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

서지정보

· 발행기관 : 한국유화학회
· 수록지 정보 : 韓國油化學會誌 / 34권 / 2호
· 저자명 : 이 수, 문성진, 박정주

초록

백색을 띄고 물리적·화학적으로 안정한 지르코니아는 열전도도가 낮고 강도와 인성, 내식성이 우수하여 단열재, 내화물과 같은 고온 재료와 각종 산업용 구조세라믹스에 사용되고 있다. 이러한 지르 코니아를 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 하이브리드 코팅을 목적으로 본 연구에서는 지르코니아 표면에 trimethylchlorosilane(TMCS)과 hexamethyldisilazane(HMDZ)을 사용하여 실릴화반응을 통한 -CH3기를 도입하여 소수성을 나노지르코 니아 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-AES 를 통해 확인하였다. 또한, 개질 전후의 지르코니아를 아크릴레이트 단량체에 분산하여 침강속도를 확인 하여 분산성이 향상되는 것을 확인하였다. 지르코니아 입자의 크기 및 분포는 입도 분석기를 통해 확인 하였으며, BET 분석을 통해 개질 반응 전후의 비표면적은 18 m2/g 정도로 큰 변화가 없었다.

영어초록

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.

참고자료

· 없음