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Dokumentenidentifikation DE602004005670T2 27.12.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001592749
Titel WÄRMELEITFÄHIGE SILICONZUSAMMENSETZUNG
Anmelder Dow Corning Toray Co., Ltd., Tokyo, JP
Erfinder FUKUI, H., Ichihara-shi, Chiba 299-0108, JP
Vertreter Fleischer, Godemeyer, Kierdorf & Partner, Patentanwälte, 51429 Bergisch Gladbach
DE-Aktenzeichen 602004005670
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 09.02.2004
EP-Aktenzeichen 047093489
WO-Anmeldetag 09.02.2004
PCT-Aktenzeichen PCT/JP2004/001356
WO-Veröffentlichungsnummer 2004072181
WO-Veröffentlichungsdatum 26.08.2004
EP-Offenlegungsdatum 09.11.2005
EP date of grant 04.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse C08L 83/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft thermisch leitfähige Siliconzusammensetzungen. Insbesondere betrifft diese Erfindung thermisch leitfähige Siliconzusammensetzungen, die gute Handhabungseigenschaften besitzen, obwohl sie eine große Menge an thermisch leitfähigem Füllstoff enthalten, der verwendet wurde, um stark thermisch leitfähige Siliconzusammensetzungen zu erhalten.

Hintergrund

Thermisch leitfähige Siliconzusammensetzungen wurden zur Verwendung mit dem Zweck der hoch effizienten Wärmeverteilung eingeführt, die mit den höheren Dichten und höheren Ebenen der Integration einhergeht, die bei integrierten Hybridschaltkreisen und gedruckten Schaltkreissubstraten zu sehen sind, die von elektronischen Bauteilen wie Transistoren, integrierten Schaltkreisen, Speicherelementen und so weiter getragen werden. Diese thermisch leitfähigen Siliconzusammensetzungen nehmen die Form von zum Beispiel thermisch leitfähigen Siliconfetten, thermisch leitfähigen Silicongelzusammensetzungen und thermisch leitfähigen Silicongummizusammensetzungen an.

Mit dem Ziel der Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit solcher thermisch leitfähigen Siliconzusammensetzungen, die eine große Menge an thermisch leitfähigem Füllstoff enthalten, offenbart zum Beispiel die offengelegte japanische (nicht geprüft oder Kokai oder A) Patentanmeldung mit der Nummer 2000-256558 eine thermisch leitfähige Silicongummizusammensetzung, die ein Organopolysiloxan, ein Methylpolysiloxan mit funktioneller hydrolysierbarer Gruppe, einen thermisch leitfähigen Füllstoff und ein Härtungsmittel enthält. Die offengelegte japanische (nicht geprüft oder Kokai oder A) Patentanmeldung mit der Nummer 2001-139815 offenbart eine thermisch leitfähige Silicongummizusammensetzung, die ein härtbares Polysiloxan, ein Härtungsmittel und einen thermisch leitfähigen Füllstoff enthält, dessen Oberfläche mit einem Organosiloxan, das Si-gebundene Alkoxygruppen enthält, behandelt wurde.

Jedoch erfährt, wenn diese thermisch leitfähigen Siliconzusammensetzungen mit einer noch größeren Menge an thermisch leitfähigem Füllstoff, z. B. Aluminiumoxid, beladen werden, um die thermische Leitfähigkeit zu erhöhen, die Viskosität der resultierenden Zusammensetzungen eine starke Erhöhung und die Handhabungs- und Formungseigenschaften verschlechtern sich wesentlich.

Es ist die Aufgabe dieser Erfindung, eine thermisch leitfähige Siliconzusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die gute Handhabungseigenschaften zeigt, obwohl sie eine große Menge an thermisch leitfähigem Füllstoff enthält, um eine stark thermisch leitfähige Siliconzusammensetzung zu erhalten.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine thermisch leitfähige Siliconzusammensetzung, enthaltend:

  • (A) ein Organopolysiloxan (wobei die unten genannte Komponente (C) ausgeschlossen ist),
  • (B) einen thermisch leitfähigen Füllstoff und
  • (C) wenigstens zwei Organopolysiloxane, wie sie durch die folgende allgemeine Formel definiert sind, die verschiedene Werte für den Index n haben
    worin jedes R1 unabhängig voneinander aus einbindigen Kohlenwasserstoffgruppen ausgewählt ist; R2 ein Sauerstoffatom oder eine zweibindige Kohlenwasserstoffgruppe ist; R3 ein Alkyl, Alkoxyalkyl, Alkenyl oder Acyl ist; n eine ganze Zahl von 5 bis 100 ist und a eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält die oben beschriebenen Komponenten (A), (B) und (C) und kann somit nichthärtend sein. Alternativ dazu kann die Zusammensetzung durch die Aufnahme eines Härtungsmittels (D) in ein härtbares Gel- oder gehärtetes -Gummiprodukt überführt werden. Der für die härtbare Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zusammensetzung eingesetzte Härtungsmechanismus ist nicht beschränkt und kann beispielhaft durch eine Hydrosilylierungsreaktion, eine Kondensationsreaktion und eine mit Organoperoxid induzierte freie Radikalreaktion dargestellt werden. Die Hydrosilylierungsreaktion ist wegen ihrer schnellen Härtung ohne die Bildung von Nebenprodukten bevorzugt.

Die Komponente (A) enthält ein Organopolysiloxan, das nicht die Komponente (C) ist. Die Si-gebundenen Gruppen in der Komponente (A) können beispielhaft durch geradkettiges Alkyl wie Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Hexadecyl, Heptadecyl, Octadecyl, Nonadecyl und Eicosyl; verzweigtkettiges Alkyl wie Isopropyl, tert-Butyl, Isobutyl, 2-Methylundecyl und 1-Hexylheptyl; zyklisches Alkyl wie Cyclopentyl, Cyclohexyl und Cyclododecyl; Alkenyl wie Vinyl, Allyl, Butenyl, Pentenyl und Hexenyl; Aryl wie Phenyl, Tolyl und Xylyl; Aralkyl wie Benzyl, Phenethyl und 2-(2,4,6-Trimethylphenyl)propyl; sowie halogenierte Alkyle wie 3,3,3,-Trifluorpropyl und 3-Chlorpropyl, dargestellt werden. Alkyl, Alkenyl und Aryl sind bevorzugt und von denen sind Methyl, Vinyl und Phenyl besonders bevorzugt. Obwohl die Viskosität der Komponente (A) bei 25°C nicht beschränkt ist, beträgt dieser Wert vorzugsweise 20 bis 100.000 milliPascal·Sekunden (mPa·s), mehr bevorzugt 50 bis 100.000 mPa·s, sogar noch mehr bevorzugt 50 bis 50.000 mPa·s und ganz besonders bevorzugt 100 bis 50.000 mPa·s. Die physikalischen Eigenschaften der resultierenden Siliconzusammensetzung nehmen wesentlich ab, wenn die Viskosität bei 25°C unterhalb des unteren Grenzwertes des zuvor genannten Bereiches liegt, wohingegen die Handhabungseigenschaften der resultierenden Siliconzusammensetzung wesentlich abnehmen, wenn der obere Grenzwert des vorgenannten Bereiches überschritten wird. Die Molekülstruktur der Komponente (A) ist auch nicht beschränkt und diese Komponente kann zum Beispiel eine geradkettige, verzweigtkettige, teilweise verzweigte geradkettige oder dendritische Struktur aufweisen; jedoch sind geradkettige und teilweise verzweigte geradkettige Strukturen bevorzugt. Die Komponente (A) kann ein Homopolymer mit einer Molekülstruktur sein, wie sie oben aufgelistet wird, oder ein Copolymer, das aus einer Molekülstruktur besteht, wie sie oben aufgelistet wird, oder eine Mischung solcher Polymere sein.

Die Komponente (A) kann beispielhaft dargestellt werden durch:

Dimethylvinylsiloxy-endblockierte Dimethylpolysiloxane;

Methylphenylvinylsiloxy-endblockierte Dimethylpolysiloxane;

Dimethylvinylsiloxy-endblockierte Dimethylsiloxan-Methylphenylsiloxan-Copolymere;

Dimethylvinylsiloxy-endblockierte Dimethylsiloxan-Methylvinylsiloxan-Copolymere;

Trimethylsiloxy-endblockierte Dimethylsiloxan-Methylvinylsiloxan-Copolymere;

Dimethylvinylsiloxy-endblockierte Methyl(3,3,3-trifluorpropyl)polysiloxane;

Silanol-endblockierte Dimethylsiloxan-Methylvinylsiloxan-Copolymere;

Silanol-endblockierte Dimethylsiloxan-Methylvinylsiloxan-Methylphenylsiloxan-Copolymere;

Organosiloxancopolymere, die aus (CH3)3SiO1/2-Siloxaneinheiten, (CH3)2(CH2=CH)SiO1/2-Siloxaneinheiten, CH3SiO3/2-Siloxaneinheiten und (CH3)2SiO2/2 Siloxaneinheiten bestehen;

Silanol-endblockierte Dimethylpolysiloxane;

Silanol-endblockierte Dimethylsiloxan-Methylphenylsiloxan-Copolymere;

Trimethoxysiloxy-endblockierte Dimethylpolysiloxane;

Trimethoxysiloxy-endblockierte Dimethylsiloxan-Methylphenylsiloxan-Copolymere;

Methyldimethoxysiloxy-endblockierte Dimethylpolysiloxane;

Triethoxysiloxy-endblockierte Dimethylpolysiloxane;

Trimethoxysilylethyl-endblockierte Dimethylpolysiloxane und

Mischungen von zwei oder mehreren aus der zuvor genannten Auswahl.

Wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung mittels einer Hydrosilylierungsreaktion gehärtet wird, dann sollte die Komponente (A) ein Organopolysiloxan sein, das im Mittel wenigstens 0,1 an Silicium gebundene Alkenylgruppen pro Molekül aufweist und sie ist vorzugsweise ein Organopolysiloxan, das im Mittel wenigstens 0,5 an Silicium gebundene Alkenylgruppen pro Molekül enthält, und sie ist besonders bevorzugt ein Organopolysiloxan, das im Mittel wenigstens 0,8 an Silicium gebundene Alkenylgruppen pro Molekül enthält. Es gibt eine Tendenz, dass die Härtung der gesamten Zusammensetzung inakzeptabel wird, wenn die mittlere Anzahl des Alkenyls in jedem Molekül unter den unteren Grenzwert des oben genannten Bereichs fällt. Dieses Alkenyl kann beispielhaft durch die gleichen bereits oben aufgelisteten Alkenylgruppen dargestellt werden, wobei Vinyl bevorzugt ist. Die Nicht-Alkenyl aber an Silicium gebundenen Gruppen in dem zu berücksichtigenden Organopolysiloxan können beispielhaft durch das gleiche geradkettige Alkyl, verzweigtkettige Alkyl, zyklische Alkyl, Aryl, Aralkyl und halogeniertes Alkyl dargestellt werden, die bereits oben aufgelistet werden, wobei Alkyl und Aryl bevorzugt sind und Methyl und Phenyl besonders bevorzugt sind. Obwohl die Viskosität dieses Organopolysiloxans bei 25 °C nicht beschränkt ist, beträgt dieser Wert vorzugsweise 20. bis 100.000 mPa·s, mehr bevorzugt 50 bis 100.000 mPa·s, sogar noch mehr bevorzugt 50. bis 50.000 mPa·s und besonders bevorzugt 100 bis 50.000 mPa·s. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden gehärteten Silicons lassen wesentlich nach, wenn die Viskosität bei 25 °C unter dem unteren Grenzwert des oben genannten Bereiches liegt, während die Handhabungseigenschaften der resultierenden Siliconzusammensetzung wesentlich abfallen, wenn der obere Grenzwert des oben genannten Bereiches überschritten wird. Die Molekülstruktur des zu berücksichtigenden Organopolysiloxans ist auch nicht beschränkt, und dieses Organopolysiloxan kann zum Beispiel die gleichen wie die oben aufgelisteten Strukturen aufweisen, wobei geradkettige und teilweise verzweigte geradkettige Strukturen bevorzugt sind. Das Organopolysiloxan kann zum Beispiel ein Homopolymer mit einer Molekülstruktur sein, wie sie oben aufgelistet wird, oder ein Copolymer sein, das aus einer oben aufgelisteten Molekülstruktur besteht, oder eine Mischung solcher Polymere sein. Dieses Organopolysiloxan kann beispielhaft durch die bereits obere aufgelisteten alkenylfunktionellen Organopolysiloxane dargestellt werden.

Wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung mittels einer Kondensationsreaktion gehärtet wird, dann sollte die Komponente (A) ein Organopolysiloxan sein, das wenigstens zwei Silanol- oder Si-gebundene hydrolysierbare Gruppen pro Molekül enthält. Diese hydrolysierbare Gruppe kann beispielhaft durch Alkoxygruppen wie Methoxy, Ethoxy und Propoxy; Alkenoxygruppen wie Vinyloxy, Propenoxy, Isopropenoxy und 1-Ethyl-2-methylvinyloxy; Alkoxyalkoxy wie Methoxyethoxy, Ethoxyethoxy und Methoxypropoxy; Acyloxygruppen wie Acetoxy und Octanoyloxy; Ketoximgruppen wie Dimethylketoxim und Methylethylketoxim; Aminogruppen wie Dimethylamino, Diethylamino und Butylamino; Aminoxygruppen wie Dimethylaminoxy und Diethylaminoxy und Amidgruppen wie N-methylacetamid und N-Ethylacetamid dargestellt werden. Die anderen an Silicium gebundenen Gruppen in dem zu berücksichtigenden Organopolysiloxan, das heißt, die an Silicium gebundenen Gruppen, die nicht die Silanol- und die an Silicium gebundenen hydrolysierbaren Gruppen sind, können beispielhaft durch das gleiche bereits oben aufgelistete geradkettige Alkyl, verzweigtkettige Alkyl, zyklische Alkyl, Alkenyl, Aryl, Aralkyl und halogenierte Alkyl dargestellt werden. Obwohl die Viskosität dieses Organopolysiloxans bei 25 °C nicht beschränkt ist, beträgt dieser Wert vorzugsweise 20 bis 100.000 mPa·s, mehr bevorzugt 50 bis 100.000 mPa·s und besonders bevorzugt 100 bis 100.000 mPa·s. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden gehärteten Silicons fallen deutlich ab, wenn die Viskosität bei 25 °C unterhalb des unteren Grenzwertes des oben genannten Bereiches liegt, wohingegen die Handhabungseigenschaften der resultierenden Siliconzusammensetzung deutlich abfallen, wenn der obere Grenzwert des zuvor genannten Bereiches überschritten wird. Die Molekülstruktur des zu berücksichtigenden Organopolysiloxans ist auch nicht beschränkt, und dieses Organopolysiloxan kann zum Beispiel die gleichen wie die oben aufgelisteten Strukturen haben, wobei geradkettige und teilweise verzweigte geradkettige Strukturen bevorzugt sind. Dieses Organopolysiloxan kann beispielhaft durch solche Organopolysiloxane dargestellt werden, die bereits oben aufgelistet wurden, die wenigstens zwei Silanole oder Si-gebundene hydrolysierbare Gruppen in jedem Molekül aufweisen.

Wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung mittels einer durch Organoperoxid induzierten freien Radikalreaktion gehärtet wird, dann ist das Organopolysiloxan (A) nicht beschränkt, aber es ist bevorzugt, dass das Organopolysiloxan wenigstens eine an Silicium gebundene Alkenylgruppe pro Molekül enthält. Die an Silicium gebundenen Gruppen in dem zu berücksichtigenden Organopolysiloxan können beispielhaft durch das gleiche bereits oben aufgelistete geradkettige Alkyl, verzweigte geradkettige Alkyl, zyklische Alkyl, Alkenyl, Aryl, Aralkyl und halogenierte Alkyl dargestellt werden, wobei Alkyl, Alkenyl und Aryl bevorzugt sind und Methyl, Vinyl und Phenyl besonders bevorzugt sind. Obwohl die Viskosität dieses Organopolysiloxans bei 25 °C nicht beschränkt ist, beträgt dieser Wert vorzugsweise 20 bis 100.000 mPa·s, mehr bevorzugt 50 bis 100.000 mPa·s, sogar noch mehr bevorzugt 50 bis 50.000 mPa·s und ganz besonders bevorzugt 100 bis 50.000 mPa·s. Die physikalischen Eigenschaften des resultierenden gehärteten Silicons verschlechtern sich deutlich, wenn die Viskosität bei 25 °C unterhalb des unteren Grenzwertes des zuvor genannten Bereiches liegt, wohingegen die Handhabungseigenschaften der resultierenden Siliconzusammensetzung deutlich abfallen, wenn der obere Grenzwert des zuvor genannten Bereiches überschritten wird. Die Molekülstruktur des zu berücksichtigenden Organopolysiloxans ist auch nicht beschränkt und dieses Organopolysiloxan kann zum Beispiel die gleichen Strukturen, wie sie oben aufgelistet werden, haben, wobei geradkettige und teilweise verzweigte geradkettige Strukturen bevorzugt sind. Das zu berücksichtigende Organopolysiloxan kann zum Beispiel ein Homopolymer mit einer Molekülstruktur sein, wie sie oben aufgelistet wird, oder ein Copolymer sein, das aus einer Molekülstruktur besteht, wie sie oben aufgelistet wird, oder eine Mischling solcher Polymere sein. Dieses Organopolysiloxan kann beispielhaft durch die bereits oben aufgelisteten Organopolysiloxane dargestellt werden.

Die Komponente (B) ist ein thermisch leitfähiger Füllstoff, der verwendet wird, um der vorliegenden Zusammensetzung eine thermische Leitfähigkeit zu vermitteln. Diese Komponente kann beispielhaft durch Metallpulver wie Aluminiumpulver, Kupferpulver und Nickelpulver; Metalloxidpulver wie Aluminiumoxidpulver, Magnesiumoxidpulver, Berylliumoxidpulver, Chromoxidpulver und Titanoxidpulver; Metallnitridpulver wie Bornitridpulver und Aluminiumnitridpulver; Metallcarbidpulver wie Borcarbidpulver, Titancarbidpulver und Siliciumcarbidpulver und Mischungen von zwei oder mehreren der vorangegangenen Auswahl dargestellt werden. Die Morphologie der Komponente (B) kann zum Beispiel kugelförmig, nadelförmig, plattenartig, zylindrisch oder unregelmäßig sein. Wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung oder das gehärtete Silicon, das durch die Härtung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erhalten wird, elektrisch isolierende Eigenschaften haben muss, dann ist die Komponente (B) vorzugsweise ein Metalloxidpulver, ein Metallnitridpulver oder ein Metallcarbidpulver und besonders bevorzugt ein Aluminiumoxidpulver. Die mittlere Teilchengröße der Komponente (B) ist nicht beschränkt, ist aber vorzugsweise 0,1 bis 100 Mikrometer (&mgr;m) und mehr bevorzugt 0,1 bis 50 Mikrometer. Wenn Aluminiumoxidpulver als der thermisch leitfähige Füllstoff (B) verwendet wird, nimmt dieser vorzugsweise die Form einer Mischung an, die aus einem kugelförmigen Aluminiumoxidpulver mit einer mittleren Teilchengröße von 5 bis 50 &mgr;m (5 &mgr;m ausschließend) (B1) und einem kugelförmigen oder irregulär geformten Aluminiumoxidpulver mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1 bis 5 &mgr;m (B2) besteht. Der Gehalt der Komponente (B1) in der Mischung beträgt vorzugsweise 30 bis 90 Gew.-% und der Gehalt von (B2) beträgt vorzugsweise 10 bis 70 Gew.%.

Der Gehalt der Komponente (B) in der vorliegenden Erfindung ist nicht beschränkt, aber zur Herstellung einer Siliconzusammensetzung, die eine exzellente thermische Leitfähigkeit zeigt, enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung bei der Bezugnahme auf Volumen-% wenigstens 30 Vol.-%, mehr bevorzugt 30 bis 90 Vol.-% und besonders bevorzugt 80 bis 90 Vol.-% der Komponente (B). Bei der Bezugnahme auf Gew.-% liegt der Gehalt der Komponente (B) in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Herstellung einer Siliconzusammensetzung, die eine exzellente thermische Leitfähigkeit aufzeigt, vorzugsweise bei wenigstens 50 Gew.-%, mehr bevorzugt 70 bis 98 Gew.-% und besonders bevorzugt 90 bis 97 Gew.-%. Genauer gesagt liegt der Gehalt der Komponente (B) vorzugsweise bei 500 bis 2.500 Gewichtsanteilen pro 100 Gewichtsanteile der Komponente (A), mehr bevorzugt bei 500 bis 2.000 Gewichtsanteilen pro 100 Gewichtsanteile der Komponente (A) und ganz besonders bevorzugt bei 800 bis 2.000 Gewichtsanteilen pro 100 Gewichtsanteile der Komponente (A). Es gibt eine Tendenz, dass die thermische Leitfähigkeit der resultierenden Siliconzusammensetzung unzureichend ist, wenn der Gehalt der Komponente (B) unter den unteren Grenzwert des zuvor genannten Bereiches fällt. Das Überschreiten des oberen Grenzwertes des zuvor genannten Bereiches tendiert dahin, in dem Erscheinen solcher Probleme zu resultieren, wie einer übermäßig hohen Viskosität für die resultierende Siliconzusammensetzung, einer Unfähigkeit zum einheitlichen Dispergieren der Komponente (B) in der resultierenden Siliconzusammensetzung und einer wesentlichen Verschlechterung in den Handhabungseigenschaften der Siliconzusammensetzung.

Die Komponente (C) enthält wenigstens zwei Organopolysiloxane, wie sie durch die folgende allgemeine Formel definiert sind, die verschiedene Werte für den Index n haben.

Diese Komponente wird hinzu gegeben, um eine exzellente Formbarkeit zu vermitteln sowie eine Verschlechterung der Handhabungseigenschaften der Zusammensetzung zu vermeiden, sogar dann, wenn erhöhte Mengen des thermisch leitfähigen Füllstoffes (B) für den Zweck der Herstellung einer stark thermisch leitfähigen Siliconzusammensetzung eingesetzt werden. Jedes R1 in der vorangegangenen Formel wird unabhängig voneinander aus einbindigen Kohlenwasserstoffgruppen ausgewählt und diese können beispielhaft durch das bereits oben aufgelistete geradkettige Alkyl, verzweigtkettige Alkyl, zyklische Alkyl, Alkenyl, Aryl, Aralkyl und halogenierte Alkyl dargestellt werden. Alkyl, Alkenyl und Aryl sind für R1 bevorzugt, während Methyl und Phenyl besonders für R1 bevorzugt sind. R2 in der vorangegangenen Formel ist das Sauerstoffatom oder eine divalente Kohlenwasserstoffgruppe. Die divalente Kohlenwasserstoffgruppe, die durch R2 erfasst wird, kann beispielhaft durch Ethylen, Propylen, Butylen und Methylethylen dargestellt werden, wobei Ethylen und Propylen bevorzugt sind. R3 in der vorangegangenen Formel ist Alkyl, Alkoxyalkyl, Alkenyl oder Acyl. Das durch R3 erfasste Alkyl kann beispielhaft durch das gleiche bereits oben aufgelistete geradkettige Alkyl, verzweigtkettige Alkyl oder zyklische Alkyl dargestellt werden; das Alkoxyalkyl, das durch R3 erfasst wird, kann beispielhaft durch Methoxyethyl und Methoxypropyl dargestellt werden; das durch R3 erfasste Alkenyl kann beispielhaft durch das gleiche Alkenyl dargestellt werden, das bereits aufgelistet wurde; und das Acyl, das durch R3 erfasst wird, kann beispielhaft durch Acetyl und Octanoyl dargestellt werden. R3 ist vorzugsweise Alkyl und besonders bevorzugt Methyl oder Ethyl. Der Index a in der vorangegangenen Formel ist eine ganze Zahl von 1 bis 3 und ist vorzugsweise 3. Der Index n in der vorangegangenen Formel ist eine ganze Zahl von 5 bis 100. Die Komponente (C) enthält charakteristischerweise wenigstens zwei Organopolysiloxane, die verschiedene Werte für den Index n in der vorangegangenen Formel haben. Die Komponente (C) besteht vorzugsweise aus zwei Organopolysiloxanen, deren Werte n sich um wenigstens 10 unterscheiden; mehr bevorzugt umfasst sie zwei Organopolysiloxane, deren Werte n sich um wenigstens 20 unterscheiden; sogar noch mehr bevorzugt umfasst sie zwei Organopolysiloxane, deren Werte n sich um wenigstens 30 unterscheiden und ganz besonders bevorzugt umfasst sie zwei Organopolysiloxane, deren Werte n sich um wenigstens 50 unterscheiden. Die Anteile der einzelnen Organopolysiloxane, die die Komponente (C) ausmachen, sind nicht beschränkt; jedoch ist, wenn die Komponente (C) aus zwei Organopolysiloxanen mit unterschiedlichen Werten für n besteht, das Gewichtsverhältnis zwischen dem Organopolysiloxan mit dem größeren n-Wert und dem Organopolysiloxan mit dem kleineren n-Wert vorzugsweise 1:10 bis 10:1.

Die Komponente (C) kann beispielhaft dargestellt werden durch:

die Kombination von Dimethylpolysiloxan mit der Formel

mit dem Dimethylpolysiloxan mit der Formel
die Kombination von Dimethylpolysiloxan mit der Formel
mit dem Dimethylpolysiloxan mit der Formel
die Kombination von Dimethylpolysiloxan mit der Formel
mit dem Dimethylpolysiloxan mit der Formel
die Kombination von Dimethylpolysiloxan mit der Formel
mit dem Dimethylpolysiloxan mit der Formel
die Kombination von Dimethylpolysiloxan mit der Formel
mit dem Dimethylpolysiloxan mit der Formel
die Kombination von Dimethylpolysiloxan mit der Formel
mit dem Dimethylpolysiloxan mit der Formel
die Kombination von Dimethylpolysiloxan mit der Formel
mit dem Dimethylpolysiloxan mit der Formel
die Kombination von Dimethylpolysiloxan mit der Formel
mit dem Dimethylsiloxan-Methylphenylsiloxan-Copolymer mit der Formel
und die Kombination von Dimethylpolysiloxan mit der Formel
mit dem Dimethylsiloxan-Diphenylsiloxan-Copolymer mit der Formel

Obwohl der Gehalt der Komponente (C) in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung nicht besonders beschränkt ist, sollte die Komponente (C) in einer ausreichenden Menge vorhanden sein, um die Oberfläche der Komponente (B) zu behandeln und deren Dispergierbarkeit in der resultierenden thermisch leitfähigen Siliconzusammensetzung zu verbessern. Genauer gesagt beträgt der Gehalt der Komponerte (C) vorzugsweise 0,1 bis 10 Gewichtsanteile pro 100 Gewichtsanteile der Komponente (B) und besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Gewichtsanteile pro 100 Gewichtsanteile der Komponente (B). Wenn der Gehalt der Komponente (C) unter den unteren Grenzwert des zuvor genannten Bereiches fällt, dann besteht bei einem hohen Gehalt der Komponente (B) eine Tendenz zu Problemen wie eine Verschlechterung in der Formbarkeit der resultierenden Siliconzusammensetzung und das Absetzen/Trennen der Komponente (B) während der Lagerung der Siliconzusammensetzung. Die physikalischen Eigenschaften der resultierenden Siliconzusammensetzung verschlechtern sich, wenn der obere Grenzwert des zuvor genannten Bereiches überschritten wird.

Die Prozedur zum Einbringen der Komponente (C) in die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann beispielhaft dargestellt werden durch (i) das Mischen der Komponente (B) mit der Komponente (C) zur Vorbehandlung der Oberfläche der Komponente (B) mit der Komponente (C) und dann die Zugabe der Komponente (B) zu der Komponente (A); oder (ii) das Mischen der Komponente (A) mit der Komponente (B) und dann das Beimischen der Komponente (C) zur Behandlung der Oberfläche der Komponente (B) mit der Komponente (C), während die Komponente (B) in der Komponente (A) vorliegt. Das letztgenannte Verfahren (ii) ist bevorzugt. Die Komponente (C) kann in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in der Form vorhanden sein, die für die Oberflächenbehandlung der Komponente (B) notwendig ist, oder sie kann frei in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorhanden sein. Die Behandlung der Komponente (B) durch die Komponente (C) kann durch Erwärmen oder durch die Zugabe einer katalytischen Menge einer Säure wie Essigsäure oder Phosphorsäure oder durch die Zugabe einer katalytischen Menge einer Base wie Trialkylamin, quatäres Ammoniumsalz, Ammoniakgas oder Ammoniumcarbonat beschleunigt werden.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann durch die Zugabe eines Härtungsmittels (D) härtbar gemacht werden. Wenn es für die Zusammensetzung erwünscht ist, dass sie durch die Hydrosilylierungsreaktion härtbar sein soll, dann wird das Härtungsmittel (D) einen Platinkatalysator und Organopolysiloxan umfassen, das im Mittel wenigstens zwei an Silicium gebundene Wasserstoffatome pro Molekül enthält. Die an Silicium gebundenen Gruppen in diesem Organopolysiloxan können beispielhaft durch das gleiche bereits oben aufgelistete geradkettige Alkyl, verzweigtkettige Alkyl, zyklische Alkyl, Aryl, Aralkyl und halogenierte Alkyl dargestellt werden, wobei Alkyl und Aryl bevorzugt sind und Methyl und Phenyl besonders bevorzugt sind. Obwohl die Viskosität dieses Organopolysiloxans bei 25 °C nicht beschränkt ist, beträgt dieser Wert vorzugsweise 1 bis 100.000 mPa·s und mehr bevorzugt 1 bis 5.000 mPa·s. Die Molekülstruktur des jeweiligen Organopolysiloxans ist auch nicht beschränkt und kann beispielhaft durch geradkettige, teilweise verzweigte geradkettige, zyklische oder dendritische Molekülstrukturen dargestellt werden. Das jeweilige Organopolysiloxan kann ein Homopolymer mit einer Molekülstruktur sein, wie sie oben aufgelistet wird, oder ein Copolymer sein, das aus einer Molekülstruktur besteht, wie sie oben aufgelistet wird, oder eine Mischung aus solchen Polymeren sein.

Das Organopolysiloxan in der Komponente (D) wird beispielhaft durch

Dimethalwasserstoffsiloxy-endblockierte Dimethylpolysiloxane;

Trimethylsiloxy-endblockierte Dimethylsiloxan-Methylwasserstoffsiloxan-Copolymere;

Dimethylwasserstoffsiloxy-endblockierte Dimethylsiloxan-Methylwasserstoffsiloxan-Copolymere;

Organosiloxan-Copolymere, die aus (CH3)3SiO1/2-Siloxaneinheiten, (CH3)2HSiO1/2 -Siloxaneinheiten und SiO4/2-Siloxaneinheiten bestehen; und Mischungen von zwei oder mehreren der oben genannten Auswahl dargestellt.

Das Organopolysiloxan in der Komponente (D) sollte in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in der Menge vorhanden sein, die zur Härtung der Zusammensetzung notwendig ist. Genauer gesagt sollte dieses Organopolysiloxan in einer Menge vorhanden sein, die pro 1 Mol siliciumgebundenes Alkenyl in der Komponente (A) vorzugsweise 0,1 bis 10 Mol, mehr bevorzugt 0,1 bis 5 Mol und besonders bevorzugt 0,1 bis 3,0 Mol siliciumgebundenen Wasserstoff in diesem Organopolysiloxan zur Verfügung stellt. Die Härtung der resultierenden Siliconzusammensetzung wird dahin tendieren, unbefriedigend zu sein, wenn der Gehalt dieser Komponente unter den unteren Grenzwert des oben genannten Bereiches fällt. Wenn der obere Grenzwert des oben genannten Bereiches überschritten wird, dann wird das letztendlich erhaltene gehärtete Silicon sehr hart werden und es gibt eine Tendenz, dass auf seiner Oberfläche viele Risse gebildet werden.

Der Platinkatalysator ist ein Katalysator, der die Härtung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beschleunigt und er kann beispielhaft durch Chlorplatinsäure, alkoholische Lösungen der Chlorplatinsäure, Olefinkomplexe aus Platin, Alkenylsiloxankomplexe aus Platin und Carbonylkomplexe aus Platin dargestellt werden.

Der Platinkatalysator sollte in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in der Menge vorhanden sein, die zur Härtung der Zusammensetzung erforderlich ist. Genauer gesagt ist eine Menge bevorzugt, die 0,01 bis 1.000 Gew.-ppm Platinmetall aus der Platinkatalysatorkomponente im Verhältnis zur Komponente (A) bereitstellt, während eine Menge, die 0,1 bis 500 ppm Platinmetall aus der Platinkatalysatorkomponente im Verhältnis zur Komponente (A) bereit stellt, besonders bevorzugt ist. Die resultierende Siliconzusammensetzung wird dazu tendieren, eine unzureichende Härtung zu zeigen, wenn der Gehalt des Platinkatalysators unter den unteren Grenzwert des zuvor genannten Bereiches fällt, wohingegen Zugaben im Überschuss zu dem oberen Grenzwert des zuvor genannten Bereiches die Härtungsgeschwindigkeit der resultierenden Siliconzusammensetzung nicht wesentlich erhöhen.

Wenn es Für die erfindungsgemäße Zusammensetzung erwünscht ist, durch eine Kondensationsreaktion härtbar zu sein, dann wird das Härtungsmittel (D) charakteristischerweise Silan oder ein Siloxanoligomer mit wenigstens drei an Silicium gebundenen hydrolysierbaren Gruppen in jedem Molekül und optional einen Kondensationskatalysator umfassen. Die an Silicium gebundenen hydrolysierbaren Gruppen in dem Silan können beispielhaft durch die gleichen bereits oben aufgelisteten Alkoxy-, Alkoxyalkoxy-, Acyloxy-, Ketoxim-, Alkenoxy-, Amino-, Aminoxy- und Amidgruppen dargestellt werden. Zusätzlich zu den hydrolysierbaren Gruppen kann das Silicium in dem Silan an das gleiche bereits oben definierte geradkettige Alkyl, verzweigtkettige Alkyl, zyklische Alkyl, Alkenyl, Aryl, Aralkyl und halogenierte Alkyl gebunden sein. Das jeweilige Silan- und Siloxanoligomer kann beispielhaft durch Tetraethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Methyltris(methylethylketoxim)silan, Vinyltriacetoxysilan und Ethylorthosilicat dargestellt werden.

Dieses Silan oder Siloxanoligomer sollte in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in der Menge vorhanden sein, die zur Härtung der Zusammensetzung erforderlich ist. Genauer gesagt ist der Bereich von 0,01 bis 20 Gewichtsanteilen pro 100 Gewichtsanteile der Komponente (A) bevorzugt, während der Bereich von 0,1 bis 10 Gewichtsanteilen pro 100 Gewichtsanteile der Komponente (A) besonders bevorzugt ist. Probleme wie eine Verringerung der Lagerstabilität der resultierenden Zusammensetzung und eine Verringerung in der Haftfähigkeit kommen zustande, wenn der Gehalt des Silans oder Siloxanoligomers unter den unteren Grenzwert des zuvor genannten Bereiches fällt. Die Härtung der Zusammensetzung wird sehr langsam, wenn der obere Grenzwert des zuvor genannten Bereiches überschritten wird.

Der Kondensationskatalysator ist eine optionale Komponente und ist nicht notwendig, wenn das als Härtungsmittel verwendete Silan hydrolysierbare Gruppen wie die Aminoxygruppe, Aminogruppe oder Ketoximgruppe enthält. Der zu berücksichtigende Kondensationskatalysator kann beispielhaft durch Organotitanatester wie Tetrabutyltitanat und Tetraisopropyltitanat; Organotitaniumchelatverbindungen wie Diisopropoxybis(acetylacetat)titanium und Diisopropoxybis(ethylacetoacetat)titanium; Organoaluminiumverbindungen wie Aluminiumtris(acetylacetonat) und Aluminiumtris(ethylacetoacetat); Organozirkoniumverbindungen wie Zirkoniumtetra(acetylacetonat) und Zirkoniumtetrabutyrat; Organozinnverbindungen wie Dibutylzinndioctoat, Dibutylzinndilaurat und Butylzinn-2-ethylhexoat; die Metallsalze von Carbonsäuren wie Zinnnaphthenat, Zinnoleat, Zinnbutyrat, Kobaltnaphthenat und Zinkstearat; Aminverbindungen und Salze davon wie Hexylamin und Dodecylaminphosphat; quatäre Ammoniumsalze wie Benzyltriethylammoniumacetat; die niederen Fettsäuresalze der Alkalimetalle wie Kaliumacetat und Lithiumnitrat, Dialkylhydroxylamine wie Dimethylhydroxyamin und Diethylhydroxylamin und guanidyl-funktionelle Organosiliciumverbindungen dargestellt werden.

Der Kondensationskatalysator wird zu der erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf einer optionalen Basis hinzu gegeben und sollte in der Menge hinzu gegeben werden, die zur Härtung der Zusammensetzung erforderlich ist. Genauer gesagt sind 0,01 bis 20 Gewichtsanteile pro 100 Gewichtsanteile der Komponente (A) bevorzugt, während 0,1 bis 10 Gewichtsanteile pro 100 Gewichtsanteile der Komponente (A) besonders bevorzugt sind. Unter der Annahme, dass dieser Katalysator notwendig ist, wird das Härten der resultierenden Zusammensetzung immer unzureichender, wenn der Gehalt dieses Katalysators unter den unteren Grenzwert des zuvor genannten Bereiches kommt. Die Lagerstabilität der resultierenden Zusammensetzung verschlechtert sich, wenn der obere Grenzwert des zuvor genannten Bereiches überschritten wird.

Die Komponente (D) wird ein Organoperoxid sein, wenn es für die erfindungsgemäße Zusammensetzung erwünscht ist, durch eine durch Organoperoxid induzierte freie Radikalreaktion gehärtet zu werden. Dieses Organoperoxid kann beispielhaft durch Benzoylperoxid, Di(p-methylbenzoyl)peroxid, Di(o-methylbenzoyl)peroxid, Dicumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-bis(tert-butylperoxy)hexan, Ditert-butylperoxid und tert-Butylperoxybenzoat dargestellt werden. Das Organoperoxid sollte in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in der Menge vorhanden sein, die zur Härtung der Zusammensetzung notwendig ist, und genauer gesagt ist es vorzugsweise zu 0,1 bis 5 Gewichtsanteilen pro 100 Gewichtsanteile der Komponente (A) vorhanden.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann insoweit andere Komponenten auf einer optionalen Basis enthalten, so lange die Zielsetzung der Erfindung nicht beeinträchtigt wird. Diese optionalen Komponenten können beispielhaft durch Füllstoffe wie pyrogene Kieselerde, gefälltes Siliciumdioxid und pyrogenes Titanoxid; Füllstoffe zur Hydrophobierung der Oberfläche der zuvor genannten Füllstoffe mit einer Organosiliciumverbindung; Pigmente; Farbstoffe, fluoreszierende Farbstoffe; Hitzestabilisatoren; Flammenverzögerer außer Triazolverbindungen; Weichmacher und Haftungsverstärker dargestellt werden.

Insbesondere wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung durch die Hydrosilylierungsreaktion gehärtet wird, dann kann sie auch einen Härtungsreaktionshemmer enthalten, um die Härtungsgeschwindigkeit der Zusammensetzung anzupassen und deren Handhabungseigenschaften zu verbessern. Dieser Härtungsreaktionshemmer kann beispielhaft durch acetylenische Verbindungen wie 2-Methyl-3-butin-2-ol, 2-Phenyl-3-butin-2-ol und 1-Ethinyl-1-cyclohexanol; En-in-Verbindungen wie 3-Methyl-3-penten-1-in und 3,5-Dimethyl-3-hexen-1-in; und auch durch Hydrazinverbindungen, Phosphinverbindungen und Mercaptanverbindungen dargestellt werden. Obwohl der Gehalt dieses Härtungsreaktionshemmers nicht beschränkt ist, beträgt er vorzugsweise von 0,0001 bis 1,0 Gew.-% im Verhältnis zur Zusammensetzung.

Die Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung nimmt bei Umgebungstemperatur die Form eines Schmierfetts, einer Aufschlämmung, einer Paste oder eines tonartigen Teigs an. Das Verfahren zur Einleitung der Härtung in dem Fall der härtbaren Zusammensetzung ist nicht beschränkt und kann beispielhaft durch das Formen der Zusammensetzung und dann das Aufbewahren dieser bei Raumtemperatur oder das Erwärmen dieser auf 50 bis 200 °C dargestellt werden. Die Natur des dadurch hergestellten gehärteten Silicons ist nicht sonderlich beschränkt und das gehärtete Silicon kann zum Beispiel ein Gel, ein Gummi mit niedriger Härte oder ein Gummi mit hoher Härte sein. Eine Durometerhärte vom Typ A, wie sie in JIS K 6253 als 10 bis 95 spezifiziert wird, ist bevorzugt, weil diese gute Handhabungseigenschaften zur Verfügung stellt und eine gute Haftung an ein Substrat ermöglicht, wenn das gehärtete Silicon als ein wärmeverteilendes Material verwendet wird.

Beispiele

Die thermisch leitfähige Siliconzusammensetzung gemäß dieser Erfindung wird in mehr Detail durch Arbeitsbeispiele beschrieben werden. Die in den Beispielen berichteten Eigenschaftswerte wurden bei 25 °C gemessen.

Beispiel 1

Eine thermisch leitfähige Silicongummibasis wurde durch das Mischen der folgenden Komponenten mit einem Mischer hergestellt: 6,42 Gewichtsanteile eines Dimethylvinylsiloxy-endblockierten Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 400 mPa·s und einem Vinylgehalt von 0,44 Gew.-%, 55,2 Gewichtsanteile eines kugelförmigen Aluminiumoxidpulvers mit einer mittleren Teilchengröße von 40 &mgr;m, 36,8 Gewichtsanteile eines irregulär geformten Aluminiumoxidpulvers mit einer mittleren Teilchengröße von 2,2 &mgr;m, 0,5 Gewichtsanteile eines Dimethylpolysiloxans mit der folgenden Formel

und 0,5 Gewichtsanteile eines Dimethylpolysiloxans mit der folgenden Formel

Eine thermisch leitfähige Silicongummizusammensetzung wurde dann wie folgt hergestellt. Die folgenden Komponenten wurden zuerst in die zuvor genannte Gummibasis gemischt:

0,28 Gewichtsanteile eines Trimethylsiloxy-endblockierten Dimethylsiloxan-Methylhydrogensiloxan-Copolymers mit einer Viskosität von 5 mPa·s, einem Durchschnitt von 5 an Silicium gebundenen Wasserstoffatomen in jedem Molekül und einem an Silicium gebundenen Wasserstoffatomgehalt von 0,74 Gew.-% (die spezifizierte Menge der Zugabe ergab 2,0 Mol an Silicium gebundene Wasserstoffatome in dieser Komponente pro 1 Mol Vinyl in dem Dimethylpolysiloxan in der Gummibasis) als Haftverstärker, 0,2 Gewichtsanteile einer 1:1 Mischung (Gewichtsverhältnis) eines Silanol-endblockierten Dimethylsiloxan-Methylvinylsiloxan-Copolymers (Viskosität = 19 mPa·s, Vinylgehalt = 9,6 Gew.-%) und 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan; und als Härtungsreaktionshemmer 0,05 Gewichtsanteile 1-Ethinyl-1-cyclohexanol. In einem letzten Schritt wurden 0,05 Gewichtsanteile eines 1,3-Divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan-Komplexes mit Platin (Platingehalt = 0,5 Gew.-%) hinzu gemischt, um die thermisch leitfähige Silicongummizusammensetzung zu ergeben.

Die Eigenschaften der thermisch leitfähigen Silicongummizusammensetzung und des thermisch leitfähigen Silicongummis wurden wie unten beschrieben gemessen und die Ergebnisse werden in Tabelle 1 berichtet.

Penetration der thermisch leitfähigen Silicongummizusammensetzung

Die Ein-Viertel-Penetration der thermisch leitfähigen Silicongummizusammensetzung wurde basierend auf dem in JIS K 2220 beschriebenen Verfahren gemessen. Größere Penetrationswerte zeigen eine höhere Plastizität für die thermisch leitfähige Silicongummizusammensetzung sowie bessere Handhabungseigenschaften an.

Formbarkeit der thermisch leitfähigen Silicongummizusammensetzung

Die thermisch leitfähige Silicongummizusammensetzung wurde zwischen 0,2 mm dicke Tetrafluorethylenfilme als Sandwich angeordnet, um eine Dicke von 2 mm zu ergeben und wurde dann durch das Erwärmen für 15 Minuten bei 150 °C gehärtet. Die Tetrafluorethylenfilme wurden anschließend abgezogen und es wurde die Fähigkeit zur Formung einer Silicongummiplatte ausgewertet. Die Fähigkeit zur Bildung einer einheitlichen Silicongummiplatte wurde als „exzellente Formbarkeit" bewertet und mit „O" gekennzeichnet. Eine Bewertung mit „ausreichender Formbarkeit" (mit &Dgr; gekennzeichnet) wurde verwendet, wenn eine Platte gebildet werden konnte, aber einige Bereiche mit schwacher Stärke vorhanden waren. Eine Bewertung als „schlechte Formbarkeit" (mit „x" gekennzeichnet) wurde vorgenommen, wenn entweder (i) eine Platte nicht geformt werden konnte oder (ii) wenn eine Platte geformt werden konnte, aber die Platte eine geringe Stärke zeigte.

Thermische Leitfähigkeit des thermisch leitfähigen Silicongummis

Thermisch leitfähige Silicongummiplatten mit einer Fläche von 1 cm × 1 cm und einer Dicke von 1 mm oder 2 mm wurden durch Härtung der thermisch leitfähigen Silicongummizusammensetzung durch Erwärmen für 15 Minuten bei 150 °C hergestellt. Der Wärmewiderstand des resultierenden thermisch leitfähigen Silicongummis wurde durch ein Gleichgewichtsverfahren bei 50 °C unter Verwendung eines Instruments zur Messung des Wärmewiderstandes von Harzen (Hitachi, Ltd.) gemessen und die thermische Leitfähigkeit wurde aus dem für den Wärmewiderstand erhaltenen Wert berechnet.

Härte des thermisch leitfähigen Silicongummis

Ein thermisch leitfähiger Silicongummi wurde durch Härtung der thermisch leitfähigen Silicongummizusammensetzung durch Erwärmen für 15 Minuten bei 150 °C hergestellt. Die Härte des thermisch leitfähigen Silicongummis wurde dann unter Verwendung des in JIS K 6253 spezifizierten Durometers vom Typ A gemessen.

Haftstärke des thermisch leitfähigen Silicongummis

Die thermisch leitfähige Silicongummizusammensetzung wurde zwischen Haftkomponenten (Aluminiumplatten (JIS H 4000, A1050P) von der Paltec Co., Ltd.) als Sandwich angeordnet und wurde durch Erwärmen für 30 Minuten bei 150 °C gehärtet. Die Haftfläche betrug 25 mm × 10 mm und die Dicke der Haftschicht betrug 1 mm. Die Dehnscherhaftstärke des thermisch leitfähigen Silicongummis wurde so gemessen, wie es in JIS K 6349 beschrieben wird.

Vergleichsbeispiel 1

Eine thermisch leitfähige Silicongummizusammensetzung wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, aber in diesem Fall unter Verwendung von 1,0 Gewichtsanteilen eines Dimethylpolysiloxans mit der folgenden Formel

anstelle der 0,5 Gewichtsanteile eines Dimethylpolysiloxans mit der Formel
und der 0,5 Gewichtsanteile eines Dimethylpolysiloxans mit der Formel
die in Beispiel 1 verwendet wurden.

Die Eigenschaften dieser thermisch leitfähigen Silicongummizusammensetzung und des thermisch leitfähigen Silicongummis wurden wie in Beispiel 1 gemessen und die Ergebnisse werden in Tabelle 1 berichtet.

Tabelle 1

Beispiel 2

Ein thermisch leitfähiger Siliconschmierstoff wurde hergestellt durch das Vermischen der folgenden Komponenten mit einem Mischer von Ross®: 4,0 Gewichtsanteile eines Trimethylsiloxy-endblockierten Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 110 mPa·s, 57,0 Gewichtsanteile eines kugelförmigen Aluminiumpulvers mit einer mittleren Teilchengröße von 40 &mgr;m, 38,0 Gewichtsanteile eines irregulär geformten Aluminiumpulvers mit einer mittleren Teilchengröße von 2,2 &mgr;m, 0,2 Gewichtsanteile eines Dimethylpolysiloxans mit der Formel

und 0,8 Gewichtsanteile eines Dimethylpolysiloxans mit der Formel

Die Eigenschaften dieses thermisch leitfähigen Siliconschmierstoffes wurden so, wie unten beschrieben wird, gemessen und die Ergebnisse werden in Tabelle 2 gezeigt.

Penetration des thermisch leitfähigen Siliconschmierstoffes

Die Ein-Viertel-Penetration des thermisch leitfähigen Siliconschmierstoffes wurde gemäß dem Verfahren, das in JIS K 2220 beschrieben wird, gemessen.

Thermische Leitfähigkeit eines thermisch leitfähigen Siliconschmierstoffes

Der Wärmewiderstand des thermisch leitfähigen Siliconschmierstoffes (Fläche = 1 cm × 1 cm, Dicke = 100 &mgr;m und 200 &mgr;m) wurde durch ein Gleichgewichtsverfahren bei 50 °C unter Verwendung eines Instruments zur Messung des Wärmewiderstandes von Harzen (Hitachi, Ltd.) gemessen und die thermische Leitfähigkeit wurde aus dem für den Wärmewiderstand erhaltenen Wert berechnet.

Beispiel 3

Ein thermisch leitfähiger Siliconschmierstoff wurde wie in Beispiel 2 hergestellt, außer dass in diesem Fall 0,2 Gewichtsanteile eines Dimethylpolysiloxans mit der Formel

anstelle von 0,2 Gewichtsanteilen eines Dimethylpolysiloxans mit der Formel
das in Beispiel 2 verwendet wurde, verwendet wurden.

Die Eigenschaften dieses thermisch leitfähigen Siliconschmierstoffes wurden wie in Beispiel 2 gemessen und die Ergebnisse werden in Tabelle 2 berichtet.

Vergleichsbeispiel 2

Ein thermisch leitfähiger Siliconschmierstoff wurde wie in Beispiel 2 hergestellt, außer dass in diesem Fall 1,0 Gewichtsanteile eines Dimethylpolysiloxans mit der Formel

anstelle der 0,2 Gewichtsanteile eines Dimethylpolysiloxans mit der Formel
und der 0,8 Gewichtsanteile eines Dimethylpolysiloxans mit der Formel
die in Beispiel 2 verwendet wurden, verwendet wurden. Die Eigenschaften dieses thermisch leitfähigen Siliconschmierstoffes wurden wie in Beispiel 2 gemessen und die Ergebnisse werden in Tabelle 2 berichtet.

Vergleichsbeispiel 3

Ein thermisch leitfähiger Siliconschmierstoff wurde wie im Vergleichsbeispiel 2 hergestellt, außer dass in diesem Fall 1,0 Gewichtsanteile eines Dimethylpolysiloxans mit der Formel

anstelle der 1,0 Gewichtsanteile eines Diemthylpolysiloxans mit der Formel
das in Vergleichsbeispiel 2 verwendet wurde, verwendet wurden. Die Eigenschaften dieses thermisch leitfähigen Siliconschmierstoffes wurden wie in Beispiel 2 gemessen und die Ergebnisse werden in Tabelle 2 berichtet.

Tabelle 2

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die thermisch leitfähige Siliconzusammensetzung gemäß dieser Erfindung zeigt exzellente Handhabungseigenschaften, obwohl sie eine große Menge an thermisch leitfähigem Füllstoff enthält, der verwendet wird, um eine stark thermisch leitfähige Siliconzusammensetzung zu erhalten.


Anspruch[de]
Eine Zusammensetzung, enthaltend:

(A) ein Organopolysiloxan, wobei die Komponente (A) die Komponente

(C) ausschließt,

(B) einen thermisch leitfähigen Füllstoff und

(C) wenigstens zwei Organopolysiloxane, wie sie durch die folgende allgemeine Formel definiert sind, die verschiedene Werte für den Index n haben
worin jedes R1 unabhängig voneinander ausgewählt ist aus einbindigen Kohlenwasserstoffgruppen; R2 ein Sauerstoffatom oder eine zweibindige Kohlenwasserstoffgruppe ist; R3 ein Alkyl, Alkoxyalkyl, Alkenyl oder Acyl ist; n eine ganze Zahl von 5 bis 100 ist und a eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.
Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Komponente (B) eine mittlere Teilchengröße von 0,1 bis 100 &mgr;m hat. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Komponente (B) ein Aluminiumoxidpulver ist. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Komponente (B) eine Mischung ist, bestehend aus

(B1) einem kugelförmigen Aluminiumoxidpulver mit einer mittleren Teilchengröße von 5 bis 50 &mgr;m (ausschließlich 5 &mgr;m) und

(B2) einem kugelförmigen oder irregulär geformten Aluminiumoxidpulver mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1 bis 5 &mgr;m.
Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 4, wobei die Komponente (B) aus 30 bis 90 Gew.-% der Komponente (B1) und 10 bis 70 Gew.-% der Komponente (B2) besteht. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei der Gehalt der Komponente (B) 500 bis 2.500 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Komponente (A) ausmacht. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Komponente (C) aus zwei Organopolysiloxanen besteht, die Indices n in der Formel haben, die sich um wenigstens 10 unterscheiden. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 7, wobei das Gewichtsverhältnis in der Komponente (C) des Organopolysiloxans mit dem größeren Wert von n in der Formel zu dem Organopolysiloxan mit dem kleineren Wert von n gleich 1:10 bis 10:1 ist. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei der Gehalt der Komponente (C) 0,1 bis 10 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Komponente (B) ausmacht. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Oberfläche der Komponente (B) mit der Komponente (C) oberflächenbehandelt ist. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung außerdem (D) ein Härtungsmittel enthält und die Zusammensetzung härtbar ist. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 11, wobei die Zusammensetzung mit Hilfe einer Hydrosilylierungsreaktion, einer Kondensationsreaktion oder einer durch Organoperoxid induzierten Radikalreaktion gehärtet wird. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 11, wobei die Zusammensetzung mit Hilfe einer Hydrosilylierungsreaktion gehärtet wird. Die Zusammensetzung gemäß Anspruch 11, wobei die Zusammensetzung härtet, um ein thermisch leitfähiges Silicongel oder einen thermisch leitfähigen Siliconkautschuk zu bilden. Verwendung der Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, um Wärme von einem elektronischen Bauteil abzuleiten.






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