KR20110109483A - Organic-inorganic hybrid having low coefficients of thermal expansion and method for making the same - Google Patents

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KR20110109483A KR1020100029247A KR20100029247A KR20110109483A KR 20110109483 A KR20110109483 A KR 20110109483A KR 1020100029247 A KR1020100029247 A KR 1020100029247A KR 20100029247 A KR20100029247 A KR 20100029247A KR 20110109483 A KR20110109483 A KR 20110109483A
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Abstract

본 발명은 코어-쉘 타입 실리카 및 금속산화물을 용매에 용해시켜 실리카-금속산화물 용액을 준비하는 단계; 상기 실리카-금속산화물 용액에 폴리(아믹산) 용액을 첨가하여 반응시키는 단계; 및 상기 수득한 용액을 가열하는 단계;를 포함하는 유기-무기 하이브리드의 제조방법 및 이러한 유기-무기 하이브리드에 관한 것으로, 이러한 유기-무기 하이브리드는 무기 입자가 균일하게 분산되고, 크기의 제어가 가능하여 열적특성이 우수하다.The present invention comprises the steps of dissolving the core-shell type silica and metal oxide in a solvent to prepare a silica-metal oxide solution; Reacting by adding a poly (amic acid) solution to the silica-metal oxide solution; And heating the obtained solution; and relates to a method for producing an organic-inorganic hybrid and to such an organic-inorganic hybrid, the organic-inorganic hybrid is inorganic particles are uniformly dispersed, the size can be controlled Excellent thermal properties

Description

낮은 열팽창계수를 가지는 유기-무기 하이브리드 및 이의 제조방법{Organic-Inorganic Hybrid Having Low Coefficients of Thermal Expansion and Method for Making the Same}Organic-Inorganic Hybrid Having Low Coefficients of Thermal Expansion and Method for Making the Same

본 발명은 유기-무기 하이브리드에 관한 것이다.The present invention relates to organic-inorganic hybrids.

최근, 나노스케일로 유기성분과 무기성분을 복합화하여 얻어진 유기-무기 하이브리드가 새로운 복합재료로서 주목받으며 여러 분야에서 다채로운 하이브리드가 연구, 개발되고 있다.Recently, organic-inorganic hybrids obtained by complexing organic and inorganic components with nanoscale have been noted as new composite materials, and various hybrids have been researched and developed in various fields.

이러한 유기-무기하이브리드의 합성법으로서 널리 이용되고 있는 것은 점토화합물 등의 무기층상화합물의 층간에 폴리머를 삽입하는 방법과 졸-젤(sol-gel) 하이브리드법이 있다. 그 중에서도 졸-젤법은 조직제어와 복합화가 용이하고, 생성물의 광학적 특성과 역학적 특성을 비교적 간단히 제어할 수 있다. 최근에는 졸-젤법을 사용한 다양한 유기-무기하이브리드재가 출현하여 경도, 내열성 등 폴리머 단독으로는 얻을 수 없었던 각종 무기특성을 폴리머 재료에 부여할 수 있게 되었다. 또한, 다양한 관점으로부터 기능성 재료로서의 이용도 검토되고 있다. 예를 들자면, 저유전율 절연막, 광학박막, 센서, 생체재료 등의 폭 넓은 분야에 적용이 검토되고 있다.As a method for synthesizing such organic-inorganic hybrids, there are a method of inserting a polymer between layers of an inorganic layer compound such as a clay compound and a sol-gel hybrid method. Among them, the sol-gel method is easy to control and complex the tissue, and relatively simple to control the optical and mechanical properties of the product. In recent years, various organic-inorganic hybrid materials using the sol-gel method have emerged, and various inorganic properties, such as hardness and heat resistance, which are not obtained by the polymer alone can be imparted to the polymer material. Moreover, utilization as a functional material is also examined from various viewpoints. For example, applications are being investigated in a wide range of fields such as low dielectric constant insulating films, optical thin films, sensors, and biomaterials.

졸-젤 방법에 의해 폴리이미드 수지에 열적으로 안정한 무기재료(실리카, 금속산화물)을 도입하는 시도가 있었으나 실리카 전구체가 몇 가지 종류, 즉 테트라에톡시실란, 테트라메톡시실란 등과 같이 시판용에 한정되어 제한적으로 사용되어 왔기 때문에, 보다 다양하고 기능성이 높은 하이브리드재의 제조가 불가능하다. 또한 이러한 방법으로는 무기입자들이 수지 내에 물리적으로 분산되기 때문에 분산정도의 제어가 용이치 않다. 졸-젤 방법 이용 시에 과량의 물로 인해 PI matrix상 무기 입자들이 성장하여 물성 저하시키는 문제점이 있다. 그리고, 나노 폴리이미드 제조위해서 한가지 무기입자만이 사용되어 왔으며, 이때의 물성 향상 효과 크지 않았다.Attempts have been made to introduce thermally stable inorganic materials (silica, metal oxides) into the polyimide resin by the sol-gel method, but silica precursors are limited to commercially available products such as some kinds of tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, etc. Since it has been used in a limited way, it is impossible to produce a more versatile and highly functional hybrid material. In addition, this method is not easy to control the degree of dispersion because the inorganic particles are physically dispersed in the resin. When using the sol-gel method, there is a problem in that the inorganic particles grow on the PI matrix due to the excess water, thereby deteriorating the physical properties. And to manufacture nano polyimide Only one inorganic particle has been used, and the effect of improving physical properties was not great.

따라서, 본 발명과 관련된 기술분야에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 노력이 꾸준히 진행되어 왔으며, 이러한 기술적 배경하에서 본 발명이 안출된 것이다.Therefore, efforts have been made to solve such problems in the technical field related to the present invention, and the present invention has been devised under such a technical background.

본 발명은 우수한 물성의 유기-무기 하이브리드 제조방법의 제공을 목적으로 The present invention for the purpose of providing an organic-inorganic hybrid manufacturing method of excellent physical properties

한다.do.

본 발명의 유기-무기 하이브리드의 제조방법은 코어-쉘 타입 실리카 및 금속산화물을 용매에 용해시켜 실리카-금속산화물 용액을 준비하는 단계(S1); 상기 실리카-금속산화물 용액에 폴리(아믹산) 용액을 첨가하여 반응시키는 단계(S2); 및 (S2)단계로부터 수득한 용액을 가열하는 단계(S3);를 포함한다.The method for preparing an organic-inorganic hybrid of the present invention comprises the steps of preparing a silica-metal oxide solution by dissolving a core-shell silica and a metal oxide in a solvent (S1); Reacting by adding a poly (amic acid) solution to the silica-metal oxide solution (S2); And (S3) heating the solution obtained from the step (S2).

이러한 코어-쉘 타입 실리카는 아미노기를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 금속산화물로는 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화스칸디늄, 산화바륨, 이산화티탄 및 이산화지르코늄 등을 사용할 수 있다. 그리고, 코어-쉘 타입 실리카 및 금속산화물이 용해되는 용매로는 THF, CH2Cl2 및 NMP 등을 사용할 수 있다.Such core-shell type silica preferably has an amino group. As the metal oxide, magnesium oxide, calcium oxide, scandium oxide, barium oxide, titanium dioxide, zirconium dioxide and the like can be used. In addition, as the solvent in which the core-shell silica and the metal oxide are dissolved, THF, CH 2 Cl 2, and NMP may be used.

또한, 본 발명의 유기-무기 하이브리드는 코어-쉘 타입 실리카 및 금속산화물을 포함하는 폴리이미드 수지로 이루어진다. 이러한 코어-쉘 타입 실리카는 아미노기 또는 카르복실기를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 금속산화물로는 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화스칸디늄, 산화바륨, 이산화티탄 및 이산화지르코늄 등을 사용할 수 있다.In addition, the organic-inorganic hybrid of the present invention consists of a polyimide resin containing core-shell type silica and a metal oxide. Such core-shell type silica preferably has an amino group or a carboxyl group. As the metal oxide, magnesium oxide, calcium oxide, scandium oxide, barium oxide, titanium dioxide, zirconium dioxide and the like can be used.

본 발명의 제조방법에 의한 유기-무기 하이브리드는 무기 입자가 균일하게 분산되고, 크기의 제어가 가능하여 열적특성이 우수하다.The organic-inorganic hybrid according to the manufacturing method of the present invention is excellent in thermal properties because the inorganic particles are uniformly dispersed, the size can be controlled.

도 1은 코어-쉘 타입 실리카의 화학적 구조이다.
도 2는 실시예 3에 따른 실리카/금속산화물 폴리이미드 필름의 TEM 사진이다.
1 is a chemical structure of core-shell type silica.
2 is a TEM photograph of a silica / metal oxide polyimide film according to Example 3. FIG.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention.

본 발명은 코어-쉘 타입 실리카 및 금속산화물을 포함하는 폴리이미드 수지로 이루어진 유기-무기 하이브리드의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing an organic-inorganic hybrid consisting of a polyimide resin comprising a core-shell type silica and a metal oxide.

먼저, 코어-쉘 타입 실리카 및 금속산화물을 용매에 용해시켜 실리카-금속산화물 용액을 준비한다(S1 단계).First, a silica-metal oxide solution is prepared by dissolving a core-shell silica and a metal oxide in a solvent (step S1).

코어-쉘 타입 실리카는 도 1에 나타난 화학적 구조의 실리카이다. 이러한 코어-쉘 타입 실리카는 폴리아믹산 주쇄와 반응할 수 있는 관능기를 가진다. 상기 코어-쉘 타입 실리카의 관능기로는 아미노기 또는 카르복실기인 것이 바람직하다. 또한 상기 코어-쉘 타입 실리카는 크기가 1 ~ 3 nm인 것을 사용할 수 있다. 이때 사용되는 금속산화물로는 특별히 제한하지는 않지만 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화스칸디늄, 산화바륨, 이산화티탄 및 이산화지르코늄 등을 사용할 수 있다.Core-shell type silica is silica of the chemical structure shown in FIG. 1. Such core-shell type silicas have functional groups capable of reacting with the polyamic acid backbone. As a functional group of the said core-shell type silica, It is preferable that it is an amino group or a carboxyl group. In addition, the core-shell type silica may be used having a size of 1 to 3 nm. The metal oxide used at this time is not particularly limited but may be magnesium oxide, calcium oxide, scandium oxide, barium oxide, titanium dioxide and zirconium dioxide.

이들 코어-쉘 타입 실리카 및 금속산화물은 용매에 용해시켜서 사용하며, THF, CH2Cl2 또는 NMP와 같은 용매에 사용할 수 있다. 이때 용매에 코어-쉘 타입 실리카 및 금속산화물을 균일하게 혼합하기 위해서, 초음파 분해(Sonication)를 사용할 수도 있다.These core-shell type silicas and metal oxides are dissolved in a solvent and can be used in a solvent such as THF, CH 2 Cl 2 or NMP. In this case, in order to uniformly mix the core-shell silica and the metal oxide in the solvent, ultrasonication may be used.

이어서, 상기 실리카-금속산화물 용액에 폴리(아믹산) 용액을 첨가하여 반응시킨다(S2 단계).Subsequently, a poly (amic acid) solution is added to the silica-metal oxide solution and reacted (step S2).

폴리(아믹산) 용액은 NMP(N-Methyl-2-Pyrrolidone)와 같은 용매를 포함하는 것으로, 상기 실리카-금속산화물 용액에 폴리(아믹산) 용액을 첨가하여 실온에서 반응시킨다.The poly (amic acid) solution includes a solvent such as N-Methyl-2-Pyrrolidone (NMP). The poly (amic acid) solution is added to the silica-metal oxide solution and reacted at room temperature.

그런 다음, 상기 수득한 용액을 가열하여 유기-무기 하이브리드를 제조한다(S3 단계).Then, the obtained solution is heated to prepare an organic-inorganic hybrid (step S3).

상기 수득한 용액을 가열하여 열경화시켜 유기-무기 하이브리드를 제조한다. 이때 가열온도는 약 30분 간격으로 100 ℃ 내외에서 300 ℃내외에 이르기까지 일정한 온도간격으로 승온시켜 상기 수득한 용액을 열경화시킨다.The obtained solution is heated and thermoset to prepare an organic-inorganic hybrid. At this time, the heating temperature is heated to a constant temperature interval from about 100 ℃ to about 300 ℃ at about 30 minutes intervals to heat curing the obtained solution.

상기와 같이 유기-무기 하이브리드는 코어-쉘 타입 실리카 및 금속산화물을 포함하는 폴리이미드 수지로 이루어진다. 물성 향상을 위해서는 사용되는 무기입자들이 나노 입자 크기로 고분자 내에 균일하게 분산되어야 하는데, 본 발명의 유기-무기 하이브리드는 무기 입자가 균일하게 분산되고, 크기의 제어가 가능하여 열적특성이 우수하다. 특히 무기 입자는 100 nm 이하인 것이 바람직하다.
As described above, the organic-inorganic hybrid is composed of a polyimide resin including core-shell type silica and a metal oxide. In order to improve the physical properties, the inorganic particles to be used should be uniformly dispersed in the polymer to nanoparticle size, the organic-inorganic hybrid of the present invention is excellent in thermal properties because the inorganic particles are uniformly dispersed, the size can be controlled. In particular, the inorganic particles are preferably 100 nm or less.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. However, embodiments according to the present invention can be modified in many different forms, the scope of the present invention should not be construed as limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

실시예Example

실시예 1-5. 실리카-산화마그네슘/폴리이미드 필름 제조Example 1-5. Silica-Magnesium Oxide / Polyimide Film Preparation

하기 표 1의 함량비에 따라 각각의 실시예 1-5는, 실란 커플링제로 표면개질한 크기 약 30 nm인 산화마그네슘과 아미노기를 갖는 1 ~ 3 nm의 코어-쉘 타입 실리카(core-shell type silica)가 THF에 녹아있는 용액을 혼합하고 초음파 분해(Sonication)하여 실리카-금속산화물 용액을 준비하였다. 여기에 폴리아믹산 용액 (15 중량%, NMP)을 적당량 첨가 후 실온에서 2시간 반응시켰다. 이후에 전기로에서 100℃에서 1시간, 150℃에서 1시간, 200℃에서 1시간, 그리고 250℃에서 1시간 동안 열경화하여, 실리카-금속산화물/폴리이미드 하이브리드 필름을 제조하였다. 열경화시 각 단계별 승온 시간은 30분이었다. Each Example 1-5 according to the content ratio of Table 1, 1 to 3 nm core-shell type silica having magnesium oxide and amino groups of about 30 nm size modified with a silane coupling agent (core-shell type) A solution of silica) dissolved in THF was mixed and sonicated to prepare a silica-metal oxide solution. Polyamic acid solution (15% by weight, NMP) was added thereto, followed by reaction at room temperature for 2 hours. Thereafter, thermosetting was performed for 1 hour at 100 ° C., 1 hour at 150 ° C., 1 hour at 200 ° C., and 1 hour at 250 ° C. to prepare a silica-metal oxide / polyimide hybrid film. The temperature rise time of each step at the time of thermosetting was 30 minutes.

산화마그네슘의 첨가량이 10 중량% 이상인 조성인 실시예 4 및 5의 경우에는 열경화 후 불투명한 필름이 생성되었고, 무기재료 함량이 10 중량% 미만인 실시예 1-3의 경우에는 투명한 필름이 생성되었다.In Examples 4 and 5 in which the amount of magnesium oxide added was 10% by weight or more, an opaque film was formed after thermosetting, and in Examples 1-3 in which the inorganic material content was less than 10% by weight, a transparent film was produced. .

  산화마그네슘
(중량%)
Magnesium oxide
(weight%)
코어-쉘 실리카
(중량%)
Core-shell silica
(weight%)
유리전이온도(Tg)
(℃)
Glass transition temperature (Tg)
(℃)
열팽창계수(CTE)
(mm/m℃)
Coefficient of thermal expansion (CTE)
(mm / m ℃)
실시예 1Example 1 1One 1One 268268 9090 실시예 2Example 2 33 33 285285 5656 실시예 3Example 3 55 55 301301 2828 실시예 4Example 4 1010 1010 290290 3838 실시예 5Example 5 1515 1515 289289 4040

비교예 1. 폴리이미드 필름 제조Comparative Example 1. Manufacture of Polyimide Film

폴리이미드의 전구체인 폴리아믹산 용액(15 중량%, NMP)을 사용하여, 전기로에서 100℃에서 1시간, 150℃에서 1시간, 200℃에서 1시간, 그리고 250℃에서 1시간동안 열경화하여 폴리이미드 하이브리드 필름을 제조하였다. 열경화시 각 단계별 승온 시간은 30분이었다.
Using a polyamic acid solution (15% by weight, NMP), a precursor of polyimide, thermal curing was performed for 1 hour at 100 ° C, 1 hour at 150 ° C, 1 hour at 200 ° C, and 1 hour at 250 ° C. The mid hybrid film was prepared. The temperature rise time of each step at the time of thermosetting was 30 minutes.

비교예 2. 실리카/폴리이미드 필름 제조Comparative Example 2. Preparation of Silica / Polyimide Film

아미노기를 갖는 1 ~ 3 nm의 코어-쉘 타입 실리카(10 중량%)가 THF에 녹아있는 용액에 폴리아믹산 용액(15 중량%, NMP)을 첨가 후 실온에서 2시간 반응시켰다. 전기로에서 100℃에서 1시간, 150℃에서 1시간, 200℃에서 1시간, 그리고 250℃에서 1시간동안 열경화하여 실리카/폴리이미드 하이브리드 필름을 제조한다. 열경화시 각 단계별 승온 시간은 30분이었다.
A polyamic acid solution (15% by weight, NMP) was added to a solution in which 1-3 nm of core-shell type silica (10% by weight) having an amino group was dissolved in THF, followed by reaction at room temperature for 2 hours. Silica / polyimide hybrid film was prepared by thermosetting in an electric furnace for 1 hour at 100 ° C, 1 hour at 150 ° C, 1 hour at 200 ° C, and 1 hour at 250 ° C. The temperature rise time of each step at the time of thermosetting was 30 minutes.

비교예 3: 산화마그네슘/폴리이미드 필름 제조Comparative Example 3: Magnesium Oxide / Polyimide Film Preparation

실란 커플링제로 표면개질한 크기 약 30 nm인 금속산화물(10 중량%)에 폴리아믹산 용액(15 중량%, NMP)을 첨가 후 실온에서 2시간 반응시켰다. 전기로에서 100℃에서 1시간, 150℃에서 1시간, 200℃에서 1시간, 그리고 250℃에서 1시간 동안 열경화하여 금속산화물/폴리이미드 하이브리드 필름을 제조한다. 열경화시 각 단계별 승온 시간은 30분이다.A polyamic acid solution (15 wt%, NMP) was added to a metal oxide (10 wt%) of about 30 nm in size modified with a silane coupling agent, and reacted at room temperature for 2 hours. 1 hour at 100 ℃, 1 hour at 150 ℃, 1 hour at 200 ℃, and 1 hour at 250 ℃ in an electric furnace to prepare a metal oxide / polyimide hybrid film. The temperature rise time for each step of thermosetting is 30 minutes.

산화마그네슘
(중량%)
Magnesium oxide
(weight%)
실리카
(중량%)
Silica
(weight%)
유리전이온도(Tg)
(℃)
Glass transition temperature (Tg)
(℃)
열팽창계수(CTE)
(mm/m℃)
Coefficient of thermal expansion (CTE)
(mm / m ℃)
비교예 1Comparative Example 1 00 00 265265 105105 비교예 2Comparative Example 2 00 1010 278278 8282 비교예 3Comparative Example 3 1010 00 280280 9090

시험예. 유리전이온도 및 열팽창계수의 측정Test example. Measurement of glass transition temperature and coefficient of thermal expansion

DSC(Differential Scanning Calorymeter)를 사용하여, 상기 실시예 1-5 및 비교예 1-3에서 제조된 폴리이미드 필름의 유리전이온도를 측정하여 상기 표 1 및 표 2에 나타내었다. 또한, 열팽창계수 측정장비(Dilatometer)를 사용하여, 상기 실시예 1-5 및 비교예 1-3에서 제조된 폴리이미드 필름의 열팽창계수를 측정하여 상기 표 1 및 표 2에 나타내었다.
Using a differential scanning calorymeter (DSC), the glass transition temperatures of the polyimide films prepared in Examples 1-5 and Comparative Examples 1-3 were measured and shown in Tables 1 and 2. In addition, the coefficient of thermal expansion of the polyimide film prepared in Examples 1-5 and Comparative Examples 1-3 was measured using a coefficient of thermal expansion (Dilatometer), and shown in Table 1 and Table 2.

상기 표 1로부터 얻어진 실시예 1-5의 실리카/산화마그네슘 폴리이미드 하이브리드 필름의 유리전이온도(Tg)와 열팽창계수(CTE)는 비교예 1인 폴리이미드 수지와 비교하여, 유리전이온도(Tg)는 상승하고 열팽창계수는 낮아지는 것을 확인하였다. 무기입자(실리카/산화마그네슘)의 함량이 10 중량%일 때인 실시예 3의 경우에 가장 우수한 물성의 성능이 구현되었다. 이는 도 2와 같이 무기입자들이 폴리이미드 수지 내에서 나노크기로 균일하게 분산되었기 때문이다.The glass transition temperature (Tg) and the coefficient of thermal expansion (CTE) of the silica / magnesium oxide polyimide hybrid film of Example 1-5 obtained from Table 1 were compared with the polyimide resin of Comparative Example 1, and the glass transition temperature (Tg) Was increased and the coefficient of thermal expansion decreased. In the case of Example 3, when the content of the inorganic particles (silica / magnesium oxide) is 10% by weight, the best physical properties were achieved. This is because the inorganic particles are uniformly dispersed in nano size in the polyimide resin as shown in FIG. 2.

또한, 무기입자의 함량이 20 중량% 이상인 실시예 4-5의 경우는 폴리아미드 수지 내 입자들이 마이크론 사이즈로 커져 불투명하였고, 그 결과 열적 특성의 상승 정도는 나노 크기로 분산된 실시예 1-3과 비해 비교적 낮아지는 것을 확인하였다.In addition, in the case of Example 4-5 having an inorganic particle content of 20% by weight or more, the particles in the polyamide resin became opaque due to the increase in the micron size. It was confirmed that the relative lower than.

반면에, 상기 표 2로부터 얻어진 유기-무기 폴리이미드 하이브리드 필름인 비교예 2-3의 경우에는 유리전이온도(Tg)와 열팽창계수(CTE)의 값은 순수 폴리이미드인 비교예 1과 대비해서 열적 특성 상승 효과가 크지 않았다. 이는 실리카와 금속산화믈이 함께 사용된 경우에서는 무기입자의 투입량이 10 중량%일 때 무기입자들이 나노 크기로 수지 내에 분산된는 반면에, 금속산화물 단독으로 사용된 경우인 비교예 3에 있어서는 마이크론 크기 이상으로 입자들이 분산되기 때문이다. 또한,실리카 단독으로 사용된 경우인 비교예 2에 있어서는 실리카를 둘러싸고 있는 아미노기와 폴리이미드의 전구체인 폴리아믹산 내의 카르복시산의 반응성이 떨어지기 때문에, 예상보다 더 적은 실리카가 적재(loading)되어 열적 특성 상승 효과는 좋지 않았다.On the other hand, in the case of Comparative Example 2-3, which is an organic-inorganic polyimide hybrid film obtained from Table 2, the values of the glass transition temperature (Tg) and the coefficient of thermal expansion (CTE) are thermally compared with those of Comparative Example 1, which is pure polyimide. The characteristic synergistic effect was not large. In the case where silica and metal oxide are used together, the inorganic particles are dispersed in the resin at a nano size when the amount of the inorganic particles is 10% by weight, whereas the size of the micron in Comparative Example 3 is used when the metal oxide is used alone. This is because the particles are dispersed above. In addition, in Comparative Example 2, in which silica is used alone, the reactivity of the amino groups surrounding the silica and the carboxylic acid in the polyamic acid, which is a precursor of the polyimide, is lowered, so that less silica is loaded than expected, thereby improving thermal characteristics. The effect was not good.

Claims (9)

(S1) 코어-쉘 타입 실리카 및 금속산화물을 용매에 용해시켜 실리카-금속산화물 용액을 준비하는 단계;
(S2) 상기 실리카-금속산화물 용액에 폴리(아믹산) 용액을 첨가하여 반응시키는 단계; 및
(S3) (S2)단계로부터 수득한 용액을 가열하는 단계;
를 포함하는 유기-무기 하이브리드의 제조방법.
(S1) preparing a silica-metal oxide solution by dissolving the core-shell type silica and the metal oxide in a solvent;
(S2) reacting by adding a poly (amic acid) solution to the silica-metal oxide solution; And
(S3) heating the solution obtained from (S2);
Organic-inorganic hybrid manufacturing method comprising a.
제 1항에 있어서,
상기 코어-쉘 타입 실리카는 아미노기 또는 카르복실기를 갖는 것을 특징으로 하는 유기-무기 하이브리드의 제조방법.
The method of claim 1,
The core-shell type silica is an organic-inorganic hybrid production method characterized in that it has an amino group or a carboxyl group.
제 1항에 있어서,
상기 코어-쉘 타입 실리카는 크기가 1 ~ 3 nm인 것을 특징으로 하는 유기-무기 하이브리드의 제조방법.
The method of claim 1,
The core-shell type silica is a method for producing an organic-inorganic hybrid, characterized in that 1 to 3 nm in size.
제 1항에 있어서,
상기 금속산화물은 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화스칸디늄, 산화바륨, 이산화티탄 및 이산화지르코늄 중에서 선택된 1종의 화합물 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 유기-무기 하이브리드의 제조방법.
The method of claim 1,
The metal oxide is a method of producing an organic-inorganic hybrid, characterized in that the compound or a mixture of two or more selected from magnesium oxide, calcium oxide, scandinanium oxide, barium oxide, titanium dioxide and zirconium dioxide.
제 1항에 있어서,
상기 (S1) 단계의 용매는 THF, CH2Cl2 및 NMP 중에서 선택된 1종의 화합물 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 유기-무기 하이브리드의 제조방법.
The method of claim 1,
The solvent of the step (S1) A method for producing an organic-inorganic hybrid, characterized in that the compound or two or more selected from THF, CH 2 Cl 2 and NMP.
코어-쉘 타입 실리카 및 금속산화물을 포함하는 폴리이미드 수지로 이루어진 유기-무기 하이브리드.An organic-inorganic hybrid consisting of a polyimide resin comprising a core-shell type silica and a metal oxide. 제 6항에 있어서,
상기 코어-쉘 타입 실리카는 크기가 1 ~ 3 nm인 것을 특징으로 하는 유기-무기 하이브리드.
The method of claim 6,
The core-shell type silica is an organic-inorganic hybrid, characterized in that 1 to 3 nm in size.
제 6항에 있어서,
상기 코어-쉘 타입 실리카는 아미노기 또는 카르복실기를 갖는 것을 특징으로 하는 유기-무기 하이브리드.
The method of claim 6,
The core-shell type silica is an organic-inorganic hybrid, characterized in that it has an amino group or a carboxyl group.
제 6항에 있어서,
상기 금속산화물은 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화스칸디늄, 산화바륨, 이산화티탄 및 이산화지르코늄 중에서 선택된 1종의 화합물 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 유기-무기 하이브리드.
The method of claim 6,
The metal oxide is an organic-inorganic hybrid, characterized in that one compound selected from magnesium oxide, calcium oxide, scandium oxide, barium oxide, titanium dioxide and zirconium dioxide, or a mixture of two or more thereof.
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