JP7717432B2 - Thermally conductive silicone composition - Google Patents
Thermally conductive silicone compositionInfo
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Description
本発明は、熱伝導性シリコーン組成物に関する。 The present invention relates to a thermally conductive silicone composition.
昨今、パワーモジュールやCPUに代表される電子部品の高性能・小型化に伴い、サーマルマネージメントが求められている。このサーマルマネージメントに、熱伝導性グリースや放熱シートが用いられている。熱伝導性グリースは、発熱素子および熱交換部の熱膨張と収縮により、熱伝導性グリースが塗布部より押し出される、いわゆるポンピングアウトが発生する問題やフィラーとオイルが経時変化で分離する問題を抱えており、信頼性と機能面で現在においても発展途上である。一方で、放熱シートは成型物であるため上記のような問題はないものの、放熱シート自身の厚みが厚くなることにより生じる熱抵抗や接触抵抗の観点から放熱性に懸念がある。 In recent years, the increasing performance and miniaturization of electronic components such as power modules and CPUs has created a demand for thermal management. Thermally conductive grease and heat dissipation sheets are used for this thermal management. However, thermally conductive grease has issues with pumping out, where the thermal expansion and contraction of the heating elements and heat exchanger causes the grease to be pushed out from the application area, as well as issues with the filler and oil separating over time, and the reliability and functionality of thermally conductive grease are still in the development stage. On the other hand, thermally conductive sheets are molded products and do not suffer from the above-mentioned issues, but there are concerns about their heat dissipation performance due to the thermal resistance and contact resistance that arise as the thickness of the heat dissipation sheet itself increases.
この課題に対し、熱伝導性のフィラーとシリコーンとを含む組成物において、熱伝導率を高くするために、大粒径の無機フィラー又は複数種類の無機フィラーを使う技術が提案されている。例えば、特許文献1には、粒度分布のピークを少なくとも2つ有する炭化ケイ素を用いた、熱伝導性ポリシロキサン組成物が開示されている。 To address this issue, a technique has been proposed in which large particle size inorganic fillers or multiple types of inorganic fillers are used to increase the thermal conductivity of compositions containing thermally conductive fillers and silicone. For example, Patent Document 1 discloses a thermally conductive polysiloxane composition that uses silicon carbide with at least two peaks in its particle size distribution.
放熱材において、熱抵抗を考慮すると薄く塗布することが重要な要素となっている。どれだけ薄く塗布できるかの指標として、BLT(Bond-Line-Thickness)がある。放熱材の薄さは、放熱性に大きく影響し、薄くすることで熱抵抗の低減に寄与することから高放熱材料には、BLT特性が重要となってくる。 When considering thermal resistance, applying a thin layer of heat dissipation material is an important factor. BLT (Bond-Line-Thickness) is an indicator of how thinly the material can be applied. The thickness of a heat dissipation material has a significant impact on its heat dissipation performance, and making it thinner contributes to reducing thermal resistance, so BLT characteristics are important for high heat dissipation materials.
また、発明者らの知見によれば、特許文献1に記載されたような熱伝導性ポリシロキサン組成物において、電気絶縁特性、BLT特性、吐出性及び放熱性の点で、改善の余地があることが見いだされた。 Furthermore, according to the inventors' findings, it was found that there is room for improvement in the electrical insulation properties, BLT properties, dischargeability, and heat dissipation properties of the thermally conductive polysiloxane composition described in Patent Document 1.
本発明は、電気絶縁性、吐出性及び放熱性に優れ、かつ、BLTが低い、熱伝導性シリコーン組成物を提供することを目的とする。 The object of the present invention is to provide a thermally conductive silicone composition that has excellent electrical insulation properties, ejection properties, and heat dissipation properties, as well as a low BLT.
本発明は、以下の[1]~[6]に関する。
[1](A)ケイ素原子に結合したアルケニル基を有するポリオルガノシロキサン;
(B)ケイ素原子に結合した水素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン;
(C)白金系触媒;
(D)下記一般式(1):
〔式中、
R1:炭素原子数1~4のアルコキシシリル基を有する基
R2:下記一般式(2):
(式中、R4は、それぞれ独立して炭素原子数1~12の1価の炭化水素基であり、Yは、R4及び脂肪族不飽和基からなる群より選択される基であり、dは2~60の整数である)で示される直鎖状オルガノシロキシ基
X:それぞれ独立して炭素原子数2~10の2価の炭化水素基
a及びb:それぞれ独立して1以上の整数
c:0以上の整数
a+b+c:4以上の整数
R3:それぞれ独立して、炭素原子数1~6の1価の炭化水素基又は水素原子である〕
で示されるシロキサン化合物、及び
(E)熱伝導性フィラー、
を含む、熱伝導性シリコーン組成物であって、
(A)成分は、(A-1)ケイ素原子に結合したアルケニル基を、分子中に2個以上有するポリオルガノシロキサンを含み、
(B)成分は、(B-1)ケイ素原子に結合した水素原子を、分子中に2個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサンを含み、
(E)成分は、
(E-1)10μm以上40μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、炭化ケイ素、
(E-2)熱伝導率が10W/mK~300W/mKであり、0.1μm以上1.0μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、第1の熱伝導性フィラー、
(E-3)熱伝導率が10W/mK~300W/mKであり、1.0μm超10μm未満の範囲に粒度分布のピークを有する、第2の熱伝導性フィラー、及び
(E-4)熱伝導率が60W/mK~300W/mKであり、10μm以上40μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、第3の熱伝導性フィラー(但し、炭化ケイ素を除く)を含み、
(E)成分の100質量部に対して、(A)成分~(D)成分の合計の含有量は、1.0~10.0質量部であり、並びに、
(E)成分の100質量部に対して、(E-2)成分の含有量は、28.0質量部以下である、熱伝導性シリコーン組成物。
[2](E-2)成分が、アルミナ、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、結晶性シリカ、アルミニウム、窒化ホウ素及び黒鉛化炭素からなる群より選択される1種以上であり、
(E-3)成分が、アルミナ、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、結晶性シリカ、アルミニウム、窒化ホウ素及び黒鉛化炭素からなる群より選択される1種以上であり、並びに、
(E-4)成分が、窒化アルミニウム、窒化ホウ素及び黒鉛化炭素からなる群より選択される1種以上である、[1]に記載の熱伝導性シリコーン組成物。
[3]さらに、(A-2)ケイ素原子に結合したアルケニル基を、分子中に1個有するポリオルガノシロキサン、及び、(B-2)ケイ素原子に結合した水素原子を、分子中に1個有するポリオルガノハイドロジェンシロキサンからなる群より選択される1種以上を含む、[1]又は[2]に記載の熱伝導性シリコーン組成物。
[4](E)成分の100質量部に対して、
(E-1)成分の含有量は、5.0~30.0質量部であり、
(E-2)成分の含有量は、10.0~28.0質量部であり、
(E-3)成分の含有量は、15.0~40.0質量部であり、及び
(E-4)成分の含有量は、5.0~40.0質量部である、
[1]~[3]のいずれかに記載の熱伝導性シリコーン組成物。
[5][1]~[4]のいずれかに記載の熱伝導性シリコーン組成物を硬化した、硬化物。
[6][1]~[4]のいずれかに記載の熱伝導性シリコーン組成物を含む、電子部品。
The present invention relates to the following [1] to [6].
[1] (A) a polyorganosiloxane having an alkenyl group bonded to a silicon atom;
(B) a polyorganohydrogensiloxane having a hydrogen atom bonded to a silicon atom;
(C) platinum-based catalyst;
(D) the following general formula (1):
[During the ceremony,
R 1 : a group having an alkoxysilyl group having 1 to 4 carbon atoms; R 2 : a group represented by the following general formula (2):
(wherein R4 's are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms; Y is a group selected from the group consisting of R4 's and aliphatic unsaturated groups; and d is an integer from 2 to 60); X's are each independently a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms; a and b are each independently an integer of 1 or greater; c is an integer of 0 or greater; a+b+c is an integer of 4 or greater; and R3 's are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a hydrogen atom.
and (E) a thermally conductive filler,
A thermally conductive silicone composition comprising:
The component (A) includes (A-1) a polyorganosiloxane having two or more silicon-bonded alkenyl groups in the molecule,
The component (B) includes (B-1) a polyorganohydrogensiloxane having two or more silicon-bonded hydrogen atoms in the molecule,
The component (E) is
(E-1) Silicon carbide having a particle size distribution peak in the range of 10 μm or more and 40 μm or less;
(E-2) a first thermally conductive filler having a thermal conductivity of 10 W/mK to 300 W/mK and a particle size distribution peak in the range of 0.1 μm to 1.0 μm;
(E-3) a second thermally conductive filler having a thermal conductivity of 10 W/mK to 300 W/mK and a particle size distribution peak in the range of more than 1.0 μm and less than 10 μm, and (E-4) a third thermally conductive filler (excluding silicon carbide) having a thermal conductivity of 60 W/mK to 300 W/mK and a particle size distribution peak in the range of 10 μm or more and 40 μm or less,
the total content of components (A), (B), and (C) is 1.0 to 10.0 parts by mass per 100 parts by mass of component (E); and
A thermally conductive silicone composition, in which the amount of component (E-2) is 28.0 parts by mass or less per 100 parts by mass of component (E).
[2] The component (E-2) is at least one selected from the group consisting of alumina, aluminum nitride, aluminum hydroxide, magnesium oxide, zinc oxide, crystalline silica, aluminum, boron nitride, and graphitized carbon;
The component (E-3) is at least one selected from the group consisting of alumina, aluminum nitride, aluminum hydroxide, magnesium oxide, zinc oxide, crystalline silica, aluminum, boron nitride, and graphitized carbon; and
The thermally conductive silicone composition according to [1], wherein component (E-4) is at least one member selected from the group consisting of aluminum nitride, boron nitride, and graphitized carbon.
[3] The thermally conductive silicone composition according to [1] or [2], further comprising at least one member selected from the group consisting of (A-2) a polyorganosiloxane having one silicon-bonded alkenyl group per molecule, and (B-2) a polyorganohydrogensiloxane having one silicon-bonded hydrogen atom per molecule.
[4] For 100 parts by mass of the component (E),
The content of the component (E-1) is 5.0 to 30.0 parts by mass,
The content of the component (E-2) is 10.0 to 28.0 parts by mass,
The content of the component (E-3) is 15.0 to 40.0 parts by mass, and the content of the component (E-4) is 5.0 to 40.0 parts by mass.
The thermally conductive silicone composition according to any one of [1] to [3].
[5] A cured product obtained by curing the thermally conductive silicone composition according to any one of [1] to [4].
[6] An electronic component comprising the thermally conductive silicone composition according to any one of [1] to [4].
本発明によって、電気絶縁性、吐出性及び放熱性に優れ、かつ、BLTが低い、熱伝導性シリコーン組成物が提供される。 The present invention provides a thermally conductive silicone composition that has excellent electrical insulation, ejection properties, and heat dissipation properties, as well as a low BLT.
[用語の定義]
シロキサン化合物の構造単位を、以下のような略号によって記載することがある(以下、これらの構造単位をそれぞれ「M単位」「DH単位」等ということがある)。
M :Si(CH3)3O1/2
MH:SiH(CH3)2O1/2
MVi:(CH=CH2)(CH3)2SiO1/2
D :Si(CH3)2O2/2
DH:SiH(CH3)O2/2
[Definition of terms]
The structural units of siloxane compounds may be represented by the following abbreviations (hereinafter, these structural units may be referred to as "M units", " DH units", etc.).
M :Si( CH3 ) 3O1 /2
M H :SiH( CH3 ) 2O1 /2
M Vi :(CH=CH 2 )(CH 3 ) 2 SiO 1/2
D :Si( CH3 ) 2O2 /2
D H :SiH( CH3 )O2 /2
本明細書において、基の具体例は以下のとおりである。
1価の炭化水素基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基及びアルケニル基が挙げられる。脂肪族不飽和結合を有しない1価の炭化水素基としては、アルケニル基以外の前記1価の炭化水素基が挙げられる。
アルケニル基は、炭素原子数2~6の直鎖又は分岐状の基であり、ビニル基、アリル基、3-ブテニル基及び5-ヘキセニル基等が挙げられる。
アルキル基は、炭素原子数1~18の直鎖又は分岐状の基であり、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、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ヘキサデシル基及びオクタデシル基等が挙げられる。
シクロアルキル基は、炭素原子数3~20の単環又は多環の基であり、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等が挙げられる。
アリール基は、炭素原子数6~20の単環又は多環の基を含む芳香族基であり、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
アラルキル基は、アリール基で置換されたアルキル基であり、2-フェニルエチル基、2-フェニルプロピル基等が挙げられる。
アルキレン基は、炭素原子数1~18の直鎖又は分岐状の基であり、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、2-メチルエチレン基、テトラメチレン基等が挙げられる。
アルケニル基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基及びアルキレン基は、塩素、フッ素、臭素等のハロゲン;シアノ基等で置換されていてもよい。ハロゲンで置換された基としては、クロロメチル基、クロロフェニル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基等が挙げられ、シアノ基で置換された基としては2-シアノエチル基等が挙げられる。
In this specification, specific examples of groups are as follows.
Examples of the monovalent hydrocarbon group include an alkyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and an alkenyl group. Examples of the monovalent hydrocarbon group having no aliphatic unsaturated bond include the above-mentioned monovalent hydrocarbon groups other than an alkenyl group.
The alkenyl group is a straight-chain or branched group having 2 to 6 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a 3-butenyl group, and a 5-hexenyl group.
The alkyl group is a straight-chain or branched group having 1 to 18 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a decyl group, a dodecyl group, a hexadecyl group, and an octadecyl group.
The cycloalkyl group is a monocyclic or polycyclic group having 3 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a cyclopentyl group and a cyclohexyl group.
The aryl group is an aromatic group containing a monocyclic or polycyclic group having 6 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group.
The aralkyl group is an alkyl group substituted with an aryl group, and examples thereof include a 2-phenylethyl group and a 2-phenylpropyl group.
The alkylene group is a straight-chain or branched group having 1 to 18 carbon atoms, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a 2-methylethylene group, and a tetramethylene group.
The alkenyl group, alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, aralkyl group and alkylene group may be substituted with a halogen such as chlorine, fluorine or bromine, a cyano group, etc. Examples of the group substituted with a halogen include a chloromethyl group, a chlorophenyl group and a 3,3,3-trifluoropropyl group, and examples of the group substituted with a cyano group include a 2-cyanoethyl group.
本明細書において、「(A)ケイ素原子に結合したアルケニル基を有するポリオルガノシロキサン」を「(A)成分」ともいう。「(C)白金系触媒」等についても同様である。 In this specification, "(A) polyorganosiloxane having an alkenyl group bonded to a silicon atom" is also referred to as "component (A)." The same applies to "(C) platinum-based catalyst," etc.
[熱伝導性シリコーン組成物]
熱伝導性シリコーン組成物(以下、単に「組成物」ともいう。)は、以下:
(A)ケイ素原子に結合したアルケニル基を有するポリオルガノシロキサン;
(B)ケイ素原子に結合した水素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン;
(C)白金系触媒;
(D)下記一般式(1):
〔式中、
R1:炭素原子数1~4のアルコキシシリル基を有する基
R2:下記一般式(2):
(式中、R4は、それぞれ独立して炭素原子数1~12の1価の炭化水素基であり、Yは、R4及び脂肪族不飽和基からなる群より選択される基であり、dは2~60の整数である)で示される直鎖状オルガノシロキシ基
X:それぞれ独立して炭素原子数2~10の2価の炭化水素基
a及びb:それぞれ独立して1以上の整数
c:0以上の整数
a+b+c:4以上の整数
R3:それぞれ独立して、炭素原子数1~6の1価の炭化水素基又は水素原子である〕
で示されるシロキサン化合物、及び
(E)熱伝導性フィラー、
を含む、熱伝導性シリコーン組成物であって、
(A)成分は、(A-1)ケイ素原子に結合したアルケニル基を、分子中に2個以上有するポリオルガノシロキサンを含み、
(B)成分は、(B-1)ケイ素原子に結合した水素原子を、分子中に2個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサンを含み、
(E)成分は、
(E-1)10μm以上40μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、炭化ケイ素、
(E-2)熱伝導率が10W/mK~300W/mKであり、0.1μm以上1.0μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、第1の熱伝導性フィラー、
(E-3)熱伝導率が10W/mK~300W/mKであり、1.0μm超10μm未満の範囲に粒度分布のピークを有する、第2の熱伝導性フィラー、及び
(E-4)熱伝導率が60W/mK~300W/mKであり、10μm以上40μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、第3の熱伝導性フィラー(但し、炭化ケイ素を除く)を含み、
(E)成分の100質量部に対して、(A)成分~(D)成分の合計の含有量は、1.0~10.0質量部であり、並びに、
(E)成分の100質量部に対して、(E-2)成分の含有量は、28.0質量部以下である。
[Thermal conductive silicone composition]
The thermally conductive silicone composition (hereinafter also simply referred to as "composition") comprises the following:
(A) a polyorganosiloxane having an alkenyl group bonded to a silicon atom;
(B) a polyorganohydrogensiloxane having a hydrogen atom bonded to a silicon atom;
(C) platinum-based catalyst;
(D) the following general formula (1):
[During the ceremony,
R 1 : a group having an alkoxysilyl group having 1 to 4 carbon atoms; R 2 : a group represented by the following general formula (2):
(wherein R4 's are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms; Y is a group selected from the group consisting of R4 's and aliphatic unsaturated groups; and d is an integer from 2 to 60); X's are each independently a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms; a and b are each independently an integer of 1 or greater; c is an integer of 0 or greater; a+b+c is an integer of 4 or greater; and R3 's are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a hydrogen atom.
and (E) a thermally conductive filler,
A thermally conductive silicone composition comprising:
The component (A) includes (A-1) a polyorganosiloxane having two or more silicon-bonded alkenyl groups in the molecule,
The component (B) includes (B-1) a polyorganohydrogensiloxane having two or more silicon-bonded hydrogen atoms in the molecule,
The component (E) is
(E-1) Silicon carbide having a particle size distribution peak in the range of 10 μm or more and 40 μm or less;
(E-2) a first thermally conductive filler having a thermal conductivity of 10 W/mK to 300 W/mK and a particle size distribution peak in the range of 0.1 μm to 1.0 μm;
(E-3) a second thermally conductive filler having a thermal conductivity of 10 W/mK to 300 W/mK and a particle size distribution peak in the range of more than 1.0 μm and less than 10 μm, and (E-4) a third thermally conductive filler (excluding silicon carbide) having a thermal conductivity of 60 W/mK to 300 W/mK and a particle size distribution peak in the range of 10 μm or more and 40 μm or less,
the total content of components (A), (B), and (C) is 1.0 to 10.0 parts by mass per 100 parts by mass of component (E); and
The content of the component (E-2) is 28.0 parts by mass or less per 100 parts by mass of the component (E).
<(A)ケイ素原子に結合したアルケニル基を有するポリオルガノシロキサン>
(A)ケイ素原子に結合したアルケニル基を有するポリオルガノシロキサンは、組成物において、ベースポリマーとなる成分である。(A)成分は、(A-1)ケイ素原子に結合したアルケニル基を、分子中に2個以上有するポリオルガノシロキサンを含む。
<(A) Polyorganosiloxane having an alkenyl group bonded to a silicon atom>
(A) Polyorganosiloxane having silicon-bonded alkenyl groups is a component that serves as the base polymer in the composition. Component (A) includes (A-1) polyorganosiloxane having two or more silicon-bonded alkenyl groups per molecule.
≪(A-1)ケイ素原子に結合したアルケニル基を、分子中に2個以上有するポリオルガノシロキサン≫
(A-1)成分は、ケイ素原子に結合したアルケニル基を、分子中に2個以上有するポリオルガノシロキサンである。(A-1)成分のアルケニル基と(B-1)成分のヒドロシリル基(Si-H基)との付加反応により、組成物の硬化物において、網状構造が形成される。
<<(A-1) Polyorganosiloxane Having Two or More Silicon-Bonded Alkenyl Groups in the Molecule>>
Component (A-1) is a polyorganosiloxane having two or more silicon-bonded alkenyl groups per molecule. An addition reaction between the alkenyl groups of component (A-1) and the hydrosilyl groups (Si—H groups) of component (B-1) forms a network structure in the cured product of the composition.
(A-1)成分は、(B-1)成分と一緒に、前記網状構造を形成することができるものであれば、特に限定されない。(A-1)成分は、代表的には、一般式(I):
(R11)a1(R12)b1SiO(4-a1-b1)/2 (I)
(式中、
R11は、アルケニル基であり;
R12は、脂肪族不飽和結合を有しない1価の炭化水素基であり;
a1は、1~3の整数であり;
b1は、0~2の整数であり、ただし、a1+b1は1~3である)
で示されるアルケニル基含有シロキサン単位を、分子中に2個以上有する。(A-1)成分におけるケイ素原子に結合したアルケニル基の数は、分子中に、2~100個であることが好ましく、2~50個であることがより好ましい。
The component (A-1) is not particularly limited as long as it can form the network structure together with the component (B-1). The component (A-1) is typically represented by the general formula (I):
(R 11 ) a1 (R 12 ) b1 SiO (4-a1-b1)/2 (I)
(In the formula,
R 11 is an alkenyl group;
R 12 is a monovalent hydrocarbon group having no aliphatic unsaturated bonds;
a1 is an integer from 1 to 3;
b1 is an integer of 0 to 2, provided that a1+b1 is 1 to 3.
The number of alkenyl groups bonded to silicon atoms in component (A-1) is preferably 2 to 100, and more preferably 2 to 50, per molecule.
R11は、合成が容易であり、また硬化前の組成物の流動性や、硬化後の組成物の耐熱性を損ねないという点から、ビニル基であることが好ましい。aは、合成が容易である点から、1であることが好ましい。R12は、合成が容易であって、機械的強度及び硬化前の流動性などの特性のバランスが優れているという点から、メチル基又はフェニル基であることが好ましく、メチル基であることが特に好ましい。 R 11 is preferably a vinyl group from the viewpoints of ease of synthesis and not impairing the fluidity of the composition before curing or the heat resistance of the composition after curing. a is preferably 1 from the viewpoint of ease of synthesis. R 12 is preferably a methyl group or a phenyl group, and particularly preferably a methyl group, from the viewpoints of ease of synthesis and an excellent balance of properties such as mechanical strength and fluidity before curing.
(A-1)成分中の他のシロキサン単位のケイ素原子に結合した有機基としては、脂肪族不飽和結合を有しない1価の炭化水素基が挙げられる。前記有機基は、R12と同様の理由から、メチル基又はフェニル基であることが好ましく、メチル基であることが特に好ましい。 The organic group bonded to the silicon atom of the other siloxane units in component (A-1) may be a monovalent hydrocarbon group that does not contain an aliphatic unsaturated bond. For the same reasons as for R12 , this organic group is preferably a methyl group or a phenyl group, with a methyl group being particularly preferred.
R11は、(A-1)成分の分子鎖の末端又は途中のいずれに存在してもよく、その両方に存在してもよい。 R 11 may be located at either the terminal or intermediate position of the molecular chain of component (A-1), or may be located at both positions.
(A-1)成分のシロキサン骨格は、直鎖状又は分岐状であることができる。即ち、(A-1)成分は、(A-1-1)直鎖状のポリオルガノシロキサン又は(A-1-2)分岐状のポリオルガノシロキサンであることができる。 The siloxane skeleton of component (A-1) can be linear or branched. That is, component (A-1) can be either (A-1-1) a linear polyorganosiloxane or (A-1-2) a branched polyorganosiloxane.
(A-1-1)直鎖状のポリオルガノシロキサンとしては、両末端がR3SiO1/2単位で封鎖され、中間単位がR2 2SiO2/2単位のみからなる直鎖状ポリオルガノシロキサン(ここで、RはR11又はR12であり、R11は、アルケニル基であり、R12は、脂肪族不飽和結合を有しない1価の炭化水素基であり、分子中に2個以上のR11を含有する)が挙げられる。(A1-1)成分におけるR3SiO1/2単位は、R11R12 2SiO1/2単位、R11 2R12SiO1/2単位又はR11 3SiO1/2単位であることが好ましく、R11R12 2SiO1/2単位であることが特に好ましい。 Examples of the linear polyorganosiloxane (A-1-1) include linear polyorganosiloxanes in which both ends are blocked with R 3 SiO 1/2 units and the intermediate units are solely R 2 2 SiO 2/2 units (wherein R is R 11 or R 12 , R 11 is an alkenyl group, R 12 is a monovalent hydrocarbon group free of aliphatic unsaturated bonds, and the molecule contains two or more R 11 ). The R 3 SiO 1/2 units in component (A1-1) are preferably R 11 R 12 2 SiO 1/2 units, R 11 2 R 12 SiO 1/2 units, or R 11 3 SiO 1/2 units , with R 11 R 12 2 SiO 1/2 units being particularly preferred.
(A-1)成分は、両末端がR11R12 2SiO1/2単位で封鎖され、中間単位がR12 2SiO2/2単位のみからなる直鎖状ポリオルガノシロキサンであることがより好ましい。(A1-1)成分は、MviDnMviで示される直鎖状のポリオルガノシロキサン(即ち、両末端がMvi単位(ジメチルビニルシロキサン単位)で閉塞され、中間単位がD単位(ジメチルシロキサン単位)のみからなる直鎖状のポリオルガノシロキサン)であることが特に好ましい。本明細書において、「Dn」は、中間単位がD単位のみからなることを意味し、ここで、「n」はD単位の重合度を意味し、対象とするポリオルガノシロキサンの粘度に応じて変化する値である。 It is more preferable that the component (A-1) is a linear polyorganosiloxane in which both ends are blocked with R 11 R 12 2 SiO 1/2 units and the intermediate units are composed only of R 12 2 SiO 2/2 units. It is particularly preferable that the component (A1-1) is a linear polyorganosiloxane represented by M vi D n M vi (i.e., a linear polyorganosiloxane in which both ends are blocked with M vi units (dimethylvinylsiloxane units) and the intermediate units are composed only of D units (dimethylsiloxane units)). In this specification, "D n " means that the intermediate units are composed only of D units, and here, "n" means the degree of polymerization of the D units, and is a value that changes depending on the viscosity of the polyorganosiloxane in question.
(A-1-2)分岐状のポリオルガノシロキサンとしては、必須の単位としてSiO4/2単位とR3SiO1/2単位を含み、並びに任意の単位としてR2SiO2/2単位及び/又はRSiO3/2単位を含む、分岐状のポリオルガノシロキサンが挙げられる。ここで、RはR11又はR12であるが、R中、1分子あたり2個以上がR11である。硬化反応において架橋点となるように、R中、1分子あたり少なくとも3個のRがR11であり、残余がR12であることが好ましい。組成物の硬化物が、優れた機械的強度を有する観点から、R3SiO1/2単位とSiO4/2単位の比率は、モル比として、1:0.8~1:3の範囲の、常温で固体ないし粘稠な半固体の樹脂状のものが好ましい。 (A-1-2) Examples of branched polyorganosiloxanes include branched polyorganosiloxanes containing SiO 4/2 units and R 3 SiO 1/2 units as essential units, and R 2 SiO 2/2 units and/or RSiO 3/2 units as optional units. Here, R is R 11 or R 12 , and in R, two or more R 11s per molecule. In order to form crosslinking points in the curing reaction, it is preferable that at least three Rs per molecule are R 11 , with the remainder being R 12. From the viewpoint that the cured product of the composition has excellent mechanical strength, the molar ratio of R 3 SiO 1/2 units to SiO 4/2 units is preferably in the range of 1:0.8 to 1:3, and is a solid or viscous semi-solid resin at room temperature.
(A-1-2)成分において、R11は、R3SiO1/2単位のRとして存在してもよく、R2SiO単位又はRSiO3/2単位のRとして存在してもよい。室温で速い硬化が得られる観点から、R3SiO1/2単位の一部又は全部が、R11R12 2SiO1/2単位であることが好ましい。 In the component (A-1-2), R 11 may be present as R in an R 3 SiO 1/2 unit, or as R in an R 2 SiO unit or an RSiO 3/2 unit. From the viewpoint of achieving rapid curing at room temperature, it is preferred that some or all of the R 3 SiO 1/2 units be R 11 R 12 2 SiO 1/2 units.
≪(A-1)成分以外の(A)成分≫
(A)成分は、(A-1)成分以外の(A)成分(以下、(A-2)成分ともいう。)を含むことができる。(A-2)成分としては、ケイ素原子に結合したアルケニル基を、分子中に1個有するポリオルガノシロキサンが挙げられる。(A-2)成分のシロキサン骨格は、好ましい態様を含め、(A-1)成分において前記したとおりである。
<Component (A) other than component (A-1)>
Component (A) may contain an (A) component other than component (A-1) (hereinafter also referred to as component (A-2)). Component (A-2) may be a polyorganosiloxane having one alkenyl group bonded to a silicon atom in the molecule. The siloxane skeleton of component (A-2), including preferred embodiments, is as described above for component (A-1).
(A-2)成分は、ケイ素原子に結合したアルケニル基を、分子中に1個有する直鎖状のポリオルガノシロキサンであることが好ましい。(A-2)成分は、一方の末端がR11R12 2SiO1/2単位で封鎖され、もう一方の末端がR12 3SiO1/2単位で封鎖され、中間単位がR12 2SiO2/2単位のみからなる直鎖状ポリオルガノシロキサンであることがより好ましい。また、(A-2)成分は、MviDnMで示される直鎖状のポリオルガノシロキサンであることが特に好ましい。 The component (A-2) is preferably a linear polyorganosiloxane having one alkenyl group bonded to a silicon atom in the molecule. The component (A-2) is more preferably a linear polyorganosiloxane in which one end is blocked with an R 11 R 12 2 SiO 1/2 unit, the other end is blocked with an R 12 3 SiO 1/2 unit, and the intermediate unit is composed only of an R 12 2 SiO 2/2 unit. Furthermore, the component (A-2) is particularly preferably a linear polyorganosiloxane represented by M vi D n M.
≪(A)成分の好ましい態様≫
(A)成分の粘度は、23℃において、0.01~500Pa・sであることが好ましく、0.05~300Pa・sであることがより好ましく、0.1~100Pa・sであることが特に好ましい。(A)成分の粘度が前記の範囲であると、製造工程で、フィラーとポリマーを混練しやすく、最終製品の電気絶縁特性、BLT特性、吐出性及び放熱性が優れる組成物となりうる。また、(A)成分の粘度が、23℃において、0.01Pa・s以上である場合、製造工程で低分子成分の揮発が抑えられ、熱伝導性シリコーン組成物の特性を効率的に満足できる。一方、(A)成分の粘度が、23℃において、500Pa・s以下である場合、(E)成分とポリマー成分((A)成分及び(B)成分)とが纏まりやすくなる。ここで、(A)成分が、2種以上の組合せである場合、(A)成分の粘度とは、混合されたアルケニル基含有ポリオルガノシロキサンの粘度を意味する。本明細書において、粘度は、JIS K 6249に準拠して、回転粘度計を用いて、スピンドル番号及び回転数を適宜設定し、23℃の条件で測定した値である。
<Preferred embodiments of component (A)>
The viscosity of component (A) at 23°C is preferably 0.01 to 500 Pa·s, more preferably 0.05 to 300 Pa·s, and particularly preferably 0.1 to 100 Pa·s. When the viscosity of component (A) is within this range, the filler and polymer can be easily kneaded together during the production process, resulting in a composition with excellent electrical insulation properties, BLT properties, dischargeability, and heat dissipation properties in the final product. Furthermore, when the viscosity of component (A) is 0.01 Pa·s or greater at 23°C, volatilization of low-molecular-weight components during the production process is suppressed, allowing the properties of the thermally conductive silicone composition to be efficiently satisfied. On the other hand, when the viscosity of component (A) is 500 Pa·s or less at 23°C, component (E) and the polymer components (component (A) and component (B)) tend to clump together. Here, when the component (A) is a combination of two or more types, the viscosity of the component (A) refers to the viscosity of the mixed alkenyl group-containing polyorganosiloxane. In this specification, the viscosity is a value measured in accordance with JIS K 6249 using a rotational viscometer with an appropriate spindle number and rotation speed at 23°C.
(A)成分は、1種の成分又は2種以上の組合せの成分であってもよい。例えば、(A)成分は、2種以上の(A-1)成分のみからなってもよく、1種以上の(A-1)成分と1種以上の(A-2)成分との混合物であってもよい。 Component (A) may be a single component or a combination of two or more components. For example, component (A) may consist of only two or more (A-1) components, or may be a mixture of one or more (A-1) components and one or more (A-2) components.
<(B)ケイ素原子に結合した水素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン>
(B)ケイ素原子に結合した水素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサンは、(B-1)ケイ素原子に結合した水素原子を、分子中に2個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサンを含む。(B)成分は、(A)成分と一緒に、前記した網状構造を形成することができるものであれば、特に限定されない。
<(B) Polyorganohydrogensiloxane having hydrogen atoms bonded to silicon atoms>
The polyorganohydrogensiloxane (B) having a silicon-bonded hydrogen atom includes (B-1) a polyorganohydrogensiloxane having two or more silicon-bonded hydrogen atoms per molecule. Component (B) is not particularly limited as long as it can form the network structure described above together with component (A).
≪(B-1)ケイ素原子に結合した水素原子を、分子中に2個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン≫
(B-1)成分は、(A)成分の架橋剤として機能するものである。(B-1)成分は、代表的には、一般式(II):
(R13)cHdSiO(4-c1-d1)/2 (II)
(式中、
R13は、脂肪族不飽和結合を有しない1価の炭化水素基を表し;
c1は、0~2の整数であり;
d1は、1~3の整数であり、ただし、c1+d1は1~3の整数である)
で示される単位を分子中に2個以上有する。
<<(B-1) Polyorganohydrogensiloxane having two or more silicon-bonded hydrogen atoms per molecule>>
The component (B-1) functions as a crosslinking agent for the component (A). The component (B-1) is typically a compound represented by the general formula (II):
(R 13 ) c H d SiO (4-c1-d1)/2 (II)
(In the formula,
R 13 represents a monovalent hydrocarbon group having no aliphatic unsaturated bonds;
c1 is an integer from 0 to 2;
d1 is an integer from 1 to 3, provided that c1+d1 is an integer from 1 to 3.
The molecule has two or more units represented by the following formula:
R13は、合成が容易である点から、メチル基であることが好ましい。また、d1は、合成が容易である点から、1であることが好ましい。 R 13 is preferably a methyl group from the viewpoint of ease of synthesis, and d1 is preferably 1 from the viewpoint of ease of synthesis.
合成が容易である点から、(B-1)成分は、3個以上のシロキサン単位を有することが好ましい。また、硬化温度に加熱しても揮発せず、かつ流動性に優れて(A)成分と混合しやすい点から、(B-1)成分のシロキサン単位の数は、6~200個であることが好ましく、10~150個であることが特に好ましい。(B-1)成分は、効率的に(A)成分の架橋剤として機能する観点から、一般式(II)で示される単位を分子中に3個以上有することが好ましい。 For ease of synthesis, component (B-1) preferably has three or more siloxane units. Furthermore, because it does not volatilize even when heated to the curing temperature, has excellent fluidity, and is easily mixed with component (A), the number of siloxane units in component (B-1) is preferably 6 to 200, and particularly preferably 10 to 150. From the perspective of efficiently functioning as a crosslinking agent for component (A), component (B-1) preferably has three or more units represented by general formula (II) in its molecule.
(B-1)成分におけるシロキサン骨格は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよく、直鎖状が好ましい。(B-1)成分の場合において、ケイ素原子に結合する水素原子は、末端に存在していても、中間単位に存在していてもよいが、中間単位に存在することが好ましい。 The siloxane skeleton in component (B-1) may be linear, branched, or cyclic, with linear being preferred. In component (B-1), the hydrogen atoms bonded to the silicon atoms may be present at the terminals or in the intermediate units, but are preferably present in the intermediate units.
(B-1)成分は、(B-1-1)両末端が、それぞれ独立して、R14 3SiO1/2単位で閉塞され、中間単位がR14 2SiO2/2単位のみからなる、直鎖状ポリオルガノハイドロジェンシロキサン、及び、(B-1-2)R14 3SiO1/2単位とSiO4/2単位のみからなる、ポリオルガノハイドロジェンシロキサン(上記各式中、R14は、それぞれ独立して、水素原子又は脂肪族不飽和結合を有しない1価の炭化水素基であるが、ただし、R14のうち、少なくとも3つは水素原子である)であることが好ましい。 The component (B-1) is preferably (B-1-1) a linear polyorganohydrogensiloxane in which both ends are each independently blocked with R 14 3 SiO 1/2 units and the intermediate unit is composed only of R 14 2 SiO 2/2 units, or (B-1-2) a polyorganohydrogensiloxane composed only of R 14 3 SiO 1/2 units and SiO 4/2 units (in each of the above formulas, R 14 is each independently a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group not containing an aliphatic unsaturated bond, with the proviso that at least three of the R 14s are hydrogen atoms).
(B-1-1)成分及び(B-1-2)成分の場合において、R14 3SiO1/2単位としては、HR15 2SiO1/2単位及びR15 3SiO1/2単位が挙げられ、R14 2SiO2/2単位としては、HR15SiO2/2単位及びR15 2SiO2/2単位(上記各式中、R15は、脂肪族不飽和結合を有しない1価の炭化水素基である)が挙げられる。 In the case of components (B-1-1) and (B-1-2), examples of the R 14 3 SiO 1/2 unit include HR 15 2 SiO 1/2 units and R 15 3 SiO 1/2 units, and examples of the R 14 2 SiO 2/2 units include HR 15 SiO 2/2 units and R 15 2 SiO 2/2 units (in each of the above formulas, R 15 is a monovalent hydrocarbon group having no aliphatic unsaturated bonds).
(B-1)成分は、両末端がMH単位(ジメチルハイドロジェンシロキサン単位)で閉塞され、中間単位がD単位(ジメチルシロキサン単位)及びDH単位(ジメチルシロキサン単位)のみからなる直鎖状のポリオルガノハイドロジェンシロキサン、及び、両末端がMH単位(ジメチルハイドロジェンシロキサン単位)で閉塞され、中間単位がD単位(ジメチルシロキサン単位)のみからなる直鎖状のポリオルガノハイドロジェンシロキサンであることが特に好ましい。 The component (B-1) is particularly preferably a linear polyorganohydrogensiloxane in which both ends are blocked with M H units (dimethylhydrogensiloxane units) and the intermediate units are composed only of D units (dimethylsiloxane units) and D H units (dimethylsiloxane units), or a linear polyorganohydrogensiloxane in which both ends are blocked with M H units (dimethylhydrogensiloxane units) and the intermediate units are composed only of D units (dimethylsiloxane units).
≪(B-1)成分以外のポリオルガノハイドロジェンシロキサン≫
(B)成分は、(B-1)成分以外の(B)成分(以下、(B-2)成分ともいう。)を含むことができる。(B-2)成分としては、ケイ素原子に結合した水素原子を、分子中に1個有するポリオルガノハイドロジェンシロキサンが挙げられる。(B-2)成分におけるシロキサン骨格は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよく、直鎖状が好ましい。また、(B-2)成分において、ケイ素原子に結合する水素原子は、末端に存在していても、中間単位に存在していてもよい。
<<Polyorganohydrogensiloxanes other than component (B-1)>>
The component (B) may contain a component (B) other than the component (B-1) (hereinafter also referred to as the component (B-2)). The component (B-2) may be a polyorganohydrogensiloxane having one hydrogen atom bonded to a silicon atom in the molecule. The siloxane skeleton in the component (B-2) may be linear, branched, or cyclic, with a linear structure being preferred. Furthermore, in the component (B-2), the hydrogen atom bonded to the silicon atom may be present at the terminal or in an intermediate unit.
(B-2)成分は、MHDnMで示される直鎖状のポリオルガノハイドロジェンシロキサンであることが特に好ましい。 The component (B-2) is particularly preferably a linear polyorganohydrogensiloxane represented by M HD n M.
≪(B)成分の好ましい態様≫
(B)成分の粘度は、23℃において、0.01~500mPa・sであることが好ましく、1~300mPa・sであることがより好ましく、5~100mPa・sであることが特に好ましい。(B)成分の粘度が前記の範囲である場合、製造工程で、(E)成分とポリマー成分((A)成分及び(B)成分)とを混練しやすく、電気絶縁特性、BLT特性、吐出性及び放熱性がより優れる組成物となり得る。なお、粘度については、(A)成分において前記したとおりである。
<Preferred Embodiments of Component (B)>
The viscosity of component (B) at 23°C is preferably 0.01 to 500 mPa·s, more preferably 1 to 300 mPa·s, and particularly preferably 5 to 100 mPa·s. When the viscosity of component (B) is within this range, component (E) and the polymer components (components (A) and (B)) can be easily kneaded together in the production process, resulting in a composition with better electrical insulation properties, BLT properties, dischargeability, and heat dissipation properties. The viscosity is as described above for component (A).
(B)成分は、1種の成分又は2種以上の組合せの成分であってもよい。例えば、(B)成分は、2種以上の(B-1)成分のみからなってもよく、1種以上の(B-1)成分と1種以上の(B-2)成分との混合物であってもよい。 Component (B) may be a single component or a combination of two or more components. For example, component (B) may consist of only two or more (B-1) components, or may be a mixture of one or more (B-1) components and one or more (B-2) components.
<(A)成分及び(B)成分の好ましい態様>
熱伝導性シリコーン組成物は、硬化性及び耐熱性の観点、並びに、材料の硬さを制御する観点から、さらに、(A-2)ケイ素原子に結合したアルケニル基を、分子中に1個有するポリオルガノシロキサン、及び、(B-2)ケイ素原子に結合した水素原子を、分子中に1個有するポリオルガノハイドロジェンシロキサンからなる群より選択される1種以上を含むことが好ましい。
<Preferred embodiments of component (A) and component (B)>
From the viewpoints of curability and heat resistance, as well as controlling the hardness of the material, it is preferable that the thermally conductive silicone composition further contains at least one member selected from the group consisting of (A-2) a polyorganosiloxane having one silicon-bonded alkenyl group per molecule, and (B-2) a polyorganohydrogensiloxane having one silicon-bonded hydrogen atom per molecule.
<(C)白金系触媒>
(C)白金系触媒は、(A)成分中のアルケニル基と(B)成分中のヒドロシリル基との間の付加反応を促進させるための触媒である。
<(C) Platinum-based catalyst>
The platinum catalyst (C) is a catalyst that promotes the addition reaction between the alkenyl groups in component (A) and the hydrosilyl groups in component (B).
(C)成分としては、塩化白金酸、塩化白金酸とアルコールの反応生成物、白金-オレフィン錯体、白金-ビニルシロキサン錯体、白金-ケトン錯体、白金-ホスフィン錯体のような白金化合物等が挙げられる。これらのうち、触媒活性が良好な点から、白金-ビニルシロキサン錯体が好ましく、室温において短時間に硬化することから、カールステッド錯体、白金-1,1,3,3-テトラメチル-1,3-ジビニルジシロキサン錯体(白金-メチルビニルシロキサンダイマー錯体)、アシュリー錯体、白金-2,4,6,8-テトラメチル-2,4,6,8-テトラビニルシクロテトラシロキサン錯体(白金-メチルビニルシロキサンテトラマー錯体)が特に好ましい。
(C)成分は、1種の成分又は2種以上の組合せの成分であってもよい。
Examples of component (C) include platinum compounds such as chloroplatinic acid, reaction products of chloroplatinic acid and alcohol, platinum-olefin complexes, platinum-vinylsiloxane complexes, platinum-ketone complexes, and platinum-phosphine complexes. Of these, platinum-vinylsiloxane complexes are preferred because of their excellent catalytic activity, and Karstedt complexes, platinum-1,1,3,3-tetramethyl-1,3-divinyldisiloxane complexes (platinum-methylvinylsiloxane dimer complexes), Ashley complexes, and platinum-2,4,6,8-tetramethyl-2,4,6,8-tetravinylcyclotetrasiloxane complexes (platinum-methylvinylsiloxane tetramer complexes) are particularly preferred because they cure in a short time at room temperature.
The component (C) may be one type of component or a combination of two or more types of components.
<(D)一般式(1)で示されるシロキサン化合物>
(D)成分は、下記一般式(1):
〔式中、
R1:炭素原子数1~4のアルコキシシリル基を有する基
R2:下記一般式(2):
(式中、R4は、それぞれ独立して炭素原子数1~12の1価の炭化水素基であり、Yは、R4及び脂肪族不飽和基からなる群より選択される基であり、dは2~60の整数である)で示される直鎖状オルガノシロキシ基
X:それぞれ独立して炭素原子数2~10の2価の炭化水素基
a及びb:それぞれ独立して1以上の整数
c:0以上の整数
a+b+c:4以上の整数
R3:それぞれ独立して、炭素原子数1~6の1価の炭化水素基又は水素原子である〕
で示される。
<(D) Siloxane Compound Represented by General Formula (1)>
The component (D) is represented by the following general formula (1):
[During the ceremony,
R 1 : a group having an alkoxysilyl group having 1 to 4 carbon atoms; R 2 : a group represented by the following general formula (2):
(wherein R4 's are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms; Y is a group selected from the group consisting of R4 's and aliphatic unsaturated groups; and d is an integer from 2 to 60); X's are each independently a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms; a and b are each independently an integer of 1 or greater; c is an integer of 0 or greater; a+b+c is an integer of 4 or greater; and R3 's are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a hydrogen atom.
It is shown as follows.
(D)成分において、R1を含む単位、R2を含む単位、SiR3 2Oで表される単位が上記一般式(1)で示されるとおりに配列している必要はなく、例えばR1を含む単位とR2を含む単位との間にSiR3 2Oで表される単位が存在していてもよい。 In component (D), the units containing R1 , the units containing R2 , and the units represented by SiR32O do not necessarily have to be arranged as shown in the above general formula (1 ) ; for example, a unit represented by SiR32O may be present between the units containing R1 and the units containing R2 .
一般式(1)で示される環状構造を有するシロキサン化合物は、加水分解性基を環状構造中に多く導入することができ、更にそれが位置的に集中しているため、(E)成分の処理効率が高くなり、より高充填化を可能にすると考えられる。加えて、上記シロキサン化合物自体の耐熱性が高いため、熱伝導性シリコーン組成物に高い耐熱性を与えることができる。また、一般式(1)で示されるシロキサン化合物は、例えば、水素基が含有された環状シロキサンと、片末端にビニル基を有するシロキサン、ビニル基と加水分解性基を含有したシラン化合物とを付加反応させることで容易に得ることができるという利点がある。 Siloxane compounds having a cyclic structure represented by general formula (1) can incorporate many hydrolyzable groups into the cyclic structure, and because these groups are concentrated in a specific location, it is believed that this increases the processing efficiency of component (E) and enables higher loadings. Additionally, the siloxane compound itself has high heat resistance, imparting high heat resistance to the thermally conductive silicone composition. Another advantage of siloxane compounds represented by general formula (1) is that they can be easily obtained, for example, by the addition reaction of a cyclic siloxane containing a hydrogen group with a siloxane having a vinyl group at one end, or a silane compound containing a vinyl group and a hydrolyzable group.
R1は、炭素原子数1~4のアルコキシシリル基を有する基であり、加水分解性の官能基である。R1は、ケイ素で直接Xと結合していてもよいが、エステル結合等の連結基により結合していてもよい。R1は、以下の構造を有する基が好ましい。
R1は、熱伝導性充填剤の処理効率がより向上する傾向にある点から、アルコキシシリル基を2つ以上、特に3つ有する構造の基であることが好ましい。また、原料を得ることが容易である点から、R1は、メトキシシリル基を含有することが好ましい。 R1 is preferably a group having a structure containing two or more, particularly three, alkoxysilyl groups, since this tends to further improve the processing efficiency of the thermally conductive filler. Furthermore, R1 preferably contains a methoxysilyl group, since the raw material can be easily obtained.
R2は、一般式(2)で示される直鎖状オルガノシロキシ基である。一般式(2)において、dの数は2~60の整数である。dの数が2~60であることで、流動性に対する効果を高め、高配合を可能とし、シロキサン化合物自体の粘度を抑えることができる。R4は、それぞれ独立して、炭素原子数1~12の1価の炭化水素基であり、直鎖状又は分岐鎖状のC1-12アルキル基、フェニルやナフチル等のアリール基が挙げられる。また、前記炭化水素基は、塩素、フッ素、臭素等のハロゲンで置換されていてもよく、そのような基として、トリフルオロメチル基等のパーフルオロアルキル基が例示される。合成が容易であることから、R4はメチル基であることが好ましい。Yは、R1、R4及び脂肪族不飽和基からなる群より選択される基である。脂肪族不飽和基は、炭素原子数が2~10であることが好ましく、2~6であることがより好ましい。また、脂肪族不飽和基は、硬化反応が起こりやすくなることから、末端に二重結合を有していることが好ましい。合成が容易であることから、Yはメチル基又はビニル基であることが好ましい。 R2 is a linear organosiloxy group represented by general formula (2). In general formula (2), the number d is an integer from 2 to 60. Having a number d between 2 and 60 enhances the effect on fluidity, enables high compounding, and reduces the viscosity of the siloxane compound itself. Each R4 is independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, such as a linear or branched C1-12 alkyl group or an aryl group such as phenyl or naphthyl. The hydrocarbon group may also be substituted with a halogen atom such as chlorine, fluorine, or bromine. Examples of such a group include perfluoroalkyl groups such as trifluoromethyl. For ease of synthesis, R4 is preferably a methyl group. Y is a group selected from the group consisting of R1 , R4 , and an aliphatic unsaturated group. The aliphatic unsaturated group preferably has 2 to 10 carbon atoms, and more preferably has 2 to 6 carbon atoms. Furthermore, the aliphatic unsaturated group preferably has a double bond at its terminal, since this facilitates the curing reaction.Y is preferably a methyl group or a vinyl group, since synthesis is easy.
R1及びR2は、基Xを介し、一般式(1)で示されるシロキサンの環状シロキサン部分と結合される。基Xは、炭素原子数2~10の2価の炭化水素基であり、-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH2CH2CH2CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)-、-CH2CH(CH3)CH2-等のアルキレン基が例示される。合成が容易となる点から、Xは-CH2CH2-又は-CH2CH(CH3)-であることが好ましい。 R1 and R2 are bonded to the cyclic siloxane portion of the siloxane represented by general formula ( 1 ) via the group X. The group X is a divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, and examples of the group X include alkylene groups such as -CH2CH2- , -CH2CH2CH2- , -CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2- , -CH2CH ( CH3 )- , and -CH2CH ( CH3 ) CH2- . From the viewpoint of ease of synthesis, X is preferably -CH2CH2- or -CH2CH ( CH3 )-.
R3は、それぞれ独立して、炭素原子数1~6の1価の炭化水素基又は水素原子である。各々のR3は同一でも異なっていてもよい。合成が容易であることから、R3はメチル基又は水素原子であることが好ましい。 Each R3 is independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a hydrogen atom. Each R3 may be the same or different. For ease of synthesis, R3 is preferably a methyl group or a hydrogen atom.
aは1以上の整数であり、好ましくは1である。bは1以上の整数であり、1又は2であることが好ましい。cは0以上の整数、好ましくは0~2である。また、a+b+cの和は、4以上の整数であるが、合成が容易であることから4であることが好ましい。 a is an integer of 1 or greater, preferably 1. b is an integer of 1 or greater, preferably 1 or 2. c is an integer of 0 or greater, preferably 0 to 2. The sum of a + b + c is an integer of 4 or greater, but is preferably 4 for ease of synthesis.
シロキサン化合物の具体例としては、下記の構造式で示される化合物が挙げられる。
(D)成分は、1種の成分又は2種以上の組合せの成分であってもよい。 Component (D) may be a single component or a combination of two or more components.
<(E)熱伝導性フィラー>
(E)熱伝導性フィラーは、以下:
(E-1)10μm以上40μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、炭化ケイ素、
(E-2)熱伝導率が10W/mK~300W/mKであり、0.1μm以上1.0μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、第1の熱伝導性フィラー、
(E-3)熱伝導率が10W/mK~300W/mKであり、1.0μm超10μm未満の範囲に粒度分布のピークを有する、第2の熱伝導性フィラー、及び
(E-4)熱伝導率が60W/mK~300W/mKであり、10μm以上40μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、第3の熱伝導性フィラー(但し、炭化ケイ素を除く)を含む。
<(E) Thermally conductive filler>
(E) The thermally conductive filler is selected from the following:
(E-1) Silicon carbide having a particle size distribution peak in the range of 10 μm or more and 40 μm or less;
(E-2) a first thermally conductive filler having a thermal conductivity of 10 W/mK to 300 W/mK and a particle size distribution peak in the range of 0.1 μm to 1.0 μm;
(E-3) a second thermally conductive filler having a thermal conductivity of 10 W/mK to 300 W/mK and a particle size distribution peak in the range of more than 1.0 μm and less than 10 μm, and (E-4) a third thermally conductive filler (excluding silicon carbide) having a thermal conductivity of 60 W/mK to 300 W/mK and a particle size distribution peak in the range of 10 μm or more and 40 μm or less.
≪(E-1)10μm以上40μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、炭化ケイ素≫
(E-1)成分は、10μm以上40μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、炭化ケイ素である。炭化ケイ素は、熱伝導性フィラーとして利用可能なグレードのものであれば特に制限されず、市販のものを用いることができる。炭化ケイ素の市販品として、太平洋ランダム社製黒色炭化ケイ素又は緑色炭化ケイ素等が挙げられる。また、これら炭化ケイ素を超微粉化したものも用いることができる。
<(E-1) Silicon carbide having a particle size distribution peak in the range of 10 μm to 40 μm>
Component (E-1) is silicon carbide having a particle size distribution peak in the range of 10 μm to 40 μm. The silicon carbide is not particularly limited as long as it is of a grade usable as a thermally conductive filler, and commercially available silicon carbide can be used. Examples of commercially available silicon carbide include black silicon carbide and green silicon carbide manufactured by Pacific Random Corporation. Ultrafinely powdered versions of these silicon carbides can also be used.
(E-1)成分は、単分散の粒度分布を有する場合、炭化ケイ素の粒度分布のピークと平均粒子径とは同義となる。平均粒子径は、例えば、レーザー光回折法等による粒度分布測定装置を用いて、重量平均値(又はメジアン径)等として求めることができる。 When component (E-1) has a monodisperse particle size distribution, the peak of the silicon carbide particle size distribution and the average particle size are synonymous. The average particle size can be determined as the weight average value (or median diameter), for example, using a particle size distribution measuring device using laser diffraction or other methods.
(E-1)成分は、単分散の粒度分布を有することが好ましい。また、熱伝導性(E-1)成分は、15μm以上35μm以下の範囲に粒度分布のピークを有することが好ましく、20μm以上30μm以下の範囲に粒度分布のピークを有することが特に好ましい。また、電気絶縁特性、BLT特性、吐出性及び放熱性の観点から、(E-1)成分のBET比表面積は、0.01~5.0m2/gであることが好ましく、0.5~3.0m2/gであることが特に好ましい。(E-1)成分は、1種の成分又は2種以上の組合せの成分であってもよい。 The component (E-1) preferably has a monodisperse particle size distribution. The thermally conductive component (E-1) preferably has a particle size distribution peak in the range of 15 μm to 35 μm, and particularly preferably in the range of 20 μm to 30 μm. From the viewpoints of electrical insulation properties, BLT properties, ejection properties, and heat dissipation properties, the BET specific surface area of the component (E-1) is preferably 0.01 to 5.0 m 2 /g, and particularly preferably 0.5 to 3.0 m 2 /g. The component (E-1) may be a single component or a combination of two or more components.
なお、炭化ケイ素は、後述する(E-2)成分及び/又は(E-3)成分として用いられ得る。(E-2)成分及び/又は(E-3)成分として、炭化ケイ素が用いられる場合、組成物に含まれる炭化ケイ素は、粒度分布のピークを少なくとも2つ有する、すなわち多分散の粒度分布を有し得る。即ち、熱伝導性シリコーン組成物は、(E-1)成分として、10μm以上40μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する炭化ケイ素を含み、並びに、(E-2)成分として、0.1μm以上1.0μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する炭化ケイ素を含む、及び/又は、(E-3)成分として、1.0μm超10μm未満の範囲に粒度分布のピークを有する炭化ケイ素を含むことができる。 Silicon carbide can be used as component (E-2) and/or component (E-3), which will be described later. When silicon carbide is used as component (E-2) and/or component (E-3), the silicon carbide contained in the composition can have at least two peaks in its particle size distribution, i.e., a polydisperse particle size distribution. That is, the thermally conductive silicone composition can contain, as component (E-1), silicon carbide having a peak in its particle size distribution in the range of 10 μm to 40 μm, as well as, as component (E-2), silicon carbide having a peak in its particle size distribution in the range of 0.1 μm to 1.0 μm, and/or, as component (E-3), silicon carbide having a peak in its particle size distribution in the range of more than 1.0 μm to less than 10 μm.
≪(E-2)熱伝導率が10W/mK~300W/mKであり、0.1μm以上1.0μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、第1の熱伝導性フィラー≫
(E-2)成分において、熱伝導率は、レーザーフラッシュ法で測定した値である。また、粒度分布のピークは、(E-1)成分において前記したとおりである。
(E-2)成分は、特に限定されず、公知の成分から適宜選択することができる。(E-2)成分は、アルミナ(熱伝導率:30W/mK)、窒化アルミニウム(熱伝導率:180W/mK)、水酸化アルミニウム(熱伝導率:11W/mK)、酸化マグネシウム(熱伝導率:60W/mK)、酸化亜鉛(熱伝導率:25W/mK)、結晶性シリカ(熱伝導率:10W/mK)、アルミニウム(熱伝導率:250W/mK)、窒化ホウ素(熱伝導率:60~200W/mK)及び黒鉛化炭素(熱伝導率:100~250W/mK)であることが好ましい。
また、電気絶縁特性、BLT特性、吐出性及び放熱性の観点から、(E-2)成分のBET比表面積は、0.01~5m2/gであることが好ましく、0.1~1m2/gであることが特に好ましい。
(E-2)成分は、1種の成分又は2種以上の組合せの成分であってもよい。
<<(E-2) First thermally conductive filler having a thermal conductivity of 10 W/mK to 300 W/mK and a particle size distribution peak in the range of 0.1 μm to 1.0 μm>>
The thermal conductivity of component (E-2) is a value measured by a laser flash method, and the peak of the particle size distribution is as described above for component (E-1).
The component (E-2) is not particularly limited and can be appropriately selected from known components. The component (E-2) is preferably alumina (thermal conductivity: 30 W/mK), aluminum nitride (thermal conductivity: 180 W/mK), aluminum hydroxide (thermal conductivity: 11 W/mK), magnesium oxide (thermal conductivity: 60 W/mK), zinc oxide (thermal conductivity: 25 W/mK), crystalline silica (thermal conductivity: 10 W/mK), aluminum (thermal conductivity: 250 W/mK), boron nitride (thermal conductivity: 60 to 200 W/mK), or graphitized carbon (thermal conductivity: 100 to 250 W/mK).
From the viewpoints of electrical insulation properties, BLT properties, ejection properties, and heat dissipation properties, the BET specific surface area of component (E-2) is preferably 0.01 to 5 m 2 /g, and particularly preferably 0.1 to 1 m 2 /g.
The component (E-2) may be a single component or a combination of two or more components.
≪(E-3)熱伝導率が10W/mK~300W/mKであり、1.0μm超10μm未満の範囲に粒度分布のピークを有する、第2の熱伝導性フィラー≫
(E-3)成分において、熱伝導率は、(E-2)成分において前記したとおりである。また、粒度分布のピークは、(E-1)成分において前記したとおりである。
<<(E-3) Second thermally conductive filler having a thermal conductivity of 10 W/mK to 300 W/mK and a particle size distribution peak in the range of more than 1.0 μm and less than 10 μm>>
The thermal conductivity of component (E-3) is as described above for component (E-2), and the peak of the particle size distribution is as described above for component (E-1).
(E-3)成分は、特に限定されず、公知の成分から適宜選択することができる。(E-3)成分は、アルミナ、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、結晶性シリカ、アルミニウム、窒化ホウ素及び黒鉛化炭素であることが好ましい。
また、電気絶縁特性、BLT特性、吐出性及び放熱性の観点から、(E-3)成分のBET比表面積は、0.1~3.0m2/gであることが好ましく、0.5~2.0m2/gであることが特に好ましい。
(E-3)成分は、1種の成分又は2種以上の組合せの成分であってもよい。
The component (E-3) is not particularly limited and can be appropriately selected from known components. The component (E-3) is preferably alumina, aluminum nitride, aluminum hydroxide, magnesium oxide, zinc oxide, crystalline silica, aluminum, boron nitride, or graphitized carbon.
From the viewpoints of electrical insulation properties, BLT properties, ejection properties, and heat dissipation properties, the BET specific surface area of the component (E-3) is preferably 0.1 to 3.0 m 2 /g, and particularly preferably 0.5 to 2.0 m 2 /g.
The component (E-3) may be one type of component or a combination of two or more types of components.
≪(E-4)熱伝導率が60W/mK~300W/mKであり、10μm以上40μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、第3の熱伝導性フィラー(但し、炭化ケイ素を除く)≫
(E-4)成分において、熱伝導率は、(E-2)成分において前記したとおりである。また、粒度分布のピークは、(E-1)成分において前記したとおりである。
<<(E-4) A third thermally conductive filler (excluding silicon carbide) having a thermal conductivity of 60 W/mK to 300 W/mK and a particle size distribution peak in the range of 10 μm or more and 40 μm or less>>
The thermal conductivity of component (E-4) is as described above for component (E-2), and the peak of the particle size distribution is as described above for component (E-1).
(E-4)成分は、特に限定されず、公知の成分から適宜選択することができる。(E-4)成分は、窒化アルミニウム、窒化ホウ素及び黒鉛化炭素であることが好ましい。
また、電気絶縁特性、BLT特性、吐出性及び放熱性の観点から、(E-4)成分のBET比表面積は、0.01~1.0m2/gであることが好ましく、0.1~0.5m2/gであることが特に好ましい。
(E-4)成分は、1種の成分又は2種以上の組合せの成分であってもよい。
The component (E-4) is not particularly limited and can be appropriately selected from known components. The component (E-4) is preferably aluminum nitride, boron nitride, or graphitized carbon.
From the viewpoints of electrical insulation properties, BLT properties, ejection properties, and heat dissipation properties, the BET specific surface area of component (E-4) is preferably 0.01 to 1.0 m 2 /g, and particularly preferably 0.1 to 0.5 m 2 /g.
The component (E-4) may be one type of component or a combination of two or more types of components.
≪(E-5)その他の熱伝導性フィラー≫
(E)成分は、(E-1)成分~(E-4)成分以外に、(E-5)その他の熱伝導性フィラーを含むことができる。
<(E-5) Other thermally conductive fillers>
In addition to the components (E-1) to (E-4), the component (E) may also contain (E-5) another thermally conductive filler.
(E-5)成分としては、例えば、熱伝導率が10W/mK~300W/mKであり、40μm超の範囲に粒度分布のピークを有する熱伝導性フィラー(例えば、炭化ケイ素、窒化アルミニウム);及び、熱伝導率が10W/mK以上60W/mK未満であり、10μm以上40μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する熱伝導性フィラー等が挙げられる。電気絶縁特性、BLT特性、吐出性及び放熱性の観点から、(E-5)成分のBET比表面積は、0.1~3.0m2/gであることが好ましく、0.5~2.0m2/gであることが特に好ましい。 Examples of component (E-5) include thermally conductive fillers (e.g., silicon carbide, aluminum nitride) having a thermal conductivity of 10 W/mK to 300 W/mK and a particle size distribution peak in the range of more than 40 μm; and thermally conductive fillers having a thermal conductivity of 10 W/mK or more but less than 60 W/mK and a particle size distribution peak in the range of 10 μm or more and 40 μm or less. From the viewpoints of electrical insulation properties, BLT properties, dischargeability, and heat dissipation, the BET specific surface area of component (E-5) is preferably 0.1 to 3.0 m 2 /g, and particularly preferably 0.5 to 2.0 m 2 /g.
(E-5)成分は、1種又は2種以上の組合せであってもよい。 Component (E-5) may be one type or a combination of two or more types.
<(F)更なる成分>
組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、反応抑制剤、有機溶媒、接着性付与剤、無機顔料、有機顔料、チクソトロピー性付与剤、粘度調整剤、紫外線防止剤、防かび剤、耐熱性向上剤、難燃化剤等の(F)更なる成分を含むことができる。(F)成分は、それぞれ、1種又は2種以上の組合せであってもよい。
<(F) Additional Components>
The composition may contain further components (F) such as a reaction inhibitor, an organic solvent, an adhesion promoter, an inorganic pigment, an organic pigment, a thixotropy-imparting agent, a viscosity modifier, an ultraviolet protection agent, an antifungal agent, a heat resistance improver, and a flame retardant, as long as the effects of the present invention are not impaired. Each of the components (F) may be one type or a combination of two or more types.
<<反応抑制剤>>
反応抑制剤としては、マレイン酸ジアリル等の分子中に極性基を有する有機化合物;及び、アセチレンアルコール類やその誘導体等の不飽和結合を有する有機化合物等が挙げられる。反応抑制剤は、組成物の硬化反応速度を抑制して、取扱いの作業性、及び接着性の発現と硬化速度とのバランスの向上にも寄与する。
<<Reaction inhibitor>>
Examples of the reaction inhibitor include organic compounds having a polar group in the molecule, such as diallyl maleate, and organic compounds having an unsaturated bond, such as acetylene alcohols and their derivatives. The reaction inhibitor suppresses the curing reaction rate of the composition, contributing to improving the workability in handling and the balance between the development of adhesiveness and the curing rate.
<<有機溶媒>>
有機溶媒は、組成物に含まれる成分を、溶解ないし分散させることができる成分である。有機溶媒としては、トルエン、キシレン等の芳香族系の有機溶媒が挙げられる。
<<Organic solvents>>
The organic solvent is a component that can dissolve or disperse the components contained in the composition. Examples of the organic solvent include aromatic organic solvents such as toluene and xylene.
<<その他の(F)更なる成分>>
反応抑制剤及び有機溶媒以外の(F)成分は、熱伝導性シリコーン組成物において用いられる成分から適宜選択することができる。
<<Other (F) Additional Ingredients>>
Component (F), other than the reaction inhibitor and organic solvent, can be appropriately selected from components used in thermally conductive silicone compositions.
[含有量]
熱伝導性シリコーン組成物中の各成分の含有量は以下のとおりである。
(E)成分の100質量部に対して、(A)成分~(D)成分の合計の含有量は、1.0~10.0質量部である。(E)成分の100質量部に対して、(A)成分~(D)成分の合計の含有量が1.0質量部未満である場合、熱伝導率は高い傾向を示すが、(E)成分に対してポリマーの量が極めて小さくペースト状に纏まらないことが懸念される。(E)成分の100質量部に対して、(A)成分~(D)成分の合計の含有量が10.0質量部を超える場合、吐出性は良好となるが熱伝導率が低くなる。(E)成分の100質量部に対して、(A)成分~(D)成分の合計の含有量は、2.0~8.0質量部であることが好ましく、3.0~7.0質量部であることが特に好ましい。また、(E)成分の100質量部に対して、(A)成分~(D)成分の合計の含有量は、6.0~8.0質量部であってもよい。
[Content]
The content of each component in the thermally conductive silicone composition is as follows:
The total content of components (A) to (D) per 100 parts by mass of component (E) is 1.0 to 10.0 parts by mass. When the total content of components (A) to (D) per 100 parts by mass of component (E) is less than 1.0 part by mass, the thermal conductivity tends to be high, but the amount of polymer relative to component (E) is too small, raising concerns that the composition may not form a paste. When the total content of components (A) to (D) per 100 parts by mass of component (E) exceeds 10.0 parts by mass, the ejection properties are good but the thermal conductivity is low. The total content of components (A) to (D) per 100 parts by mass of component (E) is preferably 2.0 to 8.0 parts by mass, and particularly preferably 3.0 to 7.0 parts by mass. Alternatively, the total content of components (A) to (D) per 100 parts by mass of component (E) may be 6.0 to 8.0 parts by mass.
(E)成分の100質量部に対して、(E-2)成分の含有量は、28.0質量部以下である。(E)成分の100質量部に対して、(E-2)成分の含有量が28.0質量部を超える場合、組成物としてまとまらない。電気絶縁特性、BLT特性、吐出性及び放熱性の観点から、(E)成分の100質量部に対して、(E-2)成分の含有量は、10.0~28.0質量部であることが好ましく、15.0~25.0質量部であることが特に好ましい。 The content of component (E-2) is 28.0 parts by mass or less per 100 parts by mass of component (E). If the content of component (E-2) exceeds 28.0 parts by mass per 100 parts by mass of component (E), the composition will not hold together. From the viewpoints of electrical insulation properties, BLT properties, dischargeability, and heat dissipation, the content of component (E-2) is preferably 10.0 to 28.0 parts by mass, and particularly preferably 15.0 to 25.0 parts by mass per 100 parts by mass of component (E).
〔好ましい含有量〕
熱伝導性シリコーン組成物中の各成分の含有量は以下のとおりであることが好ましい。
[Preferable content]
The content of each component in the thermally conductive silicone composition is preferably as follows:
電気絶縁特性、BLT特性、吐出性及び放熱性の観点から、(E)成分の100質量部に対して、(E-1)成分の含有量は、5.0~30.0質量部であることが好ましく、10.0~30.0質量部であることがより好ましく、10.0~25.0質量部であることが特に好ましい。 From the viewpoints of electrical insulation properties, BLT properties, ejection properties, and heat dissipation properties, the content of component (E-1) per 100 parts by mass of component (E) is preferably 5.0 to 30.0 parts by mass, more preferably 10.0 to 30.0 parts by mass, and particularly preferably 10.0 to 25.0 parts by mass.
電気絶縁特性、BLT特性、吐出性及び放熱性の観点から、(E)成分の100質量部に対して、(E-3)成分の含有量は、15.0~40.0質量部であることが好ましく、20.0~35.0質量部であることが特に好ましい。 From the viewpoints of electrical insulation properties, BLT properties, dischargeability, and heat dissipation, the content of component (E-3) is preferably 15.0 to 40.0 parts by mass, and particularly preferably 20.0 to 35.0 parts by mass, per 100 parts by mass of component (E).
電気絶縁特性、BLT特性、吐出性及び放熱性の観点から、(E)成分の100質量部に対して、(E-4)成分の含有量は、5.0~40.0質量部であることが好ましく、20.0~35.0質量部であることが特に好ましい。 From the viewpoints of electrical insulation properties, BLT properties, ejection properties, and heat dissipation properties, the content of component (E-4) is preferably 5.0 to 40.0 parts by mass, and particularly preferably 20.0 to 35.0 parts by mass, per 100 parts by mass of component (E).
よって、(E)成分の100質量部に対して、(E-1)成分の含有量は、5.0~30.0質量部であり、(E-2)成分の含有量は、10.0~28.0質量部であり、(E-3)成分の含有量は、15.0~40.0質量部であり、及び(E-4)成分の含有量は、5.0~40.0質量部であることが好ましい。 Therefore, it is preferable that, per 100 parts by mass of component (E), the content of component (E-1) is 5.0 to 30.0 parts by mass, the content of component (E-2) is 10.0 to 28.0 parts by mass, the content of component (E-3) is 15.0 to 40.0 parts by mass, and the content of component (E-4) is 5.0 to 40.0 parts by mass.
(A)成分の含有量は、吐出性と硬化特性の観点から、(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分及び(F)成分の合計100質量部に対し、55.0~95.0質量部であることが好ましく、60.0~90.0質量部であることがより好ましく、65.0~85.0質量部であることが特に好ましい。 From the viewpoint of ejection properties and curing characteristics, the content of component (A) is preferably 55.0 to 95.0 parts by mass, more preferably 60.0 to 90.0 parts by mass, and particularly preferably 65.0 to 85.0 parts by mass, per 100 parts by mass of the total of components (A), (B), (C), (D), and (F).
(B)成分の含有量は、熱伝導性シリコーン組成物の硬化物において、網状構造が形成されるような量であれば、特に限定されない。(A)成分のアルケニル基の個数Viに対する、(B)成分のケイ素原子に結合した水素原子の個数Hの比(H/Vi)が、0.1以上3.5未満であるような量が好ましく、0.2~2.5であるような量がより好ましく、0.3~2.0であるような量が特に好ましい。 There are no particular restrictions on the amount of component (B) contained, so long as it is an amount that results in the formation of a network structure in the cured product of the thermally conductive silicone composition. An amount such that the ratio (H/Vi) of the number of hydrogen atoms bonded to silicon atoms in component (B) to the number of alkenyl groups in component (A), Vi, is 0.1 or greater and less than 3.5 is preferred, an amount between 0.2 and 2.5 is more preferred, and an amount between 0.3 and 2.0 is particularly preferred.
(C)成分の含有量は、熱伝導性シリコーン組成物の全量に対して、触媒量である。具体的には、硬化性の観点から、(C)成分の含有量は、(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分及び(F)成分の合計100質量部に対して、白金金属原子換算で0.1~1,000重量ppmであることが好ましく、0.5~200重量ppmであることが特に好ましい。 The content of component (C) is a catalytic amount relative to the total amount of the thermally conductive silicone composition. Specifically, from the standpoint of curability, the content of component (C) is preferably 0.1 to 1,000 ppm by weight, and particularly preferably 0.5 to 200 ppm by weight, calculated as platinum metal atoms, per 100 parts by weight of components (A), (B), (C), (D), and (F) combined.
(F)成分の含有量は、熱伝導性シリコーン組成物の使用目的を損なわないかぎり特に限定されない。 The amount of component (F) is not particularly limited as long as it does not impair the intended use of the thermally conductive silicone composition.
(熱伝導性シリコーン組成物の製造方法)
熱伝導性シリコーン組成物は、必須成分である(A)成分~(E)成分及び任意成分である(F)成分を、万能混練機、ニーダーなどの混合手段によって均一に混練して製造することができる。
(Method for producing thermally conductive silicone composition)
The thermally conductive silicone composition can be produced by uniformly kneading the essential components (A) through (E) and the optional component (F) using a mixing means such as a universal mixer or kneader.
(硬化物)
熱伝導性シリコーン組成物を硬化した硬化物は、熱伝導性シリコーン組成物を硬化させることにより得ることができる。硬化条件(即ち、加熱温度及び加熱時間)は、熱伝導性シリコーン組成物が適用される部材の耐熱温度に合わせて適宜調整することができる。加熱温度は、部材の耐熱性や操作性の観点から、20~150℃であることが好ましく、23℃超100℃以下であることが特に好ましい。加熱時間は、硬化させる材料の使用量や硬化設備の加熱出力に依存するが、硬化工程の簡便さの観点から、15分~3時間であることが好ましく、30分~2時間であることが特に好ましい。
(cured product)
A cured product obtained by curing a thermally conductive silicone composition can be obtained by curing the thermally conductive silicone composition. The curing conditions (i.e., heating temperature and heating time) can be adjusted appropriately to suit the heat resistance temperature of the component to which the thermally conductive silicone composition is applied. From the viewpoints of heat resistance and operability of the component, the heating temperature is preferably 20 to 150°C, and more preferably greater than 23°C and not greater than 100°C. The heating time depends on the amount of material used to be cured and the heating output of the curing equipment, but from the viewpoint of simplicity of the curing process, it is preferably 15 minutes to 3 hours, and more preferably 30 minutes to 2 hours.
(用途)
熱伝導性シリコーン組成物を硬化した硬化物は、電子機器、集積回路素子等の電子部品の放熱部材として使用することができる。よって、熱伝導性シリコーン組成物を含む、電子部品も本発明の対象である。
(Application)
The cured product obtained by curing the thermally conductive silicone composition can be used as a heat dissipation component for electronic devices, integrated circuit devices, and other electronic components. Therefore, electronic components containing the thermally conductive silicone composition are also within the scope of the present invention.
以下、実施例及び比較例によって、本発明をさらに詳細に説明する。これらの例において、部は質量部を示し、粘度は23℃における粘度を示す。本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples. In these examples, parts refer to parts by mass, and viscosity refers to viscosity at 23°C. The present invention is not limited to these examples.
(使用成分)
実施例及び比較例にて用いた成分は、以下のとおりである。
(A)ケイ素原子に結合したアルケニル基を有するポリオルガノシロキサン
(A-1):両末端ビニルジメチルポリシロキサン:MviDnMviで示され、粘度が0.5Pa・sである、直鎖状のビニルジメチルポリシロキサン
(A-2):片末端ビニルジメチルポリシロキサン:MviDnMで示され、粘度が0.03Pa・sである、直鎖状のビニルジメチルポリシロキサン
(Ingredients used)
The components used in the examples and comparative examples are as follows.
(A) Polyorganosiloxane having alkenyl groups bonded to silicon atoms (A-1): a linear vinyldimethylpolysiloxane terminated at both ends, represented by M vi D n M vi , and having a viscosity of 0.5 Pa s. (A-2): a linear vinyldimethylpolysiloxane terminated at one end, represented by M vi D n M, and having a viscosity of 0.03 Pa s.
(B)ケイ素原子に結合した水素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン
(B-1):片末端ハイドロジェンポリシロキサン:MHDnMで示される、直鎖状のポリメチルハイドロジェンシロキサン(有効水素量0.04mmol/g、粘度0.02mPa・s)
(B-2):両末端ハイドロジェンポリシロキサン:MHDnMHで示される、直鎖状のポリメチルハイドロジェンシロキサン(有効水素量1.2mmol/g、粘度10mPa・s)
(B-3):両末端側鎖ハイドロジェンポリシロキサン:両末端がMH単位で閉塞され、中間単位がD単位及びDH単位のみからなる、直鎖状ポリメチルハイドロジェンシロキサン(有効水素量2.6mmol/g、粘度20mPa・s)
(B) Polyorganohydrogensiloxane (B-1) having a hydrogen atom bonded to a silicon atom: Single-terminated hydrogenpolysiloxane: a linear polymethylhydrogensiloxane represented by M HD n M (effective hydrogen content 0.04 mmol/g, viscosity 0.02 mPa s)
(B-2): Dual-end hydrogen polysiloxane: a linear polymethylhydrogen siloxane represented by M HD n M H (effective hydrogen content 1.2 mmol/g, viscosity 10 mPa s)
(B-3): Both-end side chain hydrogen polysiloxane: a linear polymethylhydrogen siloxane in which both ends are blocked with M H units and the intermediate units consist only of D units and D H units (effective hydrogen content 2.6 mmol/g, viscosity 20 mPa s).
(C)白金触媒
(C-1):カールステッド触媒(白金(0)-1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン錯体、白金原子換算2.0質量%)
(C) Platinum catalyst (C-1): Karstedt catalyst (platinum (0)-1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex, 2.0% by mass in terms of platinum atoms)
(D)シロキサン化合物
(D-1):
で示される環状シロキサン化合物の混合物(n=10~50)
(D) Siloxane compound (D-1):
A mixture of cyclic siloxane compounds (n=10 to 50) represented by the formula:
(E)熱伝導性フィラー
実施例で用いた熱伝導性フィラーは単分散であるため、実施例で用いた熱伝導性フィラーにおける粒度分布のピーク径は、「平均粒子径」と同義である。また、表における「粒径」は、「粒度分布のピーク径」を示す。
(E-1)10μm以上40μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、炭化ケイ素
(E-1-1):炭化ケイ素(20μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率200W/mK、BET比表面積0.2m2/g、供給会社名 信濃電気製錬株式会社)
(E-1-2):炭化ケイ素(25μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率200W/mK、BET比表面積0.1m2/g、供給会社名 信濃電気製錬株式会社)
(E-1-3):炭化ケイ素(30μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率200W/mK、BET比表面積0.1m2/g、供給会社名 信濃電気製錬株式会社)
(E-2):第1の熱伝導性フィラー
(E-2-1):酸化亜鉛(0.1μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率25W/mK、BET比表面積9.0m2/g、供給会社名 Zochem LLC)
(E-2-2):窒化アルミニウム(0.1μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率180W/mK、BET比表面積2.8m2/g、供給会社名 株式会社トクヤマ)
(E-2-3):アルミナ(0.5μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率30W/mK、BET比表面積4.6m2/g、供給会社名 住友化学株式会社)
(E-2-4):炭化ケイ素(0.5μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率200W/mK、BET比表面積5.0m2/g、供給会社名 信濃電気精錬株式会社)
(E-2-5):アルミナ(0.3μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率30W/mK、BET比表面積7.2m2/g、供給会社名 住友化学株式会社)
(E-2-6):アルミナ(0.8μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率30W/mK、BET比表面積2.1m2/g、供給会社名 住友化学株式会社)
(E-3):第2の熱伝導性フィラー
(E-3-1):アルミナ(3.0μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率30W/mK、BET比表面積0.6m2/g、供給会社名 住友化学株式会社)
(E-3-2):アルミナ(5.0μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率30W/mK、BET比表面積0.3m2/g、供給会社名 住友化学株式会社)
(E-3-3):炭化ケイ素(5.0μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率200W/mK、BET比表面積1.5m2/g、供給会社名 信濃電気精錬株式会社)
(E-3-4):アルミナ(2.0μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率30W/mK、BET比表面積1.0m2/g、供給会社名 住友化学株式会社)
(E-3-5):アルミナ(7.0μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率30W/mK、BET比表面積0.4m2/g、供給会社名 住友化学株式会社)
(E-4):第3の熱伝導性フィラー
(E-4-1):窒化アルミニウム(25μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率180W/mK、BET比表面積0.2m2/g、供給会社名 東洋アルミニウム株式会社)
(E-5):その他の熱伝導性フィラー
(E-5-1):炭化ケイ素(60μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率200W/mK、BET比表面積0.2m2/g、供給会社名 信濃電気精錬株式会社)
(E-5-2):アルミナ(25μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率30W/mK、BET比表面積0.1m2/g、供給会社名 住友化学株式会社)
(E-5-3):窒化アルミニウム(60μmに粒度分布のピークを有する、熱伝導率180W/mK、BET比表面積0.1m2/g、供給会社名 東洋アルミニウム株式会社)
(E) Thermally conductive filler Since the thermally conductive fillers used in the examples were monodisperse, the peak diameter of the particle size distribution of the thermally conductive fillers used in the examples is synonymous with the "average particle diameter." Furthermore, the "particle diameter" in the tables refers to the "peak diameter of the particle size distribution."
(E-1) Silicon carbide having a particle size distribution peak in the range of 10 μm to 40 μm (E-1-1): Silicon carbide (having a particle size distribution peak at 20 μm, thermal conductivity 200 W/mK, BET specific surface area 0.2 m 2 /g, supplier name: Shinano Electric Smelting Co., Ltd.)
(E-1-2): Silicon carbide (having a particle size distribution peak at 25 μm, thermal conductivity 200 W/mK, BET specific surface area 0.1 m 2 /g, supplied by Shinano Electric Smelting Co., Ltd.)
(E-1-3): Silicon carbide (having a particle size distribution peak at 30 μm, thermal conductivity 200 W/mK, BET specific surface area 0.1 m 2 /g, supplied by Shinano Electric Smelting Co., Ltd.)
(E-2): First thermally conductive filler (E-2-1): Zinc oxide (having a particle size distribution peak at 0.1 μm, thermal conductivity 25 W/mK, BET specific surface area 9.0 m 2 /g, supplied by Zochem LLC)
(E-2-2): Aluminum nitride (having a particle size distribution peak at 0.1 μm, thermal conductivity 180 W/mK, BET specific surface area 2.8 m 2 /g, supplied by Tokuyama Corporation)
(E-2-3): Alumina (having a particle size distribution peak at 0.5 μm, thermal conductivity 30 W/mK, BET specific surface area 4.6 m 2 /g, supplied by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
(E-2-4): Silicon carbide (having a particle size distribution peak at 0.5 μm, thermal conductivity 200 W/mK, BET specific surface area 5.0 m 2 /g, supplied by Shinano Electric Refining Co., Ltd.)
(E-2-5): Alumina (having a particle size distribution peak at 0.3 μm, thermal conductivity 30 W/mK, BET specific surface area 7.2 m 2 /g, supplied by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
(E-2-6): Alumina (having a particle size distribution peak at 0.8 μm, thermal conductivity 30 W/mK, BET specific surface area 2.1 m 2 /g, supplied by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
(E-3): Second thermally conductive filler (E-3-1): Alumina (having a particle size distribution peak at 3.0 μm, thermal conductivity 30 W/mK, BET specific surface area 0.6 m 2 /g, supplied by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
(E-3-2): Alumina (having a particle size distribution peak at 5.0 μm, thermal conductivity 30 W/mK, BET specific surface area 0.3 m 2 /g, supplied by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
(E-3-3): Silicon carbide (having a particle size distribution peak at 5.0 μm, thermal conductivity 200 W/mK, BET specific surface area 1.5 m 2 /g, supplied by Shinano Electric Refining Co., Ltd.)
(E-3-4): Alumina (having a particle size distribution peak at 2.0 μm, thermal conductivity 30 W/mK, BET specific surface area 1.0 m 2 /g, supplied by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
(E-3-5): Alumina (having a particle size distribution peak at 7.0 μm, thermal conductivity 30 W/mK, BET specific surface area 0.4 m 2 /g, supplied by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
(E-4): Third thermally conductive filler (E-4-1): Aluminum nitride (having a particle size distribution peak at 25 μm, thermal conductivity 180 W/mK, BET specific surface area 0.2 m 2 /g, supplied by Toyo Aluminum K.K.)
(E-5): Other thermally conductive fillers (E-5-1): Silicon carbide (having a particle size distribution peak at 60 μm, thermal conductivity 200 W/mK, BET specific surface area 0.2 m 2 /g, supplied by Shinano Electric Refining Co., Ltd.)
(E-5-2): Alumina (having a particle size distribution peak at 25 μm, thermal conductivity 30 W/mK, BET specific surface area 0.1 m 2 /g, supplied by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
(E-5-3): Aluminum nitride (having a particle size distribution peak at 60 μm, thermal conductivity 180 W/mK, BET specific surface area 0.1 m 2 /g, supplied by Toyo Aluminum K.K.)
(F)その他の成分
(F-1)反応抑制剤
ジメチルビス(1,1-ジメチル-2-プロピニルオキシ)シラン(供給会社名 モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社)
(F) Other Components (F-1) Reaction Inhibitor Dimethylbis(1,1-dimethyl-2-propynyloxy)silane (Supplier: Momentive Performance Materials Japan, LLC)
(1)ベースポリマー(1)(フィラーを除くシリコーン組成物1)の調製
実施例および比較例で配合するベースポリマーを表1に示す組成で、プラネタリーミキサーを使用して混練を行って、ベースポリマー(1)を調製した。
(1) Preparation of Base Polymer (1) (Silicone Composition 1 Excluding Filler) The base polymers to be compounded in the Examples and Comparative Examples were kneaded using a planetary mixer in the compositions shown in Table 1 to prepare base polymer (1).
(2)ベースポリマー(2)(フィラーを除くシリコーン組成物2)の調製
表2に示す組成で、ベースポリマー(1)と同様の方法によって、ベースポリマー(2)を調製した。
(2) Preparation of Base Polymer (2) (Silicone Composition 2 Excluding Filler) Base polymer (2) was prepared using the composition shown in Table 2 in the same manner as base polymer (1).
(3)熱伝導性シリコーン組成物の調製
実施例1~20、比較例1~13
表3~表13に示す組成で、各成分の熱伝導性フィラーとベースポリマーを配合し、プラネタリーミキサーを使用して混練を行って、熱伝導性シリコーン組成物を調製した。
(3) Preparation of Thermally Conductive Silicone Compositions Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 13
Thermally conductive silicone compositions were prepared by blending the thermally conductive fillers and base polymers according to the compositions shown in Tables 3 to 13 and kneading them using a planetary mixer.
(評価方法)
1.熱伝導率
熱伝導率計(TPS 1500)(京都電子工業製)を使用して、内径30mm深さ10mmのプラスチック製の容器に、組成物を充填して、70℃で1時間放置して、組成物を硬化させて、サンプルを製造した。得られた2個のサンプルで熱伝導率計のセンサーを挟み、熱伝導率を測定した。放熱性を以下の基準で判定した。熱伝導率が7.0W/(m・K)以上である場合に、放熱性に優れると判断した。
(Evaluation method)
1. Thermal Conductivity Using a thermal conductivity meter (TPS 1500) (Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd.), a plastic container with an inner diameter of 30 mm and a depth of 10 mm was filled with the composition and left at 70°C for 1 hour to harden the composition, producing a sample. The thermal conductivity was measured by sandwiching the sensor of the thermal conductivity meter between two of the obtained samples. The heat dissipation was evaluated according to the following criteria. A thermal conductivity of 7.0 W/(m K) or more was determined to have excellent heat dissipation.
2.フローレート(吐出性)
組成物のフローレート(g/min)を以下のとおり測定し、吐出性の評価に用いた。
(1)ノードソン株式会社製の30ccのEFDシリンジに組成物を充填した。
(2)ディスペンサーとして武蔵エンジニアリング株式会社製の補正機能付 高精度ディスペンサー SuperΣxIII使用し、0.625MPaで1分間、組成物を吐出した。
(3)吐出された量を計量し、組成物のフローレート(g/min)を求めた。
フローレートが20g/min以上である場合に、吐出性に優れると判断した。
2. Flow rate (dischargeability)
The flow rate (g/min) of the composition was measured as follows and used to evaluate the dischargeability.
(1) A 30 cc EFD syringe manufactured by Nordson Corporation was filled with the composition.
(2) A high-precision dispenser with a correction function, SuperΣxIII, manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd., was used as the dispenser, and the composition was dispensed at 0.625 MPa for 1 minute.
(3) The amount of the composition discharged was measured to determine the flow rate (g/min) of the composition.
When the flow rate was 20 g/min or more, it was determined that the ejection properties were excellent.
3.BLT
BLT、すなわち、放熱材料の潰し膜厚(Bond Line Thickness)の測定を以下のように行った。10mm×10mmのシリコンチップを2枚用意し、あらかじめ厚みを測定した。厚み測定後のシリコンチップに、組成物を0.01ml塗布した後、シリコンチップで挟みこみ、100Nの荷重をかけた後、70℃1時間放置した。マイクロメータを用いて、厚みの測定を行った。BLTの厚みは、厚み測定後の厚みからシリコンチップ2枚分の厚みを引いて算出した。
BLTが60μm以下である場合に、組成物のBLTが低いと判断した。
3. BLT
The BLT, i.e., the bond line thickness of the heat dissipation material, was measured as follows. Two 10 mm x 10 mm silicon chips were prepared, and their thicknesses were measured in advance. 0.01 ml of the composition was applied to the silicon chips after the thickness measurement, and then the silicon chips were sandwiched together. A load of 100 N was applied, and the chips were then left at 70°C for 1 hour. The thickness was measured using a micrometer. The BLT thickness was calculated by subtracting the thickness of the two silicon chips from the thickness after the thickness measurement.
A composition was considered to have a low BLT if the BLT was 60 μm or less.
4.絶縁破壊電圧
絶縁破壊電圧測定は、JIS K 6249に準拠して測定した。電気絶縁油破壊電圧試験装置ポルタテスト A-2(総研電気株式会社製)を使用して、絶縁破壊電圧の測定を行った。組成物を70℃、1時間で硬化させて、厚さ1mmに調整した試験片に、昇圧2kV/secで印加していき、試験片が導通して電気絶縁性が失われた時の電圧を絶縁破壊電圧とした。絶縁破壊電圧が1.0kV/mm以上である場合に、組成物の電気絶縁性が優れると判断した。
4. Breakdown Voltage Breakdown voltage was measured in accordance with JIS K 6249. Breakdown voltage was measured using an electrical insulating oil breakdown voltage tester, Portatest A-2 (manufactured by Soken Denki Co., Ltd.). The composition was cured at 70°C for 1 hour, and a test piece adjusted to a thickness of 1 mm was applied with a voltage of 2 kV/sec. The voltage at which the test piece became conductive and lost its electrical insulation was taken as the breakdown voltage. A breakdown voltage of 1.0 kV/mm or more was determined to be excellent in electrical insulation.
5.体積抵抗率
体積抵抗率測定は、JIS K 6249に準拠して測定した。具体的には、アドバンテスト R8340デジタル超高抵抗/微少電流計(株式会社アドバンテスト)を使用して、体積抵抗の測定を行った。組成物を70℃、1時間で硬化させて、厚さ1mmに調整した試験片に、電圧500Vを印加して、その応答値として得られる電流値から体積抵抗率を算出した。体積抵抗率が1.00×1012Ω・cm以上である場合に、組成物の電気絶縁性が優れると判断した。
5. Volume Resistivity The volume resistivity was measured in accordance with JIS K 6249. Specifically, the volume resistivity was measured using an Advantest R8340 Digital Ultra-High Resistance/Micro-Current Meter (Advantest Corporation). The composition was cured at 70°C for 1 hour, and a test piece adjusted to a thickness of 1 mm was subjected to application of a voltage of 500 V, and the volume resistivity was calculated from the current value obtained as the response value. A composition with a volume resistivity of 1.00 x 10 Ω cm or more was determined to have excellent electrical insulation properties.
表から明らかなように、実施例の熱伝導性シリコーン組成物は、BLTが低く、かつ、電気絶縁性、吐出性及び放熱性に優れていた。すなわち、(A)成分~(D)成分の合計の含有量に対する(E)成分の含有量、及び、(E)成分の含有量に対する(E-2)成分の含有量を所定の範囲とすることによって、BLTの特性を維持しつつ、熱伝導率と吐出性を調整することができた。
特に、実施例1と実施例10とを比較すると、「フィラーを除くシリコーン組成物」の量が多い場合(即ち、(E)成分の100質量部に対して、(A)成分~(D)成分の合計の含有量が6.0質量部以上である場合)に、BLTがより低く、かつ、吐出性及び放熱性により優れていた。
実施例1~3を比較すると、(E-1)成分の量が多い場合、放熱性により優れていた。
実施例1及び2を比較すると、(E-1)成分の量が少ない場合、電気絶縁性により優れていた。また、実施例3に対して、実施例1~2は、BLTがより低く、かつ、吐出性により優れていた。
実施例1、4及び7を比較すると、(E-1)成分の粒子径が大きい場合、熱伝導性により優れていた。実施例1~9の中でも、実施例1、4及び7は、BLTがより低く、かつ、吐出性により優れていた。
As is clear from the table, the thermally conductive silicone compositions of the examples had low BLT and were excellent in electrical insulation, dischargeability, and heat dissipation. In other words, by adjusting the content of component (E) relative to the total content of components (A) to (D), and the content of component (E-2) relative to the content of component (E), within specified ranges, it was possible to adjust the thermal conductivity and dischargeability while maintaining the BLT properties.
In particular, when Example 1 is compared with Example 10, when the amount of the "silicone composition excluding filler" is large (i.e., when the total content of components (A) to (D) is 6.0 parts by mass or more per 100 parts by mass of component (E)), the BLT is lower and the ejection properties and heat dissipation properties are superior.
Comparing Examples 1 to 3, when the amount of component (E-1) was large, the heat dissipation properties were superior.
Comparing Examples 1 and 2, when the amount of component (E-1) was small, the electrical insulation was superior. Furthermore, compared to Example 3, Examples 1 and 2 had lower BLT and superior dischargeability.
Comparing Examples 1, 4, and 7, when the particle size of component (E-1) was large, the thermal conductivity was superior. Among Examples 1 to 9, Examples 1, 4, and 7 had lower BLT and superior dischargeability.
比較例1の組成物は、(E-4)成分を含まない。そのため、比較例1の組成物は、実施例1~3の組成物に対して、吐出性及び電気絶縁性が劣っていた。
比較例2の組成物は、(E-4)成分を含まない。そして、比較例2の組成物は、(E-4)成分に比べて、大きな粒度分布のピークを有する熱伝導性フィラーを含む。そのため、比較例2の組成物は、実施例1の組成物に対して、吐出性が劣っていた。
実施例4~6と比較例3の関係、及び、実施例7~9と比較例5の関係は、実施例1~3と比較例1の関係と同様である。また、実施例4と比較例4の関係、及び、実施例7と比較例6の関係は、実施例1と比較例2の関係と同様である。
比較例7の組成物は、(E-1)成分及び(E-4)成分を含まない。そのため、比較例7の組成物は、組成物としてまとまらなかった。
比較例8の組成物は、(E-1)成分及び(E-4)成分を含まない。そして、比較例4の組成物は、(E-1)成分に比べて、大きな粒度分布のピークを有する炭化ケイ素を含む。そのため、比較例8の組成物は、実施例1の組成物に対して、吐出性及び電気絶縁性が劣っていた。
比較例9の組成物は、(E-4)成分に比べて、熱伝導率が低い熱伝導性フィラーを含む。そのため、比較例9の組成物は、熱伝導率が劣っていた。
比較例10の組成物は、(E-4)成分を含まない。そのため、比較例10の組成物は、実施例10の組成物に対して、吐出性及び電気絶縁性が劣っていた。
比較例11の組成物は、(E-4)成分を含まない。そのため、比較例11の組成物は、実施例11の組成物に対して、吐出性及び電気絶縁性が劣っていた。
比較例12及び13の組成物は、熱伝導性フィラーの100質量部に対して、(E-2)成分の含有量が28.0質量部を超える。そのため、比較例12及び13の組成物は、組成物としてまとまらなかった。
The composition of Comparative Example 1 did not contain the component (E-4), and therefore the composition of Comparative Example 1 was inferior to the compositions of Examples 1 to 3 in terms of ejection properties and electrical insulation properties.
The composition of Comparative Example 2 does not contain component (E-4). Furthermore, the composition of Comparative Example 2 contains a thermally conductive filler with a larger particle size distribution peak than component (E-4). Therefore, the composition of Comparative Example 2 had inferior dischargeability to the composition of Example 1.
The relationship between Examples 4 to 6 and Comparative Example 3, and the relationship between Examples 7 to 9 and Comparative Example 5 are similar to the relationship between Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. Furthermore, the relationship between Example 4 and Comparative Example 4, and the relationship between Example 7 and Comparative Example 6 are similar to the relationship between Example 1 and Comparative Example 2.
The composition of Comparative Example 7 did not contain the components (E-1) and (E-4), and therefore the composition of Comparative Example 7 did not come together as a composition.
The composition of Comparative Example 8 did not contain the components (E-1) and (E-4). The composition of Comparative Example 4 contained silicon carbide having a larger peak in the particle size distribution than the component (E-1). Therefore, the composition of Comparative Example 8 was inferior to the composition of Example 1 in terms of ejection properties and electrical insulation properties.
The composition of Comparative Example 9 contained a thermally conductive filler with lower thermal conductivity than the component (E-4), and therefore the composition of Comparative Example 9 had poor thermal conductivity.
The composition of Comparative Example 10 did not contain the component (E-4), and therefore the composition of Comparative Example 10 was inferior to the composition of Example 10 in terms of ejection properties and electrical insulation properties.
The composition of Comparative Example 11 did not contain the component (E-4), and therefore the composition of Comparative Example 11 was inferior to the composition of Example 11 in terms of ejection properties and electrical insulation properties.
In the compositions of Comparative Examples 12 and 13, the content of component (E-2) exceeded 28.0 parts by mass per 100 parts by mass of the thermally conductive filler, and therefore the compositions of Comparative Examples 12 and 13 did not form a cohesive composition.
Claims (10)
(B)ケイ素原子に結合した水素原子を有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン;
(C)白金系触媒;
(D)下記一般式(1):
〔式中、
R1:下記の基からなる群より選択される基
R2:下記一般式(2):
(式中、R4は、それぞれ独立して、炭素原子数1~12のアルキル基、炭素原子数3~12のシクロアルキル基、炭素原子数6~12のアリール基又は炭素原子数7~12のアラルキル基であり、ここで、前記アルキル基、前記シクロアルキル基、前記アリール基及び前記アラルキル基は、非置換又はハロゲン若しくはシアノ基で置換されており、Yは、R4であり、dは2~60の整数である)で示される直鎖状オルガノシロキシ基
X:それぞれ独立して、-CH 2 CH 2 -、-CH 2 CH 2 CH 2 -、-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -、-CH 2 CH(CH 3 )-又は-CH 2 CH(CH 3 )CH 2 -
a及びb:それぞれ独立して1以上の整数
c:0以上の整数
a+b+c:4以上の整数
R3:それぞれ独立して、炭素原子数1~6のアルキル基、炭素原子数3~6のシクロアルキル基又は炭素原子数6のアリール基であり、ここで、前記アルキル基、前記シクロアルキル基及び前記アリール基は、非置換又はハロゲン若しくはシアノ基で置換されている〕
で示されるシロキサン化合物、及び
(E)熱伝導性フィラー、
を含む、熱伝導性シリコーン組成物であって、
(A)成分は、(A-1)ケイ素原子に結合したアルケニル基を、分子中に2個以上有するポリオルガノシロキサンを含み、
(B)成分は、(B-1)ケイ素原子に結合した水素原子を、分子中に2個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサンを含み、
(E)成分は、
(E-1)10μm以上40μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、炭化ケイ素、
(E-2)熱伝導率が10W/mK~300W/mKであり、0.1μm以上1.0μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、第1の熱伝導性フィラー、
(E-3)熱伝導率が10W/mK~300W/mKであり、1.0μm超10μm未満の範囲に粒度分布のピークを有する、第2の熱伝導性フィラー、及び
(E-4)熱伝導率が60W/mK~300W/mKであり、10μm以上40μm以下の範囲に粒度分布のピークを有する、第3の熱伝導性フィラー(但し、炭化ケイ素を除く)を含み、
(E)成分の100質量部に対して、(A)成分~(D)成分の合計の含有量は、1.0~10.0質量部であり、並びに、
(E)成分の100質量部に対して、(E-2)成分の含有量は、28.0質量部以下である、熱伝導性シリコーン組成物。 (A) a polyorganosiloxane having an alkenyl group bonded to a silicon atom;
(B) a polyorganohydrogensiloxane having a hydrogen atom bonded to a silicon atom;
(C) platinum-based catalyst;
(D) the following general formula (1):
[During the ceremony,
R 1 : a group selected from the group consisting of the following groups:
R 2 : The following general formula (2):
(wherein R 4 's are each independently an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and the alkyl group, cycloalkyl group, aryl group, and aralkyl group are unsubstituted or substituted with a halogen or a cyano group; Y is R 4 , and d is an integer of 2 to 60); X's are each independently -CH 2 CH 2 - , -CH 2 CH 2 CH 2 - , -CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 - , -CH 2 CH ( CH 3 ) - , or -CH 2 CH(CH 3 )CH 2 -
a and b: each independently an integer of 1 or greater; c: an integer of 0 or greater; a+b+c: an integer of 4 or greater; and R 3 : each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 carbon atoms, wherein the alkyl group, the cycloalkyl group, and the aryl group are unsubstituted or substituted with a halogen or a cyano group .
and (E) a thermally conductive filler,
A thermally conductive silicone composition comprising:
The component (A) includes (A-1) a polyorganosiloxane having two or more silicon-bonded alkenyl groups in the molecule,
The component (B) includes (B-1) a polyorganohydrogensiloxane having two or more silicon-bonded hydrogen atoms in the molecule,
The component (E) is
(E-1) Silicon carbide having a particle size distribution peak in the range of 10 μm or more and 40 μm or less;
(E-2) a first thermally conductive filler having a thermal conductivity of 10 W/mK to 300 W/mK and a particle size distribution peak in the range of 0.1 μm to 1.0 μm;
(E-3) a second thermally conductive filler having a thermal conductivity of 10 W/mK to 300 W/mK and a particle size distribution peak in the range of more than 1.0 μm and less than 10 μm, and (E-4) a third thermally conductive filler (excluding silicon carbide) having a thermal conductivity of 60 W/mK to 300 W/mK and a particle size distribution peak in the range of 10 μm or more and 40 μm or less,
the total content of components (A), (B), and (C) is 1.0 to 10.0 parts by mass per 100 parts by mass of component (E); and
A thermally conductive silicone composition, in which the amount of component (E-2) is 28.0 parts by mass or less per 100 parts by mass of component (E).
(E-3)成分が、アルミナ、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、結晶性シリカ、アルミニウム、窒化ホウ素及び黒鉛化炭素からなる群より選択される1種以上であり、並びに、
(E-4)成分が、窒化アルミニウム、窒化ホウ素及び黒鉛化炭素からなる群より選択される1種以上である、請求項1に記載の熱伝導性シリコーン組成物。 the component (E-2) is at least one selected from the group consisting of alumina, aluminum nitride, aluminum hydroxide, magnesium oxide, zinc oxide, crystalline silica, aluminum, boron nitride, and graphitized carbon;
The component (E-3) is at least one selected from the group consisting of alumina, aluminum nitride, aluminum hydroxide, magnesium oxide, zinc oxide, crystalline silica, aluminum, boron nitride, and graphitized carbon; and
2. The thermally conductive silicone composition according to claim 1, wherein component (E-4) is at least one member selected from the group consisting of aluminum nitride, boron nitride, and graphitized carbon.
(E-1)成分の含有量は、5.0~30.0質量部であり、
(E-2)成分の含有量は、10.0~28.0質量部であり、
(E-3)成分の含有量は、15.0~40.0質量部であり、及び
(E-4)成分の含有量は、5.0~40.0質量部である、
請求項1に記載の熱伝導性シリコーン組成物。 For 100 parts by mass of component (E),
The content of the component (E-1) is 5.0 to 30.0 parts by mass,
The content of the component (E-2) is 10.0 to 28.0 parts by mass,
The content of the component (E-3) is 15.0 to 40.0 parts by mass, and the content of the component (E-4) is 5.0 to 40.0 parts by mass.
The thermally conductive silicone composition according to claim 1 .
(E-1)成分の含有量は、5.0~30.0質量部であり、
(E-2)成分の含有量は、10.0~28.0質量部であり、
(E-3)成分の含有量は、15.0~40.0質量部であり、及び
(E-4)成分の含有量は、5.0~40.0質量部である、
請求項2に記載の熱伝導性シリコーン組成物。 For 100 parts by mass of component (E),
The content of the component (E-1) is 5.0 to 30.0 parts by mass,
The content of the component (E-2) is 10.0 to 28.0 parts by mass,
The content of the component (E-3) is 15.0 to 40.0 parts by mass, and the content of the component (E-4) is 5.0 to 40.0 parts by mass.
The thermally conductive silicone composition according to claim 2.
(E-1)成分の含有量は、5.0~30.0質量部であり、
(E-2)成分の含有量は、10.0~28.0質量部であり、
(E-3)成分の含有量は、15.0~40.0質量部であり、及び
(E-4)成分の含有量は、5.0~40.0質量部である、
請求項3に記載の熱伝導性シリコーン組成物。 For 100 parts by mass of component (E),
The content of the component (E-1) is 5.0 to 30.0 parts by mass,
The content of the component (E-2) is 10.0 to 28.0 parts by mass,
The content of the component (E-3) is 15.0 to 40.0 parts by mass, and the content of the component (E-4) is 5.0 to 40.0 parts by mass.
The thermally conductive silicone composition according to claim 3.
(E-1)成分の含有量は、5.0~30.0質量部であり、
(E-2)成分の含有量は、10.0~28.0質量部であり、
(E-3)成分の含有量は、15.0~40.0質量部であり、及び
(E-4)成分の含有量は、5.0~40.0質量部である、
請求項4に記載の熱伝導性シリコーン組成物。 For 100 parts by mass of component (E),
The content of the component (E-1) is 5.0 to 30.0 parts by mass,
The content of the component (E-2) is 10.0 to 28.0 parts by mass,
The content of the component (E-3) is 15.0 to 40.0 parts by mass, and the content of the component (E-4) is 5.0 to 40.0 parts by mass.
The thermally conductive silicone composition according to claim 4.
An electronic component comprising the thermally conductive silicone composition according to any one of claims 1 to 8.
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|---|---|---|---|---|
| JP2001214063A (en) | 2000-01-31 | 2001-08-07 | Dow Corning Toray Silicone Co Ltd | Silicone gel composition and silicone gel |
| JP2006143978A (en) | 2004-11-25 | 2006-06-08 | Ge Toshiba Silicones Co Ltd | Thermally conductive silicone composition |
| JP2007503506A (en) | 2003-08-25 | 2007-02-22 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Bondline thin silicone adhesive composition and method for producing the same |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001214063A (en) | 2000-01-31 | 2001-08-07 | Dow Corning Toray Silicone Co Ltd | Silicone gel composition and silicone gel |
| JP2007503506A (en) | 2003-08-25 | 2007-02-22 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Bondline thin silicone adhesive composition and method for producing the same |
| JP2006143978A (en) | 2004-11-25 | 2006-06-08 | Ge Toshiba Silicones Co Ltd | Thermally conductive silicone composition |
| JP2011107553A (en) | 2009-11-20 | 2011-06-02 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | High thermal conductivity silicone rubber composition for fixing roll or belt for office machine, and fixing roll and fixing belt |
| WO2018221637A1 (en) | 2017-05-31 | 2018-12-06 | モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社 | Thermally conductive polysiloxane composition |
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