[go: up one dir, main page]

KR20190122961A - Polymer fluororesin-carbon powder, polymer fluororesin-carbon composite using multi-structure carbon composite and manufacturing method the same - Google Patents

Polymer fluororesin-carbon powder, polymer fluororesin-carbon composite using multi-structure carbon composite and manufacturing method the same Download PDF

Info

Publication number
KR20190122961A
KR20190122961A KR1020180046519A KR20180046519A KR20190122961A KR 20190122961 A KR20190122961 A KR 20190122961A KR 1020180046519 A KR1020180046519 A KR 1020180046519A KR 20180046519 A KR20180046519 A KR 20180046519A KR 20190122961 A KR20190122961 A KR 20190122961A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
dimensional
graphite
carbon
composite material
fluorine
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
KR1020180046519A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102082756B1 (en
Inventor
우종석
이문희
김병춘
박광상
이영석
박성훈
Original Assignee
주식회사 모간
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 주식회사 모간 filed Critical 주식회사 모간
Priority to KR1020180046519A priority Critical patent/KR102082756B1/en
Publication of KR20190122961A publication Critical patent/KR20190122961A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102082756B1 publication Critical patent/KR102082756B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/15Nano-sized carbon materials
    • C01B32/158Carbon nanotubes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/20Graphite
    • C01B32/21After-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • C08K3/041Carbon nanotubes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00Use of pretreated ingredients
    • C08K9/02Ingredients treated with inorganic substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0213Gas-impermeable carbon-containing materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0221Organic resins; Organic polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0202Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0223Composites
    • H01M8/0226Composites in the form of mixtures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/011Nanostructured additives
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

The present invention relates to a polymer fluorine resin-carbon powder using a carbon composite material having a multi structure, and a manufacturing method thereof. The manufacturing method comprises the steps of: fluorine-treating a 2D graphite and pretreating one-dimensional carbon nanotubes; mixing the 2D graphite and one-dimensional carbon nanotubes to form a carbon composite material; and mixing the carbon composite material with zero-dimensional fluorine resin particles to form a polymer fluorine resin-carbon powder. The 2D graphite contains a fluorine functional group on a surface thereof to be hydrophilic bonded to the zero-dimensional fluorine resin particles, and a high shear stress is applied to the 2D graphite and the zero-dimensional fluorine resin particles and the zero-dimensional fluorine resin particles are uniformly distributed on a surface of the 2D graphite by means of an interfacial interaction. Accordingly, the present invention forms a carbon composite material, in which a 2D graphite fluorine fluorinated to provide a polarity on a surface thereof and one-dimensional carbon nanotubes are uniformly distributed by a hydrophobic bond, and evenly mixes the carbon composite material with zero-dimensional fluorine resin particles by the interfacial interaction to obtain a polymer fluorine resin-carbon powder capable of improving electric conductivity and strength. In case of manufacturing a composite by using the polymer fluorine resin-carbon powder manufactured thereby, the composite is molded by using hot forming device to be applicable in electronic devices such as fuel cell separating plates, heat radiating elements, EMI shielding elements and the like.

Description

다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말, 고분자 불소수지-탄소 복합체 및 그 제조방법 {Polymer fluororesin-carbon powder, polymer fluororesin-carbon composite using multi-structure carbon composite and manufacturing method the same}Polymer fluororesin-carbon powder, polymer fluororesin-carbon composite using multi-structure carbon composite and manufacturing method the same}

본 발명은 다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말, 고분자 불소수지-탄소 복합체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표면에 극성을 부여하기 위해 불소처리된 2차원 흑연과, 1차원 탄소나노튜브를 소수성 결합에 의해 고르게 분산된 탄소 복합소재를 형성하고, 탄소 복합소재를 0차원 불소수지 입자와 계면 상호작용에 의해 균일하게 혼합하여 전기전도도 및 강도를 증가시킬 수 있는 다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말, 고분자 불소수지-탄소 복합체 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer fluorocarbon-carbon powder, a polymer fluorocarbon-carbon composite, and a method of manufacturing the same using a carbon composite material having a multi-structure, and more particularly to fluorine-treated two-dimensional graphite And to form a carbon composite material uniformly dispersed by hydrophobic bonding of one-dimensional carbon nanotubes and uniformly mix the carbon composite material by interfacial interaction with the 0-dimensional fluororesin particles to increase electrical conductivity and strength. The present invention relates to a polymer fluorocarbon-carbon powder, a polymer fluorocarbon-carbon composite, and a manufacturing method using a carbon composite material having a multi-structure.

흑연(graphite)은 탄소로 이루어진 소재이며, 탄소 동소체의 하나로 육방정계에 속하는 판상의 결정을 이루고 있다. 이러한 흑연은 기계적 강도, 화학적 안정성, 열전도도, 전기전도도 등이 우수하며, 인공적으로 대량 생산이 가능하여 연료전지, 방열소자, EMI 차폐소자 등과 같은 현대 산업 분야에서 다양한 적용이 기대되고 있다. 이와 같은 흑연의 경우 흑연 결정은 C축 방향으로 수직한 면인 기저면(basal plane)과 C축 방향으로 평행한 모서리면(edge plane)의 결정 구조를 나타낸다. 이러한 흑연은 판상의 2차원 소재에 해당한다. 이중 비표면적의 차이에 의해 고분자는 흑연 중 모서리면 보다는 기저면에 대한 결합력이 강하다.Graphite is a material made of carbon, and is a carbon allotrope and forms a plate crystal belonging to a hexagonal system. Such graphite is excellent in mechanical strength, chemical stability, thermal conductivity, electrical conductivity, etc., and can be mass-produced artificially, and thus, various applications are expected in modern industrial fields such as fuel cells, heat radiating devices, EMI shielding devices, and the like. In the case of such graphite, the graphite crystal shows a crystal structure of a basal plane that is a plane perpendicular to the C-axis direction and an edge plane that is parallel to the C-axis direction. Such graphite corresponds to a plate-shaped two-dimensional material. Due to the difference in the specific surface area, the polymer has a stronger binding force to the base surface than to the edge surface of graphite.

따라서 종래의 경우에는 탄소소재와 고분자 수지가 혼합된 고분자-탄소소재 분말을 만들기 위해 주로 탄소소재로 0차원 소재인 카본블랙을 사용하거나, 선 형상의 1차원 소재인 탄소나노튜브를 고분자 수지와 혼합하였다. 또한 고분자 수지와의 균일한 혼합을 위해 나노 사이즈로 분산된 탄소소재를 혼합하여 분산성을 개선시키는 기술을 주로 적용하였다. 하지만 이러한 종래기술을 통해 탄소소재와 고분자 수지를 혼합하더라도 탄소소재-고분자 수지 혼합물의 강도를 개선하는 데 한계가 있으며, 이러한 한계로 인해 고강도의 탄소소재-고분자 수지 혼합물이 필요로 하는 분야에 적용이 어렵다는 문제점이 있었다.Therefore, in the conventional case, carbon black, which is a 0-dimensional material, is mainly used as a carbon material, or carbon nanotubes, which are linear one-dimensional materials, are mixed with a polymer resin to make a polymer-carbon material powder in which a carbon material and a polymer resin are mixed. It was. In addition, a technique of improving dispersibility is mainly applied by mixing carbon materials dispersed in nano size for uniform mixing with polymer resin. However, even when the carbon material and the polymer resin are mixed through these conventional techniques, there is a limit in improving the strength of the carbon material-polymer resin mixture, and this limitation is applicable to a field requiring a high-strength carbon material-polymer resin mixture. There was a difficult problem.

이러한 고전도성 및 고강도로 제조된 분리판을 이용하는 대표적인 기술분야는 연료전지 분야 및 방열부품 분야가 있다. 수소이온 전도성 고분자 전해질막에 기반을 둔 수소이온 전도성 고분자 연료전지(proton-exchange membrane fuel cell, PEMFC)의 경우 높은 에너지효율 및 대기오염의 저배출이 이루어지는 에너지전환시스템이다. 특히 화석연료와는 달리 연료로 사용되는 수소 및 메탄올의 이용이 거의 영구적이라는 장점으로 인해 대체 에너지원으로 높은 관심을 가지고 연구되고 있다. 형성된 수소이온은 수소이온전달과 같이 수소이온 전도성 고분자 전해질막을 통해 cathode로 이동하며, 외부회로를 통해 이동한 전자와 cathode로 공급된 공기가 산소와 만나게 되어 하기의 반응식과 같이 환원반응을 통해 물 및 전기에너지 열을 발생하게 된다.Representative technical fields using such a high-conductivity and high-strength separator is the fuel cell field and heat dissipation parts. Proton-exchange membrane fuel cell (PEMFC) based on hydrogen ion conductive polymer electrolyte membrane is an energy conversion system with high energy efficiency and low emission of air pollution. In particular, unlike fossil fuels, the use of hydrogen and methanol as a fuel is almost permanent, and thus research is being conducted with high interest as an alternative energy source. The formed hydrogen ions move to the cathode through the hydrogen-ion conductive polymer electrolyte membrane like hydrogen ion transfer, and the electrons moved through the external circuit and the air supplied to the cathode meet with the oxygen, thereby reducing water and Electric energy is generated heat.

<반응식><Scheme>

Anode : H2 → 2H+ + 2e- Anode: H 2 → 2H + + 2e -

Cathode : 1/2O2 + 2H+ + 2e- → H2O Cathode: 1 / 2O 2 + 2H + + 2e - → H 2 O

Overall : H2 + 1/2O2 → H2OOverall: H 2 + 1 / 2O 2 → H 2 O

이러한 연료전지는 종래기술 '대한민국특허청 등록특허 제10-0805989호 연료전지용 분리판 및 이를 이용한 연료 전지용 스택'과 같이 입경 0.01~50㎛의 흑연 도전재와 바인더를 포함하여 이루어지는 가스비투과층 및 가스비 투과층의 일면 또는 양면에 유로 패턴을 갖도록 형성되며, 흑연 도전재와 바인더를 포함하여 이루어지는 가스투과층을 포함하는 기술로 이루어져 있다. 하지만 종래기술과 같이 사이즈가 큰 흑연만을 압축하여 분리판을 제작할 경우, 인산에 대한 저항력은 우수하나 강도가 저하된다는 단점이 있다. 이에 의해 분리판의 경량화를 위하여 박막화할 경우 강도의 저하 및 수직 방향의 열전도도가 좋지 못하여 폐열을 이용한 에너지 효율이 감소된다는 단점이 있다. 또한 작은 사이즈의 흑연을 이용하여 분리판을 제작할 경우, 흑연의 박리가 용이하여 고분자 수지 내에 분산이 용이하여 강도가 개선된다는 장점은 있으나 흑연 입자들 간의 연결이 잘되지 않아 전기 비저항이 증가한다는 단점이 있다.Such a fuel cell is a gas non-permeable layer and a gas-permeable permeation layer including a graphite conductive material and a binder having a particle diameter of 0.01 to 50 μm, as in the prior art 'Korean Patent Registration Patent No. 10-0805989, Fuel Cell Separator and Stack for Fuel Cell Using the Same' It is formed to have a flow path pattern on one or both sides of the layer, and consists of a technique including a gas permeable layer comprising a graphite conductive material and a binder. However, when manufacturing a separator plate by compressing only graphite having a large size as in the prior art, the resistance to phosphoric acid is excellent but the strength is lowered. As a result, when the thickness of the separator is reduced, the strength and the thermal conductivity in the vertical direction are not good, thereby reducing energy efficiency using waste heat. In addition, when the separator is manufactured using a small size of graphite, the graphite is easily peeled off and easily dispersed in the polymer resin, so that the strength is improved. However, since the connection between the graphite particles is not good, the electrical resistivity increases. have.

특히 연료전지용 분리판에 주로 사용되는 FEP(fluorinated ethylene propylene copolymer)의 경우 탄소소재와 혼합된 후 열간성형을 통해 분리판을 형성하게 되는데, 이러한 고분자 수지는 탄소소재와의 화학적 결합력이 강하지 않아 강도가 저하되어 연료전지 스택(stack) 체결 시 전해질이 누출(leakage)된다는 단점이 있다. 또한 저항이 높을수록 연료의 수송 저하로 인한 연료전지 스택의 효율 감소가 발생한다.In particular, FEP (fluorinated ethylene propylene copolymer), which is mainly used in separators for fuel cells, is mixed with a carbon material and forms a separator through hot forming. Such a polymer resin does not have a strong chemical bonding force with a carbon material and thus has high strength. There is a disadvantage that the electrolyte is leaked when the fuel cell stack is fastened. In addition, the higher the resistance, the lower the efficiency of the fuel cell stack due to the transportation of fuel.

고온 PEMFC용 분리판 재료로 사용되어지는 고분자의 경우 반응물과 인산에 대한 강한 내화학성이 요구되어지며, 이는 연료전지 스택의 내구성 및 신뢰성에 영향을 미치고 있는 상황이다.In the case of the polymer used as a separator material for high temperature PEMFC, strong chemical resistance to reactants and phosphoric acid is required, which affects the durability and reliability of the fuel cell stack.

대한민국특허청 등록특허 제10-0805989호Korea Patent Office Registered Patent No. 10-0805989

따라서 본 발명의 목적은, 표면에 극성을 부여하기 위해 불소처리된 2차원 흑연과, 1차원 탄소나노튜브를 소수성 결합에 의해 고르게 분산된 탄소 복합소재를 형성하고, 탄소 복합소재를 0차원 불소수지 입자와 계면 상호작용에 의해 균일하게 혼합하여 전기전도도 및 강도를 증가시킬 수 있는 다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말, 고분자 불소수지-탄소 복합체 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to form a carbon composite material in which fluorinated two-dimensional graphite and one-dimensional carbon nanotubes are uniformly dispersed by hydrophobic bonding to give polarity to the surface, and the carbon composite material is a 0-dimensional fluorocarbon resin. The present invention provides a polymer fluorocarbon-carbon powder, a polymeric fluorocarbon-carbon composite using a carbon composite material having a multi-structure that can be uniformly mixed by interfacial interaction with particles to increase electrical conductivity and strength, and a manufacturing method thereof. .

상기한 목적은, 2차원 흑연을 불소처리하고, 1차원 탄소나노튜브를 전처리하는 단계와; 상기 2차원 흑연과 1차원 탄소나노튜브를 혼합하여 탄소 복합소재를 형성하는 단계와; 상기 탄소 복합소재를 0차원 불소수지 입자와 혼합하여 고분자 불소수지-탄소 분말을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 2차원 흑연은 표면에 불소관능기를 포함하여 상기 0차원 불소수지 입자와 친수성 결합되며, 상기 2차원 흑연과 상기 0차원 불소수지 입자는 높은 전단응력(high shear stress)을 가하여 계면 상호작용(interfacial interaction)에 의해 상기 2차원 흑연 표면에 상기 0차원 불소수지 입자가 고르게 분포되는 것을 특징으로 하는 다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말 또는 복합체 제조방법에 의해서 달성된다.The above object is to fluorine two-dimensional graphite, and to pre-treat one-dimensional carbon nanotubes; Forming a carbon composite material by mixing the two-dimensional graphite and one-dimensional carbon nanotubes; Mixing the carbon composite material with 0-D fluororesin particles to form a polymer fluororesin-carbon powder, wherein the 2D graphite is hydrophilically bonded to the 0-D fluororesin particles by including a fluorine functional group on a surface thereof, The two-dimensional graphite and the 0-dimensional fluororesin particles are subjected to high shear stress, so that the 0-dimensional fluororesin particles are evenly distributed on the surface of the two-dimensional graphite by interfacial interaction. It is achieved by a method for producing a polymer fluorocarbon-carbon powder or a composite using a carbon composite material having a multi-structure.

여기서, 상기 고분자 불소수지-탄소 분말을 형성하는 단계는, 상기 0차원 불소수지 입자를 밀링하여 높은 전단응력(high shear stress)으로 인하여 부분적으로 표면이 불규칙한 그레뉼(granule) 형태의 미립자 형성을 통해 상기 0차원 불소수지 입자의 비표면적이 증가하며, 상기 2차원 흑연을 밀링(milling)하여 판상 형상으로 박리되어 입자 분포가 커져 상기 0차원 불소수지 입자와 계면 상호작용(interfacial interaction)에 의해 상기 0차원 불소수지 입자가 상기 2차원 흑연 표면에 고르게 분포되는 것이 바람직하며, 상기 밀링(milling)은, 볼밀(ball mill), 쉐이커밀(shaker mill), 진동밀(vibratory mill), 유성밀(planetary mill) 또는 어트리터밀(attritor mill) 중 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하다.Here, the step of forming the polymer fluorocarbon-carbon powder, by milling the 0-dimensional fluorocarbon resin particles through the formation of granule-shaped granules (granule) of the surface partly due to high shear stress (high shear stress) The specific surface area of the 0-dimensional fluororesin particles increases, the 2D graphite is milled, peeled off into a plate shape, and the particle distribution is increased, thereby interfacing with the 0-dimensional fluororesin particles by interfacial interaction. It is preferable that the dimensional fluororesin particles are evenly distributed on the two-dimensional graphite surface, and the milling may include a ball mill, a shaker mill, a vibratory mill, and a planetary mill. ) Or an attritor mill is preferably used.

상기 1차원 탄소나노튜브를 전처리하는 단계는, 상기 1차원 탄소나노튜브를 유기용매 내에 투입한 후 초음파 조사기를 이용하여 분산시키고, 동결건조를 통해 분말화하며, 상기 2차원 흑연을 불소처리하는 단계는, 함산소불소화(oxyfluorination) 처리하여 상기 2차원 흑연의 표면에 불소관능기 및 산소관능기가 결합되어 상기 2차원 흑연이 친수성 표면을 가지는 것이 바람직하다.The pretreatment of the one-dimensional carbon nanotubes may include dispersing the one-dimensional carbon nanotubes in an organic solvent and dispersing them using an ultrasonic irradiator, pulverizing them through lyophilization, and fluorinating the two-dimensional graphite. The oxygen fluorine (oxyfluorination) is treated with a fluorine functional group and an oxygen functional group to the surface of the two-dimensional graphite is preferably the two-dimensional graphite has a hydrophilic surface.

상기 함산소불소화는, 불소가스 및 산소가스로 이루어진 혼합가스를 이용하여 반응기 내에서 0.01 내지 1.0bar의 압력으로 10 내지 60분동안 처리하는 것이 바람직하다.The oxygen-containing fluorination is preferably treated for 10 to 60 minutes at a pressure of 0.01 to 1.0 bar in a reactor using a mixed gas consisting of fluorine gas and oxygen gas.

상기한 목적은 또한, 0차원 불소수지 입자와; 분할(debundling) 상태의 1차원 탄소나노튜브와; 표면이 불소관능기로 개질된 2차원 흑연을 포함하며, 상기 2차원 흑연은 표면에 불소관능기를 포함하여 상기 0차원 불소수지 입자와 친수성 결합되며, 상기 2차원 흑연과 상기 0차원 불소수지 입자는 높은 전단응력(high shear stress)을 가하여 계면 상호작용(interfacial interaction)에 의해 상기 2차원 흑연 표면에 상기 0차원 불소수지 입자가 고르게 분포되는 것을 특징으로 하는 다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말 또는 복합체에 의해서도 달성된다.The above object is also provided with 0-dimensional fluororesin particles; One-dimensional carbon nanotubes in a debundling state; The surface includes two-dimensional graphite modified with a fluorine functional group, the two-dimensional graphite includes a fluorine functional group on the surface is hydrophilically bonded to the 0-dimensional fluororesin particles, the two-dimensional graphite and the 0-dimensional fluororesin particles are high Polymeric fluorine resin using a carbon composite material having a multi-structure, characterized in that the 0-dimensional fluororesin particles are evenly distributed on the surface of the two-dimensional graphite by interfacial interaction by applying a high shear stress It is also achieved by carbon powders or composites.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 표면에 극성을 부여하기 위해 불소처리된 2차원 흑연과, 1차원 탄소나노튜브를 소수성 결합에 의해 고르게 분산된 탄소 복합소재를 형성하고, 탄소 복합소재를 0차원 불소수지 입자와 계면 상호작용에 의해 균일하게 혼합하여 전기전도도 및 강도를 증가시킬 수 있는 고분자 불소수지-탄소 분말을 얻을 수 있다.According to the above-described configuration of the present invention, in order to impart polarity to the surface, fluorine-treated two-dimensional graphite and one-dimensional carbon nanotubes are uniformly dispersed by hydrophobic bonding to form a carbon composite material, and the carbon composite material is 0-dimensional. It is possible to obtain a polymer fluorocarbon-carbon powder which can be uniformly mixed by interfacial interaction with the fluororesin particles to increase the electrical conductivity and strength.

이렇게 제조된 고분자 불소수지-탄소 분말을 이용하여 고분자 탄소 복합체를 열간 성형장치를 이용하여 성형하여 연료전지 분리판, 방열 소자, EMI 차폐 소자 등과 같은 전자기기에 응용이 가능하다.The polymer fluorocarbon-carbon powder thus prepared is used to form a polymer carbon composite using a hot forming apparatus, and thus it may be applied to electronic devices such as fuel cell separators, heat radiating elements, and EMI shielding elements.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말 또는 복합체의 도면이고,
도 2는 고분자 불소수지-탄소 분말 또는 복합체 제조방법의 순서도이고,
도 3 및 도 4는 흑연 및 탄소나노튜브의 함산소불소화처리 전후의 라만 스펙트럼이고,
도 5는 흑연과 탄소나노튜브를 혼합한 탄소소재의 SEM 사진이고,
도 6은 흑연과 불소수지 입자의 밀링 후 SEM 사진이고,
도 7은 흑연, 탄소나노튜브 및 불소수지 입자의 밀링 후 SEM 사진이고,
도 8 및 도 9는 EDX 분석(Bruker, XFlash 410-M)을 통하여 치환된 불소의 함량을 확인한 결과이다.
1 is a view of a polymer fluorocarbon-carbon powder or composite using a carbon composite material according to an embodiment of the present invention,
2 is a flow chart of a method for preparing a polymer fluorocarbon-carbon powder or composite,
3 and 4 are Raman spectra before and after oxygenated fluorination treatment of graphite and carbon nanotubes,
5 is a SEM photograph of a carbon material mixed with graphite and carbon nanotubes,
6 is a SEM photograph after milling of graphite and fluororesin particles,
7 is a SEM photograph after milling of graphite, carbon nanotubes, and fluororesin particles;
8 and 9 show the results of confirming the content of the substituted fluorine through EDX analysis (Bruker, XFlash 410-M).

이하 본 발명의 실시예에 따른 다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말, 고분자 불소수지-탄소 복합체 및 그 제조방법을 도면을 통해 상세히 설명한다.Hereinafter, a polymer fluorocarbon-carbon powder, a polymer fluorocarbon-carbon composite, and a method of manufacturing the same using a carbon composite material having a multi-structure according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

고분자 불소수지-탄소 분말 또는 복합체를 제조하기 위해 탄소소재로 2차원 흑연을 사용하는 경우 전기전도성을 증가시키는 데 한계가 있으며, 강도가 우수하지 못하여 단독으로 분리판에 적용하기에는 바람직하지 못하다. 또한 1차원 탄소나노튜브의 경우 응집이 되는 경향이 있기 때문에 불소수지와 혼합할 경우 분산성이 우수하지 못하여 이를 상용화 하기에는 어려운 실정이다. 이에 본 발명의 고분자 불소수지-탄소 분말 또는 복합체는, 상기한 문제점을 해결하기 위해 2차원 흑연과 1차원 탄소나노튜브를 혼합한 탄소 복합소재를 이용하여 불소수지와 혼합을 실시한다.In the case of using two-dimensional graphite as a carbon material to prepare a polymer fluorocarbon-carbon powder or a composite, there is a limit in increasing the electrical conductivity, and it is not preferable to be applied to a separator alone because it is not excellent in strength. In addition, in the case of the one-dimensional carbon nanotubes are prone to agglomeration, it is difficult to commercialize them because they are not excellent in dispersibility when mixed with fluorine resin. In order to solve the above problems, the polymer fluorocarbon-carbon powder or composite of the present invention is mixed with the fluorocarbon resin using a carbon composite material mixed with two-dimensional graphite and one-dimensional carbon nanotubes.

본 발명에 따른 고분자 불소수지-탄소 분말 또는 복합체는, 도 1에 도시된 바와 같이 0차원 불소수지 입자와; 분할(debundling) 상태의 1차원 탄소나노튜브와; 표면이 불소관능기로 개질된 2차원 흑연을 포함하며, 2차원 흑연은 표면에 불소관능기를 포함하여 0차원 불소수지 입자와 친수성 결합되며, 2차원 흑연과 0차원 불소수지 입자는 높은 전단응력(high shear stress)을 가하여 계면 상호작용(interfacial interaction)에 의해 2차원 흑연 표면에 0차원 불소수지 입자가 고르게 분포된 상태로 이루어진다. 여기서 복합체는 고분자 불소수지-탄소 분말을 통해 형성되며 분리판 또는 방열판 등에 적용가능한 상태의 제품을 의미한다.Polymeric fluorocarbon-carbon powder or composite according to the present invention, as shown in Figure 1, 0-dimensional fluororesin particles; One-dimensional carbon nanotubes in a debundling state; The surface includes two-dimensional graphite modified with a fluorine functional group, and the two-dimensional graphite includes a fluorine functional group on the surface to be hydrophilically coupled with the 0-dimensional fluororesin particles, and the 2-dimensional graphite and the 0-dimensional fluororesin particles have a high shear stress. Shear stress is applied to make the 0-D fluororesin particles evenly distributed on the 2-D graphite surface by interfacial interaction. Here, the composite is formed through the polymer fluorocarbon-carbon powder and means a product which is applicable to a separator or a heat sink.

이와 같은 불소처리된 흑연-불소수지 분말 또는 복합체 제조방법은 도 2에 도시된 바와 같이 먼저, 2차원 흑연을 불소처리한다(S1a).In the fluorine-treated graphite-fluorine resin powder or composite manufacturing method, as shown in FIG. 2, first, two-dimensional graphite is fluorinated (S1a).

흑연은 400㎛ 이상의 사이즈를 가지는 2차원 탄소소재이며, 면을 가지는 판상으로 이루어진다. 흑연의 사이즈가 400㎛ 미만일 경우 흑연의 소수성 기저면(basal plane)의 감소로 인한 표면에너지 차이로 인하여 0차원 불소수지 입자와 결합력이 감소하여 표면에 0차원 불소수지 입자가 안정적으로 결합되지 못한다는 문제점이 있다. 즉 소수성 기저면의 경우 이후의 단계에서 불소처리를 통해 친수성 표면이 되는데, 친수성 표면이 많을수록 불소수지 입자와의 결합력이 증가하기 때문에 흑연의 사이즈는 400㎛ 이상이 되는 것이 바람직하다. 이러한 흑연은 인조흑연, 팽창흑연, 천연흑연 등 흑연의 종류에 제한없이 사용 가능하다.Graphite is a two-dimensional carbon material having a size of 400 µm or more, and is made of a plate having a surface. If the size of the graphite is less than 400㎛, the bond strength with the 0-D fluororesin particles decreases due to the difference in surface energy due to the reduction of the hydrophobic basal plane of the graphite, and the 0-D fluororesin particles cannot be stably bonded to the surface. There is this. In other words, the hydrophobic base surface becomes a hydrophilic surface through fluorination in a later step. Since the more hydrophilic surface, the bonding force with the fluorine resin particles increases, the size of graphite is preferably 400 μm or more. Such graphite can be used without limitation in the kind of graphite, such as artificial graphite, expanded graphite, natural graphite.

이러한 흑연 표면에 극성을 부여하기 위하여 2차원 흑연을 불소처리한다. 이때 불소처리는 함산소불소화(oxyfluorination) 처리를 의미하며, 이는 흑연 표면에 극성을 부여하고 불소수지와의 상용화제(compatibilization) 역할로 물리적 친화력을 높이기 위함이다.In order to impart polarity to the graphite surface, two-dimensional graphite is fluorinated. In this case, fluorine treatment refers to oxyfluorination treatment, which imparts polarity to the graphite surface and enhances physical affinity by acting as a compatibilization agent with the fluorine resin.

흑연의 경우 스택(stack) 형상을 가지기 때문에 함산소불소화 처리시 C축 방향으로 수직한 면인 기저면(basal plane)이 아닌 C축 방향으로 평행한 모서리면(edge plane) 쪽에 함산소불소화처리되어 표면에 불소가 치환된다. 도 3은 흑연의 함산소불소화처리 전후의 라만 스펙트럼을 나타낸 것이다. 흑연을 함산소불소화처리할 경우 모서리면 쪽이 불소치환되기 때문에 D/G ratio 및 2D/G ratio 증가가 거의 없는 것으로 확인되며, 미비하게 증가한 것은 오차범위 내에 해당한다. 또한 2D/G ratio가 큰 것은 결정성이 우수한 흑연을 사용한 것을 의미한다.Since graphite has a stack shape, oxygen fluorinated fluorine is treated on the edge plane parallel to the C-axis direction instead of the basal plane that is perpendicular to the C-axis when oxyfluorinated fluorination is performed. Fluorine is substituted. 3 shows Raman spectra before and after oxygenated fluorination of graphite. When the oxygen-containing fluorinated graphite treatment, the edge side is fluorine-substituted, so there is almost no increase in D / G ratio and 2D / G ratio, and the increase is insignificant. In addition, a large 2D / G ratio means that graphite having excellent crystallinity is used.

함산소불소화 처리는 불소가스 및 산소가스로 이루어진 혼합가스를 이용하여 반응기 내에서 0.01 내지 1.0bar의 압력으로 10 내지 60분 동안 처리하게 된다. 이를 통해 불소가 치환된 흑연을 을 얻을 수 있다. 이와 같이 흑연을 함산소불소화 처리하게 되면 소수성 표면의 흑연에 불소관능기와 소량의 산소관능기가 결합되어 친수성 표면을 가지게 되며, 이로 인해 불소수지 분말과의 결합력이 우수해진다.Oxygen-containing fluorination is treated for 10 to 60 minutes at a pressure of 0.01 to 1.0 bar in a reactor using a mixed gas consisting of fluorine gas and oxygen gas. Through this, graphite substituted with fluorine can be obtained. When the oxygen-oxyfluorinated graphite is treated as described above, a fluorine functional group and a small amount of oxygen functional groups are bonded to the graphite on the hydrophobic surface to have a hydrophilic surface, thereby improving the binding strength with the fluorine resin powder.

여기서 불소가스는 삼불화질소(NF3, nitron fluorine three), 사불화탄소(CF4, tetrafluoromethane), 삼불화메탄(CHF3, trifluoromethane), 팔불화삼탄소(C3F8, octafluoropropane) 및 팔불화사탄소(C4F8, octafluorocyclobutane) 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 불소가스 및 산소가스의 혼합비율은 불소가스 : 산소가스 = 5 내지 95 : 95 내지 5의 부피비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 본 단계를 통해 흑연을 함산소불소화처리하게 되면 흑연의 소수성 표면이 친수성 관능기에 의해 표면 개질되기 때문에 이후에 불소수지 입자와 용이하게 혼합된다.The fluorine gas is nitrogen trifluoride (NF 3 , nitron fluorine three), carbon tetrafluoride (CF 4 , tetrafluoromethane), trifluoromethane (CHF 3 , trifluoromethane), trifluorofluorocarbons (C 3 F 8 , octafluoropropane) and octafluoride It is selected from the group consisting of tetracarbon (C 4 F 8 , octafluorocyclobutane) and mixtures thereof, and the mixing ratio of fluorine gas and oxygen gas is used by mixing in a volume ratio of fluorine gas: oxygen gas = 5 to 95: 95 to 5. desirable. Oxygen-fluorination treatment of the graphite through this step is because the hydrophobic surface of the graphite is surface-modified by the hydrophilic functional group, it is then easily mixed with the fluororesin particles.

2차원 탄소소재는 흑연 뿐만 아니라 그래핀을 사용하는 경우도 있으나, 그래핀의 경우 그래핀을 제조하는 방법이 단계가 추가되어 제조공정 및 비용이 증가되며, 결함으로 인해 전기전도도가 감소할 수 있다. 그래핀은 일반적으로 허머스(Hummer's) 방법을 이용한 강한 산처리를 통해 흑연의 결함을 발생시켜 얻게 된다. 또한 산화그래핀을 제조 후 환원제를 이용하여 환원시켜 얻는 방법이 사용되고 있다. 따라서 그래핀을 사용할 경우 공정의 단계가 증가하기 때문에 그래핀보다는 흑연을 사용하여 흑연의 표면에 직접적으로 함산소불소화처리를 하여 전기전도도 개선 및 공정의 단순화를 시킬 수 있다.In the case of 2D carbon material, not only graphite but also graphene may be used, but in the case of graphene, the method of manufacturing graphene is added to increase the manufacturing process and cost, and defects may reduce electrical conductivity. . Graphene is generally obtained by generating graphite defects through strong acid treatment using Hummer's method. In addition, a method of reducing graphene oxide after production using a reducing agent has been used. Therefore, since graphene is used, the step of the process increases, and thus, the oxygen fluorination treatment is directly performed on the surface of the graphite using graphite rather than graphene, thereby improving electrical conductivity and simplifying the process.

1차원 탄소나노튜브를 전처리한다(S1b).One-dimensional carbon nanotubes are pretreated (S1b).

S1a 단계를 통해 함산소불소화처리된 흑연과 함께 혼합될 1차원 탄소소재인 탄소나노튜브를 전처리한다. 탄소나노튜브의 경우 길이방향으로 긴 1차원 와이어 형상으로 이루어지기 때문에 분산된 상태의 함산소불소화처리 흑연을 연결하여 강도 및 전기전도도를 증가시킬 수 있다. 흑연의 경우 2차원 형상이기 때문에 흑연만으로도 우수한 전도성 경로를 형성하지만, 흑연과 함께 1차원 탄소나노튜브를 혼합하게 되면 더욱 우수한 전도성 경로를 형성하여 전기전도도가 증가될 수 있다. 이러한 탄소나노튜브는 흑연과 달리 함산소불소화처리는 하지 않는다.In the step S1a, carbon nanotubes, which are one-dimensional carbon materials to be mixed with the oxygen-containing fluorinated graphite, are pretreated. Since carbon nanotubes are formed in a long one-dimensional wire shape in the longitudinal direction, strength and electrical conductivity can be increased by connecting dispersed oxygen-oxyfluorinated graphite. In the case of graphite, since the two-dimensional shape, the graphite alone forms an excellent conductive path, but when the one-dimensional carbon nanotubes are mixed with the graphite, an excellent conductive path may be formed to increase electrical conductivity. Unlike graphite, such carbon nanotubes do not undergo oxygen fluorination.

탄소나노튜브의 경우 다발(bundling) 상태로 존재할 수 있는데, 이를 흑연과 용이하게 혼합하기 위해서는 탄소나노튜브가 분할(debundling) 상태로 분산되어 있어야 한다. 따라서 탄소나노튜브가 분산 상태로 존재하도록 전처리를 수행한다. 1차원 탄소나노튜브의 전처리는 탄소나노튜브를 유기용매 내에 투입한 후 초음파 조사기를 이용하여 분산시키고, 동결건조를 통해 탄소나노튜브를 분말화 할 수 있다.In the case of carbon nanotubes, they may exist in a bundling state. In order to easily mix them with the graphite, the carbon nanotubes must be dispersed in a debundling state. Therefore, pretreatment is performed so that the carbon nanotubes are in a dispersed state. In the pretreatment of the one-dimensional carbon nanotubes, the carbon nanotubes are introduced into an organic solvent, dispersed using an ultrasonic irradiator, and the carbon nanotubes are powdered through lyophilization.

이러한 탄소나노튜브는 단일벽탄소나노튜브(single-walled carbon nanotubes, SWCNT), 이중벽탄소나노튜브(double-walled carbon nanotubes, DWCNT) 또는 다중벽탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotubes, MWCNT)를 사용 가능하나, 결정성이 우수하여 전기전도도가 좋은 단일벽탄소나노튜브를 적용하는 것이 가장 바람직하다.Such carbon nanotubes are single-walled carbon nanotubes (SWCNTs), double-walled carbon nanotubes (DWCNTs) or multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs). However, it is most preferable to apply single wall carbon nanotubes having excellent crystallinity and good electrical conductivity.

흑연의 경우 일반적으로 순도가 좋은 상태이기 때문에 분말 또는 복합체의 제조에 바로 적용이 가능하지만 탄소나노튜브의 경우에는 순도가 좋지 못하며, 경우에 따라서 준비된 탄소나노튜브에서 일부 섞여 있는 비정질 탄소를 제거하기 위하여 탄소나노튜브를 열처리할 수 있다. 열처리 조건으로는 공기 분위기 하에서 500 내지 1000℃로 1시간 이상 가열하며, 이를 통해 비정질 탄소가 제거된 1차원 탄소나노튜브를 얻을 수 있다.In the case of graphite, since the purity is generally good, it can be directly applied to the preparation of powder or composite, but in the case of carbon nanotubes, the purity is not good, and in some cases, to remove some of the mixed carbon from the prepared carbon nanotubes. Carbon nanotubes can be heat treated. Heat treatment conditions are heated at 500 to 1000 ℃ for 1 hour or more under an air atmosphere, it is possible to obtain a one-dimensional carbon nanotubes from which amorphous carbon is removed.

또한 탄소나노튜브는 흑연과 달리 함산소불소화처리를 하지 않는 것이 바람직하다. 도 4는 탄소나노튜브의 함산소불소화처리 전후의 라만 스펙트럼을 나타낸 것으로, 탄소나노튜브를 함산소불소화처리할 경우 D/G가 매우 증가하는 것을 확인할 수 있는데, 이는 탄소나노튜브를 함산소불소화처리할 경우 흑연보다 많은 결함이 발생하여 전기전도도가 감소한다는 것을 의미한다. 탄소나노튜브의 경우 다발 구조로 비표면적이 흑연보다 커지므로 불소치환된 양이 흑연보다 많으며, 그만큼 결함이 발생하여 전기전도도가 낮아지는 경향이 있다. 따라서 함산소불소화처리는 흑연만 진행하고 탄소나노튜브는 진행하지 않는 것이 바람직하다.In addition, unlike graphite, carbon nanotubes are preferably not subjected to oxygen fluorination. Figure 4 shows the Raman spectrum before and after oxygenated fluorination treatment of carbon nanotubes, it can be seen that when the oxygen fluorination treatment of carbon nanotubes, the D / G is significantly increased, which is the oxygen fluorination treatment of carbon nanotubes If so, more defects occur than graphite, which means that the electrical conductivity is reduced. In the case of carbon nanotubes, since the specific surface area is larger than graphite due to the bundle structure, the amount of fluorine-substituted is more than that of graphite, and defects tend to occur, thereby lowering the electrical conductivity. Therefore, it is preferable that the oxygen fluorination treatment proceeds only with graphite and not with carbon nanotubes.

2차원 흑연과 1차원 탄소나노튜브를 혼합하여 탄소 복합소재를 형성한다(S2).Two-dimensional graphite and one-dimensional carbon nanotubes are mixed to form a carbon composite material (S2).

S1a 단계를 통해 함산소불소화처리된 2차원 흑연과, S1b 단계를 통해 전처리된 1차원 탄소나노튜브가 고르게 분산되도록 혼합하여 탄소 복합소재를 형성한다. 흑연을 함산소불소화처리하게 되면 C축 방향으로 평행한 모서리면(edge plane)이 함산소불소화처리되어 친수성의 띠게 되며, C축 방향으로 수직한 면인 기저면(basal plane)은 그대로 소수성을 유지하게 된다. 이러한 소수성 표면을 가지는 흑연의 기저면에 소수성 표면을 가지는 탄소나노튜브를 분산시켜 소수성 결합이 이루어지도록 한다. 2차원 흑연과 1차원 탄소나노튜브가 고르게 분산되도록 혼합하는 방법으로는 밀링을 통해 혼합할 수 있다. 여기서 밀링은 볼밀(ball mill), 쉐이커밀(shaker mill), 진동밀(vibratory mill), 유성밀(planetary mill) 또는 어트리터밀(attritor mill) 중 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하다. In the step S1a, the oxygen-containing fluorinated two-dimensional graphite is mixed with the pre-treated one-dimensional carbon nanotubes through the step S1b to form a carbon composite material. Oxygen-fluorinated graphite is hydrophobic by the edge plane parallel to the C-axis, and hydrophilic, and the basal plane perpendicular to the C-axis maintains hydrophobicity. . The hydrophobic bond is made by dispersing carbon nanotubes having a hydrophobic surface on the base surface of the graphite having such a hydrophobic surface. As a method of mixing two-dimensional graphite and one-dimensional carbon nanotubes to be evenly dispersed, it may be mixed by milling. The milling is preferably any one of a ball mill, a shaker mill, a vibratory mill, a planetary mill, or an attritor mill.

도 5는 흑연과 단일벽탄소나노튜브를 혼합한 탄소소재의 SEM 사진으로, 초음파 조사 및 동결건조를 통해 분산된 탄소나노튜브를 흑연과 혼합할 경우 탄소소재 간의 소수성 결합에 의하여 분산이 잘 된 것을 확인할 수 있다. 또한 흑연 사이에 종횡비(aspect ratio)가 큰 탄소나노튜브가 이어주는(interconnection) 역할을 하여 전기전도도가 개선될 수 있다.5 is a SEM photograph of a carbon material in which graphite and single-walled carbon nanotubes are mixed. When the carbon nanotubes dispersed through ultrasonic irradiation and lyophilization are mixed with graphite, they are well dispersed by hydrophobic bonds between the carbon materials. You can check it. In addition, the electrical conductivity may be improved by acting as the interconnection between the carbon nanotubes having a large aspect ratio between the graphite.

탄소나노튜브를 흑연과 혼합하여 탄소소재를 형성할 경우 전체 탄소소재 중 탄소나노튜브는 1wt% 이하로 혼합하고 나머지 탄소는 흑연으로 이루어지는 것이 바람직하다. 탄소나노튜브가 1wt%를 초과할 경우 밀도가 낮고 볼륨이 크기 때문에 이에 의해 탄소나노튜브의 함량이 증가하게 되면 탄소나노튜브끼리 서로 뭉쳐 응집체를 형성하게 된다. 이로 인해 탄소나노튜브의 첨가를 통해 전기전도도의 향상 효과를 볼 수 없게 된다.When carbon nanotubes are mixed with graphite to form a carbon material, the carbon nanotubes of the total carbon materials are preferably mixed at 1 wt% or less, and the remaining carbon is preferably made of graphite. When the carbon nanotubes exceed 1wt%, the density is low and the volume is large, whereby the content of the carbon nanotubes increases, thereby forming the aggregates of the carbon nanotubes. As a result, it is impossible to see the effect of improving the electrical conductivity through the addition of carbon nanotubes.

탄소 복합소재를 불소수지 입자와 혼합하여 고분자 불소수지-탄소 분말 또는 복합체를 형성한다(S3).The carbon composite material is mixed with the fluororesin particles to form a polymer fluorocarbon-carbon powder or a composite (S3).

S2 단계를 통해 골고루 분산된 상태의 탄소 복합소재를 불소수지 입자와 혼합하여 고분자 불소수지-탄소 분말 또는 복합체를 형성한다. 탄소 복합소재에는 함산소불소화처리된 2차원 흑연이 존재하기 때문에 불소수지 입자와 우수한 결합력을 가지게 되며, 이를 통해 고르게 분산된 상태의 고분자 불소수지-탄소 분말 또는 복합체를 형성할 수 있다.Through the step S2, the carbon composite material is evenly dispersed with the fluororesin particles to form a polymer fluorocarbon-carbon powder or composite. Since the oxygen-containing fluorinated two-dimensional graphite is present in the carbon composite material, the carbon composite material has excellent binding strength with the fluororesin particles, thereby forming a polymer fluorocarbon-carbon powder or a composite in a uniformly dispersed state.

이때 불소수지는 0차원 입자로 10㎛ 이하의 사이즈를 가지는 매우 작은 파티클 형상의 입자를 의미한다. 이와 같은 불소수지 입자 사이즈가 10㎛를 초과할 경우 높은 밀도 및 중량으로 인하여 불소수지 입자가 흑연 표면에 결합되지 않고 불소수지 입자들끼리 서로 뭉쳐 균일하게 분포된 흑연-불소수지 분말 또는 복합체를 얻을 수 없다. 이러한 불소수지 입자는, 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리플루오르화비닐리덴(polyvinylidene fluoride, PVDF), 불소화에틸렌프로필렌(fluorinated ethylene propylene, FEP) 및 이의 혼합으로 이루어지는 것이 바람직하다.In this case, the fluorine resin refers to very small particle-shaped particles having a size of 10 μm or less as 0-dimensional particles. When the particle size of the fluorine resin exceeds 10 μm, the fluorine resin particles are not bonded to the graphite surface due to the high density and weight, and the fluorine resin particles are agglomerated with each other to obtain a uniformly distributed graphite-fluorine resin powder or composite. none. The fluororesin particles are preferably made of polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), fluorinated ethylene propylene (FEP), and mixtures thereof.

탄소 복합소재와 불소수지 입자의 혼합은 용매가 존재하지 않은 건조한 상태로 이루어지며, 이러한 1차원 및 2차원 탄소 복합소재와 0차원 불소수지 입자를 서로 혼합한 후 이를 밀링하여 고분자 불소수지-탄소 분말 또는 복합체를 형성한다. 흑연의 경우 표면에 불소관능기 및 소수의 산소관능기를 포함하는 친수성 상태이며, 불소수지 입자는 불소를 포함하고 있기 때문에 이 또한 친수성 상태이다. 따라서 형성된 고분자 불소수지-탄소 분말 또는 복합체는 계면 상호작용(interfacial interaction)에 의해 흑연 표면에 불소수지 입자가 고르게 분포된 상태로 결합된다. 여기서 밀링은 S2 단계와 마찬가지로 볼밀, 쉐이커밀, 진동밀, 유성밀 또는 어트리터밀 중 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하다.The carbon composite material and the fluorine resin particles are mixed in a dry state in which no solvent is present. The fluororesin-carbon powders are mixed by milling the 1D and 2D carbon composite materials and the 0D fluororesin particles and then milled. Or form a complex. In the case of graphite, the surface is a hydrophilic state containing a fluorine functional group and a small number of oxygen functional groups, and since the fluorine resin particles contain fluorine, this is also a hydrophilic state. Therefore, the formed polymer fluorocarbon-carbon powder or composite is bonded in a state where fluororesin particles are evenly distributed on the graphite surface by interfacial interaction. In this case, as in the step S2, it is preferable to use any one of a ball mill, a shaker mill, a vibration mill, a planetary mill, or an attritor mill.

도 6에 도시된 바와 같이 0차원 불소수지 입자를 밀링하게 되면 사이즈 감소는 크게 없으며, 밀링시 높은 전단응력(high shear stress)으로 인하여 부분적으로 표면이 불규칙한 그레뉼(granule) 형태의 미립자가 존재하여 불소수지 입자의 비표면적이 증가하게 된다. 또한 2차원 흑연을 밀링하게 되면 흑연의 박리가 일어나 흑연이 판상으로 박리되어 입자 분포가 커지나 사이즈의 변화는 거의 없으며, 이로 인해 0차원 불소수지 입자와 계면 상호작용에 의해 표면에 고르게 분포될 수 있다. As shown in FIG. 6, when the 0-dimensional fluororesin particles are milled, there is no significant decrease in size, and due to the high shear stress during milling, there are granule-shaped particles having irregular surfaces in part. The specific surface area of the fluororesin particles is increased. In addition, when the two-dimensional graphite is milled, the graphite is peeled off, and the graphite is peeled into a plate, so that the particle distribution is large, but there is little change in size, which may be evenly distributed on the surface by interfacial interaction with the 0-dimensional fluororesin particles. .

도 6 및 도 7의 경우 1차원 탄소나노튜브, 2차원 흑연 및 0차원 불소수지 입자인 불소화에틸렌프로필렌을 첨가한 후 볼밀링한 SEM 사진으로, 흑연 표면에 8㎛의 불소수지 입자가 고르게 분산되어 있으며, 흑연과 탄소나노튜브도 서로 골고루 분산된 것을 확인할 수 있다.6 and 7 are SEM images of ball milling after adding fluorinated ethylene propylene, which is one-dimensional carbon nanotubes, two-dimensional graphite, and zero-dimensional fluororesin particles, and the particles of 8 μm are uniformly dispersed on the graphite surface. In addition, it can be seen that graphite and carbon nanotubes are evenly dispersed with each other.

0차원 불소수지 입자와 2차원 흑연을 밀링하게 되면 2차원으로 판상을 가지는 흑연의 표면에 0차원 불소수지 입자가 고르게 분포된 상태로 결합될 수 있다. 만약 2차원 흑연이 아닌 0차원 또는 1차원 탄소소재 만을 사용할 경우 불소수지 입자를 효과적으로 감싸기 어렵기 때문에 불소수지와 탄소소재가 골고루 분산된 상태의 분말 또는 복합체를 얻을 수 없다.When the 0-dimensional fluororesin particles and the 2-dimensional graphite are milled, the 0-dimensional fluororesin particles may be evenly distributed on the surface of the graphite having a plate shape in two dimensions. If only 0-dimensional or 1-dimensional carbon materials are used, not 2D graphite, it is difficult to effectively wrap the fluororesin particles, so that powders or composites in which the fluororesins and carbon materials are evenly dispersed may not be obtained.

또한 흑연 표면에 불소수지 입자가 계면 상호작용으로 인해 결합될 경우 고분자 불소수지-탄소 분말 또는 복합체에서 흑연이 고함량으로 포함될 수 있다. 일반적인 방법으로 고분자와 탄소소재를 혼합할 경우 탄소소재의 함량이 증가할수록 혼합상태가 양호하지 못하고 탄소소재와 고분자가 각각 개별적으로 뭉치게 된다. 하지만 본 발명과 같이 고분자는 0차원 불소수지를 사용하고 탄소소재는 판상의 2차원 흑연을 사용하여, 밀링을 이용하여 혼합할 경우 흑연 표면에 불소수지 입자가 계면 상호작용 및 친수성 관능기에 의해 고르게 분포되어 흑연이 고함량으로 포함된 고분자 불소수지-탄소 분말 또는 복합체를 얻을 수 있다.In addition, when the fluororesin particles are bonded to the graphite surface due to the interfacial interaction, the graphite may be contained in the polymer fluorocarbon-carbon powder or the composite in a high content. When the polymer and the carbon material are mixed in a general manner, as the content of the carbon material increases, the mixed state is not good, and the carbon material and the polymer are aggregated individually. However, as in the present invention, the polymer uses 0-dimensional fluorine resin and the carbon material uses plate-shaped two-dimensional graphite, and when mixed by milling, the fluororesin particles are uniformly distributed by interfacial interaction and hydrophilic functional groups on the graphite surface. Thus, a high molecular weight fluorocarbon-carbon powder or composite containing graphite is obtained.

고분자 불소수지-탄소 분말 또는 복합체는 흑연이 60 내지 95wt%이며, 불소수지 입자가 5 내지 40wt% 혼합되는 것이 바람직하다. 흑연이 60wt% 미만이고 불소수지 입자가 40wt%를 초과할 경우 불소수지 입자가 흑연 표면에 결합되지 않고 불소수지 입자끼리 서로 뭉칠 수 있다. 또한 흑연이 95wt%를 초과하고 0차원 불소수지 입자가 5wt% 미만일 경우, 이러한 고분자 불소수지-탄소 분말 또는 복합체를 이용하여 생산되는 제품의 강도가 저하되기 때문에 실제 제품에 적용할 수 없다는 문제점이 있다.The polymer fluorocarbon-carbon powder or composite is preferably 60 to 95 wt% of graphite and 5 to 40 wt% of fluororesin particles. When the graphite is less than 60wt% and the fluorine resin particles are more than 40wt%, the fluororesin particles may not be bonded to the graphite surface, and the fluororesin particles may aggregate together. In addition, when the graphite is more than 95wt% and the 0-dimensional fluorine resin particles are less than 5wt%, there is a problem that can not be applied to the actual product because the strength of the product produced using such a polymer fluorocarbon-carbon powder or composite is reduced. .

이하에서는 본 발명의 실시예를 좀 더 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail.

<비교예 1>Comparative Example 1

500㎛ 사이즈를 가지는 흑연(Asbury, #3763)과 탄소소재와 불소화에틸렌프로필렌 불소수지 입자(입자 사이즈 = 5㎛, FEP, 6322PZ, 3M)를 혼합한 후 6시간 동안 볼밀링을 진행하여 고분자 불소수지-흑연 분말을 형성한다. 표 1는 흑연 함량에 따른 고분자 불소수지-흑연 분말의 전기전도도 및 굴곡강도이다.Graphite (Asbury, # 3763) having 500㎛ size, carbon material and fluorinated ethylene propylene fluororesin particles (particle size = 5㎛, FEP, 6322PZ, 3M) were mixed and ball milled for 6 hours to polymer fluorine resin -To form graphite powder. Table 1 shows the electrical conductivity and flexural strength of the polymer fluororesin-graphite powder according to the graphite content.

흑연함량(wt%)Graphite content (wt%) 2020 4040 6060 8080 전기전도도
(S/cm)
Electrical conductivity
(S / cm)
0.0030.003 0.1590.159 6.1316.131 636.943636.943
굴곡강도(MPa)Flexural Strength (MPa) 17.5417.54 11.5811.58 9.689.68 8.968.96

여기서 전기 비저항은 ASTM D991 규격에 의하여 저항 측정기(Mitsubishi 사, 모델명: MCT-T610)를 이용하였으며, 10V의 인가 전압으로 샘플(50×50×2mm, 가로, 세로, 두께)을 제조한 후 10point 이상 샘플을 측정하고 평균 값으로 계산하였다. 또한 굴곡 강도는 만능시험장비(UTM, DA-WHA사, 모델명: DEC-M200KC)를 이용하여 가공된 샘플(12.7×5.6×4.8mm, 가로, 세로, 두께)을 조건 10mm/min 속도로 굴곡 강도를 측정하여 5개 이상의 샘플 측정 후 평균 값으로 계산하였다. 이를 통해 표 1과 같이 흑연의 함량이 증가할수록 전기전도성 경로가 감소하여 전기전도도는 증가하나 굴곡강도가 감소하는 것을 확인할 수 있다.Here, the electrical resistivity was measured using a resistance measuring instrument (Mitsubishi Co., Ltd., model name: MCT-T610) according to ASTM D991 standard, and after the sample (50 × 50 × 2mm, width, length, thickness) was manufactured with an applied voltage of 10V, 10 points or more. Samples were measured and calculated as average values. In addition, the flexural strength is the flexural strength at the rate of 10mm / min for the sample (12.7 × 5.6 × 4.8mm, width, length, thickness) processed using the universal testing equipment (UTM, DA-WHA, model name: DEC-M200KC). Was measured and calculated as the average value after measuring five or more samples. As a result, as the content of graphite increases as shown in Table 1, the conductive path decreases, so that the electrical conductivity increases but the bending strength decreases.

<비교예 2>Comparative Example 2

500㎛ 사이즈를 가지는 흑연(Asbury, #3763)과, 전처리 공정을 이용하여 제조된 탄소나노튜브 분말을 각각 함산소불소화처리를 한 후 균일하게 혼합하여 탄소소재를 형성한다. 그 다음 여기에 탄소소재와 불소화에틸렌프로필렌 불소수지 입자(입자 사이즈 = 5㎛, FEP, 6322PZ, 3M)를 혼합한 후 6시간 동안 볼밀링을 진행하여 고분자 불소수지-탄소 복합 분말을 형성한다. Graphite (Asbury, # 3763) having a size of 500 μm and carbon nanotube powder prepared by using a pretreatment process are each oxyfluorinated and then uniformly mixed to form a carbon material. Then, the carbon material and the fluorinated ethylene propylene fluororesin particles (particle size = 5 μm, FEP, 6322PZ, 3M) are mixed and ball milled for 6 hours to form a polymer fluorocarbon-carbon composite powder.

<비교예 3>Comparative Example 3

500㎛ 사이즈를 가지는 흑연(Asbury, #3763)과, 전처리 공정을 이용하여 제조된 탄소나노튜브를 균일하게 혼합한다. 그 다음 여기에 탄소소재와 불소화에틸렌프로필렌 불소수지 입자(입자 사이즈 = 5㎛, FEP, 6322PZ, 3M)를 혼합한 후 6시간 동안 볼밀링을 진행하여 고분자 불소수지-탄소 분말을 형성한다. Graphite (Asbury, # 3763) having a size of 500 μm and carbon nanotubes manufactured by using a pretreatment process are uniformly mixed. Next, the carbon material and the fluorinated ethylene propylene fluororesin particles (particle size = 5 μm, FEP, 6322PZ, 3M) were mixed and ball milled for 6 hours to form a polymer fluorocarbon-carbon powder.

<실시예><Example>

500㎛ 사이즈를 가지는 흑연(Asbury, #3763)과, CVD(chemical vapor deposition) 합성법으로 제조된 탄소나노튜브(OCiSAL SWCNT)를 각각 준비한다. Graphite (Asbury, # 3763) having a size of 500 μm and carbon nanotubes (OCiSAL SWCNT) prepared by CVD (chemical vapor deposition) synthesis were prepared, respectively.

흑연은, 불소화장비를 사용하여 함산소불소화법을 이용하여 불소치환한다. 함산소불소화 처리는 산소가스 : 불소가스 = 8 : 2의 비율로 불소가스의 주입속도를 0.01bar/min으로 10분간 공급하여 표면에 불소관능기를 포함하는 흑연을 얻을 수 있다. 불소처리된 흑연을 도 8 및 도 9와 같이 EDX 분석(Bruker, XFlash 410-M)을 통하여 치환된 불소의 함량을 확인한 결과 불소 함량이 1 내지 4%로 치환되어 있는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 표 2를 통해서도 확인할 수 있다.Graphite is fluorine-substituted using an oxyfluorination method using fluorination equipment. Oxygen-containing fluorine-containing treatment is to supply the fluorine gas injection rate of 0.01 bar / min for 10 minutes in the ratio of oxygen gas: fluorine gas = 8: 2 to obtain a graphite containing a fluorine functional group on the surface. As a result of confirming the fluorine-treated graphite content as shown in Figure 8 and 9 through the EDX analysis (Bruker, XFlash 410-M) the fluorine content is replaced with 1 to 4%. These results can also be confirmed through Table 2.

spectrumspectrum CC OO FF SS 1One 92.5192.51 5.125.12 1.641.64 0.730.73 22 84.9784.97 10.0110.01 3.943.94 1.081.08 mean valuemean value 91.8891.88 5.665.66 2.792.79 0.910.91

탄소나노튜브의 경우 합성 후 강한 반데르발스 힘으로 인하여 응집된 다발 상태로 존재하기 때문에 흑연과의 분산을 가능하도록 전처리 공정을 진행한다. 먼저 탄소나노튜브를 극성인 디메틸포름아미드(DMF) 또는 디메틸설폭사이드(DMSO) 유기용매에 투입한 후, 소니케이션을 이용하여 유기용매 내에 탄소나노튜브를 분산시키고 이후에 유기용매용 동결건조기(오페론, FDCF-12012)를 이용하여 탄소나노튜브를 분말화 한다.  In the case of carbon nanotubes, since they are present in the aggregated bundle state due to the strong van der Waals forces, the pretreatment process is performed to enable dispersion with graphite. First, carbon nanotubes are introduced into a polar dimethylformamide (DMF) or dimethyl sulfoxide (DMSO) organic solvent, and then the carbon nanotubes are dispersed in the organic solvent using sonication, followed by a lyophilizer for an organic solvent. , FDCF-12012) to powder the carbon nanotubes.

CVD(chemical vapor deposition) 합성법으로 제조된 탄소나노튜브(OCiSAL SWCNT)의 경우 비정질 탄소가 15wt% 정도 존재하게 된다. 이러한 비정질 탄소를 제거하기 위하여 탄소나노튜브 분말을 알루미늄 보트에 담은 후 공기분위기 하에서 10℃/min의 속도로 승온시켜 550℃에서 90분 동안 열처리하여 비정질 탄소를 제거하는 공정을 실시한다. In the case of carbon nanotubes (OCiSAL SWCNT) manufactured by CVD (chemical vapor deposition) synthesis, about 15 wt% of amorphous carbon is present. In order to remove the amorphous carbon, the carbon nanotube powder is immersed in an aluminum boat, heated at a rate of 10 ° C./min under an air atmosphere, and heat treated at 550 ° C. for 90 minutes to remove the amorphous carbon.

이러한 탄소나노튜브를 분말 상태의 흑연과 균일하게 분산되도록 밀링을 통해 혼합하여 탄소 복합소재를 형성한다. 밀링의 경우 볼밀링을 통해 6시간 동안 진행하며, 볼밀링을 10시간 이상 진행하게 되면 흑연과 탄소나노튜브에 결함이 발생하며 이로 인해 전기전도도가 저하되때문에 적절한 시간동안 볼밀링을 행하는 것이 중요하다.The carbon nanotubes are mixed by milling to uniformly disperse the graphite in powder form to form a carbon composite material. In the case of milling, the ball milling is performed for 6 hours. If the ball milling is performed for more than 10 hours, defects occur in graphite and carbon nanotubes, which lowers the electrical conductivity. .

불소처리된 표면을 가지는 흑연 및 탄소나노튜브가 혼합된 탄소 복합소재와 불소화에틸렌프로필렌 불소수지 입자(입자 사이즈 = 5㎛, FEP, 6322PZ, 3M)를 계량한 후 6시간 동안 볼밀링을 진행한다. 볼밀링의 경우 탄소 복합소재 형성단계와 마찬가지로 10시간 이상 진행하게 되면 흑연과 탄소나노튜브에 결함이 발생한다.After carbonaceous carbon composite material and fluorinated ethylene propylene fluorine resin particles (particle size = 5㎛, FEP, 6322PZ, 3M) mixed with graphite and carbon nanotubes having a fluorinated surface were measured, ball milling was performed for 6 hours. In the case of ball milling, as in the carbon composite material forming step, the graphite and the carbon nanotubes are defective after 10 hours.

이와 같은 방법을 통해 형성된 흑연-불소수지 탄소 복합소재 분말을 열간성형 장비(compression molding, 모델명: WPHP10T, (주)일신오토클레이브)를 이용하여 360℃의 온도, 200kg/㎠의 압력 및 1시간의 유지시간 조건으로 분리판을 제조한다.The graphite-fluorinated carbon composite material powder formed through the above method was subjected to a temperature of 360 ° C., a pressure of 200 kg / cm 2, and an hour using a compression molding machine (compression molding, WPHP10T, Ilshin Autoclave). The separator is manufactured under the retention time conditions.

다음 표 2는 500㎛ 사이즈를 가지는 흑연 및 탄소나노튜브 60wt% 및 불소수지 입자 40wt%가 혼합된 분리판의 전기전도도 및 강도를 측정하였다. 흑연 및 탄소나노튜브가 60wt%일 때 탄소나노튜브가 포함될 경우 탄소나노튜브는 1wt%이고 흑연은 59wt% 첨가되며, 탄소나노튜브가 첨가되지 않을 경우에는 흑연이 60wt% 첨가된다. 이때 흑연과 탄소나노튜브의 불소처리 조건을 각각 달리하여 전기전도도 및 강도를 측정하였다. 표 3에 각각의 탄소소재 조건은 다음과 같이 변경하여 전기전도도 및 강도를 측정하였다. The following Table 2 measured the electrical conductivity and strength of the separator plate with a graphite and carbon nanotube 60wt% and 40wt% fluorine resin particles having a 500㎛ size. When graphite and carbon nanotubes are 60wt%, when carbon nanotubes are included, carbon nanotubes are 1wt% and graphite is 59wt%, and when carbon nanotubes are not added, graphite is added 60wt%. At this time, the electrical conductivity and strength were measured by varying the fluorine treatment conditions of graphite and carbon nanotubes. Each carbon material condition in Table 3 was changed as follows to measure the electrical conductivity and strength.

실시예: 함산소불소화 흑연 + 탄소나노튜브Example: Oxygen-oxyfluoride graphite + carbon nanotubes

비교예 1: 흑연Comparative Example 1: Graphite

비교예 2: 함산소불소화 흑연 + 함산소불소화 탄소나노튜브Comparative Example 2: Oxygen-fluorinated Graphite + Oxygen-fluorinated Carbon Nanotube

비교예 3: 흑연 + 탄소나노튜브Comparative Example 3: Graphite + Carbon Nanotubes

전기전도도(S/cm)Electrical Conductivity (S / cm) 강도(MPa)Strength (MPa) 실시예Example 26.68226.682 13.1613.16 비교예 1Comparative Example 1 6.1316.131 9.689.68 비교예 2Comparative Example 2 3.2773.277 12.6512.65 비교예 3Comparative Example 3 40.50240.502 10.8010.80

본 발명의 실시예에 따른 함산소불소화 흑연 + 탄소나노튜브의 경우 전기전도도가 우수하고, 비교예에 비해 강도가 개선되는 것을 확인할 수 있다. 비교예 1의 경우 흑연만 첨가하기 때문에 탄소나노튜브가 첨가됨에 의해 나타날 수 있는 전기전도도 및 강도 증가 효과를 확인할 수 없다. 비교예 2의 경우 탄소나노튜브가 함산소불소화처리된 상태이기 때문에 탄소나노튜브의 결함에 의해 전기전도도가 낮아지지만, 함산소불소화 흑연에 의하여 고분자 불소수지와이 물리적 상용화 역할을 하여 강도가 증가되는 것을 확인하였다. 비교예 3은 불소처리 하지 않은 흑연 및 탄소나노튜브로 전기전도도는 실시예에 비해 우수하나 실시예에 비해 강도가 감소하는 것을 알 수 있다.Oxygen-fluorinated graphite + carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention can be confirmed that the electrical conductivity is excellent, the strength is improved compared to the comparative example. In the case of Comparative Example 1 because only graphite is added, it is not possible to confirm the effect of increasing the electrical conductivity and strength that may be caused by the addition of carbon nanotubes. In Comparative Example 2, since the carbon nanotubes are oxyfluorinated, the electrical conductivity is lowered due to the defect of the carbon nanotubes, but the physical strength of the polymer fluorine resins is increased by the oxygen fluorinated graphite. Confirmed. Comparative Example 3 is a graphite and carbon nanotubes without fluorine treatment, the electrical conductivity is excellent compared to the example, but it can be seen that the strength is reduced compared to the example.

종래에는 탄소소재와 불소수지 간의 상호작용이 약해 제작되는 분리판의 강도가 약하다는 단점이 있었다. 하지만 본 발명에 따라 흑연을 불소처리하고 불소수지 입자와 혼합할 경우 흑연을 불소처리 하지 않을 때보다 우수한 강도의 분리판을 얻을 수 있으며, 여기에 탄소나노튜브를 첨가하여 함께 혼합할 경우 2차원 흑연 입자의 전도성 경로를 이어주어 전기전도도까지 매우 우수해진다. 또한 2차원 흑연과 0차원 불소수지 입자를 혼합하게 되면 계면 상호작용에 의해 고르게 분포된다.Conventionally, the weakness of the separator produced is weak due to weak interaction between the carbon material and the fluorine resin. However, when the graphite is fluorinated and mixed with the fluorine resin particles according to the present invention, a separator having a superior strength than that of the graphite is not obtained, and when carbon nanotubes are added and mixed together, two-dimensional graphite By connecting the conductive path of the particles, the conductivity is very good. In addition, when two-dimensional graphite and zero-dimensional fluororesin particles are mixed, they are evenly distributed by interfacial interaction.

Claims (9)

다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말 제조방법에 있어서,
2차원 흑연을 불소처리하고, 1차원 탄소나노튜브를 전처리하는 단계와;
상기 2차원 흑연과 1차원 탄소나노튜브를 혼합하여 탄소 복합소재를 형성하는 단계와;
상기 탄소 복합소재를 0차원 불소수지 입자와 혼합하여 고분자 불소수지-탄소 분말을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 2차원 흑연은 표면에 불소관능기를 포함하여 상기 0차원 불소수지 입자와 친수성 결합되며, 상기 2차원 흑연과 상기 0차원 불소수지 입자는 높은 전단응력(high shear stress)을 가하여 계면 상호작용(interfacial interaction)에 의해 상기 2차원 흑연 표면에 상기 0차원 불소수지 입자가 고르게 분포되는 것을 특징으로 하는 다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말 제조방법.
In the method for producing a polymer fluorocarbon-carbon powder using a carbon composite material having a multi-structure,
Fluorinating the two-dimensional graphite and pretreating the one-dimensional carbon nanotubes;
Forming a carbon composite material by mixing the two-dimensional graphite and one-dimensional carbon nanotubes;
Mixing the carbon composite material with 0-dimensional fluororesin particles to form a polymer fluorocarbon-carbon powder,
The two-dimensional graphite is hydrophilically coupled to the 0-dimensional fluororesin particles including a fluorine functional group on the surface, the two-dimensional graphite and the 0-dimensional fluororesin particles are subjected to high shear stress (inter shear) Method for producing a polymer fluorocarbon-carbon powder using a carbon composite material having a multi-structure, characterized in that the 0-dimensional fluorine resin particles are evenly distributed on the surface of the two-dimensional graphite.
제 1항에 있어서,
상기 고분자 불소수지-탄소 분말을 형성하는 단계는,
상기 0차원 불소수지 입자를 밀링하여 높은 전단응력(high shear stress)으로 인하여 부분적으로 표면이 불규칙한 그레뉼(granule) 형태의 미립자 형성을 통해 상기 0차원 불소수지 입자의 비표면적이 증가하며, 상기 2차원 흑연을 밀링(milling)하여 판상 형상으로 박리되어 입자 분포가 커져 상기 0차원 불소수지 입자와 계면 상호작용(interfacial interaction)에 의해 상기 0차원 불소수지 입자가 상기 2차원 흑연 표면에 고르게 분포되는 것을 특징으로 하는 다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말 제조방법.
The method of claim 1,
Forming the polymer fluorocarbon-carbon powder,
The specific surface area of the 0-dimensional fluorocarbon resin particles is increased by milling the 0-dimensional fluorocarbon resin particles to form granules having a irregular surface in part due to high shear stress. The dimensional graphite is milled and peeled into a plate shape to increase the particle distribution, and thus the 0 dimensional fluororesin particles are evenly distributed on the 2D graphite surface by interfacial interaction with the 0D fluororesin particles. Method for producing a polymer fluorocarbon-carbon powder using a carbon composite material having a multi-structure characterized in.
제 2항에 있어서,
상기 밀링(milling)은, 볼밀(ball mill), 쉐이커밀(shaker mill), 진동밀(vibratory mill), 유성밀(planetary mill) 또는 어트리터밀(attritor mill) 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말 제조방법.
The method of claim 2,
The milling may be any one of a ball mill, a shaker mill, a vibratory mill, a planetary mill, or an attritor mill. Method for producing a polymer fluorocarbon-carbon powder using a carbon composite material having a multi-structure.
제 1항에 있어서,
상기 1차원 탄소나노튜브를 전처리하는 단계는,
상기 1차원 탄소나노튜브를 유기용매 내에 투입한 후 초음파 조사기를 이용하여 분산시키고, 동결건조를 통해 분말화하는 것을 특징으로 하는 다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말 제조방법.
The method of claim 1,
The pre-treatment of the one-dimensional carbon nanotubes,
Method for producing a polymer fluorocarbon-carbon powder using a carbon composite material having a multi-structure, characterized in that the one-dimensional carbon nanotubes are introduced into an organic solvent, dispersed using an ultrasonic irradiator, and powdered by lyophilization.
제 1항에 있어서,
상기 2차원 흑연을 불소처리하는 단계는,
함산소불소화(oxyfluorination) 처리하여 상기 2차원 흑연의 표면에 불소관능기 및 산소관능기가 결합되어 상기 2차원 흑연이 친수성 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말 제조방법.
The method of claim 1,
Fluorination of the two-dimensional graphite,
Polymeric fluorocarbon-carbon using a carbon composite material having a multi-structure characterized in that the two-dimensional graphite has a hydrophilic surface by combining a fluorine functional group and an oxygen functional group on the surface of the two-dimensional graphite by oxyfluorination treatment (oxyfluorination) Powder production method.
제 5항에 있어서,
상기 함산소불소화는, 불소가스 및 산소가스로 이루어진 혼합가스를 이용하여 반응기 내에서 0.01 내지 1.0bar의 압력으로 10 내지 60분동안 처리하는 것을 특징으로 하는 다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말 제조방법.
The method of claim 5,
The oxygenated fluorine-containing fluorine-containing polymer fluorine using a carbon composite material having a multi-structure, characterized in that for 10 to 60 minutes in a reactor using a mixed gas consisting of fluorine gas and oxygen gas at a pressure of 0.01 to 1.0 bar Resin-Carbon Powder Preparation Method.
다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 복합체 제조방법에 있어서,
2차원 흑연을 불소처리하고, 1차원 탄소나노튜브를 전처리하는 단계와;
상기 2차원 흑연과 1차원 탄소나노튜브를 혼합하여 탄소 복합소재를 형성하는 단계와;
상기 탄소 복합소재를 0차원 불소수지 입자와 혼합하여 고분자 불소수지-탄소 분말을 형성하는 단계를 포함하며,
상기 2차원 흑연은 표면에 불소관능기를 포함하여 상기 0차원 불소수지 입자와 친수성 결합되며, 상기 2차원 흑연과 상기 0차원 불소수지 입자는 높은 전단응력(high shear stress)을 가하여 계면 상호작용(interfacial interaction)에 의해 상기 2차원 흑연 표면에 상기 0차원 불소수지 입자가 고르게 분포되는 것을 특징으로 하는 다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 복합체 제조방법.
In the method of manufacturing a polymer fluorocarbon-carbon composite using a carbon composite material having a multi-structure,
Fluorinating the two-dimensional graphite and pretreating the one-dimensional carbon nanotubes;
Forming a carbon composite material by mixing the two-dimensional graphite and one-dimensional carbon nanotubes;
Mixing the carbon composite material with 0-dimensional fluororesin particles to form a polymer fluorocarbon-carbon powder,
The two-dimensional graphite is hydrophilically bonded to the 0-dimensional fluorine resin particles, including a fluorine functional group on the surface, the two-dimensional graphite and the 0-dimensional fluorine resin particles are subjected to high shear stress (inter shear) Method for producing a polymer fluorocarbon-carbon composite using a carbon composite material having a multi-structure, characterized in that the 0-dimensional fluorine resin particles are evenly distributed on the surface of the two-dimensional graphite.
다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말에 있어서,
0차원 불소수지 입자와;
분할(debundling) 상태의 1차원 탄소나노튜브와;
표면이 불소관능기로 개질된 2차원 흑연을 포함하며,
상기 2차원 흑연은 표면에 불소관능기를 포함하여 상기 0차원 불소수지 입자와 친수성 결합되며, 상기 2차원 흑연과 상기 0차원 불소수지 입자는 높은 전단응력(high shear stress)을 가하여 계면 상호작용(interfacial interaction)에 의해 상기 2차원 흑연 표면에 상기 0차원 불소수지 입자가 고르게 분포되는 것을 특징으로 하는 다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 분말.
In the polymer fluorocarbon-carbon powder using a carbon composite material having a multi-structure,
0-dimensional fluororesin particles;
One-dimensional carbon nanotubes in a debundling state;
The surface contains two-dimensional graphite modified with a fluorine functional group,
The two-dimensional graphite is hydrophilically coupled to the 0-dimensional fluororesin particles including a fluorine functional group on the surface, the two-dimensional graphite and the 0-dimensional fluororesin particles are subjected to high shear stress (inter shear) Polymeric fluorocarbon-carbon powder using a carbon composite material having a multi-structure, characterized in that the 0-dimensional fluorine resin particles are evenly distributed on the surface of the two-dimensional graphite.
다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 복합체에 있어서,
0차원 불소수지 입자와;
분할(debundling) 상태의 1차원 탄소나노튜브와;
표면이 불소관능기로 개질된 2차원 흑연을 포함하며,
상기 2차원 흑연은 표면에 불소관능기를 포함하여 상기 0차원 불소수지 입자와 친수성 결합되며, 상기 2차원 흑연과 상기 0차원 불소수지 입자는 높은 전단응력(high shear stress)을 가하여 계면 상호작용(interfacial interaction)에 의해 상기 2차원 흑연 표면에 상기 0차원 불소수지 입자가 고르게 분포되는 것을 특징으로 하는 다중구조를 가지는 탄소 복합소재를 이용한 고분자 불소수지-탄소 복합체.
In the polymer fluorocarbon-carbon composite using a carbon composite material having a multi-structure,
0-dimensional fluororesin particles;
One-dimensional carbon nanotubes in a debundling state;
The surface contains two-dimensional graphite modified with a fluorine functional group,
The two-dimensional graphite is hydrophilically bonded to the 0-dimensional fluorine resin particles, including a fluorine functional group on the surface, the two-dimensional graphite and the 0-dimensional fluorine resin particles are subjected to high shear stress (inter shear) Polymeric fluorocarbon-carbon composite using a carbon composite material having a multi-structure, characterized in that the 0-dimensional fluorine resin particles are evenly distributed on the surface of the two-dimensional graphite.
KR1020180046519A 2018-04-23 2018-04-23 Polymer fluororesin-carbon powder, polymer fluororesin-carbon composite using multi-structure carbon composite and manufacturing method the same Expired - Fee Related KR102082756B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180046519A KR102082756B1 (en) 2018-04-23 2018-04-23 Polymer fluororesin-carbon powder, polymer fluororesin-carbon composite using multi-structure carbon composite and manufacturing method the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180046519A KR102082756B1 (en) 2018-04-23 2018-04-23 Polymer fluororesin-carbon powder, polymer fluororesin-carbon composite using multi-structure carbon composite and manufacturing method the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190122961A true KR20190122961A (en) 2019-10-31
KR102082756B1 KR102082756B1 (en) 2020-02-28

Family

ID=68420849

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180046519A Expired - Fee Related KR102082756B1 (en) 2018-04-23 2018-04-23 Polymer fluororesin-carbon powder, polymer fluororesin-carbon composite using multi-structure carbon composite and manufacturing method the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102082756B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102618584B1 (en) * 2021-11-19 2023-12-28 충남대학교산학협력단 Pre-filter with improved hydrophilicity and manufacturing method thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100805989B1 (en) 2007-02-05 2008-02-25 엘에스전선 주식회사 Separator for fuel cell and stack for fuel cell using same
KR20090103085A (en) * 2008-03-27 2009-10-01 한국원자력연구원 The oxyfluorinated carbon nanomaterials and the preparation method of epoxy curing resin using radioactive rays
JP2013119576A (en) * 2011-12-06 2013-06-17 Toyota Central R&D Labs Inc Resin composite material
KR101471577B1 (en) * 2013-07-23 2014-12-11 광주과학기술원 Nanocomposite preparation by mechanochemical covalent functionalization of carbon nanotubes with polymer for enhanced mechanical strength
WO2016209630A1 (en) * 2015-06-23 2016-12-29 Indiana University Research And Technology Corporation Process for modification of carbon surfaces

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100805989B1 (en) 2007-02-05 2008-02-25 엘에스전선 주식회사 Separator for fuel cell and stack for fuel cell using same
KR20090103085A (en) * 2008-03-27 2009-10-01 한국원자력연구원 The oxyfluorinated carbon nanomaterials and the preparation method of epoxy curing resin using radioactive rays
JP2013119576A (en) * 2011-12-06 2013-06-17 Toyota Central R&D Labs Inc Resin composite material
KR101471577B1 (en) * 2013-07-23 2014-12-11 광주과학기술원 Nanocomposite preparation by mechanochemical covalent functionalization of carbon nanotubes with polymer for enhanced mechanical strength
WO2016209630A1 (en) * 2015-06-23 2016-12-29 Indiana University Research And Technology Corporation Process for modification of carbon surfaces

Also Published As

Publication number Publication date
KR102082756B1 (en) 2020-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7550529B2 (en) Expanded graphite and products produced therefrom
US8501858B2 (en) Expanded graphite and products produced therefrom
KR100722812B1 (en) Electroconductive curable resin composition, cured product thereof and process for producing the same
Miller et al. Characterization of epoxy functionalized graphite nanoparticles and the physical properties of epoxy matrix nanocomposites
CA2507831C (en) Functionalized carbon nanotube-polymer composites and interactions with radiation
KR101581363B1 (en) Composite conductive material, power storage device, conductive dispersion, conductive device, conductive composite and thermally conductive composite and method of producing a composite conductive material
KR101666478B1 (en) Preparation method of graphene and dispersed composition of graphene
Dhakate et al. CNTs nanostructuring effect on the properties of graphite composite bipolar plate
Dhakate et al. Development and characterization of expanded graphite-based nanocomposite as bipolar plate for polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs)
Kim et al. Material selection windows for hybrid carbons/poly (phenylene sulfide) composite for bipolar plates of fuel cell
Dweiri The Potential of Using Graphene Nanoplatelets for Electrically Conductive Compression-Molded Plates.
KR102082756B1 (en) Polymer fluororesin-carbon powder, polymer fluororesin-carbon composite using multi-structure carbon composite and manufacturing method the same
US20100035094A1 (en) Hydrophilic Inorganic Aggregate, A Method for Preparing the Same, Hydrophilic Composite Material and Bipolar Plate for Fuel Cell Comprising the Same
KR100790423B1 (en) Hydrophilic Carbon Black Aggregates and Methods for Making the Same, and Bipolar Plates for Hydrophilic Composites and Fuel Cells Comprising the Same
JP4628143B2 (en) Conductive resin composition and molded body thereof
JPH03140369A (en) Electrically conductive resin composition
Santana-Villamar et al. Low-energy and solventless manufacturing of epoxy/expanded graphite bipolar plates
KR20240071516A (en) Method for producing polymer-graphite-carbon nanomaterial composite, polymer-graphite-carbon nanomaterial composite produced therefrom, and fuel cell bipolar plates including the same
Gkourmpis Carbon-based high aspect ratio polymer nanocomposites
Rigail-Cedeño et al. Expanded Graphite/Epoxy/Aliphatic Amine Composites for Bipolar Plates Applications in Polymer Electrolyte Fuel Cells
Grundler et al. CarbonNanoTubes (CNT) in bipolar plates for PEM fuel cell applications
JP6877916B2 (en) A method for producing a conductive resin composition, a conductive resin molded product, and a carbon material for the conductive resin composition.
KR101932946B1 (en) Polymer-carbon powder using interfacial interaction and its manufacturing method
Saadata et al. Literature Review: Recent Advances and Future Perspectives of Carbon Materials for Fuel Cell
Mathew et al. Impact of Hybrid Carbon Nanofillers on Nanocomposite Bipolar Plates for Proton Exchange Membrane Fuel Cells

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

D13-X000 Search requested

St.27 status event code: A-1-2-D10-D13-srh-X000

D14-X000 Search report completed

St.27 status event code: A-1-2-D10-D14-srh-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

R15-X000 Change to inventor requested

St.27 status event code: A-3-3-R10-R15-oth-X000

R16-X000 Change to inventor recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R16-oth-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

R15-X000 Change to inventor requested

St.27 status event code: A-3-3-R10-R15-oth-X000

R16-X000 Change to inventor recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R16-oth-X000

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-2-2-P10-P22-nap-X000

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

R18-X000 Changes to party contact information recorded

St.27 status event code: A-3-3-R10-R18-oth-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 5

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 20250225

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

H13 Ip right lapsed

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: N-4-6-H10-H13-OTH-PC1903 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE); TERMINATION CATEGORY : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Effective date: 20250225

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 20250225