KR20220030104A - Composite material - Google Patents
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Abstract
Description
본 출원은 복합재에 대한 것이다.This application relates to a composite material.
방열 소재는 다양한 용도에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 배터리나 각종 전자 기기는 작동 과정에서 열이 발생하기 때문에, 이러한 열을 효과적으로 제어할 수 있는 소재가 요구된다.Heat dissipation materials can be used in a variety of applications. For example, since a battery or various electronic devices generate heat during operation, a material capable of effectively controlling such heat is required.
방열 특성이 좋은 소재는 열전도도가 좋은 세라믹 소재 등이 알려져 있으나, 이러한 소재는 가공성이 떨어지기 때문에, 고분자 매트릭스 내에 높은 열전도율을 나타내는 상기 세라믹 필러 등을 배합하여 제조한 복합 소재가 사용될 수 있다.As a material with good heat dissipation properties, ceramic materials with good thermal conductivity are known, but since these materials have poor workability, a composite material prepared by mixing the ceramic filler and the like having high thermal conductivity in a polymer matrix may be used.
그렇지만, 상기 방식에 의해서는 높은 열전도도를 확보하기 위해서 다량의 필러 성분이 적용되어야 하기 때문에, 문제가 발생한다. 예를 들면, 다량의 필러 성분을 포함하는 소재의 경우, 소재 자체가 딱딱하게 되는 경향이 있고, 이러한 경우에 내충격성 등이 떨어진다.However, by the above method, a problem occurs because a large amount of filler component must be applied to ensure high thermal conductivity. For example, in the case of a material containing a large amount of filler component, the material itself tends to become hard, and in this case, impact resistance and the like are inferior.
방열 소재는 통상 열원과 히트싱크의 사이에 배치된다. 그런데, 열원 또는 히트싱크가 방열 소재와 접촉하는 표면에 단차가 형성되어 있는 경우에 방열 소재와 열원 또는 히트싱크간의 긴밀한 열적 접촉이 달성되지 않고, 이러한 경우에 전체적인 열저항이 증가하게 되는 문제가 있다.The heat dissipation material is usually disposed between the heat source and the heat sink. However, when a step is formed on the surface of the heat source or heat sink in contact with the heat dissipation material, close thermal contact between the heat dissipation material and the heat source or heat sink is not achieved, and in this case, the overall thermal resistance is increased. .
본 출원은, 복합재에 대한 것이다. 본 출원에서는 우수한 열전도도를 가지며, 내충격성 등의 기계적 물성이 우수하고, 매우 좁은 공간에서도 효과적으로 열적 접촉을 실현할 수 있는 복합재가 제공될 수 있으며, 상기 복합재는 단차가 심하게 형성된 표면과도 긴밀한 열적 접촉을 달성할 수 있다.This application relates to a composite material. In the present application, a composite material that has excellent thermal conductivity, has excellent mechanical properties such as impact resistance, and can effectively realize thermal contact even in a very narrow space can be provided, and the composite material has close thermal contact even with a heavily stepped surface can be achieved
본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도가 해당 물성에 영향을 미치는 경우에는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 그 물성은 상온에서 측정한 것이다. 용어 상온은 가온 또는 감온되지 않은 자연 그대로의 온도이고, 예를 들면, 약 10℃ 내지 30℃의 범위 내의 어느 한 온도, 약 23℃ 또는 약 25℃ 정도의 온도를 의미할 수 있다.Among the physical properties mentioned in this specification, when the measured temperature affects the corresponding physical property, unless otherwise specified, the physical property is measured at room temperature. The term room temperature is a natural temperature that is not heated or reduced, for example, any temperature within the range of about 10 °C to 30 °C, may mean a temperature of about 23 °C or about 25 °C.
본 출원은 복합재에 대한 것이다. 본 출원에서 용어 복합재는 금속폼과 고분자 성분을 적어도 포함하고, 상기 고분자 성분이 상기 금속폼에 형성된 기공의 내부 및/또는 상기 금속폼의 표면에 존재하는 재료를 의미할 수 있다.This application relates to a composite material. In the present application, the term composite material includes at least a metal foam and a polymer component, and may mean a material in which the polymer component is present in pores formed in the metal foam and/or on the surface of the metal foam.
본 명세서에서 용어 금속폼 또는 금속 골격은, 금속을 주성분으로 포함하는 다공성 구조체를 의미한다. 상기에서 금속을 주성분으로 한다는 것은, 금속폼 또는 금속 골격의 전체 중량을 기준으로 금속의 비율이 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상인 경우를 의미한다. 상기 주성분으로 포함되는 금속의 비율의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 100 중량%, 99 중량% 또는 98 중량% 정도일 수 있다.As used herein, the term metal foam or metal skeleton refers to a porous structure including a metal as a main component. In the above, having a metal as a main component means that the ratio of the metal is 55 wt% or more, 60 wt% or more, 65 wt% or more, 70 wt% or more, 75 wt% or more, 80 wt% based on the total weight of the metal foam or metal skeleton It means a case of weight % or more, 85 weight % or more, 90 weight % or more, or 95 weight % or more. The upper limit of the ratio of the metal included as the main component is not particularly limited, and may be, for example, about 100% by weight, 99% by weight, or 98% by weight.
본 명세서에서 용어 다공성은, 기공도(porosity)가 적어도 10% 이상, 15% 이상, 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상 또는 40% 이상인 경우를 의미할 수 있다. 상기 기공도의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 약 85% 이하, 80% 이하, 75% 이하, 70% 이하, 65% 이하, 60% 이하, 55% 이하 또는 50% 이하 정도일 수 있다. 상기 기공도를 구하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 금속폼의 경우, 상기 금속폼의 밀도를 통해 기공도를 확인하는 공지의 방식이 적용될 수 있다.As used herein, the term porosity may mean a case in which porosity is at least 10% or more, 15% or more, 20% or more, 25% or more, 30% or more, 35% or more, or 40% or more. The upper limit of the porosity is not particularly limited, but may be, for example, about 85% or less, 80% or less, 75% or less, 70% or less, 65% or less, 60% or less, 55% or less, or 50% or less. . A method of obtaining the porosity is not particularly limited. For example, in the case of a metal foam, a known method of checking the porosity through the density of the metal foam may be applied.
상기 복합재는, 높은 열전도도를 가지며, 이에 따라서 예를 들면, 방열 소재와 같이 열의 제어를 위한 소재로 사용될 수 있다. 또한, 상기 복합재는 우수한 유연성과 내충격성 등을 가지고, 매우 좁은 공간에서도 우수한 열적 접촉을 달성할 수 있다. 특히, 상기 복합재가 적용되는 표면에 단차가 심하게 형성된 경우에도 상기 복합재는 상기 표면과 긴밀한 열적 접촉을 달성하여 낮은 열저항을 구현할 수 있다.The composite material has high thermal conductivity, and thus may be used as a material for controlling heat, such as, for example, a heat dissipation material. In addition, the composite material has excellent flexibility and impact resistance, and can achieve excellent thermal contact even in a very narrow space. In particular, even when a step is severely formed on the surface to which the composite material is applied, the composite material may achieve a close thermal contact with the surface to realize low thermal resistance.
예를 들면, 상기 복합재는 열전도도가 약 0.4 W/mK 이상, 0.45 W/mK 이상, 0.5 W/mK 이상, 0.55 W/mK 이상, 0.6 W/mK 이상, 0.65 W/mK 이상, 0.7 W/mK 이상, 0.75 W/mK 이상, 0.8 W/mK 이상, 0.85 W/mK 이상, 0.9 W/mK 이상, 0.95 W/mK 이상, 1 W/mK 이상, 1.5 W/mK 이상, 2, W/mK 이상 2.5 W/mK 이상, 3 W/mK 이상, 3.5 W/mK 이상, 4 W/mK 이상, 4.5 W/mK 이상 또는 5 W/mK 이상일 수 있다. 상기 복합재의 열전도도는 높을수록 복합재가 우수한 열 제어 기능을 가질 수 있는 것이어서 특별히 제한되지 않으며, 일 예시에서 약 100 W/mK 이하, 90 W/mK 이하, 80 W/mK 이하, 70 W/mK 이하, 60 W/mK 이하, 50 W/mK 이하, 40 W/mK 이하, 30 W/mK 이하, 20 W/mK 이하 또는 15 W/mK 이하일 수 있다. 상기 열전도도를 측정하는 방식은 특별히 제한되지 않는다.For example, the composite material has a thermal conductivity of about 0.4 W/mK or more, 0.45 W/mK or more, 0.5 W/mK or more, 0.55 W/mK or more, 0.6 W/mK or more, 0.65 W/mK or more, 0.7 W/mK or more. mK or more, 0.75 W/mK or more, 0.8 W/mK or more, 0.85 W/mK or more, 0.9 W/mK or more, 0.95 W/mK or more, 1 W/mK or more, 1.5 W/mK or more, 2, W/mK It may be 2.5 W/mK or more, 3 W/mK or more, 3.5 W/mK or more, 4 W/mK or more, 4.5 W/mK or more, or 5 W/mK or more. The higher the thermal conductivity of the composite material, the higher the composite material can have an excellent thermal control function, so it is not particularly limited, and in one example, about 100 W/mK or less, 90 W/mK or less, 80 W/mK or less, 70 W/mK or less or less, 60 W/mK or less, 50 W/mK or less, 40 W/mK or less, 30 W/mK or less, 20 W/mK or less, or 15 W/mK or less. A method of measuring the thermal conductivity is not particularly limited.
예를 들면, 상기 열전도도는, 복합재의 열확산도(A), 비열(B) 및 밀도(C)를 구하여 열전도도=AХBХC의 수식으로 구할 수 있는데, 상기에서 열확산도(A)는, 레이저 플래쉬법(LFA 장비, 모델명: LFA467)을 이용하여 측정할 수 있고, 비열은 DSC(Differential Scanning Calorimeter) 장비를 통해 측정할 수 있으며, 밀도는 아르키메데스법을 이용하여 측정할 수 있다. 일 예시에서 상기 열전도도는 복합재의 두께 방향(Z축)에 대한 값일 수 있다.For example, the thermal conductivity can be obtained by the formula of thermal conductivity = AХBХC by obtaining the thermal diffusivity (A), specific heat (B) and density (C) of the composite, in which the thermal diffusivity (A) is a laser flash Method (LFA equipment, model name: LFA467) can be used to measure, specific heat can be measured using DSC (Differential Scanning Calorimeter) equipment, and density can be measured using Archimedes method. In one example, the thermal conductivity may be a value with respect to the thickness direction (Z-axis) of the composite material.
복합재의 상기와 같은 우수한 열전도 특성은 금속폼의 선택 및 고분자 성분의 적절한 복합화에 의해서 달성될 수 있다. 즉, 금속폼이 후술하는 두께가 기공 특성을 가짐으로써, 복합재 내에서 상기 금속폼이 효과적으로 열전달 경로를 형성할 수 있다. 또한, 이러한 금속폼이 적절한 특성의 고분자 성분과 적정 함량으로 복합화됨으로써, 상기 고분자 성분이 금속폼의 기공을 적절하게 메워주고, 열전도도를 더욱 개선시킬 수 있다. 또한, 이와 같이 복합화된 고분자 성분은, 복합재의 유연성과 기계적 물성을 개선할 수 있다. 또한, 상기와 같은 복합화에 의해서 고분자 성분 내에 포함되어 있는 다른 성분(예를 들면, 하기 소정 범위의 융점을 가지는 물질 내지 열전도성 필러)의 기능이 금속폼의 열전달 경로, 유연성, 내충격성 등의 기계적 물성을 훼손하지 않으면서도 유지되도록 할 수 있다.Such excellent thermal conductivity properties of the composite material can be achieved by selecting the metal foam and appropriately compounding the polymer component. That is, since the thickness of the metal foam to be described later has pore characteristics, the metal foam can effectively form a heat transfer path in the composite material. In addition, since the metal foam is complexed with a polymer component having an appropriate characteristic and an appropriate content, the polymer component can properly fill the pores of the metal foam and further improve thermal conductivity. In addition, the composite polymer component can improve the flexibility and mechanical properties of the composite material. In addition, the functions of other components (for example, a material having a melting point in the following predetermined range or a thermally conductive filler) included in the polymer component by the complexation as described above are the heat transfer path of the metal foam, flexibility, mechanical properties such as impact resistance. It can be maintained without damaging the physical properties.
위와 같은 금속폼과 고분자 성분의 복합화를 효율적으로 달성하기 위해서 금속폼의 특성이 제어될 수 있다. 예를 들어, 복합화되는 고분자 성분의 종류가 동일한 경우, 금속폼의 기공 크기, 기공도 및 두께에 비례하여 복합화되는 고분자 성분의 양이 많아진다. 따라서, 상기 기공 크기, 기공도 및/또는 두께를 조절함으로써 적합한 복합화를 달성할 수 있다.In order to efficiently achieve the above-mentioned complexation of the metal foam and the polymer component, the properties of the metal foam can be controlled. For example, when the type of the polymer component to be complexed is the same, the amount of the polymer component to be complexed increases in proportion to the pore size, porosity, and thickness of the metal foam. Accordingly, suitable complexing can be achieved by adjusting the pore size, porosity and/or thickness.
일 예시에서 상기 금속폼은 기공도(porosity)가 약 85% 이하, 80% 이하, 75% 이하, 70% 이하, 65% 이하, 60% 이하, 55% 이하 또는 50% 이하 정도일 수 있다. 상기 기공도는 다른 예시에서 10% 이상, 15% 이상, 20% 이상, 25% 이상, 30% 이상, 35% 이상 또는 40% 이상일 수 있다. 상기 기공도는, 상기 금속폼의 밀도를 통해 기공도를 확인하는 공지의 방식이 적용될 수 있다. 위와 같은 범위 내에서 고분자 성분과의 적합한 복합화를 달성하고, 복합재 내에서 효과적으로 열전달 경로를 형성할 수 있다.In one example, the metal foam may have a porosity of about 85% or less, 80% or less, 75% or less, 70% or less, 65% or less, 60% or less, 55% or less, or 50% or less. The porosity may be 10% or more, 15% or more, 20% or more, 25% or more, 30% or more, 35% or more, or 40% or more in another example. As for the porosity, a known method of confirming the porosity through the density of the metal foam may be applied. It is possible to achieve suitable complexation with the polymer component within the above range, and effectively form a heat transfer path within the composite material.
금속폼의 기공의 크기는 대략 1μm 내지 50μm의 범위 내일 수 있다. 상기 기공 크기는, 전자식 광학 현미경(SEM, JEOL, JSM-7610F)을 사용하여 500배 배율로 금속폼을 촬영하여 확인할 수 있다. 또한, 기공 크기의 확인 시에 기공이 원형이 아닌 경우에 장축과 단축을 각각 측정한 후에 이를 평균하여 기공의 크기로 한다. 또한, 상기 기공의 크기는 금속폼에 형성된 복수의 기공들 중 가장 큰 기공의 크기이거나, 가장 작은 크기의 기공의 크기이거나, 혹은 기공들의 크기의 평균값일 수 있다. 상기 기공의 크기는 다른 예시에서 1.5μm 이상, 2μm 이상, 2.5μm 이상, 3μm 이상, 3.5μm 이상, 4μm 이상, 4.5μm 이상, 5μm 이상, 5.5μm 이상, 6μm 이상, 6.5μm 이상, 7μm 이상, 7.5μm 이상, 8μm 이상, 8.5μm 이상, 9μm 이상, 9.5μm 이상, 10μm 이상, 10.5μm 이상, 11μm 이상, 11.5μm 이상, 12μm 이상, 12.5μm 이상, 13μm 이상, 13.5μm 이상, 14μm 이상, 14.5μm 이상, 15μm 이상, 15.5μm 이상, 16μm 이상, 16.5μm 이상, 17μm 이상, 17.5μm 이상, 18μm 이상, 18.5μm 이상, 19μm 이상, 19.5μm 이상 또는 20이거나, 45μm 이하, 40μm 이하, 35μm 이하, 30μm 이하, 25μm 이하, 20μm 이하, 18μm 이하, 16μm 이하, 14μm 이하, 12μm 이하, 10μm 이하, 8μm 이하, 6μm 이하 또는 4μm 이하 정도일 수도 있다. 위와 같은 범위 내에서 고분자 성분과의 적합한 복합화를 달성할 수 있다.The size of the pores of the metal foam may be in the range of approximately 1 μm to 50 μm. The pore size can be confirmed by photographing the metal foam at a magnification of 500 times using an electronic optical microscope (SEM, JEOL, JSM-7610F). In addition, when the pore size is checked, if the pore is not circular, the major axis and the minor axis are measured respectively and then averaged to obtain the pore size. In addition, the size of the pores may be the size of the largest pore among the plurality of pores formed in the metal foam, the size of the smallest pore size, or an average value of the sizes of the pores. In another example, the size of the pores is 1.5 μm or more, 2 μm or more, 2.5 μm or more, 3 μm or more, 3.5 μm or more, 4 μm or more, 4.5 μm or more, 5 μm or more, 5.5 μm or more, 6 μm or more, 6.5 μm or more, 7 μm or more, 7.5 μm or more, 8 μm or more, 8.5 μm or more, 9 μm or more, 9.5 μm or more, 10 μm or more, 10.5 μm or more, 11 μm or more, 11.5 μm or more, 12 μm or more, 12.5 μm or more, 13 μm or more, 13.5 μm or more, 14 μm or more, 14.5 or more, 15 μm or more, 15.5 μm or more, 16 μm or more, 16.5 μm or more, 17 μm or more, 17.5 μm or more, 18 μm or more, 18.5 μm or more, 19 μm or more, 19.5 μm or more, or 20, 45 μm or less, 40 μm or less, 35 μm or less, 30 μm or less, 25 μm or less, 20 μm or less, 18 μm or less, 16 μm or less, 14 μm or less, 12 μm or less, 10 μm or less, 8 μm or less, 6 μm or less, or 4 μm or less. Suitable complexation with the polymer component can be achieved within the above range.
전술한 바와 같이 금속폼은 필름 형태일 수 있다. 상기 필름의 두께는, 예를 들면, 약 1,000 μm 이하, 약 900 μm 이하, 약 800 μm 이하, 약 700 μm 이하, 약 600 μm 이하, 약 500 μm 이하, 약 400 μm 이하, 약 300 μm 이하, 약 200 μm 이하 또는 약 150 μm 이하 정도일 수 있다. 위와 같은 범위 내에서 고분자 성분과의 적합한 복합화를 달성하고, 복합재 내에서 효과적으로 열전달 경로를 형성할 수 있다. 상기 금속폼 두께의 하한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 약 10μm 이상, 약 20μm 이상, 약 30μm 이상, 약 40μm 이상, 약 45 μm 이상, 약 50 μm 이상, 약 55 μm 이상, 약 60 μm 이상, 약 65 μm 이상, 약 70 μm 이상, 약 75 μm 이상, 약 80 μm 이상, 약 85 μm 이상, 약 90 μm 이상 또는 약 95 μm 이상일 수 있다.As described above, the metal foam may be in the form of a film. The thickness of the film may be, for example, about 1,000 μm or less, about 900 μm or less, about 800 μm or less, about 700 μm or less, about 600 μm or less, about 500 μm or less, about 400 μm or less, about 300 μm or less, It may be on the order of about 200 μm or less or about 150 μm or less. It is possible to achieve suitable complexation with the polymer component within the above range, and effectively form a heat transfer path within the composite material. The lower limit of the thickness of the metal foam is not particularly limited, and for example, about 10 μm or more, about 20 μm or more, about 30 μm or more, about 40 μm or more, about 45 μm or more, about 50 μm or more, about 55 μm or more, about 60 μm at least about 65 μm, at least about 70 μm, at least about 75 μm, at least about 80 μm, at least about 85 μm, at least about 90 μm, or at least about 95 μm.
본 명세서에서 두께는 해당 대상의 두께가 일정하지 않은 경우에는, 그 대상의 최소 두께, 최대 두께 또는 평균 두께일 수 있다.In the present specification, when the thickness of the object is not constant, the thickness may be the minimum thickness, the maximum thickness, or the average thickness of the object.
금속폼은 열전도도가 높은 금속으로 구성될 수 있다. 일 예시에서 상기 금속폼은 열전도도가, 약 8 W/mK 이상, 약 10 W/mK 이상, 약 15 W/mK 이상, 약 20 W/mK 이상, 약 25 W/mK 이상, 약 30 W/mK 이상, 약 35 W/mK 이상, 약 40 W/mK 이상, 약 45 W/mK 이상, 약 50 W/mK 이상, 약 55 W/mK 이상, 약 60 W/mK 이상, 약 65 W/mK 이상, 약 70 W/mK 이상, 약 75 W/mK 이상, 약 80 W/mK 이상, 약 85 W/mK 이상 또는 약 90 W/mK 이상인 금속 또는 금속 합금을 포함하거나, 그로부터 이루어질 수 있다. 상기 열전도도는, 그 수치가 높을수록 적은 양의 금속폼을 적용하면서 목적하는 열 제어 특성을 확보할 수 있기 때문에 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 약 1,000 W/mK 이하 정도일 수 있다.The metal foam may be made of a metal having high thermal conductivity. In one example, the metal foam has a thermal conductivity of about 8 W/mK or more, about 10 W/mK or more, about 15 W/mK or more, about 20 W/mK or more, about 25 W/mK or more, about 30 W/ mK or more, about 35 W/mK or more, about 40 W/mK or more, about 45 W/mK or more, about 50 W/mK or more, about 55 W/mK or more, about 60 W/mK or more, about 65 W/mK or more or more, about 70 W/mK or more, about 75 W/mK or more, about 80 W/mK or more, about 85 W/mK or more, or about 90 W/mK or more, a metal or metal alloy. The thermal conductivity is not particularly limited because it is possible to secure the desired thermal control characteristics while applying a small amount of metal foam as the numerical value is higher, for example, it may be about 1,000 W/mK or less.
금속폼의 골격은, 다양한 종류의 금속이나 금속 합금으로 이루어질 수 있는데, 이러한 금속이나 금속 합금 중에서 상기 언급된 범위의 열전도도를 나타낼 수 있는 소재가 선택되면 된다. 이러한 소재로는, 구리, 금, 은, 알루미늄, 니켈, 철, 코발트, 마그네슘, 몰리브덴, 텅스텐 및 아연으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 금속이나 상기 중 2종 이상의 합금 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The skeleton of the metal foam may be made of various types of metals or metal alloys. Among these metals or metal alloys, a material capable of exhibiting thermal conductivity in the above-mentioned range may be selected. As such a material, any one metal selected from the group consisting of copper, gold, silver, aluminum, nickel, iron, cobalt, magnesium, molybdenum, tungsten and zinc or an alloy of two or more of the above may be exemplified. It is not limited.
이러한 금속폼은 다양하게 공지되어 있고, 금속폼을 제조하는 방법 역시 다양하게 공지되어 있다. 본 출원에서는 이러한 공지의 금속폼이나 상기 공지의 방식으로 제조한 금속폼이 적용될 수 있다.These metal foams are known in various ways, and a method of manufacturing the metal foam is also known in various ways. In the present application, such a known metal foam or a metal foam manufactured by the above known method may be applied.
금속폼을 제조하는 방식으로는, 염 등의 기공 형성제와 금속의 복합 재료를 소결하는 방식, 고분자 폼 등의 지지체에 금속을 코팅하고, 그 상태로 소결하는 방식이나 슬러리법 등이 알려져 있다. 또한, 상기 금속폼은 본 출원인의 선행 출원인 한국출원 제2017-0086014호, 제2017-0040971호, 제2017-0040972호, 제2016-0162154호, 제2016-0162153호 또는 제2016-0162152호 등에 개시된 방식에 따라서도 제조될 수 있다.As a method of manufacturing a metal foam, a method of sintering a composite material of a metal and a pore former such as a salt, a method of coating a metal on a support such as a polymer foam, and sintering in that state, a slurry method, etc. are known. In addition, the metal foam is disclosed in Korean Application Nos. 2017-0086014, 2017-0040971, 2017-0040972, 2016-0162154, 2016-0162153 or 2016-0162152, which are prior applications of the present applicant. It can also be manufactured according to the method.
위와 같은 금속폼과 복합화되는 고분자 성분은, 상기 필름 형태의 금속폼의 표면 및/또는 내부(금속폼의 기공)에 존재할 수 있다. The polymer component to be complexed with the metal foam as described above may be present on the surface and/or inside (pores of the metal foam) of the metal foam in the form of a film.
고분자 성분은, 상기 금속폼의 적어도 하나의 표면상에서 표면층을 형성하고 있거나, 금속폼 내부의 기공에 충전되어 존재할 수 있으며, 경우에 따라서는 상기 표면층을 형성하면서 또한 금속폼의 내부의 기공에 충전되어 있을 수도 있다. 표면층을 형성하는 경우에, 금속폼의 표면 중에서 적어도 한 표면, 일부의 표면 또는 모든 표면에 대해서 고분자 성분이 표면층을 형성하고 있을 수 있다. 일 예시에서는 적어도 금속폼의 주표면인 상부 및/또는 하부 표면에 상기 고분자 성분이 표면층을 형성하고 있을 수 있다. 상기 표면층은, 금속폼의 표면 전체를 덮도록 형성될 수도 있고, 일부 표면만을 덮도록 형성될 수도 있다.The polymer component forms a surface layer on at least one surface of the metal foam, or may be filled in pores inside the metal foam, and in some cases, while forming the surface layer, it is also filled in the pores inside the metal foam there may be In the case of forming the surface layer, the polymer component may form a surface layer on at least one surface, a part of, or all surfaces of the surface of the metal foam. In one example, the polymer component may form a surface layer on at least the upper and/or lower surface of the main surface of the metal foam. The surface layer may be formed to cover the entire surface of the metal foam, or may be formed to cover only a portion of the surface.
복합재는, 전술한 바와 같이 상기 금속폼의 표면 또는 금속폼의 내부에 존재하는 고분자 성분을 추가로 포함하는데, 이 경우에 상기 금속폼의 두께(MT) 및 복합재의 두께(T)의 비율(T/MT)은, 2.5 이하일 수 있다. 상기 두께의 비율은 다른 예시에서 약 2 이하, 1.5 이하, 1.4 이하, 1.3 이하, 1.2 이하, 1.15 이하 또는 1.1 이하일 수 있다. 상기 두께의 비율의 하한은 특별히 제한되는 것은 아니나, 일 예시에서 약 1 초과, 약 1.01 이상, 약 1.02 이상, 약 1.03 이상, 약 1.04 이상 또는 약 1.05 이상일 수 있다. 이러한 두께 비율 하에서 목적하는 열전도도가 확보되면서, 가공성이나 내충격성 등이 우수한 복합재가 제공될 수 있다. 특히 상기 비율 하에서 고분자 성분 내에 존재하는 소정 융점의 물질 및/또는 열전도성 필러 등 다른 물질의 기능이 금속폼에 의해 형성되는 열전달 경로와 복합재의 유연성 및 기계적 물성을 훼손하지 않고, 발휘될 수 있다.The composite material further comprises a polymer component present on the surface of the metal foam or inside the metal foam as described above, in this case the ratio (T) of the thickness (MT) of the metal foam and the thickness (T) of the composite material /MT) may be 2.5 or less. In another example, the ratio of the thickness may be about 2 or less, 1.5 or less, 1.4 or less, 1.3 or less, 1.2 or less, 1.15 or less, or 1.1 or less. The lower limit of the ratio of the thickness is not particularly limited, but in one example may be greater than about 1, greater than about 1.01, greater than about 1.02, greater than about 1.03, greater than about 1.04, or greater than about 1.05. While the desired thermal conductivity is secured under this thickness ratio, a composite material having excellent workability, impact resistance, and the like can be provided. In particular, under the above ratio, the function of another material such as a material of a predetermined melting point and/or a thermally conductive filler present in the polymer component can be exhibited without damaging the heat transfer path formed by the metal foam and the flexibility and mechanical properties of the composite material.
본 출원의 복합재에 포함되는 고분자 성분의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 복합재의 가공성이나 내충격성, 절연성 등을 고려하여 선택될 수 있다. 본 출원에서 적용될 수 있는 고분자 성분의 예로는, 공지의 아크릴 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 아미노 수지 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 들 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The type of polymer component included in the composite material of the present application is not particularly limited, and may be selected in consideration of, for example, processability, impact resistance, and insulation properties of the composite material. Examples of the polymer component that can be applied in the present application include, but are not limited to, one or more selected from the group consisting of a well-known acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, urethane resin, amino resin, and phenol resin.
후술하는 소정 융점의 물질이 적용되어 고분자 성분이 단차가 심한 표면과도 효과적으로 열적 접촉을 달성하기 위해서 상기 고분자 성분의 연성이 제어될 수 있다. 예를 들면, 상기 고분자 성분은 -300℃ 내지 0℃의 범위 내의 유리전이온도(Tg) 또는 -100℃ 내지 0℃의 범위 내의 용융 온도(Tm)을 가질 수 있다. 고분자 성분은 상기 유리전이온도 및 용융 온도 중 어느 하나만을 가지거나, 혹은 양자 모두 가질 수 있다. 이러한 유리전이온도 및/또는 용융 온도를 가지는 고분자 성분에 후술하는 소정 융점의 물질이 적용되는 경우에, 복합재가 단차가 심한 표면에 적용되는 경우에도 상기 표면과 긴밀한 열적 접촉을 달성할 수 있고, 이러한 특성은, 후술하는 열전도성 필러 등 상기 소정 융점의 물질과는 다른 종류의 물질이 고분자 성분 내에 포함되는 경우에도 유지될 수 있다. The ductility of the polymer component can be controlled in order to effectively achieve thermal contact even with the surface of the high level difference between the polymer component and the surface by applying a material having a predetermined melting point, which will be described later. For example, the polymer component may have a glass transition temperature (Tg) within the range of -300°C to 0°C or a melting temperature (Tm) within the range of -100°C to 0°C. The polymer component may have either one of the glass transition temperature and the melting temperature, or both. When a material having a predetermined melting point to be described later is applied to the polymer component having such a glass transition temperature and/or melting temperature, close thermal contact with the surface can be achieved even when the composite material is applied to a surface with a high level of step, and such The properties may be maintained even when a material of a different type from the material having a predetermined melting point, such as a thermally conductive filler, which will be described later, is included in the polymer component.
상기 유리전이온도는 다른 예시에서 -280℃ 이상, -260℃ 이상, -240℃ 이상, -220℃ 이상, -200℃ 이상, -180℃ 이상, -160℃ 이상, -140℃ 이상 또는 -120℃ 이상이거나, -20℃ 이하, -40℃ 이하, -60℃ 이하, -80℃ 이하, -100℃ 이하 또는 -120℃ 이하 정도일 수도 있다.The glass transition temperature is -280 ℃ or more, -260 ℃ or more, -240 ℃ or more, -220 ℃ or more, -200 ℃ or more, -180 ℃ or more, -160 ℃ or more, -140 ℃ or more, or -120 in another example. ℃ or higher, -20 °C or lower, -40 °C or lower, -60 °C or lower, -80 °C or lower, -100 °C or lower, or -120 °C or lower.
또한, 상기 용융 온도는 다른 예시에서 -90℃ 이상, -80℃ 이상, -70℃ 이상, -60℃ 이상 또는 -50℃ 이상이거나, -10℃ 이하, -20℃ 이하, -30℃ 이하, -40℃ 이하 또는 -50℃ 이하 정도일 수도 있다.In addition, the melting temperature is -90 ℃ or more, -80 ℃ or more, -70 ℃ or more, -60 ℃ or more, or -50 ℃ or more in another example, or -10 ℃ or less, -20 ℃ or less, -30 ℃ or less, It may be about -40°C or less or -50°C or less.
고분자 성분이 유리전이온도와 용융 온도를 모두 가지는 경우에 상기 유리전이온도와 용융 온도의 차이는 약 0℃ 내지 200℃의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 차이는 유리전이온도와 용융 온도 중 더 큰 수치에서 더 작은 수치를 뺀 값이다. 하나의 예시에서 용융 온도가 유리전이온도 대비 큰 값을 가진다. 상기 차이는, 다른 예시에서 10℃ 이상, 20℃ 이상, 30℃ 이상, 40℃ 이상, 50℃ 이상, 60℃ 이상, 70℃ 이상, 80℃ 이상 또는 90℃ 이상이거나, 190℃ 이하, 180℃ 이하, 170℃ 이하, 160℃ 이하, 150℃ 이하, 140℃ 이하, 130℃ 이하, 120℃ 이하, 110℃ 이하, 100℃ 이하, 90℃ 이하, 80℃ 이하 또는 70℃ 이하 정도일 수도 있다.When the polymer component has both a glass transition temperature and a melting temperature, the difference between the glass transition temperature and the melting temperature may be in the range of about 0°C to 200°C. The difference is a value obtained by subtracting the smaller value from the larger value of the glass transition temperature and the melting temperature. In one example, the melting temperature has a larger value than the glass transition temperature. The difference is, in another example, 10 °C or higher, 20 °C or higher, 30 °C or higher, 40 °C or higher, 50 °C or higher, 60 °C or higher, 70 °C or higher, 80 °C or higher, or 90 °C or higher, 190 °C or lower, 180 °C or higher or less, 170 °C or less, 160 °C or less, 150 °C or less, 140 °C or less, 130 °C or less, 120 °C or less, 110 °C or less, 100 °C or less, 90 °C or less, 80 °C or less, or 70 °C or less.
상기 유리전이온도 및 용융 온도는 고분자 성분에 대해서 해당 온도를 측정하는 일반적인 방법을 적용하여 측정할 수 있다.The glass transition temperature and the melting temperature can be measured by applying a general method of measuring the corresponding temperature for the polymer component.
고분자 성분은 전술한 다양한 고분자 소재 중에서 상기 유리전이온도 및/또는 용융 온도를 가지는 성분을 사용하여 형성할 수 있다.The polymer component may be formed by using a component having the glass transition temperature and/or melting temperature among the various polymer materials described above.
일 예시에서 복합재에 포함되는 고분자 성분의 부피(PV)와 금속폼의 부피(MV)의 비율(MV/PV)은 10 이하일 수 있다. 상기 비율(MV/PV)은 다른 예시에서 9 이하, 8 이하, 7 이하, 6 이하, 5 이하, 4 이하, 3 이하, 2 이하, 1 이하 또는 0.5 이하 정도일 수 있다. 상기 부피 비율(MV/PV)은 다른 예시에서 0.01 이상, 0.1 이상, 0.15 이상, 0.2 이상, 0.25 이상, 0.3 이상, 0.35 이 상, 0.4 이상, 0.45 이상, 0.5 이상, 0.55 이상, 0.6 이상, 0.65 이상, 0.7 이상, 0.75 이상 또는 0.8 이상 정도일 수도 있다. 상기 부피 비율은, 복합재에 포함되는 고분자 성분과 금속폼의 중량과 해당 성분들의 밀도를 통해 산출할 수 있다.In one example, the ratio (MV/PV) of the volume (PV) of the polymer component included in the composite to the volume (MV) of the metal foam may be 10 or less. In another example, the ratio (MV/PV) may be about 9 or less, 8 or less, 7 or less, 6 or less, 5 or less, 4 or less, 3 or less, 2 or less, 1 or less, or 0.5 or less. In another example, the volume ratio (MV/PV) is 0.01 or more, 0.1 or more, 0.15 or more, 0.2 or more, 0.25 or more, 0.3 or more, 0.35 or more, 0.4 or more, 0.45 or more, 0.5 or more, 0.55 or more, 0.6 or more, 0.65 or more. It may be about 0.7 or more, 0.75 or more, or 0.8 or more. The volume ratio can be calculated through the weight of the polymer component and the metal foam included in the composite and the density of the components.
복합재에서 상기 고분자 성분에는 융점이 35℃ 내지 100℃의 범위 내에 있는 물질이 포함되어 있을 수 있다. 상기 물질의 융점은 다른 예시에서 40℃이상, 45℃ 이상 또는 50℃ 이상이거나, 95℃ 이하, 90℃ 이하, 85℃ 이하, 80℃ 이하, 75℃ 이하, 70℃ 이하, 65℃ 이하, 60℃ 이하 또는 55℃ 이하 정도일 수 있다. 이러한 물질은 전술한 고분자 성분과 조합되어 복합재가 단차가 심한 표면에 적용되는 경우에도 상기 표면과 긴밀한 열적 접촉을 달성하게 할 수 있다.In the composite material, the polymer component may include a material having a melting point in the range of 35°C to 100°C. In another example, the melting point of the material is 40°C or more, 45°C or more, or 50°C or more, or 95°C or less, 90°C or less, 85°C or less, 80°C or less, 75°C or less, 70°C or less, 65°C or less, 60 It may be about ℃ or less or 55 ℃ or less. These materials can be combined with the aforementioned polymer components to achieve intimate thermal contact with the composite material, even when applied to a highly stepped surface.
적용될 수 있는 상기 물질의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 상기 융점을 가지는 한 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 물질로는, 파라핀 등과 같은 탄화수소 화합물, 지방산 화합물, 폴리올(sugar alcohol) 화합물, 고분자 화합물 또는 무기 수화물 등이 적용될 수 있다. 상기에서 탄화수소 화합물로는, 통상 CnH2n+2 계열의 화합물(n은 19 이상 또는 20 내지 30의 범위 내) 등이 사용될 수 있고, 고분자 화합물로는 PEG(poly(ethylene glycol)) 화합물 등이 사용될 수 있다. 또한 무기 수화물로는, 염화칼슘 6수화물(CaCl2·6H2O), 황산 나트륨 10수화물(Na2SO4·10H2O), 인산 나트륨 12수화물(Na2HPO4·12H2O), 질산 아연 6수화물(Zn(NO3)2·6H2O), 염화 철(iii) 6수화물(FeCl3·6H2O), 염화칼슘 4수화물(CaCl2·4H2O), 질산 칼슘 4수화물(CaCl2·4H2O), 황산 나트륨 5수화물(Na2S2O3·5H2O) 및/또는 아세트산 나트륨 3수화물(C2H3NaO2·3H2O) 등이 예시될 수 있다.The type of the material that can be applied is not particularly limited, and may be variously selected as long as it has the above melting point. For example, a hydrocarbon compound such as paraffin, a fatty acid compound, a polyol compound, a high molecular compound, or an inorganic hydrate may be applied as the material. In the above, as the hydrocarbon compound, usually a C n H 2n+2 series compound (n is 19 or more or within the range of 20 to 30), etc. may be used, and as the high molecular compound, a PEG (poly(ethylene glycol)) compound, etc. this can be used Examples of inorganic hydrates include calcium chloride hexahydrate (CaCl 2 .6H 2 O), sodium sulfate decahydrate (Na 2 SO 4 .10H 2 O), sodium phosphate dodecahydrate (Na 2 HPO 4 .12H2O), zinc nitrate hexahydrate (Zn(NO 3 ) 2 ·6H 2 O), iron(iii) chloride hexahydrate (FeCl 3 ·6H 2 O), calcium chloride tetrahydrate (CaCl 2 ·4H 2 O), calcium nitrate tetrahydrate (CaCl 2 ·4H) 2 O), sodium sulfate pentahydrate (Na 2 S 2 O 3 ·5H 2 O) and/or sodium acetate trihydrate (C 2 H 3 NaO 2 ·3H 2 O).
그렇지만, 본 출원에서 적용 가능한 물질이 상기에 한정되는 것은 아니며, 고분자 성분과의 혼합이 가능하고, 전술한 범위의 융점을 가지는 것이라면 제한 없이 적용 가능하다.However, the material applicable in the present application is not limited to the above, it is possible to mix with a polymer component, and if it has a melting point in the above-mentioned range, it can be applied without limitation.
또한, 상기 물질의 융점은 공지의 방식으로 측정 가능하다.In addition, the melting point of the material can be measured in a known manner.
상기 물질은 고분자 성분 100 중량부 대비 약 5 내지 40 중량부의 범위 내의 비율로 복합재에 포함될 수 있다. 상기 비율은, 다른 예시에서 7 중량부 이상, 9 중량부 이상, 11 중량부 이상, 13 중량부 이상, 15 중량부 이상, 17 중량부 이상, 19 중량부 이상, 21 중량부 이상 또는 23 중량부 이상이거나, 38 중량부 이하, 36 중량부 이하, 34 중량부 이하, 32 중량부 이하, 30 중량부 이하, 28 중량부 이하, 26 중량부 이하, 24 중량부 이하, 22 중량부 이하, 20 중량부 이하, 18 중량부 이하, 16 중량부 이하, 14 중량부 이하 또는 12 중량부 이하 정도일 수 있다. 이러한 범위 내에서 복합재가 가지는 장점을 훼손하지 않거나, 개선하면서도 상기 복합재에 다양한 표면과 긴밀한 열적 접촉이 달성될 수 있는 연질성을 부여할 수 있다.The material may be included in the composite material in an amount within the range of about 5 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer component. The ratio is, in another example, 7 parts by weight or more, 9 parts by weight or more, 11 parts by weight or more, 13 parts by weight or more, 15 parts by weight or more, 17 parts by weight or more, 19 parts by weight or more, 21 parts by weight or more, or 23 parts by weight or more. or more, or 38 parts by weight or less, 36 parts by weight or less, 34 parts by weight or less, 32 parts by weight or less, 30 parts by weight or less, 28 parts by weight or less, 26 parts by weight or less, 24 parts by weight or less, 22 parts by weight or less, 20 parts by weight or less It may be about parts by weight or less, 18 parts by weight or less, 16 parts by weight or less, 14 parts by weight or less, or 12 parts by weight or less. Within this range, it is possible to impart softness that can achieve close thermal contact with various surfaces to the composite material without impairing or improving the advantages of the composite material.
일 예시에서 상기 고분자 성분의 유리전이온도(Tg)와 상기 융점이 35℃ 내지 100℃의 범위 내에 있는 물질의 융점(TM)의 차이(TM-Tg)는 50℃ 내지 500℃의 범위 내에 있을 수 있다. 이러한 범위로 융점 등이 제어됨으로써, 복합재에서 의도하는 목적이 더 효과적으로 달성될 수 있으며, 후술하는 혼합 공정에서도 적절한 혼합이 달성될 수 있다. 상기 차이는 다른 예시에서 60℃ 이상, 70℃ 이상, 80℃ 이상, 90℃ 이상, 100℃ 이상, 110℃ 이상, 120℃ 이상, 130℃ 이상, 140℃ 이상, 150℃ 이상, 160℃ 이상, 170℃ 이상 또는 180℃ 이상이거나, 480℃ 이하, 460℃ 이하, 440℃ 이하, 420℃ 이하, 400℃ 이하, 380℃ 이하, 360℃ 이하, 340℃ 이하, 320℃ 이하, 300℃ 이하, 280℃ 이하, 260℃ 이하, 240℃ 이하, 220℃ 이하, 200℃ 이하 또는 180℃ 이하 정도일 수도 있다.In one example, the difference (TM-Tg) between the glass transition temperature (Tg) of the polymer component and the melting point (TM) of the material having the melting point in the range of 35°C to 100°C (TM-Tg) may be in the range of 50°C to 500°C there is. By controlling the melting point and the like within this range, the intended purpose of the composite material may be more effectively achieved, and appropriate mixing may be achieved in the mixing process to be described later. The difference is in another example 60 ℃ or more, 70 ℃ or more, 80 ℃ or more, 90 ℃ or more, 100 ℃ or more, 110 ℃ or more, 120 ℃ or more, 130 ℃ or more, 140 ℃ or more, 150 ℃ or more, 160 ℃ or more, 170 °C or higher or 180 °C or higher, 480 °C or lower, 460 °C or lower, 440 °C or lower, 420 °C or lower, 400 °C or lower, 380 °C or lower, 360 °C or lower, 340 °C or lower, 320 °C or lower, 300 °C or lower, 280 °C or lower ℃ or lower, 260 °C or lower, 240 °C or lower, 220 °C or lower, 200 °C or lower, or 180 °C or lower.
일 예시에서 상기 고분자 성분의 용융 온도(Tm)와 상기 융점이 35℃ 내지 100℃의 범위 내에 있는 물질의 융점(TM)의 차이(TM-Tm)는 50℃ 내지 500℃의 범위 내에 있을 수 있다. 이러한 범위로 융점 등이 제어됨으로써, 복합재에서 의도하는 목적이 더 효과적으로 달성될 수 있으며, 후술하는 혼합 공정에서도 적절한 혼합이 달성될 수 있다. 상기 차이는 다른 예시에서 60℃ 이상, 70℃ 이상, 80℃ 이상, 90℃ 이상 또는 95℃ 이상이거나, 480℃ 이하, 460℃ 이하, 440℃ 이하, 420℃ 이하, 400℃ 이하, 380℃ 이하, 360℃ 이하, 340℃ 이하, 320℃ 이하, 300℃ 이하, 280℃ 이하, 260℃ 이하, 240℃ 이하, 220℃ 이하, 200℃ 이하, 180℃ 이하, 160℃ 이하, 140℃ 이하, 120℃ 이하 또는 110℃ 이하 정도일 수도 있다.In one example, the difference (TM-Tm) between the melting temperature (Tm) of the polymer component and the melting point (TM) of the material having the melting point in the range of 35°C to 100°C (TM-Tm) may be in the range of 50°C to 500°C . By controlling the melting point and the like within this range, the intended purpose of the composite material may be more effectively achieved, and appropriate mixing may be achieved in the mixing process to be described later. The difference is in another example 60 °C or higher, 70 °C or higher, 80 °C or higher, 90 °C or higher, or 95 °C or higher, or 480 °C or lower, 460 °C or lower, 440 °C or lower, 420 °C or lower, 400 °C or lower, 380 °C or lower , 360 °C or lower, 340 °C or lower, 320 °C or lower, 300 °C or lower, 280 °C or lower, 260 °C or lower, 240 °C or lower, 220 °C or lower, 200 °C or lower, 180 °C or lower, 160 °C or lower, 140 °C or lower, 120 °C or lower It may be about °C or less or 110 °C or less.
특히, 금속폼과 고분자 성분의 비율과 상기 고분자 성분과 상기 물질의 비율의 제어를 통해 상기 효과는 더욱 극대화될 수 있다.In particular, the effect can be further maximized by controlling the ratio of the metal foam to the polymer component and the ratio of the polymer component to the material.
즉, 상기 복합재에서 상기 고분자 성분의 부피(PV)와 상기 금속폼의 부피(MV)의 비율(MV/PV)은 10 이하이면서, 상기 융점이 35℃ 내지 100℃의 범위 내인 물질이 상기 고분자 성분 100 중량부 대비 5 내지 40 중량부의 범위 내로 포함될 수 있다. 상기 부피 비율(MV/PV)과 물질의 중량부의 보다 구체적으로는 상기 언급된 범위 내에서 제어될 수 있다.That is, the ratio (MV/PV) of the volume (PV) of the polymer component and the volume (MV) of the metal foam in the composite is 10 or less, and the material having the melting point in the range of 35°C to 100°C is the polymer component It may be included in the range of 5 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight. More specifically, the volume ratio (MV/PV) and parts by weight of the material may be controlled within the above-mentioned range.
복합재는 상기 성분 외에도 추가로 필요한 성분을 포함할 수 있다.The composite material may include additional necessary components in addition to the above components.
예를 들면, 복합재에서는 상기 고분자 성분이 금속폼의 적어도 일 표면에서 표면층을 형성하고 있는데, 이 때 상기 표면층 내에는 열전도성 필러가 포함되어 있을 수 있다.For example, in the composite material, the polymer component forms a surface layer on at least one surface of the metal foam. In this case, a thermally conductive filler may be included in the surface layer.
용어 열전도성 필러는, 열전도도가 약 1 W/mK 이상, 약 5 W/mK 이상, 약 10 W/mK 이상 또는 약 15 W/mK 이상인 필러를 의미한다. 상기 열전도성 필러의 열전도도는 약 400 W/mK 이하, 약 350 W/mK 이하 또는 약 300 W/mK 이하일 수 있다. 열전도성 필러의 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 세라믹 필러 또는 탄소계 필러 등을 적용할 수 있다. 이러한 필러로는, 알루미나, AlN(aluminum nitride), BN(boron nitride), 질화 규소(silicon nitride), SiC 또는 BeO 등이나, 탄소나노튜브나 그래파이트 등과 같은 필러가 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The term thermally conductive filler means a filler having a thermal conductivity of at least about 1 W/mK, at least about 5 W/mK, at least about 10 W/mK, or at least about 15 W/mK. The thermal conductivity of the thermally conductive filler may be about 400 W/mK or less, about 350 W/mK or less, or about 300 W/mK or less. The type of the thermally conductive filler is not particularly limited, and, for example, a ceramic filler or a carbon-based filler may be applied. As such a filler, alumina, aluminum nitride (AlN), boron nitride (BN), silicon nitride, SiC or BeO, or a filler such as carbon nanotube or graphite may be exemplified, but is limited thereto not.
표면층에 포함되는 상기 필러의 형태나 비율은 특별히 제한되지 않는다. 일 예시에서 상기 필러의 형태는 대략 구형, 침상, 판형, 덴드라이트형 또는 성형(star shape) 등의 다양한 형태를 가질 수 있지만, 상기 형태에 특별히 제한되는 것은 아니다.The shape or ratio of the filler included in the surface layer is not particularly limited. In one example, the shape of the filler may have various shapes, such as an approximately spherical shape, a needle shape, a plate shape, a dendrite shape, or a star shape, but is not particularly limited thereto.
하나의 예시에서 상기 열전도성 필러는, 평균 입경이 0.001 ㎛ 내지 80 ㎛의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 필러의 평균 입경은 다른 예시에서 0.01 ㎛ 이상, 0.1 이상, 0.5㎛ 이상, 1 ㎛ 이상, 2㎛ 이상, 3㎛ 이상, 4㎛ 이상, 5㎛ 이상 또는 약 6㎛ 이상일 수 있다. 상기 필러의 평균 입경은 다른 예시에서 약 75㎛ 이하, 약 70㎛ 이하, 약 65㎛ 이하, 약 60㎛ 이하, 약 55㎛ 이하, 약 50㎛ 이하, 약 45㎛ 이하, 약 40㎛ 이하, 약 35㎛ 이하, 약 30㎛ 이하, 약 25㎛ 이하, 약 20㎛ 이하, 약 15㎛ 이하, 약 10㎛ 이하 또는 약 5㎛ 이하일 수 있다.In one example, the thermally conductive filler may have an average particle diameter in the range of 0.001 μm to 80 μm. In another example, the average particle diameter of the filler may be 0.01 μm or more, 0.1 or more, 0.5 μm or more, 1 μm or more, 2 μm or more, 3 μm or more, 4 μm or more, 5 μm or more, or about 6 μm or more. In another example, the average particle diameter of the filler is about 75 μm or less, about 70 μm or less, about 65 μm or less, about 60 μm or less, about 55 μm or less, about 50 μm or less, about 45 μm or less, about 40 μm or less, about 35 μm or less, about 30 μm or less, about 25 μm or less, about 20 μm or less, about 15 μm or less, about 10 μm or less, or about 5 μm or less.
상기 필러의 평균 입경은 소위 D50 입경일 수 있다. D50 입경은, 입도 분포의 체적 기준 누적 50%에서의 입자 지름(메디안 직경)으로서, 체적 기준으로 입도 분포를 구하고, 전 체적을 100%로 한 누적 곡선에서 누적치가 50%가 되는 지점의 입자 지름이다. 상기와 같은 D50 입경은 레이저 회절법(laser Diffraction) 방식으로 측정할 수 있다.The average particle diameter of the filler may be a so-called D50 particle diameter. D50 particle size is the particle diameter (median diameter) at 50% cumulative by volume of the particle size distribution. am. The D50 particle size as described above may be measured by a laser diffraction method.
위와 같은 평균 입경의 열전도성 필러는, 복합재의 장점(특히, 상기 고분자 성분과 상기 소정 범위의 융점을 가지는 물질에 의해 형성된 연성)을 훼손하지 않거나, 오히려 개선하면서도, 복합재의 열전도도를 향상시킬 수 있다.The thermally conductive filler of the above average particle diameter does not impair the advantages of the composite (especially, the ductility formed by the polymer component and the material having a melting point in the predetermined range), or rather improves, while improving the thermal conductivity of the composite. there is.
상기 필러의 비율은, 목적하는 특성이 확보되거나, 혹은 손상되지 않은 범위 내에서 조절될 수 있다. 일 예시에서 상기 필러는 복합재 내에서 부피 비율로 약 80vol% 이하 정도로 포함될 수 있다. 상기에서 부피 비율은, 복합재를 구성하는 성분, 예를 들면, 상기 금속폼, 고분자 성분 및 필러 각각의 중량과 밀도를 기준으로 계산한 수치이다.The proportion of the filler may be adjusted within a range in which desired properties are secured or not damaged. In one example, the filler may be included in an amount of about 80 vol% or less in a volume ratio in the composite material. In the above, the volume ratio is a numerical value calculated based on the weight and density of each of the components constituting the composite material, for example, the metal foam, the polymer component, and the filler.
상기 부피 비율은 다른 예시에서 약 75 vol% 이하, 70 vol% 이하, 65 vol% 이하, 60 vol% 이하, 55 vol% 이하, 50 vol% 이하, 45 vol% 이하, 40 vol% 이하, 35 vol% 이하 또는 30 vol% 이하 정도이거나, 약 1 vol% 이상, 2 vol% 이상, 3 vol% 이상, 4 vol% 이상 또는 5 vol% 이상 정도일 수 있다.The volume ratio is about 75 vol% or less, 70 vol% or less, 65 vol% or less, 60 vol% or less, 55 vol% or less, 50 vol% or less, 45 vol% or less, 40 vol% or less, 35 vol% or less in another example % or less, or about 30 vol% or less, or about 1 vol% or more, 2 vol% or more, 3 vol% or more, 4 vol% or more, or 5 vol% or more.
다른 예시에서 상기 열전도성 필러는 고분자 성분 100 중량부 대비 10 내지 250 중량부의 범위 내로 복합재에 포함되어 있을 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 13 중량부 이상, 15 중량부 이상, 17 중량부 이상, 19 중량부 이상, 21 중량부 이상, 23 중량부 이상, 25 중량부 이상, 27 중량부 이상 또는 29 중량부 이상이거나, 240 중량부 이하, 230 중량부 이하, 220 중량부 이하, 210 중량부 이하, 200 중량부 이하, 190 중량부 이하, 180 중량부 이하, 170 중량부 이하, 160 중량부 이하, 150 중량부 이하, 140 중량부 이하, 130 중량부 이하, 120 중량부 이하, 110 중량부 이하, 100 중량부 이하, 90 중량부 이하, 80 중량부 이하, 70 중량부 이하, 60 중량부 이하, 50 중량부 이하, 48 중량부 이하, 46 중량부 이하, 44 중량부 이하, 42 중량부 이하, 40 중량부 이하, 38 중량부 이하, 36 중량부 이하, 34 중량부 이하, 32 중량부 이하, 30 중량부 이하 또는 28 중량부 이하 정도일 수도 있다.In another example, the thermally conductive filler may be included in the composite material in an amount of 10 to 250 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer component. In another example, the ratio is 13 parts by weight or more, 15 parts by weight or more, 17 parts by weight or more, 19 parts by weight or more, 21 parts by weight or more, 23 parts by weight or more, 25 parts by weight or more, 27 parts by weight or more, or 29 parts by weight or more. or 240 parts by weight or less, 230 parts by weight or less, 220 parts by weight or less, 210 parts by weight or less, 200 parts by weight or less, 190 parts by weight or less, 180 parts by weight or less, 170 parts by weight or less, 160 parts by weight or less, 150 parts by weight or less or less, 140 parts by weight or less, 130 parts by weight or less, 120 parts by weight or less, 110 parts by weight or less, 100 parts by weight or less, 90 parts by weight or less, 80 parts by weight or less, 70 parts by weight or less, 60 parts by weight or less, 50 parts by weight or less or less, 48 parts by weight or less, 46 parts by weight or less, 44 parts by weight or less, 42 parts by weight or less, 40 parts by weight or less, 38 parts by weight or less, 36 parts by weight or less, 34 parts by weight or less, 32 parts by weight or less, 30 parts by weight or less or less or about 28 parts by weight or less.
. 위와 같은 비율에서 복합재의 장점(특히, 상기 고분자 성분과 상기 소정 범위의 융점을 가지는 물질에 의해 형성된 연성)을 훼손하지 않거나, 오히려 개선하면서도, 복합재의 열전도도를 향상시킬 수 있다.. In the above ratio, it is possible to improve the thermal conductivity of the composite material while not impairing or improving the advantages of the composite material (especially, the ductility formed by the polymer component and the material having a melting point in the predetermined range).
특히, 금속폼과 고분자 성분의 비율과 상기 고분자 성분과 상기 소정 범위의 융점을 가지는 물질의 비율과 상기 열전도성 필러의 비율을 동시에 제어함으로써, 상기 효과는 더욱 극대화될 수 있다.In particular, by simultaneously controlling the ratio of the metal foam to the polymer component, the ratio of the polymer component to the material having a melting point in the predetermined range, and the ratio of the thermally conductive filler, the effect can be further maximized.
즉, 상기 복합재에서 상기 고분자 성분의 부피(PV)와 상기 금속폼의 부피(MV)의 비율(MV/PV)은 10 이하이면서, 상기 열전도성 필러는 고분자 성분 100 중량부 대비 15 내지 50 중량부의 범위 내로 포함되고, 상기 융점이 소정 범위 내인 물질은 상기 고분자 성분 100 중량부 대비 5 내지 40 중량부의 범위 내로 포함될 수 있다. 상기 부피 비율(MV/PV)과 상기 소정 범위의 융점을 가지는 물질의 중량부 및 상기 열전도성 필러의 중량부는 보다 구체적으로는 상기 언급된 범위 내에서 제어될 수 있다.That is, in the composite, the ratio (MV/PV) of the volume (PV) of the polymer component to the volume (MV) of the metal foam is 10 or less, and the thermally conductive filler is 15 to 50 parts by weight relative to 100 parts by weight of the polymer component Included within the range, the melting point of the material within the predetermined range may be included in the range of 5 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer component. The volume ratio (MV/PV), the weight part of the material having the melting point in the predetermined range, and the weight part of the thermally conductive filler may be more specifically controlled within the above-mentioned range.
본 출원은 또한 상기와 같은 복합재의 제조 방법에 대한 것이다. 복합재에서 고분자 성분 및 상기 소정 범위의 융점을 가지는 물질간의 복합화를 더욱 효율적으로 진행하기 위해서 제조 공정이 제어될 수 있다.The present application also relates to a method for manufacturing such a composite material. In the composite material, the manufacturing process may be controlled in order to more efficiently perform the complexation between the polymer component and the material having a melting point in the predetermined range.
상기 제조 방법은, 고분자 및 상기 융점이 35℃ 내지 100℃의 범위 내인 물질을 상기 물질의 융점 이상의 온도에서 혼합하여 고분자 조성물을 제조하는 단계와 상기 제조된 고분자 조성물을 상기 금속폼과 복합화하는 단계를 포함할 수 있다.The manufacturing method comprises the steps of preparing a polymer composition by mixing a polymer and a material having a melting point in the range of 35° C. to 100° C. at a temperature higher than the melting point of the material, and complexing the prepared polymer composition with the metal foam. may include
이와 같이 고분자와 소정 융점의 물질을 상기 물질의 융점 이상의 온도에서 혼합한 후에 금속폼과 복합화함으로써 목적하는 물성의 복합재를 효과적으로 제조할 수 있다. 상기 단계에서 적용되는 혼합 온도의 범위는 상기 온도가 상기 물질의 융점보다 높다면, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 적절한 복합화를 위해서 상기 혼합 온도와 상기 물질의 융점의 차이가 3℃ 내지 50℃의 범위 내가 되도록 제어할 수 있다. 상기 차이는 혼합 온도에서 상기 융점을 뺀 값일 수 있다. 다른 예시에서 상기 차이는 5℃ 이상, 7℃ 이상, 9℃ 이상, 11℃ 이상, 13℃ 이상, 15℃ 이상 또는 17℃ 이상이거나, 48℃ 이하, 46℃ 이하, 44℃ 이하, 42℃ 이하, 40℃ 이하, 38℃ 이하, 36℃ 이하, 34℃ 이하, 32℃ 이하, 30℃ 이하, 28℃ 이하, 26℃ 이하, 24℃ 이하, 22℃ 이하, 20℃ 이하, 18℃ 이하, 16℃ 이하, 14℃ 이하 또는 12℃ 이하 정도일 수도 있다. 이러한 범위에서 혼합 온도를 유지하는 경우에 목적하는 물성의 복합재를 보다 효과적으로 제공할 수 있다. As described above, by mixing the polymer and a material having a predetermined melting point at a temperature higher than the melting point of the material, and then complexing it with a metal foam, a composite material having desired physical properties can be effectively manufactured. The range of the mixing temperature applied in the above step is not particularly limited as long as the temperature is higher than the melting point of the material, but for proper complexation, the difference between the mixing temperature and the melting point of the material is within the range of 3°C to 50°C. can be controlled as much as possible. The difference may be a value obtained by subtracting the melting point from the mixing temperature. In another example, the difference is at least 5°C, at least 7°C, at least 9°C, at least 11°C, at least 13°C, at least 15°C, or at least 17°C, or at most 48°C, at most 46°C, at most 44°C, at most 42°C. , 40 °C or lower, 38 °C or lower, 36 °C or lower, 34 °C or lower, 32 °C or lower, 30 °C or lower, 28 °C or lower, 26 °C or lower, 24 °C or lower, 22 °C or lower, 20 °C or lower, 18 °C or lower, 16 It may be about °C or less, 14 °C or less, or 12 °C or less. When the mixing temperature is maintained in this range, a composite material having desired physical properties can be more effectively provided.
혼합 시간도 적합한 혼합이 달성될 수 있는 범위 내라면 제한되지 않고, 혼합의 방식에 따라 적정 수준으로 조절될 수 있다.The mixing time is not limited as long as it is within a range in which suitable mixing can be achieved, and may be adjusted to an appropriate level according to the method of mixing.
상기 혼합 단계에서 적용되는 고분자 및 상기 물질의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 전술한 고분자 성분 항목에서 기술한 고분자 및 상기에서 기술한 물질이 적용될 수 있다. 또한, 상기 단계에서 전술한 열전도성 필러 등 다른 성분이 추가로 혼합될 수도 있다.The type of the polymer and the material applied in the mixing step is not particularly limited, and the polymer described in the above-mentioned polymer component and the material described above may be applied. In addition, other components such as the thermally conductive filler described above in the above step may be additionally mixed.
한편, 상기 복합화 단계에서 고분자 조성물과 금속폼을 복합화하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 상기 고분자 조성물을 상기 금속폼상에 도포하거나, 혹은 고분자 조성물 내에 금속폼을 침지시키는 방식이 적용되면 된다. 필요하다면, 고분자 조성물을 금속폼에 적용 후에 불필요한 과량의 고분자 조성물을 제거하는 단계가 추가로 수행될 수 있다.On the other hand, the method of complexing the polymer composition and the metal foam in the complexing step is not particularly limited. For example, a method of applying the polymer composition on the metal foam or immersing the metal foam in the polymer composition may be applied. . If necessary, the step of removing unnecessary excess polymer composition after applying the polymer composition to the metal foam may be additionally performed.
또한, 상기 단계에서의 금속폼도 전술한 특성(기공도, 기공 크기 및/또는 두께 등)을 가지는 금속폼이 적용될 수 있다.In addition, the metal foam in the above step may also be applied to the metal foam having the above-described characteristics (porosity, pore size and / or thickness, etc.).
상기 복합화 단계는, 예를 들면, 상기 고분자 조성물이 적어도 상기 금속폼의 표면에 존재하는 상태에서 상기 고분자 조성물을 경화시키는 단계를 포함할 수 있으며, 이러한 경화 과정에서 상기 고분자 조성물은 상기 금속폼의 내부에도 존재할 수 있다.The complexing step may include, for example, curing the polymer composition in a state in which the polymer composition is present at least on the surface of the metal foam. may also exist.
상기에서 경화는 고분자 조성물이 화학적 및/또는 물리적 반응에 의해서 굳어지는 과정이며, 이러한 경화를 수행하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 고분자 조성물의 종류에 따라 적합한 방식이 적용되면 된다.In the above, curing is a process in which the polymer composition is hardened by a chemical and/or physical reaction, and a method for performing such curing is not particularly limited, and a suitable method may be applied depending on the type of the polymer composition.
본 출원에서는 우수한 열전도도를 가지며, 내충격성 등의 기계적 물성이 우수하고, 매우 좁은 공간에서도 효과적으로 열적 접촉을 실현할 수 있는 복합재가 제공될 수 있으며, 상기 복합재는 단차가 심하게 형성된 표면과도 긴밀한 열적 접촉을 달성할 수 있다.In the present application, a composite material that has excellent thermal conductivity, has excellent mechanical properties such as impact resistance, and can effectively realize thermal contact even in a very narrow space can be provided, and the composite material has close thermal contact even with a heavily stepped surface can be achieved
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present application will be specifically described through Examples and Comparative Examples, but the scope of the present application is not limited to the following Examples.
제조예 1.Preparation Example 1.
평균 입경(D50 입경)이 약 10 내지 20μm의 범위 내인 구리(Cu) 분말을 금속 성분으로 사용하였다. 테르피네올(terpineol) 및 폴리비닐아세테이트(PVAc)를 4:5의 중량 비율(terpineol:PVAc)로 혼합한 혼합물에 상기 구리 분말을 상기 바인더(폴리비닐아세테이트)와 구리 분말이 약 10:1의 중량 비율(Cu:PVAc)이 되도록 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 상기 슬러리를 필름 형태로 코팅하고, 약 120℃에서 약 1 시간 동안 건조하여 금속폼 전구체를 형성하였다. 상기 전구체가 수소/아르곤 가스 분위기의 약 1000℃의 온도에서 2시간 동안 유지되도록 전기로에서 외부 열원을 인가하여 소결을 진행하여 구리폼을 제조하였다. 제조된 필름 형태의 구리폼의 기공도는 약 70% 정도의 수준이고, 두께는 약 180μm 정도였다. 상기 제조된 구리폼을 프레스하여 두께가 약 100μm 정도인 필름 형태가 되도록 한 후 복합재 제조에 사용하였다. 프레스 후의 구리폼의 기공도는 약 45% 정도였다.Copper (Cu) powder having an average particle diameter (D50 particle diameter) in the range of about 10 to 20 μm was used as a metal component. In a mixture of terpineol and polyvinyl acetate (PVAc) in a 4:5 weight ratio (terpineol:PVAc), the copper powder was mixed with the binder (polyvinyl acetate) and copper powder in a ratio of about 10:1 A slurry was prepared by mixing in a weight ratio (Cu:PVAc). The slurry was coated in a film form and dried at about 120° C. for about 1 hour to form a metal foam precursor. Copper foam was prepared by applying an external heat source in an electric furnace to sinter the precursor so that the precursor was maintained at a temperature of about 1000° C. in a hydrogen/argon gas atmosphere for 2 hours. The porosity of the prepared film-type copper foam was about 70%, and the thickness was about 180 μm. The prepared copper foam was pressed to form a film having a thickness of about 100 μm, and then used for manufacturing a composite material. The porosity of the copper foam after pressing was about 45%.
실시예 1.Example 1.
고분자 성분을 형성할 고분자 전구체로는, 이액형 열경화성 고분자 조성물을 사용하였다. 상기 이액형 열경화성 고분자 조성물은, 주제 파트(제품명: sylgard527A: 제조사: Dow)와 경화제 파트(제품명: sylgard527B, 제조사: Dow)로 구성되며, 경화되어 실리콘 고분자(유리전이온도: 약 -130℃ 내지 -120℃, 융점: 약 -50℃ 내지 -40℃를 형성하는 조성물이다.As a polymer precursor to form the polymer component, a two-component thermosetting polymer composition was used. The two-component thermosetting polymer composition is composed of a main part (product name: sylgard527A: manufacturer: Dow) and a curing agent part (product name: sylgard527B, manufacturer: Dow), and is cured to a silicone polymer (glass transition temperature: about -130°C to - 120° C., melting point: about -50° C. to -40° C.
상기 주제 파트 및 경화제 파트 각각에 고체 파라핀 왁스(융점: 약 52℃ 내지 58℃를 약 10 중량%의 농도가 되도록 첨가하였다(즉, 주제 파트 내의 파라핀 왁스의 농도와 경화제 파트 내의 파라핀 왁스의 농도가 각각 10 중량%). 그 후 약 70℃ 정도의 온도로 주제 파트와 경화제 파트 각각을 가열한 상태에서 공자전기를 고속 교반하여 각각이 균일한 용액이 되도록 혼합하였다.Solid paraffin wax (melting point: about 52° C. to 58° C.) was added to each of the main part and the curing agent part to a concentration of about 10% by weight (that is, the concentration of paraffin wax in the main part and the concentration of paraffin wax in the curing agent part were 10% by weight each) After that, the main part and the curing agent part were respectively heated to a temperature of about 70° C., and then each was mixed with a high-speed stirring to form a uniform solution.
상온 상태에서 상기 주제 파트와 경화제 파트를 1:1의 중량 비율로 혼합하여 고분자 조성물을 제조하였다.A polymer composition was prepared by mixing the main part and the curing agent part in a weight ratio of 1:1 at room temperature.
그 후 제조예 1의 구리 금속폼을 상기 고분자 조성물에 함침시키고, 어플리케이터를 이용하여 최종 복합재의 두께가 약 120 μm 정도가 되도록 과량의 조성물을 제거하였다. 이어서 상기를 약 100℃의 오븐에 약 30분 정도 유지하여 상기 고분자 조성물을 경화시킴으로써 복합재를 제조하였다. 이와 같이 제조된 복합재에서 적용 재료의 밀도 및 중량을 기준으로 계산한 결과 상기 고분자 성분의 부피(PV)와 금속폼의 부피(MV)의 비율(MV/PV)은 약 0.8 정도였다.Then, the copper metal foam of Preparation Example 1 was impregnated with the polymer composition, and the excess composition was removed using an applicator so that the thickness of the final composite material was about 120 μm. Then, the composite was prepared by curing the polymer composition by maintaining the above in an oven at about 100° C. for about 30 minutes. As a result of calculation based on the density and weight of the applied material in the composite material prepared as described above, the ratio (MV/PV) of the volume (PV) of the polymer component to the volume (MV) of the metal foam was about 0.8.
실시예 2.Example 2.
고체 파라핀 왁스의 혼합 전에 주제 파트 및 경화제 파트 각각에 약 20 중량%의 농도가 되도록 열전도성 필러(구형 알루미나의 파우더(평균 입경: 약 2 μm))를 혼합한 후(즉, 주제 파트 내의 필러의 농도와 경화제 파트 내의 필러의 농도가 각각 20 중량%), 다시 고체 파라핀 왁스(융점: 약 52℃ 내지 58℃를 약 10 중량%의 농도가 되도록 첨가한 것(즉, 상기 필러를 포함하는 주제 파트 내의 파라핀 왁스의 농도와 상기 필러를 포함하는 경화제 파트 내의 파라핀 왁스의 농도가 각각 10 중량%)을 제외하면 실시예 1과 동일한 방식으로 복합재를 제조하였다. 동일한 방식으로 계산하였을 때에 고분자 성분의 부피(PV)와 금속폼의 부피(MV)의 비율(MV/PV)은 약 0.8 정도였다. 또한, 상기 열전도성 필러의 입경은, 입도 분포의 체적 기준 누적 50%에서의 입자 지름(메디안 직경, D50 입경)으로서, 체적 기준으로 입도 분포를 구하고, 전 체적을 100%로 한 누적 곡선에서 누적치가 50%가 되는 지점의 입자 지름이다. 상기 D50 입경은 레이저 회절법(laser Diffraction) 방식으로 측정할 수 있다.After mixing the thermal conductive filler (powder of spherical alumina (average particle diameter: about 2 μm)) to a concentration of about 20% by weight in each of the main part and the curing agent part before mixing the solid paraffin wax (that is, the amount of filler in the main part) The concentration and the concentration of the filler in the curing agent part are each 20% by weight), and again solid paraffin wax (melting point: about 52°C to 58°C is added to a concentration of about 10% by weight (that is, the main part containing the filler) A composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the concentration of paraffin wax in the paraffin wax and the concentration of paraffin wax in the curing agent part including the filler were each 10 wt%). The ratio (MV/PV) of the volume (PV) of the metal foam to the volume (MV) of the metal foam was about 0.8. In addition, the particle diameter of the thermally conductive filler was the particle diameter (median diameter, D50) at 50% cumulative by volume of the particle size distribution. particle size), which is the particle diameter at the point where the cumulative value becomes 50% on the cumulative curve that calculates the particle size distribution on a volume basis and assumes the total volume is 100% The D50 particle diameter can be measured by the laser diffraction method there is.
실시예 3.Example 3.
고체 파라핀 왁스의 혼합 전에 주제 파트 및 경화제 파트 각각에 약 20 중량%의 농도가 되도록 열전도성 필러(구형 알루미나의 파우더(평균 입경: 약 10 μm))를 혼합한 후(즉, 주제 파트 내의 필러의 농도와 경화제 파트 내의 필러의 농도가 각각 20 중량%), 다시 고체 파라핀 왁스(융점: 약 52℃ 내지 58℃를 약 15 중량%의 농도가 되도록 첨가한 것(즉, 상기 필러를 포함하는 주제 파트 내의 파라핀 왁스의 농도와 상기 필러를 포함하는 경화제 파트 내의 파라핀 왁스의 농도가 각각 15 중량%)을 제외하면 실시예 1과 동일한 방식으로 복합재를 제조하였다. 동일한 방식으로 계산하였을 때에 고분자 성분의 부피(PV)와 금속폼의 부피(MV)의 비율(MV/PV)은 약 0.8 정도였다. 또한, 상기 열전도성 필러의 입경은, 입도 분포의 체적 기준 누적 50%에서의 입자 지름(메디안 직경, D50 입경)으로서, 체적 기준으로 입도 분포를 구하고, 전 체적을 100%로 한 누적 곡선에서 누적치가 50%가 되는 지점의 입자 지름이다. 상기 D50 입경은 레이저 회절법(laser Diffraction) 방식으로 측정할 수 있다.After mixing the thermally conductive filler (powder of spherical alumina (average particle diameter: about 10 μm)) to a concentration of about 20% by weight in each of the main part and the curing agent part before mixing the solid paraffin wax (that is, the amount of filler in the main part) The concentration and the concentration of the filler in the curing agent part are each 20% by weight), and again solid paraffin wax (melting point: about 52°C to 58°C is added to a concentration of about 15% by weight (i.e., the main part containing the filler) A composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that the concentration of paraffin wax in the paraffin wax and the concentration of paraffin wax in the curing agent part including the filler were each 15 wt%). The ratio (MV/PV) of the volume (PV) of the metal foam to the volume (MV) of the metal foam was about 0.8. In addition, the particle diameter of the thermally conductive filler was the particle diameter (median diameter, D50) at 50% cumulative by volume of the particle size distribution. particle size), which is the particle diameter at the point where the cumulative value becomes 50% on the cumulative curve that calculates the particle size distribution on a volume basis and assumes the total volume is 100% The D50 particle diameter can be measured by the laser diffraction method there is.
비교예 1.Comparative Example 1.
고체 파라핀 왁스를 적용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 복합재를 제조하였다.A composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that solid paraffin wax was not applied.
비교예 2.Comparative Example 2.
주제 파트 및 경화제 파트 각각에 약 20 중량%의 농도가 되도록 열전도성 필러(구형 알루미나의 파우더(평균 입경: 약 2 μm))를 혼합(즉, 주제 파트 내의 필러의 농도와 경화제 파트 내의 필러의 농도가 각각 40 중량%)하고, 고체 파라핀 왁스를 적용하지 않고 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 복합재를 제조하였다. 또한, 상기 열전도성 필러의 입경은, 입도 분포의 체적 기준 누적 50%에서의 입자 지름(메디안 직경, D50 입경)으로서, 체적 기준으로 입도 분포를 구하고, 전 체적을 100%로 한 누적 곡선에서 누적치가 50%가 되는 지점의 입자 지름이다. 상기 D50 입경은 레이저 회절법(laser Diffraction) 방식으로 측정할 수 있다.Mixing the thermally conductive filler (powder of spherical alumina (average particle diameter: about 2 μm)) to a concentration of about 20% by weight in each of the main part and the curing agent part (that is, the concentration of the filler in the main part and the concentration of the filler in the curing agent part) A composite material was prepared in the same manner as in Example 1, except that 40 wt% of each) was used without applying solid paraffin wax. In addition, the particle size of the thermally conductive filler is the particle diameter (median diameter, D50 particle diameter) at 50% of the volume basis of the particle size distribution, and the particle size distribution is obtained on the volume basis, It is the particle diameter at the point where is 50%. The D50 particle size may be measured by a laser diffraction method.
실시예 및 비교예 각각에서 제조한 복합재를 사용하여 시편을 제조하고, 그 열저항을 평가하였다. 시편은 복합재를 재단기로 지름이 약 3.3 cm 정도인 원형이 되도록 재단하여 제조하였다. 열저항은, TIMtester를 이용하여 ASTM5470의 기준에 따라 평가하였다(20 psi, 60℃ 조건에서 측정). 그 결과는 하기 표 1과 같다.Specimens were prepared using the composite materials prepared in each of Examples and Comparative Examples, and the thermal resistance thereof was evaluated. The specimen was prepared by cutting the composite material into a circular shape with a diameter of about 3.3 cm with a cutter. Thermal resistance was evaluated according to the standards of ASTM5470 using TIMtester (measured at 20 psi, 60°C conditions). The results are shown in Table 1 below.
Claims (20)
상기 금속폼의 표면에 존재하는 고분자 성분; 및
상기 고분자 성분 내에 존재하며, 융점이 35℃ 내지 100℃의 범위 내인 물질을 포함하는 복합재.Metal foam having a film form, a thickness of 1,000 μm or less, and a porosity of 85% or less;
a polymer component present on the surface of the metal foam; and
A composite material comprising a material present in the polymer component and having a melting point in the range of 35°C to 100°C.
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