KR20210029915A - 무용매 기상증착법을 이용한 실리카 분말의 표면 개질 방법 및 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법 - Google Patents

무용매 기상증착법을 이용한 실리카 분말의 표면 개질 방법 및 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210029915A
KR20210029915A KR1020190111176A KR20190111176A KR20210029915A KR 20210029915 A KR20210029915 A KR 20210029915A KR 1020190111176 A KR1020190111176 A KR 1020190111176A KR 20190111176 A KR20190111176 A KR 20190111176A KR 20210029915 A KR20210029915 A KR 20210029915A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silica
metal core
silica particles
powder
vapor deposition
Prior art date
Application number
KR1020190111176A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102291097B1 (ko
Inventor
박영돈
박준화
최돈철
김지한
Original Assignee
인천대학교 산학협력단
마이크로컴퍼지트 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인천대학교 산학협력단, 마이크로컴퍼지트 주식회사 filed Critical 인천대학교 산학협력단
Priority to KR1020190111176A priority Critical patent/KR102291097B1/ko
Publication of KR20210029915A publication Critical patent/KR20210029915A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102291097B1 publication Critical patent/KR102291097B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/18Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
    • B22F1/025
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/17Metallic particles coated with metal

Abstract

본 발명은 무용매 기상증착법을 이용한 실리카 분말의 표면 개질 방법 및 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 1) 실리카 입자 분말과 실란커플링제를 반응 용기 내부에 위치시키는 단계; 2) 상기 반응 용기를 진공하에 유지시키는 단계;및 3) 상기 반응 용기를 100 내지 150℃의 진공 오븐에서 열처리하는 단계를 포함하는 무용매 기상증착법을 이용한 실리카 분말의 표면 개질 방법 및 상기 표면 개질된 실리카 입자를 무전해 도금법을 이용하여 실리카 입자 표면에 금속을 코팅하는 단계를 포함하는 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법은 실리카 입자표면에 용매를 전혀 사용하지 않는 기상증착법을 이용하여 실리카 입자 표면에 -SH(thiol), -NH2(amine) 작용기의 자기조립 단분자막 형성을 통한 실리카 표면개질이 가능하며, 산업현장에서 적용 가능한 저렴한 실란 커플링제(silane coupling agent) 물질 및 공정 조건 도출하고 이를 최적화하였다.

Description

무용매 기상증착법을 이용한 실리카 분말의 표면 개질 방법 및 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법{METHOD OF MODIFYING SURFACE PROPERTY OF SILICA POWDER USING NON-AQUEOUS VAPOR DEPOSITION AND METHOD FOR SILICA-METAL CORE-SHELL COMPLEX}
본 발명은 무용매 기상증착법을 이용한 실리카 분말의 표면 개질 방법 및 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 1) 실리카 입자 분말과 실란커플링제를 반응 용기 내부에 위치시키는 단계; 2) 상기 반응 용기를 진공하에 유지시키는 단계;및 3) 상기 반응 용기를 100 내지 150℃의 진공 오븐에서 열처리하는 단계를 포함하는 무용매 기상증착법을 이용한 실리카 분말의 표면 개질 방법 및 상기 표면 개질된 실리카 입자를 무전해 도금법을 이용하여 실리카 입자 표면에 금속을 코팅하는 단계를 포함하는 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법을 제공한다.
일반적으로 전도성 페이스트는 전기, 전자 제품이나 회로의 배선 조립에 이용되는 전기 전도성을 가진 접착제로서, 고분자 수지 등의 바인더와 금속 입자 등의 전도성 입자로 배합되어 있는 페이스트(paste)를 의미한다. 전도성 페이스트는 전기, 전자 제품 조립 공정에서의 접속 소재로서 종래의 솔더링 공정보다 낮은 공정 온도에서 실장 조립이 가능하기 때문에, 전자 부품 패키징과 회로 인터커넥터 등 전기, 전자 분야에 다양하게 사용되고 있다.
종래의 전도성 페이스트의 경우 전도성 분말로 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd) 등의 귀금속을 사용하기 때문에 가격이 비싸고, 니켈(Ni), 구리(Cu)와 같은 상대적으로 가격이 저렴한 금속의 분말을 사용할 경우 소성 시 분말의 산화로 인하여 전기적 특성이 감소되는 문제점이 있었다. 일반적으로 귀금속 중에서도 은 분말이 주로 사용되고 있으며 이로 인해 원자재 가격 부담이 크다는 문제점이 있어, 은 분말의 사용을 줄이려는 노력이 많이 시도되고 있다. 그러나 은 분말의 사용량이 적어지면 원하는 도전성에 부합되지 않고, 은의 대체 재료로서 니켈, 구리, 알루미늄 등을 은 분말에 일부 혼합하여 사용할 경우에도 마찬가지로 도전성 및 물성에 결함을 보인다는 문제점이 있었다.
종래 선행기술로서, 대한민국 공개특허 제2009-0022757호는 은 코팅분말을 포함하는 전극용 전도성 페이스트 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 은 코팅 유리분말, 무기질계 바인더, 유기 바인더, 용매 및 첨가제를 포함하는 전도성 페이스트 조성물을 개시하고 있다.
대한민국 등록특허 제10-0895414호
금, 은 등의 귀금속은 높은 가격대를 형성하고 있어, 원자재로써 사용시 단가 상승의 원인으로써 작용함에 따라 귀금속 고유 특성을 유지하면서도 재료비를 절감하려는 시도가 진행되고 있으며 본 발명자는 Silica-Ag core-shell 복합구조를 가진 저가형 은 입자를 개발하고자 하였다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 1) 실리카 입자 분말과 실란커플링제를 반응 용기 내부에 위치시키는 단계; 2) 상기 반응 용기를 진공하에 유지시키는 단계;및 3) 상기 반응 용기를 100 내지 150℃의 진공 오븐에서 열처리하는 단계를 포함하는 무용매 기상증착법을 이용한 실리카 분말의 표면 개질 방법을 제공한다.
상기 실란커플링제는 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane), (3-메르캅토프로필)트리메톡시실란((3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane), n-옥틸트리에톡시실란(n-octyl-triethoxy-silane), 데실트리메톡시실란(decyltrimethoxysilane), 데실트리메톡시실란(decyltrimethoxysilane), N,N-비스(2-하이드록시에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란(N,N-b is(2-hydroxyethyl)-3-aminopropyltriethoxy silane), 3-글라이시독시프로필트리메톡시실란(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane), 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란(3-metacryloxypropyltrimethoxy-silane) 또는 이들의 조합일 수 있으며, 바람직하게는 (3-아미노프로필)트리에톡시실란((3-aminopropyl)triethoxysilane) 또는 (3-메르캅토프로필)트리메톡시실란((3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)이나 이에 제한되지 않는다.
상기 3) 단계에서 열처리 단계는 100 내지 150℃, 바람직하게는 130℃이며, 상기 3) 단계 이후 UV/O3 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 표면 개질된 실리카 입자의 물 접촉각은 45 ~ 65°이며, CH2I2 접촉각은 25 ~ 30°이다.
본 발명의 또 다른 실시 예에서, 상기 방법에 의하여 표면 개질된 실리카 입자를 무전해 도금법을 이용하여 실리카 입자 표면에 금속을 코팅하는 단계를 포함하는 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법을 제공한다.
상기 금속은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 주석(Sn), 납(Pb) 및 아연(Zn)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이며, 바람직하게는 Ag 또는 Ni이다.
상기 무전해 도금법은 코팅하고자 하는 금속염, 착화제, 안정제, 환원제를 혼합하여 도금 용액을 제조하는 단계; 상기 도금 용액에 표면 개질된 실리카 입자를 혼합하는 단계;및 환원반응을 유도하기 위하여 pH 조절제를 투입하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명은 상기 제조방법에 의하여 제조된 실리카-금속 코어-쉘 복합체를 제공한다.
본 발명에 따른 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법은 실리카 입자표면에 용매를 전혀 사용하지 않는 기상증착법을 이용하여 실리카 입자 표면에 -SH(thiol), -NH2(amine) 작용기의 자기조립 단분자막 형성을 통한 실리카 표면 개질이 가능하며, 산업현장에서 적용 가능한 저렴한 실란 커플링제(silane coupling agent) 물질 및 공정 조건 도출하고 이를 최적화하였다. 또한 전자제품에서 전도성 소재로서 수요가 높은 은 입자를 저가에 제조함으로써, 최종 생산물에 원가절감뿐만 아니라 잡음저감 및 전자파 차폐, 방열 등 적용범위를 확대하여 최종 제품의 성능향상을 기대할 수 있다.
도 1은 데시케이터 내부 배치(좌), 반응기 실제 사진(우)을 나타내는 도면이다.
도 2는 ASP와 MPS를 처리한 실리카 기판의 물 접촉각 사진을 나타내는 도면이다(위: Bare, 중간: -NH2, 아래: -SH).
도 3은 ASP와 MPS를 처리한 실리카 기판의 CH2I2 접촉각 사진을 나타내는 도면이다(위: Bare, 중간: -NH2, 아래: -SH).
도 4는 ASP와 MPS를 처리한 실리카 입자의 TGA 결과를 나타내는 도면이다(좌: -NH2, 우:-SH).
도 5는 ASP와 MPS를 처리한 실리카 기판의 XPS 결과를 나타내는 도면이다(좌: -NH2, 우:-SH).
도 6은 ASP를 이용하여 표면 개질한 실리카 입자의 Ag 도금 샘플의 SEM 이미지를 나타내는 도면이다(위: 기존 실리카 입자, 중간: 세척 전 NH2 개질 실리카 입자, 아래:UV/O3세척 후 NH2개질 실리카 입자).
도 7은 MPS를 이용하여 표면 개질한 실리카 입자의 Ag 도금 샘플의 SEM 이미지를 나타내는 도면이다(위: 기존 실리카 입자, 중간: 세척 전 SH 개질 실리카 입자, 아래:UV/O3세척 후 SH 개질 실리카 입자).
본 발명의 일 실시 예에서, 1) 실리카 입자 분말과 실란커플링제를 반응 용기 내부에 위치시키는 단계; 2) 상기 반응 용기를 진공하에 유지시키는 단계;및 3) 상기 반응 용기를 100 내지 150℃의 진공 오븐에서 열처리하는 단계를 포함하는 무용매 기상증착법을 이용한 실리카 분말의 표면 개질 방법을 제공한다.
상기 실리카 분말의 표면 개질 방법은 실리카 입자에 치밀한 금속 층을 코팅하는데 필요한 표면처리 공정으로 상기 공정은 용매에 현탁시키지 않은 실리카 입자 분말과 실란커플링제를 반응 용기에 위치시킨 다음 상기 반응 용기를 진공상태로 전환시키고 반응을 진행시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에서 사용된 (3-아미노프로필)트리에톡시실란(APS) 또는 (3-메르캅토프로필)트리메톡시실란(MPS)은 실리카 표면과 공유 결합하는 가수분해기와 말단에 각각 -SH, -NH2 작용기를 동시에 가지고 있어 실리카 입자표면에 자기조립 단분자막(Self-Assembled Monolayer, SAM)을 형성하게 된다.
다량의 유기용매를 사용하는 용액침액 방법으로는 환경문제로 인하여 기업이 자기조립 단분자막(Self-Assembled Monolayer, SAM) 기술을 실제 적용이 불가능하지만, 본 발명은 용매를 전혀 사용하지 않는 기상증착법을 이용하여 실리카 입자 표면에 -SH(thiol), -NH2(amine) 작용기의 자기조립단분자막 형성할 수 있으며, 이를 통한 실리카 입자 표면 개질이 가능하게 된다.
상기 반응 용기를 진공상태로 전환시키지 않는 경우에는 반응 후에 실란커플링제, 예를 들어 (3-아미노프로필)트리에톡시실란(APS) 또는 (3-메르캅토프로필)트리메톡시실란(MPS)가 공기 중의 수분과 반응하여 젤화되는 gelation 현상이 관찰되었으며, 실리카 분말 또한 반응 후에 뭉쳐서 일부가 고체상으로 변화하는 것을 발견하였다. 그러나 상기 반응 용기를 진공상태에서 반응을 진행시키는 경우에는 대기 중의 수분과의 접촉을 차단하기 때문에 위와 같은 gelation 현상이 관찰되지 않았다.
상기 3) 단계에서 열처리 단계는 100 내지 150℃, 바람직하게는 130℃이며, 열처리 온도가 100℃ 이하인 경우 반응물 표면에서의 탈수(dehydration)가 제대로 되지 않으며, 반응제(APS, MPS)간의 축합 반응의 미비로 인해 반응제간 공유결합 형성이 안되어 표면 개질의 결합력의 약화되는 단점이 있다. 또한 상기 열처리 온도가 150℃ 이상인 경우 상기 반응제(APS, MPS)의 자유에너지를 증가시켜 규칙적이지 않은 단분자층을 형성하고, C-C결합의 분해를 유발할 수 있어 표면개질 반응제의 탈착 가능성을 유발하는 단점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에서, 상기 방법에 의하여 표면 개질된 실리카 입자를 무전해 도금법을 이용하여 실리카 입자 표면에 금속을 코팅하는 단계를 포함하는 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법을 제공한다.
상기 금속은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 주석(Sn), 납(Pb) 및 아연(Zn)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이며, 바람직하게는 Ag 또는 Ni이다. 상기 표면처리 실리카 입자를 이용한 실리카-금속 코어-쉘 복합체를 형성하는 경우, 기존의 실리카 입자 대비 두꺼운 층의 금속 도금 층이 형성되었으며, 본 발명자는 이를 통하여 실리카 입자의 표면처리를 통해 고품질의 core-shell 복합구조 입자 형성이 가능함을 확인하였다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.
<실시예>
1. 기상증착을 이용한 자기조립단분자막 형성
마이크로 컴퍼지트 사에서 정제된 실리카 입자를 받아 추가적인 전처리 없이 실험에 사용하였다.
실리카 입자를 페트리디쉬 내부에 고르게 펴서 두껍게 적층되지 않도록 하였다. 이후 알루미늄 디쉬에 (3-Aminopropyl)trimethoxysilane(APS) 및 (3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane(MPS)를 각각 0.5ml씩 담은 후 페트리디쉬 내부에 이를 배치하였다. 이후 실리카입자와 알루미늄 디쉬가 담긴 페트리디쉬를 데시케이터에 위치시킨 다음 실온, 진공 하에 12시간 유지하였다. 본 발명에서 사용된 데시케이터는 도 1에 도시하였다.
반응을 마친 실리카 입자를 130℃의 진공 오븐에서 1시간 동안 열처리를 진행하여 SiO2-APS와 SiO2-MPS를 제조하였다.
2. 무전해 도금법을 이용한 금속 코팅
이후 무전해 도금법을 이용 Ag, Ni을 표면에 코팅하여 SiO2-APS-Ag, SiO2-MPS-Ag, SiO2-APS-Ni와 SiO2-MPS-Ni의 4가지 실리카-금속 코어-쉘(Silica-metal core-shell)을 제조하였다.
상기의 표면처리된 실리카 입자에 대해 무전해도금 방법으로 Ni 금속을 코팅하였다. 50도 증류수 1리터에 Ag 또는 Ni 금속염(염화은 또는 염화니켈 육수화물 30g), 착화제(로첼염 40g), 안정제(티오요소 100ppm), 환원제(차아인산나트륨 50g)를 금속 코팅양에 따라 적정량 산정하여 투입한 후 10분간 교반하여 도금용액을 제조한다. 상기 도금 용액에 도금량 50wt% 기준으로, 평균 입도 30um 크기의 상기 표면처리된 실리카 입자 20g을 첨가한 후, 환원반응을 유도하기 위하여 pH 조절제(100ml 증류수에 수산화나트륨 10g 용해)를 점적형태로 투입하여 무전해 화학도금 반응을 발생시켜 최종적으로 실리카-금속 코어-쉘 입자를 제조하였다. 이후 세정, 탈수 공정을 3회 반복하고 60도 오븐에 24시간 보관하여 건조된 분말 입자를 얻는다.
<실험예>
상기 제조된 실리카-금속 코어-쉘 실리카 입자의 표면개질 여부를 접촉각과 IR을 이용하여 분석하고, 금속(Ag 및 Ni)을 코팅하여 응용 가능성을 분석하였다.
1, 접촉각 및 표면에너지
극성인 물과 비극성 용매인 Diiodomethane(CH2I2)을 이용하여 표면처리 조건에 따른 접촉각을 측정하고 및 이를 기초로 Girifalco-Good-Fowkes-Young 식을 이용하여 표면에너지 계산하였다.
ASP와 MPS를 처리한 실리카 기판의 물 접촉각 사진을 도 2(표 1)에 도시하였으며, CH2I2 접촉각 사진을 도 3(표 2)에 도시하였다.
실리카 기판 표면 물 접촉각 측정값
1회 2회 3회 4회 5회 평균
Bare 18.89° 18.41° 18.41° 18.41° 18.24° 18.47°
-NH 2 50.43° 50.18° 50.18° 51.71° 51.71° 50.84°
-SH 60.23° 60.15° 60.15° 61.16° 60.46° 60.43°
실리카 기판 표면 CH2I2 접촉각 측정값
1회 2회 3회 4회 5회 평균
Bare 29.13° 31.73° 31.77° 32.07° 34.43° 31.83°
-NH 2 27.45° 27.45° 27.45° 25.77° 26.44° 26.91°
-SH 28.22° 28.22° 28.22° 27.99° 27.99° 28.13°
APS, MPS는 친수성을 가진 작용기를 가지고 있으므로 기판에 표면처리시 기존 bare 기판 대비 낮은 접촉각을 보일 것으로 기대되며 접촉각 실험 결과 예상과 동일하게 처리하지 않은 기존 bare 기판에서 상대적으로 높은 접촉각을 나타내며 APS 또는 MPS로 표면 처리한 기판의 경우 접촉각이 낮아짐을 확인하였다. 극성용매(water)와 비극성용매(Diiodomethane)를 이용하여 접촉각을 각각 측정하여, 이를 바탕으로 표면에너지를 계산해 각 반응제별 표면처리에 따른 표면에너지의 변화를 정량적으로 나타낸다. 위 사실을 바탕으로 기판 표면에 APS, MPS가 존재함을 확인하였다.
Owens-Wendt method를 통해 계산한 표면에너지(단위:mJ/m2)
1회 2회 3회 4회 5회 평균
Bare 72.48 72.20 72.20 72.15 71.86 72.18
-NH 2 40.55 40.53 40.53 41.28 41.04 40.79
-SH 41.09 41.08 41.08 41.27 41.29 41.16
NH2 자기조립단분자막(APS)을 처리한 기판의 경우 계산된 표면에너지는 40.79mJ/m2으로 표면처리 되었으며, SH 자기조립단분자막(MPS)을 처리한 기판의 경우에도 계산된 표면에너지는 41.16mJ/m2으로 성공적으로 표면처리 되었음을 확인하였다(표 3).
2. 작용기 검출 여부
(1) TGA(thermal gravimetric analysis) 분석
상기 ASP와 MPS를 처리한 실리카 입자를 25~500℃ 범위에서 10℃/min의 조건으로 승온하여 TGA 분석을 실시하고 그 결과를 도 4에 도시하였다.
도 4를 참조하면 NH2, SH 샘플에서 무게 변화가 미비하여 유의미한 결과는 얻기 어려웠다. 이는 실리카 입자의 무게대비 반응한 coupling agent(ASP 및 MPS)의 무게 비율이 극소량이기 때문에 측정한 온도범위 내에서의 TGA의 저울로 무게변화를 확인할 수 없었다.
(2) 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)
상기 ASP와 MPS를 처리한 실리카 입자를 XPS를 이용하여 작용기 검출 여부를 확인하였다(도 5).
도 5를 참조하면 NH2 자기조립단분자막(APS)이 처리된 기판의 경우에 결합 에너지(binding energy) 401.8eV와 399.4eV에서 -NH2의 Peak이 검출되어 실리카 입자의 표면처리가 성공적으로 이루어진 것을 확인할 수 있었다. SH 자기조립단분자막(MPS)이 처리된 기판의 경우에 결합 에너지 162.8eV에서 -SH의 Peak이 검출되어 실리카 입자의 표면개질이 성공적으로 이루어진 것을 확인할 수 있었다.
3. Ag 코팅률
본 발명자는 무전해 도금 금속 코팅 공정을 적용하여 실리카 입자의 표면처리 조건 및 사용 금속 종류(Ag)에 따른 코팅 결과 분석하였다. 코팅 결과는 SEM(Scanning electron microscope)을 이용하여 고배율로 확대하여 입자표면 코팅률 평가하였다.
(1) NH2 표면처리 실리카 입자를 이용한 Silica-Ag core-shell 복합구조물 형성(도 6)
도 6의 실험 결과를 참고하면, 기존의 실리카 입자 대비 두꺼운 층의 Ag 도금 층이 형성되었음을 확인할 수 있다. 이를 통하여 실리카 입자의 표면처리를 통해 고품질의 core-shell 복합구조 입자 형성이 가능함을 확인하였다. UV/O3 세척 유무에 따른 변화는 미비하며 core-shell 복합구조 입자 형성에서 영향을 미치지 않는 않아 전처리 과정인 세척이 필요 없음을 확인하였다.
(2) SH 표면처리 실리카 입자를 이용한 Silica-Ag core-shell 복합구조물 형성(도 7)
도 7의 실험 결과를 참고하면, 기존의 실리카 입자 대비 두꺼운 층의 Ag 도금 층이 형성되었음을 확인할 수 있다. 이를 통하여 실리카 입자의 표면처리를 통해 고품질의 core-shell 복합구조 입자 형성이 가능함을 확인하였다. UV/O3 세척 유무에 따른 변화는 미비하며 core-shell 복합구조 입자 형성에서 영향을 미치지 않는 않아 전처리 과정인 세척이 필요 없음을 확인하였다.

Claims (8)

1) 실리카 입자 분말과 실란커플링제를 반응 용기 내부에 위치시키는 단계;
2) 상기 반응 용기를 진공하에 유지시키는 단계;및
3) 상기 반응 용기를 100 내지 150℃의 진공 오븐에서 열처리하는 단계를 포함하는 무용매 기상증착법을 이용한 실리카 분말의 표면 개질 방법.
제1항에 있어서,
상기 실란커플링제는 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane), (3-메르캅토프로필)트리메톡시실란((3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane), n-옥틸트리에톡시실란(n-octyl-triethoxy-silane), 데실트리메톡시실란(decyltrimethoxysilane), 데실트리메톡시실란(decyltrimethoxysilane), N,N-비스(2-하이드록시에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란(N,N-b is(2-hydroxyethyl)-3-aminopropyltriethoxy silane), 3-글라이시독시프로필트리메톡시실란(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane), 3-메타크릴록시프로필트리메톡시실란(3-metacryloxypropyltrimethoxy-silane) 또는 이들의 조합인 것을 특징으로 하는 실리카 분말의 표면 개질 방법.
제1항에 있어서,
상기 3) 단계에서 열처리 단계는 130℃인 것을 특징으로 하는 실리카 분말의 표면 개질 방법.
제1항에 있어서,
상기 3) 단계 이후 UV/O3 세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리카 분말의 표면 개질 방법.
제1항에 있어서,
상기 표면 개질된 실리카 입자의 물 접촉각은 45 ~ 65°인 것을 특징으로 하는 실리카 분말의 표면 개질 방법.
제1항 및 제5항 중 어느 한 항의 방법에 의하여 표면 개질된 실리카 입자를 무전해 도금법을 이용하여 실리카 입자 표면에 금속을 코팅하는 단계를 포함하는 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 금속은 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 주석(Sn), 납(Pb) 및 아연(Zn)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법.
제7항의 제조방법에 의하여 제조된 실리카-금속 코어-쉘.
KR1020190111176A 2019-09-09 2019-09-09 무용매 기상증착법을 이용한 실리카 분말의 표면 개질 방법 및 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법 KR102291097B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190111176A KR102291097B1 (ko) 2019-09-09 2019-09-09 무용매 기상증착법을 이용한 실리카 분말의 표면 개질 방법 및 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190111176A KR102291097B1 (ko) 2019-09-09 2019-09-09 무용매 기상증착법을 이용한 실리카 분말의 표면 개질 방법 및 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210029915A true KR20210029915A (ko) 2021-03-17
KR102291097B1 KR102291097B1 (ko) 2021-08-18

Family

ID=75243666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190111176A KR102291097B1 (ko) 2019-09-09 2019-09-09 무용매 기상증착법을 이용한 실리카 분말의 표면 개질 방법 및 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102291097B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0630338B2 (ja) * 1986-02-14 1994-04-20 日本電気株式会社 シランカツプリング済処理方法
KR20010044613A (ko) * 2001-03-12 2001-06-05 석병열 자외선 조사에 의한 재료의 표면 개질 및 세정방법
JP2002146233A (ja) * 2000-11-07 2002-05-22 Denki Kagaku Kogyo Kk 表面処理された微細球状シリカ粉末および樹脂組成物
JP2005200728A (ja) * 2004-01-16 2005-07-28 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 二層コート粒子粉末の製造方法及びその製造方法で得られた二層コート粒子粉末
KR100895414B1 (ko) 2007-08-31 2009-05-07 (주)창성 은 코팅분말을 포함하는 전극용 전도성 페이스트 조성물 및그 제조방법
KR20120024258A (ko) * 2010-09-06 2012-03-14 전자부품연구원 코어-셀 구조의 투명 도전성 나노 입자 및 이를 포함하는 잉크

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0630338B2 (ja) * 1986-02-14 1994-04-20 日本電気株式会社 シランカツプリング済処理方法
JP2002146233A (ja) * 2000-11-07 2002-05-22 Denki Kagaku Kogyo Kk 表面処理された微細球状シリカ粉末および樹脂組成物
KR20010044613A (ko) * 2001-03-12 2001-06-05 석병열 자외선 조사에 의한 재료의 표면 개질 및 세정방법
JP2005200728A (ja) * 2004-01-16 2005-07-28 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 二層コート粒子粉末の製造方法及びその製造方法で得られた二層コート粒子粉末
KR100895414B1 (ko) 2007-08-31 2009-05-07 (주)창성 은 코팅분말을 포함하는 전극용 전도성 페이스트 조성물 및그 제조방법
KR20120024258A (ko) * 2010-09-06 2012-03-14 전자부품연구원 코어-셀 구조의 투명 도전성 나노 입자 및 이를 포함하는 잉크

Also Published As

Publication number Publication date
KR102291097B1 (ko) 2021-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6639823B2 (ja) 銀被覆樹脂粒子及びその製造方法並びにそれを用いた導電性ペースト
CN108728835B (zh) 一种表面镀银材料的制备方法
Zhu et al. Mussel‐Inspired flexible, durable, and conductive fibers manufacturing for finger‐monitoring sensors
CN109423637B (zh) 一种高导电材料的制备方法
EP2788529A2 (en) Novel adhesion promoting agents for metallization of substrate surfaces
US9351405B2 (en) Hydrophobic silane coating for preventing conductive anodic filament (CAF) growth in printed circuit boards
CN109957144B (zh) 一种表面镀银导电填料的制备方法
TWI505293B (zh) The surface treated copper powder
WO2016114189A1 (ja) 銀被覆樹脂粒子及びその製造方法並びにそれを用いた導電性ペースト
CN1800244A (zh) 一种在聚酰亚胺树脂上形成无机薄膜的方法
CN114260450B (zh) 镀银微米级颗粒及其制备方法和用途
WO2019194321A1 (ja) 樹脂組成物用フィラー、フィラー含有スラリー組成物、及びフィラー含有樹脂組成物、並びに樹脂組成物用フィラーの製造方法
KR102291097B1 (ko) 무용매 기상증착법을 이용한 실리카 분말의 표면 개질 방법 및 실리카-금속 코어-쉘 복합체 제조방법
TW201621083A (zh) 金屬化基板表面的方法及具有金屬化表面的基板
JP3389858B2 (ja) 金属被覆粉体及びその製造方法
KR101918849B1 (ko) 니켈이 코팅된 탄소나노튜브 및 산화아연을 이용한 하이브리드-나노탄소 항균 페이스트 제조방법
DE102019101061B4 (de) Verfahren zum ausbilden einer kontaktstruktur, verfahren zum ausbilden eines chipgehäuses und chipgehäuse
JP7072811B2 (ja) 金属めっき物
JP2006052101A (ja) セラミックス基材表面への金属皮膜形成方法及び金属化処理セラミックス基材
JP2010047828A (ja) 無電解メッキの前処理方法および該基材の無電解メッキ方法
JPH0375633B2 (ko)
Kim et al. Fabrication of Electrically Conductive Nickel–Silver Bimetallic Particles via Polydopamine Coating
Zhao et al. An efficient method to functionalize soybean protein fiber for fuse wire application
TWI547325B (zh) A surface-treated metal powder, and a method for producing the same
KR20160052203A (ko) 다중 금속 복합입자 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant