專利名稱：導(dǎo)熱硅橡膠組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)熱硅橡膠組合物。要求了 2010年I月28日提交的日本專利申請(qǐng)第2010-016719號(hào)的優(yōu)先權(quán)，該專利申請(qǐng)的內(nèi)容在此通過(guò)引用的方式并入。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著混合集成電路(IC)和安裝有電子組件諸如晶體管、1C、存儲(chǔ)器元件等的印刷電路板的密度和集成度的提高，多種類(lèi)型的導(dǎo)熱硅橡膠組合物被用于使熱極其有效地從這些電子組件中驅(qū)散的目的。以下提出了這些導(dǎo)熱硅橡膠組合物包括以下物質(zhì)的導(dǎo)熱硅橡膠組合物含乙烯基的有機(jī)聚硅氧烷，有機(jī)氫聚硅氧烷，選自氧化鋁、石英粉、 氧化鎂、氮化硼和碳化硅的導(dǎo)熱填料，選自氨基硅烷類(lèi)、環(huán)氧基硅烷類(lèi)和鈦酸烷基酯的增粘劑，以及鉬型催化劑{參見(jiàn)日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)(以下稱為“Kokai”)第Sho61-157569號(hào)};包括以下物質(zhì)的導(dǎo)熱硅橡膠組合物每分子中含有至少0. I摩爾％脂肪族不飽和基團(tuán)的有機(jī)聚硅氧烷，每分子中具有至少兩個(gè)硅鍵合的氫原子的有機(jī)氫聚硅氧烷，具有10至50 ii m的平均粒度的細(xì)碎的球形氧化鋁粉末，具有小于10 ii m的平均粒度的細(xì)碎的球形或非球形氧化鋁粉末，以及鉬或鉬型化合物(參見(jiàn)Kokai Sho 63-251466);包括以下物質(zhì)的導(dǎo)熱硅橡膠組合物含烯基的有機(jī)聚硅氧烷，有機(jī)氫聚硅氧烷、具有0. I至5 iim的平均粒度的不規(guī)則形狀的細(xì)碎的氧化鋁粉末，具有5至50 ii m的平均粒度的細(xì)碎的球形氧化鋁粉末，以及鉬型催化劑(參見(jiàn)Kokai Hei 02-041362);以及包括以下物質(zhì)的導(dǎo)熱硅橡膠組合物每分子中含有平均至少0. 5個(gè)烯基的含烯基的有機(jī)聚硅氧烷，每分子中含有至少兩個(gè)硅鍵合的氫原子的有機(jī)氫聚硅氧烷，具有不超過(guò)50 y m的平均粒度并且長(zhǎng)軸與短軸的比為I. 0至I. 4的高純度的細(xì)碎的氧化鋁粉末(參見(jiàn)Kokai Hei 05-105814)。然而，這些導(dǎo)熱硅橡膠組合物的問(wèn)題是，由于在固化過(guò)程中從組合物中滲出的油組分和在固化過(guò)程中從組合物中揮發(fā)出的低沸點(diǎn)組分，這些導(dǎo)熱硅橡膠組合物污染周?chē)?。因此，Kokai Hei 04-311764提出了包括以下物質(zhì)的硅橡膠組合物在分子鏈的兩個(gè)末端處具有烯基并通過(guò)每分子中具有兩個(gè)SiH基團(tuán)的有機(jī)聚硅氧烷經(jīng)受了鏈長(zhǎng)延長(zhǎng)的有機(jī)聚硅氧烷，每分子中具有至少兩個(gè)SiH基團(tuán)的有機(jī)氫聚硅氧烷，及鉬基金屬型催化劑；在該組合物中高至20的聚合度的每個(gè)低分子量硅氧烷組分的含量被壓制到IOOppm或更少。這種娃橡膠組合物還可摻入導(dǎo)熱填料諸如氮化硼、氧化招等。另外，Kokai2005-175119提出了包括以下物質(zhì)的硅橡膠組合物每分子中具有至少兩個(gè)硅鍵合的烯基的有機(jī)聚硅氧烷，每分子具有至少兩個(gè)硅鍵合的氫原子并展現(xiàn)出在100°C X I小時(shí)下不超過(guò)5重量％的加熱損失的有機(jī)聚硅氧烷，含有硅鍵合的烷氧基且不含有硅鍵合的氫原子的增粘劑，及鉬型催化劑；這種硅橡膠組合物還可含有氧化鋁。然而，即使這些硅橡膠組合物也具有沒(méi)有令人滿意地減少在固化過(guò)程中從組合物中滲出的油組分的問(wèn)題。
本發(fā)明的目的是提供特征為在固化過(guò)程中從組合物中滲出的油組分減少，并且在固化過(guò)程中從組合物中揮發(fā)出的低沸點(diǎn)組分減少的導(dǎo)熱硅橡膠組合物。發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容本發(fā)明的導(dǎo)熱硅橡膠組合物特有地包含(A) 100質(zhì)量份的有機(jī)聚硅氧烷，其每分子中含有至少兩個(gè)硅鍵合的烯基，不含有硅鍵合的羥基且不含有硅鍵合的烷氧基，并具有按質(zhì)量單位計(jì)不超過(guò)1，OOOppm的具有4至20個(gè)硅氧烷單元的環(huán)狀硅氧烷的含量；(B)有機(jī)聚硅氧烷，其每分子中含有至少兩個(gè)硅鍵合的氫原子且不含有硅鍵合的烯基，不含有硅鍵合的羥基，且不含有硅鍵合的烷氧基；其量為提供每I摩爾的組分(A)中的所述烯基0. 5至10摩爾的此組分中的硅鍵合的氫原子；
(C)至少0. 05質(zhì)量份的增粘劑；(D) 100至2，000質(zhì)量份的導(dǎo)熱填料；及(E)催化量的氫化硅烷化反應(yīng)催化劑；其中，組分⑶和組分(C)的總量是組分(A)、組分⑶和組分(C)的總量的0. 5至10質(zhì)量％。
發(fā)明效果本發(fā)明的導(dǎo)熱硅橡膠組合物的特征在于在固化過(guò)程中從組合物中滲出的油組分減少，并且在固化過(guò)程中從組合物中揮發(fā)出的低沸點(diǎn)組分減少。附圖
簡(jiǎn)述圖I包含用于評(píng)價(jià)導(dǎo)熱硅橡膠組合物的油滲出特性的試驗(yàn)樣品的斜視圖。描述中所使用的參考數(shù)字A毛玻璃B硅橡膠C毛玻璃D油組分a油滲出的寬度發(fā)明詳述組分(A)的有機(jī)聚硅氧烷是組合物的基礎(chǔ)組分，每分子中含有至少兩個(gè)硅鍵合的稀基，不含有娃鍵合的輕基，且不含有娃鍵合的燒氧基。組分(A)中娃鍵合的稀基可被不例為乙稀基、稀丙基、丁稀基、戍稀基、己稀基和庚稀基，其中乙稀基是特別優(yōu)選的。除組分(A)中的稀基以外的娃鍵合的有機(jī)基團(tuán)可被不例為燒基諸如甲基、乙基、丙基、丁基、戍基、己基、庚基等；芳基諸如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等；芳烷基諸如芐基、苯乙基等；及鹵代烷基諸如氯甲基、3-氯丙基、3，3，3_三氟丙基等；其中甲基和苯基是特別優(yōu)選的。對(duì)組分(A)的分子結(jié)構(gòu)沒(méi)有限制，且其分子結(jié)構(gòu)可被示例為直鏈、部分支鏈的直鏈，和支鏈，其中直鏈?zhǔn)翘貏e優(yōu)選的。雖然對(duì)25°C下組分(A)的粘度沒(méi)有限制，但是25°C下的粘度優(yōu)選地在10至500，OOOmPa *s的范圍內(nèi)，且特別優(yōu)選地在50至100，OOOmPa *s的范圍內(nèi)。其原因如下當(dāng)組分(A)的粘度是至少所指示的范圍的下限時(shí)，所獲得的硅橡膠的物理性能是極好的；另一方面，在不超過(guò)所指示的范圍的上限時(shí)，所得到的組合物展現(xiàn)出較好的處理特征(handlingcharacteristics)。在每種情況下組分(A)還必須具有按質(zhì)量單位計(jì)不超過(guò)1，OOOppm,且優(yōu)選不超過(guò)500ppm的具有4至20個(gè)硅氧烷單元的環(huán)狀硅氧烷的含量。其原因如下當(dāng)組分(A)中具有4至20個(gè)硅氧烷單元的環(huán)狀硅氧烷的含量不超過(guò)所指示的范圍的上限時(shí)，在其固化過(guò)程中從所獲得的組合物中揮發(fā)出的低沸點(diǎn)組分可更顯著地減少。環(huán)狀硅氧烷可被示例為環(huán)狀二甲基硅氧烷低聚物、環(huán)狀甲基乙烯基硅氧烷低聚物、環(huán)狀甲基苯基硅氧烷低聚物，及二甲基娃氧燒和甲基乙稀基娃氧燒的環(huán)狀共低聚物。組分(A)中具有4至20個(gè)娃氧燒單兀的環(huán)狀硅氧烷的含量可通過(guò)經(jīng)由例如氣相色譜法分析而測(cè)得。
組分(A)的有機(jī)聚硅氧烷可被示例為在分子鏈的兩個(gè)末端處均由三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷和甲基乙烯基硅氧烷的共聚物；在分子鏈的兩個(gè)末端處均由三甲基甲娃燒氧基封端的甲基乙稀基聚娃氧燒；在分子鏈的兩個(gè)末端處均由二甲基甲娃燒氧基封端的~■甲基娃氧燒、甲基乙稀基娃氧燒和甲基苯基娃氧燒的共聚物；在分子鏈的兩個(gè)末端處均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷；在分子鏈的兩個(gè)末端處均由二甲基乙烯基甲硅烷氧基封端的甲基乙烯基聚硅氧烷；在分子鏈的兩個(gè)末端處均由二甲基乙稀基甲娃燒氧基封端的_■甲基娃氧燒和甲基乙稀基娃氧燒的共聚物；在分子鏈的兩個(gè)末端處均由~■甲基乙稀基甲娃燒氧基封端的_■甲基娃氧燒、甲基乙稀基娃氧燒和甲基苯基娃氧烷的共聚物；包括以下硅氧烷單元的有機(jī)聚硅氧烷共聚物由式R13SiOv2表示的硅氧烷單元、由式R12R2SiOl72表示的娃氧燒單元、由式R12SiO2jZ2表示的娃氧燒單元和少量的由式Si04/2表示的硅氧烷單元；包括以下硅氧烷單元的有機(jī)聚硅氧烷共聚物由式R12R2SiCV2表示的硅氧烷單元、由式R12SiO272表示的硅氧烷單元和少量的由式Si04/2表示的硅氧烷單元；包括以下硅氧烷單元的有機(jī)聚硅氧烷共聚物由式R1R2SiO272表示的硅氧烷單元和少量的由式R1SiOv2表示的硅氧烷單元或者由式R2SiOv2表示的硅氧烷單元；以及以上有機(jī)聚硅氧烷中的兩種或更多種的混合物。在上式中，R1是除烯基以外的一價(jià)烴基，并可被示例為烷基諸如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基等；芳基諸如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等；芳燒基諸如節(jié)基、苯乙基等；及齒代燒基諸如氣甲基、3-氣丙基、3, 3, 3_ 二氣丙基等。在上式中，R2是稀基、例如乙稀基、稀丙基、丁稀基、戍稀基、己稀基、庚稀基等。組分(B)的有機(jī)聚硅氧烷是組合物的交聯(lián)劑，每分子中含有至少兩個(gè)硅鍵合的氫原子，不含有硅鍵合的烯基，不含有硅鍵合的羥基，且不含有硅鍵合的烷氧基。組分(B)中的娃鍵合的有機(jī)基團(tuán)可被不例為燒基諸如甲基、乙基、丙基、丁基、戍基、己基、庚基等；芳基諸如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基等；芳烷基諸如芐基、苯乙基等；及鹵代烷基諸如氯甲基、3-氯丙基、3，3，3-三氟丙基等；其中甲基和苯基是特別優(yōu)選的。對(duì)組分(B)的分子結(jié)構(gòu)沒(méi)有限制，且組分(B)的分子結(jié)構(gòu)可被示例為直鏈、部分支鏈的直鏈，和支鏈，其中直鏈?zhǔn)翘貏e優(yōu)選的。雖然對(duì)25°C下組分⑶的粘度沒(méi)有限制，但是優(yōu)選地在I至500，OOOmPa s的范圍內(nèi)，且特別優(yōu)選地在5至100，OOOmPa-s的范圍內(nèi)。其原因如下當(dāng)組分⑶的粘度是至少所指示的范圍的下限時(shí)，所獲得的硅橡膠具有極好的物理性能；另一方面，在不超過(guò)所指示的范圍的上限時(shí)，所得到的組合物具有極好的處理特征。組分(B)的有機(jī)聚硅氧烷可被示例為在分子鏈的兩個(gè)末端處均由三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氫聚硅氧烷；在分子鏈的兩個(gè)末端處均由三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷和甲基氫硅氧烷的共聚物；在分子鏈的兩個(gè)末端處均由三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷、甲基氫硅氧烷和甲基苯基硅氧烷的共聚物；在分子鏈的兩個(gè)末端處均由二甲基氫甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷；在分子鏈的兩個(gè)末端處均由二甲基氫甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷和甲基苯基硅氧烷的共聚物；在分子鏈的兩個(gè)末端處均由二甲基氫甲硅烷氧基封端的甲基苯基聚硅氧烷；包括以下硅氧烷單元的有機(jī)聚硅氧烷共聚物由式R13SiOl72表示的硅氧烷單元、由式R12HSiCV2表示的硅氧烷單元，及由式Si04/2表示的硅氧烷單元；包括以下硅氧烷單元的有機(jī)聚硅氧烷共聚物由式R12HSiOv2表示的硅氧烷單元，及由式Si04/2表示的硅氧烷單元；包括以下硅氧烷單元的有機(jī)聚硅氧烷共聚物由式R1HSiC^2表示的娃氧燒單元，及由式R1SiOv2表示的娃氧燒單元或者由式HSiOv2表示的娃氧燒單元；以及以上有機(jī)聚硅氧烷中的兩種或更多種的混合物。在上式中，R1是除烯基以外的一價(jià)烴基，并可被示例為與以上給定的相同的基團(tuán)。在每種情況下組分(B)的含量是提供每I摩爾的組分(A)中的烯基0. 5至10摩爾，優(yōu)選地0. 5至5摩爾，且更優(yōu)選地0. 5至3摩爾的該組分中的硅鍵合的氫原子的量。其原因如下當(dāng)組分(B)的含量是至少所指示的范圍的下限時(shí)，所獲得的組合物經(jīng)受令人滿意的固化；另一方面，當(dāng)組分(B)的含量不超過(guò)所指示的范圍的上限時(shí)，可阻止所得到的硅橡膠的物理性能隨時(shí)間的變化。組分(C)是為了賦予組合物粘合性目的的增粘劑。雖然對(duì)組分(C)沒(méi)有限制，但是優(yōu)選地是含有硅鍵合的烷氧基的有機(jī)硅化合物。組分(C)中的硅鍵合的烷氧基可被示例為甲氧基、乙氧基、丙氧基，及丁氧基，其中甲氧基是特別優(yōu)選的。組分(C)中的硅鍵合的有機(jī)基團(tuán)可被不例為燒基諸如甲基、乙基、丙基、丁基、己基、羊基等；稀基諸如乙稀基、稀丙基、己稀基等；芳基諸如苯基、甲苯基、~■甲苯基等；齒代燒基諸如3, 3, 3- 二氣丙基，3-氣丙基等；官能的有機(jī)基團(tuán)諸如3-環(huán)氧丙氧丙基、3-甲基丙烯酰氧基丙基、3-氨基丙基、N-(2-氨基乙基)-3_氣基丙基等；燒氧基甲娃燒基燒基諸如二甲氧基甲娃燒基乙基、甲基_■甲氧基甲娃燒基乙基等；及娃鍵合的氧原子。組分(C)可被示例為來(lái)自單一烷氧基硅烷或者兩種或更多種烷氧基硅氧烷的部分水解和縮合產(chǎn)物，所述烷氧基硅烷諸如3-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基娃燒、3-氛基丙基二甲氧基娃燒、3_氛基丙基二乙氧基娃燒、N- (2_氛基乙基)-3-氛基丙基三甲氧基硅烷等；聚硅酸甲酯、聚硅酸乙酯，及有機(jī)硅氧烷低聚物諸如由以下通式表示的有機(jī)硅氧烷低聚物
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)熱硅橡膠組合物，包含 (A)100質(zhì)量份的有機(jī)聚硅氧烷，其每分子中含有至少兩個(gè)硅鍵合的烯基，不含有硅鍵合的羥基且不含有硅鍵合的烷氧基，并具有按質(zhì)量單位計(jì)不超過(guò)1，OOOppm的具有4至20個(gè)硅氧烷單元的環(huán)狀硅氧烷的含量； (B)有機(jī)聚硅氧烷，其每分子中含有至少兩個(gè)硅鍵合的氫原子且不含有硅鍵合的烯基，不含有硅鍵合的羥基，且不含有硅鍵合的烷氧基；其量為提供每I摩爾的組分(A)中的所述烯基0. 5至10摩爾的此組分中的硅鍵合的氫原子； (C)至少0.05質(zhì)量份的增粘劑；(D)100至2，000質(zhì)量份的導(dǎo)熱填料；及 (E)催化量的氫化硅烷化反應(yīng)催化劑； 其中，組分⑶和組分(C)的總量是組分(A)、組分⑶和組分(C)的總量的0. 5至10質(zhì)量％。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的導(dǎo)熱硅橡膠組合物，其中組分(C)是以下組分(i)和組分(ii)的混合物，或來(lái)自以下組分⑴和組分(ii)的縮合反應(yīng)產(chǎn)物 (i)含有硅鍵合的烷氧基并具有至少100°C的沸點(diǎn)的有機(jī)硅化合物； (ii)每分子中含有硅鍵合的羥基和至少一個(gè)硅鍵合的烯基的二有機(jī)基硅氧烷低聚物。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的導(dǎo)熱硅橡膠組合物，其中組分(D)是基于金屬的粉末、基于金屬氧化物的粉末或基于金屬氮化物的粉末。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的導(dǎo)熱硅橡膠組合物，其中組分(D)是銀粉、鋁粉、氧化鋁粉末、氧化鋅粉末或氮化鋁粉末。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的導(dǎo)熱硅橡膠組合物，其中組分(D)是經(jīng)硅型表面處理劑表面處理的導(dǎo)熱填料。
全文摘要
一種導(dǎo)熱硅橡膠組合物，其包括(A)有機(jī)聚硅氧烷，所述有機(jī)聚硅氧烷每分子中含有至少兩個(gè)硅鍵合的烯基，不含有硅鍵合的羥基和烷氧基，并具有按質(zhì)量單位計(jì)不超過(guò)1,000ppm的具有4至20個(gè)硅氧烷單元的環(huán)狀硅氧烷的含量；(B)有機(jī)聚硅氧烷，所述有機(jī)聚硅氧烷每分子中含有至少兩個(gè)硅鍵合的氫原子且不含有硅鍵合的烯基、羥基和烷氧基；(C)增粘劑；(D)導(dǎo)熱填料；及(E)氫化硅烷化反應(yīng)催化劑；其中，組分(B)和組分(C)的總量是組分(A)、組分(B)和組分(C)的總量的0.5至10質(zhì)量％。該組合物的特征在于在固化過(guò)程中滲出的油組分減少，且在固化過(guò)程中揮發(fā)出的低沸點(diǎn)組分減少。
文檔編號(hào)C08K3/20GK102725355SQ20118000602
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日
發(fā)明者中吉和己, 坂口慮, 大西正之, 小玉春美 申請(qǐng)人:道康寧東麗株式會(huì)社