TW202319484A - 導熱性矽酮組合物及其生產方法與應用 - Google Patents

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Abstract

提供了一種與傳統的導熱性矽酮組合物相比具有良好的分配性和破碎性，並且還具有良好的切割絲黏性和高的形狀保持性的導熱性矽酮組合物，及其生產方法。以液體狀態施用於基材的導熱性矽酮組合物包含：（A）具有與矽原子鍵結的烯基的二有機聚矽氧烷；（B）具有與矽原子鍵結的氫原子的二有機聚矽氧烷；（C）導熱性纖維狀無機填料；（D）導熱性球形或無定形填料；和（E）加成催化劑。

Description

導熱性矽酮組合物及其生產方法與應用
本發明係關於一種含有導熱性填料並具有散熱性和絕緣性的導熱性矽酮組合物（thermally conductive silicone composition）。
導熱性矽酮組合物（間隙填料（gap filler））係直接施用於發熱體或散熱體，以將由產生熱量的電動汽車中的電池或電子裝置中的半導體所產生的熱量傳遞到散熱構件，諸如散熱器（heat sink）。關於施用方法，可以藉由分配器（dispenser）在預定位置以固定的量施用間隙填料。因此，間隙填料需要具有適合藉由這種分配器排出的流動性。
在這種情況下，當間隙填料的黏度過高時，分配性（dispensing property）變差，從而無法在有限時間內排出所需量的間隙填料，導致生產效率降低。間隙填料被壓縮以保持發熱體和散熱體之間的預定間隙。然而，當在此時的導熱性填料的量大時，需要額外的力進行壓縮，過大的應力可能會損壞電子板（electronic board）等。
相反地，當間隙填料的黏度過低時，分配性改善，但切割絲黏性（cut stringiness）變差。因此，難以在預定位置以固定的量分配間隙填料。當排出間隙填料的部分的間隙較寬時，由於排出間隙填料後的漏出（draining）（湧出（pumping out））而不能用間隙填料填充該間隙。這也是一個問題。因此，要求在施用後的基於高度的形狀保持性（shape retentivity）。當所添加的導熱性填料的量減少時，整個間隙填料的導熱性變差，無法發揮足夠的散熱性能。
為了解決這些問題，通常使用藉由增加細小填料（fine filler）的量來改善觸變減黏性（thixotropic property）的方法。然而，該措施可能增加其黏度從而引起破碎性（crushing property）和分配性變差的問題。當填料的量沒有充分增加時，散熱效果不充分。然而，因為比重（specific gravity）增加，故增加填料的量不是較佳的。
在將間隙填料用於電子板或需要可靠地維持發熱體與散熱構件之間的絕緣狀態時，需要間隙填料的絕緣性。在這種情況下，鋁、銅或銀的金屬顆粒不能用作導熱性填充材料，但通常使用諸如氫氧化鋁或礬土（氧化鋁）之類的導熱性絕緣填充材料。氫氧化鋁和礬土本身具有低導熱率。因此，需要使用大量的氫氧化鋁或礬土來進行填充，以獲得具有高導熱率的導熱性材料。這可能導致導熱性材料的黏度變得非常高而妨礙其應用，並且導熱材料不能被充分壓縮，並且具有增加的比重的問題。
專利文獻1揭露了一種作為導熱性絕緣矽酮組合物的含有氮化鋁作為導熱性填料的組合物。專利文獻1描述了該組合物具有高的導熱率和壓縮性，並且當組合物的黏度落在預定範圍內時，形狀保持和排出是容易的，並且加工性（workability）良好。
然而，該組合物具有低黏度。因此，切割絲黏性和形狀保持性不足，需要進一步改善間隙填料的形狀保持性。
引用文獻清單 專利文獻 專利文獻1： 日本專利申請案早期公開第2020-169231號
技術問題
在這種情況下，期望開發一種導熱性絕緣矽酮組合物，該組合物除了良好的分配性和破碎性外，還可以實現良好的切割絲黏性和高的形狀保持性。本發明是鑒於上述情況而完成的，並且本發明的目的在於：提供一種導熱性絕緣矽酮組合物，該導熱性絕緣矽酮組合物與傳統的導熱性矽酮組合物相比具有更良好的分配性和破碎性，並且還具有高的形狀保持性；並且還提供了一種生產該組合物的方法。 解決問題的方案
本發明的發明人發現，當在含有有機聚矽氧烷的導熱性矽酮組合物中添加導熱性纖維狀無機填料和導熱性球形填料或導熱性無定形填料（thermally conductive amorphous filler）時，可以解決本發明的問題。因此，發明人完成了本發明。
即，本發明是一種導熱性矽酮組合物，其包含： 組分（A），其是在25℃下的黏度為10 mPa·s（毫帕·秒）或更大且1,000,000 mPa·s或更小的具有與矽原子鍵結的烯基的二有機聚矽氧烷（diorganopolysiloxane）； 組分（B），其是在25℃下的黏度為10 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小的具有與矽原子鍵結的氫原子的二有機聚矽氧烷； 組分（C），其是導熱性纖維狀無機填料； 組分（D），其是導熱性球形填料或導熱性無定形填料；和 組分（E），其是加成催化劑（addition catalyst）。
在此，導熱性矽酮組合物係以液體狀態施用於基材。 發明的有益效果
本發明的組合物具有良好的分配性和破碎性，還具有高的形狀保持性，因此可用作藉由使用分配器等以液體狀態被直接施用於基材的導熱性矽酮組合物，諸如間隙填料。
在下文中，將詳細描述導熱性矽酮組合物、生產導熱性矽酮組合物的方法、以及改善根據本發明的導熱性矽酮組合物的性質的方法。在本文中，填料也稱為填充材料。
根據本發明的導熱性矽酮組合物包含： 組分（A），其是在25℃下的黏度為10 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小的具有與矽原子鍵結的烯基的二有機聚矽氧烷； 組分（B），其是在25℃下的黏度為10 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小的具有與矽原子鍵結的氫原子的二有機聚矽氧烷； 組分（C），其是導熱性纖維狀無機填料； 組分（D），其是導熱性球形填料或導熱性無定形填料；和 組分（E），其是加成催化劑。
在此，導熱性矽酮組合物係以液體狀態施用於基材等。
組分（ A ）：
作為導熱性矽酮組合物的主要組分的組分（A）是在25℃下的黏度為10 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小的具有與矽原子鍵結的烯基的二有機聚矽氧烷。
作為二有機聚矽氧烷，可以單獨使用二有機聚矽氧烷之一種類型，或者可以酌情組合使用二有機聚矽氧烷之二或更多種類型。二有機聚矽氧烷是導熱性矽酮組合物（其在下文中可以簡稱為矽酮組合物）的主要組分，並且平均一個分子內具有至少一個與矽原子鍵結的烯基，較佳有2至50個烯基，更佳有2至20個烯基。
組分（A）不具有特別限定的分子結構，並且可以具有例如直鏈結構、部分分支的直鏈結構、支鏈結構、環狀結構、分支的環狀結構等。在這些之中，組分（A）較佳為實質上直鏈的有機聚矽氧烷，特別佳為其中分子鏈主要由二有機矽氧烷重複單元組成，並且其中分子鏈的二端被三有機矽氧基基團封端的直鏈二有機聚矽氧烷。一些或全部的分子鏈末端可以是Si-OH基團。
組分（A）可以是由單一矽氧烷單元組成的聚合物，或者是由二或更多個矽氧烷單元組成的共聚物。組分（A）中與矽原子鍵結的烯基的位置沒有特別限定，並且烯基可以僅與在分子鏈末端處的矽原子鍵結，或者與在不是末端的分子鏈位置處（分子鏈的中間）的矽原子鍵結，或者可以與二者鍵結。
組分（A）在25℃下的黏度為10 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小，較佳為20 mPa·s或更大且500,000 mPa·s或更小，更佳為50 mPa·s或更大且10,000 mPa·s或更小。如果黏度過低，則後面要描述的填充材料的組分（C）和（D）傾向於在所獲得的矽酮組合物中析出，存在長期保存穩定性變差的問題。另外，如果黏度過高，則所獲得的矽酮組合物傾向於具有顯著降低的流動性，並且存在排出性質劣化和生產率下降的可能性。
二或更多種的具有烯基並具有各自不同黏度的二有機聚矽氧烷也可用於調節最終產品的矽酮組合物的黏度。作為含有上述組分（A）至（E）的最終產品的矽酮組合物的黏度沒有特別限定，並且落在例如50,000 mPa·s或更大且2,000,000 mPa·s或更小的範圍內，更佳落在100,000 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小的範圍內。
具體地，組分（A）係由作為平均組成式（average composition formula）的以下通式（1）表示： R 1 aSiO (4-a)/2  …（1） 在式（I）中，R 1彼此相同或不同，並且各自是1至18個碳原子的未經取代或經取代的單價烴基，a為1.7至2.1。
在一個實施態樣中，由上述R 1表示的單價烴基的至少二或多者係選自烯基，諸如乙烯基、烯丙基、丙烯基、異丙烯基、丁烯基、異丁烯基、己烯基和環己烯基。這些基團以外的其他基團是具有1至18個碳原子的經取代或未經取代的單價烴基。具體地，其他基團係選自以下群組：烷基，諸如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、三級丁基、戊基、新戊基、己基、2-乙基己基、庚基、辛基、壬基、癸基和十二烷基；環烷基，諸如環戊基、環己基和環庚基；芳基，諸如苯基、甲苯基、二甲苯基、聯苯基、萘基；芳烷基，諸如苄基、苯基乙基、苯基丙基、甲基苄基；以及在上述烴基中的一部分或全部的氫原子已被鹵素原子、氰基等取代的經鹵素取代的或經氰基取代的烷基，諸如氯甲基、2-溴乙基、3,3,3-三氟丙基、3-氯丙基和氰乙基。
所選擇的R 1係較佳包括乙烯基作為二或更多個所需的烯基，以及甲基、苯基或3,3,3-三氟丙基作為其他基團。另外，考慮到固化產物的物理性質和經濟效益，較佳的是R 1中的70莫耳%或更多是甲基，並且通常較佳的是R 1中的80莫耳%或更多是甲基。
組分（A）的分子結構的具體實例包括分子鏈二末端均被二甲基乙烯基矽烷氧基封端的二甲基聚矽氧烷、分子鏈二末端均被二甲基乙烯基矽烷氧基封端的二甲基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物、分子鏈二末端均被二甲基乙烯基矽氧烷基封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷共聚物、分子鏈二末端均被二甲基乙烯基矽氧烷基封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷-甲基苯基矽氧烷共聚物，和分子鏈二末端均被三甲基矽氧烷基團封端的二甲基矽氧烷-甲基乙烯基矽氧烷共聚物。組分（A）的分子結構之其他實例包括由式(CH 3) 2ViSiO 1/2所表示的矽氧烷單元、式(CH 3) 3SiO 1/2所表示的矽氧烷單元和式SiO 4/2所表示的矽氧烷單元組成的有機聚矽氧烷（式中的Vi表示乙烯基），以及上述有機聚矽氧烷中的部分或全部的甲基被烷基（諸如乙基或丙基）、芳基（諸如苯基或甲苯基）和鹵代烷基（諸如3,3,3-三氟丙基）取代的有機聚矽氧烷，以及這些有機聚矽氧烷中的二或更多者的混合物。從由於增加分子鏈長度而提高固化產物的斷裂伸長率的觀點來看，在分子鏈二末端處具有乙烯基的直鏈二有機聚矽氧烷是較佳的。
這些二有機聚矽氧烷可以商購獲得或藉由本發明所屬技術領域具通常知識者所習知的方法製備。
以100質量份的本發明的整個矽酮組合物計，組分（A）的有機聚矽氧烷的含量較佳為0.2質量%或更多且10.0質量%或更少，更佳為1.0質量%或更多且7.0質量%或更少。當黏度落入上述範圍內時，整個矽酮組合物的黏度可落入適當的範圍內。因此，導熱性矽酮組合物具有優異的破碎性，可以抑制在施用於基材後流出的現象，因此可以因適當的流動性而維持高的導熱率。
組分（ B ）：
組分（B）是在25℃下的黏度為10 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小的具有與矽原子鍵結的氫原子的二有機聚矽氧烷。
組分（B）是在一個分子內具有一或多個與矽原子鍵結的氫原子的二有機聚矽氧烷，並且充當用於固化本發明的矽酮組合物的交聯劑。
組分（B）可以是任何有機氫聚矽氧烷，只要它在一個分子內含有一或多個與矽原子鍵結的氫原子（SiH基團）即可。可以使用的有機氫聚矽氧烷的實例包括甲基氫聚矽氧烷、二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷共聚物、甲基苯基矽氧烷-甲基氫矽氧烷共聚物、環狀甲基氫聚矽氧烷、以及由二甲基氫矽氧烷單元和SiO 4/2單元組成的共聚物。作為組分（B），可以單獨使用有機氫聚矽氧烷之一種類型，或者可以酌情組合使用有機氫聚矽氧烷之二或更多種類型。
組分（B）的分子結構沒有特別限定，並且可以是例如直鏈、支鏈、環狀或三維網狀結構。具體地，可以使用由下述平均組成式（2）表示的結構： R 3 pH qSiO (4-p-q)/2（2） 在式（2）中，R 3為除脂肪族不飽和烴基以外的未經取代或經取代的單價烴基。p為0至3.0、較佳為0.7至2.1，q為0.0001至3.0、較佳為0.001至1.0，p+q為滿足0.5至3.0的正數、較佳滿足0.8至3.0的正數。
式（2）中的R 3的實例包括除脂肪族不飽和烴基以外的具有1至10個碳原子、較佳具有1至8個碳原子的未經取代或經鹵素取代的單價烴基等。未經取代或經鹵素取代的單價烴基之具體實例包括：烷基，諸如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、異丙基、異丁基、三級丁基和環己基；芳基，諸如苯基、甲苯基和二甲苯基；芳烷基，諸如苄基和苯乙基；鹵代烷基，諸如3-氯丙基和3,3,3-三氟丙基。在這些之中，甲基、乙基、丙基、苯基、3,3,3-三氟丙基是較佳的，且甲基是特別佳的。
組分（B）的具體實例包括1,1,3,3-四甲基二矽氧烷、1,3,5,7-四甲基環四矽氧烷、甲基氫環聚矽氧烷、甲基氫矽氧烷-二甲基矽氧烷環狀共聚物、三（二甲基氫矽烷氧基）甲基矽烷、三（二甲基氫矽烷氧基）苯基矽烷、分子鏈二末端均被二甲基氫矽烷氧基封端的二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷共聚物、分子鏈二末端均被二甲基氫矽烷氧基封端的甲基氫聚矽氧烷、分子鏈二末端均被三甲基矽烷氧基封端的甲基氫聚矽氧烷、分子鏈二末端均被二甲基氫矽烷氧基封端的二甲基聚矽氧烷、分子鏈二末端均被二甲基氫矽烷氧基封端的二甲基矽氧烷-二苯基矽氧烷共聚物、分子鏈二末端均被三甲基矽烷氧基封端的二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷共聚物、分子鏈二末端均被三甲基矽烷氧基封端的二甲基矽氧烷-二苯基矽氧烷-甲基氫矽氧烷共聚物、分子鏈二末端均被二甲基氫矽烷氧基封端的二甲基矽氧烷-甲基氫矽氧烷共聚物、H(CH 3) 2SiO 1/2單元和SiO 2單元的共聚物，以及H(CH 3) 2SiO 1/2單元、(CH 3) 3SiO 1/2單元與SiO 2單元的共聚物，以及這些有機氫矽氧烷中的二或更多種的混合物。
在上述矽酮組合物中，組分（B）的含量較佳係落在以下範圍內：使得組分（B）中的SiH基團的數量對組分（A）中的烯基的比例落在1/5至7的範圍內，更佳落在1/2至2的範圍內，進一步佳落在3/4至5/4的範圍內。如果組分（B）的含量落在上述範圍內，則矽酮組合物充分固化，並且整個矽酮組合物的硬度成為更佳的範圍，從而作為間隙填料使用時不太可能產生裂縫。除此之外，還存在以下優點：即使將基材沿垂直方向設置時，矽酮組合物也不流掛（sag），並且可以在垂直方向上維持其保持能力（retention ability）。
組分（B）中的SiH基團可以鍵結至分子鏈末端，或者可以鍵結至側鏈，或者可以鍵結至分子鏈末端和側鏈二者。較佳使用僅在分子鏈末端處具有SiH基團的有機氫聚矽氧烷與僅在分子鏈的側鏈處具有SiH基團的有機氫聚矽氧烷的混合物。
僅在分子鏈末端處具有SiH基團的有機氫聚矽氧烷係具有以下優點：有機氫聚矽氧烷由於立體阻礙低而具有高反應性，並且在側鏈處具有SiH基團的有機氫聚矽氧烷係藉由交聯反應有助於網路構建，因此具有提高其強度的優點。
從改善黏附性和耐熱性的角度看，組分（B）可以包含有機氫聚矽氧烷，該有機氫聚矽氧烷具有在分子鏈二末端處的三甲基矽烷氧基基團和包含在分子內的至少一個芳族基團。出於經濟考量，芳族基團更佳為苯基。
組分（B）的有機氫聚矽氧烷在25℃下的黏度為10 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小，較佳為20 mPa·s或更大且500,000 mPa·s或更小，更佳為50 mPa·s或更大且10,000 mPa·s或更小。
為了調整作為最終產品的矽酮組合物的黏度，也可以使用二或更多種類型的具有氫原子且具有各自不同黏度的二有機聚矽氧烷。
組分（ C ）：
組分（C）的導熱性纖維狀無機填料是提高矽酮組合物的導熱率以改善分配性、破碎性和形狀保持性的填充材料組分。為了獲得用於電子板等的高度絕緣的間隙填料，作為組分（C）的導熱性填料，較佳係使用不僅具有優異的導熱率而且具有優異的絕緣性的無機材料。具有形狀各向異性（shape anisotropy）的填料包括也稱為扁平（flat）或鱗片狀（scale-like）填料的板狀填料（plate-like filler），或也稱為棒狀（rod-like）或針狀（needle-like）填料的纖維狀填料。本發明的填料是纖維狀填料。
分配性是指將液體狀態的矽酮組合物從填充有矽酮組合物的容器、料筒（cartridge）等排出時的流動性或施用性質。較佳的是因為矽酮組合物容易排出，矽酮組合物具有較高的流動性或施用性質（即，良好的分配性）。
當從容器等中排出矽酮組合物時，係對矽酮組合物施加應力。表面被液體組分（A）和（B）潤濕的纖維狀填料係隨機分散在包含組分（A）和（B）的系統中，然後沿應力方向取向。因此，應力方向的黏度降低，以改善分配性。此外，纖維狀填料改善了矽酮組合物的可紡性（spinnability）。
較佳的是，填料為具有導熱率和絕緣性的可用於電子部件等的無機纖維，以提高整個矽酮組合物的導熱率。
組分（C）的導熱性纖維狀無機填料的實例包括玻璃纖維、矽灰石（wollastonite）、鈦酸鉀、海泡石（sepiolite）、硬矽鈣石（xonotlite）、硼酸鋁、氧化鋁纖維、陶瓷纖維和以鹼性硫酸鎂為代表的鹼性無機纖維。特別佳係使用鹼性無機纖維。
組分（C）的形狀沒有特別限定，只要組分（C）具有纖維狀形狀即可。例如，可以使用的組分（C）具有在5或更大的範圍內、較佳在5至1,000的範圍內、更佳在5至100的範圍內、特別佳在7至40的範圍內的縱橫比（aspect ratio）（平均纖維長度／平均纖維直徑）。當縱橫比在上述範圍內時，可以獲得具有高分配性、破碎性和形狀保持性的矽酮組合物。
在本文中，纖維狀是指纖維的截面具有大致圓形的形狀，並且不包括具有長橢圓形或矩形截面的鱗片狀或板狀形狀。具體地，較佳使用具有在1.0/1.0至2.0/1.0的範圍內的長徑對短徑之比（長徑／短徑）的截面的纖維。鱗片狀或板狀纖維的長徑對短徑之比係大於上述範圍。在這種情況下，在對矽酮組合物施加應力下的阻力係增加，從而降低分配性，這是一個問題。
平均纖維長度係落在例如0.5至200微米的範圍內、較佳落在5.0至200微米的範圍內、進一步佳落在5.0至100微米的範圍內。平均纖維直徑係落在例如0.1微米或更大且小於10微米的範圍內、較佳落在0.3至1.2微米的範圍內、進一步佳落在0.5至1.0微米的範圍內。纖維直徑和纖維長度沒有特別限制。如果纖維直徑和纖維長度係落在上述範圍內，則分配性和形狀保持性高，預期到纖維不太可能斷裂的效果。
由纖維狀鹼性硫酸鎂等所形成的導熱性纖維狀無機填料的平均纖維長度和平均纖維直徑可以分別由纖維長度和纖維直徑的數量平均值（number-average values）計算出，所述纖維長度和纖維直徑是藉由使用掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）獲得的放大圖像的圖像分析而測定的。
在本發明的矽酮組合物中，以100質量份的整個矽酮組合物計，組分（C）的含量較佳為0.1質量份或更多且5.0質量份或更少，更佳為0.2質量份或更多且2.0質量份或更少。
以100質量份的組分（A）和組分（B）的總量計，所添加的組分（C）的導熱性纖維狀無機填料的量可以為1質量份或更多且50質量份或更少、較佳為2質量份或更多且30質量份或更少、更佳為3質量份或更多且15質量份或更少。如果組分（C）的含量過少，則難以提高矽酮組合物的所得固化產物的導熱率。如果組分（C）的含量過多，則矽酮組合物變得高黏性，這可能難以均勻地施用矽酮組合物。
組分（D）：
組分（D）的導熱性球形或無定形填料係提高了矽酮組合物的導熱率。這是因為當組分（C）和組分（D）組合用作導熱性填料時，具有小粒徑的導熱性球形或無定形顆粒係嵌入在大的纖維狀填料之間，並且可以以接近最密堆積（closest packing）的狀態填充，從而導致高導熱率。
為了獲得用於施用於電子基材等的具有高絕緣性的間隙填料，作為組分（D）的導熱性填料，較佳使用具有優異絕緣性以及導熱性的材料。
組分（D）的導熱性球形或無定形填料的實例包括：金屬氧化物，諸如氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氧化鈦、氧化矽和氧化鈹；金屬氫氧化物，諸如氫氧化鋁和氫氧化鎂；氮化物，諸如氮化鋁、氮化矽和氮化硼；碳化物，諸如碳化硼、碳化鈦和碳化矽；石墨；金屬，諸如鋁、銅、鎳和銀；以及它們的混合物。尤其，在要求矽酮組合物的電絕緣性時，組分（D）較佳為金屬氧化物、金屬氫氧化物、氮化物或它們的混合物，並且其可以是兩性氫氧化物或兩性氧化物。具體地，較佳使用一或多種選自以下群組的類型：氫氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂和氫氧化鎂。
應該注意的是，氧化鋁是一種絕緣材料，與組分（A）和（B）具有相對較好的相容性，工業上可從多種粒徑中選擇，資源容易獲得，相對便宜，並且因此適合作為導熱性無機填料。
組分（D）的形狀應當是球形形狀或無定形形狀，尤其是在使用氧化鋁作為組分（D）時，係使用具有球形形狀或無定形形狀的氧化鋁。球形氧化鋁是主要藉由對氧化鋁水合物（alumina hydrate）進行高溫熱噴塗或水熱處理（hydrothermal treatment）而獲得的α-氧化鋁。在本文中，球形形狀不僅可以是真正的球形形狀，而且可以是圓形。
無定形形狀是指顆粒的長徑／短徑的縱橫比為2或更大且小於5的形狀，並且也是所謂的鱗片狀形狀的形狀。
球形形狀是指長徑／短徑的縱橫比為1或更大且小於2的形狀。
組分（D）的平均粒徑係落在0.1微米或更大且500微米或更小的範圍內，更佳落在0.5微米或更大且200微米或更小的範圍內，甚至更佳落在1.0微米或更大且100微米或更小的範圍內。如果平均粒徑過小，則矽酮組合物的流動性降低。如果平均粒徑過大，則分配性劣化，可能出現組分（D）卡在施用設備的滑動部分中並擦傷設備的問題。在本發明中，組分（D）的平均粒徑定義為D50（或中值粒徑），其是藉由雷射繞射顆粒尺寸測量設備所測量的基於體積的累計（cumulative）顆粒尺寸分佈中的50%粒徑。
當組合使用各自具有不同形狀的至少二種填料（組分（C）和組分（D））時，組分（D）的顆粒係嵌入組分（C）的顆粒之間，使得組分（D）的顆粒可以以接近最密堆積的狀態被填充，從而有更高導熱率的效果。
作為組分（D），也可以僅使用球形填料或僅使用無定形填料，但也可以組合使用二者。當一起使用導熱性球形填料時，可以提高矽酮組合物的填充性質。當使用平均粒徑為40微米或更大的導熱性球形填料時，可以進一步提高填充性質和導熱率。在組合使用球形填料和無定形填料時，以100質量%之整個組份（D）計，如果導熱性球形填料的比例為80質量%或更大，則可以進一步提高導熱率。當組合使用平均粒徑為40微米或更大且70微米或更小的導熱性球形填料和平均粒徑為3.0微米或更大且5.0微米或更小的導熱性無定形填料時，可以進一步提高導熱率。
在本發明的矽酮組合物中，以100質量份的整個矽酮組合物計，組分（D）的含量較佳為75質量份或更多且95質量份或更少，更佳為80質量份或更多且90質量份或更少。當組分（D）的含量落在上述範圍內時，矽酮組合物整體係具有足夠的導熱率。另外，在混合時容易混合組分（D），可以保持甚至固化後的可撓性（flexibility），並且其比重不會變得過大。因此，矽酮組合物更適合作為需要導熱率和重量降低的間隙填料組合物。如果組分（D）的含量過少，則難以充分提高矽酮組合物的所得固化產物的導熱率。如果組分（D）的含量過多，則矽酮組合物變得高黏性，這可能難以均勻地施用矽酮組合物，從而導致固化後組合物的熱阻（thermal resistance）增加和可撓性降低的問題。
組分（E）：
組分（E）的加成催化劑是促進上述組分（A）中的與矽原子鍵結的烯基和上述組分（B）中的與矽原子鍵結的氫原子之間的加成固化反應的催化劑，並且是本發明所屬技術領域具通常知識者習知的催化劑。組分（E）的實例包括鉑系元素金屬，諸如鉑、銠、鈀、鋨、銥和釕，以及藉由微粒狀載體材料（例如，活性炭、氧化鋁和氧化矽）負載的上述金屬中的任一種的催化劑。
具體地，組分（E）的實例包括鹵化鉑、鉑-烯烴錯合物、鉑-醇錯合物、鉑-醇化物錯合物、鉑-乙烯基矽氧烷錯合物、二環戊二烯-二氯化鉑、環辛二烯-二氯化鉑和環戊二烯-二氯化鉑。
另外，從經濟角度看，也可以使用上述鉑系元素金屬以外的金屬化合物催化劑。用於矽氫化作用（hydrosilylation）的鐵催化劑的實例包括：鐵-羰基錯合物催化劑、具有環戊二烯基作為配位基的鐵催化劑、具有基於三吡啶的配位基或基於三吡啶的配位基和雙三甲基矽烷基甲基的組合的鐵催化劑、具有雙亞胺基吡啶配位基的鐵催化劑、具有雙亞胺基喹啉配位基的鐵催化劑、具有芳基作為配位基的鐵催化劑、具有帶有不飽和基團的環狀或非環狀烯烴基團的鐵催化劑，以及具有帶有不飽和基團的環狀或非環狀烯屬基團的鐵催化劑。催化劑之其他實例包括用於矽氫化作用的鈷催化劑、釩催化劑、釕催化劑、銥催化劑、釤催化劑、鎳催化劑和錳催化劑。
儘管其有效用量取決於在施用時所需的固化溫度和固化時間，以導熱性矽酮組合物的總質量計，以催化劑金屬元素的濃度形式所添加的組分（E）的含量落在較佳為0.5至1000 ppm的範圍內、更佳為1至500 ppm的範圍內、還更佳為1至100 ppm的範圍內。如果添加量小於0.5 ppm，則加成反應變得非常緩慢。如果添加量超過1,000 ppm，則成本增加，這在經濟上較不佳。
在本發明的含有導熱性填料的導熱性矽酮組合物中，作為上述組分（A）至（E）以外的其他任選組分，可以使用矽橡膠或傳統習知的凝膠添加劑，只要不損害本發明的目的即可。此類添加劑的實例包括有機矽化合物或藉由水解產生矽醇的有機矽氧烷（也稱為矽烷偶合劑）、縮合催化劑、黏合性賦予劑、顏料、染料、固化抑制劑、熱阻賦予劑、阻燃劑、抗靜電劑、導電性賦予劑、氣密性改善劑、輻射屏蔽劑、電磁波屏蔽劑、防腐劑、穩定劑、有機溶劑、塑化劑、殺菌劑、在一個分子內含有一個氫原子或與矽原子鍵結的烯基並且不含其它官能團的有機聚矽氧烷，以及既不含氫原子又不含與矽原子鍵結的烯基的非官能有機聚矽氧烷。作為這些任選成分，可以單獨使用任選成分之一種類型，或者可以酌情組合使用任選成分之二或更多種類型。
矽烷偶合劑的實例包括有機矽化合物和在一個分子內具有諸如環氧基、烷基或芳基之類的有機基團和與矽原子鍵結的烷氧基的有機矽氧烷。
藉由水解產生的矽醇可以與金屬基材或有機樹脂基材的表面上存在的可縮合基團（例如羥基、烷氧基、酸基等）反應並與所述可縮合基團鍵結。矽醇和可縮合基團係藉由後述縮合催化劑的催化作用而相互反應並鍵結，從而提高導熱性矽酮組合物對各種基材的黏附程度。
根據需要，縮合催化劑可以與上述矽烷偶合劑一起使用。作為縮合催化劑，可以使用選自以下的金屬的化合物：鎂、鋁、鈦、鉻、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鋯、鎢和鉍。金屬化合物諸如三價鋁、三價鐵、三價鈷、二價鋅、四價鋯、三價鉍的有機酸鹽、醇鹽（alkoxides）和螯合化合物（chelate compound），係較佳被提及作為縮合催化劑的實例。其實例包括有機酸諸如辛酸、月桂酸和硬脂酸，醇鹽諸如丙醇鹽和丁醇鹽，以及多牙配位基螯合化合物（multidentate ligand chelating compound）諸如兒茶酚、冠醚、多元羧酸（polyvalent carboxylic acid）、羥酸、二酮和酮酸。在此，多種類型的配位基可以與一種金屬鍵結。尤其，鋯、鋁或鐵的化合物是較佳的，即使添加和使用條件稍有不同，所述化合物也可能產生穩定的固化性。另外，更期望的化合物係示例為鋯的丁醇鹽，或者為包括多牙配位基之鋁或鐵的三價螯合化合物，多牙配位基諸如丙二酸酯、乙醯乙酸酯、乙醯丙酮或它們的取代衍生物。在三價鋁或三價鐵金屬化合物的情況下，可以較佳使用具有5至20個碳原子的有機酸，諸如辛酸，並且多牙配位基和有機酸可以與一種金屬鍵結，其結構也是較佳的。
上述取代衍生物的實例包括化合物中所含的氫原子被以下基團取代的化合物：諸如甲基或乙基之類的烷基、諸如乙烯基或烯丙基之類的烯基、諸如苯基之類的芳基、諸如氯原子或氟原子之類的鹵素原子、羥基、氟烷基、含酯基的基團、含醚的基團、含酮的基團、含胺基的基團、含醯胺基的基團、含羧酸的基團、含腈基的基團、含環氧基的基團等。此外，其具體實例包括2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮和六氟戊二酮。
顏料的實例包括氧化鈦、礬土矽酸、氧化鐵、氧化鋅、碳酸鈣、炭黑、稀土氧化物（rare earth oxide）、氧化鉻、鈷顏料、群青（ultramarine）、矽醇鈰（cerium silanolate）、氧化鋁、氫氧化鋁、鈦黃、硫酸鋇、沉澱硫酸鋇以及它們的混合物。
固化抑制劑具有調節加成反應的固化速率的能力，並且可以使用本發明所屬技術領域傳統習知的任何固化抑制劑作為具有固化抑制效果的化合物。固化抑制劑之實例包括乙炔系化合物、肼、三唑、膦和硫醇。具體的化合物包括含磷化合物（諸如三苯基膦）、含氮化合物（諸如三丁胺、四甲基乙二胺和苯并三唑）、含硫化合物、乙炔系化合物、含有二或更多個烯基的化合物、氫過氧基化合物、馬來酸（maleic acid）衍生物、矽烷以及具有胺基的矽酮化合物。
固化抑制劑的具體實例包括：各種「烯-炔（ene-yne）」系列，諸如3-甲基-3-戊烯-1-炔（3-methyl-3-pentene-1-yne）和3,5-二甲基-3-己烯-1-炔（3,5-dimethyl-3-hexene-1-yne）；炔醇，諸如3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、1-乙炔基-1-環己醇和2-苯基-3-丁炔-2-醇；馬來酸酯（maleate）和富馬酸酯（fumarate），諸如眾所周知的富馬酸二烷基酯和馬來酸二烷基酯、富馬酸二烯基酯和馬來酸二烯基酯、以及富馬酸二烷氧基烷基酯和馬來酸二烷氧基烷基酯；和含有環乙烯基矽氧烷的化合物。
熱阻賦予劑的實例包括氫氧化鈰、氧化鈰、氧化鐵、氣相二氧化鈦和它們的混合物。
作為氣密性改善劑，可以使用任何試劑只要其具有降低固化產物的透氣性的效果即可，並且可以使用任何有機物質或無機物質。氣密性改善劑之具體實例包括胺甲酸乙酯、聚乙烯醇、聚異丁烯、異丁烯-異戊二烯共聚物、具有板狀形狀的滑石、雲母、玻璃薄片、水鋁石（boehmite）、各種金屬箔和金屬氧化物的粉末，以及它們的混合物。
含有上述組分的組合物是在施用於基材的同時維持其液體狀態的導熱性矽酮組合物。即，該組合物是在25℃下具有在50,000 mPa·s或更大且2,000,000 mPa·s或更小的範圍內的初始黏度的液體，並且在施用於基材之後的120分鐘內形成不可流動的反應物。
黏度在上述範圍內的液體矽酮組合物可以從容器（諸如料筒、帶狀物（ribbon）、分配器、注射器和管）中擠出，並施用於基材。較佳使用具有L形噴嘴／針頭等的分配器而將組合物施用於基材。
在此，基材是指散熱部分和發熱部分。
在本發明中，基材可以由一或多種選自以下的材料製成：玻璃、金屬、陶瓷和樹脂。
本發明的導熱性矽酮組合物固化後所附著的金屬基材的較佳實例包括選自以下群組之金屬的金屬基材：鋁、鎂、鐵、鎳、鈦、不鏽鋼、銅、鉛、鋅、鉬和矽。
本發明的導熱性矽酮組合物在固化後所附著的陶瓷基材的較佳實例包括氧化物、碳化物和氮化物，諸如氧化鋁、氮化鋁、鋯剛玉（alumina zirconia）、氧化鋯、氧化鋅、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛、氧化鈹、氮化矽和碳化矽。
本發明的導熱性矽酮組合物在固化後所附著的樹脂基材的較佳實例包括選自以下群組之樹脂的樹脂基材：聚酯、環氧樹脂、聚醯胺、聚醯亞胺、酯、聚丙烯醯胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（acrylonitrile-butadiene-styrene，ABS）、苯乙烯、聚丙烯、聚縮醛、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯（polycarbonate，PC）、聚對苯二甲酸乙二酯（polyethylene terephthalate，PET）、聚對苯二甲酸丁二酯（polybutylene terephthalate，PBT）、聚醚醚酮（polyetheretherketone，PEEK）、聚甲基丙烯酸甲酯（polymethylmethacrylate，PMMA）和矽酮樹脂。
在施用了矽酮組合物的目標產品中，可以設置發熱部分以便在將矽酮組合物施用於散熱部分之後夾入矽酮組合物，可以設置散熱部分以便在將矽酮組合物施用於發熱部分之後夾入矽酮組合物，或者可以將矽酮組合物注入在發熱部分和散熱部分之間產生的間隙中。
上述導熱性矽酮組合物在固化前具有300 MPa或更小的壓縮應力，和90%或更大的形狀保持性。
壓縮應力為300 MPa或更小時，分配性和破碎性良好。當形狀保持性為90%或更大時，可以抑制排出到基材後的漏出（湧出）。
在本文中，形狀保持性是指，相對於將導熱性矽酮組合物以圓錐狀形狀施用於基材後立刻測量的高度（初始高度），在經過30分鐘後所測量的高度的變化。隨著變化值越接近100%，形狀保持性越良好。
在上述組合物中，組分（A）和組分（B）係在加成催化劑（E）的存在下發生交聯反應以得到固化產物。該組合物應具有1或更大的導熱率、更佳為2或更大的導熱率。組合物的導熱率可以為1或更大且20或更小，且還可以為2或更大且15或更小。組合物的比重應為1.5或更大且10或更小。由於對於包括施用有導熱性矽酮組合物的基材的構件（例如電子裝置、電池等）來說具有減輕的重量很重要，因此該組合物的比重較佳為5.0或更小、更佳為2.9或更小。
此外，上述組合物較佳具有一定的絕緣性，具體地，其體積電阻率較佳為10 10（Ω·cm（歐姆·公分））或更高。
根據本發明的導熱性矽酮組合物是可加成固化組合物，並且可以是單組分組合物或雙組分組合物。當組合物被設計為藉由熱或濕氣固化時，單組分組合物可以具有經改善的儲存性質。
雙組分組合物可以在沒有上述措施的情況下具有經進一步改善的儲存性質，並且可以容易地設計為在室溫（例如，25℃）下固化的組合物。在這種情況下，根據本發明的矽酮組合物可以例如分為如下的第一液體和第二液體。第一液體不含組分（B）但含有組分（E），第二液體含有組分（B）但不含組分（E）。
例如，第一液體含有： 組分（A），其是在25℃下的黏度為10 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小的具有與矽原子鍵結的烯基的二有機聚矽氧烷； 組分（C），其是導熱性纖維狀無機填料； 組分（D），其是導熱性球形填料或導熱性無定形填料；以及 組分（E），其是加成催化劑，並且 不含組分（B），所述組分（B）是在25℃下的黏度為10 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小的具有與矽原子鍵結的氫原子的二有機聚矽氧烷。
第二液體含有： 組分（A），其是在25℃下的黏度為10 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小的具有與矽原子鍵結的烯基的二有機聚矽氧烷； 組分（B），其是在25℃下的黏度為10 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小的具有與矽原子鍵結的氫原子的二有機聚矽氧烷； 組分（C），其是導熱性纖維狀無機填料 ；以及 組分（D），其是導熱性球形填料或導熱性無定形填料；並且 不含組分（E），所述組分（E）是加成催化劑。
為了將組合物作為第一液體和第二液體分開並保存，可以將這些組分中的每一種保存在有機溶劑諸如甲苯、二甲苯、己烷、石油溶劑（white spirit）或它們的混合物中。或者，可以使用乳化劑將不同組分乳化並以水性乳液的形式儲存。尤其，為了防止由於有機溶劑的揮發引起的火災危險、作業環境的惡化和大氣污染之類的問題，特別佳係使用以無溶劑體系或乳化劑乳化的乳液。
用於生產根據本發明的導熱性矽酮組合物的方法可以是本發明所屬技術領域具通常知識者所習知的任何方法，沒有特別限定，並且可以包括混合組分（A）、（B）和（D）的步驟，然後添加組分（C）的步驟並進一步混合的步驟。
用於生產組合物的示例性方法包括預先用攪拌器混合組分（A）、（B）和（D），或用高剪切混合器或擠壓機（諸如雙滾輪研磨機、捏合機、壓力捏合機或羅斯混合器（Ross mixer）、連續擠壓機等）來均勻捏合這些組分以製備矽酮橡膠基質（silicone rubber base），然後向其中添加組分（C）。
組分（E）和其他任選的組分應最終添加到矽酮組合物中，並且可以與組分（A）、（B）和（D）混合，但也可以與組分（C）混合，或者可以在混合組分（C）之後混合。
當將組分（D）與組分（A）和（B）混合在一起時，混合物的黏度增加。將組分（C）混合到其中係具有抑制混合物中的組分（C）的聚集並提高分散性的優點。
此外，由於能夠縮短混合組分（C）後的捏合時間，因此可以在不破壞纖維的情況下維持纖維狀形狀，並且維持更加高的分配性、破碎性和形狀保持性。
此外，藉由縮短在組分（E）和組分（D）共存的狀態下的混合時間，可以抑制催化劑的去活化（deactivation）。
此外，本發明還是一種改善導熱性矽酮組合物的分配性和形狀保持性的方法，其藉由將導熱性纖維狀無機填料和導熱性球形或無定形填料混合到由組分（A）和組分（B）的混合物所表示的液體有機聚矽氧烷中來改善。
在本文中，對根據本發明的組合物解決問題的機制進行了描述。
以組分（A）和（B）為代表的二有機聚矽氧烷係具有比水、一般的合成油等低得多的表面張力。因此，二有機聚矽氧烷容易在導熱性填料的表面鋪展，並使導熱性填料完全潤濕。由於這種效果，導熱性填料係分散在含有組分（A）和（B）的系統中。然而，填料與二有機聚矽氧烷的相容性低，因此填料一旦分散則傾向於在二有機聚矽氧烷中聚集。這是因為填料之間的界面能係在熱力學上低於填料與二有機聚矽氧烷之間的界面能。
由於根據本發明的組合物含有組分（C）的纖維狀填料和組分（D）的球形或無定形填料，並且組分（C）和（D）之間的交互作用係比組分（C）之間或組分（D）之間的交互作用更有利，因此有關分配性、破碎性和形狀保持性的問題可以得到解決。
各自具有被組分（A）和（B）潤濕的表面的（C）和（D）係由於組分（C）和（D）之間的交互作用而形成三維網路，並且三維網路表現出結構黏度。在這種情況下，作為纖維狀填料的組分（C）係在隨機方向上取向，並且在未施加應力的靜態下的流動性降低，以發揮良好的形狀保持性。
然而，這種網路結構不是基於化學鍵。因此，網狀結構在施加應力下容易瓦解，使得作為纖維狀填料的組分（C）係在施加應力的方向上取向。因此，組分（D）係分散在組分（C）的周圍。結果，在施加應力下對流動方向的阻力減小，從而改善了分配性。
這同樣適用於破碎性。在隨機方向形成網路的組分（C）係在破碎期間在應力方向上取向，因此表現出即使藉由小的應力，組合物也被破碎的良好破碎性。
狀態係在這種靜態下形成網狀結構與在施加應力下組分（C）在固定方向上取向之間改變，即網狀結構的破壞和重建可以可逆地重複。
尤其，當組分（C）是鹼性無機纖維並且組分（D）是兩性氫氧化物或兩性氧化物時，組分（C）和（D）之間的交互作用較高，並且被認為是歸因於三維網路結構之形成的性質，諸如分配性、破碎性和形狀保持性，係更加顯著。具體地，當組分（C）是包含鹼性硫酸鎂作為主要組分的導熱性纖維狀無機填料並且組分（D）是球形或無定形氧化鋁時，係獲得極其良好的性質。
此外，本發明是一種生產電子裝置的方法，包括以下步驟：將導熱性矽酮組合物從填充了導熱性矽酮組合物的容器中排出，並將導熱性矽酮組合物施用於發熱部分或散熱部分中的至少任一者，並在15℃或更高的溫度下固化導熱性矽酮組合物。
根據本發明的導熱性矽酮組合物係具有良好的排出性質，因為在施加應力下進行排出期間其黏度降低。該導熱性矽酮組合物還具有良好的切割絲黏性。因此，導熱性矽酮組合物可以容易地施用於基材（發熱部分或散熱部分）。施用於基材之後，不施加應力，並獲得良好的形狀保持性。根據本發明的組合物可以是在15℃或更高且低於40℃的溫度下固化的可室溫固化組合物，或者在加熱下固化的可熱固化組合物。在可熱固化組合物的情況下，可以在將組合物施用於基材後加熱組合物，或者可以使用散熱構件的熱輻射來固化組合物。加熱和固化期間的溫度可以為例如40℃或更高且200℃或更低。
實施例
將基於實施例具體描述本發明，但本發明不限於以下實施例。表1示出了實施例和比較例中的組分的混合比。表2顯示了評價結果。表1所示的混合比的數值係0以質量份表示。
用於生產導熱矽酮的固化產物的方法：
以1:1的比例稱取各個實施例和比較例中所描述的第一液體和第二液體，藉由攪拌器充分混合，然後藉由真空幫浦脫氣，以生產各個導熱性矽酮。將導熱性矽酮各自在23℃下固化24小時以獲得滿足各評價項目的樣品。結果，獲得各固化產物。
測量硬度的方法：
以1:1的比例稱取各個實施例和比較例中所描述的第一液體和第二液體，藉由攪拌器充分混合，然後藉由真空幫浦脫氣。將所得到的導熱性矽酮倒入具有30毫米的直徑和6毫米的高度的柱狀壓模（columnar press mold）中，在100℃下固化60分鐘，以獲得各柱狀固化產物。
Asker C硬度是根據橡膠工業協會的標準規格（SRIS 0101）中的Asker C方法在23℃的環境中藉由硬度測試儀（ASKER CL-150LJ，由高分子計器股份有限公司（Kobunshi Keiki Co., Ltd.）製造）測量的。具體地，調整擋板（damper）高度使得所得柱狀固化產物與指示器之間的距離為15毫米，調整擋板下降速度使得指示器到達樣品表面的時間為5秒。將指示器與樣品碰撞時的最大值定義為Asker C硬度的測量值。Asker C硬度係藉由硬度測試儀測量三次，並且使用測量值的平均值。一般來說，隨著Asker C硬度越小，可撓性越高。
較佳的是，固化產物的Asker C硬度在50或更大且70或更小的範圍內。
測量比重的方法：
以1:1的比例稱取各個實施例和比較例中所描述的第一液體和第二液體，藉由攪拌器充分混合，然後藉由真空幫浦脫氣。將所得到的導熱性矽酮倒入具有約10公分的高度、約10公分的寬度和2毫米的厚度的片形壓模（sheet-shaped press mold）中，在100℃下固化60分鐘，以獲得各固化產物。根據JIS K 6249測量各個實施例和比較例中所得到的固化產物的比重（密度）（g/m 3）。
在其中重量減輕是很重要的應用的情況下，比重較佳為2.9或更小。
測量導熱率的方法：
以1:1的比例稱取各個實施例和比較例中所描述的第一液體和第二液體，藉由攪拌器充分混合，然後藉由真空幫浦脫氣。將所得到的導熱性矽酮倒入具有30毫米的直徑和6毫米的高度的柱狀壓模中，在100℃下固化60分鐘，以獲得各柱狀固化產物。根據ISO 22007-2，基於熱盤法（hot disc method）藉由測量裝置（京都電子工業股份有限公司（Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd）所製造的TPS-500）來測量固化產物的導熱率。將感測器設置在如上所述生產的二個柱狀固化產物之間，並藉由測量裝置測量導熱率。
導熱率較佳為2.0或更大。
測量混合黏度的方法：
以1:1的比例稱取各個實施例和比較例中所描述的第一液體和第二液體，藉由攪拌器充分混合，並根據JIS K 7117-2在25℃下測量混合物的黏度。具體地，將未固化的導熱性組合物置於直徑為25毫米的平行板之間，並藉由安東帕（Anton Paar）所製造的Physica MR 301以10 （1/s）的剪切速率（shear rate）和0.5毫米的間隙來測量其黏度。
300 Pa·s或更低的黏度係表示良好的破碎性。
評價形狀保持性的方法：
以1:1的比例稱取各個實施例和比較例中所描述的第一液體和第二液體，並藉由攪拌器充分混合。將該混合物在23℃的氣氛中以形成底部直徑為約5公分且高度為約5公分的圓錐體的方式施用，並且在施用後立刻測量高度（初始高度）和在施用30分鐘後測量高度。當初始高度為5公分並且30分鐘後的高度例如為4公分時，形狀保持性為80%。接近100%的值被判斷為良好的形狀保持性。形狀保持性較佳為90%或更大。
測量導電性的方法：
以1:1的比例稱取各個實施例和比較例中所描述的第一液體和第二液體，藉由攪拌器充分混合，然後藉由真空幫浦脫氣。將所得到的導熱性矽酮倒入具有約10公分的高度、約10公分的寬度和1毫米的厚度的片形壓模中，在100℃下固化60分鐘，以獲得各固化產物。根據JIS K 6249測量體積電阻率作為導電性。例如，具有絕緣性通常是指體積電阻率大於1×10 9Ω·cm的情況。在電子元件的使用方面，特別佳的是獲得具有絕緣性的固化產物。
測量壓縮應力的方法：
以1:1的比例稱取各個實施例和比較例中所描述的第一液體和第二液體，並藉由攪拌器充分混合，並且在23℃的氣氛中將約60公克的所得到的導熱性組合物排出到直徑為約100毫米的鋁盤上。將與上述相同的直徑為約100毫米的鋁盤附接到上壓縮夾具（upper compression jig），藉由壓縮試驗來機壓縮鋁盤上的導熱性組合物。根據JIS K 6400-2測量壓縮期間的壓縮應力。具體地，使用由島津公司（Shimadzu Corporation）製造的AUTOGRAPH AGS-J，以10毫米／分鐘的下降速度將導熱性組合物壓縮至1.0毫米。讀出此時的應力值。較小的應力值被判斷為良好的破碎性。
應力值較佳為100 MPa或更低，進一步佳為80 MPa或更低。
評價切割絲黏性的方法：
將導熱性組合物裝入分配器（由武藏高科技股份有限公司（Musashi Engineering, Inc.）製造的MPP3），並將導熱性組合物以形成具有10毫米寬度和20毫米長度的珠粒的方式藉由分配器從鋁板上方2.5毫米的高度施用。導熱性組合物係以10毫米的間隔在五個位置排出，並測量四個珠粒長度。當珠粒長度的平均值接近10毫米時，判斷切割絲黏性良好。當平均值接近0毫米時，判斷切割絲黏性差。
評價結果以以下三個階段表示，包括A（良好）、B（平均水準）、C（差）。 A：6毫米或更大。 B：2毫米或更大且小於6毫米。 C：小於2毫米。
用於生產導熱性矽酮的固化產物的方法：
實施例 1
藉由以下製程，根據表中所示的每種組成而分別生產各個實施例和比較例中所描述的第一液體和第二液體。表中所示的各組分的混合比的單位為質量份。
[實施例1的第一液體]
分別稱量作為組分（A）的具有烯基的二有機聚矽氧烷和作為組分（E）的鉑-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯合物，添加並在室溫下利用行星式混合機（planetary mixer）捏合30分鐘。
組分（A）是60%的黏度為100 mPa·s的僅在側鏈處具有烯基的直鏈二甲基聚矽氧烷和40%的黏度為1,000 mPa·s僅在末端處具有烯基的直鏈二甲基聚矽氧烷的混合物。前者在一個分子內與矽原子鍵結的烯基的數量平均為0.5至10個，後者在一個分子內與矽原子鍵結的烯基的數量平均為1至10個。
隨後，添加一半量的作為任選的組分的正辛基乙氧基矽烷（其是矽烷偶合劑），以及作為組分（D）的以下填料：一半量的平均粒徑為42.8微米的球形氧化鋁和一半量的平均粒徑為4微米的無定形氧化鋁（它們是導熱性填料）、與一半量的氧化鋅（白水科技股份有限公司（Hakusuitech Ltd.），用於熱輻射的氧化鋅，粒徑：20微米或更小） （其是導熱性無定形填料），並在室溫下用行星式混合器捏合15分鐘。
作為球形氧化鋁，使用了可從電化股份有限公司（Denka Co., Ltd.）獲得的球形氧化鋁DAM-45（平均粒徑：42.8微米）。
作為無定形氧化鋁，使用了可從日本輕金屬股份有限公司（Nippon Light Metal Company, Ltd.）獲得的的細粒氧化鋁SA34（平均粒徑：4微米）。
隨後，添加剩餘一半量的正辛基乙氧基矽烷、作為組分（D）的剩餘一半量的導熱性球形填料和剩餘一半量的導熱性無定形填料、以及作為組分（C）的纖維狀無機填料，並在室溫下用行星式混合器捏合15分鐘。因此，產生了第一液體。
作為導熱性纖維狀無機填料，使用了MOS-HIGE（註冊商標）（可從宇部材料工業股份有限公司（Ube Material Industries, Ltd.）獲得的鹼性硫酸鎂，針狀，平均纖維長度：15微米，平均纖維直徑：0.5微米）。
[實施例1的第二液體]
分別稱量作為組分（A）的與第一液體中相同的具有烯基的二有機聚矽氧烷、作為組分（B）的具有氫原子的二有機聚矽氧烷、作為任選組分（H）的交聯劑，添加並在室溫下在行星式混合器中捏合30分鐘。
組分（A）是60%的黏度為100 mPa·s的僅在側鏈處具有烯基的直鏈二甲基聚矽氧烷和40%的黏度為1,000 mPa·s僅在末端處具有烯基的直鏈二甲基有機聚矽氧烷的混合物。前者在一個分子內與矽原子鍵結的烯基的數量平均為0.5至10個，後者在一個分子內與矽原子鍵結的烯基的數量平均為1至10個。
組分（B）是80%的黏度為100 mPa·s的僅在側鏈處具有SiH基團的直鏈二甲基氫聚矽氧烷和20%的黏度為500 mPa·s僅在末端處具有SiH基團的直鏈二甲基氫聚矽氧烷的混合物。前者在一個分子內與矽原子鍵結的氫原子的數量平均為0.1至5個，後者在一個分子內與矽原子鍵結的氫原子的數量平均為1至20個。
交聯劑是黏度為200 mPa·s的僅在側鏈處具有與矽原子鍵結的氫原子的二甲基聚矽氧烷。
隨後，添加一半量的正辛基乙氧基矽烷，以及作為組分（D）的以下填料：一半量的平均粒徑為42.8微米的球形氧化鋁和一半量的平均粒徑為4微米的無定形氧化鋁（它們是導熱性填料），與一半量的氧化鋅（白水科技股份有限公司，用於熱輻射的氧化鋅，粒徑：20微米或更小） （其是另一種導熱性無定形填料），並在室溫下用行星式混合器捏合15分鐘。
隨後，添加剩餘一半量的正辛基乙氧基矽烷、作為組分（D）的剩餘一半量的導熱性球形填料和剩餘一半量的導熱性無定形填料，以及作為組分（C）的與以上所述相同的導熱性纖維狀無機填料，並在室溫下用行星式混合器捏合15分鐘。由此，生產了各個比較例和實施例中的第二液體。
實施例 2
藉由與實施例1中相同的方法製備第一液體和第二液體，不同之處在於改變了纖維狀無機填料和導熱性無定形填料的添加量。
實施例 3
藉由與實施例2中相同的方法製備第一液體和第二液體，不同之處在於改變導熱性無定形填料的添加量，並且使用平均粒徑為74.6微米的球形氧化鋁作為導熱性球形填料。
作為球形氧化鋁，使用了由電化股份有限公司製造的球形氧化鋁DAM-70（平均粒徑：74.6微米）。
實施例 4
藉由與實施例2中相同的方法製備第一液體和第二液體，不同之處在於改變導熱性無定形填料的添加量，並使用玻璃纖維作為導熱性纖維狀無機填料。
作為玻璃纖維，使用了由日東紡績股份有限公司（Nitto Boseki Co., Ltd.）製造的切斷纖維（cut fiber）SS-10-420 （具有10微米的平均纖維直徑和0.3毫米的平均纖維長度）。
實施例 5
藉由與實施例2中相同的方法製備第一液體和第二液體，不同之處在於不添加導熱性無定形填料，並增加導熱性球形填料的量。
實施例 6
藉由與實施例2中相同的方法製備第一液體和第二液體，不同之處在於不添加導熱性球形填料，並增加導熱性無定形填料的量。
實施例 7
藉由與實施例2中相同的方法製備第一液體和第二液體，不同之處在於使用無定形氫氧化鋁作為導熱性無定形填料。
作為無定形氫氧化鋁，使用了由日本輕金屬股份有限公司製造的B703（平均粒徑：3微米）。
比較例 1
藉由與實施例2中相同的方法製備第一液體和第二液體，不同之處在於不添加導熱性纖維狀無機填料。
比較例 2
藉由與比較例1中相同的方法製備第一液體和第二液體，不同之處在於增加無定形氧化鋁的添加量。
比較例 3
藉由與比較例2中相同的方法製備第一液體和第二液體，不同之處在於進一步增加無定形氧化鋁的添加量。
比較例 4
藉由與比較例1中相同的方法製備第一液體和第二液體，不同之處在於將導熱性球形填料從電化股份有限公司所製造的球形氧化鋁DAM-45（平均粒徑：42.8微米）改變為電化股份有限公司所製造的球形氧化鋁 DAM-70（平均粒徑：74.6微米）。
比較例 5
藉由與實施例2中相同的方法製備第一液體和第二液體，不同之處在於添加碳纖維代替導熱性纖維狀無機填料。
作為碳纖維，使用由三菱化學公司（Mitsubishi Chemical Corp.）製造的磨碎纖維（milled fiber）K223HM （平均纖維直徑11微米、平均纖維長度0.2毫米）。
評價結果如表1所示。
在實施例1中，切割絲黏性良好，由於80 MPa或更小的低壓縮應力而破碎性良好，並且由於140 Pa·s的足夠低的黏度而分配性也良好。形狀保持性為95%，這是非常好的。
在實施例2中，切割絲黏性、破碎性和分配性良好。與實施例1相比在形狀保持性上的進一步提高被推估是基於藉由增加導熱性纖維狀無機填料的添加量而獲得的效果。
在實施例3中，破碎性係比實施例2中的好，並且硬度略有增加。推估是基於藉由增加導熱性球形填料的平均粒徑而獲得的效果。
在實施例4中，切割絲黏性、破碎性和分配性良好。黏度略高於實施例2，並且導熱率略有下降。推估是基於藉由使用玻璃纖維作為導熱性纖維狀無機填料而獲得的效果。
在實施例5中，未添加導熱性無定形填料。切割絲黏性和破碎性良好，並且形狀保持性略低於實施例2。
在實施例6中，未添加導熱性球形填料。結果，黏度略有增加，分配性略有下降，並且破碎性略有下降。
在實施例7中，使用了無定形氫氧化鋁。在這種情況下，切割絲黏性、形狀保持性、破碎性和分配性也良好。
在比較例1至4中，不包含導熱性纖維狀填料，因此切割絲黏性差，並且形狀保持性低（不足90%）。當切割絲黏性和形狀保持性較差時，無論是否有低的黏度和良好的分配性，間隙填料的性能都不充分。
在比較例2和3中，為了改善，增加了導熱性無定形填料的量。然而，切割絲黏性沒有得到改善。雖然由於無定形填料的量增加而形狀保持性略有改善，但改善不充分，並且破碎性下降。在比較例3中，硬度值係高於其他實施例和比較例。因此，該組合物可能損壞基材等。因此，認為增加無定形填料的量並不會實現改善。
比較例5是為了改善而添加了導熱性球形填料的例子。然而，切割絲黏性沒有改善，並且形狀保持性係低於比較例1。
在比較例6中，添加了作為導熱性纖維狀填料的碳纖維。因此，切割絲黏性和形狀保持性良好。然而，碳纖維具有高的體積電阻率和低的絕緣性，因此碳纖維不適合用作需要絕緣性的導熱性填料。
表1
  實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 比較例5
第一液體混合比（重量份）
組分（A） 具有烯基的二有機聚矽氧烷 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12
  正辛基三乙氧基矽烷 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
組分（E） 加成催化劑 鉑絡合物 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
組分（C） 導熱性纖維狀無機填料 MOS-HIGE 0.5 1 1   1 1 1          
玻璃纖維       1                
碳纖維                       1
組分（D） 導熱性球形或無定形填料 無定形氧化鋁 （4微米） 40 40.5 39.5 39.5   69.5   40.5 42 44 40 39.5
無定形氧化鋁 （42.8微米） 30 30   30 69.5   30 30 28.5 26.5   30
無定形氧化鋁 （74.6微米）     30               30.5  
無定形氫氧化鋁（3微米）             39.5          
氧化鋅 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17
總和 100 101 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 比較例5
第二液體混合比（重量份）
組分（A） 具有烯基的二有機聚矽氧烷 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
組分（B） 具有氫原子的二有機聚矽氧烷 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
  正辛基三乙氧基矽烷 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
  交聯劑 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
組分（C） 導熱性纖維狀無機填料 MOS-HIGE 0.5 1 1   1 1 1          
玻璃纖維       1                
碳纖維                       1
組分（D） 導熱性球形或無定形填料 無定形氧化鋁（4微米） 40 39.5 39.5 39.5   69.5   40.5 42 44 40 39.5
球形氧化鋁 （42.8微米） 30 30   30 69.5   30 30 28.5 26.5   30
球形氧化鋁 （74.6微米）     30               30.5  
無定形氫氧化鋁（3微米）             39.5          
氧化鋅 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17 17
總和 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97 97
表2
測試項目 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 比較例5
Asker C硬度 52 53 57 53 50 58 52 54 56 60 55 53
比重 2.88 2.87 2.73 2.8 2.87 2.87 2.70 2.91 2.93 2.95 2.91 2.8
導熱率 2.21 2.22 2.28 2 2.1 2.1 2.15 2.20 2.21 2.21 2.35 2.2
混合黏度（Pa‧s） 140 187 161 200 120 230 160 100 115 131 85 200
形狀保持性（%） 95 100 100 98 90 100 96 72 78 85 70 98
 體積電阻率 （Ω‧cm） ＞10^10 ＞10^10 ＞10^10 ＞10^10 ＞10^10 ＞10^10 ＞10^10 ＞10^10 ＞10^10 ＞10^10 ＞10^10 10^7
壓縮應力（MPa） 80 81 74 82 72 100 82 78 90 101 73 82
斷線 A A A A A A A C C C C A
實施例 8
藉由與實施例2中相同的方法生產第一液體和第二液體，不同之處在於添加作為組分（A）的黏度為150 mPa·s的僅在二個末端具有烯基的直鏈二甲基聚矽氧烷和作為組分（B）的黏度為150 mPa·s的僅在二個末端具有SiH基團的直鏈二甲基氫聚矽氧烷，不添加氧化鋅，並且添加平均粒徑為42.8微米的球形氧化鋁和平均粒徑為3微米的無定形氫氧化鋁作為導熱性填料。
分別稱量作為組分（A）的具有烯基的二有機聚矽氧烷、作為組分（B）的具有氫原子的二有機聚矽氧烷、作為任選組分（H）的交聯劑，添加並在室溫下用行星式混合器捏合30分鐘。
交聯劑是黏度為200 mPa·s的僅在側鏈處具有與矽原子鍵結的氫原子的二甲基聚矽氧烷。
隨後，添加一半量的正辛基乙氧基矽烷、作為組分（D）的一半量的平均粒徑為42.8微米的球形氧化鋁和一半量的無定形氫氧化鋁（它們是導熱性填料），並在室溫下用行星式混合器捏合15分鐘。
隨後，添加剩餘一半量的正辛基乙氧基矽烷、作為組分（D）的剩餘一半量的導熱性球形填料和剩餘一半量的導熱性無定形填料，以及作為組分（C）的如上所述的導熱性纖維狀無機填料，並在室溫下用行星式混合器捏合15分鐘。由此，生產了各個比較例和實施例中的第二液體。
實施例8至10和比較例6的結果如表3所示。
實施例 9
藉由與實施例8中相同的方法製備第一液體和第二液體，不同之處在於添加平均粒徑為4微米的無定形氧化鋁。
實施例 10
藉由與實施例8中相同的方法製備第一液體和第二液體，不同之處在於使用平均粒徑為74.8微米的球形氧化鋁作為導熱性球形填料。
比較例 6
藉由與實施例8中相同的方法製備第一液體和第二液體，不同之處在於不添加導熱性纖維狀無機填料。
實施例8至10的結果如表4所示。切割絲黏性和形狀保持性良好，其他物理性質也良好。
在比較例6中，與添加了導熱性纖維狀無機填料的實施例8中的特性相比，切割絲黏性和形狀保持性係降低。
[表3]
  實施例8 實施例9 實施例10 比較例6
第一液體混合比（重量份）  
組分（A） 具有烯基的二有機聚矽氧烷 12 12 12 12
  正辛基三乙氧基矽烷 0.3 0.3 0.3 0.3
組分（E） 加成催化劑 鉑絡合物 0.2 0.2 0.2 0.2
組分（C） 導熱性纖維狀無機填料 MOS-HIGE 1 1 1  
組分（D） 導熱性球形或無定形填料 無定形氧化鋁（4 微米）   10 10  
球形氧化鋁（42.8微米） 25 15   25
球形氧化鋁（74.6微米）     15  
無定形氫氧化鋁（3微米） 61.5 61.5 61.5 62.5
總和 100 100 100 100
   
組分（A） 具有烯基的二有機聚矽氧烷 6 6 6 6
組分（B） 具有氫原子的二有機聚矽氧烷 3 3 3 3
  正辛基三乙氧基矽烷 0.3 0.3 0.3 0.3
組分（H） 交聯劑 0.2 0.2 0.2 0.2
組分（C） 導熱性纖維狀無機填料 MOS-HIGE 1 1 1  
碳纖維        
組分（D） 導熱性球形或無定形填料 無定形氧化鋁4 微米   10 10  
球形氧化鋁（42.8微米） 25 15   25
球形氧化鋁（74.6微米）     15  
無定形氫氧化鋁（3微米） 61.5 61.5 61.5 62.5
總和 97 97 97 97
[表4]
測試項目 實施例8 實施例9 實施例10 比較例6
Asker C硬度 54 50 50 50
比重 2.84 2.85 2.84 2.85
導熱率 2.20 2.20 2.20 2.20
混合黏度（Pa‧s） 142 156 155 135
形狀保持性（%） 98 100 100 70
體積電阻率（Ω‧cm）  ＞10^10  ＞10^10  ＞10^10  ＞10^10
壓縮應力（MPa） 68 77 80 66
斷線 A A A C
無
無
無。

Claims (12)

  1. 一種導熱性矽酮組合物（thermally conductive silicone composition），其包含： 組分（A），其是在25℃下的黏度為10 mPa·s（毫帕·秒）或更大且1,000,000 mPa·s或更小的具有與矽原子鍵結的烯基的二有機聚矽氧烷（diorganopolysiloxane）； 組分（B），其是在25℃下的黏度為10 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小的具有與矽原子鍵結的氫原子的二有機聚矽氧烷； 組分（C），其是導熱性纖維狀無機填料； 組分（D），其是導熱性球形填料或導熱性無定形填料（thermally conductive amorphous filler）；以及 組分（E），其是加成催化劑（addition catalyst），其中 該導熱性矽酮組合物係以液體狀態施用於基材。
  2. 如請求項1所述的導熱性矽酮組合物，其中： 該組分（C）的該導熱性纖維狀無機填料是鹼性無機纖維（basic inorganic fiber）；以及 該組分（D）的該導熱性球形填料或該導熱性無定形填料包括選自以下群組中的一者：氫氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、氧化鋅、氧化鋁、氧化鎂和氫氧化鎂。
  3. 如請求項1所述的導熱性矽酮組合物，其中： 該組分（C）的該導熱性纖維狀無機填料是鹼性無機纖維；並且 該組分（D）的該導熱性球形填料或該導熱性無定形填料是兩性氫氧化物（amphoteric hydroxide）或兩性氧化物（amphoteric oxide）。
  4. 如請求項1至3中任一項所述的導熱性矽酮組合物，其中該組分（C）的該導熱性纖維狀無機填料是鹼性硫酸鎂。
  5. 如請求項1至3中任一項所述的導熱性矽酮組合物，其中該組分（C）的該導熱性纖維狀無機填料具有0.1微米或更大且小於10微米的平均纖維直徑，和0.5微米或更大且200微米或更小的平均纖維長度。
  6. 如請求項1至3中任一項所述的導熱性矽酮組合物，其中以100質量份的該組分（A）和該組分（B）的總量計，該組分（C）的該導熱性纖維狀無機填料的含量為1質量份或更多且50質量份或更少。
  7. 如請求項1至3中任一項所述的導熱性矽酮組合物，其具有300 MPa或更小的壓縮應力（compressive stress），和90%或更大的形狀保持性（shape retentivity）。
  8. 如請求項1至3中任一項所述的導熱性矽酮組合物，其具有1或更大的導熱率，和1.5或更大且10或更小的比重。
  9. 一種雙組分型可加成固化導熱性矽酮組合物（two-component type addition curable thermally conductive silicone composition），其包含第一液體和第二液體，其中 該第一液體含有： 組分（A），其是在25℃下的黏度為10 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小的具有與矽原子鍵結的烯基的二有機聚矽氧烷； 組分（C），其是導熱性纖維狀無機填料； 組分（D），其是導熱性球形填料或導熱性無定形填料；以及 組分（E），其是加成催化劑，並且 該第一液體不含組分（B），該組分（B）是在25℃下的黏度為10 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小的具有與矽原子鍵結的氫原子的二有機聚矽氧烷， 該第二液體含有： 該組分（A），其是在25℃下的黏度為10 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小的具有與矽原子鍵結的烯基的二有機聚矽氧烷； 該組分（B），其是在25℃下的黏度為10 mPa·s或更大且1,000,000 mPa·s或更小的具有與矽原子鍵結的氫原子的二有機聚矽氧烷； 該組分（C），其是導熱性纖維狀無機填料；以及 該組分（D），其是導熱性球形填料或導熱性無定形填料，並且 該第二液體不含作為加成催化劑的該組分（E）。
  10. 一種生產如請求項1至8中任一項所述的導熱性矽酮組合物的方法，包括在混合該組分（A）、（B）和（D）之後添加並混合該組分（C）的步驟。
  11. 一種改善導熱性矽酮組合物的分配性（dispensing properties）和形狀保持性的方法，包括將導熱性纖維狀無機填料和導熱性球形或無定形填料混合到液體有機聚矽氧烷中。
  12. 一種生產電子裝置的方法，包括以下步驟： 將如請求項1至9中任一項所述的導熱性矽酮組合物從填充了該導熱性矽酮組合物的容器中排出，並將該導熱性矽酮組合物施用於至少發熱部分（heat generating portion）或散熱部分（heat dissipating portion）中；並且 在15℃或更高的溫度下固化該導熱性矽酮組合物。
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