KR20180004624A - Carbon nanotubes and conductive polymer composite material produced is mixed utilization and efficient composition - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a conductive composition including a carbon nanotube, a conductive polymer complex body, and various substances. More specifically, a carbon nanotube and a conductive polymer complex body, which are physically, chemically, and electrically excellent, are injected and spread into ceramic, silicon, epoxy, and urethane and formed into a conductor, and thus, the composition is able to be applied to a heating element, an electromagnetic wave shielding agent, an electromagnetic wave absorbing agent, a heat radiation plate, a sound absorbing agent, and a cathode agent. Moreover, since the resistance value is controlled in accordance with the injection amount of the conductive polymer complex body and the carbon nanotube, the composition is able to be used as a heating element, an electromagnetic wave shielding agent, an electromagnetic wave absorbing agent, a heat radiation plate, a sound absorbing agent, and a cathode agent in accordance with a purpose.

Description

탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체로 혼합 제작되어 활용과 효율이 높은 조성물 { Carbon nanotubes and conductive polymer composite material produced is mixed utilization and efficient composition }(Carbon nanotubes and conductive polymer composite materials are produced by mixing and synthesizing carbon nanotubes with conductive polymer complexes.

본 발명은 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체와 다양한 물질을 포함한 도전성 조성물에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 물리적, 화학적 및 전기적 특성이 우수한 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체를 세라믹, 실리콘, 에폭시, 우레탄에 주입 분산하고 성형하여 도전체를 제조함으로써 발열체, 전자파 차폐제, 전자파 흡수제, 방열판, 방음제, 흡음제, 음극제 등에 적용할 수 있다. 또한, 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체 투입양으로 저항값을 조절함으로써 사용 목적에 따라 발열체, 전자파 차폐제, 전자파 흡수제, 방열판, 방음제, 흡음제, 음극제 등으로 사용 할 수 있는 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체로 제작되어 활용과 효율이 높은 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a conductive composition containing carbon nanotubes, conductive polymer complexes and various materials, and more particularly, to a conductive composition comprising carbon nanotubes and conductive polymer complexes excellent in physical, chemical and electrical properties, injected and dispersed in ceramic, silicone, An electromagnetic wave shielding agent, an electromagnetic wave absorbent, a heat sink, a soundproofing material, a sound absorbing material, a negative electrode material, etc., by producing a conductor by molding. In addition, by adjusting the resistance value of the carbon nanotubes and the conductive polymer composite, the carbon nanotubes and conductive polymer complexes, which can be used as heating elements, electromagnetic wave shielding agents, electromagnetic wave absorbents, heat sinks, soundproofing agents, sound absorbing agents, To a composition with high utilization and efficiency.

일반적으로 저항(발열)이란 전기에너지를 열에너지로 바꾸어 그 열을 외부로 복사하여 에너지를 전달하는 물체로서 각종 가전제품 또는 산업 분야 일반에 걸쳐 널리 이용되고 있고, 재질에 따라 금속저항체, 비금속저항체, 기타 저항체로 구분 된다. 최근 에너지 절약과 환경 문제에 대한 새로운 인식으로 인해 많은 국가에서 저항체(발열체)의 제조 및 응용분야에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.Generally, a resistance (heat) is an object that transfers energy by converting electric energy into heat energy and radiating heat to the outside, and is widely used in various household appliances or industrial fields. Depending on the material, a metal resistor, a nonmetal resistor, Resistors. Recently, many studies have been made on the manufacturing and application of resistors in many countries due to the new awareness of energy saving and environmental problems.

그러나, 금속저항체는 고온에서 변형이적고, 가공성이 좋으며 내산화성이 좋다는 장점이 있으나 고압에서 발열하므로 전류가 흐를 때 발생하는 자기장이 유해하고, 통상적으로 고압의 교류 전원을 사용하므로 전압이 높아서 안전상 위험하다는 문제점이 있으며, 기타 저항체 중의 한 종류인 세라믹에 바륨, 티탄 외 첨가물을 넣어 만든 종래의 저항체는 전류가 흐를 때 발생하는 자장이 인체에 유해한 점과 소모 전력이 높다는 단점이 있다.However, since the metal resistor has a small deformation at high temperature, good workability and good oxidation resistance, it generates heat at a high pressure, so that a magnetic field generated when a current flows is harmful and usually uses a high voltage AC power source. However, conventional resistors made by adding barium and titanium other additives to ceramics, one kind of other resistance bodies, have a disadvantage that the magnetic field generated when a current flows is harmful to the human body and the consumed power is high.

한편, 비금속저항체 중에서 탄소 저항체는 가장 많이 실용되고 있으며, 흑연(탄소)저항체는 직접 통전하여 발열하는 저항 발열체, 고주파유도에 의한 발열을 이용하는 다양한 고온용 발열체 등으로서 이용되고 있다. 흑연 발열체는 열 과 전기를 잘 전달하고 열팽창이 작고 내열성과 충격성이 우수하며, 고온에서의 강도가 화학적으로 안정하고 내약품성이 있을 뿐만 아니라 가공성이 좋다는 장점이 있지만, 기계적 강도가 금속보다 낮은 단점이 있다.On the other hand, carbon resistors among non-metallic resistors are most widely used, and graphite (carbon) resistors are used as resistance heating elements that generate heat by directly energizing them, and various high-temperature heating elements that utilize heat generated by high frequency induction. The graphite heating element has a merit that it conveys heat and electricity well, has a small thermal expansion, is excellent in heat resistance and impact resistance, chemically stable at high temperature, has chemical resistance and good workability, but has a disadvantage that mechanical strength is lower than that of metal have.

흑연 발열체는 여러 가지 우수한 장점을 보유하고 있음에도 불구하고 고형화하는 성형과정에서 고압 또는 고온의 특수한 장비와 기술이 필요하여 경제성이 떨어지고 고형화한 크기가 작으며 원하는 형상으로 제작하려면 공작기계를 사용하여 가공해야 하므로 이차 가공비가 소요된다.Graphite heating elements have various advantages, but they require special equipments and technologies such as high pressure or high temperature in solidification molding process, so they are not economical and have a small solidified size. In order to produce desired shapes, they must be machined using machine tools Therefore, secondary processing costs are required.

또한, 흑연 분말은 성형된 후에도 미세 분말이 표면 에서 묻어 나는 문제점이 있다.Further, the graphite powder has a problem that the fine powder is buried on the surface even after molding.

상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 흑연을 대신한 탄소나노튜브(CNT, Carbon Nano tube)가 대두 되고 있는데, 탄소나노튜브는 그 단일구조와 우수한 기계적 및 전기적 특성으로 인해 폭넓은 관심을 받고 있다. 탄소나노튜브에 대한 많은 구조 및 그 실제 응용들이 전자디바이스, 이종정합 디바이스, 전자방출기 및 기타 산업 분야 등에서 분야 등에서 제안되어 왔으며, 탄소나노튜브가 포함된 복합체는 정전기방지, 디바이스, 캐패시터, EMI차폐, 전자파 없는 발열체를 포함한 수많은 용도로의 응용될 수 있다.In order to solve the above problems, carbon nanotubes (CNTs) instead of graphite are being developed. Carbon nanotubes have received wide interest due to their simple structure and excellent mechanical and electrical properties. Many structures and practical applications for carbon nanotubes have been proposed in fields such as electronic devices, heterojunction devices, electron emitters, and other industrial fields, and composites containing carbon nanotubes have been widely used in the fields of electrostatic discharge, devices, capacitors, EMI shielding, It can be applied to a number of applications including electromagnetic wave-free heating elements.

그러나, 탄소나노튜브가 포함된 복합체는 성형의 어려움과 기계적 강도를 형성하기 어렵고, 내수명성에도 문제점이 있어 현재는 발열체로서 필름형태 의 수지(RESIN) 등에 균일하게 분사 또는 인쇄하여 코팅하는 방법으로만 주로 이용 되고 있다는 한계가 있었다.However, since the composite containing carbon nanotubes has difficulty in forming and mechanical strength, and has a problem in water resistance, it is currently used as a method of uniformly spraying or printing a film-like resin (RESIN) There is a limitation that it is mainly used.

국내등록특허 제10-0749886호Korean Patent No. 10-0749886 국내등록특허 제10-1055631호Korean Patent No. 10-1055631

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체를 세리믹, 실리콘, 에폭시, 우레탄과 같은 물질에 혼합하여 저항(발열)이 고르게 이루어지도록 하여 발열체로 사용할 수가 있다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a carbon nanotube-conductive polymer composite material having excellent resistance (heat generation) by mixing it with ceramics, silicone, epoxy, .

본 발명에 포함되는 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체의 양으로 저항을 사용 목적에 따라 조절할 수 있다.The amount of the carbon nanotubes and the conductive polymer composite included in the present invention can control the resistance according to the purpose of use.

본 발명은 또한, 발열체와, 전자파 차폐제, 전자파흡수제, 방열판, 방음제, 흡음제, 음극제 등에 적용 할 수 있다. The present invention can also be applied to a heating element, an electromagnetic wave shielding agent, an electromagnetic wave absorbent, a heat sink, a soundproofing material, a sound absorbing material, a negative electrode material, and the like.

본 발명은 또한, 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체와 세라믹, 실리콘, 에폭시, 우레탄 포함하여 제조함으로써 낮은 가격과 뛰어난 성능의 생산성이 우수한 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체 조성물을 제공하는데 있다.The present invention also provides carbon nanotubes and conductive polymer composite compositions that are manufactured by incorporating carbon nanotubes, conductive polymer complexes, ceramics, silicones, epoxies, and urethanes, and thus have excellent productivity at low cost and excellent performance.

상기 과제를 해결하기 위해서,In order to solve the above problems,

탄소나노튜브를 다양한 활용과 효율이 높은 저항체로 만들기 위한 전처리 방법으로는 100 ~ 120℃에서 빠르게 가열하여 열처리를 실시함으로써 탄소나노튜브에 포함된 수분이 제거시키는 단계; As a pre-treatment method for making carbon nanotubes into a variety of utilization and high-efficiency resistors, rapid heating at 100 to 120 ° C. and heat treatment are performed to remove moisture contained in the carbon nanotubes.

전처리한 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체의 혼합물은 탄소나노튜브 100중량부에 전도성 고분자 5 ~ 100중량부를 포함하여 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체의 혼합물을 만드는 단계; Preparing a mixture of the carbon nanotubes and the conductive polymer composite by mixing the carbon nanotubes and the conductive polymer complex in 100 parts by weight of the carbon nanotubes and 5 to 100 parts by weight of the conductive polymer;

탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체 100 중량부에 대하여 세라믹을 성형 목적에 따라 5~ 60중량부를 포함하여 혼합물을 성형, 제조하는 단계;Molding a mixture including 100 parts by weight of the carbon nanotube and the conductive polymer composite, and 5 to 60 parts by weight of the ceramic according to the purpose of molding;

상기 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체에 세라믹 외에도 실리콘, 에폭시, 우레탄 중 하나를 사용하여 물질에 분산시 발포제를 사용하여 물질의 공기층을 만드는 구조로 성형하는 단계; 를 Molding the carbon nanotubes and the conductive polymer composite into a structure for forming an air layer of a material by using a foaming agent when dispersing the carbon nanotubes in a material using one of silicon, epoxy, and urethane in addition to ceramics; To

특징으로 하는 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체로 제작된 활용과 효율이 높은 저항(발열)체를 제조한다.(Thermally conductive) body made of carbon nanotubes and conductive polymer complexes.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description.

본 발명에 따른 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체는 세리믹, 실리콘, 에폭시, 우레탄에 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체 양을 조절하여 분산함으로써 사용목적에 따라 발열체, 전자파 차폐제, 전자파 흡수제, 방열판, 방음제, 흡음제, 음극제 등으로 다양하게 제조할 수 있는 효과가 있다.The carbon nanotubes and the conductive polymer composite according to the present invention can be prepared by dispersing carbon nanotubes and conductive polymer composites in ceramic, silicone, epoxy, and urethane to control the amount of carbon nanotubes and conductive polymer complexes, A sound absorbing agent, a negative electrode agent, and the like.

또한, 탄소나노튜브, 전도성 고분자, 그 외의 물질에 각각 분산한 저항값 보다, 본 발명과 같이 탄소나노튜브와 전도성고분자 복합체를 만들고 그외 의 물질인 세라믹, 실리콘, 에폭시 우레탄에 분산했을 때 저항값이 수십~수백배 낮은 저항 효과가 있으며, 낮은 가격, 뛰어난 성능, 우수한 생산성 등의 특징을 나타내어 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체가 더욱 효율적인 효과가 있다. In addition, when the carbon nanotubes and the conductive polymer composite are formed and dispersed in ceramic, silicon, or epoxy urethane, which is another material, as compared with the resistance values dispersed in the carbon nanotubes, conductive polymers, and other materials, It has several tens to hundreds of times less resistance, and has features such as low cost, excellent performance, and excellent productivity, which makes carbon nanotubes and conductive polymer composites more efficient.

또한, 점도가 낮아 어떠한 형상으로도 제조가 가능하므로 작업성이 우수하며, 그 공정이 간단하여 상업화가 용이하고, 대량 생산이 가능한 효과가 있다. In addition, since it has low viscosity and can be produced in any shape, it is excellent in workability, and its process is simple, commercialization is easy, and mass production is possible.

또한, 열전도성이 1,800~6,000W/mk로 매우 높은 탄소나노튜브를 이용하여 발열체를 제공하므로 탄소나노튜브의 소량첨가로 인하여 낮은 전압 하에서도 우수한 열전도성과 발열성, 전기전도성을 나타내는 효과가 있다.In addition, since a heating element is provided using carbon nanotubes having a very high thermal conductivity of 1,800 to 6,000 W / mk, a small amount of carbon nanotubes can provide excellent thermal conductivity, heat generation and electric conductivity even under low voltage.

도 1은 조성물을 제조하는 모식도이다.1 is a schematic diagram for preparing a composition.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 내용의 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of embodiments of the present invention and methods of achieving them will be apparent with reference to the embodiments of the appended claims. The present invention may, however, 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, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

본 발명에 따른 조성물은 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체를 혼합한 뒤 혼합, 성형이 가능한 물질인 세라믹(Ceramic), 실리콘(Silicon), 에폭시(Epoxy), 우레탄(Urethane) 등에 포함함으로써 물질의 특성과 함께 다양하게 형성될 수 있다.The composition according to the present invention can be prepared by mixing carbon nanotubes and conductive polymer complexes and then mixing them with ceramics, silicones, epoxies, urethanes, Can be formed in various ways.

탄소나노튜브는 기계적 강도 및 성질과 열전도 특성이 우수한 발열물질로서 대체로 수 내지 수십 ㎛이며, 그 길이가 수십 내지 수백 ㎛에 이를 정도로 비등방성의 구조를 갖는 소재이다. 탄소나노튜브에서 하나의 탄소원자는 3개의 다른 탄소원자와 결합되어 있고, 육각형의 벌집 무늬를 이루고 있는 그라핀 시트(graphene sheet)가 튜브 형상으로 감겨있는 구조를 가진다.Carbon nanotubes are exothermic materials having excellent mechanical strength and properties and thermal conduction characteristics, and have an anisotropic structure with a length of several tens to several tens of micrometers and a length of several tens to several hundreds of micrometers. In carbon nanotubes, one carbon atom is bonded to three different carbon atoms and has a structure in which a graphene sheet having a hexagonal honeycomb pattern is wound in a tube shape.

이러한 구조적 특성에 따라 역학적으로도 견고하며(철의 100배 정도) 화학적인 안정도도 뛰어날 뿐만 아니라, 전기저항이 10-1~10-4Ω 정도로 반도체(中空)특성으로 일반적인 탄소소재인 흑연이나 탄소섬유 등에 비해 낮은 밀도를 가진다. 또한 직경에 대한 길이비(L/R)가 높아 고분자 수지 내에 분산시 소량의 첨가로 서로 그물망 구조(Network Structure)를 이루어 전기전도 네트웍 형성이 용이하여 뛰어난 전기 전도성을 얻을 수 있다는 장점이 있다.It is mechanically stable (about 100 times as much as iron) due to its structural characteristics, and has excellent chemical stability. Its electric resistance is about 10 -1 ~ 10 -4 Ω. It is made of graphite or carbon And has a lower density than fibers and the like. In addition, since the length ratio to diameter (L / R) is high, it is advantageous to form a network structure by adding a small amount when dispersed in the polymer resin, and to easily form an electric conduction network and obtain excellent electric conductivity.

탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체의 혼합물은 만들기 위해서는 선택된 탄소 나노튜브를 100 ~ 120℃에서 빠르게 가열을 한 뒤, 산성용액상에서 초음파 처리를 하여 분산과정을 거친다. 상기 과정을 거쳐 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체의 혼합물은 분산성 및 전도성 고분자와의 혼합성을 향상시킬 수 있다. In order to make a mixture of the carbon nanotubes and the conductive polymer complex, the selected carbon nanotubes are rapidly heated at 100 to 120 ° C, and then subjected to a dispersion process by ultrasonic treatment in an acidic solution. Through the above process, the mixture of the carbon nanotubes and the conductive polymer complex can improve the dispersibility and the mixing property with the conductive polymer.

상기와 같이 준비된 탄소나노튜브 100 중량부는 전도성 고분자 5 ~ 100 중량부를 포함하여 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체를 만든다. 더욱 바람직하게는 탄소나뉴튜브 100 중량부에 대하여 1 ~ 60 중량부를 포함하여 복합체를 형성하면 더욱 전도성이 높으면서도 경제적으로 더 높은 효율의 복합체 형성이 가능하다. 상기 탄소 나노튜브에 전도성 고분자 복합체양을 조절하여 분산함으로써 사용목적에 따라 발열체, 전자파 차폐제, 전자파 흡수제, 방열판, 방음제, 흡음제, 음극제 등으로 다양하게 제조할 수 있는 효과가 있다. 상기 목적에 따라 배합을 달리하여 중량부를 조절하여 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체는 세라믹 및 그 외의 물질에 혼합이 용이 하고 더 효율이 높은 조성물 생성이 가능하게 된다.100 parts by weight of the carbon nanotubes prepared as described above include 5 to 100 parts by weight of the conductive polymer to produce a carbon nanotube and a conductive polymer composite. And more preferably 1 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon nanotubes to form a composite, it is possible to form a composite having higher conductivity and higher efficiency. Electromagnetic wave shielding agent, electromagnetic wave absorbing agent, heat sink, soundproofing agent, sound absorbing agent, negative electrode agent, etc. according to the purpose of use by dispersing the amount of the conductive polymer complex in the carbon nanotube. The carbon nanotubes and the conductive polymer composite can be easily mixed with ceramics and other materials and can be produced with higher efficiency by controlling the weight of the carbon nanotubes according to the purpose.

탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체는 본 발명에 따른 발열체 100 중량부에 대하여, 5 ~ 70 중량부가 포함될 수 있으며 바람직하게는 5 ~ 60 중량부가 포함될 수 있다. 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체가 5 중량부 미만으로 포함되면 조성물의 전기 전도성이 낮아져 저항이 증가하므로 발열체의 발열 효율이 좋지 못한 문제와 전자파 차폐제, 전자파 흡수제, 방열판, 방음제, 흡음제, 음극제 효과가 떨어질수 있으며, 60 중량부를 초과하면 결합하고자 하는 물질과의 결합력이 낮아져 강도가 저하되어 내구성이 약하고, 성형이 용이하지 못한 단점이 있다.The carbon nanotube and the conductive polymer composite may contain 5 to 70 parts by weight, preferably 5 to 60 parts by weight, based on 100 parts by weight of the heat generating material according to the present invention. When the carbon nanotubes and the conductive polymer complex are contained in an amount of less than 5 parts by weight, the electrical conductivity of the composition is lowered and the resistance is increased. Therefore, the heat generation efficiency of the heating element is poor and the effect of electromagnetic shielding agent, electromagnetic wave absorbent, heat sink, soundproofing agent, sound absorbing agent, If it is more than 60 parts by weight, the bonding strength with the substance to be bonded is lowered and the strength is lowered, so that the durability is weak and the molding is not easy.

따라서, 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합제는 5 ~ 60 중량부가 포함되는 경우에 저항체가 충분한 전기전도도 및 열전도성을 가지게 되며, 우수한 가공성 및 성형성과 함께 기계적 강도 또한 저하되지 않는다.Therefore, when 5 to 60 parts by weight of the carbon nanotube and the conductive polymer composite are contained, the resistor has sufficient electrical conductivity and thermal conductivity, and the mechanical strength is not deteriorated with good processability and moldability.

한편, 탄소나노튜브는 튜브의 벽을 이루는 그라핀 시트의 개수에 따라서 단일벽 탄소나노튜브(single-walled carbon nanotube), 다중벽 탄소나노튜브 (multi-walled carbon nanotube)로 구분되고, 여러 개의 탄소나노튜브가 다발 (bundled)의 형태로 존재할 수도 있다.Meanwhile, the carbon nanotubes are classified into single-walled carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes according to the number of graphene sheets constituting the wall of the tube, Nanotubes may be present in the form of bundles.

본 발명에서 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브(single walled carbon nanotube, SWNT), 이중벽 탄소나노튜브(double-walled carbon nanotube, DWNT), 얇은 다중벽 탄소나노튜브(thin multi-walled carbon nanotube) 또는 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube, MWNT) 중에서 선택되는 적어도 하나일 수 있으며 바람직하게는 다중벽 탄소나노튜브를 사용할 수 있다.The carbon nanotubes may be single walled carbon nanotubes (SWNTs), double-walled carbon nanotubes (DWNTs), thin multi-walled carbon nanotubes And may be at least one selected from multi-walled carbon nanotubes (MWNTs), and preferably multi-walled carbon nanotubes can be used.

또한, 탄소나노튜브는 직경이 1 내지 20nm일 수 있으며, 길이가 1 내지 100㎛ 일 수 있다. 탄소나노튜브의 길이가 1㎛ 미만이면 내구성이 저하 되고 전기 전도성이 낮아져 발열이 충분히 이루어지지 않는 문제점이 있고, 100㎛를 초과 하면 조성물의 표면이 고르지 않은 문제점이 있다.The carbon nanotubes may have a diameter of 1 to 20 nm and a length of 1 to 100 탆. If the length of the carbon nanotubes is less than 1 mu m, the durability of the carbon nanotubes may be lowered and the electrical conductivity may be lowered, resulting in insufficient heat generation. If the length exceeds 100 mu m, the surface of the composition may be uneven.

본 발명에서 세라믹(Ceramic), 실리콘(Silicon), 에폭시(Epoxy), 우레탄 (Urethane) 각각의 물질에 적용한 실시예를 제공한다.Embodiments of the present invention are applied to respective materials of ceramics, silicones, epoxies, and urethane.

예를 들어, 저항체를 제조하기 위하여 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체와 세라믹을 일정 비율로 서로 혼합된다. 이때, 탄소나노튜브는 분말형태로 준비되어 분말 상태인 전도성 고분자 복합체와 혼합 분산한 혼합물은 세라믹에 분산될 수 있다.For example, a carbon nanotube, a conductive polymer composite, and a ceramic are mixed with each other at a predetermined ratio to produce a resistor. At this time, the carbon nanotubes are prepared in the form of powder, and the mixture of the conductive polymer complex in powder state and the mixed and dispersed mixture can be dispersed in the ceramic.

상기 전도성 고분자물질은 PP(Polypropylene), POM(Polyoxymethylene), ABS(Acrylonitrile-butadiene-styrene resin), 나일론(PA: Polyamide), PC(Polyvinylchloride), PE(Polyethylene), MPPO(Modified Polyphenyleneoxide), PBT(Polybutylen terephthalate), PPS(Polyphenylenesulfide), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PPA(Polyphtalamide), PC(Polycarbonate), PS(Polystyrene), UHMW-PE(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene) 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.The conductive polymer material may be at least one selected from the group consisting of polypropylene (PP), polyoxymethylene (POM), acrylonitrile-butadiene-styrene resin, nylon (PA), polyvinylchloride (PC), polyethylene (PE), modified polyphenylene oxide Polybutylene terephthalate, PPS (polyphenylenesulfide), PTFE (polytetrafluoroethylene), PPA (Polyphthalamide), PC (Polycarbonate), PS (Polystyrene) and UHMW-PE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene) .

한편, 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체와 세라믹 혼합체 조성물을 제조하기 위해서 혼합 되기전에 탄소나노튜브는 열처리를 실시한다. 이는 탄소나노튜브에 포함된 수분을 제거하기 위한 것으로 100 ~ 120℃에서 빠르게 가열한다. 빠르게 가열하여 수분을 제거함으로써 전도성 고분자와 다른 물질을 혼합할 때 혼합성과 분산성을 높이고 수분을 제거하여 제조되는 조성물의 성능을 향상시킬 수 있다.On the other hand, the carbon nanotubes are heat-treated before mixing to prepare the carbon nanotubes, the conductive polymer composite and the ceramic mixture composition. This is to remove the moisture contained in the carbon nanotubes and rapidly heated at 100 to 120 ° C. It is possible to improve the performance of the composition prepared by increasing the mixing and dispersibility and removing moisture when the conductive polymer is mixed with other materials by rapidly heating to remove moisture.

아울러, 탄소나노튜브는 전도성 고분자와 세라믹에 분산되기 전에 별도의 분산 과정을 더 거칠 수 있다. 즉, 탄소나노튜브는 탄소나노튜브 분산과정을 거쳐 분산된 탄소나노튜브로서 전도성 고분자 각각의 물질에 고르게 분산되는 것이다.In addition, carbon nanotubes can be further dispersed before being dispersed in conductive polymers and ceramics. That is, the carbon nanotubes are carbon nanotubes dispersed through the carbon nanotube dispersion process and are uniformly dispersed in the respective materials of the conductive polymer.

탄소나노튜브는 탄소나노튜브간의 반데르발스힘에 의한 응집이 발생하기 쉬워 복수개의 탄소나노튜브로 이루어지는 번들(bundle) 또는 응집체(agglomerate) 구조로 형성되어있는 경우가 많으며, 따라서 이와 같은 탄소나노튜브 응집체를 탄소나노튜브 분산 과정을 거쳐 분산한 후 사용해야 한다.Carbon nanotubes are easily formed by bundle or agglomerate structure composed of a plurality of carbon nanotubes because aggregation by van der Waals force between carbon nanotubes is likely to occur, Agglomerates should be dispersed through the carbon nanotube dispersion process before use.

탄소나노튜브의 분산방법으로는 용액 중에서 탄소나노튜브를 분산시키는 방법으로서, 초음파 처리 등의 물리적 분산 처리 방법이 있다. 예를 들어, 용매에 탄소나노튜브를 넣고, 초음파 처리를 통하여 탄소나노튜브를 용매 중에 분산시키는 방법이 이용될 수 있다. 이때, 초음파 처리에서 계면 활성제 등의 물질을 용매에 부가하여 탄소나노튜브의 친용매성(친수성)을 높이는 것도 가능하다.As a method of dispersing carbon nanotubes, there is a method of dispersing carbon nanotubes in a solution, such as ultrasonic treatment. For example, a method in which carbon nanotubes are put in a solvent and the carbon nanotubes are dispersed in a solvent through ultrasonic treatment can be used. At this time, it is also possible to increase the hydrophilicity (hydrophilicity) of the carbon nanotubes by adding a substance such as a surfactant to the solvent in the ultrasonic treatment.

본 발명에서 탄소나노튜브는 세리믹에 분산되기 전에 산성용액하에서 초음파 처리될 수 있는데, 산성 용액은 질산, 황산, 염산 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 이때 분산은 10분 내지 120분 동안 진행될 수 있다. 예를 들어 질산 내에서 50내지 60Hz의 초음파 하에 2시간 이하 동안 진행될 수 있다. 이는 2시간 넘게 초음파 처리를 할 경우 오히려 탄소나노튜브의 결정성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 분산시 상기와 같이 산성 용액하에서 탄소나노튜브에 수행하면 탄소나노튜브의 분산성 및 전도성 고분자와 세라믹의 혼합성을 향상시킬 수 있다.In the present invention, the carbon nanotubes can be ultrasonicated in an acidic solution before being dispersed in the ceramic. The acidic solution may be nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, or a mixture thereof. In this case, the dispersion may be carried out for 10 to 120 minutes. For example less than 2 hours under ultrasound at 50 to 60 Hz in nitric acid. This is problematic in that the crystallinity of the carbon nanotubes is deteriorated when the ultrasonic treatment is performed for more than 2 hours. In addition, when the carbon nanotubes are dispersed in the acidic solution as described above, the dispersibility of the carbon nanotubes and the mixing property of the conductive polymer and the ceramic can be improved.

본 명세서에서는 탄소나노튜브를 분산하는 방법으로 탄소나노튜브를 산성 용액하에서 초음파 처리하는 방법을 기술하였지만 이에 한정되지 않고 탄소나노 튜브를 분산하는 방법이면 어떤 방법을 수행하여도 무방함은 물론이다.In this specification, a method of ultrasonically treating carbon nanotubes in an acidic solution by a method of dispersing carbon nanotubes has been described. However, the present invention is not limited thereto and any method may be used as long as it is a method of dispersing carbon nanotubes.

탄소나노튜브 분산과정을 거쳐 분산된 탄소나노튜브는 전도성 고분자 복합체와 분산과정을 거친다.The carbon nanotubes dispersed through the carbon nanotube dispersion process undergo a dispersion process with the conductive polymer complex.

이때는 스쿠류에 의한 회전 분산으로 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체를 혼합한 후 세라믹에 분산하는데, 분산하는 방법으로는 In this case, the carbon nanotubes and the conductive polymer complex are mixed and dispersed in the ceramics by the rotation dispersion by the squeak,

a. 혼합하려는 물질에 열을 가하여 용융시켜 섞는 방법 a. How to mix and mix by applying heat to materials to be mixed

b. 혼합하려는 물질을 용매에 녹여 섞는 방법 b. Mixing the substances to be mixed in a solvent

c. 혼합하려는 모노머에 혼합한 후 중합시키는 방법 등이 이용될 수 있다.c. A method in which a monomer to be mixed is mixed and then polymerized can be used.

탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체와 세라믹을 일정량 혼합되어 혼합물을 형성하는데, 상기 세라믹에 분산되는 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체의 양은 전체 100 중량부에 대하여 5 ~ 60 중량부 일 수 있으며, 혼합하고자 하는 그 외의 물질은 모노머 형태일 수 있고, 탄소나노튜브는 분산된 분말 형태일 수 있고 전도성 고분자는 액체, 또는 분말 형태 일수 있다.The amount of the carbon nanotubes and the conductive polymer composite dispersed in the ceramics may be 5 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the carbon nanotubes, the conductive polymer composite, and the ceramics. Other materials may be in monomeric form, carbon nanotubes in dispersed powder form, and conductive polymer in liquid or powder form.

분산기를 이용하여 다양한 물질에 분산된 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체를 분산시키는데, 이때 분산기는 특별히 제한되지 않고 초음파 장비가 구비된 것이면 어느 것이나 사용할 수 있다. 구체적으로는 이중 자켓 플라스크를 이용하여 플라스크 내부 온도를 모노머의 녹는점 이상으로 유지시키면서 모노머에 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체를 분산 시킨다. 이때 순환장치를 이용하여 이중자켓 안으로 물이 흐르도록 연결하고 물의 온도를 일정하게 유지함으로써 플라스크내 온도를 유지시킨다.The dispersing device disperses the carbon nanotubes and the conductive polymer complex dispersed in various materials. The dispersing device is not particularly limited and any material provided with ultrasonic devices can be used. Specifically, the carbon nanotubes and the conductive polymer complex are dispersed in the monomer while maintaining the temperature inside the flask above the melting point of the monomer using a double jacket flask. At this time, water is flowed into the double jacket by using a circulating device and the temperature of the flask is maintained by keeping the water temperature constant.

다음으로 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체 세라믹에 초음파를 조사하고 교반함으로써 세라믹에 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체를 고르게 분산시킨다. 구체적으로는 초음파 장치를 통해 플라스크에 초음파를 조사하면서 교반장치를 작동 시켜 분산을 진행시킨다. 이때 초음파 조사시간은 5분 ~ 6시간일 수 있다. 초음파 조사 시간이 6시간을 초과하면 탄소나노튜브가 파괴될 수 있다는 문제점이 있고, 5분 미만 이면 분산이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있다.Next, the carbon nanotubes and the conductive polymer composite are uniformly dispersed in the ceramic by irradiating ultrasonic waves to the carbon nanotube and the conductive polymer composite ceramic. Specifically, the ultrasonic wave is applied to the flask through the ultrasonic device to operate the stirring device to progress the dispersion. At this time, the ultrasonic irradiation time may be 5 minutes to 6 hours. If the ultrasonic irradiation time exceeds 6 hours, there is a problem that the carbon nanotubes may be destroyed. If the irradiation time is less than 5 minutes, dispersion is not achieved properly.

초음파를 조사하여 탄소나노튜브를 세라믹에 분산하면 혼합물의 점도를 낮춰 발열체 제조의 작업성을 향상시키는 효과가 있으며, 또한 분산 전, 후를 비교하면, 동일한 조성비에서 분산 후의 점도가 분산 전의 점도 보다 1.5 ~ 2 배 가량 낮게 나타나므로 동일한 점도를 구현하기 위해서 탄소나노튜브의 조성비를 1.5 ~ 2배 증가 시킬 수 있다는 장점이 있어 발열체에 포함되는 탄소나노튜브의 양이 증가하여 발열체의 발열효율이 향상된다는 효과가 있다.When the carbon nanotubes are dispersed in ceramics by irradiating ultrasonic waves, the viscosity of the mixture is lowered to improve the workability in the production of a heating element. In addition, when comparing before and after dispersion, the viscosity after dispersion in the same composition ratio is 1.5 To about 2 times, so that the composition ratio of the carbon nanotubes can be increased by 1.5 to 2 times in order to realize the same viscosity, so that the amount of the carbon nanotubes contained in the heating body is increased to improve the heating efficiency of the heating body .

또한, 탄소나노튜브와 세라믹의 혼합성을 높여주어 발열체의 표면을 매끈하게 하고, 저항을 낮춰 전기전도성을 높이므로 조성물의 효율을 상승시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the mixing efficiency of the carbon nanotubes and the ceramic is increased to smooth the surface of the heating element, and the electrical conductivity is improved by lowering the resistance, thereby increasing the efficiency of the composition.

한편, 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체와 세라믹은 혼합스크류에의해 혼합되어 합성을 증가시킬 수 있다. 이때 사용되는 혼합스크류는 나사산에 복수개의 보조 혼합부가 더 형성된 것으로서, 보조 혼합부는 스크류의 나사산에 복수개가 양방향으로 돌출되어 형성된 나사산의 양측에 위치하는 보조 혼합부는 서로 마주보지 않고 어긋나게 배치되어 형성된다. 이때, 보조 혼합부는 경사를 이루도록 돌출형성 될 수 있는데, 이 경우에 스크류의 측면, 즉 스크류 길이 방향에 수직 되는 방향에서 바라보면, 복수개의 보조혼합부는‘∨’형상을 이룰 수 있다.On the other hand, carbon nanotubes, conductive polymer complexes and ceramics can be mixed by mixing screws to increase the synthesis. The mixing screw used in this case is formed with a plurality of auxiliary mixing parts in the screw thread, and the auxiliary mixing parts are formed by shifting the auxiliary mixing parts located on both sides of the screw thread formed by projecting a plurality of screw threads in the screw threads in opposite directions. At this time, the auxiliary mixing portion may be formed so as to be inclined. In this case, when viewed from the side of the screw, that is, the direction perpendicular to the screw longitudinal direction, the plurality of auxiliary mixing portions may have a shape of 'V'.

상기와 같이 나사산에 보조혼합부가 더 형성된 혼합스크류를 이용함으로써 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체가 세라믹에 고르게 분산되는 것을 용이하게하여 원활한 혼합을 이루는 효과가 있다.As described above, by using the mixing screw in which the auxiliary mixing portion is further formed in the screw thread, the carbon nanotubes and the conductive polymer composite are uniformly dispersed evenly in the ceramic, thereby achieving smooth mixing.

따라서 상기와 같이 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체가 세라믹에 분산되고 혼합된 혼합물을 사출(압축) 성형하여 조성물을 얻을 수 있으며, 상기 조성물을 발열체로 사용이 가능하다.Accordingly, the carbon nanotubes and the conductive polymer composite may be dispersed in the ceramic and the mixture may be injection-molded to obtain a composition. The composition may be used as a heating element.

이때, 탄소나노튜브의 특성을 고려하여 보다 균일한 분자구조를 형성하기 위하여 압축비를 3.5~5 : 1로 하여 사출(압축)하는 것이 바람직하다.At this time, in order to form a more uniform molecular structure in consideration of the characteristics of the carbon nanotubes, it is preferable to inject (compress) the carbon nanotubes at a compression ratio of 3.5 to 5: 1.

한편, 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체가 세리믹에 분산되고 혼합된 혼합물은 열경화성 물질로 제조될 수 있으며, 제조된 마스터배치를 이용하여 조성물을 제조할 수도 있다.On the other hand, the mixture in which the carbon nanotubes and the conductive polymer composite are dispersed and mixed in the ceramic can be made of a thermosetting material, and the composition can be prepared using the masterbatch.

성형된 조성물은 입자 구조와 형태 구조적인 변형을 방지하기 위하여 후처리 과정을 더 거칠 수 있는데, 이는 90 ~ 130℃에서 40 ~ 80분 동안 가열하고 20 ~ 40분 동안 냉각하는 과정으로써 복수회, 바람직하게는 2 ~ 5회 반복 수행될 수 있다.The molded composition may be subjected to further post-treatment to prevent grain structure and morphological structural deformations, which may be accomplished multiple times by heating at 90-130 < 0 > C for 40-80 minutes and cooling for 20-40 minutes Can be repeated 2 to 5 times.

상기와 같이 제조된 본 발명의 조성물은 원 또는 다각의 판형, 구형, 봉형 등 다양한 형태로 제조될 수 있고, 발포제를 사용하여 내부에 공기층을 만들 수 있어 표면적이 넓어 효율이 좋은 발열체와 방음제, 방열판 등에 적용할 수가 있다.The composition of the present invention can be produced in various shapes such as circular or rectangular plate, spherical, and rod shapes, and an air layer can be formed by using a foaming agent. Thus, And the like.

또한, 항체는 전극을 연결하여 조성물의 전원이 인가될 경우 표면에서 직접 열이 발생되기 때문에 열전달에 의한 열손실을 최소화할 수 있고, 동시에 빠른 온도 상승속도를 얻을 수 있다. 이를 통하여 소비전력을 낮출 수 있는 효과가 있으며, 보온, 단열 또는 난방 등의 용도를 위한 다양한 형태로 제품화될 수 있고, 이 외에도 관련 산업 분야에서 다양한 형태로 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 조성물은 발열시트, 온풍기, 발열보온병 또는 발열 라디에이터 등에 이용될 수 있고, 전자파 차폐, 흡수제로는 휴대폰, TV등 에서 나오는 전자파를 방지할 수 있으며, 방열판은 CPU, 차량용 등으로 사용할 수 있으며, 방음제로는 차량용 내부, 외부와 녹음실, 스피커내부 흡음제 등으로 사용할 수가 있다.In addition, since the antibody directly generates heat on the surface when the power of the composition is connected by connecting the electrodes, heat loss due to heat transfer can be minimized, and at the same time, a rapid temperature rise rate can be obtained. This can reduce power consumption and can be manufactured in various forms for use such as heat insulation, insulation, or heating. In addition, the present invention can be used in various forms in related industries. For example, the composition according to the present invention can be used for a heating sheet, a hot air fan, an exothermic thermostat or an exothermic radiator, and an electromagnetic wave shielding and absorbing agent can prevent electromagnetic waves emitted from a mobile phone and a TV. And the soundproofing agent can be used as a soundproofing agent in the interior of a vehicle, outside, a recording room, or a speaker.

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 보다 구체적으로 설명하고자 하나 이는 단지 설명을 위한 것으로서 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which should not be construed as limiting the scope of the present invention.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

탄소나노튜브(다중벽, 분말형, 직경 10nm, 길이 50μm), 100℃에서 열처리하여 수분을 제거하였다.Carbon nanotubes (multi-wall, powder type, diameter 10 nm, length 50 μm) were heat-treated at 100 ° C to remove moisture.

탄소나노튜브에 70% 질산(HNO3)을 처리하고 20분 초음파 처리(40W, 55Hz) 하여 분산하였다. 분산 후 필터링을 통해 중화시킨 후 60℃ 오븐에서 건조하였다Carbon nanotubes were treated with 70% nitric acid (HNO 3 ) and dispersed by ultrasonic treatment (40 W, 55 Hz) for 20 minutes. Neutralized through filtering after dispersion, and then dried in an oven at 60 ° C

탄소나노튜브 100 중량부에 전도성 고분자 70 중량부를 포함하는 혼합물을 제조하여 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체를 만들었다.A mixture containing 100 parts by weight of carbon nanotubes and 70 parts by weight of a conductive polymer was prepared to prepare a carbon nanotube and a conductive polymer composite.

세라믹 55 중량부에 대하여 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체 100 중량부를 이중자켓 플라스크에 넣고 혼합물을 교반(25~30℃, 300rpm, 5h)하였다.100 parts by weight of the carbon nanotubes and the conductive polymer composite were put in a double jacket flask with respect to 55 parts by weight of the ceramic, and the mixture was stirred (25 to 30 DEG C, 300 rpm, 5 hours).

혼합물을 분산기를 이용하여 4시간 동안 초음파를 조사(300W, 60Hz)하고 교반(400rpm)함으로써 세라믹에 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체를 고르게 분산시킨다.The mixture was irradiated with ultrasound (300 W, 60 Hz) using a disperser for 4 hours and agitated (400 rpm) to evenly disperse the carbon nanotubes and the conductive polymer complex in the ceramic.

상기의 공정을 거쳐 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체가 균일하게 분산된 세라믹을 가로 8 cm 및 세로 2cm, 두께 5mm인 직육면체의 저항(발열)체를 제조하였고, 진공상태인 진공로에서 제품을 성형 하였다.A rectangular parallelepiped resistance heating body having a width of 8 cm and a length of 2 cm and a thickness of 5 mm was prepared by the above-mentioned process in which a carbon nanotube and a conductive polymer composite were uniformly dispersed, and the product was molded in a vacuum state in a vacuum state .

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

탄소나노튜브(다중벽, 분말형, 직경 10nm, 길이 50μm), 100℃에서 열처리하여 수분을 제거하였다.Carbon nanotubes (multi-wall, powder type, diameter 10 nm, length 50 μm) were heat-treated at 100 ° C to remove moisture.

탄소나노튜브에 70% 질산(HNO3)을 처리하고 20분 초음파 처리(40W, 55Hz) 하여 분산하였다. 분산 후 필터링을 통해 중화시킨 후 60℃ 오븐에서 건조하였다Carbon nanotubes were treated with 70% nitric acid (HNO 3 ) and dispersed by ultrasonic treatment (40 W, 55 Hz) for 20 minutes. Neutralized through filtering after dispersion, and then dried in an oven at 60 ° C

탄소나노튜브 100 중량부에 전도성 고분자 70 중량부를 포함하는 혼합물을 제조하여 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체를 만들었다.A mixture containing 100 parts by weight of carbon nanotubes and 70 parts by weight of a conductive polymer was prepared to prepare a carbon nanotube and a conductive polymer composite.

실리콘 60 중량부에 대하여 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체 80 중량부를 이중자켓 플라스크에 넣고 혼합물을 교반(25~30℃, 300rpm, 5h)하였다.80 parts by weight of the carbon nanotubes and the conductive polymer composite were put into a double jacket flask with respect to 60 parts by weight of silicone, and the mixture was stirred (25 to 30 DEG C, 300 rpm, 5 hours).

혼합물을 분산기를 이용하여 4시간 동안 초음파를 조사(300W, 60Hz)하고 교반(400rpm)함으로써 실리콘에 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체를 고르게 분산시킨다.The mixture was irradiated with ultrasound (300 W, 60 Hz) for 4 hours using a dispersing machine and agitated (400 rpm) to uniformly disperse the carbon nanotubes and the conductive polymer complex in silicon.

상기의 공정을 거쳐 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체가 균일하게 분산된 실리콘을 가로8cm 및 세로 2cm, 두께 5mm인 직육면체의 저항체를 제조하였다.A rectangular parallelepiped resistor having a width of 8 cm, a length of 2 cm, and a thickness of 5 mm was produced from the silicon in which the carbon nanotubes and the conductive polymer composite were uniformly dispersed.

<실시예 3>&Lt; Example 3 >

탄소나노튜브(다중벽, 분말형, 직경 10nm, 길이 50μm), 100℃에서 열처리하여 수분을 제거하였다.Carbon nanotubes (multi-wall, powder type, diameter 10 nm, length 50 μm) were heat-treated at 100 ° C to remove moisture.

탄소나노튜브에 70% 질산(HNO3)을 처리하고 20분 초음파 처리(40W, 55Hz) 하여 분산하였다. 분산 후 필터링을 통해 중화시킨 후 60℃ 오븐에서 건조하였다Carbon nanotubes were treated with 70% nitric acid (HNO 3 ) and dispersed by ultrasonic treatment (40 W, 55 Hz) for 20 minutes. Neutralized through filtering after dispersion, and then dried in an oven at 60 ° C

탄소나노튜브 100 중량부에 전도성 고분자 80 중량부를 포함하는 혼합물을 제조하여 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체를 만들었다.A mixture containing 100 parts by weight of carbon nanotubes and 80 parts by weight of a conductive polymer was prepared to prepare a carbon nanotube and conductive polymer composite.

에폭시 10 중량부에 대하여 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체 95 중량부를 이중자켓 플라스크에 넣고 혼합물을 교반(25~30℃, 300rpm, 5h)하였다.95 parts by weight of a carbon nanotube and a conductive polymer composite were charged into a double jacket flask with respect to 10 parts by weight of epoxy, and the mixture was stirred (25 to 30 DEG C, 300 rpm, 5 hours).

혼합물을 분산기를 이용하여 4시간 동안 초음파를 조사(300W, 60Hz)하고 교반(400rpm)함으로써 에폭시에 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체를 고르게 분산시킨다.The mixture was irradiated with ultrasound (300 W, 60 Hz) for 4 hours using a dispersing machine and agitated (400 rpm) to evenly disperse the carbon nanotubes and the conductive polymer complex in the epoxy.

상기의 공정을 거쳐 탄소나노튜브 와 전도성 고분자 복합체가 균일하게 분산된 에폭시를 가로 8cm 및 세로 2cm, 두께 5mm인 직육면체의 저항(발열)체를 제조하였다.A rectangular parallelepiped resistance heating body having a width of 8 cm and a length of 2 cm and a thickness of 5 mm was prepared through the above process, in which the carbon nanotubes and the conductive polymer composite were uniformly dispersed.

<실시예 4><Example 4>

탄소나노튜브(다중벽, 분말형, 직경 10nm, 길이 50μm), 100℃에서 열처리하여 수분을 제거하였다.Carbon nanotubes (multi-wall, powder type, diameter 10 nm, length 50 μm) were heat-treated at 100 ° C to remove moisture.

탄소나노튜브에 70% 질산(HNO3)을 처리하고 20분 초음파 처리(40W, 55Hz) 하여 분산하였다. 분산 후 필터링을 통해 중화시킨 후 60℃ 오븐에서 건조하였다Carbon nanotubes were treated with 70% nitric acid (HNO 3 ) and dispersed by ultrasonic treatment (40 W, 55 Hz) for 20 minutes. Neutralized through filtering after dispersion, and then dried in an oven at 60 ° C

탄소나노튜브 100 중량부에 전도성 고분자 90 중량부를 포함하는 혼합물을 제조하여 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체를 만들었다.A mixture containing 100 parts by weight of carbon nanotubes and 90 parts by weight of a conductive polymer was prepared to prepare a carbon nanotube and a conductive polymer composite.

우레탄 50 중량부에 대하여 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체 90 중량부를 이중자켓 플라스크에 넣고 혼합물을 교반(25~30℃, 300rpm, 5h)하였다.90 parts by weight of a carbon nanotube and a conductive polymer composite were charged into a double jacket flask with respect to 50 parts by weight of urethane, and the mixture was stirred (25 to 30 DEG C, 300 rpm, 5 hours).

혼합물을 분산기를 이용하여 4시간 동안 초음파를 조사(300W, 60Hz)하고 교반(400rpm)함으로써 우레탄에 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체를 고르게 분산시킨다.The mixture was irradiated with ultrasound (300 W, 60 Hz) for 4 hours using a dispersing machine and stirred (400 rpm) to uniformly disperse the carbon nanotubes and the conductive polymer complex in the urethane.

상기의 공정을 거쳐 탄소나노튜브 와 전도성 고분자 복합체가 균일하게 분산된 우레탄을 가로8cm 및 세로 2cm, 두께 5mm인 직육면체의 저항체를 제조하였다.A rectangular parallelepiped resistor having a width of 8 cm, a length of 2 cm, and a thickness of 5 mm was prepared by dispersing the carbon nanotubes and the conductive polymer composite uniformly.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

Claims (5)

탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체의 혼합물은 탄소나노튜브 100 중량부에 전도성 고분자 5 ~ 100 중량부를 포함하여 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체의 혼합물을 만드는 단계;
상기 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체 혼합물 100 중량부에 대하여 세라믹을 성형 목적에 따라 5 ~ 60 중량부를 포함하여 혼합물을 성형하여 전도성을 조절하여 제조하는 방법을 특징으로 하는 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체로 제작된 활용과 효율이 높은 조성물.
Wherein the mixture of the carbon nanotubes and the conductive polymer complex comprises 5 to 100 parts by weight of the conductive polymer in 100 parts by weight of the carbon nanotubes to form a mixture of the carbon nanotubes and the conductive polymer complex;
Wherein the carbon nanotubes and the conductive polymer complex are prepared by forming a mixture containing 100 parts by weight of the carbon nanotubes and the conductive polymer composite, and 5 to 60 parts by weight of the ceramic according to the purpose of the molding. Compositions with high utilization and efficiency.
제 1항에 있어서,
상기 세라믹 외에도 실리콘, 에폭시, 우레탄 중 하나를 사용하여 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체로 조성물로 제작할 수가 있고 또한 분산시 발포제를 사용하여 물질에 공기층을 만든 구조로 성형한 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체로 제작된 활용과 효율이 높은 조성물.
The method according to claim 1,
In addition to the above ceramics, carbon nanotubes and conductive polymer complexes can be formed from a composition of carbon nanotubes and conductive polymer complexes using one of silicon, epoxy, and urethane, and air layers are formed by using a foaming agent during dispersion. Compositions with high utilization and efficiency.
제 1항에 있어서,
상기 탄소나노튜브의 전처리 방법으로는 100 ~ 120℃에서 빠르게 가열하여 열처리를 실시함으로써 탄소나노튜브에 포함된 수분이 제거시키는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체로 제작된 활용과 효율이 높은 조성물.
The method according to claim 1,
As a pretreatment method for the carbon nanotubes, rapid heating at 100 to 120 ° C. and heat treatment are performed to remove water contained in the carbon nanotubes. Composition.
제 3항에 있어서,
상기 전처리를 실시하기 위한 탄소나노튜브는 직경이 1 내지 20nm이고, 길이가 1 내지 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체로 제작된 활용과 효율이 높은 조성물.
The method of claim 3,
Wherein the carbon nanotubes to be subjected to the pretreatment have a diameter of 1 to 20 nm and a length of 1 to 100 탆, wherein the carbon nanotubes and the conductive polymer composite have high utilization and efficiency.
제 3항에 있어서,
상기 탄소나노튜브는 단일벽 탄소나노튜브(single walled carbon nanotube, SWNT), 이중벽 탄소나노튜브(double-walled carbon nanotube, DWNT), 얇은 다중벽 탄소나노튜브(thin multi-walled carbon nanotube) 또는 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube, MWNT) 중에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브와 전도성 고분자 복합체로 제작된 활용과 효율이 높은 조성물.

The method of claim 3,
The carbon nanotube may be a single walled carbon nanotube (SWNT), a double-walled carbon nanotube (DWNT), a thin multi-walled carbon nanotube, Wherein the carbon nanotube is at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon nanotubes (MWNTs), and multi-walled carbon nanotubes (MWNTs).

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