KR101019449B1 - 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법 및 이에 의해 생성된 코팅입자 - Google Patents

상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법 및 이에 의해 생성된 코팅입자 Download PDF

Info

Publication number
KR101019449B1
KR101019449B1 KR1020080093196A KR20080093196A KR101019449B1 KR 101019449 B1 KR101019449 B1 KR 101019449B1 KR 1020080093196 A KR1020080093196 A KR 1020080093196A KR 20080093196 A KR20080093196 A KR 20080093196A KR 101019449 B1 KR101019449 B1 KR 101019449B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coating method
phase separation
nanoparticles
polymer
particles
Prior art date
Application number
KR1020080093196A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100034187A (ko
Inventor
진인주
최형진
박봉준
우현률
Original Assignee
인하대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인하대학교 산학협력단 filed Critical 인하대학교 산학협력단
Priority to KR1020080093196A priority Critical patent/KR101019449B1/ko
Publication of KR20100034187A publication Critical patent/KR20100034187A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101019449B1 publication Critical patent/KR101019449B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/18Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
    • B05D1/22Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping using fluidised-bed technique
    • B05D1/24Applying particulate materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/02Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to macromolecular substances, e.g. rubber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2401/00Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like
    • B05D2401/30Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like the coating being applied in other forms than involving eliminable solvent, diluent or dispersant
    • B05D2401/32Form of the coating product, e.g. solution, water dispersion, powders or the like the coating being applied in other forms than involving eliminable solvent, diluent or dispersant applied as powders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

본 발명은 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법 및 이에 의해 생성된 코팅입자에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 a)아세톤, 클로로포름 및 THF(Tetrahydrofuran)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1용제에 아크릴계 고분자를 용해시켜 고분자 용액을 준비하는 단계; b)상기 고분자 용액에 유기 또는 무기 나노입자를 분산하여 콜로이드 용액을 준비하는 단계; 및 c)메탄올, 에탄올 및 물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제2용제에 상기 콜로이드용액을 드로핑(dropping)시키고, 교반하여 상기 아크릴계 고분자를 상기 나노입자의 표면에 코팅하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의한 코팅방법은 공정이 간단하고 오염도가 적으며, 선택성이 좋을 뿐 아니라 이에 의해 생성된 코팅입자는 표면성질이 우수하여 분산성이 좋고, 밀도가 낮으며, 화학적, 물리적 안정성이 우수하여 내구성이 좋다.
유·무기 나노입자, 코팅입자, 상분리, 코어-쉘 구조

Description

상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법 및 이에 의해 생성된 코팅입자{Encapsulation method of nanoparticles via phase separation and coating of particles obtained thereby}
본 발명은 나노입자 코팅방법 및 이에 의해 생성된 코팅입자에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 간단한 공정을 통하여 표면성질 및 화학적, 물리적 안정성이 우수한 코팅입자를 생성하는 나노입자 코팅방법 및 이에 의해 생성된 코팅입자에 관한 것이다.
도료나 잉크, 화장품 산업 분야에 있어서, 입자 분산의 안정성은 고품질 및 고품질의 균일성을 보장하기 위하여 필요한 물리적인 특성으로 제조과정의 저장 안정성 및 응용 특성과 관련하여 매우 중요한 성질이다.
건조 상태의 입자를 액상에 넣으면 공기와 수분으로 덮여있던 입자 표면이 액상으로 바뀌게 되고 이러한 상태는 고체와 액체 계면에서의 표면장력 및 액체에 의한 입자표면의 친화력에 주로 의존하게 된다.
따라서 안정화된 분산 특성을 얻기 위해서는 입자표면의 화학적인 특성이 적절히 변경되어야 한다.
이에 종래에는 현탁중합(suspension polymerization), 유화중합(emulsion polymerization, mini-emulsion polymerization, micro-emulsion polymerization) 및 분산 중합(dispersion polymerization) 등 다양한 입자 중합 방법으로 단분산성 나노입자 또는 마이크로입자를 합성하고 있으며, 전기적 반발력이나 입체장애 효과를 이용하는 첨가제 역시 사용되고 있다.
또한, 유·무기 나노입자의 경우 단일입자의 크기(primary size)가 작아 단일입자 형태로 존재하지 않고, 쉽게 뭉쳐서 단위체(aggregate)를 형성하는 경우가 많았다. 특히, 무기 입자의 경우에는 밀도가 크기 때문에, 뭉침 현상(aggregation)과 침전현상(sedimentation)이 같이 생겨서 분산안정성을 얻기가 매우 어렵다는 문제점이 있었다.
이러한 유·무기 나노 입자의 분산성을 높이는 방법으로는 분산제와 같은 첨가제를 넣어주는 방법 이외에 입자 자체를 코팅하는 방법을 사용할 수 있다.
특히, 종래에는 용액상태에서 입자주변에 계면활성제나 기타 고분자 분산제를 물리적으로 흡착시켜 처리하거나 혹은 시드 분산중합 (seeded dispersion polymerization), 인시츄 현탁중합 (in-situ suspension polymerization), 유화중합(emulsion polymerization)을 이용하여 입자 주변에 고분자 혹은 단분자를 코팅하는 방법을 주로 사용하였고, 일부는 ATRP(atom transfer radical polymerization) 중합법 등을 이용하여 입자에서 직접 고분자를 그래프트(graft)시키는 방법을 사용하였다.
그러나 이러한 방법들은 단계가 매우 복잡하고 분산제와 개시제 혹은 유화제 등이 들어가기 때문에 비용이 많이 들고, 고분자의 분자량을 조절하기가 어려울 뿐 아니라 별도의 시료 세척작업이 많이 요구되는 등 공정이 간편하지 않다는 문제점이 있었다.
이에 보다 간단한 공정을 통하여 분산 안정성이 높은 코팅입자를 생성하는 나노입자의 코팅방법 및 이를 통하여 얻어진 물리적, 화학적으로 우수한 물성을 갖는 코팅입자에 대한 연구개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 연구개발의 필요성을 충족시키기 위하여 창출된 것으로서, 간단한 공정과 저렴한 비용으로 고분자 물질이 입자 표면에 균일하게 분포하여 안정된 표면 특성과 고분자의 특성을 입자의 표면에 부여함으로써 입자의 배열밀도를 조절하여 분산성이 우수한 코팅입자를 생성하는 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법 및 이에 의해 생성된 코팅입자를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅 방법은, a)아세톤, 클로로포름 및 THF(Tetrahydrofuran)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1용제에 아크릴계 고분자를 용해시켜 고분자 용액을 준비하는 단계; b)상기 고분자 용액에 유기 또는 무기 나노입자를 분산하여 콜로이드 용액을 준비하는 단계; 및 c)메탄올, 에탄올 및 물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제2용제에 상기 콜로이드용액을 드로핑(dropping)시키고, 교반하여 상기 아크릴계 고분자를 상기 나노입자의 표면에 코팅하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 나노입자의 크기는 100 ~ 2,000nm 인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 유기 나노입자는 azo-based pigment, phthalocyanine-based pigment 및 anthraquinone-based pigment 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 무기 나노입자는 이산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화구 리(CuO), 산화철(Fe2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 산화바륨(BaO), 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(Al2O3) 및 실리카(SiO2)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
게다가, 상기 아크릴계 고분자는 poly(methyl methacrylate-co-methacrylic acid), poly(styrene-co-methacrylic acid) 및 poly(methyl methacrylate-co-styrene sulfonic acid) 중의 선택된 어느 하나일 수 있다.
더불어, 상기 고분자 용액은, 상기 제1용제 100중량부에 대하여 상기 아크릴계 고분자 1 ~ 10중량부가 함유되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 콜로이드 용액은, 상기 제1용제 100중량부에 대하여 나노입자 1 ~ 5중량부가 함유되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 상기 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법에 의해 생성된 코어-쉘 구조의 코팅입자를 포함한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법 및 이에 의해 생성된 코팅입자는, 유기 또는 무기 나노입자에 고분자를 단분산 코팅을 함으로써 입자의 표면을 균일하게 처리하여 안정된 표면 특성을 나타내며, 이를 통하여 분산성을 향상시킬 뿐 아니라, 고분자의 낮은 밀도로 인해 입자가 갖는 밀도를 낮출 수 있다.
또한, 상기 코팅방법에 의해 생성된 코팅입자는 형성되는 상, 조성, 밀도, 기공함량, 균열과 코팅 결합강도, 잔류 응력 등의 코팅 특성이 우수하므로 열적, 기계적, 열 기계적, 물리적 및 화학적 특성의 향상을 가져옴으로써, 고밀도의 단일 코팅막을 이용하여 안료분산이 핵심기술인 LCD의 칼라필터, 서스코팅, 차량 및 건축물도색 등의 분야에 적용할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도 1을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법을 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법을 나타낸 블록흐름도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법은 a)고분자 용액 준비단계(S110), b)콜로이드 용액 형성단계(S120) 및 c)나노입자 코팅단계(S130)를 포함한다.
우선, 아세톤, 클로로포름 및 THF로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1용제에 상기 아크릴계 고분자를 용해시켜 고분자 용액을 준비한다(S110).
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법은 두 가지 용매의 용해도 상수 차이를 이용하는 것이므로 상기 제1용제는 코팅하고자 하는 아크릴계 고분자를 용해시킬 수 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 제1용제는 아세톤, 클로로포름 및 THF로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 보다 바람직하며, 상기 제1용제는 고분자 상(phase)에 잔류되어 있다가 진행과정 중에 증발될 수 있도록 휘발성이 높으며, 상온기준으로 6cP 이하의 점도를 가질 수 있다.
또한, 상기 아크릴계 고분자는 poly(methyl methacrylate)의 주쇄 중 일부가 카르복실산 또는 술폰산(sulfonic acid)으로 치환된 것으로 poly(methyl methacrylate-co-methacrylic acid), poly(styrene-co-methacrylic acid), 또는 poly(methyl methacrylate-co-styrene sulfonic acid)인 것이 바람직하다.
게다가, 상기 아크릴계 고분자는 투명성 고분자로서, 나노입자의 표면에 코팅되는 경우 입자의 색을 그대로 재현할 수 있으며, 표면성질이 우수하여 정전기적 반발력이 높아 분산 효과가 좋다는 장점이 있다.
아울러, 상기 고분자용액은, 상기 제1용제 100중량부에 대하여 상기 아크릴계 고분자 1~10중량부가 함유되는 것이 바람직하다. 상기 아크릴계 고분자가 1중량부 미만 함유되면 용액의 농도가 너무 낮아 입자의 표면 코팅형성이 어려우며, 10중량부 이상 함유되면 점도가 높아 용제내의 나노입자 분산이 어려워지고, 제2용제 로 상분리시 입자의 크기 조절이 어려운 문제가 야기될 수 있다.
한편, 상기 고분자 용액이 준비되면, 상기 고분자 용액에 아크릴계 유기 또는 무기 나노입자를 분산하여 균일하게 이루어진 콜로이드 용액을 준비한다(S120).
여기서, 상기 나노입자의 크기는 100 ~ 2,000nm 인 것이 바람직하다.
상기 나노입자의 크기가 100nm 미만인 경우에는, 코팅 전 입자의 분산이 어려우며 응집현상이 나타나기 때문에, 코팅 시에 개별입자가 코팅되지 않고 응집된 입자 군이 코팅되는 문제 등이 있다.
또한, 상기 나노입자의 크기가 2,000nm 를 초과하는 경우에는 입자 하나가 단일 핵 역할을 하지 않고 여러 개의 핵 역할을 하기 때문에, 코팅하기에 충분한 사슬 길이가 형성되지 못하여 코팅이 균일하게 되지 않고 두께도 일정하지 않게 되는 문제점이 있다.
또한, 상기 유기 나노입자는 azo-based pigment, phthalocyanine-based pigment 및 anthraquinone-based pigment 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 무기 나노입자는 이산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화구리(CuO), 산화철(Fe2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 산화바륨(BaO), 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(Al2O3) 및 실리카(SiO2)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
상기와 같은 유기 또는 무기 나노입자는 아크릴계 고분자의 작용기와 상용성 이 우수하고, 친수성을 나타낸다는 장점이 있다.
다만, 상기 유기 또는 무기 나노입자가 상기 기재된 예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적에 따라 하여 잘 분산될 수 있도록 제1용제에는 녹지 않으면서 잘 분산이 되고, 상기 아크릴계 고분자 용액에 분산되었을 때 용액으로부터 상 분리되지 않고 상기 아크릴계 고분자 용액 내에 균일하게 분산될 수 있는 모든 유기 또는 무기 나노입자가 포함될 수 있다.
게다가, 상기 b)단계에서, 상기 콜로이드 용액은 초음파 및 분쇄기를 사용하여 상기 나노입자를 제1용제에 분산함으로써 형성되는 것이 바람직하다.
이어서, 메탄올, 에탄올 및 물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제2용제에 상기 콜로이드 용액을 드로핑(dropping)시키고, 교반하여 상기 아크릴계 고분자를 상기 나노입자의 표면에 코팅한다(S130).
한편, 상기 제2용제는 상기 제1용제를 잘 녹일 수 있고, 용해도 차이에 의한 상 분리가 가능하도록 상기 제1용제와 비교하였을 때, 상기 아크릴계 고분자와의 상용성이 미약하여 부분적으로 용해시키거나 상기 아크릴계 고분자를 용해시킬 수 없는 것이어야 하므로 메탄올, 에탄올 및 물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
뿐만 아니라, 본 발명은 상기 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법에 의해 생성된 코어-쉘 구조의 코팅입자를 제공한다.
상기 코어-쉘 구조의 코팅입자는 유기 또는 무기 나노입자의 표면에 아크릴계 고분자가 구형으로 둘러싸도록 코팅된 것이 바람직하다. 상기와 같이 유기 또는 무기 나노입자의 표면에 아크릴계 고분자가 구형으로 둘러싸도록 코팅된 코어-쉘 구조의 코팅입자는 분산 안정성이 우수하며, 물리적, 화학적 내구성이 우수하다는 장점이 있다.
이하 하기 실시예 1에는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법에 의해 코어-쉘 구조의 코팅입자를 생성하는 과정을 나타내었다.
실시예 1
『아세톤 100㎖가 담긴 플라스크에 폴리(메틸 메타크릴레이트-코-메타크릴릭 산) (poly(methyl methacrylate-co-methacrylic acid)) 5g을 첨가하고, 상온에서 300rpm 1시간 동안 교반하여 고분자 용액을 준비한다.
상기 고분자 용액에 이산화티탄 입자(DuPont사의 R104)를 3g을 첨가하고 초음파를 이용하여 20시간 동안 분산시켜 아세톤에 폴리(메틸 메타크릴레이트-코-메타크릴릭 산)와 이산화티탄 입자가 균일하게 혼합된 콜로이드 용액을 생성하였다.
상기 콜로이드용액을 메탄올 200㎖가 담긴 플라스크에 천천히 드롭핑(dropping)시키면서 상기 제2용제가 모두 제거될 때까지 계속 교반한 후, 동결 건조기로 건조시킴으로써 백색 분말로 된 코어-쉘 구조의 코팅입자를 생성하였다.』
이하, 실험예 1에서는 도 2 내지 도 5를 참고하여 상기 실시예 1의 코어-쉘 구조의 코팅입자, 순수한 이산화티탄 입자 및 순수한 폴리(메틸 메타크릴레이트-코 -메타크릴릭 산) 고분자를 비교하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상 분리방법을 이용한 나노입자의 코팅방법에 의해 생성된 코팅입자의 물리적, 화학적 특성을 설명하도록 한다.
실험예 1
1) 주사 전자 현미경 분석
도 2는 순수한 이산화티탄 입자(a)와 도 1의 코팅방법에 의해 생성된 실시예 1의 코팅입자(b)를 비교한 주사 전자 현미경 사진이다.
도 2를 참고하면, 상기 실시예 1의 코팅입자(b)는 비교적 균일한 크기 분포를 가지며, 이산화티탄 입자 표면에 상기 폴리(메틸 메타크릴레이트-코-메타크릴릭 산) 고분자가 구형으로 코팅되어 있는 반면에, 순수한 이산화티탄 입자(a)는 상대적으로 불균일한 입자 표면상이 형성되었다.
2) 투과 전자 현미경 분석
도 3은 도 1의 코팅방법에 의해 생성된 실시예 1의 코팅입자를 나타낸 투과 전자 현미경 사진이다. 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 실시예 1의 코팅입자를 투과 전자 현미경으로 관찰한 결과, 코팅된 고분자의 두께는 약 50nm이었고, 고분자 내부에 이산화티탄 입자가 코어-쉘(core-shell) 형태로 코팅되어 있음을 확인하였다.
3) 열 무게 분석(Thermal gravimetric analysis)
도 4는 도 1의 코팅방법에 의해 생성된 실시예 1의 코팅입자(a)와 순수한 이산화티탄 입자(b)를 비교한 열 무게 분석 그래프이다. 열 무게 분석 결과로부터 입 자 표면에 평균적으로 코팅된 유기물과 무기물 입자인 이산화티탄의 질량비를 알 수 있으며, 코팅의 두께와 비중도 간접적으로 산출할 수 있다.
도 4 에서 고분자 물질의 경우에는 350 ~ 450℃ 에서 급격한 질량 감소가 일어남을 확인할 수 있었다. 또한 T1 /2 (온도 상승에 따른 무게 감소에서 원래 시료 무게의 절반에 도달할 때의 온도)가 430℃ 임을 보여 주고 있다.
또한, 도 4를 참고하면, 평균 크기가 100 ~ 200nm 이고, 질량비는 6:4가 되도록 이산화티탄 입자의 표면에 폴리(메틸 메타크릴레이트-코-메타크릴릭 산) 고분자를 코팅한 실시예 1의 코팅입자(a)와 순수한 이산화티탄 입자(b)의 밀도를 비교한 결과, 순수한 이산화티탄 입자(b)의 밀도가 4g/㎖ 인 반면에, 실시예 1의 코팅입자(a)의 밀도는 1.3 ~ 1.5g/㎖ 로 감소하였다.
4) 적외선 분광(FT-IR) 스펙트럼 분석
도 5는 도 1의 코팅방법에 의해 생성된 실시예 1의 코팅입자(a), 순수한 폴리(메틸 메타크릴레이트-코-메타크릴릭 산) 고분자(b) 및 순수한 이산화티탄 입자(c)를 비교한 FT-IR 스펙트럼이다.
도 5에 나타난 바와 같이, 순수한 무기 안료입자인 이산화티탄 입자(c)는 600~700cm-1에서 비교적 강한 Ti-O 피크를 나타내었다.
순수한 고분자의 경우(b), 1730cm-1에서 나타난 피크는 카르복실기의 C=O 관능기에 의해 나타나는 에너지 투과이며, 3500cm-1 영역에서의 피크는 알코올(-OH)에 의한 에너지 투과이다. 2800~3000cm-1 영역에서의 피크는 CH2와 CH3에 의해 생기는 투과 피크이며, 1000~1300cm-1 영역에서의 피크는 C-O 관능기에 의한 에너지 투과이다.
반면에 도 1의 코팅방법에 의해 생성된 실시예 1의 코팅입자(a)의 경우, (c)에서 보이는 Ti-O 피크뿐만 아니라 1730cm-1에서의 카르복실기의 C=O 관능기에 의해 보이는 에너지 투과 피크, 3500cm-1 영역에서의 알코올(-OH)에 의해 나타나는 에너지 투과 피크, 2800~3000cm-1 영역에서의 CH2와 CH3에 의해 생긴 투과 피크들이 나타남은 물론, 이들이 순수한 고분자(b)에서와 같은 위치에서 나타나는 것으로 보아, 탄소 구조체로 이루어진 고분자가 입자 표면에 형성된 것을 알 수 있다.
뿐만 아니라 도 1의 코팅방법에 의해 생성된 실시예 1의 코팅입자 (a)의 경우, 표면에 형성된 고분자 층에 의하여 순수한 무기 안료 입자인 이산화티탄 입자(c)에 비해 Ti-O 피크가 크게 줄어든 것을 알 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법을 나타낸 블록흐름도이고,
도 2는 순수한 이산화티탄 입자(a)와 도 1의 코팅방법에 의해 생성된 실시예 1의 코팅입자(b)를 비교한 주사 전자 현미경 사진이고,
도 3은 도 1의 코팅방법에 의해 생성된 실시예 1의 코팅입자를 나타낸 투과 전자 현미경 사진이고,
도 4는 도 1의 코팅방법에 의해 생성된 실시예 1의 코팅입자(a)와 순수한 이산화티탄 입자(b)를 비교한 열 무게 분석 그래프이고,
도 5는 도 1의 코팅방법에 의해 생성된 실시예 1의 코팅입자(a), 순수한 폴리(메틸 메타크릴레이트-코-메타크릴릭 산) 고분자(b) 및 순수한 이산화티탄 입자(c)를 비교한 FT-IR 스펙트럼이다.

Claims (8)

  1. a)아세톤, 클로로 포름 및 THF(Tetrahydrofuran)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제1용제에 아크릴계 고분자를 용해시켜 고분자 용액을 준비하는 단계;
    b)상기 고분자 용액에 유기 또는 무기 나노입자를 분산하여 콜로이드 용액을 준비하는 단계; 및
    c)메탄올, 에탄올 및 물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 제2용제에 상기 콜로이드용액을 드로핑(dropping)시키고, 교반하여 상기 아크릴계 고분자를 상기 나노입자의 표면에 코팅하는 단계를 포함하는 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 나노입자의 크기는 100 ~ 2,000nm 인 것을 특징으로 하는 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 유기 나노입자는 azo-based pigment, phthalocyanine-based pigment 및 anthraquinone-based pigment 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 무기 나노입자는 이산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화구리(CuO), 산화철(Fe2O3), 산화지르코늄(ZrO2), 산화바륨(BaO), 산화마그네슘(MgO), 산화알루미늄(Al2O3) 및 실리카(SiO2)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴계 고분자는 poly(methyl methacrylate-co-methacrylic acid), poly(styrene-co-methacrylic acid) 및 poly(methyl methacrylate-co-styrene sulfonic acid) 중의 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 고분자 용액은, 상기 제1용제 100중량부에 대하여 상기 아크릴계 고분자 1 내지 10중량부가 함유되는 것을 특징으로 하는 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 콜로이드 용액은, 상기 제1용제 100중량부에 대하여 나노입자 1 내지 5 중량부가 함유되는 것을 특징으로 하는 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항의 코팅방법에 의해 생성된 코어-쉘 구조의 코팅입자.
KR1020080093196A 2008-09-23 2008-09-23 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법 및 이에 의해 생성된 코팅입자 KR101019449B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080093196A KR101019449B1 (ko) 2008-09-23 2008-09-23 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법 및 이에 의해 생성된 코팅입자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080093196A KR101019449B1 (ko) 2008-09-23 2008-09-23 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법 및 이에 의해 생성된 코팅입자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100034187A KR20100034187A (ko) 2010-04-01
KR101019449B1 true KR101019449B1 (ko) 2011-03-07

Family

ID=42212376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080093196A KR101019449B1 (ko) 2008-09-23 2008-09-23 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법 및 이에 의해 생성된 코팅입자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101019449B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101336271B1 (ko) * 2012-04-03 2013-12-03 한국화학연구원 금속 및 무기물 입자에 균일하게 고분자를 코팅하여 코어-쉘 구조를 갖는 고분자-나노입자의 제조방법 및 이로부터 제조된 고분자-나노입자
KR101336644B1 (ko) * 2012-04-03 2013-12-05 한국화학연구원 금속 및 무기물 입자에 균일하게 폴리아믹산을 코팅하여 코어-쉘 구조를 갖는 폴리이미드-나노입자 제조방법, 이를 이용한 폴리이미드-나노입자 및 폴리이미드-나노입자복합체
WO2013151319A1 (ko) * 2012-04-03 2013-10-10 한국화학연구원 금속 및 무기물 입자에 균일하게 고분자를 코팅하여 코어-쉘 구조를 갖는 고분자-나노 입자의 제조방법, 이로 제조된 고분자-나노입자 및 이를 포함하는 고분자-나노입자 복합체

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060021535A (ko) * 2004-09-03 2006-03-08 학교법인연세대학교 다작용기 리간드를 이용한 나노입자의 표면 개질 및수용성 나노입자의 제조방법
KR100644244B1 (ko) 2004-12-24 2006-11-10 한국화학연구원 고굴절 무/유기 하이브리드용 나노 졸의 제조 방법
KR100827292B1 (ko) 2006-05-30 2008-05-07 애니젠 주식회사 실리콘-포함 수용성 고분자로 코팅된 나노입자 및 그의조영제로서의 용도

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060021535A (ko) * 2004-09-03 2006-03-08 학교법인연세대학교 다작용기 리간드를 이용한 나노입자의 표면 개질 및수용성 나노입자의 제조방법
KR100644244B1 (ko) 2004-12-24 2006-11-10 한국화학연구원 고굴절 무/유기 하이브리드용 나노 졸의 제조 방법
KR100827292B1 (ko) 2006-05-30 2008-05-07 애니젠 주식회사 실리콘-포함 수용성 고분자로 코팅된 나노입자 및 그의조영제로서의 용도

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100034187A (ko) 2010-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cheng et al. Preparation of SiO2/PMMA composite particles via conventional emulsion polymerization
Yu et al. Titanium dioxide core/polymer shell hybrid composite particles prepared by two-step dispersion polymerization
TWI763368B (zh) 淺灰導電底漆
CN102659990A (zh) 聚合物包覆颜料粒子形成具有稳定分散性的颜料/聚合物核壳结构复合颗粒的制备方法
KR101019449B1 (ko) 상 분리방법을 이용한 나노입자 코팅방법 및 이에 의해 생성된 코팅입자
Ding et al. Preparation and characterization of encapsulated CI pigment yellow 12 via ball-milling and mini-emulsion polymerization
JP2022033960A (ja) 複合粒子及び液晶表示装置
Nguyen et al. Encapsulation by Directed PISA: RAFT‐Based Polymer‐Vesiculated Pigment for Opacity Enhancement in Paint Films
CN106519516A (zh) 一种基于石蜡包覆钛酸钡纳米颗粒的介电复合材料及其制备方法
Tawiah et al. An overview of the science and art of encapsulated pigments: preparation, performance and application
Yu et al. Preparation of titanium dioxide/poly (methyl methacrylate‐co‐n‐butyl acrylate‐co‐methacrylic acid) hybrid composite particles via emulsion polymerization
Liang et al. SiO2-g-PS/fluoroalkylsilane composites for superhydrophobic and highly oleophobic coatings
Arai et al. Colloidal silica bearing thin polyacrylate coat: A facile inorganic modifier of acrylic emulsions for fabricating hybrid films with least aggregation of silica nanoparticles
Haldorai et al. Core‐shell ZrO2/PMMA composites via dispersion polymerization in supercritical fluid: Synthesis, characterization and mechanism
Hakeim et al. Hyperbranched polyester encapsulated phthalocyanine pigments for in situ printing of cellulosic fabrics
CN107998997B (zh) 一种类树莓状微球、超疏水涂层及其制备方法
Zhai et al. Deformation of raspberry-like polymer composite particles by colloidal fusion
WO2014098163A1 (ja) コアシェル粒子の製造方法および中空粒子の製造方法
Nguyen et al. Soft–hard Janus nanoparticles for polymer encapsulation of solid particulate
EP3359610B1 (en) Hollow polymer composition
JP2006298757A (ja) 化学的作用基を導入しセラミック粉末及びスラリーを安定化させる方法
YUAN et al. Synthesis and characterization of polystyrene/nanosilica organic-inorganic hybrid
JP7280629B2 (ja) 液晶デバイスで使用する無機顔料
Duivenvoorde et al. Improving pigment dispersing in powder coatings with block copolymer dispersants
Liang et al. Modification of isotactic polypropylene by silica nanocapsules via melt blending method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131217

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141204

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160113

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161220

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180222

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee