KR102464398B1 - Method for producing graphene-polymer composite and graphene dispersion, and barrier film using the same - Google Patents

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Abstract

그래핀 옥사이드 파우더를 제1 용매에 분산시켜, 그래핀 옥사이드 수분산액을 제조하는 단계, 및 상기 그래핀 옥사이드 수분산액을 환원시켜, 환원 그래핀 옥사이드를 형성하는 단계를 포함하는 그래핀 분산액 제조방법, 상기 그래핀 분산액 제조방법으로 제조된 그래핀 분산액을 이용한 그래핀-고분자 복합체 제조방법, 및 상기 그래핀-고분자 복합체 제조방법에 따라 제조된 배리어 필름 제조방법이 제공된다.Dispersing the graphene oxide powder in a first solvent to prepare a graphene oxide aqueous dispersion, and reducing the graphene oxide aqueous dispersion to form reduced graphene oxide. Provided are a graphene-polymer composite manufacturing method using the graphene dispersion prepared by the graphene dispersion manufacturing method, and a barrier film manufacturing method prepared according to the graphene-polymer composite manufacturing method.

Figure R1020150189837
Figure R1020150189837

Description

그래핀 분산액 및 그래핀-고분자 복합체 제조방법, 및 이를 이용한 배리어 필름 제조방법{METHOD FOR PRODUCING GRAPHENE-POLYMER COMPOSITE AND GRAPHENE DISPERSION, AND BARRIER FILM USING THE SAME}Graphene dispersion and graphene-polymer composite manufacturing method, and barrier film manufacturing method using the same

그래핀 분산액 및 그래핀-고분자 복합체 제조방법, 및 이를 이용한 배리어 필름 제조방법에 관한 것이다.It relates to a graphene dispersion and a method for manufacturing a graphene-polymer composite, and a method for manufacturing a barrier film using the same.

그래핀(Graphene)은 탄소 원자층이 육각형의 격자점 평면에 꽉 들어찬 2차원 탄소 원자면 구조를 가지고 있다. 그래핀은 인장강도가 강철보다 311배 더 강하고, 전자 이동도는 실리콘보다 1,000배 더 빠르며, 열전도도는 구리보다 10배 이상 우수하고, 빛의 98%를 통과시킬 정도로 투명하며, 휘거나 늘려도 특성이 유지되는 성질을 가지고 있어, 기타 나노소재, 잉크, 방열소재, 초경량 소재, 에너지 전극 소재, 차세대 반도체, 투명전극 등에 널리 활용될 수 있다. Graphene has a two-dimensional carbon atomic plane structure in which carbon atomic layers are tightly packed in a hexagonal lattice point plane. Graphene has 311 times stronger tensile strength than steel, 1,000 times faster electron mobility than silicon, 10 times better thermal conductivity than copper, transparent enough to pass 98% of light, and has properties even when bent or stretched. Since this property is maintained, it can be widely used in other nanomaterials, inks, heat dissipation materials, ultra-light materials, energy electrode materials, next-generation semiconductors, and transparent electrodes.

또한, 그래핀은 크기가 작은 헬륨도 투과하는 것을 차단하는 배리어 특성을 가지고 있다. 최근에는 그래핀의 이러한 특성을 이용하여, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐리덴 등과 같은 산소 및 수분 차단성이 우수한 고분자와 함께 배리어 필름에 활용하고 있다. In addition, graphene has a barrier property that blocks the penetration of even small-sized helium. Recently, by using these properties of graphene, it is used in barrier films together with polymers having excellent oxygen and moisture barrier properties, such as polyethylene, polypropylene, and polyvinylidene chloride.

종래 그래핀 배리어필름의 제조방법의 경우, 그래핀 옥사이드(Graphene Oxide), 환원 그래핀 옥사이드 등의 분산액을 고분자 용액에 혼합하여 코팅하는 경우가 대부분이다. 환원 그래핀 옥사이드 분산액과 비수계 고분자 용액을 혼합시, 환원 그래핀 옥사이드 분산액 내 극성용매가 완전히 제거되지 않으면 환원 그래핀 옥사이드/고분자 복합 용액 내에서 그래핀의 분산성이 저하되는 문제점이 있고, 이로 인해 산소 및 수분 차단성이 매우 우수한 배리어 필름에 대한 요구를 충족시키지 못하고 있다.In the case of the conventional method of manufacturing a graphene barrier film, a dispersion such as graphene oxide or reduced graphene oxide is mixed with a polymer solution and coated. When the reduced graphene oxide dispersion and the non-aqueous polymer solution are mixed, if the polar solvent in the reduced graphene oxide dispersion is not completely removed, there is a problem in that the dispersibility of graphene in the reduced graphene oxide/polymer composite solution is reduced, and this Therefore, the demand for a barrier film having excellent oxygen and moisture barrier properties is not met.

따라서, 상기 환원 그래핀 옥사이드의 분산성 저하 문제점을 해결할 수 있는 배리어 필름의 제조방법에 대한 요구가 높아지고 있다.Accordingly, there is an increasing demand for a method for manufacturing a barrier film that can solve the problem of lowering the dispersibility of the reduced graphene oxide.

일 구현예는 분산성이 우수한 그래핀 분산액 제조방법 및 이를 이용한 그래핀-고분자 복합체 제조방법을 제공하기 위한 것이다. One embodiment is to provide a method for preparing a graphene dispersion having excellent dispersibility and a method for preparing a graphene-polymer composite using the same.

다른 일 구현예는 그래핀-고분자 복합체 제조방법을 이용한, 산소 차단성이 우수하고, 광 투과성을 향상시킨 배리어 필름 제조방법을 제공하기 위한 것이다.Another embodiment is to provide a method for preparing a barrier film having excellent oxygen barrier properties and improved light transmittance using a method for preparing a graphene-polymer composite.

일 구현예는 그래핀 옥사이드 파우더를 제1 용매에 분산시켜, 그래핀 옥사이드 수분산액을 제조하는 단계, 및 상기 제1 용매를 제거하는 단계, 상기 그래핀 옥사이드 수분산액에 제2 용매를 혼합하는 단계, 상기 그래핀 옥사이드 수분산액을 환원시키는 단계, 및 상기 환원 그래핀 옥사이드 수분산액을 정제하는 단계를 포함하는 환원 그래핀 옥사이드를 제조하는 단계를 포함하는 그래핀 분산액 제조방법을 제공한다. One embodiment comprises the steps of dispersing graphene oxide powder in a first solvent to prepare an aqueous dispersion of graphene oxide, and removing the first solvent, mixing the graphene oxide aqueous dispersion with a second solvent , It provides a graphene dispersion preparation method comprising the steps of reducing the graphene oxide aqueous dispersion, and preparing a reduced graphene oxide comprising the steps of purifying the reduced graphene oxide aqueous dispersion.

상기 제1 용매는 증류수 또는 알코올이고, 상기 제2 용매는 pH 8 이상의 염기성 용매일 수 있다.The first solvent may be distilled water or alcohol, and the second solvent may be a basic solvent having a pH of 8 or higher.

상기 제2 용매는 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO), N-메틸-2-피로리돈(N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP), 디메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide, DMAC), 및 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide, DMF) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The second solvent is dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP), dimethylacetamide (Dimethylacetamide, DMAC), and dimethylformamide (Dimethylformamide) , DMF) may include at least one of.

상기 그래핀 옥사이드를 제1 용매에 분산시키는 단계는, 호모게나이저(Homogenizer)로, 6,000 rpm 에서 1시간 동안 분산하는 것일 수 있다.The step of dispersing the graphene oxide in the first solvent may be dispersing with a homogenizer at 6,000 rpm for 1 hour.

상기 제1 용매에 분산된 그래핀 옥사이드 수분산액의 농도는 1 mg/mL 일 수 있다.The concentration of the graphene oxide aqueous dispersion dispersed in the first solvent may be 1 mg/mL.

상기 그래핀 옥사이드 수분산액을 환원시키는 단계는, 상기 그래핀 옥사이드 수분산액을 100℃ 이상의 온도로 가열하여 환원시키는 것일 수 있다. The reducing of the graphene oxide aqueous dispersion may be reduced by heating the graphene oxide aqueous dispersion to a temperature of 100° C. or higher.

상기 제1 용매를 제거하는 단계는, 원심분리 공정으로 상청액을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The removing of the first solvent may include removing the supernatant by a centrifugation process.

상기 환원 그래핀 옥사이드 수분산액을 정제하는 단계는, 80℃ 이상의 온도에서 감압증류를 통해 수분을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.The step of purifying the reduced graphene oxide aqueous dispersion may include removing moisture through distillation under reduced pressure at a temperature of 80° C. or higher.

다른 구현예는 제3 용매에 고분자 수지를 용해시켜, 고분자 수지 용액을 제조하는 단계, 상기 고분자 수지 용액과 일 구현예에 따라 제조된 그래핀 분산액을 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계, 및 상기 혼합 용액을 분산시키는 단계를 포함하는 그래핀-고분자 복합체 제조방법을 제공한다.Another embodiment is dissolving a polymer resin in a third solvent to prepare a polymer resin solution, mixing the polymer resin solution and the graphene dispersion prepared according to one embodiment to prepare a mixed solution, and the mixing It provides a method for producing a graphene-polymer composite comprising the step of dispersing the solution.

상기 혼합 용액에서 상기 고분자 수지 용액과 상기 그래핀 분산액의 중량비는 2:1 내지 10:1일 수 있다. In the mixed solution, a weight ratio of the polymer resin solution and the graphene dispersion may be 2:1 to 10:1.

상기 제3 용매는 상기 제2 용매와 서로 다른 용매이고, 상기 제3 용매는 테트라히드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO), N-메틸-2-피로리돈(N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP), 디메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide, DMAC), 및 메틸에틸케톤(Methylethylketone, MEK) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The third solvent is a solvent different from the second solvent, and the third solvent is tetrahydrofuran (THF), dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (N- Methyl-2-Pyrrolidone, NMP), dimethylacetamide (Dimethylacetamide, DMAC), and may include at least one of methylethylketone (Methylethylketone, MEK).

상기 고분자 수지는 폴리염화비닐리덴(Polyvinylidene chloride, PVDC), 폴리비닐알콜(Poly vinyl alcohol, PVA), 에틸렌비닐알콜(Ethylene vinyl alcohol, EVOH), 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile, PAN), 및 폴리클로로트리플루오로에틸렌(Polychlorotrifluoroethylene, PCTFE) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The polymer resin is polyvinylidene chloride (PVDC), polyvinyl alcohol (PVA), ethylene vinyl alcohol (EVOH), polyacrylonitrile (Polyacrylonitrile, PAN), and polychloro It may include at least one of trifluoroethylene (Polychlorotrifluoroethylene, PCTFE).

또 다른 구현예는 상기 구현예에 따라 제조된 그래핀-고분자 복합체를 기재 필름 상에 코팅 및 건조하는 단계를 포함하는 배리어 필름 제조방법을 제공한다.Another embodiment provides a method for producing a barrier film comprising the step of coating and drying the graphene-polymer composite prepared according to the embodiment on a base film.

상기 그래핀-고분자 복합체는 약 1 μm 내지 약 40 μm 두께로 상기 기재필름 상에 코팅될 수 있다.The graphene-polymer composite may be coated on the base film to a thickness of about 1 μm to about 40 μm.

상기 기재 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP;), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리이미드(Polyimide, PI), 연신폴리프로필렌(Oriented Polypropylene, OPP), 이축연신폴리프로필렌(Biaxially oriented Polypropylene, BOPP), 폴리에틸렌 2,6-디카르복실 나프탈레이트(Polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate, PEN), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리에스테르(Polyester) 및 폴리스티렌(Polystyrene, PS) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The base film is polyethylene terephthalate (Polyethyleneterephthalate, PET), polyethylene (Polyethylene, PE), polypropylene (Polypropylene, PP;), polycarbonate (Polycarbonate, PC), polymethyl methacrylate (Polymethyl methacrylate, PMMA), poly Polyimide (PI), Oriented Polypropylene (OPP), Biaxially oriented Polypropylene (BOPP), Polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate (PEN) , and may include at least one of polyethersulfone (PES), polyester (Polyester), and polystyrene (PS).

기타 구현 예들의 구체적인 사항은 이하 상세한 설명에 포함되어 있다.The details of other implementations are included in the detailed description below.

일 구현예에 따른 그래핀 분산액 제조방법 및 이를 이용한 그래핀-고분자 복합체 제조방법은 분산성이 우수하고 안정하다.The graphene dispersion preparation method according to an embodiment and the graphene-polymer composite preparation method using the same have excellent dispersibility and are stable.

또한, 상기 제조방법에 의해 제조된 그래핀-고분자 복합체를 필름 상에 코팅시켜, 산소 차단성 및 광 투과성을 향상시킨 배리어 필름을 제조할 수 있다.In addition, by coating the graphene-polymer composite prepared by the above method on the film, it is possible to prepare a barrier film having improved oxygen barrier properties and light transmittance.

도 1은 일 구현예에 따른 제조예1, 및 비교제조예 1 내지 3에 따라 제조된 그래핀 분산액의 분산 안정성을 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing the dispersion stability of graphene dispersions prepared according to Preparation Example 1 and Comparative Preparation Examples 1 to 3 according to an embodiment.

첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed subject matter may be thorough and complete, and that the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 층이 다른 층 또는 기판 "상"("위")에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상(위)에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.In the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity. Further, when a layer is referred to as being “on” (“on”) another layer or substrate, it may be formed directly on (on) another layer or substrate, or a third layer may be interposed therebetween. . Parts indicated with like reference numerals throughout the specification refer to like elements.

일 구현예는 그래핀 분산액 제조방법으로서, 그래핀 옥사이드 파우더를 제1 용매에 분산시켜 그래핀 옥사이드 수분산액을 제조하는 단계, 및 상기 그래핀 옥사이드 수분산액을 환원시켜, 환원 그래핀 옥사이드를 형성하는 단계를 포함한다.One embodiment is a method for preparing a graphene dispersion, comprising the steps of dispersing graphene oxide powder in a first solvent to prepare an aqueous dispersion of graphene oxide, and reducing the aqueous dispersion of graphene oxide to form reduced graphene oxide includes steps.

일 구현예에 따른 그래핀 옥사이드 수분산액 제조방법은 공정이 단순하고, 안정적인 조건에서 수행이 가능하여 대량생산에 적합할 수 있으며, 무엇보다 분산성이 우수한 그래핀 분산액 제조가 가능하다.The graphene oxide aqueous dispersion preparation method according to an embodiment has a simple process and can be performed under stable conditions, so it can be suitable for mass production, and above all, it is possible to prepare a graphene dispersion with excellent dispersibility.

상기 그래핀 옥사이드 파우더는 그래핀을 휴머스(Hummers)법 또는 브로디(Brodie)법 등 공지의 방법으로 산화시켜 제조하는 방법을 포함할 수 있다.The graphene oxide powder may include a method of oxidizing graphene by a known method, such as a Hummers method or a Brodie method.

이후, 상기 공지의 방법으로 제조된 그래핀 옥사이드 파우더를 제1 용매에 분산시켜, 그래핀 옥사이드 수분산액을 제조한다. Then, the graphene oxide powder prepared by the known method is dispersed in a first solvent to prepare an aqueous dispersion of graphene oxide.

그래핀 옥사이드를 제1 용매에 분산시키는 단계는 제1 용매에 그래핀 옥사이드 파우더를 첨가하고, 초음파, 고압 분산기 또는 호모게나이저(homogenizer) 등을 사용하여 분산시키는 단계일 수 있다. 예를 들어, 반복적인 분산공정 적용에 따른 그래핀 파괴를 방지하고 위해, 호모게나이저를 이용하여 약 6,000 rpm에서 약 1시간 동안 분산시킬 수 있다.The step of dispersing the graphene oxide in the first solvent may be a step of adding the graphene oxide powder to the first solvent and dispersing using ultrasonic waves, a high-pressure disperser, a homogenizer, or the like. For example, in order to prevent graphene destruction due to repeated dispersion process application, it may be dispersed at about 6,000 rpm for about 1 hour using a homogenizer.

상기 제1 용매는 증류수 또는 알코올과 같은 극성용매일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 일 구현예 따른 제1 용매는 증류수일 수 있다.The first solvent may be a polar solvent such as distilled water or alcohol, but is not limited thereto. For example, the first solvent according to an embodiment may be distilled water.

상기와 같이 제조된 그래핀 옥사이드 수분산액의 농도는 약 1 mg/mL이다.The concentration of the graphene oxide aqueous dispersion prepared as described above is about 1 mg/mL.

이후, 상기 그래핀 옥사이드 수분산액을 환원시켜, 환원 그래핀 옥사이드를 제조한다.Thereafter, by reducing the graphene oxide aqueous dispersion, a reduced graphene oxide is prepared.

상기 환원 그래핀 옥사이드를 제조하기 위해, 먼저 상기 제조된 그래핀 옥사이드 수분산액에서 제1 용매를 제거하고, 제2 용매를 혼합한다. 일 구현예에서는 상기 제1 용매를 제거하기 위해, 약 8,000 rpm 이상의 원심분리 공정으로 그래핀 옥사이드 수분산액의 상청액을 제거할 수 있다.In order to prepare the reduced graphene oxide, first, the first solvent is removed from the prepared graphene oxide aqueous dispersion, and the second solvent is mixed. In one embodiment, in order to remove the first solvent, the supernatant of the graphene oxide aqueous dispersion may be removed by a centrifugation process of about 8,000 rpm or more.

제1 용매를 제거하고 남은 그래핀 옥사이드 수분산액에 제2 용매를 혼합한다. 일 구현예에서의 상기 제2 용매는 pH 8 이상의 염기성 용매이다.A second solvent is mixed with the graphene oxide aqueous dispersion remaining after removing the first solvent. In one embodiment, the second solvent is a basic solvent having a pH of 8 or higher.

이처럼, 일 구현예에서 그래핀 옥사이드 수분산액에 염기성 용매를 혼합하는 것은 염기성 용매 내에서 그래핀 옥사이드 표면에 음전하(negative charge)를 띄는 관능기들의 반발력을 활성화하기 위함이다. 즉, 그래핀 옥사이드의 분산력이 저하되는 것을 방지하기 위함이다.As such, in one embodiment, mixing the basic solvent with the aqueous dispersion of graphene oxide is to activate the repulsive force of functional groups having a negative charge on the surface of the graphene oxide in the basic solvent. That is, it is to prevent the dispersing power of graphene oxide from being lowered.

예컨대, 일 구현예에서는 먼저 그래핀 옥사이드의 분산성이 가장 좋은 용매인 물 또는 에탄올과 같은 극성 용매에 분산시킨 후, 분산성이 확보된 그래핀 옥사이드 수분산액에 그래핀-고분자 복합체 형성을 위한 염기성 용매인 제2 용매를 혼합한다.For example, in one embodiment, the graphene oxide is first dispersed in a polar solvent such as water or ethanol, which is a solvent having the best dispersibility, and then the graphene-polymer complex is formed in an aqueous dispersion of graphene oxide with a secured basicity. A second solvent, which is a solvent, is mixed.

예를 들어, 상기 제2 용매는 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO), N-메틸-2-피로리돈(N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP) 디메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide, DMAC), 및 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide, DMF) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the second solvent is dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP) dimethylacetamide (Dimethylacetamide, DMAC), and dimethylform It may include at least one of amide (Dimethylformamide, DMF), but is not limited thereto.

한편, 일 구현예에 따른 제2 용매의 사용량은 특별히 한정되지 않으며, 이후 그래핀-고분자 복합체 제조시 첨가될 제3 용매의 함량에 따라서 그 사용량을 적절히 조절할 수 있다. On the other hand, the amount of the second solvent used according to the embodiment is not particularly limited, and the amount of the second solvent may be appropriately adjusted according to the content of the third solvent to be added during the production of the graphene-polymer composite thereafter.

상기 그래핀 옥사이드 수분산액에 제2 용매를 혼합한 이후, 상기 제2 용매가 첨가된 그래핀 옥사이드 수분산액을 최소 약 100℃ 온도에서, 약 4시간 이상 가열 및 교반하여 열적 환원을 진행한다.After mixing the second solvent in the aqueous dispersion of graphene oxide, the aqueous dispersion of graphene oxide to which the second solvent is added is heated and stirred at a temperature of at least about 100° C. for about 4 hours to perform thermal reduction.

이처럼, 종래 환원제를 이용한 환원 공정과 달리 일 구현예에 따른 열적 환원을 진행함으로써 잔여 환원제를 제거해야 하는 부가적인 공정이 불필요하다.As such, unlike the reduction process using a conventional reducing agent, an additional process in which the residual reducing agent must be removed by performing the thermal reduction according to an embodiment is unnecessary.

다음으로, 상기 환원 그래핀 옥사이드 혼합 용액에 존재할 수 있는 잔량의 제1 용매를 제거하기 위해, 환원 그래핀 옥사이드 수분산액을 정제하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 80℃ 이상의 온도에서 감압 증류법을 통하여 제거할 수 있다. 이처럼, 일 구현에서는 종래 기타 첨가제를 넣어 정제하는 부가적인 공정이 불필요하다.Next, in order to remove the remaining amount of the first solvent that may exist in the reduced graphene oxide mixed solution, the step of purifying the reduced graphene oxide aqueous dispersion may be further included. For example, it can be removed through a reduced pressure distillation method at a temperature of 80 °C or higher. Likewise, In one embodiment, there is no need for an additional process of purification by adding other additives in the prior art.

또 다른 구현예는 상기 제조방법에 따라 제조된 그래핀 분산액을 이용한 그래핀-고분자 복합체 제조방법을 제공한다.Another embodiment provides a method for preparing a graphene-polymer composite using the graphene dispersion prepared according to the above method.

일 구현예에 따른 그래핀-고분자 복합체 제조방법에서는 그래핀의 분산 안정성을 위해, 그래핀 분산액 제조시 사용된 제1 용매 내지 제2 용매와는 서로 다른 제3 용매를 사용한다. 일 구현예서 그래핀 분산액 제조시 사용하는 용매와 고분자 용해시 사용하는 용매를 달리 사용함으로써, 그래핀 분산액의 분산성을 높일 수 있다.In the graphene-polymer composite manufacturing method according to an embodiment, for the dispersion stability of graphene, a third solvent different from the first to second solvents used in preparing the graphene dispersion is used. In one embodiment, the dispersibility of the graphene dispersion can be improved by using a solvent used for preparing the graphene dispersion and a solvent used for dissolving the polymer differently.

먼저, 제3 용매에 고분자 수지를 용해시켜, 고분자 수지 용액을 제조한다. 일 구현예에 따른 제3 용매는 제2 용매와는 다른 용매이고, 예컨대, 상기 제3 용매는 테트라히드로퓨란(THF), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO), N-메틸-2-피로리돈(N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP) 디메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide, DMAC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.First, a polymer resin is dissolved in a third solvent to prepare a polymer resin solution. The third solvent according to an embodiment is a solvent different from the second solvent, for example, the third solvent is tetrahydrofuran (THF); Dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP) may include at least one of dimethylacetamide (Dimethylacetamide, DMAC), but is limited thereto not.

일 구현예에 따른 고분자 수지는 폴리염화비닐리덴(Polyvinylidene chloride, PVDC), 폴리비닐알콜(Poly vinyl alcohol, PVA), 에틸렌비닐알콜(Ethylene vinyl alcohol, EVOH), 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile, PAN), 및 폴리클로로트리플루오로에틸렌(Polychlorotrifluoroethylene, PCTFE) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Polymer resin according to one embodiment is polyvinylidene chloride (Polyvinylidene chloride, PVDC), polyvinyl alcohol (Poly vinyl alcohol, PVA), ethylene vinyl alcohol (Ethylene vinyl alcohol, EVOH), polyacrylonitrile (Polyacrylonitrile, PAN) , and polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) It may include at least one of, but is not limited thereto.

이때, 상기 제3 용매 총 함량에 대한 상기 고분자 수지의 함량은 약 40 wt% 이하인 것이 바람직하다. 상기 범위내의 고분자 수지가 혼합된 경우, 그래핀 분산액과 고분자 수지의 혼합 용액 제조, 코팅성 등의 작업성이 우수하다. In this case, the content of the polymer resin with respect to the total content of the third solvent is preferably about 40 wt% or less. When the polymer resin within the above range is mixed, the workability such as the preparation of the mixed solution of the graphene dispersion and the polymer resin and the coating property is excellent.

이후, 상기와 같이 제조된 상기 그래핀 분산액과 상기 고분자 수지 용액을 혼합하여 혼합 용액을 제조하고, 이 혼합 용액을 교반시킨다. 예컨대, 상기 혼합 용액을 상온에서 약 30분 동안 교반시킬 수 있다. 또한, 상기 교반하는 단계 이후, 기포제거 공정을 약 1,000 rpm 내지 약 3,000 rpm의 조건에서 약 5 분 내지 약 20분 동안 진행할 수 있다.Thereafter, a mixed solution is prepared by mixing the graphene dispersion prepared as described above and the polymer resin solution, and the mixed solution is stirred. For example, the mixed solution may be stirred at room temperature for about 30 minutes. In addition, after the stirring step, the bubble removal process may be performed for about 5 minutes to about 20 minutes under the conditions of about 1,000 rpm to about 3,000 rpm.

이때, 상기 고분자 수지 용액과 상기 그래핀 분산액은 약 2:1 내지 약 10:1인 중량비로 포함될 수 있다. 상기 고분자 수지 용액과 상기 환원 그래핀 옥사이드 분산액이 상기 범위로 혼합될 경우, 분산성이 안정적이다.In this case, the polymer resin solution and the graphene dispersion may be included in a weight ratio of about 2:1 to about 10:1. When the polymer resin solution and the reduced graphene oxide dispersion are mixed in the above range, the dispersibility is stable.

또 다른 구현예는 상기 제조방법에 따라 제조된 그래핀-고분자 복합체를 이용한 배리어 필름 제조방법을 제공한다. Another embodiment provides a barrier film manufacturing method using the graphene-polymer composite prepared according to the above manufacturing method.

일 구현예에서는 상기와 같이 제조된 그래핀-고분자 복합체를 기재 필름 상에 코팅 및 건조하는 단계를 포함한다.In one embodiment, the graphene-polymer composite prepared as described above is coated on a base film and dried.

상기 그래핀-고분자 복합체를 기재 필름 상에 코팅하고 건조하는 단계에서, 상기 필름은 그 표면이 우레탄 프라이머로 코팅된 필름일 수 있다. 우레탄 프라이머로 코팅(표면 처리)된 필름 상에 그래핀-고분자 복합체를 코팅할 경우, 접착력이 향상되어 필름에 코팅된 환원 그래핀 옥사이드 및 고분자 수지가 쉽게 박리되지 않을 수 있다. 또한, 부착력 개선을 위해, 상기 필름에 플라즈마(Plasma) 또는 코로나(corona) 등의 표면처리를 추가로 더 실시할 수도 있다.In the step of coating and drying the graphene-polymer composite on the base film, the film may be a film whose surface is coated with a urethane primer. When the graphene-polymer composite is coated on a film coated with a urethane primer (surface treatment), the reduced graphene oxide and the polymer resin coated on the film may not be easily peeled off due to improved adhesion. In addition, in order to improve adhesion, the film may be further subjected to a surface treatment such as plasma or corona.

상기 코팅은 마이크로 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅, 바 코팅, 스핀 코팅 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The coating may be micro gravure coating, slot die coating, bar coating, spin coating, etc., but is not limited thereto.

상기 그래핀-고분자 복합체는 약 1 μm 내지 약 40 μm 두께로 상기 기재필름 상에 코팅될 수 있다. 상기 범위의 두께로 코팅되어야 필름의 광 투과도 및 산소 차단성이 모두 우수한 배리어 필름 제조가 가능하다.The graphene-polymer composite may be coated on the base film to a thickness of about 1 μm to about 40 μm. It is possible to manufacture a barrier film excellent in both light transmittance and oxygen barrier properties of the film when it is coated to a thickness within the above range.

상기 건조는 진공 오븐 내에서 건조하거나, 힛건 또는 핫플레이트를 사용하여 건조할 수 있고, 다만 건조 방법이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 건조 단계는 60 내지 120에서, 2시간 내지 5시간 동안 실시할 수 있다.The drying may be performed in a vacuum oven, or may be dried using a heat gun or a hot plate, but the drying method is not limited thereto. For example, the drying step may be carried out at 60 to 120 for 2 hours to 5 hours.

상기 기재 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP;), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate, PMMA), 폴리이미드(Polyimide, PI), 연신폴리프로필렌(Oriented Polypropylene, OPP), 이축연신폴리프로필렌(Biaxially oriented Polypropylene, BOPP), 폴리에틸렌 2,6-디카르복실 나프탈레이트(Polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate, PEN), 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리에스테르(Polyester) 및 폴리스티렌(Polystyrene, PS) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The base film is polyethylene terephthalate (Polyethyleneterephthalate, PET), polyethylene (Polyethylene, PE), polypropylene (Polypropylene, PP;), polycarbonate (Polycarbonate, PC), polymethyl methacrylate (Polymethyl methacrylate, PMMA), poly Polyimide (PI), Oriented Polypropylene (OPP), Biaxially oriented Polypropylene (BOPP), Polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate (PEN) , and may include at least one of polyethersulfone (PES), polyester (Polyester), and polystyrene (PS).

일 구현예에 따른 배리어 필름 제조방법은 산소 차단성이 우수하고 광 투과성을 향상시킨 배리어 필름 제공이 가능하다.The barrier film manufacturing method according to the exemplary embodiment can provide a barrier film having excellent oxygen barrier properties and improved light transmittance.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the following examples are only preferred examples of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

그래핀graphene 분산액 제조 Dispersion Preparation

제조예production example 1 One

브로디(Brodie) 법으로 제조된 그래핀 옥사이드 파우더를 준비한다.Prepare graphene oxide powder prepared by Brodie's method.

상기 그래핀 옥사이드 파우더에, 약 1 mg/mL농도의 그래핀 옥사이드 수분산액을 제조하기 위해 증류수를 첨가한 후, 호모게나이저(Homogenizer)를 이용하여 6,000 rpm에서 약 1시간 정도 처리하여 그래핀 옥사이드 수분산액을 제조하였다.After adding distilled water to the graphene oxide powder to prepare an aqueous dispersion of graphene oxide having a concentration of about 1 mg/mL, the graphene oxide was treated at 6,000 rpm for about 1 hour using a homogenizer. An aqueous dispersion was prepared.

이후, 그래핀 옥사이드 수분산액에 남아있는 잔량의 물을 제거하기 위해, 원심분리기를 이용하여 상청액을 제거하고, 디메틸설폭사이드(DMSO)를 혼합하여 약 100℃에서 약 4시간 정도 교반하여 열적 환원을 진행하였다. Thereafter, in order to remove the remaining amount of water in the graphene oxide aqueous dispersion, the supernatant is removed using a centrifuge, and dimethyl sulfoxide (DMSO) is mixed and stirred at about 100° C. for about 4 hours to thermal reduction. proceeded.

환원 그래핀 옥사이드 분산액에 남아있는 잔량의 물을 약 80℃에서 감압증류를 통하여 제거하여, 환원 그래핀 옥사이드 분산액을 제조하였다.The residual amount of water remaining in the reduced graphene oxide dispersion was removed through distillation under reduced pressure at about 80° C., thereby preparing a reduced graphene oxide dispersion.

비교제조예Comparative Preparation Example 1 One

제조예 1과 동일하게 제조된 그래핀 옥사이드 파우더에 유기 용매인 테트라히드로퓨란(THF)를 첨가한 후, 약 1 mg/mL농도에서 호모게나이저를 이용하여 6,000 rpm에서 약 1시간 정도 처리하여 그래핀 옥사이드 분산액을 제조하였다.After adding tetrahydrofuran (THF) as an organic solvent to the graphene oxide powder prepared in the same manner as in Preparation Example 1, at a concentration of about 1 mg/mL A graphene oxide dispersion was prepared by treatment at 6,000 rpm for about 1 hour using a homogenizer.

비교제조예Comparative Preparation Example 2 2

산처리 후의 그래핀 옥사이드의 표면에 알킬기(Alkyl group)를 형성시킨 후, 유기 용매인 테트라히드로퓨란(THF)에 첨가하고, 약 1 mg/mL농도에서 호모게나이저를 이용하여 6,000 rpm에서 약 1시간 정도 처리하여 그래핀 옥사이드 분산액을 제조하였다.After an alkyl group is formed on the surface of graphene oxide after acid treatment, it is added to tetrahydrofuran (THF), an organic solvent, and is about 1 at 6,000 rpm using a homogenizer at a concentration of about 1 mg/mL. A graphene oxide dispersion was prepared by treatment for about an hour.

비교제조예Comparative Preparation Example 3 3

그래핀 나노시트(GnP, Graphene nano Platelet)를 유기 용매인 테트라히드로퓨란(THF)에 첨가하고, 약 1 mg/mL농도에서 호모게나이저 Homogenizer)를 이용하여 6,000 rpm에서 약 1시간 정도 처리하여 그래핀 분산액을 제조하였다. Graphene nanosheet (GnP, Graphene nano Platelet) was added to tetrahydrofuran (THF) as an organic solvent, A graphene dispersion was prepared by treatment at 6,000 rpm for about 1 hour at a concentration of about 1 mg/mL using a homogenizer).

평가 1: Rating 1: 그래핀graphene 분산액의 분산성 평가 Dispersibility evaluation of dispersions

도 1은 상기 제조예 1 및 비교제조예 1 내지 3에 따라 제조된 그래핀 분산액을 Turbiscan을 통해 상온에서 1일(24h) 동안 분산성(TSI)을 측정한 그래프이다.1 is a graph of measuring the dispersibility (TSI) of graphene dispersions prepared according to Preparation Example 1 and Comparative Preparation Examples 1 to 3 at room temperature for 1 day (24h) through Turbiscan.

도 1을 참조하면, 일 구현예에 따른 제조예 1의 환원 그래핀 옥사이드 분산액은 비교제조예 1 내지 3과 대비하여, 유기 용매인 테트라히드로퓨란(THF)에 대한 분산성이 매우 우수함을 확인할 수 있다. 분산성이 안정한 용액일수록 분산성 수치의 변화가 없으며, 도 1을 참조하면 제조예 1의 그래핀 분산액은 시간에 따른 분산성의 큰 변화가 관찰되지 않으므로, 제조예 1의 유기용매(THF)에 대한 분산성이 안정적임을 알 수 있다.1, it can be confirmed that the reduced graphene oxide dispersion of Preparation Example 1 according to an embodiment has very good dispersibility in the organic solvent tetrahydrofuran (THF), as compared to Comparative Preparation Examples 1 to 3 have. As the dispersibility is more stable, there is no change in the dispersibility value. Referring to FIG. 1 , in the graphene dispersion of Preparation Example 1, no large change in dispersibility with time is observed, so the organic solvent (THF) of Preparation Example 1 It can be seen that the dispersion is stable.

그래핀graphene -고분자 복합체 제조 및 -Manufacture of polymer complexes and 배리어barrier 필름 제조 film manufacturing

실시예Example 1 One

폴리염화비닐리덴(PVDC) 수지를 THF에 첨가하고, 80℃에서 완전히 용해시켜 고분자 수지 용액을 제조한다. 상기 고분자 수지 용액에 상기 제조예1의 그래핀 분산액을 혼합하고, 고압 분산기 장비를 이용하여 압력 500 bar에서 5회 분산시킨 후 그래핀-고분자 복합체를 제조하였다.Polyvinylidene chloride (PVDC) resin is added to THF and completely dissolved at 80° C. to prepare a polymer resin solution. Mixing the graphene dispersion of Preparation Example 1 with the polymer resin solution, After dispersing 5 times at a pressure of 500 bar using a high-pressure disperser equipment, a graphene-polymer composite was prepared.

이때, PVDC수지 용액과 제조예1의 그래핀 분산액의 중량비는 약 1:0.2이다.At this time, the weight ratio of the PVDC resin solution and the graphene dispersion of Preparation Example 1 is about 1:0.2.

상기와 같이 제조된 그래핀-고분자 복합체를 125㎛의 PET 필름(표면이 우레탄 프라이머로 처리)에 코팅 두께가 5 ㎛가 되도록 바 코팅하고, 90에서 3시간 동안 건조하여, 배리어 필름을 제조하였다.The graphene-polymer composite prepared as described above was bar-coated on a 125 μm PET film (surface treated with a urethane primer) to have a coating thickness of 5 μm, and dried at 90° C. for 3 hours to prepare a barrier film.

비교예comparative example 1 One

제조예 1의 그래핀 분산액을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 배리어 필름을 제조하였다.A barrier film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the graphene dispersion of Preparation Example 1 was not used.

비교예comparative example 2 2

제조예 1의 그래핀 분산액 대신, 비교제조예 3 의 그래핀 분산액을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 배리어 필름을 제조하였다.A barrier film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the graphene dispersion of Comparative Preparation Example 3 was used instead of the graphene dispersion of Preparation Example 1.

비교예comparative example 3 3

상기 고분자 수지 용액과 제조예1의 그래핀 분산액의 중량비가 약 1:0.05인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 배리어 필름을 제조하였다.Except that the weight ratio of the polymer resin solution and the graphene dispersion of Preparation Example 1 is about 1:0.05 A barrier film was prepared in the same manner as in Example 1.

비교예comparative example 4 4

상기 고분자 수지 용액과 제조예1의 그래핀 분산액의 중량비가 약 1:0.6 인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 배리어 필름을 제조하였다.A barrier film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the weight ratio of the polymer resin solution and the graphene dispersion of Preparation Example 1 was about 1:0.6.

평가 2: Rating 2: 배리어barrier 필름의 특성 평가 Evaluation of film properties

상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 배리어 필름을 NDH-7000 Haze meter 장비를 이용하여, ASTM E1164 입각하여 광 투과도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The barrier films prepared according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 were measured for light transmittance based on ASTM E1164 using an NDH-7000 haze meter equipment, and the results are shown in Table 1 below.

또한, 실시예 1, 및 비교예 1 내지 4에 따라 제조된 배리어 필름을 Mocon 社 OX-TRAN 10X 장비를 이용하여, ASTM F1307 입각하여 산소 투과도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.In addition, the barrier films prepared according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 4 were measured for oxygen permeability based on ASTM F1307 using Mocon's OX-TRAN 10X equipment, and the results are shown in Table 1 below.

비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 실시예 1Example 1 광 투과도(%)Light transmittance (%) 92.592.5 89.2789.27 90.1990.19 -- 90.2390.23 산소 투과도
(cc/m2day)
oxygen permeability
(cc/m 2 days)
1.121.12 1.341.34 1.151.15 -- 0.690.69
코팅 두께
(㎛)
coating thickness
(μm)
55 55 55 55 55

상기 표 1를 참고하면, 기재 필름인 PET 필름 상에 동일한 두께로 코팅한 경우, 일 구현예에 따른 실시예 1의 경우, PVDC만을 PET 필름에 코팅한 비교예 1대비, 산소 투과도가 약 반 이상 감소한 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 1, when coated with the same thickness on the PET film as the base film, in Example 1 according to one embodiment, compared to Comparative Example 1 in which only PVDC was coated on the PET film, the oxygen permeability was about half or more decrease can be seen.

또한, 나노그래핀시트(GnP)를 그래핀 분산액으로 포함하고 있는 비교예 2는 광 투과도가 90% 미만이고, 산소 투과도가 큰 것으로 보아 배리어 필름으로서 적절치 않음을 확인할 수 있다.In addition, it can be confirmed that Comparative Example 2 containing nano graphene sheets (GnP) as a graphene dispersion has a light transmittance of less than 90% and a high oxygen transmittance, so it is not suitable as a barrier film.

일 구현예에 따른 고분자 수지용액에 대해 적절한 중량범위, 예컨대, 0.2 중량%의 그래핀 분산액을 첨가한 실시예 1의 경우, 0.05 중량%의 그래핀 분산액만이 첨가된 비교예 3과 비교하여, 산소 차단성 면에서 매우 우수한 것을 확인할 수 있다.In the case of Example 1 in which a graphene dispersion of an appropriate weight range, for example, 0.2% by weight, was added to the polymer resin solution according to one embodiment, compared with Comparative Example 3 in which only 0.05% by weight of the graphene dispersion was added, It can be seen that the oxygen barrier properties are very good.

반면, 고분자 수지용액에 대해 약 0.05 중량%의 그래핀 분산액이 포함되어 있는 비교예 3의 경우, 산소 투과도가 높아 배리어 필름으로서 적절치 않고, 약 0.6 중량%의 그래핀 분산액이 포함되어 있는 비교예 4의 경우, 그래핀 함량이 너무 많아 배리어 필름 제조가 불가능하다.On the other hand, in the case of Comparative Example 3 containing about 0.05% by weight of the graphene dispersion with respect to the polymer resin solution, it is not suitable as a barrier film due to high oxygen permeability, and Comparative Example 4 containing about 0.6% by weight of the graphene dispersion In the case of , it is impossible to prepare a barrier film because the graphene content is too high.

이를 통하여, 일 구현예에 따르면 90% 이상의 광 투과도 유지하면서, 산소 차단성이 우수한 배리어 필름을 구현할 수 있다.Through this, according to one embodiment, it is possible to implement a barrier film excellent in oxygen barrier properties while maintaining light transmittance of 90% or more.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.  그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the above embodiments, but can be manufactured in a variety of different forms, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can take other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be understood that it can be implemented as Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (15)

그래핀 옥사이드 파우더를 제1 용매에 분산시켜, 그래핀 옥사이드 수분산액을 제조하는 단계, 및
상기 제1 용매를 제거하는 단계,
상기 그래핀 옥사이드 수분산액에, 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO), 디메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide, DMAC), 및 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide, DMF) 중 적어도 하나 이상인 제2 용매를 혼합하는 단계,
상기 제2 용매가 혼합된 그래핀 옥사이드 수분산액을 환원시키는 단계, 및
상기 환원 그래핀 옥사이드 수분산액을 정제하는 단계를 포함하는 환원 그래핀 옥사이드를 제조하는 단계,
를 포함하는 그래핀 분산액 제조방법.
Dispersing the graphene oxide powder in a first solvent to prepare a graphene oxide aqueous dispersion, and
removing the first solvent;
Mixing at least one of dimethyl sulfoxide (DMSO), dimethylacetamide (DMAC), and dimethylformamide (DMF) in the graphene oxide aqueous dispersion, a second solvent,
reducing the graphene oxide aqueous dispersion mixed with the second solvent, and
Preparing a reduced graphene oxide comprising the step of purifying the reduced graphene oxide aqueous dispersion,
A method for preparing a graphene dispersion comprising a.
제1항에서,
상기 제1 용매는 증류수 또는 알코올인 그래핀 분산액 제조방법.
In claim 1,
The first solvent is distilled water or alcohol.
삭제delete 제1항에서,
상기 그래핀 옥사이드를 제1 용매에 분산시키는 단계는,
호모게나이저(Homogenizer)로, 6,000 rpm 에서 1시간 동안 분산하는 것인 그래핀 분산액 제조방법.
In claim 1,
The step of dispersing the graphene oxide in the first solvent,
A method for preparing a graphene dispersion by dispersing it with a homogenizer at 6,000 rpm for 1 hour.
제1항에서,
상기 제1 용매에 분산된 그래핀 옥사이드 수분산액의 농도는 1 mg/mL 인 그래핀 분산액 제조방법.
In claim 1,
A method for preparing a graphene dispersion wherein the concentration of the aqueous dispersion of graphene oxide dispersed in the first solvent is 1 mg/mL.
제1항에서,
상기 그래핀 옥사이드 수분산액을 환원시키는 단계는,
상기 그래핀 옥사이드 수분산액을 100℃ 이상의 온도로 가열하여 환원시키는 것인 그래핀 분산액 제조방법.
In claim 1,
The step of reducing the graphene oxide aqueous dispersion is,
A method for preparing a graphene dispersion by heating the graphene oxide aqueous dispersion to a temperature of 100° C. or higher.
제1항에서,
상기 제1 용매를 제거하는 단계는,
원심분리 공정으로 상청액을 제거하는 것인 그래핀 분산액 제조방법.
In claim 1,
The step of removing the first solvent,
A method for preparing a graphene dispersion by removing the supernatant by a centrifugation process.
제1항에서,
상기 환원 그래핀 옥사이드 수분산액을 정제하는 단계는,
80℃ 이상의 온도에서 감압증류를 통해 수분을 제거하는 것인 그래핀 분산액 제조방법.
In claim 1,
The step of purifying the reduced graphene oxide aqueous dispersion,
A method for preparing a graphene dispersion to remove moisture through distillation under reduced pressure at a temperature of 80° C. or higher.
제3 용매에 고분자 수지를 용해시켜, 고분자 수지 용액을 제조하는 단계,
상기 고분자 수지 용액과 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에서 제조된 그래핀 분산액을 혼합하여 혼합 용액을 제조하는 단계, 및
상기 혼합 용액을 분산시키는 단계,
를 포함하는 그래핀-고분자 복합체 제조방법.
Dissolving a polymer resin in a third solvent to prepare a polymer resin solution,
preparing a mixed solution by mixing the polymer resin solution with the graphene dispersion prepared in any one of claims 1, 2, and 4 to 8; and
dispersing the mixed solution;
A graphene-polymer composite manufacturing method comprising a.
제9항에서,
상기 혼합 용액에서 상기 고분자 수지 용액과 상기 그래핀 분산액의 중량비는 2:1 내지 10:1인 그래핀-고분자 복합체 제조방법.
In claim 9,
A weight ratio of the polymer resin solution and the graphene dispersion in the mixed solution is 2:1 to 10:1.
제9항에서,
상기 제3 용매는 상기 제2 용매와는 서로 다른 용매이고,
상기 제3 용매는 테트라히드로퓨란(THF), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO), N-메틸-2-피로리돈(N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP), 디메틸아세트아마이드(Dimethylacetamide, DMAC), 및 메틸에틸케톤(Methylethylketone) 중 적어도 하나를 포함하는 그래핀-고분자 복합체 제조방법.
In claim 9,
The third solvent is a solvent different from the second solvent,
The third solvent is tetrahydrofuran (THF), dimethyl sulfoxide (DMSO), N-methyl-2-pyrrolidone (N-Methyl-2-Pyrrolidone, NMP), dimethylacetamide (Dimethylacetamide, DMAC) , And methyl ethyl ketone (Methylethylketone) graphene comprising at least one of - a polymer composite manufacturing method.
제9항에서,
상기 고분자 수지는 폴리염화비닐리덴(Polyvinylidene chloride, PVDC), 폴리비닐알콜(Poly vinyl alcohol, PVA;), 에틸렌비닐알콜(Ethylene vinyl alcohol, EVOH), 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile, PAN), 및 폴리클로로트리플루오로에틸렌(Polychlorotrifluoroethylene, PCTFE) 중 적어도 하나를 포함하는 그래핀-고분자 복합체 제조방법.
In claim 9,
The polymer resin is polyvinylidene chloride (PVDC), polyvinyl alcohol (Poly vinyl alcohol, PVA;), ethylene vinyl alcohol (EVOH), polyacrylonitrile (Polyacrylonitrile, PAN), and poly Polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) A graphene-polymer composite manufacturing method comprising at least one of
제9항에서 제조된 그래핀-고분자 복합체를 기재 필름 상에 코팅 및 건조하는 단계를 포함하는 배리어 필름 제조방법.The method for manufacturing a barrier film comprising the step of coating and drying the graphene-polymer composite prepared in claim 9 on a base film. 제13항에서,
상기 그래핀-고분자 복합체는 1 μm 내지 40 μm 두께로 상기 기재필름 상에 코팅되는 것인 배리어 필름 제조방법.
In claim 13,
The graphene-polymer composite is a barrier film manufacturing method that is coated on the base film to a thickness of 1 μm to 40 μm.
제13항에서,
상기 기재 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET; polyethyleneterephthalate), 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리프로필렌(PP; Polypropylene), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리이미드(PI; polyimide),연신폴리프로필렌(OPP; Oriented Polypropylene),이축연신폴리프로필렌(BOPP; Biaxially oriented Polypropylene),폴리에틸렌 2,6-디카르복실 나프탈레이트(PEN; Polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate), 폴리에테르설폰(PES; polyethersulfone), 폴리에스테르(Polyester) 또는 폴리스티렌(PS; Polystyrene) 중 적어도 하나를 포함하는 배리어 필름 제조방법.
In claim 13,
The base film is polyethylene terephthalate (PET; polyethyleneterephthalate), polyethylene (PE; Polyethylene), polypropylene (PP; Polypropylene), polycarbonate (PC; polycarbonate), polymethyl methacrylate (PMMA; Poly (methyl methacrylate)) , polyimide (PI; polyimide), oriented polypropylene (OPP; Oriented Polypropylene), biaxially oriented polypropylene (BOPP; Biaxially oriented Polypropylene), polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate (PEN; Polyethylene 2,6-dicarboxyl) naphthalate), polyethersulfone (PES; polyethersulfone), polyester (Polyester), or polystyrene (PS; Polystyrene) barrier film manufacturing method comprising at least one.
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