[go: up one dir, main page]

KR20160068762A - Thermally conductive electrically insulating particles and compositions - Google Patents

Thermally conductive electrically insulating particles and compositions Download PDF

Info

Publication number
KR20160068762A
KR20160068762A KR1020167008836A KR20167008836A KR20160068762A KR 20160068762 A KR20160068762 A KR 20160068762A KR 1020167008836 A KR1020167008836 A KR 1020167008836A KR 20167008836 A KR20167008836 A KR 20167008836A KR 20160068762 A KR20160068762 A KR 20160068762A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
particles
thermally conductive
core
conductive particles
organic binder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020167008836A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
유지 사가
다까시 히라하라
Original Assignee
이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 filed Critical 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
Publication of KR20160068762A publication Critical patent/KR20160068762A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C08K3/0008
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/12Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/08Ingredients agglomerated by treatment with a binding agent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/04Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances mica
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/10Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances metallic oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/001Conductive additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/002Inhomogeneous material in general
    • H01B3/004Inhomogeneous material in general with conductive additives or conductive layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(a) 복수의 열전도성 코어 입자들과 유기 결합제를 압축 전단 혼합함으로써 제조된 복합 코어, 및 (b) 복합 코어를 적어도 부분적으로 코팅하는 절연 재료를 포함하며, 열전도성 입자의 체적 저항률이 적어도 1×104 Ω·cm 내지 1×1010 Ω·cm의 범위인 열전도성 입자.(a) a composite core made by compressing and shearing mixing a plurality of thermally conductive core particles and an organic binder, and (b) an insulating material at least partially coating the composite core, wherein the thermally conductive particles have a volume resistivity of at least 1 X 10 < 4 > to 1 x 10 < 10 >

Description

열전도성 전기 절연 입자 및 조성물{THERMALLY CONDUCTIVE ELECTRICALLY INSULATING PARTICLES AND COMPOSITIONS}[0001] THERMALLY CONDUCTIVE ELECTRICALLY INSULATING PARTICLES AND COMPOSITIONS [0002]

관련 출원과의 상호 참조Cross reference to related application

본 출원은 2013년 10월 4일에 출원되고 현재 계류 중인 일본 특허 출원 제2013-209304호로부터의 우선권의 이득을 주장한다.This application claims the benefit of priority from Japanese Patent Application No. 2013-209304, filed October 4, 2013, now pending.

발명의 내용Description of invention

전기 절연성이기도 한 열전도성 입자, 이 입자를 포함하는 수지 조성물, 및 그의 제조 방법이 본 명세서에 기재된다.Thermally conductive particles which are also electrically insulative, a resin composition containing the particles, and a method for producing the same are described in this specification.

최근 수년에, LED 모듈 및 핸드 헬드 기기(hand held)와 같은 전자 디바이스는 더 소형화 및 집적화되어 왔을 뿐만 아니라 성능은 더 커져 왔는데, 이는 이들 디바이스 내의 구성요소들의 더 큰 방열 및 전기 절연을 요구하고 있다. 결과적으로, 탁월한 전기 절연 특성을 갖는 열전도성 입자가 전자 디바이스에 사용되는 재료를 위한 빌딩 블록(building block)으로서 모색되어 왔다.In recent years, electronic devices such as LED modules and hand held have not only become smaller and more integrated, but also have greater performance, requiring greater heat dissipation and electrical isolation of components within these devices . As a result, thermally conductive particles having excellent electrical insulation properties have been sought as building blocks for materials used in electronic devices.

국제 특허 출원 공개 WO2011/027757호는 세라믹 코팅된 탄소 입자를 개시하는데, 이 입자는 열전도성이고, 탄소 입자들의 슬러리를 세라믹 입자들의 슬러리에 첨가함으로써 세라믹 입자들이 탄소 입자들에 접착되어 형성된다. 미국 특허 제5,246,897호는 기계적 충격 방법에 의해 형성된 코팅된 흑연 입자를 개시하는데, 이 방법에서는 흑연 입자들과 코팅 입자들이 고속 가스 유동을 사용하여 충돌된다. 미국 특허 제7,588,826호는 상호작용적인 기능성 작용제의 존재 하에서 기계적 용융에 의해 형성된 코팅된 흑연 입자를 개시한다.International Patent Application Publication No. WO2011 / 027757 discloses ceramic coated carbon particles, which are thermally conductive and are formed by bonding ceramic particles to carbon particles by adding a slurry of carbon particles to the slurry of ceramic particles. U.S. Patent No. 5,246,897 discloses coated graphite particles formed by a mechanical impact method in which graphite particles and coated particles are collided using a high velocity gas flow. U.S. Patent No. 7,588,826 discloses coated graphite particles formed by mechanical melting in the presence of an interactive functional agent.

열전도성 입자가 본 명세서에 기재되며, 본 열전도성 입자는 복합 코어 및 복합 코어를 적어도 부분적으로 코팅하는 절연 재료를 포함하며, 복합 코어는 메카노퓨전(mechanofusion) 가공을 통해 유기 결합제에 의해 함께 결합된 열전도성 코어 입자들을 함유하고, 열전도성 입자의 체적 저항률은 적어도 1×104 Ω·cm 내지 1×1010 Ω·cm의 범위이다. 또한, 수지 조성물이 본 명세서에 기재되며, 본 수지 조성물은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 아라미드 수지, 고무, 또는 이들의 혼합물, 및 10 내지 70 부피%의 이 입자를 포함한다. 또한, 이 입자의 제조 방법이 본 명세서에 기재된다.Thermally conductive particles are described herein wherein the thermally conductive particles comprise an insulating material that at least partially coats the composite core and the composite core and the composite core is bonded together by an organic binder through a mechanofusion process, And the volume resistivity of the thermally conductive particles is in the range of at least 1 x 10 < 4 > to 1 x 10 < 10 > In addition, a resin composition is described herein, wherein the resin composition comprises a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an aramid resin, a rubber, or a mixture thereof, and 10 to 70 vol% of the particles. Also, a method for producing the particles is described herein.

도 1은 청구범위에 기재된 열전도성 입자의 단면도이다.
도 2는 열전도성 입자의 체적 저항률을 측정하는 장치의 개략도이다.
도 3은 청구범위에 기재된 열전도성 입자를 포함하는 성형 제품의 상면 사진이다.
도 4는 청구범위에 기재된 열전도성 입자를 포함하는 성형 제품의 단면 사진이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a cross-sectional view of a thermally conductive particle according to the invention; Fig.
2 is a schematic view of an apparatus for measuring the volume resistivity of thermally conductive particles.
3 is a top view photograph of a molded article comprising the thermally conductive particles according to the claims.
4 is a cross-sectional photograph of a molded article comprising the thermally conductive particles of the claimed invention.

하기의 정의 및 약어가 본 명세서에 논의되고 청구범위에 기재된 용어의 의미를 해석하는 데 사용될 것이다.The following definitions and abbreviations will be discussed herein and will be used to interpret the meaning of the terms in the claims.

정의Justice

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "체적 저항률"은 재료의 전기 저항률을 지칭하고 재료의 전기 절연 성능을 결정한다. 체적 저항률은 단자를 갖는 2개의 전극들 사이에 있는 투명 실린더 내에 샘플 탄소 입자들을 넣음으로써 측정된다. 본 명세서 내의 실시예에서는, 500 V의 전압을 단자를 통해 인가하여 본 명세서에 기재된 입자의 저항률을 측정하였다.As used herein, the term "volume resistivity" refers to the electrical resistivity of a material and determines the electrical insulation performance of the material. Volumetric resistivity is measured by inserting sample carbon particles in a transparent cylinder between two electrodes with terminals. In the examples herein, a voltage of 500 V was applied through the terminals to measure the resistivity of the particles described herein.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 입자의 "종횡비(aspect ratio)"라는 용어는 입자의 최대 길이를 그의 폭, 즉 그의 최대 두께로 나눈 값의 비를 지칭한다.As used herein, the term "aspect ratio" of a particle refers to the ratio of the maximum length of the particle to its width divided by its maximum thickness.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "복합 코어"는 메카노퓨전 공정에 의해 유기 결합제에 의해 결합된 열전도성 코어 입자들을 지칭한다.As used herein, the term "composite core" refers to thermally conductive core particles bound by an organic binder by a mechanofusion process.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "열전도성" 또는 "열전도도"(종종 k, λ, 또는 κ로 표기됨)는 열을 전도 또는 전달하는 재료의 물성을 지칭한다. 열전달은 낮은 열전도도의 재료를 가로질러서보다 높은 열전도도의 재료를 가로질러 더 높은 속도로 일어난다. 이에 따라, 높은 열전도도를 갖는 재료는 히트 싱크(heat sink) 응용에 널리 사용되고, 낮은 열전도도를 갖는 재료는 단열재로서 사용된다. 열전도도는 전형적으로 열 컨덕턴스(thermal conductance)로서 측정되는데, 열 컨덕턴스란, 특정 면적 및 두께의 판(plate)의 반대측 면들이 1 K(켈빈)만큼 온도가 상이할 때, 그 판을 통해 단위 시간당 통과하는 열량을 지칭한다. 열전도도 k, 면적 A 및 두께 L의 판의 경우, 계산된 열 컨덕턴스는 kA/L이고, W/m·K로 측정되고 W/℃와 등가이다.As used herein, the terms "thermally conductive" or "thermal conductivity" (often denoted k , lambda , or k ) refer to the physical properties of the material that conducts or transfers heat. Heat transfer occurs at a higher rate across the material of lower thermal conductivity across the material of higher thermal conductivity. Accordingly, a material having a high thermal conductivity is widely used for a heat sink application, and a material having a low thermal conductivity is used as a heat insulating material. Thermal conductivity is typically measured as thermal conductance, which means that when the opposite sides of a plate with a certain area and thickness are different in temperature by 1 K (Kelvin) Refers to the calories passed through. For plates with a thermal conductivity k, area A and thickness L, the calculated thermal conductance is kA / L and is measured in W / m 占 되고 and is equivalent to W / 占 폚.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "열확산율"은 물품의 열전도도를 일정 압력에서의 물품의 밀도 및 비열용량으로 나눈 값을 지칭하고, 물품이 열에너지를 저장하는 능력과 대비하여 물품이 열에너지를 전도하는 능력을 측정한다. 이는 ㎡/s의 SI 단위를 갖는다. 열확산율은 통상 α로 표기된다. 식은 다음과 같다:

Figure pct00001
여기서As used herein, the term "thermal diffusivity" refers to a value obtained by dividing the thermal conductivity of an article by the density and specific heat capacity of the article at a certain pressure, and in contrast to the ability of the article to store thermal energy, Measure the ability to evangelize. It has an SI unit of m2 / s. Thermal diffusivity is denoted the normal α. The expression is:
Figure pct00001
here

k는 열전도도(W/(m·K))이고; k is the thermal conductivity (W / (mK));

ρ는 밀도(㎏/㎥)이고;rho is the density (kg / m3);

cp는 비열용량(J/(㎏·K))이다.c p is the specific heat capacity (J / (kg · K)).

약어Abbreviation

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "%"는 퍼센트를 지칭한다.As used herein, "%" refers to percent.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "중량%"는 중량 퍼센트를 지칭한다.As used herein, "weight%" refers to weight percent.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "부피%"는 부피 퍼센트를 지칭한다.As used herein, "volume%" refers to volume percent.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "hr"은 시간을 지칭하고; "m"은 분을 지칭하고; "s"는 초를 지칭한다.As used herein, "hr" refers to time; "m" refers to minutes; "s" refers to seconds.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "g"는 그램을 지칭한다.As used herein, "g" refers to grams.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "μm"는 마이크로미터를 지칭한다.As used herein, "μm" refers to a micrometer.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "nm"는 나노미터를 지칭한다.As used herein, "nm" refers to nanometers.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "rpm"은 분당 회전수를 지칭한다.As used herein, "rpm" refers to the number of revolutions per minute.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "mm"는 밀리미터를 지칭한다.As used herein, "mm" refers to millimeters.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "cm"는 센티미터를 지칭한다.As used herein, "cm" refers to centimeters.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "ml"는 밀리리터를 지칭한다.As used herein, "ml" refers to milliliters.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "V"는 볼트를 지칭한다.As used herein, "V" refers to a bolt.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "Ω·cm"는 옴·센티미터를 지칭한다.As used herein, "? Cm" refers to ohm centimeters.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "W"는 와트를 지칭한다.As used herein, "W" refers to watts.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "m"는 미터를 지칭한다.As used herein, "m" refers to a meter.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "K"는 켈빈을 지칭한다.As used herein, "K" refers to Kelvin.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "mPa·s"는 밀리파스칼 초를 지칭한다.As used herein, "mPa s" refers to millipascal seconds.

범위range

본 명세서에 기재된 임의의 범위는 명확히 달리 언급되지 않는 한 그의 종점을 명시적으로 포함한다. 양, 농도, 또는 다른 값 또는 파라미터를 범위로 기재할 경우, 이는 구체적으로 임의의 범위 상한과 임의의 범위 하한의 임의의 쌍으로부터 형성된 모든 범위들을 개시하는데, 이는 그러한 쌍들이 개별적으로 본 명세서에 개시되어 있는지의 여부와 관계없이 그러하다. 본 명세서에 기재된 공정 및 물품은 그에 대한 설명에서 범위를 한정하는 데 개시된 특정값으로 제한되지 않는다.Any ranges described herein explicitly include their endpoints unless explicitly stated otherwise. When describing an amount, concentration, or other value or parameter as a range, it specifically discloses all ranges formed from any pair of any range upper limit and any range lower limit, Whether or not it is. The processes and articles described herein are not limited to the specific values disclosed therein for defining the scope in the description.

바람직한 변형Preferred variant

본 명세서에 기재된 공정, 조성물 및 물품의 재료, 방법, 단계, 값, 및/또는 범위 등 - 바람직한 변형으로서 확인되든 그렇지 않든 간에 - 의 관점에서의 임의의 변형에 관한 본 명세서의 개시는 특별히 그러한 재료, 방법, 단계, 값, 범위 등의 임의의 조합을 포함하는 임의의 공정 및 물품을 개시하는 것으로 의도된다. 청구범위에 대한 극히 사실적이고 충분한 뒷받침을 제공하려는 목적으로, 임의의 그러한 개시된 조합은 특별히 본 명세서에 기재된 공정, 조성물, 및 물품의 바람직한 변형인 것으로 의도된다.The disclosure of this specification with respect to any modifications in terms of the processes, compositions and articles described herein, whether material, method, step, value, and / or range, such as those identified as preferred variants, , Steps, values, ranges, and the like, unless the context clearly dictates otherwise. It is intended that any such disclosed combination be a preferred variation of the processes, compositions, and articles described herein, with the aim of providing a very real and sufficient backing for the claims.

일반적으로Generally

열전도성 입자들이 본 명세서에 기재되며, 이들 중 하나가 도 1에 요소(10)로서 도시되어 있는데, 요소(10)는 유기 결합제(12)에 의해 함께 접합된 코어 입자(11)들로 구성된 복합 코어; 및 복합 코어를 적어도 부분적으로 코팅하는 절연 재료(13)를 포함한다.Thermally conductive particles are described herein and one of which is shown as element 10 in Figure 1 wherein the element 10 is a composite of core particles 11 joined together by an organic binder 12, core; And an insulating material 13 at least partially coating the composite core.

또한, 본 명세서에 기재된 열전도성 입자 및 열가소성 수지, 열경화성 수지, 아라미드 수지, 고무, 또는 이들의 혼합물을 포함하는 수지 조성물이 본 명세서에 기재된다.Also disclosed herein are the thermoconductive particles and thermoplastic resins, thermosetting resins, aramid resins, rubbers, or resin compositions comprising mixtures thereof, as described herein.

또한, 복합 코어를 절연 재료로 적어도 부분적으로 코팅하는 방법이 본 명세서에 기재되며, 본 방법에서A method of at least partially coating a composite core with an insulating material is also described herein,

복합 코어는 복수의 코어 입자들 및 코어 입자들을 함께 결합시키는 유기 결합제를 포함하고,The composite core comprises a plurality of core particles and an organic binder that binds the core particles together,

코어 입자들은 열전도성이고 금속 입자, 세라믹 입자, 탄소계 입자, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,The core particles are thermally conductive and selected from the group consisting of metal particles, ceramic particles, carbon-based particles, and mixtures thereof,

절연 재료는 세리사이트, 베마이트, 활석, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,The insulating material is selected from the group consisting of sericite, boehmite, talc, and mixtures thereof,

열전도성 입자는 500 V 인가 전압에서 10 mm 직경 및 3.0 mm 높이를 갖는 상기 열전도성 입자들의 원기둥에 대해 측정될 때, 적어도 1×104 Ω·cm 내지 1 × 1010 Ω·cm 범위의 체적 저항률을 나타낸다.The thermally conductive particles have a volume resistivity in the range of at least 1 x 10 < 4 > OMEGA .cm to 1 x 10 < 10 > OMEGA .cm as measured for the cylinders of thermally conductive particles having a diameter of 10 mm and a height of 3.0 mm at a voltage of 500 V .

열전도성 입자Thermally conductive particles

압축 전단 혼합 방법을 사용하여 복수의 코어 입자들을 유기 결합제로 결합함으로써 복합 코어가 생성되는데, 이는 원하는 입자 크기 또는 형상을 갖도록 제조될 수 있다. 코어 입자들 100 부피부당 유기 결합제의 부피는 1 내지 30 부피부, 바람직하게는 2 내지 26 부피부, 그리고 더 바람직하게는 4 내지 22 부피부의 범위이다.Composite cores are produced by combining a plurality of core particles with an organic binder using a compression shear mixing method, which can be made to have a desired particle size or shape. The volume of organic binder per 100 parts by volume of core particles is in the range of 1 to 30 parts skin, preferably 2 to 26 parts skin, and more preferably 4 to 22 parts skin.

복합 코어는 절연 층으로 부분적으로 또는 전체적으로 코팅되는데, 절연 층의 두께는 0.1 내지 10 μm, 그리고 바람직하게는 0.5 내지 6 μm의 범위이다. 복합 코어 100 부피부당 절연 재료의 부피는 3 내지 48 부, 바람직하게는 5 내지 35 부, 그리고 더 바람직하게는 10 내지 32 부의 범위이다. 절연 재료의 그러한 부피 농도 및 절연 코팅의 두께는 열전도성 입자에 충분한 열전도도 및 청구범위에 기재된 원하는 체적 저항률을 부여한다.The composite core is partially or wholly coated with an insulating layer, wherein the thickness of the insulating layer is in the range of 0.1 to 10 [mu] m, and preferably 0.5 to 6 [mu] m. The volume of the insulating material per 100 parts by volume of the composite core is in the range of 3 to 48 parts, preferably 5 to 35 parts, and more preferably 10 to 32 parts. Such a volumetric concentration of the insulating material and the thickness of the insulating coating impart sufficient thermal conductivity to the thermally conductive particles and the desired volume resistivity described in the claims.

본 명세서에 기재된 열전도성 입자의 평균 입자 크기는 0.5 내지 300 μm, 바람직하게는 20 내지 250 μm, 그리고 더 바람직하게는 90 내지 190 μm의 범위이다. 평균 입자 크기는 주사 전자 현미경법(SEA)을 통해 그의 최장축(14)을 측정함으로써 결정될 수 있다.The average particle size of the thermally conductive particles described herein ranges from 0.5 to 300 μm, preferably from 20 to 250 μm, and more preferably from 90 to 190 μm. The average particle size can be determined by measuring its longest axis 14 through scanning electron microscopy (SEA).

본 명세서에 기재된 열전도성 입자의 종횡비는 1 내지 100, 바람직하게는 2 내지 50, 더 바람직하게는 3 내지 35, 그리고 훨씬 더 바람직하게는 4 내지 15의 범위이다. 도 1은 (장축(14)을 따른) 입자 길이를 입자 두께(15)로 나눈 값으로서의 종횡비를 도시한다. 본 명세서에 기재된 열전도성 입자의 종횡비는 바람직하게는 2 초과이며, 바람직하게는 3 내지 약 7의 범위이다. 열전도성 입자가 편평한 형상을 가질 경우, 이것을 수지와 함께 물품으로 성형하게 되면, 성형 물품에 이방성 열전도도를 제공할 수 있다.The aspect ratio of the thermally conductive particles described herein ranges from 1 to 100, preferably from 2 to 50, more preferably from 3 to 35, and even more preferably from 4 to 15. [ Figure 1 shows the aspect ratio as a value obtained by dividing the particle length (along the long axis 14) by the particle thickness 15. The aspect ratio of the thermally conductive particles described herein is preferably greater than 2, and is preferably in the range of from 3 to about 7. When the thermally conductive particles have a flat shape, if they are molded into an article together with the resin, an anisotropic thermal conductivity can be provided to the molded article.

본 명세서에 기재된 열전도성 입자의 체적 저항률은 적어도 1×10 Ω·cm Ω·cm의 범위이고, 바람직하게는 1.0×104 내지 1.0×1018 Ω·cm, 더 바람직하게는 1.0×104 내지 1.0×1010 Ω·cm의 범위이다.The volume resistivity of the thermally conductive particles as disclosed herein is at least 1 × 10 Ω · in the range of cm Ω · cm, preferably 1.0 × 10 4 to 1.0 × 10 18 Ω · cm, more preferably from 1.0 × 10 4 to in the range of 1.0 × 10 10 Ω · cm.

본 명세서에 기재된 열전도성 입자, 조성물 또는 방법 중 임의의 것에서, 하기의 요소들 중 임의의 것 또는 모두를 조합하여 광범위한 다수의 변형을 생성할 수 있으며, 이들 각각은 기재된 발명으로서 고려된다:In any of the thermally conductive particles, compositions, or methods described herein, any of or all of the following elements may be combined to produce a wide variety of variations, each of which is considered as the described invention:

- 코어 입자들은 탄소계 입자들일 수 있고/있거나;- The core particles can be carbon-based particles and / or;

- 탄소계 입자들은 흑연이고/이거나;- The carbon-based particles are graphite and / or;

- 코어 입자들은 3:2 내지 99:1 비의 천연 발생 흑연과 플레이크상(flaky) 탄소계 입자들이고/이거나;- The core particles are / are naturally occurring graphite and flaky carbon-based particles in a ratio of 3: 2 to 99: 1;

- 흑연과 플레이크상 탄소계 입자들의 혼합물이 사용될 경우, 플레이크상 탄소계 입자들은 평균 두께가 천연 발생 흑연의 평균 두께보다 작고/작거나;- When a mixture of graphite and flaked carbon-based particles is used, the flaked carbon-based particles have an average thickness smaller / smaller than the average thickness of the naturally occurring graphite;

- 코어 입자들은 본 명세서에 기재된 열전도성 입자의 100 부피부이고/이거나;- The core particles are 100 parts skin of the thermally conductive particles described herein;

- 유기 결합제는 코어 입자들의 부피의 3 내지 25 부피부의 범위이고/이거나;- The organic binder is in the range of 3 to 25 parts skin of the volume of core particles and / or;

- 절연 재료는 코어 입자들의 4 내지 48 부피부의 범위이고/이거나;- The insulating material is in the range of 4 to 48 parts skin of the core particles and / or;

- 유기 결합제는 열경화성 수지이고/이거나;- The organic binder is a thermosetting resin and / or;

- 본 명세서에 기재된 열전도성 입자의 평균 입자 크기는 0.5 μm 내지 300 μm의 범위이고/이거나;- The average particle size of the thermally conductive particles described herein ranges from 0.5 [mu] m to 300 [mu] m and / or;

- 절연 재료는 세리사이트, 베마이트, 활석, 운모, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고/되거나;- The insulating material is selected from the group consisting of sericite, boehmite, talc, mica, and mixtures thereof;

- 본 명세서에 기재된 열전도성 수지 조성물에서, 열전도성 입자는 조성물의 총 부피의 10 내지 70 부피%의 범위이고/이거나;- In the thermally conductive resin composition described in this specification, the thermally conductive particles are in the range of 10 to 70% by volume of the total volume of the composition and / or;

- 열전도성 수지 조성물은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 아라미드 수지, 고무, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.- The thermally conductive resin composition may include a thermoplastic resin, a thermosetting resin, an aramid resin, a rubber, or a mixture thereof.

a)a) 복합 코어Composite core

복합 코어는 100 W·m-1·K-1 이상 및 바람직하게는 800 W·m-1·K-1 이하의 충분한 열전도도를 나타낸다. 최대값은 이방성 열전도도를 갖는 복합 코어에 대해 발생된다.The composite core exhibits a sufficient thermal conductivity of 100 W m -1 K -1 or more and preferably 800 W m -1 K -1 or less. The maximum value is generated for a composite core having an anisotropic thermal conductivity.

코어 입자들Core particles

복합 코어는 금속, 세라믹, 또는 탄소 또는 이들의 혼합물의 코어 입자들을 포함할 수 있다. 금속 입자는 구리, 은, 니켈, 알루미늄, 또는 이들의 합금을 포함한다. 세라믹 입자는 질화알루미늄, 탄화규소, 및 알루미나를 포함한다. 탄소계 입자는 흑연, 탄소 나노튜브, 풀러렌, 그래핀, 카본 블랙, 유리상 탄소, 탄소 섬유, 비정질 탄소, 탄화붕소, 또는 이들의 혼합물을 포함한다.The composite core may comprise core particles of metal, ceramic, or carbon or mixtures thereof. The metal particles include copper, silver, nickel, aluminum, or an alloy thereof. The ceramic particles include aluminum nitride, silicon carbide, and alumina. The carbon-based particles include graphite, carbon nanotubes, fullerene, graphene, carbon black, glassy carbon, carbon fiber, amorphous carbon, boron carbide, or a mixture thereof.

바람직하게는, 복합 코어들은 탄소계 입자들을 포함한다. 탄소계 입자들은 바람직하게는 흑연을 포함하며, 흑연은 천연 또는 합성일 수 있으며, 천연 흑연이 그의 열전도도 및 비용으로 인해 바람직하다.Preferably, the composite cores comprise carbon-based particles. The carbon-based particles preferably include graphite, and graphite may be natural or synthetic, and natural graphite is preferred due to its thermal conductivity and cost.

특히, 탄소계 입자들은 다소 구형인 흑연뿐만 아니라 플레이크상으로도 알려진 판상(platy) 형상의 흑연으로 된 흑연 혼합물을 포함하는데, 이 흑연 혼합물은 구형 흑연 대 플레이크상 흑연이 3:2 내지 99:1의 부피비로, 그리고 바람직하게는 1:1 내지 6:1의 부피비로 존재한다. 천연 흑연보다 더 얇은 플레이크상 탄소계 입자들은 팽창 흑연, 그래핀, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 팽창 흑연은, 층간 공간이 화학적 처리 및 열처리에 의해 팽창되어 층이 적층되어 있는 방향으로 흑연을 팽창 및 분리시킨 플레이크상 천연 흑연이다. 그래핀은 탄소 원자가 육방 격자로 정렬된 플레이크상 입자이다. T는, 천연 흑연의 경우 수 μm 두께이고, 한편 팽창 흑연 및 그래핀의 경우 1 μm 두께 미만이다.In particular, the carbon-based particles include graphite blends of platy graphite, also known as flake, as well as somewhat spherical graphite, which have spherical graphite to flake graphite in a ratio of 3: 2 to 99: 1 By volume, and preferably in a volume ratio of 1: 1 to 6: 1. Flaked carbon-based particles thinner than natural graphite include expanded graphite, graphene, and mixtures thereof. Expanded graphite is a flake natural graphite in which graphite is expanded and separated in the direction in which the interlayer spaces are expanded by chemical treatment and heat treatment so that the layers are laminated. Graphene is a flake phase particle whose carbon atoms are arranged in hexagonal lattices. T is a few μm thick for natural graphite and less than 1 μm thick for expanded graphite and graphene.

비교적 두꺼운 천연 흑연을 플레이크상 탄소계 입자들과 혼합함으로써 다소 편평한 열전도성 복합 코어를 형성한다. 다소 편평한 열전도성 입자를 포함하는 수지 조성물로 형성된 성형 물품은 열전도의 이방성 경로를 부여하는데, 이는 성형 물품의 열전도도를 증가시킨다.By mixing relatively thick natural graphite with flaked carbon-based particles, a somewhat flat thermally conductive composite core is formed. Molded articles formed from a resin composition comprising somewhat flat thermally conductive particles impart an anisotropic path of heat conduction, which increases the thermal conductivity of the shaped article.

복합 코어의 평균 입자 크기는 1 내지 150 μm, 바람직하게는 15 내지 100 μm, 그리고 더 바람직하게는 30 내지 90 μm의 범위이다. 복합 코어의 평균 입자 크기는 주사 전자 현미경법(SEM)에 의해 복합 코어의 최장축을 측정함으로써 결정된다.The average particle size of the composite core ranges from 1 to 150 μm, preferably from 15 to 100 μm, and more preferably from 30 to 90 μm. The average particle size of the composite core is determined by measuring the longest axis of the composite core by scanning electron microscopy (SEM).

복합 코어의 종횡비는 바람직하게는 1 이상, 더 바람직하게는 2 이상, 그리고 더욱 더 바람직하게는 5 이상의 범위이다. 복합 코어는 상이한 종횡비를 갖는 둘 이상의 유형의 입자를 포함할 수 있다.The aspect ratio of the composite core is preferably at least 1, more preferably at least 2, and even more preferably at least 5. The composite core may include two or more types of particles having different aspect ratios.

유기 결합제Organic binder

복합 코어는 1종 이상의 코어 입자들을 유기 결합제와 함께 결합함으로써 원하는 형상으로 형성될 수 있다. 유기 결합제는 중량 평균 분자량이 300 이상인 중합체이다. 중량 평균 분자량은 바람직하게는 1,000,000 미만이다.The composite core may be formed into a desired shape by bonding one or more core particles together with an organic binder. The organic binder is a polymer having a weight average molecular weight of 300 or more. The weight average molecular weight is preferably less than 1,000,000.

유기 결합제의 유형은 특별히 제한되지는 않지만, 바람직하게는 열가소성 수지, 열경화성 수지, 또는 이들의 혼합물이며, 더 바람직하게는 열경화성 수지이다. 열경화성 수지는 에폭시, 노볼락, 아이소티오시아네이트, 멜라민, 우레아, 이미드, 방향족 폴리카르보다이이미드, 페녹시 수지, 페놀, 메타크릴레이트, 불포화 폴리에스테르, 비닐 에스테르, 우레아 우레탄, 레졸, 및 실리콘, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 열경화성 수지는 바람직하게는 멜라민이다.The type of organic binder is not particularly limited, but is preferably a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or a mixture thereof, more preferably a thermosetting resin. The thermosetting resin may be at least one selected from the group consisting of epoxy, novolac, isothiocyanate, melamine, urea, imide, aromatic polycarbodiimide, phenoxy resin, phenol, methacrylate, unsaturated polyester, vinyl ester, ureaurethane, Silicon, and mixtures thereof. The thermosetting resin is preferably melamine.

유기 결합제는 용액 상태일 수 있거나 용매 중에 분산될 수 있다. 바람직한 용매는 물이고; 유기 결합제 수용액이 바람직하다.The organic binder may be in solution or may be dispersed in a solvent. A preferred solvent is water; An organic binder aqueous solution is preferred.

복합 코어의 제조Manufacture of composite core

복합 코어는 코어 입자들과 유기 결합제를 혼합하여 코어 입자들을 유기 결합제에 결합 및 혼합함으로써 형성될 수 있다. 유기 결합제는 코어 입자들 사이의 갭 내에 충전되고 코어 입자들의 기계적 강도를 증가시킨다.The composite core can be formed by mixing the core particles with the organic binder and bonding and mixing the core particles with the organic binder. The organic binder is filled in the gap between the core particles and increases the mechanical strength of the core particles.

코어 입자들과 유기 결합제를 블렌딩하여 코어 입자들을 접합시킬 때 압축 전단 혼합이 사용될 수 있다. 압축 전단 혼합은 상이한 재료들의 복수의 입자들(코어 입자들 및 유기 결합제의 혼합물)에 압축력 및 전단력을 가하여 입자들이 서로 결합되게 하는 방법이다.Compression shear mixing can be used to bond the core particles by blending the core particles with the organic binder. Compressive shear mixing is a method of applying a compressive force and a shearing force to a plurality of particles (mixture of core particles and organic binder) of different materials so that the particles are bonded to each other.

메카노퓨전 시스템(Mechanofusion System)(호소카와 미크론 리미티드(Hosokawa Micron Ltd.)) 또는 세타 컴포저 시스템(Theta Composer System)(토쿠주 코포레이션(Tokuju Corp.))이 압축 전단 혼합을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 메카노퓨전 시스템이 사용되는 경우, 압축 베셀(compression vessel) 내부의 회전 블레이드가 베셀의 내벽에 대해 코어 입자들 및 유기 결합제를 가압하고 강력한 압축력 및 전단력을 부여하여 코어 입자들을 유기 결합제와 결합 및 혼합한다.A Mechanofusion System (Hosokawa Micron Ltd.) or Theta Composer System (Tokuju Corp.) can be used to provide compression shear mixing. When a mechanofusion system is used, a rotating blade inside a compression vessel presses the core particles and the organic binder against the inner wall of the vessel and provides strong compressive and shear forces to couple and mix the core particles with the organic binder do.

건식 입자 복합화 기계, 예컨대 NOB-130®(호소카와 미크론 리미티드로부터 입수가능함)이 접합에 사용되는 경우, 블레이드와 베셀 벽 사이의 갭은 1 내지 3 mm의 범위이고, 블레이드의 회전 속도는 바람직하게는 1,000 rpm 내지 6,000 rpm, 그리고 더 바람직하게는 1,800 rpm 내지 4,500 rpm의 범위이다.When used in the dry particle composite machine, for example, NOB-130 ® (Hosokawa Micron available from limited available) is bonded, and the gap between the blade and the vessel wall is in a range of 1 to 3 mm, the rotational speed of the blade is preferably 1,000 rpm to 6,000 rpm, and more preferably from 1,800 rpm to 4,500 rpm.

세타 컴포저 시스템(토쿠주 코포레이션으로부터 입수가능한 THC 모델 세타 컴포저)이 사용되는 경우, 시스템의 베셀은 한 방향으로 회전하며, 한편 베셀 내부의 타원형 로터는 반대 방향으로 회전하여, 베셀 벽과 로터 사이의 갭 내에서 압축 및 전단이 가해져서 코어 입자들을 유기 결합제와 결합되게 한다. 로터와 베셀 벽 사이의 갭은 1 내지 3 mm의 범위이고, 블레이드의 회전 속도는 바람직하게는 1,000 rpm 내지 6,000 rpm, 그리고 더 바람직하게는 1,800 rpm 내지 4,500 rpm의 범위이다.When the theta composer system (THC model theta composer available from Tokushu Corporation) is used, the vessel of the system rotates in one direction while the elliptical rotor inside the vessel rotates in the opposite direction and the gap between the vessel wall and the rotor Compression and shearing are applied within the core to bond the core particles with the organic binder. The gap between the rotor and vessel wall is in the range of 1 to 3 mm, and the rotational speed of the blade is preferably in the range of 1,000 rpm to 6,000 rpm, and more preferably in the range of 1,800 rpm to 4,500 rpm.

유기 결합제는 또한, 코어 입자들과 혼합하기 전에, 미리 용매를 사용하여 희석될 수 있다. 유기 결합제를 용매로 희석시킴으로써, 탄소 입자들을 더 적은 결합제와 결합시킬 수 있다. 용매는, 용매가 유기 결합제를 용해시키는 한 임의의 유형일 수 있다. 용매는 물, 아이소프로필 알코올(IPA), 메탄올, 에탄올, 메틸에틸 케톤(MEK), 메틸 아이소부틸 케톤(MIBK), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 모노에탄올아민(MEA), 다이프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트(DPGDA), 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 용매는 유기 결합제가 균일하게 분산될 용액인 것이 바람직하다. 유기 결합제가 수용성인 경우, 용매는 바람직하게는 물이다.The organic binder may also be diluted beforehand with the solvent, before mixing with the core particles. By diluting the organic binder with a solvent, carbon particles can be combined with fewer binders. The solvent may be of any type as long as the solvent dissolves the organic binder. The solvent may be water, isopropyl alcohol (IPA), methanol, ethanol, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate Ethanol amine (MEA), dipropylene glycol diacrylate (DPGDA), or mixtures thereof. The solvent is preferably a solution in which the organic binder is uniformly dispersed. When the organic binder is water-soluble, the solvent is preferably water.

코어 입자들과 유기 결합제의 혼합 온도는 특별히 제한되지 않지만, 유기 결합제의 유형 및 점도에 좌우된다. 특히, 유기 결합제가 수용액인 경우, 혼합 온도는 물의 증발을 피하기 위해 바람직하게는 10℃ 내지 80℃ 미만, 그리고 더 바람직하게는 25℃ 내지 50℃ 미만의 범위이다.The mixing temperature of the core particles and the organic binder is not particularly limited, but depends on the type and viscosity of the organic binder. In particular, when the organic binder is an aqueous solution, the mixing temperature is preferably in the range of from 10 캜 to less than 80 캜, and more preferably from 25 캜 to less than 50 캜 to avoid evaporation of water.

유기 결합제 또는 유기 결합제 및 용매의 혼합물의 점도는 20℃에서 바람직하게는 0.5 내지 1,000 mPa·s의 범위이다. 복합 코어는 혼합 동안 유기 결합제 및 용매의 점도를 조정함으로써 원하는 형상을 달성할 수 있다. 복합 코어는 20℃에서는 0.5 내지 100 mPa·s로 다소 편평하고, 100 내지 1,000 mPa·s에서는 형상이 더 구형으로 된다.The viscosity of the organic binder or mixture of organic binder and solvent is preferably in the range of 0.5 to 1,000 mPa · s at 20 ° C. The composite core can achieve the desired shape by adjusting the viscosity of the organic binder and solvent during mixing. The composite core is somewhat flat at 0.5 to 100 mPa · s at 20 ° C and more spherical at 100 to 1,000 mPa · s.

혼합 시간은 코어 입자들과 유기 결합제가 서로 적절하게 결합 및 혼합되도록 조정될 수 있다. 혼합 시간은 바람직하게는 1분 내지 30분, 그리고 더 바람직하게는 3분 내지 10분의 범위이다.The mixing time can be adjusted so that the core particles and the organic binder are properly combined and mixed with each other. The mixing time is preferably in the range of 1 minute to 30 minutes, and more preferably in the range of 3 minutes to 10 minutes.

b)b) 절연 재료Insulating material

본 명세서에 기재된 열전도성 입자의 절연 재료는 체적 저항률이 20℃에서 1×109 Ω·cm 이상 및 바람직하게는 1×1022 Ω·cm 이하이다. 적합한 절연 재료는 특별히 제한되지 않고, 천연 발생 또는 합성일 수 있으며, 제한없이 금속 산화물, 금속 탄산염, 탄산염 광물, 금속 질화물, 금속 황화물, 인산염 광물, 점토 광물, 규산염 광물, 유리 재료, 또는 이들의 혼합물을 포함한다.The insulating material of the thermally conductive particles described in this specification has a volume resistivity of 1 x 10 < 9 > OMEGA .cm or more and preferably 1 x 10 < 22 > Suitable insulating materials are not particularly limited and may be naturally occurring or synthetic and include, without limitation, metal oxides, metal carbonates, carbonate minerals, metal nitrides, metal sulfides, phosphate minerals, clay minerals, silicate minerals, .

금속 산화물은 산화알루미늄(Al2O3), 산화아연(ZnO), 산화티타늄(TiO2), 산화철(FeO), 산화마그네슘(MgO), 산화규소(SiO2), 베마이트(Al2O3·H2O), 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 금속 탄산염은 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgCO3), 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 탄산염 광물은 칼사이트(다형성 CaCO3), 아라고나이트(결정질 CaCO3), 돌로마이트(CaMg(CO3)2), 하이드로탈사이트(Mg6Al2CO3(OH)16·4(H2O)), 피로아우라이트(Mg6Fe2(CO3)(OH)16·4(H2O)), 마나세아이트(Mg6Al2(CO3)(OH)16·4H2O), 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 금속 질화물은 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 질화규소(Si3N4), 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 금속 황화물은 황화몰리브덴(MoS2), 황화텅스텐(WS2), 황화아연(ZnS), 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 인산염 광물은 아파타이트(Ca5(PO4)3(F, Cl, OH)), 하이드록시아파타이트(Ca5(PO4)3(OH)), 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 규산염 광물은 단사정계 결정질 점토상 광물(예컨대, 사문암((Mg, Fe)3Si2O5(OH)4), 피로필라이트(Al2Si4O10(OH)2), 카올린 점토, 세리사이트(KAl2AlSi3O10(OH)2), 몬모릴로나이트((Na, Ca)0.33(Al, Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O), 녹니석족 광물, 활석, 질석, 및 스멕타이트족 광물), 운모, 규조암(SiO2·nH2O), 또는 이들의 혼합물을 포함한다.The metal oxide is aluminum oxide (Al 2 O 3), zinc (ZnO), titanium oxide (TiO 2), iron oxide (FeO), magnesium oxide (MgO), silicon oxide (SiO 2), boehmite (Al 2 O 3 H 2 O), or mixtures thereof. Metal carbonates include calcium carbonate (CaCO 3), magnesium carbonate (MgCO 3), or a mixture thereof. Carbonate minerals include calcite (polymorphic CaCO 3 ), aragonite (crystalline CaCO 3 ), dolomite (CaMg (CO 3 ) 2 ), hydrotalcite (Mg 6 Al 2 CO 3 (OH) 16 · 4 (H 2 O) ), fatigue Au Added (Mg 6 Fe 2 (CO 3 ) (OH) 16 · 4 (H 2 O)), mana three children agent (Mg 6 Al 2 (CO 3 ) (OH) 16 · 4H 2 O), Or mixtures thereof. The metal nitride includes boron nitride (BN), aluminum nitride (AlN), silicon nitride (Si 3 N 4 ), or a mixture thereof. The metal sulfides include molybdenum sulfide (MoS 2 ), tungsten sulfide (WS 2 ), zinc sulfide (ZnS), or mixtures thereof. Phosphate minerals include apatite (Ca 5 (PO 4 ) 3 (F, Cl, OH)), hydroxyapatite (Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH)), or mixtures thereof. The silicate minerals include monoclinic crystalline clay minerals such as sericite ((Mg, Fe) 3 Si 2 O 5 (OH) 4 ), pyrophyllite (Al 2 Si 4 O 10 (OH) 2 ), kaolin clay, (KAl 2 AlSi 3 O 10 (OH) 2 ), montmorillonite ((Na, Ca) 0.33 (Al, Mg) 2 Si 4 O 10 (OH) 2 .nH 2 O), chlorite minerals, talc, and smectite group minerals), include mica, diatomite (SiO 2 · nH 2 O) , or mixtures thereof.

상기 열거된 절연 재료의 화학식은 절연 재료의 부류들에 적용될 수 있기 때문에, 화학식에 의해 확인된 절연 재료의 임의의 종이 본 명세서에 기재된 열전도성 입자에서 고려된다.Since the formulas of the insulating materials listed above can be applied to the classes of insulating material, any paper of insulating material identified by the formula is contemplated in the thermally conductive particles described herein.

적합한 절연 재료는 산화알루미늄(알루미나), 산화아연, 활석, 산화마그네슘, 이산화규소, 베마이트, 질화붕소, 운모, 질화알루미늄, 질화규소, 황화아연, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 더 바람직한 절연 재료는 활석, 베마이트, 세리사이트, 운모, 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 활석이 특히 바람직하다.Suitable insulating materials include aluminum oxide (alumina), zinc oxide, talc, magnesium oxide, silicon dioxide, boehmite, boron nitride, mica, aluminum nitride, silicon nitride, zinc sulphide, or mixtures thereof. More preferred insulating materials include talc, boehmite, sericite, mica, or mixtures thereof. Talc is particularly preferred.

절연 재료의 평균 입자 크기는 바람직하게는 10 nm 내지 50 μm, 더 바람직하게는 100 nm 내지 30 μm, 그리고 더 바람직하게는 300 nm 내지 15 μm이다.The average particle size of the insulating material is preferably 10 nm to 50 占 퐉, more preferably 100 nm to 30 占 퐉, and still more preferably 300 nm to 15 占 퐉.

열전도성 코어 입자에 대한 절연 재료의 부피 농도는 약 4 내지 약 40 부피%, 바람직하게는 약 5 내지 약 30 부피%, 더 바람직하게는 약 8 내지 약 30 부피%, 그리고 가장 바람직하게는 약 10 내지 약 25 부피%의 범위이다.The volume concentration of the insulating material relative to the thermally conductive core particles is from about 4 to about 40% by volume, preferably from about 5 to about 30% by volume, more preferably from about 8 to about 30% by volume, and most preferably from about 10 To about 25% by volume.

절연 재료에 의한 복합 코어의 코팅Coating of composite core by insulating material

복합 코어는 절연 재료에 의해 적어도 부분적으로 코팅되는데, 절연 재료는 바람직하게는 1×109 내지 1×1020 Ω·cm의 체적 저항률을 갖는다.The composite core is at least partially coated with an insulating material, which preferably has a volume resistivity of 1 x 10 < 9 > to 1 x 10 < 20 >

복합 코어를 형성하는 것과 유사하게, 메카노퓨전 시스템 또는 세타 컴포저 시스템이 복합 코어를 절연 재료로 코팅하는 데 사용될 수 있는데, 이때 절연 재료는 압축력 및 전단력에 의해 복합 코어의 표면에 본질적으로 융합된다. 대안적으로, 복합 코어를 코팅하기 위해 상이한 방법들이 사용될 수 있다. 그러나, 제조 효율을 최대화하기 위해, 동일한 시스템을 사용하여 복합 코어를 형성하고 그것을 절연 재료로 코팅하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 복합 코어를 형성하고 코팅하기 위해 메카노퓨전 공정이 사용된다.Similar to forming a composite core, a mechanofusion system or a theta composer system can be used to coat the composite core with an insulating material, wherein the insulation material is intrinsically fused to the surface of the composite core by compressive and shear forces. Alternatively, different methods can be used to coat the composite core. However, in order to maximize manufacturing efficiency, it is desirable to form a composite core using the same system and coat it with an insulating material. Preferably, a mechanofusion process is used to form and coat the composite core.

2 단계 공정으로 사용하는 것이 바람직한데, 이러한 공정에서는 코어 입자 및 유기 결합제가 먼저 압축 전단 혼합을 거쳐서 복합 코어를 형성하고, 여기에 절연 재료를 첨가하고, 이것이 다시 압축 전단 혼합을 거쳐서 본 명세서에 기재된 열전도성 입자가 생성된다. 복합 코어가 절연 재료로 코팅되는 온도는 바람직하게는 유기 결합제의 경화 온도 이하의 범위이고, 용매가 사용되는 경우에는, 용매의 비점 이하의 범위이다. 코팅 온도는 바람직하게는 10℃ 내지 80℃ 미만, 그리고 더 바람직하게는 25℃ 내지 50℃ 미만의 범위이다. 절연 재료는 복합 코어의 표면을 적어도 부분적으로 코팅할 것이며, 그럼으로써 본 명세서에 기재된 열전도성 입자를 생성하게 될 것이다.In this process, the core particles and the organic binder are first subjected to compression shear mixing to form a composite core, to which an insulating material is added, which is then subjected to compression shearing mixing to form a composite core Thermally conductive particles are produced. The temperature at which the composite core is coated with the insulating material is preferably in the range below the curing temperature of the organic binder, and in the case where the solvent is used, it is in the range below the boiling point of the solvent. The coating temperature is preferably in the range of from 10 캜 to less than 80 캜, and more preferably from 25 캜 to less than 50 캜. The insulating material will at least partially coat the surface of the composite core, thereby creating the thermally conductive particles described herein.

추가적으로, 복합 코어와 절연 재료의 압축 전단 혼합의 지속시간은 절연 재료가 복합 코어의 표면에 융합되도록 조정될 수 있으며, 바람직하게는 5초 내지 5분, 그리고 더 바람직하게는 10초 내지 120초의 범위이다.In addition, the duration of the compressive shear mixing of the composite core and the insulating material can be adjusted to fuse the insulating material to the surface of the composite core, preferably in the range of 5 seconds to 5 minutes, and more preferably 10 seconds to 120 seconds .

절연 재료는 바람직하게는 복합 코어의 전체 표면을 덮거나 코팅한다. 대안적으로, 절연 재료는 1×104 Ω·cm 이상의 열전도성 입자의 체적 저항률을 유지하기에 충분한 복합 코어의 표면의 부분을 덮거나 코팅할 수 있다.The insulating material preferably covers or covers the entire surface of the composite core. Alternatively, the insulating material may cover or coat a portion of the surface of the composite core sufficient to maintain the volume resistivity of the thermally conductive particles above 1 x 10 < 4 >

수지 조성물Resin composition

본 명세서에 기재된 조성물은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 아라미드 수지, 고무, 또는 이들의 혼합물 중에 분산된 본 명세서에 기재된 열전도성 입자를 포함한다. 본 명세서에 기재된 조성물은 성형 제품, 필름, 시트, 접착제 등에 사용하기에 충분한 열전도도 및 체적 저항률 둘 모두를 나타낸다. 예를 들어, 본 명세서에 기재된 조성물은 절연 필름으로서 제조되어 전자 부품의 표면에 적용될 수 있거나, 또는 사출 성형되어 LED 전구 구성요소 등과 같은 발열 전자 부품용 하우징으로서 사용될 수 있다.The composition described herein comprises the thermally conductive particles described herein dispersed in a thermoplastic resin, a thermoset resin, an aramid resin, a rubber, or a mixture thereof. The compositions described herein exhibit both thermal conductivity and volume resistivity sufficient for use in molded articles, films, sheets, adhesives, and the like. For example, the compositions described herein may be manufactured as an insulating film and applied to the surface of an electronic component, or may be injection molded and used as a housing for a heat generating electronic component such as an LED bulb component or the like.

열가소성 수지의 경우, 임의의 적합한 수지가 본 명세서에 기재된 조성물에 사용될 수 있으며, 폴리올레핀 수지, 예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 폴리아미드 수지, 예컨대 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 나일론 12, 및 방향족 폴리아미드, 폴리에스테르 수지, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 폴리사이클로헥실메틸렌 테레프탈레이트, 환형 폴리에스테르 올리고머, ABS 수지, 폴리카르보네이트 수지, 변성 폴리페닐렌 에테르 수지, 폴리아세탈 수지, 폴리페닐렌 설파이드 수지, 전방향족 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 에테르케톤 수지, 폴리에테르 설폰 수지, 폴리설폰 수지, 및 폴리아미드-이미드 수지를 포함할 수 있다. 이들 수지를 구성하는 성분들을 선택적으로 배합함으로써 얻어진 공중합체가 또한 사용될 수 있다. 열가소성 수지들이 배합될 수 있다. 바람직하게는, 열가소성 수지는 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리페닐렌 설파이드 수지 및 전방향족 폴리에스테르 수지로 이루어진 군으로부터 선택된다.In the case of thermoplastic resins, any suitable resin may be used in the compositions described herein, including polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyamide resins such as nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon 12, and aromatic polyamides , Polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polycyclohexylmethylene terephthalate, cyclic polyester oligomers, ABS resins, polycarbonate resins, modified polyphenylene ether resins, polyacetal resins, poly A phenylene sulfide resin, a wholly aromatic polyester resin, a polyether ether ketone resin, a polyether sulfone resin, a polysulfone resin, and a polyamide-imide resin. Copolymers obtained by selectively blending the components constituting these resins may also be used. Thermoplastic resins may be blended. Preferably, the thermoplastic resin is selected from the group consisting of a polyamide resin, a polyester resin, a polyphenylene sulfide resin and a wholly aromatic polyester resin.

열경화성 수지의 경우, 임의의 적합한 수지가 본 명세서에 기재된 조성물에 사용될 수 있으며, 에폭시 수지, 노볼락 수지, 아이소티오시아네이트 수지, 멜라민 수지, 우레아 수지, 이미드 수지, 방향족 폴리카르보다이이미드 수지, 페녹시 수지, 페놀 수지, 메타크릴레이트 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 비닐에스테르 수지, 우레아 우레탄 수지, 및 레졸 수지를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 열경화성 수지는 멜라민 수지, 에폭시 수지, 또는 불포화 폴리에스테르 수지를 함유한다.In the case of thermosetting resins, any suitable resin may be used in the compositions described herein, and may be an epoxy resin, a novolak resin, an isothiocyanate resin, a melamine resin, a urea resin, an imide resin, , A phenoxy resin, a phenol resin, a methacrylate resin, an unsaturated polyester resin, a vinyl ester resin, a urea urethane resin, and a resol resin. Preferably, the thermosetting resin contains a melamine resin, an epoxy resin, or an unsaturated polyester resin.

수지 또는 고무를 용해시키거나 그의 점도를 조정하는 한, 임의의 적합한 용매가 본 명세서에 기재된 조성물에 첨가될 수 있다. 용매의 대부분은 건조 단계에서 증발될 것으로 예측된다. 적합한 용매는 물, 아이소프로필 알코올(IPA), 메탄올, 에탄올, 메틸에틸 케톤(MEK), 메틸 아이소부틸 케톤(MIBK), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 모노에탄올아민(MEA), 다이프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트(DPGDA), 또는 이들의 혼합물을 포함한다.Any suitable solvent may be added to the composition described herein so long as it dissolves the resin or rubber or adjusts its viscosity. Most of the solvent is expected to evaporate at the drying stage. Suitable solvents include water, isopropyl alcohol (IPA), methanol, ethanol, methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK), propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) Monoethanolamine (MEA), dipropylene glycol diacrylate (DPGDA), or mixtures thereof.

본 명세서에 기재된 조성물의 총 부피에 대한 본 명세서에 기재된 열전도성 입자의 부피는 바람직하게는 10 내지 70 부피%, 더 바람직하게는 15 내지 50 부피%, 그리고 더욱 더 바람직하게는 20 내지 38 부피%의 범위이다. 조성물의 총 부피에 대한 열전도성 입자의 부피%가 이들 범위 내에 있을 때, 충분한 열전도도 및 체적 저항률이 얻어질 것이다.The volume of the thermally conductive particles described herein relative to the total volume of the composition described herein is preferably 10 to 70% by volume, more preferably 15 to 50% by volume, and even more preferably 20 to 38% . When the volume percent of the thermally conductive particles relative to the total volume of the composition is within these ranges, sufficient thermal conductivity and volume resistivity will be obtained.

본 명세서에 기재된 조성물은 산화방지제, 유리 섬유, 및 윤활제와 같은 첨가제를 함유할 수 있다.The compositions described herein may contain additives such as antioxidants, glass fibers, and lubricants.

본 명세서에 기재된 조성물로 제조된 물품의 체적 저항률은 500 V 인가 전압에서 측정될 때, 바람직하게는 1.0×1010 내지 1.0×1018 Ω·cm, 그리고 더 바람직하게는 1.0×1013 내지 1.0×1015 Ω·cm의 범위이다. 본 명세서에 기재된 조성물로 제조된 1 mm 두께 성형 제품의 표면의 열전도도는 레이저 플래시 방법에 의해 추산될 때, 바람직하게는 0.5 W/mK 내지 10.0 W/mK 그리고 더 바람직하게는 1.0 W/mK 내지 5.0 W/mK 이하의 범위이다.The volume resistivity of an article made from the composition described herein is preferably 1.0 x 10 10 to 1.0 x 10 18 Ω · cm, more preferably 1.0 x 10 13 to 1.0 x 10 15 Ω · cm. The thermal conductivity of the surface of a 1 mm thick molded article made from the compositions described herein is preferably from 0.5 W / mK to 10.0 W / mK and more preferably from 1.0 W / 5.0 W / mK or less.

본 명세서에 기재된 열전도성 입자의 제조 방법The method for producing thermally conductive particles described in this specification

본 명세서에 기재된 열전도성 입자는 그것이 제조된 방법 때문에, 즉 다음의 2 단계 공정 때문에, 기재된 체적 저항률을 나타낸다:The thermally conductive particles described herein exhibit the volume resistivity described because of the process in which it is made, i.e. because of the following two-step process:

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 열전도성 코어 입자들과 유기 결합제를 함께 결합함으로써 복합 코어를 제조하고 나서, 이어서 복합 코어를 절연 재료에 의해 적어도 부분적으로 코팅한다. 두 단계 모두 - 복합 코어를 제조하는 단계 및 복합 코어를 코팅하는 단계 - 가 압축 전단 혼합에 의해 행해진다.First, as shown in Fig. 1, a composite core is prepared by bonding together thermoconductive core particles and an organic binder, and then the composite core is at least partially coated with an insulating material. Both steps - producing the composite core and coating the composite core - are performed by compression shear mixing.

특히, 본 명세서에 기재된 열전도성 입자는 하기 단계에 의해 제조된다:In particular, the thermally conductive particles described herein are prepared by the following steps:

먼저, 건식 입자 복합화 장치, 예컨대 NOB-130®(호소카와 미크론 리미티드로부터 입수가능함) 내에서 3,000 rpm의 회전 속도로 5분 동안 둘 모두가 본 명세서에 기재된 바와 같은 열전도성 코어 입자들과 유기 결합제를 압축 전단 혼합하여 복합 코어를 형성하는 단계; 및First, a dry particle composite apparatus, for example, NOB-130 ® (available from Hosokawa Micron, Ltd.) in a rotation speed of 3,000 rpm 5 bun both compresses the heat-conductive core particles and the organic binder as described herein for Shear mixing to form a composite core; And

이어서, 복합 코어의 표면이 절연 재료에 의해 적어도 부분적으로 코팅되게 되어 열전도성 입자를 형성하게 되도록, 건식 입자 복합화 장치 내에서 복합 코어와 절연 재료를 압축 전단 혼합하는 단계.The step of compression shearing mixing the composite core and the insulating material in the dry particle hybridization apparatus such that the surface of the composite core is at least partially coated with the insulating material to form thermally conductive particles.

첫 번째의 압축 전단 혼합의 지속시간은 약 30초 내지 약 90분의 범위일 수 있고; 유기 결합제는 용매, 바람직하게는 물 중에 용해되거나 현탁되어 유기 결합제 용액 또는 현탁액을 제조할 수 있다. 두 번째의 전단 혼합 시간은 30초 내지 약 10분 미만의 범위일 수 있다.The duration of the first compression shear mixing may range from about 30 seconds to about 90 minutes; The organic binder may be dissolved or suspended in a solvent, preferably water, to prepare an organic binder solution or suspension. The second shear mixing time may range from 30 seconds to less than about 10 minutes.

바람직하게는, 이어서 이들 입자는 수분을 제거하기 위해 120℃에서 3시간 동안 열처리될 수 있다. 유기 결합제가 열경화성 수지, 예컨대 메틸올 멜라민이었다면, 열처리에 의해 그 수지는 추가의 가교결합을 일으킬 수 있다.Preferably, these particles can then be heat treated at 120 DEG C for 3 hours to remove moisture. If the organic binder is a thermosetting resin such as methylol melamine, the resin may cause further crosslinking by heat treatment.

이어서, 열전도성 입자는 본 명세서에 기재된 바와 같은 임의의 적합한 수지 또는 중합체에 첨가되어 열전도성 수지 조성물로 제조될 수 있다.The thermally conductive particles may then be made into a thermally conductive resin composition added to any suitable resin or polymer as described herein.

실시예Example

본 발명은 하기의 실시예(E) 및 비교예(C)로 예시되지만 이로 제한되지 않는다.The present invention is exemplified by the following Example (E) and Comparative Example (C), but is not limited thereto.

재료material

- 천연 흑연 입자 ― 아이티오 그래파이트 컴퍼니 리미티드(ITO Graphite Co. Ltd.)로부터 흑연 X-100으로 입수가능한 평균 입자 크기가 60 μm인 편상 흑연.- Natural graphite particles - Flake graphite having an average particle size of 60 占 퐉 available as graphite X-100 from ITO Graphite Co. Ltd.

- 메틸올 멜라민(MM) ― 니폰 카바이드 인더스트리즈 컴퍼니 인크.(Nippon Carbide Industries Co. Inc.)로부터 니카레신(Nikaresin) S-176으로 입수가능한 유기 결합제.- Methylol melamine (MM) - An organic binder available from Nikon Carbide Industries Co. Inc. as Nikaresin S-176.

- 수성 폴리에스테르(PE) ― 구 케미칼(Goo Chemical)로부터 Z730으로 입수가능한 수용성 폴리에스테르.- Aqueous Polyester (PE) - Water soluble polyester available from Goo Chemical as Z730.

- 폴리아미드(PA) ― 스미토모 세이카 케미칼즈(Sumitomo Seika Chemicals)로부터 PA200으로 입수가능한 물 중 폴리아미드 현탁액.- Polyamide (PA) - polyamide suspension in water available from Sumitomo Seika Chemicals as PA200.

- 소듐 폴리스티렌 설포네이트(SPS) - 토소 오가닉 케미칼(Tosoh Organic Chemical)로부터 PS-50으로 입수가능한 소듐 폴리스티렌 설포네이트의 20% 수용액.- Sodium polystyrene sulfonate (SPS) - 20% aqueous solution of sodium polystyrene sulfonate available from PSO 50 from Tosoh Organic Chemical.

- 활석 1 - 평균 D50 입자 크기가 0.65 μm이고, 아이엠아이 파비 컴퍼니 리미티드(IMI FABI Co., Ltd.)로부터 HTP 울트라 5로 입수가능함.- Talc 1 - average D50 The particle size is 0.65 μm and available as HTP Ultra 5 from IMI FABI Co., Ltd.

- 활석 2 - 평균 D50 입자 크기가 2.4 μm이고, 아이엠아이 파비 컴퍼니 리미티드로부터 HTP 2C로 입수가능함.- Talc 2 - average D50 particle size of 2.4 μm, available from HIP 2C from IM AVI Fabry Company Limited.

- 활석 3 - 평균 D50 입자 크기가 5 μm이고, 후지 탈크 인더스트리얼(Fuji Talc Industrial)로부터 LMS200으로 입수가능함.- Talc 3 - average D50 particle size of 5 μm, available from Fuji Talc Industrial as LMS200.

- 세리사이트 - 세립질 운모, 평균 D50 입자 크기가 1.6 μm이고, 킨세이 마틱, 컴퍼니 리미티드(Kinsei Matic, Co. Ltd.)로부터 세리사이트 J로 입수가능함.- Sericite-fine grain mica, average D50 particle size of 1.6 占 퐉 and available from Serine Site J from Kinsei Matic, Co. Ltd.

- 운모 - 평균 D50 입자 크기가 5 μm이고, 야마구치 마이카(Yamaguchi Mica)로부터 입수가능함.- Mica-average D50 particle size of 5 μm, available from Yamaguchi Mica.

- 베마이트 - 평균 D50 입자 크기가 3 내지 5 μm이고, 카와이 라인 인더스트리(Kawai Line Industry)로부터 BMF로 입수가능함.- Boehmite-average D50 particle size of 3 to 5 [mu] m and available as BMF from Kawai Line Industry.

- 이산화티타늄(TiO2) - 평균 D50 입자 크기가 0.5 μm 초과이고, 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(E.I. du Pont de Nemours and Company)[듀폰(DuPont)]로부터 티퓨어(Tipure)® R108로 입수가능함.- titanium dioxide (TiO 2) - D50 and the average particle size exceeds 0.5 μm, of Wilmington, Delaware, USA Will this material. children. DuPont de four together & Company (EI du Pont de Nemours and Company ) to obtain pure Ti (Tipure) ® R108 available from [DuPont (DuPont)].

- 질화붕소(BN) - 평균 D50 입자 크기가 12 μm이고, 덴키 가가쿠(Denki Kagaku)로부터 SGP로 입수가능함.- Boron Nitride (BN) - average D50 particle size of 12 μm, available as SGP from Denki Kagaku.

- 이불화칼슘(CaF2) - 평균 D50 입자 크기가 6 μm이고, 산쿄 세이푼(Sankyo Seifun)으로부터 HO#100으로 입수가능함.- Calcium hypobromite (CaF 2 ) - average D50 particle size of 6 μm, available from Sankyo Seifun as HO # 100.

- 팽창 흑연 - 이토 코쿠엔 컴퍼니, 리미티드(Ito Kokuen Co., Ltd.)로부터 EC300으로 입수됨.- Expanded graphite - obtained from Ito Kokuen Co., Ltd., EC300.

- 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) - 듀폰으로부터 크라스틴(Crastin)®으로 입수가능함.- a polybutylene terephthalate (PBT) - available ® Klein sustaining (Crastin) available from DuPont.

방법Way

체적 저항률의 측정Measurement of volume resistivity

실시예 및 비교예에서의 열전도성 입자의 체적 저항률을 도 2에서의 장치(20)를 사용하여 2 단자법(two-terminal method)으로 측정하였다. 양측의 2개의 위치에서 단자 전극(21)에 연결된 10 mm 내경을 갖는 투명 실린더(22)를 흑연 입자(23)로 3.0 mm의 높이까지 충전하였다. 충전량은 0.2 g이었다. 투명 실린더(22)와 접촉 상태에 있는 단자 전극(21)들 중 하나의 표면의 표면적은 0.785 ㎠였다. 2개의 단자들 사이에 있는 실린더에 500 V 전압을 인가함으로써 체적 저항률을 얻었다.The volume resistivity of the thermally conductive particles in the examples and comparative examples was measured by the two-terminal method using the device 20 in Fig. A transparent cylinder 22 having a 10 mm inner diameter connected to the terminal electrode 21 at two positions on both sides was filled with graphite particles 23 to a height of 3.0 mm. The charge amount was 0.2 g. The surface area of one of the terminal electrodes 21 in contact with the transparent cylinder 22 was 0.785 cm 2. Volumetric resistivity was obtained by applying a 500 V voltage to the cylinder between the two terminals.

본 명세서에 기재된 열전도성 입자를 제조하는 방법Methods of making the thermally conductive particles described herein

하기 표에 기재된 열전도성 입자의 모든 실시예를 방법 A를 사용하여 제조하였다. 비교예, C1은 방법 B를 사용하여 제조하였으며, 비교예, C2는 방법 B를 사용하여 제조하였다.All examples of the thermally conductive particles described in the following table were prepared using Method A. Comparative Example C1 was prepared using Method B, and Comparative Example C2 was prepared using Method B.

방법 A: 열전도성 입자를 생성하기 위한 2개의 압축 전단 혼합 단계Method A: Two compression shear mixing steps to produce thermally conductive particles

첫 번째 단계는 흑연과 유기 결합제를 압축 전단 혼합하여 복합 코어를 생성하는 단계였으며, 이어지는 두 번째 단계는 복합 코어와 절연 재료를 압축 전단 혼합하는 단계였다.The first step was compression shear mixing of graphite and organic binder to produce composite core, and the second step was compressive shear mixing of composite core and insulation material.

천연 흑연 입자들 및 유기 결합제를 건식 입자 복합화 장치(NOB-130®, 호소카와 미크론 리미티드로부터 입수가능함) 내로 첨가하고 3,000 rpm의 회전 속도로 5분 동안 압축 전단 혼합하여 복합 코어를 형성하였다. 특정 결합제를 용매로서 사용되는 다량의 물 중에 용해하거나 현탁하여 유기 결합제 용액 또는 현탁액을 생성함으로써 표에서의 유기 결합제를 얻었다.Natural graphite particles and an organic binder were added into a dry particle hybridization device (NOB-130 ® , available from Hosokawa Micron Limited) and compression shear mixed at a rotation speed of 3,000 rpm for 5 minutes to form a composite core. The organic binder in the table is obtained by dissolving or suspending a specific binder in a large amount of water to be used as a solvent to produce an organic binder solution or suspension.

이어서, 활석, 베마이트, 세리사이트, 및 운모를 포함한 절연 재료를 복합 코어가 들어 있는 건식 입자 복합화 장치에 첨가하고, 3,000 rpm의 회전 속도로 30초 동안 두 번째 압축 전단 혼합을 거쳐서 절연 층이 복합 코어의 표면 상에 부분적으로 형성되게 하여 열전도성 입자를 생성하였다. 열전도성 입자를 120℃에서 3시간 동안 열처리하여 남아 있는 용매를 제거하였다. 메틸올 멜라민을 유기 결합제로서 사용하였을 때에는, 가열 단계에 의해 메틸올 멜라민이 추가로 가교결합되었다.Insulating materials including talc, boehmite, sericite, and mica were then added to the dry particle hybridization apparatus containing the composite core and subjected to a second compression shear mixing for 30 seconds at a rotation speed of 3,000 rpm to form a composite And partially formed on the surface of the core to produce thermally conductive particles. The thermally conductive particles were heat-treated at 120 DEG C for 3 hours to remove the remaining solvent. When methylol melamine was used as the organic binder, methylol melamine was further crosslinked by the heating step.

방법 B: 단일 압축 전단 혼합 단계: 유기 결합제와 절연 재료를 예비혼합한 후, 열전도성 코어 입자들을 첨가하고, 이어서 모든 요소들을 압축 전단 혼합함Method B: Single Compression Shear Mixing Step: Premix mixing of the organic binder and the insulating material, then adding the thermally conductive core particles, followed by compression shearing mixing of all elements

활석과 메틸올멜라민의 수용액을 함께 예비혼합하여 활석/메틸올 아민 혼합물을 형성하였다. 이러한 예비혼합은 압축 전단 단계가 아니었다. 이어서, 예비혼합물을 천연 흑연 입자와 함께 방법 A에 기재된 바와 같이 건식 입자 복합화 장치에 첨가하고, 5분 동안 압축 전단 혼합하여 열전도성 입자를 형성하였다. 열전도성 입자를 120℃에서 3시간 동안 열처리하여 용매를 제거하여, 500 V 인가 전압에서 체적 저항률이 8×102 Ω·cm인 열전도성 입자를 생성하였다.The talc and methylol melamine aqueous solutions were premixed together to form a talc / methylol amine mixture. This premixing was not a compression shear step. The premix was then added to the dry particle hybridization apparatus as described in Method A with natural graphite particles and compression shear mixed for 5 minutes to form the thermally conductive particles. The thermally conductive particles were heat-treated at 120 ° C for 3 hours to remove the solvent, and thermally conductive particles having a volume resistivity of 8 × 10 2 Ω · cm were produced at a voltage of 500 V.

이 방법은 단지 하나의 압축 전단 혼합 단계만을 이용한다. 따라서, 방법 B에서는, 복합 코어를 먼저 생성하지 않았다.This method uses only one compression shear mixing step. Thus, in Method B, a composite core was not created first.

방법 C: 단일 압축 전단 혼합 단계: 유기 결합제, 열전도성 코어 입자들 및 절연 재료를 함께 압축 전단 혼합함Method C: Single Compression Shear Mixing Step: Mixing the organic binder, thermoconductive core particles and insulating material together by compression shearing

이 방법은 예비혼합 단계를 갖지 않고, 모든 요소들을 함께 첨가하여 압축 전단 혼합하였다. 천연 흑연 입자들, 유기 결합제(멜라민 수용액) 및 절연 재료(활석)를 방법 A에 기재된 바와 같이 건식 입자 복합화 장치에 함께 첨가하고 5분 동안 압축 전단 혼합하여 열전도성 입자를 형성하였다. 이어서, 열전도성 입자를 120℃에서 3시간 동안 열처리하여 용매를 제거하여, 500 V 인가 전압에서 체적 저항률이 8×103 Ω·cm인 열전도성 입자를 생성하였다. 방법 B와 유사하게, 방법 C 또한 단지 하나의 압축 전단 단계만을 이용하고 복합 코어를 생성하지 않는다.This method has no preliminary mixing step, and all the elements are added together and compression shear mixed. The natural graphite particles, the organic binder (melamine aqueous solution) and the insulating material (talc) were added together in a dry particle hybridization apparatus as described in Method A and compression shear mixed for 5 minutes to form thermally conductive particles. Then, the thermally conductive particles were heat-treated at 120 ° C for 3 hours to remove the solvent, thereby producing thermally conductive particles having a volume resistivity of 8 × 10 3 Ω · cm at a voltage of 500 V. Similar to Method B, Method C also uses only one compression shear step and does not create a composite core.

결과result

[표 1][Table 1]

Figure pct00002
Figure pct00002

표 1은 동일한 회전 속도, 경화 온도 및 지속시간을 갖는 메카노퓨전 공정 A, B, 및 C에 의해 제조된 열전도성 입자의 체적 저항률을 비교한다. E1은 메카노퓨전 공정 A에 의해 제조하였으며, 메카노퓨전 공정 A가 기재된 체적 저항률의 열전도성 입자를 달성하였음을 보여주며, 한편 메카노퓨전 공정 B 또는 C는 C2 및 C3을 달성하였는데, 이들은 기재된 체적 저항률을 나타내었다.Table 1 compares the volume resistivity of the thermally conductive particles produced by mechanofusion processes A, B, and C with the same rotational speed, curing temperature and duration. E1 was prepared by the mechanofusion process A and the mechanofusion process A achieved the described volume resistivity thermally conductive particles while the mechanofusion process B or C achieved C2 and C3, Volume resistivity.

[표 2][Table 2]

Figure pct00003
Figure pct00003

표 2에서의 모든 실시예 및 비교예는 방법 A에 의해 제조하였으며, 장축에 따른 평균 길이가 131.7 μm이고, 평균 두께가 22.5 μm이어서, 5.85의 종횡비를 제공하였다. E2 내지 E5 각각은 복합 코어 내에 상이한 양의 유기 결합제를 가졌다. C3은 유기 결합제가 결여되어 있었으며, 체적 저항률 5 Ω·cm를 나타내었다. 이는 E2 내지 E5의 체적 저항률 중 최소인 1.5×107 Ω·cm와 대조적이다. 표 2는 열전도성 코어 입자들의 양에 대한 유기 결합제의 부피%가 3 내지 20의 범위일 때, 1×104 Ω·cm 이상의 기재된 체적 저항률이 얻어짐을 나타낸다.All examples and comparative examples in Table 2 were prepared by Method A and provided an aspect ratio of 5.85, with an average length along the major axis of 131.7 μm and an average thickness of 22.5 μm. Each of E2 to E5 had different amounts of organic binder in the composite core. C3 had no organic binder and had a volume resistivity of 5 Ω · cm. This is in contrast to the minimum volume resistivity of E2 to E5 of 1.5 x 10 < 7 > Table 2 shows that when the volume percentage of the organic binder with respect to the amount of thermally conductive core particles is in the range of 3 to 20, a volume resistivity described above of 1 x 10 4 ? · Cm or more is obtained.

표 2는 또한, 천연 흑연 100 부피부 중 20 부피부를 팽창 흑연으로 대체한 것을 제외하고는, E2에서와 동일한 방식으로 형성된, 복합 코어 내에 2가지 유형의 흑연을 갖는 열전도성 입자, E6을 보여준다. E6의 체적 저항률은 5.5×105 Ω·cm이었는데, 이는 E2의 체적 저항률에 비하여 거의 5배의 개선이었다.Table 2 also shows thermally conductive particles, E6, having two types of graphite in a composite core, formed in the same manner as in E2, except that 20 parts of natural graphite 100 parts skin was replaced with expanded graphite . The volume resistivity of E6 was 5.5 × 10 5 Ω · cm, which was almost five times better than the volume resistivity of E2.

[표 3][Table 3]

Figure pct00004
Figure pct00004

절연 재료의 양을 변동시킨 것을 제외하고는, 표 2에서의 실시예와 동일한 방식으로 표 3에서의 실시예를 형성하였다. E7 내지 E10 각각은 상이한 양의 절연 재료, 즉 활석을 가졌다. C4는 활석이 결여되어 있었다. C4 및 E7 내지 E10의 체적 저항률을 실시예 2 내지 실시예 6에 대해서와 같이 측정하였다.The examples in Table 3 were formed in the same manner as the example in Table 2, except that the amount of insulating material was varied. E7 to E10 each had a different amount of insulating material, i.e., talc. C4 lacked talc. The volume resistivities of C4 and E7 to E10 were measured as for Examples 2 to 6.

표 3은 E7 내지 E10의 체적 저항률은 활석의 양이 증가함에 따라 증가한다는 것을 보여준다. E9에서와 같은 활석의 양을 2배 함유하는 E10의 체적 저항률은 E9의 체적 저항률과 동일하였다. 이들 결과는 절연 재료의 비교적 더 효과적인 양은 열전도성 입자의 총 부피의 약 10 내지 약 20 부피부의 범위임을 보여준다.Table 3 shows that the volume resistivity of E7 to E10 increases as the amount of talc increases. The volume resistivity of E10, which contains twice the amount of talc as in E9, was equal to the volume resistivity of E9. These results show that a relatively more effective amount of insulating material ranges from about 10 to about 20 parts skin of the total volume of thermally conductive particles.

[표 4][Table 4]

Figure pct00005
Figure pct00005

활석 절연 재료의 평균 입자 크기를 변동시킨 것을 제외하고는, 실시예 2 내지 실시예 10에 대해서와 동일한 방식으로 표 4에서의 열전도성 입자를 형성하였다. E11은 E9에서와 대략 동일한 평균 크기의 활석 입자를 가졌다. E11, E12, 및 E13은 각각 650 nm, 2.4 μm, 및 5.0 5.0 μm의 평균 입자 크기의 활석을 가졌다. 따라서, E12에 대한 평균 활석 입자 크기는 E11(E9)에 대한 평균 활석 입자 크기보다 약 4배 더 컸다. E13에 대한 평균 활석 입자 크기는 E12에 대한 평균 활석 입자 크기의 약 2배였고 E11(E8)에 대한 평균 활석 입자 크기보다 약 8배 더 컸다. E11(E9) 및 E12의 체적 저항률은 평균 절연 입자 크기의 4배 차이와 관계없이 사실상 비슷하였다. 그러나, E12의 체적 저항률에 비하여 E13의 체적 저항률의 감소는, 활석이 절연 재료인 경우, 평균 활석 입자 크기가 600 nm 내지 약 3.0 μm의 범위일 때 최적의 결과가 달성됨을 암시한다. 그럼에도 불구하고, 3개의 모든 실시예, E11 내지 E13에서, 열전도성 입자의 체적 저항률은 1.0×108 Ω·cm보다 더 컸는데, 이 값은 최소한으로 기재된 값에 비하여 10,000배 증가된 값이다.The thermally conductive particles in Table 4 were formed in the same manner as in Examples 2 to 10 except that the average particle size of the talc insulating material was varied. E11 had talc particles of about the same average size as in E9. E11, E12, and E13 had average particle size talc of 650 nm, 2.4 μm, and 5.0 5.0 μm, respectively. Thus, the average talc particle size for E12 was about four times larger than the average talc particle size for E11 (E9). The average talc particle size for E13 was about twice the mean talc particle size for E12 and about 8 times larger than the average talc particle size for E11 (E8). The volume resistivities of E11 (E9) and E12 were virtually similar, regardless of the difference in the average insulating particle size four times. However, a decrease in the volume resistivity of E13 relative to the volume resistivity of E12 implies that when the talc is an insulating material, optimal results are achieved when the average talc particle size is in the range of 600 nm to about 3.0 μm. Nevertheless, in all three embodiments, E11 to E13, the volume resistivity of the thermally conductive particles was greater than 1.0 x 10 < 8 > [Omega] cm, which is a 10,000-fold increased value compared to the minimum listed.

[표 5][Table 5]

Figure pct00006
Figure pct00006

표 5에서, 절연 재료로서 이산화티타늄, 질화붕소, 및 불화칼슘을 각각 갖는 C5, C6, 및 C7은 기재된 체적 저항률을 갖는 열전도성 입자를 달성하지 못했다. 불화칼슘은 4.0의 모스(Mohs) 경도를 갖고; 질화붕소는 약 12 μm의 입자 크기를 갖고; C5에서의 산화티타늄은 종횡비가 약 1인 구형 형상을 가졌다.In Table 5, C5, C6, and C7, respectively having titanium dioxide, boron nitride, and calcium fluoride as insulating materials, failed to achieve thermally conductive particles having the volume resistivity described. Calcium fluoride has a Mohs hardness of 4.0; Boron nitride has a particle size of about 12 [mu] m; Titanium oxide in C5 had a spherical shape with an aspect ratio of about 1.

대조적으로, 표 5는 절연 재료로서 세리사이트, 운모, 및 베마이트를 각각 갖는 E14, E15, 및 E16이, 체적 저항률이 1.0×104의 기재된 값 이상인 각각의 열전도성 입자를 달성하였음을 나타낸다. 베마이트, 세리사이트, 및 운모 모두는 3.5 미만의 모스 경도 값 및 약 5 μm 이하의 입자 크기를 갖는다.In contrast, Table 5 shows that E14, E15, and E16, each having sericite, mica, and boehmite as insulating materials, achieved respective thermally conductive particles having a volume resistivity of 1.0 x 10 4 or more. Both boehmite, sericite, and mica have a Mohs hardness value of less than 3.5 and a particle size of about 5 탆 or less.

[표 6][Table 6]

Figure pct00007
Figure pct00007

표 6은 상이한 유기 결합제를 갖는 열전도성 입자의 체적 저항률을 나타낸다. 표 6에 사용된 각각의 유기 결합제는 500 V 인가 전압에서 기재된 값, 1×104 Ω·cm 이상의 체적 저항률을 나타내는 열전도성 입자를 생성하였다. 유기 결합제로서 메틸올 멜라민 또는 수성 폴리에스테르를 사용함으로써 가장 우수한 체적 저항률을 갖는 열전도성 입자가 생성되었다.Table 6 shows the volume resistivity of thermally conductive particles with different organic binders. Each of the organic binders used in Table 6 produced thermally conductive particles having a volume resistivity of 1 x 10 < 4 > The use of methylol melamine or aqueous polyester as the organic binder resulted in thermally conductive particles having the best volume resistivity.

[표 7][Table 7]

Figure pct00008
Figure pct00008

표 7은 열전도성 입자가 수지 중에 분산된 수지 조성물 및 사출 성형되어 물품을 형성한 수지 조성물을 보여준다.Table 7 shows a resin composition in which thermally conductive particles are dispersed in a resin and a resin composition in which an article is formed by injection molding.

본 명세서에 기재된 바와 같은 수지 조성물을 다음과 같이 제조하였다:A resin composition as described herein was prepared as follows:

(수지 조성물의 총 부피의) 67 부피부의 폴리부틸렌 테레프탈레이트 수지 및 7 부피부의 폴리에스테르 탄성중합체를 디에스엠 엑스플로어(DSM Xplore)에 의해 제조된 MC15 마이크로믹서를 사용하여 290℃에서 2분 동안 혼합하였다. E10으로부터의 열전도성 입자를 (수지 조성물의 총 부피의) 26 부피부로 첨가하고, 290℃에서 추가 30초 동안 교반하여 수지 조성물을 생성하였다.67 parts of skin polybutylene terephthalate resin (of the total volume of the resin composition) and 7 parts of skin polyester elastomer were mixed at 290 占 폚 using a MC15 micromixer manufactured by DSM Xplore Min. The thermally conductive particles from E10 were added to 26 parts of skin (of the total volume of the resin composition) and stirred at 290 DEG C for an additional 30 seconds to produce a resin composition.

수지 조성물을 125℃ 몰드 온도에서 사출 성형하여 21 mm 길이, 16 mm 폭, 및 1 mm 두께의 성형 물품(도 3)을 생성하였다. 옴미터(ohmmeter)(미츠비시 케미칼 코포레이션(Mitsubishi Chemical Corp.)에 의해 제조된 하이레스타-업(Hiresta-UP))를 사용하여, 성형 물품의 표면에서의 체적 저항률은 1.0×1014 Ω·cm 이상인 것으로 측정되었다. 게다가, 브루커(Bruker) AXS 모델 LFA 447 나노플래시(NanoFlash)®를 사용하여 15 mm×15 mm 면적에서 레이저 플래시 방법에 의해 성형 물품의 사출 방향으로의 열확산율을 측정하였으며, 열확산율을 성형 물품의 비열 및 밀도에 의해 계산했을 때 열확산율은 1.4 W/mK인 것으로 확인되었다.The resin composition was injection molded at a mold temperature of 125 캜 to produce molded articles of 21 mm length, 16 mm width, and 1 mm thickness (Fig. 3). By using an ohmmeter (Hiresta-UP manufactured by Mitsubishi Chemical Corp.), the volume resistivity at the surface of the molded article was 1.0 × 10 14 Ω · cm or more Respectively. In addition, the thermal diffusivity of the molded article in the direction of injection of the molded article was measured by means of a laser flash method using a Bruker AXS model LFA 447 NanoFlash ® in an area of 15 mm x 15 mm, And the heat diffusivity was found to be 1.4 W / mK, as calculated by the specific heat and density.

이 성형 물품의 단면을 전자 현미경으로 관찰했을 때, 흑연-함유 복합재(41) 및 그의 표면을 코팅하는 절연 층(42)을 함유하는 열전도성 입자가 도 4에 도시된 바와 같이 관찰되었다. 게다가, 열전도성 입자는 수지(43) 내에서 거의 평행하게 정렬되었다.When the cross section of this molded article was observed with an electron microscope, thermally conductive particles containing the graphite-containing composite material 41 and the insulating layer 42 coating the surface thereof were observed as shown in Fig. In addition, the thermally conductive particles were aligned in the resin 43 almost in parallel.

Claims (15)

열전도성 입자로서,
복합 코어; 및
절연 층을 포함하며,
복합 코어는 복수의 코어 입자들 및 코어 입자들을 함께 결합시키는 유기 결합제를 포함하고,
코어 입자들은 열전도성이고 금속 입자, 세라믹 입자, 탄소계 입자, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
절연 재료는 복합 코어의 적어도 일부분을 코팅하고,
열전도성 입자는 500 V 인가 전압에서 10 mm 직경 및 3.0 mm 높이를 갖는 상기 열전도성 입자들의 원기둥에 대해 측정될 때, 적어도 1×104 Ω·cm 내지 1×1010 Ω·cm 범위의 체적 저항률을 나타내는, 열전도성 입자.
As thermally conductive particles,
Composite core; And
An insulating layer,
The composite core comprises a plurality of core particles and an organic binder that binds the core particles together,
The core particles are thermally conductive and selected from the group consisting of metal particles, ceramic particles, carbon-based particles, and mixtures thereof,
The insulating material may coat at least a portion of the composite core,
The thermally conductive particles have a volume resistivity in the range of at least 1 x 10 < 4 > OMEGA .cm to 1 x 10 < 10 > OMEGA .cm as measured for the cylinders of thermally conductive particles having a diameter of 10 mm and a height of 3.0 mm at a voltage of 500 V Of the thermally conductive particles.
제1항에 있어서, 코어 입자들은 탄소계 입자들인, 열전도성 입자.The thermally conductive particles of claim 1, wherein the core particles are carbon-based particles. 제1항에 있어서, 탄소계 입자들은 흑연인, 열전도성 입자.The thermally conductive particles according to claim 1, wherein the carbon-based particles are graphite. 제1항 또는 제2항에 있어서,
코어 입자들은 3:2 내지 99:1 비의 천연 발생 흑연과 플레이크상(flaky) 탄소계 입자들이고,
플레이크상 탄소계 입자들은 평균 두께가 천연 발생 흑연의 평균 두께보다 작은, 열전도성 입자.
3. The method according to claim 1 or 2,
The core particles are naturally occurring graphite and flaky carbon-based particles in a 3: 2 to 99: 1 ratio,
The flaked carbon-based particles are thermally conductive particles whose average thickness is less than the average thickness of naturally occurring graphite.
제1항 또는 제2항에 있어서,
코어 입자들은 100 부피부이고,
유기 결합제는 코어 입자들의 부피의 3 내지 25 부피부의 범위이고, 절연 재료는 코어 입자들의 4 내지 48 부피부의 범위인, 열전도성 입자.
3. The method according to claim 1 or 2,
The core particles are 100 parts skin,
Wherein the organic binder is in the range of 3 to 25 parts skin of the core particles and the insulating material is in the range of 4 to 48 parts skin of the core particles.
제5항에 있어서,
코어 입자들은 3:2 내지 99:1 비의 천연 발생 흑연과 플레이크상 탄소계 입자들이고,
플레이크상 탄소계 입자들은 평균 두께가 천연 발생 흑연의 평균 두께보다 작은, 열전도성 입자.
6. The method of claim 5,
The core particles are naturally occurring graphite and flaked carbon-based particles in a 3: 2 to 99: 1 ratio,
The flaked carbon-based particles are thermally conductive particles whose average thickness is less than the average thickness of naturally occurring graphite.
제1항 또는 제2항에 있어서,
유기 결합제는 열경화성 수지인, 열전도성 입자.
3. The method according to claim 1 or 2,
The organic binder is a thermosetting resin.
제6항에 있어서,
유기 결합제는 열경화성 수지인, 열전도성 입자.
The method according to claim 6,
The organic binder is a thermosetting resin.
제1항 또는 제2항에 있어서,
열전도성 입자의 평균 입자 크기는 0.5 μm 내지 300 μm의 범위인, 열전도성 입자.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the average particle size of the thermally conductive particles is in the range of 0.5 mu m to 300 mu m.
제8항에 있어서,
열전도성 입자의 평균 입자 크기는 0.5 μm 내지 300 μm의 범위인, 열전도성 입자.
9. The method of claim 8,
Wherein the average particle size of the thermally conductive particles is in the range of 0.5 mu m to 300 mu m.
제1항 또는 제2항에 있어서,
절연 재료는 세리사이트, 베마이트, 활석, 운모, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 열전도성 입자.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the insulating material is selected from the group consisting of sericite, boehmite, talc, mica, and mixtures thereof.
제10항에 있어서, 절연 재료는 세리사이트, 베마이트, 활석, 운모, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 열전도성 입자.11. The thermally conductive particles of claim 10, wherein the insulating material is selected from the group consisting of sericite, boehmite, talc, mica, and mixtures thereof. 열전도성 입자의 제조 방법으로서,
복합 코어를 절연 재료로 적어도 부분적으로 코팅하는 단계를 포함하며,
복합 코어는 복수의 코어 입자들 및 코어 입자들을 함께 결합시키는 유기 결합제를 포함하고,
코어 입자들은 열전도성이고 금속 입자, 세라믹 입자, 탄소계 입자, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
절연 재료는 세리사이트, 베마이트, 활석, 운모, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
열전도성 입자는 500 V 인가 전압에서 10 mm 직경 및 3.0 mm 높이를 갖는 상기 열전도성 입자들의 원기둥에 대해 측정될 때, 적어도 1×104 Ω·cm 내지 1×1010 Ω·cm 범위의 체적 저항률을 나타내는, 방법.
As a method for producing thermally conductive particles,
At least partially coating the composite core with an insulating material,
The composite core comprises a plurality of core particles and an organic binder that binds the core particles together,
The core particles are thermally conductive and selected from the group consisting of metal particles, ceramic particles, carbon-based particles, and mixtures thereof,
The insulating material is selected from the group consisting of sericite, boehmite, talc, mica, and mixtures thereof,
The thermally conductive particles have a volume resistivity in the range of at least 1 x 10 < 4 > OMEGA .cm to 1 x 10 < 10 > OMEGA .cm as measured for the cylinders of thermally conductive particles having a diameter of 10 mm and a height of 3.0 mm at a voltage of 500 V Lt; / RTI >
제13항에 있어서,
복합 코어는 압축력 및 전단력을 적용하여, 코어 입자들이 유기 결합제와 혼합되게 함으로써 형성된 것인, 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the composite core is formed by applying a compressive force and a shear force so that the core particles are mixed with the organic binder.
수지 조성물로서,
열전도성 입자, 및
하기로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지를 포함하며:
열전도성 입자는 복합 코어 및 절연 층을 포함하고,
복합 코어는 복수의 코어 입자들 및 코어 입자들을 함께 결합시키는 유기 결합제를 포함하고,
코어 입자들은 열전도성이고 금속 입자, 세라믹 입자, 탄소계 입자, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고,
절연 재료는 복합 코어의 적어도 일부분을 코팅하고,
열전도성 입자는 500 V 인가 전압에서 10 mm 직경 및 3.0 mm 높이를 갖는 상기 열전도성 입자들의 원기둥에 대해 측정될 때, 적어도 1×104 Ω·cm 내지 1×1010 Ω·cm 범위의 체적 저항률을 나타내고,
열전도성 입자는 수지 조성물의 총 부피의 10 내지 70 부피%의 범위인, 수지 조성물.
As the resin composition,
Thermally conductive particles, and
A resin selected from the group consisting of:
The thermally conductive particles comprise a composite core and an insulating layer,
The composite core comprises a plurality of core particles and an organic binder that binds the core particles together,
The core particles are thermally conductive and selected from the group consisting of metal particles, ceramic particles, carbon-based particles, and mixtures thereof,
The insulating material may coat at least a portion of the composite core,
The thermally conductive particles have a volume resistivity in the range of at least 1 x 10 < 4 > OMEGA .cm to 1 x 10 < 10 > OMEGA .cm as measured for the cylinders of thermally conductive particles having a diameter of 10 mm and a height of 3.0 mm at a voltage of 500 V Lt; / RTI >
Wherein the thermally conductive particles are in a range of 10 to 70% by volume of the total volume of the resin composition.
KR1020167008836A 2013-10-04 2014-10-06 Thermally conductive electrically insulating particles and compositions Withdrawn KR20160068762A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013209304 2013-10-04
JPJP-P-2013-209304 2013-10-04
PCT/US2014/059239 WO2015051354A1 (en) 2013-10-04 2014-10-06 Thermally conductive electrically insulating particles and compositions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160068762A true KR20160068762A (en) 2016-06-15

Family

ID=51743572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167008836A Withdrawn KR20160068762A (en) 2013-10-04 2014-10-06 Thermally conductive electrically insulating particles and compositions

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6654562B2 (en)
KR (1) KR20160068762A (en)
CN (1) CN105764969B (en)
WO (1) WO2015051354A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10593482B2 (en) 2016-12-28 2020-03-17 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Dielectric powder and multilayer capacitor using the same
KR20220075556A (en) * 2020-11-30 2022-06-08 한국과학기술연구원 Filler composite material with high insulation and heat resistance, and the method for manufacturing through dry particle-particle complexation

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107445520A (en) * 2017-07-27 2017-12-08 泾县信达工贸有限公司 A kind of electric rice cooker heated disk thermostable heat-conductive insulating materials
JP7236211B2 (en) * 2017-12-15 2023-03-09 株式会社フジミインコーポレーテッド Filler, method for producing filler, and method for producing molded product
CN115702196A (en) * 2020-06-15 2023-02-14 3M创新有限公司 Flowable hardenable composition, thermally conductive composition and electronic heat sink assembly comprising same
CN111725160A (en) * 2020-06-16 2020-09-29 杰群电子科技(东莞)有限公司 A high-power semiconductor module, packaging method and electronic product
CN111725159A (en) * 2020-06-16 2020-09-29 杰群电子科技(东莞)有限公司 A high heat dissipation semiconductor product, packaging method and electronic product
CN111725145A (en) * 2020-06-16 2020-09-29 杰群电子科技(东莞)有限公司 A semiconductor packaging structure, packaging method and electronic product
US12176125B2 (en) 2020-07-15 2024-12-24 Ge Aviation Systems Llc Method of making an insulated conductive component
JP7751433B2 (en) * 2021-09-27 2025-10-08 東特塗料株式会社 Electrically insulated wire

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6620497B2 (en) * 2000-01-11 2003-09-16 Cool Options, Inc. Polymer composition with boron nitride coated carbon flakes
JP5133338B2 (en) * 2007-04-17 2013-01-30 株式会社日立ハイテクノロジーズ Composite filler for resin mixing
CN101149995A (en) * 2007-10-29 2008-03-26 苏州巨峰绝缘材料有限公司 C-level high-thermal-conductivity flexible composite insulating material
JP2012124449A (en) * 2010-11-19 2012-06-28 Bando Chem Ind Ltd Thermally conductive composite particle, thermally conductive sheet and manufacturing method therefor
US8552101B2 (en) * 2011-02-25 2013-10-08 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Thermally conductive and electrically insulative polymer compositions containing a low thermally conductive filler and uses thereof
US8741998B2 (en) * 2011-02-25 2014-06-03 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Thermally conductive and electrically insulative polymer compositions containing a thermally insulative filler and uses thereof
JP5660324B2 (en) * 2011-06-20 2015-01-28 株式会社豊田中央研究所 Resin composition and method for producing the same
JP2013122003A (en) * 2011-12-09 2013-06-20 Sato Research Co Ltd Heat conductive filler and manufacturing method thereof
CN102615873A (en) * 2012-03-07 2012-08-01 华中科技大学 Method for preparing non-porcelain insulating heat conduction materials at low temperature
JP5263429B1 (en) * 2012-05-21 2013-08-14 東洋インキScホールディングス株式会社 Thermally conductive easily deformable aggregate and method for producing the same
JP2014065769A (en) * 2012-09-25 2014-04-17 Tokai Rubber Ind Ltd Elastomer molding and method for producing the same
CN103013411B (en) * 2012-12-26 2013-11-13 赛伦(厦门)新材料科技有限公司 Insulated and heat-conducting film adhesive and preparation method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10593482B2 (en) 2016-12-28 2020-03-17 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Dielectric powder and multilayer capacitor using the same
US10903013B2 (en) 2016-12-28 2021-01-26 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Dielectric powder and multilayer capacitor using the same
US11574775B2 (en) 2016-12-28 2023-02-07 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Dielectric powder and multilayer capacitor using the same
KR20220075556A (en) * 2020-11-30 2022-06-08 한국과학기술연구원 Filler composite material with high insulation and heat resistance, and the method for manufacturing through dry particle-particle complexation

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015051354A1 (en) 2015-04-09
CN105764969B (en) 2018-03-30
JP2017504177A (en) 2017-02-02
CN105764969A (en) 2016-07-13
JP6654562B2 (en) 2020-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20160068762A (en) Thermally conductive electrically insulating particles and compositions
Nilagiri Balasubramanian et al. Role, effect, and influences of micro and nano‐fillers on various properties of polymer matrix composites for microelectronics: a review
KR101683913B1 (en) Heat-processable thermally conductive polymer composition
JP6034876B2 (en) Highly filled high thermal conductivity material, method for producing the same, composition, coating liquid, and molded article
Yu et al. Improved thermal conductivity of polymer composites by noncovalent modification of boron nitride via tannic acid chemistry
US8313832B2 (en) Insulation paper with high thermal conductivity materials
Huang et al. A review of dielectric polymer composites with high thermal conductivity
Wang et al. Epoxy composites with high thermal conductivity by constructing three-dimensional carbon fiber/carbon/nickel networks using an electroplating method
KR101854026B1 (en) Manufacturing method of boron nitride nano sheet powder and manufacturing method of boron nitride nano sheet/polymer nano composite film using the same
CN105683272B (en) Electrically insulating and thermally conductive polymer composition
EP2585517A1 (en) Thermally conductive polymer composition
Mu et al. Paving the thermal highway with self-organized nanocrystals in transparent polymer composites
JP7175586B2 (en) Boron nitride particle aggregate, method for producing the same, composition, and resin sheet
Thakur et al. Polymer nanocomposites: New advanced dielectric materials for energy storage applications
Zhong et al. Formation of thermally conductive networks in isotactic polypropylene/hexagonal boron nitride composites via “Bridge Effect” of multi-wall carbon nanotubes and graphene nanoplatelets
JP6496109B2 (en) Method for producing electrically insulating heat conductive resin composition
Zhao et al. Enhanced dielectric performance of polyvinylidene fluoride composites with an all-carbon hybrid architecture: vertically aligned carbon nanotube arrays on graphite nanoplatelets
JP6786047B2 (en) Method of manufacturing heat conductive sheet
Hirahara Designable core–shell graphite particles for thermally conductive and electrically insulating polymer composites
WO2006082880A1 (en) Thermoplastic-resin composite composition, process for producing the same, and use thereof
Vengoli et al. High‐k Dielectrics Based on Two‐Dimensional Nanomaterials‐Filled Polymer Nanocomposites
KR20160140850A (en) Thermoconductive composition
Mishra et al. Recent Trends in Fibrous Material Science
Bhatia et al. 2D materials to nanocomposites with innovative properties: A Critical Review
김세민 et al. Core-shell Fabrication of Reduced Graphene Oxide-AlN/Poly (phenylene sulfide) Composite for High Thermal Conductivity With Effect of Electrical Insulation

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20160404

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20190909

Comment text: Request for Examination of Application

PC1202 Submission of document of withdrawal before decision of registration

Comment text: [Withdrawal of Procedure relating to Patent, etc.] Withdrawal (Abandonment)

Patent event code: PC12021R01D

Patent event date: 20200603

WITB Written withdrawal of application