KR100855799B1 - 커넥터 절연재용 고분자 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커넥터 절연재용 고분자 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 커넥터 절연재용 고분자 조성물은, 기본수지 100 중량부에 대하여 필러로 나노클레이(nanoclay) 5 내지 50 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 절연재의 휨에 있어 열변형 수축율 및 흐름성 직각 방향의 수축율을 개선할 수 있고, 점도, 굴절율, 열전도도 등의 물성이 우수한 장점이 있다.

커넥터 절연재, 고분자, 필러, 수축율, 휨

Description

커넥터 절연재용 고분자 조성물 {Polymer composition for connector intersulation material}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 커넥터 절연재용 고분자 조성물의 휨 특성을 측정하는 방법을 나타내는 그림이다.

본 발명은 커넥터 절연재용 고분자 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필러로 나노클레이(nanoclay)를 포함함으로써 절연재의 휨에 있어 열변형 수축율 및 흐름성 직각 방향의 수축율을 개선할 수 있고, 점도, 굴절율, 열전도도 등의 물성이 우수한 커넥터 절연재용 고분자 조성물에 관한 것이다.

이방성 용융상을 형성할 수 있는 액정 폴리머(liquid crystal polymer)는 열가소성 수지 중에서 치수정밀도, 제진성이 우수하고, 성형시 버(burr) 발생이 극히 적은 재료로 알려져 있다. 종래 이와 같은 특징을 활용하고, 유리섬유로 강화되는 액정 폴리머 조성물이 SMT 대응 커넥터(connector)로 많이 채용되고 있다. 그러나, 최근 커넥터에 있어서 경박 단소화가 진행됨에 따라 종래 유리섬유만을 이용한 성형품에서는 두께 부족에 의한 강성 부족이나 유리섬유의 이방성이나 성형시 압력에 의한 내부 응력에 의하여 리플로우(reflow)시에 변형이 생기고, 기판과의 납땜이 불량하게 되는 등 문제가 있었다. 또한, 비섬유상 충전재만을 사용하거나, 비섬유상 충전재와 유리섬유를 복합한 충전재를 사용할 경우에는 리플로우시 변형은 억제할 수 있으나, 성형품 자체의 강도 부족에 의하여 접합시에 파손된다는 문제점이 있었다.

이에 따라, 미국특허 제6,758,989호는 액정 폴리머 몰딩으로 액정 폴리머 수지 100 중량부에 대하여 비섬유 필러(nonfibrous filer) 5 내지 100 중량부를 사용하여 휨(warpage) 발생을 감소시키는 방법에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 상기 미국특허의 경우 액정 폴리머 수지 구조상 고유의 배향성으로 인해 흐름 방향성이 휨은 적으나, 직각 방향의 휨은 크며, 필러의 경우 크기가 크거나 함량이 많을 때에는 물성저하 등이 발생한다는 문제점이 있었다.

따라서, 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 노력이 관련 업계에서 지속되어 왔으며, 이러한 기술적 배경하에서 본 발명이 안출되었다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 절연재의 휨에 있어 열변형 수축율 및 흐름성 직각 방향의 수축율을 개선할 수 있고, 점도, 굴절율, 열전도도 등의 물 성을 향상시키고자 함에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 커넥터 절연재용 고분자 조성물을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위한 커넥터 절연재용 고분자 조성물은, 액정 폴리머(liquid crystal polymer), 폴리아미드 46(polyamide 46) 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 기본수지 100 중량부에 대하여 필러로 나노클레이(nanoclay) 5 내지 50 중량부를 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에서는 기본수지에 필러로 나노클레이(nanoclay)를 적량 첨가하여 사용함으로써 커넥터에 사용되는 절연재의 대부분이 휨에 있어 열변형 수축율이 좋지 않거나, 흐름성 직각 방향의 수축율에서 좋지 않은 특성을 개선할 수 있다.

본 발명의 커넥터 절연재용 고분자 조성물은, 기본수지 100 중량부에 대하여 필러로 나노클레이(nanoclay) 5 내지 50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 필러인 나노클레이는 기본수지 100 중량부에 대하여 5 내지 50 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 필러의 함량한정에 있어서, 상기 하한치 미만일 경우에는 휨발생 방지 효과가 미미하여 바람직하지 않으며, 상기 상한치를 초과할 경우에는 물성 저하의 우려가 있어 바람직하지 않다.

상기 기본 수지는 당업계에서 주로 사용되는 액정 폴리머(liquid crystal polymer, LCP), 폴리 아미드 46(poly amide 46) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기 기본수지와 나노클레이(nanoclay)를 포함하는 본 발명의 커넥터 절연재용 고분자 조성물은 상기 성분 이외에 난연제를 더 포함할 수 있다.

상기 난연제는 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 브롬계 난연제 등이 사용될 수 있다.

상기 난연제는 기본수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 100 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 난연제 함량한정에 있어서, 상기 하한치 미만일 경우에는 난연특성이 저하되어 바람직하지 않고, 상기 상한치를 초과할 경우에는 물성저하의 우려가 있어 바람직하지 않다.

또한 본 발명의 커넥터 절연재용 고분자 조성물은 산화방지제, 활제, 난연보조제, 가교조제 또는 가공조제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 그 함량은 기본수지 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 사용하는 것이 좋다.

상기 산화방지제로는 힌더드 페놀계, 포스페이트계, 이미다졸계, 티오 화합물계 또는 황계 등의 산화방지제를 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 힌더드 페놀계와 티오 화합물계를 혼합하거나 이미다졸계 산화방지제를 혼합하여 사용하는 것이다.

상기 가교조제로는 시아누레이트 또는 메타크릴레이트계 가교조제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 트리알리조시아누레이트 또는 트리메틸로프로판메타크릴레이트를 사용하는 것이다.

상기 활제, 난연보조제 및 가공조제는 당업계에서 사용되는 통상의 화합물을 사용할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 고분자 조성물은 커넥터 등 전자부품에 사용되어 휨 현상을 개선할 수 있으며, 열변형이 적은 고분자를 필요로 하는 가전 및 전자 제품의 하우징 재료로 사용하기 적합하다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예와 이에 대비되는 비교예를 통하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

실시예 1∼2 및 비교예 1∼3

하기 표 1과 같은 성분과 조성으로 실험 시편을 제작하였다. 그 다음, 상기 실험 시편을 이용하여 영점 전단 점도(zero shear viscosity), 거듭제곱법 굴절율 분포(power law index) 및 열전도도(thermal conductivity)의 물성과 수축율(shrinkage) 및 휨(warpage) 특성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

이때, 영점 전단 점도(zero shear viscosity), 거듭제곱법 굴절율 분포(power law index) 및 열전도도(thermal conductivity)의 물성은 하기 수학식 1의 power law fluid 식에 따라 평가하였으며, 수축율은 수축량의 정도를 in/in로 평가하였으며, 휨 특성은 도 1의 측정방법에 따라 하기 수학식 2에 따라 평가하였다.

[수학식 1]

상기 수학식 1에서, τ는 전단응력(shear stress)이고, K는 흐름 조밀도 지수(flow consistency index, Sl units Pa·sn)이고, ∂u/∂y는 shear rate or the velocity gradient perpendicular to the plane of shear(Sl unit s^-1)이고, n은 흐름 행동 지수(dimensionless)이다.

[수학식 2]

(A/D*)=cup/diameter

상기 수학식 2에서, A는 도 1에 도시한 컵(cup)이고, D*는 도 1에 도시한 지름(diameter)이다.

하기 표 1의 단위는 중량부이다.

구분	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2	비교예 3
필러 함량 (중량부)	10	10	10	40	40
영점 전단 점도	800	700	1300	1000	1000
거듭제곱법 굴절률 분포	0.9	0.8	0.2	0.4	0.6
열전도도	5	7	2	4	3
수축율	0.008	0.015	0.1	0.02	0.05
휨 특성	0.02	0.03	0.27	0.08	0.05

일반적으로, 수축율은 0.02 이하, 휨 특성은 0.04 이하를 만족해야한다. 상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 유리섬유 10 중량부를 사용한 비교예 1의 경우 그 실험값이 상당히 낮게 나타남을 확인할 수 있었다. 이는 유리섬유를 필러로 사용하였기 때문이며, 본 발명에 따라 나노클레이를 사용한 실시예 1 및 2와 비교하여 휨에 덜 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한, 비교예 2 및 비교예 3의 경우에는 비교예 1에 비하여 많은 양의 유리섬유를 필러로 사용하여 그 효과가 비교예 1보다 다소 우수하게 나타남을 알 수 있었다. 그러나, 필러로 유리섬유를 40 중량부로 포함한 비교예 2 및 비교예 3은 10 중량부의 나노클레이를 사용한 본 발명에 따른 실시예 1 및 2와 비교하여 휨 현상 개선 효과가 덜하였으며, 나노클레이 10 중량부만으로도 그 효과가 유리섬유 40 중량부를 사용할 경우보다 더 상회함을 확인할 수 있었다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 따른 커넥터 절연재용 고분자 조성물은 절연재의 휨에 있어 열변형 수축율 및 흐름성 직각 방향의 수축율을 개선할 수 있고, 점도, 굴절율, 열전도도 등의 물성이 우수하며, 커넥터 등 전자부품에 사용되어 휨 현상을 개선할 수 있으며, 열변형이 적은 고분자를 필요로 하는 가전 및 전자 제품의 하우징 재료로 사용하기 적합하다.

Claims (5)

1. 액정 폴리머(liquid crystal polymer), 폴리아미드 46(polyamide 46) 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 기본수지 100 중량부에 대하여;

   필러로 나노클레이(nanoclay) 5 내지 50 중량부;를 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 커넥터 절연재용 고분자 조성물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 커넥터 절연재용 고분자 조성물은, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 및 브롬계 난연제로 이루어지는 군으로부터 선택된 단일 난연제 또는 이들 중 선택되는 둘 이상의 혼합 난연제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터 절연재용 고분자 조성물.
3. 제2항에 있어서,

   상기 난연제는, 기본수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 커넥터 절연재용 고분자 조성물.
4. 제1항에 있어서,

   상기 커넥터 절연재용 고분자 조성물은, 산화방지제, 활제, 난연보조제, 가교조제 및 가공조제로 이루어지는 군으로부터 선택된 단일 첨가제 또는 이들 중 선 택되는 둘 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커넥터 절연재용 고분자 조성물.
5. 제4항에 있어서,

   상기 첨가제는, 기본수지 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 커넥터 절연재용 고분자 조성물.

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