KR101991898B1 - Method for dispersing carbon nanotubes in monomer and reaction injection molding method and apparatus using the same - Google Patents

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KR101991898B1 KR1020180029598A KR20180029598A KR101991898B1 KR 101991898 B1 KR101991898 B1 KR 101991898B1 KR 1020180029598 A KR1020180029598 A KR 1020180029598A KR 20180029598 A KR20180029598 A KR 20180029598A KR 101991898 B1 KR101991898 B1 KR 101991898B1
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박영빈
강구혁
이윤선
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울산과학기술원
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Abstract

The present invention relates to a dispersion method of carbon nanotubes in monomers, a reaction injection molding method using the same, and an apparatus thereof. The present invention includes: a raw monomer preparing step of preparing two or more raw monomers in a liquid form as a raw material for a reaction injection molding; a raw material mixing step of forming a raw monomer mixture of a liquid form by mixing the two or more raw monomers of a liquid form prepared in the raw monomer preparing step; a carbon nanotube adding step of adding carbon nanotubes to the raw monomer mixture formed through the raw material mixing step; an anti-aggregation material adding step of adding an anti-aggregation material for preventing the aggregation of the carbon nanotubes to the raw monomer mixture formed through the raw material mixing step; and an injection step of injecting the raw monomer mixture of a liquid form, added with the anti-aggregation material and the carbon nanotubes prepared through the carbon nanotube adding step and the anti-aggregation material adding step, into a reaction injection and forming mold. In the reaction injecting and molding method, the anti-aggregation material is powder of a polymer generated by a polymerization reaction with the raw monomer compound of a liquid form. The present invention is able to improve physical properties.

Description

단량체 내 탄소나노튜브의 분산 방법, 이를 이용한 반응 사출 성형 방법 및 장치 {METHOD FOR DISPERSING CARBON NANOTUBES IN MONOMER AND REACTION INJECTION MOLDING METHOD AND APPARATUS USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method of dispersing carbon nanotubes in a monomer, a reaction injection molding method using the same,

본 발명은 반응 사출 성형 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반응 사출 성형에 사용되는 단량체에 탄소나노튜브를 적용하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reaction injection molding technique, and more particularly, to a technique of applying carbon nanotubes to monomers used in reactive injection molding.

반응 사출 성형(RIM: Reaction Injection Molding)은 단량체로부터 중합된 고분자를 다시 녹여 사출 성형하는 일반 사출 성형과는 달리, 금형 내에서 단량체로부터 고분자로의 중합과 동시에 성형이 이루어지도록 한 성형방법이다.RIM (Reaction Injection Molding) is a molding method in which molding is performed simultaneously with polymerization from a monomer to a polymer in a mold, unlike general injection molding in which a polymer polymerized from a monomer is melted and injection molded.

반응 사출 성형은 저점도의 단량체를 사출하기 때문에 사출압 및 금형 지지압이 작아도 되므로 설비비가 저감된다는 장점을 갖는다.Reactive injection molding is advantageous in that the injection cost and the mold support pressure can be made small because the monomer of low viscosity is injected, so the equipment cost is reduced.

반응 사출 성형 공정 중 제조 물품의 물성 향상을 위하여 단량체에 탄소나노튜브(CNT)를 혼합할 필요가 있는데, 탄소나노튜브는 탄소가 일자로 배열되어 있는 형상에 의해 분자간의 인력이 크기 때문에, 탄소나노튜브 사이의 뭉침(응집) 현상이 발생한다. 이러한 탄소나노튜브의 뭉침을 개선하기 위하여 초음파 처리를 통해 탄소나노튜브를 분산시키는 기술이 사용되고 있으나, 초음파 분산 후에도 재뭉침 현상이 발생하여 문제가 되고 있는 실정이다.It is necessary to mix carbon monotubes (CNTs) with monomers in order to improve the physical properties of articles to be produced during the reaction injection molding process. Since carbon nanotubes have a large attractive force between molecules due to the shape in which carbon atoms are arranged in a straight line, A phenomenon of agglomeration occurs between the tubes. In order to improve the aggregation of carbon nanotubes, a technique of dispersing carbon nanotubes through ultrasonic treatment has been used, but after the ultrasonic dispersion, re-aggregation phenomenon has been a problem.

대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1303899 "고분자-탄소나노튜브 복합 입자의 제조 방법" (2013.09.05.)Korean Registered Patent Publication No. 10-1303899 "Method of producing polymer-carbon nanotube composite particles" (2013.09.05.)

본 발명의 목적은 반응 사출 성형에 사용되는 원료인 액상의 단량체에서 물성 향상을 위해 첨가되는 탄소나노튜브를 효과적으로 분산시키는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for effectively dispersing carbon nanotubes added for improving physical properties in liquid monomers which are raw materials used in reactive injection molding.

본 발명의 다른 목적은 반응 사출 성형에 사용되는 원료인 액상의 단량체에 물성 향상을 위해 첨가되는 탄소나노튜브를 효과적으로 분산시키는 반응 사출 성형 방법 및 장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a reaction injection molding method and apparatus for effectively dispersing carbon nanotubes added for improving physical properties to liquid monomers which are raw materials used in reactive injection molding.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르면, 액상의 단량체가 준비되는 단량체 준비 단계; 상기 액상의 단량체에 탄소나노튜브가 첨가되는 탄소나노튜브 첨가 단계; 및 상기 액상의 단량체에 상기 탄소나노튜브의 응집을 방지하는 응집 방지 물질이 첨가되는 응집 방지 물질 첨가 단계를 포함하며, 상기 응집 방지 물질은 상기 액상의 단량체가 중합 반응에 의해 생성되는 중합체의 용융 상태 물질인 단량체 내 탄소나노튜브의 분산 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for preparing a liquid monomer, comprising: preparing a monomer; Adding a carbon nanotube to the liquid phase monomer; And an anti-flocculant substance added to the liquid monomer to prevent flocculation of the carbon nanotubes, wherein the flocculant material is a substance in which the liquid monomer is in a molten state of the polymer produced by the polymerization reaction There is provided a method for dispersing carbon nanotubes in a monomer which is a substance.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 반응 사출 성형의 원료인 둘 이상의 액상의 원료 단량체들이 준비되는 원료 단량체 준비 단계; 상기 원료 단량체 준비 단계에서 준비된 상기 둘 이상의 액상의 원료 단량체들이 혼합되어서 액상의 원료 단량체 혼합물이 형성되는 원료 혼합 단계; 상기 원료 혼합 단계를 통해 형성된 상기 원료 단량체 혼합물에 탄소나노튜브가 첨가되는 탄소나노튜브 첨가 단계; 상기 원료 혼합 단계를 통해 형성된 상기 원료 단량체 혼합물에 상기 탄소나노튜브의 응집을 방지하는 응집 방지 물질이 첨가되는 응집 방지 물질 첨가 단계; 및 상기 탄소나노튜브 첨가 단계와 상기 응집 방지 물질 첨가 단계를 거쳐 준비된 상기 탄소나노튜브와 상기 응집 방지 물질이 첨가된 액상의 원료 단량체 혼합물이 반응 사출 성형 금형으로 사출되는 사출 단계를 포함하며, 상기 응집 방지 물질은 상기 액상의 원료 단량체 혼합물이 중합 반응에 의해 생성되는 중합체의 용융 상태 물질인 반응 사출 성형 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for preparing a raw material monomer, comprising: preparing raw material monomers of two or more liquid raw monomers as raw materials for reactive injection molding; A raw material mixing step in which the two or more raw material monomers prepared in the raw material monomer preparing step are mixed to form a liquid raw monomer mixture; A carbon nanotube addition step of adding carbon nanotubes to the raw material monomer mixture formed through the raw material mixing step; A step of adding an anti-aggregation material to the aggregate of raw material monomers formed through the raw material mixing step, wherein the aggregation preventing material is added to prevent aggregation of the carbon nanotubes; And an injection step in which the carbon nanotube prepared through the carbon nanotube addition step and the anti-flocculation material addition step and the liquid raw material monomer mixture to which the anti-flocculant is added are injected into a reactive injection molding mold, Prevention material is a reaction injection molding method in which the liquid raw material monomer mixture is a molten state material of a polymer produced by a polymerization reaction.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 반응 사출 성형의 원료인 액상의 제1 단량체와 액상의 제2 단량체가 혼합되는 혼합부; 상기 혼합부로 탄소나노튜브를 공급하는 탄소나노튜브 공급부; 상기 혼합부로 상기 탄소나노튜브의 응집을 방지하는 응집 방지 물질을 공급하는 응집 방지 물질 공급부; 및 상기 혼합부로부터 사출되는 상기 액상의 제1, 제2 단량체, 상기 탄소나노튜브 및 상기 응집 방지 물질의 혼합물이 중합반응에 의해 경화되는 반응 사출 성형용 금형을 포함하며, 상기 응집 방지 물질은 상기 금형에서 중합 반응에 의해 생성되는 중합체의 용융 상태 물질인 반응 사출 성형 장치가 제공된다.In order to accomplish the above object, according to another aspect of the present invention, there is provided a reaction injection molding method comprising: mixing a mixture of a first monomer in a liquid phase and a second monomer in a liquid phase; A carbon nanotube supply unit supplying carbon nanotubes to the mixing unit; An anti-coagulation material supply unit for supplying an anti-coagulation material for preventing coagulation of the carbon nanotubes to the mixing unit; And a mold for reactive injection molding in which the mixture of the first and second liquid monomers, the carbon nanotubes, and the anti-aggregation material injected from the mixing portion is cured by a polymerization reaction, and the anti- There is provided a reaction injection molding apparatus which is a molten state material of a polymer produced by a polymerization reaction in a mold.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 탄소나노튜브가 분산된 액상의 단량체에 용융 상태의 중합체(폴리머)가 첨가되어서 탄소나노튜브의 재뭉침 형상이 효과적으로 방지될 수 있다.According to the present invention, all of the objects of the present invention described above can be achieved. Specifically, a polymer (polymer) in a molten state is added to a liquid monomer in which carbon nanotubes are dispersed, whereby the re-aggregation shape of the carbon nanotubes can be effectively prevented.

또한, 액상의 단량체에 탄소나노튜브의 재뭉침 방지 물질로 첨가되는 용융 상태의 중합체의 원료가 단량체가 중합반응에 의해 생성되는 중합체이므로, 반응 사출 성형시 탄소나노튜브의 재뭉침을 방지하면서 최종 성형 제품에 영향을 미치지 않게 되므로, 반응 사출 성형에 적합하게 적용될 수 있다.Further, since the raw material of the polymer in the molten state, which is added to the liquid monomer as a material for preventing re-aggregation of carbon nanotubes, is a polymer produced by the polymerization reaction, the carbon nanotubes are prevented from re- It does not affect the product, so it can be suitably applied to reactive injection molding.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단량체 내 탄소나노튜브의 분산 방법을 설명하는 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 방법에 의해 단량체 내 탄소나노튜브의 분산 효과를 보여주는 실험 데이터에 대한 그래프이다.
도 3은 실험예에서 CNT의 재뭉침 방지 원리를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 방법을 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 사출 성형 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5는 도 4에 도시된 반응 사출 성형 방법을 수행하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 사출 성형 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a flowchart illustrating a method of dispersing carbon nanotubes in a monomer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing experimental data showing the effect of dispersing carbon nanotubes in a monomer by the method shown in FIG.
3 is a view for explaining the principle of preventing re-aggregation of CNTs in an experimental example.
4 is a flowchart illustrating a reaction injection molding method according to an embodiment of the present invention using the method shown in FIG.
FIG. 5 is a block diagram schematically showing a configuration of a reaction injection molding apparatus according to an embodiment of the present invention for performing the reaction injection molding method shown in FIG.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 단량체 내 탄소나노튜브의 분산 방법이 순서도로서 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단량체 내 탄소나노튜브의 분산 방법은, 액상의 단량체가 준비되는 단량체 준비 단계(S10)와, 단량체 준비 단계(S10)를 통해 준비된 액상 단량체(monomer)에 탄소나노튜브(CNT)를 첨가하는 탄소나노튜브 첨가 단계(S20)와, 단량체 준비 단계(S10)를 통해 준비된 액상의 단량체에 응집 방지 물질을 첨가하는 응집 방지 물질 첨가 단계(S30)와, 단량체 준비 단계(S10), 탄소나노튜브 첨가 단계(S20) 및 응집 방지 물질 첨가 단계(S30)를 거치면서 제조된 탄소나노튜브와 응집 방지 물질이 함유된 액상의 단량체에서 탄소나노튜브와 응집 방지 물질을 고르게 분산시키는 분산 단계(S40)를 포함한다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of dispersing carbon nanotubes in a monomer according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a method of dispersing carbon nanotubes in a monomer according to an embodiment of the present invention includes a monomer preparation step (S10) of preparing a liquid monomer, a liquid monomer a carbon nanotube addition step (S20) of adding a carbon nanotube (CNT) to a liquid monomer prepared in step (S10), an addition step (S30) of adding an anti-coagulation substance to the liquid monomer prepared in step The carbon nanotubes and the coagulation preventing material are added to the carbon nanotubes and the aggregation preventing material in the monomer preparation step (S10), the carbon nanotube addition step (S20), and the anti-flocculant addition step (S30) And a dispersing step (S40) for evenly dispersing the material.

단량체 준비 단계(S10)에서는 액상의 단량체가 준비되는데, 본 실시예에서 액상의 단량체는 반응 사출 성형(RIM: Reaction Injection Molding)에 사용되는 원료이다.In the monomer preparation step (S10), a liquid monomer is prepared. In this embodiment, the liquid monomer is a raw material used for reactive injection molding (RIM).

탄소나노튜브 첨가 단계(S20)에서는 단량체 준비 단계(S10)를 통해 준비된 액상의 단량체에 탄소나노튜브가 첨가된다. 탄소나노튜브 첨가 단계(S20)에서 액상의 단량체에 첨가되는 탄소나노튜브의 양은 반응 사출 성형에 의해 제조되는 최종 물품의 물성 향상을 고려하여 적절히 조절될 수 있다.In the carbon nanotube addition step (S20), the carbon nanotubes are added to the liquid monomer prepared through the monomer preparation step (S10). The amount of the carbon nanotubes added to the monomer in the liquid phase in the carbon nanotube addition step (S20) can be appropriately adjusted in consideration of the improvement of physical properties of the final product produced by the reactive injection molding.

응집 방지 물질 첨가 단계(S30)에서는 단량체 준비 단계(S10)를 통해 준비된 액상의 단량체에 응집 방지 물질이 첨가된다. 응집 방지 물질 첨가 단계(S30)에서 액상의 단량체에 첨가되는 응집 방지 물질은 중합체(폴리머, polymer)의 용융 상태 물질로서, 원료 물질인 액상 단량체가 반응 사출 성형을 통해 중합되어 제조되는 최종 물질의 용융 폴리머이다. 응집 방지 물질 첨가 단계(S30)에서 첨가되는 응집 방지 물질의 긴 분자의 인력을 이용하여 CNT의 재뭉침 현상을 방지하게 된다. 응집 방지 물질로서 반응 사출 성형을 통해 제조되는 최종 물질의 용융 폴리머가 사용되므로, 최종 물질의 물성에 영향을 주지 않게 된다. 이는 본 발명에 따른 중요한 효과로서, 탄소나노튜브를 포함하는 단량체가 중합 반응에 의해 중합체를 형성하는 경우에, 탄소나노튜브의 응집을 방지하는 물질로서 다른 불순물이 아닌 중합 반응의 결과물인 중합체의 용융 상태 물질을 혼합함으로써, 탄소나노튜브가 효과적으로 분산되고, 고유의 물성을 변함없이 유지하는 중합체를 제조할 수 있다는 것이다.In the flocculation preventing material adding step (S30), the flocculant is added to the liquid monomer prepared through the monomer preparing step (S10). The anti-aggregation substance added to the liquid monomer in the addition step (S30) of the anti-aggregation material is a molten state material of the polymer (polymer). When the liquid monomer as the raw material is polymerized through the reaction injection molding, Polymer. The agglomeration phenomenon of the CNTs is prevented by using the attraction force of the long molecules of the anti-aggregation material added in the aggregation preventing material addition step (S30). The molten polymer of the final material produced through reactive injection molding as the anti-aggregation material is used, so that the physical properties of the final material are not affected. This is an important effect according to the present invention, in which, when a monomer containing a carbon nanotube forms a polymer by a polymerization reaction, it prevents the aggregation of carbon nanotubes, and as a result, By mixing the state material, it is possible to produce a polymer in which the carbon nanotubes are effectively dispersed and the inherent physical properties are kept unchanged.

본 실시예에서는 응집 방지 물질 첨가 단계(S30)가 탄소나노튜브 첨가 단계(S20)가 완료된 후에 수행되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 응집 방지 물질 첨가 단계(S30)는 탄소나노튜브 첨가 단계(S20)와 동시에 수행되거나 탄소나노튜브 첨가 단계(S20)가 수행되기 전에 먼저 수행될 수도 있다.In the present embodiment, the addition of the anti-aggregation material (S30) is performed after the carbon nanotube addition (S20) is completed. Alternatively, the addition of the anti-coagulation material S30 May be performed simultaneously or before the carbon nanotube addition step (S20) is performed.

분산 단계(S40)에서는 탄소나노튜브 첨가 단계(S20) 및 응집 방지 물질 첨가 단계(S30)를 거치면서 제조된 탄소나노튜브와 응집 방지 물질이 함유된 액상의 단량체에서 탄소나노튜브와 응집 방지 물질이 고르게 분산된다. 분산 단계(S40)에서 탄소나노튜브를 분산하는 방법으로는 초음파 처리 등 종래의 탄소나노튜브 분산 방법이 사용될 수 있으며, 응집 방지 물질은 물리적인 방법 등으로 고르게 분산될 수 있다. 본 실시예에서 분산 단계(S40)는 탄소나노튜브와 응집 방지 물질이 함유된 액상의 단량체에 대해서 수행되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 탄소나노튜브 첨가 단계(S20)가 수행된 후 탄소나노튜브의 분산을 위해 탄소나노튜브 분산 과정이 별도로 수행되고, 응집 방지 물질 첨가 단계(S30)가 수행된 후 응집 방지 물질 분산을 위해 응집 방지 물질 분산 과정이 별도로 수행될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.In the dispersing step S40, the carbon nanotubes and the anti-aggregation material are removed from the liquid monomers containing the carbon nanotubes and the anti-aggregation material prepared through the addition step (S20) of the carbon nanotubes and the addition step (S30) Evenly distributed. As a method of dispersing the carbon nanotubes in the dispersion step (S40), a conventional carbon nanotube dispersion method such as ultrasonic treatment can be used, and the anti-coagulation material can be dispersed evenly by a physical method or the like. In the present embodiment, it is explained that the dispersing step (S40) is performed on the liquid monomer containing the carbon nanotubes and the anti-aggregation material. Alternatively, after the carbon nanotube addition step (S20) The carbon nanotube dispersion process is performed separately, and the anti-coagulation material addition process (S30) is performed, and then the anti-coagulation material dispersion process may be separately performed for dispersing the anti-coagulation material. will be.

실험예Experimental Example

도 1에 도시된 단량체 내 탄소나노튜브의 분산 방법의 효과를 확인하기 위하여 반응 사출 성형의 최종 물질인 PA12(나일론 12)의 원료인 라우로락탐(Laurolactam, LL)에 대한 실험이 수행되었다. 단량체인 액상 라우로락탐 29.7g에 탄소나노튜브 0.3g(1 중량%)를 첨가하고, 이 중 20g의 용액에는 별도로 용융 PA12를 1g 첨가하였으며, 나머지 10g의 용액은 그대로 경화시킨다. Haake MARS Ⅲ-ORM Package 장비를 통해 용액의 농도가 확인되고 그에 따라 재뭉침의 정도가 확인되었다. 이에 대한 실험 결과 데이터가 도 2에 나타난다. 도 2를 참조하면, 세로축인 응력이 점도와 정비례하는 관계인데, 용융 PA12가 첨가된 경우가 첨가되지 않았을 때에 비해 최대점이 늦게 감소됨이 확인된다. 올라가는 최대점이 뒤에 있는 것은 점도의 영향으로 분석되며, LL+CNT에 비해 LL+PA12+CNT의 점도가 높고, 떨어지는 피크가 뒤에 위치하는 것으로 보아 CNT 분산이 더 오래 유지되는 것을 확인할 수 있다. CNT가 분산되어 있을 때가 그렇지 않을 때보다 점도가 높으며, PA12는 소량 첨가되어 점도에 큰 영향을 주지 못한다(그래프 끝에서 점도가 비슷해짐을 통해 확인 가능). 도 3은 실험예에서 CNT의 재뭉침 방지 원리를 설명하는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이 분자결합에 의해 재뭉침이 억제되며, 이때 발데르발스 힘이 작용하여, PA12를 기준으로 CNT와 라우로락탐을 묶어줍니다.In order to confirm the effect of the method of dispersing the carbon nanotubes in the monomer shown in FIG. 1, Laurolactam (LL), which is a raw material of PA12 (nylon 12), which is the final material of the reaction injection molding, was tested. 0.3 g (1% by weight) of carbon nanotubes is added to 29.7 g of the liquid laurolactam as a monomer, 1 g of melted PA12 is separately added to 20 g of the solution, and the remaining 10 g of the solution is intact. The concentration of the solution was confirmed through Haake MARS Ⅲ-ORM Package equipment and the degree of re-accumulation was confirmed accordingly. The experimental result data is shown in Fig. Referring to FIG. 2, the stress in the longitudinal axis is directly proportional to the viscosity, and it is confirmed that the maximum point is decreased later than when the molten PA12 is added. The peak at the top of the ascending line is analyzed by the influence of the viscosity, and the viscosity of LL + PA12 + CNT is higher than that of LL + CNT, and the falling peak is located behind. When the CNT is dispersed, the viscosity is higher than when the CNT is dispersed. When the CNT is dispersed, the viscosity is higher than that when the CNT is dispersed. 3 is a view for explaining the principle of preventing re-aggregation of CNTs in an experimental example. As shown in FIG. 3, molecular reattachment is inhibited by binding, and a Valderval force is applied to bind CNT and laurolactam on the basis of PA12.

도 4에는 도 1에 도시된 방법을 이용한 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 사출 성형 방법이 순서도로서 도시되어 있다.FIG. 4 is a flowchart showing a reaction injection molding method according to an embodiment of the present invention using the method shown in FIG.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 사출 성형 방법은, 원료 단량체 준비 단계(S11)와, 원료 혼합 단계(S12)와, 탄소나노튜브 첨가 단계(S13)와, 응집 방지 물질 첨가 단계(S14)와, 분산 단계(S15)와, 사출 단계(S16)와, 경화 단계(S17)와, 탈형 단계(S18)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the reaction injection molding method according to an embodiment of the present invention includes a raw material monomer preparing step S11, a raw material mixing step S12, a carbon nanotube adding step S13, An addition step S14, a dispersion step S15, an injection step S16, a hardening step S17, and a demolding step S18.

원료 단량체 준비 단계(S11)에서는 둘 이상의 액상의 원료 단량체가 준비되는데, 이는 통상적인 반응 사출 성형에서 사용되는 과정이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.In the raw material monomer preparation step (S11), two or more raw material monomers are prepared, which is a process used in conventional reaction injection molding, and thus a detailed description thereof will be omitted.

원료 혼합 단계(S12)에서는 원료 단량체 준비 단계(S11)에서 준비된 둘 이상의 액상의 원료 단량체가 혼합되어서, 액상의 원료 단량체 혼합물이 준비된다.In the raw material mixing step (S12), two or more raw material monomers prepared in the raw material monomer preparing step (S11) are mixed to prepare a liquid raw material monomer mixture.

탄소나노튜브 첨가 단계(S13)에서는 원료 혼합 단계(S12)를 통해 준비된 액상의 원료 단량체 혼합물에 물성 향상을 위하여 탄소나노튜브가 적정량 첨가된다. In the carbon nanotube addition step (S13), an appropriate amount of carbon nanotubes is added to the liquid raw material monomer mixture prepared through the raw material mixing step (S12) for improving the physical properties.

응집 방지 물질 첨가 단계(S14)에서는 탄소나노튜브가 첨가된 액상의 원료 단량체 혼합물에 응집 방지 물질이 첨가된다. 응집 방지 물질은 원료 단량체가 중합되어서 제조되는 최종 물질의 용융 폴리머로서, 응집 방지 물질에 의해 탄소나노튜브의 재뭉침 현상이 방지되고 지연된다.In the flocculation preventing material adding step (S14), the flocculant is added to the liquid raw material monomer mixture to which the carbon nanotubes are added. The anti-aggregation material is a molten polymer of the final material that is produced by polymerization of the raw monomer, and the aggregation of the carbon nanotubes is prevented and delayed by the anti-aggregation material.

분산 단계(S15)에서는 액상의 원료 단량체 혼합물에 첨가된 탄소나노튜브와 응집 방지 물질이 고르게 분산된다. 탄소나노튜브가 액상의 원료 단량체 혼합물에 분산된 상태에서 응집 방지 물질 첨가 단계(S400)를 통해 첨가된 응집 방지 물질인 용융 폴리머에 의해 도 1과 도 2를 참고하여 위에서 설명된 바와 같이 탄소나노튜브의 재뭉침 현상이 방지된다.In the dispersing step (S15), the carbon nanotubes and the anti-aggregation substance added to the liquid raw material monomer mixture are evenly dispersed. The carbon nanotubes are dispersed in the liquid raw material monomer mixture, and the molten polymer as the anti-aggregation material added through the addition of the aggregation preventing material (S400), as described above, Is prevented.

사출 단계(S16)에서는 분산 단계(S15)를 거쳐서 준비된 탄소나노튜브와 응집 방지 물질이 첨가된 액상의 원료 단량체 혼합물이 반응 사출 성형용 금형으로 사출된다.In the injection step S16, the raw material monomer mixture prepared by adding the carbon nanotubes and the anti-aggregation material prepared through the dispersing step S15 is injected into the mold for reactive injection molding.

경화 단계(S17)에서는 사출 단계(S16)를 통해 사출되어서 금형에 충전된 탄소나노튜브와 응집 방지 물질을 함유하는 액상의 원료 단량체 혼합물이 중합반응에 의해 경화된다.In the curing step S17, the liquid raw material monomer mixture injected through the injection step S16 and containing the carbon nanotube and the anti-aggregation material filled in the mold is cured by the polymerization reaction.

탈형 단계(S18)에서는 경화 단계(S17)를 통해 경화되어서 완성된 최종 제품이 금형으로부터 분리된다.In the de-molding step (S18), the cured product is cured through the curing step (S17), and the finished product is separated from the mold.

도 4에는 도 3에 도시된 반응 사출 성형 방법을 수행하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 사출 성형 장치의 구성이 블록도로서 개략적으로 도시되어 있다.FIG. 4 is a block diagram schematically showing a configuration of a reaction injection molding apparatus according to an embodiment of the present invention for performing the reaction injection molding method shown in FIG.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 사출 성형 장치(100)는, 원료 단량체 공급부(110)와, 탄소나노튜브 공급부(120)와, 응집 방지 물질 공급부(130)와, 혼합부(140)와, 분산부(150)과, 금형(160)을 포함한다.4, the reaction injection molding apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a raw material monomer supply unit 110, a carbon nanotube supply unit 120, an anti-aggregation material supply unit 130, (140), a dispersion unit (150), and a mold (160).

원료 단량체 공급부(110)는 반응 사출 성형에서 원료인 액상의 단량체를 혼합부(140)로 공급한다. 원료 단량체 공급부(110)는 제1 단량체가 저장된 제1 원료 탱크(111)와, 제1 단량체와 반응하여 중합반응을 일으키는 제2 단량체가 저장된 제2 원료 탱크(112)를 구비한다.The raw material monomer supplying unit 110 supplies the liquid monomer as raw material to the mixing unit 140 in the reaction injection molding. The raw material monomer supplying unit 110 includes a first raw material tank 111 storing a first monomer and a second raw material tank 112 storing a second monomer that reacts with the first monomer to cause a polymerization reaction.

탄소나노튜브 공급부(120)는 탄소나노튜브를 저장하며, 저장된 탄소나노튜브를 혼합부(140)로 공급한다.The carbon nanotube supply unit 120 stores the carbon nanotubes and supplies the stored carbon nanotubes to the mixing unit 140.

응집 방지 물질 공급부(130)는 응집 방지 물질을 혼합부(140)로 공급한다. 응집 방지 물질 공급부(130)에 의해 혼합부(140)로 공급되는 응집 방지 물질은 원료 단량체가 중합되어서 제조되는 최종 물질 중합체의 용융 상태 물질로서, 응집 방지 물질에 의해 탄소나노튜브의 재뭉침 현상이 방지되고 지연된다.The anti-coagulation material supply unit 130 supplies the anti-coagulation material to the mixing unit 140. The anti-coagulation material supplied to the mixing unit 140 by the coagulation preventing material supply unit 130 is a molten material of the final material polymer produced by polymerization of the raw material monomers, and the re-aggregation phenomenon of the carbon nanotubes Prevented and delayed.

혼합부(140)는 원료 단량체 공급부(110)에 의해 공급되는 액상의 단량체, 탄소나노튜브 공급부(120)에 의해 공급되는 탄소나노튜브 및 응집 방지 물질 공급부(130)에 의해 공급되는 응집 방지 물질을 혼합한다.The mixing unit 140 mixes the liquid monomer supplied by the raw material monomer supply unit 110, the carbon nanotube supplied by the carbon nanotube supply unit 120, and the anti-aggregation material supplied by the anti- Mix.

분산부(150)는 혼합부(140)에서 혼합된 액상의 단량체, 탄소나노튜브 및 응집 방지 물질을 고르게 분산시킨다. 액상의 단량체 내에서 분산된 탄소나노튜브는 응집 방지 물질에 의해 재뭉침이 방지된다.The dispersing unit 150 uniformly disperses the mixed liquid monomer, carbon nanotube, and anti-aggregation material in the mixing unit 140. The carbon nanotubes dispersed in the liquid monomer are prevented from re-aggregation by the anti-aggregation substance.

금형(160)에서는 혼합부(140)로부터 사출되는 액상의 단량체, 탄소나노튜브 및 응집 방지 물질의 혼합물이 충전되어서 중합반응에 의해 경화된다.In the mold 160, a mixture of liquid monomer, carbon nanotube, and anti-aggregation material injected from the mixing portion 140 is filled and cured by the polymerization reaction.

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100 : 반응 사출 성형 장치
110 : 원료 단량체 공급부
120 : 탄소나노튜브 공급부
130 : 응집 방지 물질 공급부
140 : 혼합부
150 : 분산부
160 : 금형100: Reaction injection molding device
110: raw material monomer supplying portion
120: Carbon nanotube supply part
130: Anti-aggregation material supply unit
140:
150: dispersion part
160: Mold

Claims (12)

삭제delete 액상의 단량체가 준비되는 단량체 준비 단계;
상기 액상의 단량체에 탄소나노튜브가 첨가되는 탄소나노튜브 첨가 단계; 및
상기 액상의 단량체에 상기 탄소나노튜브의 응집을 방지하는 응집 방지 물질이 첨가되는 응집 방지 물질 첨가 단계를 포함하며,
상기 응집 방지 물질은 상기 액상의 단량체가 중합 반응에 의해 생성되는 중합체의 용융 상태 물질이고,
상기 탄소나노튜브 첨가 단계 수행 후 상기 탄소나노튜브를 상기 액상의 단량체 내에서 분산시키는 분산 단계를 더 포함하는 단량체 내 탄소나노튜브의 분산 방법.A monomer preparation step in which a liquid monomer is prepared;
Adding a carbon nanotube to the liquid phase monomer; And
And adding an anti-flocculant to the liquid-phase monomer to prevent flocculation of the carbon nanotubes,
The anti-aggregation material is a molten state material of the polymer in which the liquid monomer is produced by polymerization reaction,
Further comprising the step of dispersing the carbon nanotubes in the liquid phase monomer after performing the step of adding the carbon nanotubes. 청구항 2에 있어서,
상기 분산 단계는 초음파 처리에 의해 수행되는 단량체 내 탄소나노튜브의 분산 방법.The method of claim 2,
Wherein the dispersing step is performed by ultrasonic treatment in the step of dispersing the carbon nanotubes in the monomer. 액상의 단량체가 준비되는 단량체 준비 단계;
상기 액상의 단량체에 탄소나노튜브가 첨가되는 탄소나노튜브 첨가 단계; 및
상기 액상의 단량체에 상기 탄소나노튜브의 응집을 방지하는 응집 방지 물질이 첨가되는 응집 방지 물질 첨가 단계를 포함하며,
상기 응집 방지 물질은 상기 액상의 단량체가 중합 반응에 의해 생성되는 중합체의 용융 상태 물질이고,
상기 응집 방지 물질 첨가 단계 수행 후 상기 응집 방지 물질을 상기 액상의 단량체 내에서 분산시키는 분산 단계를 더 포함하는 단량체 내 탄소나노튜브의 분산 방법.A monomer preparation step in which a liquid monomer is prepared;
Adding a carbon nanotube to the liquid phase monomer; And
And adding an anti-flocculant to the liquid-phase monomer to prevent flocculation of the carbon nanotubes,
The anti-aggregation material is a molten state material of the polymer in which the liquid monomer is produced by polymerization reaction,
Further comprising a step of dispersing the anti-aggregation material in the liquid phase monomer after the step of adding the anti-aggregation material. 액상의 단량체가 준비되는 단량체 준비 단계;
상기 액상의 단량체에 탄소나노튜브가 첨가되는 탄소나노튜브 첨가 단계; 및
상기 액상의 단량체에 상기 탄소나노튜브의 응집을 방지하는 응집 방지 물질이 첨가되는 응집 방지 물질 첨가 단계를 포함하며,
상기 응집 방지 물질은 상기 액상의 단량체가 중합 반응에 의해 생성되는 중합체의 용융 상태 물질이고,
상기 탄소나노튜브 첨가 단계 및 상기 응집 방지 물질 첨가 단계가 모두 수행된 후, 상기 탄소나노튜브와 상기 응집 방지 물질을 상기 액상의 단량체 내에서 분산시키는 분산 단계를 더 포함하는 단량체 내 탄소나노튜브의 분산 방법.A monomer preparation step in which a liquid monomer is prepared;
Adding a carbon nanotube to the liquid phase monomer; And
And adding an anti-flocculant to the liquid-phase monomer to prevent flocculation of the carbon nanotubes,
The anti-aggregation material is a molten state material of the polymer in which the liquid monomer is produced by polymerization reaction,
Wherein the step of adding the carbon nanotubes and the step of adding the anti-flocculant are both performed, and thereafter dispersing the carbon nanotubes and the anti-aggregation material in the liquid phase monomer, wherein the dispersion of the carbon nanotubes in the monomer Way. 반응 사출 성형의 원료인 둘 이상의 액상의 원료 단량체들이 준비되는 원료 단량체 준비 단계;
상기 원료 단량체 준비 단계에서 준비된 상기 둘 이상의 액상의 원료 단량체들이 혼합되어서 액상의 원료 단량체 혼합물이 형성되는 원료 혼합 단계;
상기 원료 혼합 단계를 통해 형성된 상기 원료 단량체 혼합물에 탄소나노튜브가 첨가되는 탄소나노튜브 첨가 단계;
상기 원료 혼합 단계를 통해 형성된 상기 원료 단량체 혼합물에 상기 탄소나노튜브의 응집을 방지하는 응집 방지 물질이 첨가되는 응집 방지 물질 첨가 단계; 및
상기 탄소나노튜브 첨가 단계와 상기 응집 방지 물질 첨가 단계를 거쳐 준비된 상기 탄소나노튜브와 상기 응집 방지 물질이 첨가된 액상의 원료 단량체 혼합물이 반응 사출 성형 금형으로 사출되는 사출 단계를 포함하며,
상기 응집 방지 물질은 상기 액상의 원료 단량체 혼합물이 중합 반응에 의해 생성되는 중합체의 용융 상태 물질인 반응 사출 성형 방법.A raw material monomer preparing step of preparing two or more liquid raw monomers which are raw materials for reactive injection molding;
A raw material mixing step in which the two or more raw material monomers prepared in the raw material monomer preparing step are mixed to form a liquid raw monomer mixture;
A carbon nanotube addition step of adding carbon nanotubes to the raw material monomer mixture formed through the raw material mixing step;
A step of adding an anti-aggregation material to the aggregate of raw material monomers formed through the raw material mixing step, wherein the aggregation preventing material is added to prevent aggregation of the carbon nanotubes; And
An injecting step of injecting the carbon nanotube prepared through the carbon nanotube adding step and the anti-flocculant adding step and the liquid raw material monomer mixture to which the anti-flocculant is added into a reactive injection molding die,
Wherein the aggregation preventing material is a molten state material of the polymer in which the liquid raw material monomer mixture is produced by polymerization reaction. 청구항 6에 있어서,
상기 탄소나노튜브 첨가 단계 수행 후 상기 탄소나노튜브를 상기 액상의 원료 단량체 혼합물 내에서 분산시키는 분산 단계를 더 포함하는 반응 사출 성형 방법.The method of claim 6,
Further comprising the step of dispersing the carbon nanotubes in the liquid monomer mixture after the step of adding the carbon nanotubes. 청구항 7에 있어서,
상기 분산 단계는 초음파 처리에 의해 수행되는 반응 사출 성형 방법.The method of claim 7,
Wherein the dispersing step is performed by ultrasonic treatment. 청구항 6에 있어서,
상기 응집 방지 물질 첨가 단계 수행 후 상기 응집 방지 물질을 상기 액상의 원료 단량체 혼합물 내에서 분산시키는 분산 단계를 더 포함하는 반응 사출 성형 방법.The method of claim 6,
Further comprising a dispersing step of dispersing the anti-aggregation substance in the liquid monomer mixture after the step of adding the anti-aggregation substance. 반응 사출 성형의 원료인 액상의 제1 단량체와 액상의 제2 단량체가 혼합되는 혼합부;
상기 혼합부로 탄소나노튜브를 공급하는 탄소나노튜브 공급부;
상기 혼합부로 상기 탄소나노튜브의 응집을 방지하는 응집 방지 물질을 공급하는 응집 방지 물질 공급부; 및
상기 혼합부로부터 사출되는 상기 액상의 제1, 제2 단량체, 상기 탄소나노튜브 및 상기 응집 방지 물질의 혼합물이 중합반응에 의해 경화되는 반응 사출 성형용 금형을 포함하며,
상기 응집 방지 물질은 상기 금형에서 중합 반응에 의해 생성되는 중합체의 용융 상태 물질인 반응 사출 성형 장치.A mixing portion in which a liquid first monomer and a liquid second monomer, which are raw materials for reactive injection molding, are mixed;
A carbon nanotube supply unit supplying carbon nanotubes to the mixing unit;
An anti-coagulation material supply unit for supplying an anti-coagulation material for preventing coagulation of the carbon nanotubes to the mixing unit; And
And a reaction injection molding die in which a mixture of the liquid first and second monomers, the carbon nanotubes, and the anti-aggregation material injected from the mixing portion is cured by a polymerization reaction,
Wherein the anti-aggregation material is a molten state material of a polymer produced by a polymerization reaction in the mold. 청구항 10에 있어서,
상기 혼합부에서 상기 탄소나노튜브 및 상기 응집 방지 물질을 상기 액상의 단량체 내에서 분산시키는 분산부를 더 포함하는 반응 사출 성형 장치.The method of claim 10,
And a dispersing portion for dispersing the carbon nanotube and the anti-aggregation material in the liquid monomer in the mixing portion. 청구항 11에 있어서,
상기 분산부는 초음파 처리를 이용하여 상기 탄소나노튜브를 분산시키는 반응 사출 성형 장치.The method of claim 11,
Wherein the dispersing unit disperses the carbon nanotubes by ultrasonic treatment.
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