WO2020137970A1 - シリコーン組成物及びその製造方法 - Google Patents

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岩田 充弘
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    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes
    • C08L83/06Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups

Definitions

  • the average particle diameter of the aluminum nitride particles as the component (B) is 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, and more preferably 20 ⁇ m or more and 80 ⁇ m or less.
  • the average particle diameter of the aluminum nitride particles (B) is less than 20 ⁇ m, the viscosity of the obtained silicone composition is increased and the workability is deteriorated.
  • the average particle diameter of the (B) aluminum nitride particles exceeds 100 ⁇ m, the obtained silicone composition is not uniform, which is not preferable from the viewpoint of dischargeability and appearance.
  • the oxygen content of the component (B) is preferably 0.20% by mass or less, and more preferably 0.18% by mass or less.
  • the lower limit is not particularly limited, but may be 0.13% by mass.
  • the amount of oxygen can be measured by HORIBA's ENGA-120.
  • (B) By using fine powder having a particle size of 5 ⁇ m or less in the aluminum nitride particles in an amount of 1% by volume or less, the specific surface area of (B) aluminum nitride is reduced and mixing becomes easy.
  • the blending amount of the component (B) is 20 to 60% by volume with respect to the entire thermally conductive filler (the total amount of the components (B), (C), and (D)), and 20 to 50% by volume is more preferable. preferable. If the amount of the component (B) is less than 20% by volume, the thermal conductivity of the obtained silicone composition will decrease. On the other hand, when it exceeds 60% by volume, the silicone composition is not uniform.
  • the above volume% can be measured by measuring the average particle diameter, and in order to obtain the above content, it is advisable to classify with a sieve, wind force or the like.
  • the component (C) is an inorganic particle having an average particle size of 5 ⁇ m or more and less than 150 ⁇ m (excluding the component (B)), and can be used alone or in combination of two or more.
  • the heat conductive filler of the component (C) include aluminum, copper, silver, iron, nickel, gold, tin, metallic silicon, aluminum nitride sintered and granulated, magnesium oxide, boron nitride, alumina, diamond, Examples thereof include indium, gallium, zinc oxide and the like. Of these, spherical alumina particles, aluminum nitride particles sintered and granulated, and spherical magnesium oxide are preferable.

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Abstract

(A)アルコキシシリル基を有する加水分解性オルガノポリシロキサンをベースポリマーとし、熱伝導性充填材を60~85体積%含むシリコーン組成物であって、熱伝導性充填材が、 (B)平均粒子径20μm以上100μm以下の非焼結の不定形窒化アルミニウム粒子:熱伝導性充填材全体の20~60体積%、 (C)平均粒子径5μm以上100μm未満の無機粒子(但し、B成分を除く):熱伝導性充填材全体の1~50体積%、及び (D)平均粒子径1μm以上5μm未満の無機粒子:熱伝導性充填材全体の1~50体積%からなるシリコーン組成物。

Description

シリコーン組成物及びその製造方法
 本発明は、シリコーン組成物に関する。詳細には、電子部品を効率的に冷却するシリコーン組成物及びその製造方法に関する。
 電子部品は使用中の発熱及びそれによる性能の低下が広く知られており、これを解決するための手段として、様々な放熱技術が用いられている。一般的に、発熱部の付近に冷却部材(ヒートシンク等)を配置し、両者を密接させたうえで冷却部材から効率的に除熱することにより放熱を行っている。その際、発熱部材と冷却部材との間に隙間があると、熱伝導性の悪い空気が介在することにより熱伝導率が低下し、発熱部材の温度が十分に下がらなくなってしまう。このような現象を防ぐため、熱伝導率がよく、部材の表面に追随性のある放熱材料、例えば液状放熱材料や放熱シートが用いられている(特許文献1~13:特許第2938428号公報、特許第2938429号公報、特許第3580366号公報、特許第3952184号公報、特許第4572243号公報、特許第4656340号公報、特許第4913874号公報、特許第4917380号公報、特許第4933094号公報、特開2008-260798号公報、特開2009-209165号公報、特開2012-102283号公報、特開2012-96361号公報)。
 また、発熱部とヒートシンクや筐体との間は電気的に絶縁状態を確保しなければならない場合が多く、熱伝導性材料に絶縁性が求められることがある。この場合、熱伝導性充填材としてアルミニウムや銅、銀等の金属粒子を用いることができず、多くは水酸化アルミニウム、アルミナ(酸化アルミニウム)等の絶縁性熱伝導性充填材が用いられることが多い。水酸化アルミニウムやアルミナは、それ自体の熱伝導率が低いためにこれらを用いて、高熱伝導性を有す熱伝導性材料を得ようとすると、多量に充填しなければならない。その結果、熱伝導性材料の粘度が非常に高くなる、または、均一な組成物とならないといった問題がある。
 そこで、水酸化アルミニウムやアルミナと比較して高熱伝導率の窒化アルミニウムをフィラーとして用いた放熱材料が種々報告されている。しかしながら、これらは粘度が高く作業性が悪い、高価な窒化アルミニウムを多量に用いる必要があるといった問題があった(特許文献14~15:特開2017-226724公報、特開2017-210518公報)。
 さらに、造粒していない非焼結の大粒径窒化アルミニウムを用いた放熱材料が報告されている。しかしながら、これは比較的高熱伝導率のシリコーン組成物を提案できるものの、平均粒子径1μm以下のアルミナを多量に用いているため、粘度が高い。その結果、吐出性・耐ポンプアウト性が非常に悪化するといった懸念点があった(特許文献16:特許第6246986号公報)。
特許第2938428号公報 特許第2938429号公報 特許第3580366号公報 特許第3952184号公報 特許第4572243号公報 特許第4656340号公報 特許第4913874号公報 特許第4917380号公報 特許第4933094号公報 特開2008-260798号公報 特開2009-209165号公報 特開2012-102283号公報 特開2012-96361号公報 特開2017-226724号公報 特開2017-210518号公報 特許第6246986号公報
 上述したように、高い熱伝導率と良好な取扱い性とを両立するシリコーン組成物の開発が求められている。本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、従来のシリコーン組成物に比べ、高い熱伝導率を有し、粘度が好適で、かつ容器からの吐出性が良く、取扱い性が良好であるシリコーン組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果(A)アルコキシシリル基を有する加水分解性オルガノポリシロキサンをベースポリマーとし、熱伝導性充填材を60~85体積%含み、その熱伝導性充填材が(B)平均粒子径20μm以上100μm以下の不定形の窒化アルミニウム粒子:熱伝導性充填材全体の内20~60体積%、(C)平均粒子径5μm以上100μm未満の無機粒子:1~50体積%、(D)平均粒子径1μm以上5μm未満の無機粒子:1~50体積%を含有するシリコーン組成物とすることで、従来のシリコーン組成物に比べ、高い熱伝導率を有し、かつ取扱い性が良好であるシリコーン組成物となることを見出し、本発明をなすに至った。
 従って、本発明は下記発明を提供する。
1.(A)アルコキシシリル基を有する加水分解性オルガノポリシロキサンをベースポリマーとし、熱伝導性充填材を60~85体積%含むシリコーン組成物であって、熱伝導性充填材が、
(B)平均粒子径20μm以上100μm以下の非焼結の不定形窒化アルミニウム粒子:熱伝導性充填材全体の20~60体積%、
(C)平均粒子径5μm以上150μm未満の無機粒子(但し、(B)成分を除く):熱伝導性充填材全体の1~50体積%、及び
(D)平均粒子径1μm以上5μm未満の無機粒子:熱伝導性充填材全体の1~50体積%からなるシリコーン組成物。
2.(B)粒子の酸素量が0.20質量%以下である1記載のシリコーン組成物。
3.(B)粒子中の粒径5μm以下の微粉の含有量が1体積%以下である1又は2記載のシリコーン組成物。
4.(C)粒子が球状アルミナ粒子である1~3のいずれかに記載のシリコーン組成物。
5.(C)粒子が、平均粒子径5μm以上150μm未満の焼結させて造粒した球状窒化アルミニウム粒子、又は平均粒子径5μm以上20μm未満の非焼結の不定形窒化アルミニウム粒子である1~3のいずれかに記載のシリコーン組成物。
6.(C)粒子が、球状酸化マグネシウム粒子である1~3のいずれかに記載のシリコーン組成物。
7.(D)粒子が、アルミナ、水酸化アルミニウム及び窒化アルミニウムから選ばれる1種以上の粒子である1~6のいずれかに記載のシリコーン組成物。
8.さらに、(E)縮合触媒:(A)成分100質量部に対して0.01~10.0質量部を含有する1~7のいずれかに記載のシリコーン組成物。
9.上記(A)、(B)、(C)及び(D)成分を混合する工程を含む、1~7のいずれかに記載のシリコーン組成物を製造する製造方法。
 本発明によれば、従来のシリコーン組成物に比べ、高い熱伝導率を有し、かつ取扱い性が良好であるシリコーン組成物を得ることができる。
 以下、本発明について詳細に説明する。
[(A)成分]
 (A)成分は、アルコキシシリル基を有する加水分解性オルガノポリシロキサンである。(A)成分は、1種単独で又は2種以上を組み合わせてもよい。(A)成分は、(B)、(C)及び(D)成分の熱伝導性充填材をシリコーン組成物に多量に充填しても、シリコーン組成物の流動性を保ち、シリコーン組成物に良好な取り扱い性を付与することができる。(A)成分としては、下記一般式(1)で表されるオルガノポリシロキサンが挙げられる。中でも、3官能の加水分解性オルガノポリシロキサンを含有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(式中、R1は独立に非置換又は置換の1価炭化水素基である。X1、X2、X3はR1又は-(R2n-SiR3 g(OR43-gで示される基であり、それぞれ異なってもよいが、少なくとも1つは-(R2n-SiR3 g(OR43-gである。R2は酸素原子又は炭素数1~4のアルキレン基、R3は独立に脂肪族不飽和結合を含有しない非置換又は置換の1価炭化水素基であり、R4は独立に炭素数1~4のアルキル基、アルコキシアルキル基、アルケニル基又はアシル基であり、nは0又は1、gは0~3の整数である。a及びbはそれぞれ1≦a≦1,000、0≦b≦1,000である。c1及びc2はそれぞれ0又は1である。)
 上記式(1)中、R1は独立に非置換又は置換の、好ましくは炭素数1~10、より好ましくは1~6、さらに好ましくは1~3の1価炭化水素基であり、その例としては、直鎖状アルキル基、分岐鎖状アルキル基、環状アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、ハロゲン化アルキル基等が挙げられる。直鎖状アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基が挙げられる。分岐鎖状アルキル基としては、例えば、イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基、2-エチルヘキシル基が挙げられる。環状アルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が挙げられる。アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基が挙げられる。アリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基が挙げられる。アラルキル基としては、例えば、2-フェニルエチル基、2-メチル-2-フェニルエチル基が挙げられる。ハロゲン化アルキル基としては、例えば、3,3,3-トリフルオロプロピル基、2-(ノナフルオロブチル)エチル基、2-(ヘプタデカフルオロオクチル)エチル基が挙げられる。R4として、メチル基、フェニル基、ビニル基が好ましい。
 R2は酸素原子又は炭素数1~4のアルキレン基であり、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙げられる。R3は独立に脂肪族不飽和結合を含有しない、好ましくは炭素数1~10、より好ましくは1~6、さらに好ましくは1~3の非置換又は置換の1価炭化水素基である。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、メチルベンジル基等のアラルキル基、ならびにこれらの基の炭素原子が結合している水素原子の一部又は全部が、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換された基等が挙げられる。
 上記R4は独立に炭素数1~4のアルキル基、アルコキシアルキル基もしくはアルケニル基、又はアシル基である。アルキル基としては、例えば、R1について例示した同様の、炭素数1~4のアルキル基等が挙げられる。アルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシエチル基、メトキシプロピル基等が挙げられる。アシル基としては、例えば、炭素数2~8のアシル基が好ましく、アセチル基、オクタノイル基等が挙げられる。R4はアルキル基であることが好ましく、特にはメチル基、エチル基であることが好ましい。
 a,bは上記の通りであるが、好ましくはa+bが10~1,000が好ましく、10~300がより好ましい。nは0又は1であり、gは0~3の整数であり、好ましくは0である。なお、分子中にOR4基は1~6個、特に3又は6個有することが好ましい。なお、括弧a,b内に示される各シロキサン単位の結合順序は、下記に制限されるものではない。
 (A)成分の好適な具体例としては、下記のものを挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 (A)成分はシリコーン組成物のベースポリマーであり、その配合量はシリコーン組成物中15~40体積%が好ましく、15~30体積%がより好ましい。
[熱伝導性充填材]
 本発明のシリコーン組成物は、熱伝導性充填材を60~85体積%含むものであり、(B)、(C)及び(D)成分の3種類からなる。その配合量は60~85体積%であり、70~85体積%が好ましい。熱伝導性充填材が60体積%未満だと熱伝導率が低下し、85体積%を超えると、シリコーン組成物が均一にならない。
 なお、本発明において、平均粒子径はマイクロトラック(レーザー回折錯乱法)による体積平均粒子径(累積平均径D50(メディアン径)であり、例えば、日機装(株)製マイクロトラックMT330OEXにより測定できる。
 なお、本発明において不定形とは、溶融や造粒等の意図的に球状化処理をしていないあらゆる形状をいう。一方、球状とは溶融や造粒等の処理をして球状として市販されているものをいう。
[(B)成分]
 (B)成分は、平均粒子径20μm以上100μm以下の非焼結の不定形窒化アルミニウム粒子である。窒化アルミニウムはアルミナと比較して高い熱伝導率を有する。したがって、アルミナと比較して、より少ない量で高い熱伝導率を有するシリコーン組成物を得ることができる。非焼結の不定形窒化アルミニウムは、焼結させて造粒した球状窒化アルミニウムと比較して純度が高いため、より少ない量で高い熱伝導率を有するシリコーン組成物を得ることができる。
 (B)成分の窒化アルミニウム粒子の平均粒子径は20μm以上100μm以下であり、より好ましくは20μm以上80μm以下である。(B)窒化アルミニウム粒子の平均粒子径が20μm未満だと、得られるシリコーン組成物の粘度が高くなり作業性が低下する。また、(B)窒化アルミニウム粒子の平均粒子径が100μmを超えると、得られるシリコーン組成物が均一にならず、吐出性や外観の観点からも好ましくない。さらに、(B)成分の酸素量は0.20質量%以下が好ましく、0.18質量%以下がより好ましい。下限は特に限定されないが、0.13質量%とすることもできる。なお、酸素量はHORIBA製 ENGA-120によって測定できる。
 (B)窒化アルミニウム粒子中の粒径5μm以下の微粉の含有量を1体積%以下としたものを用いることで、(B)窒化アルミニウムの比表面積が減り、混合しやすくなる。(B)成分の配合量は、熱伝導性充填材全体((B)、(C)及び(D)成分の合計量)に対して20~60体積%であり、20~50体積%がより好ましい。(B)成分の量が20体積%未満だと、得られるシリコーン組成物の熱伝導率が下がる。一方、60体積%を超えると、シリコーン組成物が均一にならない。なお、上記体積%は平均粒子径の測定によって測定することができ、上記のような含有量にするためには篩・風力等で分級するとよい。
[(C)成分]
 (C)成分は、平均粒子径5μm以上150μm未満の無機粒子(但し、(B)成分を除く)であり、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。(C)成分の熱伝導性充填材としては、アルミニウム、銅、銀、鉄、ニッケル、金、錫、金属ケイ素、焼結させて造粒した窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、アルミナ、ダイヤモンド、インジウム、ガリウム、酸化亜鉛等が挙げられる。中でも、球状アルミナ粒子、焼結させて造粒した窒化アルミニウム粒子、球状酸化マグネシウムが好ましい。また、(B)成分以外の非焼結の不定形窒化アルミニウム粒子、例えば、平均粒子径5μm以上20μm未満の非焼結の不定形窒化アルミニウム粒子を(C)成分として用いることもできる。
 (C)無機粒子の平均粒子径は5μm以上150μm未満であり、10μm以上120μmが好ましい。(C)無機粒子の平均粒子径を5μm以上150μm未満とすることで、(B)成分をシリコーン組成物に多量に配合しても、シリコーン組成物の粘度を下げることができ、また、熱伝導率の低下を抑えることができる。(C)無機粒子の平均粒子径が5μm未満だと、シリコーン組成物の粘度が上昇する。一方、(C)無機粒子の平均粒子径が150μm以上であると、均一なシリコーン組成物にならない。
 (C)成分の配合量は、熱伝導性充填材全体((B)、(C)及び(D)成分の合計量)に対して1~50体積%であり、10~40体積%が好ましい。(C)成分の量が1体積%未満だと、得られるシリコーンの粘度が上昇する。一方、50体積%を超えると、シリコーン組成物の熱伝導率が低下する。
[(D)成分]
 (D)成分は、平均粒子径1μm以上5μm未満の無機粒子であり、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。(D)成分としては、一般に熱伝導性充填材として利用されているものを用いることができる。具体的には、熱伝導性充填材としては、アルミニウム、銅、銀、鉄、ニッケル、金、錫、金属ケイ素、窒化アルミニウム(焼結させて造粒した窒化アルミニウム、非焼結の不定形窒化アルミニウム)、窒化ホウ素、アルミナ、ダイヤモンド、インジウム、ガリウム、酸化亜鉛等が挙げられる。中でも、アルミナ、水酸化アルミニウム及び窒化アルミニウムから選ばれる1種以上の粒子が好ましく、その形状は球状・不定形でもどちらでもよい。
 (D)無機粒子の平均粒子径は1μm以上5μm未満であり、1μm以上3μm以下が好ましい。(D)無機粒子の平均粒子径が1μm以上5μm未満であることで、シリコーン組成物の粘度が下がり、熱伝導率も上昇する。(D)無機粒子の平均粒子径が1μm未満だと、シリコーン組成物の粘度が上昇し、かつ熱伝導率が低下する。一方、5μm以上だとシリコーン組成物は均一的にならず、外観の観点からも好ましくない。
 (D)成分の配合量は、熱伝導性充填材全体((B)、(C)及び(D)成分の合計量)に対して1~50体積%であり、10~40体積%が好ましい。(C)成分の量が1体積%未満だと、シリコーン組成物が均一にならない。一方、50体積%を超えると、シリコーン組成物の粘度が著しく上昇する。
[(E)成分]
 (E)成分は縮合触媒であり、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。(E)成分を配合することで、シリコーン組成物が塗布後に増粘し、耐ポンプアウト性を大幅に向上させることができる。従来知られているシリコーン組成物の硬化形態としては、他に金属触媒を用いたヒドロシリル化反応がある。しかしながら、窒化アルミニウムは湿気存在下経時でアンモニアを放出し、金属触媒を徐々に劣化させるおそれがあるため、保存性の観点から好ましくない。
 (E)成分としては、アルキル錫エステル化合物、チタン酸エステル、チタンキレート化合物、有機亜鉛化合物、有機鉄化合物、有機コバルト化合物、有機マンガン化合物、有機アルミニウム化合物、ヘキシルアミン、リン酸ドデシルアミン、第4級アンモニウム塩、アルカリ金属の低級脂肪酸塩、ジアルキルヒドロキシルアミン、グアニジル基を含有するシラン及びシロキサン等が挙げられる。
 具体的には、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジオクトエート等のアルキル錫エステル化合物;テトライソプロポキシチタン、テトラn-ブトキシチタン、テトラキス(2-エチルヘキソキシ)チタン、ジプロポキシビス(アセチルアセトナ)チタン、チタニウムイソプロポキシオクチレングリコール等のチタン酸エステル;ジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジイソプロポキシビス(メチルアセトアセテート)チタン、ジイソプロポキシビス(アセチルアセトネート)チタン、ジブトキシビス(エチルアセトアセトネート)チタン、ジメトキシビス(エチルアセトアセトネート)チタン等のチタンキレート化合物;ナフテン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、亜鉛-2-エチルオクトエート、鉄-2-エチルヘキソエート、コバルト-2-エチルヘキソエート、マンガン-2-エチルヘキソエート、ナフテン酸コバルト、アルコキシアルミニウム化合物等の有機金属(亜鉛、鉄、コバルト、マンガン、アルミニウム)化合物;3-アミノプロピルトリエトキシシラン;ヘキシルアミン;リン酸ドデシルアミン;ベンジルトリエチルアンモニウムアセテート等の第4級アンモニウム塩;酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、蓚酸リチウム等のアルカリ金属の低級脂肪酸塩;ジメチルヒドロキシルアミン、ジエチルヒドロキシルアミン等のジアルキルヒドロキシルアミン;テトラメチルグアニジルプロピルトリメトキシシラン、テトラメチルグアニジルプロピルメチルジメトキシシラン、テトラメチルグアニジルプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン等のグアニジル基を含有するシラン又はシロキサン等が例示される。中でも、テトライソプロポキシチタン、テトラn-ブトキシチタンといったチタン酸エステルやジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジブトキシビス(エチルアセトアセトネート)チタン等のチタンキレート化合物が好適に用いられる。
 (E)成分を配合する場合、その配合量は、(A)成分100質量部に対して0.01~10質量部が好ましく、0.1~5質量部がより好ましい。(E)成分の配合量が、(A)成分100質量部に対して0.01質量部未満であると、シリコーン組成物が増粘し難くなるおそれがあり、一方、10質量部を超える量であると、シリコーン組成物の保存性を悪化させるおそれがある。
[その他成分]
 本発明のシリコーン組成物には、組成物の弾性率や粘度を調整するためにメチルポリシロキサン等のオルガノ(ポリ)シロキサンを含有してもよい。また、シリコーン組成物の劣化を防ぐために、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール等の、従来公知の酸化防止剤を必要に応じて含有してもよい。さらに、染料、顔料、難燃剤、沈降防止剤、又はチクソ性向上剤等を、必要に応じて配合することができる。
[製造方法]
 本発明のシリコーン組成物の製造方法について説明するが、これらに限定されるものではない。
 本発明のシリコーン組成物を製造する方法は、従来のシリコーン組成物の製造方法に従えばよく、特に制限されるものでない。例えば、上記(A)、(B)、(C)及び(D)成分を混合する工程を含むものが挙げられる。混合後に混合物を加熱してもよい。具体的には、上記(A)~(D)、及び必要に応じて(E)成分、その他の任意成分を混合することにより得ることができる。先に(A)~(D)成分を混合した後、(E)成分を配合してもよい。混合装置としては特に限定されず、トリミックス、ツウィンミックス、プラネタリーミキサー(いずれも井上製作所(株)製混合機の登録商標)、ウルトラミキサー(みずほ工業(株)製混合機の登録商標)、ハイビスディスパーミックス(特殊機化工業(株)製混合機の登録商標)等の混合機を用いることができる。
[シリコーン組成物]
 本発明のシリコーン組成物の25℃にて測定される絶対粘度が3~900Pa・sが好ましく、50~700Pa・sがより好ましい。絶対粘度が、3Pa・s未満では、形状保持が困難となる等の、作業性が悪くなるおそれがある。一方、絶対粘度が900Pa・sを超える場合にも吐出が困難となる等の、作業性が悪くなる。絶対粘度は、上述した各成分の配合を調整することにより得ることができる。本発明において、絶対粘度はレオメーター粘度計、例えば、サーモフィッシャー株式会社MARS40により測定した25℃の値である(ズリ速度6[1/s])。
 本発明のシリコーン組成物は、高い熱伝導率を有するため、熱伝導性シリコーン組成物として好適である。シリコーン組成物の熱伝導率は、7.5~20W/mKが好ましく、8~12W/mKがより好ましい。なお、熱伝導率の測定方法は後述する実施例の方法である。
[装置]
 本発明のシリコーン組成物は、電子部品等の発熱部材と冷却部材との間に介在させて発熱部材からの熱を冷却部材に伝熱して放熱する手段として、好適に用いることができ、従来の熱伝導性シリコーン組成物と同様の方法で使用することができる。これにより、本発明のシリコーン組成物を発熱部材と冷却部材との間に介在させた装置を提供することができる。本発明のシリコーン組成物は、高い熱伝導率を有し、かつ取扱い性が良好であるため、高品位機種の電子部品に対するシリコーン組成物として特に好適に使用することができる。
 以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
 使用した成分は以下である。
[(A)成分]
(A-1)下記式で示される片末端トリメトキシシリル基含有ジメチルポリシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(A-2)下記式で示される両末端トリメトキシシリル基含有ジメチルポリシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(A-3)下記式で示される両末端トリメトキシシリル基含有ジメチルポリシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(A-4)下記式で示される側鎖にビニル基を有する両末端トリメトキシシリル基含有ジメチルポリシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
[(B)成分]
(B-1)平均粒子径80μm、5μm以下の微粉が0.1体積%以下の非焼結の不定形窒化アルミニウム
(B-2)平均粒子径60μm、5μm以下の微粉が0.1体積%以下の非焼結の不定形窒化アルミニウム
(B-3)平均粒子径20μm、5μm以下の微粉が0.3体積%の非焼結の不定形窒化アルミニウム
(B-4)平均粒子径20μm、5μm以下の微粉が0.7体積%の非焼結の不定形窒化アルミニウム
(B-5)平均粒子径100μm、5μm以下の微粉が0.1体積%以下の非焼結の不定形窒化アルミニウム
(B-6)平均粒子径80μm、5μm以下の微粉が0.9体積%である、焼結させて造粒した球状窒化アルミニウム(比較品:(C)粒子に相当する。)
 (B-1)~(B-5)成分の、HORIBA製 ENGA-120で測定した酸素量は0.20質量%以下である。
[(C)成分]
(C-1)平均粒子径10μmの球状アルミナ
(C-2)平均粒子径45μmの球状アルミナ
(C-3)平均粒子径75μmの球状アルミナ
(C-4)平均粒子径10μmの焼結させて造粒した球状窒化アルミニウム
(C-5)平均粒子径100μmの球状アルミナ
(C-6)平均粒子径120μmの球状酸化マグネシウム
[(D)成分]
(D-1)平均粒子径2.0μmの不定形アルミナ
(D-2)平均粒子径1.3μmの不定形アルミナ
(D-3)平均粒子径1.0μmの非焼結の不定形窒化アルミニウム
(E)成分
(E-1)下記式で表されるチタンアルコキシド錯体
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(E-2)下記式で表されるチタンキレート錯体
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 [実施例1~17、比較例1~5]
〈シリコーン組成物の調製〉
 上記(A)~(E)成分を、下記表1~4に示す配合量に従い、下記に示す方法で配合してシリコーン組成物を調製した。
 5リットルのプラネタリーミキサー(井上製作所(株)製)に(A)、(B)、(C)、(D)成分を加え、130℃で1時間半混合した。常温になるまで冷却し、次に(E)成分を加えて均一になるように混合し、シリコーン組成物を調製した。
 上記方法で得られた各組成物について、下記の方法に従い、粘度、熱伝導率及び接着強度を測定した。結果を表1~4に示す。
[粘度]
 シリコーン組成物の絶対粘度を、レオメーター粘度計(サーモフィッシャー株式会社MARS40)を用い、回転数6/s、25℃の条件で測定した。
[熱伝導率]
 シリコーン組成物をキッチンラップに包み、巾着状にしたものの熱伝導率を京都電子工業(株)製TPA-501で25℃の条件で測定した。
[吐出性]
 製造した熱伝導性シリコーン組成物をEFDシリンジ30ccに詰めた。その後、ディスペンサーとしてMUSASHI ENGINEERING,INC.製のML606-GXを使用し、吐出圧は0.63MPaとして、吐出性試験を行った。「吐出が可能なもの」は○、「吐出ができないもの」は×として評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 表1~4の結果より、本発明の要件を満たす実施例1~17では、高い熱伝導率を有し、粘度が好適で、かつ容器からの吐出性が良く、取扱い性が良好であるシリコーン組成物が得られた。
 一方、(B)成分を用いておらず、平均粒子径80μmの焼結させて造粒した球状窒化アルミニウムを用いた比較例1では、実施例1に比べ熱伝導率が大きく低下した。また、熱伝導性充填材の体積%が59%の比較例2では熱伝導率が大きく低下した。熱伝導性充填材の体積%が86%の比較例3では粘度が大きく上昇し、吐出性が悪化した。(B)成分を用いていない比較例4では、熱伝導率が大きく低下した。さらに、(D)成分を用いていない比較例5では生成物が均一にならなかった。

Claims (9)

  1.  (A)アルコキシシリル基を有する加水分解性オルガノポリシロキサンをベースポリマーとし、熱伝導性充填材を60~85体積%含むシリコーン組成物であって、熱伝導性充填材が、
    (B)平均粒子径20μm以上100μm以下の非焼結の不定形窒化アルミニウム粒子:熱伝導性充填材全体の20~60体積%、
    (C)平均粒子径5μm以上150μm未満の無機粒子(但し、(B)成分を除く):熱伝導性充填材全体の1~50体積%、及び
    (D)平均粒子径1μm以上5μm未満の無機粒子:熱伝導性充填材全体の1~50体積%からなるシリコーン組成物。
  2.  (B)粒子の酸素量が0.20質量%以下である請求項1記載のシリコーン組成物。
  3.  (B)粒子中の粒径5μm以下の微粉の含有量が1体積%以下である請求項1又は2記載のシリコーン組成物。
  4.  (C)粒子が、球状アルミナ粒子である請求項1~3のいずれか1項記載のシリコーン組成物。
  5.  (C)粒子が、平均粒子径5μm以上150μm未満の焼結させて造粒した球状窒化アルミニウム粒子、又は平均粒子径5μm以上20μm未満の非焼結の不定形窒化アルミニウム粒子である請求項1~3のいずれか1項記載のシリコーン組成物。
  6.  (C)粒子が、球状酸化マグネシウム粒子である請求項1~3のいずれか1項記載のシリコーン組成物。
  7.  (D)粒子が、アルミナ、水酸化アルミニウム及び窒化アルミニウムから選ばれる1種以上の粒子である請求項1~6のいずれか1項記載のシリコーン組成物。
  8.  さらに、(E)縮合触媒:(A)成分100質量部に対して0.01~10.0質量部を含有する請求項1~7のいずれか1項記載のシリコーン組成物。
  9.  上記(A)、(B)、(C)及び(D)成分を混合する工程を含む、請求項1~7のいずれか1項記載のシリコーン組成物を製造する製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7217079B1 (ja) * 2022-01-14 2023-02-02 富士高分子工業株式会社 熱伝導性組成物及びこれを用いた熱伝導性シートとその製造方法
JP2023508750A (ja) * 2020-03-05 2023-03-03 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー ずり減粘性熱伝導性シリコーン組成物
WO2023135857A1 (ja) 2022-01-14 2023-07-20 富士高分子工業株式会社 熱伝導性組成物及びこれを用いた熱伝導性シートとその製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009179771A (ja) * 2008-02-01 2009-08-13 Panasonic Corp 熱伝導性樹脂ペーストおよびそれを用いた光ディスク装置
JP2015013927A (ja) * 2013-07-03 2015-01-22 株式会社Adeka 湿気硬化性樹脂組成物及び熱伝導シート
WO2018074247A1 (ja) * 2016-10-18 2018-04-26 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009179771A (ja) * 2008-02-01 2009-08-13 Panasonic Corp 熱伝導性樹脂ペーストおよびそれを用いた光ディスク装置
JP2015013927A (ja) * 2013-07-03 2015-01-22 株式会社Adeka 湿気硬化性樹脂組成物及び熱伝導シート
WO2018074247A1 (ja) * 2016-10-18 2018-04-26 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023508750A (ja) * 2020-03-05 2023-03-03 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー ずり減粘性熱伝導性シリコーン組成物
US11746236B2 (en) 2020-03-05 2023-09-05 Dow Global Technologies Llc Shear thinning thermally conductive silicone compositions
JP7217079B1 (ja) * 2022-01-14 2023-02-02 富士高分子工業株式会社 熱伝導性組成物及びこれを用いた熱伝導性シートとその製造方法
WO2023135857A1 (ja) 2022-01-14 2023-07-20 富士高分子工業株式会社 熱伝導性組成物及びこれを用いた熱伝導性シートとその製造方法

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