硅酮组合物及固化型油脂

文档序号:173890 发布日期:2021-10-29 浏览:34次 >En<

阅读说明:本技术 硅酮组合物及固化型油脂 (Silicone composition and curable grease ) 是由 水野贵瑛 小谷野茂 于 2020-03-25 设计创作,主要内容包括:提供在高比重软磁性填充材料未固化的状态下抑制沉淀且长期保存性优异的硅酮组合物及使该硅酮组合物固化而得到的固化型油脂。具有电磁波吸收性及导热性的硅酮组合物包括液状硅酮、比重4.5以上的高比重软磁性填充材料、比重4.0以下的中比重导热性填充材料以及非液状的增粘抑制防沉淀剂。另外,固化型油脂使在使用时混合使用的主剂和固化剂组合而成,是通过双组分固化型的混合而固化的双组分固化型的固化型油脂,所述主剂是本发明的硅酮组合物,液状硅酮是在末端具有乙烯基的有机聚硅氧烷,所述固化剂是本发明的硅酮组合物,液状硅酮是有机氢聚硅氧烷。(Provided are a silicone composition which suppresses precipitation in an uncured state of a high specific gravity soft magnetic filler and has excellent long-term storage stability, and a curable grease obtained by curing the silicone composition. The silicone composition having electromagnetic wave absorbability and thermal conductivity includes a liquid silicone, a high specific gravity soft magnetic filler having a specific gravity of 4.5 or more, a medium specific gravity thermal conductive filler having a specific gravity of 4.0 or less, and a non-liquid thickening-inhibiting anti-settling agent. The curable grease is a two-component curable grease which is obtained by combining a main agent and a curing agent, the main agent being the silicone composition of the present invention, the liquid silicone being an organopolysiloxane having a vinyl group at a terminal, the curing agent being the silicone composition of the present invention, and the liquid silicone being an organohydrogenpolysiloxane, and the curable grease being cured by mixing a two-component curable grease.)

硅酮组合物及固化型油脂

技术领域

本发明涉及具有电磁波吸收性及导热性的硅酮组合物及将该硅酮组合物固化而得到的固化型油脂。

背景技术

近年来,对发热性的电子部件进行高密度化、小型化、薄型化、轻量化的要求越来越高。另一方面,为了对从这些电子部件产生的热进行散热,使用散热片等散热体。再有,为了提高冷却效果,有时在发热性的电子部件与散热体之间涂覆导热性油脂。

然而,上述的导热性油脂包括硅酮橡胶或硅酮油等,因此与金属制的电子部件和金属制的散热体相比,导热率低。因此,为了不使导热率极低的空气层进入电子部件与散热体之间,期望低粘度且流动性高的导热性油脂。以这种提高散热性为目的,例如,国际公开第2016/103424号(专利文献1)公开了包括液状硅酮、作为导热性填充材料的赋予不溶解性功能的填充材料和非液状的增粘抑制防沉淀剂的硅酮组合物。另外,日本专利第3957596号说明书(专利文献2)公开了如下那样构成的导热性油脂,即,硅酮橡胶5~20质量%;以硅酮油10~30质量%为成分的有机聚硅氧烷15~35质量%;平均粒径为0.2μm以上且不足1.0μm的球状氧化铝粉35~55质量%;以及平均粒径为1~3μm、最大粒径为2~10μm的氮化铝粉30~50质量%。

另一方面,例如在计算机中使用的CPU不仅对于由小型化带来的高集成化的要求高,对高速处理化的要求也高。由于高速处理化,工作频率的高频化显著,其结果,产生高频成分。该高频成分变成噪声,在通信线路等的信号上出现噪声的情况下,电子设备可能误动作。因此,在日本特开2001-294752号公报(专利文献3)公开了一种电磁波吸收性导热性硅酮橡胶组合物,从散热性的观点及抑制从CPU等电子设备元件产生的噪声的观点出发,电磁波吸收性导热性硅酮橡胶组合物包括软磁性金属粉末,其固化物的导热率为2.0W/m·K以上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2016/103424号

专利文献2:日本特许第3957596号说明书

专利文献3:日本特开2001-294752号公报

发明内容

发明要解决的问题

不仅上述的CPU,针对其他的电子设备元件也正在推进高集成化及高速处理化。尤其是在近年来被广泛使用的光通信模块中,产生比由CPU产生的高频成分(例如10MHz~10GHz)更高频的、例如10~20GHz的超高频成分。

因此,本发明提供不仅抑制由高频成分(例如10MHz~10GHz)构成的噪声的传递,还抑制由超高频成分(例如10~20GHz)构成的噪声的传递,并且与以往相比,更富有散热性且具有电磁波吸收性及导热性的硅酮组合物及将该硅酮组合物固化得到的固化型油脂。

用于解决问题的方法

为了达到上述目的,本发明的一方式构成为具有以下的特征。

即,本发明的一方式的硅酮组合物其特征在于,包括:液状硅酮;比重4.5以上的高比重软磁性填充材料;比重4.0以下的中比重导热性填充材料;以及非液状的增粘抑制防沉淀剂。

本发明的一方式的硅酮组合物通过包括比重4.5以上的高比重软磁性填充材料,能够不仅抑制由高频成分(例如10MHz~10GHz)构成的噪声的传递,还能够抑制由超高频成分(例如10~20GHz)构成的噪声的传递。另外,本发明的一方式的硅酮组合物通过包括比重4.0以下的中比重导热性填充材料,导热性提高,其结果,该硅酮组合物的散热性提高。而且,本发明的一方式的硅酮组合物所包括的非液状的增稠抑制防沉淀剂能够抑制在硅酮组合物中比重比液状硅酮高的高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀。在此,通过抑制高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀,保证硅酮组合物的粘度和组成的均匀性,其结果,抑制粘度增加,并且抑制由高频成分及超高频成分构成的噪声的传递,也能够维持散热性。

在所述本发明的一方式的硅酮组合物中,所述增粘抑制防沉淀剂能够为从具有吡喃糖环的多糖类及含氮多糖高分子中选择的至少一种。

而且,在所述本发明的一方式的硅酮组合物中,所述增粘抑制防沉淀剂能够为从结晶纤维素、粉末状纤维素、淀粉、直链淀粉、支链淀粉、糖原、糊精、甲壳质、壳聚糖中选择的至少一种。

上述的多糖类、含氮多糖高分子和上述的物质都具有体积大的构造,并且相对于作为相对疏水性的液状硅酮不溶解。因此,上述的多糖类、含氮多糖高分子和上述的物质具有在液状硅酮中漂浮的作用。推测相对于液状硅酮为低比重的上述的多糖类、含氮多糖高分子和上述的物质分别存在于高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的下方,由此抑制高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀。推测通过在硅酮组合物中抑制高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀,保证硅酮组合物的粘度和组成的均匀性,其结果抑制粘度增加。

在所述本发明的一方式的硅酮组合物,所述增粘抑制防沉淀剂能够为表面用羧甲基纤维素钠涂覆的结晶纤维素。

推测作为相对亲水性的羧甲基纤维素钠涂覆于结晶纤维素的表面而成的增粘抑制防沉淀剂对于相对疏水性的液状硅酮是不溶解的。而且,结晶纤维素本身是体积大的物质,所以与液状硅酮相比,比重轻。因此,表面涂覆羧甲基纤维素钠的结晶纤维素具有在液状硅酮中漂浮的性质。由此,推测借助表面涂覆羧甲基纤维素钠的结晶纤维素的浮力而抑制比重比液状硅酮高的高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀。另外,推测通过抑制高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀,保证硅酮组合物的粘度和组成的均匀性,其结果,抑制粘度增加。

在所述本发明的一方式的硅酮组合物中,所述增粘抑制防沉淀剂能够为多个结晶纤维素粒子的集合体,为具有大致球状、颗粒状、块状、凝聚状中任意形状的集合体。

通过使多个结晶纤维素粒子是具有上述那样的形状的集合体,由此得到体积更大的增粘抑制防沉淀剂。因此,体积更大的多个结晶纤维素粒子的集合体与结晶纤维素的一次粒子相比,比重变得更低。由此,推测比重比液状硅酮高的高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料借助分别存在于它们下方的多个结晶纤维素粒子的集合体的浮力来抑制沉淀。另外,推测通过抑制高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀,保证硅酮组合物的粘度和组成的均匀性,其结果,抑制粘度增加。

在所述本发明的一方式的硅酮组合物中,所述增粘抑制防沉淀剂的平均粒径能够为10~500μm。

通过使所述增粘抑制防沉淀剂的平均粒径在上述范围,能够抑制比重比液状硅酮高的高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀。此外,平均粒径后述。

在所述本发明的一方式的硅酮组合物中,所述增粘抑制防沉淀剂的休止角能够为34°~57°。

在此,休止角由粒子的大小、粒子的角的圆角和形状决定。通过使增粘抑制防沉淀剂的休止角为上述范围,能够抑制比重比液状硅酮高的高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀。

在所述本发明的一方式的硅酮组合物中,所述高比重软磁性填充材料能够为从由铁氧体、铁、含铁合金构成的组中选择的至少一种。

作为所述高比重软磁性填充材料,通过使用从由铁氧体、铁、含铁合金构成的组中选择的至少一种,不仅能够长期抑制由高频成分(例如10MHz~10GHz)构成的噪声,也能够长期抑制由超高频成分(例如10~20GHz)构成的噪声。

所述本发明的一方式的固化型油脂使在使用时混合使用的主剂和固化剂进行组合而成,是通过双组分固化型的混合而固化的双组分固化型的固化型油脂,能够形成为,所述主剂是上述方式中任一方式所述的硅酮组合物,液状硅酮是在末端具有乙烯基的有机聚硅氧烷,所述固化剂是上述方式中任一方式所述的硅酮组合物,液状硅酮是有机氢聚硅氧烷。

发明的效果

根据本发明的一方式的硅酮组合物,与以往的硅酮组合物相比,不仅抑制由高频成分(例如10MHz~10GHz)构成的噪声的传递,也抑制由超高频成分(例如10~20GHz)构成的噪声的传递,并且散热性更优异。另外,本发明的固化型油脂与以往的导热性油脂相比,抑制由高频成分及超高频成分构成的噪声的传递,并且散热性更优异。

具体实施方式

〔硅酮组合物〕

基于实施方式详细说明本发明。本发明的一实施方式的硅酮组合物的特征在于,包括:液状硅酮;比重4.5以上的高比重软磁性填充材料;比重4.0以下的中比重导热性填充材料;以及非液状的增粘抑制防沉淀剂。在本说明书中,以下,也有时将“比重4.5以上的高比重软磁性填充材料”简略记载为“高比重软磁性填充材料”。同样地,也有时将“比重4.0以下的中比重导热性填充材料”简略记载为“中比重导热性填充材料”。另外,也有时将“非液状的增粘抑制防沉淀剂”简略记载为“增粘抑制防沉淀剂”。

通过本发明的一实施方式的硅酮组合物包括比重4.5以上的高比重软磁性填充材料,不仅能够长期抑制由高频成分(例如10MHz~10GHz)构成的噪声,还能够长期抑制由超高频成分(例如10~20GHz)构成的噪声。另外,通过本发明的一实施方式的硅酮组合物包括液状硅酮,耐热性尤其优异。而且,通过本发明的一实施方式的硅酮组合物包括比重4.0以下的中比重导热性填充材料,导热性提高,其结果,该硅酮组合物的散热性提高。而且,本发明的一实施方式的硅酮组合物所包括的非液状的增粘抑制防沉淀剂能够抑制在硅酮组合物中比重比液状硅酮高的高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀。并且,通过抑制高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀,保证硅酮组合物的粘度和组成的均匀性,其结果,抑制粘度增加,并且,长期抑制由高频成分及超高频成分构成的噪声,也能够维持散热性。即,本发明的一实施方式的硅酮组合物与以往的硅酮组合物相比,散热性及电磁波吸收性优异,并且能够长期维持这些特性。

接着,详细说明本发明的一实施方式的硅酮组合物的结构。

<液状硅酮>

首先,说明液状硅酮。在本发明一实施方式中使用的液状硅酮包括不具有固化性的液状硅酮和可固化的液状硅酮两者。作为液状硅酮的具体例列举:二甲基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷等有机聚硅氧烷;被烃基、环氧基、丙烯酰基、氨基等反应基置换了的改性硅酮等。只要是能够在本发明的一实施方式的用途使用的液状硅酮即可,没有特别限制,但是例如在电磁波吸收及散热性的用途中希望高柔软性,所以优选加成反应型的液状硅酮。关于加成反应型的液状硅酮,其固化收缩小,所以在电子设备元件等的发热体与散热片等散热体之间固化而嵌入时,难以产生间隙。

作为加成反应型的液状硅酮,例如具有在一分子中具有乙烯基和H-Si基两者的单组分反应型的有机聚硅氧烷、在末端或侧链具有乙烯基的有机聚硅氧烷和在末端或侧链具有两个以上的H-Si基的有机氢聚硅氧烷的双组分性硅酮等。例如,优选信越化学工业株式会社制的商品名“KE-1057”、“KE-1012-A/B”、东丽·道康宁株式会社制的商品名“EG-4000”、KCC社制的商品名“SL5100”、“SL5152”等。

在作为加成反应型硅酮使用具有乙烯基的有机聚硅氧烷的情况下,可以使用硅烷偶联剂作为固化剂,而且通过加热使其固化得到固化物。另外,在作为加成反应型硅酮使用具有乙烯基的有机聚硅氧烷及具有H-Si基的有机氢聚硅氧烷的情况下,使用铂催化剂作为催化剂,再通过加热使其固化,得到固化物。

在此,作为硅烷偶联剂例如列举乙烯系硅烷偶联剂、氨系硅烷偶联剂、环氧系硅烷偶联剂等,但是作为液状硅酮的反应型固化剂优选乙烯系硅烷偶联剂。例如,优选信越化学工业株式会社制的商品名“KBE-1003”。

作为铂催化剂例如列举铂、铂化合物。例如优选信越化学工业株式会社制的“SXR-212CATALYST”。

从得到具有高的柔软性的固化物的观点出发,硅烷偶联剂的添加量优选相对于液状硅酮为0.1~10质量%,更优选为0.5~5质量%。

液状硅酮的粘度优选为0.005Pa·s~2Pa·s。在液状硅酮的粘度不足0.005Pa·s的情况下,液状硅酮是低分子量,所以即使在固化后,分子量也难以变高。因此,将硅酮组合物固化而得到的固化物可能变脆。另一方面,若液状硅酮的粘度超过2Pa·s,则硅酮组合物的粘度易于上升。由此,为了处于作为最终产品的硅酮组合物的期望的粘度范围,高比重软磁性填充材料、中比重导热性填充材料及增粘抑制防沉淀剂的调配量可能比预定的量少。其结果,使硅酮组合物固化后的固化物(例如,固化型油脂)存在不能得到期望的电磁波吸收性和导热性的可能性。

<比重4.5以上的高比重软磁性填充材料>

接着,说明比重4.5以上的高比重软磁性填充材料。调配比重4.5以上的高比重软磁性填充材料主要是为了不仅抑制由高频成分(例如10MHz~10GHz)构成的噪声,还抑制由超高频成分(例如10~20GHz)构成的噪声。在本说明书中,比重以对象物的密度除以水的密度1.0g/cm3得到的值记载。

高比重软磁性填充材料只要是具有软磁性的填充材料即可,没有特别限制。在此,所说的软磁性指,相对于从外部施加的磁场,内部的磁化易于与磁场方向匹配即易于磁化的性质。此外,所说的硬磁性指,即使施加外部磁场也难以发生内部的磁化的性质,且在外部作用有磁场的性质。

作为高比重软磁性填充材料例如列举铁氧体、铁、含铁合金。这些软磁性金属粉末可以单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。作为含铁合金例如能够使用Fe-Ni(坡莫合金)、Fe-Co、Fe-Cr、Fe-Si、Fe-Al、Fe-Cr-Si、Fe-Cr-Al及Fe-Al-Si合金。

铁氧体的比重为4.5~6.0。铁氧体为氧化铁(Fe2O3)与二价金属氧化物(MO)的化合物(MO·Fe2O3)。另外,若根据二价金属氧化物的种类,分类为:Mn-Zn系、Mg-Zn系、Ni-Zn系、Cu系、Cu-Zn系、Cu-Zn-Mg系、Cu-Ni-Zn系、Li-Fe系等尖晶石型铁氧体;用R3Fe5O12(R为3价的Y或稀土类元素)表示的YFe系等石榴石型铁氧体;以及Me为Fe、Ni、Co、Cu时具有使MeO、BaO、Fe2O3的组成组合而成的六方晶构造的BaFe系等六角晶格型铁氧体。

其中,优选含有Ni、Mn、Zn、Y、Ba的铁氧体。尤其优选Mn-Zn系、Ni-Zn系等尖晶石型和BaFe系等六角晶格型,通过使用这些铁氧体,能够提高磁导率。

Ni-Zn系铁氧体具有用通式(NiO)x(ZnO)y·Fe2O3表示的组合物。但是,Ni-Zn系铁氧体也可以是用Cu、Mg、Co、Mn等其他的二价金属置换Ni的一部分的铁氧体。Ni-Zn系铁氧体可以在不破坏原来的特性的范围内含有其他的元素。

Mg-Zn系铁氧体具有用通式(MgO)x(ZnO)y·Fe2O3表示的组成。但是,也可以是用Ni、Cu、Co、Mn等其他的二价金属置换Mg的一部分的铁氧体。Mg-Zn系铁氧体可以在不破坏原来的特性的范围内含有其他的元素。

Mn-Zn系铁氧体具有用通式(MnO)x(ZnO)y·Fe2O3表示的组成。但是,也可以具有用Ni、Cu、Co、Mg等其他的二价金属置换Mn的一部分的铁氧体。Mn-Zn系铁氧体可以在不破坏原本的特性的范围内含有其他的元素。

Cu系铁氧体具有用通式(CuO)x·Fe2O3表示的组成。但是,也可以是用Ni、Zn、Mg、Co、Mn等其他的二价金属置换Cu的一部分的铁氧体。Cu系铁氧体可以在不破坏原来的特性的范围内含有其他的元素。

在本发明一实施方式中使用的铁氧体能够用公知的方法得到。作为这些氧化物系的磁性体的铁氧体的原料,Fe2O3、MnO2、MnCO3、CuO、NiO、MgO、ZnO、Y2O、BaO等金属氧化物或金属碳酸盐等是代表性性的原料。作为软磁性铁氧体的制造方法,干式法、共沉淀法及喷雾热解法是代表性的制造方法。

另外,高比重软磁性填充材料的粒子形状不特别限制,列举球状、粒状、不定形状的形状或针状、棒状、扁平状筒型、中空型等具有形状各向异性的形状。关于优选的高比重软磁性填充材料的粒子形状,为了避免含有的硅酮组合物的粘度上升,形状各向异性小的形状较好,这样的形状各向异性小的高比重软磁性填充材料的纵横比优选为1.0~10.0,更优选为1.0~5.0。

高比重软磁性填充材料可以单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。高比重软磁性填充材料的平均粒径为激光衍射散射式粒度分布测量装置测量的基于体积的累计分数中的50%直径的值(体积平均直径MV)。在此,在高比重软磁性填充材料为扁平状的情况下,优选为0.1~500μm,更优选为10~300μm。另一方面,在高比重软磁性填充材料为大致球状的情况下,优选为0.1~300μm,更优选为10~200μm。在平均粒径小于该范围的情况下,对由高频成分及超高频成分构成的噪声的抑制效果小,在为大于该范围的平均粒径的情况下,通过后述的非液状的增粘抑制防沉淀剂难以显现沉淀抑制。另外,通过对高比重软磁性填充材料的表面进行绝缘性涂覆和硅烷偶联剂处理等表面处理,能够提高向液状硅酮的分散性,或者提高得到的硅酮组合物的电磁波吸收性。

在本说明书中公开的平均粒径通过激光衍射散射法(JISR1629:1997)利用激光衍射散射式粒度分布测量装置进行测量。利用上述测量方法,测量在本发明中使用的“高比重软磁性填充材料”、“中比重导热性填充材料”及“非液状的增粘抑制防沉淀剂”的粉体的平均粒径。

高比重软磁性填充材料的调配量优选相对于液状硅酮100质量份为200~1500质量份,更优选为300~1200质量份,进一步优选为350~1100质量份。若高比重软磁性填充材料的调配量小于上述范围,则可能无法得到足够的磁特性,在大于上述范围的情况下,硅酮组合物固化后的成形性可能变差。

<比重4.0以下的中比重导热性填充材料>

接着,说明比重4.0以下的中比重导热性填充材料。主要为了提高本发明的一实施方式的硅酮组合物的散热性而调配中比重导热性填充材料。

作为比重为4.0以下的中比重导热性填充材料,例如列举铝、氧化铝、氧化镁、石英、氮化硼、氮化铝、碳化硅、氢氧化铝、石墨、碳纤维等。另外,所述中比重导热性填充材料优选比重为3.0以下。作为比重为3.0以下的中比重导热性填充材料,例如列举铝、氢氧化铝、石英、石墨、碳纤维。所述中比重导热性填充材料的比重越低,在硅酮组合物中,所述中比重导热性填充材料越难以沉淀。在本发明中,可以单独使用一种上述中比重导热性填充材料,也可以将两种以上组合使用。

中比重导热性填充材料的平均粒径优选为0.3~200μm。中比重导热性填充材料的“平均粒径”利用根据上述的JISR1629:1997的“平均粒径”测量方法测量。在此,在所述中比重导热性填充材料的平均粒径不足0.3μm的情况下,硅酮组合物的粘度显著提高。因此,由于不能高度填充所述中比重导热性填充材料,所以无法得到具有期望的导热性的硅酮组合物。另一方面,在所述中比重导热性填充材料的平均粒径超过200μm的情况下,即使具有由后述的非液状的增粘抑制防沉淀剂产生的沉淀抑制作用,也可能无法充分地使沉淀速度变慢。可以将两种以上的不同的平均粒径的中比重导热性填充材料组合使用。能够提高向硅酮组合物的填充率。

中比重导热性填充材料的形状优选为球状或近似多面体的球状。通过形成为球状或近似多面体的球状,与其他形状相比,能够减小中比重导热性填充材料的比表面积。通过减小中比重导热性填充材料的比表面积,即使在中比重导热性填充材料整体中存在大粒径的中比重导热性填充材料且其比例增加,硅酮组合物的流动性也难以降低。而且,能够根据情况,将硅酮组合物保持在期望的粘度,并且增加中比重导热性填充材料的调配量来提高导热性。

中比重导热性填充材料的调配量优选在相对于液状硅酮100质量份为200~1500质量份的范围内含有。在中比重导热性填充材料的调配量不足200质量份的情况下,硅酮组合物无法发挥足够的导热性。另一方面,若中比重导热性填充材料的调配量超过1500质量份,则硅酮组合物的粘度变得过高,担心硅酮组合物的涂覆操作变得困难。

<非液状的增粘抑制防沉淀剂>

接着,说明非液状的增粘抑制防沉淀剂。在此使用的增粘抑制防沉淀剂,通过添加增粘抑制防沉淀剂,抑制系统的粘度上升,起到防止高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀,尤其是高比重软磁性填充材料的沉淀的功能。非液状的增粘抑制防沉淀剂与一般的使粘度降低的低粘度液体不同,在调配而成的硅酮组合物中以固体形状或凝胶状等非液状的形态存在。

作为增粘抑制防沉淀剂,例如列举具有吡喃糖环的多糖类及含氮多糖高分子等。而且,作为增粘抑制防沉淀剂的具体例列举结晶纤维素、粉末状纤维素、淀粉、直链淀粉、支链淀粉、糖原、糊精、甲壳质、壳聚糖等。直链淀粉具有多个α-葡萄糖键合(缩聚)的构造,成为直链状。支链淀粉具有多个α-葡萄糖键合(缩聚)的构造,具有分支。糖原具有更多的分支。淀粉具有用支链淀粉包裹直链淀粉的螺旋构造。糊精具有多个α-葡萄糖键合(缩聚)的构造。甲壳质、壳聚糖为具有聚葡萄糖氨构造的直链状。

在本发明一实施方式中,可以单独使用一种上述增粘抑制防沉淀剂,也可以将两种以上组合使用。作为多糖类,纤维素系化合物在耐湿性优异方面也优选。作为在本发明一实施方式中使用的增粘抑制防沉淀剂,优选是用羧甲基纤维素钠涂覆表面的结晶纤维素。

尤其是,结晶纤维素是非液状,但是对于液状硅酮难以引起粘度上升。结晶纤维素能够从纤维素微晶提炼得到,该纤维素微晶是用酸对从纤维状植物作为浆得到的α-纤维素解聚而成的。具有多个纤维素的结晶区域,纤维素的分子链密集且有规律地存在。结晶纤维素除了使用直接干燥形成为粉末状的纤维素之外,还如上述的,使用在用水溶性高分子(多糖类、糖类等)涂覆表面后干燥形成为粉末状的纤维素。尤其,在为用羧甲基纤维素钠(CMC–Na)涂覆表面的结晶纤维素的情况下,成为结晶纤维素的二次凝聚体,体积大,因此液状硅酮中的高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀抑制效果高。

结晶纤维素的结晶度优选为70~90,更优选为80~90。纤维素的结晶度主要受原料浆和制造方法影响,不进行酸处理而仅通过机械处理制造的粉末状纤维素的结晶度低。若结晶度低,则在加热加硫时所需的时间变长,作业性恶化,机械物性也变差。如果结晶度为80以上,则确认对加硫速度的影响不大。

虽然由增粘抑制防沉淀剂产生的防止沉淀的机制尚不清楚,但是上述的多糖类、含氮多糖高分子和上述的物质都具有体积大的构造,并且对于作为相对疏水性的液状硅酮不溶解。因此,上述的多糖类、含氮多糖高分子和上述的物质具有在液状硅酮中漂浮的作用。由此,各增粘抑制防沉淀剂分别存在于高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的下方,由此推测利用各增粘抑制防沉淀剂的浮力来抑制高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀。而且,推测在硅酮组合物中,通过抑制高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀,来保证硅酮组合物的粘度和组成的均匀性,抑制硅酮组合物的粘度。

另外,从抑制高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀的观点出发,增粘抑制防沉淀剂可以是多个结晶纤维素粒子的集合体,可以是具有大致球状、颗粒状、块状、凝聚状中任意形状的集合体。增粘抑制防沉淀剂是上述的形状中任意形状的集合体,由此成为体积更大的低比重的增粘抑制防沉淀剂。因此,推测关于相对于液状硅酮为低比重的各多个结晶纤维素粒子的集合体,利用各多个结晶纤维素粒子的集合体的浮力来抑制位于各多个结晶纤维素粒子的集合体的上方的高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料在液状硅酮中沉淀。

增粘抑制防沉淀剂的平均粒径优选为0.1~500μm,更优选为10~500μm,进一步优选为20~500μm。增粘抑制防沉淀剂的“平均粒径”通过根据上述的JISR1629:1997的“平均粒径”测量方法测量。在增粘抑制防沉淀剂的平均粒径不足0.1μm的情况下,尤其是高比重软磁性填充材料的沉淀抑制变得不充分。另一方面,若增粘抑制防沉淀剂的平均粒径超过500μm,则硅酮组合物的粘度可能增加。

增粘抑制防沉淀剂的休止角优选为34°~57°,更优选位34°~52°,进一步优选为34°~48°。休止角的测量方法根据JISR9301-2-2:1999(ISO902:1976)测量。在增粘抑制防沉淀剂的休止角不足34°的情况下,粉体落下速度快,粉体流动性变得良好,作业性提高,但是具有发生粉体飞舞等的倾向。另一方面,若增粘抑制防沉淀剂的休止角超过57°,则粉体流动性变差,在作业方面不优选。

增粘抑制防沉淀剂的调配量优选相对于100质量份的液状硅酮为1.0~50质量份,更优选为3.0~30质量份,进一步优选为5.0~20质量份。若增粘抑制防沉淀剂的调配量不足2.0质量份,则不能得到防沉淀效果。另一方面,若增粘抑制防沉淀剂的调配量超过50质量份,硅酮组合物中的增粘抑制防沉淀剂的量过剩,具有导热性低的可能性。作为本实施方式的增粘抑制防沉淀剂,除了使用具有吡喃糖环的多糖类和含氮多糖高分子以外,也能够使用微粉末二氧化硅、有机处理粘土、有机处理膨润土等其他粉末状的防沉淀剂。

<其他的添加材料>

具有上述的组成的硅酮组合物能够在不破坏其功能的范围内含有各种添加剂。例如可以适当添加分散剂、阻燃剂、偶联剂、增塑剂、固化延迟剂、抗氧化剂、着色剂、催化剂等。

上述各成分混合,通过良好的搅拌能够得到硅酮组合物。

搅拌得到的硅酮组合物的粘度在23℃下为30Pa·s~700Pa·s。在硅酮组合物的粘度不足30Pa·s的情况下,高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的调配量少,其结果,可能无法得到足够的导热率及电磁波吸收性。另一方面,若硅酮组合物的粘度超过700Pa·s,则硅酮组合物的涂覆操作变得困难。此外,上述粘度如后述的,在粘度计(产品名“BROOKFIELD旋转粘度计DV-E”)使用主轴No.SC4-14的转子,在旋转速度为5rpm及10rpm、测量温度为23℃下进行测量。

〔固化型油脂〕

本发明的一实施方式的固化型油脂使在使用时混合使用的主剂和固化剂进行组合而成,是通过双组分固化型的混合而固化的双组分固化型的固化型油脂。所述主剂是上述的硅酮组合物,液状硅酮是在末端具有乙烯基的有机聚硅氧烷。所述固化剂是上述的硅酮组合物,液状硅酮是在末端或侧链具有两个以上的H-Si基的有机氢聚硅氧烷。

此外,关于固化型油脂使用的主剂及固化剂已经叙述,所以在此省略记载。

【实施例】

接着,基于实施例(比较例)进一步详细地说明本发明一实施方式。

<试样的制作>

试样1-1

作为液状硅酮1,调配作为加成反应型的液状硅酮的乙烯基封端的有机聚硅氧烷(比重1,商品名:KE-1012-A,信越化学工业株式会社制)100质量份、作为高比重软磁性填充材料的软磁性Ni-Zn铁氧体(平均粒径:80μm,比重:5.18)760质量份、作为中比重导热性填充材料的球状氧化铝1(平均粒径:4.5μm,比重:3.94)200质量份及球状氧化铝2(平均粒径:3μm,比重:3.94)100质量份及近似于多面体形状的球状的α-氧化铝单晶粒子(平均粒径:0.5μm,比重:3.94)80质量份及氢氧化铝(平均粒径:1μm,比重:2.4)40质量份、乙烯硅烷偶联剂(比重:1)1质量份、铂催化剂(比重:1)0.3质量份、和作为增粘抑制防沉淀剂1的用羧甲基纤维素钠涂覆表面的结晶纤维素(平均粒径:21μm)6质量份,用行星搅拌机搅拌混合,来调制硅酮组合物1A(主剂)。

试样1-2

除了代替在试样1中使用的液状硅酮1而液状硅酮调配作为加成反应型的液状硅酮的在末端具有两个以上的H-Si基的有机氢聚硅氧烷(比重1,商品名:KE-1012-B,信越化学工业株式会社制)100质量份作为液状硅酮2,并且不调配铂催化剂以外,与试样1-1同样地混合,调制硅酮组合物1B(固化剂)。

如后所述,试样1-1的硅酮组合物1A(主剂)和试样1-2的硅酮组合物1B(固化剂)成为混合并放置约24小时而固化的、双组分固化型的固化型油脂。有时将主剂和固化剂表述为A剂和B剂。

试样2-1

关于试样2-1,除了将作为试样1-1的增粘抑制防沉淀剂1使用的“用羧甲基纤维素钠涂覆表面的结晶纤维素”的调配量从6质量份替换为12质量份以外,与试样1-1同样地混合,调制硅酮组合物2A。

试样2-2

关于试样2-2,除了将作为试样1-2的增粘抑制防沉淀剂1使用的“用羧甲基纤维素钠涂覆表面的结晶纤维素”的调配量从6质量份替换为12质量份以外,与试样1-2同样地混合,调制硅酮组合物2B。

试样2-1的硅酮组合物2A和试样2-2的硅酮组合物2B如后述的,成为混合并放置约24小时而固化的、双组分固化型的固化型油脂。

试样3-1、4-1

关于试样3-1、4-1,代替在试样1-1中使用的增粘抑制防沉淀剂1而作为增粘抑制防沉淀剂2使用气相混合氧化物(SiO2与Al2O3的混合物,商品名:AEROSIL(注册商标)COK84,日本Aerosil株式会社),并分别以表2中记载的调配量(1.7重量份、3.4重量份)调配,与试样1-1同样地混合,调制硅酮组合物3A、4A。

试样3-2、4-2

关于试样3-2、4-2,除了代替在试样1-2中的增粘抑制防沉淀剂1而作为增粘抑制防沉淀剂2使用气相混合氧化物(SiO2与Al2O3的混合物,商品名:AEROSIL(注册商标)COK84,日本Aerosil株式会社),并分别以在表2中记载的调配量(1.7重量份、3.4重量份)调配以外,与试样1-2同样地混合,调制硅酮组合物3B、4B。

试样3-1、4-1的硅酮组合物3A、4A和试样3-2、4-2的硅酮组合物3B、4B如后述的,分别成为混合并放置约24小时而固化的、双组分固化型的固化型油脂。

对照试样1-1、1-2

关于对照试样1-1,除了不添加在试样1-1中使用的增粘抑制防沉淀剂1以外,与试样1-1同样地混合,调制硅酮组合物1A’。另外,关于对照试样1-2,除了不添加在试样1-2中使用的增粘抑制防沉淀剂1以外,与试样1-2同样地混合,调制硅酮组合物1B’。

对照试样1-1的硅酮组合物1A’和对照试样1-2的硅酮组合物1B’如后述地,成为混合并并放置约24小时而固化的、双组分固化型的固化型油脂。

试样5-1、5-2

关于试样5-1,除了代替在试样1-1中的增粘抑制防沉淀剂1而作为增粘抑制防沉淀剂3调配烷基季铵粘土(商品名:GARAMITE-7303,BYK Additives&Instruments制)1重量份以外,与试样1-1同样地混合,调制硅酮组合物5A。

关于试样5-2,除了代替在试样1-2中使用的增粘抑制防沉淀剂1而调配烷基季铵粘土(商品名:GARAMITE-7303,BYK Additives&Instruments制)1重量份以外,与试样1-2同样地混合,调制硅酮组合物5B。

试样6-1、6-2

关于试样6-1,除了代替在试样1-1中使用的增粘抑制防沉淀剂1而作为增粘抑制防沉淀剂4调配细长粒子的纤维素粉末(平均粒径:50μm,休止角:57°)6重量份以外,与试样1-1同样地混合,调制硅酮组合物6A。

关于试样6-2,除了代替在试样1-2中使用的增粘抑制防沉淀剂1而作为增粘抑制防沉淀剂4调配细长粒子的纤维素粉末(平均粒径:50μm,休止角:57°)6重量份以外,与试样1-2同样地混合,调制硅酮组合物6B。

试样7-1、7-2

关于试样7-1,除了代替在试样1中使用的增粘抑制防沉淀剂1而作为增粘抑制防沉淀剂5调配圆形的纤维素粉末(平均粒径:100μm,休止角:34°)6重量份以外,与试样1-1同样地混合,调制硅酮组合物7A。

关于试样7-2,除了代替在试样1-2中使用的增粘抑制防沉淀剂1而作为增粘抑制防沉淀剂5调配圆形的纤维素粉末(平均粒径:100μm,休止角:34°)6重量份以外,与试样1-2同样地混合,调制硅酮组合物7B。

试样8-1、8-2

关于试样8-1,除了代替在试样1-1中使用的增粘抑制防沉淀剂1而作为增粘抑制防沉淀剂6调配淀粉(玉米淀粉)(平均粒径:500μm,休止角:48°)6重量份以外,与试样1-1同样地混合,调制硅酮组合物8A。

关于试样8-2,除了代替在试样1-2中使用的增粘抑制防沉淀剂1而作为增粘抑制防沉淀剂6调配淀粉(玉米淀粉)(平均粒径:500μm,休止角:48°)6重量份以外,与试样1-2同样地混合,调制硅酮组合物8B。

试样9-1、9-2

关于试样9-1,除了代替在试样1-1中使用的增粘抑制防沉淀剂1而作为增粘抑制防沉淀剂7调配壳聚糖(平均粒径:180μm,休止角:52°)6重量份以外,与试样1-1同样地混合,调制硅酮组合物9A。

关于试样9-2,除了代替在试样1-2中使用的增粘抑制防沉淀剂1而作为增粘抑制防沉淀剂7调配壳聚糖(平均粒径:180μm,休止角:52°)6重量份以外,与试样1-2同样地混合,调制硅酮组合物9B。

试样5-1、6-1、7-1、8-1、9-1的硅酮组合物5A、6A、7A、8A、9A和试样5-2、6-2、7-2、8-2、9-2的硅酮组合物5B、6B、7B、8B、9B如后述地,分别成为混合并放置约24小时而固化的、双组分固化型的固化型油脂。

试样10-1

关于试样10-1,除了作为高比重软磁性填充材料1替换为作为Fe-Cr系铁合金的马氏体系不锈钢(12.5%Cr,平均粒径:10μm,比重:7.6)1400质量份,作为中比重导热性填充材料替换为球状氧化铝3(平均粒径:70μm,比重:3.94)200质量份、近似多面体形状的球状的α-氧化铝单晶粒子(平均粒径:0.5μm,比重:3.94)80质量份及氢氧化铝(平均粒径:1μm,比重:2.4)40质量份以外,与对照试样1-1同样地混合,调制硅酮组合物10A(主剂)。

试样10-2

关于试样10-2,除了代替在试样10-1中使用的液状硅酮1而作为液状硅酮2调配作为加成反应型的液状硅酮的在末端具有两个以上的H-Si基的有机氢聚硅氧烷(比重1,商品名:KE-1012-B,信越化学工业株式会社制)100质量份,并不调配铂催化剂以外,与试样10-1同样地混合,调制硅酮组合物10B(固化剂)。

试样10-1的硅酮组合物10A(主剂)和试样10-2的硅酮组合物10B(固化剂)如后述的,成为混合并放置约24小时而固化的、双组分固化型的固化型油脂。

试样11-1

关于试样11-1,除了作为高比重软磁性填充材料1替换为作为Fe-Cr系铁合金的马氏体系不锈钢(12.5%Cr,平均粒径:10μm,比重:7.6)1400质量份,作为中比重导热性填充材料替换为球状氧化铝3(平均粒径:70μm,比重:3.94)200质量份、近似多面体形状的球状的α-氧化铝单晶粒子(平均粒径:0.5μm,比重:3.94)80质量份及氢氧化铝(平均粒径:1μm,比重:2.4)40质量份以外,与试样1-1同样地混合,调制硅酮组合物11A(主剂)。

试样11-2

关于试样11-2,除了代替在试样11-1中使用的液状硅酮1而作为液状硅酮2调配作为加成反应型的液状硅酮的在末端具有两个以上的H-Si基的有机氢聚硅氧烷(比重1,商品名:KE-1012-B,信越化学工业株式会社制)100质量份,且不调配铂催化剂以外,与试样11-1同样地混合,调制硅酮组合物11B(固化剂)。

试样11-1的硅酮组合物11A(主剂)和试样11-2的硅酮组合物11B(固化剂)如后述的,成为混合并放置约24小时而固化的、双组分固化型的固化型油脂。

试样12-1

关于试样12-1,除了作为高比重软磁性填充材料2替换为作为Fe-Si-Cr系铁合金的不锈钢(3.5%Si、4.5%Cr、绝缘图层处理品。平均粒径:11μm,比重:7.2)1020质量份以外,与对照试样1-1同样地混合,调制硅酮组合物12A(主剂)。

试样12-2

关于试样12-2,除了代替在试样12-1中使用的液状硅酮1而作为液状硅酮2调制作为加成反应型的液状硅酮的在末端具有两个以上的H-Si基的有机氢聚硅氧烷(比重1,商品名:KE-1012-B,信越化学工业株式会社制)100质量份,并且不调配铂催化剂以外,与试样12-1同样地混合,调制硅酮组合物12B(固化剂)。

试样12-1的硅酮组合物12A(主剂)和试样12-2的硅酮组合物12B(固化剂)如后述的,成为混合并放置约24小时而固化的、双组分固化型的固化型油脂。

试样13-1

关于试样13-1,除了作为高比重软磁性填充材料2替换为作为Fe-Si-Cr系铁合金的不锈钢(3.5%Si,4.5%Cr,绝缘涂覆处理品。平均粒径:11μm,比重:7.2)1020质量份以外,与试样11-1同样地混合,调制硅酮组合物13A(主剂)。

试样13-2

关于试样13-2,除了代替在试样13-1中使用的液状硅酮1而作为液状硅酮2调制作为加成反应型的液状硅酮的在末端具有两个以上的H-Si基的有机氢聚硅氧烷(比重1,商品名:KE-1012-B,信越化学工业株式会社制)100质量份,且不调配催化剂以外,与试样13-1同样地混合,调制硅酮组合物13B(固化剂)。

试样13-1的硅酮组合物13A(主剂)和试样13-2的硅酮组合物13B(固化剂)如后述的,成为混合并放置约24小时而固化的、双组分固化型的固化型油脂。

<各种测量方法、试验及评价>

粘度的测量

利用粘度计(产品名“BROOKFIELD旋转粘度计DV-E”)使用主轴No.SC4-14的转子,在旋转速度5rpm及10rpm、测量温度23℃下测量粘度(Pa·s)。在表1~3示出其结果。此外,在试样10-1、试样11-1、试样12-1、试样13-1中,仅以旋转速度10rpm测量,在表4中示出其结果。

沉淀试验及其评价:

作为试样1-1~试样13-2的硅酮组合物分别在直径20mm、高度120mm的圆筒状的容器中填充到100mm的高度,在60℃的环境下,以静止状态放置1000小时,目视观察填充材料的沉淀状态。

并且,分为如下所示的5个阶段评价各试样的沉淀状态。在表1~4中示出该结果。

5:完全未分离的状态。

4:虽然未分离,但表面看起来光滑的状态。(表面的液状硅酮的浓度高,导热性填充材料的粒子感少的状态。)

3:虽然未分离,但液状硅酮的薄膜覆盖表面的状态。(在表面没有导热性填充材料的粒子的状态。)

2:分离为若倾斜则液状硅酮流出的程度的状态。(液状硅酮以1mm以上且不足5mm的厚度分离的状态。)

1:液状硅酮以5mm以上的厚度分离的状态。

释油度

关于试样1-1~试样13-2的硅酮组合物,根据JISK2220:2013测量在100℃下放置168小时后的释油度(%)。

导热率

关于作为试样1-1~试样13-2的硅酮组合物,将试样的末尾为“-1”的硅酮组合物设为A剂,另外将试样的末尾为“-2”的硅酮组合物设为B剂,将A剂和B剂混合,在25℃下静置24小时,分别调制试样1~试样13的固化型油脂的混合组合物。然后,将各组合物形成为厚度为20mm的片状制作导热率测量用试验片。关于各试验片,使用京都电子工业株式会社制的快速导热率计QTM-500,通过非恒定细线加热法测量导热率(W/m·K)。其结果也示于表1~4。

电磁波吸收性

关于上述的试样1-1~试样9-2的各硅酮组合物,将试样的末尾为“-1”的硅酮组合物设为A剂,另外将试样的末尾为“-2”的硅酮组合物设为B剂,将A剂和B剂混合,在25℃下静置24小时,分别调制试样1~试样9的固化型油脂的混合组合物。并且,将各组合物形成为外径20mm、内径5mm、厚度8mm的环形制作磁导率测量用试验片。使用阻抗材料分析仪E4991A(Keysight社制)和磁性材料测量电极16454A(Keysight社制),测量该磁导率测量用试验片在频率1MHz~1GHz下的相对磁导率μ’。表1~3中记载有10MHz下的相对磁导率。

另一方面,关于上述的试样10-1~试样13-2的各硅酮组合物,将试样的末尾为“-1”的硅酮组合物设为A剂,另外将试样的末尾为“-2”的硅酮组合物设为B剂,将A剂和B剂混合,在25℃下静置24小时,分别调制试样10~试样13的固化型油脂的混合组合物。并且,将各组合物形成为外径7mm、内径3mm、厚度1mm的环形来制作磁导率测量用试验片。使用矢量网络分析仪E5071A(Keysight社制)和作为磁性材料测量电极的同轴试样架CSH2-APC7(关东电子应用开发制),测量磁导率测量用试验片在频率100MHz~18GHz下的相对磁导率μ’。在表4中记载有10GHz下的相对磁导率。

【表1】

【表2】

【表3】

【表4】

<试验结果的分析>

根据试样3-1~4-2的结果,在使用二氧化硅粉作为非液状的增粘抑制防沉淀剂的情况下,粘度上升,若添加量多则无法测量粘度。刚调制后的硅酮组合物的粘度与对照试样1-1、1-2相比,试样1-1~2-2及6-1~9-2显现了粘度降低效果。试样5-1~5-2稍微显现了粘度增加效果。

关于沉淀抑制效果可知,若考虑对照试样1-1、1-2的沉淀状态的结果,则添加了增粘抑制防沉淀剂的试样1-1~9-2全部具有沉淀抑制效果。

关于导热性能可知,由试样1-1~9-2各自的混合物得到的双组分固化型的固化型油脂,即使添加增粘抑制防沉淀剂,显现与由未添加增粘抑制防沉淀剂的对照试样1-1、1-2的混合物得到的双组分固化型的固化型油脂同等程度的导热率。

关于电磁波吸收性能可知,由试样1-1~3-2、6-1~9-2各自的混合物得到的双组分固化型的固化型油脂,即使添加增粘抑制防沉淀剂,显现与由未添加增粘抑制防沉淀剂的对照试样1-1、1-2的混合物得到的双组分固化型的固化型油脂同等程度的相对磁导率。另外,若对由试样3-1、3-2的混合物得到的双组分固化型的固化型油脂和由试样4-1、4-2的混合物得到的双组分固化型的固化型油脂进行比较,则可知在气相混合氧化物的添加量过多的情况下,相对磁导率降低。另外,由试样5-1、5-2的混合物得到的双组分固化型的固化型油脂与由未添加增粘抑制防沉淀剂的对照试样1-1、1-2的混合物得到的双组分固化型的固化型油脂相比,可知相对磁导率稍微变低。

从试样10-1~13-2的结果可知,作为高比重软磁性填充材料,在使用比重比软磁性Ni-Zn铁氧体大的Fe-Cr系铁合金即马氏体系不锈钢或作为Fe-Si-Cr系铁合金的不锈钢的情况下,整体的粘度变高,所以难以发生分离,因此释油度成为小的值,也未发生明显的填充材料的沉淀。但是可知,通过添加增粘抑制防沉淀剂使用,能够以粘度略有减小且不会上升、释油度变小、难以分离、即使沉淀状态也完全不分离的状态制成没有沉淀的组合物。由此可知,即使作为高比重软磁性填充材料使用比重比软磁性Ni-Zn铁氧体大的铁合金,如果添加增粘抑制防沉淀剂,则能够抑制在硅酮组合物中比重比液状硅酮高的高比重软磁性填充材料及中比重导热性填充材料的沉淀。此外,关于导热率和相对磁导率可知,即使添加增粘抑制防沉淀剂,也不会产生特别大的变化。

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