KR102374200B1 - Composition for heat dissipation for display by cars and manufacturing methods thereof and pad for heat dissipation comprising the composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차 디스플레이용 방열조성물에 관한 것으로 구체적으로는 열전도성 합성수지, 열전도성 필러, 고방열 입자를 적절한 함량비로 혼합함으로써, 전기차, 수소차, 하이브리드 자동차 등 미래형 자동차의 디스플레이에 적용될 수 있고 열전도도가 우수한 고성능 방열조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a heat dissipation composition for a vehicle display, and specifically, by mixing a heat conductive synthetic resin, a heat conductive filler, and high heat dissipation particles in an appropriate content ratio, it can be applied to the display of future vehicles such as electric vehicles, hydrogen vehicles, hybrid vehicles, and thermal conductivity It relates to an excellent high-performance heat dissipation composition.
최근 자동차 디스플레이가 경량화, 소형화, 슬림(Slim)화 되고, 고속화를 위하여 고집적화 됨에 따라 단위 체적당 발열량이 증가하면서 열 부하로 인하여 많은 문제점이 발생하고 있다. 구체적으로, 단위 체적당 발열량이 증가할 경우, 디스플레이의 성능, 성능 지속기간에 영향을 미쳐 발열량을 조절하는 것에 관한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.Recently, as automobile displays have become lighter, smaller, slimmer, and highly integrated for high speed, the amount of heat generated per unit volume increases, causing many problems due to thermal load. Specifically, when the amount of heat generated per unit volume increases, research on controlling the amount of heat by affecting the performance and performance duration of the display is continuously being made.
특히 전기차, 수소차, 하이브리드 자동차, 무인자동차, 자율 주행 자동차를 중심으로 하는 스마트카에 적용되는 디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display)로 방열 문제가 중요한 이슈가 되고 있다. 이를 해결하기 위해 종래 개질된 팽창 그라파이트를 충전제에 함유시켜 열전도성을 향상시키려는 노력이 있었다. 하지만 LCD의 출력이 기술이 개발됨에 따라 더욱 높아지며 그에 따라 방출하는 열이 증가하여 종래의 개질된 팽창 그라파트와 충전제를 혼합한 것만으로는 온도 상승으로 인한 발광효율 감소를 막기 어려워지기 시작했다. 이를 해결하기 위해 열전도성 합성수지, 열전도성 필러, 팽창 그라파이트의 적절한 조성비를 찾는 것에 관한 연구가 지속저으로 이루어지고 있다.In particular, LCD (Liquid Crystal Display) displays applied to smart cars, such as electric vehicles, hydrogen cars, hybrid cars, driverless cars, and autonomous vehicles, have become an important issue in terms of heat dissipation. In order to solve this problem, there has been an effort to improve thermal conductivity by incorporating the conventionally modified expanded graphite into the filler. However, as the output of LCD becomes higher as technology is developed, the heat emitted increases accordingly, so it is starting to become difficult to prevent the decrease in luminous efficiency due to temperature increase only by mixing the conventional modified expanded graphite and filler. In order to solve this problem, research on finding an appropriate composition ratio of thermally conductive synthetic resin, thermally conductive filler, and expanded graphite is continuously being conducted.
본 발명의 목적은, 열전도성 합성 수지, 열전도성 필러, 고방열 입자를 적절한 조성비로 혼배합함으로써, 자동차 디스플레이용 방열조성물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a heat dissipation composition for an automobile display by mixing a heat conductive synthetic resin, a heat conductive filler, and high heat dissipation particles in an appropriate composition ratio.
본 발명의 다른 목적은 열전도성 합성 수지, 열전도성 필러, 고방열 입자를 적절한 조성비로 혼배합함으로써, 자동차 디스플레이용 방열조성물을 포함하는 열전도도가 우수한 자동차 디스플레이용 방열패드를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a heat dissipation pad for automobile display excellent in thermal conductivity, including a heat dissipation composition for automobile display, by mixing a thermally conductive synthetic resin, thermally conductive filler, and high heat dissipation particles in an appropriate composition ratio.
본 발명의 또 다른 목적은, 열전도성 합성 수지, 열전도성 필러, 고방열 입자를 적절한 조성비로 혼배합하는 자동차 디스플레이용 방열조성물의 제조방법에 관한 것이다.Another object of the present invention relates to a method for manufacturing a heat dissipation composition for an automobile display, in which a thermally conductive synthetic resin, a thermally conductive filler, and high heat dissipation particles are mixed in an appropriate composition ratio.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. Moreover, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by means of the instrumentalities and combinations thereof indicated in the appended claims.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 자동차 디스플레이용 방열조성물은, 열전도성 합성수지 100 중량부, 열전도성 필러 10 내지 70중량부 및 고방열 입자 10 내지 50중량부를 포함한다.In order to achieve the above object, the heat dissipation composition for a vehicle display according to the present invention includes 100 parts by weight of a thermally conductive synthetic resin, 10 to 70 parts by weight of a thermally conductive filler, and 10 to 50 parts by weight of high heat dissipation particles.
본 발명의 목적은, 열전도성 합성 수지, 열전도성 필러, 고방열 입자를 적절한 조성비로 혼배합함으로써, 자동차 디스플레이용 방열조성물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a heat dissipation composition for an automobile display by mixing a heat conductive synthetic resin, a heat conductive filler, and high heat dissipation particles in an appropriate composition ratio.
본 발명의 다른 목적은 열전도성 합성 수지, 열전도성 필러, 고방열 입자를 적절한 조성비로 혼배합함으로써, 자동차 디스플레이용 방열조성물을 포함하는 열전도도가 우수한 자동차 디스플레이용 방열패드를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a heat dissipation pad for automobile display excellent in thermal conductivity, including a heat dissipation composition for automobile display, by mixing a thermally conductive synthetic resin, thermally conductive filler, and high heat dissipation particles in an appropriate composition ratio.
본 발명의 또 다른 목적은, 열전도성 합성 수지, 열전도성 필러, 고방열 입자를 적절한 조성비로 혼배합하는 자동차 디스플레이용 방열조성물의 제조방법에 관한 것이다.Another object of the present invention relates to a method for manufacturing a heat dissipation composition for an automobile display, in which a thermally conductive synthetic resin, a thermally conductive filler, and high heat dissipation particles are mixed in an appropriate composition ratio.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, the specific effects of the present invention will be described together while explaining the specific contents for carrying out the invention below.
도 1은 종래 발명의 팽창 그라파이트의 평균입도를 나타낸 것이다.
도 2는 몇몇 실시예에 따른 고방열 입자의 평균입도를 나타낸 것이다.
도 3은 몇몇 실시예에 따른 탄소 나노튜브의 형상을 배율 1,000배로 나타낸 것이다.
도 4는 몇몇 실시예에 따른 탄소 나노튜브의 형상을 50,000배로 나타낸 것이다.1 shows the average particle size of the expanded graphite of the prior invention.
Figure 2 shows the average particle size of the high heat dissipation particles according to some embodiments.
3 is a view showing the shape of carbon nanotubes according to some embodiments at a magnification of 1,000 times.
4 is a view showing the shape of the carbon nanotubes according to some embodiments 50,000 times.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.Hereinafter, each configuration of the present invention will be described in more detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily carry out, but this is only an example, and the scope of the present invention is defined by the following contents Not limited.
이하에서는, 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in more detail.
본 발명에서 방열이란, 열을 내보내거나 내뿜는 일, 또는 그 열을 의미하는 것으로 특히 기계 따위에서 발생한 열을 방산하는 일을 이른다. 전자제품의 방열체(heat sink)의 소재로 사용되기 위해서는 대략 1 내지 30 W/mK 값을 가져야 하고 방열 소재로는 금속, 세라믹, 카본 등의 열전도성 필러와 고분자로 이루어진 복합재료를 채택하여 사용하는 경우가 증가하고 있다.In the present invention, heat dissipation refers to dissipating or radiating heat, or to dissipating heat generated in a machine or the like, which means the heat. In order to be used as a material for a heat sink of electronic products, it should have a value of about 1 to 30 W/mK. cases are increasing.
본 발명에 따른 자동차 디스플레이용 방열조성물은, 열전도성 합성수지 100 중량부, 열전도성 필러 10 내지 70중량부 및 고방열 입자 10 내지 50중량부를 포함할 수 있다.The heat dissipation composition for a vehicle display according to the present invention may include 100 parts by weight of a thermally conductive synthetic resin, 10 to 70 parts by weight of a thermally conductive filler, and 10 to 50 parts by weight of high heat dissipation particles.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 디스플레이용 방열조성물은, 열전도성 필러를 포함하지 않을 수 있고, 열전도성 합성수지 및 고방열 입자를 포함할 수 있다.The heat dissipation composition for a vehicle display according to an embodiment of the present invention may not include a thermally conductive filler, and may include a thermally conductive synthetic resin and high heat dissipation particles.
본 발명에 따른 열전도성 합성수지는 폴리페닐렌설파이드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 리퀴드크리스탈수지, 에폭시수지, 실리콘수지, 이들의 하나 이상의 혼합물 및 공중합체로 구성되는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.The thermally conductive synthetic resin according to the present invention is polyphenylene sulfide, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyamide, polypropylene, polyethylene, polyurethane, liquid crystal resin, epoxy resin, silicone resin, mixtures of one or more thereof, and air It may include any one or more selected from the group consisting of coalescence.
상기 실리콘수지는 폴리비닐실록산 및 폴리디메틸실록산 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 폴리비닐실록산 및 폴리디메틸실록산을 모두 포함되는 경우에는 폴리비닐실록산과 폴리디메틸실록산의 중량비는 60:40 내지 90:10인 것이 바람직하며, 고점도의 폴리비닐실록산의 중량비가 높아질수록 방열 조성물의 점도가 증가하는 특성이 나타난다. 고점도의 폴리비닐실록산과 저점도의 폴리디메틸실록산의 중량비를 조절하여 필요한 점도의 방열 조성물을 제조할 수 있다. The silicone resin may include at least one of polyvinylsiloxane and polydimethylsiloxane. When both polyvinylsiloxane and polydimethylsiloxane are included, the weight ratio of polyvinylsiloxane to polydimethylsiloxane is preferably 60:40 to 90:10, and as the weight ratio of high-viscosity polyvinylsiloxane increases, the viscosity of the heat dissipation composition appears to be increasing. By adjusting the weight ratio of polyvinylsiloxane of high viscosity and polydimethylsiloxane of low viscosity, it is possible to prepare a heat dissipation composition having a required viscosity.
하지만 폴리비닐실록산이 상기 90:10 보다 많이 첨가된 경우, 방열 조성물의 점도가 너무 높아 접착제 및 코팅제로 도포되는 경우에 적합하지 않으며, 폴리비닐실록산이 상기 60:40 보다 적게 첨가되는 경우, 방열 조성물의 점도가 너무 낮아 접착제 또는 코팅제로 도포 시 흘러내리는 단점이 있다.However, when polyvinylsiloxane is added in more than 90:10, the viscosity of the heat-dissipating composition is too high, so it is not suitable when applied as an adhesive or coating agent, and when polyvinylsiloxane is added in less than 60:40, the heat-dissipating composition Its viscosity is too low, so it has a disadvantage of dripping when applied as an adhesive or coating agent.
본 발명의 일 실시예에 따른 열전도성 합성수지는 혼합 기재폴리머(Base Polymer)에 해당할 수 있다. 구체적으로 상기 혼합 기재폴리머는 폴리비닐실록산, 폴리디메틸실록산 및 폴리아닐린 간에 혼합된 고분자일 수 있다.The thermally conductive synthetic resin according to an embodiment of the present invention may correspond to a mixed base polymer (Base Polymer). Specifically, the mixed base polymer may be a polymer mixed between polyvinylsiloxane, polydimethylsiloxane, and polyaniline.
본 발명에 따른 열전도성 필러는 금, 은, 구리, 알루미늄, 은코팅구리, 은코팅니켈, 은코팅알루미늄, 산화알루미늄, 산화철, 산화마그네슘, 보놀나이트라이드, 실리콘나이트라이드, 티타늄나이트라이드 및 이들의 하나 이상의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.The thermally conductive filler according to the present invention is gold, silver, copper, aluminum, silver-coated copper, silver-coated nickel, silver-coated aluminum, aluminum oxide, iron oxide, magnesium oxide, bononitride, silicon nitride, titanium nitride and these It may include any one or more selected from the group consisting of one or more mixtures.
본 발명에 따른 고방열 입자의 평균입도는 110㎛(마이크로미터) 이하에 해당할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 고방열 입자의 평균입도는 30 내지 110㎛(마이크로미터)에 해당할 수 있다. 더 바람직하게는, 상기 고방열 입자의 평균입도는 35 내지 50㎛(마이크로미터)에 해당할 수 있다.The average particle size of the high heat dissipation particles according to the present invention may correspond to 110㎛ (micrometer) or less. More preferably, the average particle size of the high heat dissipation particles may correspond to 30 to 110 μm (micrometer). More preferably, the average particle size of the high heat dissipation particles may correspond to 35 to 50㎛ (micrometer).
도 1은 종래 발명의 팽창 그라파이트의 평균입도를 나타낸 것이다. 도 2는 몇몇 실시예에 따른 고방열 입자의 평균입도를 나타낸 것이다. 본 발명에 따른 고방열 입자의 평균입도는 도 1의 팽창 그라파이트의 평균입도와 달리, 40㎛(마이크로미터)이하에 해당할 수 있다. 1 shows the average particle size of the expanded graphite of the prior invention. Figure 2 shows the average particle size of the high heat dissipation particles according to some embodiments. The average particle size of the high heat dissipation particles according to the present invention may correspond to 40 μm (micrometer) or less, unlike the average particle size of the expanded graphite of FIG. 1 .
본 발명에 따른 고방열 입자는 팽창 그라파이트(Expanded Graphite), 탄소나노튜브, 그래핀 및 금속나노입자로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.The high heat dissipation particles according to the present invention may include one or more selected from the group consisting of expanded graphite, carbon nanotubes, graphene, and metal nanoparticles.
구체적으로, 본 발명에 따른 고방열 입자는 팽창 그라파이트 및 개질된 탄소나노튜브를 포함할 수 있고, 열전도성 합성수지 100 중량부에 대해 각각 30 내지 70 중량부만큼 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 자동차 디스플레이용 방열조성물은 열전도성 합성수지 100 중량부, 팽창 그라파이트 30 내지 70 중량부, 및 개질된 탄소나노튜브 30 내지 70 중량부를 포함할 수 있다.Specifically, the high heat dissipation particles according to the present invention may include expanded graphite and modified carbon nanotubes, and may include 30 to 70 parts by weight, respectively, based on 100 parts by weight of the thermally conductive synthetic resin. That is, the heat dissipation composition for a vehicle display according to the present invention may include 100 parts by weight of the thermally conductive synthetic resin, 30 to 70 parts by weight of expanded graphite, and 30 to 70 parts by weight of the modified carbon nanotubes.
본 발명에 따른 고방열 입자는 열전도성 필러 사이를 연결하는 열전도성 경로를 형성함으로써, 방열 효과를 더욱 향상시키는 역할을 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 고방열 입자는 열전도성 필러와 혼합되어 분산성이 우수하고 일정한 물성을 가지는 방열조성물을 형성할 수 있다.The high heat dissipation particles according to the present invention may serve to further improve the heat dissipation effect by forming a heat conductive path connecting the heat conductive fillers. Specifically, the high heat dissipation particles may be mixed with a thermally conductive filler to form a heat dissipation composition having excellent dispersibility and constant physical properties.
상기 팽창 그라파이트는 바람직하게 부피 팽창률이 200 이상이고, 평균입도가 100 내지 200㎛(마이크로미터) 이며, 기공의 직경은 1 내지 50 ㎛(마이크로미터) 이고, 기공형상이 벌집 모양인 것을 사용할 수 있다. 상기 팽창 그라파이트의 부피 팽창률이 200 이상이 되어야 방열 조성물에 열이 가해진 경우 팽창 그라파이트의 부피 팽창으로 표면적이 크게 넓어지며 우수한 방열 효과를 가질 수 있다. The expanded graphite preferably has a volume expansion rate of 200 or more, an average particle size of 100 to 200 μm (micrometer), a pore diameter of 1 to 50 μm (micrometer), and a honeycomb pore shape may be used. . When the volume expansion rate of the expanded graphite is 200 or more, when heat is applied to the heat dissipation composition, the surface area is greatly increased due to volume expansion of the expanded graphite, and excellent heat dissipation effect can be obtained.
또한, 상기 팽창 그라파이트의 평균입도가 100㎛(마이크로미터) 미만인 경우 부피팽창으로 인한 방열효과가 떨어지며, 200㎛(마이크로미터)보다 큰 경우에는 충전제에서 다른 조성물과 혼합될 때 분산성이 떨어지고 방열 조성물의 균일한 물성을 기대하기 어려워진다. 하지만 본 발명의 기술적 사상은 팽창 그라파이트의 물성에 한정되지는 않는다.In addition, when the average particle size of the expanded graphite is less than 100 μm (micrometer), the heat dissipation effect due to volume expansion is reduced, and when it is larger than 200 μm (micrometer), the dispersibility decreases when mixed with other compositions in the filler and the heat dissipation composition It becomes difficult to expect uniform physical properties of However, the technical spirit of the present invention is not limited to the physical properties of the expanded graphite.
탄소계 소재인 팽창 그라파이트(Expanded graphite)는 열전도도가 높고 기계적 물성이 우수하며 가벼워서 고기능성 복합재료를 요하는 분야에서 응용이 기대 되는 신소재로 주목받고 있다. 팽창 그라파이트는 천연 그라파이트 또는 인조 그라파이트 등의 그라파이트에 화학처리를 거치면 그라파이트 층간 화합물을 형성하고, 이에 대해 고온처리 과정을 거치면 급속히 분해된 후 다시 팽창하여, 체적이 기존의 수십 내지 수 백배로 증가되어 얻어진 것을 말한다.Expanded graphite, a carbon-based material, is attracting attention as a new material that is expected to be applied in fields requiring high-functional composite materials because of its high thermal conductivity, excellent mechanical properties, and light weight. Expanded graphite forms a graphite interlayer compound when chemical treatment is performed on graphite such as natural graphite or artificial graphite. say that
상기 팽창 그라파이트를 적용한 복합재료의 열전도도는 팽창 그라파이트가 박리된 정도, 분산상태, 종횡비에 따라 달라진다. 상기 팽창 그라파이트를 사용하게 되면, 주재료인 실리콘 수지 내에서 분산이 안정적으로 이루어진다.The thermal conductivity of the composite material to which the expanded graphite is applied depends on the degree of exfoliation of the expanded graphite, the dispersion state, and the aspect ratio. When the expanded graphite is used, dispersion is made stably in the silicone resin, which is the main material.
상기 탄소 나노튜브는 원통형 모양의 나노 구조를 지니는 탄소의 동소체이다. 탄소 나노튜브는 전기 방전 시에 Fe, Ni, Co 등과 같은 전이금속을 사용하는 경우 가장 기본적인 구조인 단일벽 탄소 나노튜브(Single-Wall Carbon Nanotube; SWNT), 다중벽 나노튜브(Multi-Wall Carbon Nanotube; MWNT)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. The carbon nanotube is an allotrope of carbon having a cylindrical nanostructure. Carbon nanotubes are single-walled carbon nanotubes (SWNTs) and multi-walled nanotubes (Multi-Wall Carbon Nanotubes), which are the most basic structures when transition metals such as Fe, Ni, and Co are used during electric discharge. ; MWNT) may include one or more selected from the group consisting of.
특히 상기 탄소 나노튜브가 다중벽 나노튜브(Multi-Wall Carbon Nanotube; MWNT)일 때, 직경은 10nm 내지 1000nm일 수 있고, 길이는 10 내지 500㎛(마이크로미터)에 해당할 수 있다.In particular, when the carbon nanotube is a multi-wall carbon nanotube (MWNT), the diameter may be 10 nm to 1000 nm, and the length may correspond to 10 to 500 μm (micrometer).
상기 탄소 나노튜브는 높은 유연성(High Flexibility)을 가지고 있어서 휘어졌다가 원상복구되기 쉽고, 낮은 중량 밀도(Low mass Density)를 갖고 있어서 직경이 나노크기인 반면에 길이는 수 마이크로미터에서 밀리미터까지 될 수 있기 때문에 종횡비(Aspect Ratio)가 매우 크다. 따라서 탄소 나노튜브의 화학 결합은 상대적으로 강한 sp2 결합을 가짐으로써, 탄소 나노튜브는 높은 강도를 가진다.The carbon nanotube has high flexibility and is easy to be bent and then restored to its original shape, and has a low mass density, so the diameter is nano-sized while the length can be from several micrometers to millimeters. Therefore, the aspect ratio is very large. Therefore, the chemical bond of the carbon nanotube has a relatively strong sp 2 bond, so that the carbon nanotube has high strength.
한편, 본 발명에 따른 탄소 나노튜브는 개질된 다중벽 나노튜브에 해당할 수 있다. 도 3은 몇몇 실시예에 따른 탄소 나노튜브의 형상을 배율 1,000배로 나타낸 것이다. 도 4는 몇몇 실시예에 따른 탄소 나노튜브의 형상을 50,000배로 나타낸 것이다. 도 3 및 4를 참고하면, 상기 개질된 다중벽 나노튜브의 형상을 알 수 있다.Meanwhile, the carbon nanotube according to the present invention may correspond to a modified multi-walled nanotube. 3 is a view showing the shape of carbon nanotubes according to some embodiments at a magnification of 1,000 times. 4 shows the shape of carbon nanotubes according to some embodiments at 50,000 times. Referring to FIGS. 3 and 4 , the shape of the modified multi-walled nanotube can be seen.
본 발명에 따른 자동차 디스플레이용 방열조성물은, 열전도성 합성수지, 열전도성 필러, 및 고방열 입자 이외에 경화제를 추가적으로 포함할 수 있다.The heat dissipation composition for a vehicle display according to the present invention may further include a curing agent in addition to the thermally conductive synthetic resin, the thermally conductive filler, and the high heat dissipation particles.
본 발명에 따른 경화제는 경화 및 공정시간을 조절하기 위한 것으로 본 발명의 효과에 영향이 없는 범위 내에서 함량을 적절히 선택할 수 있다. 상추 경화제의 함량은 열전도성 합성수지 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부일 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되지 않는다.The curing agent according to the present invention is for controlling curing and process time, and the content may be appropriately selected within a range that does not affect the effect of the present invention. The content of the lettuce curing agent may be 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermally conductive synthetic resin, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
본 발명에 따른 자동차 디스플레이용 방열조성물은, 열전도성 합성수지, 열전도성 필러, 및 고방열 입자 이외에 경화지연제를 더 포함할 수 있다.The heat dissipation composition for an automobile display according to the present invention may further include a curing retardant in addition to the thermally conductive synthetic resin, the thermally conductive filler, and the high heat dissipation particles.
상기 경화지연제는 경화 및 공정시간을 조절하기 위한 것으로, 본 발명의 효과에 영향이 없는 범위 내에서 함량을 적절히 선택할 수 있다. 상기 경화지연제는 열전도성 합성수지 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부 일 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되지 않는다.The curing retardant is for controlling curing and process time, and the content of the curing retardant may be appropriately selected within a range that does not affect the effects of the present invention. The curing retardant may be 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the thermally conductive synthetic resin, but the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
본 발명에 따른 자동차 디스플레이용 방열조성물은, 열전도성 합성수지, 열전도성 필러, 및 고방열 입자 이외에 백금계 촉매를 더 포함할 수 있다.The heat dissipation composition for automobile display according to the present invention may further include a platinum-based catalyst in addition to the thermally conductive synthetic resin, thermally conductive filler, and high heat dissipation particles.
상기 백금계 촉매는 백금(Pt), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), Sn(주석), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd) 및 로듐(Rh)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상에 해당할 수 있다.The platinum-based catalyst is one or two or more selected from the group consisting of platinum (Pt), ruthenium (Ru), osmium (Os), Sn (tin), iridium (Ir), palladium (Pd), and rhodium (Rh) may correspond to
본 발명의 다른 실시예는 본 발명에 따른 자동차 디스플레이용 방열조성물을 포함하는 자동차 디스플레이용 방열패드에 해당할 수 있다.Another embodiment of the present invention may correspond to a heat dissipation pad for a vehicle display including the heat dissipation composition for a vehicle display according to the present invention.
본 발명에 따른 자동차 디스플레이용 방열패드의 열전도도는 3.5W/mK 이상일 수 있고, 바람직하게는 3.5W/mK 내지 4.0 W/mK에 해당할 수 있다. The thermal conductivity of the heat dissipation pad for a vehicle display according to the present invention may be 3.5W/mK or more, and may preferably correspond to 3.5W/mK to 4.0 W/mK.
구체적으로, 본 발명에 따른 자동차 디스플레이용 방열조성물은 전도성 나노섬유인 폴리아닐린을 기재 폴리머(Base Polymer)에 혼합하고, 개질된 탄소나노튜브 충진재를 통해 상기 범위의 열전도도를 달성할 수 있다. Specifically, in the heat dissipation composition for automobile display according to the present invention, polyaniline, which is a conductive nanofiber, is mixed with a base polymer, and thermal conductivity in the above range can be achieved through the modified carbon nanotube filler.
본 발명의 또 다른 실시예는 고방열 입자를 나노 크기로 1회 이상 분쇄하는 나노 분쇄 단계, 상기 나노 크기로 분쇄된 상기 고방열 입자의 표면을 개질하여 기능화기를 도입하도록 처리하도록 표면 개질 단계 및 상기 표면 개질된 나노 크기의 고방열 입자를 열전도성 합성수지에 에멀션(emulsion) 상태로 분산되는 분산 혼합 단계를 포함하는 자동차 디스플레이용 방열조성물의 제조방법일 수 있다.Another embodiment of the present invention provides a nano-pulverization step of pulverizing high heat-dissipating particles to a nano size one or more times, a surface modification step to modify the surface of the high heat dissipation particle pulverized to a nano size to introduce a functionalizing group, and the It may be a method of manufacturing a heat dissipation composition for an automobile display including a dispersion mixing step of dispersing the surface-modified nano-sized high heat dissipation particles in an emulsion state in a thermally conductive synthetic resin.
상기 나노 분쇄 단계는 초음파 분쇄기를 이용하여 평균입도 110㎛ (마이크로미터) 이하로 분쇄하는 단계를 포함하는 자동차 디스플레이용 방열조성물의 제조방법에 해당할 수 있다.The nano-pulverization step may correspond to a method of manufacturing a heat dissipation composition for an automobile display, which includes the step of pulverizing an average particle size of 110 μm (micrometer) or less using an ultrasonic grinder.
상기 표면 개질 단계는 상기 고방열 입자의 표면에 화학적 기능화기가 도입된 단계를 포함할 수 있다. 상기 화학적 기능화기는 산소 함유 기능기로, 카르복실기(-COOH), 하이드록실기(-OH), 에스테르기 중 하나 이상일 수 있다. 상기 고방열 입자는 상기 화학적 기능화기들로 인하여 더욱 미립화될 수 있으며 구조적 안정성을 가질 수 있다.The surface modification step may include introducing a chemical functionalization group to the surface of the high heat dissipation particle. The chemical functionalization group is an oxygen-containing functional group, and may be one or more of a carboxyl group (-COOH), a hydroxyl group (-OH), and an ester group. The high heat dissipation particles may be further atomized due to the chemical functionalization groups and may have structural stability.
상기 고방열 입자를 개질하기 위해, 먼저 수용액 상태에서 초음파 분쇄하고 강산, 고온 상태에서 소결 후 세정하는 1차 분쇄과정을 거칠 수 있다. 상기 고방열 입자를 초음파 분쇄함으로써 미립자를 균질화시켜 용매에 균일하게 분산시킬 수 있다. 상기 고방열 입자 분산시 초음파의 세기는 20 kHz 내지 40kHz일 수 있다.In order to modify the high heat dissipation particles, first ultrasonic grinding in an aqueous solution state, sintering in a strong acid and high temperature state, and then washing may be performed. By sonicating the high heat dissipation particles, the fine particles can be homogenized and uniformly dispersed in a solvent. When the high heat dissipation particles are dispersed, the intensity of the ultrasonic wave may be 20 kHz to 40 kHz.
예를 들어, 고방열 입자 중 하나인 팽창 그라파이트는 다음과 같은 방법으로 제조하였다. For example, expanded graphite, which is one of the high heat dissipation particles, was prepared as follows.
팽창 그라파이트 0.5g을 증류수 100g에 넣어 초음파 분쇄를 한다. 그 뒤, 황산과 질산의 혼합용액(황산: 질산=3:1, 부피비) 240g에 넣고 60℃로 가열하면서 24시간 동안 교반하였다. 이어서 상기 강산 용액이 혼합된 팽창 그라파이트를 2차 증류수 500g에 넣어 희석시키고, 수 회에 걸쳐 3차 증류수를 이용하여 세척을 하였다.Add 0.5 g of expanded graphite to 100 g of distilled water and perform ultrasonic pulverization. Then, 240 g of a mixed solution of sulfuric acid and nitric acid (sulfuric acid: nitric acid = 3:1, volume ratio) was added and stirred for 24 hours while heating to 60 °C. Then, the expanded graphite mixed with the strong acid solution was diluted with 500 g of secondary distilled water, and washed several times with tertiary distilled water.
3볼밀을 이용하여 24시간 동안 반복 교반한 후 초음파 분쇄기를 이용해 분쇄했다. 팽창 그라파이트를 수분 상태에서 초음파 분쇄기를 통해 분쇄한 후, 수분을 제거하였다. 수분이 제거된 나노 크기의 팽창 그라파이트 분말에 대해서는 파우더 분산 공정을 통해 균일하게 분산화시켜 파우더로 제조하였다.After repeated stirring for 24 hours using a 3-ball mill, it was pulverized using an ultrasonic grinder. After pulverizing the expanded graphite through an ultrasonic mill in a water state, water was removed. For the nano-sized expanded graphite powder from which moisture has been removed, it was uniformly dispersed through a powder dispersion process to prepare a powder.
나노 크기로 분쇄된 팽창 그라파이트의 표면을 개질하기 위해, 황산과 질산의 혼합용액 (황산: 질산=3:1, 부피비) 240g에 넣고 60℃로 가열하면서 24시간 동안 교반하였다. 이어서 상기 강산 용액이 혼합된 팽창 그라파이트를 2차 증류수 500g에 넣어 희석시키고, 수 회에 걸쳐 3차 증류수를 이용하여 세척을 하였다.To modify the surface of the expanded graphite pulverized to a nano size, it was put in 240 g of a mixed solution of sulfuric acid and nitric acid (sulfuric acid: nitric acid = 3:1, volume ratio) and stirred for 24 hours while heating to 60 °C. Then, the expanded graphite mixed with the strong acid solution was diluted with 500 g of secondary distilled water, and washed several times with tertiary distilled water.
상기 초음파의 세기가 20 kHz 미만일 경우, 미분쇄 물질이 발생할 수 있고 40 kHz를 초과할 경우 불필요한 미분화가 진행될 수 있다는 점에서 바람직하지 않다. When the intensity of the ultrasonic wave is less than 20 kHz, it is undesirable in that pulverized material may be generated, and if it exceeds 40 kHz, unnecessary pulverization may proceed.
에멀션(emulsion) 상태는 열전도성 합성수지에 고방열 입자가 미세한 입자 상태로 작은 방울처럼 열전도성 합성수지에 분산되어 있는 상태를 의미한다. 에멀션 상태로 인해 본 발명에 따른 자동차 디스플레이용 방열조성물의 제타전위값은 절댓값 40 이상에 해당할 수 있다.The emulsion state means a state in which high heat dissipation particles are dispersed in the thermally conductive synthetic resin like small droplets in the state of fine particles in the thermally conductive synthetic resin. Due to the emulsion state, the zeta potential value of the heat dissipation composition for a vehicle display according to the present invention may correspond to an absolute value of 40 or more.
상기 제타전위값은 입자 사이의 반발력과 인력의 크기를 단위로 나타낸 것으로, 분산 메커니즘을 구체적으로 이해할 수 있는 파라미터이고 정전기 분산을 제어할 수 있는 중요한 요소가 된다. The zeta potential value represents the magnitude of the repulsive force and attractive force between particles as a unit, and it is a parameter that can understand the dispersion mechanism in detail and is an important factor that can control the dispersion of static electricity.
본 발명에 따른 자동차 디스플레이용 방열조성물의 제타전위값은 절댓값 40 이상에 해당함으로써, 열전도성 필러 및 고방열 입자가 열전도성 합성수지에 잘 분산되어 안정된 상태로 있음을 확인할 수 있다. Since the zeta potential value of the heat dissipation composition for automobile display according to the present invention corresponds to an absolute value of 40 or more, it can be confirmed that the thermally conductive filler and high heat dissipation particles are well dispersed in the thermally conductive synthetic resin and are in a stable state.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily carry out, but this is only an example, and the scope of the present invention is defined by the following contents Not limited.
[제조예][Production Example]
하기 표 1과 같은 조성으로 실시예 및 비교예에 따른 방열패드를 제조하였다.Heat dissipation pads according to Examples and Comparative Examples were prepared with the composition shown in Table 1 below.
2) Expanded Graphite
3) 개질 MWCNT(Multi-Wall Carbon Nanotube)1) Polyvinylsiloxane + polydimethylsiloxane + Polyaniline mixed polymer (Base Polymer)
2) Expanded Graphite
3) Modified MWCNT (Multi-Wall Carbon Nanotubes)
[실험예][Experimental example]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 자동차 디스플레이용 방열패드 또는 고방열 입자에 대하여 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다. 각 측정방법은 다음과 같다.Physical properties were measured for the heat dissipation pad or high heat dissipation particle for automobile display prepared in Examples and Comparative Examples, and the results are shown in Table 2 below. Each measurement method is as follows.
1) 열전도도1) Thermal conductivity
열전도도 측정방법은 ASTM E1461에 따라 구미전자정보기술원에서 평가하였다. 실험 장비는 Thermal Conductivity Meter을 이용하였다.The thermal conductivity measurement method was evaluated by the Gumi Electronics and Information Technology Institute according to ASTM E1461. As the experimental equipment, Thermal Conductivity Meter was used.
2) 형상2) shape
SEM(Scanning Electron Microscope)에 의해 구미전자정보기술원에서 탄소 나노튜브의 형상을 측정하였다. 실험 장비는 HITACHI사의 모델명 S4800 HR-SEM이다.The shape of the carbon nanotube was measured at the Gumi Electronic Information Technology Institute by SEM (Scanning Electron Microscope). The experimental equipment is HITACHI's model name S4800 HR-SEM.
3) 입도분석3) Particle size analysis
구미전자정보기술원 Mastersizer 2000으로 고방열 입자의 평균입도를 측정하였다. 실험규격은 ISO 13320-1이고, 레이저 회절법에 의해 입도를 측정하였다.The average particle size of high heat dissipation particles was measured with Mastersizer 2000, Gumi Electronics and Information Technology Institute. The experimental standard is ISO 13320-1, and the particle size was measured by laser diffraction method.
4) 제타전위4) Zeta potential
구미전자정보기술원 장비명 Zetasizer로 제타전위를 측정하였고 규격은 ISO13099에 해당한다.The zeta potential was measured with the equipment name Zetasizer at the Gumi Electronics and Information Technology Institute, and the standard corresponds to ISO13099.
Claims (14)
팽창 그라파이트 50 중량부; 및
개질 MWCNT (Multi-Wall Carbon Nanotube) 50 중량부를 포함하고,
상기 혼합 기재 폴리머는,
폴리비닐실록산, 폴리디메틸실록산 및 폴리아닐린을 포함하고,
상기 팽창 그라파이트는,
평균입도가 100 내지 200㎛(마이크로미터) 이며 기공의 직경은 1 내지 50 ㎛(마이크로미터)이고,
상기 팽창 그라파이트의 제조방법은,
팽창 그라파이트 입자를 1차 증류수에 넣어 20 kHz 내지 40kHz에서 초음파 분쇄를 하는 단계,
상기 초음파 분쇄된 팽창 그라파이트 입자를 황산과 질산의 혼합용액에 넣고 60℃로 가열하면서 24시간 동안 교반하는 단계 및
교반된 상기 혼합용액을 2차 증류수에 넣어 희석시킨 후, 3차 증류수를 이용하여 세척하는 단계를 포함하고,
상기 황산과 질산의 부피비는 3:1인,
자동차 디스플레이용 방열패드.100 parts by weight of a mixed base polymer;
50 parts by weight of expanded graphite; and
Contains 50 parts by weight of modified MWCNT (Multi-Wall Carbon Nanotube),
The mixed base polymer is
polyvinylsiloxane, polydimethylsiloxane and polyaniline;
The expanded graphite is
The average particle size is 100 to 200 μm (micrometer) and the diameter of the pores is 1 to 50 μm (micrometer),
The manufacturing method of the expanded graphite,
Putting the expanded graphite particles in primary distilled water and performing ultrasonic grinding at 20 kHz to 40 kHz,
Putting the ultrasonically pulverized expanded graphite particles into a mixed solution of sulfuric acid and nitric acid and stirring for 24 hours while heating to 60° C.; and
After diluting the stirred mixed solution in secondary distilled water, washing using tertiary distilled water,
The volume ratio of sulfuric acid and nitric acid is 3:1,
Heat sink for automotive display.
상기 폴리비닐실록산과 상기 폴리디메틸실록산의 중량비는 60:40 내지 90:10인,
자동차 디스플레이용 방열패드.According to claim 1,
The weight ratio of the polyvinylsiloxane and the polydimethylsiloxane is 60:40 to 90:10,
Heat sink for automotive display.
경화제를 더 포함하는 자동차 디스플레이용 방열패드.According to claim 1,
Heat dissipation pad for automotive display further comprising a curing agent.
경화지연제를 더 포함하는 자동차 디스플레이용 방열패드.7. The method of claim 6,
Heat dissipation pad for automotive display further comprising a curing retardant.
상기 자동차 디스플레이용 방열패드의 열전도도는 3.5 W/mK 이상인 자동차 디스플레이용 방열패드.According to claim 1,
The thermal conductivity of the heat dissipation pad for the vehicle display is 3.5 W/mK or more.
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