KR20070007130A - 난연성 써멀 인터페이스 재료 - Google Patents

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KR20070007130A
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Abstract

본 발명은 중합체 복합체를 포함하는 난연재에 관한 것이다. 당해 중합체 복합체는, 중합체 복합체의 중량을 기준으로 하여, 산화철 약 0.1 내지 약 5.0중량%, 수화 금속 산화물 약 0.1 내지 5.0중량%, 붕산아연 약 0.1 내지 약 5.0중량% 및 중합체를 포함한다.
난연재, 중합체 복합체, 산화철, 수화 금속 산화물, 붕산아연.

Description

난연성 써멀 인터페이스 재료{Flame resistant thermal interface material}
본 발명은 일반적으로 열전도성 난연재에 관한 것이며, 특히 난연 거동을 보이는 써멀 인터페이스 부품에 관한 것이다.
인쇄회로판, 전력 공급원, 마이크로프로세서 및 이러한 마이크로프로세서용 전력 서브어셈블리와 같은 전자 부품은 상당한 열을 생성시킨다.
보다 작고 보다 신속하며 보다 정교하여서 보다 적은 용적을 차지하며 높은 전류 밀도에서 작동하는 최종 제품에 대한 시장의 압력이 거세다. 전류 밀도가 높을수록 열 생성과 흔히 작동 온도가 추가로 증가한다. 열이 충분하게 제거되지 않는다면, 증가된 온도는 성능을 저하시키는 결과를 초래하며, 반도체 부품에 대한 손상을 초래할 수도 있다.
열 싱크(heat sink)는 발열 부품으로부터 열을 전달하고 작동 온도를 낮추는데 흔히 사용된다. 열 싱크의 예는 프레임, 샤시, 열 스프레더, 및 전도성 금속으로 형성된 플레이트 또는 물체를 포함한다. 또한, 열 싱크는 표면적 및 열분산도를 증가시키기 위해 핀 또는 성형된 돌출부를 포함할 수 있다. 전형적인 열 싱크 는 통상 금속으로 형성되고, 이와 같이 열 생성 부품으로부터의 전기 절연이 요구된다.
전기 절연은 여전히 열 접촉을 제공하며, 써멀 인터페이스 부품은 통상 발열 전자 부품과 열 싱크 사이에 배치된다. 열전도 인터페이스 물질은 열 싱크로부터 전기 부품을 전기적으로 절연시키는 작용을 하는 반면, 열을 전기 부품으로부터 열 싱크로 전도시킨다.
성능 특성들 및, 결과적으로, 전력 밀도 및 작동 온도가 증가됨에 따라, 당해 산업은 써멀 인터페이스 재료의 내인화성 및 난연성 개선에 있어서 이점을 수득하였다. 그러나, 이러한 용도에 통상적으로 사용되는 물질(예: 왁스, 열 그리스, 및 중합체 재료)은 열 전도성 물질로서의 특성 및/또는 내연성이 불량하다. 이와 같이, 개선된 써멀 인터페이스 재료, 이를 혼입시킨 부품 및 이의 제조방법이 일반적으로 요구된다.
[발명의 요약]
한 양태에 따라, 난연재는 중합체 복합체를 포함한다. 중합체 복합체는, 당해 중합체 복합체의 중량을 기준으로 하여, 산화철 약 0.1 내지 약 5.0중량%, 수화 금속 산화물 약 0.1 내지 5.0중량%, 붕산아연 약 0.1 내지 약 5.0중량% 및 중합체를 포함한다.
또 다른 양태에 따라, 써멀 인터페이스 부품은, 중합체 복합체의 중량을 기준으로 하여, 실리콘 중합체, 철 산화물 약 0.1 내지 약 5.0중량%, 알루미나 3수화 물 약 0.1 내지 약 5.0중량% 및 붕산아연 약 0.1 내지 5.0중량%를 포함하는 중합체 복합체를 포함하는 층을 포함한다.
추가 양태에 따라, 난연재는 중합체와 약 20중량% 이하의 난연제를 포함하는 중합체 복합체를 포함한다. 당해 난연제는 중합체 복합체의 중량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 약 5.0중량%의 산화철 및 수화 금속 산화물과, 유리질화제를 포함한다.
추가의 양태에 따라, 열전도성 중합체 재료는 누적 잔염시간(cumulative flame time)이 50초 이하이고, 잔진시간(glow time)이 약 30초 이하이며, 열 전도도가 약 0.5W/mㆍK 이상이다.
또 다른 양태에 따라, 난연재는 백금 촉매화 실리콘과 수화 금속 산화물을 약 0.1 내지 약 5.0중량%의 양으로 포함하고, 수직 연소 시험 특성이 UL94에 따라 V-1 이상이다.
추가 양태에 따라, 난연재는 중합체 복합체를 포함한다. 당해 중합체 복합체는, 중합체 복합체의 중량을 기준으로 하여, 산화철 약 0.1 내지 약 5.0중량%, 수화제 약 0.1 내지 약 5.0중량%, 유리질화제 약 0.1 내지 약 5.0중량% 및 중합체를 포함한다.
본 발명은 첨부되는 도면을 참조로 하여 보다 잘 이해될 것이며 본 발명의 여러 목적, 특징 및 이점이 당해 분야의 숙련가들에게 명백해질 것이다.
도 1은 써멀 인터페이스 부품의 예시 양태를 도시한 것이다.
도 2는 써멀 인터페이스 부품의 예시 용도를 도시한 것이다.
서로 다른 도면에서 동일한 기호가 사용되는 경우 이는 유사하거나 동일한 아이템을 지시한다.
본 발명의 한 양태에 따라, 하나 이상의 층을 포함하는 써멀 인터페이스 부품이 제공된다. 이들 층의 하나 이상은 내연제 혼합물을 갖는 중합체 복합체를 포함한다. 당해 난연제 혼합물은, 예를 들면, 산화철, 알루미나 3수화물 및 붕산아연을 포함한다. 또한, 당해 중합체 복합체는 임의로 무수 알루미나 또는 질화붕소와 같은 열전도성 충전재를 포함할 수 있다. 하나의 특정 양태에서, 당해 중합체 복합체는 실리콘, 실리콘 탄성중합체, 실리콘 겔을 포함한다. 실리콘 겔은 접착성으로 인해 특히 바람직할 수 있다.
본 발명의 추가 양태에 따라, 난연제 혼합물을 포함하는 중합체 복합체를 일반적으로 포함하는 난연재가 제공된다. 당해 난연제 혼합물은, 산화철, 수화제(예: 수화 알루미나, 바람직하게는 알루미나 3수화물) 및 유리질화제(예: 금속 붕산염, 바람직하게는 붕산아연)을 포함할 수 있다. 언더라이터 래보러터리즈 UL94 표준에 따르는 시험과 같은 연소시험을 수행하는 경우, 난연재는 UL94 V-2에 일치하거나 이보다 더 우수한 거동(예: V-1 또는 바람직하게는 V-0)을 나타낼 수 있다. 중합체 복합체는 알루미나 및 질화붕소화 같은 열전도성 충전재를 추가로 포함할 수 있다. 결과적으로, 난연재는 열전도도가 약 0.5W/mㆍK 이상, 예를 들면, 1.0W/mㆍK 이상 또는 2.0W/mㆍK 이상일 수 있다.
내연재의 중합체 복합체는 중합체와 탄성중합체 재료, 예를 들면, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 불소 중합체, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 스티렌 함유 중합체, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리페놀, 실리콘 또는 이들의 혼합물로 형성될 수 있다. 한 가지 예시 양태에서, 중합체 복합체는 실리콘, 실리콘 탄성중합체 및 실리콘 겔로 형성된다. 실리콘, 실리콘 탄성중합체 및 실리콘 겔은 알킬 그룹, 페닐 그룹, 비닐 그룹, 글리시독시 그룹 및 메타크릴옥시 그룹과 같은 관능성 그룹을 갖는 다양한 오가노실록산 단량체를 사용하여 형성될 수 있으며, 백금계 또는 퍼옥사이드 촉매를 사용하여 촉매화된다. 예시되는 실리콘은 비닐폴리디메틸실록산, 폴리에틸트리에폭시실란, 디메틸 하이드로겐 실록산 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 추가의 예는 지방족, 방향족, 에스테르, 에테르, 및 에폭시 치환된 실록산을 포함한다. 한 가지 특정 양태에서, 당해 중합체 복합체는 비닐폴리디메틸실록산을 포함한다. 또 다른 특정 양태에서, 중합체 복합체는 디메틸 하이드로겐 실록산을 포함한다. 실리콘 겔은 점착성 면에서 특히 유리하고, 희석제를 첨가시켜 형성시킬 수도 있다.
당해 중합체 복합체는 중합체 약 10 내지 약 90중량%를 포함할 수 있다. 예를 들면, 당해 중합체 복합체는 중합체를 약 10 내지 40중량%의 양으로 포함할 수 있다. 하나의 특정 양태에서, 중합체 복합체의 중합체는 실리콘, 실리콘 탄성중합체 및 실리콘 겔이다.
난연제 혼합물을 살펴 보면, 당해 난연제는 유기 및 무기 성분들을 포함할 수 있다. 유기 난연제는 유기 방향족 할로겐화 화합물, 유기 지환족 할로겐화 화합물 및 유기 지방족 할로겐화 화합물을 포함한다. 예시되는 유기 화합물은 브롬화 또는 염소화 유기 분자들을 포함할 수 있다. 예시되는 양태는 헥사할로디페닐 에테르, 옥타할로디페닐 에테르, 데카할로디페닐 에테르, 데카할로비페닐 에탄, 1,2-비스(트리할로페녹시)에탄, 1,2-비스(펜타할로페녹시)에탄, 헥사할로사이클로도데칸, 테트라할로비스페놀-A, 에틸렌(N,N')-비스-테트라할로프탈이미드, 테트라할로프탈산 무수물, 헥사할로벤젠, 할로겐화 인단, 할로겐화 포스페이트 에스테르, 할로겐화 파라핀, 할로겐화 폴리스티렌, 및 할로겐화 비스페놀-A와 에피클로로하이드린과의 중합체, 또는 이들의 혼합물을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
무기 난연제는 하이드록사이드, 옥사이드, 카보네이트, 실리케이트 및 몰리브데이트와 같은 산소 함유 금속 화합물, 또는 무기질 화합물과 같은 기타 화합물을 포함할 수 있다. 전형적인 예는 삼산화안티몬, 오산화안티몬, 나트륨 안티모나이트, 수화 산화알루미늄, 산화아연, 산화철, 이산화티탄, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 카올린, 삼산화몰리브덴, 규산알루미늄, 규산안티몬, 주석산아연, 수산화마그네슘, 수산화지르코늄, 염기성 탄산마그네슘, 돌로마이트, 하이드로탈사이트, 수산화칼슘, 수산화바륨, 산화비스무트, 삼산화텅스텐, 산화주석의 수화물, 무기 금속성 화합물(예: 보락스, 붕산아연, 메타붕산아연, 메타붕산바륨, 탄산아연, 탄산칼슘마그네슘, 탄산칼슘, 탄산바륨, 산화마그네슘, 산화몰리브덴, 산화지르코늄, 산화주석, 레드 포스포러스)의 수화물 및 세라믹 물질을 포함할 수 있다. 난연제는 단독으로 사용되거나 둘 이상의 난연제의 혼합물로서 사용될 수 있다. 난연제의 과립 크기는 특정 종에 따라 상이하지만, 수산화마그네슘 및 수산화알루미늄 등과 관련하여 평균 입자 크기는 바람직하게는 20㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.3 내지 5.0㎛이다.
하나의 예시 양태에서, 난연제는 3개 이상의 성분들을 포함하는 혼합물에서 중합체 복합체에 포함될 수 있다. 하나의 특정 양태에서, 혼합물은 금속 산화물, 수화제(예: 수화 금속 산화물) 및 유리 형성 화합물 또는 유리질화제(예: 금속 붕산염 또는 금속 규산염)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 난연제 혼합물은 산화철, 수화 알루미나[예: 알루미나 3수화물(ATH)] 및 붕산아연을 포함할 수 있다. 난연제 혼합물이 중합체 복합체 중에 20중량% 이하, 예를 들면, 약 15중량% 이하의 양으로 포함될 수 있다. 하나의 특정 양태에서, 난연제 혼합물은, 중합체 복합체의 중량을 기준으로 하여, 산화철(예: Fe2O3) 약 0.1 내지 5.0중량%, 알루미나 3수화물 약 0.1 내지 5.0중량% 및 붕산아연 약 0.1 내지 5.0중량%를 포함한다. 한 실시예에서, 중합체 복합체는 산화철을 약 1.0 내지 4.0중량%의 양으로 포함한다. 또 다른 예시 양태에서, 중합체 복합체는 ATH를 약 1.0 내지 약 4.0중량%의 양으로 포함한다. 추가의 예시 양태에서, 중합체 복합체는 붕산아연을 약 1.0 내지 약 4.0중량%의 양으로 포함한다.
본 발명의 양태에 따라, 몇 가지 난연 메카니즘이 함께 작용하여 고도의 성능을 제공하는 것으로 사료된다. 한 가지 가능한 난연 메카니즘은 수화 금속 산화물(예: 수화 알루미나, 수화 산화주석 및 수화 산화마그네슘)과 같은 수화제에 의해 물을 방출하는 것이다. 물의 방출 및 다양한 상을 통한 물의 전이는 에너지를 흡수하여 화염을 전개하는 데 이용될 수 있는 열과 에너지를 감소시킨다. 또 다른 가능한 난연 메카니즘은 유리질화제를 사용하여 화염 영역에 가피성 유리 또는 내열성 차르를 형성시키는 것이다. 금속 붕산염(예: 붕산아연) 및 금속 규산염(예: 규산알루미늄)이 유리질화제로서 작용할 수 있다. 가피성 유리 또는 차르는 열 및 산소와 미반응 중합체 복합체와의 접촉을 막고 인화 또는 자체적으로 유지되는 연소를 방지할 수 있다.
난연재의 양태는 언더라이터 래보러터리 94(UL94) 표준에 따르는 난연 특성을 나타낸다. 예를 들면, ASTM D635 수직 연소 시험을 사용하는 경우, 난연재는 1차 또는 2차 가열후 잔염시간이 약 30초 이하, 예를 들면, 10초 이하일 수 있다. 또한, 난연재는 5개의 샘플에 대해 수행된 1차 가열 및 2차 가열을 둘 다 수행한 후 총 잔염시간(이후, "누적 잔염시간"이라고 함)이 250초 이하, 예를 들면, 50초 이하일 수 있다.
추가로, 난연재는 2차 가열후 잔진시간이 60초 이하, 예를 들면, 30초 이하일 수 있다. 당해 연소 시험은 또한 고정 클램프로 연소되지 않고 목면을 인화시키지 않을 수 있다. 이와 같이, 난연재는 UL94 V-2 컴플라이안트 물질보다 우수함을 특징으로 할 수 있으며, 예를 들면, UL94 V-1 물질 또는 UL94 V-0 물질로서 특징지어질 수 있다.
중합체 복합체는 추가로 충전재를 포함할 수 있다. 충전재의 예는 활석, 탄산칼슘, 유리 섬유, 대리석 분진, 시멘트 분진, 점토 장석, 실리카 또는 유리, 열분해법 실리카, 알루미나, 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 산화인티몬, 산화아연, 황산바륨, 규산알루미늄, 규산칼슘, 이산화티탄, 티타네이트, 유리 미소구 또는 백악을 포함한다. 이들 충전재는 중합체 복합체의 1 내지 90중량%, 바람직하게는 1 내지 80중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 70중량%의 양으로 사용될 수 있다.
하나의 특정 양태에서, 중합체 복합체는 열전도도가 높으면서 전기 저항이 비교적 높은 충전재를 포함한다. 예를 들면, 당해 충전재는 열전도도가 약 10W/mㆍK 이상이고, 전기 저항이 약 1010Ohm-cm 이상일 수 있다. 예시되는 열전도성 충전재는 무수 또는 하소된 알루미나, 질화붕소, 질화알루미늄, 산화베릴륨, 탄화규소 및 이들의 혼합물을 포함한다. 표 1은 예시되는 열전도성 충전재의 열전도 특성을 도시한다. 열전도성 충전재는 중합체 복합체의 약 20 내지 약 90중량%의 양으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 중합체 복합체는 열전도성 충전재를 약 50 내지 약 85중량% 또는 약 75 내지 약 85중량% 포함할 수 있다. 하나의 특정 양태에서, 난연재는 열전도도가 약 0.5W/mㆍK 이상, 예를 들면, 약 1.0W/mㆍK 이상 또는 약 2.0W/mㆍK 이상일 수 있다.
열전도성 충전재 열전도도 (W/mㆍK)
알루미나 40
질화알루미늄 170 내지 200
산화베릴륨 280
탄화규소 200 내지 300
질화붕소 125
난연제 및 열전도성 충전재를 포함하는 상이한 형태의 알루미늄 함유 물질들이 본원에 기술되어 있다. 산화알루미늄은 수화 및 무수 형태로 발견된다. 수화 산화알루미늄 또는 수화 알루미나는 알루미나 3수화물, 깁사이트, 베이에라이트 및 노르드스탄다이트와 같은 트리하이드록사이드 뿐만 아니라 알루미나 1수화물, 보에마이트 및 디아스포어와 같은 기타 수화물 형태로 발견될 수 있다. 알루미나의 수화도는 화학식 Al2O3ㆍnH2O(여기서, n은, 예를 들면, 0.5 내지 6의 수, 예를 들면, 0.5, 1, 2 및 3이다)에서 지수 n으로 표현될 수 있다. 통상 사용되는 깁사이트와 같은 수화 알루미나는 흡착 또는 흡수된 물을 방출 또는 제거하기 위해 하소 또는 열처리(소결 포함)될 수 있다. 무수(예를 들면, 하소 또는 탈수된) 알루미나(또는 그냥 "알루미나")가 통상 혼입되어 전기저항 열전도성 충전재로서 기능한다. 한편, 수화 3수화물(ATH) 또는 수산화알루미늄과 같은 수화 알루미나는 난연제로서 기능한다.
하나의 특정 양태에서, 난연제 혼합물가 백금 촉매된 실리콘에 첨가된다. 당해 혼합물은 산화철, 알루미나 3수화물 및 붕산아연을 포함한다. 특정 실시예에서, 10.0중량%를 초과해서 부하된 알루미나 3수화물은 백금 촉매를 불활성화시키며, 5.0중량%를 초과하는 양은 백금 촉매의 효율을 저하시킨다. 이와 같이, 당해 양태들은 전형적으로 10중량% 미만, 바람직하게는 약 5중량% 미만을 포함한다. 난연제 혼합물 20중량% 이하와 알루미나 3수화물 5.0중량% 이하를 갖는 예는 특히 UL94 V-0 특성을 달성하는 데 있어 특히 효율적이다.
또 다른 예시 양태에서, 산화철 함량이 10 내지 15중량%를 초과하는 실리콘 복합체의 샘플은 인접한 제품, 층 및 부품에 얼룩 또는 착색을 유발한다. 이와 같이, 중합체 복합체 중에 산화철이 15중량% 이하, 보다 통상적으로는 10중량%, 예를 들면, 5.0중량%인 난연제 혼합물이 바람직한 것으로 판명되었다.
도 1을 참조로 해서, 써멀 인터페이스 부품(100)은 전기절연성 열전도층(102), 강화층(104) 및 제2의 열전도층(106)을 포함한다. 당해 강화층(104)는 구조적 일체성을 위해 제공되며 층(102)를 지지한다. 강화층(104)은 바람직하게는 열전도성이며, 강화층(104)의 열전도성은 전기절연성 열전도층(102)의 열전도성보다 더 우수하지는 않더라도 최소한 그 정도는 된다. 유사하게는, 제2의 열전도층(106)은 최소한 전기절연성 열전도층(102) 정도의 전기절연성 및 열전도성을 가질 수 있다.
전기절연성 열전도층(102)은 상술한 바와 같은 난연제 혼합물을 갖는 중합체 복합체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 난연제 혼합물은 철(III) 산화물, 알루미나 3수화물 및 붕산아연을 포함할 수 있다. 당해 중합체 복합체는, 예를 들면, 난연제 혼합물 약 20중량% 이하를 포함한다. 또한, 난연제 혼합물은 알루미나 3수화물을 최소한 약 0.1 내지 5.0중량%, 예를 들면, 약 1.0 내지 약 4.0중량%의 양으로 포함할 수 있다. 추가로, 난연제 혼합물은 붕산아연을 약 0.1 내지 5.0중량%, 예를 들면, 약 1.0 내지 약 4.0중량%의 양으로 포함할 수 있다. 당해 중합체 복합체는 추가로 알루미나 및 질화붕소와 같은 열전도성 충전재를 중합체 복합체의 약 20 내지 90중량%의 양으로 포함할 수 있다.
특정 양태에서, 중합체 복합체는 산화철(예: Fe2O3), 수화 알루미나(예: 알루미나 3수화물) 및 붕산아연을 각각 중합체 복합체의 중량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 5.0중량%의 양으로 포함한다. 당해 실리콘 복합체는 알루미나 약 75 내지 85중량%를 추가로 포함할 수 있다.
층(104)은 유리 섬유, 금속박 및 금속 메쉬와 같은 강화 성분을 포함할 수 있다. 강화재의 용도는 구조적 일체성을 증강시키는 데 일반적으로 바람직하다. 그러나, 일부 예시 양태에서, 중합체층은 자체 지지성일 수 있다.
층(106)은 난연성 및 열전도성 조성을 갖는 중합체 복합체를 포함할 수 있다. 하나의 특정 양태에서, 층(106)은 층(102)과 유사한 중합체 조성물을 포함한다.
또 다른 양태에서, 써멀 인터페이스 부품은 층(102)과 같은 단일층일 수 있다. 특정 용도에서, 층(102)은 자체 지지용일 수 있으며, 강화재가 사용되지 않을 수 있다. 기타 양태에서, 써멀 인터페이스 부품은 층(102) 및 층(104)을 포함하여 층(104)이 열 싱크와 접촉할 수 있다. 추가의 양태에서, 추가의 층을, 예를 들면, 층(102)과 층(104) 사이에, 층(104)과 층(106) 사이에, 그리고 층(102)과 층(106) 부근에 포함할 수 있다. 이들 추가 층은 층(102)에 대해 기술된 조성과 유사한 조성을 갖거나 열전도성을 추가로 개선시키고 열 싱크와 열 접촉하는 조성을 가질 수 있다. 추가 양태에서, 캐리어 필름 및 박리 필름(예: 폴리올레핀 필름)이 층(102)와 층(104) 중의 하나 이상 또는 둘 다에 도포되어 생성물 이송 및 도포를 증강시킬 수 있다. 캐리어 필름은 밴돌리어(bandoleer)를 형성할 수 있으며, 전기 부품에 적용하는 동안 당해 밴돌리어로부터 써멀 인터페이스 부품이 제거된다.
도 2를 참조하면, 써멀 인터페이스 부품은 전자 부품(210, 212)에서 열을 발생시키는 용도로 도시되어 있으며, 회로판(208)은 써멀 인터페이스 재료의 층(202, 204)을 통해 열 싱크(206)로 전달된다. 층(202)은, 예를 들면, 산화철, 알루미나 3수화물 및 붕산 아연을 각각 당해 복합체의 약 0.1 내지 5.0중량%의 양으로 포함하는 탄성 중합체성 또는 겔 실리콘 중합체 복합체일 수 있다. 탄성중합체성 실리콘 중합체 복합체는 추가로 열전도성 충전재(예: 무수 알루미나 및 질화붕소) 약 20 내지 90중량%를 추가로 포함할 수 있다.
층(204)은, 예를 들면, 알루미늄박과 같은 금속박, 또는 유리섬유 또는 폴리에스테르 섬유와 같은 강화층일 수 있다. 열은 일반적으로 인쇄 회로판(208) 및 전자 부품(210, 212)으로부터 층(202, 204)을 통해 열 싱크(206)로 전달된다. 열 싱크는, 예를 들면, 전자 부품 또는 피닝된 금속성 열 싱크와 연관된 프레임 또는 샤시일 수 있다.
또 다른 양태에서, 층(202)은 자체 지지되고 강화층을 포함하지 않을 수 있다. 추가의 양태에서, 추가층은 층(204) 위에 포함될 수 있다. 추가 층은 제2의 열전도성 중합체층일 수 있다.
실시예 1
샘플 시험편은 백금 촉매된 실리콘을 사용하여 형성하였다. 조성물은 GE RTV 실리콘, 하소된 알루미나 충전재, Fe2O3 Zmag 5213, 붕산아연 화이어브레이크 ZB 및 ATH 스페이스 라이트 S-3을 표 2에 기재된 조성으로 포함한다.
성분 중량%
하소된 알루미나 충전재 80.00
Fe2O3 Zmag5213 2.00
붕산아연 화이어브레이크 ZB 2.00
ATH 스페이스 라이트 S-3 2.00
GE RTV 실리콘 14.00
샘플 두께가 최대 13mm이고 125+/-5mm ×13+/-0.05mm의 치수를 갖는 5개의 시험편을 수직 연소시험 ASTM D635로 처리한다. 표 3에 제시된 바와 같이, 이들 각각의 샘플에서, 1차 가열에서 연소시간이 0초이고 2차 가열에서 연소시간이 최대 6초이다. 이들 각각의 샘플에 대해, 2차 가열후 잔진시간은 통상 10 내지 12초 지속된다. 각각의 샘플에서, 샘플들은 클램프로 연소되거나 목면을 인화시키지 못했다. 최장 연소시간은 6초이고, 모든 연소시간의 합 또는 "누적 연소시간"은 6초이다. 단일 최장 제2 연소시간 + 잔진시간은 16초 이하이다. 이와 같이, 각각의 샘플은 UL94 V-0 등급을 달성하였다.
샘플 번호 1차 연소 (s) 2차 연소 (s) 잔진시간 (s) 클램프로의 연소 여부 목면 인화 여부
1 0 0 10 × ×
2 0 0 12 × ×
3 0 0 10 × ×
4 0 0 10 × ×
5 0 6 10 × ×
실시예 2
샘플 시험편은 백금 촉매된 실리콘을 사용하여 형성하였다. 조성물은 GE RTV 실리콘, 실본드 40, 하소된 알루미나 충전재, Fe2O3 Zmag 5213, 붕산아연 화이어브레이크 ZB 및 ATH 스페이스 라이트 S-3을 표 4에 기재된 조성으로 포함한다.
성분 중량%
하소된 알루미나 충전재 78.00
Fe2O3 Zmag5213 2.00
붕산아연 화이어브레이크 ZB 2.00
ATH 스페이스 라이트 S-3 2.00
GE RTV 실리콘 15.50
실본드 40 0.50
샘플 두께가 최대 13mm이고 125+/-5mm ×13+/-0.05mm의 치수를 갖는 5개의 시험편을 수직 연소시험 ASTM D635로 처리한다. 표 5에 제시된 바와 같이, 이들 각각의 샘플에서, 1차 가열에서 연소시간이 0초이고 2차 가열에서 연소시간이 최대 8초이다. 이들 각각의 샘플에 대해, 2차 가열후 잔진시간은 통상 2 내지 5초 지속된다. 각각의 샘플에서, 샘플들은 클램프로 연소되거나 목면을 인화시키지 못했다. 최장 연소시간은 8초이고, 모든 연소시간의 합 또는 "누적 연소시간"은 27초이다. 단일 최장 제2 연소시간 + 잔진시간은 13초 이하이다. 이와 같이, 각각의 샘플은 UL94 V-0 등급을 달성하였다.
샘플 번호 1차 연소 (s) 2차 연소 (s) 잔진시간 (s) 클램프로의 연소 여부 목면 인화 여부
1 0 4 2 × ×
2 0 7 4 × ×
3 0 5 4 × ×
4 0 8 5 × ×
5 0 3 4 × ×
상술한 사항들은 예시용으로 주어졌을 뿐이며 제한을 가하려는 의도는 없으며, 첨부된 청구의 범위는 이러한 모든 변형, 개선 및 본 발명의 범주에 속하는 기타 양태들을 포함하는 것이다. 따라서, 법에 의해 허용되는 최대한으로, 본 발명의 범주는 청구의 범위 및 이에 상당하는 범주의 허용되는 최대한으로 이해되는 것으로 결정되며, 상술한 상세한 설명에 의해 제한되거나 한정되지 않을 것이다.

Claims (51)

  1. 중합체 복합체를 포함하는 난연재로서, 당해 중합체 복합체가, 중합체 복합체의 중량을 기준으로 하여, 산화철 약 0.1 내지 약 5.0중량%, 수화 금속 산화물 약 0.1 내지 5.0중량%, 붕산아연 약 0.1 내지 약 5.0중량% 및 중합체를 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  2. 제1항에 있어서, 산화철이 Fe2O3를 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  3. 제1항에 있어서, 수화 금속 산화물이 수화 알루미나임을 특징으로 하는, 난연재.
  4. 제3항에 있어서, 수화 알루미나가 알루미나 3수화물임을 특징으로 하는, 난연재.
  5. 제1항에 있어서, 중합체가 실리콘임을 특징으로 하는, 난연재.
  6. 제5항에 있어서, 중합체 복합체가 실리콘 약 10 내지 약 90중량%를 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  7. 제5항에 있어서, 중합체 복합체가 실리콘 약 10 내지 약 40중량%를 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  8. 제1항에 있어서, 중합체 복합체가 열전도성 충전재를 추가로 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  9. 제8항에 있어서, 열전도성 충전재가 알루미나를 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  10. 제8항에 있어서, 열전도성 충전재가 질화붕소를 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  11. 제8항에 있어서, 중합체 복합체가 열전도성 충전재 약 20 내지 약 90중량%를 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  12. 제1항에 있어서, 열전도도가 약 0.5W/mㆍK 이상임을 특징으로 하는, 난연재.
  13. 제1항에 있어서, 열전도도가 약 1.0W/mㆍK 이상임을 특징으로 하는, 난연재.
  14. 제1항에 있어서, 열전도도가 약 2.0W/mㆍK 이상임을 특징으로 하는, 난연재.
  15. 제1항에 있어서, 누적 잔염시간(cumulative flame time)이 250초 이하이고, 잔진시간(glow time)이 60초 이하임을 특징으로 하는, 난연재.
  16. 제1항에 있어서, 누적 잔염시간이 50초 이하이고, 잔진시간이 30초 이하임을 특징으로 하는, 난연재.
  17. 제1항에 있어서, 수화 금속 산화물의 양이 중합체 복합체의 약 1.0 내지 약 4.0중량%임을 특징으로 하는, 난연재.
  18. 제1항에 있어서, 산화철의 양이 중합체 복합체의 약 1.0 내지 약 4.0중량%임을 특징으로 하는, 난연재.
  19. 제1항에 있어서, 붕산아연의 양이 중합체 복합체의 약 1.0 내지 약 4.0중량%임을 특징으로 하는, 난연재.
  20. 제1항에 있어서, 층을 형성함을 특징으로 하는, 난연재.
  21. 제20항에 있어서, 층이 써멀 인터페이스 부품 속에 포함되어 있음을 특징으로 하는, 난연재.
  22. 중합체 복합체를 포함하는 열전도성 중합체층을 포함하는 써멀 인터페이스 부품으로서, 당해 중합체 복합체가, 실리콘 중합체, 중합체 복합체의 중량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 약 5.0중량%의 산화철, 중합체 복합체의 중량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 약 5.0중량%의 수화 금속 산화물 및 중합체 복합체의 중량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 약 5.0중량%의 붕산아연을 포함함을 특징으로 하는, 써멀 인터페이스 부품.
  23. 제22항에 있어서, 산화철이 Fe2O3를 포함함을 특징으로 하는, 써멀 인터페이스 부품.
  24. 제22항에 있어서, 실질적으로 층 전체가 중합체 복합체로 구성됨을 특징으로 하는, 써멀 인터페이스 부품.
  25. 제22항에 있어서, 열전도성 중합체 층에 커플링된 강화층을 추가로 포함함을 특징으로 하는, 써멀 인터페이스 부품.
  26. 제25항에 있어서, 강화층이 금속박층을 포함함을 특징으로 하는, 써멀 인터페이스 부품.
  27. 제22항에 있어서, 제2 열전도성 중합체층을 추가로 포함함을 특징으로 하는, 써멀 인터페이스 부품.
  28. 중합체와 약 20중량% 이하의 난연제를 포함하는 중합체 복합체를 포함하는 난연재로서, 난연제가 중합체 복합체의 중량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 약 5.0중량%의 Fe2O3, 중합체 복합체의 중량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 약 5.0중량%의 수화 금속 산화물 및 유리질화제를 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  29. 제28항에 있어서, 수화 금속 산화물이 수화 알루미나를 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  30. 제29항에 있어서, 수화 알루미나가 알루미타 3수화물을 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  31. 제28항에 있어서, 유리질화제가 붕산아연을 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  32. 제28항에 있어서, 중합체가 실리콘을 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  33. 제28항에 있어서, 중합체 복합체가 열전도성 충전재를 추가로 포함함을 특징 으로 하는, 난연재.
  34. 제33항에 있어서, 열전도성 충전재가 알루미나를 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  35. 제33항에 있어서, 열전도도가 약 0.5W/m.K 이상임을 특징으로 하는, 난연재.
  36. 제28항에 있어서, 누적 잔염시간이 250초 이하이고 잔진시간이 60초 이하임을 특징으로 하는, 난연재.
  37. 제28항에 있어서, 언더라이터스 래보러터리스 94 표준에 따르는 수직 연소시험 결과 V-0이고, 누적 잔염시간이 50초 이하이고 잔진시간이 30초 이하임을 특징으로 하는, 난연재.
  38. 중합체를 포함하며 누적 잔염시간이 50초 이하이고 잔진시간이 약 30초 이하이고 열전도도가 약 0.5W/m.K 이상인 열전도성 중합체 재료.
  39. 제38항에 있어서, 중합체가 실리콘을 포함함을 특징으로 하는, 열전도성 중합체 재료.
  40. 제38항에 있어서, 열전도성 충전재를 추가로 포함함을 특징으로 하는, 열전도성 중합체 재료.
  41. 제39항에 있어서, 열전도성 충전재가 알루미나를 포함함을 특징으로 하는, 열전도성 중합체 재료.
  42. 백금 촉매된 실리콘과 수화 금속 산화물을 약 0.1 내지 약 10.0중량%의 양으로 포함하고 수직 연소시험 특성이 UL94에 따르는 시험 결과 V-1에 적어도 상응함을 특징으로 하는, 난연재.
  43. 제42항에 있어서, UL94에 따른 시험 결과 V-0을 충족시키고, 누적 잔염시간이 50 이하이고 잔진시간이 30초 이하임을 특징으로 하는, 난연재.
  44. 제42항에 있어서, 수화 금속 산화물이 수화 알루미나를 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  45. 제44항에 있어서, 수화 알루미나가 알루미나 3수화물을 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  46. 제42항에 있어서, 수화 금속 산화물 약 5.0중량% 이하를 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  47. 제42항에 있어서, 수화 금속 산화물 약 1.0 내지 약 4.0중량%를 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  48. 제42항에 있어서, 열전도도가 약 0.5W/m.K 이상임을 특징으로 하는, 난연재.
  49. 중합체 복합체를 포함하는 난연재로서, 당해 중합체 복합체가, 중합체 복합체의 중량을 기준으로 하여, Fe2O3 약 0.1 내지 약 5.0중량%, 수화 금속 산화물 약 0.1 내지 5.0중량%, 유리질화제 약 0.1 내지 약 5.0중량% 및 중합체를 포함함을 특징으로 하는, 난연재.
  50. 제49항에 있어서, 유리질화제가 금속 붕산염 또는 금속 규산염임을 특징으로 하는, 난연재.
  51. 제49항에 있어서, 수화제가 알루미나 3수화물임을 특징으로 하는, 난연재.
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