KR20230142763A - 전기 회로 보호 장치용 중합체 조성물 - Google Patents

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Abstract

전기 회로 보호 장치용 중합체 조성물이 개시된다. 상기 중합체 조성물은 열방성 액정 중합체를 포함하는 중합체 매트릭스를 포함한다. 상기 중합체 조성물은 ASTM E1461-13에 따라 측정 시 약 3.5 W/m-K 이상의 평면 내 열 전도도, 및 용융 온도보다 15℃ 높은 온도에서 ISO 테스트 번호 11443:2014에 따라 측정 시 약 1 내지 약 100 Pa-s의 용융 점도를 나타낸다.

Description

전기 회로 보호 장치용 중합체 조성물
본 발명은 전기 회로 보호 장치용 중합체 조성물에 관한 것이다.
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 출원일이 2021년 2월 4일인 미국 가특허 출원 일련 번호 63/145,683의 출원 이익을 주장하며, 이는 그 전체 내용이 참조로 본 명세서에 포함된다.
전기 회로 보호 장치(예: 저항기)는 일반적으로 전기 저항을 회로 요소로 구현하는 수동 2단자 전기 구성요소이다. 예를 들어, 저항기는 표면-장착 저항기용 베이스 기판 또는 리드형 저항기용 코어의 형태의 절연성 바디(예: 알루미나)를 종종 포함한다. 저항성 요소(resistive element)(예를 들어, 금속)는 절연성 바디와 접촉하여 배치되고, 저항기를 회로에 연결하는 하나 이상의 전기적 단말부에 전기적으로 연결된다. 유기 수지 및/또는 무기 재료(예: 세라믹) 등의 보호 부재는 기판 및 저항성 요소의 적어도 일부를 덮어 외부 환경으로부터 보호한다. 최근에는, 더 높은 전력 정격(power rating) 및 더 작은 크기 및 풋프린트(footprint)를 갖는 저항기에 대한 수요가 증가하고 있다. 그러나, 불행하게도, 절연성 바디 및/또는 보호 부재는 저항기 요소에서 열을 멀리 전달하는 데 추가적인 도움이 없으면 이러한 장치의 전력 정격을 지원하지 않는다. 이는 금속 베이스 플레이트 또는 플랜지와 접촉하는 훨씬 더 큰 열 "히트 싱크(heat sink)"에 장치를 부착하여 수행할 수 있다. 히트 싱크의 목적은 저항기 요소에서 열을 끌어낸 다음 훨씬 더 넓은 영역으로 열을 발산하는 것이다. 그러나, 불행하게도, 이러한 히트 싱크는 많은 부피의 공간을 차지하는 경향이 있어 바람직하지 않다. 따라서, 히트 싱크가 필요 없이 열 전도도가 향상된 전기 회로 보호 장치가 요구되고 있다.
본 발명의 한 실시양태에 따르면, 열방성(thermotropic) 액정 중합체를 포함하는 중합체 매트릭스 100 중량부; 무기(mineral) 입자 약 60 내지 약 300 중량부; 및 일반식 M(OH)aOb(이때, M은 금속이고, 0 ≤ a ≤ 3, 및 b = (3-a)/2임)를 갖는 금속 수산화물 약 0.1 내지 약 20 중량부를 포함하는 중합체 조성물이 개시된다. 상기 중합체 조성물은 ASTM E1461-13에 따라 측정 시 약 3.5 W/m-K 이상의 평면 내(in-plane) 열 전도도를 나타내고, 용융 온도보다 15℃ 높은 온도에서 ISO 테스트 번호 11443:2014에 따라 측정 시 약 1 내지 약 100 Pa-s의 용융 점도(melt viscosity)를 나타낸다.
본 발명의 다른 실시양태에 따르면, 절연성 바디(insulative body)와 접촉하여 배치된 저항성 요소(resistive element)를 포함하는 전기 회로 보호 장치가 개시된다. 상기 저항성 요소는 하나 이상의 전기적 단말부(electrical termination)에 전기적으로 연결된다. 추가로, 보호 부재(protective member)는 상기 절연성 바디 및 상기 저항성 요소의 적어도 일부를 덮는다. 상기 절연성 바디 및/또는 상기 보호 부재는, 열방성 액정 중합체를 포함하는 중합체 매트릭스를 함유하는 중합체 조성물을 포함한다. 상기 중합체 조성물은 ASTM E1461-13에 따라 측정 시 약 3.5 W/m-K 이상의 평면 내 열 전도도를 나타내고, 용융 온도보다 15℃ 높은 온도에서 ISO 테스트 번호 11443:2014에 따라 측정 시 약 1 내지 약 100 Pa-s의 용융 점도를 나타낸다.
본 발명의 다른 특징 및 양태는 아래에 더 자세히 설명되어 있다.
당업자는 본 논의가 단지 예시적인 실시양태에 대한 설명일 뿐이고, 본 발명의 더 넓은 측면을 제한하려는 의도가 아니라는 점을 이해해야 한다.
일반적으로 말하면, 본 발명은 전기 회로 보호 장치에 사용하기에 특히 적합한 중합체 조성물에 관한 것이다. 중합체 조성물은 열방성 액정 중합체를 포함하는 중합체 매트릭스를 함유한다. 본 발명자들은, 조성물에 사용되는 성분의 특정 성질 및 농도에 대한 세심한 제어를 통해, 우수한 유동 특성과 함께 높은 정도의 열 전도도의 독특한 조합을 갖는 생성된 조성물이 형성될 수 있음을 발견했다. 중합체 조성물은, 예를 들어, ASTM E 1461-13에 따라 측정 시 약 3.5 W/m-K 이상, 일부 실시양태에서는 약 3.8 W/m-K 이상, 일부 실시양태에서는 약 4 W/m-K 이상, 일부 실시양태에서는 약 4 내지 약 10 W/m-K의 평면 내 열 전도도를 나타낼 수 있다. 조성물은 또한 ASTM E 1461-13에 따라 측정 시 약 0.6 W/m-K 이상, 일부 실시양태에서는 약 0.7 W/m-K 이상, 일부 실시양태에서는 약 0.8 W/m-K 이상, 일부 실시양태에서는 약 0.8 내지 약 2 W/m-K의 평면 통과 열 전도도를 나타낼 수 있다. 이러한 높은 열 전도도 값은, 상기 조성물이 내부에 사용되는 전기 회로 보호 장치로부터 열 전달을 위한 열 경로를 생성할 수 있게 해준다. 이러한 방식으로 "핫스팟(hot spot)"을 신속하게 제거하고, 사용 중에 전체 온도를 낮출 수 있다. 특히, 이러한 열 전도도는 높은 정도의 고유 열 전도도를 갖는 종래의 재료를 사용하지 않고도 달성될 수 있다는 것이 발견되었다. 예를 들어, 중합체 조성물에는 일반적으로 50 W/m-K 이상, 일부 실시양태에서는 100 W/m-K 이상, 일부 실시양태에서는 150 W/m-K 이상의 고유 열 전도도를 갖는 충전제가 없을 수 있다. 이러한 높은 고유 열 전도성 물질의 예로는, 예를 들어 질화붕소, 질화알루미늄, 질화마그네슘규소(magnesium silicon nitride), 흑연(예를 들어, 팽창 흑연), 탄화규소, 탄소 나노튜브, 산화아연, 산화마그네슘, 산화베릴륨, 산화지르코늄, 산화이트륨, 알루미늄 분말 및 구리 분말을 포함할 수 있다. 일반적으로 이러한 높은 고유 열 전도성 물질의 존재를 최소화하는 것이 바람직하지만, 그럼에도 불구하고 특정 실시양태에서는 상대적으로 작은 퍼센트(예: 중합체 조성물의 약 10 중량% 이하, 일부 실시양태에서는 약 5 중량% 이하, 일부 실시양태에서는 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%)로 존재할 수 있다.
중합체 조성물의 용융 점도는 마찬가지로 상대적으로 낮으며, 이는 가공 중 유동성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 열 전도도를 상승적으로 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물은 1,000초-1의 전단 속도에서 측정 시 약 1 내지 약 100 Pa-s, 일부 실시양태에서는 약 2 내지 약 80 Pa-s, 일부 실시양태에서는 약 5 내지 약 60 Pa-s, 일부 실시양태에서는 약 10 내지 약 40 Pa-s이다. 용융 점도는 조성물의 용융 온도보다 15℃ 높은 온도(예를 들어, 약 325℃의 용융 온도에 대해 약 340℃)에서 ISO 테스트 번호 11443:2014에 따라 측정될 수 있다.
이러한 높은 수준의 열 전도도 및 낮은 용융 점도를 가짐에도 불구하고, 중합체 조성물은 그럼에도 불구하고 여전히 우수한 기계적 특성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 조성물은 ISO 테스트 번호 179-1:2010(기술적으로 ASTM D256-10e1과 동일)에 따라 23℃에서 측정 시 적어도 약 10 kJ/m2, 일부 실시양태에서는 약 15 내지 약 60 kJ/m2, 일부 실시양태에서는 약 20 내지 약 50 kJ/m2의 샤르피 비노치(Charpy unnotched) 충격 강도를 나타낼 수 있다. 조성물은 또한 약 20 내지 약 500MPa, 일부 실시양태에서는 약 50 내지 약 400MPa, 일부 실시양태에서는 약 60 내지 약 350MPa의 인장 강도; 약 0.5% 이상, 일부 실시양태에서는 약 0.8% 내지 약 15%, 일부 실시양태에서는 약 1% 내지 약 10%의 인장 파단 변형률; 및/또는 약 5,000MPa 내지 약 30,000MPa, 일부 실시양태에서는 약 7,000MPa 내지 약 25,000MPa, 일부 실시양태에서는 약 9,000MPa 내지 약 20,000MPa의 인장 모듈러스를 나타낼 수 있다. 인장 특성은 ISO 테스트 번호 527:2019(기술적으로 ASTM D638-14와 동일)에 따라 23℃에서 측정할 수 있다. 조성물은 또한 약 40 내지 약 500MPa, 일부 실시양태에서는 약 50 내지 약 400MPa, 일부 실시양태에서는 약 100 내지 약 350MPa의 굴곡 강도; 약 0.5% 이상, 일부 실시양태에서는 약 0.8% 내지 약 15%, 일부 실시양태에서는 약 1% 내지 약 10%의 굴곡 파단 변형률; 및/또는 약 7,000MPa 이상, 일부 실시양태에서는 약 8,000MPa 이상, 일부 실시양태에서는 약 9,000MPa 내지 약 30,000MPa, 일부 실시양태에서는 약 10,000MPa 내지 약 25,000MPa의 굴곡 모듈러스를 나타낼 수 있다. 굴곡 특성은 23℃에서 ISO 테스트 번호 178:2019(기술적으로 ASTM D790-10과 동일)에 따라 측정될 수 있다. 조성물은 또한 1.8MPa의 특정된 하중에서 ISO 테스트 번호 75-2:2013(기술적으로 ASTM D648-18과 동일)에 따라 측정 시 약 180℃ 이상, 일부 실시양태에서는 약 200℃ 내지 약 320℃, 일부 실시양태에서는 약 250℃ 내지 약 300℃의 하중 하 편향 온도(deflection temperature under load; DTUL)를 나타낼 수 있다.
이제 본 발명의 다양한 실시양태를 더욱 상세하게 설명한다.
I. 중합체 조성물
A. 중합체 매트릭스
중합체 매트릭스는 전형적으로 하나 이상의 액정 중합체를 일반적으로 중합체 조성물의 약 20 중량% 내지 약 65 중량%, 일부 실시양태에서는 약 25 중량% 내지 약 60 중량%, 일부 실시양태에서는 약 30 중량% 내지 약 55 중량%의 양으로 함유한다. 액정 중합체는 일반적으로 막대형 구조를 보유하고 용융 상태(예: 열방성 네마틱 상태)에서 결정질 거동을 나타낼 수 있는 정도로 "열방성"으로 분류된다. 중합체는 비교적 높은 용융 온도, 예를 들어 약 280℃ 내지 약 400℃, 일부 실시양태에서는 약 290℃ 내지 약 390℃, 일부 실시양태에서는 약 300℃ 내지 약 380℃를 갖는다. 이러한 중합체는 당업계에 공지된 바와 같이 하나 이상의 유형의 반복 단위로부터 형성될 수 있다. 액정 중합체는 예를 들어 일반적으로 하기 화학식 I로 표시되는 하나 이상의 방향족 에스테르 반복 단위를 함유할 수 있다:
상기 식에서,
고리 B는 치환 또는 비치환된 6원 아릴기(예를 들어, 1,4-페닐렌 또는 1,3-페닐렌), 치환 또는 비치환된 5원 또는 6원 아릴기에 융합된 치환 또는 비치환된 6원 아릴기(예: 2,6-나프탈렌), 또는 치환 또는 비치환된 5원 또는 6원 아릴기에 연결된 치환 또는 비치환된 6원 아릴기(예: 4,4-비페닐렌)이고;
Y1 및 Y2는 독립적으로 O, C(O), NH, C(O)HN 또는 NHC(O)이다.
전형적으로, Y1 및 Y2 중 적어도 하나는 C(O)이다. 이러한 방향족 에스테르 반복 단위의 예는 예를 들어 방향족 디카복실 반복 단위(화학식 I에서 Y1 및 Y2는 C(O)임), 방향족 하이드록시카복실 반복 단위(화학식 I에서 Y1은 O이고 Y2는 C(O)임), 뿐만 아니라 이들의 다양한 조합을 포함할 수 있다.
예를 들어, 방향족 하이드록시카복실산, 예를 들어 4-하이드록시벤조산; 4-하이드록시-4'-비페닐카복실산; 2-하이드록시-6-나프토산; 2-하이드록시-5-나프토산; 3-하이드록시-2-나프토산; 2-하이드록시-3-나프토산; 4'-하이드록시페닐-4-벤조산; 3'-하이드록시페닐-4-벤조산; 4'-하이드록시페닐-3-벤조산 등, 뿐만 아니라 이들의 알킬, 알콕시, 아릴 및 할로겐 치환체, 및 이들의 조합으로부터 유도된 방향족 하이드록시카복실 반복 단위가 사용될 수 있다. 특히 적합한 방향족 하이드록시카복실산은 4-하이드록시벤조산("HBA") 및 6-하이드록시-2-나프토산("HNA")이다. 사용되는 경우, 하이드록시카복실산(예를 들어, HBA 및/또는 HNA)으로부터 유도된 반복 단위는 전형적으로 중합체의 약 20 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 25 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 30 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 40 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 50 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 55 몰% 내지 100 몰%, 일부 실시양태에서는 약 60 몰% 내지 약 95 몰%를 구성한다.
방향족 디카복실산, 예를 들어 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카복실산, 디페닐 에테르-4,4'-디카복실산, 1,6-나프탈렌디카복실산, 2,7-나프탈렌디카복실산, 4,4'-디카복시비페닐, 비스(4-카복시페닐)에테르, 비스(4-카복시페닐)부탄, 비스(4-카복시페닐)에탄, 비스(3-카복시페닐)에테르, 비스(3-카복시페닐)에탄 등, 뿐만 아니라 이들의 알킬, 알콕시, 아릴 및 할로겐 치환체, 및 이들의 조합으로부터 유도된 방향족 디카복실 반복 단위도 사용될 수 있다. 특히 적합한 방향족 디카복실산은 예를 들어 테레프탈산("TA"), 이소프탈산("IA") 및 2,6-나프탈렌디카복실산("NDA")을 포함할 수 있다. 사용되는 경우, 방향족 디카복실산(예: IA, TA 및/또는 NDA)으로부터 유도된 반복 단위는 각각 전형적으로 중합체의 약 1 몰% 내지 약 40 몰%, 일부 실시양태에서는 약 2 몰% 내지 약 30 몰%, 일부 실시양태에서는 약 5 몰% 내지 약 25 몰%를 구성한다.
다른 반복 단위도 중합체에 사용될 수 있다. 특정 실시양태에서, 방향족 디올, 예를 들어, 하이드로퀴논, 레조르시놀, 2,6-디하이드록시나프탈렌, 2,7-디하이드록시나프탈렌, 1,6-디하이드록시나프탈렌, 4,4'-디하이드록시비페닐(또는 4,4'-비페놀), 3,3'-디하이드록시비페닐, 3,4'-디하이드록시비페닐, 4,4'-디하이드록시비페닐 에테르, 비스(4-하이드록시페닐)에탄 등 뿐만 아니라, 이들의 알킬, 알콕시, 아릴 및 할로겐 치환체, 및 이들의 조합으로부터 유도된 반복 단위가 사용될 수 있다. 특히 적합한 방향족 디올은 예를 들어 하이드로퀴논("HQ") 및 4,4'-바이페놀("BP")을 포함할 수 있다. 사용되는 경우, 방향족 디올(예를 들어, HQ 및/또는 BP)로부터 유도된 반복 단위는 전형적으로 중합체의 약 1 몰% 내지 약 50 몰%, 일부 실시양태에서는 약 1 내지 약 40 몰%, 일부 실시양태에서는 약 2 몰% 내지 약 40 몰%, 일부 실시양태에서는 약 2 몰% 내지 약 35 몰%, 일부 실시양태에서는 약 5 몰% 내지 약 25 몰%를 구성한다.
방향족 아미드(예를 들어, 아세트아미노펜("APAP")) 및/또는 방향족 아민(예를 들어, 4-아미노페놀("AP"), 3-아미노페놀, 1,4-페닐렌디아민, 1,3-페닐렌디아민 등)으로부터 유도된 것과 같은 반복 단위도 사용될 수 있다. 사용되는 경우, 방향족 아미드(예: APAP) 및/또는 방향족 아민(예: AP)로부터 유도된 반복 단위는 전형적으로 중합체의 약 0.1 몰% 내지 약 20 몰%, 일부 실시양태에서는 약 0.5 몰% 내지 약 15 몰%, 일부 실시양태에서는 약 1 몰% 내지 약 10 몰%를 구성한다. 다양한 다른 단량체 반복 단위가 중합체에 혼입될 수 있다는 것도 이해해야 한다. 예를 들어, 특정 실시양태에서, 중합체는 비방향족 단량체, 예컨대 지방족 또는 지환족 하이드록시카복실산, 디카복실산, 디올, 아미드, 아민 등으로부터 유도된 하나 이상의 반복 단위를 함유할 수 있다. 물론, 다른 실시양태에서, 중합체는 비방향족(예: 지방족 또는 지환족) 단량체로부터 유도된 반복 단위가 없다는 점에서 "전체적으로 방향족"일 수 있다.
특정 실시양태에서, 액정 중합체는 나프텐계 하이드록시카복실산 및 나프텐계 디카복실산, 예를 들어 NDA, HNA 또는 이들의 조합으로부터 유도된 반복 단위를 비교적 높은 함량으로 함유하는 정도로 "고 나프텐계" 중합체일 수 있다. 즉, 나프텐계 하이드록시카복실산 및/또는 디카복실산(예를 들어, NDA, HNA, 또는 HNA와 NDA의 조합)으로부터 유도된 반복 단위의 총량은 전형적으로 중합체의 약 10 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 12 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 15 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 18 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 30 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 40 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 45 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 50 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 60 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 62 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 68 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 70 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 70 몰% 내지 약 80 몰%이다.
예를 들어, 한 실시양태에서, HNA로부터 유도된 반복 단위는 중합체의 30 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 40 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 45 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 50 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 60 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 62 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 68 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 70 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 중합체의 약 70 몰% 내지 약 80 몰%를 구성할 수 있다. 액정 중합체는 또한 다양한 다른 단량체를 함유할 수 있다. 예를 들어, 중합체는 HBA로부터 유도된 반복 단위를 약 10 몰% 내지 약 40 몰%, 일부 실시양태에서는 약 15 몰% 내지 약 35 몰%, 일부 실시양태에서는, 약 20 몰% 내지 약 30 몰%의 양으로 함유할 수 있다. 사용되는 경우, HBA에 대한 HNA의 몰비는 원하는 특성을 달성하는 데 도움이 되는 특정 범위 내에서 선택적으로 제어될 수 있으며, 예를 들어 약 0.1 내지 약 40, 일부 실시양태에서는 약 0.5 내지 약 20, 일부 실시양태에서는 약 0.8 내지 약 10, 일부 실시양태에서는 약 1 내지 약 5이다. 중합체는 또한, 약 1 몰% 내지 약 40 몰%, 일부 실시양태에서는 약 5 몰% 내지 약 25 몰% 양의 방향족 디카복실산(들)(예를 들어, IA 및/또는 TA); 및/또는 약 1 몰% 내지 약 40 몰%, 일부 실시양태에서는 약 5 몰% 내지 약 25 몰% 양의 방향족 디올(들)(예를 들어, BP 및/또는 HQ)을 함유할 수 있다. 그러나, 일부 경우에, 원하는 특성을 달성하는 데 도움이 되도록 중합체에서 이러한 단량체의 존재를 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 방향족 디카복실산(들)(예를 들어, IA 및/또는 TA)의 총량은 중합체의 약 20 몰% 이하, 일부 실시양태에서는 약 15 몰% 이하, 일부 실시양태에서는 약 10 몰% 이하, 일부 실시양태에서는 0 몰% 내지 약 5 몰%, 일부 실시양태에서는 0 몰% 내지 약 2 몰%일 수 있다. 유사하게, 방향족 디카복실산(들)(예를 들어, IA 및/또는 TA)의 총량은 중합체의 약 20 몰% 이하, 일부 실시양태에서는 약 15 몰% 이하, 일부 실시양태에서는 약 10 몰% 또는 그 이하, 일부 실시양태에서는 0 몰% 내지 약 5 몰%, 일부 실시양태에서는 0 몰% 내지 약 2 몰%(예를 들어, 0 몰%)이다.
다른 실시양태에서, NDA로부터 유도된 반복 단위는 중합체의 10 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 12 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 15 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 18 몰% 내지 약 95 몰%를 구성할 수 있다. 이러한 실시양태에서, 액정 중합체는 또한 다양한 다른 단량체, 예컨대 약 20 몰% 내지 약 60 몰%, 일부 실시양태에서는, 약 30 몰% 내지 약 50 몰% 양의 방향족 하이드록시카복실산(들)(예를 들어, HBA); 약 2 몰% 내지 약 30 몰%, 일부 실시양태에서는 약 5 몰% 내지 약 25 몰% 양의 방향족 디카복실산(들)(예를 들어, IA 및/또는 TA); 및/또는 약 2 몰% 내지 약 40 몰%, 일부 실시양태에서는 약 5 몰% 내지 약 35 몰% 양의 방향족 디올(들)(예를 들어, BP 및/또는 HQ)을 함유할 수 있다.
B. 무기 입자
중합체 조성물은 또한 중합체 매트릭스 내에 분포된 무기 입자를 포함한다. 이러한 무기 입자는 전형적으로 중합체 매트릭스 100중량부당 약 60 내지 약 300 중량부, 일부 실시양태에서는 약 80 내지 약 250 중량부, 일부 실시양태에서는 약 90 내지 약 225 중량부, 일부 실시양태에서는 약 100 내지 약 200 중량부를 구성한다. 무기 입자는 예를 들어 중합체 조성물의 약 30 중량% 내지 약 70 중량%, 일부 실시양태에서는 약 35 중량% 내지 약 65 중량%, 일부 실시양태에서는 약 40 중량% 내지 약 60 중량%를 구성할 수 있다. 입자는 전형적으로 천연 및/또는 합성 실리케이트 광물, 예컨대 활석, 운모, 할로이사이트, 카올리나이트, 일라이트, 몬모릴로나이트, 질석, 팔리고스카이트, 납석, 규산칼슘, 규산알루미늄, 규회석 등으로부터 형성된다. 활석은 특히 중합체 조성물에서의 사용에 적합하다. 입자의 형상은, 과립형, 플레이크형 등과 같이 원하는 대로 다양할 수 있다. 입자는 침강 분석(예를 들어 Sedigraph 5120)에 의해 측정 시 전형적으로 약 1 내지 약 25 마이크로미터, 일부 실시양태에서는 약 2 내지 약 15 마이크로미터, 일부 실시양태에서는 약 4 내지 약 10 마이크로미터의 중앙(median) 입자 직경(D50)을 가질 수 있다. 원하는 경우, 입자는 또한 높은 비표면적, 예컨대 약 1 제곱미터/그램(m2/g) 내지 약 50 m2/g, 일부 실시양태에서는 약 1.5 m2/g 내지 약 25 m2/g, 일부 실시양태에서는 약 2 m2/g 내지 약 15 m2/g을 가질 수 있다. 표면적은 DIN 66131:1993에 따라 물리적 가스 흡착(BET) 방법(흡착 가스로서의 질소)에 의해 측정될 수 있다. 수분 함량은 또한 상대적으로 낮을 수 있고, 예컨대, 105℃의 온도에서 ISO 787-2:1981에 따라 측정 시 약 5% 이하, 일부 실시양태에서는 약 3% 이하, 일부 실시양태에서는 약 0.1 내지 약 1%이다.
C. 금속 수산화물
전술된 것과 같은 무기 입자 외에도, 금속 수산화물도 중합체 매트릭스 내에 분포되어 있다. 금속 수산화물 입자는 전형적으로, 중합체 매트릭스 100중량부당 약 0.1 내지 약 20 중량부, 일부 실시양태에서는 약 0.3 내지 약 10 중량부, 일부 실시양태에서는 약 0.5 내지 약 5 중량부, 일부 실시양태에서는 약 0.8 내지 약 3중량부를 구성한다. 금속 수산화물은 예를 들어 중합체 조성물의 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%, 일부 실시양태에서는 약 0.05 중량% 내지 약 2 중량%, 일부 실시양태에서는 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%를 구성할 수 있다. 금속 수산화물은 전형적으로 일반식 M(OH)aOb를 가지며, 여기서 0 ≤ a ≤ 3(예를 들어, 3) 및 b=(3-a)/2이며, 이때 M은 전이 금속(예를 들어, 구리), 알칼리 금속(예를 들어, 칼륨, 나트륨 등), 알칼리 토금속(예를 들어, 칼슘, 마그네슘 등), 후전이족 금속(예를 들어, 알루미늄) 등이다. 특히 적합한 금속에는 알루미늄과 마그네슘이 포함된다. 이론에 의해 제한하려는 의도 없이, 이러한 화합물은 공정 조건(예: 고온) 하에서 물을 효과적으로 "손실(lose)"할 수 있으며, 이는 용융 점도 감소를 돕고 중합체 조성물의 유동 특성을 개선할 수 있는 것으로 여겨진다. 적합한 금속 수산화물의 예는 예를 들어 수산화구리(II)(Cu(OH)2), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화알루미늄(Al(OH)3) 등을 포함할 수 있다. 금속 수산화물은 전형적으로 입자 형태이다. 예를 들어, 한 특정 실시양태에서, 금속 수산화물 입자는 수산화알루미늄을 포함하고 임의적으로 깁사이트 결정상을 나타낸다. 입자는 약 50 나노미터 내지 약 3,000 나노미터, 일부 실시양태에서는 약 100 나노미터 내지 약 2,000 나노미터, 일부 실시양태에서는 약 500 나노미터 내지 약 1,500 나노미터의 중앙 직경과 같은 비교적 작은 크기를 가질 수 있다. 본원에 사용된 용어 "중앙" 직경은 입자의 50%가 더 작은 크기를 갖는 지점인 입자의 "D50" 크기 분포를 의미한다. 입자는 마찬가지로 상기에서 언급한 범위 내에서 D90 크기 분포를 가질 수 있다. 입자의 직경은 초원심분리기, 레이저 회절 등과 같은 공지된 기술을 사용하여 측정될 수 있다. 예를 들어, 입자 크기 분포는 ISO 13320:2020에 따른 레이저 회절을 사용하여 측정될 수 있다.
D. 임의적 성분
섬유질 충전제(예: 유리 섬유), 충격 개질제, 윤활제, 안료(예: 카본 블랙), 항산화제, 안정제, 계면활성제, 왁스, 난연제, 적하 방지 첨가제, 핵형성제(예: 질화붕소), 전기 전도성 충전제 및 특성 및 가공성을 향상시키기 위해 첨가되는 기타 물질과 같은 다양한 추가 첨가제도 중합체 조성물에 포함될 수 있다. 예를 들어, 윤활제는 중합체 조성물의 약 0.05 중량% 내지 약 1.5 중량%, 일부 실시양태에서는 약 0.1 중량% 내지 약 0.5 중량%(중량 기준)의 양으로 중합체 조성물에 사용될 수 있다. 이러한 윤활제의 예에는 지방산 에스테르, 이의 염, 에스테르, 지방산 아미드, 유기 인산염 에스테르 및 엔지니어링 플라스틱 재료의 가공에서 윤활제로 일반적으로 사용되는 유형의 탄화수소 왁스(이의 혼합물 포함)가 포함된다. 적합한 지방산은 전형적으로 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 아라크산, 몬탄산, 옥타데신산, 파린르산 등과 같이 탄소수 약 12 내지 약 60개의 골격 탄소 사슬을 갖는다. 적합한 에스테르에는 지방산 에스테르, 지방 알코올 에스테르, 왁스 에스테르, 글리세롤 에스테르, 글리콜 에스테르 및 복합 에스테르가 포함된다. 지방산 아미드에는 지방 1차 아미드, 지방 2차 아미드, 메틸렌 및 에틸렌 비스아미드 및 알칸올아미드, 예를 들어 팔미트산 아미드, 스테아르산 아미드, 올레산 아미드, N,N'-에틸렌비스스테아르아미드 등이 포함된다. 또한 스테아르산 칼슘, 스테아르산 아연, 스테아르산 마그네슘 등과 같은 지방산의 금속염; 파라핀 왁스, 폴리올레핀 및 산화된 폴리올레핀 왁스, 및 미정질 왁스를 포함하는 탄화수소 왁스를 포함한다. 특히 적합한 윤활제는 스테아르산의 산, 염 또는 아미드, 예컨대 펜타에리트리톨 테트라스테아레이트, 칼슘 스테아레이트 또는 N,N'-에틸렌비스스테아르아미드이다.
II. 형성
중합체 조성물의 성분은 용융 가공되거나 함께 혼합될 수 있다. 성분들은, 배럴(예를 들어 원통형 배럴) 내에 회전 가능하게 장착 및 수용된 적어도 하나의 스크류를 포함하고, 공급 섹션, 및 상기 스크류의 길이를 따라 공급 섹션으로부터 하류에 위치하는 용융 섹션을 정의할 수 있는 압출기에 별도로 또는 조합하여 공급될 수 있다. 압출기는 단일 스크류 또는 트윈 스크류 압출기일 수 있다. 스크류의 속도는 원하는 체류 시간, 전단 속도, 용융 가공 온도 등을 달성하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 스크류 속도는 분당 약 50 내지 약 800 회전("rpm"), 일부 실시양태에서는 약 70 내지 약 150rpm, 일부 실시양태에서는 약 80 내지 약 120rpm 범위일 수 있다. 용융 블렌딩 동안의 겉보기 전단 속도는 또한 약 100초-1 내지 약 10,000초-1, 일부 실시양태에서는 약 500초-1 내지 약 5000초-1, 일부 실시양태에서는 약 800초-1 내지 약 1200초-1 범위일 수 있다. 겉보기 전단 속도는 4Q/πR 3 과 같고, 여기서 Q는 중합체 용융물의 부피 유속("m3/s")이고, R은 용융된 중합체가 유동하는 모세관(예: 압출기 다이)의 반경("m")이다.
III. 전기 회로 보호 장치
전술한 바와 같이, 중합체 조성물은 저항기와 같은 전기 회로 보호 장치의 형성에 사용될 수 있다. 예를 들어, 장치는 베이스 기판(예: 표면 장착 저항기용) 또는 코어(예: 리드형 저항기용) 형태의 절연성 바디를 포함할 수 있다. 절연성 바디는 예를 들어 평행육면체형(parallelepiped), 직사각형 또는 원통형 형상을 가질 수 있다. 저항성 요소(예: 금속)는 절연성 바디와 접촉하여 배치되고, 저항기를 회로에 연결할 수 있는 하나 이상의 전기적 단말부(예: 와이어, 플레이트, 시트 등)에 전기적으로 연결된다. 일 실시양태에서, 예를 들어, 저항성 요소는 대향하는 제1 및 제2 전기적 단말부에 연결될 수 있다. 저항성 요소는 표면(예를 들어 상부, 하부 또는 단부)에 형성될 수 있으며/또는 절연성 바디 내에 내장될 수 있다. 보호 부재는 절연성 바디와 저항성 요소의 적어도 일부를 덮어 외부 환경으로부터 보호한다. 예를 들어, 보호 부재는 저항성 요소 및 절연성 바디의 적어도 일부 상에 코팅될 수 있다. 전기적 단말부는, 전류가 장치를 통과하도록 하는 전원을 갖는 회로 와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 회로는 전원 공급 장치, 부하, 및 전형적으로 전원 및 부하와 직렬로 연결되는 회로 보호 장치를 포함할 수 있다.
장치의 절연성 바디 및/또는 보호 부재는 본 발명의 중합체 조성물로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물은, 공지의 기술, 예를 들어 사출 성형, 저압 사출 성형, 압출 압축 성형, 가스 사출 성형, 폼 사출 성형, 저압 가스 사출 성형, 저압 폼 사출 성형, 가스 압출 압축 성형, 폼 압출 압축 성형, 압출 성형, 폼 압출 성형, 압축 성형, 폼 압축 성형, 가스 압축 성형 등을 이용하여 성형되어 절연성 바디 및/또는 보호 부재를 형성할 수 있다. 예를 들어, 중합체 조성물이 주입될 수 있는 몰드를 포함하는 사출 성형 시스템이 사용될 수 있다. 중합체 매트릭스가 미리 응고되지 않도록 사출기 내부 시간을 제어하고 최적화할 수 있다. 사이클 시간에 도달하고 배럴이 배출을 위해 가득 차면 피스톤을 사용하여 조성물을 몰드 캐비티에 주입할 수 있다. 압축 성형 시스템도 사용될 수 있다. 사출 성형과 마찬가지로, 중합체 조성물을 원하는 제품으로 성형하는 것도 몰드 내에서 수행된다. 조성물은 자동화된 로봇 팔에 의해 픽업되는 것과 같은 임의의 공지 기술을 사용하여 압축 몰드에 배치될 수 있다. 몰드의 온도는 응고를 허용하는 원하는 기간 동안 중합체 매트릭스의 응고 온도 이상으로 유지될 수 있다. 이어서, 성형된(molded) 생성물을 용융 온도보다 낮은 온도로 되게 하여 고화시킬 수 있다. 생성된 생성물은 이형될 수 있다. 각 성형 공정의 사이클 시간은 중합체 매트릭스에 맞게 조정되어 충분한 결합을 달성하고 전체 공정 생산성을 향상시킬 수 있다.
테스트 방법
용융 점도: 용융 점도(Pa-s)는 Dynisco LCR7001 모세관 레오미터를 사용하여 1,000s-1의 전단 속도에서 용융 온도보다 15℃ 높은 온도에서 ISO 테스트 번호 11443:2014에 따라 측정할 수 있다. 레오미터 오리피스(다이)는 직경 1mm, 길이 20mm, L/D 비율 20.1, 입사각 180°를 가졌다. 배럴의 직경은 9.55mm ± 0.005mm이고 막대(rod)의 길이는 233.4mm이다.
용융 온도: 용융 온도("Tm")는 당업계에 공지된 바와 같이 시차 주사 열량계법("DSC")에 의해 측정될 수 있다. 용융 온도는 ISO 테스트 번호 11357-2:2020에 따라 측정되는 시차 주사 열량계(DSC) 피크 용융 온도이다. DSC 절차에 따라, 샘플은 TA Q2000 기기에서 수행된 DSC 측정을 사용하여 ISO 표준 10350에 명시된 대로 분당 20℃로 가열 및 냉각되었다.
하중 하 편향 온도("DTUL"): 하중 하 편향 온도는 ISO 테스트 번호 75-2:2013(기술적으로 ASTM D648-18과 동일)에 따라 측정될 수 있다. 보다 구체적으로, 길이 80mm, 두께 10mm, 폭 4mm를 갖는 테스트 스트립 샘플에, 특정된 하중(최대 외부 섬유 응력)이 1.8메가파스칼인 가장자리 방향 3점 굽힘 테스트를 실시할 수 있다. 시편을 실리콘 오일 욕에 담그고, 여기서 시편이 0.25mm(ISO 테스트 번호 75-2:2013의 경우 0.32mm) 편향될 때까지 분당 2℃씩 온도가 올라간다.
인장 모듈러스, 인장 응력 및 인장 신율: 인장 특성은 ISO 테스트 번호 527:2019(기술적으로 ASTM D638-14와 동일)에 따라 테스트할 수 있다. 모듈러스 및 강도 측정은 길이 80mm, 두께 10mm, 폭 4mm를 갖는 동일한 테스트 스트립 샘플에서 이루어질 수 있다. 테스트 온도는 23℃일 수 있으며, 테스트 속도는 1 또는 5 mm/min일 수 있다.
굴곡 모듈러스, 굴곡 응력 및 굴곡 신율: 굴곡 특성은 ISO 테스트 번호 178:2019(기술적으로 ASTM D790-10과 동일)에 따라 테스트할 수 있다. 이 테스트는 64mm 지지체 스팬(support span)에서 수행될 수 있다. 절단되지 않은 ISO 3167 다목적 바의 중앙 부분에서 테스트를 실행할 수 있다. 테스트 온도는 23℃일 수 있고, 테스트 속도는 2mm/min일 수 있다.
샤르피 충격 강도: 샤르피 특성은 ISO 테스트 번호 ISO 179-1:2010(기술적으로 ASTM D256-10, 방법 B와 동일)에 따라 테스트할 수 있다. 이 테스트는 유형 1 시편 크기(길이 80mm, 폭 10mm, 두께 4mm)를 사용하여 실행할 수 있다. 노치 충격 강도를 테스트할 때, 노치는 유형 A 노치(베이스 반경 0.25mm)일 수 있다. 단일 투스(tooth) 밀링 머신을 사용하여 다목적 바의 중앙에서 시편을 절단할 수 있다. 테스트 온도는 23℃일 수 있다.
샤르피 특성은 ISO 테스트 번호 ISO 179-1:2010(기술적으로 ASTM D256-10, 방법 B와 동일)에 따라 테스트할 수 있다. 이 테스트는 유형 1 시편 크기(길이 80mm, 폭 10mm, 두께 4mm)를 사용하여 실행할 수 있다. 노치 충격 강도를 테스트할 때 노치는 유형 A 노치(기본 반경 0.25mm)일 수 있다. 단일 치아 밀링 머신을 사용하여 다목적 바의 중앙에서 시편을 절단할 수 있다. 테스트 온도는 23℃일 수 있다.
실시예
샘플 1-5는 본 명세서에 기술된 전기 회로 보호 장치에 사용하기 위해 형성되었다. 샘플은 제1 액정 중합체("LCP 1"), 제2 액정 중합체("LCP 2"), 활석 입자 및 수산화알루미늄("ATH")의 다양한 조합으로부터 형성된다. LCP 1은 HBA 43%, NDA 20%, TA 9%, 및 HQ 28%로 구성된다. LCP 2는 HNA 48%, HBA 2%, TA 25%, 및 BP 25%로 구성된다. 활석 입자는 7.5 마이크로미터(Sedigraph 5120)의 D50 중앙 직경, 3.8mm2/g의 BET 비표면적 및 105℃에서 0.4% 이하의 수분 함량을 갖는다. ATH는 약 1 마이크로미터의 D50 중앙 직경을 갖는 입자 형태이다. 배합은 32mm 트윈 스크류 압출기를 사용하여 수행된다.
샘플 1
(중량%)		 2
(중량%)		 3
(중량%)		 4
(중량%)		 5
(중량%)
LCP 1 46 46 50.8 - -
LCP 2 - - - 39.7 39.5
활석 54 54 49 60 60
ATH 0.2 0.4 0.2 0.3 0.5
생성된 샘플은 ISO 인장 막대로 사출 성형되고, 열적 및 기계적 특성에 대해 테스트된다. 결과는 하기 표 2에 제시되어 있다.
1 2 3 4 5
평면 내 열 전도도(W/m-K) 4.2 4.8 4.1 5.1 5.1
평면 통과 열 전도도(W/m-K) 0.7 0.8 0.7 1.0 1.0
용융 온도(℃, DSC의 1차 가열) 319.1 318.0 39.1 343.4 338.2
1,000s-1에서의 용융 점도(Pa-s) 51.9 29.7 37.9 36.5 28.6
비노치 샤르피(kJ/m2) 20.0 13.0 9.3 4.5 3.5
노치 샤르피(kJ/m2) 2.5 2.5 1.8 1.3 1.2
인장 강도(MPa) 74 82 83 65 50
인장 모듈러스(MPa) 9,710 9,427 9,535 11,195 11,546
인장 신율(%) 1.6 2.1 2.4 0.8 0.7
굴곡 강도(MPa) 97 109 113 101 94
굴곡 모듈러스(MPa) 9,618 9,410 9,766 13,093 13,958
굴곡 신율(%) 1.8 2.3 2.8 1.2 1.0
DTUL(1.8MPa, ℃) 256 261 260 279 273
본 발명의 이러한 수정 및 변형은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있다. 또한, 다양한 실시양태의 양태는 전체적으로 또는 부분적으로 상호교환될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 당업자는 전술한 설명이 단지 예일 뿐이며, 첨부된 청구범위에 추가로 설명된 바와 같이 본 발명을 제한하려는 의도가 아님을 이해할 것이다.

Claims (40)

  1. 열방성(thermotropic) 액정 중합체를 포함하는 중합체 매트릭스 100 중량부;
    무기(mineral) 입자 약 60 내지 약 300 중량부; 및
    일반식 M(OH)aOb(이때, M은 금속이고, 0 ≤ a ≤ 3, 및 b = (3-a)/2임)를 갖는 금속 수산화물 약 0.1 내지 약 20 중량부
    를 포함하는 중합체 조성물로서,
    상기 중합체 조성물은 ASTM E1461-13에 따라 측정 시 약 3.5 W/m-K 이상의 평면 내(in-plane) 열 전도도를 나타내고, 용융 온도보다 15℃ 높은 온도에서 ISO 테스트 번호 11443:2014에 따라 측정 시 약 1 내지 약 100 Pa-s의 용융 점도(melt viscosity)를 나타내는, 중합체 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 조성물이 ASTM E 1461-13에 따라 측정 시 약 0.6 W/m-K 이상의 평면 통과(through-plane) 열 전도도를 나타내는, 중합체 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 조성물이, ASTM E 1461-13에 따라 측정 시, 약 4 내지 약 10 W/m-K의 평면 내 열 전도도 및 약 0.8 내지 약 2 W/m-K의 평면 통과 열 전도도를 나타내는, 중합체 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 조성물이 용융 온도보다 15℃ 높은 온도에서 ISO 테스트 번호 11443:2014에 따라 측정 시 약 5 내지 약 60 Pa-s의 용융 점도를 나타내는, 중합체 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중합체 매트릭스가 중합체 조성물의 약 20 중량% 내지 약 65 중량%를 구성하는, 중합체 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 액정 중합체가 약 280℃ 내지 약 400℃의 용융 온도를 갖는, 중합체 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 액정 중합체가, 하나 이상의 방향족 디카복실산, 하나 이상의 방향족 하이드록시카복실산, 또는 이들의 조합으로부터 유도된 반복 단위를 함유하는, 중합체 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 방향족 하이드록시카복실산이 4-하이드록시벤조산, 6-하이드록시-2-나프토산, 또는 이들의 조합을 포함하는, 중합체 조성물.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 방향족 디카복실산이 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카복실산, 또는 이들의 조합을 포함하는, 중합체 조성물.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 액정 중합체가 하나 이상의 방향족 디올로부터 유도된 반복 단위를 추가로 함유하는, 중합체 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 방향족 디올이 하이드로퀴논, 4,4'-비페놀, 또는 이들의 조합을 포함하는, 중합체 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 액정 중합체가 전체적으로 방향족(wholly aromatic)인, 중합체 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 액정 중합체가 나프텐계 하이드록시카복실산 및/또는 디카복실산으로부터 유도된 반복 단위를 약 10 몰% 이상의 양으로 함유하는, 중합체 조성물.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 액정 중합체가 6-하이드록시-2-나프토산으로부터 유도된 반복 단위를 약 30 몰% 이상의 양으로 함유하는, 중합체 조성물.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 액정 중합체가 2,6-나프탈렌디카복실산으로부터 유도된 반복 단위를 약 10 몰% 이상의 양으로 함유하는, 중합체 조성물.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 무기 입자가 중합체 조성물의 약 40 중량% 내지 약 60 중량%를 구성하고, 상기 금속 수산화물이 중합체 조성물의 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%를 구성하는, 중합체 조성물.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 무기 입자가 활석을 포함하는, 중합체 조성물.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 무기 입자가 약 1 내지 약 25 마이크로미터의 중앙(median) 직경, DIN 66131:1993에 따라 측정 시 약 1 내지 약 50 m2/g의 비표면적, 및/또는 105℃의 온도에서 ISO 787-2:1981에 따라 측정 시 약 5% 이하의 수분 함량을 갖는, 중합체 조성물.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 금속 수산화물이 수산화알루미늄을 포함하는, 중합체 조성물.
  20. 제1항에 있어서,
    100 W/m-K 이상의 고유(intrinsic) 열 전도도를 갖는 충전제가 없는 중합체 조성물.
  21. 제1항의 중합체 조성물을 포함하는 전기 회로 보호 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 장치가 절연성 바디(insulative body)와 접촉하여 배치된 저항성 요소(resistive element)를 포함하고, 상기 저항성 요소가 하나 이상의 전기적 단말부(electrical termination)에 전기적으로 연결되고, 추가로, 상기 절연성 바디 및 상기 저항성 요소의 적어도 일부를 보호 부재(protective member)가 덮는, 전기 회로 보호 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 절연성 바디 및/또는 보호 부재가 상기 중합체 조성물을 포함하는, 전기 회로 보호 장치.
  24. 절연성 바디와 접촉하여 배치된 저항성 요소를 포함하는 전기 회로 보호 장치로서,
    상기 저항성 요소가 하나 이상의 전기적 단말부에 전기적으로 연결되고,
    추가로, 상기 절연성 바디 및 상기 저항성 요소의 적어도 일부를 보호 부재가 덮고, 상기 절연성 바디 및/또는 상기 보호 부재는, 열방성 액정 중합체를 포함하는 중합체 매트릭스를 함유하는 중합체 조성물을 포함하고,
    상기 중합체 조성물은 ASTM E1461-13에 따라 측정 시 약 3.5 W/m-K 이상의 평면 내 열 전도도를 나타내고, 용융 온도보다 15℃ 높은 온도에서 ISO 테스트 번호 11443:2014에 따라 측정 시 약 1 내지 약 100 Pa-s의 용융 점도를 나타내는, 전기 회로 보호 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 중합체 조성물이, 중합체 매트릭스 100 중량부당 무기 입자 약 60 내지 약 300 중량부, 및 중합체 매트릭스 100 중량부당 약 0.1 내지 약 20 중량부의 금속 수산화물을 포함하고, 상기 금속 수산화물은 일반식 M(OH)aOb를 갖고, 이때 M은 금속이고, 0 ≤ a ≤ 3 및 b = (3-a)/2인, 전기 회로 보호 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 무기 입자가 탈크를 포함하는, 전기 회로 보호 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 금속 수산화물이 수산화알루미늄을 포함하는, 전기 회로 보호 장치.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 액정 중합체가, 하나 이상의 방향족 디카복실산, 하나 이상의 방향족 하이드록시카복실산, 또는 이들의 조합으로부터 유도된 반복 단위를 함유하는, 전기 회로 보호 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 방향족 하이드록시카복실산이 4-하이드록시벤조산, 6-하이드록시-2-나프토산, 또는 이들의 조합을 포함하는, 전기 회로 보호 장치.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 방향족 디카복실산이 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카복실산, 또는 이들의 조합을 포함하는, 전기 회로 보호 장치.
  31. 제28항에 있어서,
    상기 액정 중합체가, 하나 이상의 방향족 디올로부터 유도된 반복 단위를 추가로 함유하는, 전기 회로 보호 장치.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 방향족 디올이 하이드로퀴논, 4,4'-비페놀 또는 이들의 조합을 포함하는, 전기 회로 보호 장치.
  33. 제24항에 있어서,
    상기 액정 중합체가 전체적으로 방향족인, 전기 회로 보호 장치.
  34. 제24항에 있어서,
    상기 액정 중합체가 나프텐계 하이드록시카복실산 및/또는 디카복실산으로부터 유도된 반복 단위를 약 10 몰% 이상의 양으로 함유하는, 전기 회로 보호 장치.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 액정 중합체가 6-하이드록시-2-나프토산으로부터 유도된 반복 단위를 약 30 몰% 이상의 양으로 함유하는, 전기 회로 보호 장치.
  36. 제34항에 있어서,
    상기 액정 중합체가 2,6-나프탈렌디카복실산으로부터 유도된 반복 단위를 약 10 몰% 이상의 양으로 함유하는, 전기 회로 보호 장치.
  37. 제24항에 있어서,
    상기 중합체 조성물에 100W/m-K 이상의 고유 열 전도도를 갖는 충전제가 없는, 전기 회로 보호 장치.
  38. 제21항에 있어서,
    절연성 바디가 상기 중합체 조성물을 포함하는, 전기 회로 보호 장치.
  39. 제21항에 있어서,
    보호 부재가 상기 중합체 조성물을 포함하는, 전기 회로 보호 장치.
  40. 전력 공급 장치(power supply), 부하(load) 및 제21항의 전기 회로 보호 장치를 포함하는 회로.
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