KR20210031200A - Composition of polysiloxane composite and preparation method thereof - Google Patents

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KR20210031200A
KR20210031200A KR1020190112864A KR20190112864A KR20210031200A KR 20210031200 A KR20210031200 A KR 20210031200A KR 1020190112864 A KR1020190112864 A KR 1020190112864A KR 20190112864 A KR20190112864 A KR 20190112864A KR 20210031200 A KR20210031200 A KR 20210031200A
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김강철
윤석현
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention relates to a polysiloxane composite composition and a method for preparing the same. More particularly, the present invention relates to a polysiloxane composite composition comprising a polysiloxane-based polymer, a conductive material, and a saturated fatty acid compound having 5 or more carbon atoms as a solvent, and a method for preparing the same. The polysiloxane composite composition of the present invention improves the conductivity and stability of the composition by improving the dispersibility of the conductive material, and enables application to various uses.

Description

폴리실록산 복합체 조성물 및 이의 제조방법{COMPOSITION OF POLYSILOXANE COMPOSITE AND PREPARATION METHOD THEREOF}Polysiloxane composite composition and its manufacturing method TECHNICAL FIELD [COMPOSITION OF POLYSILOXANE COMPOSITE AND PREPARATION METHOD THEREOF}

본 발명은 폴리실록산 복합체 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polysiloxane composite composition and a method for preparing the same.

폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)은 투명한 성질을 갖는 실리콘 폴리머 계열의 물질로서 다양한 액체와 증기에 대한 침투성이 있으며, 유연성, 윤활성, 소수성 등의 장점을 갖는다. 평탄하지 않은 다양한 기판에 대해서도 안정적으로 점착할 수 있고, 다른 폴리머를 성형(molding)할 때 폴리머간 접착이 잘 일어나지 않기 때문에 분리가 용이하다. 또한, 광학적으로는 300 ㎚ 두께까지 투명하여 광학 소자로 이용될 수 있으며, 내구성이 매우 강한 엘라스토머(elastomer)이기 때문에 스탬프(stamp)로 제작하여 반복 사용이 가능하다.Polydimethylsiloxane (PDMS) is a silicone polymer-based material having transparent properties, and has advantages such as flexibility, lubricity, and hydrophobicity, and has permeability to various liquids and vapors. It can stably adhere to various substrates that are not flat, and separation is easy because adhesion between polymers does not occur well when molding other polymers. In addition, since it is optically transparent to a thickness of 300 nm, it can be used as an optical element, and because it is an elastomer with very strong durability, it can be manufactured as a stamp and used repeatedly.

이러한 우수한 특성을 갖는 폴리디메틸실록산은 다른 소재와의 혼합을 통해 구조, 기능의 다양화가 가능하다. 이에 따라, 폴리디메틸실록산의 응용 분야의 폭을 보다 넓히기 위해 여러 소재와 함께 복합화되어 사용되고 있다. Polydimethylsiloxane having such excellent properties can be diversified in structure and function through mixing with other materials. Accordingly, in order to broaden the application field of polydimethylsiloxane, it is being used in combination with various materials.

특히, 폴리디메틸실록산과 전도성 물질을 혼합한 폴리실록산 복합체는 생체신호 측정전극, 전기 자극전극 및 생체물질 센서뿐만 아니라 플렉서블한 장치를 구성하는 전극, 기판 등의 용도로 사용이 가능하기 때문에 그 실용성이 매우 높아 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In particular, the polysiloxane composite, which is a mixture of polydimethylsiloxane and a conductive material, is very practical because it can be used not only as a biological signal measuring electrode, an electrical stimulation electrode, and a biological material sensor, but also as an electrode and a substrate constituting a flexible device. Therefore, research on this is actively underway.

일반적으로 탄소 나노 튜브, 탄소 섬유 등의 탄소계 소재를 전도성 물질로 이용하는 경우가 많은데, 높은 전도성 확보를 위해서는 폴리디메틸실록산을 포함하는 용매에 이러한 탄소계 소재를 고농도로 균일하게 분산시킬 필요가 있다.In general, carbon-based materials such as carbon nanotubes and carbon fibers are often used as conductive materials. In order to secure high conductivity, it is necessary to uniformly disperse these carbon-based materials in a solvent containing polydimethylsiloxane at a high concentration.

그러나, 대부분의 탄소계 소재는 탄소-탄소 결합으로 이루어지기 때문에, 이들 탄소계 소재를 포함하는 전도성 물질을 용매 중에 고농도로 분산시키기 어려운 경우가 대부분이었다. 이로 인해, 전도성 물질의 사용에 따른 복합체의 물성 개선 효과를 확보하기 어려운 한계가 있었다.However, since most of the carbon-based materials consist of carbon-carbon bonds, it was difficult to disperse the conductive materials including these carbon-based materials in a solvent at a high concentration. For this reason, it is difficult to secure the effect of improving the physical properties of the composite according to the use of the conductive material.

이에 전술한 바의 문제를 해결하고, 폴리실록산 복합체의 전도성을 개선하기 위한 다양한 기술이 제안되었다.Accordingly, various techniques have been proposed to solve the above-described problems and to improve the conductivity of the polysiloxane composite.

일례로, 대한민국 등록특허 제10-1768153호는 전도성 필러를 폴리디메틸실록산과 저점도의 메틸 엔디드 폴리디메틸실록산 혼합물에 분산시키고, 상기 분산시 초음파 처리함으로써 전도성 필러의 분산성을 개선하여 전고성 고분자 복합재료의 전도성을 향상시킬 수 있음을 개시하고 있다.For example, Korean Patent Registration No. 10-1768153 discloses that a conductive filler is dispersed in a mixture of polydimethylsiloxane and a low viscosity methyl-ended polydimethylsiloxane, and ultrasonically treated during the dispersion, thereby improving the dispersibility of the conductive filler. It is disclosed that the conductivity of the material can be improved.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1406085호는 용매로 테트라하이드로퓨란을 사용하고, 초음파 및 열 처리를 통해 분산시킴으로써 분산도가 개선된 그래핀/PDMS 복합체를 제조할 수 있음을 개시하고 있다.In addition, Korean Patent Registration No. 10-1406085 discloses that a graphene/PDMS composite with improved dispersion can be prepared by using tetrahydrofuran as a solvent and dispersing it through ultrasonic and heat treatment.

이들 선행문헌에서는 분산시 높은 에너지를 가해주거나 용매를 변경함으로써 전도성 물질의 분산성을 어느 정도 개선하였으나 그 효과가 충분치 않다. 또한, 분산을 위한 별도의 공정이 필요함에 따라 제조 과정이 복잡해지고 제조 단가가 높아지는 등의 문제점이 있다. 따라서, 간단한 공정을 통해 우수한 전도성을 나타내는 폴리실록산 복합체의 개발이 더욱 필요한 실정이다.These prior literatures have improved the dispersibility of the conductive material to some extent by applying high energy or changing the solvent during dispersion, but the effect is not sufficient. In addition, as a separate process for dispersion is required, there is a problem in that the manufacturing process is complicated and the manufacturing cost is increased. Accordingly, there is a need for further development of a polysiloxane composite exhibiting excellent conductivity through a simple process.

대한민국 등록특허 제10-1768153호(2017.08.08), 전도성 고분자 복합재료Korean Patent Registration No. 10-1768153 (2017.08.08), conductive polymer composite material 대한민국 등록특허 제10-1406085호(2014.06.03), 그래핀/PDMS 복합체의 제조방법 및 이에 의해 제조된 그래핀/PDMS 복합체Republic of Korea Patent Registration No. 10-1406085 (2014.06.03), graphene/PDMS composite manufacturing method and graphene/PDMS composite manufactured thereby

이에 본 발명자들은 상기 문제를 해결하고자 다각적으로 연구를 수행한 결과, 폴리실록산 복합체 조성물에 용매로 탄소수 5 이상의 포화 지방산 화합물을 포함하는 경우 전도성 물질에 대한 분산성이 향상되어 우수한 전도성 및 안정성을 확보할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors conducted various studies to solve the above problem. As a result, when the polysiloxane composite composition contains a saturated fatty acid compound having 5 or more carbon atoms as a solvent, the dispersibility of the conductive material is improved, so that excellent conductivity and stability can be secured. It was confirmed that the present invention was completed.

따라서, 본 발명의 목적은 분산성이 개선된 폴리실록산 복합체 조성물을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a polysiloxane composite composition with improved dispersibility.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 폴리실록산 복합체 조성물의 제조방법을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a method for preparing the polysiloxane composite composition.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 폴리실록산계 고분자, 전도성 물질, 경화제 및 용매를 포함하고, 상기 용매는 탄소수 5 이상의 포화 지방산 화합물을 포함하는 폴리실록산 복합체 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a polysiloxane composite composition comprising a polysiloxane-based polymer, a conductive material, a curing agent and a solvent, wherein the solvent includes a saturated fatty acid compound having 5 or more carbon atoms.

상기 용매는 탄소수 5 내지 15의 포화 지방산 화합물을 포함할 수 있다.The solvent may contain a saturated fatty acid compound having 5 to 15 carbon atoms.

상기 용매는 펜탄산, 2-메틸펜탄산, 헥산산, 2-메틸헥산산, 2-에틸헥산산, 3,5,5-트리메틸헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 노난산, 데칸산, 4,4-디메틸데칸산, 9,9-디메틸데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 트라이데칸산, 테트라데칸산 및 펜타데칸산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The solvent is pentanoic acid, 2-methylpentanoic acid, hexanoic acid, 2-methylhexanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, 4 ,4-dimethyldecanoic acid, 9,9-dimethyldecanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, tridecanoic acid, tetradecanoic acid, and pentadecanoic acid.

상기 용매는 폴리실록산 복합체 조성물 전체 100 중량% 기준으로 50 내지 99 중량%로 포함할 수 있다.The solvent may be included in an amount of 50 to 99% by weight based on 100% by weight of the total polysiloxane composite composition.

상기 용매는 전도성 물질 100 중량부 대비 1,000 내지 100,000 중량부로 포함할 수 있다.The solvent may be included in an amount of 1,000 to 100,000 parts by weight based on 100 parts by weight of the conductive material.

상기 전도성 물질은 탄소 나노 튜브, 탄소 섬유, 카본 블랙, 그래파이트, 그래핀, 흑연 및 활성 탄소로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The conductive material may include at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon fibers, carbon black, graphite, graphene, graphite, and activated carbon.

상기 전도성 물질은 폴리실록산 복합체 조성물 전체 100 중량% 기준으로 0.1 내지 10 중량%로 포함할 수 있다.The conductive material may be included in an amount of 0.1 to 10% by weight based on 100% by weight of the total polysiloxane composite composition.

상기 폴리실록산계 고분자는 폴리디메틸실록산, 폴리비닐실록산 및 폴리페닐메틸실록산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.The polysiloxane-based polymer may include one or more selected from the group consisting of polydimethylsiloxane, polyvinylsiloxane, and polyphenylmethylsiloxane.

상기 폴리실록산계 고분자는 폴리실록산 복합체 조성물 전체 100 중량% 기준으로 1 내지 50 중량%로 포함할 수 있다.The polysiloxane-based polymer may be included in an amount of 1 to 50% by weight based on 100% by weight of the total polysiloxane composite composition.

또한, 본 발명은 (a) 폴리실록산계 고분자, 경화제 및 용매를 혼합하여 실록산 졸 용액을 제조하는 단계 및 (b) 상기 실록산 졸 용액에 전도성 물질을 혼합하는 단계를 포함하고, 상기 용매는 탄소수 5 이상의 포화 지방산 화합물을 포함하는 폴리실록산 복합체 조성물의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention includes the steps of (a) preparing a siloxane sol solution by mixing a polysiloxane-based polymer, a curing agent, and a solvent, and (b) mixing a conductive material with the siloxane sol solution, wherein the solvent has 5 or more carbon atoms. It provides a method for preparing a polysiloxane composite composition containing a saturated fatty acid compound.

본 발명에 따른 폴리실록산 복합체 조성물은 용매로 탄소수 5 이상의 포화 지방산 화합물을 포함함으로써 탄소계 소재를 포함하는 전도성 물질의 분산성을 개선하고, 이에 따라 조성물의 전도성과 더불어 안정성을 크게 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 폴리실록산 복합체 조성물은 각종 센서, 전기화학 소자, 전자 소자, 광학 소자 등 다양한 용도로 사용이 가능하다.The polysiloxane composite composition according to the present invention includes a saturated fatty acid compound having 5 or more carbon atoms as a solvent, thereby improving the dispersibility of a conductive material including a carbon-based material, and thus, can greatly improve the stability as well as the conductivity of the composition. Accordingly, the polysiloxane composite composition of the present invention can be used for various purposes such as various sensors, electrochemical devices, electronic devices, and optical devices.

도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 폴리실록산 복합체 조성물의 실험예 1에 따른 폴리실록산 용해도 평가 사진이다((a): 실시예 1, (b): 비교예 2).
도 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 폴리실록산 복합체 조성물을 실험예 2에 따라 10 일 동안 상온 방치한 후의 사진이다((a): 실시예 3, (b): 비교예 4, (c): 비교예 5, (d): 비교예 6).
1 is a photograph of evaluation of polysiloxane solubility according to Experimental Example 1 of polysiloxane composite compositions according to Examples and Comparative Examples of the present invention ((a): Example 1, (b): Comparative Example 2).
2 is a photograph of a polysiloxane composite composition according to Examples and Comparative Examples of the present invention after being left at room temperature for 10 days according to Experimental Example 2 ((a): Example 3, (b): Comparative Example 4, (c) ): Comparative Example 5, (d): Comparative Example 6).

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in the specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to describe his own invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, ‘포함하다’ 또는 ‘가지다’등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present invention, terms such as'include' or'have' are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

본 명세서에서 사용되고 있는 용어 “복합체(composite)”란 두 가지 이상의 재료가 조합되어 물리적·화학적으로 서로 다른 상(phase)를 형성하면서 보다 유효한 기능을 발현하는 물질을 의미한다.The term “composite” as used herein refers to a material that expresses more effective functions while forming different phases physically and chemically by combining two or more materials.

폴리디메틸실록산(PDMS)은 가공이 용이하며, 광학적, 기계적 성질이 우수할 뿐만 아니라 소수성, 투명성, 유연성, 윤활성 및 이형성 등의 장점을 지니고, 인체에 무해하고 우수한 생체 적합성을 나타내기 때문에 전자, 통신분야와 재료/제조 분야, 의료분야, 생명공학분야, 환경/에너지 분야에 이르기까지 다양한 분야에 적용되고 있다.Polydimethylsiloxane (PDMS) is easy to process, has excellent optical and mechanical properties, and has advantages such as hydrophobicity, transparency, flexibility, lubricity and releasability, and is harmless to the human body and exhibits excellent biocompatibility. It is applied to various fields ranging from fields and materials/manufacturing fields, medical fields, biotechnology fields, and environment/energy fields.

우수한 전도성을 위해 폴리디메틸실록산은 전도성 물질과 혼합하여 복합체 형태로 제조되는데, 전도성 물질로 주로 사용하는 탄소계 소재의 응집 현상으로 인해 균일한 분산성 및 저장 안정성을 확보하기 어려운 문제가 있다.For excellent conductivity, polydimethylsiloxane is mixed with a conductive material to form a composite, and it is difficult to secure uniform dispersibility and storage stability due to agglomeration of a carbon-based material mainly used as a conductive material.

그러나, 각종 센서, 전기화학 소자, 전자 소자, 광학 소자 등에 사용되기 위해서는 높은 전도성이 확보되어야 하는 바, 고농도의 전도성 물질이 안정적으로 분산된 폴리실록산 복합체의 제조가 필요하다.However, in order to be used in various sensors, electrochemical devices, electronic devices, optical devices, etc., high conductivity must be secured, and thus a polysiloxane composite in which a conductive material having a high concentration is stably dispersed is required.

이를 위해 종래 기술에서는 열 또는 초음파 처리와 같이 외부에서 에너지를 가해 분산시키는 방법을 사용하거나 전도성 물질 표면에 분산성을 높이는 기능기를 도입하는 등의 방법이 제안되었으나, 전도성 물질을 충분히 분산시킬 수 없었을 뿐만 아니라 복잡한 공정과 값비싼 비용 때문에 비효율적이라는 단점이 있다.To this end, in the prior art, a method of dispersing by applying energy from outside such as heat or ultrasonic treatment has been proposed, or a method such as introducing a functional group that increases dispersibility on the surface of a conductive material has been proposed, but the conductive material could not be sufficiently dispersed. In addition, it has the disadvantage of being inefficient due to the complicated process and high cost.

이에 본 발명에서는 전도성 물질의 낮은 분산성 문제를 개선하여 이를 포함하는 폴리실록산 복합체의 전도성 향상 효과를 확보하기 위해 용매로 탄소수 5 이상의 포화 지방산 화합물을 폴리실록산 복합체 조성물을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a polysiloxane composite composition using a saturated fatty acid compound having 5 or more carbon atoms as a solvent in order to improve the problem of low dispersibility of the conductive material and secure the effect of improving the conductivity of the polysiloxane composite including the same.

구체적으로, 본 발명에 따른 폴리실록산 복합체 조성물은 폴리실록산계 고분자, 전도성 물질, 경화제 및 용매를 포함하고, 상기 용매는 탄소수 5 이상의 포화 지방산 화합물을 포함한다.Specifically, the polysiloxane composite composition according to the present invention includes a polysiloxane-based polymer, a conductive material, a curing agent, and a solvent, and the solvent includes a saturated fatty acid compound having 5 or more carbon atoms.

본 발명의 폴리실록산 복합체 조성물은 용매로 탄소수 5 이상의 포화 지방산 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.The polysiloxane composite composition of the present invention is characterized in that it contains a saturated fatty acid compound having 5 or more carbon atoms as a solvent.

본 발명에 있어서, 상기 용매는 폴리실록산계 고분자와 더불어 전도성 물질을 고르게 분산시키는 역할을 한다. 구체적으로, 본 발명의 전도성 물질은 탄소계 소재를 포함함에 따라 강하게 응집하려고 하는 경향이 있는데, 이는 반 데르 발스 힘(van der Waals force)에 의해 전도성 물질이 다발을 형성하고 응집되어 용매에 계면 접촉을 최소화함으로써 표면 에너지를 최소화하기 위한 작용이다. 이러한 전도성 물질의 응집 문제 및 이로 인한 분산성 및 안정성 저하 문제를 개선하고자 본 발명에서는 폴리실록산계 고분자에 대한 용해도를 갖는 지방족 탄화수소 사슬과 전도성 물질의 분산을 도와주는 카르복실산기를 함께 포함하는는 탄소수 5 이상의 포화 지방산 화합물을 용매로 포함한다.In the present invention, the solvent serves to evenly disperse the conductive material together with the polysiloxane-based polymer. Specifically, the conductive material of the present invention tends to strongly agglomerate as it contains a carbon-based material, which is caused by the van der Waals force to form a bundle and agglomerate to make interfacial contact with the solvent. It is an action to minimize the surface energy by minimizing. In order to improve the problem of aggregation of the conductive material and the problem of lowering the dispersibility and stability due to this, the present invention includes an aliphatic hydrocarbon chain having solubility in a polysiloxane-based polymer and a carboxylic acid group that helps disperse the conductive material, having 5 or more carbon atoms. A saturated fatty acid compound is included as a solvent.

탄소계 소재를 포함하는 전도성 물질의 분산성 개선을 위해 설폰산, 카르복실산과 같은 유기산 화합물을 첨가제로 사용하는 경우는 종래 기술로 이미 알려져 있다. 그러나, 본 발명과 같이 폴리실록산 복합체 조성물의 용매로 적용하여 카르복실산기가 도입된 실록산 졸을 형성함으로써 전도성 물질의 분산성을 개선하는 효과에 대해서는 알려진 바가 없다.In order to improve the dispersibility of a conductive material including a carbon-based material, the case of using an organic acid compound such as sulfonic acid or carboxylic acid as an additive is already known in the prior art. However, there is no known effect of improving the dispersibility of a conductive material by forming a siloxane sol into which a carboxylic acid group is introduced by applying it as a solvent of a polysiloxane composite composition as in the present invention.

종래 기술에서 사용되는 유기산 화합물은 첨가제로 사용되어 분산을 도모하는 역할을 하는 것으로, 폴리실록산의 용해도를 확보할 수 없었다. 한편, 본 발명의 경우 탄소수 5 이상의 포화 지방산 화합물을 용매로 사용함에 따라 상온에서의 폴리실록산 용해도와 함께 전도성 물질의 분산성 향상 효과를 동시에 얻을 수 있는 이점이 있다.The organic acid compound used in the prior art is used as an additive and serves to promote dispersion, and the solubility of polysiloxane could not be secured. On the other hand, in the case of the present invention, when a saturated fatty acid compound having 5 or more carbon atoms is used as a solvent, there is an advantage of simultaneously obtaining an effect of improving the dispersibility of the conductive material together with the polysiloxane solubility at room temperature.

본 발명에서 상기 용매는 사슬 모양의 포화 모노카르복실산인 탄소수 5 이상, 바람직하게는 탄소수 5 내지 15의 지방산 화합물을 포함한다. 이때, 상기 용매를 2종 이상 혼합하여 사용하는 경우에는 탄소수 15 이상의 지방산 화합물도 포함할 수 있다. 또한, 상기 지방산 화합물은 직쇄형 및 분지형 둘 다일 수 있다.In the present invention, the solvent contains a fatty acid compound having 5 or more carbon atoms, preferably 5 to 15 carbon atoms, which is a chain-shaped saturated monocarboxylic acid. In this case, when using a mixture of two or more solvents, a fatty acid compound having 15 or more carbon atoms may also be included. In addition, the fatty acid compound may be both straight chain and branched.

예를 들어, 상기 용매는 펜탄산(pentanoic acid), 2-메틸펜탄산(2-methylpentanoic acid), 헥산산(hexanoic acid), 2-메틸헥산산(2-methylhexanoic acid), 2-에틸헥산산(2-ethylhexanoic acid), 3,5,5-트리메틸헥산산(3,5,5-trimethylhexanoic acid), 헵탄산(heptanoic acid), 옥탄산(octanoic acid), 노난산(nonanoic acid), 데칸산(decanoic acid), 4,4-디메틸데칸산(4,4-dimethyldecanoic acid), 9,9-디메틸데칸산(9,9-dimethyldecanoic acid), 운데칸산(undecanoic acid), 도데칸산(dodecanoic acid), 트라이데칸산(tridecanoic acid), 테트라데칸산(tetradecanoic acid) 및 펜타데칸산(pentadecanoic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하기로, 상기 용매는 펜탄산, 헥산산, 2-에틸헥산산, 헵탄산 및 옥탄산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 보다 바람직하기로, 상기 용매는 펜탄산, 헥산산 및 2-에틸헥산산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.For example, the solvent is pentanoic acid, 2-methylpentanoic acid, hexanoic acid, 2-methylhexanoic acid, 2-ethylhexanoic acid (2-ethylhexanoic acid), 3,5,5-trimethylhexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid (decanoic acid), 4,4-dimethyldecanoic acid, 9,9-dimethyldecanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid , Tridecanoic acid, tetradecanoic acid, and pentadecanoic acid. Preferably, the solvent may be one or more selected from the group consisting of pentanoic acid, hexanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, heptanoic acid and octanoic acid, and more preferably, the solvent is pentanoic acid, hexanoic acid and It may contain one or more selected from the group consisting of 2-ethylhexanoic acid.

상기 용매는 폴리실록산 복합체 조성물 전체 100 중량% 기준으로 50 내지 99 중량%, 바람직하게는 80 내지 99 중량%로 포함할 수 있다. 상기 용매의 함량이 상기 범위 미만이면 실록산 졸의 용해도에 문제가 발생할 수 있고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하는 경우 전도성 물질의 분산성이 저하될 수 있다.The solvent may be included in an amount of 50 to 99% by weight, preferably 80 to 99% by weight, based on 100% by weight of the total polysiloxane composite composition. If the content of the solvent is less than the above range, a problem may occur in the solubility of the siloxane sol. Conversely, if the content of the solvent exceeds the above range, the dispersibility of the conductive material may decrease.

또한, 상기 용매는 전도성 물질 100 중량부 대비 1,000 내지 100,000 중량부, 바람직하게는 2,000 내지 10,000 중량부로 포함할 수 있다. 상기 용매의 함량이 전술한 범위를 벗어나는 경우 분산성에 문제가 발생할 수 있으므로 상술한 범위 내에서 적정 함량을 결정하는 것이 바람직하다.In addition, the solvent may be included in an amount of 1,000 to 100,000 parts by weight, preferably 2,000 to 10,000 parts by weight, based on 100 parts by weight of the conductive material. When the content of the solvent is outside the above-described range, a problem may occur in dispersibility, so it is preferable to determine an appropriate content within the above-described range.

본 발명의 폴리실록산 복합체 조성물은 전술한 용매와 함께 폴리실록산계 고분자 및 전도성 물질을 포함한다.The polysiloxane composite composition of the present invention includes a polysiloxane-based polymer and a conductive material together with the above-described solvent.

상기 폴리실록산계 고분자는 1개 또는 2개의 유기기가 각 실리콘 원자에 부착된 직쇄나 환상 배열로 실리콘 및 산소 원자를 교대로 함유하는 임의의 다양한 화합물로, 특별히 한정되지 않으며, 공지된 것을 사용할 수 있다.The polysiloxane-based polymer is any variety of compounds that alternately contain silicon and oxygen atoms in a linear or cyclic arrangement in which one or two organic groups are attached to each silicon atom, and is not particularly limited, and known ones may be used.

상기 폴리실록산계 고분자는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 폴리비닐실록산(polyvinylsiloxane) 및 폴리페닐메틸실록산(polyphenyl methylsiloxane)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하기로, 상기 폴리실록산계 고분자는 폴리디메틸실록산일 수 있다.The polysiloxane-based polymer may include at least one selected from the group consisting of polydimethylsiloxane (PDMS), polyvinylsiloxane, and polyphenyl methylsiloxane. Preferably, the polysiloxane-based polymer may be polydimethylsiloxane.

상기 폴리실록산계 고분자의 중량평균분자량(Mw)은 특별히 제한되는 것은 아니나. 후술하는 전도성 물질의 분산성과 조성물의 전도성을 고려하는 경우 10,000 내지 200,000, 바람직하게는 20,000 내지 100,000일 수 있다.The weight average molecular weight (M w ) of the polysiloxane-based polymer is not particularly limited. When considering the dispersibility of the conductive material and the conductivity of the composition to be described later, it may be 10,000 to 200,000, preferably 20,000 to 100,000.

또한, 상기 폴리실록산계 고분자의 점도 역시 특별히 한정되는 것은 아니나, 전도성 물질의 분산성, 안정성 관점에서 200 내지 60,000 cst(25 ℃), 바람직하게는 1,000 내지 30,000 cst(25 ℃)일 수 있다.In addition, the viscosity of the polysiloxane-based polymer is not particularly limited, but may be 200 to 60,000 cst (25° C.), preferably 1,000 to 30,000 cst (25° C.) from the viewpoint of dispersibility and stability of the conductive material.

상기 폴리실록산계 고분자는 폴리실록산 복합체 조성물 전체 100 중량% 기준으로 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 1 내지 20 중량%로 포함할 수 있다. 상기 폴리실록산계 고분자의 함량이 상기 범위 미만이면 전도성 물질의 분산성이 저하되고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하는 경우 실록산 졸의 용해도에 문제가 발생할 수 있으므로 상술한 범위 내에서 적정 함량을 결정하는 것이 바람직하다.The polysiloxane-based polymer may be included in an amount of 1 to 50% by weight, preferably 1 to 20% by weight, based on 100% by weight of the total polysiloxane composite composition. If the content of the polysiloxane-based polymer is less than the above range, the dispersibility of the conductive material decreases, and if the content exceeds the above range, on the contrary, a problem may occur in the solubility of the siloxane sol. Therefore, it is preferable to determine an appropriate content within the above-described range. Do.

상기 전도성 물질은 본 발명에 따른 조성물에 전도성을 부여하기 위하여 사용되는 물질로, 탄소 재질을 포함한다.The conductive material is a material used to impart conductivity to the composition according to the present invention, and includes a carbon material.

상기 전도성 물질은 단일벽 탄소나노튜브(single-walled carbon nanotube, SWCNT), 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube, MWCNT) 등의 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT); 그라파이트 나노파이버(graphite nanofiber, GNF), 카본 나노파이버(carbon nanofiber, CNF), 활성화 탄소 파이버(activated carbon fiber, ACF) 등의 탄소 섬유; 덴카 블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본 블랙; 그래파이트 (graphite); 그래핀(graphene); 천연 흑연, 인조 흑연, 팽창 흑연 등의 흑연 및 활성 탄소로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하기로, 상기 전도성 물질은 탄소 나노 튜브, 탄소 섬유 및 그래핀으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 보다 바람직하기로, 상기 전도성 물질은 탄소 섬유 일 수 있다.The conductive material may include carbon nanotubes (CNTs) such as single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs); Carbon fibers such as graphite nanofibers (GNF), carbon nanofibers (CNF), and activated carbon fibers (ACF); Carbon blacks such as denka black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Graphite; Graphene; It may include one or more selected from the group consisting of graphite, such as natural graphite, artificial graphite, and expanded graphite, and activated carbon. Preferably, the conductive material may be at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon fibers, and graphene, and more preferably, the conductive material may be carbon fiber.

본 발명의 일 구현예에서 상기 전도성 물질이 탄소 섬유인 경우, 상기 탄소 섬유의 직경은 특별히 제한되지 않지만, 일반적으로 평균 직경이 10 내지 1,000 ㎚, 바람직하게는 50 내지 500 ㎚일 수 있다. 또한, 상기 탄소 섬유의 길이는 특별히 제한되지 않지만, 분산성과 전도성 확보를 위해 2 ㎛ 이상, 바람직하게는 5 내지 50 ㎛일 수 있다. 이에 더해서, 상기 탄소 섬유의 종횡비(길이:직경)는 10 내지 1,000, 바람직하게는 100 내지 1,000일 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the conductive material is a carbon fiber, the diameter of the carbon fiber is not particularly limited, but in general, the average diameter may be 10 to 1,000 nm, preferably 50 to 500 nm. In addition, the length of the carbon fiber is not particularly limited, but may be 2 µm or more, preferably 5 to 50 µm, for securing dispersibility and conductivity. In addition, the aspect ratio (length: diameter) of the carbon fiber may be 10 to 1,000, preferably 100 to 1,000.

상기 전도성 물질은 폴리실록산 복합체 조성물 전체 100 중량% 기준으로 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%로 포함할 수 있다. 상기 전도성 물질의 함량이 상기 범위 미만이면 도전성이 저하되고, 이와 반대로 상기 범위를 초과하는 경우 전도성 물질 분산에 문제가 발생할 수 있으므로 상술한 범위 내에서 적정 함량을 결정하는 것이 바람직하다.The conductive material may be included in an amount of 0.1 to 10% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, based on 100% by weight of the total polysiloxane composite composition. If the content of the conductive material is less than the above range, the conductivity is lowered. Conversely, if the content of the conductive material exceeds the above range, a problem may occur in dispersion of the conductive material. Therefore, it is preferable to determine an appropriate content within the above-described range.

상기 경화제는 본 발명에서 특별히 한정하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 사용될 수 있는 것이라면 제한 없이 적용 가능하다.The curing agent is not particularly limited in the present invention, and any one that can be used in the technical field to which the present invention pertains may be applied without limitation.

본 발명의 폴리실록산 복합체 조성물은 전술한 조성 이외에 해당 기술분야에서 그 기능의 향상 등을 목적으로 통상적으로 사용되는 첨가제를 필요에 따라 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 첨가제로는 금속 촉매 등을 들 수 있다.In addition to the above-described composition, the polysiloxane composite composition of the present invention may additionally include additives commonly used for the purpose of improving its function in the relevant technical field, if necessary. For example, the additive may include a metal catalyst.

본 발명에 따른 폴리실록산 복합체 조성물은 폴리실록산계 고분자, 전도성 물질 및 용매를 포함하며, 이때 상기 용매로 탄소수 5 이상의 포화 지방산 화합물을 포함함으로써 폴리실록산계 고분자에 전도성 물질이 고르게 분산된 폴리실록산 복합체를 이루게 된다. 특히, 본 발명의 폴리실록산 복합체 조성물은 전도성 물질의 분산성이 향상되어 전도성 물질을 1 내지 100 ㎎/㎖의 고농도로 포함할 수 있어 전도성이 우수할 뿐만 아니라 분산 상태의 유지 능력 또한 우수하기 때문에 조성물의 장기 안정성이 향상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 폴리실록산 복합체 조성물은 바이오부터 전자소재까지 전도성이 요구되는 다양한 분야에 사용이 가능하다.The polysiloxane composite composition according to the present invention includes a polysiloxane-based polymer, a conductive material, and a solvent, wherein the solvent includes a saturated fatty acid compound having 5 or more carbon atoms, thereby forming a polysiloxane composite in which the conductive material is evenly dispersed in the polysiloxane-based polymer. In particular, the polysiloxane composite composition of the present invention improves the dispersibility of the conductive material and can contain the conductive material at a high concentration of 1 to 100 mg/ml. Long-term stability can be improved. Accordingly, the polysiloxane composite composition of the present invention can be used in various fields requiring conductivity from bio to electronic materials.

또한, 본 발명은 상기 폴리실록산 복합체 조성물의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for preparing the polysiloxane composite composition.

본 발명에 따른 폴리실록산 복합체 조성물의 제조방법은 (a) 폴리실록산계 고분자, 경화제 및 용매를 혼합하여 실록산 졸 용액을 제조하는 단계 및 (b) 상기 실록산 졸 용액에 전도성 물질을 혼합하는 단계;를 포함하고, 이때 상기 용매는 탄소수 5 이상의 포화 지방산 화합물을 포함한다.The method for preparing a polysiloxane composite composition according to the present invention includes (a) preparing a siloxane sol solution by mixing a polysiloxane-based polymer, a curing agent, and a solvent, and (b) mixing a conductive material with the siloxane sol solution; and In this case, the solvent includes a saturated fatty acid compound having 5 or more carbon atoms.

전술한 바와 같이, 종래 폴리실록산 복합체 조성물의 제조공정에서는 전도성 물질의 분산성 개선을 위해 가열 또는 초음파를 통한 별도의 분산, 전도성 물질의 표면 처리, 분산제 첨가 등의 과정을 수행하였으나, 전도성 물질의 분산 특성 개선 효과는 낮았다. 이와 비교하여, 본 발명의 폴리실록산 복합체 조성물의 제조방법은 용매로 탄소수 5 이상의 포화 지방산 화합물을 사용하여 폴리실록산계 고분자 중에 전도성 물질을 고르게 분산시켜 복합화함으로써 폴리실록산 복합체를 제조한다. 이와 같이 제조된 폴리실록산 복합체 조성물은 전도성 물질의 분산성 및 안정성이 개선됨에 따라 각종 센서, 전기적 소자에 사용시 우수한 전도성을 나타낼 수 있다.As described above, in the conventional manufacturing process of the polysiloxane composite composition, separate dispersion through heating or ultrasonic waves, surface treatment of the conductive material, and addition of a dispersant were performed to improve the dispersibility of the conductive material, but the dispersion characteristics of the conductive material The improvement effect was low. In comparison, the method for preparing a polysiloxane composite composition of the present invention uses a saturated fatty acid compound having 5 or more carbon atoms as a solvent to evenly disperse a conductive material in a polysiloxane polymer to form a composite, thereby preparing a polysiloxane composite. As the prepared polysiloxane composite composition improves the dispersibility and stability of the conductive material, it can exhibit excellent conductivity when used in various sensors and electrical devices.

이하, 각 단계별로 설명한다.Hereinafter, each step will be described.

먼저, 상기 (a) 단계에서는 폴리실록산계 고분자, 경화제 및 용매를 혼합하여 실록산 졸 용액을 제조한다.First, in step (a), a polysiloxane-based polymer, a curing agent, and a solvent are mixed to prepare a siloxane sol solution.

상기 (a) 단계에서 사용되는 폴리실록산계 고분자는 앞서 설명한 바와 같다.The polysiloxane-based polymer used in step (a) is as described above.

특히, 상기 (a) 단계에서 사용되는 용매는 탄소수 5 이상의 포화 지방산 화합물로, 다른 특징은 상기 폴리실록산 복합체 조성물에서 설명한 바와 같다.In particular, the solvent used in step (a) is a saturated fatty acid compound having 5 or more carbon atoms, and other characteristics are as described in the polysiloxane composite composition.

상기 (a) 단계에서 사용되는 경화제는 해당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지 않는다.The curing agent used in step (a) is not particularly limited as it is commonly used in the relevant technical field.

전술한 폴리실록산계 고분자, 경화제와 탄소수 5 이상의 포화 지방산 화합물을 포함하는 용매를 포함하는 상기 실록산 졸 용액은 용매 100 중량%를 기준으로 폴리실록산계 고분자를 1 내지 100 중량%, 바람직하게는 1 내지 50 중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 25 중량%로 포함할 수 있다. 상기 실록산 졸 용액의 농도가 상술한 범위를 벗어나는 경우 용해도에 문제가 발생할 수 있으므로, 상술한 범위 내에서 적정 함량을 결정하는 것이 바람직하다.The siloxane sol solution containing the above-described polysiloxane-based polymer, a curing agent and a solvent containing a saturated fatty acid compound having 5 or more carbon atoms is 1 to 100% by weight, preferably 1 to 50% by weight of the polysiloxane-based polymer based on 100% by weight of the solvent. %, more preferably 1 to 25% by weight. When the concentration of the siloxane sol solution is out of the above-described range, a problem may occur in solubility, so it is preferable to determine an appropriate content within the above-described range.

상기 (a) 단계의 혼합은 해당 기술분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 수행할 수 있다. 상기 혼합은 전술한 재료 간의 혼합도를 높이기 위한 것으로 당업계에서 통상적으로 사용되는 교반 장치를 이용하여 수행할 수 있다. 이때 혼합 시간 및 속도 또한 각 조성의 함량 및 조건에 따라 선택적으로 조절될 수 있다.The mixing of step (a) may be performed according to a conventional method known in the art. The mixing is to increase the degree of mixing between the above-described materials, and may be performed using a stirring device commonly used in the art. At this time, the mixing time and speed may also be selectively adjusted according to the content and conditions of each composition.

이어서, 상기 (b) 단계에서는 상기 (a) 단계에서 제조된 실록산 졸 용액에 전도성 물질을 혼합한다.Subsequently, in step (b), a conductive material is mixed with the siloxane sol solution prepared in step (a).

상기 (b) 단계는 폴리실록산계 고분자와 전도성 물질을 복합화하는 공정으로, 이때 혼합은 상기 (a) 단계에서 설명한 바와 같이 해당 기술분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 수행할 수 있고, 혼합 조건 역시 조건에 따라 선택적으로 조절될 수 있다.The step (b) is a process of compounding a polysiloxane-based polymer and a conductive material. In this case, mixing may be performed according to a conventional method known in the art as described in step (a), and the mixing condition is also dependent on the conditions. It can be selectively adjusted accordingly.

본 발명에 따른 폴리실록산 복합체 조성물의 제조방법은 공정이 간단할 뿐만 아니라 상업적으로 적용이 용이하고, 별도의 첨가제나 공정 없이도 우수한 분산성, 안정성 및 전도성을 나타내는 폴리실록산 복합체 조성물을 제조할 수 있는 장점이 있다. 전술한 제조방법으로 제조된 폴리실록산 복합체 조성물은 기판 상에 도포되어 도막을 형성할 수 있고, 이때 도막은 10 ohm/sq 이하 수준의 낮은 표면 저항을 나타내어 우수한 전도성을 나타내는 바, 각종 센서, 전기화학 소자, 전자 소자, 광학 소자 등에 사용될 수 있다.The manufacturing method of the polysiloxane composite composition according to the present invention has the advantage of being able to manufacture a polysiloxane composite composition exhibiting excellent dispersibility, stability, and conductivity without a simple process, easy commercial application, and no additional additives or processes. . The polysiloxane composite composition prepared by the above-described manufacturing method can be applied on a substrate to form a coating film, wherein the coating film exhibits excellent conductivity by showing a low surface resistance of 10 ohm/sq or less, and various sensors, electrochemical devices , Electronic devices, optical devices, and the like.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, a preferred embodiment is presented to aid in the understanding of the present invention, but it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope of the present invention and the scope of the technical idea, but the following examples are only illustrative of the present invention, It is natural that such modifications and modifications fall within the scope of the appended claims.

실시예 및 비교예 Examples and Comparative Examples

[실시예 1][Example 1]

펜탄산(시그마알드리치사(Sigma Aldrich)사 제품) 10 ㎖에 폴리디메틸실록산(Sylgard 184, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품) 1 g을 경화제(Sylgard 184 curing agent, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품)와 10:1 중량비율로 혼합하고 충분히 교반하여 용해시켰다.To 10 ml of pentanoic acid (manufactured by Sigma Aldrich), 1 g of polydimethylsiloxane (Sylgard 184, manufactured by Dow Corning) was added as a curing agent (Sylgard 184 curing agent, manufactured by Dow Corning). ) And 10:1 weight ratio and sufficiently stirred to dissolve.

상기 실록산 졸 용액에 탄소섬유(VGCF-H, 쇼와덴코카본 제조) 0.1 g을 첨가하고 300 rpm에서 2 시간 동안 교반하여 폴리실록산 복합체 조성물을 제조하였다.To the siloxane sol solution, 0.1 g of carbon fiber (VGCF-H, manufactured by Showa Denko Carbon) was added and stirred at 300 rpm for 2 hours to prepare a polysiloxane composite composition.

[실시예 2][Example 2]

헥산산(시그마알드리치사(Sigma Aldrich)사 제품) 10 ㎖에 폴리디메틸실록산(Sylgard 184, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품) 1 g을 경화제(Sylgard 184 curing agent, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품)와 10:1 중량비율로 혼합하고 충분히 교반하여 용해시켰다.To 10 ml of hexanoic acid (manufactured by Sigma Aldrich), 1 g of polydimethylsiloxane (Sylgard 184, manufactured by Dow Corning) was added as a curing agent (Sylgard 184 curing agent, manufactured by Dow Corning). ) And 10:1 weight ratio and sufficiently stirred to dissolve.

상기 실록산 졸 용액에 탄소섬유(VGCF-H, 쇼와덴코카본 제조) 0.1 g을 첨가하고 300 rpm에서 2 시간 동안 교반하여 폴리실록산 복합체 조성물을 제조하였다.To the siloxane sol solution, 0.1 g of carbon fiber (VGCF-H, manufactured by Showa Denko Carbon) was added and stirred at 300 rpm for 2 hours to prepare a polysiloxane composite composition.

[실시예 3][Example 3]

2-에틸헥산산(시그마알드리치사(Sigma Aldrich)사 제품) 10 ㎖에 폴리디메틸실록산(Sylgard 184, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품) 1 g을 경화제(Sylgard 184 curing agent, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품)와 10:1 중량비율로 혼합하고 충분히 교반하여 용해시켰다.To 10 ml of 2-ethylhexanoic acid (manufactured by Sigma Aldrich), 1 g of polydimethylsiloxane (Sylgard 184, manufactured by Dow Corning) was added as a curing agent (Sylgard 184 curing agent, Dow Corning). ) Company product) and 10:1 weight ratio, and sufficiently stirred to dissolve.

상기 실록산 졸 용액에 탄소섬유(VGCF-H, 쇼와덴코카본 제조) 0.1 g을 첨가하고 300 rpm에서 2 시간 동안 교반하여 폴리실록산 복합체 조성물을 제조하였다.To the siloxane sol solution, 0.1 g of carbon fiber (VGCF-H, manufactured by Showa Denko Carbon) was added and stirred at 300 rpm for 2 hours to prepare a polysiloxane composite composition.

[비교예 1][Comparative Example 1]

메탄설폰산(시그마알드리치사(Sigma Aldrich)사 제품) 10 ㎖에 폴리디메틸실록산(Sylgard 184, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품) 1 g을 경화제(Sylgard 184 curing agent, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품)와 10:1 중량비율로 혼합하고 충분히 교반하여 용해시켰다.To 10 ml of methanesulfonic acid (manufactured by Sigma Aldrich), 1 g of polydimethylsiloxane (Sylgard 184, manufactured by Dow Corning) was added as a curing agent (Sylgard 184 curing agent, Dow Corning). Product) and 10:1 weight ratio, and sufficiently stirred to dissolve.

상기 실록산 졸 용액에 탄소섬유(VGCF-H, 쇼와덴코카본 제조) 0.1 g을 첨가하고 300 rpm에서 2 시간 동안 교반하여 폴리실록산 복합체 조성물을 제조하였다.To the siloxane sol solution, 0.1 g of carbon fiber (VGCF-H, manufactured by Showa Denko Carbon) was added and stirred at 300 rpm for 2 hours to prepare a polysiloxane composite composition.

[비교예 2][Comparative Example 2]

아세트산(대정화금사 제품) 10 ㎖에 폴리디메틸실록산(Sylgard 184, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품) 1 g을 경화제(Sylgard 184 curing agent, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품)와 10:1 중량비율로 혼합하고 충분히 교반하여 용해시켰다.1 g of polydimethylsiloxane (Sylgard 184, manufactured by Dow Corning) was added to 10 ml of acetic acid (manufactured by Daejeonghwa Gold) and 10:1 weight with a curing agent (Sylgard 184 curing agent, manufactured by Dow Corning). The mixture was mixed at a rate and sufficiently stirred to dissolve.

상기 실록산 졸 용액에 탄소섬유(VGCF-H, 쇼와덴코카본 제조) 0.1 g을 첨가하고 300 rpm에서 2 시간 동안 교반하여 폴리실록산 복합체 조성물을 제조하였다.To the siloxane sol solution, 0.1 g of carbon fiber (VGCF-H, manufactured by Showa Denko Carbon) was added and stirred at 300 rpm for 2 hours to prepare a polysiloxane composite composition.

[비교예 3][Comparative Example 3]

프로판산(덕산약품공업사 제품) 10 ㎖에 폴리디메틸실록산(Sylgard 184, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품) 1 g을 경화제(Sylgard 184 curing agent, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품)와 10:1 중량비율로 혼합하고 충분히 교반하여 용해시켰다.To 10 ml of propanoic acid (manufactured by Dow Corning), 1 g of polydimethylsiloxane (Sylgard 184, manufactured by Dow Corning) was mixed with a curing agent (Sylgard 184 curing agent, manufactured by Dow Corning) and 10:1. The mixture was mixed at a weight ratio and sufficiently stirred to dissolve.

상기 실록산 졸 용액에 탄소섬유(VGCF-H, 쇼와덴코카본 제조) 0.1 g을 첨가하고 300 rpm에서 2 시간 동안 교반하여 폴리실록산 복합체 조성물을 제조하였다.To the siloxane sol solution, 0.1 g of carbon fiber (VGCF-H, manufactured by Showa Denko Carbon) was added and stirred at 300 rpm for 2 hours to prepare a polysiloxane composite composition.

[비교예 4][Comparative Example 4]

클로로포름(대정화금사 제품) 10 ㎖에 폴리디메틸실록산(Sylgard 184, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품) 1 g을 경화제(Sylgard 184 curing agent, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품)와 10:1 중량비율로 혼합하고 충분히 교반하여 용해시켰다.1 g of polydimethylsiloxane (Sylgard 184, manufactured by Dow Corning) was added to 10 ml of chloroform (manufactured by Daejeonghwa Geum) and 10:1 weight with a curing agent (Sylgard 184 curing agent, manufactured by Dow Corning). The mixture was mixed at a rate and sufficiently stirred to dissolve.

상기 실록산 졸 용액에 탄소섬유(VGCF-H, 쇼와덴코카본 제조) 0.1 g을 첨가하고 300 rpm에서 2 시간 동안 교반하여 폴리실록산 복합체 조성물을 제조하였다.To the siloxane sol solution, 0.1 g of carbon fiber (VGCF-H, manufactured by Showa Denko Carbon) was added and stirred at 300 rpm for 2 hours to prepare a polysiloxane composite composition.

[비교예 5][Comparative Example 5]

디메틸포름아마이드(대정화금사 제품) 10 ㎖에 폴리디메틸실록산(Sylgard 184, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품) 1 g을 경화제(Sylgard 184 curing agent, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품)와 10:1 중량비율로 혼합하고 충분히 교반하여 용해시켰다.To 10 ml of dimethylformamide (manufactured by Daejeonghwa Geum Corporation), 1 g of polydimethylsiloxane (Sylgard 184, manufactured by Dow Corning) was added as a curing agent (Sylgard 184 curing agent, manufactured by Dow Corning) and 10: The mixture was mixed at a weight ratio of 1 and sufficiently stirred to dissolve.

상기 실록산 졸 용액에 탄소섬유(VGCF-H, 쇼와덴코카본 제조) 0.1 g을 첨가하고 300 rpm에서 2 시간 동안 교반하여 폴리실록산 복합체 조성물을 제조하였다.To the siloxane sol solution, 0.1 g of carbon fiber (VGCF-H, manufactured by Showa Denko Carbon) was added and stirred at 300 rpm for 2 hours to prepare a polysiloxane composite composition.

[비교예 6][Comparative Example 6]

톨루엔(시그마알드리치사(Sigma Aldrich)사 제품) 10 ㎖에 폴리디메틸실록산(Sylgard 184, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품) 1 g을 경화제(Sylgard 184 curing agent, 다우 코닝(Dow Corning)사 제품)와 10:1 중량비율로 혼합하고 충분히 교반하여 용해시켰다.Toluene (manufactured by Sigma Aldrich), 1 g of polydimethylsiloxane (Sylgard 184, manufactured by Dow Corning) was added as a curing agent (Sylgard 184 curing agent, manufactured by Dow Corning). And 10:1 weight ratio, and sufficiently stirred to dissolve.

상기 실록산 졸 용액에 탄소섬유(VGCF-H, 쇼와덴코카본 제조) 0.1 g을 첨가하고 300 rpm에서 2 시간 동안 교반하여 폴리실록산 복합체 조성물을 제조하였다.To the siloxane sol solution, 0.1 g of carbon fiber (VGCF-H, manufactured by Showa Denko Carbon) was added and stirred at 300 rpm for 2 hours to prepare a polysiloxane composite composition.

실험예 1. 폴리실록산 용해도 평가Experimental Example 1. Evaluation of polysiloxane solubility

실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 폴리실록산 복합체 조성물의 제조과정 중 폴리실록산 용해도를 육안으로 평가하였다. 이때 얻어진 결과는 도 1에 나타내었다.Polysiloxane solubility in the manufacturing process of the polysiloxane composite compositions prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 was visually evaluated. The results obtained at this time are shown in FIG. 1.

도 1에서 (a)는 실시예 1에 해당하고, (b)는 비교예 2에 해당한다. 도 1을 참조하면, 실시예 1의 경우 투명하나, 비교예 2의 경우 폴리실록산이 용해되지 못하고 상등액에 존재하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과로부터, 실시예에 따른 폴리실록산 복합체 조성물의 경우 폴리실록산이 완전히 용해되어 투명한 졸 형태로 보이는 반면, 비교예 1 내지 3의 경우 폴리실록산이 용해되지 않고 분리되어 있는 것을 확인할 수 있다.In FIG. 1, (a) corresponds to Example 1, and (b) corresponds to Comparative Example 2. Referring to FIG. 1, in the case of Example 1, it is transparent, but in the case of Comparative Example 2, it can be seen that polysiloxane is not dissolved and is present in the supernatant. From these results, it can be seen that in the case of the polysiloxane composite composition according to the embodiment, the polysiloxane is completely dissolved and appears in a transparent sol form, whereas in the case of Comparative Examples 1 to 3, it can be confirmed that the polysiloxane is not dissolved and separated.

실험예 2. 전도성 물질 분산성 평가Experimental Example 2. Conductive material dispersibility evaluation

실시예 3 및 비교예 4 내지 6에서 제조된 폴리실록산 복합체 조성물을 상온(약 25 ℃)에서 방치하면서, 분산이 유지되는 정도를 육안으로 관찰하였다. 10 일 경과 후의 모습을 도 2에 나타내었다.While the polysiloxane composite compositions prepared in Example 3 and Comparative Examples 4 to 6 were allowed to stand at room temperature (about 25° C.), the degree of dispersion was observed with the naked eye. Figure 2 shows the state after 10 days.

도 2에서 (a)는 실시예 3, (b)는 비교예 4, (c)는 비교예 5 및 (d)는 비교예 6에 각각 해당한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 3의 경우 구체적으로, 실시예 3에 따른 조성물의 경우 10 일 후에도 침전이 발생하지 않고 분산 상태가 유지되고 있는 반면, 비교예 4 내지 6에 따른 조성물의 경우 전도성 물질의 침전이 발생한 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과로부터, 본 발명에 따른 폴리실록산 복합체 조성물의 경우 전도성 물질에 대한 분산성이 우수함을 확인할 수 있다.In FIG. 2, (a) corresponds to Example 3, (b) corresponds to Comparative Example 4, and (c) corresponds to Comparative Example 5 and (d) corresponds to Comparative Example 6, respectively. As shown in FIG. 2, in the case of Example 3, specifically, in the case of the composition according to Example 3, precipitation does not occur and the dispersed state is maintained even after 10 days, whereas the composition according to Comparative Examples 4 to 6 is conductive. It can be seen that the precipitation of the material has occurred. From these results, it can be confirmed that the polysiloxane composite composition according to the present invention has excellent dispersibility in the conductive material.

Claims (11)

폴리실록산계 고분자, 전도성 물질, 경화제 및 용매를 포함하고,
상기 용매는 탄소수 5 이상의 포화 지방산 화합물을 포함하는 폴리실록산 복합체 조성물.
Including a polysiloxane-based polymer, a conductive material, a curing agent and a solvent,
The solvent is a polysiloxane composite composition comprising a saturated fatty acid compound having 5 or more carbon atoms.
제1항에 있어서,
상기 용매는 탄소수 5 내지 15의 포화 지방산 화합물을 포함하는, 폴리실록산 복합체 조성물.
The method of claim 1,
The solvent comprises a saturated fatty acid compound having 5 to 15 carbon atoms, polysiloxane composite composition.
제1항에 있어서,
상기 용매는 펜탄산, 2-메틸펜탄산, 헥산산, 2-메틸헥산산, 2-에틸헥산산, 3,5,5-트리메틸헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 노난산, 데칸산, 4,4-디메틸데칸산, 9,9-디메틸데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 트라이데칸산, 테트라데칸산 및 펜타데칸산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 폴리실록산 복합체 조성물.
The method of claim 1,
The solvent is pentanoic acid, 2-methylpentanoic acid, hexanoic acid, 2-methylhexanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, 4 ,4-dimethyldecanoic acid, 9,9-dimethyldecanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, tridecanoic acid, tetradecanoic acid and pentadecanoic acid, comprising at least one selected from the group consisting of, polysiloxane composite composition.
제1항에 있어서,
상기 용매는 폴리실록산 복합체 조성물 전체 100 중량% 기준으로 50 내지 99 중량%로 포함하는, 폴리실록산 복합체 조성물.
The method of claim 1,
The solvent comprises 50 to 99% by weight based on 100% by weight of the total polysiloxane composite composition, polysiloxane composite composition.
제1항에 있어서,
상기 용매는 전도성 물질 100 중량부 대비 1,000 내지 100,000 중량부로 포함하는, 폴리실록산 복합체 조성물.
The method of claim 1,
The solvent comprises 1,000 to 100,000 parts by weight based on 100 parts by weight of a conductive material, polysiloxane composite composition.
제1항에 있어서,
상기 전도성 물질은 탄소 나노 튜브, 탄소 섬유, 카본 블랙, 그래파이트, 그래핀, 흑연 및 활성 탄소로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 폴리실록산 복합체 조성물.
The method of claim 1,
The conductive material includes at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon fibers, carbon black, graphite, graphene, graphite, and activated carbon.
제1항에 있어서,
상기 전도성 물질은 폴리실록산 복합체 조성물 전체 100 중량% 기준으로 0.1 내지 10 중량%로 포함하는, 폴리실록산 복합체 조성물.
The method of claim 1,
The conductive material comprises 0.1 to 10% by weight based on 100% by weight of the total polysiloxane composite composition, polysiloxane composite composition.
제1항에 있어서,
상기 폴리실록산계 고분자는 폴리디메틸실록산, 폴리비닐실록산 및 폴리페닐메틸실록산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 폴리실록산 복합체 조성물.
The method of claim 1,
The polysiloxane-based polymer comprises at least one selected from the group consisting of polydimethylsiloxane, polyvinylsiloxane and polyphenylmethylsiloxane, polysiloxane composite composition.
제1항에 있어서,
상기 폴리실록산계 고분자는 폴리실록산 복합체 조성물 전체 100 중량% 기준으로 1 내지 50 중량%로 포함하는, 폴리실록산 복합체 조성물.
The method of claim 1,
The polysiloxane-based polymer comprises 1 to 50% by weight based on 100% by weight of the total polysiloxane composite composition, polysiloxane composite composition.
(a) 폴리실록산계 고분자, 경화제 및 용매를 혼합하여 실록산 졸 용액을 제조하는 단계 및
(b) 상기 실록산 졸 용액에 전도성 물질을 혼합하는 단계를 포함하고,
상기 용매는 탄소수 5 이상의 포화 지방산 화합물을 포함하는 폴리실록산 복합체 조성물의 제조방법.
(a) preparing a siloxane sol solution by mixing a polysiloxane-based polymer, a curing agent, and a solvent, and
(b) mixing a conductive material in the siloxane sol solution,
The solvent is a method for producing a polysiloxane composite composition comprising a saturated fatty acid compound having 5 or more carbon atoms.
제10항에 있어서,
상기 실록산 졸 용액은 용매 100 중량%를 기준으로 폴리실록산계 고분자를 1 내지 100 중량%로 포함하는, 폴리실록산 복합체 조성물의 제조방법.
The method of claim 10,
The siloxane sol solution contains 1 to 100% by weight of a polysiloxane-based polymer based on 100% by weight of a solvent.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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대한민국 등록특허 제10-1406085호(2014.06.03), 그래핀/PDMS 복합체의 제조방법 및 이에 의해 제조된 그래핀/PDMS 복합체

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