KR102150151B1 - 전도성 나노 복합체 제조 방법 및 전도성 나노 복합체 - Google Patents

전도성 나노 복합체 제조 방법 및 전도성 나노 복합체 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 구현예는 (A) 물 50 중량% 내지 90 중량% 및 도펀트 10 중량% 내지 50 중량%가 혼합된 제1분산용액;과 유기 용매 50 중량% 내지 80 중량%, 분산제 5 중량% 내지 20 중량%, 전도성 고분자 제조용 단량체 1 중량% 내지 20 중량% 및 도펀트 10 중량% 내지 25 중량%가 혼합된 제2분산용액을 각각 준비하는 단계; (B) 상기 제1분산용액 및 제2분산용액을 1:1.8 내지 1:2.5의 중량비로 혼합하여 에멀젼 혼합물을 제조한 후, 상기 에멀젼 혼합물에 물을 첨가하여 이중 연속상 에멀젼 용액을 제조하는 단계; (C) 상기 이중 연속상 에멀젼 용액에 물에 산화제를 분산시킨 산화제 용액을 투입한 후, 중합하여 중합 반응물을 제조하는 단계; 및 (D) 상기 중합 반응물을 세정, 여과 및 건조하여 섬유형 전도성 나노 복합체를 수득하는 단계; 를 포함하는 전도성 나노 복합체 제조 방법에 관한 것이다.

Description

전도성 나노 복합체 제조 방법 및 전도성 나노 복합체{MANUFACTURING METHOD FOR CONDUCTIVE NANO COMPOSITE RESIN AND CONDUCTIVE NANO COMPOSITE}
본 발명은 전도성 나노 복합체의 제조 방법 및 이러한 방법으로 제조된 전도성 나노 복합체에 관한 것이다.
일반적으로 복합 수지는 열가소성 수지에 이종의 고분자, 필러 또는 기능성 첨가제를 복합적으로 배합하여 제조한 것으로, 통상의 열가소성 수지에 비해 목적하는 물성을 강화하거나 변형시킨 수지를 의미한다.
이러한 복합 수지 중 하나로 전도성 복합 수지가 있다. 최근 전기 전자 제품의 수요가 급증함에 따라 다양한 전기적 특성을 갖는 복합 수지에 대한 요구가 더욱 증가하고 있다.
전도성 복합 수지는 목적하는 특성에 따라 매우 다양한 방식으로 제조되고 있으며, 전도성 물질과 열가소성 수지를 혼합하여 제조하는 방법이 잘 알려져있다. 전도성 물질은 금속성 물질, 탄소계 물질, 고분자 물질 등이 있으며, 이들의 특성에 따라 제조 방법 및 구현되는 전도성 복합 수지의 용도가 매우 다르게 결정될 수 있다.
하나의 예시로, 폴리올레핀을 열가소성 수지로 이용하는 전도성 복합 수지는 대전방지기능, 정전방전기능 등을 구현하기 위해 카본 블랙, 탄소나노튜브, 금속 산화물 입자 등을 전도성 물질로 사용하고 있다. 그러나 종래의 전도성 물질을 이용하는 방식은 수분의존성이 높고, 분진 및 이행(migration) 등의 문제로 제품 적용에 한계가 있어 대체제가 필요한 상황이다. 이에 따라, 최근에는 전기적 특성을 구현할 수 있는 고분자 물질을 이용하여 제조한 전도성 나노 복합체를 전도성 물질로 이용하는 기술에 대한 관심이 높아지고 있다.
전도성 나노 복합체는 나노 스케일의 구조체로 제조됨으로써, 단일 단량체의 상태 또는 고분자량의 중합체 응집물 상태에서 일반적으로 구현되기 어려운 우수한 전기적 특성을 구현할 수 있다. 이러한 전도성 나노 복합체를 비도전성 열가소성 수지에 분산시킴으로써, 산업적 대량생산 효율이 우수한 전도성 복합 수지를 제공할 수 있다. 또한, 전도성 나노 복합체는 도핑을 통해 목적하는 용도에 따른 전기적 특성을 다양하게 구현할 수 있고, 상온에서 안정하고 경제성이 우수한 장점이 있다.
그러나, 전도성 나노 복합체는 통상의 열가소성 수지에 대한 분산성이 매우 낮고, 자체적인 응집성이 높다. 특히, 나노 입자 또는 파이버 형태의 전도성 나노 복합체는 크기에 비해 상호 작용성이 매우 강하게 작용하여, 일반적인 기계적 가공만으로는 고분산을 유도하기 어렵다. 이러한 경우, 전도성 복합 수지는 응집체에 의해 외관 특성이 저하되거나, 전도성이 낮아져 목적하는 물리적, 전기적 특성을 얻기가 쉽지 않다.
또한, 종래의 전도성 나노 복합체 제조 방법은 전도성 고분자 제조용 단량체를 산화알루미늄 또는 폴리카보네이트막 주형에 주입하여 화학적 산화법 또는 전기 화학적 방법으로 중합하는 방식으로 제조한다. 그러나 이러한 경우, 주형에서 얻어진 반응 결과물을 회수하기 위해 강산, 강염기, 불화 수소 등의 용액을 사용하게됨에 따라 폐수의 처리가 어렵고, 공정 설계가 복잡하게 되어 대량생산에 적합하지 않은 문제점이 있다.
따라서, 전도성 나노 복합체를 전도성 물질로 이용하여 경제적 효율이 높고, 다양한 전기적 특성을 구현하면서도, 열가소성 수지 내에서 이들의 분산성 및 전도성을 향상시킬 수 있는 제조 방법에 대한 개발 필요성이 높아지고 있다.
본 발명의 하나의 목적은 전도성 나노 복합체 간의 응집성이 낮으며, 저함량으로 수지에 적용되는 경우에도 균일하고 높은 전도성을 갖는 섬유형 전도성 나노 복합체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량 및 분산성을 모두 향상시킬 수 있는 전도성 나노 복합체 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예는 (A) 물 50 중량% 내지 90 중량% 및 도펀트 10 중량% 내지 50 중량%가 혼합된 제1분산용액;과 유기 용매 50 중량% 내지 80 중량%, 분산제 5 중량% 내지 20 중량%, 전도성 고분자 제조용 단량체 1 중량% 내지 20 중량% 및 도펀트 10 중량% 내지 25 중량%가 혼합된 제2분산용액을 각각 준비하는 단계; (B) 상기 제1분산용액 및 제2분산용액을 1:1.8 내지 1:2.5의 중량비로 혼합하여 에멀젼 혼합물을 제조한 후, 상기 에멀젼 혼합물에 물을 첨가하여 이중 연속상 에멀젼 용액을 제조하는 단계; (C) 상기 이중 연속상 에멀젼 용액에 물에 산화제를 분산시킨 산화제 용액을 투입한 후, 중합하여 중합 반응물을 제조하는 단계; 및 (D) 상기 중합 반응물을 세정, 여과 및 건조하여 섬유형인 전도성 나노 복합체를 수득하는 단계; 를 포함하는 전도성 나노 복합체 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 구현예는 전술한 전도성 나노 복합체 제조 방법으로 제조된 섬유형인 전도성 나노 복합체에 관한 것이다.
본 발명은 전도성 나노 복합체 간의 응집성이 낮으며, 저함량으로 수지에 적용되는 경우에도 균일하고 높은 전도성을 갖는 섬유형 전도성 나노 복합체 및 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량 및 분산성을 모두 향상시킬 수 있는 전도성 나노 복합체 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예는 (A) 물 50 중량% 내지 90 중량% 및 도펀트 10 중량% 내지 50 중량%가 혼합된 제1분산용액;과 유기 용매 50 중량% 내지 80 중량%, 분산제 5 중량% 내지 20 중량%, 전도성 고분자 제조용 단량체 1 중량% 내지 20 중량% 및 도펀트 10 중량% 내지 25 중량%가 혼합된 제2분산용액을 각각 준비하는 단계; (B) 상기 제1분산용액 및 제2분산용액을 1:1.8 내지 1:2.5의 중량비로 혼합하여 에멀젼 혼합물을 제조한 후, 상기 에멀젼 혼합물에 물을 첨가하여 이중 연속상 에멀젼 용액을 제조하는 단계; (C) 상기 이중 연속상 에멀젼 용액에 물에 산화제를 분산시킨 산화제 용액을 투입한 후, 중합하여 중합 반응물을 제조하는 단계; 및 (D) 상기 중합 반응물을 세정, 여과 및 건조하여 섬유형 전도성 나노 복합체를 수득하는 단계; 를 포함하는 전도성 나노 복합체 제조 방법에 관한 것이다.
이를 통해, 본 발명은 전도성 나노 복합체 간의 응집성이 낮으며, 저함량으로 수지에 적용되는 경우에도 균일하고 높은 전도성을 갖는 섬유형 전도성 나노 복합체 및 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량 및 분산성을 모두 향상시킬 수 있는 전도성 나노 복합체 제조 방법을 제공한다.
특히, 본 발명의 전도성 복합 수지 제조 방법은 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량 및 분산성을 모두 균형있게 향상시키면서도, 종래에 구현이 어려웠던 섬유형 전도성 나노 복합체를 제공하는 효과가 매우 우수하다.
구체적으로, 본 발명의 전도성 나노 복합체 제조 방법은 (A) 물 및 도펀트가 혼합된 제1분산용액;과 유기 용매, 분산제, 전도성 고분자 제조용 단량체 및 도펀트가 혼합된 제2분산용액을 각각 준비한다.
상기 제1분산용액에서, 물은 도펀트의 분산매로 이용될 뿐만 아니라, 제2분산용액의 용매인 유기 용매와 상분리되어 에멀젼을 형성한다.
상기 제1분산용액은 물 50 중량% 내지 90 중량%를 포함한다. 제1분산용액 중 물의 함량이 50 중량% 미만인 경우 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량, 크기 및 형상의 균일성을 높이기 어렵다. 또한, 상기 제1분산용액 중 물의 함량이 90 중량%를 초과하는 경우 에멀젼을 충분히 형성하기 어렵다.
상기 제1분산용액에서, 도펀트는 전도성 나노 복합체의 중합에 이용되어 전기적 특성을 더욱 향상시킬 수 있는 것과 동시에 물에 분산되어 제1분산용액으로 이용됨으로써 후술하는 제2분산용액의 투입 시 에멀젼을 형성할 수 있다. 이러한 경우, 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량을 더욱 향상시킬 수 있으며, 크기 및 형상의 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 도펀트는 벤젠설폰산(BSA), 벤젠다이설폰산(BDSA), 벤젠트리설폰산, 벤젠테트라설폰산(BTSA), 벤젠펩타설폰산(BPSA), 하이드록시벤젠설폰산(HBSA), 하이드록시다이설폰산, 하이드록시트리설폰산, 하이드록시테트라설폰산, 하이드록시펩타설폰산, 도데실벤젠설폰산(DBSA), 도데실벤젠다이설폰산, 도데실벤젤트리설폰산, 알킬벤젠설폰산(ABSA), 캄파설폰산(CSA), p-톨루엔설폰산(TSA), 나프탈렌설폰산(NSA) 및 나프텔렌다이설폰산(NDSA) 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제1분산용액과 제2분산용액의 반응에 의해 마이크로에멀젼의 형성 정도가 증가하면서도, 단량체와 산화제(개시제)의 용해도를 높여, 전도성 나노 복합체의 내열성, 중합도, 생산량을 더욱 향상시킬 수 있으며, 크기 및 형상의 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 제1분산용액은 도펀트 10 중량% 내지 50 중량%를 포함한다. 제1분산용액 중 도펀트의 함량이 10 중량% 미만인 경우 전도성 나노 복합체의 내열성, 중합도, 생산량을 충분히 향상시키기 어렵다. 또한, 상기 제1분산용액 중 도펀트의 함량이 50 중량%를 초과하는 경우 전도성 나노 복합체의 크기 및 형상의 균일성을 높이기 어렵다.
구체예에서, 상기 제1분산용액 중 물과 도펀트의 중량비는 1:0.1 내지 1:1 일 수 있다. 상기 범위 내에서, 물과 도펀트의 분산성이 더욱 향상되고, 후술하는 제2분산용액과의 작용에 의한 마이셀의 형성 정도가 증가하여 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량을 더욱 향상시킬 수 있으며, 크기 및 형상의 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 제2분산용액은 유기 용매, 분산제, 전도성 고분자 제조용 단량체 및 도펀트를 포함한다.
상기 유기 용매는 분산제, 전도성 고분자 제조용 단량체 및 도펀트의 분산매로 이용될 뿐만 아니라, 제1분산용액의 용매인 물과 상분리되어 에멀젼을 형성한다.
상기 유기 용매는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 헥산, 사이클로 헥산 및 클로로포름 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 분산제에 대한 분산성이 우수하여, 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량을 더욱 향상시킬 수 있으며, 에멀젼 형성을 더욱 원활히 하여 크기 및 형상의 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 제2분산용액은 유기 용매 50 중량% 내지 80 중량%를 포함한다. 제2분산용액 중 유기 용매의 함량이 50 중량% 미만인 경우 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량, 크기 및 형상의 균일성을 높이기 어렵다. 또한, 상기 제2분산용액 중 유기 용매의 함량이 80 중량%를 초과하는 경우 에멀젼을 충분히 형성하기 어렵다.
상기 분산제는 SBS(스틸렌-부타디엔-스틸렌코폴리머), SEBS(스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌코폴리머), SIS(스틸렌-이소프렌-스틸렌코폴리머), SEP(스틸렌-에틸렌/프로필렌코폴리머), SEBC(스틸렌-에틸렌/부틸렌-에틸렌블록공중합체), HSBR(수첨스틸렌/부타디엔 고무) 및 PS(폴리스틸렌) 중 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. 이러한 경우, 전도성 나노 복합체의 크기 및 형상의 균일성을 향상시키고, 분산성을 더욱 높일 수 있으며, 전도성 나노 복합체를 이용함으로써 얻어지는 전도성 복합 수지의 표면 저항을 더욱 낮출 수 있다.
일 구체예에서, 상기 분산제는 SEBS(스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌코폴리머), HSBR(수첨스틸렌/부타디엔 고무) 등을 사용할 수 있다. 이러한 경우, 전도성 나노 복합체의 크기 및 형상의 균일성을 향상시키고, 분산성을 더욱 높일 수 있다.
상기 제2분산용액은 분산제 5 중량% 내지 20 중량%를 포함한다. 제2분산용액 중 분산제의 함량이 5 중량% 미만인 경우 분산 효과가 불충분하여 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량, 크기 및 형상의 균일성을 높이기 어렵다. 또한, 상기 제2분산용액 중 분산제의 함량이 20 중량%를 초과하는 경우 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량, 전도성 등이 충분히 형성되기 어렵다.
상기 전도성 고분자 제조용 단량체는 치환 또는 비치환된 아닐린, 치환 또는 비치환된 피롤 및 치환 비치환된 싸이오펜 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 전도성 나노 복합체가 갖는 표면 저항이 낮고, 더욱 다양한 전기적 특성을 구현할 수 있다.
본 명세서에서 "치환"은 해당 화합물과 직접적으로 연결된 수소 중 하나 이상이 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 1 내지 10의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 아릴옥시기, 설포닐기, 니트로기, 할로겐기 등의 작용기로 치환된 것을 의미한다. 상기 작용기는 일반적으로 치환기로 사용될 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다.
상기 전도성 고분자 제조용 단량체는 예를 들면, 아닐린, 탄소수 1 내지 5의 알킬 치환된 아닐린, 탄소수 1 내지 5의 알콕시 치환된 아닐린, 탄소수 1 내지 5의 디알콕시 치환된 아닐린, 설폰닐 아닐린, 니트로 아닐린, 피롤, 에틸렌디옥시싸이오펜(EDOT) 및 싸이오펜 중 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. 이러한 경우, 전도성 나노 복합체를 이용함으로써 얻어지는 전도성 복합 수지의 표면 저항이 더욱 낮아지고, 전도성이 더욱 우수할 수 있다.
상기 제2분산용액은 전도성 고분자 제조용 단량체 1 중량% 내지 20 중량%를 포함한다. 제2분산용액 중 전도성 고분자 제조용 단량체의 함량이 1 중량% 미만인 경우 반응 기질의 함량이 불충분하여 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량, 전도성 등이 충분히 형성되기 어렵다. 또한, 상기 제2분산용액 중 전도성 고분자 제조용 단량체의 함량이 20 중량%를 초과하는 경우 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량, 크기 및 형상의 균일성을 높이기 어렵다.
제2분산용액에서 도펀트는 제1분산용액에 사용되는 것과 동일한 것을 사용할 수 있다. 이러한 경우, 전도성 나노 복합체를 이용함으로써 얻어지는 전도성 복합 수지의 내열성, 및 전도성이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 상기 예시의 도펀트는 전도성 나노 복합체의 제조 시 용액 상태로 중합되기에 더욱 유리한 특성을 구현하며, 고내열성을 부여할 수 있다.
상기 제2분산용액은 도펀트 10 중량% 내지 25 중량%를 포함한다. 제2분산용액 중 도펀트의 함량이 10 중량% 미만인 경우 섬유형 전도성 나노 복합체를 구현하기 어려우며, 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량, 전도성 등이 충분히 형성되기 어렵다. 또한, 상기 제2분산용액 중 분산제의 함량이 25 중량%를 초과하는 경우 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량, 크기 및 형상의 균일성을 높이기 어렵다.
구체예에서, 상기 제2분산용액 중 유기 용매와 분산제의 중량비는 1:0.02 내지 1:0.5일 수 있다. 상기 범위 내에서, 전도성 나노 복합체의 크기 및 형성 균일성을 향상시키고, 분산성을 더욱 높일 수 있다.
상기 (A), (B) 각각의 단계에서 혼합은 각각 3분 내지 120분 간 200 내지 1500 RPM으로 수행될 수 있다. 상기 범위 내에서 에멀젼이 충분히 형성되어, 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량을 더욱 향상시킬 수 있으며, 크기 및 형상의 균일성을 향상시킬 수 있으며, 혼합 발열에 의해 에멀젼이 파괴되는 현상을 최소화할 수 있다.
상기 혼합 방법은 특별히 제한 되지 않으며, 예를 들면 일반적인 교반 방법에 의해 수행될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 전도성 나노 복합체 제조 방법은 (B) 상기 제1분산용액 및 제2분산용액을 1:1.8 내지 1:2.5의 중량비로 혼합하여 에멀젼 혼합물을 제조한 후, 상기 에멀젼 혼합물에 물을 첨가하여 이중 연속상 에멀젼 용액을 제조한다. 이와 같이 에멀젼 혼합물을 미리 제조한 후, 이중 연속상 에멀젼 용액을 제조하여 전도성 나노 복합체를 제조하는 경우, 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량을 더욱 향상시킬 수 있으며, 크기 및 형상의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기와 같이 이중 연속상 에멀젼 용액을 제조하지 않는 경우 섬유상의 전도성 나노 복합체를 제조할 수 없다.
상기 제1분산용액 및 제2분산용액의 중량비가 1:1.8 미만이거나 1:2.5를 초과하는 경우, 에멀젼 혼합물 및 이중 연속상 에멀젼 용액의 적정 비율을 달성하기 어렵다.
상기 (B) 단계에서 에멀젼 혼합물은 제1분산용액 및 제2분산용액을 혼합한 상태의 혼합물을 의미하며, 이중 연속상 에멀젼 용액은 상기 에멀젼 혼합물에 추가로 투입된 물에 의해 이중 연속상 에멀젼이 형성된 상태의 용액을 의미하는 것으로, 에멀젼 혼합물과 이중 연속상 에멀젼 용액은 형성된 에멀젼의 상태를 통해 구분될 수 있다.
구체예에서, 상기 에멀젼 혼합물 중 전도성 고분자 제조용 단량체와 전체 도펀트의 중량비는 1: 5 내지 1: 10 일 수 있다. 이때, 전체 도펀트는 제1분산용액에 포함된 도펀트 및 제2분산용액에 포함된 도펀트의 총합을 의미한다. 상기 범위 내에서, 유기 용매와 분산제, 전도성 고분자 제조용 단량체 도펀트 및 제1분산용액의 복합적 작용에 의한 마이셀의 형성 정도가 증가하여 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량을 더욱 향상시킬 수 있으며, 크기 및 형상의 균일성을 향상시킬 수 있다.
구체예에서, 상기 에멀젼 혼합물 중 유기 용매와 전체 물의 부피비는 1:0.1 내지 1:0.8일 수 있다. 상기 범위 내에서, 유기 용매와 도펀트의 작용에 의한 에멀젼의 형성 정도가 증가하여 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량을 더욱 향상시킬 수 있으며, 크기 및 형상의 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 (B) 단계에서 첨가되는 물의 양은 에멀젼 혼합물 100 중량부를 기준으로 10 내지 50 중량부일 수 있다. 상기 범위 내에서, 에멀젼의 형성 정도가 증가하여 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량을 더욱 향상시킬 수 있으며, 크기 및 형상의 균일성을 향상시킬 수 있다.
구체예에서, 상기 에멀젼 혼합물에 첨가되는 물의 양은 예를 들면, 전체 도펀트의 총합에 대해 1: 5 내지 1: 7의 중량비일 수 있다. 상기 범위 내에서, 에멀젼의 형성 정도가 증가하여 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량을 더욱 향상시킬 수 있으며, 크기 및 형상의 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 이중 연속상 에멀젼 용액은 투입된 유기 용매: 전체 물의 부피비가 1:0.5 내지 1:1.8이고, 전체 물:전체 도펀트의 중량비가 1:0.2 내지 1:0.4일 수 있다. 이때, 전체 물은 상기 에멀젼 혼합물에 추가로 물이 투입된 상태, 즉 이중 연속상 에멀젼 용액에 포함된 물의 총합을 의미한다. 상기 범위 내에서, 이중 연속상 에멀젼의 형성 비율을 향상시켜 섬유형 전도성 나노 복합체를 제조할 수 있으며, 전도성 나노 복합체의 크기 및 형상의 균일성을 향상시켜 전도성을 더욱 높일 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 전도성 나노 복합체 제조 방법은 (C) 상기 이중 연속상 에멀젼 용액에 물에 산화제를 분산시킨 산화제 용액을 투입한 후, 중합하여 중합 반응물을 제조한다. 이와 같이 이중 연속상 에멀젼 용액에 산화제 용액을 투입하여 전도성 나노 복합체를 제조하는 경우, 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량을 더욱 향상시킬 수 있으며, 크기 및 형상의 균일성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기와 같이 이중 연속상 에멀젼 용액을 제조하지 않는 경우 섬유상의 전도성 나노 복합체를 제조할 수 없다.
상기 산화제 용액은 물을 용매로 산화제를 분산시켜 사용함으로써, 산화제의 용해도를 높이고, 섬유형 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량을 더욱 향상시킬 수 있으며, 크기 및 형상의 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 산화제는 중합 반응의 개시제로 작용하며, 전도성 고분자 제조용 단량체의 중합을 개시하여 반응 용액 내에서 전도성 나노 복합체를 형성한다. 상기 산화제는 중합 반응의 개시가 가능하다면 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 과황산 염, 요오드산 염, 염소산염, 중크롬산 염, 금속 염화물, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
예를 들면, 상기 과황산 염으로는 과황산암모늄, 과황산칼륨 또는 과황산나트륨 등을 사용할 수 있다.
예를 들면, 상기 요오드산 염으로는 요오드산칼륨 등을 사용할 수 있다.
예를 들면, 상기 염소산염으로는 염소산칼륨 등을 사용할 수 있다.
예를 들면, 상기 중크로산 염으로는 중크롬산 칼륨을 사용할 수 있다.
예를 들면, 상기 금속 염화물로는 염화철, 염화제2철, 염화제2구리, 염화 산화구리 등을 사용할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 산화제는 과황산암모늄, 염화철, 염화구리, 과황산칼륨 중 1종 이상 포함할 수 있다. 이러한 경우, 중합 효율이 더욱 향상되어, 전도성 나노 복합체의 생산량을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 산화제 용액은 물 50 중량% 내지 70 중량%와 산화제 30 중량% 내지 50 중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위 내에서, 산화제의 더욱 용해도를 높이고, 섬유형 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량을 더욱 향상시킬 수 있으며, 크기 및 형상의 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 (C) 단계에서 첨가되는 산화제 용액의 양은 에멀젼 혼합물 100 중량부를 기준으로 10 내지 20 중량부일 수 있다. 섬유형 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량을 더욱 향상시킬 수 있으며, 크기 및 형상의 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 (C) 단계에서 상기 전도성 고분자 제조용 단량체와 상기 산화제의 중량비는 1: 0.5 내지 1: 5 일 수 있다. 상기 범위 내에서, 산화제와 전도성 고분자의 양이 적절하게 대응되어 중합 효율이 더욱 향상되어, 전도성 나노 복합체의 생산량을 더욱 향상시키고, 과중합 정도를 낮추어 크기 및 형상의 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 중합 반응은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, -40℃ 내지 40℃, 또는 0℃ 내지 30℃에서 수행될 수 있다. 상기 범위 내에서, 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량을 더욱 향상시킬 수 있으며, 크기 및 형상의 균일성을 향상시킬 수 있다.
상기 중합 시간은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 1 시간 내지 24 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 범위 내에서, 전도성 나노 복합체의 중합도, 생산량을 더욱 향상시킬 수 있으며, 크기 및 형상의 균일성을 향상시키면서도 에너지 효율을 높여, 경제성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 전도성 나노 복합체 제조 방법은 (D) 상기 중합 반응물을 세정, 여과 및 건조하여 섬유형 전도성 나노 복합체를 수득한다. 이러한 경우, 전도성 복합 수지 내에서, 전도성 나노 복합체의 응집을 방지하고, 분산성을 높여, 전도성 복합 수지의 표면저항을 낮추고, 전도성 및 외관성을 향상시킬 수 있다.
상기 (D) 단계에서 세정은 중합 반응물에 세정 용매를 투입하여 중합 반응물을 석출시키는 것을 포함할 수 있다. 이러한 경우 상기 중합 반응물을 세정을 통해 석출함으로써, 후술하는 열가소성 수지 내에서 별도의 추가 공정 없이도 압출 가공되는 단순한 기계적 과정을 통해 원활하게 분산될 수 있다.
상기 중합 반응 이후, 중합 반응물에 세정 용매를 투입하는 경우, 전도성 나노 복합체가 용매에 의해 석출될 수 있다.
상기 세정 용매는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 물, 탄소수 1 내지 10의 알코올 및 탄소수 1 내지 10의 케톤, N-메틸피롤리돈(NMP), N-에틸-2-피롤리돈(NEP), N,N-다이메틸아세트아미드(DMAc) 및 다이메틸폼아미드(DMF) 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 전도성 나노 복합체와 후술하는 열가소성 수지의 혼화성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 탄소수 1 내지 10의 알코올은 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥사올, 헵탄올, 옥탄올, 노난올, 데칸올 및 이들의 이성질체를 포함할 수 있다.
상기 탄소수 1 내지 10의 케톤은 예를 들면, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 에틸부틸케톤, 사이클로헥사논 및 이들의 이성질체를 포함할 수 있다.
상기 세정 용매의 투입량은 특별히 제한되지 않으나, 분산 용액에 투입된 유기 용매의 중량의 1 배 내지 50 배일 수 있다. 상기 범위 내에서, 전도성 나노 복합체의 고체 석출률이 더욱 향상되고, 전도성이 더욱 높아질 수 있다.
상기와 같이 세정, 여과 및 건조하여 제조된 전도성 나노 복합체는 표면 저항이 101 Ω/sq 내지 103 Ω/sq 일 수 있다. 이러한 경우, 전도성이 높아 우수한 대전방지 기능, 정전방전 기능을 구현할 수 있으며, 다양한 종류의 전기 전자 제품용 하우징, 외장재 등으로 적용하기에 더욱 유리한 특성을 갖는다.
구체적으로, 본 발명의 전도성 나노 복합체 제조 방법은 상기 (D) 단계 이후, (E) 상기 섬유형 전도성 나노 복합체 및 열가소성 수지를 압출 가공하는 단계; 를 더 포함할 수 있다. 이를 통해, 압출 가공 공정에서 전도성 나노 복합체를 열가소성 수지에 효과적으로 분산시키는 동시에 전도성 복합 수지의 제조 시 분진 및 이행(migration) 등의 문제를 효과적으로 방지한다.
이때, 압출 가공 방법은 특별히 제한되지 않으며, 해당 기술분야에 알려진 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 열가소성 수지를 단축 압축기, 이축 압출기, 다축 압출기, 니더(Kneader), 플렌터리 믹서(Planetery mixer), 롤밀(Roll mill) 등의 장치에 투입하고, 용융 혼련하는 것일 수 있다.
상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 폴리에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌 공중합체, 폴리스타이렌 공중합체, 폴리부텐 공중합체, 폴리부타디엔, 폴리부타디엔 공중합체, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 폴리에틸렌 공중합체 왁스, 폴리프로필렌 공중합체 왁스 및 파라핀계 왁스 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 전도성 복합 수지의 가공성, 흐름성, 용융성, 성형성 등을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 압출 가공하는 단계에서 제조된 전도성 나노 복합체와 열가소성 수지의 혼합물은 목적하는 용도에 따라 원하는 형상으로 성형되어 이용될 수 있다.
일 구체예에서, 상기 전도성 나노 복합체와 상기 열가소성 수지의 중량비는 1:5 내지 1:50 일 수 있다. 상기 범위 내에서, 전도성 나노 복합체와 상기 열가소성 수지의 용융 혼련 과정에서 발생하는 열화를 저감하는 효과가 우수하고, 이를 통해 복합 수지의 내열성 및 전도성을 더욱 향상시킬 수 있다.
다른 구체예에서, 상기 압출 가공하는 단계에서는 전도성 나노 복합체 2 중량 % 내지 20 중량% 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 80 중량% 내지 98 중량%를 압출 가공하여 펠렛화할 수 있으며, 상기 펠렛을 목적하는 형상으로 성형 가공하여 제품화 할 수 있다. 이러한 경우, 전도성 나노 복합체를 상기 열가소성 수지 내에 효과적으로 분산시키면서도, 성형 가공성이 우수하여 산업적 대량 생산에 더욱 적합한 전도성 나노 복합체의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는 전술한 전도성 나노 복합체 제조 방법으로 제조된 섬유형인 전도성 나노 복합체에 관한 것이다.
상기에서 섬유형은 구형, 중공형, 벌크형 등이 아닌 일반적인 가늘고 긴 형태의 섬유형이라면 제한되지 않는다.
상기 전도성 나노 복합체는 표면 저항이 101 Ω/sq 내지 103 Ω/sq 일 수 있다. 이러한 경우, 전도성이 높아 우수한 대전방지 기능, 정전방전 기능을 구현할 수 있으며, 다양한 종류의 전기 전자 제품용 하우징, 외장재 등으로 적용하기에 더욱 유리한 특성을 갖는다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
제조예 1
물 1.2L에 도펀트(화합물명: 선형 알킬 벤젠 설포닉 애씨드, LAS, Linear alkyl benzene sulfonic acid; 제조사: Jintung petrochemical, 제품명: LABSA) 400g를 분산시킨 후 25℃에서 10분간 교반하여 제1분산용액을 제조하였다.
제조예 2A
톨루엔(제조사: Samchun, 제품명: Toluene 99.5%) 2.4L에 분산제(화합물명:SEBS) 350g를 분산시킨 후, 전도성 고분자 제조용 단량체(화합물명: 아닐린, 제조사: Samchun, 제품명: Aniline 99.0%) 120 g, 도펀트(Linear alkyl benzene sulfonic acid, 선형 알킬 벤젠 설포닉 애씨드, 제조사: Jintung petrochemical, 제품명: LABSA) 420g을 첨가하고 25℃에서 10분간 교반하여 제2분산용액을 제조하였다.
제조예 2B
톨루엔(제조사: Samchun, 제품명: Toluene 99.5%) 2.4L에 고분자량 분산제(화합물명: Hydrogenated Styrene butadiene rubber(HSBR)) 350g를 분산시킨 후, 전도성 고분자 제조용 단량체(화합물명: 아닐린, 제조사: Samchun, 제품명: Aniline 99.0%) 120 g, 도펀트(화합물명: LAS, 선형 알킬 벤젠 설포닉 애씨드, 제조사: Jintung petrochemical, 제품명: LABSA) 420g을 첨가하고 25℃에서 10분간 교반하여 제2분산용액을 제조하였다.
제조예 2C
톨루엔(제조사: Samchun, 제품명: Toluene 99.5%) 2.4L에 분산제(화합물명:PS) 350g를 분산시킨 후, 전도성 고분자 제조용 단량체(화합물명: 아닐린, 제조사: Samchun, 제품명: Aniline 99.0%) 120 g, 도펀트(화합물명: LAS, 선형 알킬 벤젠 설포닉 애씨드, 제조사: Jintung petrochemical, 제품명: LABSA) 420g을 첨가하고 25℃에서 10분간 교반하여 제2분산용액을 제조하였다.
제조예 2D
톨루엔(제조사: Samchun, 제품명: Toluene 99.5%) 2.4L에 분산제(화합물명:SEBS) 350g를 분산시킨 후, 전도성 고분자 제조용 단량체(화합물명:피롤, 제조사: Samchun, 제품명: Pyrrole 99.0%) 120 g, 도펀트(화합물명: LAS, 선형 알킬 벤젠 설포닉 애씨드, 제조사: Jintung petrochemical, 제품명: LABSA) 420g을 첨가하고 25℃에서 10분간 교반하여 제2분산용액을 제조하였다.
제조예 2E
톨루엔(제조사: Samchun, 제품명: Toluene 99.5%) 2.4L에 분산제(화합물명:SEBS) 350g를 분산시킨 후, 전도성 고분자 제조용 단량체(화합물명:EDOT, 제조사: Sigma-aldrich, 제품명: 3,4-Ethylenedioxythiophene 97%) 120 g, 도펀트(화합물명: LAS, 선형 알킬 벤젠 설포닉 애씨드, 제조사: Jintung petrochemical, 제품명: LABSA) 420g을 첨가하고 25℃에서 10분간 교반하여 제2분산용액을 제조하였다.
실시예 1
제조예 1에서 제조된 제1분산용액에 제조예 2A에서 제조된 제2분산용액을 투입한 후 25℃에서 10분간 교반하여 에멀젼 혼합물을 제조하였다. 상기 에멀젼 혼합물에 물 1.44L를 첨가한 후 추가로 25℃에서 10분간 교반하여 이중 연속상 에멀젼 용액을 제조하였다.
상기 이중 연속상 에멀젼 용액에 물 0.5L에 산화제(화합물명: APS, 제조사: Samchun, 제품명: Ammonium persulfate) 300g을 분산시킨 용액을 투입하여 중합 반응을 수행하였다. 중합은 13℃의 온도 및 상압에서 3 시간 동안 150 rpm의 속도로 교반 하면서 진행하였다. 이후, 세정 용매로 메탄올 18L를 투입하여 중합 반응을 종결한 후 교반을 통하여 중합 반응물을 석출하고 이를 여과하였다. 여과한 물질을 오븐을 통해 건조하여 전도성 나노 복합체를 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 제2분산용액을 제조예 2B에서 제조된 것을 변경한 것을 제외하고 동일한 방법으로 전도성 나노 복합체를 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 제2분산용액을 제조예 2C에서 제조된 것을 변경한 것을 제외하고 동일한 방법으로 전도성 나노 복합체를 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 제2분산용액을 제조예 2D에서 제조된 것을 변경한 것을 제외하고 동일한 방법으로 전도성 나노 복합체를 제조하였다.
실시예 5
상기 실시예 1에서 제2분산용액을 제조예 2E에서 제조된 것을 변경한 것을 제외하고 동일한 방법으로 전도성 나노 복합체를 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 제2분산용액을 제조예 2A에서 도펀트의 함량을 300g으로 변경하여 사용한 것을 동일한 방법으로 전도성 나노 복합체를 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 제2분산용액을 제조예 2A에서 도펀트의 함량을 180g으로 변경하여 사용한 것을 동일한 방법으로 전도성 나노 복합체를 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 1에서 제1분산용액 대신 물 2.64L를 이용하고, 제2분산용액을 제조예 2A에서 도펀트의 함량을 820g으로 변경하여 사용한 것을 동일한 방법으로 전도성 나노 복합체를 제조하였다.
하기 표 1은 상기 실시예 및 비교예에서 사용된 성분의 함량 및 중합 조건을 나타낸 것이며, 표 2는 이들의 함량을 각각 중량% 및 중량부로 표기한 것이다.
항목 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3
제1분산용액 물 1.2L 1.2L 1.2L 1.2L 1.2L 1.2L 1.2L 2.64L
도펀트 LAS 400g LAS 400g LAS 400g LAS 400g LAS 400g LAS 400g LAS 400g -
제2분산용액 유기용매 톨루엔 2.4L 톨루엔 2.4L 톨루엔 2.4L 톨루엔 2.4L 톨루엔 2.4L 톨루엔 2.4L 톨루엔 2.4L 톨루엔 2.4L
분산제 SEBS 350g HSBR 350g PS 350g SEBS 350g SEBS 350g SEBS 350g SEBS 350g SEBS 350g
도펀트 LAS 420g LAS 420g LAS 420g LAS 420g LAS 420g LAS 300g LAS 180g LAS 820g
단량체 아닐린 120g 아닐린 120g 아닐린 120g 피롤 120g EDOT 120g 아닐린 120g 아닐린 120g 아닐린 120g
첨가용액 물(중량부) 1.44L 1.44L 1.44L 1.44L 1.44L 1.44L 1.44L -
혼합 혼합온도 25℃ 25℃ 25℃ 25℃ 25℃ 25℃ 25℃ 25℃
조건 혼합시간 10min 10min 10min 10min 10min 10min 10min 10min
산화제 용액 산화제 APS 300g APS 300g APS 300g APS 300g APS 300g APS 300g APS 300g APS 300g
물 0.5L 0.5L 0.5L 0.5L 0.5L 0.5L 0.5L 0.5L
중합 중합온도 13℃ 13℃ 13℃ 13℃ 13℃ 13℃ 13℃ 13℃
조건 중합시간 3h 3h 3h 3h 3h 3h 3h 3h
석출 세정용매 메탄올 18L 메탄올 18L 메탄올 18L 메탄올 18L 메탄올 18L 메탄올 18L 메탄올 18L 메탄올 18L
　 항목 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3
제1분산용액
　		 물 75 75 75 75 75 75 75 100
도펀트 25 25 25 25 25 25 25 -
제2분산용액
　		 유기용매 69.87 69.87 69.87 69.87 69.87 72.83 76.05 61.54
분산제 11.85 11.85 11.85 11.85 11.85 12.35 12.90 10.44
도펀트 14.22 14.22 14.22 14.22 14.22 10.59 6.63 24.45
단량체 4.06 4.06 4.06 4.06 4.06 4.23 4.42 3.58
혼합비율 제1분산용액 1 1 1 1 1 1 1 1
(중량비) 제2분산용액 1.85 1.85 1.85 1.85 1.85 1.77 1.70 1.27
에멀전 혼합물 중량부(기준) 100 100 100 100 100 100 100 100
첨가용액
(중량부)		 물 31.62 31.62 31.62 31.62 31.62 32.48 33.38 24.02
산화제 용액
(중량부)		 산화제 6.59 6.59 6.59 6.59 6.59 6.77 6.95 5.01
물 10.98 10.98 10.98 10.98 10.98 11.28 11.59 8.34
(SEBS : Styrene-ethylene-butylene-Styrene copolymer
HSBR : Hydrogenated Styrene butadiene rubber
APS : Ammonium persulfate
LAS : Linear alkyl benzene sulfonic acid
EDOT : 3,4-Ethylenedioxythiophene
HIPS : High impact polystyrene)
물성 평가 방법
1) 표면저항: 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 전도성 나노 복합체를 열가소성 수지에 압출 분산시켜 펠렛화 한 후, 표면저항 측정기(제조사: BEGA, 제품명: FPP-RS-8)를 이용하여 20kg 압력 하에서 4-prove 탐침법으로 표면저항을 측정하였다. 결과는 하기 표 3 에 나타내었다.
2) 전도성: 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 전도성 나노 복합체를 하기 표 3에 기재된 방법으로 열가소성 수지에 압출 분산시켜 펠렛화 한 후, 180~220℃ 압출 필름 또는 시트 형상으로 성형한 후, 표면저항 측정기(제조사: BEGA, 제품명: FPP-RS-8)를 이용하여 20kg 압력 하에서 4-prove 탐침법으로 표면저항을 측정하였다. 표면저항이 1011 Ω/sq 이하인 경우 "적합", 1011 Ω/sq를 초과하는 경우 "부적합"으로 평가하였다. 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
3) 분산성: 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 전도성 복합 수지를 열가소성 수지에 압출 분산시켜 펠렛화 한 후, Press로 Film 형태를 제작 하였다. 제조한 film을 5cm x 5cm 크기의 시편으로 제조한 후, 전도성 나노 복합체의 분산 정도를 육안으로 평가하였다. 응집체가 발생한 경우 "불량", 응집체가 발생하지 않은 경우 "우수"로 평가하였다. 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
4) 가공성: 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 전도성 복합 수지를 열가소성 수지에 압출 분산시켜 펠렛화 한 후, 단축 압출기로 압출 film을 제작 하였다. 제조된 Film의 표면을 육안으로 관찰하여 가공성을 평가하였다. 표면이 흐름 무늬 없이 우수한 경우 ◎, 표면에 흐름 무늬가 있어 가공성이 적합하지 않은 경우 △로 평가하였다. 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2 비교예 3
전도성 나노 복합체 형상 섬유형 섬유형 섬유형 섬유형 섬유형 구형 구형 구형
표면저항(Ω/□) 4 x 101 9 x 101 2 x 102 9 x 102 3 x 102 3 x 102 9 x 102 5 x 102
실시예 6 실시예 7 실시예 8 비교예 4 비교예 5 비교예 6
전도성 나노 복합체 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
열가소성 수지 LLDPE LLDPE HIPS LLDPE LLDPE HIPS
가공온도 180~220oC 180~220oC 180~220oC 180~220oC 180~220oC 180~220oC
성형 형태 압출 필름 압출 필름 압출 sheet 압출 필름 압출 필름 압출 필름
표면저항(Ω/□) 5 x 106 3 x 106 7 x 106 6 x 108 9 x 1013 5 x 1013
전도성 적합 적합 적합 적합 부적합 부적합
분산성 우수 우수 우수 불량 불량 불량
가공성 ◎ ◎ ◎ △ △ △
상기 표 3을 통해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 6는 섬유형의 전도성 나노 복합체를 제공하였으며, 전도성 나노 복합체의 표면저항이 낮고, 전도성 및 분산성이 우수함을 확인하였다. 또한, 실시예 1 내지 3의 섬유형 전도성 나노 복합체를 열가소성 수지와 함께 압출 가공한 후, 압출 필름 형태로 성형한 실시예 7 내지 9는 표면저항이 낮고, 분산성 및 가공성이 우수함을 확인하였다.
반면, 제2분산용액의 성분 비율이 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예 1 내지 3은 섬유형의 전도성 나노 복합체를 제공하지 못하였으며, 전도성 나노 복합체 자체의 전도성이 유사한 경우에도, 이를 압출 필름 형태로 가공하는 경우 본 발명의 실시예에 비해 낮은 전도성 및 분산성을 구현하였으며, 표면 저항을 1011 Ω/sq 이하로 달성하기 어려운 점을 확인하였다.

Claims (12)

  1. (A) 물 50 중량% 내지 90 중량% 및 도펀트 10 중량% 내지 50 중량%가 혼합된 제1분산용액;과 유기 용매 50 중량% 내지 80 중량%, 분산제 5 중량% 내지 20 중량%, 전도성 고분자 제조용 단량체 1 중량% 내지 20 중량% 및 도펀트 10 중량% 내지 25 중량%가 혼합된 제2분산용액을 각각 준비하는 단계;
    (B) 상기 제1분산용액 및 제2분산용액을 1:1.8 내지 1:2.5의 중량비로 혼합하여 에멀젼 혼합물을 제조한 후, 상기 에멀젼 혼합물에 물을 첨가하여 이중 연속상 에멀젼 용액을 제조하는 단계;
    (C) 상기 이중 연속상 에멀젼 용액에 물에 산화제를 분산시킨 산화제 용액을 투입한 후, 중합하여 중합 반응물을 제조하는 단계; 및
    (D) 상기 중합 반응물을 세정, 여과 및 건조하여 섬유형인 전도성 나노 복합체를 수득하는 단계;
    를 포함하는 전도성 나노 복합체 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도펀트는 벤젠설폰산(BSA), 벤젠다이설폰산(BDSA), 벤젠트리설폰산, 벤젠테트라설폰산(BTSA), 벤젠펩타설폰산(BPSA), 하이드록시벤젠설폰산(HBSA), 하이드록시다이설폰산, 하이드록시트리설폰산, 하이드록시테트라설폰산, 하이드록시펩타설폰산, 도데실벤젠설폰산(DBSA), 도데실벤젠다이설폰산, 도데실벤젤트리설폰산, 알킬벤젠설폰산(ABSA), 캄파설폰산(CSA), p-톨루엔설폰산(TSA), 나프탈렌설폰산(NSA) 및 나프텔렌다이설폰산(NDSA) 중 1종 이상을 포함하는 것인 전도성 나노 복합체 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유기 용매는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 사이클로 헥산 및 클로로포름 중 1종 이상을 포함하는 것인 전도성 나노 복합체 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분산제는 SBS(스틸렌-부타디엔-스틸렌코폴리머), SEBS(스틸렌-에틸렌/부틸렌-스틸렌코폴리머), SIS(스틸렌-이소프렌-스틸렌코폴리머), SEP(스틸렌-에틸렌/프로필렌코폴리머), SEBC(스틸렌-에틸렌/부틸렌-에틸렌블록공중합체), HSBR(수첨스틸렌/부타디엔 고무) 및 PS(폴리스틸렌) 중 1종 이상을 포함하는 것인 전도성 나노 복합체 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 고분자 제조용 단량체는 치환 또는 비치환된 아닐린, 치환 또는 비치환된 피롤 및 치환 비치환된 싸이오펜 중 1종 이상을 포함하는 것인 전도성 나노 복합체 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에멀젼 혼합물 중 전도성 고분자 제조용 단량체와 전체 도펀트의 중량비는 1:5 내지 1:10 인 전도성 나노 복합체 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (B) 단계에서 첨가되는 물의 양은 에멀젼 혼합물 100 중량부를 기준으로 10 내지 50 중량부인 전도성 나노 복합체 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이중 연속상 에멀젼 용액은 투입된 유기 용매: 전체 물의 부피비가 1:0.5 내지 1:1.8이고, 전체 물:전체 도펀트의 중량비가 1:0.2 내지 1:0.4인 전도성 나노 복합체 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 산화제는 과황산 염, 요오드산 염, 염소산 염, 중크롬산 염 및 금속 염화물 중 1종 이상을 포함하는 것이고,
    상기 전도성 고분자 제조용 단량체와 상기 산화제의 중량비는 1:0.5 내지 1:5인 전도성 나노 복합체 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 (D) 단계 이후, (E) 상기 섬유형 전도성 나노 복합체 및 열가소성 수지를 압출 가공하는 단계; 를 더 포함하고,
    상기 열가소성 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 폴리에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌 공중합체, 폴리스타이렌 공중합체, 폴리부텐 공중합체, 폴리부타디엔, 폴리부타디엔 공중합체, 폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 폴리에틸렌 공중합체 왁스, 폴리프로필렌 공중합체 왁스 및 파라핀계 왁스 중 1종 이상을 포함하는 것이며,
    상기 전도성 나노 복합체와 상기 열가소성 수지의 중량비는 1:5 내지 1:50인 전도성 나노 복합체 제조 방법.
  11. 제1항에 따른 전도성 나노 복합체 제조 방법으로 제조된 섬유형인 전도성 나노 복합체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전도성 나노 복합체는 표면저항이 101 Ω/sq 내지 103 Ω/sq인 전도성 나노 복합체.
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