JPH066715B2 - Thermally conductive silicone grease - Google Patents
Thermally conductive silicone greaseInfo
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- JPH066715B2 JPH066715B2 JP60182750A JP18275085A JPH066715B2 JP H066715 B2 JPH066715 B2 JP H066715B2 JP 60182750 A JP60182750 A JP 60182750A JP 18275085 A JP18275085 A JP 18275085A JP H066715 B2 JPH066715 B2 JP H066715B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明はシリコーングリースに関する。さらに詳しくは
電気・電子機器類に組み込まれる各種電気・電子素子の
うち、熱を発生する素子を機器類に保存固定される際に
放熱を目的として用いられる放熱用グリースであって、
優れた熱伝導性と電気絶縁性を兼備え、さらに離油度の
少ない熱伝導性シリコーングリースに関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to silicone grease. More specifically, among various electric / electronic elements incorporated in electric / electronic devices, a heat-dissipating grease used for the purpose of radiating heat when an element that generates heat is stored and fixed to the devices,
The present invention relates to a heat conductive silicone grease which has both excellent heat conductivity and electric insulation and has a low oil separation degree.
[発明の技術的背景とその問題点] 近年、各種電気・電子機器の小型化、高密度化に伴な
い、これらの機器に組み込まれる電気・電子素子、たと
えばパワートランジスター、サイリスター、整流器、ト
ランスなどにおける発熱への対策が大きくクローズアッ
プされている。[Technical Background of the Invention and its Problems] With the recent miniaturization and high density of various electric / electronic devices, electric / electronic elements incorporated in these devices, such as power transistors, thyristors, rectifiers, transformers, etc. Measures against heat generation in Japan have been greatly highlighted.
従来、このような熱を発生する電気・電子素子類を放熱
器や金属製シャシーに固定する際の放熱対策として、放
熱用グリースが用いられている。なかでも、基油にポリ
オルガノシロキサンを用いたシリコーングリースは、一
般の炭化水素系の潤滑油を基油としたグリースに比較し
て、温度変化に対するちょう度などの特性変化が少な
く、さらに耐熱性が優れているため、多用されている。Conventionally, heat dissipation grease has been used as a heat dissipation measure when fixing such electric / electronic elements that generate heat to a radiator or a metal chassis. Among them, the silicone grease that uses polyorganosiloxane as the base oil has less change in characteristics such as consistency with temperature change and more heat resistance than the grease that uses general hydrocarbon lubricating oil as the base oil. Is used because it is excellent.
このようなグリース組成物を形成するための放熱用充填
剤としては、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなどの金属酸
化物、ベントナイト、カーボンブラックなどが用いられ
ている。しかしながら、これらの充填剤はそれ自体の熱
伝導率があまり高くないため、配合量が少ないと余り良
い放熱効果を示さず、配合量を増して熱伝導性を良くす
ると、グリースが固くなりすぎて使用に適しづらいとい
う問題がある。また、充填剤として熱伝導率の高い金属
粉を用いると、熱伝導性が高くなるかわりに電気絶縁性
を失うという問題がある。As a heat radiation filler for forming such a grease composition, metal oxides such as zinc oxide and aluminum oxide, bentonite, and carbon black are used. However, since the thermal conductivity of these fillers themselves is not very high, if the compounding amount is small, the heat radiation effect is not so good.If the compounding amount is increased to improve the thermal conductivity, the grease becomes too hard. There is a problem that it is difficult to use. Further, when a metal powder having a high thermal conductivity is used as the filler, there is a problem that the electrical insulation is lost in spite of the high thermal conductivity.
すなわち、現在用いられている放熱用グリースでは、各
種電気・電子素子の発熱を充分に放熱していないという
問題があった。That is, there is a problem that the heat dissipation grease currently used does not sufficiently dissipate heat generated by various electric / electronic elements.
[発明の目的] 本発明はこのような従来の問題を解決するためになされ
たもので、熱伝導性および電気絶縁性に優れたシリコー
ングリースを得ることを目的とする。[Object of the Invention] The present invention has been made to solve such conventional problems, and an object thereof is to obtain a silicone grease having excellent thermal conductivity and electrical insulation.
[発明の概要] すなわち本発明の熱伝導性シリコーングリースは、 (A)一般式[R1 aSiO(4-a)/2]n (但し、式中R1は炭素数1〜12のアルキル基、アルケ
ニル基、および置換または非置換のアリール基からなる
群から選ばれた1価の基、aは1.9〜2.7の数、nは正
数)で表されるポリオルガノシロキサン 100重量部 (B)ボロンナイトライド(粒径、0.01〜100μm) 50〜
1000重量部から成ることを特徴とする。[Outline of the Invention] That is, the heat conductive silicone grease of the present invention comprises (A) a general formula [R 1 a SiO (4-a) / 2 ] n (where R 1 is an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms). A monovalent group selected from the group consisting of a group, an alkenyl group, and a substituted or unsubstituted aryl group, a is a number from 1.9 to 2.7, and n is a positive number) 100 parts by weight of a polyorganosiloxane (B ) Boron nitride (particle size, 0.01-100 μm) 50-
It is characterized by comprising 1000 parts by weight.
本発明の(A)のポリオリガノシロキサン、一般式[R1 a
SiO(4-a)/2]nにおけるR1は炭素数が1〜12のア
ルキル基、アルケニル基および置換または非置換のアリ
ール基からなる群から選ばれた1価の基である。炭素数
が12を越えると取扱いに不便が生じ熱安定性が低下する
ので好ましくない。R1は同一のものでも異なるもので
よい。R1としては、メチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、
デシル基、ドデシル基のようなアルキル基、ビニル基、
アリル基のようなアルケニル基、フエニル基、塩素化フ
ェニル基のようなアリール基等が例示されるが、合成の
し易さ、耐熱性の点からメチル基が最も一般的に用いら
れる。The polyorganosiloxane (A) of the present invention, represented by the general formula [R 1 a
R 1 in SiO (4-a) / 2 ] n is a monovalent group selected from the group consisting of alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, alkenyl groups, and substituted or unsubstituted aryl groups. When the carbon number exceeds 12, it is not preferable because handling becomes inconvenient and the thermal stability is lowered. R 1 may be the same or different. R 1 is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group,
Alkyl group such as decyl group and dodecyl group, vinyl group,
Examples thereof include an alkenyl group such as an allyl group, a phenyl group, and an aryl group such as a chlorinated phenyl group, but a methyl group is most commonly used from the viewpoint of ease of synthesis and heat resistance.
また上記(A)の一般式中のaが1.9より小さいと硬くなる
ので使用できず、2.7より大きいと適正な粘度範囲が得
られない。また、上記(A)の一般式のnは、以下に述べ
る粘度を満足させる数であることが好ましい。Further, if a in the general formula (A) is smaller than 1.9, it cannot be used because it becomes hard, and if larger than 2.7, an appropriate viscosity range cannot be obtained. Further, n in the general formula (A) is preferably a number that satisfies the viscosity described below.
すなわちこれら(A)のポリオルガノシロキサンは、温度2
5℃において30〜500000cStの粘度を有することが好
ましく、さらに50〜100000cStであることがより望ま
しい。30cSt未満ではポリオルガノシロキサンの揮発
性が大きくなり、かつ得られたグリースが流れやすくな
る場合があるため好ましくない。逆にその粘度が500000
cStを越えるものは、合成しにくく、かつ作業しにく
い場合があるので好ましくない。That is, these (A) polyorganosiloxanes have a temperature of 2
It preferably has a viscosity of 30 to 500000 cSt at 5 ° C, and more preferably 50 to 100000 cSt. When it is less than 30 cSt, the volatility of the polyorganosiloxane becomes large and the grease obtained may easily flow, which is not preferable. On the contrary, its viscosity is 500000
Those exceeding cSt are not preferable because they may be difficult to synthesize and may be difficult to work.
(B)のボロンナイトライトは、六角網面の積み重なりの
結晶構造を有する粉末で、極めて高い熱伝導率を示すセ
ラミツクスである。このボロンナイトライドは製造方法
により種々の粒径を有するものが得られるが、本発明に
おいて良好な熱伝導率を有し、かつグリース状を保った
組成物を得るためには、粒径が0.01〜100μmのものを
使用することが好ましい。0.01μm未満のボロンナイト
ライドは製造することが困難であり、また(A)のポリオ
ルガノシロキサンと混合して均一なシリコーングリース
を形成することが難しい場合がある。また、100μmを
超えると、得られる組成物がグリース状を保ちにくくな
り、また経時的な(A)のポリオルガノシロキサンの分離
量が大きくなる場合があるので好ましくない。The boron nitrite of (B) is a powder having a crystal structure of a stack of hexagonal mesh planes, and is a ceramic showing extremely high thermal conductivity. Although this boron nitride can be obtained with various particle diameters depending on the production method, in order to obtain a composition having good thermal conductivity in the present invention and maintaining a grease state, the particle diameter is 0.01 It is preferable to use those having a thickness of -100 μm. Boron nitride of less than 0.01 μm may be difficult to produce, and it may be difficult to form a uniform silicone grease by mixing with the polyorganosiloxane (A). On the other hand, when it exceeds 100 μm, it is difficult to keep the resulting composition in a greasy state, and the amount of polyorganosiloxane (A) separated may increase over time, which is not preferable.
なお、ボロンナイトライドは、同一の粒径を有するもの
を用いるより、0.01〜100μmの粒径の範囲で何種かの
ものをブレンドして使用する方が、より良好なグリース
状組成物が得られる。It should be noted that, as boron nitride, a better grease-like composition can be obtained by blending several types of boron nitride within a particle size range of 0.01 to 100 μm, rather than using those having the same particle size. To be
(B)のボロンナイトライトの配合量は、(A)のポリオルガ
ノシロキサン 100重量部に対し50〜1000重量部、さら
に好ましくは66〜1000重量部である。50重量部未満では
良好な熱伝導性が得られず、また1000重量部を超えても
熱伝導率向上の効果が少なくなるのみならず、(A)と混
合しずらくまた得られる組成物が固すぎてグリース状を
保てなくなる。The blending amount of the boron nitrite (B) is 50 to 1000 parts by weight, more preferably 66 to 1000 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyorganosiloxane (A). If it is less than 50 parts by weight, good thermal conductivity cannot be obtained, and if it exceeds 1000 parts by weight, not only the effect of improving the thermal conductivity decreases, but also the composition which is difficult to mix with (A) and is obtained. It is too hard to keep the grease state.
本発明の熱伝導性シリコーングリースの組成物の基本組
成は以上のものであり、熱伝導性および電気絶縁性に優
れ、かつ油分離の小さいシリコーングリースが得られる
が、さらに厳しい条件下での油分離の小さいグリースが
必要な場合はシリカ微粉末を共有することが好ましい。
このようなシリカ微粉末として、煙霧質シリカおよびそ
れをオルガノシラン、ポリオルガノシロキサン、ポリオ
ルガノシラザンなどで表面処理したものがあげられる。
このシリカ微粉末の配合量としては、(A)のポリオルガ
ノシロキサン 100重量部に対し10重量部以下が好まし
く、さらに0.1〜10重量部が好ましい。10重量部を超え
ると、組成物を固くしたり熱伝導率を低くする。The basic composition of the composition of the heat conductive silicone grease of the present invention is as described above, and it is possible to obtain a silicone grease which is excellent in heat conductivity and electric insulation and has small oil separation. When finely separated grease is required, it is preferable to share silica fine powder.
Examples of such fine silica powder include fumed silica and those obtained by surface-treating it with organosilane, polyorganosiloxane, polyorganosilazane and the like.
The amount of the fine silica powder blended is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 0.1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyorganosiloxane (A). When it exceeds 10 parts by weight, the composition is hardened and the thermal conductivity is lowered.
また、酸化亜鉛、酸化アルミニウムなどの他の放熱性充
填剤を併用したり、必要に応じて通常のグリースに配合
される添加剤として、たとえばアミン系化合物やセレン
系化合物などの酸化防止剤、また油性向上剤などを本発
明の目的・効果を損わない限り任意量配合してもよい。Further, other heat-dissipating fillers such as zinc oxide and aluminum oxide may be used in combination, or an antioxidant such as an amine-based compound or a selenium-based compound may be added as an additive to be added to an ordinary grease, if necessary, An oiliness improver or the like may be added in an arbitrary amount as long as the object and effect of the present invention are not impaired.
本発明の熱伝導性シリコーングリースの製造は、たとえ
ば(A)および(B)成分、さらに必要において充填剤や添加
剤などを配合し、攪拌装置付の加熱釜に仕込んで均一に
なるよう攪拌し、さらに約100〜160℃で加熱混練した後
に常温に戻し、三本ロール、ペイントロールなどを用い
て均質化する方法、また加熱をせずに均一にした組成物
を三本ロール、ペイントロールなどで均質化する方法な
どがあり、必要によって選ぶことができる。In the production of the heat conductive silicone grease of the present invention, for example, the components (A) and (B) and, if necessary, fillers and additives are blended, charged into a heating pot equipped with a stirrer, and stirred to be uniform. Further, a method of further heating and kneading at about 100 to 160 ° C., returning to room temperature, and homogenizing using a three-roll, a paint roll, etc., or a composition obtained by homogenizing without heating, a three-roll, a paint roll, etc. There is a method for homogenizing with, and it can be selected according to need.
[発明の効果] 本発明によれば、従来の放熱用シリコーングリースにな
い、良好な熱伝導性と電気絶縁性に優れたグリースを得
ることができる。また、得られるグリースは油分離が小
さく、また従来の金属酸化物使用のシリコーングリース
と比較して比重が小さいなどの利点を有する。[Advantages of the Invention] According to the present invention, it is possible to obtain a grease having excellent heat conductivity and electrical insulation, which is not present in the conventional silicone grease for heat dissipation. In addition, the obtained grease has advantages such as small oil separation and low specific gravity as compared with conventional silicone grease using a metal oxide.
[発明の実施例] 以下、本発明を実施例により説明する。なお、実施例中
の部はすべて重量部を示し、また熱伝導率、ちょう度お
よび離油度は下記の装置または方法にて測定した。[Examples of the Invention] Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples. All parts in the examples are parts by weight, and the thermal conductivity, consistency and oil separation were measured by the following devices or methods.
熱伝導率:昭和電工(株)社製 ShothermQT
M−DII迅速熱伝導率計 ちょう度:JIS K 2220に準じ、混和ちょう度を測
定 離油度 :JIS K 2220に準じ、150℃、24時間加
熱 実施例1 式 で示される、25℃における粘度が1000cStのポリジメ
チルシロキサン 100部とボロンナイトライド(デンカ
ボロンナイトライド−GP、粒度1〜5μm、電気化学
工業(株)製商品名)粉末100部とを攪拌器付加熱釜に
仕込み、常温で攪拌して均一に混合した後、さらに150
℃で2時間加熱混合した。この混合物を放冷して常温に
戻した後、ベイントロールで均質化してシリコーングリ
ースS−1を得た。Thermal conductivity: Shower Denko Co., Ltd., Theotherm QT
M-DII Rapid thermal conductivity meter Consistency: Measure mixing consistency according to JIS K 2220 Oil separation degree: Heat at 150 ° C for 24 hours according to JIS K 2220 Example 1 Formula 100 parts of polydimethylsiloxane having a viscosity of 1000 cSt at 25 ° C. and 100 parts of boron nitride (Denka boron nitride-GP, particle size 1 to 5 μm, trade name manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) powder Charge in an additional heating kettle, stir at room temperature to mix evenly, and then add 150
The mixture was heated and mixed at 0 ° C for 2 hours. The mixture was allowed to cool and returned to room temperature, and then homogenized with a bain troll to obtain a silicone grease S-1.
比較例として、実施例1のポリジメチルシロキサン 10
0部と酸化亜鉛粉末 100部を、実施例1と同様の方法で
調製し、シリコーングリースC−1を得た。As a comparative example, the polydimethylsiloxane of Example 1 was used.
0 parts and 100 parts of zinc oxide powder were prepared in the same manner as in Example 1 to obtain silicone grease C-1.
また、比較例として実施例1のポリジメチルシロキサン
100部と酸化亜鉛粉末 300部、およびヘキサメチルジ
シラザンで処理した煙霧質シリカ12部を、実施例1と同
様の方法で調製し、シリコーングリースC−2を得た。Also, as a comparative example, the polydimethylsiloxane of Example 1 was used.
100 parts, 300 parts of zinc oxide powder, and 12 parts of fumed silica treated with hexamethyldisilazane were prepared in the same manner as in Example 1 to obtain silicone grease C-2.
実施例2 式 で示されるポリオルガノシロキサン 100部と実施例1
に用いたボロンナイトライド粉末150部を、実施例1と
同様の方法で調整し、シリコーングリースS−2を得
た。Example 2 Formula And 100 parts of polyorganosiloxane represented by
150 parts of the boron nitride powder used in Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain silicone grease S-2.
比較例として実施例2のポリオルガノシロキサン 100
部と酸化アルミニウム粉末 400部を、実施例1と同様
の方法で調整し、シリコーングリースC−3を得た。As a comparative example, the polyorganosiloxane 100 of Example 2 was used.
Parts and 400 parts of aluminum oxide powder were prepared in the same manner as in Example 1 to obtain silicone grease C-3.
実施例3 式 で示されるポリオルガノシロキサン 100重量部と実施
例1に用いたボロンナイトライド粉末120部およびヘキ
サメチルジシラザンで処理した煙霧質シリカ5部を、実
施例1と同様の方法で調整し、シリコーングリースS−
3を得た。Example 3 Formula In the same manner as in Example 1, 100 parts by weight of the polyorganosiloxane shown in Example 1, 120 parts of the boron nitride powder used in Example 1 and 5 parts of fumed silica treated with hexamethyldisilazane were prepared, and a silicone grease was prepared. S-
Got 3.
実施例4 式 で示されるポリオルガノシロキサン 100部と実施例1
に用いたボロンナイトライド 233部を、実施例1と同
様の方法で調整し、シリコーングリースS−4を得た。Example 4 Formula And 100 parts of polyorganosiloxane represented by
233 parts of boron nitride used in Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain silicone grease S-4.
以上得られた本発明のグリースS−1〜S−4および比
較例のグリースC−1〜C−3について、熱伝導率、比
重、ちょう度および離油度を測定した。その結果を次表
に示す With respect to the greases S-1 to S-4 of the present invention and the greases C-1 to C-3 of the comparative examples obtained above, the thermal conductivity, the specific gravity, the consistency and the oil separation degree were measured. The results are shown in the following table
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10N 30:00 Z 8217−4H 40:16 50:10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location C10N 30:00 Z 8217-4H 40:16 50:10
Claims (4)
n(但し、式中R1は炭素数1〜12のアルキル基、アル
ケニル基、および置換または非置換のアリール基からな
る群から選ばれた1価の基、aは1.1〜2.7の数、nは正
数)で表されるポリオルガノシロキサン 100重量部 (B)ボロンナイトライド(粒径、0.01〜100μm) 50〜
1000重量部 から成ることを特徴とする熱伝導性シリコーングリー
ス。1. (A) General formula [R 1 a SiO 2 (4-a) / 2 ]
n (wherein R 1 is a monovalent group selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an alkenyl group, and a substituted or unsubstituted aryl group, a is a number of 1.1 to 2.7, and n is Is a positive number) 100 parts by weight of polyorganosiloxane (B) Boron nitride (particle size, 0.01 to 100 μm) 50 to
Thermally conductive silicone grease, which is composed of 1000 parts by weight.
tである特許請求の範囲第1項記載の熱伝導性シリコー
ングリース。2. The viscosity of (A) at 25 ° C. is 30 to 500000 cS.
The thermally conductive silicone grease according to claim 1, which is t.
tである特許請求の範囲第1項記載の熱伝導性シリコー
ングリース。3. The viscosity of (A) at 25 ° C. is 50 to 100,000 cS.
The thermally conductive silicone grease according to claim 1, which is t.
0重量部に対し66〜1000重量部である特許請求の範囲第
1項記載の熱伝導性シリコーングリース。4. The compounding amount of boron nitride of (B) is (A) 10.
The heat conductive silicone grease according to claim 1, wherein the amount is 66 to 1000 parts by weight relative to 0 parts by weight.
Priority Applications (1)
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JP60182750A JPH066715B2 (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Thermally conductive silicone grease |
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JP60182750A JPH066715B2 (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Thermally conductive silicone grease |
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JPH066715B2 true JPH066715B2 (en) | 1994-01-26 |
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ID=16123781
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JP60182750A Expired - Lifetime JPH066715B2 (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Thermally conductive silicone grease |
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- 1985-08-20 JP JP60182750A patent/JPH066715B2/en not_active Expired - Lifetime
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