KR20180048557A - 코팅된 분말로부터 제조된 전도성 복합재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코팅된 분말로부터 제조되는 기능성 복합재(전기 전도체, 열 전도체, 등)의 제조에 관한 것이다.
Description
본 발명은 코팅된 분말로부터 제조되는 기능성 복합 재료(전기 전도체, 열전도체 등)에 관한 것이다. 목적하는 복합 재료는 폴리머일 수 있는 유기상 및 열 전도상 및/또는 전기 전도상으로 이루어진다. 이러한 전도상(conductive phase)은 대체로 절연성인 유기 재료에 전기 전도성 및/또는 열 전도성 특징을 부여해준다.
현재, 이러한 전도 특성은 전도성 충전제, 특히 금속 또는 세라믹 충전제를 유기 베이스와 혼합함으로서 얻어진다. 결과적으로, 원하는 열 전도성 및/또는 전기 전도성 값을 얻기 위해, 다양한 종류의 충전제들이 매우 다양한 비율로 사용된다.
종래 기술에서 사용되는 제조 공정에서, 열 전도성 재료 및/또는 전기 전도성 재료를 얻기 위한 조정 변수들은 다음과 같다:
- 유기 매트릭스 내로 혼입되는 충전제의 성질,
- 이들의 형태학(morphologies) (형태),
- 이들의 입자 크기, 및
- 전도성 충전제와 유기 매트릭스와의 혼합물의 총 중량에 대한 전도성 충전제의 질량 비율.
고전도성 값을 얻는 것이 목적일 경우, 충전제는 매우 상당한 비율의 질량으로 유기 매트릭스 내로 혼입될 수 있다. 예를 들어, 유기 재료 내에서 1 ohm.cm 미만의 전기 저항을 얻고자 할 경우, 은과 같은 전도성 재료의 충전제의 질량 비율은 혼합물의 총 중량에 대해 50%를 상회할 수 있다.
이어서, 유기 매트릭스 내 전도성 입자들의 상호연결된 네트워크 형성에 의해 이러한 유형의 재료에서 전기 저항 감소가 얻어진다. 이것은 따라서 상기 도전성 입자들의 필수적으로 큰 체적 분율의 균일한 분포를 필연적으로 존재하도록 한다.
본 발명의 목적은 고 전도성 특성을 얻는 한편 유기 매트릭스 내에서 전도성 상의 비율을 실질적으로 감소시키는데 있다. 이것은 도 1에 나타난 바와 같이, 전도성 재료 A가 분말상 유기 재료 B를 둘러싸고 있는, 코팅된 분말을 사용함으로써 가능할 수 있다.
발명의 설명
보다 구체적으로, 본 발명은 전도성 입자들의 상호연결된 네트워크를 포함하는 전도성 복합 재료를 제공하는데, 여기서 상기 전도성 입자들은 적어도 1개 층의 전기 전도체 재료 및/또는 열 전도체 재료로 감싸여진 유기 재료 코어를 포함하는 것으로서,
입자 전체가 상기 전도성 복합 재료의 내부 구조 내에 상호 연결됨으로 해서 전도성 재료의 연속적인 3차원 네트워크를 형성하고 있고,
상기 전도성 복합 재료의 전도성 피복 요소(cladding element)의 질량 비율이 전도성 복합 재료의 총 중량의 1 중량% 내지 35 중량% 범위임을 특징으로 한다.
본 발명의 목적 상 연속적인 3차원 네트워크라 함은 각각의 전도성 입자들의 전도성 코팅들 사이에 존재하는 접촉(contacts)으로 인해 형성된 네트워크를 의미한다.
좋기로는, 전도성 복합 재료의 전도성 피복 요소의 질량 비율은 전도성 복합 재료의 총 중량에 대해 5 중량% 내지 20 중량%인 것이 바람직하다.
전도성 복합 재료는 좋기로는 필름 형태 또는 3차원 물체의 형태인 것이 바람직하다.
3차원 물체라 함은 본 발명의 목적 상 필름이 아닌, 볼륨감 있는 물체(volume object)를 의미하는 것으로 이해된다.
각각의 전도성 입자들은 유기 재료 코어와 적어도 1개층의 전도성 재료를 포함한다.
전도성 재료의 층 또는 층들은 금속 또는 세라믹 또는 유기 재료로 만들어지는 것이 유리할 수 있다.
제1 변형예에서, (전도성 입자들의 유기 재료 코어를 피복하는) 전도성 재료는 은, 금, 구리, 알루미늄, 티타늄, 니켈, 코발트 및 철로부터 선택되는 적어도 1종의 금속을 포함할 수 있다.
제2 변형예에서, (전도성 입자들의 유기 재료 코어를 피복하는) 전도성 재료는 금속 산화물 및 질화물, 탄화물, 실리콘-기재 화합물 및 주석-기재 혼합 화합물 예컨대, 산화인듐과 산화주석의 혼합물인 ITO로부터 선택된 세라믹일 수도 있다.
제3 변형예에서, (전도성 입자들의 유기 재료 코어를 피복하는) 전도성 재료는 폴리아세틸렌, 폴리피롤 및 폴리아닐린으로부터 선택되는 전도성 폴리머-유형의 유기 재료일 수 있다.
유기 재료 코어에 관한 한, 이 재료는:
- 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤케톤(PEKK), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 및 실리콘과 같은 열가소성 물질(thermoplastics), 및
- 에폭시, 폴리에스테르, 폴리우레탄 및 아크릴과 같은 열경화성 물질(thermosets)
로부터 선택되는 것이 유리할 수 있다.
유기 재료 코어는 입자 크기가 300 nm 내지 10 mm, 좋기로는 5 ㎛ 내지 300 ㎛인 것이 바람직하다.
피복 전도성 입자들을 수득하기 위해, 형태, 입자 크기 및 속성과 무관하게 유기 재료 분말을 피복(cladding)에 의해 코팅한다.
유기 재료 코어는 구형 또는 라멜라 형태이거나 또는 플레이크, 쓰레드 또는 스폰지 같은 불규칙 형태의 과립 형태인 것이 유리할 수 있다.
본 발명에 따른 전도성 복합 재료는 전기 저항이 16.10-9 Ω.m 내지 100 Ω.m인 것이 유리할 수 있다.
본 발명에 따른 전도성 복합 재료는 유리하게도 2a W.m- 1.K-1 내지 50 W.m- 1.K-1, 좋기로는 5a W.m- 1.K-1 내지 10 W.m- 1.K-1의 열 전도성을 나타낼 수 있다.
유기 재료 코어는 열 전도성 및/또는 전기 전도성 충전제를 포함하는 것이 유리하다.
이러한 열 및/또는 전기 전도성 충전제들은 전술한 바와 같이 정의된 것들과 같은 열 및/또는 전기 전도체 재료에 의해 코팅될 수 있다.
이러한 열 및/또는 전기 전도성 충전제들은 흑연, 그래핀, 탄소 나노튜브, 식물성 섬유 또는 전도성 폴리머 타입의 열 및/또는 전기 전도체 재료로 코팅되는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명은 기능성 복합 재료(열 및/또는 전기 전도성 재료)를 제조하는데 있어 코팅된 분말을 사용하는 것이 유리하다는 것을 입증한다.
전도성 기능은 입자 표면에 전도성 상(conductive phase)이 존재함으로 해서 크게 향상된다.
3차원 메쉬와 같은 유형의, 상호연결된 전도성 네트워크의 존재와 함께 이상적인 미세 구조가 관찰된다.
낮은 비율의 충전제에 비해 높은 전도성 특성의 획득을 허용하는, 이러한 개념으로 대표되는 경제적 이득의 관점뿐만 아니라, 이와 같은 분말의 사용은 불가피하게 불균일성이라는 문제로 이어지는, 성분들의 섬세하고 복잡한 혼합 공정을 회피함으로써, 이의 사용을 단순화시켜준다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따라 은-피복 분말을 사용함으로써 수득되는 복합 재료의 열 전도성은 현존하는 가장 우수한 복합 재료의 열 전도성 값(1 W.m- 1.K-1 내지 3 W.m-1.K-1)보다 우수한데, 즉 2 W.m-1.K-1 내지 50 W.m-1.K-15 W.m-1.K-1, 좋기로는
5 W.m-1.K-1 내지 10 W.m- 1.K-1의 값을 나타낸다.
복합 재료는 마감된 성분(finished component)으로서 제조되거나 (소결, 사출 성형 등), 또는 예컨대 열성형에 의해 변형가능한 스트립, 또는 필름으로서 제조될 수 있다.
이러한 분말은 분말 코팅에 의한 기능성 코팅의 생산에 그대로 사용될 수 있다. 코팅된 복합 분말은 또한 공업용 텍스타일에 함침 사용될 수도 있다.
레이다 파장(또는 RAM: "Radar Absorbent Materials")을 흡수하는 재료 역시도 제조될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
마찬가지로 본 발명은 본 발명에 따라 정의된 전도성 복합 재료의 제조 방법도 제공하며, 이 방법은 다음 단계들, 즉:
a) 하전된 또는 비하전된 유기 입자들을 공급 및/또는 제조하는 단계;
b) 적어도 1종의 전기 및/또는 열 전도체 재료로 된 적어도 1개층으로 상기 유기 입자들을 피복하여, 전도성 입자들을 형성하는 단계,
c) 상기 전도성 입자들을 성형하여 전도성 필름 또는 그 형상이 미리 정의되는 형상을 갖는 요소를 형성시키는 단계
를 포함하되, 상기 방법은 상기 유기 입자들을 피복하는 단계 b)가:
- 상기 입자들이 2-상 유동층 내 현탁액 내에 놓이는 건조 표면 처리 기술에 의하거나 또는 회전 또는 진동의 기계적 수단에 의해 수행되거나;
- 또는 상기 입자들이 3-상 유동층 내 현탁액 내에 놓이는,
입자 표면 상에서의 중합 또는 침전의 산화-환원 반응이 연관된 습식 표면 처리 기술에 의하거나, 또는 기계적 또는 자석 교반 수단에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.
건조 화학 코팅법으로는, 특히 화학적 또는 물리적 코팅법을 들 수 있고 스캐터링을 수반하는 열화학적 처리도 언급가능하다.
유기 입자들의 피복(단계 b) 다음에, 이렇게 수득된 전도성 입자들의 성형이 이어진다 (단계 c).
플라스틱 기술 분야에서 흔히 사용되는 다양한 기술에 의하여 수행되는 이들 복합 입자들의 성형에 의해, 매우 특정한 구조를 갖는 완제품 (finished) 또는 반제품(semifinished) 성분들이 생산된다. 이것은 도 2에 다이아그램으로 도시된 바와 같이, 유기 입자들 표면상의 전도성 상의 존재로 인해, 밀집화 후 상호연결되는 3차원적인 전도성 네트워크가 자연적으로 수득되기 때문이다.
피복 전도성 입자들을 성형하는 단계 c)는 유리하게는, 롤링을 수반하는 소결, 프로토타이핑, 열성형 또는 열분사로부터 선택되는 기술에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징들은 후술되는 발명의 설명으로부터 명확히 나타날 것이며, 이하의 발명의 설명은 단지 설명 목적을 위한 것일 뿐 본 발명의 보호 범위가 이러한 설명으로 한정되는 것은 아니다. 이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다
- 도 1은 본 발명에 따른 전도성 입자들을 다이아그램으로 나타낸 도면이다.
- 도 2는 전도성 입자들의 성형 후 수득된 구조를 다이아그램으로 나타낸 도면이다.
- 도 3a는 피복 전 유기폴리에틸렌 코어의 현미경 사진이다.
- 도 3b는 화학적 코팅에 의해 은으로 피복된 후의 폴리에틸렌 입자의 현미경 사진이다.
- 도 4a는 20 질량%의 은으로 코팅된 유기 폴리에틸렌 코어의 현미경 단면 사진이다.
- 도 4b는 20 질량%의 은으로 코팅된 유기 폴리에틸렌 코어의 현미경 단면 사진이다.
- 도 5a 및 도 5b는 40 질량%의 은으로 코팅된 유기 PTFE 코어의 현미경 단면 사진이다.
- 도 6a 및 도 6b는 30 질량%의 산화주석으로 코팅된 유기 PEKK 코어의 현미경 단면 사진이다.
- 도 7은 은-코팅된 폴리에틸렌(PE) 입자들의 소결 후 수득된 성분들을 나타낸 도면이다.
- 도 8은 은-코팅된 PE 입자들의 소결 후 결과적인 성분의 현미경 사진이다.
- 도 9는 폴리에틸렌 분말과 은 분말의 혼합물로부터 수득된 전도성 재료의 미세 구조를 나타낸 도면이다.
- 도 1은 본 발명에 따른 전도성 입자들을 다이아그램으로 나타낸 도면이다.
- 도 2는 전도성 입자들의 성형 후 수득된 구조를 다이아그램으로 나타낸 도면이다.
- 도 3a는 피복 전 유기폴리에틸렌 코어의 현미경 사진이다.
- 도 3b는 화학적 코팅에 의해 은으로 피복된 후의 폴리에틸렌 입자의 현미경 사진이다.
- 도 4a는 20 질량%의 은으로 코팅된 유기 폴리에틸렌 코어의 현미경 단면 사진이다.
- 도 4b는 20 질량%의 은으로 코팅된 유기 폴리에틸렌 코어의 현미경 단면 사진이다.
- 도 5a 및 도 5b는 40 질량%의 은으로 코팅된 유기 PTFE 코어의 현미경 단면 사진이다.
- 도 6a 및 도 6b는 30 질량%의 산화주석으로 코팅된 유기 PEKK 코어의 현미경 단면 사진이다.
- 도 7은 은-코팅된 폴리에틸렌(PE) 입자들의 소결 후 수득된 성분들을 나타낸 도면이다.
- 도 8은 은-코팅된 PE 입자들의 소결 후 결과적인 성분의 현미경 사진이다.
- 도 9는 폴리에틸렌 분말과 은 분말의 혼합물로부터 수득된 전도성 재료의 미세 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에서, 달리 언급되지 않는 한, 모든 백분율과 부는 질량 기준이다.
실시예
실시예
1, 본 발명
입자 크기가 50 내지 500 ㎛이고 불규칙한 모폴로지를 갖는 저밀도 폴리에틸렌 분말 상에 은 피복 테스트를 수행하였다. 은 코팅은 자가촉매 화학 배쓰(3-상 유동층)에서 수행한다.
폴리에틸렌 + 은의 혼합물의 총 중량에 대해 질량 기준으로 10% (실시예 1B) 및 20% (실시예 1A) 비율의 은을 도 3a, 3b, 4a, 및 4bdp 제시된 이미지에 의해 입증되는 바와 같이, 폴리에틸렌(PE) 입자들 표면에 균일한 코팅 형태로 도포한다.
20 질량%의 은이 코팅된 입자들의 단면을 분석하자, 폴리에틸렌 입자 표면에 약 1㎛의 조밀하고도 연속적인 은 코팅이 존재하는 것으로 밝혀졌다 (도 4a 및 4b).
이들 코팅된 분말들은 플라스틱 기술에 통상적인 카테고리에 따라 어떤 성분으로든 이용될 수 있다. 압출, 사출성형, 소결, 프로토타이핑 등의 기술에 의한 이들 분말의 성형에 의해 반제품 또는 완제품이 생산된다. 재료 상에 높은 전단응력을 일으키는 성형 기술은 최적의 전도 성능을 달성하는데 가장 적합하지 않음을 유의하여야 한다.
전술한 바와 같이 코팅된 폴리에틸렌 입자들을 이어서 로드 하에 소결(성형)에 의해 성형하여, 직경 30 mm, 두께 5 mm의 디스크를 얻는다. 성형은 폴리에틸렌의 경우 160℃의 온도에서 수행된다. 이들 예비 테스트의 목적은 한편으로는 재료의 구조를 특징화하고, 다른 한편으로는 이들의 전기 저항(그리고 그에 따라 이들의 전기 전도성)을 특징화하기 위함이다. 얻어진 성분을 도 7에 나타내었다.
재료의 미세 구조를 그의 표면을 연마한 후 광학 현미경으로 분석한다. 그 이미지를 도 8에 나타내었다. 폴리에틸렌-기제 재료의 연마는 작업 중 플라스틱 유동 현상을 일으키는 그의 탄성으로 인해 수행하기 어렵다. 따라서 명확한 미세 구조를 입증하기란 쉽지 않다. 그럼에도 불구하고, 입자 주변에 은의 존재를 확인가능하며 또한 3차원의 상호연결된 네트워크를 형성도 확인된다.
실시예
2,
비교예
비교를 위해, 폴리에틸렌 분말 및 은 분말의 통상적인 혼합물로부터 전도성 복합 재료를 만들었다. 은 분말의 질량 비율은 혼합물의 총 중량에 대해 70%로 하였다. 이러한 종류의 혼합물은 본 발명에 따라 제조된 복합 재료와 균등한 전도성 특성을 갖는 전도성 복합 재료, 즉, 은-코팅된 유기 입자를 포함하되, 은 분말의 비율이 매우 큰 전도성 복합 재료를 탄생시킨다. 이러한 재료의 미세 구조는 도 9에 도시되어 있다. 실제 비율로 은이 분쇄 형태로 존재한다는 것이 명백하다. 이 종류의 은의 체적 비율은 은 입자들의 충분히 연속적인 네트워크를 여기에 형성하도록 함으로써 재료 내에 낮은 저항이 생성된다.
본 발명의
실시예
1 및
비교예의
전도성 복합 재료들의 특성 비교
전극간 길이를 2 cm로 하고 접점 압력 없이 마이크로 저항계 (micro ohmmeter)를 이용하여 전기 저항을 측정하였다. 얻어진 결과를 하기 표 1에 나타내었다:
하기 표 2는 예시적인 몇몇 재료들의 전기 저항 및 열 전도성 값을 나타낸 것이다.
표 1은 다양한 도전성 재료 (본 발명 또는 기타 재료)의 저항 측정치 결과를 입증한다.
테스트된 재료들의 매우 낮은 저항(또는 저항력)이 인식된다. 코팅된 분말로부터 제조된 복합재의 경우, 매우 적은 비율의 은 만으로도 최대의 전기 전도성을 확보하는데 충분한 것으로 관찰되었다. 이와 대조적으로, 동일한 정도의 저항을 얻는데 있어서, 통상의 재료(실시예 2)에서는 본 발명에 따른 복합 재료(실시예 1)에서 사용된 은의 3.5배량이 요구된다. 뿐만 아니라, 이들 재료들의 밀도가 상당히 증가하는데, 이것은 은의 비율이 더 낮은데 따른 직접적인 결과이다. 주어진 저항에서, 복합재의 경우 밀도 3.1 g/cm3가 분말 혼합물의 경우 6.3 g/cm3로 밀도가 변한다.
마지막으로, 폴리에틸렌의 유연성이라는 기계적 특징은 복합 재료의 경우 아주 약간만 영향을 받은 반면, 혼합에 의해 수득된 재료는 다소 급진적으로 변하였다.
다른 종류의 지지체 분말 역시도 코팅에 사용가능한 것으로 상정될 수 있으며, 그에 따라, 복합 재료는 탄성이 더하거나 덜할 수 있고, 경성 역시도 더하거나 덜할 수 있다 (예컨대 PEs, PPs, PEEK, PEKK, PVC, PVDF, PTFE, 실리콘(silicone), 에폭시, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등과 같이, 다양한 분자질량 및 다양한 밀도를 갖는 열가소제, 열경화제 및 엘라스토머들).
Ag 외에도 입자들은 다른 다양한 코팅, 예컨대: Cu, Nb,SnO2, AlN, Ti, 등으로 코팅될 수 있다.
이와 같이 제조된 이들 복합재들 중 몇몇은 절삭(machining)에도 매우 적합하다.
실시예
3, 본 발명
입자 크기가 10 ㎛ 내지 100 ㎛이고 불규칙한 모폴로지를 갖는 PTFE 분말에 대해 은 피복 테스트를 수행하였다. 은의 도포는 자가 촉매 화학 배쓰(3-상 유동층)를 이용하여 수행하였다.
PTFE + 은의 혼합물의 총 종량에 대해 질량 기준으로 40% 비율의 은을 약 1 ㎛의 두께로 코팅 형태로 적용한다. 이 코팅은 도 5a 및 5b에 나타낸 단면도 분석으로부터 입증되는 바와 같이 PTFE 입자 표면 상에 조밀하고도 연속적이다.
전술한 바와 같이, 소결 등의 기술에 의해 이들 코팅된 입자들을 성형함으로써 상기 재료에 은과 연관된 전기 전도성 뿐만 아니라, PTFE에 내재적인 자가-윤활성 및 비점착(non-stick) 특성도 부여된다.
실시예
4, 본 발명
입자 크기가 50 ㎛ 내지 300 ㎛이고 스폰지 비슷한 모폴로지를 갖는 PEKK (폴리에테르케톤케톤) 분말에 대해 산화주석 피복 테스트를 수행하였다. 산화주석의 적용은 습식 침전법에 의하였다 (3-상 유동층).
PEKK + 산화주석의 혼합물의 총 중량에 대해 질량 기준으로 30% 비율로 산화주석을, 1 내지 2 ㎛ 두께의 코팅 형태로 적용하되, 상기 코팅은 도 6a 및 6b에 도시된 단면도 분석으로부터 입증되는 바와 같이, PEKK 입자 표면에서 균일하다.
전술한 바와 같이, 소결 등의 기술에 의해 이들 코팅된 입자들을 성형함으로써 상기 재료들에 산화주석의 존재와 연관된 대전방지 특성, 및 PEKK의 내재적 특징들 중 한 가지인 매우 높은 최대 허용 사용온도(연속적으로 ~250℃)가 부여된다.
Claims (17)
- 전도성 입자들의 상호연결된 네트워크를 포함하는 전도성 복합 재료로서, 상기 전도성 입자들은 전기 및/또는 열 전도체 재료로 된 적어도 1개 층에 의해 피복된 유기 재료 코어를 포함하며.
상기 입자들은 모두 상기 전도성 복합 재료의 내부 구조 내에서 상호연결되어, 전도성 재료의 연속적인 3차원 네트워크를 형성하고,
상기 전도성 복합 재료에 대한 전도성 피복 요소의 질량 비율은 전도성 복합 재료의 총 중량에 대해 1 중량% 내지 30 중량%를 나타내는 것이 특징인 전도성 복합 재료. - 제1항에 있어서, 상기 전도성 복합 재료에 대한 전도성 피복 요소의 질량은 전도성 복합 재료의 총 중량에 대해 5 중량% 내지 25 중량%인 것인 전도성 복합 재료.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전도성 복합 재료는 필름 또는 3차원 물제의 형태인 것인 전도성 복합 재료.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 전도성 재료의 상기 층은 금속 재료 또는 세라믹 재료 또는 유기 재료로 만들어진 것인 전도성 복합 재료.
- 제4항에 있어서, 상기 전도성 재료는 은, 금, 구리, 알루미늄, 티타늄, 니켈, 코발트 및 철로부터 선택된 적어도 1종의 금속을 포함하는 것인 전도성 복합 재료.
- 제4항에 있어서, 상기 전도성 재료는 금속 산화물 및 질화물, 탄화물, 실리콘-기재 화합물 및 주석-기재 혼합 화합물로부터 선택된 세라믹인 것인 전도성 복합 재료.
- 제4항에 있어서, 상기 전도성 재료는 폴리아세틸렌, 폴리피롤 및 폴리아닐린 클래스로부터 선택된 전도성 폴리머-유형의 유기 재료인 것인 전도성 복합 재료.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 유기 재료 코어는:
- 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌 (PP), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤케톤(PEKK), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 및 실리콘과 같은 열가소성 물질, 및
- 에폭시, 폴리에스테르, 폴리우레탄 및 아크릴과 같은 열경화성 물질
로부터 선택되는 것인 전도성 복합 재료. - 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 유기 재료 코어는 입자 크기가 300 nm 내지 10 mm, 좋기로는 5 ㎛ 내지 300 ㎛인 것인 전도성 복합 재료.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 유기 재료 코어는 구형 또는 라멜라 형태 또는 플레이크, 필름 또는 스폰지와 유사한 불규칙한 형태의 과립 형태로 존재하는 것인 전도성 복합 재료.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 16.10-9 Ω.m 내지 100Ω.m의 전기 저항을 나타내는 것인 전도성 복합 재료.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서, 2 W.m- 1.K-1 내지 50 W.m- 1.K-1의 열 전도성을 나타내는 것인 전도성 복합 재료.
- 제12항에 있어서, 열 전도성이 5a W.m- 1.K-1 내지 10 W.m- 1.K-1인 것인 전도성 복합 재료.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 유기 재료 코어는 열 전도성 충전제 및/또는 전기 전도성 충전제를 포함하는 것인 전도성 복합 재료.
- 제14항에 있어서, 상기 전도성 충전제는 흑연, 그래핀, 탄소 나노튜브, 식물성 섬유 또는 전도성 폴리머 유형의 전기 전도체 및/또는 열 전도체 재료로 코팅되는 것인 전도성 복합 재료.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 기재된 전도성 복합 재료의 제조 방법으로서, 다음 단계들, 즉:
a) 하전된 또는 비하전된 유기 입자들을 공급 및/또는 제조하는 단계;
b) 적어도 1종의 전기 전도체 재료 및/또는 열 전도체 재료로 된 적어도 1개층으로 상기 유기 입자들을 피복하여, 전도성 입자들을 형성하는 단계,
c) 상기 전도성 입자들을 성형하여 전도성 필름 또는 미리 정의되는 형상을 갖는 요소를 형성시키는 단계
를 포함하되, 상기 방법은 상기 유기 입자들을 피복하는 단계 b)가:
- 상기 입자들이 2-상 유동층 내 현탁액 내에 놓이는 건조 표면 처리 기술에 의하거나 또는 회전 또는 진동의 기계적 수단에 의해 수행되거나;
- 또는 상기 입자들이 3-상 유동층 내 현탁액 내에 놓이는, 입자 표면 상에서의 중합 또는 침전의 산화-환원 반응과 연관된 습식 표면 처리 기술에 의하거나, 또는 기계적 또는 자석 교반 수단에 의해 수행되는 것이 특징인, 제1항 내지 제15항 중 어느 하나의 항에 기재된 전도성 복합 재료의 제조 방법 - 제16항에 있어서, 상기 전도성 입자들의 성형 단계 c)는 롤링을 수반하는 소결, 프로토타이핑, 열성형 또는 열분사로부터 선택되는 기술에 의해 수행되는 것인 전도성 복합 재료의 제조 방법.
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