KR101271606B1 - Method of producing polyimide-graphene composite material - Google Patents

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KR101271606B1 KR1020110079615A KR20110079615A KR101271606B1 KR 101271606 B1 KR101271606 B1 KR 101271606B1 KR 1020110079615 A KR1020110079615 A KR 1020110079615A KR 20110079615 A KR20110079615 A KR 20110079615A KR 101271606 B1 KR101271606 B1 KR 101271606B1
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Abstract

본 발명은 코팅에 의하여 폴리이미드-그래핀 필름을 용이하게 제조할 수 있는 폴리이미드-그래핀 복합 재료의 제조 방법에 관한 것으로서, 용매를 마련하는 과정; 폴리이미드 및 그래핀 원료를 준비하는 과정; 및 상기 용매에 상기 폴리이미드 및 그래핀 원료를 용해시키고, 상기 그래핀 및 폴리이미드의 고체 함량이 2 내지 10wt% 가 되도록 하는 분산액을 형성하는 과정;을 포함하고, 저점도로 균일하게 분산된 분산액을 사용하므로, 그래핀/폴리이미드 분산액은 고도로 안정하여, 용액 공정을 기반으로 하는 프로세스에 균일한 품질을 제공할 수 있다.  The present invention relates to a method for producing a polyimide-graphene composite material which can easily prepare a polyimide-graphene film by coating, comprising: preparing a solvent; Preparing a polyimide and graphene raw material; And forming a dispersion in which the polyimide and graphene raw materials are dissolved in the solvent and the solid content of the graphene and polyimide is 2 to 10 wt%, and the dispersion is uniformly dispersed at low viscosity. In use, the graphene / polyimide dispersion can be highly stable, providing uniform quality to processes based on solution processes.

Description

폴리이미드-그래핀 복합 재료의 제조 방법{Method of producing polyimide-graphene composite material}Method of producing polyimide-graphene composite material {Method of producing polyimide-graphene composite material}

본 발명은 폴리이미드와 그래핀을 가지는 폴리이미드-그래핀 복합 재료의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 코팅에 의하여 폴리이미드-그래핀 필름을 용이하게 제조할 수 있는 폴리이미드-그래핀 복합 재료의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a polyimide-graphene composite material having polyimide and graphene. More specifically, the present invention relates to a method for producing a polyimide-graphene composite material which can easily produce a polyimide-graphene film by coating.

고분자와 고분자수지는 각각의 독특한 특성 때문에 다양하게 사용되어지며, 대학이나 산업체에서 응용과 연구가 활발하게 진행되고 있다. 폴리이미드는 내열성, 절연성, 내용제성 및 내저온성 등 여타 고분자 재료가 갖지 못하는 우수한 특성을 구비하고 있기 때문에, 컴퓨터나 IC 제어의 전기 전자 기기 부품 재료의 절연 지지체인, 예를 들면 FPC (Flexible Printed Circuit board)이나 TAB (Tape Automated Bonding) 테이프용의 베이스 필름으로서 광범위하게 사용되고 있다. 최근, 전기 기기의 소형 경박화, 고 기능화가 진행되고, 배선 패턴의 고세밀화와 배선판 상에의 전자 부품의 실장 밀도의 향상이 요구되고 있다. 전자 부품의 실장 기술로서는 COF(Chip on FPC)이나 TCP(Tape Carrier Package) 기술이 확립되고, 예를 들면 LCD (Liquid Crystal Display)나 PDP (Plasma Display Panel)의 표시 디바이스 구동 소자의 패키징 등에 이미 사용되고 있다.Due to their unique properties, polymers and polymer resins are used in a variety of ways, and applications and research are being actively conducted in universities and industries. Since polyimide has excellent properties that other polymer materials such as heat resistance, insulation, solvent resistance, and low temperature resistance do not have, polyimide, for example, FPC (Flexible Printed), which is an insulating support for electronic and electronic component parts of computers or IC control. It is widely used as a base film for circuit boards and tape automated bonding tapes. In recent years, miniaturization and high functionalization of electric devices are progressed, and the refinement | miniaturization of a wiring pattern and the improvement of the mounting density of the electronic component on a wiring board are calculated | required. As a technology for mounting electronic components, Chip on FPC (COP) and Tape Carrier Package (TCP) technologies have been established, and are already used for packaging display device driving elements of liquid crystal displays (LCDs) and plasma display panels (PDPs), for example. have.

그래핀 재료들도 다양한 분야에 적용이 가능하다고 기대를 모으고 있다. 그라파이트(Graphite)의 박리에 의해 만들어진 그래핀은 탄소원자들의 연속적인 화학 결합으로 탄소의 sp2 혼성 결합으로 구성되어 있다. 생산가격이 탄소나노튜브 보다 상대적으로 낮다. 반면, 그래핀은 높은 전기적, 열적 전도도를 가지며 또한 높은 기계적 특성을 가지므로, 탄소나노튜브를 대체 할 수 있는 대표적 나노재료로 기대된다. Graphene materials are also expected to be applicable to various fields. Graphene produced by the exfoliation of graphite is composed of sp2 hybrid bonds of carbon as a continuous chemical bond of carbon atoms. The production price is relatively lower than that of carbon nanotubes. On the other hand, graphene has high electrical and thermal conductivity and high mechanical properties, so it is expected to be a representative nanomaterial that can replace carbon nanotubes.

한편, 여러 가지 재료의 장점을 살리기 위해서는 재료를 복합화하는 복합재료에 관한 관심이 높아지고 있다. 새로운 복합재료 응용을 위해서는 복합재료를 용이하게 제조할 수 있어야 한다. 예컨대, 복합재료를 필름 형태로 활용하기 위해서는 이를 간편하게 제조할 수 있는 방법이 필요하다. Meanwhile, in order to take advantage of various materials, there is a growing interest in composite materials in which materials are composited. New composite applications require easy fabrication of composites. For example, in order to utilize the composite material in the form of a film, a method for easily manufacturing the same is required.

여러 가지 장점을 가진 복합체를 실용화하기 위해서는 복합체의 특성을 파악하여 효율적으로 발현시키고, 사용자의 요구 조건에 부합하는 다양한 물성을 나타내는 복합재료를 간편하게 제조할 수 있는 제조법의 개발이 절실한 실정이다. In order to commercialize a composite having various advantages, it is urgent to develop a manufacturing method that can grasp the characteristics of the composite and express it efficiently, and can easily prepare a composite material exhibiting various physical properties corresponding to user requirements.

하기의 선행기술문헌(특허문헌 1 : KR2011-0016289A)에는 그래핀 산화물 또는 그래핀인 탄소나노판을 재료로 하여 이를 화학적, 물리적으로 분산시킨 다음에 분산체를 이용하여 복합체 소재에 복합화시켜 제조되는 탄소나노판 복합체에 관해 개시되어 있다. In the following prior art document (Patent Document 1: KR2011-0016289A), a carbon nanoplate which is graphene oxide or graphene is chemically and physically dispersed therein, and then manufactured by complexing a composite material using a dispersion. A carbon nanoplatelet composite is disclosed.

KRKR 2011-00162892011-0016289 AA

본 발명은 폴리이미드와 그래핀의 복합 재료를 제조하는 방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing a composite material of polyimide and graphene.

본 발명은 균일한 품질을 가지는 폴리이미드 그래핀 복합 재료의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing a polyimide graphene composite material having a uniform quality.

본 발명은 잔류 응력을 완화시킨 폴리이미드 그래핀 복합 재료의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing a polyimide graphene composite material in which residual stress is relaxed.

본 발명 실시형태에 따른 복합 재료의 제조방법은, 용매를 마련하는 과정; 폴리이미드 및 그래핀 원료를 준비하는 과정; 및 상기 용매에 상기 폴리이미드 및 그래핀 원료를 용해시키고, 상기 그래핀 및 폴리이미드의 고체 함량이 2 내지 10wt% 가 되도록 하는 분산액을 형성하는 과정;을 포함한다. 여기에서 상기 복합 재료의 제조방법은 상기 분산액을 이용하여 스프레이 코팅으로 그래핀 및 폴리이미드 필름을 얻는 과정;을 포함할 수도 있다.Method for producing a composite material according to an embodiment of the present invention, the process of preparing a solvent; Preparing a polyimide and graphene raw material; And dissolving the polyimide and graphene raw materials in the solvent, and forming a dispersion such that the solid content of the graphene and polyimide is 2 to 10 wt%. Herein, the method of manufacturing the composite material may include obtaining a graphene and polyimide film by spray coating using the dispersion.

또한, 상기 분산액을 형성하는 과정은 제1 용매에 폴리이미드를 투입 용해시켜 제1 분산액을 형성하고, 제2 용매에 그래핀을 투입 용해시켜 제2 분산액을 형성하고, 제1 및 제2 분산액을 혼합하는 과정을 포함할 수 있다. In the forming of the dispersion, polyimide is added and dissolved in a first solvent to form a first dispersion, graphene is added and dissolved in a second solvent to form a second dispersion, and the first and second dispersions are formed. Mixing may be included.

상기 제1 용매는 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride), 에틸렌 클로라이드(Ethylene chloride), 클로로포름(Chloroform), 테트라클로로에탄(Tetrachloroethane), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofurane, THF), 디옥산(Dioxane), 아세토페논(Acetophenone), 사이클로헥사논(Cyclohexanone), 메타-크레졸(m-Cresol), 감마-부티로락톤(g-Butyrolactone), 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide, DMF), 디메틸아세트아미드(Dimethylacetamide, DMAC) 및 n-메틸피롤리디논(n-methylpyrrolidone, NMP) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수도 있다. The first solvent is methylene chloride, ethylene chloride, chloroform, chloroform, tetrachloroethane, tetrahydrofurane, THF, dioxane, acetophenone ), Cyclohexanone, meta-cresol, m-Cresol, gamma-butyrolactone, g-Butyrolactone, dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAC) and n-methyl It may include at least one of pyrrolidinone (n-methylpyrrolidone, NMP).

또한, 상기 제2 용매는 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride), 에틸렌 클로라이드(Ethylene chloride), 클로로포름(Chloroform), 테트라클로로에탄(Tetrachloroethane), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofurane, THF), 디옥산(Dioxane), 아세토페논(Acetophenone), 사이클로헥사논(Cyclohexanone), 메타-크레졸(m-Cresol), 감마-부티로락톤(g-Butyrolactone), 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide, DMF), 디메틸아세트아미드(Dimethylacetamide, DMAC), n-메틸피롤리디논(n-methylpyrrolidone, NMP), 증류수, 이소프로필알콜(IsoPropyl Alcohol ; IPA), 메틸이소브틸케톤(MethylIsoButylKetone) 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수도 있다. In addition, the second solvent is methylene chloride, ethylene chloride, chloroform, chloroform, tetrachloroethane, tetrahydrofurane, THF, dioxane, acetophenone (Acetophenone), cyclohexanone, meta-cresol (m-Cresol), gamma-butyrolactone (g-Butyrolactone), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAC), n It may include at least one of n-methylpyrrolidone (NMP), distilled water, isopropyl alcohol (IPA), methyl isobutyl ketone and ethanol.

그리고 상기 분산액을 형성 과정은 교반과 초음파 인가 방식 중 적어도 어느 하나를 포함할 수도 있다. The forming of the dispersion may include at least one of stirring and ultrasonic application.

특히, 상기 복합 재료는 그래핀 대 폴리이미드의 비율이 2 : 98 내지 12 : 88 의 범위일 수 있다. In particular, the composite material may have a ratio of graphene to polyimide in the range of 2:98 to 12:88.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 형태에 따르면, 간단하고 단순한 방법으로 폴리이미드와 그래핀의 복합체를 제조할 수 있다. 또한, 필름 형태의 폴리이미드-그래핀 복합체를 용이하게 제조할 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, a complex of polyimide and graphene can be prepared by a simple and simple method. In addition, the polyimide-graphene composite in the form of a film can be easily prepared.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 저점도로 균일하게 분산된 분산액을 사용하므로, 그래핀/폴리이미드 분산액은 고도로 안정하여, 용액 공정을 기반으로 하는 프로세스에 균일한 품질을 제공할 수 있다. 이로부터 제조되는 복합체는 전체에 걸쳐서 균일한 품질을 가질 수 있다. According to an embodiment of the present invention, since the dispersion is uniformly dispersed at low viscosity, the graphene / polyimide dispersion can be highly stable, providing uniform quality to processes based on solution processes. The composite produced therefrom may have a uniform quality throughout.

또한, 제조되는 복합체는 열전도도가 높고 잔류 응력이 낮은 폴리이미드-그래핀 복합체로 제조할 수 있다. 또한, 제조된 폴리이미드-그래핀 복합체는 열 방출이 우수하여 방열 시트에 활용될 수 있는 등, 다양한 전자 부품 및 소자에 활용될 수 있다.In addition, the prepared composite may be prepared from a polyimide-graphene composite having high thermal conductivity and low residual stress. In addition, the prepared polyimide-graphene composite may be utilized in various electronic components and devices, such as being excellent in heat dissipation and thus may be utilized in heat dissipation sheets.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 재료 제조 방법의 공정 흐름도.
도 2는 본 발명의 실험예에 따라 제조된 각 필름의 사진
도 3은 폴리이미드 필름의 전자현미경 사진.
도 4는 본 발명의 실험예에 따라 제조된 복합 재료 필름의 전자현미경 사진.
도 5는 본 발명의 실험예에 따라 제조된 각 필름의 잔류 응력 분석 결과도.
1 is a process flow diagram of a composite material manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a photograph of each film produced according to the experimental example of the present invention
3 is an electron micrograph of a polyimide film.
Figure 4 is an electron micrograph of the composite material film prepared according to the experimental example of the present invention.
5 is a residual stress analysis result of each film prepared according to the experimental example of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know.

본 발명의 실시 예에 따라 제조되는 복합 재료는 폴리이미드와 그래핀을 포함한다. 폴리이미드(polyimide)는 이미드 고리를 가지는 고분자 물질로 주로 방향족의 무수물 및 디아민을 이용하여 합성한다. 폴리이미드(polyimide) 수지는 이미드 고리의 화학적 안정성을 기초로 하여 우수한 내열성, 내화학성, 내마모성과 내후성 등을 보이며 그 외에도 낮은 열팽창율, 저 통기성 및 뛰어난 전기적 특성 등을 나타낸다. 다방면에 적용 가능한 물성들을 활용하여 고온 접착제, 엔지니어링 플라스틱 소재, 우주 항공 분야, 미소전자 분야, 광학 분야 등에 이르기 까지 널리 사용되어 왔으며, 세부 목적에 적합한 단량체들과 합성법 등의 개발이 보다 다양하고 정교하게 진전되면서 그 응용 범위가 점차 확대되고 있다. 주변에서 흔히 접할 수 있는 물품 내, 외부에 적용된 폴리이미드 수지의 사용 예로 휴대폰 내부에 주로 사용되는 연성 회로기판, LCD TV와 모니터의 배향막과 포토레지스트 등을 들 수 있고, 고온에서 사용되는 O-ring, 가스 크로마토그래피용 컬럼 물질 등의 산업체 적용 외에, 폴리이미드 수지를 이용하여 분자단위의 단층 필름인 Lang-muir-Blodgett(L-B) 필름 제조기술도 개발되어 보고된 바 있다. 폴리이미드(polyimide)는 최종적으로 획득되는 고분자 고체의 분자구조 및 성형 가공성에 따라 ① 곧은 사슬 열가소형, ② 곧은 사슬 비열가소형, ③ 열경화형의 세 가지 형태로 나눌 수 있다. 곧은 사슬 열가소형은 분자량 1~10만의 선상 고분자로서, 사출 성형/압출 성형이 가능한 가역적 열가소형 수지이다. 곧은 사슬 비열가소형은 분자량 1~10만의 선상 고분자이면서 용융 유동성이 없거나 또는 매우 나쁘기 때문에 용융 혼련(混練) 성형을 할 수 없는 것이므로 오로지 압축/소결법 또는 용액 캐스트/탈용매법으로 성형된다. 열경화성은 경화 반응성 모노머류(및 그들의 조합) 또는 그것을 예비 중합시킨 올리고머류를 틀에 넣어 가압하여 일정 시간 가열하여 3차원 가교한 경화 성형체로 하는 것이다. 올리고머류는 B스테이지 폴리머(분자량 300~3,000 정도)로 일컬어지는 것으로서, 상온에서는 고체이지만 용매에 가용이고 또한 불가역적 열가소성을 나타낸다. 본 실시 예에서는 디아민(diamine), 5(6)-아미노-1-(4’아미노페닐)-1,3-트리메틸인데인(5(6)-amino-1-(4’ aminophenyl)-1,3-trimethylindane)을 기초로 한 용해 가능한 열가소성 폴리이미드를 사용하였다.The composite material prepared according to the embodiment of the present invention includes polyimide and graphene. Polyimide is a high molecular material having an imide ring, and is mainly synthesized using aromatic anhydrides and diamines. Polyimide resins exhibit excellent heat resistance, chemical resistance, abrasion resistance and weather resistance based on the chemical stability of the imide ring, and also exhibit low thermal expansion rate, low breathability, and excellent electrical properties. It has been used extensively in various applications such as high temperature adhesives, engineering plastic materials, aerospace, microelectronics, and optics, and the development of monomers and synthesis methods for more detailed purposes is becoming more diverse and elaborate. As the process progresses, its application range is gradually expanding. Examples of the polyimide resin applied to the inside and outside of articles commonly encountered in the surroundings include flexible circuit boards mainly used inside mobile phones, alignment films and photoresists of LCD TVs and monitors, and O-rings used at high temperatures. In addition to industrial applications such as column chromatography for gas chromatography, a technique for producing Lang-muir-Blodgett (LB) film, which is a monolayer film of a molecular unit using polyimide resin, has been developed and reported. Polyimide can be divided into three types: ① straight chain thermoplastic, ② straight chain non-thermoplastic, and ③ thermosetting according to the molecular structure and molding processability of the finally obtained polymer solid. Straight chain thermoplastics are linear polymers with molecular weights of 1 to 100,000, and are reversible thermoplastic resins capable of injection molding / extrusion molding. The straight chain non-thermoplastic type is a linear polymer having a molecular weight of 100,000 to 100,000 and cannot be melt kneaded because it has no melt flowability or is very bad, and is thus formed by compression / sintering or solution cast / desolvent method. The thermosetting property is obtained by curing reactive monomers (and a combination thereof) or an oligomer prepared by preliminarily polymerizing the monomer (s) and pressurizing the mixture by heating for a predetermined time to obtain a cured molded article which is three-dimensionally crosslinked. The oligomers are referred to as B stage polymers (molecular weights of about 300 to 3,000) and are solid at room temperature but soluble in a solvent and exhibit irreversible thermoplastic. In this embodiment, diamine, 5 (6) -amino-1- (4'aminophenyl) -1,3-trimethylinyne (5 (6) -amino-1- (4 'aminophenyl) -1, Soluble thermoplastic polyimide based on 3-trimethylindane) was used.

그래핀은 흑연의 표면층을 한 겹 벗긴 탄소나노물질이다. 즉, 흑연은 탄소를 6각형의 벌집모양으로 층층이 쌓아올린 구조로 이루어져 있는데, 그래핀은 흑연에서 가장 얇게 한 겹을 떼어낸 것이라 볼 수 있다. 탄소동소체(同素體)인 그래핀은 탄소나노튜브, 풀러린(Fullerene)처럼 원자번호 6번인 탄소로 구성된 나노물질이다. 2차원 평면 형태를 가지고 있으며, 두께는 0.2nm(1nm은 10억 분의 1m) 즉 100억 분의 2m 정도로 엄청나게 얇으면서 물리적·화학적 안정성도 높다. 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 단결정 실리콘보다 100배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있다. 강도는 강철보다 200배 이상 강하며, 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높다. 또 탄성이 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적 성질을 잃지 않는다. 이런 특성으로 인해 그래핀은 차세대 신소재로 각광받는 탄소나노튜브를 뛰어넘는 소재로 평가받고 있으며, 탄소나노튜브보다 균일한 금속성을 갖고 있기 때문에 산업적으로 응용될 가능성이 더 크다. 또한, 그래핀은 구부릴 수 있는 디스플레이나 전자종이, 착용식 컴퓨터 등을 만들 수 있는 전자정보 산업분야의 미래 신소재로 주목받고 있다. 본 실시 예에서 그래핀은 그라파이트(graphite)를 강한 산성으로 박리하고 높은 온도에서의 열팽창에 의해 제조되었다.
Graphene is a carbon nano material with one layer of graphite stripped off. In other words, graphite has a structure in which carbon layers are stacked in a hexagonal honeycomb shape, and graphene may be regarded as the thinnest layer of graphite. Graphene, a carbon allotrope, is a nanomaterial composed of carbon number 6, such as carbon nanotubes and fullerenes. It has a two-dimensional planar shape, and its thickness is 0.2nm (1nm is 1m / 1 billion) or 2m / 10 billion, which is extremely thin and has high physical and chemical stability. It is 100 times more electricity than copper, and can transfer electrons 100 times faster than single crystal silicon, which is mainly used as a semiconductor. The strength is more than 200 times stronger than steel, and more than twice the thermal conductivity of diamond, which boasts the highest thermal conductivity. In addition, it has excellent elasticity and does not lose its electrical properties even when stretched or bent. Due to these characteristics, graphene is evaluated as a material that surpasses carbon nanotubes, which is emerging as a next-generation new material, and is more likely to be applied industrially since it has a uniform metallicity than carbon nanotubes. In addition, graphene is attracting attention as a future new material in the electronic information industry that can make bendable displays, electronic paper, wearable computers and the like. In this example, graphene was prepared by exfoliating graphite with strong acid and thermal expansion at high temperature.

본 발명의 실시 예에 따라 제조되는 폴리이미드-그래핀 복합 재료는 용액에 상기의 그래핀과 폴리이미드를 용해시킨 저점도의 분산액을 사용하여 제조하므로 두 물질이 균일하게 분산한 형태로 제조되며, 시트, 필름, 벌크 등 다양한 형태로 제조될 수 있다.
The polyimide-graphene composite material prepared according to the embodiment of the present invention is prepared using a low viscosity dispersion in which the graphene and polyimide are dissolved in a solution, so that the two materials are uniformly dispersed. It can be produced in various forms such as sheets, films, and bulk.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 재료 제조 방법의 공정 흐름도이다.1 is a process flowchart of a composite material manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 복합체 제조 방법은 용매를 마련하는 과정, 폴리이미드 및 그래핀을 준비하는 과정, 상기 용매에 폴리이미드 및 그래핀 원료를 용해시키고 고체함량을 제어하여 분산액을 형성하는 과정을 포함한다.Referring to Figure 1, the composite manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a process for preparing a solvent, preparing a polyimide and graphene, by dissolving the polyimide and graphene raw material in the solvent and controlling the solids content Forming a dispersion.

우선, 원료를 준비한다. 즉, 폴리이미드 및 그래핀, 이들을 용해시킬 용매를 각각 준비한다. 폴리이미드는 상기에 설명한 바와 같이 디아민(diamine), 5(6)-아미노-1-(4’아미노페닐)-1,3-트리메틸인데인(5(6)-amino-1-(4’ aminophenyl)-1,3-trimethylindane)을 기초로 한 용해 가능한 열가소성 폴리이미드를 사용하며, 그래핀은 그라파이트(graphite)를 강한 산성으로 박리하고 높은 온도에서의 열팽창에 의해 제조된다. First, prepare raw materials. That is, polyimide and graphene, and a solvent for dissolving them are prepared, respectively. The polyimide is diamine, 5 (6) -amino-1- (4'aminophenyl) -1,3-trimethylinyne (5 (6) -amino-1- (4 'aminophenyl), as described above. Soluble thermoplastic polyimide based on) -1,3-trimethylindane) is used, and graphene is prepared by exfoliating graphite with strong acid and thermal expansion at high temperatures.

여기서, 그래핀은 스타우덴마이어(Staudenmaier)의 방법에 따라 제조될 수 있다. 예컨대, 2구 둥근 플라스크에 흑연 분말 5g, 부피비 2:1의 황산 90㎖, 질산 45㎖을 넣고, 0℃ 부근에서 염소산칼륨 25g 을 천천히 투입한 후 상온에서 3일간 교반한다. 상기 용액이 pH 6 부근의 중성이 될 때까지 세척, 여과를 수차례 반복하고 80℃에서 진공 건조한 후 파쇄한다. 상기 방법으로 제조된 건조한 산화흑연을 아르곤 가스 분위기에서 500℃ 내지,1000℃, 바람직하게는 1000℃의 전기로에서 5분간 열처리하여 흑연의 각 층이 얇은 박판 형태의 대부분 박리된 그래핀을 얻는다. 물론 그래핀의 제조 방법이 특별히 한정되지는 않는다. Here, the graphene may be manufactured according to the method of Staudenmaier. For example, 5 g of graphite powder, 90 mL of sulfuric acid at a volume ratio of 2: 1, and 45 mL of nitric acid were added to a two-necked round flask, and 25 g of potassium chlorate was slowly added at around 0 ° C, followed by stirring at room temperature for 3 days. The solution is washed and filtered several times, neutralized to pH around 6, dried in vacuo at 80 ° C. and crushed. The dried graphite oxide prepared by the above method is heat-treated for 5 minutes in an electric furnace at 500 ° C. to 1000 ° C., preferably 1000 ° C., in an argon gas atmosphere to obtain graphene in which each layer of graphite is thinly thin. Of course, the method for producing graphene is not particularly limited.

용매는 각 고체 원료를 용해시킬 수는 액체를 선택한다. 폴리이미드를 투입하여 용해시킬 용매로는 폴리이미드에 용해성을 가지는 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride), 에틸렌 클로라이드(Ethylene chloride), 클로로포름(Chloroform), 테트라클로로에탄(Tetrachloroethane), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofurane, THF), 디옥산(Dioxane), 아세토페논(Acetophenone), 사이클로헥사논(Cyclohexanone), 메타-크레졸(m-Cresol), 감마-부티로락톤(g-Butyrolactone), 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide, DMF), 디메틸아세트아미드(Dimethylacetamide, DMAC) 및 n-메틸피롤리디논(n-methylpyrrolidone, NMP) 중 적어도 어느 하나를 사용한다. 또한, 그래핀을 투입하여 용해시킬 용매로는 상술한 폴리이드미드를 용해시킬 용매 중 적어도 어느 하나가 사용될 수도 있으며, 이외에도 그래핀에 용해성을 가지는 증류수, 이소프로필알콜(IsoPropyl Alcohol ; IPA), 메틸이소부틸케톤(MethylIsoButylKetone) 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 어느 하나가 사용될 수도 있다. 이들 용매는 단독으로 사용되거나 일정 비율의 혼합 용액으로 사용될 수 있다. The solvent selects a liquid that can dissolve each solid raw material. Solvents to be dissolved by adding polyimide include methylene chloride, ethylene chloride, ethylene chloride, chloroform, tetrachloroethane, tetrahydrofuran (THF), which are soluble in polyimide. Dioxane, Acetophenone, Cyclohexanone, Meta-cresol, Gamma-butyrolactone, Dimethylformamide, Dimethylformamide At least one of acetamide (Dimethylacetamide, DMAC) and n-methylpyrrolidinone (NMP) is used. In addition, at least any one of the solvents for dissolving the polyimide may be used as the solvent for dissolving the graphene. In addition, distilled water, isopropyl alcohol (IPA), methyl having solubility in graphene may be used. At least one of isobutyl ketone (MethylIsoButylKetone) and ethanol may be used. These solvents may be used alone or in a proportion of the mixed solution.

이어서, 각 고체 원료(폴리이미드, 그래핀)를 용매에 완전히 녹여 용액 상태로 만든다. 원하는 양의 분말 상의 폴리이미드를 제1 용매 즉, 상기에 제시한 폴리이미드에 용해성을 가지는 제1 용매에 투입하고 완전히 용해시켜 제1 분산액을 형성한다. 또한, 원하는 양의 그래핀 분말을 제2 용매 즉, 상기에 제시한 그래핀에 용해성을 가지는 제2 용매에 투입하고 완전히 용해시켜 제2 분산액을 형성한다. 이때, 각 분산액은 충분한 시간 교반하거나 초음파를 인가하여 각 고체 용질이 완전히 녹아 충분히 분산된 용액으로 제조한다. 상기 제1 분산액 및 제2 분산액을 혼합하여 폴리이미드와 그래핀이 균일하게 분산된 분산액을 형성한다. 이때, 제1 분산액 및 제2 분산액이 충분히 혼합되도록 교반 및/혹은 초음파의 인가가 추가적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 50℃ 부근의 온도에서 교반 및 초음파 처리하는 복합 처리를 수행하여 분산 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. Subsequently, each solid raw material (polyimide, graphene) is completely dissolved in a solvent to bring it into solution. A desired amount of powdered polyimide is added to a first solvent, i.e., a first solvent having solubility in the above-described polyimide, and completely dissolved to form a first dispersion. In addition, a desired amount of graphene powder is added to a second solvent, that is, a second solvent having solubility in the above-described graphene, and completely dissolved to form a second dispersion. At this time, each dispersion is stirred for a sufficient time or by applying ultrasonic waves, so that each solid solute is completely dissolved into a fully dispersed solution. The first dispersion and the second dispersion are mixed to form a dispersion in which polyimide and graphene are uniformly dispersed. In this case, stirring and / or application of ultrasonic waves may be additionally performed to sufficiently mix the first dispersion liquid and the second dispersion liquid. For example, a dispersion treatment may be further improved by carrying out a complex treatment of stirring and sonicating at a temperature around 50 ° C.

이처럼 형성되는 분산액에서 고체 중량은 즉 폴리이미드와 그래핀의 함량은 이후 사용할 용도 및 요구되는 물성에 따라 다양하게 변경 가능하다. 예컨대, 폴리이미드와 그래핀의 함량을 2 내지 10 중량%로 조성하여 저점도의 분산액을 제조할 수 있다. 이러한 저점도 분산액은 고도로 안정하여, 용액 공정을 기반으로 하는 프로세스에 균일한 품질을 제공한다. 이때, 분산액은 스프레이 코팅에 사용되는 것으로, 폴리이미드와 그래핀의 함량이 2 중량% 미만으로 지나치게 낮은 경우에는 스프레이 코팅 이후에 수행되는 건조 공정, 즉 용매를 제거하는 공정에 소요되는 시간이 길어지게 되고, 이에 따라 공정 효율이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 폴리이미드와 그래핀의 함량이 10 중량%를 초과하는 경우에는 점도가 증가하여 미세 노즐의 막힘 현상이 발생하여, 스프레이 코팅 공정 자체가 중단되거나 공정 중 노즐의 개폐가 불규칙적으로 발생하여 막질이 불균일해지는 문제점이 발생할 수도 있다. 또한, 고체 함량을 2 내지 10 중량%로 조성하는 경우 스프레이 코팅을 적용하는 데 유리하다.In the dispersion thus formed, the solid weight, that is, the content of polyimide and graphene may be variously changed depending on the intended use and required physical properties. For example, the composition of the polyimide and graphene may be prepared in 2 to 10 wt% to prepare a low viscosity dispersion. These low viscosity dispersions are highly stable, providing uniform quality to processes based on solution processes. In this case, the dispersion is used for spray coating, and if the content of polyimide and graphene is too low, less than 2% by weight, the drying process performed after spray coating, that is, the time required to remove the solvent may be longer. As a result, there is a problem that the process efficiency is lowered. In addition, when the content of polyimide and graphene exceeds 10% by weight, the viscosity increases to cause clogging of the fine nozzle, so that the spray coating process itself is stopped or the opening and closing of the nozzle irregularly occurs during the process to prevent film quality. Unevenness may also occur. It is also advantageous to apply a spray coating when the solids content is formulated at 2 to 10% by weight.

또한, 복합 재료 내의 그래핀 대 폴리이미드의 비율은 요구되는 물성에 따라 다양하게 변경 가능하다. 예컨대, 그래핀 대 폴리이미드의 비율이 2 : 98 내지 12 : 88 의 범위인 것이 좋다. 그래핀의 양이 너무 적으면 전도성 등 그래핀의 특성이 발현되지 않으며, 그래핀의 양이 너무 많으면 내열성 등 폴리이미드가 가지고 있는 우수한 특성이 저하된다. 이와 같이 제조된 복합 재료는 탄소강, 스테인레스강, 알루미늄강 및 기타 합금강 등의 금속 표면에 코팅막을 형성하는데 사용될 수 있으며, 이를 통해 금속의 열전도 특성 및 내부식성을 향상시킬 수 있다.
In addition, the ratio of graphene to polyimide in the composite material can be variously changed according to required physical properties. For example, the ratio of graphene to polyimide may be in the range of 2:98 to 12:88. If the amount of graphene is too small, the characteristics of graphene, such as conductivity, are not expressed, and if the amount of graphene is too large, excellent properties of polyimide, such as heat resistance, are degraded. The composite material thus prepared may be used to form a coating film on metal surfaces such as carbon steel, stainless steel, aluminum steel, and other alloy steels, thereby improving thermal conductivity and corrosion resistance of the metal.

상기와 같이 제조된 분산액을 이용하여 복합 재료 예컨대 복합 재료 필름을 제조한다. 기판을 마련하고, 기판 상에 상기의 분산액을 스프레이 방식으로 분사하여 코팅막 혹은 코팅 필름을 제조한다. 이때, 기판과 코팅막 간의 접착 특성이 요구되는 경우에는 기판으로서 알루미늄이나 강(鋼), 스테인레스 강(stainless steel), 황동(brass), 티타늄(titanium) 등의 금속물질을 사용할 수도 있고, 기판을 단순히 지지체로 사용하는 경우에는 폴리이미드와 접착 특성이 좋지 않아 코팅막을 손쉽게 박리시킬 수 있는 유리 등이 사용될 수도 있다. 필요에 따라서 유리의 표면 처리를 통해 코팅막과 기판 간의 접착 특성을 향상시킬 수도 있다. A composite material such as a composite material film is prepared using the dispersion prepared as described above. A substrate is prepared, and the dispersion is sprayed onto the substrate by a spray method to produce a coating film or a coating film. In this case, when the adhesive property between the substrate and the coating film is required, a metal material such as aluminum, steel, stainless steel, brass, titanium, or the like may be used as the substrate. In the case of using as a support, glass and the like that can easily peel off the coating film due to poor adhesion properties with polyimide may be used. If necessary, the adhesion between the coating film and the substrate may be improved by surface treatment of the glass.

이후, 기판에 형성된 복합체 코팅막을 건조하여 그래핀-폴리이미드 복합 재료를 얻는다. 이때, 120 ℃ 정도의 진공오븐에서 15시간 진공건조시켜주는 것이 좋다. 그리고 기판 상에 형성된 복합 재료 코팅막을 물에 침지시키면, 상기 복합 재료 코팅막을 기판으로부터 손쉽게 분리시킬 수 있다.
Thereafter, the composite coating film formed on the substrate is dried to obtain a graphene-polyimide composite material. At this time, it is good to dry for 15 hours in a vacuum oven at about 120 ℃. When the composite coating film formed on the substrate is immersed in water, the composite coating film can be easily separated from the substrate.

하기에서는 구체적인 실험 예를 설명한다. 상기 설명된 방법을 이용하여 시바(Ciba Specialty Chemicals)사에서 제공된 폴리이미드 및 상기 방법으로 제조된 그래핀을 각각 용매에 용해시켜 분산액을 제조하였다. 이때, 제1 용매로는 Methylene chloride(순도 98%)가 사용되었으며, 제2 용매로는 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride)가 사용되었다. 그래핀 대 폴리이미드 비는 중량%로 2 : 98, 5 : 95, 8 : 92 및 12 : 88 이였으며, 용매 내 고체 함량은 5 wt%로 하였다. 이후, 분산액을 이용하여 유리 기판에 스프레이 방식으로 코팅하여 그래핀-폴리이미드 복합 재료 필름을 얻었다. In the following, specific experimental examples will be described. Using the method described above, a polyimide provided by Ciba Specialty Chemicals and graphene prepared by the above method were dissolved in a solvent, respectively, to prepare a dispersion. At this time, Methylene chloride (purity 98%) was used as the first solvent, methylene chloride (Methylene chloride) was used as the second solvent. Graphene to polyimide ratios were 2:98, 5:95, 8:92, and 12:88 by weight, with a solids content of 5 wt% in the solvent. Thereafter, the glass substrate was spray-coated using the dispersion to obtain a graphene-polyimide composite material film.

또한, 복합 재료 필름과 대비를 위하여 폴리이미드 필름을 준비하였다. 즉, 폴리이미드가 용해된 용액을 유리 기판에 스프레이 코팅하고 건조하여 폴리이미드 필름을 준비하였다.In addition, a polyimide film was prepared for comparison with the composite material film. That is, the polyimide-dissolved solution was spray coated on a glass substrate and dried to prepare a polyimide film.

이처럼 제조된 필름의 모폴로지를 관찰하고, 잔류 응력 거동을 조사하였다. 각 분석에는 전자현미경 및 자체 제작한 잔류 응력 분석기(Residual Stress Analyzer)가 사용되었다. The morphology of the film thus produced was observed and the residual stress behavior was investigated. For each analysis, an electron microscope and a built-in residual stress analyzer were used.

도 2는 제조된 각 필름의 사진이다. 도 2의 (a)는 순수한 폴리이미드 필름이고, 도 2의 (b) 내지 (e)는 순서대로 그래핀 대 폴리이미드 비는 2 : 98, 5 : 95, 8 : 92 및 12 : 88인 경우이다. 순수한 폴리이미드 필름의 경우 노란색 색상을 보이며, 그래핀이 함유되는 파란색을 띠게 되고, 그래핀 량이 증가하면서 진한 파란색을 보인다. 2 is a photograph of each film produced. (A) of FIG. 2 is a pure polyimide film, and (b) to (e) of FIG. 2 are graphene to polyimide ratios in order of 2:98, 5:95, 8:92 and 12:88. to be. Pure polyimide film has a yellow color, has a blue color containing graphene, and shows a dark blue color as the amount of graphene increases.

도 3은 순수한 폴리이미드 필름의 전자현미경(SEM) 사진이고, 도 4는 그래핀 대 폴리이미드 비가 2 : 98인 복합 재료 필름의 전자현미경(SEM) 사진이다. 각 사진의 (a) 와 (b)는 동일 필름을 다른 배율로 촬영한 것이다. 도 3 사진에서 볼 수 있듯이 폴리이미드 필름은 다공성 모폴로지를 보인다. 또한, 도 4에서 볼 수 있듯이 스프레이 코팅된 폴리이미드/그래핀 복합 필름도 다공성 모폴로지를 나타냄을 확인할 수 있다. 그래핀이 도입되어도 폴리이미드의 다공성 구조 및 소수성 표면은 그대로 유지된다.3 is an electron micrograph (SEM) of a pure polyimide film, and FIG. 4 is an electron micrograph (SEM) of a composite material film having a graphene to polyimide ratio of 2:98. (A) and (b) of each photograph photographed the same film by a different magnification. As can be seen in Figure 3, the polyimide film shows a porous morphology. In addition, as shown in Figure 4 it can be seen that the spray-coated polyimide / graphene composite film also exhibits a porous morphology. Even if graphene is introduced, the porous structure and the hydrophobic surface of the polyimide remain intact.

도 5는 본 발명의 실험 예에 따라 제조된 각 필름의 잔류 응력 분석 결과도이다. 즉, 순수한 폴리이미드 필름(a) 및 그래핀 대 폴리이미드 비가 2 : 98(b), 5 : 95(c), 8 : 92(d)인 복합 필름의 잔류 응력 분석 결과이다. 모든 샘플은 상온에서 200℃ 까지 5℃/min의 승온 속도로 잔류 응력 분석이 실행되었으며, 최고 온도(200℃)로부터 30분간의 유지 시간 후 자연 냉각의 동일한 조건을 갖는다. 순수 폴리이미드 샘플과 그래핀 함유 샘플 모두 전형적인 잔류 응력 거동을 나타내는데, 열 처리에 의한 잔류 응력 감쇄, 최고 온도에서의 최저 잔류 응력 등이 그것이다. 순수 폴리이미드 필름에 비하여 복합 필름의 잔류 응력이 완화된 것으로 나타나며, 잔류 응력의 변화가 낮음을 알 수 있다. 또한, 총 잔류 응력의 변화는 순수 폴리이미드 필름 > 그래핀 2wt% > 그래핀 5wt% > 그래핀 8wt% 순으로 나타난다. 이로부터 그래핀/폴리이미드 기반 분산액으로 제조된 필름은 그래핀을 함유하지 않은 필름에 비해 열적 환경에 대한 잔류 응력이 크게 완화되었음을 확인할 수 있었다.
5 is a residual stress analysis result of each film prepared according to the experimental example of the present invention. That is, the results of residual stress analysis of the pure polyimide film (a) and the composite film having a graphene to polyimide ratio of 2:98 (b), 5:95 (c), and 8:92 (d). All samples were subjected to residual stress analysis at an elevated temperature rate of 5 ° C./min from room temperature to 200 ° C., with the same conditions of natural cooling after a 30 minute hold time from the highest temperature (200 ° C.). Both pure polyimide samples and graphene containing samples exhibit typical residual stress behaviors, such as residual stress attenuation by heat treatment, lowest residual stress at maximum temperatures, and the like. Compared with the pure polyimide film, the residual stress of the composite film appears to be relaxed, and it can be seen that the change of the residual stress is low. In addition, the change in the total residual stress is shown in the order of pure polyimide film> graphene 2wt%> graphene 5wt%> graphene 8wt%. From this, it was confirmed that the film prepared with the graphene / polyimide-based dispersion was significantly relieved of the residual stress on the thermal environment compared to the film containing no graphene.

이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시 예들 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to the above-mentioned embodiment and an accompanying drawing, this invention is not limited to this, It is limited by the following claims. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified and modified without departing from the technical spirit of the following claims.

Claims (7)

복합 재료의 제조 방법으로서,
용매를 마련하는 과정;
폴리이미드 및 그래핀 원료를 준비하는 과정; 및
상기 용매에 상기 폴리이미드 및 그래핀 원료를 용해시키고, 상기 그래핀 및 폴리이미드의 고체 함량이 2 내지 10wt% 가 되도록 하는 분산액을 형성하는 과정;을 포함하되,
상기 분산액을 형성하는 과정은 제1 용매에 폴리이미드를 투입 용해시켜 제1 분산액을 형성하고, 제2 용매에 그래핀을 투입 용해시켜 제2 분산액을 형성하고, 제1 및 제2 분산액을 혼합하는 과정을 포함하는 복합 재료의 제조 방법.
As a method for producing a composite material,
Preparing a solvent;
Preparing a polyimide and graphene raw material; And
And dissolving the polyimide and graphene raw materials in the solvent, and forming a dispersion such that the solid content of the graphene and polyimide is 2 to 10 wt%.
In the process of forming the dispersion, by adding and dissolving polyimide in a first solvent to form a first dispersion, by adding and dissolving graphene in a second solvent to form a second dispersion, and mixing the first and second dispersion Process for producing a composite material comprising the process.
청구항 1에 있어서,
상기 분산액을 이용하여 스프레이 코팅으로 그래핀 및 폴리이미드 필름을 얻는 과정;을 포함하는 복합 재료의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Obtaining a graphene and polyimide film by spray coating using the dispersion; Method of manufacturing a composite material comprising a.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1 용매는 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride), 에틸렌 클로라이드(Ethylene chloride), 클로로포름(Chloroform), 테트라클로로에탄(Tetrachloroethane), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofurane, THF), 디옥산(Dioxane), 아세토페논(Acetophenone), 사이클로헥사논(Cyclohexanone), 메타-크레졸(m-Cresol), 감마-부티로락톤(g-Butyrolactone), 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide, DMF), 디메틸아세트아미드(Dimethylacetamide, DMAC) 및 n-메틸피롤리디논(n-methylpyrrolidone, NMP) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 복합 재료의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The first solvent is methylene chloride, ethylene chloride, chloroform, chloroform, tetrachloroethane, tetrahydrofurane, THF, dioxane, acetophenone ), Cyclohexanone, meta-cresol, m-Cresol, gamma-butyrolactone, g-Butyrolactone, dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAC) and n-methyl A method for producing a composite material comprising at least one of pyrrolidinone (n-methylpyrrolidone, NMP).
청구항 1에 있어서,
상기 제2 용매는 메틸렌 클로라이드(Methylene chloride), 에틸렌 클로라이드(Ethylene chloride), 클로로포름(Chloroform), 테트라클로로에탄(Tetrachloroethane), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofurane, THF), 디옥산(Dioxane), 아세토페논(Acetophenone), 사이클로헥사논(Cyclohexanone), 메타-크레졸(m-Cresol), 감마-부티로락톤(g-Butyrolactone), 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide, DMF), 디메틸아세트아미드(Dimethylacetamide, DMAC), n-메틸피롤리디논(n-methylpyrrolidone, NMP), 증류수, 이소프로필알콜(IsoPropyl Alcohol ; IPA), 메틸이소브틸케톤(MethylIsoButylKetone) 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 복합 재료의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The second solvent is methylene chloride, ethylene chloride, chloroform, chloroform, tetrachloroethane, tetrahydrofurane, THF, dioxane, acetophenone ), Cyclohexanone, meta-cresol, m-Cresol, gamma-butyrolactone, g-Butyrolactone, dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAC), n-methyl Method for producing a composite material comprising at least one of pyrrolidinone (n-methylpyrrolidone, NMP), distilled water, isopropyl alcohol (IPA), methyl isobutyl ketone and ethanol.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 분산액을 형성 과정은 교반과 초음파 인가 방식 중 적어도 어느 하나를 포함하는 복합 재료 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2,
Forming the dispersion process is a composite material manufacturing method comprising at least one of stirring and ultrasonic application method.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 복합 재료는 그래핀 대 폴리이미드의 비율이 2 : 98 내지 12 : 88 의 범위인 복합 재료 제조 방법.
The method according to claim 1 or 2,
Said composite material having a graphene to polyimide ratio of from 2:98 to 12:88.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102081098B1 (en) * 2018-01-16 2020-02-25 에스케이씨코오롱피아이 주식회사 Black Polyimide Film and Method for Preparing The Same
KR102293269B1 (en) * 2019-03-12 2021-08-24 한국자동차연구원 Manufacturing method of polyimide composite film having low dielectric loss and flexible circuit board using them
KR102606060B1 (en) * 2021-09-30 2023-11-29 피아이첨단소재 주식회사 Polyimide film comprising gpaphene platelets and manufacturing method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110069201A (en) * 2009-12-17 2011-06-23 거림테크 주식회사 Dispertion method of carbon nano sheet
KR20110078117A (en) * 2009-12-30 2011-07-07 주식회사 효성 Antistatic resin composition with graphene

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110069201A (en) * 2009-12-17 2011-06-23 거림테크 주식회사 Dispertion method of carbon nano sheet
KR20110078117A (en) * 2009-12-30 2011-07-07 주식회사 효성 Antistatic resin composition with graphene

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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