내구성 및 이온 전도성이 우수한 이온전도성 수지 조성물 및 이의 제조방법
Ionic conductive resin composition having excellent durability and ionic conductivity and method for producing the same
특허 요약
본 발명은 복합 에폭시 수지 및 이온성 액체를 포함하는 이온전도성 수지 조성물, 이를 포함하는 수지 복합재 및 이의 제조방법에 관한 것으로써, 본 발명에 따른 복합 에폭시 수지 제조방법은 용매교환법을 이용하여 아라미드 나노섬유를 에폭시 수지에 고르게 분산시킬 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 복합 에폭시 수지를 포함한 이온전도성 수지 조성물은 다공성 및 이온유동 채널 구조가 명확하게 형성되므로 이온전도성이 우수한 것은 물론, 본 발명에 따른 복합 에폭시 수지 제조방법은 용매교환법을 이용하여 아라미드 나노섬유를 에폭시 수지에 고르게 분산시키는 바 에폭시 수지의 강도저하를 최소화할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 이온전도성 수지 조성물은 기존의 물을 사용하여 제조된 이온전도성 수지 조성물보다도 더 뛰어난 기계적 특성 및 내구성을 가질 수 있다.
청구항
번호청구항
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제1항에 있어서,상기 복합 에폭시 수지는 인장탄성률이 2.93.3GPa이고, 인장강도가 8390MPa인 것인 이온전도성 수지 조성물.

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제1항에 있어서,상기 복합 에폭시 수지 3070부피%; 및상기 이온성 액체 3070부피%를 포함하는 것인 이온전도성 수지 조성물.

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복합 에폭시 수지; 및이온성 액체를 포함하고,상기 복합 에폭시 수지는아라미드 나노섬유 0.251.5중량%; 및에폭시 수지 98.599.75중량%를 포함하는 것인 이온전도성 수지 조성물.

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삭제

3

삭제

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제1항에 있어서,상기 이온성 액체는 리튬 비스(트리플루오로메탄설포닐)이미드/1-부틸-3-메틸이미다졸리움 비스(트리플루오로메탄설포닐)이미드(Lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide/1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide; LiTFSI/BMIM-TFSI), 리튬 테트라플루오로보레이트/1-부틸 3-메틸 이미디콜리움 테트라플루오로보레이트(Lithium tetrafluoroborate/1-butyl 3-methyl imidizolium tetrafluoroborate; Li BF4/BMIBF4), 리튬 트리플루오로메탄설포네이트/1-에틸-3-메틸이다졸리움 비스(트리플루오로메틸설포닐)이미드(Lithium trifluoromethanesulfonate/1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide; LiTFSI/EMIM-TFSI), 리튬 비스(트리플루오로메탄설포닐)이미드/석시노나이트릴(Lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide/ Succinonitrile; LiTFSI/SN) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 이온전도성 수지 조성물.

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제1항에 있어서,인장탄성률이 0.052.3GPa이고, 이온전도도가 2.3ⅹ10-66.5ⅹ10-4S/cm인 것인 이온전도성 수지 조성물.

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제1항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 이온전도성 수지 조성물을 포함하는 중심층; 및상기 중심층의 적어도 일면에 형성되고, 섬유강화플라스틱을 포함하는 표면층;을 포함하는 수지 복합재.

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제8항에 있어서,상기 중심층 812중량%; 및상기 표면층 8892중량%를 포함하는 것인 수지 복합재.

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제8항에 있어서,상기 섬유강화플라스틱은 탄소섬유강화플라스틱(carbon fiber reinforced plastics; CFRP), 유리섬유강화플라스틱(glass fiber reinforced plastics; GFRP), 아라미드섬유강화플라스틱(Aramid Fiber Reinforced Plastic; AFRP) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 수지 복합재.

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제8항에 있어서,굴곡탄성률이 440GPa이고, 에너지 밀도가 10150Wh/kg인 것인 수지 복합재.

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아라미드 나노섬유(Aramid nanofiber; ANF)를 분산시켜 분산액을 제조하는 단계;상기 분산액을 유기용매와 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계;상기 혼합액에서 아라미드 나노섬유를 분리하는 단계;상기 분리된 아라미드 나노섬유를 재분산시켜 재분산액을 제조하는 단계; 및상기 재분산액과 에폭시 수지를 혼합하는 단계;를 포함하는 제1항에 따른 복합 에폭시 수지의 제조방법.

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제12항에 있어서,상기 아라미드 나노섬유를 분리하는 단계는상기 분산액을 0.251시간 동안 25007500rpm 조건으로 원심 분리한 뒤, 상등액을 제거하여 아라미드 나노섬유를 분리하는 것인 제1항에 따른 복합 에폭시 수지 제조방법.

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제12항에 있어서,상기 재분산액을 제조하는 단계는상기 분리된 아라미드 나노섬유를 유기용매와 혼합한 후, 1.52.5시간 동안 030℃ 온도에서 700~800W 의 초음파를 통해 재분산액을 제조하는 것인 제1항에 따른 복합 에폭시 수지 제조방법.

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제12항에 있어서,상기 재분산액을 제조하는 단계는상기 분리된 아라미드 나노섬유를 유기용매와 혼합한 후, 1.52.5시간 동안 030℃ 온도에서 700800W 의 초음파를 통해 재분산액을 제조하고,상기 유기용매는 상기 분리된 아라미드 나노섬유의 1.52.5배의 부피로 혼합되는 것인 제1항에 따른 복합 에폭시 수지 제조방법.

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제12항의 제조방법으로 제조된 복합 에폭지 수지 및 이온성 액체를 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계; 및상기 혼합액을 경화시키는 단계를 포함하는 이온전도성 수지 조성물의 제조방법.

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제16항에 있어서,상기 이온성 액체는 리튬 비스(트리플루오로메탄설포닐)이미드/1-부틸-3-메틸이미다졸리움 비스(트리플루오로메탄설포닐)이미드(Lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide/1-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide; LiTFSI/BMIM-TFSI), 리튬 테트라플루오로보레이트/1-부틸 3-메틸 이미디콜리움 테트라플루오로보레이트(Lithium tetrafluoroborate/1-butyl 3-methyl imidizolium tetrafluoroborate; Li BF4/BMIBF4), 리튬 트리플루오로메탄설포네이트/1-에틸-3-메틸이다졸리움 비스(트리플루오로메틸설포닐)이미드(Lithium trifluoromethanesulfonate/1-Ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide; LiTFSI/EMIM-TFSI), 리튬 비스(트리플루오로메탄설포닐)이미드/석시노나이트릴(Lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide/ Succinonitrile; LiTFSI/SN) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 이온전도성 수지 조성물의 제조방법.

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제16항에 있어서,상기 혼합액은 상기 복합 에폭시 수지 3070부피%; 및상기 이온성 액체 3070부피%를 포함하는 것인 이온전도성 수지 조성물의 제조방법.

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제16항에 있어서,상기 경화시키는 단계는상기 혼합액 100 중량부에 대하여 경화제를 8595 중량부로 첨가하고, 1.52.5시간 동안 110~130℃ 온도 조건에서 경화시키는 것인 이온전도성 수지 조성물의 제조방법.

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제16항의 제조방법으로 제조된 이온전도성 수지 조성물을 포함하는 중심층을 제조하는 단계;섬유강화플라스틱을 포함하는 표면층을 제조하는 단계; 및상기 중심층의 적어도 일면에 상기 표면층을 적층하는 단계를 포함하는 수지 복합재 제조방법.