JP2020176196A

JP2020176196A - 熱伝導性基油含有組成物

Info

Publication number: JP2020176196A
Application number: JP2019078867A
Authority: JP
Inventors: 智柏谷; Satoshi Kashiwatani; 憲明菅本; Noriaki Sugamoto; 龍夫木部; Tatsuo Kibe; 敏夫森本; Toshio Morimoto
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2020-10-29
Anticipated expiration: 2039-04-17
Also published as: JP7275797B2

Abstract

【課題】高い熱伝導率及び優れた耐熱性を有する熱伝導性基油含有組成物を提供すること。【解決手段】少なくとも基油と酸化防止剤とを含む基油組成物と、無機粉末充填剤と、を含有する熱伝導性基油含有組成物であって、基油組成物において、酸化防止剤は、連鎖停止型酸化防止剤と、過酸化物分解型酸化防止剤と、フラーレン類とを含む熱伝導性基油含有組成物である。連鎖停止型酸化防止剤や過酸化物分解型酸化防止剤やフラーレン類は、０．００５質量％以上１０質量％以下の割合で含まれることが好ましい。【選択図】なし

Description

本発明は、熱伝導性基油含有組成物に関する。

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等使用中に発熱をともなう発熱部品がある。

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、発生した熱を熱伝導性の組成物を介して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。熱伝導性の組成物は、シート状又は液状の有機化合物に、熱伝導率の高い粉末充填剤（無機粉末充填剤）を分散させたもので、ポリαオレフィン油やシリコーン油等の基油に、銀、アルミニウム等の金属、或いは、酸化亜鉛又は酸化アルミニウム等の金属酸化物や、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物等の無機粉末充填剤を分散させたもの等が知られている。以下、このような基油と無機粉末充填剤とを含有する組成物を熱伝導性基油含有組成物と称する。

近年、電力制御機器の大電力動作や電子機器の高速動作の結果、発熱部品の発熱量は増大する傾向にある。一方で、部品の小型化と発熱部品の高密度実装化に伴い、発熱の密度もまた上昇する傾向にある。このような発熱の量的増大と高密度化に対応して機器の性能を長期に渡り安定に維持するため、発熱部品内での発熱を効率的に除去する必要性から、発熱部品と放熱器の間に従来よりも熱伝導率の高い熱伝導性の層を形成することが求められている。

熱伝導性基油含有組成物においては、シリコーン油等の熱伝導率の低い基油が無機粉末充填剤の間に介在することが、熱伝導率向上を阻害する最大の要因となっている。例えば、特許文献１には、シリコーンオイルと熱伝導性微粒子及びチクソ剤からなる熱伝導性シリコーンオイル組成物に関する技術が記載されている。特許文献１には、優れた熱伝導性と耐熱性を有し、かつ、基油や液状物質のブリードアウトが極めて少ない熱伝導性シリコーンオイル組成物であることが記載されている。

しかしながら、特許文献１には、シリコーンオイル組成物は最大でも熱伝導率は１．８Ｗ／ｍＫ程度であり、このような組成物では、近年の発熱部品において効果的に放熱部品へ熱を伝導させることができない。

また、特許文献２では、特定の酸化防止剤が特定量配合された熱伝導性グリースに関する技術が記載されている。特許文献２にはこの熱伝導性グリースは優れた耐熱性を有することが記載されている。

しかしながら、特許文献２には実際には高温放置試験におけるちょう度変化率しか確認されておらず、ＪＩＳＫ２２２０に規定されるグリースの酸化安定度試験は行われていない。

特開２００７−０３９６２１号公報特開２００９−０４６６３９号公報

本発明は、高い熱伝導率及び優れた耐熱性を有する熱伝導性基油含有組成物を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を達成するために鋭意検討した結果、連鎖停止型酸化防止剤過酸化物分解型酸化防止剤及びフラーレン類を含有する熱伝導性基油含有組成物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。

（１）本発明の第１は、少なくとも基油と酸化防止剤とを含む基油組成物と、無機粉末充填剤と、を含有する熱伝導性基油含有組成物であって、前記基油組成物において、前記酸化防止剤は、連鎖停止型酸化防止剤と、過酸化物分解型酸化防止剤と、フラーレン類とを含む熱伝導性基油含有組成物である。

（２）本発明の第２は、第１の発明において、前記連鎖停止型酸化防止剤は、前記基油組成物中において０．００５質量％以上１０質量％以下の割合で含まれる熱伝導性基油含有組成物である。

（３）本発明の第３は、第１又は第２の発明において、前記過酸化物分解型酸化防止剤は、前記基油組成物中において０．００５質量％以上１０質量％以下の割合で含まれる熱伝導性基油含有組成物である。

（４）本発明の第４は、第１乃至第３のいずれかの発明において、前記フラーレン類は、前記基油組成物中において０．００５質量％以上１０質量％以下の割合で含まれる熱伝導性基油含有組成物である。

（５）本発明の第５は、第１乃至第４のいずれかの発明において、前記連鎖停止型酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤から選ばれる１種以上を含む熱伝導性基油含有組成物である。

（６）本発明の第６は、第１乃至第５のいずれかの発明において、前記過酸化物分解型酸化防止剤は、ジアルキルジチオリン酸亜鉛及び硫化オレフィンから選ばれる１種以上を含む熱伝導性基油含有組成物である。

（７）本発明の第７は、第１乃至第６のいずれかの発明において、前記フラーレン類は、フラーレンＣ６０、フラーレンＣ７０及びＣ７０よりも炭素数が多い高次フラーレンから選ばれる１種以上を含む熱伝導性基油含有組成物である。

（８）本発明の第８は、第１乃至第７のいずれかの発明において、前記基油組成物は、さらに清浄分散剤を、該基油組成物中において０．００５質量％以上１０質量％以下の割合で含む熱伝導性基油含有組成物である。

（９）本発明の第９は、第８の発明において、前記清浄分散剤は、アルケニルコハク酸イミド及びアルケニルコハク酸イミドのホウ素誘導体から選ばれる１種以上を含む熱伝導性基油含有組成物である。

本発明の熱伝導性基油含有組成物によれば、高い熱伝導率及び優れた耐熱性を有する。

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。

≪１．熱伝導性基油含有組成物≫
本実施の形態に係る熱伝導性基油含有組成物は、基油と酸化防止剤とを含む基油組成物と、無機粉末充填剤と、を含有する。以下、熱伝導性基油含有組成物に含まれる各成分について説明する。

＜１−１．各成分について＞
［基油組成物］
基油組成物は、少なくとも基油と酸化防止剤とを含む。基油と酸化防止剤とを含むことにより、熱伝導性基油含有組成物に塗布性と耐熱性とを付与することができる。なお、必要に応じて清浄分散剤を含有してもよい。以下、基油組成物に含まれる各成分について説明する。

（１）基油
基油は、熱伝導性基油含有組成物に含まれる潤滑性を付与する。

基油としては、種々の基油が使用でき、例えば、鉱油、合成炭化水素油等の炭化水素系基油、エステル系基油、エーテル系基油、リン酸エステル、シリコン油及びフッ素油等が挙げられる。中でも、鉱油、もしくは合成炭化水素油、又は両者の混合物からなる基油を用いるのが好ましい。

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、ワックス異性化等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、高粘度指数基油等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。

合成炭化水素油としては、例えばノルマルパラフィン、イソパラフィン、ポリブテン、ポリイソブチレン、１−デセンオリゴマー、１−デセンとエチレンとのコオリゴマー等のポリ−α−オレフィン又はこれらの水素化物等を単独で、もしくは２種以上を混合して使用することができる。中でもポリ−α−オレフィンがより好ましい。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。

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。

エーテル系基油としては、ポリグリコールや（ポリ）フェニルエーテル等が挙げられる。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等が挙げられる。（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等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等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等のアルキル化ペンタフェニルエーテル等が挙げられる。

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。

基油の動粘度は、４０℃で１０ｍｍ^２／ｓ以上１２００ｍｍ^２／ｓ以下であることが好ましい。４０℃における動粘度を１０ｍｍ^２／ｓ以上とすることで、高温下での基油の蒸発や離油等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１２００ｍｍ^２／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。

基油の含有割合としては、熱伝導性基油含有組成物において２質量％以上２９質量％以下の割合で含まれることが好ましく、３質量％以上２８質量％以下の割合で含まれることがより好ましく、３質量％以上２５質量％の割合で含まれることが特に好ましい。基油の含有割合が２質量％の割合で含まれることにより、熱伝導性基油含有組成物に含まれる基油成分が適切な量となり、熱伝導性基油含有組成物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、基油が２９質量％以下の割合で含まれることにより、高温環境に置かれた場合に熱伝導性基油含有組成物が流れ出ることや熱伝導性基油含有組成物に含まれる基油が離油して熱伝導性基油含有組成物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。

（２）酸化防止剤
酸化防止剤は、主に、熱伝導性基油含有組成物に含まれる基油の酸化を防止する。そして、この酸化防止剤は、連鎖停止型酸化防止剤、過酸化物分解型酸化防止剤、及びフラーレン類を含む。これにより、熱伝導性基油含有組成物の安定性を高め、長期に亘り熱伝導性基油含有組成物を使用することが可能となる。以下、連鎖停止型酸化防止剤、過酸化物分解型酸化防止剤及びフラーレン類について説明する。

（連鎖停止型酸化防止剤）
連鎖停止型酸化防止剤は、活性の高い連鎖伝播体を捕捉して連鎖反応を止め基油等の酸化を防ぐ。

連鎖停止型酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤を挙げることができる。フェノール系酸化防止剤としては例えば、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等のアルキルフェノール類、４，４‘−メチレンビス―（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ビス−（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）、４，４‘−チオビス―（６−t−ブチル−ｏ−クレゾール）等のビスフェノール類、イソオクチル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネ−ト、ｎ−オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネ−ト等のヒンダードフェノール類等を挙げることができる。アミン系酸化防止剤とは、フェニル−α−ナフチルアミン等のナフチルアミン類、ｐ，ｐ’−ジアルキルジフェニルアミン等のジフェニルアミン類、フェノチアジン等の芳香族アミン系化合物を挙げることができる。なお、これらの連鎖停止型酸化防止剤は複数を組み合わせてもよく、単独で用いてもよい。

連鎖停止型酸化防止剤は、特に限定されるものではないが、基油組成物中において０．００５質量％以上の割合で含まれることが好ましく、０．０１質量％以上の割合で含まれることがより好ましい。含有割合が０．００５質量％以上の割合で含まれることにより連鎖停止型酸化防止剤の有する基油等の酸化防止能力を効果的に発揮されることができる。

連鎖停止型酸化防止剤は、特に限定されるものではないが、基油組成物中において１０質量％以下の割合で含まれることが好ましく、５質量％以下の割合で含まれることがより好ましい。含有割合が１０質量％以下の割合で含まれることにより相対的に他の成分の割合が少なくなることによる熱伝導性基油含有組成物の塗布性等が乏しくなることを抑制することができる。

（過酸化物分解型酸化防止剤）
過酸化物分解型酸化防止剤は、酸化反応中に生成される過酸化物を分解し安定な化合物に変え、連鎖開始反応を阻止することにより基油等の酸化を防ぐ。

過酸化物分解型酸化防止剤としては、リン系酸化防止剤や硫黄系酸化防止剤を挙げることができる。本実施の形態に係る熱伝導性基油含有組成物は、主に半導体部品に使用されるため、半導体部品に不具合が生じる危険性を回避する観点からリン系酸化防止剤を用いることが好ましい。リン系酸化防止剤としては、ジアルキルジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）や硫化オレフィン等を使用することができる。なお、これらの過酸化物分解型酸化防止剤は複数を組み合わせてもよく、単独で用いてもよい。

過酸化物分解型酸化防止剤は、特に限定されるものではないが、基油組成物中において０．００５質量％以上の割合で含まれることが好ましく、０．０１質量％以上の割合で含まれることがより好ましい。０．００５質量％以上の割合で含まれることにより過酸化物分解型酸化防止剤の有する基油等の酸化防止能力を効果的に発揮されることができる。

過酸化物分解型酸化防止剤の含有割合は、特に限定されるものではないが、基油組成物中において１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。含有割合が１０質量％以下であることにより相対的に他の成分の割合が少なくなることによる熱伝導性基油含有組成物の塗布性等が乏しくなることを抑制することができる。

（フラーレン類）
フラーレン類とは、フラーレンＣ６０、フラーレンＣ７０及びＣ７０よりも炭素数が多い高次フラーレン（例えば、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８０、Ｃ８２、Ｃ８４、Ｃ８６、Ｃ８８、Ｃ９０）等のフラーレン及びこれらのフラーレン分子に他の分子や官能基を化学的に修飾したフラーレン誘導体を意味する。本実施の形態に係る熱伝導性基油含有組成物は、連鎖停止型酸化防止剤過酸化物分解型酸化防止剤及びフラーレン類を含有することにより優れた耐熱性を得ることができる。

さらに、フラーレン類は、グラファイトやダイヤモンドやカーボンナノチューブ同様に炭素材料であることから熱伝導性が高い。このため、フラーレン類は、主に熱伝導性基油含有組成物に含まれる基油の酸化を防止するとともに、、熱伝導性基油含有組成物における熱伝導性の向上効果をも有する。

フラーレン類は、特に限定されるものではないが、基油組成物中において０．００５質量％以上の割合で含まれることが好ましく、０．０１質量％以上の割合で含まれることがより好ましい。含有割合が０．００５質量％以上の割合で含まれることにより過酸化物分解型酸化防止剤の有する基油等の酸化防止能力を効果的に発揮されることができる。

フラーレン類の含有割合は、特に限定されるものではないが、基油組成物中において１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下の割合で含まれることがより好ましい。含有割合が１０質量％以下の割合で含まれることにより相対的に他の成分の割合が少なくなることによる熱伝導性基油含有組成物の塗布性等が乏しくなることを抑制することができる。

また、本実施の形態に係る熱伝導性基油含有組成物は、フラーレン類の含有量と連鎖停止型酸化防止剤との含有割合の配合割合を、質量比で１：５０〜２０：１の範囲にするのが好ましく、１：１０〜１０：１の範囲とするのがより好ましく、１：５〜５：１の範囲とするのがさらに好ましく、１：３〜３：１の範囲とするのが特に好ましい。

（３）清浄分散剤
基油組成物には、さらに清浄分散剤を含有してもよい。清浄分散剤は、熱伝導性基油含有組成物が経年劣化した場合等に生じる不溶生成物を、凝固させずに懸濁分散させる。これにより、熱伝導性基油含有組成物の粘性、及び熱伝導性の劣化等を効果的に抑制することができる。

清浄分散剤としては、例えば、アルケニルコハク酸イミド、もしくはそのホウ素誘導体等を挙げることができる。清浄分散剤の種類は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。

清浄分散剤の含有割合は、基油組成物中において０．００５質量％以上１０質量％以下の割合で含まれることが好ましい。含有割合が０．００５質量％以上の割合で含まれることにより、不溶生成物を効果的に分散させることができる。１０質量％超の割合で含まれても不溶生成物を分散させる効果はそれ以上ほとんど変化がなく含有割合が１０質量％以下の割合で含まれることにより、他の成分を適切な量を含ませることが可能となり結果的に熱伝導性基油含有組成物の塗布性等を向上させることが可能となる。

なお、清浄分散剤の含有割合は、基油組成物中において０．０１質量％以上の割合で含まれることが好ましく、０．０２質量％以上の割合で含まれることがより好ましい。清浄分散剤の含有割合は、基油組成物中において５質量％以下の割合で含まれることが好ましく、３質量％以下の割合で含まれることがより好ましい。

［無機粉末充填剤］
無機粉末充填剤は、熱伝導性基油含有組成物に高い熱伝導性を付与する。本実施の形態に係る、熱伝導性基油含有組成物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、カーボン材料等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。

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、ダイヤモンド等の、半導体やセラミック等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。

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。

［分散剤］
本実施の形態に係る熱伝導性基油含有組成物は、分散剤を含有してもよい。分散剤は、熱伝導性基油含有組成物に含ま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。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、熱伝導性基油含有組成物のちょう度を向上させることができる。

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、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。

［増ちょう剤］
本実施の形態に係る熱伝導性基油含有組成物は、増ちょう剤を含有してもよい。増ちょう剤は熱伝導性基油含有組成物のちょう度を高め、熱伝導性基油含有組成物の塗布性を向上させる。増ちょう剤は特に熱伝導性基油含有組成物を電子機器等に塗布するためのグリース（熱伝導性グリース）として用いる場合には含有することが好ましい。

増ちょう剤は、例えば、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。

増ちょう剤は、基油組成物中において１質量％以上５質量％以下の割合で含まれることが好ましい。より好ましくは２質量％以上４質量％以下の割合で含まれることである。増ちょう剤の含有割合が１質量％未満の割合で含まれる場合、基油に対するちょう度調整用の効果が得られない可能性がある。増ちょう剤が５質量％以下の割合で含まれることにより、熱伝導性基油含有組成物のちょう度が必要以上に高くなる可能性を軽減することができるため好ましい。特に、無機粉末充填剤の含有率が高い場合には熱伝導性基油含有組成物自体をグリース化できなくなる可能性があるが増ちょう剤が５質量％以下の割合で含まれれば熱伝導性基油含有組成物自体をグリース化できなくなる可能性を軽減することができるため好ましい。増ちょう剤量が１質量％以上の割合で含まれることにより、増ちょう剤としての機能を効果的に発現することができるため、基油の離油及び、熱伝導性基油含有組成物に含まれる無機粉末充填剤の沈降の発生を効果的に抑制することができるため好ましい。

［その他の成分］
本実施の形態に係る熱伝導性基油含有組成物は、必要に応じて、上記の各成分以外の他の成分（その他の成分）を含有することができる。その他の成分は、基油拡散防止剤、防錆剤、腐食防止剤、増粘剤等を挙げることができる。

基油拡散防止剤は、熱伝導性基油含有組成物に含まれる基油の拡散を防止する。基油拡散防止剤は、パーフルオロアルキル基を含有する拡散防止剤を用いることができる。

防錆剤は、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。

これらの添加剤の含有割合は、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割合と同程度の量を含ませることができる。

＜１−２．熱伝導性基油含有組成物の性状（ちょう度）＞
本実施の形態に係る熱伝導性基油含有組成物のちょう度は、特に限定されない。例えば、熱伝導性基油含有組成物を電子機器等に塗布するためのグリース（熱伝導性グリース）として用いる場合、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好ましい。

グリースの特性を有する観点からすると、熱伝導性基油含有組成物のちょう度は、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。

≪２．熱伝導性基油含有組成物の製造方法＞
本実施の形態に係る熱伝導性基油含有組成物は、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、例えば、一般的なグリースの製造方法等を採用することができる。

具体的に、製造方法としては、プラネタリーミキサー、自転公転ミキサー等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。

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。

≪実施例１〜２、比較例１〜４≫
熱伝導性基油含有組成物用の材料として、下記（１）〜（８）に示す各材料を準備した。
（１）基油：エステル油（ポリオールエステル）
（２）連鎖停止型酸化防止剤：フェノール系（ジブチルヒドロキシトルエン：BHT）を２５質量％、アミン系（アルキレイテッドフェニルαナフチルアミン：ＡＰＡＮＡ）を７５質量％含有する混合酸化防止剤
（３）過酸化物分解型酸化防止剤：アルケニルモノサルファイド
（４）フラーレン（フロンティアカーボン社製ナノムミックス）：フラーレンＣ６０を６０質量％、フラーレンＣ７０を２５質量％、及びフラーレンＣ７６以上の高次フラーレンを１５質量％含有するフラーレン混合物
（５）清浄分散剤：アルケニルコハク酸イミドのホウ素誘導体
（６）分散剤：脂肪酸エステル系分散剤
（７）増ちょう剤：有機処理ベントナイト
（８）熱伝導フィラー：酸化亜鉛

下記表１に示す割合で基油に連鎖停止型酸化防止剤、過酸化物分解型酸化防止剤、フラーレン類、清浄分散剤、分散剤を表１に示す割合で配合し溶解した後に、表１に示す量の増ちょう剤、及び、熱伝導性フィラーを加え、プラネタリーミキサーにて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行い、各材料が十分に分散した実施例、比較例の熱伝導性基油含有組成物を製造した。

なお、表１中の基油組成物中の成分の「括弧（）書きではない数字」は、基油組成物中における含有割合（単位は質量％）を示す。また、表１中の基油組成物中の成分における「括弧（）内の数字」は、熱伝導性基油含有組成物中における含有割合（単位は質量％）を示す。基油組成物以外の成分の数字は、熱伝導性基油含有組成物中における含有割合（単位は質量％）を示す。

［評価］
（酸化安定度試験）
ＪＩＳＫ２２２０に規定されるグリースの酸化安定度試験方法に準拠した酸化安定度試験器を用いて実施例、比較例の組成物の酸化安定度性を評価した。具体的には、熱伝導性基油含有組成物を酸素圧７５５ｋＰａのボンベ中で９９℃に加熱し、一定時間ごとに試験容器の圧力を記録して、試験容器の最高圧力が３７７．５ｋＰａから１７６．５ｋＰａの圧力降下が観測されたときの時間を計測した。計測結果を表１に示す（表１中「酸化安定度性」と表記。単位は「時間」）。計測時間が長いほど熱伝導性基油含有組成物の酸化安定性に優れることを示す。

（熱伝導率測定試験）
熱伝導性は、京都電子工業社製迅速熱伝導率計ＱＴＭ−５００により室温にて熱伝導率を測定することにより評価した。計測結果を表１に示す（表１中「熱伝導率」と表記。単位は「Ｗ／ｍｋ」）。

（ちょう度）
ちょう度は、ＪＩＳ−Ｋ２２２０に準拠して不混和ちょう度を測定した。結果を下記表１に示す。なお、ちょう度の値が大きいほど熱伝導性基油含有組成物が軟らかくなり、逆に小さいほど硬くなる。具体的に、ちょう度としては、塗布性、拡がり性、付着性等の点から２５０〜３００であることが好ましい。

表１の結果から、本発明の範囲内である、実施例１及び実施例２は、酸化安定度性が１９２時間以上と十分に長く、熱伝導率も３．２３Ｗ／ｍｋ以上と高く、ちょう度も２８０と好ましい範囲内にあり、信頼性の高い高耐熱性を有し、かつ高熱伝導性を有する熱伝導性基油含有組成物であることが分かる。

これに対して、酸化防止剤を一切含まない比較例１は、熱伝導率が３．０２Ｗ／ｍｋと低く、酸化安定度寿命も４８時間と非常に短く、信頼性に劣ることが分かる。酸化防止剤としてフラーレン類のみを含ませた比較例２は、熱伝導率は３．３３Ｗ／ｍｋと高くできるものの、単独では酸化防止効果が非常に低く、酸化安定度寿命は６０時間と短く、信頼性に劣ることが分かる。連鎖停止型酸化防止剤や過酸化物分解型酸化防止剤を含ませた比較例３、及び比較例４は、酸化安定度寿命が１００時間程度と改善されてはいるものの、実施例に比べるとまだ十分ではない。また、熱伝導率が２．９Ｗ／ｍｋ以下と低く好ましくない。

本発明の熱伝導性基油含有組成物は、熱伝導率が高い上、酸化安定度性が長いため、熱対策の必要な電子部品の放熱性を向上させるための放熱材料として好適に用いることができ、特に耐熱・放熱要求の厳しい高発熱環境下となるＳｉＣ素子を用いたパワー半導体の放熱材料として用いることができる。

Claims

少なくとも基油と酸化防止剤とを含む基油組成物と、無機粉末充填剤と、を含有する熱伝導性基油含有組成物であって、
前記基油組成物において、
前記酸化防止剤は、連鎖停止型酸化防止剤と、過酸化物分解型酸化防止剤と、フラーレン類とを含む
熱伝導性基油含有組成物。
前記連鎖停止型酸化防止剤は、前記基油組成物中において０．００５質量％以上１０質量％以下の割合で含まれる
請求項１に記載の熱伝導性基油含有組成物。
前記過酸化物分解型酸化防止剤は、前記基油組成物中において０．００５質量％以上１０質量％以下の割合で含まれる
請求項１又は２に記載の熱伝導性基油含有組成物。
前記フラーレン類は、前記基油組成物中において０．００５質量％以上１０質量％以下の割合で含まれる
請求項１乃至３のいずれかに記載の熱伝導性基油含有組成物。
前記連鎖停止型酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤から選ばれる１種以上を含む
請求項１乃至４のいずれかに記載の熱伝導性基油含有組成物。
前記過酸化物分解型酸化防止剤は、ジアルキルジチオリン酸亜鉛及び硫化オレフィンから選ばれる１種以上を含む
請求項１乃至５のいずれかに記載の熱伝導性基油含有組成物。
前記フラーレン類は、フラーレンＣ６０、フラーレンＣ７０及びＣ７０よりも炭素数が多い高次フラーレンから選ばれる１種以上を含む
請求項１乃至６のいずれかに記載の熱伝導性基油含有組成物。
前記基油組成物は、さらに清浄分散剤を、該基油組成物中において０．００５質量％以上１０質量％以下の割合で含む
請求項１乃至７のいずれかに記載の熱伝導性基油含有組成物。
前記清浄分散剤は、アルケニルコハク酸イミド及びアルケニルコハク酸イミドのホウ素誘導体から選ばれる１種以上を含む
請求項８に記載の熱伝導性基油含有組成物。