JP2015140395A - Thermal conductive silicone grease composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐ズレ性に優れた熱伝導性シリコーングリース組成物に関する。 The present invention relates to a heat conductive silicone grease composition having excellent misalignment resistance.
一般に電気・電子部品は使用中に熱が発生する。その為、電気部品を適切に動作させるには除熱が必要であり、除熱用の種々な熱伝導性材料が提案されている。この熱伝導性材料には大別して２種類の形態があり、１）取り扱いが容易なシート状のもの（放熱用シート）と、２）ペースト状のもの（放熱用グリース）、の２種類の形態がある。 Generally, electric and electronic parts generate heat during use. For this reason, heat removal is required to properly operate the electrical component, and various heat conductive materials for heat removal have been proposed. There are roughly two types of thermal conductive materials. 1) Sheet type that is easy to handle (heat dissipation sheet) and 2) Paste type (heat dissipation grease). There is.
放熱用シートは、取り扱いが容易であり、且つ熱安定性に優れるメリットを有するが、接触熱抵抗がその性質上大きくなる。そのため、放熱性能は一般的に放熱用グリースに劣る。またシート状を保たせるためにはある程度の強度／硬さが必要となるため、素子と筐体の間に生じる公差を吸収できずそれら応力によって素子を破壊してしまうこともある。一方、放熱用グリースは、塗布装置などを用いれば大量生産に適応でき、また接触熱抵抗が低いことから放熱性能に優れるというメリットを有する。該放熱用グリースとして、シリコーンオイルをベースとした様々なグリース状シリコーン組成物が知られている。 The heat dissipation sheet is easy to handle and has the advantage of being excellent in thermal stability, but the contact thermal resistance is increased in nature. Therefore, heat dissipation performance is generally inferior to heat dissipation grease. Further, in order to maintain the sheet shape, a certain degree of strength / hardness is required, so that the tolerance generated between the element and the casing cannot be absorbed, and the element may be broken by the stress. On the other hand, the heat radiation grease can be applied to mass production by using a coating device or the like, and has a merit of excellent heat radiation performance due to its low contact thermal resistance. Various grease-like silicone compositions based on silicone oil are known as the heat release grease.
例えば、特許文献１には、シリコーンオイルをベースとし、酸化亜鉛やアルミナ粉末を増稠剤として使用した放熱用グリースが記載されている。特許文献２には、平均粒径の異なる２種類の窒化アルミニウム粉末を含有する、熱伝導性に優れたシリコーングリース組成物が記載されている。特許文献３には、放熱層の厚さをより薄くすることができ、熱抵抗率が低く、優れた放熱効率を有する熱伝導性シリコーン組成物が記載されている。特許文献４には、熱伝導率５Ｗ／ｍＫ以上の優れた熱伝導性を有するとともに、作業性の良好なシリコーングリース組成物が記載されている。特許文献５には、熱伝導性充填材を高充填し、かつ流動性や加工性が良好である熱伝導性シリコーン組成物が記載されている。特許文献６は、液状オルガノポリシロキサンと、一定粒径の細粉と粗粉が組み合わされてなる金属アルミニウム粉末とを組み合わせることで、シリコン面を傷つけることのない熱伝導性組成物を提供できることを記載している。 For example, Patent Document 1 describes a heat dissipating grease based on silicone oil and using zinc oxide or alumina powder as a thickener. Patent Document 2 describes a silicone grease composition having excellent thermal conductivity, containing two types of aluminum nitride powders having different average particle diameters. Patent Document 3 describes a thermally conductive silicone composition that can further reduce the thickness of the heat dissipation layer, has low thermal resistivity, and has excellent heat dissipation efficiency. Patent Document 4 describes a silicone grease composition having excellent thermal conductivity with a thermal conductivity of 5 W / mK or more and good workability. Patent Document 5 describes a thermally conductive silicone composition that is highly filled with a thermally conductive filler and has good fluidity and workability. Patent Document 6 discloses that a thermally conductive composition that does not damage the silicon surface can be provided by combining a liquid organopolysiloxane and a metal aluminum powder formed by combining a fine powder and a coarse powder with a fixed particle size. It is described.
スクリーン印刷などで大量生産する場合、放熱用グリースの粘度は低い方が良い。しかし従来の放熱用グリースでは、粘度が低いと素子の冷熱衝撃などで放熱用グリースがずれてしまう（ポンプアウト現象）。その結果、徐熱が十分出来ず、素子が誤作動を起こしてしまうという問題を有する。従って本発明は、耐ズレ性に優れた放熱用グリースを与えるシリコーン組成物を提供することを目的とする。 When mass production is performed by screen printing, etc., the viscosity of the heat dissipating grease should be low. However, in the conventional heat-release grease, if the viscosity is low, the heat-release grease is displaced due to the thermal shock of the element (pump-out phenomenon). As a result, there is a problem that slow heating cannot be performed sufficiently and the device malfunctions. Accordingly, an object of the present invention is to provide a silicone composition that provides a heat dissipating grease having excellent misalignment resistance.
本発明者は上記目的を達成するために鋭意検討した結果、熱伝導性シリコーン組成物中に特定の平均粒径を有する酸化鉄粉末を特定の割合で混合すると、得られるグリースの耐ズレ性が飛躍的に向上することを見出した。 As a result of diligent investigations to achieve the above object, the present inventors have found that when the iron oxide powder having a specific average particle diameter is mixed in a specific ratio in the heat conductive silicone composition, the resulting grease has a resistance to misalignment. I found that it improved dramatically.
即ち、本発明は、下記（Ａ）〜（Ｃ）成分を含むシリコーン組成物を提供する。
（Ａ）２５℃での動粘度１０〜５００，０００ｍｍ２／ｓを有するオルガノポリシロキサン １００質量部、
（Ｂ）平均粒径０．０１〜１５μｍを有する酸化鉄粉末 １００〜５００質量部、及び
（Ｃ）平均粒径０．５〜１００μｍを有する、（Ｂ）成分以外の、熱伝導性無機化合物粉末 １００〜１９００質量部（但し、（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の合計質量は４００〜２０００質量部である）
さらに本発明は、上記シリコーン組成物から成る放熱用（熱伝導性）グリースを提供する。
That is, this invention provides the silicone composition containing the following (A)-(C) component.
(A) 100 parts by mass of an organopolysiloxane having a kinematic viscosity of 10 to 500,000 mm 2 / s at 25 ° C.
(B) Iron oxide powder having an average particle diameter of 0.01 to 15 μm 100 to 500 parts by mass, and (C) Thermally conductive inorganic compound powder other than the component (B) having an average particle diameter of 0.5 to 100 μm. 100 to 1900 parts by mass (however, the total mass of component (B) and component (C) is 400 to 2000 parts by mass)
Furthermore, the present invention provides a heat dissipating (thermally conductive) grease comprising the above silicone composition.
本発明のシリコーン組成物は、低粘度であり、高熱伝導率を持ち、且つ、耐ズレ性が大幅に改善された放熱用（熱伝導性）グリースを与える。 The silicone composition of the present invention provides a heat dissipating (thermal conductive) grease that has a low viscosity, a high thermal conductivity, and a greatly improved resistance to misalignment.
（Ａ）オルガノポリシロキサン
（Ａ）成分は、２５℃での動粘度１０〜５００，０００ｍｍ２／ｓ、好ましくは３０〜１０，０００ｍｍ２／ｓを有するオルガノポリシロキサンである。オルガノポリシロキサンの動粘度が上記下限値より低いとグリースにした時にオイルブリードが出やすくなる。また、上記上限値より大きいと、シリコーン組成物の伸展性が乏しくなるため好ましくない。なお、本発明において、オルガノポリシロキサンの動粘度はオストワルド粘度計で測定した２５℃の値である。
(A) The organopolysiloxane (A) component is an organopolysiloxane having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 10 to 500,000 mm 2 / s, preferably 30 to 10,000 mm 2 / s. If the kinematic viscosity of the organopolysiloxane is lower than the lower limit, oil bleed tends to occur when grease is used. Moreover, since the extensibility of a silicone composition will become scarce when larger than the said upper limit, it is unpreferable. In the present invention, the kinematic viscosity of the organopolysiloxane is a value of 25 ° C. measured with an Ostwald viscometer.
本発明においてオルガノポリシロキサンは上記動粘度を有するものであればよく、従来公知のオルガノポリシロキサンを使用することができる。オルガノポリシロキサンの分子構造は特に限定されず、直鎖状、分岐鎖状、及び環状等のいずれであってもよい。特には、主鎖がジオルガノシロキサン単位の繰り返しからなり、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基で封鎖された直鎖状構造を有するのがよい。該オルガノポリシロキサンは、１種単独でも、２種以上の組合せであってもよい。 In the present invention, the organopolysiloxane has only to have the above kinematic viscosity, and a conventionally known organopolysiloxane can be used. The molecular structure of the organopolysiloxane is not particularly limited, and may be any of linear, branched, and cyclic. In particular, the main chain is preferably composed of a repeating diorganosiloxane unit and has a linear structure in which both ends of the molecular chain are blocked with a triorganosiloxy group. The organopolysiloxane may be used alone or in combination of two or more.
該オルガノポリシロキサンは、下記平均組成式（１）で表されることができる。
Ｒ１ ａＳｉＯ（４−ａ）／２ （１）
上記式（１）において、Ｒ１は、互いに独立に、炭素数１〜１８、好ましくは１〜１４の、飽和または不飽和の、非置換または置換の一価炭化水素基である。該一価炭化水素基としては、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、及び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、及びアリル基等のアルケニル基、フェニル基、及びトリル基等のアリール基、２−フェニルエチル基、及び２−メチル−２−フェニルエチル基等のアラルキル基、又は、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換したもの、例えば、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が挙げられる。
The organopolysiloxane can be represented by the following average composition formula (1).
R 1 a SiO (4-a) / 2 (1)
In the above formula (1), R 1 s are each independently a saturated or unsaturated, unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 14 carbon atoms. Examples of the monovalent hydrocarbon group include methyl groups, ethyl groups, propyl groups, hexyl groups, octyl groups, decyl groups, dodecyl groups, tetradecyl groups, hexadecyl groups, octadecyl groups and other alkyl groups, cyclopentyl groups, cyclohexyl groups, and the like. Cycloalkyl groups such as groups, alkenyl groups such as vinyl groups and allyl groups, aryl groups such as phenyl groups and tolyl groups, aralkyl groups such as 2-phenylethyl groups and 2-methyl-2-phenylethyl groups, Or, a part or all of hydrogen atoms of these groups are substituted with halogen atoms such as fluorine, bromine, chlorine, cyano groups, etc., for example, 3,3,3-trifluoropropyl group, 2- (perfluoro Butyl) ethyl group, 2- (perfluorooctyl) ethyl group, p-chlorophenyl group and the like.
上記式（１）においてａは１．８〜２．２の範囲、特には１．９〜２．１の範囲にある数である。ａが上記範囲内にあることにより、得られるシリコーン組成物はグリースとして要求される良好な稠度を有することができる。 In the above formula (1), a is a number in the range of 1.8 to 2.2, particularly in the range of 1.9 to 2.1. When a is in the above range, the resulting silicone composition can have a good consistency required as a grease.
上記平均組成式（１）で表されるオルガノポリシロキサンとしては、下記式で表される直鎖状オルガノポリシロキサンが好ましい。
特に好ましくは、下記式で示される直鎖状オルガノポリシロキサンである。
また、（Ａ）成分は、上記平均組成式（１）で示されるオルガノポリシロキサンと併せて、下記一般式（２）で表される、加水分解性基を有するオルガノポリシロキサンを含有してもよい。（Ａ）成分中の加水分解性オルガノポリシロキサンの含有量は、（Ａ）成分の合計質量に対して１０〜９０質量％の量が好ましく、より好ましくは２０〜８０質量％の量、更に好ましくは４０〜７５質量％の量である。
上記式（２）で示されるオルガノポリシロキサンは、シリコーン組成物中に粉末を高充填することを補助する。さらに、シリコーン組成物が該オルガノポリシロキサンを含有することにより、粉末の表面が該オルガノポリシロキサンで覆われ、粉末同士の凝集が起こりにくくなる。該効果は高温下でも持続するため、シリコーン組成物の耐熱性が向上する。また、該オルガノポリシロキサンによって粉末の表面を疎水化処理することもできる。 The organopolysiloxane represented by the above formula (2) assists in the high filling of the powder into the silicone composition. Furthermore, when the silicone composition contains the organopolysiloxane, the surface of the powder is covered with the organopolysiloxane, and the powder is less likely to aggregate. Since this effect lasts even at high temperatures, the heat resistance of the silicone composition is improved. Further, the surface of the powder can be hydrophobized with the organopolysiloxane.
上記式（２）中、Ｒ２は、炭素数１〜６のアルキル基である。例えばメチル基、エチル基、プロピル基などの炭素数１〜６のアルキル基等が挙げられるが、特にメチル基、エチル基が好ましい。Ｒ３は、互いに独立に、炭素数１〜１８、好ましくは炭素数１〜１０の、飽和または不飽和の、非置換または置換の一価炭化水素基である。該一価炭化水素基としては、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、及びオクタデシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、及びシクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、及びアリル基等のアルケニル基、フェニル基、及びトリル基等のアリール基、２−フェニルエチル基、及び２−メチル−２−フェニルエチル基等のアラルキル基、又は、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換したもの、例えば、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が挙げられる。特にメチル基が好ましい。上記式（２）中、ｂは５〜１２０の整数であり、好ましくは１０〜９０の整数である。 In the above formula (2), R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Examples thereof include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, and a methyl group and an ethyl group are particularly preferable. R 3 is, independently of each other, a saturated or unsaturated, unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms. Examples of the monovalent hydrocarbon group include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, dodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, and octadecyl group, cyclopentyl group, and the like. Aralkyl groups such as cycloalkyl groups such as cyclohexyl groups, alkenyl groups such as vinyl groups and allyl groups, aryl groups such as phenyl groups and tolyl groups, 2-phenylethyl groups, and 2-methyl-2-phenylethyl groups Or a group in which some or all of the hydrogen atoms in these groups are substituted with a halogen atom such as fluorine, bromine or chlorine, a cyano group, for example, 3,3,3-trifluoropropyl group, 2- (par A fluorobutyl) ethyl group, a 2- (perfluorooctyl) ethyl group, a p-chlorophenyl group, and the like. A methyl group is particularly preferable. In said formula (2), b is an integer of 5-120, Preferably it is an integer of 10-90.
（Ｂ）酸化鉄粉末
本発明のシリコーン組成物は特定の平均粒径を有する酸化鉄粉末を特定量含有することを特徴とする。これによりグリースの耐ズレ性を向上することができる。該酸化鉄粉末としては、例えば三酸化二鉄、四酸化三鉄が挙げられる。酸化鉄粉末の形状は特に制限されず、球状、針状、斜方晶系、サイコロ状、及び不定形状のいずれでも良い。
(B) Iron oxide powder The silicone composition of the present invention is characterized by containing a specific amount of iron oxide powder having a specific average particle size. Thereby, the slip resistance of the grease can be improved. Examples of the iron oxide powder include ferric trioxide and triiron tetroxide. The shape of the iron oxide powder is not particularly limited, and may be any of a spherical shape, a needle shape, an orthorhombic system, a dice shape, and an indefinite shape.
酸化鉄粉末は平均粒径０．０１〜１５μｍ、好ましくは０．０５〜１０μｍ、より好ましくは０．１〜５μｍ、さらに好ましくは０．１５〜３μｍを有するのがよい。平均粒径が上記下限値未満であると作業性の悪化を招き、上記上限値を超えると耐ズレ性が悪くなるためである。また、平均粒径の異なる酸化鉄粉末を２種類以上組み合わせて使用しても良い。上記平均粒径は体積基準の累積平均径である。該平均粒径は日機装株式会社製の粒度分析計であるマイクロトラックＭＴ３３００ＥＸを用いて測定できる。 The iron oxide powder should have an average particle size of 0.01 to 15 μm, preferably 0.05 to 10 μm, more preferably 0.1 to 5 μm, and still more preferably 0.15 to 3 μm. This is because if the average particle size is less than the lower limit, workability is deteriorated, and if it exceeds the upper limit, misalignment resistance is deteriorated. Further, two or more types of iron oxide powders having different average particle diameters may be used in combination. The average particle diameter is a volume-based cumulative average diameter. The average particle size can be measured using a Microtrac MT3300EX which is a particle size analyzer manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
酸化鉄粉末の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対し、１００〜５００質量部、好ましくは１５０〜３００質量部である。酸化鉄粉末の配合量が上記下限値未満であると耐ズレ性効果が十分に得られない。また、上記上限値を超えるとシリコーン組成物の粘度が高くなり扱いにくくなる。 The compounding quantity of an iron oxide powder is 100-500 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component, Preferably it is 150-300 mass parts. When the blending amount of the iron oxide powder is less than the above lower limit value, the shift resistance effect cannot be sufficiently obtained. Moreover, when the said upper limit is exceeded, the viscosity of a silicone composition will become high and will become difficult to handle.
酸化鉄粉末は、予め（Ａ）成分の一部に分散させたペースト状物として使用しても良い。また、酸化鉄粉末は、必要に応じてオルガノシラン、オルガノシラザン、オルガノポリシロキサン、有機フッ素化合物等で疎水化処理を施したものを使用しても良い。疎水化処理は上述した式（２）で示されるオルガノポリシロキサンで行うこともできる。 The iron oxide powder may be used as a paste that is previously dispersed in a part of the component (A). Further, as the iron oxide powder, a powder subjected to a hydrophobic treatment with an organosilane, an organosilazane, an organopolysiloxane, an organic fluorine compound, or the like may be used as necessary. The hydrophobizing treatment can also be performed with the organopolysiloxane represented by the above formula (2).
（Ｃ）無機化合物粉末
（Ｃ）成分は、上記（Ｂ）成分以外の熱伝導性無機化合物粉末である。該無機化合物粉末の種類は特に制限されず、従来放熱用（熱伝導性）グリースに使用されている粉末を使用できる。特には、熱伝導率の高いものがよく、アルミニウム粉末、酸化亜鉛粉末、アルミナ粉末、窒化ホウ素粉末、窒化アルミニウム粉末の中から選択される少なくとも１種又は２種以上が好ましい。これら無機化合物粉体は、必要に応じてオルガノシラン、オルガノシラザン、オルガノポリシロキサン、有機フッ素化合物等により、その表面に疎水化処理を施したものを使用しても良い。疎水化処理は上述した式（２）で示されるオルガノポリシロキサンで行うこともできる。
(C) Inorganic compound powder (C) component is heat conductive inorganic compound powder other than the said (B) component. The kind in particular of this inorganic compound powder is not restrict | limited, The powder conventionally used for the heat dissipation (heat conductive) grease can be used. In particular, one having a high thermal conductivity is preferable, and at least one selected from aluminum powder, zinc oxide powder, alumina powder, boron nitride powder, and aluminum nitride powder is preferable. As these inorganic compound powders, those whose surfaces have been subjected to a hydrophobic treatment with an organosilane, an organosilazane, an organopolysiloxane, an organic fluorine compound or the like may be used as necessary. The hydrophobizing treatment can also be performed with the organopolysiloxane represented by the above formula (2).
無機化合物粉末は平均粒径０．５〜１００μｍ、より好ましくは０．８〜８０μｍ、さらに好ましくは１〜５０μｍを有するものがよい。無機化合物粉末の平均粒径が上記下限値より小さくても、上記上限値より大きくても、得られるシリコーン組成物への充填率を上げられないため好ましくない。これらの無機化合物は１種単独でも、平均粒径の異なる２種以上を混合して使用してもよい。特には、平均粒径５μｍ未満を有する無機化合物粉末を使用する場合は、平均粒径５μｍ以上を有する無機化合物粉末と併せて配合することが好ましい。小さい粒径を有する無機化合物粉末のみでは良好なグリースが得られない恐れがある。また、平均粒径２０μｍ超を有する無機化合物粉末を使用する場合は、平均粒径２０μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以下を有する無機化合物粉末と併せて配合することが好ましい。大きい粒径を有する無機化合物粉末のみでは組成物中への充填率が下がる恐れがある。上記平均粒径は体積基準の累積平均径である。該平均粒径は日機装株式会社製の粒度分析計であるマイクロトラックＭＴ３３００ＥＸを用いて測定できる。 The inorganic compound powder preferably has an average particle size of 0.5 to 100 μm, more preferably 0.8 to 80 μm, and still more preferably 1 to 50 μm. Even if the average particle size of the inorganic compound powder is smaller than the lower limit value or larger than the upper limit value, it is not preferable because the filling rate of the obtained silicone composition cannot be increased. These inorganic compounds may be used alone or as a mixture of two or more having different average particle diameters. In particular, when an inorganic compound powder having an average particle size of less than 5 μm is used, it is preferably blended together with an inorganic compound powder having an average particle size of 5 μm or more. There is a possibility that a good grease cannot be obtained only with an inorganic compound powder having a small particle size. Moreover, when using the inorganic compound powder which has an average particle diameter of more than 20 micrometers, it is preferable to mix | blend together with the inorganic compound powder which has an average particle diameter of 20 micrometers or less, More preferably, 10 micrometers or less. If only inorganic compound powder having a large particle size is used, the filling rate into the composition may decrease. The average particle diameter is a volume-based cumulative average diameter. The average particle size can be measured using a Microtrac MT3300EX which is a particle size analyzer manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
無機化合物粉末の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対し１００〜１９００質量部の範囲、好ましくは５００〜１５００質量部の範囲が良い。上記下限値未満ではシリコーン組成物に十分な熱伝導率を付与することが出来ない。また上記上限値超ではシリコーン組成物の粘度が高くなり扱いにくくなる。 The compounding quantity of inorganic compound powder is the range of 100-1900 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component, Preferably the range of 500-1500 mass parts is good. If it is less than the said lower limit, sufficient heat conductivity cannot be provided to a silicone composition. On the other hand, if the value exceeds the upper limit, the viscosity of the silicone composition becomes high and the handling becomes difficult.
（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の合計質量は、（Ａ）成分１００質量部に対し４００〜２０００質量部、好ましくは５００〜１８００質量部、より好ましくは６５０〜１８００質量部である。合計質量が上記範囲内にあることにより、グリースに良好な耐ズレ性を付与できる。合計質量が上記下限値未満ではシリコーン組成物に十分な熱伝導率を付与することが出来ない。また、シリコーン組成物の粘度が低くなり、ズレが生じやすくなる。上記上限値超ではシリコーン組成物の粘度が高くなり扱いにくくなる。 (B) The total mass of a component and (C) component is 400-2000 mass parts with respect to 100 mass parts of (A) component, Preferably it is 500-1800 mass parts, More preferably, it is 650-1800 mass parts. When the total mass is within the above range, good slip resistance can be imparted to the grease. If the total mass is less than the above lower limit, sufficient thermal conductivity cannot be imparted to the silicone composition. Further, the viscosity of the silicone composition becomes low and deviation tends to occur. If it exceeds the upper limit, the viscosity of the silicone composition becomes high and it becomes difficult to handle.
また、本発明のシリコーン組成物は、必要に応じて、従来公知の酸化防止剤、染料、顔料、難燃剤、沈降防止剤、又はチクソ性向上剤等を、本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。 In addition, the silicone composition of the present invention may contain, as necessary, conventionally known antioxidants, dyes, pigments, flame retardants, antisettling agents, thixotropic agents, and the like as long as the object of the present invention is not impaired. Can be blended.
本発明のシリコーン組成物の製造方法は、従来公知のシリコーングリース組成物の製造方法に従えばよく、特に制限されるものでない。例えば、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分、及び必要に応じてその他の成分を、トリミックス、ツウィンミックス、プラネタリミキサー（いずれも井上製作所（株）製混合機、登録商標）、ウルトラミキサー（みずほ工業（株）製混合機、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、登録商標）等の混合機にて３０分〜４時間混合することにより製造することができる。また、必要に応じて、５０〜１５０℃の範囲の温度で加熱しながら混合してもよい。 The method for producing the silicone composition of the present invention is not particularly limited and may follow a conventionally known method for producing a silicone grease composition. For example, the above components (A) to (C), and other components as necessary, are mixed with Trimix, Twin Mix, Planetary Mixer (all are mixers and registered trademarks manufactured by Inoue Mfg. Co., Ltd.), Ultra Mixer (Mizuho) It can be produced by mixing for 30 minutes to 4 hours in a mixer such as Kogyo Co., Ltd. (registered trademark), Hibis Disper Mix (special Kika Kogyo Co., Ltd., registered trademark). . Moreover, you may mix, heating as needed at the temperature of the range of 50-150 degreeC.
本発明のシリコーン組成物は、２５℃にて測定される絶対粘度１０〜５００Ｐａ・ｓ、好ましくは６０〜４５０Ｐａ・ｓ、更には１００〜４００Ｐａ・ｓ、特には２００〜３８０Ｐａ・ｓを有するのがよい。絶対粘度が上記範囲内であることにより良好なグリースを提供でき、また作業性にも優れる。絶対粘度が上記上限値より高いと作業性が悪くなるおそれがある。絶対粘度が上記下限値より小さいと、各種基材上に塗布した後、組成物が流れ出してしまい耐ズレ性の効果が発揮できないおそれがある。該絶対粘度は、各成分を上述した配合量で調整することにより得ることができる。上記絶対粘度は、株式会社マルコム社製の型番ＰＣ−１ＴＬ（１０ｒｐｍ）を用いて測定される。 The silicone composition of the present invention has an absolute viscosity measured at 25 ° C. of 10 to 500 Pa · s, preferably 60 to 450 Pa · s, more preferably 100 to 400 Pa · s, particularly 200 to 380 Pa · s. Good. When the absolute viscosity is within the above range, a good grease can be provided and the workability is excellent. If the absolute viscosity is higher than the upper limit, workability may be deteriorated. If the absolute viscosity is smaller than the lower limit, the composition may flow out after being applied on various substrates, and the effect of misalignment resistance may not be exhibited. The absolute viscosity can be obtained by adjusting each component with the above-described blending amount. The absolute viscosity is measured using a model number PC-1TL (10 rpm) manufactured by Malcolm Corporation.
本発明のシリコーン組成物は、２５℃にて１．０Ｗ／ｍＫ以上、好ましくは２．０Ｗ／ｍＫ以上、さらに好ましくは３．０Ｗ／ｍＫ以上の高い熱伝導率を有することができる。熱伝導率の上限は特に制限されないが、通常１０Ｗ／ｍＫ未満、特には８Ｗ／ｍＫ未満である。該熱伝導率は、京都電子工業株式会社製のＴＰＡ−５０１を用いて測定できる。 The silicone composition of the present invention can have a high thermal conductivity at 25 ° C. of 1.0 W / mK or higher, preferably 2.0 W / mK or higher, more preferably 3.0 W / mK or higher. The upper limit of the thermal conductivity is not particularly limited, but is usually less than 10 W / mK, particularly less than 8 W / mK. The thermal conductivity can be measured using TPA-501 manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.
本発明のシリコーン組成物はグリースとして使用することができる。本発明のシリコーン組成物をグリースとして使用する態様は特に制限されるものでなく、従来の放熱用（熱伝導性）シリコーングリースと同様の方法で使用すればよい。例えば、ＬＳＩ等の電気・電子部品やその他の発熱部材と、冷却部材または放熱部材との間に該グリースを挟み、発熱部材からの熱を冷却部材や放熱部材に伝熱して放熱する態様にて好適に用いることができる。本発明のシリコーン組成物は、低粘度であり、熱伝導率が高く、かつ耐ズレ性が極めて優れているため、高品位機種の半導体装置等に対する放熱用（熱伝導性）グリースとして好適に使用することができる。 The silicone composition of the present invention can be used as a grease. The embodiment in which the silicone composition of the present invention is used as a grease is not particularly limited, and may be used in the same manner as a conventional heat radiation (heat conductive) silicone grease. For example, in a mode in which the grease is sandwiched between an electrical / electronic component such as LSI or other heat generating member and a cooling member or a heat radiating member, and heat from the heat generating member is transferred to the cooling member or heat radiating member It can be used suitably. The silicone composition of the present invention has low viscosity, high thermal conductivity, and extremely excellent resistance to misalignment, so it is suitable for use as a heat dissipation (thermal conductivity) grease for high-quality semiconductor devices. can do.
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。下記において、粉末の平均粒径は、日機装株式会社製の粒度分析計であるマイクロトラックＭＴ３３００ＥＸを用いて測定した体積基準の累積平均径である。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated in detail, this invention is not restrict | limited to the following Example. In the following, the average particle diameter of the powder is a volume-based cumulative average diameter measured using Microtrac MT3300EX, a particle size analyzer manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
実施例及び比較例で使用した各成分を以下に記載する。 Each component used in the examples and comparative examples is described below.
（Ａ）成分
（Ａ−１）
（Ａ−２）
（Ａ−３）
(A-2)
(A-3)
（Ｂ）酸化鉄粉末
（Ｂ−１） 四酸化三鉄：平均粒径０．２μｍ、不定形
（Ｂ−２） 四酸化三鉄：平均粒径２．２μｍ、不定形
（Ｂ−３） 三酸化二鉄：平均粒径０．５μｍ、不定形
（Ｂ−４） 三酸化二鉄：平均粒径１６μｍ、不定形（比較例用）
(B) Iron oxide powder (B-1) Triiron tetroxide: average particle size 0.2 μm, amorphous (B-2) Triiron tetroxide: average particle size 2.2 μm, amorphous (B-3) Ferric oxide: average particle size 0.5 μm, amorphous (B-4) Ferric trioxide: average particle size 16 μm, amorphous (for comparative example)
（Ｃ）無機化合物粉末
（Ｃ−１） アルミニウム粉末：平均粒径３０μｍ
（Ｃ−２） 酸化亜鉛粉末：平均粒径１．０μｍ
（Ｃ−３） アルミナ粉末：平均粒径８．９μｍ
（Ｃ−４） 窒化ホウ素粉末：平均粒径２．０μｍ
（Ｃ−５） 窒化アルミニウム粉末：平均粒径６．８μｍ
(C) Inorganic compound powder (C-1) Aluminum powder: average particle size 30 μm
(C-2) Zinc oxide powder: average particle size 1.0 μm
(C-3) Alumina powder: Average particle size 8.9 μm
(C-4) Boron nitride powder: Average particle size of 2.0 μm
(C-5) Aluminum nitride powder: Average particle size 6.8 μm
［実施例１〜５及び比較例１〜６］
シリコーン組成物の調製
上記（Ａ）〜（Ｃ）成分を、表１、２に示す組成及び配合量に従い、容量５リットルのプラネタリーミキサー（井上製作所（株）製、登録商標）に投入し、１５０℃にて１時間撹拌してシリコーン組成物を製造した。
[Examples 1-5 and Comparative Examples 1-6]
Preparation of silicone composition The above components (A) to (C) were charged into a 5 liter planetary mixer (registered trademark, manufactured by Inoue Seisakusho Co., Ltd.) according to the composition and blending amount shown in Tables 1 and 2. The mixture was stirred at 150 ° C. for 1 hour to produce a silicone composition.
上記方法で得られた各シリコーン組成物について、下記の方法に従い、粘度、熱伝導率、及びズレ性を測定した。結果を表１及び表２に示す。 About each silicone composition obtained by the said method, according to the following method, the viscosity, thermal conductivity, and gap | deviation property were measured. The results are shown in Tables 1 and 2.
［粘度］
各組成物の絶対粘度を、株式会社マルコム社製の型番ＰＣ−１ＴＬ（１０ｒｐｍ）を用いて２５℃にて測定した。
[viscosity]
The absolute viscosity of each composition was measured at 25 ° C. using model number PC-1TL (10 rpm) manufactured by Malcolm Corporation.
［熱伝導率］
各組成物の熱伝導率を、京都電子工業株式会社製のＴＰＡ−５０１を用いて２５℃にて測定した。
[Thermal conductivity]
The thermal conductivity of each composition was measured at 25 ° C. using TPA-501 manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.
［ズレ性］
０．５ｍｍのスペーサーを設けたアルミニウム板とスライドガラスの間に、直径１．５ｃｍの円状になるようにシリコーン組成物を挟みこみ試験片とした。０℃と１００℃を３０分間ずつ交互に繰り返すようにセットされたエスペック株式会社製の熱衝撃試験機（型番：ＴＳＥ−１１−Ａ）の中に、上記試験片を地面に対し３０°傾くように置き、１０００サイクル試験を行った。１０００サイクル後、シリコーン組成物が元の場所からズレた距離（ｍｍ）を測定した。
[Displacement]
A silicone composition was sandwiched between an aluminum plate provided with a 0.5 mm spacer and a slide glass so as to form a circle having a diameter of 1.5 cm to obtain a test piece. In the thermal shock tester (model number: TSE-11-A) manufactured by Espec Co., Ltd., set to alternately repeat 0 ° C and 100 ° C for 30 minutes, tilt the test piece 30 ° with respect to the ground. The 1000 cycle test was conducted. After 1000 cycles, the distance (mm) that the silicone composition was displaced from its original location was measured.
表２に示す通り、酸化鉄粉末を含まないシリコーン組成物、及び酸化鉄粉末の量が少なすぎるシリコーン組成物は熱サイクル試験にて大きなズレを生じる（比較例１及び２）。また、平均粒径が大きすぎる酸化鉄粉末を含むシリコーン組成物も熱サイクル試験にて大きなズレを生じる（比較例６）。これに対し、表１に示す通り、本発明のシリコーン組成物は、比較例１、２及び６のシリコーン組成物と同程度の低い絶対粘度を有するにも関わらず、熱サイクル試験にてズレをほとんど生じない。即ち、本発明のシリコーン組成物は耐ズレ性が大幅に向上している。また、本発明のシリコーン組成物は高い熱伝導率を有する。 As shown in Table 2, the silicone composition containing no iron oxide powder and the silicone composition having too little iron oxide powder cause a large deviation in the thermal cycle test (Comparative Examples 1 and 2). In addition, a silicone composition containing iron oxide powder having an average particle size that is too large also causes a large shift in the thermal cycle test (Comparative Example 6). On the other hand, as shown in Table 1, the silicone composition of the present invention has a deviation in the thermal cycle test despite having a low absolute viscosity comparable to the silicone compositions of Comparative Examples 1, 2, and 6. Almost does not occur. That is, the displacement resistance of the silicone composition of the present invention is greatly improved. Moreover, the silicone composition of the present invention has a high thermal conductivity.
本発明のシリコーン組成物は、低粘度であり、高い熱伝導率を有し、かつ耐ズレ性が大幅に向上したグリースを与える。特に、本発明のシリコーン組成物は高品位機種の半導体装置等に対する放熱用（熱伝導性）グリースとして有用である。 The silicone composition of the present invention provides a grease with low viscosity, high thermal conductivity, and greatly improved misalignment resistance. In particular, the silicone composition of the present invention is useful as a heat dissipating (thermal conductive) grease for high-quality semiconductor devices and the like.
Claims (5)
（Ａ）２５℃での動粘度１０〜５００，０００ｍｍ２／ｓを有するオルガノポリシロキサン １００質量部、
（Ｂ）平均粒径０．０１〜１５μｍを有する酸化鉄粉末 １００〜５００質量部、及び
（Ｃ）平均粒径０．５〜１００μｍを有する、（Ｂ）成分以外の、熱伝導性無機化合物粉末 １００〜１９００質量部（但し、（Ｂ）成分と（Ｃ）成分の合計質量は４００〜２０００質量部である） A silicone composition comprising the following components (A) to (C).
(A) 100 parts by mass of an organopolysiloxane having a kinematic viscosity of 10 to 500,000 mm 2 / s at 25 ° C.
(B) Iron oxide powder having an average particle diameter of 0.01 to 15 μm 100 to 500 parts by mass, and (C) Thermally conductive inorganic compound powder other than the component (B) having an average particle diameter of 0.5 to 100 μm. 100 to 1900 parts by mass (however, the total mass of component (B) and component (C) is 400 to 2000 parts by mass)
Ｒ１ ａＳｉＯ（４−ａ）／２ （１）
（式中、Ｒ１は互いに独立に、炭素数１〜１８の、飽和または不飽和の、非置換または置換の一価炭化水素基であり、１．８≦ａ≦２．２である）
で表されるオルガノポリシロキサンである、請求項１または２記載のシリコーン組成物。 The component (A) is the following average composition formula (1)
R 1 a SiO (4-a) / 2 (1)
(Wherein R 1 s are each independently a saturated or unsaturated, unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and 1.8 ≦ a ≦ 2.2)
The silicone composition of Claim 1 or 2 which is organopolysiloxane represented by these.
で表される加水分解性基含有オルガノポリシロキサンを、（Ａ）成分の合計質量に対して１０〜９０質量％の量でさらに含む、請求項３記載のシリコーン組成物。 The component (A) is represented by the following general formula (2)
The silicone composition of Claim 3 which further contains the hydrolysable group containing organopolysiloxane represented by these in the quantity of 10-90 mass% with respect to the total mass of (A) component.
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