KR20240042802A - 경화성 조성물 - Google Patents

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KR20240042802A
KR20240042802A KR1020220121532A KR20220121532A KR20240042802A KR 20240042802 A KR20240042802 A KR 20240042802A KR 1020220121532 A KR1020220121532 A KR 1020220121532A KR 20220121532 A KR20220121532 A KR 20220121532A KR 20240042802 A KR20240042802 A KR 20240042802A
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정재식
서상혁
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이솔이
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 출원은 저밀도 특성을 가지면서 우수한 수준의 접착력, 열전도도 및 체적 저항을 가지는 경화물을 형성하고, 고습 환경에서도 우수한 수준의 접착력, 열전도도 및 체적 저항을 가지는 경화물을 형성하며, 표면에 이물로 인한 기포 발생이 최소화된 경화성 조성물을 제공할 수 있다. 또한, 본 출원은 경화성 조성물을 통해 형성된 경화물을 포함하는 장치를 제공하고, 특히 상기 장치로서 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 제공할 수 있다.

Description

경화성 조성물{A Curable Composition}
본 출원은 경화성 조성물과 이의 응용에 관한 것이다.
전기 제품, 전자 제품 또는 이차 전지 등의 배터리에서 발생되는 열의 처리가 중요한 이슈가 되면서 다양한 방열 대책이 제안되어 있다. 방열 대책에 이용되는 열전도성 재료 중에는 수지에 열전도성의 필러를 배합한 수지 조성물이 알려져 있다.
발열체에서 방출되는 열을 방열하면서도 발열체와 냉각 부위가 열적 접촉하고 발열체를 고정하기 위해, 상기 수지 조성물을 사용할 수 있다. 특허문헌 1에서는 상기 수지 조성물을 적용한 배터리 모듈을 개시하고 있다.
방열 성능을 확보하기 위해 열전도성이 우수한 알루미나(Al2O3)를 주로 사용하였고, 이를 상기 수지 조성물에 열전도성 필러를 과량 배합하였다. 다만, 알루미나를 과량 배합하는 경우에는 최종 경화물의 밀도가 높았다. 이런 경우에는, 상기 최종 경화물이 적용된 배터리 모듈을 사용하는 전기차 등의 중량이 높아져 연비 측면에서 불리할 수 밖에 없다.
이러한 문제를 개선하기 위해서 상기 고밀도 특성을 가지는 열전도성 필러 대신에 저밀도 특성을 가지는 열전도성 필러(예를 들면, 수산화 알루미늄)를 과량 배합하는 방식을 도입하였다. 그렇지만, 상기 저밀도 특성을 가지는 열전도성 필러를 과량 배합하는 경우, 예를 들어 수산화 알루미늄을 과량 배합하는 경우에는 수분에 취약하여 고습 환경에서 원하는 접착력과 열전도도 등을 확보할 수 없었고 표면에 이물이 발생하는 문제가 있었다.
따라서, 경화 전 또는 후에 저밀도 특성을 가지면서 고습 환경에서 원하는 수준의 접착력 및 열전도도 등을 가지고, 표면에 이물이 발생되지 않는 경화성 조성물을 확보하는 방안이 요구되는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0105354호
본 출원은 저밀도 특성을 가지면서 우수한 수준의 접착력, 열전도도 및 체적 저항을 가지는 경화물을 형성하는 경화성 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 출원은 저밀도 특성을 가지면서 고습 환경에서도 우수한 수준의 접착력, 열전도도 및 체적 저항을 가지는 경화물을 형성하는 경화성 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 출원은 표면에 이물로 인한 기포 발생이 최소화된 경화성 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 출원은 경화성 조성물을 통해 형성된 경화물을 포함하는 장치를 제공하고, 특히 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 출원에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도 및/또는 측정 압력이 결과에 영향을 미치는 물성은 특별히 달리 언급하지 않는 한 상온 및/또는 상압 조건에서 측정한 결과이다. 또한, 본 출원에서 언급하는 물성 중에서 측정 습도가 결과에 영향을 미치는 물성은 특별히 달리 언급하지 않는 한 상습 조건에서 측정한 결과이다.
본 출원에서 사용하는 용어인 상온은 가온되거나 감온되지 않은 자연 그대로의 온도를 의미한다. 예를 들면, 상기 상온은 10 ℃ 내지 30 ℃의 범위 내의 어느 한 온도일 수 있고, 약 23 ℃ 또는 약 25 ℃정도의 온도를 의미할 수 있다. 또한, 본 출원에서 사용하는 온도의 단위는 특별히 달리 규정하지 않는 한 섭씨(℃)이다.
본 출원에서 사용하는 용어인 상압은 가압 또는 가압되지 않은 자연 그대로의 압력을 의미한다. 예를 들면, 상기 상압은 통상 대기압 수준의 약 1 기압 정도를 의미할 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 상습은 상기 상온 및/또는 상압 상태에서 특별히 조절되지 않은 자연 그대로의 습도를 의미한다. 예를 들면, 상기 상습은 상온 및/또는 상압 상태에서 약 20 내지 80 RH% 또는 40 내지 60 RH% 정도의 범위 내를 의미할 수 있고, 여기서 사용된 단위 RH%(Relative Humidity%)는 특정 온도에서 수증기가 최대로 들어갈 수 있는 양을 100이라 했을 때 현재 수증기의 양을 백분율로 표시한 것이다.
본 출원에서 사용하는 용어인 고습은 80 RH% 초과, 85 RH% 이상 또는 90 RH% 이상 정도를 의미할 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)은 GPC(Gel permeation chromatography)를 사용하여 측정할 수 있고, 구체적으로 하기 물성 측정 방법에 따라 측정될 수 있다. 또한, 본 출원에서 사용하는 용어인 다분산지수(PDI, polydisersity index)는 중량평균분자량(Mw)을 수평균분자량(Mn)으로 나눈 값(Mw/Mn)이고, 중합체의 분자량의 분포를 의미한다. 구체적으로, 상기 수평균분자량(Mn) 및 중량평균분자량(Mw)은 20 mL 바이알(vial)에 분석 대상을 넣고, 약 20 mg/mL의 농도가 되도록 THF(tetrahydrofuran) 용제에 희석시킨 후, Calibration용 표준 시료와 분석하고자 하는 시료를 syringe filter(pore size: 0.2 ㎛)를 통해 여과시킨 후 측정될 수 있다. 또한, 분석 프로그램은 Agilent technologies 社의 ChemStation을 사용할 수 있으며, 시료의 elution time을 calibration curve와 비교하여 수평균분자량(Mn) 및 중량평균분자량(Mw)을 구할 수 있다. 여기서, 다분산지수(PDI)는 상기 측정된 중량평균분자량(Mw)을 수평균분자량(Mn)으로 나눈 값일 수 있다. 한편, 본 출원에서 사용되는 용어인 중량평균분자량은 기본적으로 중합체의 대표 분자량을 의미하나, 중합체가 아닌 화합물이더라도 그의 1 몰(mole) 당 분자량을 의미할 수 있다.
<GPC 측정 조건>
기기: Agilent technologies社의 1200 series
컬럼: Agilent technologies社의 TL Mix. A & B 사용
용제: THF
컬럼온도: 40 ℃
샘플 농도: 20 mg/mL, 10 ㎕ 주입
표준 시료로 MP: 364000, 91450, 17970, 4910, 1300 사용
본 출원에서 사용하는 용어인 경화성이란 경화 반응 및/또는 중합 반응에 의해서 유동성이 있는 물질이 단단하게 굳어지는 특성을 의미한다.
본 출원에서 사용하는 용어인 우수한 열전도성이란 경화성 조성물이 지름이 2 cm 이상 및 두께가 15 mm인 경화물(샘플)로 제작된 상태에서, 상기 샘플의 두께 방향을 따라서 ASTM D5470 규격 또는 ISO 22007-2 규격에 따라 측정하였을 때, 측정된 열전도도가 약 2.0 W/mK 이상, 2.1 W/mK 이상, 2.2 W/mK 이상, 2.3 W/mK 이상, 2.4 W/mK 이상, 2.5 W/mK 이상, 2.6 W/mK 이상, 2.7 W/mK 이상, 2.8 W/mK 이상, 2.9 W/mK 이상 또는 3.0 W/mK 이상 정도인 때를 의미할 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 하이드록실기 가(hydroxyl value)는 DIN 53240-2에 따라 측정될 수 있다. 구체적으로, 아세틸화에서 1 g의 물질에 의해 결합된 아세트산의 양과 동일한 칼륨 하이드록사이드의 mg의 수를 나타내는 것이다. 이러한 결정을 위하여, 샘플(sample)은 아세트산 무수물-피리딘과 함께 비등되며, 얻어진 산은 칼륨 하이드록사이드 용액으로 적정될 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 점도는 다른 언급이 없는 한 상온에서 측정한 값일 수 있다. 또한, 상기 점도는 비교적 저점도(예를 들면, 약 1 kcP 이하)로 예상되는 측정 대상(예를 들면, 폴리올)에 대해서, 점도 측정기 (제조사: Brookfield社, 모델명: Brookfield LV)와 스핀들(spindle) 63 또는 64를 이용(점도의 측정범위에 따라서 선택함)하여 측정할 수 있다. 구체적으로, 비교적 저점도로 예상되는 측정 대상의 점도는 다음과 같이 측정될 수 있다. 상기 점도계의 영점 조절을 수행한 후에 스핀들(spindle)인 63 또는 64를 상기 점도계의 스핀들 연결부에 장착한 후, 플레이트(plate)를 상기 점도계의 플레이트 연결부에 장착하고, 조절 레버를 통해 상기 스핀들과 플레이트 사이의 일정한 이격 공간(gap)이 생기도록 조절하였다. 상기 플레이트를 분리하고 분리된 플레이트의 중앙에 주제 파트를 0.5 mL 정도 도포하였다. 주제 파트가 도포된 플레이트를 다시 상기 점도계의 플레이트 연결부에 장착하고, 토크(torque) 값이 0이 될 때까지 대기한 후에 약 25 ℃ 및 20 rpm의 회전 속도에서 점도를 측정하였다. 또한, 상기 점도는 비교적 고점도(예를 들면, 약 1 kcP 초과)로 예상되는 측정 대상에 대해서, 점도 측정기(제조사: Brookfield社, 모델명: DV3THB-CP)와 스핀들(spindle) CPA-52Z을 이용하여 측정할 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 치환은 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하고, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 특별히 한정되지 않으며, 2개 이상 치환되는 경우에는 상기 치환기가 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 치환기(substituent)는 탄화수소의 모체 사슬 상의 한 개 이상의 수소 원자를 대체하는 원자 또는 원자단을 의미한다. 또한, 치환기는 하기에서 설명하나 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 치환기는 본 출원에 특별한 기재가 없는 한 하기에서 설명하는 치환기로 추가로 치환되거나 어떠한 치환기로도 치환되지 않을 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 알킬기 또는 알킬렌기는 다른 기재가 없는 한, 탄소수 1 내지 20, 또는 탄소수 1 내지 16, 또는 탄소수 1 내지 12, 또는 탄소수 1 내지 8, 또는 탄소수 1 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 알킬렌기이거나, 탄소수 3 내지 20, 또는 탄소수 3 내지 16, 또는 탄소수 3 내지 12, 또는 탄소수 3 내지 8, 또는 탄소수 3 내지 6의 고리형 알킬기 또는 알킬렌기일 수 있다. 여기서, 고리형 알킬기 또는 알킬렌기는 고리 구조로만 있는 알킬기 또는 알킬렌기 및 고리 구조를 포함하는 알킬기 또는 알킬렌기도 포함한다. 예를 들면, 사이클로헥실기와 메틸 사이클로헥실기는 모두 고리형 알킬기에 해당한다. 또한, 예를 들면, 알킬기 또는 알킬렌기는 구체적으로 메틸(렌), 에틸(렌), n-프로필(렌), 이소프로필(렌), n-부틸(렌), 이소부틸(렌), tert-부틸(렌), sec-부틸(렌), 1-메틸-부틸(렌), 1-에틸-부틸(렌), n-펜틸(렌), 이소펜틸(렌), 네오펜틸(렌), tert-펜틸(렌), n-헥실(렌), 1-메틸펜틸(렌), 2-메틸펜틸(렌), 4-메틸-2-펜틸(렌), 3,3-디메틸부틸(렌), 2-에틸부틸(렌), n-헵틸(렌), 1-메틸헥실(렌), n-옥틸(렌), tert-옥틸(렌), 1-메틸헵틸(렌), 2-에틸헥실(렌), 2-프로필펜틸(렌), n-노닐(렌), 2,2-디메틸헵틸(렌), 1-에틸프로필(렌), 1,1-디메틸프로필(렌), 이소헥실(렌), 2-메틸펜틸(렌), 4-메틸헥실(렌), 5-메틸헥실(렌) 등이 예시될 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 또한, 사이클로알킬기 또는 사이클로알킬렌기는 구체적으로 사이클로프로필(렌), 사이클로부틸(렌), 사이클로펜틸(렌), 3-메틸사이클로펜틸(렌), 2,3-디메틸사이클로펜틸(렌), 사이클로헥실(렌), 3-메틸사이클로헥실(렌), 4-메틸사이클로헥실(렌), 2,3-디메틸사이클로헥실(렌), 3,4,5-트리메틸사이클로헥실(렌), 4-tert-부틸사이클로헥실(렌), 사이클로헵틸(렌), 사이클로옥틸(렌) 등이 예시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 출원에서 사용하는 용어인 알케닐기 또는 알케닐렌기는 다른 기재가 없는 한 탄소수 2 내지 20, 또는 탄소수 2 내지 16, 또는 탄소수 2 내지 12, 또는 탄소수 2 내지 8, 또는 탄소수 2 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 비고리형 알케닐기 또는 알케닐렌기; 탄소수 3 내지 20, 또는 탄소수 3 내지 16, 또는 탄소수 3 내지 12, 또는 탄소수 3 내지 8, 또는 탄소수 3 내지 6의 고리형 알케닐기 또는 알케닐렌기일 수 있다. 여기서, 고리 구조의 알케닐기 또는 알케닐렌기를 포함하면 고리형 알케닐기 또는 알케닐렌기에 해당한다. 또한, 예를 들면, 에테닐(렌), n-프로페닐(렌), 이소프로페닐(렌), n-부테닐(렌), 이소부테닐(렌), tert-부테닐(렌), sec-부테닐(렌), 1-메틸-부테닐(렌), 1-에틸-부테닐(렌), n-펜테닐(렌), 이소펜테닐(렌), 네오펜테닐(렌), tert-펜테닐(렌), n-헥세닐(렌), 1-메틸펜테닐(렌), 2-메틸펜테닐(렌), 4-메틸-2-펜테닐(렌), 3,3-디메틸부테닐(렌), 2-에틸부테닐(렌), n-헵테닐(렌), 1-메틸헥세닐(렌), n-옥테닐(렌), tert-옥테닐(렌), 1-메틸헵테닐(렌), 2-에틸헥세닐(렌), 2-프로필펜테닐(렌), n-노닐렌닐(렌), 2,2-디메틸헵테닐(렌), 1-에틸프로페닐(렌), 1,1-디메틸프로페닐(렌), 이소헥세닐(렌), 2-메틸펜테닐(렌), 4-메틸헥세닐(렌), 5-메틸헥세닐(렌) 등이 예시될 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 또한, 사이클로알케닐기 또는 사이클로알케닐렌기는 구체적으로 사이클로프로페닐(렌), 사이클로부테닐(렌), 사이클로펜테닐(렌), 3-메틸사이클로펜테닐(렌), 2,3-디메틸사이클로펜테닐(렌), 사이클로헥세닐(렌), 3-메틸사이클로헥세닐(렌), 4-메틸사이클로헥세닐(렌), 2,3-디메틸사이클로헥세닐(렌), 3,4,5-트리메틸사이클로헥세닐(렌), 4-tert-부틸사이클로헥세닐(렌), 사이클로헵테닐(렌), 사이클로옥테닐(렌) 등이 예시될 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 출원에서 사용하는 용어인 알키닐기 또는 알키닐렌기는 다른 기재가 없는 한 탄소수 2 내지 20, 또는 탄소수 2 내지 16, 또는 탄소수 2 내지 12, 또는 탄소수 2 내지 8, 또는 탄소수 2 내지 6의 직쇄 또는 분지쇄의 비고리형의 알키닐기 또는 알키닐렌기이거나, 탄소수 3 내지 20, 또는 탄소수 3 내지 16, 또는 탄소수 3 내지 12, 또는 탄소수 3 내지 8, 또는 탄소수 3 내지 6의 고리형의 알키닐기 또는 알키닐렌기일 수 있다. 여기서, 고리 구조의 알키닐기 또는 알키닐렌기를 포함하면 고리형 알키닐기 또는 알키닐렌기에 해당한다. 또한, 예를 들면, 에티닐(렌), n-프로피닐(렌), 이소프로피닐(렌), n-부티닐(렌), 이소부티닐(렌), tert-부티닐(렌), sec-부티닐(렌), 1-메틸-부티닐(렌), 1-에틸-부티닐(렌), n-펜티닐(렌), 이소펜티닐(렌), 네오펜티닐(렌), tert-펜티닐(렌), n-헥시닐(렌), 1-메틸펜티닐(렌), 2-메틸펜티닐(렌), 4-메틸-2-펜티닐(렌), 3,3-디메틸부티닐(렌), 2-에틸부티닐(렌), n-헵티닐(렌), 1-메틸헥시닐(렌), n-옥티닐(렌), tert-옥티닐(렌), 1-메틸헵티닐(렌), 2-에틸헥티닐(렌), 2-프로필펜티닐(렌), n-노니닐(렌), 2,2-디메틸헵티닐(렌), 1-에틸프로피닐(렌), 1,1-디메틸프로피닐(렌), 이소헥시닐(렌), 2-메틸펜티닐(렌), 4-메틸헥시닐(렌), 5-메틸헥시닐(렌) 등이 예시될 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다. 또한, 사이클로알키닐기 또는 사이클로알키닐렌기는 구체적으로 사이클로프로피닐(렌), 사이클로부티닐(렌), 사이클로펜티닐(렌), 3-메틸사이클로펜티닐(렌), 2,3-디메틸사이클로펜티닐(렌), 사이클로헥시닐(렌), 3-메틸사이클로헥시닐(렌), 4-메틸사이클로헥시닐(렌), 2,3-디메틸사이클로헥시닐(렌), 3,4,5-트리메틸사이클로헥시닐(렌), 4-tert-부틸사이클로헥시닐(렌), 사이클로헵티닐(렌), 사이클로옥티닐(렌) 등이 예시될 수 있으나. 이에 한정되지 않는다.
상기 알킬기, 알킬렌기, 알케닐기, 알케닐렌기, 알키닐기는 알키닐렌기는 임의로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수도 있다. 이 경우 치환기로는, 할로겐(클로린(Cl), 아이오딘(I), 브로민(Br), 플루오린(F)), 아릴기, 헤테로아릴기, 에폭시기, 알콕시기, 시아노기, 카르복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 카르보닐기 및 히드록시기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원에서 사용하는 용어인 아릴기는 방향족 탄화수소 고리로부터 하나의 수소가 제거된 방향족 고리를 의미하고, 상기 방향족 탄화수소 고리는 단환식 또는 다환식 고리를 포함할 수 있다. 상기 아릴기는 탄소수를 특별히 한정하지 않으나 다른 기재가 없는 한 탄소수 6 내지 30, 또는 탄소수 6 내지 26, 또는 탄소수 6 내지 22, 또는 탄소수 6 내지 20, 또는 탄소수 6 내지 18, 또는 탄소수 6 내지 15의 아릴기 일 수 있다. 또한, 본 출원에서 사용하는 용어인 아릴렌기는 아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기 인 것을 제외하고는 전술한 아릴기의 설명이 적용될 수 있다. 상기 아릴기는 예를 들면, 페닐기, 페닐에틸기, 페닐프로필기, 벤질기, 톨릴기, 크실릴기(xylyl group) 또는 나프틸기 등이 예시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 출원에서 사용하는 용어인 헤테로아릴기는 탄소가 아닌 이종원자를 1개 이상 포함하는 방향족 고리로서, 구체적으로 상기 이종원자는 질소(N), 산소(O), 황(S), 셀레늄(Se) 및 텔레늄(Te)으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1개 이상 포함할 수 있다. 이 때, 헤테로아릴기의 환 구조를 구성하는 원자를 환원자라고 할 수 있다. 또한, 헤테로아릴기는 단환식 또는 다환식 고리를 포함할 수 있다. 상기 헤테로아릴기는 탄소수를 특별히 한정하지 않으나 다른 기재가 없는 한 탄소수 2 내지 30, 또는 탄소수 2 내지 26, 또는 탄소수 2 내지 22, 또는 탄소수 2 내지 20, 또는 탄소수 2 내지 18, 또는 탄소수 2 내지 15의 헤테로아릴기일 수 있다. 다른 예시에서 헤테로아릴기는 환원자수를 특별히 한정하지 않으나 환원자수가 5 내지 30, 5 내지 25, 5 내지 20, 5 내지 15, 5 내지 10 또는 5 내지 8의 헤테로아릴기일 수 있다. 상기 헤테로아릴기는 예를 들면, 예를 들면, 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 트리아졸릴기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아지닐기, 아크리딜기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도피리미디닐기, 피리도피라지닐기, 피라지노피라지닐기, 이소퀴놀리닐기, 인돌기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 디벤조카바졸릴기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨란기, 디벤조퓨란기, 벤조실롤기, 디벤조실롤기, 페난트롤리닐기(phenanthrolinyl group), 이소옥사졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기, 페녹사진기 및 이들의 축합구조 등이 예시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 출원에서 사용하는 용어인 헤테로아릴렌기는 헤테로아릴기에 결합 위치가 두 개 있는 것 즉 2가기를 의미한다. 이들은 각각 2가기인 것을 제외하고는 전술한 헤테로아릴기의 설명이 적용될 수 있다.
상기 아릴기 또는 헤테로아릴기는 임의로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수도 있다. 이 경우 치환기로는, 할로겐(클로린(Cl), 아이오딘(I), 브로민(Br), 플루오린(F)), 아릴기, 헤테로아릴기, 에폭시기, 알콕시기, 시아노기, 카르복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 카르보닐기 및 히드록시기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 출원에서 사용하는 용어인 아민기는 비공유 전자쌍을 가지는 질소 원자에 2개의 수소 원자 또는 치환기가 결합된 작용기를 의미한다. 상기 아민기는 비공유 전자쌍을 가지는 질소 원자에 2개의 수소 원자가 결합된 1차 아민기, 비공유 전자쌍을 가지는 질소 원자에 1개의 수소 원자와 1개의 치환기가 결합된 2차 아민기 및 비공유 전자쌍을 가지는 질소 원자에 2개의 치환기가 결합된 3차 아민기로 구분될 수 있다. 이 때, 상기 치환기는 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 할로겐(클로린(Cl), 아이오딘(I), 브로민(Br), 플루오린(F)), 아릴기, 헤테로아릴기, 에폭시기, 알콕시기, 시아노기, 카르복실기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 카르보닐기 및 히드록시기로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 주제 수지를 포함하는 주제 파트; 경화제를 포함하는 경화제 파트; 및 필러 조성물을 포함할 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 경화성 조성물은 경화 반응이나 중합 반응을 거쳐서 수지로 전환될 수 있는 성분은 물론 일반적으로 수지로서 알려진 성분을 포함할 수 있다. 또한, 상기 경화성 조성물은 그 자체로서 접착 내지 점착 성능을 가지고 있을 수 있고, 경화 반응 등과 같은 반응을 거쳐서 접착 내지 점착 성능을 가질 수 있다. 상기 경화성 조성물은 수지 조성물일 수 있다.
한편, 본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 용제형 경화성 조성물, 수계 경화성 조성물 또는 무용제형 경화성 조성물일 수 있다. 또한, 상기 경화성 조성물은, 활성 에너지선(예를 들면, 자외선) 경화형, 습기 경화형, 열경화형 또는 상온 경화형일 수 있다. 경화성 조성물이 활성 에너지선 경화형인 경우, 상기 경화성 조성물의 경화는 자외선 등의 활성 에너지선 조사에 의해 수행되며, 습기 경화형인 경우, 상기 경화성 조성물의 경화는 적절한 습기 하에서 유지하는 방식에 의해 수행되고, 열 경화형인 경우, 상기 경화성 조성물의 경화는, 적절한 열을 인가하는 방식에 의해 수행되며, 또는 상온 경화형인 경우, 상기 경화성 조성물의 경화는, 상온에서 경화성 조성물을 유지하는 방식에 의해 수행될 수 있다. 본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 상온 경화형인 것이 바람직하다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 1액형 경화성 조성물이거나, 2액형 경화성 조성물일 수 있다.
본 출원에서 사용되는 용어인 1액형 경화성 조성물은 공지된 것과 같이 주제 파트와 경화제 파트가 함께 혼합된 상태에서 특정 조건(예를 들면, 특정 온도 또는 자외선 조사 등)을 만족하면 반응됨으로써 수지를 형성할 수 있는 조성물을 의미한다. 또한, 본 출원에서 사용되는 용어인 2액형 경화성 조성물은 공지된 것과 같이 주제 파트와 경화제 파트로 분리되어 있고, 이 분리된 2개의 파트를 혼합하여 반응시킴으로써 수지를 형성할 수 있는 조성물을 의미한다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 필러 조성물을 전체 중량 대비 60 중량% 이상, 62 중량% 이상, 64 중량% 이상, 66 중량% 이상, 68 중량% 이상, 70 중량% 이상, 72 중량% 이상, 74 중량% 이상, 76 중량% 이상, 78 중량% 이상, 80 중량% 이상, 82 중량% 이상, 84 중량% 이상 또는 86 중량% 이상으로 포함하거나, 98 중량% 이하, 96 중량% 이하, 94 중량% 이하, 92 중량% 이하, 90 중량% 이하 또는 88 중량% 이하로 포함할 수 있다. 상기 경화성 조성물은 상기 범위 내로 필러 조성물을 포함함으로써 우수한 수준의 열전도도와 체적 저항 등을 확보할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물은 제1 필러, 제2 필러 및 제3 필러를 모두 포함할 수 있다. 상기 제1 필러는 밀도가 3 g/cm3 이하일 수 있다. 또한, 상기 제2 필러는 물에 용해될 수 있다. 또한, 상기 제3 필러는 물에 불용성이고 밀도가 3 g/cm3 초과일 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 측정 대상이 물에 용해된다는 것은, 상기 측정 대상의 입자평균입경이 약 1 mm 정도의 가루 형태를 상온의 물에 넣고 상온에서 5분간마다 30초간씩 세게 흔들어 섞을 때 30분 이내에 녹는 정도로써, 상기 측정 대상을 1 g 녹이는데 필요한 물의 양이 100 mL 미만인 경우를 의미한다. 측정 대상이 물에 용해되는지 여부를 판단하는 방법은 대한약전 통칙 29를 참조할 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 측정 대상이 물에 불용성이라는 것은, 상기 측정 대상의 입자평균입경이 약 1 mm 정도의 가루 형태를 상온의 물에 넣고 상온에서 5분간마다 30초간씩 세게 흔들어 섞을 때 30분 이내에 녹는 정도로써, 상기 측정 대상을 1 g 녹이는데 필요한 물의 양이 100 mL 이상인 경우를 의미한다. 측정 대상이 물에 용해되는지 여부를 판단하는 방법은 대한약전 통칙 29를 참조할 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 입자평균입경은 소위 D50 입경(메디안 입경)으로서, 입도 분포의 체적 기준 누적 50%에서의 입자 지름을 의미할 수 있다. 즉, 체적 기준으로 입도 분포를 구하고, 전 체적을 100%로 한 누적 곡선에서 누적치가 50%가 되는 지점의 입자 지름을 상기 입자평균입경을 볼 수 있다. 상기와 같은 D50 입경은 레이저 회절법(laser Diffraction) 방식으로 측정할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물은 하기의 특징을 가지는 제1 필러를 포함함으로써 우수한 열전도도와 저밀도 특성을 확보할 수 있다. 상기 필러 조성물의 제1 필러는 밀도가 3 g/cm3 이하, 2.9 g/cm3 이하, 2.8 g/cm3 이하, 2.7 g/cm3 이하, 2.6 g/cm3 이하, 2.5 g/cm3 이하 또는 2.4 g/cm3 이하일 수 있다. 상기 제1 필러의 밀도의 하한은 특별히 제한되는 것은 아니지만 1 g/cm3 이상, 1.2 g/cm3 이상, 1.5 g/cm3 이상 또는 2 g/cm3 이상일 수 있다. 또한, 상기 밀도는 상온에서 측정된 값일 수 있고, 아르키메데스의 원리를 이용한 공지의 방식에 따라 측정할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물의 제1 필러는 물에 불용성일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물의 제1 필러는 금속 수산화물일 수 있다. 상기 금속 수산화물은 금속 원소에 수산화기(hydroxyl group)가 결합된 것이라면 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들면 수산화 알루미늄 및 수산화 마그네슘으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물의 제1 필러는 열전도성 필러일 수 있다. 본 출원에서 사용하는 용어인 열전도성 필러는 자체의 열전도도가 예를 들면, 약 1 W/m·K 이상, 약 5 W/m·K 이상, 약 10 W/m·K 이상 또는 약 15 W/m·K 이상이거나 약 400 W/m·K 이하, 약350 W/m·K 이하 또는 약 300 W/m·K 이하인 필러를 의미할 수 있다. 상기 필러 조성물에 포함될 수 있는 열전도성 필러의 자체의 열전도도는 특별히 제한되는 것은 아니지만, ASTM E1461에 따라 측정된 값일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물의 제1 필러는 필요에 따라서 적절히 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있고, 형태나 크기는 특별히 제한되지 않으며, 경화성 조성물의 점도, 경화물 내에서의 침강 가능성, 목적하는 열저항 내지는 열전도도, 절연성, 충진 효과 또는 분산성 등을 고려하여 선택될 수 있다. 또한, 동일 종류의 필러를 사용하더라도 모양이 다른 것을 혼합하여 사용할 수 있고, 입자평균입경이 다른 것을 혼합하여 사용할 수도 있다.
한편, 본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물에 포함되는 제1 필러의 모양은 구형 및/또는 비구형(예를 들면, 각형 및 침상형 등)을 필요에 따라서 적절히 선택되어 사용될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 출원에서 사용하는 용어인 필러가 구형이라는 의미는 구형도가 약 0.95 이상인 필러를 의미하고, 비구형이라는 의미는 구형도가 0.95 미만인 필러를 의미한다.
상기 구형도는 필러의 입형 분석을 통해 확인할 수 있다. 구체적으로, 3차원 입자인 필러의 구형도(sphericity)는, 필러의 표면적(S)과 그 필러의 같은 부피를 가지는 구의 표면적(S')의 비율(S'/S)로 정의될 수 있다. 실제 필러들에 대해서는 일반적으로 원형도(circularity)를 사용한다. 상기 원형도는 실제 필러의 2차원 이미지를 구하여 이미지의 경계(P)와 동일한 이미지와 같은 면적(A)을 가지는 원의 경계의 비로 나타내고, 하기 수식으로 구해진다.
<원형도 수식>
원형도=4πA/P2
상기 원형도는 0에서 1까지의 값으로 나타내고, 완벽한 원은 1의 값을 가지며, 불규칙한 형태일수록 1보다 낮은 값을 가지게 된다. 본 출원에서의 구형도 값은 Marvern社의 입형 분석 장비(FPIA-3000)로 측정된 원형도의 평균값으로 하였다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물의 제1 필러는 모스 경도가 6 이하, 5.5 이하, 5 이하, 4.5 이하, 4 이하, 3.5 이하 또는 3 이하일 수 있다. 상기 제1 필러는 모스 경도가 상기 범위를 만족하는 필러를 포함하거나 전체 모스 경도가 상기 범위를 만족할 수 있다. 상기 제1 필러의 모스 경도에 대한 하한은 특별히 제한되는 것은 아니지만 1 이상일 수 있다. 본 출원에서 사용하는 용어인 모스 경도는 모스 경도기를 이용하여 공지된 방식에 따라 측정할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물의 제2 필러는 물에 용해되면서 물과 반응할 수 있다. 또한, 상기 제2 필러는 물에 용해되면서 물과 반응하여 상온에서 염기성 용액을 형성할 수 있다. 즉, 상기 제2 필러는 물에 용해되면서 물과 반응하여 상온에서 pH가 7 이상인 용액을 형성할 수 있다. 상기 pH는 pH 측정기 또는 pH 시험지 등을 이용하여 측정할 수 있다. 상기 제2 필러의 이러한 특성으로 인해 고습 환경에서 우수한 수준의 접착력, 열전도도 및 체적 저항을 가지는 경화물을 형성하는데 도움이 될 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물의 제2 필러는 상기 특징을 만족한다면 그 종류가 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 산화 칼슘 및 산화 마그네슘으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물은 제2 필러를 포함함으로써 고습 환경에서 우수한 수준의 접착력, 열전도도 및 체적 저항을 가지는 경화물을 형성할 수 있다. 즉, 상기 경화성 조성물은 제2 필러를 포함하고 상기 제1 필러 및 후술할 제3 필러와 함께 조합된 필러 조성물을 적용함으로써 고습 환경에서 우수한 수준의 접착력, 열전도도 및 체적 저항을 가지는 경화물을 형성할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물의 제2 필러는 밀도가 3 g/cm3 초과, 3.1 g/cm3 이상, 3.2 g/cm3 이상 또는 3.3 g/cm3 이상일 수 있다. 상기 제2 필러의 밀도의 상한은 특별히 제한되는 것은 아니지만 5 g/cm3 이하, 4.5 g/cm3 이하 또는 4 g/cm3 이하일 수 있다. 또한, 상기 밀도는 상온에서 측정된 값일 수 있고, 아르키메데스의 원리를 이용한 공지의 방식에 따라 측정할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물의 제2 필러는 필요에 따라서 적절히 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있고, 형태나 크기는 특별히 제한되지 않으며, 경화성 조성물의 점도, 경화물 내에서의 침강 가능성, 목적하는 열저항 내지는 열전도도, 절연성, 충진 효과 또는 분산성 등을 고려하여 선택될 수 있다. 또한, 동일 종류의 필러를 사용하더라도 모양이 다른 것을 혼합하여 사용할 수 있고, 입자평균입경이 다른 것을 혼합하여 사용할 수도 있다.
한편, 본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물에 포함되는 제2 필러의 모양은 구형 및/또는 비구형(예를 들면, 각형 및 침상형 등)을 필요에 따라서 적절히 선택되어 사용될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물은 하기의 특징을 가지는 제3 필러를 포함함으로써 우수한 열전도도를 확보할 수 있다. 필러 조성물의 제3 필러는 물에 불용성이면서 밀도가 3 g/cm3 초과, 3.1 g/cm3 이상, 3.2 g/cm3 이상 또는 3.3 g/cm3 이상일 수 있다. 상기 제2 필러의 밀도의 상한은 특별히 제한되는 것은 아니지만 5 g/cm3 이하, 4.5 g/cm3 이하 또는 4 g/cm3 이하일 수 있다. 또한, 상기 밀도는 상온에서 측정된 값일 수 있고, 아르키메데스의 원리를 이용한 공지의 방식에 따라 측정할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물의 제3 필러는 모스 경도가 6 초과, 6.5 이상, 7 이상, 7.5 이상 또는 8 이상일 수 있다. 상기 제3 필러는 모스 경도가 상기 범위를 만족하는 필러를 포함하거나 전체 모스 경도가 상기 범위를 만족할 수 있다. 상기 제3 필러의 모스 경도에 대한 상한은 특별히 제한되는 것은 아니지만 9 이하일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물의 제3 필러는 필요에 따라서 적절히 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있고, 형태나 크기는 특별히 제한되지 않으며, 경화성 조성물의 점도, 경화물 내에서의 침강 가능성, 목적하는 열저항 내지는 열전도도, 절연성, 충진 효과 또는 분산성 등을 고려하여 선택될 수 있다. 또한, 동일 종류의 필러를 사용하더라도 모양이 다른 것을 혼합하여 사용할 수 있고, 입자평균입경이 다른 것을 혼합하여 사용할 수도 있다.
한편, 본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물에 포함되는 제3 필러의 모양은 구형 및/또는 비구형(예를 들면, 각형 및 침상형 등)을 필요에 따라서 적절히 선택되어 사용될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물은 제1 필러(F1)를 상기 필러 조성물 전체 중량 대비 40 중량% 이상, 42 중량% 이상, 44 중량% 이상 또는 46 중량% 이상으로 포함하거나, 80 중량% 이하, 78 중량% 이하, 76 중량% 이하, 74 중량% 이하, 72 중량% 이하, 70 중량% 이하, 68 중량% 이하, 66 중량% 이하, 64 중량% 이하, 62 중량% 이하 또는 60 중량% 이하로 포함할 수 있다. 상기 필러 조성물이 제1 필러(F1)를 상기 범위 내로 포함함으로써 우수한 열전도도와 저밀도 특성을 확보할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물은 제1 필러(F1)와 제2 필러(F2)의 함량 비율(F1/F2)이 1 이상, 1.5 이상, 2 이상, 2.5 이상, 3 이상, 3.5 이상, 4 이상, 4.5 이상, 5 이상, 5.5 이상 또는 6 이상이거나, 30 이하, 29 이하, 28 이하, 27 이하, 26 이하, 25 이하, 24 이하, 23 이하, 22 이하, 21 이하 또는 20 이하일 수 있다. 상기 필러 조성물이 제1 필러(F1)를 전술한 함량 범위 내로 포함하는 경우 저밀도 특성에 유리할 수 있으나 고습 환경에서 우수한 수준의 접착력과 열전도도의 확보 관점에서는 다소 불리할 수 있다. 이에, 본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 저밀도 특성을 위해 제1 필러(F1) 포함하면서도 상기 범위 내의 비율로 제2 필러(F2)를 포함함으로써 상기 불리한 점을 극복하여, 고습 환경에서 우수한 수준의 접착력, 열전도도 및 체적 저항을 확보할 수 있고, 또한, 표면에 이물로 인한 기포 발생을 최소화할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물은 제1 필러(F1)와 제3 필러(F3)의 함량 비율(F1/F3)이 1 이상, 1.01 이상, 1.02 이상, 1.03 이상, 1.04 이상, 1.05 이상, 1.06 이상 또는 1.07 이상이거나, 5 이하, 4.5 이하, 4 이하, 3.5 이하, 3 이하, 2.5 이하, 2 이하 또는 1.8 이하일 수 있다. 상기 경화성 조성물의 필러 조성물은 제1 필러(F1) 및 제3 필러(F3)의 함량 비율(F1/F3)이 상기 범위 내로 제어됨으로써 적절한 점도와 요변성을 가가져 공정성은 물론 생산성을 향상시킬 수 있고, 고습 환경에서도 우수한 수준의 열전도도와 체적 저항을 확보할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 필러 조성물은 제2 필러(F2)와 제3 필러(F3)의 함량 비율(F2/F3)이 0.005 이상, 0.01 이상, 0.02 이상, 0.03 이상, 0.04 이상 또는 0.05 이상이거나, 1 이하, 0.9 이하, 0.8 이하, 0.7 이하, 0.6 이하, 0.5 이하, 0.4 이하, 0.3 이하 또는 0.2 이하일 수 있다. 상기 경화성 조성물의 필러 조성물은 제2 필러(F2) 및 제3 필러(F3)의 함량 비율(F2/F3)이 상기 범위 내로 제어됨으로써 적절한 점도와 요변성을 가져 공정성은 물론 생산성을 향상시킬 수 있고, 고습 환경에서도 우수한 수준의 열전도도, 접착력 및 체적 저항을 확보할 수 있으며, 표면에 이물로 인한 기포 발생을 최소화시킬 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 주제 파트는 경우에 따라서 제1 필러 조성물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 경화성 조성물에서, 경화제 파트는 경우에 따라서 제2 필러 조성물을 포함할 수 있다. 본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 주제 파트의 제1 필러 조성물과 경화제 파트의 제2 필러 조성물을 합한 것을 의미한다. 구체적으로, 주제 파트에 제1 필러 조성물이 포함되어 있고 경화제 파트에는 제2 필러 조성물이 포함되어 있지 않는 경우, 상기 경화성 조성물은 제1 필러 조성물과 동일한 필러의 함량 비율을 가지게 된다. 또한, 주제 파트에 제1 필러 조성물이 포함되어 있지 않고 경화제 파트에 제2 필러 조성물이 포함되어 있는 경우, 상기 경화성 조성물은 제2 필러 조성물과 동일한 필러의 함량 비율을 가지게 된다. 또한, 주제 파트에 제1 필러 조성물이 포함되어 있고, 경화제 파트에 제2 필러 조성물이 포함되어 있는 경우, 상기 경화성 조성물은 제1 필러 조성물과 제2 필러 조성물을 합하여 형성된 필러의 함량 비율을 가지게 된다.
상기 제1 필러 조성물과 제2 필러 조성물은 각각 독립적으로 전술한 제1 필러, 제2 필러 및 제3 필러로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 단, 제1 필러 조성물과 제2 필러 조성물을 합산하였을 때 제1 필러, 제2 필러 및 제3 필러를 모두 포함하고 있을 수 있다.
다른 예시에서, 상기 제1 필러 조성물과 제2 필러 조성물은 각각 독립적으로 전술한 제1 필러, 제2 필러 및 제3 필러로 이루어지는 군에서 선택된 둘 이상을 포함할 수 있다. 단, 제1 필러 조성물과 제2 필러 조성물을 합산하였을 때 제1 필러, 제2 필러 및 제3 필러를 모두 포함하고 있을 수 있다.
또 다른 예시에서, 상기 제1 필러 조성물과 제2 필러 조성물은 각각 제1 필러 및 제3 필러를 포함하고, 상기 제1 필러 조성물과 제2 필러 조성물로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상은 제2 필러를 포함할 수 있다.
상기 제1 필러 조성물은 주제 파트의 전체 중량 대비 60 중량% 이상, 62 중량% 이상, 64 중량% 이상, 66 중량% 이상, 68 중량% 이상, 70 중량% 이상, 72 중량% 이상, 74 중량% 이상, 76 중량% 이상, 78 중량% 이상, 80 중량% 이상, 82 중량% 이상, 84 중량% 이상 또는 86 중량% 이상으로 포함하거나, 98 중량% 이하, 96 중량% 이하, 94 중량% 이하, 92 중량% 이하, 90 중량% 이하 또는 88 중량% 이하로 포함할 수 있다. 상기 경화성 조성물은 상기 범위 내로 주제 파트에 제1 필러 조성물을 포함함으로써 우수한 수준의 열전도도와 체적 저항 등을 확보할 수 있다.
상기 제2 필러 조성물은 경화제제 파트의 전체 중량 대비 60 중량% 이상, 62 중량% 이상, 64 중량% 이상, 66 중량% 이상, 68 중량% 이상, 70 중량% 이상, 72 중량% 이상, 74 중량% 이상, 76 중량% 이상, 78 중량% 이상, 80 중량% 이상, 82 중량% 이상, 84 중량% 이상 또는 86 중량% 이상으로 포함하거나, 98 중량% 이하, 96 중량% 이하, 94 중량% 이하, 92 중량% 이하, 90 중량% 이하 또는 88 중량% 이하로 포함할 수 있다. 상기 경화성 조성물은 상기 범위 내로 경화제 파트에 제1 필러 조성물을 포함함으로써 우수한 수준의 열전도도와 체적 저항 등을 확보할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 주제 파트는 주제 수지를 상기 주제 파트 전체 중량 대비 1 중량% 이상, 2 중량% 이상, 3 중량% 이상, 4 중량% 이상, 5 중량% 이상, 6 중량% 이상, 7 중량% 이상, 8 중량% 이상, 9 중량% 이상 또는 10 중량% 이상이거나, 20 중량% 이하, 19 중량% 이하, 18 중량% 이하, 17 중량% 이하, 16 중량% 이하, 15 중량% 이하, 14 중량% 이하, 13 중량% 이하, 12 중량% 이하 또는 11 중량% 이하로 포함할 수 있다. 상기 주제 파트는 주제 수지를 상기 범위 내로 만족하도록 포함함으로써 우수한 접착력을 확보할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 주제 파트가 제1 필러 조성물을 포함하는 경우, 상기 주제 파트는 주제 수지를 상기 제1 필러 조성물 100 중량부 대비 1 중량부 이상, 2 중량부 이상, 3 중량부 이상, 4 중량부 이상, 5 중량부 이상, 6 중량부 이상, 7 중량부 이상, 8 중량부 이상, 9 중량부 이상, 10 중량부 이상 또는 11 중량부 이상이거나, 50 중량부 이하, 45 중량부 이하, 40 중량부 이하, 35 중량부 이하, 30 중량부 이하, 25 중량부 이하, 20 중량부 이하 또는 15 중량부 이하로 포함할 수 있다. 상기 주제 파트는 제1 필러 조성물을 포함하면서도 주제 수지를 상기 범위 내로 만족하도록 포함함으로써 우수한 접착력과 열전도도를 확보할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 주제 파트에 포함되는 주제 수지는 그 종류가 특별히 제한되는 것은 아니지만, 실리콘 수지, 아크릴 수지, 폴리올 수지 및 에폭시 수지로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 여기서, 또한 상기 경화성 조성물은 경화제로서 상기 선택된 주제 수지에 적합한 공지의 경화제를 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 주제 수지가 실리콘 수지인 경우에는 경화제로 실록산 화합물을 사용할 수 있고, 상기 주제 수지가 폴리올인 경우에는 경화제로 이소시아네이트 화합물을 사용할 수 있으며, 상기 주제 수지가 에폭시 수지인 경우에는 경화제로 아민 화합물을 사용할 수 있고, 상기 주제 수지가 아크릴 수지인 경우에는 경화제로 이소시아네이트 화합물을 사용할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 전술한 바와 같이 수지 조성물일 수 있고, 우레탄 수지 조성물일 수 있으며, 2액형 우레탄 수지 조성물일 수 있다. 상기 경화성 조성물은 주제 파트 및 경화제 파트를 포함하고, 상기 주제 파트는 폴리올 수지를 포함하는 주제 수지를 포함하며, 상기 경화제 파트는 이소시아네이트 화합물을 포함하는 경화제를 포함할 수 있다.
또한, 본 출원에서 사용하는 용어인 2액형 우레탄 수지 조성물은, 주제 파트와 경화제 파트를 배합하여 수지를 형성할 수 있는 조성물이고, 이 때 상기 주제 파트와 경화제 파트 내의 구성간 반응에 의해 폴리우레탄(polyurethane)이 형성될 수 있다. 본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은, 일 예시에서 2액형 우레탄 수지 조성물의 주제 파트, 2액형 우레탄 수지 조성물의 경화제 파트 또는 상기 주제 및 경화제 파트의 혼합물이거나, 혹은 상기 혼합물 내에서 우레탄 반응에 의해 우레탄 수지가 형성된 상태의 혼합물을 지칭할 수 있다. 이러한 경우에 상기 2액형 우레탄 수지 조성물의 반응에 의해 형성되는 우레탄 수지, 즉 폴리우레탄은, 적어도 상기 폴리올 수지 유래 단위와 상기 이소시아네이트 화합물 유래 단위를 포함할 수 있다. 이러한 경우에 상기 폴리올 수지 유래 단위는, 상기 폴리올 수지가 상기 이소시아네이트 하합물과 우레탄 반응하여 형성되는 단위이고, 이소시아네이트 화합물 유래 단위는 상기 이소시아네이트 화합물이 상기 폴리올 수지와 우레탄 반응하여 형성되는 단위일 수 있다.
본 출원에서 사용하는 용어인 폴리올 수지는 분자 말단에 적어도 2개 이상의 히드록시기(hydroxyl group)를 함유하는 수지를 의미할 수 있다. 또한, 히드록시기를 2개 함유하는 경우 디올(diol) 또는 2관능 폴리올 수지라 할 수 있고, 히드록시기를 3개 함유하고 있는 경우 트리올(triol) 또는 3관능 폴리올 수지라 할 수 있다.
상기 폴리올 수지는 당업계에서 사용하는 것이면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 폴리에스테르 폴리카보네이트 폴리올, 폴리올레핀 폴리올, 공액 디엔 중합체 폴리올, 피마자 유 폴리올, 실리콘 폴리올, 비닐 중합체 폴리올 등을 들 수 있다. 폴리에스테르 폴리올로는 구체적으로는 폴리에틸렌 아디페이트 글리콜, 폴리프로필렌 아디페이트 글리콜, 폴리부타디엔 아디페이트 글리콜 또는 폴리헥사메틸렌 아디페이트 글리콜 등의 아디페이트 폴리올이나 카프로락톤 폴리올 등을 채택할 수 있다. 폴리에테르 폴리올로는 폴리(에틸렌 글리콜), 폴리(프로필렌글리콜) 및 폴리(테트라메틸렌글리콜) 또는 폴리(메틸 테트라 메틸렌 글리콜) 등을 들 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용할 수 있고 2종 이상을 병용할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 폴리올 수지는 폴리에스테르 폴리올을 포함할 수 있다. 상기 폴리올 수지는 폴리에스테르 폴리올을 상기 폴리올 수지 전체 중량 대비 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상, 95 중량% 이상 또는 99 중량% 이상 포함할 수 있다.
상기 폴리에스테르 폴리올은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
화학식 1에서, L1 및 L2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 18, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 14, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 10, 탄소수 1 내지 8, 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기일 수 있다.
또한, 화학식 1에서, n은 1 내지 25 범위 내의 정수이다.
[화학식 2]
화학식 2에서, Y는 알코올 화합물 유래 단위일 수 있다. 상기 알코올 화합물 유래 단위는 예를 들면 히드록시기가 2개인 알코올 화합물에서 유래된 단위일 수 있다. 여기서, 알코올 화합물 유래 단위는 알코올 화합물과 상기 카프로락톤과 우레탄 반응하여 형성된 단위일 수 있다. 화학식 2의 Y는 알코올 화합물이 카프로락톤과 에스테르 결합을 형성한 후에 그 에스테르 결합을 제외한 부분을 의미할 수 있다.
화학식 2에서, Y의 알코올 화합물 유래 단위의 종류는 당업계에서 사용하는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면 에틸렌글리콜 단위, 프로필렌글리콜 단위, 1,2-부틸렌글리콜 단위, 2,3-부틸렌글리콜 단위, 1,3-프로판디올 단위, 1,3-부탄디올 단위, 1,4-부탄디올 단위, 1,6-헥산디올 단위, 네오펜틸글리콜 단위, 1,2-에틸헥실디올 단위, 1,5-펜탄디올 단위, 1,10-데칸디올 단위, 1,3-시클로헥산디메탄올 단위, 1,4-시클로헥산디메탄올 단위, 글리세린 단위 및 트리메틸롤프로판 단위로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2개 이상일 수 있다.
또한, 화학식 2에서, m 및 k는 각각 독립적으로 1 내지 25 범위 내의 정수이다.
[화학식 3]
화학식 3에서, L3, L4, L5 및 L6는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8, 탄소수 1 내지 6, 탄소수 1 내지 4 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬렌기일 수 있다.
또한, 화학식 3에서, L7, L8 및 L9는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 18, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 14, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 10, 탄소수 1 내지 8, 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기일 수 있다.
또한, 화학식 3에서, R1은 탄소수 1 내지 8, 탄소수 1 내지 6, 탄소수 1 내지 4 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기일 수 있다.
또한, 화학식 3에서, p, q 및 r은 각각 독립적으로 1 내지 25 범위 내의 정수이다.
본 출원의 일 예에 따른 폴리올 수지에 포함되는 폴리에스테르 폴리올은 조건 i) 내지 iii)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 만족할 수 있다.
조건 i) 상기 폴리에스테르 폴리올은 중량평균분자량이 200 g/mol 이상, 225 g/mol 이상, 250 g/mol 이상, 275 g/mol 이상, 300 g/mol 이상, 325 g/mol 이상, 350 g/mol 이상, 375 g/mol 이상 또는 400 g/mol 이상일 수 있고, 다른 예시에서 상기 폴리에스테르 폴리올은 중량평균분자량이 1,000 g/mol 이하, 950 g/mol 이하, 900 g/mol 이하, 850 g/mol 이하, 800 g/mol 이하, 750 g/mol 이하, 700 g/mol 이하, 650 g/mol 이하, 600 g/mol 이하, 550 g/mol 이하, 500 g/mol 이하 또는 450 g/mol 이하일 수 있다. 상기 폴리에스테르 폴리올의 중량평균분자량이 상기 범위를 만족하는 경우에는 브리틀(brittle) 하지 않고 우수한 경도를 가지는 경화물을 형성할 수 있다.
조건 ii) 상기 폴리에스테르 폴리올은 60℃에서 측정한 액상 점도가 10 mㆍPas 이상, 12.5 mㆍPas 이상, 15 mㆍPas 이상, 17.5 mㆍPas 이상, 20 mㆍPas 이상, 22.5 mㆍPas 이상, 25 mㆍPas 이상, 27.5 mㆍPas 이상, 30 mㆍPas 이상, 32.5 mㆍPas 이상, 35 mㆍPas 이상, 37.5 mㆍPas 이상 또는 40 mㆍPas 이상일 수 있고, 다른 예시에서 상기 폴리에스테르 폴리올은 60℃에서 측정한 액상 점도가 150 mㆍPas 이하, 140 mㆍPas 이하, 130 mㆍPas 이하, 120 mㆍPas 이하, 110 mㆍPas 이하, 100 mㆍPas 이하, 90 mㆍPas 이하, 80 mㆍPas 이하, 70 mㆍPas 이하, 60 mㆍPas 이하 또는 50 mㆍPas 이하일 수 있다.
상기 폴리에스테르 폴리올의 60℃에서 측정한 액상 점도가 상기 범위를 만족하는 경우에는 필러 조성물과의 젖음성(wetting)을 확보할 수 있으므로 목적하는 우수한 열전도도와 향상된 체적 저항을 확보할 수 있다.
조건 iii) 상기 폴리에스테르 폴리올은 히드록실 가(hydroxyl value)가 100 mgKOH/g 이상, 110 mgKOH/g 이상, 120 mgKOH/g 이상, 130 mgKOH/g 이상, 140 mgKOH/g 이상, 150 mgKOH/g 이상, 160 mgKOH/g 이상, 170 mgKOH/g 이상, 180 mgKOH/g 이상, 190 mgKOH/g 이상, 200 mgKOH/g 이상, 210 mgKOH/g 이상, 220 mgKOH/g 이상, 230 mgKOH/g 이상, 240 mgKOH/g 이상, 250 mgKOH/g 이상 또는 260 mgKOH/g 이상일 수 있고, 다른 예시에서 상기 폴리에스테르 폴리올은 히드록실 가가 500 mgKOH/g 이하, 480 mgKOH/g 이하, 460 mgKOH/g 이하, 440 mgKOH/g 이하, 420 mgKOH/g 이하, 400 mgKOH/g 이하, 380 mgKOH/g 이하, 360 mgKOH/g 이하, 340 mgKOH/g 이하, 320 mgKOH/g 이하 또는 300 mgKOH/g 이하일 수 있다.
상기 폴리에스테르 폴리올의 히드록실 가가 상기 범위를 만족하는 경우에는 속경화성을 가지는 경화성 조성물을 얻을 수 있음은 물론 적절한 접착력을 가지는 경화물을 형성할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 폴리올 수지에 포함되는 폴리에스테르 폴리올은 카프로락톤 폴리올일 수 있다. 또한, 상기 폴리에스테르 폴리올은 2관능일 수 있고, 구체적으로 2관능 카프로락톤 폴리올일 수 있다. 상기 폴리에스테르 폴리올이 2관능 카프로락톤 폴리올인 경우에는 적절한 점도를 가지는 경화성 조성물을 얻을 수 있고, 목적하는 우수한 열전도도와 향상된 체적 저항을 확보할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 상기 폴리올 수지는 카프로락톤 폴리올 또는 2관능 카프로락톤 폴리올을 상기 폴리올 수지 전체 중량 대비 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상, 95 중량% 이상 또는 99 중량% 이상 포함할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 상기 폴리올 수지는 전술한 폴리에스테르 폴리올 이외에도 다른 종류의 폴리에스테르 폴리올 또는 이외의 폴리올 등을 추가로 포함할 수도 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 주제 파트는 추가 물성을 확보하거나 필요에 따라서 하기에 예시된 1종 또는 2종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 첨가제는 당업계에서 일반적으로 사용할 수 있는 것이라면 족하고, 반드시 하기 예시된 첨가제로 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 주제 파트는 촉매를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 촉매는 금속 촉매일 수 있다. 상기 촉매는 경화성 조성물 내에 포함되는 구성 간 반응을 촉진시킬 수 있다.
상기 촉매는 알루미늄, 비스무트, 납, 수은, 주석, 아연 및 지르코늄으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 중심 금속 원소로 포함할 수 있다. 또한, 상기 촉매는 상기 중심 금속 원소에 에스테르기, 에테르기 또는 카르복실기가 결합되어 있을 수 있다. 상기 촉매는 예를 들면 디부틸틴 디라우레이트 또는 디메틸틴 디아세테이트 등이 있으나 이에 특별히 제한되는 것은 아니고, 당업계에서 일반적으로 사용할 수 있는 것이라면 제한없이 사용할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 주제 파트는 경화 지연제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 경화 지연제는 경화성 조성물 내에 포함되는 구성과 반응하여 경화를 지연함으로써 보관 안정성을 향상시킬 수 있다. 상기 경화 지연제는 예를 들면, 부틸티오 글라이콜레이트 및 티올류 화합물(예를 들면, 1-도데실티올(thiol), tert-도데실티올 및 tert-헥사데실티올 등) 등을 사용할 수 있으나, 당업계에서 일반적으로 사용할 수 있는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 주제 파트는 분산제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 분산제는 폴리올 수지와 (제1) 필러 조성물 사이의 분산성을 향상시킬 수 있다. 상기 분산제는 예를 들면, 폴리아마이드아민과 그 염, 폴리카복실산과 그 염, 변성 폴리유레테인, 변성 폴리에스테르, 변성 폴리(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴계 공중합체, 나프탈렌설폰산 포말린 축합물, 폴리옥시에틸렌알킬인산 에스테르, 인산계(분자 구조에 인산기가 포함됨) 화합물(예를 들면, 인산 변성 폴리에스테르 등), 폴리옥시에틸렌알킬아민 및 안료 유도체 등을 사용할 수 있으나, 당업계에 공지된 분산제면 제한없이 사용할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 주제 파트는 난연제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 난연제를 포함시킴으로써 경화성 조성물의 경화물이 난연 특성을 가지도록 할 수 있다. 상기 난연제로는 특별한 제한 없이 공지의 다양한 난연제가 적용될 수 있다. 예를 들면, 할로겐 원소를 포함하는 할로겐 난연제 또는 할로겐 원소를 포함하지 않는 비할로겐 난연제를 사용할 수 있고, 인(P)을 포함하는 인계 난연제 또는 금속 산화물을 포함(예를 들면, 수산화 알루미늄 등)하는 무기계 난연제를 사용할 수 있다. 또한, 상기 난연제는 필요하다면 고상 난연제 및 액상 난연제를 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 고상 난연제로는 알루미늄 디에틸포스피네이트(Aluminum diethylphosphinate) 등을 사용할 수 있고, 상기 액상 난연제로는 트리에틸 포스페이트(Triethyl phosphate), 트리스(1,3-클로로-2-프로필)포스페이트(tris(1,3-chloro-2-propyl)phosphate) 또는 레조르시놀 비스(디페닐 포스페이트)(Resorcinol bis(diphenyl phosphate)) 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 난연제는 난연상승제의 작용을 할 수 있는 실란 커플링제가 추가될 수도 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 주제 파트는 가소제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 가소제의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면 프탈산 화합물, 인산 화합물, 아디프산 화합물, 세바신산 화합물, 시트르산 화합물, 글리콜산 화합물, 트리멜리트산 화합물, 폴리에스테르 화합물, 에폭시화 대두유, 염소화 파라핀, 염소화 지방산 에스테르, 지방산 화합물 및 식물유 중에서 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
상기 프탈산 화합물은 디메틸 프탈레이트, 디에틸 프탈레이트, 디부틸 프탈레이트, 디헥실 프탈레이트, 디-n-옥틸 프탈레이트, 디-2-에틸헥실 프탈레이트, 디이소옥틸 프탈레이트, 디카프릴 프탈레이트, 디노닐 프탈레이트, 디이소노닐 프탈레이트, 디데실 프탈레이트, 디운데실 프탈레이트, 디라우릴 프탈레이트, 디트리데실 프탈레이트, 디벤질 프탈레이트, 디사이클로헥실 프탈레이트, 부틸 벤질 프탈레이트, 옥틸 데실 프탈레이트, 부틸 옥틸 프탈레이트, 옥틸 벤질 프탈레이트, n-헥실 n-데실 프탈레이트, n-옥틸 프탈레이트 및 n-데실 프탈레이트 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 인산 화합물은 트리크레실 포스페이트, 트리옥틸 포스페이트, 트리페닐 포스페이트, 옥틸 디페닐 포스페이트, 크레실 디페닐 포스페이트 및 트리클로로에틸 포스페이트 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 아디프산 화합물은 디부톡시에톡시에틸 아디페이트(DBEEA), 디옥틸 아디페이트, 디이소옥틸 아디페이트, 디-n-옥틸 아디페이트, 디데실 아디페이트, 디이소노닐 아디페이트(DINA), 디이소데실 아디페이트(DIDP), n-옥틸 n-데실 아디페이트, n-헵틸 아디페이트 및 n-노닐 아디페이트 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 세바신산 화합물은 디부틸 세바케이트, 디옥틸 세바케이트, 디이소옥틸 세바케이트 및 부틸 벤질 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 시트르산 화합물은 트리에틸 시트레이트, 아세틸 트리에틸 시트레이트, 트리부틸 시트레이트, 아세틸 트리부틸 시트레이트 및 아세틸 트리옥틸시트레이트 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 글리콜산 화합물은 메틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트, 에틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트 및 부틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 트리멜리트산 화합물은 트리옥틸 트리멜리테이트 및 트리-n-옥틸 n-데실 트리멜리테이트 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 폴리에스테르 화합물은 부탄 디올, 에틸렌 글리콜, 프로판 1,2-디올, 프로판 1,3 디올, 폴리에틸렌 글리콜, 글리세롤, 이산(diacid)(아디핀산, 숙신산, 무수숙신산 중에서 선택됨) 및 히드록시산(예컨대, 히드록시스테아린산) 중에서 선택된 디올의 반응 생성물일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 주제 파트는 흡습제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 흡습제는 공기 중에 있는 수분을 흡수하여 주제 파트 내에 있는 구성이 상기 수분에 의한 보관 안정성 저하를 방지할 수 있다. 상기 흡습제는 비닐기, 카르복시기, 아크릴로일기 또는 에스테르기로 치환 또는 비치환된 실록산 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 흡습제는 상기 실록산 화합물 외에도 분자체(molecular sieve) 제올라이트, 실리카겔, 탄산염, 클레이, 금속 산화물, 금속수산화물, 알칼리 토금속 산화물, 황산염, 금속 할라이드, 과염소산염, 유기금속 및 물리적, 화학적 흡착이 가능한 유무기 하이브리드 재료로 이루어진 군으로부터 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화제는 이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있다. 본 출원에서 사용하는 용어인 이소시아네이트 화합물은 이소시아네이트기를 1개 이상 함유하는 화합물을 의미할 수 있다. 또한, 이소시아네이트기를 2개 함유하고 있는 경우 디이소시아네이트(diisocyanate) 화합물 및 이소시아네이트기를 3개 이상 함유하고 있는 경우 다관능 이소시아네이트 화합물로 명칭될 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 경화제 파트는 경화제를 상기 경화제 파트 전체 중량 대비 1 중량% 이상, 2 중량% 이상, 3 중량% 이상, 4 중량% 이상, 5 중량% 이상, 6 중량% 이상, 7 중량% 이상, 8 중량% 이상, 9 중량% 이상 또는 10 중량% 이상이거나, 20 중량% 이하, 19 중량% 이하, 18 중량% 이하, 17 중량% 이하, 16 중량% 이하, 15 중량% 이하, 14 중량% 이하, 13 중량% 이하, 12 중량% 이하 또는 11 중량% 이하로 포함할 수 있다. 상기 경화제 파트는 경화제를 상기 범위 내로 만족하도록 포함함으로써 우수한 접착력을 확보할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 경화제 파트가 제2 필러 조성물을 포함하는 경우, 상기 경화제 파트는 경화제를 상기 제2 필러 조성물 100 중량부 대비 1 중량부 이상, 2 중량부 이상, 3 중량부 이상, 4 중량부 이상, 5 중량부 이상, 6 중량부 이상, 7 중량부 이상, 8 중량부 이상, 9 중량부 이상, 10 중량부 이상 또는 11 중량부 이상이거나, 50 중량부 이하, 45 중량부 이하, 40 중량부 이하, 35 중량부 이하, 30 중량부 이하, 25 중량부 이하, 20 중량부 이하 또는 15 중량부 이하로 포함할 수 있다. 상기 경화제 파트는 제2 필러 조성물을 포함하면서도 경화제를 상기 범위 내로 만족하도록 포함함으로써 우수한 접착력과 열전도도를 확보할 수 있다.
상기 이소시아네이트 화합물은 당업계에서 사용하는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HMDI), 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 리신 디이소시아네이트, 노르보르난 디이소시아네이트 메틸, 에틸렌 디이소시아네이트, 프로필렌 디이소시아네이트 및 테트라메틸렌 디이소시아네이트 등으로 예시되는 지방족 디이소시아네이트 화합물; 트랜스사이클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 비스(이소시아네이트메틸)사이클로헥산 디이소시아네이트 및 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(DCHDI) 등으로 예시되는 지환족 디이소시아네이트; 톨리렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트, 폴리에틸렌페닐렌 폴리이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 트리진 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트 및 트리페닐메탄 트리이소시아네이트 등으로 예시되는 방향족 디이소시아네이트; 및 수소화되어 방향기(aromatic group)를 상실한 수소화된 방향족 디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
또한, 상기 이소시아네이트 화합물은 디이소시아네이트 화합물의 삼량체(trimer) 이상의 다량체(뷰렛(biuret) 형태의 화합물을 포함함)를 사용할 수 있다. 예를 들면 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트, 리신 디이소시아네이트, 노르보르난 디이소시아네이트 메틸, 에틸렌 디이소시아네이트, 프로필렌 디이소시아네이트 및 테트라메틸렌 디이소시아네이트 등으로 예시되는 지방족 디이소시아네이트 화합물의 다량체; 트랜스사이클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 비스(이소시아네이트메틸)사이클로헥산 디이소시아네이트 및 디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트 등으로 예시되는 지환족 디이소시아네이트의 다량체; 톨리렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 페닐렌 디이소시아네이트, 폴리에틸렌페닐렌 폴리이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 트리진 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트 및 트리페닐메탄 트리이소시아네이트 등으로 예시되는 방향족 디이소시아네이트의 다량체; 및 수소화된 방향족 디이소시아네이트의 다량체로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화제 파트에 포함되는 이소시아네이트 화합물은 방향족기를 포함하지 않는 비방향족 이소시아네이트 화합물을 사용할 수 있다. 방향족 이소시아네이트 화합물을 사용할 경우, 반응속도가 지나치게 빠르고, 경화물의 유리전이온도가 높아질 수 있기 때문에, 접착력 등 물성을 만족하기 어려워 질 수 있다. 상기 비방향족 이소시아네이트 화합물은 지방족, 지환족 및 수소화된 방향족을 의미할 수 있다. 즉, 상기 비방향족 이소시아네이트 화합물은 지방족 이소시아네이트 화합물, 지환족 이소시아네이트 화합물 및 수소화된 방향족 이소시아네이트 화합물로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 경화제 파트의 이소시아네이트 화합물은 2관능 이소시아네이트 화합물(diisocyanate compounds) 및 다관능 이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있다. 상기 경화성 조성물의 경화제 파트는 상기와 같이 이소시아네이트 화합물을 포함하는 경우, 우수한 접착력과 열전도도를 확보할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 경화제 파트의 이소시아네이트 화합물은 2관능 이소시아네이트 화합물을 상기 이소시아네이트 화합물 전체 중량 대비 5 중량% 이상, 10 중량% 이상, 15 중량% 이상, 20 중량% 이상 또는 25 중량% 이상이거나, 50 중량% 이하, 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 35 중량% 이하 또는 30 중량% 이하로 포함할 수 있다. 상기 경화제 파트의 이소시아네이트 화합물은 2관능 이소시아네이트 화합물을 상기 범위 내로 만족하도록 포함함으로써 우수한 접착력과 열전도도를 확보할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 경화제 파트의 이소시아네이트 화합물은 2관능 이소시아네이트 화합물(IA) 및 다관능 이소시아네이트 화합물(IB)의 중량 비율(IA/IB)이 0.1 이상, 0.15 이상, 0.2 이상, 0.25 이상 또는 0.3 이상이거나 2 이하, 1.8 이하, 1.6 이하, 1.4 이하, 1.2 이하, 1 이하, 0.8 이하 또는 0.6 이하일 수 있다. 상기 이소시아네이트 화합물이 2관능 이소시아네이트 화합물(IA) 및 다관능 이소시아네이트 화합물(IB)의 중량 비율(IA/IB)을 상기 범위 내로 만족시키는 경우에는 우수한 접착력과 열전도도를 확보할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 경화제 파트는 추가 물성을 확보하거나 필요에 따라서 하기에 예시된 1종 또는 2종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 첨가제는 당업계에서 일반적으로 사용할 수 있는 것이라면 족하고, 반드시 하기 예시된 첨가제로 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 경화제 파트는 분산제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 분산제는 경화제 (제2) 필러 조성물 사이의 분산성을 향상시킬 수 있다. 상기 분산제는 예를 들면, 폴리아마이드아민과 그 염, 폴리카복실산과 그 염, 변성 폴리유레테인, 변성 폴리에스테르, 변성 폴리(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴계 공중합체, 나프탈렌설폰산 포말린 축합물, 폴리옥시에틸렌알킬인산 에스테르, 인산계(분자 구조에 인산기가 포함됨) 화합물(예를 들면, 인산 변성 폴리에스테르 등), 폴리옥시에틸렌알킬아민 및 안료 유도체 등을 사용할 수 있으나, 당업계에 공지된 분산제면 제한없이 사용할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 경화제 파트는 난연제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 난연제를 포함시킴으로써 경화성 조성물의 경화물이 난연 특성을 가지도록 할 수 있다. 상기 난연제로는 특별한 제한 없이 공지의 다양한 난연제가 적용될 수 있다. 예를 들면, 할로겐 원소를 포함하는 할로겐 난연제 또는 할로겐 원소를 포함하지 않는 비할로겐 난연제를 사용할 수 있고, 인(P)을 포함하는 인계 난연제 또는 금속 산화물을 포함(예를 들면, 수산화 알루미늄 등)하는 무기계 난연제를 사용할 수 있다. 또한, 상기 난연제는 필요하다면 고상 난연제 및 액상 난연제를 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 고상 난연제로는 알루미늄 디에틸포스피네이트(Aluminum diethylphosphinate) 등을 사용할 수 있고, 상기 액상 난연제로는 트리에틸 포스페이트(Triethyl phosphate), 트리스(1,3-클로로-2-프로필)포스페이트(tris(1,3-chloro-2-propyl)phosphate) 또는 레조르시놀 비스(디페닐 포스페이트)(Resorcinol bis(diphenyl phosphate)) 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 난연제는 난연상승제의 작용을 할 수 있는 실란 커플링제가 추가될 수도 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 경화제 파트는 가소제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 가소제의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면 프탈산 화합물, 인산 화합물, 아디프산 화합물, 세바신산 화합물, 시트르산 화합물, 글리콜산 화합물, 트리멜리트산 화합물, 폴리에스테르 화합물, 에폭시화 대두유, 염소화 파라핀, 염소화 지방산 에스테르, 지방산 화합물 및 식물유 중에서 하나 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
상기 프탈산 화합물은 디메틸 프탈레이트, 디에틸 프탈레이트, 디부틸 프탈레이트, 디헥실 프탈레이트, 디-n-옥틸 프탈레이트, 디-2-에틸헥실 프탈레이트, 디이소옥틸 프탈레이트, 디카프릴 프탈레이트, 디노닐 프탈레이트, 디이소노닐 프탈레이트, 디데실 프탈레이트, 디운데실 프탈레이트, 디라우릴 프탈레이트, 디트리데실 프탈레이트, 디벤질 프탈레이트, 디사이클로헥실 프탈레이트, 부틸 벤질 프탈레이트, 옥틸 데실 프탈레이트, 부틸 옥틸 프탈레이트, 옥틸 벤질 프탈레이트, n-헥실 n-데실 프탈레이트, n-옥틸 프탈레이트 및 n-데실 프탈레이트 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 인산 화합물은 트리크레실 포스페이트, 트리옥틸 포스페이트, 트리페닐 포스페이트, 옥틸 디페닐 포스페이트, 크레실 디페닐 포스페이트 및 트리클로로에틸 포스페이트 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 아디프산 화합물은 디부톡시에톡시에틸 아디페이트(DBEEA), 디옥틸 아디페이트, 디이소옥틸 아디페이트, 디-n-옥틸 아디페이트, 디데실 아디페이트, 디이소노닐 아디페이트(DINA), 디이소데실 아디페이트(DIDP), n-옥틸 n-데실 아디페이트, n-헵틸 아디페이트 및 n-노닐 아디페이트 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 세바신산 화합물은 디부틸 세바케이트, 디옥틸 세바케이트, 디이소옥틸 세바케이트 및 부틸 벤질 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 시트르산 화합물은 트리에틸 시트레이트, 아세틸 트리에틸 시트레이트, 트리부틸 시트레이트, 아세틸 트리부틸 시트레이트 및 아세틸 트리옥틸시트레이트 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 글리콜산 화합물은 메틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트, 에틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트 및 부틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 트리멜리트산 화합물은 트리옥틸 트리멜리테이트 및 트리-n-옥틸 n-데실 트리멜리테이트 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 폴리에스테르 화합물은 부탄 디올, 에틸렌 글리콜, 프로판 1,2-디올, 프로판 1,3 디올, 폴리에틸렌 글리콜, 글리세롤, 이산(diacid)(아디핀산, 숙신산, 무수숙신산 중에서 선택됨) 및 히드록시산(예컨대, 히드록시스테아린산) 중에서 선택된 디올의 반응 생성물일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물에서, 경화제 파트는 흡습제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 흡습제는 공기 중에 있는 수분을 흡수하여 경화제 파트 내에 있는 구성이 상기 수분에 의한 보관 안정성 저하를 방지할 수 있다. 상기 흡습제는 비닐기, 카르복시기, 아크릴로일기 또는 에스테르기로 치환 또는 비치환된 실록산 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 상기 흡습제는 상기 실록산 화합물 외에도 분자체(molecular sieve) 제올라이트, 실리카겔, 탄산염, 클레이, 금속 산화물, 금속수산화물, 알칼리 토금속 산화물, 황산염, 금속 할라이드, 과염소산염, 유기금속 및 물리적, 화학적 흡착이 가능한 유무기 하이브리드 재료로 이루어진 군으로부터 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 주제 파트(VA)와 경화제 파트(VB)의 부피 비율(VA/VB)이 0.5 이상, 0.6 이상, 0.7 이상, 0.8 이상, 0.9 이상 또는 1 이상일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 경화성 조성물은 주제 파트(VA)와 경화제 파트(VB)의 부피 비율(VA/VB)이 2 이하, 1.8 이하, 1.6 이하, 1.4 이하 또는 1.2 이하일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 추가 물성을 확보하기 위해서 하기에 예시된 1종 또는 2종 이상의 부가제들을 추가로 포함할 수 있다. 다만, 상기 부가제는 당업계에서 일반적으로 사용할 수 있는 것이라면 족하고, 반드시 하기 예시된 부가제로 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 필요하다면 가교제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 가교제는 경화성 조성물 내에 포함되는 구성과 가교 구조를 구현함으로써 적절한 접착력과 경도를 가지는 경화물을 형성시킬 수 있다. 상기 가교제는 예를 들면, 우레탄계 아크릴레이트 가교제, 지방족 이소시아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 아지리딘 가교제 및 금속 킬레이트 가교제를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 가교제는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 상기 우레탄계 아크릴레이트 가교제는 분자쇄 중에 다수의 우레탄 결합(-NHCOO-)을 갖고 있으며 분자 말단에 자외선에 반응할 수 있는 아크릴기를 가지고 있는 화합물로서, 상업적으로 PU330(미원상사), PU256(미원상사), PU610(미원상사) 및 PU340(미원상사) 등을 사용할 수 있다. 상기 지방족 이소시아네이트 가교제는 예를 들면, 이소보론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate) 또는 메틸렌 디사이클로헥실 디이소시아네이트(methylene dicyclohexyl diisocyanate) 또는 사이클로헥산 디이소시아네이트(cyclohexane diisocyanate) 등과 같은 이소시아네이트 화합물이나, 그의 다이머(dimer) 또는 트리머(trimer) 등과 같은 유도체를 사용할 수 있다. 상기 에폭시 가교제는 예를 들면, 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜 에틸렌디아민 또는 글리세린 디글리시딜에테르 등을 사용할 수 있다. 상기 아지리딘 가교제는 예를 들면, N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사미드), N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사미드), 트리에틸렌 멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘) 또는 트리-1-아지리디닐포스핀옥시드 등을 사용할 수 있다. 상기 금속 킬레이트 가교제는 예를 들면, 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘 및/또는 바나듐과 같은 다가 금속이 아세틸 아세톤 또는 아세토초산 에틸 등에 배위하고 있는 화합물인 금속 킬레이트 성분 등을 사용할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 필요하다면 퍼옥사이드(peroxide) 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 상기 퍼옥사이드 화합물은 상기 경화성 조성물이 중합반응이 일어나도록 개시시키는 물질일 수 있다.
상기 퍼옥사이드 화합물은 예를 들면, 메틸에틸 케톤 퍼옥사이드(methyl ethyl ketone peroxide, MEKP), 시클로헥사논퍼옥사이드, 3,3,5-트리메틸시클로헥사논퍼옥사이드, 메틸시클로헥사논퍼옥사이드, 메틸아세트아세테이트퍼옥사이드 및 아세틸아세톤퍼옥사이드 등과 같은 케톤 퍼옥사이드 화합물; tert-부틸하이드로퍼옥사이드, 쿠멘하이드로퍼옥사이드, 디이소프로필벤젠하이드로옥사이드, 파라멘탄하이 드로퍼옥사이드, 2,5-디메틸헥산-2,5-디하이드로퍼옥사이드, 및 1,1,3,3-테트라메틸부틸하이드로퍼옥사이드 등과 같은 하이드로 퍼옥사이드 화합물; 아세틸퍼옥사이드, 이소부틸퍼옥사이드, 옥타노일퍼옥사이드, 데카노일퍼옥사이드, 라우리노일퍼옥사이드, 3,3,5-트리메틸헥사노일퍼옥사이드, 숙신산퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드, 2,4-디클로로 벤조일퍼옥사이드 및 메트-톨루오일퍼옥사이드 등과 같은 디아실퍼옥사이드 화합물; 벤조일 퍼옥사이드(benzoyl peroxide, BPO) 등과 같은 아실 퍼옥사이드 화합물;일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 퍼옥사이드 화합물은 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 필요하다면 부가 촉매를 추가로 포함할 수 있다. 상기 부가 촉매로 유기산 금속염 또는 유기 금속킬레이트를 사용할 수 있다. 상기 유기산 금속염 또는 유기 금속킬레이트는 예를 들면, 코발트 나프탈산, 구리 나프탈산, 망간 나프탈산 등인 금속 나프탈산; 옥텐산 코발트, 옥텐산 구리 및 옥텐산 망간등인 금속 옥텐산; 구리아세틸아세트네이트, 티탄아세틸아세트네이트, 망간아세틸아세트네이트, 크롬아세틸아세트네이트, 철아세틸아세트네이트, 바나디닐아세틸아세트네이트, 코발트아세틸아세트네이트 등인 금속 아세틸아세트네이트 등일 수 있다. 또한, 부가 촉매는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 필요하다면 반응 촉진제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 반응 촉진제는 상기 경화성 조성물의 중합 반응을 촉진시키는 기능을 수행할 수 있다. 상기 반응 촉진제의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면 디메틸-피-톨루이딘(N,N-Dimethyl-p-toluidine; DMPT) 등을 사용할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 필요하다면 점도의 조절, 예를 들면 점도를 높이거나 혹은 낮추기 위해 또는 전단력에 따른 점도 조절을 위하여 점도 조절제, 예를 들면, 요변성 부여제, 희석제, 표면 처리제 또는 커플링제 등을 추가로 포함할 수 있다. 요변성 부여제는 경화성 조성물의 전단력에 따른 점도를 조절할 수 있다. 사용할 수 있는 요변성 부여제로는, 퓸드 실리카 등이 예시될 수 있다. 희석제는 통상 경화성 조성물의 점도를 낮추기 위해 사용되는 것으로 상기와 같은 작용을 나타낼 수 있는 것이라면 업계에서 공지된 다양한 종류의 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 표면 처리제는 경화성 조성물의 경화물에 도입되어 있는 필러 조성물의 표면 처리를 위한 것이고, 상기와 같은 작용을 나타낼 수 있는 것이라면 업계에서 공지된 다양한 종류의 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 커플링제의 경우는, 예를 들면, 필러 조성물의 분산성을 개선하기 위해 사용될 수 있고, 상기와 같은 작용을 나타낼 수 있는 것이라면 업계에서 공지된 다양한 종류의 것을 제한 없이 사용할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 밀도가 2.8 g/cm3 이하, 2.8 g/cm3 미만, 2.7 g/cm3 이하, 2.6 g/cm3 이하 또는 2.5 g/cm3 이하일 수 있다. 상기 경화성 조성물의 밀도는 상온에서 측정된 값일 수 있고, 구체적으로 하기 <물성 측정 방식>에 따라 측정될 수 있다. 상기 밀도는 낮을수록 응용 제품의 경량화에 유리하므로, 그 하한은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 1 g/cm3 이상 또는 1.5 g/cm3 이상일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은, 상기 경화성 조성물을 구성하는 각 구성이 고습 및 25 ℃ 조건에서 배합된 경우에도 우수한 수준의 접착력, 열전도도 및 체적 저항 등 후술할 특징을 가지는 경화물을 형성할 수 있다. 또한, 상기 경화성 조성물은, 고습 조건에서 경화가 수행되어 경화물을 형성하는 경우에도 우수한 수준의 접착력, 열전도도 및 체적 저항 등 후술할 특징을 가지는 경화물을 형성할 수 있다. 본 출원에서 고습 환경에서도 우수한 특성을 가진다는 점은 상기와 같이 배합이나 경화 과정에서 고습이더라도 우수한 특성을 가진다는 점을 의미한다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 경화되어 경화물을 형성할 수 있다. 상기 경화물은 상기 경화성 조성물을 구성하는 구성요소를 적절히 배합하여 적합한 경화 조건 하에서 경화 반응이 수행됨으로써 형성될 수 있다. 경화 반응에 의해 경화가 적절하게 완료되었는지 여부는 FT-IR(Fourier Transform Infrared), DSC(Differential Thermal Analysis) 및 DMA(Dynamic Mechanical Analysis) 측정에 의해서 확인할 수 있다. 예를 들면, 주제 수지가 폴리올 수지이고, 경화제는 이소시아네이트 화합물인 경우 FT-IR　분석에 의해 확인되는 2250 cm-1　부근에서의 NCO 피크 기준 전환율(conversion)이 80% 이상인 것으로부터 확인될 수 있다. 또한, 구체적으로, 주제 수지가 폴리올 수지이고, 경화제는 이소시아네이트 화합물인 경우 상온 및 상습 조건에서 24시간 경화를 기준으로, FT-IR　분석에 의해 확인되는 2250 cm-1　부근에서의 NCO 피크 기준 전환율(conversion)이 80% 이상인 것으로부터 확인될 수 있다. 본 출원에서 경화시킨다는 것은, 경화 반응이 수행되도록 시도하는 것뿐만 아니라 상기와 같이 경화를 적절하게 완료시켰다는 의미와 동일할 수 있다.
또한, 상기 경화물은 하기와 같은 물성 중 적어도 하나 이상의 물성을 가질 수 있다. 즉, 본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 하기와 같은 물성 중 적어도 하나 이상의 물성을 가지는 경화물을 형성할 수 있다. 하기된 각 물성은 독립적인 것으로써 어느 하나의 물성이 다른 물성을 우선하지 않으며, 경화성 조성물의 경화물을 하기된 물성 중 적어도 1개 또는 2개 이상을 만족할 수 있다. 하기된 물성을 적어도 하나 또는 2개 이상을 만족하는 경화성 조성물의 경화물은 상기 경화성 조성물에 포함된 각 구성요소들의 조합에 의해 기인한다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은 ASTM D257 측정 기준에 따라 측정된 체적 저항이 1×1011 Ω·cm 이상, 1.1×1011 Ω·cm 이상, 1.2×1011 Ω·cm 이상, 1.3×1011 Ω·cm 이상, 1.4×1011 Ω·cm 이상 또는 1.5×1012 Ω·cm 이상일 수 있다. 상기 체적 저항이 높은 수치일수록 높은 전기 절연성을 의미하기 때문에, 그 상한이 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 체적 저항은 1×1015 Ω·cm 이하, 5×1014 Ω·cm 이하, 1×1014 Ω·cm 이하, 5×1013 Ω·cm 이하 또는 1×1013 Ω·cm 이하일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은 열전도도가 2 W/mK 이상일 수 있다. 상기 열전도도는 경화성 조성물이 지름이 2 cm 이상 및 두께가 15 mm인 경화물(샘플)로 제작된 상태에서, 상기 샘플의 두께 방향을 따라서 ASTM D5470 규격 또는 ISO 22007-2 규격에 따라 측정된 값일 수 있다. 다른 예시에서, 상기 경화성 조성물의 경화물은 상기 측정 방식에 따라 측정된 3.0 W/mK 이상, 3.05 W/mK 이상 또는 3.08 W/mK 이상일 수 있다. 상기 열전도도는 높은 수치일수록 높은 열전도성을 의미하기 때문에, 그 상한이 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 열전도도는 20 W/mK 이하, 18 W/mK 이하, 16 W/mK 이하, 14 W/mK 이하, 12 W/mK 이하, 10 W/mK 이하, 8 W/mK 이하, 6 W/mK 이하 또는 4 W/mK 이하일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은 적절한 접착력을 확보하고 있을 수 있다. 상기 접착력은 경화성 조성물의 경화물이 접촉하고 있는 임의의 기판이나 모듈 케이스에 대한 접착력일 수 있다. 상기와 같이 적절한 접착력이 확보될 수 있다면, 다양한 소재, 예를 들면 배터리 모듈에 포함되는 케이스 내지는 배터리 셀 등에 대하여 적정한 접착력이 나타날 수 있다. 또한 배터리 모듈에서 배터리셀의 충방전시에 부피 변화, 배터리 모듈의 사용 온도의 변화 또는 경화 수축 등에 의한 박리 등이 방지되어 우수한 내구성이 확보될 수 있다.
구체적으로, 상기 경화성 조성물의 경화물은 상습 및 25 ℃ 조건에서 PET(poly ethyleneterephtalate) 필름의 계면에 대해 180 도의 박리각도 및 5 mm/s 의 박리속도에 따른 접착력이 350 gf/cm 이상, 360 gf/cm 이상, 370 gf/cm 이상, 380 gf/cm 이상, 390 gf/cm 이상 또는 400 gf/cm 이상이거나, 900 gf/cm 이하, 850 gf/cm 이하, 800 gf/cm 이하, 750 gf/cm 이하, 700 gf/cm 이하 또는 650 gf/cm 이하일 수 있다. 상기 경화물에 대해서 적절한 접착력을 가진다는 것은 상기 조건에 따라 측정한 접착력이 상기 범위 내를 만족하는 경우를 의미할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은 적절한 경도를 나타내는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 상기 경화성 조성물의 경화물의 경도가 지나치게 높으면 상기 경화물이 브리틀(brittle)하게 되어 신뢰성에 나쁜 영향을 줄 수 있다. 또한, 상기 경화성 조성물의 경도의 조절을 통해 내충격성 및 내진동성을 확보하고, 제품의 내구성도 확보할 수 있다. 상기 경화성 조성물의 경화물의 경도는 통상 상기 경화물에 함유된 필러 조성물 및/또는 필러 성분의 종류 내지 함량 비율에 의해 좌우되고, 과량의 필러 조성물 및/또는 필러 성분을 포함하는 경우 일반적으로 경도가 높아진다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은 열저항이 약 5 K/W 이하, 약 4.5 K/W 이하, 약 4 K/W 이하, 약 3.5 K/W 이하, 약 3 K/W 이하 또는 약 2.8 K/W 이하일 수 있다. 이러한 범위의 열저항이 나타날 수 있도록 조절할 경우엔 우수한 냉각 효율 내지 방열 효율이 확보될 수 있다. 상기 열저항은 ASTM D5470 규격 또는 ISO 22007-2 규격에 따라 측정된 수치일 수 있으며, 측정하는 방식은 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은 자동차 등과 같이 오랜 보증 기간(자동차의 경우, 약 15년 이상)이 요구되는 제품에 적용하기 위해 내구성을 확보할 수 있다. 내구성은 약 -40℃의 저온에서 30분 유지한 후 다시 온도를 80℃ 로 올려서 30분 유지하는 것을 하나의 사이클로 하여 상기 사이클을 100회 반복하는 열충격 시험 후에 배터리 모듈의 모듈 케이스 또는 배터리셀로부터 떨어지거나 박리되거나 혹은 크랙이 발생하지 않는 것을 의미할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은 전기 절연성이 약 3 kV/mm 이상, 약 5 kV/mm 이상, 약 7 kV/mm 이상, 10 kV/mm 이상, 15 kV/mm 이상 또는 20 kV/mm 이상일 수 있다. 상기 절연 파괴전압은 그 수치가 높을수록 경화성 조성물의 경화물이 우수한 절연성을 보이는 것으로, 약 50 kV/mm 이하, 45 kV/mm 이하, 40 kV/mm 이하, 35 kV/mm 이하, 30 kV/mm 이하일 수 있으나 특별히 제한되는 것은 아니다. 상기와 같은 절연 파괴전압을 달성하기 위해서, 상기 경화성 조성물에 절연성 필러 입자를 적용할 수도 있다. 일반적으로 열전도성 필러 입자 중에서 세라믹 필러 입자는 절연성을 확보할 수 있는 성분으로 알려져 있다. 상기 전기 절연성은 ASTM D149 규격에 따라 측정된 절연 파괴전압으로 측정될 수 있다. 또한, 상기 경화성 조성물의 경화물이 상기와 같은 전기 절연성이 확보될 수 있다면, 다양한 소재, 예를 들면 배터리 모듈에 포함되는 케이스 내지는 배터리셀 등에 대하여 성능을 유지하면서 안정성을 확보할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은 밀도가 2.8 g/cm3 이하, 2.8 g/cm3 미만, 2.7 g/cm3 이하, 2.6 g/cm3 이하 또는 2.5 g/cm3 이하일 수 있다. 상기 경화성 조성물의 밀도는 상온에서 측정된 값일 수 있다. 상기 경화성 조성물의 경화물은 밀도가 낮을수록 응용 제품의 경량화에 유리하므로, 그 하한은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 1 g/cm3 이상 또는 1.5 g/cm3 이상일 수 있다. 상기 경화성 조성물의 경화물이 상기와 같은 범위의 비중을 나타내기 위하여, 예를 들면, 열전도성 필러 입자의 첨가 시에 가급적 낮은 비중에서도 목적하는 열전도성이 확보될 수 있는 필러, 즉 자체적으로 비중이 낮은 필러 입자를 적용하거나, 표면 처리가 이루어진 필러 입자를 적용하는 방식 등이 사용될 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은 가급적 휘발성 물질을 포함하지 않는 것이 적절하다. 예를 들면, 상기 경화성 조성물의 경화물은 비휘발성 성분의 비율이 90 중량% 이상, 95 중량% 이상 또는 98 중량% 이상일 수 있다. 상기에서 비휘발성 성분 과의 비율은 다음의 방식으로 규정될 수 있다. 즉, 상기 비휘발분은 경화성 조성물의 경화물을 100 ℃에서 1 시간 정도 유지한 후에 잔존하는 부분을 비휘발분으로 정의할 수 있고, 따라서 상기 비율은 상기 경화성 조성물의 경화물의 초기 중량과 상기 100 ℃에서 1 시간 정도 유지한 후의 비율을 기준으로 측정할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은 필요에 따라서 열화에 대하여 우수한 저항성을 가질 것이며, 가능한 화학적으로 반응하지 않는 안정성이 요구될 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은 경화 과정 또는 경화된 후에 낮은 수축률을 가지는 것이 유리할 수 있다. 이를 통해 다양한 소재, 예를 들면 배터리 모듈에 포함되는 케이스 내지는 배터리 셀 등의 제조 또는 사용 과정에서 발생할 수 있는 박리나 공극의 발생 등을 방지할 수 있다. 상기 수축률은 전술한 효과를 나타낼 수 있는 범위에서 적절하게 조절될 수 있고, 예를 들면 5% 미만, 3% 미만 또는 약 1% 미만일 수 있다. 상기 수축률은 그 수치가 낮을수록 유리하므로, 그 하한은 특별히 제한되지 않는다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은 낮은 열팽창 계수(CTE)를 가지는 것이 유리할 수 있다. 이를 통해 다양한 소재, 예를 들면 배터리 모듈에 포함되는 케이스 내지는 배터리 셀 등의 제조 또는 사용 과정에서 발생할 수 있는 박리나 공극의 발생 등을 방지할 수 있다. 상기 열팽창 계수는 전술한 효과를 나타낼 수 있는 범위에서 적절하게 조절될 수 있고, 예를 들면, 300 ppm/K 미만, 250 ppm/K 미만, 200 ppm/K 미만, 150 ppm/K 미만 또는 100 ppm/K 미만일 수 있다. 상기 열팽창 계수는 그 수치가 낮을수록 유리하므로, 그 하한은 특별히 제한되지 않는다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은 인장 강도(tensile strength)가 적절하게 조절될 수 있고, 이를 통해 우수한 내충격성 등을 확보할 수 있다. 인장 강도는, 예를 들면, 약 1.0 MPa 이상의 범위에서 조절될 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은 열중량분석(TGA)에서의5% 중량 손실 (weight loss) 온도가 400℃ 이상이거나, 800℃ 잔량이 70 중량% 이상일 수 있다. 이러한 특성에 의해 다양한 소재, 예를 들면 배터리 모듈에 포함되는 케이스 내지는 배터리 셀 등에 대하여 고온에서의 안정성이 보다 개선될 수 있다. 상기 800℃ 잔량은 다른 예시에서 약 75 중량% 이상, 약 80 중량% 이상, 약 85 중량% 이상 또는 약 90 중량% 이상일 수 있다. 상기 800℃ 잔량은 다른 예시에서 약 99 중량%이하일 수 있다. 상기 열중량 분석(TGA)은, 60 cm3/분의 질소(N2) 분위기 하에서 20℃/분의 승온 속도로 25℃ 내지 800℃의 범위 내에서 측정할 수 있다. 상기 열중량 분석(TGA) 결과도 경화성 조성물의 경화물의 조성의 조절을 통해 달성할 수 있다. 예를 들면, 800℃ 잔량은, 경화성 조성물의 경화물에 포함되는 열전도성 필러 성분의 종류 내지 비율에 의해 좌우되고, 과량의 열전도성 필러 성분을 포함하면, 상기 잔량은 증가한다. 다만, 경화성 조성물에 사용되는 중합체 및/또는 단량체가 다른 중합체 및/또는 단량체에 비해서 일반적으로 내열성이 높은 경우에는 상기 잔량은 더욱 높고, 이처럼 경화성 조성물의 경화물에 포함되는 중합체 및/또는 단량체 성분도 그 경도에 영향을 준다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은, 상기 경화성 조성물을 구성하는 각 구성이 고습 및 25 ℃ 조건에서 배합된 경우에도 우수한 수준의 접착력, 열전도도 및 체적 저항 등 전술한 특징을 가질 수 있다. 또한, 상기 경화성 조성물의 경화물은, 고습 조건에서 경화가 이루어져 형성되는 경우에도 우수한 수준의 접착력, 열전도도 및 체적 저항 등 전술한 특징을 가질 수 있다. 추가로, 상기 경화성 조성물의 경화물은, 상기 경화성 조성물을 구성하는 각 구성이 고습 및 25 ℃ 조건에서 배합되고, 고습 조건에서 경화가 이루어져 형성되는 경우에도 우수한 수준의 접착력, 열전도도 및 체적 저항 등 전술한 특징을 가질 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은, 상기 경화성 조성물을 구성하는 각 구성이 고습 및 25 ℃ 조건에서 배합된 후, 상습 및 25 ℃ 조건에서 PET(poly ethyleneterephtalate) 필름의 계면에 대해 180 도의 박리각도 및 5 mm/s 의 박리속도에 따른 접착력이 350 gf/cm 이상, 360 gf/cm 이상, 370 gf/cm 이상, 380 gf/cm 이상, 390 gf/cm 이상 또는 400 gf/cm 이상이거나, 900 gf/cm 이하, 850 gf/cm 이하, 800 gf/cm 이하, 750 gf/cm 이하, 700 gf/cm 이하 또는 650 gf/cm 이하일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물은, 고습 조건에서 경화 반응에 의해 적절하게 경화가 완료됨으로써 형성될 수 있고, 또한, 상기 경화성 조성물은 고습 및 상온 조건에서 경화 반응에 의해 적절하게 경화가 완료됨으로써 형성될 수 있다. 또한, 상기 고습에서 경화된 경화물은 상습 및 25 ℃ 조건에서 PET(poly ethyleneterephtalate) 필름의 계면에 대해 180 도의 박리각도 및 5 mm/s 의 박리속도에 따른 접착력이 350 gf/cm 이상, 360 gf/cm 이상, 370 gf/cm 이상, 380 gf/cm 이상, 390 gf/cm 이상 또는 400 gf/cm 이상이거나, 900 gf/cm 이하, 850 gf/cm 이하, 800 gf/cm 이하, 750 gf/cm 이하, 700 gf/cm 이하 또는 650 gf/cm 이하일 수 있다.
상기 경화물에 대해서 고습 환경에서 적절한 접착력을 가진다는 것은 상기 고습 조건에서의 배합 및/또는 고습 조건에서의 경화에 따라 형성된 경화물의 접착력이 상기 범위 내를 만족하는 경우를 의미할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물은 상기 열거한 각 구성요소를 혼합하여 형성 할 수 있다. 또한, 상기 경화성 조성물은 필요한 성분이 모두 포함될 수 있다면 혼합 순서에 대해서는 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 일 예에 따른 장치는 발열성 소자; 및 냉각 부위를 포함하고, 상기 발열성 소자 및 냉각 부위의 사이에서 상기 양자를 열적 접촉시키고 있는 본 출원의 일 예에 따른 경화성 조성물의 경화물을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 장치는 예를 들면 다리미, 세탁기, 건조기, 의류 관리기, 전기 면도기, 전자레인지, 전기오븐, 전기밥솥, 냉장고, 식기세척기, 에어컨, 선풍기, 가습기, 공기청정기, 휴대폰, 무전기, 텔레비전, 라디오, 컴퓨터, 노트북 등 다양한 전기 제품 및 전자 제품 또는 이차 전지 등의 배터리 등이 있고, 상기 경화성 조성물의 경화물은 상기 장치에서 발생되는 열을 방열시킬 수 있다. 특히, 배터리 셀이 모여 하나의 배터리 모듈을 형성하고, 여러 개의 배터리 모듈이 모여 하나의 배터리 팩을 형성하여 제조하는 전지 자동차 배터리에서, 배터리 모듈을 연결하는 소재로 본 출원의 경화성 조성물이 사용될 수 있다. 배터리 모듈을 연결하는 소재로 본 출원의 경화성 조성물이 사용되는 경우, 배터리 셀에서 발생하는 열을 방열하고, 외부 충격과 진동으로부터 배터리 셀을 고정시키는 역할을 할 수 있다.
본 출원의 경화성 조성물의 경화물은 발열성 소자에서 발생되는 열을 냉각 부위로 전달할 수 있다. 즉, 상기 경화성 조성물의 경화물은 상기 발열성 소자에서 발생되는 열을 방열할 수 있다.
상기 경화성 조성물의 경화물은 발열성 소자 및 냉각 부위 사이에 위치하여 이들을 열적 접촉시킬 수 있다. 열적 접촉이란, 상기 경화성 조성물의 경화물이 발열성 소자 및 냉각 부위와 물리적으로 직접 접촉하여 상기 발열성 소자에서 발생된 열을 상기 냉각 부위로 방열하거나, 상기 경화성 조성물의 경화물이 발열성 소자 및/또는 냉각 부위와 직접 접촉하지 않더라도(즉, 경화성 조성물의 경화물과 발열성 소자 및/또는 냉각 부위 사이에 별도 층이 존재) 상기 발열성 소자에서 발생된 열을 상기 냉각 부위로 방열하도록 하는 것을 의미한다.
상기 냉각 부위는 냉각수 등 매체에 의해 발열성 소자의 온도에 비해 낮은 온도를 가지는 부위를 의미하거나, 상기 발열성 소자의 온도에 비해 낮은 공기 영역 등을 의미할 수 있다.
본 출원은 저밀도 특성을 가지면서 우수한 수준의 접착력, 열전도도 및 체적 저항을 가지는 경화물을 형성하는 경화성 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 출원은 저밀도 특성을 가지면서 고습 환경에서도 우수한 수준의 접착력, 열전도도 및 체적 저항을 가지는 경화물을 형성하는 경화성 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 출원은 표면에 이물로 인한 기포 발생이 최소화된 경화성 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 출원은 경화성 조성물을 통해 형성된 경화물을 포함하는 장치를 제공하고, 특히 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 9에 따라 제조된 경화성 조성물의 표면을 나타내는 사진이다.
도 2는 실시예 10에 따라 제조된 경화성 조성물의 표면을 나타내는 사진이다.
도 3은 비교예 1에 따라 제조된 경화성 조성물의 표면을 나타내는 사진이다.
이하, 실시예 및 비교예를 통해 본 출원을 설명하나, 본 출원의 범위가 하기 제시된 내용으로 인해 한정되는 것은 아니다.
<사용 재료>
(1) 폴리올(P)
폴리올(P)은 중량평균분자량이 약 400 g/mol인 2관능 카프로락톤 폴리올(공급사: Ingevity社, 제품명: CAPA2043)을 사용하였다.
상기 2관능 카프로락톤 폴리올은 60 ℃에서 측정한 액상 점도가 약 40 mPas였고, 히드록실 가(hydroxyl value)이 약 265 내지 295 mgKOH/g 정도였다. 또한, 상기 3관능 카프로락톤 폴리올은 60 ℃에서 측정한 액상 점도가 약 170 mPas였고, 히드록실 가(hydroxyl value)이 약 530 내지 590 mgKOH/g 정도였다.
(2) 이소시아네이트 화합물(I)
(2-1) 제1 이소시아네이트 화합물(I A )의 제조예
이소시아네이트 화합물(I) 중 하나인 제1 이소시아네이트 화합물(IA)은 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate, I1) 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트 삼량체(hexamethylene diisocyanate trimer, I2)를 30:70(I1:I2)의 중량 비율로 혼합한 것을 사용하였다.
(2-2) 제2 이소시아네이트 화합물(I B )의 제조예
이소시아네이트 화합물(I) 중 하나인 제2 이소시아네이트 화합물(IB)은 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate, I1) 및 헥사메틸렌 디이소시아네이트 삼량체(hexamethylene diisocyanate trimer, I2)를 25:75(I1:I2)의 중량 비율로 혼합한 것을 사용하였다.
(3) 필러 조성물(F)
제1 필러(F1)로는 수산화 알루미늄(ATH, Al(OH)3)을 사용하였고, 제2 필러(F2)로는 산화 칼슘(CaO)를 사용하였으며, 제3 필러(F3)로는 알루미나(Alumina, Al2O3)를 사용하였다.
(3-1) 제1 필러 조성물(F A )의 제조예
수산화 알루미늄(F1) 및 알루미나(F3)를 6:4(F1:F3)의 중량 비율로 혼합하여 제1 필러 조성물(FA)을 제조하였다.
(3-2) 제2 필러 조성물(F B )의 제조예
수산화 알루미늄(F1), 산화 칼슘(F2) 및 알루미나(F3)를 38:5:57(F1:F2:F3)의 중량 비율로 혼합하여 제2 필러 조성물(F-B)을 제조하였다.
(3-3) 제3 필러 조성물(F C )의 제조예
수산화 알루미늄(F1), 산화 칼슘(F2) 및 알루미나(F3)를 37:7.5:55.5(F1:F2:F3)의 중량 비율로 혼합하여 제3 필러 조성물(F-B)을 제조하였다.
(3-4) 제4 필러 조성물(F D )의 제조예
수산화 알루미늄(F1), 산화 칼슘(F2) 및 알루미나(F3)를 50:10:40(F1:F2:F3)의 중량 비율로 혼합하여 제4 필러 조성물(F-D)을 제조하였다.
(3-5) 제5 필러 조성물(F E )의 제조예
수산화 알루미늄(F1), 산화 칼슘(F2) 및 알루미나(F3)를 55:10:35(F1:F2:F3)의 중량 비율로 혼합하여 제5 필러 조성물(F-E)을 제조하였다.
(3-6) 제6 필러 조성물(F F )의 제조예
수산화 알루미늄(F1), 산화 칼슘(F2) 및 알루미나(F3)를 60:10:30(F1:F2:F3)의 중량 비율로 혼합하여 제6 필러 조성물(F-F)을 제조하였다.
(3-7) 제7 필러 조성물(F G )의 제조예
수산화 알루미늄(F1), 산화 칼슘(F2) 및 알루미나(F3)를 35:12.5:52.5(F1:F2:F3)의 중량 비율로 혼합하여 제7 필러 조성물(F-G)을 제조하였다.
(3-8) 제8 필러 조성물(F H )의 제조예
수산화 알루미늄(F1), 산화 칼슘(F2) 및 알루미나(F3)를 34:15:51(F1:F2:F3)의 중량 비율로 혼합하여 제8 필러 조성물(F-H)을 제조하였다.
<주제 파트(Part A)의 제조예>
주제 파트는 하기 표 1과 같이 폴리올(P)과 필러 조성물(F)을 10:88(P:F)의 중량 비율로 배합함으로써 각각 제조하였다. 또한, 상기 주제 파트는 폴리올(P)과 필러 조성물(F) 외에도 첨가제(A)가 폴리올(P)의 100 중량부 대비 20 중량부에 해당하는 양만큼 추가로 배합되어 제조되었다. 상기 첨가제(A)는 경화 지연제, 촉매, 분산제 및 난연제 등이 혼합된 것이다. 상기 경화 지연제로 티올류 화합물을 사용하였고, 촉매는 주석을 중심 금속 원소로 포함하는 금속 촉매를 사용하였다. 또한, 분산제는 인산계 화합물을 사용하였고, 난연제는 인계 난연제를 포함하는 것을 사용하였다.
구분 폴리올 필러 조성물(F)
제1 주제 파트(Part A1) 폴리올(P) 제1 필러 조성물(FA)
제2 주제 파트(Part A2) 제2 필러 조성물(FB)
제3 주제 파트(Part A3) 제3 필러 조성물(FC)
제4 주제 파트(Part A4) 제4 필러 조성물(FD)
제5 주제 파트(Part A5) 제5 필러 조성물(FE)
제6 주제 파트(Part A6) 제6 필러 조성물(FF)
제7 주제 파트(Part A7) 제8 필러 조성물(FH)
<경화제 파트(Part B)의 제조예>
경화제 파트는 하기 표 2와 같이 이소시아네이트 화합물(I)와 필러 조성물(F)을 10:88(I:F)의 중량 비율로 배합함으로써 각각 제조하였다. 또한, 상기 경화제 파트는 이소시아네이트 화합물(I)과 필러 조성물(F) 외에도 첨가제(A)가 이소시아네이트 화합물(I)의 100 중량부 대비 20 중량부에 해당하는 양만큼 추가로 배합되어 제조되었다. 상기 첨가제(A)는 흡습제 및 가소제 등이 혼합된 것이다. 상기 흡습제는 실록산 화합물을 사용하였고, 상기 가소제는 폴리에스테르 화합물을 사용하였다.
구분 이소시아네이트 화합물(I) 필러 조성물(F)
제1-1 경화제 파트(Part B1-1) 제1 이소시아네이트 화합물(I1) 제1 필러 조성물(FA)
제1-2 경화제 파트(Part B1-2) 제3 필러 조성물(FC)
제1-3 경화제 파트(Part B1-3) 제4 필러 조성물(FD)
제1-4 경화제 파트(Part B1-4) 제7 필러 조성물(FG)
제2 경화제 파트(Part B2) 제1 이소시아네이트 화합물(I2) 제1 필러 조성물(FA)
<실시예 및 비교예>
하기 표 3에서 나타난 바와 같이, 각 실시예 및 비교예는 표 3에서 기재된 주제 파트와 경화제 파트를 첨가제와 함께 혼합기(mixer)에 넣고 충분히 배합함으로써 각 경화성 조성물을 제조하였다. 여기서, 상기 주제 파트와 경화제 파트는 1:1의 부피 비율로 첨가하였다. 또한, 상기 주제 파트와 경화제 파트는 고습 조건인 약 90 RH% 이상에서 배합되었다.
구분 주제 파트(Part A) 경화제 파트(Part B)
실시예 1 제2 주제 파트(Part A2) 제1-1 경화제 파트(Part B1-1)
실시예 2 제4 주제 파트(Part A4)
실시예 3 제7 주제 파트(Part A7)
실시예 4 제2 주제 파트(Part A2) 제2 경화제 파트(Part B2)
실시예 5 제4 주제 파트(Part A4)
실시예 6 제7 주제 파트(Part A7)
실시예 7 제5 주제 파트(Part A5) 제1-1 경화제 파트(Part B1-1)
실시예 8 제6 주제 파트(Part A6)
실시예 9 제3 주제 파트(Part A3)
실시예 10 제1 주제 파트(Part A1) 제1-2 경화제 파트(Part B1-2)
실시예 11 제1-3 경화제 파트(Part B1-3)
실시예 12 제1-4 경화제 파트(Part B1-4)
비교예 1 제1 주제 파트(Part A1) 제 1-1 경화제 파트(Part B1-1)
비교예 2 제2 경화제 파트(Part B2)
<물성 측정 방법>
1. 열전도도의 평가
열전도도는 Hot disk 방식을 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 열전도도는 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 경화성 조성물을 약 24 시간동안 90 RH%이상 및 25 ℃에서 지름 2 cm 및 두께가 15 mm인 디스크(disk)형 샘플로 경화를 완료시킨 상태에서, 상기 샘플의 두께 방향을 따라서 ISO 22007-2 규격에 따라 열분석 장치(thermal constant analyzer)로 25 ℃에서 측정하였다.
2. 접착력의 평가
유리판 상에 가로 약 5cm 및 약 세로 10cm 및 두께 약 2 mm 정도가 되도록 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 경화성 조성물을 도포한 후, 그 위에 가로 1cm, 세로 20 cm 및 두께 150 ㎛ 정도의 PET(poly(ethylene terephthalate)) 계면을 가진 알루미늄 파우치를 부착하였다. 상기 알루미늄 파우치는 배터리 셀 제작 시 사용할 수 있는 것으로, 상기 PET 계면과 상기 코팅된 경화성 조성물이 접촉하도록 부착하였다. 그 후, 약 24 시간동안 90 RH%이상 및 25 ℃에서 경화를 완료시킨 다음 물성 시험기(제조사: stable micro systems社, Taxture analyzer)로 약 5 mm/s의 박리 속도 및 180도의 박리 각도로 상기 알루미늄 파우치를 박리하면서 25 ℃ 및 상습(약 20 내지 80RH%)에서 접착력을 측정하였다.
3. 체적 저항의 평가
체적저항은 ASTM D257 측정 기준에 따라서 측정하였다. 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 경화성 조성물을 약 24시간동안 90 RH%이상 및 25 ℃에서 경화를 완료시켜 지름 10 cm 및 두께 약 0.2 cm로 재단된 디스크(disk)형 경화물을 제조하였다.
인가 전압 500 V, 측정 시간 1분 및 상기 경화물이 가진 두께를 체적저항 측정 장비(HIRESTA-US_MCP-HT800, 공급사: MITSUBISHI CHEMICAL社)에 입력하여 경화성 조성물의 경화물의 체적저항을 측정하였다.
4. 밀도의 평가
밀도는 ASTM D1475 측정 기준에 따라서 측정하였다. 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 각각의 경화성 조성물을 10 mL 용량의 바이알(vial)에 가득 채웠다(공압 디스펜서를 이용하여 바이알에 채움). 경화성 조성물이 담긴 바이알의 무게(W1, 단위: g)를 측정하고, 상기 경화성 조성물이 담긴 바이알의 무게(W1, 단위: g)에서 공(空) 바이알의 무게(W-2, 단위: g)를 뺀 무게(W3, 단위: g)를 상기 바이알의 용량인 10 mL로 나누어 밀도(W3/10, 단위: g/cm3)를 측정하였다. 상기 과정은 25 ℃에서 수행되었다.
5. 표면 기포 평가
표면에 기포가 형성되었는지 여부는 하기 [표면 기포 평가 기준]에 따라 육안으로 평가하였다.
[표면 기포 평가 기준]
PASS: 경화성 조성물을 공압 디스펜서를 이용하여 유리판 상에 100 mL 정도 도포한 후 25 ℃에서 24시간동안 경화시킨 다음, 상기 경화성 조성물의 경화물 표면에 기포가 표면적 전체 대비 20% 이하로 형성되어 있는 경우
NG: 경화성 조성물을 공압 디스펜서를 이용하여 유리판 상에 100 mL 정도 도포한 후 25 ℃에서 24시간동안 경화시킨 다음, 상기 경화성 조성물의 경화물 표면에 기포가 표면적 전체 대비 20% 초과로 형성되어 있는 경우
상기 실시예 및 비교예에서 측정한 시험 데이터의 결과는 하기 표 4에 정리하였다. 하기 표 4에서 "< a"는 해당 물성의 측정 값이 a 미만이라는 의미이다.
구분 열전도도
(W/mK)		 접착력
(gf/cm)		 체적 저항
(×1011Ω·cm)		 밀도
(g/cm3)		 표면 기포 평가
실시예 1 3.12 400 3.77 < 2.8 PASS
실시예 2 3.17 441 3.52 < 2.8 PASS
실시예 3 3.17 455 2.93 < 2.8 PASS
실시예 4 3.20 440 3.29 < 2.8 PASS
실시예 5 3.14 496 4.90 < 2.8 PASS
실시예 6 3.19 472 3.14 < 2.8 PASS
실시예 7 3.23 600 3.36 < 2.8 PASS
실시예 8 3.25 506 3.41 < 2.8 PASS
실시예 9 3.08 438 1.63 2.51 PASS
실시예 10 3.21 614 5.78 2.53 PASS
실시예 11 3.10 405 2.03 < 2.8 PASS
실시예 12 3.24 499 3.31 < 2.8 PASS
비교예 1 2.39 198 0.852 2.47 NG
비교예 2 2.47 189 0.808 < 2.8 NG
표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 12 는 본 출원에서 목적하는 수준의 물성을 가진 것을 알 수 있다. 도 1은 실시예 9에 따라 제조된 경화성 조성물의 표면을 나타내는 사진이고 도 2는 실시예 10에 따라 제조된 경화성 조성물의 표면을 나타낸 사진이다. 도 1 및 도 2를 참조하면 각 경화성 조성물의 표면은 기포가 거의 발생하지 않았음을 알 수 있다. 이는 실시예 중 대표로 나타낸 것이고, 실시예 1 내지 8, 11 및 12도 도 1 및 도 2와 마찬가지로 표면에 기포가 거의 발생하지 않았다. 또한, 실시예 1 내지 12는 상온에서 모두 경화하였다.
또한, 표 1을 참조하면, 비교예 1 및 2는 목적하는 수준의 열전도도를 확보하고 있지 않고, 고습 환경에서 접착력이 저하된 모습을 보이며, 체적 저항 및 표면 기포 평가에서도 본 출원에서 목적하는 수준을 달성하지 못한 것을 알 수 있다. 또한, 도 3은 비교예 1에 따라 제조된 경화성 조성물의 표면을 나타내는 사진인데, 표면 대부분에 기포가 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 비교예 2도 도 3과 마찬가지로 표면 대부분에 기포가 형성되어 있었다.

Claims (20)

  1. 주제 수지를 포함하는 주제 파트; 경화제를 포함하는 경화제 파트; 및 필러 조성물을 포함하고,
    상기 필러 조성물은 밀도가 3 g/cm3 이하인 제1 필러, 물에 용해되는 제 2필러 및 물에 불용성이고 밀도가 3 g/cm3 초과인 제3 필러를 포함하며,
    20RH%이상 및 25 ℃ 조건에서 PET(poly ethyleneterephtalate) 필름의 계면에 대해 180 도의 박리각도 및 5 mm/s 의 박리속도에 따른 접착력이 350 gf/cm 이상인 경화물을 형성하는 경화성 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 밀도가 2.8 g/cm3 이하인 경화성 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 열전도도가 3 W/mK 이상이고, 체적 저항이 1×1011Ω·cm 이상인 경화물을 형성하는 경화성 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 제1 필러는 금속 수산화물인 경화성 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 제1 필러는 모스 경도가 6 이하인 경화성 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 제2 필러는 물과 반응하여 pH가 7 이상인 용액을 형성하는 경화성 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 제2 필러는 밀도가 3 g/cm3 초과인 경화성 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 제3 필러는 모스 경도가 6 초과인 경화성 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 필러 조성물을 전체 중량 대비 60 내지 98 중량%의 범위 내로 포함하는 경화성 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 필러 조성물은 제1 필러(F1)를 상기 필러 조성물 전체 중량 대비 40 내지 80 중량%의 범위 내로 포함하고,
    상기 제1 필러(F1)와 제2 필러(F2)의 함량 비율(F1/F2)은 1 내지 30의 범위 내인 경화성 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 제1 필러(F1)와 제 3 필러(F3)의 함량 비율(F1/F3)은 1 내지 5의 범위 내인 경화성 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 주제 수지는 실리콘 수지, 아크릴 수지, 폴리올 수지 및 에폭시 수지로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 경화성 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 주제 수지는 폴리올 수지를 포함하고, 경화제는 이소시아네이트 화합물을 포함하는 경화성 조성물.
  14. 제13항에 있어서, 폴리올 수지는 폴리에스테르 폴리올을 포함하는 경화성 조성물.
  15. 제13항에 있어서, 폴리에스테르 폴리올은 하기 조건 i) 내지 조건 iii)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 만족하는 경화성 조성물:
    조건 i) 중량평균분자량이 200 내지 1,000 g/mol의 범위 내임,
    조건 ii) 60℃에서 측정한 액상 점도가 10 내지 150 mPas의 범위 내임, 및
    조건 iii) 히드록실 가(hydroxyl value)는 100 내지 500 mgKOH/g의 범위 내임.
  16. 제13항에 있어서, 이소시아네이트 화합물은 2관능 이소시아네이트 화합물 및 다관능 이소시아네이트 화합물을 포함하는 경화성 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 2관능 이소시아네이트 화합물(IA) 및 다관능 이소시아네이트 화합물(IB)의 중량 비율(IA/IB)이 0.1 내지 2의 범위 내인 경화성 조성물.
  18. 제13항에 있어서, 이소시아네이트 화합물은 비방향족 이소시아네이트 화합물인 경화성 조성물.
  19. 폴리올 수지를 포함하는 주제 파트; 이소시아네이트 화합물을 포함하는 경화제 파트; 및 필러 조성물을 포함하고,
    80RH%초과 및 25 ℃ 조건에서 경화되며, 20RH%이상 및 PET(poly ethyleneterephtalate) 필름의 계면에 대해 180 도의 박리각도 및 5 mm/s 의 박리속도에 따른 접착력이 350 gf/cm 이상인 경화물을 형성하며,
    밀도가 2.8 g/cm3 이하인 경화성 조성물.
  20. 발열성 소자; 및 냉각 부위를 포함하고,
    상기 발열성 소자 및 냉각 부위의 사이에서 상기 양자를 열적 접촉시키고 있는 제1항 또는 제19항의 경화성 조성물의 경화물을 포함하는 장치.
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