초록

본 발명은 산 처리된 탄소나노튜브를 축합반응제를 사용하여 축중합 가능한 작용기를 함유하는 실록산 중합체와 반응시켜 수득된 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체(CNT-GRAFT-SILOXANE POLYMER)와, 이를 유기용매 또는 고분자의 유기용액에 분산시켜 기재 상에 도포한 후 건조하여 절연막을 형성하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법에 따라 제조된 절연막은 탄소나노튜브의 넓은 비표면적으로 인해 기계적 물성(MECHANICAL PROPERTIES)이 우수하며, 낮은 유전율을 유지한다.

대표청구항 ▼

유기용매 하에서 축합반응제를 사용하여 산 처리된 탄소나노튜브를 축중합 가능한 작용기를 함유하는 실록산 중합체와 반응시켜 수득된 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체.제 1항에 있어서, 상기 축중합 가능한 작용기를 함유하는 실록산 중합체가 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 실란계 모노머, 화학식 3 및 4로 표시되는 환형 실록산계 모노머 및 화학식 5 내지 7로 표시되는 케이지형 실록산계 모노머로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 모노머를 유기용매 내에서 산 또는 염기 촉매 및 물의 존재 하에 축합중합 및 가수분해하여 제조된 것임

유기용매 하에서 축합반응제를 사용하여 산 처리된 탄소나노튜브를 축중합 가능한 작용기를 함유하는 실록산 중합체와 반응시켜 수득된 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체.제 1항에 있어서, 상기 축중합 가능한 작용기를 함유하는 실록산 중합체가 하기 화학식 1 및 2로 표시되는 실란계 모노머, 화학식 3 및 4로 표시되는 환형 실록산계 모노머 및 화학식 5 내지 7로 표시되는 케이지형 실록산계 모노머로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 모노머를 유기용매 내에서 산 또는 염기 촉매 및 물의 존재 하에 축합중합 및 가수분해하여 제조된 것임을 특징으로 하는 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체:[화학식 1]R1nSi(OR2)4-n 상기 식에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소원자, C1~C3의 알킬기 또는 C6~C15의 아릴기 또는 할로겐 원자이며, R1 및 R2 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이고, n은 0 내지 3의 정수이다.[화학식 2]X1X2X3Si-M-SiX1X2X3 상기 식에서, M은 C6~C15의 아릴렌기 또는 C1~C10의 알킬렌기이고, X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1~C3의 알킬기, C1~C10의 알콕시기 또는 할로겐 원자로서, X1, X2 및 X3 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이다.[화학식 3] 상기 식에서, R1은 수소원자, C1~C3의 알킬기 또는 C6~C15의 아릴기이고, X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1~C3의 알킬기, C1~C10의 알콕시기 또는 할로겐 원자로서, X1, X2 및 X3 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이며, p는 3 내지 8의 정수이고, m은 0 내지 10의 정수이다.[화학식 4] 상기 식에서, R1은 수소원자, C1~C3의 알킬기 또는 C6~C15의 아릴기이고, R2는 수소원자, C1~C3의 알킬기, R``CO 또는 SiX1X2X3로서, 이때 R``는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이며, X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1~C3의 알킬기, C1~C10의 알콕시기 또는 할로겐 원자로서, X1, X2 및 X3 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이며, p는 3 내지 8의 정수이다.[화학식 5] [화학식 6] [화학식 7] 상기 화학식 5 내지 7에서, X1, X2 및 X3는 각각 독립적으로 수소원자, C1~C3 의 알킬기, C1~C10의 알콕시기 또는 할로겐 원자로서, X1, X2 및 X3 중 적어도 하나는 가수분해 가능한 작용기이며, n은 0 내지 10의 정수이다.제 1항에 있어서, 상기 유기용매로서 탄화수소 용매(aliphatic hydrocarbon solvent)| 방향족계 탄화수소 용매(aromatic hydrocarbon solvent)| 케톤계 용매 (ketone-based solvent)| 에테르계 용매(ether-based solvent)| 아세테이트계 용매 (acetate-based solvent)| 알코올계 용매(alcohol-based solvent)| 아미드계 용매| 실리콘계 용매(silicon-based solvent)| 또는 이들의 혼합물을 사용한 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체.제 1항 있어서, 상기 실록산 중합체 100 중량부에 대하여 산처리된 탄소나노튜브가 0.001 내지 10중량부의 비율로 사용되는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체.제 1항에 있어서, 상기 축합반응제로 1,3-디시클로카르보디이미드(1,3-Dicyclohexylcarbodimide: DCC), N,N-디이소프로필에틸아민(N,N-Diisopropylethylamine: DIEA), O-(7-아자벤조트리아졸-1-일)-N,N,N``,N``-테트라메틸우로니움 헥사플루오르포스페이트 [O-(7-Azabenzotriazol-1-yl)- N,N,N``,N``-tetramethyluronium hexafluorophosphate: HATU] 또는 이들의 2 이상의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체.제 1항의 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체를 용매에 분산시켜 분산액을 제조하고, 이를 기판에 도포한 다음, 열 경화시키는 단계를 포함하는 반도체 층간 절연막의 형성방법.제 6항에 있어서, 상기 용매로서 지방족 탄화수소 용매(aliphatic hydrocarbon solvent)| 방향족계 탄화수소 용매(aromatic hydrocarbon solvent)| 케톤계 용매(ketone-based solvent)| 에테르계 용매(ether-based solvent)| 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 아세테이트계 용매(acetate-based solvent)| 알코올계 용매(alcohol-based solvent)| 아미드계 용매| 실리콘계 용매(silicon-based solvent)| 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 층간 절연막의 형성방법.제 6항에 있어서, 상기 분산액 중 용매의 함량이 20 ~ 99.9 중량%인 것을 특징으로 하는 반도체 층간 절연막의 형성방법.제 6항에 있어서, 상기 분산액 중에 기공형성물질이 추가로 첨가되는 것을 특징으로 하는 반도체 층간 절연막의 형성방법.제 9항에 있어서, 상기 기공형성물질로 사이클로덱스트린(cyclodextrin) 및 그의 유도체, 폴리카프로락톤(polycaprolactone) 또는 그의 유도체를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 층간 절연막의 형성방법.제 9항에 있어서, 상기 기공형성물질이 분산액의 고형분(탄소나노튜브-그라프트- 실론산 중합체+기공형성물질) 기준으로 0 ~ 70 중량% 함량으로 사용되는 것을 특징으로 하는 반도체 층간 절연막의 형성방법.제 1항의 탄소나노튜브-그라프트-실록산 중합체를 용매에 분산시켜 분산액을 제조하고, 이를 기판에 도포한 다음, 열 경화시켜 제조된 반도체 층간 절연막.