氧化石墨烯、石墨烯-聚合物复合体、包含石墨烯-聚合物复合体的涂覆液、涂覆石墨烯-聚合物复合体的钢板及其制造方法

摘要

本发明提供一种氧化石墨烯、石墨烯-聚合物复合体、包含石墨烯-聚合物复合体的涂覆液、涂覆石墨烯-聚合物复合体的钢板及其制造方法。根据本发明，可提供一种即使没有另外的粘结剂，也能够将石墨烯直接涂覆在基础钢板上，且在涂层的上部能够有效发挥石墨烯特性的钢板。

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化石墨烯、石墨烯-聚合物复合体、包含石墨 烯-聚合物复合体的涂覆液、涂覆石墨烯-聚合物复合体的钢板及其制 造方法。

背景技术

石墨烯具有碳原子层紧密堆积在六角形格点的平面上的二维碳 原子面结构。石墨烯的抗拉强度相比钢铁的抗拉强度高出311倍，电 子迁移率相比有机硅高出1000倍，导热率相比铜高出10倍以上，并 且透明程度可达到能够透过98％的光，具有弯曲或拉伸也能够维持特 性的性质。根据石墨烯的这种特性，可广泛应用于纳米材料、墨、阻 隔性材料、散热材料、超轻质材料、能源电极材料、新一代半导体以 及透明电极等。

将石墨烯涂覆于钢板上时，可确保钢板表面的耐蚀性、散热性、 导电性、粘附性、强度以及加工性等，因此可将钢板应用在各领域中。

为了便于将石墨烯大面积地涂覆于基材上，广泛应用溶液工艺。 如专利文献1和专利文献2中所公开，在溶液工艺中为了确保与基材 的粘附力，需要另外的粘结剂。

如上所述，使用粘结剂时，通常是简单混合石墨烯、分散剂以及 粘结剂等并使用。

但是，在利用这种现有方法的情况下，仅仅是简单混合粘结剂和 石墨烯，会存在石墨烯的分散稳定性问题。因此，需要另外选定能够 使石墨烯均匀分散的同时具有充分的结合力的粘结剂。并且，为了获 得充分的分散效果，需要适当选择对涂层组合物的物理性质不会产生 不利影响的分散剂。并且，为了使石墨烯均匀地分散在粘结剂中，也 存在通过石墨烯上引入官能团来制作氧化石墨烯的情况，然而该方法 具有以下缺点，即，需要制作分散溶液，并进行涂覆，然后重新在高 温下进行还原工艺。

不仅如此，当简单混合石墨烯和粘结剂时，没有特殊方向性地配 置粘结剂和石墨烯，因此将其涂覆到钢板表面后，粘结剂层相对于石 墨烯层位于外围，从而具有无法充分发挥石墨烯特性的问题等。

专利文献

日本专利公开号第2011-510905号

韩国专利公开号第2011-0016287号

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的一个方面，其目的在于提供一种即使没有另外的粘结剂 树脂，也能够确保与基材的粘附力，且在涂层的上部能够有效发挥石 墨烯特性的涂覆石墨烯-聚合物复合体的钢板及其制造方法。

但是，本发明所要解决的技术问题并不限定于上述所提及的问 题，本领域的技术人员能够根据下面的记载内容明确理解，本发明所 要解决的技术问题还包括未提及的其他问题。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明的一个方面提供一种氧化石墨烯，所 述氧化石墨烯是在粒径为1-40μm、粒子厚度为30nm以下(0nm除 外)、表面积为40-1500m²/g的石墨烯的边缘上置换有与石墨烯的重 量比为0-5％(0％除外)的官能团。

本发明的另一个方面，提供一种石墨烯-聚合物复合体，所述石 墨烯-聚合物复合体是在粒径为1-40μm、粒子厚度为30nm以下(0nm 除外)、表面积为40-1500m²/g的石墨烯的边缘上接枝有聚合物，其 中，所述石墨烯与所述聚合物的重量比为0.1-1％。

本发明的又一方面，提供一种包含石墨烯-聚合物复合体的涂覆 液，其包含石墨烯-聚合物复合体，所述石墨烯-聚合物复合体是在粒 径为1-40μm、粒子厚度为30nm以下(0nm除外)、表面积为 40-1500m²/g的石墨烯的边缘上接枝有聚合物，其中，所述石墨烯与 所述聚合物的重量比为0.1-1％。

本发明的又一方面，提供一种涂覆石墨烯-聚合物复合体的钢板， 其包括基础钢板和形成在所述基础钢板上的石墨烯-聚合物复合体涂 膜，其中，所述石墨烯的粒径为1-40μm、粒子厚度为30nm以下(0nm 除外)、表面积为40-1500m²/g。

本发明的又一方面，提供一种氧化石墨烯的制造方法，其包括以 下步骤：混合石墨和剥离助剂，制造被剥离的石墨；对所述被剥离的 石墨进行热处理；将官能团导入所述被剥离的石墨中；以及通过处理 微波或超声波来再次进行剥离，其中，所述剥离助剂是碱金属类、酸 (acid)类以及极性溶剂类中的一种或两种以上的混合物。

本发明的又一方面，提供一种石墨烯-聚合物复合体的制造方法， 其包括以下步骤：混合石墨烯的边缘上置换有官能团的氧化石墨烯和 溶剂；进一步混合单体和聚合物中的一种以上；通过在100-300℃下 进行反应，将所述单体和聚合物中的一种以上连接在所述官能团上， 其中，所述石墨烯的粒径为1-40μm、粒子厚度为30nm以下(0nm 除外)、表面积为40-1500m²/g。

(三)有益效果

根据本发明，可以提供一种即使没有另外的粘结剂也能够将石墨 烯直接涂覆在钢板上，并将石墨烯置于涂层上部，从而能够有效发挥 石墨烯的特性的钢板。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的涂覆石墨烯-聚合物复合体的钢板 的生产工艺图。

图2是本发明的一个实施例的接枝有聚酯链的石墨烯-聚合物复 合体的结构。

图3是本发明的一个实施例和比较例的耐蚀性的评价照片。

图4是本发明的一个实施例和比较例的粘附性的评价照片。

图5是本发明的一个实施例和比较例的分散稳定性的评价照片。

图6是用于评价本发明的一个实施例和比较例的散热性的装置 图。

图7是通过本发明的一个实施例制造的氧化石墨烯的IR分析结 果。

图8是分析本发明的一个实施例的涂覆有石墨烯-聚合物复合体 的钢板的涂膜上部的结构的拉曼光谱。

具体实施方式

下面，为了使本发明所属领域的技术人员便于实施，对本发明的 氧化石墨烯、石墨烯-聚合物复合体、包含石墨烯-聚合物复合体的涂 覆液、涂覆石墨烯-聚合物复合体的钢板及其制造方法进行详细说明。

本发明的发明人发现了在不限定粘结剂的情况下，在钢板表面涂 覆石墨烯时，使石墨烯置于外围(即，钢板的上部)，从而为了有效 利用石墨烯的固有特性，优选将石墨烯与聚合物复合在一起，而不是 简单混合石墨烯和粘结剂，因此发明人根据这种发现完成了本发明。

即，本发明的一个方面，提供一种涂覆石墨烯-聚合物复合体的 钢板，其包括基础钢板和形成在所述基础钢板上的石墨烯-聚合物复 合体涂膜，其中，所述石墨烯的粒径为1-40μm、粒子厚度为30nm以 下(0nm除外)、表面积为40-1500m²/g。

本发明的涂覆钢板是指石墨烯-聚合物复合体在钢板上形成涂膜 的钢板，其中，石墨烯置于涂膜上部，从而能够确保石墨烯的特性， 即散热性、导电率，通过聚合物能够同时确保基础钢板的粘附性、交 联和固化效率的提高、加工性。

利用氧化石墨烯的官能团接枝聚合物，生成石墨烯-聚合物复合 体。

本发明中，如下面的详细说明，石墨烯-聚合物复合体是通过将 官能团引入石墨烯后结合官能团和聚合物而获得，其中，所述聚合物 具有有利于粘附在钢板上的粘结剂的作用。利用这种形式的聚合物 时，具有结合力的聚合物首先会向钢板方向排列结合，从而使石墨烯 部分自然地向钢板上部(外围)排列的可能性增大。此时，聚合物可 以与连在石墨烯上的官能团直接结合，也可以是单体生长为聚合物的 同时，与连在石墨烯的边缘上的官能团结合。

能够使用的基础钢板，可以是冷轧钢板；镀锌钢板；电镀锌钢 板；热浸镀锌钢板；镀铝钢板；镀钢，其镀层中包含钴、钼、钨、镍、 钛、铝、锰、铁、镁、锡、铜或者其混合物即夹杂物或者异种金属； 铝合金板，添加了有机硅、铜、镁、铁、锰、钛、锌或者其混合物； 涂布有磷酸盐的镀锌钢板；冷轧钢板或者热轧钢板等，但并不限定于 此。

从确保与材料的粘附力和加工性的方面考虑，所述涂膜的厚度优 选为1-20μm。

参照图1，观察本发明的涂覆石墨烯-聚合物复合体的钢板的制 造方法。

首先，准备包含石墨烯-聚合物复合体的涂覆液。可通过以下过 程准备石墨烯-聚合物复合体和包含该复合体的涂覆液。

首先，准备连接有官能团的氧化石墨烯。

现有的氧化石墨烯的制造方法主要是利用酸处理方法在整个基 面(basal plane)和边缘(edge)上生成官能团。具体地，利用如H₂SO₄、 K₂S₂O₈、PO₅、NaNO₃、KMnO₄等酸对石墨烯进行复合处理，由此氧 化石墨烯。

但是，利用这种方法，无法控制连接在边缘上的官能团的数量， 在后续工艺中通过官能团接枝的聚合物链的数量会大量增加，因此可 能会导致包含石墨烯的涂层钢板发生结构缺陷。因此，本发明中决定 采用在从石墨中剥离出石墨烯的工序中导入官能团的方法。通过选择 性地对石墨的边缘面进行官能化，使剥离性优异、分散性得到改善， 且通过抑制结构缺陷，发挥石墨烯的优异的物理性质。

具体观察本发明的氧化石墨烯制造方法。

通过混合石墨和剥离助剂来制造被剥离的石墨。此时，所述剥离 助剂可使用碱金属类、酸(acid)类以及极性溶剂类中的一种或两种 以上的混合物。所述碱金属类可指Li、Na、K、Rb、Cs、Fr等离子 或者含有所述离子的化合物。所述酸类可以使用硫酸、盐酸、硝酸、 高锰酸钾等。所述极性溶剂类可包括水、乙醇、羧酸、丙酮、四氢呋 喃(tetrahydrofuran；THF)、二甲基甲酰胺(dimethyl formamide；DMF)、 二甲基亚砜(dimethyl sylfoxide；DMSO)、六甲基磷酸酰胺(hexamethyl  phosphoramide；HMPA)、n-甲基吡咯烷酮(n-Methyl Pyrrolidone； NMP)、乙腈等。

对所述被剥离的石墨进行热处理，然后将官能团导入所述被剥离 的石墨中。接着，通过处理微波或超声波来再次进行剥离。石墨烯或 者被剥离的石墨的边缘的碳原子可通过共价键连接羧基(-COOH) 和羰基(-CO-)等官能团。导入官能团后照射微波或进行超声波处理， 由此经过二次剥离过程，从而通过两个剥离步骤制造出更加薄的石墨 烯，特别是，可获得边缘部分连接有官能团的氧化石墨烯。

所述氧化石墨烯中可连接有羟基(-OH)、羧基(-COOH)、羰基 (-CO-)、氨基(-NH2)、过氧化氢基(-OOH)、过氧基(-OO-)、硫醇基 (-SH)、异氰酸酯基(-NCO)等官能团。

适合对聚合物链进行接枝的氧化石墨烯优选在粒径为1-40μm、 粒子厚度为30nm以下(0nm除外)、表面积为40-1500m²/g的石墨烯 的边缘上置换有与石墨烯的重量比为0-5％(0％除外)的官能团。这 是因为满足上述条件的氧化石墨烯能够随着比表面积的增加，剥离度 也随之增加，因此能够将连接在石墨烯的边缘上的官能团的数量控制 在最少的范围。

并且，优选地，连接在石墨烯边缘的官能团的含量为与石墨烯的 重量比为5％以下。当超过5％时，被接枝的聚合物链的数量会过于 增加，在没有接枝聚合物的部分会产生结构缺陷。

接着，在所述氧化石墨烯上接枝聚合物，由此形成石墨烯-聚合 物复合体。

为了利用连接在氧化石墨烯上的官能团接枝聚合物，混合氧化石 墨烯、单体、溶剂，并在250-300℃下进行反应，从而进行接枝。为 了进一步促进反应，也可使用催化剂。此时，单体的使用量与氧化石 墨烯的比值可以为0.1-1重量％，单体与溶剂可根据要接枝的聚合物 种类的不同而变化。可使用的溶剂具体为丙酮、甲醇、乙醇、1-丙醇、 乙二醇、DMSO、DMF、NMP、THF等。

优选地，所述石墨烯-聚合物复合体是在粒径为1-40μm、粒子厚 度为30nm以下(0nm除外)、表面积为40-1500m²/g的石墨烯的边缘 上接枝有官能团的形态，所述石墨烯与所述聚合物的重量比为 0.1-1％。当小于0.1％时，聚合物链含量过多，难以使石墨烯浮在涂 层的上部，会变成类似于以石墨烯分布在聚合物链整体上的方式混合 粘结剂的状态，当超过1％时，聚合物链的含量过少，石墨烯不具有 与钢板的粘附性。

此时，可以添加催化剂和引发剂等，在氮气氛下进行热处理，并 进行反应。

所述聚合物可以是选自由聚酯树脂、氟树脂、聚氯乙烯树脂、环 氧树脂以及丙烯酸树脂组成的组中的一种以上，但并不限定于此。

所述聚合物通过与连接在所述氧化石墨烯上的官能团结合而被 接枝。图2中示出了接枝有聚合物的氧化石墨烯的一个例子。在此， 示出了接枝有聚酯系聚合物的氧化石墨烯，可明确看出在聚酯链和末 端具有-OH官能团。

如上所述的聚合物链具有粘结剂的作用，因此能够通过与基础钢 板结合来确保粘附力。与基础钢板之间具有粘附力，是因为其末端具 有-COOH或者-OH官能团，这种聚合物有，如聚酯、水性聚氨酯、 环氧树脂、环氧磷酸酯、乙烯基以及变为丙烯酸或者乙烯基单体的丙 烯酸聚氨酯等。因此，虽然无需另外的粘结剂，但可根据固化方法添 加其他的粘结剂。

通过导入聚合物链，除了能够确保粘结功能以外，还可以确保特 定的物理性质，聚氨酯和聚酯具有提高加工性的作用，环氧树脂具有 提高硬度的作用，聚偏二氟乙烯具有提高机械特性和电性能以及导电 率的作用。

影响涂层钢板的物理性质的因素不仅是聚合物种类，还可以是分 子量、玻璃化转变温度、聚合物链的聚合度、聚合物链的结构以及聚 合物链的含量等。

假设，为了展现出优异的延展性和加工性，可以使用高分子量聚 酯树脂。聚酯树脂具有由脂肪族构成的分子结构，因此具有低粘度和 高延展性。所述聚酯树脂为数均分子量为5000至20000，优选为5500 至15000，更优选为6000至12000。当数均分子量小于5000时，具 有加工性降低的问题，当数均分子量超过20000时，具有耐化学性和 光泽下降的问题。

并且，环氧树脂的数均分子量优选为900至7000。当数均分子 量小于900时，具有涂覆到钢板时固化速度缓慢，且耐水性变差的问 题，当超过7000时，具有基于变性反应的水溶化变得很难，导致耐 蚀性变差的问题。

但是，通常树脂的数均分子量越高，分子之间的柔韧性增加，深 加工时易于拉伸树脂，因此有利于耐涂膜开裂。

玻璃化转变温度为5℃以上时才能够确保涂覆石墨烯时具有优异 的硬度，玻璃化转变温度为30℃以下时才能够防止加工性的降低， 因此适当范围为5-30℃。

聚合物链的聚合度过低时，残留未反应的单体，使聚合物链无法 充分接枝，且聚合物链长度过短，使石墨烯无法充分浮到涂层上部， 从而降低与钢板间的粘附力。并且，当聚合物链的聚合度过高时，聚 合物链长度过长，使钢板与石墨烯层之间的间距变大，导电性和散热 性等的电性能和热性能降低，且聚合物链部分存在于石墨烯层上，在 涂层上部不能只存在石墨烯，从而无法有效发挥石墨烯特性。

因此，优选地，聚酯树脂的羟值控制为5-20mgKOH/g，聚氨酯 的NCO/OH当量比控制为1-3，环氧树脂的当量控制为450-3500。

聚合物链的结构中线性(linear)结构的加工性比分枝(branch) 结构的加工性优异。

因此，利用石墨烯氧化物上连接的各种官能团，结合成所需的物 理性质的聚合物链，从而能够形成结构稳定的石墨烯-聚合物复合体。 聚合物链具有与基础钢板粘结的性质，从而位于下方，并最大限度地 表现出与基础钢板的粘附性和聚合物特性即柔韧性，与此相反，石墨 烯被诱导至涂层上部，并在钢板的表面最大限度地表现出石墨烯的特 性。

如上所述的聚合物链易于分散在有机溶剂中，因此其分散稳定性 优异。并且，聚合物链末端的官能团参与交联反应和固化反应，因此 不仅能够确保粘附力，而且还提高固化效率。

在通过上述过程准备的石墨烯-聚合物复合体中混合聚合物树 脂、固化剂、催化剂及溶剂，由此制造涂覆液。

作为固化剂，虽然可使用现有的三聚氰胺类固化剂，然而使用聚 氨酯类固化剂来代替三聚氰胺类固化剂，能够提高粘附力。优选地， 所述聚氨酯类固化剂可使用选自由MEKO-HDI(methylethyl ketoxime  blocked hexamethylene diisocyanate)三聚体、MEKO-IPDI(methylethyl  keoxime blocked isoporone diisocyanate)三聚体、DMP-HDI (3,5-Dimethyl Pyrazole blocked hexamethylene diisocyanate)三聚体、 DMP-IPDI(3,5-Dimethyl Pyrazole blocked isoporone diisocyanate)三 聚体组成的组中的一种以上，但并不限定于此，具体地，可使用拜耳 公司(bayer)的Desmodur BL3175、Desmodur BL4265、Desmodur  PL350以及巴辛顿(Baxenden)公司的Trixene BI7984、Trixene BI7982、 Trixene BI7951等。

将包含所述石墨烯-聚合物复合体的涂覆液涂覆于基础钢板上并 进行干燥，从而可获得形成有石墨烯-聚合物复合体涂膜的钢板。

干燥方式可以使用热气加热方式和感应加热方式等。热气加热方 式是在80-340℃中干燥3-50秒，感应加热方式是在频率范围为 5-50MHz、功率为3-15KW的环境下干燥2-30秒。此时，干燥温度 PMT(Peak metal temperature)优选为100-300℃。

优选地，所述石墨烯-聚合物复合体的涂膜中包含与涂膜整体重 量比为0-5重量％(0重量％除外)的石墨烯，将所述石墨烯-聚合物 复合体的涂膜中包含的90重量％以上的石墨烯置于涂膜厚度方向的 上部的50％以内。从而，能够在钢板的表面层发挥石墨烯的特性。

下面，通过实施例对本发明进行更加详细的说明。只是，以下实 施例是为了便于理解本发明而提出的，本发明并不限定于此。

实施例

1.准备氧化石墨烯

混合石墨和硫酸后进行搅拌。对获得的被剥离的石墨进行热处理 后导入官能团。照射微波，并获得石墨烯边缘上连接有官能团的氧化 石墨烯。通过图7可知，获得了显示石墨烯边缘部分连接有官能团的 IR光谱。

测量所述氧化石墨烯的粒径、粒子厚度、表面积，其结果是粒径 为10μm、粒子厚度为7nm、表面积为600m²/g。

2.制造石墨烯-聚合物复合体

以新戊二醇(NPG)：乙二醇(EG)：苯酐(PhAn)：己二酸(AA) ＝1.5：1.5：1：1的摩尔比进行混合并准备单体，混合与单体的比值 为0.5重量％的氧化石墨烯、与单体的比值为0.05重量％的作为酯化 催化剂的氯化丁基氢氧化锡、作为溶剂的醋酸丁酯，并在280℃下通 过接枝来制造石墨烯-聚酯复合体。

3.制造包含石墨烯-聚合物复合体的涂覆液

通过按表1的组成混合合成的石墨烯-聚酯复合体、作为固化剂 的封闭异氰酸酯(Blocked isocyanate，Trixene BI7982，Baxenden  Chemicals Ltd)、催化剂(DBTDL；Dibutyl Tin Dulaurate)、作为催 化剂的丙二醇乙醚乙酸酯(Propylene glycol ether acetate)，制造包含 石墨烯-聚酯复合体的涂覆液G005、G010、G015。此时，上述3种 涂覆液的石墨烯-聚酯复合体中包含的石墨烯的含量分别为5重量 ％、10重量％、15重量％。并且，所述涂覆液G005、G010、G015 中分别添加了30g合成的石墨烯-聚酯复合体。

为了进行比较，还准备了不包含石墨烯-聚酯复合体的G000溶 液。G000溶液是按表1的组成混合25g商用聚酯树脂(CRF00167， KCC)、5g石墨烯、作为固化剂的封闭异氰酸酯、催化剂、作为催 化剂的丙二醇乙醚乙酸酯，制造石墨烯-聚酯分散溶液G000。

表1

4.制造涂层钢板

通过#3刮棒涂布机(bar coater)将制造好的所述包含石墨烯-聚 酯复合体的涂覆液和石墨烯-聚合物分散溶液分别涂覆于镀锌(G.I) 钢板，然后通过光电倍增管(PMT)在250℃下干燥40秒，由此形成 10μm的涂膜。

5.分析涂层钢板的物理性质

对各钢板的耐蚀性、粘附性、分散稳定性、固化效率、散热性、 导电率进行测量。并且，通过拉曼光谱来确认本发明的涂层钢板的涂 膜上部是否具有结构缺陷，且石墨烯的成分是否被均匀地涂覆。

(1)耐蚀性

在35℃、95％的湿度下对被涂覆的试片连续喷5％的盐水，并经 过72小时后，评价其生锈程度。

可知，涂覆石墨烯-聚合物分散溶液G000的钢板(图3b)产生 了严重的红锈，而涂覆本发明的包含石墨烯-聚酯复合体的涂覆液 G010的钢板(图3a)表面非常洁净。

(2)粘附性

使用切割器将涂覆的试片以长宽为1mm的大小进行切割成100 个，并粘贴3M胶带后揭开，由此评价涂膜的粘附程度。

涂覆本发明的包含石墨烯-聚酯复合体的涂覆液G010的钢板(图 4a)的粘附性优于涂覆石墨烯-聚合物分散溶液G000的钢板(图4b) 的粘附性。

(3)分散稳定性

制造本发明的按浓度包含石墨烯-聚酯复合体的涂覆液G010和 石墨烯-聚合物分散溶液G000，并装入玻璃容器中放置一个月后比较 其状态，并在图5中示出其结果。简单混合石墨烯和聚合物时(图 5b)，可以发现石墨烯与有机溶剂分离，本发明的涂覆液(图5a)是 使用水调节稀释度的同时测量分散性，可以发现其与溶剂不分离，且 分散性优异。

(4)固化效率

固化效率是通过将包含石墨烯-聚酯复合体的涂覆液G010和石 墨烯聚合物分散溶液G000分别涂敷在金属温度峰值(Peak Metal  Temperature：PMT)不同的材料上，然后测试涂层与材料之间的粘附 性，由此评价固化效率。

粘附性是对加工部和平板两种都进行了评价。根据交叉切割法 (cross cut guide)，利用划刀在进行表面处理的钢板的表面上以横向 和纵向隔开1mm的方法划100个格，利用德国仪力信检测仪(Erichsen  tester)将划成格状的部分向上推6mm高，并在推上的部位上粘贴透 明胶带(Ichiban公司NB-1)后揭开，同时观察被剥离的部分，从而 进行评价。

并且，平板是以横向和纵向隔开1mm的方法划100个格，然后 立刻粘贴透明胶带(Ichiban公司NB-1)后揭开，同时观察被剥离的 部分，从而进行评价。

对加工部和平板进行评价的结果是以“粘附着的数量/100”方式 表示。即，没有从表面上被剥离时表示为“100/100”，被剥离10个 时表示为“90/100”，被剥离20个时表示为“80/100”。

弯曲(Bending)是通过将涂覆的试片弯曲180°后夹入老虎钳中 矫正，直到变回平坦表面为止。(实施0、1、2、3T-Bending)评价 弯曲部分上的涂膜的剥离和发生龟裂的状态。

表2

(L/S:line speed；CET:Cross-cut&Erichsen tester&tapping test)

利用包含石墨烯-聚合物复合体的涂覆液涂覆的试片在不同的 PMT下具有良好的粘附性(平板和加工部)和弯曲特性。从粘附力 方面看，敲击(tapping)后其涂层也没有被剥离。并且，在弯曲部位 没有发生涂层脱落或龟裂的现象。可知，在不同的PMT下充分实现 了固化。

相反，涂覆通过简单混合而制造的石墨烯-聚合物分散溶液的试 片随着PMT的变化，发生了涂层被剥离的现象。PMT为230℃以下 时出现了涂层堆积的现象，PMT为270℃以上时出现了龟裂现象，且 粘附性(平板和加工部)也仅在240-250℃的范围内表现为良好。这 是因为在低PMT下涂覆液无法被充分固化，因此发生堆积脱落现象， 与此相反，在高PMT下涂覆液过于被固化，从而产生龟裂现象。因 此，与使用石墨烯-聚合物复合体涂覆的情况相比，其在更广的PMT 范围内的固化效率显示良好，即使在相同PMT下的固化效率也更好。

(5)散热性和导电率

在电镀钢板(EG)的两面涂覆耐指纹树脂、散热树脂、石墨烯 氧化物(GO：Graphene Oxide)分散树脂、包含石墨烯-聚合物复合 体的涂覆液，准备试片。

所述耐指纹树脂是包含水性聚氨酯树脂、3-6重量份的磷酸、3-6 重量份的氟化锆钛、20-50重量份的无机粘结剂树脂以及0.5-1.50重 量份的硅烷化合物的涂覆液，所述散热树脂包含水性有机树脂和导热 性分散材料，涂覆液是包含以所述导热性分散材料的固体含量100重 量份为基准，包含35-65重量份的含硅化合物和35-65重量份的含铝 化合物的涂覆液，所述石墨烯氧化物分散树脂是所述表1的涂覆液中 的G000。所述含有石墨烯-聚合物复合体的涂覆液是所述表1的涂覆 液中的G010。

为了评价散热性，利用图6中示出的散热温度评价装置来测量 LED模块和准备的试片的温度，并计算各试片相对于LED模块的温 度的(-)温度差。

并且，利用Mitsubishi Chemical公司的Loresta GP(ESP Probe) 测量导电率，并测量表面电阻。通电率是通过比较无涂层的试片和电 流流动，并以百分比形式表示。

表3

区分 耐指纹树脂 散热树脂 GO分散树脂 本发明 温度(℃) 71.95 70.05 69.95 67.0 散热效果(℃) 基准 -1.9 -2.0 -6.05 导电率(mΩ) 0.036 0.039 0.039 0.035 通电率(％) 100 100 80 100

参见上述表3的结果可知，使用本发明的涂覆液制作的涂覆试片 的散热效果相对LED模块的温度差异最大，因此其散热效果最大。

导电率是对各电阻进行测量的结果，导电率值越小电阻越小。由 此可知，使用本发明的涂覆液制作的涂覆试片的电阻最小，从而即使 将其涂覆于钢板上，因石墨烯通电率也可达到100％。通常，聚合物 树脂被涂覆到钢板上时不导电，从而可使通电率下降，然而本发明中 石墨烯-聚合物复合体被均匀地涂覆于钢板上，从而并不降低通电率。