KR100709548B1 - 수지 충진용 커런덤 및 수지 조성물 - Google Patents

수지 충진용 커런덤 및 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명의 하나의 실시형태는 이하와 같은 다른 2차 입자 사이즈 및 비표면적을 갖는 3개의 성분을 함유하는 수지 충진용 커런덤을 제공한다: 35~80㎛이고, 1~0.01m2/g인 성분 X; 1~5㎛이고, 3~0.4m2/g인 성분 Y; 및 0.3~1.5㎛이고, 15~3m2/g인 성분 Z인 (X:Y:Z)의 질량비가, 3원 조성도에 있어서, 경계선을 포함하지 않는 (60:40:0), (95:0:5), (95:5:0) 및 (60:0:40)의 4지점으로 둘러싸인 영역이고, 실리콘 오일에 특정량의 상기 커런덤이 충진됨으로써 얻어진 조성물이 2,000포이즈 미만의 점도 및 10ml/100g 이하의 린씨드 오일 흡수를 갖는다.

Description

수지 충진용 커런덤 및 수지 조성물{CORUNDUM FOR FILLING IN RESIN AND RESIN COMPOSITION}
본 발명은 플라스틱, 고무 및 그리스 등의 수지용 충진재로서 주로 사용되는 고열전도성 커런덤에 관한 것이고, 또한, 상기 커런덤을 사용한 수지 조성물에 관한 것이다.
종래, 커런덤(산화 알루미늄에 대한 광물명)은 고무 및 플라스틱 충진용 충진재로서 널리 사용되어 왔다. 예컨대, 실리콘 수지, 실리콘 고무 및 에폭시 수지에 있어서, 상기 커런덤은 방열 충진재로서 사용되어 왔다. 고열전도성 충진재로서 사용되는 경우, 상기 커런덤이 다량으로 충진될 시에 상기 열전도성이 향상된다. 그러나, 충진되는 양이 80부피%를 초과하면, 상기 수지가 상기 충진재와 조화되지 않아 성형될 수 없는 문제가 발생한다.
상기 문제를 해결하기 위해, 입자 사이즈가 다른 3개의 알루미나 입자 성분의 혼합물이 제안되어 있다(예컨대, JP-A-5-132576호(유럽특허 제499585호)("JP-A"란, "미심사 공개된 일본 특허출원"을 의미한다) 및 JP-A-2001-348488호 참조).
그러나, 상기 커런덤은 상기 입자 사이즈가 다른 3개 성분이 단지 혼합되어 있으므로, 미세 입자가 양호하게 분산되지 않고, 또한, 상기 커런덤 입자는 평면 평활성이 열악하므로, 린씨드 오일(linseed oil) 흡수가 커서 상기 커런덤을 사용한 수지 조성물은 높은 점도를 갖는다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하고, 플라스틱 및 고무 등의 수지에 충진되는 통상의 커런덤의 혼합 비율을 개선시킴으로써 점도를 감소시키면서 항상 다량으로 커럼덤을 충진시킬 수 있고, 고열전도성 및 고생산성을 확보할 수 있는 수지 충진용 커런덤을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 목적은 상기 커런덤을 사용한 조성물을 제공하는 것을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 본 발명자들은 본 발명을 달성하였다. 즉, 본 발명은 하기를 포함한다.
(1) 35~80㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 질소 흡착법(BET법)에 의해 측정되는 0.01~1m2/g의 비표면적을 갖는 커런덤 X, 1~5㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 0.5~3m2/g의 비표면적을 갖는 커런덤 Y 및 0.3~1.5㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 3~15m2/g의 비표면적을 갖는 커런덤 Z로 이루어지는 질량 조성비(X:Y:Z)가, 전체가 100질량%라는 가정하의 3원 조성도(ternary compositional diagram)에 있어서, 경계선을 포함하지 않는 (60:40:0), (95:0:5), (95:5:0) 및 (60:0:40)의 4점으로 둘러싸인 범위에 있는 수지 충진용 커런덤에 있어서, 100질량부의 실리콘 오일에 400질량부의 커런덤을 충진시킴으로써 얻어진 조성물이 브룩필드형(Brookfield-type) 점도계로 35℃에서 측정되는 2,000포이즈 미만의 점도 및 10ml/100g 이하의 린씨드 오일 흡수를 갖는 것을 특징으로 하는 수지 충진용 커런덤.
(2) 상기 (1)에 기재된 수지 충진용 커런덤 및 폴리머 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
(3) 상기 (2)에 있어서, 상기 폴리머 화합물은 지방족 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 비닐 에스테르 수지, 에폭시 수지 및 실리콘 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
(4) 상기 (2) 또는 (3)에 있어서, 상기 수지 충진용 커런덤의 함량이 80질량% 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
(5) 상기 (2) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 수지 충진용 커런덤은 실란 커플링제로 도포되는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
(6) 상기 (2) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 수지 충진용 커런덤은 아미노기, 카르복실기 및 에폭시기 중 어느 하나 이상을 갖는 화합물로 도포되는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
(7) 상기 (2) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 수지 충전용 커런덤은 변성 실리콘 오일로 도포되는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
(8) 상기 (5) 내지 (7) 중 어느 하나에 있어서, 실란 커플링제, 아미노기, 카르복실기 및 에폭시 중 어느 하나 이상의 기를 갖는 화합물 또는 실리콘 오일의 덮힘률(coverage)은, 수지 충진용 커런덤에 대해 0.05~5질량%인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
(9) 상기 (2) 내지 (8) 중 어느 하나에 있어서, 상기 조성물은 시트 형상 또는 그리스 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
(10) 35~80㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 질소 흡착법(BET법)에 의해 측정되는 0.01~1m2/g의 비표면적을 갖는 커런덤 X, 1~5㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 0.5~3m2/g의 비표면적을 갖는 커런덤 Y 및 0.3~1.5㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 3~15m2/g의 비표면적을 갖는 커런덤 Z로 이루어지는 3성분을 전체가 100질량%라는 가정하의 3원 조성도에 있어서, (X:Y:Z) 비율이 경계선을 포함하지 않은 (60:40:0), (95:0:5), (95:5:0) 및 (60:0:40)의 4점으로 둘러싸인 범위에 포함될 시에 볼밀 또는 제트밀로 혼합하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 충진용 커런덤의 제조방법.
(11) 상기 (10)에 기재된 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 수지 충진용 커런덤.
(12) 상기 (11)에 기재된 수지 충진용 커런덤을 포함하는 것을 특징으로 하는 수지.
(13) 상기 (2) 내지 (9) 및 (12) 중 어느 하나에 기재된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 부품 또는 반도체 장치.
(14) 상기 (2) 내지 (9) 및 (12) 중 어느 하나에 기재된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 CPU 또는 PDP.
(15) 상기 (2) 내지 (9) 및 (12) 중 어느 하나에 기재된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지용 주변 기기 또는 펠티어 소자(peltier element), 인버터 또는 전원 트랜지스터.
도 1은, 본 발명에 사용되는 3개의 커런덤의 조성비를 나타내는 3원 조성도이다.
도 2는, 본 발명의 커런덤의 일예를 나타내는 전자 현미경 사진의 화상이다.
본 발명의 일실시형태에 있어서, 상기 수지 충진용 커런덤은 35~80㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 질소 흡착법(BET법)에 의해 측정되는 0.01~1m2/g의 비표면적을 갖는 커런덤 X, 1~5㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 0.5~3m2/g의 비표면적을 갖는 커런덤 Y 및 0.3~1.5㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 3~15m2/g의 비표면적을 갖는 커런덤 Z로 이루어지는 질량 조성비(X:Y:Z)가, 전체가 100질량%라는 가정하의 3원 조성도에 있어서, 경계선을 포함하지 않는 (60:40:0), (95:0:5), (95:5:0) 및 (60:0:40)의 4점으로 둘러싸인 범위에 있는 수지 충진용 커런덤에 있어서, 100질량부의 실리콘 오일에 400질량부의 커런덤을 충진시킴으로써 얻어진 조성물이 브룩필드형 점도계로 35℃에서 측정되는 2,000포이즈 미만, 바람직하게는 1,700포이즈 미만의 점도 및 10ml/100g 이하의 린씨드 오일 흡수를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 커런덤은 산화 알루미늄을 나타내는 광물명이고, 본 발명에 있어서, 상기 커런덤은 90% 이상의 α-형 결정을 함유하는 산화 알루미늄이다. 상기 평균 2차 입자 사이즈는 레이저 회절법에 의해 측정되는 D50을 의미한다.
본 발명자들은 높은 열전도성 및 수지에 충진될 시에 낮은 점도를 확보할 수 있는 수지 충진용 커런덤에 대해 연구한 결과, 상기 목적은 평균 2차 입자 사이즈및 비표면적이 각각 지정된 3개의 커런덤 분말을 특정 비율로 전단력을 가하면서 볼밀, 제트밀 등의 사용으로 혼합시킴으로써 달성될 수 있다는 것을 발견하였다. 전단력을 가하면서 이들 성분을 혼합시킴으로써, 미립(fine particle)이 조립(coarse particle) 주위에 균일하게 분산되어 상기 커런덤의 린씨드 오일 흡수와 상기 수지 조성물의 점도가 감소될 수 있다. JP-A-5-132576호(유럽특허 제499585호)의 실시예에서 증명된 바와 같이, 상기 성분들은 교반 날개를 갖는 교반기로 혼합되면, 상기 효과가 불충분하다. 전단력을 가하면서 입자를 혼합하는 방법으로써, 예컨대, 로터리, 진동 또는 매체 교반 볼밀, 제트밀이나 헨첼 믹서가 사용될 수 있다. 이들 중, 볼밀 및 제트밀이 바람직하고, 연마 등에 의한 오염을 고려할 시에는, 알루미나 매체를 사용한 볼밀이 더욱 바람직하다. 전단력을 가하면서 이들을 혼함함에 있어서, 각각의 커런덤 X, Y 또는 Z의 입자 사이즈가 거의 변화되지 않는다.
본 발명의 하나의 실시형태에 있어서, 3개의 커런덤의 혼합 질량비는 조립커런덤 X, 중립(medium particel) 커런덤 Y 및 미립 커런덤 Z의 전체가 100질량%라는 가정하의 3원 조성도에 있어서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 경계선을 포함하지 않는 (X:Y:Z) = (60:40:0), (95:0:5), (95:5:0) 및 (60:0:40)의 4점에 의해 둘러싸인 범위(도 1에 있어서, H, J, M 및 L로 둘러싸인 범위)에 존재하고, (60:40:0), (90:0:10), (90:10:0) 및 (60:0:40)으로 둘러싸인 범위에 존재하는 것이 바람직하다. 상기 질량비가 H, J, M 및 J로 둘러싸인 범위를 벗어나면, 상기 커런덤의 린씨드 오일 흡수와 수지 조성물의 점도가 증가하게 된다.
본 발명의 수지 충진용 커런덤의 점도는 100질량부의 실리콘 오일에 400질량부의 커런덤을 충진시킴으로써 얻어진 수지 조성물이 브룩필드형 점도계로 35℃에서 측정되는 경우의 점도로 나타내어진다.
상기 조성물의 린씨드 오일 흡수는 JIS K5101에 따라서 100g의 분말에 대한 필요량으로 측정된다.
본 발명의 하나의 실시형태에 있어서, 상기 조립 커런덤 X는 커팅 에지(cutting edge)를 갖지 않는 입자가 바람직하다. 그것의 평균 2차 입자 사이즈는 35~80㎛이고, 40~70㎛가 바람직하고, 질소 흡착법(BET법)에 의해 측정되는 비표면적은 1~0.01m2/g이고, 바람직하게는 0.5~0.01m2/g이다. 상기 평균 2차 입자 사이즈가 35㎛미만이면, 이것은 후술의 중립 커런덤 Y의 입자 사이즈에 가까와지므로 상기 입자를 혼합할 시에 점도가 저감되는 효과가 떨어지게 된다. 상기 평균 2차 입자 사이즈가 80㎛를 초과하면, 수지에 충진되는 경우, 강도가 매우 저하되거나 또는 표면 조도가 크게 된다. 상기 비표면적이 1.0m2/g을 초과하면, 수지에 충진되는 경우, 경화에 오랜 시간이 걸린다.
본 발명의 하나의 실시형태에 있어서, 상기 중립 커런덤 Y는 1~5㎛의 평균 2 차 입자 사이즈, 바람직하게는 2~4㎛의 평균 2차 입자 사이즈를 갖고, 3~0.5m2/g의 비표면적, 바람직하게는 2~0.5m2/g의 비표면적을 갖는다. 상기 평균 2차 입자 사이즈가 1㎛ 미만이면, 이것은 후술의 미립 커런덤 Z의 입자 사이즈에 가까와지므로, 상기 입자를 혼합할 시에 점도가 저감되는 효과가 떨어지는 반면에, 상기 평균 2차 입자 사이즈가 5㎛를 초과하면, 이것은 상기 조립 커런덤 X의 입자 사이즈에 가까와지므로, 상기 입자를 혼합할 시에 점도가 저감되는 효과가 떨어진다. 상기 비표면적이 3m2/g를 초과하면, 수지에 충진되는 경우, 상기 입자의 분산이 불충분하게 되거나, 또는 경화에 장시간이 걸린다.
본 발명의 하나의 실시형태에 있어서, 상기 미립 커런덤 Z는 0.3~1.5㎛의 평균 2차 입자 사이즈, 바람직하게는 0.5~1㎛의 평균 2차 입자 사이즈를 갖고, 15~3m2/g의 비표면적, 바람직하게는 10~3m2/g의 비표면적을 갖는다. 상기 평균 2차 입자 사이즈가 1.5㎛를 초과하면, 이것은 중립 커런덤 Y의 입자 사이즈에 가까와지므로 상기 입자를 혼합할 시에 점도가 감소되는 효과가 저감되는 반면에, 상기 평균 2차 입자 사이즈가 0.3㎛ 미만이면, 취급성이 악화된다. 상기 비표면적이 15m2/g을 초과하면, 수지에 충진되는 경우, 상기 입자의 분산이 불충분하게 되거나, 또는 경화에 장시간이 걸린다.
본 발명의 하나의 실시형태에 있어서, 수지 충진용 커런덤은 고무 및 플라스틱 등의 폴리머 화합물이나 오일 중에 충진되는 것이 바람직하고, 고열전도성 그리 스 조성물, 고열전도성 고무 조성물 또는 고열전도성 플라스틱 조성물로서 바람직하게 사용될 수 있다. 특히, 상기 수지 충진용 커런덤의 함량은 80질량% 이상이 되는 것이 바람직하다.
본 발명의 하나의 실시형태에 있어서, 상기 조성물을 이루는 폴리머 화합물은 공지의 폴리머 화합물이어도 좋지만, 그것의 바람직한 예로는 지방족 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 비닐에스테르 수지, 에폭시 수지, 및 실리콘 수지가 포함된다.
이들 수지는 각각 저분자량 폴리머 또는 고분자량 폴리머이어도 좋고, 또는 오일, 고무나 경화 생성물이어도 좋으며, 이들은 상기 수지가 사용되는 목적 및 환경에 따라서 임의로 선택될 수 있다.
상기 수지의 예로는 탄화수소계 수지(예컨대, 폴리에틸렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머, 에틸렌-아크릴레이트 코폴리머, 에틸렌-프로필렌 코폴리머, 폴리(에틸렌-프로필렌), 폴리프로필렌, 폴리이소프렌, 폴리(이소프렌-부티렌), 폴리부타디엔, 폴리(스티렌-부타디엔), 폴리(부타디엔-아크릴로니트릴), 폴리클로로프렌, 염소화 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리이소부티렌, 올레핀 수지, 석유 수지, 스티롤 수지, ABS 수지, 크로만·인덴 수지, 테르펜 수지, 로진 수지, 디엔 수지); (메타)아크릴 수지(예컨대, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, n-노닐(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산 및 글리시딜(메타)아크릴레이트 등의 모노머를 단독 중합하여 얻어진 수지, 복수개의 이들 모노머를 공중합하여 얻어진 수지, 폴리아크릴로니트릴 및 그들의 코폴리머, 폴리시아노 아크릴레이트, 폴리아크릴아미드 및 폴리(메타)아크릴레이트); 비닐 아세테이트 또는 비닐 알콜계 수지(예컨대, 비닐 아세테이트 수지, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 아세탈계 수지, 폴리비닐 에테르); 할로겐 함유 수지(예컨대, 비닐클로라이드 수지, 비닐리덴 클로라이드 수지, 불소계 수지); 질소 함유 비닐 수지(예컨대, 폴리비닐카르바졸, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐피리딘, 폴리비닐이미다졸); 디엔계 중합 생성물(예컨대, 부타디엔계 합성 고무, 클로로프렌계 합성 고무, 이소프렌계 합성 고무); 폴리에테르류(예컨대, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 히드린 고무, 펜톤 수지(Penton resin)); 폴리에틸렌이민의 수지; 페놀계 수지(예컨대, 페놀·포르말린 수지, 크레졸·포르말린 수지, 변성페놀 수지, 페놀·푸르푸랄 수지, 레조르신 수지); 아미노 수지(예컨대, 우레아 수지, 변성 우레아 수지, 멜라민 수지, 구아나민 수지, 아닐린 수지, 술폰아미드 수지); 방향족 탄화수소계 수지(예컨대, 크실렌포름알데히드 수지, 톨루엔·포르말린 수지); 케톤 수지(예컨대, 시클로헥사논 수지, 메틸에틸케톤 수지); 포화 알키드 수지; 불포화 폴리에스테르 수지(예컨대, 무수 말레인산-에틸렌글리콜 중축합물, 무수 말레인산-무수 프탈산-에틸렌글리콜 중축합물); 알릴프탈레이트 수지(예컨대, 불포화 폴리에스테르 수지와 디알릴 프탈레이트를 가교함으로써 얻어진 수지); 비닐에스테르 수지(예컨대, 말단에 고반응성 아크릴 이중 결합을 갖고, 주쇄에 비스페놀 A형 에테르 결합을 갖는 1차 폴리머와 스티렌, 아크릴 에스테르 등이 가교되어 얻어지는 수지); 알릴에스테르 수지; 폴리카르보네이트; 폴리인산 에스테르 수지; 폴리아미드 수지; 폴리이미드 수지; 실리콘 수지(예컨대, 폴리디메틸실록산 등의 실리콘 오일, 실리콘 고무, 실리콘 수 지 및 히드로실록산, 히드록시실록산, 알콕시실록산 또는 비닐실록산 구조를 분자 중에 갖고, 촉매나 열에 의해 경화되는 반응성 실리콘 수지); 푸란 수지; 폴리우레탄 수지; 폴리우레탄 고무; 에폭시 수지(예컨대, 비스페놀 A와 에피클로로히드린의 축합물, 노볼락형 페놀성 수지와 에피클로로히드린의 축합물 또는 폴리글리콜과 에피클로로히드린의 축합물을 사용한 것); 페녹시형 수지; 및 그것의 변성 생성물이 포함된다. 이들 중 하나가 단독으로 사용되어도 좋고, 또한 2종 이상의 수지가 조합으로 사용되어도 좋다.
이들 폴리머 재료는 각각 저분자량이어도 또는 고분자량이어도 좋고, 또한 오일, 고무 또는 경화 생성물의 형태이어도 좋고, 이들은 상기 수지가 사용되는 목적 및 환경에 따라서 임의로 선택될 수 있다.
이들 중, 불포화 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 비닐 에스테르 수지, 에폭시 수지 및 실리콘 수지가 더욱 바람직하다.
또한, 상기 폴리머 재료는 유상 물질이 바람직하다. 수지 충진용 커런덤 및 오일을 혼합함으로써 얻어지는 그리스는 발열체 및 방열체의 불균일을 따라갈뿐만 아니라 그들 사이 간격을 좁게 하여 방열 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
사용될 수 있는 오일은 특별히 한정되지 않고, 공지의 오일을 사용할 수 있다. 그것의 예로는 실리콘 오일, 석유계 오일, 합성 오일 및 불소계 오일이 포함된다.
본 발명의 하나의 실시형태에 있어서, 수지 충진용 커런덤의 표면은 실란커플링제, 아미노기, 카르복실기 및 에폭시기 중 어느 하나 이상의 기를 갖는 화합물 이나 실리콘 오일로 도포되는 것이 바람직하다.
수지 충진용 표면 처리된 커런덤이 수지와 혼련되는 경우, 상기 조성물 중의 커런덤의 함량은 수지 충진용 표면 미처리된 커런덤이 수지와 혼련되는 경우에 비해 증가될 수 있다. 또한, 상기 조성물에 함유되는 수지 충진용 커런덤의 양이 증가되는 경우라도 상기 혼련 생성물의 점도의 증가가 상대적으로 적고, 상기 조성물의 유연성이 적게 손실되어 상기 조성물은 기계 특성 내성 등이 향상될 수 있다.
상기 실란 커플링제는 상기 규소 원자 상에 할로겐 원자 또는 알콕시기 등의 가수분해성 치환기를 갖는 것이면 충분하고, 공지의 화합물이 사용될 수 있다. 그것의 바람직한 예로는 비닐트리클로로실란, 비닐트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-페닐-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-클로로프로필트리메톡시실란, γ-머캡토프로필트리메톡시실란, n-헥실트리메톡시실란, n-옥틸트리메톡시실란, n-도데실트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란 및 헥사메틸디실라잔이 포함된다. 이들 중 하나를 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종 이상의 화합물을 조합으로 사용해도 좋다.
아미노기, 카르복실기 및 에폭시기 중 하나 이상을 갖는 화합물은 상기와 같은 기의 작용하에 수지 충진용 커런덤의 표면 상에 용이하게 흡착이나 반응할 수 있는 화합물이 바람직하고, 공지의 화합물을 사용할 수 있다.
그것의 바람직한 예로는 1,2-에폭시헥산, 1,2-에폭시도데칸, n-헥실아민, n-도데실아민, p-n-헥실아닐린, n-헥실카르복실산, n-도데실카르복실산 및 p-n-헥실 벤조산이 포함된다.
상기 변성 실리콘 오일로서, 그것의 바람직한 예로는 KF-105, KF-101, KF-102, X-22-173DX, KF-393, KF-864, KF-8012, KF-857, X-22-3667, X-22-162A, X-22-3701E(상기 언급된 것은 모두 신에츠 케미컬사 제품임), TSF4700, TSF4701, TSF4702, TSF4703, TSF4730*, TSF4770(상기 언급된 것은 모두 GE도시바 실리콘사 제품임), SF8417, BY16-828, BY-16-849, BY16-892, BY16-853, BY16-837, SF8411, BY16-875, BY16-855, SF8421, SF8418 및 BY16-874(상기 언급된 것은 모두 도레이 다우 코닝 실리콘사 제품임)가 포함된다. 이들 중 하나가 단독으로 사용되어도 좋고, 또는 2종 이상의 변성 실리콘 오일이 조합으로 사용되어도 좋다.
상기 수지 충진용 커런덤상에 이와 같은 화합물을 도포하기 위한 방법은 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 사용할 수 있다. 그것의 예로는 건식 처리법 및 습식 처리법이 포함된다.
상기 수지 충진용 커런덤 상의 상기 실란 커플링제의 덮힘률은 수지 충진용 커런덤에 대해 0.05~5질량%가 바람직하다. 상기 덮힘률이 0.05질량% 미만이면, 도포 효과가 얻어지기 곤란한 반면에, 상기 덮힘률이 5질량%를 초과하면, 미반응 실란 커플링제 등의 함량이 증가하고, 불순물로서 상기와 같은 화합물이 미반응되어 잔존하게 된다.
본 발명의 조성물이 시트 또는 그리스로 성형되고, 전자 부품이나 반도체 장치의 발열부분과 고열전도성 부품이나 판 사이에 끼워지는 경우, 상기 발생된 열이 효율적으로 방산될 수 있고, 상기 전자 부품이나 반도체 장치는 열에 의한 열화 등으로부터 방지될 수 있으므로, 고장률(failure rate)이 감소되거나 또는 수명이 연장될 수 있다. 상기 전자 부품이나 반도체 장치는 특별히 한정되지 않지만, 그것의 특정예로는 컴퓨터의 CPU(중앙 처리 장치), PDP(플라즈마 디스플레이), 에너지 장치(예컨대, 납축 전지 및 2차 전지 콘덴서) 또는 그들의 주변 기기(예컨대, 하이브리드 전기 자동차에 있어서, 상기 2차 전지와 방열체간에 열전도성 조성물을 제공하여 온도를 제어함으로써 전지 특성을 안정화시키는 장치), 전기 자동차의 방열체, 펠티어 소자, 인버터 및 (고)전원 트랜지스터, 초고휘도 LED 등이 포함된다.
(실시예)
이하에, 본 발명이 실시예 및 비교예를 참조로 더욱 자세히 설명되지만, 본 발명은 이들 예로 한정되지 않는다.
실시예 1~7
3개의 성분, 즉, 49㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 0.5m2/g의 비표면적을 갖는 조립 커런덤 X, 3.0㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 1.2m2/g의 비표면적을 갖는 중립 커런덤 Y 및 0.5㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 6.5m2/g의 비표면적을 갖는 미립 커런덤 Z가 표 1에 나타낸 조성비로 4리터 부피 진동 볼밀에 1kg의 커런덤 및 4kg의 알루미나 볼을 채움으로써 30분 동안 혼합하여 입자들이 혼합된 커런덤을 얻었다.
여기에, 400질량부의 입자들이 혼합된 커런덤이 100질량부의 시판의 실리콘 오일(TSE3070, GE도시바 실리콘사 제품)에 충진되고, 브룩필드형 점도계로 35℃에서 점도가 측정되었다. 또한, 상기 입자들이 혼합된 커런덤의 오일 흡수는 JIS K5101에 따라서 10g의 분말상에 린씨드 오일 제7호를 적하하고, 그것을 혼련시키고 종점에서의 린씨드 오일의 양을 100g의 분말에 대한 필요량으로 환산함으로써 산출되었다. 그 결과는 표 1에 함께 나타내어진다.
도 2는 실시예 1에서 얻어진 입자들이 혼합된 커런덤의 전자 현미경 사진을 나타낸다. 100질량부의 에폭시 수지와 1,400질량부의 상키 커런덤을 충진시킴으로써 얻어진 조성물 및 2질량부의 산무수물이 경화된 후, 레이저 플래쉬형 열전도성 측정 장치를 사용함으로써 그것의 열전도성을 측정하였고, 10.5W/m·K라는 것이 확인되었다.
비교예 1~7
실시예 1~7과 동일한 적어도 2성분을 표 1에 나타낸 조성비로 혼합한 후, 실시예 1~7과 동일한 평가를 행하였다.
비교예 8~11
실시예 1, 2, 4 및 6과 동일한 3성분이 표 1에 나타낸 조성비로 4L 부피 폴리에틸렌 용기에 채워졌고, 7시간 동안 셰이커로 혼합된 후 실시예 1~7과 동일한 평가를 행하였다.
비교예 12
10.0㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 1.9m2/g의 비표면적을 갖는 중립 커런덤 Y를 사용하는 것을 제외하고는 조성비 및 기타 성분이 실시예 1과 동일한 입자들 혼합된 커런덤을 사용하여 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다.
비교예 13
1.6㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 1.8m2/g의 비표면적을 갖는 미립 커런덤 Z를 사용하는 것을 제외하고는 조성비와 기타 성분이 실시예 1과 동일한 입자들이 혼합된 커런덤을 사용하여 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다.
비교예 14
22.5㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 0.8m2/g의 비표면적을 갖는 조립 커런덤 X를 사용하는 것을 제외하고는 조성비 및 기타 성분이 실시예 1과 동일한 입자들이 혼합된 커런덤을 사용하여 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다.
Figure 112005070594622-pct00001
도 1에 나타내는 바와 같이, 평균 2차 입자 사이즈 및 비표면적이 각각 지정된 커런덤 분말이 특정 비율로 전단력이 가해지면서 혼합됨으로써, 플라스틱 및 고무 등의 수지에 충진되는 경우, 점도가 감소되고 고충진이 실현될 수 있어 고열전도성을 갖는 화합물이 얻어질 수 있다. 또한, 미립자의 종래 분산에서 요구되는 장시간 혼련이 필요하지 않아 생산성 및 비용 절감이 더욱 개선될 수 있다. 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서, 상기 커런덤은 수지 충진용 커런덤에 대해 요구되는 특성이 향상될 수 있고, 이것은 공업적 효과가 매우 크다는 것을 의미한다.

Claims (20)

  1. 35~80㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 질소 흡착법(BET법)에 의해 측정되는 0.01~1m2/g의 비표면적을 갖는 커런덤 X, 1~5㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 0.5~3m2/g의 비표면적을 갖는 커런덤 Y 및 0.3~1.5㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 3~15m2/g의 비표면적을 갖는 커런덤 Z로 이루어지는 질량 조성비(X:Y:Z)가, 전체가 100질량%라는 가정하의 3원 조성도(ternary compositional diagram)에 있어서, 경계선을 포함하지 않는 (60:40:0), (95:0:5), (95:5:0) 및 (60:0:40)의 4점으로 둘러싸인 범위에 있는 수지 충진용 커런덤에 있어서, 100질량부의 실리콘 오일에 400질량부의 커런덤을 충진시킴으로써 얻어진 조성물이 브룩필드형 점도계로 35℃에서 측정되는 2,000포이즈 미만의 점도 및 10ml/100g 이하의 린씨드 오일 흡수를 갖는 것을 특징으로 하는 수지 충진용 커런덤.
  2. 제 1항에 기재된 수지 충진용 커런덤 및 폴리머 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 폴리머 화합물은 지방족 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 메타크릴 수지, 비닐 에스테르 수지, 에폭시 수지 및 실리콘 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 수지 충진용 커런덤의 함량이 80질량% 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 수지 충진용 커런덤은 실란 커플링제로 도포되는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  6. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 수지 충진용 커런덤은 아미노기, 카르복실기 및 에폭시기 중 어느 하나 이상을 갖는 화합물로 도포되는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  7. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 수지 충전용 커런덤은 변성 실리콘 오일로 도포되는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  8. 제 5항에 있어서, 실란 커플링제, 아미노기, 카르복실기 및 에폭시기 중 어느 하나 이상의 기를 갖는 화합물 또는 실리콘 오일의 덮힘률은, 수지 충진용 커런덤에 대해 0.05~5질량%인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  9. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 조성물은 시트 형상 또는 그리스 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  10. 35~80㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 질소 흡착법(BET법)에 의해 측정되는 0.01~1m2/g의 비표면적을 갖는 커런덤 X, 1~5㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 0.5~3m2/g의 비표면적을 갖는 커런덤 Y 및 0.3~1.5㎛의 평균 2차 입자 사이즈 및 3~15m2/g의 비표면적을 갖는 커런덤 Z로 이루어지는 3성분을 전체가 100질량%라는 가정하의 3원 조성도에 있어서, (X:Y:Z) 비율이 경계선을 포함하지 않은 (60:40:0), (95:0:5), (95:5:0) 및 (60:0:40)의 4점으로 둘러싸인 범위에 포함될 시에 볼밀 또는 제트밀로 혼합하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수지 충진용 커런덤의 제조방법.
  11. 제 10항에 기재된 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 수지 충진용 커런덤.
  12. 제 11항에 기재된 수지 충진용 커런덤을 포함하는 것을 특징으로 하는 수지.
  13. 제 2항, 제 3항 또는 제 12항 중 어느 한 항에 기재된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 부품.
  14. 제 2항, 제 3항 또는 제 12항 중 어느 한 항에 기재된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 CPU.
  15. 제 2항, 제 3항 또는 제 12항 중 어느 한 항에 기재된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지용 주변 기기.
  16. 제 2항, 제 3항 또는 제 12항 중 어느 한 항에 기재된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  17. 제 2항, 제 3항 또는 제 12항 중 어느 한 항에 기재된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 PDP.
  18. 제 2항, 제 3항 또는 제 12항 중 어느 한 항에 기재된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 펠티어 소자.
  19. 제 2항, 제 3항 또는 제 12항 중 어느 한 항에 기재된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  20. 제 2항, 제 3항 또는 제 12항 중 어느 한 항에 기재된 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 트랜지스터.
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