KR20220067748A - 자동차 부품용 열전도성 플라스틱 - Google Patents

자동차 부품용 열전도성 플라스틱 Download PDF

Info

Publication number
KR20220067748A
KR20220067748A KR1020200154313A KR20200154313A KR20220067748A KR 20220067748 A KR20220067748 A KR 20220067748A KR 1020200154313 A KR1020200154313 A KR 1020200154313A KR 20200154313 A KR20200154313 A KR 20200154313A KR 20220067748 A KR20220067748 A KR 20220067748A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thermally conductive
conductive plastic
plastic
metal
weight
Prior art date
Application number
KR1020200154313A
Other languages
English (en)
Inventor
이창훈
이희진
Original Assignee
경일대학교산학협력단
주식회사 디에스엔프라
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 경일대학교산학협력단, 주식회사 디에스엔프라 filed Critical 경일대학교산학협력단
Priority to KR1020200154313A priority Critical patent/KR20220067748A/ko
Publication of KR20220067748A publication Critical patent/KR20220067748A/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
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14—Glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/043—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with glass fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/10—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material characterised by the additives used in the polymer mixture
    • 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
    • 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
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • 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
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • 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
    • C08K2201/001—Conductive additives

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)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 열가소성 수지, 유리섬유 및 열전도성 필러를 포함한 열전도성 플라스틱에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 디젤 연료 필터의 소재로 적합한 열전도율이 2 W/mk 이상이고, 인장강도가 50 Mpa 이상인 열전도성 플라스틱에 관한 것이다.

Description

자동차 부품용 열전도성 플라스틱{THERMALLY CONDUCTIVE PLASTIC FOR AUTOMOBILE PARTS}
본 발명은 방열 기능과 전자파 차폐성능이 우수한 자동차 부품용 플라스틱 전자파 차폐 플라스틱에 관한 것이다.
국내외의 자동차 부품기업들은 자동차 소재 경량화를 위한 엔지니어링 플라스틱 개발에 집중하고 있으며, 기계적 강도와 내충격성, 인성의 균형이 우수한 소재를 개발하고자 다양한 연구를 계속하고 있다.
신규한 소재는 물성이 우수함에도, 원재료 값이 비싸거나 가공이 어려워 제조단가가 크게 증가하는 문제가 있는 바, 신규한 소재를 직접 산업에 활용하는 것은 제한적인 실정이다.
아울러, 지속적으로 지적되어 온 지구온난화 문제와 환경오염 문제로 인해, 친환경 소재에 관한 수요 또한 증가함에 따라, 원가가 높고, 가공이 어려우며 생산비가 비싼 경우에는, 산업현장에서 직접 사용되기가 더욱 어려운 실정이다.
한편, 가공이 용이하면서도 경량성을 확보하기에 유리한 플라스틱 소재는 이를 활용한 복합소재로 개발함으로써 신규한 소재에 가장 많이 활용되는 원료이다. 자동차 부품분야에 있어서도, 플라스틱 소재를 활용한 신규한 물성의 복합소재의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
현재 상용 보급화된 디젤연료 필터는 대부분 금속재질로 이루어져 있어 무게가 대략 1500g 이고 금속 하우징의 경우 450 내지 500g 수준으로 연비상승을 위하여 플라스틱 복합소재 제품을 적용한 경량화된 부품개발이 절실한 실정이다.
본 발명은 자동차 부품으로 사용하기에 적합한 열전도성 플라스틱을 제공하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 기계적 강도가 우수한 플라스틱으로서, 전자파 차폐성능 및 방열성능 또한 우수한 열전도성 플라스틱을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 자동차 부품 중 자동차 디젤 연료 필터의 소재로 적합한 열전도성 플라스틱을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한, 상기 열전도성 플라스틱을 포함하는 자동차를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 플라스틱은 열가소성수지, 유리섬유 및 열전도성 필러를 포함한다.
상기 열가소성 수지는 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 폴리올레핀계 수지로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 유리섬유는 상기 열전도성 플라스틱에 10 내지 20 중량%로 포함될 수 있다.
상기 열전도성 필러는 상기 열전도성 플라스틱에 15 내지 30 중량%로 포함될 수 있다.
상기 열전도성 필러는 금속코팅 탄소섬유와 흑연을 1 : 1 내지 3의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 금속코팅 탄소섬유는 카드뮴(Cd), 니켈(Ni), 인청동(Phosphor Bronze), 주석(Sn), 베릴륨(Be) 및 티타늄(Ti)중 하나 이상의 금속을 사용하여 코팅된 것일 수 있다.
상기 열전도성 플라스틱은 열전도율이 2 W/mk 이상일 수 있으며, 전자파 차폐율이 50 dB 이상일 수 있고, 인장강도가 50 Mpa 이상일 수 있다.
상기 열전도성 플라스틱은 보조첨가제를 0.001 내지 10 중량% 더 포함하며, 상기 보조첨가제는 산화방지제, 난연제, 난연보조제, 충격보강제, 윤활제, 가소제, 열안정제, 적하방지제, 상용화제, 광안정제, 안료, 염료, 무기필러 및 드립방지제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디젤 연료 필터는 상기 열전도성 플라스틱을 소재로 하는 디젤 연료 필터일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 자동차는 상기 디젤 연료 필터를 사용하는 자동차일 수 있다.
본 발명에 따른 열전도성 플라스틱은 자동차 부품으로 사용하기에 적합하도록 50 Mpa 이상의 인장강도와 열전도율이 2 W/mk 이상인 효과를 가진다.
본 발명은 또한, 수지와 필러를 포함함으로써 자동차 부품을 경량화하여 자동차의 연비를 크게 높일 수 있는 효과를 가진다.
본 발명은 또한, 상기의 성능을 만족하면서도, 가공성과 생산효율이 우수한 효과를 가진다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
본 발명에 따른 열전도성 플라스틱은 열가소성수지, 유리섬유 및 열전도성 필러를 포함한 것을 특징으로 한다. 사용되는 목적에 따라서 적합한 모양을 구현하기 위해서는 상기 열가소성 수지가 필요하다. 상기 열가소성 수지는 자동차 부품의 소재로 적합하도록 기계적 내구성과 화학적 내구성이 뛰어나면서도 사출성이 용이한 소재가 적합하다. 예를들어 상기 열가소성 수지는 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 폴리 올레핀계 수지 중 하나 이상을 사용하는 것이 자동차 부품 소재에 적용하기에 바람직하다.
폴리아미드계 수지는 나일론 수지로 불리우며, 아미드 결합의 반복으로 주쇄를 구성하는 선상고분자물질이다. 폴리아미드계 수지는 내열성이 높고 물리적 특성이 우수하여, 자동차용 부품으로 사용하기에 적합하며, 특히, 자동차 전장부품과 같이 발열량이 많은 부품에 사용하더라도 내열성이 우수함에 따라, 바람직한 특성을 가진다.
상기 폴리아미드계 수지는 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하나, 예를 들면, 나일론6, 나일론66, 나일론610 또는 나일론11을 포함할 수 있고, 바람직하게는, 나일론6, 나일론66를 포함할 수 있다.
한편, 상기 폴리에스테르계 수지는 에르테르 결합의 반복으로 주쇄를 구성하는 고분자물질이다. 폴리에스테르 수지는 경제성이 우수한 수지로서, 이에 해당되는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하다.
상기, 폴리올레핀 수지는 올레핀 단량체를 중합하여 얻어진 수지이다. 단량체로는 에틸렌, 프로필렌과 같이 탄소사슬 내에 불포화결합이 하나 이상 포함된 단량체가 첨가중합반응을 통해 얻어진다. 이에 해당되는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하다.
바람직하게는, 상기 열가소성 수지는 폴리아미드계 수지를 사용할 수 있다. 이는 상술한 바와 같이 폴리아미드계 수지가 물리적 특성이 우수하고, 내열성이 우수함에 따라 자동차 부품에 사용하기에 더욱 바람직하기 때문이다.
자동차 부품과 같이 높은 강성이 필요한 경우에는 상기 열가소성 수지의 강성으로는 물리적 충격에 쉽게 깨져 버릴 수 있고 자칫하면, 큰 사고로 이어질 수 있다. 따라서 상기 열가소성 수지의 강성을 보충하기 위해 상기 유리섬유가 첨가된다.
유리섬유는 열전도플라스틱 전체 중량에 대하여 10 내지 20 중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 유리 섬유가 10 중량% 미만으로 포함되는 경우 상기 열전도 플라스틱의 강성이 떨어지고, 자동차 부품에 사용되는 경우 낮은 인장 강도로 인해 쉽게 깨지고, 큰 사고로 이어 질 수 있다. 또한 상기 유리섬유가 20 중량% 보다 많이 포함되는 경우, 상기 열전도플라스틱의 성형을 위한 온도가 크게 높아지고, 가공성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
상기 열전도성 플라스틱은 상기 열가소성 수지, 유리섬유 이외에도 열전도성 필러를 포함한다. 화석연료를 사용하여 구동되는 엔진은 구동 과정에서 많은 양의 열이 방출되며, 열이 자동차 소재에 누적되어 과도하게 자동차의 온도가 높아지는 경우, 자동차의 부품 중 고무 소재가 녹거나, 화재의 원인이 될 수 있다. 따라서 자동차 부품은 열전도성이 우수하여 엔진에서 발생한 열을 효과적으로 외부로 배출하는 것이 무엇보다 중요하다. 플라스틱의 경우 금속에 비하여 열전도성이 크게 떨어지며, 열에너지가 외부로 쉽게 방출되지 못하고 소재에 누적되어 과도하게 높은 온도로 인해 플라스틱 소재가 녹거나, 화재의 원인이 될 수 있다. 본원발명의 열전도성 플라스틱은 열가소성 플라스틱의 열전도성을 향상시키기 위하여 별도의 열전도성 필러를 유리섬유와 함께 열가소성 수지에 첨가하여 성형한다.
상기 열전도성 필러는 상기 열전도성 플라스틱 전체 중량에 대하여 15 내지 30 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 열전도성 필러가 15 중량% 미만으로 상기 열가소성 플라스틱에 포함되는 경우 상기 열전도성 플라스틱의 열전도성이 낮아 자동차 부품으로 사용되는 경우 자동차 엔진에서 방출되는 높은 열에너지가 효율적으로 방열되지 못하고, 플라스틱에 누적되어 플라스틱이 차량 주행 중 녹아 큰 사고로 이어질 수 있는 위험이 있다. 또한 상기 열전도성 필러가 상기 열전도성 플라스틱 전체 중량에 대하여 30 중량%보다 많이 포함되는 경우 열전도성은 향상되나, 기계적 내구성이 떨어져 자동차 부품에 적합하지 않을 수 있으며, 플라스틱을 부품 형상으로 성형하는데 어려움이 있을 수 있다.
상기 열전도성 필러는 상기 열가소성 필러에 비하여 열전도도가 높은 소재이면 무방하나, 구체적으로 금속코팅 탄소섬유와 흑연을 함께 사용하는 것이 열전도성을 높이는데 효과적일 수 있다. 상기 금속코팅 탄소섬유는 탄소섬유를 열전도성이 우수한 금속으로 코팅하여 금속 코팅을 통하여 열이 빠르게 전도될 수 있으며, 상기 탄소섬유에서 금속으로 코팅이 되지 않은 부분은 상기 열가소성 수지와 결합하여 플라스틱에 고루 분포할 수 있는 특징이 있다. 한편, 상기 금속코팅 탄소섬유는 평균 섬유장(Fiber length)가 0.01 내지 15 mm인 것을 특징으로 한다. 상세하게는, 상기 금속코팅 탄소섬유는 평균직경이 3 내지 10 ㎛일 수 있다. 상기 섬유장보다 더 짧은 경우에는, 기계적 물성과 전자파 차폐 성능이 떨어지는 문제가 있고, 상기 섬유장보다 긴 경우에는, 필러가 표면으로 돌출되는 문제나 사출성형이 필러의 쏠림 현상이 발생되는 문제가 있으므로, 상기 범위의 섬유장을 가지는 탄소섬유를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 상기 흑연은 상기 금속으로 코팅된 탄소섬유의 코팅이 되지 않은 부분과 상기 열가소성 수지를 효과적으로 결합하는데 도움을 줄 수 있다. 상기 흑연이 포함되지 않은 경우 금속으로 코팅된 탄소섬유가 상기 열가소성 수지에 고루 분포되기 어려운 문제가 발생할 수 있고, 상기 열가소성 수지의 열전도성이 고루 분포되지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 상기 흑연은 탄소 동소체의 하나로서, 바람직하게는, 10 내지 50 ㎛의 평균입경을 가지는 것을 사용할 수 있다.
상기 열전도성 필러에 포함되는 금속 코팅 탄소섬유는 상기 금속 코팅으로 인해 자동차에서 발생하는 전자파를 상쇄시키는 효과가 있다. 상기 열전도성 필러에 무작위하게 배치된 금속 입자들에 자동차에서 발생한 전자파가 흡수되면서 서로 간섭 작용에 의해 상기 열전도성 플라스틱이 전자파 차폐기능이 생길 수 있다.
상기 열전도성 필러는 바람직하게 금속코팅 탄소섬유와 흑연을 1 : 1 내지 3의 중량비로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 흑연의 중량비가 상기 범위보다 적은 경우 상기 금속코팅 탄소섬유가 상기 열가소성 수지에 고루 분포되기 어려운 문제와 함께 전자파 차폐 성능이 떨어지는 문제가 발생할 수 있으며, 상기 흑면의 중량비가 상기 범위보다 많은 경우, 열전도성의 향상은 미미하면서도 기계적 내구성이 떨어지는 열전도 플라스틱이 될 수 있는 위험이 있다.
상기 금속코팅 탄소섬유는 탄소섬유의 표면이 금속으로 코팅되어 있는 것을 의미하는데, 상기 금속은 1 종의 금속에 한정되지 않고, 합금이나, 2 종 이상의 금속을 순차로 코팅하여 얻어진 것일 수도 있다. 특별히 제한되지 않고, 다양한 방법으로 구현이 가능하다.
상기 탄소 섬유에 코팅되는 금속의 재료는 플라스틱보다 열전도성이 우수한 것이면 족하며, 소재에 제한되지 않는다. 상기 금속의 재료로는 예를 들어 카드뮴(Cd), 니켈(Ni), 인청동(Phosphor Bronze), 주석(Sn), 베릴륨(Be) 및 티타늄(Ti)중 하나 이상의 금속으로 상기 탄소 섬유를 코팅한 것일 수 있고, 바람직하게는, 니켈(Ni)로 코팅된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 열전도 플라스틱은 열전도율이 2 W/mk 이상일 수 있다. 열전도율이 2 W/mk 이상인 경우 자동차 부품으로 사용되더라도 우수한 방열 성능으로 안정적으로 사용도이 수 있으며, 특히 열에너지가 방출되는 엔진 연료의 부품 소재로 사용하기에도 적합한 수준이다.
본 발명에 따른 열전도 플라스틱은 전자파 차폐율이 50 dB 이상일 수 있다. 전자파 차폐율은 상기 열전도성 플라스틱에 포함된 열전도성 필러를 금속코팅 탄소섬유과 흑연으로 사용한 경우 나타날 수 있는 효과이다.
본 발명에 따른 열전도 플라스틱은 인장강도가 50 Mpa 이상일 수 있다. 이는 상기 열가소성 수지와 함께 유리 섬유 및 상기 금속코팅탄소섬유가 고루 분포되며 얽힌 상태로 인해 나타나는 특성이다.
본 발명에 따른 열전도성 플라스틱은 상기 열전도성 플라스틱의 전체 중량을 기준으로 0.001 내지 10 중량%의 보조첨가제를 더 포함할 수 있고, 상기 보조첨가제는 산화방지제, 난연제, 난연보조제, 충격보강제, 윤활제, 가소제, 열안정제, 적하방지제, 상용화제, 광안정제, 안료, 염료, 무기필러 및 드립방지제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다.
상기 함량보다 과량으로 첨가되는 경우에는, 복합소재인 플라스틱의 기본 성능 즉, 기계적 물성이나 전자파 차폐 성능 및 가공성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있고, 상기 함량보다 소량으로 첨가되는 경우에는, 보조첨가제의 효과가 미미한 문제가 발생할 수 있다.
상세하게는, 상기 보조첨가제는 산화방지제일 수 있고, 상기 열전도성 플라스틱 전체 중량을 기준으로 0.001 내지 3 중량%로 포함될 수 있다. 상기 산화방지제는, 예를 들어, 힌더드 페놀계 산화방지제, 아민계 산화방지제, 포스파이트 화합물, 유황 화합물, 또는 이들의 혼합을 사용할 수 있다. 상기 산화방지제를 첨가함에 따라 열성형 공정 중 열가소성 수지가 받는 열 이력을 저하시켜 물성 유지율을 향상시킬 수 있다.
상기 힌더드 페놀계 산화방지제는, 예를 들어, 옥타딜-3-(4-하이드록시-3,5-디-터트-부틸페닐)-프로피오네이트, 2,2-메틸렌비스(4-메틸-6-부틸페놀), 에틸렌 비스(옥시에틸렌) 비스[3-(5-터셔리-부틸-4-하이드록시-m-톨일)프로피오네이트] 등일 수 있고, 상기 아민계 산화방지제는 4,4-비스(α,α-디메틸벤질)디페닐 아민일 수 있다.
상기 포스파이트 화합물은, 예를 들어, 트리페닐 포스파이트, 디페닐데실 포스파이트, 페닐이소데실 포스파이드, 트리(노닐페닐) 포스파이트 및 트리라우릴 트리티오 포스파이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 유황 화합물은 예를 들어, 도데실 메르캅단, 1,2-디페닐-2-티올, 또는 이들의 혼합일 수 있다.
상기 난연제와 난연보조제는 상기 열전도성 플라스틱의 난연성을 확보함으로써, 발열성능 및 방열성능을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 가진다. 충격보강제를 상기 열가소성 수지의 주재로 포함하여, ?가소성 수지의 다소 낮은 내충격성을 보완할 수 있다. 마찬가지로, 발열성능과 방열성능의 확보를 위해 열안정제를 추가로 첨가할 수 있다.
상기 윤활제, 상용화제 및 가소제는 상기 열전도성 플라스틱을 제조하는 과정에서 가공성을 향상시키기 위해 일정량 첨가될 수 있다.
한편, 상기 광안정제는 빛에 의한 상기 열전도성 플라스틱의 열화를 방지하기 위해 첨가될 수 있으며, 미감이나, 기능적인 이유에 의하여 안료, 염료 등을 추가로 첨가할 수 있다.
본 발명에 따른 열전도성 플라스틱 성형품은 상기 열가소성 수지, 상기 유리섬유 및 상기 열전도성 필러를 포함하는 조성물을 혼련하고 압출하여 자동차 의 디젤 연료 필터로 제조할 수 있다.
상기 혼련은 예를 들어, 상기 조성물을 단축 또는 2축의 압출기, 밴버리 믹서, 니더, 믹싱 롤 등 통상의 용융 혼합기에 공급하여 대략 100 내지 500℃ 또는 200 내지 400℃의 온도에서 혼련하는 방법 등을 예로서 들 수 있다.
원료의 혼합 순서는 특별히 없이 혼합이 가능하나, 하나의 구체적인 예에서, 폴리아미드 수지, 유리섬유, 상기 열전도성 필러 및 보조첨가제를 사전에 블렌드한 후, 폴리아미드 수지의 융점 이상의 온도로 단축 또는 2축 압출기로 균일하게 용융 혼련한 뒤 압출법을 통해 상기 필터를 제조할 수 있다. 혼련이나 압출은 선택되는 열가소성 고분자의 종류 등을 고려하여 해당기술분야에서 공지된 방법에 따라 적절히 이용될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 디젤 연료 필터를 포함하는 자동차를 제공한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예 및 실험예에 대하여 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
[제조예: 플라스틱 시편의 제작]
나일론66과 분산필러를 혼합하여 조성물을 제조했다. 구체적으로 열전도성 필러로 직경이 약 8.6 ㎛이며, 평균 섬유장이 10 ㎜이고, 다분산값이 0%인 니켈코팅된 탄소섬유와 평균입경이 40㎛인 흑연을 사용했다.
이때, 금속코팅 탄소섬유와 흑연은 1:1 중량비로 하여 조성물 전체 중량 기준 이들 중량 총합이 20 중량%가 되도록 하고, 잔량의 나일론66를 첨가하여, 조성물을 제조하였다.
제조된 조성물은 믹서로 혼합하고 270℃ 조건 하에서 이축압출기(twin-screw extruder)로 압출한 후, 펠렛 형태로 제조하여, 80℃에서 4시간 이상 건조한 다음, 이를 사출 성형하여 하기 표 1과 같은 열전도성 플라스틱을 제조하였다.
필러 (중량%) 나일론66
금속코팅
탄소섬유		 흑연
실시예1 10 10 잔량
실시예2 14 6 잔량
실시예3 3 17 잔량
실시예4 1.5 18.5 잔량
실시예5 10 7 잔량
실시예6 10 15 잔량
실시예7 10 22 잔량
실시예8 10 25 잔량
실시예9 10 10 잔량
실시예10 10 10 잔량
[실험예: 성능 측정]
상기 실시예의 시편에 대해 i) 열전도도 ii) 전자파 차폐율 및 iii) 인장강도를 측정하였다. 실시예 1의 값을 100%로 기준하여 얻어진 백분율 값을 표 2에 나타냈다.
(1) 인장강도 측정
인장강도(MPa)는 ASTM D638에 의거하여 측정하였고, 각 실시예에서 결과값을 실시예 1의 값을 100%로 기준해서 나머지 실시예의 값을 백분율 값으로 표기했다. 이때, 실시예 1보다 백분율이 클수록 해당 강도 특성이 우수함을 의미한다.
(2) 전자파 차폐 성능 측정
ASTM D4935에 의거하여 전자파 무반사실에서 1GHz 대역에서 전자파 차폐율(dB)을 측정하였다. 실시예 1에서 측정된 결과값을 100%로 기준하여 나머지 실시예을 백분율 값으로 표기했다. 이때, 백분율이 클수록 1 GHz에서 전자파차폐 성능이 우수함을 의미한다.
　 열전도도 전자파
차폐율		 인장강도
실시예1 100 100 100
실시예2 103 104 106
실시예3 91 92 88
실시예4 82 80 78
실시예5 96 87 85
실시예6 105 107 106
실시예7 111 108 109
실시예8 115 109 110
상기 표 2를 참고하면, 실시예 3 및 4와 같이, 열전도성 필러에 포함된 흑연의 중량비율이 금속코팅 탄소섬유보다 과량으로 첨가된 경우에는, 열전도도, 전자파 차폐 성능 및 인장강도 모두에서 성능이 떨어짐을 확인할 수 있다. 특히, 전자파 차폐 성능이 크게 낮아짐을 확인할 수 있다.
실시예 5와 같이 금속코팅 탄소섬유보다 흑연의 함량을 과량으로 첨가한 경우에도, 모든 물성이 실시예 1에 비해 크게 저하되었음을 확인할 수 있는 바, 금속코팅 탄소섬유와 흑연의 중량비율이 1:1 내지 2.5일 때, 전자파 차폐 성능이 우수하면서도, 발열성능, 방열성능 및 인장강도가 우수함을 확인할 수 있다.

Claims (12)

  1. 열가소성수지, 유리섬유 및 열전도성 필러를 포함한 열전도성 플라스틱.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지 및 폴리올레핀계 수지로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 플라스틱.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유리섬유는 10 내지 20 중량%로 포함된 것을 특징으로 하는 열전도성 플라스틱.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열전도성 필러는 15 내지 30 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 열전도성 플라스틱.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열전도성 필러는 금속코팅 탄소섬유와 흑연을 1 : 1 내지 3의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 플라스틱.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 금속코팅 탄소섬유는 카드뮴(Cd), 니켈(Ni), 인청동(Phosphor Bronze), 주석(Sn), 베릴륨(Be) 및 티타늄(Ti)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속으로 코팅된 것을 특징으로 하는 열전도성 플라스틱.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열전도성 플라스틱은 열전도율이 2 W/mk 이상인 것을 특징으로 하는 열전도성 플라스틱.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 열전도성 플라스틱은 전자파 차폐율이 50 dB 이상인 것을 특징으로 하는 열전도성 플라스틱.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 열전도성 플라스틱은 인장강도가 50 Mpa 이상인 것을 특징으로 하는 열전도성 플라스틱.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 열전도성 플라스틱은 보조첨가제를 0.001 내지 10 중량% 더 포함하며,
    상기 보조첨가제는 산화방지제, 난연제, 난연보조제, 충격보강제, 윤활제, 가소제, 열안정제, 적하방지제, 상용화제, 광안정제, 안료, 염료, 무기필러 및 드립방지제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 열전도성 플라스틱.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 열전도성 플라스틱을 소재로 하는 디젤 연료 필터.
  12. 제11항에 따른 디젤 연료 필터를 포함하는 자동차.
KR1020200154313A 2020-11-18 2020-11-18 자동차 부품용 열전도성 플라스틱 KR20220067748A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200154313A KR20220067748A (ko) 2020-11-18 2020-11-18 자동차 부품용 열전도성 플라스틱

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200154313A KR20220067748A (ko) 2020-11-18 2020-11-18 자동차 부품용 열전도성 플라스틱

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220067748A true KR20220067748A (ko) 2022-05-25

Family

ID=81800353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200154313A KR20220067748A (ko) 2020-11-18 2020-11-18 자동차 부품용 열전도성 플라스틱

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220067748A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6825916B2 (ja) 樹脂組成物
KR101173048B1 (ko) 전도성 폴리아미드 복합체 조성물 및 이를 이용하여 제조된 연료 수송 튜브
KR100606175B1 (ko) 폴리옥시메틸렌 수지 조성물 및 그의 제조방법
WO2012092093A1 (en) Noise damping compositions
CN109651749A (zh) 耐低温冲击耐开裂阻燃聚丙烯材料及其制备方法和应用
CN110760166B (zh) 纤维增强聚合物合金组合物、纤维增强聚合物合金及其制备方法和应用
WO2020098593A1 (zh) 一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法和应用
CN109486013B (zh) 一种聚丙烯直接注射成型用高效增强型无卤阻燃功能母粒及其制备方法
JP2004500457A (ja) 難燃性ポリプロピレン樹脂組成物
KR20100126133A (ko) 전도성 폴리아미드 복합체 조성물 및 이를 이용한 연료 수송 튜브
KR102258483B1 (ko) 전자파 차폐 기능을 갖는 복합소재 조성물 및 이를 포함하는 성형체
US20170298214A1 (en) Thinwall moldable coductive compositions with improved physical properties and uses thereof
JP6844314B2 (ja) ポリアミド樹脂組成物およびそれを用いた成形品
KR20220067748A (ko) 자동차 부품용 열전도성 플라스틱
WO2014065377A1 (ja) 耐コロナ性部材、耐コロナ性樹脂組成物及び樹脂成形品の耐コロナ性発現方法
KR20220028952A (ko) 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용한 성형품
CN104046018A (zh) 一种聚己二酰己二胺组合物
KR100666794B1 (ko) 폐 나일론 수지를 이용한 수지 조성물과 이의 제조방법
KR20210051930A (ko) 자동차 전장부품용 전자파 차폐 플라스틱 성형품
CN114672161A (zh) 一种阻燃聚酰胺复合材料及其制备方法和应用
KR102213536B1 (ko) 방열 및 전자파 차폐 특성이 우수한 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품
KR102353150B1 (ko) 내열성 및 내유성이 우수한 폴리케톤 조성물 및 이의 제조방법
KR20200036673A (ko) 연료전지 냉각호스용 고무 조성물 및 이를 이용한 냉각호스
KR102020606B1 (ko) 내후성이 우수한 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품
KR102321899B1 (ko) 발포사출용 유리 장섬유 강화 열가소성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 배터리팩 하우징