KR20220064257A - 흡습에 의한 경시변화를 개선한 실리콘계 열매개물질 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고온에서 안정한 실리콘계 열매개물질 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 실리콘계 열매개물질과 유기산이 혼합되어 구성되는 것을 특징으로 하는 실리콘계 열매개물질 조성물과, 반응에 의하여 실리콘이 생성되는 실리콘 전구체와 유리알칼리금속이온이 포함된 분산상 무기충전제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물에 유기산을 더 첨가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온에서 안정한 실리콘계 열매개물질 조성물의 제조방법을 제공한다.

Description

흡습에 의한 경시변화를 개선한 실리콘계 열매개물질 조성물 및 그 제조방법{Silicone based thermal interface material having improved characteristics of a change with the passage of time by water absorption and the manufacturing method of the same}
본 발명은 유리알칼리금속이온(Free Alkaline Metal Ion) 및 수분을 함유하는 무기 충전제(Inorganic Filler)가 포함된 실리콘계 열매개물질(Thermal Interface Material)의 조성물에 수분제거제(Moisture Scavenger)를 첨가함으로써 고온의 작동온도에서 경도변화가 거의 없으며, 파열에 대한 안정성을 보유하는 실리콘계 열매개물질 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
반도체, 트랜지스터, 집적회로 등 전자부품과 TV, 모니터 등 디스플레이 제품이 고성능화되면서 발열량이 크게 늘고 있다. 아울러, 각종 건전지의 충전기 등도 작동시 열이 다량 발생되는 경향이 존재한다. 열의 발생은 필연적이며, 따라서, 이러한 열의 냉각, 제거를 위한 기술도 상당수준으로 개발되고 있다.
이러한 전자부품 등에서 발생된 열을 충분히 제거하지 못하면 결국 열 발생원의 내부에 열이 축적되어 부품 성능의 열화로 인하여 오작동이 발생되거나, 평균무장애시간(Mean Time between Failures)이 단축되거나, 또는 열 폭주(Thermal Runaway)에 의한 화재발생 등의 원인이 된다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해 능동(Active) 혹은 수동(Passive) 방열판(Heat Sink)으로 열을 전달시켜 상기 열 발생원으로부터 발생된 열을 제거하는 방법 등이 사용되고 있다.
한편 상기 열 발생원을 외부에서 감싸는 하우징(Housing) 재료인 플라스틱, 세라믹 혹은 금속과, 방열판(Heat Sink)으로 사용되는 금속의 표면은 상당부분 요철을 형성하고 있어 접촉 면적을 넓히고는 있으나 한계가 있으며, 하우징과 열 발생원 사이의 공간은 열 부도체인 공기가 채워져 있어 실제로 열 발생원과 방열판(Heat Sink) 사이에는 열 저항(Thermal Impedance)이 발생하므로 열을 효율적으로 제거하기 어려운 문제점이 있다.
이에 열 발생원과 방열판(Heat Sink) 사이에 다양한 형태의 열매개물질(Thermal Interface Material, TIM)을 개재시켜 열 전달의 효율을 높임으로써, 열 저항(Thermal Impedance)을 감소시키는 방법이 일반화되어 있다(대한민국 등록특허 제10-1011940호, 대한민국 공개특허 제10-2017-0058382호, 대한민국 공개특허 제10-2020-0110808호 등).
대부분의 열매개물질(Thermal Interface Material, TIM)은 열경화성 혹은 열가소성 수지에 열 전도성이 큰 무기 충전제(Inorganic Filler)와 산화방지제 및 분산제 등 첨가제를 혼합, 분산시켜 제조한다. 상기 수지는 연속상(Continuous Phase)을 형성하는 기지물질인데, 상기 수지로서는 저온에서 고온까지 넓은 온도영역에서 탄성을 유지하고 내열성이 우수한 실리콘고무가 주로 사용되고 있다. 또한, 분산상(Dispersed Phase)으로는 비교적 저렴한 가격의 알루미나(Alumina)가 주로 사용되는데, 상기 알루미나는 충전밀도를 높이기 용이한 구상구조를 가지며, 열전도도가 우수한 특성이 있다.
그러나, 상술한 알루미나는 제조공법 상 보크사이트(Bauxite)를 가성소다(Sodium Hydroxide)에 용해시켜 수산화알루미늄(Aluminium Tri-hydroxide, ATH)을 제조한 후 이를 하소(Calcination)시켜 제조하므로 제품에 나트륨이온(Sodium Ion)으로 대표되는 다량의 유리알칼리금속이온(Free Alkaline Metal Ion)을 함유하고 있다.
유리알칼리금속이온(Free Alkaline Metal Ion)은 강한 산화력으로 100℃ 이상의 고온에서 유기물인 실리콘고무와 반응하여 추가 경화반응을 유도함으로써 실리콘고무의 경도를 지속적으로 상승시키는 작용을 한다(도 1 참조).
아울러, 유리알칼리금속이온(Free Alkaline Metal Ion)은 강한 흡수성(흡습성)을 가지고 있어 상온에서 장시간 보존시 흡습이 이루어지며, 통상 2,000ppm 이하의 수분을 함유하고 있고, 이러한 수분이 100℃ 이상의 고온에서 기화하면서 실리콘계 열매개물질을 파열시켜 성능 저하의 원인이 되고 있다.
따라서 실리콘고무의 지속적 경도상승은 열 발생원과 방열판(Heat Sink) 사이에 열매개물질(Thermal Interface Material, TIM)을 개재시켜 접촉면적을 확대시킴으로써 열 발생원과 방열판 사이 공간에서의 열 저항(Thermal Impedance)을 줄이려는 본래의 사용목적에 반하는 작용을 하게되는 문제점이 존재한다.
아울러, 경도가 높아지면 열 발생원과 히트싱크(heat sink) 각각에 대해서 형성되는 열매개물질과의 계면에서 열 발생원 및 히트싱크에 의하여 형성된 요철을 탄성에 의하여 메꾸는 성능이 저하되는 바, 공극이 다량 생성되므로 계면에서 열저항이 증가되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1011940호 대한민국 공개특허 제10-2017-0058382호 대한민국 공개특허 제10-2020-0110808호
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 100℃ 이상의 고온에서, 실리콘 고무 기지상에 분산상으로 첨가된 알루미나 내에 함유된 수분이 실리콘 고무의 경도 상승에 미치는 영향을 최소화(Shore 00 경도 초기치±10을 목표로 함) 시키고, 파열현상을 예방할 수 있는 열매개물질(Thermal Interface Material, TIM) 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 조성물에 진공하에서의 열처리 공정을 추가하여 100℃ 이상의 고온에서 알루미나 내에 포함된 수분이 실리콘 고무의 경도 상승에 미치는 영향을 최소화시킬 수 있는 열매개물질(Thermal Interface Material, TIM)의 제조방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 실리콘계 고분자물질과 분산상 무기 충전제가 혼합된 실리콘계 열매개물질에 수분제거제가 첨가되어 구성되는 것을 특징으로 하는 실리콘계 열매개물질 조성물을 제공한다.
상기 수분제거제는 하기 화학식1과 같은 구조를 갖는 옥사졸리딘유도체인 것이 바람직하다.
(화학식 1)
Figure pat00001
여기서, R1은 탄소수 1에서 4까지의 선형(Linear) 혹은 분지형(Branched) 탄화수소, R2는 탄소수 1에서 12까지의 선형(Linear) 혹은 분지형(Branched) 탄화수소 이고, R3은 메틸기(CH3-) 혹은 수소(H).
상기 수분제거제의 첨가량은 상기 분산상 무기 충전제(Inorganic Filler)에 포함된 수분 대비 20몰% 이상 100몰% 이하인 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 전술한 조성물을 건조하여 제조되는 것을 특징으로 하는 고온에서 안정한 실리콘계 열매개물질을 제공한다.
상기 건조시 온도는 70 ℃ 이상 120℃ 이하인 것이 바람직하다.
상기 건조시 시간은 1시간 이상 3시간 이하인 것이 바람직하다.
상기 건조시 70℃ 이상 120℃ 이하 및 감압 하에서 수행되는 것이 바람직하다.
상기 감압은 10mmHg 이하의 진공상태로 감압하는 것이며, 건조 시간은 1시간 이상 3시간 이하인 것이 바람직하다.
또한 본 발명은, 반응에 의하여 실리콘이 생성되는 실리콘 전구체와 유리알칼리금속이온이 포함된 분산상 무기 충전제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 혼합물에 수분제거제를 더 첨가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온에서 안정한 실리콘계 열매개물질 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기 수분제거제는 하기 화학식1과 같은 구조를 갖는 옥사졸리딘유도체인 것이 바람직하다.
(화학식 1)
Figure pat00002
여기서, R1은 탄소수 1에서 4까지의 선형(Linear) 혹은 분지형(Branched) 탄화수소, R2는 탄소수 1에서 12까지의 선형(Linear) 혹은 분지형(Branched) 탄화수소 이고, R3은 메틸기(CH3-) 혹은 수소(H).
상기 수분제거제의 첨가량은 상기 분산상 무기 충전제(Inorganic Filler)에 포함된 수분 대비 20몰% 이상 100몰% 이하인 것이 바람직하다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 열매개물질에 수분제거제를 첨가함으로써, 100℃ 이상의 고온에서, 실리콘 고무 기지상에 분산상으로 첨가된 알루미나 내에 함유된 수분이 실리콘 고무의 경도 상승에 미치는 영향을 최소화시키며, 따라서 방열효과의 향상, 열저항의 저감 등을 구현할 수 있는 효과가 기대된다.
도 1은 유리알칼리금속이온과 실리콘 고무의 반응에 의하여 경도가 상승하는 것을 나타내는 반응식이다.
도 2 내지 8은 실시예 1~7에 대응되는 사진이다.
도 9 내지 14는 비교예 1~6에 대응되는 사진이다.
이하에서는 본 발명을 첨부되는 도면과 바람직한 실시예를 기초로 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현할 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
<제조예>
본 발명은 플래니터리 믹서(Planetary Mixer)에 점도가 다른 1종 이상의 비닐말단폴리디메틸실록산(Vinyl Terminated Poly(dimethylsiloxane)), 디메틸실록산-메틸수소실록산공중합체(Poly(dimethylsiloxane-co-(methylhydrosiloxane)) 및 평균입경이 각 2㎛, 10㎛, 70㎛이고 평균 유리알칼리금속이온(Free Alkaline Metal Ion) 함량이 400ppm이고, 평균 수분함량이 700ppm인 알루미나를 첨가하여 균일하게 교반한 후, 70℃ 이상 120℃ 이하의 온도에서 1시간 이상 3시간 이하의 시간동안 수분을 제거하고, 여기에 수분제거제인 옥사졸리딘유도체(Oxazolidine Derivatives)를 분산상 무기충전제에 함유된 수분 대비 20몰% 이상 100몰% 이하 첨가하여 150℃ 이상 200℃ 이하의 고온에서 250시간 이상의 시간동안 방치한 후 Shore 00 경도가 초기치로부터 ±10 이내의 오차를 갖도록 안정한 상태를 유지하고 흡수한 수분의 증발에 의한 터짐현상이 없는 실리콘계 열매개물질(Thermal Interface Material, TIM)을 제조하였다.
상기 옥사졸리딘유도체는 하기 화학식1과 같은 구조를 갖는다.
(화학식 1)
Figure pat00003
여기서, R1은 탄소수 1에서 4까지의 선형(Linear) 혹은 분지형(分枝形, Branched) 탄화수소, R2는 탄소수 1에서 12까지의 선형(Linear) 혹은 분지형(分枝形, Branched) 탄화수소 이고, R3은 메틸기(CH3-) 혹은 수소(H) 이다.
상기 조성물 중 수분제거제(Moisture Scavenger)인 옥사졸리딘유도체(Oxazolidine Derivatives)를 추가하기 전에 무기 충전제(Inorganic Filler)에 기 존재하는 수분을 70℃ 이상 120℃ 이하, 100㎜Hg 이하의 진공하에서 1시간 이상 3시간 이하로 건조하여 사전 제거함으로써, 수분제거제(Moisture Scavenger)인 옥사졸리딘유도체(Oxazolidine Derivatives)와 수분의 반응(아래 반응식1)으로 생성되는 아미노알코올(Aminoalcohol)과 키톤(Ketone) 혹은 알데하이드(Aldehyde)와 같은 부산물을 최소화 시켜 실리콘계 열매개물질(Thermal Interface Material, TIM)의 물성변화를 최소화 시키고, 상온에서 방치 시 흡습하는 수분과만 반응하도록 함으로써, 수분제거제(Moisture Scavenger)로서의 효율을 향상시킬 수 있다.
(반응식1)
Figure pat00004
여기서, R1은 탄소수 1에서 4까지의 선형(Linear) 혹은 분지형(分枝形, Branched) 탄화수소, R2는 탄소수 1에서 12까지의 선형(Linear) 혹은 분지형(分枝形, Branched) 탄화수소 이고, R3은 메틸기(CH3-) 혹은 수소(H) 이다.
또한 여기서, 상기 첨가하는 수분제거제(Moisture Scavenger)인 옥사졸리딘유도체(Oxazolidine Derivatives) 함량이 상기 하한 미만이면 실리콘계 열매개물질(Thermal Interface Material, TIM)의 상온 방치 시간(Shelf-life)이 감소하고, 상한을 초과할 경우에는 잉여의 옥사졸리딘유도체 및 수분과의 반응부산물이 누출(Bleeding)되어 계면에서의 열 저항(Thermal Impedance)의 증가를 야기하므로 상기 수분제거제(Moisture Scavenger)인 옥사졸리딘유도체(Oxazolidine Derivatives)의 첨가량은 상기 수치범위에서 임계적 의의가 있다.
또한 여기서, 수분제거 시간이 하한인 1시간 미만이면 분산상 무기충전제에 포함된 수분이 충분히 제거되지 않아 상온 방치시 추가 흡수되는 수분에 의한 경시변화가 커지고, 상한 이상 반응시켜도 더 이상의 수분량에 변화가 없으므로 생산성 측면에서 바람직하지 않다. 그러므로, 수분 제거 시간은 위 범위에서 임계적인 의의가 있다.
본 발명을 이용하여 제조된 실리콘계 열매개물질(Thermal Interface Material, TIM)의 평가 방법은 다음과 같다.
1. 분산상 무기 충전제(Inorganic Filler)에 함유된 유리알칼리금속이온(Free Alkaline Metal Ion)의 양의 정량화
분산상 무기 충전제(Inorganic Filler) 100g을 비저항이 10㏁·㎝ 이상인 동량의 이온교환수(Deionized Water)에 넣고 80℃로 유지된 항온조에서 교반하면서 24시간 방치한 후 상등수를 채취한다.
이후 유도결합플라즈마 분광분석기(모델명:ULTIMA Ⅱ, HORIBA)로 분석하여 유리알칼리금속이온(Free Alkaline Metal Ion)의 양을 구하였다.
2. 분산상 무기 충전제(Inorganic Filler)에 함유된 수분량의 정량화 (Karl-Fischer 법)
수분측정기(Model : 831 KF Coulometer, METROHM AG Karl-Fischer)를 사용하여 분산상 무기 충전제(Inorganic Filler)에 함유된 수분의 양을 측정하였다.
3. 경도(Shore 00)
ASTM D2240에 따라 8mm의 두께를 갖는 시료의 경도 값을 구하였다.
4. 열전도도
ASTM D5470에 따라 TIM TESTER 1401(ANALYSIS TECH)을 사용하여 열전도도값을 구하였다.
5. 내열성 시험
시료를 180℃로 유지된 건조오븐에 250시간 방치한 후 상온에서 2시간 이상 안정화시키고 상기 3항목의 경도 값과 상기 4항목의 열전도도 값을 구하여 초기치와 비교하였으며, 이로부터 내열성을 가늠하였다. 아울러, 하기 6항목의 파열 시험을 시행하였다.
6. 파열 시험
시료를 상기 5항목의 내열섬 시험 조건으로 시험한 후, 칼로 절단하여 ㄷ다단면에서 파열 여부를 관찰하였다.
이하에서는 본 발명의 이해를 돕기 위해 구체적인 실시예를 제시하며 하기 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 예시일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1.
(1) 25℃ 점도가 1,000cps인 비닐말단폴리디메틸실록산(Vinyl Terminated Poly(dimethylsiloxane)) 49g, 25℃ 점도가 2,000cps인 비닐말단폴리디메틸실록산(Vinyl Terminated Poly(dimethylsiloxane)) 49g, 디메틸실록산-메틸수소실록산공중합체(Poly(dimethylsiloxane-co-(methylhydrosiloxane)) 2g 및 평균입경이 각 2㎛, 10㎛, 70㎛이고 평균 유리알칼리금속이온(Free Alkaline Metal Ion) 함량이 400ppm, 평균수분함량이 700ppn인 알루미나(각각의 혼합비는 1:1:1) 900g을 플래니터리 믹서(Planetary Mixer)에 첨가하여 0.5시간 동안 균일하게 교반하였다.
(2) 상기 조성물을 100℃, 10㎜Hg 진공 하에서 2시간 동안 건조하여 알루미나에 포함된 수분을 제거하였다.
(3) 상기 건조한 조성물을 상온으로 냉각시킨 후, 3-에틸-2-메틸-2-(3-메틸부틸)-1,3-옥사졸리딘[3-ethyl-2-methyl-2-(3-methylbutyl)-1,3-oxazolidine]을 알루미나에 함유된 수분 함량 대비 50몰%인 3.24g로 칭량하여 첨가한 후 0.5시간 동안 균일하게 교반하였고, 이후 백금촉매를 가하고 원하는 형태로 성형하여 실리콘계 열매개물질(Thermal Interface Material, TIM)을 완성하였다. 수분제거제(Moisture Scavenger)인 옥사졸리딘유도체(Oxazolidine Derivatives) 함량은 하기 식으로 계산하였다.
<식> 수분제거제 투입량(g)=[(700×900/(18×1,000,000)]×0.5×185
여기서, 700은 측정한 분산상 무기 충전제에 포함된 수분량(ppm), 18은 물의 분자량, 185는 수분제거제의 분자량이다.
실시예 2.
실시예 1의 조성물에 3-에틸-2-메틸-2-(3-메틸부틸)-1,3-옥사졸리딘을 알루미나에 함유된 수분함량 대비 100몰%인 6.48g을 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하다.
실시예 3.
실시예 1의 조성물에 3-에틸-2-메틸-2-(3-메틸부틸)-1,3-옥사졸리딘을 알루미나에 함유된 수분함량 대비 20몰%인 1.30g을 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하다.
비교예 1.
실시예 1의 조성물에 수분제거제(Moisture Scavenger)인 옥사졸리딘유도체(Oxazolidine Derivatives)를 첨가하지 않고 실시예 1과 동일하게 실리콘계 열매개물질(Thermal Interface Material, TIM)을 완성하였다.
비교예 2.
실시예 1의 조성물에 3-에틸-2-메틸-2-(3-메틸부틸)-1,3-옥사졸리딘을 알루미나에 함유된 수분함량 대비 10몰%인 0.65g을 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하다.
비교예 3.
실시예 1의 조성물에 3-에틸-2-메틸-2-(3-메틸부틸)-1,3-옥사졸리딘을 알루미나에 함유된 수분함량 대비 150몰%인 9.71g을 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하다.
실시예 4.
실시예 3의 조성물에 3-에틸-2-메틸-2-(3-메틸부틸)-1,3-옥사졸리딘 대신 3-부틸-2-(1-메틸펜틸)-1,3-옥사졸리딘을 3.97g 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하다.
실시예 5.
실시예 1의 조성물을 100℃에서 건조하는 대신 70℃에서 건조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하다.
실시예 6.
실시예 1의 조성물을 100℃에서 건조하는 대신 120℃에서 건조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하다.
비교예 4.
실시예 1의 조성물을 100℃에서 건조하는 대신 50℃에서 건조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하다 .
비교예 5.
실시예 1의 조성물을 100℃에서 건조하는 대신 150℃에서 건조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하다.
실시예 7.
실시예 1의 조성물을 100℃에서 2시간 건조하는 대신 100℃에서 3시간 건조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하다.
비교예 6.
실시예 1의 조성물을 100℃에서 2시간 건조하는 대신 추가로 100℃에서 5시간 건조한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하다.
상기 실시예와 비교예의 주요 변수를 표 1에 정리하였고 평가한 결과를 표 2에 나타내었다.
시험 조건 비교
구분 변수 내용 비고
실시예 1 수분제거제의 첨가량 함유수분 대비 50몰% 기준배합
실시예 2 함유수분 대비 100몰%
실시예 3 함유수분 대비 20몰%
비교예 1 함유수분 대비 0몰%
비교예 2 함유수분 대비 10몰%
비교예 3 함유수분 대비 150몰%
실시예 4 수분제거제 종류 3-에틸-2-메틸-2-(3-메틸부틸)-1,3-옥사졸리딘 대신 3-부틸-2-(1-메틸펜틸)-1,3-옥사졸리딘 첨가
실시예 5 건조온도 70℃ 2시간
실시예 6 120℃ 2시간
비교예 4 50℃ 2시간
비교예 5 150℃ 2시간
실시예 7 건조시간 100℃ 3시간
비교예 6 100℃ 5시간
평가 결과
구분 경도 (Shore 00) 열전도도 (W/m·K) 터짐유무
구분 초기 내열시험후 초기 내열시험후 터짐유무 관찰사진
실시예 1 50 53 3.2 3.2 무 도2
실시예 2 47 55 3.3 3.2 무 도3
실시예 3 52 60 3.2 3.1 무 도4
비교예 1 52 60 3.2 2.5 유 도9
비교예 2 55 67 3.1 2.7 유 도10
비교예 3 45 53 3.3 3.1 무 도11
실시예 4 52 57 3.2 3.1 무 도5
실시예 5 50 54 3.2 3.2 무 도6
실시예 6 50 52 3.2 3.2 무 도7
비교예 4 50 62 3.2 2.8 유 도12
비교예 5 50 52 3.2 3.2 무 도13
실시예 7 50 53 3.2 3.1 무 도8
비교예 6 50 52 3.2 3.2 무 도14
실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2를 비교해 보면 수분제거제를 사용하지 않거나 적게 사용한 경우 흡수된 수분이 고온에서 증발하면서 시편이 팽창하여 터짐현상이 발생하고 이로 인해 열매개물질 (TIM) 내부에서 공극 (Void)이 발생되어 열전도도가 떨어짐을 알 수 있다.
한편, 비교예 3에서 보듯이 수분제거제를 함유수분 대비 150몰% 이상 과량 첨가하여도 실시예 1 내지 3과 비교하여 터짐현상이나 열전도도의 추가 개선이 없는 반면, 동일 조성에서 초기 경도값이 낮아지는 현상만 있어 필요 이상의 과량 첨가는 의미가 없는 것으로 판단된다.
실시예 4에서 보면 수분제거제의 종류를 바꾸어 보아도 효과 면에서 별다른 차이가 없는 것으로 보아 옥사졸리딘 유도체의 치환기 종류에 관계없이 효과가 발현되는 것으로 판단된다.
실시예 5 및 6과 비교예 4를 비교해 보면, 건조온도가 낮을 경우 함유된 수분이 충분히 제거되지 못하여 시편의 터짐현상이 발생하며 이로 인해 열매개물질 (TIM) 내부에서 공극(Void)이 발생되어 열전도도가 떨어짐을 알 수 있다. 한편 비교예 5에서 보듯이 150℃ 이상의 고온으로 건조하여도 실시예 5 및 6과 비교하여 터짐현상이나 열전도도의 추가 개선이 없는 것으로 보아 생산성 및 에너지 사용면에서 필요 이상의 건조온도는 의미가 없는 것으로 판단된다.
실시예 7과 비교예 6을 비교해 보면, 건조시간을 3시간에서 5시간으로 증가시켜도 추가되는 개선효과가 없는 것으로 보아 3시간 이상의 건조시간은 생산성 측면에서 바람직하지 않은 것으로 판단된다.
이상의 실시예 및 비교예들을 보면 옥사졸리딘유도체를 초기 수분함량 대비 20 내지 100몰% 첨가하면, 흡수되는 수분을 반응식1과 같이 aminoalcohol과 키톤 혹은 알데하이드로 변환시켜 고온 보존 시 흡수된 수분의 증발에 의한 터짐현상을 효과적으로 제어할 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 실리콘계 고분자물질과 분산상 무기 충전제가 혼합된 실리콘계 열매개물질에 수분제거제가 첨가되어 구성되는 것을 특징으로 하는 실리콘계 열매개물질 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수분제거제는 하기 화학식1과 같은 구조를 갖는 옥사졸리딘유도체인 것을 특징으로 하는 고온에서 안정한 실리콘계 열매개물질 조성물.
    (화학식 1)
    Figure pat00005

    여기서, R1은 탄소수 1에서 4까지의 선형(Linear) 혹은 분지형(Branched) 탄화수소, R2는 탄소수 1에서 12까지의 선형(Linear) 혹은 분지형(Branched) 탄화수소 이고, R3은 메틸기(CH3-) 혹은 수소(H).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수분제거제의 첨가량은 상기 분산상 무기 충전제(Inorganic Filler)에 포함된 수분 대비 20몰% 이상 100몰% 이하인 것을 특징으로 하는 고온에서 안정한 실리콘계 열매개물질 조성물.
  4. 제1항의 조성물을 건조하여 제조되는 것을 특징으로 하는 고온에서 안정한 실리콘계 열매개물질.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 건조시 온도는 70 ℃ 이상 120℃ 이하인 것을 특징으로 하는 고온에서 안정한 실리콘계 열매개물질.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 건조시 시간은 1시간 이상 3시간 이하인 것을 특징으로 하는 고온에서 안정한 실리콘계 열매개물질.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 건조시 70℃ 이상 120℃ 이하 및 감압 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 고온에서 안정한 실리콘계 열매개물질.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 감압은 10mmHg 이하의 진공상태로 감압하는 것이며, 건조 시간은 1시간 이상 3시간 이하인 것을 특징으로 하는 고온에서 안정한 실리콘계 열매개물질.
  9. 반응에 의하여 실리콘이 생성되는 실리콘 전구체와 유리알칼리금속이온이 포함된 분산상 무기 충전제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
    상기 혼합물에 수분제거제를 더 첨가하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온에서 안정한 실리콘계 열매개물질 조성물의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수분제거제는 하기 화학식1과 같은 구조를 갖는 옥사졸리딘유도체인 것을 특징으로 하는 고온에서 안정한 실리콘계 열매개물질 조성물의 제조방법.
    (화학식 1)
    Figure pat00006

    여기서, R1은 탄소수 1에서 4까지의 선형(Linear) 혹은 분지형(Branched) 탄화수소, R2는 탄소수 1에서 12까지의 선형(Linear) 혹은 분지형(Branched) 탄화수소 이고, R3은 메틸기(CH3-) 혹은 수소(H).
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수분제거제의 첨가량은 상기 분산상 무기 충전제(Inorganic Filler)에 포함된 수분 대비 20몰% 이상 100몰% 이하인 것을 특징으로 하는 고온에서 안정한 실리콘계 열매개물질 조성물의 제조방법.
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