JP7155661B2 - thermal grease - Google Patents
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Description
本発明は、基油の拡散を防止し、かつ熱伝導性に優れた熱伝導性グリースに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thermally conductive grease that prevents base oil from diffusing and has excellent thermal conductivity.
電子機器に使用されている半導体部品の中には、コンピューターのCPU、ペルチェ素子、LED、インバーター等の電源制御用パワー半導体など使用中に発熱をともなう発熱部品がある。 Semiconductor parts used in electronic devices include heat-generating parts that generate heat during use, such as computer CPUs, Peltier devices, LEDs, and power semiconductors for power supply control such as inverters.
これらの発熱部品を熱から保護し、正常に機能させるために、発生した熱をヒートスプレッダーやヒートシンク等の放熱部品(冷却装置)へ伝導させ放熱させる方法がある。熱伝導性グリースは、これら発熱部品と放熱部品を密着させるように両者の間に塗布され発熱部品の熱を放熱部品に効率よく伝導させるために用いられる。熱伝導性グリースとは、液状炭化水素やシリコーン油、フッ素油等の基油に、熱伝導率の高い無機粉末充填剤(酸化亜鉛、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物や、アルミニウムや銅等の金属粉末等)を多量に分散させたグリース状の組成物である。 In order to protect these heat-generating parts from heat and to function normally, there is a method of conducting the generated heat to a heat-radiating part (cooling device) such as a heat spreader or a heat sink to dissipate the heat. Thermally conductive grease is applied between the heat-generating component and the heat-radiating component so as to bring them into close contact with each other, and is used to efficiently conduct heat from the heat-generating component to the heat-radiating component. Thermally conductive grease is a base oil such as liquid hydrocarbon, silicone oil, fluorine oil, etc., and inorganic powder filler with high thermal conductivity (metal oxide such as zinc oxide, aluminum oxide, etc., boron nitride, silicon nitride, It is a grease-like composition in which a large amount of inorganic nitrides such as aluminum nitride and metal powders such as aluminum and copper are dispersed.
より具体的には、熱伝導性グリースは、コンピューターのCPU等の発熱部品と、ヒートシンク等の放熱部品との熱接触界面、ハイブリッド自動車や電気自動車等に搭載される高出力のインバーター等の発熱部品と、ヒートスプレッダー等の放熱部品との熱接触界面に塗布され使用される。近年、これらのエレクトロニクス機器における半導体素子は、小型化・高性能化に伴い、発熱密度及び発熱量が増大し、さらに、他の半導体部品である発熱部品に近接され組み込まれることが多くなっている。そのため、熱接触界面に塗布された熱伝導性グリースは以前にも増してより高温に曝される環境にある。 More specifically, thermally conductive grease is used for thermal contact interfaces between heat-generating parts such as computer CPUs and heat-radiating parts such as heat sinks, and for heat-generating parts such as high-output inverters mounted on hybrid and electric vehicles. and heat-dissipating parts such as a heat spreader. In recent years, semiconductor elements in these electronic devices have increased in heat generation density and heat generation due to miniaturization and high performance, and are often incorporated in close proximity to heat-generating parts that are other semiconductor parts. . Therefore, the thermally conductive grease applied to the thermal contact interface is exposed to higher temperatures than ever before.
このような高温かつ密封された環境で長期に亘り熱伝導性グリースを使用する場合、熱伝導性グリースの種類によっては大きくちょう度が低下することがある。熱伝導性グリースの使用時に、ちょう度が大きく低下したり、硬化したりすると、熱接触界面に塗布された熱伝導性グリースにクラックやボイドの発生等が起こり、熱伝導性グリースの熱伝導性が低下することがある。 When thermally conductive grease is used for a long period of time in such a high-temperature and sealed environment, the consistency of some types of thermally conductive grease may be greatly reduced. When using thermally conductive grease, if the consistency drops significantly or hardens, cracks and voids may occur in the thermally conductive grease applied to the thermal contact interface. may decrease.
このようなちょう度の低下は、熱接触界面に塗布された熱伝導性グリースの変質のほか、熱伝導性グリースに含有される基油が拡散して熱伝導性グリース内の基油比率が下がる場合に生じることもある。また、このような基油成分の拡散は、拡散した基油成分が近接する他の半導体部品に悪影響を与える場合もある。そのため、熱伝導性グリースには、高熱伝導性以外に、熱伝導性グリースに含有される基油の拡散を低減する性能が求められる。 Such a decrease in consistency is caused by deterioration of the thermally conductive grease applied to the thermal contact interface, as well as diffusion of the base oil contained in the thermally conductive grease, resulting in a decrease in the ratio of the base oil in the thermally conductive grease. may occur in some cases. Moreover, such diffusion of the base oil component may adversely affect other semiconductor components in the vicinity of the diffused base oil component. Therefore, the thermally conductive grease is required to have the performance of reducing the diffusion of the base oil contained in the thermally conductive grease in addition to the high thermal conductivity.
このような課題への対応として、特許文献1には実施例として両端にパーフルオロアルキル基を有する基油拡散防止剤もしくは両端にメチル基を有しパーフルオロアルキル基を内包する気油拡散防止剤を含有する熱伝導性グリースが提案されている。 As a countermeasure to such problems, Patent Document 1 discloses, as an example, a base oil diffusion preventing agent having perfluoroalkyl groups at both ends or a gas oil diffusion preventing agent having methyl groups at both ends and including a perfluoroalkyl group. A thermally conductive grease containing
本発明の目的は、従来の熱伝導性グリースに対し、基油の拡散防止性能を向上させることができる熱伝導性グリースを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a thermally conductive grease capable of improving the diffusion prevention performance of a base oil as compared with conventional thermally conductive greases.
本発明者は、上記課題を達成するために鋭意検討した結果、一方の末端がパーフルオロアルキル基であり、他方の末端は水素基又はリン酸基である基油拡散防止剤を含有する熱伝導性グリースであれば上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found a heat conducting agent containing a base oil diffusion inhibitor having a perfluoroalkyl group at one end and a hydrogen group or a phosphoric acid group at the other end. The inventors have found that the above problems can be solved by using a non-toxic grease, and have completed the present invention.
本発明の第1の発明は、無機粉末充填剤と、基油と、基油拡散防止剤と、を含有する熱伝導性グリースであって、前記基油拡散防止剤は、一方の末端にパーフルオロアルキル基を有し、他方の末端に水素基又はリン酸基を有する、熱伝導性グリースである。 A first aspect of the present invention is a thermally conductive grease containing an inorganic powder filler, a base oil, and a base oil diffusion inhibitor, wherein the base oil diffusion inhibitor is It is a thermally conductive grease having a fluoroalkyl group and a hydrogen group or a phosphoric acid group at the other end.
本発明の第2の発明は、第1の発明において、前記基油拡散防止剤が、下記式(1)で示される構造の化合物である、熱伝導性グリースである。
R-(CnH2nO)m-X ・・・(1)
(上記式(1)中、Rは、炭素数1以上6以下の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基であり、nは1以上10以下の整数であり、mは2以上100以下の整数である。Xは、水素基又はリン酸基である。)
A second aspect of the present invention is the thermally conductive grease according to the first aspect, wherein the base oil diffusion inhibitor is a compound having a structure represented by the following formula (1).
R—(C n H 2n O) m —X (1)
(In the above formula (1), R is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, n is an integer of 1 to 10, and m is 2 to 100 is an integer, and X is a hydrogen group or a phosphate group.)
本発明の第3の発明は、第1又は第2の発明において、前記基油拡散防止剤の含有量が、熱伝導性グリース100質量%に対して0.001質量%以上1質量%以下の割合である、熱伝導性グリースである。 A third invention of the present invention is the first or second invention, wherein the content of the base oil diffusion inhibitor is 0.001% by mass or more and 1% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermally conductive grease. It is a thermally conductive grease, which is a proportion.
本発明の第4の発明は、第1から第3のいずれかの発明において、酸化防止剤をさらに含有する、熱伝導性グリースである。 A fourth invention of the present invention is the thermally conductive grease according to any one of the first to third inventions, further containing an antioxidant.
本発明の第5の発明は、第1から第4のいずれかの発明において、前記無機粉末充填剤の含有量が、熱伝導性グリース100質量%に対して70質量%以上97質量%以下の割合であり、前記基油の含有量は、熱伝導性グリース100質量%に対して2質量%以上29質量%以下の割合である、熱伝導性グリースである。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the content of the inorganic powder filler is 70% by mass or more and 97% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermally conductive grease. The content of the base oil is 2% by mass or more and 29% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermally conductive grease.
本発明の熱伝導性グリースによれば、基油の拡散を有効に防止することができる。 The thermally conductive grease of the present invention can effectively prevent diffusion of the base oil.
以下、本発明の具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。また、本明細書において、「~」との表記は、「以上」「以下」を意味し、「X:Y~A:B」との表記は「X:Y」及び「A:B」そのものを含み、「X:Y」と「A:B」との間の範囲を意味する。 Specific embodiments of the present invention (hereinafter referred to as "present embodiments") will be described in detail below. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the purpose of the present invention. Further, in this specification, the notation "~" means "more than" and "less than", and the notation "X: Y to A: B" means "X: Y" and "A: B" themselves. and means a range between "X:Y" and "A:B".
≪1.熱伝導性グリース≫
本実施の形態に係る熱伝導性グリース(以下、単にグリースと表記することがある。)は、無機粉末充填剤と、基油と、基油拡散防止剤と、を含有する。以下、熱伝導性グリースに含有される各成分について説明する。
≪1. Thermally conductive grease≫
The thermally conductive grease according to the present embodiment (hereinafter sometimes simply referred to as grease) contains an inorganic powder filler, a base oil, and a base oil diffusion inhibitor. Each component contained in the thermally conductive grease will be described below.
[各成分について]
(無機粉末充填剤)
無機粉末充填剤は、グリースに高い熱伝導性を付与する。本実施の形態に係る熱伝導性グリースに用いられる無機粉末充填剤は、基油より高い熱伝導性を有するものであれば特に限定されないが、金属酸化物、無機窒化物、金属(合金も含む。)、ケイ素化合物、カーボン材料などの粉末が好適に用いられる。無機粉末充填剤の種類は1種類であってもよいし、また2種以上を組み合わせて用いることもできる。
[About each component]
(Inorganic powder filler)
The inorganic powder filler imparts high thermal conductivity to the grease. The inorganic powder filler used in the thermally conductive grease according to the present embodiment is not particularly limited as long as it has higher thermal conductivity than the base oil. Metal oxides, inorganic nitrides, metals (including alloys) ), silicon compounds, carbon materials and the like are preferably used. One type of inorganic powder filler may be used, or two or more types may be used in combination.
より具体的に、金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等を挙げることができる。無機窒化物としては、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等を挙げることができる。金属としては、銅、アルミニウム、銀等を挙げることができる。ケイ素化合物としては炭化ケイ素、シリカ等を挙げることができる。カーボン材料としては、ダイヤモンド、グラファイト、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン等を挙げることができる。 More specifically, metal oxides include zinc oxide, magnesium oxide, and aluminum oxide. Examples of inorganic nitrides include aluminum nitride and boron nitride. Copper, aluminum, silver, etc. can be mentioned as a metal. Examples of silicon compounds include silicon carbide and silica. Carbon materials include diamond, graphite, fullerene, carbon nanotube, carbon nanohorn, and the like.
無機粉末充填剤としては、電気絶縁性を求める場合には、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、シリカ、ダイヤモンドなどの、半導体やセラミックなどの非導電性物質の粉末が好ましく、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、シリカの粉末がより好ましく、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムの粉末が特に好ましい。 As inorganic powder fillers, non-conductive substances such as semiconductors and ceramics such as zinc oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, silica, and diamond are used when electrical insulation is required. Powders are preferred, powders of zinc oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide and silica are more preferred, and powders of zinc oxide, aluminum oxide and aluminum nitride are particularly preferred.
また、上記の無機粉末充填剤のなかでも高い熱伝導性を有するという観点からは、銅、アルミニウム、銀、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム窒化ホウ素及び炭化ケイ素からなる群から選ばれる少なくとも1種以上であることが好ましい。電気的な特性に対する要求が無い場合は、金属粉末や炭素材料粉末と非導電性物質の粉末とを組み合わせて用いることもできる。 In addition, from the viewpoint of having high thermal conductivity among the above inorganic powder fillers, it is selected from the group consisting of copper, aluminum, silver, zinc oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, aluminum nitride boron nitride and silicon carbide. At least one or more is preferable. If there is no requirement for electrical properties, it is possible to use a combination of metal powder or carbon material powder and non-conductive substance powder.
また、上記の無機粉末充填剤は、細粒のみを用いる場合は平均粒径0.15μm以上、3μm未満の無機粉末を用いることが好ましい。平均粒径を0.15μm以上とすることで、無機粉末充填剤の表面を親油化する分散剤の量と液体成分(基油等)の量との割合のバランスがよく、高充填したときにより高いちょう度を得ることができる。一方、平均粒径を3μm未満とすることで、無機粉末充填剤の充填を最密充填に近い状態にしやすくなり、より高い熱伝導率とすることができ、また基油の離油をより効果的に抑制することができる。尚、本明細書において細粒とは、平均粒径が3μm未満の粉末を意味し、後述する粗粒とは、平均粒径が3μm以上の粉末を意味する。 When only fine particles are used as the inorganic powder filler, it is preferable to use inorganic powder having an average particle size of 0.15 μm or more and less than 3 μm. By setting the average particle diameter to 0.15 μm or more, the ratio between the amount of the dispersant that makes the surface of the inorganic powder filler lipophilic and the amount of the liquid component (base oil, etc.) is well balanced, and when highly filled A higher consistency can be obtained by On the other hand, by setting the average particle size to less than 3 μm, the filling of the inorganic powder filler can be easily brought to a close-packed state, the thermal conductivity can be higher, and the separation of the base oil is more effective. can be effectively suppressed. In this specification, fine particles mean powders with an average particle size of less than 3 μm, and coarse particles, which will be described later, mean powders with an average particle size of 3 μm or more.
また、上記の無機粉末充填剤は、平均粒径の異なる2種以上の細粒を組み合わせることが好ましい。これにより、熱伝導性グリース中で、無機粉末充填剤の充填を最密充填に近い状態にしやすくなり、基油の離油をより効果的に抑制することができる。 Moreover, it is preferable to combine two or more kinds of fine particles having different average particle sizes for the above inorganic powder filler. As a result, the filling of the inorganic powder filler in the thermally conductive grease can be easily brought into a close-packed state, and separation of the base oil can be more effectively suppressed.
平均粒径の異なる2種以上の細粒を組み合わせる場合にも、熱伝導性グリースの実装時における熱伝導率の観点から、それぞれの細粒の平均粒径は0.15μm以上、3μm未満であることが好ましい。平均粒径の異なる細粒を組み合わせて用いる場合、平均粒径の小さい細粒の平均粒径は、平均粒径の大きい細粒の平均粒径に対して10%以上60%以下のサイズの平均粒径であることが好ましく、20%以上55%以下のサイズの平均粒径であることがより好ましい。また、平均粒径の小さい細粒と平均粒径の大きい細粒の混合割合は、質量比で5:95~85:15の範囲が好ましい。 Even when two or more types of fine particles having different average particle sizes are combined, the average particle size of each fine particle is 0.15 μm or more and less than 3 μm from the viewpoint of thermal conductivity when thermally conductive grease is mounted. is preferred. When fine grains with different average grain sizes are used in combination, the average grain size of fine grains with a small average grain size is an average of 10% or more and 60% or less of the average grain size of fine grains with a large average grain size. It is preferably a particle size, more preferably an average particle size of 20% or more and 55% or less. Further, the mixing ratio of fine particles with a small average particle size and fine particles with a large average particle size is preferably in the range of 5:95 to 85:15 in mass ratio.
更に、無機粉末充填剤は、細粒と粗粒を組み合わせる場合には、上記の細粒と、平均粒径3μm以上50μm以下の粗粒の無機粉末を組み合わせることができる。無機粉末充填剤における粗粒の平均粒径を3μm以上とすることでより熱伝導性グリースが高い熱伝導率を得やすくすることができる。無機粉末充填剤における粗粒の平均粒径を50μm以下とすることで熱伝導性グリースの塗膜が必要以上に厚くなることを防止し、実装時における塗膜の放熱性能を高めることができる。 Furthermore, when fine grains and coarse grains are combined as the inorganic powder filler, the above fine grains can be combined with coarse inorganic powders having an average grain size of 3 μm or more and 50 μm or less. By setting the average particle diameter of the coarse particles in the inorganic powder filler to 3 μm or more, it is possible to easily obtain a high thermal conductivity of the thermally conductive grease. By setting the average particle diameter of the coarse particles in the inorganic powder filler to 50 μm or less, it is possible to prevent the coating film of the thermally conductive grease from becoming thicker than necessary and to enhance the heat dissipation performance of the coating film during mounting.
無機粉末充填剤を細粒と粗粒の組み合わせとする場合、粗粒としては、平均粒径の異なる2種類以上の粉末の組み合わせとすることもできる。この場合にも、熱伝導性グリースの熱伝導率と実装時における塗膜の放熱性能の観点から、それぞれの粗粒の平均粒径は3μm以上50μm以下であることが好ましい。 When the inorganic powder filler is a combination of fine particles and coarse particles, the coarse particles may be a combination of two or more powders having different average particle sizes. Also in this case, the average particle size of each coarse particle is preferably 3 μm or more and 50 μm or less from the viewpoint of the thermal conductivity of the thermally conductive grease and the heat dissipation performance of the coating film during mounting.
なお、本実施の形態に係る熱伝導性グリースにおいて、無機粉末充填剤の平均粒径はレーザー回折散乱法(JIS R 1629:1997に準拠)により測定した粒度分布の体積平均径として算出できる。 In the thermally conductive grease according to this embodiment, the average particle diameter of the inorganic powder filler can be calculated as the volume average diameter of the particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method (according to JIS R 1629:1997).
また、細粒と粗粒の無機粉末充填剤を組み合わせる場合の質量比(細粒:粗粒)は、20:80~85:15の範囲で混合するのが好ましい。細粒と粗粒の配合比を上記範囲とすることで、無機粉末充填剤の表面を親油化する分散剤の量と液体成分(基油等)の量とのバランスから、高いちょう度を得ることができる。また、粗粒と細粒のバランスがより稠密な状態にするのに適しており、基油の離油をより効果的に抑制することができる。なお、粗粒を2種類以上組み合わせる場合には粗粒同士の質量比は特に限定されないが、この場合にも粒径の小さい方の粗粒の質量比を無機粉末充填剤のうち20%以上85%以下の範囲で混合することが好ましい。 Further, when combining fine-grained and coarse-grained inorganic powder fillers, the mass ratio (fine grains: coarse grains) is preferably in the range of 20:80 to 85:15. By setting the blending ratio of fine particles and coarse particles within the above range, high consistency can be achieved from the balance between the amount of dispersant that makes the surface of the inorganic powder filler lipophilic and the amount of liquid components (base oil, etc.). Obtainable. In addition, it is suitable for making the balance between coarse particles and fine particles more dense, so that separation of the base oil can be more effectively suppressed. When two or more types of coarse particles are combined, the mass ratio of the coarse particles is not particularly limited. % or less.
無機粉末充填剤の含有率は70質量%以上97質量%以下が好ましい。無機粉末充填剤の含有率が高いほど熱伝導性に優れ、好ましくは75質量%以上97質量%以下である。70質量%以上であることにより熱伝導性グリース自体の熱伝導性を十分高くすることができ、また基油の離油を抑制し基油の滲み出しを抑制することができるため好ましい。一方、97質量%以下であることによりちょう度の低下を抑制し、十分な展性を有することができるため好ましい。 The content of the inorganic powder filler is preferably 70% by mass or more and 97% by mass or less. The higher the content of the inorganic powder filler, the better the thermal conductivity, and the content is preferably 75% by mass or more and 97% by mass or less. When the amount is 70% by mass or more, the thermal conductivity of the thermally conductive grease itself can be sufficiently increased, and separation of the base oil can be suppressed to suppress exudation of the base oil, which is preferable. On the other hand, when it is 97% by mass or less, it is possible to suppress a decrease in consistency and to have sufficient malleability, which is preferable.
(基油)
基油は、グリースに含有されることにより、熱伝導性グリースに潤滑性を付与する。
(base oil)
The base oil imparts lubricity to the thermally conductive grease by being contained in the grease.
基油としては、種々の基油が使用でき、例えば、鉱油、合成炭化水素油などの炭化水素系基油、エステル系基油、エーテル系基油、リン酸エステル、シリコーン油及びフッ素油などが挙げられ、炭化水素系基油、エステル系基油、エーテル基油が好ましい。基油の離油をより効果的に抑制する点においては、表面張力の低いシリコーン油及びフッ素油は、あまり好ましくない。基油は1種単独で使用しても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 As the base oil, various base oils can be used, for example, hydrocarbon-based base oils such as mineral oils and synthetic hydrocarbon oils, ester-based base oils, ether-based base oils, phosphate esters, silicone oils and fluorine oils. Hydrocarbon base oils, ester base oils, and ether base oils are preferred. Silicone oil and fluorine oil with low surface tension are not so preferable in terms of more effectively suppressing oil separation of the base oil. One type of base oil may be used alone, or two or more types may be used in combination.
鉱油としては、例えば、鉱油系潤滑油留分を溶剤抽出、溶剤脱ロウ、水素化精製、水素化分解、ワックス異性化などの精製手法を適宜組み合わせて精製したもので、150ニュートラル油、500ニュートラル油、ブライトストック、高粘度指数基油などを用いることができる。基油に用いられる鉱油は、高度に水素化精製された高粘度指数基油が好ましい。 As the mineral oil, for example, a mineral oil-based lubricating oil fraction is refined by appropriately combining refining techniques such as solvent extraction, solvent dewaxing, hydrorefining, hydrocracking, wax isomerization, etc. 150 neutral oil, 500 neutral oil Oils, bright stocks, high viscosity index base oils, and the like can be used. The mineral oil used for the base oil is preferably a highly hydrorefined high viscosity index base oil.
合成炭化水素油としては、例えば、エチレンやプロピレン、ブテン、及びこれらの誘導体などを原料として製造されたアルファオレフィンを、単独又は2種以上混合して重合したものが挙げられる。アルファオレフィンとしては、炭素数6以上14以下のものが好ましく挙げられる。 Synthetic hydrocarbon oils include, for example, those obtained by polymerizing alpha-olefins produced using ethylene, propylene, butene, and derivatives thereof as raw materials, singly or in combination of two or more. Alpha olefins preferably have 6 to 14 carbon atoms.
合成炭化水素油の具体例としては、1-デセンや1-ドデセンのオリゴマーであるポリアルファオレフィン(PAO)や、1-ブテンやイソブチレンのオリゴマーであるポリブテン、エチレンやプロピレンとアルファオレフィンのコオリゴマー等が挙げられる。また、アルキルベンゼンやアルキルナフタレン等を用いることもできる。 Specific examples of synthetic hydrocarbon oils include polyalphaolefins (PAO) that are oligomers of 1-decene and 1-dodecene, polybutenes that are oligomers of 1-butene and isobutylene, and co-oligomers of ethylene or propylene and alpha olefins. is mentioned. Alkylbenzene, alkylnaphthalene, or the like can also be used.
エステル系基油としては、ジエステルやポリオールエステルが挙げられる。ジエステルとしては、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の二塩基酸のエステルが挙げられる。二塩基酸としては、炭素数4以上36以下の脂肪族二塩基酸が好ましい。エステル部を構成するアルコール残基は、炭素数4以上26以下の一価アルコール残基が好ましい。ポリオールエステルとしては、β位の炭素上に水素原子が存在していないネオペンチルポリオールのエステルで、具体的にはネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等のカルボン酸エステルが挙げられる。エステル部を構成するカルボン酸残基は、炭素数4以上26以下のモノカルボン酸残基が好ましい。 Examples of ester-based base oils include diesters and polyol esters. Diesters include esters of dibasic acids such as adipic acid, azelaic acid, sebacic acid and dodecanedioic acid. As the dibasic acid, an aliphatic dibasic acid having 4 or more and 36 or less carbon atoms is preferable. The alcohol residue constituting the ester moiety is preferably a monohydric alcohol residue having 4 or more and 26 or less carbon atoms. The polyol ester is an ester of neopentyl polyol in which no hydrogen atom exists on the β-position carbon, and specific examples include carboxylic acid esters such as neopentyl glycol, trimethylolpropane and pentaerythritol. The carboxylic acid residue constituting the ester moiety is preferably a monocarboxylic acid residue having 4 to 26 carbon atoms.
また、エステル系基油としては、上記以外にも、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、2-ブチル-2-エチルプロパンジオール、2,4-ジエチル-ペンタンジオール等の脂肪族二価アルコールと、直鎖又は分岐鎖の飽和脂肪酸とのエステルも用いることができる。直鎖又は分岐鎖の飽和脂肪酸としては、炭素数4以上30以下の一価の直鎖又は分岐鎖の飽和脂肪酸が好ましい。 In addition to the above, as the ester base oil, aliphatic dihydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, 2-butyl-2-ethylpropanediol, 2,4-diethyl-pentanediol, Esters with straight or branched chain saturated fatty acids can also be used. The linear or branched saturated fatty acid is preferably a monovalent linear or branched saturated fatty acid having 4 to 30 carbon atoms.
エーテル系基油としては、ポリグリコールや(ポリ)フェニルエーテルなどが挙げられる。ポリグリコールとしては、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコール、及びこれらの誘導体などが挙げられる。(ポリ)フェニルエーテルとしては、モノアルキル化ジフェニルエーテル、ジアルキル化ジフェニルエーテルなどのアルキル化ジフェニルエーテルや、モノアルキル化テトラフェニルエーテル、ジアルキル化テトラフェニルエーテルなどのアルキル化テトラフェニルエーテル、ペンタフェニルエーテル、モノアルキル化ペンタフェニルエーテル、ジアルキル化ペンタフェニルエーテルなどのアルキル化ペンタフェニルエーテルなどが挙げられる。 Ether base oils include polyglycol and (poly)phenyl ether. Examples of polyglycol include polyethylene glycol, polypropylene glycol, and derivatives thereof. (Poly)phenyl ethers include alkylated diphenyl ethers such as monoalkylated diphenyl ether and dialkylated diphenyl ether; alkylated tetraphenyl ethers such as monoalkylated tetraphenyl ether and dialkylated tetraphenyl ether; Examples include alkylated pentaphenyl ethers such as pentaphenyl ether and dialkylated pentaphenyl ether.
リン酸エステルとしては、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート等が挙げられる。 Phosphate esters include triethyl phosphate, tributyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate and the like.
ここで、熱伝導性グリースは、発熱部品の熱接触界面に塗布されて実装時されるため、熱伝導性グリースの塗膜は長時間高温に曝されることとなる。このため、熱伝導性グリースに含有される基油としては、熱酸化安定性に優れることが望ましい。上記基油の中では、合成系基油が好ましく、合成炭化水素油、エステル系基油及びエーテル系基油が好ましい。これらの基油のうち、特に熱酸化安定性に優れるものとして、合成炭化水素油では、ポリアルファオレフィン、エステル系基油では、ポリオールエステル、エーテル系基油では(ポリ)フェニルエーテルが好ましい基油として用いられる。 Here, since the thermally conductive grease is applied to the thermal contact interface of the heat-generating component during mounting, the coating film of the thermally conductive grease is exposed to high temperatures for a long period of time. Therefore, it is desirable that the base oil contained in the thermally conductive grease has excellent thermal oxidation stability. Among the above base oils, synthetic base oils are preferred, and synthetic hydrocarbon oils, ester base oils and ether base oils are preferred. Among these base oils, preferred are polyalphaolefins for synthetic hydrocarbon oils, polyol esters for ester-based base oils, and (poly)phenyl ethers for ether-based base oils as base oils that are particularly excellent in thermal oxidation stability. used as
これらのポリアルファオレフィン、(ポリ)フェニルエーテル、ポリオールエステルについて、単独で使用してもよいが、2種以上を組み合わせて使用することが好ましい。 These polyalphaolefins, (poly)phenyl ethers, and polyol esters may be used alone, but it is preferable to use them in combination of two or more.
組み合わせて使用する場合には、特にポリアルファオレフィンあるいは(ポリ)フェニルエーテルからなる基油群と、ポリオールエステルとを併用することにより、比較的粘度指数が高く、グリースを調製したときにちょう度が高く、塗布性に優れるグリースを調製することができ、好ましい。この場合、ポリアルファオレフィンあるいは(ポリ)フェニルエーテルからなる基油群と、ポリオールエステルとの含有比率は、質量比で、好ましくは95:5~30:70であり、より好ましくは90:10~50:50であり、さらに好ましくは85:15~65:35である。 When used in combination, the combination of a base oil group consisting of polyalphaolefins or (poly)phenyl ethers and polyol esters in particular results in a relatively high viscosity index and good consistency when the grease is prepared. It is preferable because it is possible to prepare a grease that is high and has excellent applicability. In this case, the content ratio of the base oil group consisting of polyalphaolefin or (poly)phenyl ether to the polyol ester is preferably 95:5 to 30:70, more preferably 90:10 to 50:50, more preferably 85:15 to 65:35.
基油の動粘度は、40℃で10mm2/s以上1200mm2/s以下であることが好ましい。40℃における動粘度を10mm2/s以上とすることで、高温下での基油の蒸発や離油などが抑制される傾向にあるため好ましい。また、40℃における動粘度を1200mm2/s以下とすることで高いちょう度を得やすくなるため好ましい。 The kinematic viscosity of the base oil is preferably 10 mm 2 /s or more and 1200 mm 2 /s or less at 40°C. A kinematic viscosity of 10 mm 2 /s or more at 40° C. is preferable because evaporation of the base oil and oil separation at high temperatures tend to be suppressed. Further, it is preferable to set the kinematic viscosity at 40° C. to 1200 mm 2 /s or less because it facilitates obtaining a high consistency.
基油の含有量としては、熱伝導性グリース100質量%に対して2質量%以上29質量%以下であることが好ましく、3質量%以上28質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上25質量%以下が特に好ましい。基油の含有量が2質量%以上であることにより、熱伝導性グリースに含有される油成分が適切な量となり、熱伝導性グリースをグリースの状態に維持することができる程度のちょう度を維持することができるため好ましい。一方で、基油の含有量が29質量%以下であることにより、高温環境に置かれた場合にグリースが流れ出ることやグリースに含有される基油が離油してグリースが塗布された部分における周辺部材が基油によって汚染されることを効果的に抑制することができるため好ましい。 The content of the base oil is preferably 2% by mass or more and 29% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 28% by mass or less, and 3% by mass with respect to 100% by mass of the thermally conductive grease. More than 25% by mass or less is particularly preferable. When the content of the base oil is 2% by mass or more, the oil component contained in the thermally conductive grease becomes an appropriate amount, and the consistency is such that the thermally conductive grease can be maintained in a grease state. It is preferable because it can be maintained. On the other hand, since the content of the base oil is 29% by mass or less, the grease may flow out when placed in a high-temperature environment, or the base oil contained in the grease may separate and cause damage to the area where the grease is applied. It is preferable because it can effectively suppress contamination of the peripheral member with the base oil.
(分散剤)
分散剤は、グリースに含有される無機粉末充填剤の表面に吸着し、無機粉末充填剤と基油との親和性を向上させることができる。すなわち、分散剤は、無機粉末充填剤の表面改質剤として機能し、無機粉末充填剤と基油との親和性を向上させることによって、熱伝導性グリースのちょう度を向上させることができる。
(dispersant)
The dispersant is adsorbed on the surface of the inorganic powder filler contained in the grease, and can improve the affinity between the inorganic powder filler and the base oil. That is, the dispersant functions as a surface modifier for the inorganic powder filler and improves the affinity between the inorganic powder filler and the base oil, thereby improving the consistency of the thermally conductive grease.
分散剤は、例えば、ポリグリセリンモノアルキルエーテル化合物、高級脂肪酸エステルのようなカルボン酸構造を有する化合物、ポリカルボン酸系化合物等を挙げることができる。これらは単独で使用してもよいが、2種以上を組み合わせて使用してもよい。特に、ポリグリセリンモノアルキルエーテル化合物、カルボン酸構造を有する化合物、ポリカルボン酸系化合物を併用することが好ましい。 Examples of the dispersant include polyglycerin monoalkyl ether compounds, compounds having a carboxylic acid structure such as higher fatty acid esters, and polycarboxylic acid compounds. These may be used alone, or may be used in combination of two or more. In particular, it is preferable to use a polyglycerin monoalkyl ether compound, a compound having a carboxylic acid structure, and a polycarboxylic acid compound together.
分散剤の含有量は、熱伝導性グリース100質量%に対して0.001質量%以上3質量%以下の割合であることが好ましい。より好ましくは0.05質量%以上2質量%以下の割合であり、さらに好ましくは0.15質量%以上1質量%以下の割合であり、最も好ましくは0.2質量%以上0.5質量%以下の割合である。 The content of the dispersant is preferably 0.001% by mass or more and 3% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermally conductive grease. The ratio is more preferably 0.05% by mass or more and 2% by mass or less, more preferably 0.15% by mass or more and 1% by mass or less, and most preferably 0.2% by mass or more and 0.5% by mass. The ratio is as follows.
分散剤の含有量が0.001質量%以上であることにより、グリースに含有される無機粉末充填剤と基油との親和性をより向上させる効果が得られ、熱伝導性グリースのちょう度を効果的に高めることができるため好ましい。 When the content of the dispersant is 0.001% by mass or more, the effect of further improving the affinity between the inorganic powder filler contained in the grease and the base oil is obtained, and the consistency of the thermally conductive grease is improved. It is preferable because it can be effectively increased.
一方、分散剤の含有量が3質量%を超えても、分散剤の特性は大きく変化しない。分散剤の含有量が3質量%以下にすることによりコストを軽減することができるため好ましい。 On the other hand, even if the content of the dispersant exceeds 3% by mass, the properties of the dispersant do not change significantly. A content of the dispersant of 3% by mass or less is preferable because the cost can be reduced.
(基油拡散防止剤)
本実施の形態に係る熱伝導性グリースにおいては、特定の構造を有する基油拡散防止剤を含有することを特徴とする。具体的には、一方の末端にパーフルオロアルキル基を有し、他方の末端に水素基又はリン酸基を有する基油拡散防止剤を含有する。
(Base oil diffusion inhibitor)
The thermally conductive grease according to the present embodiment is characterized by containing a base oil diffusion inhibitor having a specific structure. Specifically, it contains a base oil diffusion inhibitor having a perfluoroalkyl group at one end and a hydrogen group or a phosphoric acid group at the other end.
本発明者らの研究により、熱伝導性グリースにおいて、一方の末端にパーフルオロアルキル基を有し、他方の末端に水素基又はリン酸基を有する基油拡散防止剤を含有することで、基油の拡散を効果的に抑制することができることが明らかになった。 According to the research of the present inventors, in the thermally conductive grease, by containing a base oil diffusion inhibitor having a perfluoroalkyl group at one end and a hydrogen group or a phosphoric acid group at the other end, It has become clear that the diffusion of oil can be effectively suppressed.
基油拡散防止剤は、例えば、下記一般式(1)で表わされる構造をもつ化合物が挙げられる。 Examples of base oil diffusion inhibitors include compounds having a structure represented by the following general formula (1).
(化1)
R-(CnH2nO)m-X ・・・(1)
(Chem. 1)
R—(C n H 2n O) m —X (1)
ここで、上記式(1)中、Rは、炭素数1以上6以下の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基であり、nは1以上10以下の整数であり、mは2以上100以下の整数である。Xは、水素基又はリン酸基である。 Here, in the above formula (1), R is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, n is an integer of 1 to 10, m is 2 to 100 It is an integer below. X is a hydrogen group or a phosphate group.
基油拡散防止剤の含有量は、熱伝導性グリース100質量%に対して0.001質量%以上1質量%以下の割合であることが好ましく、0.1質量%以上0.5質量%以下の割合であることがより好ましく、0.1質量%以上0.2質量%以下の割合であることが特に好ましい。 The content of the base oil diffusion inhibitor is preferably 0.001% by mass or more and 1% by mass or less, and 0.1% by mass or more and 0.5% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermally conductive grease. More preferably, the ratio is more preferably 0.1% by mass or more and 0.2% by mass or less.
基油拡散防止剤の含有量が0.001質量%以上であることにより、基油の拡散をより効果的に抑制することができるため好ましい。一方で、一方、基油拡散防止剤の含有量が1質量%を超えても、基油拡散防止剤の特性は大きく変化しない。基油拡散防止剤の含有量が1質量%以下にすることによりコストを軽減することができるため好ましい。 When the content of the base oil diffusion inhibitor is 0.001% by mass or more, the diffusion of the base oil can be more effectively suppressed, which is preferable. On the other hand, even if the content of the base oil diffusion inhibitor exceeds 1% by mass, the properties of the base oil diffusion inhibitor do not change significantly. It is preferable that the content of the base oil diffusion inhibitor is 1% by mass or less because the cost can be reduced.
(酸化防止剤)
本実施の形態に係る熱伝導性グリースにおいては、さらに酸化防止剤を含有させることができる。酸化防止剤は、主に、熱伝導性グリースに含有される基油の酸化を防止し、熱伝導性グリースの安定性を高め、長期に亘り熱伝導性グリースを使用することが可能となる。
(Antioxidant)
The thermally conductive grease according to this embodiment can further contain an antioxidant. The antioxidant mainly prevents oxidation of the base oil contained in the thermally conductive grease, increases the stability of the thermally conductive grease, and enables the thermally conductive grease to be used for a long period of time.
酸化防止剤としては、特に限定されず、公知の酸化防止剤を用いることができる。例えば、ヒンダードアミン系、ヒンダードフェノール系、イオウ系、リン系、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、ベンゾフェノン系、ベンゾエート系、HALS等の化合物が挙げられる。その中でも、ヒンダードアミン系の酸化防止剤は、特に効果が高いため好ましい。これらの酸化防止剤は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The antioxidant is not particularly limited, and known antioxidants can be used. Examples thereof include hindered amine, hindered phenol, sulfur, phosphorus, benzotriazole, triazine, benzophenone, benzoate, and HALS compounds. Among these, hindered amine-based antioxidants are particularly effective and therefore preferred. These antioxidants may be used alone or in combination of two or more.
酸化防止剤の含有量は、熱伝導性グリース100質量%に対して0.001質量%以上3質量%以下の割合であることが好ましい。また、より好ましくは0.005質量%以上2質量%以下であり、さらに好ましくは0.01質量%以上1質量%以下であり、最も好ましくは0.05質量%以上0.5質量%以下である。 The content of the antioxidant is preferably 0.001% by mass or more and 3% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermally conductive grease. Further, it is more preferably 0.005% by mass or more and 2% by mass or less, still more preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass or less, and most preferably 0.05% by mass or more and 0.5% by mass or less. be.
酸化防止剤の含有量が0.001質量%以上であることにより、良好な酸化防止効果が得られ、熱伝導性グリースの熱耐久性を効果的に向上させることができるため好ましい。一方、酸化防止剤の含有量が3質量%を超えても、酸化防止剤の特性は大きく変化しない。酸化防止剤の含有量が3質量%以下にすることによりコストを軽減することができるため好ましい。 An antioxidant content of 0.001% by mass or more is preferable because a good antioxidant effect can be obtained and the thermal durability of the thermally conductive grease can be effectively improved. On the other hand, even if the content of the antioxidant exceeds 3% by mass, the properties of the antioxidant do not change significantly. When the content of the antioxidant is 3% by mass or less, the cost can be reduced, which is preferable.
(その他の成分)
本実施の形態に係る熱伝導性グリースにおいては、必要に応じて、上記の各成分の他の成分(その他の成分)を含有することができる。その他の成分としては、二次酸化防止剤、防錆剤、腐食防止剤、増粘剤、増ちょう剤等を挙げることができる。
(other ingredients)
The thermally conductive grease according to the present embodiment may contain other components (other components) than the components described above, if necessary. Other components include secondary antioxidants, rust inhibitors, corrosion inhibitors, thickeners, thickeners, and the like.
二次酸化防止剤としては、サルファイド、ジサルファイド、トリサルファイド、チオビスフェノールなどのイオウ系酸化防止剤や、アルキルフォスファイト、ZnDTPなどのリン系酸化防止剤等を挙げることができる。 Secondary antioxidants include sulfur-based antioxidants such as sulfide, disulfide, trisulfide and thiobisphenol, and phosphorus-based antioxidants such as alkyl phosphite and ZnDTP.
防錆剤としては、スルホン酸塩、カルボン酸、カルボン酸塩、コハク酸エステル等が挙げられる。腐食防止剤としては、ベンゾトリアゾール及びその誘導体等の化合物、チアジアゾール系化合物等を挙げることができる。増粘剤としては、ポリブテン、ポリメタクリレート、オレフィンコポリマー、高粘度のポリアルファオレフィン等を挙げることができる。 Examples of rust preventives include sulfonates, carboxylic acids, carboxylates, succinate esters, and the like. Examples of corrosion inhibitors include compounds such as benzotriazole and derivatives thereof, thiadiazole compounds, and the like. Thickeners may include polybutenes, polymethacrylates, olefin copolymers, high viscosity polyalphaolefins, and the like.
増ちょう剤としては、ウレア化合物、ナトリウムテレフタラメート、ポリテトラフルオロエチレン、有機化ベントナイト、シリカゲル、石油ワックス、ポリエチレンワックス等を挙げることができる。 Examples of thickening agents include urea compounds, sodium terephthalamate, polytetrafluoroethylene, organic bentonite, silica gel, petroleum wax, polyethylene wax and the like.
これらの添加剤の含有量は、本発明の特性を損なわない範囲で、通常の熱伝導性グリースに用いている含有量と同程度の量を含有させることができる。
[グリースの性状]
本実施の形態に係る熱伝導性グリースのちょう度としては特に限定されない。熱伝導性グリースの塗布性、拡がり性、付着性の観点から適宜選択することができる。これらの特性を有する観点から熱伝導性グリースのちょう度は、200以上400以下であることが好ましく、250以上400以下であることがより好ましく、300以上400以下であることがさらに好ましく、330以上400以下であることが特に好ましい。
The content of these additives can be about the same as the content used in ordinary thermally conductive greases within a range that does not impair the characteristics of the present invention.
[Properties of grease]
The consistency of the thermally conductive grease according to this embodiment is not particularly limited. It can be selected as appropriate from the viewpoint of the applicability, spreadability, and adhesion of the thermally conductive grease. From the viewpoint of having these properties, the consistency of the thermal conductive grease is preferably 200 or more and 400 or less, more preferably 250 or more and 400 or less, further preferably 300 or more and 400 or less, and 330 or more. 400 or less is particularly preferred.
≪2.熱伝導性グリースの製造方法>
本実施の形態に係る熱伝導性グリースは、各成分を混合することにより製造する。製造方法としては、均一に成分を混合できれば特に限定されず、一般的なグリースの製造方法を採用することができる。
≪2. Method for producing thermally conductive grease>
The thermally conductive grease according to this embodiment is manufactured by mixing each component. The manufacturing method is not particularly limited as long as the components can be uniformly mixed, and a general grease manufacturing method can be employed.
具体的に、製造方法としては、プラネタリーミキサー、自転公転ミキサーなどにより混練りを行い、グリース状にした後、さらに三本ロールにて均一に混練りする方法を用いることができる。 Specifically, as a production method, a method can be used in which the mixture is kneaded using a planetary mixer, a rotation-revolution mixer, or the like to form a grease, and then uniformly kneaded using a triple roll.
以下、本発明の実施例及び比較例を示して、本発明についてより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples of the present invention. In addition, the present invention is not limited at all by the following examples.
≪実施例1、2及び比較例1、2≫
[試薬]
実施例及び比較例に用いた各成分について以下に示す。
(A)無機粉末充填剤
(A-1)酸化亜鉛1 平均粒径:0.6μm
(A-2)酸化亜鉛2 平均粒径:10μm
なお、各無機粉末充填剤の平均粒径は、粒子径分布測定装置(島津製作所製 SALD-7000)を用いてレーザー回折散乱法にて測定した。
(B)基油
(B-1)ペンタエリスリトールと炭素数8及び10のモノカルボン酸とのエステル 40℃動粘度:32mm2/s(エステル系基油)
(C)分散剤
(C-1)高級脂肪酸エステル
(D)基油拡散防止剤
(D-1)水素基を有するパーフルオロアルキル基含有化合物
(D-2)リン酸基を有するパーフルオロアルキル基含有化合物
(D-3)スルホン基を有するパーフルオロアルキル基含有化合物
(D-4)炭酸基を有するパーフルオロアルキル基含有化合物
(E)酸化防止剤
(E-1)ヒンダードアミン系酸化防止剤
(F)添加剤
(F-1)増ちょう剤 有機処理ベントナイト
<<Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2>>
[reagent]
Components used in Examples and Comparative Examples are shown below.
(A) Inorganic powder filler (A-1) Zinc oxide 1 Average particle size: 0.6 μm
(A-2) Zinc oxide 2 Average particle size: 10 μm
The average particle size of each inorganic powder filler was measured by a laser diffraction scattering method using a particle size distribution analyzer (SALD-7000 manufactured by Shimadzu Corporation).
(B) Base oil (B-1) Ester of pentaerythritol and monocarboxylic acid having 8 and 10 carbon atoms 40° C. kinematic viscosity: 32 mm 2 /s (ester base oil)
(C) Dispersant (C-1) Higher fatty acid ester (D) Base oil diffusion inhibitor (D-1) Perfluoroalkyl group-containing compound having a hydrogen group (D-2) Perfluoroalkyl group having a phosphate group Containing compound (D-3) Perfluoroalkyl group-containing compound having a sulfone group (D-4) Perfluoroalkyl group-containing compound having a carbonate group (E) Antioxidant (E-1) Hindered amine antioxidant (F ) Additive (F-1) Thickener Organically treated bentonite
[実施例1]
実施例1に係る熱伝導性グリースの調製は、以下のように行った。
すなわち、表1に示す含有量になるように、基油(B-1)10質量%に、酸化防止剤(E-1)を1.6質量%、分散剤(C-1)を0.2質量%、基油拡散防止剤(D-1)を0.2質量%溶解し、さらに、無機粉末充填剤(A-1)55質量%及び(A-2)30質量%、増ちょう剤(F-1)3質量%を、プラネタリーミキサーに入れた。室温から100℃程度まで加熱しながら混練を行いよく混合し、グリース状とした。その後、三本ロールによる混練を3回実施して熱伝導性グリースを作製した。
[Example 1]
Preparation of the thermally conductive grease according to Example 1 was carried out as follows.
That is, to achieve the contents shown in Table 1, 10% by mass of the base oil (B-1), 1.6% by mass of the antioxidant (E-1), and 0.6% of the dispersant (C-1) were added. 2% by mass, 0.2% by mass of the base oil diffusion inhibitor (D-1) is dissolved, and further, 55% by mass of the inorganic powder filler (A-1) and 30% by mass (A-2), a thickener (F-1) 3% by mass was placed in a planetary mixer. The mixture was kneaded while being heated from room temperature to about 100° C. and thoroughly mixed to form a grease. After that, kneading with a triple roll was performed three times to prepare a thermally conductive grease.
作製した熱伝導性グリースを用いて、以下の方法により基油拡散性を評価した。 Using the prepared thermally conductive grease, base oil diffusibility was evaluated by the following method.
(基油拡散性評価)
熱伝導性グリースを、摺りガラス上に直径6mm×厚み1.5mmの形状になるように塗布し、室温で72時間放置した後、拡散した基油の量の評価を行った。拡散基油量の評価は、図1に示すように摺りガラス上での観察視野の水平(X軸)方向の最大拡散距離Aと垂直(Y軸)方向の最大拡散距離Bを測定し、その平均値(A+B)/2を拡散距離(ブリードアウト量)として行った。下記表1に測定結果を示す(表1中、「拡散距離」と表記。以下同じ。)。尚、最大拡散距離A、Bは、図1に示すように円状に拡散された拡散後のブリードアウト状態の熱伝導性グリースにおける水平(X軸)又は垂直(Y軸)方向の各最大値の距離と、塗布された拡散前の熱伝導性グリースにおける水平(X軸)又は垂直(Y軸)方向の各最大値の距離と、の差からそれぞれ計算した。
(Base oil diffusibility evaluation)
The thermally conductive grease was applied on frosted glass in a shape of 6 mm in diameter and 1.5 mm in thickness, left at room temperature for 72 hours, and then evaluated for the amount of diffused base oil. To evaluate the amount of diffusing base oil, as shown in FIG. The average value (A+B)/2 was taken as the diffusion distance (bleed-out amount). The measurement results are shown in Table 1 below (indicated as "diffusion distance" in Table 1; the same shall apply hereinafter). The maximum diffusion distances A and B are the maximum values in the horizontal (X-axis) or vertical (Y-axis) direction of the thermally conductive grease in a bleed-out state after being diffused circularly as shown in FIG. and the distance of each maximum value in the horizontal (X-axis) or vertical (Y-axis) direction in the applied thermally conductive grease before diffusion.
[実施例2]
基油拡散防止剤を(D-2)に変えた以外は、実施例1と同様にして熱伝導性グリースを作製し、実施例1同様に基油拡散性評価を実施した。評価結果を表1に示す。
[Example 2]
A thermally conductive grease was prepared in the same manner as in Example 1, except that the base oil diffusion inhibitor was changed to (D-2), and the base oil diffusibility was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results.
[比較例1、2]
基油拡散防止剤を(D-3)(比較例1)、(D-4)(比較例2)に変えた以外は、実施例1と同様にして熱伝導性グリースを作製し、実施例1と同様に基油拡散性を評価した。評価結果を表1に示す。
[Comparative Examples 1 and 2]
A thermally conductive grease was prepared in the same manner as in Example 1 except that the base oil diffusion inhibitor was changed to (D-3) (Comparative Example 1) and (D-4) (Comparative Example 2). Base oil diffusibility was evaluated in the same manner as in 1. Table 1 shows the evaluation results.
[実施例3~5]
基油拡散防止剤(D-1)の量を0.1質量%(実施例3)、0.5質量%(実施例4)、1.0質量%(実施例5)とし、基油拡散防止剤(D-1)の量に併せて基油(B-1)の量を表1になるように調整した以外は、実施例1と同様にして熱伝導性グリースを作製し、実施例1と同様に基油拡散性を評価した。評価結果を表1に示す。
[Examples 3 to 5]
The amount of the base oil diffusion inhibitor (D-1) was set to 0.1% by mass (Example 3), 0.5% by mass (Example 4), and 1.0% by mass (Example 5), and the base oil diffusion A thermally conductive grease was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of the base oil (B-1) was adjusted as shown in Table 1 along with the amount of the inhibitor (D-1). Base oil diffusibility was evaluated in the same manner as in 1. Table 1 shows the evaluation results.
[比較例3]
基油拡散防止剤を添加しない以外は、実施例1と同様にして比較例3の熱伝導性グリースを作製し、実施例1と同様に基油拡散性を評価した。評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
A thermally conductive grease of Comparative Example 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that no base oil diffusion inhibitor was added, and the base oil diffusibility was evaluated in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results.
表1から分かるように、水素基又はリン酸基を有するパーフルオロアルキル基含有化合物を基油拡散防止剤として含有する実施例1~5は、基油拡散性評価において、基油拡散防止剤の含有していない比較例3に対し、基油の拡散距離が短く、基油拡散特性が優れていることが確認された。 As can be seen from Table 1, Examples 1 to 5 containing a perfluoroalkyl group-containing compound having a hydrogen group or a phosphoric acid group as a base oil diffusion inhibitor are evaluated for base oil diffusibility. It was confirmed that the diffusion distance of the base oil was shorter and the base oil diffusion property was superior to that of Comparative Example 3, which did not contain the base oil.
一方、上記の基油拡散防止剤とは異なるスルホン酸基又は炭酸基を有するパーフルオロアルキル基含有化合物を基油拡散防止剤として含有する比較例1及び2は、基油拡散性評価において、基油拡散防止剤の含有していない比較例3と同程度の拡散距離であり、本発明の構成による熱伝導性グリースにおいては基油拡散防止効果が得られないことが分かる。 On the other hand, Comparative Examples 1 and 2, which contain a perfluoroalkyl group-containing compound having a sulfonic acid group or a carbonate group different from the above base oil diffusion inhibitor, as a base oil diffusion inhibitor, in base oil diffusion evaluation, The diffusion distance is about the same as in Comparative Example 3, which does not contain the oil diffusion inhibitor, and it can be seen that the thermally conductive grease according to the composition of the present invention cannot obtain the base oil diffusion prevention effect.
なお、本評価の実施例の熱伝導性グリースは、基油拡散性以外の粘度、熱伝導率等に関しては、熱伝導性グリースに要求されている特性を有していることを確認している。 It has been confirmed that the thermally conductive greases of the examples of this evaluation have the properties required for thermally conductive greases in terms of viscosity, thermal conductivity, etc., in addition to base oil diffusibility. .
本発明の耐熱型熱伝導性グリースは、基油の拡散防止性能が向上されることができる。そのため、本発明の熱伝導性グリースを電子部品等の発熱部品とヒートシンク等の放熱部品と、の接触界面に塗布することにより、発熱部品の放熱性を向上させることができる。高い放熱特性が求められるCPUやパワー半導体に用いられる熱伝導性グリースとして特に好適である。 The heat-resistant thermally conductive grease of the present invention can improve the anti-diffusion performance of the base oil. Therefore, by applying the thermally conductive grease of the present invention to the contact interface between a heat-generating component such as an electronic component and a heat-radiating component such as a heat sink, the heat-radiating property of the heat-generating component can be improved. It is particularly suitable as a thermally conductive grease used in CPUs and power semiconductors that require high heat dissipation properties.
Claims (3)
前記基油拡散防止剤は、一方の末端にパーフルオロアルキル基を有し、他方の末端に水素基又はリン酸基を有し、
前記基油拡散防止剤の含有量が、熱伝導性グリース100質量%に対して0.1質量%以上1質量%以下の割合であり、
前記基油拡散防止剤が、下記式(1)で示される構造の化合物である
熱伝導性グリース。
R-(C n H 2n O) m -X ・・・(1)
(上記式(1)中、Rは、炭素数1以上6以下の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキル基であり、nは1以上10以下の整数であり、mは2以上100以下の整数である。Xは、水素基又はリン酸基である。) A thermally conductive grease containing an inorganic powder filler, a base oil, and a base oil diffusion inhibitor,
The base oil diffusion inhibitor has a perfluoroalkyl group at one end and a hydrogen group or a phosphate group at the other end,
The content of the base oil diffusion inhibitor is a ratio of 0.1% by mass or more and 1% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermally conductive grease ,
The base oil diffusion inhibitor is a compound having a structure represented by the following formula (1)
Thermally conductive grease.
R—(C n H 2n O) m —X (1)
(In the above formula (1), R is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, n is an integer of 1 to 10, and m is 2 to 100 is an integer, and X is a hydrogen group or a phosphate group.)
請求項1に記載の熱伝導性グリース。 The thermally conductive grease of claim 1 , further comprising an antioxidant.
前記基油の含有量は、熱伝導性グリース100質量%に対して2質量%以上29質量%以下の割合である
請求項1又は2に記載の熱伝導性グリース。 The content of the inorganic powder filler is 70% by mass or more and 97% by mass with respect to 100% by mass of the thermally conductive grease,
The thermally conductive grease according to claim 1 or 2 , wherein the content of the base oil is 2% by mass or more and 29% by mass or less with respect to 100% by mass of the thermally conductive grease.
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US20230151259A1 (en) * | 2020-03-11 | 2023-05-18 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Thermally conductive composition |
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002201483A (en) | 2001-01-04 | 2002-07-19 | Hitachi Ltd | High thermal conductive grease composition and cooling device using the same |
JP2005247998A (en) | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Kanto Kasei Kogyo Kk | Silicone grease composition |
JP2008013620A (en) | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Dainippon Ink & Chem Inc | Grease base oil diffusion inhibitor composition and grease using the same |
JP2008280516A (en) | 2007-04-10 | 2008-11-20 | Cosmo Sekiyu Lubricants Kk | High thermal conductivity compound |
JP2014194006A (en) | 2013-02-28 | 2014-10-09 | Cosmo Oil Lubricants Co Ltd | Thermal conductive grease having performance of preventing base oil diffusion |
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Family Cites Families (4)
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---|---|---|---|---|
JPS6357693A (en) * | 1986-08-29 | 1988-03-12 | Chuo Yuka Kk | Non-diffusive grease |
JPH03106996A (en) * | 1989-09-20 | 1991-05-07 | Hitachi Ltd | Thermally conductive grease composition and computer cooling structure made by using it |
JPH04239597A (en) * | 1991-01-24 | 1992-08-27 | Hitachi Ltd | Deterioration preventive and composition containing the same and semiconductor device using the composition |
JPH11335689A (en) * | 1998-05-27 | 1999-12-07 | Asahi Glass Co Ltd | Grease and agent for preventing diffuse of base oil of grease |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002201483A (en) | 2001-01-04 | 2002-07-19 | Hitachi Ltd | High thermal conductive grease composition and cooling device using the same |
JP2005247998A (en) | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Kanto Kasei Kogyo Kk | Silicone grease composition |
JP2008013620A (en) | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Dainippon Ink & Chem Inc | Grease base oil diffusion inhibitor composition and grease using the same |
JP2008280516A (en) | 2007-04-10 | 2008-11-20 | Cosmo Sekiyu Lubricants Kk | High thermal conductivity compound |
JP2014194006A (en) | 2013-02-28 | 2014-10-09 | Cosmo Oil Lubricants Co Ltd | Thermal conductive grease having performance of preventing base oil diffusion |
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