WO2022255331A1 - 熱伝導性シリコーン組成物及びその硬化物 - Google Patents

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WO2022255331A1
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thermally conductive
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silicone composition
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淳一 塚田
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Definitions

  • the present invention relates to a thermally conductive silicone composition and its cured product.
  • heat-dissipating sheets and heat-dissipating greases are used as heat-dissipating materials that have good thermal conductivity and conformability to the surfaces of the members in order to prevent air from intervening between the heat-generating member and the cooling member.
  • metal wiring such as copper wire is used for coils and bus bars, and the surface is generally coated with nickel or tin plating or epoxy coating. Corrosion of the metal wiring of coils and bus bars can be suppressed by coating the surface, but corrosion may progress from the exposed metal due to bending, scratches, and pinholes in the coating. Not yet. In particular, when cationic impurities are present in the heat dissipation material, there is a problem that they are electrically attracted and accelerate corrosion of these members.
  • an object of the present invention is to provide a thermally conductive silicone composition that becomes a cured product (heat dissipation material) that can suppress corrosion of metal wiring and has excellent heat dissipation properties.
  • the present inventors have found an alkenyl group-containing organopolysiloxane having a specific kinematic viscosity, a specific organohydrogenpolysiloxane, a thermally conductive filler, and one end of a molecular chain. It was found that a thermally conductive silicone composition containing trialkoxy-blocked dimethylpolysiloxane, benzotriazole and/or a benzotriazole derivative, and a specific organopolysiloxane can suppress corrosion of metal wiring. completed. That is, the present invention provides the following thermally conductive silicone composition and cured thermally conductive silicone.
  • R 5 is independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • R 6 is a phenyl group
  • c and d are numbers of 1 to 20, and the number of siloxane units in parentheses The ordering is random, alternating or block.
  • R 3 is a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a group represented by the following formula (5) in the general formula (2);
  • R 7 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, or —(CH 2 ) e —Si(OR 8 ) 3 ⁇ R 8 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; or SiR 9 3 groups (R 9 is independently an alkyl group having 1-4 carbon atoms), and e is an integer of 1-6. ⁇ and * indicates a bond.
  • [5] A cured product of the thermally conductive silicone composition according to any one of [1] to [4].
  • the thermally conductive silicone composition of the present invention provides a cured product with excellent heat dissipation performance. A stable film is formed on the surface of metals such as copper, and corrosion can be suppressed. Therefore, the thermally conductive silicone composition of the present invention can be suitably used as a thermally conductive material (heat radiating material) for metal wiring cooling members such as bus bars and coils.
  • the alkenyl group-containing organopolysiloxane as component (A) is an organopolysiloxane having two or more, preferably 2 to 10, and more preferably 2 to 5 silicon-bonded alkenyl groups per molecule. .
  • the main chain portion is generally composed of repeating diorganosiloxane units, but this may include a branched structure as part of the molecular structure, or may be cyclic. However, linear diorganopolysiloxane is preferred from the viewpoint of physical properties such as mechanical strength of the cured product.
  • alkenyl group examples include those having usually about 2 to 8 carbon atoms such as vinyl group, allyl group, propenyl group, isopropenyl group, butenyl group, hexenyl group and cyclohexenyl group.
  • a lower alkenyl group such as a group is preferred, and a vinyl group is particularly preferred.
  • the alkenyl group bonded to the silicon atom may exist either at the end of the molecular chain of the organopolysiloxane or in the middle of the molecular chain. Those having an alkenyl group attached to the atom are preferred.
  • groups other than alkenyl groups bonded to silicon atoms include unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, and tert-butyl groups.
  • Alkyl groups such as pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group and dodecyl group; Cycloalkyl groups such as cyclopentyl group, cyclohexyl group and cycloheptyl group; Aryl groups such as xylyl group, naphthyl group and biphenylyl group; aralkyl groups such as benzyl group, phenylethyl group, phenylpropyl group and methylbenzyl group; Groups which are all substituted with halogen atoms such as fluorine, chlorine, bromine, etc., or cyano groups, for example, chloromethyl group, 2-bromoethyl group, 3-chloropropyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group , chlorophenyl group, fluorophenyl group, cyano
  • the group other than the alkenyl group bonded to the silicon atom of the component (A) organopolysiloxane preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms.
  • preferably unsubstituted or substituted alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms such as methyl group, ethyl group, propyl group, chloromethyl group, bromoethyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, cyanoethyl group and phenyl unsubstituted or substituted phenyl groups such as radicals, chlorophenyl groups and fluorophenyl groups, and particularly preferably methyl groups.
  • all groups other than alkenyl groups bonded to silicon atoms may be the same or different from each other.
  • the kinematic viscosity of component (A) at 25° C. is in the range of 10 to 100,000 mm 2 /s, preferably in the range of 100 to 50,000 mm 2 /s. If the kinematic viscosity is less than 10 mm 2 /s, uniform mixing with the thermally conductive filler will be difficult, and if it exceeds 100,000 mm 2 /s, the viscosity of the composition will rise and the kneading operation itself will become difficult.
  • the kinematic viscosity is a value at 25°C using an Ostwald viscometer.
  • Component (A) includes, for example, dimethylpolysiloxane having both molecular chain ends blocked with dimethylvinylsiloxy groups, and dimethylpolysiloxane having one molecular chain end blocked with dimethylvinylsiloxy group and the other molecular chain end blocked with trimethylsiloxy group.
  • Siloxane/methylvinylpolysiloxane copolymer trimethylsiloxy group-blocked dimethylsiloxane/methylvinylsiloxane copolymer at both molecular chain ends, trimethylsiloxy group-blocked methylvinylpolysiloxane at both molecular chain ends, dimethylvinylsiloxy group-blocked at both molecular chain ends
  • Examples include dimethylsiloxane/methylvinylpolysiloxane copolymers, but are not limited to these.
  • the component (A) may be used singly or in combination of two or more.
  • the content of component (A) in the composition is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 1 to 5% by mass.
  • the component (B) organohydrogenpolysiloxane has 2 or more, preferably 2 to 30, more preferably 2 to 20 hydrogen atoms (Si—H groups) directly bonded to silicon atoms in one molecule. It is an organohydrogenpolysiloxane having a component (A) and acts as a cross-linking agent for the component (A). That is, the Si—H groups in component (B) and the alkenyl groups in component (A) are added by a hydrosilylation reaction promoted by a platinum group metal-based curing catalyst, component (E), to be described later. A three-dimensional network structure having a crosslinked structure is imparted to the cured product. If the number of Si—H groups in one molecule of the component (B) organohydrogenpolysiloxane is less than 2, the composition may not be cured.
  • the component (B) may be linear, branched, or cyclic, and may have a plurality of these structures in the molecule.
  • the Si—H group may be positioned either at the end of the molecular chain, in the middle of the molecular chain, or both.
  • the organic group other than the Si—H group bonded to the silicon atom is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, particularly having 1 to 6 carbon atoms and having no aliphatic unsaturated bond. Specifically, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, hexyl group, alkyl group such as dodecyl group, aryl group such as phenyl group, 2-phenylethyl group, 2-phenylpropyl group, etc.
  • aralkyl group chloromethyl group, halogen-substituted hydrocarbon group such as 3,3,3-trifluoropropyl group, 2-glycidoxyethyl group, 3-glycidoxypropyl group, 4-glycidoxybutyl group, etc. and the like, and a methyl group is particularly preferred.
  • Component (B) includes, for example, a copolymer consisting of (CH 3 ) 2 HSiO 1/2 units and (CH 3 ) 2 SiO 2/2 units, (CH 3 ) 2 HSiO 1/2 units and (CH 3 ) Copolymers of 3 SiO 1/2 units and (CH 3 ) 2 SiO units, (CH 3 ) 3 SiO 1/2 units, (CH 3 ) 2 SiO 2/2 units and (CH 3 )HSiO 2/2 units, ( CH3 )2HSiO1/ 2 units, (CH3) 3SiO1 /2 units , ( CH3 ) 2SiO2 / 2 units and ( CH3 ) HSiO2 /2 units, (CH 3 ) 3 SiO 1/2 units and (CH 3 )HSiO 2/2 units, (CH 3 ) 2 HSiO 1/2 units and (CH 3 ) Copolymers of 2 SiO 2/2 units and (CH 3 )HSiO 2/2 units, (CH 3 ) 3 SiO 1/2 units, (CH 3 )
  • the (B) component organohydrogenpolysiloxane may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of these components (B) added is such that the number of Si—H groups derived from component (B) is 0.5 to 1.5 per alkenyl group derived from component (A), preferably 0. .7 to 1.3. If the amount of Si—H groups in component (B) is less than 0.5 per alkenyl group derived from component (A), the composition may not cure, or the strength of the cured product may be insufficient. In some cases, the molded product cannot be handled because it cannot maintain its shape. If the amount of Si—H groups in the component (B) exceeds 1.5 per alkenyl group derived from the component (A), the crosslink density becomes too high and the flexibility of the cured product may be impaired. be.
  • thermally conductive filler As the thermally conductive filler of component (C), one having a thermal conductivity of 10 W/m ⁇ K or more, preferably 15 W/m ⁇ K or more is used. This is because if the thermal conductivity is less than 10 W/m ⁇ K, the thermal conductivity of the thermally conductive silicone composition itself becomes small.
  • thermally conductive fillers include aluminum powder, copper powder, silver powder, iron powder, nickel powder, gold powder, tin powder, metallic silicon powder, aluminum nitride powder, boron nitride powder, aluminum oxide (alumina) powder, oxide Examples include, but are not limited to, magnesium (magnesia) powder, diamond powder, carbon powder, indium powder, gallium powder, and zinc oxide powder.
  • the shape of component (C) may be amorphous or spherical.
  • the average particle size of component (C) is preferably in the range of 0.1 to 100 ⁇ m, more preferably in the range of 0.1 to 90 ⁇ m. If the average particle diameter is less than 0.1 ⁇ m, the filling property into the composition may deteriorate, and if it exceeds 100 ⁇ m, the surface of the cured product after molding may become rough, resulting in increased heat resistance.
  • the average particle diameter is the volume average diameter [MV] measured by Microtrac MT330OEX manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
  • Component (C) may be used singly or in combination of two or more.
  • the amount of (C) is in the range of 500 to 7,000 parts by mass, preferably 1,000 to 6,500 parts by mass, more preferably 2,000 to 7,000 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). 6,000 parts by mass. If it is less than 500 parts by mass, the thermal conductivity of the cured product will be low, and if it is more than 7,000 parts by mass, the viscosity of the composition will increase, leading to deterioration in moldability.
  • Component (D) has the following general formula (1) (In formula (1), R 1 is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a is a number of 5 to 100.) is a dimethylpolysiloxane in which one end of the molecular chain represented by is blocked with a trialkoxy group.
  • alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms represented by R 1 in formula (1) include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, A neopentyl group, a hexyl group, and the like can be mentioned, and among them, a methyl group is preferable.
  • a is a number from 5 to 100, preferably from 10 to 60. If a is less than 5, the dispersibility of the thermally conductive filler may be lowered, and if it is greater than 100, the thermal conductivity may be lowered.
  • the blending amount of component (D) is 10 to 300 parts by mass, preferably 10 to 200 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). If the amount of component (D) is less than 10 parts by mass per 100 parts by mass of component (A), the dispersibility of the thermally conductive filler in the thermally conductive silicone composition will be reduced and the viscosity of the composition will increase. If the blending amount exceeds 300 parts by mass, the thermally conductive filler will be diluted, which may reduce the thermal conductivity.
  • the component (E) platinum group metal curing catalyst is a catalyst for promoting the addition reaction between the alkenyl group derived from the component (A) and the Si—H group derived from the component (B), and is used in the hydrosilylation reaction.
  • a well-known catalyst is mentioned as a catalyst used.
  • platinum group metals such as platinum (including platinum black ), rhodium, and palladium ; , KaHPtCl6.nH2O , Na2PtCl6.nH2O , K2PtCl4.nH2O , PtCl4.nH2O , PtCl2 , Na2HPtCl4.nH2O (wherein , platinum chloride, chloroplatinic acid and chloroplatinates such as n is an integer from 0 to 6, preferably 0 or 6; alcohol-modified chloroplatinic acid (see US Pat. No.
  • the amount of component (E) may be a so-called catalytic amount, and is usually about 0.1 to 1,000 ppm in terms of mass of the platinum group metal element with respect to component (A).
  • Component (E) may be prepared by dissolving the various platinum group metal catalysts described above in a solvent such as 2-ethylhexanol.
  • (F) component is benzotriazole and / or the following general formula (2)
  • R 2 is independently a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms
  • R 3 is a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • the monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 2 includes methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, Alkyl groups such as pentyl group, neopentyl group, hexyl group and cyclohexyl group, and those in which some or all of the hydrogen atoms of these groups are substituted with halogen atoms such as fluorine, bromine and chlorine, cyano groups and the like, such as chloromethyl group, chloropropyl group, bromoethyl group, trifluoropropyl group, cyanoethyl group and the like.
  • halogen atoms such as fluorine, bromine and chlorine, cyano groups and the like
  • chloromethyl group chloropropyl group, bromoethyl group, trifluoropropyl group, cyanoethyl group
  • Monovalent organic groups represented by R 3 include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, neopentyl, hexyl and cyclohexyl groups.
  • Monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms such as aralkyl group such as benzyl group, phenylethyl group and phenylpropyl group; Examples thereof include groups represented by (5).
  • R 7 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, or —(CH 2 ) e —Si(OR 8 ) 3 ⁇ R 8 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; or SiR 9 3 group (R 9 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) and e is an integer of 1 to 6, preferably 1 to 3. ⁇ and * indicates a bond.
  • R 7 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, or —(CH 2 ) e —Si(OR 8 ) 3 ⁇ R 8 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; or SiR 9 3 group (R 9 is independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) and e is an integer of 1 to 6, preferably 1 to 3. ⁇ and * indicates a bond.
  • Examples of monovalent hydrocarbon groups for R 7 include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, hexyl group and dodecyl group, aryl groups such as phenyl group, 2-phenylethyl group and 2-phenylpropyl.
  • An aralkyl group such as a group can be exemplified.
  • alkyl groups for R 8 and R 9 include methyl group, ethyl group and propyl group.
  • the blending amount of component (F) is in the range of 10 to 500 ppm, preferably 20 to 400 ppm, more preferably 30 to 300 ppm, based on the total mass of components (A) to (D). If the amount of component (F) is less than 10 ppm, it is not possible to impart sufficient corrosion resistance to the target metal, and if it is more than 500 ppm, it is necessary to add a large amount of the platinum group metal curing catalyst of component (E). and uneconomical.
  • Component (G) has the following general formula (3): (In formula (3), R 4 is independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and having no aliphatic unsaturated bond, and b is a number of 2 to 2,000.) It is an organopolysiloxane containing no aliphatic unsaturated bonds represented by. Since the component (G) exists as an oil in the composition without affecting the crosslinked structure, it gradually migrates from the composition together with the component (F) to the surface of the target metal, thereby enhancing the anticorrosion effect. be able to.
  • Examples of monovalent hydrocarbon groups for R 4 include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, pentyl group, neopentyl group, hexyl group, heptyl group and octyl group.
  • nonyl, decyl, and other alkyl groups cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, and other cycloalkyl groups
  • phenyl, tolyl, xylyl, naphthyl, and other aryl groups aralkyl groups such as alkyl groups and methylbenzyl groups, as well as some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of these groups, substituted with halogen atoms such as fluorine, chlorine, bromine, etc., or cyano groups, etc.
  • b is a number from 2 to 2,000, preferably from 2 to 200.
  • Component (G) has the following general formula (4): (In formula (4), R 5 is independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 6 is a phenyl group, c and d are each numbers of 1 to 20, and the siloxane unit in parentheses is random, alternating, or block.) It is preferable that the phenyl group-containing organopolysiloxane represented by is included.
  • the alkyl group for R5 includes methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, neopentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl and decyl. and the like, and a methyl group is preferred.
  • Component (G) is added in an amount of 1 to 100 parts by mass, preferably 2 to 90 parts by mass, more preferably 5 to 80 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). If the amount of component (G) is less than 1 part by mass, the anti-corrosion effect is difficult to obtain. The hardness of may increase significantly.
  • the ratio of the compound represented by the general formula (4) is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, based on the total amount of the component (G). more preferred.
  • the thermally conductive silicone composition of the present invention further contains an addition reaction inhibitor as component (H) for the purpose of suppressing the catalytic activity of component (E) and extending the shelf life and pot life of the composition. can do.
  • a known addition reaction controller can be used as the (H) component.
  • Examples thereof include acetylene compounds such as 1-ethynyl-1-cyclohexanol, 3-butyn-1-ol and ethynylmethylidenecarbinol, nitrogen compounds, organic phosphorus compounds, oxime compounds, organic chloro compounds and the like.
  • the amount of component (H) may be an effective amount, but is preferably about 0.01 to 1 part by mass per 100 parts by mass of component (A). May be used after dilution.
  • the thermally conductive silicone composition of the present invention may further contain a filler other than component (C) as component (I) for the purpose of adjusting the viscosity of the composition and the hardness of the cured product.
  • component (I) aluminum hydroxide and silica are preferable because they are inexpensive and have a relatively small specific gravity.
  • the average particle size of component (I) is preferably in the range of 0.1 to 100 ⁇ m, more preferably in the range of 1 to 80 ⁇ m.
  • component (I) When component (I) is blended, the blending amount is preferably 100 to 3,000 parts by mass, preferably 500 to It is more preferably 1,500 parts by mass.
  • This component (I) may be added to the thermally conductive silicone composition of the present invention as it is, or may be added after being mixed with the component (C) in advance.
  • the thermally conductive silicone composition of the present invention may further contain a coloring agent, an antioxidant, etc., within a range that does not impair the purpose of the present invention.
  • the thermally conductive silicone composition of the present invention is produced by uniformly mixing the components described above.
  • the mixing method may be according to a conventionally known method.
  • mixing devices include Trimix, Twinmix, and Planetary Mixer (both registered trademarks of mixers manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.), Ultra Mixer (Mizuho Kogyo Co., Ltd. ), Hivis Dispermix (registered trademark of Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd. mixer), and the like.
  • all components to be blended may be mixed at once, or one or more components may be mixed in several steps, but component (C) and component (D) should be blended at the same time. is preferred.
  • a cured product can be obtained by heating the thermally conductive silicone composition of the present invention at a temperature of preferably 80 to 180° C., particularly 90 to 170° C., for 30 to 150 minutes, particularly 40 to 140 minutes.
  • the thermal conductivity of cured thermally conductive silicone is preferably 3.0 W/mK or more, more preferably 4.0 W/mK or more, as measured at 25°C by the hot disk method. is.
  • the upper limit of the thermal conductivity of the cured product (molded body) is not particularly limited, for example, when magnesium oxide is used, the thermal conductivity is 40 W/m ⁇ K or less.
  • Component (A) Dimethylpolysiloxane having both ends blocked with dimethylvinylsilyl groups (kinematic viscosity at 25°C: 600 mm 2 /s)
  • Component (B) Organohydrogenpolysiloxane represented by the following formula (The sequence order of the siloxane units in parentheses is undefined.)
  • C Component (C-1): Alumina powder (average particle size: 1 ⁇ m, thermal conductivity: 27 W/m K)
  • C-2 Alumina powder (average particle size: 10 ⁇ m, thermal conductivity: 27 W/m K)
  • C-3 Alumina powder (average particle size: 28 ⁇ m, thermal conductivity: 27 W/m K)
  • C-4 Alumina powder (average particle size: 70 ⁇ m, thermal conductivity: 27 W/m K)
  • C-5 Magnesia powder (average particle size: 55 ⁇ m, thermal conductivity: 40 W/m K)
  • Component (D) Dimethylpolysiloxane having one molecular chain end blocked with a trimethoxy group represented by the following formula
  • (F) component (F-1) a compound represented by the following formula (F-2): a compound represented by the following formula
  • G component (G-1) dimethylpolysiloxane represented by the following formula (G-2): Methylphenylpolysiloxane represented by the following formula (In the formula, the sequence of the siloxane units in parentheses is undefined.)
  • Component (I-1) Aluminum hydroxide powder (average particle size: 1 ⁇ m, thermal conductivity: 3.2 W/m ⁇ K)
  • I-2) Aluminum hydroxide powder (average particle size: 12 ⁇ m, thermal conductivity: 3.2 W/m K)
  • I-3) Aluminum hydroxide powder (average particle size: 64 ⁇ m, thermal conductivity: 3.2 W/m K)
  • Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 5 The following components were sequentially added in the blending amounts (parts by mass) shown in Tables 1 and 2. Using a 5-liter planetary mixer (manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.), components (A) and (D), and components (C) and (I) were premixed and kneaded for 60 minutes. Next, components (B), (E), (F), (G) and (H) were added and kneaded for 30 minutes to obtain a thermally conductive silicone composition.
  • the hardness of the thermally conductive silicone cured product was measured with an Asker C hardness tester specified in SRIS0101.
  • Copper corrosion test 1) Cleaning of copper plate After wiping off fats and oils on the surface of the copper plate with gauze impregnated with acetone, the copper plate was immersed in a 10% by mass sulfuric acid aqueous solution for 15 minutes. The removed copper plate was washed with pure water, dried and used for the test. 2) Test procedure The molded thermally conductive silicone cured product was placed on the copper plate and allowed to stand for 24 hours. Thereafter, the copper plate from which the thermally conductive silicone cured product was removed was stored in a high-temperature, high-humidity bath at 85° C. and 85% RH for aging. After 100 hours, 500 hours, and 1,000 hours of aging, the copper plate was taken out, and the presence or absence of corrosion on the surface of the copper plate was observed.
  • the thermally conductive silicone cured products obtained in Examples 1 to 6 had a thermal conductivity of 3.0 W/m ⁇ K or more, and no corrosion was confirmed in a copper corrosion test up to 1000 hours of aging.
  • the (F) component was not contained in a sufficient amount as in Comparative Examples 1 and 3, corrosion of copper was observed.
  • Comparative Example 2 in which the component (F) was added in excess, no cured product was obtained due to the deactivation of the component (E).
  • the component (G) was excessively added as in Comparative Example 5
  • the proportion of the thermally conductive filler decreased, resulting in a thermal conductivity of less than 3.0 W/m ⁇ K.

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Abstract

金属配線の腐食を抑制可能な放熱性に優れる硬化物となる熱伝導性シリコーン組成物の提供。 （Ａ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子に結合したアルケニル基を有する、２５℃の動粘度が１０～１００，０００ｍｍ2／ｓのオルガノポリシロキサン （Ｂ）ケイ素原子に直接結合した水素原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン （Ｃ）１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する熱伝導性充填材 （Ｄ）分子鎖片末端がトリアルコキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン （Ｅ）白金族金属系硬化触媒 （Ｆ）ベンゾトリアゾール及び／又はベンゾトリアゾール誘導体 及び （Ｇ）脂肪族不飽和結合を有さないオルガノポリシロキサン を含む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及びその硬化物
　本発明は、熱伝導性シリコーン組成物及びその硬化物に関する。
　ＬＳＩやＩＣチップ等の電子部品は使用中の発熱及びそれに伴う性能の低下が広く知られており、これを解決するための手段として様々な放熱技術が用いられている。例えば、発熱部の付近にヒートシンクなどの冷却用途の部材を配置し、両者を密接させることで冷却部材へと効率的な伝熱を促して冷却部材を冷却することにより発熱部の放熱を効率的に行うことが知られている。その際、発熱部材と冷却部材との間に隙間があると、熱伝導性の低い空気が介在することにより伝熱が効率的でなくなるために発熱部材の温度が十分に下がらなくなってしまう。このような現象を防止するために発熱部材と冷却部材の間の空気の介在を防ぐ目的として、熱伝導率がよく、部材の表面に追随性のある放熱材料として、放熱シートや放熱グリースが用いられる（特許文献１～３）。
　昨今、車載用インバータ等のパワーモジュールは入出力電流が増加傾向にあり、コイルやバスバー自体の発熱も増加傾向にある。発熱によりコイルやバスバーの温度が上昇すると電気抵抗が増加するため効率的な放熱が不可欠であり、対策として放熱材料を取り付け、直接放熱を促す手法が多く取られるようになってきている。
　一方で、コイルやバスバーには銅線などの金属配線が用いられ、表面はニッケルや錫によるメッキやエポキシコートなどにより被覆されて使用される場合が一般的である。表面の被覆によりコイルやバスバーの金属配線の腐食を抑えることができるが、曲げ加工やキズ、被覆のピンホールにより金属が露出した部分から腐食が進行してしまうことがあり根本的な解決には至っていない。特に、放熱材料中に陽イオン性不純物が存在する場合、電気的に引き寄せられこれらの部材の腐食を促進させてしまう問題があった。
特許第２９３８４２８号公報 特許第２９３８４２９号公報 特許第３９５２１８４号公報
　従って、本発明は、金属配線の腐食を抑制可能な放熱性に優れる硬化物（放熱材料）となる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。
　本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、特定の動粘度を有するアルケニル基含有オルガノポリシロキサン、特定のオルガノハイドロジェンポリシロキサン、熱伝導性充填材、分子鎖片末端がトリアルコキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン、ベンゾトリアゾール及び／又はベンゾトリアゾール誘導体並びに特定のオルガノポリシロキサンを含む熱伝導性シリコーン組成物が、金属配線の腐食を抑制可能であることを見出し、本発明を完成した。
　即ち、本発明は、次の熱伝導性シリコーン組成物及び熱伝導性シリコーン硬化物を提供するものである。
［１］
（Ａ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子に結合したアルケニル基を有する、２５℃の動粘度が１０～１００，０００ｍｍ2／ｓのオルガノポリシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）ケイ素原子に直接結合した水素原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン：ケイ素原子に直接結合した水素原子の個数が（Ａ）成分のアルケニル基１個に対して０．５～１．５個となる量、
（Ｃ）１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する熱伝導性充填材：５００～７，０００質量部、
（Ｄ）下記一般式（１）で表される分子鎖片末端がトリアルコキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン：１０～３００質量部、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 （式（１）中、Ｒ1は独立に炭素数１～６のアルキル基であり、ａは５～１００の数である。）
（Ｅ）白金族金属系硬化触媒：有効量、
（Ｆ）ベンゾトリアゾール、下記一般式（２）で表されるベンゾトリアゾール誘導体又はその両方：（Ａ）～（Ｄ）成分の合計質量に対し１０～５００ｐｐｍ、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 （式（２）中、Ｒ2は独立に水素原子又は炭素数１～６の一価炭化水素基であり、Ｒ3は水素原子又は一価の有機基である。）
及び
（Ｇ）下記一般式（３）で表されるオルガノポリシロキサン：１～１００質量部、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 （式（３）中、Ｒ4は独立に脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数１～１０の１価炭化水素基であり、ｂは２～２，０００の数である。）
を含む熱伝導性シリコーン組成物。
［２］
（Ｇ）成分が、下記一般式（４）で表される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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 （式（４）中、Ｒ5は独立に炭素原子数１～１０のアルキル基であり、Ｒ6はフェニル基であり、ｃ及びｄは１～２０の数であり、括弧内のシロキサン単位の配列順はランダム、交互またはブロックである。）
［３］
　更に、（Ｈ）アセチレン化合物、窒素化合物、有機リン化合物、オキシム化合物及び有機クロロ化合物からなる群より選択される１種以上の反応制御剤を含む、［１］又は［２］に記載の熱伝導性シリコーン組成物。
［４］
　一般式（２）において、Ｒ3が水素原子、炭素数１～１０の一価炭化水素基、又は下記式（５）で表される基である［１］～［３］のいずれか１つに記載の熱伝導性シリコーン組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 ［式（５）中、Ｒ7は炭素数１～１５の一価炭化水素基、又は－（ＣＨ2）e－Ｓｉ（ＯＲ8）3｛Ｒ8は独立に炭素数１～４のアルキル基又はＳｉＲ9 3基（Ｒ9は独立に炭素数１～４のアルキル基）であり、ｅは１～６の整数である。｝であり、＊は結合手を示す。］
［５］
　［１］～［４］のいずれか１つに記載の熱伝導性シリコーン組成物の硬化物。
　本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、その硬化物が放熱性能に優れ、ベンゾトリアゾール及び／又はベンゾトリアゾール誘導体と、架橋構造に関与せずブリードし易いオイル成分とを適当量配合したことにより、銅などの金属表面に安定な被膜が形成され腐食を抑制することができる。従って、本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、バスバーやコイルなどの金属配線の冷却部材への熱伝導材料（放熱材料）として好適に使用することができる。
　以下、本発明につき更に詳しく説明する。
［熱伝導性シリコーン組成物］
＜（Ａ）アルケニル基含有オルガノポリシロキサン＞
　（Ａ）成分である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２個以上、好ましくは２～１０個、より好ましくは２～５個有するオルガノポリシロキサンである。主鎖部分が基本的にジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなるのが一般的であるが、これは分子構造の一部に分枝状の構造を含んだものであってもよく、また環状であってもよいが、硬化物の機械的強度等、物性の点から直鎖状のジオルガノポリシロキサンが好ましい。
　アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等の通常炭素原子数２～８程度のものが挙げられ、中でもビニル基、アリル基等の低級アルケニル基が好ましく、特に好ましくはビニル基である。なお、ケイ素原子に結合するアルケニル基は、オルガノポリシロキサンの分子鎖の末端、及び分子鎖の途中のいずれに存在してもよいが、得られる硬化物の柔軟性の点から分子鎖末端のケイ素原子にアルケニル基が結合しているものが好ましい。
　ケイ素原子に結合するアルケニル基以外の基としては、非置換又は置換の１価炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基などのアルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニリル基等のアリール基；ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、メチルベンジル基等のアラルキル基、並びにこれらの基の炭素原子に結合している水素原子の一部又は全部が、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、又はシアノ基などで置換された基、例えば、クロロメチル基、２－ブロモエチル基、３－クロロプロピル基、３，３，３－トリフルオロプロピル基、クロロフェニル基、フルオロフェニル基、シアノエチル基、３，３，４，４，５，５，６，６，６－ノナフルオロヘキシル基等が挙げられる。これらの中でも、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンのケイ素原子に結合するアルケニル基以外の基としては、好ましくは炭素原子数が１～１０、より好ましくは炭素原子数が１～６のものであり、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、クロロメチル基、ブロモエチル基、３，３，３－トリフルオロプロピル基、シアノエチル基等の炭素原子数１～３の非置換又は置換のアルキル基及びフェニル基、クロロフェニル基、フルオロフェニル基等の非置換又は置換のフェニル基であり、特に好ましくはメチル基である。また、ケイ素原子に結合したアルケニル基以外の基は全てが同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
　（Ａ）成分の２５℃における動粘度は、１０～１００,０００ｍｍ2／ｓの範囲であり、好ましくは１００～５０,０００ｍｍ2／ｓの範囲である。動粘度が１０ｍｍ2／ｓ未満であると熱伝導性充填材との均一な混合が難しく、１００,０００ｍｍ2／ｓを超えると組成物の粘度が上昇し混練操作自体が難しくなる。なお、動粘度はオストワルド粘度計を用いた２５℃における値である。
　（Ａ）成分としては、例えば、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、分子鎖片末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖され分子鎖の他方の末端がトリメチルシロキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン・メチルビニルポリ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・メチルビニルポリシロキサン共重合体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　（Ａ）成分は、１種単独でも２種以上を組み合わせて用いてもよい。組成物中の（Ａ）成分の配合量は、０．５～１０質量％であることが好ましく、１～５質量％であることがより好ましい。
＜（Ｂ）オルガノハイドロジェンポリシロキサン＞
　（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、１分子中に２個以上、好ましくは２～３０個、より好ましくは２～２０個のケイ素原子に直接結合する水素原子（Ｓｉ－Ｈ基）を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、（Ａ）成分の架橋剤として作用する成分である。即ち、（Ｂ）成分中のＳｉ－Ｈ基と（Ａ）成分中のアルケニル基とが後述の（Ｅ）成分の白金族金属系硬化触媒により促進されるヒドロシリル化反応により付加して、得られる硬化物に架橋構造を有する３次元網目構造を与える。なお、（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンのＳｉ－Ｈ基の数が１分子中に２個未満の場合、硬化しないおそれがある。
　（Ｂ）成分は、直鎖状、分岐状及び環状のいずれであってもよく、分子中にこれらの複数の構造を有するものであってもよい。また、Ｓｉ－Ｈ基は、分子鎖末端、及び分子鎖の途中のいずれに位置していてもよく、両方に位置するものであってもよい。
　ケイ素原子に結合するＳｉ－Ｈ基以外の有機基としては、非置換又は置換の炭素数１～１２、特に脂肪族不飽和結合を有さない炭素数１～６の一価炭化水素基であることが好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、ドデシル基などのアルキル基、フェニル基などのアリール基、２－フェニルエチル基、２－フェニルプロピル基などのアラルキル基、クロロメチル基、３，３，３－トリフルオロプロピル基などのハロゲン置換炭化水素基、２－グリシドキシエチル基、３－グリシドキシプロピル基、４－グリシドキシブチル基などのエポキシ置換炭化水素基などが挙げられ、特にメチル基が好ましい。
　（Ｂ）成分としては、例えば、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位と（ＣＨ3）2ＳｉＯ2/2単位とからなる共重合体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位と（ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2単位と（ＣＨ3）2ＳｉＯ単位とからなる共重合体、（ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2単位と（ＣＨ3）2ＳｉＯ2/2単位と（ＣＨ3）ＨＳｉＯ2/2単位とからなる共重合体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位と（ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2単位と（ＣＨ3）2ＳｉＯ2/2単位と（ＣＨ3）ＨＳｉＯ2/2単位とからなる共重合体、（ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2単位と（ＣＨ3）ＨＳｉＯ2/2単位とからなる共重合体、（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位と（ＣＨ3）2ＳｉＯ2/2単位と（ＣＨ3）ＨＳｉＯ2/2単位とからなる共重合体、（ＣＨ3）3ＳｉＯ1/2単位と（ＣＨ3）2ＨＳｉＯ1/2単位と（ＣＨ3）ＨＳｉＯ2/2単位とからなる共重合体、（ＣＨ3）ＨＳｉＯ2/2単位からなる環状重合体、（ＣＨ3）ＨＳｉＯ2/2単位と（ＣＨ3）2ＳｉＯ2/2単位とからなる環状共重合体などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　（Ｂ）成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、１種単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これら（Ｂ）成分の添加量は、（Ｂ）成分由来のＳｉ－Ｈ基が（Ａ）成分由来のアルケニル基１個に対して０．５個から１．５個となる量、好ましくは０．７～１．３個となる量である。（Ｂ）成分のＳｉ－Ｈ基量が（Ａ）成分由来のアルケニル基１個に対して０．５個未満であると組成物が硬化しない場合があり、または硬化物の強度が不十分で成形体としての形状を保持出来ず取り扱えない場合がある。また、（Ｂ）成分のＳｉ－Ｈ基量が（Ａ）成分由来のアルケニル基１個に対して１．５個を超えると架橋密度が高くなりすぎてしまい硬化物の柔軟性を損なうおそれがある。
＜（Ｃ）熱伝導性充填材＞
　（Ｃ）成分の熱伝導性充填材としては、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上のものが使用される。熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋより小さいと、熱伝導性シリコーン組成物の熱伝導率そのものが小さくなるためである。かかる熱伝導性充填材としては、アルミニウム粉末、銅粉末、銀粉末、鉄粉末、ニッケル粉末、金粉末、錫粉末、金属ケイ素粉末、窒化アルミニウム粉末、窒化ホウ素粉末、酸化アルミニウム（アルミナ）粉末、酸化マグネシウム（マグネシア）粉末、ダイヤモンド粉末、カーボン粉末、インジウム粉末、ガリウム粉末、酸化亜鉛粉末などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、（Ｃ）成分の形状は、不定形であっても球形であってもよい。
　（Ｃ）成分の平均粒径は０．１～１００μｍの範囲が好ましく、より好ましくは０．１～９０μｍの範囲である。平均粒径が０．１μｍより小さいと組成物への充填性が悪化する場合があり、１００μｍより大きいと成形後の硬化物の表面が荒れるため熱抵抗が大きくなってしまう場合がある。なお、本発明において、平均粒径は日機装（株）製マイクロトラックＭＴ３３０ＯＥＸにより測定した体積平均径［ＭＶ］である。
　（Ｃ）成分は、１種単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　（Ｃ）の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して、５００～７，０００質量部の範囲であり、好ましくは１，０００～６,５００質量部、より好ましくは２,０００～６,０００質量部である。５００質量部より少ないと硬化物の熱伝導率が小さくなり、７，０００質量部より多いと組成物の粘度が上昇し、成形性の悪化につながる。
＜（Ｄ）分子鎖片末端がトリアルコキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン＞
　（Ｄ）成分は、下記一般式（１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 （式（１）中、Ｒ1は独立に炭素数１～６のアルキル基であり、ａは５～１００の数である。）
で表される分子鎖片末端がトリアルコキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサンである。
　式（１）中のＲ1で表される炭素原子数１～６のアルキル基としては、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、ネオペンチル基及びヘキシル基等が挙げられ、中でもメチル基が好ましい。
　ａは、５～１００、好ましくは１０～６０の数である。ａが５より小さいと熱伝導性充填材の分散性が低下し、１００より大きいと熱伝導性が低下するおそれがある。
　（Ｄ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して１０～３００質量部であり、好ましくは１０～２００質量部の範囲である。（Ｄ）成分の配合量が（Ａ）成分１００質量部に対して１０質量部より少ないと、熱伝導性シリコーン組成物中の熱伝導性充填材の分散性が低下し組成物の粘度が大きくなり、配合量が３００質量部を超える場合、熱伝導性充填材を希釈することになるため熱伝導性が低下するおそれがある。
＜（Ｅ）白金族金属系硬化触媒＞
　（Ｅ）成分の白金族金属系硬化触媒は（Ａ）成分由来のアルケニル基と、（Ｂ）成分由来のＳｉ－Ｈ基との付加反応を促進するための触媒であり、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。その具体例としては、例えば、白金（白金黒を含む）、ロジウム、パラジウム等の白金族金属単体；Ｈ2ＰｔＣｌ4・ｎＨ2Ｏ、Ｈ2ＰｔＣｌ6・ｎＨ2Ｏ、ＮａＨＰｔＣｌ6・ｎＨ2Ｏ、ＫａＨＰｔＣｌ6・ｎＨ2Ｏ、Ｎａ2ＰｔＣｌ6・ｎＨ2Ｏ、Ｋ2ＰｔＣｌ4・ｎＨ2Ｏ、ＰｔＣｌ4・ｎＨ2Ｏ、ＰｔＣｌ2、Ｎａ2ＨＰｔＣｌ4・ｎＨ2Ｏ（但し、式中、ｎは０～６の整数であり、好ましくは０又は６である）等の塩化白金、塩化白金酸及び塩化白金酸塩；アルコール変性塩化白金酸（米国特許第３，２２０，９７２号明細書参照）；塩化白金酸とオレフィンとのコンプレックス（米国特許第３，１５９，６０１号明細書、同第３，１５９，６６２号明細書、同第３，７７５，４５２号明細書参照）；白金黒、パラジウム等の白金族金属を酸化アルミニウム、シリカ、カーボン等の担体に担持させたもの；ロジウム－オレフィンコンプレックス；クロロトリス（トリフェニルフォスフィン）ロジウム（ウィルキンソン触媒）；塩化白金、塩化白金酸又は塩化白金酸塩とビニル基含有シロキサン、特にビニル基含有環状シロキサンとのコンプレックスなどが挙げられる。（Ｅ）成分の配合量は、所謂触媒量でよく、通常、（Ａ）成分に対する白金族金属元素の質量換算で、０．１～１，０００ｐｐｍ程度がよい。（Ｅ）成分は前記した各種白金族金属触媒を２－エチルヘキサノール等の溶剤に溶解したものを用いてもよい。
＜（Ｆ）ベンゾトリアゾール及び／又はベンゾトリアゾール誘導体＞
　（Ｆ）成分は、ベンゾトリアゾール及び／又は下記一般式（２）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 （式（２）中、Ｒ2は独立に水素原子又は炭素数１～６の一価炭化水素基であり、Ｒ3は水素原子又は一価の有機基である。）
で示されるベンゾトリアゾール誘導体である。
　上記式（２）中、Ｒ2で表される炭素数１～６の一価炭化水素基としては、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、ヘキシル基、シクロヘキシル基等のアルキル基及び、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換したもの、例えばクロロメチル基、クロロプロピル基、ブロモエチル基、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、合成上の観点から水素原子又はメチル基であることが好ましい。
　Ｒ3で表される一価の有機基としては、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、ヘキシル基、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、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等の炭素数１～１０の一価炭化水素基、並びに下記式（５）で示される基などが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 ［式（５）中、Ｒ7は炭素数１～１５の一価炭化水素基、又は－（ＣＨ2）e－Ｓｉ（ＯＲ8）3｛Ｒ8は独立に炭素数１～４のアルキル基又はＳｉＲ9 3基（Ｒ9は独立に炭素数１～４のアルキル基）であり、ｅは１～６、好ましくは１～３の整数である。｝であり、＊は結合手を示す。］
　Ｒ7の一価炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、ドデシル基などのアルキル基、フェニル基などのアリール基、２－フェニルエチル基、２－フェニルプロピル基などのアラルキル基等が例示できる。
　Ｒ8及びＲ9のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基などが例示できる。
　（Ｆ）成分の具体例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
　（Ｆ）成分の配合量は、（Ａ）～（Ｄ）成分の合計質量に対して１０～５００ｐｐｍの範囲であり、好ましくは２０～４００ｐｐｍ、より好ましくは３０～３００ｐｐｍである。（Ｆ）成分の配合量が１０ｐｐｍよりも少ないと対象金属に十分な防腐食性を付与することが出来ず、５００ｐｐｍよりも多いと（Ｅ）成分の白金族金属系硬化触媒を多量に配合する必要があり不経済である。
＜（Ｇ）脂肪族不飽和結合を有さないオルガノポリシロキサン＞
　（Ｇ）成分は、下記一般式（３）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 （式（３）中、Ｒ4は独立に脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数１～１０の１価炭化水素基であり、ｂは２～２，０００の数である。）
で表される脂肪族不飽和結合を含まないオルガノポリシロキサンである。（Ｇ）成分は、組成物中において架橋構造に影響を与えることなくオイルとして存在するため、上記（Ｆ）成分と共に組成物中から徐々に対象金属の表面へ移行することにより防腐食効果を高めることができる。
　Ｒ4の１価炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などのアルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基などのアリール基；ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、メチルベンジル基等のアラルキル基、並びにこれらの基の炭素原子に結合している水素原子の一部又は全部が、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン原子、又はシアノ基などで置換された基、例えば、クロロメチル基、２－ブロモエチル基、３－クロロプロピル基、３，３，３－トリフルオロプロピル基、クロロフェニル基、フルオロフェニル基、シアノエチル基、３，３，４，４，５，５，６，６，６－ノナフルオロヘキシル基等が挙げられ、メチル基、フェニル基が好ましい。
　ｂは、２～２，０００の数であり、２～２００の数であることが好ましい。
　（Ｇ）成分は、下記一般式（４）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 （式（４）中、Ｒ5は独立に炭素原子数１～１０のアルキル基であり、Ｒ6はフェニル基であり、ｃ及びｄはそれぞれ１～２０の数であり、括弧内のシロキサン単位の配列順はランダム、交互またはブロックである。）
で表されるフェニル基含有オルガノポリシロキサンを含むことが好ましい。
　Ｒ5のアルキル基としては、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、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基などが挙げられ、メチル基が好ましい。
　（Ｇ）成分の配合量は、成分（Ａ）１００質量部に対して１～１００質量部の範囲であり、好ましくは２～９０質量部、さらに好ましくは５～８０質量部である。（Ｇ）成分の配合量が１質量部よりも少ない場合、防腐食効果が得にくくなり、１００質量部よりも多い場合、ブリードオイルが多くなりすぎるため、経時での組成物の粘度や硬化物の硬度が著しく増加する場合がある。
　（Ｇ）成分のうち、一般式（４）で示されるものの割合は、（Ｇ）成分総量のうち質量基準で、５～５０質量％であることが好ましく、１０～４０質量％であることがより好ましい。
＜（Ｈ）付加反応制御剤＞
　本発明の熱伝導性シリコーン組成物には、さらに（Ｈ）成分として、上記（Ｅ）成分の触媒活性を抑制し、組成物のシェルフライフ、ポットライフを延長させる目的で付加反応制御剤を配合することができる。
　（Ｈ）成分としては公知の付加反応制御剤を使用することができる。例えば、１－エチニル－１－シクロヘキサノール、３－ブチン－１－オール、エチニルメチリデンカルビノールなどのアセチレン化合物、窒素化合物、有機リン化合物、オキシム化合物、有機クロロ化合物等が挙げられる。
　（Ｈ）成分の配合量としては、有効量でよいが、（Ａ）成分１００質量部に対して０．０１～１質量部程度が好ましく、そのまま組成物に添加してもトルエン等の溶剤で希釈して使用してもよい。
＜（Ｉ）充填材＞
　本発明の熱伝導性シリコーン組成物には、さらに（Ｉ）成分として、組成物の粘度及び硬化物の硬度を調節する目的で、（Ｃ）成分以外の充填材を配合することができる。
　（Ｉ）成分としては、安価で比重が比較的小さい点で水酸化アルミニウム、シリカが好ましい。
　（Ｉ）成分の平均粒径は０．１～１００μｍの範囲が好ましく、より好ましくは１～８０μｍの範囲である。
　（Ｉ）成分を配合する場合、その配合量は、組成物の熱伝導率の点から、（Ａ）成分１００質量部に対して、１００～３，０００質量部であることが好ましく、５００～１，５００質量部であることがより好ましい。この（Ｉ）成分は、本発明の熱伝導性シリコーン組成物に、そのまま配合してもよいし、予め（Ｃ）成分と混合してから配合してもよい。
　本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、上記した成分に加え、本発明の目的を損なわない範囲で、更に、着色材、酸化防止剤等を配合してもよい。
［熱伝導性シリコーン組成物の製造方法］
　本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、上記した各成分を均一に混合することにより製造される。混合方法は、従来公知の方法に従えばよく、混合する装置としては、トリミックス、ツウィンミックス、プラネタリミキサー（いずれも（株）井上製作所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）等が挙げられる。また、配合する全成分を一度に混合してもよく、１種又は２種以上の成分を数段階に分けて混合してもよいが、（Ｃ）成分及び（Ｄ）成分は同時に配合することが好ましい。
［熱伝導性シリコーン硬化物の製造方法］
　本発明の熱伝導性シリコーン組成物を、好ましくは８０～１８０℃、特に９０～１７０℃にて３０～１５０分間、特に４０～１４０分間加熱することにより硬化物とすることができる。
［熱伝導性シリコーン硬化物の熱伝導率］
　本発明における硬化物（成形体）の熱伝導率は、ホットディスク法により測定した２５℃における測定値が３．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましく、さらに好ましくは４．０Ｗ／ｍＫ以上である。なお、硬化物（成形体）の熱伝導率の上限は特に限定されないが、例えば、酸化マグネシウムを用いた場合、その熱伝導率４０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。
　以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
［熱伝導性シリコーン組成物の調製］
　下記実施例に用いられている（Ａ）～（Ｈ）成分を下記に示す。
（Ａ）成分
　両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖されたジメチルポリシロキサン（２５℃における動粘度６００ｍｍ2／ｓ）
（Ｂ）成分
　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-C000017
 （括弧内のシロキサン単位の配列順は不定である。）
（Ｃ）成分
（Ｃ－１）：アルミナ粉末（平均粒径：１μｍ、熱伝導率：２７Ｗ／ｍ・Ｋ）
（Ｃ－２）：アルミナ粉末（平均粒径：１０μｍ、熱伝導率：２７Ｗ／ｍ・Ｋ）
（Ｃ－３）：アルミナ粉末（平均粒径：２８μｍ、熱伝導率：２７Ｗ／ｍ・Ｋ）
（Ｃ－４）：アルミナ粉末（平均粒径：７０μｍ、熱伝導率：２７Ｗ／ｍ・Ｋ）
（Ｃ－５）：マグネシア粉末（平均粒径：５５μｍ、熱伝導率：４０Ｗ／ｍ・Ｋ）
（Ｄ）成分
　下記式で表される分子鎖片末端がトリメトキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
（Ｅ）成分
　５％塩化白金酸２－エチルヘキサノール溶液
（Ｆ）成分
（Ｆ－１）：下記式で表される化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 （Ｆ－２）：下記式で表される化合物
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
（Ｇ）成分
（Ｇ－１）：下記式で表されるジメチルポリシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 （Ｇ－２）：下記式で表されるメチルフェニルポリシロキサン
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 （式中、括弧内のシロキサン単位の配列順は不定である。）
（Ｈ）成分
　エチニルメチリデンカルビノール
（Ｉ）成分
（Ｉ－１）：水酸化アルミニウム粉末（平均粒径：１μｍ、熱伝導率：３．２Ｗ／ｍ・Ｋ）
（Ｉ－２）：水酸化アルミニウム粉末（平均粒径：１２μｍ、熱伝導率：３．２Ｗ／ｍ・Ｋ）
（Ｉ－３）：水酸化アルミニウム粉末（平均粒径：６４μｍ、熱伝導率：３．２Ｗ／ｍ・Ｋ）
[実施例１～６、比較例１～５]
　表１及び表２に示す配合量（質量部）で下記成分を順次加えた。５リットルプラネタリーミキサー（（株）井上製作所製）を用いて、（Ａ）及び（Ｄ）成分、並びに、（Ｃ）成分及び（Ｉ）成分を予め混合したものを６０分間混練した。次に成分（Ｂ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）及び（Ｈ）成分を加えて３０分間混練し、熱伝導性シリコーン組成物を得た。
［成形方法］
　調製した熱伝導性シリコーン組成物を６０ｍｍ×６０ｍｍ×６ｍｍの金型に流し込み、金型開口部をＰＥＴフィルム２枚ではさんだ後、プレス成形機を用い、１２０℃で、１０分間硬化させることで熱伝導性シリコーン硬化物（熱伝導性シリコーンシート）を得た。
［評価方法］
熱伝導率：
　下記実施例１～６及び比較例１～５で得られた６ｍｍ厚のシートを２枚用いて、熱伝導率計（ＴＰＡ－５０１、京都電子工業株式会社製の商品名）により硬化物の熱伝導率を測定した。
硬度：
　熱伝導性シリコーン硬化物の硬度をＳＲＩＳ０１０１に規定されているアスカーＣ硬度計で測定した。
銅腐食試験：
１）銅板洗浄
　アセトンを含侵させたガーゼで銅板の表面の油脂をふき取った後、１０質量％硫酸水溶液に１５分浸漬した。取り出した銅板を純水で洗浄後乾燥させ試験に用いた。
２）試験手順
　成形した熱伝導性シリコーン硬化物を上記銅板上に設置し２４時間静置した。その後、熱伝導性シリコーン硬化物を除去した銅板を８５℃、８５％ＲＨの高温高湿槽中に保管し、エージングを実施した。エージング時間１００時間、５００時間、１，０００時間経過後に銅板を取り出し、銅板表面の腐食の有無を観察した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
　実施例１～６で得られた熱伝導性シリコーン硬化物は熱伝導率３．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上を有し銅腐食試験においてエージング時間１０００時間まで腐食が確認されなかった。
　対して比較例１及び３のように（Ｆ）成分を十分な量含有しない場合、銅の腐食が見られた。一方、（Ｆ）成分を過剰に添加した比較例２では、（Ｅ）成分の失活により硬化物が得られなかった。また、比較例４のように（Ｇ）成分を含まない組成では、銅腐食試験５００時間で腐食が発生した。更に、比較例５のように（Ｇ）成分を過剰に加えた場合、熱伝導性充填材の割合が低下し熱伝導率が３．０Ｗ／ｍ・Ｋを下回る結果となった。

Claims (5)

  1. （Ａ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子に結合したアルケニル基を有する、２５℃の動粘度が１０～１００，０００ｍｍ2／ｓのオルガノポリシロキサン：１００質量部、
    （Ｂ）ケイ素原子に直接結合した水素原子を１分子中に少なくとも２個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン：ケイ素原子に直接結合した水素原子の個数が（Ａ）成分のアルケニル基１個に対して０．５～１．５個となる量、
    （Ｃ）１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する熱伝導性充填材：５００～７，０００質量部、
    （Ｄ）下記一般式（１）で表される分子鎖片末端がトリアルコキシ基で封鎖されたジメチルポリシロキサン：１０～３００質量部、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式（１）中、Ｒ1は独立に炭素数１～６のアルキル基であり、ａは５～１００の数である。）
    （Ｅ）白金族金属系硬化触媒：有効量
    （Ｆ）ベンゾトリアゾール、下記一般式（２）で表されるベンゾトリアゾール誘導体又はその両方：（Ａ）～（Ｄ）成分の合計質量に対し１０～５００ｐｐｍ
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （式（２）中、Ｒ2は独立に水素原子又は炭素数１～６の一価炭化水素基であり、Ｒ3は水素原子又は一価の有機基である。）
    及び
    （Ｇ）下記一般式（３）で表されるオルガノポリシロキサン：１～１００質量部、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     （式（３）中、Ｒ4は独立に脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数１～１０の１価炭化水素基であり、ｂは２～２，０００の数である。）
    を含む熱伝導性シリコーン組成物。
  2. 　（Ｇ）成分が、下記一般式（４）で表される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。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     （式（４）中、Ｒ5は独立に炭素原子数１～１０のアルキル基であり、Ｒ6はフェニル基であり、ｃ及びｄはそれぞれ１～２０の数であり、括弧内のシロキサン単位の配列順はランダム、交互またはブロックである。）
  3. 　更に、（Ｈ）アセチレン化合物、窒素化合物、有機リン化合物、オキシム化合物及び有機クロロ化合物からなる群より選択される１種以上の付加反応制御剤を含む、請求項１又は２に記載の熱伝導性シリコーン組成物。
  4. 　一般式（２）において、Ｒ3が水素原子、炭素数１～１０の一価炭化水素基、又は下記式（５）で表される基である請求項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-C000005
     ［式（５）中、Ｒ7は炭素数１～１５の一価炭化水素基、又は－（ＣＨ2）e－Ｓｉ（ＯＲ8）3｛Ｒ8は独立に炭素数１～４のアルキル基又はＳｉＲ9 3基（Ｒ9は独立に炭素数１～４のアルキル基）であり、ｅは１～６の整数である。｝であり、＊は結合手を示す。］
  5. 　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の硬化物。
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