TWI682030B - 加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物 - Google Patents

加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物 Download PDF

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Abstract

本發明揭示一種加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物，其含有以下者作為不可或缺的組份：(A)有機聚矽氧烷，其每個分子含有至少一個烯基並在25℃具有50mPa．s至100,000mPa．s的黏度；(B)有機氫聚矽氧烷，其每個分子含有至少兩個與矽鍵結的氫原子，其不具有R2SiO單元，其於任何終端不具有與矽鍵結的氫原子，其僅於一或多個側鏈具有與矽鍵結的氫原子，且其為實質上直鏈形式，其量使得{Si-H基的數目}/{組成物中的烯基的數目}之比在0.1至5.0的範圍內；(C)光活性類型的鉑錯合物固化觸媒，和(D)導熱填料，其中該組成物在25℃具有30Pa．s至800Pa．s的黏度，此藉Malcom黏度計於10rpm的轉速測得。
根據本發明，可提供一種組成物，其具有高形狀維持性、低硬度，且可於常溫儲存。

Description

加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物 相關申請案之交互參照
此非臨時申請案聲明2015年10月13日在日本提出申請之專利申請案第2015-201832號在35 U.S.C.§119(a)項下之優先權，茲將該案全文以引用方式納入本文中。
本發明係關於加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物，其可於常溫儲存且其，特別地，可被置於生熱組件(加熱體)(如電力或電子零件)和散熱組件(冷卻體)之間，以便將生熱組件所產生的熱轉移至散熱組件。
關於在運輸載具中用於控制空氣調節器等的引擎控制和動力傳動系統及主體系統，控制內容變得更複雜且須要更多系統用於控制。伴隨此趨勢，裝載於載具上的電子控制單元(ECU)數目逐年增加，裝載於其中的電子 元件數目亦增加。隨著不同高度的複數個電子元件和零件產生熱，導熱材料現為有效地將熱轉移至模具鑄造的鋁套管不可或缺者。
此外，由於近來要求將更多的電子元件和零件放置於有限的空間中，所以其放置環境(如常溫、濕度、角度、厚度等)更多樣化。以引擎ECU為例，例如，電子元件和零件越來越常直立裝置於引擎室。因此，導熱材料直立放置於有振動和高溫二者之處的可能性更高。
關於導熱材料在此環境中之使用，曾提出數個提案用於防止介於加熱體和冷卻體之間的導熱材料下垂或落下，此藉由使用，例如，導熱聚矽氧黏著材料、導熱性灌封材料、或室溫可固化的導熱聚矽氧橡膠組成物作為導熱材料(請參考JP-A 1996-208993、JP-A 1986-157569、JP-A 2004-352947、日本專利案第3543663號、和日本專利案第4255287號：專利文件1至5)。
但是，由於所有的這些材料可具有高硬度且將黏著至基材，其所具有的缺點在於其再加工性欠佳且對生熱電子元件施以應力。此外，由於導熱材料因為熱應變而無法耐受重複應力，所以會自生熱元件剝離或破裂，導致耐熱性迅速提高。
有鑑於此，發現加成式單一配方固化型導熱材料(JP-A 2003-301189：專利文件6)，其事前驅動的熱交聯反應以在製備導熱材料的期間內得到高黏度(以維持柔軟度或撓性)，使得材料不易下垂。由於此材料儘管具有 高黏度但卻相當軟或具撓性，所以相較於高硬度材料，其對電子元件施以應力的影響弱。由於此材料自由變形並使其形狀因應崎嶇的表面(凸起和下凹表面)，所以其可被適當地施用於不同高度的電子元件。但是，有一個自然折衝的問題在於因為其高黏度，所以難以該材料塗覆。
近年來，已開發出黏度比加成式單一配方固化型導熱材料為低的導熱聚矽氧組成物(JP-A 2009-286855：專利文件7)。其黏度仍高，且，據此，要求有具有較佳可加工性和下垂控制的導熱聚矽氧組成物。
藉加成式單一配方導熱聚矽氧組成物可解決上述問題(JP-A 2002-327116：專利文件8)。此組成物易於熱固化之前排放，即使在熱固化之後仍具有某些程度的可再加工性，在固化之後不會下垂，即使在熱固化之後仍保持相對柔軟或撓性橡膠形態，並因此而亦可扮演應力紓緩劑的角色。但是，此加成式單一配方導熱聚矽氧組成物仍有待解決的問題。問題在於當該加成式單一配方導熱聚矽氧組成物的黏度進一步降低時，該組成物變成可流動，使得其在排放之後立刻散佈於電子元件上，若在電子元件和冷卻基板之間有實質空間，則無法建立散熱通道。
在此情況下，提出加成式單一配方熱可固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物，其儘管初時的黏度低及固化之後柔軟或具撓性，卻具有高形狀保留性。但是，由於通常須使用冷藏儲槽或冷凍儲槽儲存加成式單一配方導熱聚矽氧組成物，所以有儲存成本的問題。有鑑於此，對於可 於常溫(所欲地，於至多40℃的溫度)儲存的加成式單一配方導熱聚矽氧組成物有須求(JP-A 2013-227374：專利文件9)。
作為上述其他固化手段，提出有機聚矽氧烷凝膠組成物(日本專利案第3865638號，專利文件10)，其可藉紫外(UV)射線加以光活化且其中使用鉑錯合物固化觸媒。該文件描述添加無機填料作為選用組份，但是，未描述無機填料的添加量，且沒有關於導熱性之描述。此外，就儲存安定性觀之，此組成物難以單一配方儲存。
相關專利文件
專利文件1：JP-A 1996-208993
專利文件2：JP-A 1986-157569
專利文件3：JP-A 2004-352947
專利文件4：日本專利案第3543663號
專利文件5：日本專利案第4255287號
專利文件6：JP-A 2003-301189
專利文件7：JP-A 2009-286855
專利文件8：JP-A 2002-327116
專利文件9：JP-A 2013-227374
專利文件10：日本專利案第3865638號
發明總論
因此，對於儘管初時具低黏度(具有易塗覆性) 卻仍具有高形狀保留性，在固化之後柔軟或具撓性(硬度低)且可於常溫儲存之加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物有須求存在。
為符合此須求，本發明者進行廣泛和深入的研究。作為他們的研究結果，本發明者發現一種加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物，其含有以下組份(A)至(D)，該組成物較佳地另含有以下組份(E)，該組成物在25℃具有30Pa．s至800Pa．s的絕對黏度，此藉Malcom黏度計於10rpm的轉速測得，當0.5mL的該組成物在25℃的環境下施用於鋁板上時，以便形成具有1cm直徑的盤且該盤於25℃維持水平達24小時，該盤展現的直徑變化在1mm內，該組成物固化之後，藉Asker C型橡膠硬度計測得具有1至90的硬度，且該組成物可於常溫儲存，其優點如下。即，該組成物的優點在於儘管其低黏度和其易塗覆性，其具有高形狀維持性，即使在固化之後，也因為其撓性而不易下垂，預期展現應力紓緩性質，再修復性極佳，並以單一配方為基礎地展現在常溫儲存方面的良好性質。本發明係基於此發現。
本發明的一個特點中，提供一種加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物，其能後於常溫儲存，該組成物包含：(A)100重量份的有機聚矽氧烷，其每個分子含有至少一個烯基並在25℃具有50mPa．s至100,000mPa．s的黏度； (B)有機氫聚矽氧烷，其每個分子含有至少兩個與矽鍵結的氫原子，其不具有R2SiO單元(其中R獨立地代表未經取代或經取代的單價烴基)，其於任何終端不具有與矽鍵結的氫原子，其僅於一或多個側鏈具有與矽鍵結的氫原子，且其為實質上直鏈形式，其量使得{Si-H基的數目}/{該組成物中的烯基的數目}之比在0.1至5.0的範圍內；(C)光活性類型的鉑錯合物固化觸媒，其選自由以下所組成之群組三甲基(乙醯基丙酮根(acetonato))鉑錯合物，鉑三甲基(2,4-戊二酮酸(dionate))錯合物，鉑三甲基(3,5-庚二酮酸)錯合物，鉑三甲基(甲基乙醯基乙酸(acetoacetate))錯合物，雙(2,4-戊二酮酸根(dionato))鉑錯合物，雙(2,4-己二酮酸根)鉑錯合物，雙(2,4-庚二酮酸根)鉑錯合物，雙(3,5-庚二酮酸根)鉑錯合物，雙(1-苯基-1,3-丁二酮酸根)鉑錯合物，雙(1,3-二苯基-1,3-丙二酮酸根)鉑錯合物，(1,5-環辛二烯基)二甲基鉑錯合物，(1,5-環辛二烯基)二苯基鉑錯合物，(1,5-環辛二烯基)二丙基鉑錯合物，(2,5-莰二烯基(norboradiene))二甲基鉑錯合物，(2,5-莰二烯基)二苯基鉑錯合物， (環戊二烯基)二甲基鉑錯合物，(甲基環戊二烯基)二乙基鉑錯合物，(三甲基矽基環戊二烯基)二苯基鉑錯合物，(甲基環辛-1,5-二烯基)二乙基鉑錯合物，(環戊二烯基)三甲基鉑錯合物，(環戊二烯基)乙基二甲基鉑錯合物，(環戊二烯基)乙醯基二甲基鉑錯合物，(甲基環戊二烯基)三甲基鉑錯合物，(甲基環戊二烯基)三己基鉑錯合物，(三甲基矽基環戊二烯基)三甲基鉑錯合物，(二甲基苯基矽基環戊二烯基)三苯基鉑錯合物，和(環戊二烯基)二甲基三甲基矽基甲基鉑錯合物，其量為有效量；和(D)100至20,000重量份的導熱填料，其具有至少10W/m．℃的導熱度，其中該組成物在25℃具有30Pa．s至800Pa．s的黏度，此藉Malcom黏度計於10rpm的轉速測得。
較佳地，該加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物另含有(E)5至900重量份之藉以下通式(1)表示的有機聚矽氧烷：
Figure 105132899-A0202-12-0007-1
 其中R1基團各者獨立地為未經取代或經取代的單價烴基，R2基團各者獨立地為烷基、烷氧基烷基、烯基、或醯基，n是2至100的整數，且a是1至3的整數。
較佳地，該加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物另含有(F)0.1至100重量份的微細矽石粉末。
在該加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物中，較佳地，該組份(F)的該微細矽石粉末是表面經處理的烟矽石(fumed silica)。
較佳地，該加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物所具有的形狀維持性使得當0.5mL的該組成物在25℃的環境下施用於鋁板上時，以便形成具有1cm直徑的盤且該盤於25℃維持水平達24小時，該盤展現的直徑變化在1mm內，且該組成物，在受熱及黏度提高之後，藉Asker C型橡膠硬度計測得具有1至90的硬度。
由於根據本發明之能夠於常溫儲存的加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物具有低黏度，所其易於排放和施用，且能夠自由地變形以使得形狀因應生熱電子元件之崎嶇的表面(凸起和下凹表面)。此外，由於該組成物的形狀維持性高，所以一旦其被成形，其能夠維持形狀。由於該組成物在受熱和黏度提高之後被固化成柔 軟狀態而未變硬，所以當其直立放置時，其下垂經控制，且其對於熱源不會施以額外的應力。此外，該組成物的可再修復性極佳，且能夠有利地以單一配方儲存於常溫。
以下將詳細描述本發明之特點。
根據本發明之能夠在常溫(25℃)儲存之加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物包括：(A)有機聚矽氧烷，其每個分子含有至少一個烯基並在25℃具有50mPa．s至100,000mPa．s的黏度；(B)有機氫聚矽氧烷，其每個分子含有至少兩個與矽鍵結的氫原子，其不具有R2SiO單元(其中R獨立地代表未經取代或經取代的單價烴基)，其於任何終端不具有與矽鍵結的氫原子，其僅於一或多個側鏈具有與矽鍵結的氫原子，且其為實質上直鏈形式；(C)特定光活性類型的鉑錯合物固化觸媒；和(D)導熱填料，其具有至少10W/m．℃的導熱度，另外，較佳地包含(E)藉以下通式(1)表示的有機聚矽氧烷：
Figure 105132899-A0202-12-0009-2
 其中R1基團各者獨立地為未經取代或經取代的單價烴 基，R2基團各者獨立地為烷基、烷氧基烷基、烯基、或醯基，n是2至100的整數，且a是1至3的整數，及，另外，任意地包含(F)微細矽石粉末。
以下將更詳細地描述上述組份。
組份(A)係本組成物之基礎聚合物，且係每個分子含有至少一個烯基的有機聚矽氧烷。
組份(A)之有機聚矽氧烷的每個分子具有至少一個與矽鍵結的烯基，較佳地至少兩個與矽鍵結的烯基，更佳地2至3個與矽鍵結的烯基。該烯基的例子包括具2至4個碳原子的烯基，如乙烯基、烯丙基、和丁烯基。
除了烯基以外，與矽鍵結的有機基團的例子包括，1至10碳原子，較佳地1至6個碳原子，沒有脂族不飽和鍵之未經取代或經取代的單價烴基，如直鏈烷基、支鏈烷基、環烷基、芳基、芳烷基、和鹵烷基。直鏈烷基的例子包括甲基、乙基、丙基、己基、辛基、和癸基。支鏈烷基的例子包括異丙基、異丁基、三級丁基、和2-乙基己基。環烷基的例子包括環戊基和環己基。芳基的例子包括苯基和甲苯基。芳烷基的例子包括2-苯基乙基和2-甲基-2-苯基乙基。鹵烷基的例子包括3,3,3-三氟丙基、2-(九氟丁基)乙基、和2-(十七氟辛基)乙基。
組份(A)中之與矽鍵結的有機基團的較佳例子是直鏈烷基、烯基、和芳基，其中特別佳的是甲基、乙烯基、和苯基。
組份(A)在25℃具有在50mPa．s至100,000mPa．s，較佳地200mPa．s至50,000mPa．s，更佳地300mPa．s至40,000mPa．s，又更佳地300mPa．s至30,000mPa．s範圍內的黏度。黏度在此範圍內時，易於確保本組成物的可操作性或可加工性，且易於確保本組成物的固化產物之良好的物理性質。注意到該黏度係藉旋轉黏度計測定。
未特別限制組份(A)之分子結構。分子結構的例子包括直鏈結構、支鏈結構、部分支鏈的直鏈結構、和樹枝狀結構(樹枝狀聚合物形式)，其中較佳的是直鏈結構和部分支鏈的直鏈結構。組份(A)可為具有此分子結構的均聚物、具有此分子結構的共聚物、或至少兩種具有此分子結構的聚合物之混合物。
注意到分子鏈的終端較佳地為三有機矽氧基或二有機羥基矽氧基(其中各個有機基團是1至10個碳原子的單價烴基，如上述烯基、烷基、和芳基)。
組份(A)的例子包括兩端經二甲基乙烯基矽氧基阻斷的二甲基聚矽氧烷，兩端經甲基苯基乙烯基矽氧基阻斷的二甲基聚矽氧烷，兩端經二甲基乙烯基矽氧基阻斷的二甲基矽氧烷/甲基苯基矽氧烷共聚物，兩端經二甲基乙烯基矽氧基阻斷的二甲基矽氧烷/甲基乙烯基矽氧烷共聚物，兩端經矽醇阻斷的二甲基矽氧烷/甲基乙烯基矽氧烷共聚 物，兩端經矽醇阻斷的二甲基矽氧烷/甲基乙烯基矽氧烷/甲基苯基矽氧烷共聚物，兩端經三甲基矽氧基阻斷的二甲基矽氧烷/甲基乙烯基矽氧烷共聚物，兩端經二甲基乙烯基矽氧基阻斷的甲基(3,3,3-三氟丙基)聚矽氧烷共聚物，和有機矽氧烷共聚物，其包括藉式(CH3)3SiO1/2表示之矽氧烷單元、藉式(CH3)2(CH2=CH)SiO1/2表示之矽氧烷單元、藉式CH3SiO3/2表示之矽氧烷單元、和藉式(CH3)2SiO2/2表示之矽氧烷單元。
注意到有機聚矽氧烷(A)基本上包括矽氧烷主鏈，且不含有任何烷氧基。
組份(B)之有機氫聚矽氧烷，其每個分子含有至少兩個與矽鍵結的氫原子，其不具有R2SiO單元(其中R獨立地代表未經取代或經取代的單價烴基)，其於任何終端不具有與矽鍵結的氫原子，其僅於一或多個側鏈具有與矽鍵結的氫原子，且其為實質上直鏈形式，係本組成物之固化劑，且能夠藉由與組份(A)和組份(E)混合而固化。
在此有機氫聚矽氧烷中之與矽鍵結的氫原子數是至少2，較佳地2至100，且更佳地2至50。
該有機氫聚矽氧烷中，除了與矽鍵結的氫原子以外，與矽鍵結的基團的例子包括1至10個碳原子，較佳地1至6個碳原子，沒有脂族不飽和鍵之未經取代或 經取代的單價烴基，特定言之，直鏈烷基、支鏈烷基、環烷基、芳基、芳烷基、和鹵烷基，並包括上述組份(A)和下述組份(E)中列舉的那些基團。與矽鍵結的氫原子以外之與矽鍵結的基團的較佳例子是直鏈烷基和芳基，特別佳的例子是甲基和苯基。
對於有機氫聚矽氧烷於25℃的黏度沒有特別的限制，且較佳地在1mPa．s至200mPa．s，特別是1mPa．s至100mPa．s的範圍內。當黏度在此範圍內時，易確保本組成物的可操作性或可加工性，且易確保本組成物之固化產物的良好物理性質。注意到該黏度係藉旋轉黏度計測得。
適用以增進本組成物之單一配方儲存安定性之有機氫聚矽氧烷的分子結構係不具有R2SiO單元(其中R獨立地代表未經取代或經取代的單價烴基)，其於任何終端不具有與矽鍵結的氫原子，其僅於一或多個側鏈具有與矽鍵結的氫原子，且其為實質上直鏈形式之分子結構。但是，直鏈形式無限制性。例如，分子結構係支鏈形式、部分支鏈的直鏈形式、環狀形式或樹枝狀形式(樹枝狀聚合物形式)之有機氫聚矽氧烷，只要不損及本組成物的良好性質，便可於此範圍內使用。該有機氫聚矽氧烷可為具有此分子結構之均聚物、具有此分子結構之共聚物、或此聚合物之混合物。
作為適用於增進本組成物之單一配方儲存安定性之組份(B)之有機氫聚矽氧烷之結構的例子可為以下 式所示結構：
Figure 105132899-A0202-12-0014-3
該式中，如前述者，R獨立地代表未經取代或經取代的單價烴基，較佳地具1至10個碳原子，更佳地具1至6個碳原子，其例子包括以上組份(A)中所述之作為單價烴基的例子中所提到的那些基團，較佳地為不具有脂族不飽和鍵的基團。
以上組份(B)之有機氫聚矽氧烷的例子包括Me3SiO(MeHSiO)8SiMe3、Me3SiO(MeHSiO)13SiMe3、Me3SiO(MeHSiO)38SiMe3(其中Me代表甲基)，及其中的至少二者之混合物。
注意到該有機氫聚矽氧烷基本上包括矽氧烷主鏈，不含有任何烷氧基，且係用於增進本組成物之單一配方儲存安定性之不可或缺的組份。
作為組份(B)之複何的有機氫聚矽氧烷的量使得組份(B)中之與矽鍵結的氫原子的量(Si-H基)相對於組份(A)和組份(E)中之1mol與矽鍵結的烯基，在0.1mol至5.0mol，較佳地0.1mol至3.0mol，更佳地0.1mol至1.5mol的範圍內。當該有機氫聚矽氧烷的含量在此範圍內時，本組成物易充分固化，且，同時，組成物能夠固化而具有適當硬度，且不易將應力施於熱輻射元件上。
本發明中所用之組份(C)係光活性類型的鉑錯 合物固化觸媒。在此固化觸媒原始藉UV射線照射而活化的同時，本組成物中之固化觸媒亦能夠熱固化。此外，該固化觸媒具有加速組份(B)與組份(A)和組份(E)之加成反應的催化作用，同時維持本組成物之單一配方於常溫的儲存安定性。本發明中，作為組份(C)之光活性類型鉑錯合物固化觸媒之化合物是指β-二酮酸根鉑錯合物或具有環狀二烯化合物作為配位基的鉑錯合物。
此處，β-二酮酸根鉑錯合物的例子包括三甲基(乙醯基丙酮根(acetonato))鉑錯合物，鉑三甲基(2,4-戊二酮酸(dionate))錯合物，鉑三甲基(3,5-庚二酮酸)錯合物，鉑三甲基(甲基乙醯基乙酸(acetoacetate))錯合物，雙(2,4-戊二酮酸根(dionato))鉑錯合物，雙(2,4-己二酮酸根)鉑錯合物，雙(2,4-庚二酮酸根)鉑錯合物，雙(3,5-庚二酮酸根)鉑錯合物，雙(1-苯基-1,3-丁二酮酸根)鉑錯合物，和雙(1,3-二苯基-1,3-丙二酮酸根)鉑錯合物。
此外，具有環狀二烯化合物作為配位基的鉑錯合物的例子包括(1,5-環辛二烯基)二甲基鉑錯合物，(1,5-環辛二烯基)二苯基鉑錯合物，(1,5-環辛二烯基)二丙基鉑錯合物，(2,5-莰二烯基(norboradiene))二甲基鉑錯合物， (2,5-莰二烯基)二苯基鉑錯合物，(環戊二烯基)二甲基鉑錯合物，(甲基環戊二烯基)二乙基鉑錯合物，(三甲基矽基環戊二烯基)二苯基鉑錯合物，(甲基環辛-1,5-二烯基)二乙基鉑錯合物，(環戊二烯基)三甲基鉑錯合物，(環戊二烯基)乙基二甲基鉑錯合物，(環戊二烯基)乙醯基二甲基鉑錯合物，(甲基環戊二烯基)三甲基鉑錯合物，(甲基環戊二烯基)三己基鉑錯合物，(三甲基矽基環戊二烯基)三甲基鉑錯合物，(二甲基苯基矽基環戊二烯基)三苯基鉑錯合物，和(環戊二烯基)二甲基三甲基矽基甲基鉑錯合物。
特別地，為進一步增進本組成物之單一配方儲存安定性，具有環狀二烯化合物作為配位基的四價錯合物為較佳者，其例子包括(甲基環戊二烯基)三甲基鉑錯合物。
組份(C)含量可為使組份(C)作為觸媒的有效量。例如，基於組份(A)、(B)、和(E)總量，組份(C)用量為1ppm至5,000ppm，較佳地10ppm至500ppm，此以鉑金屬計。若複合之組份(C)的量低於1ppm，則藉UV射線照射之熱固化或加成反應之進行明顯緩慢或者未固化。另一方面，若組份(C)的量超過5,000ppm，則無法確保本組成物之單一配方儲存安定性，或者會降低所得固化產物 的耐熱性。
本發明中，必要時，可使用控制劑(G)，以限制組份(C)的催化活性及進一步增進本組成物之單一配方儲存安定性。控制劑係限制於最高至室溫之儲存溫度的氫矽化反應之進行並延長本組成物之庫存壽命或使用期限的物劑。作為控制劑，可以使用已知的反應控制劑，如乙炔化合物、各種氮化合物、和有機磷化合物。可作為控制劑之化合物的特定例子包括乙炔化合物(如1-乙炔基-1-環己醇和3-丁炔-1-醇)、各種氮化合物(如三烯丙烯異氰尿酸酯和三烯丙基異氰尿酸酯衍生物)、和有機磷化合物(如三苯基膦)。
相對於每100重量份的組份(A)，複合之組份(G)的量較佳地為0.01至1.5重量份，更佳地為0.01至1.0重量份。反應如下。若組份(G)的量低於0.01重量份，則無法得到本組成物所欲足夠的庫存壽命或使用期限。另一方面，若其量超過1.5重量份，則無法達成本組成物之藉UV射線照射的熱固化或固化。
注意到組份(G)之控制劑可於以溶劑(如甲苯)稀釋之後使用，以增進其於聚矽氧潤滑脂組成物中之分散性。
作為組份(D)之具有導熱性之導熱填料，具有至少10W/m．℃，較佳地至少15W/m．℃之導熱度。若該導熱填料之導熱度低於10W/m．℃，則本組成物本身之導熱性低。注意到導熱度沒有特別的上限，但導熱度較佳地 最高為2,000W/m．℃。
上述導熱材料的例子包括鋁粉、銅粉、銀粉、鎳粉、金粉、氧化鋁粉末、氧化鋅粉末、氧化鎂粉末、氮化鋁粉末、氮化硼粉末、氮化矽粉末、鑽石粉末、和碳粉，但可以使用具有至少10W/m．℃之導熱度的任何填料。這些填料可單獨使用或以其中的至少二者之混合物使用。
該導熱填料較佳地具有0.1μm至300μm，更佳地0.1μm至200μm的平均粒徑。若平均粒徑小於0.1μm，則本組成物無法變得滑潤且延展性欠佳。若平均粒徑大於300μm，則本組成物的均勻度欠佳。該填料的形狀可為不規則或球形且可為任何其他形狀。平均粒徑可以，例如，藉雷射光繞射法的重量平均值(或中間直徑)定出。
相對於100重量份的組份(A)，組份(D)之導熱填料的量在100至20,000重量份，較佳地500至15,000重量份的範圍內。若導熱填料的量低於100重量份，則無法得到所欲導熱性。若導熱填料的量超過20,000重量份，則本組成物無法變得滑潤且延展性欠佳。
組份(E)係以下通式(1)所示之有機聚矽氧烷，且其較佳地於25℃具有5mPa．s至100,000mPa．s的黏度。
組份(E)扮演重要的角色，其使得本組成物在黏度的熱提高之後維持於低硬度及使得本組成物維持於低的初黏度。
Figure 105132899-A0202-12-0019-4
 式中，R1基團各者獨立地為未經取代或經取代的單價烴基，R2基團各者獨立地為烷基、烷氧基烷基、烯基、或醯基，n是2至100的整數，且a是1至3的整數。
以上式(1)中，R1基團各者獨立地為未經取代或經取代之較佳地1至10個碳原子，更佳地1至6個碳原子，且更佳地1至3個碳原子的單價烴基。此單價烴基的例子包括直鏈烷基、支鏈烷基、環烷基、烯基、芳基、芳烷基、和鹵烷基。直鏈烷基的例子包括甲基、乙基、丙基、己基、辛基、和癸基。支鏈烷基的例子包括異丙基、異丁基、三級丁基、和2-乙基己基。環烷基的例子包括環戊基、和環己基。烯基的例子包括乙烯基和烯丙烯。芳基的例子包括苯基和甲苯基。芳烷基的例子包括2-苯基乙基和2-甲基-2-苯基乙基。鹵烷基的例子包括3,3,3-三氟丙基、2-(九氟丁基)乙基、和2-(十七氟辛基)乙基。作為R1，較佳者為甲基和苯基。
以上式(1)中，R2基團各者獨立地為烷基、烷氧基烷基、烯基、或醯基。烷基的例子包括與上述作為R1的例子的那些直鏈烷基、支鏈烷基、和環烷基相同的基團。烷氧基烷基的例子包括甲氧基乙基和甲氧基丙基。烯基的例子包括與上述作為R1的例子相同的基團。醯基的例子包括乙醯基和辛醯基。作為R2，較佳者為烷基，特 別佳的是甲基和乙基。
以上式(1)中，n是2至100，較佳地10至50的整數，且a是1至3，較佳為3的整數。
組份(E)於25℃的黏度通常是5mPa．s至100,000mPa．s，且，特別地，較佳地為5mPa．s至5,000mPa．s。若黏度低於5mPa．s，則油易自所得的聚矽氧潤滑脂組成物滲出，且易發生下垂情況。若黏度高於100,000mPa．s，則所得聚矽氧潤滑脂組成物的流動性極差，使得塗層的可加供性變差。注意到該黏度係藉旋轉黏度計測定。
組份(E)的較佳例子包括以下者。
Figure 105132899-A0202-12-0020-5
 式中，Me是甲基。
組份(E)不一定經複合，但較佳地經複合。組份(E)經複合時，相對於每100重量份的組份(A)，組份(E)的量較佳地在10至900重量份，更佳地在20至700重量份的範圍內。若組份(E)的量低於5重量份，則本組成物在受熱之後變得堅硬，造成無法得到柔軟或撓性組成物。 若其量超過900重量份，則難達成該組成物之固化。
注意到本發明中，除了組份(A)和(E)以外，可以一併使用沒有矽鍵結至烯基的有機聚矽氧烷。該沒有矽鍵結至烯基的有機聚矽氧烷的例子包括兩個終端皆經矽烷醇阻斷的二甲基聚矽氧烷、兩個終端皆經矽烷醇阻斷的二甲基矽氧烷/甲基苯基矽氧烷共聚物、兩個終端皆經三甲氧基矽氧基阻斷的二甲基聚矽氧烷、兩個終端皆經三甲氧基矽氧基阻斷的二甲基矽氧烷/甲基苯基矽氧烷共聚物、兩個終端皆經甲基二甲氧基矽氧基阻斷的二甲基聚矽氧烷、兩個終端皆經三乙氧基矽氧基阻斷的二甲基聚矽氧烷、兩個終端皆經三甲氧基矽基乙基阻斷的二甲基聚矽氧烷、及其中的至少二者之混合物。
組份(F)之微細矽石粉末係賦予該組成物形狀維持性之組份。作為微細矽石粉末，較佳地使用表面經處理的烟矽石。表面處理增進矽石粉末在組份(A)、(B)、和(E)中之分散性，有助於均勻分散。此外，表面經處理的烟矽石的微細粒子的相互作用及表面經處理的烟矽石與組份(A)、(B)、和(E)之間的交互作用會賦予該組成物形狀維持性。
表面處理劑的有效例子包括氯矽烷、矽氮烷、和矽氧烷。表面處理劑的特定例子包括甲基三氯矽 烷、二甲基二氯矽烷、三甲基氯矽烷、六甲基二矽氮烷、八甲基環四矽氧烷、和α,ω-三甲基矽基二甲基聚矽氧烷。
此外，組份(F)較佳地具有至少50m2/g，更佳地至少100m2/g的比表面積(BET法)。若比表面積低於50m2/g，則本組成物的形狀維持性會變差。注意到就增進可藉此得到之形狀維持性的觀點，比表面積(BET法)較佳地至多500m2/g，更佳地至多300m2/g。
因為相對於每100重量份的組份(A)，組份(F)的添加量超過100重量份時，本組成物不會變成潤滑脂且延展性欠佳，所以，組份(F)的添加量在0至100重量份的範圍內。添加時，相對於每100重量份的組份(A)，組份(F)的量是0.1至100重量份，較佳地為1至80重量份，更佳地為1至50重量份。
上述組份以外，作為加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物中之已知添加劑的添加劑可加至本組成物，其以未損及本發明之目的的範圍添加。可施用的添加劑的例子包括阻礙酚抗氧化劑、強化和非強化填料(如碳酸鈣)、和觸變劑(如聚醚)。此外，必要時，可添加著色劑(如顏料和染料)。
除了組份(A)至(F)以外，可添加黏著促進劑(H)(如以下所示的矽烷偶合劑)，以使得本組成物黏著至各種黏著物，其以未損及本發明之目的的範圍添加。注意到，若複合，相對於每100重量份的組份(A)，黏著促進劑的量較佳地為0.1至20重量份。
Figure 105132899-A0202-12-0023-6
 式中，Me是甲基。
本發明之加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物可藉已知方法藉均勻混合上述組份而製得。
藉此得到之加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物較佳地於25℃具有30Pa．s至800Pa．s，更佳地30Pa．s至600Pa．s的黏度，此係藉的Malcom黏度計於10rpm的旋轉速率測得。若黏度低於30Pa．s，則 該組成物的排放性會過高且無法調整。若黏度超過800Pa．s，則該組成物未能具有良好的排放性。注意到可藉由調整組份(A)和(B)之間的平衡而設定加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物的初黏度。
當0.5mL藉此得到的加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物施用在鋁板上時，以便形成具有1cm直徑的盤且該盤於25℃環境中維持水平達24小時，較佳地，該盤展現的直徑變化在1mm內，特別是在0.5mm內。直徑變化超過1mm代表形狀維持性不足。注意到為了要使加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物在上述條件下的直徑變化在1mm內，建議相對於每100重量份的組份(A)，將組份(F)的添加量設定在0.1至100重量份的範圍內。
由於本發明之加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物初時具有低黏度，所以可根據崎嶇輪廓(凸起和下凹表面)而自由地變形。此外，由於組成物的形狀維持性高，所以在變形之後可維持其形狀。低黏度和高形狀維持性確保即使生熱零件的形狀複雜，組成物仍能夠與生熱零件的每個角落緊密接觸並可維持其形狀。
此外，不同於常規的導熱聚矽氧黏著材料和導熱聚矽氧灌封材料，本發明之加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物可以單一配方於常溫儲存，且其特徵在於藉加熱固化成軟或撓性狀態。
使本發明之加成式單一配方固化型導熱聚矽 氧潤滑脂組成物稠化(提高黏度)的加熱條件之加熱溫度是，例如，較佳地至少80℃。更佳地，加熱溫度是至少100℃，以縮短固化時間。加熱溫度的上限較佳地至高200℃，更佳地至高180℃。
注意到本發明之加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物在藉加熱固化之後，於25℃的硬度較佳地為1至90，更佳地為10至80，此係藉Asker C型橡膠硬度計測得。若硬度低於此範圍，則組成物過軟並下垂。若硬度高於此範圍，則組成物過硬並施壓於熱源。注意到藉由調整組份(B)中之Si-H基團的數目對組份(A)和(E)中之烯基總數的比，可將本發明之加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物的固化產物的硬度設定於上述範圍內。
由於藉此得到之加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物即使在固化之後仍維持柔軟或撓性，所以其抗下垂或可修復性優良，且沒有將高應力施於電子元件之虞。
實例
以下將藉以下實例和比較例更詳細地描述本發明，但本發明不限於以下實例。所示實例用於更清楚地展現本發明之優勢。注意到以下式中的Me代表甲基。
首先，提出以下組份。
組份(A)
A-1：兩個終端皆經二甲基乙烯基矽基阻斷的二甲基聚矽氧烷，其於25℃具有600mPa．s的黏度
A-2：兩個終端皆經二甲基乙烯基矽基阻斷的二甲基聚矽氧烷，其於25℃具有30,000mPa．s的黏度
組份(B)
B-1：Me3SiO(MeHSiO)8SiMe3
B-2：Me3SiO(MeHSiO)38SiMe3
B-3：Me3SiO(Me2SiO)18(MeHSiO)20SiMe3(用於比較)
B-4：Me3SiO(Me2SiO)24(MeHSiO)4SiMe3(用於比較)
組份(C)
C-1：[2-(2-丁氧基乙氧基)乙酸乙酯]溶液，含有1重量%的雙(2,4-戊二酮酸根)鉑錯合物
C-2：兩個終端皆經二甲基乙烯基矽基阻斷的二甲基聚矽氧烷溶液，含有1重量%的(甲基環戊二烯基)三甲基鉑錯合物並於25℃具有600mPa．s的黏度
C-3：氯鉑酸-1,3-二乙烯基四甲基二矽氧烷錯合物，經調整以具有與C-1相同的鉑濃度(用於比較)
組份(D)
D-1：氧化鋁粉末，具有10μm的平均粒徑(導熱度：27W/m．℃)
D-2：氧化鋁粉末，具有12μm的平均粒徑(導熱度：236W/m．℃)
組份(E)
E-1：藉以下式表示的有機聚矽氧烷：
Figure 105132899-A0202-12-0027-7
組份(F)
F-1：表面經二甲基二氯矽烷處理以具有疏水性且具有120m2/g的BET比表面積之烟矽石
組份(H)
H-1：藉以下式表示的黏著促進劑：
Figure 105132899-A0202-12-0027-8
實例1至7及比較例1至3
上述組份(A)至(H)以表1中所列的量混合，以 得到實例1至7及比較例1至3之組成物。特定言之，組份(A)、(D)、和(E)以表1中所示的量置於5升(L)框式混合機(商標名：5-L Planetary Mixer,Inoue Mfg.,Inc.生產)，內容物經脫氣，於150℃加熱和混合2小時。之後，內容物冷卻至常溫，組份(B)和(F)加至其中，所得內容物於室溫混合至均勻。之後，添加組份(C)，所得內容物經脫氣並於室溫混合至均勻。任意地，添加組份(H)，所得內容物於室溫攪拌至均勻。藉以下方法評估藉此得到的組成物之黏度、固化之後的硬度、導熱性、形狀維持性、和儲存安定性。其結果亦示於表1。在比較例3中，在添加組份(C)之後，組成物的黏度立刻提高並轉變成凝膠，並因此而無法評估此組成物的各種性質。
[初黏度之評估]
加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物的初黏度係於25℃藉Malcom黏度計(型號PC-10AA)測得的值。
[固化之後的硬度之評估]
使得加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物流入用於模製成6mm固化厚度的模具中，並於150℃固化一小時。兩個藉此得到之6mm厚的固化產物彼此層疊，藉Asker C型橡膠硬度計測定硬度。
[導熱性之評估]
使用熱盤法，Kyoto Electronics Manufacturing Co.,Ltd.生產的熱性質計TPA-501，於25℃測定加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物在固化之前的導熱性。
[形狀維持性之評估]
0.5mL的加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物在25℃環境下施用於鋁板上，以形成盤(直徑：約1cm)。該盤在施用完全之後，立即靜置一天(24小時)，並測定直徑。測定直徑變化(mm)並作為形狀維持性的指標。移動距離越少，則形狀維持性越高。
[儲存安定性之評估]
以手指接觸驗證加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物在25℃環境下的乾燥時間。乾燥時間越長，單一配方基礎物的儲存安定性越佳。經過儲存天數之後，使用上述Malcom黏度計(型號PC-10AA)測定黏度。同時，亦測定於40℃ 90天加速之後的黏度。
Figure 105132899-A0202-12-0030-9
此處將日本專利申請案第2015-201832號列入參考。
雖然已描述一些較佳的具體實施例，但根據以上論述，可作出許多修飾和改變。因此可理解除非特定地描述，否則可以不背離所附申請專利範圍之範圍的方式實施本發明。

Claims (5)

  1. 一種能夠於常溫儲存之加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物，該組成物包含，(A)100重量份的有機聚矽氧烷，其每個分子含有至少一個烯基並在25℃具有50mPa．s至100,000mPa．s的黏度；(B)有機氫聚矽氧烷，其每個分子含有至少兩個與矽鍵結的氫原子，其不具有R2SiO單元(其中R獨立地代表未經取代或經取代的單價烴基)，其於任何終端不具有與矽鍵結的氫原子，其僅於一或多個側鏈具有與矽鍵結的氫原子，且其為實質上直鏈形式，其量使得{Si-H基的數目}/{該組成物中的烯基的數目}之比在0.1至5.0的範圍內；(C)光活性類型的鉑錯合物固化觸媒，其選自由以下所組成之群組三甲基(乙醯基丙酮根(acetonato))鉑錯合物，鉑三甲基(2,4-戊二酮酸(dionate))錯合物，鉑三甲基(3,5-庚二酮酸)錯合物，鉑三甲基(甲基乙醯基乙酸(acetoacetate))錯合物，雙(2,4-戊二酮酸根(dionato))鉑錯合物，雙(2,4-己二酮酸根)鉑錯合物，雙(2,4-庚二酮酸根)鉑錯合物，雙(3,5-庚二酮酸根)鉑錯合物，雙(1-苯基-1,3-丁二酮酸根)鉑錯合物， 雙(1,3-二苯基-1,3-丙二酮酸根)鉑錯合物，(1,5-環辛二烯基)二甲基鉑錯合物，(1,5-環辛二烯基)二苯基鉑錯合物，(1,5-環辛二烯基)二丙基鉑錯合物，(2,5-莰二烯基(norboradiene))二甲基鉑錯合物，(2,5-莰二烯基)二苯基鉑錯合物，(環戊二烯基)二甲基鉑錯合物，(甲基環戊二烯基)二乙基鉑錯合物，(三甲基矽基環戊二烯基)二苯基鉑錯合物，(甲基環辛-1,5-二烯基)二乙基鉑錯合物，(環戊二烯基)三甲基鉑錯合物，(環戊二烯基)乙基二甲基鉑錯合物，(環戊二烯基)乙醯基二甲基鉑錯合物，(甲基環戊二烯基)三甲基鉑錯合物，(甲基環戊二烯基)三己基鉑錯合物，(三甲基矽基環戊二烯基)三甲基鉑錯合物，(二甲基苯基矽基環戊二烯基)三苯基鉑錯合物，和(環戊二烯基)二甲基三甲基矽基甲基鉑錯合物，其量為有效量；和(D)100至20,000重量份的導熱填料，其具有至少10W/m．℃的導熱度，其中該組成物在25℃具有30Pa．s至800Pa．s的黏度，此藉Malcom黏度計於10rpm的轉速測得。
  2. 如申請專利範圍第1項之加成式單一配方固化型導 熱聚矽氧潤滑脂組成物，另包含(E)5至900重量份之藉以下通式(1)表示的有機聚矽氧烷：
    Figure 105132899-A0202-13-0003-10
     其中R1基團各者獨立地為未經取代或經取代的單價烴基，R2基團各者獨立地為烷基、烷氧基烷基、烯基、或醯基，n是2至100的整數，且a是1至3的整數。
  3. 如申請專利範圍第1項之加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物，另包含(F)0.1至100重量份的微細矽石粉末。
  4. 如申請專利範圍第3項之加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物，其中該組份(F)的該微細矽石粉末是表面經處理的烟矽石(fumed silica)。
  5. 如申請專利範圍第1項之加成式單一配方固化型導熱聚矽氧潤滑脂組成物，其中該組成物所具有的形狀維持性使得當0.5mL的該組成物在25℃的環境下施用於鋁板上時，以便形成具有1cm直徑的盤且該盤於25℃維持水平達24小時，該盤展現的直徑變化在1mm內，且該組成物，在受熱及黏度提高之後，藉Asker C型橡膠硬度計測得具有1至90的硬度。
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