TW202313852A - 導熱性組成物及硬化物 - Google Patents
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Abstract
本發明之導熱性組成物含有聚矽氧主材料、減黏劑、及導熱性填充材料,且上述聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1與上述減黏劑之重量平均分子量Mw2的比(Mw1/Mw2)為0.5以上且8.5以下。
根據本發明,能夠提供一種導熱性組成物,其含有聚矽氧主材料、減黏劑、及導熱性填充材料,且黏度降低效果較高。
Description
本發明係關於一種導熱性組成物及其硬化物。
關於導熱性組成物,廣為人知的是可硬化之液狀者,將其填充至發熱體與散熱體之間,其後進行硬化,藉此形成硬化物,從而用作將發熱體所發出之熱傳導至散熱體之導熱性構件。
作為此種導熱性組成物,較多使用含有聚矽氧主材料及導熱性填充材料者。一般而言,為了提高散熱性,必須增加導熱性填充材料之含量,但若增加導熱性填充材料之含量,則導熱性組成物之黏度變高,因此操作性變差。因此,為了降低導熱性組成物之黏度,業界正對減黏劑之使用進行各種研究。
具體而言,業界正對如下內容等進行研究:作為聚矽氧主材料或減黏劑,儘可能使用低黏度者,藉此降低樹脂成分之黏度;儘可能大量地摻合低黏度之減黏劑;作為減黏劑,使用具有導熱性填充材料之分散效果優異之結構者。例如,於專利文獻1~4中,揭示於含有聚矽氧主材料及導熱性填充材料之導熱性組成物中,摻合特定結構之有機聚矽氧烷。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開2009-286855號公報
專利文獻2:日本特開2013-091683號公報
專利文獻3:日本特開2013-227374號公報
專利文獻4:國際公開第2002/092693號公報
[發明所欲解決之課題]
雖然已知有此種先前技術,但若考慮到導熱性組成物之硬化性或硬化後之物性,則無法增加減黏劑之添加量,而組成物之黏度降低存在極限。又,關於減黏劑,提出有多種結構,亦進行了併用複數種結構不同之減黏劑之方法,但現狀是組成物之黏度降低存在極限。
因此,本發明之課題在於提供一種導熱性組成物,其含有聚矽氧主材料、減黏劑、及導熱性填充材料,且黏度降低效果較高。
[解決課題之技術手段]
本發明人進行了積極研究,結果發現一種導熱性組成物,其含有聚矽氧主材料、減黏劑、及導熱性填充材料,藉由將聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1與減黏劑之重量平均分子量Mw2的比(Mw1/Mw2)設為特定範圍,能夠有效地降低導熱性組成物之黏度,從而完成了本發明。
即,本發明提供以下之[1]~[8]。
[1]一種導熱性組成物,其含有聚矽氧主材料、減黏劑、及導熱性填充材料,且上述聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1與上述減黏劑之重量平均分子量Mw2的分子量比(Mw1/Mw2)為0.5以上且8.5以下。
[2]如上述[1]所記載之導熱性組成物,其中,上述聚矽氧主材料包含:含烯基之有機聚矽氧烷、及氫化有機聚矽氧烷。
[3]如上述[1]或[2]所記載之導熱性組成物,其中,上述減黏劑係具有烷氧基之化合物。
[4]如上述[1]至[3]中任一項所記載之導熱性組成物,其中,上述減黏劑具有由下述式(1)所表示之結構:
(式中,R
1、R
2、R
4、R
5分別獨立地為飽和烴基,R
3為氧原子或二價烴基,n為15~315之整數,m為0~2之整數)。
[5]如上述[1]至[4]中任一項所記載之導熱性組成物,其中,上述聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1為10,000~30,000。
[6]如上述[1]至[5]中任一項所記載之導熱性組成物,其中,上述減黏劑之重量平均分子量Mw2為1,150~20,000。
[7]如上述[1]至[6]中任一項所記載之導熱性組成物,其導熱率為6 W/m・K以上。
[8]一種硬化物,係使上述[1]至[7]中任一項所記載之導熱性組成物硬化而成。
[發明之效果]
根據本發明,能夠提供一種導熱性組成物,其含有聚矽氧主材料、減黏劑、及導熱性填充材料,且黏度降低效果較高。因此,能夠提供一種導熱率得到提高且操作性優異之導熱性組成物。
[導熱性組成物]
以下,對本發明之導熱性組成物詳細地進行說明。
本發明之導熱性組成物含有聚矽氧主材料、減黏劑、及導熱性填充材料,且上述聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1與上述減黏劑之重量平均分子量Mw2的分子量比(Mw1/Mw2)為0.5以上且8.5以下。
<分子量、分子量比>
本發明之導熱性組成物中所包含之聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1與減黏劑之重量平均分子量Mw2的分子量比(Mw1/Mw2)為0.5以上且8.5以下。
於分子量比(Mw1/Mw2)未達0.5之情形或超過8.5之情形時,由摻合減黏劑所帶來之導熱性組成物之黏度降低效果變差。
從提升黏度降低效果之觀點而言,分子量比(Mw1/Mw2)較佳為0.9以上且8.3以下,更佳為1.2以上且7.2以下,進而較佳為1.4以上且4.5以下。
藉由如上所述將分子量比(Mw1/Mw2)設為規定範圍內,而起到黏度降低效果,其理由推定如下。
即,關於聚矽氧主材料之黏度,於導熱性填充材料之分散狀態相同之情形時,導熱性組成物之黏度與聚矽氧主材料之黏度有關聯。因此,聚矽氧主材料之分子量越小,則導熱性組成物之黏度越低,聚矽氧主材料之分子量越大,則導熱性組成物之黏度越高。然而,若聚矽氧主材料之分子量變得過小,則導熱性組成物之硬化物之硬度呈變高趨勢,因此,為了獲得柔軟之導熱性組成物,聚矽氧主材料之分子量不宜變得過小,較佳為具備一定之分子量。
另一方面,於減黏劑之分子量較小之情形時,其向導熱性填充材料之表面的被覆率提升,藉此,黏度降低效果變大,但若與聚矽氧主材料之分子量的差較大,則有聚矽氧主材料與減黏劑之適應性變差之虞。另一方面,於減黏劑之分子量較大之情形時,雖然不使導熱性填充材料彼此凝集之分散力變強,黏度降低效果變大,但聚矽氧主材料與減黏劑之分子鏈會相互纏繞,因此反而有減黏效果受損之虞。關於該等要素之複合作用下之結果之減黏效果,對其較佳之範圍進行了研究,結果作出如下推定:於聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1與減黏劑之重量平均分子量Mw2的分子量比(Mw1/Mw2)為0.5以上且8.5以下之情形時,導熱性組成物之黏度降低效果變大。
又,從提升黏度降低效果之觀點而言,分子量比(Mw1/Mw2)之下限較佳為0.9以上,更佳為1.2以上,進而較佳為1.4以上。又,分子量比(Mw1/Mw2)之上限較佳為8.3以下,更佳為7.2以下,進而較佳為4.5以下。
聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1並無特別限定,較佳為10,000~30,000,更佳為12,000~29,500,進而較佳為14,500~29,000。
若聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1為該等下限值以上,則於使導熱性組成物硬化之情形時,易於進行交聯,易於對硬化物賦予所需物性。若聚矽氧主材料之重量平均分子量為該等上限值以下,則易於降低導熱性組成物之黏度。
再者,於本說明書中,「~」所示之範圍係指「~」之前後所記載之規定數值以上至規定數值以下之範圍。
又,聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1之下限並無特別限定,較佳為10,000以上,更佳為12,000以上,進而較佳為14,500以上。若聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1為該等下限值以上,則於使導熱性組成物硬化之情形時,易於進行交聯,易於對硬化物賦予所需物性。
另一方面,聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1之上限並無特別限定,較佳為30,000以下,更佳為29,500以下,進而較佳為29,000以下。若聚矽氧主材料之重量平均分子量為該等上限值以下,則易於降低導熱性組成物之黏度。
減黏劑之重量平均分子量Mw2並無特別限定,較佳為1,150~20,000,更佳為1,300~18,000,進而較佳為1,500~15,000。
若減黏劑之重量平均分子量Mw2處於此種範圍內,則易於使聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1處於上述範圍內,並且,易於將分子量比(Mw1/Mw2)調整至所需範圍內。其結果為,易於提升導熱性組成物之黏度降低效果,並且,亦易於形成硬化物。
再者,於本說明書中,重量平均分子量係藉由凝膠滲透層析法(GPC)所測得之標準聚苯乙烯換算之重量平均分子量,詳細而言係藉由實施例中所記載之方法進行測定。
聚矽氧主材料及減黏劑之重量平均分子量可藉由GPC對製作導熱性組成物之前(即,將兩者混合之前)之聚矽氧主材料及減黏劑各者進行測定而求出,亦可自聚矽氧主材料及減黏劑之混合物藉由過濾而分離出聚矽氧主材料及減黏劑之後,藉由GPC對各成分進行測定而求出。
又,於自混合物分離出聚矽氧主材料及減黏劑時,例如可藉由超高效液相層析法(Ultra Performance Liquid Chromatography,UPLC)進行。
又,減黏劑之重量平均分子量Mw2之下限並無特別限定,較佳為1,150以上,更佳為1,300以上,進而較佳為1,500以上。若減黏劑之重量平均分子量Mw2之下限為上述,則易於使聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1處於上述範圍內,並且,易於將分子量比(Mw1/Mw2)調整至所需範圍內。其結果為,易於提升導熱性組成物之黏度降低效果,並且,亦易於形成硬化物。
又,減黏劑之重量平均分子量Mw2之上限並無特別限定,較佳為20,000以下,更佳為18,000以下,進而較佳為15,000以下。若減黏劑之重量平均分子量Mw2之上限為上述,則易於使聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1處於上述範圍內,並且,易於將分子量比(Mw1/Mw2)調整至所需範圍內。其結果為,易於提升導熱性組成物之黏度降低效果,並且,亦易於形成硬化物。
<黏度、黏度比>
本發明之導熱性組成物中所包含之聚矽氧主材料於25℃之黏度V1與減黏劑於25℃之黏度V2的黏度比(V1/V2)較佳為0.5以上且15以下,更佳為0.7以上且12以下,進而較佳為1.0以上且10以下,進而較佳為1.4以上且7以下。藉由將黏度比(V1/V2)調整至上述範圍內,而易於提升由摻合減黏劑所帶來之導熱性組成物之黏度降低效果。
又,本發明之導熱性組成物中所包含之聚矽氧主材料於25℃之黏度V1與減黏劑於25℃之黏度V2的黏度比(V1/V2)之下限較佳為0.5以上,更佳為0.7以上,進而較佳為1.0以上,進而較佳為1.4以上。藉由將黏度比(V1/V2)之下限調整至上述範圍內,而易於提升由摻合減黏劑所帶來之導熱性組成物之黏度降低效果。
另一方面,本發明之導熱性組成物中所包含之聚矽氧主材料於25℃之黏度V1與減黏劑於25℃之黏度V2的黏度比(V1/V2)之上限較佳為15以下,更佳為12以下,進而較佳為10以下,進而較佳為7以下。藉由將黏度比(V1/V2)調整至上述範圍內,而易於提升由摻合減黏劑所帶來之導熱性組成物之黏度降低效果。
聚矽氧主材料於25℃之黏度V1並無特別限定,較佳為50~800 mPa・s,更佳為80~600 mPa・s,進而較佳為100~500 mPa・s。
若聚矽氧主材料之黏度V1為該等下限值以上,則於使下述導熱性組成物硬化之情形時,易於進行交聯,易於對硬化物賦予所需物性。若聚矽氧主材料之黏度V1為該等上限值以下,則易於降低導熱性組成物之黏度。
又,聚矽氧主材料於25℃之黏度V1之下限並無特別限定,較佳為50 mPa・s以上,更佳為80 mPa・s以上,進而較佳為100 mPa・s以上。若聚矽氧主材料之黏度V1為該等下限值以上,則於使下述導熱性組成物硬化之情形時,易於進行交聯,易於對硬化物賦予所需物性。
另一方面,聚矽氧主材料於25℃之黏度V1之上限並無特別限定,較佳為800 mPa・s以下,更佳為600 mPa・s以下,進而較佳為500 mPa・s以下。若聚矽氧主材料之黏度V1為該等上限值以下,則易於降低導熱性組成物之黏度。
減黏劑於25℃之黏度V2並無特別限定,較佳為5~300 mPa・s,更佳為7~250 mPa・s,進而較佳為10~200 mPa・s。
若減黏劑之黏度V2處於此種範圍內,則易於使聚矽氧主材料之黏度V1處於上述範圍內,並且,易於將黏度比(V1/V2)調整至所需範圍內。其結果為,易於提升導熱性組成物之黏度降低效果,並且,亦易於形成硬化物。
再者,聚矽氧主材料於25℃之黏度V1及減黏劑於25℃之黏度V2係藉由實施例中所記載之方法而測定。
又,減黏劑於25℃之黏度V2之下限並無特別限定,較佳為5 mPa・s以上,更佳為7 mPa・s以上,進而較佳為10 mPa・s以上。若減黏劑之黏度V2之下限處於此種範圍內,則易於使聚矽氧主材料之黏度V1處於上述範圍內,並且,易於將黏度比(V1/V2)調整至所需範圍內。其結果為,易於提升導熱性組成物之黏度降低效果,並且,亦易於形成硬化物。
另一方面,減黏劑於25℃之黏度V2之上限並無特別限定,較佳為300 mPa・s以下,更佳為250 mPa・s以下,進而較佳為200 mPa・s以下。若減黏劑之黏度V2之上限處於此種範圍內,則易於使聚矽氧主材料之黏度V1處於上述範圍內,並且,易於將黏度比(V1/V2)調整至所需範圍內。其結果為,易於提升導熱性組成物之黏度降低效果,並且,亦易於形成硬化物。
<聚矽氧主材料>
作為本發明之導熱性組成物中所包含之聚矽氧主材料,例如可例舉反應硬化型聚矽氧、非反應性聚矽氧等,較佳為至少包含反應硬化型聚矽氧。
反應硬化型聚矽氧係具有可形成交聯結構之反應性基之有機聚矽氧烷,例如可例舉:加成反應硬化型聚矽氧、自由基反應硬化型聚矽氧、縮合反應硬化型聚矽氧、紫外線或電子束硬化型聚矽氧、及濕氣硬化型聚矽氧等。其中,聚矽氧主材料較佳為加成反應硬化型聚矽氧。
作為加成反應硬化型聚矽氧,更佳為包含含烯基之有機聚矽氧烷(主劑)及氫化有機聚矽氧烷(硬化劑)者。
上述含烯基之有機聚矽氧烷較佳為於1分子中至少具有2個烯基之有機聚矽氧烷。作為烯基,並無特別限定,例如可例舉碳數2~8者,可例舉:乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基等。含烯基之有機聚矽氧烷可單獨使用一種,亦可組合兩種以上而使用。
上述氫化有機聚矽氧烷較佳為於1分子中至少具有2個氫矽烷基之氫化有機聚矽氧烷。氫矽烷基係指已與矽原子鍵結之氫原子(SiH基)。氫化有機聚矽氧烷可單獨使用一種,亦可組合兩種以上而使用。
加成反應硬化型聚矽氧藉由加成反應而發生反應並硬化,從而形成由聚矽氧橡膠所構成之基質。聚矽氧橡膠易於壓縮變形,因此,由本發明之導熱性組成物所形成之硬化物易於組裝至發熱體與散熱體之間。
作為非反應性聚矽氧,可例舉二甲基聚矽氧油、苯甲基聚矽氧油等純聚矽氧油(straight silicone oil),此外,可例舉將非反應性有機基導入至具有矽氧烷鍵之主鏈、與主鏈鍵結之側鏈、或主鏈之末端而成之非反應性改質聚矽氧油等。作為非反應性改質聚矽氧油,例如可例舉:聚醚改質聚矽氧油、芳烷基改質聚矽氧油、氟烷基改質聚矽氧油、長鏈烷基改質聚矽氧油、高級脂肪酸酯改質聚矽氧油、高級脂肪醯胺改質聚矽氧油、及苯基改質聚矽氧油。上述中,作為非反應性聚矽氧,較佳為純聚矽氧油,純聚矽氧油中,更佳為二甲基聚矽氧油。上述非反應性聚矽氧油可單獨使用一種,亦可組合兩種以上而使用。
<減黏劑>
本發明之導熱性組成物包含減黏劑。減黏劑係能夠藉由摻合其而降低導熱性組成物之黏度的化合物。
作為減黏劑,較佳為具有烷氧基之化合物,更佳為具有烷氧基之有機聚矽氧烷化合物。藉由使用此種化合物作為減黏劑,而使導熱性組成物之黏度降低效果提升。
藉由使用式(1)所表示之結構之減黏劑,而使導熱性組成物之黏度降低效果進一步提高。其原因推定如下:式(1)之減黏劑於末端具備烷氧基,因此,容易與存在於導熱性填充材料之表面的官能基等發生反應或相互作用,並且,具備特定結構之聚矽氧烷結構,相輔相成而使填充材料之摩擦減少,使黏度容易降低。
於式(1)中,R
1、R
2、R
4、R
5分別獨立地為飽和烴基。
作為飽和烴基,例如可例舉:直鏈狀烷基、支鏈狀烷基、環狀烷基等烷基、芳基、芳烷基、鹵化烷基等。
作為直鏈狀烷基,可例舉:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基等。
作為支鏈狀烷基,可例舉:異丙基、第三丁基、異丁基、2-甲基十一烷基、1-己基庚基等。
作為環狀烷基,可例舉:環戊基、環己基、環十二烷基等。
作為芳基,可例舉:苯基、甲苯基、二甲苯基等。
作為芳烷基,可例舉:苄基、苯乙基、2-(2,4,6-三甲基苯基)丙基等。
作為鹵化烷基,可例舉:3,3,3-三氟丙基、3-氯丙基等。
從提升黏度降低效果之觀點而言,式(1)中之R
1~R
5、m、n較佳為如下所示。
式(1)中之R
1較佳為碳數1~8之烷基,更佳為碳數2~6之烷基,尤佳為丁基。
式(1)中之R
2、R
4、R
5分別獨立地較佳為碳數1~8之烷基,更佳為碳數1~4之烷基,尤佳為甲基。
式(1)中之R
3為氧原子或二價烴基,較佳為二價烴基。作為二價烴基,例如可例舉碳數1以上且10以下之二價烴基,較佳可例舉碳數1以上且4以下之二價烴基。作為二價烴基,例如可例舉亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、甲基伸乙基等,其中,較佳為伸乙基。
式(1)中之n為15~315之整數,較佳為18~280之整數,更佳為20~220之整數。
式(1)中之m為0~2之整數,較佳為0或1,更佳為0。
又,式(1)中之n之下限為15以上之整數,較佳為18以上之整數,更佳為20以上之整數。另一方面,式(1)中之n之上限為315以下之整數,較佳為280以下之整數,更佳為220以下之整數。
導熱性組成物中之減黏劑之含量並無特別限制,只要根據導熱性組成物之黏度設定而適當地決定即可,相對於聚矽氧主材料100質量份,例如為5~50質量份,較佳為8~40質量份,更佳為10~25質量份。若減黏劑之含量為該等下限值以上,則導熱性組成物之黏度容易降低。若減黏劑之含量為該等上限值以下,則導熱性組成物之硬化不易被抑制,易於獲得所需物性之硬化物。
又,導熱性組成物中之減黏劑之含量之下限並無特別限制,只要根據導熱性組成物之黏度設定而適當地決定即可,相對於聚矽氧主材料100質量份,例如為5質量份以上,較佳為8質量份以上,更佳為10質量份以上。若減黏劑之含量為該等下限值以上,則導熱性組成物之黏度容易降低。
另一方面,導熱性組成物中之減黏劑之含量之上限並無特別限制,只要根據導熱性組成物之黏度設定而適當地決定即可,相對於聚矽氧主材料100質量份,例如50質量份以下,較佳為40質量份以下,更佳為25質量份以下。若減黏劑之含量為該等上限值以下,則導熱性組成物之硬化不易被抑制,易於獲得所需物性之硬化物。
<導熱性填充材料>
本發明之導熱性組成物含有導熱性填充材料。藉由含有導熱性填充材料,而使導熱性組成物及使該導熱性組成物硬化而成之硬化物之導熱性提升。
作為導熱性填充材料,例如可例舉:金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氫氧化物、碳材料、除金屬以外之氧化物、氮化物、碳化物等。又,導熱性填充材料之形狀可例舉為球狀、不定形之粉末等。
於導熱性填充材料中,作為金屬,可例示鋁、銅、鎳等;作為金屬氧化物,可例示以氧化鋁(alumina)為代表之鋁氧化物(aluminum oxide)、氧化鎂、氧化鋅等;作為金屬氮化物,可例示氮化鋁等。作為金屬氫氧化物,可例舉氫氧化鋁。進而,作為碳材料,可例舉:球狀石墨、金剛石等。作為除金屬以外之氧化物、氮化物、碳化物,可例舉:石英、氮化硼、碳化矽等。其中,作為導熱性填充材料,就提升導熱性之觀點而言,較佳為金屬氧化物、金屬氮化物、碳材料,其中,更佳為鋁氧化物、氮化鋁、金剛石。又,就由減黏劑所帶來之黏度降低效果較高之方面而言,作為導熱性填充材料,較佳為金屬氧化物,更佳為鋁氧化物。
導熱性填充材料之平均粒徑之下限較佳為0.1 μm以上,更佳為0.3 μm以上,進而較佳為0.5 μm以上。又,導熱性填充材料之平均粒徑之上限較佳為200 μm以下,更佳為100 μm以下,進而較佳為70 μm以下。
又,導熱性填充材料之平均粒徑較佳為0.1~200 μm,更佳為0.3~100 μm,進而較佳為0.5~70 μm。
導熱性填充材料較佳為併用平均粒徑為0.1 μm以上且5 μm以下之小粒徑導熱性填充材料、與平均粒徑超過5 μm且為200 μm以下之大粒徑導熱性填充材料。藉由使用平均粒徑不同之導熱性填充材料,能夠提高填充率。
再者,導熱性填充材料之平均粒徑可利用電子顯微鏡等進行觀察而測定。更具體而言,例如可使用電子顯微鏡或光學顯微鏡對任意50個導熱性填充材料之粒徑進行測定,將其平均值(算術平均值)作為平均粒徑。
導熱性填充材料之含量相對於聚矽氧主材料100質量份較佳為150~4000質量份,更佳為500~3500質量份,進而較佳為1500~3000質量份。
又,於將導熱性組成物總量設為100體積%之情形時,導熱性填充材料之體積基準之含量較佳為50~95體積%,更佳為70~93體積%,進而較佳為80~90體積%。
藉由將導熱性填充材料之含量設為上述下限值以上,能夠對導熱性組成物及其硬化物賦予一定之導熱性。藉由將導熱性填充材料之含量設為上述上限值以下,能夠恰當地使導熱性填充材料分散。又,亦能防止導熱性組成物之黏度變高至超過所需。
又,導熱性填充材料之含量之下限相對於聚矽氧主材料100質量份,較佳為150質量份以上,更佳為500質量份以上,進而較佳為1500質量份以上。又,於將導熱性組成物總量設為100體積%之情形時,導熱性填充材料之體積基準之含量之下限較佳為50體積%以上,更佳為70體積%以上,進而較佳為80體積%以上。藉由將導熱性填充材料之含量設為上述下限值以上,能夠對導熱性組成物及其硬化物賦予一定之導熱性。
另一方面,導熱性填充材料之含量之上限相對於聚矽氧主材料100質量份,較佳為4000質量份以下,更佳為3500質量份以下,進而較佳為3000質量份以下。又,於將導熱性組成物總量設為100體積%之情形時,導熱性填充材料之體積基準之含量之上限較佳為95體積%以下,更佳為93體積%以下,進而較佳為90體積%以下。藉由將導熱性填充材料之含量設為上述上限值以下,能夠恰當地使導熱性填充材料分散。又,亦能防止導熱性組成物之黏度變高至超過所需。
本發明之導熱性組成物中可含有各種添加劑。作為添加劑,例如可例舉:觸媒、分散劑、阻燃劑、塑化劑、抗氧化劑、著色劑等。
<導熱率>
導熱性組成物之導熱率並無特別限定,例如為4 W/m・K以上,較佳為5 W/m・K以上,更佳為6 W/m・K以上,並且在實用上為15 W/m・K以下。若使用具有此種導熱率之導熱性組成物,其硬化物亦導熱率變高,於配置於發熱體與散熱體之間而使用之情形等時,散熱性變得良好。
<黏度>
本發明之導熱性組成物於溫度25℃、剪切速度1.00(1/s)之條件下之黏度Va較佳為600 Pa・s以下,更佳為550 Pa・s以下,進而較佳為530 Pa・s以下。藉由使導熱性組成物成為如上所述之黏度,操作性容易提升。
又,導熱性組成物之觸變比[黏度Vb/黏度Va]只要根據導熱性組成物之用途進行適當調整即可,較佳為0.35以上,更佳為0.39以上,並且,較佳為0.80以下,更佳為0.71以下。
再者,黏度Vb係指導熱性組成物於溫度25℃、剪切速度4.64(1/s)之條件下之黏度。
本發明之導熱性組成物之形態可為1液型,亦可為組合第1劑與第2劑而成之2液型,但就保存穩定性之觀點而言,較佳為2液型。
於2液型之導熱性組成物中,第1劑與第2劑之質量比(第2劑/第1劑)較佳為1或與1相近之值,具體而言,較佳為0.9~1.1,更佳為0.95~1.05。如此,藉由將第1劑與第2劑之質量比設為1或與1相近之值,而易於製備導熱性組成物。又,於2液型之導熱性組成物中,第1劑與第2劑之黏度比(第2劑/第1劑)亦較佳為1或與1相近之值,具體而言,較佳為0.5~2.0,更佳為0.8~1.2。如此,藉由將第1劑與第2劑之黏度比設為1或與1相近之值,而易於均勻地混合導熱性組成物。再者,調整質量比或黏度比之方法將於後文敘述。
於使用上述包含含烯基之有機聚矽氧烷(主劑)及氫化有機聚矽氧烷(硬化劑)之加成反應硬化型聚矽氧之情形時,2液型之導熱性組成物更具體而言係第1劑包含含烯基之有機聚矽氧烷(主劑),且第2劑包含氫化有機聚矽氧烷(硬化劑)。
加成反應觸媒較佳為包含於第1劑中,不包含於第2劑中。藉此,第1劑與第2劑於混合前保存穩定性優異,於混合後反應得到促進,能夠迅速地進行硬化,能夠使藉由硬化所獲得之導熱性構件之各種物性變得良好。雖然其因素並不確定,但原因推定如下:鉑觸媒等加成反應觸媒成為配位於「主劑之加成反應部位之烯基」之狀態,容易進行硬化。
導熱性填充材料可包含於第1劑及第2劑中之至少任一者中,較佳為包含於第1劑及第2劑兩者中。若於第1劑及第2劑兩者中包含導熱性填充材料,則易於混合第1劑與第2劑。又,由於可將製作導熱性組成物時第2劑相對於第1劑之質量比及黏度比設為1或與1相近之值,故而易於以2液型形式使用。
又,第2劑較佳為含有含烯基之有機聚矽氧烷。藉由使第2劑除含有作為硬化劑之氫化有機聚矽氧烷以外還含有作為主劑之含烯基之有機聚矽氧烷,而易於將製作導熱性組成物時第2劑相對於第1劑之質量比及黏度比調整為1或與1相近之值。另一方面,第1劑中可不含有作為硬化劑之氫化有機聚矽氧烷。
上述導熱性組成物係含有聚矽氧主材料、減黏劑、及導熱性填充材料,且較習知之導熱性組成物而言黏度得到降低之導熱性組成物,即黏度降低效果較高之導熱性組成物。
[硬化物]
藉由使本發明之導熱性組成物硬化,能夠形成導熱性組成物之硬化物。
硬化體之導熱率並無特別限定,例如為4 W/m・K以上,較佳為5 W/m・K以上,更佳為6 W/m・K以上,並且在實用上為15 W/m・K以下。再者,於本發明中,所謂已硬化狀態,例如可視為如下狀態:於將利用示差掃描熱量測定裝置(DSC)所測定之「直至硬化結束為止之反應熱」設為100%時,由反應熱所估計出之硬化反應之進行程度為50%以上。
該硬化物可配置於發熱體及散熱體之間等而用作散熱構件。
[實施例]
以下,藉由實施例來更詳細地說明本發明,但本發明並不受該等例任何限定。
[聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1]
對於剛將構成聚矽氧主材料之聚矽氧A劑及聚矽氧B劑進行混合後之試樣,進行凝膠滲透層析法(GPC)(Waters公司製造,RI:2414,自動取樣器Alliance:e2695,保護管柱:KF-G,管柱:Shodex KF806L之2根串聯)測定,求出聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1。重量平均分子量係標準聚苯乙烯換算之重量平均分子量。作為聚苯乙烯標準試樣(昭和電工公司製造之「Shodex Standard SM-105」),使用以下重量平均分子量之9個試樣。各試樣之標準樣品No.(重量平均分子量):S-1.3(1270)、S-3.2(3180)、S-6.9(6940)、S-22(21800)、S-53(52500)、S-333(333000)、S-609(609000)、S-1345(1350000)、S-2704(2700000)。相對於各個標準試樣峰之峰頂所示之溶出時間來繪圖分子量,使用所獲得之近似直線作為校準曲線。使聚矽氧主材料試樣溶解於四氫呋喃,調製0.2重量%之溶液,利用0.2 μm之過濾器對該溶液進行過濾後,將其用於GPC測定。GPC測定係於管柱溫度40℃進行,使用四氫呋喃作為溶出液,管柱之流動相之流速設為1 mL/min。
[減黏劑之重量平均分子量Mw2]
除了將減黏劑作為試樣以外,與聚矽氧主材料同樣地藉由GPC進行測定,求出重量平均分子量Mw2。
[聚矽氧主材料、減黏劑之黏度]
聚矽氧主材料於25℃之黏度V1、及減黏劑於25℃之黏度V2分別以如下方式進行測定。
使用Anton Paar公司製造之流變儀MCR-302e,利用珀爾帖板(Peltier plate)將樣品之溫度調整至25℃,使用ϕ50 mm且1°角度之錐板,一面於剪切速度10~100(1/sec)之範圍內連續地改變剪切速度一面進行黏度測定。再者,聚矽氧主材料於25℃之黏度V1及減黏劑於25℃之黏度V2分別意指剪切速度10(1/s)下之黏度。
[黏合劑之黏度]
使用剛將構成聚矽氧主材料之聚矽氧A劑及聚矽氧B劑、以及減黏劑進行混合後之試樣(黏合劑),於進行硬化反應之前,藉由與上述聚矽氧主材料之黏度V1之測定相同之方法求出黏合劑之黏度。
[導熱性組成物之黏度]
對於剛將第1劑與第2劑進行混合後之試樣(導熱性組成物),於進行硬化反應之前,使用Anton Paar公司製造之流變儀MCR-302e,利用珀爾帖板將樣品之溫度調整至25℃,使用ϕ25 mm之平行板,一面於剪切速度1~10(1/s)之範圍內連續地改變剪切速度一面進行黏度測定。將剪切速度1.00(1/s)之黏度、剪切速度2.15(1/s)之黏度、4.64(1/sec)之黏度分別記載於表中。
將藉由如上所述之測定所求出之剪切速度1.00(1/sec)之條件下之黏度Va與剪切速度4.64(1/sec)之條件下之黏度Vb的比(Vb/Va)作為觸變比。
[導熱性組成物之導熱率]
導熱性組成物之導熱率係藉由使用依據ASTM D5470-06之測定裝置對熱阻進行測定之方法而求出。
具體而言,以覆蓋成為發熱體側之測定模(die)之方式,將導熱性組成物配置成較測定時之厚度更厚之膜,其後,利用散熱體來夾住,於30 psi之負荷下進行壓縮直至導熱性組成物之厚度成為0.9 mm、0.8 mm、0.7 mm,對各厚度之熱阻進行測定。對於該等3個熱阻之值,製作橫軸為厚度且縱軸為熱阻值之曲線圖,藉由最小平方法求出3點之近似直線。並且,該近似直線之斜率為導熱率。
熱阻之測定係於80℃進行,係利用Long Win Science and Technology Corporation製造之LW-9389進行。又,測定模之面積設為1英吋×1英吋。
根據以下之綜合評價1及2對實施例1~16、比較例1~9進行評價。
[綜合評價1]
將導熱性組成物於剪切速度1.00(1/sec)之條件下之黏度Va為600 Pa・s以下之情形視為合格基準,評價為「OK」,將黏度Va超過600 Pa・s之情形視為不滿足合格基準,評價為「NG」。
[綜合評價2]
於各實施例及比較例之導熱性組成物中,將僅減黏劑種類不同之同一比較對象群中最低之導熱性組成物之黏度Va設為100%之情形之各實施例及比較例之黏度Va之相對值(%)及黏度Va,按照以下基準進行評價。再者,相對值設為將小數點第一位進行四捨五入後所獲得之值。
5:相對值為100~104%,且黏度Va為600 Pa・s以下。
4:相對值為105~129%,且黏度Va為600 Pa・s以下。
3:相對值為130~199%,且黏度Va為600 Pa・s以下。
2:相對值為200%以上,且黏度Va為600 Pa・s以下。
1:黏度Va超過600 Pa・s。
再者,於上述綜合評價2中,所謂僅減黏劑種類不同之同一比較對象群,具體而言如下所示。
・實施例1~4、比較例1
・實施例5~7、比較例2~3
・實施例8~10、比較例4~5
・實施例11~13、比較例6~7
・實施例14~16、比較例8~9
<聚矽氧主材料>
聚矽氧主材料使用以下之A-1~A-5。A-1~A-5係包含含烯基之有機聚矽氧烷(主劑)及氫化有機聚矽氧烷(硬化劑)之加成反應硬化型聚矽氧,係聚矽氧A劑及聚矽氧B劑之2液型。由該2液混合而成者為聚矽氧主材料。
A-1:黏度V1為114 mPa・s,重量平均分子量Mw1為13,500
A-2:黏度V1為224 mPa・s,重量平均分子量Mw1為20,000
A-3:黏度V1為252 mPa・s,重量平均分子量Mw1為22,000
A-4:黏度V1為320 mPa・s,重量平均分子量Mw1為25,000
A-5:黏度V1為453 mPa・s,重量平均分子量Mw1為29,000
<減黏劑>
作為式(1)所表示之結構之具有烷氧基之有機聚矽氧烷化合物,可使用以下之B-1~B-4、及為二甲基聚矽氧之B-5。
B-1:於式(1)中,R
1=丁基,R
2=甲基,R
3=伸乙基,R
5=甲基,n=20,m=0。黏度V2為11 mPa・s,重量平均分子量Mw2為1,640。
B-2:於式(1)中,R
1=丁基,R
2=甲基,R
3=伸乙基,R
5=甲基,n=55,m=0。黏度V2為25 mPa・s,重量平均分子量Mw2為3,500。
B-3:於式(1)中,R
1=丁基,R
2=甲基,R
3=伸乙基,R
5=甲基,n=125,m=0。黏度V2為68 mPa・s,重量平均分子量Mw2為8,000。
B-4:於式(1)中,R
1=丁基,R
2=甲基,R
3=伸乙基,R
5=甲基,n=219,m=0。黏度V2為157 mPa・s,重量平均分子量Mw2為14,000。
B-5:黏度V2為10 mPa・s且重量平均分子量Mw2為1100之二甲基聚矽氧。
[實施例1]
如表2所示,將聚矽氧主材料之種類設為A-1,將減黏劑之種類設為B-1,對以下所示之組成1之組成之導熱性組成物進行各種評價。
<組成1>
組成1如表1所示,係第1劑及第2劑之2液型組成。
聚矽氧A劑包含含烯基之有機聚矽氧烷及微量之加成反應觸媒(鉑觸媒)。
聚矽氧B劑包含含烯基之有機聚矽氧烷及氫化有機聚矽氧烷。
第1劑由聚矽氧A劑100質量份、減黏劑17.5質量份、平均粒徑0.5 μm之球狀氧化鋁230質量份、平均粒徑3.0 μm之球狀氧化鋁550質量份、平均粒徑18 μm之球狀氧化鋁160質量份、平均粒徑40 μm之球狀氧化鋁300質量份、平均粒徑70 μm之球狀氧化鋁1100質量份所構成。
第2劑由聚矽氧B劑100質量份、減黏劑17.5質量份、平均粒徑0.5 μm之球狀氧化鋁230質量份、平均粒徑3.0 μm之球狀氧化鋁550質量份、平均粒徑18 μm之球狀氧化鋁160質量份、平均粒徑40 μm之球狀氧化鋁300質量份、平均粒徑70 μm之球狀氧化鋁1100質量份所構成。
藉由將該等第1劑及第2劑混合而製備導熱性組成物。
[實施例2~16、比較例1~9]
如表2~6所示變更聚矽氧主材料之種類及減黏劑之種類,除此以外,以與實施例1同樣之方式製備導熱性組成物。將各評價結果示於表2~6。
[表1]
組成1 | 組成2 | 組成3 | 組成4 | |||||||
第1劑 | 第2劑 | 第1劑 | 第2劑 | 第1劑 | 第2劑 | 第1劑 | 第2劑 | |||
聚矽氧主材料A-1~A-5 | 聚矽氧A劑 | 質量份 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||||
聚矽氧B劑 | 100 | 100 | 100 | 100 | ||||||
減黏劑B-1~B-5 | 17.5 | 17.5 | 15 | 15 | 12.5 | 12.5 | 17.5 | 17.5 | ||
導熱性填充材料 | 球狀氧化鋁平均粒徑0.5 μm | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 230 | 300 | 300 | |
球狀氧化鋁平均粒徑3.0 μm | 550 | 550 | 550 | 550 | 550 | 550 | 690 | 690 | ||
球狀氧化鋁平均粒徑18 μm | 160 | 160 | 160 | 160 | 160 | 160 | 200 | 200 | ||
球狀氧化鋁平均粒徑40 μm | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 | 375 | 375 | ||
球狀氧化鋁平均粒徑70 μm | 1100 | 1100 | 1100 | 1100 | 1100 | 1100 | 1375 | 1375 | ||
聚矽氧主材料之體積% | 14.4 | 14.5 | 14.6 | 11.9 | ||||||
減黏劑之體積% | 2.6 | 2.2 | 1.8 | 2.1 | ||||||
導熱性填充材料之體積% | 83.0 | 83.3 | 83.6 | 86.0 |
[表2]
實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 比較例1 | ||
組成之種類 | 組成1 | 組成1 | 組成1 | 組成1 | 組成1 | |
聚矽氧主材料之種類 | A-1 | A-1 | A-1 | A-1 | A-1 | |
減黏劑之種類 | B-1 | B-2 | B-3 | B-4 | B-5 | |
聚矽氧主材料黏度V1[mPa・s] | 114 | 114 | 114 | 114 | 114 | |
減黏劑黏度V2[mPa・s] | 11 | 25 | 68 | 157 | 10 | |
黏度比(V1/V2) | 10.4 | 4.6 | 1.7 | 0.7 | 11.4 | |
黏合劑之黏度[mPa・s] | 76 | 94 | 104 | 121 | 74 | |
聚矽氧主材料Mw1 | 13500 | 13500 | 13500 | 13500 | 13500 | |
減黏劑Mw2 | 1640 | 3500 | 8000 | 14000 | 1100 | |
分子量比(Mw1/Mw2) | 8.2 | 3.9 | 1.7 | 1.0 | 12.3 | |
導熱性組成物之黏度[Pa・s] | 1.00[1/s] | 456 | 263 | 184 | 335 | - |
2.15[1/s] | 286 | 188 | 125 | 253 | - | |
4.64[1/s] | 180 | 131 | 121 | 231 | - | |
觸變比 | 0.39 | 0.54 | 0.66 | 0.69 | - | |
導熱性組成物黏度/黏合劑黏度 | 6.0 | 2.7 | 1.8 | 2.8 | 13.4 | |
導熱率[W/m・K] | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | - | |
綜合評價1 | OK | OK | OK | OK | NG | |
綜合評價2 | 2 | 4 | 5 | 3 | 1 | |
備註 | 無法測定 未成為漿料 |
表2中之實施例1~4及比較例1係各導熱性組成物中僅減黏劑種類不同之同一比較對象群。聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1與減黏劑之重量平均分子量Mw2的分子量比(Mw1/Mw2)滿足0.5以上且8.5以下之各實施例之導熱性組成物之黏度較低,綜合評價1及綜合評價2之結果良好。進而,分子量比(Mw1/Mw2)為1.4以上且4.5以下之實施例2及3之綜合評價2獲得了4以上之高評價。
與之相對,分子量比(Mw1/Mw2)超過8.5之比較例1之黏度過高,未成為漿料(paste),故未能進行各評價。
進而可知,儘管使用了重量平均分子量Mw2較低者作為減黏劑,但導熱性組成物之黏度亦未與之相應地變低,重要的是將分子量比(Mw1/Mw2)調整至本發明之特定範圍內。
[表3]
比較例2 | 實施例5 | 實施例6 | 實施例7 | 比較例3 | ||
組成之種類 | 組成1 | 組成1 | 組成1 | 組成1 | 組成1 | |
聚矽氧主材料之種類 | A-2 | A-2 | A-2 | A-2 | A-2 | |
減黏劑之種類 | B-1 | B-2 | B-3 | B-4 | B-5 | |
聚矽氧主材料黏度V1[mPa・s] | 224 | 224 | 224 | 224 | 224 | |
減黏劑黏度V2[mPa・s] | 11 | 25 | 68 | 157 | 10 | |
黏度比(V1/V2) | 20.3 | 8.9 | 3.3 | 1.4 | 22.4 | |
黏合劑之黏度[mPa・s] | 132 | 165 | 182 | 210 | 130 | |
聚矽氧主材料Mw1 | 20000 | 20000 | 20000 | 20000 | 20000 | |
減黏劑Mw2 | 1640 | 3500 | 8000 | 14000 | 1100 | |
分子量比(Mw1/MW2) | 12.2 | 5.7 | 2.5 | 1.4 | 18.2 | |
導熱性組成物之黏度[Pa・s] | 1.00[1/s] | 637 | 443 | 350 | 305 | 930 |
2.15[1/s] | 369 | 283 | 258 | 264 | 444 | |
4.64[1/s] | 238 | 211 | 188 | 210 | 152 | |
觸變比 | 0.37 | 0.47 | 0.54 | 0.69 | 0.16 | |
導熱性組成物黏度/黏合劑黏度 | 4.8 | 2.5 | 1.9 | 1.5 | 7.2 | |
導熱率[W/m・K] | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | |
綜合評價1 | NG | OK | OK | OK | NG | |
綜合評價2 | 1 | 3 | 4 | 5 | 1 | |
備註 |
表3中之實施例5~7及比較例2~3係各導熱性組成物中僅減黏劑種類不同之同一比較對象群。聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1與減黏劑之重量平均分子量Mw2的分子量比(Mw1/Mw2)滿足0.5以上且8.5以下之各實施例之導熱性組成物之黏度較低,綜合評價1及綜合評價2之結果良好。進而,分子量比(Mw1/Mw2)為1.4以上且4.5以下之實施例6及7之綜合評價2獲得了4以上之高評價。
與之相對,分子量比(Mw1/Mw2)超過8.5之比較例2及3之綜合評價1及2之結果較各實施例差。
進而可知,儘管使用了重量平均分子量Mw2較低者作為減黏劑,但導熱性組成物之黏度亦未與之相應地變低,重要的是將分子量比(Mw1/Mw2)調整至本發明之特定範圍內。
[表4]
比較例4 | 實施例8 | 實施例9 | 實施例10 | 比較例5 | ||
組成之種類 | 組成1 | 組成1 | 組成1 | 組成1 | 組成1 | |
聚矽氧主材料之種類 | A-3 | A-3 | A-3 | A-3 | A-3 | |
減黏劑之種類 | B-1 | B-2 | B-3 | B-4 | B-5 | |
聚矽氧主材料黏度V1[mPa・s] | 252 | 252 | 252 | 252 | 252 | |
減黏劑黏度V2[mPa・s] | 11 | 25 | 68 | 157 | 10 | |
黏度比(V1/V2) | 22.9 | 10.1 | 3.7 | 1.6 | 25.2 | |
黏合劑之黏度[mPa・s] | 146 | 182 | 200 | 232 | 143 | |
聚矽氧主材料Mw1 | 22000 | 22000 | 22000 | 22000 | 22000 | |
減黏劑Mw2 | 1640 | 3500 | 8000 | 14000 | 1100 | |
分子量比(Mw1/Mw2) | 13.4 | 6.3 | 2.8 | 1.6 | 20.0 | |
導熱性組成物之黏度[Pa・s] | 1.00[1/s] | 677 | 456 | 370 | 338 | 906 |
2.15[1/s] | 395 | 291 | 273 | 283 | 513 | |
4.64[1/s] | 239 | 210 | 194 | 219 | 247 | |
觸變比 | 0.35 | 0.46 | 0.52 | 0.65 | 0.27 | |
導熱性組成物黏度/黏合劑黏度 | 4.6 | 2.5 | 1.8 | 1.5 | 6.3 | |
導熱率[W/m・K] | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | |
綜合評價1 | NG | OK | OK | OK | NG | |
綜合評價2 | 1 | 3 | 4 | 5 | 1 | |
備註 |
表4中之實施例8~10及比較例4~5係各導熱性組成物中僅減黏劑種類不同之同一比較對象群。聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1與減黏劑之重量平均分子量Mw2的分子量比(Mw1/Mw2)滿足0.5以上且8.5以下之各實施例之導熱性組成物之黏度較低,綜合評價1及綜合評價2之結果良好。進而,分子量比(Mw1/Mw2)為1.4以上且4.5以下之實施例9及10之綜合評價2獲得了4以上之高評價。
與之相對,分子量比(Mw1/Mw2)超過8.5之比較例4及5之綜合評價1及2之結果較各實施例差。
進而可知,儘管使用了重量平均分子量Mw2較低者作為減黏劑,但導熱性組成物之黏度亦未與之相應地變低,重要的是將分子量比(Mw1/Mw2)調整至本發明之特定範圍內。
[表5]
比較例6 | 實施例11 | 實施例12 | 實施例13 | 比較例7 | ||
組成之種類 | 組成1 | 組成1 | 組成1 | 組成1 | 組成1 | |
聚矽氧主材料之種類 | A-4 | A-4 | A-4 | A-4 | A-4 | |
減黏劑之種類 | B-1 | B-2 | B-3 | B-4 | B-5 | |
聚矽氧主材料黏度V1[mPa・s] | 320 | 320 | 320 | 320 | 320 | |
減黏劑黏度V2[mPa・s] | 11 | 25 | 68 | 157 | 10 | |
黏度比(V1/V2) | 29.1 | 12.8 | 4.7 | 2.0 | 32.0 | |
黏合劑之黏度[mPa・s] | 177 | 221 | 244 | 283 | 174 | |
聚矽氧主材料Mw1 | 25000 | 25000 | 25000 | 25000 | 25000 | |
減黏劑Mw2 | 1640 | 3500 | 8000 | 14000 | 1100 | |
分子量比(Mw1/Mw2) | 15.2 | 7.1 | 3.1 | 1.8 | 22.7 | |
導熱性組成物之黏度[Pa・s] | 1.00[1/s] | 819 | 513 | 441 | 404 | 874 |
2.15[1/s] | 475 | 329 | 330 | 334 | 561 | |
4.64[1/s] | 302 | 244 | 256 | 274 | 322 | |
觸變比 | 0.37 | 0.49 | 0.58 | 0.68 | 0.37 | |
導熱性組成物黏度/黏合劑黏度 | 4.6 | 2.4 | 1.8 | 1.4 | 5.0 | |
導熱率[W/m・K] | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | |
綜合評價1 | NG | OK | OK | OK | NG | |
綜合評價2 | 1 | 3 | 4 | 5 | 1 | |
備註 |
表5中之實施例11~13及比較例6~7係各導熱性組成物中僅減黏劑種類不同之同一比較對象群。聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1與減黏劑之重量平均分子量Mw2的分子量比(Mw1/Mw2)滿足0.5以上且8.5以下之各實施例之導熱性組成物之黏度較低,綜合評價1及綜合評價2之結果良好。進而,分子量比(Mw1/Mw2)為1.4以上且4.5以下之實施例12及13之綜合評價2獲得了4以上之高評價。
與之相對,分子量比(Mw1/Mw2)超過8.5之比較例6及7之綜合評價1及2之結果較各實施例差。
進而可知,儘管使用了重量平均分子量Mw2較低者作為減黏劑,但導熱性組成物之黏度亦未與之相應地變低,重要的是將分子量比(Mw1/Mw2)調整至本發明之特定範圍內。
[表6]
比較例8 | 實施例14 | 實施例15 | 實施例16 | 比較例9 | ||
組成之種類 | 組成1 | 組成1 | 組成1 | 組成1 | 組成1 | |
聚矽氧主材料之種類 | A-5 | A-5 | A-5 | A-5 | A-5 | |
減黏劑之種類 | B-1 | B-2 | B-3 | B-4 | B-5 | |
聚矽氧主材料黏度V1[mPa・s] | 453 | 453 | 453 | 453 | 453 | |
減黏劑黏度V2[mPa・s] | 11 | 25 | 68 | 157 | 10 | |
黏度比(V1/V2) | 41.2 | 18.1 | 6.7 | 2.9 | 45.3 | |
黏合劑之黏度[mPa・s] | 236 | 295 | 325 | 376 | 232 | |
聚矽氧主材料Mw1 | 29000 | 29000 | 29000 | 29000 | 29000 | |
減黏劑Mw2 | 1640 | 3500 | 8000 | 14000 | 1100 | |
分子量比(Mw1/MW2) | 17.7 | 8.3 | 3.6 | 2.1 | 26.4 | |
導熱性組成物之黏度[Pa・s] | 1.00[1/s] | 875 | 599 | 508 | 456 | 985 |
2.15[1/s] | 502 | 435 | 374 | 381 | 618 | |
4.64[1/s] | 321 | 295 | 288 | 320 | 358 | |
觸變比 | 0.37 | 0.52 | 0.57 | 0.70 | 0.36 | |
導熱性組成物黏度/黏合劑黏度 | 3.7 | 2.0 | 1.6 | 1.2 | 4.2 | |
導熱率[W/m・K] | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | 6.0 | |
綜合評價1 | NG | OK | OK | OK | NG | |
綜合評價2 | 1 | 3 | 4 | 5 | 1 | |
備註 |
表6中之實施例14~16及比較例8~9係各導熱性組成物中僅減黏劑種類不同之同一比較對象群。聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1與減黏劑之重量平均分子量Mw2的分子量比(Mw1/Mw2)滿足0.5以上且8.5以下之各實施例之導熱性組成物之黏度較低,綜合評價1及綜合評價2之結果良好。進而,分子量比(Mw1/Mw2)為1.4以上且4.5以下之實施例15及16之綜合評價2獲得了4以上之高評價。
與之相對,分子量比(Mw1/Mw2)超過8.5之比較例8及9之綜合評價1及2之結果較各實施例差。
進而可知,儘管使用了重量平均分子量Mw2較低者作為減黏劑,但導熱性組成物之黏度亦未與之相應地變低,重要的是將分子量比(Mw1/Mw2)調整至本發明之特定範圍內。
使用組成與上述實施例1~16、比較例1~9不同之導熱性組成物,對以下之實施例17~21、比較例10~11之導熱性組成物進行評價。
[實施例17~21、比較例10~11]
如表7所示設定聚矽氧主材料之種類及減黏劑之種類、以及導熱性組成物之組成之種類,製備導熱性組成物並進行評價。
再者,組成2~4係如表1所示之組成。
[表7]
實施例17 | 實施例18 | 比較例10 | 實施例19 | 實施例20 | 實施例21 | 比較例11 | ||
組成之種類 | 組成2 | 組成3 | 組成4 | 組成4 | 組成4 | 組成4 | 組成4 | |
聚矽氧主材料之種類 | A-4 | A-4 | A-4 | A-4 | A-4 | A-4 | A-4 | |
減黏劑之種類 | B-3 | B-3 | B-1 | B-2 | B-3 | B-4 | B-5 | |
聚矽氧主材料黏度V1[mPa・s] | 320 | 320 | 320 | 320 | 320 | 320 | 320 | |
減黏劑黏度V2[mPa・s] | 68 | 68 | 11 | 25 | 68 | 157 | 10 | |
黏度比(V1/V2) | 4.7 | 4.7 | 29.1 | 12.8 | 4.7 | 2.0 | 32.0 | |
黏合劑之黏度[mPa・s] | 244 | 244 | 177 | 221 | 244 | 283 | 174 | |
聚矽氧主材料Mw1 | 25000 | 25000 | 25000 | 25000 | 25000 | 25000 | 25000 | |
減黏劑Mw2 | 8000 | 8000 | 1640 | 3500 | 8000 | 14000 | 1100 | |
分子量比(Mw1/Mw2) | 3.1 | 3.1 | 15.2 | 7.1 | 3.1 | 1.8 | 22.7 | |
導熱性組成物之黏度[Pa・s] | 1.00[1/s] | 479 | 518 | 1454 | 1096 | 986 | 1186 | - |
2.15[1/s] | 337 | 366 | - | 599 | 620 | 819 | - | |
4.64[1/s] | 256 | 289 | - | 312 | 444 | 512 | - | |
觸變比 | 0.53 | 0.56 | - | 0.28 | 0.45 | 0.43 | - | |
導熱性組成物黏度/黏合劑黏度 | 2.0 | 2.1 | 8.2 | 5.0 | 4.0 | 4.2 | - | |
導熱率[W/m・K] | 6.1 | 6.2 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | 7.0 | - | |
減黏劑相對於主材料100質量份之質量份數 | 15.0 | 12.5 | 17.5 | 17.5 | 17.5 | 17.5 | 17.5 | |
導熱性填充劑之體積% | 83.3 | 83.6 | 86.0 | 86.0 | 86.0 | 86.0 | 86.0 | |
備註 | 無法測定 未成為漿料 |
實施例17及18係相對於實施例12減少了減黏劑之量而製備導熱性組成物之例。可知實施例17及18中均獲得了黏度較低之導熱性組成物。
實施例19~21、比較例10~11係增加了導熱性填充材料之含量之例。於此情形時,分子量比(Mw1/Mw2)滿足0.5以上且8.5以下之實施例19~21之導熱性組成物之黏度亦低於分子量比(Mw1/Mw2)超過8.5之比較例10~11。再者,比較例10之流動性明顯較高,因此,於剪切速度為2.15(1/s)以上時,未能恰當地測定黏度。比較例11之黏度過高,未成為漿料,故未能進行各評價。
無
無
Claims (8)
- 一種導熱性組成物,其含有聚矽氧主材料、減黏劑、及導熱性填充材料,且上述聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1與上述減黏劑之重量平均分子量Mw2的分子量比(Mw1/Mw2)為0.5以上且8.5以下。
- 如請求項1之導熱性組成物,其中,上述聚矽氧主材料包含:含烯基之有機聚矽氧烷、及氫化有機聚矽氧烷。
- 如請求項1或2之導熱性組成物,其中,上述減黏劑係具有烷氧基之化合物。
- 如請求項1至4中任一項之導熱性組成物,其中,上述聚矽氧主材料之重量平均分子量Mw1為10,000~30,000。
- 如請求項1至5中任一項之導熱性組成物,其中,上述減黏劑之重量平均分子量Mw2為1,150~20,000。
- 如請求項1至6中任一項之導熱性組成物,其導熱率為6 W/m・K以上。
- 一種硬化物,係使請求項1至7中任一項之導熱性組成物硬化而成。
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