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

• 영문명: Study on the hydrophobic modification of zirconia surface for organic-inorganic hybrid coatings
• 발행기관: 한국응용과학기술학회 (구.한국유화학회)
• 저자명: 이수(Soo Lee) 문성진(Sung Jin Moon) 박정주(Jung Ju Park)
• 간행물 정보: 『한국응용과학기술학회지』한국유화학회지 제34권 제2호, 260~270쪽, 전체 11쪽
• 주제분류: 공학 > 화학공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2017.06.30

국문 초록

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.

영문 초록

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.

목차

요약

Abstract

1. 서론

2. 실험

3. 결과 및 고찰

4. 결론

감사의 글

References

키워드

지르코니아 소수화 클로로실란 메틸실라잔 유-무기 하이브리드 코팅 Zriconia Hydrophobicity Chlorosilane Methylsilazane Organic-inorganic hybrid coating