KR101218508B1 - Ceramic-carbon composites and its process - Google Patents

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최성철
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Abstract

PURPOSE: A ceramic-carbon composite with excellent thermal conductivity and electric insulation property, and a manufacturing method are provided to have various ranges of thermal conductivity and electrical insulation. CONSTITUTION: A ceramic-carbon composite with excellent thermal conductivity and electric insulation property comprises a carbon body(A), a functional group or a coupling agent(B), and ceramics(C). The carbon body has the size of 10 nanometers to 1,000 micrometers. The functional group or coupling agent is chemically combined or physically absorbed to the surface of the carbon body. The ceramic is combined and coated to the carbon body by using the functional group or coupling agent as a medium. A ceramics-carbon complex has the electric resistance of 10^1-10^18ohm/sq. A manufacturing method of the ceramics-carbon complex comprises the following steps: introducing the functional group or coupling agent to the surface of the carbon body having the size of 10 nanometers-1,000 micrometers by a chemical bond or the physical adsorption; and synthesizing and coating the ceramics on the carbon body surface in a sol-gel method. [Reference numerals] (a) Alumina x 10,000; (b) Magnesium oxide x 10,000; (c) Silica x10,000; (d) Zirconium oxide x 10,000; (e) Zinc oxide x 10,000

Description

세라믹-탄소 복합체 및 그 제조방법 {Ceramic-carbon composites and its process}Ceramic-carbon composites and its manufacturing method {Ceramic-carbon composites and its process}

본 발명은 방열성 고분자 복합소재 등에 충진제로 사용되는 탄소재료에 관한 것으로, 특히 열전도성과 전기절연성을 함께 지니도록 탄소체에 세라믹을 코팅시킨 세라믹-탄소 복합체 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon material used as a filler for a heat dissipating polymer composite material, and more particularly, to a ceramic-carbon composite in which a ceramic is coated on a carbon body to have both thermal conductivity and electrical insulation.

휴대기기, 컴퓨터, 텔레비전과 같은 전자제품의 급격한 성능 향상과 더불어 전자제품내의 발열량 또한 크게 증가하면서 효과적인 방열 소재가 요구되고 있다. 과거에는 알루미늄과 같은 금속을 방열 소재로 사용하였으나, 전자제품 재료의 경량화와 원가절감이 산업적으로 요구되면서 방열성 고분자 복합소재로 대체되어 가는 추세이며, LED시장의 성장 등으로 방열성 고분자 복합소재에 대한 수요는 계속 상승할 것으로 예상되고 있다. Along with the rapid performance improvement of electronic products such as portable devices, computers, and televisions, the amount of heat generated in electronic products has also increased significantly, so that effective heat dissipation materials are required. In the past, metals such as aluminum were used as heat dissipating materials. However, due to the industrial demand for light weight and cost reduction of electronic materials, it is being replaced with heat dissipating polymer composites. Is expected to continue rising.

방열성 고분자 복합소재는 전기 전도성을 기준으로 전기전도성을 가지는 소재와 전기 절연성을 가지는 소재로 크게 나뉜다. 전기 전도성을 가지는 고분자 복합 소재의 충진제로는 주로 흑연이 사용되는데, 흑연은 자체의 열전도성이 우수할 뿐만 아니라 원 재료의 가격 경제성과 공정 용이성을 지니고 있기 때문에 현재 국내외적으로 많이 사용되고 있다. 전기 절연성을 가지는 고분자 복합 소재의 충진제로는 주로 보른나이트라이드(h-Boron Nitride)가 사용되는데, 보른나이트라이드는 전기절연성이 좋고 열전도성도 우수하다. The heat dissipating polymer composite material is largely divided into a material having electrical conductivity and a material having electrical insulation based on the electrical conductivity. Graphite is mainly used as a filler of the polymer composite material having electrical conductivity. Graphite is not only excellent in its thermal conductivity but also has a cost-effectiveness and ease of processing of raw materials. As a filler of the polymer composite material having electrical insulation, boron nitride is mainly used, and the boron nitride has good electrical insulation and excellent thermal conductivity.

보른나이트라이드는 열전도성과 전기 절연성이 모두 우수하지만 몇 가지 문제점이 있다. 첫 번째로 보른나이트라이드는 흑연에 비해 가격이 수배에서 십수배 가량 비싸기 때문에 제품의 원가를 크게 상승시키게 된다. 두 번째로 열전도성 충진제의 입자 크기가 클수록 방열 고분자 복합체의 방열성이 좋아지는데, 입자 크기가 큰 보른나이트라이드(100 μm 이상)의 생산이 상업적으로 잘 이루어지지 않고 있다. 충진제의 입자 크기가 클수록 방열성이 좋아지는 것은 충진제와 고분자사이의 계면 열저항의 면적과 수가 줄어들기 때문이다. 현재 상업적으로 판매중인 합성 보른나이트라이드 중에 크기가 30 μm 이상인 것은 없는 것으로 파악된다. Borne nitride is excellent in both thermal conductivity and electrical insulation, but there are some problems. First, borne nitride is about several to ten times more expensive than graphite, which greatly increases the cost of the product. Secondly, the larger the particle size of the thermally conductive filler is, the better the heat dissipation of the heat dissipating polymer composite is, and the production of the boron nitride (100 μm or more) having a large particle size is not commercially well performed. The larger the particle size of the filler, the better the heat dissipation is because the area and the number of interfacial thermal resistance between the filler and the polymer decrease. It is understood that none of the synthetic bournitrides commercially available is more than 30 μm in size.

위와 같은 문제점으로 인해 현재 상용화되어 있는 전기 절연성 방열성 고분자 복합소재의 열전도도(10 W/m K)는, 전기 전도성 방열성 고분자 복합소재의 열전도도(20 W/m K) 보다 현저히 낮다는 문제점이 있다.
Due to the above problems, the thermal conductivity (10 W / m K) of the electrically insulating heat dissipating polymer composite material currently commercialized is significantly lower than that of the electrically conductive heat dissipating polymer composite material (20 W / m K). .

본 발명은 우수한 열전도성과 경제성, 공정 용이성 등의 장점을 지닌 탄소체(흑연 등)에 세라믹을 코팅시켜 우수한 열전도성과 전기절연성을 동시에 지니도록 한 세라믹-탄소 복합체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에서 세라믹을 코팅시켜 절연성을 부여하고자 하는 탄소체는, 흑연으로 한정되지 않으며 나노미터에서 수백 마이크로미터 크기를 지닌 다양한 성상의 탄소체가 모두 포함된다.An object of the present invention is to provide a ceramic-carbon composite that has excellent thermal conductivity and electrical insulation by coating a ceramic on a carbon body (graphite, etc.) having advantages such as excellent thermal conductivity, economic efficiency, and ease of processing. In the present invention, the carbon body to provide insulation by coating the ceramic is not limited to graphite, but includes all the carbon particles of various properties ranging from nanometers to hundreds of micrometers.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other technical problems will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명에서는, In the present invention,

나노미터에서 수백 마이크로미터 크기를 지닌 하기 탄소체(A)와; 이 탄소체(A) 표면에 화학적으로 결합되거나 물리적으로 흡착되어 있는 하기 작용기나 커플링제(B)와; 이 작용기나 커플링제(B)를 매개로 탄소체(A)에 결합, 코팅되어 있는 하기 세라믹(C)을 포함하며, 101~1018 Ω/sq 범위의 전기저항을 갖는 세라믹-탄소 복합체가 제공된다. The following carbon body (A) having a size in nanometers to several hundred micrometers; The following functional groups and coupling agents (B) chemically bonded to or physically adsorbed on the surface of the carbon body (A); The ceramic-carbon composite having the electrical resistance in the range of 10 1 to 10 18 mW / sq comprises the following ceramics (C) bonded to and coated on the carbon body (A) via this functional group or coupling agent (B). Is provided.

A: 흑연(Graphite), 팽창가능흑연(Expandable Graphite), 팽창흑연(Expanded Graphite), 그래핀(Graphene), 카본파이버(Carbon fiber), 카본 나노 파이버(Carbon Nano Fiber) 및 카본나노튜브(CNTs) 로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 탄소체A: Graphite, Expandable Graphite, Expanded Graphite, Graphene, Carbon Fiber, Carbon Nano Fiber and Carbon Nanotubes (CNTs) One or more carbon bodies selected from the group consisting of

B: 하이드록실기, 카르복실기, 실란 커플링제, 지르코니아 커플링제, 타이터네이트 커플링제 및 N-alkyl이나 N, N-dialkyl amide기를 가지는 고분자로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상B: at least one selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, a silane coupling agent, a zirconia coupling agent, a titanate coupling agent and a polymer having N-alkyl or N, N-dialkyl amide groups

C: 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(Al2O3), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO2) 및 실리카(SiO2)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 세라믹C: at least one ceramic selected from the group consisting of magnesium oxide (MgO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO 2 ), and silica (SiO 2 )

또한, 본 발명에서는, In the present invention,

(a) 나노미터에서 수백 마이크로미터 크기를 지닌 하기 탄소체(A)의 표면에 화학적 결합 또는 물리적 흡착으로 하기 작용기나 커플링제(B)를 도입하는 단계와,(a) introducing the following functional group or coupling agent (B) by chemical bonding or physical adsorption onto the surface of the following carbon body (A) having a size of nanometers to several hundred micrometers,

(b) 작용기나 커플링제(B)가 도입된 탄소체(A)와 세라믹 전구체를 반응시켜 졸겔법으로 탄소체(A)의 표면에 하기 세라믹(C)을 합성, 코팅시키는 단계(b) synthesizing and coating the following ceramic (C) on the surface of the carbon body (A) by a sol-gel method by reacting a carbon precursor (A) into which a functional group or a coupling agent (B) is introduced and a ceramic precursor

를 포함하는, 101~1018 Ω/sq 범위의 전기저항을 갖는 세라믹-탄소 복합체의 제조방법이 제공된다. Provided is a method of manufacturing a ceramic-carbon composite having an electrical resistance in the range of 10 1 to 10 18 mA / sq.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 작용기나 커플링제(B)를 도입하는 단계는, pH 6이하의 산성 용액에서 탄소체(A)의 표면에 하이드록실기 또는 카르복실기를 도입할 수 있다. 또는, 탄소체(A)의 표면에, 또는 미리 도입된 하이드록실기 또는 카르복실기에, 커플링제가 화학결합될 수 있다. 커플링제는, 바람직하게는, 실란 커플링제, 지르코니아 커플링제 및 타이터네이트 커플링제로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the step of introducing the functional group or coupling agent (B), may be introduced into the hydroxyl group or carboxyl group on the surface of the carbon body (A) in an acidic solution of pH 6 or less. Alternatively, the coupling agent may be chemically bonded to the surface of the carbon body (A) or to a hydroxyl group or a carboxyl group previously introduced. The coupling agent may preferably be one or more selected from the group consisting of a silane coupling agent, a zirconia coupling agent and a titanate coupling agent.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 작용기나 커플링제(B)를 도입하는 단계는, 물 또는 알코올 용액에 N-alkyl이나 N,N-dialkyl amide 그룹을 가지는 고분자를 용해시킨 후 상기 탄소체(A)를 넣고 교반하여 탄소체(A)에 상기 고분자를 물리적으로 흡착시킨다.In another embodiment of the present invention, the step of introducing the functional group or coupling agent (B), after dissolving the polymer having N-alkyl or N, N-dialkyl amide group in water or alcohol solution (A) ) And stirring to physically adsorb the polymer onto the carbon body (A).

바람직하게는, 상기 세라믹(C)를 합성 코팅시키는 단계는, 상기 작용기나 커플링제(B)가 도입된 탄소체(A)와 촉매를 포함하는 pH 1~6 또는 pH 7 이상의 용액에 세라믹전구체를 넣고 혼합한 후, 중합 반응시켜 탄소체(A)의 표면에 세라믹(C)를 합성시킨다. Preferably, the step of synthetic coating the ceramic (C), the ceramic precursor in a solution of pH 1 ~ 6 or pH 7 or more containing the carbon body (A) and the catalyst introduced with the functional group or coupling agent (B). After mixing and mixing, the polymerization reaction is carried out to synthesize a ceramic (C) on the surface of the carbon body (A).

또한, 본 발명에서는 상기 세라믹-탄소 복합체를 충진제로 하는 방열성 고분자 복합소재가 제공된다.The present invention also provides a heat dissipating polymer composite material using the ceramic-carbon composite as a filler.

본 발명에서는 다양한 형태와 크기의 탄소체 표면에 졸겔법으로 다양한 종류의 세라믹을 코팅하여 세라믹-탄소 복합체를 얻을 수 있으며, 코팅되는 세라믹의 종류와 양, 세라믹의 합성조건 등을 조절함으로써 다양한 범위의 열전도도와 전기절연성을 지닌 세라믹-탄소 복합체를 제조할 수 있다. 본 발명의 세라믹-탄소 복합체는 제조공정에 소요되는 에너지가 적고 공정시간이 짧아 경제성이 있으며, 우수한 열전도도와 전기절연성을 동시에 지니고 있으므로, 다양한 분야에서 널리 이용될 수 있다. In the present invention, it is possible to obtain a ceramic-carbon composite by coating various kinds of ceramics on the surface of the carbon body of various shapes and sizes by the sol-gel method, by controlling the type and amount of the ceramics coated, the synthesis conditions of the ceramics, etc. Ceramic-carbon composites with thermal conductivity and electrical insulation can be produced. The ceramic-carbon composite of the present invention is economical due to low energy required for the manufacturing process and short process time, and has excellent thermal conductivity and electrical insulation at the same time, and thus can be widely used in various fields.

도1은 본 발명의 실시예에서 제조한 세라믹-탄소 복합체의 표면을 10,000배 확대하여 찍은 주사전자현미경 사진으로, a)는 알루미나/흑연 복합체(실시예 2), b)는 산화마그네슘/흑연 복합체(실시예 3), c)는 실리카/흑연 복합체(실시예 5), d)는 산화지르코늄/흑연 복합체(실시예 7), e)는 산화아연/흑연 복합체(실시예 8)이다.
도 2는 본 발명의 세라믹-탄소 복합체 제조방법의 모식도이다.
1 is a scanning electron microscope photograph of a 10,000-fold magnification of the surface of a ceramic-carbon composite prepared in an embodiment of the present invention, a) alumina / graphite composite (Example 2), b) magnesium oxide / graphite composite (Example 3), c) is a silica / graphite composite (Example 5), d) a zirconium oxide / graphite composite (Example 7), and e) a zinc oxide / graphite composite (Example 8).
2 is a schematic diagram of a method for producing a ceramic-carbon composite of the present invention.

본 발명의 세라믹-탄소 복합체는 탄소체와, 그 표면에 화학적으로 결합되거나 물리적으로 흡착되어 있는 작용기나 커플링제와, 상기 작용기나 커플링제를 매개로 상기 탄소체에 코팅되어 있는 세라믹으로 이루어지며, 101~1018 Ω/SQ 범위의 전기저항을 갖는다. 상기 세라믹-탄소 복합체는 탄소체 표면에 화학적 결합 또는 물리적 흡착으로 작용기나 커플링제를 도입한 후, 세라믹 전구체와 반응시켜 졸겔법으로 탄소체 표면에 세라믹을 합성, 코팅시키는 방법으로 얻어진다.
The ceramic-carbon composite of the present invention comprises a carbon body, a functional group or coupling agent chemically bonded to or physically adsorbed on the surface thereof, and a ceramic coated on the carbon body via the functional group or coupling agent, It has an electrical resistance in the range of 10 1 to 10 18 mA / SQ. The ceramic-carbon composite is obtained by introducing a functional group or a coupling agent through chemical bonding or physical adsorption on the surface of the carbon body and then reacting with a ceramic precursor to synthesize and coat the ceramic on the surface of the carbon body by the sol-gel method.

상기 탄소체는 흑연(Graphite), 팽창가능흑연(Expandable Graphite), 팽창흑연(Expanded Graphite), 그래핀(Graphene), 카본파이버(Carbon fiber), 카본 나노 파이버(Carbon Nano Fiber) 및 카본나노튜브(CNTs) 로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 탄소체로서, 나노미터에서 수백 마이크로미터 크기를 지닌다. 상기 탄소체는, 특히 흑연(Graphite), 팽창가능흑연(Expandable Graphite), 팽창흑연(Expanded Graphite) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합일 수 있다. The carbon body may include graphite, expandable graphite, expanded graphite, graphene, carbon fiber, carbon nano fiber, and carbon nanotubes. One or more carbon bodies selected from the group consisting of CNTs), ranging in size from nanometers to hundreds of micrometers. In particular, the carbon body may be any one or a mixture of two or more of graphite, expandable graphite, and expanded graphite.

상기 작용기나 커플링제는, 바람직하게는, 하이드록실기, 카르복실기, 실란 커플링제, 지르코니아 커플링제, 타이터네이트 커플링제 및 N-alkyl이나 N, N-dialkyl amide 기를 가지는 고분자로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상이다. 본 발명의 세라믹-탄소 복합체에서 탄소체와 세라믹은 바람직하게는 상기 작용기나 커플링제를 매개로 화학적 결합 또는 물리적 흡착을 이룬다. The functional group or coupling agent, preferably 1 selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, a silane coupling agent, a zirconia coupling agent, a titanate coupling agent and a polymer having N-alkyl or N, N-dialkyl amide groups More than species. In the ceramic-carbon composite of the present invention, the carbon body and the ceramic are preferably chemically bonded or physically adsorbed through the functional group or the coupling agent.

상기 실란 커플링제(Silane Coupling Agent)는, 예를 들어, 아미노에틸 아미노프로필 트리에톡시 실란, 아미노프로필 트리메톡시 실란, 아미노프로필 트리에톡시 실란, 아미노에틸 아미노프로필 메틸 다이메톡시 실란, 페닐 트리에톡시 실란, 테트라에틸 오르소 실리케이트, 다이에톡시디메틸 실란, 페닐 아미노프로필 트리메톡시 실란, 아미노에틸 아미노프로필 트리메톡시 실란 중 1종 이상이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 타이터네이트 커플링제(Titanate Coupling Agent)는, 예를 들어, 이소프로필 트라이 다이옥틸포스페이트 타이터네이트, 이소프로필 트라이올레일 타이터네이트, 이소프로필 트라이스티어릴 타이터네이트, 이소소프로필 트라이 도데실벤젠설포네이트 타이터네이트, 이소프로필 트라이 다이옥틸피고포스페이트 타이터네이트, 테트라이소프로필 다이 디옥틸포스페이트 타이터네이트 중 1종 이상이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 지르코니아 커플링제(Zirconate Coupling Agent)는, 예를 들어, 지르코니움IV, 2,2비스-2-프로페놀레토메틸 뷰테놀레토 트리스다이옥틸피로포스페이토-오, 지르코니움 1,1비스-2-프로페놀레토메틸 뷰타놀레토 트리스 2-아미노 페닐레토 중 1종 이상이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 N-alkyl이나 N, N-dialkyl amide 기를 가지는 고분자는, 예를 들어, poly(N-acetylethylenimine), Poly(2-methyl-2-oxazoline), Poly(N, N-dimethylacrylamide), Poly(N-vinylpyrrolidone) 중 1종 이상이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The silane coupling agent (Silane Coupling Agent) is, for example, aminoethyl aminopropyl triethoxy silane, aminopropyl trimethoxy silane, aminopropyl triethoxy silane, aminoethyl aminopropyl methyl dimethoxy silane, phenyl tri One or more of ethoxy silane, tetraethyl ortho silicate, diethoxydimethyl silane, phenyl aminopropyl trimethoxy silane and aminoethyl aminopropyl trimethoxy silane may be used, but is not limited thereto. The titanate coupling agent (Titanate Coupling Agent) is, for example, isopropyl tri dioctylphosphate titanate, isopropyl trioleyl titanate, isopropyl tristyryl titanate, isopropyl tridode It may be one or more of silbenzenesulfonate titanate, isopropyl tridioctylpigophosphate titanate, tetraisopropyl didioctylphosphate titanate, but is not limited thereto. The zirconia coupling agent (Zirconate Coupling Agent) is, for example, zirconium IV, 2,2 bis-2-propenoletomethyl butenoleto trisdioctylpyrophosphato-o, zirconium 1,1 It may be one or more of bis-2-propenoletomethyl butanoleto tris 2-amino phenyleto, but is not limited thereto. The polymer having an N-alkyl, N, or N-dialkyl amide group is, for example, poly (N-acetylethylenimine), Poly (2-methyl-2-oxazoline), Poly (N, N-dimethylacrylamide), Poly (N -vinylpyrrolidone) may be one or more, but is not limited thereto.

상기 탄소체 표면에 합성되는 세라믹은, 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(Al2O3), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO2) 및 실리카(SiO2)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 세라믹이다. 상기 세라믹 전구체는 마그네시아 전구체, 알루미나 전구체, 산화아연 전구체, 지르코니아의 전구체, 실리카 전구체 중 1종 이상일 수 있다. 마그네시아 전구체는, 예를 들어, 마그네슘 나이트레이트(Mg(NO3)26H2O), 마그네슘 아세테이트 테트라하이드레이트(magnesium acetate tetrahydrate), 마그네슘 메톡사이드(Magnesium methoxide) 중 1종 이상이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 알루미나 전구체는, 예를 들어, 알루미늄 나이트레이트(Aluminum nitrate nonahydrate), 알루미늄 이소프로폭사이드(Aluminum isopropoxide), 알루미늄 세크 뷰톡사이드(Aluminium-sec-butoxide) 중 1종 이상이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 산화아연 전구체는 징크 나이트레이트(zinc nitrate), 징크 아세테이트(zinc acetate) 중 하나 이상이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 지르코니아 전구체는, 예를 들어, ZrO(NO3)2·2H2O, Zr(NO3)2·xH2O, 지르코늄 n-프로폭사이드(Zirconium n-propoxide) 중 1종 이상이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 실리카 전구체는, 예를 들어, APTES(Aminopropyltriethoxysilane), APTMS(Aminopropyltrimethoxysilane), MPTES(3-mercaptopropyltriethoxysilane), MPTMS(3-mercaptopropyltrimethoxysilane), TEOS(Tetraethyl Orthosilicate), TMOS(Tetramethyl Orthosilicate), TPOS(Tetrapropyl Orthosilicate) 중 1종 이상이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
The ceramic synthesized on the surface of the carbon body is one selected from the group consisting of magnesium oxide (MgO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO 2 ), and silica (SiO 2 ). The above is ceramic. The ceramic precursor may be at least one of magnesia precursor, alumina precursor, zinc oxide precursor, zirconia precursor, and silica precursor. The magnesia precursor may be, for example, one or more of magnesium nitrate (Mg (NO 3 ) 2 6H 2 O), magnesium acetate tetrahydrate, magnesium methoxide, and the like. It is not limited. The alumina precursor may be, for example, one or more of aluminum nitrate nonahydrate, aluminum isopropoxide, and aluminum sec-butoxide, but is not limited thereto. It is not. The zinc oxide precursor may be one or more of zinc nitrate and zinc acetate, but is not limited thereto. The zirconia precursor may be, for example, one or more of ZrO (NO 3) 2 H 2 O, Zr (NO 3) 2 x H 2 O, zirconium n-propoxide, but is not limited thereto. . Silica precursors include, for example, aminopropyltriethoxysilane (APTES), aminopropyltrimethoxysilane (APTMS), 3-mercaptopropyltriethoxysilane (MPTES), 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTMS), tetraethyl orthosilicate (TEOS), tetramethyl orthosilicate (TMOS) and tetrapropyl orthosilicate (TPOS). It may be one or more, but is not limited thereto.

이하, 본 발명의 세라믹-탄소 복합체의 제조방법에 대해 설명한다. 세라믹-탄소 복합체를 이루는 구성 각각에 대한 설명은 위와 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다. Hereinafter, the manufacturing method of the ceramic-carbon composite of this invention is demonstrated. Description of each of the components constituting the ceramic-carbon composite is the same as above, and the overlapping description is omitted.

본 발명의 세라믹-탄소 복합체의 제조방법은, 크게 (a) 탄소체 표면에 작용기나 커플링제를 도입하는 단계와, (b) 작용기나 커플링제가 도입된 탄소체와 세라믹 전구체를 반응시켜 탄소체 표면에 세라믹을 합성, 코팅시키는 단계로 이루어진다. 도 2는 본 발명의 세라믹-탄소 복합체 제조방법을 모식도로 나타낸 것이다. 이하, 각 단계별로 상세히 설명한다.
In the method for producing a ceramic-carbon composite of the present invention, (a) a step of introducing a functional group or a coupling agent on the surface of the carbon body, and (b) a carbon body by reacting the carbon precursor, into which the functional group or coupling agent is introduced, and the ceramic precursor are reacted. Synthesizing and coating ceramics on the surface. Figure 2 shows a schematic diagram of a method for producing a ceramic-carbon composite of the present invention. Hereinafter, each step will be described in detail.

탄소체Carbon 표면에 작용기나  On the surface 커플링제를Coupling agent 도입하는 단계 Introduction stage

탄소체의 표면은 소수성이기 때문에 수용액에서 분산이 제대로 이루어지지 않고, 작용기가 없기 때문에 그대로는 세라믹을 코팅하기 어렵고, 세라믹이 코팅되더라도 표면에 기공이 있어서 열전도도에 있어서 치명적인 영향을 미치게 된다. 따라서 탄소체 표면에 작용기를 도입하는 표면개질 단계가 필요한데, 표면개질은 화학적 결합을 통한 개질과 물리적 결합을 통한 개질로 나눌 수 있다.
Since the surface of the carbon body is hydrophobic, it is difficult to properly disperse in an aqueous solution, and since there is no functional group, it is difficult to coat the ceramic as it is, and even though the ceramic is coated, pores are present on the surface, which has a fatal effect on thermal conductivity. Therefore, a surface modification step of introducing a functional group on the surface of the carbon body is required, and surface modification can be divided into modification through chemical bonding and modification through physical bonding.

화학적 결합을 통한 개질Modification Through Chemical Bonding

화학적 결합을 통한 개질은, 탄소체 표면에 하이드록실기 또는 카르복실기를 도입하거나, 커플링제를 도입한다. 본 발명의 일 실시예에서는 pH 6이하의 산성 용액에서 탄소체 표면에 하이드록실기 또는 카르복실기를 도입한다. 본 발명의 또 다른 실시예에서는, 탄소체 표면에 또는 미리 도입된 하이드록실기 또는 카르복실기에, 실란 커플링제(Silane Coupling Agent); 타이터네이트 커플링제(Titanate Coupling Agent); 지르코네이트 커플링제(Zirconate Coupling Agent) 중 1종 이상을 도입한다. Modification through chemical bonding introduces a hydroxyl group or a carboxyl group on the surface of the carbon body, or introduces a coupling agent. In one embodiment of the present invention, a hydroxyl group or a carboxyl group is introduced to the surface of the carbon body in an acidic solution of pH 6 or less. In still another embodiment of the present invention, a silane coupling agent (Silane Coupling Agent); Titanate coupling agents (Titanate Coupling Agent); At least one of zirconate coupling agents is introduced.

자세히 설명하면, 탄소체의 표면을 화학적으로 개질하기 위한 방법에는 크게 3가지가 존재한다. 첫 번째는 고온의 산성 용액에서 탄소체에 하이드록실기를 도입하는 방법이 있다. 이 방법은 탄소체의 구조를 파괴하여 탄소체의 우수한 특성이 손실될 우려가 있다. 두 번째는 상이동 촉매를 이용하여 작용기를 도입하는 방법으로서, 유기용매에 분산되어 있는 탄소체와 물에 용해되어 있는 산화제를 혼합시키면 두 용액 사이의 계면에서 상이동촉매에 의한 이온 전달을 통해 탄소체 표면에 친핵성 치환반응이 일어나 작용기가 생기게 된다. 이후 상기 표면개질된 탄소체에 커플링제를 도입한다. 세 번째는 약산의 수용액에 탄소체를 도입하여 커플링제를 도입하는 방법이다. 커플링제는 실란 커플링제, 타이터네이트 커플링제, 지르코네이트 커플링제 중 어느 하나를 단독으로 사용하거나 이중 2종 이상을 혼합 사용할 수 있다. 바람직하게는 두 번째나 세 번째 방법을 사용한다.
In detail, there are three major methods for chemically modifying the surface of a carbon body. The first is to introduce hydroxyl groups into the carbon body in hot acidic solutions. This method may destroy the structure of the carbon body, resulting in the loss of the excellent properties of the carbon body. The second method is to introduce a functional group using a phase transfer catalyst. When a carbon body dispersed in an organic solvent and an oxidizing agent dissolved in water are mixed, carbon is transferred through the ion transfer by the phase transfer catalyst at the interface between the two solutions. Nucleophilic substitution reactions occur on the surface of the body resulting in functional groups. A coupling agent is then introduced into the surface modified carbon body. The third method is to introduce a coupling agent by introducing a carbon body into an aqueous solution of weak acid. The coupling agent may be used either alone or in combination of two or more of the silane coupling agent, titanate coupling agent, and zirconate coupling agent. Preferably the second or third method is used.

물리적 결합을 통한 개질Modification through physical coupling

탄소체의 표면에 커플링제의 물리적 결합으로 작용기를 도입하는 단계는, 바람직하게는 N-alkyl이나 N, N-dialkyl amide 그룹을 가지는 고분자를 커플링제로 사용한다. 고분자 체인의 소수성 부분은 탄소체의 표면을 덮으며 친수성 부분은 용액 밖으로 향하게 되어 고분자 체인끼리 네트워크를 형성하여 강하게 물리적 흡착을 하게 된다. 상기 고분자는, 바람직하게는, poly(N-acetylethylenimine), Poly(2-methyl-2-oxazoline), Poly(N, N-dimethylacrylamide) 및 Poly(N-vinylpyrrolidone)로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상으로, 각각 단독으로 또는 2종 이상이 혼합 사용될 수 있다. 이때 크기가 큰 탄소체 일수록 분자량이 큰 고분자를 사용하는 것이 바람직하다. The step of introducing the functional group into the physical bond of the coupling agent on the surface of the carbon body preferably uses a polymer having N-alkyl or N, N-dialkyl amide groups as the coupling agent. The hydrophobic part of the polymer chain covers the surface of the carbon body, and the hydrophilic part is directed out of the solution to form a network between the polymer chains, thereby strongly adsorbing physically. The polymer is preferably one or more selected from the group consisting of poly (N-acetylethylenimine), Poly (2-methyl-2-oxazoline), Poly (N, N-dimethylacrylamide) and Poly (N-vinylpyrrolidone) Each of these may be used alone or in combination of two or more thereof. At this time, it is preferable to use a polymer having a larger molecular weight as the carbon body has a larger size.

물 또는 알코올 용액에 N-alkyl이나 N,N-dialkyl amide 그룹을 가지는 고분자를 용해시킨 후 탄소체를 넣고 교반하면, 탄소체에 상기 고분자를 물리적으로 흡착시킬 수 있다. 탄소체를 용액에 넣은 후 15분 이상 교반해 준다. 이후 필터링과 건조과정을 거치면 커플링제가 탄소체의 표면에 물리 흡착이 되어 수소결합을 할 수 있는 상태의 탄소체가 얻어진다. 상기 알코올은, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 아세톤, 톨루엔, 다이메틸포름아마이드 및 자일렌 중 1종 또는 2종 이상의 혼합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
After dissolving a polymer having an N-alkyl or N, N-dialkyl amide group in water or an alcohol solution, the carbon body is added and stirred to physically adsorb the polymer to the carbon body. After the carbon is added to the solution, the mixture is stirred for at least 15 minutes. After the filtering and drying process, the coupling agent is physically adsorbed on the surface of the carbon body to obtain a carbon body in a state capable of hydrogen bonding. The alcohol may be, for example, one or a mixture of two or more of methanol, ethanol, propanol, butanol, acetone, toluene, dimethylformamide and xylene, but is not limited thereto.

졸겔법으로By the sol-gel method 탄소체의Carbon 표면에 세라믹을 합성하는 단계 Synthesis of ceramic on the surface

앞의 방법으로 표면 개질된 탄소체에 세라믹 전구체를 반응시켜 졸겔법으로 탄소체 표면에 세라믹을 합성시킨다. 이때 졸겔 합성법의 조건, 전구체의 양, 종류에 따라 탄소체 표면에 코팅되는 세라믹의 모양, 양, 균일성, 두께를 조절할 수 있으며, 이는 얻어지는 세라믹-탄소 복합체의 열전도성, 전기절연성에 영향을 미쳐 다양한 범위의 열전도성 및 전기절연성을 지닌 세라믹-탄소 복합체를 제조할 수 있다. The ceramic precursor is reacted with the surface-modified carbon body by the previous method to synthesize the ceramic on the surface of the carbon body by the sol-gel method. At this time, the shape, amount, uniformity and thickness of the ceramic coated on the surface of the carbon body can be controlled according to the conditions of the sol-gel synthesis method, the amount and the kind of the precursor, which affects the thermal conductivity and electrical insulation of the obtained ceramic-carbon composite. Ceramic-carbon composites with a wide range of thermal and electrical insulation can be produced.

졸겔 공정은 보편적인 방법인 스토버 방법을 사용하거나 혹은 그 조건을 달리하여 수행될 수 있다. 바람직하게는, 상기 표면 개질된 탄소체와 촉매를 포함하는 pH 1~6 또는 pH 7 이상의 용액에 세라믹전구체를 넣고 혼합한 후, 중합 반응시켜 탄소체의 표면에서 세라믹을 합성시킨다. 구체적으로는, 15~80℃의 온도 조건에서 질소 혹은 아르곤 분위기 하에 알코올 용매에 물과의 비율을 정한 산 촉매 혹은 염기성 촉매를 도입한 후 상기 표면이 개질된 탄소체와 세라믹 전구체인 금속 알콕사이드를 용액에 도입한다. 본 발명의 일 실시예에서는, 15~80℃의 중합온도로 pH 7 이상의 용액조건에서는5분 이상, 바람직하게는 5분 내지 3시간 정도, pH 1~6의 용액조건에서는 1시간 이상, 바람직하게는 1시간 내지 7일 정도 교반시켜 탄소체 표면에 세라믹을 합성, 코팅시킨다. 본 발명의 다른 실시예에서는, 마이크로웨이브 오븐에서 30~80℃의 중합온도로 1분 이상, 바람직하게는 5분 내지 10분 정도 반응시켜 탄소체 표면에 세라믹을 합성, 코팅시킨다. 합성되는 세라믹과 세라믹 전구체에 대한 설명은 위와 동일하다.The sol-gel process can be carried out by using a common method, the Stover method or by changing the conditions thereof. Preferably, the ceramic precursor is added and mixed in a solution of pH 1-6 or pH 7 or more including the surface-modified carbon body and the catalyst, followed by polymerization to synthesize the ceramic on the surface of the carbon body. Specifically, an acid catalyst or a basic catalyst having a ratio of water to an alcohol solvent is introduced under an atmosphere of nitrogen or argon at a temperature of 15 to 80 ° C., and the carbon alkoxides of the surface-modified carbon body and the ceramic precursor are solution. To be introduced. In one embodiment of the present invention, at a polymerization temperature of 15 ~ 80 ℃ at a pH 7 or more solution conditions of 5 minutes or more, preferably 5 minutes to about 3 hours, pH 1-6 solution conditions of 1 hour or more, preferably Stir for about 1 hour to 7 days to synthesize and coat a ceramic on the surface of the carbon body. In another embodiment of the present invention, by reacting at least 1 minute, preferably 5 minutes to 10 minutes at a polymerization temperature of 30 ~ 80 ℃ in a microwave oven to synthesize and coat the ceramic on the surface of the carbon body. Description of the ceramic and the ceramic precursor to be synthesized is the same as above.

촉매로, 산 용액 또는 염기성 용액이 사용된다. 산성 촉매로는, 초산, 포테슘 플로라이드, 하이드로 플로릭 에시드, 염산, 황산 및 질산으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 pH 1~6의 혼합 용액으로 만들어서 사용한다. 염기성 촉매로는, 암모늄 하이드록사이드, 테트라프로필 암모늄 클로라이드, 테트라프로필 암모늄 하이드록사이드, 포테슘 하이드록사이드, 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 클로라이드 및 테트라부틸암모늄 하이드록사이드로 구성된 그룹에서 선택된 어느 하나 이상을 pH 7이상의 혼합 용액으로 만들어서 사용한다. 상기 알코올 용매는, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 아세톤, 톨루엔, 다이메틸포름아마이드, 자일렌으로 구성된 군으로부터 선택된1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용한다.
As the catalyst, an acid solution or a basic solution is used. As the acidic catalyst, any one or more selected from the group consisting of acetic acid, potassium fluoride, hydrofloric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid is used as a mixed solution having a pH of 1 to 6. As the basic catalyst, any one selected from the group consisting of ammonium hydroxide, tetrapropyl ammonium chloride, tetrapropyl ammonium hydroxide, potassium hydroxide, tetrabutylammonium bromide, tetrabutylammonium chloride and tetrabutylammonium hydroxide Use one or more of the solution at a pH of 7 or higher. The alcohol solvent is used by mixing one or two or more selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, butanol, acetone, toluene, dimethylformamide and xylene.

본 발명에 따라 얻어진 세라믹-탄소 복합체는 방열성과 절연성을 요구하는 다양한 분야에서 기본 재료로 사용될 수 있으며, 특히 전기 절연성을 지닌 방열성 고분자 복합소재의 충진제로 사용될 수 있다. 본 발명의 세라믹-탄소 복합체를 충진제로 하여 방열성 고분자 복합소재를 제조하는 방법은, 흑연이나 보른나이트라이드 등의 공지의 충진제를 사용하여 방열성 고분자 복합소재를 제조하는 통상의 방법이 적용될 수 있다.
The ceramic-carbon composite obtained according to the present invention may be used as a base material in various fields requiring heat dissipation and insulation, and in particular, may be used as a filler of a heat dissipating polymer composite material having electrical insulation. As a method of manufacturing the heat dissipating polymer composite material using the ceramic-carbon composite of the present invention as a filler, a conventional method of manufacturing the heat dissipating polymer composite material using a known filler such as graphite or born nitride can be applied.

이하 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, these examples are only for illustrating the present invention in more detail, the scope of the present invention is not limited by these examples.

실시예1Example 1

상온에서 100g의 에탄올에 Poly(N-vinylpyrrolidone)(이하 “PVP”) 0.5g을 도입하여 녹인 후, 흑연1g을 넣고 1시간 교반한 후 필터링과 건조과정을 거쳐 PVP로 표면 처리된 흑연을 얻었다. 이렇게 PVP로 표면 처리된 흑연 0.8g을 90g의 에탄올에 넣고, pH 11.1이 되도록 암모니아수용액을 첨가하였다. 이후 상온과 질소 분위기에서 0.8g의 알루미늄 세크 뷰톡사이드를 넣고 12시간 동안 교반한 후 필터링과 건조과정을 거쳐 알루미나-흑연 복합체를 제조하였다. 0.5 g of Poly (N-vinylpyrrolidone) (hereinafter referred to as “PVP”) was dissolved in 100 g of ethanol at room temperature, 1 g of graphite was added thereto, stirred for 1 hour, and then filtered and dried to obtain a graphite surface treated with PVP. 0.8 g of graphite surface-treated with PVP was added to 90 g of ethanol, and an aqueous ammonia solution was added so as to have a pH of 11.1. After adding 0.8 g of aluminum sec butoxide at room temperature and nitrogen atmosphere, the mixture was stirred for 12 hours, and then subjected to filtering and drying to prepare an alumina-graphite composite.

실시예2Example 2

상온에서 100g의 에탄올에 PVP 1g을 도입하여 녹인 후, 흑연1g을 넣고 1시간 교반한 후 필터링과 건조과정을 거쳐 표면 처리된 흑연을 얻었다. 이렇게 표면 처리된 흑연 0.8g을 90g의 에탄올에 넣고 pH 11.1이 되도록 암모니아수용액을 첨가하였다. 이후 상온과 질소 분위기에서 0.8g의 알루미늄 세크 뷰톡사이드를 넣고 12시간 동안 교반한 후 필터과정과 건조과정을 거쳐 알루미나-흑연 복합체를 제조하였다. 제조된 알루미나-흑연 복합체의 표면을 주사전자현미경으로 10,000배 확대 촬영하였으며, 그 결과는 도 1의 a)와 같다. 1 g of PVP was dissolved in 100 g of ethanol at room temperature, dissolved in 1 g of graphite, stirred for 1 hour, and then filtered and dried to obtain a surface treated graphite. 0.8 g of the surface-treated graphite was added to 90 g of ethanol, and an aqueous ammonia solution was added to pH 11.1. After adding 0.8 g of aluminum sec butoxide at room temperature and nitrogen atmosphere, the mixture was stirred for 12 hours, and then subjected to a filter process and a drying process to prepare an alumina-graphite composite. The surface of the prepared alumina-graphite composite was magnified 10,000 times with a scanning electron microscope, and the result is shown in FIG.

실시예3Example 3

상온에서 100g의 에탄올에 PVP 1g을 도입하여 녹인 후, 흑연1g을 넣고 1시간 교반 한 후 필터과정과 건조과정을 거쳐 표면 처리된 흑연을 얻었다. PVP로 표면 처리된 흑연 0.8g을 90g의 에탄올에 넣고 pH 11.1이 되도록 암모니아수용액을 첨가하였다. 이후 상온과 질소 분위기에서 0.8g의 마그네슘 나이트레이트를 넣고 12시간 동안 교반한 후 필터과정과 건조과정을 거쳐 산화마그네슘-흑연 복합체를 제조하였다. 제조된 산화마그네슘-흑연 복합체의 표면을 주사전자현미경으로 10,000배 확대 촬영하였으며, 그 결과는 도 1의 b)와 같다. 1 g of PVP was dissolved in 100 g of ethanol at room temperature, 1 g of graphite was added thereto, stirred for 1 hour, and then filtered and dried to obtain surface treated graphite. 0.8 g of graphite surface-treated with PVP was added to 90 g of ethanol, and an aqueous ammonia solution was added to pH 11.1. Then, after adding 0.8g of magnesium nitrate at room temperature and nitrogen atmosphere and stirring for 12 hours, a magnesium oxide-graphite composite was prepared through a filter process and a drying process. The surface of the prepared magnesium oxide-graphite composite was magnified 10,000 times with a scanning electron microscope, and the result is shown in b) of FIG. 1.

실시예4Example 4

상온에서 100g의 에탄올에 PVP 1g을 도입하여 녹인 후, 흑연1g을 넣고 1시간 교반 한 후 필터과정과 건조과정을 거쳐 표면 처리된 흑연을 얻었다. PVP로 표면 처리된 흑연 0.8g을 90g의 에탄올에 넣고 pH 11.1이 되도록 암모니아수용액을 첨가하였다. 이후 상온과 질소 분위기에서 0.16g의 마그네슘 나이트레이트를 넣고 12시간 동안 교반한 후 필터과정과 건조과정을 거쳐 산화마그네슘-흑연 복합체를 제조하였다.1 g of PVP was dissolved in 100 g of ethanol at room temperature, 1 g of graphite was added thereto, stirred for 1 hour, and then filtered and dried to obtain surface treated graphite. 0.8 g of graphite surface-treated with PVP was added to 90 g of ethanol, and an aqueous ammonia solution was added to pH 11.1. Thereafter, 0.16 g of magnesium nitrate was added at room temperature and in a nitrogen atmosphere, followed by stirring for 12 hours. A magnesium oxide-graphite composite was prepared through a filter process and a drying process.

실시예5Example 5

상온에서 100g의 에탄올에 PVP 1g을 도입하여 녹인 후, 흑연1g을 넣고 1시간 교반 한 후 필터과정과 건조과정을 거쳐 표면 처리된 흑연을 얻었다. PVP로 표면 처리된 흑연 0.8g을 90g의 에탄올에 넣고 pH 11.1이 되도록 암모니아수용액을 첨가하였다. 이후 상온과 질소 분위기에서 0.8g의 TEOS를 넣고 12시간 동안 교반한 후 필터과정과 건조과정을 거쳐 실리카-흑연 복합체를 제조하였다. 제조된 실리카-흑연 복합체의 표면을 주사전자현미경으로 10,000배 확대 촬영하였으며, 그 결과는 도 1의 c)와 같다. 1 g of PVP was dissolved in 100 g of ethanol at room temperature, 1 g of graphite was added thereto, stirred for 1 hour, and then filtered and dried to obtain surface treated graphite. 0.8 g of graphite surface-treated with PVP was added to 90 g of ethanol, and an aqueous ammonia solution was added to pH 11.1. After adding 0.8 g of TEOS at room temperature and nitrogen atmosphere, the mixture was stirred for 12 hours, and then a silica-graphite composite was prepared through a filter process and a drying process. The surface of the prepared silica-graphite composite was magnified 10,000 times with a scanning electron microscope, and the result is shown in c) of FIG. 1.

실시예6Example 6

상온에서 100g의 에탄올에 PVP 1g을 도입하여 녹인 후, 흑연1g을 넣고 1시간 교반 한 후 필터과정과 건조과정을 거쳐 표면 처리된 흑연을 얻었다. PVP로 표면 처리된 흑연 0.8g을 90g의 에탄올에 넣고 pH 4가 되도록 아세트산을 첨가하였다. 이후 상온과 질소 분위기에서 0.8g의 전구체를 넣고 72시간 동안 교반한 후 필터과정과 건조과정을 거쳐 실리카-흑연 복합체를 제조하였다.1 g of PVP was dissolved in 100 g of ethanol at room temperature, 1 g of graphite was added thereto, stirred for 1 hour, and then filtered and dried to obtain surface treated graphite. 0.8 g of graphite surface-treated with PVP was added to 90 g of ethanol and acetic acid was added to pH 4. After adding 0.8g of the precursor at room temperature and nitrogen atmosphere, and stirred for 72 hours to prepare a silica-graphite composite through a filter process and a drying process.

실시예7Example 7

상온에서 100g의 에탄올에 PVP 1g을 도입하여 녹인 후, 흑연1g을 넣고 1시간 교반 한 후 필터과정과 건조과정을 거쳐 표면 처리된 흑연을 얻었다. PVP로 표면 처리된 흑연 0.8g을 90g의 에탄올에 넣고 pH 11.1이 되도록 암모니아수용액을 첨가하였다. 이후 상온과 질소 분위기에서 0.8g의 지르코늄 n-프로포사이드를 넣고 12시간 동안 교반한 후 필터과정과 건조과정을 거쳐 산화지르코늄-흑연 복합체를 제조하였다. 제조된 산화지르코늄-흑연 복합체의 표면을 주사전자현미경으로 10,000배 확대 촬영하였으며, 그 결과는 도 1의 d)와 같다. 1 g of PVP was dissolved in 100 g of ethanol at room temperature, 1 g of graphite was added thereto, stirred for 1 hour, and then filtered and dried to obtain surface treated graphite. 0.8 g of graphite surface-treated with PVP was added to 90 g of ethanol, and an aqueous ammonia solution was added to pH 11.1. Thereafter, 0.8 g of zirconium n-propoxide was added thereto at room temperature and in a nitrogen atmosphere, followed by stirring for 12 hours. A zirconium oxide-graphite composite was prepared through a filter process and a drying process. The surface of the prepared zirconium oxide-graphite composite was magnified 10,000 times with a scanning electron microscope, and the result is shown in FIG.

실시예8Example 8

상온에서 100g의 에탄올에 PVP 1g을 도입하여 녹인 후, 흑연1g을 넣고 1시간 교반한 후 필터과정과 건조과정을 거쳐 표면 처리된 흑연을 얻었다. PVP로 표면 처리된 흑연 0.8g을 90g의 에탄올에 넣고 pH 11.1이 되도록 암모니아수용액을 첨가하였다. 이후 상온과 질소 분위기에서 0.8g의 징크 나이트레이트를 넣고 12시간 동안 교반한 후 필터과정과 건조과정을 거쳐 산화아연-흑연 복합체를 제조하였다. 제조된 산화아연-흑연 복합체의 표면을 주사전자현미경으로 10,000배 확대 촬영하였으며, 그 결과는 도 1의 e)와 같다. 1 g of PVP was dissolved in 100 g of ethanol at room temperature, and then 1 g of graphite was added thereto, stirred for 1 hour, and then filtered and dried to obtain surface treated graphite. 0.8 g of graphite surface-treated with PVP was added to 90 g of ethanol, and an aqueous ammonia solution was added to pH 11.1. After adding 0.8 g of zinc nitrate at room temperature and nitrogen atmosphere, the mixture was stirred for 12 hours, and then a zinc oxide-graphite composite was prepared through a filter process and a drying process. The surface of the prepared zinc oxide-graphite composite was magnified 10,000 times with a scanning electron microscope, and the result is shown in FIG.

실시예9Example 9

상온에서 100g물에 아세트산용액 2g, 과망간산칼륨 0.3 g과 흑연 1g을 넣고 상이동 촉매인 테트라부틸암모늄 브로마이드 1 g을 상기 혼합액에 넣어서 24시간 동안 교반시켜 흑연 표면에 하이드록실기를 도입하였다. 이후 필터과정과 건조과정을 거쳐 얻어진 하이드록실기 도입 흑연0.8g을 아미노프로필 트리메톡시 실란 1.0 g이 첨가된 톨루엔 80 g에 넣고 초음파 세척기에서 약 5분간 분산시켜준 뒤 80℃에서 약 2시간 동안 교반시켜 주면서 반응시켜 실란 커플링제를 도입하였다. 실란 커플링제가 도입된 흑연 0.8 g을 90g의 에탄올에 넣고 pH 4 가 되도록 염산을 첨가하였다. 이후 상온과 질소 분위기에서 0.8g의 알루미늄 세크 뷰톡사이드를 넣고 12시간 동안 교반한 후 필터과정과 건조과정을 거쳐 알루미나-흑연 복합체를 제조하였다.
2 g of acetic acid solution, 0.3 g of potassium permanganate, and 1 g of graphite were added to 100 g of water at room temperature, and 1 g of tetrabutylammonium bromide, which was a phase transfer catalyst, was added to the mixed solution and stirred for 24 hours to introduce hydroxyl groups to the graphite surface. Thereafter, 0.8 g of the hydroxyl group-introduced graphite obtained through the filter process and the drying process was added to 80 g of toluene added with 1.0 g of aminopropyl trimethoxy silane, dispersed in an ultrasonic cleaner for about 5 minutes, and then heated at 80 ° C. for about 2 hours. The reaction was carried out while stirring to introduce a silane coupling agent. 0.8 g of graphite into which the silane coupling agent was introduced was placed in 90 g of ethanol, and hydrochloric acid was added to pH 4. After adding 0.8 g of aluminum sec butoxide at room temperature and nitrogen atmosphere, the mixture was stirred for 12 hours, and then subjected to a filter process and a drying process to prepare an alumina-graphite composite.

비교예1Comparative Example 1

표면 처리를 하지 않은 흑연.Graphite without surface treatment.

비교예2Comparative Example 2

상온에서 100g의 에탄올에 PVP 1g을 도입하여 녹인 후, 흑연1g을 넣고 1시간 교반한 후 필터과정과 건조과정을 거쳐 PVP-흑연 복합체를 제조하였다.
After PVP 1g was dissolved in 100g of ethanol at room temperature, 1g of graphite was added thereto, stirred for 1 hour, and then a PVP-graphite composite was prepared through a filter process and a drying process.

[물성 평가][Property evaluation]

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 세라믹-흑연 복합체에 대해 ASTM D 257에 준하여 전기저항을 측정하였다. 세라믹-흑연 복합체의 조성과 함께 전기저항 측정 결과를 아래 표 1에 나타내었다. The electrical resistance of the ceramic-graphite composites prepared in Examples and Comparative Examples was measured according to ASTM D 257. Measurement results of the electrical resistance together with the composition of the ceramic-graphite composite are shown in Table 1 below.

Figure 112012004382071-pat00001
Figure 112012004382071-pat00001

상기 표 1에서 PVP의 양은 PVP로 흑연의 표면을 개질하는 단계에서 사용하는 에탄올에 대한 중량 퍼센트이며, 전구체의 양은 졸겔 합성시 첨가되는 흑연에 대한 전구체의 중량 퍼센트이다.In Table 1, the amount of PVP is a weight percentage of ethanol used in the step of modifying the surface of the graphite with PVP, and the amount of precursor is a weight percentage of the precursor to graphite added during sol-gel synthesis.

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예1 내지 8과 비교예1, 2의 면저항 수치를 비교해 보면, 세라믹이 코팅됨으로써 본 발명의 세라믹-흑연 복합체의 면저항 수치가 크게 증가하는 것을 알 수 있다. As shown in Table 1, when comparing the sheet resistance values of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2, it can be seen that the sheet resistance of the ceramic-graphite composite of the present invention is greatly increased by coating the ceramic.

실시예 3과 4를 비교해 보면, 졸겔 합성시 첨가되는 전구체의 함량이 많아질 수록 세라믹-탄소 복합체의 면저항이 증가한다는 것을 알 수 있다.Comparing Examples 3 and 4, it can be seen that the sheet resistance of the ceramic-carbon composite increases as the amount of the precursor added during sol gel synthesis increases.

실시예 5와 6을 비교해 보면, pH가 11.1일 때가 4일 때보다 면저항 수치가 높게 나타나고 있다. 이는 졸겔법으로 합성시 pH가 높을수록 더욱 많은 양의 세라믹이 흑연의 표면에 코팅되어 나타나는 현상이다.Comparing Examples 5 and 6, when the pH is 11.1, the sheet resistance value is higher than when 4. This is a phenomenon in which a higher amount of ceramic is coated on the surface of graphite as the pH is increased during synthesis by the sol-gel method.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아닌 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상기 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
The present invention may be manufactured in various forms without being limited to the above embodiments, and those skilled in the art may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. I can understand that it can be. Therefore, the above-described embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive.

본 발명의 세라믹-탄소 복합체는 우수한 열전도도와 전기절연성을 동시에 지니고 있고 생산성과 경제성이 있으므로, 방열성과 절연성이 요구되는 다양한 분야에서 널리 이용될 수 있으며, 특히 방열성 고분자 복합소재 분야에서 크게 활용될 수 있다.
Since the ceramic-carbon composite of the present invention has excellent thermal conductivity and electrical insulation at the same time, and has productivity and economy, it can be widely used in various fields requiring heat dissipation and insulation, and particularly can be widely used in the field of heat dissipating polymer composite materials. .

Claims (16)

10 나노미터에서 1000 마이크로미터 크기를 지닌 하기 탄소체(A)와; 이 탄소체(A) 표면에 화학적으로 결합되거나 물리적으로 흡착되어 있는 하기 작용기나 커플링제(B)와; 이 작용기나 커플링제(B)를 매개로 탄소체(A)에 결합, 코팅되어 있는 하기 세라믹(C)을 포함하며, 101~1018 Ω/sq 범위의 전기저항을 갖는 세라믹-탄소 복합체.
A: 흑연(Graphite), 팽창가능흑연(Expandable Graphite), 팽창흑연(Expanded Graphite), 그래핀(Graphene), 카본파이버(Carbon fiber), 카본 나노 파이버(Carbon Nano Fiber) 및 카본나노튜브(CNTs) 로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 탄소체
B: 하이드록실기, 카르복실기, 실란 커플링제, 지르코니아 커플링제, 타이터네이트 커플링제 및 N-알킬이나 N, N-디알킬아미드기를 가지는 고분자로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상
C: 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(Al2O3), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO2) 및 실리카(SiO2)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 세라믹
The following carbon body (A) having a size of 10 nanometers to 1000 micrometers; The following functional groups and coupling agents (B) chemically bonded to or physically adsorbed on the surface of the carbon body (A); A ceramic-carbon composite comprising the following ceramics (C) bonded to and coated on the carbon body (A) via this functional group or coupling agent (B) and having an electrical resistance in the range of 10 1 to 10 18 mA / sq.
A: Graphite, Expandable Graphite, Expanded Graphite, Graphene, Carbon Fiber, Carbon Nano Fiber and Carbon Nanotubes (CNTs) One or more carbon bodies selected from the group consisting of
B: at least one selected from the group consisting of hydroxyl groups, carboxyl groups, silane coupling agents, zirconia coupling agents, titanate coupling agents and polymers having N-alkyl or N, N-dialkylamide groups
C: at least one ceramic selected from the group consisting of magnesium oxide (MgO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO 2 ), and silica (SiO 2 )
제1항에 있어서,
상기 N-알킬이나 N, N-디알킬아미드기를 가지는 고분자는, 폴리(N-아세틸에틸렌이민), 폴리(2-메틸-2-옥사졸린), 폴리(N, N-디메틸아크릴아미드) 및 폴리(N-비닐피롤리돈)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 세라믹-탄소 복합체.
The method of claim 1,
The polymers having N-alkyl or N, N-dialkylamide groups include poly (N-acetylethyleneimine), poly (2-methyl-2-oxazoline), poly (N, N-dimethylacrylamide) and poly Ceramic-carbon composite, characterized in that at least one member selected from the group consisting of (N-vinylpyrrolidone).
제1항에 있어서,
상기 실란 커플링제는, 아미노에틸 아미노프로필 트리에톡시 실란, 아미노프로필 트리메톡시 실란, 아미노프로필 트리에톡시 실란, 아미노에틸 아미노프로필 메틸 다이메톡시 실란, 페닐 트리에톡시 실란, 테트라에틸 오르소 실리케이트, 다이에톡시디메틸 실란, 페닐 아미노프로필 트리메톡시 실란 및 아미노에틸 아미노프로필 트리메톡시 실란으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상이며,
상기 타이터네이트 커플링제는, 이소프로필 트라이 다이옥틸포스페이트 타이터네이트, 이소프로필 트라이올레일 타이터네이트, 이소프로필 트라이스티어릴 타이터네이트, 이소소프로필 트라이 도데실벤젠설포네이트 타이터네이트, 이소프로필 트라이 다이옥틸피고포스페이트 타이터네이트 및 테트라이소프로필 다이 디옥틸포스페이트 타이터네이트로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상이며,
상기 지르코니아 커플링제는, 지르코니움IV, 2,2비스-2-프로페놀레토메틸 뷰테놀레토 트리스다이옥틸피로포스페이토-오, 및 지르코니움 1,1비스-2-프로페놀레토메틸 뷰타놀레토 트리스 2-아미노 페닐레토로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 세라믹-탄소 복합체.
The method of claim 1,
The said silane coupling agent is aminoethyl aminopropyl triethoxy silane, aminopropyl trimethoxy silane, aminopropyl triethoxy silane, aminoethyl aminopropyl methyl dimethoxy silane, phenyl triethoxy silane, tetraethyl ortho silicate , At least one selected from the group consisting of diethoxydimethyl silane, phenyl aminopropyl trimethoxy silane and aminoethyl aminopropyl trimethoxy silane,
The titanate coupling agent isopropyl tri dioctylphosphate titanate, isopropyl trioleyl titanate, isopropyl tristyryl titanate, isopropyl tri dodecylbenzenesulfonate titanate, iso At least one member selected from the group consisting of propyl tridioctylpigophosphate titanate and tetraisopropyl didioctylphosphate titanate,
The zirconia coupling agent is zirconium IV, 2,2 bis-2-propenoletomethyl butenoleto trisdioctylpyrophosphato-o, and zirconium 1,1 bis-2-propenoletomethyl Butanoleto tris ceramic-carbon composite, characterized in that at least one member selected from the group consisting of 2-amino phenyleto.
(a) 10 나노미터에서 1000 마이크로미터 크기를 지닌 하기 탄소체(A)의 표면에 화학적 결합 또는 물리적 흡착으로 하기 작용기나 커플링제(B)를 도입하는 단계와,
(b) 작용기나 커플링제(B)가 도입된 탄소체(A)와 세라믹 전구체를 반응시켜 졸겔법으로 탄소체(A)의 표면에 하기 세라믹(C)을 합성, 코팅시키는 단계
를 포함하는, 101~1018 Ω/sq 범위의 전기저항을 갖는 세라믹-탄소 복합체의 제조방법.
A: 흑연(Graphite), 팽창가능흑연(Expandable Graphite), 팽창흑연(Expanded Graphite), 그래핀(Graphene), 카본파이버(Carbon fiber), 카본 나노 파이버(Carbon Nano Fiber) 및 카본나노튜브(CNTs) 로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 탄소체
B: 하이드록실기, 카르복실기, 실란 커플링제, 지르코니아 커플링제, 타이터네이트 커플링제 및 N-알킬이나 N, N-디알킬아미드기를 가지는 고분자로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상
C: 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(Al2O3), 산화아연(ZnO), 산화지르코늄(ZrO2) 및 실리카(SiO2)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 세라믹
(a) introducing the following functional group or coupling agent (B) by chemical bonding or physical adsorption onto the surface of the following carbon body (A) having a size of 10 nanometers to 1000 micrometers,
(b) synthesizing and coating the following ceramic (C) on the surface of the carbon body (A) by a sol-gel method by reacting a carbon precursor (A) into which a functional group or a coupling agent (B) is introduced and a ceramic precursor
Method for producing a ceramic-carbon composite having an electrical resistance in the range of 10 1 ~ 10 18 Ω / sq.
A: Graphite, Expandable Graphite, Expanded Graphite, Graphene, Carbon Fiber, Carbon Nano Fiber and Carbon Nanotubes (CNTs) One or more carbon bodies selected from the group consisting of
B: at least one selected from the group consisting of hydroxyl groups, carboxyl groups, silane coupling agents, zirconia coupling agents, titanate coupling agents and polymers having N-alkyl or N, N-dialkylamide groups
C: at least one ceramic selected from the group consisting of magnesium oxide (MgO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), zirconium oxide (ZrO 2 ), and silica (SiO 2 )
제4항에 있어서,
상기 작용기나 커플링제(B)를 도입하는 단계는, pH 6이하의 산성 용액에서 탄소체(A)의 표면에 하이드록실기 또는 카르복실기를 도입하는 것을 특징으로 하는 세라믹-탄소 복합체의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The step of introducing the functional group or coupling agent (B), the method of producing a ceramic-carbon composite, characterized in that to introduce a hydroxyl group or a carboxyl group on the surface of the carbon body (A) in an acidic solution of pH 6 or less.
제4항에 있어서,
상기 작용기나 커플링제(B)를 도입하는 단계는, 탄소체(A)의 표면에, 또는 미리 도입된 하이드록실기나 카르복실기에, 실란 커플링제; 지르코니아 커플링제; 타이터네이트 커플링제 중 1종 이상의 커플링제가 화학결합되는 것을 특징으로 하는 세라믹-탄소 복합체의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The step of introducing the functional group or the coupling agent (B) may include a silane coupling agent on the surface of the carbon body (A) or a hydroxyl group or a carboxyl group introduced in advance; Zirconia coupling agents; A method for producing a ceramic-carbon composite, wherein at least one of the titanate coupling agents is chemically bonded.
제4항에 있어서,
상기 작용기나 커플링제(B)를 도입하는 단계는, 물 또는 알코올 용액에 N-알킬이나 N, N-디알킬아미드기를 가지는 고분자를 용해시킨 후 상기 탄소체(A)를 넣고 교반하여 탄소체(A)에 상기 고분자를 물리적으로 흡착시키는 것을 특징으로 하는 세라믹-탄소 복합체의 제조방법.
5. The method of claim 4,
In the step of introducing the functional group or coupling agent (B), after dissolving a polymer having N-alkyl or N, N-dialkylamide group in water or alcohol solution, the carbon body (A) is added and stirred to form a carbon body ( Method for producing a ceramic-carbon composite, characterized in that the polymer is physically adsorbed to A).
제7항에 있어서,
상기 고분자는, 폴리(N-아세틸에틸렌이민), 폴리(2-메틸-2-옥사졸린), 폴리(N, N-디메틸아크릴아미드) 및 폴리(N-비닐피롤리돈)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 세라믹-탄소 복합체의 제조방법.
The method of claim 7, wherein
The polymer is selected from the group consisting of poly (N-acetylethyleneimine), poly (2-methyl-2-oxazoline), poly (N, N-dimethylacrylamide) and poly (N-vinylpyrrolidone) Method for producing a ceramic-carbon composite, characterized in that at least one.
제7항에 있어서,
상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 아세톤, 톨루엔, 다이메틸포름아마이드 및 자일렌으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 세라믹-탄소 복합체의 제조방법.
The method of claim 7, wherein
The alcohol is a method of producing a ceramic-carbon composite, characterized in that at least one selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, butanol, acetone, toluene, dimethylformamide and xylene.
제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세라믹(C)을 합성 코팅시키는 단계는, 상기 작용기나 커플링제(B)가 도입된 탄소체(A)와 촉매를 포함하는 pH 1~6 또는 pH 7 이상의 용액에 세라믹전구체를 넣고 혼합한 후, 중합 반응시켜 탄소체(A)의 표면에 세라믹(C)를 합성시키는 것을 특징으로 하는 세라믹-탄소 복합체의 제조방법.
10. The method according to any one of claims 4 to 9,
Synthetic coating of the ceramic (C), after mixing the ceramic precursor in a solution of pH 1 ~ 6 or pH 7 containing the carbon body (A) and the catalyst introduced with the functional group or coupling agent (B) after mixing And a polymerization reaction to synthesize a ceramic (C) on the surface of the carbon body (A).
제10항에 있어서,
상기 세라믹 전구체는 하기 마그네시아 전구체(ⓐ), 알루미나 전구체(ⓑ), 산화아연 전구체(ⓒ), 지르코니아의 전구체(ⓓ) 및 실리카 전구체(ⓔ)로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 세라믹-탄소 복합체의 제조방법.
ⓐ: 마그네슘 나이트레이트(Mg(NO3)26H2O), 마그네슘 아세테이트 테트라하이드레이트(magnesium acetate tetrahydrate) 및 마그네슘 메톡사이드(Magnesium methoxide) 로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 마그네시아 전구체
ⓑ: 알루미늄 나이트레이트(Aluminum nitrate nonahydrate), 알루미늄 이소프로폭사이드(Aluminum isopropoxide) 및 알루미늄 세크 뷰톡사이드(Aluminium-sec-butoxide) 로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 알루미나 전구체
ⓒ: 징크 나이트레이트(zinc nitrate), 징크 아세테이트( zinc acetate) 중 하나 이상의 산화아연 전구체
ⓓ: ZrO(NO3)2·2H2O, Zr(NO3)2·xH2O 및 지르코늄 n-프로폭사이드(Zirconium n-propoxide)로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 지르코니아 전구체
ⓔ: APTES(Aminopropyltriethoxysilane), APTMS(Aminopropyltrimethoxysilane), MPTES(3-mercaptopropyltriethoxysilane), MPTMS(3-mercaptopropyltrimethoxysilane), TEOS(Tetraethyl Orthosilicate), TMOS(Tetramethyl Orthosilicate) 및 TPOS(Tetrapropyl Orthosilicate) 로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 실리카 전구체
The method of claim 10,
The ceramic precursor is at least one selected from the group consisting of the following magnesia precursor (ⓐ), alumina precursor (ⓑ), zinc oxide precursor (ⓒ), zirconia precursor (ⓓ) and silica precursor (ⓔ). A method of preparing a carbon composite.
Ⓐ: at least one magnesia precursor selected from the group consisting of magnesium nitrate (Mg (NO 3 ) 2 6H 2 O), magnesium acetate tetrahydrate and magnesium methoxide
Ⓑ: at least one alumina precursor selected from the group consisting of aluminum nitrate nonahydrate, aluminum isopropoxide and aluminum sec-butoxide
Ⓒ: zinc oxide precursor of one or more of zinc nitrate and zinc acetate
Ⓓ: one or more zirconia precursors selected from the group consisting of ZrO (NO 3) 2 H 2 O, Zr (NO 3) 2 x H 2 O and zirconium n-propoxide
Ⓔ: Group consisting of APpropyl (Aminopropyltriethoxysilane), APTMS (Aminopropyltrimethoxysilane), MPTES (3-mercaptopropyltriethoxysilane), MPTMS (3-mercaptopropyltrimethoxysilane), TEOS (Tetraethyl Orthosilicate), TMOS (Tetramethyl Orthosilicate) and TPOS (Tetrapropyl Orthosilicate) More than one type of silica precursor
제10항에 있어서,
상기 촉매는 암모늄 하이드록사이드, 테트라프로필 암모늄 클로라이드, 테트라프로필 암모늄 하이드록사이드, 포테슘 하이드록사이드, 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라부틸암모늄 클로라이드 및 테트라부틸암모늄 하이드록사이드로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 염기성 촉매이며,
pH 7이상의 용액에 세라믹전구체를 넣고, 혼합, 반응시키는 것을 특징으로 하는 세라믹-탄소 복합체의 제조방법.
The method of claim 10,
The catalyst is one selected from the group consisting of ammonium hydroxide, tetrapropyl ammonium chloride, tetrapropyl ammonium hydroxide, potassium hydroxide, tetrabutylammonium bromide, tetrabutylammonium chloride and tetrabutylammonium hydroxide It is the above basic catalyst,
A method of producing a ceramic-carbon composite, comprising adding a ceramic precursor to a solution having a pH of 7 or more, and mixing and reacting.
제10항에 있어서,
상기 촉매는 초산, 포테슘 플로라이드, 하이드로 플로릭 에시드, 염산, 황산 및 질산으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 산성 촉매이며,
pH 1~6의 용액에 세라믹전구체를 넣고, 혼합, 반응시키는 것을 특징으로 하는 세라믹-탄소 복합체의 제조방법.
The method of claim 10,
The catalyst is at least one acidic catalyst selected from the group consisting of acetic acid, potassium fluoride, hydrofloric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid,
A method for producing a ceramic-carbon composite, comprising adding a ceramic precursor to a solution having a pH of 1 to 6, and mixing and reacting.
제10항에 있어서,
상기 중합 반응은 15~80℃의 중합온도에서 5분 이상 반응시켜 탄소체(A)를 세라믹(C)으로 코팅시키는 것을 특징으로 하는 세라믹-탄소 복합체의 제조방법.
The method of claim 10,
The polymerization reaction is a method for producing a ceramic-carbon composite, characterized in that the carbon body (A) is coated with a ceramic (C) by reacting for at least 5 minutes at a polymerization temperature of 15 ~ 80 ℃.
제10항에 있어서,
상기 중합 반응은 마이크로웨이브 오븐에서 30~80℃의 중합온도로 1분 이상 반응시켜 탄소체(A)를 세라믹(C)으로 코팅시키는 것을 특징으로 하는 세라믹-탄소 복합체의 제조방법.
The method of claim 10,
The polymerization reaction is a method of producing a ceramic-carbon composite, characterized in that the reaction in the microwave oven for 1 minute or more at a polymerization temperature of 30 ~ 80 ℃ to coat the carbon body (A) with a ceramic (C).
제1항의 세라믹-탄소 복합체를 충진제로 하는 방열성 고분자 복합소재.A heat dissipating polymer composite material comprising the ceramic-carbon composite of claim 1 as a filler.
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