KR101310072B1

KR101310072B1 - 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101310072B1
Application number: KR1020110105206A
Authority: KR
Inventors: 좌용호; 김경복; 이영인; 장대환
Original assignee: 한양대학교 에리카산학협력단
Priority date: 2011-10-14
Filing date: 2011-10-14
Publication date: 2013-09-24
Also published as: KR20130040440A

Abstract

전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 세라믹/고분자 복합분말은, 질화붕소를 습식분쇄하여 입자를 미세화하고 표면을 박리하는 단계; 습식분쇄된 질화붕소와 열가소성 고분자 비드를 알코올계 용매에 넣어 혼합함으로써 열가소성 고분자 비드 표면에 습식분쇄된 질화붕소가 부착되도록 하는 단계; 및 용매를 증발시켜 질화붕소가 표면에 부착된 고분자 비드인 질화붕소/고분자 복합분말을 분리하는 단계;를 포함한다.

Description

전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말 및 그 제조방법{ELECTRICALLY INSULATIVE AND THERMALLY CONDUCTIVE CERAMIC/POLYMER COMPOSIT POWDER AND METHOD FOR PREPARATIN THE SAME}

본 발명은 세라믹/고분자 복합 분말 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 미세화된 열전도성 세라믹을 고분자 비드(polymer bead)의 표면에 코팅하여 분말을 제조함으로써 분산을 극대화시키고, 이를 열 방출 재료에 이용하여 소량의 열전도성 필러(filler)의 함량으로 높은 열전도성을 나타낼 수 있는 세라믹/고분자 복합 분말에 관한 것이다.

최근에 전자기기의 소형화, 고기능화 등을 목적으로 기기 내부에 발열 소자들이 밀집되어 효율적인 냉각 방법이 요구된다. 또한. 2차 전지를 동력원으로 하는 전기 자동차에 있어서, 주행시 2차 전지에서 발생하는 열을 효과적으로 제어하기 위한 방법이 필요하다.

일반적으로는, 전자기기나 2차 전지로부터 발생하는 열은 공기 중으로 방열이 되는데, 상기 방열의 방법은 주로 알루미늄이나 구리와 같은 열전도도가 우수한 금속에 의해 제조된 방열기기를 이용하여 이루어진다. 그러나 이와 같은 방열기기는 절연성이 확보되지 못하여 퓨즈(fuse)와 같은 별도의 장치를 구비해야 하고, 금속의 특성 때문에 전체적으로 소자가 무거워지는 단점이 있다.

따라서 통상 실리콘계 수지나 에폭시계 수지 등의 매트릭스로 이루어지는 수지에, 높은 열전도율을 갖는 무기물 입자를 분산시켜 복합 소재를 제조하는 방법이 연구되고 있다. 이러한 열전도성 폴리머 복합재 내의 적용되는 열전도성 필러로서, 금속 입자는 열전도성의 향상에 효과적이나 전기 절연성이 없어 통상적으로 사용되기 어렵고, 주로 금속 산화물이나, 금속 질화물 중에서 열전도도가 우수하면서 전기 절연성을 갖는 재료가 사용된다. 현재 높은 열전도율을 얻기 위해서 많은 양의 열전도성 필러를 에폭시나 실리콘계 수지에 분산을 시켜 복합 소재를 제조하고 있다.

그러나 이와 같은 방법은 제조 비용이 높을 뿐 아니라, 소재의 점도가 높고, 기계적 물성이 낮아져 열전도성 고분자 소재의 장점을 취하기가 어렵게 되는 단점이 있다. 이에 따라, 현재 열전도성 고분자 소재의 개발은 사출성형이 가능한 유동과 적정 수준의 물성을 확보하기 위하여, 최소의 열전도성 필러 함량으로 최적의 열전도도를 얻기 위한 방향으로 진행되고 있다.

최소의 열전도성 필러 함량으로 최적의 열전도도를 얻기 위해서는, 포논 산란(phonon-scattering)을 최소화 하도록 폴리머 매트릭스 내에 열전도성 필러들이 직접적인 접촉을 이루고 있는 열 전도 경로(thermal pathway)가 이루어져야 하고, 좀더 구체적으로 원하는 위치에 열전도성 세라믹을 배열시켜야 한다.

하지만 기존의 열전도성 세라믹/고분자 복합 소재 제조 기술, 예를 들면 열전도성 세라믹과 액체 폴리머 혹은 폴리머 분말을 단순히 혼합하는 방식으로는 상기에서 언급한 열 전도 경로(thermal pathway)를 구축하기가 어려운 실정이다.

상기 종래기술과 관련된 사항은 J Sandler, MSP Shaffer, T Prasse, W Bauhofer, Volume 40, Issue 21, October 1999, Pages 5967-5971, Yan Wang, Zixing Shi and Jie Yin, J. Mater. Chem., 2011, 21, 11371-11377, Wenying Zhou, Shuhua Qi, Haidong Li, Shiyu Shao, Thermochimica Acta 452 (2007) 3642 등의 문헌을 참조할 수 있다.

본 발명의 목적은 세라믹의 조각을 고분자 비드의 표면에 코팅하는 방법을 도입하여 세라믹/고분자 복합분말을 제조함으로써, 열전도 세라믹의 분산을 극대화시키고, 이를 이용하여 복합 소재의 고분자 매트릭스 내 최소의 열전도성 필러로써 열 전도 경로를 구축하여 높은 열전도도를 나타낼 수 있는 열전도성 고분자 복합소재를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말의 제조방법은, 질화붕소를 습식분쇄하여 입자를 미세화하고 표면을 박리하는 단계(단계 a); 상기 습식분쇄된 질화붕소와 열가소성 고분자 비드를 알코올계 용매에 넣어 혼합함으로써 열가소성 고분자 비드 표면에 습식분쇄된 질화붕소가 부착되도록 하는 단계(단계 b); 및 상기 용매를 증발시켜 상기 질화붕소가 표면에 부착된 열가소성 고분자 비드인 질화붕소/고분자 복합분말을 분리하는 단계(단계 c);를 포함한다.

상기 단계 a의 습식분쇄 전 질화붕소는, 직경이 1~10㎛인 판상형의 질화붕소로 준비할 수 있다.

상기 습식분쇄는, 이소프로필 알코올 또는 에탄올 용매를 이용할 수 있다.

상기 습식분쇄된 질화붕산은, 0.05~50㎛의 직경, 1~50nm의 두께를 갖는 것일 수 있다.

상기 열가소성 고분자는, 아크릴로나이트릴부타다이엔스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아미드, 폴리부타다이엔테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리에테르테르케톤, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리메틸실세스퀴옥산으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

상기 열가소성 고분자 비드는, 직경이 0.1~100㎛ 범위인 것일 수 있다.

상기 단계 b는, 질화붕소와 열가소성 고분자 비드를 5:95~60:40의 부피비로 혼합할 수 있다.

상기 알코올계 용매는, 습식분쇄된 질화붕소와 열가소성 고분자 비드가 상호 반대의 표면전하를 띠도록 할 수 있다.

상기 알코올계 용매는, 이소프로필 알코올일 수 있다.

상기 단계 b의 혼합은, 초음파 처리와 교반을 차례로 수행함으로써 이루어질 수 있다.

상기 초음파 처리는, 1분~50시간 동안 수행할 수 있다.

상기 교반은, 10분~50시간 동안 수행할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말은, 고분자 비드; 및 상기 고분자 비드의 표면에 판상의 조각 형태로 부착되는 질화붕소를 포함하며, 상기 질화붕소는 습식분쇄에 의해 입자가 미세화되고 표면이 박리된 것이다.

상기 고분자 비드는, 직경이 0.1~100㎛ 범위인 것일 수 있다.

상기 질화붕소는, 직경 0.05~50㎛, 두께 1~50nm 범위의 판상 조각일 수 있다.

상기 고분자 비드와 습식분쇄된 질화붕소는, 상호 표면전하 차이에 의한 정전기적 인력으로 상호 부착된 것일 수 있다.

상기 고분자 비드와 습식분쇄된 질화붕소는, 반데르 발스 힘에 의해 상호 부착된 것일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열전도성 성형체의 제조방법은, 상기 제조방법에 의해 제조된 세라믹/고분자 복합분말을 이용하여 성형하는 것이다.

상기 성형은, 사출성형, 압출성형 및 압축성형 중 어느 하나의 방법으로 할 수 있다.

상기 성형은, 이축 성형기를 이용하여 0.1~500MPa의 압력, 50~300℃의 온도에서 10~200분간 수행할 수 있다.

상기 방법에 따라 제조된 성형체는, 열경화성 수지를 첨가하여 2차 성형을 더 수행할 수 있다.

상기 열경화성 수지는, 폴리디메틸실록산 또는 에폭시일 수 있다.

상기 열경화성 수지의 첨가는, 열경화성 수지와 경화제를 80:20~95:5의 질량비로 혼합한 형태로 첨가할 수 있다.

본 발명은 세라믹의 조각을 폴리머 비드의 표면에 코팅하는 방법으로 세라믹/고분자 복합분말을 제조하여 열전도 세라믹의 분산을 극대화시킬 수 있으며, 이와 같은 열전도 세라믹을 복합 소재의 고분자 매트릭스 내 열전도성 필러로 사용함으로써 적은 함량의 열전도성 필러을 가지고도 높은 열전도성을 나타내는 열전도성 고분자 복합소재를 제조할 수 있다.

도 1은 실시예 1에서의 질화붕소 분말의 분쇄 전, 후 SEM 이미지와 분말의 직경 분포도이다.
도 2는 실시예 1에서의 질화붕소 분말의 분쇄 전, 후의 X선 회절분석의 비교 그래프이다.
도 3은 실시예 1에서의 폴리메틸실세스퀴옥산 비드의 SEM 이미지와 비드의 직경 분포도이다.
도 4는 실시예 1에 따라 제조된 세라믹/고분자 복합분말의 SEM 이미지이다.
도 5는 실시예 2에 따라 제조된 열전도성 성형체의 표면 SEM 이미지이다.
도 6은 실시예 2에 따라 제조된 열전도성 성형체의 단면 SEM 이미지이다.
도 7은 실시예 3에 따라 제조된 열전도성 성형체의 표면 SEM 이미지이다.
도 8은 실시예 3에 따라 제조된 열전도성 성형체의 단면 SEM 이미지이다.
도 9는 실험예 1에 따른 각 샘플들의 열전도도를 비교한 그래프이다.

먼저, 본 발명의 세라믹/고분자 복합분말의 제조방법에 대해 설명한 후, 이에 의해 제조된 세라믹/고분자 복합분말을 이용한 성형체의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.

본 발명의 세라믹/고분자 복합분말의 제조방법은 세 단계로 나누어 볼 수 있다.

먼저, 질화붕소(boron nitride)를 준비하여 습식분쇄함으로써 크기를 미세화하고 표면을 박리한다(단계 a).

상기 미세화 및 박리화된 질화붕소는 질화붕소의 분산이 용이하게 이루어질 수 있는 용매에 분산시킨 후, 습식 분쇄 공정에 의해 마련된다.

상세하게는, 직경이 0.1~100㎛인 판상형의 질화붕소를 준비하여, 습식 분쇄공정에 필요한 용매에 분산시킨다. 이때, 분산 용매는 질화붕소의 분산이 용이하게 이루어질 수 있는 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol), 에탄올(ethanol) 등의 알코올계 용매를 사용한다.

이와 같이 용매에 분산된 질화붕소는 분쇄 용기에 넣고, 지르코니아 볼(zircornia ball)을 첨가한 후 회전시켜 습식분쇄한다. 이때, 상기 분쇄 용기의 회전 속도는 400~500rpm, 분쇄 시간은 2일 이상 충분히 수행하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 지르코니아 볼은 용기의 1/2 가량 첨가하고, 상기 분쇄 용기는 합성수지 계열의 용기로 하는 것이 바람직하다.

이에 따라 습식분쇄된 질화붕산은 0.5~10㎛의 직경, 1~50nm의 두께를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 미세화 및 박리화된 질화붕소와 고분자 비드를 혼합한다(단계 b).

상기 고분자 비드는 열가소성 고분자로서, 아크릴로나이트릴부타다이엔스티렌(Acrylonitrile butadiene styrene, ABS), 폴리메틸메타크렐레이트(Polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리아미드(Polyamide), 폴리부타다이엔테레프탈레이트(Polybutadieneterephtalate, PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephtalate, PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리에테르테르케톤(Polyetheretherketone, PEEK), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP), 폴리스티렌(Polystyrene, PS) 폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane, PMSQ) 등이 적용될 수 있다.

또한, 상기 열가소성 고분자의 크기는 0.1~100㎛ 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 혼합은 상기 단계 a에서 얻은 미세화 및 박리화된 질화붕소와 고분자 비드를 알코올계 용매에 넣고, 초음파 처리한 후, 교반하여 수행된다.

이때, 상기 알코올계 용매는 질화 붕소와 열가소성 폴리머 비드가 각각 서로 다른 표면전하를 띄게 할 수 있는 것으로 할 수 있다. 또한, 상기 초음파 처리는 단계 a에서 얻은 질화붕소가 응집되는 것을 최소화하기 위해 수행되고, 상기 교반은 상기 질화붕소가 상기 고분자 비드의 표면에 효과적으로 부착되도록 하기 위해 수행된다.

상세하게는, 미세화 및 박리화된 질화붕소:고분자 비드 = 5:95~60:40의 부피비로 사용하며, 상기 초음파 처리는 1분~50시간 동안 충분히 수행하고, 상기 교반은 10분~50시간 동안 하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 미세화 및 박리화된 질화붕소 조각은 고분자 비드의 표면에 상호 표면전하의 차에 의한 정전기적 인력에 의해 고르게 부착될 수 있다.

한편, 상기 질화붕소 조각과 고분자 비드를 용해하는 용매는 상기 용매에 한정되지 않으며, 표면 전하차가 형성되지 않는 용매를 사용할 경우, 두 입자간의 반데르 발스 힘에 의해 부착될 수 있다.

마지막으로, 단계 b를 거친 용액을 증발시켜 용매와 세라믹/고분자 복합분말을 분리하고, 분말을 포집한다(단계 c).

이때, 상기 증발은 진공 증발 장치를 이용하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 제조방법에 따라 제조된 세라믹/고분자 복합체를 제공한다.

상기 세라믹/고분자 복합체는, 고분자 비드의 표면에 미세한 크기의 판상의 질화붕소 조각이 균일하게 부착되어 있으며, 상기 고분자 비드는 직경 0.1~100㎛, 상기 질화붕소 조각은 0.05~50㎛의 직경, 1~50nm의 두께의 판상 조각인 것이 바람직하다.

이하, 상기 제조방법에 따라 제조된 실리콘/고분자 복합분말을 이용한 본 발명의 열전도성 성형체의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.

상술한 바와 동일한 제조방법으로 실리콘/고분자 복합분말을 준비하고, 이를 사출성형, 압출성형, 압축성형 등의 방법으로 성형체를 제조할 수 있으며, 이축 성형기(uniaxial pressing machine)를 사용하여 성형할 수 있다.

이때, 실리콘/고분자 복합분말 간의 접촉 계면이 증가하도록 상기 고분자 물질의 유리전이 온도(glass transition temperature)또는 그 이의 온도에서 충분한 시간 동안 및 고압에서 성형을 수행한다.

바람직하게는, 0.1~500MPa의 압력, 50~300℃의 온도에서 10~200분 동안 성형을 수행할 수 있다.

상기 방법에 따라 성형된 1차 성형체가 완성되면, 기공에 의한 밀도의 저하 및 열확산율의 감소를 최소화하기 위하여 상기 1차 성형체에 열경화성 고분자를 첨가하는 2차 성형을 더 수행할 수 있다.

상기 열경화성 고분자는 폴리디메틸실록산 (polydimethylsiloxane, PDMS) 또는 에폭시 수지로 하되, 유동성이 있는 상태로 적용하는 것이 바람직하며, 경화제와 소정의 비율로 혼합하여 첨가할 수 있다.

상세하게는, 상기 열경화성 수지:경화제 = 80:20~95:5의 질량비로 혼합한 용액을 상기 1차 성형체에 첨가하고, 0.1~500MPa의 압력, 50~300℃의 온도에서 10~200분 동안 2차 성형을 수행하는 것이 바람직하다.

상기 제조방법에 따라, 고분자 매트릭스 내 미세화, 박리화된 질화붕소에 의한 열전도 경로가 형성될 수 있으며, 분산성이 우수하여 적은 양의 질화붕소의 첨가로도 충분한 열전도성을 나타낼 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 상기 제조방법에 따라 제조된 열전도성 성형체를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하도록 한다.

실시예1 : 세라믹/고분자 복합분말의 제조

질화붕소 분말을 준비하여 48시간 동안 습식분쇄하여 크기를 미세화하고, 박리시켰다. 이후, 습식분쇄한 질화붕소와 폴리메틸실세스퀴옥산(PMSQ) 비드를 3:7이 부피비로 이소프로필알코올에 넣고 20분 동안 초음파 처리하고, 이어서 10시간 동안 교반한 후, 진공 건조기로 건조하여 세라믹/고분자 복합분말을 제조하였다.

여기서, 질화붕소 분말의 습식분쇄 전, 후 SEM 이미지와 분말의 직경 분포도를 도 1에 나타내었고, 질화붕소 분말의 분쇄 전, 후의 X선 회절분석의 비교 그래프를 도 2에 나타내었다. 또한, 폴리메틸실세스퀴옥산 비드의 SEM 이미지와 비드의 직경 분포도를 도 3에 나타내었다.

도 1 및 도 2에 따르면, 질화붕소의 습식분쇄 전후 분말의 평균 직경은 1.63㎛에서 0.52㎛로 3배 정도 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 평균 두께도 감소하는 것으로 나타났다. 습식분쇄 과정을 거친 질화붕소에서 미량의 산화붕소가 검출되었다.

도 3에 따르면, 실시예 1에 적용되는 폴리메틸실세스퀴옥산 비드는 평균 직경이 4.49㎛인 것을 알 수 있었다.

한편, 이소프로필알코올 내 습식분쇄된 질화붕소와 폴리메틸실세스퀴옥산 비드의 표면전위를 제타포텐셜(zeta potential)장비를 이용하여 분석하였다.

상기 분석결과는 하기 표 1에 나타난 바와 같다.

	물질	제타포텐셜(mV)
열전도성 필러	분쇄 전 질화붕소	-49.57
열전도성 필러	분쇄 후 질화붕소	-57.45
고분자 매트릭스	폴리메틸실세스퀴옥산	101.7

상기 표 1에 따르면, 습식분쇄공정 전후의 질화붕소는 (-)의 값을 가지는 반면 폴리메틸실세스퀴옥산은 (+)의 값을 갖는 것으로 나타났다. 다시 말해, 질화붕소와 폴리메틸실세스퀴옥산은 이소프로필알코올 내에서 서로 반대의 표면전하를 갖는 것을 알 수 있으며, 상기 용액에서 질화붕소와 폴리메틸실세스퀴옥산의 서로 다른 표면전하 때문에 두 물질이 효과적으로 부착될 수 있음을 예상할 수 있다.

최종적으로 제조된 세라믹/고분자 복합분말의 SEM 이미지를 도 4에 나타내었다.

도 4에 따르면, 실시예 1에 따라 제조된 세라믹/고분자 복합분말은 습식분쇄된 판상의 질화붕소 입자들이 폴리메틸실세스퀴옥산 표면에 고르게 부착된 것을 확인할 수 있었다.

실시예 2: 세라믹/고분자 복합분말을 이용한 열전도성 성형체의 제조방법

실시예 1에 따라 제조된 세라믹/고분자 복합분말을 150℃, 400MPa에서 30분 동안 압축 성형하여 열전도성 성형체를 제조하였다.

실시예 2에 따라 제조된 열전도성 성형체의 표면 및 단면의 SEM 이미지를 도 5 및 도 6에 각각 나타내었다.

도 5 및 도 6에 따르면, 압축 성형 후에 질화붕소 입자들이 폴리메틸실세스퀴옥산 매트릭스 내에 균일하게 분포하고 있었다. 그러나 성형체 내 기공이 다수 관찰되었다

실시예 3: 에폭시 수지가 침투된 세라믹/고분자 복합분말을 이용한 열전도성 성형체의 제조방법

실시예 2에 따라 제조된 열전도성 성형체에 에폭시 수지와 경화제를 9:1의 질량비로 혼합한 액체 5ml를 첨가하여 150℃, 50MPa에서 30분 동안 2차 압축 성형을 수행하였다.

실시예 3에 따라 제조된 열전도성 성형체의 표면 및 단면 SEM 이미지를 도 7 및 도 8에 각각 나타내었다.

도 7 및 도 8에 따르면, 실시예 2에 비해 기공이 현저히 감소한 것으로 나타났으며, 이에 따라, 열전도성 성형체의 열확산율 및 열전도도의 증가될 것으로 예상할 수 있다.

비교예 1: 폴리메틸실세스퀴옥산을 이용한 열전도성 성형체의 제조방법

실시예 2와 동일한 조건으로 압축 성형을 수행하되, 그 재료는 폴리메틸실세스퀴옥산만을 사용하였다.

비교예 2: 폴리메틸실세스퀴옥산 및 에폭시 수지를 이용한 열전도성 성형체의 제조방법

실시예 3과 동일한 조건으로 1차 및 2차 압축 성형을 수행하되, 1차 압축성형의 재료는 폴리메틸실세스퀴옥산만을 사용하였다.

열전도성 성형체의 열전도도의 비교

상기 실시예 2, 실시예 3, 비교예 1 및 비교예 2에 따라 제조된 열전도성 성형제의 열전도도를 비교하였다.

그 결과는 하기 표 2 및 도 9에 나타내었다.

열전도성 성형체 제조방법	열전도성(W/mK)
비교예 1	0.11
비교예 2	0.2
실시예 2	0.36
실시예 3	0.96

표 2 및 도 9에 따르면, 비교예 1에 따라 제조된 성형체에 비해 실시예 2에 따라 제조된 성형체가 약 3배, 실시예 3에 따라 제조된 성형체가 약 9배 열전도성이 높은 것을 확인할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims

질화붕소를 습식분쇄하여 입자를 미세화하고 표면을 박리하는 단계(단계 a);
상기 습식분쇄된 질화붕소와 열가소성 고분자 비드를 알코올계 용매에 넣어 혼합함으로써 열가소성 고분자 비드 표면에 습식분쇄된 질화붕소가 부착되도록 하는 단계(단계 b); 및
상기 용매를 증발시켜 상기 질화붕소가 표면에 부착된 열가소성 고분자 비드인 질화붕소/고분자 복합분말을 분리하는 단계(단계 c);를 포함하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 a의 습식분쇄 전 질화붕소는,
직경이 0.1~100㎛인 판상형의 질화붕소로 준비하는 것을 특징으로 하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 습식분쇄는,
이소프로필 알코올 또는 에탄올 용매를 이용하는 것을 특징으로 하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 습식분쇄된 질화붕산은,
0.05~50㎛의 직경, 1~50nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 열가소성 고분자는,
아크릴로나이트릴부타다이엔스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아미드, 폴리부타다이엔테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리에테르테르케톤, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리메틸실세스퀴옥산으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것으로 특징으로 하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 열가소성 고분자 비드는,
직경이 0.1~100㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 b는,
질화붕소와 열가소성 고분자 비드를 5:95 ~ 60:40의 부피비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 알코올계 용매는,
습식분쇄된 질화붕소와 열가소성 고분자 비드가 상호 반대의 표면전하를 띠도록 하는 것을 특징으로 하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 알코올계 용매는,
이소프로필 알코올인 것을 특징으로 하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단계 b의 혼합은,
초음파 처리와 교반을 차례로 수행함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말의 제조방법.
청구항 10에 있어서,
상기 초음파 처리는,
1분~50시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말의 제조방법.
청구항 10에 있어서,
상기 교반은,
10분~50시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말의 제조방법.
고분자 비드; 및
상기 고분자 비드의 표면에 판상의 조각 형태로 부착되는 질화붕소를 포함하며, 상기 질화붕소는 습식분쇄에 의해 입자가 미세화되고 표면이 박리된 것을 특징으로 하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말.
청구항 13에 있어서,
상기 고분자 비드는,
직경이 0.1~100㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말
청구항 13에 있어서,
상기 질화붕소는,
직경 0.05~50㎛, 두께 1~50nm 범위의 판상 조각인 것을 특징으로 하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말.
청구항 13에 있어서,
상기 고분자 비드와 습식분쇄된 질화붕소는,
상호 표면전하 차이에 의한 정전기적 인력으로 상호 부착된 것을 특징으로 하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말.
청구항 13에 있어서,
상기 고분자 비드와 습식분쇄된 질화붕소는,
반데르 발스 힘에 의해 상호 부착된 것을 특징으로 하는 전기절연성과 열전도성을 갖는 세라믹/고분자 복합분말.
청구항 1의 제조방법에 의해 제조된 세라믹/고분자 복합분말을 이용하여 성형하는 것을 특징으로 하는 열전도성 성형체의 제조방법.
청구항 18에 있어서,
상기 성형은,
사출성형, 압출성형 및 압축성형 중 어느 하나의 방법으로 하는 것을 특징으로 하는 열전도성 성형체의 제조방법.
청구항 19에 있어서,
상기 성형은,
이축 성형기를 이용하여 0.1~500MPa의 압력, 50~300℃의 온도에서 10~200분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 열전도성 성형체의 제조방법.
청구항 18에 있어서,
상기 방법에 따라 제조된 성형체는,
열경화성 수지를 첨가하여 2차 성형을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 열전도성 성형체의 제조방법.
청구항 21에 있어서,
상기 열경화성 수지는,
폴리디메틸실록산 또는 에폭시인 것을 특징으로 하는 열전도성 성형체의 제조방법.
청구항 21에 있어서,
상기 열경화성 수지의 첨가는,
열경화성 수지와 경화제를 80:20~95:5의 질량비로 혼합한 형태로 첨가하는 것을 특징으로 하는 열전도성 성형체의 제조방법.
청구항 21에 있어서,
상기 2차 성형은,
0.1~500MPa의 압력, 50~300℃의 온도에서 10~200분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 열전도성 성형체의 제조방법.