KR102094078B1 - Process for copper dispersed silicone composition using copper caly - Google Patents

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Abstract

구리 클레이를 이용한 구리 분산형 방열용 실리콘 조성물 제조방법이 개시된다. 본 발명에서, 구리염을 이용하여 제1 용액이 형성되고, 파라핀 왁스가 첨가되어 구리 클레이가 형성된다. 구리 클레이가 제1 및 제2 실리콘 전구체와 혼합되고, 혼합물이 가열되면, 구리가 분산된 실리콘 고분자 화합물을 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명이 개시하는 제조방법에 따르면, 기계적 분산방법을 거치지 않아도, 구리 입자가 실리콘 고분자 내에 응집되어 있지 않고 고르게 분산되어 있는 구리 분산형 방열용 실리콘 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 구리 클레이 형성시 첨가하는 파라핀 왁스는 구리염 또는 구리의 표면을 감싸는 형상을 가질 수 있다. 따라서 구리의 산화를 방지할 수 있다.Disclosed is a method for producing a silicone composition for dispersing copper using copper clay. In the present invention, a first solution is formed using a copper salt, and paraffin wax is added to form a copper clay. When the copper clay is mixed with the first and second silicon precursors and the mixture is heated, a silicon polymer compound in which copper is dispersed can be prepared. Therefore, according to the manufacturing method disclosed by the present invention, even without a mechanical dispersion method, a copper dispersion type heat dissipation silicone composition in which copper particles are uniformly dispersed without being aggregated in a silicone polymer can be obtained. In addition, the paraffin wax added when forming the copper clay may have a shape surrounding the surface of the copper salt or copper. Therefore, oxidation of copper can be prevented.

Description

구리 클레이를 이용한 구리 분산형 방열용 실리콘 조성물 제조방법{Process for copper dispersed silicone composition using copper caly}Process for copper dispersed silicone composition using copper caly}

본 발명은 방열용 실리콘 조성물 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구리를 이용하여 열전도도와 전기전도도를 증가시킨 구리 분산형 방열용 실리콘 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a heat dissipating silicone composition, and more particularly, to a copper dispersing heat dissipating silicone composition using copper to increase thermal conductivity and electrical conductivity.

최근 전기 전자 분야 등에서 사용되고 있는 다양한 종류의 전자 기기는 고-집적화, 경량화 및 소형화가 이루어지고 있다. 이러한 추세에 따라 컴퓨터, 휴대용 통신기 등의 전자 기기를 구성하는 전자 소자로부터 많은 열이 발생하는 문제가 대두된다. 전자 소자로부터 방출되는 열은 전자 소자의 기능을 저하시키며 수명을 감소시킬 뿐만 아니라, 주변 소자의 오작동이나 전자 기기 제품 자체의 고장 등의 원인이 된다.2. Description of the Related Art Recently, various types of electronic devices used in the field of electric and electronic devices are being highly-integrated, lightweight, and compact. According to this trend, a problem arises in which a lot of heat is generated from electronic devices constituting electronic devices such as computers and portable communication devices. The heat emitted from the electronic device degrades the function of the electronic device and reduces its lifespan, as well as malfunction of peripheral devices or failure of the electronic device product itself.

이에 따라 전자 소자로부터 방출되는 열을 제어하는 기술에 대한 관심과 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 방열용 재료가 다양하게 개발되고 있으며, 방열용 재료라 함은 전자 소자로부터 발생하는 열을 외부로 방출시켜 전자 기기 내부에 축열되는 것을 방지하기 위한 것을 의미한다.Accordingly, interest and research on technology for controlling heat emitted from an electronic device have been actively conducted. In particular, various materials for heat dissipation have been developed, and the material for heat dissipation means that heat generated from an electronic device is discharged to the outside to prevent heat accumulation inside the electronic device.

방열용 재료의 특성은 필러의 충진 밀도, 필러의 크기와 분포 및 가공 방법에 의해서 결정된다.The properties of the heat dissipation material are determined by the filling density of the filler, the size and distribution of the filler, and the processing method.

방열용 재료는 전자 소자로부터 외부로 열을 효과적으로 방출시킬 수 있어야 하므로, 높은 열전도도를 가져야 한다. 이에 따라 방열용 재료는 필러 및 고분자 복합재료를 가진다. 필러는 열전도도가 높은 금속 입자일 필요가 있으며, 고분자 복합재료는 필러를 충분히 고르게 분산시킬 필요가 있다. 이를 통해 방열용 재료는 높은 열전도도를 확보할 수 있다.Since the material for heat dissipation must be able to effectively dissipate heat from the electronic device to the outside, it must have a high thermal conductivity. Accordingly, the heat dissipation material has a filler and a polymer composite material. The filler needs to be metal particles with high thermal conductivity, and the polymer composite material needs to sufficiently disperse the filler. Through this, the material for heat dissipation can secure high thermal conductivity.

필러로 이용되는 금속 입자에는 알루미늄, 은, 구리 또는 니켈 등이 있다. 금속 입자가 필러로 이용되는 경우, 금속 입자는 방열용 재료의 열전도도와 전기전도도를 증가시키므로 방열 소재로 적합하다. 반면, 방열용 재료의 밀도가 증가함에 따라 전자기기의 경량화가 요구되는 분야에서는 적용이 어렵게 되는 문제점이 발생한다.Metal particles used as fillers include aluminum, silver, copper, or nickel. When the metal particles are used as a filler, the metal particles are suitable as heat dissipation materials because they increase the thermal conductivity and electrical conductivity of the heat dissipation material. On the other hand, as the density of materials for heat dissipation increases, there is a problem in that it is difficult to apply in fields where weight reduction of electronic devices is required.

또한, 금속 입자가 필러로 이용되는 경우, 금속 입자가 다른 고분자 재료 내에 고르게 분산되는 경우에 한하여, 방열용 재료로서의 효용성이 인정될 수 있다. 그러나, 금속형 필러의 한 종류인 구리 입자는 실리콘 조성물 내에 용이하게 분산되지 않는 문제점이 발생한다. Further, when the metal particles are used as a filler, the effectiveness as a material for heat dissipation can be recognized only when the metal particles are evenly dispersed in other polymer materials. However, there is a problem that copper particles, which are one type of metal-type filler, are not easily dispersed in the silicone composition.

또한, 구리는 대기 중에서 산화하려는 경향이 크게 나타나므로 산화의 문제가 발생할 수 있다.In addition, copper tends to be oxidized in the atmosphere, and thus a problem of oxidation may occur.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 과제는 구리의 높은 분산도를 가지는 방열용 실리콘 조성물의 제조방법을 제공하는 데 있다.Therefore, the object of the present invention to solve this problem is to provide a method for producing a heat dissipation silicone composition having a high degree of dispersion of copper.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 구리염을 용매와 혼합하여 제1 용액을 형성하는 단계; 상기 제1 용액과 파라핀 왁스를 혼합하여 구리 클레이를 형성하는 단계; 상기 구리 클레이와 제1 실리콘 전구체를 혼합하는 단계; 상기 제1 실리콘 전구체와 반응하는 제2 실리콘 전구체를 더 첨가하여 제1 혼합물을 형성하는 단계; 및 상기 제1 혼합물을 가열하여 상기 제1 실리콘 전구체와 상기 제2 실리콘 전구체가 화학적 결합된 실리콘 고분자 내에 구리 입자가 분산된 방열용 실리콘 조성물을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열용 실리콘 조성물 제조 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention comprises the steps of forming a first solution by mixing a copper salt with a solvent; Forming a copper clay by mixing the first solution with paraffin wax; Mixing the copper clay and a first silicon precursor; Forming a first mixture by further adding a second silicon precursor that reacts with the first silicon precursor; And heating the first mixture to form a silicon composition for heat dissipation in which copper particles are dispersed in a silicon polymer in which the first silicon precursor and the second silicon precursor are chemically bonded. Provides a manufacturing method.

상기 제1 혼합물을 가열하여 상기 제1 실리콘 전구체와 상기 제2 실리콘 전구체가 화학적 결합된 실리콘 고분자 내에 구리 입자가 분산된 방열용 실리콘 조성물을 형성하는 단계;는 특정 온도에서 상기 파라핀 왁스가 열분해되고, 상기 구리염이 소결되어 상기 구리 입자가 형성될 수 있다.Heating the first mixture to form a silicone composition for heat dissipation in which copper particles are dispersed in a silicon polymer in which the first silicon precursor and the second silicon precursor are chemically bonded; the paraffin wax is thermally decomposed at a specific temperature, The copper salt may be sintered to form the copper particles.

상기 구리염은 구리 포름산염 사수화물을 포함할 수 있다.The copper salt may include copper formate tetrahydrate.

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상기 용매는 toluene, hexane, heptane, octane, decane, undecane, dodecane, tridecane, trimethylpentane 등의 장쇄 알칸, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane 등의 환상 알칸, benzene, xylene, trimethylbenzene, dodecylbenzene 등의 방향족 탄화수소, hexanol, heptanol, decanol, cyclohexanol 및 terpineol 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The solvent is long-chain alkanes such as toluene, hexane, heptane, octane, decane, undecane, dodecane, tridecane, trimethylpentane, cyclic alkanes such as cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, aromatic hydrocarbons such as benzene, xylene, trimethylbenzene, dodecylbenzene, hexanol, heptanol , decanol, cyclohexanol and terpineol.

상기 파라핀 왁스는 octadecane(C18H38), eicosane(C20H42), docosane(C22H46), tetracosane(C24H50) 및 octacosane(C28H58) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The paraffin wax may include at least one of octadecane (C 18 H 38 ), eicosane (C 20 H 42 ), docosane (C 22 H 46 ), tetracosane (C 24 H 50 ) and octacosane (C 28 H 58 ). have.

상기 파라핀 왁스는 상기 구리 클레이 내에서 상기 구리염의 표면을 감싸는 형상을 가질 수 있다.The paraffin wax may have a shape surrounding the surface of the copper salt in the copper clay.

상기에서 설명한 본 발명의 구리 클레이를 이용한 구리 분산형 방열용 실리콘 조성물 제조방법에 의하면, 기계적 분산 방법에 의하지 않아도, 구리 입자가 실리콘 고분자 내에 고르게 분산될 수 있다. 구리염은 저온에서 소결 될 수 있다. According to the method for producing a copper-dispersed heat dissipation silicone composition using the copper clay of the present invention described above, copper particles can be evenly dispersed in the silicone polymer, regardless of the mechanical dispersion method. Copper salts can be sintered at low temperatures.

또한, 파라핀 왁스는 구리염의 표면을 감싸고 있는 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 소결시 구리는 파라핀 왁스에 의해 응집되기 직전까지 공기와의 접촉이 차단되므로, 구리가 산화되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the paraffin wax may have a shape surrounding the surface of the copper salt. Accordingly, during sintering, copper is prevented from being oxidized because contact with air is blocked until immediately before agglomeration by paraffin wax.

발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구리 분산형 방열용 실리콘 조성물 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 구리염이 환원 및 소결되어, 구리 입자가 실리콘 고분자 내에 분산되어 있는 형상을 도시화한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제1 실리콘 전구체와 제2 실리콘 전구체의 화학구조식을 표시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 실리콘 고분자의 화학구조식을 표시한 도면이다.1 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a silicone composition for dispersing copper in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
2 is a view showing a shape in which copper salts are reduced and sintered according to a preferred embodiment of the present invention, and copper particles are dispersed in a silicone polymer.
3 is a view showing the chemical structure of the first silicon precursor and the second silicon precursor according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a view showing a chemical structural formula of a silicone polymer according to a preferred embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 실시형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등을 보다 명확한 설명을 하기 위해 과장될 수 있다.Embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for a more clear description.

또한, 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, it should be understood that the present invention is not intended to be limited to specific disclosure forms, and includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시예Example

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구리 분산형 방열용 실리콘 조성물 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a silicone composition for dispersing copper in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 구리 분산형 방열용 실리콘 조성물을 제조하는 방법이 개시된다.Referring to FIG. 1, a method of manufacturing a silicone composition for dispersing copper for heat dissipation is disclosed.

먼저, 구리염이 용매와 혼합되어 제1 용액이 형성된다(S100).First, the copper salt is mixed with a solvent to form a first solution (S100).

구리염은 포름산 구리(copper(∥) formate)를 포함할 수 있다. 이외에도 구리염으로 사용될 수 있는 재료는 이를 한정하지 않는다. 용매는 장쇄 알칸, 환상 알칸, 방향족 탄화수소 및 이들에 속하지 않는 알콜류 중에서 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다, 상기 장쇄 알칸은 toluene, hexane, heptane, octane, dacane, undecane, dodecane, tridecane 또는 trimethylpentane 등이 있으며, 상기 환상 알칸으로는 cyclohexane, cycloheptane, cycloheptane 또는 cyclooctane 등이 있으며, 상기 방향족 탄화수소로는 benzene, xylene, trimethylbenzene 또는 dodecylbenzene 등이 있으며, hexanol, heptanol, octanol, decanol, cyclohexanol 또는 terpineol 등이 있다. 또한, 제1 용액 내의 구리염은 충분히 용해될 필요가 있으므로 당업자는 선택하는 구리염에 따라 용매를 적절히 선택할 수 있다. 다만, 용매는 toluene인 것이 바람직하다.The copper salt may include copper formate (copper (∥) formate). In addition, materials that can be used as copper salts are not limited thereto. It is preferable that the solvent contains at least one of long chain alkanes, cyclic alkanes, aromatic hydrocarbons and alcohols not belonging to them, and the long chain alkanes include toluene, hexane, heptane, octane, dacane, undecane, dodecane, tridecane or trimethylpentane. , The cyclic alkanes include cyclohexane, cycloheptane, cycloheptane or cyclooctane, and the aromatic hydrocarbons include benzene, xylene, trimethylbenzene or dodecylbenzene, and hexanol, heptanol, octanol, decanol, cyclohexanol or terpineol. In addition, since the copper salt in the first solution needs to be sufficiently dissolved, a person skilled in the art can appropriately select a solvent according to the copper salt selected. However, it is preferable that the solvent is toluene.

구리염과 용매는 교반을 통해 용이하게 분산되어 제1 용액을 형성할 수 있다. 구리염과 용매는 25℃ 내지 45℃에서 교반될 수 있으며, 보다 상세하게는 30℃ 내지 40℃에서 구리염이 교반을 통해 용이하게 분산되어 제1 용액을 제조할 수 있다. 구리염은 제1 용액의 중량비(wt％)를 기준으로 10wt％ 내지 70wt％로 포함될 수 있다. 만일 구리염이 제1 용액의 10wt％ 미만이면, 최종 입자 형성시 소결이 일어나지 않을 수 있으며, 70wt％ 상회하면, 구리염의 분산이 용이하지 않을 수 있다.The copper salt and the solvent can be easily dispersed through agitation to form a first solution. The copper salt and the solvent may be stirred at 25 ° C to 45 ° C, and more specifically, the copper salt may be easily dispersed at 30 ° C to 40 ° C through stirring to prepare a first solution. The copper salt may be included in 10 wt% to 70 wt% based on the weight ratio (wt%) of the first solution. If the copper salt is less than 10wt% of the first solution, sintering may not occur when forming the final particles, and if it exceeds 70wt%, dispersion of the copper salt may not be easy.

구리염은 구리 포름산염 사수화물임이 바람직하다. 구리염은 용매 내에 분산되어 용액 내에서 안정화될 수 있다.It is preferred that the copper salt is a copper formate tetrahydrate. The copper salt can be dispersed in a solvent and stabilized in solution.

다음으로, 제1 용액과 파라핀 왁스가 혼합되어 구리 클레이를 형성할 수 있다(S200).Next, the first solution and paraffin wax may be mixed to form a copper clay (S200).

파라핀 왁스는 octadecane(C18H38), eicosane(C20H42), docosane(C22H46), tetracosane(C24H50) 및 octacosane(C28H58) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The paraffin wax may include at least one of octadecane (C 18 H 38 ), eicosane (C 20 H 42 ), docosane (C 22 H 46 ), tetracosane (C 24 H 50 ) and octacosane (C 28 H 58 ). .

제1 용액과 파라핀 왁스가 혼합되고, 혼합물은 25℃ 내지 90℃에서 교반될 수 있으며, 보다 상세하게는, 30℃ 내지 70℃에서 교반될 수 있다. 제1 용액과 파라핀 왁스를 혼합하여 얻어진 혼합물의 중량비(wt％)를 기준으로 이에 포함되는 구리염의 함량은 10wt％ 내지 99.9wt％로 포함될 수 있다. 만일, 구리염의 함량이 10wt％ 미만일 경우 최종 소결 단계에서 상 분리가 일어날 수 있으며, 10wt％ 내지 90wt％로 포함될 경우, 혼합물의 형태로 존재하며, 90wt％ 내지 99.9wt％로 포함될 경우, 구리염에 파라핀 왁스가 코팅된 형태로 존재할 수 있다.The first solution and paraffin wax are mixed, and the mixture can be stirred at 25 ° C to 90 ° C, and more specifically, at 30 ° C to 70 ° C. Based on the weight ratio (wt%) of the mixture obtained by mixing the first solution and the paraffin wax, the content of the copper salt contained therein may be included in 10 wt% to 99.9 wt%. If, when the content of the copper salt is less than 10wt%, phase separation may occur in the final sintering step, and when included in 10wt% to 90wt%, it is present in the form of a mixture, and when included in 90wt% to 99.9wt%, the copper salt Paraffin wax may be present in a coated form.

또한, 제1 용액과 파라핀 왁스가 혼합된 혼합물은 용매를 제거하고, 구리 클레이를 형성할 수 있다. 구리 클레이에 포함되어 있는 구리염은 표면에 파라핀 왁스를 코팅한 상태이며, 구리 클레이는 변형이 가능하며 가공성이 우수한 상태의 형상을 갖는다.In addition, the mixture of the first solution and the paraffin wax can remove the solvent and form a copper clay. The copper salt contained in the copper clay is coated with paraffin wax on the surface, and the copper clay is deformable and has a shape of excellent workability.

구리가 소결되는 특정 온도에서 파라핀 왁스는 열분해될 수 있다. 즉, 구리가 충분한 입자 크기로 소결되기 이전의 낮은 온도에서 파라핀 왁스는 열분해되지 않고, 구리를 외부 환경으로부터 차단할 수 있다. 즉, 구리의 소결시까지 파라핀 왁스가 구리의 표면을 감싸는 형상을 가질 수 있어, 구리와 공기가 접촉하지 않도록 할 수 있으므로, 파라핀 왁스는 파라핀 왁스 내부에 형성된 구리의 산화를 방지하는 역할을 수행할 수 있다.Paraffin wax can pyrolyze at a specific temperature at which copper is sintered. That is, paraffin wax does not thermally decompose at low temperatures before copper is sintered to a sufficient particle size, and can block copper from the external environment. That is, until the sintering of the copper, the paraffin wax may have a shape surrounding the surface of the copper, so that the copper and the air do not contact, the paraffin wax serves to prevent oxidation of the copper formed inside the paraffin wax. You can.

구리 클레이는 구리염을 포함할 수 있다. 구리염은 구리 포름산염 사수화물임이 바람직하다. 구리염은 구리 클레이 내에서 분산되어 안정화될 수 있다.The copper clay may contain a copper salt. It is preferred that the copper salt is a copper formate tetrahydrate. The copper salt can be dispersed and stabilized in the copper clay.

다음으로, 구리 클레이와 제1 실리콘 전구체가 혼합된다(S300). 구리염을 포함할 수 있는 구리 클레이가 실리콘 제1 전구체와 혼합되면, 구리염이 실리콘 제1 전구체 내에 분산되고 안정화될 수 있다.Next, the copper clay and the first silicon precursor are mixed (S300). When the copper clay, which may include copper salt, is mixed with the silicon first precursor, the copper salt can be dispersed and stabilized in the silicon first precursor.

계속해서, 제1 실리콘 전구체와 반응하는 제2 실리콘 전구체가 더 첨가되면, 제1 혼합물이 형성될 수 있다(S400). 구리염은 제1 혼합물 내에 재분산되고 안정화될 수 있다.Subsequently, when a second silicon precursor that reacts with the first silicon precursor is further added, a first mixture may be formed (S400). The copper salt can be redispersed and stabilized in the first mixture.

실리콘 고분자가 형성되기 위해서는, 실리콘 전구체가 적당한 비율로 혼합되고 가열되어야 한다. 이에 따라, 제1 실리콘 전구체는 제1 실리콘 전구체와 반응하는 제2 실리콘 전구체와 혼합되어야 할 것이며, 상온에서는 반응 시간이 상당히 요구되므로, 제1 실리콘 전구체와 제2 실리콘 전구체의 혼합물은 별도로 가열되는 것이 바람직하다. 그 결과 제1 실리콘 전구체와 제2 실리콘 전구체는 화학적 결합을 통하여 실리콘 고분자를 형성할 수 있다. 이에 따라, 제1 혼합물은 가열된다(S500). 제1 혼합물이 가열되면, 실리콘이 경화될 수 있다. 따라서, 제1 실리콘 전구체는 제2 실리콘 전구체와 화학적 결합을 이루어, 구리 입자가 실리콘 고분자 내에 분산된 방열용 실리콘 조성물이 제조될 수 있다.In order for the silicone polymer to form, the silicon precursor must be mixed and heated in an appropriate proportion. Accordingly, the first silicon precursor should be mixed with the second silicon precursor reacting with the first silicon precursor, and since the reaction time is required at room temperature, the mixture of the first silicon precursor and the second silicon precursor is heated separately. desirable. As a result, the first silicon precursor and the second silicon precursor can form a silicone polymer through chemical bonding. Accordingly, the first mixture is heated (S500). When the first mixture is heated, the silicone can be cured. Accordingly, the first silicon precursor is chemically bonded to the second silicon precursor, so that a silicon composition for heat dissipation in which copper particles are dispersed in a silicon polymer can be prepared.

가열시, 특정 온도에서 실리콘 전구체는 경화될 수 있다. 또한 가열하여 특정 온도에 도달하면, 파라핀 왁스가 열분해될 수 있어야 하고, 구리염이 열분해되어 구리로 환원될 수 있어야 할 것이다. 이에 따라, 특정 온도에서 구리가 소결되어 충분한 크기의 구리 입자가 형성될 수 있을 것이다.Upon heating, the silicon precursor can be cured at a specific temperature. In addition, upon heating to reach a certain temperature, the paraffin wax should be able to thermally decompose, and the copper salt should be thermally decomposed and reduced to copper. Accordingly, copper may be sintered at a specific temperature to form copper particles of sufficient size.

이 때, 환원 및 소결된 구리 입자가 실리콘 고분자 내에 고르게 분산되는 온도는 파라핀 왁스가 분해되는 온도보다 더 높은 온도일 것이다. At this time, the temperature at which the reduced and sintered copper particles are evenly dispersed in the silicone polymer will be higher than the temperature at which the paraffin wax decomposes.

파라핀 왁스의 열분해 온도는 파라핀의 탄소 수에 따라 달라질 수 있다. 이에 따라 파라핀 왁스는 octadecane(C18H38), eicosane(C20H42), docosane(C22H46), tetracosane(C24H50) 또는 octacosane(C28H58)을 포함할 수 있으며, 열분해 온도는 각각 125℃, 146℃, 165℃, 182℃, 215℃로 나타날 수 있다. 구리염은 구리 포름산염 사수화물을 포함할 수 있다. The thermal decomposition temperature of paraffin wax may vary depending on the carbon number of paraffin. Accordingly, the paraffin wax may include octadecane (C 18 H 38 ), eicosane (C 20 H 42 ), docosane (C 22 H 46 ), tetracosane (C 24 H 50 ) or octacosane (C 28 H 58 ), The thermal decomposition temperatures may be 125 ° C, 146 ° C, 165 ° C, 182 ° C, and 215 ° C, respectively. The copper salt may include copper formate tetrahydrate.

구리 포름산염 사수화물이 환원되어 구리가 되는 화학식의 구조는 다음과 같다.The structure of the chemical formula in which copper formate tetrahydrate is reduced to become copper is as follows.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018071364969-pat00001
Figure 112018071364969-pat00001

Cu(HCOO)2가 열분해하여, 구리염이 구리로 환원하게 되는 온도는 200℃로 나타날 수 있다. 반면, 구리염과 용매가 혼합되는 단계에서 구리염 화합물에 리간드를 형성하게 되는 경우, 열분해 온도는 70~80℃로 낮출 수 있다. 바람직하게는 octylamine(NH2C8H17)이 Cu(HCOO)2에 리간드 배위결합을 형성할 수 있으며, 포름산구리-옥틸아민의 복합체가 형성되는 경우 열분해 온도는 120℃일 수 있다. The temperature at which Cu (HCOO) 2 is thermally decomposed and the copper salt is reduced to copper may be 200 ° C. On the other hand, when a ligand is formed in the copper salt compound in the step of mixing the copper salt and the solvent, the thermal decomposition temperature may be lowered to 70 to 80 ° C. Preferably, octylamine (NH 2 C 8 H 17 ) can form a ligand coordination bond to Cu (HCOO) 2 , and when a complex of copper formate-octylamine is formed, the thermal decomposition temperature may be 120 ° C.

따라서, 환원 및 소결된 구리 입자가 실리콘 고분자 내에 고르게 분산되는 온도는 파라핀 왁스가 분해되는 온도보다 더 높은 온도로 130℃ 내지 300℃임이 바람직하다.Therefore, the temperature at which the reduced and sintered copper particles are evenly dispersed in the silicone polymer is preferably 130 ° C to 300 ° C at a higher temperature than the temperature at which the paraffin wax is decomposed.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 구리염 화합물이 환원 및 소결되어, 구리 입자가 실리콘 고분자 내에 분산되어 있는 형상을 도시화한 도면이다.2 is a view showing a shape in which copper salt compounds are reduced and sintered, and copper particles are dispersed in a silicone polymer according to a preferred embodiment of the present invention.

S200에 따라 형성된 구리 클레이가 도시화된 것으로(S10), 구리 클레이는 변형 가능하며, 가공성이 우수한 상태의 형상을 갖는다.The copper clay formed according to S200 is illustrated (S10), and the copper clay is deformable and has a shape of excellent workability.

구리 클레이와 제1 실리콘 전구체가 혼합되고(S300), 제2 실리콘 전구체가 더 첨가되어 제1 혼합물을 형성한다(S400). 제1 혼합물을 가열하여(S500) 소결시키는 과정에서, 구리염이 환원될 수 있다. 이 때, 제1 혼합물 내에서 구리염 또는 구리는 파라핀 왁스에 의해서 표면을 감싸는 형상을 가질 수 있다(S20). 즉, 이는 실리콘의 경화 및 파라핀 왁스의 열분해가 이루어질 수 있는 특정 온도에 도달하기 전의 형상이다. 파라핀 왁스가 구리의 표면을 감싸게 되면, 파라핀 왁스는 구리와 공기의 접촉을 차단할 수 있고 구리의 산화를 방지할 수 있다. 파라핀 왁스의 열분해가 일어나는 온도에 도달하기 전이므로, 파라핀 왁스는 열분해 되지 않고 구리 사이에 남아 있을 수 있다. 따라서, 구리는 파라핀 왁스에 의하여 구리간 접촉을 방해받게 된다.The copper clay and the first silicon precursor are mixed (S300), and a second silicon precursor is further added to form a first mixture (S400). In the process of heating the first mixture (S500) and sintering, the copper salt may be reduced. At this time, the copper salt or copper in the first mixture may have a shape surrounding the surface by paraffin wax (S20). That is, this is the shape before reaching a specific temperature at which curing of the silicone and thermal decomposition of the paraffin wax can be achieved. When the paraffin wax surrounds the surface of copper, the paraffin wax can block the contact of copper and air and prevent oxidation of copper. Before reaching the temperature at which the thermal decomposition of the paraffin wax occurs, the paraffin wax is not thermally decomposed and may remain between copper. Therefore, copper is prevented from contacting with copper by paraffin wax.

실리콘의 경화 및 파라핀 왁스의 열분해가 이루어지고 구리가 충분한 크기의 입자로 형성될 수 있는 특정 온도에 도달한 이후, 제1 실리콘 전구체와 제2 실리콘 전구체가 화학적 결합된 실리콘 고분자 내에 구리 입자가 분산된 형상을 가질 수 있다(S30). 즉, 특정 온도에 도달하게 되면, 구리를 감싸고 있는 파라핀 왁스가 분해됨에 따라, 모든 구리염으로부터 환원된 구리 사이에 파라핀 왁스가 남아 있지 않게 되므로, 환원된 구리간 접촉이 가능하게 된다. 그 결과, 접촉된 구리는 충분한 크기의 구리 입자로 성장할 수 있다.After the curing of silicon and thermal decomposition of paraffin wax is reached and a certain temperature at which copper can be formed into particles of sufficient size, copper particles are dispersed in a silicone polymer in which the first silicon precursor and the second silicon precursor are chemically bonded. It may have a shape (S30). That is, when a certain temperature is reached, as the paraffin wax surrounding the copper decomposes, paraffin wax does not remain between the coppers reduced from all copper salts, and thus reduced copper-to-copper contact is possible. As a result, the contacted copper can grow into copper particles of sufficient size.

또한, 구리 클레이가 제1 실리콘 전구체와 우선적으로 혼합되면, 구리염이 제1 실리콘 전구체 내에 분산될 수 있다. 그 후, 구리 클레이와 제1 실리콘 전구체를 혼합하여 얻어진 화합물과 제2 실리콘 전구체가 혼합되어, 구리염이 재분산된 제1 혼합물을 얻을 수 있다. 제1 혼합물이 가열되면, 실리콘이 경화되어 최종적으로 실리콘 고분자가 얻어질 수 있다. 이 때, 구리 입자를 직접 이용하여 실리콘 고분자 내에 분산시키는 것이 아니라, 구리염을 포함할 수 있는 구리 클레이를 이용하기 때문에, 구리 입자가 고르게 분산되어 실리콘 고분자 내에서 응집되지 않고 분포할 수 있다.In addition, when the copper clay is preferentially mixed with the first silicon precursor, the copper salt may be dispersed in the first silicon precursor. Then, the compound obtained by mixing the copper clay and the first silicon precursor and the second silicon precursor are mixed to obtain a first mixture in which the copper salt is redispersed. When the first mixture is heated, the silicone is cured and finally a silicone polymer can be obtained. At this time, the copper particles are not directly dispersed in the silicone polymer, but the copper clay that may contain copper salt is used, so that the copper particles are evenly dispersed and distributed without aggregation in the silicone polymer.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제1 실리콘 전구체와 제2 실리콘 전구체의 화학구조식을, 도 4는 실리콘 고분자의 화학구조식을 표시한 도면이다.3 is a view showing a chemical structural formula of a first silicon precursor and a second silicon precursor according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a chemical structural formula of a silicon polymer.

도 3에 따라, 제1 실리콘 전구체와 제2 실리콘 전구체는 동일한 화합물일 수 있다. 제1 실리콘 전구체와 제2 실리콘 전구체는 특정한 화합물을 지칭하지 않는다. 실리콘 전구체는 -OH(Hydroxy기) 또는 -CH=CH2(Vinyl기) 등의 작용기를 포함하며, 규소(Si)와 산소(O)의 결합으로 연결되며, 실리콘(silicone)을 이루는 구조이다. 실리콘 전구체의 작용기는 중합 기타 화학적 결합을 할 수 있으므로, 실리콘 전구체는 실리콘 폴리머를 형성할 수 있는 구조를 총칭하는 것이다. According to FIG. 3, the first silicon precursor and the second silicon precursor may be the same compound. The first silicon precursor and the second silicon precursor do not refer to a specific compound. The silicon precursor includes functional groups such as -OH (Hydroxy group) or -CH = CH 2 (Vinyl group), and is connected by a combination of silicon (Si) and oxygen (O), and is a structure that forms silicon. Since the functional group of the silicon precursor can polymerize or chemically bond, the silicon precursor is a generic term for a structure capable of forming a silicone polymer.

또한, 본 발명에서 실리콘 전구체의 종류는 제한하지 않는다. 제1 실리콘 전구체와 제2 실리콘 전구체는 그 종류에 따라 축합 기타 화학 반응을 통해 화학적 결합을 할 수 있으며, 경화 온도는 전구체의 종류에 따라 다르게 나타날 수 있다. 즉, 특정 온도 조건에서 실리콘이 경화됨에 따라, 최종적으로 긴 사슬의 실리콘 고분자가 형성될 수 있다. In addition, the type of the silicon precursor in the present invention is not limited. The first silicon precursor and the second silicon precursor may be chemically bonded through condensation or other chemical reaction depending on the type, and the curing temperature may be different depending on the type of the precursor. That is, as the silicone is cured at a specific temperature condition, a long chain silicone polymer can be finally formed.

110 : 파라핀 왁스
120 : 구리염 또는 구리
130 : 구리 입자110: paraffin wax
120: copper salt or copper
130: copper particles

Claims (8)

구리염과 용매를 혼합하여 제1 용액을 형성하는 제1 단계;
상기 제1 용액과 파라핀 왁스를 혼합하여 구리 클레이를 형성하는 제2 단계;
상기 구리 클레이와 제1 실리콘 전구체를 혼합하는 제3 단계;
상기 제1 실리콘 전구체와 반응하는 제2 실리콘 전구체를 더 첨가하여 제1 혼합물을 형성하는 제4 단계; 및
상기 제1 혼합물을 가열하여, 상기 제1 실리콘 전구체와 상기 제2 실리콘 전구체가 화학적 결합된 실리콘 고분자 내에 구리 입자가 분산된 방열용 실리콘 조성물을 형성하는 제5 단계를 포함하고,
상기 제5 단계에서, 상기 파라핀 왁스가 열분해되고, 상기 구리염이 소결되어 구리 입자가 형성되는 것을 특징으로 하는 방열용 실리콘 조성물 제조 방법.
A first step of mixing the copper salt and a solvent to form a first solution;
A second step of mixing the first solution with paraffin wax to form a copper clay;
A third step of mixing the copper clay and a first silicon precursor;
A fourth step of further adding a second silicon precursor reacting with the first silicon precursor to form a first mixture; And
And a fifth step of heating the first mixture to form a silicone composition for heat dissipation in which copper particles are dispersed in a silicone polymer in which the first silicon precursor and the second silicon precursor are chemically bonded.
In the fifth step, the paraffin wax is thermally decomposed, and the copper salt is sintered to form a silicone composition for heat dissipation, characterized in that copper particles are formed.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 구리염은 구리 포름산염 사수화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방열용 실리콘 조성물 제조 방법.The method according to claim 1,
The copper salt is a method for producing a silicone composition for heat dissipation, characterized in that it comprises a copper formate tetrahydrate. 청구항 1에 있어서,
상기 용매는 toluene, hexane, heptane, octane, decane, undecane, dodecane, tridecane 및 trimethylpentane으로 이루어지는 군으로터 선택되는 장쇄 알칸; cyclohexane, cycloheptane 및 cyclooctane으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 환상 알칸; benzene, xylene, trimethylbenzene 및 dodecylbenzene으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 방향족 탄화수소; hexanol, heptanol, decanol, cyclohexanol 및 terpineol 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열용 실리콘 조성물 제조 방법.The method according to claim 1,
The solvent is a long chain alkane selected from the group consisting of toluene, hexane, heptane, octane, decane, undecane, dodecane, tridecane and trimethylpentane; cyclic alkanes selected from the group consisting of cyclohexane, cycloheptane and cyclooctane; aromatic hydrocarbons selected from the group consisting of benzene, xylene, trimethylbenzene and dodecylbenzene; Method for producing a silicone composition for heat dissipation, characterized in that it comprises at least one of hexanol, heptanol, decanol, cyclohexanol and terpineol. 청구항 1에 있어서,
상기 파라핀 왁스는 octadecane(C18H38), eicosane(C20H42), docosane(C22H46), tetracosane(C24H50) 및 octacosane(C28H58) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열용 실리콘 조성물 제조 방법.The method according to claim 1,
The paraffin wax comprises at least one of octadecane (C 18 H 38 ), eicosane (C 20 H 42 ), docosane (C 22 H 46 ), tetracosane (C 24 H 50 ) and octacosane (C 28 H 58 ) Method for producing a silicone composition for heat dissipation, characterized by. 청구항 1에 있어서,
상기 파라핀 왁스는 상기 구리 클레이 내에서 상기 구리염의 표면을 감싸는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 방열용 실리콘 조성물 제조 방법.The method according to claim 1,
The paraffin wax is a method of manufacturing a silicone composition for heat dissipation, characterized in that it has a shape surrounding the surface of the copper salt in the copper clay.
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