KR101703161B1 - 전도성 첨가제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 수성 전도성 프라이머 조성물 - Google Patents

전도성 첨가제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 수성 전도성 프라이머 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중벽 탄소 나노 튜브(multi-walled carbon nanotubes), CMC(carboxymethyl cellulose) 및 용매를 포함하고, 상기 CMC의 중량평균 분자량(GPC)이 1X104 내지 3X105 이고, 상기 CMC의 에테르화도가 0.3 내지 3인 전도성 첨가제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 수성 전도성 프라이머 조성물에 관한 것이다.

Description

전도성 첨가제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 수성 전도성 프라이머 조성물{A Conductive Additive, the Method for Preparation of the Same and an Oily Conductive Primer Composition comprising the Same}
본 발명은 전도성 첨가제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 수성 전도성 프라이머 조성물 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 특정의 에테르화도 및 분자량을 갖는 분산제를 포함하는 전도성 첨가제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 수성 전도성 프라이머 조성물에 관한 것이다.
현 자동차 부품을 도장하는데 있어서 정전 도장이 사용되고 있다. 정전 도장은 스프레이 공정 시 도료를 절약할 수 있어 원가를 절감시킬 수 있다. 그러나 플라스틱 부품의 경우 낮은 전도도 때문에 정전도장을 적용하기 어렵다.
이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 카본 블랙 등 전도성 첨가제가 포함된 전도성 프라이머를 도포함으로써 플라스틱에 전도성을 부여하였다. 그러나 기존의 전도성 첨가제의 경우 정전도장이 가능한 전기적 특성을 만족시키기 위하여 첨가제의 함량이 높아 주 도료의 접착력을 하락시키거나 색 특성을 감소시키는 문제가 발생하였다.
이에 상기 문제점을 해결하기 위하여, 적은 함량으로 전도성을 부여할 수 있는 전도성 첨가제에 대한 연구의 필요성이 높아지고 있다.
KR 2011-0124764 A
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자,
본 발명은 수성 전도성 프라이머 조성물에 사용할 수 있는 전도성 첨가제로서, 적은 양을 사용하더라도, 도료와의 접착력을 상승시키고, 뛰어난 전도성을 갖는 전도성 첨가제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 다중벽 탄소 나노 튜브(multi-walled carbon nanotubes), CMC(carboxymethyl cellulose) 및 용매를 포함하고,
상기 CMC의 중량평균 분자량(GPC)이 1X104 내지 3X105 이고,
상기 CMC의 에테르화도가 0.3 내지 3인 전도성 첨가제를 제공한다.
또한, 본 발명은 a) 중량평균 분자량(GPC)이 1X104 내지 3X105 이고, 에테르화도가 0.3 내지 3인 CMC(carboxymethyl cellulose) 분산제와 용매를 혼합하는 단계;
b) 상기 혼합물에 다중벽 탄소 나노 튜브(multi-walled carbon nanotubes)를 혼합한 후 교반하는 단계;
c) 상기 교반 후, 호모지나이저(homogenizer)로 균질화 시키는 단계; 및
d) 상기 균질화 후, 비드 밀을 이용하여 분산시키는 단계를 포함하는 전도성 첨가제의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 전도성 첨가제, 수성 전도성 프라이머용 수지 및 용매를 포함하는 수성 전도성 프라이머 조성물을 제공한다.
본 발명의 전도성 첨가제에 따르면,
수성 전도성 프라이머 조성물에 사용하는데 있어서, 적은 양을 사용하더라도 도료와의 접착력을 상승시키고, 뛰어난 전도성을 갖는다는 장점이 있다.
이하 본 발명의 전도성 첨가제, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 수성 전도성 프라이머 조성물에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명은, 기존의 전도성 첨가제가 정전 도장이 가능한 전기적 특성을 만족시키기 위하여, 첨가제의 함량을 높임에 따라서, 주 도료의 접착력을 하락시키거나 색 특성을 감소시키는 등의 문제점을 나타내는 것을 해결하기 위하여, 특정의 분자량 및 특정의 에테르화도를 갖는 CMC 분산제와 특정의 입도를 갖는 탄소 나노튜브를 포함하는 전도성 첨가제를 제공한다. 따라서, 적은 양을 사용하더라도 도료와의 접착력을 상승시키고, 뛰어난 전도성을 갖기 때문에 수성 전도성 프라이머 조성물에 사용할 수 있다.
이를 위하여, 본 발명의 전도성 첨가제는 다음과 같은 특징을 갖는다.
본 발명의 전도성 첨가제는 다중벽 탄소 나노 튜브(multi-walled carbon nanotubes), CMC(carboxymethyl cellulose) 및 용매를 포함를 포함하며, 상기 CMC의 중량평균 분자량(GPC)이 1X104 내지 3X105 이고, 에테르화도가 0.3 내지 3인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 분산제로 셀룰로오스 유도체인 CMC(carboxymethyl cellulose)를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 CMC는 하기 화학식 1의 구조를 갖는 고분자로 나타낼 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112014014272601-pat00001
(상기 식에서, R은 H 또는 CH2COOH이고, n은 25 내지 2000이다.)
본 발명에 있어서, 상기 CMC는 1X104 내지 3X105 의 중량평균 분자량(GPC)을 가질 수 있으며, 바람직하게는 3X104 내지 3X105 의 중량평균 분자량(GPC)을 가질 수 있다. 상기 분산제의 중량평균 분자량(GPC)이 1X104 미만인 경우에는 분산 안정성이 떨어지거나 제품 형성 시 용출되는 문제가 있고, 3X105을 초과하는 경우에는 점도가 상승하여 분산이 불가능한 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 CMC는 0.3 내지 3의 에테르화도를 가질 수 있으며, 바람직하게는 0.3 내지 2.5의 에테르화도를 가질 수 있다. 상기 에테르화도란, 상기 화학식 1중의 단위체의 R 그룹이 CH2COOH로 치환된 정도를 말하며, 에테르화도가 0.3 미만인 경우에는 물에 대한 용해도가 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 전도성 첨가제에 있어서, 상기 CMC의 포함량은 후술하는 다중벽 탄소 나노 튜브 100 중량부를 기준으로 7 중량부 내지 200 중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 다중벽 탄소 나노 튜브 100 중량부를 기준으로 10 중량부 내지 150 중량부로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 분산제의 포함량이 다중벽 탄소 나노 튜브 기준으로 7 중량부 미만인 경우에는 분산 안정성을 확보하기 어려운 문제가 있고, 200 중량부 초과인 경우에는 분산제가 불순물로 작용하여 최종 제품의 성능을 하락시키는 문제가 있다.
본 발명에 있어서, 도전제로서 다중벽 탄소 나노 튜브((multi-walled carbon nanotubes)를 사용할 수 있다.
상기 다중벽 탄소 나노 튜브는 100 내지 300kg/m3의 벌크 밀도를 가질 수 있다. 상기 탄소 나노튜브의 벌크 밀도가 100kg/m3 미만인 경우에는 CNT가 쉽게 날려서 작업성이 좋지 않고, 300kg/m3 초과인 경우에는 CNT가 매우 강하게 얽혀있어 분산성이 좋지 않다는 문제가 있다. 상기 탄소 나노튜브의 벌크 밀도의 측정 기준은 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 ASTM B329 방법으로 3번을 측정하여, 산술 평균한 값을 사용할 수 있다.
본 발명의 전도성 첨가제에 있어서, 상기 다중벽 탄소 나노 튜브는 전도성 첨가제 전체를 기준으로 0.1 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 전도성 첨가제 전체를 기준으로 1 중량% 내지 8 중량%로 포함될 수 있다. 상기 탄소 나노튜브의 포함량이 0.1 중량% 미만이면 용매가 너무 많아 전도성 첨가제를 제조하기 위해서 많은 공정비용이 들고, 10 중량% 초과이면 점도가 너무 높아져서 분산 공정을 할 수 없다는 문제가 있다.
상기 용매는 물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 전도성 첨가제는 10 내지 4000 mPa*s의 점도를 가질 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 3000 mPa*s 의 점도를 가질 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 전도성 첨가제는 10 내지 120의 광택도(gloss 값)을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 전도성 첨가제는 원심분리기를 이용하여 3000G에서 15분간 원심 분리한 후 상층액의 고형분 함량 및 원액의 고형분 함량 비가 0.3 내지 1, 바람직하게는 0.5 내지 1인 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 전도성 첨가제는 전도성 첨가제가 사용되는 곳이라면 특별한 한정 없이, 다양한 분야에 사용될 수 있으며, 바람직하게는 수성 전도성 프라이머에 사용될 수 있다.
본 발명의 전도성 첨가제의 제조방법은,
a) 중량평균 분자량(GPC)이 1X104 내지 3X105 이고, 에테르화도가 0.3 내지 3인 CMC(carboxymethyl cellulose) 분산제와 용매를 혼합하는 단계;
b) 상기 혼합물에 다중벽 탄소 나노 튜브(multi-walled carbon nanotubes)를 혼합한 후 교반하는 단계;
c) 상기 교반 후, 호모지나이저(homogenizer)로 균질화 시키는 단계; 및
d) 상기 균질화 후, 비드 밀을 이용하여 분산시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 전도성 첨가제의 제조방법에 있어서, 상기 b) 단계에서는 15분 내지 1시간 동안 CMC, 다중벽 탄소 나노 튜브 및 용매의 혼합물을 교반할 수 있다.
본 발명의 전도성 첨가제의 제조방법에 있어서, 상기 c) 단계에서는, 상기 b) 단계에서 혼합된 혼합물을 호모지나이저를 이용하여, 15분 내지 1시간 동안, 5000 내지 15000rpm의 속도로 균질화시킬 수 있다.
본 발명의 전도성 첨가제의 제조방법에 있어서, 상기 d) 단계에서는, 상기 c) 단계에서 균질화된 혼합물을 비드 밀을 이용하여 1시간 내지 3시간 동안 분산시킬 수 있다.
상기 제조방법에서 사용되는 CMC, 다중벽 탄소 나노 튜브 및 용매에 대한 특징은 상기 전도성 첨가제와 동일하다.
본 발명은 상기 전도성 첨가제, 수성 전도성 프라이머용 수지 및 용매를 포함하는 수성 전도성 프라이머 조성물을 제공한다.
본 발명의 수성 전도성 프라이머 조성물에 있어서, 상기 전도성 첨가제는 상기 전도성 첨가제 중의 다중벽 탄소 나노튜브 고형분 함량이, 조성물 전체 고형분 함량에 대하여 0.5 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 전도성 첨가제 중의 다중벽 탄소 나노튜브 고형분 함량이, 조성물 전체 고형분 함량에 대하여 0.5 중량% 미만이면 충분한 전도도를 얻을 수 없고, 15 중량% 초과이면 탄소 나노튜브의 양이 증가하여 코팅층의 물성 저하를 초래할 수 있다.
상기 수성 전도성 프라이머용 수지는 수성 전도성 프라이머 조성물에 사용되는 것이라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 올레핀계 수지, 아크릴레이트계 수지, 폴리아세트산비닐계 수지, 폴리스타이렌계 수지, 스타이렌-부타디엔계 공중합 수지 및 아크릴레이트 에스테르계 공중합 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 용매는 수성 전도성 프라이머 조성물에 사용되는 것이라면 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 물을 사용할 수 있다.
본 발명의 수성 전도성 프라이머 조성물은 10 내지 120의 광택도(gloss 값)을 가질 수 있다. 상기 광택도는 60° 기준 Gloss를 측정한 것이며, gloss 값이 10 미만이면 분산제가 작용하지 않거나 분산이 잘 안되어 입자가 응집된 상태를 말해주며, 120 초과이면 분쇄가 많이 일어나서 탄소 나노튜브의 성능이 떨어지게 된다.
또한, 본 발명의 수성 전도성 프라이머 조성물은 10 내지 1000 Ω/□의 표면 저항 값을 가질 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 300 Ω/□의 표면 저항 값을 가질 수 있다. 이러한 표면저항 값은 수지와 혼합한 후, 표면저항 값과 비슷한 경향을 갖게 되지만 고형분(코팅층 두께), 코팅층에 포함된 탄소 나노 튜브의 양(코팅층은 분산제와 탄소 나노 튜브로 이루어지기 때문임)에 따라서 표면저항이 달라질 수 있다.
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 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예
전도성 첨가제의 제조
[실시예 1]
하기 표 1의 분산제 A1을 증류수에 용해시켜 1 wt% 수용액을 만들었다. 상기 1 wt% 수용액 950g에 도전제로 다중벽 탄소 나노튜브(LG화학제, 벌크 밀도 190kg/m2) 50g을 투입하고 1000rpm에서 30분간 교반한 후에 homogenizer(IKA사의 T 25 digital)를 이용하여 10000rpm으로 30분간 처리하였다. 얻어진 혼합액을 beads mill을 이용하여 2시간 동안 분산시켜 전도성 첨가제를 제조하였다.
[실시예 2]
하기 표 1의 분산제 A2를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[실시예 3]
하기 표 1의 분산제 A3을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[실시예 4]
하기 표 1의 분산제 A4를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[실시예 5]
하기 표 1의 분산제 A2을 5g을 증류수 945g에 용해시킨 다음, 도전제로 다중벽 탄소나노튜브(LG화학제) 50g을 투입하고 1000rpm에서 30분간 교반한 후에 homogenizer(IKA사의 T 25 digital)를 이용하여 10000rpm으로 30분간 처리하였다. 얻어진 혼합액을 beads mill을 이용하여 2시간 동안 분산시켜 전도성 첨가제를 제조하였다.
[비교예 1]
하기 표 1의 분산제 A6을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[비교예 2]
도전제로 DENKA BLACK(DENKA사 제품)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[비교예 3]
하기 표 1의 분산제 A7을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
[비교예 4]
하기 표 1의 분산제 A2을 2.5g을 증류수 947.5g에 용해시킨 다음, 도전제로 다중벽 탄소나노튜브(LG화학제) 50g을 투입하고 1000rpm에서 30분간 교반한 후에 homogenizer(IKA사의 T 25 digital)를 이용하여 10000rpm으로 30분간 처리하였다. 얻어진 혼합액을 beads mill을 이용하여 2시간 동안 분산시켜 전도성 첨가제를 제조하였다.
[비교예 5]
하기 표 1의 분산제 A5를 사용하였으나, 증류수에 용해되지 않아 실험을 진행할 수 없었다.
분산제 종류 분자량(103 Kg/mol) 에테르화도
A1 Carboxymethylcellulose 250 1.06
A2 Carboxymethylcellulose 130 0.97
A3 Carboxymethylcellulose 68 1.53
A4 Carboxymethylcellulose 66 1.03
A5 Carboxymethylcellulose 72 0.25
A6 Carboxymethylcellulose 1650 1.57
A7 Polyacrylic acid 450 -
상기 표 1의 분산제 A1 내지 A7에 대한 분자량 및 에테르화도의 측정 방법은 아래와 같다.
분자량 측정
상기 실시예 및 비교예에서 사용된 셀룰로오스 유도체 분산제의 분자량은 Waters사의 Alliance 2695 제품을 이용하여 측정하였다.
보다 구체적으로, 상기 실시예 및 비교예에서 사용된 셀룰로오스 유도체 분산제를 각각 증류수(deionized water)에 0.1중량%로 녹인 용액을 syringe filter(0.02㎛)에 통과시켜 이물질을 제거한 후, 100㎕를 투입하여 측정을 진행하였다. 이 때 사용된 이동상 용매는 pH가 7인 0.1M NaNO3 용액이며, 40도, 1ml/min 의 속도에서 Ultrahydrogel Linear X 2 컬럼을 통과시켜 측정을 진행하였다. 기준 시료로는 PAA (polyacrylic acid) 를 이용하였고, 얻어진 크로마토그램을 기준 시료와 비교하여 상대분자량을 얻었다.
에테르화도 측정
상기 실시예 및 비교예에서 사용된 셀룰로오스 유도체 분산제의 에테르화도는 Bruker AVANCE IIIHD 700MHz NMR (1H) 를 이용하여 측정하였다.
보다 구체적으로, 상기 실시예 및 비교예에서 사용된 셀룰로오스 유도체 분산제 100mg을 건조한 후 D2O 1mL 를 첨가하여 swelling 시킨다. D2O/D2SO4 (50/50, v/v%) 1mL 를 첨가하고 충분히 shaking 하여 혼합시키고, 시료 용액을 90℃ oven 에 넣고 짙은 갈색이 될 때까지 방치 및 다시 냉각한 후, 분석을 진행하였다. 이 때의 측정 온도는 상온이며, scan 횟수는 16회, relaxation delay는 3sec 였다.
다중벽 탄소 나노 튜브의 Bulk density 측정
상기 실시예 및 비교예에서 사용된 다중벽 탄소나노튜브의 Bulk density를 ASTM-B329에 의거하여 측정하였다.
수성 전도성 프라이머 조성물의 제조
[실시예 1-1]
실시예 1의 전도성 첨가제 9 중량부와 수성 전도성 프라이머용 수지 (노루비케미칼사 제품) 62.87 중량부 및 증류수 28.13 중량부를 혼합한 후, 교반하여 수성 전도성 프라이머 조성물을 제조하였다.
[실시예 2-1]
실시예 2의 전도성 첨가제를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 수성 전도성 프라이머 조성물을 제조하였다.
[실시예 3-1]
실시예 3의 전도성 첨가제를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 수성 전도성 프라이머 조성물을 제조하였다.
[실시예 4-1]
실시예 4의 전도성 첨가제를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 수성 전도성 프라이머 조성물을 제조하였다.
[실시예 5-1]
실시예 4의 전도성 첨가제 9중량부와 수성 전도성 프라이머용 수지 (노루비케미칼사 제품) 63.065 중량부 및 증류수 27.935 중량부를 혼합한 후, 교반하여 수성 전도성 프라이머 조성물을 제조하였다.
[비교예 1-1]
비교예 1의 전도성 첨가제를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 수성 전도성 프라이머 조성물을 제조하였다.
[비교예 2-1]
비교예 2의 전도성 첨가제를 사용하고, 수성 전도성 프라이머용 수지를 73.2 중량부 및 butyl acetate 20.8 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 수성 전도성 프라이머 조성물을 제조하였다.
[비교예 3-1]
비교예 3의 전도성 첨가제를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일한 방법으로 수성 전도성 프라이머 조성물을 제조하였다.
[비교예 4-1]
비교예 4의 전도성 첨가제 9 중량부와 수성 전도성 프라이머용 수지 (노루비케미칼사 제품) 63.163 중량부 및 증류수 27.837 중량부를 혼합한 후, 교반하여 수성 전도성 프라이머 조성물을 제조하였다.
[비교예 5-1]
분산제로 A5를 이용하였으나, 증류수에 용해되지 않아 실험을 진행할 수 없었음
실험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 전도성 첨가제에 대하여, 다음과 같이 전도성 첨가제의 점도, Gloss, 표면저항 및 분산안정성을 측정하여 표 2에, 수성 전도성 프라이머의 Gloss, 표면저항을 측정하여 표 3에 나타내었다.
실험예 1: 전도성 첨가제의 점도 측정
실시예 및 비교예에서 제조한 전도성 첨가제의 점도를 점도계(TOKI SANGYO사)를 이용하여 측정하였다. 25℃ 조건, 20RPM에서 5회 측정한 후 평균값을 얻었다.
실험예 2: 전도성 첨가제 및 전도성 프라이머 조성물의 Gloss 측정
실시예 및 비교예에서 제조한 전도성 첨가제 및 전도성 프라이머 조성물을 24번 mayer bar(삼지테크사)를 이용하여 125mm X 160mm 크기의 PET film에 코팅한 후 100℃에서 10분간 건조하여 코팅물을 얻었다.
상기 코팅물의 gloss를 BYK사의 gloss meter를 이용하여 각각 5회 측정한 후 60도 기준 gloss 값의 평균값을 얻었다.
실험예 3: 전도성 첨가제 및 전도성 프라이머 조성물의 표면저항 측정
상기 실험예 2에서 제조된 코팅물의 표면저항을 Laresta-GP (MCP-T600 모델, MITSUBISHI CHEMICAL사)를 이용하여 각각 5회 측정한 후 평균값을 얻었다.
실험예 3: 전도성 첨가제의 분산안정성 측정
실시예 및 비교예에서 제조한 전도성 첨가제의 분산 안정성을 원심분리기(Supra 22K, Hanil사)를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 원심분리기용 튜브에 다중벽 탄소 나노튜브 분산액을 투입하여 튜브 포함 무게를 35g으로 맞춘 다음 6번 rotor를 이용하여 상온, 3000G에서 15분간 원심분리 시켰다. 원심 분리된 용액의 상층부를 채취하여 무게를 측정한 후 100℃에서 완전히 건조시켜 잔류 고체의 무게를 측정하였다. 각 무게의 비율을 이용하여 용액 내 고형분을 측정하였다. 같은 방법으로 원심 분리하지 않은 분산액의 고형분을 측정하고, 이에 대한 원심분리 후의 고형분의 비율을 계산하여 분산안정성 값을 얻었다.
분산제 도전제
(함량wt%)		 분산제*SOP 점도
(mPa*s)		 Gloss
(60°)		 표면저항
(Ω/□)		 분산
안정성
실시예 1 A1 LGC MWCNT (5) 20 637 32 110 0.99
실시예 2 A2 상동 20 425 50 107 1
실시예 3 A3 상동 20 189 84 92 0.99
실시예 4 A4 상동 20 198 82 105 0.98
실시예 5 A2 상동 10 134 11 121 0.59
비교예 1 A6 상동 20 4400 이상 2 324 0.99
비교예 2 A1 Denka Black(5) 20 261 42 772 0.86
비교예 3 A7 LGC MWCNT (5) 20 8 10.2 459 0.23
비교예 4 A2 상동 5 113 0.7 338 0.02
비교예 5 A5 상동 - - - - -
*SOP (Solid on pigment): 안료 고형분 대비 분산제 고형분 비율(%)
도전제 함량
(%)		 표면저항
(Ω/□)
실시예 1-1 0.45 1.6*107
실시예 2-1 0.45 8.7*106
실시예 3-1 0.45 9.4*105
실시예 4-1 0.45 3.4*106
실시예 5-1 0.45 1.4*108
비교예 1-1 0.45 5.6*1010
비교예 2-1 0.75 2.0*1011
비교예 3-1 0.45 -
비교예 4-1 0.45 -
비교예 5-1 - -
상기 표 2에서 나타낸 바와 같이, 비교예 1은 점도가 지나치게 높고, 비교예 2는 표면 저항이 커서 전도성이 나쁘고, 비교예 3 및 4는 분산안정성이 매우 좋지 않으며, 비교예 5는 실험이 불가능하였다.
이와 같이, 본 발명의 전도성 첨가제의 경우, Gloss 값이 높아 분산성이 뛰어나고, 표면 저항이 낮아 전도성이 뛰어나며, 분산 안정성 역시 높다는 것을 알 수 있었다.
또한, 상기 표 3에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 수성 전도성 프라이머 조성물의 경우, 비교예에 비하여, 표면 저항이 낮아 전도성이 뛰어나다는 것을 알 수 있었다.
따라서, 본 발명의 전도성 첨가제 및 수성 전도성 프라이머 조성물을 정전 도장 시에 사용하면, 적은 양의 사용만으로도 우수한 성능을 나타낸다는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (24)

  1. 다중벽 탄소 나노 튜브(multi-walled carbon nanotubes), CMC(carboxymethyl cellulose) 및 용매를 포함하고,
    상기 CMC의 중량평균 분자량(GPC)이 1×104 내지 3×105 이고,
    상기 CMC의 에테르화도가 0.9 내지 3.0인 전도성 첨가제.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 CMC의 중량평균 분자량(GPC)이 3X104 내지 3X105 인 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 CMC는 하기 화학식 1의 구조를 갖는 고분자인 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제.
    [화학식 1]
    Figure 112014014272601-pat00002

    (상기 식에서, R은 H 또는 CH2COOH이고, n은 25 내지 2000이다.)
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 다중벽 탄소 나노 튜브가 100 내지 300kg/m3의 벌크 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 다중벽 탄소 나노 튜브는 전도성 첨가제 전체를 기준으로 0.1 중량% 내지 10 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 다중벽 탄소 나노 튜브는 전도성 첨가제 전체를 기준으로 1 중량% 내지 8 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 CMC는 다중벽 탄소 나노 튜브 100 중량부를 기준으로 7 중량부 내지 200 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 CMC는 다중벽 탄소 나노 튜브 100 중량부를 기준으로 10 중량부 내지 150 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 용매는 물인 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 첨가제의 점도는 10 내지 4000 mPa*s 인 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 첨가제의 점도는 20 내지 3000 mPa*s 인 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 첨가제의 광택도(gloss 값)이 10 내지 120인 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도성 첨가제는 수성 전도성 프라이머에 사용되는 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제.
  15. a) 중량평균 분자량(GPC)이 1×104 내지 3×105 이고, 에테르화도가 0.9 내지 3.0인 CMC(carboxymethyl cellulose) 분산제와 용매를 혼합하는 단계;
    b) 상기 CMC 분산제와 용매의 혼합물에 다중벽 탄소 나노 튜브(multi-walled carbon nanotubes)를 혼합한 후 교반하는 단계;
    c) 상기 교반 후, 호모지나이저(homogenizer)로 균질화 시키는 단계; 및
    d) 상기 균질화 후, 비드 밀을 이용하여 분산시키는 단계를 포함하는 전도성 첨가제의 제조방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 b) 단계에서 15분 내지 1시간 동안 교반하는 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제의 제조방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 c) 단계에서 15분 내지 1시간 동안 5000 내지 15000rpm으로 균질화시키는 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제의 제조방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 d) 단계에서 1시간 내지 3시간 동안 분산시키는 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제의 제조방법.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 탄소 나노튜브는 전도성 첨가제 전체를 기준으로 0.1 내지 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제의 제조방법.
  20. 청구항 15에 있어서,
    상기 용매는 물인 것을 특징으로 하는 전도성 첨가제의 제조방법.
  21. 청구항 1의 전도성 첨가제, 수성 전도성 프라이머용 수지 및 용매를 포함하는 수성 전도성 프라이머 조성물.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 수성 전도성 프라이머용 수지는 올레핀계 수지, 아크릴레이트계 수지, 폴리아세트산비닐계 수지, 폴리스타이렌계 수지, 스타이렌-부타디엔계 공중합 수지 및 아크릴레이트 에스테르계 공중합 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 수성 전도성 프라이머 조성물.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 용매는 물인 것을 특징으로 하는 수성 전도성 프라이머 조성물.
  24. 청구항 21에 있어서,
    상기 전도성 첨가제 중의 다중벽 탄소 나노튜브 고형분 함량이, 조성물 전체 고형분 함량에 대하여 0.5 내지 15 중량%로 포함되는 수성 전도성 프라이머 조성물.
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