KR20220148418A - Thermal conductive polymer composite and preparation method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a thermally conductive polymer composite and to a manufacturing method thereof, and more specifically, to a thermally conductive polymer composite, which contains: a polymer resin; and a thermally conductive filler oriented in one direction within the polymer resin, wherein the thermally conductive filler may contain: graphite flakes having a functional group containing oxygen; and a magnetic coating layer formed on the surface of the graphite flakes.

Description

열전도성 고분자 복합체 및 이의 제조방법{Thermal conductive polymer composite and preparation method thereof}Thermal conductive polymer composite and preparation method thereof

본 발명은 열전도성 고분자 복합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thermally conductive polymer composite and a method for preparing the same.

최근 기술의 발전으로 인해 전자 장치는 점차 경량화, 박형화, 소형화, 고성능화되어 가고 있다. 전자 소자가 고직접화될수록 많은 열이 발생하게 된다. 전자기기의 고장을 유발하는 요소들은 다양하다. 그중 온도에 의한 고장이 가장 빈번하다. 집적화된 소자는 구동에 따라 저항이 증가하게 되고, 열 밀도의 급격한 증가를 발생시킨다. 이로 인해 생성되는 방출 열은 전자 소자의 기능 저하뿐만 아니라 주변 소자의 오작동, 기판열화 등의 원인이 되고 있다. 전자부품의 수명과 신뢰성 증대에 미치는 가장 중대한 요인은 열의 효율적인 분산과 발산이다. 경량성 소재를 사용하여 열을 효과적으로 방출시키는, 방출 열을 제어하는 기술에 관한 연구적 관심도가 높아지고 있다.Due to the recent technological development, electronic devices are gradually becoming lighter, thinner, smaller, and higher in performance. As electronic devices become highly direct, more heat is generated. There are various factors that cause failure of electronic devices. Among them, temperature failure is the most frequent. In the integrated device, resistance increases according to driving, and a rapid increase in thermal density occurs. The emitted heat generated by this causes not only the deterioration of the function of the electronic device, but also the malfunction of the peripheral device, the deterioration of the substrate, and the like. The most important factor affecting the lifespan and reliability of electronic components is efficient heat dissipation and dissipation. Research interest in a technology for controlling the emitted heat, which uses a lightweight material to effectively dissipate heat, is increasing.

경량 방열부품을 요하는 분야에는 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북, TV, LED, 전기 자동차 등이 있다. 현재 스마트폰의 경우, 배터리의 발열 문제를 해결하기 위해 기기 내부에 그라파이트 필름을 사용하고 있고, 노트북의 경우 중앙처리장치(CPU)에서 가장 많은 열이 발생하기 때문에 중앙처리장치(CPU)위에 보론 필름과 방출 열을 순환시켜주는 모터를 장착하여 발열 문제를 해결하고 있다. 그리고 LED의 경우에는 반도체 장치 등에 온도 상승을 방지하기 위해 부착하는 방열체인 히트싱크(heat sink)를 사용하여 문제를 해결하고 있다. 전기 자동차의 경우 배터리를 포함한 다양한 부품들을 장착하게 되면서 자동차의 무게가 증가하게 되고 이로 인해 발생하는 열을 해결하기 위한 기술 개발이 진행되고 있다. 이와 같이 전자기기에서 발생하는 열에 의한 문제를 해결하기 위해 다양한 방법과 소재들을 사용하고 있지만 이러한 발열 문제를 해결하기 위해 다양한 방법과 소재들을 사용하고 있지만 이러한 발열 문제를 완벽히 해결하기는 힘들다. 현재도 자동차, 전기/전자 산업 분야에서의 경량, 고방열 소재에 대한 요구가 꾸준히 증대되고 있다. 이에 따른 경량, 고방열 소재 시장의 급격한 성장에 대비하기 위한 관련 연구와 기술 개발의 필요성이 커지고 있다.Fields that require lightweight heat dissipation components include smartphones, tablet PCs, laptops, TVs, LEDs, and electric vehicles. Currently, in the case of smartphones, graphite film is used inside the device to solve the heat problem of the battery, and in the case of laptops, the central processing unit (CPU) generates the most heat, so the boron film is placed on the central processing unit (CPU). A motor that circulates the excess heat is installed to solve the heat problem. And in the case of the LED, the problem is solved by using a heat sink, which is a heat sink attached to a semiconductor device or the like to prevent temperature rise. In the case of electric vehicles, as various parts including batteries are installed, the weight of the vehicle increases, and technology development is underway to solve the heat generated by this. As described above, various methods and materials are used to solve the problem of heat generated by electronic devices, but various methods and materials are used to solve the heat problem, but it is difficult to completely solve the heat problem. Even now, the demand for lightweight and high heat dissipation materials in the automotive and electric/electronic industries is steadily increasing. Accordingly, the need for related research and technology development to prepare for the rapid growth of the lightweight and high heat dissipation material market is growing.

한편, 전자기기의 방열원 소재로 사용하기 위해서는 약 1~30 W/mK 정도의 값을 가져야 한다. 그렇기에 최근까지의 방열부품은 우수한 열전도도를 갖는 금속 및 세라믹 소재를 주로 사용해 왔으나 성형성이 좋지 않고 무게감이 있으며 제조단가가 높다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완할 수 있는 성형성이 좋고 가벼운 방열 소재의 필요성이 제기되고 있다. 방열 고분자 복합소재는 높은 성형성, 낮은 제조원가와 같은 장점으로 인해 방열부품 소재로 주목받고 있다. Meanwhile, in order to be used as a heat radiation source material for electronic devices, it should have a value of about 1 to 30 W/mK. Therefore, heat dissipation parts up to recently have mainly used metal and ceramic materials having excellent thermal conductivity, but have disadvantages in that formability is poor, weight is high, and manufacturing cost is high. The need for a light heat dissipation material with good formability that can compensate for these shortcomings is being raised. Heat-dissipating polymer composites are attracting attention as materials for heat-dissipating parts due to their advantages such as high moldability and low manufacturing cost.

방열 고분자 복합소재는 다양한 종류의 열전도성 필러와 고분자 수지의 복합화를 통해 열전도도를 향상할 수 있다. 열전도성 필러의 종류에는 금속, 세라믹, 탄소 계열 등이 있다.Heat-dissipating polymer composite materials can improve thermal conductivity through the complexation of various types of thermally conductive fillers and polymer resins. Types of thermally conductive fillers include metals, ceramics, carbon-based fillers, and the like.

금속계 필러는 높은 열전도도를 가지지만 경량성을 요구하는 분야에서는 적용이 어렵고 열팽창과 같은 문제가 발생하게 된다. 세라믹계 필러는 현재 많이 상용화되어 있지만, 탄소계 필러에 비해 상대적으로 낮은 열전도도를 가지고 있다. 탄소계 필러는 절연성이 좋지 않고 단독으로 사용했을 경우 제품화의 어려움이 있다는 단점이 있다. 하지만 이러한 단점은 고분자와의 복합화를 통해 극복할 수 있다. 또한, 높은 열전도도와 가벼운 무게라는 장점으로 인해 경량 방열 소재의 열전도성 필러로 주목받고 있다.Although the metallic filler has high thermal conductivity, it is difficult to apply in a field requiring lightness, and problems such as thermal expansion occur. Ceramic-based fillers are currently commercially available, but have relatively low thermal conductivity compared to carbon-based fillers. Carbon-based fillers have a disadvantage in that they have poor insulation properties and are difficult to commercialize when used alone. However, these disadvantages can be overcome through complexation with polymers. In addition, due to the advantages of high thermal conductivity and light weight, it is attracting attention as a thermally conductive filler of a lightweight heat dissipation material.

이와 관련된 종래의 기술로 대한민국 공개특허 제10-2018-0054223호에서는 그래핀 복합재 방열시트의 제조방법으로서, 산화 그래핀 플레이크를 자성필러 및 열전도성 필러가 포함된 혼합 용액에 첨가하고 교반하여 산화 그래핀 용액을 제조함으로써, 상기 자성필러에 의해 방열 특성이 향상되고 상기 열전도성 필러에 의해 열전도 특성이 향상된 그래핀 복합재 방열 시트를 제공한다.As a related art, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0054223 discloses a method for manufacturing a graphene composite heat dissipation sheet, wherein graphene oxide flakes are added to a mixed solution containing a magnetic filler and a thermally conductive filler and stirred to produce graphene oxide. By preparing a fin solution, the heat dissipation property is improved by the magnetic filler and the heat dissipation sheet of the graphene composite material improved in heat conduction property by the heat conductive filler is provided.

본 발명자들은 열전도성 필러로서 흑연 플레이크를 포함하느 고분자 복합체로서, 상기 흑연 플레이크의 끝단(edge)에 부분적으로 산소를 포함하는 관능기를 도입하여, 열전도성 저하없이 분산성을 향상시키고, 상기 흑연 플레이크에 자성입자를 코팅하여 자기장 인가를 통해 일 방향으로 배열시킴으로써 방열성을 향상시키고 사용목적에 알맞게 배향을 제어하여 열전달 경로를 설계 및 조정할 수 있는 고분자 복합체를 개발하고 본 발명을 완성하였다.The present inventors are a polymer composite containing graphite flakes as a thermally conductive filler, and by introducing a functional group containing oxygen partially at the edge of the graphite flakes to improve dispersibility without lowering thermal conductivity, and to the graphite flakes By coating magnetic particles and arranging them in one direction through the application of a magnetic field, a polymer composite capable of designing and adjusting a heat transfer path by improving heat dissipation and controlling the orientation to suit the purpose of use was developed and completed the present invention.

대한민국 공개특허 제10-2018-0054223호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2018-0054223

일 측면에서의 목적은 In one aspect, the purpose

열전도성 고분자 복합체 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a thermally conductive polymer composite and a method for manufacturing the same.

상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,

일 측면에서는,In one aspect,

고분자 수지; 및polymer resin; and

상기 고분자 수지 내에서 일 방향으로 배향된 열전도성 필러;를 포함하고,Including; a thermally conductive filler oriented in one direction in the polymer resin;

상기 열전도성 필러는,The thermally conductive filler,

산소를 포함하는 관능기를 갖는 흑연 플레이크; 및graphite flakes having a functional group containing oxygen; and

상기 흑연 플레이크의 표면에 형성된 자성코팅층;을 포함하는, 열전도성 고분자 복합체가 제공된다.A thermally conductive polymer composite comprising; a magnetic coating layer formed on the surface of the graphite flake is provided.

상기 흑연 플레이크는 끝단(edge)에 부분적으로 산소를 포함하는 관능기를 갖는다.The graphite flake has an oxygen-containing functional group at an edge thereof.

상기 흑연 플레이크는 30 원자% 내지 40 원자%의 산소를 포함한다.The graphite flakes contain 30 to 40 atomic% oxygen.

상기 흑연 플레이크는 1μ 내지 100μm의 두께를 갖는 전기화학적 박리된 흑연 플레이크이다.The graphite flakes are electrochemically exfoliated graphite flakes having a thickness of 1 μm to 100 μm.

상기 자성코팅층은 자성을 갖는 금속 산화물로 이루어질 수 있고, 상기 ㄱ그금속 산화물은 상기 자성을 갖는 금속산화물은 Fe, Ni, Co, Al, Cr, Mo, Na, Ti, Cu, AuAg, Zn 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종을 포함할 수 있다.The magnetic coating layer may be made of a metal oxide having a magnetism, and the metal oxide having the magnetic property is Fe, Ni, Co, Al, Cr, Mo, Na, Ti, Cu, AuAg, Zn and their It may include one selected from the group consisting of combinations.

상기 고분자 수지는 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리아미드수지, 폴리이미드, 폴리페닐렌옥사이드, 실리콘수지, 페놀수지, 에폭시수지, 폴레우레탄, 폴리에스테르수지, 폴리에테르-에테르케톤, 폴리페닐렌설파이드, 불소함유중합체, 폴리염화비닐수지, PVB(폴리비닐부티랄), PVA(폴리비닐알콜), 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오즈, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리아세틸렌, 폴리티오펜, PEDOT(폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)) 및 이들의 조합으로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 1종일 수 있다.The polymer resin is polyacrylate, polymethacrylate, polystyrene, polyester, polyolefin, polyamide resin, polyimide, polyphenylene oxide, silicone resin, phenolic resin, epoxy resin, polyurethane, polyester resin, polyether -Ether ketone, polyphenylene sulfide, fluorine-containing polymer, polyvinyl chloride resin, PVB (polyvinyl butyral), PVA (polyvinyl alcohol), ethyl hydroxyethyl cellulose, polyaniline, polypyrrole, polyacetylene, polythiophene, It may be one selected from the group consisting of PEDOT (poly(3,4-ethylenedioxythiophene)) and combinations thereof.

상기 고분자 수지는 친수성 고분자 수지를 사용하는 것이 보다 바람직할 수 있다.As the polymer resin, it may be more preferable to use a hydrophilic polymer resin.

상기 상기 열전도성 고분자 복합체는 상기 흑연 플레이크 및 고분자 수지를 1: 1 내지 1: 20의 중량비로 포함할 수 있다.The thermally conductive polymer composite may include the graphite flakes and the polymer resin in a weight ratio of 1: 1 to 1: 20.

다른 일 측면에서는,In another aspect,

열전도성 필러를 형성하는 단계; 및forming a thermally conductive filler; and

상기 열전도성 필러를 고분자 수지를 포함하는 혼합용액에 분산시킨 후 자기장을 인가하여 상기 열전도성 필러를 일 방향으로 배향시키는 단계;를 포함하고,and dispersing the thermally conductive filler in a mixed solution containing a polymer resin and then applying a magnetic field to orient the thermally conductive filler in one direction;

상기 열전도성 필러를 형성하는 단계는,The step of forming the thermally conductive filler,

흑연 플레이크에 산소를 포함하는 관능기를 형성하는 단계; 및forming a functional group containing oxygen in the graphite flake; and

상기 산소를 포함하는 관능기가 형성된 흑연 플레이크의 표면에 자성코팅층이 형성하는 단계;를 포함하는, 열전도성 고분자 복합체의 제조방법이 제공된다.Forming a magnetic coating layer on the surface of the graphite flakes formed with the functional group containing oxygen;

상기 흑연 플레이크에 산소를 포함하는 관능기를 형성하는 단계는,The step of forming a functional group containing oxygen in the graphite flake,

상기 산소를 포함하는 관능기는 상기 흑연 플레이크의 끝단(edge)에 부분적으로 형성된다.The oxygen-containing functional group is partially formed at the edge of the graphite flake.

상기 흑연 플레이크에 산소를 포함하는 관능기를 형성하는 단계는,The step of forming a functional group containing oxygen in the graphite flake,

상기 흑연 플레이크를 황산용액에 분산시키는 단계;dispersing the graphite flakes in a sulfuric acid solution;

상기 황산용액에 과망간산 칼륨을 첨가하는 단계; 및adding potassium permanganate to the sulfuric acid solution; and

상기 과망간산 칼륨이 첨가된 황산용액에 과산화수소를 첨가하는 단계;를 포함할 수 있다.It may include; adding hydrogen peroxide to the sulfuric acid solution to which potassium permanganate is added.

상기 자성코팅층을 형성하는 단계는,The step of forming the magnetic coating layer,

용액 내 상기 산소를 포함하는 관능기가 형성된 흑연 플레이크와 자성을 갖는 금속 산화물 또는 상기 금속 산화물의 전구체 물질을 혼합하는 단계;를 포함할 수 있다.It may include; mixing the graphite flakes in which the functional group containing oxygen is formed in the solution with a metal oxide having magnetism or a precursor material of the metal oxide.

상기 열전도성 필러를 일 방향으로 배향시키는 단계는 경화 단계;를 더 포함할 수 있다.The step of orienting the thermally conductive filler in one direction may further include a curing step.

다른 일 측면에서는,In another aspect,

상기 열전도성 고분자 복합체를 포함하는 방열시트가 제공된다.A heat dissipation sheet comprising the thermally conductive polymer composite is provided.

다른 일 측면에서는,In another aspect,

기판에 상기 열전도성 고분자 복합체를 코팅하는 단계;를 포함하는 방열시트의 제조방법이 제공된다.There is provided a method of manufacturing a heat dissipation sheet comprising; coating the thermally conductive polymer composite on a substrate.

일 측면에 따른 열전도성 고분자 복합체는 일 방향으로 배열된 열전도성 필러를 포함하며, 열전도성이 현저히 우수하며 저가로 제조될 수 있어 경제성이 높은 장점이 있다.The thermally conductive polymer composite according to one aspect includes thermally conductive fillers arranged in one direction, has remarkably excellent thermal conductivity, and can be manufactured at a low cost, and thus has high economic efficiency.

또한, 일 측면에 따른 열전도성 고분자 복합체는 열전도성 필러가 고분자 수지 내부에 배치되어, 우수한 열전도성을 갖는 동시에 절연성, 점착성 및 성형성이 우수한 장점이 있다.In addition, the thermally conductive polymer composite according to one aspect has an advantage in that the thermally conductive filler is disposed inside the polymer resin, so that it has excellent thermal conductivity and excellent insulation, adhesion, and moldability.

이에 일 측면에 따른 열전도성 고분자 복합체는 노트북, 모바일, TV, LED 등 방열 특성이 요구되는 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다. Accordingly, the thermally conductive polymer composite according to one aspect may be applied to various electronic devices requiring heat dissipation characteristics, such as notebooks, mobiles, TVs, and LEDs.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 일 실시 예에 따른 열전도성 고분자 복합체의 제조방법을 개략적으로 나타낸 모식도이고,
도 2는 상기 열전도성 필러를 형성하는 단계를 개략적으로 나타낸 모식도이고,
도 3 및 도 4는 박리 흑연(EEG) 및 제조 예 1에 의해 제조한 흑연 산화물(GO)의 입도 분포도이고,
도 5는 박리 흑연(EEG)의 XRD 결과 그래프이고,
도 6은 박리 흑연(EEG) 및 제조 예 1에 의해 제조한 흑연 산화물(GO)의 XRD 결과를 비교한 그래프이고,
도 7 및 도 8은 박리 흑연(EEG) 및 제조 예 1에 의해 제조한 흑연 산화물(GO)의 라만 분석으로부터 얻은 ID/IG 강도비 분포 그래프이고,
도 9는 흑연(EEG) 및 제조 예 1에 의해 제조한 흑연 산화물(GO)을 SEM으로 관찰한 사진이고,
도 10은 흑연(EEG) 및 제조 예 1에 의해 제조한 흑연 산화물(GO)을 XPS 분석한 결과 그래프이고,
도 11은 흑연(EEG) 및 제조 예 1에 의해 제조한 흑연 산화물(GO)을 TGA 분석한 결과 그래프이고,
도 12는 제조 예 1에서 제조한 흑연 산화물(GO) 및 제조 예 2에서 제조한 흑연 산화물(GO)/Fe3O4 열전도성 필러(mEEG)의 자성 특성을 관찰한 사진이고,
도 13은 제조 예 1에서 제조한 흑연 산화물(GO) 및 제조 예 2에서 제조한 흑연 산화물(GO)/Fe3O4 열전도성 필러(mEEG)의 XRD 분석 결과 그래프이고,
도 14는 제조 예 1에서 제조한 흑연 산화물(GO) 및 제조 예 2에서 제조한 흑연 산화물(GO)/Fe3O4 열전도성 필러(mEEG)를 SEM으로 관찰한 사진이고,
도 15는 제조 예 1에서 제조한 흑연 산화물(GO) 및 제조 예 2에서 제조한 흑연 산화물(GO)/Fe3O4 열전도성 필러(mEEG)를 TGA 분석한 결과 그래프이고,
도 16은 실시 예 1 및 비교 예 1에서 제조한 고분자 복합체의 배향도 평가 방법으로 개략적으로 나타낸 모식도이고,
도 17은 실시 예 1 및 비교 예 1에서 제조한 고분자 복합체의 라만 분석 결과 그래프이고,
도 18은 열전도성 필러를 혼합하지 않은 고분자 수지(neat epoxy)의 내부 구조를 FIB-SEM으로 관찰한 사진이고,
도 19는 실시 예 1에서 제조한 고분자 복합체의 내부 구조를 FIB-SEM으로 관찰한 사진이고,
도 20은 실시 예 1, 비교 예 1 및 비교 예 2에서 제조한 고분자 복합체의 열전도성 필러 함량에 따른 열전도도를 평가한 그래프이다.
1 is a schematic diagram schematically showing a method for manufacturing a thermally conductive polymer composite according to an embodiment;
2 is a schematic diagram schematically showing the step of forming the thermally conductive filler,
3 and 4 are particle size distribution diagrams of exfoliated graphite (EEG) and graphite oxide (GO) prepared by Preparation Example 1,
5 is a graph of XRD results of exfoliated graphite (EEG);
6 is a graph comparing the XRD results of exfoliated graphite (EEG) and graphite oxide (GO) prepared by Preparation Example 1,
7 and 8 are I D /I G intensity ratio distribution graphs obtained from Raman analysis of exfoliated graphite (EEG) and graphite oxide (GO) prepared by Preparation Example 1,
9 is a photograph observed by SEM of graphite (EEG) and graphite oxide (GO) prepared by Preparation Example 1,
10 is a graph showing the results of XPS analysis of graphite (EEG) and graphite oxide (GO) prepared in Preparation Example 1;
11 is a graph showing the results of TGA analysis of graphite (EEG) and graphite oxide (GO) prepared in Preparation Example 1;
12 is a photograph observing the magnetic properties of the graphite oxide (GO) prepared in Preparation Example 1 and the graphite oxide (GO)/Fe 3 O 4 thermally conductive filler (mEEG) prepared in Preparation Example 2;
13 is a graph of XRD analysis results of graphite oxide (GO) prepared in Preparation Example 1 and graphite oxide (GO)/Fe 3 O 4 thermally conductive filler (mEEG) prepared in Preparation Example 2;
14 is a photograph observed by SEM of the graphite oxide (GO) prepared in Preparation Example 1 and the graphite oxide (GO)/Fe 3 O 4 thermally conductive filler (mEEG) prepared in Preparation Example 2;
15 is a graph showing the results of TGA analysis of the graphite oxide (GO) prepared in Preparation Example 1 and the graphite oxide (GO)/Fe 3 O 4 thermally conductive filler (mEEG) prepared in Preparation Example 2;
16 is a schematic view schematically showing the orientation degree evaluation method of the polymer composite prepared in Example 1 and Comparative Example 1,
17 is a Raman analysis result graph of the polymer composite prepared in Example 1 and Comparative Example 1,
18 is a photograph observed by FIB-SEM of the internal structure of a polymer resin (neat epoxy) that is not mixed with a thermally conductive filler,
19 is a photograph observed by FIB-SEM of the internal structure of the polymer composite prepared in Example 1;
20 is a graph evaluating the thermal conductivity according to the thermally conductive filler content of the polymer composites prepared in Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2;

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시 예는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the following examples are provided in order to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the art. Accordingly, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for a clearer description, and elements indicated by the same reference numerals in the drawings are the same elements. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions. In addition, "including" a certain element throughout the specification means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.

일 측면에서는,In one aspect,

고분자 수지; 및polymer resin; and

상기 고분자 수지 내에서 일 방향으로 배향된 열전도성 필러;를 포함하고,Including; a thermally conductive filler oriented in one direction in the polymer resin;

상기 열전도성 필러는,The thermally conductive filler,

산소를 포함하는 관능기를 갖는 흑연 플레이크; 및graphite flakes having a functional group containing oxygen; and

상기 흑연 플레이크의 표면에 형성된 자성코팅층;을 포함하는, 열전도성 고분자 복합체가 제공된다.A thermally conductive polymer composite comprising; a magnetic coating layer formed on the surface of the graphite flake is provided.

이하, 일 실시 예에 따른 열전도성 고분자 복합체를 상세히 설명한다.Hereinafter, a thermally conductive polymer composite according to an embodiment will be described in detail.

일 실시 예에 따른 열전도성 고분자 복합체는 고분자 수지를 포함한다.The thermally conductive polymer composite according to an embodiment includes a polymer resin.

일 실시 예에 따른 열전도성 고분자 복합체는 상기 고분자 수지 내에 열전도성 필러를 포함하는 형태로서, 열전도성을 갖는 동시에 점착성 및 성형성을 가질 수 있고 절연성을 갖출 수 있어 다양한 형태로 제조할 수 있으며, 절연성을 가져야하는 방열소재로서 사용될 수 있다.The thermally conductive polymer composite according to an embodiment includes a thermally conductive filler in the polymer resin, and at the same time has thermal conductivity, adhesiveness and moldability, and can have insulating properties, so it can be prepared in various forms, and insulating properties. It can be used as a heat dissipation material that must have

상기 고분자 수지는 전기적으로 절연성을 갖거나 전도성을 갖는 물질 모두 사용할 수 있다.The polymer resin may be any material having electrical insulation or conductivity.

일례로, 상기 고분자 수지는 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리아미드수지, 폴리이미드, 폴리페닐렌옥사이드, 실리콘수지, 페놀수지, 에폭시수지, 폴레우레탄, 폴리에스테르수지, 폴리에테르-에테르케톤, 폴리페닐렌설파이드, 불소함유중합체, 폴리염화비닐수지, PVB(폴리비닐부티랄), PVA(폴리비닐알콜), 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오즈 등의 절연성을 갖는 고분자 수지를 포함할 수 있고, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리아세틸렌, 폴리티오펜, PEDOT(폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)) 등의 전도성을 갖는 고분자 수지를 포함할 수 있다.For example, the polymer resin is polyacrylate, polymethacrylate, polystyrene, polyester, polyolefin, polyamide resin, polyimide, polyphenylene oxide, silicone resin, phenol resin, epoxy resin, polyurethane, polyester resin. , polyether-ether ketone, polyphenylene sulfide, fluorine-containing polymer, polyvinyl chloride resin, PVB (polyvinyl butyral), PVA (polyvinyl alcohol), polyvinyl alcohol (PVA), ethyl hydroxyethyl cellulose, etc. and may include a polymer resin having conductivity, such as polyaniline, polypyrrole, polyacetylene, polythiophene, and PEDOT (poly(3,4-ethylenedioxythiophene)).

바람직하게는 친수성 관능기를 갖는 흑연 플레이크의 분산성을 높이기 위하여, 친수성 고분자가 사용될 수 있다.Preferably, in order to increase the dispersibility of graphite flakes having a hydrophilic functional group, a hydrophilic polymer may be used.

일 실시 예에 따른 열전도성 고분자 복합체는 상기 고분자 수지 내에서 일 방향으로 배향된 열전도성 필러를 포함한다.The thermally conductive polymer composite according to an embodiment includes a thermally conductive filler oriented in one direction in the polymer resin.

일 실시 예에 따른 열전도성 고분자 복합체는 상기 고분자 수지 내에서 일 방향으로 배향된 열전도성 필러를 통해 현저히 우수한 열전도성을 나타낼 수 있다.The thermally conductive polymer composite according to an embodiment may exhibit remarkably excellent thermal conductivity through the thermally conductive filler oriented in one direction in the polymer resin.

상기 열전도성 필러는The thermally conductive filler is

산소를 포함하는 관능기를 갖는 흑연 플레이크; 및graphite flakes having a functional group containing oxygen; and

상기 흑연 플레이크의 표면에 형성된 자성코팅층;을 포함한다.and a magnetic coating layer formed on the surface of the graphite flakes.

상기 열전도성 필러는 산소를 포함하는 관능기를 갖는 흑연 플레이크를 포함한다.The thermally conductive filler includes graphite flakes having a functional group including oxygen.

상기 흑연 플레이크는 플레이크(flake) 형태의 흑연으로, 바람직하게는 천연 흑연 또는 팽창 흑연(expanded graphite)을 전기화학적으로 박리시킨 1μ 내지 100μm의 두께를 갖는 흑연 플레이크이다.The graphite flakes are graphite flakes, preferably graphite flakes having a thickness of 1 μm to 100 μm obtained by electrochemically exfoliating natural graphite or expanded graphite.

상기 산소를 포함하는 관능기를 갖는 흑연 플레이크는 바람직하게는 1μ 내지 100μm의 두께를 갖는 흑연 플레이크의 표면만을 산화시켜 궁극적으로 끝단(edge)만 산화되고 기저면(basel plane)은 산화되지 않아 끝단(edge)에 부분적으로 산소를 포함하는 관능기를 갖는 흑연 플레이크이다.The graphite flakes having a functional group containing oxygen are preferably oxidized only on the surface of the graphite flakes having a thickness of 1 μm to 100 μm, so that ultimately only the edges are oxidized and the base plane is not oxidized. It is a graphite flake having a functional group containing oxygen in part.

이에 상기 산소를 포함하는 관능기를 갖는 흑연 플레이크는 50% 이하, 보다 바람직하게는 30 원자% 내지 40 원자%, 보다 바람직하게는 33 내지 38원자%의 산소를 포함할 수 있고 상기 산소는 상기 흑연 플레이크의 끝단(edge)에 선택적으로 결합된다.Accordingly, the graphite flakes having a functional group containing oxygen may contain oxygen in an amount of 50% or less, more preferably 30 to 40 atomic%, more preferably 33 to 38 atomic%, and the oxygen is the graphite flakes. is selectively coupled to the edge of

상기 산소 함량은 천연 흑연 또는 팽창 흑연과 같이 전처리하지 않은 흑연(약 9 at%)이 함유하는 산소의 양보다 높은 수치이며 hummers등의 방법으로 제조된 끝단(edge) 및 기저면(basel plane)에 산소를 포함하는 관능기가 형성된 흑연 산화물(FGO)(약 64.2 at%)보다 낮은 수치이다.The oxygen content is higher than the amount of oxygen contained in graphite (about 9 at%) that has not been pretreated such as natural graphite or expanded graphite, and oxygen in the edge and base plane prepared by methods such as hummers. It is a lower value than graphite oxide (FGO) (about 64.2 at%) in which a functional group containing

상기 산소를 포함하는 관능기는 에폭시기, 카보닐기, 카르복실기 등일 수 있다.The oxygen-containing functional group may be an epoxy group, a carbonyl group, a carboxyl group, or the like.

상기 산소를 포함하는 관능기는 상기 열전도성 고분자 복합체 제조과정에서 상기 흑연 플레이크의 분산성을 높일 수 있으며 이를 통해 일 실시 예에 따른 열전도성 고분자 복합체의 물리적 및 화학적 특성의 균일성을 보다 향상시킬 수 있다.The functional group containing oxygen may increase the dispersibility of the graphite flakes in the process of manufacturing the thermally conductive polymer composite, and through this, the uniformity of physical and chemical properties of the thermally conductive polymer composite according to an embodiment can be further improved. .

또한, 상기 흑연 플레이크는 종래의 끝단(edge) 및 기저면(basel plane) 모두가 산화된 산화 흑연 대비 결함(defect)영역이 현저히 적어 상기 산화 흑연 대비 열전도도가 우수한 장점이 있다.In addition, the graphite flake has an advantage in that it has excellent thermal conductivity compared to the graphite oxide because there are significantly fewer defect regions compared to graphite oxide in which both edges and base planes are oxidized in the related art.

상기 열전도성 필러는 상기 흑연 플레이크의 표면에 형성된 자성코팅층을 포함한다.The thermally conductive filler includes a magnetic coating layer formed on the surface of the graphite flakes.

상기 자성 코팅층은 자성을 갖는 금속 산화물로 이루어질 수 잇고, 상기 자성을 갖는 금속 산화물은 Fe, Ni, Co, Al, Cr, Mo, Na, Ti, Cu, AuAg, Zn 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종을 포함할 수 있다.The magnetic coating layer may be made of a metal oxide having a magnetism, and the metal oxide having a magnetism is from the group consisting of Fe, Ni, Co, Al, Cr, Mo, Na, Ti, Cu, AuAg, Zn, and combinations thereof. It may include one selected type.

일례로, 상기 자성을 갖는 금속 산화물은 Fe3O4일 수 있다.For example, the metal oxide having the magnetic properties may be Fe 3 O 4 .

상기 자성코팅층은 상기 열전도성 고분자 복합체 제조과정에서 상기 열전도성 필러의 배향성을 높일 수 있다.The magnetic coating layer may increase the orientation of the thermally conductive filler during the manufacturing process of the thermally conductive polymer composite.

구체적으로, 상기 자성코팅층이 형성된 흑연 플레이크를 포함하는 열전도성 필러를 고분자 수지와 혼합시킨 후 자기장을 인가함으로써, 상기 열전도성 필러를 일 방향으로 배향시킬 수 있고, 이후 경화시킴으로써, 일 방향으로 배향된 열전도성 필러를 포함하는 열전도성 고분자 복합체를 제조할 수 있다.Specifically, by applying a magnetic field after mixing a thermally conductive filler including graphite flakes with the magnetic coating layer formed thereon with a polymer resin, the thermally conductive filler can be oriented in one direction, and then cured by curing the oriented in one direction A thermally conductive polymer composite including a thermally conductive filler may be prepared.

일 실시 예에 따른 열전도성 고분자 복합체는 무작위 배열된 상기 열전도성 필러를 포함하는 열전도성 고분자 복합체 대비 방열 특성을 현저히 향상시킬 수 있다.The thermally conductive polymer composite according to an embodiment may significantly improve heat dissipation properties compared to the thermally conductive polymer composite including the randomly arranged thermally conductive fillers.

일 실시 예에 따른 열전도성 고분자 복합체는 상기 흑연 플레이크 및 고분자 수지를 1: 1 내지 1: 20의 중량비로 포함할 수 있다.The thermally conductive polymer composite according to an embodiment may include the graphite flakes and the polymer resin in a weight ratio of 1: 1 to 1: 20.

만약, 상기 흑연 플레이크 대비 상기 고분자 수지를 상기 중량비 미만으로 포함할 경우, 열전도성 고분자 복합체의 구조가 불안정하여 상기 흑연 플레이크가 상기 고분자 수지 내 특정 방향으로 고정되기 어려운 문제가 발생될 수 있고, 상기 중량비를 초과할 경우, 고분자 수지에 의해 방열 특성이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.If, compared to the graphite flakes, when the polymer resin is included in less than the weight ratio, the structure of the thermally conductive polymer composite is unstable, so that it may be difficult to fix the graphite flakes in a specific direction in the polymer resin, and the weight ratio If it exceeds, a problem in that the heat dissipation property is lowered by the polymer resin may occur.

일 실시 예에 따른 열전도성 고분자 복합체의 형태는 제한되지 않으며 다양한 형태를 가질 수 있다.The shape of the thermally conductive polymer composite according to an embodiment is not limited and may have various shapes.

다른 일 측면에서는,In another aspect,

열전도성 필러를 형성하는 단계; 및forming a thermally conductive filler; and

상기 열전도성 필러를 고분자 수지를 포함하는 혼합용액에 분산시킨 후 자기장을 인가하여 상기 열전도성 필러를 일 방향으로 배향시키는 단계;를 포함하고,and dispersing the thermally conductive filler in a mixed solution containing a polymer resin and then applying a magnetic field to orient the thermally conductive filler in one direction;

상기 열전도성 필러를 형성하는 단계는,The step of forming the thermally conductive filler,

흑연 플레이크에 산소를 포함하는 관능기를 형성하는 단계; 및forming a functional group containing oxygen in the graphite flake; and

상기 산소를 포함하는 관능기가 형성된 흑연 플레이크의 표면에 자성코팅층이 형성하는 단계;를 포함하는, 열전도성 고분자 복합체의 제조방법이 제공된다.Forming a magnetic coating layer on the surface of the graphite flakes formed with the functional group containing oxygen;

이하, 일 실시 예에 따른 열전도성 고분자 복합체의 제조방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thermally conductive polymer composite according to an embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 일 실시 예에 따른 열전도성 고분자 복합체의 제조방법을 개략적으로 나타낸 모식도이고, 도 2는 상기 열전도성 필러를 형성하는 단계를 개략적으로 나타낸 모식도이다.1 is a schematic diagram schematically showing a method of manufacturing a thermally conductive polymer composite according to an embodiment, and FIG. 2 is a schematic diagram schematically illustrating a step of forming the thermally conductive filler.

일 실시 예에 따른 열전도성 고분자 복합체(100)의 제조방법은 열전도성 필러(30)를 형성하는 단계;를 포함하고, The method of manufacturing the thermally conductive polymer composite 100 according to an embodiment includes forming a thermally conductive filler 30;

상기 열전도성 필러(30)를 형성하는 단계는, The step of forming the thermally conductive filler 30,

흑연 플레이크(10)에 산소를 포함하는 관능기를 형성하는 단계; 및forming a functional group containing oxygen in the graphite flake 10; and

상기 산소를 포함하는 관능기가 형성된 흑연 플레이크(20)의 표면에 자성코팅층이 형성하는 단계;를 포함한다.and forming a magnetic coating layer on the surface of the graphite flake 20 on which the oxygen-containing functional group is formed.

상기 흑연 플레이크(10)에 산소를 포함하는 관능기를 형성하는 단계는, 상기 흑연 플레이크를 산화시켜 산소를 포함하는 관능기를 갖는 흑연 플레이크(20)를 형성하는 단계이다.The step of forming a functional group containing oxygen in the graphite flake 10 is a step of forming the graphite flake 20 having a functional group containing oxygen by oxidizing the graphite flake.

이때 상기 흑연 플레이크(10)는 바람직하게는 1μ 내지 100μm의 두께를 갖는 전기화학적 박리된 플레이크 형태의 흑연일 수 있다.In this case, the graphite flakes 10 may be graphite in the form of electrochemically exfoliated flakes having a thickness of preferably 1 μm to 100 μm.

상기 흑연 플레이크(10)에 산소를 포함하는 관능기를 형성하는 단계는 상기 흑연 플레이크의 산화를 조절하여, 표면을 선택적으로 산화시켜, 궁극적으로 끝단(edge)에 상기 산소를 포함하는 관능기가 부분적으로 형성시킨다. The step of forming a functional group containing oxygen in the graphite flake 10 controls the oxidation of the graphite flake, selectively oxidizing the surface, and ultimately partially forming the functional group containing oxygen at the edge make it

상기 단계를 통해 상기 흑연 플레이크(10)의 끝단(edge)은 산화되되 기저면(basal plane)이 산화되는 것을 방지하거나 최소화하여 상기 흑연 플레이크의 수용액 내 분산성을 높이고 흑연 내 결함(defect)영역을 줄여 열전도성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.Through the above step, the edge of the graphite flake 10 is oxidized, but the basal plane is prevented from being oxidized or minimized to increase the dispersibility of the graphite flake in aqueous solution and reduce the defect area in the graphite. It can prevent the thermal conductivity from falling.

상기 단계를 통해 제조된 산소를 포함하는 관능기를 갖는 흑연 플레이크(20)는 종래의 휴머스 방법(hummer's method)등의 방법에 의해 강산으로 처리하여 제조된 산화 흑연 대비 결정성이 우수하여 열전도성을 현저히 우수한 장점이 있다. The graphite flakes 20 having a functional group containing oxygen prepared through the above steps have excellent crystallinity compared to graphite oxide prepared by treatment with a strong acid by a conventional hummer's method, etc., and thus have excellent thermal conductivity. There are remarkably excellent advantages.

상기 흑연 플레이크(10)에 산소를 포함하는 관능기를 형성하는 단계는The step of forming a functional group containing oxygen in the graphite flake 10 is

상기 흑연 플레이크(10)를 황산용액에 분산시키는 단계;dispersing the graphite flakes 10 in a sulfuric acid solution;

상기 황산용액에 과망간산 칼륨을 첨가하는 단계; 및adding potassium permanganate to the sulfuric acid solution; and

상기 과망간산 칼륨이 첨가된 황산용액에 과산화수소를 첨가하는 단계;를 포함할 수 있다.It may include; adding hydrogen peroxide to the sulfuric acid solution to which potassium permanganate is added.

상기 단계에서 증류수 첨가를 통해 기저 평면(basal plane)의 산화제로 작용하는 Mn07/MnO3+를 MnO4-로 바꿔줌으로서 에폭시기, 카보닐기, 카르복실기 등의 산소를 포함하는 관능기가 흑연 플레이크의 끝단(edge)에 부분적으로 결합될 수 있다.By adding distilled water in the above step, Mn0 7 /MnO 3+ acting as an oxidizing agent on the basal plane is changed to MnO 4- , so that functional groups containing oxygen, such as epoxy group, carbonyl group, carboxyl group, etc., are at the ends of the graphite flakes. (edge) can be partially bound.

상기 단계를 통해 제조된 흑연 플레이크(20)는 30 원자% 내지 40 원자%의 산소를 포함할 수 있다.The graphite flakes 20 prepared through the above steps may contain 30 to 40 atomic% oxygen.

상기 열전도성 필러(30)를 형성하는 단계는, 상기 단계를 통해 제조된 산소를 포함하는 관능기가 형성된 흑연 플레이크를 세척 및 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.The forming of the thermally conductive filler 30 may further include washing and drying the graphite flakes formed with the oxygen-containing functional group prepared through the above steps.

일례로, 상기 과망간산 칼륨, 황산 및 과산화수소가 첨가된 용액으로부터 상기 흑연 플레이크를 분리 회수한 후 염산등을 이용하여 세척한 후 원심분리기등을 이용하여 수득할 수 있고, 동결건조 방법으로 건조시킬 수 있으나 상기 세척 및 건조방법이 이에 제한된 것은 아니다.For example, the graphite flakes are separated and recovered from the solution to which potassium permanganate, sulfuric acid and hydrogen peroxide are added, washed with hydrochloric acid, etc. The washing and drying method is not limited thereto.

상기 열전도성 필러를 형성하는 단계는, The step of forming the thermally conductive filler,

상기 산소를 포함하는 관능기가 형성된 흑연 플레이크의 표면에 자성코팅층이 형성하는 단계;를 포함한다.and forming a magnetic coating layer on the surface of the graphite flake on which the oxygen-containing functional group is formed.

상기 단계는 자기장 인가를 통해 상기 열전도성 필러를 일 방향으로 배향시키기 위해 상기 열전도성 필러를 자화시키는 단계이다.The step is a step of magnetizing the thermally conductive filler to orient the thermally conductive filler in one direction through the application of a magnetic field.

상기 단계는 용액 내 상기 산소를 포함하는 관능기가 형성된 흑연 플레이크 및 자성을 갖는 금속산화물 또는 상기 금속 산화물의 전구체 물질을 혼합하는 단계;를 포함할 수 있다.The step may include mixing the graphite flakes in which the functional group containing oxygen is formed in a solution and a metal oxide having magnetism or a precursor material of the metal oxide.

이때, 상기 자성을 갖는 금속 산화물 및 상기 금속 산화물의 전구체 물질은 Fe, Ni, Co, Al, Cr, Mo, Na, Ti, Cu, Au, Ag, Zn 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종을 포함할 수 있고, 상기 전구체 물질은 상기 금속을 포함하는 알콕사이드, 염화물, 수산화물, 옥시수산화물, 질산염, 탄산염, 초산염, 옥살산염 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.In this case, the metal oxide having the magnetic properties and the precursor material of the metal oxide are 1 selected from the group consisting of Fe, Ni, Co, Al, Cr, Mo, Na, Ti, Cu, Au, Ag, Zn, and combinations thereof. It may include a species, and the precursor material may be one selected from the group consisting of alkoxides, chlorides, hydroxides, oxyhydroxides, nitrates, carbonates, acetates, oxalates, and mixtures thereof including the metal, but is not limited thereto. .

상기 용액 내 포함되는 용매는 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 테트라하이드로퓨란(THF), 톨루엔, 자이렌, 헥산, 헵탄, 옥탄 등일 수 있다. The solvent contained in the solution is water, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, ethyl acetate, butyl acetate, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), tetrahydrofuran (THF), toluene, xylene, hexane, heptane, octane, and the like.

일례로, 상기 세척 및 건조시킨 산소를 포함하는 관능기가 형성된 흑연 플레이크를 증류수에 분산시킨 후 Fe3O4 용액과 혼합하여 습식 코팅을 통해 표면에 Fe3O4의 자성코팅층을 형성할 수 있고 또는 FeCl2·4H2O, FeCl3·6H2O의 Fe3O4 전구체 용액과 혼합하여 표면에 Fe3O4 코팅층을 형성할 수 있다For example, the washed and dried graphite flakes with functional groups containing oxygen are dispersed in distilled water and mixed with a Fe 3 O 4 solution to form a magnetic coating layer of Fe 3 O 4 on the surface through wet coating or FeCl 2 ·4H 2 O, FeCl 3 ·6H 2 O can be mixed with the Fe 3 O 4 precursor solution to form a Fe 3 O 4 coating layer on the surface

상기 열전도성 필러(30)를 형성하는 단계는, 상기 단계를 통해 제조된 흑연 플레이크의 표면에 자성코팅층이 형성한, 열전도성 필러(30)를 세척 및 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of forming the thermally conductive filler 30 may further include washing and drying the thermally conductive filler 30 having a magnetic coating layer formed on the surface of the graphite flake manufactured through the above step.

일례로, 상기 열전도성 필러(30)를 증류수 등을 이용하여 세척한 후 원심분리기등을 이용하여 수득할 수 있고, 동결건조 방법으로 건조시킬 수 있으나 상기 세척 및 건조방법이 이에 제한된 것은 아니다.For example, after washing the thermally conductive filler 30 with distilled water, etc., it may be obtained using a centrifuge, etc., and may be dried by a freeze-drying method, but the washing and drying method is not limited thereto.

일 실시 예에 따른 열전도성 고분자 복합체(100)의 제조방법은 상기 열전도성 필러(30)를 고분자 수지(40)를 포함하는 혼합용액에 분산시킨 후 자기장을 인가하여 상기 열전도성 필러를 일 방향으로 배향시키는 단계;를 포함한다.In the method of manufacturing the thermally conductive polymer composite 100 according to an embodiment, the thermally conductive filler 30 is dispersed in a mixed solution containing the polymer resin 40 and then a magnetic field is applied to move the thermally conductive filler in one direction. Orienting; includes.

이때 상기 자기장 인가는 네오디뮴 자석등을 이용하여 상기 혼합용액의 상 하 방향으로 자장을 인가하는 방법으로 수행될 수 있다.In this case, the magnetic field application may be performed by applying a magnetic field in the vertical direction of the mixed solution using a neodymium magnet or the like.

상기 열전도성 필러를 일 방향으로 배향시키는 단계는 경화 단계;를 더 포함한다.The step of orienting the thermally conductive filler in one direction further includes a curing step.

상기 경화 단계는 상기 고분자 수지(40)를 경화시키는 경화 방법으로 광 경화 또는 열 경화 등 공지된 다양한 방법으로 수행될 수 있고, 상기 경화를 위해 상기 혼합용액은 필요에 따라 선택적으로 상기 고분자 수지(40)를 경화시키는 경화제를 더 포함할 수 있고, 추가로 촉매, 보조 경화제, 개시제, 계면활성제, 가소제, 증점제, 희석제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.The curing step is a curing method for curing the polymer resin 40, and may be performed by various known methods such as photo curing or thermal curing. For the curing, the mixed solution is optionally used for the polymer resin 40 ) may further include a curing agent for curing, and may further include additives such as a catalyst, an auxiliary curing agent, an initiator, a surfactant, a plasticizer, a thickener, a diluent, and the like.

일 실시 예에 따른 열전도성 고분자 복합체(100)의 제조방법은 상기 경화 단계를 수행하기 전, 상기 혼합용액 내 기체를 제거하는 단계(탈포 단계)를 더 포함할 수 있으며, 이를 통해 제조되는 열전도성 고분자 복합체(100)의 방열 특성을 보다 향상시킬 수 있다.The method for manufacturing the thermally conductive polymer composite 100 according to an embodiment may further include a step of removing gas in the mixed solution (degassing step) before performing the curing step, and the thermal conductivity produced through this The heat dissipation characteristics of the polymer composite 100 may be further improved.

상기 기체를 제거하는 단계는 상기 혼합용액을 감압시키는 방법으로 수행될 수 있고, 일례로, 진공 오븐을 이용하여 수행할 수 있다.The step of removing the gas may be performed by a method of depressurizing the mixed solution, for example, may be performed using a vacuum oven.

일 실시 예에 따른 열전도성 고분자 복합체(100)의 제조방법은 상기 경화 단계를 수행하기 전, 성형하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이를 통해 제조되는 열전도성 고분자 복합체(100)를 다양한 형태로 형성할 수 있다.The method of manufacturing the thermally conductive polymer composite 100 according to an embodiment may further include a step of molding before performing the curing step, and the thermally conductive polymer composite 100 manufactured through this may be formed in various shapes. can do.

다른 일 측면에서는,In another aspect,

상기 열전도성 고분자 복합체를 포함하는 방열시트가 제공된다.A heat dissipation sheet comprising the thermally conductive polymer composite is provided.

상기 방열시트는 기판상에 상기 열전도성 고분자 복합체가 형성된 형태일 수 있다.The heat dissipation sheet may have a form in which the thermally conductive polymer composite is formed on a substrate.

상기 방열시트는 기판 및 상기 열전도성 고분자 복합체를 포함하는 코팅층을 포함할 수 있다.The heat dissipation sheet may include a substrate and a coating layer including the thermally conductive polymer composite.

이때, 상기 기판은 상기 열전도성 고분자 복합체가 코팅될 수 있는 박막이면 그 종류가 한정되지 않는다.In this case, the type of the substrate is not limited as long as it is a thin film on which the thermally conductive polymer composite can be coated.

상기 기판은 점착성을 가질 수 있으며, 이를 통해 전자 기기등에 부착이 용이할 수 있다.The substrate may have adhesiveness, and through this, it may be easily attached to an electronic device or the like.

또한, 상기 기판은 유연성을 가질 수 있으며 이를 통해 다양한 형태의 전자 기기상에 형성시킬 수 있다.In addition, the substrate may have flexibility and thus may be formed on various types of electronic devices.

일례로, 상기 기판은 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 고무계 수지, 폴리우레탄계 수지, 초산비닐 수지, 에폭시계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리메틸 펜텐, 폴리비닐 클로라이드, 나일론 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종일 수 있으나 이에 제한된 것은 아니며, 종래의 방열시트에 사용될 수 있는 다양한 소재의 기판이 적용될 수 있다.For example, the substrate may include acrylic resin, silicone resin, rubber resin, polyurethane resin, vinyl acetate resin, epoxy resin, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate glycol, polycarbonate, polystyrene, polyamide. , polybutylene terephthalate, polymethyl pentene, polyvinyl chloride, nylon and copolymers thereof may be selected from the group consisting of, but not limited thereto, and substrates of various materials that can be used in conventional heat dissipation sheets may be applied. have.

또 다른 일 측면에서는,In another aspect,

기판에 상기 열전도성 고분자 복합체를 코팅하는 단계;를 포함하는 방열시트의 제조방법이 제공된다.There is provided a method of manufacturing a heat dissipation sheet comprising; coating the thermally conductive polymer composite on a substrate.

이때 상기 코팅은 닥터블레이딩, 바코팅, 스핀코팅, 딥코팅, 마이크로 그라비아 코팅, 임프린팅, 잉크젯 프린팅, 스프레이 등의 용액 공정을 이용하여 수행될 수 있으나 이에 제한된 것은 아니다.In this case, the coating may be performed using a solution process such as doctor blading, bar coating, spin coating, dip coating, micro gravure coating, imprinting, inkjet printing, spraying, but is not limited thereto.

이하, 실시 예 및 실험 예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail through Examples and Experimental Examples.

단, 하기 실시 예 및 실험 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.However, the following examples and experimental examples are only to illustrate the present invention, the content of the present invention is not limited by the following examples.

<제조 예 1> 흑연 산화물(GO) 제조<Preparation Example 1> Preparation of graphite oxide (GO)

1.0g의 전기화학적으로 박리된 흑연(Electrochemically exfoliated graphite;EEG) 플레이크를 0℃로 냉각된 46ml의 황산(H2SO4)에 분산시켰다. 6.0g의 과망간산 칼륨을 100ml의 증류수에서 미리 교반하여 수용액을 만들고, 온도 상승을 방지하기 위해 상기 황산(H2SO4)에 과망간산 칼륨 수용액을 천천히 첨가하였다. 이후, 반응 혼합물을 90℃에서 4시간 동안 기계적으로 교반하였다. 교반 과정 후, 20ml의 과산화수소(H2O2)를 첨가하여 반응을 완료하여 끝단(edge)에 산소를 포함하는 관능기가 형성된 흑연 산화물(GO)을 제조하였다.1.0 g of electrochemically exfoliated graphite (EEG) flakes were dispersed in 46 ml of sulfuric acid (H 2 SO 4 ) cooled to 0°C. 6.0 g of potassium permanganate was previously stirred in 100 ml of distilled water to prepare an aqueous solution, and an aqueous solution of potassium permanganate was slowly added to the sulfuric acid (H 2 SO 4 ) to prevent temperature rise. The reaction mixture was then mechanically stirred at 90° C. for 4 hours. After the stirring process, 20 ml of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) was added to complete the reaction to prepare graphite oxide (GO) in which a functional group containing oxygen was formed at the edge.

<제조 예 2> 흑연 산화물(GO)/Fe3O4 (mEEG)제조<Preparation Example 2> Preparation of graphite oxide (GO)/Fe 3 O 4 (mEEG)

단계 1: 상기 제조예 1의 방법으로 흑연 산화물(GO)을 제조하였다.Step 1: Graphite oxide (GO) was prepared by the method of Preparation Example 1.

단계 2: 상기 흑연 산화물(GO)을 세척하기 위해 3.4% 염산(HCl)과 증류수를 사용하여 13000rpm에서 각각 3회, 5회 반복해 원심분리하였다. 완전히 중화된 혼합물을 동결 건조를 사용하여 3일 동안 진공하에서 건조하였다.Step 2: Centrifugation was repeated 3 times and 5 times, respectively, at 13000 rpm using 3.4% hydrochloric acid (HCl) and distilled water to wash the graphite oxide (GO). The completely neutralized mixture was dried under vacuum for 3 days using freeze drying.

단계 3: 상기 단계 1 및 2에서 제조된 흑연 산화물(GO)을 800ml의 증류수에 넣어 초음파로 균일하게 분산시키고, 상기 분산액 중 200ml에 자성유체인 EMG-605 용액(Fe3O4 함유 수용액) 0.8ml을 여러 횟수에 나눠 첨가하였다. 이후 물리적인 힘을 사용해 상기 자성 유체가 균일하게 분산될 수 있도록 하였다. 1시간동안 반응시킨 뒤 13000rpm에서 원심 분리하였다. 수득한 침전물은 동결 건조를 사용하여 1일 동안 진공하에서 건조시켜 흑연 산화물(GO)/Fe3O4 열전도성 필러(이하, mEEG)를 제조하였다.Step 3: The graphite oxide (GO) prepared in steps 1 and 2 was put in 800 ml of distilled water and uniformly dispersed by ultrasonic waves, and a magnetic fluid EMG-605 solution (Fe 3 O 4 containing aqueous solution) 0.8 in 200 ml of the dispersion. ml was added in several portions. Then, the magnetic fluid was uniformly dispersed by using a physical force. After reacting for 1 hour, centrifugation was performed at 13000 rpm. The obtained precipitate was dried under vacuum for 1 day using freeze-drying to prepare graphite oxide (GO)/Fe 3 O 4 thermally conductive filler (hereinafter, mEEG).

<실시 예 1> 일 방향으로 배향된 GO-Fe3O4 열전도성 필러(A_mEEG)를 포함하는 고분자 복합체<Example 1> Polymer composite including GO-Fe 3 O 4 thermally conductive filler (A_mEEG) oriented in one direction

단계 1: 상기 제조 예 2의 방법으로 열전도성 필러를 제조하였다.Step 1: A thermally conductive filler was prepared by the method of Preparation Example 2.

단계 2: bisphenol A계열의 EPOKUCKDO YD-128를 고분자 수지, 경화제 및 촉진제를 10:6:0.1의 중량비로 혼합한 고분자 혼합물에 상기 열전도성 필러를 첨가한 후 균일하게 교반하였다. 이후 고분자 혼합물 내 기공을 제거하기 위해 진공하에서 25℃, 1시간 및 40℃, 2시간의 탈포 과정을 거쳤다. Step 2: The thermally conductive filler was added to a polymer mixture in which bisphenol A-based EPOKUCKDO YD-128 was mixed with a polymer resin, a curing agent, and an accelerator in a weight ratio of 10:6:0.1, followed by uniform stirring. Afterwards, in order to remove pores in the polymer mixture, a defoaming process was performed at 25° C. for 1 hour and 40° C. for 2 hours under vacuum.

단계 3: 탈포 완료 후 고분자 내 열전도성 필러를 수직 정렬하기 위해 자석을 이용하여 자기장 영역 내 상기 열전도성 필러를 첨가한 고분자 혼합물을 배치하여 상기 열전도성 필러를 일 방향으로 배향시킨 후 80℃에서 1시간, 100℃에서 2시간, 120℃에서 1시간의 경화시켜 일 방향으로 배향된 열전도성 필러를 포함하는 고분자 복합체를 제조하였다.Step 3: After completion of defoaming, in order to vertically align the thermally conductive filler in the polymer, a polymer mixture to which the thermally conductive filler is added is placed in a magnetic field region using a magnet to orient the thermally conductive filler in one direction, and then at 80° C. 1 A polymer composite including a thermally conductive filler oriented in one direction was prepared by curing at 100° C. for 2 hours, and at 120° C. for 1 hour.

<비교 예 1> 박리 흑연 열전도성 필러를 포함하는 고분자 복합체<Comparative Example 1> Exfoliated graphite Polymer Composite Containing Thermally Conductive Filler

상기 실시 예 1의 단계 1에서 박리 흑연을 열전도성 필러로 사용하는 것으로 달리한 것을 제외하고 실시 예 1과 동일한 방법을 수행하여 열전도성 필러로서 박리 흑연을 포함하는 고분자 복합체를 제조하였다.A polymer composite including exfoliated graphite as a thermally conductive filler was prepared in the same manner as in Example 1, except that in step 1 of Example 1, exfoliated graphite was used as the thermally conductive filler.

<비교 예 2> 무작위 배향된 GO-Fe3O4 열전도성 필러(R_mEEG)를 포함하는 고분자 복합체<Comparative Example 2> Polymer composite including randomly oriented GO-Fe 3 O 4 thermally conductive filler (R_mEEG)

상기 실시 예 1의 단계 3의 경화과정에서 상기 열전도성 필러를 일 방향으로 배향시키는 과정을 수행하지 않는 것으로 달리한 것을 제외하고 실시 예 1과 동일한 방법을 수행하여 무작위로 배열된 열전도성 필러를 포함하는 고분자 복합체를 제조하였다.Randomly arranged thermally conductive fillers were included in the same manner as in Example 1, except that in the curing process of Step 3 of Example 1, the process of orienting the thermally conductive filler in one direction was not performed. A polymer composite was prepared.

<비교 예 3> 일 방향으로 배향된 그래핀-Fe3O4 열전도성 필러를 포함하는 고분자 복합체<Comparative Example 3> Polymer composite including graphene-Fe 3 O 4 thermally conductive filler oriented in one direction

상기 실시 예 1의 단계 1에서 흑연 산화물(GO) 대신 그래핀을 사용하는 것으로 달리하는 것을 제외하고, 실시 예 1과 동일한 방법을 수행하였다.The same method as in Example 1 was performed, except that in step 1 of Example 1, graphene was used instead of graphite oxide (GO).

<비교 예 4> 일 방향으로 배향된 FGO-Fe3O4 열전도성 필러를 포함하는 고분자 복합체<Comparative Example 4> Polymer composite including FGO-Fe 3 O 4 thermally conductive filler oriented in one direction

상기 실시 예 1의 단계 1에서, 끝단(edge)에 산소를 포함하는 관능기가 형성된 흑연 산화물(GO) 대신 흑연 플레이크를 강산으로 처리하여 제조한, 끝단(edge) 및 기저면(basel plane)에 산소를 포함하는 관능기가 형성된 흑연 산화물(FGO)을 사용하는 것으로 달리하는 것을 제외하고 실시 예 1과 동일한 방법을 수행하였다.In step 1 of Example 1, instead of graphite oxide (GO) having a functional group containing oxygen formed at the edge, graphite flakes were treated with a strong acid to produce oxygen at the edge and the base plane. The same method as in Example 1 was performed except that graphite oxide (FGO) having a functional group formed thereon was used.

<실험 예 1> 흑연 산화물(GO)의 특성 분석<Experimental Example 1> Characterization of graphite oxide (GO)

전기화학적으로 박리된 흑연 플레이크(이하, 박리 흑연(EEG)) 및 제조 예 1에서 제조한 흑연 산화물(GO)의 특성을 이하의 방법으로 비교분석하였다.The properties of the electrochemically exfoliated graphite flakes (hereinafter, exfoliated graphite (EEG)) and the graphite oxide (GO) prepared in Preparation Example 1 were comparatively analyzed by the following method.

(1) 입도 분석(1) particle size analysis

PSA(Particle size analysis; Mastersizer 2000)를 사용하여 입도 분포도를 확인하였으며, 그 결과를 도 3 및 도 4에 나타내었다.Particle size analysis (PSA; Mastersizer 2000) was used to confirm the particle size distribution, and the results are shown in FIGS. 3 and 4 .

도 3은 박리 흑연(EEG)의 입도 분포이고, 도 4는 흑연 산화물(GO)의 입도 분포도이다.3 is a particle size distribution of exfoliated graphite (EEG), and FIG. 4 is a particle size distribution of graphite oxide (GO).

도 3에 나타난 바와 같이, 박리 흑연(EEG)은 약 16.92 μm의 평균 입도 크기를 가지며, 도 4에나타난 바와 같이, 흑연 산화물(GO)은 약 10.59μm의 평균 입도 크기를 갖는 것을 확인하였다. As shown in FIG. 3 , exfoliated graphite (EEG) had an average particle size of about 16.92 μm, and as shown in FIG. 4 , it was confirmed that graphite oxide (GO) had an average particle size of about 10.59 μm.

이를 통해 상기 제조 예 1을 통해 흑연 플레이크 크기가 감소했을 뿐만 아니라 입도 분포도가 균일해졌음을 알 수 있다. Through this, it can be seen that, in Preparation Example 1, the graphite flake size was reduced as well as the particle size distribution became uniform.

(2) XRD 분석(2) XRD analysis

박리 흑연(EEG)의 물성을 파악하기 위해 박리 흑연(EEG)의 4개 영역에 대해 XRD(X-ray diffraction; EUROPE600)를 이용하여 분석한 결과를 도 5에 나타내고 이를 기반으로 sherrer’s equation을 통해 크기를 분석하였다. 또한, 제조 예 1에서 얻은 흑연 산화물(GO)에 대해 XRD를 이용하여 분석한 결과와 비교한 결과를 도 6에 나타내었다.In order to understand the physical properties of exfoliated graphite (EEG), the results of analysis using XRD (X-ray diffraction; EUROPE600) for four regions of exfoliated graphite (EEG) are shown in FIG. was analyzed. In addition, the result of comparison with the analysis result using XRD for the graphite oxide (GO) obtained in Preparation Example 1 is shown in FIG. 6 .

도 5를 통한 분석 결과, 박리 흑연(EEG)의 평균 입자 직경은 약 2.1~2.9nm로 확인되었다.As a result of analysis through FIG. 5 , it was confirmed that the average particle diameter of exfoliated graphite (EEG) was about 2.1 to 2.9 nm.

또한, 도 6에 나타난 바와 같이, 박리 흑연(EEG)은 흑연의 면간거리(d-spacing)을 나타내는 (002)피크가 약 26.6°에서 관찰된 반면 흑연 산화물(GO)은 약 25.3°에서 나타났으며, 면간거리가 약 2.92nm로 확인되었다.In addition, as shown in FIG. 6 , in the case of exfoliated graphite (EEG), the (002) peak representing the d-spacing of graphite was observed at about 26.6°, whereas graphite oxide (GO) was observed at about 25.3°. and the interplanar distance was confirmed to be about 2.92 nm.

상기 결과를 통해 제조 예 1을 통해 소량의 산소를 포함하는 관능기작용기를 포함하는 흑연 플레이크가 합성되었음을 알 수 있다.From the above results, it can be seen that graphite flakes including a functional group containing a small amount of oxygen were synthesized in Preparation Example 1.

(3) 라만 분광 분석(3) Raman spectroscopic analysis

박리 흑연(EEG) 및 제조 예 1에서 제조한 흑연 산화물(GO)의 결함 정도를 확인하기 위해 라만 분광법 (Raman spectroscopy; RAMANtouch)으로 분석하고 표본 400개의 ID/IG 강도비 분포를 계산하여 그 결과를 도 7 및 도 8에 나타내었다.In order to confirm the defect degree of exfoliated graphite (EEG) and graphite oxide (GO) prepared in Preparation Example 1, it was analyzed by Raman spectroscopy (RAMANtouch), and the I D /I G intensity ratio distribution of 400 samples was calculated. The results are shown in FIGS. 7 and 8 .

라만 분광 분석 결과 박리 흑연(EEG)의 라만 스펙트럼은 넓은 D 피크(약 1358 cm-1)와 뾰족한 G피크(약 1583 cm-1)로 나타났다. G 피크는 sp2 C 원자 쌍의 면내 결합 스트레칭 모드를 의미한다. D 피크는 구조의 끝단(edge), 기능기 또는 구조적 장애와 같은 결함에 의해 나타난다. 반면 흑연 산화물(GO)은 Edge selective oxidation에 의해 산소를 포함하는 관능기가 도입됨으로써 전체적으로 D 피크의 세기가 강하게 나타났다. As a result of Raman spectroscopy, the Raman spectrum of exfoliated graphite (EEG) showed a broad D peak (about 1358 cm -1 ) and a sharp G peak (about 1583 cm -1 ). The G peak means the in-plane bond stretching mode of the sp 2 C atom pair. D peaks are caused by defects such as structural edges, functional groups, or structural disturbances. On the other hand, in graphite oxide (GO), a functional group containing oxygen was introduced by edge selective oxidation, so that the intensity of the D peak was strongly observed overall.

도 7은 박리 흑연(EEG)에 대한 결과로서, 도 7에 나타난 바와 같이, 박리 흑연(EEG)의 ID/IG 강도비는 약 0.3~1.2로 넓은 범위의 값을 갖는 것을 알 수 있다. 즉, 박리 흑연(EEG)의 ID/IG 강도비 분포가 불균일하며, 이를 통해 박리 흑연(EEG)은 특성이 불균일하다는 것을 알 수 있다.7 is a result for exfoliated graphite (EEG), as shown in FIG. 7 , it can be seen that the I D /I G strength ratio of exfoliated graphite (EEG) has a wide range of values of about 0.3 to 1.2. That is, the I D /I G intensity ratio distribution of exfoliated graphite (EEG) is non-uniform, and it can be seen that exfoliated graphite (EEG) has non-uniform properties.

도 8은 흑연 산화물(GO)에 대한 결과로서, 도 8에 나타난 바와 같이, 흑연 산화물(GO)의 ID/IG 강도비는 약 0.65~0.8로 좁은 범위의 값을 갖는 것을 알 수 있다. 즉, 제조 예 1을 통해 제조한 흑연 산화물(GO)은 ID/IG 강도비 분포가 균일하며, 이를 통해 상기 흑연 산화물(GO)은 박리 흑연(EEG) 대비 특성이 보다 균일해졌음을 알 수 있다.FIG. 8 is a result for graphite oxide (GO), and as shown in FIG. 8 , it can be seen that the I D /I G intensity ratio of graphite oxide (GO) has a narrow range of about 0.65 to 0.8. That is, the graphite oxide (GO) prepared in Preparation Example 1 has a uniform I D /I G intensity ratio distribution, and it can be seen that the graphite oxide (GO) has more uniform properties compared to the exfoliated graphite (EEG). have.

(4) SEM 분석(4) SEM analysis

SEM(Scanning electron microscope; S-4300)을 통해 상기 박리 흑연(EEG) 및 흑연 산화물(GO)의 표면 구조를 분석하고 그 결과를 도 9에 나타내었다.The surface structures of the exfoliated graphite (EEG) and graphite oxide (GO) were analyzed through a scanning electron microscope (S-4300), and the results are shown in FIG. 9 .

도 9의 상측 사진은 박리 흑연(EEG)을 SEM으로 관찰한 사진으로, 도 9의 상측 사진에서와 같이, 박리 흑연(EEG)의 경우 흑연 입자끼리 응집이 일어나 평균 입자 크기가 약 2.8μm 내지 11 μm로 비교적 큰 것을 알 수 있다.The upper photograph of FIG. 9 is a photograph of exfoliated graphite (EEG) observed by SEM, and as in the upper photograph of FIG. It can be seen that the μm is relatively large.

도 9의 하측 사진은 흑연 산화물(GO)을 SEM으로 관찰한 사진으로, 도 9의 하측 사진에서와 같이, 흑연 산화물(GO)의 경우 산소를 포함하는 관능기가 도입되는 과정에서 흑연 입자끼리의 응집이 감소되어 비교적 매끄러운 구조의 흑연 산화물로 합성된 것을 알 수 있다.The lower photograph of FIG. 9 is a photograph of graphite oxide (GO) observed by SEM. As in the lower photograph of FIG. 9, in the case of graphite oxide (GO), aggregation of graphite particles during the introduction of functional groups containing oxygen It can be seen that this is reduced and synthesized as graphite oxide having a relatively smooth structure.

(5) XPS 분석(5) XPS analysis

X-선 광전자 분광 분광법(XPS, X-ray photoelectron spectroscopy;K-Alpha)을 사용하여 상기 박리 흑연(EEG) 및 흑연 산화물(GO)의의 표면 성분과 분자 의 결합 상태에 대한 화학적 특성을 분석하여 도 10에 나타내었다.By using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, X-ray photoelectron spectroscopy; K-Alpha), the chemical properties of the surface components of the exfoliated graphite (EEG) and graphite oxide (GO) and the bonding state of the molecules were analyzed. 10 is shown.

도 10의 상측 그래프는 박리 흑연(EEG)의 분석 결과로, 도 10의 상측 그래프에 나타난 바와 같이, 박리 흑연(EEG)은 약 9.23 at% 산소를 포함하고 있음을 알 수 있다. 이는 전기화학적 박리 과정에서 수산화 이온에 의한 흑연의 산화를 통해 발생한 것으로 예상해볼 수 있다. 또한, 박리 흑연에서 소량의 질소와 황이 검출되었다. 이는 전기화학적 박리 과정에서 도핑된 것으로 예상해볼 수 있다.The upper graph of FIG. 10 is an analysis result of exfoliated graphite (EEG), and as shown in the upper graph of FIG. 10 , it can be seen that exfoliated graphite (EEG) contains about 9.23 at% oxygen. This can be expected to occur through oxidation of graphite by hydroxide ions during the electrochemical exfoliation process. In addition, small amounts of nitrogen and sulfur were detected in exfoliated graphite. This can be expected to be doped during the electrochemical exfoliation process.

도 10의 하측 그래프는 흑연 산화물(GO)의 분석 결과로, 도 10의 하측 그래프에 나타난 바와 같이, Edge selective oxidation을 통해 표면 개질된 흑연 산화물(GO)은 약 35.98 at% 산소를 포함하고 있음을 알 수 있다.The lower graph of FIG. 10 is an analysis result of graphite oxide (GO). As shown in the lower graph of FIG. 10, the graphite oxide (GO) surface-modified through edge selective oxidation contains about 35.98 at% oxygen. Able to know.

상기 흑연 산화물(GO)은 박리 흑연(EEG)에 비해 카르복실 및 카르보닐기의 피크 강도가 크게 나타났으며, 이를 통해 표면 산화가 증가했음을 알 수 있다.The graphite oxide (GO) showed greater peak intensities of carboxyl and carbonyl groups than exfoliated graphite (EEG), indicating that surface oxidation was increased.

상기 결과를 통해, 실시 예 1의 단계 1을 통해 흑연 플레이크의 끝단(edge) 부분에 다량의 카르복실 및 카르보닐기가 유도되었음을 알 수 있다.From the above results, it can be seen that a large amount of carboxyl and carbonyl groups were induced in the edge portion of the graphite flake through step 1 of Example 1.

(6) TGA 분석(6) TGA analysis

열 중량 분석기(TGA, Thermogravimetric analysis)를 사용하여 박리 흑연(EEG) 및 흑연 산화물(GO)의 열 안정성을 분석하였다. Thermogravimetric analysis (TGA) was used to analyze the thermal stability of exfoliated graphite (EEG) and graphite oxide (GO).

상기 분석을 위해 상기 박리 흑연(EEG) 및 흑연 산화물(GO)을 산소 분위기에서 분당 10℃씩 900℃까지 승온시켜 열처리하였으며 이를 통해 얻은 결과를 도 11에 나타내었다.For the analysis, the exfoliated graphite (EEG) and graphite oxide (GO) were heat-treated by raising the temperature to 900° C. at a rate of 10° C. per minute in an oxygen atmosphere, and the results obtained through this process are shown in FIG. 11 .

도 11에 나타난 바와 같이, 박리 흑연(EEG)의 경우 700℃ 이전에는 질량 손실이 거의 없으며 800℃ 이후에 완전한 산화 및 분해가 발생하였으며 이를 통해 높은 수준의 열 안정성을 갖는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 11 , in the case of exfoliated graphite (EEG), there was almost no mass loss before 700° C., and complete oxidation and decomposition occurred after 800° C. It can be seen that the exfoliated graphite (EEG) had a high level of thermal stability.

반면, 흑연 산화물(GO)의 경우 100℃ 이하의 온도에서 질량 손실이 발생하기 시작한다. 이는 수분과 흡착된 산소 원자의 분리에 의한 것으로 예상해볼 수 있다. 또한, 약 200℃ 부근에서 현저한 질량 손실이 관찰되는데 이는 흑연 산화물(GO)의 산소 작용기의 분해에 의한 것으로 볼 수 있다. 흑연 산화물(GO)의 완전한 분해는 박리 흑연(EEG)보다 200℃ 낮은 700℃ 부근에서 발생했음을 알 수 있다.On the other hand, in the case of graphite oxide (GO), mass loss begins to occur at temperatures below 100°C. This is expected to be due to the separation of moisture and adsorbed oxygen atoms. In addition, a significant mass loss is observed near about 200°C, which may be attributed to the decomposition of oxygen functional groups in graphite oxide (GO). It can be seen that the complete decomposition of graphite oxide (GO) occurred around 700°C, 200°C lower than that of exfoliated graphite (EEG).

<실험 예 2> 열전도성 필러의 특성 분석<Experimental Example 2> Characterization of thermally conductive filler

제조 예 1에서 제조한 흑연 산화물(GO) 및 제조 예 2에서 제조한 흑연 산화물(GO)/Fe3O4 열전도성 필러(mEEG)의 특성을 이하의 방법으로 비교분석하였다.The characteristics of the graphite oxide (GO) prepared in Preparation Example 1 and the graphite oxide (GO)/Fe 3 O 4 thermally conductive filler (mEEG) prepared in Preparation Example 2 were compared and analyzed by the following method.

(1) 자성 특성 분석(1) Magnetic Characterization Analysis

자성코팅층의 존재에 따른 열전도성 필러의 자성을 외부 자기장 형성을 통해 확인하고 그 결과를 도 12에 나타내었다.The magnetic properties of the thermally conductive filler according to the presence of the magnetic coating layer were confirmed through the formation of an external magnetic field, and the results are shown in FIG. 12 .

도 12의 좌측 사진은 제조 예 1에서 제조한 흑연 산화물(GO)이고, 우측 사진은 제조 예 2에서 제조한 열전도성 필러(mEEG)이다.The left photograph of FIG. 12 is the graphite oxide (GO) prepared in Preparation Example 1, and the right photograph is the thermally conductive filler (mEEG) prepared in Preparation Example 2.

도 12에서 나타난 바와 같이, 제조 예 2에서 제조한 열전도성 필러(mEEG)는 자성을 가져 외부 자기장에 반응함을 알 수 있다.As shown in FIG. 12 , it can be seen that the thermally conductive filler (mEEG) prepared in Preparation Example 2 has magnetism and responds to an external magnetic field.

(2) 결정 구조 분석(2) Crystal structure analysis

제조 예 1에서 제조한 흑연 산화물(GO) 및 제조 예 2에서 제조한 열전도성 필러(mEEG)에 대해 XRD 분석하고 그 결과를 도 13에 나타내었다.XRD analysis was performed on the graphite oxide (GO) prepared in Preparation Example 1 and the thermally conductive filler (mEEG) prepared in Preparation Example 2, and the results are shown in FIG. 13 .

도 13에 나타난 바와 같이, 흑연 산화물(GO)에서는 Fe3O4에 의한 피크가 관찰되지 않는 반면 열전도성 필러(mEEG)에서는 약 30.6°, 35.9°, 57.4°, 63° 부근에서 Fe3O4의 (220), (311), (511), (440)에 의한 회절 피크가 관찰되었다.As shown in FIG. 13 , in graphite oxide (GO), a peak due to Fe 3 O 4 is not observed, whereas in the thermally conductive filler (mEEG), Fe 3 O 4 at about 30.6°, 35.9°, 57.4°, and 63° Diffraction peaks by (220), (311), (511), (440) were observed.

이를 통해 열전도성 필러(mEEG)에는 자성을 갖는 Fe3O4가 박리 흑연과 함께 존재함을 확인할 수 있다.Through this, it can be confirmed that Fe 3 O 4 having magnetism is present together with exfoliated graphite in the thermally conductive filler (mEEG).

(3) 표면 구조 및 열분석(3) Surface structure and thermal analysis

제조 예 1에서 제조한 흑연 산화물(GO) 및 제조 예 2에서 제조한 열전도성 필러(mEEG)를 SEM으로 관찰한 결과를 도 14에 나타내고, 열중량 분석기(TGA)로 분석한 결과를 도 15에 나타내었다. 열 중량 분석 시, 산소 분위기에서 분당 10℃씩 온도를 상승시켜 열처리하였다.The results of observation by SEM of the graphite oxide (GO) prepared in Preparation Example 1 and the thermally conductive filler (mEEG) prepared in Preparation Example 2 are shown in FIG. 14, and the results of analysis by a thermogravimetric analyzer (TGA) are shown in FIG. 15 indicated. During thermogravimetric analysis, heat treatment was performed by increasing the temperature at a rate of 10° C. per minute in an oxygen atmosphere.

도 14의 상측 사진은 제조 예 1에서 제조한 흑연 산화물(GO)을 하측 사진은 제조 예 2에서 제조한 열전도성 필러(mEEG)를 관찰한 사진이다. 도 14에 나타난 바와 같이, SEM을 통해 상기 제조 예 2에서 제조한 열전도성 필러(mEEG)의 표면에 약 25nm 정도 크기의 Fe3O4 입자가 형성되었음을 확인하였다.The upper photograph of FIG. 14 is a photograph of the graphite oxide (GO) prepared in Preparation Example 1, and the lower photograph is a photograph of observing the thermally conductive filler (mEEG) prepared in Preparation Example 2. As shown in FIG. 14 , it was confirmed that Fe 3 O 4 particles having a size of about 25 nm were formed on the surface of the thermally conductive filler (mEEG) prepared in Preparation Example 2 through SEM.

또한, 도 15에 나타난 바와 같이, 흑연 산화물(GO)의 경우 700℃ 부근에서 완전한 분해가 일어나 현저한 질량 손실을 관찰할 수 있었으며, 열전도성 필러(mEEG)의 경우 700℃ 이전에서 질량 손실이 발생하기 시작하지만 Fe3O4 의 존재로 완전한 분해가 일어나지 않았다. 721℃ 이후에는 질량 손실이 관찰되지 않으며 필러 내 16% 정도의 산화철이 존재함을 확인하였다.In addition, as shown in FIG. 15 , in the case of graphite oxide (GO), complete decomposition occurred near 700 ° C, and significant mass loss could be observed, and in the case of thermally conductive filler (mEEG), mass loss occurred before 700 ° C. However, complete decomposition did not occur in the presence of Fe 3 O 4 . After 721°C, no mass loss was observed, and it was confirmed that about 16% of iron oxide was present in the filler.

<실험 예 3> 고분자 복합체 특성 분석<Experimental Example 3> Characterization of polymer composites

실시 예 1 및 비교 예 1에서 제조한 고분자 복합체의 특성을 이하의 방법으로 비교 분석하였다.The properties of the polymer composites prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were comparatively analyzed by the following method.

(1) 배향도 분석(1) Analysis of orientation

실시 예 1 및 비교 예 1에서 제조한 고분자 복합체에 대해 라만 분광 분석을 수행하여 이하의 방법으로 열전도성 필러의 배향도를 측정하였다.Raman spectroscopic analysis was performed on the polymer composites prepared in Example 1 and Comparative Example 1 to measure the degree of orientation of the thermally conductive filler by the following method.

2차원 형태의 탄소 재료의 경우 라만 스펙트럼을 통해 시료의 위치에 따른 형태를 예측할 수 있다. 특히 2차원 플레이크의 박리 흑연 같은 경우, 면 방향에서 G 피크의 강도가 높게 나타나고, 가장자리 부분에서는 그래핀의 edge 노출로 인하여 D 피크의 강도가 높게 측정된다. 이와같은 원리를 이용하여 비교 예 1의 무작위 배열된 열전도성 필러(R_mEEG)를 포함하는 고분자 복합체 및 실시 예 1의 일 방향으로 배향된 열전도성 필러(A_mEEG)를 포함하는 고분자 복합체에 대해 도 16에서와 같은 방법으로 라만 분광 분석을 수행한 결과를 도 17에 나타내었으며, 이하의 식 1을 이용하여 ID/IG 강도비 비교를 통해 고분자 수지 내 필러의 배향도를 평가하였다.In the case of a two-dimensional carbon material, the shape according to the location of the sample can be predicted through the Raman spectrum. In particular, in the case of exfoliated graphite of two-dimensional flakes, the intensity of the G peak appears high in the plane direction, and the intensity of the D peak is measured at the edge due to the edge exposure of graphene. Using this principle, the polymer composite including the randomly arranged thermally conductive filler (R_mEEG) of Comparative Example 1 and the polymer composite including the thermally conductive filler (A_mEEG) oriented in one direction of Example 1 in FIG. 16 The results of Raman spectroscopy analysis in the same manner as shown in FIG. 17 are shown, and the orientation of the filler in the polymer resin was evaluated by comparing the I D /I G intensity ratio using Equation 1 below.

<식 1><Equation 1>

Figure pat00001
Figure pat00001

계산 결과, 비교 예 1의 무작위 배열된 열전도성 필러(R_mEEG)를 포함하는 고분자 복합체의 ID/IG 강도비는 약 0.40이고, 실시 예 1의 일 방향으로 배향된 열전도성 필러(A_mEEG)를 포함하는 고분자 복합체의 ID/IG 강도비는 약 0.72의 값을 가진다. 이와 같은 결과를 통해 자기장 인가를 통해 일 방향으로 정렬된 고분자 복합체는 약 1.8의 배향도를 가진다는 것을 알 수 있다.As a result of the calculation, the I D / I G intensity ratio of the polymer composite including the randomly arranged thermally conductive filler (R_mEEG) of Comparative Example 1 was about 0.40, and the thermally conductive filler (A_mEEG) oriented in one direction of Example 1 was The I D /I G intensity ratio of the polymer composite containing it has a value of about 0.72. From these results, it can be seen that the polymer composite aligned in one direction through the application of a magnetic field has an orientation degree of about 1.8.

(2) 내부 구조 분석(2) Internal structure analysis

식각 과정에서 발생하는 표면의 요철을 최소화하기 위해 FIB-SEM (Focused ion beam-scannig electron microscope; Helios G4)을 사용하여 실시 예 1에서 제조한 열전도성 복합체 내부 구조를 관찰하였다. The internal structure of the thermally conductive composite prepared in Example 1 was observed using a FIB-SEM (Focused ion beam-scanning electron microscope; Helios G4) to minimize surface irregularities generated during the etching process.

고분자 복합체 내 필러 식별을 위해 열전도성 필러를 혼합하지 않은 고분자 수지(neat epoxy)와 실시 예 1의 고분자 복합체를 비교 분석하였다.In order to identify the filler in the polymer composite, the polymer composite of Example 1 was compared and analyzed with a polymer resin (neat epoxy) not mixed with a thermally conductive filler.

도 18은 Neat epoxy의 내부 이미지로, 도 18에 나타난 바와 같이, Neat epoxy의 경우 내부에 필러가 존재하지 않고 매끄러운 단면을 가지고 있음을 확인할 수 있다. 18 is an internal image of the neat epoxy. As shown in FIG. 18, it can be seen that the neat epoxy does not have a filler inside and has a smooth cross-section.

도 19는 실시 예 1의 열전도성 고분자 복합체의 내부 이미지로, 도 19를 통해 고분자 매트릭스 내 플레이크 형태로 존재하는 열전도성 필러를 확인할 수 있다. 또한, 화살표로 나타낸 바와 같이, 고분자 매트릭스 내에서 수직 방향의 열전달 경로가 형성된 것을 확인할 수 있다.19 is an internal image of the thermally conductive polymer composite of Example 1, through which it can be confirmed that the thermally conductive filler exists in the form of flakes in the polymer matrix. In addition, as indicated by the arrow, it can be confirmed that the heat transfer path in the vertical direction is formed in the polymer matrix.

(3) 열전도 성능 평가(3) Heat conduction performance evaluation

열전도율 분석기(Thermal conductivity analyzer; TCi)를 사용하여 실시 예 1의 열전도성 고분자 복합체(A_mEEG) 및 비교 예 1 내지 4의 열전도성 복합체의 열전도도를 분석하여 그 결과를 도 20 및 표 1에 나타내었다. 상기 열전도율 분석기(TCi)는 재료의 열전도도와 효율을 분석하기 위해 MTPS (Modified transient plane source) 기술을 사용하여 추가적인 calibration이나 전처리 과정 없이 측정하였다. The thermal conductivity of the thermally conductive polymer composite (A_mEEG) of Example 1 and the thermally conductive composite of Comparative Examples 1 to 4 was analyzed using a thermal conductivity analyzer (TCi), and the results are shown in FIG. 20 and Table 1. . The thermal conductivity analyzer (TCi) was measured without additional calibration or pre-processing using MTPS (Modified transient plane source) technology to analyze the thermal conductivity and efficiency of the material.

열전도성(W/mK)Thermal Conductivity (W/mK) 실시 예 1Example 1 1.01.0 비교 예 3Comparative Example 3 0.60.6 비교 예 4Comparative Example 4 0.40.4

도 20에 나타난 바와 같이, 비교 예 1(EEG) 및 비교 예 2(R_mEEG)의 열전도성 복합체의 열전도도값은 유사하였으며, 실시 예 1의 열전도성 복합체는 비교 예 1 및 비교 예 2와 비교하여 현저히 우수한 값을 나타내는 것을 알 수 있다. 구체적으로, 열전도성 필러를 무작위 정렬한 비교 예 2 대비 일 방향으로 정렬한 실시 예 1의 경우, 열전도도가 약 200% 증가했음을 알 수 있다.As shown in FIG. 20 , the thermal conductivity values of the thermally conductive composites of Comparative Example 1 (EEG) and Comparative Example 2 (R_mEEG) were similar, and the thermally conductive composite of Example 1 was compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2 It can be seen that a remarkably excellent value is exhibited. Specifically, in the case of Example 1 in which the thermally conductive fillers are arranged in one direction compared to Comparative Example 2 in which they are randomly arranged, it can be seen that the thermal conductivity is increased by about 200%.

이를 통해 열전도성 필러를 일 방향으로 정렬시키는 것이 열 전달 경로 형성에 도움이 되는 것을 알 수 있다. 또한, 자기장 인가를 통한 필러의 정렬을 통해 목표에 맞는 적절한 경로 설계 및 방향 제어가 가능할 수 있음을 알 수 있다.Through this, it can be seen that aligning the thermally conductive filler in one direction helps to form a heat transfer path. In addition, it can be seen that through the alignment of the pillars through the application of a magnetic field, it is possible to design an appropriate path for the target and control the direction.

또한, 도 20에 나타난 바와 같이, 열전도성 필러의 함량에 따른 고분자 복합체의 열전도도값을 분석한 결과, 필러의 종류 및 자기장인가 유무와 관계없이 필러의 함량이 높아질수록 열전도도 값이 상승함을 알 수 있다.In addition, as shown in FIG. 20 , as a result of analyzing the thermal conductivity value of the polymer composite according to the content of the thermally conductive filler, the thermal conductivity value increases as the filler content increases, regardless of the type of filler and whether or not a magnetic field is applied. Able to know.

이는, 열전도성 필러 함량이 높아질수록 고분자 수지 내 필러끼리 인접 가능성이 높아져 연속적 네트워크 형성이 유리해졌기 때문인 것으로 볼 수 있다.This can be considered because as the content of the thermally conductive filler increases, the possibility of adjacent fillers in the polymer resin increases, thereby making continuous network formation advantageous.

상기 표 1은 열전도성 필러를 동일한 함량으로 함유했을 때의 열전도도를 비교한 것으로, 상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시 예 1의 고분자 복합체는 비교 예 3의 그래핀을 열전도성 필러로 사용한 고분자 복합체 및 비교 예 4의 흑연 플레이크를 강산으로 처리하여 제조한, 끝단(edge) 및 기저면(basel plane)에 산소를 포함하는 관능기가 형성된 흑연 산화물(FGO)를 열전도성 필러로 사용한 비교 예 4의 고분자 복합체보다도 열전도도값이 현저히 우수함을 알 수 있다.Table 1 compares the thermal conductivity when the thermally conductive filler is contained in the same content. As shown in Table 1, the polymer composite of Example 1 is a polymer using graphene of Comparative Example 3 as a thermally conductive filler. Polymer of Comparative Example 4 using, as a thermally conductive filler, a composite and graphite flakes of Comparative Example 4, prepared by treating the graphite flakes with a strong acid, in which functional groups containing oxygen were formed on edges and base planes It can be seen that the thermal conductivity value is significantly superior to that of the composite.

10: 박리 흑연
20: 산소를 포함하는 관능기를 갖는 박리 흑연
30: 열전도성 필러
40: 고분자 수지
100: 열전도성 고분자 복합체
10: exfoliated graphite
20: exfoliated graphite having a functional group containing oxygen
30: thermally conductive filler
40: polymer resin
100: thermally conductive polymer composite

Claims (15)

고분자 수지; 및
상기 고분자 수지 내에서 일 방향으로 배향된 열전도성 필러;를 포함하고,
상기 열전도성 필러는,
산소를 포함하는 관능기를 갖는 흑연 플레이크; 및
상기 흑연 플레이크의 표면에 형성된 자성코팅층;을 포함하는, 열전도성 고분자 복합체.
polymer resin; and
Including; a thermally conductive filler oriented in one direction in the polymer resin;
The thermally conductive filler,
graphite flakes having a functional group containing oxygen; and
A thermally conductive polymer composite comprising; a magnetic coating layer formed on the surface of the graphite flake.
제1항에 있어서,
상기 흑연 플레이크는 끝단(edge)에 부분적으로 산소를 포함하는 관능기를 갖는 흑연 플레이크인, 열전도성 고분자 복합체.
According to claim 1,
The graphite flake is a graphite flake having a functional group partially containing oxygen at an edge thereof, a thermally conductive polymer composite.
제1항에 있어서,
상기 흑연 플레이크는 30 원자% 내지 40 원자%의 산소를 포함하는, 열전도성 고분자 복합체.
According to claim 1,
The graphite flakes contain 30 atomic% to 40 atomic% oxygen, a thermally conductive polymer composite.
제1항에 있어서,
상기 흑연 플레이크는 1μ 내지 100μm의 두께를 갖는 전기화학적으로 박리된 박리 흑연 플레이크인, 열전도성 고분자 복합체.
According to claim 1,
The graphite flakes are electrochemically exfoliated exfoliated graphite flakes having a thickness of 1 μm to 100 μm, a thermally conductive polymer composite.
제1항에 있어서,
상기 자성코팅층은 자성을 갖는 금속산화물로 이루어진, 열전도성 고분자 복합체.
According to claim 1,
The magnetic coating layer is made of a metal oxide having a magnetic, thermally conductive polymer composite.
제5항에 있어서,
상기 자성을 갖는 금속산화물은
Fe, Ni, Co, Al, Cr, Mo, Na, Ti, Cu, AuAg, Zn 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종을 포함하는, 열전도성 고분자 복합체.
6. The method of claim 5,
The magnetic metal oxide is
Fe, Ni, Co, Al, Cr, Mo, Na, Ti, Cu, AuAg, Zn, and a thermally conductive polymer composite comprising one selected from the group consisting of combinations thereof.
제1항에 있어서,
상기 고분자 수지는 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리아미드수지, 폴리이미드, 폴리페닐렌옥사이드, 실리콘수지, 페놀수지, 에폭시수지, 폴레우레탄, 폴리에스테르수지, 폴리에테르-에테르케톤, 폴리페닐렌설파이드, 불소함유중합체, 폴리염화비닐수지, PVB(폴리비닐부티랄), PVA(폴리비닐알콜), 에틸 하이드록시에틸 셀룰로오즈, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리아세틸렌, 폴리티오펜, PEDOT(폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)) 및 이들의 조합으로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 1종인, 열전도성 고분자 복합체.
According to claim 1,
The polymer resin is polyacrylate, polymethacrylate, polystyrene, polyester, polyolefin, polyamide resin, polyimide, polyphenylene oxide, silicone resin, phenolic resin, epoxy resin, polyurethane, polyester resin, polyether -Ether ketone, polyphenylene sulfide, fluorine-containing polymer, polyvinyl chloride resin, PVB (polyvinyl butyral), PVA (polyvinyl alcohol), ethyl hydroxyethyl cellulose, polyaniline, polypyrrole, polyacetylene, polythiophene, One selected from the group consisting of PEDOT (poly (3,4-ethylenedioxythiophene)) and combinations thereof, a thermally conductive polymer composite.
제1항에 있어서,
상기 열전도성 고분자 복합체는 상기 흑연 플레이크 및 고분자 수지를 1: 1 내지 1: 20의 중량비로 포함하는, 열전도성 고분자 복합체.
According to claim 1,
The thermally conductive polymer composite includes the graphite flakes and the polymer resin in a weight ratio of 1: 1 to 1: 20, the thermally conductive polymer composite.
열전도성 필러를 형성하는 단계; 및
상기 열전도성 필러를 고분자 수지를 포함하는 혼합용액에 분산시킨 후 자기장을 인가하여 상기 열전도성 필러를 일 방향으로 배향시키는 단계;를 포함하고,
상기 열전도성 필러를 형성하는 단계는,
흑연 플레이크에 산소를 포함하는 관능기를 형성하는 단계; 및
상기 산소를 포함하는 관능기가 형성된 흑연 플레이크의 표면에 자성코팅층이 형성하는 단계;를 포함하는, 열전도성 고분자 복합체의 제조방법.
forming a thermally conductive filler; and
and dispersing the thermally conductive filler in a mixed solution containing a polymer resin and then applying a magnetic field to orient the thermally conductive filler in one direction;
The step of forming the thermally conductive filler,
forming a functional group containing oxygen in the graphite flake; and
Forming a magnetic coating layer on the surface of the graphite flakes formed with the oxygen-containing functional group; comprising, a method for producing a thermally conductive polymer composite.
제9항에 있어서,
상기 산소를 포함하는 관능기는 상기 흑연 플레이크의 끝단(edge)에 부분적으로 형성되는, 열전도성 고분자 복합체의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The method for producing a thermally conductive polymer composite, wherein the oxygen-containing functional group is partially formed at an edge of the graphite flake.
제9항에 있어서,
상기 흑연 플레이크에 산소를 포함하는 관능기를 형성하는 단계는,
상기 흑연 플레이크를 황산용액에 분산시키는 단계;
상기 황산용액에 과망간산 칼륨을 첨가하는 단계; 및
상기 과망간산 칼륨이 첨가된 황산용액에 과산화수소를 첨가하는 단계;를 포함하는, 열전도성 고분자 복합체의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The step of forming a functional group containing oxygen in the graphite flake,
dispersing the graphite flakes in a sulfuric acid solution;
adding potassium permanganate to the sulfuric acid solution; and
Adding hydrogen peroxide to the sulfuric acid solution to which the potassium permanganate is added; including, a method for producing a thermally conductive polymer composite.
제9항에 있어서,
상기 자성코팅층을 형성하는 단계는,
용액 내 상기 산소를 포함하는 관능기가 형성된 흑연 플레이크와 자성을 갖는 금속 산화물 또는 상기 금속 산화물의 전구체를 혼합하는 단계;를 포함하는, 열전도성 고분자 복합체의 제조방법.
10. The method of claim 9,
The step of forming the magnetic coating layer,
A method of manufacturing a thermally conductive polymer composite, comprising a; mixing the graphite flakes in which the functional group containing oxygen is formed in a solution and a metal oxide having a magnetism or a precursor of the metal oxide.
제9항에 있어서,
상기 열전도성 필러를 일 방향으로 배향시키는 단계는 경화 단계;를 더 포함하는, 열전도성 고분자 복합체의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Orienting the thermally conductive filler in one direction is a curing step; the method of manufacturing a thermally conductive polymer composite further comprising a.
제1항의 열전도성 고분자 복합체를 포함하는 방열시트.
A heat dissipation sheet comprising the thermally conductive polymer composite of claim 1.
기판에 제1항의 열전도성 고분자 복합체를 코팅하는 단계;를 포함하는 방열시트의 제조방법.A method of manufacturing a heat dissipation sheet comprising; coating the substrate with the thermally conductive polymer composite of claim 1 .
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