KR100614608B1 - Conductive polymer composition containing ozone-treated carbon nanotube and ptc device prepared therefrom - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리 올레핀 수지 및 전도성 충진제로 이루어진 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물에 있어서, 전도성 충진제로서 오존처리된 탄소나노튜브를 함유하는 PTC(positive temperature coefficient) 소자용 전도성 중합체 조성물 및 이를 이용하여 제조된 PTC 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive polymer composition for PTC devices comprising a polyolefin resin and a conductive filler, wherein the conductive polymer composition for a PTC (positive temperature coefficient) device containing ozonated carbon nanotubes as a conductive filler and a PTC prepared using the same It relates to an element.
본 발명의 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물은 소량의 전도성 충진제로 우수한 PTC 세기를 발현하므로 경제적이고, 상기 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물을 이용하여 제조된 PTC 소자는 상온에서 낮은 비저항값, 높은 최대 비저항값 및 우수한 PTC 세기를 나타내며, 과전류 차단 이후 발생하는 NTC(negative temperature coefficient) 현상이 제거된 소자로서, 정온 전선, 과전류 차단용 전기장치, 회로 보호 소자, 가열기 등의 소자로 유용하다.The conductive polymer composition for the PTC device of the present invention is economical because it exhibits excellent PTC strength with a small amount of conductive filler, and the PTC device manufactured using the conductive polymer composition for the PTC device has a low specific resistance, a high maximum specific resistance, and It exhibits excellent PTC strength and eliminates the negative temperature coefficient (NTC) phenomenon that occurs after overcurrent blocking, and is useful as a device such as a constant temperature wire, an overcurrent blocking device, a circuit protection device, and a heater.
폴리올리핀계, 고밀도 폴리에틸렌, 오존처리, 탄소나노튜브, PTC 소자Polyolefin, High Density Polyethylene, Ozone Treatment, Carbon Nanotube, PTC Element
Description
도 1은 오존처리 장치의 개략도이고, 1 is a schematic diagram of an ozone treatment apparatus;
도 2는 본 발명의 전도성 중합체 조성물을 사용하여 제조된 PTC 소자의 일실시형태이고, 2 is an embodiment of a PTC device made using the conductive polymer composition of the present invention,
도 3은 본 발명의 오존처리된 탄소나노튜브에 대한 FT-IR 결과이고, 3 is FT-IR results for the ozonated carbon nanotubes of the present invention,
도 4는 본 발명의 오존처리된 탄소나노튜브를 사용하여 제조된 PTC 소자에서 탄소나노튜브의 사용량에 대한 온도-저항률 곡선이고, 4 is a temperature-resistance curve of the amount of carbon nanotubes used in a PTC device manufactured using the ozonated carbon nanotubes of the present invention,
도 5는 본 발명의 오존처리된 탄소나노튜브를 사용하여 제조된 PTC 소자에서 탄소나노튜브의 오존처리시간에 온도-저항률 곡선이다. 5 is a temperature-resistance curve at ozone treatment time of carbon nanotubes in a PTC device manufactured using ozonated carbon nanotubes of the present invention.
본 발명은 오존처리된 탄소나노튜브를 함유한 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물 및 이를 이용하여 제조된 PTC 소자에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 폴리 올레핀 수지 및 전도성 충진제로 이루어진 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물에 있어서, 전도성 충진제로서 오존처리된 탄소나노튜브를 함유하는 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물 및 이를 이용하여 제조된 우수한 PTC 특성 및 과전류 차단 이후 발생할 수 있는 NTC 현상이 제거된 PTC 소자에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive polymer composition for PTC devices containing ozonated carbon nanotubes and to a PTC device manufactured using the same. More specifically, in a conductive polymer composition for PTC devices comprising a polyolefin resin and a conductive filler, The present invention relates to a conductive polymer composition for a PTC device containing ozonated carbon nanotubes as a conductive filler, and to a PTC device having excellent PTC properties and NTC phenomena which may occur after overcurrent blocking.
고분자 재료는 낮은 전기전도도로 인해 전기적 절연체로 이용되어 왔으나, 이러한 고분자 매트릭스에 전기전도성 충전재를 첨가함에 따라 전기전도성을 지닌 고분자 재료가 등장하면서 그 수요와 필요성이 꾸준히 증가되고 있다.Polymer materials have been used as electrical insulators due to their low electrical conductivity, but the addition of electrically conductive fillers to such polymer matrices has led to the rise in demand and necessity as polymer materials with electrical conductivity emerge.
일반적으로 전기전도성 충전재가 첨가된 고분자 재료는 상온에서는 우수한 전기전도도를 나타내지만 고분자 수지의 용융온도에서 전기저항의 급격한 증가를 야기한다. 이러한 현상을 정온도계수(PTC: positive temperature coefficient) 효과라 하며, 이러한 PTC 현상의 원인은 고분자 내에서 결정상태와 비결정 상태의 변화 때문이라고 설명될 수 있다. 즉, 온도가 상승하여 수지의 용융점 부근이 되면 전도성 충전 입자간의 간격, 응집간의 간격이 커져 이로 인해 형성되었던 전도 네트워크가 파괴됨으로써 전자의 터널링(tunneling) 현상을 방해하기 때문에 발생한다. In general, polymer materials to which an electrically conductive filler is added show excellent electrical conductivity at room temperature, but cause a sharp increase in electrical resistance at the melting temperature of the polymer resin. This phenomenon is called the positive temperature coefficient (PTC) effect, and the cause of the PTC phenomenon can be explained by the change of the crystalline state and the amorphous state in the polymer. That is, when the temperature rises and becomes near the melting point of the resin, the gap between the conductive filler particles and the gap between the aggregates increases, thereby destroying the conductive network formed therein, thereby preventing the tunneling phenomenon of electrons.
이러한 전기저항의 급격한 증가현상을 이용한 PTC 소자는 상온에서는 저항이 낮아 전도성을 띠지만, 온도가 상승함에 따라 비교적 좁은 온도 영역에서 전기저항이 급격히 증가하는 성질로 인하여 과전류를 차단하는 일명 '고분자 퓨즈' 역할을 한다. 이러한 PTC 소자는 최근 고밀도 및 고감도화가 요구되는 전자 제품 분야에서 과전 류로부터 회로를 보호하기 위한 목적으로 사용되고 있다. 바람직한 PTC 소자는 상온에서는 낮은 비저항값(ρRT) 및 높은 최대 비저항값(ρmax)을 가져야 하며, 이로부터 높은 PTC 세기를 만족해야 한다.The PTC device using such a rapid increase in electrical resistance is conductive because of its low resistance at room temperature, but it is a so-called 'polymer fuse' that blocks overcurrent due to the rapid increase in electrical resistance in a relatively narrow temperature range as the temperature increases. Play a role. These PTC devices have recently been used for the purpose of protecting circuits from overcurrent in the field of electronic products requiring high density and high sensitivity. Preferred PTC devices should have a low resistivity ρ RT and a high maximum resistivity ρ max at room temperature, from which high PTC strengths must be satisfied.
상온에서 낮은 비저항값을 갖는 PTC 소자를 얻는 방법으로는 카본블랙과 고밀도 폴리에틸렌을 사용하여 얻은 전도성 중합체 조성물[J. Appl. Polym. Sci., H. Tang et al., 1993, 48, 1795] 또는 카본블랙을 실란처리한 후 고분자 수지인 고밀도 폴리에틸렌과 용융 혼합한 조성물[Polymer (Korea), T. J. Moon et al., 1995, 19, 789]로부터 PTC 소자를 제조하는 방법이 공지되어 있다. 이밖에도, PTC 소자는 폴리올레핀 100중량부에 실란 1∼3중량부가 그라프팅된 유기중합체와, 상기 유기중합체 100중량부에 대해 30∼85중량부의 전도성 입자가 혼합된 PTC 조성물[대한민국 특허출원 제2000-16491호] 또는 (a) 나일론-11을 포함하는 반결정 중합체 성분과; (b) 탄소계 미립자 전도성 충전제를 포함하고, 상기 조성물은 25℃에서는 100Ωcm 이하의 저항율을 갖고 150℃ 이상의 온도 TS에서는 25℃에서의 저항율의 적어도 103배의 저항율을 PTC 성질을 나타내는 전기 전도성 중합체 조성물[대한민국 특허출원 제1999-9982호]로부터 제조할 수 있다고 보고하고 있다. As a method of obtaining a PTC device having a low specific resistance at room temperature, a conductive polymer composition obtained using carbon black and high density polyethylene [ J. Appl. Polym. Sci. , H. Tang et al., 1993, 48 , 1795] or a composition in which carbon black was silane-treated and melt mixed with high-density polyethylene, a polymer resin [ Polymer (Korea), TJ Moon et al., 1995, 19, 789]. A method of manufacturing a PTC device from the known is known. In addition, the PTC device is a PTC composition in which an organic polymer in which 1 to 3 parts by weight of silane is grafted to 100 parts by weight of polyolefin and 30 to 85 parts by weight of conductive particles are mixed with respect to 100 parts by weight of the organic polymer [Korea Patent Application No. 2000- 16491 or (a) a semicrystalline polymer component comprising nylon-11; (b) an electrically conductive polymer comprising a carbonaceous particulate conductive filler, said composition having a resistivity of 100 Ωcm or less at 25 ° C. and a resistivity of at least 10 3 times the resistivity at 25 ° C. at a temperature TS of 150 ° C. or higher. It is reported that it can be manufactured from a composition [Korean Patent Application No. 1999-9982].
대한민국 공개특허 제2004-0016675호에서는 결정성 폴리올레핀계 수지 및 전도성 충전제 분말을 포함하는 전도성 중합체 수지 조성물로 이루어진 저항체 박막위에 전극 및 전해질 금속박을 적층시킨 후 수득된 적층체에 전자선을 조사하여 PTC 소자를 제조하는 방법을 공지하고 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제2004-0016677호 는 전도성 충전제 표면을 실란 커플링제로 직접 처리한 후 이를 결정성 폴리올레핀계 수지와 용융 혼합하여 수득된 전도성 중합체 조성물로 이루어진 저항체 박막에 전극 및 전해질 금속박을 적층시키는 것을 포함하는, PTC 소자의 제조방법을 개시한 바 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-0016675 discloses a PTC device by laminating an electrode and an electrolyte metal foil on a thin film of a resistor made of a conductive polymer resin composition comprising a crystalline polyolefin resin and a conductive filler powder. Known methods of preparation are known. In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-0016677 discloses stacking an electrode and an electrolyte metal foil on a thin film of a resistor made of a conductive polymer composition obtained by directly treating a conductive filler surface with a silane coupling agent and then melt-mixing it with a crystalline polyolefin resin. The manufacturing method of a PTC element including the thing was disclosed.
정리하면, 우수한 PTC 세기를 갖는 PTC 소자의 통용되는 제조방법은 전도성 중합체 조성물 제조시, 전도성 충진제의 종류, 그의 첨가량 및 첨가시 처리방법에 따라 다양하게 시도되어 왔다.In summary, a commonly used method for manufacturing a PTC device having excellent PTC strength has been tried in various ways depending on the type of conductive filler, the amount of its addition, and the processing method when the conductive polymer composition is prepared.
그러나, 전도성 충전재의 첨가량의 증가는 전도성 중합체 조성물의 저항률을 감소시킬 수는 있으나 PTC 세기의 변화 및 NTC 현상을 유발한다. NTC 현상은 PTC 소자는 과전류 차단 이후 다시 상온 저전류 및 저온 상태로 돌아오게 되면 낮은 저항 상태로 회복되지만, 이와는 반대로, 용융점이 오래 지속되거나 더 높은 온도로 올라가게 되면, 전도성 충진제 입자들이 유동성을 자유로이 재배열하여 재응집(aggregation)이 일어나게 되고 새로운 전도성 네트워크를 형성하게 됨으로써 수지의 저항이 감소하는 현상이다. 이러한 NTC 현상은 과전류가 인가된 상태에서 계속 높은 저항을 유지함으로써 과전류를 차단하는 회로 보호용 소자에서는 치명적인 결과를 가져온다.However, increasing the amount of conductive filler added may reduce the resistivity of the conductive polymer composition but causes a change in PTC strength and NTC phenomenon. The NTC phenomenon causes the PTC device to return to low resistance when it returns to room temperature low current and low temperature after overcurrent blocking, but on the contrary, when the melting point lasts longer or rises to a higher temperature, the conductive filler particles are free to flow. Re-aggregation occurs to form a new conductive network by rearranging, thereby reducing the resistance of the resin. This NTC phenomenon is fatal in a circuit protection device that cuts off the overcurrent by continuously maintaining a high resistance while the overcurrent is applied.
따라서 상온에서 최대 PTC 세기를 나타내는 전도성 충전제의 바람직한 첨가량을 설정한 후, 여러 방법으로 표면처리하는 방법이 제시되고 있으며, 또 다른 바람직한 방법으로는 NTC 현상을 제거하기 위해서 고밀도 폴리에틸렌과 같은 높은 가교구조를 갖는 고분자 수지 사용을 제시하고 있다. Therefore, after setting the preferred amount of the conductive filler exhibiting the maximum PTC strength at room temperature, a method of surface treatment has been proposed. In another preferred method, a high crosslinked structure such as high density polyethylene is used to remove NTC phenomenon. It is proposed to use a polymer resin having.
전도성 충진제의 종류로는 탄소나노튜브, 카본블랙, 카본 파이버 등에서 선택되거나 니켈 분말, 금분말, 구리 분말, 또는 금속 합금분말에서 선택되는 금속 분말이 바람직하다. 그 중에서, 탄소나노튜브는 탄소 원자들이 육각형 벌집 모양의 원통형 구조로 강한 공유결합을 가지고 있어 매우 우수한 전기적, 화학적, 기계적 그리고 구조적 성질 때문에 차세대 재료로 주목받고 있다. The conductive filler is preferably a metal powder selected from carbon nanotubes, carbon black, carbon fiber, and the like, or nickel powder, gold powder, copper powder, or metal alloy powder. Among them, carbon nanotubes are attracting attention as next-generation materials because of their excellent electrical, chemical, mechanical and structural properties because carbon atoms have a strong covalent bond with a hexagonal honeycomb cylindrical structure.
이에, 본 발명자들은 우수한 PTC 성질 및 NTC 현상이 제거된 향상된 기능의 PTC 소자를 개발하고자 노력한 결과, 탄소나노튜브의 표면을 오존처리하여 전도성 충전제로 함유하는 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물을 제조하고 이를 이용하여 PTC 소자를 제조하여, 탄소나노튜브의 표면에 산소 함유 관능기의 증가로 인한 PTC 세기의 증가를 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have tried to develop an improved PTC device having excellent PTC properties and NTC phenomena. As a result, the present inventors have prepared a conductive polymer composition for PTC devices containing ozone on a surface of carbon nanotubes as a conductive filler and using the same. The present invention was completed by fabricating a PTC device and confirming an increase in PTC strength due to an increase in oxygen-containing functional groups on the surface of the carbon nanotubes.
본 발명의 목적은 전도성 충전제가 오존처리된 탄소나노튜브를 포함하는 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a conductive polymer composition for PTC devices wherein the conductive filler comprises ozonated carbon nanotubes.
본 발명의 다른 목적은 상기 오존처리된 탄소나노튜브를 포함하는 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a conductive polymer composition for PTC devices comprising the ozone treated carbon nanotubes.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물을 이용하여 제조된 PTC 소자를 제공하는 것이다.
Still another object of the present invention is to provide a PTC device manufactured using the conductive polymer composition for the PTC device.
본 발명은 폴리올레핀계 수지 및 전도성 충전제로 이루어진 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물에 있어서, 상기 전도성 충전제가 오존처리된 탄소나노튜브인 PTC(positive temperature coefficient) 소자용 전도성 중합체 조성물을 제공한다. The present invention provides a conductive polymer composition for a PTC (positive temperature coefficient) device, wherein the conductive filler is a ozone-treated carbon nanotube in a conductive polymer composition comprising a polyolefin resin and a conductive filler.
상기 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물은 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 오존처리된 탄소나노튜브 1 내지 5중량부를 포함한다. 또한 상기 탄소나노튜브의 입도 직경은 10∼50 nm이다.The conductive polymer composition for the PTC device includes 1 to 5 parts by weight of ozonated carbon nanotubes based on 100 parts by weight of the polyolefin resin. In addition, the carbon nanotubes have a particle size diameter of 10 to 50 nm.
상기 전도성 중합체 조성물은 상온에서 비저항(ρRT)값이 102∼103 ohmㆍcm이고, 상온에서 상기 폴리올레핀계 고분자의 용융점(Tm)+5℃ 범위까지 PTC 세기 변화가 104∼105이다.The conductive polymer composition comprises a specific resistance (ρ RT) value of 10 ohm and 3 and 2-10 cm, is the PTC intensity change from room temperature to the melting point (Tm) + 5 ℃ range of the polyolefin-based
본 발명은 탄소나노튜브의 표면에 상온에서 오존 발생량 1∼12 g/h, 오존농도 1∼60 mg/l로 고정하고, 0.1∼8 시간동안 오존처리하여 탄소나노튜브 제조한 후, 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 상기 오존처리된 탄소나노튜브 1 내지 5중량부를 용융 혼합하여 제조되는 상기 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물의 제조방법을 제공한다.The present invention is fixed to the surface of the carbon nanotubes at room temperature ozone generation amount of 1 to 12 g / h, ozone concentration of 1 to 60 mg / l, and after the ozone treatment for 0.1 to 8 hours to produce carbon nanotubes, polyolefin resin It provides a method for producing the conductive polymer composition for the PTC device prepared by melting and mixing 1 to 5 parts by weight of the ozonated carbon nanotubes with respect to 100 parts by weight.
또한, 본 발명은 상기 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물 양면에 두께 10∼50 ㎛, 더욱 바람직하게는 30∼50 ㎛의 전해질 금속박을 압축 성형하고, 전도성 접착제를 이용하여 한 쌍의 전극을 접합시켜 제조된 PTC 소자를 제공한다. In addition, the present invention is prepared by compression molding an electrolytic metal foil having a thickness of 10 to 50 ㎛, more preferably 30 to 50 ㎛ on both surfaces of the conductive polymer composition for PTC devices, and bonding a pair of electrodes using a conductive adhesive. Provides a PTC device.
상기 PTC 소자는 두께 0.5∼1 mm의 원형 시트상이며, 상온에서 비저항이 102 ohmㆍcm 이하이며, 최대 비저항이 106∼108 ohmㆍcm이고, PTC 세기 변화가 102∼10 3.5이다.The PTC element is in the form of a circular sheet having a thickness of 0.5 to 1 mm, has a specific resistance of 10 2 ohm · cm or less at room temperature, a maximum specific resistance of 10 6 to 10 8 ohm · cm, and a PTC strength change of 10 2 to 10 3.5 . .
이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 폴리올레핀계 수지 및 전도성 충전제를 포함하는 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물에 있어서, 상기 전도성 충전제가 오존처리된 탄소나노튜브인 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물을 제공한다.The present invention provides a conductive polymer composition for a PTC device comprising a polyolefin resin and a conductive filler, wherein the conductive filler is an ozonated carbon nanotube.
보다 구체적으로, 본 발명의 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물은 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 오존처리된 탄소나노튜브 1 내지 5중량부를 포함한다.More specifically, the conductive polymer composition for PTC device of the present invention comprises 1 to 5 parts by weight of ozonated carbon nanotubes based on 100 parts by weight of polyolefin resin.
본 발명에서 사용되는 폴리올레핀계 수지는 결정성을 가지는 동시에 전도성 입자의 충전성을 향상시킬 수 있어야 한다. 그의 바람직한 일례로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌 메틸 아크릴레이트 공중합체 및 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 폴리에틸렌 유도체의 경우, 비교적 좁은 온도 범위에서 온도 증가로 인한 조성물의 저항을 증가시킬 수 있으므로, 우수한 PTC 성질을 발현할 수 있다. 즉, 폴리에틸렌 유도체는 낮은 용융점으로 인하여, 열에 의한 물리적 특성의 손실을 방지할 수 있다. 특히, 본 발명에서는 상기 폴리에틸렌 유도체 중에서, 높은 결정성, 절 연성 및 상용성의 장점을 갖는 고밀도 폴리에틸렌 (high-density polyethylene ;HDPE)을 사용할 때 가장 바람직한 PTC 세기를 얻을 수 있다. The polyolefin resin used in the present invention should be able to improve the filling property of the conductive particles while having crystallinity. Preferred examples thereof include one or more selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene methyl acrylate copolymer and ethylene ethyl acrylate copolymer. Can be used. More preferably, in the case of the polyethylene derivative, it is possible to increase the resistance of the composition due to the increase in temperature in a relatively narrow temperature range, thereby exhibiting excellent PTC properties. That is, the polyethylene derivative can prevent loss of physical properties by heat due to the low melting point. In particular, in the present invention, the most preferable PTC strength can be obtained when using high-density polyethylene (HDPE) having the advantages of high crystallinity, ductility and compatibility among the polyethylene derivatives.
바람직한 전도성 충전제로는 탄소나노튜브, 흑연 분말, 카본블랙 및 카본화이버로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 니켈 분말, 금 분말, 구리 분말 및 상기 금속의 합금분말로부터 선택된 금속분말을 사용할 수 있으나 가장 바람직하게는 탄소나노튜브를 사용하는 것이며, 상기 탄소나노튜브는 10∼50 nm의 입도 직경을 갖는다. 상기에서, 탄소나노튜브의 입도 직경이 10 nm 미만이면, 탄소나노튜브가 분산되지 않고 뭉치는 현상이 발생하고, 50 nm를 초과하면, 탄소나노튜브의 입자들의 길이가 길어 재배열이 일어나기가 어려워 저항이 감소하는 현상이 나타나지 않기 때문에 바람직하지 못하다. Preferred conductive fillers may be any one selected from the group consisting of carbon nanotubes, graphite powders, carbon blacks and carbon fibers or metal powders selected from nickel powders, gold powders, copper powders and alloy powders of the above metals. Is using carbon nanotubes, and the carbon nanotubes have a particle size diameter of 10 to 50 nm. In the above, when the particle size diameter of the carbon nanotube is less than 10 nm, the phenomenon occurs that the carbon nanotubes are not dispersed and agglomeration occurs, and when the diameter exceeds 50 nm, the length of the particles of the carbon nanotube is long, so that rearrangement is difficult to occur. It is not preferable because the phenomenon of decreasing resistance does not appear.
이때, 상기 오존처리된 탄소나노튜브는 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 상기 오존처리된 탄소나노튜브 1 내지 5중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 1 중량부 미만이면, 수지안의 탄소나노튜브가 소량이라 전도 네트워크의 형성이 어려운 문제가 있고, 5 중량부를 초과하여 사용하면, 전도성 충전 입자 간의 간격이 좁아져 전도 네트워크의 파괴가 어려운 문제가 있어 바람직하지 않다.In this case, the ozone treated carbon nanotubes are preferably used in an amount of 1 to 5 parts by weight of the ozone treated carbon nanotubes based on 100 parts by weight of the polyolefin resin. At this time, if less than 1 part by weight, there is a problem that the conductive network is difficult to form because of the small amount of carbon nanotubes in the resin, and when used in excess of 5 parts by weight, the gap between the conductive filler particles becomes narrow, which makes it difficult to destroy the conductive network. It is not desirable.
상기 전도성 중합체 조성물의 용융 혼합시, 바람직한 온도는 사용한 폴리올레핀계 수지의 용융온도(Tm)보다 20℃ 이상의 온도에서 수행한다. 이때, 폴리올레핀계 수지의 용융온도(Tm)보다 낮은 온도에서 혼합하면, 폴리올레핀계 수지 및 전도성 충전재 간의 혼합이 완전히 이루어지지 않는 반면에, 온도가 너무 높은 경우는 사용한 폴리올레핀계 수지의 열분해에 의하여, 기계적 물성의 감소, 구조 변화 등의 물리적 특성이 변화하는 단점이 발생한다.In the melt mixing of the conductive polymer composition, the preferred temperature is carried out at a temperature of 20 ℃ or more than the melting temperature (Tm) of the polyolefin resin used. At this time, when mixing at a temperature lower than the melting temperature (Tm) of the polyolefin-based resin, the mixing between the polyolefin-based resin and the conductive filler is not completely achieved, while if the temperature is too high, by the thermal decomposition of the used polyolefin-based resin, There are disadvantages in that physical properties such as physical property change and structural change change.
상기 전도성 중합체 조성물의 용융 혼합시, 바람직한 승온 속도는 5℃/min이다. 이때, 승온속도가 5℃/min 미만인 경우, 생산성이 떨어지고, 5℃/min 초과하는 경우, 폴리올레핀계 수지와 전도성 충전제 간의 열팽창계수의 차이로 인하여 전기적 특성의 변화를 초래한다.In melt mixing of the conductive polymer composition, the preferred rate of temperature increase is 5 ° C / min. At this time, when the temperature increase rate is less than 5 ℃ / min, the productivity is lowered, if it exceeds 5 ℃ / min, due to the difference in the thermal expansion coefficient between the polyolefin resin and the conductive filler causes a change in electrical properties.
상기 전도성 중합체 조성물의 용융 혼합시, 바람직한 혼합 시간은 결정화도가 비교적 적은 전도성 중합체 조성물을 제조하기 위하여, 상기에서 바람직한 용융 온도에 도달한 후, 짧은 시간 내에 혼합하고 냉각하는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로 20분 정도가 바람직하나, 20분 이상을 초과하는 경우는 물성 증진에 효과가 없으므로 비경제적이다.In the melt mixing of the conductive polymer composition, the preferred mixing time is to mix and cool within a short time after reaching the preferred melting temperature in order to produce a conductive polymer composition having a relatively low crystallinity, more specifically 20 Minutes are preferred, but more than 20 minutes is uneconomical because there is no effect on physical properties.
또한, 본 발명의 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물 중, 오존처리된 탄소나노튜브는 오존의 발생량, 오존 농도 및 오존 처리 시간 간의 관계에 따라 특성이 좌우된다. 이에, 상기 오존처리된 탄소나노튜브가 상온에서 오존 발생량 1∼12 g/h, 오존농도 1∼60 mg/l로 고정하고, 오존 처리시간을 0.1∼8 시간동안 수행하여, 탄소나노튜브의 표면에 직접 오존처리하여 제조될 때 바람직하다. In the conductive polymer composition for PTC devices of the present invention, the ozonated carbon nanotubes are characterized by the relationship between the amount of ozone generated, ozone concentration and ozone treatment time. Thus, the ozone treated carbon nanotubes are fixed at an ozone generation amount of 1 to 12 g / h and an ozone concentration of 1 to 60 mg / l at room temperature, and the ozone treatment time is performed for 0.1 to 8 hours. Preferred when prepared by direct ozonation.
보다 바람직한 실시일례로는 오존처리된 탄소나노튜브는 오존 발생량 8 g/h, 오존농도 23 mg/l로 고정하여, 오존 처리시간 2 내지 8 시간동안 수행하여 제조되는 것이다.As a more preferred embodiment ozonated carbon nanotubes are prepared by fixing ozone generation amount 8 g / h, ozone concentration 23 mg / l,
이때, 상기 제시된 바람직한 범위에서 오존의 발생량, 오존 농도 및 오존 처리 시간이 낮게 수행될 경우, 오존의 효과가 나타나지 않아 표면 개질이 되지 않고, 오존의 발생량, 오존 농도 및 오존 처리 시간이 높게 수행될 경우, 오존의 양이 포화상태가 되어 오존과 반응하는 탄소나노튜브의 한정된 관능기로 인해 오존 처리에 의한 표면 개질의 효과 차이가 거의 없게 된다. 특히 오존 농도가 높을 경우에 대하여 대한민국 특허출원 제2004-16035호에서는 고분자 1g에 대하여 50 내지 1000ppm의 오존 농도 하에서는 결정성 폴리올레핀계 수지의 분해가 이루어진다고 보고 되어진 바, 바람직하지 않다.At this time, when the amount of ozone generated, ozone concentration and ozone treatment time is low in the above-mentioned preferred range, the effect of ozone does not appear and surface modification is not performed, and when the amount of ozone generated, ozone concentration and ozone treatment time is high. In addition, due to the limited functionality of carbon nanotubes reacting with ozone due to the saturation of ozone, there is almost no difference in the effects of surface modification by ozone treatment. In particular, when the ozone concentration is high, Korean Patent Application No. 2004-16035 reported that the decomposition of the crystalline polyolefin resin was performed under an ozone concentration of 50 to 1000 ppm with respect to 1 g of the polymer, which is not preferable.
도 1은 오존처리 장치의 개략도를 나타낸 도면으로서, 산소발생기(a), 압력게이지(b), 오존발생기(c), 밸브(d), 반응기(e), KI 용액조(f) 및 후드(g)로 구성된다. 상기 오존처리 장치에서, 반응기(e)는 오존에 쉽게 산화되는 금속재질이 아닌 유리, 석영, 플라스틱 등의 재질이 바람직하다. 또한, 상기 오존처리 장치의 각 구성을 연결하는 관은 다루기 용이하고 오존에 대하여 내식성이 있는 테프론 재질이 바람직하다. 1 is a schematic view of an ozone treatment apparatus, in which an oxygen generator (a), a pressure gauge (b), an ozone generator (c), a valve (d), a reactor (e), a KI solution tank (f) and a hood ( g). In the ozone treatment apparatus, the reactor (e) is preferably a material such as glass, quartz, plastic, etc., not a metal material which is easily oxidized to ozone. In addition, the pipe connecting the respective components of the ozone treatment device is preferably a Teflon material that is easy to handle and corrosion-resistant to ozone.
폴리올레핀계 수지 및 전도성 충전제를 포함하는 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물에 있어서, 본 발명은 전도성 충전제인 탄소나노튜브 표면에 직접 오존처리한 후, 이를 폴리올레핀계 수지와 혼합하여 전도성 중합체 조성물을 제조함으로써, 혼합과정에서 발생할 수 있는 공정 상의 온도 설정 제약을 방지할 수 있다.In the conductive polymer composition for a PTC device comprising a polyolefin resin and a conductive filler, the present invention is directly ozonated to the surface of the carbon nanotubes, the conductive filler, and then mixed with a polyolefin resin to prepare a conductive polymer composition, It is possible to avoid process temperature setting constraints that may occur in the process.
도 2는 상기 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물을 사용하여 제조된 PTC 소자의 바람직한 실시일례를 나타낸 것으로서, 전도성 중합체 조성물(1)을 원형 시트상으로 예비성형하고, 상기 원형 시트의 양면에 두께 10∼50 ㎛, 더욱 바람직하게는 30∼50 ㎛의 전해질 금속박(2)을 압축 성형하고, 전도성 접착제를 이용하여 한 쌍의 전극(3)을 접합시켜 제조된 PTC 소자를 제공한다. FIG. 2 shows a preferred embodiment of a PTC device manufactured using the conductive polymer composition for the PTC device. The
상기 PTC 소자는 크기에 관계없이 두께 0.5∼1 mm의 원형 시트상이 바람직하며, 전해질 금속박은 저항이 낮은 전해질 구리 또는 알루미늄 금속박을 사용한다. 상기에서 전해질 금속박 적층시, 별도의 접착제 사용없이 사용한 결정성 폴리올레핀계 수지의 용융온도 범위에서 핫프레서를 이용하여 압축 성형하여 두께를 제어할 수 있다. Irrespective of the size, the PTC element is preferably in the form of a circular sheet having a thickness of 0.5 to 1 mm, and the electrolytic metal foil uses an electrolytic copper or aluminum metal foil having low resistance. When the electrolyte metal foil is laminated in the above, the thickness may be controlled by compression molding using a hot press in the melting temperature range of the crystalline polyolefin resin used without using an adhesive.
제조된 전도성 박막 시편 양면에 2개의 전극을 저항이 낮은 전도성 접착제를 사용하여 접합시킬 수 있으며, 이때 사용되는 2개의 전극은 철, 구리 또는 알루미늄에서 선택된 것이 바람직하다.Two electrodes may be bonded to both surfaces of the prepared thin film specimen using a low-resistance conductive adhesive, and the two electrodes used may be selected from iron, copper, or aluminum.
상기 PTC 소자는 상온에서 비저항이 102 ohmㆍcm 이하이며, 최대 비저항이 106∼10 8 ohmㆍcm이고, PTC 세기 변화가 102∼103.5이다.The PTC element has a specific resistance of 10 2 ohm · cm or less at room temperature, a maximum specific resistance of 10 6 to 10 8 ohm · cm, and a PTC strength change of 10 2 to 10 3.5 .
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. This embodiment is intended to illustrate the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited to these examples.
1. 전도성 중합체의 제조1. Preparation of Conductive Polymer
<실시예 1><Example 1>
오존발생기(3) 내의 조건에 대하여, 오존의 발생량 8 g/h 및 오존농도 23 mg/l로 설정하고, 탄소나노튜브(순도;40∼99%, 길이;10∼50㎛, 직경;10∼20㎚의 일진나노텍(주) 제품)를 투입하여 2 시간동안 직접 오존처리하였다. 이후, 순수 고밀도 폴리에틸렌 (Honam Chem Co., Tm: 135℃) 100 중량부에 대하여, 상기에서 오존처리된 탄소나노튜브 1 중량부를 180℃에서 20분 동안 60rpm으로 용융 혼합하여 전도성 중합체 조성물을 제조하였다. With respect to the conditions in the
<실시예 2><Example 2>
오존발생기(3) 내의 조건에 대하여, 오존의 발생량 8 g/h 및 오존농도 23 mg/l로 설정하고, 탄소나노튜브(순도;40∼99%, 길이;10∼50㎛, 직경;10∼20㎚의 일진나노텍(주) 제품)를 투입하여 4 시간동안 직접 오존처리하였다. 이후, 순수 고밀도 폴리에틸렌 (Honam Chem Co., Tm: 135℃) 100 중량부에 대하여, 상기에서 오존처리된 탄소나노튜브 2 중량부로 혼합한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 전도성 중합체를 제조하였다.With respect to the conditions in the
<실시예 3><Example 3>
오존발생기(3) 내의 조건에 대하여, 오존의 발생량 8 g/h 및 오존농도 23 mg/l로 설정하고, 탄소나노튜브(순도;40∼99%, 길이;10∼50㎛, 직경;10∼20㎚의 일진나노텍(주) 제품)를 투입하여 6 시간동안 직접 오존처리하였다. 이후, 순수 고밀도 폴리에틸렌 (Honam Chem Co., Tm: 135℃) 100 중량부에 대하여, 상기에서 오존처리된 탄소나노튜브 3 중량부로 혼합한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 전도성 중합체를 제조하였다.With respect to the conditions in the
<실시예 4><Example 4>
오존발생기(3) 내의 조건에 대하여, 오존의 발생량 8 g/h 및 오존농도 23 mg/l로 설정하고, 탄소나노튜브(순도;40∼99%, 길이;10∼50㎛, 직경;10∼20㎚의 일진나노텍(주) 제품)를 투입하여 8 시간동안 직접 오존처리하였다. 이후, 순수 고밀도 폴리에틸렌 (Honam Chem Co., Tm: 135℃) 100 중량부에 대하여, 상기에서 오존처리된 탄소나노튜브 4 중량부로 혼합한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 전도성 중합체를 제조하였다.With respect to the conditions in the
<실시예 5>Example 5
오존발생기(3) 내의 조건에 대하여, 오존의 발생량 8 g/h 및 오존농도 23 mg/l로 설정하고, 탄소나노튜브(순도;40∼99%, 길이;10∼50㎛, 직경;10∼20㎚의 일진나노텍(주) 제품)를 투입하여 8 시간동안 직접 오존처리하였다. 이후, 순수 고밀도 폴리에틸렌(Honam Chem Co., Tm: 135℃) 100 중량부에 대하여, 상기에서 오존처리된 탄소나노튜브 5 중량부로 혼합한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 전도성 중합체를 제조하였다.With respect to the conditions in the
<비교예 1>Comparative Example 1
오존 처리된 탄소나노튜브를 사용하지 않는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 전도성 중합체를 제조하였다.A conductive polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that ozone treated carbon nanotubes were not used.
2. PTC 소자의 제조2. Fabrication of PTC Devices
<실시예 6∼10><Examples 6 to 10>
상기 실시예 1에서 제조된 전도성 중합체를 선택하고, 상기 전도성 중합체 를 양면에 두께 50 ㎛인 전해질 금속박을 고온 압착(hot-press) 방법으로 융착시킨 후, 측정크기로 절단하고, 전력공급원에 연결될 수 있는 2개의 전극을 전도성 접착제를 이용하여 접착시켜 PTC 소자 6을 제작하였다. 이때, 제작된 PTC 소자는 원형이였으며, 전체 두께는 지름이 1 ㎝의 원형이고, 두께는 1.0 mm였다. 이하, 상기 실시예 2∼5에서 제조된 전도성 중합체를 선택하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 방법과 동일하게 수행하여 PTC 소자 7∼10을 제작하였다. After selecting the conductive polymer prepared in Example 1, and fused the
<비교예 2>Comparative Example 2
상기 비교예 1에서 제조된 전도성 중합체를 선택하여 사용한 것을 제외하고는, 상기 방법과 동일하게 수행하여 PTC 소자를 제작하였다. A PTC device was fabricated in the same manner as in the above method, except that the conductive polymer prepared in Comparative Example 1 was selected and used.
<실험예 1> 오존처리된 탄소나노튜브의 처리시간에 따른 원소분석 Experimental Example 1 Elemental Analysis According to Treatment Time of Ozone Treated Carbon Nanotubes
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에서 제조된 오존처리된 탄소나노튜브를 함유하는 전도성 중합체에 대하여, 탄소나노튜브의 오존처리시간에 대한 구성원소의 함량을 관찰하기 위하여, 원소분석기기(Fisons EA-1108)를 사용하여 탄소 및 산소의 함량을 측정하였다. 상기 결과를 표 1에 기재하였다.For the conductive polymer containing the ozonated carbon nanotubes prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, in order to observe the content of constituents with respect to the ozone treatment time of the carbon nanotubes, elemental analyzers (Fisons EA-1108) was used to determine the content of carbon and oxygen. The results are shown in Table 1 .
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 오존처리된 탄소나노튜브의 처리시간에 비례하여, 제조된 전도성 중합체의 표면에 산소함량이 증가하였다.As shown in Table 1, in proportion to the treatment time of the ozonated carbon nanotubes, the oxygen content increased on the surface of the prepared conductive polymer.
<실험예 2> 오존처리된 탄소나노튜브의 표면 분석Experimental Example 2 Surface Analysis of Ozone Treated Carbon Nanotubes
상기 상기 실시예 1 내지 5에서 사용된 탄소나노튜브의 오존처리시간에 따라, 중합체 표면 상의 관능기 변화를 FT-IR 스펙트럼을 통하여 관찰하였다.According to the ozone treatment time of the carbon nanotubes used in Examples 1 to 5, the functional group change on the polymer surface was observed through the FT-IR spectrum.
상기 상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에서 제조된 전도성 중합체와 KBr 분말을 분쇄 혼합한 후, 가압하여 펠렛을 제조하고 이를 FT-IR 분광기(Hartmann & Brawn Model Bomen MB 102)을 사용하여 4000∼400 cm-1 범위에서 측정하였다. 상기 결과를 도 3에 기재하였다.After the pulverized and mixed conductive polymer and KBr powder prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, to produce a pellet by pressurizing it, using a FT-IR spectrometer (Hartmann & Brawn Model Bomen MB 102) 4000 ~ It was measured in the range of 400 cm -1 . The results are shown in FIG. 3 .
도 3에서 보는 바와 같이, 오존처리시간에 비례하여 산소를 함유하는 관능기(O-H, C=O 및 C-O)가 성장하는 것을 관찰하였다. As shown in FIG. 3, the growth of oxygen-containing functional groups (O—H, C═O and C—O) was observed in proportion to the ozone treatment time.
<실험예 3> 저항 및 PTC 세기 측정 Experimental Example 3 Resistance and PTC Strength Measurement
상기 상기 실시예 1 내지 5에서 제조된 오존처리된 탄소나노튜브를 이용한 PTC 소자에 대하여, 저항 및 PTC 세기를 하기와 같이 측정하였다.With respect to the PTC device using the ozonated carbon nanotubes prepared in Examples 1 to 5, the resistance and the PTC strength were measured as follows.
상기 제작된 PTC 소자를 디지털 멀티미터에 연결한 후, 온도 조절이 가능한 오븐 안에서 2℃/min의 승온 속도로 온도-저항 곡선의 변화를 측정하였다. 도 4는 오존처리된 탄소나노튜브를 사용하여 제조된 PTC 소자에서 탄소나노튜브의 사용량에 대한 온도-저항 거동을 나타낸 것이고, 도 5는 오존처리된 탄소나노튜브를 사용하여 제조된 PTC 소자에서, 탄소나노튜브의 오존처리시간에 대한 온도-저항 거동을 나타내었다. 이때, PTC 세기는 하기 수학식 1에 의하여 산출하여 표 2에 기재하였다. 하기에서, ρmax는 최대 비저항값이고, ρRT는 상온에서의 비저항값이다.After connecting the manufactured PTC device to a digital multimeter, the change in the temperature-resistance curve was measured at a temperature rising rate of 2 ° C./min in a temperature-controlled oven. Figure 4 shows the temperature-resistance behavior of the amount of carbon nanotubes used in PTC devices manufactured using ozone-treated carbon nanotubes, Figure 5 is a PTC device manufactured using ozone-treated carbon nanotubes, The temperature-resistance behavior of ozone treatment time of carbon nanotubes is shown. At this time, the PTC strength is calculated by
도 4는 오존처리된 탄소나노튜브를 사용하여 제조된 PTC 소자에서 탄소나노튜브의 사용량에 대한 온도-저항 거동을 나타낸 것으로서, 바람직하게는 탄소나노튜브의 사용량 2∼5 중량부의 경우, 상온에서 비저항(ρRT)값은 102∼103 ohmㆍcm이고, 상온에서 상기 폴리올레핀계 수지의 용융점(Tm)+5℃ 범위까지 PTC 세기 변화가 104∼105으로 관찰되었다. 또한, 용융점 이상의 온도에서 오랜 시간동안 지속시 나타나는 NTC(negative temperature coefficient) 현상이 관찰되지 않았다. 따라서, 본 발명의 PTC 소자는 전도성 충전제로서, 소량의 오존처리된 탄소나노튜브를 사용함으로써, 상온에서 작은 비저항값, 용융점에서 높은 비저항값을 갖는 우수한 PTC 특성을 나타내고, 과전류 차단 이후 발생되는 NTC 현상이 제거되었다.Figure 4 shows the temperature-resistance behavior with respect to the amount of carbon nanotubes used in PTC devices manufactured using ozone-treated carbon nanotubes, preferably 2 to 5 parts by weight of carbon nanotubes, at a specific temperature (ρ RT) value of 2-10 and 10 and 3 ohm cm, the PTC intensity change from room temperature to the melting point (Tm) + 5 ℃ range of the polyolefin-based resin was observed with 10 4-10 5. In addition, no negative temperature coefficient (NTC) phenomenon that occurs for a long time at a temperature above the melting point was observed. Accordingly, the PTC device of the present invention exhibits excellent PTC characteristics having a small resistivity at room temperature and a high resistivity at the melting point by using a small amount of ozone-treated carbon nanotubes as conductive fillers, and an NTC phenomenon generated after overcurrent blocking. This was removed.
도 5는 오존처리된 탄소나노튜브를 사용하여 제조된 PTC 소자에서, 탄소나노튜브의 오존처리시간에 대한 온도-저항 거동을 나타낸 것으로서, 상온에서 비저항(ρRT)값이 102 ohmㆍcm 이하이며, 최대 비저항이 106∼108 ohmㆍcm이고, PTC 세기 변화가 102∼103.5으로 관찰되었다. 5 is a temperature-resistance behavior of ozone treatment time of carbon nanotubes in a PTC device manufactured using ozonated carbon nanotubes, and has a specific resistance (ρ RT ) of 10 2 ohm · cm or less at room temperature. The maximum specific resistance was 10 6 to 10 8 ohm · cm and the change in PTC intensity was observed to be 10 2 to 10 3.5 .
따라서, 본 발명의 PTC 소자는 탄소나노튜브의 표면을 2∼8 시간 오존처리할 때, 오존처리 시간의 증가에 따라 최대 비저항값이 증가되었다. 즉, 오존처리 시간이 증가할수록 탄소나노튜브의 표면의 산소를 함유하는 관능기가 증가시킴으로써, 탄소나노튜브 고유의 전기전도도를 감소시키고, 폴리올레핀 수지의 용융점에서 탄소나노튜브 간의 전도 네트워크 파괴를 촉진하여 최대 비저항값이 증가된 결과를 얻었다. 따라서 최대 비저항값의 증가로 인하여, 우수한 PTC 세기를 갖으며, 과전류 차단 이후 발생되는 NTC 현상이 제거된 PTC 소자를 제공할 수 있다. Therefore, in the PTC device of the present invention, when ozone treatment of the surface of the carbon nanotubes for 2 to 8 hours, the maximum specific resistance increased with increasing ozone treatment time. That is, as the ozone treatment time increases, the functional group containing oxygen on the surface of the carbon nanotubes increases, thereby reducing the electric conductivity inherent in the carbon nanotubes and promoting the breakdown of the conduction network between the carbon nanotubes at the melting point of the polyolefin resin. The result was that the specific resistance value was increased. Accordingly, it is possible to provide a PTC device having excellent PTC strength and removing NTC phenomenon generated after overcurrent blocking due to an increase in the maximum resistivity value.
상기에서 살펴본 바와 같이, 전도성 충진제로서 오존처리된 탄소나노튜브가 사용된 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물 및 그를 이용한 PTC 소자를 제공한 본 발명은 As described above, the present invention provides a conductive polymer composition for PTC devices using ozone-treated carbon nanotubes as a conductive filler and a PTC device using the same.
첫째, 폴리올레핀계 수지에 대하여 소량의 전도성 충진제를 사용함으로써, 경제적이고 첨가제의 뭉침현상 등의 부반응을 줄일 수 있고,First, by using a small amount of conductive filler for the polyolefin resin, it is economical and can reduce side reactions such as aggregation of additives,
둘째, 탄소나노튜브 표면에 오존처리시, 오존처리 장치 및 공정이 간단하여 종래의 전자선 조사 또는 실란처리 방법보다 처리시간이 짧고 조성물에 수분의 침투가 전혀 없어 제조공정의 개선효과가 있고, Second, when ozone treatment on the surface of the carbon nanotubes, the ozone treatment device and process is simple, the treatment time is shorter than the conventional electron beam irradiation or silane treatment method, there is no penetration of moisture into the composition, thereby improving the manufacturing process,
셋째, 탄소나노튜브 표면을 오존처리한 후, 폴리올레핀 수지와 용융 혼합하여 PTC 소자용 전도성 중합체 조성물을 제조하고 이후 PTC 소자를 제작함으로써, 종래의 표면처리 반응의 개시를 위해 사용된 개시제, 촉매 또는 별도의 에너지가 요구되지 않으므로 경제적이고, 조성물에 수분 침투우려가 없어 PTC 소자의 제작시간이 단축되어 제작비 절감효과가 있다.
Third, after ozone treatment of the surface of the carbon nanotube, melt mixed with a polyolefin resin to prepare a conductive polymer composition for the PTC device, and then to produce a PTC device, an initiator, a catalyst or a separate catalyst used for initiating the conventional surface treatment reaction Since energy is not required, it is economical, and there is no fear of water penetration into the composition, thereby shortening the manufacturing time of the PTC device, thereby reducing the manufacturing cost.
이상에서 본 발명은 기재된 실시예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다. Although the present invention has been described in detail only with respect to the embodiments described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the technical spirit of the present invention, and such modifications and variations belong to the appended claims. .
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040063042A KR100614608B1 (en) | 2004-08-11 | 2004-08-11 | Conductive polymer composition containing ozone-treated carbon nanotube and ptc device prepared therefrom |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040063042A KR100614608B1 (en) | 2004-08-11 | 2004-08-11 | Conductive polymer composition containing ozone-treated carbon nanotube and ptc device prepared therefrom |
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