JPH0245562A - 難燃性シリコーンゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、優れた難燃性と熱伝導性を有するシリコーン
ゴム組成物に関する。

（従来の技術とその問題点） 近年、電気部品あるいは電子部品の小型化に伴ない、こ
れら部品の作動中に発生する熱を効率よく放散させるこ
とによって、その作動温度を下げて動作の安定化をはか
るとともに、部品の熱劣化を防ぐ必要が益々増大してき
ている。

具体例を挙げて説明すれば、パワートランジスターやダ
イオードの如き発熱の大きい部品に金属製の放熱フィン
を取付ける事がしばしば行われるが、それらの組立てに
際し両者間の熱伝達を効率よく行わせるために、電気絶
縁性を有すると同時に熱伝導性の良好なゴムシー１−よ
り成る放熱シートを介在させることが実施されている。

かかる放熱シートは適度の圧力をかけて締付けられるこ
とにより、固体〜固体面間の空気が排除されるので熱伝
達を確実に行わせることが出来る。

前記したように、放熱シートを介在させない場合、電気
部品や電子部品自体の熱伝導性は重要な特性になってく
る。

一方、各種部品は前記した熱伝導性という特性の他に、
難燃性、耐炎性に対する要求性能も厳しくなってきてい
る。現在、この難燃性の評価にはアンダーライター研究
所の規格が採用され、各種部品はこの規格により評価さ
れ、登録されて使用されている。

即チ、ゴムやプラスチックノス材料の難燃性は。

ＵＬ９４によって評価され、難燃性の高い順に９４Ｖ−
０、９４Ｖ−１，９４Ｖ−２，・・・・・・といったラ
ンク付けが行なわれている。電気部品の材料としては、
安全性ノ観点から９４Ｖ−０級の難燃性を実現すること
が開発目標となる。

従来、シリコーンゴムはシリカ粉末等を配合しテ多くの
用途に賞月されているが、難燃性が要求される用途のた
めに、種々の難燃化用添加剤が提案さ九ている。例えば
、この種の難燃化用添加剤として、カーボンブラック、
有機塩化物、酸化マグネシュウム、酸化亜鉛、白金化合
物、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等が知ら
れているが、十分満足しうるちのではない。

特に、シリコーンゴム組成物の熱伝導性を改善するため
に、熱伝導性充填剤を配合した場合、これら難燃化用添
加剤のもとでは十分な難燃化を達成することができない
。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者らは、電気部品などの用途に要求される熱伝導
性と難燃性に優れるシリコーンゴム組成物について鋭意
検討した結果、耐久性に優れるシリコーンゴムの熱伝導
性を改善しようとして窒化アルミニウム等の熱伝導性物
質を配合した場合、逆に著しく難燃性を低下させてしま
うという知見を得た。

この熱伝導性物質の配合により熱伝導性を改善すると、
二律背反的に難燃性を低下させてしまうのは、いったん
シリコーンゴムシートの一部に着火すると、その燃焼熱
がシート内を伝わって近接部の燃焼を助長し、火焔の拡
がりを助けるためと考えられる。従って、熱伝導性物質
を配合したシリコーンゴム組成物の難燃性を向上させる
には、特別な壁燃剤を開発しなければならない。本発明
、は、熱伝導性と難燃性に優れたシリコーンゴム組成物
を提供することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明を概説すれば、本発明は、シリコーンゴム１００
重量部に対して、熱伝導性無機粉末の３００〜６７０重
量部、水酸化アルミニウム粉末の３０〜１５０重量部、
白金化合物の白金に換算して０．００１〜０．０１重量
部、四三酸化鉄粉末の３〜５０重量部、を配合して成る
ことを特徴とする難燃性シリコーンゴム組成物に関する
ものである。

以下、本発明の構成について詳しく説明する。

本発明で用いるシリコーンゴムは、一般にパーオキサイ
ド加硫され得るものが、何等の制限なく使用出来る。工
業的見地から言って、０．３〜２モル％のメチルビニル
シロキサン単位を共重合したポリジメチルシロキサン（
メチル基の０〜１０モル％をフェニル基に置換したもの
を含む。）が好適に使用される。

本発明で用いる熱伝導性無機粉末は、例えば窒化アルミ
ニウム、窒化はう素、シリコンカーバイトが挙げられ、
これらは高度の熱伝導性と電気絶縁性を有することは公
知の通りである。

前記熱伝導性無機粉末をシリコーンゴムに配合し、例え
ば放熱シー１へを製造する場合、シリコーンゴムの熱伝
導性はこれら粉末に比して著しく小さいので、これら粉
末を出来る限り多量に充填することが望ましい。しかし
ながら、余りに多量の前記粉末をゴム中に充填すると、
粉末粒子の間隙にゴム成分が充填することができずに気
泡が混在するに至り、却って熱伝導度が低下するのみな
らず、製品の物性値も低下する。従って、粉体の粒度や
粒度分布によって最高の熱伝導性が実現される配合組成
は異るが、概ねシリコーンゴム１００重量部に対して３
００〜６７０重量部、好ましくは５００〜６７０部の粉
末を充填するのが好適である。

前記粉末の粒径は、これら粉末をシリコーンゴムにロー
ルあるいはニーダ−で混合し、シート出しした後、プレ
ス加硫を行うというシリコーンゴム加工の実態に即して
考えれば、０．５〜１００μｓの範囲のものが好適であ
るが、これらの粉末の製法や性状は、本発明の態様と関
係が無いので、通常の微粉末であれば、実質上制限無く
使用出来る。

前記のようにして調合されたシリコーンゴム組成物は、
前記したようにその優れた熱伝導性のためと考えられる
が著しい燃焼性を示し、電機部品等として使用するには
危険性が大きく、難燃化することが必要である。

本発明は、次の態様で難燃化を行なうものである。

水酸化アルミニウム粉末は、構造水の脱水およびその蒸
発による消炎効果が大きく、ゴムやプラスチックスの難
燃性剤として賞月されている。検討の結果、本発明のシ
リコーンゴム組成物において、　水酸アルミニウム粉末
をシリコーンゴム１００重量部に対しく以下、同じ。）
３０部以上の割合で添加したときに大きな効果が得られ
ることを確かめた。

水酸化アルミニウム粉末の添加量の上限は、次の観点か
ら決められる。即ち難燃性のためには、過剰量を配合す
ればよいが、過剰量の添加は、組成物の電気絶縁性（体
積抵抗率）を低下させるので好ましくない。体積抵抗率
の低下の限界は、組成物の用途によって異るが、概ね水
酸化アルミニウム粉末を１５０部以下、好ましくは３０
〜１００部を添加するが好適である。

白金化合物としては、塩化白金酸や有機白金錯体の有機
溶媒溶液を用いれば微量でかつ高度の効果を発揮させる
ことが出来る。加工の便宜上、白金化合物を無機粉体に
予じめ分散させたマスターバッチの形で使用するのが好
ましい。例えば、二酸化チタン粉末に担持されたものが
賞月されているが、同様に僅かながら多孔性を持つ窒化
アルミニウム微粉末に白金化合物を分散担持させても有
効に作用する。

白金化合物の添加量は、白金に換算してシリコーンゴム
１００重量部に対し０．００１ないし０．０１重量部で
ある。白金化合物は加硫剤としてのパーオキサイドを分
解する作用を持ち、かつ極めて高価であるため、その添
加量は出来る限り少いことが望まれる。本発明のシリコ
ーンゴム組成物においては、後述の四三酸化鉄粉末と組
合せて使用することにより、白金の使用量を少くしてお
り、この点は本発明の工業的価値を大にしている。

本発明の最大の特徴は、前記水酸化アルミニウムおよび
白金化合物に加えて、四三酸化鉄粉末を３〜５０重量部
、好ましくは１０ないし３０重量部配合することにある
。特に２０重量部以上の添加によりＵＬ９４の難燃性試
験において確実に９４Ｖ　−０の規格をクリヤーするこ
とが確かめられた。四三酸化鉄の過剰量の添加は熱伝導
性の低下をもたらすため好ましくない。

四三酸化鉄としては、黒色の無機顔料として市販されて
いる一般のもの、例えば戸田工業（株）製、ＫＮ３２０
等が用いられる。白金化合物に比較すれば遥かに安価な
材料である。

後述する比較例で実証されるように、多くの鉄酸化物の
中で優れた難燃化効果を発現するのは四三酸化鉄粉末の
みであり、その理由は現在のところ全く不明である。

本発明のシリコーンゴム組成物の混線、加硫および成形
法については、一般のシリコーンゴムの加工に用いられ
る方法が何等の制限なく使用出来る。例えば、ロール、
ニーダ−あるいはバンバリーミキサ−等を用いてシリコ
ーンゴムと、熱伝導性無機粉体とを均一に混合し、次い
で所定の添加剤を混合し、最後に冷却しながらパーオキ
サイドを混合する。

シート出し後、金型にセットして加硫する方法や、金型
に注入して加硫する方法等の実施においで、何等の制限
が無いことは本発明の態様から考えて自明である。

（実　施　例） 以下、実施例にて本発明を更に具体的に説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。

なお、実施例および比較例において難燃性の測定は、ア
ンダーライター研究所の規格ＵＬ９４の垂直燃焼性に準
じて行った。その判定の主要点は、９４Ｖ−０に対して
は５本の試料に各２回接炎し、炎除去後の消炎時間が全
て１０秒以下、かつそれ等の合計が５０秒以下であるこ
とが要求されており、９４Ｖ−１に対しては消炎時間が
全て３０秒以下、　かつ１０回の接炎後のそれらの総合
計が２５０秒以下が要求されている。

また、−膜物性の測定は次の様に行った。硬度はＪＩＳ
　６３０１のスプリング式硬度計により、熱抵抗は過渡
熱抵抗測定装置（桑野電機ＴＨ−１５６型）により、引
張強度はＪＩＳ　Ｋ７１１３に準じて測定した。

実施例１ ０．４モル％のビニル基を含有するポリジメチルシロキ
サン１００重量部に、−次粒子径０．６−の窒化アルミ
ニウム粉末（徳山曹達（株）製、Ｇグレード）２７０重
量部と一次粒子径５．９μｍの同粉末３５０重量部とを
ロール上で順次添加し、均一に混練した。ついで−次粒
子径０．６柳の窒化アルミニウム粉末１０重量部に担持
された塩化白金酸０．００６３重量部〔白金として０．
００３重量部〕、水酸化アルミニウム粉末７０重量部の
四三酸化鉄２５重量部を添加混練した。

最後に、ロールを冷却しながらビス（２，４−ジグロロ
ベンゾイル）パーオキサイドを練り込み、混合物をオい
シートして取出した。

このシートを裁断し、必要枚数を金型に入れ１４０℃、
５０ｋｇ／Ｊの下に加硫し厚さ０．５ｍｍの加硫シート
を得た。

得られたシートの熱抵抗は０．４６℃／Ｗであり、同様
にして得たアルミナ微粉末充填シリコンゴムシートの熱
抵抗２．１〜２．３°Ｃ／Ｗに比し遥かに優れた熱伝導
性を示した。また、難燃性を試験した結果、９４Ｖ−０
の規格を十分にクリアーした。

実施例２〜９ 下記、第１表に示す組成に基づいて実施例１と同様にし
てシリコーンゴム組成物を調製し、物性評価を行なった
。

結果を第１表にあわせて示す。

比較例１〜７ 下記、第１表に示す組成に基づいて実施例１と同様にし
て比較用のシリコーンゴム組成物を調製し、物性評価を
行なった。

結果を第１表にあわせて示す。第１表より、比較例のも
のは、いずれも９４Ｖ−０の規格を満足しなかった。特
に、水酸化アルミニウムを多量に添加した比較例４の試
料の体積抵抗率は１．２　Ｘ　１０”Ω・■を示し、実
施例の試料がいずれも１０１３〜１０１″Ω・印である
の比して低い値であった。

また、熱伝導性無機粉末の充填が少い比較例７の試料は
ｍ燃性が劣るのみならず、ｏ、７２°Ｃ／Ｗの大きい熱
抵抗を示した。

とｘト盆白） 〔発明の効果〕 本発明のシリコーンゴム組成物は、電気絶縁性、熱伝導
性が良好であるのみならず難燃性にも秀れるものである
。従って、本発明のシリコーンゴム組成物は極めて安全
性の高い電子部材、電気部材などとして極めて有用なも
のである。

特許出願人　　徳山曹達株式会社 同　　　　コーシン株式会社 代理人　弁理士　水　野　喜　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリコーンゴム１００重量部に対して、熱伝導性無機粉
   末の３００〜６７０重量部、水酸化アルミニウム粉末の
   ３０〜１５０重量部、白金化合物の白金に換算して０．
   ００１〜０．０１重量部、四三酸化鉄粉末の３〜５０重
   量部、を配合して成ることを特徴とする難燃性シリコー
   ンゴム組成物。