KR20100075227A - 열전도성 절연 수지 조성물 및 플라스틱 성형품 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 열전도성 절연 수지 조성물은 (A) 열가소성 수지 30 내지 80 중량%, (B) 구형의 열전도성 절연 충진제와 (C) 판상의 열전도성 절연 충진제의 혼합물 10 내지 60 중량% 및 (D) 섬유상의 무기 강화제 10 내지 50 중량%를 포함한다. 상기 수지 조성물은 높은 열전도도를 가지며 동시에 전기 절연성이 뛰어나고, 기계적 강도가 우수하다.
열전도성, 열전도도, 전기절연성, 전기전도도, 열가소성 수지, 구형의 열전도성 절연 충진제, 판상의 열전도성 절연 충진제

Description

열전도성 절연 수지 조성물 및 플라스틱 성형품 {Thermally Conductive Insulating Resin Composition and Plastic Article}
도 1은 열전도성 절연 충진제의 공극률을 설명하기 위한 도면이다.
발명의 분야
본 발명은 열전도성 절연 수지 조성물 및 플라스틱 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 열가소성 수지에 구형의 열전도성 절연 충진제, 판형의 열전도성 절연 충진제 및 무기질 보강재를 사용하여 효율적인 열전도 네트워크를 형성함으로써, 높은 열전도도와 전기절연성을 가지며 기계적 물성이 우수한 수지 조성물 및 플라스틱 성형품에 관한 것이다.
발명의 배경
금속은 발열하는 부품을 가진 전자 기기의 방열판 등의 재료로 가장 많이 사 용되고 있다. 그 이유는 금속이 가진 높은 열전도율 때문이다. 금속은 다른 재료들 보다 열을 빠르게 주위로 확산시켜, 열에 민감한 전자 부품을 국부적인 고온에서 지킬 수 있다. 또한 금속은 높은 기계적 강도를 가지고 있을 뿐만 아니라, 판금, 금형, 절삭 등의 가공성이 우수하여, 방열용 재료로 적합하다. 그러나 이러한 금속도 높은 밀도로 인해 경량화가 어렵고, 제조비용이 높은 단점을 가진다.
이러한 금속의 단점을 극복하기 위하여, 금속을 대신할 수 있는 열전도성 수지 조성물에 대한 연구가 계속되어 왔다. 예를 들어, 한국공개특허 2002-0096356호는 열가소성 수지와 열전도도가 300 W/mㆍK 이상인 세라믹 고체로 이루어지는 열전도성 수지 조성물을 개시하고 있다. 일본공개특허 제2002-38010호에는 폴리아릴렌술피드 수지, 800℃ 이상으로 소성 후 표면 처리된 산화마그네슘 및 전기 절연성 무기 충전재로 이루어지는 열전도성 재료가 기재되어 있다.
그런데, 최근 들어 전자 기기가 고집적화, 고성능화됨에 따라, 전자 기기 내에서 점점 더 많은 열이 발생하고 있다. 또한 전자 기기가 박막화, 소형화되면서 전자 기기에서 발생되는 열을 주위로 빠르게 확산시키는 것이 더욱 어려워지고 있다. 그로 인해, 전자 기기에서 발생하는 국부적인 고온 상태가 전자 기기의 오작동 또는 발화 등을 초래하면서 점차 더 큰 문제가 되고 있다. 하지만 기존에 개발된 열전도성 수지 조성물들은 2 W/mㆍK이하의 낮은 열전도도를 갖기 때문에, 고열이 발생하는 전자 기기의 방열성 재료로 적용하기 어렵다.
이러한 열전도성 수지 조성물의 열전도도를 향상시키기 위해서는, 열전도성 수지 조성물에 포함되는 열전도성 충진제의 함량을 증가시키거나, 높은 열전도도를 갖는 충진제를 사용해야 한다. 그러나 열전도성 충진제의 함량이 증가할수록 조성물의 압출 및 사출 성형성이 저하될 뿐만 아니라, 열전도성 수지 조성물과 이를 사용해 제조한 제품의 기계적 강도가 급격히 줄어드는 문제가 발생한다.
한편, 높은 열전도도를 갖는 충진제로는 약 1,000 W/mㆍK의 열전도도를 갖는 그라파이트가 주로 사용된다. 그런데 그라파이트는 자체적으로 높은 전기전도도를 갖기 때문에, 이를 적용한 열전도성 수지 조성물은 전기 전도성을 띠게 된다. 따라서 그라파이트를 적용한 열전도성 수지 조성물은 열전도성과 전기절연성이 함께 요구되는 제품에는 사용하기 어렵다. 예를 들어, CPU, ROM, RAM 등과 같은 반도체 소자는 봉지제에 의해 보호된다. 그런데 상기 봉지제로서 전기 전도체를 사용하면 반도체 소자의 활동이 전자기적으로 방해를 받아 노이즈가 발생하게 되므로, 전기 전도도가 높은 금속이나 열전도성 수지 조성물은 반도체 소자 위에 직접 적용할 수 없다.
이에 본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 열전도성 수지 조성물 내에 효과적인 열전도 네트워크가 형성되도록, 구형의 열전도성 절연 충진제와 판상의 열전도성 절연 충진제를 함께 사용함으로써, 높은 열전도도와 전기절연성을 나타내며 우수한 기계적 강도를 갖는 열전도성 절연 수지 조성물 및 플라스틱 성형품을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 높은 열전도도와 전기 절연성을 갖는 열전도성 절연 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 열전도도와 전기 절연성이 우수하고 기계적 강도가 높은 열전도성 절연 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 조성물 내에서 효율적인 열전도 네트워크를 형성하여, 높은 열전도도를 가지며 동시에 전기 절연성이 우수한 열전도성 절연 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 수지 조성물로 이루어지는 플라스틱 성형품을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명은 열전도성, 전기절연성 및 기계적 강도가 우수한 열전도성 절연 수지 조성물을 제공한다.
상기 조성물은 (A) 열가소성 수지 30 내지 80 중량%, (B) 구형의 열전도성 절연 충진제와 (C) 판상의 열전도성 절연 충진제의 혼합물 10 내지 60 중량% 및 (D) 섬유상의 무기 강화제 10 내지 50 중량%를 포함한다.
본 발명의 하나의 구체예에서, 상기 구형의 열전도성 절연 충진제(B)의 평균입경은 상기 판상의 열전도성 절연 충진제(C)의 평균입경보다 큰 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 구형의 열전도성 절연 충진제(B)의 평균입경은 5~100㎛이고, 상기 판상의 열전도성 절연 충진제(C)의 평균입경은 0.1~20㎛인 것이 바람직하다.
상기 구형의 열전도성 절연 충진제(B)와 판상의 열전도성 절연 충진제(C)의 중량비는 1:1 내지 10:1인 것이 바람직하다.
상기 구형의 열전도성 절연 충진제(B)는 산화마그네슘, 알루미나, 질화알루미늄 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 판상의 열전도성 충진제(C)는 질화붕소이다.
이하 본 발명의 구체적인 내용을 하기에 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
고분자 수지에 열전도성 충진제를 함침(impregnation)시킨 열전도성 수지 조성물에서, 높은 열전도도를 갖는 열전도성 충진제로 사용할 수 있는 물질로는 탄소섬유(carbon fiber), 탄소나노튜브(carbon nanotube), 탄소나노섬유(carbon nanofiber), 그라파이트(graphite) 등과 같은 탄소계 충진제와 금속분말 등이 있다.
그런데 상기 탄소계 충진제와 금속분말은 열전도도뿐만 아니라 전기 전도도가 높기 때문에, 이들을 적용한 열전도성 수지 조성물은 전기전도성을 나타내게 된다. 따라서 상기 탄소계 충진제와 금속 분말은 전기적으로 절연체이면서 열전도도가 우수한 수지 조성물을 제조하는데 사용하기 어렵다.
한편, 전기를 통하지 않는 열전도성 절연 충진제로는 세라믹계 충진제를 사 용할 수 있다. 다만, 상기 세라믹계 충진제는 열전도도가 낮기 때문에 이를 사용하여 열전도도가 높은 절연 수지 조성물을 제조하기 위해서는, 조성물에 포함되는 충진제의 함량이 높아야 한다. 하지만 충진제의 함량이 증가하면 조성물의 점도가 높아지게 되어, 조성물의 압출 및 사출 성형성이 떨어지고 이를 사용해서 제품을 제조하기가 어려우며, 상기 조성물과 이를 사용해 제조된 제품의 기계적 강도가 저하된다.
따라서 열전도성과 전기 절연성을 가지며 기계적 물성이 우수한 열전도성 절연 수지 조성물을 제조하기 위해서는, 가급적 소량의 열전도성 절연 충진제를 사용해야하며, 열전도성 절연 충진제 간에 효과적인 열전도 네트워크가 형성될 수 있어야 한다.
한편, 열은 포논(phonon)이라고 불리는 일종의 음향입자에 의해서 전달되는 것으로 알려져 있다. 이러한 포논은 음파의 성질을 가지므로 결정성이 우수한 매질에서 잘 전파된다. 따라서 열전도성 절연 수지 조성물의 경우, 결정격자로 이루어지는 열전도성 절연 충진제에서는 포논이 쉽고 빠르게 전달되지만, 결정화도와 열전도도가 낮은 고분자 수지에서는 포논의 전달이 매우 어렵다. 또한 음파의 특성상 포논의 산란이 일어나, 열전도성 절연 충진제와 고분자 수지 사이의 계면에서 상당량의 포논이 손실된다. 이러한 이유로, 열전도도가 낮은 고분자 수지에서는 열이 거의 전달되지 않고, 열전도도가 높은 열전도성 절연 충진제에 의존하여 열전달이 이루어진다.
따라서 열전도성 절연 수지 조성물의 단위 부피 내에서 열전도성 절연 충진 제가 차지하는 부피를 증가시켜, 충진제 사이에 가급적 공극이 없게 만들고, 충진제끼리 접촉하는 확률과 접촉면적을 늘린다면, 충진제 간에 효과적인 열전도 네트워크가 형성되어 조성물의 열전도도를 효과적으로 높일 수 있다.
도 1은 열전도성 절연 충진제의 공극률을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 동일한 크기의 열전도성 절연 충진제를 사용하면, 그 크기에 관계없이 공극률이 일정하다. 그러나 크기가 다른 2 가지의 충진제를 사용하면, 작은 크기의 충진제가 공극을 채우기 때문에 단위 부피 내에서 충진제가 차지하는 부피가 늘어나 효과적인 열전도 네트워크를 형성할 수 있다.
한편, 열전도성 절연 충진제 사이의 접촉확률과 접촉면적은 충진제의 형태에 의존한다. 구형의 충진제는 점접촉만을 하게 되어 접촉확률과 접촉면적이 작지만, 판상의 충진제를 사용하면 면접촉이 가능하므로 접촉확률 및 접촉면적이 커질 수 있다.
그러나 판상의 충진제는 구형의 충진제에 비해 표면적이 넓기 때문에, 구형의 충진제를 사용하는 경우보다 열전도성 절연 수지 조성물의 점도를 더 증가시켜, 조성물의 성형성을 저하시킨다. 이에 비해, 구형의 충진제는 조성물의 점도를 증가시키지 않으면서 가급적 높은 함량으로 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 열전도성 절연 수지 조성물은 상술한 바와 같은 사항들을 고려하여, 효율적인 열전도 네트워크를 형성함으로써 높은 열전도성을 나타내며, 성형성 및 기계적 강도 등이 우수하도록 고안된 것이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 열전도성 절연 수지 조성물은 (A) 열가소성 수 지 및 (B) 구형의 열전도성 절연 충진제와 (C) 판상의 열전도성 절연 충진제의 혼합물을 포함한다.
구형의 열전도성 절연 충진제(B)는 상술한 바와 같이 조성물의 점도를 증가시키지 않으면서 비교적 높은 함량으로 충진될 수 있으며, 판상의 열전도성 절연 충진제(C)는 접촉확률 및 접촉면적을 증가시키므로, 서로의 단점을 보완하여 보다 효과적인 열전도 네트워크를 형성하게 된다. 그리고 이를 통해, 수지 조성물은 높은 열전도도를 나타낼 수 있다.
상기 열가소성 수지(A)로는 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide) 수지; 폴리에틸렌(polyethlylene) 수지, 폴리프로필렌(polypropylene) 수지, 폴리이소부틸렌(polyisobutylene) 수지 등의 폴리올레핀(polyolefin) 수지; 폴리스티렌(polystyrene) 수지, ABS 등의 스티렌계 수지; 나일론 6(nylon 6), 나일론 66(nylon 66), 나일론 12 (nylon 12) 등의 폴리아미드(ployamide) 수지; 폴리에스테르(polyester) 수지; 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지; 액정 폴리머(Liquid Crystal Polymer) 수지; 폴리비닐리덴 플로라이드(polyvinylidene floride) 수지 등을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
이중에서 우수한 성형성과 작업성을 가지는 폴리페닐렌 설파이드 수지를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 상기 폴리페닐렌 설파이드 수지는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 점도가 낮은 것을 선택할수록 충진제를 높은 함량으로 충진할 수 있어 유리하고 높은 열전도도를 갖는 조성물을 제조할 수 있다.
상기 열가소성 수지(A)의 함량은 조성물의 총중량을 기준으로 30 내지 80 중량%인 것이 바람직하고, 30 내지 60 중량%인 것이 보다 바람직하다. 열가소성 수지(A)의 함량이 30 중량% 미만인 경우에는 사출성형법으로 제품 성형이 어려우며, 80 중량%를 초과할 경우에는 열전도성 절연 수지 충진제의 함량이 낮아져 높은 열전도도를 나타내기 어렵다.
구형의 열전도성 절연 충진제(B)와 판상의 열전도성 절연 충진제(C)로는 세라믹계 충진제를 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 구형의 열전도성 절연 충진제(B)의 예는 산화마그네슘(magnesium oxide, MgO), 알루미나(alumina), 질화알루미늄(aluminum nitride, AlN) 등을 포함하며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
판상의 열전도성 절연 충진제(C)로는 세라믹 충진제 중 열전도도가 높은 질화붕소(boron nitride, BN)를 사용하는 것이 바람직하며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
구형의 열전도성 절연 충진제(B)와 판상의 열전도성 절연 충진제(C)의 혼합물은 조성물의 총 중량을 기준으로 10 내지 60 중량%로 사용되는 것이 바람직하며, 10 내지 40 중량%인 것이 보다 바람직하다. 상기 구형의 충진제(B)와 판상의 충진제(C)의 혼합물 함량이 10 중량% 미만인 경우 구형충진제가 충분히 충진 효과를 내지 못해 열전도도가 낮아져 본 발명의 목적을 달성하기 어렵고, 60 중량%를 초과하는 성형성 및 충격강도가 저하되어 바람직하지 않다.
한편, 충진제의 혼합물에서, 구형의 열전도성 절연 충진제(B)와 판상의 열전도성 절연 충진제(C)의 중량비는 1:1 내지 10:1인 것이 바람직하고, 1:1 내지 6:1인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 하나의 구체예에서는, 구형의 열전도성 절연 충진제(B)와 판상의 열전도성 절연 충진제(C)는 서로 다른 평균입경을 가지며, 두 가지 크기 분포(bimodal distribution)를 형성한다.
구체적으로, 구형의 열전도성 절연 충진제(B)의 평균입경이 판상의 열전도성 절연 충진제(C)의 평균입경보다 더 큰 것이 바람직하다. 판상의 열전도성 절연 충진제(C)의 평균입경이 구형의 열전도성 절연 충진제(B)의 평균입경보다 작으면, 판상의 열전도성 절연 충진제(C)가 구형의 열전도성 절연 충진제(B) 사이의 공극을 채우게 되며, 이에 따라 수지 조성물의 단위 부피 내에서 열전도성 절연 충진제가 차지하는 부피를 증가시키게 되어 열전도도가 향상될 수 있다.
보다 구체적으로, 구형의 열전도성 절연 충진제(B)의 평균입경은 5~100㎛인 것이 바람직하며, 10~50㎛인 것이 보다 바람직하고, 20~40㎛인 것이 보다 더 바람직하다. 판상의 열전도성 절연 충진제(C)의 평균입경은 0.1~20㎛인 것이 바람직하며, 1~10㎛인 것이 보다 바람직하고, 5~10㎛인 것이 보다 더 바람직하다.
상기 구형 및 판상의 열전도성 절연 충진제의 평균입경은 다양한 방법으로 측정할 수 있으며, 전자 현미경을 이용하여 측정하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 열전도성 절연 수지 조성물은 섬유상의 무기 강화제(D)를 더 포함할 수 있다. 상기 섬유상의 무기 강화제(D)는 구형의 열전도성 절연 충진제(B) 및 판상의 열전도성 절연 충진제(C)와 함께 열전달 네트워크의 형성을 보조하고, 수지 조성물의 기계적인 강도를 증가시킨다.
상기 섬유상의 무기 강화제(D)로는 유리 단섬유, 유리 장섬유, 현무암 섬유(basalt), 휘스커(whisker), 등을 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
상기 섬유상의 무기 강화제(D)의 평균직경은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 0.001~100㎛의 다양한 크기가 사용될 수 있다.
상기 섬유상의 무기 강화제(D)의 함량은 조성물의 총 중량을 기준으로 10 내지 50 중량%인 것이 바람직하다. 섬유상의 무기 강화제의 함량이 10 중량% 미만인 경우에는 만족스러운 강도를 얻기 어렵고, 50 중량%를 초과하는 경우에는 수지의 함량이 감소하여 가공성 및 열전도성 등이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 열전도성 절연 수지 조성물은 그 용도에 따라 선택적으로 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 난연제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 안료, 염료, 및 이들의 혼합물 등이 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 첨가제는 조성물 100 중량부에 대하여 30 중량부 이하로 사용될 수 있다.
본 발명의 열전도성 절연 수지 조성물은 수지 조성물을 제조하는 일반적인 방법에 따라 제조할 수 있다. 예를 들어, 상술한 구성성분과 기타 첨가제를 동시에 혼합한 후, 압출기 내에서 용융 압출하여 펠렛 형태로 제조할 수 있다. 그리고 이러한 펠렛을 이용하여 플라스틱 사출 또는 압출 성형품을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 열전도성 절연 수지 조성물은 높은 열전도도와 전기 절연성을 가지며, 굴곡 강도와 같은 기계적 강도가 우수하므로, 종래의 금속을 대체하여 방열용 소재로 널리 사용될 수 있다. 예를 들어, 반도체 칩의 봉지제, 방열판, 기판, 하우징, 전기 커넥터 등에 광범위하게 적용 가능하다.
상기 열전도성 절연 수지 조성물의 성형방법은 특별한 제한이 없으며, 예컨대 압출성형, 사출성형, 진공 성형 등이 모두 적용될 수 있다. 이들은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 실시될 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 상기 열전도성 절연 수지 조성물로 성형된 플라스틱 성형품은 ASTM E1530에 의해 측정한 열전도도가 0.5~20 W/mㆍK이고, 바람직하게는 1.0~15W/mㆍK이며, 보다 바람직하게는 2~7W/mㆍK이다.
그리고 ASTM D257에 의해 측정한 표면저항이 1010~1020 Ω/sq이고, 바람직하게는 1013~1018 Ω/sq이다. 또한 0.25 inch 두께 시편을 사용하여 ASTM D790에 의해 측정한 굴곡강도가 50~200 MPa이고, 바람직하게는 80~150 MPa이다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예
하기의 실시예 및 비교실시예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 열가소성 수지
열가소성 수지로서, 폴리페닐렌 설파이드 수지(PPS)인 Chevron Phillips사의 PR-33을 사용하였다.
(B) 구형의 열전도성 절연 충진제
(B1) 20~30㎛의 평균입경을 갖는 구형의 산화마그네슘인 Ube Material Industries사의 99SBS를 사용하였다.
(B2) 7~10㎛의 평균입경을 갖는 구형의 산화마그네슘인 Ube Material Industries사의 99NC를 사용하였다.
(C) 판상의 열전도성 절연 충진제
3~5㎛의 평균입경을 갖는 판상의 질화붕소인 Momentive사의 CF300을 사용하였다.
(D) 섬유상의 무기 강화제
10㎛의 평균직경을 갖는 유리 단섬유인 NEG사의 T-717PL을 사용하였다.
실시예 1~3 및 비교실시예 1~2
상기 각 구성성분을 하기 표 1에 기재된 바와 같은 함량으로 이축 압출기(twin-screw extruder)에 투입하고, 용융, 혼련 압출하여 펠렛을 제조하였다. 이때, 유리 단섬유(D)는 사이드 피딩(side feeding)으로 투입하였고, 다른 성분들은 메인 호퍼를 통해 투입하였다. 압출 온도는 280~320℃이었다.
제조된 펠렛을 6 Oz 사출기에서 사출 온도 약 300℃의 조건으로 사출하여 시편을 제조하였다. 제조된 시편을 사용하여 하기의 물성 측정 방법으로 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 열전도도(W/mㆍK) : Methis사의 TCi를 사용하여 25℃에서 ASTM E1530에 따라 시편의 열전도도를 측정하였다.
(2) 표면저항(Ω/sp) : Wolfgang Warmbler사의 SRM-110을 사용하여 25℃에서 ASTM D257에 따라 시편의 표면저항을 측정하였다.
(3) 굴곡강도(MPa) : ASTM D790에 따라 0.25 inch 두께 시편의 굴곡강도를 측정하였다.
[표 1]
Figure 112008089007950-PAT00002
[표 2]
Figure 112008089007950-PAT00003
상기 표 1 및 2에 나타난 바와 같이, 구형의 열전도성 절연 충진제와 판상의 열전도성 절연 충진제를 함께 사용하여 제조된 실시예 1~4는 전기전도도가 높고, 표면 저항이 1013 Ω/sq이상으로 높아 전기적으로 절연성을 가지며, 굴곡강도가 우수한 것을 확인할 수 있었다.
이에 비해, 각각 20∼30㎛과 7∼10㎛의 평균입경을 갖는 2종류의 구형 충진제를 사용하여 제조된 비교예 2 및, 20∼30㎛의 평균입경을 구형 충진제를 사용하여 제조된 비교예 1은 열전도도가 1 W/mㆍK미만으로 매우 낮다는 것을 알 수 있었다.
특히, 비교예 2와 같이 서로 다른 평균입경을 갖는 충진제를 사용하더라도, 이들이 모두 구형인 경우에는 열전도도가 낮지만, 본원발명의 실시예 1~4는 구형과 판상의 충진제를 혼합하여 사용하기 때문에 효율적인 열전도 네트워크를 형성하여, 우수한 열전도성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명은 높은 열전도도를 가지며 동시에 전기 절연성이 뛰어나고, 기계적 강도가 우수한 열전도성 절연 수지 조성물을 제공하는 효과를 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (9)

  1. (A) 열가소성 수지 30 내지 80 중량%;
    (B) 구형의 열전도성 절연 충진제와 (C) 판상의 열전도성 절연 충진제의 혼합물 10 내지 60 중량%; 및
    (D) 섬유상의 무기 강화제 10 내지 50 중량%;
    를 포함하는 열전도성 절연 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구형의 열전도성 절연 충진제(B)의 평균입경은 상기 판상의 열전도성 절연 충진제(C)의 평균입경보다 큰 것을 특징으로 하는 열전도성 절연 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 구형의 열전도성 절연 충진제(B)의 평균입경은 5~100㎛이고, 상기 판상의 열전도성 절연 충진제(C)의 평균입경은 0.1~20㎛인 것을 특징으로 하는 열전도성 절연 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구형의 열전도성 절연 충진제(B)와 판상의 열전도성 절연 충진제(C)의 중량비는 1:1 내지 10:1인 것을 특징으로 하는 열전도성 절연 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 구형의 열전도성 절연 충진제(B)는 산화마그네슘, 알루미나, 질화알루미늄 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 판상의 열전도성 충진제(C)는 질화붕소인 것을 특징으로 하는 열전도성 절연 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 열가소성 수지(A)는 폴리페닐렌 설파이드 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리이소부틸렌 수지, 폴리스티렌 수지, ABS 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 액정 폴리머 수지, 폴리비닐리덴 플로라이드 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 열전도성 절연 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 섬유상의 무기 강화제(D)는 유리 단섬유, 유리 장섬유, 탄소 섬유, 탄소 나노 튜브, 현무암 섬유(basalt), 휘스커(whisker), 금속섬유 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 열전도성 절연 수지 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 열전도성 절연 수지 조성물로 이루어지는 플라스틱 성형품.
  9. 제8항에 있어서, 상기 플라스틱 성형품은 ASTM E1530에 의해 측정한 열전도도가 0.5~20 W/mㆍK이고, ASTM D257에 의해 측정한 표면 저항이 1010 ~ 1020 Ω/sp이고, 0.25 inch 두께 시편을 사용하여 ASTM D790에 의해 측정한 굴곡강도가 50~150 MPa인 것을 특징으로 하는 플라스틱 성형품.
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