KR102357709B1 - Epoxy composites with molybdenum disulfide/polyestherimide nanosheet and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아민기를 함유하는 고분자 수지와 황화몰리브덴으로부터 형성된 복합나노시트가 도입된 에폭시 복합소재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
상기 에폭시 복합소재는 상기 복합나노시트를 도입하여 에폭시 매트릭스 내에 화학적 상호작용 및 계면 결합력을 향상시키고 종래 에폭시 복합소재 대비 우수한 계면 및 기계적 특성을 갖는 효과가 있다.The present invention relates to an epoxy composite material into which a composite nanosheet formed from a polymer resin containing an amine group and molybdenum sulfide is introduced, and a method for manufacturing the same.
The epoxy composite material has the effect of improving the chemical interaction and interfacial bonding strength in the epoxy matrix by introducing the composite nanosheet, and having superior interfacial and mechanical properties compared to the conventional epoxy composite material.

Description

이황화몰리브덴/폴리에테르이미드 나노시트가 도입된 에폭시 복합소재 및 이의 제조방법{EPOXY COMPOSITES WITH MOLYBDENUM DISULFIDE/POLYESTHERIMIDE NANOSHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}EPOXY COMPOSITES WITH MOLYBDENUM DISULFIDE/POLYSTHERIMIDE NANOSHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME

본 명세서에는 아민기를 함유하는 고분자 수지와 황화몰리브덴으로부터 형성된 복합나노시트가 도입된 에폭시 복합소재 및 이의 제조방법이 개시된다.Disclosed herein are an epoxy composite material into which a composite nanosheet formed from a polymer resin containing an amine group and molybdenum sulfide is introduced, and a method for manufacturing the same.

분자 내에 epoxy group(C-O-C)을 두 개 이상 가지고 있는 에폭시 수지는 다양한 물질과 함께 복합화하여 복합재료로 제조할 수 있다. 에폭시의 높은 인장 탄성률, 접착 특성, 내화학성, 구조적 안정성 등의 특성 때문에 에폭시 고분자 복합체는 좋은 대안으로 대두되고 있으며, 우주항공, 선박, 자동차 부품, 해양장비, 전기전자 산업 등에 다양하게 적용되고 있다. 그러나, 에폭시 수지는 본래의 취성 (Brittle)으로 인해 구조적 결함과 잘 깨지는 성질을 나타낸다. 이러한 문제는 계면 및 기계적 강도를 저하시키고 실제 산업 분야에 적용하는데 있어서 많은 제약이 되고 있다.Epoxy resins having two or more epoxy groups (C-O-C) in the molecule can be combined with various materials to make a composite material. Epoxy polymer composite is emerging as a good alternative because of the high tensile modulus of elasticity, adhesive properties, chemical resistance, structural stability, etc. However, the epoxy resin exhibits structural defects and brittleness due to its inherent brittleness. These problems reduce the interfacial and mechanical strength, and have many limitations in application to actual industrial fields.

KR 10-2011-0051575 AKR 10-2011-0051575 A

일 측면에서, 본 명세서는 아민기를 함유하는 고분자 수지와 황화몰리브덴으로부터 형성된 복합나노시트로 강화된 에폭시 복합소재를 제공하는 것을 목적으로 한다.In one aspect, an object of the present specification is to provide an epoxy composite material reinforced with a composite nanosheet formed from a polymer resin containing an amine group and molybdenum sulfide.

다른 측면에서, 본 명세서는 상기 에폭시 복합소재의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In another aspect, an object of the present specification is to provide a method for manufacturing the epoxy composite material.

일 측면에서, 본 명세서는 에폭시 수지; 및 복합나노시트를 포함하고, 상기 복합나노시트는 아민기를 함유하는 고분자 수지와 황화몰리브덴으로부터 형성된 것인, 에폭시 복합소재를 제공한다.In one aspect, the present specification is an epoxy resin; and a composite nanosheet, wherein the composite nanosheet is formed from a polymer resin containing an amine group and molybdenum sulfide, and an epoxy composite material.

예시적인 일 구현예에서, 상기 복합나노시트는 에폭시 수지 100 중량부를 기준으로 1 내지 5 중량부로 포함되는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the composite nanosheet may be included in an amount of 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin.

예시적인 일 구현예에서, 상기 아민기를 함유하는 고분자 수지는 폴리에테르이미드를 포함하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the polymer resin containing an amine group may include polyetherimide.

예시적인 일 구현예에서, 상기 황화몰리브덴은 이황화몰리브덴을 포함하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the molybdenum sulfide may include molybdenum disulfide.

예시적인 일 구현예에서, 상기 에폭시 복합소재는 하기 특성 중 1 이상의 특성을 갖는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the epoxy composite material may have one or more of the following properties.

i) ASTM D790에 따라 측정 시 85 MPa 이상의 굴곡강도;i) a flexural strength of at least 85 MPa as measured in accordance with ASTM D790;

ii) ASTM E399에 따라 측정 시 240 J.m-2 이상의 파괴에너지; 및ii) Breaking energy of at least 240 Jm -2 as measured in accordance with ASTM E399; and

iii) ASTM E399에 따라 측정 시 0.8 MPa.m1/2 이상의 파괴인성.iii) Fracture toughness of 0.8 MPa.m 1/2 or greater as measured in accordance with ASTM E399.

다른 측면에서, 본 명세서는 상기 에폭시 복합소재의 제조방법으로, 1) 아민기를 함유하는 고분자 수지 수용액에 황화몰리브덴 분말을 용해시켜 화학적 박리한 후, 제조된 현탁액을 동결건조하여 복합나노시트를 수득하는 단계; 2) 상기 수득한 복합나노시트와 에폭시 수지를 유기용매와 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계; 3) 상기 1차 혼합물에 경화제를 첨가하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; 및 4) 상기 2차 혼합물을 경화하는 단계를 포함하는 에폭시 복합소재의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present specification is a method for producing the epoxy composite material, 1) dissolving molybdenum sulfide powder in an aqueous polymer resin solution containing an amine group to chemically peel, then freeze-drying the prepared suspension to obtain a composite nanosheet step; 2) preparing a first mixture by mixing the obtained composite nanosheet and an epoxy resin with an organic solvent; 3) preparing a secondary mixture by adding a curing agent to the primary mixture; And 4) provides a method of manufacturing an epoxy composite material comprising the step of curing the secondary mixture.

예시적인 일 구현예에서, 상기 1)단계에서 아민기를 함유하는 고분자 수지 수용액과 황화몰리브덴 분말은 40 내지 60 : 1의 중량비로 혼합하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, in step 1), the aqueous polymer resin solution containing an amine group and the molybdenum sulfide powder may be mixed in a weight ratio of 40 to 60:1.

예시적인 일 구현예에서, 상기 1)단계는 화학적 박리 후 제조된 현탁액을 동결건조하기 전에 4 내지 12시간 동안 초음파 처리하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, step 1) may further include sonicating the suspension prepared after chemical exfoliation for 4 to 12 hours before freeze-drying.

예시적인 일 구현예에서, 상기 2)단계에서 유기용매는 아세톤을 포함하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the organic solvent in step 2) may include acetone.

예시적인 일 구현예에서, 상기 2)단계는 유기용매에 복합나노시트를 첨가하고 초음파 처리한 다음, 에폭시 수지를 첨가하고 열처리하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, step 2) may be to add a composite nanosheet to an organic solvent, perform ultrasonic treatment, and then add an epoxy resin and heat treatment.

예시적인 일 구현예에서, 상기 초음파 처리는 10 내지 50 ℃에서 실시하고, 열처리는 30 내지 70 ℃에서 실시하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the ultrasonic treatment may be performed at 10 to 50 °C, and the heat treatment may be performed at 30 to 70 °C.

예시적인 일 구현예에서, 상기 2)단계는 1차 혼합물을 제조한 후 유기용매를 제거하여 1차 혼합물을 안정화하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, step 2) may further include stabilizing the first mixture by removing the organic solvent after preparing the first mixture.

예시적인 일 구현예에서, 상기 3)단계에서 경화제는 4,4'-디아미노디페닐메탄 (4,4'-diaminodiphenylmethane)을 포함하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the curing agent in step 3) may include 4,4'-diaminodiphenylmethane (4,4'-diaminodiphenylmethane).

예시적인 일 구현예에서, 상기 3)단계는 경화제를 첨가한 후 20 내지 70 ℃에서 반응시켜 2차 혼합물을 제조하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, step 3) may be to prepare a secondary mixture by reacting at 20 to 70° C. after adding a curing agent.

예시적인 일 구현예에서, 상기 3)단계는 2차 혼합물을 제조한 후 기포를 제거하여 2차 혼합물을 안정화하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, step 3) may further include stabilizing the secondary mixture by removing air bubbles after preparing the secondary mixture.

예시적인 일 구현예에서, 상기 4)단계에서 경화는 60 내지 170℃에서 단계별로 온도를 증가시켜 점진적으로 경화하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the curing in step 4) may be a gradual curing by increasing the temperature step by step from 60 to 170 ℃.

예시적인 일 구현예에서, 상기 4)단계에서 경화는 순차적으로 60 내지 90℃에서 1차 경화, 90℃ 초과 내지 125℃에서 2차 경화, 및 140 내지 170℃에서 3차 경화하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the curing in step 4) may be sequentially primary curing at 60 to 90°C, secondary curing at more than 90°C to 125°C, and tertiary curing at 140 to 170°C.

일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 아민기를 함유하는 고분자 수지와 황화몰리브덴으로부터 형성된 복합나노시트로 강화된 에폭시 복합소재를 제공하는 효과가 있다.In one aspect, the technology disclosed herein has an effect of providing an epoxy composite material reinforced with a composite nanosheet formed from a polymer resin containing an amine group and molybdenum sulfide.

다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 상기 에폭시 복합소재의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.In another aspect, the technology disclosed herein has the effect of providing a method of manufacturing the epoxy composite material.

또 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 에폭시 복합소재는, 아민기를 함유하는 고분자 수지와 황화몰리브덴으로부터 형성된 복합나노시트를 도입하여 에폭시 매트릭스 내에 화학적 상호작용 및 계면 결합력을 향상시키고 종래 에폭시 복합소재 대비 우수한 계면 및 기계적 특성을 갖는 효과가 있다.In another aspect, the epoxy composite material disclosed herein introduces a composite nanosheet formed from a polymer resin containing an amine group and molybdenum sulfide to improve chemical interaction and interfacial bonding strength in the epoxy matrix, and to improve the interface superior to conventional epoxy composite materials and mechanical properties.

도 1은 일 실시예에 따른 MOS2/PEI 복합나노시트가 첨가된 에폭시 복합소재와 일 비교예에 따른 에폭시 복합소재의 표면 에너지를 비교한 그래프이다.
도 2는 일 실시예에 따른 MOS2/PEI 복합나노시트가 첨가된 에폭시 복합소재와 일 비교예에 따른 에폭시 복합소재의 굴곡강도(flexural strength)를 비교한 그래프이다.
도 3은 일 실시예에 따른 MOS2/PEI 복합나노시트가 첨가된 에폭시 복합소재와 일 비교예에 따른 에폭시 복합소재의 파괴에너지(fracture energy, GIC)를 비교한 그래프이다.
도 4는 일 실시예에 따른 MOS2/PEI 복합나노시트가 첨가된 에폭시 복합소재와 일 비교예에 따른 에폭시 복합소재의 파괴인성(fracture toughness, KIC)을 비교한 그래프이다.
도 5는 일 실시예에 따른 MOS2/PEI 복합나노시트가 첨가된 에폭시 복합소재와 일 비교예에 따른 에폭시 복합소재의 파괴인성 측정 후 파단면의 SEM 사진이다.1 is a graph comparing the surface energy of an epoxy composite material to which MOS 2 /PEI composite nanosheets are added according to an embodiment and an epoxy composite material according to a comparative example.
2 is a graph comparing the flexural strength of the epoxy composite material to which the MOS 2 /PEI composite nanosheet is added according to an embodiment and the epoxy composite material according to a comparative example.
3 is a graph comparing the fracture energy (GIC) of the epoxy composite material to which the MOS 2 /PEI composite nanosheet is added according to an embodiment and the epoxy composite material according to a comparative example.
4 is a graph comparing fracture toughness (KIC) of the epoxy composite material to which the MOS 2 /PEI composite nanosheet is added according to an embodiment and the epoxy composite material according to a comparative example.
5 is a SEM photograph of a fracture surface after measurement of fracture toughness of an epoxy composite material to which MOS 2 /PEI composite nanosheets are added according to an embodiment and an epoxy composite material according to a comparative example.

이하, 본 명세서를 상세히 설명한다.Hereinafter, the present specification will be described in detail.

일 측면에서, 본 명세서는 에폭시 수지; 및 복합나노시트를 포함하고, 상기 복합나노시트는 아민기를 함유하는 고분자 수지와 황화몰리브덴으로부터 형성된 것인, 에폭시 복합소재를 제공한다.In one aspect, the present specification is an epoxy resin; and a composite nanosheet, wherein the composite nanosheet is formed from a polymer resin containing an amine group and molybdenum sulfide, and an epoxy composite material.

예시적인 일 구현예에서, 상기 복합나노시트는 에폭시 수지 100 중량부를 기준으로 1 내지 5 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 다른 예시적인 일 구현예에서, 상기 복합나노시트는 에폭시 수지 100 중량부를 기준으로 2 내지 4 중량부, 또는 2 내지 3 중량부로 포함되는 것이 복합재료의 계면 및 기계적 강도 향상에 있어서 바람직할 수 있다.In an exemplary embodiment, the composite nanosheet may be included in an amount of 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin. In another exemplary embodiment, it may be preferable for the composite nanosheet to be included in an amount of 2 to 4 parts by weight, or 2 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the epoxy resin, in improving the interface and mechanical strength of the composite material.

예시적인 일 구현예에서, 상기 아민기를 함유하는 고분자 수지는 폴리에테르이미드를 포함하는 것일 수 있다. 폴리에테르이미드의 아민기는 에폭시 수지의 에폭시기와 화학적으로 결합하여 복합재료의 계면 및 기계적 특성을 향상시키는 효과가 있다.In an exemplary embodiment, the polymer resin containing an amine group may include polyetherimide. The amine group of polyetherimide is chemically bonded to the epoxy group of the epoxy resin to improve the interface and mechanical properties of the composite material.

예시적인 일 구현예에서, 상기 황화몰리브덴은 이황화몰리브덴을 포함하는 것일 수 있다. 이황화몰리브덴은 에폭시 매트릭스에 복합화되어 기계적 강도를 월등히 향상시킬 수 있다. 그러나, 이황화몰리브덴은 본질적으로 무기재료로서 소수성 물질이고 입자 사이의 응집으로 인해 에폭시 매트릭스 내에서 낮은 계면 상호작용을 갖는 단점이 있다.In an exemplary embodiment, the molybdenum sulfide may include molybdenum disulfide. Molybdenum disulfide can be compounded into an epoxy matrix to significantly improve mechanical strength. However, molybdenum disulfide is inherently an inorganic material and has the disadvantage of being a hydrophobic material and having low interfacial interactions in the epoxy matrix due to agglomeration between particles.

본 명세서에 따른 에폭시 복합소재는 에폭시 수지에 화학적 박리법으로 형성된 MOS2/PEI 복합나노시트를 도입하여 에폭시 수지와의 계면 상호작용을 향상시켜 계면 및 기계적 강도를 크게 향상시킨 효과가 있다.The epoxy composite material according to the present specification has the effect of greatly improving the interface and mechanical strength by improving the interfacial interaction with the epoxy resin by introducing a MOS 2 /PEI composite nanosheet formed by a chemical peeling method to the epoxy resin.

예시적인 일 구현예에서, 상기 에폭시 복합소재는 하기 특성 중 1 이상의 특성을 갖는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the epoxy composite material may have one or more of the following properties.

i) ASTM D790에 따라 측정 시 85 MPa 이상, 90 MPa 이상, 95 MPa 이상, 100 MPa 이상, 105 MPa 이상, 또는 105 내지 120 MPa의 굴곡강도;i) a flexural strength of 85 MPa or more, 90 MPa or more, 95 MPa or more, 100 MPa or more, 105 MPa or more, or 105 to 120 MPa as measured in accordance with ASTM D790;

ii) ASTM E399에 따라 측정 시 240 J.m-2 이상, 270 J.m-2 이상, 300 J.m-2 이상, 350 J.m-2 이상, 400 J.m-2 이상, 450 J.m-2 이상, 또는 450 내지 770 J.m-2의 파괴에너지; 및ii) 240 Jm -2 or more, 270 Jm -2 or more, 300 Jm -2 or more, 350 Jm -2 or more, 400 Jm -2 or more, 450 Jm -2 or more, or 450 to 770 Jm - as measured according to ASTM E399 2 breaking energy; and

iii) ASTM E399에 따라 측정 시 0.8 MPa.m1/2 이상, 1.0 MPa.m1/2 이상, 1.2 MPa.m1/2 이상, 1.4 MPa.m1/2 이상, 또는 1.4 내지 1.8 MPa.m1/2의 파괴인성.iii) 0.8 MPa.m 1/2 or more, 1.0 MPa.m 1/2 or more, 1.2 MPa.m 1/2 or more, 1.4 MPa.m 1/2 or more, or 1.4 to 1.8 MPa as measured in accordance with ASTM E399. fracture toughness of m 1/2 .

다른 측면에서, 본 명세서는 상기 에폭시 복합소재의 제조방법으로, 1) 아민기를 함유하는 고분자 수지 수용액에 황화몰리브덴 분말을 용해시켜 화학적 박리한 후, 제조된 현탁액을 동결건조하여 복합나노시트를 수득하는 단계; 2) 상기 수득한 복합나노시트와 에폭시 수지를 유기용매와 혼합하여 1차 혼합물을 제조하는 단계; 3) 상기 1차 혼합물에 경화제를 첨가하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; 및 4) 상기 2차 혼합물을 경화하는 단계를 포함하는 에폭시 복합소재의 제조방법을 제공한다.In another aspect, the present specification is a method for producing the epoxy composite material, 1) dissolving molybdenum sulfide powder in an aqueous polymer resin solution containing an amine group to chemically peel, then freeze-drying the prepared suspension to obtain a composite nanosheet step; 2) preparing a first mixture by mixing the obtained composite nanosheet and an epoxy resin with an organic solvent; 3) preparing a secondary mixture by adding a curing agent to the primary mixture; And 4) provides a method of manufacturing an epoxy composite material comprising the step of curing the secondary mixture.

본 명세서에 따른 에폭시 복합재료의 제조방법은, MOS2/PEI 복합나노시트를 필러로 사용하여 에폭시 수지에 첨가함으로써, MOS2/PEI 복합나노시트의 많은 아민기가 열경화성 수지로 가공이 용이한 에폭시 수지와의 강한 계면 접착력을 이끌어내어, 계면 및 기계적 강도가 크게 향상된 에폭시 복합소재를 제조하는 효과가 있다.In the method for manufacturing an epoxy composite material according to the present specification, by adding the MOS 2 /PEI composite nanosheet as a filler to the epoxy resin, many amine groups of the MOS 2 /PEI composite nanosheet are easily processed into a thermosetting resin. It has the effect of producing a strong interfacial adhesion with the epoxy composite material with greatly improved interfacial and mechanical strength.

예시적인 일 구현예에서, 상기 1)단계에서 아민기를 함유하는 고분자 수지 수용액과 황화몰리브덴 분말은 40 내지 60 : 1의 중량비로 혼합하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, in step 1), the aqueous polymer resin solution containing an amine group and the molybdenum sulfide powder may be mixed in a weight ratio of 40 to 60:1.

예시적인 일 구현예에서, 상기 1)단계는 화학적 박리 후 제조된 현탁액을 동결건조하기 전에 4 내지 12시간, 또는 8 내지 12시간 동안 초음파 처리하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, step 1) may further include sonicating the prepared suspension after chemical exfoliation for 4 to 12 hours, or 8 to 12 hours before freeze-drying.

예시적인 일 구현예에서, 상기 1)단계에서 동결건조는 제조된 현탁액을 증류수로 세척한 후 -50 내지 -80℃에서 4 내지 48시간 동안 실시하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the freeze-drying in step 1) may be performed at -50 to -80°C for 4 to 48 hours after washing the prepared suspension with distilled water.

예시적인 일 구현예에서, 상기 2)단계에서 유기용매는 아세톤을 포함하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the organic solvent in step 2) may include acetone.

예시적인 일 구현예에서, 상기 2)단계는 유기용매에 복합나노시트를 첨가하고 초음파 처리한 다음, 에폭시 수지를 첨가하고 열처리하는 것일 수 있다. 이에 따라 안정된 분산액을 수득할 수 있다.In an exemplary embodiment, step 2) may be to add a composite nanosheet to an organic solvent, perform ultrasonic treatment, and then add an epoxy resin and heat treatment. Thereby, a stable dispersion can be obtained.

예시적인 일 구현예에서, 상기 복합나노시트는 에폭시 수지 100 중량부를 기준으로 1 내지 5 중량부로 첨가하는 것일 수 있다. 다른 예시적인 일 구현예에서, 상기 복합나노시트는 에폭시 수지 100 중량부를 기준으로 2 내지 4 중량부, 또는 2 내지 3 중량부로 첨가하는 것이 복합재료의 계면 및 기계적 강도 향상에 있어서 바람직할 수 있다.In an exemplary embodiment, the composite nanosheet may be added in an amount of 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin. In another exemplary embodiment, it may be preferable to add 2 to 4 parts by weight, or 2 to 3 parts by weight, of the composite nanosheet based on 100 parts by weight of the epoxy resin to improve the interface and mechanical strength of the composite material.

예시적인 일 구현예에서, 상기 초음파 처리는 10 내지 50 ℃에서 실시하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the ultrasonic treatment may be performed at 10 to 50 °C.

예시적인 일 구현예에서, 상기 초음파 처리는 1 내지 2시간 동안 실시하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the ultrasonic treatment may be performed for 1 to 2 hours.

예시적인 일 구현예에서, 상기 열처리는 30 내지 70 ℃에서 실시하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the heat treatment may be performed at 30 to 70 °C.

예시적인 일 구현예에서, 상기 열처리는 혼합물을 1 내지 4시간 동안 교반하는 것을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.In an exemplary embodiment, the heat treatment may preferably include stirring the mixture for 1 to 4 hours.

예시적인 일 구현예에서, 상기 2)단계는 1차 혼합물을 제조한 후 유기용매를 제거하여 1차 혼합물을 안정화하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, step 2) may further include stabilizing the first mixture by removing the organic solvent after preparing the first mixture.

예시적인 일 구현예에서, 상기 1차 혼합물의 안정화 단계는 100 내지 150 ℃에서 열처리하여 유기용매를 제거하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the stabilizing step of the first mixture may be to remove the organic solvent by heat treatment at 100 to 150 ℃.

예시적인 일 구현예에서, 상기 1차 혼합물의 안정화 단계는 4 내지 10시간 동안 유기용매를 제거하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the stabilizing step of the first mixture may be to remove the organic solvent for 4 to 10 hours.

예시적인 일 구현예에서, 상기 3)단계에서 경화제는 1차 혼합물의 유기용매를 제거한 후 첨가하는 것이 바람직할 수 있다.In an exemplary embodiment, it may be preferable to add the curing agent after removing the organic solvent of the primary mixture in step 3).

예시적인 일 구현예에서, 상기 3)단계에서 경화제는 4,4'-디아미노디페닐메탄 (4,4'-diaminodiphenylmethane)을 포함하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the curing agent in step 3) may include 4,4'-diaminodiphenylmethane (4,4'-diaminodiphenylmethane).

예시적인 일 구현예에서, 상기 3)단계에서 경화제는 에폭시 수지 100 중량부를 기준으로 34 내지 36 중량부로 첨가되는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the curing agent in step 3) may be added in an amount of 34 to 36 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin.

예시적인 일 구현예에서, 상기 3)단계는 경화제를 첨가한 후 20 내지 70 ℃에서 반응시켜 2차 혼합물을 제조하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, step 3) may be to prepare a secondary mixture by reacting at 20 to 70° C. after adding a curing agent.

예시적인 일 구현예에서, 상기 3)단계는 경화제를 첨가한 후 1 내지 5시간 동안 반응시켜 2차 혼합물을 제조하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, step 3) may be to prepare a secondary mixture by reacting for 1 to 5 hours after adding the curing agent.

예시적인 일 구현예에서, 상기 3)단계는 2차 혼합물을 제조한 후 기포를 제거하여 2차 혼합물을 안정화하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다. 기포를 제거함으로써 에폭시 복합재료의 계면 및 기계적 강도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.In an exemplary embodiment, step 3) may further include stabilizing the secondary mixture by removing air bubbles after preparing the secondary mixture. By removing air bubbles, it is possible to prevent the interface and mechanical strength of the epoxy composite from being deteriorated.

예시적인 일 구현예에서, 상기 2차 혼합물의 안정화 단계는 진공 오븐 하에서 실시하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the stabilizing step of the secondary mixture may be performed under a vacuum oven.

예시적인 일 구현예에서, 상기 2차 혼합물의 안정화 단계는 감압 하에서 10 내지 60 ℃에서 기포를 제거하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the stabilizing step of the secondary mixture may be to remove air bubbles at 10 to 60 °C under reduced pressure.

예시적인 일 구현예에서, 상기 2차 혼합물의 안정화 단계는 감압 하에서 1 내지 3시간 동안 기포를 제거하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the stabilizing step of the secondary mixture may be to remove air bubbles for 1 to 3 hours under reduced pressure.

예시적인 일 구현예에서, 상기 4)단계에서 경화는 60 내지 170℃또는 110 내지 170℃에서 실시하는 것일 수 있다. 이에 따라, 경화 온도가 너무 낮아 완전히 경화되지 않을 수 있는 문제를 예방하고 경화 온도가 너무 높아 물성 저하를 초래할 수 있는 문제를 예방할 수 있다.In an exemplary embodiment, the curing in step 4) may be carried out at 60 to 170 °C or 110 to 170 °C. Accordingly, it is possible to prevent a problem that the curing temperature may not be completely cured because the curing temperature is too low, and it is possible to prevent the problem that the curing temperature is too high to cause deterioration of physical properties.

예시적인 일 구현예에서, 상기 4)단계에서 경화는 3 내지 6시간 동안 실시하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the curing in step 4) may be performed for 3 to 6 hours.

예시적인 일 구현예에서, 상기 4)단계에서 단계별로 온도를 증가시켜 점진적으로 경화하는 것일 수 있다. 온도를 증가시키며 점진적으로 경화함으로써 기공이 발생하거나 함침성이 저하되는 것을 방지하고, 에폭시 복합재료의 계면 및 기계적 강도를 향상시켜 주는 효과가 있다.In an exemplary embodiment, it may be to gradually harden by increasing the temperature step by step in step 4). By gradually curing with increasing temperature, pores or impregnation are prevented, and the interface and mechanical strength of the epoxy composite material are improved.

예시적인 일 구현예에서, 상기 4)단계에서 경화는 60 내지 170℃에서 단계별로 온도를 증가시켜 점진적으로 경화하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the curing in step 4) may be a gradual curing by increasing the temperature step by step from 60 to 170 ℃.

예시적인 일 구현예에서, 상기 4)단계에서 경화는 순차적으로 60 내지 90℃에서 1차 경화(안정화 단계), 90℃초과 내지 125℃에서 2차 경화(가경화 단계), 및 140 내지 170℃에서 3차 경화(경화 단계)하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the curing in step 4) is sequentially primary curing at 60 to 90° C. (stabilization step), secondary curing at more than 90° C. to 125° C. (temporary curing step), and 140 to 170° C. It may be a tertiary curing (curing step) in

예시적인 일 구현예에서, 상기 1차 경화, 2차 경화 및 3차 경화는 각각 1 내지 2시간 동안 실시하는 것일 수 있다.In an exemplary embodiment, the primary curing, secondary curing, and tertiary curing may be performed for 1 to 2 hours, respectively.

이하, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 명세서를 예시하기 위한 것으로서, 본 명세서의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present specification will be described in more detail through examples. These examples are for illustrative purposes only, and it will be apparent to those of ordinary skill in the art that the scope of the present specification is not to be construed as being limited by these examples.

실시예 1Example 1

200g의 PEI 수용액에 4g의 MOS2 분말을 첨가하여 화학적 박리를 진행한 다음, 제조된 현탁액을 초음파 처리하였다. 이후, 증류수로 세척한 후 동결건조를 온도 -70℃압력 0.065bar의 조건에서 진행하여 MOS2/PEI 나노시트를 수득하였다. 에폭시 수지 100 중량부 대비 1 중량부의 MOS2/PEI 나노시트를 아세톤 200 mL을 이용하여 40 내지 45℃의 온도 범위에서 1시간 동안 초음파 처리하여 분산시켰다. MOS2/PEI 나노시트 현탁액에 에폭시 수지를 넣고 50 내지 55℃의 온도 범위에서 가열하여 유지시키고 2시간 동안 교반하였다. 이후, 아세톤을 130 내지 140℃의 온도 범위에서 5 내지 6시간 동안 제거하였다. 그 다음, 잔류하는 MOS2/PEI 나노시트와 에폭시 수지에 4,4'-디아미노디페닐메탄을 경화제로 에폭시 수지 100 중량부 대비 34 내지 36 중량부로 첨가하여 30 내지 35℃의 온도 범위에서 5시간 동안 반응시켰다. 이후, 진공 오븐에서 감압 하에 20 내지 25℃의 온도 범위에서 1시간 동안 기포를 제거하였다. 이후, 테프론 몰드에 함침 후, 핫 프레스에서 1단계는 60 내지 90℃의 온도 범위에서 1 내지 2시간, 2단계는 90℃초과 내지 125℃의 온도 범위에서 1 내지 2시간, 3단계는 140 내지 170℃의 온도 범위에서 1 내지 2시간 동안 총 3단계로 경화시켜 MOS2/PEI 나노시트로 강화된 에폭시 복합소재를 제조하였다.Chemical exfoliation was performed by adding 4 g of MOS 2 powder to 200 g of PEI aqueous solution, and then the prepared suspension was sonicated. Thereafter, after washing with distilled water, freeze-drying was carried out at a temperature of -70°C and a pressure of 0.065 bar to obtain MOS 2 /PEI nanosheets. 1 part by weight of MOS 2 /PEI nanosheets based on 100 parts by weight of the epoxy resin were dispersed by ultrasonication for 1 hour in a temperature range of 40 to 45° C. using 200 mL of acetone. Put an epoxy resin in the MOS 2 /PEI nanosheet suspension, heated and maintained in a temperature range of 50 to 55 ℃, and stirred for 2 hours. Thereafter, the acetone was removed at a temperature range of 130 to 140° C. for 5 to 6 hours. Then, 4,4'-diaminodiphenylmethane was added to the remaining MOS 2 /PEI nanosheets and the epoxy resin in an amount of 34 to 36 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin as a curing agent, and 5 in a temperature range of 30 to 35 ° C. reacted for an hour. Thereafter, air bubbles were removed in a temperature range of 20 to 25° C. under reduced pressure in a vacuum oven for 1 hour. Thereafter, after impregnation in the Teflon mold, the first step in the hot press is at a temperature range of 60 to 90 ° C. for 1 to 2 hours, the second step is for 1 to 2 hours at a temperature range of more than 90 ° C. to 125 ° C. for 1 to 2 hours, and the third step is 140 to An epoxy composite material reinforced with MOS 2 /PEI nanosheets was prepared by curing it in three steps in a temperature range of 170° C. for 1 to 2 hours.

실시예 2. Example 2.

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에폭시 복합소재를 제조하되, 에폭시 수지 100 중량부 대비 2 중량부의 MOS2/PEI 나노시트를 첨가하여 MOS2/PEI 나노시트로 강화된 에폭시 복합소재를 제조하였다.An epoxy composite material was prepared in the same manner as in Example 1, but 2 parts by weight of MOS 2 /PEI nanosheets were added to 100 parts by weight of the epoxy resin to prepare an epoxy composite material reinforced with MOS 2 /PEI nanosheets.

실시예 3. Example 3.

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에폭시 복합소재를 제조하되, 에폭시 수지 100 중량부 대비 3 중량부의 MOS2/PEI 나노시트를 첨가하여 MOS2/PEI 나노시트로 강화된 에폭시 복합소재를 제조하였다.An epoxy composite material was prepared in the same manner as in Example 1, but 3 parts by weight of MOS 2 /PEI nanosheets were added to 100 parts by weight of the epoxy resin to prepare an epoxy composite material reinforced with MOS 2 /PEI nanosheets.

실시예 4. Example 4.

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에폭시 복합소재를 제조하되, 에폭시 수지 100 중량부 대비 4 중량부의 MOS2/PEI 나노시트를 첨가하여 MOS2/PEI 나노시트로 강화된 에폭시 복합소재를 제조하였다.An epoxy composite material was prepared in the same manner as in Example 1, but 4 parts by weight of MOS 2 /PEI nanosheets were added to 100 parts by weight of the epoxy resin to prepare an epoxy composite material reinforced with MOS 2 /PEI nanosheets.

실시예 5. Example 5.

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 에폭시 복합소재를 제조하되, 에폭시 수지 100 중량부 대비 5 중량부의 MOS2/PEI 나노시트를 첨가하여 MOS2/PEI 나노시트로 강화된 에폭시 복합소재를 제조하였다.An epoxy composite material was prepared in the same manner as in Example 1, but 5 parts by weight of MOS 2 /PEI nanosheets were added to 100 parts by weight of the epoxy resin to prepare an epoxy composite material reinforced with MOS 2 /PEI nanosheets.

비교예 1. Comparative Example 1.

에폭시 수지 100 중량부 대비 1 중량부의 MOS2 분말을 아세톤 200 mL을 이용하여 40 내지 45℃의 온도 범위에서 1시간 동안 초음파 처리하여 분산시켰다. MOS2 분말 현탁액에 에폭시 수지를 넣고 50 내지 55℃의 온도 범위에서 가열하여 유지시키고 2시간 동안 교반하였다. 이후, 아세톤을 130 내지 140℃의 온도 범위에서 5 내지 6시간 동안 제거하였다. 그 다음, 잔류하는 MOS2 분말과 에폭시 수지에 4,4'-디아미노디페닐메탄을 경화제로 에폭시 수지 100 중량부 대비 34 내지 36 중량부로 첨가하여 30 내지 35℃의 온도 범위에서 5시간 동안 반응시켰다. 이후, 진공 오븐에서 감압 하에 20 내지 25℃의 온도 범위에서 1시간 동안 기포를 제거하였다. 이후, 테프론 몰드에 함침 후, 핫 프레스에서 1단계는 60 내지 90℃의 온도 범위에서 1 내지 2시간, 2단계는 90℃초과 내지 125℃의 온도 범위에서 1 내지 2시간, 3단계는 140 내지 170℃의 온도 범위에서 1 내지 2시간 동안 총 3단계로 경화시켜 MOS2이 첨가된 에폭시 복합소재를 제조하였다.1 part by weight of MOS 2 powder based on 100 parts by weight of the epoxy resin was dispersed by ultrasonication for 1 hour at a temperature of 40 to 45° C. using 200 mL of acetone. MOS 2 Put an epoxy resin in the powder suspension, heated and maintained in a temperature range of 50 to 55 ℃, and stirred for 2 hours. Thereafter, the acetone was removed at a temperature range of 130 to 140° C. for 5 to 6 hours. Then, 4,4'-diaminodiphenylmethane was added to the remaining MOS 2 powder and the epoxy resin in an amount of 34 to 36 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin as a curing agent, and reacted at a temperature of 30 to 35° C. for 5 hours. made it Thereafter, air bubbles were removed in a temperature range of 20 to 25° C. under reduced pressure in a vacuum oven for 1 hour. Thereafter, after impregnation in the Teflon mold, the first step in the hot press is at a temperature range of 60 to 90 ° C. for 1 to 2 hours, the second step is for 1 to 2 hours at a temperature range of more than 90 ° C. to 125 ° C. for 1 to 2 hours, and the third step is 140 to The epoxy composite material to which MOS 2 was added was prepared by curing in three steps in a temperature range of 170° C. for 1 to 2 hours.

비교예 2. Comparative Example 2.

상기 비교예 1과 동일한 방법으로 에폭시 복합소재를 제조하되, 에폭시 수지 100 중량부 대비 2 중량부의 MOS2 분말을 첨가하여 MOS2이 첨가된 에폭시 복합소재를 제조하였다.An epoxy composite material was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, but 2 parts by weight of MOS 2 powder was added to 100 parts by weight of the epoxy resin to prepare an epoxy composite material to which MOS 2 was added.

비교예 3. Comparative Example 3.

상기 비교예 1과 동일한 방법으로 에폭시 복합소재를 제조하되, 에폭시 수지 100 중량부 대비 3 중량부의 MOS2 분말을 첨가하여 MOS2이 첨가된 에폭시 복합소재를 제조하였다.An epoxy composite material was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, but 3 parts by weight of MOS 2 powder was added relative to 100 parts by weight of the epoxy resin to prepare an epoxy composite material to which MOS 2 was added.

비교예 4. Comparative Example 4.

상기 비교예 1과 동일한 방법으로 에폭시 복합소재를 제조하되, 에폭시 수지 100 중량부 대비 4 중량부의 MOS2 분말을 첨가하여 MOS2이 첨가된 에폭시 복합소재를 제조하였다.An epoxy composite material was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, but 4 parts by weight of MOS 2 powder was added to 100 parts by weight of the epoxy resin to prepare an epoxy composite material to which MOS 2 was added.

비교예 5. Comparative Example 5.

상기 비교예 1과 동일한 방법으로 에폭시 복합소재를 제조하되, 에폭시 수지 100 중량부 대비 5 중량부의 MOS2 분말을 첨가하여 MOS2이 첨가된 에폭시 복합소재를 제조하였다.An epoxy composite material was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, but 5 parts by weight of MOS 2 powder was added to 100 parts by weight of the epoxy resin to prepare an epoxy composite material to which MOS 2 was added.

샘플명sample name 필러 종류Filler type 함량
(중량g)content
(weight g) 분산시간
(min)dispersion time
(min) 교반시간
(min)stirring time
(min) 기포제거시간
(min)bubble removal time
(min) 경화온도
(℃)curing temperature
(℃) 실시예 1Example 1 MOS2/PEI
나노시트MOS 2 /PEI
nanosheet 1One 6060 120120 6060 170170 실시예 2Example 2 MOS2/PEI
나노시트MOS 2 /PEI
nanosheet 22 6060 120120 6060 170170 실시예 3Example 3 MOS2/PEI나노시트MOS 2 /PEI nanosheet 33 6060 120120 6060 170170 실시예 4Example 4 MOS2/PEI나노시트MOS 2 /PEI nanosheet 44 6060 120120 6060 170170 실시예 5Example 5 MOS2/PEI나노시트MOS 2 /PEI nanosheet 55 6060 120120 6060 170170 비교예 1Comparative Example 1 MOS2 분말MOS 2 powder 1One 6060 120120 6060 170170 비교예 2Comparative Example 2 MOS2 분말MOS 2 powder 22 6060 120120 6060 170170 비교예 3Comparative Example 3 MOS2 분말MOS 2 powder 33 6060 120120 6060 170170 비교예 4Comparative Example 4 MOS2 분말MOS 2 powder 44 6060 120120 6060 170170 비교예 5Comparative Example 5 MOS2 분말MOS 2 powder 55 6060 120120 6060 170170

측정예 1. 에폭시 복합소재의 표면 에너지 시험Measurement Example 1. Surface energy test of epoxy composite material

표면 에너지는 Rame-Hart 고니 오 미터(Phoenix 300 Plus, SEO Co.)를 사용하여 3가지 표준 습윤액(증류수, 디요오도 메탄, 에틸렌 글리콜)에 대한 에폭시 복합소재의 접촉각을 측정하였다.The surface energy was measured using a Rame-Hart goniometer (Phoenix 300 Plus, SEO Co.) to measure the contact angle of the epoxy composites with respect to three standard wetting liquids (distilled water, diiodomethane, and ethylene glycol).

측정예 2. 에폭시 복합소재의 굴곡강도 시험Measurement Example 2. Flexural strength test of epoxy composite material

굴곡강도 시험은 만능재료시험기(Lloyd LR5k)를 사용하여 에폭시 복합소재를 ASTM D790에 따라 시편을 제조한 후 기계적 시험 방법으로 측정하였다.The flexural strength test was measured by a mechanical test method after preparing a specimen of an epoxy composite material according to ASTM D790 using a universal testing machine (Lloyd LR5k).

측정예 3. 에폭시 복합소재의 파괴에너지 시험Measurement example 3. Epoxy composite material fracture energy test

파괴에너지 시험은 만능재료시험기(Lloyd LR5k)를 사용하여 에폭시 복합소재를 ASTM E399에 따라 시편을 제조한 후 3포인트 굽힘 시험 방법으로 측정하였다.The fracture energy test was measured by a three-point bending test method after preparing a specimen according to ASTM E399 for an epoxy composite material using a universal testing machine (Lloyd LR5k).

측정예 4. 에폭시 복합소재의 파괴인성 시험Measurement Example 4. Fracture toughness test of epoxy composite material

파괴인성 시험은 만능재료시험기(Lloyd LR5k)를 사용하여 에폭시 복합소재를 ASTM E399에 따라 시편을 제조한 후 3포인트 굽힘 시험 방법으로 측정하였다.The fracture toughness test was measured using a universal testing machine (Lloyd LR5k) to prepare a specimen for an epoxy composite material according to ASTM E399, and then use a 3-point bending test method.

측정예 5. 에폭시 복합소재의 파괴인성 시험 후 파단면 관찰Measurement Example 5. Observation of fracture surface after fracture toughness test of epoxy composite material

주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM, SU 8010, Hitachi, Ltd., Japan)을 사용하여 파괴인성 시험 후 에폭시 복합소재의 구조를 변화시켰는지 여부를 관찰하였다.It was observed whether the structure of the epoxy composite material was changed after the fracture toughness test using a scanning electron microscope (SEM, SU 8010, Hitachi, Ltd., Japan).

표면에너지
(mJ.m-2)surface energy
(mJ.m -2 ) 굴곡강도
(MPa)flexural strength
(MPa) 파괴에너지
(J.m-2)destructive energy
(Jm -2 ) 파괴인성
(MPa.m1/2)fracture toughness
(MPa.m 1/2 ) 실시예 1Example 1 65.365.3 89.4 ± 3.489.4 ± 3.4 240.5 ± 0.8240.5 ± 0.8 0.8 ± 0.10.8 ± 0.1 실시예 2Example 2 74.774.7 115.7 ± 1.4115.7 ± 1.4 536.8 ± 1.3536.8 ± 1.3 1.6 ± 0.11.6 ± 0.1 실시예 3Example 3 78.978.9 119.8 ± 2.2119.8 ± 2.2 770.2 ± 1.6770.2 ± 1.6 1.8 ± 0.11.8 ± 0.1 실시예 4Example 4 73.473.4 108.1 ± 1.2108.1 ± 1.2 467.2 ± 0.7467.2 ± 0.7 1.4 ± 0.11.4 ± 0.1 실시예 5Example 5 70.370.3 96.6 ± 1.596.6 ± 1.5 384.5 ± 0.3384.5 ± 0.3 1.2 ± 0.11.2 ± 0.1 비교예 1Comparative Example 1 59.659.6 77.3 ± 1.977.3 ± 1.9 196.3 ± 0.2196.3 ± 0.2 0.5 ± 0.10.5 ± 0.1 비교예 2Comparative Example 2 67.367.3 92.5 ± 1.792.5 ± 1.7 266.8 ± 0.5266.8 ± 0.5 1.0 ± 0.11.0 ± 0.1 비교예 3Comparative Example 3 72.572.5 104.4 ± 3.1104.4 ± 3.1 544.7 ± 1.2544.7 ± 1.2 1.3 ± 0.11.3 ± 0.1 비교예 4Comparative Example 4 65.965.9 90.6 ± 2.490.6 ± 2.4 283.3 ± 0.8283.3 ± 0.8 0.9 ± 0.10.9 ± 0.1 비교예 5Comparative Example 5 61.161.1 81.2 ± 2.881.2 ± 2.8 227.5 ± 0.5227.5 ± 0.5 0.6 ± 0.10.6 ± 0.1

이상, 본 명세서의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시 태양일 뿐이며, 이에 의해 본 명세서의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 명세서의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다Above, specific parts of the present specification have been described in detail, and for those of ordinary skill in the art, it is clear that these specific techniques are only preferred embodiments, and the scope of the present specification is not limited thereby. something to do. Accordingly, it is intended that the substantial scope of the present specification be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (17)

에폭시 수지; 및
복합나노시트를 포함하고,
상기 복합나노시트는 아민기를 함유하는 고분자 수지 수용액과 황화몰리브덴 분말로부터 형성된 것이고,
상기 복합나노시트는 상기 고분자 수지 수용액과 상기 황화몰리브덴 분말을 40 내지 60 : 1의 중량비로 혼합하여 제조된 것이고,
상기 복합나노시트는 에폭시 수지 100 중량부 대비 3 중량부로 포함되고,
상기 아민기를 함유하는 고분자 수지는 폴리에테르이미드이며,
상기 황화몰리브덴은 이황화몰리브덴인 것을 특징으로 하는 에폭시 복합소재.
epoxy resin; and
comprising a composite nanosheet,
The composite nanosheet is formed from an aqueous polymer resin solution containing an amine group and molybdenum sulfide powder,
The composite nanosheet is prepared by mixing the aqueous polymer resin solution and the molybdenum sulfide powder in a weight ratio of 40 to 60: 1,
The composite nanosheet is included in an amount of 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin,
The polymer resin containing the amine group is polyetherimide,
The molybdenum sulfide is an epoxy composite material, characterized in that molybdenum disulfide.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 에폭시 복합소재는 하기 특성 중 1 이상의 특성을 갖는 것인, 에폭시 복합소재.
i) ASTM D790에 따라 측정 시 85 MPa 이상의 굴곡강도;
ii) ASTM E399에 따라 측정 시 240 J.m-2 이상의 파괴에너지; 및
iii) ASTM E399에 따라 측정 시 0.8 MPa.m1/2 이상의 파괴인성.
The method of claim 1,
The epoxy composite material will have one or more of the following properties, the epoxy composite material.
i) a flexural strength of at least 85 MPa as measured in accordance with ASTM D790;
ii) Breaking energy of at least 240 Jm -2 as measured in accordance with ASTM E399; and
iii) Fracture toughness of 0.8 MPa.m 1/2 or greater as measured in accordance with ASTM E399.
 제 1항 또는 제 5항에 따른 에폭시 복합소재의 제조방법으로,
1) 아민기를 함유하는 고분자 수지 수용액에 황화몰리브덴 분말을 용해시켜
화학적 박리한 후, 제조된 현탁액을 동결건조하여 복합나노시트를 수득하는 단계;
2) 상기 수득한 복합나노시트와 에폭시 수지를 유기용매와 혼합하여 1차 혼
합물을 제조하는 단계;
3) 상기 1차 혼합물에 경화제를 첨가하여 2차 혼합물을 제조하는 단계; 및
4) 상기 2차 혼합물을 경화하는 단계를 포함하고,
상기 복합나노시트는 상기 고분자 수지 수용액과 상기 황화몰리브덴 분말을 40 내지 60 : 1의 중량비로 혼합한 것이고,
상기 복합나노시트는 상기 에폭시 수지 100 중량부 대비 3 중량부이고,
상기 아민기를 함유하는 고분자 수지는 폴리에테르이미드이며,
상기 황화몰리브덴은 이황화몰리브덴인 것을 특징으로 하는 에폭시 복합소재의 제조방법.
A method for producing an epoxy composite material according to claim 1 or 5,
1) Dissolving molybdenum sulfide powder in an aqueous polymer resin solution containing an amine group
After chemical exfoliation, freeze-drying the prepared suspension to obtain a composite nanosheet;
2) First mixing the obtained composite nanosheet and epoxy resin with an organic solvent
preparing a compound;
3) preparing a secondary mixture by adding a curing agent to the primary mixture; and
4) curing the secondary mixture,
The composite nanosheet is a mixture of the aqueous polymer resin solution and the molybdenum sulfide powder in a weight ratio of 40 to 60: 1,
The composite nanosheet is 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin,
The polymer resin containing the amine group is polyetherimide,
The molybdenum sulfide is a method of manufacturing an epoxy composite material, characterized in that molybdenum disulfide.
 삭제delete 제 6항에 있어서,
상기 1)단계는 화학적 박리 후 제조된 현탁액을 동결건조하기 전에 4 내지 12시간 동안 초음파 처리하는 단계를 더 포함하는 것인, 에폭시 복합소재의 제조방법.
7. The method of claim 6,
The 1) step further comprises the step of sonicating for 4 to 12 hours before freeze-drying the prepared suspension after chemical exfoliation, the method for producing an epoxy composite material.
 제 6항에 있어서,
상기 2)단계에서 유기용매는 아세톤을 포함하는 것인, 에폭시 복합소재의 제조방법.
7. The method of claim 6,
In step 2), the organic solvent includes acetone, the method for producing an epoxy composite material.
 제 6항에 있어서,
상기 2)단계는 유기용매에 복합나노시트를 첨가하고 초음파 처리한 다음, 에폭시 수지를 첨가하고 열처리하는 것인, 에폭시 복합소재의 제조방법.
7. The method of claim 6,
The step 2) is a method of manufacturing an epoxy composite material, which is to add a composite nanosheet to an organic solvent and sonicate, and then add an epoxy resin and heat treatment.
 제 10항에 있어서,
상기 초음파 처리는 10 내지 50 ℃에서 실시하고, 열처리는 30 내지 70 ℃에서 실시하는 것인, 에폭시 복합소재의 제조방법.
11. The method of claim 10,
The ultrasonic treatment is carried out at 10 to 50 ℃, the heat treatment is carried out at 30 to 70 ℃, the method of manufacturing an epoxy composite material.
 제 6항에 있어서,
상기 2)단계는 1차 혼합물을 제조한 후 유기용매를 제거하여 1차 혼합물을 안정화하는 단계를 더 포함하는 것인, 에폭시 복합소재의 제조방법.
7. The method of claim 6,
The step 2) further comprises the step of stabilizing the primary mixture by removing the organic solvent after preparing the primary mixture, the method for producing an epoxy composite material.
 제 6항에 있어서,
상기 3)단계에서 경화제는 4,4'-디아미노디페닐메탄 (4,4'-diaminodiphenylmethane)을 포함하는 것인, 에폭시 복합소재의 제조방법.
7. The method of claim 6,
In step 3), the curing agent comprises 4,4'-diaminodiphenylmethane (4,4'-diaminodiphenylmethane), the method for producing an epoxy composite material.
 제 6항에 있어서,
상기 3)단계는 경화제를 첨가한 후 20 내지 70 ℃에서 반응시켜 2차 혼합물을 제조하는 것인, 에폭시 복합소재의 제조방법.
7. The method of claim 6,
The step 3) is to prepare a secondary mixture by reacting at 20 to 70 ℃ after adding a curing agent, the method for producing an epoxy composite material.
 제 6항에 있어서,
상기 3)단계는 2차 혼합물을 제조한 후 기포를 제거하여 2차 혼합물을 안정화하는 단계를 더 포함하는 것인, 에폭시 복합소재의 제조방법.
7. The method of claim 6,
The 3) step further comprises the step of stabilizing the secondary mixture by removing air bubbles after preparing the secondary mixture, the method for producing an epoxy composite material.
 제 6항에 있어서,
상기 4)단계에서 경화는 60 내지 170℃에서 단계별로 온도를 증가시켜 점진적으로 경화하는 것인, 에폭시 복합소재의 제조방법.
7. The method of claim 6,
The curing in step 4) is to gradually cure by increasing the temperature step by step at 60 to 170 ℃, the method for producing an epoxy composite material.
 제 16항에 있어서,
상기 4)단계에서 경화는 순차적으로 60 내지 90℃에서 1차 경화, 90℃초과 내지 125℃에서 2차 경화, 및 140 내지 170℃에서 3차 경화하는 것인, 에폭시 복합소재의 제조방법.

17. The method of claim 16,
The curing in step 4) is sequentially primary curing at 60 to 90 ℃, secondary curing at more than 90 ℃ to 125 ℃, and tertiary curing at 140 to 170 ℃, the method of manufacturing an epoxy composite material.
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