KR20230033369A - 육방정 질화붕소 나노시트 분산 조성물 및 그 제조 방법 - Google Patents

육방정 질화붕소 나노시트 분산 조성물 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 얇은 두께의 h-BN 나노시트 및 이러한 h-BN 나노시트가 균일하게 분산되어 유지되는 h-BN 분산 조성물을 제공하는 것이다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에서는 무극성 용매와 h-BN 나노시트 및 상기 h-BN 나노시트를 분산시키기 위한 분산제를 포함하고, 상기 h-BN 나노시트는 초음파를 통해 벌크의 h-BN으로부터 박리된 나노시트이고, 상기 분산제는 피리딘(Pyridine) 계열의 헤드 그룹과 스티렌(Styrene) 계열의 테일 그룹을 가지는 h-BN 나노시트 분산 조성물을 제공할 수 있다.

Description

육방정 질화붕소 나노시트 분산 조성물 및 그 제조 방법{HEXAGONAL BORON NITRIDE NANOSHEET DISPERSION COMPOSITION AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 육방정 질화붕소 나노시트와 분산 안정성이 우수한 육방정 질화붕소 나노시트를 포함하는 분산 조성물 그리고 그 제조방법에 관한 것이다.
육방정 질화붕소(hexagonal boron nitride, h-BN)은 우수한 열전도율을 가지면서 동시에 절연성을 지니고 있어 많은 열전도 시트에 광범위하게 사용되는 세라믹 필러 재료이다. 특히 결정구조가 흑연과 동일하게 2차원 구조로서 결정의 면과 수직방향으로의 열전도도는 30 W/(mK)에 불과하지만 수평방향으로는 ~390 W/(mK)에 달하여 AlN(70~210 W/(mK))에 비해 월등히 높은 열전도도를 가지는 특징이 있다. 이러한 수평방향 열전도도를 활용할 수 있다면 매우 우수한 방열시트의 제조가 가능할 것으로 예상되어 이를 활용한 개발이 최근 활발하게 이루어지고 있다. 이러한 방향성을 활용하기 위해 h-BN에 대해서도 입자의 수직 배열을 통한 열전도성 경로의 최적화 방법에 대한 연구가 있었는데, 나카야마(Nakayama) 그룹은 수직배열된 입자를 포함하는 복합체가 그렇지 않은 입자에 비해 30 vol%에서 25% 이상 증가된 열전도도를 가짐을 보고한 바 있다.
또한, h-BN은 벌크 상태에 비해 나노시트화 될 경우 훨씬 높은 열전도도를 나타내는 것으로 알려져 있는데, 이론상 단일층 h-BN의 경우 수평방향 열전도도는 벌크인 경우 보다 훨씬 높은 600 W/mK에 이르는 것으로 알려져 있다.
이러한 육방정 질화붕소(h-BN) 나노시트는 일반적으로 벌크의 h-BN으로부터 기계적인 밀링(Milling)을 통하거나 용액 상에서 초음파를 조사하여 이차원의 나노시트로 박리시켜 만들어지게 된다.
밀링을 이용하는 경우에는 수율은 높지만, 얻어지는 h-BN의 두께가 너무 두꺼운 문제가 있다. 초음파를 이용하는 경우는 밀링 공정에 비해 수율은 낮지만 h-BN의 두께를 줄일 수 있는 장점이 있다.
하지만, 초음파를 이용하는 경우에도 여전히 h-BN의 두께는 수십nm 이상이어서 이를 통해 h-BN의 높은 수평방향 열전도도 효과를 얻을 수 없는 문제가 있고, 초음파의 매질인 용액 상에서 박리 후에도 균일한 분산상을 유지해야 하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 얇은 두께의 h-BN 나노시트 및 이러한 h-BN 나노시트가 균일하게 분산되어 유지되는 h-BN 분산 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 얇은 두께의 h-BN 나노시트 및 이러한 h-BN 나노시트가 균일하게 분산되어 유지되는 h-BN 분산 조성물의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에서는 무극성 용매와 h-BN 나노시트 및 상기 h-BN 나노시트를 분산시키기 위한 분산제를 포함하고, 상기 h-BN 나노시트는 초음파를 통해 벌크의 h-BN으로부터 박리된 나노시트이고, 상기 분산제는 피리딘(Pyridine) 계열의 헤드 그룹과 스티렌(Styrene) 계열의 테일 그룹을 가지는 h-BN 나노시트 분산 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 분산제는 Poly(4-vinylpyridine-co-styrene), Poly(2-vinylpyridine-co-styrene), Poly(styrene)-b-poly(2-vinyl pyridine, quaternized with methyl iodide), Poly(styrene)-b-poly(2-vinyl pyridine), with silyl group 으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1 종 이상일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 h-BN 나노시트는 상기 무극성 용매와 상기 분산제를 포함하는 용액에서 상기 벌크의 h-BN을 초음파 처리하여 만들어질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 h-BN나노시트에 대한 상기 분산제의 무게 비율은 0.1~10 범위일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 h-BN나노시트의 두께는 1~10nm 범위일 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위해서, (a) 무극성 용매에 벌크 h-BN과 분산제를 혼합하고 12시간 이상 교반하여 혼합 용액을 준비하는 단계, (b) 상기 혼합 용액에 초음파를 조사하여 벌크 h-BN를 h-BN 나노시트로 박리하는 단계 및 (c) 상기 박리된 h-BN 나노시트를 포함하는 용액에 초음파를 조사하여 분산시켜서 h-BN 나노시트 분산 조성물을 준비하는 단계를 포함하고, 상기 분산제는 피리딘(Pyridine) 계열의 헤드 그룹과 스티렌(Styrene) 계열의 테일 그룹을 가지는 h-BN 나노시트 분산 조성물 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물과 제조 방법을 통해 균일하게 분산된 얇은 두께의 h-BN을 포함하는 액상 조성물을 간단한 공정으로 대량 생산이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에서 제공할 수 있는 h-BN 나노시트 분산 조성물을 이용하여 방열 특성이 우수한 방열시트를 제조할 수 있게 되고, 이러한 방열시트를 적용한 전자제품은 우수한 방열특성을 가지게 되어 성능의 향상되면서 열 발생에 따른 제품의 고장 확률을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 분산제를 이용한 h-BN 나노시트의 분산 공정에 대한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 분산제의 헤드 및 테일의 구조를 나타내는 이미지이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산제의 구조를 나타내는 이미지이다.
도 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 분산 조성물의 분산 상태를 나타내는 이미지 및 UV-vis 흡광도를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 분산 조성물의 시간에 따른 분산 상태 변화를 나타내는 이미지이다.
도 6은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 분산 조성물에 포함되는 h-BN 나노시트에 대한 주사전자현미경 이미지와 이로부터 측정된 h-BN 나노시트의 크기 분포를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 분산 조성물에 포함되는 h-BN 나노시트에 대한 원자현미경(AFM) 분석 결과이다.
본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명에서, 무극성 용매와 h-BN 나노시트 및 상기 h-BN 나노시트를 분산시키기 위한 분산제를 포함하고, 상기 h-BN 나노시트는 초음파를 통해 벌크의 h-BN으로부터 박리된 나노시트이고, 상기 분산제는 피리딘(Pyridine) 계열의 헤드 그룹과 스티렌(Styrene) 계열의 테일 그룹을 가지는 h-BN 나노시트 분산 조성물을 제공할 수 있다.
일반적으로 h-BN 나노시트는 용액 상에서 초음파를 통해 벌크 h-BN으로부터 h-BN 나노시트로 박리하여 만들어진다. 이때 단순히 용매에서 초음파만을 조사하여 박리하면 얇은 h-BN 나노시트로 박리되지 않고 박리된 나노시트도 다시 응집되어서 이후 h-BN 나노시트를 유기 바인더에 혼합하여 필러로 사용하고자 할 때 h-BN이 가지는 열전도 특성을 충분히 발휘하지 못하게 된다.
이를 방지하기 위해 분산제를 사용하게 되는데, 용액 상에 포함되는 분산제는 초음파가 조사됨에 따라 박리되는 h-BN의 두께를 얇게 유도하고, 박리된 h-BN의 표면을 개질하여 h-BN나노시트가 서로 응집되지 않고 분산상태를 유지하도록 한다.
하지만, 이렇게 분산제를 사용하는 경우에도 종래에는 여전히 안정된 분산 상태를 유지하기 어렵고, h-BN 나노시트의 두께도 원하는 수준에 도달하기 어려웠다.
본 발명에서는 이러한 분산제를 선정함에 있어서 h-BN 나노시트의 표면 특성과 용매 특성을 고려함으로써 h-BN 나노시트의 분산 안정성을 높이고, 박리되는 h-BN 나노시트의 두께를 얇게하고자 하였다.
h-BN의 표면은 소수성(hydrophobic)이면서 π-π결합을 하고 있으며, 루이스 산의 특성을 가진다. 이에 따라 본 발명에서 분산제는 h-BN과 동일하게 소수성이면서 π-π결합을 하는 피리딘(pyridine)을 헤드 그룹으로 하였다.
한편, h-BN을 박리하고 분산시키는 용매는 이후 유기 바인더와 효과적인 혼합을 위해 무극성 용매를 사용하게 된다. 이를 고려하여 h-BN 나노시트 분산 조성물을 위한 분산제는 무극성 용매에 용해도가 높은 스티렌(styrene)을 테일 그룹으로 가지는 것이 바람직하다.
이러한 분산제의 헤드 그룹과 테일 그룹의 화학구조와 특징은 도 2에서 나타내었다.
이렇게 피리딘을 헤드 그룹으로 가지고 스티렌을 테일 그룹으로 가지는 분산제를 용매에 혼합하고 여기서 벌크의 h-BN에 초음파를 조사하면 분산제에 의해 h-BN 표면의 표면 개질이 효과적으로 일어나게 되어 박리되는 h-BN 나노시트의 두께가 얇게 되고 박리된 이후에도 용액 상에서 안정적으로 분산 상태를 유지할 수 있게 된다.
이렇게 피리딘을 헤드 그룹으로 가지고 스티렌을 테일 그룹으로 가지는 분산제로는 Poly(4-vinylpyridine-co-styrene)(P4VPS), Poly(2-vinylpyridine-co-styrene)(P2VPS), Poly(styrene)-b-poly(2-vinyl pyridine, quaternized with methyl iodide), Poly(styrene)-b-poly(2-vinyl pyridine), with silyl group 또는 이들의 조합이 사용될 수 있는데, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 분산제에 대한 구조식을 도 3에서 나타내었다. 이들 분산제는 모두 헤드 그룹으로 피리딘 그룹을 가지고 테일 그룹으로는 스티렌 그룹을 가지는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 따르는 h-BN 나노시트 분산 조성물에서 상기 h-BN 나노시트에 대한 상기 분산제의 무게 비율은 0.1~10 범위일 수 있다.
본 발명에 따른 h-BN 나노시트 분산 조성물은 벌크에 h-BN에 초음파를 조사하여 h-BN 나노시트로 박리시키근데 분산제의 무게 비는 분산제의 종류에 따라 다르게 사용될 수 있지만, 0.1 이하 즉 투입되는 h-BN 무게에 비해 분산제의 무게가 1/10 미만이면 용매 중의 분산제 밀도가 낮아 충분한 분산 효과를 얻을 수 없고 반대로 분산제의 무게가 10배를 초과하면 분산제 간의 응집, 간섭으로 인해 BN의 분산에 충분한 효과를 얻을 수 없게 된다. 이러한 h-BN 나노시트에 대한 분산제의 무게 비율은 바람직하게는 0.5~5, 보다 바람직하게는 0.8~1.5일 수 있다.
본 발명에 따른 h-BN 나노시트 분산 조성물에서 h-BN나노시트의 두께는 1~10nm 범위일 수 있다.
일반적으로 액상에서 초음파를 통해 벌크의 h-BN을 나노시트화할 때 BN 층을 효과적으로 박리시키지 못해서 두께는 수십 nm 가 될 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 조성물에서는 분산제를 통해 효과적으로 BN층간의 박리를 유도하여 10nm 이하의 h-BN 나노시트를 얻을 수 있게 된다.
한편, 상기 h-BN 나노시트의 두께(d)에 대한 너비(L)의 비(L/d)는 20~100 범위일 수 있다.
h-BN 나노시트는 너비가 넓고 두께가 얇을 수록, 즉 열전도도가 높은 수평방향 면의 비표면적이 증가할 수록 향상된 열전도 효과를 얻을 수 있다. 종래의 방법으로 얻을 수 있는 h-BN 나노시트는 벌크 h-BN을 효과적으로 박리시키지 못해서 두께가 두꺼울 뿐만 아니라 너비가 넓은 나노시트를 얻기에도 어려움이 있었다. 이에 반해 본 발명에 따른 분산 조성물에서 h-BN 나노시트는 분산제의 효과적인 분산 효과를 통해 벌크 h-BN으로부터 너비가 넓고 얇은 두께의 h-BN 나노시트를 박리할 수 있게 된다.
이러한 h-BN 나노시트에서 높은 열전도도를 가지는 수평방향 면의 비표면적이 증가하기 위해서는 두께(d)에 대한 너비(L)의 비(L/d)가 커야 한다. 이러한 비가 20 미만이면 그만큼 h-BN 나노시트의 단위 무게 또는 부피 당 수평방향 면의 면적이 넓지 않기 때문에 충분한 열전도 효과를 얻을 수 없게 된다. 한편, 이러한 비(L/d)는 클수록 열전도도 증가 효과는 높아지지만 그만큼 수직방향 힘에 취약하게 되어 취급에 있어 어려움이 있을 수 있다. 따라서 이러한 비(L/d)는 20~100 범위인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30~90범위이다.
균일하게 분산된 h-BN 나노시트 분산 조성물을 제조하기 위해 본 발명에서는 (a) 무극성 용매에 벌크 h-BN과 분산제를 혼합하고 12시간 이상 교반하여 혼합 용액을 준비하는 단계, (b) 상기 혼합 용액에 초음파를 조사하여 벌크 h-BN를 h-BN 나노시트로 박리하는 단계 및 (c) 상기 박리된 h-BN 나노시트를 포함하는 용액에 초음파를 조사하여 분산시켜서 h-BN 나노시트 분산 조성물을 준비하는 단계를 포함하고, 상기 분산제는 피리딘(Pyridine) 계열의 헤드 그룹과 스티렌(Styrene) 계열의 테일 그룹을 가지는 h-BN 나노시트 분산 조성물 제조 방법을 제공할 수 있다.
무극성 용매에 피리딘(Pyridine) 계열의 헤드 그룹과 스티렌(Styrene) 계열의 테일 그룹을 가지는 분산제가 첨가된 용액에 h-BN 벌크재를 투입하고 12이상 교반함으로써 충분히 분산제가 h-BN 벌크 표면에 흡착되도록 한다. 여기에 초음파를 조사함으로써 벌크의 h-BN를 h-BN 나노시트로 박리시킨다. 이를 통해 얇은 두께의 h-BN 나노시트가 균일하게 분산된 분산 조성물을 얻을 수 있게 된다.
이하, 본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 실시예는 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
[실시예 1]
1mg/ml 농도의 h-BN입자 분말을 THF 또는 Chloroform 용매와 혼합하였다. h-BN과 1:1 무게비율의 분산제(Poly(2-vinylpyridine-co-styrene), P2VPS)를 h-BN/THF 또는 h-BN/Chloroform 용액과 혼합하고 해당 혼합용액을 400rpm에서 1일간 교반하였다. 이후 얻어진 용액을 팁(tip) 초음파 분산기를 이용하여 20 kHz의 주파수로 30분간 초음파 분산을 진행하고, 얻어진 용액을 배쓰(bath) 초음파 분산기를 이용하여 68 kHz의 주파수로 3시간 초음파 분산을 진행하였다. 얻어진 분산용액을 원심분리기를 이용하여 2500rpm에서 30분간 원심분리를 진행하고, 원심분리가 완료된 용액의 상등액을 80% 수득하여 표면 개질 h-BN 분산용액을 수득하였다. 이후 얻어진 용액을 이용하여 주사전자현미경(SEM) 및 원자현미경(AFM) 분석을 진행하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일하게 수행하고 분산제는 Poly(4-vinylpyridine-co-styrene)(P4VPS)를 사용하였다.
[비교예]
실시예 1과 동일하게 수행하고 분산제는 옥타데실아민(Octadecylamine)을 사용하였다.
도 4는 상기 실시예 및 비교예로 부터 얻을 수 있는 분산 조성물의 UV-vis 흡광도를 측정한 결과이다. 실시예 1 및 2로부터 얻어지는 분산 조성물은 비교예에서의 분산 조성물에 비해 10~20배의 UV-vis 흡광도를 갖는 것을 확인하였다. 이를 통해 본 발명에 따른 분산 조성물에서 h-BN 나노시트의 분산성이 비교예의 h-BN 나노시트의 분산성 보다 월등히 높은 것을 알 수 있었다.
또한 실시예 1 및 2에 따른 분산 조성물은 30일이 지난 후에도 분산이 안정적으로 유지되지만 비교예의 분산 조성물은 침전이 일어나는 것을 확인할 수 있었다(도 5 참조).
주사전자현미경(SEM) 분석을 통해 실시예 1, 2 및 비교예의 박리된 h-BN 나노시트의 너비를 측정하였다(도 6 참조). 비교예의 경우는 나노시트가 평균 237.4 nm의 너비를 갖는 반면, 실시예 1 에서는 평균 318.7nm, 실시예 2에서는 평균 345.5 nm의 값을 갖는 것을 확인하여 실시예 1 및 2의 경우 더 넓은 나노시트가 더 효과적으로 형성되고, 이에따라 수평방향 면의 면적이 증가하여 열전도도 증가 효과가 높아질 수 있다.
원자현미경(AFM) 분석을 통해 실시예 1, 2 및 비교예의 분산된 h-BN 나노시트의 너비와 두께를 분석하였다(도 7 참조). 비교예 h-BN 시트는 두께가 11.9nm 이었고, 두께에 대한 너비의 비(L/d)는 15.1 이었다. 한편, 실시예 1에서는 h-BN 시트는 두께는 12nm로 10nm를 넘었지만 두께에 대한 너비의 비(L/d)는 30으로 넓은 나노시트가 형성된 것을 확인하였고, 실시예 2에서는 두께는 6.59nm, 8.12nm로 10nm 미만이었고, 두께에 대한 너비의 비(L/d)는 88, 59임을 확인하였다.
이러한 두께가 얇고 넓은 너비의 나노시트를 통해 높은 열전도도를 가지는 방열시트의 제조가 가능하게 된다.

Claims (7)

  1. 무극성 용매와 h-BN 나노시트 및 상기 h-BN 나노시트를 분산시키기 위한 분산제를 포함하고,
    상기 h-BN 나노시트는 초음파를 통해 벌크의 h-BN으로부터 박리된 나노시트이고,
    상기 분산제는 피리딘(Pyridine) 계열의 헤드 그룹과 스티렌(Styrene) 계열의 테일 그룹을 가지는, h-BN 나노시트 분산 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분산제는 Poly(4-vinylpyridine-co-styrene), Poly(2-vinylpyridine-co-styrene), Poly(styrene)-b-poly(2-vinyl pyridine, quaternized with methyl iodide), Poly(styrene)-b-poly(2-vinyl pyridine), with silyl group 으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1 종 이상인, h-BN 나노시트 분산 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 h-BN 나노시트는 상기 무극성 용매와 상기 분산제를 포함하는 용액에서 상기 벌크의 h-BN을 초음파 처리를 통해 만들어지는, h-BN 나노시트 분산 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 h-BN나노시트에 대한 상기 분산제의 무게 비율은 0.1~10 범위인, h-BN 나노시트 분산 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 h-BN나노시트의 두께는 1~10nm 범위인, h-BN 나노시트 분산 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 h-BN나노시트의 두께(d)에 대한 너비(L)의 비(L/d)는 20~100 범위인, h-BN 나노시트 분산 조성물.
  7. (a) 무극성 용매에 벌크 h-BN과 분산제를 혼합하고 12시간 이상 교반하여 혼합 용액을 준비하는 단계;
    (b) 상기 혼합 용액에 초음파를 조사하여 벌크 h-BN를 h-BN 나노시트로 박리하는 단계; 및
    (c) 상기 박리된 h-BN 나노시트를 포함하는 용액에 초음파를 조사하여 분산시켜서 h-BN 나노시트 분산 조성물을 준비하는 단계를 포함하고,
    상기 분산제는 피리딘(Pyridine) 계열의 헤드 그룹과 스티렌(Styrene) 계열의 테일 그룹을 가지는, h-BN 나노시트 분산 조성물 제조 방법.
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DE102013213273A1 (de) * 2013-02-22 2014-08-28 Bayer Materialscience Aktiengesellschaft Kohlenstoffnanoröhren-haltige Dispersion und ihre Verwendung in der Herstellung von Elektroden
MX2019003391A (es) * 2016-09-30 2019-06-06 Univ California Produccion continua de materiales en capas 2d exfoliados mediante flujo de compresion.
JP6977310B2 (ja) * 2017-05-08 2021-12-08 大日本印刷株式会社 無機層状材料分散体、無機層状材料積層体の製造方法、及び無機層状材料積層体
KR102282019B1 (ko) * 2019-10-23 2021-07-29 한국과학기술연구원 질화붕소나노물질을 포함하는 다공성 복합체 및 이의 제조방법
KR20210065018A (ko) * 2019-11-26 2021-06-03 한국전자통신연구원 이차원 소재의 박리 방법 및 이를 이용한 광 감응 소자의 제조 방법

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