粘附導熱矽氧烷組合物的方法和底漆及粘合複合體的製法的製作方法

2023-06-13 09:05:31 3

專利名稱：粘附導熱矽氧烷組合物的方法和底漆及粘合複合體的製法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於在貴金屬比如金的表面上粘附導熱矽氧烷組合 物的方法、用於這個目的的底漆以及用於製備導熱矽氧垸組合物的粘合復 合體的方法。
背景技術：
以前，最通常使用這樣的方法用作將矽樹脂粘合到基底的方法加入 使有機矽樹脂具有粘附性的材料的方法，或首先將含有矽氧垸或矽烷偶聯 劑的底漆塗敷到基底表面，然後塗敷有機矽樹脂並使其固化的方法。作為 使用底漆的技術的實例，已經公開了一種將含有烷氧基矽烷和鉑類化合物 的底漆組合物塗敷到基底表面上、允許進行乾燥以及將矽橡膠粘附到這種 表面上的技術(參見，例如日本審查專利申請公布H03-12114、日本未審查 專利申請公布H09-208923)。
然而，使用上述技術的問題在於在將矽氧烷組合物粘附到貴金屬比 如金的表面上時碰到困難。包含在矽氧垸組合物中的組分或在底漆中的反 應基通常與在基底表面上的取代基反應，通過化學鍵產生粘附力。然而， 在貴金屬比如金的表面上的取代基非常稀少，並且所述行為被認為是不容 易發生的。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種能夠將導熱矽氧烷組合物粘附到貴金 屬比如金的表面的方法、 一種能夠用於粘附導熱矽氧烷組合物的底漆以及 一種用於製備導熱矽氧烷組合物的粘合複合體的方法。
作為本發明人進行的深入研究的結果，本發明人發現當在底漆中存在烷氧基矽烷時，導熱矽氧烷組合物對貴金屬比如金的表面的粘附性降 低。即，為了實現上述目的，本發明描述了一種用於將導熱矽氧烷組合物 粘附到塗布表面上的方法，其中，將含有鉑類化合物和溶劑但不含烷氧基 矽垸的底漆塗敷到金屬或含有至少一種金屬的合金的表面上並且乾燥，隨 後將導熱矽氧垸組合物粘附到塗布的表面上，所述金屬選自金、銀和鉑系 元素。
優選地，導熱矽氧烷組合物包含
(A)在分子中含至少兩個烯基並且在25°C的粘度為10 mm2/s至 100,000 mm2/s的有機聚矽氧烷，以及
(B)由下面的通式(l)表示的有機含氫聚矽氧垸(organohydrogen
根據本發明的第二方面，提供一種用於粘附導熱矽氧垸組合物的底 漆，所述底漆包含選自鉑自由粒子、負載鉑的粒子、氯鉑酸、鉑複合物和 鉑配位化合物中的至少一種材料但是不包含垸氧基矽烷，所述底漆用於將 導熱矽氧垸組合物粘附在金屬或含有至少一種金屬的合金的表面上，所述 金屬選自金、銀和鉑系元素。
根據本發明的第三方面，提供一種用於製備導熱矽氧垸組合物的粘合 複合體的方法，其中，將含有鉑類化合物和溶劑但不含垸氧基矽垸的底漆 塗敷在金屬或含有至少一種金屬的合金的表面上並且乾燥，隨後將導熱矽 氧烷組合物粘附到塗布的表面上，所述金屬選自金、銀和鉑系元素。
根據本發明，提供一種用於製備導熱矽氧烷組合物的粘合複合體的方 法，其中，將含有鉑類化合物和溶劑但不含垸氧基矽垸的底漆塗敷在金屬 或含有至少一種金屬的合金的表面上並且乾燥，隨後所述導熱矽氧烷組合 物粘附到所述塗布表面上，所述金屬選自金、銀和鉑系元素。
根據本發明，可以將導熱矽氧烷組合物粘附到貴金屬比如金等的表面上。


圖1示出了測試樣製備和粘附力測量方法的示意圖。
具體實施例方式
下面解釋本發明的實施方案。
在本發明中，導熱矽氧垸組合物粘附的目標物(被粘物)是金屬或至少 一種金屬的合金的表面，所述的金屬選自金、銀和鉑系元素。鉑系元素包 括六種元素釕、銠、鈀、鋨、銥和鉑。上述的八種元素也被稱作貴金屬。 此外，所述合金是含有選自上述八種元素中的至少一種金屬的合金。在貴 金屬表面上的取代基非常稀少，因此難以形成與底漆中的活性基團的化學 鍵，從而通常降低了對導熱矽氧垸組合物的粘附力。此處，使用電鍍、沉 積等在其上已經形成有上述金屬或合金的層的基底表面也被認為是被粘 物。

用於本發明中的底漆包含鉑類化合物和溶劑，但不包含烷氧基矽烷。 [鉑類化合物]
作為鉑類化合物，可以提及選自鉑自由粒子、負載鉑的粒子、氯鉑酸、 鉑複合物和鉑配位化合物中的至少一種材料。作為負載鉑的粒子，可以使 用負載在二氧化矽、鋁、碳黑等上的鉑。作為鉑複合物，可以作為實例列 舉的有鉑-烯烴複合物、鈾-醇複合物、鉑-乙烯基矽氧烷複合物、鉑-膦複合 物、鉬-亞磷酸鹽複合物等。
根據包含在底漆溶劑中的鉑類化合物中的鉑計算，在底漆中的鉑類化
合物的比例優選為0.01重量％至2.0重量％。當鉑類化合物濃度低於0.01 重量％時，粘附力可能沒有得到提高。當該濃度超過2.0重量％時，該作 用達到其最大值並且趨向於變得不經濟。 [溶劑]
為了使底漆容易使用，將鉑類化合物在溶劑中稀釋。作為溶劑，為了 縮短用於底漆的乾燥(空氣乾燥)時間，優選具有較良好揮發性的溶劑。例如，可以列舉的有有機溶劑，比如甲苯、異丙醇等，但是所述溶劑並不 限於這些實例。
用於本發明中的底漆的特徵在於不包含烷氧基矽垸。本發明人進行的 深入研究的結果顯示，當底漆中存在烷氧基矽垸時，導熱矽氧烷組合物在 貴金屬表面上的粘附性降低。
烷氧基矽垸是包含烷氧基甲矽烷基的化合物，尤其是含有三垸氧基甲 矽烷基的化合物。作為含有三垸氧基甲矽垸基的化合物，可以提及的有
在日本未審查專利申請公布H09-208923中描述的烯基三垸氧基矽垸(例 如，烯丙基三甲氧基矽烷)。此外，作為含有三垸氧基甲矽烷基的化合物， 可以提及的有在日本審査專利申請公布H03-12114中描述的矽烷化合物 [同一公布的專利權利要求書中的通式(2)表示的化合物，例如，y-甲基丙烯 醯氧基丙基三甲氧基矽烷]。
可以應用本發明的導熱矽氧烷組合物是熱固類型。由於含有(A)在分 子中含至少兩個烯基並且在25°C的粘度為10 mm2/s至100,000 mm2/s的 有機聚矽氧垸以及(B)由下面的通式(1)表示的有機含氫聚矽氧烷的組合物 進一步提高了對貴金屬表面的粘附性，因此優選使用該組合物作為所述導 熱矽氧烷組合物。formula see original document page 6
通過加入組分(A)和(B)以及必要時，通過加入選自鉑和鉑化合物中的 催化劑，組分(A)和(B)在熱固化時進行加成反應。組分(A)和(B)的熱固化 材料包含在矽氧烷鏈或矽氧垸端基中含有烯基的鏈段以及含Si-H基團的 鏈段的混合物。必要時，上述導熱矽氧烷組合物還可以包含作為粘合劑組 分的含有環氧基或烷氧基的組分。
此處，上述的組分(A)和(B)與在日本專利3,580,366中描述的組分(A)formula see original document page 6和(B)是相同的。而且，可以將其中添加有在同一專利中描述的組分(C)至 (F)的組合物用作導熱矽氧垸組合物。各個組分混合的比例可以與在同一專 利中描述的比例相同。此外，可以將在同一專利中描述的組分(E)用作上述 選自鉑和鉑化合物的催化劑。
而且，為了控制上述導熱矽氧烷組合物的反應，還可以加入選自乙炔 化合物、各種氮化合物、有機磷化合物、肟化合物和有機氯化合物中的控 製劑。而且，上述導熱矽氧烷組合物還可以包含作為增稠劑的填料。作為 填料，可以使用使矽氧垸增稠的任何填料，而且可以提及的有例如，金 屬粉末、陶瓷粉末、金屬氧化物粉末、碳等。

作為用於將上述底漆塗敷至被粘物的方法，可以提及的有浸漬、濾 網塗敷、噴射塗敷等，但是濾網塗敷和噴射塗敷簡單而且經濟。作為塗敷 的次數， 一次塗敷是容許的，但是需要時可以將塗敷重複至少兩次。對於 底漆塗敷之後的乾燥，在室溫進行空氣乾燥約l小時是足夠的，但是還可 以使用乾燥器等，以加速在底漆中的溶劑的揮發。
通過將上述導熱矽氧烷組合物放置在底漆塗敷並乾燥之後的被塗敷 表面上並且將該組合物加熱固化，可以將導熱矽氧烷組合物粘合到被粘物 上。用於導熱矽氧垸組合物的加熱方法並沒有特別的限制，但是優選使用
烘箱。加熱溫度為約100。C至180°C，而優選加熱時間為幾分鐘到幾小時， 但是不限於這些範圍。
本發明用於製備導熱矽氧烷組合物的粘合複合體的方法包括將底漆 塗敷在上述被粘物上，隨後粘附上述導熱矽氧垸組合物，以製備含有被粘 物和導熱矽氧烷組合物的複合材料。

下面，通過引用實施例描述本發明，但是本發明並不限於這些實施例。 此外，在實施例中的術語"份"和"％"表示重量份和重量％，除非另外清楚地 指出。

被粘物1:將金沉積在10mm見方矽晶片的一側上，以得到具有金表面的被粘物。
被粘物2:不將金沉積在10mm見方矽晶片的一側上，得到沒有金表
面的被粘物。
底漆A:將鉑-乙烯基矽氧垸複合物溶解在甲苯(溶劑)中，以製備0.5%
的溶液。
底漆B:將烯丙基三甲氧基矽垸溶解在甲苯(溶劑)中，以製備10%的溶液。
底漆C:分別將鉑-乙烯基矽氧垸複合物和烯丙基三甲氧基矽烷溶解在
甲苯(溶劑)中，以製備0.5%和10%的溶液。

作為組分(A)，加入100g的兩個末端用二甲基乙烯基甲矽垸基封端並 且在25。C的粘度為600mmVs的聚二甲基矽氧垸。而且，加入800 g的平 均粒度為4.9 pm的鋁粉、200 g的平均粒度為1.0 |am的鋅粉和6 g的作為 偶聯劑的C,oH^Si(OCH3)3，並且使用5升的行星式混合器，將該混合物在 70°C加熱且攪拌1小時。冷卻之後，向該混合物中加入0.45 g的50%的 l-乙炔基-l-環己醇的甲苯溶液。此夕卜，在攪拌下，加入0.2g的0.5%的鉑 -乙烯基矽氧烷複合物的甲苯溶液。接著，在攪拌下，加入11.7g作為組分 (B)的由式(2)表示的含Si-H基團的有機聚矽氧垸，以獲得導熱矽氧烷組合 物。
formula see original document page 8

如圖1所示，製備在鐵表面上具有鎳塗層的鎳薄片(14) (Test Piece Corp. 製造)的25mmxl00mm試樣，並且將導熱矽氧垸組合物(12)夾在鎳薄片 (14)和被粘物(IO)之間。將層疊的材料(IO、 12、 14)在125°C的烘箱中放 置90分鐘，以使導熱矽氧烷組合物(12)加熱固化，製備出測試樣。而且，將該測試樣在125。C老化200小時，之後，使用探針(20)從被粘物(IO)側 添加負荷，測量該測試樣的斷裂負荷，該測量值被報導為粘附力。粘附力 測量使用Rhesca Company Ltd製造的Bonding Tester PTR-1000進行，並且 使用利用三次測量計算的平均值。 實施例1
使用浸漬有底漆A的濾網塗抹被粘物1的金沉積表面1次，以塗敷 底漆A的塗層，並且將該塗層在室溫下進行空氣乾燥1小時。根據上述方 法製備這種塗布表面的測試樣，並且測量粘附力。該粘附力為55N。
比較例1
除了採用被粘物2代替被粘物1之外，'以實施例1中描述的方式制 備測試樣，並且測試粘附力。該粘附力為31N。 比較例2
除了採用被粘物2代替被粘物1並且在被粘物2上沒有塗敷底漆A 之外，以實施例1中描述的方式製備測試樣。測試粘附力，並且該粘附力 為28N。
比較例3
除了在被粘物1的金沉積表面上不塗敷底漆A，並且改為採用浸漬有 底漆A的濾網在上述鎳薄片的表面上塗抹一次以塗敷塗層之外，以實施例 1中描述的方式製備測試樣。將塗布的表面在室溫下空氣乾燥1小時，並 且測量粘附力，該粘附力為24N。
比較例4
除了採用底漆B代替底漆A之外，以實施例1中描述的方式製備測 試樣，並且測試粘附力。該粘附力為28N。 比較例5
除了採用底漆C代替底漆A之外，以實施例1中描述的方式製備測 試樣，並且測試粘附力。該粘附力為44N。
如上述闡明的那樣，當如在實施例1中的情況那樣，使用含有鉑-乙烯 基矽氧烷複合物和溶劑但不含烷氧基矽烷的底漆時，導熱矽氧烷組合物對 金表面的粘附力得到提高。
相反，當如在比較例1的情況那樣，將含鉑-乙烯基矽氧烷複合物並且不含烷氧基矽垸的底漆塗敷到矽表面上時，導熱矽氧烷組合物的粘附力沒 有得到提高。
當如在比較例2的情況那樣，沒有將底漆塗敷到矽表面上時，導熱矽 氧烷組合物的粘附力沒有得到提高。
當如在比較例3的情況那樣，不將底漆塗敷到金表面上時，導熱矽氧 烷組合物的粘附力沒有得到提高。
當如在比較例4的情況那樣，將不含鉑-乙烯基矽氧烷複合物而是含烷
氧基矽烷(烯丙基三甲氧基矽垸)的底漆塗敷到金表面上時，導熱矽氧垸組 合物的粘附力沒有得到提高。
當如在比較例5的情況那樣，將同時含鉑-乙烯基矽氧烷複合物和垸氧 基矽垸(烯丙基三甲氧基矽烷)的底漆塗敷到金表面上時，導熱矽氧垸組合 物的粘附力差於實施例1的粘附力。
權利要求
1. 一種用於將導熱矽氧烷組合物粘附到塗布表面上的方法，其中，將含有鉑類化合物和溶劑但不含烷氧基矽烷的底漆塗敷到金屬或含有至少一種金屬的合金的表面上並且乾燥，隨後將所述導熱矽氧烷組合物粘附到所述塗布表面上，所述金屬選自金、銀和鉑系元素。
2. 如權利要求l所述的方法，其中所述導熱矽氧烷組合物包含(A) 在分子中含至少兩個烯基並且在25°C的粘度為10 mm2/s至 100，000mm"s的有機聚矽氧烷，以及(B) 由下面的通式(l)表示的有機含氫聚矽氧垸A1Jm K[在式中，R1表示具有1至6個碳原子的烷基，而n和m表示滿足n/(n + m)S0.3的正數。]
3. —種用於粘附導熱矽氧垸組合物的底漆，所述底漆包含選自鉑自 由粒子、負載鉑的粒子、氯鉑酸、鉑複合物和鉑配位化合物中的至少一種 材料但是不包含垸氧基矽烷，所述底漆用於將導熱矽氧烷組合物粘附在金 屬或含有至少一種金屬的合金的表面上，所述金屬選自金、銀和鉑系元素。
4. 一種用於製備導熱矽氧烷組合物的粘合複合體的方法，其中，將 含有鉑類化合物和溶劑但不含垸氧基矽烷的底漆塗敷在金屬或含有至少 一種金屬的合金的表面上並且乾燥，隨後所述導熱矽氧垸組合物粘附到所 述塗布表面上，所述金屬選自金、銀和鉑系元素。RISIR HISIR-Q 1全文摘要
一種用於將導熱矽氧烷組合物粘附到塗布表面上的方法，其中，將含有鉑類化合物和溶劑但不含烷氧基矽烷的底漆塗敷到金屬或含有至少一種金屬的合金的表面上並且乾燥，隨後將所述導熱矽氧烷組合物粘附到所述塗布表面上，所述金屬選自金、銀和鉑系元素。
文檔編號B05D7/14GK101418124SQ20071018141
公開日2009年4月29日 申請日期2007年10月25日 優先權日2006年10月27日
發明者三好敬, 山田邦弘, 遠藤晃洋 申請人:信越化學工業株式會社