KR20220069255A - Thermally conductive plastic - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열전도성 뿐만 아니라 기계강도가 우수한 열전도성 플라스틱에 관한 것이다. The present invention relates to a thermally conductive plastic having excellent mechanical strength as well as thermal conductivity.
폴리머는 성형이 용이하고 가격이 저렴하여 생활필수품 뿐만 아니라 특수 용도에 까지 다양한 분야에서 이용되고 있다. 그러나, 이러한 폴리머 그 자체만으로는 폴리머의 종류를 다양화 한다 하더라도 기계적 강도, 열 또는 전기적 특성을 만족하기 어려운 경우가 많다. 이러한 경우 폴리머와 필러를 혼합하여 폴리머의 특성을 강화하는 경우가 많으며, 폴리머와 필러에 대한 다양한 연구가 수행되고 있다. Polymers are easy to mold and inexpensive, so they are used in various fields, not only for daily necessities but also for special purposes. However, in many cases, it is difficult to satisfy mechanical strength, thermal or electrical properties even if the types of polymers are diversified by the polymer itself. In this case, the properties of the polymer are often strengthened by mixing the polymer and the filler, and various studies are being conducted on the polymer and the filler.
이들 중 폴리머의 열전도성을 향상시키기 위하여 열전도성 필러를 포함하는 폴리머에 대한 연구도 활발히 진행되며, 이를 통하여 더욱 열전도성이 우수한 플라스틱 성형체를 만들고자 하는 시도가 계속되고 있다. 열전도성이 우수한 플라스틱은 발열이 발생하는 전자 기기 등에 가장 많이 사용되어 열을 빠르게 발산시키고 전자기기를 보호하는 용도로 이용되는 경우가 많다. 이외에도 생활용품들 중에서 빠른 열전달이 필요한 경우 다양하게 응용이 가능하다. Among these, studies on polymers including thermally conductive fillers are actively conducted in order to improve the thermal conductivity of polymers, and through this, attempts to make plastic molded articles having more excellent thermal conductivity are continuing. Plastics with excellent thermal conductivity are most often used in electronic devices that generate heat, and are often used to rapidly dissipate heat and protect electronic devices. In addition, it can be applied in various ways when fast heat transfer is required among household items.
이러한 열전도성 필러는 특성상 종횡비가 큰 입자를 이용하는 경우가 많으며, 이에 따라 열전도성 필러의 방향에 따라 열전도성 차이가 큰 문제점이 있다. 특히 압출 등과 같이 유동방향을 따라 플라스틱 제품을 성형하는 경우, 방향에 따른 열전도성 차이가 큰 문제점이 있다. These thermally conductive fillers often use particles having a large aspect ratio due to their characteristics, and accordingly, there is a problem in that the thermal conductivity differs greatly depending on the direction of the thermally conductive filler. In particular, when a plastic product is molded along the flow direction, such as extrusion, there is a problem in that the difference in thermal conductivity according to the direction is large.
본 발명의 목적은 열전도성이 우수한 열전도성 플라스틱을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a thermally conductive plastic having excellent thermal conductivity.
본 발명의 다른 목적은 기계강도가 우수한 열전도성 플라스틱을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a thermally conductive plastic having excellent mechanical strength.
본 발명의 또 다른 목적은 균일한 열전도성으로 열전도성 필러의 투입량 대비 열전도성이 높은 열전도성 플라스틱을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a thermally conductive plastic having high thermal conductivity compared to the input amount of the thermally conductive filler with uniform thermal conductivity.
본 발명에 의한 열전도성 플라스틱은 표면에 종횡비가 30 이상인 제 1 열전도성 필러를 포함하는 열전도성 비드; Thermally conductive plastic according to the present invention is a thermally conductive bead comprising a first thermally conductive filler having an aspect ratio of 30 or more on the surface;
종횡비가 3 내지 20 인 제 2 열전도성 필러; a second thermally conductive filler having an aspect ratio of 3 to 20;
폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 공중합체; 및poly(acrylonitrile-butadiene-styrene) copolymers; and
폴리올레핀;을 포함한다.polyolefin; and
본 발명의 일 실시예에 의한 열전도성 플라스틱에서 상기 제 1 열전도성 필러는 탄소계 열전도성 필러인 것을 특징으로 할 수 있다. In the thermally conductive plastic according to an embodiment of the present invention, the first thermally conductive filler may be a carbon-based thermally conductive filler.
본 발명의 일 실시예에 의한 열전도성 플라스틱에서 상기 제 2 열전도성 필러는 질화붕소인 것을 특징으로 할 수 있다. In the thermally conductive plastic according to an embodiment of the present invention, the second thermally conductive filler may be boron nitride.
본 발명의 일 실시예에 의한 열전도성 플라스틱에서 상기 열전도성 플라스틱은 티타네이트계 커플링제를 더 포함할 수 있다. In the thermally conductive plastic according to an embodiment of the present invention, the thermally conductive plastic may further include a titanate-based coupling agent.
본 발명의 일 실시예에 의한 열전도성 플라스틱에서 상기 열전도성 플라스틱은 무수말레익산을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the thermally conductive plastic according to an embodiment of the present invention, the thermally conductive plastic may further include maleic anhydride.
본 발명의 일 실시예에 의한 열전도성 플라스틱에서 상기 열전도성 플라스틱은 상기 폴리올레핀 100 중량부 대비 30 내지 80 중량부의 열전도성 비드, 20 내지 70 중량부의 제 2 열전도성 필러 및 10 내지 30 중량부의 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the thermally conductive plastic according to an embodiment of the present invention, the thermally conductive plastic comprises 30 to 80 parts by weight of the thermally conductive bead, 20 to 70 parts by weight of the second thermally conductive filler, and 10 to 30 parts by weight of poly( Acrylonitrile-butadiene-styrene) copolymer may be included.
본 발명에 의한 열전도성 플라스틱은 표면에 종횡비가 30 이상인 제 1 열전도성 필러를 포함하는 열전도성 비드; 종횡비가 3 내지 20 인 제 2 열전도성 필러; 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 공중합체; 및 폴리올레핀;을 포함하여 열전도성이 우수할 뿐만 아니라, 기계강도가 우수한 장점이 있다. Thermally conductive plastic according to the present invention is a thermally conductive bead comprising a first thermally conductive filler having an aspect ratio of 30 or more on the surface; a second thermally conductive filler having an aspect ratio of 3 to 20; poly(acrylonitrile-butadiene-styrene) copolymers; and polyolefin; including excellent thermal conductivity, as well as excellent mechanical strength.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of embodiments of the present invention, and methods of achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.
본 발명에 의한 열전도성 플라스틱은 표면에 종횡비가 30 이상인 제 1 열전도성 필러를 포함하는 열전도성 비드; 종횡비가 3 내지 20 인 제 2 열전도성 필러; 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 공중합체; 및 폴리올레핀;을 포함한다. Thermally conductive plastic according to the present invention is a thermally conductive bead comprising a first thermally conductive filler having an aspect ratio of 30 or more on the surface; a second thermally conductive filler having an aspect ratio of 3 to 20; poly(acrylonitrile-butadiene-styrene) copolymers; and polyolefin;
본 발명에 의한 열전도성 플라스틱은 종횡비가 높은 제 1 열전도성 필러 및 종횡비가 상대적으로 낮은 제 2 열전도성 필러를 동시에 포함함으로써, 이들 중 하나 만을 포함하는 경우 대비 현저히 우수한 열전도성을 띠는 장점이 있다. The thermally conductive plastic according to the present invention simultaneously includes a first thermally conductive filler with a high aspect ratio and a second thermally conductive filler with a relatively low aspect ratio, thereby exhibiting significantly superior thermal conductivity compared to the case of including only one of them. .
구체적으로, 종래 종횡비가 높은 열전도성 필러를 투입하는 경우, 압출 등의 과정에서 높은 종횡비에 의해 필러의 방향성이 형성되는 문제가 발생할 수 있으며, 이에 따라 열전달 방향에 따라 열전도율에서 현저한 차이를 보이는 문제점이 발생하였다. 그러나, 본 발명에 의한 열전도성 플라스틱은 비드 상에 종횡비가 높은 제 1 열전도성 필러가 분포함으로써 이러한 방향성이 형성되는 문제를 예방하여, 열전달 방향에 따른 열전도율 차이를 최소화 하는 특징이 있다. Specifically, when a conventional thermally conductive filler having a high aspect ratio is introduced, a problem in which the directionality of the filler is formed due to the high aspect ratio in the process of extrusion, etc. occurred. However, the thermally conductive plastic according to the present invention is characterized in that the first thermally conductive filler having a high aspect ratio is distributed on the bead to prevent the problem of forming such a directionality, thereby minimizing the difference in thermal conductivity according to the heat transfer direction.
나아가, 본 발명에 의한 열전도성 플라스틱은 상대적으로 종횡비가 낮은 제 2 열전도성 필러를 동시에 포함함으로써 비드 상에만 열전도성 필러가 분포하여 발생할 수 있는 열전도성 저하를 예방하고 더욱 균일한 열전도율을 갖는 장점이 있다. Furthermore, the thermally conductive plastic according to the present invention includes a second thermally conductive filler with a relatively low aspect ratio at the same time, thereby preventing a decrease in thermal conductivity that may occur due to distribution of the thermally conductive filler only on the bead and having a more uniform thermal conductivity. have.
상술한 바와 같이 본 발명에 의한 열전도성 플라스틱은 종횡비가 상대적으로 큰 제 1 열전도성 필러가 표면에 형성된 열전도성 비드를 포함함으로써, 성형 중 열전도성 필러의 배향성 형성으로 인한 열전도성 차이를 예방하여, 열전도성 플라스틱이 열전달 방향이 달라지더라도 균일한 열전도성을 갖는 특징이 있습니다. As described above, the thermally conductive plastic according to the present invention includes thermally conductive beads formed on the surface of the first thermally conductive filler having a relatively large aspect ratio, thereby preventing a difference in thermal conductivity due to the formation of orientation of the thermally conductive filler during molding, Thermally conductive plastic has the characteristic of having uniform thermal conductivity even if the direction of heat transfer is different.
구체적으로 표면에 제 1 열전도성 필러를 포함하는 열전도성 비드는 통상의 폴리머 비드 상에 제 1 열전도성 비드가 부착된 것일 수 있으며, 이때 제 1 열전도성 필러의 부착은 커플링제를 이용하여 부착하거나 전기분무법 등을 이용하여 열전도성 필러가 부착된 비드를 제조할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. Specifically, the thermally conductive bead including the first thermally conductive filler on the surface may be a first thermally conductive bead attached to a conventional polymer bead, in which case the attachment of the first thermally conductive filler is attached using a coupling agent or The bead to which the thermally conductive filler is attached may be manufactured using an electrospray method, etc., but the present invention is not limited thereto.
이때 상기 커플링제는 실란 커플링제 또는 후술하는 티타네이트계 커플링제를 이용할 수 있으며, 좋게는 티타네이트계 커플링제를 이용하여 부착성을 향상시킬 수 있다. In this case, the coupling agent may use a silane coupling agent or a titanate-based coupling agent to be described later, and preferably use a titanate-based coupling agent to improve adhesion.
상기 폴리머 비드는 제 1 열전도성 비드가 부착가능한 비드인 경우 제한없이 이용이 가능하며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적이고 비한정적인 일예로 상기 폴리머 비드는 에폭시, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 공중합체 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 좋게는 에폭시 또는 아크릴 비드를 이용할 수 있다. The polymer bead can be used without limitation when the first thermally conductive bead is an attachable bead, and the present invention is not limited thereto. As a specific and non-limiting example, the polymer beads may be one or two or more selected from epoxy, acrylic, polyethylene, polypropylene and poly (acrylonitrile-butadiene-styrene) copolymers, preferably epoxy or acrylic beads. can
본 발명에 의한 열전도성 플라스틱에서 상기 제 1 열전도성 필러는 탄소계 열전도성 필러일 수 있다. 더욱 구체적으로 상기 탄소계 열전도성 필러는 그래핀, 그라파이트, 탄소나노튜브, 흑연 및 카본블랙 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 좋게는 그래핀, 그라파이트 및 탄소나노튜브에서 선택되는 하나 또는 둘 이상을 이용할 수 있다. In the thermally conductive plastic according to the present invention, the first thermally conductive filler may be a carbon-based thermally conductive filler. More specifically, the carbon-based thermally conductive filler may be one or two or more selected from graphene, graphite, carbon nanotubes, graphite, and carbon black, and preferably one or two or more selected from graphene, graphite and carbon nanotubes. is available.
본 발명의 일 실시예에 의한 열전도성 플라스틱에서 상기 열전도성 비드는 평균입경이 5 내지 30 ㎛일 수 있으며, 이러한 범위를 만족하여 성형의 용이성을 확보하면서도 균일한 물성의 열전도성 플라스틱이 형성되는 장점이 있다. In the thermally conductive plastic according to an embodiment of the present invention, the thermally conductive beads may have an average particle diameter of 5 to 30 μm, and the advantage of forming a thermally conductive plastic with uniform physical properties while ensuring ease of molding by satisfying this range There is this.
본 발명의 일 실시예에 의한 열전도성 플라스틱은 상기 폴리올레핀 100 중량부 대비 30 내지 80 중량부, 좋게는 40 내지 70 중량부의 열전도성 비드를 포함할 수 있으며, 열전도성 비드를 소량 포함하는 경우 열전도성이 낮아지는 문제가 발생할 수 있으며, 열전도성 비드를 다량 포함하는 경우 충격강도 및 내구성 등이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. The thermally conductive plastic according to an embodiment of the present invention may contain 30 to 80 parts by weight, preferably 40 to 70 parts by weight, of thermally conductive beads relative to 100 parts by weight of the polyolefin, and when a small amount of thermally conductive beads is included, thermal conductivity This lowering problem may occur, and when a large amount of thermally conductive beads is included, a problem of lowering impact strength and durability may occur.
본 발명에 의한 열전도성 플라스틱은 상기 열전도성 비드 외에 폴리올레핀 기재에 직접 혼합되는 제 2 열전도성 필러를 포함하며, 이때 제 2 열전도성 필러는 종횡비가 3 내지 20 으로 낮은 것을 이용할 수 있다. 상술한 바와 같이 열전도성 비드를 형성하여 폴리올레핀과 혼합하는 경우 열전도성 필러의 배향성 문제를 해결할 수 있으나, 열전도성 비드의 표면에 열전도성 필러가 집중적으로 모이는 문제가 발생할 수 있으며, 본 발명에 의한 열전도성 플라스틱은 제 2 열전도성 필러를 추가로 포함함으로써 이러한 문제를 해결하였다. The thermally conductive plastic according to the present invention includes a second thermally conductive filler that is directly mixed into the polyolefin substrate in addition to the thermally conductive beads, and in this case, the second thermally conductive filler may use a low aspect ratio of 3 to 20. As described above, when the thermally conductive beads are formed and mixed with polyolefin, the problem of orientation of the thermally conductive filler can be solved, but the problem of intensive gathering of the thermally conductive filler on the surface of the thermally conductive bead may occur, and the thermal conductivity according to the present invention The conductive plastic has solved this problem by further including a second thermally conductive filler.
특히 제 2 열전도성 필러로 종횡비가 낮은 필러를 이용함으로써 배향성 형성에 대한 문제를 예방하면서도 열전도성 비드의 혼합에 의한 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다. 구체적으로, 상기 제 2 열전도성 필러는 질화붕소일 수 있으며, 질화붕소를 이용함으로써 열전도성을 더욱 향상시킬 수 있는 장점이 있다. In particular, by using a filler having a low aspect ratio as the second thermally conductive filler, there is an advantage in that it is possible to solve the problem caused by the mixing of thermally conductive beads while preventing the problem of orientation formation. Specifically, the second thermally conductive filler may be boron nitride, and there is an advantage in that thermal conductivity can be further improved by using boron nitride.
본 발명의 일 실시예에 의한 열전도성 플라스틱은 상기 폴리올레핀 100 중량부 대비 20 내지 70 중량부, 좋게는 30 내지 60 중량부의 제 2 열전도성 필러를 이용할 수 있으며, 제 2 열전도성 필러를 소량 포함하는 경우 열전도성이 낮아질 수 있으며, 제 2 열전도성 필러를 다량 포함하는 경우 열전도성 플라스틱의 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. The thermally conductive plastic according to an embodiment of the present invention may use 20 to 70 parts by weight, preferably 30 to 60 parts by weight, of the second thermally conductive filler relative to 100 parts by weight of the polyolefin, and a small amount of the second thermally conductive filler In this case, thermal conductivity may be lowered, and when a large amount of the second thermally conductive filler is included, there may be a problem in that the durability of the thermally conductive plastic is deteriorated.
본 발명에 의한 열전도성 플라스틱은 폴리올레핀 및 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 공중합체를 기재로 포함한다. 이때 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등에서 선택되는 하나 이상을 이용할 수 있으며, 좋게는 폴리프로필렌을 이용할 수 있다. The thermally conductive plastic according to the present invention comprises a polyolefin and poly(acrylonitrile-butadiene-styrene) copolymer as a substrate. At this time, as the polyolefin, one or more selected from polyethylene, polypropylene, etc. may be used, and polypropylene may be preferably used.
이때 상기 폴리올레핀은 용융지수가 10 내지 25 g/10min인 것을 이용할 수 있으며, 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 공중합체는 용융지수가 35 내지 50 g/10min인 것을 이용할 수 있다. 상술한 범위를 만족함으로써 사출 또는 압출에 의한 성형성을 확보하면서도 열전도성 플라스틱이 높은 기계강도를 갖는 특징이 있다. In this case, the polyolefin may have a melt index of 10 to 25 g/10 min, and the poly(acrylonitrile-butadiene-styrene) copolymer may have a melt index of 35 to 50 g/10 min. By satisfying the above-described range, the thermally conductive plastic has high mechanical strength while ensuring moldability by injection or extrusion.
본 발명의 일 실시예에 의한 열전도성 플라스틱은 상기 폴리올레핀 100 중량부 대비 10 내지 30 중량부, 좋게는 15 내지 25 중량부의 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 공중합체를 포함할 수 있으며, 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 공중합체를 소량 포함하는 경우 기계강도 향상효과가 미미한 문제가 있으며, 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 공중합체를 다량 포함하는 경우 열전도성 필러와의 상용성 저하가 발생할 수 있다. The thermally conductive plastic according to an embodiment of the present invention may include 10 to 30 parts by weight, preferably 15 to 25 parts by weight, of the poly(acrylonitrile-butadiene-styrene) copolymer, based on 100 parts by weight of the polyolefin. When a small amount of the (acrylonitrile-butadiene-styrene) copolymer is included, the mechanical strength improvement effect is insignificant, and when a large amount of the poly(acrylonitrile-butadiene-styrene) copolymer is included, compatibility with the thermally conductive filler degradation may occur.
본 발명의 일 실시예에 의한 열전도성 플라스틱은 좋게는 무수말레익산을 더 포함할 수 있으며, 이러한 무수 말레익산을 더 포함함으로써 폴리올레핀과 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 공중합체의 상용성을 더욱 향상시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 열전도성 플라스틱은 상기 폴리올레핀 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부의 무수말레익산을 더 포함할 수 있으며, 무수말레익산을 소량 포함하는 경우 폴리머 기재간 상용성 저하가 발생할 수 있고, 무수말레익산을 다량 포함하는 경우 기계강도 저하가 발생할 수 있다. The thermally conductive plastic according to an embodiment of the present invention may further include maleic anhydride, and by further including such maleic anhydride, the compatibility of the polyolefin and the poly(acrylonitrile-butadiene-styrene) copolymer is improved. can be further improved. The thermally conductive plastic according to an embodiment of the present invention may further contain 1 to 10 parts by weight of maleic anhydride relative to 100 parts by weight of the polyolefin, and when a small amount of maleic anhydride is included, compatibility between polymer substrates may decrease. And, if a large amount of maleic anhydride is included, a decrease in mechanical strength may occur.
본 발명의 일 실시예에 의한 열전도성 플라스틱은 티타네이트계 커플링제를 더 포함할 수 있다. 이러한 티타네이트계 커플링제를 더 포함함으로써 통상의 실란 커플링제를 이용한 경우 대비 우수한 상용성 향상효과를 나타내는 특징이 있으며, 결과적으로 열전도성 필러의 균일한 분포로 열전도성 플라스틱이 투입된 전도성 필러 대비 우수한 열전도성을 띠는 장점이 있다. The thermally conductive plastic according to an embodiment of the present invention may further include a titanate-based coupling agent. By further including such a titanate-based coupling agent, it has a characteristic of exhibiting an excellent compatibility improvement effect compared to the case of using a conventional silane coupling agent. It has the advantage of being strong.
본 발명의 일 실시예에 의한 열전도성 플라스틱에서 상기 티타네이트계 커플링제는 좋게는 Titanium IV 2,2(bis 2-propenolatomethyl)butanolato, tris neodecanoato-O; Titanium IV 2,2(bis 2-propenolatomethyl)butanolato, iris(dodecyl)benzenesulfonato-O; Titanium IV 2,2(bis 2-propenolatomethyl)butanolato, tris(dioctyl)phosphato-O; Titanium IV 2,2(bis 2-propenolatomethyl)butanolato, tris(dioctyl)pyrophosphato-O; Titanium IV 2,2(bis 2-propenolatomethyl)butanolato, tris(2-ethylenediamino)ethylato; 및 Titanium IV 2,2(bis 2-propenolatomethyl)butanolato, tris(3-amino)phenylato에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 이러한 티타네이트계 커플링제를 이용함으로써 소량의 커플링제로도 열전도성 필러의 분산성 향상효과가 우수한 장점이 있다. In the thermally conductive plastic according to an embodiment of the present invention, the titanate-based coupling agent is preferably Titanium IV 2,2(bis 2-propenolatomethyl)butanolato, tris neodecanoato-O; Titanium IV 2,2(bis 2-propenolatomethyl)butanolato, iris(dodecyl)benzenesulfonato-O; Titanium IV 2,2(bis 2-propenolatomethyl)butanolato, tris(dioctyl)phosphato-O; Titanium IV 2,2(bis 2-propenolatomethyl)butanolato, tris(dioctyl)pyrophosphato-O; Titanium IV 2,2(bis 2-propenolatomethyl)butanolato, tris(2-ethylenediamino)ethylato; And Titanium IV 2,2(bis 2-propenolatomethyl)butanolato, tris(3-amino)phenylato may be one or two or more selected from, and by using such a titanate-based coupling agent, even with a small amount of coupling agent, It has the advantage of excellent dispersibility improvement effect.
본 발명의 일 실시예에 의한 열전도성 플라스틱은 폴리올레핀 100 중량부 대비 2 내지 20 중량부, 좋게는 3 내지 10 중량부의 티타네이트계 커플링제를 포함할 수 있으며, 티타네이트계 커플링제를 소량 포함하는 경우 상용성 저하가 발생할 수 있으며, 티타네이트계 커플링제를 다량 포함하는 경우 기계강도 저하 등의 문제가 발생할 수 있다. The thermally conductive plastic according to an embodiment of the present invention may contain 2 to 20 parts by weight, preferably 3 to 10 parts by weight of the titanate-based coupling agent, based on 100 parts by weight of the polyolefin, and a small amount of the titanate-based coupling agent. In this case, compatibility may decrease, and if a large amount of titanate-based coupling agent is included, problems such as decrease in mechanical strength may occur.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 구체적으로 설명한다. 아래 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 아래 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of Examples and Comparative Examples. The examples below are only for helping understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the examples below.
[제조예 1][Production Example 1]
1.열전도성 비드의 제조1. Preparation of thermally conductive beads
제 1 열전도성 필러로 종횡비가 약 7,000인 그라파이트 10 g을 물 150 g과 혼합하고, 여기에 분자량이 약 20,000인 폴리비닐알코올 40 g 및 평균입경이 40 ㎛인 아크릴 비드 50 g을 첨가하여 균일하게 혼합한 뒤, 이를 전기분무법을 이용하여 입자화 한 뒤, 30 ℃에서 12시간 동안 건조하여 열전도성 비드를 제조하였다. 이때 전기분무법은 토출속도 0.012 ㎖/min, 인가전압 20 kV, 노즐지름 20G로 설정하였다. As the first thermally conductive filler, 10 g of graphite having an aspect ratio of about 7,000 was mixed with 150 g of water, and 40 g of polyvinyl alcohol having a molecular weight of about 20,000 and 50 g of acrylic beads having an average particle diameter of 40 μm were added to uniformly After mixing, they were granulated using an electrospray method, and then dried at 30° C. for 12 hours to prepare thermally conductive beads. At this time, the electrospray method was set to a discharge rate of 0.012 ㎖/min, an applied voltage of 20 kV, and a nozzle diameter of 20G.
2. 열전도성 플라스틱의 제조 2. Manufacture of thermally conductive plastics
용융지수가 18 g/10min인 폴리프로필렌(이하 PP라 함), 용융지수가 43.0 g/10min인 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 공중합체(이하 ABS라 함), 제조된 열전도성 비드, 제 2 열전도성 필러로 종횡비가 약 17이며, 직경이 약 3 ㎜인 질화붕소, 무수말레익산 및 티타네이트계 커플링제인 Titanium IV 2,2(bis 2-propenolatomethyl)butanolato, tris neodecanoato-O를 하기 표 1의 비율로 혼합하여 블렌드한 뒤, 압출기에 주입하여 용융 압출을 통해 두께 10 ㎜인 열전도성 플라스틱을 제조하였다. Polypropylene having a melt index of 18 g/10 min (hereinafter referred to as PP), a poly(acrylonitrile-butadiene-styrene) copolymer having a melt index of 43.0 g/10 min (hereinafter referred to as ABS), the prepared thermally conductive beads, As the second thermally conductive filler, titanium IV 2,2(bis 2-propenolatomethyl)butanolato, tris neodecanoato-O, which is a coupling agent based on boron nitride, maleic anhydride, and titanate, having an aspect ratio of about 17 and a diameter of about 3 mm After mixing and blending in the ratio of Table 1, it was injected into an extruder to prepare a thermally conductive plastic having a thickness of 10 mm through melt extrusion.
[제조예 2 내지 9][Preparation Examples 2 to 9]
제조예 1과 같은 방법으로 제조하되, 하기 표 1의 조성으로 혼합하여 열전도성 플라스틱을 제조하였다. 다만 제조예 9의 경우 티타네이트계 커플링제 대신 3-아미노프로필트리에톡시실란의 실란 커플링제를 폴리프로필렌 100 중량부 대비 5 중량부 투입하여 열전도성 플라스틱을 제조하였다. It was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, but mixed with the composition shown in Table 1 below to prepare a thermally conductive plastic. However, in Preparation Example 9, instead of the titanate-based coupling agent, a silane coupling agent of 3-aminopropyltriethoxysilane was added in 5 parts by weight based on 100 parts by weight of polypropylene to prepare a thermally conductive plastic.
열전달 방향에 따른 열전도성 측정Measurement of thermal conductivity according to the direction of heat transfer
압출기에 두께 10 ㎜ 두께로 먼저 시편을 제조하고(방향 1), 이와 별개로 제조예의 각 조성에 따라 100 ㎜두께로 압출을 수행한 뒤, 10 ㎜ 두께로 단면을 잘라 시편을 제조(방향 2)하였으며, ASTM E 1530에 따라 각 방향에 따른 열전도도를 측정하고 그 결과를 표 2로 나타내었다. First, prepare a specimen with a thickness of 10 mm in an extruder (direction 1), and separately perform extrusion to a thickness of 100 mm according to each composition of Preparation Example, then cut a section to a thickness of 10 mm to prepare a specimen (direction 2) In accordance with ASTM E 1530, the thermal conductivity was measured in each direction, and the results are shown in Table 2.
강도 측정strength measurement
ASTM D 790에 따라 각 시편의 굴곡강도를 측정하고 그 결과를 표 2로 나타내었다. The flexural strength of each specimen was measured according to ASTM D 790, and the results are shown in Table 2.
표 2를 참고하면 제조예 1 및 2의 열전도성 플라스틱이 방향에 따른 열전도성 차이가 미미하며, 굴곡강도가 높은 것을 확인할 수 있다. 또한 티타네이트계 커플링제를 사용하지 않은 제조예 8 및 9의 경우 상용성 저하로 인하여 열전도도 및 굴곡강도의 동시저하가 발생한 것으로 판단된다. Referring to Table 2, it can be seen that the thermally conductive plastics of Preparation Examples 1 and 2 have insignificant differences in thermal conductivity according to directions and have high flexural strength. In addition, in the case of Preparation Examples 8 and 9 in which the titanate-based coupling agent was not used, it was determined that the simultaneous decrease in thermal conductivity and flexural strength occurred due to a decrease in compatibility.
Claims (6)
종횡비가 3 내지 20 인 제 2 열전도성 필러;
폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 공중합체; 및
폴리올레핀;을 포함하는 열전도성 플라스틱. Thermally conductive beads comprising a first thermally conductive filler having an aspect ratio of 30 or more on the surface;
a second thermally conductive filler having an aspect ratio of 3 to 20;
poly(acrylonitrile-butadiene-styrene) copolymers; and
Polyolefin; Thermally conductive plastic containing.
상기 제 1 열전도성 필러는 탄소계 열전도성 필러인 것을 특징으로 하는 열전도성 플라스틱.The method of claim 1,
The first thermally conductive filler is a thermally conductive plastic, characterized in that the carbon-based thermally conductive filler.
상기 제 2 열전도성 필러는 질화붕소인 것을 특징으로 하는 열전도성 플라스틱. The method of claim 1,
The second thermally conductive filler is a thermally conductive plastic, characterized in that boron nitride.
상기 열전도성 플라스틱은 티타네이트계 커플링제를 더 포함하는 열전도성 플라스틱. The method of claim 1,
The thermally conductive plastic further comprises a titanate-based coupling agent.
상기 열전도성 플라스틱은 무수말레익산을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 플라스틱. The method of claim 1,
The thermally conductive plastic is thermally conductive plastic, characterized in that it further comprises maleic anhydride.
상기 열전도성 플라스틱은 상기 폴리올레핀 100 중량부 대비 30 내지 80 중량부의 열전도성 비드, 20 내지 70 중량부의 제 2 열전도성 필러 및 10 내지 30 중량부의 폴리(아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌) 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전도성 플라스틱.
The method of claim 1,
The thermally conductive plastic includes 30 to 80 parts by weight of a thermally conductive bead, 20 to 70 parts by weight of a second thermally conductive filler, and 10 to 30 parts by weight of a poly(acrylonitrile-butadiene-styrene) copolymer based on 100 parts by weight of the polyolefin. Thermally conductive plastic, characterized in that.
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