化複合物含有基質相及粒子相,基質相包含加成固化之聚有機矽氧烷,粒子相包含廣泛分散於其中的成分(B'-C')。成分(B'-C')在基質相中的分散可對抗重力作用下的沉降現象而係穩定的。
熱老化材料包含熱老化不可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物或熱老化複合物。可藉由將不可固化的金屬-聚有機矽氧烷組成物在100℃至350℃的溫度下加熱至少1天,製備熱老化不可固化之組成物。可藉由將固化複合物在100℃至350℃的溫度下加熱至少1天,製備熱老化複合物。加熱期間可係連續或不連續(即累積的)。熱老化材料獨立地與不可固化之 金屬-聚有機矽氧烷組成物有所不同且與固化複合物在一或多個方面上有所不同,其包括:熱老化材料已經過熱老化,而不可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物及固化複合物未經過熱老化。由於經過熱老化,熱老化材料具有的性質可能不同於不可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物的性質,且獨立地不同於固化複合物的性質。不同的性質可獨立地係化學性質、組成性質、電性質、機械、光學、物理性質、光譜性質、熱性質、或此等性質之任何二或更多者的組合。化學性質可係黏著強度或交聯密度。組成性質可係揮發性成分的存在或不存在。電氣性質可係體積電阻率。機械性質可係拉伸強度。光學性質可係可見光透射率(例如,黃化程度)。物理性質可係密度或25℃下的動態黏度。光譜性質可係矽-29核磁共振(29Si-NMR)光譜及/或傅立葉轉換紅外線(FT-IR)光譜上的不同。熱性質可係導熱率、熱擴散率、熱阻抗、或其中任何二或更多者的組合。在一些態樣中,不同性質可係25℃下的動態黏度、硬度(例如,蕭耳A硬度(Shore A hardness))、導熱率、動態黏度及硬度之組合、動態黏度及導熱率之組合、硬度及導熱率之組合、或動態黏度、硬度、及導熱率之組合。
不可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物及固化複合物在其熱老化期間獨立地具有改善的熱穩定性。不可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物或固化複合物的熱穩定性可藉由比較其熱有效特徵與各別熱老化材料的相同熱有效特徵來展現,其中該特徵係根據合適的測試方法所測量。熱老化材料的該特徵相較於不可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物或固化複合物的該相同特徵的差異愈小時,不可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物或固化複合物的熱穩定性各別地愈大。
例如,如果固化複合物根據合適測試方法加熱且測量時的動態黏度及/或硬度計硬度有任何變化程度,則固化複合物的熱穩定性可由該變化程度來表徵。在各測試方法中,熱老化過程可包含將固化複合物的測試樣本在空氣中且在50%相對濕度(RH)下以150℃下加熱1天至42天的期間。對固化複合物在加熱前所測得的值可稱為「0天」值,而對所得熱老化複合物所測得的值可稱為「N天」值,其中「N天」係加熱(熱老化)的總天數。在一些態樣中,「N天」係1天(即24小時)、可替代地3天、可替代地5天、可替代地7天、可替代地14天、可替代地21天、可替代地28天、可替代地35天、可替代地42天。在一些態樣中,「N天」係緊接在觀察到動態黏度或硬度計最大變化程度時之「N天」值之前的任一者。固化複合物的熱穩定性展現了固化複合物的進步性,從而亦展現了用於製備該固化複合物之金屬-聚有機矽氧烷混合物及組成物的進步性,以及自該固化複合物所製備之熱老化複合物的進步性。
可替代地或除此以外,固化複合物的熱穩定性可由其硬度的變化程度(若有的話)來表徵,其硬度係如依照後文所述的「硬度計硬度測試方法1」之蕭耳A硬度來測量,其中固化複合物在加熱前(「0天」)的蕭耳A硬度會與在150℃下加熱28天期間(「28天」)以得到熱老化複合物之後的蕭耳A硬度作比較。熱老化期間硬度計(蕭耳A)的增加程度愈小,固化複合物的熱穩定性愈大。在一些態樣中,熱老化複合物於「28天」時所具有的硬度(蕭耳A)係固化複合物於「0天」的硬度(蕭耳A)的>1至<5倍、可替代地>1至<4.5倍、可替代地>1至<2倍。在一些態樣中,熱老化複合物於「28天」時所具有的硬度較固化複合物於「0天」時的硬 度高出>1至50蕭耳A、可替代地高出5至49蕭耳A、可替代地高出5至15蕭耳A。
不可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物的熱穩定性可由其動態黏度的變化程度(若有的話)來表徵,其動態黏度係依照後文所述的「動態黏度測試方法1」於0.1%應變與25℃下以帕斯卡-秒(Pa-s)來測量,其中不可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物在加熱前(「0天」)的動態黏度會與在150℃下加熱28天期間(「28天」)以得到熱老化不可固化之組成物後的動態黏度作比較。熱老化期間動態黏度的增加程度愈小,不可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物的熱穩定性愈大。在一些態樣中,熱老化不可固化之組成物於「28天」時所具有的25℃下達0.1%應變時之動態黏度係不可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物於「0天」時的動態黏度的>1至<2倍、可替代地>1至<1.9倍、可替代地>1至<1.7倍。在一些態樣中,熱老化不可固化之組成物於「28天」時所具有的25℃下達0.1%應變時之動態黏度較不可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物於「0天」時的動態黏度高出>0至1,000Pa-s、可替代地高出0至900Pa-s、可替代地高出100至800Pa-s。
針對現有導熱材料的熱不穩定問題,金屬-聚有機矽氧烷材料藉由改善熱穩定性來提供技術解決方案。例如,在熱老化期間,金屬-聚有機矽氧烷材料達0.1%應變時的黏度變化減少,或者其蕭耳A硬度變化減少。技術解決方案包含包括下列者之特徵的組合:避免使用可縮合固化之有機矽氧烷,從而使使基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子能夠原位形成,而無須使金屬粒子鍵結至金屬-聚有機矽氧烷材料中的聚有機矽氧烷(或其它基質材料)。一般而言,基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的 金屬粒子原位形成亦會繼續進行,而無須使金屬粒子彼此鍵結。反之,無論聚有機矽氧烷係不可固化、可加成固化、或已加成固化,可將基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子視為「自由浮動」於聚有機矽氧烷中,而不是鍵結至聚有機矽氧烷。基於伸烴基之多臂矽烷官能化的金屬粒子未鎖入(未鍵結至)易於發生熱膨脹/收縮的基質。熱老化材料中的黏度穩定性及/或硬度穩定性改善或改善程度對於涉及熱或熱循環的應用係有用的。含有該熱老化材料且經歷熱循環(以加熱與冷卻循環為特點,例如開關循環)的電子裝置可達到改善或增進的效能及/或壽命期間。熱老化材料中的黏度穩定性及/或硬度穩定性改善或改善程度係不可預測。違反直覺的是,在金屬-聚有機矽氧烷組成物中使用更具反應性的矽烷(即成分(B)),相較於使用單矽烷的非發明比較性組成物,前者會導致穩定性增加,此係由於相對於後者,前者有在較高溫下可能已發生額外反應的可能性。
是故,我們相信相較於現有導熱材料,金屬-聚有機矽氧烷材料可對下列至少一種熱失效模式帶來改善。該至少一種模式包括導致脫膠或脫層(例如,由於缺乏或失去撓性、內聚性或黏著性)的熱膨脹/應力、諸如脆化或裂開(例如,由於硬化)的材料疲勞、諸如刻劃或相分離的熱震缺陷、導致腐蝕及/或空隙形成的受截留材料釋氣(例如,在硬化期間)、及污染物遷移至TIM表面的現象。
本發明之一些實施例包括以下編號態樣。
態樣1.金屬-聚有機矽氧烷混合物,其不含可縮合固化之聚有機矽氧烷且不含金屬粒子與陶瓷粒子以外之固體粒子,該金屬-有機矽氧烷混合物另包含成分(A)至(C):(A)不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧 烷;(B)基於伸烴基之多臂矽烷;及(C)金屬粒子。(A)不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷通常可在本文中以「(A)聚有機矽氧烷」表示。(A)聚有機矽氧烷係不可濕氣固化,且與(B)基於伸烴基之多臂矽烷或與(C)金屬粒子不可縮合固化。(A)聚有機矽氧烷係不可固化,或者可加成固化。可加成固化可包含可自由基固化者或可矽氫化固化者。可矽氫化固化的(A)聚有機矽氧烷與可自由基固化的(A)聚有機矽氧烷可係相同或不同。可矽氫化固化的(A)聚有機矽氧烷與可自由基固化的(A)聚有機矽氧烷獨立地包含脂族不飽和有機基團,諸如炔基,或者一般而言的是烯基(例如乙烯基、1-丙烯-1-基、1-丙烯-3-基、1-丁烯-1-基、1-丁烯-4-基、及2-丁烯-1-基)。一旦起始自由基固化反應,可自由基固化的(A)聚有機矽氧烷會藉由在不同脂族不飽和基團之間形成碳-碳鍵來固化。可藉由任何合適的手段,諸如藉由使可自由基固化的(A)聚有機矽氧烷的一些脂族不飽和有機基團與紫外光及/或自由基起始劑(例如過氧化物)接觸來產生起始自由基,從而起始可自由基固化的(A)聚有機矽氧烷的自由基固化。可選地,可矽氫化固化的(A)聚有機矽氧烷可進一步包含矽鍵結氫原子(SiH基團)。一般而言,可矽氫化固化的(A)聚有機矽氧烷不含SiH基團,且改將SiH基團導入作為額外交聯劑成分的一部分(諸如SiH官能性有機矽氧烷)。一般而言,矽氫化催化劑(例如基於Pt的矽氫化催化劑)亦用於矽氫化固化。可矽氫化固化的(A)聚有機矽氧烷的矽氫化固化包含在脂族不飽和有機基團之各個不飽和基團加上Si-H。不可固化之(A)聚有機矽氧烷不含可固化基團,包括不含有機雜基基團、SiH基團、Si-鹵素基團、及脂族不飽和基團。金屬-聚有機矽氧烷混合物係簡單混合物,其中成分(A)、(B)、及(C)係不同成分,以致於成分(A)與(B)之間實質 上不存在Si-O-Si鍵結,且成分(A)與(C)之間或成分(B)與(C)之間實質上不存在Si-O-金屬鍵結。在一些態樣中,(C)金屬粒子的表面可具有金屬氧化物層或金屬氮化物層。當(C)金屬粒子的表面具有金屬氧化物層時,金屬氧化物的金屬可與底下核的金屬相同,或者不同。當(C)金屬粒子的表面具有金屬氮化物層時,金屬氮化物的金屬可與底下核的金屬相同,或者不同。
態樣2.態樣1的金屬-聚有機矽氧烷混合物:其中成分(A)係不可固化的聚有機矽氧烷,其不含可固化基團;或者其中成分(A)係可加成固化的聚有機矽氧烷,其含有每分子平均至少1個脂族不飽和有機基團;或者其中成分(A)係該可加成固化的聚有機矽氧烷,其係可自由基固化的聚有機矽氧烷或可矽氫化固化的聚有機矽氧烷;或者其中成分(A)係該可自由基固化的聚有機矽氧烷,其係可熱自由基固化的聚有機矽氧烷;或者其中成分(A)係該可矽氫化固化的聚有機矽氧烷;或者其中成分(A)係至少一種具有下式(I)之聚有機矽氧烷:[R1 3SiO1/2]m[R2 2SiO2/2]d[R3SiO3/2]t[SiO4/2]q[Z]z (I),其中下標m係0.0025至0.05之莫耳分率;下標d係>0.90至0.9975之莫耳分率;下標t係0.00至0.05之莫耳分率;下標q係0.00至0.05之莫耳分率;下標z係0.00至0.05;m+d+t+q+z之總和=1;各R1獨立地係氫、(C1-C6)烷基、(C2-C6)烯基、或(C2-C6)炔基;各R2獨立地係氫、(C1-C6)烷基、(C2-C6)烯基、或(C6-C10)芳基;各R3存在時獨立地係氫、(C1-C6)烷基、(C2-C6)烯基、或(C6-C10)芳基;且各Z存在時獨立地係烴二基,其中各基係位在該烴二基的相同或不同碳原子上,且係鍵結至該具有式(I)之聚有機矽氧烷的不同矽原子。在一些態樣中,該等聚有機矽氧烷之任一者的特徵在於矽鍵結羥基含量足夠低以致其不能發生明顯縮合固化。SiOH含量可能並非有意添加。在式(I)的 一些態樣中,各[R1 3SiO1/2]單元(所謂的M型單元)係獨立地選自[((C1-C2)烷基)3SiO1/2]、[((C1-C2)烷基)2(CH2=CH)SiO1/2]、[((C1-C2)烷基)2(H)SiO1/2]、及[((C1-C2)烷氧基)3SiO1/2]。可替代地或除此以外,在式(I)的一些態樣中,各[R2 2SiO2/2]單元(D型單元)係獨立地選自[((C1-C2)烷基)2SiO2/2]、[((C1-C2)烷基)(苯基)SiO2/2]、及[((C1-C2)烷基)(H)SiO2/2]。可替代地或除此以外,在式(I)的一些態樣中,各[R3SiO3/2]單元(T型單元)存在時係獨立地選自[(C1-C2)烷基SiO3/2]、[苯基SiO3/2]、及[HSiO3/2]。
態樣3.態樣1或2之金屬-聚有機矽氧烷混合物,其中成分(B)該基於伸烴基之多臂矽烷係具有下式(II)之基於伸烴基之二臂矽烷:X3Si-Y1-SiX3(II);或具有下式(III)之基於伸烴基之三臂矽烷:X3Si-Y2(SiX3)-SiX3(III);其中Y1係(C2-C30)烴二基;Y2係(C2-C30)烴三基;各X獨立地係選自以下的單價脫離基:鹵素、(C1-C6)烷氧基、(C2-C6)羧基、及(C2-C6)肟基;且其中式(II)中的各矽原子係鍵結至Y1中的相同或不同碳原子,而式(III)中的各矽原子獨立地係鍵結至Y2中的相同或不同碳原子。在一些態樣中,基於伸烴基之雙臂矽烷具有式(II)。在一些態樣中,基於伸烴基之雙臂矽烷具有式(II),其中Y1係(C20-C30)烴二基、可替代地(C10-C20)烴二基、可替代地(C2-C12)烴二基、可替代地(C2-C10)烴二基、可替代地(C2-C6)烴二基、可替代地(C2)烴二基、可替代地(C3)烴二基、可替代地(C4)烴二基、可替代地(C5)烴二基、可替代地(C6)烴二基、可替代地(C7)烴二基、可替代地(C8)烴二基、可替代地(C9)烴二基、可替代地(C10)烴二基、可替代地(C11)烴二基、可替代地(C12)烴二基。在一些態樣中,各(C2-C30)烴二基係未經取代。在其它態樣中,至少一(C2-C30)烴二基係經至少一取代基(SUB)取代。SUB係如後文所定義。在一些態樣 中,基於伸烴基之雙臂矽烷具有式(III)。在一些態樣中,基於伸烴基之雙臂矽烷具有式(III),其中Y1係(C20-C30)烴三基、可替代地(C10-C20)烴三基、可替代地(C2-C12)烴三基、可替代地(C2-C10)烴三基、可替代地(C2-C6)烴三基、可替代地(C3-C12)烴三基、可替代地(C3-C10)烴三基、可替代地(C3-C6)烴三基、可替代地(C2)烴三基、可替代地(C3)烴三基、可替代地(C4)烴三基、可替代地(C5)烴三基、可替代地(C6)烴三基、可替代地(C7)烴三基、可替代地(C8)烴三基、可替代地(C9)烴三基、可替代地(C10)烴三基、可替代地(C11)烴三基、可替代地(C12)烴三基。在一些態樣中,各(C2-C30)烴三基係未經取代。在其它態樣中,至少一(C2-C30)烴三基係經至少一取代基(SUB)取代。SUB係如後文所定義。在式(II)或(III)的一些態樣中,至少一、可替代地各X獨立地係選自鹵素、(C1-C6)烷氧基、及(C2-C6)羧基的單價脫離基。在一些態樣中,至少一、可替代地各X獨立地係選自鹵素、(C1-C6)烷氧基、及(C2-C6)肟基的單價脫離基。在一些態樣中,至少一、可替代地各X獨立地係選自鹵素、(C2-C6)羧基、及(C2-C6)肟基的單價脫離基。在一些態樣中,至少一、可替代地各X獨立地係選自(C1-C6)烷氧基、(C2-C6)羧基、及(C2-C6)肟基的單價脫離基。在一些態樣中,至少一、可替代地各X獨立地係選自鹵素、可替代地(C1-C6)烷氧基、可替代地(C2-C6)羧基、可替代地(C2-C6)肟基的單價脫離基。在一些態樣中,至少一、可替代地各X獨立地係鹵素,其中至少一、可替代地各鹵素係Cl。在一些態樣中,至少一、可替代地各X獨立地係(C1-C6)烷氧基,其中至少一、可替代地各(C1-C6)烷氧基係(C1-C3)烷氧基、(C3-C6)烷氧基、(C4-C6)烷氧基、甲氧基、乙氧基、(C3)烷氧基、(C4)烷氧基、(C5)烷氧基、或(C6)烷氧基。在一些態樣中,至少一、可替代地各X獨立地係(C2-C6)羧基,其中至少一、可替 代地各(C2-C6)羧基係(C2-C3)羧基、(C3-C6)羧基、(C4-C6)羧基、乙醯氧基(即CH3C(O)O-)、(C3)羧基、(C4)羧基、(C5)羧基、或(C6)羧基。在一些態樣中,至少一、可替代地各X獨立地係(C2-C6)肟基,其中至少一、可替代地各(C2-C6)肟基係(C2-C3)肟基、(C3-C6)肟基、(C4-C6)肟基、乙醛肟基(即CH3C=NO-)、(C3)肟基、(C4)肟基、(C5)肟基、或(C6)肟基。
態樣4.態樣1至3中任一者之金屬-聚有機矽氧烷混合物,其中成分(B)基於伸烴基之多臂矽烷係(i)至(xviii)中任一者:(i)具有下式(II)之基於伸烴基之雙臂矽烷:X3Si-Y1-SiX3(II);(ii)該具有下式(III)之基於伸烴基之三臂矽烷:X3Si-Y2(SiX3)-SiX3(III);(iii)1′,2′-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)乙基-苯;(iv)雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)(C1-C12)烷烴;(v)雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)(C2-C12)烷烴;(vi)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)(C2-C12)烷烴;(vii)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)乙烷;(viii)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)丙烷;(ix)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)丁烷;(x)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)戊烷;(xi)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)己烷;(xii)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)庚烷;(xiii)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)辛烷;(xiv)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)壬烷;(xv)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)癸烷;(xvi)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)十一烷;(xvii)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)十二烷;(xviii)(vi)至(xvii)中任一者的1,3-經取代之位置異構物(regioisomer);及(xix)(i)至(xviii)中任一者,其中各(C1-C6)烷氧基獨立地係甲氧基或乙氧基。
態樣5.態樣1至4中任一者之金屬-聚有機矽氧烷混合物,其中成分(C)金屬粒子包含下列或基本上由下列所組成:鋁,其中該等鋁粒子具有大於1微米的平均粒徑;鈹;鉍;鈷;銅;金;銦;鐵;鎳;鈀; 鉑;銀;錫;鈦;鋅;鋁、鈹、鉍、鈷、銅、金、銦、鐵、鎳、鈀、鉑、銀、錫、鈦、及鋅中任兩者之合金;或者其中成分(C)金屬粒子包含核殼金屬粒子或基本上由核殼金屬粒子所組成,其中該殼包含下列或基本上由下列所組成:鋁、鈹、鉍、鈷、銅、金、銦、鐵、鎳、鈀、鉑、銀、錫、鈦、或鋅;且該核包含支撐材料或基本上由支撐材料所組成。在一些態樣中,成分(C)金屬粒子包含下列或基本上由下列所組成:低熔點金屬,諸如Ag、Au、Bi、Cd、Cu、In、Pb、Sb、Sn、Ga、Zn、或其任二或更多者之合金或組合。
在一些態樣中,金屬粒子的金屬、核殼金屬粒子之殼的金屬、及/或核殼金屬粒子之核的支撐材料獨立地包含下列或基本上由下列所組成:鋁;鉍;鈷;銅;金;銦;鐵;鎳;鈀;鉑;銀;錫;鈦;鋅;或其任二或更多者之合金。在一些態樣中,金屬粒子的金屬、核殼金屬粒子之殼的金屬、及/或核殼金屬粒子之核的支撐材料獨立地包含下列或基本上由下列所組成:Bi、In、Sn、Ga、或其任二或更多者之合金;可替代地Ag、Au、Cd、Cu、Pb、Sb、Zn或其任二或更多者之組合。合金可包括In-Bi-Sn合金、Sn-In-Zn合金、Sn-In-Ag合金、Sn-Ag-Bi合金、Sn-Bi-Cu-Ag合金、Sn-Ag-Cu-Sb合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-Ag合金、Sn-Ag-Cu-Zn合金、或其任二或更多者之組合。在一些態樣中,金屬粒子的金屬、核殼金屬粒子之殼的金屬、及/或核殼金屬粒子之核的支撐材料獨立地包含下列或基本上由下列所組成:鋁;鉍;鈷;金;銦;鐵;鈀;鉑;銀;錫;鈦;鋅;或其任二或更多者之合金。在一些態樣中,金屬粒子的金屬、核殼金屬粒子之殼的金屬、及/或核殼金屬粒子之核的支撐材料獨立地包含下列或基本上由下 列所組成:鋁;鈷;銅;金;鐵;鎳;銀;錫;鈦;鋅;或其任二或更多者之合金。在一些態樣中,金屬粒子的金屬、核殼金屬粒子之殼的金屬、及/或核殼金屬粒子之核的支撐材料獨立地包含下列或基本上由下列所組成:鋁;可替代地鉍;可替代地鈷;可替代地銅;可替代地金;可替代地銦;可替代地鐵;可替代地鎳;可替代地鈀;可替代地鉑;可替代地銀;可替代地錫;可替代地鈦;可替代地鋅;可替代地其任二或更多者之合金。
在其它態樣中,核殼金屬粒子的支撐材料獨立地係選自矽酸鹽玻璃、陶瓷、或碳粒子的非金屬。在一些態樣中,支撐材料係碳粒子,且該碳粒子包含碳黑、奈米碳管、粉狀金剛石、粉狀石墨、或石墨烯。在一些態樣中,支撐材料係矽酸鹽玻璃,且該矽酸鹽玻璃包含熔融石英(熔融二氧化矽玻璃或玻化二氧化矽玻璃)、鈉鈣矽玻璃(soda-lime-silica glass)、硼矽酸鈉玻璃、氧化鉛玻璃、矽酸鋁玻璃、或氧化物玻璃(氧化鋁及氧化鍺)。在一些態樣中,支撐材料係固體,可替代地係液體。在一些態樣中,支撐材料係中空粒子,可替代地係非中空粒子。在一些態樣中,支撐材料係多孔的,可替代地係非多孔的。在一些態樣中,支撐材料係固體,可替代地係液體。在一些態樣中,(C)金屬粒子包括具有一金屬核及一銀殼之核殼金屬粒子,例如經銀塗佈之鋁粒子、經銀塗佈之鎳粒子、經銀塗佈之銅粒子、或其任二或更多者之組合。
在一些態樣中,(C)金屬粒子係中空的,可替代地係非中空的。在一些態樣中,(C)金屬粒子係多孔的,可替代地係非多孔的。在一些態樣中,(C)金屬粒子具有規則形狀,可替代地具有不規則形狀。在一些態樣中,金屬粒子的規則形狀係球形、立方形、菱形、卵形、或片狀。在一 些態樣中,(C)金屬粒子具有0.1至100微米(μm)、可替代地0.2至50μm、可替代地0.4至20μm的平均粒徑。在一些態樣中,(C)金屬粒子具有特徵在於單峰(monomodal)分布、可替代地多峰(multimodal)分布的平均粒徑分布。平均粒徑的單峰分布表示使用了單一粒級之(C)金屬粒子。平均粒徑的多峰分布表示使用了二或更多種不同粒級之(C)金屬粒子的組合。例如,在一些態樣中,該多峰分布係雙峰的平均粒徑分布,其包含具有2μm之平均粒徑的第一粒級之(C)金屬粒子及具有9μm之平均粒徑的第二粒級之(C)金屬粒子。在另一實例中,該多峰分布係三峰的平均粒徑分布,其包含具有0.4μm之平均粒徑的第三粒級之(C)金屬粒子、具有2μm之平均粒徑的第二粒級之(C)金屬粒子、及具有9μm之平均粒徑的第一粒級之(C)金屬粒子。(C)金屬粒子包含在多峰粒徑分布中所使用的二或更多種不同粒級之(C)金屬粒子的組合時,該等(C)金屬粒子的金屬可係相同或不同。在一些態樣中,第一、第二、及第三粒級之(C)金屬粒子皆係鋁粒子;可替代地,其中兩種粒級係鋁粒子,其它粒級係銀或鈦粒子。如本文中所使用,「粒級(size grade)」意指一批具有已知單峰粒徑分布的(C)金屬粒子。粒級可經商業供應。
態樣6.態樣1至5中任一者之金屬-聚有機矽氧烷混合物,其進一步包含成分(D)陶瓷粒子。在一些態樣中,(D)陶瓷粒子係中空的,可替代地係非中空的。在一些態樣中,(D)陶瓷粒子係多孔的,可替代地係非多孔的。在一些態樣中,(D)陶瓷粒子具有規則形狀,可替代地具有不規則形狀。在一些態樣中,金屬粒子的規則形狀係球形、立方形、菱形、卵形、或片狀。在一些態樣中,(D)陶瓷粒子具有係0.05至1.0μm、可替代地0.09至0.6μm、可替代地0.1至0.4μm的平均粒徑。在一些態樣中,(D)陶瓷粒 子具有特徵在於單峰分布、可替代地雙峰分布的粒徑分布。
態樣7.態樣6之金屬-聚有機矽氧烷混合物,其中(D)陶瓷粒子具有0.1微米至小於1微米的平均粒徑,且/或其中該等陶瓷粒子包含下列或基本上由下列所組成:氧化鋅、氧化鋁、或氧化鋅與氧化鋁之組合。在一些態樣中,該等陶瓷粒子包含下列或基本上由下列所組成:氧化鋅、可替代地氧化鋁、可替代地氧化鋅與氧化鋁之組合。可替代地,(D)陶瓷粒子可包含下列或基本上由下列所組成:氮化物,諸如氮化鋁或氮化硼;金屬氧化物,諸如氧化鋁、氧化鈹、氧化銅、氧化鎂、氧化鎳、氧化銀、氧化鋅、或其任二或更多者之組合;金屬氫氧化物,諸如三水合鋁或氫氧化鎂;縞瑪瑙(onyx),即金屬碳化物,諸如碳化矽或碳化鎢;或金屬鈦酸鹽,諸如鈦酸鋇。(D)陶瓷粒子與(C)金屬粒子(包括具有一金屬氧化物或金屬氮化物表面層或支撐材料的金屬粒子)在至少一種特徵、結構、功能、反應性或性質上有所不同。例如,(C)金屬粒子含有元素金屬(形式氧化態0),而(D)陶瓷粒子不含有元素金屬。
態樣8.態樣1至7中任一者之金屬-聚有機矽氧烷混合物,其進一步包含可選的成分(E)至(V)之至少一者:(E)交聯劑,其對於成分(A)具有反應性以在成分(A)之二或更多個分子之間形成交聯基團;(F)固化催化劑,其反應性係用於催化成分(E)之分子與成分(A)之二或更多個分子之間的交聯反應;(G)催化劑抑制劑,其在攝氏23度下對於抑制由成分(F)所催化之固化有效;(H)黏著促進劑;(I)流變改質劑;(J)抗氧化劑;(K)觸變劑;(L)著色劑;(M)偶合起始劑,其對於起始成分(B)與成分(C)之間的縮合反應有效;(N)選自溶劑、稀釋劑、及分散劑之媒劑;(O)反應性稀釋劑;(P)酸受體; (Q)腐蝕抑制劑;(R)自由基固化起始劑,其對於起始成分(A)之二或更多個分子之間的自由基加成反應有效,其中成分(A)係可加成固化的聚有機矽氧烷,其含有每分子平均至少1個脂族不飽和有機基團;(S)鏈延長劑;(T)處理劑;及(U)反應性化合物。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物未進一步包含成分(E)至(U)之任一者。在其它態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物進一步包含成分(E)至(U)之至少一者、可替代地至少二者、可替代地至少三者。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物進一步包含(E)交聯劑;可替代地(F)固化催化劑;可替代地(G)催化劑抑制劑;可替代地(H)黏著促進劑;可替代地(I)流變改質劑;可替代地(J)抗氧化劑;可替代地(K)觸變劑;可替代地(L)著色劑;可替代地(M)偶合起始劑;可替代地(N)媒劑;可替代地(O)反應性稀釋劑;可替代地(P)酸受體;可替代地(Q)腐蝕抑制劑;可替代地(R)自由基固化起始劑;可替代地(S)鏈延長劑;可替代地(T)處理劑;可替代地(U)反應性化合物。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物進一步包含成分(E),以及成分(F)至(U)之任一者;可替代地,成分(F),以及成分(E)及(G)至(U)之任一者;可替代地,成分(G),以及成分(E)、(F)、及(H)至(U)之任一者;可替代地,成分(H),以及成分(E)至(G)及(I)至(U)之任一者;可替代地,成分(I),以及成分(E)至(H)及(J)至(U)之任一者;可替代地,成分(J),以及成分(E)至(I)及(K)至(U)之任一者;可替代地,成分(K),以及成分(E)至(J)及(L)至(U)之任一者;可替代地,成分(L),以及成分(E)至(K)及(M)至(U)之任一者;可替代地,成分(M),以及成分(E)至(L)及(N)至(U)之任一者;可替代地,成分(N),以及成分(E)至(M)及(O)至(U)之任一者;可替代地,成分(O),以及成分(E)至(N)及(P)至(U)之任一者;可替代地,成分(P),以及成分(E)至(O)及(Q) 至(U)之任一者;可替代地,成分(Q),以及成分(E)至(P)及(R)至(U)之任一者;可替代地,成分(R),以及成分(E)至(Q)及(S)至(U)之任一者;可替代地,成分(S),以及成分(E)至(R)及(T)至(U)之任一者;可替代地,成分(T),以及成分(E)至(S)、及(U)之任一者;可替代地,成分(U),以及成分(E)至(T)之任一者。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物進一步包含成分(E)及(F);可替代地成分(F)及(G);可替代地成分(E)、(F)、及(G);可替代地成分(E)及(H);可替代地成分(E)及(I);可替代地成分(J)以及成分(E)至(I)及(K)至(R)之任一者;可替代地成分(E)及(N);可替代地成分(E)、(F)、及(N);可替代地前述態樣之任一者及成分(S)鏈延長劑。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物進一步包含成分(U)反應性化合物。
態樣9.態樣1至8中任一者之金屬-聚有機矽氧烷混合物:其中該金屬-聚有機矽氧烷混合物的特徵於其成分(A)至(C)加上任何可選成分之量,其中該成分(C)金屬粒子之量佔該金屬-聚有機矽氧烷混合物之40至95重量百分比,成分(B)該基於伸烴基之多臂矽烷之量佔該金屬-聚有機矽氧烷混合物之0.01至2重量百分比,且成分(A)之量加上任何可選成分之量的總和佔該金屬-聚有機矽氧烷混合物之3至58重量百分比;以上皆以總共100重量百分比之該金屬-聚有機矽氧烷混合物計;或者其中該金屬-聚有機矽氧烷混合物進一步包含成分(D)陶瓷粒子,且該金屬-聚有機矽氧烷混合物的特徵在於其成分(A)至(D)加上任何可選成分之量,其中該等(C)金屬粒子之量佔該金屬-聚有機矽氧烷混合物之15至90重量百分比,該等(D)陶瓷粒子之量佔該金屬-聚有機矽氧烷混合物之5至25重量百分比,(B)該基於伸烴基之多臂矽烷之量佔該金屬-聚有機矽氧烷混合物之0.01至2重量百分 比,且成分(A)之量加上成分(A)至(D)以外任何成分之量的總和佔該金屬-聚有機矽氧烷混合物之3至58重量百分比;以上皆以總共100重量百分比之該金屬-聚有機矽氧烷混合物計。
態樣10.一種製造金屬-聚有機矽氧烷混合物之方法,該混合物不含可縮合固化之聚有機矽氧烷且不含金屬粒子與陶瓷粒子以外之固體粒子,該金屬-有機矽氧烷混合物另包含成分(A)至(C):(A)不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷;(B)基於伸烴基之多臂矽烷;及(C)金屬粒子;該方法包含將成分(A)、(B)、及(C)混合在一起以製造該金屬-聚有機矽氧烷混合物。在一些態樣中,該混合可包含將(A)及(B)混合在一起以得到(A)及(B)之第一混合物,然後將(C)添加至該第一混合物以得到金屬-聚有機矽氧烷混合物。可替代地,該混合可包含將(A)及(C)混合在一起以得到(A)及(C)之第二混合物,然後將(B)添加至該第二混合物以得到金屬-聚有機矽氧烷混合物。在一些態樣中,該混合不包含在(A)不存在時將(B)及(C)混合在一起。在金屬-聚有機矽氧烷混合物進一步包含(D)陶瓷粒子的態樣中,該混合過程可包含將(C)及(D)摻合在一起以得到(C)及(D)的摻合物,然後將該摻合物添加至(A)及(B)的第一混合物以得到進一步包含(D)之金屬-聚有機矽氧烷混合物。可替代地,混合過程可包含將(A)及該摻合物混合在一起以得到(A)與(C)及(D)之摻合物的第三混合物,然後將(B)添加至該第三混合物以得到進一步包含(D)之金屬-聚有機矽氧烷混合物。在金屬-聚有機矽氧烷混合物進一步包含成分(E)至(U)之至少一者的態樣中,可將成分(E)至(U)之至少一者與(A)混合以得到(A)及(E)至(U)之至少一者的第四混合物,可替代地可將成分(E)至(U)之至少一者與(A)及(B)的第一混合物混合以得到(A)、(B)、及(E)至(U) 之至少一者的第五混合物,可替代地可將成分(E)至(U)之至少一者與(A)及(C)的第二混合物混合以得到(A)、(C)、及(E)至(U)之至少一者的第六混合物。其後,可將(B)添加至該第四混合物或至該第六混合物以得到進一步包含成分(E)至(U)之至少一者的金屬-聚有機矽氧烷混合物。可替代地,可將(C)添加至該第五混合物以得到進一步包含成分(E)至(U)之至少一者的金屬-聚有機矽氧烷混合物。已考慮到將成分(E)至(U)之至少一者混合的其它方式,以得到進一步包含成分(E)至(U)之至少一者的金屬-聚有機矽氧烷混合物。可在混合機或摻合機中進行該摻合與混合。若為所欲,考慮到混合之熱,正進行混合的成分溫度可利用任何合適手段控制,諸如利用冷卻浴及/或預冷成分,以使得混合期間的溫度保持在預定值之下(例如,<50℃)。利用此方式,可防止溫度達到任何可固化之聚有機矽氧烷會開始固化的值。
態樣11.一種金屬-聚有機矽氧烷組成物,其不含可縮合固化之聚有機矽氧烷且不含金屬粒子與陶瓷粒子以外之固體粒子,該金屬-有機矽氧烷組成物另包含成分(A)及(B'-C'):(A)不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷;及(B'-C')基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子。在成分(B'-C')中,各基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子含有至少一個在該基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能基與該金屬粒子之間的Si-O-金屬鍵結。成分(B'-C')與成分(B)及(C)之組合在至少一種特徵、結構、功能、反應性或性質上有所不同。該組成物與該金屬-聚有機矽氧烷混合物在至少一種特徵、結構、功能、反應性或性質上有所不同。一旦基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子在(A)存在時形成,該等金屬粒子可加以適當特徵化。可替代地,若為所欲,可將(B'-C')基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的 金屬粒子與(A)分離,以得到分離的(B'-C')基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子。分離過程可包含任何合適的技術,以用於自成分(A)移除(B'-C')基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子,或者反過來自(B'-C')基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子移除成分(A)。分離過程可包含離心、層析、傾析、蒸餾、過濾、分溶、磁場操縱、手動分離、脫除、或其任二或更多者之組合。例如,分離過程可包含自成分(A)過濾出(B'-C')基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子,其中可選地借助於(N)媒劑及/或助濾劑。可替代地,分離過程可包含自金屬-聚有機矽氧烷組成物脫除成分(A)。在一些態樣中,本發明包括分離的成分(B'-C')基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子。某些分離技術可藉由使用(N)媒劑及/或助濾劑來輔助。在至少一種特徵、結構、功能、反應性或性質上,分離的成分(B'-C')基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子係不同於參考前處理金屬粒子,後者之形成係藉由在成分(A)不存在時使(B)及(C)接觸在一起以得到參考前處理粒子。同樣地,在至少一種特徵、結構、功能、反應性或性質上,金屬-聚有機矽氧烷組成物係不同於參考組成物,後者之形成係藉由使參考前處理粒子與成分(A)接觸以形成包含參考前處理粒子於成分(A)中之混合物的參考組成物。
態樣12.態樣11之金屬-聚有機矽氧烷組成物,其中成分(A)係不可固化的聚有機矽氧烷,且該金屬-聚有機矽氧烷組成物係不可固化的金屬-聚有機矽氧烷組成物;其中成分(A)係可加成固化的聚有機矽氧烷,且該金屬-聚有機矽氧烷組成物係可加成固化的金屬-聚有機矽氧烷組成物;及/或其中成分(B'-C')係分散於該成分(A)中。不可固化之聚有機矽氧烷及可加 成固化之聚有機矽氧烷的各者不含矽鍵結有機雜基基團。
態樣13.一種製造金屬-聚有機矽氧烷組成物之方法,該組成物不含可縮合固化之聚有機矽氧烷且不含金屬粒子與陶瓷粒子以外之固體粒子,該金屬-有機矽氧烷組成物另包含成分(A)及(B'-C'):(A)不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷;及(B'-C')基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子;該方法包含在處理條件下使態樣1至9中任一者之金屬-聚有機矽氧烷混合物,其中該多臂矽烷具有可水解的基團,與控制量的水分在該不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷存在且未固化時接觸,以使縮合反應發生於成分(B)與成分(C)之間,從而得到該金屬-聚有機矽氧烷組成物,其中該控制量的水分在化學計量上小於該多臂矽烷的可水解基團之量。
態樣14.一種固化複合物,其不含縮合交聯的聚有機矽氧烷且不含金屬粒子與陶瓷粒子以外之固體粒子,該固化複合物另包含分散於加成固化之聚有機矽氧烷中的基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能性金屬粒子。該固化複合物與該組成物在特徵、結構、功能、反應性或性質上有所不同。該固化複合物亦與該金屬-聚有機矽氧烷混合物在至少一種特徵、結構、功能、反應性或性質上有所不同。
態樣15.態樣14之固化複合物,其中該固化複合物的特徵在於在攝氏150度(℃)的溫度下進行熱老化時具有增強的穩定性,此係相較於不含縮合交聯的聚有機矽氧烷且不含金屬粒子與陶瓷粒子以外之固體粒子的參考固化複合物,且該參考固化複合物另包含分散於該相同加成固化之聚有機矽氧烷中的未經官能化之金屬粒子。製造參考固化複合物的方式係使含有固化催化劑、聚有機矽氧烷、對於聚有機矽氧烷具有反應性之交聯 劑、及金屬粒子的參考組成物經受固化條件,其中該參考組成物不含(B)基於伸烴基之多臂矽烷且不含任何其它矽烷。
態樣16.一種製造固化複合物之方法,該固化複合物不含縮合交聯的聚有機矽氧烷且不含金屬粒子與陶瓷粒子以外之固體粒子,該方法包含在固化條件下使態樣12之金屬-聚有機矽氧烷組成物與成分(E)對於該可加成固化之聚有機矽氧烷具有反應性的交聯劑及成分(F)固化催化劑接觸,以使交聯作用發生於成分(E)與成分(A)之間,從而得到該固化複合物。
態樣17.一種製造熱老化材料的方法,該方法包含將態樣12之不可固化的金屬-聚有機矽氧烷組成物或態樣14或15之固化複合物在100℃至350℃的溫度下加熱至少1天,以得到該熱老化材料,該材料各別包含熱老化不可固化的組成物或熱老化複合物。可替代地,熱老化溫度可係120°至300℃、可替代地145°至250℃。熱老化期間可係至少3天、可替代地至少5天、可替代地至少7天、可替代地至少14天、可替代地至少21天、可替代地至少28天、可替代地至少35天、可替代地至少42天。在一些態樣中,熱老化期間可係至多1,000天、可替代地至多100天、可替代地至多50天。加熱期間可係連續的,可替代地係不連續的(即累積的)。例如,5天加熱期間可係單一的5天加熱期間,可替代地二或更多段分開的加熱期間的累積,該等期間加起來總共加熱5天。該累積的各分開期間係以獨立的冷卻期間分隔開來,其中溫度保持低於30℃,諸如23℃。舉例來說,累積5天的加熱期間可由五段的1天加熱期間所構成,各期間皆以一段在23℃下的1天冷卻期間分隔開來;或者,一段的1天加熱期間與一段的4天加熱期間,其中以一段材料保持在0℃下的冷卻期間分隔開來。加熱可在 環境氣氛中進行,可替代地在控制氣氛中進行。控制氣氛可基本上由下列所組成:真空條件、惰性氣體(例如,分子氮、氦、氬之氣體或其任二或更多者之混合物)、或氧化還原氣體(例如,二氧化碳、分子氧、或分子氫之氣體)。
態樣18.熱老化材料,其係藉由態樣17之方法製備。該熱老化不可固化之組成物與該不可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物在至少一種特徵、結構、功能、反應性或性質上有所不同。該熱老化不可固化之組成物亦不同於該不可固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物。該熱老化複合物與該固化複合物在至少一種特徵、結構、功能、反應性或性質上有所不同。該熱老化複合物亦與該金屬-聚有機矽氧烷組成物及混合物在至少一種特徵、結構、功能、反應性或性質上有所不同。
態樣19.一種製成物品,其包含組件(1):導熱體組件,該組件包含態樣1至9中任一者之金屬-聚有機矽氧烷混合物、態樣11或12之金屬-聚有機矽氧烷組成物、或態樣14或15之固化複合物、或態樣18之熱老化材料。
態樣20.態樣19之製成物品,其中該金屬-聚有機矽氧烷混合物、該金屬-聚有機矽氧烷組成物、固化複合物、及/或熱老化材料的特徵在於導熱率>0.6W/m-K,該導熱率係根據如後文所述的測試方法ISO 22007-2:2015所測量。在一些態樣中,導熱率係至少1W/m-K、可替代地2W/m-K、可替代地3W/m-K。在一些態樣中,導熱率係至多20W/m-K、可替代地15W/m-K、可替代地10W/m-K。在一些態樣中,導熱率係2W/m-K至9W/m-K。
態樣21.一種需要熱管理之電子裝置,該電子裝置包含組件(1)至(3):(1)導熱體組件,該組件包含態樣1至9中任一者之金屬-聚有機矽氧烷混合物、態樣11或12之金屬-聚有機矽氧烷組成物、或態樣14或15之固化複合物、或態樣18之熱老化材料;(2)產熱電子組件;及(3)散熱組件;其中(1)導熱體組件係設置在組件(2)與(3)之間且對該等組件(2)與(3)進行熱傳遞,其熱傳遞之方式會使得至少部分之由(2)產熱組件產生的熱自(2)產熱組件經由(1)導熱體組件傳導至(3)散熱組件。
態樣22.態樣21之電子裝置,其中(1)導熱體組件包含該固化複合物且/或其中(1)導熱體組件包含該熱老化材料且/或其中(3)散熱組件係熱槽或散熱器。
態樣23.一種(1)導熱體組件用於需要熱管理的裝置中之用途,該組件包含態樣1至9中任一者之金屬-聚有機矽氧烷混合物、態樣11或12之金屬-聚有機矽氧烷組成物、或態樣14或15之固化複合物、或態樣18之熱老化材料。
態樣24.態樣21之電子裝置或態樣22之用途,其中(1)導熱體組件係用於在該裝置中作為熱黏著劑、熱凝膠、導熱膏、熱介面材料、或熱間隙填料。
本發明在本文中係以說明性方式藉由揭示複數個代表性、非限制性實施例及實例而描述。本文中所使用的用語可易於由熟習此項技術者了解。一些用語係由IUPAC(諸如例如以下者)所定義,諸如例如,定義於IUPAC.Compendium of Chemical Terminology,2nd ed.(「金皮書」)。編譯者為A.D.McNaught及A.Wilkinson。Blackwell Scientific Publications,Oxford (1997).XML線上修正版本:http://goldbook.iupac.org(2006-),建立者為M.Nic,J.Jirat,B.Kosata;更新編譯者為A.Jenkins。ISBN 0-9678550-9-8.doi:10.1351/goldbook.IUPAC未定義的用語,可能定義於Hawley’s CONDENSED CHEMICAL DICTIONARY,11th edition,N.Irving Sax & Richard J.Lewis,Sr.,1987(Van Nostrand Reinhold)。其它用語係在下文中定義。凡本文中提及該等用語之處,應預設為這些定義,除非用語(term,phrase)或表達的不同意義已透過本文中它處不同敘述的上下文來說明或表示。例如,如果在本文中它處的濃度以莫耳百分比表示,則濃度不是預設的重量百分比。
可替代地應指獨立的實施例。量與量之比例係以重量計。冠詞「一(a,an)」、及「該(the)」各自係指一或多者。態樣與實施例可互換使用。「每分子平均(average per molecule)」或等效表達意指關於/來自所有分子的總量除以分子數量。
「副產物(by-product)」意指化學反應的次產物。
「催化劑(catalyst)」意指均相或非均相催化劑,其可受撐載或未受撐載,且其可以或可以不是複合材料。「化學元素(chemical element)」或「原子(atom)」、化學元素的一或多個族、或元素週期表應指由IUPAC所發表、版本日期為2013年5月1日之化學元素、族、及元素週期表;參見iupac.org/reports/periodic_table/。「塗層(coating)」可與「膜(film)」可互換使用,且意指在一個維度受到限制的材料。受限維度可表徵為「厚度(thickness)」。如於比較例中的「比較(comparative)」係僅供說明目的,而不應意指來自先前技術的某事物。「組成物(composition)」意指可以藉由其組成元素的實驗式所定義之化學物質。以「百分比(percent)」或「%」表示的「濃度(concentration)」 意指重量百分比(wt%),且係以用於製造所述材料之所有成分的總重量計,其總重量係100wt%。「接觸(contacting)」表示使進行物理接觸。
在諸如伸烴基(hydrocarbylene)、伸烷基(alkylene)、伸烯基(alkenylene)、伸芳基(arylene)、及伸苯基(phenylene)的化學名稱中用於作為附加語的「伸(ene)」表示二價基團。「伸(ene)」名稱可與彼等的「二基(diyl)」名稱互換使用,後者各別諸如烴二基(hydrocarbon-diyl)、烷二基(alkane-diyl)、烯二基(alkene-diyl)、芳二基(arene-diyl)、苯二基(benzene-diyl)。本發明的「實例(examples)」可供具體發明實施例作為依據,並為該等實施例提供足夠支持。
「單部分配方(formulation,one-part)」有時稱為單部分組成物,其表示含有產生一固化材料所需之所有成分的混合物。單部分配方可利用外部因子,諸如濕氣(用於縮合固化)、熱(用於加成固化)、或光(用於加成固化),來起始、加速或完成固化製程。「兩部分配方(formulation,two-part)」有時稱為兩部分組成物,其表示將不同反應性成分分離成兩種分開混合物以預防提前起始固化的系統。例如,單體或預聚物可包含主要部分及溶劑,而固化催化劑可包含次要部分。可將主要部分與次要部分組合成為單部分配方,藉此達成起始固化。雖然可採用任何比例,所得單部分配方可包含自10至90wt%的主要部分及自90至10wt%的次要部分。「不含(free of)」可與「缺乏(lack)」可互換使用,且意指無法利用核磁共振(NMR)光譜法(例如1H-NMR、13C-NMR、或29Si-NMR)或傅立葉轉換紅外線(FT-IR)光譜法偵測;可替代地完全不存在。
「大於(greater than)」或「>」,涵蓋一範圍或子範圍,其包 括作為其上端點的絕對最大值(例如,100%)或者,若其中可能沒有絕對最大值的情況,則包括實際的最大值(例如,10,000個重複單元或10,000,000g/mol)。可替代地,上端點可少於絕對最大值(例如,<100%)或少於實際的最大值(例如,<10,000個重複單元或<10,000,000g/mol)。
「雜原子(heteroatom)」在含有雜原子的有機基團中時,意指碳及氫以外的任何原子。一般而言,在含有雜原子的有機基團中,雜原子係選自N、O、S、及P;可替代地N、O、及S;可替代地N、或O。「雜烴基(heterohydrocarbyl)」係單價有機基團,該基團在其未經取代的形式中,含有至少一個雜原子,且在碳原子上具有其形式基。「烴基(hydrocarbyl)」係單價有機基團,該基團在其未經取代的形式中,僅由碳與氫原子所構成,且在碳原子上具有其形式基。
「發明(invention)」或等效表達(例如,本發明、此發明、或該發明)應意指代表性發明實施例或態樣,而不應用來不當限制發明範疇。「IUPAC」係國際純化學和應用化學聯合會(International Union of Pure and Applied Chemistry)(IUPAC Secretariat,Research Triangle Park,North Carolina,USA)。
「少於(less than)」或「<」,涵蓋一範圍或子範圍,其包括作為其下端點絕對最小值(例如,零(0))或者,若其中可能沒有絕對最小值的情況,則包括實際的最小值(例如,大於零(>0))。可替代地,下端點可大於絕對最小值(例如,>0%)。「濃度<10wt%」表示自>0至<10wt%。
成員A、B、及C之馬庫西群組可等效表示為:「選自A、B、及C之成員」;「選自由A、B、及C所組成之群組的成員(a member selected from the group consisting of A,B,and C)」;或「成員A、B、或C(a member A,B,or C)」。馬庫西群組可包含屬及其次屬、屬及其具體成員、或次屬及其具體成員;其等之各者可個別或共同作為依據。「可(may)」代表有選擇性,而非必要性。。分子的「分子質量(molecular mass)」意指以每莫耳之克數表示的分子量(MW)。聚合物的「平均分子質量(average molecular mass)」意指以克數表示的重量平均分子量(Mw)。使用凝膠滲透層析(GPC)以及聚苯乙烯標準品測定Mw
「操作性(operative)」意指功能上有效。例如,「操作性接觸(operative contact)」包含功能上有效的接觸,例如用於修飾、塗佈、黏附、密封、或填充者。操作性接觸可係直接物理上接觸,可替代地係間接接觸,前提是其對預期用途而言係有效的。「可選(地)(optionally)」意指其係不存在(或經排除),可替代地係存在(或經包括)。「有機基團(organic group)」與「有機基團(organo group)」可互換使用,且可未經取代或經取代,並可由一或多個碳原子及氫原子(當未經取代)、與可選地雜原子所構成。有機基團可係單價(monovalent)(具有一自由價)、二價(divalent)(具有二自由價)、三價(trivalent)(具有三自由價)、或四價(tetravalent)(具有四自由價);亦分別稱為一價(univalent)、雙價(bivalent)、三價(trivalent)、或四價(quadravalent)。有機基團之各形式基可獨立地位在碳原子上,或者當存在時可選地位在雜原子上。「有機雜基(organoheteryl)」係單價有機基團,該基團在其未經取代的形式中,具有至少一個雜原子,且在雜原子上具有其形式基。「有機基(organyl)」係單價有機基團,該基團在其未經取代的形式中,可選地可含有或可不含有至少一個雜原子,且在碳原子上具有其形式基。
材料的「性質(properties)」(例如黏度)係預設在攝氏23度(℃)與101.3千帕(kPa)下使用對其測量的測試方法來測量。「純化(purify)」意指提高所欲成分的濃度(高達
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100%)。
本文所依據的「範圍(ranges)」描述且設想到所有範圍及子範圍,包括端點及其中之整數值及/或分數值。所揭露的端點或介於範圍或子範圍端點之間的所揭示個別數字可供具體發明實施例作為依據,並為該等實施例提供足夠支持。「剩餘物(remainder)」意指留下的部分,例如蒸餾後的罐殘餘物(pot residue)。
「分離(separation)」意指造成物理性移開,並因此導致不再直接接觸。「矽醇含量(silanol content)」意指矽鍵結羥基(Si-OH)的濃度,且以莫耳百分比(mol%)表示,並藉由矽-29核磁共振(29Si-NMR)判定。「聚矽氧(silicone)」涵蓋直鏈聚有機矽氧烷巨分子、支鏈聚有機矽氧烷巨分子、及直鏈與支鏈聚有機矽氧烷巨分子之混合物。支鏈聚有機矽氧烷巨分子包括矽倍半氧烷(silsesquioxane)樹脂與樹脂直鏈聚有機矽氧烷巨分子。聚矽氧可由M、D、T、及Q單元中之一或多者所構成,其中M單元具有式RM 3SiO1/2,D單元具有式RD 2SiO2/2,T單元具有式RTSiO3/2,且Q單元具有式SiO4/2;其中各RM、RD、及RT獨立地係氫、鹵素、羥基、或有機基團。「SiOZ」涵蓋所有矽鍵結羥基與矽鍵結O-烴基。例如,SiOH、SiO甲基、SiO乙基、SiO丙基、及SiO(1-甲基丙基)。有機基團上的「取代基(substituents)」可標示為「SUB」,其中各SUB獨立地係鹵素原子、-NH2、-NHR、-NR2、-NO2、-OH、-OR、側氧基(=O)、-C≡N、-C(=O)-R、-OC(=O)R、-C(=O)OH、-C(=O)OR、-SH、-SR、-SSH、-SSR、-SC(=O)R、-SO2R、-OSO2R、-SiR3、及-Si(OR)3;其中各R 獨立地係未經取代之(C1-C30)烴基。鹵素原子係F、Cl、Br、或I;可替代地係F、Cl、或Br;可替代地係F或Cl;可替代地係F;可替代地係Cl。「基材(substrate)」意指具有至少一表面之物,該表面上可配置一材料。
「其(thereof)」應指稱、並可經修改以置換成緊接在前的所指稱元素、成員、特徵、限制、清單、或群組。
「媒劑(vehicle)」意指作為載劑、承載介質、分散劑、稀釋劑、上清液、或用於另一種材料之溶劑的液體,該材料可或不可溶於其中。
任何化合物包括其所有「同位素形式(Isotopic forms)」,該等形式包括天然豐度同位素、同位素濃化同位素、及其混合物。在一些態樣中,同位素形式係天然豐度同位素、可替代地係同位素濃化同位素。含矽化合物的同位素濃化形式具有大於天然豐度量的氘、氚、29Si、30Si、32Si、或其任二或更多者之組合。化合物的同位素濃化形式可具有其它用途,其中該同位素濃化化合物或自其製造或合成之同位素濃化材料的偵測會有所助益。此類用途的實例係醫學研究和防偽應用。
「(C2-C30)烴二基((C2-C30)hydrocarbon-diyl)」當未經取代時,係含有2至30個碳原子及氫原子的二價烴基。「(C2-C30)烴三基((C2-C30)hydrocarbon-triyl)」未經取代時,係含有當2至30個碳原子及氫原子的三價烴基。二價烴基的各基可係位在相同碳原子上(孿型(geminal)),可替代地位在不同碳原子上。三價烴基的各基可係位在相同碳原子上(孿型(geminal)),可替代地兩基位在相同碳原子上且另一個基位在不同碳原子上,可替代地所有基皆位在不同碳原子上。
「合金(alloy)」意指二或更多種金屬的共熔或非共熔混合 物。混合物可係金屬元素的固溶體(單相)或二或更多種金屬元素的混合物(二相)。
「金屬(metal)」包括(可替代地不包括)類金屬硼、鍺、及銻。
「肟基(oximo)」意指藉由自肟形式上移除氧鍵結氫原子所衍生的具有式R2C=NO-之單價肟基團,其中一個R係烴基,而另一個R獨立地係H或烴基。肟形式上係醛或酮與羥基胺(H2NOH)反應的脫水反應產物,其伴隨著失去一個水分子以使醛或酮之側氧基(=O)形式上轉化為肟之羥基亞胺基(=NOH)。例如,(C3)肟基係單價肟基團,該基團形式上係(C3)醛或(C3)酮與羥基胺反應的脫水反應產物。在一些態樣中,肟基係衍生自醛,可替代地自酮。
金屬-聚有機矽氧烷材料之各者獨立地可進一步藉由其同位素組成來定義。各個此類發明材料可係天然豐度同位素形式、可替代地同位素濃化形式、可替代地該等形式之混合物。本發明材料的同位素濃化形式包括含有大於天然豐度量的氘、氚、29Si、30Si、32Si、或其任二或更多者之組合的形式。除了本文中所述的本發明材料之用途之外,本發明材料的同位素濃化形式可用於某些應用中,其中該同位素濃化發明材料或自其製造之同位素濃化矽材料(例如,薄膜)的偵測會有所助益。這種應用的例子為醫學研究和防偽應用。具有不同同位素組成的本發明材料可在至少一種特徵、結構、功能、反應性或性質上彼此不同。
金屬-聚有機矽氧烷混合物與金屬-聚有機矽氧烷組成物含有成分(A)不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷。成分(A)及其濃度已詳 述於前文中。該敘述係以引用方式併入此處。合適的(A)不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷可藉由許多熟知方法來輕易合成,或者可獲自商品供應商,諸如Dow Corning Corporation,Midland,Michigan,USA;Momentive Performance Materials Inc.,Waterford,New York,USA;或Shin-Etsu Chemical Company,Ltd.,Chiyoda-ku,Japan。
金屬-聚有機矽氧烷混合物含有成分(B)基於伸烴基之多臂矽烷。成分(B)及其濃度已詳述於前文中。該敘述係以引用方式併入此處。合適(B)基於伸烴基之多臂矽烷可藉由許多熟知方法來輕易合成,或者可獲自商品供應商,諸如Dow Corning Corporation或Gelest,Inc.(Morrisville,Pennsylvania,USA)。
金屬-聚有機矽氧烷混合物含有成分(C)金屬粒子。成分(C)及其濃度已詳述於前文中。該敘述係以引用方式併入此處。(C)金屬粒子可呈立方形、薄片形、顆粒形、不規則形、針形、粉形、棒形、球形、或立方形、薄片形、顆粒形、不規則形、針形、粉形、棒形、球形之任二或更多者的混合。(C)金屬粒子可具有5至100μm的中位數粒徑。(C)金屬粒子的特徵可在於最大粒徑1mm、可替代地100微米(μm)、可替代地50μm、可替代地10μm、可替代地1μm、可替代地500奈米(nm)。合適(C)金屬粒子可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商。
金屬-聚有機矽氧烷組成物、固化複合物、及熱老化材料含有成分(B'-C')基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子。成分(B'-C')已詳述於前文中。該敘述係以引用方式併入此處。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷組成物不含游離(C)金屬粒子。「游離(C)金屬粒子(free(C)metal particles)」係缺乏前文所述之Si-O-金屬鍵結的(C)金屬粒子。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷組成物進一步包含游離成分(C)金屬粒子,使得該金屬-聚有機矽氧烷組成物包含成分(A)、(B'-C')、及(C)。
在成分(B'-C')之一些以上態樣中,成分(C)金屬粒子包含鋁或基本上由鋁所組成,其中鋁粒子具有大於1微米的平均粒徑。可替代地,成分(C)包含下列或基本上由下列所組成:鈷;可替代地銅;可替代地鐵;可替代地鎳;可替代地錫;可替代地鈦;可替代地鋅。可替代地,成分(C)包含下列或基本上由下列所組成:金;可替代地鈀;可替代地鉑;可替代地銀。可替代地,成分(C)包含前述金屬之任二者的合金或基本上由前述金屬之任二者的合金所組成。可替代地,成分(C)金屬粒子包含前文所述之核殼金屬粒子或基本上由前文所述之核殼金屬粒子所組成。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含(D)陶瓷粒子。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物進一步含有成分(D)陶瓷粒子。成分(D)已詳述於前文中。該敘述係以引用方式併入此處。在一些態樣中,已經藉由以下方式製造進一步含有成分(D)陶瓷粒子之金屬-聚有機矽氧烷組成物的態樣:將(D)陶瓷粒子添加至包含成分(A)及(B'-C')但缺乏成分(D)之第一金屬-聚有機矽氧烷組成物,以得到包含成分(A)、(B'-C')、及(D)之第二金屬-聚有機矽氧烷組成物,其中成分(A)、(B'-C')、及(D)係如前文所述。在其它態樣中,已經藉由以下方式製造進一步含有(D)陶瓷粒子之金屬-聚有機矽氧烷組成物的態樣:將(D)陶瓷粒子添加至包含成分(A)、(B)、及(C)但缺乏成分(D)之第一金屬-聚有機矽氧烷混合物,以得到包含成分(A)、(B)、(C)、及(D)之第二金屬-聚有機矽氧烷混合物,其中成分(A)、(B)、(C)、及(D)係如 前文所述;且在第二金屬-聚有機矽氧烷混合物中使成分(B)與成分(C)及(D)接觸,以得到包含成分(A)、(B'-C')、及(B'-D')之第三金屬-聚有機矽氧烷組成物,其中成分(A)及(B'-C')係如前文所述,且成分(B'-D')係基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的陶瓷粒子。在一些態樣中,進一步含有(D)陶瓷粒子的金屬-聚有機矽氧烷組成物可選地進一步包含成分(C'-B'-D'),該成分包含混合粒子,該混合粒子包含基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬與陶瓷粒子。在此類態樣中的是第四金屬-聚有機矽氧烷組成物,該組成物包含成分(A)、(B'-C')、(B'-D')、及(C'-B'-D')。成分(B'-D')與成分(B)及(D)之組合在至少一種特徵、結構、功能、反應性或性質上有所不同。成分(C'-B'-D')獨立地係與成分(B'-C')及成分(B'-D')之各者在至少一種特徵、結構、功能、反應性或性質上有所不同。包含成分(A)、(B'-C')、(B'-D')、及(C'-B'-D')之第四金屬-聚有機矽氧烷組成物獨立地係不同於包含成分(A)、(B'-C')、及(B'-D')之第三金屬-聚有機矽氧烷組成物及包含成分(A)、(B'-C')、及(D)之第二金屬-聚有機矽氧烷組成物。在一些態樣中,第二、第三、及第四金屬-聚有機矽氧烷組成物獨立地進一步包含未經反應的成分(D)陶瓷粒子。在一些態樣中,第二、第三、及第四金屬-聚有機矽氧烷組成物不含未經反應的(D)陶瓷粒子。
(D)陶瓷粒子可具有足夠大小以改善(C)金屬粒子在金屬-聚有機矽氧烷組成物、固化複合物、及/或熱老化材料中的填裝條件,以使得金屬-聚有機矽氧烷組成物、固化複合物、及/或熱老化材料所具有的導熱率高於比較性金屬-聚有機矽氧烷組成物、固化複合物、及/或熱老化材料,後者具有相同濃度的具不同(例如,更大)大小之(D)陶瓷粒子。該足夠大小可係(D)陶瓷粒子的平均粒子直徑小於(C)金屬粒子的平均粒子直徑。(D)陶瓷 粒子獨立地可呈立方形、薄片形、顆粒形、不規則形、針形、粉形、棒形、球形、或立方形、薄片形、顆粒形、不規則形、針形、粉形、棒形、球形、之任二或更多者的混合。當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,(D)陶瓷粒子的濃度可如前文所述。合適(D)陶瓷粒子可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(E)交聯劑。例如,當成分(A)係不可固化之聚有機矽氧烷時,金屬-聚有機矽氧烷材料可不含(E)。在其它態樣中,至少金屬-聚有機矽氧烷組成物、及可選地金屬-聚有機矽氧烷混合物,進一步包含成分(E)交聯劑。當存在於含有可加成固化之(A)聚有機矽氧烷的金屬-聚有機矽氧烷混合物或含有可加成固化之(A)聚有機矽氧烷的金屬-聚有機矽氧烷組成物中時,(E)交聯劑可對於可加成固化之(A)聚有機矽氧烷具有反應性以在可加成固化之(A)聚有機矽氧烷之二或更多個分子之間形成交聯基團。成分(E)交聯劑可係SiH官能性有機矽化合物,該有機矽化合物具有每分子平均2或更多、可替代地>2至5、可替代地2至4個SiH官能基。「SiH-官能性(SiH-functional)」意指含矽鍵結氫原子之基團。SiH-官能性有機矽化合物可係SiH-官能性有機矽烷或SiH-官能性有機矽氧烷。當金屬-聚有機矽氧烷組成物進一步包含(E)時,藉由固化自其所製備的固化複合物、及一般而言藉由固化複合物之熱老化自其所製備的熱老化複合物,包含由鍵結至衍生自可加成固化之(A)聚有機矽氧烷之分別分子的二或更多個基團之多價交聯基團所構成的巨分子。當存在於金屬-聚有機矽氧烷混合物或組成物中時,以該金屬-聚有機矽氧烷混合物或組成物的總重量計,(E)交聯劑的濃度可係0.1wt%至20wt%。合適(E)交聯劑可 藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商,諸如Dow Corning Corporation。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(F)固化催化劑。在其它態樣中,至少金屬-聚有機矽氧烷組成物、及可選地金屬-聚有機矽氧烷混合物、固化複合物、及/或熱老化材料,進一步包含成分(F)固化催化劑。(F)固化催化劑,其反應性可用於催化成分(E)之分子與可加成固化之(A)聚有機矽氧烷之二或更多個分子之間的交聯加成反應;可加成固化之(A)聚有機矽氧烷可如上文所定義。成分(F)固化催化劑可係矽氫化催化劑,且金屬-聚有機矽氧烷混合物及組成物可係可矽氫化固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物及可矽氫化固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物。矽氫化催化劑可包含金屬;含有該金屬之化合物或有機金屬錯合物;或其任何組合。各金屬獨立地可係鉑、銠、釕、鈀、鋨、銥、或其至少二者之任何組合。一般而言,矽氫化催化劑係鉑矽氫化催化劑。合適鉑矽氫化催化劑之實例係US 3,419,593中氯鉑酸與某些含乙烯基之有機矽氧烷的錯合物,諸如氯金酸與1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷之反應產物的錯合物。矽氫化催化劑可未受撐載,可替代地受撐載(設置)於支撐(例如,顆粒性碳、二氧化矽、或氧化鋁)上。在至少一種特徵、結構、功能、反應性或性質上,受撐載的矽氫化催化劑不同於催化劑無金屬填料,後者包含顆粒性固體,諸如顆粒性碳、二氧化矽、或氧化鋁。
成分(F)之矽氫化催化劑態樣於可矽氫化固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物或組成物中可加以調配,以增加在含有該成分之可矽氫化固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物或組成物的儲存期間以及將其等固化之前的 穩定性。例如,可將矽氫化催化劑微封裝於熱塑性樹脂中,以增加儲存穩定性。微封裝的矽氫化催化劑包含矽氫化催化劑之核,而該核係由熱塑性樹脂之殼包圍並密封覆蓋。一般而言,在低於熱塑性樹脂之熔點或軟化點的溫度下,對含有微封裝之矽氫化催化劑的可矽氫化固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物或組成物進行儲存。當欲進行固化時,可將微封裝之催化劑(例如,參見US 4,766,176及US 5,017,654)於可矽氫化固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物或組成物中在高於熱塑性樹脂之熔點或軟化點下加熱,藉此將矽氫化催化劑核暴露於可矽氫化固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物或組成物之成分(A)及(E)並催化其等之矽氫化固化。可替代地,可矽氫化固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物或組成物中的矽氫化催化劑可係可光活化之催化劑,以增加儲存穩定性。可光活化之催化劑的實例係β-二酮酸鉑(II)錯合物,諸如雙(2,4-戊二酮酸)鉑(II)。一般而言,含有可光活化之催化劑的可矽氫化固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物或組成物,係在用於可光活化催化劑之光活化的波長之光線不存在下進行儲存。例如,可在阻擋具有150至800奈米(nm)之一或多種波長之光線的容器中,儲存含有可光活化之催化劑的可矽氫化固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物或組成物。當欲進行固化時,可使可光活化之催化劑於可矽氫化固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物或組成物中暴露於具有150至800奈米之波長的紫外輻射,藉此在成分(A)及(E)存在下活化可光活化之催化劑並催化其等之矽氫化固化。當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,以該金屬-聚有機矽氧烷材料的總重量計,(F)固化催化劑的濃度可係1至1,000百萬分點(ppm)。合適(F)固化催化劑可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商,諸如Dow Corning Corporation。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(G)催化劑抑制劑。在其它態樣中,至少金屬-聚有機矽氧烷組成物、及可選地金屬-聚有機矽氧烷混合物、固化複合物、及/或熱老化材料,進一步包含成分(G)催化劑抑制劑。(G)催化劑抑制劑在23℃下對於抑制由成分(F)催化之金屬-聚有機矽氧烷混合物及/或組成物的固化有效。(G)催化劑抑制劑可係矽氫化催化劑的抑制劑,諸如鉑矽氫化催化劑的抑制劑。矽氫化催化劑的抑制劑係為已知的。例如,矽氫化催化劑抑制劑可係US 2016/0032060 A1中針對成分(j)的所述化合物之任一者。化合物之實例係乙烯系不飽和或芳族不飽和醯胺、乙炔系化合物、不飽和烴二羧酸酯、共軛烯-炔、烯烴矽氧烷、氫過氧化物、腈、二氮丙啶、衍生自羧酸及不飽和醇的羧酸酯、醯胺、膦、硫化合物、氫過氧化合物、及其任二或更多者之組合。當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,(G)催化劑抑制劑的濃度可係每100份(F)固化催化劑有1份至100份。合適(G)催化劑抑制劑可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商,諸如Sigma-Aldrich Company,St.Louis,Missouri,USA。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(H)黏著促進劑。在其它態樣中,至少金屬-聚有機矽氧烷組成物、及可選地金屬-聚有機矽氧烷混合物、固化複合物、及/或熱老化材料,進一步包含成分(H)黏著促進劑。合適黏著促進劑之實例包括烷氧基矽烷,諸如環氧官能性烷氧基矽烷、或巰基官能性化合物;烷氧基矽烷及羥基官能性聚有機矽氧烷之組合;巰基官能性化合物;不飽和化合物;環氧官能性矽烷;環氧官能性矽氧烷;組合,諸如環氧官能性矽烷或環氧官能性矽氧烷與羥基官能性聚有機矽氧烷的反應產物;或其組合。合適黏著促進劑係所屬技術領域中已知 者且可購得。例如,Silquest® A186為β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷,其可購自Crompton OSi Specialties,Middlebury,Connecticut,USA。CD9050為適用作黏著促進劑之單官能性酸酯,其提供對於金屬基材之黏著性並且針對可輻射固化之組成物而設計。CD9050可購自Sartomer Co。SR489D係丙烯酸十三酯,SR395係丙烯酸異癸酯,SR257係丙烯酸十八酯,SR506係丙烯酸異莰酯,SR833S係三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯,SR238係1,6-己二醇二丙烯酸酯,且SR351係三羥甲基丙烷三丙烯酸酯,以上皆亦可購自Sartomer Co。其它用於促進對金屬之黏著性的合適黏著促進劑包括順丁烯二酐、甲基丙烯酸酐、及甲基丙烯酸環氧丙酯。
成分(H)助黏劑可係不飽和或環氧官能性化合物。合適環氧官能性化合物係所屬技術領域中已知者並且可購得,參見例如美國專利第4,087,585號;第5,194,649號;第5,248,715號;及第5,744,507號(見第4至5欄)。成分(H)可包含不飽和或環氧官能性烷氧基矽烷。例如,官能性烷氧基矽烷可具有式R20 vSi(OR21)(4-v),其中下標v係1、2、或3,可替代地v係1。各R20獨立地係單價有機基團,唯前提是至少一個R20係不飽和有機基團或環氧基官能性有機基團。用於R20之環氧官能性有機基團的例子有3-環氧丙基氧基丙基(3-glycidoxypropyl)及(環氧環己基)乙基。用於R20之不飽和有機基團的例子有3-甲基丙烯醯氧基丙基、3-丙烯醯氧基丙基、及不飽和單價烴基團(諸如乙烯基、烯丙基、己烯基、十一烯基)。各R21獨立地係1至4個碳原子、可替代地1至2個碳原子之未經取代的飽和烴基。R21的例子有甲基、乙基、丙基、及丁基。
用於成分(H)的合適環氧官能性烷氧基矽烷之實例包括3-環 氧丙基氧基丙基三甲氧矽烷、3-環氧丙基氧基丙基三乙氧矽烷、(環氧環己基)乙基二甲氧矽烷、(環氧環己基)乙基二乙氧矽烷、及其組合。合適不飽和烷氧基矽烷之實例包括乙烯基三甲氧矽烷、烯丙基三甲氧矽烷、烯丙基三乙氧矽烷、己烯基三甲氧矽烷、十一烯基三甲氧矽烷、3-甲基丙烯醯基氧基丙基三甲氧矽烷、3-甲基丙烯醯基氧基丙基三乙氧矽烷,3-丙烯醯基氧基丙基三甲氧矽烷、3-丙烯醯基氧基丙基三乙氧矽烷、及其組合。或者,合適黏著促進劑之實例包括環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷及環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷與鋁螯合物或鋯螯合物之組合。
可替代地,成分(H)可包含環氧官能性矽氧烷,諸如如上文所述之羥基封端聚有機矽氧烷與環氧官能性烷氧基矽烷之反應產物,或羥基封端聚有機矽氧烷與環氧官能性烷氧基矽烷之物理摻合物。成分(H)可包含環氧官能性烷氧基矽烷及環氧官能性矽氧烷之組合。例如,成分(H)之例子有3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷以及羥基封端甲基乙烯基矽氧烷與3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷之反應產物的混合物,或3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷與羥基封端甲基乙烯基矽氧烷的混合物,或3-環氧丙基氧基丙基三甲氧基矽烷與羥基封端甲基乙烯基/二甲基矽氧烷共聚物的混合物。若是以物理調合物而非反應產物形式使用,則此等組分可分別儲存在多份的套組中。
用於成分(H)的合適巰基官能性化合物包括有機硫醇、含巰基矽烷、或其組合。合適含巰基矽烷包括3-巰基丙基三甲氧基矽烷。合適巰基官能性化合物揭示於美國專利4,962,076中。
當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,(H)黏著促進劑於金 屬-聚有機矽氧烷材料中的濃度可係0.1至5wt%。合適(H)黏著促進劑可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商,諸如Dow Corning Corporation。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(I)流變改質劑。一般而言,至少金屬-聚有機矽氧烷組成物、及可選地金屬-聚有機矽氧烷混合物、固化複合物、及/或熱老化材料,進一步包含成分(I)流變改質劑。可添加流變改質劑以改變組成物的觸變性質。流變改質劑包括流動控制添加劑;反應性稀釋劑(參見下文);防沉劑;α烯烴;羥基封端聚矽氧有機共聚物,包括但不限於羥基封端聚環氧丙烯-二甲基矽氧烷共聚物;及其任二或更多者之組合。合適流變改質劑之實例係封端聚二甲基矽氧烷液體:例如封端直鏈聚二甲基矽氧烷液體,其具有10至500個D單元、可替代地20至400個D單元、可替代地50至250個D單元;例如,直鏈聚二甲基矽氧烷液體,其具有每分子平均14、26、31、45、53、68、72、89、90、108、117、127、139、144、150、169、171、183、194、207、213、225、237、248、333、或459個D單元。封端直鏈聚二甲基矽氧烷液體可對稱地經三烷基矽基(例如,三甲基矽基或三乙基矽基)或三烷氧基矽基(例如,三甲氧基矽基或三乙氧基矽基)封端;或不對稱地經三烷基矽基及三烷氧基矽基封端。當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,以金屬-聚有機矽氧烷材料的總重量計,成分(I)之量可在自0.01至50wt%、可替代地自1至30wt%、可替代地自2至20wt%之範圍。合適(I)流變改質劑可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商,諸如Dow Corning Corporation,The Dow Chemical Company(Midland,Michigan,USA)、及Exxon-Mobil Corporation(Irving, Texas,USA)。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(J)抗氧化劑。在其它態樣中,至少金屬-聚有機矽氧烷組成物、及可選地金屬-聚有機矽氧烷混合物、固化複合物、及/或熱老化材料,進一步包含成分(J)抗氧化劑。合適(J)之實例係丁基化羥基甲苯及氫醌。當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,以金屬-聚有機矽氧烷材料的總重量計,成分(j)之量可在自0.01至10wt%、可替代地自0.05至5wt%、可替代地自0.1至5wt%之範圍。合適(J)抗氧化劑可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商,諸如Sigma-Aldrich Company。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(K)觸變劑。在其它態樣中,至少金屬-聚有機矽氧烷組成物、及可選地金屬-聚有機矽氧烷混合物、固化複合物、及/或熱老化材料,進一步包含成分(K)觸變劑。合適(K)之實例係發煙二氧化矽、多壁奈米碳管、及氧化鋅。(K)觸變劑係任何缺乏導電性金屬的細散固體,且其會調節含有(K)之金屬-聚有機矽氧烷組成物之態樣、及可選地金屬-聚有機矽氧烷混合物之態樣的觸變指數(η110)。觸變指數(η110)可根據後文所述的「觸變指數測試方法1」來判定。金屬-聚有機矽氧烷組成物之態樣、及可選地金屬-聚有機矽氧烷混合物之態樣的觸變指數(η110)可係3至10。(K)觸變劑之實例係奈米碳管;非導電性填料粒子;或奈米碳管及非導電性填料粒子之任二或更多者的組合。非導電性填料粒子係細散固體,該固體具有在20℃下大於100歐姆-公分(Ohm-cm)之體積電阻率(ρ)及在20℃下小於每公尺1.0西門子(S/m)之導電率(K)。(K)觸變劑可由非導電性填料粒子所組成,可替代地(K)觸變劑可不 含非導電性填料粒子。非導電性填料粒子可係矽酸鹽玻璃(例如,鈉鈣矽玻璃或硼矽酸鹽玻璃)、碳的金剛石多晶型、二氧化矽、有機聚合物、有機矽氧烷聚合物、或(D)陶瓷粒子。當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,以金屬-聚有機矽氧烷材料的總重量計,成分(K)之量可在自0.1至5wt%、可替代地自0.2至3wt%、可替代地自0.5至2wt%之範圍。合適(K)觸變劑可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(L)著色劑。在其它態樣中,至少金屬-聚有機矽氧烷組成物、及可選地金屬-聚有機矽氧烷混合物、固化複合物、及/或熱老化材料,進一步包含成分(L)著色劑。著色劑可有效對於將可見顏色賦予金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物有效。著色劑可係染料(諸如螢光染料或吸收染料)、燐光體、顏料、光學擴散劑、光子晶體、複數個量子點、奈米顆粒性二氧化鈦、奈米碳管、及其任二或更多者之組合。著色劑之實例係所屬領域中已知者並且揭示於US 4,962,076;US 5,051,455;以及US 5,053,442。成分(L)之量取決於各種因素,包括所選的光學活性劑及最終用途應用。當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,以金屬-聚有機矽氧烷材料的總重量計,成分(L)之量可在自0.01至50wt%、可替代地自0.1至10wt%、可替代地自0.5至2wt%之範圍。合適(L)著色劑可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(M)偶合起始劑。在其它態樣中,至少金屬-聚有機矽氧烷組成物、及可選地金屬-聚有機矽氧烷混合物、固化複合物、及/或熱老化材料,進一步包含成分(M)偶合起始劑。偶合起始劑對於起始成分(B)與成分(C)之間的縮合偶合反應有效。 因為金屬-聚有機矽氧烷材料不含可濕氣固化的聚有機矽氧烷,(M)偶合起始劑不會發揮對金屬-聚有機矽氧烷材料起始縮合固化的作用。合適(M)可係鈦酸四丁酯。當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,以金屬-聚有機矽氧烷材料的總重量計,成分(M)之量可在自0.01至5wt%、可替代地自0.05至3wt%、可替代地自0.1至2wt%之範圍。合適(M)偶合起始劑可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(N)媒劑。在其它態樣中,至少金屬-聚有機矽氧烷混合物、及可選地金屬-聚有機矽氧烷組成物、固化複合物、及/或熱老化材料,進一步包含成分(N)媒劑。媒劑類型可選自溶劑、稀釋劑、及分散劑。(N)媒劑之實例係有機溶劑,諸如甲苯、二甲苯、庚烷、甲基乙基酮、及四氫呋喃及低動黏度的聚矽氧液體,諸如具有在25℃下1至5厘泊之動黏度的聚二甲基矽氧烷。當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,以金屬-聚有機矽氧烷材料的總重量計,成分(N)之量可在自0.1至50wt%、可替代地自1至30wt%、可替代地自1至20wt%之範圍。合適(N)媒劑可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商,諸如The Dow Chemical Company或Sigma-Aldrich Company。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(O)反應性稀釋劑。在其它態樣中,至少金屬-聚有機矽氧烷組成物、及可選地金屬-聚有機矽氧烷混合物、固化複合物、及/或熱老化材料,進一步包含成分(O)反應性稀釋劑。合適反應性稀釋劑之實例係US 2015/0376481 A1(歸屬K.Larson等人)的第[0160]至[0162]段中所描述者。(O)反應性稀釋劑可係(N)媒劑類型,該媒劑具有至少一可固化的官能基,該官能基可參與包含金屬-聚 有機矽氧烷組成物之固化的反應以得到固化複合物。作為此類參與者,(O)反應性稀釋劑對固化複合物之聚矽氧基質具有一或多個共價鍵。一般而言,(O)反應性稀釋劑對於自固化複合物製備之熱老化複合物的聚矽氧基質具有一或更多共價鍵。當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,以金屬-聚有機矽氧烷材料的總重量計,成分(O)之量可在自0.01至30wt%、可替代地自0.1至20wt%、可替代地自1至10wt%之範圍。金屬-聚有機矽氧烷材料之態樣可不含其它類型的(N)媒劑,但是可含有(O)反應性稀釋劑。相反地,金屬-聚有機矽氧烷材料之其它態樣可不含(O)反應性稀釋劑,但是可含有其它類型的(N)媒劑。金屬-聚有機矽氧烷材料之其它態樣可不含(N)媒劑及(O)反應性稀釋劑。合適(O)反應性稀釋劑可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(P)酸受體。在其它態樣中,至少金屬-聚有機矽氧烷組成物、及可選地金屬-聚有機矽氧烷混合物、固化複合物、及/或熱老化材料,進一步包含成分(P)酸受體。當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,以金屬-聚有機矽氧烷材料的總重量計,成分(P)之量可在自0.01至5wt%、可替代地自0.05至3wt%、可替代地自0.1至2wt%之範圍。合適(P)酸受體可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(Q)腐蝕抑制劑。在其它態樣中,至少固化複合物與熱老化材料、及可選地金屬-聚有機矽氧烷混合物、及/或金屬-聚有機矽氧烷組成物,進一步包含成分(Q)腐蝕抑制劑。合適腐蝕抑制劑係苯并三唑;巰基苯并三唑,諸如2,5-二巰基-1,3,4- 噻二唑(例如,CUV AN 826,購自R.T.Vanderbilt)、及烷基噻二唑(例如,CUV AN 484,購自R.T.Vanderbilt)。當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,以金屬-聚有機矽氧烷材料的總重量計,成分(Q)之量可在自0.01至0.5wt%、可替代地自0.05至0.5wt%之範圍。合適(Q)腐蝕抑制劑可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(R)自由基固化起始劑。在其它態樣中,至少金屬-聚有機矽氧烷組成物、及可選地金屬-聚有機矽氧烷混合物、固化複合物、及/或熱老化材料,進一步包含成分(R)自由基固化起始劑。進一步包含成分(R)自由基固化起始劑的金屬-聚有機矽氧烷組成物及金屬-聚有機矽氧烷混合物之態樣係可自由基固化的金屬-聚有機矽氧烷組成物及可自由基固化的金屬-聚有機矽氧烷混合物。自由基固化起始劑可對於起始組件(A)之二或更多個分子之間的自由基加成反應有效,其中成分(A)係可自由基固化的聚有機矽氧烷,其含有每分子平均至少1個脂族不飽和有機基團。(R)自由基固化起始劑可係在升溫下產生自由基的任何化合物。(R)自由基固化起始劑可係有機過氧化物,諸如氫過氧化物、二醯基過氧化物、酮過氧化物、過氧酯、二烷基過氧化物、過氧二碳酸酯、過氧縮酮、過氧酸、醯基烷磺醯基過氧化物、或單過氧二碳酸烷酯。合適過氧化物之具體實例包括:2,5-二甲基-2,5-二(三級丁基過氧)己烷、苯甲醯基過氧化物;二異丙苯基過氧化物;過氧鄰甲基苯甲酸三級丁酯;環過氧縮酮;三級丁基氫過氧化物;過氧三甲基乙酸三級丁酯;月桂醯基過氧化物;過氧2-乙基己酸三級戊酯;乙烯基參(三級丁基過氧)矽烷;二-三級丁基過氧化物;1,3-雙(三級丁基過氧異丙基)苯;2,2,4-三甲基戊基-2-氫過氧化 物;及2,5-雙(三級丁基過氧)-2,5-二甲基己炔-3-(三級丁基過氧)-3,5,5-三甲基己酸酯。「三級丁基(t-butyl)」意指三級丁基,即1,1-二甲基乙基。當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,以可自由基固化之金屬-聚有機矽氧烷材料的總重量計,成分(R)之量可在自0.01至5wt%、可替代地自0.05至3wt%、可替代地自0.1至2wt%之範圍。合適(R)自由基固化起始劑可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商,諸如Sigma-Aldrich Company。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(S)鏈延長劑。在其它態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料(例如,混合物或組成物)進一步包含成分(S)鏈延長劑。(S)鏈延長劑可係可固化基團官能性有機矽氧烷,該有機矽氧烷具有每分子平均1至<2個可固化基團。可固化基團可與可固化之(A)聚有機矽氧烷或(E)交聯劑的官能基反應。例如,(S)鏈延長劑可係SiH官能性有機矽氧烷,該有機矽氧烷具有每分子平均1至<2個矽鍵結氫原子。可替代地,(S)鏈延長劑可係烯基官能性有機矽氧烷,該有機矽氧烷具有每分子平均1至<2個脂族不飽和基團,諸如(C2-C6)烯基。有機矽氧烷可係寡二有機矽氧烷或聚二有機矽氧烷。(S)鏈延長劑與(E)交聯劑在每分子平均的可固化基團數量上有所不同。如上所述,(S)鏈延長劑含有每分子平均1至少於2個可固化基團,而(E)交聯劑具有每分子平均2或更多個可固化基團。當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,以可自由基固化之金屬-聚有機矽氧烷材料的總重量計,成分(S)之量的範圍可係自0.05至5wt%、可替代地自0.1至3wt%、可替代地自0.1至1wt%。合適(S)鏈延長劑可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商,諸如Dow Corning Corporation。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(T)處理劑。在其它態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料(例如,混合物或組成物)進一步包含成分(T)處理劑。在一些態樣中,(T)處理劑可與(M)偶合起始劑組合使用。處理劑可用於處理(D)陶瓷粒子。(D)陶瓷粒子可經(T)處理劑處理以得到經處理形式的(D)陶瓷粒子,其中經處理形式的(D)係使用在上述含有(D)的態樣中。合適處理劑之實例係揭示在US 6169142的第4欄42行至第5欄2行;以及US 8258502 B2的第7欄64行至第8欄50行中關於「組分(VII)(component(VII))」內容。當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,以可自由基固化之金屬-聚有機矽氧烷材料的總重量計,成分(T)之量可在自0.01至5wt%、可替代地自0.05至2wt%、可替代地自0.1至1wt%之範圍。合適(T)處理劑可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商,諸如Dow Corning Corporation。
在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料不含成分(U)反應性化合物。在其它態樣中,金屬-聚有機矽氧烷材料(例如,混合物或組成物)進一步包含成分(U)反應性化合物。(U)反應性化合物可係任何能夠在團簇官能性聚有機矽氧烷中提供可加成固化基團的物種。反應性化合物具有每分子平均至少一個能夠與另一種成分(諸如成分(E))之矽鍵結氫原子進行加成反應之脂族不飽和烴基。成分(U)進一步包含每個分子一或多個其它可加成固化之基團。其它可加成固化之基團係使得團簇官能性聚有機矽氧烷(藉由將成分(A)、(E)、及(U)之混合物加成固化的製程來製備)可固化的官能(反應)基。成分(U)上的其它可加成固化之基團可係(甲基)丙烯酸酯、環氧基、異氰酸酯、或其任二或更多者之組合;可替代地(甲基)丙烯酸酯;可替代地 環氧基;可替代地異氰酸酯;可替代地其組合。若由成分(U)提供的所有可固化基團皆係相同反應類型(例如,脂族不飽和烴基,諸如乙烯基及(甲基)丙烯酸酯基團,這兩種基團皆具有可進行SiH加成反應之碳-碳鍵),即將製程產物視為「單一固化類型」的團簇官能性聚有機矽氧烷。若成分(U)提供了二或更多種不同類型的可固化基團,例如不飽和烴基與環氧基、或不飽和烴基及異氰酸酯,即將產物視為「多重固化類型」的團簇官能性聚有機矽氧烷。成分(U)可係一種反應性化合物、或包含二或更多種反應性化合物的組合。當成分(U)包含二或更多種反應性化合物時,該等二或更多種反應性化合物可具有二或更多種不同的可固化基團。成分(U)可包含含矽化合物或不含矽之有機化合物。可替代地,成分(U)可包含含矽反應性化合物,諸如含有不飽和烴基及至少另一種類型可加成固化基團之矽烷。
當存在於金屬-聚有機矽氧烷材料中時,以可自由基固化之金屬-聚有機矽氧烷材料的總重量計,成分(U)之量可在自0.1至10wt%、可替代地自0.2至5wt%、可替代地自0.5至3wt%之範圍。合適(V)反應性化合物可藉由許多熟知方法來輕易製備,或者可獲自商品供應商,諸如Dow Corning Corporation。
在選擇金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物的成分時,可具有多於一種功能的組件之間可能在功能上有所重疊。例如,某些烷氧基矽烷可作為處理劑以及作為黏著促進劑使用。非反應性聚二有機矽氧烷,諸如聚二甲基矽氧烷,可作為(A)不可固化之聚有機矽氧烷並可作為溶劑使用。
以下態樣係可選實施例或限制。在提供彼等的同時,應了解在彼等之任一者與本文中對於金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合 物、及熱老化材料之描述有所牴觸的情況下,以該等描述為準。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含具有每分子平均二或更多個脂族不飽和有機基團的聚有機矽氧烷。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含具有每分子平均二或更多個可自由基固化之基團的聚有機矽氧烷。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含銅粉及鎳粉。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含經矽烷預處理的金屬粉末,該粉末係於聚有機矽氧烷不存在下(即,金屬粉末已經與例如成分(A)接觸之前)已使其表面經矽烷化合物處理的金屬粉末。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含具有每立方公分
Figure TW201802185AD00002
11克(g/cm3)之密度的金屬粒子。換句話說,在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料的金屬粒子之密度係1.7至<11g/cm3、可替代地2.5至<11g/cm3、可替代地3至<11g/cm3。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含鎢、鈾(天然、濃化、或耗乏)、鉛、鋨、銥、鉑、錸、金、錼、鈽、及鉭。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含封裝的除生物劑。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含鈦-烴基氧化物錯合物,諸如鈦-烷氧化物錯合物。在 一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含鋁及鐵。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含貴金屬氧化物,諸如Fe、Ir、Pd、Pt、Rh、或Ru之氧化物。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含遙爪(telechelic)寡聚物或聚合物。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含矽酸鹽;二氧化矽;氧化鋇;石英;蒙脫石(montmorilonite)黏土;磷酸鹽;氧化鋁,諸如氫氧磷灰石(hydroxyapatite)氧化鋁;氧化鎂;氧化鋯;金屬碳酸鹽,諸如Ca或Zn之碳酸鹽;鉭、錫、或鈦之氧化物;二氧化鈦;鋁、矽、或鈦之氮化物;矽、鋁、或鈦之碳化物;奈米碳管;矽藻土;鋁之氫氧化物;及纖維,諸如聚合物纖維、矽酸鹽纖維、或whisper纖維。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含錫催化劑,可替代地不含錫。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含二氧化矽、碳黑、及活性碳。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含胺與環氧化物之間反應的產物。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含鋯。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含羥基封端之聚二有機矽氧烷。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷 混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含草醯二苯胺(oxaldianilide)。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含含有鹼性氮原子、可替代地含有任何氮原子之有機矽化合物。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含有機聚合物與矽氧烷有機共聚物。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含自雙臂矽烷製備的含矽聚合物。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含異氰酸酯、脲、或胺甲酸酯官能基。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含含有二或更多種不同金屬之雜金屬錯合物。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含鐵球。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含金屬氧化物粉末。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含燐光體。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含選自下列的官能基:C-C(=O)-C(酮)、C-C(=O)-H(醛)、C≡N(腈)、含S-O基團(例如,亞碸、碸、硫醚、硫酸酯、磺酸酯)、硫醇基團(-SH)、羧酸酯基團(C(=O)-O-C)、硝基(-NO2)、或胺基(-NH2)。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之 至少一者、可替代地各者不含元素週期表第2至13族之任一者的化學元素。在一些態樣中,金屬-聚有機矽氧烷混合物/組成物、固化複合物、及熱老化材料之至少一者、可替代地各者不含本段中的所有前述排除者。前述排除者(不含態樣)對限制性條件提供支持。前述排除者亦顯示的是,所排除的標的係針對最寬廣實施例中的納入者來加以考慮,否則該標的不需要在前述態樣中予以排除。
金屬-聚有機矽氧烷混合物及組成物獨立地可製備成為單部分配方或成為兩部分配方。例如,可利用任何簡便手段,諸如混合或摻合,組合成分(A)至(C)加上任何可選的成分,諸如成分(D)至(U)之任何一或多者,藉此製備單部分配方。可組合主要部分中的成分(A)與次要部分中的成分(B)及(C),藉此製備兩部分配方。只要避免起始固化或反應,可獨立地將一或多種額外成分(D)至(U)添加至主要部分及/或次要部分。一般而言,配方係儲存於密封容器中,直到準備使用。
在需要熱管理的應用與裝置中,金屬-聚有機矽氧烷材料可用來作為熱介面材料(TCM)。TCM之實例包括熱介面材料(TIMs)。TIM之實例係熱黏著劑或黏膠、熱間隙填料、熱凝膠、及導熱膏。導熱膏可用於作為組件(諸如熱槽與積體電路)之間的介面材料。一般而言,導熱膏不會對這些組件提供黏著性。如果在使用導熱膏之總成中需要機械強度,該總成可進一步使用支撐件,諸如托架。熱黏著劑或黏膠可用於代替導熱膏,且額外對組件之總成提供機械強度。例如,當未提供其它固定機制時,熱黏著劑可用於在總成中將熱槽黏合至積體電路。熱間隙填料,諸如油灰及片材,可用於填充相鄰組件之間的空氣間隙並增強其間的熱傳遞。熱凝膠 可配置為呈軟質撓性且具明確形狀之形式(諸如襯墊),且易於施加。
金屬-聚有機矽氧烷材料可與光學組件、電子組件、及汽車機電一起使用。光學組件之實例係雷射二極體、多工器、及收發器。電子組件之實例係積體電路(IC),諸如倒裝晶片IC;中央處理單元(CPU);微處理器;功率半導體與模組;感測器;電力供應器;高速大量儲存驅動機;馬達控制器;及高壓變壓器。
金屬-聚有機矽氧烷材料可具有每公尺-凱氏(溫度)
Figure TW201802185AD00003
0.2瓦特(W/m.K)之導熱率,可替代地超過0.5、1.0、1.5,且進一步超過2.0W/m.K。
金屬-聚有機矽氧烷材料亦可在非熱應用中使用,該等應用不會經歷熱或溫度變化,或者不會將該等材料使用於熱管理功能。非熱應用之實例係用於對室外物品增加重量的密度增加填料材料、紫外光阻斷材料、膜片、及非熱黏著劑或油脂。
藉由以下的非限制性實例來進一步說明本發明,並且本發明實施例可以包括以下限制性實例之特徵和限制的任意組合。環境溫度為約23℃,除非另有指明。
實例
29Si-NMR儀器及溶劑:使用Varian 400MHz汞光譜儀。使用C6D6作為溶劑。
動態黏度測試方法1:採用0.1%應變與25℃,並依照由ASTM International(前身是American Society for Testing and Materials,位於West Conshohocken,Pennsylvania,USA)發布的ASTM D4440-15(Standard Test Method for Plastics:Dynamic Mechanical Properties Melt Rheology)。此測試方法 可使用機械或動態光譜儀,並使用直徑25至50mm且厚度1至3mm的測試樣本,提供特徵化熱塑性聚合物的重要流變性質與黏度之簡單手段。使用具有下列條件的ARES G2流變儀:直徑25mm的不鏽鋼平行板;0.6mm間隙;每秒10.0弧度(rad/s)的角頻率;利用每十倍(decade)有20個測量點,自0.01%至300.0%應變所收集的資料;溫度25℃。資料擷取模式:相關、0.5延遲週期、1/0秒延遲時間。測量標準差:±150帕斯卡-秒。
硬度計硬度測試方法1:使用A型(蕭耳A)硬度計與壓痕器;並依照由ASTM International發布的ASTM D2240-15(Standard Test Method for Rubber Property-Durometer Hardness)。本測試方法係基於在指定條件下特定類型的壓痕器受迫進入材料時的穿透情形。壓痕硬度係與穿透程度呈負相關,其取決於材料的彈性模數及黏彈性行為。使用具有自動操作台的Shore Instruments的型號902硬度儀來進行測量。
粒徑測試方法1:可對呈乾燥形式或分散於分散劑(例如水)中的固體粒子樣本使用雷射繞射或粒徑分析儀,藉此測定粒徑。例如,MALVERN MASTERSIZER S粒徑分析儀(Malvern Instruments,Malvern,Worcestershire,UK)可用於所具粒徑在300nm至1000μm之範圍的粒子。MICROTRAC NANOTRAC UPA150粒徑分析儀(Microtrac,Inc.,Montgomeryville,Pennsylvania,USA)可用於所具粒徑在5nm至4μm之範圍的粒子。在粒子已經分散於金屬-聚有機矽氧烷材料中之後,可使用原子力顯微鏡(AFM)、掃描式電子顯微鏡(SEM)、或穿透式電子顯微鏡(TEM)來測量粒徑。
測定導熱率的測試方法:ISO 22007-2:2015(Plastics- Determination of thermal conductivity and thermal diffusivity-Part 2:Transient plane heat source(hot disc)method;由國際標準組織(International Organization for Standardization,Geneva,Switzerland)發表),在22℃的溫度下進行測量。ISO 22007-2:2015指定了用於導熱率與熱擴散率的測定方法,該方法因此亦測定每單位體積塑料的比熱容。實驗配置可經設計以配合不同樣品大小。可在氣體與真空環境中於一個範圍的溫度與壓力下進行測量。當感測器具有半徑r時,樣品具有>2r之半徑。例如,使用的感測器具有6.4毫米(mm)之半徑時,樣品(測試樣本)具有>12.8mm(例如,14mm)之半徑。
成分(A-1):不可固化之聚(甲基、苯基)矽氧烷液體,其具有在25℃下100厘史之動黏度,且不含SiH基團及脂族不飽和有機基團;獲自Dow Corning Corporation。
成分(A-2):可固化之乙烯基封端聚二甲基矽氧烷液體,其具有在25℃下75厘史之動黏度,且不含SiH基團;獲自Dow Corning Corporation。
成分(A-3):可固化之乙烯基封端聚二甲基矽氧烷液體,其具有在25℃下450厘史之動黏度,且不含SiH基團;獲自Dow Corning Corporation。
成分(B-1):1,2-雙(三乙氧基矽基)乙烷。
成分(B-2):1,2-雙(三甲氧基矽基)癸烷。
成分(C-1):平均直徑9μm之鋁粒子。
成分(C-2):平均直徑2μm之鋁粒子。
成分(D-1):平均直徑0.1μm之氧化鋅粒子。
成分(D-2):平均直徑0.4μm之氧化鋁粒子。
成分(E-1):SiH官能性交聯劑,其具有每分子平均3個SiH基團,且具有26厘史之動態黏度。
成分(F-1):固化催化劑,其包含含有下列之混合物:分散於熱塑性聚矽氧樹脂中的40wt%之鉑與1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷之錯合物,該樹脂具有78mol%苯基、甲基矽氧烷D單元及22mol%二甲基矽氧烷D單元,且具有80°至90℃之軟化點。
成分(G-1):2-苯基-3-丁炔-2-醇。
成分(I-1):流變改質劑,其包含不對稱封端直鏈聚二甲基矽氧烷液體,該液體具有>100至120之平均聚合度(Dp)。
成分(S-1):SiH官能性鏈延長劑,其包含每分子2個SiH基團,且具有14厘史之動態黏度。
在下文的實例中,為求方便,成分(A)的不同物種係標示為(A-1)、(A-2)、及(A-3)。同樣地,成分(B)之不同物種係標示為(B-1)及(B-2)。同樣地,成分(C)之不同物種係標示為(C-1)及(C-2)。成分(D)、(E)、(F)、(G)、(I)之物種亦以類似方式標示。成分(B'-C')之不同物種係根據其等合成所來自之成分(B)及(C)的物種。例如,自物種(B-1)及(C-1)製備的成分(B'-C')之物種係標示為(B'-1-C'-1),而自物種(B-2)及C-2)製備的成分(B'-C')之物種係標示為(B'-2-C'-1)。
發明實例(IEx.)1a及1b(實際):不可固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物。混合5.1克(g)之(A-1);0.17g之(B-1)(於IEx. 1a)或(B-2)(於IEx. 1b);50.2g之(C-1);25.1g之(C-2);17.4g之(D-1);及2.0g(I-1)以各別 得到100克之IEx. 1a或1b的金屬-聚有機矽氧烷混合物。IEx. 1a的金屬-聚有機矽氧烷混合物包含成分(A-1)、(B-1)、(C-1)、(C-2)、(D-1)、及(I-1)。IEx. 1b的金屬-聚有機矽氧烷混合物包含成分(A-1)、(B-2)、(C-1)、(C-2)、(D-1)、及(I-1)。
IEx. 1c及1d(實際):不可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物。分別將IEx. 1a及IEx. 1b的金屬-聚有機矽氧烷混合物在150℃下加熱以引發(B-1)或(B-2)與(C-1)及(C-2)之各者之間的分別反應,以各別得到IEx. 1c或1d的金屬-聚有機矽氧烷組成物。IEx. 1c之金屬-聚有機矽氧烷組成物包含成分(A-1)、(B'-1-C'-1)、(B'-1-C'-2)、(D-1)、及(I-1),其中(B'-1-C'-1)係平均直徑9μm之基於1,2-伸乙基之多臂矽烷氧基官能化的鋁粒子,且(B'-1-C'-2)係平均直徑2μm之基於1,2-伸乙基之多臂矽烷氧基官能化的鋁粒子。IEx. 1d之金屬-聚有機矽氧烷組成物包含成分(A-1)、(B'-2-C'-1)、(B'-2-C'-2)、(D-1)、及(I-1),其中(B'-2-C'-1)係基於1,2-伸癸基之多臂矽烷氧基官能化的鋁粒子(具有9μm之反應前平均直徑),且(B'-2-C'-2)係基於1,2-伸癸基之多臂矽烷氧基官能化的鋁粒子(具有2μm之反應前平均直徑)。IEx. 1c及1d之組成物獨立地可作為導熱膏使用。
IEx. 1e及1f(實際):熱老化不可固化之組成物。分別將IEx. 1c或1d的不可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物,在150℃的溫度下加熱42天,以各別得到IEx. 1e及1f的熱老化不可固化之組成物。測量於「0天」(加熱前)、「7天」、「14天」、「28天」、及「42天」達0.1%應變時之黏度。黏度以帕斯卡-秒(Pa-s)表示,記述於下表1中。IEx. 1e及1f之熱老化不可固化之組成物可獨立地作為導熱膏使用。
Figure TW201802185AD00004
如表1中的數據所示,本發明材料經過42天的熱老化後展現相對輕微的黏度增加。可以預期的是,非發明比較性材料(例如,缺乏成分(B)或使用烷氧基單矽烷劑代替成分(B))會有顯著更大的黏度增加程度。
IEx. 2a及2b(實際):金屬-聚有機矽氧烷混合物。混合5.1g之(A-2);0.17g之(B-1)(於IEx. 2a)或(B-2)(於IEx. 2b);52.3g之(C-1);26.2g之(C-2);12.9g之(D-2);及2.0g(I-1)以各別得到100克之IEx. 2a或2b的金屬-聚有機矽氧烷混合物。IEx. 2a的金屬-聚有機矽氧烷混合物包含成分(A-2)、(B-1)、(C-1)、(C-2)、(D-2)、及(I-1)。IEx. 2b的金屬-聚有機矽氧烷混合物包含成分(A-2)、(B-2)、(C-1)、(C-2)、(D-2)、及(I-1)。
IEx. 2c及2d(實際):可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物。在150℃下於真空(10托;1.3千帕)下分別將IEx. 2a及IEx. 2b的金屬-聚有機矽氧烷混合物加熱1小時(開始於溫度達到150℃時),如此足以引發(B-1)或(B-2)、及(C-1)及(C-2)之各者之間的分別反應,以各別得到IEx. 2c或2d的第一金屬-聚有機矽氧烷組成物。各別將IEx. 2c及2d的第一組成物之各者冷卻至23℃,然後添加0.82g之(E-1);0.05g之(F-1);0.003g之(G-1);及0.4g(S-1)以各別得到IEx. 2c或2d的可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物。IEx. 2c的可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物包含成分(A-2)、(B'-1-C'-1)、(B'-1-C'-2)、(D-2)、(E-1)、(F-1)、(G-1)、(I-1)、及(S-1),其中(B'-1-C'-1)係基 於1,2-伸乙基之多臂矽烷氧基官能化的鋁粒子(具有9μm之反應前平均直徑),且(B'-1-C'-2)係基於1,2-伸乙基之多臂矽烷氧基官能化的鋁粒子(具有2μm之反應前平均直徑)。IEx. 2d的可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物包含成分(A-2)、(B'-2-C'-1)、(B'-2-C'-2)、(D-2)、(E-1)、(F-1)、(G-1)、(I-1)、及(S-1),其中(B'-2-C'-1)係基於1,2-伸癸基之多臂矽烷氧基官能化的鋁粒子(具有9μm之反應前平均直徑),且(B'-2-C'-2)係基於1,2-伸癸基之多臂矽烷氧基官能化的鋁粒子(具有2μm之反應前平均直徑)。IEx. 2c及2d的第一且可固化之組成物可獨立地作為導熱膏使用。
IEx. 2e及2f(實際):固化複合物。分別地,各別將2c或2d的可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物在加壓槽(對該槽施加10噸壓力)中於150℃下加熱60分鐘,以將該等組合物固化而各別得到IEx. 2e或2f的固化複合物。IEx. 2e及2f之固化複合物可獨立地作為熱凝膠使用。
IEx. 2g及2h(實際):熱老化複合物。在140°至160℃的溫度下分別將IEx. 2e或2f的固化複合物加熱1天至28天,以各別得到IEx. 2g或2h的熱老化複合物。重複IEx. 2g的程序以得到IEx. 2g的第二熱老化複合物。下表2列出關於IEx. 2g(第一及第二回合)及2h的硬度(蕭耳A)數據。
Figure TW201802185AD00005
如表2中的數據所示,即使在150℃下經過28天熱老化之後,本發明實例並未實質上增加硬度。
IEx. 3a(實際):可固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物。混合0.33g之(A-2)可固化之乙烯基封端聚二甲基矽氧烷液體,該液體具有在25℃下75厘史之動黏度;6.3g之(A-3);0.30g之(B-1);49.3g之(C-1);24.6g之(C-2);16.3g之(D-1);及2.3g(I-1)以得到100克之IEx. 3a的金屬-聚有機矽氧烷混合物。IEx. 3a的可固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物包含成分(A-2)、(A-3)、(B-1)、(C-1)、(C-2)、(D-1)、及(I-1)。
IEx. 3b(預示):可固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物(預示)。混合0.33g之(A-2)可固化之乙烯基封端聚二甲基矽氧烷液體,該液體具有在25℃下75厘史之動黏度;6.3g之(A-3);0.30g之(B-2);49.3g之(C-1);24.6g之(C-2);16.3g之(D-1);及2.3g(I-1)以得到100克之IEx. 3b的金屬-聚有機矽氧烷混合物。IEx. 3b的可固化之金屬-聚有機矽氧烷混合物包含成分(A-2)、(A-3)、(B-2)、(C-1)、(C-2)、(D-1)、及(I-1)。
IEx. 3c(實際):可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物。將IEx. 3a的金屬-聚有機矽氧烷混合物在150℃下加熱一段時間(60分鐘),如此足以引發成分(B-1)及成分(C-1)及(C-2)之各者之間的反應,以得到IEx. 3c的第一金屬-聚有機矽氧烷組成物。將第一組成物冷卻至23℃,然後添加0.54g之(E-1);0.03g之(F-1);及0.002g(G-1)以得到IEx. 3c的可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物。IEx. 3c的可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物包含成分(A-2)、(A-3)、(B′-1-C′-1)、(B′-1-C′-2)、(D-1)、(E-1)、(F-1)、(G-1)、及 (I-1),其中(B′-1-C′-1)係基於1,2-伸乙基之多臂矽烷氧基官能化的鋁粒子(具有9μm之反應前平均直徑),且(B′-1-C′-2)係基於1,2-伸乙基之多臂矽烷氧基官能化的鋁粒子(具有2μm之反應前平均直徑)。IEx. 3c的第一且可固化之組成物獨立地可作為導熱膏或熱凝膠使用。
IEx. 3d(預示):可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物(預示)。將IEx. 3b的金屬-聚有機矽氧烷混合物在150℃下加熱一段時間(60分鐘),如此足以引發成分(B-2)及成分(C-1)及(C-2)之各者之間的分別反應,以得到IEx. 3d的第一金屬-聚有機矽氧烷組成物。將第一組成物冷卻至23℃,然後添加0.54g之(E-1);0.03g之(F-1);及0.002g(G-1)以得到IEx. 3d的可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物。IEx. 3d的可固化之金屬-聚有機矽氧烷組成物包含成分(A-2)、(A-3)、(B'-2-C'-1)、(B'-2-C'-2)、(E-1)、(F-1)、(G-1)、及(I-1),其中(B'-2-C'-1)係基於1,2-伸癸基之多臂矽烷氧基官能化的鋁粒子(具有9μm之反應前平均直徑),且(B'-2-C'-2)係基於1,2-伸癸基之多臂矽烷氧基官能化的鋁粒子(具有2μm之反應前平均直徑)。IEx. 3d的第一且可固化之組成物可獨立地作為導熱膏及熱凝膠使用。
IEx. 3e(實際):固化複合物。將3c的金屬-聚有機矽氧烷組成物在150℃下加熱60分鐘以將該組成物固化,以得到IEx. 3e的固化複合物。IEx. 3e的固化複合物可作為熱凝膠使用。
IEx. 3f(預定):固化複合物(預定)。將3d的金屬-聚有機矽氧烷組成物在150℃下加熱60分鐘以將該組成物固化,以得到IEx. 3f的固化複合物。IEx. 3f的固化複合物可作為熱凝膠使用。
IEx. 3g(實際):熱老化複合物。在140°至160℃下將IEx. 3e 的固化複合物加熱1天至42天,以得到IEx. 3g的熱老化複合物。IEx. 3g的熱老化複合物可作為熱凝膠使用。IEx. 3g的熱老化複合物之硬度(蕭耳A)稍後列於表3中。
IEx. 3h(預定):熱老化複合物(預定)。在140°至160℃下將IEx. 3f的固化複合物加熱1天至42天,以得到IEx. 3h的熱老化複合物。IEx. 3h的熱老化複合物可作為熱凝膠使用。
Figure TW201802185AD00006
如表3中的數據所示,即使在150℃下經過42天熱老化之後,本發明實例並未實質上增加硬度。
以下的申請專利範圍係以引用方式併入本文中,並且用語「請求項(claim)」可以用語「態樣(aspect)」取代。本發明之實施例也包括這些產生的有編號態樣。

Claims (24)

  1. 一種金屬-聚有機矽氧烷混合物,其不含可縮合固化之聚有機矽氧烷且不含金屬粒子與陶瓷粒子以外之固體粒子,該金屬-有機矽氧烷混合物另包含成分(A)至(C):(A)不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷;(B)基於伸烴基之多臂矽烷;及(C)金屬粒子。
  2. 如請求項1之金屬-聚有機矽氧烷混合物:其中該成分(A)係不可固化的聚有機矽氧烷,其不含可固化基團;或者其中該成分(A)係可加成固化的聚有機矽氧烷,其含有每分子平均至少1個脂族不飽和有機基團;或者其中該成分(A)係該可加成固化的聚有機矽氧烷,其係可自由基固化的聚有機矽氧烷或可矽氫化固化的聚有機矽氧烷;或者其中該成分(A)係該可自由基固化的聚有機矽氧烷,其係可熱自由基固化的聚有機矽氧烷;或者其中該成分(A)係該可矽氫化固化的聚有機矽氧烷;或者其中該成分(A)係至少一種具有下式(I)之聚有機矽氧烷:[R1 3SiO1/2]m[R2 2SiO2/2]d[R3SiO3/2]t[SiO4/2]q[Z]z (I),其中下標m係0.0025至0.05之莫耳分率;下標d係>0.90至0.9975之莫耳分率;下標t係0.00至0.05之莫耳分率;下標q係0.00至0.05之莫耳分率;下標z係0.00至0.05;m+d+t+q+z之總和=1;各R1獨立地係氫、(C1-C6)烷基、(C2-C6)烯基、 或(C2-C6)炔基;各R2獨立地係氫、(C1-C6)烷基、(C2-C6)烯基、或(C6-C10)芳基;各R3存在時獨立地係氫、(C1-C6)烷基、(C2-C6)烯基、或(C6-C10)芳基;且各Z存在時獨立地係烴二基,其中各基係位在該烴二基的相同或不同碳原子上,且係鍵結至該具有式(I)之聚有機矽氧烷的不同矽原子。
  3. 如請求項1或2之金屬-聚有機矽氧烷混合物,其中成分(B)該基於伸烴基之多臂矽烷係具有下式(II)之基於伸烴基之雙臂矽烷:X3Si-Y1-SiX3(II);或具有下式(III)之基於伸烴基之三臂矽烷:X3Si-Y2(SiX3)-SiX3(III);其中Y1係(C2-C30)烴二基;Y2係(C2-C30)烴三基;各X獨立地係選自下列的單價脫離基:鹵素、(C1-C6)烷氧基、(C2-C6)羧基、及(C2-C6)肟基;且其中式(II)中的各矽原子係鍵結至Y1中的相同或不同碳原子,而式(III)中的各矽原子獨立地係鍵結至Y2中的相同或不同碳原子。
  4. 如請求項1至3中任一項之金屬-聚有機矽氧烷混合物,其中成分(B)該基於伸烴基之多臂矽烷係(i)至(xviii)中任一者:(i)該具有下式(II)之基於伸烴基之雙臂矽烷:X3Si-Y1-SiX3(II);(ii)該具有下式(III)之基於伸烴基之三臂矽烷:X3Si-Y2(SiX3)-SiX3(III);(iii)1',2'-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)乙基-苯;(iv)雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)(C1-C12)烷烴;(v)雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)(C2-C12)烷烴;(vi)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)(C2-C12)烷烴;(vii)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)乙烷;(viii)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)丙烷; (ix)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)丁烷;(x)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)戊烷;(xi)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)己烷;(xii)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)庚烷;(xiii)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)辛烷;(xiv)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)壬烷;(xv)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)癸烷;(xvi)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)十一烷;(xvii)1,2-雙(三((C1-C6)烷氧基)矽基)十二烷;(xviii)(vi)至(xvii)中任一者的1,3-經取代之位置異構物(regioisomer);及(xix)(i)至(xviii)中任一者,其中各(C1-C6)烷氧基獨立地係甲氧基或乙氧基。
  5. 如請求項1至4中任一項之金屬-聚有機矽氧烷混合物,其中該成分(C)該等金屬粒子包含下列或基本上由下列所組成:鋁,其中該等鋁粒子具有大於1微米的平均粒徑;鈹;鉍;鈷;銅;金;銦;鐵;鎳;鈀;鉑;銀;錫;鈦;鋅;鋁、鈹、鉍、鈷、銅、金、銦、鐵、鎳、鈀、鉑、銀、錫、鈦、及鋅中任兩者之合金;或者其中該成分(C)該金屬粒子包含核殼金屬粒子或基本上由核殼金屬粒子所組成,其中該殼包含下列或基本上由下列所組成:鋁、鈹、鉍、鈷、銅、金、銦、鐵、鎳、鈀、鉑、銀、錫、鈦、或鋅;且該核包含支撐材料或基本上由支撐材料所組成。
  6. 如請求項1至5中任一項之金屬-聚有機矽氧烷混合物,其進一步包含成分(D)陶瓷粒子。
  7. 如請求項6之金屬-聚有機矽氧烷混合物,其中該等(D)陶瓷粒子具有0.05微米至1微米的平均粒徑,且/或其中該等陶瓷粒子包含下列或基本上由下列所組成:氧化鋅、氧化鋁、或氧化鋅與氧化鋁之組合。
  8. 如請求項1至7中任一項之金屬-聚有機矽氧烷混合物,其進一步包含可選的成分(E)至(R)之至少一者:(E)交聯劑,其對於成分(A)具有反應性以在成分(A)之二或更多個分子之間形成交聯基團;(F)固化催化劑,其反應性係用於催化成分(E)之分子與成分(A)之二或更多個分子之間的交聯反應;(G)催化劑抑制劑,其在攝氏23度下對於抑制由成分(F)所催化之固化有效;(H)黏著促進劑;(I)流變改質劑;(J)抗氧化劑;(K)觸變劑;(L)著色劑;(M)偶合起始劑,其對於起始成分(B)與成分(C)之間的縮合反應有效;(N)選自溶劑、稀釋劑、及分散劑之媒劑;(O)反應性稀釋劑;(P)酸受體;(Q)腐蝕抑制劑;(R)自由基固化起始劑,其對於起始成分(A)之二或更多個分子之間的自由基加成反應有效,其中成分(A)係可加成固化的聚有機矽氧烷,其含有每分子平均至少1個脂族不飽和有機基團;(S)鏈延長劑;(T)處理劑;及(U)反應性化合物。
  9. 如請求項1至8中任一項之金屬-聚有機矽氧烷混合物:其中該金屬-聚有機矽氧烷混合物的特徵在於其成分(A)至(C)加上任何可選成分之量,其中該成分(C)金屬粒子之量佔該金屬-聚有機矽氧烷混合物之40至95重量百分比,該成分(B)基於伸烴基之多臂矽烷之量佔該金屬-聚有機矽氧烷混合物之0.01至2重量百分比,且該成分(A)之 量加上任何可選成分之量的總和佔該金屬-聚有機矽氧烷混合物之3至58重量百分比;以上皆以總共100重量百分比之該金屬-聚有機矽氧烷混合物計;或者其中該金屬-聚有機矽氧烷混合物進一步包含成分(D)陶瓷粒子,且該金屬-聚有機矽氧烷混合物的特徵在於其成分(A)至(D)加上任何可選成分之量,其中該等(C)金屬粒子之量佔該金屬-聚有機矽氧烷混合物之15至90重量百分比,該等(D)陶瓷粒子之量佔該金屬-聚有機矽氧烷混合物之5至25重量百分比,該(B)基於伸烴基之多臂矽烷之量佔該金屬-聚有機矽氧烷混合物之0.01至2重量百分比,且該成分(A)之量加上成分(A)至(D)以外任何成分之量的總和佔該金屬-聚有機矽氧烷混合物之3至58重量百分比;以上皆以總共100重量百分比之該金屬-聚有機矽氧烷混合物計。
  10. 一種製造金屬-聚有機矽氧烷混合物之方法,該混合物不含可縮合固化之聚有機矽氧烷且不含金屬粒子與陶瓷粒子以外之固體粒子,該金屬-有機矽氧烷混合物另包含成分(A)至(C):(A)不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷;(B)基於伸烴基之多臂矽烷;及(C)金屬粒子;該方法包含將成分(A)、(B)、及(C)混合在一起以製造該金屬-聚有機矽氧烷混合物。
  11. 一種金屬-聚有機矽氧烷組成物,其不含可縮合固化之聚有機矽氧烷且不含金屬粒子與陶瓷粒子以外之固體粒子,該金屬-有機矽氧烷組成物另包含成分(A)及(B'-C'):(A)不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷;及(B'-C')基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子。
  12. 如請求項11之金屬-聚有機矽氧烷組成物,其中該成分(A)係不可固化的聚有機矽氧烷,且該金屬-聚有機矽氧烷組成物係不可固化的金屬-聚有機矽氧烷組成物;其中該成分(A)係可加成固化的聚有機矽氧烷,且該金屬-聚有機矽氧烷組成物係可加成固化的金屬-聚有機矽氧烷組成物;及/或其中該成分(B'-C')係分散於該成分(A)中。
  13. 一種製造金屬-聚有機矽氧烷組成物之方法,該組成物不含可縮合固化之聚有機矽氧烷且不含金屬粒子與陶瓷粒子以外之固體粒子,該金屬-有機矽氧烷組成物另包含成分(A)及(B'-C'):(A)不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷;及(B'-C')基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能化的金屬粒子;該方法包含在處理條件下使如請求項1至9中任一項之金屬-聚有機矽氧烷混合物,其中該多臂矽烷具有可水解的基團,與控制量水分在該不含矽鍵結有機雜基基團之聚有機矽氧烷存在且未固化時接觸,以使縮合反應發生於該成分(B)與該成分(C)之間,以得到該金屬-聚有機矽氧烷組成物,其中該控制量水分在化學計量上小於該多臂矽烷的可水解基團之量。
  14. 一種固化複合物,其不含縮合交聯的聚有機矽氧烷且不含金屬粒子與陶瓷粒子以外之固體粒子,該固化複合物另包含分散於加成固化之聚有機矽氧烷中的基於伸烴基之多臂矽烷氧基官能性金屬粒子。
  15. 如請求項14之固化複合物,其特徵在於在攝氏150度(℃)的溫度下進行熱老化時具有增強的穩定性,此係相較於不含縮合交聯的聚有機矽氧烷且不含金屬粒子與陶瓷粒子以外之固體粒子的參考固化複合物,且該參考固化複合物另包含分散於該相同加成固化之聚有機矽氧烷中 的未經官能化之金屬粒子。
  16. 一種製造固化複合物之方法,該固化複合物不含縮合交聯的聚有機矽氧烷且不含金屬粒子與陶瓷粒子以外之固體粒子,該方法包含在固化條件下使如請求項12之金屬-聚有機矽氧烷組成物與成分(E)對於該可加成固化之聚有機矽氧烷具有反應性的交聯劑及成分(F)固化催化劑接觸,以使交聯作用發生於成分(E)與成分(A)之間,以得到該固化複合物。
  17. 一種製造熱老化材料的方法,該方法包含將如請求項12之不可固化的金屬-聚有機矽氧烷組成物或如請求項14或15之固化複合物在100℃至350℃的溫度下加熱至少1天,以得到該熱老化材料,該材料各別包含熱老化不可固化的組成物或熱老化複合物。
  18. 一種熱老化材料,其係藉由如請求項17之方法所製備。
  19. 一種製成物品,其包含組件(1):導熱體組件,該組件包含如請求項1至9中任一項之金屬-聚有機矽氧烷混合物、如請求項11或12之金屬-聚有機矽氧烷組成物、或如請求項14或15之固化複合物、或如請求項18之熱老化材料。
  20. 如請求項19之製成物品,其中該金屬-聚有機矽氧烷混合物、該金屬-聚有機矽氧烷組成物、固化複合物、及/或熱老化材料的特徵在於導熱率>0.6W/m-K,該導熱率係根據測試方法ISO22007-2:2015(Plastics-Determination of thermal conductivity and thermal diffusivity-Part 2:Transient plane heat source(hot disc)method;由國際標準組織(International Organization for Standardization,Geneva,Switzerland)發表)在攝氏22度的溫度下所測量。
  21. 一種需要熱管理之電子裝置,該電子裝置包含組件(1)至(3):(1)導熱體組件,該組件包含如請求項1至9中任一項之金屬-聚有機矽氧烷混合物、如請求項11或12之金屬-聚有機矽氧烷組成物、或如請求項14或15之固化複合物、或如請求項18之熱老化材料;(2)產熱電子組件;及(3)散熱組件;其中(1)該導熱體組件係設置在組件(2)與(3)之間且對該等成分(2)與(3)進行熱傳遞,其熱傳遞之方式會使至少部分之由(2)該產熱組件產生的熱自(2)該產熱組件經由(1)該導熱體組件傳導至(3)該散熱組件。
  22. 如請求項21之電子裝置,其中(1)該導熱體組件包含該固化複合物且/或其中(1)該導熱體組件包含該熱老化材料且/或其中3)該散熱組件係熱槽或散熱器。
  23. 一種(1)導熱體組件用於需要熱管理的裝置中之用途,該組件包含如請求項1至9中任一項之金屬-聚有機矽氧烷混合物、如請求項11或12之金屬-聚有機矽氧烷組成物、或如請求項14或15之固化複合物、或如請求項18之熱老化材料。
  24. 如請求項21之電子裝置或如請求項23之用途,其中(1)該導熱體組件係用於在該裝置中作為熱黏著劑、熱凝膠、導熱膏、熱介面材料、或熱間隙填料。
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