JP5375466B2 - Thermally conductive grease composition - Google Patents
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Description
本発明は、水分散性に優れた熱伝導性グリース組成物に関する。 The present invention relates to a thermally conductive grease composition excellent in water dispersibility.
一般に電気・電子部品は使用中に熱が発生するので、電気部品を適切に動作させるため除熱が必要である。従って、ヒートシンクやヒートパイプなど除熱するためのさまざまな筐体が提案されている。その筐体が期待通りの除熱性能を発揮するかどうかは、実機に近い形で試験する必要があるが、試験するためには発熱素子と筐体の間に放熱材料を使用する必要がある。この熱伝導性材料は大別して、1)取り扱いが容易なシート状のもの、2)一般に放熱用グリースと称されるペースト状のもの、との2種類の形態がある。シート状のものは、脱着などの取り扱いが容易であるが接触熱抵抗が性質上大きくなるため、シート状のものを使うと、筐体の性能の個体差が検出しにくくなってしまうという問題がある。 In general, since electric and electronic parts generate heat during use, it is necessary to remove heat in order to operate the electric parts properly. Therefore, various housings for removing heat such as heat sinks and heat pipes have been proposed. It is necessary to test whether or not the case exhibits the expected heat removal performance in a form close to the actual machine, but in order to perform the test, it is necessary to use a heat dissipation material between the heating element and the case. . This heat conductive material is roughly classified into two types: 1) a sheet-like material that is easy to handle, and 2) a paste-like material generally referred to as a heat radiation grease. Sheets are easy to handle, such as desorption, but their contact thermal resistance increases in nature, so using sheet-like ones makes it difficult to detect individual differences in the performance of the housing. is there.
一方、放熱用グリースは、接触熱抵抗が低いことから筐体の固体差を見出し易くなる。しかし試験後にグリースを取り除くためには、有機溶剤などを使う必要があった。有機溶剤は人体に対して悪影響を及ぼす可能性があるため好ましくはない。
なお、本発明に関連する従来技術として、下記文献が挙げられる。
On the other hand, the heat dissipating grease has a low contact thermal resistance, so that it is easy to find the difference between the individual housings. However, in order to remove the grease after the test, it was necessary to use an organic solvent. Organic solvents are not preferred because they may have an adverse effect on the human body.
In addition, the following literature is mentioned as a prior art relevant to this invention.
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、水分散可能な熱伝導性グリース組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a water-dispersible thermally conductive grease composition.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、放熱グリースのベースオイルとして、特定のポリオキシアルキレン変性シリコーンオイル及び/又はポリオキシアルキレン重合体を使用することで、水分散可能な放熱グリースとなり得ることを知見した。
即ち、ポリオキシアルキレン変性シリコーンオイル及び/又はポリオキシアルキレン重合体と、熱伝導性充填剤とからなる熱伝導性グリース組成物が、水分散が可能なため、水で放熱グリースを取り除くことができるので、人体に対して非常に安全であることを見出し、本発明をなすに至った。
As a result of intensive investigations to achieve the above object, the present inventors have used a specific polyoxyalkylene-modified silicone oil and / or polyoxyalkylene polymer as a base oil of the heat-dissipating grease, thereby achieving water dispersion. It was found that it could be a possible heat dissipation grease.
That is, since the thermally conductive grease composition comprising the polyoxyalkylene-modified silicone oil and / or polyoxyalkylene polymer and the thermally conductive filler can be dispersed in water, the heat dissipating grease can be removed with water. Therefore, it was found that it was very safe for the human body, and the present invention was made.
従って、本発明は、下記に示す熱伝導性グリース組成物を提供する。
〔請求項1〕
成分(A):下記平均組成式(イ)で表され、25℃の動粘度が10〜100,000mm 2 /sであるポリオキシアルキレン変性オイル及び/又は下記一般式(ロ)で表され、25℃の動粘度が10〜100,000mm 2 /sであるポリオキシアルキレン重合体、
G a R b SiO (4-a-b)/2 (イ)
[式中、Gは下記一般式
−R 1 O(CH 2 CH 2 O) m [CH 2 CH(CH 3 )O] n R 2
(ここに、R 1 は炭素数1〜10の2価炭化水素基、R 2 は水素原子、又は炭素数1〜6のアルキル基、アセチル基、イソシアン酸基から選択される1価の有機基、m,nは5≦m≦50、0≦n≦50で、0.1≦m/m+n≦1.0を満足する数である。)
で示されるオキシアルキレン基であり、Rは同一又は異種の炭素数1〜18の1価炭化水素基であり、a,bは正数で、1.8≦a+b≦2.2、かつ0.01≦a/a+b≦1.0を満足する数である。]
R 4 O(CH 2 CH 2 O) c [CH 2 CH(CH 3 )O] d R 5 (ロ)
(式中、R 4 ,R 5 は各々水素原子、又は炭素数1〜18の非置換もしくは置換の1価炭化水素基であり、c,dは5≦c≦50、0≦d≦50で、0.1≦c/c+d≦1.0を満足する数である。)
成分(B):熱伝導性充填剤、
成分(C):下記一般式(ハ)で表されるアルコキシシラン及び/又は下記一般式(ニ)で表される片末端3官能オルガノポリシロキサン
R 6 e R 7 f Si(OR 8 ) 4-e-f (ハ)
(式中、R 6 は炭素数9〜15のアルキル基、R 7 は炭素数1〜8の非置換もしくは置換の飽和又は不飽和1価炭化水素基、R 8 は炭素数1〜6のアルキル基、eは1〜3の整数、fは0〜2の整数、e+fは1〜3の整数である。)
を含有してなることを特徴とする熱伝導性グリース組成物。
〔請求項2〕
成分(B)の熱伝導性充填剤が、平均粒径0.1〜100μmで、10W/m℃以上の熱伝導率を有する熱伝導性充填剤であることを特徴とする請求項1記載の熱伝導性グリース組成物。
Accordingly, the present invention provides the following thermally conductive grease composition.
[Claim 1]
Component (A): Table in which the average compositional formula (i), 25 kinematic viscosity ℃ is 10~100,000mm 2 / s polyoxyalkylene denatured OIL and / or the following general formula (B) A polyoxyalkylene polymer having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 10 to 100,000 mm 2 / s ,
G a R b SiO (4-ab) / 2 (I)
[Wherein G is the following general formula
—R 1 O (CH 2 CH 2 O) m [CH 2 CH (CH 3 ) O] n R 2
(Where R 1 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R 2 is a hydrogen atom, or a monovalent organic group selected from an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acetyl group, and an isocyanate group. , M and n are numbers satisfying 0.1 ≦ m / m + n ≦ 1.0 with 5 ≦ m ≦ 50 and 0 ≦ n ≦ 50.)
, R is the same or different monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, a and b are positive numbers, 1.8 ≦ a + b ≦ 2.2, and 0. It is a number satisfying 01 ≦ a / a + b ≦ 1.0. ]
R 4 O (CH 2 CH 2 O) c [CH 2 CH (CH 3 ) O] d R 5 (b)
Wherein R 4 and R 5 are each a hydrogen atom or an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and c and d are 5 ≦ c ≦ 50 and 0 ≦ d ≦ 50. , 0.1 ≦ c / c + d ≦ 1.0.)
Component (B): thermally conductive filler ,
Component (C): alkoxysilane represented by the following general formula (C) and / or one-terminal trifunctional organopolysiloxane represented by the following general formula (D)
R 6 e R 7 f Si (OR 8 ) 4-ef (C)
Wherein R 6 is an alkyl group having 9 to 15 carbon atoms, R 7 is an unsubstituted or substituted saturated or unsaturated monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms , and R 8 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Group, e is an integer of 1 to 3, f is an integer of 0 to 2, and e + f is an integer of 1 to 3.)
A thermally conductive grease composition comprising:
[Claim 2 ]
Thermally conductive filler of component (B) is an average particle diameter of 0.1 to 100 [mu] m, according to claim 1 Symbol mounting, characterized in that a thermally conductive filler having a thermal conductivity greater than 10 W / m ° C. Thermally conductive grease composition.
本発明の熱伝導性グリース組成物は、水分散性に優れ、ふき取りに有機溶剤を使う必要のないものである。 The thermally conductive grease composition of the present invention is excellent in water dispersibility and does not require the use of an organic solvent for wiping.
本発明の熱伝導性グリース組成物は、成分(A):ポリオキシアルキレン変性シリコーンオイル及び/又はポリオキシアルキレン重合体と、成分(B):熱伝導性充填剤とを含有してなることを特徴とする。 The thermally conductive grease composition of the present invention comprises a component (A): a polyoxyalkylene-modified silicone oil and / or a polyoxyalkylene polymer, and a component (B): a thermally conductive filler. Features.
成分(A)のポリオキシアルキレン変性シリコーンオイルは、本発明の熱伝導性グリース組成物の主成分のひとつとなるもので、熱伝導性グリース組成物の水分散性を発現させるためのものであり、下記平均組成式(イ)で示されるポリオキシアルキレン変性シリコーンオイルであることが好ましい。 The component (A) polyoxyalkylene-modified silicone oil is one of the main components of the thermally conductive grease composition of the present invention and is intended to develop the water dispersibility of the thermally conductive grease composition. The polyoxyalkylene-modified silicone oil represented by the following average composition formula (A) is preferable.
GaRbSiO(4-a-b)/2 (イ)
[式中、Gは下記一般式
−R1O(CH2CH2O)m[CH2CH(CH3)O]nR2
(ここに、R1は炭素数1〜10の2価炭化水素基、R2は水素原子、又は炭素数1〜6のアルキル基、アセチル基、イソシアン酸基から選択される1価の有機基、m,nは5≦m≦50、0≦n≦50で、0.1≦m/m+n≦1.0を満足する数である。)
で示されるオキシアルキレン基であり、Rは同一又は異種の炭素数1〜18の1価炭化水素基であり、a,bは正数で、1.8≦a+b≦2.2、かつ0.01≦a/a+b≦1.0を満足する数である。]
G a R b SiO (4-ab) / 2 (I)
[Wherein G represents the following general formula: —R 1 O (CH 2 CH 2 O) m [CH 2 CH (CH 3 ) O] n R 2
(Where R 1 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R 2 is a hydrogen atom, or a monovalent organic group selected from an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acetyl group, and an isocyanate group. , M and n are numbers satisfying 0.1 ≦ m / m + n ≦ 1.0 with 5 ≦ m ≦ 50 and 0 ≦ n ≦ 50.)
, R is the same or different monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, a and b are positive numbers, 1.8 ≦ a + b ≦ 2.2, and 0. It is a number satisfying 01 ≦ a / a + b ≦ 1.0. ]
ここに、Gは、下記一般式
−R1O(CH2CH2O)m[CH2CH(CH3)O]nR2
で示されるオキシアルキレン基であり、R1は、メチレン基、エチエン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基などの炭素数1〜10の2価炭化水素基、R2は、水素原子、又はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などの炭素数1〜6のアルキル基、アセチル基、イソシアン酸基などから選択される1価の有機基である。
Here, G represents the following general formula: —R 1 O (CH 2 CH 2 O) m [CH 2 CH (CH 3 ) O] n R 2
R 1 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms such as methylene group, ethylene group, propylene group, butylene group, hexamethylene group, octamethylene group, decamethylene group, R 2 is a monovalent organic compound selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group, an acetyl group, and an isocyanate group. It is a group.
mは、5より小さいと疎水性が強すぎて水分散性が不良となり、50より大きいと放熱グリースの粘度が高くなりすぎるため、5〜50の範囲、好ましくは5〜40の範囲である。nは、50より大きいと放熱グリースの粘度が高くなりすぎるため、0〜50の範囲、好ましくは0〜40の範囲である。mとnの関係は、m/m+nが0.1より小さいと疎水性が強くなりすぎ水分散が不良となるため、0.1≦m/m+n≦1.0の範囲であり、好ましくは0.2≦m/m+n≦1.0の範囲である。 If m is less than 5, the hydrophobicity is too strong and water dispersibility is poor, and if it is more than 50, the viscosity of the heat dissipating grease becomes too high, so it is in the range of 5-50, preferably in the range of 5-40. When n is larger than 50, the viscosity of the heat dissipating grease becomes too high, and therefore is in the range of 0-50, preferably in the range of 0-40. The relationship between m and n is in the range of 0.1 ≦ m / m + n ≦ 1.0, preferably 0 when m / m + n is less than 0.1, because the hydrophobicity becomes too strong and water dispersion becomes poor. .2 ≦ m / m + n ≦ 1.0.
また、Rは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基などのアルケニル基;フェニル基、トリル基などのアリール基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基又はこれらの基に炭素原子に結合している水素原子の一部又は全部をハロゲン原子、シアノ基などで置換したクロロメチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフロロプロピル基、シアノエチル基などから選択される同一又は異種の炭素数1〜18の非置換もしくは置換の1価炭化水素基である。 R is an alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, tetradecyl, hexadecyl, octadecyl, etc. An alkenyl group such as a vinyl group or an allyl group; an aryl group such as a phenyl group or a tolyl group; a cycloalkyl group such as a cyclopentyl group or a cyclohexyl group; or a part or all of hydrogen atoms bonded to a carbon atom in these groups The same or different unsubstituted C1-C18 selected from chloromethyl group, 3-chloropropyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, cyanoethyl group, etc., substituted with halogen atom, cyano group, etc. Or it is a substituted monovalent hydrocarbon group.
なお、このa及びbは、それぞれ正数で、1.8≦a+b≦2.2、好ましくは1.9≦a+b≦2.1を満たすものとされるが、a/a+bの値が0.01未満では疎水性が強すぎて、放熱グリースが水分散しないため、0.01≦a/a+b≦1.0の範囲、好ましくは0.02≦a/a+b≦0.5の範囲である。 Here, a and b are positive numbers and satisfy 1.8 ≦ a + b ≦ 2.2, preferably 1.9 ≦ a + b ≦ 2.1, but the value of a / a + b is 0.8. If it is less than 01, the hydrophobicity is too strong and the heat dissipating grease does not disperse in water, so the range is 0.01 ≦ a / a + b ≦ 1.0, preferably 0.02 ≦ a / a + b ≦ 0.5.
このポリオキシアルキレン変性シリコーンオイルのオストワルド粘度計で測定される25℃での動粘度は、10mm2/sより小さいと得られる放熱グリースが直ぐに分離してしまうし、100,000mm2/sより大きいと得られる放熱グリースの粘度が高くなりすぎ扱いにくくなるので、10〜100,000mm2/sの範囲が好ましく、特に100〜10,000mm2/sの範囲が好ましい。 If the kinematic viscosity at 25 ° C. measured with an Ostwald viscometer of this polyoxyalkylene-modified silicone oil is less than 10 mm 2 / s, the resulting heat dissipating grease will be separated immediately, or greater than 100,000 mm 2 / s. the viscosity of the heat dissipation grease obtained cumbersome too high and is preferably in the range of 10~100,000mm 2 / s, in particular in the range of 100~10,000mm 2 / s are preferred.
また、成分(A)は、ポリオキシアルキレン重合体も使用できる。ポリオキシアルキレン重合体は、本発明の熱伝導性グリース組成物の主成分のひとつとなるもので、分子内に(R3O)基(ここにR3はエチレン基又はプロピレン基)をもつものであればどのような構造のものでもよく、これは直鎖状であっても分岐状であってもよいが、下記一般式(ロ)で示される直鎖状のものが好ましい。 Moreover, a polyoxyalkylene polymer can also be used for a component (A). The polyoxyalkylene polymer is one of the main components of the thermally conductive grease composition of the present invention, and has a (R 3 O) group (where R 3 is an ethylene group or a propylene group) in the molecule. As long as it has any structure, it may be linear or branched, but a linear one represented by the following general formula (b) is preferred.
R4O(CH2CH2O)c[CH2CH(CH3)O]dR5 (ロ)
(式中、R4,R5は各々水素原子、又は炭素数1〜18の非置換もしくは置換の1価炭化水素基であり、c,dは5≦c≦50、0≦d≦50で、0.1≦c/c+d≦1.0を満足する数である。)
R 4 O (CH 2 CH 2 O) c [CH 2 CH (CH 3 ) O] d R 5 (b)
Wherein R 4 and R 5 are each a hydrogen atom or an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and c and d are 5 ≦ c ≦ 50 and 0 ≦ d ≦ 50. , 0.1 ≦ c / c + d ≦ 1.0.)
上記式中、R4とR5は、水素原子、又はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等のアルキル基;ビニル基、アリル基などのアルケニル基;フェニル基、トリル基などのアリール基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基又はこれらの基に炭素原子に結合している水素原子の一部又は全部をハロゲン原子、シアノ基などで置換したクロロメチル基、3−クロロプロピル基、3,3,3−トリフロロプロピル基、シアノエチル基などから選択される同一又は異種の炭素数1〜18の非置換もしくは置換の1価炭化水素基である。 In the above formula, R 4 and R 5 are a hydrogen atom, or a methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, tetradecyl group. Alkyl groups such as hexadecyl group and octadecyl group; alkenyl groups such as vinyl group and allyl group; aryl groups such as phenyl group and tolyl group; cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; The same or selected from a chloromethyl group, a 3-chloropropyl group, a 3,3,3-trifluoropropyl group, a cyanoethyl group, etc., in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with a halogen atom, a cyano group, or the like It is a different monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.
cは、5より小さいと疎水性が強すぎて水分散が不良となり、50より大きいと放熱グリースの粘度が高くなりすぎるため、5〜50の範囲、好ましくは5〜40の範囲である。dは、50より大きいと放熱グリースの粘度が高くなりすぎるため、0〜50の範囲、好ましくは0〜40の範囲である。cとdの関係は、c/c+dが0.1より小さいと疎水性が強くなりすぎ水分散が不良となるため、0.1≦c/c+d≦1.0の範囲であり、好ましくは0.2≦c/c+d≦1.0の範囲である。 If c is less than 5, the hydrophobicity is too strong and water dispersion is poor, and if it is more than 50, the viscosity of the heat dissipating grease becomes too high, so it is in the range of 5-50, preferably in the range of 5-40. When d is larger than 50, the viscosity of the heat dissipating grease becomes too high, so that it is in the range of 0-50, preferably in the range of 0-40. The relationship between c and d is in a range of 0.1 ≦ c / c + d ≦ 1.0, preferably 0 if c / c + d is smaller than 0.1, because the hydrophobicity becomes too strong and water dispersion becomes poor. .2 ≦ c / c + d ≦ 1.0.
このポリオキシアルキレン重合体のオストワルド粘度計で測定される25℃での動粘度は、10mm2/sより小さいと、得られる放熱グリースが直ぐに分離してしまうし、100,000mm2/sより大きいと得られる放熱グリースの粘度が高くなりすぎ扱いにくくなるので、10〜100,000mm2/sの範囲が好ましく、特に100〜10,000mm2/sの範囲が好ましい。 If the kinematic viscosity at 25 ° C. measured with an Ostwald viscometer of this polyoxyalkylene polymer is less than 10 mm 2 / s, the resulting heat dissipating grease will be immediately separated and greater than 100,000 mm 2 / s. the viscosity of the heat dissipation grease obtained cumbersome too high and is preferably in the range of 10~100,000mm 2 / s, in particular in the range of 100~10,000mm 2 / s are preferred.
成分(A)として用いられるポリオキシアルキレン変性シリコーンオイル及びポリオキシアルキレン重合体は、それぞれ単独で用いられてもよいし、混合されていてもよく、またそれぞれが1種あるいは2種以上の併用でもよい。これら成分は熱伝導性グリース組成物中、5質量%より少ないと、水分散性の観点からも望ましくないし、80質量%より多いと所望する熱伝導率が得られないため、5〜80質量%の範囲、好ましくは8〜60質量%の範囲、更に好ましくは8〜40質量%の範囲がよい。
なお、ポリオキシアルキレン変性シリコーンオイルとポリオキシアルキレン重合体を併用する場合、これらの使用割合は、質量比でポリオキシアルキレン変性シリコーンオイル/ポリオキシアルキレン重合体=1/9〜9/1が好ましく、より好ましくは2/8〜8/2である。
The polyoxyalkylene-modified silicone oil and polyoxyalkylene polymer used as component (A) may be used alone or in combination, and each may be used alone or in combination of two or more. Good. If these components are less than 5% by mass in the thermally conductive grease composition, they are not desirable from the viewpoint of water dispersibility, and if they are more than 80% by mass, the desired thermal conductivity cannot be obtained. The range is preferably 8 to 60% by mass, more preferably 8 to 40% by mass.
In the case where the polyoxyalkylene-modified silicone oil and the polyoxyalkylene polymer are used in combination, the use ratio of the polyoxyalkylene-modified silicone oil / polyoxyalkylene polymer is preferably 1/9 to 9/1 in terms of mass ratio. More preferably, it is 2/8 to 8/2.
成分(B)の熱伝導性充填剤は、本発明に熱伝導性を付与するためのものである。この熱伝導性充填剤の平均粒径は0.1μmより小さいと得られる組成物の粘度が高くなりすぎ伸展性の乏しいものとなるし、100μmより大きいと得られる組成物が不均一となるため、0.1〜100μmの範囲、好ましくは1〜20μmの範囲がよい。なお、本発明において、平均粒径は日機装株式会社の粒度分布測定器であるマイクロトラックMT3300EXにより測定できる。 The thermally conductive filler of component (B) is for imparting thermal conductivity to the present invention. If the average particle size of the thermally conductive filler is smaller than 0.1 μm, the viscosity of the resulting composition will be too high and the extensibility will be poor, and if it is larger than 100 μm, the resulting composition will be non-uniform. In the range of 0.1 to 100 μm, preferably in the range of 1 to 20 μm. In the present invention, the average particle diameter can be measured by Microtrac MT3300EX, which is a particle size distribution measuring instrument manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
また、この充填剤は、熱伝導率が10W/m℃以上であることが好ましい。熱伝導率が低すぎると得られる放熱グリースの熱伝導率が低すぎてしまう場合がある。 The filler preferably has a thermal conductivity of 10 W / m ° C. or higher. If the thermal conductivity is too low, the thermal conductivity of the heat radiation grease obtained may be too low.
この充填剤は、熱伝導率さえ良ければ何でもよいが、アルミニウム粉末、酸化亜鉛粉末、アルミナ粉末、窒化硼素粉末、窒化アルミニウム粉末、窒化珪素粉末、銅粉末、銀粉末、ダイヤモンド粉末、ニッケル粉末、亜鉛粉末、ステンレス粉末、カーボン粉末等が挙げられるが、これらに限られたものではない。これらは球状、不定形状どちらでもよく、更にこれらを2種類以上混合してもよい。 This filler may be anything as long as it has a good thermal conductivity, but is aluminum powder, zinc oxide powder, alumina powder, boron nitride powder, aluminum nitride powder, silicon nitride powder, copper powder, silver powder, diamond powder, nickel powder, zinc Although powder, stainless steel powder, carbon powder, etc. are mentioned, it is not restricted to these. These may be either spherical or indeterminate, and two or more of these may be mixed.
成分(B)の配合量は、熱伝導性グリース組成物中、20質量%より少ないと得られる組成物の熱伝導率が悪く、且つ保存安定の乏しいものとなるし、95質量%より多いと伸展性の乏しいものとなるため、20〜95質量%の範囲が好ましく、特に40〜92質量%の範囲が好ましく、最も好ましくは60〜92質量%の範囲である。 When the blending amount of component (B) is less than 20% by mass in the thermally conductive grease composition, the resulting composition has poor thermal conductivity and poor storage stability, and when it is greater than 95% by mass. Since it becomes a thing with a poor extensibility, the range of 20-95 mass% is preferable, The range of 40-92 mass% is especially preferable, Most preferably, it is the range of 60-92 mass%.
本発明においては、更に任意成分として、ウエッター成分(C)を配合することができる。これは、上記成分(B)の熱伝導性充填剤の表面をウエッター成分で処理することにより、ベースオイルである成分(A)との濡れ性をよくし、高充填化を補助するものである。 In the present invention, a wetter component (C) can be further blended as an optional component. This improves the wettability with the component (A) which is the base oil by treating the surface of the heat conductive filler of the component (B) with a wetter component, and assists in high filling.
成分(C)として、まず挙げられるのが、下記一般式(ハ)で表されるアルコキシシランである。
R6 eR7 fSi(OR8)4-e-f (ハ)
First, examples of the component (C) include alkoxysilanes represented by the following general formula (C).
R 6 e R 7 f Si (OR 8 ) 4-ef (C)
上記式中のR6は、炭素数9〜15のアルキル基であり、具体例としては、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基等が挙げられる。炭素数が9より小さいと粉末との濡れ性が十分でなくなるおそれがあり、15より大きいとアルコキシシランが常温で固化するので取り扱いが不便な上、得られた組成物の低温特性が低下するおそれがある。 R 6 in the above formula is an alkyl group having 9 to 15 carbon atoms, and specific examples include nonyl group, decyl group, dodecyl group, tetradecyl group and the like. If the carbon number is less than 9, the wettability with the powder may not be sufficient, and if it is greater than 15, the alkoxysilane solidifies at room temperature, which is inconvenient to handle and the low temperature characteristics of the resulting composition may be reduced. There is.
また、上記式中のR7は、炭素数1〜8の非置換もしくは置換の飽和又は不飽和1価炭化水素基であり、具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、2−フェニルエチル基、2−メチル−2−フェニルエチル基等のアラルキル基、3,3,3−トリフロロプロピル基、2−(パーフロロブチル)エチル基、2−(パーフロロオクチル)エチル基、p−クロロフェニル基等のハロゲン置換炭化水素基などが挙げられるが、特にメチル基、エチル基が好ましい。 R 7 in the above formula is an unsubstituted or substituted saturated or unsaturated monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a hexyl group, Alkyl groups such as octyl group, cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group, alkenyl groups such as vinyl group and allyl group, aryl groups such as phenyl group and tolyl group, 2-phenylethyl group, 2-methyl-2- Halogen-substituted hydrocarbon groups such as aralkyl groups such as phenylethyl groups, 3,3,3-trifluoropropyl groups, 2- (perfluorobutyl) ethyl groups, 2- (perfluorooctyl) ethyl groups, and p-chlorophenyl groups Among them, a methyl group and an ethyl group are particularly preferable.
R8は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などの炭素数1〜6の1種もしくは2種以上のアルキル基であり、特にメチル基、エチル基が好ましい。
また、eは、1〜3の整数であるが、特に1であることが好ましい。fは、0〜2の整数、e+fは、1〜3の整数である。
R 8 is one or more alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group, and a methyl group and an ethyl group are particularly preferable.
E is an integer of 1 to 3, but 1 is particularly preferable. f is an integer of 0 to 2, and e + f is an integer of 1 to 3.
一般式(ハ)で表されるアルコキシシランの具体例としては、次のものを挙げることができる。
C10H21Si(OCH3)3、C12H25Si(OCH3)3、
C10H21Si(CH3)(OCH3)2、C10H21Si(C6H5)(OCH3)2、
C10H21Si(CH3)(OC2H5)2、
C10H21Si(CH=CH2)(OCH3)2、
C10H21Si(CH2CH2CF3)(OCH3)2
Specific examples of the alkoxysilane represented by the general formula (c) include the following.
C 10 H 21 Si (OCH 3 ) 3 , C 12 H 25 Si (OCH 3 ) 3 ,
C 10 H 21 Si (CH 3 ) (OCH 3 ) 2 , C 10 H 21 Si (C 6 H 5 ) (OCH 3 ) 2 ,
C 10 H 21 Si (CH 3 ) (OC 2 H 5 ) 2 ,
C 10 H 21 Si (CH═CH 2 ) (OCH 3 ) 2 ,
C 10 H 21 Si (CH 2 CH 2 CF 3 ) (OCH 3 ) 2
このアルコキシシランの添加量は、熱伝導性グリース組成物中、0〜5質量%であることが好ましい。添加量を5質量%より多くしてもウエッター効果が増大しない場合があり、不経済である。より好ましい添加量は、熱伝導性グリース組成物中、0〜3質量%である。なお、配合する場合は0.5質量%以上が好ましい。 It is preferable that the addition amount of this alkoxysilane is 0-5 mass% in a heat conductive grease composition. Even if the addition amount is more than 5% by mass, the wetter effect may not increase, which is uneconomical. A more preferable addition amount is 0 to 3% by mass in the heat conductive grease composition. In addition, when mix | blending, 0.5 mass% or more is preferable.
成分(C)として、次に挙げられるのが、下記一般式(ニ)で表される片末端3官能の加水分解性オルガノポリシロキサンである。
上記式中、R9は、独立に炭素数1〜6のアルキル基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などが挙げられ、特にメチル基、エチル基が好ましい。R10は、独立に炭素数1〜18の非置換もしくは置換の飽和又は不飽和1価炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、2−フェニルエチル基、2−メチル−2−フェニルエチル基等のアラルキル基、3,3,3−トリフロロプロピル基、2−(パーフロロブチル)エチル基、2−(パーフロロオクチル)エチル基、p−クロロフェニル基等のハロゲン化炭化水素基が挙げられ、特にメチル基が好ましい。また、gは、5〜120の整数であり、好ましくは10〜90の整数である。 In said formula, R < 9 > is a C1-C6 alkyl group independently, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group etc. are mentioned, A methyl group and an ethyl group are especially preferable. R 10 is independently an unsubstituted or substituted saturated or unsaturated monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl Group, alkyl group such as tetradecyl group, hexadecyl group and octadecyl group, cycloalkyl group such as cyclopentyl group and cyclohexyl group, alkenyl group such as vinyl group and allyl group, aryl group such as phenyl group and tolyl group, 2-phenylethyl Group, aralkyl group such as 2-methyl-2-phenylethyl group, 3,3,3-trifluoropropyl group, 2- (perfluorobutyl) ethyl group, 2- (perfluorooctyl) ethyl group, p-chlorophenyl And a halogenated hydrocarbon group such as a group, and a methyl group is particularly preferable. Moreover, g is an integer of 5-120, Preferably it is an integer of 10-90.
この片末端3官能の加水分解性オルガノポリシロキサンの添加量は、熱伝導性グリース組成物中、0〜20質量%であることが好ましい。添加量を20質量%より多くしてもウエッター効果が増大しない場合があり、不経済である。より好ましい添加量は、熱伝導性グリース組成物中、0〜10質量%である。なお、配合する場合には0.5質量%以上である。 The addition amount of this one-terminal trifunctional hydrolyzable organopolysiloxane is preferably 0 to 20% by mass in the thermally conductive grease composition. Even if the addition amount is more than 20% by mass, the wetter effect may not increase, which is uneconomical. A more preferable addition amount is 0 to 10% by mass in the heat conductive grease composition. In addition, when mix | blending, it is 0.5 mass% or more.
更に、本発明においては、酸化鉄、酸化セリウム等の耐熱性向上剤、シリカ等の粘度調整剤、着色剤等を本発明の目的を損なわない範囲で添加してもよい。 Furthermore, in the present invention, a heat resistance improver such as iron oxide and cerium oxide, a viscosity modifier such as silica, a colorant, and the like may be added within a range not impairing the object of the present invention.
本発明の熱伝導性グリース組成物を製造するには、成分(A),(B)、更に必要により任意成分として、成分(C)、その他の成分を、トリミックス、ツウィンミックス、プラネタリーミキサー(いずれも井上製作所(株)製混合機の登録商標)、ウルトラミキサー(みずほ工業(株)製混合機の登録商標)、ハイビスディスパーミックス(特殊機化工業(株)製混合機の登録商標)等の混合機にて混合することにより得ることができる。必要ならば50〜150℃に加熱しながら混合してもよい。更に混合後、均一仕上げのため、高剪断力下で混練操作を行うことが好ましい。該混練装置としては、3本ロール、コロイドミル、サンドグラインダー等があるが、中でも3本ロールによる方法が好ましい。 In order to produce the thermally conductive grease composition of the present invention, the components (A) and (B), and optionally the optional component (C) and other components are mixed into a trimix, twin mix, planetary mixer. (All are registered trademarks of mixers manufactured by Inoue Mfg. Co., Ltd.), Ultramixer (registered trademark of mixers manufactured by Mizuho Industry Co., Ltd.), Hibis Dispermix (registered trademark of mixers manufactured by Special Machine Industries Co., Ltd.) It can obtain by mixing with mixers. If necessary, mixing may be performed while heating to 50 to 150 ° C. Further, after mixing, it is preferable to perform a kneading operation under a high shearing force for uniform finishing. Examples of the kneading apparatus include a three roll, a colloid mill, a sand grinder, and the like. Among these, a method using a three roll is preferable.
以下、本発明を実施例及び比較例によって更に詳述するが、本発明はこれによって限定されるものではない。本発明の優位性をより明確にする目的で、具体的な実施例を示して証明する。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in full detail, this invention is not limited by this. In order to clarify the superiority of the present invention, specific examples will be shown and proved.
本発明に関する試験は、次のように行った。熱伝導性グリース組成物の絶対粘度の測定は株式会社マルコム製の型番PC−1TL(10rpm)にて行い、また熱伝導率は京都電子工業株式会社製のTPA−501により、いずれも25℃において測定した。また粒径測定は日機装株式会社製の粒度分布測定器であるマイクロトラックMT3300EXにより測定した体積基準の累積平均径である。なお、熱伝導性グリースの水分散性の評価は次のように行った。 The test relating to the present invention was performed as follows. The absolute viscosity of the thermally conductive grease composition is measured by a model number PC-1TL (10 rpm) manufactured by Malcolm Co., Ltd., and the thermal conductivity is measured at 25 ° C. by TPA-501 manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd. It was measured. The particle size measurement is a volume-based cumulative average diameter measured by Microtrac MT3300EX, which is a particle size distribution measuring device manufactured by Nikkiso Co., Ltd. The water dispersibility of the thermally conductive grease was evaluated as follows.
<水分散性評価>
Al板に熱伝導性グリースを縦30mm×横30mm×厚み120μmでスクリーン印刷した。ペーパータオルを水に浸し、印刷されたグリースを拭ってふき取った。評価は以下のように行った。
○:熱伝導性グリースがきれいに拭い取れた。
△:熱伝導性グリースが若干Al板に残った。
×:熱伝導性グリースが全く拭き取れなかった。
<Evaluation of water dispersibility>
A thermal conductive grease was screen-printed on an Al plate with a length of 30 mm × width of 30 mm × thickness of 120 μm. A paper towel was immersed in water, and the printed grease was wiped off. Evaluation was performed as follows.
○: Thermally conductive grease was wiped clean.
Δ: Some heat conductive grease remained on the Al plate.
X: The heat conductive grease was not wiped off at all.
[実施例1〜7、参考例1、比較例1〜3]
表1,2に示すように各成分をプラネタリーミキサーにより70℃で均一に混合し、熱伝導性グリース組成物を調製した。得られた組成物を用いて上述した各種試験を行った。結果を表1,2に併記する。なお、使用した成分(A)〜(C)は、下記に示す通りである。
[Examples 1-7 , Reference Example 1 , Comparative Examples 1-3]
As shown in Tables 1 and 2, each component was uniformly mixed at 70 ° C. by a planetary mixer to prepare a heat conductive grease composition. The various tests mentioned above were done using the obtained composition. The results are shown in Tables 1 and 2. In addition, the components (A) to (C) used are as shown below.
(A)−1
G1 0.09(CH3)1.97SiO0.970
G1=−C3H6O(CH2CH2O)26[CH2CH(CH3)O]26C4H9
動粘度1,600mm2/s
(A) -1
G 1 0.09 (CH 3 ) 1.97 SiO 0.970
G 1 = -C 3 H 6 O (CH 2 CH 2 O) 26 [CH 2 CH (CH 3) O] 26 C 4 H 9
Kinematic viscosity 1,600mm 2 / s
(A)−2
G2 0.13(CH3)1.93SiO0.970
G2=−C3H6O(CH2CH2O)25.5[CH2CH(CH3)O]8.5C4H9
動粘度1,000mm2/s
(A) -2
G 2 0.13 (CH 3 ) 1.93 SiO 0.970
G 2 = -C 3 H 6 O (CH 2 CH 2 O) 25.5 [CH 2 CH (CH 3) O] 8.5 C 4 H 9
Kinematic viscosity 1,000mm 2 / s
(A)−3
G3 0.13(CH3)1.93SiO0.970
G3=−C3H6O(CH2CH2O)8.5[CH2CH(CH3)O]25.5C4H9
動粘度1,100mm2/s
(A) -3
G 3 0.13 (CH 3 ) 1.93 SiO 0.970
G 3 = -C 3 H 6 O (CH 2 CH 2 O) 8.5 [CH 2 CH (CH 3) O] 25.5 C 4 H 9
Kinematic viscosity 1,100mm 2 / s
(A)−4
G4 0.95(CH3)1.10SiO0.975
G4=−C3H6O(CH2CH2O)9H 動粘度300mm2/s
(A) -4
G 4 0.95 (CH 3 ) 1.10 SiO 0.975
G 4 = −C 3 H 6 O (CH 2 CH 2 O) 9 H Kinematic viscosity 300 mm 2 / s
(A)−5
C4H9O(CH2CH2O)20[CH2CH(CH3)O]20H
動粘度270mm2/s
(A) -5
C 4 H 9 O (CH 2 CH 2 O) 20 [CH 2 CH (CH 3 ) O] 20 H
Kinematic viscosity 270mm 2 / s
(A)−6
CH2=CHCH2O(CH2CH2O)25.5[CH2CH(CH3)O]8.5C4H9
動粘度150mm2/s
(A) -6
CH 2 = CHCH 2 O (CH 2 CH 2 O) 25.5 [CH 2 CH (CH 3 ) O] 8.5 C 4 H 9
Kinematic viscosity 150mm 2 / s
(A)−7
G5 0.05(CH3)1.98SiO0.985
G5=−C3H6O[CH2CH(CH3)O]27H 動粘度600mm2/s
(A) -7
G 5 0.05 (CH 3 ) 1.98 SiO 0.985
G 5 = -C 3 H 6 O [CH 2 CH (CH 3) O] 27 H kinematic viscosity 600 mm 2 / s
(A)−8
(CH3)2.01SiO0.995 動粘度500mm2/s
(A) -8
(CH 3 ) 2.01 SiO 0.995 Kinematic viscosity 500 mm 2 / s
(A)−9
CH2=CHCH2O[CH2CH(CH3)O]27H 動粘度120mm2/s
(A) -9
CH 2 = CHCH 2 O [CH 2 CH (CH 3 ) O] 27 H Kinematic viscosity 120 mm 2 / s
(B)−1
酸化亜鉛粉末(不定形、平均粒径=2μm、熱伝導率=25.2W/m℃)
(B)−2
アルミニウム粉末(不定形、平均粒径=7μm、熱伝導率=236W/m℃)
(B) -1
Zinc oxide powder (indefinite shape, average particle size = 2 μm, thermal conductivity = 25.2 W / m ° C.)
(B) -2
Aluminum powder (indefinite shape, average particle size = 7 μm, thermal conductivity = 236 W / m ° C.)
(C)−1
C10H21Si(OCH3)3
(C)−2
C 10 H 21 Si (OCH 3 ) 3
(C) -2
Claims (2)
G a R b SiO (4-a-b)/2 (イ)
[式中、Gは下記一般式
−R 1 O(CH 2 CH 2 O) m [CH 2 CH(CH 3 )O] n R 2
(ここに、R 1 は炭素数1〜10の2価炭化水素基、R 2 は水素原子、又は炭素数1〜6のアルキル基、アセチル基、イソシアン酸基から選択される1価の有機基、m,nは5≦m≦50、0≦n≦50で、0.1≦m/m+n≦1.0を満足する数である。)
で示されるオキシアルキレン基であり、Rは同一又は異種の炭素数1〜18の1価炭化水素基であり、a,bは正数で、1.8≦a+b≦2.2、かつ0.01≦a/a+b≦1.0を満足する数である。]
R 4 O(CH 2 CH 2 O) c [CH 2 CH(CH 3 )O] d R 5 (ロ)
(式中、R 4 ,R 5 は各々水素原子、又は炭素数1〜18の非置換もしくは置換の1価炭化水素基であり、c,dは5≦c≦50、0≦d≦50で、0.1≦c/c+d≦1.0を満足する数である。)
成分(B):熱伝導性充填剤、
成分(C):下記一般式(ハ)で表されるアルコキシシラン及び/又は下記一般式(ニ)で表される片末端3官能オルガノポリシロキサン
R 6 e R 7 f Si(OR 8 ) 4-e-f (ハ)
(式中、R 6 は炭素数9〜15のアルキル基、R 7 は炭素数1〜8の非置換もしくは置換の飽和又は不飽和1価炭化水素基、R 8 は炭素数1〜6のアルキル基、eは1〜3の整数、fは0〜2の整数、e+fは1〜3の整数である。)
を含有してなることを特徴とする熱伝導性グリース組成物。 Component (A): Table in which the average compositional formula (i), 25 kinematic viscosity ℃ is 10~100,000mm 2 / s polyoxyalkylene denatured OIL and / or the following general formula (B) A polyoxyalkylene polymer having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 10 to 100,000 mm 2 / s ,
G a R b SiO (4-ab) / 2 (I)
[Wherein G is the following general formula
—R 1 O (CH 2 CH 2 O) m [CH 2 CH (CH 3 ) O] n R 2
(Where R 1 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R 2 is a hydrogen atom, or a monovalent organic group selected from an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an acetyl group, and an isocyanate group. , M and n are numbers satisfying 0.1 ≦ m / m + n ≦ 1.0 with 5 ≦ m ≦ 50 and 0 ≦ n ≦ 50.)
, R is the same or different monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, a and b are positive numbers, 1.8 ≦ a + b ≦ 2.2, and 0. It is a number satisfying 01 ≦ a / a + b ≦ 1.0. ]
R 4 O (CH 2 CH 2 O) c [CH 2 CH (CH 3 ) O] d R 5 (b)
Wherein R 4 and R 5 are each a hydrogen atom or an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and c and d are 5 ≦ c ≦ 50 and 0 ≦ d ≦ 50. , 0.1 ≦ c / c + d ≦ 1.0.)
Component (B): thermally conductive filler ,
Component (C): alkoxysilane represented by the following general formula (C) and / or one-terminal trifunctional organopolysiloxane represented by the following general formula (D)
R 6 e R 7 f Si (OR 8 ) 4-ef (C)
Wherein R 6 is an alkyl group having 9 to 15 carbon atoms, R 7 is an unsubstituted or substituted saturated or unsaturated monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms , and R 8 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Group, e is an integer of 1 to 3, f is an integer of 0 to 2, and e + f is an integer of 1 to 3.)
A thermally conductive grease composition comprising:
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