本發(fā)明涉及以液態(tài)硅為基料并具有導熱性等性能的硅組合物。特別是,本發(fā)明涉及在發(fā)熱體和散熱體之間配置、用作為兼具導熱性和保存穩(wěn)定性的導熱性油脂的硅組合物。
背景技術(shù):
電腦或汽車部件等的電子設備會散發(fā)半導體元件或機械部件等發(fā)熱體生成的熱,因而采用了散熱器等散熱體,并出于使熱傳遞變高效的目的,在發(fā)熱體和散熱體之間涂布有導熱性油脂。
與發(fā)熱體或散熱體(典型的是金屬制)相比,該導熱性油脂的導熱率低,因而越薄越有利。并且,為了避免發(fā)熱體和散熱體之間滲入導熱率極低的空氣層,采用低粘度、流動性高的導熱性油脂是有利的。基于這些理由,目前有在發(fā)熱體與散熱體的間隔狹小時采用低粘度的導熱性油脂的情況。例如,日本特開2005-330426號公報中記載了“導熱性填料的粒徑大于15.0μm時,涂布硅脂組合物時無法足夠薄,散熱效果變小”的技術(shù)事項。
近年來發(fā)熱的元件增多,發(fā)熱量的總量也有增加的傾向。因此,目前追求的是不限于特定的電子元件,而是從多個電子元件或基板整體全方位的散熱。由此,由于作為散熱對象的電子元件的高度各異,且有在傾斜或橫向配置的發(fā)熱體上裝配散熱體的情況等,散熱所要求的形態(tài)呈多樣化。
鑒于這些要求,將呈薄膜狀使用的現(xiàn)有的導熱性油脂改為厚膜狀使用時,存在著熱傳遞的效率差的問題。其理由在于,摻混有粒徑小的導熱性填料的樹脂組合物制成薄膜狀后雖然可以高效地傳熱,但與還摻混有粒徑大的導熱性填料的樹脂組合物相比時存在著導熱率差的傾向的緣故。因此,在制成厚膜狀使用時,優(yōu)選的是采用含有粒徑大的導熱性填料的導熱性油脂。
然而,在導熱性油脂中摻混粒徑大的導熱性填料時,存在著導熱性填料沉降后易于與基油分離的問題。例如,日本特開2012-052137號公報中記載了對于優(yōu)選為50μm以下的導熱性填料,“平均粒徑過大時,存在著易于發(fā)生油分離的可能性”的技術(shù)事項。并且,日本特開2009-221311號公報中記載了“平均粒徑超過30μm時,組合物的穩(wěn)定性變差,易于發(fā)生油分離”的技術(shù)事項。
針對這些問題,為了防止導熱性填料的沉降,已知有采用提高粘度或觸變性的二氧化硅等添加劑的方法,例如,日本特開2012-052137號公報、日本特開2009-221311號公報中記載了相關(guān)方法。
并且,已知多糖類也有防沉降作用。日本特開2002-226819號公報中公開了在水性介質(zhì)中將甲基纖維素或乙基纖維素等非離子性且水溶性的纖維素用作為防沉降劑的技術(shù)。并且,日本專利3957596號公報中記載了在有機聚硅氧烷中作為增粘劑添加甲基纖維素的技術(shù)事項。這是由于纖維素在水介質(zhì)中溶解或分散后,通過氫鍵形成弱的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)來“增粘”的緣故。
進而,也已知酰胺蠟、聚酰胺、脲等也可以通過氫鍵等結(jié)合形成弱的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),借助該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成產(chǎn)生防沉降效果的事項。
然而,添加上述二氧化硅等添加劑時,存在著導熱性油脂的粘度上升的問題。換言之,制造指定粘度的導熱性油脂時需要減少導熱性填料的填充量,進一步地說,由于導熱性填料的填充量變少,導熱性會降低。
因此,根據(jù)這些現(xiàn)有技術(shù),想防止導熱性填料的沉降時,組合物的粘度隨之增大,存在著無法用在導熱性油脂等不希望增大粘度的用途的問題。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2005-330426號公報
專利文獻2:日本特開2012-052137號公報
專利文獻3:日本特開2009-221311號公報
專利文獻4:日本特開2012-052137號公報
專利文獻5:日本特開2009-221311號公報
專利文獻6:日本特開2002-226819號公報
專利文獻7:日本專利3957596號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
本發(fā)明是鑒于上述問題點完成的。即,本發(fā)明的目的是提供一種導熱性硅組合物,該導熱性硅組合物中,通過抑制導熱性填料的沉降、并抑制粘度上升可以大量填充導熱性填料。并且,本發(fā)明的目的是提供一種抑制非溶解性功能賦予填料的沉降,并抑制了粘度上升的硅組合物。
解決問題的方法
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的硅組合物的構(gòu)成如下。
即,本發(fā)明的硅組合物含有液態(tài)硅、非溶解性功能賦予填料和非液態(tài)的增粘抑制防沉降材料。
通過含有非溶解性功能賦予填料,能夠?qū)⒅付üδ苜x予給組合物,通過含有非液態(tài)的增粘抑制防沉降材料,在與液態(tài)硅的混合體系中能夠抑制粘度上升,并防止非溶解性功能賦予填料的沉降。
本發(fā)明的硅組合物中,相對于液態(tài)硅100重量份,含有非溶解性功能賦予填料300~2500重量份、增粘抑制防沉降材料2.0~50重量份,所述硅組合物在23℃時的粘度為30~700pa·s。
通過相對于液態(tài)硅100重量份,含有非溶解性功能賦予填料300~2500重量份、增粘抑制防沉降材料2.0~50重量份,可以得到23℃時的粘度為30~700pa·s,適于涂布的硅組合物。并且,硅組合物中的非溶解性功能賦予填料和增粘抑制防沉降材料所占的體積比例合適,不會使粘度增高、沉降,通過添加非溶解性功能賦予填料可以獲得所期望的性能。
增粘抑制防沉降材料可以是非增粘防沉降材料。
由于增粘抑制防沉降材料為非增粘防沉降材料,添加非液態(tài)物時也不會使粘度增高,可以得到適于涂布等操作的硅組合物。
就本發(fā)明的硅組合物而言,相對于非溶解性功能賦予填料整體的體積,非溶解性功能賦予填料中含有25~60體積%的粒徑超過50μm的粒子。
相對于非溶解性功能賦予填料整體的體積,非溶解性功能賦予填料中含有25~60體積%的粒徑超過50μm的粒子,因而所期望的功能得以提高,例如,導熱率得到提高。并且,由于含有增粘抑制防沉降材料,即使含有較易沉降的粒徑超過50μm的非溶解性功能賦予填料,粘度也不會上升,可以抑制其沉降。
增粘抑制防沉降材料或非增粘防沉降材料可以是多糖類。
就本發(fā)明的硅組合物而言,由于增粘抑制防沉降材料或非增粘防沉降材料采用多糖類,粘度上升得以抑制,并抑制了非溶解性功能賦予填料的沉降。即,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在含有液態(tài)硅和非溶解性功能賦予填料的硅組合物中添加纖維素等多糖類時,硅組合物的粘度不會增高。進而,本發(fā)明人還得到了無法從已知常識中推測的結(jié)果,即,本組合物既可以不使粘度增高,也可以有效地防止非溶解性功能賦予填料的沉降。
作為增粘抑制防沉降材料、非增粘防沉降材料或多糖類,可以采用纖維素類化合物。采用纖維素類化合物時,可以提高耐濕性。
非溶解性功能賦予填料可以為導熱性填料。由于非溶解性功能賦予填料采用了導熱性填料,可以得到具有導熱性的硅組合物。
進而,導熱性填料可以采用選自金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氫氧化物、金屬碳化物、石墨、碳纖維中的至少一種或多種。
由于導熱性填料選用了金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氫氧化物、金屬碳化物、石墨、碳纖維,可以得到在液態(tài)硅和多糖類等非液態(tài)的增粘抑制防沉降材料的混合體系中抑制了粘度上升的導熱性硅組合物。
并且,非溶解性功能賦予填料可以采用選自金屬、金屬氧化物、碳化合物中的至少一種或多種。
由于非溶解性功能賦予填料選用了金屬、金屬氧化物、碳化合物,可以得到在液態(tài)硅和多糖類等非液態(tài)的增粘抑制防沉降材料的混合體系中抑制了粘度上升的導電性硅組合物。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明的硅組合物,能夠得到抑制導熱性填料等非溶解性功能賦予填料的沉降,并抑制粘度上升,大量填充了非溶解性功能賦予填料的硅組合物。
具體實施方式
以下,說明本發(fā)明的硅組合物。該硅組合物含有液態(tài)硅、非溶解性功能賦予填料、非液態(tài)的增粘抑制防沉降材料。即,就本發(fā)明的硅組合物而言,在作為基料的液態(tài)硅中根據(jù)其用途添加了賦予導熱性或?qū)щ娦?、強度等各種性能的填料的體系中,通過進一步添加非液態(tài)的增粘抑制防沉降材料抑制了粘度的上升。以下,結(jié)合實施方式進一步詳細說明,對于各實施方式中相同的材質(zhì)、組成、制作方法、作用等省略重復說明。
第一實施方式
本實施方式中,說明將賦予導熱性的導熱性填料用作為非溶解性功能賦予填料的方式。就在液態(tài)硅中含有導熱性填料的導熱性硅組合物而言,在基板上裝載的多個發(fā)熱體和與該發(fā)熱體相向設置的散熱體之間配置后,可以用作為起到將發(fā)熱體散發(fā)的熱傳遞至散熱體作用的材料。
導熱性硅組合物含有液態(tài)硅、導熱性填料(非溶解性功能賦予填料)、非液態(tài)的增粘抑制防沉降材料。
液態(tài)硅包括不具有固化性的液態(tài)硅和可固化的液態(tài)硅兩者。采用不具有固化性的液態(tài)硅時,導熱性硅組合物形成導熱性油脂等,采用可固化的液態(tài)硅時,形成灌注材料或?qū)崞取?/p>
作為液態(tài)硅的具體例子,可以列舉二甲基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷等的有機聚硅氧烷,用烯基、環(huán)氧基、丙烯酰基、氨基等反應基取代的改性硅等。
可固化的液態(tài)硅優(yōu)選為可固化的加成反應型的液態(tài)硅。這是由于加成反應型的液態(tài)硅固化收縮小的緣故。更具體地說,在用發(fā)熱體和散熱體夾持的狀態(tài)固化導熱性硅組合物時,如果固化收縮大,在發(fā)熱體或散熱體之間會生成縫隙,但采用加成反應型的液態(tài)硅時,固化收縮小,難以發(fā)生生成縫隙的問題。作為加成反應型的液態(tài)硅,優(yōu)選采用末端具有烯基的有機聚硅氧烷和有機氫化聚硅氧烷。此外,在如該加成反應型的液態(tài)硅的、混合作為主劑的液態(tài)硅和作為固化劑的液態(tài)硅而成的固化型液態(tài)硅的情形,含有主劑、固化劑、混合后任意情形的液態(tài)硅。
液態(tài)硅的粘度可以在0.005pa·s~2pa·s的范圍。粘度低于0.005pa·s的液態(tài)硅為低分子量,固化后分子量也難以提高。因此,存在著導熱性硅組合物固化后其固化體變脆的問題。不固化的情形下可以采用更低粘度的液態(tài)硅,但粘度低于0.005pa·s時,揮發(fā)性高,不適合長時間用于導熱性用途。另一方面,粘度超過2pa·s時,導熱性硅組合物的粘度易于升高,想要將導熱性硅組合物控制在所期望的粘度范圍時,導熱性填料的摻混量就變少,難以提高導熱性。
其次,說明導熱性填料。作為導熱性填料,例如,可以列舉金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、金屬氫氧化物等的球狀、鱗片狀等形狀的粉末,或石墨、碳纖維等。作為金屬,可以列舉鋁、銅、鎳等,作為金屬氧化物,可以列舉氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、石英等,作為金屬氮化物,可以列舉氮化硼及氮化鋁等。并且,作為金屬碳化物,可以列舉碳化硅,作為金屬氫氧化物,可以列舉氫氧化鋁。進而,作為碳纖維,可以列舉瀝青基碳纖維、pan類碳纖維、碳化處理樹脂纖維得到的纖維、石墨化處理樹脂纖維得到的纖維等。其中,特別是在要求絕緣性的用途中,優(yōu)選采用金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、金屬氫氧化物的粉末。
導熱性填料優(yōu)選低比重的材質(zhì)。更具體地說,優(yōu)選采用比重為4.0以下的材質(zhì)。作為比重為4.0以下的材質(zhì),可以列舉鋁、氧化鋁、氧化鎂、石英、氮化硼、氮化鋁、碳化硅、氫氧化鋁、石墨、碳纖維等。并且,更優(yōu)選比重為3.0以下。作為比重為3.0以下的材質(zhì),可以列舉鋁、氫氧化鋁、石英、石墨、碳纖維。這是由于導熱性填料的比重低時,與使用高比重的填料時相比更難沉降的緣故。
所使用的導熱性填料可以分為平均粒徑為50μm以下的導熱性填料(a)、平均粒徑超過50μm的導熱性填料(b)。再者,相對于導熱性填料整體的體積,粒徑超過50μm的導熱性填料優(yōu)選為25~60體積%。這是由于,在該指定的范圍可以恰當?shù)靥岣邔嵝缘木壒省?/p>
在兩種導熱性填料(a)及(b)合計的摻混量(重量)一定的前提下,提高大粒徑的導熱性填料(b)的比例時,直至60體積%左右導熱性硅組合物的粘度上升也很少,同時顯示導熱性提高的效果。超過60體積%時,導熱性提高的效果消失,導熱性硅組合物的流動性下降,同時表面也明顯變粗糙。這是由于,填埋大粒徑導熱性填料的縫隙的小粒徑導熱性粒子的比例過少的緣故。另一方面,導熱性填料(b)的比例低于25體積%時,難以提高導熱性。
導熱性填料(a)的平均粒徑優(yōu)選為0.3μm~10μm。這是由于,低于0.3μm時粘度變得過高,無法進行大量填充,超過10μm時難以細密地填充大粒徑的間隙的緣故。
導熱性填料(b)的平均粒徑優(yōu)選為50μm~200μm。低于50μm時難以獲得充分的導熱性,大于200μm時,存在著即使有結(jié)晶性纖維素等增粘抑制防沉降材料的沉降抑制效果也無法使沉降速度充分減緩的問題。
就導熱性填料的平均粒徑而言,可以采用激光衍射散射法(jisr1629)測定的粒度分布的體積平均粒徑。
導熱性填料(a)和導熱性填料(b)可以為相同的材質(zhì),但也可以為下述不同的材質(zhì)。
作為導熱性填料(a),優(yōu)選含有氫氧化鋁。采用氫氧化鋁可以降低固化型導熱性油脂的比重,可以抑制液態(tài)高分子與導熱性填料的分離。
另一方面,作為導熱性填料(b),優(yōu)選采用氧化鋁。氧化鋁的導熱性很高,用作為大粒徑的導熱性填料(b)時可以有效地提高導熱率。
導熱性填料(b)的形狀優(yōu)選為球狀。這是由于,與其他形狀相比球狀的比表面積小的緣故。即,由于比表面積小,即使導熱性填料整體中大粒徑的導熱性填料(b)所占的比例增多,固化型導熱性油脂的流動性也難以降低,可以增加導熱性填料的填充量來提高導熱性。
相對于液態(tài)硅100重量份,優(yōu)選以300~2500重量份的范圍含有導熱性填料。這是由于,低于300重量份時難以獲得充分的導熱性,超過2500重量份時粘度變得過高的緣故。
其次,說明增粘抑制防沉降材料。就本發(fā)明的增粘抑制防沉降材料而言,添加后起到了抑制體系的粘度上升,防止非溶解性功能賦予填料的沉降的功效。添加非液態(tài)的增粘抑制防沉降材料后,與通常的降低粘度的低粘度液體不同,呈固態(tài)或凝膠狀等非液態(tài)。
增粘抑制防沉降材料中,非增粘防沉降材料在添加后不增加其組合物的粘度,反而會使粘度降低,起到防止非溶解性功能賦予填料的沉降的功效。因此,在增粘抑制防沉降材料中優(yōu)選采用非增粘防沉降材料。
作為增粘抑制防沉降材料,可以列舉纖維素類化合物、淀粉或葡聚糖等多糖類。多糖類通常為增粘劑,但在與液態(tài)硅的混合體系中與以往的作為增粘劑的功能完全不同,體現(xiàn)出增粘抑制防沉降材料的功效。
作為纖維素類化合物的具體例子,可以列舉纖維素(結(jié)晶性纖維素)或甲基纖維素、羥甲基纖維素、羧甲基纖維素等。并且,可以列舉導入了離子性取代基的上述纖維素類化合物。將纖維素類化合物用作為多糖類時耐濕性優(yōu)異,因而是優(yōu)選的。
作為非纖維素類化合物的具體例子,可以列舉淀粉、糖原、瓊脂糖、果膠、葡聚糖、果聚糖、殼多糖等。
并且,多糖類也可以是用多糖類包覆樹脂的表面的結(jié)構(gòu)。
多糖類可以是不定形或纖維狀,且粒徑為1~1000μm的范圍。這種粒度分布可以具有一定的幅度,但優(yōu)選5~100μm大小的粉末多的情況。此外,可以用電子顯微鏡等直接觀察來確認粒徑?;蛘撸嗵穷愐部梢猿誓z狀。
相對于液態(tài)硅100重量份,多糖類優(yōu)選為2.0~50重量份,更優(yōu)選為6.0~50重量份,進一步優(yōu)選為6.0~20重量份。1.0重量份以下時無法得到防沉降效果,2.0~50重量份時可以得到防沉降效果。并且,6.0~50重量份時可以得到優(yōu)異的防沉降效果。再者,2.0~50重量份時可以將粘度控制在低水平,但超過50重量份時,導熱性硅組合物中的結(jié)晶性纖維素的量變得過多,會導致導熱性下降,20重量份以下時可以得到更為適宜的導熱性。
就以上組成的硅組合物而言,在不損害其功能的前提下可以含有各種添加劑。例如,可以適當添加分散劑、阻燃劑、偶聯(lián)劑、增塑劑、緩凝劑、抗氧化劑、著色劑、催化劑等。
通過混合上述各成分并充分攪拌,可以得到硅組合物。
就所得到的導熱性硅組合物的粘度而言,優(yōu)選在23℃時為30pa·s~700pa·s。導熱性填料的填充量少時粘度變低,但粘度低于30pa·s時會導致無法得到充分的導熱率的問題。另一方面,超過700pa·s時涂布操作變得困難。
此外,上述粘度可以用粘度計(brookfield旋轉(zhuǎn)粘度計dv-e)并使用spindleno.14的轉(zhuǎn)子,在旋轉(zhuǎn)速度5rpm、測定溫度23℃的條件進行測定。
第二實施方式
本實施方式中,說明將賦予導電性的導電性填料用作為非溶解性功能賦予填料的方式。就液態(tài)硅中含有導電性填料的導電性硅組合物而言,可以用作為導電漿料等。
非溶解性功能賦予填料以外的成分、比例等與第一實施方式中說明的硅組合物相同。
就可以用作為非溶解性功能賦予填料的填料而言,可以列舉選自金屬、金屬氧化物、碳化合物中的任意一種或多種。這些填料只要具有導電性,也可以是與在上述實施方式中使用的填料相同的填料。
相對于液態(tài)硅100重量份,也優(yōu)選以300~2500重量份的范圍含有導電性填料。這是由于,低于300重量份時填料的效果不明顯的緣故。另一方面,超過2500重量份時粘度變得過高,在涂布使用的用途中操作變得困難。
第三實施方式
本實施方式中,說明將賦予強度的填料用作為非溶解性功能賦予填料的方式。就液態(tài)硅中含有賦予強度的填料的硅組合物而言,可以用作為在建筑物的空隙等中填充的密封材料等。
作為以賦予強度的目的使用的非溶解性功能賦予填料,除了上述實施方式中說明的導熱性填料或?qū)щ娦蕴盍弦酝猓€可以列舉碳酸鈣或二氧化硅等各種填料。非溶解性功能賦予填料以外的成分、比例等與第一實施方式中說明的硅組合物相同。
變形例
作為在上述各實施方式中含有的非溶解性功能賦予填料,含有平均粒徑50μm以下的填料(a)和平均粒徑超過50μm的導熱性填料(b),但也可以使用單一的導熱性填料。此時,對于平均粒徑?jīng)]有特別的限定,并可以得到由增粘抑制防沉降材料所帶來的防沉降效果。并且,由于組合物的粘度難以增高,可以提高非溶解性功能賦予填料的填充量。
上述實施方式是本發(fā)明的一個例子,本發(fā)明并不受這些實施方式的限定。在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思的前提下,可以對構(gòu)成各組合物的成分的形狀、材質(zhì)、制造方法等進行改良。
實施例
制造以下說明的試樣1~試樣17的硅組合物,進行各種試驗后評價了非溶解性功能賦予填料的沉降程度、組合物的粘度、導熱率。首先,說明各試樣。
<試樣的制備>
試樣1
混合作為液態(tài)硅的加成反應型的液態(tài)硅主劑即乙烯基末端有機聚硅氧烷(25℃時的粘度為300mpa·s)100重量份,作為導熱性填料的平均粒徑1μm的不定形氫氧化鋁粉末140重量份(相對于全部導熱性填料為22.1體積%)、平均粒徑3μm的球狀氧化鋁200重量份(相對于全部導熱性填料為19.5體積%)、平均粒徑70μm的球狀氧化鋁600重量份(相對于全部導熱性填料為58.4體積%),及作為增粘抑制防沉降材料(添加劑)的結(jié)晶性纖維素(平均粒徑50μm,以下記為纖維素(1))6重量份,制備了作為試樣1的主劑的導熱性硅組合物。將其作為試樣1示于表1中。
并且,混合作為液態(tài)硅的加成反應型液態(tài)硅的固化劑即有機氫化聚硅氧烷(25℃時的粘度為400mpa·s)100重量份,及與在上述主劑中添加的相同材質(zhì)、含量的導熱性填料及添加劑,制備了作為固化劑的導熱性硅組合物。
試樣2~試樣7
除了將在作為試樣1的主劑的導熱性硅組合物中使用的纖維素(1)變更為表1所示的添加劑以外,與作為試樣1的主劑的導熱性硅組合物相同地制備了作為試樣2~試樣7的主劑的導熱性硅組合物。
并且,除了變更為與主劑相同材質(zhì)的添加劑以外,與作為試樣1的固化劑的導熱性硅組合物相同地制備了作為試樣2~試樣7的固化劑的導熱性硅組合物。
試樣8~試樣17
除了將在作為試樣1的主劑的導熱性硅組合物中使用的纖維素(1)變更為表2所示的添加劑、添加量以外,與作為試樣1的主劑的導熱性硅組合物相同地制備了作為試樣8~試樣17的主劑的導熱性硅組合物。
并且,除了變更為與主劑相同材質(zhì)的添加劑和添加量以外,與作為試樣1的固化劑的導熱性硅組合物相同地制備了作為試樣8~試樣17的固化劑的導熱性硅組合物。
表1
表2
表1及表2中,作為纖維素(2)采用了羧甲基纖維素(平均粒徑50μm),作為纖維素(3)采用了甲基纖維素(平均粒徑50μm),作為二氧化硅采用了aerosilcok84(日本aerosil株式會社制),作為聚丁烯采用了nissanpolybutene10sh(日油株式會社制),作為萜烯樹脂采用了yspolystert100(安原化學株式會社制),作為多糖類(1)采用了淀粉(和光純藥制),作為多糖類(2)采用了葡聚糖水和物(和光純藥制)。
纖維素(2)和纖維素(3)均呈不定形或纖維狀,并以5~100μm大小的粉末為主,大部分粒子分布在該范圍。并且,多糖類(1)和多糖類(2)均呈不定形,并以1~100μm大小的粉末為主,大部分粒子分布在該范圍。
<試樣的測定及評價>
粘度的測定
用粘度計(brookfield制旋轉(zhuǎn)粘度計dv-e,采用spindleno.14的轉(zhuǎn)子,旋轉(zhuǎn)速度5rpm,測定溫度23℃)測定了作為試樣1~試樣17的主劑的導熱性硅組合物的粘度。結(jié)果示于表1、表2中。
粘度變化的計算
比較含有添加劑的作為試樣1~試樣6、試樣8~試樣17的主劑的導熱性硅組合物與不含添加劑的作為試樣7的主劑的導熱性硅組合物,將粘度變化(作為各試樣的主劑的導熱性硅組合物的粘度除以作為試樣7的主劑的導熱性硅組合物的粘度時的數(shù)值)示于表1、表2中。
沉降試驗及其評價
將作為試樣1~試樣17的主劑的導熱性硅組合物分別填充到直徑20mm、高120mm的圓筒狀容器中,并填充至100mm的高度后,在60℃的環(huán)境下靜止放置1000小時,目視觀察了導熱性填料的沉降狀態(tài)。
隨后,分為以下五個等級評價了各試樣的沉降狀態(tài)。該結(jié)果示于表1、表2中。
5:完全沒有分離的狀態(tài)。
4:沒有分離,但表面呈光滑的狀態(tài)(表面的液態(tài)硅的濃度變高,導熱性填料的粒子感變少的狀態(tài))。
3:沒有分離,但液態(tài)硅的薄膜覆蓋了表面的狀態(tài)(只限在表面,導熱性填料的粒子消失了的狀態(tài))。
2:傾斜時液態(tài)硅分離后流出的狀態(tài)(液態(tài)硅以1mm以上、低于5mm的厚度分離了的狀態(tài))。
1:液態(tài)硅以5mm以上的厚度分離了的狀態(tài)。
導熱率
在作為試樣1~試樣17的主劑的導熱性硅組合物中,混合作為試樣1~試樣17的各固化劑的導熱性硅組合物并充分攪拌,制備了試樣1~試樣17的固化型導熱性硅組合物。隨后,將各組合物形成厚20mm的片狀,制作了導熱率測定用試驗片。對于各試驗片,用京都電子工業(yè)株式會社制的快速熱導儀qtm-500并通過瞬態(tài)熱線法測定了導熱率。結(jié)果也示于表1、表2中。
<考察>
關(guān)于粘度及防沉降效果
就摻混了各種添加劑的作為試樣1~試樣6的主劑的導熱性硅組合物而言,其中,添加劑預期具有防止導熱性填料沉降的效果,導熱性填料沒有分離,均可以確認到防沉降效果。另一方面,就不含有添加劑的試樣7而言,導熱性填料從液態(tài)硅中分離后出現(xiàn)沉降。
不含有添加劑的試樣7的粘度為450pa·s。以該數(shù)值為基準,就添加了纖維素類化合物的作為試樣1~試樣3的主劑的導熱性硅組合物而言,均為比450pa·s低10%左右的粘度(粘度變化為0.89~0.90)。另一方面,就添加了二氧化硅的試樣4而言,粘度為1152pa·s,粘度變得相當高。并且,添加聚丁烯、萜烯樹脂時也為高粘度。
由該結(jié)果可以確認,就在試樣1~試樣3中使用的纖維素類化合物而言,添加后可以起到帶來粘度降低效果的非增粘防沉降材料的功效。
其次,就改變了纖維素(1)的添加量的作為試樣1及試樣8~試樣14的主劑的導熱性硅組合物而言,在添加量為0.5重量份的試樣8及添加量為1.0重量份的試樣9中導熱性填料分離,防沉降的效果小。另一方面,就添加量為2.0重量份的試樣10而言,表面雖出現(xiàn)薄薄的液態(tài)硅層,但還沒有到分離的程度,可以確認到防沉降效果。就添加量為6.0重量份以上的試樣1及試樣11~試樣14而言,沒有發(fā)現(xiàn)液態(tài)硅和導熱性填料的分離,表現(xiàn)出優(yōu)異的防沉降效果。
就添加了上述纖維素(1)的試樣而言,在試樣1、試樣8~試樣13中出現(xiàn)了粘度下降,可知作為非增粘防沉降材料起到了功效。其中,試樣1、試樣11及試樣12的粘度特別低。
與沒有加入添加劑時相比,試樣14的粘度略有上升,可知作為增粘抑制防沉降材料起到了一定功效,但沒有發(fā)揮出非液態(tài)的非增粘防沉降材料的功效??梢哉J為,與試樣13相比,試樣14的粘度上升是由于液態(tài)硅中作為固體成分的纖維素類化合物的添加量過多,流動成分相對過少的緣故。
并且,試樣16、試樣17也出現(xiàn)了粘度下降,可知作為非增粘防沉降材料起到了功效。
由這些結(jié)果可知,纖維素類化合物等多糖類的添加量優(yōu)選為2.0~50重量份,更優(yōu)選為6.0~50重量份。
就添加了二氧化硅的試樣4和試樣15而言,首先,添加劑的添加量與試樣1相同的試樣4中產(chǎn)生了防沉降效果,但粘度大幅增高。另一方面,就為了降低粘度減少了二氧化硅的添加量的試樣15而言,沒有發(fā)現(xiàn)粘度的減小,且除了二氧化硅沒有起到作為增粘抑制防沉降材料的功效之外,導熱性填料也發(fā)生了分離,達到傾斜容器時液態(tài)硅流出的程度,防沉降效果不充分。
關(guān)于導熱率
就試樣1~試樣12、試樣16、試樣17而言,導熱率沒有差異。試樣13的纖維素(1)添加量為50重量份時,導熱率略有下降,試樣14的80重量份時導熱率大幅下降??梢哉J為,這是由于試樣14的導熱性硅組合物中每單位體積的導熱性填料的比例小的緣故?;谠摻Y(jié)果可知,纖維素類化合物等多糖類的添加量優(yōu)選為50重量份以下,更優(yōu)選為20重量份以下。進而可知,纖維素類化合物等多糖類的添加量進一步優(yōu)選為6.0~20重量份。
工業(yè)實用性
如上所述,即便以高濃度含有添加量大時會使粘度增高的非溶解性填料,上述硅組合物也能夠抑制粘度上升,因而可以提供含有作為非溶解性功能賦予填料發(fā)揮各種功效的填料的、流動性優(yōu)異的硅組合物。因此,本發(fā)明的硅組合物可以用作為流動性或所要求的性能不佳的導熱性油脂、導電漿料或密封材料等各種功能材料的替代品。