KR20100079046A - 실록산계 방열 수지 조성물 - Google Patents

실록산계 방열 수지 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20100079046A
KR20100079046A KR1020080137454A KR20080137454A KR20100079046A KR 20100079046 A KR20100079046 A KR 20100079046A KR 1020080137454 A KR1020080137454 A KR 1020080137454A KR 20080137454 A KR20080137454 A KR 20080137454A KR 20100079046 A KR20100079046 A KR 20100079046A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
weight
parts
resin composition
heat dissipating
Prior art date
Application number
KR1020080137454A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100999973B1 (ko
Inventor
남동진
정인수
Original Assignee
남동진
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 남동진 filed Critical 남동진
Priority to KR1020080137454A priority Critical patent/KR100999973B1/ko
Publication of KR20100079046A publication Critical patent/KR20100079046A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100999973B1 publication Critical patent/KR100999973B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C08K5/5406—Silicon-containing compounds containing elements other than oxygen or nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/041—Carbon nanotubes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/56—Organo-metallic compounds, i.e. organic compounds containing a metal-to-carbon bond
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/42—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction
    • H01B7/421—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction for heat dissipation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C08L2203/206—Applications use in electrical or conductive gadgets use in coating or encapsulating of electronic parts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

본 발명은 실록산계 방열 수지 조성물에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 긴 사슬의 작용기를 포함하는 유기실란화합물을 포함하는 것이 특징이며, 이에 따라 기재에 도포하여 경화시킬 때 수많은 개방형 기공(open pore)을 형성되어 방열 특성이 매우 우수하고, 열전도성, 내마모성, 저장안정성도 우수한 피막을 형성하는 실록산계 방열 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

실록산계 방열 수지 조성물{HEAT-DISSIPATING RESIN COMPOSITION COMPRISING SILOXANE COMPOUNDS}
본 발명은 실록산계 방열 수지 조성물에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 긴 사슬의 작용기를 포함하는 유기실란화합물을 포함하는 것이 특징이며, 이에 따라 기재에 도포하여 경화시킬 때 수많은 개방형 기공(open pore)이 형성되어 방열 특성이 뛰어나고, 가공성, 내식성, 내용제성, 도막밀착성 및 전기절연성도 우수한 피막을 형성하는 실록산계 방열 피복 조성물에 관한 것이다.
최근 전자기기의 고성능화, 소형화 및 고기능화에 따라 전자부품 회로에서의 발열량이 증가함에 따라 기기의 내부온도가 상승하여 반도체 소자의 오작동, 저항체 부품의 특성변화 및 부품의 수명이 저하되는 문제가 발생하고 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방열 대책으로 다양한 기술이 적용되고 있다. 통상 방열판, 팬 및 파이프 등이 이용되고 있으며, 최근에는 방열성이 우수한 재료가 개발되고 있다.
방열 재료로서 금속을 사용하는 경우에는 단위면적당 발생하는 열을 원하는 수준으로 낮추기 위해서는 복잡한 구조가 필요하고 그에 따른 금속의 사용양이 많 아 결과적으로 전체 제품에서 차지하는 무게 및 부피가 늘어나며 가격 또한 많이 상승하는 단점이 있다.
상기 단점을 극복하기 위해, 금속판에 방열특성을 부여하려는 시도가 이루어지고 있다. 예를 들어, 카본블랙 혹은 티타니아와 같은 적외선 파장영역에서 열방사율이 우수한 안료를 고분자수지에 혼합하여 강판에 도막을 형성함으로써 강판에 흡열 및/또는 방열특성을 부여하는 기술이 시도되고 있는데, 이러한 방법은을 박스 형태의 강판을 사용하는 기기에 적용할 경우 내부의 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있다. 그러나 상기 방법은 우수한 열전도 및 방열특성을 얻기 위해서 열전도성이나 방열성이 좋은 고가의 안료가 다량 포함되어야 하고, 이로 인하여 도막 두께도 증가하기 때문에 제조비가 증가한다.
한편, 최근에 표면전기전도성과 전자기파 차폐성을 가진 강판을 제조하기 위해 강판 표면처리 수지조성물에 Ni, Cu와 같은 고가의 금속분말을 첨가하여 사용하는 방법이 적용되고 있는데, 이러한 기술은 제조비용이 높고 프레스 가공시 스크레치가 발생하는 단점이 있다. 또한 상기 수지조성물은 절연성을 필요로 하는 대부분의 전자기기에 있어 사용이 제한된다.
또한 종래의 방열성을 가진 수지 조성물은 바인더로 유기화합물(고분자수지)을 사용하는데 이것만으로는 방열 특성을 강화하는 도막의 비표면적을 넓게 할 수 있는 개방형 기공(open pore)의 형성이 거의 불가능하다는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자하는 과제는 방열성, 가공성, 내식성, 내용제성, 도막밀착성 및 전기절연성이 우수하고, 유해 물질을 포함하지 않는, 금속 표면처리용 방열 수지 조성물을 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 바인더 수지와 충전제를 포함하는 방열 수지 조성물로서,
상기 바인더 수지는 바인더 수지의 총 고형분 100 중량부에 대하여 (a) 5 내지 75 중량부의 수성 콜로이드 실리카 또는 알콜성 콜로이드 실리카; (b) 0.1 내지 50 중량부의 하기 화학식 (1)로 표시되는 유기실란, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물; 및 (c) 10 내지 60 중량부의 하기 화학식 (2)로 표시되는 유기실란, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물을 포함하며,
상기 충전제는 상기 바인더 수지의 총 고형분 100 중량부에 대하여 (d) 1 내지 300 중량부의 열전도성 금속 또는 탄소 화합물; (e) 0.1 내지 10 중량부의 하기 화학식 (3)으로 표시되는 금속 알콕사이드, 금속염, 금속착화합물, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물; (f) 10 내지 50 중량부의 C1-12 케톤 또는 디케톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 실록산계 방열 수지 조성물을 제공한다:
R1 aSi(OR2)4-a ----- (1)
R3 bSi(OR4)4-b ----- (2)
R5M(OR6)3-c 또는 R5 cM(OR7)3-c ----- (3)
상기 식에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-6 알킬기, 알케닐기, 할로겐화알킬기, 아릴기 및 방향족기 중에서 선택되고,
R3 및 R4는 각각 독립적으로 비닐기, 페닐기, 할로겐기, 니트로기, 니트릴기, 아미노기, 아크릴기, 에폭시기, 머캡토기, 아미드기 중에서 선택된 치환기로 치환되거나 또는 비치환된 C1-6의 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 사이클로알케닐기, 할로겐화알킬기, 아릴기, 방향족기 중에서 선택되며,
R5는 C1-6 알킬기, 알케닐기, 할로겐화 알킬기 및 알릴기 중에서 선택되며, R6 및 R7 은 각각 독립적으로 C1-6 알킬기이고, M은 금속원자 중에서 선택되며,
a는 0 내지 3의 정수이며, b는 1 내지 3의 정수이며, c는 0 내지 3의 정수임.
본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 (a) 수성 콜로이드 실리카 또는 알콜성 콜로이드 실리카의 pH는 1.5 내지 10의 범위인 것이 바람직하며, 수성 또는 알콜성 콜로이드 실리카의 입경은 5 내지 100 nm의 범위인 것이 바람직하고, 7 내지 70 nm의 범위가 더욱 바람직하다. 또한 상기 (a) 수성 콜로이드 실리카 또는 알콜성 콜 로이드 실리카의 함량은 바인더 수지의 총 고형분 100 중량부에 대하여 5 내지 75 중량부가 바람직하며, 10 내지 30 중량부가 더욱 바람직하다.
본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 상기 (b) 화학식 (1) R1 aSi(OR2)4-a 로 표시되는 유기실란, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물은 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 비닐메틸디메톡시실란, 비닐메틸디에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 테트라에톡시실란, 에톡시메틸비닐실라란, 디부톡시메틸실란, 부톡시트리메틸실란, 부틸트리메톡시실란, 디페닐에톡시비닐실란, 메틸트리이소프로폭시실란, 메틸트리아세톡시실란, 테트라페녹시실란, 테트라프로폭시실란 및 비닐트리이소프로폭시실란으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다. 또한 상기 상기 (b) 화학식 (1) R1 aSi(OR2)4-a 로 표시되는 유기실란, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물의 함량은 바인더 수지의 총 고형분 100 중량부에 대하여 0.1 내지 50 중량부가 바람직하며, 1 내지 10 중량부가 더욱 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 상기 (c) 화학식 (2) R3 bSi(OR4)4-b 로 표시되는 유기실란, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물은 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필메틸메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필메틸에톡시실란, 베타 (3, 4 -에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-메타아크릴록시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시 프로필메틸디메톡시실란, 헵타데카플루오로데시트리메톡시실란, 3-메타아크릴록시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타아크릴록시프로필트리스(트리메틸실록시)실란, 메틸트리스(디메틸시록시)실란, 3-아미노프로필트리에폭시 실란, 3-메타글리옥시프로필트리메톡시 실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시 실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, 3-[N-아닐-N-(2-아미노에틸)]아미노프로필트리메톡시실란, 3-(N-아닐-N-글리시딜)아미노프로필트리메톡시실란, 3-(N-아닐-N-메타아크릴로닐]아미노프로필트리메톡시실란, N,N-Bis[3-(트리메톡시시릴)프로필]메타아크릴아마이드, γ-글리시독시트리메틸디메톡시실란으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다. 또한 상기 (c) 화학식 (2) R3 bSi(OR4)4-b 로 표시되는 유기실란, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물의 함량은 바인더 수지의 총 고형분 100 중량부에 대하여 10 내지 60 중량부가 바람직하며, 15 내지 40 중량부가 더욱 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 상기 (d) 열전도성 금속 또는 탄소 화합물은 알루미늄, 아연, 니켈, 구리, 칼슘, 칼륨, 철, 은, 금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속분말, 그의 산화물, 수화물 및 금속염류, 및 카본블랙, 카본나노튜브, 실리콘카바이드, 그라파이트, 질화보론, 질화알루미늄으로 구성된 군으로부터 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다. 또한 상기 (d) 열전도성 금속 또는 탄소 화합물은의 함량은 바인더 수지의 총 고형분 100 중량부에 대하여 1 내지 300 중량부가 바람직하며, 10 내지 200 중량부가 더욱 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 상기 (e) 화학식 (3) R5 cM(OR6)3-c 또는 R5 cM(OR7)3-c 으로 표시되는 금속 알콕사이드, 금속염, 금속착화합물, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물은 알루미늄 부톡사이드, 알루미늄 에톡사이드, 알루미늄 이소프로폭사이드, 알루미늄 아세칠아세토네이트, 트리펜타디오네이트 아이런, 지르코늄 락테이트, 지르코늄 에톡사이드, 지르코늄 부톡사이드, 지르코늄아세틸아세토네이드, 소듐메톡사이드, 포타슘부톡사이드, 티타늄 이소프로폭사이드, 티타늄부톡사이드, 티타늄아세칠아세토네이드, 레늄옥소메톡사이드, 소듐바이카보네이트, 소듐포스페이트, 징크설페이트, 테트라카보닐니켈로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다. 또한 상기 (e) 화학식 (3) R5 cM(OR6)3-c 또는 R5 cM(OR7)3-c 으로 표시되는 금속 알콕사이드, 금속염, 금속착화합물, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물의 함량은 바인더 수지의 총 고형분 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부가 바람직하며, 1 내지 5 중량부가 더욱 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 상기 (f) C1-12 케톤 또는 디케톤은 아세틸아세톤, 아세톤, 메틸에틸케톤, 2, 4-헥산디온으로 이루어진 군으로부터 선택하여 사용할 수 있으며, 사용가능한 함량은 바인더 수지의 총 고형분 100 중량부에 대하여 10 내지 50 중량부가 바람직하며, 20 내지 30 중량부가 더욱 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 상기 바인더 수지의 함량은 방열 수지 조성물 100 중량부에 대하여 20 중량부 이상인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 본 발명에 따른 방열 수지 조성물은 경화촉매 또는 안료 응집 방지 분산제 또는 소포제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
사용가능한 경화촉매로는 초산, 인상, 붕산, 황산, 염산, 질산, 클로로설폰산, 파라-톨루엔 설폰산, 트리클로로아세트산, 다가 인산, 요오드산, 요오드산 무수물 및 과염소산 등의 산촉매 및 가성소다, 암모니아수, 수산화 칼륨, n-부틸아민, 디-n-부틸아민, 이미다졸, 과염소산 암모늄 등의 염기 촉매 또는 이들의 혼합물을 들 수 있으며, 이때, 경화촉매의 함량은 방열 수지 조성물 100 중량부에 대하여 5 중량부 이하인 것이 바람직하다.
또한 사용가능한 안료 응집 방지 분산제는 BYK Chemie사의 상품명 BYK-110 또는 BYK-111 등을 들 수 있으며, 안료 응집 방지 분산제의 함량은 방열 수지 조성물 100 중량부에 대하여 2 중량부 이하인 것이 바람직하다.
또한 사용가능한 소포제는 BN-메틸에탄올아민, N-에틸에탄올아민 및 N-메틸프로판올아민으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 소포제의 함량은 방열 수지 조성물 100 중량부에 대하여 2 중량부 이하인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 본 발명의 방열 수지 조성물은 1 내지 30 중량부의 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리우레탄 수지, 불소수지, 페놀 수지, 아크릴 수지 및 폴리카르보네이트 수지 등에서 선택된 1종 이상의 수지를 더 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 일실시예에 의하면, 본 발명의 방열 수지 조성물은 벤조페논, 벤조트리아졸, 페놀류 등의 자외선 흡수제 또는 디메틸실록산과 폴리에테르의 블록공중합체 또는 그라프트 공중합체 또는 불소계 계면 활성제 등을 포함할 수 있다.
본 발명에 따라 제공되는 실록산계 방열 수지 조성물은 기존의 방열 수지 조성물에 비해 도포되는 수지의 두께가 얇으면서도 방열특성이 뛰어나며, 내식성, 프레스 가공성, 표면전기 절연성 및 내용제성이 우수하고, 크롬 등의 6대 유해 물질 성분을 포함하지 않아 친환경적이다.
본 발명에 따른 방열 수지 조성물은 기본 바인더 수지를 구성하는 성분으로서 긴 사슬 작용기를 갖는 유기실란 화합물을 포함하는 것이 특징이다. 이와 같은 긴 사슬의 작용기의 입체적 장애로 인해 본 발명에 따른 수지 조성물은 기재상에 경화시킬 때, 직경이 마이크론 이하인 수많은 개방형 기공을 형성하게 되며, 이러한 사실은 염료 또는 안료의 착색 또는 염색 실험을 통하여 확인할 수 있었다.
경화된 피막에 많은 기공이 형성되어 있는 경우, 그 기공을 통하여 수분, 또는 공기, 이산화탄소와 같은 가스류의 통과가 용이해지며, 접촉 면적이 증가되어, 열의 복사, 자연대류 효과가 극대화된다. 예를 들어, 라디에이터의 경우 얇은 핀을 많이 세울수록 열의 복사 및 자연대류가 잘되어 주변이 잘 더워지는 것을 비교하여 보면 알 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 방열 수지 조성물은 내부의 열을 최대한 외부로 방출할 수 있는 수많은 서브마이크론 또는 마이크론 수준의 방열핀을 형성한 것과 같은 효과를 얻는다고 볼 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 실록산계 방열 피복 조성물은 본 발명은 바인더 수지와 충전제를 포함하며, 바인더 수지는 바인더 수지의 총 고형분 100 중량부에 대하여 (a) 5 내지 75 중량부의 수성 콜로이드 실리카 또는 알콜성 콜로이드 실리카; (b) 0.1 내지 50 중량부의 하기 화학식 (1)로 표시되는 유기실란, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물; 및 (c) 10 내지 60 중량부의 하기 화학식 (2)로 표시되는 유기실란, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물을 포함하고, 충전제는 상기 바인더 수지의 총 고형분 100 중량부를 기준으로 (d) 1 내지 200 중량부의 열전도성 금속 또는 탄소 화합물; (e) 0.1 내지 10 중량부의 하기 화학식 (3)으로 표시되는 금속 알콕사이드, 금속염, 금속착화합물, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물; (f) 10 내지 50 중량부의 C1-12 케톤 또는 디케톤을 포함하는 것이 특징이다.
R1 aSi(OR2)4-a ----- (1)
R3 bSi(OR4)4-b ----- (2)
R5M(OR6)3-c 또는 R5 cM(OR7)3-c ----- (3)
상기 식에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-6 알킬기, 알케닐기, 할로겐화알킬기, 알릴기 및 방향족기 중에서 선택되고,
R3 및 R4는 각각 독립적으로 비닐기, 페닐기, 할로겐기, 니트로기, 니트릴기, 아미노기, 아크릴기, 에폭시기, 머캡토기, 아미드기 중에서 선택된 치환기로 치환되거나 또는 비치환된 C1-6의 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 사이클로알케닐기, 할로겐화알킬기, 아릴기, 방향족기 중에서 선택되며,
R5은 C1-6 알킬기, 알케닐기, 할로겐화 알킬기 및 알릴기 중에서 선택되며, R6 및 R7 은 각각 독립적으로 C1-6 알킬기이고, M은 금속원자 중에서 선택되며,
a는 0 내지 3의 정수이며, b는 1 내지 3의 정수이며, c는 0 내지 3의 정수이다.
본 발명의 바인더 수지에 사용되는 (a) 수성 콜로이드 실리카 또는 알콜성 콜로이드 실리카는 통상적으로 입경이 5 내지 100 nm 범위인 무정형 실리카 입자의 졸 또는 안정한 분산액이다. 상기 분산액은 예를 들어 널리 시판되고 있는 상품명 루독스(Ludox; 이. 아이. 듀퐁 캄파니 리미티드사) 또는 스노우텍스(Snowtex; 일산화학공업) 등의 제품을 사용할 수 있다. 분산액의 pH 조절 및 저장안정성의 면에서 상기 실리카 입자 크기는 7 내지 70 nm가 바람직하며, 콜로이드 실리카 입자의 함량은 바인더 수지혼합물의 총 고형물 100 중량부에 대하여 5 내지 75 중량부이며, 바람직하게는 10 내지 30 중량부이다.
본 발명의 바인더 수지에 사용되는 다른 성분은 (b) 화학식 (1) R1 aSi(OR2)4-a로 표시되는 유기실란, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물이다. 상기 화학식(1)에서 a가 1 이상인 경우, R1은 메틸기가 가장 바람직한데, 그 이유는 알킬기가 길어지면 조성물이 연질이 되기 때문이다. 필요에 따라, 메틸기를 갖는 것과 이와 다른 라디칼을 갖는 것을 병용할 수 있으나, 단, 메틸기를 포함하는 실란 화합물의 몰수가 다른 실란 화합물의 몰수보다 최소한 같거나 많아야 한다. 또한, a가 0인 경우에 R2는 C1-6 알킬기인 것이 바람직하다.
상기 화학식 (1)로 표시되는 유기실란 화합물의 예로는 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 비닐메틸디메톡시실란, 비닐메틸디에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 테트라에톡시실란, 에톡시메틸비닐실라란, 부톡시트리메틸실란, 부틸트리메톡시실란, 디페닐에톡시비닐실란, 메틸트리이소프로폭시실란, 메틸트리아세톡시실란, 테트라페녹시실란, 테트라프로폭시실란, 비닐트리이소프로폭시실란 등을 들 수 있다.
또한 상기 화학식 (1)로 표시되는 유기실란 화합물의 함량은 바인더 수지의 총 고형물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 50 중량부이며, 바람직하게는 1 내지 10 중량부이다.
한편 본 발명 조성물의 바인더 수지는 상기 화합물 외에 (c) 화학식 (2) R3 bSi(OR4)4-b로 표시되는 유기실란 화합물을 포함하는데, 이들 유기실란 화합물은 긴 사슬을 가진 작용기를 포함하고 있다는데 그 특징이 있다. 이와 같은 긴 사슬을 갖는 작용기는 제조된 조성물의 입체적 장애로 인해 조성물을 기재상에 경화시킬 때, 마이크론 이하의 지름을 가지는 수많은 개방형 기공(open pore)를 형성하게 된다. 이 사실은 이는 염료 또는 안료의 착색 또는 염색 실험을 통하여 확인할 수 있다.
상기 화학식 (2) R3 bSi(OR4)4-b 로 표시되는 유기실란 화합물의 예로는 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필메틸메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필메틸에톡시실란, 베타 (3, 4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-메타아크릴록시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 헵타데카플루오로데시트리메톡시실란, 3-메타아크릴록시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타아크릴록시프로필트리스(트리메틸실록시)실란, 메틸트리스(디메틸시록시)실란, 3-아미노프로필트리에폭시 실란, 3-메타글리옥시프로필트리메톡시 실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시 실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, 3-[N-아닐-N-(2-아미노에틸)]아미노프로필트리메톡시실란, 3-(N-아닐-N-글리시딜)아미노프로필트리메톡시실란, 3-(N-아닐-N-메타아크릴로닐]아미노프로필트리메톡시실란, N,N-Bis[3-(트리메톡시시닐)프로필]메타아크릴아마이드, γ-글리시독시트리메틸디메톡시실란 등을 들 수 있다. 또한 상 기 유기실란 화합물의 함량은 상기 바인더 수지의 총 고형물 중량을 기준으로 10 내지 60 중량부이며, 바람직하게는 15 내지 40 중량부이다.
본 발명의 실록산계 피복 방열 조성물 중에 사용되는 (d) 열전도성 물질은 예를 들어 알루미늄, 아연, 니켈, 구리, 칼슘, 칼륨, 철, 은, 아연, 금 등의 금속분말 및 그 산화물과 수화물 또는 상기금속염류 그리고 카본나노튜브, 카본블랙, 실리콘카바이드, 그라파이트, 질화보론, 질화알루미늄 등을 사용할 수 있으며, 이러한 열전도성 물질은 본 발명에 따른 수지 조성물의 열전도성 및 열방사성을 개선시키는 작용을 한다. 상기 열전도성 물질을 바인더 수지에 혼합함으로써 기재상에 경화된 피복물의 열전도율을 약 1.50 내지 5.0 의 범위로 조절할 수 있다. 또한 상기 열전도성 물질의 사용 함량은 1 내지 200 중량부가 바람직하며, 1 내지 100 중량부가 더욱 바람직하다.
한편 본 발명에 따른 방열 수지 조성물 중의 (e) 금속 알콕사이드, 금속염 및 금속착화합물은 경화 촉매 및 가교 결합제로서의 역할을 하는데, 화학식 (3) R5M(OR6)3-c 또는 R5 cM(OR7)3-c 로 표시되는 화합물이다. 상기 금속 알콕사이드, 금속염 및 금속착화합물은 상기 바인더 수지의 성분 (a), (b), (c) 및 충전제 (d)와 반응하여 3차원 구조의 안정한 분자 덩어리를 형성함으로써 저장 안정성을 개선시킴과 동시에 피막형성 후 가열 경화시킬 때 경화 속도를 현저하게 촉진시킨다. 따라서 낮은 온도에서 짧은 시간 내에 우수한 경도의 피막을 얻을 수 있다.
상기 금속 알콕사이드, 금속 염 및 금속 착화합물은 저장안정성 및 경화특성 을 고려하여 단독으로 가수분해 및 부분 축합시켜 사용할 수 있으며, 상기 화학식 (1) 또는 (2)의 유기실란 화합물과 선택적으로 함께 반응시켜 안정한 분자 덩어리를 형성한 후 다시 가수분해 및 축합시켜 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 방열 수지 조성물에 사용될 수 있는 (e) 금속 알콕사이드, 금속 염 및 금속 착화합물의 예로는 알루미늄 부톡사이드, 알루미늄 에톡사이드, 알루미늄 이소프로폭사이드, 알루미늄 아세칠아세토네이트, 트리펜타디오네이트 아이런, 지르코늄 락테이트, 지르코늄 에톡사이드, 지르코늄 부톡사이드, 지르코늄아세틸아세토네이드, 소듐메톡사이드, 포타슘부톡사이드, 티타늄 이소프로폭사이드, 티타늄부톡사이드, 티타늄아세칠아세토네이드, 레늄옥소메톡사이드, 소듐바이카보네이트, 소듐포스페이트, 징크설페이트, 테트라카보닐니켈 등을 들 수 있다.
또한 상기 (e) 금속 알콕사이드, 금속 염 및 금속 착화합물의 함량은 성분 상기 바인더 수지의 총 고형분에 대하여 0.1 내지 10 중량부가 적절하며, 1 내지 5 중량부가 더욱 바람직하다. 상기 성분의 함량이 0.1 미만일 경우에는 상대적으로 경도가 약화되며, 10 중량부를 초과할 경우에는 표면 경화가 너무 빨리 이루어져 작업성이 저하된다.
본 발명에 따른 실록산계 방열 피복 조성물의 제조시 상기 바인더 수지와 (d) 열전도성 화합물 및 (e) 금속 알콕사이드, 금속염 및 금속 착화합물은 균일하게 혼합될 수 있어야 하므로 서로 상용성이 있어야 한다. 이때, 혼합이 불균일하게 되면 최종 제품에 오반 및 반점이 나타나게 되어 도막의 균일성이 저하된다.
본 발명에 따른 방열 피복 조성물에 사용될 수 있는 (f) 착체는 C1-12 케톤 또는 디케톤 화합물로서, 다른 성분들의 축합 반응을 억제하여 저장 안정성을 현저하게 개선시키는 작용을 한다. 이와 같은 (f) 착체의 예로는 아세틸아세톤, 아세톤, 메틸에틸케톤, 2, 4-헥산디온 등을 들 수 있으며, 이들의 함량은 수지혼합물의 총 고형분 100 중량부에 대하여 10 내지 50 중량부가 적절하고, 20 내지 30 중량부가 바람직하다.
한편 본 발명에 따른 실록산계 방열 수지 조성물에서, 상기 바인더 수지의 함량은 방열 수지 조성물 100 중량부에 대하여 20 중량부 이상인 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 실록산계 방열 수지 조성물은 저장안정성 및 내마모성 등의 제반 물성을 고려하여 pH 및 반응 속도를 조절할 필요가 있다. 이를 위해 경화 촉매를 사용할 수 있는데, 그 예로는 초산, 인상, 붕산, 황산, 염산, 질산, 클로로설폰산, 파라-톨루엔 설폰산, 트리클로로아세트산, 다가 인산, 요오드산, 요오드산 무수물 및 과염소산 등의 산촉매 및 가성소다, 암모니아수, 수산화 칼륨, n-부틸아민, 디-n-부틸아민, 이미다졸, 과염소산 암모늄 등의 염기 등을 들 수 있으며, 상기 촉매들은 피복 조성물의 최종 pH 또는 사용된 각 성분에 따른 반응 속도와 적용 기재에 대한 부착성 등을 고려하여 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있다.
본 발명의 방열 피복 조성물은 상기 성분들 이외에도 기재와의 부착성, 가공성 등을 보다 개선시킬 목적으로 본 발명 조성물의 물성이 저하되지 않는 양으로 다양한 첨가제를 포함할 수 있다. 본 발명 조성물에 사용될 수 있는 첨가제의 예로는 폴리올레핀계 에폭시수지, 사이클로헥산 옥사이드, 폴리글리시딜 에스테르, 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 에폭시 아크릴레이트, 벤조페논, 벤조트리아졸, 페놀류 등의 자외선 흡수제, 도포성을 개선하기 위한 다양한 계면 활성제, 예컨대 디메틸실록산과 폴리에테르의 블록공중합체 또는 그라프트 공중합체 또는 불소계 계면 활성제 등을 들 수 있다.
예를 들어, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리우레탄 수지, 불소수지, 페놀 수지, 아크릴 수지 및 폴리카르보네이트 등의 수지들은 도막의 유연성을 부여하는데 기여하며, 단독 또는 2종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다. 또한 상기 수지는 본 발명에 따른 방열 수지 조성물 100중량부에 대하여 30 중량부 이하로 배합되는 것이 바람직하다. 만일 상기 수지의 함량이 30 중량부를 초과할 경우에는 개방형 기공이 생성되기 힘들기 때문에 방열성능에 영향을 줄 수 있어 바람직하지 않다. 상기 수지들은 본 발명에 있어서, 임의적인 성분으로서 배합량이 한정되지는 않지만, 도막에 충분한 유연성을 부여하기 위해서는 방열 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 이상으로 배합되는 것이 바람직하다.
한편 본 발명에 따른 방열 수지 조성물은 필요에 따라 안료 응집방지 분산제를 첨가하여 제조할 수 있다. 사용가능한 분산제의 예로는 BYK Chemie사의 상품명 BYK-110, 111 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 안료 응집방지 분산제는 방열 수지 조성물 100 중량부에 대하여 2 중량부 이하로 배합되는 것이 바람직하다. 안료 응집방지 분산제의 함량이 2 중량부를 초과하면 강판상에 형성된 수지 조성물 도막의 물성이 저하되므로 바람직하지 않다. 또한 안료 응집방지 분산제는 본 발명의 필수 구성 성분이 아니므로, 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있지만, 첨가에 따른 충분한 안료 분산 효과를 나타내도록 하기 위해서는 방열수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 이상으로 배합되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 방열 수지 조성물에는 필요에 따라 기포 제거를 위해 소포제를 첨가하여 사용할 수 있다. 사용가능한 소포제로는 N-메틸에탄올아민, N-에틸에탄올아민 및 N-메틸프로판올아민 등을 들 수 있으며, BYK chemie사의 상품명 BYK-066N이 바람직하다. 본 발명의 조성물에 첨가할 때 상기 소포제는 단독 혹은 2종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
상기 소포제는 방열 수지 조성물 100 중량부에 대하여 2 중량부 이하로 배합되는 것이 바람직하다. 사용되는 소포제의 함량이 2 중량부를 초과하면 코팅 강판의 표면 품질이 저하되므로 바람직하지 않다. 본 발명에서 소포제는 임의적인 성분으로 배합량의 하한선이 한정되는 것은 아니지만, 첨가에 따른 충분한 기포제거 효과를 나타내기 위해서는 방열 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 이상으로 배합되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 방열 수지 조성물은 통상 알콜류, 셀로솔브류 등의 유기용매 및 케톤류에 희석하여 사용한다. 이러한 유기용매의 예로는 메탄올, 에탄올, 이소프로탄올, 부탄올, 디아세톤알콜, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브, 셀로솔브아세테이트 등 중에서 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 총 고형분이 10 내지 50 % 되도록 조절하여 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 희석액의 사용량에 따라 방열수지 조성물의 점도가 조절되는데, 용매의 양은 특별히 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 방법에 따라 그 사용량을 적절히 조절하여 사용하면 된다. 예를 들어, 포드 컵(Ford Cup) #4에서 배출되는데 20~100초가 소요되는 정도의 점도가 되는 양으로 조절될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 방열 수지 조성물은 본 기술 분야에서 사용되는 통상적인 도포 방법, 예를 들어, 실크 스크린 피복, 롤 피복, 분사 피복, 침적 피복 또는 스핀 피복 등의 방법으로 다양한 기재 위에 도포할 수 있다. 본 발명에 따른 방열 수지 조성물은 코팅 후, 저온에서 경화가 가능한 것이 특징이다. 사용된 성분들 및 그들의 배합비에 따라 다소 차이가 있으나 일반적으로 기재의 변형점 미만의 온도, 예컨대 60 내지 250℃ (PMT: Peak metal temperature)의 온도 범위에서 약 20분 내지 수 시간 동안 경화시킨다. 60℃ 미만에서는 충분한 건조에 장시간이 요구되며, 250℃도 정도면 충분히 건조되므로 더 이상의 온도증가는 비경제적이다.
본 발명의 방열 피복 조성물은 고체 기재, 특히 금속기재와 접촉시킨 후 공기 중에 노출시켜 상온 또는 50℃ 이하의 온도에서 수분 내에 끈적거림이 없이 신속하게 경화하는 피막을 형성함으로써 작업장에서 먼지 등에 의한 오염 가능성이 적고 최종 경화도 비교적 낮은 온도에서 수행할 수 있어 작업성이 우수할 뿐만 아니라 경화 중에 금속기재의 변형도 방지할 수 있다.
본 발명에 의한 방열 수지 조성물을 금속기재에 도포할 때, 도포 두께는 약 20~80㎛ 정도에서 가장 좋은 방열성능을 나타낸다.
본 발명의 실록산계 방열 피복 조성물에 의하여 형성된 피막은 우수한 도막경도, 내용매성, 부착성, 열전도성, 열방사성 등의 특성을 가지며, 경화시 변색이 없고, 1.50 내지 5.0의 범위 내에서 임의로 열전도율을 조절할 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 예시하고자 하지만 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
본 발명에 따른 실록산계 방열 수지 조성물에 사용되는 바인더 수지를 제조하기 위해 3-메타아크릴록시프로필트리스(트리메틸실록시)실란 250g, 테트라에톡시실란 100g 및 메탄올 146g을 플라스크에 넣고 교반하였다. 상기 혼합물에 티타늄 이소프로폭사이드 7.3g을 첨가한 다음, 맑은 용액이 될 때까지 재차 교반하였다. 상기 교반된 혼합물을 25℃로 냉각하면서 pH 2.5의 염산 수용액 80g을 적가한 다음 수 시간동안 반응시켰다. 그 다음, 콜로이드 실리카 200g을 첨가하고 수 시간 동안 숙성시켜 바인더 수지를 제조하였다.
상기 바인더 수지에 충전제로서 2~5 ㎛ 크기의 알루미나 파우더 300g, 1~2㎛ 크기의 산화아연 200g, 1~2 ㎛ 크기의 질화보론 100g, 1~2㎛ 크기의 질화알루미늄 50g, 4~7㎛ 크기의 그라파이트 10g을 넣어 고속 분산시킨 후 24시간 숙성시켰다. 상기 숙성된 혼합물을 0.3T, 20X100mm 크기의 50계열 알루미늄(5020) 시트에 피복시킨 후 200℃에서 60분간 경화시켰다.
실시예 2
바인더 수지의 제조에 3-메타아크릴록시프로필트리스(트리메틸실록시)실란 175g 및 테트라에톡시실란 175g을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에 기재된 방법과 동일하게 방열 수지 조성물을 제조한 후 경화시켰다.
실시예 3
충전제로서 2~5㎛ 크기의 알루미나 파우더 400g, 1~2㎛ 크기의 산화아연 300g, 1~2㎛ 크기의 질화보론 50g, 1~2㎛ 크기의 질화알루미늄 30g, 4~7㎛ 크기의 그라파이트 5g을 사용한 제외하고는 상기 실시예 1에 기재된 방법과 동일하게 방열 수지 조성물을 제조한 후 경화시켰다.
실시예 4
충전제로서 2~5㎛ 크기의 알루미나 파우더 400g, 1~2㎛ 크기의 산화아연 300g, 1~2㎛ 크기의 질화보론 50g, 1~2㎛ 크기의 질화알루미늄 30g, 4~7㎛ 크기의 그라파이트 5g 을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2에 기재된 방법과 동일하게 방열 수지 조성물을 제조한 후 경화시켰다.
비교예 1
충전제로서 2~5㎛ 크기의 알루미나 파우더 500g, 1~2㎛ 크기의 산화아연 300g을 사용하였으며, 질화알루미늄, 질화보론, 그라파이트 파우더를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1에 기재된 방법과 동일하게 제조하였다.
비교예 2
바인더 수지로 에폭시폴리머를 사용하였으며, 기재에 도포 후 150℃에서 1시 간 경화한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에 기재된 방법과 동일하게 제조하였다. 비교예 3
바인더 수지로 우레탄폴리머를 사용하였으며, 기재에 도포 후 150℃에서 1시간 경화한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에 기재된 방법과 동일하게 제조하였다.
비교예 4
바인더 수지로 아크릴레이트폴리머를 사용하였으며 기재에 도포 후 150℃에서 1시간 경화한 것을 제외하고는 상기 실시예 1에 기재된 방법과 동일하게 제조하였다.
실험예: 물성 비교 평가
상기 실시예 및 비교예서 제조된 각각의 방열 수지 조성물로 형성된 피막의 물성을 시험한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Figure 112008090741115-PAT00001
각 조성물의 구체적인 물성평가 방법은 다음과 같다.
1) 저장안정성
25℃에서 1개월간 저장하였을 때의 점도 변화로 평가하였다. 각각의 점도 변화에 대하여 평가결과는 다음과 같이 표시하였다.
[평가기준]
1 미만 : ◎ 1 내지 4 : ○ 4 내지 10 : △ 10 이상 : ×
2) 도막 경도
1kg 하중에서 연필경도계를 사용하여 측정하였다.
3) 가공성
ASTM D 3359에 따라 피막에 1mm 간격으로 칸을 그어 100칸을 만든 후 3M사의 폭 24 mm 셀로판테이프를 이용하여 5회 박리 시험을 실시하였다. 박리 시험 후에도 부착되어 있는 칸수를 세어서 부착성을 평가하였다.
[평가기준]
우수 : 도막 박리수 0개, 양호 : 도막 박리수 1~3개, 불량 : 도막 박리수 4개 이상
4) 내용제성
방열 코팅판을 50x100mm 크기로 시편을 만든 후 메틸 에틸 케톤 또는 아세톤을 적신 가제로 문지를 때 도막이 박리될 때까지의 횟수(약 1Kgf의 힘)로 판정했다.
[평가기준]
우수 : 20회 이상, 양호 : 10~20회, 미흡: 5~10회, 불량 : 5회 이하
5) 내식성
평판내식성은 ASTM B117에 규정한 방법에 의해 염수분무 실험을 행한 후 방열 코팅판의 내식성을 측정하고, 평점은 5% 백청 발생까지의 시간으로 평가하였다. 다음 기준에 의해 평가하였다.
[평가기준]
우수 : 120시간 후 백청발생 면적 5% 미만,
양호 : 72-120시간 후 백청 발생 면적 5% 미만,
미흡 : 48-72시간 후 백청 발생 면적 5% 미만,
불량 : 48시간 후 백청 발생 면적 5% 이상
6) 착색투과율
상기 열전도성물질들을 배제한 피복 조성물을 미국 PPG사의 CR-39수지를 두께 5mm로 캐스팅해 만든 크기 50X50mm 크기의 플라스틱 시트에 도포한 후 BPI 선브라운 염료(브레인 파우어 인코포레이티드사) 0.2 중량%의 수용액으로 피복된 상기 코팅된 기재를 90℃에서 5분 동안 침적시킨 후 기재의 투과율을 측정하고 피막을 벗겨낸 후 플라스틱 기재로 침투된 상태의 투과율을 측정한다.
7) 염색성과 열방사율과의 상관관계
기공이 많은 경우에는 그 기공을 통하여 수분, 또는 공기, 이산화탄소와 같은 가스류의 통과가 쉽고, 다시 말해 접촉 면적이 넓어지기 때문에 열의 복사, 자연대류 효과가 극대화된다. 예를 들어, 라디에이터의 경우 얇은 핀을 많이 세울수록 열의 복사 및 자연대류가 잘되어 주변이 잘 더워지는 것을 비교하여 보면 알 수 있다. 따라서 내부의 열을 최대한 외부로 방출할 수 있는 수많은 서브마이크론 또는 마이크론 수준의 방열핀을 형성한 것과 같은 효과라고 볼 수 있다.
8) 방열특성
열원에 같은 크기의 Bare Al 기재와 각 제작샘플, 같은 크기의 AAO와 각 제작샘플을 부착시킨 후 동일조건에서 열원에 똑같이 1.7A, 7.4V 의 에너지를 가한 후 약 1시간 경과 뒤에 열원의 온도를 측정하여 각 샘플간 열원 온도의 변화 ??를 구하였다. ??가 크면 클수록 동일조건에서 방열성능이 더 좋다는 의미가 된다.
상기 실시예 및 실험예를 통해, 본 발명에 따른 실록산계 방열 수지 조성물 의 내마모성, 내용매성, 부착성, 내후성, 열전도성, 열방사성 및 저장안정성이 우수하다는 것과 특히 알루미늄, 구리, 철, 은, 금, 니켈, 아연 등의 금속표면에 도포하였을 때 방열 성능이 매우 뛰어나다는 사실을 확인할 수 있었다.

Claims (17)

  1. 바인더 수지와 충전제를 포함하는 방열 수지 조성물에 있어서,
    상기 바인더 수지는 바인더 수지의 총 고형분 100 중량부에 대하여 (a) 5 내지 75 중량부의 수성 콜로이드 실리카 또는 알콜성 콜로이드 실리카; (b) 0.1 내지 50 중량부의 하기 화학식 (1)로 표시되는 유기실란, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물; 및 (c) 10 내지 60 중량부의 하기 화학식 (2)로 표시되는 유기실란, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물을 포함하며,
    상기 충전제는 상기 바인더 수지의 총 고형분 100 중량부에 대하여 (d) 1 내지 300 중량부의 열전도성 금속 또는 탄소 화합물; (e) 0.1 내지 10 중량부의 하기 화학식 (3)으로 표시되는 금속 알콕사이드, 금속염, 금속착화합물, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물; (f) 10 내지 50 중량부의 C1-12 케톤 또는 디케톤을 포함하는 것을 특징으로 하는 실록산계 방열 수지 조성물:
    R1 aSi(OR2)4-a ----- (1)
    R3 bSi(OR4)4-b ----- (2)
    R5M(OR6)3-c 또는 R5 cM(OR7)3-c ----- (3)
    상기 식에서,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 C1-6 알킬기, 알케닐기, 할로겐화알킬기, 알릴기 및 방향족기 중에서 선택되고,
    R3 및 R4는 각각 독립적으로 비닐기, 페닐기, 할로겐기, 니트로기, 니트릴기, 아미노기, 아크릴기, 에폭시기, 머캡토기, 아미드기 중에서 선택된 치환기로 치환되거나 또는 비치환된 C1-6의 알킬기, 사이클로알킬기, 알케닐기, 사이클로알케닐기, 할로겐화알킬기, 아릴기, 방향족기 중에서 선택되며,
    R5은 C1-6 알킬기, 알케닐기, 할로겐화 알킬기 및 알릴기 중에서 선택되며, R6 및 R7 은 각각 독립적으로 C1-6 알킬기이고, M은 금속원자 중에서 선택되며,
    a는 0 내지 3의 정수이며, b는 1 내지 3의 정수이며, c는 0 내지 3의 정수임.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (a) 수성 콜로이드 실리카 또는 알콜성 콜로이드 실리카의 pH는 1.5 내지 10의 범위인 것을 특징으로 하는 실록산계 방열 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (a) 수성 또는 알콜성 콜로이드 실리카의 입경은 5 내지 100 nm의 범위인 것을 특징으로 하는 실록산계 방열 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (b) 화학식 (1) R1 aSi(OR2)4-a 로 표시되는 유기실란, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물은 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 비닐메틸디메톡시실란, 비닐메틸디에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 테트라에톡시실란, 에톡시메틸비닐실라란, 디부톡시메틸실란, 부톡시트리메틸실란, 부틸트리메톡시실란, 디페닐에톡시비닐실란, 메틸트리이소프로폭시실란, 메틸트리아세톡시실란, 테트라페녹시실란, 테트라프로폭시실란 및 비닐트리이소프로폭시실란으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 실록산계 방열 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (c) 화학식 (2) R3 bSi(OR4)4-b 로 표시되는 유기실란, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물은 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필메틸메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필메틸에톡시실란, 베타 (3, 4 -에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-메타아크릴록시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 헵타데카플루오로데시트리메톡시실란, 3-메타아크릴록시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타아크릴록시프로필트리스(트리메틸실록시)실란, 메틸트리스(디메틸시록시)실란, 3-아미노프로필트리에폭시 실란, 3-메타글리옥시프로필트리메톡시 실란, 3-메 르캅토프로필트리메톡시 실란, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, 3-[N-아닐-N-(2-아미노에틸)]아미노프로필트리메톡시실란, 3-(N-아닐-N-글리시딜)아미노프로필트리메톡시실란, 3-(N-아닐-N-메타아크릴로닐]아미노프로필트리메톡시실란, N,N-Bis[3-(트리메톡시시닐)프로필]메타아크릴아마이드, γ-글리시독시트리메틸디메톡시실란으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 실록산계 방열 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 (d) 열전도성 금속 또는 탄소 화합물은 알루미늄, 아연, 니켈, 구리, 칼슘, 칼륨, 철, 은, 금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속분말, 그의 산화물, 수화물 및 금속염류, 및 카본블랙, 카본나노튜브, 실리콘카바이드, 그라파이트, 질화보론, 질화알루미늄으로 구성된 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 실록산계 방열 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 (e) 화학식 (3) R5 cM(OR6)3-c 또는 R5 cM(OR7)3-c 으로 표시되는 금속 알콕사이드, 금속염, 금속착화합물, 그의 가수분해물 또는 그의 부분축합물은 알루미늄 부톡사이드, 알루미늄 에톡사이드, 알루미늄 이소프로폭사이드, 알루미늄 아세칠아세토네이트, 트리펜타디오네이트 아이런, 지르코늄 락테이트, 지르코늄 에톡사이드, 지르코늄 부톡사이드, 지르코늄아세틸아세토네이드, 소듐메톡사이드, 포타슘부톡사이드, 티타늄 이소프로폭사이드, 티타늄부톡사이드, 티타늄아 세칠아세토네이드, 레늄옥소메톡사이드, 소듐바이카보네이트, 소듐포스페이트, 징크설페이트, 테트라카보닐니켈로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 실록산계 방열수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 (f) C1-12 케톤 또는 디케톤은 아세틸아세톤, 아세톤, 메틸에틸케톤, 2, 4-헥산디온으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 실록산계 방열수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 바인더 수지의 함량은 방열 수지 조성물 100 중량부에 대하여 20 중량부 이상인 것을 특징으로 하는 실록산계 방열 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 경화촉매 또는 안료 응집 방지 분산제 또는 소포제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실록산계 방열수지 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 경화촉매는 초산, 인상, 붕산, 황산, 염산, 질산, 클로로설폰산, 파라-톨루엔 설폰산, 트리클로로아세트산, 다가 인산, 요오드산, 요오드산 무수물 및 과염소산으로 구성된 산촉매 및 가성소다, 암모니아수, 수산화 칼륨, n-부틸아민, 디-n-부틸아민, 이미다졸, 과염소산 암모늄으로 구성된 염기 촉매 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 실록산계 방열 수지 조성물.
  12. 제10항에 있어서, 상기 경화촉매의 함량은 방열 수지 조성물 100중량부에 대하여 5중량부 이하인 것을 특징으로 하는 실록산계 방열 수지 조성물.
  13. 제10항에 있어서, 상기 안료 응집 방지 분산제는 BYK Chemie사의 상품명 BYK-110 또는 BYK-111인 것을 특징으로 하는 실록산계 방열 수지 조성물.
  14. 제10항에 있어서, 상기 안료 응집 방지 분산제의 함량은 방열 수지 조성물 100중량부에 대하여 2중량부 이하인 것을 특징으로 하는 실록산계 방열 수지 조성물.
  15. 제10항에 있어서, 상기 소포제는 BN-메틸에탄올아민, N-에틸에탄올아민 및 N-메틸프로판올아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 실록산계 방열 수지 조성물.
  16. 제10항에 있어서, 상기 소포제의 함량은 방열 수지 조성물 100중량부에 대하여 2중량부 이하인 것을 특징으로 하는 실록산계 방열 수지 조성물.
  17. 제10항에 있어서, (g) 1 내지 30 중량부의 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리우레탄 수지, 불소수지, 페놀 수지, 아크릴 수지 및 폴리카르보네이트 수지로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택된 수지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실록산계 방열 수지 조성물.
KR1020080137454A 2008-12-30 2008-12-30 실록산계 방열 수지 조성물 KR100999973B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080137454A KR100999973B1 (ko) 2008-12-30 2008-12-30 실록산계 방열 수지 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080137454A KR100999973B1 (ko) 2008-12-30 2008-12-30 실록산계 방열 수지 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100079046A true KR20100079046A (ko) 2010-07-08
KR100999973B1 KR100999973B1 (ko) 2010-12-13

Family

ID=42640200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080137454A KR100999973B1 (ko) 2008-12-30 2008-12-30 실록산계 방열 수지 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100999973B1 (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101243944B1 (ko) * 2010-11-02 2013-03-13 한국전기연구원 분산성이 개선된 방열 코팅용 습식복합소재 및 이를 이용한 방열 코팅용 습식복합코팅막
KR101478285B1 (ko) * 2013-03-28 2014-12-31 주식회사 나노솔루션 방열 코팅액 조성물 및 이의 제조 방법
WO2015137761A1 (ko) * 2014-03-14 2015-09-17 주식회사 에코인프라홀딩스 졸겔법과 산화 그래핀을 이용한 전도성 방열 그래핀 코팅재의 제조방법 및 동 방법으로 제조된 전도성 방열 그래핀 코팅재
KR20150116717A (ko) * 2014-04-08 2015-10-16 (주)필스톤 고방열 및 고내전압 절연코팅제 조성물 및 그의 제조방법
WO2016163830A1 (ko) * 2015-04-08 2016-10-13 주식회사 아모그린텍 방열 코팅조성물 및 이를 통해 형성된 방열유닛
KR20170079668A (ko) * 2015-12-30 2017-07-10 코오롱인더스트리 주식회사 하드 코팅용 수지 조성물 및 이의 경화물을 코팅층으로 포함하는 하드코팅 필름
WO2018093030A1 (ko) * 2016-11-21 2018-05-24 주식회사 케이씨씨 방열성이 우수한 실리콘 조성물
US11104108B2 (en) 2015-04-08 2021-08-31 Amogreentech Co., Ltd. Heat dissipating coating composition and heat dissipating unit formed using same

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101063916B1 (ko) 2011-03-09 2011-09-14 한국전기연구원 방열 코팅층이 형성된 변압기
KR101644743B1 (ko) 2015-04-08 2016-08-01 동의대학교 산학협력단 열전도성 복합재료 코팅용액, 이의 제조방법 및 이를 이용한 열전도 및 방열 코팅막

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100226979B1 (ko) 1996-06-11 1999-10-15 성재갑 저장안정성, 내마모성 및 착색성이 우수한 실록산계피복조성물
KR100405299B1 (ko) 1998-09-17 2004-04-03 주식회사 엘지화학 내충격성이우수한고굴절률내마모성피복조성물
JP4219793B2 (ja) 2003-11-25 2009-02-04 信越化学工業株式会社 放熱用シリコーングリース組成物

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101243944B1 (ko) * 2010-11-02 2013-03-13 한국전기연구원 분산성이 개선된 방열 코팅용 습식복합소재 및 이를 이용한 방열 코팅용 습식복합코팅막
KR101478285B1 (ko) * 2013-03-28 2014-12-31 주식회사 나노솔루션 방열 코팅액 조성물 및 이의 제조 방법
WO2015137761A1 (ko) * 2014-03-14 2015-09-17 주식회사 에코인프라홀딩스 졸겔법과 산화 그래핀을 이용한 전도성 방열 그래핀 코팅재의 제조방법 및 동 방법으로 제조된 전도성 방열 그래핀 코팅재
KR20150116717A (ko) * 2014-04-08 2015-10-16 (주)필스톤 고방열 및 고내전압 절연코팅제 조성물 및 그의 제조방법
WO2016163830A1 (ko) * 2015-04-08 2016-10-13 주식회사 아모그린텍 방열 코팅조성물 및 이를 통해 형성된 방열유닛
US11104108B2 (en) 2015-04-08 2021-08-31 Amogreentech Co., Ltd. Heat dissipating coating composition and heat dissipating unit formed using same
KR20170079668A (ko) * 2015-12-30 2017-07-10 코오롱인더스트리 주식회사 하드 코팅용 수지 조성물 및 이의 경화물을 코팅층으로 포함하는 하드코팅 필름
WO2018093030A1 (ko) * 2016-11-21 2018-05-24 주식회사 케이씨씨 방열성이 우수한 실리콘 조성물
KR20180056838A (ko) * 2016-11-21 2018-05-30 주식회사 케이씨씨 방열성이 우수한 실리콘 조성물
TWI661006B (zh) * 2016-11-21 2019-06-01 南韓商Ｋｃｃ公司 具有優異熱輻射特性的矽氧烷組合物
CN109906249A (zh) * 2016-11-21 2019-06-18 Ｋｃｃ公司 具有优异的散热性能的硅氧烷组合物

Also Published As

Publication number Publication date
KR100999973B1 (ko) 2010-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100999973B1 (ko) 실록산계 방열 수지 조성물
TWI635169B (zh) Thermally conductive composite sheet
KR101060226B1 (ko) 방열장치 및 방열장치의 제조방법
JP6454954B2 (ja) 組成物、これを用いた反射防止層およびその形成方法、ならびにそれを有するガラスおよび太陽電池モジュール
CN111684030A (zh) 高耐久防雾涂膜和涂布组合物
JP2010007013A (ja) 金属表面用コート材および発光装置、並びに金属表面保護方法
KR101243944B1 (ko) 분산성이 개선된 방열 코팅용 습식복합소재 및 이를 이용한 방열 코팅용 습식복합코팅막
KR101595872B1 (ko) 세라믹 조성물, 그 제조방법 및 이를 이용한 방열부재
TWI794370B (zh) 抗裂的基於矽之平坦化組成物、方法及膜
KR20120068624A (ko) 유/무기 하이브리드 도료 조성물
TW201631044A (zh) 硬化性聚矽氧樹脂組成物及其硬化物
JP2017039802A (ja) 半導体素子保護用材料及び半導体装置
TW201237133A (en) Primer composition and laminate
JP7360274B2 (ja) 高耐久防曇塗膜およびコーティング組成物
KR101495052B1 (ko) 탄소나노튜브를 포함하여 우수한 방열 특성을 가지는 엘이디(led) 조명등기구
CN110862576B (zh) 一种改性氮化硼颗粒及其制备方法和应用
US20150245476A1 (en) Substrate and semiconductor apparatus
JP2006193537A (ja) コーティング用組成物
JP2018030977A (ja) シリコーン樹脂基板、金属層形成シリコーン樹脂基板、シリコーン樹脂硬化基板及び金属層形成シリコーン樹脂硬化基板
JP2021084814A (ja) 表面処理窒化ホウ素の製造方法、表面処理窒化ホウ素、樹脂組成物、及び硬化物
JP6467492B2 (ja) 光半導体用シリコーン樹脂組成物の製造方法およびその硬化物の製造方法
WO2018216443A1 (ja) 固体シリコーン材料、それを用いてなる積層体および発光デバイス
KR20150029446A (ko) 방열 조성물 및 이를 이용한 인쇄회로기판
JP3762675B2 (ja) 熱軟化シート
KR102111071B1 (ko) 열방사 조성물, 이를 이용한 열방사 시트 제조방법, 열방사 시트 및 상기 열방사 시트를 포함하는디바이스

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131203

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141119

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191120

Year of fee payment: 10