KR20180032213A - 수지 조성물, 이로부터 제조된 물품 및 이의 제조 방법 - Google Patents

수지 조성물, 이로부터 제조된 물품 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

열전도성 입자, 보론 나이트라이드 나노튜브 및 매트릭스 수지를 포함하는, 수지 조성물, 이로부터 제조된 물품 및 이의 제조 방법이 개시된다.

Description

수지 조성물, 이로부터 제조된 물품 및 이의 제조 방법{Resin composition, article prepared by using the same and method of preparing the same}
수지 조성물, 이로부터 제조된 물품 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
전자제품의 고집적화, 소형화, 다기능화 및 경량화로 인해 전자제품의 내부에서는 많은 열이 발생할 수 있다. 전자제품 내부에 있는 전자소자에서 발생된 열이 전자제품의 외부로 적절하게 방출되지 않으면 전자제품의 기능이 저하될 수 있으며, 수명을 단축시킬 수 있다.
따라서, 전자소자에 사용되기 적절한 전기절연성을 갖고, 동시에 향상된 열전도도를 갖는 방열재를 제공할 수 있는 재료의 개발이 필요하다.
본 발명의 실시예들은 수지 조성물, 이로부터 제조된 물품 및 이의 제조 방법을 제공한다. 구체적으로, 향상된 열전도성 및 전기절연성을 갖는 수지 조성물, 이로부터 제조된 물품 및 이의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 열전도성 입자, 보론 나이트라이드 나노튜브 및 매트릭스 수지를 포함하는, 수지 조성물이 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 수지 조성물로부터 제조된 물품이 제공된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 열전도성 입자, 보론 나이트라이드 나노튜브 및 매트릭스 수지를 포함하는 수지 조성물을 제공하는 단계; 및
상기 수지 조성물을 가열하거나 경화하여 물품을 형성하는 단계를 포함하는, 물품의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수지 조성물로 제조된 물품은 향상된 열전도도를 갖는다. 뿐만 아니라, 각종 전자제품에 방열재로 채용되기 우수한 특성을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 조성물로 제조된 물품의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2 및 3은 실시예들에서 사용된 보론 나이트라이드 나노튜브의 주사 전자 현미경(SEM: scanning electron microscope) 사진을 도시한 도면이다.
도 4는 실시예들에서 사용된 보론 나이트라이드 나노튜브의 투과 전자 현미경(TEM: transmission electron microscope) 사진을 도시한 도면이다.
도 5는 실시예들에서 사용된 보론 나이트라이드 나노튜브의 X선 회절(XRD: X-ray diffraction) 패턴을 도시한 도면이다.
도 6은 실시예들에서 사용된 육방정 보론 나이트라이드 입자의 SEM 사진을 도시한 도면이다.
도 7은 실시예 1에 따른 원형 디스크 시편의 실물 사진을 도시한 도면이다.
도 8은 실시예 1에 따른 직사각형 빔-형 시편의 실물 사진을 도시한 도면이다.
도 9는 실시예 1에 따른 정사각 플레이트형의 시편의 실물 사진을 도시한 도면이다.
도 10 및 11은 실시예 1에 따른 시편의 파단면을 관찰한 SEM 사진을 도시한 도면이다.
도 12 및 13은 비교예 1에 따른 시편의 파단면을 관찰한 SEM 사진을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
본 명세서 중, 용어 "열전도성 입자의 평균 종횡비(aspect ratio)"는 열전도성 입자의 평균 최장축의 길이를 열전도성 입자의 평균 최단축 길이로 나눈 값을 의미한다.
본 명세서 중, 용어 "보론 나이트라이드 나노튜브의 평균 종횡비"는 보론 나이트라이드 나노튜브의 평균 길이를 보론 나이트라이드 나노튜브의 평균 직경으로 나눈 값을 의미한다.
본 명세서 중, 용어 "보론 나이트라이드 나노튜브"는 보론 나이트라이드로 이루어진 튜브 형상의 재로로서, 이상적으로는 6각 고리가 튜브 축을 따라 평행하게 나열된 형태의 것을 의미한다. 그러나, 6각 고리가 튜브 축에 평행하지 않고, 뒤틀려 나열된 형태의 것도 포함할 수 있다. 또한, 보론 나이트라이드가 다른 재료로 도핑된 것과 같은 변형도 포함할 수 있다.
수지 조성물
본 발명의 일 실시예에 따른 수지 조성물은, 열전도성 입자, 보론 나이트라이드 나노튜브 및 매트릭스 수지를 포함할 수 있다.
특정 이론에 의하여 한정되려는 것은 아니나, 보론 나이트라이드 나노튜브를 포함하지 않는 수지 조성물은 열전도성 입자가 배향된 특정 일 방향으로만 열전도 경로가 형성되는 경향이 있다. 특히, 열전도성 입자의 종횡비가 크면 클수록, 열전도 경로는 특정 일 방향으로 치우칠 수 있다. 이에 따라, 물품에서 특정 다른 방향으로의 열전도도를 저하시키는 경향이 있다. 구체적으로, 보론 나이트라이드 나노튜브를 포함하지 않고 열전도성 입자만을 포함하는 수지 조성물로 제조된 물품이 필름 형상이라고 하였을 때, 상기 필름의 가장 넓은 면에 평행하는 수평 방향의 열전도도는 상대적으로 높을 수 있다. 반면에, 상기 필름의 가장 넓은 면에 직교하는 수직 방향으로의 열전도도가 매우 낮은 경향이 있다.
또한, 특정 이론에 의하여 한정되려는 것은 아니나, 보론 나이트라이드 나노튜브만을 포함하는 수지 조성물은 균일한 사양을 갖는 물품으로 제조하기가 용이하지 않을 수 있다. 구체적으로, 보론 나이트라이드 나노튜브가 서로 얽히어 수지 조성물 내에 고르게 분산되지 않을 수 있고, 이러한 수지 조성물로 제조된 물품은 물품의 일부에서만 원하는 사양(예를 들어 원하는 열전도도)를 갖는 물품이 얻어질 수 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 조성물은 열전도성 입자 및 보론 나이트라이드 나노튜브를 반드시 포함함으로써, 상기 수지 조성물로 제조된 물품에서 열전달 채널이 다양한 방향(예를 들어, 수직 및 수평을 포함하는 다양한 방향)으로 배향될 수 있으므로, 열전도도가 향상될 수 있다.
구체적으로, 열전도성 입자 및 보론 나이트라이드 나노튜브를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 조성물로 제조된 물품은 열전달 채널이 수직 방향으로도 효율적으로 형성되므로, 수평 방향과 수직 방향으로의 열전도도가 동시에 매우 높아질 수 있다. 열전도성 입자 및 보론 나이트라이드 나노튜브를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 조성물로 제조된 물품은 특히 수직 방향으로의 열전도도가 매우 향상될 수 있다. 도 1에서는 수직 방향의 열전달 채널만을 예시적으로 기재하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 조성물로 제조된 물품에서는 수평 방향의 열전달 채널도 존재한다.
상기 열전도성 입자의 형태는 한정되지 않으며, 예를 들어, 구형, 판상형, 큐빅형 등 다양한 형태일 수 있다.
상기 열전도성 입자의 평균 입경은 0.1 μm 내지 150 μm일 수 있다. 예를 들어, 상기 열전도성 입자의 평균 입경은 1 μm 이상, 3 μm 이상, 또는 10 μm 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 다른 예로서, 상기 열전도성 입자의 평균 입경은 120 μm 이하, 100 μm 이하, 90 μm 이하, 80 μm 이하, 50 μm 이하, 30 μm 이하, 또는 20 μm 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 열전도성 입자의 평균 입경이 상기 범위를 만족하면, 상기 수지 조성물 내에 균질하게 분산될 수 있으며, 상기 수지 조성물이 물품을 형성하기 적절한 점도를 가질 수 있고, 상기 수지 조성물로부터 제조된 물품이 얇고 표면이 매끄러울 수 있다.
상기 열전도성 입자의 평균 종횡비는 1 내지 300일 수 있다. 예를 들어, 상기 열전도성 입자의 평균 종횡비는 3 이상, 5 이상, 7 이상 또는 10 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 다른 예로서, 상기 열전도성 입자의 평균 종횡비는 200 이하, 또는 100 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 열전도성 입자의 평균 종횡비가 상기 범위를 만족하면, 수지 조성물 내에 포함될 수 있는 열전도성 입자의 함량이 높아질 수 있으므로, 향상된 열전도도를 갖는 물품을 제공할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 열전도성 입자는 금속 나이트라이드(nitride), 금속 옥사이드(oxide), 금속 옥시나이트라이드(oxynitride), 금속 카바이드(carbide) 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 열전도성 입자는 2족 원소, 13족 원소, 14족 원소 또는 이들의 조합의 나이트라이드, 옥사이드, 옥시나이트라이드 또는 카바이드를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 2족 원소는 베릴륨, 마그네슘 및 칼슘 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 13족 원소는 보론, 알루미늄 및 갈륨 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 14족 원소는 규소, 게르마늄 및 주석 중에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 열전도성 입자는 알루미늄 나이트라이드, 알루미늄 옥사이드, 알루미늄 옥시나이트라이드, 보론 나이트라이드, 보론 옥사이드, 보론 옥시나이트라이드, 실리콘 옥사이드, 실리콘 카바이드, 베릴륨 옥사이드 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 열전도성 입자는 알루미늄 나이트라이드, 보론 나이트라이드 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 다른 예로서, 상기 열전도성 입자는 보론 나이트라이드를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보론 나이트라이드는 높은 열전도도, 높은 기계적 안정성 및/또는 높은 화학적 안정성을 가지므로, 보론 나이트라이드를 포함하는 수지 조성물로 제조된 물품은 높은 열전도도, 높은 기계적 안정성 및/또는 높은 화학적 안정성을 가질 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 열전도성 입자는 육방정 보론 나이트라이드 입자일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 육방정 보론 나이트라이드 입자의 평균 입경은 0.1 μm 내지 150 μm일 수 있고, 상기 육방정 보론 나이트라이드 입자의 평균 종횡비는 10 내지 300일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 평균 직경은 2 nm 내지 1 μm일 수 있다. 예를 들어, 상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 평균 직경은 5 nm 이상, 7 nm 이상, 또는 10 nm 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 다른 예로서, 상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 평균 직경은 800 nm 이하, 500 nm 이하, 또는 200 nm 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 평균 직경이 상기 범위를 만족하면, 상기 수지 조성물 내에 균질하게 분산될 수 있으며, 상기 수지 조성물이 물품을 형성하기 적절한 점도를 가질 수 있고, 상기 수지 조성물로부터 제조된 물품이 얇고 표면이 매끄러울 수 있다.
상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 평균 길이는 0.5 μm 내지 1,000 μm일 수 있다. 예를 들어, 상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 평균 길이는 100 μm 이하, 50 μm 이하 또는 10 μm 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또는, 다른 예로서, 상기 보론 나이트라드 나노뉴트의 평균 길이는 500 μm 이상, 700 μm 이상 또는 900 μm 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 평균 길이가 상기 범위를 만족하면, 상기 수지 조성물로 제조된 물품 내에서 열전달 채널을 적절하게 형성할 수 있어, 상기 물품의 열전도도가 향상될 수 있다.
상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 평균 종횡비는 5 내지 100,000일 수 있다. 예를 들어, 상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 평균 종횡비는 10 내지 10,000일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 평균 종횡비가 상기 범위를 만족하면, 상기 수지 조성물로 제조된 물품 내에서 열전달 채널을 적절하게 형성할 수 있어, 상기 물품의 열전도도가 향상될 수 있다.
상기 매트릭스 수지는 상기 열전도성 입자 및 상기 보론 나이트라이드 나노튜브를 균질하게 분산시키고 고정시킬 수 있는 것이라면 종류가 제한되지 않는다.
예를 들어, 상기 매트릭스 수지는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 매트릭스 수지는 나일론 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리부틸렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아크릴 수지, 스티렌부타디엔 수지, 비닐 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리비닐포르말 수지, 폴리비닐아세테이트 수지, 폴리스티렌 수지, 스티렌디비닐벤젠 수지, 불소 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아미노 수지 및 페놀 수지 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 매트릭스 수지는 열경화성 수지일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 열경화성 수지를 포함하는 수지 조성물은 열전도성 입자 및 보론 나이트라이드 나노튜브의 분산이 상대적으로 용이하며, 기계적 물성도 우수하므로, 열가소성 수지를 포함하는 수지 조성물에 비해 바람직할 수 있다.
구체적으로, 상기 매트릭스 수지는 에폭시 수지일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 에폭시 수지를 포함하는 수지 조성물은 내열성, 내습성, 내구성 및 내약품성 등의 특성이 높을 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 매트릭스 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, o-크레졸 노볼락 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 및 글리시딜아민 에폭시 수지 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
가장 구체적으로, 상기 매트릭스 수지는 수평균 분자량 300 이상의 페놀 노볼락 에폭시 수지이거나/이고, 170 이상의 에폭시 당량을 갖는 페놀 노볼락 에폭시 수지일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 수지 조성물은 상기 수지 조성물의 총 중량을 기준으로, 10 중량% 이상 내지 69 중량% 이하의 상기 열전도성 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 수지 조성물은 상기 수지 조성물의 총 중량을 기준으로, 30 중량% 이상 내지 50 중량% 이하의 상기 열전도성 입자를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 열전도성 입자의 함량이 전술한 범위를 만족하면 우수한 열전도성을 갖는 물품을 제공할 수 있다.
상기 수지 조성물은 상기 수지 조성물의 총 중량을 기준으로, 0 중량% 초과 내지 20 중량% 이하의 상기 보론 나이트라이드 나노튜브를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 수지 조성물은 상기 수지 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.5 중량% 내지 20 중량%, 또는 1 중량% 내지 20 중량%의 상기 보론 나이트라이드 나노튜브를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 함량이 전술한 범위를 만족하면 우수한 열전도성을 갖는 물품을 제공할 수 있다.
상기 수지 조성물은 상기 수지 조성물의 총 중량을 기준으로, 20 중량% 내지 70 중량%의 상기 매트릭스 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 수지 조성물은 상기 수지 조성물의 총 중량을 기준으로, 25 중량% 내지 70 중량%, 또는 30 중량% 내지 50 중량%의 상기 매트릭스 수지를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 매트릭스 수지의 함량이 전술한 범위를 만족하면, 기계적 특성, 물리적 특성 및/또는 화학적 특성이 우수한 물품을 제공할 수 있다.
상기 수지 조성물은 상기 열전도성 입자의 총 중량을 기준으로, 1 중량% 내지 20 중량%의 상기 보론 나이트라이드 나노튜브를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 수지 조성물은 1.5 중량% 내지 4.5 중량%의 상기 보론 나이트라이드 나노 튜브를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 열전도성 입자와 상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 함량비가 전술한 비를 만족하면, 효과적으로 열전달 채널이 형성되므로, 우수한 열전도성을 갖는 물품을 제공할 수 있다.
상기 수지 조성물은 이의 용도 및/또는 제조 방법에 따라 첨가제를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 수지 조성물은 분산제, 가교제, 필러, 점도 개질제, 충격개질제, 경화제, 경화촉진제, 소포제, 웨팅제, 광택 조절제 및 중합 개시제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 분산제는 예를 들어, 케톤류, 에스테르류 및 글리콜에테르류 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 분산제는, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 이소프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트, 이소부틸 아세테이트, 펜틸 아세테이트, 이소펜틸 아세테이트, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 셀로솔브 아세테이트 및 부틸셀로솔브 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 더욱 구체적으로, 상기 분산제는 메틸에틸케톤일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 분산제의 함량 대 상기 열전도성 입자 및 보론 나이트라이드 나노튜브의 함량의 합은 1:1 내지 1:4일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 가교제는 예를 들어, 붕산, 글루타르알데히드, 멜라민, 퍼옥시에스테르계 화합물 및 알코올계 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 충격개질제는 예를 들어, 천연 고무, 플루오로엘라스토머, 에틸렌-프로필렌 고무(EPR), 에틸렌-부텐 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머 고무(EPDM), 아크릴레이트 고무, 수소화된 니트릴 고무(HNBR), 실리콘 엘라스토머, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 코폴리머(SBS), 스티렌-부타디엔 고무 (SBR), 스티렌-(에틸렌-부텐)-스티렌 블록 코폴리머(SEBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 코폴리머(SIS), 스티렌-(에틸렌-프로필렌)-스티렌 블록 코폴리머(SEPS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머(ABS, 벌크 ABS 및 고무 함량이 높은(high-rubber) 그래프트 ABS를 포함함), 아크릴로니트릴-에틸렌-프로필렌-디엔-스티렌 코폴리머(AES) 및 메틸 메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 블록 코폴리머(MBS) 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 경화제는 예를 들어, 아민류, 이미다졸류, 구아닌류, 산무수물류, 디시안디아마이드류 및 폴리아민류 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 경화제는 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-페닐 이미다졸, 비스(2-에틸-4-메틸이미다졸), 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4,5-디히드록시메틸이미다졸, 프탈산 무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물, 메틸부테닐테트라 하이드로프탈산 무수물, 헥사하이드로프탈산 무수물, 메틸하이드로프탈산 무수물, 트리멜리트산 무수물, 피로멜리트산 무수물, 벤조페논테트라카르복시산 무수물 및 나딕메틸 무수물 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 더욱 구체적으로, 상기 경화제는 나딕 메틸 무수물(nadic methyl anhydride)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 경화 촉진제는 예를 들어, 페놀류, 카르복시산류, 아미드류, 설폰 아미드류 및 아민류 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 경화촉진제는, 페놀, 크레졸, 노닐페놀, 벤질 메틸아민, 벤질 디메틸아민 및 DMP-30 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 더욱 구체적으로, 상기 경화 촉진제는 벤질 디메틸아민일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 수지 조성물이 첨가제가 존재하는 경우, 상기 첨가제의 함량은 상기 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 첨가제의 함량은 상기 수지 조성물의 총중량을 기준으로 20 중량% 이하, 더욱 구체적으로, 10 중량% 이하일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 수지 조성물은 열전도성 입자, 보론 나이트라이드 나노튜브 및 매트릭스 수지를 혼합함으로써 제조될 수 있다. 혼합은 용융 혼합 또는 용액 혼합일 수 있다.
선택적으로, 상기 열전도성 입자 및/또는 상기 보론 나이트라이드 나노튜브는 매트릭스 수지에 혼합되기 이전에, 전처리 단계를 거칠 수 있다.
상기 전처리 단계는 상기 열전도성 입자 및/또는 상기 보론 나이트라이드 나노튜브를 용매에 분산시켜 분산액을 얻는 단계; 상기 분산액에 초음파를 적용하는 단계; 및 상기 용매를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 열전도성 입자 및/또는 상기 보론 나이트라이드 나노튜브를 용매에 분산시킨 후, 초음파를 적용하면, 상기 열전도성 입자 및/또는 상기 보론 나이트라이드 나노튜브가 매트릭스 수지에 고르게 분산되는 것을 도울 수 있다.
상기 전처리 단계에서 사용되는 용매는, 상기 열전도성 입자 및/또는 상기 보론 나이트라이드 나노튜브와 상용성 있는 용매라면 그 종류가 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 용매는 알코올류일 수 있고, 더욱 구체적으로는 에탄올일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전처리 단계에서 적용되는 초음파는 상기 열전도성 입자 및/또는 상기 보론 나이트라이드 나노튜브가 용매에 분산될 수 있기만 하면, 강도가 제한되지 않는다. 다만, 상기 초음파는 고출력인 것이 바람직하며, 예를 들어, 상기 초음파의 출력은 200W일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 매트릭스 수지는 첨가물, 예를 들어, 경화제, 경화 촉진제 및/또는 분산제와 미리 혼합되어, 예비 혼합물 형태로 존재할 수 있다. 이때, 매트릭스 수지, 경화제, 경화 촉진제 및/또는 분산제는 블레이드를 이용하여 기계적으로 교반되어 균일한 예비 혼합물 형태로 존재할 수 있다.
선택적으로, 상기 수지 조성물은 열전도성 입자, 보론 나이트라이드 나노튜브 및 매트릭스 수지는 혼합된 이후에 탈기되는 단계를 더 포함할 수 있다. 탈기를 수행함으로써, 수지 조성물 내에 존재할 수 있는 미량의 용매, 첨가물 등이 제거될 수 있고, 동시에 수지 조성물 내에 존재할 수 있는 기공이 제거될 수 있다. 기공이 제거됨으로써, 상기 수지 조성물로 제조된 물품의 외관 특성을 향상시킬 수 있다. 탈기되는 단계는, 바람직하게는 실질적으로 진공인 상태 하에서 진행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
물품
본 발명의 일 실시예에 따른 물품은 상기 수지 조성물로부터 제조될 수 있다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 조성물로 제조된 물품의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 물품(100)은 열전도성 입자(110), 보론 나이트라이드 나노튜브(120) 및 매트릭스(130)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 물품은 열전도성 입자 및 보론 나이트라이드 나노튜브를 반드시 포함함으로써, 열전달 채널이 다양한 방향(예를 들어, 수직 및 수평을 포함하는 다양한 방향)으로 배향될 수 있으므로, 열전도도가 향상될 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 물품은 열전달 채널이 수직 방향으로도 효율적으로 형성되므로, 수직 방향으로의 열전도도가 매우 높아질 수 있다.
상기 물품의 형상은 제한되지 않으며, 입자, 필름, 시트, 플레이트, 블록, 튜브 등의 형상을 가질 수 있다.
상기 물품은 전자부품의 방열재, 전자제품의 기판, 발광 소자(LED: light emitting diode)의 하우징, 전지의 실링재, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC:epoxy molding compound) 등에 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 물품은 열전도성 필름일 수 있고, 상기 열전도성 필름의 적어도 일 면에 기판, 접착 필름, 페이스트 및/또는 이형 필름이 더 포함되어 방열재를 형성할 수 있다.
상기 물품의 열전도도(thermal conductivity)는 ASTM E1461에 따라 측정되었을 때, 3.0 W/mK 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 물품의 열전도도가 전술한 범위를 만족하는 경우, 전자제품 내부의 다양한 전자소자에서 발생하는 열을 전자제품의 외부로 방출시키는데 충분할 수 있다.
상기 물품의 절연 파괴 전압(breakdown voltage)은 ASTM D149에 따라 측정되었을 때, 10.0 kV/mm 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 물품의 절연 파괴 전압이 전술한 범위를 만족하는 경우, 상기 물품은 전자제품 내부의 다양한 전자소자에서 발생하는 열을 전자제품의 외부로 방출시킬 때에도, 전기절연성을 유지할 수 있다. 따라서, 상기 물품의 절연 파괴 전압이 전술한 범위를 만족하는 경우, 상기 물품은 전자제품의 하우징 등으로 사용되기에 충분한 전기절연성을 제공할 수 있다.
상기 물품의 굴곡탄성율(Flexural Modulus)은 ASTM D790에 따라 측정되었을 때, 20 GPa 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 물품의 굴곡 탄성율이 전술한 범위를 만족하는 경우, 전자제품 내부의 다양한 전자소자의 내구성을 장기간 유지할 수 있도록 한다.
물품의 제조 방법
상기 물품은 열전도성 입자, 보론 나이트라이드 나노튜브 및 매트릭스 수지를 포함하는 수지 조성물을 제공하는 단계; 및
상기 수지 조성물을 가열하거나 경화하여 물품을 형성하는 단계를 포함하는, 물품의 제조 방법으로 제조될 수 있다.
선택적으로, 상기 수지 조성물이 제공되기 이전에, 전술한 상기 열전도성 입자 및/또는 상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 전처리 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 선택적으로, 상기 수지 조성물이 제공되기 이전에, 전술한 진공 탈기되는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 가열 또는 경화는 예를 들어, 150℃ 이상의 온도 및 15,000 파운드 이상의 압력 조건 하에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 경화는 200 ℃ 이하의 온도 조건 하에서 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 경화는 30,000 파운드 이하의 압력 조건 하에서 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 수지 조성물을 기판 상에 분무하거나 코팅함으로써, 상기 수지 조성물을 제공할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 선택적으로, 상기 물품의 패터닝 및/또는 상기 수지 조성물에 포함된 분산제 등의 제거를 위해, 열처리, 광조사 등을 추가로 수행할 수도 있다.
이하에서, 비교예 및 실시예를 들어, 본 발명의 일 실시예를 따르는 수지 조성물 및 이로부터 제조된 물품에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명이 하기의 비교예 및 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
재료
(1) 보론 나이트라이드 나노튜브
하기 실시예들에서 사용된 보론 나이트라이드 나노튜브는 Materials 2014, 7, 5789-5801를 참조하여 제조되었다.
하기 실시예들에서 사용된 보론 나이트라이드 나노튜브의 SEM 사진을 도 2 및 3에 도시하였다. 하기 실시예들에서 사용된 보론 나이트라이드 나노튜브의 투과 전자 현미경(TEM: transmission electron microscope) 사진을 도 4에 도시하였다. 하기 실시예들에서 사용된 보론 나이트라이드 나노튜브의 X선 회절(XRD: X-ray diffraction) 패턴을 도 5에 도시하였다.
(2) 육방정 보론 나이트라이드 입자
하기 실시예들에서 사용된 육방정 보론 나이트라이드 입자는 고순도 화학사로부터 입수한 BBI03PB이었다. 하기 실시예들에서 사용된 육방정 보론 나이트라이드 입자의 SEM 사진을 도 6에 도시하였다.
(3) 페놀 노볼락 에폭시
하기 실시예들에서 사용된 페놀 노볼락 에폭시는 국도화학로부터 입수된 상표명 YDPN-631이다.
실시예 1
(1) 전처리 단계: 보론 나이트라이드 나노튜브 분말의 준비
0.5g의 보론 나이트라이드 나노튜브 분말을 50 mL의 에탄올에 혼합한 후 200W 출력의 초음파 혼(horn)으로 30분간 분산시킨 후, 진공건조기에서 50 ℃로 건조하여 건조된 보론 나이트라이드 나노튜브 분말을 얻었다.
(2) 예비 혼합물의 제조
반응 용기에 5g의 페놀 노볼락 에폭시, 4.4g의 나딕 메틸 무수물 및 0.05g의 벤질 디메틸아민을 첨가하고, 이를 블레이드를 이용하여 기계적으로 교반함으로 균일 혼합된 예비 혼합물을 제조하였다.
(3) 수지 조성물의 제조
미리 제조된 예비 혼합물에, 육방정 보론 나이트라이드(h-BN) 분말 전처리 단계를 거쳐 준비된 보론 나이트라이드 나노튜브(BNNT) 분말을 첨가하였다. 이 때, 육방정 보론 나이트라이드, 보론 나이트라이드 나노튜브 및 예비 혼합물의 중량비는 49:1:50이었다. 여기에, 메틸에틸케톤을 4.725g의 양으로 첨가한 다음, 블레이드를 이용하여 기계적으로 교반하여 균일 혼합된 슬러리를 얻었다. 이렇게 얻은 슬러리를 80℃로 유지하면서 5분간 진공 탈기하여 슬러리 내에 포함된 메틸에틸케톤 및 기공을 제거된 건조 혼합물을 얻었다.
(4) 물품의 제조
1) 원형 디스크 시편의 제조
상기 건조 혼합물을 스테인레스 몰드에 넣어 성형한 후, 핫프레스에서 150℃에서 4시간 동안 15,000 파운드의 압력을 가함으로써 경화하여 1.0 mm의 두께 및 1.2 cm의 지름을 갖는 원형 디스크의 시편을 제조하였다. 상기 얻어진 원형 디스크의 시편의 실물 사진을 도 7에 도시하였다.
2) 직사각형 빔-형 시편의 제조
상기 건조 혼합물을 스테인레스 몰드에 넣어 성형한 후, 핫프레스에서 150℃에서 4시간 동안 15,000 파운드의 압력을 가함으로써 경화하여 1.27 cm의 가로 길이, 12.7 cm의 세로 길이 및 3.4 mm의 두께를 갖는 직사각형 빔-형 시편을 제조하였다. 상기 얻어진 직사각형 빔-형 시편의 실물 사진을 도 8에 도시하였다.
3) 플레이트형 시편의 제조
상기 건조 혼합물을 스테인레스 몰드에 넣어 성형한 후, 핫프레스에서 150℃에서 4시간 동안 15,000 파운드의 압력을 가함으로써 경화하여 5 cm의 가로 길이, 5 cm의 세로 길이 및 0.5 cm의 두께를 갖는 정사각 플레이트형의 시편을 제조하였다. 상기 얻어진 정사각 플레이트형의 시편의 실물 사진을 도 9에 도시하였다.
실시예 2 내지 6 및 비교예 1 내지 2
육방정 보론 나이트라이드, 보론 나이트라이드 나노튜브 및 예비 혼합물의 중량비를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 각의 형상에 따른 시편을 제조하였다.
h-BN, BNNT 및 예비 혼합물의 중량비
실시예 1 49: 1: 50
실시예 2 48.5: 1.5: 50
실시예 3 48:2:50
실시예 4 69:1:30
실시예 5 68.5:1.5:30
실시예 6 68:2:30
비교예 1 50:0:50
비교예 2 70:0:30
평가예 1: SEM 사진
실시예 1의 원형 디스크 시편의 파단면 SEM 사진을 도 10 및 11에 도시하였다. 또한, 비교예 1의 원형 디스크 시편의 파단면 SEM 사진을 도 12 및 13에 도시하였다.
도 10 및 11로부터, 실시예 1의 시편에서는 보론 나이트라이드 나노튜브가 육방정 보론 나이트라이드 입자를 연결시키고 있음을 확인할 수 있다.
평가예 2: 열전도도 평가
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 2의 원형 디스크 시편(1 mm의 두께 및 1.2 cm 지름의 원형 디스크)의 열전도도를 TA Instrument 로부터 입수한 Flash Diffusivity Analyzer, DXF-900 제논 플래쉬 장치를 이용하여 ASTM E1461 규격에 따라 측정하였다. 각각의 실시예에 해당하는 3개의 시편을 평가한 후, 그 평균값을 하기 표 2에 나타내었다.
h-BN, BNNT 및 예비 혼합물의 중량비 열전도도
(W/mK)
실시예 1 49: 1: 50 3.40
실시예 2 48.5: 1.5: 50 3.51
실시예 3 48:2:50 3.62
실시예 4 69:1:30 6.72
실시예 5 68.5:1.5:30 6.96
실시예 6 68:2:30 7.94
비교예 1 50:0:50 2.08
비교예 2 70:0:30 5.03
상기 표 2로부터, 실시예 1 내지 6의 시편은 비교예 1 내지 2의 시편에 비해, 열전도도가 크게 향상되었음을 확인할 수 있다.
또한, 추가적으로 논문에 공개된 물품의 열전도도와 본 발명의 실시예들에 따른 물품의 열전도도를 비교하여 본 발명에 의한 실시예 결과의 우수성을 확인할 수 있다. 구체적으로, "Study on thermal conductive BN/novolac resin composites (Thermochimica Acta, 523, 111, 2011, Li et al.)"에서는 각각 50 중량% 및 70 중량%의 보론 나이트라이드를 함유한 노볼락 에폭시 복합재가 각각 0.37 W/mK 및 0.47 W/mK의 열전도도를 갖고 있음이 발표되었다. 또한, "Thermal conduictivity of epoxy resin composites filled with combustuion synthesized h-4BN particles(Molecules, 21, 670, 2016, Chung et al.)"에서는 각각 46.2 중량% 및 82.4 중량%의 표면처리된 보론 나이트라이드를 함유한 노볼락 에폭시 복합재가 각각 1.8 W/mK 및 2.7 W/mK의 열전도도를 보임을 발표되었다. 에폭시 웨팅 방법을 사용한 "Fabrication of thermally conductive composite woth surface modified boron nitride by epoxy wetting method (Ceramic International, 40, 5181, 2014, Kim et al.)"에서는 가장 좋은 결과를 보이는 70 중량%의 보론 나이트라이드를 함유한 복합재가 2.8 W/mK의 열전도도를 갖는다는 결과가 보고되었다. 이와 달리, 본 발명의 일 실시예에 따른 물품은 약 3배 가까이 열전도도가 향상되었음을 알 수 있다. .
보론 나이트라이드 나노튜브만을 고분자 수지에 분산하여 복합재를 제조하여 열전도도를 평가한 예시로서, "Development of high thermal conductivity via BNNTs/epoxy/organic-si hybrid composite systems (J Mater Sci: Mater Electgron, 27, 5217, 2016, Yung et al.)"는 보론 나이트라이드 나노튜브를 각각 1 중량%, 3 중량 %, 5 중량 %로 포함하는 복합재가 각각 0.2 W/mK, 0.3 W/mK, 및 0.45 W/mK의 열전도도를 갖는다는 것을 보고하였다. 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 물품에서 보이는 열전도도에 비하여 매우 낮은 값인데, Yung et al.의 복합재(구체적으로, 보론 나이트라이드 나노튜브만을 포함하는 복합재)는 상용할 수 없는 수준의 열전도도만을 갖는다는 것을 알 수 있다. 더욱이, 5 중량% 이상의 보론 나이트라이드 나노튜브를 포함하는 수지 조성물은, 상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 분산이 매우 어려운 점을 감안할 때, 제조하기가 매우 힘들다. 따라서, 보론 나이트라이드 나노튜브만을 포함하는 수지 조성물은 상용화가 매우 어려움을 알 수 있다.
평가예 3: 굴곡탄성률 평가
실시예 1, 4 및 비교예 1 내지 2의 직사각형 빔-형 시편(1.27 cm의 가로 길이, 12.7 cm의 세로 길이 및 3.4 mm의 두께를 갖는 직사각형 빔-형 시편)의 굴곡탄성률을 WithLab로부터 입수한 Universal Testing Machine, WL2100A/B를 이용하여 ASTM D790 규격에 따라 측정하였다. 각각의 실시예에 해당하는 5개의 시편을 평가한 후, 그 평균값을 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
h-BN, BNNT 및 예비 혼합물의 중량비 굴곡탄성률
(GPa)
실시예 1 49:1: 50 26.5
실시예 4 69:1:30 25.7
비교예 1 50:0:50 17.1
비교예 2 70:0:30 15.9
상기 표 3으로부터, 1.0 중량비의 보론 나이트라이드 나노튜브가 함유된 실시예 1 및 4의 시편은 보론 나이트라이드 나노튜브가 포함되지 않은 비교예 1 및 2의 시편에 비해, 굴곡탄성률이 크게 향상되었음이 확인되었다.
특정 이론에 의하여 한정되려는 것은 아니나, 이는 보론 나이트라이드 나노튜브가 육방정 보론 나이트라이드 입자 사이를 연결하여 매트릭스 내 결합력을 증가시킨 결과로 여겨진다.
상기 굴곡탄성률 결과로부터, 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 조성물로 제조된 물품이, 전자제품 내부의 전자소자에서의 장기간 열방출 및 온도변화를 견딜 수 있는 충분한 기계적 내구성을 갖는다는 것을 확인하였다.
평가예 4: 절연 파괴 전압 평가
실시예 1, 4 및 비교예 1 내지 2의 플레이트형 시편(5 cm의 가로 길이, 5 cm의 세로 길이 및 0.5 cm의 두께의 플레이트형 시편)의 절연 파괴 전압을 Haefely Hitronics로부터 입수한 Dielectric Breakdown Tester, 710-56A-B를 이용하여 ASTM D-149 규격에 따라 측정하였다. 각각의 실시예에 해당하는 5개의 시편을 평가한 후, 그 평균값을 하기 표 4에 나타내었다.
h-BN, BNNT 및 예비 혼합물의 중량비 절연 파괴 전압
(kV/mm)
실시예 1 49: 1: 50 16
실시예 4 69:1:30 14
비교예 1 50:0:50 16
비교예 2 70:0:30 14
상기 표 4로부터, 1.0 중량비의 보론 나이트라이드 나노튜브가 함유된 실시예 1 및 4의 시편은 보론 나이트라이드 나노튜브가 포함되지 않은 비교예 1 및 2와 동등하거나 유사한 절연 파괴 전압을 갖는다는 것을 알 수 있다.
상기 절연 파괴 전압 결과로부터, 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 조성물로 제조된 물품이, 전자제품 내부의 전자소자에서의 열방출에도 충분한 전기절연성을 갖는다는 것을 확인하였다.
100: 물품
110: 열전도성 입자
120: 보론 나이트라이드 나노튜브
130: 매트릭스

Claims (18)

  1. 열전도성 입자, 보론 나이트라이드 나노튜브 및 매트릭스 수지를 포함하는, 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열전도성 입자의 평균 입경은 0.1 μm 내지 150 μm이고,
    상기 열전도성 입자의 평균 종횡비는 1 내지 300인, 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열전도성 입자는 금속 나이트라이드(nitride), 금속 옥사이드(oxide), 금속 옥시나이트라이드(oxynitride), 금속 카바이드(carbide) 또는 이의 임의의 조합을 포함하는, 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열전도성 입자는 알루미늄 나이트라이드, 알루미늄 옥사이드, 알루미늄 옥시나이트라이드, 보론 나이트라이드, 보론 옥사이드, 보론 옥시나이트라이드, 실리콘 옥사이드, 실리콘 카바이드, 베릴륨 옥사이드 또는 이들의 조합을 포함하는, 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열전도성 입자는 보론 나이트라이드를 포함하는, 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열전도성 입자는 육방정 보론 나이트라이드 입자인, 수지 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 육방정 보론 나이트라이드 입자의 평균 입경은 0.1 μm 내지 150 μm이고,
    상기 육방정 보론 나이트라이드 입자의 평균 종횡비는 10 내지 300인, 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 평균 직경은 2 nm 내지 1 μm이고,
    상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 평균 길이는 0.5 μm 내지 1,000 μm이고,
    상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 평균 종횡비는 5 내지 100,000인, 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 매트릭스 수지는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지인, 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 매트릭스 수지는 나일론 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리부틸렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아크릴 수지, 스티렌부타디엔 수지, 비닐 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리술폰 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리비닐포르말 수지, 폴리비닐아세테이트 수지, 폴리스티렌 수지, 스티렌디비닐벤젠 수지, 불소 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아미노 수지 및 페놀 수지 중에서 선택되는 1종 이상인, 수지 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 매트릭스 수지는 에폭시 수지인, 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 수지 조성물의 총 중량을 기준으로,
    10 중량% 이상 내지 69 중량% 이하의 상기 열전도성 입자;
    0 중량% 초과 내지 20 중량% 이하의 상기 보론 나이트라이드 나노튜브; 및
    20 중량% 내지 70 중량%의 상기 매트릭스 수지를 포함하는, 수지 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 열전도성 입자의 총 중량을 기준으로,
    1 중량% 내지 20 중량%의 상기 보론 나이트라이드 나노튜브를 포함하는, 수지 조성물.
  14. 제1항에 있어서,
    첨가제를 더 포함하는, 수지 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 수지 조성물로부터 제조된 물품.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 물품의 열전도도(thermal conductivity)는 3.0 W/mK 이상이고;
    상기 물품의 파괴 전압(breakdown voltage)는 10.0 kV/mm 이상이고;
    상기 물품의 굴곡 탄성율(Flexural Modulus)은 20 GPa 이상인, 물품.
  17. 열전도성 입자, 보론 나이트라이드 나노튜브 및 매트릭스 수지를 포함하는 수지 조성물을 제공하는 단계; 및
    상기 수지 조성물을 가열하거나 경화하여 물품을 형성하는 단계를 포함하는, 물품의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 수지 조성물을 제공하는 단계 이전에,
    상기 열전도성 입자 및/또는 상기 보론 나이트라이드 나노튜브의 전처리 단계를 더 포함하고;
    상기 전처리 단계는 상기 열전도성 입자 및/또는 상기 보론 나이트라이드 나노튜브를 용매에 분산시켜 분산액을 얻는 단계;
    상기 분산액에 초음파를 적용하는 단계; 및
    상기 용매를 제거하는 단계;를 포함하는, 물품의 제조 방법.
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