KR101458076B1

KR101458076B1 - 방열 및 전자파 차단 소재

Info

Publication number: KR101458076B1
Application number: KR1020130132327A
Authority: KR
Inventors: 정상문
Original assignee: 정상문
Priority date: 2013-11-01
Filing date: 2013-11-01
Publication date: 2014-11-05

Abstract

본 발명은 방열 및 전자파 차단 소재에 관한 것으로서, 실리콘 수지와; 페라이트와; 경화제와; 난연제가 배합되어 이루어지고, 상기 실리콘 수지는, 상온경화형 2액형 실리콘 겔 수지와 열경화성 1액형 실리콘 점착제 수지로 이루어지고, 상기 실리콘 수지의 총 100중량부를 기준으로 하여 상기 상온경화형 2액형 실리콘 겔 수지와 열경화성 1액형 실리콘 점착제 수지는, 90중량부% 내지 97중량부% : 10중량부% 내지 3중량부%의 비율로 혼합되고, 상기 페라이트는 니켈(Ni)을 6wt% 내지 8wt%, 아연(Zn)을 10wt% 내지 15wt%, 나머지 잔량으로 Fe₂O₃ 또는 Fe₂O₄가 혼합된 Ni-Zn 페라이트인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 전자파 차단 특성이 우수할 뿐만 아니라 방열 특성이 우수한 소재를 생산할 수 있으므로, 전기, 전기 및 통신 기기 등의 경박단소화 기능에 부합할 수 있다.

Description

방열 및 전자파 차단 소재{MATERIAL WITH ENHANCED HEAT-RELEASING AND ELECTROMAGNETIC WAVE SHIELDING PROPERTIES}

본 발명은 방열 및 전자파 차단 소재에 관한 것으로서, 특히 방열 및 전자파 차단 특성이 우수한 소재에 관한 것이다.

각종 전기·전자 및 통신 기기의 내부에 설치된 회로에서 발생하는 유해 전자파는 기기의 오작동이나 전파 장애를 초래하고, 결과적으로 제품 성능을 저하시키며 제품 수명을 단축시킨다. 더욱이, 전자파는 인체에 침투시열 작용에 의해 생체 조직세포의 온도를 상승시켜 면역기능을 약화시키는 등의 제문제를 야기한다.

한편, 전자회로의 집적화 기술의 발달에 따라 다양한 기능을 갖는 단위 회로들을 좁은 공간에 밀집시켜 사용하는 것이 가능하게 되었지만, 이와 더불어 인접 회로들 간에는 각 회로들로부터 발생하는 전자파 장애(EMI)가 중요한 문제로 대두되었고, 전자파 적합성(EMC)에 부합하는 제품에 대한 요구가 증가하고 있다.

전자파 적합성을 만족시키기 위해서는 각종 전기·전자 및 통신 기기로부터 발생되는 전자파 노이즈를 가급적 줄이고, 외부 전자파 환경에 대하여 전자파 감수성을 줄여 기기 자체의 전자파 내성을 강화하여야 한다. 각종 전기·전자 및 통신 기기에 삽입되는 전자파 적합성 제품에 요구되는 가장 중요한 특성은 전자파 차폐율과 흡수율이 커야한다는 것과 기기의 경박단소화 추세에 따라 전자파 적합성 제품이 작고 얇아야 한다는 것이다.

종래의 전자파 흡수재는 구성 재료의 고주파 손실 특성을 이용하여 전파 <5> 에너지를 감쇠시키거나 반사파를 기준치 이하로 낮추는 소재로서, 사용되는 재료에 따라 도전 손실 재료, 유전 손실 재료, 자성 손실 재료 등으로 분류된다. 전자파 흡수재로 주로 사용되는 복합형 페라이트 전자파 흡수체는 페라이트에 실리콘 고무, 플라스틱 등의 자성체를 지지재로 혼합한 것인데, 이는 1 mm 내외의 시트 형태로 제작되고 GHz 대역에서 레이더 반사 방지 용도 등으로 이용된다.

또한, 전자파 차폐재는 통상적으로 플라스틱에 금속류(철, 구리, 니켈 등)를 첨가하여 도전성 메쉬, 도전성 섬유, 도전성 고무 등의 형태로 제작되는데, 이는 전자파를 차폐 또는 반사시켜 전자파로부터의 직접적인 영향을 피할 수는 있겠지만 , 전자파 환경이 지속되며, 폴리에스테르에 구리, 니켈 등을 도금한 전자파 차폐재의 경우에는 감전의 우려가 있다.

또한, 종래의 전자파 차폐 및 흡수용 시트는 도전층의 일면 또는 양면에 연자성 금속 분말[예컨대, 퍼말로이(permalloy), 센더스트(sendust), Fe-Si, Ni-Fe 등] 등이 도포된 전자파 차폐 및 흡수층이 적층되어 있는 것으로서, 전자파 차폐 및 흡수 특성은 양호할지언정 시트 자체에서 발생하는 열을 효율적으로 발산시키기에는 한계가 있다.

한편, 종래 관련 분야 특허 기술로서 비중이 1.05∼1.10이고 경도가 35∼45 Shore A인 부가형 2액형 액상 실리콘 수지 100 중량부; 점도가 3.7∼4.5 센티포이즈(cP)인 액상 실리콘 오일 10∼30 중량부; 입자 크기 분포가 각각 4∼6㎛, 8∼12㎛ 및 40∼50㎛인 3종류의 알루미나가 혼합된 구상 (球狀) 알루미나 분말 40∼60 중량부; 평균 입자 직경이 1.0∼1.5㎛인 구상(球狀) 수산화알루미늄(Al(OH)3) 분말 20∼30 중량부; 및 입자 직경이 5∼6㎛이고 압축 밀도(compressed density)가 3.3∼4.1 g/㎤인 편상(片狀) 또는 불규칙 형상의 니켈-아연 페라이트(Ni-Zn ferrite) 또는 망간-아연 페라이트(Mn-Zn ferrite) 분말 250∼350 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명은 방열 및 전자파 차폐/흡수 특성이 우수한 복합 시트용 조성물이 제안되어 있다(특허문헌1 참조).

국내공개특허 2009-0028281

본 발명은 전자파 차단 특성이 우수할 뿐만 아니라, 방열 특성이 우수한 방열 및 전자파 차단 소재를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 방열 및 전자파 차단 소재는, 방열 및 전자파 차단 특성을 갖는 소재로서, 실리콘 수지와; 페라이트와; 경화제와; 난연제가 배합되어 이루어지고, 상기 실리콘 수지는, 상온경화형 2액형 실리콘 겔 수지와 열경화성 1액형 실리콘 점착제 수지로 이루어지고, 상기 실리콘 수지의 총 100중량부를 기준으로 하여 상기 상온경화형 2액형 실리콘 겔 수지와 열경화성 1액형 실리콘 점착제 수지는, 90중량부% 내지 97중량부% : 10중량부% 내지 3중량부%의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 방열 및 전자파 차단 소재는, 실리콘 수지와; 페라이트와; 경화제와; 난연제가 배합되어 이루어지고, 상기 실리콘 수지는, 상온경화형 2액형 실리콘 겔 수지와 열경화성 1액형 실리콘 점착제 수지로 이루어지고, 상기 경화제는, 상온경화형 2액형 실리콘 겔 수지와 열경화성 1액형 실리콘 점착제 수지의 경화를 촉진시키기 위하여, 백금 함유 화합물과 카본 블랙을 배합한 조성물, 백금 함유 화합물과 흄드 이산화티탄을 배합한 조성물, 백금 함유 화합물과 아조 화합물을 배합한 조성물, 백금화합물과 산화철을 배합한 조성물, 백금 함유 화합물과 트리아졸계 화합물을 배합한 조성물, 백금 함유 화합물과 질소 함유 유기기 및 불포화기를 함유한 유기규소 화합물을 배합한 조성물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 페라이트는 니켈(Ni)을 6wt% 내지 8wt%, 아연(Zn)을 10wt% 내지 15wt%, 나머지 잔량으로 Fe₂O₃ 또는 Fe₂O₄가 혼합된 Ni-Zn 페라이트일 수 있다.

또한, 상기 Ni-Zn 페라이트는 CuO를 더 첨가할 수 있다.

또한, 상기 페라이트는 1㎛ 내지 10㎛ 사이즈의 분말형상으로 형성될 수 있다.

삭제

또한, 상기 난연제는, 금속 수산화물, 할로겐계 난연제, 안티몬계 난연제 및 인계 난연제로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.

또한, 상기 금속 수산화물은 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘, 염기성 탄산 마그네슘, 하이드로 탈사이트, 훈타 이트 및 하이드로마그네사이트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.

또한, 점도 조절제가 더 배합되어 이루어지되, 상기 점도 조절제는 실리콘 오일로서, 디메틸 사이클로 폴리 실록산(dimethyl cyclo- poly siloxane)일 수 있다.

본 발명에 따르면, 전자파 차단 특성이 우수할 뿐만 아니라 방열 특성이 우수한 소재를 생산할 수 있으므로, 전기, 전기 및 통신 기기 등의 경박단소화 기능에 부합할 수 있다.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 방열 및 전자파 차단 소재는 전자파 차단 특성이 우수할 뿐만 아니라, 방열 특성이 우수한 소재를 제공하는 것을 그 기술적 요지로 한다.

본 발명에 따른 방열 및 전자파 차단 소재는, 방열 및 전자파 차단 특성을 갖도록 실리콘 수지와; 페라이트와; 경화제와; 난연제가 배합되어 이루어진다.

이 때, 상기 실리콘 수지는, 차단 소재가 소정의 형상을 가질 수 있도록 하며, 구체적으로는 상온경화형 2액형 실리콘 겔 수지와 열경화성 1액형 실리콘 점착제 수지로 이루어질 수 있다.

상기 열경화성 1액형 점착제 수지는 에폭시레진(Epoxy resin), 페놀릭 레진(Phenolic resin), 풀란 레진(Furan resin), 에스테르 비닐(Vinyl ester)를 포함하는 고분자 및 저분자 물질을 사용할 수 있다.

상기 상온경화형 2액형 실리콘 겔 수지와 열경화성 1액형 실리콘 점착제 수지는, 상기 실리콘 수지의 총 100중량부를 기준으로 하여 90중량부% 내지 97중량부% : 10중량부% 내지 3중량부%의 비율로 혼합될 수 있다.

상기 페라이트는 상기 실리콘 수지에 적절히 혼합 분산될 수 있도록 1㎛ 내지 10㎛ 사이즈의 분말형상으로 형성될 수 있으며, 전자파를 효과적으로 흡수할 수 있는 Ni-Zn 페라이트 계열로 형성될 수 있다.

참고적으로, 상기 Ni- Zn 페라이트는 전자파 차단 효과를 가지면서, 열전도성이 향상된 재료로써 전자파를 흡수하여 열로 변환시킬 수 있다. 즉, 유해한 전자파를 흡수하고 흡수한 전자파를 열로서 방출시킬 수 있는 재료이다.

구체적으로, 상기 Ni-Zn 페라이트는 NiO, ZnO를 포함하며, 나머지 잔량으로 Fe₂O₃ 또는 Fe₂O₄가 혼합될 수 있다.

더 구체적으로, 상기 Ni-Zn 페라이트는 니켈(Ni)을 6wt% 내지 8wt%, 아연(Zn)을 10wt% 내지 15wt%, 나머지 잔량으로 Fe₂O₃ 또는 Fe₂O₄가 혼합된 Ni-Zn 페라이트일 수 있다.

그리고, 상기 Ni-Zn 페라이트는 CuO를 더 첨가할 수 있다.

상기 경화제는, 상온경화형 2액형 실리콘 겔 수지와 열경화성 1액형 실리콘 점착제 수지의 경화를 촉진시키기 위하여, 백금 함유 화합물과 카본 블랙을 배합한 조성물, 백금 함유 화합물과 흄드 이산화티탄을 배합한 조성물, 백금 함유 화합물과 아조 화합물을 배합한 조성물, 백금화합물과 산화철을 배합한 조성물, 백금 함유 화합물과 트리아졸계 화합물을 배합한 조성물, 백금 함유 화합물과 질소 함유 유기기 및 불포화기를 함유한 유기규소 화합물을 배합한 조성물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.

상기 난연제는 금속 수산화물, 할로겐계 난연제, 안티몬계 난연제 또는 인계 난연제가 사용될 수 있다.

상기 금속 수산화물로는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘, 염기성 탄산 마그네슘, 하이드로탈사이트, 훈타 이트 또는 하이드로마그네사이트가 대표적으로 사용되며, 상기 금속 수산화물은 표면 처리되지 않거나, 실란으로 표면 처리되어 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 방열 및 전자파 차단 소재는 점도 조절제가 더 배합되어 이루어질 수 있는데, 실리콘 오일 등을 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 점도 조절제는 디메틸 사이클로 폴리 실록산(dimethyl cyclo- poly siloxane)을 사용할 수 있다. 상기 점도 조절제는 상기 2액형 실리콘 겔 수지를 포함한 실리콘 수지의 점도를 감소시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 방열 및 전자파 차단 소재는 실리콘 수지에 의해 소정의 형상을 갖으며, 실리콘 수지에 혼합/분산된 Ni-Zn 페라이트에 의해 전자파를 흡수하여 전자파를 발생시키는 전자제품의 오작동 및 인간에 유해한 전자파를 차단할 수 있게 되고, 또한, 금속 수산화물, 할로겐계 난연제, 안티몬계 난연제 및 인계 난연제 등의 난연제가 배합되어 난연 특성이 우수하다.

또한, 경화제로서 백금 화합물을 첨가함에 있어서 난연성을 보다 높이기 위하여 백금 함유 화합물과 카본 블랙을 배합한 조성물, 백금 함유 화합물과 흄드 이산화티탄을 배합한 조성물, 백금 함유 화합물과 아조 화합물을 배합한 조성물, 백금화합물과 산화철을 배합한 조성물, 백금 함유 화합물과 트리아졸계 화합물을 배합한 조성물, 백금 함유 화합물과 질소 함유 유기기 및 불포화기를 함유한 유기 규소 화합물을 배합한 조성물 중 1종을 선택적으로 첨가할 수 있다.

여기서, 상기 백금 화합물의 함량은 실리콘 수지 함량 대비 0.1~2 phr(per hundred resin) 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 방열 및 전자파 차단 소재를 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

삭제
방열 및 전자파 차단 특성을 갖는 소재로서,
실리콘 수지와; 페라이트와; 경화제와; 난연제가 배합되어 이루어지고,
상기 실리콘 수지는, 상온경화형 2액형 실리콘 겔 수지와 열경화성 1액형 실리콘 점착제 수지로 이루어지고,
상기 실리콘 수지의 총 100중량부를 기준으로 하여 상기 상온경화형 2액형 실리콘 겔 수지와 열경화성 1액형 실리콘 점착제 수지는, 90중량부% 내지 97중량부% : 10중량부% 내지 3중량부%의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 방열 및 전자파 차단 소재.
방열 및 전자파 차단 특성을 갖는 소재로서,
실리콘 수지와; 페라이트와; 경화제와; 난연제가 배합되어 이루어지고,
상기 실리콘 수지는, 상온경화형 2액형 실리콘 겔 수지와 열경화성 1액형 실리콘 점착제 수지로 이루어지고,
상기 경화제는, 상온경화형 2액형 실리콘 겔 수지와 열경화성 1액형 실리콘 점착제 수지의 경화를 촉진시키기 위하여, 백금 함유 화합물과 카본 블랙을 배합한 조성물, 백금 함유 화합물과 흄드 이산화티탄을 배합한 조성물, 백금 함유 화합물과 아조 화합물을 배합한 조성물, 백금화합물과 산화철을 배합한 조성물, 백금 함유 화합물과 트리아졸계 화합물을 배합한 조성물, 백금 함유 화합물과 질소 함유 유기기 및 불포화기를 함유한 유기규소 화합물을 배합한 조성물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방열 및 전자파 차단 소재.
청구항 2 또는 3에 있어서,
상기 페라이트는 니켈(Ni)을 6wt% 내지 8wt%, 아연(Zn)을 10wt% 내지 15wt%, 나머지 잔량으로 Fe₂O₃ 또는 Fe₂O₄가 혼합된 Ni-Zn 페라이트인 것을 특징으로 하는 방열 및 전자파 차단 소재.
청구항 4에 있어서,
상기 Ni-Zn 페라이트는 CuO를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 방열 및 전자파 차단 소재.
청구항 2 또는 3에 있어서,
상기 페라이트는 1㎛ 내지 10㎛ 사이즈의 분말형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 방열 및 전자파 차단 소재.
삭제
청구항 2 또는 3에 있어서,
상기 난연제는, 금속 수산화물, 할로겐계 난연제, 안티몬계 난연제 및 인계 난연제로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방열 및 전자파 차단 소재.
청구항 8에 있어서,
상기 금속 수산화물은 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘, 염기성 탄산 마그네슘, 하이드로 탈사이트, 훈타 이트 및 하이드로마그네사이트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방열 및 전자파 차단 소재.
청구항 2 또는 3에 있어서,
점도 조절제가 더 배합되어 이루어지되,
상기 점도 조절제는 실리콘 오일로서, 디메틸 사이클로 폴리 실록산(dimethyl cyclo- poly siloxane)인 것을 특징으로 하는 방열 및 전자파 차단 소재.