JP4917380B2 - 放熱用シリコーングリース組成物及びその製造方法 - Google Patents
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(A)下記の通り定義されるチキソ度αが1.03〜1.50であり、25℃における粘度が100〜1,000,000mPa・sであるオルガノポリシロキサン 100質量部、
(B)融点が200℃以下の金属 100〜5000質量部、
(C)一般式(1):
R1 aR2 bSi(OR3)4-a-b (1)
(式中、R1は独立に炭素原子数6〜20のアルキル基であり、R2は独立に非置換または置換の炭素原子数1〜8の1価炭化水素基であり、R3は独立に炭素原子数1〜6のアルキル基であり、aは1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、但しa+bは1〜3の整数である。)
で表されるアルコキシシラン化合物 0.01〜20質量部
を含有してなる放熱用シリコーングリース組成物を提供する。
〔ここで、η1はB型回転粘度計により25℃においてローターの回転数をβrpmとして測定した粘度であり、η2はB型回転粘度計により25℃においてローターの回転数を2×βrpmとして測定した粘度である。〕
成分(A)のオルガノポリシロキサンはチキソ性を有しているものである。チキソ度αはオイルのチキソ性を示す値で、これが大きいほどオイルの粘性が強いことを示す。チキソ度が1.03より小さいと粘性が弱いためこのオルガノポリシロキサンと成分(B)の低融点金属との親和性が弱く、グリース組成物がオイルブリードしやすくなり、1.50より大きいと成分(B)の低融点金属との混合が困難となるため、チキソ度は1.03〜1.50の範囲であり、好ましくは1.05〜1.40である。
(式中、R4は置換もしくは非置換の炭素原子数1〜20の飽和もしくは不飽和の一価の炭化水素基である。R5は置換もしくは非置換の炭素原子数2〜20の一価のアルケニル基、例えばビニル基、アリル基、1−ブチニル基、1−ヘキセニル基などである。L(平均値)はL≦1≦10000の数である。)
で表されるものが挙げられる。
成分(B)である融点が200℃以下、好ましくは0〜200℃の金属は本発明の組成物に熱伝導性を付与するためのものである。ここで、「金属」には単体金属および合金が包含される。
成分(C)であるアルコキシシラン化合物は本組成物の高温高湿度下での成分(B)の低融点金属の酸化を防止し、放熱特性の低下を防止するためのものである。このアルコキシシラン化合物の配合量は0.01質量部より少ないと放熱特性の低下を防止することができず、20質量部より多くてもこの放熱特性の低下防止効果は増大することがなく不経済となるため、0.01〜20質量部の範囲、好ましくは0.1〜10質量部が良い。
R1 aR2 bSi(OR3)4-a-b (1)
(式中、R1は独立に炭素原子数6〜20、好ましくは8〜14のアルキル基であり、R2は独立に非置換または置換の炭素原子数1〜8、好ましくは1〜6の1価炭化水素基であり、R3は独立に炭素原子数1〜6、好ましくは1〜4のアルキル基であり、aは1〜3の整数、好ましくは1であり、bは0〜2の整数であり、a+bは1〜3の整数である。)
で表されるアルコキシシラン化合物が挙げられる。
C10H21Si(OCH3)3
C12H25Si(OCH3)3
C12H25Si(OC2H5)3
C10H21Si(CH3)(OCH3)2
C10H21Si(C6H5)(OCH3)2
C10H21Si(CH3)(OC2H5)2
C10H21Si(CH=CH2)(OCH3)2
C10H21Si(CH2CH2CF3)(OCH3)2
なお、この成分(C)は1種単独でも2種以上を組み合わせても使用することができる。
本発明の組成物には、上記の必須成分のほかに必要に応じて本発明の目的、効果を害しない範囲において、次のような成分を配合することができる。即ち、融点が200℃を超える金属粉、酸化亜鉛やアルミナ、シリカなどの充填剤、シリコーンオイルなどのオイル成分、塗布性を向上させる溶剤、染料や顔料などの着色剤などが挙げられる。
本発明のグリース組成物を製造するには、例えば、成分(A)及び成分(B)をトリミックス、ツウィンミックス、プラネタリミキサー(何れも井上製作所(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。必要ならば50〜250℃に加熱しても良い。
本発明の放熱用シリコーングリース組成物を使用する際には、使用する物品に塗布した後、成分(B)の融点以上の温度に加熱する事が望ましい。この加熱により成分(B)の低融点金属が溶解する事で塗布した物品との馴染みが向上し、本発明の放熱用シリコーングリース組成物の優れた熱伝導性を発揮する事が出来るようになる。なお、物品の使用温度が成分(B)の融点以上の温度である場合は使用時に成分(B)が溶解するので、新たに加熱する必要はない。
〔成分A〕
(合成例1)
−成分(A)のオルガノポリシロキサンA-1の合成−
攪拌機、温度計、冷却管及び窒素ガス導入管を設けた内容積1000mlのフラスコを用意した。このフラスコに、
・両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され、主鎖のケイ素に結合した側基の5モル%がフェニル基で残りの95モル%がメチル基である、25℃における粘度が700 mPa・sのビニル基含有オリガノポリシロキサン500g、
・下記の式(a−1)で表されるハイドロジェンオルガノポリシロキサン3.0g、及び
・下記の式(a−2)で表されるハイドロジェンオルガノポリシロキサン5.0g
を入れた。
ロータNo.4/6rpmで測定した場合;測定粘度 26,000mPa・s、
ロータNo.4/12rpmで測定した場合;測定粘度 22,500 mPa・s
が得られ、これから求めたチキソ度αは1.16であった。
−成分(A)のオルガノポリシロキサンA-2の合成−
合成例1において、ビニル基含有オルガノポリシロキサンを、25℃における粘度が600 mPa・sである以外は同一であるジメチルポリシロキサン500gに変更し、二種のハイドロジェンオルガノポリシロキサンを、下記の式(a−2):
ロータNo.4/3rpmで測定した場合;測定粘度 42,000 mPa・s、
ロータNo.4/6rpmで測定した場合;測定粘度 31,000 mPa・s
が得られ、これから求めたチキソ度αは1.35であった。
−成分(A)のオルガノポリシロキサンA-3の合成−
合成例2において、式(a−2)で表されるのハイドロジェンオルガノポリシロキサンの量を23gに、そして式(a−3)で表されるハイドロジェンオルガノポリシロキサンの量を33gを変更した以外は全て合成例2と同様にして合成を行いオルガノポリシロキサンA-3を得た。
ロータNo.4/3rpmで測定した場合;測定粘度 72,000mPa・s、
ロータNo.4/6rpmで測定した場合;測定粘度 46,000mPa・s
が得られ、これから求めたチキソ度αは1.57であった。
下記の式:
ロータNo.3/6rpmで測定した場合;測定粘度 9,800 mPa・s、
ロータNo.3/12rpmで測定した場合;測定粘度 9700 mPa・s
から上記のチキソ度αが求められた。
(B-1) インジウム-ビスマス-スズ合金 (融点:60℃)
(B-2) インジウム粉末 (融点:156℃)
(B-3) ガリウム (融点=30℃)
(B-4) アルミニウム粉末 (融点:660℃)
(C-1) 構造式:C10H21Si(OCH3)3 で表されるオルガノシラン化合物
−放熱用シリコーングリース組成物の製造−
上記の成分(A)〜(C)を、表1および表2に示した組成で配合し、プラネタリミキサー(井上製作所(株)製)で120℃において1時間混合し、実施例1〜6、および比較例1〜7の放熱用シリコーン組成物を得た。これらの組成物を以下に説明するオイル滲みだし試験及び熱抵抗の測定に供した。結果を表1及び表2に示す。
オイル滲みだし試験は次のように行った。図1はこの試験の説明図である。10cm角のスリガラス板1を水平に置き、スリガラス板1のほぼ中央にグリースを直径1cmの円状に0.25gずつ塗布後室温に放置した。14日後においてグリースの円状塗膜2の周囲にオイルブリードによってスリガラスが半透明になった部分3ができたが、この部分の幅(図示のW)をmm単位で測定した。
(1)測定用試験体の調製
各組成物を、標準アルミプレートの全面に塗布し、別の標準アルミプレートを重ねて、約175.5kPa(1.80kgf/cm2)の圧力をかけて3層構造体を得た。次いで、この3層構造体を電気炉内に入れ、温度を175℃にまで昇温し該温度を1時間保持し、その後室温になるまで放置して冷却し、熱抵抗測用試験体を調製した。
作製した各試験体を用いて、各組成物の熱抵抗(mm2-K/W)をASTM E1461に規定のレーザーフラッシュ法に基づく熱抵抗測定器(ホロメトリックス社製マイクロフラッシュ)を用いて測定した。
作製した各試験体を110℃/85%RHの高温高湿度下に48時間放置した後、各組成物の熱抵抗を上記(2)と同様にして測定した。
2.円状塗膜
3.スリガラスが半透明になった部分
Claims (5)
- (A)下記の通り定義されるチキソ度αが1.03〜1.50であり、25℃における粘度が100〜1,000,000mPa・sであるオルガノポリシロキサン 100質量部、
(B)融点が200℃以下の金属 100〜5000質量部、
(C)一般式(1):
R1 aR2 bSi(OR3)4-a-b (1)
(式中、R1は独立に炭素原子数6〜20のアルキル基であり、R2は独立に非置換または置換の炭素原子数1〜8の1価炭化水素基であり、R3は独立に炭素原子数1〜6のアルキル基であり、aは1〜3の整数、bは0〜2の整数であり、但しa+bは1〜3の整数である。)
で表されるアルコキシシラン化合物 0.01〜20質量部
を含有してなる放熱用シリコーングリース組成物。
チキソ度α=η1/η2
〔ここで、η1はB型回転粘度計により25℃においてローターの回転数6rpmで測定した粘度であり、η2はB型回転粘度計により25℃においてローターの回転数12pmで測定した粘度である。〕 - 前記(A)成分と前記(B)成分と前記(C)成分とを、前記(B)成分の融点以上である温度で混合して均一な混合物を得る工程を含む請求項1の組成物の製造方法。
- 前記(A)成分と前記(B)成分の粉末と前記(C)成分とを、前記(B)成分の融点未満である温度で混合して均一な混合物を得る工程を含む請求項1の組成物の製造方法。
- 前記(A)成分の原料と前記(B)成分と前記(C)成分とを、前記(B)成分の融点以上である温度で混合して均一な混合物を得る工程と、得られた混合物中の前記(A)成分の原料を反応させて前記(A)成分を生成させる工程を含む請求項1の組成物の製造方法。
- 前記(A)成分の原料と前記(B)成分の粉末と前記(C)成分とを、前記(B)成分の融点未満である温度で混練して均一な混合物を得る工程と、得られた混合物中の前記(A)成分の原料を反応させて前記(A)成分を生成させる工程を含む請求項1の組成物の製造方法。
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