KR20190074498A - Resin with high themal conductivity - Google Patents

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Abstract

The present invention provides a high heat dissipation composite resin comprising 35 to 55 wt% of a thermoplastic resin, 12 to 14 wt% of a carbon fiber, 35 to 45 wt% of graphite and 1 to 3 wt% of a graphene nanoplate functionalized with an amino group. The high heat dissipation composite resin is excellent in thermal conductivity and mechanical strength.

Description

고방열 복합수지 {RESIN WITH HIGH THEMAL CONDUCTIVITY}[0001] RESIN WITH HIGH THEMAL CONDUCTIVITY [0002]

본 발명은 고방열 복합수지 조성물에 관한 것으로, 열전도성 및 기계적 강도가 우수한 고방열 복합수지에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high heat dissipation composite resin composition, and relates to a high heat dissipation composite resin having excellent thermal conductivity and mechanical strength.

현재 모든 산업 분야에서 전자 부품의 효율 향상 및 오작동 방지를 위한 열 관리의 중요성이 부각되고 있으며, 열 방출을 통하여 전자부품에서 발생되는 열을 방출해줄 수 있는 방열소재 시장이 빠르게 성장하고 있다. 현재까지 방열소재로 가장 많이 사용되고 있는 소재는 금속으로, 금속은 다른 소재대비 높은 열전도도를 가지고 있으며, 열 방출 특성이 뛰어나 다양한 분야에서 방열소재로 사용되고 있다. Currently, the importance of heat management for improving the efficiency of electronic parts and preventing malfunctions is emphasized in all industrial fields, and the market for heat dissipation material capable of releasing heat generated from electronic parts through heat dissipation is rapidly growing. Until now, the most widely used materials for heat dissipation materials are metals, metals have higher thermal conductivity than other materials, and they have excellent heat dissipation properties and are used as heat dissipation materials in various fields.

최근 자동차 경량화 이슈로 인하여 높은 비중을 가진 금속을 대체할 수 있는 대체 방열재료가 요구되고 있는 실정이다. 고분자 재료는 금속과 대비하여 낮은 밀도, 디자인 자유도, 내화학성 등의 장점을 가지고 있으며, 이를 바탕으로 고분자 수지 내에 열전도도가 우수한 금속 또는 비금속 필러를 분산시켜 제조하는 열전도성 고분자 복합소재에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 하지만 현재까지 개발된 열전도성 고분자 복합소재는 낮은 열전도도와 기계적 물성으로 금속을 대체하기에는 한계가 있다. 한편, 일반적으로 고분자 수지 내 열전도성 필러의 함량이 증가할 수록 고분자 복합수지의 열전도도가 증가하며, 높은 수준의 열전도도를 달성하기 위해서는 고함량의 열전도성 필러가 첨가 되어야 한다. 하지만, 고분자 수지에 고함량의 열전도성 필러가 첨가될 경우 비중이 증가하고 기계적 물성이 급격히 저하되며, 사출 가공 시 제품의 성형이 제대로 이루어 지지 않는 문제가 있다. 따라서, 방열소재로서 금속을 대체하기 위하여 낮은 비중 대비 열전도성이 우수하고, 기존 열전도성 고분자 복합소재 대비 우수한 기계적 물성을 갖는 방열 재료의 개발에 관한 연구가 진행되고 있다.Recently, alternative heat-dissipating materials that can replace metals with high specific gravity are required due to automobile lightweighting issues. Polymer materials have advantages such as low density, design freedom and chemical resistance compared with metal. Based on this, it is possible to produce a variety of thermally conductive polymer composite material which is produced by dispersing metal or non-metal filler having excellent thermal conductivity in polymer resin Research is underway. However, the thermally conductive polymer composites developed so far have limited thermal conductivity and mechanical properties to replace metals. On the other hand, in general, as the content of the thermally conductive filler in the polymer resin increases, the thermal conductivity of the polymer composite resin increases, and in order to achieve a high level of thermal conductivity, a high content of the thermally conductive filler must be added. However, when a high-content thermally conductive filler is added to the polymer resin, the specific gravity is increased, the mechanical properties are rapidly deteriorated, and the molding of the product is not properly performed at the time of injection molding. Therefore, studies have been made on the development of heat dissipation materials having excellent mechanical properties compared to the conventional thermally conductive polymer composite materials, which are excellent in thermal conductivity against low specific gravity in order to replace metals as heat dissipation materials.

이러한 기술의 일 예가 하기 특허문헌 1에 개시되어 있다.One example of such a technique is disclosed in Patent Document 1 below.

즉, 하기 특허문헌 1은 우수한 방열 특성과 전자파 차폐 및 흡수능을 갖는 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 성형체에 관한 것으로, 세미그래핀(semi-graphene) 5 내지 30중량%, 카본파이버(carbon fiber) 10 내지 35중량% 및 고분자 재료 20 내지 60중량%를 포함함에 대해 개시한다.That is, the following Patent Document 1 relates to a resin composition having excellent heat dissipation characteristics, electromagnetic shielding and absorbing ability, and a molded article produced using the resin composition, which comprises 5 to 30% by weight of a semi-graphene, 10 to 35% by weight of the polymeric material and 20 to 60% by weight of the polymeric material.

그러나, 상술한 바와 같은 특허문헌 1은 금속대비 비중은 낮으나, 달성 가능한 열전도도가 6.1W/Mk으로 비교적 낮으므로 높은 열전도도가 요구되는 제품에 적용하기 어려운 문제점이 있다. However, the above-described Patent Document 1 has a low specific gravity compared to metal, but has a relatively low thermal conductivity of 6.1 W / Mk, which makes it difficult to apply to products requiring high thermal conductivity.

대한민국 등록특허 제10-1579522호Korean Patent No. 10-1579522

본 발명은 열전도성 및 기계적 강도가 우수한 고방열 복합수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is an object of the present invention to provide a high heat dissipation composite resin composition excellent in thermal conductivity and mechanical strength.

발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.The object of the invention is not limited to the objects mentioned above. The objects of the present invention will become more apparent from the following description, which will be realized by means of the appended claims and their combinations.

본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 수지 35~55중량%, 흑연 35~45중량%, 탄소섬유 12~14중량% 및 아미노기로 기능화된 그래핀 나노 플레이트 1~3중량%를 포함한다.35 to 55 wt% of thermoplastic resin, 35 to 45 wt% of graphite, 12 to 14 wt% of carbon fiber, and 1 to 3 wt% of graphene nanoflakes functionalized with an amino group according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 열가소성 수지는 폴리아미드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the thermoplastic resin is selected from the group consisting of polyamide, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polypropylene, polycarbonate, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfite, and combinations thereof .

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 폴리아미드의 중량 평균 분자량은 10000~200000g/mol일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the weight average molecular weight of the polyamide may be 10,000 to 200,000 g / mol.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄소섬유는 코어 및 상기 코어 표면의 적어도 일 영역에 형성되는 코팅층을 포함하고, 상기 코어는 피치, 레이온, 폴리아크릴로니트릴 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 코팅층은 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the carbon fiber comprises a core and a coating layer formed on at least one region of the core surface, wherein the core is selected from the group consisting of pitch, rayon, polyacrylonitrile, and combinations thereof And the coating layer may be selected from the group consisting of an epoxy resin, a polyurethane resin, a polyamide resin, and a combination thereof.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탄소섬유의 길이는 5~7mm일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the length of the carbon fiber may be 5 to 7 mm.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 흑연의 평균입경은 18~24um일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the average particle size of the graphite may be 18 to 24 탆.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고방열 복합수지는 첨가제를 더 포함하고, 상기 첨가제는 총 중량%에 대하여, 0.4~1.2중량%일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the high heat dissipation composite resin further includes an additive, and the additive may be 0.4 to 1.2 wt% based on the total weight%.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 첨가제는 산화방지제, 윤활제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 산화방지제는 총 중량%에 대하여, 0.3~0.7중량%이고, 상기 윤활제는 총 중량%에 대하여, 0.1~0.5중량%일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the additive is selected from the group consisting of antioxidants, lubricants, and combinations thereof, wherein the antioxidant is present in an amount of 0.3 to 0.7 wt.%, Based on the total weight percent, By weight, based on the total weight of the composition.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고방열 복합수지의 밀도는 1.6g/㎠이하이고, 인장강도는 1200kgf/㎠이상 이며, 열전도도는 15W/mK이상이고, 용융지수는 5g/10min일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the high heat dissipation composite resin has a density of 1.6 g / cm 2 or less, a tensile strength of 1200 kgf / cm 2 or more, a thermal conductivity of 15 W / mK or more, and a melt index of 5 g / have.

본 발명의 실시예에 따르면, 열가소성 수지, 흑연, 탄소섬유 및 아미노기로 기능화된 그래핀 나노 플레이트를 혼합하여 분산시킴으로써 열전도성 및 기계적 강도가 우수한 고방열 복합수지를 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a highly heat-dissipating composite resin having excellent thermal conductivity and mechanical strength can be provided by mixing and dispersing a thermoplastic resin, graphite, carbon fiber, and graphene nanoplate functionalized with an amino group.

도 1은 본 발명의 실시예 1 및 PA6의 열 확산 측정 결과를 나타낸 도표이다.Fig. 1 is a table showing results of measurement of thermal diffusivity of Example 1 and PA6 of the present invention. Fig.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown enlarged from the actual for the sake of clarity of the present invention. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Also, where a portion such as a layer, film, region, plate, or the like is referred to as being "on" another portion, this includes not only the case where it is "directly on" another portion, but also the case where there is another portion in between. On the contrary, when a part such as a layer, film, region, plate or the like is referred to as being "under" another part, it includes not only the case where it is "directly underneath" another part but also another part in the middle.

달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.Unless otherwise specified, all numbers, values, and / or representations that express the amounts of components, reaction conditions, polymer compositions, and combinations used herein are intended to include those numbers It should be understood that in all cases the term "about" is to be construed as an approximation reflecting the various uncertainties of the measurement. Also, where a numerical range is disclosed in this specification, such a range is contiguous and includes all values from the minimum value of this range to the maximum value including the maximum value, unless otherwise indicated. Further, when such a range refers to an integer, all integers including the minimum value to the maximum value including the maximum value are included unless otherwise indicated.

본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. In the present specification, when a range is described for a variable, it will be understood that the variable includes all values within the stated range including the end points described in the range. For example, a range of "5 to 10" may include any subrange, such as 6 to 10, 7 to 10, 6 to 9, 7 to 9, etc., as well as values of 5, 6, 7, 8, 9, And will also be understood to include any value between integers that are reasonable within the scope of the stated ranges such as 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 to 8.5 and 6.5 to 9, and so on. Also, for example, a range of "10% to 30%" may range from 10% to 15%, 12% to 12%, as well as all integers including values of 10%, 11%, 12%, 13% And any arbitrary integer within the range of ranges described, such as 10.5%, 15.5%, 25.5%, and the like, including any subranges such as 18%, 20%

이하에서는, 본 발명의 고방열 복합수지 조성물에 대해서 상세하게 설명한다. Hereinafter, the high heat dissipation composite resin composition of the present invention will be described in detail.

본 발명의 고방열 복합수지 조성물은 열가소성 수지, 흑연, 탄소섬유 및 아미노기로 기능화된 그래핀 나노 플레이트를 포함한다. 구체적으로, 열가소성 수지 35~55중량%, 흑연 35~45중량%, 탄소섬유 12~14중량% 및 아미노기로 기능화된 그래핀 나노 플레이트 1~3중량%를 혼합한 것이다.The high heat dissipation composite resin composition of the present invention includes a thermoplastic resin, graphite, a carbon fiber, and a graphene nanoplate functionalized with an amino group. Specifically, it is a mixture of 35 to 55% by weight of thermoplastic resin, 35 to 45% by weight of graphite, 12 to 14% by weight of carbon fiber and 1 to 3% by weight of graphene nanoplate functionalized with an amino group.

먼저, 고방열 복합수지 조성물의 성분 및 각 성분의 제한 사유를 설명한다. First, the components of the high heat-dissipating composite resin composition and reasons for limitation of each component will be described.

열가소성 수지는 폴리아미드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 폴리아미드일 수 있다.The thermoplastic resin may be selected from the group consisting of polyamide, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polypropylene, polycarbonate, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, and combinations thereof, .

상기 폴리아미드는 고분자 주쇄에 아미드기를 포함한 것으로, 아미노산, 락탐, 디아민 및 디카르복실산(dicarboxylic acid) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 주된 구성 성분으로 하고, 이를 중합하여 공중합체를 제조할 수 있다. 구체적으로 예를 들자면, 폴리아미드는 폴리카프로락탐(polycaprolactam, PA6), 폴리(11-아미노운데칸산)(poly(11-aminoundecanoic acid), PA11), 폴리라우릴락탐(polylaurylactam, PA12), 폴리헥사메틸렌 아디프아미드(polyhexamethylene adipamide, PA66), 폴리헥사에틸렌 아젤아미드(polyhexaethylene azelamide, PA69), 폴리헥사에틸렌 세바카미드(polyhexaethylene sebacamide, PA610), 폴리헥사에틸렌 도데카노디아미드(polyhexaethylene dodecanodiamide, PA612) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 구체적으로 폴리아미드는 폴리카프로락탐(polycaprolactam) 또는 폴리아미드의 공중합체, 예를 들면, PA6와 PA610의 공중합체, PA6와 PA66의 공중합체, PA6와 PA12의 공중합체일 수 있다.The polyamide includes an amide group in a main chain of the polymer and is mainly composed of an amino acid, a lactam, a diamine, a dicarboxylic acid and a combination thereof, and is polymerized to prepare a copolymer can do. Specifically, for example, the polyamide may be selected from the group consisting of polycaprolactam (PA6), poly (11-aminoundecanoic acid), PA11, polylaurylactam (PA12), polyhexa Polyhexamethylene adipamide (PA66), polyhexaethylene azelamide (PA69), polyhexaethylene sebacamide (PA610), polyhexaethylene dodecanodiamide (PA612), and polyhexamethylene adipamide And combinations thereof. Specifically, the polyamide may be a copolymer of polycaprolactam or polyamide, for example, a copolymer of PA6 and PA610, a copolymer of PA6 and PA66, a copolymer of PA6 and PA12.

이때, 폴리아미드의 중량 평균분자량은 10,000~200,000g/mol, 바람직하게는 30,000∼100,000g/mol 일 수 있으며, 이는 상술한 범위 내에서의 흐름성과 기계적 성질이 모두 우수하기 때문이다.In this case, the weight average molecular weight of the polyamide may be 10,000 to 200,000 g / mol, preferably 30,000 to 100,000 g / mol, because the flowability and mechanical properties are excellent in the above-mentioned range.

열가소성 수지는 강성, 인성, 내마모성, 내약품성, 내유성 및 성형성에 영향을 미치는 성분으로, 총 중량%에 대하여, 35~55중량%, 바람직하게는 35.2~53.2중량%포함될 수 있다. 이는 35중량% 미만이면, 그 사용량이 너무 적어서 열가소성 수지조성물의 성형성 및 기계적 물성이 저하될 수 있고, 55중량%를 초과하면, 열가소성 수지 외 성분들의 함유량이 상대적으로 감소함에 의해 방열 특성이 저하될 수 있다.The thermoplastic resin is a component that affects rigidity, toughness, abrasion resistance, chemical resistance, oil resistance and moldability, and may include 35 to 55% by weight, preferably 35.2 to 53.2% by weight based on the total weight%. If the amount is less than 35% by weight, the amount of the thermoplastic resin composition to be used is too small and the moldability and mechanical properties of the thermoplastic resin composition may deteriorate. If the amount exceeds 55% by weight, .

흑연은 열전도도가 높아 방열재료로 가장 많이 알려져 있는 물질 중 하나이고, 천연흑연 및 인조흑연 중에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다. 이때, 흑연은 탄소 함량 99%이상일 수 있고, 판상입자로 평균입경이 18~24um일 수 있다. 이는 흑연의 평균입경이 18um미만이면, 흑연 간의 응집현상으로 열가소성 수지와의 혼화성이 저하될 수 있고, 평균입경이 24um를 초과하면, 기계적 물성이 저하될 수 있다. Graphite is one of the most known materials as a heat-radiating material because of its high thermal conductivity, and may be at least one selected from natural graphite and artificial graphite. At this time, the graphite may have a carbon content of 99% or more, and the average particle size of the graphite particles may be 18 to 24 탆. If the average particle diameter of the graphite is less than 18 탆, the compatibility with the thermoplastic resin may deteriorate due to the agglomeration phenomenon between the graphite particles. If the average particle diameter exceeds 24 탆, the mechanical properties may deteriorate.

상기 흑연은 총 중량%에 대하여, 35~45중량%일 수 있다. 이는 35중량% 미만이면, 흑연 첨가에 따른 열전도도 개선 효과가 미미하고, 45중량%를 초과하면, 복합수지 내 필러의 분산성이 저하되어 기계적 강도 및 제품 가공성에 불리할 수 있다.The graphite may be 35 to 45% by weight based on the total weight%. If the content is less than 35% by weight, the effect of improving the thermal conductivity due to the addition of graphite is insignificant. If the content exceeds 45% by weight, the dispersibility of the filler in the composite resin may be deteriorated and the mechanical strength and workability of the product may be deteriorated.

탄소섬유는 기계적 물성을 향상시키기 위하여 사용하는 성분으로, 탄소 함량이 90중량% 이상으로 구성될 수 있으며, 촙 탄소섬유(Chopped Carbon Fiber)일 수 있다. The carbon fiber is a component used for improving mechanical properties, and may have a carbon content of 90 wt% or more, and may be chopped carbon fiber.

상기 탄소섬유는 코어 및 코어 표면의 적어도 일 영역에 형성되는 코팅층을 포함할 수 있다. 이때, 코어는 피치, 레이온, 폴리아크릴로니트릴 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고, 코팅층은 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 이는 코팅층이 상기 상술한 조성물로 구성되지 않을 경우 탄소섬유 및 열가소성 수지 간의 접착력이 떨어져 탄소섬유가 고르게 분산되기 어려울 뿐만 아니라 복합수지의 물성이 저하되는 요인이 될 수 있다. 자세한 사항은 하기에서 후술하도록 한다.The carbon fiber may include a core and a coating layer formed on at least one region of the core surface. The core may be selected from the group consisting of pitch, rayon, polyacrylonitrile, and combinations thereof, and the coating layer may be selected from the group consisting of an epoxy resin, a polyurethane resin, a polyamide resin, and combinations thereof. If the coating layer is not composed of the above-described composition, the adhesion between the carbon fibers and the thermoplastic resin is deteriorated, so that the carbon fibers are not uniformly dispersed and the physical properties of the composite resin may be deteriorated. Details will be described later.

그리고, 탄소섬유의 평균 길이는 5~7mm일 수 있다. 이는 5mm미만이면, 기계적 물성이 크게 저하될 수 있고, 7mm 를 초과하면, 분산이 어려워 제품 성형성이 저하될 수 있다.The average length of the carbon fibers may be 5 to 7 mm. If it is less than 5 mm, the mechanical properties may be largely deteriorated, and if it exceeds 7 mm, the dispersion may be difficult and the product formability may be deteriorated.

상기 탄소섬유는 총 중량%에 대하여, 12~14중량%일 수 있다. 이는 12중량% 미만이면, 열전도성이 저하되어 15W/mk보다 떨어질 수 있고, 14중량%를 초과하면, 성형성이 저하되어 복잡한 형상의 방열 구조를 가지기 어려울 수 있다. 따라서, 기계적 특성 및 제품 성형성이 동시에 우수할 수 있도록 탄소섬유는 12~14중량% 포함되는 것이 바람직하다.The carbon fiber may be 12 to 14% by weight based on the total weight%. If it is less than 12% by weight, the thermal conductivity is lowered and can be lower than 15 W / mk. If it exceeds 14% by weight, the moldability is lowered and it may be difficult to have a complicated heat radiation structure. Therefore, it is preferable that the carbon fiber is contained in an amount of 12 to 14% by weight so that the mechanical properties and the product formability can be excellent at the same time.

그래핀 나노 플레이트(GNP, Graphene Nano Plate)는 탄소의 sp2 혼성으로 이루어진 2차원 단일시트인 그래핀이 5겹 이내로 결합되어 있는 형태를 의미하며, 그래핀과 유사한 특성을 가지고 있어 열적 특성이 매우 우수하다. 그러나, 그래핀 나노 플레이트는 그래핀 나노 플레이트 간의 반데르발스힘(Van der walls force)이 작용하여 응집현상이 쉽게 일어나고, 그 자체가 매우 안정된 화학적 구조를 가지고 있으므로 다른 물질과의 결합이 쉽지 않아 고분자 내 분산이 어려울 수 있다. 이러한 불균일한 분산은 고분자 복합소재의 기계적 강도를 저하시킬 뿐만 아니라 흐름성도 저하시켜 제품 성형에 불리한 영향을 미칠 수 있다.Graphene Nano Plate (GNP) is a two-dimensional single-sheet sheet composed of carbon sp2 hybrid. It has a shape similar to graphene and has excellent thermal properties. Do. However, the graphene nanoplate has a very stable chemical structure due to the action of van der walls force between the graphene nanoplate, which easily causes agglomeration. Therefore, it is difficult to bond with other materials, Dispersion may be difficult. Such nonuniform dispersion not only lowers the mechanical strength of the polymer composite material but also lowers the flowability, which may adversely affect the product molding.

본 발명은 아미노기로 기능화된 그래핀 나노 플레이트(NH2 Functionalized Graphene Nano Plate)를 사용하는 것을 특징으로 한다. 상기 아미노기로 기능화된 그래핀 나노 플레이트는 그래핀 나노 플레이트의 탄소 골격에 아미노기가 화학적으로 결합된 것일 수 있다. 아미노기 비율은 24~26중량%일 수 있다.The present invention is characterized by using an NH 2 Functionalized Graphene Nano Plate functionalized with an amino group. The graphene nanoparticle functionalized with the amino group may be one in which the amino group is chemically bonded to the carbon skeleton of the graphene nanoplate. The amino group ratio may be 24 to 26% by weight.

상술한 바와 같이 본원발명에서는 아미노기로 기능화된 그래핀 나노 플레이트 (NH2-GNP, NH2 Functionalized Graphene Nano Plate)를 사용함으로써 복합수지 내에서 그래핀 나노 플레이트가 기계적 물성, 열전도도 및 성형성이 향상될 수 있다. As described above, in the present invention, by using an amino group-functionalized graphene nano plate (NH2-GNP, NH2 Functionalized Graphene Nano Plate), the graphene nanoplate in the composite resin can be improved in mechanical properties, thermal conductivity and formability have.

아미노기로 기능화된 그래핀 나노 플레이트(NH2-GNP, NH2 Functionalized Graphene Nano Plate)는 총 중량%에 대하여, 1~3중량%일 수 있다. 이는 1중량% 미만이면, 복합수지의 열전도도 개선 효과가 미미하고, 3중량%를 초과하면, 복합수지 내 필러의 분산성 저하로 인해 기계적 강도 및 제품 가공성이 어려울 수 있다.The NH 2 -GNP (NH 2 Functionalized Graphene Nano Plate) functionalized with an amino group may be 1 to 3% by weight based on the total weight%. If it is less than 1% by weight, the effect of improving the thermal conductivity of the composite resin is insignificant. If it exceeds 3% by weight, the mechanical strength and workability of the product may be difficult due to the lowering of the dispersibility of the filler in the composite resin.

본 발명에서 아미노기로 기능화된 그래핀 나노 플레이트의 아미노기와 열가소성 수지의 아미드기(amide group) 간의 결합(수소결합), 탄소섬유의 코팅층이 에폭시일 때, -O-와 열가소성 수지의 아미드기 간의 결합(수소결합), 탄소섬유의 코팅층이 폴리우레탄일 때, 수산기와 열가소성 수지의 아미드기 간의 결합, 탄소섬유의 코팅층이 폴리아미드일 때, 아미드기와 열가소성 수지의 아미드기 간의 결합으로 아미노기로 기능화된 그래핀 나노 플레이트와 열가소성 수지 및 탄소섬유와 열가소성 수지가 강하게 결합할 수 있으며, 이에 복합수지 내 그래핀 나노 플레이트 및 탄소섬유가 고르게 분산될 수 있다. 따라서, 기계적 물성, 열전도도 및 성형성이 향상되는 효과가 유도될 수 있다.In the present invention, when the amino group of the graphene nanoplate functionalized with an amino group and the amide group (hydrogen bond) between the amide group of the thermoplastic resin and the coating layer of the carbon fiber are epoxy, the bond between -O- and the amide group of the thermoplastic resin (Hydrogen bond), a bond between a hydroxyl group and an amide group of a thermoplastic resin when the coating layer of the carbon fiber is polyurethane, and a coating layer of carbon fiber with a polyamide, wherein the bonding between the amide group and the amide group of the thermoplastic resin functions as an amino group The fin nano plate, the thermoplastic resin, the carbon fiber and the thermoplastic resin can be strongly bonded, and the graphene nanoplate and the carbon fiber in the composite resin can be uniformly dispersed. Therefore, an effect of improving mechanical properties, thermal conductivity and moldability can be induced.

본 발명의 고방열 복합수지는 상술한 성분 외에 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 극히 미량 포함되므로, 본 발명이 원하는 최종 용도 및 특성 등 다양한 요인에 따라 적절히 조정하여 첨가할 수 있으며, 그 함량에 크게 제한을 두지 않는다.The high heat dissipation composite resin of the present invention may further contain additives in addition to the above-mentioned components. Since such an additive is included in an extremely small amount, the present invention can be appropriately adjusted depending on various factors such as desired end use and characteristics, and the content thereof is not limited.

첨가제는 산화방지제, 윤활제, 상용화제, 착색제, 이형제, 난연제, 가소제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 산화방지제, 윤활제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 첨가제는 총 중량%에 대하여, 0.4~1.2중량%, 바람직하게는 0.6~1.0중량%일 수 있다. 이는 0.4중량%미만이면, 내산화성 및 성형성 등이 저하될 수 있고, 1.2중량%를 초과하면, 열전도 및 기계적 물성이 저하될 수 있다. 상세하게는 산화방지제는 사출공정 및 압출공정 시 고온에 의한 고분자 열노화 방지와 장기내열성을 확보하기 위해 첨가하는 것으로, 총 중량%에 대하여, 0.3~0.7중량%, 바람직하게는 0.4~0.6중량%일 수 있고, 윤활제는 수지의 혼화성을 높이기 위하여 첨가하는 것으로, 총 중량%에 대하여, 0.1~0.5중량%, 바람직하게는 0.2~0.4중량%일 수 있다. The additive may be selected from the group consisting of an antioxidant, a lubricant, a compatibilizer, a colorant, a release agent, a flame retardant, a plasticizer, and a combination thereof, and may preferably be selected from the group consisting of an antioxidant, a lubricant and a combination thereof. The additive may be 0.4 to 1.2% by weight, preferably 0.6 to 1.0% by weight, based on the total weight%. If it is less than 0.4% by weight, oxidation resistance and moldability may be deteriorated. If it exceeds 1.2% by weight, heat conduction and mechanical properties may be deteriorated. Specifically, the antioxidant is added in order to prevent aging of the polymer due to high temperature during the injection process and extrusion process and to secure long-term heat resistance. The antioxidant is added in an amount of 0.3 to 0.7 wt%, preferably 0.4 to 0.6 wt% And the lubricant is added to increase the miscibility of the resin, and it may be 0.1 to 0.5 wt%, preferably 0.2 to 0.4 wt%, based on the total weight%.

실시예 1~4. 복합수지의 제조Examples 1-4. Manufacture of composite resin

하기 표 1에 개시된 각 성분의 중량%를 적용하여 하기와 같이 제조하였다.The weight percentages of each component disclosed in the following Table 1 were applied as follows.

250℃의 온도로 가열된 이축 압출기(L/D=44, Φ=32mm)의 1차 원료 투입구에는 폴리카프로락탐(1027BRT, 효성사), 산화방지제(CIBA chemical사의 IRGANOX1010), 윤활제(Hi-Lube, 신원화학사)를 투입하고, 이축 압출기 중간에 위치하는 2차 투입구에는 사이드 피더를 통해 흑연(SC-20OQKG, GK사(순도: 99% 이상, 평균입경: 18~24um) 및 NH2-GNP(AD Nano Technologies사의 ADG-NH2(thickness: 2-5nm, surface area: ~250㎡/g))를 투입하며, 이축 압출기 끝단에 위치하는 3차 투입구에는 사이드 피더를 통해 탄소섬유(TR06Q, Mitsubishi Rayon사(epoxy로 sizing되고, 길이가 6mm인 chopped carbon fiber)를 투입하였다. 그리고, 열용융 혼련 공정을 실시하여 복합수지를 제조하였다. Polycaprolactam (1027BRT, manufactured by Hyosung Corporation), antioxidant (IRGANOX1010 from CIBA Chemical Co.), lubricant (Hi-Lube) were added to the primary feed inlet of a twin-screw extruder (L / D = 44, (SC-20OQKG, GK (purity: 99% or more, average particle size: 18-24um) and NH2-GNP (AD) were introduced into a secondary inlet located in the middle of the twin- (Thickness: 2-5 nm, surface area: ~ 250 m < 2 > / g) manufactured by Nano Technologies Inc.), and a carbon fiber (TR06Q, Mitsubishi Rayon Co., epoxy, chopped carbon fiber with a length of 6 mm) was injected into the reactor, followed by a hot melt kneading step to produce a composite resin.

표 1은 실시예 1~4의 복합수지 각각의 성분을 중량%로 나타낸 표이다.Table 1 is a table showing the components of each of the composite resins of Examples 1 to 4 in terms of% by weight.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 폴리카프로락탐Polycaprolactam 45.2045.20 43.2043.20 48.2048.20 40.2040.20 탄소섬유Carbon fiber 13.0013.00 13.0013.00 13.0013.00 13.0013.00 흑연black smoke 40.0040.00 40.0040.00 35.0035.00 45.0045.00 NH2-GNPNH2-GNP 1.001.00 3.003.00 3.003.00 1.001.00 산화방지제Antioxidant 0.500.50 0.500.50 0.500.50 0.500.50 윤활제slush 0.300.30 0.300.30 0.300.30 0.300.30

비교예 1~12. 복합수지의 제조Comparative Examples 1 to 12. Manufacture of composite resin

하기 표 2에 개시된 각 성분의 중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1~4의 제조방법과 동일한 방법으로 비교예 1~12의 복합수지를 제조하였다. The composite resins of Comparative Examples 1 to 12 were prepared in the same manner as in the production methods of Examples 1 to 4 except that the weight% of each component shown in Table 2 below was used.

표 2는 비교예 1~12의 복합수지 각각의 성분을 중량%로 나타낸 표이다. Table 2 shows the components of the composite resins of Comparative Examples 1 to 12 in weight percent.

구분division 폴리카프로락탐Polycaprolactam 카본섬유Carbon fiber 흑연black smoke NH2-GNPNH2-GNP 산화방지제Antioxidant 윤활제slush 비교예 1Comparative Example 1 48.2048.20 10.0010.00 40.0040.00 1.001.00 0.500.50 0.300.30 비교예 2Comparative Example 2 42.2042.20 16.0016.00 40.0040.00 1.001.00 0.500.50 0.300.30 비교예 3Comparative Example 3 51.2051.20 10.0010.00 35.0035.00 3.003.00 0.500.50 0.300.30 비교예 4Comparative Example 4 45.2045.20 16.0016.00 35.0035.00 3.003.00 0.500.50 0.300.30 비교예 5Comparative Example 5 50.2050.20 13.0013.00 35.0035.00 1.001.00 0.500.50 0.300.30 비교예 6Comparative Example 6 46.2046.20 13.0013.00 35.0035.00 5.005.00 0.500.50 0.300.30 비교예 7Comparative Example 7 46.2046.20 13.0013.00 40.0040.00 0.000.00 0.500.50 0.300.30 비교예 8Comparative Example 8 41.2041.20 13.0013.00 40.0040.00 5.005.00 0.500.50 0.300.30 비교예 9Comparative Example 9 53.2053.20 13.0013.00 30.0030.00 3.003.00 0.500.50 0.300.30 비교예 10Comparative Example 10 38.2038.20 13.0013.00 45.0045.00 3.003.00 0.500.50 0.300.30 비교예 11Comparative Example 11 35.2035.20 13.0013.00 50.0050.00 1.001.00 0.500.50 0.300.30 비교예 12Comparative Example 12 41.2041.20 13.0013.00 45.0045.00 0.000.00 0.500.50 0.300.30

실험예 1. 복합소재의 특성Experimental Example 1. Characteristics of Composite Material

본원발명에 따른 실시예 1~4 및 비교예 1~12에서 제조된 복합소재의 기계적 물성을 평가하기 위하여 하기와 같이 실험을 실시하였다. In order to evaluate the mechanical properties of the composite materials produced in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 12 according to the present invention, the following experiment was conducted.

실시예 1~4 및 비교예 1~12에서 제조된 복합소재를 90℃의 온도 하에서 4시간 동안 열풍건조기에서 건조한 뒤 285℃의 온도로 사출하여 펠렛을 제조한 후, 이를 150t의 압력으로 가압하여 시편을 제조하였다. The composite materials prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 12 were dried in a hot-air dryer at a temperature of 90 ° C for 4 hours and then injected at a temperature of 285 ° C to produce pellets. The pellets were pressed at a pressure of 150t Specimens were prepared.

시편을 온도 23℃, 상대습도 50%의 조건 하에서 48시간 방치한 후, 하기 표 3에 기재된 장치 및 측정 조건 하에서 밀도, 인장강도, 열전도도, 용융지수 및 성형성을 각각 측정하였다.The specimens were allowed to stand for 48 hours under the conditions of a temperature of 23 ° C and a relative humidity of 50%, and then the density, tensile strength, thermal conductivity, melt index and moldability were measured under the conditions shown in Table 3 below.

표 3은 복합소재의 기계적 물성 측정을 위한 장치 및 조건을 기재한 표이다.Table 3 is a table showing the apparatus and conditions for measuring the mechanical properties of the composite material.

구분division 장치Device 조건Condition 밀도(g/㎠)Density (g / cm2) ASTM D792ASTM D792 -- 인장강도 (kgf/㎠)Tensile strength (kgf / cm2) ASTM D638ASTM D638 5mm/min5mm / min 비열(J/(gㆍK)Specific heat (J / (g K) ASTM E1952ASTM E1952 -- 열확산계수 (㎟/s)Thermal Diffusivity Coefficient (㎟ / s) ASTM E1461ASTM E1461 In-plane방향In-plane direction 용융지수(g/10min)The melt index (g / 10 min) ASTM D1238ASTM D1238 275℃/10kg275 ° C / 10 kg 성형성Formability 사출제품의 미성형 여부로 평가함Evaluate whether the injection product is unformed. 열전도도(W/Mk)Thermal conductivity (W / Mk) 열전도도(k)=열확산도(a)x비열(Cp)x밀도(p)Thermal conductivity (k) = thermal diffusivity (a) x specific heat (Cp) x density (p)

표 4는 밀도, 인장강도, 열전도도, 용융지수 및 성형성을 측정한 결과를 나타낸 표이다. Table 4 shows the results of measurement of density, tensile strength, thermal conductivity, melt index and moldability.

그 결과, 표 4를 참고하면, 실시예 1~4는 밀도 1.6g/㎠이하, 인장강도 1200kgf/㎠이상, 용융지수 5g/10min이상, 열전도도 15W/mK이상 및 성형성 양호 등의 모든 조건을 만족하는 바, 실시예 1~4의 물성이 전반적으로 우수함을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 발명의 실시예 1~4는 비교예 1~12에 비해 사출 성형성, 열전도도 및 기계적 물성이 매우 우수함을 알 수 있었다.As a result, in Examples 1 to 4, all conditions such as a density of 1.6 g / cm 2 or less, a tensile strength of 1200 kgf / cm 2 or more, a melt index of 5 g / 10 min or more, a thermal conductivity of 15 W / mK or more, , It was confirmed that the physical properties of Examples 1 to 4 were generally excellent. Thus, Examples 1 to 4 of the present invention were found to have excellent injection moldability, thermal conductivity and mechanical properties as compared with Comparative Examples 1 to 12.

구분division 밀도density 인장강도The tensile strength 열전도도Thermal conductivity 용융지수Melt Index 성형성Formability 실시예 1Example 1 1.5121.512 1284.01284.0 15.6015.60 9.89.8 양호Good 실시예 2Example 2 1.5301.530 1214.01214.0 17.7017.70 5.85.8 양호Good 실시예 3Example 3 1.4941.494 1267.01267.0 15.2015.20 7.67.6 양호Good 실시예 4Example 4 1.5621.562 1205.01205.0 18.2018.20 7.87.8 양호Good 비교예 1Comparative Example 1 1.4991.499 1189.01189.0 15.6015.60 11.611.6 양호Good 비교예 2Comparative Example 2 1.5301.530 1392.01392.0 15.7015.70 4.64.6 불량Bad 비교예 3Comparative Example 3 1.4701.470 1173.01173.0 15.2015.20 9.99.9 양호Good 비교예 4Comparative Example 4 1.5221.522 1325.01325.0 15.4015.40 4.54.5 불량Bad 비교예 5Comparative Example 5 1.4691.469 1348.01348.0 12.7012.70 11.911.9 양호Good 비교예 6Comparative Example 6 1.5051.505 1182.01182.0 17.6017.60 3.83.8 불량Bad 비교예 7Comparative Example 7 1.5031.503 1311.01311.0 13.2013.20 11.911.9 양호Good 비교예 8Comparative Example 8 1.5421.542 1121.01121.0 20.1020.10 1.91.9 불량Bad 비교예 9Comparative Example 9 1.4491.449 1322.01322.0 13.1013.10 9.29.2 양호Good 비교예 10Comparative Example 10 1.5781.578 1131.01131.0 21.5021.50 3.23.2 불량Bad 비교예 11Comparative Example 11 1.6151.615 1118.01118.0 20.4020.40 4.84.8 불량Bad 비교예 12Comparative Example 12 1.5541.554 1241.01241.0 14.6014.60 8.88.8 양호Good

실험예 2. 복합소재의 열 특성Experimental Example 2: Thermal properties of a composite material

본원발명의 열 특성을 확인하기 위하여, 실험예 1에서 제조된 실시예 1의 시편 및 폴리카프로락탐(이하, 'PA6'라 함)을 이용하여 하기와 같이 실험을 실시하였다. In order to confirm the thermal characteristics of the present invention, experiments were conducted as follows using the specimen and the polycaprolactam (hereinafter referred to as 'PA6') of Example 1 prepared in Experimental Example 1.

도 1은 본 발명의 실시예 1 및 PA6의 열 확산 측정 결과를 나타낸 도표이다.Fig. 1 is a table showing results of measurement of thermal diffusivity of Example 1 and PA6 of the present invention. Fig.

그 결과, 도1을 참조하면, 실시예 1은 온도 편차가 15.6으로 PA6 대비 온도 편차가 적음을 확인할 수 있었다. 따라서, 본원발명의 실시예 1은 열원으로부터 멀어지는 방향으로의 열전달이 잘 이루어져 수평 열 확산도가 우수함을 알 수 있었다.As a result, referring to FIG. 1, in Example 1, it was confirmed that the temperature deviation was 15.6 and the temperature deviation was smaller than PA6. Therefore, it can be seen that the first embodiment of the present invention has good heat transfer in the direction away from the heat source, and thus has excellent horizontal heat spreading.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다. Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

Claims (9)

열가소성 수지 35~55중량%;
흑연 35~45중량%;
탄소섬유 12~14중량%; 및
아미노기로 기능화된 그래핀 나노 플레이트 1~3중량%;를 포함하는 고방열 복합수지.
35 to 55% by weight of a thermoplastic resin;
35 to 45% by weight of graphite;
12 to 14% by weight of carbon fiber; And
1 to 3% by weight of a graphene nanoplate functionalized with an amino group.
제1항에 있어서,
상기 열가소성 수지는 폴리아미드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 고방열 복합수지.
The method according to claim 1,
Wherein the thermoplastic resin is selected from the group consisting of polyamide, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polypropylene, polycarbonate, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfite, and combinations thereof.
제2항에 있어서,
상기 폴리아미드의 중량 평균 분자량은 10000~200000g/mol인 고방열 복합수지.
3. The method of claim 2,
Wherein the polyamide has a weight average molecular weight of 10000 to 200000 g / mol.
제1항에 있어서,
상기 탄소섬유는 코어; 및
상기 코어 표면의 적어도 일 영역에 형성되는 코팅층;을 포함하고,
상기 코어는 피치, 레이온, 폴리아크릴로니트릴 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 코팅층은 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 고방열 복합수지.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon fiber comprises a core; And
And a coating layer formed on at least one region of the core surface,
Wherein the core is selected from the group consisting of pitch, rayon, polyacrylonitrile, and combinations thereof,
Wherein the coating layer is selected from the group consisting of an epoxy resin, a polyurethane resin, a polyamide resin, and a combination thereof.
제1항에 있어서,
상기 탄소섬유의 길이는 5~7mm인 고방열 복합수지.
The method according to claim 1,
Wherein the carbon fiber has a length of 5 to 7 mm.
제1항에 있어서,
상기 흑연의 평균입경은 18~24um인 고방열 복합수지.
The method according to claim 1,
Wherein said graphite has an average particle diameter of 18 to 24 um.
제1항에 있어서,
상기 고방열 복합수지는 첨가제를 더 포함하고,
상기 첨가제는 총 중량%에 대하여, 0.4~1.2중량%인 고방열 복합수지.
The method according to claim 1,
Wherein the high heat dissipation composite resin further comprises an additive,
Wherein the additive is 0.4 to 1.2% by weight based on the total weight%.
제7항에 있어서,
상기 첨가제는 산화방지제, 윤활제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
상기 산화방지제는 총 중량%에 대하여, 0.3~0.7중량%이고,
상기 윤활제는 총 중량%에 대하여, 0.1~0.5중량%인 고방열 복합수지.
8. The method of claim 7,
Wherein the additive is selected from the group consisting of antioxidants, lubricants, and combinations thereof,
The antioxidant is contained in an amount of 0.3 to 0.7% by weight based on the total weight%
Wherein the lubricant is 0.1 to 0.5% by weight based on the total weight%.
제1항에 있어서,
상기 고방열 복합수지의 밀도는 1.6g/㎠이하이고, 인장강도는 1200kgf/㎠이상 이며, 열전도도는 15W/mK이상이고, 용융지수는 5g/10min인 고방열 복합수지.
The method according to claim 1,
Wherein the high heat dissipation composite resin has a density of 1.6 g / cm 2 or less, a tensile strength of 1200 kgf / cm 2 or more, a thermal conductivity of 15 W / mK or more, and a melt index of 5 g / 10 min.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230093610A (en) 2021-12-20 2023-06-27 현대자동차주식회사 Thermoplastic composite composition for exellent shielding of electromagnetic waves

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005281464A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Toho Tenax Co Ltd Polyamide-coated carbon fiber and its production method
KR20130038775A (en) * 2011-10-10 2013-04-18 현대자동차주식회사 Polymer-based heat releasing composite and manufacturing method for the same
KR101444764B1 (en) * 2012-10-31 2014-09-26 한국과학기술연구원 Polyimide graphene composite materials and method for preparing thereof
KR101579522B1 (en) 2014-07-25 2015-12-23 (주)창림이엔지 Resin composition having electro-magnetic wave absorption function with high thermal radiation, and molded article manufacture by using the same
KR101652499B1 (en) * 2015-03-31 2016-08-30 주식회사 아데소 Heat dissipating polymer composite, preparation method thereof, and heat sink comprising the same
KR20160140508A (en) * 2015-05-28 2016-12-07 주식회사 동진쎄미켐 Two or more amine groups including functionalized graphene and method for preparing the same
JP2017036531A (en) * 2015-08-07 2017-02-16 デクセリアルズ株式会社 Insulated coated carbon fiber, method for manufacturing insulated coated carbon fiber, carbon-fiber-containing composition, and heat-conducting sheet
KR20170071896A (en) * 2015-12-16 2017-06-26 주식회사 엘지화학 Flame retardant electromagnetic wave shielding and heat radiating carbon-composite composition and molded article manufactured using same
KR20170090040A (en) * 2016-01-28 2017-08-07 주식회사 엘지화학 Thermoplastic resin composition and molded article manufactured using same
KR20170136561A (en) * 2015-04-01 2017-12-11 알파 어셈블리 솔루션스 인크. The processed polymer-based electronic material

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005281464A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Toho Tenax Co Ltd Polyamide-coated carbon fiber and its production method
KR20130038775A (en) * 2011-10-10 2013-04-18 현대자동차주식회사 Polymer-based heat releasing composite and manufacturing method for the same
KR101444764B1 (en) * 2012-10-31 2014-09-26 한국과학기술연구원 Polyimide graphene composite materials and method for preparing thereof
KR101579522B1 (en) 2014-07-25 2015-12-23 (주)창림이엔지 Resin composition having electro-magnetic wave absorption function with high thermal radiation, and molded article manufacture by using the same
KR101652499B1 (en) * 2015-03-31 2016-08-30 주식회사 아데소 Heat dissipating polymer composite, preparation method thereof, and heat sink comprising the same
KR20170136561A (en) * 2015-04-01 2017-12-11 알파 어셈블리 솔루션스 인크. The processed polymer-based electronic material
KR20160140508A (en) * 2015-05-28 2016-12-07 주식회사 동진쎄미켐 Two or more amine groups including functionalized graphene and method for preparing the same
JP2017036531A (en) * 2015-08-07 2017-02-16 デクセリアルズ株式会社 Insulated coated carbon fiber, method for manufacturing insulated coated carbon fiber, carbon-fiber-containing composition, and heat-conducting sheet
KR20170071896A (en) * 2015-12-16 2017-06-26 주식회사 엘지화학 Flame retardant electromagnetic wave shielding and heat radiating carbon-composite composition and molded article manufactured using same
KR20170090040A (en) * 2016-01-28 2017-08-07 주식회사 엘지화학 Thermoplastic resin composition and molded article manufactured using same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230093610A (en) 2021-12-20 2023-06-27 현대자동차주식회사 Thermoplastic composite composition for exellent shielding of electromagnetic waves

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