WO2024096000A1 - 熱伝導性シリコーン組成物 - Google Patents

熱伝導性シリコーン組成物 Download PDF

Info

Publication number
WO2024096000A1
WO2024096000A1 PCT/JP2023/039217 JP2023039217W WO2024096000A1 WO 2024096000 A1 WO2024096000 A1 WO 2024096000A1 JP 2023039217 W JP2023039217 W JP 2023039217W WO 2024096000 A1 WO2024096000 A1 WO 2024096000A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
component
thermally conductive
groups
silicone composition
mass
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/039217
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
翔太 秋場
Original Assignee
信越化学工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 信越化学工業株式会社 filed Critical 信越化学工業株式会社
Publication of WO2024096000A1 publication Critical patent/WO2024096000A1/ja

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013Fillers, pigments or reinforcing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • 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 present invention relates to a thermally conductive silicone composition that has excellent thermal conductivity, coatability, slippage resistance, and crack resistance.
  • Thermally conductive materials in this case come in two forms: easy-to-handle sheet-like materials, and paste-like materials known as heat dissipation grease.
  • Sheet-type materials have the advantage of being easy to handle and highly stable, but the contact thermal resistance is inevitably large, meaning that their heat dissipation performance is inferior to that of thermal grease. Also, because a certain degree of strength and hardness is required to maintain the sheet shape, they cannot absorb the tolerances that arise between the element and the case, and these stresses can destroy the element.
  • heat dissipation grease has the advantage that it can be used in the mass production of electrical and electronic components by using application equipment, and also has excellent heat dissipation performance due to its low contact thermal resistance.
  • the heat dissipation grease may shift (pump-out phenomenon) or crack due to thermal shock of the element, resulting in insufficient heat removal and causing the element to malfunction.
  • a grease-like silicone composition that suppresses base oil bleeding by combining a specific organopolysiloxane with a thickener such as zinc oxide, alumina, aluminum nitride, boron nitride, or silicon carbide, an organopolysiloxane having at least one hydroxyl group directly bonded to a silicon atom in each molecule, and an alkoxysilane
  • Patent Document 1 JP 11-49958 A
  • a thermally conductive silicone composition with excellent thermal conductivity and dispensability that combines liquid silicone, a thermally conductive inorganic filler having a certain thermal conductivity and a Mohs hardness of 6 or more, and a thermally conductive inorganic filler having a certain thermal conductivity and a Mohs hardness of 5 or less
  • Patent Document 2 JP 11-246884 A
  • a thermally conductive grease that combines a specific base oil with metallic aluminum powder having an average particle size of 0.5 to 50 ⁇ m Higher
  • the object of the present invention is therefore to provide a thermally conductive silicone composition that has excellent thermal conductivity, coatability, slippage resistance, and crack resistance.
  • the present inventors discovered that the thermally conductive silicone composition described below can possess high thermal conductivity as well as good resistance to slippage, cracking, and coatability, and thus completed the present invention. That is, the present invention provides the following thermally conductive silicone composition.
  • a thermally conductive silicone composition containing (E) a thermally conductive inorganic filler having an average particle size of 3 ⁇ m or less, and (F) a thermally conductive inorganic filler having an average particle size of 5 ⁇ m or more, the total content of components (E) and (F) being 50 to 98 mass % of the entire composition, and the mass ratio of components (E):(F) being 80:20 to 5:95.
  • thermally conductive silicone composition according to [1], wherein component (C) is an organopolysiloxane having alkenyl groups bonded to silicon atoms and a kinetic viscosity at 25° C. of 120,000 mm 2 /s or greater.
  • component (C) is a non-reactive organopolysiloxane having a kinetic viscosity at 25° C. of 700,000 mm 2 /s or more.
  • component (D) is a silicone oil comprising an organopolysiloxane having a hydrolyzable end at one end represented by the following general formula (1):
  • each R 1 is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • each R 2 is independently one or more groups selected from the group consisting of unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon groups having 1 to 18 carbon atoms and no aliphatic unsaturated bonds, and a is an integer from 5 to 120.
  • Component (A) is represented by the following average composition formula (2): R3bR4cSiO ( 4-bc)/2 ( 2 )
  • R3 represents an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having no aliphatic unsaturated bonds
  • R4 represents an alkenyl group
  • b is a number from 1.7 to 2.2
  • c is a number from 0.0001 to
  • the present invention provides a thermally conductive silicone composition that has excellent resistance to slippage, cracking, application properties, and thermal conductivity.
  • This thermally conductive silicone composition is suitable as a heat removal material for electrical and electronic components that generate heat during use.
  • thermally conductive silicone composition of the present invention is described in detail below.
  • Component (A) Component (A), the alkenyl group-containing organopolysiloxane, has, on average, at least 0.1 alkenyl groups bonded to silicon atoms per molecule, preferably 1 to 20, and more preferably 2 to 10. These can be used alone or in appropriate combination of two or more.
  • the kinetic viscosity of component (A) at 25°C is 10 to 50,000 mm2 /s, preferably 100 to 40,000 mm2 /s. If the kinetic viscosity is less than 10 mm2 /s, the thermally conductive inorganic filler in the resulting thermally conductive silicone composition is likely to settle, and the composition may lack long-term storage stability. If the kinetic viscosity exceeds 50,000 mm2 /s, the resulting silicone composition may be significantly lacking in fluidity and may have poor workability.
  • the kinetic viscosity of the organopolysiloxane is a value measured at 25°C using an Ostwald viscometer.
  • the molecular structure of component (A) is not particularly limited, and examples thereof include a linear structure, a linear structure with some branching, a branched structure, a cyclic structure, and a cyclic structure with branching. However, it is preferably a linear organopolysiloxane, and more specifically, it is preferably a linear diorganopolysiloxane whose molecular chain is mainly composed of repeated diorganosiloxane units and whose molecular chain ends are blocked with triorganosiloxy groups.
  • Component (A) may be a polymer composed of a single siloxane unit or a copolymer composed of two or more kinds of siloxane units.
  • the position of the alkenyl group bonded to the silicon atom in component (A) is not particularly limited, and this alkenyl group may be bonded to only one of the silicon atoms at the molecular chain ends and the silicon atoms at the non-terminal ends (in the middle of the molecular chain), or may be bonded to both.
  • component (A) for example, a compound represented by the following average composition formula (2): R3bR4cSiO ( 4-bc)/2 ( 2 )
  • R3 independently represents an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having no aliphatic unsaturated bonds
  • R4 independently represents an alkenyl group
  • b is a number from 1.7 to 2.2, preferably from 1.8 to 2.0
  • c is a number from 0.0001 to 0.2, preferably from 0.0005 to 0.1, with the proviso that b+c is a number from 1.9 to 2.4, preferably from 2.0 to 2.3.
  • b+c is a number from 1.9 to 2.4, preferably from 2.0 to 2.3.
  • R 3 in formula (2) examples include unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms and no aliphatic unsaturated bonds.
  • R 3 include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl, hexyl, octyl, and decyl; aryl groups such as phenyl, tolyl, xylyl, and naphthyl; cycloalkyl groups such as cyclopentyl and cyclohexyl; aralkyl groups such as benzyl, 2-phenylethyl, and 3-phenylpropyl; and groups in which some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms in these hydrocarbon groups have been replaced by halogen atoms such as chlorine, bromine, and iodine; or cyano groups, such as chloromethyl, 2-brom
  • methyl groups, phenyl groups, or a combination of both are preferred.
  • Component (A) in which R 3 is a methyl group, a phenyl group, or a combination of both is easy to synthesize and has good chemical stability. Furthermore, when an organopolysiloxane with particularly good chemical stability is used as component (A), it is even more preferred that R 3 is a combination of a methyl group, a phenyl group, or a combination of both, and a 3,3,3-trifluoropropyl group.
  • R 4 may, for example, be an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms.
  • R 4 include a vinyl group, an allyl group, a 1-propenyl group, an isopropenyl group, a 1-butenyl group, an isobutenyl group, and a hexenyl group. Of these, a vinyl group is preferred.
  • Component (A) in which R 4 is a vinyl group is easy to synthesize and has good chemical stability.
  • component (A) include dimethylsiloxane-methylvinylsiloxane copolymers capped at both molecular chain terminals with trimethylsiloxy groups, methylvinylpolysiloxanes capped at both molecular chain terminals with trimethylsiloxy groups, dimethylsiloxane-methylvinylsiloxane-methylphenylsiloxane copolymers capped at both molecular chain terminals with trimethylsiloxy groups, dimethylsiloxane-methylvinylsiloxane-diphenylsiloxane copolymers capped at both molecular chain terminals with trimethylsiloxy groups, dimethylpolysiloxanes capped at both molecular chain terminals with dimethylvinylsiloxy groups, methylvinylpolysiloxanes capped at both molecular chain terminals with dimethylvinylsiloxy groups, dimethylsiloxane-methylvinylsiloxane-methyl
  • Component (B) is an organohydrogenpolysiloxane having at least one hydrogen atom (Si-H group) bonded to a silicon atom on average per molecule, and may be used alone or in appropriate combination of two or more.
  • the organohydrogenpolysiloxane of component (B) is a curing agent for a silicone composition, and has an average of at least one, preferably at least two (2 to 300), more preferably at least three (3 to 200) hydrogen atoms bonded to silicon atoms (Si-H groups) per molecule.
  • the molecular structure of component (B) is not particularly limited, and may be, for example, any of straight-chain, branched, cyclic, or three-dimensional network structure resinous materials, and those represented by the following average composition formula (3) may be used.
  • R5dHeSiO ( 4-de)/2 ( 3) (In the formula, R5 is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group excluding aliphatic unsaturated hydrocarbon groups.
  • d is 1.0 to 3.0, preferably 1.2 to 2.5
  • e is 0.05 to 2.0, preferably 0.07 to 1.0
  • d+e is a number that satisfies the range of 0.5 to 3.0, preferably 0.8 to 2.5.)
  • R5 examples include unsubstituted or halogen-substituted monovalent hydrocarbon groups, preferably having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, excluding aliphatic unsaturated bonds, such as alkyl groups, such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, isopropyl, isobutyl, tert-butyl, and cyclohexyl; aryl groups, such as phenyl, tolyl, and xylyl; aralkyl groups, such as benzyl and phenethyl; and halogenated alkyl groups, such as 3-chloropropyl and 3,3,3-trifluoropropyl. Among these, methyl, ethyl, propyl, phenyl, and 3,3,3-trifluoropropyl are preferred, with methyl being more preferred.
  • organohydrogenpolysiloxane of component (B) examples include 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane, 1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane, methylhydrogencyclopolysiloxane, methylhydrogensiloxane-dimethylsiloxane cyclic copolymer, tris(dimethylhydrogensiloxy)methylsilane, tris(dimethylhydrogensiloxy)phenylsilane, dimethylsiloxane-methylhydrogensiloxane copolymer capped at both molecular chain ends with dimethylhydrogensiloxy groups, and methylhydrogenpolysiloxane capped at both molecular chain ends with dimethylhydrogensiloxy groups.
  • methylhydrogenpolysiloxanes capped with trimethylsiloxy groups at both molecular chain ends dimethylpolysiloxanes capped with dimethylhydrogensiloxy groups at both molecular chain ends, dimethylsiloxane-diphenylsiloxane copolymers capped with dimethylhydrogensiloxy groups at both molecular chain ends, dimethylsiloxane-methylhydrogensiloxane copolymers capped with trimethylsiloxy groups at both molecular chain ends, dimethylsiloxane-diphenylsiloxane-methylhydrogensiloxane copolymers capped with trimethylsiloxy groups at both molecular chain ends, dimethylsiloxane-methylhydrogensiloxane copolymers capped with dimethylhydrogensiloxy groups at both molecular chain ends, H(CH
  • organohydrogenpolysiloxane include a copolymer of H( CH3 ) 2Si
  • the kinetic viscosity of component (B) at 25°C is not particularly limited, but is preferably 1 to 10,000 mm2 /s, more preferably 3 to 5,000 mm2 /s, and even more preferably 5 to 3,000 mm2 /s, and is preferably liquid at room temperature (25°C).
  • components (A) and (B) are blended so that the molar ratio (Si-H/Si-Vi) of alkenyl groups bonded to silicon atoms in component (A) to Si-H groups in component (B) is from 1 to 20.
  • the molar ratio is an amount that provides a molar ratio of 1 to 20, preferably an amount that provides a molar ratio of 2 to 17, and more preferably an amount that provides a molar ratio of 3 to 15.
  • the molar ratio is less than 1, depending on the conditions of the other components, there may not be enough Si-H residues in the silicone gel crosslinked product obtained by the reaction of component (A) with component (B) for the active sites of component (E) or component (F), so that the elastic modulus is not increased, and the silicone composition may shift during thermal cycling or the silicone composition may become too viscous and difficult to handle.
  • the active sites of component (E) or component (F) are filled with component (A) and unreacted component (B), and the Si-H groups in the silicone gel crosslinked product obtained by the reaction of component (A) with component (B) cannot crosslink the active sites of component (E) or component (F), and there is a risk of the silicone composition shifting or cracking during thermal cycling.
  • the silicone composition preferably contains a platinum group metal curing catalyst, which is an addition reaction catalyst (component G) for promoting the reaction between the alkenyl group bonded to the silicon atom in component (A) and the Si-H group in component (B), and examples of such catalysts include well-known catalysts used in hydrosilylation reactions. These may be used alone or in appropriate combination of two or more.
  • a hydrosilylation catalyst in which a platinum complex such as chloroplatinic acid or a chloroplatinate salt is diluted with an organopolysiloxane having a vinyl group such as an alkenyl group is preferred. This can be obtained by mixing a platinum complex with an organopolysiloxane having a vinyl group.
  • the amount of the addition reaction catalyst (component G) added may be a so-called catalytic amount, and is preferably 0.1 to 2,000 ppm, and more preferably 1.0 to 1,000 ppm, calculated as the platinum group metal element mass relative to component (A).
  • the reaction between the alkenyl groups bonded to silicon atoms in component (A) and the Si—H groups in component (B) (to form a silicone gel crosslinked product) is preferably carried out by heating at 80 to 200° C. for 30 minutes to 4 hours.
  • Component (C) is an organopolysiloxane having a kinetic viscosity of 80,000 mm2 /s or more at 25°C. Its chemical structure is not particularly limited, but examples thereof include non-reactive organopolysiloxanes such as dimethylpolysiloxanes, organopolysiloxanes having two or more aliphatic unsaturated hydrocarbon groups in one molecule, organohydrogenpolysiloxanes having two or more hydrogen atoms bonded to silicon atoms in one molecule, and hydrolyzable organopolysiloxanes having two or more hydrolyzable groups in one molecule, and may be used alone or in combination of two or more.
  • organopolysiloxane having a kinetic viscosity of 80,000 mm2 /s or more at 25°C. Its chemical structure is not particularly limited, but examples thereof include non-reactive organopolysiloxanes such as dimethylpolysiloxanes, organ
  • organopolysiloxanes having two or more aliphatic unsaturated hydrocarbon groups in one molecule or dimethylpolysiloxanes are preferred because they increase the elastic modulus of the silicone composition and have a large effect of improving shear resistance and crack resistance.
  • the molecular structure is not particularly limited, and examples include a linear structure, a branched structure, and a linear structure having a partial branched structure or a cyclic structure.
  • the main chain is composed of a repeating diorganosiloxane unit and has a linear structure in which both ends of the molecular chain are blocked with triorganosiloxy groups.
  • the organopolysiloxane having the linear structure may also have a partially branched structure or a cyclic structure.
  • the kinetic viscosity of component (C) at 25°C is 80,000 mm2 /s or more, preferably 120,000 mm2 /s or more, more preferably 500,000 mm2 /s or more, and even more preferably 700,000 mm2 /s or more. If the kinetic viscosity is less than 80,000 mm2 /s, the elastic modulus of the silicone composition is insufficient, and there is a risk of the silicone composition slipping or cracking during thermal cycling. There is no particular upper limit to the kinetic viscosity of component (C), but it can be, for example, 10,000,000 mm2 /s.
  • ⁇ sp ( ⁇ / ⁇ 0 )-1 [2] ⁇ sp is substituted into the following equation (Huggins relation) to derive the intrinsic viscosity [ ⁇ ].
  • K' is the Huggins constant.
  • ⁇ sp [ ⁇ ] + K' [ ⁇ ] 2 [3] [ ⁇ ] is substituted into the following formula (A. Kolorlov's formula) to derive the molecular weight M.
  • [ ⁇ ] 0.215 ⁇ 10 ⁇ 4 M 0.65 [4]
  • the amount of component (C) is 1 to 200 parts by mass, more preferably 5 to 150 parts by mass, and even more preferably 10 to 100 parts by mass, per 100 parts by mass of the total of components (A) and (B). If the amount is less than 1 part by mass, the elastic modulus of the resulting composition is insufficient, and there is a risk of the silicone composition slipping or cracking during thermal cycling. If the amount is more than 200 parts by mass, the viscosity will be high and the product will be difficult to handle.
  • Component (D) is a silicone oil having a kinetic viscosity of less than 80,000 mm2 /s at 25°C that is free of aliphatic unsaturated bonds and Si-H groups, and is preferably a one-terminal trifunctional hydrolyzable organopolysiloxane represented by the following general formula (1) that is not involved in crosslinking of the silicone gel crosslinked product.
  • each R 1 is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms
  • each R 2 is independently one or more groups selected from the group consisting of unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon groups having 1 to 18 carbon atoms and no aliphatic unsaturated bonds
  • a is an integer from 5 to 120.
  • the organopolysiloxane of general formula (1) is used to treat the surface of the thermally conductive filler of components (E) and (F). It not only aids in high powder packing, but also prevents the powder from agglomerating by covering the powder surface, and this effect persists even at high temperatures, improving the heat resistance of the thermally conductive silicone composition of the present invention.
  • R 1 is each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, or a propyl group, with a methyl group or an ethyl group being particularly preferred.
  • R 2 's are each independently an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 14 carbon atoms, and having no aliphatic unsaturated bonds.
  • alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, neopentyl, hexyl, cyclohexyl, octyl, nonyl, and decyl groups; aryl groups such as phenyl, tolyl, xylyl, and naphthyl groups; aralkyl groups such as benzyl, phenylethyl, and phenylpropyl groups; and 3,3,3-trifluoropropyl groups in which some or all of the hydrogen atoms of these groups have been substituted with halogen atoms such as fluorine and chlorine, among which preferred are alkyl groups, aryl groups, and 3,3,3-trifluoropropyl groups, and more preferred are methyl, phenyl, and 3,3,3-trifluoropropyl groups.
  • the kinetic viscosity of component (D) at 25° C. is less than 80,000 mm 2 /s, preferably from 5 to 500 mm 2 /s, and more preferably from 10 to 300 mm 2 /s.
  • the amount of component (D) is in the range of 50 to 3,000 parts by mass, preferably 100 to 2,500 parts by mass, and more preferably 200 to 2,000 parts by mass, per 100 parts by mass of the total of components (A) and (B). If the amount is less than 50 parts by mass, the viscosity of the resulting composition may become high, resulting in poor handling. If the amount is more than 3,000 parts by mass, the silicone composition may shift or crack during thermal cycling.
  • the total content of components (A), (B), (C) and (D) in the thermally conductive silicone composition of the present invention is preferably 0.1 to 25% by mass, more preferably 0.2 to 15% by mass, and even more preferably 0.5 to 10% by mass.
  • Component (E) is a thermally conductive inorganic filler having an average particle size of 3 ⁇ m or less.
  • component (E) include aluminum, silver, copper, nickel, zinc oxide, aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, silicon carbide, diamond, graphite, metallic silicon, etc. These can be used alone or in appropriate combination of two or more.
  • This thermally conductive inorganic filler has a large specific surface area and interacts with the crosslinked product of components (A) and (B), which have many Si-H groups, to improve the storage modulus. It also regulates the particle size distribution of the thermally conductive inorganic filler of component (F), resulting in close packing and increasing the amount of the filler blended, thereby improving the thermal conductivity of the silicone composition.
  • thermally conductive inorganic filler examples include aluminum oxide powder, zinc oxide powder, magnesium oxide, aluminum nitride, and boron nitride powder. These are insulating materials, and are available in a wide industrial range of particle sizes, are easily available, and are relatively inexpensive, so they are widely used as heat dissipation materials.
  • metal oxides --OH residues exist on the surface
  • metal nitrides --NH 2 residues exist on the surface, so that they can be expected to interact with Si--H residues present in the organopolysiloxane.
  • the component (E) used in the present invention may be in the form of an amorphous material, a granulated powder, or a spherical material. Among these, it is preferable to use a spherical thermally conductive inorganic filler, particularly from the viewpoint of packing properties.
  • the average particle size of component (E) is 3 ⁇ m or less, preferably 0.5 to 2.5 ⁇ m.
  • the average particle size of component (E) and component (F) is the volume cumulative average particle size value D50 (or median diameter) measured by a laser diffraction/scattering method, for example, using a particle size distribution meter, Microtrac MT3300EX, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
  • the content of component (E) in the silicone composition is preferably 10 to 95% by mass, and more preferably 11 to 50% by mass, based on the total composition. If the content of component (E) is too low, the resulting silicone composition may slip or crack, or exhibit reduced thermal conductivity, while if the content is too high, the silicone composition may become highly viscous, making it difficult to apply evenly.
  • Component (F) is a thermally conductive inorganic filler having an average particle size of 5 ⁇ m or more.
  • component (F) include aluminum, silver, copper, nickel, zinc oxide, aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, silicon carbide, diamond, graphite, and metallic silicon. These can be used alone or in appropriate combination of two or more. These overlap with the above-mentioned component (E), but have different average particle sizes.
  • the average particle size of component (F) is 5 ⁇ m or more, preferably 5 to 200 ⁇ m, and more preferably 6 to 120 ⁇ m.
  • the content of component (F) in the silicone composition is preferably from 10 to 95% by mass, and more preferably from 30 to 80% by mass, based on the total mass of the composition.
  • the total content of components (E) and (F) is preferably 50 to 98% by mass, more preferably 60 to 97% by mass, and even more preferably 70 to 96% by mass, based on the total composition. If the total content is less than 50% by mass, the thermal conductivity will be low, and if it exceeds 98% by mass, sufficient coating performance may not be obtained.
  • the mass ratio of components (E) to (F) is 80:20 to 5:95, preferably 65:35 to 15:85, and more preferably 50:50 to 25:75.
  • the silicone composition of the present invention can contain any component other than those mentioned above, provided the effect of the present invention is not impaired.
  • examples of such components include fillers and adhesion promoters.
  • the filler examples include clays such as wollastonite, talc, calcium sulfate, magnesium carbonate, kaolin, etc., copper carbonates such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, graphite, barite, malachite, etc., nickel carbonates such as zarakite, etc., barium carbonates such as witherite, strontium carbonates such as strontianite, silicates such as forsterite, sillimanite, mullite, pyrophyllite, kaolinite, vermiculite, etc., non-reinforcing fillers such as diatomaceous earth, and fillers whose surfaces have been treated with an organosilicon compound.
  • clays such as wollastonite, talc, calcium sulfate, magnesium carbonate, kaolin, etc.
  • copper carbonates such as aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, graphite, barite, malachite, etc., nickel carbonates such as zarakit
  • the content of the filler in the silicone composition is preferably 100 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total of components (A), (B), (C), and (D).
  • an adhesion promoter may be blended in.
  • the adhesion promoter may be used alone or in appropriate combination of two or more kinds.
  • Specific examples of adhesion promoters include alkyl alkenyl dialkoxy silanes such as methyl vinyl dimethoxy silane, ethyl vinyl dimethoxy silane, methyl vinyl diethoxy silane, and ethyl vinyl diethoxy silane; alkyl alkenyl dioxime silanes such as methyl vinyl dioxime silane and ethyl vinyl dioxime silane; alkyl alkenyl diacetoxy silanes such as methyl vinyl diacetoxy silane and ethyl vinyl diacetoxy silane; alkyl alkenyl dihydroxy silanes such as methyl vinyl dihydroxy silane and ethyl vinyl dihydroxy silane; organo trialkoxy silane such as methyl trimethoxy silane, vinyl trimethoxy silane, allyl trimethoxy silane
  • An example of a method for producing the thermally conductive silicone composition of the present invention is a method having the following steps. Step (I) Components (A), (C), (D), (E) and (F) are mixed at room temperature for 10 to 30 minutes. Step (II) Component (G) is added as necessary to the mixture obtained in step (I), and the mixture is mixed at room temperature for 2 minutes.
  • Step (III) To the mixture obtained in step (II), specific amounts of component (B) and, as necessary, any component are added so that the molar ratio (Si-H/Si-Vi) of alkenyl groups bonded to silicon atoms in component (A) to Si-H groups in component (B) is 1 or more and 20 or less, and the mixture is heated to 165°C and mixed under reduced pressure for 180 minutes.
  • Step (IV) Thereafter, heating is stopped, and the mixture obtained in step (III) is cooled to 50° C. or less at room temperature under air blowing conditions. After cooling, stirring and mixing are carried out at room temperature under reduced pressure for 60 minutes.
  • the mixing is carried out using a mixer such as Remix, Twinmix, Planetary Mixer (all of which are registered trademarks of mixers manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.), Ultra Mixer (registered trademark of mixers manufactured by Mizuho Kogyo Co., Ltd.), or Hivis Dispermix (registered trademark of mixers manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd.).
  • the mixing temperature and time are not particularly limited, and mixing at room temperature for 3 to 5 minutes is recommended.
  • the absolute viscosity of the thermally conductive silicone composition of the present invention at 25°C is preferably 100 to 2,000 Pa ⁇ s, and more preferably 150 to 1,500 Pa ⁇ s. If the absolute viscosity is less than 100 Pa ⁇ s, the silicone composition may drip during application, resulting in reduced applicability. Furthermore, there is a risk of precipitation of components (E) and (F) during long-term storage. On the other hand, if the absolute viscosity exceeds 2,000 Pa ⁇ s, the applicability may decrease, resulting in reduced production efficiency.
  • the absolute viscosity is a value measured at 25°C using a Malcolm viscometer (Type PC-1TL).
  • Component (A) Dimethylpolysiloxane, both ends of which are capped with dimethylvinylsilyl groups and having a kinetic viscosity of 600 mm 2 /s at 25° C. (vinyl group content: 0.014 mol/100 g)
  • A-2 a dimethylsiloxane-diphenylsiloxane copolymer terminated with a terminal trimethylsiloxy group and a vinyldimethylsiloxy group, having a kinetic viscosity of 700 mm 2 /s at 25° C. (vinyl group content: 0.0053 mol/100 g)
  • Component (B) B-1 Organohydrogenpolysiloxane represented by the following formula: (In the formula, Me is a methyl group, and the bonding order of each siloxane unit is not limited to the above.) (Si—H group content: 0.0055 mol/g)
  • Component (C) Dimethylpolysiloxane, both ends of which are capped with trimethylsilyl groups and which has a kinetic viscosity of 80,000 mm 2 /s at 25° C.
  • C-2 Dimethylpolysiloxane, both ends of which are capped with dimethylvinylsilyl groups and which has a kinetic viscosity of 80,000 mm 2 /s at 25° C.
  • C-3 Dimethylpolysiloxane, both ends of which are capped with trimethylsilyl groups and which has a kinetic viscosity of 150,000 mm 2 /s at 25° C.
  • C-4 Dimethylpolysiloxane, both ends of which are capped with dimethylvinylsilyl groups and which has a kinetic viscosity of 150,000 mm 2 /s at 25° C.
  • C-5 Dimethylpolysiloxane, both ends of which are capped with trimethylsilyl groups and which has a kinetic viscosity of 15,000,000 mm 2 /s at 25° C.
  • c-6 (for comparison): Dimethylpolysiloxane, both ends of which are capped with trimethylsilyl groups and having a kinetic viscosity of 50,000 mm 2 /s at 25° C.
  • c-7 Dimethylpolysiloxane, both ends of which are capped with dimethylvinylsilyl groups and which has a kinetic viscosity of 50,000 mm 2 /s at 25° C.
  • c-8 Dimethylpolysiloxane, both ends of which are capped with trimethylsilyl groups and which has a kinetic viscosity of 10,000 mm 2 /s at 25° C.
  • c-9 (for comparison): Dimethylpolysiloxane, both ends of which are capped with trimethylsilyl groups and which has a kinetic viscosity of 5,000 mm 2 /s at 25° C.
  • Component (D) D-1 Organopolysiloxane represented by the following formula and having a kinetic viscosity of 30 mm 2 /s at 25° C.
  • Component (E) E-1 Zinc oxide powder with an average particle size of 0.5 ⁇ m
  • F-1 Aluminum oxide powder with an average particle size of 10 ⁇ m
  • F-2 Aluminum oxide powder with an average particle size of 45 ⁇ m
  • G-1 Addition reaction catalyst (A-1 solution of platinum-divinyltetramethyldisiloxane complex, containing 1% by mass of platinum atoms)
  • Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 7 The compositions of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 7 were obtained by mixing the ingredients in the compositions shown in Tables 1 and 2 below as follows. The obtained compositions were evaluated by the following methods. Components (A), (C), (D), (E) and (F) were mixed at room temperature for 10 to 30 minutes, component (G) was added and mixed at room temperature for 2 minutes, component (B) was further added, heated to 165°C and mixed under reduced pressure for 180 minutes. Thereafter, heating was stopped and the mixture was cooled to 50°C or less at room temperature under air blowing conditions. After cooling, stirring and mixing were performed at room temperature under reduced pressure for 60 minutes.
  • Components (A), (C), (D), (E) and (F) were mixed at room temperature for 10 to 30 minutes, component (G) was added and mixed at room temperature for 2 minutes, component (B) was further added, heated to 165°C and mixed under reduced pressure for 180 minutes. Thereafter, heating was stopped and the mixture was cooled to
  • the thermal conductivity was measured at 25° C. by pouring each composition into a mold 3 cm thick, covering it with kitchen wrap, and measuring the thermal conductivity using a Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd. TPS-2500S.
  • Heat and cold test conditions (2) A cycle test was carried out under conditions of ⁇ 40° C./30 minutes and 150° C./30 minutes as one cycle, and the state after 1,000 cycles was observed. If the disk-shaped cured silicone composition was displaced from its original position, it was marked as "displaced”, if there was no displacement from the original position, it was marked as "not displaced”, if the cured silicone composition was cracked, it was marked as "cracked”, and if there was no crack, it was marked as "not cracked”. If the crack was 1 mm or less, this was noted.
  • Comparative Example 1 The amount of component C blended was small, and the cured silicone composition cracked. Comparative Example 2: The amount of component C was large, and the viscosity was high, resulting in poor workability. Comparative Examples 3, 4, 5, and 6: Because the kinetic viscosity of component C was low, the cured silicone composition cracked. Comparative Example 7: The molar ratio of Si--H/Si--Vi was small, and the cured product of the silicone composition was displaced from its original position.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

熱伝導性、塗布性、耐ズレ性及び耐割れ性に優れた熱伝導性シリコーン組成物の提供。 (A)ケイ素原子に結合したアルケニル基を有し、25℃における動粘度が10~50,000mm2/sのオルガノポリシロキサン、及び、(B)オルガノハイドロジェンポリシロキサン(成分(A)中のケイ素原子に結合したアルケニル基(Si-Vi)と成分(B)中のSi-H基とのモル比(Si-H/Si-Vi)が1~20となる量)、 (C)25℃における動粘度が80,000mm2/s以上のオルガノポリシロキサン、 (D)脂肪族不飽和結合およびSi-H基を有しない、25℃における動粘度が80,000mm2/s未満のシリコーンオイル、及び、 (E)平均粒径が3μm以下の熱伝導性無機充填材、及び、(F)平均粒径が5μm以上の熱伝導性無機充填材 を含有する熱伝導性シリコーン組成物。

Description

熱伝導性シリコーン組成物
 本発明は、熱伝導性、塗布性、耐ズレ性及び耐割れ性に優れた熱伝導性シリコーン組成物に関する。
 一般に、電気・電子部品は使用中に熱が発生するので、これらの部品を適切に動作させるためには除熱が必要であり、従来、その除熱用に使用する種々の熱伝導性材料が提案されている。この場合の熱伝導性材料としては、取扱いが容易なシート状のものと、放熱用グリースと称されるペースト状のものという2種類の形態のものがある。
 シート状のものは取扱いが容易であるだけでなく、安定性にも優れるという利点がある一方、接触熱抵抗が必然的に大きくなるため、放熱性能は放熱用グリースの場合より劣ることになる。また、シート状を保つためにはある程度の強度及び硬さが必要となるため、素子と筐体の間に生じる公差を吸収することができず、それらの応力によって素子が破壊されることもある。
 これに対し、放熱用グリースの場合には、塗布装置等を用いることによって電気・電子部品の大量生産にも適応できるだけでなく、接触熱抵抗が低いので放熱性能にも優れるという利点がある。しかしながら、良好な塗布性能を得るために放熱用グリースの粘度を低くした場合には、素子の冷熱衝撃等によって放熱グリースにズレ(ポンプアウト現象)や割れが発生し、除熱が十分でなくなり、その結果、素子が誤作動を起こすことがあった。
 そこで、特定のオルガノポリシロキサンと、酸化亜鉛、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素及び炭化ケイ素等の増稠剤と、1分子中にケイ素原子に直結した水酸基を少なくとも1個有するオルガノポリシロキサンと、アルコキシシランとを組み合わせてベースオイルのブリードを抑えた、グリース状シリコーン組成物(特許文献1:特開平11-49958号公報);液状シリコーンと、一定の熱伝導率を有しモース硬度が6以上の熱伝導性無機充填材と、一定の熱伝導率を有し、モース硬度が5以下の熱伝導性無機充填材とを組み合わせてなる、熱伝導性及びディスペンス性に優れた熱伝導性シリコーン組成物(特許文献2:特開平11-246884号公報);特定の基油と平均粒径が0.5~50μmの金属アルミニウム粉体とを組み合わせてなる熱伝導性グリース組成物(特許文献3:特開2000-63873号公報);平均粒径の異なる2種の窒化アルミニウム粉末を混合して使用することにより、シリコーングリース中の窒化アルミニウムの充填率を高めたシリコーン組成物(特許文献4:特開2000-169873号公報);オイルの粘性を高めてブリードアウトを抑制したシリコーン組成物(特許文献5:特開2003-301189号公報);特定のSi-H/Si-Viにすることで耐ズレ性に優れた熱伝導性シリコーン組成物(特許文献6:特開2020-063365号公報)等の、さらに高性能な熱伝導性シリコーン組成物が提案されてきたが、いずれの熱伝導性材料や熱伝導性グリースも、高温と低温の間で温度変化を繰り返す過酷な条件下(熱サイクル時)ではズレや割れが発生してしまう場合がある。
特開平11-49958号公報 特開平11-246884号公報 特開2000-63873号公報 特開2000-169873号公報 特開2003-301189号公報 特開2020-063365号公報
 従って、本発明の目的は、熱伝導性、塗布性、耐ズレ性及び耐割れ性に優れた熱伝導性シリコーン組成物を提供することにある。
 本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、下記の熱伝導性シリコーン組成物が、高熱伝導性及び良好な耐ズレ性、耐割れ性と塗布性を有することができることを見出し、本発明を完成した。
 すなわち、本発明は、下記の熱伝導性シリコーン組成物を提供するものである。
[1]
(A)ケイ素原子に結合したアルケニル基を有し、25℃における動粘度が10~50,000mm2/sのオルガノポリシロキサン、及び、(B)オルガノハイドロジェンポリシロキサン(成分(A)中のケイ素原子に結合したアルケニル基(Si-Vi)と成分(B)中のSi-H基とのモル比(Si-H/Si-Vi)が1~20となる量):100質量部、
(C)25℃における動粘度が80,000mm2/s以上のオルガノポリシロキサン:成分(A)及び成分(B)の合計100質量部に対して1~200質量部、
(D)脂肪族不飽和結合およびSi-H基を有しない、25℃における動粘度が80,000mm2/s未満のシリコーンオイル:成分(A)及び成分(B)の合計100質量部に対して50~3,000質量部、及び、
(E)平均粒径が3μm以下の熱伝導性無機充填材、及び、(F)平均粒径が5μm以上の熱伝導性無機充填材:成分(E)と成分(F)の合計含有量が組成物全体に対して50~98質量%となり、成分(E):成分(F)の質量比が、80:20~5:95となる量
を含有する熱伝導性シリコーン組成物。

[2]
 成分(C)がケイ素原子に結合したアルケニル基を有する、25℃における動粘度が120,000mm2/s以上のオルガノポリシロキサンである[1]に記載の熱伝導性シリコーン組成物。

[3]
 成分(C)が25℃における動粘度が700,000mm2/s以上の無反応性オルガノポリシロキサンである[1]又は[2]に記載の熱伝導性シリコーン組成物。

[4]
 成分(D)が下記一般式(1)で表される片末端加水分解性オルガノポリシロキサンからなるシリコーンオイルである[1]~[3]のいずれか1項に記載の熱伝導性シリコーン組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(式中、R1はそれぞれ独立に、炭素数1~6のアルキル基、R2はそれぞれ独立に、炭素数1~18の脂肪族不飽和結合を有しない非置換又は置換の1価炭化水素基の群から選択される1種もしくは2種以上の基であり、aは5~120の整数である。)

[5]
 成分(A)が下記平均組成式(2):
  R3 b4 cSiO(4-b-c)/2   (2)
(式中、R3は脂肪族不飽和結合を有しない非置換又は置換の1価炭化水素基を表し、R4はアルケニル基を表し、bは1.7~2.2の数であり、cは0.0001~0.2の数であり、但しb+cは1.9~2.4を満たす数である)
で表され、ケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中に少なくとも1個有するオルガノポリシロキサンであり、
成分(B)が1分子中に、ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである[1]~[4]のいずれか1項に記載の熱伝導性シリコーン組成物。

[6]
 成分Gとして付加反応触媒を、成分(A)に対する白金族金属元素質量換算で0.1~2,000ppm含む[1]~[5]のいずれか1項に記載の熱伝導性シリコーン組成物。
 本発明によれば、耐ズレ性、耐割れ性、塗布性及び熱伝導性に優れた熱伝導性シリコーン組成物を提供することができる。この熱伝導性シリコーン組成物は、使用中に熱が発生する電気・電子部品からの除熱材料に好適である。
 本発明の熱伝導性シリコーン組成物について以下に詳述する。
成分(A)
 成分(A)アルケニル基含有オルガノポリシロキサンは、ケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中に平均して少なくとも0.1個、好ましくは1~20個、より好ましくは2~10個有するものである。これらは1種単独又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
 成分(A)の25℃における動粘度は、10~50,000mm2/sであり、100~40,000mm2/sが好ましい。動粘度が10mm2/s未満であると、得られる熱伝導性シリコーン組成物中の熱伝導性無機充填材が沈降しやすくなり、長期の保存性に欠けるおそれがある。また、動粘度が50,000mm2/sを超えると、得られるシリコーン組成物は著しく流動性を欠いたものとなりやすく、作業性が劣ったものとなるおそれがある。なお、オルガノポリシロキサンの動粘度は25℃にてオストワルド粘度計で測定した値である。
 成分(A)の分子構造は特に限定されず、例えば、直鎖状構造、一部分岐を有する直鎖状構造、分岐鎖状構造、環状構造、分岐を有する環状構造等が挙げられるが、直鎖状のオルガノポリシロキサンであることが好ましく、具体的には、分子鎖が主にジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基で封鎖された直鎖状のジオルガノポリシロキサンであることが好ましい。また、成分(A)は、単一のシロキサン単位からなる重合体であっても、2種以上のシロキサン単位からなる共重合体であってもよい。さらに、成分(A)中のケイ素原子に結合したアルケニル基の位置は特に限定されず、このアルケニル基は分子鎖末端のケイ素原子及び分子鎖非末端(分子鎖途中)のケイ素原子のどちらか一方にのみ結合していてもよいし、これら両者に結合していてもよい。
 成分(A)としては、例えば、下記平均組成式(2)
  R3 b4 cSiO(4-b-c)/2   (2)
(式中、R3は独立に脂肪族不飽和結合を有しない非置換又は置換の1価炭化水素基を表し、R4は独立にアルケニル基を表し、bは、1.7~2.2、好ましくは1.8~2.0の数であり、cは、0.0001~0.2、好ましくは0.0005~0.1の数である。但し、b+cは、1.9~2.4、好ましくは2.0~2.3の数である。)
で表され、ケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中に少なくとも1個有するオルガノポリシロキサンが挙げられる。
 式(2)中のR3としては、例えば、炭素数1~10の脂肪族不飽和結合を有しない非置換又は置換の1価炭化水素基が挙げられる。R3の具体例としては、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、ヘキシル基、オクチル基、デシル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ベンジル基、2-フェニルエチル基、3-フェニルプロピル基等のアラルキル基;これらの炭化水素基中の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全てが塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;シアノ基等によって置換された基、例えば、クロロメチル基、2-ブロモエチル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基、シアノエチル基等が挙げられる。
 これらの中でも、メチル基、フェニル基又はこれら両者の組み合わせが好ましい。R3がメチル基、フェニル基又はこれら両者の組み合わせである成分(A)は、合成が容易であり、化学的安定性が良好である。また、成分(A)として化学的安定性が特に良好なオルガノポリシロキサンを用いる場合には、R3はメチル基、フェニル基又はこれら両者の組み合わせと3,3,3-トリフルオロプロピル基との組み合わせであることがさらに好ましい。
 式(2)中のR4としては、例えば、炭素数2~8のアルケニル基が挙げられる。R4の具体例としては、ビニル基、アリル基、1-プロペニル基、イソプロペニル基、1-ブテニル基、イソブテニル基、ヘキセニル基等が挙げられる。これらの中でもビニル基が好ましい。R4がビニル基である成分(A)は、合成が容易であり、化学的安定性が良好である。
 成分(A)の具体例としては、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルビニルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジビニルメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端トリビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖末端トリメチルシロキシ基・ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖末端トリメチルシロキシ基・ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体、分子鎖末端トリメチルシロキシ基・ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、分子鎖末端トリメチルシロキシ基・ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体等が挙げられる。
 これらのオルガノポリシロキサンは、1種単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよく、また重合度の異なる1種又は2種以上を併用してもよい。
成分(B)
 成分(B)はケイ素原子に結合した水素原子(Si-H基)を1分子中に平均して少なくとも1個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、1種単独又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。成分(B)のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、シリコーン組成物の硬化剤であり、1分子中に平均1個以上、好ましくは2個以上(2~300個)、より好ましくは3個以上(3~200個)のケイ素原子に結合した水素原子(Si-H基)を有するものである。成分(B)の分子構造は特に限定されず、例えば、直鎖状、分岐状、環状、又は三次元網状構造の樹脂状物のいずれのものであってもよく、下記平均組成式(3)で示されるものを用いることができる。
  R5 deSiO(4-d-e)/2   (3)
(式中、R5は脂肪族不飽和炭化水素基を除く、非置換又は置換の1価炭化水素基である。dは1.0~3.0、好ましくは1.2~2.5であり、eは0.05~2.0、好ましくは0.07~1.0であり、かつd+eは0.5~3.0、好ましくは0.8~2.5を満たす数である。)
 上記R5としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、イソプロピル基、イソブチル基、tert-ブチル基、シクロヘキシル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基;3-クロロプロピル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基等の、脂肪族不飽和結合を除く、好ましくは炭素数1~10、より好ましくは1~8の非置換又はハロゲン置換の1価炭化水素基等が例示される。これらのなかでも、メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
 成分(B)のオルガノハイドロジェンポリシロキサンとして、具体的には、例えば、1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン、1,3,5,7-テトラメチルシクロテトラシロキサン、メチルハイドロジェンシクロポリシロキサン、メチルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン環状共重合体、トリス(ジメチルハイドロジェンシロキシ)メチルシラン、トリス(ジメチルハイドロジェンシロキシ)フェニルシラン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、H(CH32SiO1/2単位とSiO2単位との共重合体、H(CH32SiO1/2単位と(CH33SiO1/2単位とSiO2単位との共重合体、さらに、これらのオルガノハイドロジェンポリシロキサンの2種以上の混合物等が挙げられる。
 成分(B)の25℃における動粘度は特に限定されないが、好ましくは1~10,000mm2/s、より好ましくは3~5,000mm2/s、さらに好ましくは5~3,000mm2/sであり、室温(25℃)で液状のものが好ましい。
 本発明は、成分(A)及び成分(B)を、成分(A)中のケイ素原子に結合したアルケニル基と成分(B)中のSi-H基とのモル比(Si-H/Si-Vi)が1以上20以下となるように配合する。前記モル比は、1~20となる量であり、2~17となる量が好ましく、3~15となる量がより好ましい。
 前記モル比が1未満であると、他の成分の条件によっては、成分(E)または成分(F)の活性サイトに対して、成分(A)と成分(B)との反応により得られるシリコーンゲル架橋物中に十分なSi-H残基がないため、高弾性率化せず、熱サイクル時にシリコーン組成物のズレが発生したり、シリコーン組成物の粘度が高くなり取り扱い性の悪い物になってしまう場合がある。一方、前記モル比が20を超えると、成分(E)または成分(F)の活性サイトを、成分(A)と未反応の成分(B)が埋めてしまい、成分(A)と成分(B)との反応により得られるシリコーンゲル架橋物中のSi-H基で成分(E)または成分(F)の活性サイトを架橋することができなくなり、熱サイクル時にシリコーン組成物のズレや割れが発生するおそれがある。
 シリコーン組成物には、成分(A)中のケイ素原子に結合したアルケニル基と成分(B)中のSi-H基との反応を促進するための付加反応触媒(成分G)である白金族金属系硬化触媒を含有することが好ましく、ヒドロシリル化反応に用いられる触媒として周知の触媒が挙げられる。これらは1種単独又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。中でも、塩化白金酸又は塩化白金酸塩等の白金錯体を、アルケニル基等のビニル基を有するオルガノポリシロキサンで希釈したヒドロシリル化触媒が好ましい。これは、白金錯体と、ビニル基を有するオルガノポリシロキサンとを混合することで得ることができる。
 白金錯体中にトルエン等の溶媒が含まれる場合は、混合後に溶媒を取り除くとよい。
 付加反応触媒(成分G)の添加量は、所謂触媒量でよく、成分(A)に対する白金族金属元素質量換算で0.1~2,000ppmが好ましく、1.0~1,000ppmがより好ましい。
 なお、成分(A)中のケイ素原子に結合したアルケニル基と成分(B)中のSi-H基との反応(シリコーンゲル架橋物の生成)は、80~200℃で30分~4時間加熱して行うことが好ましい。
成分(C)
 成分(C)は、25℃での動粘度が80,000mm2/s以上であるオルガノポリシロキサンである。その化学構造は特に限定されるものではないが、例えば、ジメチルポリシロキサン等の無反応性オルガノポリシロキサンや、1分子内に2つ以上の脂肪族不飽和炭化水素基を有するオルガノポリシロキサン、1分子内に2つ以上のケイ素原子に結合した水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、1分子内に2つ以上の加水分解性基を有する加水分解性オルガノポリシロキサン等が挙げられ、1種単独でも2種以上を混合して使用してもよい。中でもシリコーン組成物の弾性率が上がり、耐ズレ性及び耐割れ性向上の効果が大きいことから、1分子内に2つ以上の脂肪族不飽和炭化水素基を有するオルガノポリシロキサン、またはジメチルポリシロキサンが好ましい。
 またその分子構造は特に限定されず、直鎖状構造、分岐鎖状構造、一部分岐状構造又は環状構造を有する直鎖状構造等が挙げられる。特には、主鎖がジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基で封鎖された直鎖状構造を有するのが好ましい。該直鎖状構造を有するオルガノポリシロキサンは、部分的に分岐状構造、又は環状構造を有していてもよい。
 成分(C)の動粘度は、25℃において80,000mm2/s以上であり、好ましくは120,000mm2/s以上、より好ましくは500,000mm2/s以上、さらに好ましくは700,000mm2/s以上である。動粘度が80,000mm2/s未満では、シリコーン組成物の弾性率が十分ではなく、熱サイクル時にシリコーン組成物のズレや割れが発生するおそれがある。なお、成分(C)の動粘度の上限値に特に制限はないが、例えば10,000,000mm2/sとすることができる。
 動粘度が1,000,000mm2/sを超える場合、動粘度ηA(25℃)を直接測定することは困難であるため、成分(C)の動粘度ηAは下記のフローで導出したものである。
[1]成分(C)1.0g/100mLのトルエン溶液を調製し、下式の比粘度ηsp(25℃)を導出する。但しηは上記トルエン溶液の粘度、η0はトルエンの粘度である。
  ηsp=(η/η0)-1
[2]ηspを下式(Hugginsの関係式)に代入し、固有粘度〔η〕を導出する。
但しK’はHuggins定数である。
  ηsp=〔η〕+K’〔η〕2
[3]〔η〕を下式(A.Kolorlovの式)に代入し、分子量Mを導出する。
  〔η〕=0.215×10-40.65
[4]Mを下式(A.J.Barryの式)に代入し、成分(C)の動粘度ηAを導出する。
  logηA=1.00+0.0123M0.5
 成分(C)の配合量は、成分(A)及び成分(B)の合計100質量部に対して、1~200質量部であり、より好ましくは5~150質量部であり、更に好ましくは10~100質量部である。該配合量が1質量部より少ないと、得られる組成物の弾性率が十分ではなく、熱サイクル時にシリコーン組成物のズレや割れが発生するおそれがある。該配合量が200質量部より多いと粘度が高くなり取り扱い性の悪い物になってしまうおそれがある。
成分(D)
 成分(D)は、脂肪族不飽和結合およびSi-H基を有しない、25℃における動粘度が80,000mm2/s未満のシリコーンオイルであり、好ましくは、シリコーンゲル架橋物の架橋に関与しない、下記一般式(1)で表される片末端3官能の加水分解性オルガノポリシロキサンである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(式中、R1はそれぞれ独立に、炭素数1~6のアルキル基、R2はそれぞれ独立に、炭素数1~18の脂肪族不飽和結合を有しない非置換又は置換の1価炭化水素基の群から選択される1種もしくは2種以上の基であり、aは5~120の整数である。)
 一般式(1)のオルガノポリシロキサンは、成分(E)及び成分(F)の熱伝導性充填材の表面を処理するために用いるものであり、粉末の高充填化を補助するばかりでなく、粉末表面を覆うことにより粉末同士の凝集を起こりにくくし、高温下でもその効果が持続するため、本発明の熱伝導性シリコーン組成物の耐熱性を向上させる働きがある。
 上記式(1)中、R1は、それぞれ独立に、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等の炭素数1~6のアルキル基が挙げられるが、特にメチル基、エチル基が好ましい。
 上記式(1)中、R2は、それぞれ独立に、炭素数1~18、好ましくは1~14の、脂肪族不飽和結合を有しない非置換又は置換の1価炭化水素基である。その具体例としては、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、へキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチ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等のアラルキル基;これらの基の水素原子の一部または全部が、フッ素、塩素等のハロゲン原子で置換された、3,3,3-トリフルオロプロピル基等が挙げられ、好ましくはアルキル基、アリール基、3,3,3-トリフルオロプロピル基であり、より好ましくはメチル基、フェニル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基である。
 上記式(1)中、aは5~120の整数であり、好ましくは10~90の整数である。
 成分(D)の25℃における動粘度は80,000mm2/s未満であり、5~500mm2/sが好ましく、10~300mm2/sがより好ましい。
 成分(D)の配合量は、成分(A)及び成分(B)の合計100質量部に対して、50~3,000質量部の範囲であり、好ましくは100~2500質量部であり、より好ましくは200~2,000質量部である。該配合量が、50質量部より少ないと、得られる組成物の粘度が高くなり取り扱い性の悪い物になってしまうおそれがある。該配合量が3,000質量部より多いと熱サイクル時にシリコーン組成物のズレや割れが発生するおそれがある。
 本発明の熱伝導性シリコーン組成物中における、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分の合計の含有率は、0.1~25質量%が好ましく、0.2~15質量%がより好ましく、0.5~10質量%がさらに好ましい。
成分(E)
 成分(E)は平均粒径3μm以下の熱伝導性無機充填材である。成分(E)としては、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ダイヤモンド、グラファイト、金属珪素等が挙げられる。これらは、1種単独又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
 この熱伝導性無機充填材は、比表面積が大きく、Si-H基が多数存在する成分(A)及び成分(B)の架橋物と相互作用することにより、貯蔵弾性率を向上させる成分である。また成分(F)の熱伝導性無機充填材の粒度分布を整えて、最密充填にして配合量を増大させ、シリコーン組成物の熱伝導率を向上させるための成分である。
 好ましい熱伝導性無機充填材として、酸化アルミニウム粉末、酸化亜鉛粉末、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素粉末が挙げられる。これらは絶縁材料であり、工業的に広範囲な粒径の品種が選択可能であり、資源的に入手が容易であり、比較的安価で入手可能であることから、放熱材料として広範に用いられる。
 金属酸化物の場合には表面に-OH残基が存在し、金属窒化物の場合は表面に-NH2残基が存在するために、オルガノポリシロキサン中に存在するSi-H残基と相互作用することが期待できる。
 本発明で用いられる成分(E)は、不定形、造粒粉、球状でも使用可能であるが、その中でも特に充填性の観点から、球状の熱伝導性無機充填材を使用することが好ましい。
 成分(E)の平均粒径は3μm以下であり、0.5~2.5μmが好ましい。
 なお、本発明において、成分(E)及び成分(F)の平均粒径は、レーザー回折・散乱法、例えば、日機装株式会社製の粒度分布計であるマイクロトラックMT3300EXにより測定した体積累積平均粒径値D50(又はメジアン径)である。
 シリコーン組成物中、成分(E)の含有量は、組成物全体に対して10~95質量%となる量が好ましく、11~50質量%となる量がより好ましい。成分(E)の含有量が少なすぎると、得られるシリコーン組成物にズレや割れの発生や熱伝導率の低下が見られるおそれがあり、一方、多すぎると高粘度になり、シリコーン組成物を均一に塗布することが困難になるおそれがある。
成分(F)
 成分(F)は平均粒径5μm以上の熱伝導性無機充填材である。成分(F)としては、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ダイヤモンド、グラファイト、金属珪素等が挙げられる。これらは、1種単独又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。なお、これらは上記成分(E)と重複するが、平均粒径が相違する。
 成分(F)の平均粒径は5μm以上であり、5~200μmが好ましく、6~120μmがより好ましい。
 シリコーン組成物中、成分(F)の含有量は、組成物全体に対して10~95質量%となる量が好ましく、30~80質量%となる量がより好ましい。
 シリコーン組成物中、成分(E)と成分(F)の合計含有量が、組成物全体に対して50~98質量%となる量であることが好ましく、60~97質量%となる量がより好ましく、70~96質量%となる量が更に好ましい。前記合計含有量が50質量%未満であると熱伝導率が低く、98質量%を超えると十分な塗布性能が得られない場合がある。また成分(E):成分(F)の質量比は、80:20~5:95であり、65:35~15:85が好ましく、50:50~25:75がより好ましい。
[その他成分]
 本発明のシリコーン組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の任意の成分を配合することができ、例えば、充填材及び接着付与剤などが挙げられる。
 充填材としては、例えば、ウォラストナイト、タルク、硫酸カルシウム、炭酸マグネシウム、カオリン等のクレー;水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、グラファイト、バライト、マラカイト等の炭酸銅;ザラカイト等の炭酸ニッケル;ウィザライト等の炭酸バリウム;ストロンチアナイト等の炭酸ストロンチウム;フォーステライト、シリマナイト、ムライト、パイロフィライト、カオリナイト、バーミキュライト等のケイ酸塩;珪藻土等の非補強性の充填材;これらの充填材の表面を有機ケイ素化合物で処理したもの等が挙げられる。これらは、1種単独又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
 充填材を配合する場合、シリコーン組成物中の上記充填材の含有量は、成分(A)、成分(B)、成分(C)及び成分(D)の合計100質量部に対して100質量部以下が好ましい。
 シリコーン組成物の接着性を向上させるために、接着付与剤を配合してもよい。接着付与剤は1種単独又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。接着付与剤として、具体的には、メチルビニルジメトキシシラン、エチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン、エチルビニルジエトキシシラン等のアルキルアルケニルジアルコキシシラン;メチルビニルジオキシムシラン、エチルビニルジオキシムシラン等のアルキルアルケニルジアキシムシラン;メチルビニルジアセトキシシラン、エチルビニルジアセトキシシラン等のアルキルアルケニルジアセトキシシラン;メチルビニルジヒドロキシシラン、エチルビニルジヒドロキシシラン等のアルキルアルケニルジヒドロキシシラン;メチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリメトキシシリル)プロパン、ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン等のオルガノトリアルコキシシラン;トリアリルイソシアヌレート、ジアリル(3-トリメトキシシリル)イソシアヌレート、トリス(3-トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、トリス(3-トリエトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、トリス(3-トリプロポキシシリルプロピル)イソシアヌレート等のイソシアヌレート化合物;テトラエチルチタネート、テトラプロピルチタネート、テトラブチルチタネート、テトラ(2-エチルヘキシル)チタネート、チタンエチルアセトネート、チタンアセチルアセトネート等のチタン化合物;エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート)、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)等のアルミニウム化合物;ジルコニウムアセチルアセトネート、ジルコニウムブトキシアセチルアセトネート、ジルコニウムビスアセチルアセトネート、ジルコニウムエチルアセトアセテート等のジルコニウム化合物が挙げられる。
 接着付与剤を配合する場合、シリコーン組成物中の接着付与剤の含有量は特に限定されないが、成分(A)と成分(B)との合計100質量部に対して0.01~10質量部が好ましい。
[製造方法]
 本発明の熱伝導性シリコーン組成物を製造する方法としては、例えば、下記工程を有する方法が挙げられる。

工程(I)
成分(A)、成分(C)、成分(D)、成分(E)及び成分(F)を室温で10~30分混合する。

工程(II)
工程(I)で得られた混合物に、成分(G)を必要に応じて添加して室温で2分混合する。

工程(III)
工程(II)で得られた混合物に、成分(A)中のケイ素原子に結合したアルケニル基(Si-Vi)と成分(B)中のSi-H基とのモル比(Si-H/Si-Vi)が1以上20以下となるように、成分(B)及び必要に応じて任意の成分を特定量添加し、165℃に加熱し、減圧下で180分混合する。

工程(IV)
その後、加熱を停止して、工程(III)で得られた混合物を室温送風条件下で50℃以下まで冷却する。冷却後に室温にて減圧下で撹拌混合を60分行う。

 なお、混合はリミックス、ツウィンミックス、プラネタリーミキサー(何れも井上製作所(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)等の混合機を用いて行う。混合の温度や時間は特に限定されず、室温で3~5分混合するとよい。
[シリコーン組成物]
 本発明の熱伝導性シリコーン組成物の25℃における絶対粘度は100~2,000Pa・sが好ましく、150~1,500Pa・sがより好ましい。絶対粘度が100Pa・s未満だと、塗布中のシリコーン組成物の液だれが生じ、塗布性が低下する場合がある。さらに、長期保管中に(E)成分及び(F)成分の沈降が生じるおそれがある。一方、2,000Pa・sを超えると、塗布性が低下して、生産効率が低下する場合がある。なお、絶対粘度は、マルコム粘度計(タイプPC-1TL)を用いて25℃で測定した値である。
 以下、本発明の効果をより明確にする目的で、実施例及び比較例によって更に詳述するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
成分(A)
A-1:両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され、25℃における動粘度が600mm2/sのジメチルポリシロキサン(ビニル基含有量:0.014mol/100g)

A-2:25℃における動粘度が700mm2/sの分子鎖末端トリメチルシロキシ基・ビニルジメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体(ビニル基含量:0.0053mol/100g)
成分(B)
B-1:下記式で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
(式中、Meはメチル基であり、各シロキサン単位の結合順序は上記に限定されない。)
(Si-H基含量:0.0055mol/g)
成分(C)
C-1:両末端がトリメチルシリル基で封鎖され、25℃における動粘度が80,000mm2/sのジメチルポリシロキサン

C-2:両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され、25℃における動粘度が80,000mm2/sのジメチルポリシロキサン

C-3:両末端がトリメチルシリル基で封鎖され、25℃における動粘度が150,000mm2/sのジメチルポリシロキサン

C-4:両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され、25℃における動粘度が150,000mm2/sのジメチルポリシロキサン

C-5:両末端がトリメチルシリル基で封鎖され、25℃における動粘度が15,000,000mm2/sのジメチルポリシロキサン

c-6(比較用):両末端がトリメチルシリル基で封鎖され、25℃における動粘度が50,000mm2/sのジメチルポリシロキサン

c-7(比較用):両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され、25℃における動粘度が50,000mm2/sのジメチルポリシロキサン

c-8(比較用):両末端がトリメチルシリル基で封鎖され、25℃における動粘度が10,000mm2/sのジメチルポリシロキサン

c-9(比較用):両末端がトリメチルシリル基で封鎖され、25℃における動粘度が5,000mm2/sのジメチルポリシロキサン
成分(D)
D-1:下記式で表され、25℃における動粘度が30mm2/sのオルガノポリシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
成分(E)
E-1:平均粒径0.5μmの酸化亜鉛粉末
成分(F)
F-1:平均粒径10μmの酸化アルミニウム粉末
F-2:平均粒径45μmの酸化アルミニウム粉末
成分(G)
G-1:付加反応触媒(白金-ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体のA-1溶液、白金原子として1質量%含有)
実施例1~9および比較例1~7
 下記表1及び2に示す組成で、次のように混合して実施例1~9および比較例1~7の組成物を得た。得られた組成物は下記の方法で評価した。
 成分(A)、成分(C)、成分(D)、成分(E)及び成分(F)を室温で10~30分混合し、成分(G)を添加して室温で2分混合し、さらに成分(B)を添加し、165℃に加熱し、減圧下で180分混合した。その後、加熱を停止して室温送風条件下で50℃以下まで冷却した。冷却後に室温にて減圧下で撹拌混合を60分行った。
〔粘度〕
 組成物の絶対粘度は、マルコム粘度計(タイプPC-1TL)を用いて25℃で測定した。
〔熱伝導率〕
 熱伝導率は各組成物を3cm厚の型に流し込み、キッチン用ラップをかぶせて京都電子工業(株)社製のTPS-2500Sにより、いずれも25℃において測定した。
[ズレ性・割れ性試験]
 各組成物を表面がソルダーレジストの基材に0.12mL塗布して、0.5mmのスペーサーを挿入しガラス板で挟んで直径約15mm/厚さ0.5mmの円盤状のサンプルを作製した。
 この試験片を、円盤が垂直状態になるように配置して、以下の2種類の冷熱試験条件でサイクル試験を行った。

冷熱試験条件(1):
-40℃/30分と、125℃/30分との条件を1サイクルとして、サイクル試験を行い、サイクル1,000回後の状態を観察した。

冷熱試験条件(2):
-40℃/30分と、150℃/30分との条件を1サイクルとして、サイクル試験を行い、サイクル1,000回後の状態を観察した。

 円盤状の硬化されたシリコーン組成物が、元の位置からズレている場合は「ズレ有」、もとの位置から全くズレが発生しない場合を「ズレ無」、シリコーン組成物の硬化物が割れている場合を「割れ有」、割れが発生しない場合を「割れ無」とした。なお、割れが1mm以下の場合には、その旨を付記した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006

Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
比較例1:成分Cの配合量が少なく、シリコーン組成物の硬化物が割れた。
比較例2:成分Cの配合量が多く、粘度が高いため作業性が悪かった。
比較例3,4,5,6:成分Cの動粘度が低いためシリコーン組成物の硬化物が割れた。
比較例7:Si-H/Si-Viのモル比が小さく、シリコーン組成物の硬化物が、元の位置からズレた。

Claims (6)

  1. (A)ケイ素原子に結合したアルケニル基を有し、25℃における動粘度が10~50,000mm2/sのオルガノポリシロキサン、及び、(B)オルガノハイドロジェンポリシロキサン(成分(A)中のケイ素原子に結合したアルケニル基(Si-Vi)と成分(B)中のSi-H基とのモル比(Si-H/Si-Vi)が1~20となる量):100質量部、
    (C)25℃における動粘度が80,000mm2/s以上のオルガノポリシロキサン:成分(A)及び成分(B)の合計100質量部に対して1~200質量部、
    (D)脂肪族不飽和結合およびSi-H基を有しない、25℃における動粘度が80,000mm2/s未満のシリコーンオイル:成分(A)及び成分(B)の合計100質量部に対して50~3,000質量部、及び、
    (E)平均粒径が3μm以下の熱伝導性無機充填材、及び、(F)平均粒径が5μm以上の熱伝導性無機充填材:成分(E)と成分(F)の合計含有量が組成物全体に対して50~98質量%となり、成分(E):成分(F)の質量比が、80:20~5:95となる量
    を含有する熱伝導性シリコーン組成物。
  2.  成分(C)がケイ素原子に結合したアルケニル基を有する、25℃における動粘度が120,000mm2/s以上のオルガノポリシロキサンである請求項1に記載の熱伝導性シリコーン組成物。
  3.  成分(C)が25℃における動粘度が700,000mm2/s以上の無反応性オルガノポリシロキサンである請求項1に記載の熱伝導性シリコーン組成物。
  4.  成分(D)が下記一般式(1)で表される片末端加水分解性オルガノポリシロキサンからなるシリコーンオイルである請求項1に記載の熱伝導性シリコーン組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式中、R1はそれぞれ独立に、炭素数1~6のアルキル基、R2はそれぞれ独立に、炭素数1~18の脂肪族不飽和結合を有しない非置換又は置換の1価炭化水素基の群から選択される1種もしくは2種以上の基であり、aは5~120の整数である。)
  5.  成分(A)が下記平均組成式(2):
      R3 b4 cSiO(4-b-c)/2   (2)
    (式中、R3は脂肪族不飽和結合を有しない非置換又は置換の1価炭化水素基を表し、R4はアルケニル基を表し、bは1.7~2.2の数であり、cは0.0001~0.2の数であり、但しb+cは1.9~2.4を満たす数である)
    で表され、ケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中に少なくとも1個有するオルガノポリシロキサンであり、
    成分(B)が1分子中に、ケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも2個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである請求項1~4のいずれか1項に記載の熱伝導性シリコーン組成物。
  6.  成分Gとして付加反応触媒を、成分(A)に対する白金族金属元素質量換算で0.1~2,000ppm含む請求項1に記載の熱伝導性シリコーン組成物。
PCT/JP2023/039217 2022-11-02 2023-10-31 熱伝導性シリコーン組成物 WO2024096000A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022175907 2022-11-02
JP2022-175907 2022-11-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024096000A1 true WO2024096000A1 (ja) 2024-05-10

Family

ID=90930509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/039217 WO2024096000A1 (ja) 2022-11-02 2023-10-31 熱伝導性シリコーン組成物

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024096000A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013168291A1 (ja) * 2012-05-11 2013-11-14 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーングリース組成物
WO2019138991A1 (ja) * 2018-01-15 2019-07-18 信越化学工業株式会社 シリコーン組成物
WO2020203299A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 ダウ・東レ株式会社 多成分型熱伝導性シリコーンゲル組成物、熱伝導性部材および放熱構造体
WO2022075307A1 (ja) * 2020-10-05 2022-04-14 デンカ株式会社 熱伝導性樹脂組成物及び電子機器
WO2022230600A1 (ja) * 2021-04-28 2022-11-03 信越化学工業株式会社 硬化性オルガノポリシロキサン組成物及び半導体装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013168291A1 (ja) * 2012-05-11 2013-11-14 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーングリース組成物
WO2019138991A1 (ja) * 2018-01-15 2019-07-18 信越化学工業株式会社 シリコーン組成物
WO2020203299A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 ダウ・東レ株式会社 多成分型熱伝導性シリコーンゲル組成物、熱伝導性部材および放熱構造体
WO2022075307A1 (ja) * 2020-10-05 2022-04-14 デンカ株式会社 熱伝導性樹脂組成物及び電子機器
WO2022230600A1 (ja) * 2021-04-28 2022-11-03 信越化学工業株式会社 硬化性オルガノポリシロキサン組成物及び半導体装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6610429B2 (ja) 熱伝導性シリコーン組成物、その硬化物及びその製造方法
TWI753029B (zh) 熱傳導性矽氧組成物
WO2015111409A1 (en) Silicone gel composition
JP5843364B2 (ja) 熱伝導性組成物
JP6933198B2 (ja) 熱伝導性シリコーン組成物及びその製造方法
CN113330074B (zh) 高导热性有机硅组合物及其制造方法
JP2017075202A (ja) 付加一液硬化型熱伝導性シリコーングリース組成物
CN114466905A (zh) 导热性有机硅组合物及其制造方法
JP7136203B2 (ja) 熱伝導性シリコーン組成物及びその製造方法
JP2019131734A (ja) 2液付加反応硬化型放熱シリコーン組成物及びその製造方法
TW202108681A (zh) 導熱聚矽氧組成物
JP7276212B2 (ja) 熱伝導性シリコーン組成物及びその製造方法
WO2024096000A1 (ja) 熱伝導性シリコーン組成物
KR20240047480A (ko) 열전도성 실리콘 조성물 및 상기 조성물을 사용하여 갭 충전제를 제조하는 방법
JP7290118B2 (ja) 熱伝導性シリコーン接着剤組成物
JP7088123B2 (ja) 熱伝導性シリコーン組成物の製造方法
JP2012171999A (ja) 付加反応硬化型シリコーンゴム組成物及びその硬化物で封止された半導体装置
JP2023114394A (ja) 熱伝導性シリコーン樹脂シートおよびその製造方法
TW202400750A (zh) 導熱性矽酮組成物及其生產方法、以及使用該組成物生產導熱性構件的方法
JP2021113290A (ja) 熱伝導性シリコーンポッティング組成物およびその硬化物
JP2021055007A (ja) 1液硬化型熱伝導性シリコーン組成物及びその製造方法