KR20130086772A - Manufacturing method for coating layer having graphene - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A manufacturing method of a graphene-containing coating film is provided to manufacture a high hardness coating film by steadily support a graphene by a network which is formed by the interaction between a polymethylsilsesquioxane and a polydimethylsiloxane terminated by an epoxypropoxy propyl. CONSTITUTION: A manufacturing method of a coating film comprises a step of preparing a graphene, a polymethylsilsesquioxane, and a polydimethylsiloxane terminated by an epoxypropoxy propyl; a step of preparing a first solution by injecting the graphene into a first solvent; a step of preparing a second solution by dissolving the polymethylsilsesquioxane and the polydimethylsiloxane terminated by an epoxypropoxy propyl into a second solvent; a step of simultaneously spraying the first solution and second solution on a substrate; and a step of obtaining the coating film by drying the first solution and the second solution on the substrate. [Reference numerals] (AA) Prepare solid raw material; (BB) Prepare a first solvent and a second solvent; (CC) Manufacture a first solution and a second solution; (DD) Manufacture a coating/coating film

Description

그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법{Manufacturing method for coating layer having graphene}Manufacturing method for coating layer containing graphene {Manufacturing method for coating layer having graphene}

본 발명은 그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고경도의 도전성 코팅막을 형성할 수 있는 그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a coating film containing graphene, and more particularly, to a method for producing a coating film containing graphene capable of forming a conductive coating film of high hardness.

그라핀(graphene)은 그라파이트(Graphite)의 박리에 의해 만들어진 것으로, 탄소원자들의 연속적인 화학 결합으로 탄소의 sp2 혼성 결합으로 구성되어 있다. 생산가격이 탄소나노튜브보다 상대적으로 낮다. 반면, 그라핀은 높은 전기적, 열적 전도도를 가지며 또한 높은 기계적 특성을 가지므로, 탄소나노튜브를 대체 할 수 있는 대표적 나노재료로 기대된다. Graphene is produced by the exfoliation of graphite, and is composed of sp2 hybrid bonds of carbon as a continuous chemical bond of carbon atoms. The production price is relatively lower than that of carbon nanotubes. On the other hand, graphene has high electrical and thermal conductivity and high mechanical properties, so it is expected to be a representative nanomaterial that can replace carbon nanotubes.

한편, 여러 가지 재료의 장점을 살리기 위해서는 재료를 복합화하는 복합재료에 관한 관심이 높아지고 있다. 새로운 복합재료 응용을 위해서는 복합재료를 용이하게 제조할 수 있어야 한다. 예컨대, 복합재료를 필름 형태로 활용하기 위해서는 이를 간편하게 제조할 수 있는 방법이 필요하다. Meanwhile, in order to take advantage of various materials, there is a growing interest in composite materials in which materials are composited. New composite applications require easy fabrication of composites. For example, in order to utilize the composite material in the form of a film, a method for easily manufacturing the same is required.

여러 가지 장점을 가진 복합체를 실용화하기 위해서는 복합체의 특성을 파악하여 효율적으로 발현시키고, 사용자의 요구 조건에 부합하는 다양한 물성을 나타내는 복합재료를 간편하게 제조할 수 있는 제조법의 개발이 절실한 실정이다. In order to commercialize a composite having various advantages, it is urgent to develop a manufacturing method that can grasp the characteristics of the composite and express it efficiently, and can easily prepare a composite material exhibiting various physical properties corresponding to user requirements.

그러나 원하는 물성을 나타내는 복합재료를 제조하기 위해 다양한 재료들을 복합화하는 경우, 재료 간에 상호작용, 예컨대 원치않는 부반응 등이 종종 발생할 수 있다. 이러한 경우 발생하는 경우에는 단일 복합재료를 이용하여 원하는 물성을 갖는 필름을 제조하기 어려운 문제점이 있다. However, when various materials are combined to produce composites that exhibit the desired physical properties, interactions between the materials, such as unwanted side reactions, can often occur. In this case, there is a problem in that it is difficult to manufacture a film having desired physical properties using a single composite material.

하기의 선행기술문헌(특허문헌 1 : KR2011-0016289A1)에는 그라핀 산화물 또는 그라핀인 탄소나노판을 재료로 하여 이를 화학적, 물리적으로 분산시킨 다음에 분산체를 이용하여 복합체 소재에 복합화시켜 제조되는 탄소나노판 복합체에 관해 개시되어 있다. In the following prior art document (Patent Document 1: KR2011-0016289A1), a graphene oxide or graphene carbon nanopane is used as a material, and chemically and physically dispersed therein, which is prepared by complexing a composite material using a dispersion. A carbon nanoplatelet composite is disclosed.

KR2011-0016289 A1KR2011-0016289 A1

본 발명은 원하는 물성을 갖는 코팅막을 제조할 수 있는 그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing a coating film containing graphene, which can produce a coating film having desired physical properties.

본 발명은 코팅막의 열전도도와 전기전도도를 향상시킬 수 있는 그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법을 제공한다. The present invention provides a method for producing a coating film containing graphene that can improve the thermal conductivity and electrical conductivity of the coating film.

본 발명은 코팅막의 기계적 특성을 향상시킬 수 있는 그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법을 제공한다. The present invention provides a method for producing a coating film containing graphene that can improve the mechanical properties of the coating film.

본 발명 실시형태에 따른 그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법은, 코팅막의 제조 방법으로서, 그라핀, 폴리메틸실세스퀴옥산(ploymethylsilsesquioxane, PMSSQ) 및 에폭시프로폭시프로필로 말단화된 폴리디메틸실록산(epoxypropoxypropyl-terminated polydimethylsiloxane)을 마련하는 과정과; 상기 그라핀을 제1용매에 투입 용해시켜 제1용액을 마련하는 과정과; 상기 폴리메틸실세스퀴옥산(ploymethylsilsesquioxane, PMSSQ) 및 에폭시프로폭시프로필로 말단화된 폴리디메틸실록산을 제2용매에 투입 용해시켜 제2용액을 마련하는 과정과; 기판 상에 상기 제1용액과 제2용액을 동시에 분사하는 과정; 및 상기 기판 상에 분사된 제1용액과 제2용액을 건조시켜 코팅막을 획득하는 과정;을 포함한다.A method for producing a coating film containing graphene according to an embodiment of the present invention, as a method for producing a coating film, polydimethylsiloxane (terminated with graphene, polymethylsilsesquioxane (PMSSQ) and epoxypropoxypropyl ( preparing an epoxypropoxypropyl-terminated polydimethylsiloxane; Dissolving the graphene in a first solvent to prepare a first solution; Preparing a second solution by dissolving the polymethyl siloxane terminated with ploymethylsilsesquioxane (PMSSQ) and epoxy propoxypropyl in a second solvent; Simultaneously spraying the first solution and the second solution onto a substrate; And obtaining a coating film by drying the first solution and the second solution sprayed on the substrate.

이때, 상기 그라핀은 상기 폴리메틸실세스퀴옥산과 에폭시프로폭시프로필로 말단화된 폴리디메틸실록산의 총 중량에 대해 1 내지 10%의 범위로 포함될 수도 있다.In this case, the graphene may be included in the range of 1 to 10% based on the total weight of the polydimethylsiloxane terminated with the polymethylsilsesquioxane and epoxypropoxypropyl.

상기 제1용매는 이소프로필알콜(IsoPropyl Alcohol ; IPA), 메틸이소부틸케톤(MethylIsoButylKetone) 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 어느 하나인 그라핀을 함유할 수도 있다. The first solvent may contain graphene which is at least one of isopropyl alcohol (IPA), methyl isobutyl ketone (MethylIsoButylKetone), and ethanol.

상기 폴리메틸실세스퀴옥산은 상기 폴리메틸실세스퀴옥산과 상기 에폭시프로폭시프로필로 말단화된 폴리디메틸실록산의 총 중량에 대해 70 내지 95%의 범위로 포함되는 그라핀을 함유할 수도 있다. The polymethylsilsesquioxane may contain graphene included in the range of 70 to 95% relative to the total weight of the polymethylsilsesquioxane and polydimethylsiloxane terminated with the epoxypropoxypropyl.

상기 제2용매는 에틸 아세테이트(ethyl acetate), n-부틸 아세테이트(n-buthy acetate), 시클로헥사논(Cyclohexanone), 1-펜타놀(1-Pentanol), n-프로파놀(n-Propanol) 및 2-에톡시에틸 아세테이트(2-Ethoxyethyl acetate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수도 있다. The second solvent is ethyl acetate, n-butyl acetate, n-buthy acetate, cyclohexanone, 1-pentanol, n-propanol, and It may also include at least one of 2-Ethoxyethyl acetate.

상기 제1용액과 제2용액을 분사하는 과정에서, 상기 기판을 가열할 수도 있다. In the process of spraying the first solution and the second solution, the substrate may be heated.

상기 제1용액과 제2용액의 건조는, 상기 제1용액과 제2용액을 분사하는 과정에서의 상기 기판의 온도와 동일한 온도로 수행될 수도 있다. The drying of the first solution and the second solution may be performed at the same temperature as that of the substrate in the process of spraying the first solution and the second solution.

상기 제1용액과 제2용액의 건조 이후 추가 건조과정을 더 포함할 수도 있다. 이때, 상기 추가 건조과정은 상기 제1용액과 제2용액의 건조보다 더 높은 온도로 수행될 수도 있다. Further drying after the drying of the first solution and the second solution may be further included. In this case, the additional drying process may be performed at a higher temperature than the drying of the first solution and the second solution.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 경도가 우수한 그라핀 함유 코팅막을 제조할 수 있다. 폴리메틸실세스퀴옥산과 에폭시프로폭시프로필로 말단화된 폴리디메틸실록산의 상호 반응에 의해 형성되는 네트워크를 통해 그라핀을 견고하게 지지함으로써 고경도의 코팅막을 제조할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, a graphene-containing coating film having excellent hardness can be produced. The coating film of high hardness can be manufactured by firmly supporting graphene through a network formed by the interaction of polymethylsilsesquioxane and polydimethylsiloxane terminated with epoxy propoxypropyl.

또한, 본 발명의 실시 형태에 따르면 폴리메틸실세스퀴옥산과 에폭시프로폭시프로필로 말단화된 폴리디메틸실록산의 기계적 특성을 이용하여 내구성이 우수한 도전성 코팅막을 제조할 수 있다. 이에 본 발명에 의해 제조되는 코팅막을 적용하는 제품의 내구성을 향상시킬 수 있다. In addition, according to the embodiment of the present invention, the conductive coating film having excellent durability can be manufactured using the mechanical properties of the polydimethylsiloxane terminated with polymethylsilsesquioxane and epoxypropoxypropyl. This can improve the durability of the product applying the coating film prepared by the present invention.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 그라핀을 함유하는 코팅막을 제조방법에 의해 코팅막을 제조하는 공정 흐름도.
도 2는 본 발명의 실험 예에 따라 제조된 코팅막의 전자현미경 사진.
1 is a process flow diagram of manufacturing a coating film by a method for producing a coating film containing graphene according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an electron micrograph of the coating film prepared according to the experimental example of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 재료 제조 방법의 공정 흐름도이다.1 is a process flowchart of a composite material manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법은, 그라핀, 폴리실세스퀴옥산 및 에폭시프로폭시프로필로 말단화된 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, 이하 E-PDMS라 함)을 준비하는 과정, 제1용매 및 제2용매를 준비하는 과정, 그라핀을 제1용매에 투입 용해시켜 제1용액을 제조하는 과정, 폴리실세스퀴옥산 및 E-PDMS를 제2용매에 투입 용해시켜 제2용액을 제조하는 과정, 기판에 제1용액 및 제2용액을 코팅하여 코팅막을 형성하는 과정 및 상기 코팅막을 건조시키는 과정을 포함한다. Referring to Figure 1, the method for producing a coating film containing graphene according to an embodiment of the present invention, polydimethylsiloxane terminated with graphene, polysilsesquioxane and epoxy propoxypropyl (polydimethylsiloxane, hereinafter E- PDMS), preparing the first and second solvents, dissolving graphene in the first solvent to prepare a first solution, polysilsesquioxane and E-PDMS The process includes preparing a second solution by dissolving in a solvent, forming a coating film by coating the first solution and the second solution on a substrate, and drying the coating film.

우선, 원료를 준비한다. 즉, 그라핀, 폴리실세스퀴옥산 및 E-PDMS와, 이들을 용해시킬 용매를 각각 준비한다. First, prepare raw materials. That is, graphene, polysilsesquioxane and E-PDMS, and a solvent to dissolve them are prepared, respectively.

그라핀은 흑연의 표면층을 한 겹 벗긴 탄소나노물질이다. 즉, 흑연은 탄소를 6각형의 벌집모양으로 층층이 쌓아올린 구조로 이루어져 있는데, 그라핀은 흑연에서 가장 얇게 한 겹을 떼어낸 것이라 볼 수 있다. 탄소동소체(同素體)인 그라핀은 탄소나노튜브, 풀러린(Fullerene)처럼 원자번호 6번인 탄소로 구성된 나노물질이다. 2차원 평면 형태를 가지고 있으며, 두께는 0.2nm(1nm은 10억 분의 1m) 즉 100억 분의 2m 정도로 엄청나게 얇으면서 물리적·화학적 안정성도 높다. 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 반도체로 주로 쓰이는 단결정 실리콘보다 100배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있다. 강도는 강철보다 200배 이상 강하며, 최고의 열전도성을 자랑하는 다이아몬드보다 2배 이상 열전도성이 높다. 또 탄성이 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적 성질을 잃지 않는다. 이런 특성으로 인해 그라핀은 차세대 신소재로 각광받는 탄소나노튜브를 뛰어넘는 소재로 평가받고 있으며, 탄소나노튜브보다 균일한 금속성을 갖고 있기 때문에 산업적으로 응용될 가능성이 더 크다. 또한, 그라핀은 구부릴 수 있는 디스플레이나 전자종이, 착용식 컴퓨터 등을 만들 수 있는 전자정보 산업분야의 미래 신소재로 주목받고 있다. 본 실시 예에서 그라핀은 그라파이트(graphite)를 강한 산성으로 층간 결합을 느슨하게 한 후, 초음파 처리에 의해 개별적인 그라핀으로 박리, 제조하였다. 이외에도 그라핀은 높은 온도에서의 열팽창에 의한 박리 그라핀으로도 제조될 수도 있다. Graphene is a carbon nanomaterial with one layer of graphite stripped off. In other words, graphite has a structure in which carbon layers are stacked in a hexagonal honeycomb shape, and graphene may be regarded as the thinnest layer of graphite. Graphene, a carbon allotrope, is a nanomaterial composed of carbon number 6, such as carbon nanotubes and fullerenes. It has a two-dimensional planar shape, and its thickness is 0.2nm (1nm is 1m / 1 billion) or 2m / 10 billion, which is extremely thin and has high physical and chemical stability. It is 100 times more electricity than copper, and can transfer electrons 100 times faster than single crystal silicon, which is mainly used as a semiconductor. The strength is more than 200 times stronger than steel, and more than twice the thermal conductivity of diamond, which boasts the highest thermal conductivity. In addition, it has excellent elasticity and does not lose its electrical properties even when stretched or bent. Due to these characteristics, graphene is being evaluated as a material that exceeds carbon nanotubes, which is emerging as a next-generation new material, and is more likely to be applied industrially because it has a uniform metallicity than carbon nanotubes. In addition, graphene is attracting attention as a future new material in the electronic information industry that can make bendable displays, electronic paper, wearable computers and the like. In the present embodiment, the graphene was prepared by releasing graphite into discrete graphene by ultrasonic treatment after loosening the interlayer bond with strong acid. In addition, the graphene may also be prepared as exfoliated graphene by thermal expansion at a high temperature.

본 실시 예에서 그라핀의 제조는 휴머스(Hummers)의 방법을 수정 보완하여 수행하였다. The production of graphene in the present embodiment was performed by modifying the method of Hummers (Hummers).

먼저, 흑연을 500℃의 아르곤 분위기 내에서 열처리하여 불순물을 제거한다. First, the graphite is heat-treated in an argon atmosphere at 500 ° C. to remove impurities.

다음, 100㎖의 황산(H2SO4)이 수용된 용기 내에 파우더 상의 박편 흑연 5g과 질산나트륨(NaNO3) 2.5g을 첨가한 후, 이 혼합액을 20 내지 40분간 교반한다. 이때, 안전한 반응을 위하여 용기를 0℃ 정도의 반응조에 넣고 교반하는 것이 좋다.Next, 5 g of powdered flake graphite and 2.5 g of sodium nitrate (NaNO 3 ) are added to a container containing 100 ml of sulfuric acid (H 2 SO 4 ), and then the mixed solution is stirred for 20 to 40 minutes. At this time, it is preferable to put the vessel in a reaction tank of about 0 ℃ for safe reaction.

혼합액이 교반되는 동안, 용기 내에 15g의 과망간산칼륨(KMnO4)을 첨가한다. 이때, 과망간산칼륨은 0.1g 정도씩 소량으로 나누어 수 십여 차례에 걸쳐 첨가한다. 이에 용기 내의 혼합액이 과망간산칼륨과 급격하게 반응함으로써 온도가 상승하는 것을 억제할 수 있다. While the mixture is stirred, 15 g of potassium permanganate (KMnO 4 ) is added to the vessel. At this time, potassium permanganate is added in small amounts of about 0.1g over several dozen turns. As a result, the temperature rise can be suppressed by the mixed liquid in the container reacting rapidly with potassium permanganate.

그 다음, 반응조를 제거하고, 혼합액의 온도가 32℃ 내지 38℃에 이르면, 이 상태로 30분간 유지한다. 이때, 20분이 지나면 혼합액이 반응하면서 발생한 가스와 거품이 제거되면서 점성을 갖는 반응물이 생성된다. 이렇게 생성된 반응물은 페이스트(paste) 상태에 이르고, 회갈색을 띤다. 30분이 경과하면, 반응물이 수용된 용기 내에 250㎖의 증류수를 첨가하고 천천히 교반한다. 이때, 격렬한 비등(沸騰)과 98℃에 이르는 온도 증가가 수반되며, 반응물은 갈색을 띠게 된다. 교반 후 반응물을 15분간 유지시킨다. Then, the reaction tank is removed, and when the temperature of the mixed liquid reaches 32 ° C to 38 ° C, it is maintained in this state for 30 minutes. At this time, after 20 minutes, the gas and bubbles generated while the mixed solution reacts are removed to form a viscous reactant. The reactant thus formed reaches a paste state and is grayish brown. After 30 minutes, 250 ml of distilled water is added into the vessel containing the reaction and stirred slowly. At this time, vigorous boiling and temperature increase up to 98 ° C. are accompanied, and the reactant becomes brown. The reaction is held for 15 minutes after stirring.

그 후, 용기에 40℃의 증류수 700㎖를 더 첨가하여 희석시키고, 반응 시 발생한 과망간산염 및 이산화망간을 줄이기 위해 30% 과산화수소를 소량 첨가한다. 과산화수소의 첨가로 인해 반응물은 밝은 노란색으로 변화한다. 이렇게 희석된 반응물을 5㎛ 크기의 기공을 갖는 여과지(filter)를 이용하여 여과하여 노랑-갈색의 케이크 형상의 결과물, 즉 산화흑연을 얻게 된다.Thereafter, 700 ml of distilled water at 40 ° C. is further added to the vessel and diluted, and a small amount of 30% hydrogen peroxide is added to reduce permanganate and manganese dioxide generated during the reaction. The reaction turns bright yellow due to the addition of hydrogen peroxide. The diluted reactant was filtered using a filter having a pore size of 5 μm to obtain a yellowish-brown cake-like result, that is, graphite oxide.

결과물은 250㎖의 증류수를 이용하여 적어도 세 번 이상 세척한다. 이때, 폐기수의 pH가 7 부근의 중성에 도달하면 세척 과정을 마친다. The resulting product is washed at least three times with 250 ml of distilled water. At this time, when the pH of the waste water reaches neutral around 7, the washing process is completed.

이후 산화흑연을 1g/L 농도로 증류수에 희석시키고, 1 내지 2시간 동안 초음파 처리하여 산화흑연의 약해진 층간 결합층을 끊어 산화 그라핀 상태로 만든다. 그 다음, 산화흑연 100㎎당 하이드라진 수화물(Hydrazine hydrate) 1㎖를 추가로 첨가하여 24시간 동안 환류(還流, reflux)처리하여 환원된 그라핀을 얻는다. 이어서, 환원된 그라핀을 증류수 및 메탄올을 이용하여 세척한 후, 건조시켜 분말 상태의 그라핀을 얻는다. 그라핀의 제조방법은 여기에서 제시된 방법으로 특별히 한정되지 않으며, 다양한 방법을 통해 제조될 수 있다. Thereafter, the graphite oxide is diluted in distilled water at a concentration of 1 g / L, and sonicated for 1 to 2 hours to break the weakened interlayer bonding layer of graphite oxide into a graphene oxide state. Then, 1 ml of hydrazine hydrate per 100 mg of graphite oxide was further added and refluxed for 24 hours to obtain reduced graphene. Subsequently, the reduced graphene is washed with distilled water and methanol, followed by drying to obtain graphene in powder form. The method for producing graphene is not particularly limited to the method presented herein, and may be prepared by various methods.

폴리메틸실세스퀴옥산(Polymethylsilsesquioxane, PMSSQ)과 E-PDMS는 코팅막 내에서 그라핀을 지지하기 위한 지지체로 사용되는 물질이다. 폴리메틸실세스퀴옥산은 (H3CSiO1 .5)n의 실험식과 하기의 [화학식 1]과 같은 구조를 갖는다. Polymethylsilsesquioxane (PMSSQ) and E-PDMS are materials used as a support for supporting graphene in the coating film. Polymethyl silsesquioxane has the following structure (H 3 CSiO 1 .5) n [ Formula 1] below and the empirical formula of the.

Figure pat00001
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폴리메틸실세스퀴옥산은 실리콘 고분자가 처음 상용화되던 시기부터 고온에서의 전기절연체로 많이 연구되었다. 특히 폴리메틸실세스퀴옥산은 2.7 내지 2.9 정도의 낮은 유전율을 갖고 있으며, 수분 흡수율이 낮고 450℃ 이상의 고온에서도 견딜 수 있는 높은 열안정성 및 비교적 높은 기계적 성질을 갖고 있기 때문에 전기 절연체 물질로 잘 알려져 있다. 그리고 폴리실세스퀴옥산은 말단에 수산기(-OH)는 다른 물질과의 반응을 통해 얻어지는 절연체 박막의 전기적 절연성질과 기계적인 성질을 좌우할 수 있다. Polymethylsilsesquioxane has been studied as an electrical insulator at high temperatures since the first commercialization of silicone polymers. In particular, polymethylsilsesquioxane has a low dielectric constant of about 2.7 to 2.9, and is well known as an electrical insulator because of its low water absorption, high thermal stability and relatively high mechanical properties that can withstand high temperatures of 450 ° C or higher. . In addition, the polysilsesquioxane may affect the electrical insulating properties and mechanical properties of the insulator thin film obtained through the reaction of hydroxyl group (-OH) with other materials at the end.

E-PDMS는 (homogeneous)하고, 등방성(isotropic)을 갖기 때문에 광학적으로는 300㎚의 두께까지는 투명하다. 따라서 이러한 성질을 이용하여 광학소자를 만드는데 이용될 수 있다. 또한, PDMS는 매우 내구성이 강한 탄성중합체(elastomer)이며, 기판에 대하여 접착성을 갖는다. 또한, PDMS는 투명하고 화학적으로 안정하여 내화학성이 우수하고 내열특성이 우수하여 고경도 박막 코팅용으로 활용이 용이하다. E-PDMS는 하기의 [화학식 2]와 같은 구조를 갖는다. E-PDMS는 하기의 [화학식 2]와 같은 구조를 갖는다. Since E-PDMS is homogeneous and isotropic, it is optically transparent up to a thickness of 300 nm. Therefore, this property can be used to make an optical device. In addition, PDMS is a very durable elastomer and has adhesion to the substrate. In addition, PDMS is transparent and chemically stable, excellent in chemical resistance and excellent in heat resistance, making it easy to use for high hardness thin film coating. E-PDMS has a structure as shown in [Formula 2]. E-PDMS has a structure as shown in [Formula 2].

Figure pat00002
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본 발명의 실시 예에서는 폴리메틸실세스퀴옥산 말단의 수산기(-OH)와 E-PDMS 말단의 개환된 에폭사이드가 상호 반응하여 교차결합(crosslinked)하여 네트워크(network)를 형성한다. 이와 같은 구조를 통해 그라핀을 견고하게 지지함으로써 고경도의 도전성 코팅막을 형성할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the hydroxyl group (-OH) at the end of the polymethylsilsesquioxane and the ring-opened epoxide at the end of the E-PDMS react with each other and crosslinked to form a network. Through such a structure, the graphene can be firmly supported to form a conductive coating film of high hardness.

제1용매는 그라핀에 용해성을 가지는 이소프로필알콜(IsoPropyl Alcohol ; IPA), 메틸이소부틸케톤(MethylIsoButylKetone) 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다. 이들 용매는 단독으로 사용되거나 일정 비율의 혼합 용액으로 사용될 수도 있다.The first solvent may be at least one of isopropyl alcohol (IPA), methyl isobutyl ketone (MethylIsoButylKetone) and ethanol (ethanol) having solubility in graphene. These solvents may be used alone or in a proportion of the mixed solution.

제2용매는 폴리메틸실세스퀴옥산 및 E-PDMS에 대해서 용해성을 갖는 물질이 사용될 수 있으며, 에틸 아세테이트(ethyl acetate), n-부틸 아세테이트(n-buthy acetate), 시클로헥사논(Cyclohexanone), 1-펜타놀(1-Pentanol), n-프로파놀(n-Propanol) 및 2-에톡시에틸 아세테이트(2-Ethoxyethyl acetate) 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다. As the second solvent, a material having solubility in polymethylsilsesquioxane and E-PDMS may be used, and ethyl acetate, n-butyl acetate, cyclohexanone, At least one of 1-pentanol, n-propanol, and 2-Ethoxyethyl acetate may be used.

원료들이 준비되면, 각 고체 원료(그라핀, 폴리메틸실세스퀴옥산, E-PDMS)를 각각의 용매에 완전히 녹여 용액 상태로 만든다. 제1용매에 그라핀을 투입하고 완전히 용해시켜 제1용액을 제조한다. 이때, 제1용액은 원하는 양의 분말 상의 그라핀을 제1 용매 즉, 상기에 제시한 그라핀에 용해성을 가지는 제1 용매에 투입하고 완전히 용해시켜 제1용액을 형성한다. 또한, 원하는 양의 폴리메틸실세스퀴옥산 및 E-PDMS를 제2 용매 즉, 상기에 제시한 제2 용매에 투입하고 완전히 용해시켜 제2 용액을 형성한다. 이때, 각 용액은 각 고체 원료가 각각의 용매에 완전히 녹아 충분히 분사되도록 충분한 시간 교반하거나 초음파를 인가하여 제조될 수도 있다.Once the raw materials are prepared, each solid raw material (graphene, polymethylsilsesquioxane, E-PDMS) is completely dissolved in each solvent to bring it into solution. Graphene is added to the first solvent and completely dissolved to prepare a first solution. At this time, the first solution is added to the desired amount of powdered graphene in a first solvent, that is, a first solvent having solubility in the graphene presented above and completely dissolved to form a first solution. In addition, the desired amount of polymethylsilsesquioxane and E-PDMS is added to a second solvent, ie the second solvent set forth above, and completely dissolved to form a second solution. At this time, each solution may be prepared by stirring or applying ultrasonic waves for a sufficient time so that each solid raw material is completely dissolved in each solvent and sufficiently sprayed.

이처럼 형성되는 제1용액 및 제2용액에서 고체 중량은 즉 그라핀, 폴리메틸실세스퀴옥산 및 E-PDMS의 함량은 이후 사용할 용도 및 요구되는 물성에 따라 다양하게 변경 가능하다. 예컨대, 코팅막의 전기전도도를 높이기 위해서는 그라핀의 함량을 높여 제1용액을 제조할 수 있다. 그리고 코팅막의 기계적 특성, 즉 강도를 높이기 위해서는 폴리메틸실세스퀴옥산의 함량을 높이고, 코팅막의 접착성을 향상시키기 위해서는 E-PDMS의 함량을 높여 제2용액을 제조할 수도 있다. The solid weight in the first solution and the second solution thus formed may be changed in various ways depending on the intended use and required physical properties. For example, in order to increase the electrical conductivity of the coating film, the content of graphene may be increased to prepare a first solution. In addition, the second solution may be prepared by increasing the content of polymethylsilsesquioxane in order to increase the mechanical properties of the coating film, that is, the strength, and increasing the content of E-PDMS in order to improve the adhesion of the coating film.

또한, 각 용액 내의 그라핀 대 폴리메틸실세스퀴옥산과 E-PDMS의 비율은 요구되는 물성에 따라 다양하게 변경 가능하다. 예컨대, 그라핀은 폴리메틸실세스퀴옥산과 E-PDMS의 총 중량이 100%인 경우, 폴리메틸실세스퀴옥산과 E-PDMS의 총 중량에 대하여 1 내지 10%의 범위인 것이 좋다. 그라핀의 양이 너무 적으면 전도성 등 그라핀의 특성이 발현되지 않으며, 그라핀의 양이 너무 많으면 전도성 등 그라핀의 특성이 더 이상 개선되지 않으며, 폴리메틸실세스퀴옥산과 E-PDMS가 가지고 있는 열전도성, 고경도 등의 우수한 특성이 저하된다. In addition, the ratio of graphene to polymethylsilsesquioxane and E-PDMS in each solution can be variously changed according to required physical properties. For example, graphene may be in a range of 1 to 10% with respect to the total weight of polymethylsilsesquioxane and E-PDMS when the total weight of polymethylsilsesquioxane and E-PDMS is 100%. If the amount of graphene is too small, the characteristics of graphene, such as conductivity, are not expressed. If the amount of graphene is too large, the characteristics of graphene, such as conductivity, are no longer improved, and polymethylsilsesquioxane and E-PDMS Excellent characteristics, such as thermal conductivity and high hardness, which have, are reduced.

그리고 폴리메틸실세스퀴옥산과 E-PDMS의 비율 또한 요구되는 물성에 따라 다양하게 변경 가능하다. 예컨대 폴리메틸실세스퀴옥산과 E-PDMS의 총 중량이 100%인 경우, 폴리메틸실세스퀴옥산은 총 중량에 대해서 70 내지 95%의 범위인 것이 좋다. 폴리메틸실세스퀴옥산의 양이 너무 적으면 형성되는 코팅막의 접착력은 증가하는 반면에 표면 강도는 낮아지고, 폴리메틸실세스퀴옥산의 양이 너무 많으면 코팅막의 표면 강도는 높아지는 반면에 코팅막의 접착력이 낮아지게 된다. 또한, 폴리메틸실세스퀴옥산의 양이 지나치게 많아지면 경도가 높아져 외부 충격 및 스트레스에 의해 쉽게 파손되는 문제점도 있다. In addition, the ratio of polymethylsilsesquioxane and E-PDMS can be variously changed according to required physical properties. For example, when the total weight of polymethylsilsesquioxane and E-PDMS is 100%, the polymethylsilsesquioxane is preferably in the range of 70 to 95% by weight. When the amount of polymethylsilsesquioxane is too small, the adhesion of the formed coating film is increased while the surface strength is low. When the amount of polymethylsilsesquioxane is too high, the surface strength of the coating film is high while the adhesion of the coating film is high. Will be lowered. In addition, when the amount of polymethylsilsesquioxane is too large, the hardness is high, there is also a problem that is easily damaged by external impact and stress.

제1용액과 제2용액은 스프레이 코팅에 사용되는 것으로, 각각의 용매에 투입되는 고체 원료의 함량이 지나치게 낮은 경우에는 스프레이 코팅 이후에 수행되는 건조 공정, 즉 용매를 제거하는 공정에 소요되는 시간이 길어지게 되고, 이에 따라 공정 효율이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 고체 원료의 함량이 지나치게 높은 경우에는 용액의 점도가 증가하여 미세 노즐의 막힘 현상이 발생하여, 스프레이 코팅 공정 자체가 중단되거나 공정 중 노즐의 개폐가 불규칙적으로 발생하여 막질이 불균일해지는 문제점이 발생할 수도 있다. 따라서 제1용액의 경우 그라핀 함량을 0.1 내지 5 중량%로 조성하고, 제2용액의 경우에는 폴리메틸실세스퀴옥산과 E-PDMS의 함량을 1 내지 20 중량%로 조성하는 경우 스프레이 코팅을 적용하는 데 유리하다.
The first solution and the second solution are used for spray coating. When the content of the solid raw material added to each solvent is too low, the drying process performed after the spray coating, that is, the time required to remove the solvent, takes a long time. It becomes long, and thus there is a problem that the process efficiency is lowered. In addition, when the content of the solid raw material is too high, the viscosity of the solution is increased to cause clogging of the fine nozzle, the spray coating process itself is interrupted or the opening and closing of the nozzle irregularly during the process may cause a problem of uneven film quality It may be. Therefore, in the case of the first solution, the graphene content is 0.1 to 5% by weight, and in the case of the second solution, the polymethylsilsesquioxane and E-PDMS are 1 to 20% by weight. It is advantageous to apply.

상기와 같이 제조된 제1용액과 제2용액을 이용하여 고경도의 전도성 코팅막을 제조한다. 기판을 마련하고, 기판을 80 내지 100℃ 정도로 가열하면서 기판 상에 상기의 제1용액 및 제2용액을 스프레이 방식으로 분사하여 코팅막 혹은 코팅 필름을 제조한다. 이때, 온도가 지나치게 높은 경우에는 용매가 급격하게 기화하여 코팅막 내에 기포 등이 발생하여 막질을 저하시킬 수 있으며, 제1용액과 제2용액이 균질하게 혼합되지 않아 코팅막의 품질을 저하시킬 수 있다. 또한, 온도가 지나치게 낮은 경우에는 용매의 기화가 원활하게 이루어지지 않아 기판으로 분사되는 용액이 기판 상에서 액적(液滴)을 형성하게 되고, 액적 내에서 분산되어 있던 고체 원료들이 액적 가장자리 측으로 이동하여 서로 뭉쳐져 결국에는 코팅막 내 고체 원료들의 분포가 불균일해지는 문제점이 있다. Using the first solution and the second solution prepared as described above to prepare a high hardness conductive coating film. A substrate is prepared, and the first solution and the second solution are sprayed onto the substrate by spraying the substrate while heating the substrate at about 80 to 100 ° C. to prepare a coating film or a coating film. In this case, when the temperature is too high, the solvent may be rapidly evaporated, bubbles may occur in the coating film, and the quality of the coating film may be lowered, and the first and second solutions may not be homogeneously mixed, thereby reducing the quality of the coating film. In addition, when the temperature is too low, the solvent is not evaporated smoothly so that the solution sprayed onto the substrate forms droplets on the substrate, and the solid raw materials dispersed in the droplets move to the edge of the droplets to each other. As a result, there is a problem in that the distribution of solid raw materials in the coating film is uneven.

여기에서 기판과 코팅막 간의 접착 특성이 요구되는 경우에는 기판으로서 알루미늄이나 강(鋼), 스테인레스 강(stainless steel), 황동(brass), 티타늄(titanium) 등의 금속물질을 사용할 수도 있고, 기판을 단순히 지지체로 사용하는 경우에는 코팅막과의 접착 특성이 좋지 않아 코팅막을 손쉽게 박리시킬 수 있는 유리 등이 사용될 수도 있다. 필요에 따라서 유리의 표면 처리를 통해 코팅막과 기판 간의 접착 특성을 향상시킬 수도 있다.In this case, when the adhesion property between the substrate and the coating film is required, a metal material such as aluminum, steel, stainless steel, brass, titanium, or the like may be used as the substrate. In the case of using as a support, a glass or the like may be used that can easily peel off the coating film due to poor adhesion characteristics with the coating film. If necessary, the adhesion between the coating film and the substrate may be improved by surface treatment of the glass.

이어서 기판에 형성된 코팅막을 건조하여 고경도의 전도성 코팅막을 얻는다. 이때, 80 내지 100℃ 정도의 진공오븐에서 24시간 진공건조시켜주는 것이 좋다. 코팅막을 제시된 범위보다 낮은 온도에서 건조시키면 건조시간이 증가하게 되는 문제점이 있고, 지나치게 높은 온도에서 건조시키면 코팅막이 건조되는 과정에서 변형될 수 있는 문제점이 있다. 또한 필요에 따라서는 100 내지 200℃ 정도의 진공오븐에서 1 내지 3시간 동안 추가로 진공건조시킬 수도 있다. 이와 같이 건조과정을 추가로 진행하면, 코팅막의 표면 거칠기를 완화시키거나 코팅막 내의 잔류 용매를 제거하는 등과 같은 코팅막을 재정렬하는 효과가 있고, 코팅막의 경도를 높여 기계적 특성을 향상시키는 효과가 있다. 추가 건조과정은 제시된 범위보다 짧은 시간동안 수행되는 경우, 전술한 효과를 구현할 수 없으며, 제시된 범위보다 긴 시간 동안 수행되는 경우에는 전술한 효과들이 향상되는 정도가 미미하다. 따라서 제시된 범위 내에서 추가 건조과정을 수행하여 효율적으로 고품질의 코팅막을 제조하는 것이 좋다.
Subsequently, the coating film formed on the substrate is dried to obtain a high hardness conductive coating film. At this time, it is good to dry for 24 hours in a vacuum oven of about 80 to 100 ℃. There is a problem that the drying time is increased when the coating film is dried at a temperature lower than the suggested range, and when the coating film is dried at an excessively high temperature, there is a problem that the coating film may be deformed during the drying process. In addition, if necessary, it may be further vacuum-dried for 1 to 3 hours in a vacuum oven of about 100 to 200 ℃. In this way, the drying process may further reduce the surface roughness of the coating film or realign the coating film such as removing residual solvent in the coating film, and increase the hardness of the coating film to improve mechanical properties. When the additional drying process is performed for a time shorter than the suggested range, the above-mentioned effects cannot be realized, and when the time is performed for a longer time than the suggested range, the above-mentioned effects are insignificant. Therefore, it is better to manufacture a high quality coating film efficiently by performing an additional drying process within the suggested range.

하기에서는 구체적인 실험 예를 설명한다. 상기 설명된 방법을 이용하여 코팅막을 형성하였다. In the following, specific experimental examples will be described. The coating film was formed using the method described above.

먼저, 제1용액은 그라핀 농도가 각각 0%, 1%, 3% 및 5%가 되도록 네 가지 종류로 제조하였다. 이때, 제1용매로서 에탄올이 사용되었으며, 제1용액 중 그라핀 농도가 0%인 것은 그라핀이 투입되지 않았다. First, the first solution was prepared in four types so that the graphene concentration was 0%, 1%, 3%, and 5%, respectively. At this time, ethanol was used as the first solvent, the graphene concentration of 0% in the first solution was not added to the graphene.

그리고, 제2용액은 10%의 폴리메틸실세스퀴옥산 및 E-PDMS 농도를 갖도록 제조하였다. 이때, 제2용매는 에틸 아세테이트가 사용되었으며, 폴리메틸실세스퀴옥산 대 E-PDMS는 70 : 30의 중량비로 사용되었다. The second solution was prepared to have a polymethylsilsesquioxane and E-PDMS concentration of 10%. At this time, ethyl acetate was used as the second solvent, and polymethylsilsesquioxane to E-PDMS was used in a weight ratio of 70:30.

이후, 16개의 기판을 준비하고, 4개의 기판에는 0중량%의 제1용액과 제2용액(샘플1 ~ 4)을, 4개의 기판에는 1중량%의 제1용액과 제2용액(샘플5 ~ 8)을, 4개의 기판에는 3중량%의 제1용액과 제2용액(샘플9 ~ 12)을, 그리고 나머지 4개의 기판에는 5중량%의 제1용액과 제2용액(샘플13 ~ 16)을 분사하여 4가지 종류의 샘플을 제조하였다. 이때, 용액의 분사는 공압 및 전기 분무 중 어느 방법으로 이용하여도 무방하지만, 본 실험에서는 전기 분무를 이용하여 제1용액과 제2용액을 분사하였다. 본 실험에서는 기판으로 유리기판을 사용하였으나, 폴리머, 금속, 세라믹 등 다양한 재질의 기판이 사용될 수도 있다. 이때, 제1용액 및 제2용액이 분사되는 노즐과 유리기판 사이의 거리는 5㎝이고, 스프레이 코팅 시스템에는 5kV의 전압이 인가되었다. 또한, 제1용액 및 제2용액은 100㎕/분의 속도로 분사하였고, 기판 상에 0.5㎛의 코팅막이 형성되도록 제1용액과 제2용액의 총분사량을 조절하였다. 제1용액 및 제2용액을 분사하는 동안 기판을 80℃로 가열하였다. 제1용액 및 제2용액을 분사하여 코팅막을 형성한 이후에는 기판을 제1용액 및 제2용액을 분사할 때와 동일한 온도를 유지하며 24시간 동안 코팅막을 건조시켰다. Thereafter, 16 substrates were prepared, 0 wt% of the first solution and the second solution (samples 1 to 4) were prepared on four substrates, and 1 wt% of the first solution and the second solution (sample 5 were prepared on the four substrates). 8), 3 wt% of the first solution and the second solution (samples 9 to 12) on the four substrates, and 5 wt% of the first solution and the second solution (samples 13 to 16) on the remaining four substrates. 4 types of samples were prepared by spraying. At this time, the spray of the solution may be used by any method of pneumatic and electrospray, in this experiment, the first solution and the second solution were sprayed using the electrospray. In this experiment, a glass substrate was used as a substrate, but substrates of various materials such as polymer, metal, ceramic, and the like may be used. At this time, the distance between the nozzle and the glass substrate to which the first solution and the second solution are injected is 5 cm, and a voltage of 5 kV was applied to the spray coating system. In addition, the first solution and the second solution were sprayed at a rate of 100 μl / min, and the total injection amount of the first solution and the second solution was adjusted to form a 0.5 μm coating film on the substrate. The substrate was heated to 80 ° C. while spraying the first and second solutions. After spraying the first solution and the second solution to form a coating film, the coating film was dried for 24 hours while maintaining the same temperature as when the substrate is sprayed with the first solution and the second solution.

이후, 동일한 조건(제1용액의 그라핀 농도 동일)으로 제조된 샘플들 중 한 개씩을 제외하고 세 개씩의 샘플들은 각각 100℃에서 3시간, 6시간 및 12시간 동안 추가로 건조시켰다. Thereafter, three samples were further dried at 100 ° C. for 3 hours, 6 hours and 12 hours except for one of the samples prepared under the same conditions (the same graphene concentration of the first solution).

도 2는 본 발명의 실험 예에 따라 제조된 코팅막의 전자현미경 사진이다. 2 is an electron micrograph of the coating film prepared according to the experimental example of the present invention.

도 2의 사진을 살펴보면 그라핀이 골고루 분산되어 네트워크를 형성하고 있는 것을 확인할 수 있다.
Looking at the picture of Figure 2 it can be seen that the graphene is evenly distributed to form a network.

이처럼 제조된 코팅막의 경도와 면저항을 조사하였다. The hardness and sheet resistance of the coating film thus prepared were investigated.

코팅막의 경도는 나노인덴테이션(nanoindentation)방법에 의해 측정되었으며, 총 12 포인트에서 측정된 값의 평균치를 [표1]에 나타내었다. 여기에서 나노인덴테이션은 첨부(添附)를 갖는 압자를 수 mN 크기의 하중으로 박막에 압입하여 박막을 나노메터 스케일로 변형시켜서 박막의 경도, 탄성계수 등과 같은 기계적 특성을 평가하는 방법으로서, 압입하중, 압자의 압입깊이, 시간 등을 측정하여 박막의 탄성계수와 경도를 산출할 수 있다.
The hardness of the coating film was measured by a nanoindentation method, and the average value of the measured values at a total of 12 points is shown in [Table 1]. Here, nanoindentation is a method of evaluating mechanical properties such as hardness, modulus of elasticity, etc. by injecting an indenter with an attachment into a thin film with a load of several mN and deforming the thin film to a nanometer scale. The elastic modulus and hardness of the thin film can be calculated by measuring the load, the indentation depth of the indenter, and the time.

추가건조시간(hr)Additional drying time (hr) 00 33 66 1212
제1용액의 농도

Concentration of the first solution
0중량%0% by weight 1.111.11 1.751.75 1.751.75 1.801.80
1중량%1 wt% 1.021.02 1.401.40 1.531.53 1.551.55 3중량%3 wt% 0.850.85 1.441.44 1.451.45 1.461.46 5중량%5 wt% 0.770.77 1.121.12 1.201.20 1.211.21

[표1]을 살펴보면, 그라핀의 함량이 증가함에 따라 코팅막의 경도가 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 이는 그라핀의 함량이 증가하면 코팅막 내 폴리메틸실세스퀴옥산 및 E-PDMS의 함량이 감소하기 때문에 코팅막의 경도가 낮아지게 된다. 그리고 추가 건조시간에 있어서 추가 건조시간이 3시간까지는 코팅막의 경도가 현저하게 증가하는 것으로 나타나고 있지만, 3시간보다 긴 경우에는 경도의 증가량이 미미한 것을 알 수 있다.
Looking at [Table 1], it can be seen that the hardness of the coating film is lowered as the graphene content increases. This is because the hardness of the coating film is lowered because the content of polymethylsilsesquioxane and E-PDMS in the coating film decreases as the graphene content increases. In addition to the additional drying time, the additional drying time is shown to increase the hardness of the coating film significantly up to 3 hours, it can be seen that the increase in hardness is less than 3 hours.

하기의 [표 2]는 코팅막의 면저항 측정 결과를 나타낸다.Table 2 below shows the measurement results of the sheet resistance of the coating film.

추가건조시간(hr)Additional drying time (hr) 00 33 66 1212 제1용액의 농도Concentration of the first solution 1%One% 15.015.0 16.216.2 16.116.1 16.216.2 3%3% 9.79.7 10.010.0 9.99.9 10.010.0 5%5% 3.93.9 4.24.2 4.24.2 4.24.2

[표 2]를 참조하면, 코팅막 내에 그라핀 농도가 높을수록 면저항치가 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 이는 그라핀 농도가 높을수록 코팅막의 전도도가 높아짐을 의미한다. 그리고 코팅막을 3시간까지 추가 건조시키는 경우 면저항치가 눈에 띄게 증가하고 있지만, 그 이상 추가 건조시키는 경우에는 면저항치의 변화가 미미함을 알 수 있다. 이는 코팅막이 완전히 건조되기 전과 후, 그라핀 간 거리 변화에 따른 것으로 판단되며, 코팅막이 완전히 건조된 이후에는 그라핀 간 거리 변화가 거의 발생하지 않으므로 면저항치가 거의 변하지 않는 것으로 판단된다.
Referring to [Table 2], it can be seen that the higher the graphene concentration in the coating film, the lower the sheet resistance. This means that the higher the graphene concentration, the higher the conductivity of the coating layer. Further, when the coating film is further dried up to 3 hours, the sheet resistance is significantly increased. However, when the coating layer is further dried, the sheet resistance is insignificant. This is determined by the change in the distance between the graphene before and after the coating film is completely dried, and almost no change in the sheet resistance after the coating film is completely dried.

이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시 예들 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to the above-mentioned embodiment and an accompanying drawing, this invention is not limited to this, It is limited by the following claims. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified and modified without departing from the technical spirit of the following claims.

Claims (9)

코팅막의 제조 방법으로서,
그라핀, 폴리메틸실세스퀴옥산(ploymethylsilsesquioxane, PMSSQ) 및 에폭시프로폭시프로필로 말단화된 폴리디메틸실록산(epoxypropoxypropyl-terminated polydimethylsiloxane)을 마련하는 과정과;
상기 그라핀을 제1용매에 투입 용해시켜 제1용액을 마련하는 과정과;
상기 폴리메틸실세스퀴옥산(ploymethylsilsesquioxane, PMSSQ) 및 에폭시프로폭시프로필로 말단화된 폴리디메틸실록산을 제2용매에 투입 용해시켜 제2용액을 마련하는 과정과;
기판 상에 상기 제1용액과 제2용액을 동시에 분사하는 과정; 및
상기 기판 상에 분사된 제1용액과 제2용액을 건조시켜 코팅막을 획득하는 과정;
을 포함하는 그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법.
As a manufacturing method of the coating film,
Preparing an epoxypropoxypropyl-terminated polydimethylsiloxane terminated with graphene, polymethylsilsesquioxane (PMSSQ) and epoxypropoxypropyl;
Dissolving the graphene in a first solvent to prepare a first solution;
Preparing a second solution by dissolving the polymethyl siloxane terminated with ploymethylsilsesquioxane (PMSSQ) and epoxy propoxypropyl in a second solvent;
Simultaneously spraying the first solution and the second solution onto a substrate; And
Obtaining a coating film by drying the first solution and the second solution sprayed on the substrate;
Method for producing a coating film containing a graphene containing a.
청구항 1에 있어서,
상기 그라핀은 상기 폴리메틸실세스퀴옥산과 에폭시프로폭시프로필로 말단화된 폴리디메틸실록산의 총 중량에 대해 1 내지 10%의 범위로 포함되는 그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법.
The method according to claim 1,
The graphene is a method for producing a coating film containing graphene contained in the range of 1 to 10% based on the total weight of the polydimethylsilsesquioxane and polydimethylsiloxane terminated with epoxy propoxypropyl.
청구항 1에 있어서,
상기 제1용매는 이소프로필알콜(IsoPropyl Alcohol ; IPA), 메틸이소부틸케톤(MethylIsoButylKetone) 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 어느 하나인 그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법.
The method according to claim 1,
The first solvent is isopropyl alcohol (IsoPropyl Alcohol; IPA), methyl isobutyl ketone (MethylIsoButylKetone) and ethanol (ethanol) at least any one of the manufacturing method of the coating film containing a graphene.
청구항 1에 있어서,
상기 폴리메틸실세스퀴옥산은 상기 폴리메틸실세스퀴옥산과 상기 에폭시프로폭시프로필로 말단화된 폴리디메틸실록산의 총 중량에 대해 70 내지 95%의 범위로 포함되는 그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법.
The method according to claim 1,
The polymethylsilsesquioxane is a graphene-containing coating film prepared in the range of 70 to 95% based on the total weight of the polymethylsilsesquioxane and polydimethylsiloxane terminated with the epoxy propoxypropyl. Way.
청구항 2에 있어서,
상기 제2용매는 에틸 아세테이트(ethyl acetate), n-부틸 아세테이트(n-buthy acetate), 시클로헥사논(Cyclohexanone), 1-펜타놀(1-Pentanol), n-프로파놀(n-Propanol) 및 2-에톡시에틸 아세테이트(2-Ethoxyethyl acetate) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법.
The method according to claim 2,
The second solvent is ethyl acetate, n-butyl acetate, n-buthy acetate, cyclohexanone, 1-pentanol, n-propanol, and A method for producing a coating film containing graphene containing at least one of 2-ethoxyethyl acetate.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 제1용액과 제2용액을 분사하는 과정에서,
상기 기판을 가열하는 그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법.
The method according to claim 1 or 2,
In the process of spraying the first solution and the second solution,
Method for producing a coating film containing graphene for heating the substrate.
청구항 3에 있어서,
상기 제1용액과 제2용액의 건조는,
상기 제1용액과 제2용액을 분사하는 과정에서의 상기 기판의 온도와 동일한 온도로 수행되는 그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법.
The method according to claim 3,
Drying of the first solution and the second solution,
A method of manufacturing a coating film containing graphene is carried out at the same temperature as the temperature of the substrate in the process of spraying the first solution and the second solution.
청구항 3에 있어서,
상기 제1용액과 제2용액의 건조 이후 추가 건조과정을 더 포함하는 그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법.
The method according to claim 3,
Method of producing a coating film containing a graphene further comprising a further drying process after the drying of the first solution and the second solution.
청구항 8에 있어서,
상기 추가 건조과정은 상기 제1용액과 제2용액의 건조보다 더 높은 온도로 수행되는 그라핀을 함유하는 코팅막의 제조방법.
The method according to claim 8,
The further drying process is a method for producing a coating film containing graphene is carried out at a higher temperature than the drying of the first solution and the second solution.
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