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KR101748872B1 - 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체 및 그 제조방법 - Google Patents

높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체 및 그 제조방법 Download PDF

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KR101748872B1
KR101748872B1 KR1020160030297A KR20160030297A KR101748872B1 KR 101748872 B1 KR101748872 B1 KR 101748872B1 KR 1020160030297 A KR1020160030297 A KR 1020160030297A KR 20160030297 A KR20160030297 A KR 20160030297A KR 101748872 B1 KR101748872 B1 KR 101748872B1
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KR
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carbon black
polymer
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black dispersion
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KR1020160030297A
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Inventor
이승호
김운중
Original Assignee
한남대학교 산학협력단
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

본 발명은 페닐라디칼 반응에 의해 열안정성이 우수한 고분자 분산제를 합성하고, 카본블랙과의 강력한 공유결합을 이루게 하여 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체 및 그 제조방법에 관한 것으로 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체 제조방법은 열공정이 필요한 산업에서 우수한 물적 특성을 나타내는 효과가 있다.

Description

높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체 및 그 제조방법 {Carbon black dispersion with high thermal stability and method for manufacturing the same}
본 발명은 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체 및 그 제조방법 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 페닐라디칼 반응에 의해 열안정성이 우수한 고분자 분산제를 합성하고, 카본블랙과의 강력한 공유결합을 이루게 하여 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
카본 블랙은 흑색인 것뿐만 아니고 도전성이나 광 은폐성 등의 특징적인 물성을 가지기 때문에 전자재료나 정보 재료의 원재료로서 넓게 이용되고 있다. 이들의 용도에서는 카본 블랙은 수지 중에 분산된 상태, 또는 원하는 기재 상에 박막형에 적층된 상태에서 사용되는 것이 많다. 그리고 이러한 상태를 얻기 위해 카본블랙 분산체가 일반적으로 이용되고 있다.
카본 블랙은 거의 탄소만으로 형성된 미소한 입자이며 수nm~수십 nm의 1차 입자가 불규칙하게 구조를 형성하고 있기 위해, 매우 표면적이 크게 응집성이 강하기 때문에 안정적인 분산체를 얻기 위해서는 분산제를 첨가한다.
그러나 상기 용도에서는 분산제가 물성 저해 인자가 되는 것이 염려된다. 예를 들면 리튬 이온 배터리의 양극 재료에서는 분산제가 전기 저항이 되거나 미흡착의 분산제가 리튬 이온의 이동을 저해하는 것이 염려된다. 예를 들면 액정 패널 등으로 사용되는 블랙 레지스트 조성물에서는 분산제의 첨가량이 많기 때문에 은폐성이 부족하거나 미흡착의 분산제가 현상성 악화나 베이크 시의 열분해에 의한 결함 발생을 일으키는 것이 염려된다.
또한 이들의 용도로 카본 블랙의 분산성을 곤란에 하고 있는 이유로서 비수계의 유기용매가 사용되는 것이 많기 때문에 수계 분산제의 음이온 또는 양이온에 의거한 정전적인 분산 효과를 기대하지 못하고, 분산제의 분자 설계에도 제약이 있는 것을 들 수 있다. 그 때문에 종래에서 카본 블랙의 표면을 산화나 커플링 등의 화학 수식에 의해 분산매 및 분산제와 카본 블랙과의 친화성을 향상시키거나 새로운 분산제를 개발하는 등하고, 분산제의 첨가량의 감소가 시도되어 왔다.
한편 상기와 같은 문제점들에 대응하기 위한 다수의 공지된 문헌들을 살펴보면 아래와 같다.
일본공개특허 제2002-371204호에서는 상온 하 간단한 조작으로 분산성, 고차광성, 감광성이 우수한 개질 카본 블랙을 제공하는 것과 동시에, 상기 개질 카본 블랙을 이용하는 것보다 높은 분산 안정성, 해상성, 광감도 및 저반사율의 블랙 매트릭스를 형성할 수 있는 컬러 필터의 블랙 매트릭스 레지스트에 적합한 감광성 흑색 수지 조성물을 제공하는 것과 동시에, 상기 감광성 흑색 수지 조성물을 이용한 블랙 매트릭스 레지스트 및 상기 블랙 매트릭스 레지스트를 이용한 블랙 매트릭스를 제공하는 것을 과제로 카본 블랙을 1 분자 중에 에틸렌성 불포화기와 이소시아네이트기를 가지는 화합물로 처리함으로써, 분산 안정성이 우수하고, 라디칼 중합기를 가지는 개질 카본 블랙 및 그 분산체를 얻을 수 있어 또한 상기 개질 카본 블랙을 이용하는 것을 개시하고 있다.
일본공개특허 제2001-172530호에서는 카본블랙 안료(이하 단지 CB안료라고 한다)의 분산제, CB안료 분산체 및 필기용 또는 기록용 흑색 잉크에 관한 것으로 또한 상세하게는 분산제 및 그 안료 분산제를 이용해 유동성, 분산 안정성, 저장 안정성 등이 우수하고, 특히 필기용 또는 기록용 흑색 잉크의 제조에 적합한 CB안료 분산체로 N,N,N",N"-테트라메틸 디에틸렌 트리아민 N, N,N",N"-테트라(n-프로필) 디에틸렌 트리아민 N, N,N",N"-테트라(i-프로필) 디에틸렌 트리아민 N, N,N",N"-테트라(n-부틸) 디에틸렌 트리아민 N, N,N",N"-테트라(i-부틸) 디에틸렌 트리아민 N, N,N",N"-테트라(s-부틸) 디에틸렌 트리아민 N, N,N",N"-테트라(t-부틸) 디에틸렌 트리아민 3,3'-이미노 비스(N,N-디메틸프로필 아민) 3,3'-이미노 비스(N,N-디에틸프로필 아민) 3,3'-이미노 비스〔N,N-디( n-프로필) 프로필 아민〕3,3'-이미노 비스〔N,N-디( i-프로필) 프로필 아민〕3,3'-이미노 비스〔N,N-디( n-부틸) 프로필 아민〕3,3'-이미노 비스〔N,N-디( i-부틸) 프로필 아민〕3,3'-이미노 비스〔N,N-디( s-부틸) 프로필 아민〕3,3'-이미노 비스〔N,N-디( t-부틸) 프로필 아민〕4,4'-이미노 비스(N,N-디메틸부틸 아민) 4,4'-이미노 비스(N,N-디에틸 부틸 아민) 2,9-디메틸-2,5,9-트리아자데칸 2,12-디메틸-2,6,12-트리아자트리데칸 2,12-디메틸-2,5,12-트리아자트리데칸 2,16-디메틸-2,9,16-트리아자헵타데칸3-에틸-10-메틸-3,6,10-트리아자운데칸 5,13-디( n-부틸)-5,9,13-트리아자헵타데칸 2,2'-디피콜릴아민 3,3'-디피콜릴아민 등의 적어도 1개의 2급 아미노기와 적어도 1개의 3급 아미노기를 가지며, 또한 1급 아미노기를 갖지 않는 폴리아민을 첨가해 합성한 분산제가 개시되어 있다.
한국공개특허 제2010-0127844호에서는 도료 및 착색 수지 조성물 등의 분야에 적합한, 분산성, 유동성, 및 보존 안정성이 우수한 안료 분산체를 제조할 수 있는 분산제 및 그것을 사용한 안료 조성물로서 편말단영역에 2개의 히드록실기를 갖는 비닐 중합체(A)의 히드록실기와, 디이소시아네이트(B)의 이소시아네이트기를 반응해서 되는 편말단영역에 2개의 이소시아네이트기를 갖는 우레탄 프리폴리머(E)의 이소시아네이트기와, 폴리아민(C)을 포함하는 아민화합물의 1급 및/또는 2급 아미노기를 반응시켜서 되는 분산제를 개시하고 있다.
한국공개특허 제2016-0001689호에서는 양호하게 분산된 카본 블랙을 함유하고, 원하는 농도의 흑색으로 착색되며, 또한, 내열성이 우수한 흑색 성형체를 부여하는 흑색 조성물과, 상기 흑색 조성물을 이용하는 흑색 성형체의 제조 방법과, 상기 방법에 의해 제조된 흑색 성형체를 제공하는 것으로 (A) 기재 성분과, (B) 카본 블랙을 포함하는 흑색 조성물에, (C) 가열에 의해 소정 구조의 이미다졸 화합물을 발생시키는 화합물을 배합하고, 또한, 폴리아믹산을 분산제로서 이용하여 분산처리된 (B) 카본 블랙을 이용한 것에 대하여 개시하고 있다.
그러나 지금까지 알려진 종래기술들에서는 에틸렌성 불포화기와 이소시아네이트기를 가지는 화합물, 적어도 1개의 2급 아미노기와 적어도 1개의 3급 아미노기를 가지며, 또한 1급 아미노기를 갖지 않는 폴리아민, 폴리아믹산을 적용하는 기술들이 주로 개시되어 있으나, 페닐 라디칼 반응에 의해 형성된 고분자 분산수지를 적용한 카본블랙 분색액 기술은 아직까지 알려지지 않았다.
일본공개특허 제2002-371204호 일본공개특허 제2001-172530호 한국공개특허 제2010-0127844호 한국공개특허 제2016-0001689호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로, 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체 및 그 제조방법 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 페닐라디칼 반응에 의해 열안정성이 우수한 고분자 분산제를 합성하고, 카본블랙과의 강력한 공유결합을 이루게 하여 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체 및 그 제조방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명에서는 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체 제조방법에 있어서,
아이스 베스에 설치된 반응용기에 0.2M HCl 1000중량부를 넣고 혼합하는 제1단계;
상기 제1단계의 혼합액에 4-아미노페놀을 10 내지 1000중량부를 넣고 혼합하는 제2단계;
상기 제2단계의 혼합액에 0.02M 아질산나트륨 0.1 내지 500중량부를 천천히 넣어주며 혼합하는 제3단계를 포함하는 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체 제조방법을 제공하는 데 있다.
또한, 상기 제1단계 및 제3단계는 100 내지 500rpm으로 교반 혼합할 수 있다.
또한, 상기 교반 혼합 시간은 1 내지 3시간일 수 있다.
또한, 상기 제3단계에서 넣어주는 아질산나트륨은 20ml/min의 속도로 투입될 수 있다.
또한, 상기 제3단계 이후 생성된 화합물 15중량부, 증류수 70중량부에 카본블랙 15중량부를 혼합한 후, 300rpm의 교반기로 1시간 교반하는 제4단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 4-아미노페놀은 20 내지 30중량부일 수 있다.
또한, 상기 아질산나트륨은 200 내지 200중량부일 수 있다.
또한, 상기 제조방법으로 제조된 카본블랙 분산체를 제공할 수 있다.
본 발명의 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체 제조방법은 열공정이 필요한 산업에서 우수한 물적 특성을 나타내는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체의 제조방법에 사용되는 페닐 라디칼 고분자(Phenyl Radical-Polymer; PR-Polymer)는 우수한 열안정성을 갖는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체의 제조방법은 PR-Polymer와 카본블랙이 강한 공유결합을 형성하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체는 열공정이 필요한 다양한 산업분야에 응용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 합성된 페닐기를 갖는 고분자 분산 수지의 푸리에 변환 적외선 분광(Fourier Transform Infrared; FT-IR) 결과이다.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예로서 카본블랙 종류에 따른 1차입자경, 비표면적 및 표면 pH 결과이다.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예로서 카본블랙 종류에 따른 점도 및 pH결과이다.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예로서 PR-Polymer의 카본블랙에 고분자흡착량 변화 결과이다.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예로서 카본블랙과 PR-Polymer의 혼합조건이다.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예로서 PR-Polymer의 함량에 따른 카본블랙의 점도 및 pH 결과이다.
도 7은 본 발명에 따른 일실시예로서 PR-Polymer의 함량에 따른 카본블랙의 점도 및 pH 시간에 따른 변화결과이다.
도 8은 본 발명에 따른 일실시예로서 PR-Polymer의 함량에 따른 카본블랙의 입자분율 변화결과이다.
도 9는 본 발명에 따른 일실시예로서 PR-Polymer의 함량에 따른 카본블랙의 입자 저장 안정성 변화결과이다.
도 10은 본 발명에 따른 일실시예의 비교예 1인 PR-Polymer2의 FT-IR 결과이다.
도 11은 본 발명에 따른 일실시예의 비교예 2인 PR-Polymer3의 FT-IR 결과이다.
도 12는 본 발명에 따른 일실시예의 비교예 3인 PR-Polymer4의 FT-IR 결과이다.
도 13은 본 발명에 따른 일실시예인 실시예1 및 비교예 1 내지 3의 PR-Polymer와 카본블랙 분산체의 동적 광산란(Dynamic Light Scattering; DLS) 분석 결과이다.
도 14는 본 발명에 따른 일실시예인 페놀기 흡수능을 확인하기 위한 사이클로헥사놀의 FT-IR 결과이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
페닐라디칼 고분자 분산수지를 이용한 카본블랙 분산 특성을 확인하기 위해 카본블랙은 미쓰비시사의 MA-100, 데구사의 Nipex 1601Q, 콜롬비아사의 Raven 3500을 사용하였다.
분산체는 비드밀을 이용하여 형성하였다. 비드밀 분산장비는 UAM-015 (Ultra apex mill, Japan), Drive speed는 6~15m/s, Grinding 챔버 볼륨은 150ml, 비드밀 내압은 0.4MPa. 비드밀 내열은 60℃이하로 적용하였다.
사용한 비드의 입경은 0.1mm 지르코니아 비드를 이용하였고, 원심분리 로터 회전수는 3,320rpm, 매체량은 100cc, 비드충진율은 70%로 하였으며, 유량은 86ml/min의 조건으로 3시간 분산실험을 진행하였다.
본 발명의 PR-Polymer의 페닐라디칼 반응을 확인하기 위해, 고분자 분산수지는 FT-IR을 통해서 확인했으며, 카본블랙과 고분자 분산 수지 표면개질 분산체는 점도계, pH 미터, DLS(Dynamic Light Scattering)을 사용하여 분석하였다.
도 1은 본 발명에 따른 합성된 페닐기를 갖는 고분자 분산 수지의 FT-IR 결과이다.
도 1에서 확인해보면 C-N stretch 1143, N-H primary, secondary 733정도에서 나타나는 것으로 알려져 있어 페닐기를 갖는 PR-polymer로 확인된다. 이러한 결과는 도 14의 페놀기 흡수능으로부터 확인할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예로서 카본블랙 종류에 따른 1차입자경, 비표면적 및 표면 pH 결과이다.
도 2에서는 일차 입경과 질소흡착비표면적이 다른 안료를 선정하여 PR-Polymer 분산 수지와의 분산성을 확인하는 실험을 진행하였다. 도 2의 카본블랙을 이용하였으며, 15g PR-Polymer 1, 15g 카본블랙, 70g의 증류수를 혼합하여 3시간 비드밀 분산을 실시하였다. 본 PR-Polymer 분산수지는 pH가 10근방에서 나타났으며, pH가 4 근방의 산성 카본 블랙으로 실험을 진행했다. 도 2를 살펴보면 MA-100의 표면 pH는 3.5, Nipex 1601Q의 표면 pH는 4이며 Raven 3500의 표면 pH는 4로 나타났다.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예로서 카본블랙 종류에 따른 점도 및 pH결과이다. 도 3은 상기 실험을 수행한 카본블랙의 종류에 따른 점도 및 pH변화 결과이다. 일차 입경이 작을수록 점도 및 pH는 점진적으로 증가하는 경향을 확인할 수 있다. 이러한 경향성은 입경이 작은 입자들의 응집경향이 더 높기 때문인 것으로 판단된다.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예로서 PR-Polymer의 카본블랙에 고분자흡착량 변화 결과이다.
PR-Polymer 1의 경우, 카본블랙의 일차입경과 질소흡착비표면적에 의해, PR-Polymer 분산수지가 카본블랙 표면에 공유결합되는 정도의 차이를 확인할 수 있다. 또한, 카본블랙의 일차입경과 비표면적의 차이에 대한 고분자흡착비율의 차이로 인해, 분산상태가 상이한 결과값을 나타낼 것을 예상할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예로서 카본블랙과 PR-Polymer의 혼합조건이다.
도 5는 Nipex 1601Q의 함량을 고정한 상태에서 PR-Polymer 1의 함량을 변화시켜가면서 카본블랙 표면과 고분자 흡착량의 관계를 확인하였다. 도 5는 상기 검토를 위한 카본블랙, PR-Polymer 및 증류수의 함량조건을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예로서 PR-Polymer의 함량에 따른 카본블랙의 점도 및 pH 결과이다.
도 6을 살펴보면, PR-Polymer 분산 수지량이 가장 작은 5%의 CB-2-1의 조건에서 분산 후, pH 가 낮아지면서 겔 상태로 진행되는 것을 확인할 수 있으며, 이러한 특성은 안료표면에 충분하게 PR-Polymer가 결합되지 않았기 때문인 것으로 판단된다. 카본블랙 입자끼리 재응집이 발생되기 때문인 것으로 사료된다. 이러한 특성은 안료표면에 충분하게 PR-Polymer가 결합되지 않았기 때문에, 카본블랙끼리 재응집이 발생되는 것으로 예측된다. 또한 CB-2-3은 분산수지의 증가로 점도 및 pH 가 다소 상승한 것을 확인할 수 있다. 또한 0.2μm이상의 입자들도 증가한 것으로 확인하였다. 분산수지의 과량으로 카본블랙에 공유결합하지 못한 분산수지들의 영향으로 사료된다. 그러나 10%의 CB-2-2는 CB-2에 비해, 오히려 점도가 낮아졌고, pH 는 다소 증가한 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 카본블랙 표면과 PR-Polymer가 적당하게 표면에 안정적으로 결합한 것으로 예측할 수 있다. 이러한 경향성은 도 7에서 확인할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 일실시예로서 PR-Polymer의 함량에 따른 카본블랙의 점도 및 pH 시간에 따른 변화결과이다.
도 8은 본 발명에 따른 일실시예로서 PR-Polymer의 함량에 따른 카본블랙의 입자분율 변화결과이다.
CB-2-2의 경우, 카본블랙의 표면과 PR-Polymer 분산 수지와의 적당한 비율(카본블랙 15wt%:PR-Polymer 10 wt%)이 열안정성을 높이고, 또한, 카본블랙의 분산안정성도 높아지는 것으로 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 일실시예로서 PR-Polymer의 함량에 따른 카본블랙의 입자 저장 안정성 변화결과이다.
카본블랙의 분산성과 열안정성은 일차 입경, 질소흡착비표면적, pH, PR-Polymer와 같은 고분자 분산수지의 비율 사이에 상관관계를 갖는것으로 나타났다.
도 10은 본 발명에 따른 일실시예의 비교예 1인 PR-Polymer2의 FT-IR 결과이다.
도 11은 본 발명에 따른 일실시예의 비교예 2인 PR-Polymer3의 FT-IR 결과이다.
도 12는 본 발명에 따른 일실시예의 비교예 3인 PR-Polymer4의 FT-IR 결과이다.
도 13은 본 발명에 따른 일실시예인 실시예1 및 비교예 1 내지 3의 PR-Polymer와 카본블랙 분산체의 DLS분석 결과이다.
도 14는 본 발명에 따른 일실시예인 페놀기 흡수능을 확인하기 위한 사이클로헥사놀의 FT-IR 결과이다.
[실시예 1]
Ice bath에서 전용 반응용기에 0.2M HCl 1L를 넣고 300rpm으로 stirring한다. 그 다음 4-aminophenol 27.428g을 가한다. 그 다음 0.02M NaNO2 250mL를 20 mL/min peristaltic pump를 이용해 천천히 가해준다. 마지막으로 2h동안 300rpm으로 stirring해주어, 최종적으로 Aromatic-OH형 분산수지 PR-polymer-1을 얻었다.
[비교예 1]
Ice bath에서 전용 반응용기에 0.2M HCl 1L를 넣고 300rpm으로 stirring한다. 그 다음 4-aminobenzoic acid 27.428g을 가한다. 그 다음 0.02M NaNO2 250mL를 20 mL/min peristaltic pump를 이용해 천천히 가해준다. 마지막으로 2h동안 300rpm으로 stirring해주어, 최종적으로 Aromatic-COOH형 분산수지 PR-polymer-2을 얻었다.
[비교예 2]
Ice bath에서 전용 반응용기에 0.2M HCl 1L를 넣고 300rpm으로 stirring한다. 그 다음 styrene 27.428g과 acrylic acid 27.428g을 가한다. 그 다음 0.02M NaNO2 250mL를 20 mL/min peristaltic pump를 이용해 천천히 가해준다. 마지막으로 2h동안 300rpm으로 stirring해주어, 최종적으로 Aromatic-COOH형 분산수지 PR-polymer-3을 얻었다.
[비교예 3]
Ice bath에서 전용 반응용기에 0.2M HCl 1L를 넣고 300rpm으로 stirring한다. 그 다음 styrene 27.428g과 maleic acid 27.428g을 가한다. 그 다음 0.02M NaNO2 250mL를 20 mL/min peristaltic pump를 이용해 천천히 가해준다. 마지막으로 2h동안 300rpm으로 stirring해주어, 최종적으로 Aromatic-COOH형 분산수지 PR-polymer-4을 얻었다.
표 1은 상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 3의 PR-Polymer에 따른 점도 및 pH값결과이다.
본원 발명의 기술적 특징을 갖는 PR-Polymer-1의 경우, 점도값이 상대적으로 높게 나타났으며, pH값의 경우, 7.5에서 8.3으로 큰 차이가 나타나지는 않았다.
측정값 CB -1 CB -2 CB -3 CB -4
PR-polymer-1 PR-polymer-2 PR-polymer-3 PR-polymer-4
Viscosity(cps) B型
No.1 60rpm, 25℃		 9.4 4.6 7.6 7.7
pH 8.33 7.57 8.04 8.20
그러나 표 2의 분산시간에 따른 카본블랙의 입자분율 변화를 살펴보면, PR-Polymer-1의 입자분율이 1.5%로, 비교예 1 내지 3의 경우와 뚜렷한 차이를 나타내는 것으로 확인할 수 있다.
분산 시간 CB -1 CB -2 CB -3 CB -4
PR-polymer-1 PR-polymer-2 PR-polymer-3 PR-polymer-4
초기 0.179(37.4%) 0.166(27.8%) 0.179(39.5%) 0.145(22.6%)
1시간 0.102(0.6%) 0.097(2.1%) 0.099(3.6%) 0.093(1.9%)
2시간 0.090(0.5%) 0.081(0.7%) 0.088(2.3%) 0.080(0.5%)
3시간 0.079(0.2%) 0.075(0.6%) 0.076(1.5%) 0.070(0.6%)
60℃ 3일 보관 0.2㎛
이상		 1.4 % 9.1 % 42. 6 % 8.9 %
본 발명을 첨부된 도면, 실시예 등과 함께 설명하였으나, 이는 본발명의 요지를 포함하는 다양한 실시 형태 중의 하나의 실시예에 불과하며, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있는 것으로, 본 발명은 상기 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아님은 명확하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 하기의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경, 치환, 대체 등에 의해 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다.
또한, 도면의 일부 구성은 구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로 실제보다 과장되거나 축소되어 제공된 것임을 명확히 한다.

Claims (8)

  1. 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체 제조방법에 있어서,
    아이스 베스에 설치된 반응용기에 0.2M HCl 1,000중량부를 넣고 혼합하는 제1단계;
    상기 제1단계의 혼합액에 4-아미노페놀을 10 내지 1,000중량부를 넣고 혼합하는 제2단계;
    상기 제2단계의 혼합액에 0.02M 아질산나트륨 0.1 내지 500중량부를 넣어주며 혼합하는 제3단계; 및
    상기 제3단계에 의해 생성된 화합물 10~15중량부, 증류수 70~75중량부 및 카본블랙 15중량부를 혼합한 후, 비드밀을 이용하여 카본블랙 분산체를 제조하는 제4단계를 포함하며,
    상기 카본블랙 분산체는 카본블랙의 표면에, 상기 제3단계에 의해 생성된 화합물의 페닐라디칼 반응에 의해 제조되는 열안정성이 우수한 고분자 분산제가 공유 결합되어 형성되고,
    상기 카본블랙 분산체를 50℃에서 1일 보관하는 경우 0.2㎛ 이상의 입자 분율이 0.1% 이하인 것을 특징으로 하는 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1단계 및 제3단계는 100 내지 500rpm으로 교반 혼합하는 것을 특징으로 하는 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 교반 혼합 시간은 1 내지 3시간인 것을 특징으로 하는 높은 열안정성을 갖는 카본블랙 분산체 제조방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 제조방법에 의하여 제조되는 카본블랙 분산체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6042643A (en) 1994-12-15 2000-03-28 Cabot Corporation Reaction of carbon black with diazonium salts, resultant carbon black products and their uses
JP2001139839A (ja) 1999-11-15 2001-05-22 Tokai Carbon Co Ltd 改質カーボンブラックとそのゴム組成物
KR100382527B1 (en) * 1994-12-15 2003-10-17 Aqueous inks and coatings containing modified carbon products
JP2015067576A (ja) 2013-09-30 2015-04-13 キヤノンファインテック株式会社 ピリダジン誘導体

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6042643A (en) 1994-12-15 2000-03-28 Cabot Corporation Reaction of carbon black with diazonium salts, resultant carbon black products and their uses
KR100382527B1 (en) * 1994-12-15 2003-10-17 Aqueous inks and coatings containing modified carbon products
JP2001139839A (ja) 1999-11-15 2001-05-22 Tokai Carbon Co Ltd 改質カーボンブラックとそのゴム組成物
JP2015067576A (ja) 2013-09-30 2015-04-13 キヤノンファインテック株式会社 ピリダジン誘導体

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