COMPONENT OF ELECTRIC DEVICES

Abstract: 1. Organopolysiloxane elastomer as a heat-conductive and electrically insulating component of electrical devices, characterised in that it contains from 20 to 150% by weight, calculated on the total weight of the other components of the elastomer, of silicon carbide which, before cross-linking, has organosilyl groups on its surface.

Description: Bestandteil von elektrischen Vorrichtungen Organopolysiloxanelastomer mit einem Gehalt an wärmeleitender Metallverbindung als wärmeleitender und elektrisch isolierender Bestandteil von elektriscien Vorrichtungen ist bekannt. Hierzu wird verwiesen auf z. B. DE-OS 26 41 894, offengelegt 24.3.1977, N.V. Philips' Gioeiiampenfabrieken. Weiterhin ist bekannt,- dass Organopolysiloxanelastomer, das z. B. Siliciumcarbid enthält, das zumindest vor der Vernetzung vom Organopolysiloxan zum Elastomer z. B. SiC-gebundene Vinylgruppen aufweist, weil es z. B. mit einem Vinylsilan vorbehandelt wurde, verbesserte Griffigkeit aufweist. Hierzu wird-verwiesen auf DE-OS 2 457 446, offen gelegt 10. Juni 1976, Metzeler Kautschuk AG. Gegenstand der Erfindung ist Organopolysiloxanelastomer als wärmeleitender und elektrisch isolierender Bestandteil von elektrischen Vorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass es Siliciumcarbid, das auf seiner Oberfläche Organosilylgruppen aufweist, enthält. Es wurde nämlich gefunden, dass Siliciumcarbid, das auf seiner Oberfläche Organosilylgruppen aufweist, Organopolysiloxanelastomeren eine bessere Wärmeleitfähigkeit verleiht als unbehandeltes Siliciumcarbid. Siliciumcarbid, das auf seiner Oberfläche Organosilylgruppen aufweist, kann durch Behandlung von Siliciumcarbid mit Organosili ciumverbindungen hergestellt werden. Das bei dieser Behandlung eingesetzte Siliciumcarbid hat vorzugsweise eine Teilchengrösse von 0,001 bis 1 mm. Soll die Mischung aus zum Elastomeren vernetzendem Organopolysiloxan und Siliciumcarbid, das auf seiner Oberfläche Organosilylgruppen aufweist, vor der Vernetzung zum Elastomer fliessfähig sein, so hat das für die Behandlung eingesetzte Siliciumcarbid vorzugsweise eine Teilchengrösse von 0,001 bis 0,5 mm. Für die Behandlung vcs Siliciumcarbid mit Organosiliciumverbin dung, um Siliciumcarbid, das auf seiner Oberfläche Organosilylgruppen aufweist, herzustellen,können beliebige Organosiliciumverbindungen eingesetzt werden, mit denen auch bisher anorganische feste Stoffe mit einer Teilchengrösse von höchstens 1 mm behandelt werden konnten. Bevorzugt sind Silane bzw. Silazane, die mindestens eine SiC-gebundene Vinylgruppe je Si-Atom aufweisen, so dass das Siliciumcarbid zumindest vor der Versetzung vom Organopolysiloxan zum Elastomer Si-gebundene Vinylgruppen aufweist. Einzelne Beispiele für derartige Organosiliciumverbindungen sind Vinyltriethoxysilan, Vinyltris-(methoxyethylenoxy)-silan, Vinyltriacetoxysilan, Tetramethyldivinyldisilazan, Vinyldimethylchlorsilan, Vinylmethyldichlorsilan und Vinyltrichlorsilan. Weitere Beispiele für Organosiliciumverbindungen, mit denen Siliciumcarbid behandelt werden kann, um Siliciumcarbid, das auf seiner Oberfläche Organosilylgruppen aufweist, zu erzeugen, sind Trimethylethoxysilan und Hexamethyldisilazan. Die Behandlung vom Siliciumcarbid mit Organosiliciumverbindung kann vor dem Vermischen mit zum Elastomer zu vernetzendem Organopolysiloxan oder im zum Elastomer zu vernetzendem Organopolysiloxan jeweils ohne oder mit Mitverwendung von Wasser erfolgen. Die Menge vom Siliciumcarbid, das auf seiner Oberfläche Organosilylgruppen aufweist, beträgt vorzugsweise 10 bis 200 Gewichtsprozent, insbesondere 20 bis 150 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der übrigen Bestandteile des Elastomeren. Diese übrigen Bestandteile des Elastomeren können ausser dem selbstverständlich stets vorliegenden Organopolysiloxan z. B. Fü11- stoffe bzw. Pigmente, wie Quarzmehl, Eisenoxid oder pyrogen erzeugtes Siliciumdioxyd, sein. Die anderen Bestandteile der erfindungsgemässen Elastomeren bzw. der zu ihrer Herstellung verwendeten Massen als Siliciumcarbid, das auf seiner Oberfläche Organosilylgruppen aufweist, können die gleichen sein wie die Bestandteile der bisher bekannten Organopolysiloxanelastomeren bzw. der zu ihrer Herstellung verwendeten Massen. Deshalb wird hier auf eine eingehende Aufzählung verzichtet. Die Vernetzung der zum Elastomer vernetzbaren Massen auf Grundlage von Organopolysiloxan und Siliciumcarbid, das auf seiner Oberfläche Organosilylgruppe aufweist, kann auf beliebige Weise, z. B. durch Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff an SiC-gebundene Vinylgruppen, organische peroxydische Verbindungen, wie Dicumylperoxyd, Hochenergiestrahlen oder Kondensation, erfolgt sein. Bei den elektrischen Vorrichtungen in denen erfindungsgemässes Organopolysiloxanelastomer als wärmeleitender und elektrisch isolierender Bestandteil vorliegt, kann es sich z. B. um Akkumulatoren, elektrische Heizelement Lasthebemagnete oder elektromagne tische Bremsen handeln, worin das Elastomer vor der Vernetzung jeweils als Vorgussmasse vorliegt, oder um Transistoren handeln, bei denen solches Elastomer eine wärmeleitende und elektrisch isolierende Unterlage bildet. Die folgenden Beispiele beweisen, dass Siliciumcarbid, das auf seiner Oberfläche Organosilylgruppen aufweist, Organopolysiloxanelastomeren eine bessere Wärmeleitfähigkeit verleiht als unbehandeltes Siliciumcarbid und damit Organopolysiloxanelastomer, das solches behandeltes Siliciumcarbid enthält, als wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Bestandteil von elektrischen Vorrichtungen geeignet macht. Alle Angaben von Teilen und Prozentsätzen beziehen sich jeweils auf das Gewicht. Beispiel 1 44 Teile eines Vinyldimethylsiloxaneinheiten als endständige Einheiten aufweisenden Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 0 1000mPa.s bei 23 C werden mit 53 Teilen Quarzmehl, 2 Teilen Ei- senoxid, 0,1 Teilen eines von nachweisbarem anorganischen Halogen freien, aus H2PtC16-6H2O und Tetramethyldivinyldisiloxan hergestellten, als Katalysator für die Anlagerung von Si-gebundenem Wasserstoff an aliphatische Mehrfachbindung bekannten Katalysators und 30 Teilen Siliciumcarbid mit einer Teilchengrösse von 0,1 bis 0,2 mm, das auf seiner Oberfläche SiC-gebundene Vinylgruppen aufweist, vermischt. 9 Teile der so erhaltenen Mischung werden mit 1 Teil eines Mischpolymerisates aus Dimethylsiloxan-, Methylhydrogensiloxan- und Trimethylsiloxaneinheiten mit einer Viskosität von 730 mPa.s bei 23 OC und 0,12 Gewichtsprozent Si-gebundenem Wasserstoff vermischt. Die so erhaltene Masse wird bei Raumtemperatur zum Elastomeren vernetzen gelassen. Nach 3 Tagen beträgt die Wärmeleitfähigkeit des so erhaltenen Organopolysiloxanelastomeren 0,74 W/mK. Das in diesem Beispiel verwendete Siliciumcarbid, das auf seiner Oberfläche SiC-gebundene Vinylgruppen aufweist, wurde durch Vermischen von 100 Teilen des eine Teilchengrösse von 0,1 bis 0,2 mm aufweisenden Siliciumcarbids mit 1,5 Teilen einer Sprozentigen wässrigen Lösung von Vinyltriethoxysilan, Trocknen des so erhaltenen Gemisches während 2 Stunden bei 105 OC und Absieben von von Agglomeraten mit einer Teilchengrösse von über 0,5 mm hergestellt. Verqleichsversuch a) Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt mit der Abänderung, dass anstelle der 30 Teile Siliciumcarbid mit einer Teilchengrösse von 0,1 bis 0,2 mm, das auf seiner Oberfläche SiC-gebundene Vinylgruppen aufweist, 30 Teile Siliciumcarbid mit einer Teilchengrösse von 0,1 bis 0,2 mm, das nicht vorbehandelt war, eingesetzt werden. Nach 3 Tagen beträgt die Wärmeleitfähigkeit des so erhaltenen Organopolysiloxanelastomeren 0,56 W/mK. Beispiel 2 Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt mit der Abänderung, dass anstelle der 30 Teile Siliciumcarbid mit einer Teilchengrösse von 0,1 bis 0,2 mm, das auf seiner Oberfläche SiC-gebundene Vinylgrupeen aufweist, 60 Teile des gleichen Siliciumcarbids mit SiC-gebundenen Vinylgruppen auf der Oberfläche eingesetzt werden. Nach 3 Tagen beträgt die Wärmeleitfähigkeit des so erhaltenen Organopolysiloxanelastomeren 1,22 W/mK. Verqleichsversuch b) Die in Vergleichsversuch a) beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt mit der Abänderung, dass anstelle der 30 Teile unbehandelten Siliciumcarbids mit einer Teilchengrösse von 0,1 bis 0,2 mm 60 Teile des gleichen unbehandelten Siliciumcarbids eingesetzt werden. Nach 3 Tagen beträgt die Wärmeleitfähigkeit des so erhaltenen Organopolysiloxanelastomeren 0,91 W/mK. Beispiel 3 Die in Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt mit der Abänderung, dass anstelle der 30 Teile Siliciumcarbid mit einer Teilchengrösse von 0,1 bis 0,2 mm, das auf seiner Oberfläche SiCgebundene Vinylgruppen aufweist, 30 Teile Siliciumcarbid mit einer Teilchengrösse von 0,2 bis 1 mm, das auf seiner Oberfläche SiC-gebundene Vinylgruppen aufweist, eingesetzt werden. Nach 3 Tagen beträgt die Wärmeleitfähigkeit des so erhaltenen Organopolysiloxanelastomeren 0,87 W/mK. Das in diesem Beispiel verwendete Siliciumcarbid, das uf seiner Oberfläche SiC-gebundene Vinylgruppen aufweist, wurde durch Vermischen von 100 Teilen des eine Teilchengrösse von 0,2 bis 1 mm aufweisenden Siliciumcarbids mit 0,6 Teilen der Sprozentigen wäss- rigen Lösung von Vinyltriethoxysilan, Trocknen des so erhaltenen Gemisches während 2 Stunden bei 105 OC und Absieben von Agglomeraten mit einer Teilchengrösse von über 1,5 mm hergestellt. Verqleichsversuch c) Die in Beispiel 3 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt mit Abänderung, dass anstelle der 30 Teile Siliciumcarbid mit einer Teilchengrösse von 0,2 bis 1 mm und SiC-gebundenen Vinylgruppen auf der Oberfläche, 30 Teile Siliciumcarbid mit einer Teilchengrösse von 0,2 bis 1 mm, das nicht vorbehandelt war, eingesetzt werden. Nach 3 Tagen beträgt die Wärmeleitfähigkeit des so erhaltenen Organopolysiloxanelastomeren 0,70 W/mK.

Claims: P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Organopolysiloxanelastomer als wärmeleitender und elektrisch isolierender Bestandteil von elektrischen Vorrichtungen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass es Silicium carbid, das auf seiner Oberfläche Organosilylgruppen aufweist, enthält. 2. Organopolysiloxanelastomer nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Siliciumcarbid zumindest vor der Vernetzung vom Organopolysiloxan zum Elastomer SiC-ge bundene Vinylgruppen aufweist.

Inventors: GOTTIG, HANS-JURGEN, ING. GRAD., HOHL, HORST, MATEJCEK, KLAUS, DR., DIPL.-CHEM., Göttig, Hans-Jürgen, Ing. Grad., Höhl, Horst
Applicants: WACKER-CHEMIE GMBH
Application year: 1981
Main classification: H01B3
IPC codes: H01B3, C08K9