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JP2024051534A - Thermally conductive silicone composition, thermally conductive silicone cured product, and electrical parts - Google Patents

Thermally conductive silicone composition, thermally conductive silicone cured product, and electrical parts Download PDF

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JP2024051534A
JP2024051534A JP2022157752A JP2022157752A JP2024051534A JP 2024051534 A JP2024051534 A JP 2024051534A JP 2022157752 A JP2022157752 A JP 2022157752A JP 2022157752 A JP2022157752 A JP 2022157752A JP 2024051534 A JP2024051534 A JP 2024051534A
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JP
Japan
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thermally conductive
conductive silicone
mass
component
parts
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Application number
JP2022157752A
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Japanese (ja)
Inventor
晃洋 遠藤
Akihiro Endo
靖久 石原
Yasuhisa Ishihara
浩二 中西
Koji Nakanishi
優樹 田中
Yuki Tanaka
皓大 土屋
Kota Tsuchiya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】高い熱伝導性を有し、圧縮性に優れた熱伝導性シリコーン組成物の硬化物を提供できる熱伝導性シリコーン組成物を提供すること。【解決手段】(A)1分子中に2個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン、(B)1分子中に2個以上のヒドロシリル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン、(C)特定の平均粒径の球状アルミナフィラー(C-1)、(C-3)及び(C-4)、特定の平均粒径の破砕状アルミナフィラー(C-2)、特定の平均粒径の不定形窒化アルミニウムフィラー(C-5)及び(C-6)からなる熱伝導性充填材、(D)白金族金属系硬化触媒、(E)付加反応制御剤、(F)表面処理剤を特定の配合量で含む熱伝導性シリコーン組成物。【選択図】なし[Problem] To provide a thermally conductive silicone composition capable of providing a cured product of the thermally conductive silicone composition having high thermal conductivity and excellent compressibility. [Solution] A thermally conductive silicone composition containing specific amounts of (A) an organopolysiloxane having two or more alkenyl groups per molecule, (B) an organohydrogenpolysiloxane having two or more hydrosilyl groups per molecule, (C) a thermally conductive filler consisting of spherical alumina fillers (C-1), (C-3) and (C-4) having a specific average particle size, crushed alumina filler (C-2) having a specific average particle size, and irregular aluminum nitride fillers (C-5) and (C-6) having a specific average particle size, (D) a platinum group metal-based curing catalyst, (E) an addition reaction inhibitor, and (F) a surface treatment agent. [Selected Figure] None

Description

本発明は、高熱伝導性を有する熱伝導性シリコーン組成物およびその硬化物、並びに該硬化物を含む電気部品に関する。 The present invention relates to a thermally conductive silicone composition having high thermal conductivity, its cured product, and an electrical part containing the cured product.

電気・電子機器の小型化及び高集積化が一段と進んでおり、パワー半導体やメモリー等の電気・電子部品から発生する熱の影響がこれまで以上に深刻になっている。電気・電子部品に熱が蓄積されると、電気・電子部品の温度が上昇し、動作不良や故障などを引き起こす可能性がある。このような問題を防ぐべく電子部品から発生した熱をヒートシンクなどの冷却部材に効率的に逃がすために、多くの熱放散方法及びそれに使用する熱放散部材が提案されている。 As electrical and electronic devices continue to become smaller and more highly integrated, the impact of heat generated by electrical and electronic components such as power semiconductors and memory is becoming more serious than ever. When heat accumulates in electrical and electronic components, the temperature of the electrical and electronic components rises, which can lead to malfunctions or breakdowns. To prevent such problems, many heat dissipation methods and heat dissipation materials used for these have been proposed to efficiently dissipate the heat generated by electronic components to cooling components such as heat sinks.

従来、電気・電子機器等においては、動作中の素子の温度上昇を抑えるために、アルミニウムや銅等、熱伝導率の高い金属板を用いたヒートシンクが使用されている。ヒートシンクは、素子から発生する熱を伝導し、その熱を外気との温度差によって表面から放出する。 Conventionally, in electrical and electronic equipment, heat sinks made of metal plates with high thermal conductivity, such as aluminum or copper, have been used to suppress temperature increases in elements during operation. The heat sink conducts heat generated by the elements and releases it from its surface due to the temperature difference with the outside air.

発熱素子とヒートシンクをそのまま接触させた場合、その界面に空気が存在し熱伝導の障害となってしまうため、ヒートシンクを素子に密着させる必要がある。各素子には高さの違いや組み付け加工時の公差があるため、柔軟性と熱伝導性を有するシート又はグリースが使用されている。 If the heat generating element and the heat sink are in direct contact with each other, air will be present at the interface, which will impede heat conduction, so the heat sink must be tightly attached to the element. Since each element has different heights and tolerances during assembly, a flexible and thermally conductive sheet or grease is used.

シートは、グリースに比べ、取扱い性に優れており、熱伝導性の樹脂で形成された熱伝導性シートは様々な分野に用いられている。 The sheets are easier to handle than grease, and thermally conductive sheets made from thermally conductive resins are used in a variety of fields.

また、車載分野では、寒冷地の最低温度である-40℃付近から、発熱部材の温度150℃以上の高温までの広い温度範囲での長期信頼性が要求される。さらに、難燃性、電気絶縁性などの特性が要求される場合も多い。これらの特性をすべて満たす樹脂としてシリコーンが好適であり、シリコーンと熱伝導性のフィラーとを配合した熱伝導性シリコーンのシートが使用されている。 In addition, in the automotive field, long-term reliability is required over a wide temperature range, from the lowest temperature in cold regions, around -40°C, to high temperatures of heat-generating components, such as 150°C or higher. Furthermore, properties such as flame retardancy and electrical insulation are often required. Silicone is an ideal resin that meets all of these properties, and thermally conductive silicone sheets that combine silicone with a thermally conductive filler are used.

発熱素子と、ヒートシンク及び筐体などの冷却部位の間にある程度の空間がある場合に、熱伝導性シリコーンシートがよく用いられる。該空間では、電気的な絶縁状態を確保しなければならない場合が多く、熱伝導性シートにも絶縁性が求められる事が多い。従って、熱伝導性フィラーとしてアルミニウム、銅、及び銀などの金属粒子を用いることができず、水酸化アルミニウム及びアルミナなどの絶縁性熱伝導性フィラーを用いることが多い。しかし、水酸化アルミニウムやアルミナは、それ自体の熱伝導率が低いために、これらを熱伝導性フィラーとして用いた熱伝導性シリコーン組成物の熱伝導率が低くなってしまう。 Thermally conductive silicone sheets are often used when there is a certain amount of space between the heating element and the cooling part such as the heat sink or the housing. In such spaces, electrical insulation is often required, and insulating properties are often required for thermally conductive sheets as well. Therefore, metal particles such as aluminum, copper, and silver cannot be used as thermally conductive fillers, and insulating thermally conductive fillers such as aluminum hydroxide and alumina are often used. However, aluminum hydroxide and alumina have low thermal conductivity themselves, so that the thermal conductivity of thermally conductive silicone compositions using them as thermally conductive fillers is low.

近年の電気・電子部品の発熱量増加を背景に、熱伝導性シートに求められる熱伝導率も上がってきているため、熱伝導性フィラーとして水酸化アルミニウム及びアルミナだけでは、充分な高熱伝導化を達成することができない。そこで、窒化ホウ素や窒化アルミニウムなどの窒化物を高熱伝導フィラーとして用いることが注目されている。一般的な鱗片状窒化ホウ素は、層状の結晶構造を有し、結晶の面方向と積層方向の熱伝導性に顕著な相違があるために、異方的な熱伝導性を示す。これに対して窒化アルミニウムはウルツ鉱型の結晶構造を有している。従って、窒化アルミニウムは、窒化ホウ素のような極端な異方性を有さない。 In recent years, the amount of heat generated by electric and electronic components has increased, and the thermal conductivity required for thermally conductive sheets has also risen. Therefore, aluminum hydroxide and alumina alone cannot achieve sufficiently high thermal conductivity as thermally conductive fillers. Therefore, the use of nitrides such as boron nitride and aluminum nitride as high thermally conductive fillers has attracted attention. Ordinary scaly boron nitride has a layered crystal structure, and because there is a significant difference in thermal conductivity between the crystal plane direction and the stacking direction, it exhibits anisotropic thermal conductivity. In contrast, aluminum nitride has a wurtzite crystal structure. Therefore, aluminum nitride does not have the extreme anisotropy of boron nitride.

そこで、高熱伝導性フィラーとして窒化アルミニウムを選択した放熱材料が種々報告されている(特許文献1、特許文献2)。 Therefore, various heat dissipation materials have been reported that use aluminum nitride as a highly thermally conductive filler (Patent Document 1, Patent Document 2).

しかしながら、窒化アルミニウムとして平均粒径が3μm以下のものをシリコーンに高充填させると、材料が高粘度化してしまい、成型性が低下してしまう。 However, when aluminum nitride with an average particle size of 3 μm or less is highly loaded into silicone, the material becomes highly viscous and its moldability decreases.

また、特許文献3では、平均粒径0.2~1.0μmの球状アルミナと平均粒径1~3μm、最大粒径2~10μmの窒化アルミニウムを含むことで粘度上昇を抑制した、熱伝導性グリースが開示されている。しかし、窒化アルミニウムの粒子径が小さいため、高熱伝導化は難しいという課題があった。 Patent Document 3 discloses a thermally conductive grease that suppresses viscosity increases by containing spherical alumina with an average particle size of 0.2 to 1.0 μm and aluminum nitride with an average particle size of 1 to 3 μm and a maximum particle size of 2 to 10 μm. However, because the particle size of aluminum nitride is small, it is difficult to achieve high thermal conductivity.

そこで、特許文献4では、平均粒径30~150μmの窒化アルミニウム、平均粒径1~30μmの窒化アルミニウム又はアルミナ、平均粒径0.1~1μmの無機粒子を含有した、熱伝導性の高い組成物が提案されている。しかし、窒化アルミニウム等の無機粒子の種類や形状、及びシリコーン組成物を硬化物にした場合の硬度等が最適化されておらず、熱伝導性硬化物の熱伝導性や圧縮性を向上させることが困難であった。また、圧縮性が悪いと、組み付け加工時の公差以下にシートを収めることが困難であり、その他の部品を傷つけてしまう場合がある。 Therefore, Patent Document 4 proposes a composition with high thermal conductivity that contains aluminum nitride with an average particle size of 30 to 150 μm, aluminum nitride or alumina with an average particle size of 1 to 30 μm, and inorganic particles with an average particle size of 0.1 to 1 μm. However, the type and shape of inorganic particles such as aluminum nitride, and the hardness when the silicone composition is cured, have not been optimized, making it difficult to improve the thermal conductivity and compressibility of the thermally conductive cured product. Furthermore, poor compressibility makes it difficult to fit the sheet within the tolerances during assembly processing, and other parts may be damaged.

この問題を解決するため、特許文献5では、平均粒径20~120μmの非焼結の窒化アルミニウムと、平均粒径0.1~5μmの球状アルミナを含有するアルミナとを熱伝導性フィラーとして用いた圧縮性に優れた高熱伝導組成物が提案されている。しかしながら、大粒径フィラーに非焼結の不定形窒化アルミニウムフィラーのみを用いているため、シートが脆くなりやすく、高圧縮時にクラックが発生して絶縁性が低下する場合がある。近年、車載モジュールについては駆動電圧が高くなる傾向にあり、また、熱伝導シートには公差吸収のために高圧縮が求められるため、圧縮時の絶縁性確保が非常に重要であった。 To solve this problem, Patent Document 5 proposes a highly thermally conductive composition with excellent compressibility that uses non-sintered aluminum nitride with an average particle size of 20 to 120 μm and alumina containing spherical alumina with an average particle size of 0.1 to 5 μm as thermally conductive fillers. However, since only non-sintered amorphous aluminum nitride fillers are used as the large particle size filler, the sheet is prone to becoming brittle, and cracks may occur when highly compressed, resulting in a decrease in insulation. In recent years, there has been a trend toward higher drive voltages for on-board modules, and high compression is required for thermally conductive sheets to absorb tolerances, so ensuring insulation during compression has been extremely important.

特開平3-14873号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-14873 特許第4357064号公報Japanese Patent No. 4357064 特開2004-91743号公報JP 2004-91743 A 特許第6246986号公報Patent No. 6246986 特開2021-195499号公報JP 2021-195499 A

上記の通り、窒化アルミニウムを含有し、高熱伝導かつ圧縮時の絶縁性に優れる熱伝導性シリコーンシートを提供することが課題となる。 As mentioned above, the challenge is to provide a thermally conductive silicone sheet that contains aluminum nitride and has high thermal conductivity and excellent insulation properties when compressed.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、高い熱伝導性を有し、圧縮性に優れた熱伝導性シリコーン組成物の硬化物を提供できる熱伝導性シリコーン組成物、その硬化物、及び該硬化物を含む電気部品を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a thermally conductive silicone composition that can provide a cured product of the thermally conductive silicone composition that has high thermal conductivity and excellent compressibility, the cured product thereof, and an electrical component that includes the cured product.

上記課題を解決するために、本発明では、
(A)1分子中に2個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)1分子中に2個以上のヒドロシリル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:ヒドロシリル基のモル数が(A)成分由来のアルケニル基のモル数の0.1~5.0倍量となる量、
(C)下記(C-1)成分~(C-6)成分からなる熱伝導性充填材:8,600~9,600質量部 、
(C-1)平均粒径が0.1μmを超えて2μm以下である球状アルミナフィラー:1,500~2,500質量部
(C-2)平均粒径が0.5μmを超えて5μm以下である破砕状アルミナフィラー:200~800質量部
(C-3)平均粒径が5μmを超えて20μm以下である球状アルミナフィラー:1,500~2,500質量部、
(C-4)平均粒径が60μmを超えて100μm以下である球状アルミナフィラー:500~1,500質量部、
(C-5)平均粒径が50μmを超えて90μm以下である不定形窒化アルミニウムフィラー:2,200~3,200質量部、
(C-6)平均粒径が90μmを超えて120μm以下である不定形窒化アルミニウムフィラー:500~1,500質量部、
(D)白金族金属系硬化触媒:(A)成分に対して白金族元素質量換算で0.1~2,000ppm
(E)付加反応制御剤:(A)成分100質量部に対して0.01~2.0質量部
(F)下記(F-1)及び(F-2)から選ばれる1種以上である表面処理剤:(A)成分100質量部に対し200~400質量部;
(F-1)下記一般式(1)
Si(OR4-a-b (1)
(式中、Rは独立に炭素原子数6~15のアルキル基であり、Rは独立に炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数6~12のアリール基、及び炭素原子数7~12のアラルキル基から選ばれる基であり、Rは独立に炭素原子数1~6のアルキル基であり、aは1~3の整数、bは0~2の整数であり、但しa+bは1~3の整数である。)
で表されるアルコキシシラン化合物、
(F-2)下記一般式(2)

Figure 2024051534000001
(式中、Rは独立に炭素原子数1~6のアルキル基であり、cは5~100の整数である。)
で表される分子鎖片末端がトリアルコキシシリル基で封鎖されたジメチルポリシロキサン、
を含むものであることを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides
(A) organopolysiloxane having two or more alkenyl groups in one molecule: 100 parts by mass,
(B) an organohydrogenpolysiloxane having two or more hydrosilyl groups per molecule: an amount such that the number of moles of hydrosilyl groups is 0.1 to 5.0 times the number of moles of alkenyl groups derived from component (A);
(C) a thermally conductive filler consisting of the following components (C-1) to (C-6): 8,600 to 9,600 parts by mass,
(C-1) Spherical alumina filler having an average particle size of more than 0.1 μm and not more than 2 μm: 1,500 to 2,500 parts by mass. (C-2) Crushed alumina filler having an average particle size of more than 0.5 μm and not more than 5 μm: 200 to 800 parts by mass. (C-3) Spherical alumina filler having an average particle size of more than 5 μm and not more than 20 μm: 1,500 to 2,500 parts by mass.
(C-4) Spherical alumina filler having an average particle size of more than 60 μm and not more than 100 μm: 500 to 1,500 parts by mass,
(C-5) irregular aluminum nitride filler having an average particle size of more than 50 μm and not more than 90 μm: 2,200 to 3,200 parts by mass,
(C-6) irregular aluminum nitride filler having an average particle size of more than 90 μm and not more than 120 μm: 500 to 1,500 parts by mass,
(D) Platinum group metal curing catalyst: 0.1 to 2,000 ppm by mass of platinum group element relative to component (A)
(E) an addition reaction inhibitor: 0.01 to 2.0 parts by mass per 100 parts by mass of the component (A); (F) a surface treatment agent which is one or more selected from the following (F-1) and (F-2): 200 to 400 parts by mass per 100 parts by mass of the component (A);
(F-1) The following general formula (1)
R 1 a R 2 b Si(OR 3 ) 4-a-b (1)
(In the formula, R 1 is independently an alkyl group having 6 to 15 carbon atoms, R 2 is independently a group selected from an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, R 3 is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a is an integer of 1 to 3, b is an integer of 0 to 2, and a+b is an integer of 1 to 3.)
An alkoxysilane compound represented by the formula:
(F-2) The following general formula (2)
Figure 2024051534000001
(In the formula, R 4 is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and c is an integer of 5 to 100.)
a dimethylpolysiloxane having one molecular chain end blocked with a trialkoxysilyl group, represented by the formula:
The present invention provides a thermally conductive silicone composition comprising:

本発明のこのような熱伝導性シリコーン組成物は、熱伝導性フィラー(熱伝導性充填材)として、不定形窒化アルミニウムと、破砕状アルミナと、球状アルミナとを特定の組成及び比率で配合することにより、容易に均一な組成物となることができる。また、本発明の熱伝導性シリコーン組成物から得られる熱伝導性シリコーン硬化物は、高熱伝導でありながら低硬度であるため、発熱部材に応力を掛けず、発熱部材や冷却部材の微細な凸凹にも追従できるのに十分な柔軟性及び圧縮性を有する。また、圧縮時のシート脆化が抑制されるため、高圧縮時においてもクラックが発生しにくく、駆動電圧が高く公差の大きいモジュールへの適用が可能である。さらに、本発明の熱伝導性シリコーン組成物の硬化物は、圧縮時の絶縁性を十分に確保することができる。つまり、本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、高い熱伝導性を有し、圧縮性に優れた熱伝導性シリコーン組成物の硬化物を提供できる。 The thermally conductive silicone composition of the present invention can be easily made into a uniform composition by blending amorphous aluminum nitride, crushed alumina, and spherical alumina as thermally conductive fillers in a specific composition and ratio. In addition, the thermally conductive silicone cured product obtained from the thermally conductive silicone composition of the present invention has high thermal conductivity but low hardness, so it does not apply stress to the heat-generating component and has sufficient flexibility and compressibility to follow the fine unevenness of the heat-generating component and cooling component. In addition, since the sheet embrittlement during compression is suppressed, cracks are unlikely to occur even during high compression, and it can be applied to modules with high driving voltages and large tolerances. Furthermore, the cured product of the thermally conductive silicone composition of the present invention can sufficiently ensure insulation during compression. In other words, the thermally conductive silicone composition of the present invention can provide a cured product of the thermally conductive silicone composition that has high thermal conductivity and excellent compressibility.

更に、(G)成分として、下記一般式(3)

Figure 2024051534000002
(式中、Rは独立に炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、及び炭素数7~12のアラルキル基から選ばれる基、dは5~2,000の整数である。)
で表される23℃における動粘度が10~100,000mm/sのオルガノポリシロキサン:(A)成分100質量部に対し0.1~100質量部
を含有するものであることが好ましい。 Furthermore, as the component (G),
Figure 2024051534000002
(In the formula, R5 is independently a group selected from an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and d is an integer of 5 to 2,000.)
The organopolysiloxane having a kinetic viscosity at 23° C. of 10 to 100,000 mm 2 /s represented by the following formula is preferably contained in an amount of 0.1 to 100 parts by mass per 100 parts by mass of component (A).

上記(G)成分は、粘度調整剤等の特性付与を目的として配合することができる。 The above component (G) can be added to impart properties such as viscosity adjuster.

本発明の組成物は、テクスチャーアナライザーにおいて、直径4mmの円柱プローブを用い、圧縮距離を15mmとし、速度を1mm/秒として測定した23℃における前記組成物の押し込み最大荷重が200g以下のものであることが好ましい。 The composition of the present invention is preferably one that has a maximum indentation load of 200 g or less at 23°C, measured using a texture analyzer with a cylindrical probe having a diameter of 4 mm, a compression distance of 15 mm, and a speed of 1 mm/sec.

このような押し込み最大荷重を有する熱伝導性シリコーン組成物であれば、所望の形に成型することが容易である。 A thermally conductive silicone composition with such a maximum indentation load can be easily molded into a desired shape.

また、本発明では、本発明の熱伝導性シリコーン組成物の硬化物であることを特徴とする熱伝導性シリコーン硬化物を提供する。 The present invention also provides a thermally conductive silicone cured product, which is a cured product of the thermally conductive silicone composition of the present invention.

本発明の熱伝導性シリコーン硬化物は、高熱伝導でありながら低硬度であるため、発熱部材に応力を掛けず、発熱部材や冷却部材の微細な凸凹にも追従できるのに十分な柔軟性及び圧縮性を有する。また、圧縮時のシート脆化が抑制されるため、高圧縮時においてもクラックが発生しにくく、駆動電圧が高く公差の大きいモジュールへの適用が可能である。さらに、本発明の熱伝導性シリコーン硬化物は、圧縮時の絶縁性を十分に確保することができる。つまり、本発明の熱伝導性シリコーン硬化物は、高い熱伝導性を有することができ、優れた圧縮性を示すことができる。 The thermally conductive silicone cured product of the present invention has high thermal conductivity yet low hardness, so it does not apply stress to the heat-generating component and has sufficient flexibility and compressibility to follow the fine irregularities of the heat-generating component and cooling component. In addition, because the sheet is prevented from becoming brittle during compression, cracks are unlikely to occur even during high compression, making it possible to apply the product to modules with high driving voltages and large tolerances. Furthermore, the thermally conductive silicone cured product of the present invention can ensure sufficient insulation during compression. In other words, the thermally conductive silicone cured product of the present invention can have high thermal conductivity and exhibit excellent compressibility.

本発明の熱伝導性シリコーン組成物の硬化物は、形状がシート状であることが好ましい。 The cured product of the thermally conductive silicone composition of the present invention is preferably in the form of a sheet.

熱伝導性シリコーン硬化物は、シート状であれば、取り扱い性に優れる。 Thermal conductive silicone cured products are easy to handle if they are in sheet form.

前記熱伝導性シリコーン硬化物のアスカーC硬度計で測定した硬さが10ポイント以上、40ポイント以下であることが好ましい。 It is preferable that the hardness of the thermally conductive silicone cured product is 10 points or more and 40 points or less, as measured with an Asker C hardness tester.

このような硬さを有する硬化物であれば、取り扱いが容易であると共に、被放熱体の形状に沿うように変形でき、被放熱体に応力をかけることなく良好な放熱特性を示すことができる。また、このような硬さを有する硬化物であれば、破れを防ぐことができる。 A cured product with this hardness is easy to handle, can be deformed to fit the shape of the object to be dissipated heat, and can exhibit good heat dissipation characteristics without applying stress to the object to be dissipated heat. In addition, a cured product with this hardness can be prevented from breaking.

ホットディスク法により測定した23℃における熱伝導率が10W/mK以上であり得る。 Thermal conductivity at 23°C measured by the hot disk method may be 10 W/mK or more.

このように、本発明の熱伝導性シリコーン硬化物は、優れた熱伝導率を示すことができる。したがって、本発明の熱伝導性シリコーン硬化物は、熱放散部材として有用である。 In this way, the thermally conductive silicone cured product of the present invention can exhibit excellent thermal conductivity. Therefore, the thermally conductive silicone cured product of the present invention is useful as a heat dissipation member.

前記熱伝導性シリコーン硬化物の2mm厚のシートを50%圧縮した時の絶縁破壊電圧が10kV以上であり得る。 The dielectric breakdown voltage when a 2 mm thick sheet of the thermally conductive silicone cured material is compressed by 50% may be 10 kV or more.

このように、本発明の熱伝導性シリコーン硬化物は、10kV以上の優れた圧縮時絶縁破壊電圧を示すことができ、圧縮時にクラックが入ることを防ぎ、安定的に絶縁を確保することができる。 In this way, the thermally conductive silicone cured product of the present invention can exhibit an excellent dielectric breakdown voltage upon compression of 10 kV or more, preventing cracks from occurring upon compression and ensuring stable insulation.

また、本発明では、本発明の熱伝導性シリコーン硬化物を構成の一部として含むものであることを特徴とする電気部品を提供する。 The present invention also provides an electrical component that is characterized by including the thermally conductive silicone cured product of the present invention as part of its configuration.

本発明のシリコーン組成物の硬化物を用いた電気部品は、効率的な冷却が可能となることから、発熱による性能・寿命の低下がなく、安定した動作が可能となる。 Electrical components made using the cured silicone composition of the present invention can be cooled efficiently, allowing for stable operation without loss of performance or lifespan due to heat generation.

本発明の電気部品は、例えば、車載用とすることができる。 The electrical components of the present invention can be used, for example, in vehicles.

本発明のシリコーン組成物の硬化物を用いた電気部品は、安定した絶縁保持が可能となることから、高絶縁・長寿命が要求される車載用途に適している。 Electrical parts made using the cured silicone composition of the present invention are able to maintain stable insulation, making them suitable for in-vehicle applications that require high insulation and long life.

以上のように、本発明の熱伝導性シリコーン組成物であれば、容易に均一な組成物となることができる。また、本発明の熱伝導性シリコーン組成物から得られる熱伝導性シリコーン硬化物は、高熱伝導でありながら低硬度であるため、発熱部材に応力を掛けず、発熱部材や冷却部材の微細な凸凹にも追従できるのに十分な柔軟性及び圧縮性を有する。また、圧縮時のシート脆化が抑制されるため、高圧縮時においてもクラックが発生しにくく、駆動電圧が高く公差の大きいモジュールへの適用が可能である。さらに、本発明の熱伝導性シリコーン組成物の硬化物は、圧縮時の絶縁性を十分に確保することができる。つまり、本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、高い熱伝導性を有し、圧縮性に優れた熱伝導性シリコーン組成物の硬化物を提供できる。 As described above, the thermally conductive silicone composition of the present invention can easily be made into a uniform composition. In addition, the thermally conductive silicone cured product obtained from the thermally conductive silicone composition of the present invention has high thermal conductivity yet low hardness, so it does not apply stress to the heat-generating component and has sufficient flexibility and compressibility to follow the fine unevenness of the heat-generating component and cooling component. In addition, since the embrittlement of the sheet during compression is suppressed, cracks are unlikely to occur even during high compression, and it is possible to apply it to modules with high driving voltages and large tolerances. Furthermore, the cured product of the thermally conductive silicone composition of the present invention can sufficiently ensure insulation during compression. In other words, the thermally conductive silicone composition of the present invention can provide a cured product of the thermally conductive silicone composition that has high thermal conductivity and excellent compressibility.

また、本発明の熱伝導性シリコーン硬化物であれば、高熱伝導でありながら低硬度であるため、発熱部材に応力を掛けず、発熱部材や冷却部材の微細な凸凹にも追従できるのに十分な柔軟性及び圧縮性を有する。また、圧縮時のシート脆化が抑制されるため、高圧縮時においてもクラックが発生しにくく、駆動電圧が高く公差の大きいモジュールへの適用が可能である。さらに、本発明の熱伝導性シリコーン硬化物は、圧縮時の絶縁性を十分に確保することができる。つまり、本発明の熱伝導性シリコーン硬化物は、高い熱伝導性を有することができ、優れた圧縮性を示すことができる。 Furthermore, the thermally conductive silicone cured product of the present invention has high thermal conductivity yet low hardness, so it does not apply stress to the heat-generating component and has sufficient flexibility and compressibility to follow the fine irregularities of the heat-generating component and cooling component. In addition, because the sheet is prevented from becoming brittle during compression, cracks are less likely to occur even during high compression, making it possible to apply the product to modules with high driving voltages and large tolerances. Furthermore, the thermally conductive silicone cured product of the present invention can ensure sufficient insulation during compression. In other words, the thermally conductive silicone cured product of the present invention can have high thermal conductivity and exhibit excellent compressibility.

そして、本発明の電気部品であれば、効率的な冷却が可能となることから、発熱による性能・寿命の低下がなく、安定した動作が可能となる。 The electrical components of the present invention allow for efficient cooling, so there is no deterioration in performance or lifespan due to heat generation, and stable operation is possible.

上述のように、高い熱伝導性を有し、圧縮性に優れた熱伝導性シリコーン組成物の硬化物を提供できる熱伝導性シリコーン組成物、その硬化物、及び該硬化物を含む電気部品の開発が求められていた。 As described above, there has been a need to develop a thermally conductive silicone composition that can provide a cured product of the thermally conductive silicone composition that has high thermal conductivity and excellent compressibility, a cured product thereof, and an electrical component that includes the cured product.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、熱伝導性フィラーとして不定形窒化アルミニウムと、破砕状アルミナと球状アルミナを用い、その平均粒径、配合比率を巧みに組み合わせることにより、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を硬化した熱伝導性シリコーンシートにおいて、圧縮時の絶縁性が確保できることを見出した。得られる組成物の硬化物は、高熱伝導でありながら低硬度であるため、発熱部材に応力を掛けず、発熱部材や冷却部材の微細な凸凹にも追従できる柔軟性及び圧縮性を有することを見出した。また、圧縮時のシート脆化が抑制されるため、高圧縮時においてもクラックが発生しにくく、駆動電圧が高く公差の大きいモジュールへの適用が可能であることを見出した。本発明者らは、これらの知見に基づいて本発明を成すに至った。 After extensive research into the above-mentioned problems, the inventors have found that by using amorphous aluminum nitride, crushed alumina, and spherical alumina as thermally conductive fillers and skillfully combining their average particle size and compounding ratio, it is possible to ensure insulation during compression in a thermally conductive silicone sheet obtained by curing a thermally conductive silicone composition containing an organopolysiloxane. The inventors have found that the cured product of the resulting composition has high thermal conductivity yet low hardness, and therefore does not apply stress to the heat-generating component, and has flexibility and compressibility that can follow the fine unevenness of the heat-generating component and cooling component. In addition, because the embrittlement of the sheet during compression is suppressed, cracks are unlikely to occur even during high compression, and it is possible to apply the sheet to modules with high driving voltages and large tolerances. The inventors have come up with the present invention based on these findings.

即ち、本発明は、(A)1分子中に2個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)1分子中に2個以上のヒドロシリル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:ヒドロシリル基のモル数が(A)成分由来のアルケニル基のモル数の0.1~5.0倍量となる量、
(C)下記(C-1)成分~(C-6)成分からなる熱伝導性充填材:8,600~9,600質量部 、
(C-1)平均粒径が0.1μmを超えて2μm以下である球状アルミナフィラー:1,500~2,500質量部
(C-2)平均粒径が0.5μmを超えて5μm以下である破砕状アルミナフィラー:200~800質量部
(C-3)平均粒径が5μmを超えて20μm以下である球状アルミナフィラー:1,500~2,500質量部、
(C-4)平均粒径が60μmを超えて100μm以下である球状アルミナフィラー:500~1,500質量部、
(C-5)平均粒径が50μmを超えて90μm以下である不定形窒化アルミニウムフィラー:2,200~3,200質量部、
(C-6)平均粒径が90μmを超えて120μm以下である不定形窒化アルミニウムフィラー:500~1,500質量部、
(D)白金族金属系硬化触媒:(A)成分に対して白金族元素質量換算で0.1~2,000ppm
(E)付加反応制御剤:(A)成分100質量部に対して0.01~2.0質量部
(F)下記(F-1)及び(F-2)から選ばれる1種以上である表面処理剤:(A)成分100質量部に対し200~400質量部;
(F-1)下記一般式(1)
Si(OR4-a-b (1)
(式中、Rは独立に炭素原子数6~15のアルキル基であり、Rは独立に炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数6~12のアリール基、及び炭素原子数7~12のアラルキル基から選ばれる基であり、Rは独立に炭素原子数1~6のアルキル基であり、aは1~3の整数、bは0~2の整数であり、但しa+bは1~3の整数である。)
で表されるアルコキシシラン化合物、
(F-2)下記一般式(2)

Figure 2024051534000003
(式中、Rは独立に炭素原子数1~6のアルキル基であり、cは5~100の整数である。)
で表される分子鎖片末端がトリアルコキシシリル基で封鎖されたジメチルポリシロキサン、
を含むものであることを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物である。 That is, the present invention provides a composition comprising: (A) 100 parts by mass of an organopolysiloxane having two or more alkenyl groups in one molecule;
(B) an organohydrogenpolysiloxane having two or more hydrosilyl groups per molecule: an amount such that the number of moles of hydrosilyl groups is 0.1 to 5.0 times the number of moles of alkenyl groups derived from component (A);
(C) a thermally conductive filler consisting of the following components (C-1) to (C-6): 8,600 to 9,600 parts by mass,
(C-1) Spherical alumina filler having an average particle size of more than 0.1 μm and not more than 2 μm: 1,500 to 2,500 parts by mass. (C-2) Crushed alumina filler having an average particle size of more than 0.5 μm and not more than 5 μm: 200 to 800 parts by mass. (C-3) Spherical alumina filler having an average particle size of more than 5 μm and not more than 20 μm: 1,500 to 2,500 parts by mass.
(C-4) Spherical alumina filler having an average particle size of more than 60 μm and not more than 100 μm: 500 to 1,500 parts by mass,
(C-5) irregular aluminum nitride filler having an average particle size of more than 50 μm and not more than 90 μm: 2,200 to 3,200 parts by mass,
(C-6) irregular aluminum nitride filler having an average particle size of more than 90 μm and not more than 120 μm: 500 to 1,500 parts by mass,
(D) Platinum group metal curing catalyst: 0.1 to 2,000 ppm by mass of platinum group element relative to component (A)
(E) an addition reaction inhibitor: 0.01 to 2.0 parts by mass per 100 parts by mass of the component (A); (F) a surface treatment agent which is one or more selected from the following (F-1) and (F-2): 200 to 400 parts by mass per 100 parts by mass of the component (A);
(F-1) The following general formula (1)
R 1 a R 2 b Si(OR 3 ) 4-a-b (1)
(In the formula, R 1 is independently an alkyl group having 6 to 15 carbon atoms, R 2 is independently a group selected from an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, R 3 is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a is an integer of 1 to 3, b is an integer of 0 to 2, and a+b is an integer of 1 to 3.)
An alkoxysilane compound represented by the formula:
(F-2) The following general formula (2)
Figure 2024051534000003
(In the formula, R 4 is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and c is an integer of 5 to 100.)
a dimethylpolysiloxane having one molecular chain end blocked with a trialkoxysilyl group, represented by the formula:
The thermally conductive silicone composition is characterized by comprising:

また、本発明は、本発明の熱伝導性シリコーン組成物の硬化物であることを特徴とする熱伝導性シリコーン硬化物である。 The present invention also relates to a thermally conductive silicone cured product, which is a cured product of the thermally conductive silicone composition of the present invention.

また、本発明は、本発明の熱伝導性シリコーン硬化物を構成の一部として含むものであることを特徴とする電気部品である。 The present invention also relates to an electrical component that includes the thermally conductive silicone cured product of the present invention as part of its configuration.

以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention is described in detail below, but is not limited to these.

[熱伝導性シリコーン組成物]
本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、上述の通り、1分子中に2個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン(以下、アルケニル基含有オルガノポリシロキサンともいう)((A)成分)と、1分子中に2個以上のヒドロシリル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン((B)成分)と、熱伝導性充填材(熱伝導性フィラー)((C)成分)と、白金族金属系硬化触媒((D)成分)と、付加反応制御剤((E)成分)と、表面処理剤((F)成分)とを含むシリコーン組成物である。
[Thermal conductive silicone composition]
As described above, the thermally conductive silicone composition of the present invention is a silicone composition comprising an organopolysiloxane having two or more alkenyl groups per molecule (hereinafter also referred to as alkenyl group-containing organopolysiloxane) (component (A)), an organohydrogenpolysiloxane having two or more hydrosilyl groups per molecule (component (B)), a thermally conductive filler (component (C)), a platinum group metal curing catalyst (component (D)), an addition reaction inhibitor (component (E)), and a surface treatment agent (component (F)).

以下に詳細に説明する(A)成分~(F)成分を特定の配合量で含む本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、容易に均一な組成物となることができる。また、本発明の熱伝導性シリコーン組成物から得られる熱伝導性シリコーン硬化物は、高熱伝導でありながら低硬度であるため、発熱部材に応力を掛けず、発熱部材や冷却部材の微細な凸凹にも追従できるのに十分な柔軟性及び圧縮性を有する。また、圧縮時のシート脆化が抑制されるため、高圧縮時においてもクラックが発生しにくく、駆動電圧が高く公差の大きいモジュールへの適用が可能である。さらに、本発明の熱伝導性シリコーン組成物の硬化物は、圧縮時の絶縁性を十分に確保することができる。 The thermally conductive silicone composition of the present invention, which contains specific amounts of components (A) to (F), which will be described in detail below, can easily become a uniform composition. In addition, the thermally conductive silicone cured product obtained from the thermally conductive silicone composition of the present invention has high thermal conductivity yet low hardness, so it does not apply stress to the heat-generating component and has sufficient flexibility and compressibility to follow the fine irregularities of the heat-generating component and cooling component. In addition, because the sheet is prevented from becoming brittle during compression, cracks are unlikely to occur even during high compression, making it possible to apply the composition to modules with high driving voltages and large tolerances. Furthermore, the cured product of the thermally conductive silicone composition of the present invention can ensure sufficient insulation during compression.

したがって、本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、高い熱伝導性を有し、圧縮性に優れた熱伝導性シリコーン組成物の硬化物を提供できる。 Therefore, the thermally conductive silicone composition of the present invention can provide a cured product of the thermally conductive silicone composition that has high thermal conductivity and excellent compressibility.

以下、本発明の熱伝導性シリコーン組成物についてより詳細に説明する。 The thermally conductive silicone composition of the present invention is described in more detail below.

[(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個以上有するオルガノポリシロキサンであり、本発明の熱伝導性シリコーン硬化物の主剤となるものである。通常は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、また環状体であってもよいが、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。
[(A) Alkenyl-containing organopolysiloxane]
The alkenyl-containing organopolysiloxane, which is component (A), is an organopolysiloxane having two or more alkenyl groups bonded to silicon atoms in one molecule, and is the main component of the thermally conductive silicone cured product of the present invention.Normally, the main chain portion is generally composed of a repetition of diorganosiloxane units, but this may include a branched structure in a part of the molecular structure, or may be a cyclic body, but from the viewpoint of physical properties such as mechanical strength of the cured product, linear diorganopolysiloxane is preferred.

上記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炭素原子数が2~8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、アルケニル基は、分子中に2個以上存在することを特徴とし、好ましくは2~6個であり、より好ましくは2~3個である。また、得られる硬化物の柔軟性がよいものとするためには、分子鎖末端のケイ素原子にのみ結合して存在することが最も好ましい。 Examples of the alkenyl group include those having 2 to 8 carbon atoms, such as vinyl, allyl, propenyl, isopropenyl, butenyl, hexenyl, and cyclohexenyl groups. Of these, lower alkenyl groups such as vinyl and allyl groups are preferred, with vinyl being particularly preferred. The alkenyl group is characterized by having two or more alkenyl groups in the molecule, preferably 2 to 6, and more preferably 2 to 3. In order to provide good flexibility to the resulting cured product, it is most preferred that they are present bonded only to silicon atoms at the ends of the molecular chain.

ケイ素原子に結合するアルケニル基以外の官能基としては、炭素原子数が1~10、好ましくは炭素原子数が1~6の1価炭化水素基が挙げられる。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、メチルベンジル基等のアラルキル基等が挙げられる。中でも、メチル基、エチル基、プロピル基、及びフェニル基が好適に用いられる。また、ケイ素原子に結合したアルケニル基以外の官能基は全てが同一であっても異なっていてもよい。 Examples of functional groups other than the alkenyl group bonded to the silicon atom include monovalent hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms. Examples include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, neopentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, and dodecyl; cycloalkyl groups such as cyclopentyl, cyclohexyl, and cycloheptyl; aryl groups such as phenyl, tolyl, xylyl, naphthyl, and biphenylyl; and aralkyl groups such as benzyl, phenylethyl, phenylpropyl, and methylbenzyl. Among these, methyl, ethyl, propyl, and phenyl groups are preferably used. In addition, all of the functional groups other than the alkenyl groups bonded to the silicon atom may be the same or different.

このオルガノポリシロキサンの23℃における動粘度は、通常、10~100,000mm/s、特に好ましくは100~50,000mm/sの範囲である。前記動粘度がこの範囲内にあれば、得られる組成物の保存安定性及び進展性が十分となる。なお、本明細書において、動粘度はJIS Z 8803:2011記載の方法でキャノン-フェンスケ粘度計を用いて23℃で測定した値である。 The kinematic viscosity of this organopolysiloxane at 23°C is usually in the range of 10 to 100,000 mm2 /s, and particularly preferably 100 to 50,000 mm2 /s. If the kinematic viscosity is within this range, the resulting composition will have sufficient storage stability and spreadability. In this specification, the kinematic viscosity is a value measured at 23°C using a Cannon-Fenske viscometer according to the method described in JIS Z 8803:2011.

この(A)成分のオルガノポリシロキサンとして、1種単独のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンを用いても良いし、または動粘度が異なる2種以上のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンを組み合わせて用いてもよい。 As the organopolysiloxane of component (A), a single alkenyl group-containing organopolysiloxane may be used, or two or more alkenyl group-containing organopolysiloxanes having different kinetic viscosities may be used in combination.

[(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分子中に平均で2個以上、好ましくは2~100個のヒドロシリル基(ケイ素原子に直接結合する水素原子)を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。(B)成分は、(A)成分の架橋剤として作用する成分である。即ち、(B)成分中のヒドロシリル基と(A)成分中のアルケニル基とが、後述する(D)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、架橋構造を有する3次元網目構造を与える。なお、ヒドロシリル基の数が2個未満の場合、硬化しない。
[(B) Organohydrogenpolysiloxane]
The organohydrogenpolysiloxane of component (B) is an organohydrogenpolysiloxane having an average of 2 or more, preferably 2 to 100, hydrosilyl groups (hydrogen atoms directly bonded to silicon atoms) per molecule. Component (B) is a component that acts as a crosslinking agent for component (A). That is, the hydrosilyl groups in component (B) and the alkenyl groups in component (A) are added by a hydrosilylation reaction promoted by the platinum group metal curing catalyst of component (D) described below, to give a three-dimensional network structure having a crosslinked structure. Note that if the number of hydrosilyl groups is less than 2, the composition will not cure.

オルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、例えば、下記平均構造式(4)で示されるものが用いられるが、これに限定されるものではない。

Figure 2024051534000004
(式中、Rは独立に水素原子、又は炭素数1~12のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、及び炭素数7~12のアラルキル基から選ばれる1価炭化水素基である。ただし、1分子中の2個以上、好ましくは2~10個のRは水素原子である。また、eは1以上の整数、好ましくは10~200の整数である。) As the organohydrogenpolysiloxane, for example, one represented by the following average structural formula (4) is used, but it is not limited thereto.
Figure 2024051534000004
(In the formula, R 6 is independently a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group selected from an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms. However, at least two, preferably at least two and at most ten, R 6s in one molecule are hydrogen atoms. Also, e is an integer of 1 or more, preferably an integer of 10 to 200.)

式(4)中、Rの水素原子以外の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、ドデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基、メチルベンジル基等のアラルキル基が挙げられる。これらの1価炭化水素基の中で、好ましくは炭素原子数が1~10、特に好ましくは炭素原子数が1~6のものであり、中でも、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基等の炭素原子数1~3のアルキル基、及びフェニル基が好適に用いられる。 In formula (4), examples of monovalent hydrocarbon groups other than hydrogen atoms for R 6 include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, neopentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, and dodecyl, cycloalkyl groups such as cyclopentyl, cyclohexyl, and cycloheptyl, aryl groups such as phenyl, tolyl, xylyl, naphthyl, and biphenylyl, and aralkyl groups such as benzyl, phenylethyl, phenylpropyl, and methylbenzyl. Among these monovalent hydrocarbon groups, those having 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably having 1 to 6 carbon atoms, are preferably used, and among these, alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, such as methyl, ethyl, and propyl, and phenyl groups are preferably used.

(B)成分の添加量は、ヒドロシリル基のモル数が(A)成分由来のアルケニル基のモル数の0.1~5.0倍量となる量であることを特徴とする。好ましくは、ヒドロシリル基のモル数が(A)成分由来のアルケニル基のモル数の0.3~2.0倍量となる量、更に好ましくは0.5~1.0倍量となる量である。(B)成分由来のヒドロシリル基の量が(A)成分由来のアルケニル基1モルに対して0.1モル未満であると硬化しない、又は硬化物の強度が不十分で成形体としての形状を保持できず取り扱えない場合がある。また5.0モルを超えると硬化物の柔軟性がなくなり、硬化物が脆くなる。 The amount of component (B) added is characterized in that the number of moles of hydrosilyl groups is 0.1 to 5.0 times the number of moles of alkenyl groups derived from component (A). Preferably, the number of moles of hydrosilyl groups is 0.3 to 2.0 times, more preferably 0.5 to 1.0 times, the number of moles of alkenyl groups derived from component (A). If the amount of hydrosilyl groups derived from component (B) is less than 0.1 mole per mole of alkenyl groups derived from component (A), the composition may not cure, or the strength of the cured product may be insufficient to maintain the shape of the molded product and make it difficult to handle. If the amount exceeds 5.0 moles, the cured product loses flexibility and becomes brittle.

[(C)熱伝導性充填材]
本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、熱伝導性充填材として、不定形窒化アルミニウムフィラー((C-5)成分及び(C-6)成分)と、破砕状アルミナフィラー((C-2)成分)と、球状アルミナフィラー((C-1)成分、(C-3)成分及び(C-4)成分)とからなるフィラーを用いる。
[(C) Thermally conductive filler]
The thermally conductive silicone composition of the present invention uses, as the thermally conductive filler, a filler consisting of amorphous aluminum nitride filler (component (C-5) and component (C-6)), crushed alumina filler (component (C-2)), and spherical alumina filler (component (C-1), component (C-3), and component (C-4)).

[(C-5)成分及び(C-6)成分:不定形窒化アルミニウム]
造粒体と不定形体がある。造粒体は球状粒子であるため、不定形体に対して、シリコーンポリマーへの充填性が良好である。その一方で、造粒体の熱伝導性は不定形体より劣る。これは、造粒させるときにイットリアを窒化アルミニウムに数%添加することにより、窒化アルミニウムの相とイットリアの相が混在するためである。また造粒体は、造粒工程を行うため非常に高価である。したがって、本発明では不定形窒化アルミニウムを必須とする。
[Components (C-5) and (C-6): amorphous aluminum nitride]
There are granulated and amorphous bodies. Granulated bodies are spherical particles, so they have better filling properties in silicone polymers than amorphous bodies. On the other hand, the thermal conductivity of granulated bodies is inferior to that of amorphous bodies. This is because a few percent of yttria is added to aluminum nitride during granulation, resulting in a mixture of aluminum nitride phases and yttria phases. Granulated bodies are also very expensive because of the granulation process. Therefore, amorphous aluminum nitride is essential in the present invention.

[(C-2)成分:破砕状アルミナおよび(C-1)成分、(C-3)成分及び(C-4)成分:球状アルミナ]
アルミナはα、β、θ、γなど焼結する温度の違いで様々な結晶相を持つ。焼結する温度が最も高いαアルミナが、化学的に安定であるため、αアルミナを用いることが好ましい。また、一般的なアルミナは結晶相が単一で存在することはほとんどないが、できるだけα相の占める割合が高い方がよく、α化率が90%以上、好ましくは95%以上のものを用いることが好ましい。アルミナは、その製法により、球状、丸み状、破砕状など様々な粒状を有する。一般的に破砕状アルミナはα化率が高いため、破砕状アルミナが好ましい。一方で球状アルミナは、シリコーンポリマーへの充填性が良好であり、また、フィラーを極めて高充填した組成物の流動性を高めることができる。また、異なる粒度域の球状アルミナを配合することにより、硬化物が圧縮された際、各圧縮厚みで球状アルミナが効果的に流動することでクラックの発生が抑制される。したがって、本発明では破砕状アルミナおよび球状アルミナを必須とする。
[Component (C-2): crushed alumina and components (C-1), (C-3) and (C-4): spherical alumina]
Alumina has various crystal phases such as α, β, θ, and γ depending on the sintering temperature. α-alumina, which has the highest sintering temperature, is chemically stable, so it is preferable to use α-alumina. In addition, although general alumina rarely has a single crystal phase, it is better to use one with a high α-phase ratio, and it is preferable to use one with an α-phase ratio of 90% or more, preferably 95% or more. Alumina has various granular shapes such as spherical, rounded, and crushed depending on the manufacturing method. In general, crushed alumina has a high α-phase ratio, so crushed alumina is preferred. On the other hand, spherical alumina has good filling properties in silicone polymers and can increase the fluidity of a composition that is extremely highly filled with filler. In addition, by blending spherical alumina of different particle size ranges, when the cured product is compressed, the spherical alumina flows effectively at each compression thickness, suppressing the occurrence of cracks. Therefore, crushed alumina and spherical alumina are essential in the present invention.

(C)成分である熱伝導性充填材は、具体的には、下記(C-1)成分~(C-6)成分からなるものである。各成分のフィラーとしては1種又は2種以上を複合して用いてもよい。
(C-1)平均粒径が0.1μmを超えて2μm以下である球状アルミナフィラー:1,500~2,500質量部
(C-2)平均粒径が0.5μmを超えて5μm以下である破砕状アルミナフィラー:200~800質量部
(C-3)平均粒径が5μmを超えて20μm以下である球状アルミナフィラー:1,500~2,500質量部、
(C-4)平均粒径が60μmを超えて100μm以下である球状アルミナフィラー:500~1,500質量部、
(C-5)平均粒径が50μmを超えて90μm以下である不定形窒化アルミナフィラー:2,200~3,200質量部、
(C-6)平均粒径が90μmを超えて120μm以下である不定形窒化アルミナフィラー:500~1,500質量部。
The thermally conductive filler, which is the component (C), specifically consists of the following components (C-1) to (C-6). Each of the fillers may be used alone or in combination of two or more.
(C-1) Spherical alumina filler having an average particle size of more than 0.1 μm and not more than 2 μm: 1,500 to 2,500 parts by mass. (C-2) Crushed alumina filler having an average particle size of more than 0.5 μm and not more than 5 μm: 200 to 800 parts by mass. (C-3) Spherical alumina filler having an average particle size of more than 5 μm and not more than 20 μm: 1,500 to 2,500 parts by mass.
(C-4) Spherical alumina filler having an average particle size of more than 60 μm and not more than 100 μm: 500 to 1,500 parts by mass,
(C-5) irregular alumina nitride filler having an average particle size of more than 50 μm and not more than 90 μm: 2,200 to 3,200 parts by mass,
(C-6) Irregular alumina nitride filler having an average particle size of more than 90 μm and not more than 120 μm: 500 to 1,500 parts by mass.

なお、本発明において、平均粒径は、マイクロトラック・ベル製の粒子径分布測定装置MT3000IIにより測定した体積基準の累積50%粒子径(D50)の値である。 In the present invention, the average particle size is the volume-based cumulative 50% particle size (D 50 ) value measured using a particle size distribution measuring device MT3000II manufactured by Microtrac Bell.

(C-1)成分の球状アルミナフィラーは、組成物の熱伝導率を向上させる役割も担うが、その主な役割は組成物の粘度調整、滑らかさ向上、充填性向上である。(C-1)成分の平均粒径は0.1μmを超えて2μm以下であり、0.2~1.5μmであることが、上記した特性発現のためにより好ましい。 The spherical alumina filler of component (C-1) also plays a role in improving the thermal conductivity of the composition, but its main role is to adjust the viscosity of the composition, improve smoothness, and improve filling properties. The average particle size of component (C-1) is more than 0.1 μm and 2 μm or less, and 0.2 to 1.5 μm is more preferable in order to express the above-mentioned characteristics.

(C-1)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して1,500~2,500質量部であり、好ましくは1,700~2,300質量部である。少なすぎると熱伝導率の向上が困難であり、多すぎると組成物の流動性が失われ、成形性が損なわれる。 The amount of component (C-1) to be blended is 1,500 to 2,500 parts by mass, and preferably 1,700 to 2,300 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). If the amount is too small, it is difficult to improve the thermal conductivity, and if the amount is too large, the composition loses its fluidity and its moldability is impaired.

(C-2)成分の破砕状アルミナフィラーは、(C-1)成分の球状アルミナフィラーと組み合わせて使用することにより、組成物の熱伝導率、滑らかさ、充填性を向上させる役割を担う。破砕状であるため他フィラーとの接触点が多くなり、球状アルミナフィラーに比べて熱伝導率を向上させる効果が高い。(C-2)成分の平均粒径は0.5μmを超えて5μm以下であり、0.7~3μmであることが、上記した特性発現のためにより好ましい。 The crushed alumina filler of component (C-2), when used in combination with the spherical alumina filler of component (C-1), plays a role in improving the thermal conductivity, smoothness, and filling properties of the composition. Because it is crushed, there are more contact points with other fillers, and it is more effective at improving thermal conductivity than spherical alumina filler. The average particle size of component (C-2) is more than 0.5 μm and 5 μm or less, and 0.7 to 3 μm is more preferable in order to express the above-mentioned characteristics.

(C-2)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して200~800質量部であり、好ましくは300~700質量部である。少なすぎると熱伝導率の向上が困難であり、多すぎると組成物の流動性が失われ、成形性が損なわれる。 The amount of component (C-2) to be blended is 200 to 800 parts by mass, and preferably 300 to 700 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). If the amount is too small, it is difficult to improve the thermal conductivity, and if the amount is too large, the composition loses its fluidity and its moldability is impaired.

(C-3)成分および(C-4)成分の球状アルミナフィラーは、組成物の熱伝導率、滑らかさ、充填性を向上させる役割を担う。広い粒度範囲で複数の粒度分布を持つ球状アルミナフィラーを併用することで、充填性が大きく向上する。また、硬化物が圧縮を受けた際にはこれら球状アルミナが変形時に流動することで、滑らかな圧縮が可能となり、硬化物におけるクラックの発生が抑制される。(C-3)成分の平均粒径は5μmを超えて20μm以下であり、7~15μmであることが、上記した特性発現のためにより好ましい。また、(C-4)成分の平均粒径は60μmを超えて100μm以下であり、75~95μmであることが、上記した特性発現のためにより好ましい。 The spherical alumina fillers of the (C-3) and (C-4) components play a role in improving the thermal conductivity, smoothness, and filling properties of the composition. The use of spherical alumina fillers with multiple particle size distributions over a wide particle size range significantly improves filling properties. Furthermore, when the cured product is compressed, these spherical aluminas flow during deformation, allowing smooth compression and suppressing the occurrence of cracks in the cured product. The average particle size of the (C-3) component is more than 5 μm and 20 μm or less, and more preferably 7 to 15 μm, in order to express the above-mentioned characteristics. Furthermore, the average particle size of the (C-4) component is more than 60 μm and 100 μm or less, and more preferably 75 to 95 μm, in order to express the above-mentioned characteristics.

(C-3)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して1,500~2,500質量部であり、好ましくは1,700~2,300質量部である。また、(C-4)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して500~1,500質量部であり、好ましくは700~1,300質量部である。少なすぎると熱伝導率の向上が困難であり、また、硬化物を圧縮した際にクラックが発生する場合がある。多すぎると組成物の流動性が失われ、成形性が損なわれる。 The amount of component (C-3) is 1,500 to 2,500 parts by mass, preferably 1,700 to 2,300 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). The amount of component (C-4) is 500 to 1,500 parts by mass, preferably 700 to 1,300 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). If the amount is too small, it is difficult to improve the thermal conductivity, and cracks may occur when the cured product is compressed. If the amount is too large, the composition loses its fluidity and its moldability is impaired.

(C-5)成分および(C-6)成分の不定形窒化アルミニウムフィラーは、組成物の高熱伝導化を担っており、充填により組成物の熱伝導性が大きく向上する。(C-5)成分の平均粒径は50μmを超えて90μm以下であり、55~85μmであることが、上記した特性発現のためにより好ましい。また、(C-6)成分の平均粒径は90μmを超えて120μm以下であり、95~110μmであることが、上記した特性発現のためにより好ましい。 The amorphous aluminum nitride fillers of the (C-5) and (C-6) components are responsible for increasing the thermal conductivity of the composition, and the thermal conductivity of the composition is greatly improved by filling the composition. The average particle size of the (C-5) component is more than 50 μm and not more than 90 μm, and more preferably 55 to 85 μm, in order to express the above-mentioned characteristics. The average particle size of the (C-6) component is more than 90 μm and not more than 120 μm, and more preferably 95 to 110 μm, in order to express the above-mentioned characteristics.

(C-5)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して2,200~3,200質量部であり、好ましくは2,400~3,000質量部である。また、(C-6)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して500~1,500質量部であり、好ましくは700~1,300質量部である。少なすぎると熱伝導率の向上が困難であり、多すぎると組成物の流動性が失われ、成形性が損なわれる。 The amount of component (C-5) is 2,200 to 3,200 parts by mass, and preferably 2,400 to 3,000 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). The amount of component (C-6) is 500 to 1,500 parts by mass, and preferably 700 to 1,300 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). If the amount is too small, it is difficult to improve the thermal conductivity, and if the amount is too large, the composition loses its fluidity and its moldability is impaired.

上記配合割合で(C)成分を用いることで、上記した本発明の効果、特に優れた熱伝導性及び優れた圧縮性(優れた圧縮時絶縁性)をより有利にかつ確実に達成できる。 By using component (C) in the above blending ratio, the above-mentioned effects of the present invention, particularly excellent thermal conductivity and excellent compressibility (excellent insulation when compressed), can be achieved more advantageously and reliably.

そして、上記(C)成分である熱伝導性充填材の含有量は、(A)成分100質量部に対し、8,600~9,600質量部とする。この範囲内から外れると、組成物を得る事ができないか、又は高い熱伝導率を示す硬化物を得ることができない。 The content of the thermally conductive filler, component (C), is 8,600 to 9,600 parts by mass per 100 parts by mass of component (A). Outside this range, it is not possible to obtain a composition or a cured product that exhibits high thermal conductivity.

[(D)白金族金属系硬化触媒]
(D)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)成分由来のヒドロシリル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、HPtCl・nHO、HPtCl・nHO、NaHPtCl・nHO、KaHPtCl・nHO、NaPtCl・nHO、KPtCl・nHO、PtCl・nHO、PtCl、NaHPtCl・nHO(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アルミナ、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等が挙げられる。
[(D) Platinum group metal curing catalyst]
The platinum group metal curing catalyst of component (D) is a catalyst for promoting the addition reaction between the alkenyl group derived from component (A) and the hydrosilyl group derived from component (B), and examples of catalysts well known for use in hydrosilylation reactions include platinum group metals such as platinum (including platinum black), rhodium, and palladium, H 2 PtCl 4.nH 2 O, H 2 PtCl 6.nH 2 O, NaHPtCl 6.nH 2 O, KaHPtCl 6.nH 2 O, Na 2 PtCl 6.nH 2 O , K 2 PtCl 4.nH 2 O, PtCl 4.nH 2 O, PtCl 2 , and Na 2 HPtCl 4.nH 2 O. O (wherein, n is an integer of 0 to 6, preferably 0 or 6), chloroplatinic acid and chloroplatinate salts, alcohol-modified chloroplatinic acid (see U.S. Pat. No. 3,220,972), complexes of chloroplatinic acid and olefins (see U.S. Pat. Nos. 3,159,601, 3,159,662 and 3,775,452), platinum black, platinum group metals such as palladium supported on a support such as alumina, silica or carbon, rhodium-olefin complexes, chlorotris(triphenylphosphine)rhodium (Wilkinson's catalyst), complexes of platinum chloride, chloroplatinic acid or chloroplatinate salts with vinyl group-containing siloxanes, particularly vinyl group-containing cyclic siloxanes.

(D)成分の使用量は、(A)成分に対する白金族金属元素の質量換算で0.1~2,000ppmであり、好ましくは50~1,000ppmである。 The amount of component (D) used is 0.1 to 2,000 ppm, preferably 50 to 1,000 ppm, calculated as the mass of platinum group metal element relative to component (A).

[(E)反応制御剤]
(E)成分の付加反応制御剤は、通常の付加反応硬化型シリコーン組成物に用いられる公知の付加反応制御剤であれば、特に限定されない。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、2-メチル-3-ブチン-2-オール、3-メチル-1-トリデシン-3-オール等のアセチレン化合物や各種窒素化合物、有機リン化合物、オキシム化合物、有機クロロ化合物、1,3-ジビニル-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサンや1,3,5,7-テトラメチル-1,3,5,7-テトラビニルシクロテトラシロキサン等のビニル基含有シロキサン等が挙げられる。(E)成分を配合する場合の使用量としては、(A)成分100質量部に対して0.01~2.0質量部、特に0.1~1.2質量部程度が望ましい。配合量が多すぎると硬化反応が進まず、成形効率が損なわれる場合がある。
[(E) Reaction control agent]
The addition reaction inhibitor of component (E) is not particularly limited as long as it is a known addition reaction inhibitor used in a normal addition reaction curing silicone composition. For example, acetylene compounds such as 1-ethynyl-1-cyclohexanol, 3-butyn-1-ol, 2-methyl-3-butyn-2-ol, and 3-methyl-1-tridecyne-3-ol, various nitrogen compounds, organic phosphorus compounds, oxime compounds, organic chloro compounds, and vinyl group-containing siloxanes such as 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane and 1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-tetravinylcyclotetrasiloxane, are included. When component (E) is blended, the amount used is preferably about 0.01 to 2.0 parts by mass, particularly about 0.1 to 1.2 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). If the blended amount is too large, the curing reaction does not proceed, and molding efficiency may be impaired.

[(F)表面処理剤]
(F)成分の表面処理剤は、組成物調製時に前記(C)成分を疎水化処理し、前記(A)成分との濡れ性を向上させ、(C)成分を(A)成分からなるマトリックス中に均一に分散させることを目的とする。該(F)成分としては、下記に示す(F-1)成分及び(F-2)成分から選ばれる1種以上である。
[(F) Surface treatment agent]
The purpose of the surface treatment agent of component (F) is to hydrophobize component (C) during the preparation of the composition, improve the wettability with component (A), and uniformly disperse component (C) in the matrix of component (A). Component (F) is at least one selected from components (F-1) and (F-2) shown below.

(F-1)成分は、下記一般式(1)で表されるアルコキシシラン化合物である。
Si(OR4-a-b (1)
(式中、Rは独立に炭素原子数6~15のアルキル基であり、Rは独立に炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数6~12のアリール基、及び炭素原子数7~12のアラルキル基から選ばれる基であり、Rは独立に炭素原子数1~6のアルキル基であり、aは1~3の整数、bは0~2の整数であり、但しa+bは1~3の整数である。)
The component (F-1) is an alkoxysilane compound represented by the following general formula (1).
R 1 a R 2 b Si(OR 3 ) 4-a-b (1)
(In the formula, R 1 is independently an alkyl group having 6 to 15 carbon atoms, R 2 is independently a group selected from an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, R 3 is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a is an integer of 1 to 3, b is an integer of 0 to 2, and a+b is an integer of 1 to 3.)

上記一般式(1)において、Rで表されるアルキル基としては、例えば、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基等が挙げられる。このRで表されるアルキル基の炭素原子数が6~15の範囲を満たすと(A)成分の濡れ性が十分に向上し、取り扱い性がよく、組成物の低温特性が良好なものとなる。 In the above general formula (1), examples of the alkyl group represented by R1 include a hexyl group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, a dodecyl group, a tetradecyl group, etc. When the number of carbon atoms of the alkyl group represented by R1 is in the range of 6 to 15, the wettability of component (A) is sufficiently improved, the handleability is good, and the low-temperature properties of the composition are excellent.

で表される炭素原子数1~5のアルキル基の例としては、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、ネオペンチル基が挙げられる。炭素原子数6~12のアリール基の例としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ビフェニリル基等が挙げられる。そして、炭素原子数7~12のアラルキル基から選ばれる基の例としては、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が挙げられる。中でも、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基等の炭素原子数1~3のアルキル基、及びフェニル基が挙げられる。Rとしては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms represented by R2 include, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, and a neopentyl group. Examples of the aryl group having 6 to 12 carbon atoms include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, and a biphenylyl group. Examples of the aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms include a benzyl group, a phenylethyl group, a phenylpropyl group, and a methylbenzyl group. Among these, preferred are alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, and a phenyl group. Examples of R3 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a hexyl group.

(F-2)成分は、下記一般式(2)で表される分子鎖片末端がトリアルコキシシリル基で封鎖されたジメチルポリシロキサンである。

Figure 2024051534000005
(式中、Rは独立に炭素原子数1~6のアルキル基であり、具体的には前記Rで例示されたアルキル基と同じものが例示できる。cは5~100、好ましくは5~70、特に好ましくは10~50の整数である。) Component (F-2) is a dimethylpolysiloxane having one molecular chain end blocked with a trialkoxysilyl group, as represented by the following general formula (2).
Figure 2024051534000005
(In the formula, R 4 is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include the same alkyl groups as those exemplified for R 3 above. c is an integer of 5 to 100, preferably 5 to 70, and particularly preferably 10 to 50.)

(F)成分の表面処理剤としては、(F-1)成分と(F-2)成分のいずれか一方でも両者を組み合わせて配合しても差し支えない。 As the surface treatment agent for component (F), either component (F-1) or component (F-2) may be used alone or in combination with both.

(F)成分を配合する場合の配合量としては、(A)成分100質量部に対して200~400質量部であり、250~350質量部であることが好ましい。本成分の割合が多くなるとオイル分離を誘発する可能性がある。 When component (F) is added, the amount is 200 to 400 parts by mass, and preferably 250 to 350 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). If the proportion of this component is too high, it may induce oil separation.

[(G)オルガノポリシロキサン]
本発明の熱伝導性シリコーン組成物には、熱伝導性シリコーン組成物の粘度調整剤等の特性付与を目的として、任意成分である(G)成分のオルガノポリシロキサンを配合してもよい。この(G)成分としては、例えば、下記一般式(3)

Figure 2024051534000006
(式中、Rは独立に炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、及び炭素数7~12のアラルキル基から選ばれる基、dは5~2,000の整数である。)
で表される23℃における動粘度が10~100,000mm/sのオルガノポリシロキサンを添加することができる。(G)成分としては、1種のオルガノポリシロキサンを単独で用いても良いし、または2種以上のオルガノポリシロキサンを併用してもよい。 [(G) Organopolysiloxane]
The thermally conductive silicone composition of the present invention may contain an optional component (G) of organopolysiloxane for the purpose of imparting properties such as viscosity adjusting properties to the thermally conductive silicone composition. Component (G) is, for example, an organopolysiloxane represented by the following general formula (3):
Figure 2024051534000006
(In the formula, R5 is independently a group selected from an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and d is an integer of 5 to 2,000.)
It is possible to add an organopolysiloxane having a kinetic viscosity at 23° C. of 10 to 100,000 mm 2 /s, as represented by the following formula: As component (G), one type of organopolysiloxane may be used alone, or two or more types of organopolysiloxanes may be used in combination.

上記一般式(3)において、Rは独立に炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、及び炭素数7~12のアラルキル基から選ばれる基である。Rの具体例としては、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、ペンチル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、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等が挙げられる。中でも、好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基等の炭素原子数1~3のアルキル基、及びフェニル基が挙げられるが、特にメチル基、フェニル基が好ましい。 In the above general formula (3), R5 is independently a group selected from an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms. Specific examples of R5 include alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl, and pentyl groups, cycloalkyl groups such as cyclopentyl and cyclohexyl groups, aryl groups such as phenyl, tolyl, xylyl, naphthyl, and biphenylyl groups, and aralkyl groups such as benzyl, phenylethyl, phenylpropyl, and methylbenzyl groups. Among these, alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms such as methyl, ethyl, and propyl groups, and phenyl groups are preferred, with methyl and phenyl groups being particularly preferred.

上記dは要求される粘度の観点から、好ましくは5~2,000の整数で、特に好ましくは10~1,000の整数である。 From the viewpoint of the required viscosity, the above d is preferably an integer between 5 and 2,000, and particularly preferably an integer between 10 and 1,000.

また、(G)成分の23℃における動粘度は、好ましくは10~100,000mm/sであり、特に100~10,000mm/sであることが好ましい。該動粘度がこの範囲内にあれば、得られる組成物の硬化物がオイルブリードするのを防ぐことができると共に、柔軟性に優れた熱伝導性シリコーン組成物を得ることができる。 Furthermore, the kinetic viscosity of component (G) at 23° C. is preferably 10 to 100,000 mm 2 /s, and especially preferably 100 to 10,000 mm 2 /s. If the kinetic viscosity is within this range, the cured product of the resulting composition can be prevented from oil-bleeding, and a thermally conductive silicone composition with excellent flexibility can be obtained.

(G)成分を本発明の熱伝導性シリコーン組成物に添加する場合、その添加量は特に限定されず、所望の効果が得られる量であればよいが、(A)成分100質量部に対して、好ましくは0.1~100質量部、より好ましくは1~50質量部である。該添加量がこの範囲にあると、硬化前の熱伝導性シリコーン組成物に良好な流動性、作業性を維持し易く、また(C)成分の熱伝導性充填材を該組成物に充填するのが容易である。 When component (G) is added to the thermally conductive silicone composition of the present invention, there are no particular limitations on the amount added, so long as the desired effect is obtained, but the amount is preferably 0.1 to 100 parts by mass, and more preferably 1 to 50 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A). When the amount added is within this range, it is easy to maintain good fluidity and workability in the thermally conductive silicone composition before curing, and it is also easy to fill the composition with the thermally conductive filler of component (C).

[その他の成分]
本発明の熱伝導性シリコーン組成物には、更に他の成分を配合しても差し支えない。例えば、酸化鉄等の耐熱性向上剤;シリカ等の粘度調整剤;着色剤;離型剤等の任意成分を配合することができる。
[Other ingredients]
The thermally conductive silicone composition of the present invention may further contain other components, such as a heat resistance improver such as iron oxide, a viscosity modifier such as silica, a colorant, a release agent, and other optional components.

[熱伝導性シリコーン組成物の調製]
本発明の熱伝導性シリコーン組成物は、上述した各成分を常法に準じて均一に混合することにより調製することができる。上記シリコーン組成物の製造方法は、特に限定されないが、例えば上述した成分の所定量を2本ロール、ニーダー、バンバリーミキサー等公知の混練機で混練りすることによって得ることができる。また、必要により熱処理(加熱下での混練り)してもよい。
[Preparation of Thermally Conductive Silicone Composition]
The thermally conductive silicone composition of the present invention can be prepared by uniformly mixing the above-mentioned components according to a conventional method. The method for producing the silicone composition is not particularly limited, but it can be obtained, for example, by kneading the above-mentioned components in a predetermined amount using a known kneading machine such as a two-roll mill, a kneader, or a Banbury mixer. If necessary, it may be heat-treated (kneaded under heating).

[熱伝導性シリコーン組成物の押し込み最大荷重]
本発明の熱伝導性シリコーン組成物の押し込み最大荷重は、テクスチャーアナライザーにおいて、直径4mm円柱プローブを用い、圧縮距離を15mmとし、速度を1mm/秒として測定した23℃における測定値が200g以下であることが好ましく、150g以下であることがさらに好ましい。押し込み最大荷重が200g以下であれば、組成物を所望の形に十分に成形することできる。
[Maximum indentation load of thermally conductive silicone composition]
The maximum indentation load of the thermally conductive silicone composition of the present invention, measured at 23° C. using a texture analyzer with a cylindrical probe having a diameter of 4 mm, a compression distance of 15 mm, and a speed of 1 mm/sec, is preferably 200 g or less, and more preferably 150 g or less. If the maximum indentation load is 200 g or less, the composition can be sufficiently molded into the desired shape.

[熱伝導性シリコーン硬化物]
本発明の熱伝導性シリコーン硬化物は、以上に説明した本発明の熱伝導性シリコーン組成物の硬化物である。
[Thermal conductive silicone cured product]
The thermally conductive silicone cured product of the present invention is a cured product of the thermally conductive silicone composition of the present invention described above.

本発明の熱伝導性シリコーン硬化物であれば、高熱伝導でありながら低硬度であるため、発熱部材に応力を掛けず、発熱部材や冷却部材の微細な凸凹にも追従できるのに十分な柔軟性及び圧縮性を有する。また、圧縮時のシート脆化が抑制されるため、高圧縮時においてもクラックが発生しにくく、駆動電圧が高く公差の大きいモジュールへの適用が可能である。さらに、本発明の熱伝導性シリコーン硬化物は、圧縮時の絶縁性を十分に確保することができる。 The thermally conductive silicone cured product of the present invention has high thermal conductivity yet low hardness, so it does not apply stress to the heat-generating component and has sufficient flexibility and compressibility to conform to the minute irregularities of the heat-generating component and cooling component. In addition, because the embrittlement of the sheet during compression is suppressed, cracks are less likely to occur even under high compression, making it applicable to modules with high driving voltages and large tolerances. Furthermore, the thermally conductive silicone cured product of the present invention can ensure sufficient insulation during compression.

つまり、本発明の熱伝導性シリコーン硬化物は、高い熱伝導性を有することができ、優れた圧縮性を示すことができる。 In other words, the thermally conductive silicone cured product of the present invention can have high thermal conductivity and exhibit excellent compressibility.

[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成形する硬化条件としては、公知の付加反応硬化型シリコーンゴム組成物と同様でよく、例えば、常温でも十分硬化するが、必要に応じて加熱・加圧してもよい。好ましくは100~120℃で5~20分間で付加硬化させるのがよい。このような本発明のシリコーン硬化物は熱伝導性に優れる。硬化物がシート状であると、さらに輸送や実装など取り扱い性に優れたものとなる。
[Method for producing thermally conductive silicone cured product]
The curing conditions for molding the thermally conductive silicone composition of the present invention may be the same as those for known addition reaction curing type silicone rubber compositions. For example, the composition will cure sufficiently at room temperature, but may be heated and pressurized as necessary. Addition curing is preferably performed at 100 to 120°C for 5 to 20 minutes. Such a silicone cured product of the present invention has excellent thermal conductivity. If the cured product is in sheet form, it will be easier to handle, such as for transportation and mounting.

[熱伝導性シリコーン硬化物の硬度]
本発明における熱伝導性シリコーン硬化物の硬さは、アスカーC硬度計で測定した23℃における測定値が40以下、好ましくは35以下であることが好ましく、また10以上であることが好ましい。硬さが40以下であれば、被放熱体の形状に沿うように変形し、被放熱体に応力をかけることなく良好な放熱特性を示すことできる。また、硬さが10以上であれば、タックが大きくなり過ぎず、取り扱い性が低下するのを防ぐことができる。また、硬化物の破れが発生するのを防ぐことができる。なお、このような硬さは、(A)成分と(B)成分の比率を変えて、架橋密度を調整することにより、調整することができる。
[Hardness of cured thermally conductive silicone product]
The hardness of the thermally conductive silicone cured product in the present invention is preferably 40 or less, more preferably 35 or less, and more preferably 10 or more, as measured at 23°C using an Asker C hardness tester. If the hardness is 40 or less, the product can deform to fit the shape of the heat-dissipating body, and can exhibit good heat dissipation characteristics without applying stress to the heat-dissipating body. If the hardness is 10 or more, the product can be prevented from becoming too tacky and from decreasing in handleability. In addition, the hardness can be prevented from breaking. Such hardness can be adjusted by changing the ratio of the (A) component and the (B) component to adjust the crosslinking density.

[熱伝導性シリコーン硬化物の熱伝導率]
本発明における熱伝導性シリコーン硬化物の熱伝導率は、ホットディスク法により測定した23℃における測定値が10W/mK以上、特に11.0W/mK以上であることが望ましい。10W/m・K以上の熱伝導率であれば、熱放散部材として優れた熱伝導性を有するものとなる。
[Thermal Conductivity of Cured Thermally Conductive Silicone Product]
The thermal conductivity of the thermally conductive silicone cured product of the present invention, measured by the hot disk method at 23° C., should desirably be at least 10 W/mK, and especially at least 11.0 W/mK. A thermal conductivity of 10 W/m K or more will provide excellent thermal conductivity for use as a heat dissipation member.

[熱伝導性シリコーン硬化物の圧縮時絶縁破壊電圧]
本発明における熱伝導性シリコーン硬化物の絶縁破壊電圧は、2mm厚のシート状硬化物を50%圧縮した時の絶縁破壊電圧を、JIS K 6249:2003に準拠して測定したときの測定値が10kV以上、より好ましくは12kV以上であることが好ましい。絶縁破壊電圧が10kV以上であれば、圧縮時にクラックが入るのを防ぐことができ、安定的に絶縁を確保することができる。
[Dielectric breakdown voltage of thermally conductive silicone cured product under compression]
The dielectric breakdown voltage of the thermally conductive silicone cured product of the present invention is preferably 10 kV or more, more preferably 12 kV or more, as measured in accordance with JIS K 6249: 2003 when a 2 mm thick sheet-like cured product is compressed by 50%. A dielectric breakdown voltage of 10 kV or more can prevent cracks from occurring during compression, ensuring stable insulation.

[電気部品]
本発明の電気部品は、本発明の熱伝導性シリコーン硬化物を構成の一部として含むものである。
[Electrical component]
The electrical part of the present invention contains the thermally conductive cured silicone product of the present invention as part of its configuration.

なお、本発明のシリコーン組成物の硬化物は、電気部品という名称に拘泥することなく、一般の電子部品においても使用することができる。 The cured product of the silicone composition of the present invention can also be used in general electronic components, without being limited to the term "electrical components."

本発明のシリコーン組成物の硬化物を用いた電気・電子部品は、効率的な冷却が可能となることから、発熱による性能・寿命の低下がなく、安定した動作が可能となる。また、本発明のシリコーン組成物の硬化物を用いた電気・電子部品は安定した絶縁保持が可能となることから、高絶縁・長寿命が要求される車載用途に適している。 Electrical and electronic components using the cured product of the silicone composition of the present invention can be cooled efficiently, and therefore can operate stably without loss of performance and lifespan due to heat generation. In addition, electrical and electronic components using the cured product of the silicone composition of the present invention can maintain stable insulation, making them suitable for automotive applications that require high insulation and long lifespan.

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention will be specifically explained below using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these.

[組成物の調製]
下記実施例及び比較例に用いられる(A)~(G)成分を下記に示す。
[Preparation of Composition]
Components (A) to (G) used in the following Examples and Comparative Examples are shown below.

(A)成分:
下記式(5)で示されるオルガノポリシロキサン。

Figure 2024051534000007
Component (A):
An organopolysiloxane represented by the following formula (5):
Figure 2024051534000007

(式中、fは下記粘度を与える数である。)
(A-1)動粘度:400mm/s
(A-2)動粘度:30,000mm/s
(wherein f is a number giving the following viscosity):
(A-1) Dynamic viscosity: 400 mm 2 /s
(A-2) Dynamic viscosity: 30,000 mm 2 /s

(B)成分:
下記式(6)で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン。

Figure 2024051534000008
Component (B):
Organohydrogenpolysiloxane represented by the following formula (6):
Figure 2024051534000008

(C)成分:
平均粒径が下記の通りである球状アルミナ、破砕状アルミナ、及び窒化アルミニウム
(C-1-1)平均粒径が0.3μmの球状アルミナ
(C-1-2)平均粒径が1.0μmの球状アルミナ
(C-2)平均粒径が2.3μmの破砕状アルミナ
(C-3)平均粒径が10μmの球状アルミナ
(C-4)平均粒径が90μmの球状アルミナ
(C-5-1)平均粒径が60μmの不定形窒化アルミニウム
(C-5-2)平均粒径が80μmの不定形窒化アルミニウム
(C-6)平均粒径が100μmの不定形窒化アルミニウム
Component (C):
Spherical alumina, crushed alumina, and aluminum nitride having the following average particle sizes: (C-1-1) Spherical alumina having an average particle size of 0.3 μm (C-1-2) Spherical alumina having an average particle size of 1.0 μm (C-2) Crushed alumina having an average particle size of 2.3 μm (C-3) Spherical alumina having an average particle size of 10 μm (C-4) Spherical alumina having an average particle size of 90 μm (C-5-1) Irregular aluminum nitride having an average particle size of 60 μm (C-5-2) Irregular aluminum nitride having an average particle size of 80 μm (C-6) Irregular aluminum nitride having an average particle size of 100 μm

なお、平均粒径は、マイクロトラック・ベル製の粒子径分布測定装置MT3000IIにより測定した体積基準の累積50%粒子径(D50)の値である。 The average particle size is the cumulative 50% particle size (D 50 ) on a volume basis measured by a particle size distribution measuring device MT3000II manufactured by Microtrac Bell.

(D)成分:
5質量%塩化白金酸2-エチルヘキサノール溶液。
Component (D):
5% by mass solution of chloroplatinic acid in 2-ethylhexanol.

(E)成分:
付加反応制御剤として、3-メチル-1-トリデシン-3-オール。
Component (E):
As an addition reaction regulator, 3-methyl-1-tridecyn-3-ol.

(F)成分:(F-2)成分
下記式(7)で示される平均重合度が30で片末端がトリメトキシシリル基で封鎖されたジメチルポリシロキサン。

Figure 2024051534000009
Component (F): Component (F-2) A dimethylpolysiloxane represented by the following formula (7), having an average degree of polymerization of 30 and one end blocked with a trimethoxysilyl group.
Figure 2024051534000009

(G)成分
可塑剤として、下記式(8)で示されるジメチルポリシロキサン。

Figure 2024051534000010
Component (G) A plasticizer, which is a dimethylpolysiloxane represented by the following formula (8):
Figure 2024051534000010

[実施例1~4、比較例1~4]
実施例1~4及び比較例1~4において、上記(A)~(G)成分を下記表1に示す所定の量を用いて下記のように組成物を調製し、成形硬化させ、下記方法に従って組成物の粘度、硬化物の熱伝導率、硬度、圧縮時の絶縁破壊電圧を測定した。結果を表1に併記する。
[Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 4]
In Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, compositions were prepared as follows using the above components (A) to (G) in the amounts shown in Table 1 below, molded and cured, and the viscosity of the compositions, the thermal conductivity, hardness, and dielectric breakdown voltage when compressed of the cured products were measured according to the methods described below. The results are also shown in Table 1.

[組成物の調製]
(A)成分、(C)成分、(F)成分、(F)成分及び(G)成分を下記表1の実施例1~4及び比較例1~4の欄に示すそれぞれ所定の量で混合し、混合物をプラネタリーミキサーで60分間混練した。そこに(D)成分を下記表1の実施例1~4及び比較例1~4の欄に示すそれぞれ所定の量で加え、更にセパレータとの離型を促す内添離型剤として、メチルフェニルシリコーンオイル(商品名:KF-54、信越化学工業(株)製)を加え、30分間混練した。
[Preparation of Composition]
Component (A), component (C), component (F), component (F), and component (G) were mixed in the respective prescribed amounts shown in the columns for Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 in Table 1 below, and the mixture was kneaded for 60 minutes with a planetary mixer. Component (D) was then added in the respective prescribed amounts shown in the columns for Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 in Table 1 below, and methylphenyl silicone oil (product name: KF-54, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was further added as an internal release agent to promote release from the separator, and the mixture was kneaded for 30 minutes.

そこに更に(B)成分及び(E)成分を下記表1の実施例1~4及び比較例1~4の欄に示すそれぞれ所定の量で加え、混合物を30分間混練し、組成物を得た。 The components (B) and (E) were then added in the respective amounts shown in the columns for Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 in Table 1 below, and the mixture was kneaded for 30 minutes to obtain a composition.

[成形方法]
実施例1~4及び比較例1~4で得られた組成物を長さ60mm×幅60mmで、厚さ6mmもしくは2mmの金型に流し込み、プレス成形機を用い、120℃、10分間で成形した。
[Molding method]
The compositions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were poured into a mold having a length of 60 mm, a width of 60 mm, and a thickness of 6 mm or 2 mm, and molded at 120° C. for 10 minutes using a press molding machine.

[評価方法]
組成物の押し込み最大荷重:
実施例1~4及び比較例1~4で得られた組成物の押し込み荷重を、テクスチャーアナライザー(商品名:TA.XTplus100C、英弘精機(株)製)を用いて23℃環境下で測定した。直径4mmの円柱プローブを用い、押し込み速度を1mm/秒、圧縮距離を15mmとして測定を行った。結果を表1に記載した。
[Evaluation method]
Composition maximum pressing load:
The indentation load of the compositions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 was measured in an environment of 23°C using a texture analyzer (product name: TA.XTplus100C, manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd.). The measurements were performed using a cylindrical probe with a diameter of 4 mm, at an indentation speed of 1 mm/sec and a compression distance of 15 mm. The results are shown in Table 1.

硬化物の硬さ:
実施例1~4及び比較例1~4で得られた組成物を、プレス成型機を用いて上記条件で硬化した6mm厚のシートを2枚重ねてアスカーC硬度計で測定した。結果を表1に記載した。
Hardness of cured product:
The compositions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were cured under the above conditions using a press molding machine to form two 6 mm thick sheets, which were then measured for hardness using an Asker C hardness tester. The results are shown in Table 1.

硬化物の熱伝導率:
実施例1~4及び比較例1~4で得られた組成物を、プレス成型機を用いて上記条件で硬化した6mm厚のシートを2枚用いて、熱伝導率計(商品名:TPS-2500S、京都電子工業(株)製)により該シートの熱伝導率を測定した。結果を表1に記載した。
Thermal conductivity of cured product:
The compositions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were cured under the above conditions using a press molding machine to obtain two 6 mm-thick sheets, and the thermal conductivity of the sheets was measured using a thermal conductivity meter (product name: TPS-2500S, manufactured by Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd.) The results are shown in Table 1.

硬化物圧縮時の絶縁破壊電圧:
実施例1~4及び比較例1~4で得られた組成物を、プレス成型機を用いて上記条件で硬化した2mm厚のシートを作成した。次に、このシートをプレス機により50%圧縮し、1mm厚のシートを得た。このシートの絶縁破壊電圧を、JIS K 6249:2003に準拠して測定した。結果を表1に記載した。
Dielectric breakdown voltage when cured product is compressed:
The compositions obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were cured under the above conditions using a press molding machine to produce a 2 mm thick sheet. This sheet was then compressed by 50% using the press machine to obtain a 1 mm thick sheet. The dielectric breakdown voltage of this sheet was measured in accordance with JIS K 6249:2003. The results are shown in Table 1.

Figure 2024051534000011
Figure 2024051534000011

実施例1~4では、組成物の柔軟性、成形性、硬化物の硬さ、熱伝導率とも良好な結果であった。また、圧縮時のクラックの発生が抑制されており、高圧縮条件においても高絶縁性が維持された。 In Examples 1 to 4, the flexibility and moldability of the composition, the hardness of the cured product, and the thermal conductivity were all good. In addition, the occurrence of cracks during compression was suppressed, and high insulation properties were maintained even under high compression conditions.

比較例1のように熱伝導性フィラーの配合量が多すぎると、組成物を得ることができなかった。一方で比較例2のように熱伝導性フィラーの配合量が少なすぎると、高熱伝導化することができなかった。比較例3のように熱伝導性フィラーの配合量・配合比が本発明の範囲から外れた場合、硬化物が脆化し、高圧縮化でクラックが入ることで絶縁特性の低下が観察された。 When the amount of thermally conductive filler was too high, as in Comparative Example 1, a composition could not be obtained. On the other hand, when the amount of thermally conductive filler was too low, as in Comparative Example 2, high thermal conductivity could not be achieved. When the amount and ratio of the thermally conductive filler was outside the range of the present invention, as in Comparative Example 3, the cured product became brittle and cracks occurred due to high compression, and a decrease in insulation properties was observed.

比較例4のように、(B)成分由来のヒドロシリル基のモル数が(A)成分由来のアルケニル基のモル数の0.1未満で合った場合、コンパウンドの硬化が充分でなくシート成形が不可となった。 As in Comparative Example 4, when the number of moles of hydrosilyl groups derived from component (B) was less than 0.1 of the number of moles of alkenyl groups derived from component (A), the compound did not cure sufficiently and sheet molding was not possible.

本明細書は、以下の態様を包含する。
[1](A)1分子中に2個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)1分子中に2個以上のヒドロシリル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:ヒドロシリル基のモル数が(A)成分由来のアルケニル基のモル数の0.1~5.0倍量となる量、
(C)下記(C-1)成分~(C-6)成分からなる熱伝導性充填材:8,600~9,600質量部 、
(C-1)平均粒径が0.1μmを超えて2μm以下である球状アルミナフィラー:1,500~2,500質量部
(C-2)平均粒径が0.5μmを超えて5μm以下である破砕状アルミナフィラー:200~800質量部
(C-3)平均粒径が5μmを超えて20μm以下である球状アルミナフィラー:1,500~2,500質量部、
(C-4)平均粒径が60μmを超えて100μm以下である球状アルミナフィラー:500~1,500質量部、
(C-5)平均粒径が50μmを超えて90μm以下である不定形窒化アルミニウムフィラー:2,200~3,200質量部、
(C-6)平均粒径が90μmを超えて120μm以下である不定形窒化アルミニウムフィラー:500~1,500質量部、
(D)白金族金属系硬化触媒:(A)成分に対して白金族元素質量換算で0.1~2,000ppm
(E)付加反応制御剤:(A)成分100質量部に対して0.01~2.0質量部
(F)下記(F-1)及び(F-2)から選ばれる1種以上である表面処理剤:(A)成分100質量部に対し200~400質量部;
(F-1)下記一般式(1)
Si(OR4-a-b (1)
(式中、Rは独立に炭素原子数6~15のアルキル基であり、Rは独立に炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数6~12のアリール基、及び炭素原子数7~12のアラルキル基から選ばれる基であり、Rは独立に炭素原子数1~6のアルキル基であり、aは1~3の整数、bは0~2の整数であり、但しa+bは1~3の整数である。)
で表されるアルコキシシラン化合物、
(F-2)下記一般式(2)

Figure 2024051534000012
(式中、Rは独立に炭素原子数1~6のアルキル基であり、cは5~100の整数である。)
で表される分子鎖片末端がトリアルコキシシリル基で封鎖されたジメチルポリシロキサン、
を含むものであることを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物。
[2]更に、(G)成分として、下記一般式(3)
Figure 2024051534000013
(式中、Rは独立に炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、及び炭素数7~12のアラルキル基から選ばれる基、dは5~2,000の整数である。)
で表される23℃における動粘度が10~100,000mm/sのオルガノポリシロキサン:(A)成分100質量部に対し0.1~100質量部
を含有するものであることを特徴とする[1]に記載の熱伝導性シリコーン組成物。
[3]テクスチャーアナライザーにおいて、直径4mmの円柱プローブを用い、圧縮距離を15mmとし、速度を1mm/秒として測定した23℃における前記組成物の押し込み最大荷重が200g以下のものであることを特徴とする[1]又は[2]に記載の熱伝導性シリコーン組成物。
[4][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の硬化物であることを特徴とする熱伝導性シリコーン硬化物。
[5]形状がシート状である[4]に記載の熱伝導性シリコーン硬化物。
[6]前記熱伝導性シリコーン硬化物のアスカーC硬度計で測定した硬さが10ポイント以上、40ポイント以下である[4]又は[5]に記載の熱伝導性シリコーン硬化物。
[7]ホットディスク法により測定した23℃における熱伝導率が、10W/mK以上である[4]~[6]の何れか1つに記載の熱伝導性シリコーン硬化物。
[8]前記熱伝導性シリコーン硬化物の2mm厚のシートを50%圧縮した時の絶縁破壊電圧が10kV以上である[4]~[7]の何れか1つに記載の熱伝導性シリコーン硬化物。
[9][4]~[8]の何れか1つに記載の熱伝導性シリコーン硬化物を構成の一部として含むものであることを特徴とする電気部品。
[10]車載用である[9]に記載の電気部品。 The present specification includes the following aspects.
[1] (A) an organopolysiloxane having two or more alkenyl groups per molecule: 100 parts by mass,
(B) an organohydrogenpolysiloxane having two or more hydrosilyl groups per molecule: an amount such that the number of moles of hydrosilyl groups is 0.1 to 5.0 times the number of moles of alkenyl groups derived from component (A);
(C) a thermally conductive filler consisting of the following components (C-1) to (C-6): 8,600 to 9,600 parts by mass,
(C-1) Spherical alumina filler having an average particle size of more than 0.1 μm and not more than 2 μm: 1,500 to 2,500 parts by mass. (C-2) Crushed alumina filler having an average particle size of more than 0.5 μm and not more than 5 μm: 200 to 800 parts by mass. (C-3) Spherical alumina filler having an average particle size of more than 5 μm and not more than 20 μm: 1,500 to 2,500 parts by mass.
(C-4) Spherical alumina filler having an average particle size of more than 60 μm and not more than 100 μm: 500 to 1,500 parts by mass,
(C-5) irregular aluminum nitride filler having an average particle size of more than 50 μm and not more than 90 μm: 2,200 to 3,200 parts by mass,
(C-6) irregular aluminum nitride filler having an average particle size of more than 90 μm and not more than 120 μm: 500 to 1,500 parts by mass,
(D) Platinum group metal curing catalyst: 0.1 to 2,000 ppm by mass of platinum group element relative to component (A)
(E) an addition reaction inhibitor: 0.01 to 2.0 parts by mass per 100 parts by mass of the component (A); (F) a surface treatment agent which is one or more selected from the following (F-1) and (F-2): 200 to 400 parts by mass per 100 parts by mass of the component (A);
(F-1) The following general formula (1)
R 1 a R 2 b Si(OR 3 ) 4-a-b (1)
(In the formula, R 1 is independently an alkyl group having 6 to 15 carbon atoms, R 2 is independently a group selected from an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, R 3 is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a is an integer of 1 to 3, b is an integer of 0 to 2, and a+b is an integer of 1 to 3.)
An alkoxysilane compound represented by the formula:
(F-2) The following general formula (2)
Figure 2024051534000012
(In the formula, R 4 is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and c is an integer of 5 to 100.)
a dimethylpolysiloxane having one molecular chain end blocked with a trialkoxysilyl group, represented by the formula:
A thermally conductive silicone composition comprising:
[2] Furthermore, as the component (G),
Figure 2024051534000013
(In the formula, R5 is independently a group selected from an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and d is an integer of 5 to 2,000.)
The thermally conductive silicone composition according to [1], characterized in that it contains 0.1 to 100 parts by mass of an organopolysiloxane having a kinetic viscosity at 23°C of 10 to 100,000 mm2 /s represented by the following formula per 100 parts by mass of component (A).
[3] The thermally conductive silicone composition according to [1] or [2], characterized in that the maximum indentation load of the composition at 23°C is 200 g or less, as measured in a texture analyzer using a cylindrical probe having a diameter of 4 mm at a compression distance of 15 mm and a speed of 1 mm/sec.
[4] A thermally conductive silicone cured product, which is a cured product of the thermally conductive silicone composition according to any one of [1] to [3].
[5] The thermally conductive silicone cured product according to [4], which is in the form of a sheet.
[6] The thermally conductive silicone cured product according to [4] or [5], wherein the hardness of the thermally conductive silicone cured product as measured with an Asker C hardness scale is 10 points or more and 40 points or less.
[7] The thermally conductive silicone cured product according to any one of [4] to [6], which has a thermal conductivity of at least 10 W/mK at 23° C. as measured by the hot disk method.
[8] The thermally conductive silicone cured product according to any one of [4] to [7], wherein a breakdown voltage when a 2 mm thick sheet of the thermally conductive silicone cured product is compressed by 50% is 10 kV or more.
[9] An electrical part comprising, as part of its configuration, the thermally conductive silicone cured product according to any one of [4] to [8].
[10] The electrical component according to [9], which is for mounting on a vehicle.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. The above-described embodiment is merely an example, and anything that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits similar effects is included within the technical scope of the present invention.

Claims (10)

(A)1分子中に2個以上のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン:100質量部、
(B)1分子中に2個以上のヒドロシリル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:ヒドロシリル基のモル数が(A)成分由来のアルケニル基のモル数の0.1~5.0倍量となる量、
(C)下記(C-1)成分~(C-6)成分からなる熱伝導性充填材:8,600~9,600質量部 、
(C-1)平均粒径が0.1μmを超えて2μm以下である球状アルミナフィラー:1,500~2,500質量部
(C-2)平均粒径が0.5μmを超えて5μm以下である破砕状アルミナフィラー:200~800質量部
(C-3)平均粒径が5μmを超えて20μm以下である球状アルミナフィラー:1,500~2,500質量部、
(C-4)平均粒径が60μmを超えて100μm以下である球状アルミナフィラー:500~1,500質量部、
(C-5)平均粒径が50μmを超えて90μm以下である不定形窒化アルミニウムフィラー:2,200~3,200質量部、
(C-6)平均粒径が90μmを超えて120μm以下である不定形窒化アルミニウムフィラー:500~1,500質量部、
(D)白金族金属系硬化触媒:(A)成分に対して白金族元素質量換算で0.1~2,000ppm
(E)付加反応制御剤:(A)成分100質量部に対して0.01~2.0質量部
(F)下記(F-1)及び(F-2)から選ばれる1種以上である表面処理剤:(A)成分100質量部に対し200~400質量部;
(F-1)下記一般式(1)
Si(OR4-a-b (1)
(式中、Rは独立に炭素原子数6~15のアルキル基であり、Rは独立に炭素原子数1~5のアルキル基、炭素原子数6~12のアリール基、及び炭素原子数7~12のアラルキル基から選ばれる基であり、Rは独立に炭素原子数1~6のアルキル基であり、aは1~3の整数、bは0~2の整数であり、但しa+bは1~3の整数である。)
で表されるアルコキシシラン化合物、
(F-2)下記一般式(2)
Figure 2024051534000014
(式中、Rは独立に炭素原子数1~6のアルキル基であり、cは5~100の整数である。)
で表される分子鎖片末端がトリアルコキシシリル基で封鎖されたジメチルポリシロキサン、
を含むものであることを特徴とする熱伝導性シリコーン組成物。
(A) organopolysiloxane having two or more alkenyl groups in one molecule: 100 parts by mass,
(B) an organohydrogenpolysiloxane having two or more hydrosilyl groups per molecule: an amount such that the number of moles of hydrosilyl groups is 0.1 to 5.0 times the number of moles of alkenyl groups derived from component (A);
(C) a thermally conductive filler consisting of the following components (C-1) to (C-6): 8,600 to 9,600 parts by mass,
(C-1) Spherical alumina filler having an average particle size of more than 0.1 μm and not more than 2 μm: 1,500 to 2,500 parts by mass. (C-2) Crushed alumina filler having an average particle size of more than 0.5 μm and not more than 5 μm: 200 to 800 parts by mass. (C-3) Spherical alumina filler having an average particle size of more than 5 μm and not more than 20 μm: 1,500 to 2,500 parts by mass.
(C-4) Spherical alumina filler having an average particle size of more than 60 μm and not more than 100 μm: 500 to 1,500 parts by mass,
(C-5) irregular aluminum nitride filler having an average particle size of more than 50 μm and not more than 90 μm: 2,200 to 3,200 parts by mass,
(C-6) irregular aluminum nitride filler having an average particle size of more than 90 μm and not more than 120 μm: 500 to 1,500 parts by mass,
(D) Platinum group metal curing catalyst: 0.1 to 2,000 ppm by mass of platinum group element relative to component (A)
(E) an addition reaction inhibitor: 0.01 to 2.0 parts by mass per 100 parts by mass of the component (A); (F) a surface treatment agent which is one or more selected from the following (F-1) and (F-2): 200 to 400 parts by mass per 100 parts by mass of the component (A);
(F-1) The following general formula (1)
R 1 a R 2 b Si(OR 3 ) 4-a-b (1)
(In the formula, R 1 is independently an alkyl group having 6 to 15 carbon atoms, R 2 is independently a group selected from an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, R 3 is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a is an integer of 1 to 3, b is an integer of 0 to 2, and a+b is an integer of 1 to 3.)
An alkoxysilane compound represented by the formula:
(F-2) The following general formula (2)
Figure 2024051534000014
(In the formula, R 4 is independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and c is an integer of 5 to 100.)
a dimethylpolysiloxane having one molecular chain end blocked with a trialkoxysilyl group, represented by the formula:
A thermally conductive silicone composition comprising:
更に、(G)成分として、下記一般式(3)
Figure 2024051534000015
(式中、Rは独立に炭素数1~6のアルキル基、炭素数6~12のアリール基、及び炭素数7~12のアラルキル基から選ばれる基、dは5~2,000の整数である。)
で表される23℃における動粘度が10~100,000mm/sのオルガノポリシロキサン:(A)成分100質量部に対し0.1~100質量部
を含有するものであることを特徴とする請求項1に記載の熱伝導性シリコーン組成物。
Furthermore, as the component (G),
Figure 2024051534000015
(In the formula, R5 is independently a group selected from an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and d is an integer of 5 to 2,000.)
The thermally conductive silicone composition according to claim 1, characterized in that it contains 0.1 to 100 parts by mass of an organopolysiloxane having a kinetic viscosity at 23°C of 10 to 100,000 mm2 /s, represented by the formula:
テクスチャーアナライザーにおいて、直径4mmの円柱プローブを用い、圧縮距離を15mmとし、速度を1mm/秒として測定した23℃における前記組成物の押し込み最大荷重が200g以下のものであることを特徴とする請求項1に記載の熱伝導性シリコーン組成物。 The thermally conductive silicone composition according to claim 1, characterized in that the maximum indentation load of the composition at 23°C measured using a texture analyzer with a cylindrical probe having a diameter of 4 mm, a compression distance of 15 mm, and a speed of 1 mm/sec is 200 g or less. 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の硬化物であることを特徴とする熱伝導性シリコーン硬化物。 A thermally conductive silicone cured product, which is a cured product of the thermally conductive silicone composition according to any one of claims 1 to 3. 形状がシート状である請求項4に記載の熱伝導性シリコーン硬化物。 The thermally conductive silicone cured product according to claim 4, which is in the form of a sheet. 前記熱伝導性シリコーン硬化物のアスカーC硬度計で測定した硬さが10ポイント以上、40ポイント以下である請求項4に記載の熱伝導性シリコーン硬化物。 The thermally conductive silicone cured product according to claim 4, wherein the hardness of the thermally conductive silicone cured product measured with an Asker C hardness tester is 10 points or more and 40 points or less. ホットディスク法により測定した23℃における熱伝導率が、10W/mK以上である請求項4に記載の熱伝導性シリコーン硬化物。 The thermally conductive silicone cured product according to claim 4, which has a thermal conductivity of 10 W/mK or more at 23°C as measured by the hot disk method. 前記熱伝導性シリコーン硬化物の2mm厚のシートを50%圧縮した時の絶縁破壊電圧が10kV以上である請求項4に記載の熱伝導性シリコーン硬化物。 The thermally conductive silicone cured product according to claim 4, wherein the dielectric breakdown voltage when a 2 mm thick sheet of the thermally conductive silicone cured product is compressed by 50% is 10 kV or more. 請求項4に記載の熱伝導性シリコーン硬化物を構成の一部として含むものであることを特徴とする電気部品。 An electrical component comprising the thermally conductive silicone cured product according to claim 4 as part of its configuration. 車載用である請求項9に記載の電気部品。 The electrical component according to claim 9, which is for vehicle use.
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