KR20060039277A - Paint for electromagnetic interference shielding and manufacturing method for the same - Google Patents

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Abstract

전자파 차폐용 페인트가 제공된다. 전자파 차폐용 페인트는 10.0~30.0wt%의 바인더 수지, 30.0~80.0wt%의 용매, 0.1~5.0wt%의 분산제, 0.1~5.0wt%의 탄소나노튜브, 및 15.0~40.0wt%의 금속 분말 또는 금속 섬유를 포함하며 상기 탄소나노튜브와 상기 금속 분말 또는 금속 섬유의 전체 함량은 조성물 전체에 대해 20.0~40.0wt% 인 것을 특징으로 한다. 또한, 전자파 차폐용 페인트의 제조방법도 제공된다.Electromagnetic shielding paint is provided. Electromagnetic shielding paints include 10.0 to 30.0 wt% binder resin, 30.0 to 80.0 wt% solvent, 0.1 to 5.0 wt% dispersant, 0.1 to 5.0 wt% carbon nanotube, and 15.0 to 40.0 wt% metal powder or It comprises a metal fiber and the total content of the carbon nanotubes and the metal powder or metal fiber is characterized in that 20.0 ~ 40.0wt% with respect to the whole composition. Also provided is a method of producing an electromagnetic shielding paint.

전자파 차폐용 페인트, 탄소나노튜브, 금속 분말, 바인더 수지, 분산제Electromagnetic shielding paint, carbon nanotube, metal powder, binder resin, dispersant

Description

전자파 차폐용 페인트 및 그 제조 방법{Paint for electromagnetic interference shielding and manufacturing method for the same}Paint for electromagnetic shielding and manufacturing method thereof {Paint for electromagnetic interference shielding and manufacturing method for the same}

도 1은 본 발명에 의한 전자파 차폐용 페인트의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flowchart for explaining a method for producing an electromagnetic shielding paint according to the present invention.

본 발명은 전자파 차폐용 페인트 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄소나노튜브와 금속 분말을 이용한 전자파 차폐용 페인트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electromagnetic shielding paint and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an electromagnetic shielding paint using a carbon nanotube and a metal powder and a method for manufacturing the same.

최근 정보통신 기술의 발달 및 전자·통신기기가 대량으로 보급됨에 따라 이들에 영향을 줄 수 있는 전자파 장해(electromagnetic interference)는 중요한 환경 문제로 대두되고 있으며, 이러한 불필요한 전자파 발생에 따른 전파 통신 장애와 기기 상호간의 오작동 등을 최소화하기 위해 전자파 차폐재료의 개발이 필요하게 되었다.With the recent development of information and communication technology and the proliferation of electronic and communication devices, electromagnetic interference, which can affect them, has emerged as an important environmental problem. In order to minimize mutual malfunctions, it is necessary to develop electromagnetic shielding materials.

현재 대부분의 전자파 차폐재는 전기·전자 디바이스의 소형화, 경량화 추세와 대량 생산에 의한 저렴한 가격 및 디자인의 용이성 등을 고려해서 제품 표면에 박막의 형태로 증착되거나 유기 바인더 수지에 전도성 충전재로서 금속분말 또는 탄소섬유 등을 혼합하여 사용하고 있다. 그러나, 이러한 전자파 차폐재는 가공성, 안정성, 경제성의 측면에서 문제점이 여전히 남아 있다.At present, most electromagnetic wave shielding materials are deposited in the form of thin films on the surface of products in consideration of the trend toward miniaturization and weight reduction of electric and electronic devices, low price and ease of design by mass production, or metal powder or carbon as a conductive filler in organic binder resin. The fiber etc. are mixed and used. However, these electromagnetic shielding materials still have problems in terms of processability, stability, and economics.

최근, 전도성 페인트 조성물 개발 기술은 1980년대 기술에 비해 상당한 진보가 있었다. 국제적인 전자기 적합성 기준이 표준화된 1980년대에는 니켈(Ni)과 은(Ag)분이 첨가된 형태의 페인트가 코팅용 전자파 차폐재의 유일한 형태였다.Recently, the development of conductive paint compositions has made significant advances over the 1980s. In the 1980s, when international electromagnetic compatibility standards were standardized, paint in the form of nickel (Ni) and silver (Ag) powders was the only form of electromagnetic shielding for coatings.

초기의 전도성 코팅 조성물은 고밀도, 고가격, 낮은 내부식성등 물성 저하로 인하여 전기·전자 디바이스의 적용에 어려움이 많았다. 1990년대 중반 처음으로 저가격화를 위해서 순수 은분과 은을 코팅한 구리 분말을 혼합함으로써 하이브리드 전도성 페인트 개념이 등장하기 시작하였다. 그러나, 현재에도 가격이 낮다는 것을 제외하고는 금속, 고분자 및 유기 용매 등으로 구성되는 전자파 차폐를 위한 전도성 페인트 조성물은 고충전으로 인한 응력(stress)이 크고, 내부식성 및 기판과의 밀착력 등이 취약하다는 등의 여러 단점을 여전히 갖고 있는 실정이다.Early conductive coating compositions have had many difficulties in applying electrical and electronic devices due to deterioration of physical properties such as high density, high price, and low corrosion resistance. For the first time in the mid-1990s, the concept of hybrid conductive paint began to emerge by mixing pure silver powder and silver-coated copper powder for lower cost. However, the conductive paint composition for shielding electromagnetic waves, which is composed of metals, polymers, organic solvents, and the like, has a large stress due to high charge, corrosion resistance and adhesion to the substrate, except that the price is low. It still has a number of disadvantages such as being vulnerable.

즉, 종래의 금속, 고분자 및 유기 용매 등으로 구성되는 전자파 차폐를 위한 전도성 페인트 조성물은 폴리프로필렌, 폴리비닐알콜, 나일론, 폴리우레탄 또는 이들의 블렌드(blend) 형태의 고분자를 유기용매에 용해시킨 용액에 전기 전도성이 우수한 금속 분말, 탄소섬유 또는 이들의 혼합로써 하이브리드 분말 등을 40wt% 이상 분산시켜서 얻는 것이 일반적이었다.That is, the conductive paint composition for shielding electromagnetic waves composed of conventional metals, polymers and organic solvents is a solution in which a polymer in the form of polypropylene, polyvinyl alcohol, nylon, polyurethane, or blends thereof is dissolved in an organic solvent. It was common to obtain by dispersing 40 wt% or more of a hybrid powder by metal powder, carbon fiber or a mixture thereof having excellent electrical conductivity.

금속 분말로는 가장 전기 전도성이 우수한 은분 또는 은을 코팅한 구리 등이 사용되었으며, 이들 은분 또는 은을 코팅한 구리 등을 40wt% 정도가 되게 고분자에 분산시켰을 경우 약 0.01Ω·㎝ 이하의 체적저항, 50dB 이상의 전자기파 차폐효과를 나타낼 수 있었다.As the metal powder, silver powder or copper coated with silver, which has the highest electrical conductivity, was used, and when the silver powder or copper coated with silver was dispersed in the polymer to about 40 wt%, a volume resistance of about 0.01 Ω · cm or less As a result, electromagnetic shielding effects of more than 50dB could be obtained.

그러나, 더욱 엄격해지고 있는 전자파 장해 규격을 만족하기 위해서는 더욱 낮은 전기 체적 저항과 높은 차폐 효과가 요구되고 있으며, 이를 위해서는 더욱 많은 금속 분말을 고분자에 분산시켜야 한다. 그러나, 많은 금속 분말을 고분자에 분산시켰을 경우, 전기 전도도의 향상으로 인해 전자파 차폐효과를 높일 수는 있으나, 충격강도, 밀착력을 비롯한 기계적 물성이 저하되고 고밀도화 및 고가격화를 초래하여 전자파 차폐재로서의 응용에 많은 제한이 따르게 된다.However, in order to meet the more stringent electromagnetic interference standards, a lower electric volume resistance and a higher shielding effect are required. For this purpose, more metal powder must be dispersed in the polymer. However, when many metal powders are dispersed in a polymer, the electromagnetic shielding effect can be enhanced due to the improvement of electrical conductivity, but the mechanical properties including impact strength and adhesion are lowered, resulting in higher density and higher price. Many restrictions follow.

이에 최근에 전도성 충전재로서 탄소나노튜브(Carbon Nanotube)를 고분자에 분산시켜 만드는 전자파 차폐재의 개발연구가 활발하게 진행되고 있는데, 하지만 탄소나노튜브를 이용한 전자파 차폐재의 경우 12wt% 이상의 탄소나노튜브를 첨가하고도 10Ω·㎝의 높은 부피 비저항을 나타내며, 또한 40wt%의 탄소나노튜브를 첨가하고도 약 25dB의 낮은 전자파 차폐효율[H. M Kim et al., Current Appl. Phys., (2004)]을 보이기 때문에 전자파 차폐재로서의 응용에 어려움이 있다.Recently, research into the electromagnetic wave shielding material made by dispersing carbon nanotubes as a conductive filler in a polymer has been actively conducted. Fig. 10 shows a high volume resistivity of 10? Cm and a low electromagnetic shielding efficiency of about 25 dB even when 40 wt% of carbon nanotubes are added. M Kim et al., Current Appl. Phys., (2004)] has difficulty in application as an electromagnetic shielding material.

따라서, 낮은 체적 저항을 가지고 높은 전자파 차폐율을 가지면서도 충격강도, 기판과의 밀착력, 열적 안정성 및 대기 안정성이 우수하고 가격이 저렴한 페인트용 전자파 차폐재의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop an electromagnetic shielding material for paints having low volume resistance, high electromagnetic shielding rate, excellent impact strength, adhesion to a substrate, thermal stability, atmospheric stability, and low cost.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 탄소나노튜브와 금속 분말을 이용하여 낮은 체적 저항을 나타내고 높은 전자파 차폐율을 가지면서도 충격강도, 기판과 의 밀착력, 열적 안정성 및 대기 안정성이 우수하고 가격이 저렴한 전자파 차폐용 페인트를 제공함에 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to use carbon nanotubes and metal powder to exhibit low volume resistance, high electromagnetic shielding rate, high impact strength, adhesion to substrate, thermal stability and atmospheric stability, and low cost electromagnetic shielding To provide a paint for the dragon.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기의 전자파 차폐용 페인트 의 제조 방법을 제공함에 있다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a method of manufacturing the electromagnetic shielding paint.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 전자파 차폐용 페인트는 10.0~30.0wt%의 바인더 수지, 30.0~80.0wt%의 용매, 0.1~5.0wt%의 분산제, 0.1~5.0wt%의 탄소나노튜브, 및 15.0~40.0wt%의 금속 분말 또는 금속 섬유를 포함하며 상기 탄소나노튜브와 상기 금속 분말 또는 금속 섬유의 전체 함량은 조성물 전체에 대해 20.0~40.0wt%인 것을 특징으로 한다.Electromagnetic shielding paint for solving the above technical problem is 10.0 ~ 30.0wt% binder resin, 30.0 ~ 80.0wt% solvent, 0.1 ~ 5.0wt% dispersant, 0.1 ~ 5.0wt% carbon nanotube, and 15.0 It comprises ~ 40.0wt% metal powder or metal fiber and the total content of the carbon nanotubes and the metal powder or metal fiber is characterized in that 20.0 ~ 40.0wt% with respect to the whole composition.

상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 전자파 차폐용 페인트의 제조 방법은 탄소나노튜브를 정제 및 표면 개질하는 단계, 바인더 수지와 용매를 혼합하여 고분자 매트릭스 용액을 제조하는 단계, 탄소나노튜브를 용매 및 계면활성제와 혼합하여 제1 혼합물를 제조하는 단계, 제1 혼합물에 금속 분말과 분산제를 혼합한 후 교반하여 제2 혼합물을 제조하는 단계, 및 제2 혼합물과 고분자 매트릭스 용액을 혼합하여 페이스트 형태의 페인트 조성물을 제조하는 단계를 포함한다.In order to solve the above technical problem, a method of manufacturing an electromagnetic shielding paint may include: purifying and surface modifying carbon nanotubes, preparing a polymer matrix solution by mixing a binder resin and a solvent, and preparing a carbon nanotube as a solvent and an interface. Preparing a first mixture by mixing the active agent, mixing a metal powder and a dispersant in the first mixture, followed by stirring to prepare a second mixture, and mixing the second mixture and the polymer matrix solution to prepare a paint composition in the form of a paste. Manufacturing step.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

본 발명에 사용된 바인더 수지는 전도성 충전재인 탄소나노튜브와 금속 분말을 복합화하기 위해 사용되는 것으로서, 탄소나노튜브와 금속 분말을 복합화할 수 있는 것이라면 분자량, 밀도, 분자구조, 관능기의 유무와 관계없이 모두 적용가능하다.The binder resin used in the present invention is used to complex the carbon nanotubes and the metal powders, which are conductive fillers, and may be the carbon nanotubes and the metal powders, regardless of molecular weight, density, molecular structure, and functional groups. All are applicable.

예컨대 물과 친화력이 큰 -OH, -COOH, -CONH2, -NH2, -COO-, -SO3- , -NR3 + 등과 같은 가교 결합이 없어 물에 용해되는 고분자인 폴리비닐알콜, 수분산성 폴리우레탄, 아크릴산계, 무수말레인산계 및 이들의 블렌드가 사용가능하다.For example, water and a large affinity -OH, -COOH, -CONH 2, -NH 2, -COO -, -SO3 - no cross-linking, such as, -NR 3 + polymer is polyvinyl alcohol which is soluble in water, water-dispersible Polyurethanes, acrylic acids, maleic anhydrides and blends thereof can be used.

또한, 바인더 수지로는 일반 유기용매에 용해되는 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 나일론 수지, 폴리 우레탄, 폴리카보네이트, 폴리비닐리덴플로라이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아세테이트, 폴리메타크릴산 메틸, ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene terpolymer) 및 이들의 블렌드가 사용가능하다.As the binder resin, polypropylene, polystyrene, nylon resin, polyurethane, polycarbonate, polyvinylidene fluoride, polyvinylpyrrolidone, polyacetate, polymethyl methacrylate, ABS (Acrylonitrile) Butadiene-Styrene terpolymer) and blends thereof are available.

다만, 바인더 수지는 열적· 기계적 충격 강도를 지닌 전자파 차폐재를 필요로 하는 제품에 있어서는 실리콘 고무나 폴리우레탄과 같이 연신특성과 충격흡수 효과가 우수한 고분자를 사용하는 것이 바람직하다.However, as the binder resin, in a product requiring an electromagnetic wave shielding material having thermal and mechanical impact strength, it is preferable to use a polymer having excellent elongation characteristics and impact absorption effects, such as silicone rubber or polyurethane.

바인더 수지의 함량은 10.0~30.0wt%인 것이 바람직하다.The content of the binder resin is preferably 10.0 to 30.0 wt%.

용매는 상기 바인더 수지를 용해시키거나 탄소나노튜브와 금속 분말을 슬러리 형태의 혼합물로 분산시키기 위해 사용된다.The solvent is used to dissolve the binder resin or to disperse the carbon nanotubes and the metal powder into a slurry mixture.

용매로서 사용될 수 있는 물질로는 에탄올, 메틸에틸케톤, 이소프로필알콜, 톨루엔, N-메틸피롤리돈, 에틸아세테이트, 부틸셀루솔브 중 하나 또는 둘 이상을 포함하거나 이들을 물과 혼합한 수용액의 형태로 사용가능하며, 다만 바인더 수지를 용해시키거나 탄소나노튜브와 금속 분말을 분산시키는 용매는 같은것을 사용하거나 각 공정에 따라 다른 용매를 사용할 수도 있다.Substances which can be used as the solvent include one or two or more of ethanol, methyl ethyl ketone, isopropyl alcohol, toluene, N-methylpyrrolidone, ethyl acetate, butyl celusolve or mixed with water in the form of an aqueous solution. However, the solvent for dissolving the binder resin or dispersing the carbon nanotubes and the metal powder may be the same or different solvents depending on each process.

용매의 함량은 30.0~80.0wt%인 것이 바람직하다.It is preferable that the content of the solvent is 30.0-80.0 wt%.

예컨대, 바인더 수지로는 유기 용매에 용해가 가능한 것을 사용하고 용매는 비휘발성이면서 무극성인 N-메틸피롤리돈과 탄소계 유기용매의 혼합용액을 사용할 경우, 조성물의 전기적·기계적 특성 및 코팅 특성이 향상되었다.For example, when a binder resin is used that can be dissolved in an organic solvent and the solvent is a nonvolatile and nonpolar mixture of N-methylpyrrolidone and a carbon-based organic solvent, the electrical and mechanical properties and coating properties of the composition may be different. Improved.

또한, 수분산성 폴리우레탄을 바인더 수지로 사용하고 에탄올을 용매로 사용했을 경우, 휘발성 유기물이 거의 없는 친환경적인 코팅용 전도성 조성물의 제조가 가능하다.In addition, when water-dispersible polyurethane is used as the binder resin and ethanol is used as the solvent, it is possible to prepare an environmentally friendly conductive composition for coating having little volatile organic matter.

분산제는 계면활성제, 습윤분산제, 소포제, 계면결합제, 레벨링제 및 증점제를 모두 포함하거나 그 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수도 있다.The dispersant may include all or one or two or more of a surfactant, a wet dispersant, an antifoaming agent, a surfactant, a leveling agent, and a thickener.

계면활성제는 탄소나노튜브를 용매에 분산할때에 보다 분산을 용이하게 하도록 첨가해주는 것으로서, 비이온계, 양이온계, 음이온계 화합물 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는 화합물이 사용될 수 있으며, 그 함량은 후에 설명될 탄소나노튜브 함량에 대하여 0.1~2.0wt%로 하는 것이 바람직하다.The surfactant is added to facilitate the dispersion when the carbon nanotubes are dispersed in a solvent, and a compound containing one or two or more of nonionic, cationic, and anionic compounds may be used. The content of carbon nanotubes to be described later is preferably 0.1 to 2.0 wt%.

습윤분산제, 소포제, 계면결합제, 레벨링제는 금속 분말을 용매 또는 탄소나노튜브가 분산된 슬러리에 분산시 분산을 용이하게 하도록 할 뿐만 아니라 페인트 조성물의 코팅 표면특성 등을 양호하게 하기 위해서 첨가해주는 것으로서, 염소계 화합물, 불소계 화합물, 실리콘계 화합물, 비실리콘계 화합물, 글리콜계 유도체, 에폭시, 카르복실, 아민 말단의 실란계 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것이 사용될 수 있고, 그 함량은 탄소나노튜브 함량에 대하여 0.1~2.0wt%로 하는 것이 바람직하다.Wetting and dispersing agents, defoamers, interfacial binders, leveling agents are added to facilitate the dispersion of the metal powder in a slurry containing a solvent or carbon nanotubes, as well as to improve the coating surface properties of the paint composition, A chlorine compound, a fluorine compound, a silicon compound, a non-silicon compound, a glycol derivative, an epoxy, carboxyl, or one containing two or more of the amines at the amine end may be used, and the content thereof is 0.1 to the carbon nanotube content. It is preferable to set it as -2.0 wt%.

증점제는 탄소나노튜브와 금속 분말이 바인더 수지, 용매, 분산제에 분산되어 있는 페이스트 형태의 조성물에 일정한 점도를 갖도록 하여 주어 코팅 특성 및 저장 안정성 향상을 목적으로 첨가하는 것으로서 아크릴계, 셀룰로스계, 우레탄계 화합물 중 하나 또는 둘 이상을 포함하고, 그 함량은 탄소나노튜브 함량에 대하여 0.1~2.0wt%로 하는 것이 바람직하다.The thickener is added to improve the coating properties and storage stability by providing a constant viscosity to the paste-type composition in which the carbon nanotubes and the metal powder are dispersed in a binder resin, a solvent, and a dispersant, among acrylic, cellulose, and urethane compounds. It contains one or two, the content is preferably 0.1 to 2.0wt% with respect to the carbon nanotube content.

탄소나노튜브는 화학 증착법, 아크 방전법, 플라즈마 토치법, 이온 충격법 등 어떤 제조 방법에 의해 제조된 것인가를 불문하고 모두 사용가능하며, 또한 단일벽으로 구성된 탄소나노튜브(single-walled nanotube: SWNT), 다중벽으로 구성된 탄소나노튜브(multi-walled nanotube: MWNT), 이중벽으로 구성된 탄소나노튜브 (double-walled nanotube: DWNT)와 같은 탄소나노튜브의 형상, 직경 및 길이에 관계없이 모든 형태의 탄소나노튜브가 사용가능하다.Carbon nanotubes can be used regardless of the manufacturing method such as chemical vapor deposition, arc discharge, plasma torch, ion bombardment, etc., and single-walled nanotubes (SWNT) ), Multi-walled nanotubes (MWNTs), and double-walled nanotubes (DWNTs) such as carbon nanotubes of any shape, diameter and length Nanotubes are available.

본 발명에 사용되는 탄소나노튜브는 고분자 수지 내에서 분산성을 향상시키기 위해 정제되고 표면이 개질된 것을 사용하는 것이 바람직하다.Carbon nanotubes used in the present invention is preferably used to refine the surface and to improve the dispersibility in the polymer resin.

정제 및 표면 개질방법으로는 산에 의한 개질방법, 불소가스에 의한 개질방법 등 그 방법을 불문하나 정제 및 표면 개질 결과 푸리에 변환 적외선 분광법으로 표면 분석 결과 ①1300㎝-1과 1100㎝-1 사이의 페닐-카보닐 C-C 스트레치 결합 특성 피크가 존재하는 탄소나노튜브, ②1300㎝-1과 1100㎝-1사이의 페닐-카보닐 C-C 스티레치 결합과 1570㎝-1과 1430㎝-1 사이의 카보닉 C-C 스트레치 결합 및 1650㎝-1 부근의 카르복실릭 그룹의 C=O 스티레칭 바이브레이션 특성 피크가 동시에 존재하는 탄소나노튜브, ③1300㎝-1과 1100㎝-1 사이의 페닐-카보닐 C-C 스티레치 결합과 1650㎝ -1 부근의 카르복실릭 그룹의 C=O 스티레칭 바이브레이션 및 3550㎝-1에서의 -OH 결합 특성 피크가 동시에 존재하는 탄소나노튜브, ④1250㎝-1 부근의 C-F 결합 특성 피크가 동시에 존재하는 탄소나노튜브 중 하나 또는 둘 이상의 탄소나노튜브를 포함하는 탄소나노튜브를 사용하는 것이 바람직하다.Purification and surface modification methods include acid reforming methods and fluorine gas reforming methods. However, purification and surface modification results were analyzed using Fourier transform infrared spectroscopy. ( 1 ) Phenyl between 1300 cm -1 and 1100 cm -1 -carbonyl stretch CC bond peak characteristic is present CNT, ②1300㎝ 1100㎝ -1 and -1 among the phenyl to-carbonyl between carbonyl CC styryl latch coupled with 1570㎝ -1 and -1 1430㎝ Nick CC stretch bond and 1650㎝ -1 carboxylic group of the C = O styryl phenyl reching between the vibration characteristic peaks are present at the same time carbon nanotubes, ③1300㎝ -1 and -1 1100㎝ near-carbonyl CC styryl latch combined with 1650 ㎝ -1 vicinity of the carboxylic group of the C = O vibration and that -OH styryl reching coupling characteristic peak is present CNT, CF binding properties of ④1250㎝ -1 vicinity of the peak at the same time 3550㎝ -1 is present at the same time carbon The use of carbon nanotubes comprising one or more carbon nanotubes of the nanotubes are preferred.

탄소나노튜브 함량은 0.1wt% 미만일 경우에는 금속 분말과 탄소나노튜브와의 상호작용이 좋지 못하여 적정 수준의 전기 전도도를 나타낼 수 없으며, 그 함량이 5.0wt%를 초과할 경우엔 더욱 높은 전기전도도를 나타내어 높은 차폐 효과를 얻을 수는 있으나, 분산이 어렵고 따라서 코팅 표면 특성이 나빠지는 문제가 있다. 따라서, 탄소나노튜브의 함량은 0.1~5.0wt%로 하는 것이 바람직하다.When the carbon nanotube content is less than 0.1wt%, the interaction between the metal powder and the carbon nanotubes is not good, and thus it may not show an appropriate level of electrical conductivity. When the carbon nanotube content exceeds 5.0wt%, the higher electrical conductivity is obtained. Although high shielding effect can be obtained, there is a problem in that dispersion is difficult and thus the coating surface properties are deteriorated. Therefore, the content of carbon nanotubes is preferably set to 0.1 ~ 5.0wt%.

금속 분말은 탄소나노튜브 외의 전도성 충전재로 사용되는 것으로 금속 분말을 사용하는 것이 바람직하나 금속 섬유를 사용하여도 이와 동일하거나 비슷한 효과를 얻을 수도 있다.The metal powder is used as a conductive filler other than carbon nanotubes, and it is preferable to use the metal powder, but the same or similar effect may be obtained even by using the metal fiber.

금속 분말은 104 S/cm 이상의 전기전도도를 가진 전도성 금속의 분말이라면 모두 사용가능하나, 은분(silver powder), 은이 코팅된 구리(copper coated by silver)와 같이 현재 가장 많이 상용화된 금속 분말을 사용하는 것이 바람직하다.The metal powder can be used as long as it is a conductive metal powder having an electrical conductivity of 10 4 S / cm or more, but the most commercially available metal powder such as silver powder and copper coated by silver is used. It is desirable to.

상기에서 설명한 바와 같이 전도성 충전재로서 금속 분말을 사용하는 것이 바람직하나 금속 섬유를 사용하여도 무방한데, 사용가능한 금속 섬유로는 스틸 섬유, 구리 섬유, 알루미늄 섬유, 니켈 섬유를 예로 들 수 있다.As described above, metal powder is preferably used as the conductive filler, but metal fiber may be used. Examples of the metal fiber that can be used include steel fiber, copper fiber, aluminum fiber, and nickel fiber.

금속 분말 또는 금속 섬유의 함량비는 15.0wt% 미만으로 할 경우엔 전기전도도가 낮고 탄소나노튜브와의 효과적인 상호작용에 의해 퍼콜레이션을 형성할 수가 없으며, 40.0wt%를 초과할 경우엔 성형성이 떨어지므로, 15.0~40.0wt%로 하는 것이 바람직하다. If the content ratio of the metal powder or the metal fiber is less than 15.0 wt%, the electrical conductivity is low, and percolation cannot be formed due to the effective interaction with the carbon nanotubes. Since it falls, it is preferable to set it as 15.0-40.0 wt%.

전도성 충전재로 사용되는 탄소나노튜브와 금속분말 또는 금속 섬유의 총 함량은 페인트 조성물 전체에 대하여 20.0~40.0wt%인 것이 바람직한데, 20wt% 이하일 경우에는 충분한 전도도 및 차폐효율을 얻을 수 없기 때문에 차폐용 페인트로써 부 적합한 특성을 나타낼 수 있으며, 40wt% 이상일 경우에는 가격적인 면에 유리하지 못하고 과량의 전도성 충전재 함량에 의해 코팅 표면 특성이 열악해 질 수 있기 때문이다.The total content of carbon nanotubes and metal powder or metal fibers used as conductive fillers is preferably 20.0 to 40.0 wt% with respect to the entire paint composition. When the content is less than 20 wt%, sufficient conductivity and shielding efficiency cannot be obtained. The paint may exhibit unsuitable properties, and if it is 40wt% or more, the coating surface properties may be deteriorated by excessive conductive filler content, which is not advantageous in terms of cost.

상기의 전자파 차폐용 페인트의 형상은 용매의 함량에 따라 점도를 가진 액상을 가진다.The shape of the electromagnetic shielding paint has a liquid phase having a viscosity depending on the content of the solvent.

따라서, 본 발명에 의한 전자파 차폐용 페인트는 스크링프린팅용, 테이프 캐스팅용, 스프레이용과 같이 다양한 형태로 사용가능하다.Therefore, the electromagnetic shielding paint according to the present invention can be used in various forms, such as for printing, tape casting, and spray.

도 1은 본 발명에 의한 전자파 차폐용 페인트의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flowchart for explaining a method for producing an electromagnetic shielding paint according to the present invention.

이하 도 1을 참조하여 본 발명에 의한 전자파 차폐용 페인트의 제조 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing the electromagnetic shielding paint according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.

먼저, 정제 및 표면 개질과정을 통해 정제 및 표면 개질된 탄소나노튜브를 준비한다(S100).First, the purified and surface-modified carbon nanotubes are prepared through purification and surface modification (S100).

탄소나노튜브에 정제 및 표면 개질과정을 거치는 이유는 이를 통해서 아민, 카르복실, 하이드록실 등의 관능화 그룹을 탄소나노튜브의 표면에 도입함으로써 탄소나노튜브간의 분자간 결합을 최소화하여 현탁액 내에서뿐만 아니라 고분자 매트릭스 내부에서의 분산특성을 향상시키기 위함이다.The reason that carbon nanotubes undergo purification and surface modification is to introduce functional groups such as amines, carboxyl, and hydroxyl groups on the surface of carbon nanotubes, thereby minimizing intermolecular bonds between carbon nanotubes. This is to improve the dispersion characteristics in the matrix.

정제 및 표면 개질을 하는 방법은 산에 의한 개질방법, 불소가스에 의한 개질방법 등 그 방법을 불문하나 정제 및 표면 개질 결과 푸리에 변환 적외선 분광법 으로 표면 분석 결과 ①1300㎝-1과 1100㎝-1 사이의 페닐-카보닐 C-C 스트레치 결합 특성 피크가 존재하는 탄소나노튜브, ②1300㎝-1과 1100㎝-1사이의 페닐-카보닐 C-C 스티레치 결합과 1570㎝-1과 1430㎝-1 사이의 카보닉 C-C 스트레치 결합 및 1650㎝ -1 부근의 카르복실릭 그룹의 C=O 스티레칭 바이브레이션 특성 피크가 동시에 존재하는 탄소나노튜브, ③1300㎝-1과 1100㎝-1 사이의 페닐-카보닐 C-C 스티레치 결합과 1650㎝-1 부근의 카르복실릭 그룹의 C=O 스티레칭 바이브레이션 및 3550㎝-1에서의 -OH 결합 특성 피크가 동시에 존재하는 탄소나노튜브, ④1250㎝-1 부근의 C-F 결합 특성 피크가 동시에 존재하는 탄소나노튜브로 만들어 주는 것이 바람직하다.Purification and surface modification can be done using acid reforming or fluorine gas reforming. However, the results of surface analysis by Fourier transform infrared spectroscopy ① Between 1300cm -1 and 1100cm -1 phenyl-carbonyl stretch CC bond peak characteristic is present the carbon nanotube, and 1100㎝ ②1300㎝ -1 -1-phenyl between to-carbonyl between carbonyl CC styryl latch coupled with 1570㎝ -1 and -1 1430㎝ Nick CC between and stretch bonded 1650㎝ -1 vicinity carboxylic group of the C = O styryl reching vibration characteristic peaks are present at the same time carbon nanotubes, and 1100㎝ ③1300㎝ -1 -1-phenyl-carbonyl CC styryl latch coupled with CF binding characteristics of the peak is present at the same time 1650㎝ -1 vicinity of the carboxyl carbon nanotube -OH coupling characteristic peak is present at the same time in the metallic group of C = O vibration and styryl reching 3550㎝ -1, -1 vicinity ④1250㎝ doing It makes a hydrogen or nanotubes are preferred.

다만, 정제 및 표면이 개질된 탄소나노튜브를 사용하는 경우에는 본 단계는 생략될 수 있다.However, this step may be omitted when using purified carbon nanotubes and the surface is modified.

다음으로, 바인더 수지와 용매를 혼합하여 고분자 매트릭스 용액을 제조한다(S110).Next, a binder resin and a solvent are mixed to prepare a polymer matrix solution (S110).

이는 후에 최종적으로 제조될 전자파 차폐용 페인트 조성물의 점도 및 코팅 표면특성을 좌우하는 것으로서, 수분산성 폴리우레탄 또는 에멜전 형태의 고분자를 사용할 경우엔 본 단계가 생략될 수 있다.This is to influence the viscosity and coating surface properties of the electromagnetic wave shielding paint composition to be finally produced later, this step can be omitted when using a polymer of water-dispersible polyurethane or elejeonjeon.

다음으로, 상기 정제 및 표면 개질된 탄소나노튜브를 용매 및 계면활성제와 혼합하여 제1 혼합물을 제조한다(S120).Next, the first mixture is prepared by mixing the purified and surface-modified carbon nanotubes with a solvent and a surfactant (S120).

이때 사용되는 용매는 상기에서 바인더 수지를 용해시킨 용매와 같은 것을 사용하나, 경우에 따라서는 용매의 극성을 낮추기 위해 무극성의 용매를 혼합하거나 다른 제2의 용매 혹은 수분이 함유된 수용액 형태의 것을 사용할 수도 있다.In this case, the solvent used may be the same as the solvent in which the binder resin is dissolved, but in some cases, in order to lower the polarity of the solvent, a non-polar solvent may be mixed or another second solvent or an aqueous solution containing water may be used. It may be.

계면활성제를 첨가하는 이유는 탄소나노튜브의 분산력을 더욱 좋게 해주기 위함이며, 비이온계, 양이온계, 음이온계 화합물 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있고, 그 함량은 탄소나노튜브 함량에 대해 0.1~2.0wt%로 하는 것이 바람직하다.The reason for adding the surfactant is to improve the dispersibility of the carbon nanotubes, and may include one or two or more of nonionic, cationic, and anionic compounds, the content of which is 0.1 to the carbon nanotube content. It is preferable to set it as -2.0 wt%.

다음으로, 상기 제1 혼합물에 금속 분말(또는 금속섬유)과 분산제를 혼합하여 교반하여 줌으로써 제2 혼합물을 제조한다(S130).Next, a second mixture is prepared by mixing and stirring a metal powder (or metal fiber) and a dispersant in the first mixture (S130).

본 단계는 금속 분말의 습윤분산과정으로서 금속 분말은 은분 또는 은이 코팅된 구리분말을 사용하는 것이 바람직하다.This step is a wet dispersion process of the metal powder, the metal powder is preferably used silver powder or silver powder coated copper powder.

분산제를 첨가하는 이유는 금속 분말의 분산력을 높여주기 위함이며, 사용가능한 분산제로는 염소계 화합물, 불소계 화합물, 실리콘계 화합물, 비실리콘계 화합물, 글리콜계 유도체 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는 것이 바람직하며, 그 함량은 금속분말 대비 0.1~2.0wt% 첨가하는 것이 바람직하다.The reason for adding the dispersant is to increase the dispersibility of the metal powder, and usable dispersants include one or two or more of a chlorine compound, a fluorine compound, a silicone compound, a non-silicone compound, and a glycol derivative. The content is preferably added 0.1 ~ 2.0wt% relative to the metal powder.

교반하여 주는 이유는 제1 혼합물과 금속 분말과의 혼합을 용이하게 하여 금속 분말이 보다 잘 분산되도록 해주기 위함이다.The reason for the stirring is to facilitate the mixing of the first mixture and the metal powder so that the metal powder can be more dispersed.

제1 혼합물에 금속 분말과 분산제를 첨가하는 방식이 아니라, 금속 분말과 분산제를 먼저 혼합한 후 제1 혼합물과 혼합하여 주는 방법을 사용하여도 동일한 결과를 얻을 수 있다.The same result can be obtained by using a method in which the metal powder and the dispersant are mixed first and then mixed with the first mixture, rather than the metal powder and the dispersant being added to the first mixture.

또한, 탄소나노튜브, 금속분말, 계면활성제, 분산제를 동시에 혼합하여도 동일한 결과를 얻을 수 있다.In addition, the same results can be obtained by simultaneously mixing carbon nanotubes, metal powders, surfactants, and dispersants.

다음으로, 상기 제2 혼합물과 상기 고분자 매트릭스 용액을 혼합하여 페이스트 형태의 조성물을 제조한다(S140).Next, the second mixture and the polymer matrix solution are mixed to prepare a composition in the form of a paste (S140).

제2 혼합물과 고분자 매트릭스 용액은 헨셀믹서나 뢰디게 믹서, 3-roll 또는 호모게나이저 등을 이용하여 혼합하며, 특히 고속 교반에 의한 혼합물의 와류현상과 스크린 현상을 이용하는 교반 과정이 더욱 효과적이며, 일반적인 임펠러 대신 바스켓 형태로된 것이 바스켓 내부에 1㎛~5㎛ 크기의 지르코니아 볼과 임펠러가 함께 존재하고 바스켓 외부가 그물망으로 되어 있어 탄소나노튜브 및 금속 분말의 응집체의 분쇄가 용이하기 때문에 조성물의 전기적, 기계적 특성을 향상시킬 수 있었다.The second mixture and the polymer matrix solution are mixed using a Henschel mixer, a Rodige mixer, a 3-roll or a homogenizer, and the stirring process using the vortex phenomenon and the screen phenomenon of the mixture by high-speed stirring is more effective. Instead of the general impeller, the basket is made of zirconia balls and impellers with a size of 1 μm to 5 μm in the basket, and the outside of the basket is a mesh to facilitate the pulverization of aggregates of carbon nanotubes and metal powders. , The mechanical properties could be improved.

상기 조성물은 사용되는 용매의 종류 및 함량을 조절함으로써 스크린 인쇄용, 테이프 캐스팅용, 스프레이용으로 모두 제조될 수 있다.The composition can be prepared both for screen printing, tape casting, and spray by adjusting the type and content of the solvent used.

또한, 본 단계에서 제조되는 조성물의 저장안정성 및 흐름특성을 높여 코팅특성을 향상시키기 위해 증점제를 첨가하는 단계를 추가로 포함할 수도 있다(S150).In addition, the storage stability and flow characteristics of the composition prepared in this step may further include the step of adding a thickener to improve the coating properties (S150).

이때 사용가능한 증점제로는 아크릴계, 우레탄계, 셀룰로스계가 사용가능하며, 그 함량은 탄소나노튜브 대비 0.1~2.0wt%로 하는 것이 바람직하다.At this time, the thickener that can be used may be acrylic, urethane, cellulose-based, the content is preferably 0.1 ~ 2.0wt% compared to carbon nanotubes.

이하에서는 본 발명에 의한 전자파 차폐용 페인트의 전기전도도와 차폐효율이 우수하다는 것을 구체적인 실험예들을 들어 설명한다. 여기에 기재되지 않은 내 용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 설명을 생략한다.Hereinafter will be described with specific experimental examples that the electrical conductivity and shielding efficiency of the electromagnetic shielding paint according to the present invention is excellent. Descriptions not described herein are omitted because they are sufficiently technically inferred by those skilled in the art.

Figure 112004050699894-PAT00001
Figure 112004050699894-PAT00001

(단위: wt%) (Unit: wt%)

표 1은 바인더 수지로 물이 64% 함유된 수분산성 폴리우레탄, 용매로 부틸셀로솔브 수용액, 분산제로 불소계화합물, 글리콜계 화합물, 아크릴계 화합물, 탄소나노튜브는 질산과 황산이 1:3으로 혼합된 25% 수용액에서 40℃의 온도에서 1시간 동안 교반해주는 정제 및 표면개질과정을 거친 것이, 금속 분말은 은분말을 사용한 전자파 차폐용 페인트를 앞에서 설명한 제조 방법에 의해 제조한 후, 에탄올을 첨가하여 희석한 후 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름에 스프레이건을 이용하여 스프레이 코팅을 실시한 후, 표면비저항과 전자파 차폐효율을 측정한 실험한 결과 를 나타낸 것이다.Table 1 shows water-dispersible polyurethane containing 64% of water as binder resin, butyl cellosolve solution as solvent, fluorine-based compound, glycol-based compound, acryl-based compound, and carbon nanotube in a 1: 3 mixture of nitric acid and sulfuric acid. After the purification and surface modification process of stirring for 1 hour at a temperature of 40 ℃ in a 25% aqueous solution, the metal powder was prepared by the above-described manufacturing method for the electromagnetic shielding paint using silver powder, and then ethanol was added thereto. After dilution, the polyethylene terephthalate (PET) film was spray coated using a spray gun, and the surface resistivity and the electromagnetic shielding efficiency were measured.

표면비저항은 MIL-G-835288에 의거하여 측정하였으며, 측정기구로는 3540 mΩ Hi-tester (Hioki Co.)를 사용하였다. 시편의 크기는 가로 25.4㎜, 세로 35.0㎜로 하였으며, 두께는 5.0~40.0㎛로 하였고 Ω/□의 단위로 비저항을 측정하였다.Surface resistivity was measured according to MIL-G-835288, and 3540 mΩ Hi-tester (Hioki Co.) was used as a measuring instrument. Specimen size was 25.4mm in width and 35.0mm in length, thickness was 5.0-40.0㎛ and specific resistance was measured in units of Ω / □.

전자파 차폐효율은 직경이 133.0㎜인 측정시편을 ASTM D4935-89에 따른 회로망분석기(Agilent 8722ES network analyzer, Agilent, USA) 및 2-port flanged coaxial holder (EM-2107, Electro-Metrics, USA)를 이용하여 50 MHz ~ 6 GHz의 범위에서 측정하였다. 차폐효율은 s-parameter를 측정한 후 S21을, return loss는 S11을 이용하여 계산하였다. S21은 입사된 전자기파의 투과량을 의미하며, 차폐효율을 판단하는 기준이 된다.Electromagnetic shielding efficiency was measured using a 133.0 mm diameter test specimen using an Agilent 8722ES network analyzer (Agilent, USA) and a 2-port flanged coaxial holder (EM-2107, Electro-Metrics, USA) according to ASTM D4935-89. Was measured in the range of 50 MHz to 6 GHz. Shielding efficiency was calculated by measuring s-parameter, S 21 , and return loss using S 11 . S 21 denotes a transmission amount of the incident electromagnetic wave and serves as a criterion for determining shielding efficiency.

표 1에 나타나 있는 것과 같이 본 발명에 의한 전자파 차폐용 페인트를 코팅한 경우 표면 비저항이 모두 0.5 Ω/□이하, 차폐효율은 50dB이상의 값을 얻을 수 있음을 알 수 있다.As shown in Table 1, when coating the electromagnetic shielding paint according to the present invention, it can be seen that the surface specific resistance is all 0.5 Ω / □ or less, and the shielding efficiency can be obtained a value of 50 dB or more.

특히, 실험예 2와 실험예 5의 경우엔 표면비저항이 0.1~0.15Ω/□, 차폐효율은 80dB이상으로 매우 우수한 성질을 지니고 있음을 알 수 있다.In particular, in the case of Experimental Example 2 and Experimental Example 5 it can be seen that the surface specific resistance is 0.1 ~ 0.15Ω / □, the shielding efficiency has a very excellent property of 80dB or more.

Figure 112004050699894-PAT00002
Figure 112004050699894-PAT00002

(단위: wt%) (Unit: wt%)

표 2는 바인더 수지로 폴리메타메틸아크릴레이트, 용매는 톨루엔과 N-메틸피롤리돈(NMP), 분산제로는 불소계화합물, 글리콜계화합물, 아크릴계화합물, 탄소나노튜브는 앞의 실험예1~5에 사용된 것과 동일한 것을, 금속 분말은 은분말로서 앞의 실험예1~5에 사용된 것과 동일한 것을 사용하였다.Table 2 shows polymethmethylacrylate as the binder resin, toluene and N-methylpyrrolidone (NMP) as the solvent, fluorine-based compound, glycol-based compound, acryl-based compound, and carbon nanotube as the dispersant. The same metal powder was used as the one used in the above, and the same metal powder as that used in Experimental Examples 1 to 5 was used as the silver powder.

이때, 톨루엔 용매는 바인더 수지를 용해하기 위해 사용된 것이고, NMP는 탄소나노튜브와 은분말을 분산시키기 위해 사용된 것이다.At this time, the toluene solvent is used to dissolve the binder resin, NMP is used to disperse the carbon nanotubes and silver powder.

표면 비저항과 차폐효율은 앞의 실험예 1~5에서 측정한 방법과 동일한 방법을 사용하였다.Surface resistivity and shielding efficiency were the same as those measured in Experimental Examples 1 to 5 above.

표 2에 나타나 있는 바와 같이 바인더 수지를 폴리메타메틸아크릴레이트, 용 매는 톨루엔과 N-메틸피롤리돈(NMP), 분산제로는 불소계화합물, 글리콜계화합물, 아크릴계화합물을 사용한 결과 표면 비저항과 차폐효율이 우수하였으나, 다만 실험예 8에서는 탄소나노튜브와 은분말의 양이 줄어듦에 따라 표면비저항이 2.34x103Ω/□로 부도체의 성질을 갖는것으로 나오는것으로 보아 일정량 이상의 탄소나노튜브와 금속분말을 추가해야함을 알 수 있었다.As shown in Table 2, the surface resistivity and shielding efficiency of the binder resin were polymethylmethylacrylate, the solvent was toluene and N-methylpyrrolidone (NMP), and the dispersant was a fluorine compound, a glycol compound, and an acrylic compound. However, in Experimental Example 8, as the amount of carbon nanotubes and silver powder was reduced, the surface resistivity was 2.34x10 3 Ω / □, which appeared to have a non-conductive property. Thus, more than a predetermined amount of carbon nanotubes and metal powder were added. I could see.

Figure 112004050699894-PAT00003
Figure 112004050699894-PAT00003

(단위: wt%) (Unit: wt%)

표 3은 본 발명에 의한 바인더 수지와 용매에 탄소나노튜브 또는 금속 분말 중 하나만을 전도성 충전재로 사용한 경우 탄소나노튜브와 금속 분말을 동시에 전도성 충전재로 사용한 경우와 비교하기 위한 것이다.Table 3 compares the case where only one of carbon nanotubes or metal powders is used as the conductive filler in the binder resin and the solvent according to the present invention.

표 3에 나타나 있는 바와 같이 비교예 1~3은 금속 분말은 첨가하지 않고 오 직 탄소나노튜브만을 전도성 충전재로 사용한 경우 코팅막의 균일성도 떨어지고 표면비저항도 매우높게 나왔으며, 이로인해 전자파 차폐효율도 매우 낮음을 알 수 있다.As shown in Table 3, in Comparative Examples 1 to 3, when only carbon nanotubes were used as the conductive filler without adding the metal powder, the uniformity of the coating film was also decreased and the surface specific resistance was very high. As a result, the electromagnetic shielding efficiency was also very high. It can be seen that low.

비교예 4는 탄소나노튜브는 첨가하지 않고 오직 은분말만을 전도성 충전재료 44 wt%첨가한 경우인데 막균일성도 비교적 양호하고 표면비저항도 낮으며 차폐효율도 70dB 정도가 됨을 알 수 있다.In Comparative Example 4, only 44 wt% of the conductive powder was added without adding carbon nanotubes, but the film uniformity was relatively good, the surface resistivity was low, and the shielding efficiency was about 70 dB.

그러나, 금속 분말이 다량 첨가될수록 성형성, 내충격성, 경량화, 원가절감효과가 떨어진다는 사실에 의할때, 실험예 1~8에서는 금속 분말을 44wt% 이하로 첨가하고 다만 탄소나노튜브를 소량 첨가하게 되면 표면비저항도 비교예4에 비해 낮고 차폐효율도 더 우수하다는 점에서 금속 분말만을 전도성 충전재로 사용하는 것보다 금속 분말과 탄소나노튜브를 동시에 사용하는 것이 차폐재로서의 성질도 우수할 뿐만 아니라 성형성, 내충격성, 경량화, 원가절감효과 측면에서도 유리하다는 것을 알 수 있다.However, due to the fact that as the metal powder is added in a large amount, the moldability, impact resistance, light weight, and cost reduction effect are decreased, in Experimental Examples 1 to 8, the metal powder is added at 44 wt% or less, but a small amount of carbon nanotube is added. In this case, the surface resistivity is lower than that of Comparative Example 4, and the shielding efficiency is higher. Therefore, the use of metal powder and carbon nanotubes at the same time is superior to the shielding material as well as the formability of the shielding material. It is also advantageous in terms of impact resistance, light weight, and cost reduction effect.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 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.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments but may be manufactured in various forms, and having ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

상술한 바와 같이 본 발명의 전자파 차폐용 코팅제 및 그 제조 방법에 의하면 다음과 같은 효과가 하나 또는 둘 이상 있다. As described above, according to the electromagnetic wave shielding coating agent and a method of manufacturing the same, one or two or more of the following effects are obtained.

첫째, 기존 차폐재의 실용화에 있어서 장애 요소였던 고밀도, 고중량의 단점을 극복할 수 있다.First, it is possible to overcome the disadvantages of high density and high weight, which were obstacles in the practical use of the existing shielding material.

둘째, 금속 분말의 함량을 낮추고 고분자의 함량을 늘일 수 있어 원가절감과 경량화를 달성할 수 있을 뿐만 아니라 내충격성, 밀착력과 같은 기계적 특성을 증가시킬 수 있다.Second, it is possible to lower the content of the metal powder and increase the content of the polymer to achieve cost reduction and weight reduction, as well as to increase mechanical properties such as impact resistance and adhesion.

셋째, 상대적으로 낮은 함량의 금속 분말과 상대적으로 높은 고분자 수지를 사용하고 있기 때문에 밀도가 낮고 단위 무게당 높은 체적을 나타내며, 따라서 동일한 두께로 코팅하였을 경우, 더욱 많은 면적을 코팅할 수 있는 장점이 있다.Third, because it uses a relatively low content of metal powder and a relatively high polymer resin, it shows a low density and a high volume per unit weight, and therefore, when coated with the same thickness, there is an advantage of coating more area. .

Claims (14)

10.0~30.0wt%의 바인더 수지, 30.0~80.0wt%의 용매, 0.1~5.0wt%의 분산제, 0.1~5.0wt%의 탄소나노튜브, 및 15.0~40.0wt%의 금속 분말 또는 금속 섬유를 포함하며 상기 탄소나노튜브와 상기 금속 분말 또는 금속 섬유의 전체 함량은 조성물 전체에 대해 20.0~40.0wt%인 것을 특징으로 하는 전자파 차폐용 페인트.10.0-30.0 wt% binder resin, 30.0-80.0 wt% solvent, 0.1-5.0 wt% dispersant, 0.1-5.0 wt% carbon nanotube, and 15.0-40.0 wt% metal powder or metal fiber The total content of the carbon nanotubes and the metal powder or metal fiber is 20.0 ~ 40.0wt% based on the total composition of the electromagnetic shielding paint. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 바인더 수지는 폴리비닐알콜, 수분산성 폴리우레탄, 아크릴산계, 무수말레인산계, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 나일론 수지, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리비닐리덴플로라이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아세테이트, 폴리메타크릴산 메틸, ABS 수지, 실리콘 고무, 폴리우레탄 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는 전자파 차폐용 페인트.The binder resin may be polyvinyl alcohol, water dispersible polyurethane, acrylic acid, maleic anhydride, polypropylene, polystyrene, nylon resin, polyurethane, polycarbonate, polyvinylidene fluoride, polyvinylpyrrolidone, polyacetate, poly Electromagnetic shielding paint comprising one or more of methyl methacrylate, ABS resin, silicone rubber and polyurethane. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 용매는 에탄올, 메틸에틸케톤, 이소프로필알콜, 톨루엔, N-메틸피롤리돈, 에틸아세테이트, 부틸셀루솔브 중 하나 또는 둘 이상을 포함하거나 이들의 수용액인 전자파 차폐용 페인트.The solvent includes one or two or more of ethanol, methyl ethyl ketone, isopropyl alcohol, toluene, N-methylpyrrolidone, ethyl acetate, and butyl cerusolve or an aqueous solution for shielding electromagnetic waves. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 분산제는 계면 활성제, 습윤 분산제, 소포제, 계면 결합제, 레벨링제, 증점제 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는 전자파 차폐용 페인트.The dispersant may include one or two or more of a surfactant, a wet dispersant, an antifoaming agent, an interface binder, a leveling agent, and a thickener. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 탄소나노튜브는 푸리에 변환 적외선 분광법으로 표면 분석 결과 ①1300㎝-1과 1100㎝-1사이의 페닐-카보닐 C-C 스트레치 결합 특성 피크가 존재하는 탄소나노튜브, ②1300㎝-1과 1100㎝-1사이의 페닐-카보닐 C-C 스티레치 결합과 1570㎝-1 과 1430㎝-1 사이의 카보닉 C-C 스트레치 결합 및 1650㎝-1 부근의 카르복실릭 그룹의 C=O 스티레칭 바이브레이션 특성 피크가 동시에 존재하는 탄소나노튜브, ③1300㎝-1과 1100㎝-1 사이의 페닐-카보닐 C-C 스티레치 결합과 1650㎝-1 부근의 카르복실릭 그룹의 C=O 스티레칭 바이브레이션 및 3550㎝-1에서의 -OH 결합 특성 피크가 동시에 존재하는 탄소나노튜브, ④1250㎝-1 부근의 C-F 결합 특성 피크가 동시에 존재하는 탄소나노튜브 중 하나 또는 둘 이상의 탄소나노튜브를 포함하는 전자파 차폐용 페인트.The carbon nanotubes are carbon nanotubes having a phenyl-carbonyl CC stretch binding characteristic peak between ①1300 cm -1 and 1100cm -1 as a result of surface analysis by Fourier transform infrared spectroscopy, and ② between 1300cm -1 and 1100cm -1 . phenyl-carbonyl CC styryl latch coupled with 1570㎝ -1 and -1 1430㎝ between the carbonyl stretch Nick CC bond and 1650㎝ -1 vicinity of the carboxylic group of the C = O styryl reching vibration characteristic peaks are present at the same time carbon nanotubes, and ③1300㎝ -1-phenyl between 1100㎝ -1 - carbonyl CC styryl latch coupled with 1650㎝ -1 near the carboxylic group of the C = O styryl reching -OH in vibration and 3550㎝ -1 A carbon nanotube having a binding characteristic peak at the same time, and one or two or more carbon nanotubes at the same time having a CF binding characteristic peak near ④1250 cm -1 . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속 분말은 은분말 또는/및 은이 코팅된 구리 분말인 전자파 차폐용 페인트.The metal powder is silver powder and / or silver coated copper powder is electromagnetic shielding paint. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속 섬유는 스틸 섬유, 구리 섬유, 알루미늄 섬유, 니켈 섬유 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는 전자파 차폐용 페인트. The metal fiber is an electromagnetic shielding paint comprising one or more of steel fiber, copper fiber, aluminum fiber, nickel fiber. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 바인더 수지는 수분 함량이 56.0~64.0wt%인 수분산성 폴리우레탄이고, 상기 용매는 에틸아세테이트, 부틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 수용액, 에틸아세테이트 중 하나 또는 둘 이상을 포함하는 전자파 차폐용 페인트.The binder resin is a water dispersible polyurethane having a water content of 56.0 to 66.0 wt%, and the solvent includes one or two or more of ethyl acetate, butyl cellosolve, aqueous solution of butyl cellosolve, and ethyl acetate. . 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 계면 활성제는 비이온계, 양이온계, 음이온계 화합물 중 하나 또는 둘 이상을 포함하고, 그 함량은 탄소나노튜브 함량에 대해 0.1~2.0wt%인 전자파 차폐용 페인트.The surfactant includes one or two or more of nonionic, cationic, and anionic compounds, the content of which is 0.1 to 2.0 wt% based on carbon nanotube content. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 습윤분산제, 소포제, 계면결합제, 레벨링제는 염소계 화합물, 불소계 화합물, 실리콘계 화합물, 비실리콘계 화합물, 글리콜계 유도체 에폭시, 카르복실, 아민 말단의 실란계 중 하나 또는 둘 이상을 포함하고, 그 함량은 탄소나노튜브 함 량에 대해 0.1~2.0wt%인 전자파 차폐용 페인트.The wetting and dispersing agent, the antifoaming agent, the interfacial binder, the leveling agent includes one or two or more of a chlorine compound, a fluorine compound, a silicone compound, a non-silicone compound, a glycol derivative epoxy, carboxyl, and an amine terminal at the amine end, and the content thereof is Electromagnetic shielding paint with 0.1 ~ 2.0wt% of carbon nanotube content. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 증점제는 아크릴계, 셀룰로스계, 우레탄계 중 하나 또는 둘 이상을 포함하고, 그 함량은 탄소나노튜브 함량에 대해 0.1~2.0wt%인 전자파 차폐용 페인트.The thickener includes one or two or more of acrylic, cellulose, and urethane, the content of which is 0.1 ~ 2.0wt% based on the carbon nanotube content of the electromagnetic shielding paint. (a) 탄소나노튜브를 정제 및 표면 개질하는 단계;(a) purifying and surface modifying carbon nanotubes; (b) 바인더 수지와 용매를 혼합하여 고분자 매트릭스 용액을 제조하는 단계;(b) mixing a binder resin and a solvent to prepare a polymer matrix solution; (c) 탄소나노튜브를 용매 및 계면활성제와 혼합하여 제1 혼합물를 제조하는 단계;(c) mixing the carbon nanotubes with a solvent and a surfactant to prepare a first mixture; (d) 상기 제1 혼합물에 금속 분말과 분산제를 혼합한 후 교반하여 제2 혼합물을 제조하는 단계; 및(d) mixing a metal powder and a dispersant in the first mixture and then stirring to prepare a second mixture; And (e) 상기 제2 혼합물과 상기 고분자 매트릭스 용액을 혼합하여 페이스트 형태의 조성물을 제조하는 단계를 포함하는 전자파 차폐용 페인트의 제조 방법.(e) mixing the second mixture and the polymer matrix solution to prepare a composition in the form of a paste, the method of manufacturing an electromagnetic shielding paint. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 페이스트 형태의 조성물에 아크릴계, 셀룰로스계, 우레탄계의 증점제를 첨가하는 단계를 더 포함하는 전자파 차폐용 페인트의 제조 방법.The method of claim 1, further comprising adding an acrylic, cellulose or urethane thickener to the paste composition. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 제1 혼합물을 제조하기 전에 탄소나노튜브를 정제 및 표면개질하는 단계를 더 포함하는 전자파 차폐용 페인트의 제조 방법.Purifying and surface-modifying the carbon nanotubes before the first mixture to prepare a method for producing a paint for shielding electromagnetic waves.
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