KR101723102B1 - 방열 도포용 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 도포 방법 - Google Patents

방열 도포용 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 도포 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방열 도포에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 열 방출이 필요한 발열 부품에 적용되어, 발생된 열을 효과적으로 방출할 수 있도록 도와 열적 문제 방지가 가능하고, 접착력이 개선되어 박리가 방지된, 방열 도포용 조성물 및 방열 도포용 조성물의 제조 방법과 방열 도포용 조성물을 이용한 도포 방법에 관한 것이다.

Description

방열 도포용 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 도포 방법 {COATING COMPOSITION FOR RADIATING HEAT, ITS PREPARING METHOD, AND COATING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 방열 도포에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 열 방출이 필요한 발열 부품에 적용되어, 발생한 열을 효과적으로 방출할 수 있도록 도와 열적 문제 방지가 가능하고, 접착력이 개선되어 박리가 방지된, 방열 도포용 조성물 및 방열 도포용 조성물의 제조 방법과 방열 도포용 조성물을 이용한 도포 방법에 관한 것이다.
최근, 전자 기술 및 컴퓨터 기술의 성장에 따라 전자장치의 집적 능력이 향상되었으며, 더불어 기기의 초소형화 및 고성능화가 이루어졌다. 그러나, 이와 함께 고집적 전자 부품으로 구성된 전자 기기 등에서 의도치 않은 열 발생이 증가하게 되었고, 열적 문제로 인한 기기의 내구성 저하 등의 문제점이 발생하게 되었다. 컴퓨터와 같은 대형 기기에서는 에어 쿨링 (air cooling) 방식의 방열 장치를 이용하여 가열된 부품을 냉각시키고 있지만, 휴대용 전자기기 또는 TV에 적용될 수 있는, LED, LCD, PDP 디스플레이 장치, 메모리, 배터리, 전자회로 등과 같은 고집적 전자 부품에서는 에어 쿨링과 같은 방열 장치를 이용하여 발열 부품을 냉각시키는 것이 사실상 어려우며, 고집적 전자 부품의 소형화 및 경량화를 만족하면서 가열된 부품을 냉각시킬 수 있는 방열 기술에 대한 요구가 증가하고 있다.
이에 따라, 고집적 전자 부품에 적용할 수 있는 방열 도료를 개발하기 위한 연구들이 진행되고 있다. 대한민국 공개특허 제10-2010-0032811호 "기능성 작용기가 도입된 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체를 이용한 열방사용 코팅 조성물 및 코팅된 방열 구조체"에서는 열전도도가 우수한 탄소나노튜브를 이용하는 열방사용 코팅 기술이 개시되어 있다. 그러나 상기 공개특허는 탄소나노튜브의 분산에 한계가 있어, 열방사용 코팅 조성물에 방열소재로 이용되는 탄소나노튜브가 고분자 수지에 비해 8 중량부 이하로 소량 포함됨에 그쳐 방열 효과가 기대에 미치지 못한 것이 사실이다. 방열소재를 많이 사용할 경우보다 우수한 방열 효과를 기대할 수 있음이 자명하나, 상기 공개특허의 기술은 탄소나노튜브의 함량을 증가시킬 경우 분산성 또는 상용성이 저하되고 조성물의 접착력이 떨어져 도막의 박리가 쉽게 일어난다는 점에서 한계가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2010-0032811호 (2010년 3월 26일 공개)
따라서, 본 발명의 목적은, 발열 부품을 이루는 부재에 도포제로서 활용되어, 발생한 열의 방출이 신속하고 원활히 이뤄지도록 도와 발열 부품 내 열적 문제의 방지가 가능하고 접착력이 개선되어 박리가 방지된, 방열 도포용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 열 방출 효과가 우수한, 방열 도포용 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 발열 부품 내 열적 문제를 방지하기 위해 발열 부품을 이루는 부재에 적용할 수 있는, 방열 도포용 조성물을 이용한 도포 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 정제수, 규산칼륨 (potassium silicate), 콜로이달 실리카 (colloidal silica), 잔탄검 (xanthan gum), 옥틸페놀에톡실레이트 (octyl phenol ethoxylate) 및 실란 (silane)을 포함하는, 방열 도포용 조성물을 제공한다.
상기 방열 도포용 조성물은 상기 정제수 약 80 중량부 내지 약 120 중량부, 상기 규산칼륨 약 750 중량부 내지 약 800 중량부, 상기 콜로이달 실리카 약 10 중량부 내지 약 80 중량부, 상기 잔탄검 약 1 중량부 내지 약 3 중량부, 상기 옥틸페놀에톡실레이트 약 0.5 중량부 내지 약 2 중량부 및 상기 실란 약 0.1 중량부 내지 약 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 방열 도포용 조성물은, 수용성 폴리우레탄 혼합물 약 50 중량부 내지 약 100 중량부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 수용성 폴리우레탄 혼합물은 정제수 약 100 중량부, 안료 약 70 중량부 내지 약 150 중량부, 소포제 약 0.5 중량부 내지 약 5 중량부, 분산제 약 5 중량부 내지 약 15 중량부, 도막형성조제 약 5 중량부 내지 약 20 중량부, 방부제 약 0.1 중량부 내지 약 1 중량부 및 수용성 폴리우레탄 약 30 중량부 내지 약 80 중량부를 포함하는 것일 수 있다
상기 방열 도포용 조성물은, 금속 분말 약 290 중량부 내지 약 650 중량부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 금속 분말은 구형 (sphericity) 아연입자를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 구형 아연입자의 크기가 약 0.01 ㎛ 내지 약 10 ㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 금속 분말은 판상형 (flake) 아연입자를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 판상형 아연입자는 길이가 약 15 ㎛ 내지 약 20 ㎛이고 폭이 약 3 ㎛ 내지 약 7 ㎛이고 두께가 약 0.4 ㎛ 내지 약 0.6 ㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 콜로이달 실리카는 입자 크기가 약 5 nm 내지 약 50 nm인 실리카가 콜로이달 실리카 총 중량 대비 약 20 중량% 내지 약 50 중량%의 농도로 수분산되어 있는 것일 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 정제수, 규산칼륨, 콜로이달 실리카, 잔탄검, 옥틸페놀에톡실레이트 및 실란을 혼합하는 제 1 단계를 포함하는, 방열 도포용 조성물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 제 1 단계는 상기 정제수 약 80 중량부 내지 약 120 중량부, 상기 규산칼륨 약 750 중량부 내지 약 800 중량부, 상기 콜로이달 실리카 약 10 중량부 내지 약 80 중량부, 상기 잔탄검 약 1 중량부 내지 약 3 중량부, 상기 옥틸페놀에톡실레이트 약 0.5 중량부 내지 약 2 중량부 및 상기 실란 약 0.1 중량부 내지 약 10 중량부를 혼합하는 것을 포함할 수 있다.
제 1 단계에서 수용성 폴리우레탄 혼합물 약 50 중량부 내지 약 100 중량부를 더 혼합할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 수용성 폴리우레탄 혼합물은 정제수 약 100 중량부, 안료 약 70 중량부 내지 약 150 중량부, 소포제 약 0.5 중량부 내지 약 5 중량부, 분산제 약 5 중량부 내지 약 15 중량부, 도막형성조제 약 5 중량부 내지 역 20 중량부, 방부제 약 0.1 중량부 내지 1 중량부 및 수용성 폴리우레탄 약 30 중량부 내지 약 80 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 방열 도포용 조성물의 제조 방법은, 금속 분말 약 290 중량부 내지 약 650 중량부를 혼합하는 제 2 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 금속 분말은 구형 아연입자를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 구형 아연입자의 크기가 약 0.01 ㎛ 내지 약 10 ㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 금속 분말은 판상형 아연입자를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 판상형 아연입자는 길이가 약 15 ㎛ 내지 약 20 ㎛이고 폭이 약 3 ㎛ 내지 약 7 ㎛이고 두께가 약 0.4 ㎛ 내지 약 0.6 ㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 콜로이달 실리카는 입자 크기가 약 5 nm 내지 약 50 nm인 실리카가 콜로이달 실리카 총 중량 대비 약 20 중량% 내지 약 50 중량%의 농도로 수분산되어 있는 것일 수 있다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 정제수, 규산칼륨, 콜로이달 실리카, 잔탄검, 옥틸페놀에톡실레이트 및 실란을 포함하는 방열 도포용 조성물을 기재 표면에 도포하여 방열막을 형성하는 단계를 포함하는, 방열 도포용 조성물을 이용한 도포 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 방열 도포용 조성물은 상기 정제수 약 80 중량부 내지 약 120 중량부, 상기 규산칼륨 약 750 중량부 내지 약 800 중량부, 상기 콜로이달 실리카 약 10 중량부 내지 약 80 중량부, 상기 잔탄검 약 1 중량부 내지 약 3 중량부, 상기 옥틸페놀에톡실레이트 약 0.5 중량부 내지 약 2 중량부 및 상기 실란 약 0.1 중량부 내지 약 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 방열 도포용 조성물은 수용성 폴리우레탄 혼합물 약 50 중량부 내지 약 100 중량부를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 수용성 폴리우레탄 혼합물은 정제수 약 100 중량부, 안료 약 70 중량부 내지 약 150 중량부, 소포제 약 0.5 중량부 내지 약 5 중량부, 분산제 약 5 중량부 내지 약 15 중량부, 도막형성조제 약 5 중량부 내지 약 20 중량부, 방부제 약 0.1 중량부 내지 약 1 중량부 및 수용성 폴리우레탄 약 30 중량부 내지 약 80 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 방열 도포용 조성물은 금속 분말 약 290 중량부 내지 약 650 중량부를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 방열막은 분무 방식에 의해 도포되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 방열막은 약 40 ㎛ 이하의 두께로 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 기재는, 강철, 알루미나, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 주석, 주석 합금, 니켈, 니켈 합금, 은, 은 합금, 텅스텐, 텅스텐 합금, AlN, ZnO, SiC, 그래핀, 탄소나노튜브, 유리, 강화 유리, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (polyethyleneterephthalate; PET), 폴리카르보네이트 (polycarbonate; PC), 폴리메틸메타아크릴레이트 (polymethyl methacrylate; PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트 (polyethylene naphthalate; PEN), 폴리에테르술폰 (polyethersulfone; PES), 폴리이미드 (polyimide; PI), 고리형 올레핀 공중합체 (cyclic olefin　copolymer; COC)로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 하나 이상 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 의하면, 발열 부품을 이루는 부재에 도포제로서 활용되어, 의도치 않게 발생된 열을 신속히 외부로 방출시켜 발열 부품 내 열적 문제를 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 방열 도포용 조성물은 실란을 포함함으로써 접착력, 기계적 강도, 분산성이 개선되어 방열 특성이 우수하면서 도포 후에 박리됨이 방지되어 부품 수명을 연장시킬 수 있을 것으로 기대된다.
특히, 본 발명의 일 구현예에 따른 방열 도포용 조성물은 물을 기반으로 제조된 수성 도료로서 환경 친화적이고, 도포 작업 시 유해 물질의 발생을 최소화하여 취급이 용이한 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 도포용 조성물에서 구형 아연입자를 나타내는 주사전자현미경 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 도포용 조성물에서 판상형 아연입자를 나타내는 주사전자현미경 이미지이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 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.
본 발명의 명세서 전체에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 명세서 전체에 있어서, "A 및/또는 B"는, A 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에 따른 방열 도포용 조성물은, 정제수, 규산칼륨, 콜로이달 실리카, 잔탄검, 옥틸페놀에톡실레이트 및 실란을 포함하며, 유기용제 또는 합성수지를 전혀 포함하지 않고, 물을 기반으로 제조된 환경 친화적 수성 도료이다.
방열 도포용 조성물에 적용되는 방열소재는 열적 안정성, 내열성 등이 우수해야 하며, 바인더와 상용성이 우수하고 분산성이 우수해야 하며, 바인더 또한 열적 안정성 및 내열성이 우수해야 한다.
상기 방열 도포용 조성물은, 상기 정제수 약 80 중량부 내지 약 120 중량부, 상기 규산칼륨 약 750 중량부 내지 약 800 중량부, 상기 콜로이달 실리카 약 10 중량부 내지 약 80 중량부, 상기 잔탄검 약 1 중량부 내지 약 3 중량부, 상기 옥틸페놀에톡실레이트 약 0.5 중량부 내지 약 2 중량부 및 상기 실란 약 0.1 중량부 내지 약 10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 정제수는 증류수 또는 탈이온수일 수 있으며, 상기 방열 도포용 조성물의 각 성분들 중 고형 성분을 분산시키는 역할 및 점도 조절의 역할을 하게 된다.
상기 방열 도포용 조성물 중 정제수의 함량은, 약 80 중량부 내지 약 120 중량부로 80 중량부 미만일 경우 도막 두께가 불균일하거나 제조 시 또는 도포 시 작업성이 저하될 수 있고, 120 중량부를 초과할 경우 조성물의 점도가 낮아져 필요 수준의 도막 두께 형성이 어려울 수 있다.
본 발명자는 규산칼륨 (K2SiO3·xH2O)에 열흡수 성질이 있음을 확인하였으며, 이러한 성질이 발열이 있는 부품과 접촉할 경우 열을 흡수하여 발열 부품의 열을 낮출 수 있음을 확인하였다. 뿐만 아니라, 규산칼륨은 백화에 강하고 열안정성 및 내열성이 우수하여 고온으로부터 피도포물을 보호할 수 있는 것으로 알려져 있으며, 수용성 규산염으로 정제수에 잘 희석되고, 도료로 이용 시 도막 표면의 장력을 증가시키고 표면을 미려하게 만드는 특성이 있고, 정제수가 증발되면 피도포물 표면에 고정될 수 있도록 하는 접착제 및 바인더로서의 역할 또한 한다.
규산칼륨을 구성하는 실리카는 내열성을 향상시키는 성질이 있는데, 규소(Si) 및 산소(O) 간 전기음성도의 차이가 크기 때문에 이온결합에 가깝고 그런 이유로 에너지적으로 안정되어 있으며, 열전도 특성을 기대할 수 있다. 이에 따라, 실리카는 열과 산화에 강하며 안정적이고 열전도 특성으로 인해 흡수한 열을 외부로 전달할 수 있으므로 본 발명의 방열 도포용 조성물로서 적용이 가능하다.
상기 규산칼륨은 약 750 중량부 내지 약 800 중량부, 예를 들어, 약 750 중량부 내지 약 790 중량부, 약 750 중량부 내지 약 780 중량부, 약 750 중량부 내지 약 770 중량부, 약 750 중량부 내지 약 760 중량부, 약 760 중량부 내지 약 800 중량부, 약 770 중량부 내지 약 800 중량부, 약 780 중량부 내지 약 800 중량부, 약 790 중량부 내지 약 800 중량부, 약 760 중량부 내지 약 780 중량부, 또는 약 770 중량부 내지 약 790 중량부로 상기 방열 도포용 조성물에 포함될 수 있다. 상기 규산칼륨이 750 중량부 미만으로 포함될 경우, 접착성이 나빠 피도포물로부터 박리될 수 있고, 800 중량부를 초과하여 포함될 경우, 도포 후 경화 시 도막에 균열이 생겨 도포제로서의 기능을 상실하게 될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 콜로이달 실리카는 입자 크기가 약 5 nm 내지 약 50 nm인 실리카가 콜로이달 실리카 총 중량 대비 약 20 중량% 내지 약 50 중량%의 농도로 수분산되어 있는 것일 수 있다. 이때, 실리카의 평균 입경이 5 nm 미만일 경우에는 취성적(brittle)인 피막이 형성될 수 있고, 50 nm를 초과할 경우에는 실리카 입자간에 응집력이 매우 약하여 조막성이 떨어질 수 있다.
상기 콜로이달 실리카는 표면에 다수의 수산기 (-OH)를 갖고 있으며, 내부에는 실록산 결합 (-Si-O-Si-O-)을 형성하고 있으므로, 결합성을 보유하여 방열 도포용 조성물의 각 성분간의 결합을 촉진시킬 수 있으며, 내열성, 조막성 및 흡착성 등의 특성 또한 갖는다.
상기 방열 도포용 조성물 중 콜로이달 실리카의 함량은, 약 10 중량부 내지 약 80 중량부로, 10 중량부 미만일 경우 방열 도포용 조성물의 각 성분간의 결합성이 저하될 수 있고, 80 중량부를 초과할 경우 고형 성분인 실리카의 함량이 과하게 증대되어 분산시키기 어렵게 되고 방열 특성의 저하를 초래하게 된다.
상기 잔탄검은 증점제로서 역할을 하는 것으로, 방열 도포용 조성물에 약 1 중량부 내지 약 3 중량부로 포함될 수 있는데, 잔탄검이 1 중량부 미만이거나 3 중량부를 초과할 경우 방열 도포용 조성물의 점성 조절이 용이하지 않을 우려가 있다.
상기 옥틸페놀에톡실레이트는 산화방지제로서의 역할을 하며, 상기 방열 도포용 조성물에 약 0.5 중량부 내지 약 2 중량부로 포함될 수 있다. 방열 도포용 조성물 중 옥틸페놀에톡실레이트 함량이, 0.5 중량부 미만일 경우 상기 방열 도포용 조성물에 포함되는 콜로이달 실리카 등이 산화될 우려가 있고, 2 중량부를 초과한 경우 과량의 옥틸페놀에톡실레이트가 사용되어 제조비용 낭비를 초래할 수 있다.
상기 실란은 커플링제로서 상기 방열 도포용 조성물에 도입될 경우, 도막의 인장강도 및 굽힘강도 개선으로 이어질 수 있는 접착력 향상 효과를 구현할 수 있다. 그뿐만 아니라, 실란 추가에 따라, 방열 도포용 조성물 내 성분간의 화학결합을 개선할 수 있고, 상기 방열 도포용 조성물의 분산성, 투명도, 및 저장성을 향상시킬 수 있다.
상기 방열 도포용 조성물 중 실란의 함량은 약 0.1 중량부 내지 약 10 중량부일 수 있고, 예를 들어, 약 0.1 중량부 내지 약 10 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 5 중량부, 약 0.1 중량부 내지 약 1 중량부, 약 1 중량부 내지 약 10 중량부, 또는 약 5 중량부 내지 약 10 중량부일 수 있으며, 0.1 중량부 미만일 경우 기재와 조성물 간의 부착력이 현저히 떨어지는 문제가 있고, 10 중량부를 초과할 경우 조성물의 저장성에 오히려 문제가 있을 수 있다.
상기 실란은, 예를 들어, 아미노프로필트리에톡시 실란(aminopropyltriethoxy silane), 아미노에틸아미노프로필트리메톡시 실란(aminoethylaminopropyltrimethoxy silane), 아미노알킬작용성 메톡시 실란(aminoalkylfunctional methoxy silane), 3-메트아크릴옥시프로필트리메톡시 실란(3-methacryloxypropyltrimethoxy silane), 3-글리시드옥시프로필트리메톡시 실란(3-glycidoxypropyltrimethoxy silane), 메틸트리메톡시 실란(methyltrimethoxy silane), 3-클로로프로필트리메톡시 실란(3-chloropropyltrimethoxy silane), 및 비닐트리메톡시 실란(vinyltrimethoxy silane)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 방열 도포용 조성물은, 수용성 폴리우레탄 혼합물 약 50 중량부 내지 약 100 중량부를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 수용성 폴리우레탄 혼합물은 도막의 경도, 내구성, 방청성 및 내스크레치성을 향상시키고, 도막의 색상이 변질되는 것을 억제하는 역할을 한다.
상기 수용성 폴리우레탄 혼합물은 정제수 약 100 중량부, 안료 약 70 중량부 내지 약 150 중량부, 소포제 약 0.5 중량부 내지 약 5 중량부, 분산제 약 5 중량부 내지 약 15 중량부, 도막형성조제 약 5 중량부 내지 약 20 중량부, 방부제 약 0.1 중량부 내지 약 1 중량부 및 수용성 폴리우레탄 약 30 중량부 내지 약 80 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 안료는 본 발명의 일 구현예에 따른 방열 도포용 조성물에 색상을 부여하는 역할을 하며, 안료 물질은 특별히 제한되지 않고 원하는 색상에 따라 하나 이상의 안료가 사용될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 안료의 함량이 70 중량부 미만일 경우에는 색상의 발현이 저하될 수 있으며, 상기 안료의 함량이 150 중량부를 초과하는 경우에는 안료입자의 분산성이 저하되어 도막의 표면이 고르지 못하게 형성될 수 있다.
상기 소포제는 도막에 기포가 발생하는 것을 억제하는 역할을 하는데, 상기 성분은 특별히 제한되지 않고 도료에 사용될 수 있는 것이라면 자유롭게 선택하여 사용할 수 있다.
상기 소포제의 함량이 0.5 중량부 미만이면 기포제거 효과가 미미하며, 상기 소포제의 함량이 5 중량부를 초과하게 되면 기포제거 효과는 크게 향상되지 않으면서 제조비용을 증가시키게 된다.
상기 분산제는 수용성 폴리우레탄 혼합물 중 고형 성분의 분산성을 향상시키는 역할을 하는데, 분산제의 물질은 특별히 제한되지 않으며 각 성분의 분산에 도움이 되는 것이라면 자유롭게 선택하여 사용할 수 있다.
상기 분산제의 함량이 5 중량부 미만이면 고형 성분의 분산성이 저하되어 도막의 평활성이 저하되고, 상기 분산제의 함량이 15 중량부를 초과하게 되면 분산성은 크게 향상되지 않으면서 제조비용을 증가시키게 된다.
상기 도막형성조제는 도막의 건조속도 및 도막형성 후 필름경도 (film hardness)를 향상시키는 역할을 하는데, 상기 도막형성조제의 함량이 5 중량부 미만이면 도막의 건조 속도 및 도막 형성 후 필름경도가 저하됨과 동시에 색상 발현 효과가 저하되며, 상기 도막형성조제의 함량이 20 중량부를 초과하게 되면 도막 형성 후에 머드 크랙 현상이 발생할 수 있고 도막 과경도로 인해 충격 (impact)시 도막이 박리되는 현상이 발생할 수 있다.
상기 방부제는 본 발명의 일 구현예에 따른 방열 도포용 조성물에 세균 및 박테리아와 같은 미생물이 증식하는 것을 억제하여 물성이 유지될 수 있도록 하는 역할을 하는데, 상기 방부제의 함량이 0.1 중량부 미만이면 전술한 효과가 미미하며, 상기 방부제의 함량이 1 중량부를 초과하는 경우에는 전술한 효과는 크게 향상되지 않으면서 제조비용을 증가시키게 된다.
상기 수용성 폴리우레탄은 우수한 내수성 및 내충격성을 나타내기 때문에, 본 발명의 일 구현예에 따른 방열 도포용 조성물로 형성된 도막의 경도, 내구성, 방청성, 내스크레치성 및 내충격성을 향상시키는 역할을 하는데, 상기의 효과 외에도 도막의 건조시간을 단축시키는 역할을 하다.
상기 수용성 폴리우레탄의 함량이 30 중량부 미만이면 상대적으로 정제수, 안료, 소포제, 분산제, 도막형성조제 및 방부제의 함량이 늘어나기 때문에, 수지의 엉킴 현상이 발생할 수 있으며, 상기 수용성 폴리우레탄의 함량이 80 중량부를 초과하게 되면 상대적으로 정제수, 안료, 소포제, 분산제, 도막형성조제 및 방부제의 함량이 줄어들어 전술한 효과들이 미미해질 수 있다.
상기 방열 도포용 조성물은, 금속 분말 약 290 중량부 내지 약 650 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 방열 도포용 조성물에 금속 분말이 더 포함될 경우, 방열 특성을 보다 향상시킬 수 있다. 금속은 전도성이 있어, 발열 부품에서 발생된 열을 전도에 의해 전달할 수 있으므로, 상기 방열 도포용 조성물에 금속 분말이 포함될 경우 방열 특성 향상에 도움이 된다.
비제한적인 예로서, 상기 금속 분말은, 정제수, 규산칼륨, 콜로이달 실리카, 잔탄검, 옥틸페놀에톡실레이트, 실란, 및 선택적으로 수용성 폴리우레탄 혼합물을 포함하는 방열 도포용 조성물과는 별도로 보관되다가 도포작업 직전에 서로 혼합되는 것일 수 있으며, 이 경우 방열 효과를 극대화시킬 수 있다.
상기 금속 분말은 아연 분말, 구리 분말, 알루미나 분말, 알루미늄 분말 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 금속 분말은 구형 아연입자 또는 판상형 아연입자를 포함하는 아연 분말일 수 있다. 상기 아연 분말은 물에 잘 분산되는 성질을 가져 물을 기반으로 하는 상기 규산칼륨과 상용성 (compatibility)이 우수하다.
상기 구형 아연입자는 그 입자 크기가 약 0.01 ㎛ 내지 약 10 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 판상형 아연입자는 길이가 약 15 ㎛ 내지 약 20 ㎛이고 폭이 약 3 ㎛ 내지 약 7 ㎛이고 두께가 약 0.4 ㎛ 내지 약 0.6 ㎛인 것일 수 있다.
아울러, 본 발명은, 정제수, 규산칼륨, 콜로이달 실리카, 잔탄검, 옥틸페놀에톡실레이트 및 실란을 혼합하는 제 1 단계를 포함하는, 방열 도포용 조성물의 제조 방법을 제공한다.
제 1 단계는, 상기 정제수 약 80 중량부 내지 약 120 중량부, 상기 규산칼륨 약 750 중량부 내지 약 800 중량부, 상기 콜로이달 실리카 약 10 중량부 내지 약 80 중량부, 상기 잔탄검 약 1 중량부 내지 약 3 중량부, 상기 옥틸페놀에톡실레이트 약 0.5 중량부 내지 약 2 중량부 및 상기 실란 약 0.1 중량부 내지 약 10 중량부를 혼합하여 방열 도포용 조성물을 제조하는 단계이다.
제 1 단계에서는 수용성 폴리우레탄 혼합물 약 50 중량부 내지 약 100 중량부를 더 첨가하여 혼합할 수 있으며, 상기 수용성 폴리우레탄 혼합물은 정제수 약 100 중량부, 안료 약 70 중량부 내지 약 150 중량부, 소포제 약 0.5 중량부 내지 약 5 중량부, 분산제 약 5 중량부 내지 약 15 중량부, 도막형성조제 약 5 중량부 내지 약 20 중량부, 방부제 약 0.1 중량부 내지 약 1 중량부 및 수용성 폴리우레탄 약 30 중량부 내지 약 80 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 방열 도포용 조성물의 제조 방법에 기재된 성분은 상세한 설명을 생략하였으나, 앞선 방열 도포용 조성물에 대한 설명과 동일하며 이는 방열 도포용 조성물의 제조 방법에 대해서도 동일하게 적용된다.
제 1 단계에서 제조된 방열 도포용 조성물은 방열 특성을 가지며, 여기에 상기 금속 분말이 더 혼합될 경우, 방열 특성을 보다 현저하게 향상시킬 수 있다. 제 1 단계를 통해 제조된 방열 도포용 조성물을 열 방출이 필요한 부재 표면에 도포하여 방열 효과를 구현할 수 있지만, 제 2 단계까지 거쳐 금속 분말을 포함하는 방열 도포용 조성물을 도포할 경우보다 현저하게 향상된 우수한 방열 효과를 달성할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 상기 방열 도포용 조성물의 제조 방법은, 금속 분말 약 290 중량부 내지 약 650 중량부를 혼합하는 제 2 단계를 더 포함할 수 있으며, 제 2 단계는 제 1 단계에 이어서 실시되는 것일 수 있고, 또는 도포 직전에 수행될 수 있다.
제 2 단계가 도포 직전에 실시될 경우, 상기 금속 분말은 제 1 단계에서 제조된 방열 도포용 조성물과 별도로 포장되어 보관되는 것이 바람직하다. 제 1 단계에서 제조된 방열 도포용 조성물과 상기 금속 분말을 도포 직전에 혼합할 경우, 금속 분말의 변질을 방지할 수 있어, 도막의 방열 특성을 극대화 시킬 수 있다.
즉, 우수한 방열 특성을 얻기 위해서는, 제 2 단계까지 거쳐 제조된 방열 도포용 조성물의 유통 시간을 줄여 72 시간 이내 또는 48 시간 이내에 도포 작업 현장에 공급되도록 하는 것이 바람직하며, 유통 기간을 예측할 수 없을 경우 제 1 단계에서 제조된 방열 도포용 조성물과 금속 분말을 분리하여 포장에 두었다가 도포 작업 직전에 현장에서 개봉한 후 혼합하여 사용하는 것이 가능하다.
상기 금속 분말은 아연 분말, 구리 분말, 알루미나 분말, 알루미늄 분말 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포합하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 금속 분말은 구형 아연입자 또는 판상형 아연입자를 포함하는 것일 수 있다. 상기 아연 분말은 물에 잘 녹는 성질을 가져 물을 기반으로 하는 상기 규산칼륨과 상용성이 우수하다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 구형 아연입자의 크기가 약 0.01 ㎛ 내지 약 10 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 판상형 아연입자는 길이가 약 15 ㎛ 내지 약 20 ㎛이고 폭이 약 3 ㎛ 내지 약 7 ㎛이고 두께가 약 0.4 ㎛ 내지 약 0.6 ㎛인 것일 수 있다.
나아가, 본 발명은, 정제수, 규산칼륨, 콜로이달 실리카, 잔탄검, 옥틸페놀에톡실레이트 및 실란을 포함하는 방열 도포용 조성물을 기재 표면에 도포하여 방열막을 형성하는 단계를 포함하는, 방열 도포용 조성물을 이용한 도포 방법을 제공한다.
상기 방열 도포용 조성물은 상기 정제수 약 80 중량부 내지 약 120 중량부, 상기 규산칼륨 약 750 중량부 내지 약 800 중량부, 상기 콜로이달 실리카 약 10 중량부 내지 약 80 중량부, 상기 잔탄검 약 1 중량부 내지 약 3 중량부, 상기 옥틸페놀에톡실레이트 약 0.5 중량부 내지 약 2 중량부 및 상기 실란 약 0.1 중량부 내지 약 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
상기 방열 도포용 조성물은 수용성 폴리우레탄 혼합물 약 50 중량부 내지 약 100 중량부를 더 포함하는 것일 수 있으며, 상기 수용성 폴리우레탄 혼합물은 정제수 약 100 중량부, 안료 약 70 중량부 내지 약 150 중량부, 소포제 약 0.5 중량부 내지 약 5 중량부, 분산제 약 5 중량부 내지 약 15 중량부, 도막형성조제 약 5 중량부 내지 약 20 중량부, 방부제 약 0.1 중량부 내지 약 1 중량부 및 수용성 폴리우레탄 약 30 중량부 내지 약 80 중량부를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 방열 도포용 조성물은 금속 분말 약 290 중량부 내지 약 650 중량부를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 방열 도포용 조성물을 이용한 도포 방법에 기재된 성분은 상세한 설명을 생략하였으나, 앞선 방열 도포용 조성물에 대한 설명과 동일하며 이는 방열 도포용 조성물을 이용한 도포 방법에 대해서도 동일하게 적용된다.
우선, 본 발명의 일 구현예에 따른 금속 분말을 포함하지 않는 방열 도포용 조성물 또는 금속 분말을 포함하는 방열 도포용 조성물은 도포 전에 교반기를 사용하여 균질하게 교반시킨 후에 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 금속 분말 또는 그 외의 고형 성분이 덩어리지거나 또는 균질하게 섞이지 않은 부분이 남아있지 않도록 도포 작업 전에 100 메쉬 (mesh)의 체를 사용하여 스크린 필터링을 하는 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
다음으로, 도포하고자 하는 기재의 표면을 깨끗이 정리한 후, 균질 교반된 상기 방열 도포용 조성물을 표준 공기 분무 장비를 사용하여 분무 방식에 의해 상기 부재 표면에 분사하여 방열막을 형성할 수 있다. 이때, 원하는 두께를 얻을 때까지 상기 분무 방식에 의한 도포 방법은 수회 반복될 수 있다. 분무 방식의 도포 방법은 다양한 크기나 모양의 부재에 적용이 가능하며, 도포 시간이 단축될 수 있고, 건조가 빠르고 유지보수가 용이하다는 점에서 장점을 갖는다.
상기 방열막은 약 0.0001 ㎛ 내지 약 40 ㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 열 방출 효능이 우수하여 얇은 두께로도 충분히 우수한 방열 특성을 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 기재는, 강철, 알루미나, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 주석, 주석 합금, 니켈, 니켈 합금, 은, 은 합금, 텅스텐, 텅스텐 합금, AlN, ZnO, SiC, 그래핀, 탄소나노튜브, 유리, 강화 유리, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카르보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리이미드, 고리형 올레핀 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 하나 이상 포함하는 것일 수 있다. 상기 기재가 알루미늄 또는 알루미늄 합금이거나; 구리 또는 구리 합금이거나; 주석 또는 주석 합금인 경우, 다이캐스팅(die casting)에 의해 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
상기 다이캐스팅은 다이주조라고도 하며, 필요한 주조 형상에 완벽하게 일치하도록 기계 가공된 강제의 금형에 용융 금속을 주입하여 금형과 똑같은 주물을 얻는 정밀 주조법이며, 상기 다이캐스팅으로 제조된 제품은 치수가 거의 정확하여 다듬질할 필요가 거의 없고, 기계적 성질이 우수하며, 대량 생산이 가능하다는 장점이 있다.
상기 기재는 방열이 필요한 발열 부품 자체일 수 있으며, 또는 상기 발열 부품에 포함되는 부재일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
도포가 완료되면, 상기 방열막은 공기 중에서 2 시간 정도 건조시킬 수 있으며, 상기 방열막은 방열 특성뿐만 아니라, 내수성 (수분 저항) 및 내후성 특성을 가진다. 이어서, 선택적으로, 약 330℃ 내지 약 450℃의 온도로 30 분 내지 2 시간 동안 열풍을 가하여 건조된 방열막을 경화시킬 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 발명에 대하여 실시예를 이용하여 좀더 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
구형 아연 입자를 갖는 아연 분말은 한창산업에서 구입되어 사용되었으며, 평균 입자 크기가 5 ㎛ 내지 7 ㎛였고, 판상형 아연 입자를 갖는 아연 분말은 티앤씨주식회사에서 구입되어 사용되었으며, 입자의 평균 길이가 17 ㎛ 내지 19 ㎛이고 평균 두께가 0.5 ㎛ 였다. 본 실시예에서 사용된 구형 아연 입자 및 판상형 아연 입자의 주사전자현미경 (scanning electron microscope, SEM) 이미지를 도 1 및 도 2에 나타내었다.
제조예
수용성 폴리우레탄 혼합물이 하기 표 1의 조성 및 조성비를 갖도록 제조되었다.
중량부
정제수 100
안료 120
소포제 2
분산제 10
도막형성조제 10
방부제 0.5
수용성 폴리우레탄 60
실시예
방열 도포용 조성물이 하기 표 2의 조성 및 조성비(단위: 중량부)를 갖도록 제조되었다. 다이캐스팅 알루미늄판 시편 (60 mm × 80 mm × 1 mm)의 표면을 깨끗이 세척하고, 스프레이 건에 상기 제조된 방열 도포용 조성물을 채운 후, 분무 공기 압력을 30~40 psi로 조절한 다음 상기 알루미늄판 시편으로부터 20 cm의 거리를 두고 분사하여 30 ㎛ 두께 (건조 시의 두께)의 도막을 형성하였다. 상기 형성된 도막을 공기 중에서 2 시간 동안 건조한 다음, 가열로 내에서 350℃의 온도에서 30 분간 경화시켜 방열막을 제작하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예
6
정제수 100 100 100 100 100 100
규산칼륨 770 770 770 750 800 770
콜로이달 실리카 30 30 30 10 80 30
잔탄검 2 2 2 1 3 2
옥틸페놀에톡실레이트 1 1 1 0.5 2 1
실란 0.5 0.5 0.5 0.1 10 0.5
아연 분말
(입자형태) 		- 400
(구상) 		400
( 판상 ) 		400
( 판상 ) 		400
( 판상 ) 		400
( 판상 )
수용성 폴리우레탄 혼합물 - - - - - 70
비교예
하기 표 3의 조성 및 조성비(단위: 중량부)를 갖도록 비교를 위한 조성물을 제조하였으며, 이어서 상기 실시예와 동일한 방법으로 방열막을 제작하였다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
정제수 100 100 100 100 100
규산칼륨 770 770 740 810 770
콜로이달 실리카 30 30 30 30 200
잔탄검 2 2 2 2 2
옥틸페놀에톡실레이트 1 1 1 1 1
실란 0 15 0.5 0.5 0.5
아연 분말
(입자형태) 		400
( 판상 ) 		400
( 판상 ) 		400
( 판상 ) 		400
( 판상 ) 		400
(판상)
수용성 폴리우레탄 혼합물 - - - - -
실험예
실험 1: 열 전도율 측정
실시예 1 내지 3 및 6과 비교예 3 내지 5에서 제작된 방열막에 대해 ASTM E 1461-13에 의거하여 열 전도율을 측정하였으며, 그 결과를 표 4에 나타내었다. 대조군으로서 방열 도포가 적용되지 않은 다이캐스팅 알루미늄판(대조군 1) 및 에폭시계 분체도료로 70 ㎛ 코팅된 다이캐스팅 알루미늄판 시편(대조군 2)를 이용하였다.
열 전도율 (단위: W/ mK )
실시예 1 103.76
실시예 2 104.43
실시예 3 108.89
실시예 6 107.01
비교예 3 99.71
비교예 4 100.15
비교예 5 97.03
대조군 1 99.29
대조군 2 46.83
표 4에 나타난 바와 같이, 판상형 아연입자를 포함하는 방열 도포용 조성물을 이용하여 제작된 방열막인 실시예 3에서 가장 월등한 열 전도율을 확인할 수 있었으며, 비교예 3은 규산칼륨의 함량이 떨어져 열 전도율이 좋지 않음을 확인할 수 있었다. 또한, 비교예 4 및 5는 접착력이 떨어져 미세한 박리 또는 균열이 관찰되었으며, 이로 인해, 열 전도율이 좋지 않은 것으로 판단된다. 실시예 3은 방열 도포가 적용되지 않은 다이캐스팅 알루미늄판(대조군 1)의 열 전도율에 비해 약 10% 향상되었으며, 분체도료로 도장된 대조군 2의 열 전도율에 비해 약 120% 향상되었다. 따라서, 본 실시예에 따른 방열 도포용 조성물은 방열 특성이 우수하고, 특히 판상의 아연 입자를 함유하는 아연 분말을 포함할 경우(실시예 3), 방열 특성이 약 5% 향상됨을 알 수 있다.
실험 2: 접착력 측정
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5에서 제작된 방열막에 대해 ASTM D 3359에 의거하여 접착력 평가 시험을 실시하였으며, 그 결과를 표 5에 나타내었다. 상기 방열막에 가로×세로 1 mm 간격으로 줄을 그어 100개의 칸을 만들고 그 위에 3M 사 SCOTCH Brand No.600 테이프를 밀착한 후 떼었을 때, 100개의 정사각형 도막 중 박리된 정사각형 도막의 개수로 접착력을 평가하였다.
접착력
실시예 1 4B~5B
실시예 2 4B~5B
실시예 3 5B
비교예 1 2B
비교예 2 3B
비교예 3 3B
비교예 4 2B
비교예 5 2B~3B
5B: 박리된 도막이 없음
4B: 5개 미만의 도막에서 박리가 관찰됨
3B: 15개 미만의 도막에서 박리가 관찰됨
2B: 35개 미만의 도막에서 박리가 관찰됨
1B: 65개 미만의 도막에서 박리가 관찰됨
0B: 65개 이상의 도막에서 박리가 관찰됨
표 5에 나타난 바와 같이, 판상형 아연입자를 포함하는 방열 도포용 조성물을 이용하여 제작된 방열막인 실시예 3은 박리가 관찰되지 않았으며(5B), 실시예 1 및 2 각각 1개 및 3개의 도막에서 일부 박리되는 정도로 우수한 접착력을 보였다. 그러나, 실란이 포함되지 않은 비교예 1의 경우 접착력이 기대에 미치지 못하여 31개의 도막에서 상당히 많은 박리가 관찰되었으며, 이는 실란의 첨가가 도막의 접착력 개선에 큰 역할을 한다는 것을 증명한다. 또한, 규산칼륨이 적게 또는 많이 포함된 비교예 3 및 4에서도 많은 수의 도막이 박리되었다.
실험 3: 굽힘강도 측정
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5에서 제작된 방열막에 대해 ASTM D 4145에 의거하여 굽힘성 평가 시험 (T-Band 시험)을 실시하였으며, 그 결과를 표 6에 나타내었다. 바이스에 규격에 따른 보조시편을 시험편에 끼우고 바이스를 조여 180으로 코팅면 아래로 꺽어 굽히고, 굽혀진 (bending) 부위의 코팅면에 3M 사 SCOTCH Brand No.600 테이프를 밀착한 후 떼었을 때, 박리나 크랙이 발생하는 지를 확인하는 것으로 굽힘강도를 평가하였다.
굽힘강도
실시예 1 1T
실시예 2 1T
실시예 3 1T
비교예 1 3T
비교예 2 2T
비교예 3 2T
비교예 4 2T
비교예 5 2T
표 6에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3에서 제작된 방열막은 시험편을 두번 굽혀 접을 수 있었고, 이때 박리나 크랙이 관찰되지 않았다 (1T). 그러나, 실란이 포함되지 않은 비교예 1의 경우 시험편을 네번 굽혀 접을 수 있었으며, 이러한 차이는 실란의 첨가가 굽힘강도 개선에서 또한 큰 역할을 한다는 것을 증명한다.
실험 3: 저장성
실시예 1 내지 6 및 비교예 2에서 제조된 조성물의 저장성 확인을 위해, 상온에 방치한 후 공기와 접촉하지 않도록 밀봉한 후 30일까지 방치하면서 색변화를 관찰하였으며, 그 결과를 표 7에 나타내었다.
저장성
제조직후 3일 후 30일 후
실시예 1 ◎ ◎ ◎
실시예 2 ◎ ◎ ◎
실시예 3 ◎ ◎ ◎
실시예 4 ◎ ◎ ◎
실시예 5 ◎ ◎ ◎
실시예 6 ◎ ◎ ◎
비교예 2 ◎ ◑ ●
비교예 5 ◎ ◑ ●
◎ : 변색 없음, ◑: 일부 변색 있음, ●: 전체적으로 변색 심함
표 7에 나타난 바와 같이, 과량의 실란이 첨가된 비교예 2 및 과량의 콜로이달 실리카가 첨가된 비교예 5는 모두 3일 후부터 변색이 관찰되어 저장성이 좋지 않음을 알 수 있었다. 반면, 실시예 1 내지 6에서 제조된 방열 도포용 조성물은 변색이 관찰되지 않았다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (28)

  1. 정제수 80 중량부 내지 120 중량부, 규산칼륨 750 중량부 내지 800 중량부, 콜로이달 실리카 10 중량부 내지 80 중량부, 잔탄검 1 중량부 내지 3 중량부, 옥틸페놀에톡실레이트 0.5 중량부 내지 2 중량부 및 실란 0.1 중량부 내지 10 중량부를 포함하는, 방열 도포용 조성물.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    수용성 폴리우레탄 혼합물 50 중량부 내지 100 중량부를 더 포함하는, 방열 도포용 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 수용성 폴리우레탄 혼합물은 정제수 100 중량부, 안료 70 중량부 내지 150 중량부, 소포제 0.5 중량부 내지 5 중량부, 분산제 5 중량부 내지 15 중량부, 도막형성조제 5 중량부 내지 20 중량부, 방부제 0.1 중량부 내지 1 중량부 및 수용성 폴리우레탄 30 중량부 내지 80 중량부를 포함하는 것인, 방열 도포용 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    금속 분말 290 중량부 내지 650 중량부를 더 포함하는, 방열 도포용 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 금속 분말은 구형 아연입자를 포함하는 것인, 방열 도포용 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 구형 아연입자의 크기가 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛인 것인, 방열 도포용 조성물.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 금속 분말은 판상형 아연입자를 포함하는 것인, 방열 도포용 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 판상형 아연입자는 길이가 15 ㎛ 내지 20 ㎛이고 폭이 3 ㎛ 내지 7 ㎛이고 두께가 0.4 ㎛ 내지 0.6 ㎛인 것인, 방열 도포용 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 콜로이달 실리카는 입자 크기가 1 내지 100 nm인 실리카가 콜로이달 실리카 총 중량 대비 20 중량% 내지 50 중량%의 농도로 수분산되어 있는 것인, 방열 도포용 조성물.
  11. 정제수 80 중량부 내지 120 중량부와, 규산칼륨 750 중량부 내지 800 중량부, 콜로이달 실리카 10 중량부 내지 80 중량부, 잔탄검 1 중량부 내지 3 중량부, 옥틸페놀에톡실레이트 0.5 중량부 내지 2 중량부 및 실란 0.1 중량부 내지 10 중량부를 혼합하여 방열 도포용 조성물을 제조하는 제 1 단계
    를 포함하는, 방열 도포용 조성물의 제조 방법.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    제 1 단계에서 수용성 폴리우레탄 혼합물 50 중량부 내지 100 중량부를 더 혼합하는 것인, 방열 도포용 조성물의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 수용성 폴리우레탄 혼합물은 정제수 100 중량부, 안료 70 중량부 내지 150 중량부, 소포제 0.5 중량부 내지 5 중량부, 분산제 5 중량부 내지 15 중량부, 도막형성조제 5 중량부 내지 20 중량부, 방부제 0.1 중량부 내지 1 중량부 및 수용성 폴리우레탄 30 중량부 내지 80 중량부를 포함하는 것인, 방열 도포용 조성물의 제조 방법.
  15. 정제수 80 중량부 내지 120 중량부와, 규산칼륨 750 중량부 내지 800 중량부, 콜로이달 실리카 10 중량부 내지 80 중량부, 잔탄검 1 중량부 내지 3 중량부, 옥틸페놀에톡실레이트 0.5 중량부 내지 2 중량부 및 실란 0.1 중량부 내지 10 중량부를 혼합하여 방열 도포용 조성물을 제조하는 제 1 단계; 및
    상기 제조된 방열 도포용 조성물에 금속 분말 290 중량부 내지 650 중량부를 혼합하여 금속 분말을 포함하는 방열 도포용 조성물을 제조하는 제 2 단계
    를 포함하는, 방열 도포용 조성물의 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 금속 분말은 구형 아연입자를 포함하는 것인, 방열 도포용 조성물의 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 구형 아연입자의 크기가 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛인 것인, 방열 도포용 조성물의 제조 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 금속 분말은 판상형 아연입자를 포함하는 것인, 방열 도포용 조성물의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 판상형 아연입자는 길이가 15 ㎛ 내지 20 ㎛이고 폭이 3 ㎛ 내지 7 ㎛이고 두께가 0.4 ㎛ 내지 0.6 ㎛인 것인, 방열 도포용 조성물의 제조 방법.
  20. 제 15항에 있어서,
    상기 콜로이달 실리카는 입자 크기가 1 내지 100 nm인 실리카가 콜로이달 실리카 총 중량 대비 20 중량% 내지 50 중량%의 농도로 수분산되어 있는 것인, 방열 도포용 조성물의 제조 방법.
  21. 정제수 80 중량부 내지 120 중량부, 규산칼륨 750 중량부 내지 800 중량부, 콜로이달 실리카 10 중량부 내지 80 중량부, 잔탄검 1 중량부 내지 3 중량부, 옥틸페놀에톡실레이트 0.5 중량부 내지 2 중량부 및 실란 0.1 중량부 내지 10 중량부를 포함하는 방열 도포용 조성물을 기재 표면에 도포하여 방열막을 형성하는 단계
    를 포함하는, 방열 도포용 조성물을 이용한 도포 방법.
  22. 삭제
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 방열 도포용 조성물은 수용성 폴리우레탄 혼합물 50 중량부 내지 100 중량부를 더 포함하는 것인, 방열 도포용 조성물을 이용한 도포 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 수용성 폴리우레탄 혼합물은 정제수 100 중량부, 안료 70 중량부 내지 150 중량부, 소포제 0.5 중량부 내지 5 중량부, 분산제 5 중량부 내지 15 중량부, 도막형성조제 5 중량부 내지 20 중량부, 방부제 0.1 중량부 내지 1 중량부 및 수용성 폴리우레탄 30 중량부 내지 80 중량부를 포함하는 것인, 방열 도포용 조성물을 이용한 도포 방법.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 방열 도포용 조성물은 금속 분말 290 중량부 내지 650 중량부를 더 포함하는 것인, 방열 도포용 조성물을 이용한 도포 방법.
  26. 제 21 항에 있어서,
    상기 방열막은 분무 방식에 의해 도포되는 것인, 방열 도포용 조성물을 이용한 도포 방법.
  27. 제 21 항에 있어서,
    상기 방열막은 40 ㎛ 이하의 두께로 형성되는 것인, 방열 도포용 조성물을 이용한 도포 방법.
  28. 제 21 항에 있어서,
    상기 기재는 강철, 알루미나, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 주석, 주석 합금, 니켈, 니켈 합금, 은, 은 합금, 텅스텐, 텅스텐 합금, AlN, ZnO, SiC, 그래핀, 탄소나노튜브, 유리, 강화 유리, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카르보네이트, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르술폰, 폴리이미드, 고리형 올레핀 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 하나 이상 포함하는 것인, 방열 도포용 조성물을 이용한 도포 방법.
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