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    • 专利摘要:
    Die vorliegende Erfindung betrifft eine bei Raumtemperatur vulkanisierbare (RTV), wärmeleitfähige Silikonkautschukzusammensetzung, umfassend (A) ein Organopolysiloxan mit hydrolysierbaren Gruppen an beiden Enden, (B) ein Organopolysiloxan mit mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe an einem Ende, (C) einen wärmeleitfähigen Füllstoff und (D) eine Organosiliciumverbindung mit einer hydrolysierbaren Gruppe oder ein teilweises hydrolytisches Kondensat davon, die nur eine minimale Zunahme der Viskosität selbst beim Füllen mit einer großen Menge von wärmeleitfähigem Füllstoff (C) erfährt, gute Gieß-, Beschichtungs- und Abdichtungseigenschaften besitzt und sich zur Verwendung in Einkomponentenform eignet.
    公开号:DE102004025867A1
    申请号:DE102004025867
    申请日:2004-05-27
    公开日:2005-01-13
    发明作者:Jun Horikoshi；Tsuneo Kimura；Kei Miyoshi
    申请人:Shin Etsu Chemical Co Ltd；
    IPC主号:C09K3-10
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft bei Raumtemperatur vulkanisierbare(RTV), wärmeleitfähige Silikonkautschukzusammensetzungen,die beim Füllenmit großenMengen von wärmeleitfähigen Füllstoffennur eine geringe Zunahme der Viskosität erfahren, gute Gieß-, Beschichtungs-und Abdichtungseigenschaften besitzen und sich zur Verwendung inEinkomponentenform eignen.
    [0002] Aufgrundder erzeugten Wärmeverschlechtert sich die Leistung von wärmeerzeugenden Teilen wie Leistungstransistorenund Thyristoren. Es ist daher üblichePraxis, dass solche wärmeerzeugendenTeile mit Kühlkörpern, diedie Wärmeableiten, oder anderen geeigneten Maßnahmen, die die Wärme zu einemMetallgehäusedes zugehörigenGerätsabführen,ausgerüstetsind. Zur Verbesserung sowohl der elektrischen Isolierung als auchder Wärmeübertragungsind häufigwärmeabführende,elektrisch isolierende Schichten aus Silikonkautschuk, die mit wärmeleitfähigen Füllstoffengefülltsind, zwischen den wärmeerzeugendenTeilen und den Kühlkörpern angebracht.
    [0003] Alswärmeabführendes,elektrisch isolierendes Material offenbart die JP-A 47-32400 eine elektrisch isolierendeZusammensetzung, umfassend 100 Gewichtsteile synthetischen Kautschuk – in derRegel Silikonkautschuk – und100 bis 800 Gewichtsteile mindestens eines Metalloxids, das ausBerylliumoxid, Aluminiumoxid, hydratisiertem Aluminiumoxid, Magnesiumoxidund Zinkoxid ausgewähltwird.
    [0004] AlswärmeabführendesMaterial fürden Einsatz in Bereichen, in denen keine elektrische Isolierungerforderlich ist, offenbart die JP-A 56-100849 eine Silikonkautschukzusammensetzungmit Additionshärtung, umfassend100 Gewichtsteile Silikonkautschuk und 60 bis 500 GewichtsteileSiliciumoxid sowie ein wärmeleitfähiges Pulverwie Silber, Gold oder Silicium.
    [0005] Diesewärmeleitfähigen Materialienlassen sich jedoch nur sehr schwer formen und bewirken, dass die flüssigen Silikonkautschukzusammensetzungenan Fluiditäteinbüßen, wennsie mit großenMengen von wärmeleitfähigen Füllstoffengefülltwerden, um die Wärmeübertragungzu verbessern.
    [0006] Alsoschlägtdas US-Patent USP 6,306,957 einewärmeleitfähige Silikonkautschukzusammensetzung vor,die nur eine geringe Zunahme der Viskosität erfährt, wenn sie mit großen Mengenvon wärmeleitfähigen Füllstoffengefülltwird. Diese Zusammensetzung ist hitzehärtbar. Das vorstehend genanntePatent bezieht sich nicht auf bei Raumtemperatur vulkanisierbare(RTV) Zusammensetzungen.
    [0007] Inelektronischen Gerätenwie PCs und CD-ROM-Laufwerken werden zunehmend IC-Chips, einschließlich LSIund CPUs, integriert. Da solche eng verbauten IC-Chips mehr Wärme erzeugen, reichen in manchenFällenherkömmlicheKühlmaßnahmen,einschließlichKühlkörper undLüfter,nicht aus. Insbesondere in Laptop-Computern gestaltet sich der EinbaugroßerKühlkörper oderLüfterschwierig, da in ihrem Innern nur begrenzter Raum zur Verfügung steht.In diesen Gerätenwerden IC-Chips auf Platinen montiert, die als Substrat glasfaserverstärkte Epoxyharzeund Polyimidharze verwenden, die durch eine schlechte Wärmeleitfähigkeitgekennzeichnet sind. Es ist somit wirkungslos, die Wärme wieim Stand der Technik überwärmeabführende,elektrisch isolierende Schichten zu den Substraten abzuleiten.
    [0008] Ausdiesem Grund sind wärmeabführende Teile,die als Luftkühlungoder Zwangskühlungausgeführt sind,in der Näheder IC-Chips untergebracht, so dass die Wärme, die in den Chips erzeugtwird, zu den wärmeabführendenTeilen geleitet wird. Wenn das wärmeabführende Teilengen Kontakt zum IC-Chip hat, wird die Wärmeübertragung aufgrund von Oberflächenunregelmäßigkeitenverzögert.Wird zwischen dem wärmeabführendenTeil und dem IC-Chip eine wärmeabführende,elektrisch isolierende Schicht angebracht, kann die unterschiedlicheWärmeausdehnungzwischen dem Chip und dem Teil durch die geringere Flexibilität der isolierendenSchicht zu einer Belastung des Chips führen, die die Möglichkeiteines Chipausfalls nach sich zieht.
    [0009] Darüber hinauserfordert die Anbringung eines wärmeabführendenTeils an jedem IC-Chip zusätzlichenPlatz, was einer Verringerung der Gesamtbaugröße im Wege steht. In diesemFall kommt ein System zum Einsatz, das in der Lage ist, mehrereIC-Chips mit einem einzigen wärmeabführendenTeil zu kühlen.Vor allem TCP-Prozessoren, die in Laptop-Computern Verwendung finden,machen sorgfältige Überlegungenhinsichtlich des Kühlsystemserforderlich, weil sie einerseits zwar eine geringere Bauhöhe besitzen,andererseits aber im Vergleich zu normalen CPUs mehr Wärme abgeben.
    [0010] WennHalbleiter-Chips unterschiedlicher Bauhöhe mit Zwischenräumen angeordnetwerden, wird eine flüssigeSilikonkautschukzusammensetzung notwendig, die in der Lage ist,die verschiedenen Zwischenräume zufüllen.Da die Antriebsfrequenz immer höherwird, werden CPUs entwickelt, die zwar über mehr Leistung verfügen, gleichzeitigaber auch mehr Wärmeproduzieren. Diesbezüglichist ein Material mit besseren Wärmeleiteigenschaftenebenfalls wünschenswert.
    [0011] DerVersuch, eine flüssige,wärmeleitfähige Silikonkautschukzusammensetzungmit einer großen Mengevon wärmeleitfähigem Füllstoffzu füllen,um ihre Wärmeleitfähigkeitzu verbessern, führtdazu, dass die Zusammensetzung an Fluidität einbüßt und sich nur schwer verarbeitenlässt.
    [0012] ImFalle hitzehärtbarerSilikonkautschukzusammensetzungen (mit Additionshärtung) wirdfür dieHärtungein Erhitzungsmittel benötigt.Unter Berücksichtigungder thermischen Stablilitätvon IC-Chips verbietet sich die Erwärmung auf hohe Temperaturenvon 60 °Coder höher.
    [0013] Überdiesbedeutet der Einsatz von Erhitzungsmitteln eine zusätzlicheKapitalinvestition.
    [0014] Ausdiesem Grund ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine bei Raumtemperaturvulkanisierbare (RTV), wärmeleitfähige Silikonkautschukzusammensetzungzur Verfügungzu stellen, die nur eine minimale Erhöhung der Viskosität erfährt, auchwenn sie mit einer großenMenge an wärmeleitfähigem Füllstoffgefüllt wird,gute Gieß-,Beschichtungs- und Abdichtungseigenschaften besitzt und sich zurVerwendung in Einkomponentenform eignet.
    [0015] DieErfinder haben festgestellt, dass das Mischen der Komponenten (A)und (B) – sieheunten – ineiner bei Raumtemperatur vulkanisierbaren (RTV), wärmeleitfähigen Silikonkautschukzusammensetzungresultiert, die nur eine geringe Zunahme der Viskosität erfährt, wennsie mit einer großenMenge von wärmeleitfähigem Füllstoffgefülltwird, und gute Gieß-,Beschichtungs- und Abdichtungseigenschaften aufrechterhält. Die Zusammensetzungeignet sich hervorragend als wärmeabführendesMaterial.
    [0016] Dievorliegende Erfindung betrifft eine bei Raumtemperatur vulkanisierbare(RTV), wärmeleitfähige Silikonkautschukzusammensetzung,umfassend (A) 60 bis 99 Gewichtsteile einesOrganopolysiloxans der allgemeinen Formel (1)
    [0017] Inder bei Raumtemperatur vulkanisierbaren (RTV), wärmeleitfähigen Silikonkautschukzusammensetzungder vorliegenden Erfindung ist die Komponente (A), die als Grundlagedient, ein Organopolysiloxan der folgenden allgemeinen Formel (1).
    [0018] Indieser Formel ist R1 Wasserstoff oder einesubstituierte oder unsubstituierte, einwertige Kohlenwasserstoffgruppe,R2 eine substituierte oder unsubstituierte,einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, Z ein Sauerstoffatom oder einezweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe, a 0, 1 oder 2 und n eine ganzeZahl von mindestens 10.
    [0019] R1 wird vornehmlich aus Wasserstoff und substituiertenoder unsubstituierten, einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen mit1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,ausgewählt,z. B. Alkylgruppen wie Methyl, Ethyl und Propyl, Halogenkohlenwasserstoffgruppenwie Chlormethyl, Trichlorpropyl und Trifluorpropyl, Cyan-Kohlenwasserstoffgruppenwie 2-Cyanethyl,3-Cyanpropyl und 2-Cyanbutyl, Vinyl, Allyl, Isopropenyl und Phenyl.Wenn a = 0 oder 1, werden einwertige Kohlenwasserstoffgruppen bevorzugt,wobei wiederum Methyl und Ethyl die erste Wahl sind. Bei a = 2 erhält Wasserstoffden Vorzug.
    [0020] R2 wird vorzugsweise aus substituierten oderunsubstituierten, einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis15 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, ausgewählt, z.B. Alkylgruppen wie Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, 2-Ethylbutylund Octyl, Cycloalkylgruppen wie Cyclohexyl und Cyclopentyl, Alkenylgruppenwie Vinyl und Allyl, Arylgruppen wie Phenyl, Tolyl, Xylyl, Naphthyl,Biphenylyl und Phenanthryl, Aralkylgruppen wie Benzyl und Phenylethyl,Halogenkohlenwasserstoffgruppen wie Chlormethyl, Trichlorpropyl,Trifluorpropyl, Bromphenyl und Chlorcyclohexyl und Cyan-Kohlenwasserstoffgruppenwie 2-Cyanethyl, 3-Cyanpropyl und 2-Cyanbutyl. Von diesen Kohlenwasserstoffgruppenwerden Methyl, Vinyl, Phenyl und Trifluorpropyl bevorzugt, wobeiMethyl die erste Wahl ist.
    [0021] Zist in der Regel ein Sauerstoffatom oder eine Alkylengruppe mit1 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 10 Kohlenstoffatomen,wie Methylen, Ethylen oder Propylen. Hierbei werden Sauerstoff undEthylen bevorzugt.
    [0022] InFormel (1) ist n eine ganze Zahl von mindestens 10, so dass dasOrganopolysiloxan bei 23 °Ceine Viskositätvon wenigstens 25 mPa·sbesitzt; vorzugsweise 100 bis 1.000.000 mPa·s, noch bevorzugter 500 bis 200.000mPa·s.
    [0023] DieKomponente (B) ist ein Diorganopolysiloxan mit einer hydrolysierbarenGruppe, das durch die allgemeine Formel (2) dargestellt wird.
    [0024] Indieser Formel ist R3 eine substituierteoder unsubstituierte, einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, R4 Wasserstoff oder eine substituierte oderunsubstituierte, einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, b 0, 1 oder2 und m eine ganze Zahl von 5 bis 200.
    [0025] R3 wird vornehmlich aus unsubstituierten,einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen,insbesondere 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, und substituierten Formender vorstehend erwähnten Gruppenausgewählt,in denen einige Wasserstoffatome durch Halogenatome o. ä. ersetztwerden. Bei den R3-Gruppen kann es sichum gleiche oder unterschiedliche Gruppen handeln. Beispiele für R3 sind Alkylgruppen wie Methyl, Ethyl, Propyl,Isopropyl, Butyl, 2-Ethylbutyl und Octyl, Cycloalkylgruppen wieCyclohexyl und Cyclopentyl, Alkenylgruppen wie Vinyl und Allyl,Arylgruppen wie Phenyl, Tolyl, Xylyl, Naphthyl, Biphenylyl und Phenanthryl,Aralkylgruppen wie Benzyl und Phenylethyl, Halogenkohlenwasserstoffgruppenwie Chlormethyl, Trichlorpropyl, Trifluorpropyl, Bromphenyl undChlorcyclohexyl und Cyan-Kohlenstoffwassergruppenwie 2-Cyanethyl, 3-Cyanpropyl und 2-Cyanbutyl. Von diesen Kohlenstoffwassergruppenwerden Methyl, Vinyl und Phenyl bevorzugt, wobei Methyl die ersteWahl ist.
    [0026] R4 wird vorzugsweise aus Wasserstoff und substituiertenoder unsubstituierten, einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen mit1 bis 6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen,ausgewählt,z. B. Alkylgruppen wie Methyl, Ethyl und Propyl, Halogenkohlenwasserstoffgruppenwie Chlormethyl, Trichlorpropyl und Trifluorpropyl, Cyan-Kohlenwasserstoffgruppenwie 2-Cyanethyl,3-Cyanpropyl und 2-Cyanbutyl, Vinyl, Allyl, Isopropenyl und Phenyl.Hier erhalten Methyl und Ethyl den Vorzug, wobei Methyl die ersteWahl ist.
    [0027] Dertiefgestellte Index b ist 0, 1 oder 2, vorzugsweise 0 oder 1 undam meisten bevorzugt 0. Das Molekül der Komponente (B) endetmit mindestens einer hydrolysierbaren Gruppe.
    [0028] InFormel (2) ist m eine ganze Zahl von 5 bis 200. Liegt m außerhalbdieses Bereichs, verliert das Diorganopolysiloxan bezüglich derReduzierung der Viskositätder Zusammensetzung an Wirkung.
    [0029] DieKomponente (B) macht 1 bis 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2 bis35 Gewichtsprozent und noch bevorzugter 5 bis 30 Gewichtsprozentdes Gesamtgewichts der Komponenten (A) und (B) aus. Weniger als1 Gewichtsprozent der Komponente (B) verringert die Wirkung beider Reduzierung der Viskositätder Zusammensetzung. Wenn die Komponente (B) oder das eine hydrolysierbareGruppe enthaltende Organopolysiloxan mit mehr als 40 Gewichtsprozentverwendet wird, ist seine Wirkung gesättigt und es besteht die Möglichkeit,dass sich der wärmeleitfähige Füllstoffim Laufe der Zeit absetzt oder das Organopolysiloxan nach dem Härten ausblutet.
    [0030] TypischeBeispiele fürdie Komponente (B) oder ein eine hydrolysierbare Gruppe enthaltendesOrganopolysiloxan sind nachstehend aufgeführt, wobei diese Aufzählung keinenAnspruch auf Vollständigkeiterhebt.
    [0031] DieKomponente (C) ist ein wärmeleitfähiger Füllstoff.Es kann Gebrauch gemacht werden von mindestens einem anorganischenPulver, das aus Aluminiumoxid, Zinkoxid, gemahlenem Quarz, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Magnesiumoxid,Aluminiumnitrid, Bornitrid und Graphit ausgewählt wird, oder mindestens einem Metallpulverwie Aluminium, Kupfer, Silber, Nickel, Eisen und rostfreiem Stahl.Eine Kombination aus beliebigen dieser Pulver ist zweckdienlich.Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid und Bornitrid wird der Vorzug gegeben.
    [0032] Bezüglich desMischverhältnissesder Organopolysiloxane als Komponenten (A) und (B) und des Füllstoffsals Komponente (C) werden 100 bis 4.000 Gewichtsteile, vorzugsweise250 bis 3.000 Gewichtsteile, der Komponente (C) pro 100 Gewichtsteileder Komponenten (A) und (B) zusammen verwendet. Ein geringerer Anteilder Komponente (C) führtzu einer unzureichenden Wärmeleitfähigkeitder Zusammensetzung. Größere Mengender Komponente (C) lassen sich nur schlecht mischen und erhöhen dieViskositätder Zusammensetzung in einem Umfang, dass ihre Verarbeitung erschwertwird.
    [0033] Derwärmeleitfähige Füllstoffbesitzt vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße von bis zu 50 μm; bevorzugter0,1 bis 40 μmund am meisten bevorzugt 0,2 bis 30 μm. Ein Füllstoff mit einer durchschnittlichenPartikelgröße von über 50 μm ist wenigerdispergierbar, so dass er sich in einer stehenden Silikonkautschukflüssigkeitabsetzt. Der wärmeleitfähige Füllstoffbesitzt vorzugsweise eine runde Form, ähnlich einer Kugel. Je runderdie Form des Füllstoffsist, desto wirksamer wird die Zunahme der Viskosität selbstbei großenFüllmengenverhindert. Diese kugelförmigen,wärmeleitfähigen Füllstoffesind auf dem Markt unter dem Handelsnamen kugelförmiger Aluminiumoxide der ASSerie von Showa Denko K.K. und hochreiner kugelförmiger Aluminiumoxide der AOSerie von Admatechs K.K. erhältlich.Bei der praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung empfiehltes sich, eine wärmeleitfähige Füllstoffpulverfraktionmit einer großendurchschnittlichen Partikelgröße und einewärmeleitfähige Füllstoffpulverfraktionmit einer kleinen durchschnittlichen Partikelgröße in einem Verhältnis zukombinieren, das der theoretisch engsten Packungs-Verteilungskurveentspricht. Dadurch wird der Fülleffekterhöhtund gleichzeitig bei geringerer Viskosität eine höhere Wärmeleitfähigkeit erreicht. Insbesonderewird eine wärmeleitfähige Füllstoffpulverfraktionmit einer durchschnittlichen Partikelgröße von weniger als 5 μm, vorzugsweise0,1 bis 3 μm,mit einer wärmeleitfähigen Füllstoffpulverfraktionmit einer durchschnittlichen Partikelgröße von mindestens 5 μm, vorzugsweise5 bis 40 μm,kombiniert. Ihr Anteil liegt vorzugsweise zwischen 10:90 und 90:10,noch bevorzugter zwischen 20:80 und 80:20 im Gewichtsverhältnis.
    [0034] Dashier verwendete Härtungsmittelist ein Silan mit mindestens zwei hydrolysierbaren Gruppen in einemMolekül,das durch die folgende Formel dargestellt wird: R5 cSiX4-c wobeiR5 eine substituierte oder unsubstituierte,einwertige Kohlenwasserstoffgruppe, X eine hydrolysierbare Gruppeund c 0, 1 oder 2 ist oder ein teilweises hydrolytisches Kondensatdavon. R5 ist vornehmlich eine substituierteoder unsubstituierte, einwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit vorzugsweise1 bis 10 Kohlenstoffatomen, noch bevorzugter 1 bis 8 Kohlenstoffatomen,wie Methyl, Ethyl, Propyl, Vinyl oder Phenyl. Geeignete hydrolysierbareGruppen, die durch X dargestellt werden, sind Alkoxygruppen wieMethoxy, Ethoxy und Butoxy, Ketoximgruppen wie Dimethylketoxim undMethylethylketoxim, Acyloxygruppen wie Acetoxy, Alkenyloxygruppenwie Isopropenyloxy und Isobutenyloxy, Amingruppen wie N-Butylaminund N,N-Diethylaminund Amidgruppen wie N-Methylacetamid.
    [0035] DasHärtungsmittelwird in einer Menge von 1 bis 50 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteileder Komponenten (A) und (B) zusammen verwendet, d. h. ein Organopolysiloxan,bei dem beide Enden durch eine Hydroxyl- oder Organooxygruppe abgeschlossensind, plus ein Organopolysiloxan, bei dem ein Ende durch eine Hydroxyl-oder Organooxygruppe abgeschlossen ist. Weniger als 1 Gewichtsteildes Härtungsmittelsverhindert das Erreichen einer ausreichenden Vernetzung oder dieHerstellung einer Zusammensetzung mit der gewünschten Kautschukelastizität. EineZusammensetzung mit mehr als 50 Gewichtsteilen des Härtungsmittels zeigteinen erhöhtenSchrumpfungsfaktor bei der Härtungsowie schlechte mechanische Eigenschaften. Vorzugsweise wird für das Härtungsmitteleine Menge von 3 bis 20 Gewichtsteilen verwendet.
    [0036] DieSilikonkautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist vomTyp Kondensationshärtung,bei der häufigein Härtungskatalysatorzum Einsatz kommt. Geeignete Härtungskatalysatorensind Alkylzinnester wie Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilauratund Dibutylzinndioctoat; Titansäureesteroder Titanchelatverbindungen wie Tetraisopropoxytitan, Tetra-n- butoxytitan, Tetrakis(2-ethylhexoxy)titan,Dipropoxybis(acetylacetonat)titan und Titanisopropoxyoctylenglycol;metallorganische Verbindungen wie Zinknaphthenat, Zinkstearat, Zink-2-ethyloctoat,Eisen-2-ethylhexoat, Cobalt-2-ethylhexoat,Mangan-2-ethylhexoat, Cobaltnaphthenat und Alkoxyaluminiumverbindungen;amonoalkyl-substituierte Alkoxysilane wie 3-Aminpropyltriethoxysilan und N-β-(Aminethyl)-γ-aminpropyltrimethoxysilan;Aminverbindungen und Salze davon wie Hexylamin- und Dodecylaminphosphat;quartäreAmmoniumsalze wie Benzyltriethylammoniumacetat; Alkalimetallsalze vonniederen Fettsäurenwie Kaliumacetat, Natriumacetat und Lithiumoxalat; Dialkylhydroxylaminewie Dimethylhydroxylamin und Diethylhydroxylamin; sowie Silane oderSiloxane, die eine Guanidylgruppe enthalten, wie Tetramethylguanidylpropyltrimethoxysilan,Tetramethylguanidylpropylmethyldimethoxysilan und Tetramethylguanidylpropyltris(trimethylsiloxy)silan,allein oder als Mischung beliebiger hiervon. Für den Härtungskatalysator wird eineMenge von 0 bis 10 Gewichtsteilen, vorzugsweise 0,01 bis 5 Gewichtsteilen,pro 100 Gewichtsteilen der Komponenten (A) und (B) zusammen verwendet.
    [0037] Inder bei Raumtemperatur vulkanisierbaren (RTV), wärmeleitfähigen Silikonkautschukzusammensetzungder vorliegenden Erfindung könnengegebenenfalls verschiedene andere Füllstoffe verwendet werden. GeeigneteFüllstoffesind hochdisperse Kieselsäure,gefällteKieselsäure,Kieselgur, Metalloxide wie Eisenoxid und Titanoxid, Metallkarbonatewie Kalziumkarbonat, Magnesiumkarbonat und Zinkkarbonat, Asbest,Glaswolle, Ruß,feiner Glimmer, Kieselglaspulver und pulverisierte Kunstharze wiePolystrol, Polyvinylchlorid und Polypropylen. Die Füllstoffekönnenin jeder gewünschtenMenge eingemischt werden, solange die Ziele der Erfindung nichtbeeinträchtigtwerden. Vorzugsweise wurde durch Vortrocknung vor der Verwendungdas Wasser aus dem Füllstoffentfernt. In der bei Raumtemperatur vulkanisierbaren (RTV), wärmeleitfähigen Silikonkautschukzusammensetzungder vorliegenden Erfindung werden optional Pigmente, Farbstoffe,Alterungsschutzmittel, Antioxidanzien, Antistatikmittel und flammenhemmendeMittel wie Antimonoxid und Chlorparaffin verwendet.
    [0038] DerZusammensetzung der vorliegenden Erfindung können auch Zusatzstoffe hinzugefügt werden. GeeigneteZusatzstoffe sind thixotrope Mittel wie Polyether, Schimmelschutzmittel,antibakterielle Mittel und Hafthilfsmittel, z. B. Aminsilane wie γ-Aminpropyltriethoxysilanund 3-(2-Aminethylamin)propyltrimethoxysilan und Epoxysilane wie γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilanund β-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan.
    [0039] Diebei Raumtemperatur vulkanisierbare (RTV), wärmeleitfähige Silikonkautschukzusammensetzung dervorliegenden Erfindung kann durch inniges Mischen der vorgenanntenKomponenten (A) bis (D) und von optionalen Härtungskatalysatoren, Füllstoffenund Zusatzstoffen in einer trockenen Atmosphäre erhalten werden.
    [0040] Diebei Raumtemperatur vulkanisierbare (RTV), wärmeleitfähige Silikonkautschukzusammensetzung dervorliegenden Erfindung bleibt in versiegeltem Zustand stabil, ander Luft jedoch härtetsie schnell aufgrund der Luftfeuchtigkeit. Gegebenenfalls können derZusammensetzung vor Gebrauch Kohlenwasserstofflösungsmittel wie Toluen undPetroleumether, Ketone oder Ester als Verdünnungsmittel hinzugefügt werden.
    [0041] DieSilikonkautschukzusammensetzung der vorliegenden Erfindung besitztohne Verdünnungsmittel bei23 °C eineViskositätvon vorzugsweise bis zu 300 Pa·s;noch bevorzugter 5 bis 300 Pa·sund am meisten bevorzugt 10 bis 200 Pa·s.
    [0042] Nachstehendfolgen einige Beispiele fürdie vorliegende Erfindung, die der Veranschaulichung dienen sollenund keinen Anspruch auf Vollständigkeiterheben. Alle Teile sind Gewichtsteile. Die Viskosität wird bei 23 °C gemessen.
    [0043] Dieverwendete Komponente (A) war ein Dimethylpolysiloxan, bei dem anbeiden Enden Hydroxylgruppen als Abschluss der Molekülkette fungierten,mit einer Viskositätvon 700 mPa·s(23 °C).Die verwendete Komponente (B) war ein Dimethylpolysiloxan mit hydrolysierbarenGruppen, dargestellt durch die unten stehende Strukturformel.
    [0044] DenKomponenten (A) und (B) wurden 600 Teile kugelförmiges AluminiumoxidpulverAS-30 mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 16 μm (Handelsname, Showa DenkoK.K.) und 300 Teile Aluminiumoxidpulver AL-47-1 mit einer durchschnittlichenPartikelgröße von 1 μm (Handelsname,Showa Denko K.K.) als Komponente (C) hinzugefügt. Sie wurden bei Zimmertemperatur20 Minuten lang in einem Shinagawa-Mischer gemischt. Dieses Gemischwurde mit 16 Teilen Phenyltri(isopropenyloxy)silan als Komponente(D), 0,8 Teilen 1,1,3,3-Tetramethyl-2-[3-(trimethoxysilyl)propyl]guanidinsiloxanals Härtungskatalysatorund 1 Teil 3-Aminopropyltriethoxysilanals Hafthilfsmittel in wasserfreiem Zustand kombiniert. Es folgteeine 20-minütigeEntlüftungs-/Mischungsbehandlung,aus der eine Zusammensetzung erhalten wurde. Die Mengen der Komponenten(A) und (B) sind in Tabelle 1 aufgeführt.
    [0045] Diewärmeleitfähigen Silikonkautschukzusammensetzungenmit geringer Viskosität,die wie oben beschrieben hergestellt worden waren, wurden bei 23±2 °C und 50±5 % relativerLuftfeuchtigkeit 7 Tage lang in 6 mm dicken Platten gehärtet. IhreHärte wurdemit einem Durometer-Härtemesser,Typ A ermittelt.
    [0046] DieZusammensetzungen wurden separat bei 23±2 °C und 50±5 % relativer Luftfeuchtigkeit14 Tage lang in Blöckenmit einer Dicke von 12 mm gehärtet.Ihre Wärmeleitfähigkeitwurde mithilfe des WärmeleitfähigkeitsmessersKemtherm QTM-D3 (schneller Wärmeleitfähigkeitsmesservon Kyoto Electronic Industry K.K.) ermittelt. Zur Untersuchungder Lagerstabilitätwurden 100 g jeder Zusammensetzungsprobe in eine Glasflasche gegebenund 1.000 Stunden bei 23 °Cstehend aufbewahrt. Die Probe wurde mit NG bewertet, wenn sich dieKomponente (C) abgesetzt hatte, und mit OK, wenn keine Absetzungbeobachtet worden war.
    [0047] DieErgebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben.
    [0048] DieErgebnisse in Tabelle 1 zeigen, dass das Hinzufügen der Komponente (B) eineVerringerung der Viskositätermöglichtund dadurch eine Zusammensetzung sicherstellt, die fließfähig istund sich leicht verarbeiten lässt.
    [0049] Dieverwendete Komponente (A) war ein Dimethylpolysiloxan, bei dem anbeiden Enden Hydroxylgruppen als Abschluss der Molekülkette fungierten,mit einer Viskositätvon 700 mPa·s(23 °C).Die verwendete Komponente (B) war ein Dimethylpolysiloxan mit hydrolysierbarenGruppen, dargestellt durch die unten stehende Strukturformel.
    [0050] DenKomponenten (A) und (B) wurden 600 Teile kugelförmiges AluminiumoxidpulverAS-30 mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 16 μm (Handelsname, Showa DenkoK.K.) und 300 Teile Aluminiumoxidpulver AL-47-1 mit einer durchschnittlichenPartikelgröße von 1 μm (Handelsname,Showa Denko K.K.) als Komponente (C) hinzugefügt. Sie wurden bei Zimmertemperatur20 Minuten lang in einem Shinagawa-Mischer gemischt. Dieses Gemischwurde mit 16 Teilen Phenyltri(isopropenyloxy)silan als Komponente(D), 0,8 Teilen 1,1,3,3-Tetramethyl-2-[3-(trimethoxysilyl)propyl]guanidinsiloxanals Härtungskatalysatorund 1 Teil 3-Aminopropyltriethoxysilanals Hafthilfsmittel in wasserfreiem Zustand kombiniert. Es folgteeine 20-minütigeEntlüftungs-/Mischungsbehandlung,aus der eine Zusammensetzung erhalten wurde. Die Mengen der Komponenten(A) und (B) sind in Tabelle 2 aufgeführt.
    [0051] Diewärmeleitfähigen Silikonkautschukzusammensetzungenmit geringer Viskosität,die wie oben beschrieben hergestellt worden waren, wurden bei 23±2 °C und 50±5 % relativerLuftfeuchtigkeit 7 Tage lang in 6 mm dicken Platten gehärtet. IhreHärte wurdemit einem Durometer-Härtemesser,Typ A ermittelt.
    [0052] DieZusammensetzungen wurden separat 14 Tage lang bei 23±2 °C und 50±5 % relativerLuftfeuchtigkeit in Blöckenmit einer Dicke von 12 mm gehärtet.Ihre Wärmeleitfähigkeitwurde mit dem WärmeleitfähigkeitsmesserKemtherm QTM-D3(schneller Wärmeleitfähigkeitsmesservon Kyoto Electronic Industry K.K.) ermittelt. Zur Untersuchungder Lagerstabilitätwurden 100 g jeder Zusammensetzungsprobe in eine Glasflasche gegebenund 1.000 Stunden bei 23 °Cstehend aufbewahrt. Die Probe wurde mit NG bewertet, wenn sich die Komponente(C) abgesetzt hatte, und mit OK, wenn keine Absetzung beobachtetworden war.
    [0053] DieErgebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben.
    [0054] DieErgebnisse in Tabelle 2 zeigen, dass das Hinzufügen der Komponente (B) eineVerringerung der Viskositätermöglichtund dadurch eine Zusammensetzung sicherstellt, die fließfähig istund sich leicht verarbeiten lässt.
    [0055] Dieverwendete Komponente (A) war ein Dimethylpolysiloxan, bei dem anbeiden Enden Trimethoxygruppen als Abschluss der Molekülkette fungierten,mit einer Viskositätvon 900 mPa (23 °C).Die verwendete Komponente (B) war ein Dimethylpolysiloxan mit hydrolysierbarenGruppen, dargestellt durch die unten stehende Strukturformel.
    [0056] DenKomponenten (A) und (B) wurden 600 Teile kugelförmiges AluminiumoxidpulverAS-30 mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 16 μm (Handelsname, Showa DenkoK.K.) und 300 Teile Aluminiumoxidpulver AL-47-1 mit einer durchschnittlichenPartikelgröße von 1 μm (Handelsname,Showa Denko K.K.) als Komponente (C) hinzugefügt. Sie wurden bei Zimmertemperatur20 Minuten lang in einem Shinagawa-Mischer gemischt. Dieses Gemischwurde mit 7 Teilen Methyltrimethoxysilan als Komponente (D), 2 Teilendes Titanchelatkatalysators Orgatix TC-750 (Handelsname, MatsumotoTrading Co., Ltd.) als Härtungskatalysatorund 0,2 Teilen 3-Aminopropyltriethoxysilanals Hafthilfsmittel in wasserfreiem Zustand kombiniert. Es folgteeine 20-minütigeEntlüftungs-/Mischungsbehandlung,aus der eine Zusammensetzung erhalten wurde. Die Mengen der Komponenten(A) und (B) sind in Tabelle 3 aufgeführt.
    [0057] Diewärmeleitfähigen Silikonkautschukzusammensetzungenmit geringer Viskosität,die wie oben beschrieben hergestellt worden waren, wurden bei 23±2 °C und 50±5 % relativerLuftfeuchtigkeit 7 Tage lang in 6 mm dicken Platten gehärtet. IhreHärte wurdemit einem Durometer-Härtemesser,Typ A ermittelt.
    [0058] DieZusammensetzungen wurden separat bei 23±2 °C und 50±5 % relativer Luftfeuchtigkeit14 Tage lang in Blöckenmit einer Dicke von 12 mm gehärtet.Ihre Wärmeleitfähigkeitwurde mithilfe des WärmeleitfähigkeitsmessersKemtherm QTM-D3 (schneller Wärmeleitfähigkeitsmesservon Kyoto Electronic Industry K.K.) ermittelt. Zur Untersuchungder Lagerstabilitätwurden 100 g jeder Zusammensetzungsprobe in eine Glasflasche gegebenund 1.000 Stunden bei 23 °Cstehend aufbewahrt. Die Probe wurde mit NG bewertet, wenn sich dieKomponente (C) abgesetzt hatte, und mit OK, wenn keine Absetzungbeobachtet worden war.
    [0059] DieErgebnisse sind in Tabelle 3 wiedergegeben.
    [0060] DieErgebnisse in Tabelle 3 zeigen, dass das Hinzufügen der Komponente (B) eineVerringerung der Viskositätermöglichtund dadurch eine Zusammensetzung sicherstellt, die fließfähig istund sich leicht verarbeiten lässt.
    [0061] Diebei Raumtemperatur vulkanisierbare (RTV), wärmeleitfähige Silikonkautschukzusammensetzung dervorliegenden Erfindung eliminiert die Nachteile des Standes derTechnik, zeigt eine minimierte Zunahme der Viskosität selbstbei Füllungmit einer großenMenge von wärmeleitfähigem Füllstoff,besitzt gute Gieß-, Beschichtungs-und Abdichtungseigenschaften sowie die Eignung für die Verwendung in Einkomponentenform.
    权利要求:
    Claims (5)
    [1] Bei Raumtemperatur vulkanisierbare (RTV), wärmeleitfähige Siliconkautschukzusammensetzung,umfassend (A) 60 bis 99 Gewichtsteile eines Organopolysiloxansder allgemeinen Formel (1)
    [2] Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei R3 inder Formel (2) eine Methylgruppe, Vinylgruppe oder Phenylgruppeist, und R4 in der Formel (2) eine Methylgruppeoder Ethylgruppe ist.
    [3] Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der wärmeleitfähige Füllstoff(C) mindestens einen Vertreter umfasst, gewählt aus der Gruppe, bestehendaus anorganischen Pulvern, wie Aluminiumoxid, Zinkoxid, gemahlenerQuarz, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Magnesiumoxid, Aluminiumnitrid,Bornitrid und Graphit, und Metallpulvern, wie Aluminium, Kupfer,Silber, Nickel, Eisen und nichtrostender Stahl.
    [4] Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei der wärmeleitfähige Füllstoff(C) mindestens einen Vertreter umfasst, gewählt aus der Gruppe, bestehendaus Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid und Bornitrid.
    [5] Zusammensetzung nach Anspruch 1, welche vom Einkomponententypist.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-06-01| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2011-06-01| R012| Request for examination validly filed|Effective date: 20110316 |
    2012-05-10| R002| Refusal decision in examination/registration proceedings|
    2012-09-27| R003| Refusal decision now final|Effective date: 20120619 |
    优先权:
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