油灰狀傳熱材料及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的油灰狀傳熱材料為在有機(jī)聚硅氧烷中分散有導(dǎo)熱性粒子的油灰狀傳熱材料，所述有機(jī)聚硅氧烷是使基礎(chǔ)聚合物(a)與交聯(lián)成分(b)以所述交聯(lián)成分(b)相對(duì)于所述(a)成分中的硅原子鍵合鏈烯基1摩爾為低于1摩爾的量部分交聯(lián)而成的有機(jī)硅溶膠，其中，所述基礎(chǔ)聚合物(a)包含在1分子中含有平均2個(gè)以上且鍵合在分子鏈末端的硅原子上的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷，所述交聯(lián)成分(b)包含在1分子中含有平均2個(gè)以上的鍵合在硅原子上的氫原子的有機(jī)聚硅氧烷。由此，提供即使將無機(jī)粒子填充材料的添加量設(shè)定為大量時(shí)流動(dòng)性也良好、容易從管或注射器中擠出、且在靜置狀態(tài)下具有自身形狀保持性的油灰狀傳熱材料及其制造方法。
【專利說明】油灰狀傳熱材料及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及介于發(fā)熱性電子部件等發(fā)熱體與散熱器等放熱冷卻器之間的油灰狀傳熱材料及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，薄型電視、個(gè)人電腦、數(shù)碼相機(jī)、電致發(fā)光(LED)等電子設(shè)備的高性能化顯著，成為在越來越小的搭載面積下高密度地插入許多發(fā)熱性電子部件。與此相伴，用于填埋發(fā)熱性電子部件的微細(xì)的凹凸、且向散熱器進(jìn)行放熱的傳熱材料也有高的導(dǎo)熱性的要求。
[0003]以往，作為介于安裝在基板上的發(fā)熱性電子部件與散熱器等放熱冷卻器之間的傳熱材料，提出了使用了交聯(lián)有機(jī)硅凝膠的潤(rùn)滑脂(專利文獻(xiàn)I)。專利文獻(xiàn)2中提出了一種組合物，通過將固化聚合物凝膠與粒子狀填充材料混合而填充到具有孔的容器中，從上述孔中擠出的固化凝膠成分為不會(huì)進(jìn)一步固化的狀態(tài)。專利文獻(xiàn)3中提出了相對(duì)于100重量份液狀有機(jī)硅添加了合計(jì)量為500~1，000重量份的氮化鋁與氧化鋅粉末的組合物。
[0004]但是，專利文獻(xiàn)I~2由于使用了凝膠，所以存在組合物硬而難以從管或注射器中擠出的問題，并且存在難以將無機(jī)粒子填充材料的添加量設(shè)定為大量、萬一大量添加則流動(dòng)性降低的問題。專利文獻(xiàn)3由于使用液狀有機(jī)硅，所以存在靜置狀態(tài)下的自身形狀保持性低的問題。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利第4796704號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)2:美國(guó)專利第7208192號(hào)說明書
[0009]專利文獻(xiàn)3:日本特開平10-110179號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明所要解決的問題
[0011]本發(fā)明為了解決上述以往的問題，提供即使將無機(jī)粒子填充材料的添加量設(shè)定為大量時(shí)流動(dòng)性也良好、容易從管或注射器中擠出、且在靜置狀態(tài)下具有自身形狀保持性的油灰狀傳熱材料及其制造方法。
[0012]用于解決問題的方法
[0013]本發(fā)明的油灰狀傳熱材料的特征在于，其是在有機(jī)聚硅氧烷中分散有導(dǎo)熱性粒子的油灰狀傳熱材料，上述有機(jī)聚硅氧烷是使基礎(chǔ)聚合物(a)與交聯(lián)成分(b)以上述交聯(lián)成分(b)相對(duì)于上述(a)成分中的硅原子鍵合鏈烯基I摩爾為低于I摩爾的量部分交聯(lián)而成的有機(jī)硅溶膠，其中，所述基礎(chǔ)聚合物(a)包含在I分子中含有平均2個(gè)以上且鍵合在分子鏈末端的硅原子上的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷，所述交聯(lián)成分(b)包含在I分子中含有平均2個(gè)以上的鍵合在硅原子上的氫原子的有機(jī)聚硅氧烷。
[0014]本發(fā)明的油灰狀傳熱材料的制造方法的特征在于，其是將包含下述(a)~(d)的成分混合并使其部分交聯(lián)而成的有機(jī)硅溶膠。
[0015](a)基礎(chǔ)聚合物:在I分子中含有平均2個(gè)以上且鍵合在分子鏈末端的硅原子上的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷100質(zhì)量份
[0016](b)交聯(lián)成分:在I分子中含有平均2個(gè)以上的鍵合在硅原子上的氫原子的有機(jī)聚硅氧烷相對(duì)于上述(a)成分中的硅原子鍵合鏈烯基I摩爾為低于I摩爾的量
[0017](c)鉬系金屬催化劑:相對(duì)于(a)成分以質(zhì)量單位計(jì)為0.01~1，OOOppm的量
[0018](d)導(dǎo)熱性粒子:相對(duì)于有機(jī)娃溶膠100質(zhì)量份為100~2，000質(zhì)量份
[0019]發(fā)明的效果
[0020]本發(fā)明通過減少硅氧烷聚合物的交聯(lián)成分的比例而降低交聯(lián)密度并使其部分交聯(lián)而制成有機(jī)硅溶膠，能夠提供即使將無機(jī)粒子填充材料的添加量設(shè)定為大量時(shí)流動(dòng)性也良好、容易從管或注射器中擠出且在靜置狀態(tài)下具有自身形狀保持性的油灰狀傳熱材料。進(jìn)而，導(dǎo)熱性粒子包含平均粒徑不同的至少2種無機(jī)粒子，在平均粒徑相對(duì)小的無機(jī)粒子的表面上化學(xué)鍵合有特定的硅烷化合物或其部分水解物的情況下，與有機(jī)硅溶膠的效果相輔，進(jìn)一步能夠提供即使將無機(jī)粒子填充材料的添加量設(shè)定為大量時(shí)流動(dòng)性也良好、容易從管或注射器中擠出且在靜置狀態(tài)下具有自身形狀保持性的油灰狀傳熱材料。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1的圖1A-B是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的油灰狀傳熱材料的使用例的示意性截面圖。
[0022]圖2的圖2A是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的油灰狀傳熱材料的聚合物與導(dǎo)熱性無機(jī)粒子(填料)的示意性說明圖，圖2B是比較例的油灰狀傳熱材料的聚合物與導(dǎo)熱性無機(jī)粒子(填料)的示意性說明圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明的油灰狀傳熱材料在部分交聯(lián)而成的有機(jī)硅溶膠中分散有導(dǎo)熱性粒子。部分交聯(lián)可以通過將本發(fā)明方法的(b)交聯(lián)成分即在I分子中含有平均2個(gè)以上的鍵合在硅原子上的氫原子的有機(jī)聚硅氧烷設(shè)定為相對(duì)于上述(a)成分中的硅原子鍵合鏈烯基I摩爾為低于I摩爾來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選為0.1~0.8摩爾，進(jìn)一步優(yōu)選為0.1摩爾以上且低于0.5摩爾的比例。即，通過減少交聯(lián)成分的比例，降低交聯(lián)密度，能夠形成良好地保持流動(dòng)性、容易從管或注射器中擠出且在靜置狀態(tài)下具有自身形狀保持性的油灰狀傳熱材料。在從管或注射器中擠出時(shí)具有流動(dòng)性、在擠出后的靜置狀態(tài)下具有自身形狀保持性的性質(zhì)對(duì)于電子部件等的組裝時(shí)的操作性、效率性是有用的。
[0024]本發(fā)明中的有機(jī)硅溶膠可以通過在例如二甲苯、辛烷、醋酸乙酯、二氯乙烷、石蠟等溶劑中溶解而確認(rèn)為溶膠。這些溶劑為通常的硅橡膠的溶劑。根據(jù)一般的化學(xué)辭典，凝膠為在任何溶劑中均不溶解的物質(zhì)，與溶膠相區(qū)別。此外，凝膠為由粘性流體向彈性固體變化的物質(zhì)，通常存在流動(dòng)性低的問題，但本發(fā)明中由于為部分交聯(lián)的有機(jī)硅溶膠(粘性流體)，所以即使將無機(jī)粒子填充材料的添加量設(shè)定為大量時(shí)流動(dòng)性也良好。
[0025]本發(fā)明的油灰狀傳熱材料具有能夠擠出的流動(dòng)性，而且具有自身形狀保持性。即，由于若施以剪切力則流動(dòng)性良好，所以變得容易從管或注射器中擠出。此外，由于一旦從管或注射器中擠出則在靜置狀態(tài)下具有自身形狀保持性，所以能夠在發(fā)熱部件與放熱材料之間保持形態(tài)穩(wěn)定性。
[0026]本發(fā)明的油灰狀傳熱材料優(yōu)選剪切速度為0.2~5.Ο/s下的粘度為10Pa.s~4，OOOPa-S的范圍。剪切速度為0.2~5.Ο/s相當(dāng)于在電子部件等的安裝時(shí)從管或注射器中擠出時(shí)施加的剪切。此外，也可以從管或注射器中擠出后，在空氣中隨著時(shí)間的經(jīng)過而粘度變高。這樣的性質(zhì)對(duì)于自身形狀保持性而言是優(yōu)選的。
[0027]本發(fā)明的導(dǎo)熱性粒子包含平均粒徑為2 μ m以上的無機(jī)粒子和平均粒徑低于2 μ m的無機(jī)粒子，將全部粒子設(shè)為100質(zhì)量％時(shí)，平均粒徑為2 μ m以上的無機(jī)粒子優(yōu)選為50質(zhì)量％以上。這是由于平均粒徑為2 μ m以上的無機(jī)粒子能夠高填充。
[0028]本發(fā)明的油灰狀傳熱材料的熱導(dǎo)率優(yōu)選為0.2~10W/mK，進(jìn)一步優(yōu)選為0.3~9ff/mK的范圍。若為上述的范圍，則能夠維持從發(fā)熱部件向放熱材料有效的導(dǎo)熱性。
[0029]上述無機(jī)粒子優(yōu)選選自氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氮化鋁、氮化硼、氫氧化鋁及二氧化硅中的至少一種粒子。這是由于它們廉價(jià)且導(dǎo)熱性高。從同樣的理由出發(fā)，氧化鋁優(yōu)選為純度為99.5質(zhì)量％以上的α -氧化招。
[0030]上述油灰狀傳熱材料優(yōu)選被收納在管或注射器中。這是由于它們被用于電子部件的安裝中。
[0031]在上述油灰狀傳熱材料中，優(yōu)選進(jìn)一步添加有無機(jī)粒子顏料。這是由于若用無機(jī)粒子顏料著色，則能夠明確地判別涂布的狀態(tài)。
[0032]本發(fā)明的油灰狀傳熱材料通過將包含下述(a)~(d)的成分混合并進(jìn)行交聯(lián)而得到。
[0033](a)基礎(chǔ)聚合物:在I分子中含有平均2個(gè)以上且鍵合在分子鏈末端的硅原子上的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷100質(zhì)量份
[0034](b)交聯(lián)成分:在I分子中含有平均2個(gè)以上的鍵合在硅原子上的氫原子的有機(jī)聚硅氧烷相對(duì)于上述(a)成分中的硅原子鍵合鏈烯基I摩爾為低于I摩爾的量
[0035](c)鉬系金屬催化劑:相對(duì)于(a)成分以質(zhì)量單位計(jì)為0.01~1，OOOppm的量
[0036](d)導(dǎo)熱性粒子:相對(duì)于有機(jī)娃溶膠(基礎(chǔ)聚合物+交聯(lián)成分)100質(zhì)量份為100~2，000質(zhì)量份
[0037](e)相對(duì)于有機(jī)硅溶膠成分也可以進(jìn)一步添加烷基三烷氧基硅烷。
[0038](f)相對(duì)于有機(jī)硅溶膠成分100質(zhì)量份也可以進(jìn)一步添加無機(jī)粒子顏料0.5~10質(zhì)量份。
[0039](a)含有鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷
[0040]本發(fā)明的(a)成分為一分子中含有2個(gè)以上的鍵合在硅原子上的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷，含有2個(gè)鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷為本發(fā)明的硅橡膠組合物中的主劑(基礎(chǔ)聚合物成分)。該有機(jī)聚硅氧烷中，作為鏈烯基，一分子中具有2個(gè)乙烯基、烯丙基等碳原子數(shù)為2~8、特別是2~6的鍵合在硅原子上的鏈烯基。從操作性、固化性等出發(fā)，優(yōu)選粘度在25°C下為 10 ~I, 000，OOOmPa.S，特別優(yōu)選為 100 ~100，OOOmPa.S。
[0041]具體而言，使用下述通式(化學(xué)式I)所表示的在I分子中含有平均2個(gè)以上且鍵合在分子鏈末端的硅原子上的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷。為側(cè)鏈被三有機(jī)甲硅烷氧基封端的直鏈狀有機(jī)聚硅氧烷。從操作性、固化性等出發(fā)，優(yōu)選25°C下的粘度為10~1，000, OOOmPa *s。另外，該直鏈狀有機(jī)聚硅氧烷也可以在分子鏈中含有少量的支鏈狀結(jié)構(gòu)(三官能性硅氧烷單元)。在本發(fā)明中，使用在I分子中含有平均2個(gè)以上且鍵合在分子鏈末端的硅原子上的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷是為了制成高分子量的有機(jī)硅聚合物的溶膠，制成即使將無機(jī)粒子填充材料的添加量設(shè)定為大量時(shí)流動(dòng)性也良好、容易從管或注射器中擠出且在靜置狀態(tài)下具有自身形狀保持性的油灰狀傳熱材料。
[0042][化學(xué)式I]
[0043]

【權(quán)利要求】
1.一種油灰狀傳熱材料，其特征在于，其是在有機(jī)聚硅氧烷中分散有導(dǎo)熱性粒子的油灰狀傳熱材料， 所述有機(jī)聚硅氧烷是使基礎(chǔ)聚合物(a)與交聯(lián)成分(b)以所述交聯(lián)成分(b)相對(duì)于所述(a)成分中的硅原子鍵合鏈烯基1摩爾為低于1摩爾的量部分交聯(lián)而成的有機(jī)硅溶膠，其中，所述基礎(chǔ)聚合物(a)包含在1分子中含有平均2個(gè)以上且鍵合在分子鏈末端的硅原子上的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷，所述交聯(lián)成分(b)包含在I分子中含有平均2個(gè)以上的鍵合在娃原子上的氫原子的有機(jī)聚硅氧烷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油灰狀傳熱材料，其中，所述導(dǎo)熱性粒子包含平均粒徑不同的至少2種無機(jī)粒子， 平均粒徑相對(duì)小的無機(jī)粒子是R(CH3) aSi (OR’ ) 3_a所表示的硅烷化合物、或其部分水解物進(jìn)行了表面處理，其中，R為碳原子數(shù)為6~20的無取代或取代有機(jī)基團(tuán)，R’為碳原子數(shù)為I~4的烷基，a為O或1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油灰狀傳熱材料，其中，所述油灰狀傳熱材料在剪切速度為0.2~5.Ο/s下的粘度為10Pa.s~4，OOOPa.S的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的油灰狀傳熱材料，其中，所述導(dǎo)熱性粒子包含平均粒徑為2 μ m以上的無機(jī)粒子和平均粒徑低于2 μ m的無機(jī)粒子， 將全部粒子設(shè)為100質(zhì)量％時(shí)，所述平均粒徑為2μm以上的無機(jī)粒子為50質(zhì)量％以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的油灰狀傳熱材料，其中，所述油灰狀傳熱材料的熱導(dǎo)率為0.2~10W/mK的范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的油灰狀傳熱材料，其中，所述無機(jī)粒子為選自氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氮化鋁、氮化硼、氫氧化鋁及二氧化硅中的至少一種粒子。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的油灰狀傳熱材料，其中，所述氧化鋁為純度為99.5質(zhì)量％以上的α -氧化招。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的油灰狀傳熱材料，其中，所述油灰狀傳熱材料被收納在管或注射器中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的油灰狀傳熱材料，其中，在所述油灰狀傳熱材料中進(jìn)一步添加有無機(jī)粒子顏料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~9中任一項(xiàng)所述的油灰狀傳熱材料，其中，所述油灰狀傳熱材料具有能夠擠出的流動(dòng)性并且在靜置狀態(tài)下具有自身形狀保持性。
11.根據(jù)權(quán)利要求1~10中任一項(xiàng)所述的油灰狀傳熱材料,其中,所述交聯(lián)成分(b)相對(duì)于所述(a)成分中的硅原子鍵合鏈烯基I摩爾以0.1摩爾以上且低于0.5摩爾的量進(jìn)行了部分交聯(lián)。
12.一種油灰狀傳熱材料的制造方法，其特征在于，其是權(quán)利要求1~11中任一項(xiàng)所述的油灰狀傳熱材料的制造方法， 所述油灰狀傳熱材料是將包含下述(a)~(d)的成分混合并使其部分交聯(lián)而成的有機(jī)硅溶膠， (a)基礎(chǔ)聚合物:在I分子中含有平均2個(gè)以上且鍵合在分子鏈末端的硅原子上的鏈烯基的有機(jī)聚硅氧烷100質(zhì)量份；(b)交聯(lián)成分:在I分子中含有平均2個(gè)以上的鍵合在硅原子上的氫原子的有機(jī)聚硅氧烷相對(duì)于所述(a)成分中的硅原子鍵合鏈烯基I摩爾為低于I摩爾的量； (c)鉬系金屬催化劑:相對(duì)于(a)成分以質(zhì)量單位計(jì)為0.01~1，OOOppm的量； (d)導(dǎo)熱性粒子:相對(duì)于有機(jī)硅溶膠100質(zhì)量份為100~2，000質(zhì)量份。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的油灰狀傳熱材料的制造方法，其中，所述交聯(lián)成分(b)相對(duì)于所述(a)成分中的硅原子鍵合鏈烯基I摩爾為0.1摩爾以上且低于0.5摩爾的量。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的油灰狀傳熱材料的制造方法，其中，所述導(dǎo)熱性粒子包含平均粒徑不同的至少2種無機(jī)粒子， 平均粒徑相對(duì)小的無機(jī)粒子是R(CH3) aSi (OR’ ) 3_a所表示的硅烷化合物、或其部分水解物進(jìn)行了表面處理，其中，R為碳原子數(shù)為6~20的無取代或取代有機(jī)基團(tuán)，R’為碳原子數(shù)為I~4的烷基，a為O或I。
15.根據(jù)權(quán)利要求12~14中任一項(xiàng)所述的油灰狀傳熱材料的制造方法，其中，基礎(chǔ)聚合物(a)的有機(jī)聚硅氧 烷含有鍵合在分子鏈兩末端的硅原子上的鏈烯基。
【文檔編號(hào)】C08L83/07GK104136569SQ201380010544
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月2日
【發(fā)明者】服部真和 申請(qǐng)人:富士高分子工業(yè)株式會(huì)社