KR101557813B1 - Heat dissipating polymer composite having an excellent thermal conductivity, preparation method thereof, and heat sink comprising the same - Google Patents

Heat dissipating polymer composite having an excellent thermal conductivity, preparation method thereof, and heat sink comprising the same Download PDF

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KR101557813B1 KR1020150045061A KR20150045061A KR101557813B1 KR 101557813 B1 KR101557813 B1 KR 101557813B1 KR 1020150045061 A KR1020150045061 A KR 1020150045061A KR 20150045061 A KR20150045061 A KR 20150045061A KR 101557813 B1 KR101557813 B1 KR 101557813B1
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Abstract

The present invention relates to a heat dissipating polymer composite material, which is used in materials such as a heat sink plate in a lighting fixture, has excellent mechanical properties, outstanding moldability, and high heat dissipating properties, and reduces the weight of the lighting fixture, to a manufacturing method thereof, and to a heat sink plate comprising the same.

Description

우수한 열전도도를 갖는 방열성 고분자 복합소재, 이의 제조방법 및 이로부터 이루어진 방열판{Heat dissipating polymer composite having an excellent thermal conductivity, preparation method thereof, and heat sink comprising the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a heat-dissipating polymer composite material having excellent thermal conductivity, a method of manufacturing the same, and a heat sink including the heat dissipating polymer composite,

본 발명은 방열성 고분자 복합소재, 이의 제조방법 및 이로부터 이루어진 방열판에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 조명기구의 방열판 등의 소재에서 요구되는 우수한 기계적 특성 및 높은 방열성을 만족하고, 성형성이 우수하며, 상기 조명기구의 무게를 경감시킬 수 있는 방열성 고분자 복합소재, 이의 제조방법 및 이로부터 이루어진 방열판에 관한 것이다.The present invention relates to a heat-dissipating polymer composite material, a method of manufacturing the same, and a heat sink made of the same. Specifically, the present invention relates to a heat-dissipating polymer composite material which satisfies excellent mechanical properties and high heat dissipation required for materials such as a heat sink of a lighting apparatus, has excellent moldability and can reduce the weight of the lighting apparatus, And a heat sink made of the same.

일반적으로 조명 기구는 광원의 빛을 반사, 굴절 또는 투과시켜 밝기를 조절하고 광원을 고정하거나 보호하는 기구를 말하며, 이러한 조명기구는 배광에 따라 간접 조명기구, 반간접 조명기구, 전반확산 조명기구, 반직접 조명기구 및 직접 조명기구로 구분될 수 있고, 사용목적에 따라, 백열등, 형광등, 스탠드, 투광기, 가로등 및 무대용 조명 등으로 분류될 수 있다.In general, a lighting device refers to a device that adjusts brightness, reflects or transmits light of a light source and fixes or protects the light source. Such a lighting device is classified into an indirect lighting device, a semi-direct lighting device, Direct lighting equipment and direct lighting equipment, and can be classified into incandescent lamps, fluorescent lamps, stands, floodlights, street lamps, and stage lighting depending on the purpose of use.

상기에서 살펴본 조명기구 중 일반적으로 가장 많이 사용되는 것으로 백열등이나 형광등을 들 수 있는데, 종래의 백열등이나 형광등은 발광 시, 가시광선의 흘림 현상으로 초점이 흐려져 사용자의 시력을 급속히 저하시킬 수 있고, 높은 전력을 필요로 하며, 수명이 짧다는 문제점이 있었다.Among the above-mentioned lighting apparatuses, incandescent lamps and fluorescent lamps are generally used most commonly, and when incandescent lamps or fluorescent lamps emit light, the focus is blurred due to the flow of visible rays, which can rapidly lower the visual acuity of the user, And a short life span.

따라서, 최근에는 백열등이나 형광등에 비하여 여러가지 측면에서 유리한 LED(Light Emitting Diode)로 구현되는 LED 조명장치가 개발되어 판매되고 있다. LED란 빛을 발하는 반도체 소자인 발광 다이오드를 말하는 것으로서, 적색, 녹색, 청색, 황색 등의 다양한 색상의 광을 발산한다. 일반적으로, 발광다이오드 즉, LED는 pn접합구조를 가지며 다이오드에 순방향 전류를 인가하면 칩의 n영역에 있는 전자가 전계에 의해 가속되어 p영역으로 이동하게 되고, p영역에는 엑셉터 준위(Acceptor Level) 또는 가전자대 상태의 정공과 재결합하여 칩의 재료에 따라 그 전위차에 상당하는 에너지를 가진 빛이 방사되는데 이러한 현상을 주입형 전계발광이라 하며, 이러한 소자를 LED라고 한다.Therefore, in recent years, an LED lighting device realized with LED (Light Emitting Diode), which is advantageous in various aspects compared to incandescent lamps and fluorescent lamps, has been developed and sold. An LED is a light emitting diode that emits light and emits light of various colors such as red, green, blue, and yellow. Generally, a light emitting diode (LED) has a pn junction structure. When a forward current is applied to a diode, electrons in the n region of the chip are accelerated by the electric field to move to the p region, and the p region has an acceptor level ) Or recombined with the holes in the valence band state, and light having an energy corresponding to the potential difference is emitted according to the material of the chip. This phenomenon is referred to as injection type electroluminescence.

LED로 구현되는 램프는 백열등으로 구현되는 종래의 램프에 비하여 약 19%의 소비전력만을 필요로 하며, 형광등으로 구현되는 종래의 램프에 비하여 약 50%의 소비전력만을 필요로 한다. LED램프는 장시간 사용으로도 눈의 피로를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 수명도 백열등 램프에 비하여 약 10배, 형광등 램프에 비하여 약 8배 정도로 긴 장점을 갖는다.A lamp implemented as an LED requires only about 19% of power consumption compared to a conventional lamp realized with an incandescent lamp, and requires only about 50% of power consumption compared with a conventional lamp realized as a fluorescent lamp. LED lamps are not only able to minimize eye fatigue even when used for a long time, but also have a life span that is about 10 times longer than an incandescent lamp and about 8 times longer than a fluorescent lamp.

이러한 LED로 구현되는 LED 조명장치는 그 성능이 매우 우수하지만, 한편으로 LED에서 발생하는 열을 적절히 배출하지 못하면 LED나 그 구동회로의 열화를 초래하여 수명이 단축될 수 있다.The performance of the LED lighting apparatus implemented by such an LED is excellent, but if the heat generated from the LED is not properly discharged, the LED or its driving circuit may be deteriorated and the service life may be shortened.

이를 해결하기 위해, LED 조명장치에는 열전도도가 우수한 방열판이 부착되어 상기 LED 조명장치에서 발생되는 열이 공기 중으로 배출되도록 설계되는 것이 일반적이다.In order to solve this problem, it is general that the LED lighting device is designed such that a heat sink having an excellent thermal conductivity is attached to heat generated from the LED lighting device to the air.

여기서, 현재 널리 사용되는 방열판 소재는 알루미늄과 같은 금속 소재인데, 이러한 금속 소재의 방열판은 열전도도가 우수하여 방열특성이 뛰어나지만 조명기구의 무게를 증가시켜 조명기구의 경량화 추세에 부합하지 않는 문제가 있다.Here, the widely used heat sink material is a metal material such as aluminum. However, since the heat sink of such a metal material has excellent heat conductivity and excellent heat dissipation property, the weight of the lighting device is increased, have.

따라서, LED 조명장치 등의 무게를 줄여 취급과 설치의 용이성 및 안전성을 확보하기 위하여, 상기 LED 조명장치를 구성하는 방열판의 소재로서 무게가 가벼우면서도 종래 방열판의 금속 소재와 실질적으로 동일하거나 우수한 기계적 특성 및 방열성을 구현할 수 있는 새로운 소재가 요구되고 있는 실정이다.Therefore, in order to reduce the weight of the LED lighting device and to ensure ease of handling and installation and safety, it is desirable that the material of the heat sink constituting the LED lighting device is lightweight and substantially equal to or superior in mechanical properties And a new material capable of realizing heat dissipation have been demanded.

본 발명은 조명기구의 방열판 등의 소재에서 요구되는 우수한 기계적 특성 및 방열성을 나타내는 동시에 상기 조명기구의 무게를 경감시킬 수 있는 방열성 고분자 복합소재, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 방열판을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention aims to provide a heat-dissipating polymer composite material which exhibits excellent mechanical properties and heat dissipation properties required for materials such as a heat sink of a lighting apparatus and can reduce the weight of the lighting apparatus, a method of manufacturing the same, and a heat sink including the same do.

또한, 본 발명은 우수한 방열성을 구현하기 위한 첨가제의 첨가로 인한 성형성의 저하를 회피하거나 최소화함으로써 우수한 성형성을 갖는 방열성 고분자 복합소재, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 방열판을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a heat-dissipating polymer composite material having excellent moldability by avoiding or minimizing degradation of moldability due to addition of an additive for realizing excellent heat radiation property, a method for producing the same, and a heat sink including the same.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,In order to solve the above problems,

방열성 고분자 복합소재로서, 열가소성 고분자 수지와, 탄소나노튜브(Carbon Nanotube), 그래핀나노플레이트(Graphene Nano-Plate) 및 팽창흑연(Expanded Graphite)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 열전도성 첨가제를 포함하고, 상기 복합소재로부터 형성된 성형품은 아래 수학식 1에 따른 등방성 열전도도(k)가 0.5 내지 50 W/m·K인, 방열성 고분자 복합소재를 제공한다.The heat-dissipating polymer composite material includes a thermoplastic polymer resin and at least one thermally conductive additive selected from the group consisting of carbon nanotubes (Carbon Nanotube), graphene nano-plate and expanded graphite , And a molded article formed from the composite material has an isotropic thermal conductivity (k) of 0.5 to 50 W / mK according to Equation (1) below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112015031463669-pat00001
Figure 112015031463669-pat00001

상기 수학식 1에서,In the above equation (1)

kxy는 상기 성형품의 수평 열전도도(In-Plane Thermal Conductivity)이고,k xy is the In-Plane Thermal Conductivity of the molded product,

kz는 상기 성형품의 수직 열전도도(Through-Plane Thermal conductivity)이다.k z is the through-plane thermal conductivity of the molded article.

또한, 상기 수평 열전도도(kxy)는 1.5 W/m·K 이상이고, 상기 수직 열전도도(Kz)는 0.4 W/m·K 이상인 것을 특징으로 하는, 방열성 고분자 복합소재를 제공한다.Also, the present invention provides a heat-dissipating polymer composite material, wherein the horizontal thermal conductivity (k xy ) is 1.5 W / m · K or more and the vertical thermal conductivity (K z ) is 0.4 W / m · K or more.

그리고, 상기 열가소성 고분자 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 탄소나노튜브 0.1 내지 2 중량부, 상기 그래핀나노플레이트 2 내지 20 중량부 및 상기 팽창흑연 5 내지 30 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방열성 고분자 복합소재를 제공한다.The thermally conductive polymer composition according to any one of claims 1 to 3, further comprising 0.1 to 2 parts by weight of the carbon nanotubes, 2 to 20 parts by weight of the graphene nanoplate and 5 to 30 parts by weight of the expanded graphite, based on 100 parts by weight of the thermoplastic polymer resin. It provides composite material.

여기서, 상기 탄소나노튜브는 지름이 5 내지 15㎚이고, 길이가 5 내지 500㎛이며, 겉보기 부피가 0.02g/㎤ 이하인 다발형 형태이며, 상기 그래핀나노플레이트는 두께가 1㎛ 이하이고, 수평 길이가 3 내지 50㎛ 이며, 상기 팽창흑연은 수평 길이가 100㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 방열성 고분자 복합소재를 제공한다.Here, the carbon nanotubes have a diameter of 5 to 15 nm, a length of 5 to 500 μm, and an apparent volume of 0.02 g / cm 3 or less. The graphene nanoplate has a thickness of 1 μm or less, Wherein the length of the expanded graphite is 3 to 50 mu m and the length of the expanded graphite is 100 mu m or less.

또한, 상기 열가소성 고분자 수지는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 수지, 폴리아미드(Polyamide) 수지, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(Acrylonitrile-butadiene-styrene) 수지, 폴리스티렌(Polystyrene) 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephtalate) 수지, 폴리에틸렌(Polyethylene) 수지, 스티렌아크릴로니트릴(Styrene acrylonitrile) 수지, 셀룰로오스(Cellulose), 폴리술폰(Polysulfone), 스티렌부타디엔스티렌(Styrene-butadiene-styrene) 수지 및 아크릴(Acrylic) 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 방열성 고분자 복합소재를 제공한다.The thermoplastic polymer resin may be selected from the group consisting of a polycarbonate resin, a polyamide resin, an acrylonitrile-butadiene-styrene resin, a polystyrene resin, a polyethylene terephthalate resin, (1) selected from the group consisting of a polyethylene resin, a styrene acrylonitrile resin, a cellulose, a polysulfone, a styrene-butadiene-styrene resin and an acrylic resin. Wherein the heat-dissipating polymer composite material is a thermoplastic resin.

그리고, 상기 열가소성 고분자 수지 100 중량부를 기준으로, 분산제 0.2 내지 5 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 방열성 고분자 복합소재를 제공한다.The present invention also provides a heat-dissipating polymer composite material characterized by further comprising 0.2 to 5 parts by weight of a dispersing agent based on 100 parts by weight of the thermoplastic polymer resin.

여기서, 상기 분산제는 탄소수가 10 이상인 포화, 불포화 또는 방향족 형태의 탄화수소 화합물이며, 점도가 10 내지 10,000 cP인 액상의 화합물인 것을 특징으로 하는, 방열성 고분자 복합소재를 제공한다.Here, the dispersing agent is a saturated, unsaturated or aromatic hydrocarbon compound having 10 or more carbon atoms, and is a liquid compound having a viscosity of 10 to 10,000 cP.

이 경우, 상기 복합소재로부터 형성된 성형품은, 충격강도가 3.0 kgfcm/㎠ 이상이고, 인장강도가 500 kgf/㎠ 이상이며, 상기 복합소재의 용융지수(Melt Index)가 0.1 g/10min 이상인 것을 특징으로 하는, 방열성 고분자 복합소재를 제공한다.In this case, the molded article formed from the composite material has an impact strength of 3.0 kgfcm / cm 2 or more, a tensile strength of 500 kgf / cm 2 or more, and a melt index of the composite material of 0.1 g / 10 min or more A heat-dissipating polymer composite material.

한편, 방열성 고분자 복합소재를 제조하는 방법에 있어서, 열가소성 고분자 수지와, 분산제와, 탄소나노튜브, 그래핀나노플레이트 및 팽창흑연으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 열전도성 첨가제로 이루어진 혼합물을 제조하는 단계, 상기 혼합물을 30 내지 300 rpm의 회전속도로 15 내지 30분 동안 교반하고, 상기 혼합물을 구성하는 열가소성 고분자 수지의 표면 온도가 40℃이상 되도록 가열하여, 상기 혼합물을 구성하는 상기 분산제 및 상기 열전도성 첨가제를 상기 열가소성 고분자 수지의 표면에 흡착시키는 단계, 상기 열가소성 고분자 수지와, 상기 열가소성 고분자 수지에 흡착된 상기 분산제 및 상기 열전도성 첨가제로 구성된 상기 혼합물을 가열하여 용융 혼합물을 제조하는 단계, 및 상기 용융 혼합물을 압출하여 상기 복합소재를 제조하는 단계를 포함하는, 상기 방열성 고분자 복합소재의 제조방법을 제공한다.On the other hand, a method for producing a heat-dissipating polymer composite material includes the steps of: preparing a mixture comprising a thermoplastic polymer resin, a dispersant, and at least one thermally conductive additive selected from the group consisting of carbon nanotubes, graphene nanoplates, , Stirring the mixture at a rotation speed of 30 to 300 rpm for 15 to 30 minutes and heating the surface of the thermoplastic polymer resin constituting the mixture so that the surface temperature is not lower than 40 DEG C to form the dispersant and the thermoconductive Heating the mixture composed of the thermoplastic polymer resin and the dispersant and the thermally conductive additive adsorbed on the thermoplastic polymer resin to produce a molten mixture, The mixture is extruded to form the composite material Wherein the heat-dissipating polymer composite material is a thermosetting resin.

또한, 상기 방열성 고분자 복합소재로 이루어진 방열판을 제공한다.Also, a heat sink made of the heat-dissipating polymer composite material is provided.

그리고, 상기 방열판은 LED 전등용 방열판인 것을 특징으로 하는, 방열판을 제공한다.Further, the heat sink is a heat sink for LED lamp.

본 발명에 따른 방열성 고분자 복합소재는 열전도성 첨가제의 종류 및 배합비의 특정 조합에 의한 열전도도의 정밀한 제어를 통해 우수한 방열성을 나타낼 뿐만 아니라, 인장강도, 내충격성 등의 기계적 특성도 우수한 효과를 나타낸다.The heat-dissipating polymer composite material according to the present invention not only exhibits excellent heat dissipation through precise control of thermal conductivity by a specific combination of kinds and mixing ratios of thermally conductive additives, but also exhibits excellent mechanical properties such as tensile strength and impact resistance.

본 발명에 따른 방열성 고분자 복합소재는 방열성의 구현을 위한 열전도성 첨가제의 첨가에도 불구하고 성형성의 저하를 회피하거나 최소화할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.The heat-dissipating polymer composite according to the present invention exhibits an excellent effect of avoiding or minimizing degradation of moldability despite the addition of a thermally conductive additive for realizing heat dissipation.

본 발명에 따른 방열성 고분자 복합소재는 종래 방열판 등의 금속 소재에 비해 무게가 경감되어 상기 방열판 등이 사용되는 조명기구 등의 취급과 설치의 용이성 및 안정성을 향상시키는 우수한 효과를 나타낸다.The heat-dissipating polymer composite material according to the present invention has an advantageous effect of improving ease of handling and installation and stability of a lighting apparatus and the like in which the heat sink or the like is used, because weight is reduced compared to a metal material such as a heat sink.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art.

본 발명에 따른 방열성 고분자 복합소재는 베이스 수지로서 열가소성 고분자 수지와, 탄소나노튜브(Carbon Nanotube), 그래핀나노플레이트(Graphene Nano-Plate) 및 팽창흑연(Expanded Graphite)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 열전도성 첨가제를 포함할 수 있다.The heat-dissipating polymer composite material according to the present invention comprises a thermoplastic polymer resin as a base resin, one or more kinds selected from the group consisting of carbon nanotubes (carbon nanotubes), graphene nano-plates and expanded graphite Thermally conductive additives.

일반적으로 대다수의 열가소성 고분자 수지는 금속에 비해 가볍고, 녹슬지 않으며, 기계적 성질이 우수하고, 가공 및 성형이 용이하다는 특성이 있다. 따라서, 상기 열가소성 고분자 수지를 베이스 수지로 하는 복합소재에 의해 조명기구 등의 방열판을 구성하는 경우 상기 조명기구 등의 무게를 경감시켜 이의 취급과 설치의 용이성 및 안정성을 향상시킬 수 있다.In general, most thermoplastic polymer resins are lighter than metals, have no rusting, have excellent mechanical properties, and are easy to process and form. Therefore, when a heat radiating plate such as a lighting device is constituted by a composite material using the thermoplastic polymer resin as a base resin, the weight of the lighting apparatus or the like can be reduced, thereby improving ease of handling and installation and stability.

상기 열가소성 고분자 수지는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 폴리카보네이트(Polycarbonate) 수지, 폴리아미드(Polyamide) 수지, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(Acrylonitrile-butadiene-styrene) 수지, 폴리스티렌(Polystyrene) 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephtalate) 수지, 폴리에틸렌(Polyethylene) 수지, 스티렌아크릴로니트릴(Styrene acrylonitrile) 수지, 셀룰로오스(Cellulose), 폴리술폰(Polysulfone), 스티렌부타디엔스티렌(Styrene-butadiene-styrene) 수지, 아크릴(Acrylic) 수지 등을 들 수 있다.The thermoplastic polymer resin is not particularly limited and includes, for example, a polycarbonate resin, a polyamide resin, an acrylonitrile-butadiene-styrene resin, a polystyrene resin, a polyethylene terephthalate Polyethylene terephthalate resin, polyethylene resin, styrene acrylonitrile resin, cellulose, polysulfone, styrene-butadiene-styrene resin, acrylic resin, And the like.

상기 열전도성 첨가제로서 첨가되는 탄소나노튜브(CNT), 그래핀나노플레이트(GNP) 및 팽창흑연(EG)은 상기 열가소성 고분자 수지 내에서 균일하게 분산됨으로써 상기 열가소성 고분자 수지 내부에서의 최적의 수평 및 수직 열전달 경로를 형성하게 되고, 이로써 방열성을 구현하게 된다. The carbon nanotube (CNT), the graphene nanoplate (GNP), and the expanded graphite (EG), which are added as the thermally conductive additive, are uniformly dispersed in the thermoplastic polymer resin so that the optimal horizontal and vertical Thereby forming a heat transfer path, thereby realizing heat dissipation.

본 발명에 따른 방열성 고분자 복합소재로부터 형성된 성형품은 아래 수학식 1에 의해 정의되는 등방성 열전도도(isotropic thermal conductivity) k가 약 0.5 내지 50 W/m·K일 수 있다. 여기서, 상기 등방성 열전도도 k가 0.5 W/m·K 미만인 경우 충분한 방열성이 구현될 수 없는 반면, 50 W/m·K 초과인 경우 상기 열전도성 첨가제가 과량 첨가되어야 하므로 이로 인해 상기 고분자 복합소재의 압출성 등의 성형성이 크게 저하될 수 있다.The molded article formed from the heat-dissipating polymer composite according to the present invention may have an isotropic thermal conductivity k of about 0.5 to 50 W / m · K, which is defined by Equation (1) below. When the isotropic thermal conductivity k is less than 0.5 W / m · K, sufficient heat dissipation can not be achieved. On the other hand, when the isotropic thermal conductivity k is more than 50 W / m · K, the thermally conductive additive must be added in an excessive amount. The moldability such as extrudability may be greatly lowered.

Figure 112015031463669-pat00002
Figure 112015031463669-pat00002

상기 수학식 1에서, In the above equation (1)

kxy는 상기 성형품의 수평 열전도도(In-plane thermal conductivity)이며,k xy is the in-plane thermal conductivity of the molded article,

kz는 상기 성형품의 수직 열전도도(Through-plane thermal conductivity)이다.k z is the through-plane thermal conductivity of the molded article.

구체적으로, 본 발명에 따른 방열성 고분자 복합소재는 이로부터 형성된 성형품의 수평 열전도도(kxy)는 약 1.5 W/m·K 이상이고, 수직 열전도도(kz)는 약 0.4 W/m·K 이상일 수 있으며, 이로써 통상의 방열 소재가 수평 열전도도에만 의존하여 방열기능을 수행하는 것과는 달리, 수평 및 수직 열전도도의 적절한 조화에 의해 최적의 방열기능을 수행할 수 있다.Specifically, the heat-dissipating polymer composite according to the present invention has a horizontal thermal conductivity (k xy ) of about 1.5 W / m · K or more and a vertical thermal conductivity (k z ) of about 0.4 W / m · K And thus the heat radiation function can be performed by proper harmonization of the horizontal and vertical thermal conductivity, as opposed to the normal heat radiation material depending on only the horizontal heat conductivity and performing the heat radiation function.

이를 위해, 본 발명에 따른 방열성 고분자 복합소재를 구성하는 상기 열전도성 첨가제는, 상기 열가소성 고분자 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 탄소나노튜브 약 0.1 내지 2 중량부, 상기 그래핀나노플레이트 약 2 내지 20 중량부 및 상기 팽창흑연 약 5 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.To this end, the thermally conductive additive constituting the heat-dissipating polymer composite material according to the present invention preferably comprises about 0.1 to about 2 parts by weight of the carbon nanotubes, about 2 to about 20 parts by weight of the graphene nanofibers based on 100 parts by weight of the thermoplastic polymer resin And about 5 to 30 parts by weight of the expanded graphite.

상기 열전도성 첨가제를 구성하는 상기 탄소나노튜브, 상기 그래핀나노플레이트 및 상기 팽창흑연의 함량이 상기 각각의 수치범위 미만인 경우 충분한 방열성을 구현할 수 없는 반면, 상기 수치범위 초과인 경우 상기 고분자 복합소재의 압출성 등의 성형성이 크게 저하될 뿐만 아니라, 상기 복합소재의 점도가 증가하여 내용제성 및 도막밀착성이 저하됨과 동시에 안정성까지 저하되어 물성이 크게 저하될 수 있다.When the content of the carbon nanotubes, the graphene nanoplate, and the expanded graphite constituting the thermally conductive additive is less than the respective numerical values, sufficient heat dissipation can not be achieved. On the other hand, when the content of the carbon nanotubes, The moldability such as extrudability is greatly lowered, and the viscosity of the composite material is increased, so that the solvent resistance and the film adhesion are lowered, and at the same time, the stability is lowered and the physical properties may be significantly lowered.

여기서, 상기 탄소나노튜브는 바람직하게는 지름이 5 내지 15 ㎚이고, 길이가 5 내지 500 ㎛이며, 겉보기 부피가 0.02 g/㎤ 이하인 다발형 형태일 수 있으며, 상기 그래핀나노플레이트는 바람직하게는 두께가 1 ㎛ 이하이고, 수평 길이가 3 내지 50 ㎛ 일 수 있으며, 상기 팽창흑연은 바람직하게는 수평 길이가 100 ㎛ 이하일 수 있다.The carbon nanotubes may be in the form of a bundle having a diameter of 5 to 15 nm, a length of 5 to 500 μm and an apparent volume of 0.02 g / cm 3 or less, The thickness may be 1 占 퐉 or less, the horizontal length may be 3 to 50 占 퐉, and the expanded graphite may preferably have a horizontal length of 100 占 퐉 or less.

본 발명에 따른 상기 방열성 고분자 복합소재는 상기 열가소성 고분자 수지에 상기 열전도성 첨가제가 배합 및 분산되어 제조된 것이나, 필요에 따라서는 상기 열가소성 고분자 수지에 대한 상기 열전도성 첨가제의 분산성을 향상시키기 위해 분산제를 추가로 포함할 수 있다.The heat-dissipating polymer composite material according to the present invention may be prepared by mixing and dispersing the thermally conductive additive in the thermoplastic polymer resin, and if necessary, dispersing the thermoplastic polymer resin in a dispersant to improve the dispersibility of the thermally conductive additive to the thermoplastic polymer resin. . ≪ / RTI >

상기 분산제는 상기 열가소성 고분자 수지 내에서의 상기 열전도성 첨가제의 분산성을 추가로 향상시킴으로써, 소량의 열전도성 첨가제에 의해 우수한 열전도도 및 방열성을 구현할 수 있도록 하고, 나아가 상기 방열성 고분자 복합소재의 제조시간을 단축시킬 수 있다.The dispersant further improves the dispersibility of the thermally conductive additive in the thermoplastic polymer resin so that it can realize excellent thermal conductivity and heat dissipation by a small amount of the thermally conductive additive and further enables the production time of the heat- Can be shortened.

본 발명에 따른 방열성 고분자 복합소재는, 상기 열가소성 고분자 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 분산제 약 0.2 내지 5 중량부를 포함할 수 있다. 상기 분산제의 함량이 0.2 중량부 미만인 경우 상기 열전도성 첨가제의 목적한 분산성을 구현할 수 없는 반면, 5 중량부 초과인 경우 추가적으로 분산성 개선효과를 더 이상 기대하기 곤란하다.The heat-dissipating polymer composite material according to the present invention may include about 0.2 to 5 parts by weight of the dispersant based on 100 parts by weight of the thermoplastic polymer resin. If the content of the dispersant is less than 0.2 parts by weight, the desired dispersibility of the thermally conductive additive can not be realized. On the other hand, if the content of the dispersant is more than 5 parts by weight,

상기 분산제는 상기 열가소성 고분자 수지에 대한 상기 열전도성 첨가제의 분산성을 향상시킬 수 있다면 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 탄소수가 10 이상인 포화, 불포화 또는 방향족 형태의 탄화수소 화합물일 수 있으며, 특히 점도가 약 10 내지 10,000 cP인 액상의 화합물로서, 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone), 세틸트리메틸암모늄브로마이드(cetyltrimethyl ammonium bromide) 등과 같은 분산제가 사용될 수 있다.The dispersant is not particularly limited as long as it can improve the dispersibility of the thermally conductive additive to the thermoplastic polymer resin. For example, the dispersant may be a saturated, unsaturated or aromatic hydrocarbon compound having a carbon number of 10 or more, As a liquid compound having 10 to 10,000 cP, a dispersant such as polyvinyl pyrrolidone, cetyltrimethyl ammonium bromide and the like may be used.

나아가, 본 발명에 따른 방열성 고분자 복합소재는 충분한 용융지수(melting index; MI)를 가져 압출성 등의 성형성이 우수하고, 이로부터 형성된 성형품의 인장강도, 내충격성 등의 기계적 특성이 우수하다.Further, the heat-dissipating polymer composite material according to the present invention has a sufficient melting index (MI) and is excellent in moldability such as extrudability and excellent in mechanical properties such as tensile strength and impact resistance of a molded article formed therefrom.

구체적으로, 본 발명에 따른 상기 방열성 고분자 복합소재는 용융지수(melting index; MI)가 0.1 g/10min 이상일 수 있으며, 상기 방열성 고분자 복합소재로부터 형성된 성형품은, 충격강도가 3.0 kgfcm/㎠ 이상이고, 인장강도가 500 kgf/㎠ 이상일 수 있다.Specifically, the heat-dissipating polymer composite material according to the present invention may have a melting index (MI) of 0.1 g / 10 min or more, and the molded product formed from the heat-dissipating polymer composite material has an impact strength of 3.0 kgfcm / The tensile strength may be at least 500 kgf / cm 2.

본 발명에 따른 방열성 고분자 복합소재의 제조방법은, 크게 전처리 단계 및 용융분산 단계를 포함할 수 있다.The method for producing a heat-dissipating polymer composite material according to the present invention may include a pre-treatment step and a melt dispersion step.

상기 전처리 단계는, 상기 열가소성 고분자 수지, 상기 분산제, 상기 열전도성 첨가제로 이루어진 혼합물을 제조하는 단계와, 상기 혼합물이 미리 정해진 범위의 회전속도, 시간 및 온도의 범위 내에서 교반되어 상기 열가소성 고분자 수지의 표면에 상기 분산제 및 상기 열전도성 첨가제를 흡착시키는 단계를 포함할 수 있다.The preprocessing step includes the steps of: preparing a mixture of the thermoplastic polymer resin, the dispersant, and the thermally conductive additive; and stirring the mixture in a predetermined range of rotational speed, time, and temperature to form the thermoplastic polymer resin And adsorbing the dispersant and the thermally conductive additive on the surface.

상기 열가소성 고분자 수지는 분말형태로 제공되어 첨가될 수 있으며, 또는, 펠릿(Pallet)형태로 제공되어 첨가될 수도 있다. 그러나, 상기 열가소성 고분자 수지의 형태는 상기 분말 또는 펠릿 형태에 한정되지 않으며, 상기 열가소성 고분자를 포함한 어떠한 형태라도 가능하다.The thermoplastic polymer resin may be added in powder form or added in the form of a pellet. However, the shape of the thermoplastic polymer resin is not limited to the powder or pellet shape, and any shape including the thermoplastic polymer may be used.

또한, 상기 방열성 고분자 복합소재는 상기 열가소성 고분자 수지에 상기 열전도성 첨가제가 분산된 형태로 제조되며, 필요에 따라 분산의 용이성을 위해 상기 분산제를 첨가할 수 있다. 하지만, 상기 분산제는 상기 방열성 고분자 복합소재에 필수적인 것은 아니여서, 그 첨가가 생략될 수 있다.In addition, the heat-dissipating polymer composite material may be prepared by dispersing the thermally conductive additive in the thermoplastic polymer resin, and if necessary, the dispersing agent may be added for ease of dispersion. However, the dispersant is not essential to the heat-dissipating polymer composite material, and the addition thereof may be omitted.

본 발명에 따른 방열성 고분자 복합소재의 제조방법에서, 상기 열전도성 첨가제가 상기 열가소성 고분자 수지에 첨가되어 분산될 때, 상기 열전도성 첨가제는 상기 열가소성 고분자 수지에 상기 열전도성 첨가제를 구성할 수 있는 상기 탄소나노튜브, 상기 그래핀나노플레이트 및 상기 팽창흑연과 같은 성분들을 일괄적으로 첨가할 수 있지만, 각각의 성분들은 순차적으로 첨가되어 순차적으로 분산될 수 도 있다.In the method of manufacturing a heat-dissipating polymer composite according to the present invention, when the thermally conductive additive is added to and dispersed in the thermoplastic polymer resin, the thermally conductive additive is added to the thermoplastic polymer resin, The components such as the nanotube, the graphene nanoplate, and the expanded graphite may be collectively added, but each component may be sequentially added and dispersed sequentially.

상기 전처리 단계 중, 상기 열가소성 고분자 수지, 분산제, 상기 탄소나노튜브, 상기 그래핀나노플레이트 및 상기 팽창흑연 중 1종 이상으로 구성될 수 있는 상기 열전도성 첨가제가 충분히 혼합되어 상기 혼합물이 구성되면, 상기 혼합물은 30 내지 300 rpm의 회전속도로 15 내지 30분 동안 교반될 수 있으며, 상기 열가소성 고분자 수지의 표면온도가 40℃ 이상이 되도록 가열될 수 있다. 여기서, 상기 열가소성 고분자 수지의 표면온도가 40℃ 이상이 될 경우, 상기 분산제 및 상기 열전도성 첨가제는 상기 열가소성 첨가제의 표면에 흡착되어 코팅 형태의 얇은 막을 형성할 수 있다.In the pretreatment step, if the thermally conductive additive that can be composed of at least one of the thermoplastic polymer resin, the dispersant, the carbon nanotube, the graphene nanoplate, and the expanded graphite is sufficiently mixed to constitute the mixture, The mixture may be stirred for 15 to 30 minutes at a rotation speed of 30 to 300 rpm, and the surface temperature of the thermoplastic polymer resin may be heated to 40 ° C or more. Here, when the surface temperature of the thermoplastic polymer resin is 40 ° C or higher, the dispersant and the thermally conductive additive may be adsorbed on the surface of the thermoplastic additive to form a thin coating film.

다음으로, 상기 전처리 단계에 이어 상기 용융분산 단계가 시행될 수 있다.Next, the pre-treatment step may be followed by the melt-dispersion step.

상기 용융분산 단계는, 상기 전처리 단계를 거친 혼합물을 가열하여 용융 혼합물을 제조하는 단계 및 상기 용융 혼합물을 압출하여 상기 복합소재를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.The melting and dispersing step may include a step of heating the mixture through the pretreatment step to produce a molten mixture and a step of extruding the molten mixture to produce the composite material.

상기 열가소성 고분자 수지와, 상기 열가소성 고분자 수지에 흡착된 상기 분산제 및 상기 열전도성 첨가제로 구성된 상기 혼합물은 미리 결정된 범위의 온도에서 가열되어 용융될 수 있다. 여기서, 상기 온도의 범위는 상기 열가소성 고분자 수지의 종류, 상기 분산제의 종류 및 상기 열가소성 고분자 수지를 구성할 수 있는 상기 탄소나노튜브, 상기 그래핀나노플레이트, 상기 팽창흑연의 첨가비율에 따라 달리 결정될 수 있다.The mixture composed of the thermoplastic polymer resin and the dispersant and the thermally conductive additive adsorbed to the thermoplastic polymer resin can be heated and melted at a predetermined range of temperatures. Here, the temperature range may be varied depending on the kind of the thermoplastic polymer resin, the type of the dispersant, and the addition ratio of the carbon nanotube, the graphene nanoplate, and the expanded graphite that can constitute the thermoplastic polymer resin have.

다음으로, 상기 용융 혼합물은 압출됨으로써 상기 복합소재가 제조될 수 있다.Next, the composite material can be manufactured by extruding the molten mixture.

상기 용융분산 단계에서는 이축압출기(Twin-Screw Extruder)를 통하여 상기 전처리 단계를 거친 혼합물의 가열, 용융 및 압출이 수행될 수 있다. 상기 이축압출기는 실린더내의 회전 스크류가 재료를 압출시켜 용융 및 혼합시킨 후 배출하는 성형기로서, 적어도 1개소 이상의 혼련부(Knading Block)가 포함된 스크류 조합으로 구성될 수 있다.In the melting and dispersing step, heating, melting and extrusion of the mixture through the pretreatment step can be performed through a twin-screw extruder. The biaxial extruder is a molding machine in which a rotary screw in a cylinder extrudes a material, melts and mixes the material, and discharges the material. The biaxial extruder may be composed of a screw combination including at least one kneading block.

상기 방열성 고분자 복합소재는 방열판의 소재로서 사용될 수 있으며, 상기 방열판은 특히 LED 전등용 방열판일 수 있다.The heat-dissipating polymer composite material may be used as a material of a heat sink, and the heat sink may be a heat sink for an LED lamp.

따라서, 상기 방열성 고분자 복합소재로부터 형성된 방열판은 상기 LED 전등에 적용됨으로써, 상기 LED 전등에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하기 위한 목적으로 사용될 수 있다.
Accordingly, the heat sink formed from the heat-dissipating polymer composite material can be used for the purpose of effectively discharging heat generated from the LED lamp by being applied to the LED lamp.

[실시예]
[Example]

1. 제조예
1. Manufacturing Example

아래 표 1에 나타낸 조성으로 구성된 실시예 및 비교예 각각에 따른 방열성 고분자 복합소재 및 시편을 제조했다. 상기 표 1에 기재된 수치 함량의 단위는 중량부이다.A heat-dissipating polymer composite material and a test piece according to each of the examples and comparative examples constituted by the compositions shown in Table 1 below were prepared. The unit of the numerical content shown in Table 1 is parts by weight.

탄소나노튜브Carbon nanotube 그래핀나노플레이트Graphene nanoplate 팽창흑연Expanded graphite 비교예Comparative Example 22 실시예1Example 1 1One 1010 실시예2Example 2 1One 2020 실시예3Example 3 1One 1010 88

2. 물성 평가
2. Property evaluation

실시예 및 비교예 각각의 복합소재 및 시편을 이용하여 ASTM 규격에서 요구하는 열전도도, 충격강도, 인장강도 및 용융지수를 측정하였다. 그 결과는 아래 표 2에 나타난 바와 같다.The thermal conductivity, impact strength, tensile strength and melt index required by the ASTM standard were measured using the composite material and the test piece of each of the examples and comparative examples. The results are shown in Table 2 below.

항목
Item
단위unit 규격standard 비교예
Comparative Example
실시예Example
1One 22 33 수평열전도도Horizontal thermal conductivity W/m·KW / m · K ASTM D54701) ASTM D5470 1) 0.40.4 1.621.62 2.172.17 3.373.37 수직열전도도Vertical thermal conductivity W/m·KW / m · K ASTM D54701) ASTM D5470 1) 0.20.2 0.440.44 1.01.0 1.361.36 등방성열전도도Isotropic thermal conductivity W/m·KW / m · K ASTM D54701) ASTM D5470 1) 0.320.32 1.051.05 1.681.68 2.492.49 충격강도Impact strength kgfcm/㎠kgfcm / ㎠ ASTM D256ASTM D256 2.82.8 4.94.9 3.43.4 3.63.6 인장강도The tensile strength kgf/㎠kgf / cm2 ASTM D638ASTM D638 704704 730730 653653 508508 용융지수Melt Index g/10ming / 10 min ASTM D2562) ASTM D256 2) 2.52.5 3.83.8 1One 0.40.4

1) : Laser Flash Method를 이용하여 측정함. 1) : Measured using Laser Flash Method.

2) : 온도 300℃에서 2.16kg의 하중으로 10분간 측정함. 2) : Measured at a temperature of 300 ° C for 10 minutes under a load of 2.16 kg.

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 비교예에 따른 고분자 복합소재는 열전도성 첨가제가 충분한 수평 및 수직 열전도도를 구현하지 못한 것으로 확인되었다.As shown in Table 2, it was confirmed that the polymer composite material according to the comparative example failed to realize sufficient horizontal and vertical thermal conductivity of the thermally conductive additive.

반면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 고분자 복합소재는 열전도성 첨가제 종류 및 배합비의 특정 조합에 의해 최적의 수평 및 수직 열전도도를 구현함으로써 방열성이 향상된 것으로 확인되었고, 그럼에도 불구하고 인장강도, 충격강도 등의 기계적 특성과 성형성이 우수한 것으로 확인되었다.On the other hand, the polymer composite materials of Examples 1 to 3 according to the present invention were found to have improved heat dissipation properties by realizing optimum horizontal and vertical thermal conductivity by a specific combination of the types of thermoconducting additives and blending ratio. Nevertheless, Mechanical properties such as impact strength and moldability.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims. . It is therefore to be understood that the modified embodiments are included in the technical scope of the present invention if they basically include elements of the claims of the present invention.

Claims (11)

방열성 고분자 복합소재로서,
열가소성 고분자 수지와, 상기 열가소성 고분자 수지 100 중량부를 기준으로, 지름이 5 내지 15㎚이고, 길이가 5 내지 500㎛이며, 겉보기 부피가 0.02g/㎤ 이하인 다발형 형태의 탄소나노튜브(Carbon Nanotube) 0.1 내지 2 중량부, 두께가 1㎛ 이하이고, 수평 길이가 3 내지 50㎛ 인 그래핀나노플레이트(Graphene Nano-Plate) 2 내지 20 중량부 및 수평 길이가 100㎛ 이하인 팽창흑연(Expanded Graphite) 5 내지 30 중량부를 포함하는 열전도성 첨가제를 포함하고,
상기 복합소재로부터 형성된 성형품은 아래 수학식 1에 따른 등방성 열전도도(k)가 0.5 내지 50 W/m·K인, 방열성 고분자 복합소재.
[수학식 1]
Figure 112015075091518-pat00003

상기 수학식 1에서,
kxy는 상기 성형품의 수평 열전도도(In-Plane Thermal Conductivity)이고,
kz는 상기 성형품의 수직 열전도도(Through-Plane Thermal conductivity)이다.
As a heat-dissipating polymer composite material,
A carbon nanotube having a diameter of 5 to 15 nm, a length of 5 to 500 占 퐉, and an apparent volume of 0.02 g / cm3 or less based on 100 parts by weight of the thermoplastic polymer resin; 0.1 to 2 parts by weight, 2 to 20 parts by weight of a graphene nano-plate having a thickness of 1 μm or less and a horizontal length of 3 to 50 μm and expanded graphite 5 having a horizontal length of 100 μm or less To 30 parts by weight of a thermally conductive additive,
The molded article formed from the composite material has an isotropic thermal conductivity (k) of 0.5 to 50 W / mK according to Equation (1) below.
[Equation 1]
Figure 112015075091518-pat00003

In the above equation (1)
k xy is the In-Plane Thermal Conductivity of the molded product,
k z is the through-plane thermal conductivity of the molded article.
제1항에 있어서,
상기 수평 열전도도(kxy)는 1.5 W/m·K 이상이고, 상기 수직 열전도도(Kz)는 0.4 W/m·K 이상인 것을 특징으로 하는, 방열성 고분자 복합소재.
The method according to claim 1,
Wherein the horizontal thermal conductivity (k xy ) is 1.5 W / m · K or more, and the vertical thermal conductivity (K z ) is 0.4 W / m · K or more.
삭제delete 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 열가소성 고분자 수지는 폴리카보네이트(Polycarbonate) 수지, 폴리아미드(Polyamide) 수지, 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(Acrylonitrile-butadiene-styrene) 수지, 폴리스티렌(Polystyrene) 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephtalate) 수지, 폴리에틸렌(Polyethylene) 수지, 스티렌아크릴로니트릴(Styrene acrylonitrile) 수지, 셀룰로오스(Cellulose), 폴리술폰(Polysulfone), 스티렌부타디엔스티렌(Styrene-butadiene-styrene) 수지 및 아크릴(Acrylic) 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 방열성 고분자 복합소재.
3. The method according to claim 1 or 2,
The thermoplastic polymer resin may be at least one selected from the group consisting of a polycarbonate resin, a polyamide resin, an acrylonitrile-butadiene-styrene resin, a polystyrene resin, a polyethylene terephthalate resin, At least one member selected from the group consisting of a polyethylene resin, a styrene acrylonitrile resin, a cellulose, a polysulfone, a styrene-butadiene-styrene resin and an acrylic resin And a heat dissipating polymer composite material.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 열가소성 고분자 수지 100 중량부를 기준으로, 분산제 0.2 내지 5 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 방열성 고분자 복합소재.
3. The method according to claim 1 or 2,
Further comprising 0.2 to 5 parts by weight of a dispersing agent based on 100 parts by weight of the thermoplastic polymer resin.
제6항에 있어서,
상기 분산제는 탄소수가 10 이상인 포화, 불포화 또는 방향족 형태인 탄화수소 화합물이며, 점도가 10 내지 10,000 cP인 액상의 화합물인 것을 특징으로 하는, 방열성 고분자 복합소재.
The method according to claim 6,
Wherein the dispersing agent is a liquid hydrocarbon compound having a carbon number of 10 or more and a saturated, unsaturated or aromatic form and having a viscosity of 10 to 10,000 cP.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복합소재로부터 형성된 성형품은, 충격강도가 3.0 kgfcm/㎠ 이상이고, 인장강도가 500 kgf/㎠ 이상이며, 상기 복합소재의 용융지수(Melt Index)가 0.1 g/10min 이상인 것을 특징으로 하는, 방열성 고분자 복합소재.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the molded article formed from the composite material has an impact strength of 3.0 kgfcm / cm 2 or more, a tensile strength of 500 kgf / cm 2 or more, and a melt index of the composite material of 0.1 g / 10 min or more. Polymer composite material.
방열성 고분자 복합소재를 제조하는 방법에 있어서,
열가소성 고분자 수지와, 분산제와, 탄소나노튜브, 그래핀나노플레이트 및 팽창흑연으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 열전도성 첨가제로 이루어진 혼합물을 제조하는 단계,
상기 혼합물을 30 내지 300 rpm의 회전속도로 15 내지 30분 동안 교반하고, 상기 혼합물을 구성하는 열가소성 고분자 수지의 표면 온도가 40℃이상 되도록 가열하여, 상기 혼합물을 구성하는 상기 분산제 및 상기 열전도성 첨가제를 상기 열가소성 고분자 수지의 표면에 흡착시키는 단계,
상기 열가소성 고분자 수지와, 상기 열가소성 고분자 수지에 흡착된 상기 분산제 및 상기 열전도성 첨가제로 구성된 상기 혼합물을 가열하여 용융 혼합물을 제조하는 단계, 및
상기 용융 혼합물을 압출하여 상기 복합소재를 제조하는 단계를 포함하는, 제1항 또는 제2항의 방열성 고분자 복합소재의 제조방법.
A method for producing a heat-dissipating polymer composite material,
Preparing a mixture comprising a thermoplastic polymer resin, a dispersant, and at least one thermally conductive additive selected from the group consisting of carbon nanotubes, graphene nanoplates, and expanded graphite;
The mixture is stirred for 15 to 30 minutes at a rotation speed of 30 to 300 rpm and heated so that the surface temperature of the thermoplastic polymer resin constituting the mixture is 40 DEG C or higher to form the dispersant and the thermoconductive additive To the surface of the thermoplastic polymer resin,
Heating the mixture comprising the thermoplastic polymer resin, the dispersant adsorbed on the thermoplastic polymer resin and the thermally conductive additive to produce a molten mixture, and
3. The method of manufacturing a heat dissipating polymer composite material according to claim 1 or 2, comprising the step of extruding the molten mixture to produce the composite material.
제1항 또는 제2항의 방열성 고분자 복합소재로 이루어진 방열판.A heat sink comprising the heat-dissipating polymer composite material according to claim 1 or 2. 제10항에 있어서,
상기 방열판은 LED 전등용 방열판인 것을 특징으로 하는, 방열판.
11. The method of claim 10,
Wherein the heat sink is a heat sink for an LED lamp.
KR1020150045061A 2015-03-31 2015-03-31 Heat dissipating polymer composite having an excellent thermal conductivity, preparation method thereof, and heat sink comprising the same KR101557813B1 (en)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170071896A (en) * 2015-12-16 2017-06-26 주식회사 엘지화학 Flame retardant electromagnetic wave shielding and heat radiating carbon-composite composition and molded article manufactured using same
KR102180206B1 (en) * 2019-05-29 2020-11-18 동의대학교 산학협력단 Thermal conductive polymer composites comprising aluminum and carbon material and their application of heat dissipation products
KR102180205B1 (en) * 2019-05-29 2020-11-18 동의대학교 산학협력단 Thermal conductive polymer composites comprising alumina and carbon material and their application of heat dissipation products
KR102186635B1 (en) * 2019-05-29 2020-12-03 동의대학교 산학협력단 Thermal conductive polymer composites comprising alumina and calcined carbon material and their application of heat dissipation products
CN113248790A (en) * 2021-05-12 2021-08-13 东北石油大学 Heat-conducting composite filler, high-heat-conducting composite material and preparation method thereof
KR102458702B1 (en) * 2022-03-30 2022-10-25 주식회사 에스플러스컴텍 Heat exchanger
KR20230018101A (en) * 2021-07-29 2023-02-07 주식회사 네오엔프라 Polycarbonate resin composition for led mask containing graphene and manufacturing method of led mask using the composition

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101432264B1 (en) * 2013-12-16 2014-08-21 주식회사 아데소 Method for Manufacturing Polymer Composite Improved Heat Dissipating Efficiency
KR101505746B1 (en) 2013-10-29 2015-03-26 인하대학교 산학협력단 Excellent heat dissipation and insulation back sheet for solar cells

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101505746B1 (en) 2013-10-29 2015-03-26 인하대학교 산학협력단 Excellent heat dissipation and insulation back sheet for solar cells
KR101432264B1 (en) * 2013-12-16 2014-08-21 주식회사 아데소 Method for Manufacturing Polymer Composite Improved Heat Dissipating Efficiency

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170071896A (en) * 2015-12-16 2017-06-26 주식회사 엘지화학 Flame retardant electromagnetic wave shielding and heat radiating carbon-composite composition and molded article manufactured using same
KR102087749B1 (en) * 2015-12-16 2020-03-12 주식회사 엘지화학 Flame retardant electromagnetic wave shielding and heat radiating carbon-composite composition and molded article manufactured using same
KR102180206B1 (en) * 2019-05-29 2020-11-18 동의대학교 산학협력단 Thermal conductive polymer composites comprising aluminum and carbon material and their application of heat dissipation products
KR102180205B1 (en) * 2019-05-29 2020-11-18 동의대학교 산학협력단 Thermal conductive polymer composites comprising alumina and carbon material and their application of heat dissipation products
KR102186635B1 (en) * 2019-05-29 2020-12-03 동의대학교 산학협력단 Thermal conductive polymer composites comprising alumina and calcined carbon material and their application of heat dissipation products
CN113248790A (en) * 2021-05-12 2021-08-13 东北石油大学 Heat-conducting composite filler, high-heat-conducting composite material and preparation method thereof
CN113248790B (en) * 2021-05-12 2022-08-09 东北石油大学 Heat-conducting composite filler, high-heat-conducting composite material and preparation method thereof
KR20230018101A (en) * 2021-07-29 2023-02-07 주식회사 네오엔프라 Polycarbonate resin composition for led mask containing graphene and manufacturing method of led mask using the composition
KR102549088B1 (en) 2021-07-29 2023-06-29 주식회사 네오엔프라 Polycarbonate resin composition for led mask containing graphene and manufacturing method of led mask using the composition
KR102458702B1 (en) * 2022-03-30 2022-10-25 주식회사 에스플러스컴텍 Heat exchanger

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