표면 개질된 지르코니아를 함유한 유-무기 하이브리드 코팅액으로 도포된 PET 필름의 특성

이 수(Soo Lee),김상엽(Sang Yup Kim),김영준(Young Jun Kim.) 한국유화학회 2018 한국응용과학기술학회지 Vol.35 No.3

In recent years, researches on organic-inorganic coating films have conducted a nanocomposite system composed of organic resin matrices having excellent flexibility and chemical stability and inorganic materials having excellent mechanical properties. The o-phenylphenoxyethyl acrylate (OPPEA) used as the acrylate monomer has a high refractive index of 1.58, and the bisphenol A ethoxylate diacrylate (BAEDA) has a low refractive index but improves the chemical stability of the organic resin. In addition, zirconia used as an inorganic material exhibits excellent durability and optical properties. In this study, the BAEDA contents in acrylate monomer were controlled to produce a film with suitable optical transparency. And optimum conditions were established by comparing the changes in surface properties of PET films detected with pencil hardness tester, Abbe s refractometer, and UV-vis spectrophotometer. The hydrophobicity and the dispersibility of zirconia in acrylate monomer were much improved after modification with γ -methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPS), which is a silane coupling agent. And the existence of ester C=O bond peak at 1716 cm -1 introduced by MPS through FT-IR ATR spectrophotometer confirmed the completion of surface modification of zirconia with MPS. In addition, the presence of silicon atom on the surface modified zirconia was also proved using X-ray fluorescence spectrometer. When the photocurable hybrid coating was prepared by introducing chemically modified zirconia into acrylate monomer, the refractive index of this coated PET film was improved by 1.2%, compared to the only acrylate coated PET film. The homogeneous distribution of zirconia in acrylate coating layer on PET film was also identified through SEM/EDS mapping analysis technique. 최근 우수한 유연성과 화학적 안정성 등을 가진 고분자 수지와 우수한 기계적 성질 등을 나타내는 무기 재료로 이루어진 나노 복합 시스템으로써 유-무기 하이브리드 코팅 필름에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 아크릴레이트 단량체로써 사용된 o-phenylphenoxyethyl acrylate (OPPEA)는 1.576의 높은 굴절률을 나타내고, Bisphenol A ethoxylate diacrylate (BAEDA)는 굴절률은 낮지만 경화된 고분자의 경도를 향상시킨다. 또한, 무기 소재로써 사용된 지르코니아는 산화지르코늄으로써 우수한 내구성과 광학특성 등을 나타낸다. 본 연구에서는 광학 특성을 향상시키기 위한 목적으로 아크릴레이트 단량체 중 BAEDA의 함량을 조절하여 필름을 제조한 뒤 연필 경도계와 아베굴절계를 이용하여 광학 특성 변화를 확인하였고, UV-vis spectrophotometer을 이용해 투과도를 비교하여 최적의 조건을 확립하였 다. 그리고 실란 커플링제인 γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPS)를 사용하여 지르코니아를 소수화 처리하여 아크릴레이트 단량체에 대한 분산성을 향상시키고, 개질 전후의 물에 대한 분산성 변화를 조사하여 물에 대한 친화력이 감소하였음을 확인하였고, FT-IR ATR spectrophotometer를 통해 MPS에 의해 도입된 1716 cm -1 에서의 에스터 C=O 결합 peak의 존재를 통해 MPS에 의한 지르코니아 표면의 개질 반응이 진행되었음을 확인하였다. 또한, 지르코니아의 표면에 도입된 규소 원자의 존재는 X 선 형광법을 이용하여 확인하였다. 그리고 화학적으로 개질된 지르코니아를 아크릴레이트 단량체에 도입하여 광경화 필름을 제조하였을 때, 굴절률은 아크릴레이트 자체 필름보다 1.2% 향상되었음을 확인 하였고, SEM/EDS mapping 분석을 통해 PET 필름에 코팅된 개질 후 지르코니아가 아크릴레이트 코팅 층에 균일하게 분포되어 있음을 알 수 있었다.

유-무기 하이브리드 화합물을 이용한 초친수성 코팅액 제조와 물성

김수빈,권성식,김주영 한국공업화학회 2022 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2022 No.1

유-무기 하이브리드 화합물을 이용한 초친수성 코팅액 제조 및 물성

김수빈,김주영 한국공업화학회 2023 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2023 No.0

유-무기 하이브리드형 난연제를 포함하는 테이프 점착제의 제조 및 난연효과

오정섭,김재엽,박정재,김영호 한국공업화학회 2015 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2015 No.0

유무기 하이브리드형 인계난연제를 포함하는 점착제를 제조하였으며 이의 난연성능을 평가 하였다. 인계난연제에 실록산계 무기물질을 하이브리드시켰으며 이를이용하여 필름 점착제를 제조 하였다. 적정조건에서 합성된 하이브리드형 난연 점착제는 PVC필름과 목제간 접착시 우수한 점착력을 가졌으며 최종제품은 V-6등급 및 산소지수 37% 이상의 우수한 성능을 보였다.

유-무기 하이브리드 코팅액 제조를 위한 지르코니아 표면의 소수화 개질 연구

이수(Soo Lee),문성진(Sung Jin Moon),박정주(Jung Ju Park) 한국유화학회 2017 한국응용과학기술학회지 Vol.34 No.2

백색을 띄고 물리적·화학적으로 안정한 지르코니아는 열전도도가 낮고 강도와 인성, 내식성이 우수하여 단열재, 내화물과 같은 고온 재료와 각종 산업용 구조세라믹스에 사용되고 있다. 이러한 지르코니아를 낮은 경도 및 굴절률 등과 같은 단점을 가진 고분자 코팅제에 도입하게 되면 화학적, 전기적, 광학적인 특성이 향상된다. 이와 같이 유기 소재에 무기 소재를 혼합하여 사용하는 유-무기 하이브리드코팅을 목적으로 본 연구에서는 지르코니아 표면에 trimethylchlorosilane(TMCS)과 hexamethyldisilazane(HMDZ)을 사용하여 실릴화반응을 통한 -CH₃기를 도입하여 소수성을 나노지르코니아 표면에 도입하였다. 소수화된 지르코니아 표면에서의 TMCS와 HMDZ에 의해 도입된 Si-CH₃의 존재는 FT-IR ATR spectroscopy를 통해 확인하였고, silicon 원소의 존재를 FE-SEM/EDS와 ICP-AES를 통해 확인하였다. 또한, 개질 전후의 지르코니아를 아크릴레이트 단량체에 분산하여 침강속도를 확인하여 분산성이 향상되는 것을 확인하였다. 지르코니아 입자의 크기 및 분포는 입도 분석기를 통해 확인하였으며, BET 분석을 통해 개질 반응 전후의 비표면적은 18 m²/g 정도로 큰 변화가 없었다. Zirconia has white color and physical, chemical stability, also using in high temperature materials and various industrial structural ceramics such as heat insulating materials and refractories due to their low thermal conductivity, excellent strength, toughness, and corrosion resistance. If hydrophobically modified zirconia is introduced into a hydrophobic acrylate coating solution, the hardness, chemical, electrical, and optical properties will be improved due to the better dispersibility of inorganic particle in organic coating media. Thus, we introduced -CH₃ group through silylation reaction using either trimethylchlorosilane(TMCS) or hexamethyldisilazane( HMDZ) on zirconia surface. The Si-CH3 peaks derived from TMCS and HMDZ on hydrophobically modified zirconia surface was confirmed by FT-IR ATR spectroscopy, and introduction of silicon was confirmed by FE-SEM/EDS and ICP-AES. In addition, the sedimentation rate result in acrylate monomer of the modified zirconia showed the improved dispersibility. Comparison of the sizes of a pristine and the modified zirconia particles, which were clearly measured not by the normal microscope but by particle size analysis, provided a pulverizing was occurred by physical force during the silylation process. From the BET analysis data, the specific surface area of zirconia was approximately 18 m²/g and did not significantly change during modification process.

유-무기 하이브리드를 이용한 표면 특성 부여 코팅

김주영 한국공업화학회 2020 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2020 No.-

현재 외부 환경에 노출되는 다양한 소재 표면에 새로운 표면 기능을 부여하거나 표면 물성을 개선시켜서 소재의 기계적, 전기적 물성을 획기적으로 향상시켜서 소재 및 부품의 부가가치를 향상시키기 위해서 주로 다양한 코팅 공정이 사용된다. 소재 본연의 물성을 전혀 손상시키지 않고 소재에 새로운 기능을 부여한다는 면에서 매우 매력적이며 기존 소재를 그대로 사용하면서 부가적인 코팅 공정만으로 새로운 기능이 부여된 소재를 개발하는 것이므로 기존 소재 부품 기업들에게 큰 주목을 받고 있다. 또한 코팅 소재는 기술 집약적인 제품이므로 연구 개발 중심의 기업에게는 매우 매력적인 사업 아이템이기도 하다. 본 연구에서는 기존 소재 표면에 발수성, 발유성, 산소 및 수분 차단성을 부여할 수 있는 다양한 코팅 소재 기술을 소개하려고 한다. 즉 코팅을 통해서 소재 표면의 표면 성질을 친수성 또는 소수성으로 변환시키거나 표면 에너지 차이가 큰 두 소재의 접착 특성을 개선하거나 고가의 소재를 산소나 수분으로부터 장기간 보호할 수 있는 표면층을 형성할 수 있는 코팅소재의 종류 및 현재 연구 동향에 대해서 소개하려고 한다.

유/무기 하이브리드 코팅액에 의한 냉간압연강판의 열처리 온도에 따른 내식특성

남기우(Ki-Woo Nam),김정량(Jung-Ryang Kim) 대한조선학회 2011 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2011 No.6

The demand of Cold Rolled Steel(CR) for automobile is gradually increasing. If surface treatment(coating for corrosion resistance) of CR is not conducted, the use is very limited. Because CR is vulnerable to corrosion. Therefore we need development of coating solution of high corrosion resistance about CR. In this study, the solutions of organic/inorganic solution with Si and Ti(Si polysilicate 7 wt.% + Urethane 13 wt.% + Ti amorphous 0.5 wt.% ; LR-0727(1)) are used for evaluation of corrosion resistance of CR under salt spray test. Test specimens with LR-0727(1) coating had heat treatment in the drying oven at 120 ~ 210℃ for 5 minute. Corrosion resistance was investigated with salt spray test of 7 hours. And adhesive test was conducted, too.

유/무기 하이브리드 코팅액에 의한 냉간압연강판의 내식특성

남기우(Ki Woo Nam),김정량(Jung Ryang Kim) 대한기계학회 2011 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2011 No.5

In the past a very popular way to reduce the corrosion rate of zinc was the use of chemical conversion layers based on Cr??. However, there is the important problem that the use of chromium salts is now restricted because of environmental protection legislation. Earlier researcher investigated that the optimum of organic/inorganic solution with Si. In this study, Urethane solution (only Urethane 20 wt. % ; S-700), organic/inorganic solution with Si (Si polysilicate 10 wt. % + Urethane 10 wt.% LR-0317) and organic/inorganic solution with Si and Ti(Si polysilicate 7 wt.% + Urethane 13 wt.% + Ti amorphous 0.5 wt.% ; LR-0727(1), Si polysilicate 7 wt.% + Urethane 7 wt.% + Ti amorphous 0.5 wt. % + epoxy 6 wt. % ; LR-0727(2)) are used. Based on the salt spray test of 7 h, LR-0727(1) and LR-0727(2) had a superior effect for the corrosion resistance on CR steel, respectively.

유/무기 하이브리드 코팅액에 의한 냉간압연강판의 내식특성

김정량(Jung Ryang Kim),최창민(Chang Min Choi),남기우(Ki Woo Nam) 대한기계학회 2012 大韓機械學會論文集A Vol.36 No.4

종래 아연의 부식 속도를 줄이는 가장 일반적인 방법은 Cr??를 도포하여 화학적으로 개조하는 것이었다. 그러나 Cr??는 현재 환경 보호법 때문에 사용이 제한되어 있다. 따라서 자자들은Si를 가지는 유/무기 용액에 대한 아연도금강판의 최적 조건을 연구하였다. 최적 내식성은 190 ℃에서 5분간 열처리한 조건으로 나타났다. 본 연구에서는 내식성 평가를 위하여 우레탄 용액(Urethane 20 wt.% ; S-700), Si를 가지는 유 무기 용액(Si polysilicate 10 wt.% + Urethane 10 wt.% LR-0317) 및 Si와 Ti를 가지는 2종류의 유/무기 용액(Si polysilicate 7 wt.% + Urethane 13 wt.% + Ti amorphous 0.5 wt.% ; LR-0727(1), Si polysilicate 7 wt.% + Urethane 7 wt.% + Ti amorphous 0.5 wt.% + epoxy 6 wt.% ; LR-0727(2))을 사용하였다. 내식성 평가는 냉간압연 강판을 사용하여 염수분무 시험으로 실시하였다. 7시간의 염수 분무 시험에서 LR-0727(1)과 LR-0727(2) 용액이 냉간 압연 강판에 대하여 우수한 내식성을 나타내었다. In the past, a very popular way to reduce the corrosion rate of zinc was the use of chemical conversion layers based on Cr??. However, the use of chromium salts is now restricted because of environmental protection legislation. Previous research investigated the optimum corrosion resistance of galvanized steel treated with an organic/inorganic solution containing Si. The result showed that the optimum corrosion resistance occurred by heat treatment of 190℃ in 5 min. In this study, one organic and three hybrid organic/inorganic coating solutions were applied to cold-rolled (CR) carbon steel. The coatings were then evaluated for corrosion resistance under a salt spray test. The coating solutions examined in this study consisted of urethane-only, urethane-Si, urethane-Si-Ti, and urethane-Si-Ti-epoxy. The results of the 7 h salt spray test showed that the urethane-Si-Ti and urethane-Si-Ti-epoxy coating solutions had superior corrosion resistance on CR steel.

발수성을 갖는 유-무기 하이브리드형 하드코팅 용액 제조

송영규,김영호 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.0

TEOS(Tetraethyl orthosilicate)를 이용하여 졸-겔 반응으로 실리카 입자를 제조하였고 이중결합이 존재하는 실리카 표면에 소수성 단량체를 결합하여 발수성이 부여되도록 하였다. 소수성단량체는 실리카 입자에 표면에 부분적으로만 결합하였으며 아는 실리카입자/소수성단량체의 몰 비 및 pH 등에 크게 영향을 받았다. 소수성으로 부분 처리된 실리카 입자는 -NCO기를 갖는 우레탄계 전중합용액과 광개시제를 유기용매에서 커플링제와 함께 반응시켜 UV경화형 발수성 우레탄계 코팅제를 합성하였다. 제조된 코팅제는 메탈도막에 적용하여 시험하였으며 우수한 내스크레칭성과 발수성(내오염성)을 나타내었다.