KR20000069274A - 전도성 유기-무기 복합 재료 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전도성 유기 중합체와 다관능성 유기실란의 반응 생성물의 혼합물, 그로부터 얻어지는 전도성 유기-무기 복합 재료 및 코팅 표면으로서의 그의 용도에 관한 것이다.

Description

전도성 유기-무기 복합 재료 {Conducting Organic-Inorganic Hybrid Materials}
본 발명은 전도성 유기 중합체와 다관능성 유기실란의 반응 생성물의 혼합물, 그로부터 얻어지는 전도성 유기-무기 복합 재료 및 코팅 표면으로서의 그의 용도에 관한 것이다.
유리 성형품 및 플라스틱 성형품은 마찰에 의해, 또는 예를 들면, TV 수상관의 전자빔과 같은, 전하의 인가에 의해 정전기적으로 대전된다. 이러한 대전의 결과, 성형품은 먼지를 끌어 당겨 빠르게 먼지로 뒤덮히고, 이는 실행 시에 바람직하지 못하다. 따라서, 이러한 정전기적 대전으로부터 성형품의 보호가 요구되고 있다. 예를 들면, 정전기방지 코팅으로 성형품을 코팅하여 위와 같은 보호를 달성할 수 있다. ISO 2878에 주어진 정의에 따르면, 정전기 방지재는 50 ㏀/□ 내지 100 ㏁/□의 표면저항을 갖는 것으로 이해된다. 전도성 물질은 50 ㏀/□ 미만의 표면저항을 갖는 것으로 정의된다.
충분한 전도성을 가진 물질이라면, 정전기방지 효과 외에 예를 들면, 음극관으로부터 발산되는 전자파에 대한 스크리닝 효과를 얻을 수 있다. 효과적인 방사선 스크리닝을 위해서는 표면저항이 3 ㏀/□ 미만이어야 한다.
실제 사용에 있어서, 이들 코팅은 또한 충분한 기계적 강도와 접착력을 가져야 한다. 특히 캐리어가 유리인 경우, 코팅면을 세정할 때 코팅에 손상을 주지 않으면서 정전기 방지 및(또는) 전도성 효과의 손실을 피하기 위해 층들은 충분한 스크래치 내성을 가져야 한다.
정전기 방지 및(또는) 전도성 코팅의 제조를 위한 전도성 중합체, 예를 들면, 폴리티오펜은 문헌으로부터 공지되어 있다. 그러한 문헌으로는 EP-A 440 957 및 DE-OS 42 11 459를 예로 들 수 있다.
유리에 정전기 방지 마무리를 부여하는 폴리티오펜 염의 용도는 DE-OS 42 29 192에 기재되어 있다. 그러나, 이들 코팅들은 몇몇 용도에서의 실제 사용에서 충분한 스크래치 내성을 갖지 못한다.
가수분해 실록산 기재 스크래치 내성 코팅이 EP-A 17 187로부터 공지되어 있다. 그러나 이들은 폴리티오펜 염의 제조에는 사용할 수 없다.
화상 스크린 상의 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜 함유 코팅이 WO 96/05606에 기재되어 있다. 코팅의 스크래치 내성을 향상시키고, 반사 방지 특성을 얻기 위해, 예를 들면, 금속 알콕사이드로부터 얻어지는 SIO2및(또는) TiO2층을 졸-겔 방법을 통해 그 위에 도포하였다.
단점은 층 두께가 100 ㎚ 보다 약간이라도 두꺼운 경우에는 투과율이 60% 이하로 떨어진다는 것이다. 따라서, 층의 두께는 전체 표면에 걸쳐 정확히 똑같은 두께를 가져야만 한다. 그러나, 이러한 얇은 코팅의 도포를 반복 재생하는 것은 기술적으로 어렵다.
이 방법의 또 다른 단점은 전도성 층에 1층 이상의 스크래치 내성 커버층이 제공된 경우에만 요구되는 스크래치 내성을 갖는 전도성 코팅이 얻어질 수 있다는 것이다. 적합한 반사 방지 특성을 갖는 코팅을 얻기 위해서는 연이어 4개 이하의 다른 층들을 도포해야만 한다. 이는 기술적으로 매우 복잡하다. 또한, 각각의 추가층이 발생할 때마다, 전체 적층 복합체에 결함이 발생할 위험성이 증가된다.
따라서, 본 발명의 목적은 적합한 기판에 도포할 때, 용매 제거 후에 단단히 접착되고, 향상된 스크래치 내성 및 가시선에 대한 투과율을 갖는 전도성 코팅을 제공하는 혼합물을 제공하는 것이다.
상기한 목적은 전도성 유기 중합체와 다관능성 유기실란의 반응 생성물 및 임의로 금속 알콕사이드, 금속 산화물 또는 금속 산화물-수산화물과 같은 추가 성분의 혼합물을 사용할 경우 달성될 수 있음이 밝혀졌다.
따라서, 본 발명은
A) 폴리티오펜 제제,
B) 다관능성 유기실란의 반응 생성물,
C) 임의로 원소 B, Al, Si, Sn, Ti 또는 Zr의 알콕사이드의 반응 생성물,
D) 임의로 원소 B, Al, In, Si, Sn, Ti 또는 Zr의 금속 산화물 또는 금속 산화물-수산화물, 및
E) 용매
를 함유하는 혼합물을 제공한다.
성분 A)로는 DE-OS 42 11 459, EP-A 339 340 및 EP-A 440 957에 기재된 것과 같은 폴리티오펜 제제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 제제는 폴리티오펜m+, Anm-유형의 폴리티오펜 염을 함유하며, 폴리티오펜 양이온인 폴리티오펜m+은 하기 화학식 I의 양으로 대전된 또는 대전되지 않은 단위를 함유하고, Anm-은 다가음이온을 나타낸다.
(상기 식에서, A는 C1-C20알킬-, -CH2OH 또는 C6-C14-아릴기로 임의로 치환된 C1-C4-알킬렌 라디칼을 나타낸다.)
상기 폴리티오펜 양이온에서 상기 단위의 수는 5 내지 100개일 수 있다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 다가음이온의 예로는 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리말레산과 같은 고분자 카르복실산의 음이온 및 폴리스티렌술폰산 및 폴리비닐술폰산과 같은 고분자 술폰산의 음이온이 있다. 이들 폴리카르복실산 및 폴리술폰산은 또한 비닐카르복실산 및 비닐술폰산과 아크릴산에스테르 및 스티렌과 같은 다른 중합성 단량체의 공중합체일 수 있다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 다가음이온이 유래되는 고분자 산의 평균 분자량 (M)은 1,000 내지 2,000,000, 바람직하게는 2,000 내지 500,000이다. 고분자 산 또는 그의 알칼리염은 구입할 수 있거나 또는 하우벤-베일의 "Methoden der organischen Chemie", Vol. E20, "Makromolekulare Stoffe", Part 2, p. 1141 ff에 기재된 것과 같은 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.
본 발명의 혼합물은 성분 B)로서 다관능성 유기실란의 반응 생성물을 함유한다. 본 발명에서 다관능성 유기실란은 분자 당 2개 이상, 바람직하게는 3개 이상의 규소 원자를 함유하고, 1 내지 3 개의 알콕시 또는 히드록실기를 함유하고, 2개의 규소 원자를 연결하는 구조 단위에 1개 이상의 Si-C 결합을 통해 커플링된 것이다.
본 발명에서 결합 구조 단위는 가장 간단하게는 직쇄 또는 분지쇄 C1-C10-알킬렌, C5-C10-시클로알킬렌 라디칼, 페닐, 나프틸 또는 비페닐과 같은 방향족 라디칼 또는 방향족 라디칼과 지방족 라디칼의 복합물일 수 있다. 지방족 및 방향족 라디칼은 또한 Si, N, O, S 또는 F와 같은 이종 원자를 함유할 수 있다. 그 밖에, 커플링 구조 단위로서, 쇄형, 고리형 또는 케이지형 실록산, 예를 들면, 실세스퀴녹산을 언급할 수 있다.
커플링 구조 단위의 예를 하기에 제시하였다.
(상기 식에서, X는 1 내지 3개의 가수분성 및(또는) 축합-가교결합성기를 함유하는 Si 원자를 나타내고, Y는 알킬렌 사슬을 통해 커플링 구조 단위에 결합된 대응하는 Si 원자를 나타내고, n은 1 내지 10의 수를 나타내고, m은 1 내지 6의 수를 나타내고, R은 유기 라디칼, 예를 들면, 알킬, 시클로알킬, 아릴 또는 알케닐을 나타낸다)
다관능성 유기실란의 예로는 하기 화학식 II의 화합물이 있다.
R3 4-iSi[(CH2)nSi(OR4)aR5 3-a]i
(상기 식에서, i는 2 내지 4, 바람직하게는 4이고, n은 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 4, 특히 2이고, R3은 알킬 또는 아릴이고, R4는 알킬, 아릴, 바람직하게는 메틸, 에틸 또는 이소프로필이고, R5는 알킬 또는 아릴, 바람직하게는 메틸이고, a는 1 내지 3이고, 단, a가 1일 경우에는 R4가 수소일 수 있다)
또한, 하기 화학식 III의 시클릭 화합물이 있다.
(상기 식에서, m은 3 내지 6, 바람직하게는 3 또는 4이고, n은 2 내지 10, 바람직하게는 2이고, R6은 C1-C6알킬 또는 C6-C14아릴, 바람직하게는 메틸, 에틸, 특히 바람직하게는 메틸이고, R7은 알킬, 아릴, 바람직하게는 메틸, 에틸 이소프로필이고, R8은 알킬, 아릴, 바람직하게는 메틸이고, c는 3 이하이고, 단, c가 1일 경우에는 R7이 수소일 수 있다)
또 다른 다관능성 유기실란의 예로는 하기 화학식 IV의 화합물이 있다.
Si[OSiR11 2(CH2)pSi(OR9)dR10 3-d]4
(상기 식에서, p는 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 4, 특히 바람직하게는 2이고, R11은 알킬, 아릴, 바람직하게는 메틸이고, R9가 알킬, 아릴, 바람직하게는 메틸, 에틸, 이소프로필이고, R10은 알킬, 아릴, 바람직하게는 메틸이고, d는 1 내지 3이고, 단, d가 1일 경우에는 R9가 수소일 수 있다)
본 발명에 따른 다관능성 유기 실란의 예로는 또한 Si[(CH2)2Si(OH)(CH3)2]4및 시클로-[OSiMe((CH2)2Si(OH)Me2)]4와 같은 실라놀 또는 시클로-[OSiMe((CH2)2Si(OEt)2Me)]4및 시클로-[OSiMe((CH2)2Si(OMe)Me2)]4와 같은 알콕사이드가 있다.
본 발명에 따른 혼합물은 성분 C)로서 원소 B, Al, Si, Sn, Ti 또는 Zr의 알콕사이드 반응 생성물을 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 혼합물의 제조에 사용될 수 있는 알콕사이드는 화학식 M(OR)y를 갖는 것이 바람직하다 (상기 식에서, M이 붕소 또는 알루미늄을 나타낼 경우, y는 3이고, M이 규소, 주석, 티타늄 또는 지르코늄을 나타낼 경우에는 y가 4이다). 생성되는 코팅의 스크래치 내성을 향상시키기 위해 본 발명의 혼합물을 제조할 때, 첨가될 수 있는 알콕사이드의 예로는 Si(OEt)4, Al(OiPr)3또는 Zr(OiPr)4, 바람직하게는 Si(OEt)4이다. Ti(OiPr)4또는 Ti(OnBu)4와 같은 티타늄 알콕사이드를 첨가함으로써 본 발명에 따른 혼합물로부터 제조되는 전도성 유기-무기 복합 재료의 굴절율을 증가시킬 수 있다. 본 발명의 따른 혼합물의 제조 공정 중에, 예를 들면, 용매, 다관능성 유기실란, 폴리티오펜 제제, 촉매와의 반응에 의해 또는 자가 축합에 의해 알콕사이드로부터 가용매분해 생성물 및 축합 생성물이 형성된다. 쉽게 가수분해되고 축합되는 금속 알콕사이드의 반응성을 저하시키고 첨적물의 형성을 피하기 위해 금속 알콕사이드를 먼저 물과 반응시킨 후 다관능성 유기실란과 반응시킬 수 있다. 상기 가용매분해 생성물 및 축합 생성물이 본 발명의 혼합물의 성분 C)를 형성한다.
다관능성 유기 실란 및 이들과 금속 산화물과의 혼합물의 가수분해 및 축합에 대해서는 DE-OS 196 03 242, 독일 특허 출원 196 03 241.5 및 WO 94/06807에 상세히 서술되어 있다.
다관능성 유기 실란은 촉매 존재 하에, 바람직하게는, 알콕과 같은 용매 중에서, 임의로 금속 알콕사이드의 존재 하에 물과 반응시킨다. 무기 또는 유기산, 예를 들면, 포름산을 촉매로서 사용할 수 있다. 다관능성 유기실란의 가용매분해 및 축합 생성물이 본 발명의 혼합물의 성분 B)를 형성한다.
본 발명에 따른 혼합물은 성분 D)로서 원소 B, Al, In, Si, Sn, Ti 또는 Zr의 금속 산화물 또는 금속 산화물-수산화물을 함유할 수 있다. 인듐-주석 산화물 (ITO)와 같은 혼합 금속 산화물을 또한 사용할 수 있다. 투명한 코팅을 얻기 위해 주입자 크기가 1 내지 50 ㎚인 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 입자는 물 또는 알콜과 같은 용매 중에 분산시켜 본 발명의 혼합물에 첨가하는 것이 가장 좋다. 이소프로판올 중의 SiO2(주입자 크기 약 9 ㎚)의 분산액을 또한 사용할 수 있다.
유리 분말, 탄산칼슘, 황산칼슘, 황산바륨 또는 층상 실리케이트 (활석, 고령토, 운모)와 같은 충전제를 첨가하여, 본 발명에 따른 혼합물로부터 제조될 수 있는 무정형 유기-무기 복합 재료의 전도성을 더욱 개선시킬 수 있다.
본 발명에 따른 혼합물은 다관능성 유기 실란 또는 이들과 알콕사이드, 금속 산화물 또는 산화물-수산화물과의 혼합물을 반응시키고, 교반하며 폴리티오펜 제제를 첨가하여 얻어지는 반응성 용액으로부터 제조한다. 균질한 혼합물을 얻기 위해, 성분들을 적어도 부분적으로 수혼화성인 용매로 희석시키는 것이 바람직한데, 이는 폴리티오펜 제제가 일반적으로 희석된 수용액으로서 만이 제조될 수 있고, 균질한 혼합물은 관행상 반응성 용액 중에 좁은 범위로 얻을 수 있기 때문이다.
그 밖에, 상응하는 단량체, 예를 들면, 3,4-에틸렌디옥시티오펜을 반응 용액에 첨가하여, 예를 들면, 술폰산철의 존재 하에 중합시키는 것이 또한 가능하다.
폴리티오펜 제제를 첨가하기 전에 반응 용액을 희석시킬 수 있는 용매의 예로는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, 에틸렌 글리콜 또는 글리세롤과 같은 알콜, 아세톤 또는 메틸 에틸 케톤과 같은 케톤, 및 N,N-디메틸포름아미드 또는 N-메틸피롤리돈과 같은 아미드가 있다. 용매 중 2 종 이상의 혼합물을 또한 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 혼합물 중의 폴리티오펜 염의 양은 성분 A), B) 및 C)의 합을 기준으로 0.1 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%이다.
본 발명에 따른 혼합물은 성분 E)로서 용매를 함유한다. 이들 용매는 개개의 성분들의 균질한 혼합물을 제조하는데 작용한다. 본 발명에 따른 혼합물은 용매로서, 물, 염산과 같은 무기산 또는 유기산을 함유할 수 있다. 유기산의 예로는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-부탄올, sec-부탄올, 에틸렌 글리콜 또는 글리세롤과 같은 알콜, 아세톤 또는 메틸 에틸 케톤과 같은 케톤, N,N-디메틸포름아미드 또는 N-메틸피롤리돈과 같은 아미드, 또는 포름산과 같은 유기산이 포함된다. 일반적으로 본 발명에 따른 혼합물은 용매의 혼합물을 함유하는데, 이는 본 발명의 혼합물을 제조하는데 필요한 성분들이 대부분 용해된 형태로 사용되기 때문이다.
특정 실시양태에서는, 화학식 Si[(CH2)2Si(OH)(CH3)2]4의 유기 실란을 먼저 에탄올 중에서 테트라에틸 오르쏘실리케이트 (1몰:4몰) 존재 하에 물 및 포름산과 반응시켜 본 발명의 혼합물을 제조하고, 1 시간 반응시킨 후, 반응 혼합물을 n-부탄올 및 에틸렌 글리콜로 희석하고, 수용액을 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌술폰산 제제에 첨가한다.
무기-유기 복합 재료는 본 발명에 따른 혼합물로부터 용매를 제거하여 얻는다. 이 복합 재료는 정전기 방지 및(또는) 전도성 표면 코팅으로 사용될 수 있다.
위와 같은 목적을 위해서는, 본 발명에 따른 혼합물을 표면에 도포하고, 용매를 증발시키고, 형성된 유기-무기 복합 재료를 경화시켜 전도성, 스크래치 내성 코팅을 얻는다.
본 발명에 따른 혼합물로 표면을 코팅하는 것은 통상적인 기술, 예를 들면, 분무, 닥터 블레이드를 사용한 도포, 침지, 플루우 코팅 또는 스핀 코팅에 의해 실시할 수 있다.
도포된 무기-유기 복합 재료 층은 바람직하게는 20 ㎚내지 100 ㎛, 특히 바람직하게는 100 ㎚ 내지 10 ㎛의 두께를 갖는다. 층들의 전도성은 바람직하게는 0.2 내지 108Ω/□, 특히 바람직하게는 100 내지 108Ω/□이다.
코팅은 15℃ 내지 250℃, 바람직하게는 50℃ 내지 200℃, 특히 바람직하게는 100℃ 내지 200℃에서 경화시킨다.
예를 들면, 무기 또는 플라스틱과 같은 유기 재료의 성형품 및 필름의 표면을 본 발명에 따른 혼합물로 코팅할 수 있다. 적합한 플라스틱의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리카르보네이트, ABS, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 셀룰로오즈 유도체, 예를 들면, 셀룰로오즈 아세테이트, 폴리아미드, 폴리비닐 클로라이드, 임의로 유리 섬유 강화 에폭시 수지, 및 상기 중합체들의 공중합체 또는 블렌드 기재 물질이 있다.
본 발명에 따른 혼합물은 특히 유리 또는 세라믹, 예를 들면, 알루미늄 산화물, 탄화규소 또는 질화규소 함유 물질과 같은 재료의 무기 성형품을 코팅하는데 적합하다.
본 발명의 혼합물은 유리 음극관의 정전기 방지 및(또는) 전도성 코팅에 사용하는 것이 바람직하다.
물 중의 1.3% 폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜/폴리스티렌 술포네이트 용액을 전도성 유기 중합체로 사용하였다.
사용되는 다관능성 유기실란, 예를 들면, Si[(CH2)2Si(OH)(CH3)2]4및 시클로-[OSiMe((CH2)2Si(OEt)2Me)]4는 테트라비닐 실란 또는 시클로-[OSiMe(C2H3)]4을 HSiClMe2또는 HSiCl2Me로 히드로실릴화한 후, 가수분해 및 가알콜분해하여 제조하였다. 보다 상세한 설명은 DE-OS 196 03 242 및 독일 특허 출원 196 03 241 5에 기재되어 있다.
표면저항은 DIN IEC 93에 기재된 바와 같이 따라 측정하였다. 이를 위해, 폭 5 ㎜, 길이 5 ㎝의 전도성 은 스트립 두개를 샘플 표면에 5 ㎝ 간격을 두고 부착시켰다. 달리 지적이 없다면, 전도성 은 스트립을 160℃에서 15 분 동안 가열하여 경화시켰다.
연필 강도는 ASTM 3363에 기재된 지시에 따라 측정하였다.
실시예 1
(a) Si[(CH2)2Si(OH)(CH3)2]420 g, 에탄올 50 ㎖, 테트라에틸 오르쏘실리케이트 (TEOS) 40 ㎖, 물 10 ㎖ 및 포름산 6 ㎖를 순서대로 교반하며 배합하고, 90 분 동안 더 교반하였다.
(b) 에틸렌 글리콜 40 ㎖, n-부탄올 40 ㎖ 및 PEDT/PSS 용액 40 ㎖를 교반하며 (a)로부터 얻은 용액 40 ㎖에 첨가하였다. 얻어진 균질한 혼합물을 3개의 유리판에 캐리어 가스로 질소를 사용하여 코팅하였다. 이어서 바로 코팅을 160℃에서 15 분 동안 건조시킨 후 표면저항을 측정하였다.
샘플 표면저항 [Ω/□] 층 두께
1 15000 〈 0.5 ㎛
2 12000 1.4 ㎛
3 12000 측정안됨
모든 필름은 투명하였다.
(c) (b)에 따라 제조된 혼합물을 냉장고 (약 4℃)에 2일 동안 저장한 후, 아무 변화도 관찰되지 않았다. 이어서, 이 균질 혼합물을 닥터 블레이드를 사용하여 유리판에 도포하고 (젖은 필름 두께 120 ㎛), 표면저항을 측정하였다.
샘플 표면저항 [Ω/□] 표면 두께
4 2200 4.8 ㎛
코팅은 균열이 없고, 투명하며 균질하였다.
실시예 2
(a) Si[(CH2)2Si(OH)(CH3)2]410 g, 에탄올 25 ㎖, TEOS (테트라에틸 오르쏘실리케이트) 20 ㎖, 물 5 ㎖ 및 포름산 3 ㎖를 순서대로 교반하며 배합하였다. 약 10 분 후, 반응 혼합물을 통상적인 여과지를 통해 여과하고 80 분 더 교반하였다.
(b) 에틸렌 글리콜 40 ㎖, n-부탄올 40 ㎖ 및 PEDT/PSS 수용액 (사전에 면울을 통해 여과함) 40 ㎖를 격렬히 교반하며 (a)로부터 얻은 라커 용액 40 ㎖에 첨가하였다. 이렇게 얻어진 균질한 혼합물을 캐리어 가스로 질소를 사용하여 유리 판에 도포하고, 코팅을 160℃에서 15 분 동안 경화시켰다.
샘플 표면저항 [Ω/□] 층두께 투과율 (400 내지 700 ㎚) 연필 강도
1 4200 1.7 ㎛ 〉 83% 〉 7H
2 5500 1.1 ㎛ 〉 90% 〉 7H
상기 두개 필름 모두 투명하였다.
실시예 3
(a) 36.5% 시클로-[OSiMe((CH2)2Si(OH)Me2)]4용액 25 g, TEOS 12.5 ㎖, 물 3.2 ㎖ 및 포름산 2 ㎖를 순서대로 교반하며 배합하고 혼합물을 75 분 더 교반하였다. 투명한 무색 용액이 얻어졌다.
(b) (a)로부터 얻은 라커 용액을 용매와 함께 교반하며 표에 지시된 대로 희석하고, PEDT/PSS 수용액과 혼합하였다. 이렇게 얻어진 균질한 혼합물을 닥터 나이프를 사용하여 젖은 필름 두께 120 ㎛로 유리 판에 도포하고, 10 분 동안 실온에서 건조시키고, 160℃에서 15 분 동안 경화시켰다.
샘플 1 2 3 4
(a)의 라커 용액 [㎖] 1 1 1 1
에틸렌 글리콜 [㎖] 0.5 0.5 - 1
1-부탄올 [㎖] 0.5 1 - -
NMP [㎖] 0.5 - 1 -
2-부탄올 [㎖] 0.5 - 1 -
1-프로판올 [㎖] 0.5 - - 1
PEDT/PSS [㎖] 1 0.5 1 1
연필 강도 〉 7H 〉 6H 〉 7H 〉 7H
표면저항 [㏀/□] 40 188 80 39
전도성 은 스트립을 160℃에서 1 시간 동안 경화시켰다. 모든 필름은 균열이 없고 투명하고 균질하였다.
실시예 4
(a) Si[(CH2)2Si(OH)(CH3)2]410 g, 에탄올 25 ㎖, 테트라에틸 오르쏘실리케이트 (TEOS) 20 ㎖, 물 5 ㎖ 및 포름산 3 ㎖를 순서대로 교반하며 배합하고, 90 분 더 교반하였다.
(b) 에틸렌 글리콜 40 ㎖, n-부탄올 40 ㎖ 및 PEDT/PSS 용액 40 ㎖를 교반하며 (a)로부터 얻은 용액 20 ㎖에 첨가하였다.
(c) 에틸렌 글리콜 60 ㎖, n-부탄올 60 ㎖ 및 PEDT/PSS 용액 60 ㎖를 교반하며 (a)로부터 얻은 용액 20 ㎖에 첨가하였다.
(b) 및 (c)로부터 얻은 균질한 혼합물을 냉장고에 17 시간 동안 저장하였다. 캐리어 가스로 질소를 사용하여 3개의 유리 판에 분무 코팅한 후, 바로 160℃에서 15 분 동안 건조시켰다. 냉각 후 표면저항을 측정하였다. 샘플 1 내지 3은 용액 (b)를 사용하여 제조하고, 샘플 4 내지 6은 용액 (c)를 사용하여 제조하였다.
샘플 표면저항 [Ω/□] 층 두께
1 3400 0.8 ㎛
2 2400 0.9 ㎛
3 1700 측정 안됨
4 1500 측정 안됨
5 2500 〈 0.5 ㎛
6 2500 〈 0.5 ㎛
모든 필름은 투명하였다.
실시예 5
(a) 에틸렌 글리콜 40 ㎖, 1-부탄올 40 ㎖ 및 PEDT/PSS 분산액 80 ㎖를 교반하며 실시예 1(a)로부터 얻은 라커 용액 40 ㎖에 첨가하였다.
(b) 운모 (Mica W1, 노르웨이 활성 제조업체) 약 5 ㎎을 교반하며 (a)에 따라 제조한 혼합물 2 ㎖에 첨가하였다. 10분 동안 교반한 후, 필름 (젖은 필름 두께 120 ㎛)를 닥터 나이프를 사용하여 유리 판에 도포하고 160℃에서 15분 동안 경화시켰다. 샘플의 표면저항은 690Ω/□이었다.
실시예 6
시클로-[OSiMe((CH2)2Si(OH)Me2)]420 g, 이소프로판올 40 ㎖, TEOS 25.7 g 및 0.1 N 염산 4.45 g을 교반하며 배합하고, 1 시간 더 교반하였다. 이어서 혼합물을 에틸렌 글리콜 60 ㎖ 및 NMP 22 ㎖로 희석하였다. 이 용액 1.3 ㎖에 PEDT/PSS 분산액 1 ㎖ 및 에틸렌 글리콜 0.25 ㎖를 첨가하였다. 얻어진 용액을 닥터 블레이드를 사용하여 유리판에 도포하고 (젖은 필름 두께 120 ㎛), 휘발성 성분을 증발시킨 후, 필름을 140℃에서 1 시간 동안 경화시켰다. 전도성 은을 부착시키고, 160℃ (15 분)에서 스토빙한 후, 표면 전도성을 측정하였다. 표면 전도성은 225 Ω/□으로 밝혀졌다. 연필 강도는 6H였다.

Claims (3)

  1. A) 폴리티오펜 제제,
    B) 다관능성 유기실란의 반응 생성물,
    C) 임의로 원소 B, Al, Si, Sn, Ti 또는 Zr의 알콕사이드의 반응 생성물,
    D) 임의로 원소 B, Al, In, Si, Sn, Ti 또는 Zr의 금속 산화물 또는 금속 산화물-수산화물, 및
    E) 용매
    를 함유하는 혼합물.
  2. 제1항에 기재된 혼합물로부터 용매를 제거하여 얻어지는 무기-유기 복합 재료.
  3. 제2항에 기재된 무기-유기 복합 재료의 표면 코팅으로서의 용도.
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