KR20170109425A - 전기전도성 고무 복합재의 제조방법 - Google Patents

전기전도성 고무 복합재의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170109425A
KR20170109425A KR1020160033530A KR20160033530A KR20170109425A KR 20170109425 A KR20170109425 A KR 20170109425A KR 1020160033530 A KR1020160033530 A KR 1020160033530A KR 20160033530 A KR20160033530 A KR 20160033530A KR 20170109425 A KR20170109425 A KR 20170109425A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
acid
rubber
carbon nanotubes
carbon
carbon nanotube
Prior art date
Application number
KR1020160033530A
Other languages
English (en)
Inventor
최남선
정우람
김동환
장영찬
Original Assignee
금호석유화학 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 금호석유화학 주식회사 filed Critical 금호석유화학 주식회사
Priority to KR1020160033530A priority Critical patent/KR20170109425A/ko
Publication of KR20170109425A publication Critical patent/KR20170109425A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/02—Platens
    • B41J11/04—Roller platens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J13/00—Devices or arrangements of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, specially adapted for supporting or handling copy material in short lengths, e.g. sheets
    • B41J13/02—Rollers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/005—Reinforced macromolecular compounds with nanosized materials, e.g. nanoparticles, nanofibres, nanotubes, nanowires, nanorods or nanolayered materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/01—Hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/16—Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/08—Copolymers of styrene
    • C08L25/10—Copolymers of styrene with conjugated dienes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/12—Polymers characterised by physical features, e.g. anisotropy, viscosity or electrical conductivity

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예는 (a) 복수의 탄소나노튜브로 이루어진 탄소나노튜브 집합체와 고무를 혼합 및 가압 성형하여 제1 마스터배치를 제조하는 단계; (b) 상기 제1 마스터배치와 고무를 혼합하고 가압 성형하여 제2 마스터배치를 제조하는 단계; 및 (c) 상기 제2 마스터배치를 가황 및 가교하여 고무 복합재를 제조하는 단계;를 포함하는, 전기전도성 고무 복합재의 제조방법을 제공한다.

Description

전기전도성 고무 복합재의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRICALLY CONDUCTIVE RUBBER COMPOSITE}
본 발명은 전기전도성 고무 복합재의 제조방법에 관한 것이다.
탄소나노튜브는 수 내지 수십 나노미터의 직경과 높은 종횡비의 기하학적 특징을 가지고, 탄소 원자 간 sp2 결합만으로 이루어져 우수한 기계적 강도, 전기전도성, 및 열전도성을 나타내는 소재로, 이와 관련된 다수의 연구가 진행되어 오고 있다.
이러한 우수한 특성에 기인하여, 탄소나노튜브는 기존의 카본블랙이나 탄소섬유가 사용되는 응용 분야의 대체 소재로서의 활용 가치가 부각되고 있으며, 점차 그 범위는 기하급수적으로 증가할 것으로 예상되고 있다.
탄소나노튜브의 응용 분야로는 크게 강도/경량화 분야, 전기전도성/열전도성 응용 분야, 환경/에너지 분야로 구분될 수 있다. 강도/경량화 분야로는 자동차 부품, 풍력 발전기 날개, 알루미늄 휠, 비행기 부품 등을 예시할 수 있고, 전기전도성/열전도성 응용 분야로는 반도체 트레이, 전도성 도료, 투명전극, 전자회로, 방열부품, 면상발열체, 전자파 차폐재, 타이어 등을 예시할 수 있으며, 환경/에너지 분야로는 2차전지, 연료전지, 스마트 윈도우, 전계방출 디스플레이, 광원소자 등을 예시할 수 있다.
이러한 응용 분야 중, 프린터 롤러용 전기전도성 복합재는 우수한 전기전도성을 나타내는 케첸블랙을 전도성 필러로 이용하는 전기전도 타입과, 히드린 고무와 이온도전제를 이용하는 이온전도 타입이 지속적으로 개발되고 제품화되고 있다.
그러나, 이온전도 타입은 고비용의 히드린 고무 사용에 따른 경제적 손실이 발생할 뿐만 아니라 이온도전제가 온도나 습도 등의 영향으로 불규칙한 전도성을 나타내는 문제가 있고, 전기전도 타입은 고함량의 케첸블랙을 첨가하더라도 반도전 영역대인 106~108Ω/sq 정도의 표면저항 값을 안정적으로 구현하기 어렵다. 또한, 케첸블랙의 첨가량을 증가시킬수록 고무 매트릭스의 경도, 인장강도, 신율과 같은 고유의 기계적 물성과 성형성 저하를 초래하는 문제점이 있다.
이에 따라, 소량의 전도성 필러를 첨가하여 고무 매트릭스 고유의 기계적 물성과 성형성을 유지하면서도 우수한 전기전도성을 나타내는 전기전도성 고무 복합재에 대한 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 소량의 탄소나노튜브를 전도성 필러로 첨가하여 고무 매트릭스의 기계적 물성과 성형성을 유지하면서도 우수한 전기전도성을 나타낼 수 있는 고무 복합재의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, (a) 복수의 탄소나노튜브로 이루어진 탄소나노튜브 집합체와 고무를 혼합 및 가압 성형하여 제1 마스터배치를 제조하는 단계; (b) 상기 제1 마스터배치와 고무를 혼합하고 가압 성형하여 제2 마스터배치를 제조하는 단계; 및 (c) 상기 제2 마스터배치를 가황 및 가교하여 고무 복합재를 제조하는 단계;를 포함하는, 전기전도성 고무 복합재의 제조방법을 제공한다
일 실시예에 있어서, 상기 탄소나노튜브의 평균 외경이 8~50㎚이고, 평균 내경이 상기 평균 외경의 40% 이상일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 탄소나노튜브의 라만 분광 강도비(IG/ID)가 0.8 이상일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 탄소나노튜브의 탄소 순도가 90% 이상일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 탄소나노튜브 집합체의 평균 다발 직경(bundle diameter)이 1~10㎛일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 탄소나노튜브 집합체의 평균 다발 길이(bundle length)가 10~100㎛일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 고무가 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계에서 금속 산화물, 및 지방산을 추가로 혼합할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 금속 산화물이 산화아연, 산화마그네슘, 산화주석, 산화칼슘, 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 지방산이 부티르산(Butyric acid), 카프로산(Caproic acid), 카프릴산(Caprylic acid), 카프르산(Capric acid), 라우르산(Lauric acid), 미리스트산(Myristic acid), 팔미트산(Palmitic acid), 스테아르산(Stearic acid), 리놀레산(Linoleic acid), α-리놀레산(alpha-Linolenic acid), 아라키드산(Arachidic acid), 베헨산(Behenic acid), 에루신산(Erucic acid), 올레산(Oleic acid), 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 탄소나노튜브 집합체의 함량이 상기 고무 복합재 100 중량부에 대해 0.8~5중량부일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 고무 복합재의 표면저항이 103~109Ω/sq일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 고무 매트릭스 내에 고함량의 탄소나노튜브를 포함하는 마스터배치를 제조한 후, 이를 희석시켜 소량의 탄소나노튜브가 전도성 필러로 포함된 고무 복합재를 제조함으로써, 고무 매트릭스의 기계적 물성과 성형성 저하를 방지하고, 우수한 전기전도성을 부여할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기전도성 고무 복합재의 제조방법을 도식화한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브의 투과전자현미경(TEM) 이미지이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 집합체의 다발 길이를 나타낸 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 집합체의 다발 직경을 나타낸 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기전도성 고무 복합재의 제조방법을 도식화한 것이다. 도 1을 참고하면, 본 발명의 일 측면에 따른 전기전도성 고무 복합재의 제조방법이 (a) 복수의 탄소나노튜브로 이루어진 탄소나노튜브 집합체와 고무를 혼합 및 가압 성형하여 제1 마스터배치를 제조하는 단계; (b) 상기 제1 마스터배치와 고무를 혼합하고 가압 성형하여 제2 마스터배치를 제조하는 단계; 및 (c) 상기 제2 마스터배치를 가황 및 가교하여 고무 복합재를 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.
전기전도성 고무 복합재는 기본적으로 일정 수준의 기계적 물성과 성형성을 가지는 고무 매트릭스, 및 이에 전기전도성을 부여할 수 있는 전도성 물질, 예를 들어, 금속, 기타 무기물 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 전기전도성 고무 복합재를 제조하기 위해서는 고무 매트릭스와 전도성 물질을 혼합하기 위한 공정이 수반된다.
종래 전기전도성 고무 복합재의 전도성을 향상시키기 위해 전도성 물질의 함량을 증가시키는 기술이 제안된 바 있으나, 고무 매트릭스와 전도성 물질의 혼합이 단일 공정에 의해 이루어지는 경우, 전도성 물질의 함량이 일정 수준을 초과하면 고무 매트릭스 자체의 기계적 물성뿐만 아니라 성형성, 작업성 등이 저하되는 문제가 있었다.
이에 대해, 상기 (a) 단계에서 전도성 필러인 탄소나노튜브 집합체와 고무를 혼합 및 가압 성형하여 고함량의 탄소나노튜브를 포함하는 제1 마스터배치를 제조할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 “마스터배치(master batch)”는, 고무 복합재를 제조하는 경우 고농도의 첨가제를 사전에 분산시킨 것으로, 이러한 마스터배치의 제조를 통해 고무 매트릭스 내 탄소나노튜브의 분산성을 향상시킬 수 있고, 이에 따라 상기 고무 복합재의 전 영역에 균일한 전기전도성을 부여할 수 있다.
상기 제1 마스터배치의 모재가 되는 고무 매트릭스로는, 예를 들어, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 또는 이들 중 2 이상의 혼합물을 사용할 수 있고, 바람직하게는 내유성, 내약품성, 및 성형성과 기계적 물성의 밸런스가 우수한 아크릴로니트릴-부타디엔 고무를 사용할 수 있다.
나아가, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔 고무는 타 고무 소재에 비해 비정질 함량이 높기 때문에, 고무 매트릭스 내에 탄소나노튜브 집합체가 첨가되면 상대적으로 견고한 네트워크 구조가 형성될 수 있으므로 우수한 전기전도성을 구현할 수 있다. 또한, 상기 아크릴로니트릴-부타디엔 고무의 무니점도(Mooney viscosity)가 40 미만이거나 50 초과이면 고무의 흐름성이 과도하게 낮거나 높아 성형성이 저하될 수 있으므로, 필러의 분산성, 최종 고무 복합재의 기계적 물성, 가공성 등을 고려하여 상기 아크릴로니트릴-부타디엔 고무는 무니점도가 40~50인 것을 사용할 수 있다.
상기 탄소나노튜브는 전기전도성이 미약한 고무 매트릭스에 전기전도성을 부여하기 위한 물질로, 상기 탄소나노튜브가 첨가된 고무 복합재를 성형하여 제조된 제품의 표면저항을 감소시킴으로써 전기전도성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 탄소나노튜브 집합체가 고무 매트릭스와 혼합되면, 개개의 탄소나노튜브가 고무 매트릭스 내에서 분산되고, 상호 연결됨으로써 연속적인 3차원 네트워크 구조를 형성할 수 있고, 이에 따라 우수한 전기전도성을 나타낼 수 있다.
상기 탄소나노튜브를 합성하는 방법은 전기방전법(Arc-discharge), 열분해법(Pyrolysis), 레이저 증착법(Laser vaporization), 플라즈마 화학기상증착법(Plasma chemical vapor deposition), 열화학 기상증착법(Thermal chemical vapor deposition) 등이 있으나, 합성 방법에 제한 없이 제조된 모든 탄소나노튜브를 사용할 수 있다.
또한, 상기 탄소나노튜브는 벽의 개수에 따라 단일벽 탄소나노튜브(Single wall carbon nanotube), 이중벽 탄소나노튜브(Double wall carbon nanotube), 다중벽 탄소나노튜브(Multi wall carbon nanotube), 절두된 원뿔형의 그래핀(truncated graphene)이 다수 적층된 중공관 형태의 탄소나노섬유(cup-stacked carbon nanofiber), 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나일 수 있고, 바람직하게는, 제조의 용이성 및 경제성이 우수한 다중벽 탄소나노튜브일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브의 투과전자현미경(TEM) 이미지를 나타낸 것이다. 도 2를 참고하면, 상기 탄소나노튜브는 평균 외경이 8~50㎚이고, 평균 내경이 상기 평균 외경의 40% 이상, 바람직하게는 40~90%일 수 있다. 상기 외경은 탄소나노튜브의 벽을 이루는 그래파이트 층이 포함된 탄소나노튜브 횡단면의 직경을 의미하고, 상기 내경은 그래파이트 층이 제외된 중공 횡단면의 직경을 의미한다.
이 때, 상기 탄소나노튜브 단일 가닥의 평균 외경이 8㎚ 미만이거나 50㎚ 초과이면 이들이 응집되어 형성된 탄소나노튜브 집합체의 평균 다발 직경이 후술할 범위로 조절되지 않으므로, 상기와 같은 외경의 범위를 가지는 탄소나노튜브를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어, "다발(bundle)"은 복수의 탄소나노튜브가 나란하게 배열되거나 상호 엉킨 상태의 번들 혹은 로프 형태를 지칭하는 것으로, 이와 달리 복수의 탄소나노튜브가 일정한 형상을 이루지 않고 존재하는 경우 "비번들형"이라 지칭하기도 한다.
상기 다발 형태의 탄소나노튜브 집합체는 기본적으로 복수의 탄소나노튜브, 바람직하게는 복수의 다중벽 탄소나노튜브가 상호 응집된 형태로 존재할 수 있다. 각각의 탄소나노튜브 및 그 집합체는 직선형, 곡선형, 또는 이들이 혼합된 형태일 수 있다.
또한, 상기 탄소나노튜브 단일 가닥, 즉 다중벽 탄소나노튜브의 평균 내경이 상기 평균 외경의 40% 미만이면 탄소나노튜브의 벽(wall) 수가 증가하여 동일 투입량에서 전기전도성이 저하될 수 있으므로, 상기 탄소나노튜브의 평균 내경이 상기 평균 외경의 40%이상일 수 있다.
또한, 상기 탄소나노튜브 집합체는 분말 상의 것을 기계적, 물리적으로 타정하여 펠릿 형태로 가공한 것일 수 있다. 펠릿 형태로 가공된 탄소나노튜브 집합체는 작업 간 분말이 비산되는 것을 방지하여 작업 환경을 개선할 수 있다.
한편, 상기 탄소나노튜브의 구조를 분석하기 위한 방법 중, 탄소나노튜브의 표면 상태를 분석하는 라만 분광법(Raman Spectroscopy)이 유용하게 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 “라만 분광법”은, 레이저 광과 같은 단색의 여기 광을 쬐었을 때, 분자의 진동수만큼의 차이가 있는 산란광이 생기는 현상인 라만 효과(Raman effect)에서 분자의 진동수를 구하는 분광법을 의미하는 것으로, 이러한 라만 분광법을 통해 탄소나노튜브의 결정성을 수치화하여 측정할 수 있다.
상기 탄소나노튜브의 라만 스펙트럼 중 파수 1580±50㎝-1 영역에 존재하는 피크를 G 밴드라고 하며, 이는 탄소나노튜브의 sp2 결합을 나타내는 피크로서, 구조적 결함이 없는 탄소 결정을 나타내는 것이다. 또한, 파수 1360±50㎝-1 영역에 존재하는 피크를 D 밴드라고 하며, 이는 탄소나노튜브의 sp3 결합을 나타내는 피크로서, 구조적 결함을 함유하는 탄소를 나타내는 것이다.
나아가, 상기 G 밴드 및 D 밴드의 피크 값을 각각 IG 및 ID라고 하며, 양자 간 비율인 라만 분광 강도비(IG /ID)를 통해 탄소나노튜브의 결정성을 수치화하여 측정할 수 있다. 즉, 라만 분광 강도비가 높은 값을 나타낼수록 탄소나노튜브의 구조적 결함이 적은 것을 의미하므로, 상기 라만 분광 강도비가 높은 값을 나타내는 탄소나노튜브를 사용하는 경우, 보다 우수한 전기전도성을 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 탄소나노튜브의 라만 분광 강도비(IG /ID)가 0.8 이상, 바람직하게는 1.0 이상일 수 있다. 상기 탄소나노튜브의 IG /ID 값이 0.8 미만이면 비정질 탄소가 다량 함유되어 탄소나노튜브의 결정성이 불량하고, 이에 따라 고무 매트릭스와 혼합 시 전기전도성 향상 효과가 미약할 수 있다.
또한, 탄소나노튜브는 탄소 함량이 높을수록 촉매와 같은 불순물이 적어 우수한 전기전도성을 구현할 수 있으므로, 상기 탄소나노튜브의 탄소 순도가 90% 이상, 바람직하게는 94~98%, 더 바람직하게는 95~97%일 수 있다.
상기 탄소나노튜브의 탄소 순도가 90% 미만이면 탄소나노튜브의 구조적 결함이 유발되어 결정성이 저하될 수 있고, 탄소나노튜브가 외부 자극에 의해 쉽게 절단, 파괴될 수 있다.
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 집합체의 다발 길이 및 다발 직경을 나타낸 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 상기와 같은 단일 가닥 탄소나노튜브가 다발 형태로 응집되어 형성된 탄소나노튜브 집합체의 평균 다발 직경이 1~10㎛, 바람직하게는 1~5㎛, 더 바람직하게는 2~4㎛일 수 있고, 평균 다발 길이가 10~100㎛, 바람직하게는 20~60㎛, 더 바람직하게는 25~55㎛일 수 있다.
상기 탄소나노튜브 집합체의 평균 다발 직경이 1㎛ 미만이거나 평균 다발 길이가 100㎛ 초과이면 분산성이 저하되어 상기 전기전도성 고무 복합재의 부위 별 전기전도성이 불균일해질 수 있고, 평균 다발 직경이 10㎛ 초과이거나 평균 다발 길이가 10㎛ 미만이면 네트워크 구조가 불안정해져 전기전도성이 저하될 수 있다.
상기 (a) 단계의 생성물인 제1 마스터배치는 고함량의 탄소나노튜브 집합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 마스터배치 중 상기 탄소나노튜브 집합체의 함량이, 상기 고무 100중량부를 기준으로 10~30중량부일 수 있다.
상기 탄소나노튜브 집합체의 함량이 10중량부 미만이면 탄소나노튜브가 농축되는 정도가 미약하고, 30중량부 초과이면 제조된 마스터배치의 조성이 불균일해져 가공성이 저하될 수 있다.
상기 (b) 단계에서는 상기 제1 마스터배치에 고무를 추가로 혼합하여 탄소나노튜브의 농도가 희석된 제2 마스터배치를 제조할 수 있다. 상기 (b) 단계에서 투여되는 고무의 양은 최종 생성물인 고무 복합재 100중량부를 기준으로 상기 탄소나노튜브의 함량을 0.8~5중량부로 희석할 수 있는 정도이면 충분하다.
상기 제2 마스터배치는 통상적인 고무 가공 공정에서 생산되는 카본 마스터배치(CMB, Carbon Master Batch)일 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 “카본 마스터배치(CMB)”는, 원료 고무와 보강제인 카본, 충진제, 연화제, 가소제 등을 물리적으로 혼합한 미가황 고무를 의미한다.
상기 (a) 단계 및/또는 (b) 단계에서 상기 제1 및 제2 마스터배치는 구형(sphere), 펠릿형(pellet), 시트형(sheet) 등으로 제조될 수 있으나, 이후 단계에서 고무 매트릭스와 배합되어 상기 탄소나노튜브의 분산성을 향상시킬 수 있으면 그 형태에 제한 없이 제조될 수 있다.
특히, 상기 제1 및 제2 마스터배치는 고무, 탄소나노튜브 집합체가 단순히 혼합된 것이 아니라, 혼합물을 추가로 가압 성형한 시트형으로 제조될 수 있다. 전술한 것과 같이, 상기 (a) 단계에서 투입된 상기 탄소나노튜브 집합체는 분말을 타정하여 펠릿 형태로 가공한 것이므로, 이러한 펠릿을 상기 (a) 및 (b) 단계에서 고무와 혼합하는 경우 고무 중 탄소나노튜브의 분산성이 저하될 수 있다. 따라서, 혼합 후 분산되지 않고 응집된 상태로 남아있는 탄소나노튜브 펠릿을 물리적으로 가압하여 분산성을 향상시킬 수 있다.
상기 가압은 상기 혼합물을 일정 간격으로 상호 이격된 롤러와 이송 판, 또는 일정 간격으로 상호 이격된 한 쌍의 롤러 사이를 통과시키는 방식으로 이루어질 수 있고, 이를 통해 상기 혼합물을 시트 형태로 변형시킬 수 있다. 이 때, 가압된 생성물, 즉, 시트의 인장 특성과 시트 중 탄소나노튜브의 분산성을 고려하여 상기 간격을 0.1mm 내지 2.0mm, 바람직하게는 0.5mm 내지 2.0mm로 조절할 수 있다.
상기 (b) 단계에서 상기 제1 마스터배치와 고무뿐만 아니라 필요에 따라 금속 산화물, 지방산 등을 추가로 혼합하여 제2 마스터배치를 제조할 수 있다.
특히, 상기 지방산은 탄소나노튜브를 코팅하여 이들 간 반발력을 제공함으로써 응집을 방지하는 분산제로 기능할 수도 있다. 또한, 상기 지방산은 탄소나노튜브 간 마찰을 억제하는 윤활제로 작용하여, 상기 탄소나노튜브 간 발생할 수 있는 마찰열을 억제함으로써 고무 복합재의 손상을 억제할 수 있다.
구체적으로, 상기 금속 산화물이 산화아연, 산화마그네슘, 산화주석, 산화칼슘, 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나일 수 있고, 바람직하게는 친환경적인 산화아연일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 지방산이 부티르산(Butyric acid), 카프로산(Caproic acid), 카프릴산(Caprylic acid), 카프르산(Capric acid), 라우르산(Lauric acid), 미리스트산(Myristic acid), 팔미트산(Palmitic acid), 스테아르산(Stearic acid), 리놀레산(Linoleic acid), α-리놀레산(alpha-Linolenic acid), 아라키드산(Arachidic acid), 베헨산(Behenic acid), 에루신산(Erucic acid), 올레산(Oleic acid), 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나일 수 있고, 바람직하게는 스테아르산일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 (a) 단계 및/또는 (b) 단계에서, 상기 전기전도성 고무 복합재의 사용 목적에 따라 난연제, 충격보강제, 난연보조제, 활제, 가소제, 열안정제, 적하방지제, 산화방지제, 상용화제, 광안정제, 안료, 염료, 무기물 첨가제, 및 드립방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가로 혼합할 수 있다.
상기 첨가제의 함량은 상기 고무 복합재의 전체 중량을 기준으로 0.1~10중량%일 수 있다. 상기 첨가제의 함량이 0.1중량% 미만이면 사용 목적에 적합한 효과를 구현할 수 없고, 10중량% 초과이면 고무 매트릭스 고유의 물성을 저하시킬 수 있다.
상기 (c) 단계에서 미가황 상태인 상기 제2 마스터배치에 황, 가교촉진제를 혼합한 후 가교함으로써 최종적인 고무 복합재를 제조할 수 있다. 상기 제2 마스터배치에 황과 가교촉진제를 첨가하면 고무 매트릭스의 가교 반응이 진행되어 최종 제품에 요구되는 기계적 물성을 부여할 수 있다.
상기 가교촉진제가 알데히드 아민계(Aldehyde Amine), 구아니딘계(Guanidine), 티아졸계(Thiazole), 술펜아미드계(Sulfenamide), 다이티오카바메이트계(Dithiocarbamate), 티우람계(Thiuram), 티오우레아계(Thiourea), 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나일 수 있고, 바람직하게는 술펜아미드계, 더 바람직하게는 N-tert-부틸-2-벤조티아졸-술펜아미드일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 (a) 내지 (c) 단계를 통해 제조된 고무 복합재 100중량부를 기준으로, 상기 탄소나노튜브 집합체의 함량이 0.8~5중량부일 수 있다. 상기 탄소나노튜브 집합체의 함량이 0.8중량부 미만이면 고무 복합재의 전기전도성이 저하될 수 있고, 5중량부 초과이면 기계적 물성이 현저하게 저하될 수 있다.
상기 (a) 내지 (c) 단계를 통해 제조된 전기전도성 고무 복합재는 고무를 모재로 사용하면서도 종래의 제조방법, 예를 들어 마스터배치를 거치지 않고 제조된 전기전도성 고무 복합재에 비해 전기전도성이 향상될 뿐만 아니라 성형성과 기계적 물성을 균형적으로 구현할 수 있다.
상기 고무 복합재는 사출, 압출 성형 등을 통해 일정 수준 이상의 전기전도성, 성형성, 및 기계적 물성이 균형적, 필수적으로 요구되는 프린터 롤러에 적용될 수 있다. 상기 (a) 내지 (c) 단계를 통해 이러한 성형품에 요구되는 화학적, 기계적 물성은 완비될 수 있으므로, 상기 고무 복합재를 몰드(mold)로 성형함으로써 최종 제품을 얻을 수 있다.
또한, 상기 전기전도성 고무 복합재를 이용하여 제조된 프린터 롤러는 구체적인 제품에 따라 탄소나노튜브의 함량을 달리 조절하여 표면저항이 103~109Ω/sq, 바람직하게는 106~108Ω/sq인 범위에서 제조될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다.
실시예 1~8
0.5L 밴버리 믹서에 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR)를 투입하고 50℃에서 40rpm의 회전 속도로 1분 간 혼합한 후, 펠릿형 탄소나노튜브 집합체(CNT)를 투입하여 45rpm의 회전 속도로 1분, 60rpm의 회전 속도로 1분 간 추가 혼합하였다. 혼합된 배합물을 1㎜ 간극의 오픈 롤에 투입하여 내림 작업 및 삼각 접기를 각각 3회 실시한 후, 시트 형태로 성형함으로써 제1 마스터배치(MB)를 제조하였다.
이 때, 탄소나노튜브 집합체는 평균 외경과 평균 내경이 각각 12.9nm, 6.2nm이고, 라만 분광 강도비가 0.94이며, 탄소 순도가 95%인 복수의 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT), 즉, 다발형 MWCNT 분말을 타정하여 펠릿 형태로 성형한 것을 사용하였다. 상기 라만 분광 강도비는 DXR Raman Microscope(Thermo Electron Scientific Instruments LLC)을 이용하여 레이저 파장 532㎚에서 측정하였다.
이후, 별도의 0.5L 밴버리 믹서에 아크릴로니트릴-부타디엔 고무를 투입하고 50℃에서 40rpm의 회전 속도로 1분 간 혼합한 후, 산화아연, 스테아르산, 및 상기 제1 마스터배치를 투입하고 45rpm의 회전 속도로 3분, 60rpm의 회전 속도로 1분 간 추가 혼합하였다. 혼합된 배합물을 0.5㎜ 간극의 오픈 롤에 투입하여 내림 작업 및 삼각 접기를 각각 3회 실시한 후, 시트 형태로 성형함으로써 카본 마스터배치(CMB, Carbon Master Batch)를 제조하였다.
상기 카본 마스터배치를 별도의 0.5L 밴버리 믹서에 투입하고 50℃에서 40rpm의 회전 속도로 1분 간 혼합한 후, 황 및 N-tert-부틸-2-벤조티아졸-술펜아미드(가교촉진제)를 투입하고 40rpm의 회전 속도로 2분 간 혼합하였다. 혼합된 배합물을 0.5㎜ 간극의 오픈 롤에 투입하여 내림 작업 및 삼각 접기를 각각 3회 실시한 후, 시트 형태로 성형함으로써 고무 복합재(FMB, Final Master Batch)를 제조하였다.
실시예 1 내지 8 각각의 원료 투입량을 하기 표 1에 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8
MB NBR 300 300 300 300 300 300 300 300
CNT 60 60 60 60 60 60 60 60
CMB NBR 401.6 400.4 399.2 398 393.3 373.6 349.7 325.9
MB 21.6 22.8 24 25.2 30 49.8 73.8 97.8
산화아연 12.6 12.6 12.6 12.6 12.5 12.5 12.3 12.2
스테아르산 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.1 4.1
FMB CMB 378.7 378.7 378.7 378.7 378.7 378.9 378.9 379
황 6.32 6.32 6.31 6.31 6.30 6.25 6.20 6.14
가교촉진제 4.98 4.98 4.98 4.98 4.97 4.93 4.89 4.84
(단위 : g)
비교예 1~5
0.5L 밴버리 믹서에 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR)를 투입하고 50℃에서 40rpm의 회전 속도로 1분 동안 혼합한 후, 펠릿형 탄소나노튜브 집합체(비교예 1) 또는 케첸블랙(비교예 2~5, KB), 산화아연, 및 스테아르산을 투입하여 45rpm의 회전 속도로 3분, 60rpm의 회전 속도로 1분 간 혼합하였다. 혼합된 배합물을 0.5㎜ 간극의 오픈 롤에 투입하여 내림 작업 및 삼각 접기를 각각 3회 실시한 후, 시트 형태로 성형함으로써 카본 마스터배치(CMB, Carbon Master Batch)를 제조하였다.
상기 카본 마스터배치를 별도의 0.5L 밴버리 믹서에 투입하고 50℃에서 40rpm의 회전 속도로 1분 동안 혼합한 후, 황 및 N-tert-부틸-2-벤조티아졸-술펜아미드(가교촉진제)를 투입하고 40rpm의 회전 속도로 2분 동안 혼합하였다. 혼합된 배합물을 0.5㎜ 간극의 오픈 롤에 투입하여 내림 작업 및 삼각 접기를 각각 3회 실시한 후, 시트 형태로 성형함으로써 고무 복합재(FMB, Final Master Batch)를 제조하였다.
즉, 비교예 1~5에서는 고함량의 탄소나노튜브 복합체를 포함하는 제1 마스터배치를 제조하고 이를 희석하는 단계를 생략하되, 전도성 필러의 범위를 케첸블랙(카본블랙) 등으로 다변화하여 고무 복합재를 제조하였다.
구분 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
CMB NBR 419 419 411.2 403.7 396.4
CNT 또는 KB 4.2 4.2 12.3 20.2 27.7
산화아연 12.6 12.6 12.3 12.1 11.9
스테아르산 4.2 4.2 4.1 4.0 4.0
FMB CMB 378.7 378.7 378.9 379.1 379.3
황 6.31 6.31 6.20 6.09 5.98
가교촉진제 4.98 4.98 4.89 4.80 4.72
(단위 : g)
실험예 : 전기전도성 고무 복합재의 물성 측정
상기 실시예 1~8 및 비교예 1~5에 따라 제조된 고무 복합재를 각각 6.5g씩 rubber process analyzer에 투입하고 160℃에서 40분 동안 경화 특성을 측정하여 적정 가교 시간(t90, 총 가교 중 90%를 획득하기 위해 요구되는 시간)을 구한 뒤 1.1을 곱하여 가교 시간을 산출하였다. 각각의 고무 복합재를 160℃의 핫프레스에서 산출한 가교 시간 동안 압축, 가교하여 시트(20㎝*20㎝*2㎜)를 제작한 후, JISK 6301 시편 커터기로 기계적 물성을 측정하기 위한 인장시편을 제작하였다. 각각의 인장시편의 물성을 하기 방법에 따라 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
- 표면저항 : ST-4(SIMCO, 2-probe) 및 Loresta-AX MCP-T370(Mitsubishi Chemical Analytech, 4-probe)를 이용하여 측정하였다.
- 경도 : ASTM D-2240에 따라 durometer hardness(Shore A type)를 이용하여 측정하였다.
- 인장강도, 신율, 및 300% 모듈러스 : ASTM D-425에 따라 500㎜/min의 cross head 속도로 측정하였다.
구분 표면저항
(Log(Ω/sq))		 경도
(Shore A)		 인장강도
(kgf/㎠)		 신율
(%)		 300% 모듈러스
(kgf/㎠)
실시예 1 8.95 49 40 537 26
실시예 2 8.65 49 43 563 27
실시예 3 7.1 50 42 532 27
실시예 4 5.66 49 43 502 28
실시예 5 4.48 49 46 485 28
실시예 6 3.4 53 58 460 38
실시예 7 3.1 57 74 461 48
실시예 8 3.0 60 90 459 62
비교예 1 8.47 50 40 500 27
비교예 2 10 45 37 504 21
비교예 3 10 48 73 528 28
비교예 4 4.4 52 110 567 34
비교예 5 3.1 55 149 586 44
상기 표 3을 참고하면, 동일한 함량의 탄소나노튜브 집합체를 포함하되 제1 마스터배치 제조하고 이를 희석하는 단계를 거친 고무 복합재(실시예 4)가 이러한 단계를 거치지 않은 고무 복합재(비교예 1)에 비해 표면저항 값이 대폭 감소하였고, 동일한 함량의 케첸블랙을 포함하는 고무 복합재(비교예 2)에 비해 표면저항 값의 감소와 함께 경도와 인장강도가 증가한 것을 확인하였다.
또한, 표면저항이 동일한 비교예 5와 실시예 7의 고무 복합재 100중량부를 기준으로 한 전도성 필러의 함량을 비교해보면, 비교예 5의 경우 케첸블랙 7중량부가 투입된 반면에, 실시예 7의 경우 탄소나노튜브 약 3중량부가 투입되어 탄소나노튜브가 과량의 전도성 필러에 의한 성형성 저하 문제를 최소화하면서도 우수한 전기 전도성을 부여하였다. 또한, 탄소나노튜브는 카본블랙(케첸블랙)과 투입량 또는 사용량이 동일한 경우 물성 향상 정도가 상대적으로 현저하므로 가격 대비 성능 비가 우수하고, 경제적 측면에서도 유리한 효과를 가짐을 알 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. (a) 복수의 탄소나노튜브로 이루어진 탄소나노튜브 집합체와 고무를 혼합 및 가압 성형하여 제1 마스터배치를 제조하는 단계;
    (b) 상기 제1 마스터배치와 고무를 혼합하고 가압 성형하여 제2 마스터배치를 제조하는 단계; 및
    (c) 상기 제2 마스터배치를 가황 및 가교하여 고무 복합재를 제조하는 단계;를 포함하는, 전기전도성 고무 복합재의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브의 평균 외경이 8~50㎚이고, 평균 내경이 상기 평균 외경의 40% 이상인 것을 특징으로 하는, 전기전도성 고무 복합재의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브의 라만 분광 강도비(IG/ID)가 0.8 이상인 것을 특징으로 하는, 전기전도성 고무 복합재의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브의 탄소 순도가 90% 이상인 것을 특징으로 하는, 전기전도성 고무 복합재의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브 집합체의 평균 다발 직경(bundle diameter)이 1~10㎛인 것을 특징으로 하는, 전기전도성 고무 복합재의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브 집합체의 평균 다발 길이(bundle length)가 10~100㎛인 것을 특징으로 하는, 전기전도성 고무 복합재의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고무가 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는, 전기전도성 고무 복합재의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 금속 산화물, 및 지방산을 추가로 혼합하는 것을 특징으로 하는, 전기전도성 고무 복합재의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 금속 산화물이 산화아연, 산화마그네슘, 산화주석, 산화칼슘, 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는, 전기전도성 고무 복합재의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 지방산이 부티르산(Butyric acid), 카프로산(Caproic acid), 카프릴산(Caprylic acid), 카프르산(Capric acid), 라우르산(Lauric acid), 미리스트산(Myristic acid), 팔미트산(Palmitic acid), 스테아르산(Stearic acid), 리놀레산(Linoleic acid), α-리놀레산(alpha-Linolenic acid), 아라키드산(Arachidic acid), 베헨산(Behenic acid), 에루신산(Erucic acid), 올레산(Oleic acid), 및 이들 중 2 이상의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는, 전기전도성 고무 복합재의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 탄소나노튜브 집합체의 함량이 상기 고무 복합재 100 중량부에 대해 0.8~5중량부인 것을 특징으로 하는, 전기전도성 고무 복합재의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 고무 복합재의 표면저항이 103~109Ω/sq인 것을 특징으로 하는, 프린터 롤러의 제조방법.
KR1020160033530A 2016-03-21 2016-03-21 전기전도성 고무 복합재의 제조방법 KR20170109425A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160033530A KR20170109425A (ko) 2016-03-21 2016-03-21 전기전도성 고무 복합재의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160033530A KR20170109425A (ko) 2016-03-21 2016-03-21 전기전도성 고무 복합재의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170109425A true KR20170109425A (ko) 2017-09-29

Family

ID=60035452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160033530A KR20170109425A (ko) 2016-03-21 2016-03-21 전기전도성 고무 복합재의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170109425A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108503940A (zh) * 2018-03-27 2018-09-07 华南理工大学 一种低居里温度点ptc有机复合材料及其制备方法
KR102255801B1 (ko) * 2021-02-16 2021-05-26 금호석유화학 주식회사 탄소나노튜브를 포함하는 고무 조성물
WO2021261657A1 (ko) * 2020-06-26 2021-12-30 재단법인 한국탄소산업진흥원 자가치유성 전도성 고분자 복합소재의 제조방법 및 이에 따라 제조된 자가치유성 전도성 고분자 복합소재
KR20220169201A (ko) * 2021-06-18 2022-12-27 넥센타이어 주식회사 Rfid용 타이어 고무 조성물 및 이를 포함하는 타이어

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108503940A (zh) * 2018-03-27 2018-09-07 华南理工大学 一种低居里温度点ptc有机复合材料及其制备方法
WO2021261657A1 (ko) * 2020-06-26 2021-12-30 재단법인 한국탄소산업진흥원 자가치유성 전도성 고분자 복합소재의 제조방법 및 이에 따라 제조된 자가치유성 전도성 고분자 복합소재
KR102255801B1 (ko) * 2021-02-16 2021-05-26 금호석유화학 주식회사 탄소나노튜브를 포함하는 고무 조성물
KR20220169201A (ko) * 2021-06-18 2022-12-27 넥센타이어 주식회사 Rfid용 타이어 고무 조성물 및 이를 포함하는 타이어

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Valentini et al. Synergistic effect of graphene nanoplatelets and carbon black in multifunctional EPDM nanocomposites
Kim et al. Fabrication of aligned carbon nanotube-filled rubber composite
US7214430B2 (en) Composite material
Subramaniam et al. Development of conducting polychloroprene rubber using imidazolium based ionic liquid modified multi-walled carbon nanotubes
Ponnamma et al. Carbon nanotube based elastomer composites–an approach towards multifunctional materials
Miller et al. Characterization of epoxy functionalized graphite nanoparticles and the physical properties of epoxy matrix nanocomposites
Sa et al. Effect of reduced graphene oxide-carbon nanotubes hybrid nanofillers in mechanical properties of polymer nanocomposites
US8957003B2 (en) Modified lubricant
Selvin Thomas et al. Electrical properties of natural rubber nanocomposites: effect of 1-octadecanol functionalization of carbon nanotubes
CN107266806B (zh) 导电性树脂组合物及其成型产品
Abraham et al. Developing highly conducting and mechanically durable styrene butadiene rubber composites with tailored microstructural properties by a green approach using ionic liquid modified MWCNTs
Zang et al. Enhanced mechanical and electrical properties of nylon‐6 composite by using carbon fiber/graphene multiscale structure as additive
Pojanavaraphan et al. Fabrication and characterization of new semiconducting nanomaterials composed of natural layered silicates (Na+-MMT), natural rubber (NR), and polypyrrole (PPy)
Li et al. The improved thermal oxidative stability of silicone rubber by using iron oxide and carbon nanotubes as thermal resistant additives
KR20170109425A (ko) 전기전도성 고무 복합재의 제조방법
Song Synergistic effect of clay platelets and carbon nanotubes in styrene–butadiene rubber nanocomposites
Lu et al. In‐situ thermal reduction and effective reinforcement of graphene nanosheet/poly (ethylene glycol)/poly (lactic acid) nanocomposites
Kausar Formation and properties of poly (vinyl butyral-co-vinyl alcohol-co-vinyl acetate)/polystyrene composites reinforced with graphene oxide-nanodiamond
Salaeh et al. Conductive epoxidized natural rubber nanocomposite with mechanical and electrical performance boosted by hybrid network structures
Hou et al. Bi2Se3 nanosheets: Advanced nanofillers for reinforcing and flame retarding polyethylene nanocomposites
US12116482B2 (en) Racing tire rubber composition and method for manufacturing same
KR101834894B1 (ko) 전자파 차폐용 고무 복합재 및 이의 제조방법
KR101661155B1 (ko) 탄소나노튜브를 함유한 타이어트레드 고무조성물
JP7155567B2 (ja) 成形体
KR102255801B1 (ko) 탄소나노튜브를 포함하는 고무 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E90F Notification of reason for final refusal
AMND Amendment