KR101425510B1 - 유-무기 나노복합체 및 그를 함유한 고분자 수지 - Google Patents

유-무기 나노복합체 및 그를 함유한 고분자 수지 Download PDF

Info

Publication number
KR101425510B1
KR101425510B1 KR1020120123818A KR20120123818A KR101425510B1 KR 101425510 B1 KR101425510 B1 KR 101425510B1 KR 1020120123818 A KR1020120123818 A KR 1020120123818A KR 20120123818 A KR20120123818 A KR 20120123818A KR 101425510 B1 KR101425510 B1 KR 101425510B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
organic compound
inorganic
group
organic
resin
Prior art date
Application number
KR1020120123818A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140057107A (ko
Inventor
이동진
임형미
김영희
차수진
Original Assignee
한국세라믹기술원
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 한국세라믹기술원 filed Critical 한국세라믹기술원
Priority to KR1020120123818A priority Critical patent/KR101425510B1/ko
Priority to US13/675,512 priority patent/US8663801B1/en
Publication of KR20140057107A publication Critical patent/KR20140057107A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101425510B1 publication Critical patent/KR101425510B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201—Impregnation
    • B01J37/0203—Impregnation the impregnation liquid containing organic compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B1/00—Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00—Compounds of titanium
    • C01G23/04—Oxides; Hydroxides
    • C01G23/047—Titanium dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/10—Particle morphology extending in one dimension, e.g. needle-like
    • C01P2004/16—Nanowires or nanorods, i.e. solid nanofibres with two nearly equal dimensions between 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 하나 이상의 수소결합 가능한 작용기를 가지는 무기 나노입자; 둘 이상의 수소결합 가능한 작용기와 하나 이상의 방향족기를 가지는 제1 유기화합물; 및 하나 이상의 수소결합 가능한 작용기와 하나 이상의 방향족기를 가지는 제2 유기화합물을 포함하고, 상기 무기 나노입자, 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물이 수소결합을 통해 순차적으로 결합되며, 상기 수소결합된 무기 나노입자, 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물이 π-π 상호작용을 통해 적층되어 배향성을 가지는 유-무기 나노복합체 및 그를 함유한 고분자 수지에 관한 것이다.

Description

유-무기 나노복합체 및 그를 함유한 고분자 수지 {Organic-inorganic nanocomposite and polymer resin comprising the same}
본 발명은 유연성 및 기계적 강도가 우수한 하이브리드 복합 소재인, 배향성을 가지는 유-무기 나노복합체 및 그를 함유한 고분자 수지에 관한 것이다.
전복껍질은 단단하면서 가벼운 성질로 인해 자동차, 항공기, 인공위성 등의 소재 분야에서 많은 관심을 받아왔다. 전복껍질의 구조는 배향성을 가지는 벽돌과 모르타르 나노구조체로 구성된 것으로 알려져 있다. 구체적으로, 전복껍질은 유기 물질이 미네랄 층 사이에 존재하는 유-무기 복합체 구조를 가져 우수한 기계적 성질을 나타내는 것으로 보고되어 있다[R. Chen, C. Wang, Y. Huang, H. Le, An efficient biomimetic process for fabrication of artificial nacre with ordered-nanostructure, Mat.Sci. Eng C 28 (2008) 218-222].
따라서 전복껍질의 구조를 모방한 신소재를 개발하고자 많은 연구가 이루어져 왔으나, 아직까지 만족할 만한 성능을 나타내는 소재는 개발된 바 없다.
한편, 고분자 수지는 자동차 부품 등 산업용 소재로서 다양하게 사용되고 있으며, 이러한 고분자 수지의 기계적 물성, 난연성, 내열성, 내충격성 등을 향상시키기 위하여 활석(talc), 운모(mica), 탄산칼슘(CaCO3) 등 무기 보강제가 사용되고 있다.
그러나, 종래의 무기 보강제는 고분자 수지의 굴곡강도 등 기계적 물성의 개선 정도가 높지 않아 다량으로 사용해야 하는 등 문제점이 있었다.
본 발명자들은 배향성을 가지는 유-무기 나노복합체를 개발하기 위해 예의 연구 검토한 결과, 무기 나노입자에 방향족기를 가지는 유기화합물을 수소결합을 통해 결합시킴으로써 상기 유기화합물에 존재하는 방향족기 간의 π-π 상호작용을 통해 무기 나노입자가 적층되어 배향성을 나타냄을 알아내고 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 배향성을 가지는 유-무기 나노복합체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 배향성을 가지는 유-무기 나노복합체의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 굴곡강도가 우수한 상기 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 하나 이상의 수소결합 가능한 작용기를 가지는 무기 나노입자;
둘 이상의 수소결합 가능한 작용기와 하나 이상의 방향족기를 가지는 제1 유기화합물; 및
하나 이상의 수소결합 가능한 작용기와 하나 이상의 방향족기를 가지는 제2 유기화합물을 포함하고,
상기 무기 나노입자, 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물이 수소결합을 통해 순차적으로 결합되며,
상기 수소결합된 무기 나노입자, 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물이 π-π상호작용을 통해 적층되어 배향성을 가지는 유-무기 나노복합체에 관한 것이다.
상기 수소결합 가능한 작용기는 무기 나노입자, 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물이 수소결합을 통해 순차적으로 결합될 수 있도록, 수소결합되는 화합물들 사이에 하나가 양성자 공여체(donor)인 경우, 다른 하나는 양성자 수용체(acceptor)가 된다. 예를 들어, 무기 나노입자에 존재하는 수소결합 가능한 작용기가 양성자 공여체인 경우, 제1 유기화합물에 존재하는 수소결합 가능한 작용기 중 하나는 양성자 수용체이며, 무기 나노입자에 존재하는 수소결합 가능한 작용기가 양성자 수용체인 경우, 제1 유기화합물에 존재하는 수소결합 가능한 작용기 중 하나는 양성자 공여체이다.
상기 양성자 수용체의 예는 질소, 산소, 황, 불소, 염소 등의 전기음성도가 큰 원자를 포함하며, 상기 양성자 공여체의 예는 아미노기, 수산기, 카르복실기, 티올기, 불화수소기, 염화수소기 등의 작용기를 포함한다.
상기 무기 나노입자의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 티타니아(TiO2), 지르코니아(ZrO2), 산화주석(SnO2) 또는 산화아연(ZnO) 등과 같은 산화물; 탄화티탄(TiC), 탄화규소(SiC) 또는 탄화베릴륨(Be2C) 등과 같은 탄화물; 질화티탄(TiN) 또는 질화붕소(BN) 등과 같은 질화물; 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 또는 수산화알루미늄(Al(OH)3) 등과 같은 수산화물; 및 탄산칼슘(CaCO3) 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 티타니아를 사용할 수 있다.
상기 무기 나노입자의 입경은 10 nm 내지 1 ㎛ 일 수 있다. 상기 입경 범위에서 무기 나노입자는 응집되지 않으며 배향성이 우수하다.
상기 무기 나노입자의 형태는 구형, 니들형 또는 로드형일 수 있으며, 니들형이 바람직하다.
본 발명에서 하나 이상의 수소결합 가능한 작용기를 가지는 무기 나노입자로는 상기 무기 나노입자 자체를 사용하거나, 상기 무기 나노입자를 실란 화합물 및/또는 유기화합물로 개질한 것을 사용할 수 있다. 일반적으로 무기 나노입자의 표면에는 수산기가 존재하므로 상기 무기 나노입자 자체를 그대로 사용하거나, 실란 화합물 및/또는 유기화합물을 이용하여 별도의 수소결합 가능한 작용기를 도입할 수도 있다.
이때, 실란 화합물로는 4-아미노부틸메틸디에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란 또는 N-2-아미노에틸-3-아미노프로필디에틸이소프로폭시실란 등과 같은 아미노실란; (메르캅토메틸)디메틸에톡시실란, 디-(4-메르캅토부틸)디메톡시실란 또는 3-메르캅토프로필트리이소프로폭시실란 등과 같은 메르캅토실란; 3-메타크릴옥시프로필디메틸에톡시실란, 3-(메타아크릴옥시)프로필트리메톡시실란 또는 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 등과 같은 아크릴로실란; (3-글리시독시프로필)메틸디메톡시실란 또는 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등과 같은 에폭시실란; 3-클로로프로필트리메톡시실란, 4-브로모부틸메틸디부톡시실란, 5-아이오도헥실디에틸메톡시실란 등과 같은 할로알킬실란; 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란 또는 3-이소티오시아네이트프로필메틸디메톡시실란 등과 같은 이소(티오)시아네이트실란; 3-하이드록시부틸이소프로필디메톡시실란 또는 비스(2-하이드록시에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란 등과 같은 하이드록시실란; 브로모페닐트리메톡시실란 또는 (2-(아이오도페닐)에틸)에틸디메톡시실란 등과 같은 할로아릴실란; 비스(클로로메틸페닐)디메톡시실란 또는 브로모메틸페닐디메틸이소프로폭시실란 등과 같은 할로알킬아릴실란; 비스(프로필트리메톡시실란)카르보디이미드 또는 N-에틸-N-(프로필에톡시디메톡시실란)-카르보디이미드 등과 같은 카르보디이미드실란; 3-(트리메톡시실릴)프로판올, (3,5-헥사디온)트리에톡시실란, 3-(트리메톡시실릴)프로필아세토아세테이트, 3-우레이드프로필트리메톡시실란, N-에톡시카르보닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-트리에톡시실릴프로필트리에틸렌트리아민, N-트리메톡시실릴프로필트리에틸렌트리아민, 10-트리메톡시실릴-1,4,7-트리아조데칸, 10-트리에톡시실릴-1,4,7-트리아조데칸, 9-트리메톡시실릴-3,6-아조노닐아세테이트, 3-(트리에톡시실릴)프로필숙신산 무수물, N-벤질-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란 및 N-비스-옥시에틸렌-3-아미노프로필트리메톡시실란으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에서는 실란 화합물로 3-(트리에톡시실릴)프로필숙신산 무수물, 3-(메타아크릴옥시)프로필트리메톡시실란 및 3-아미노프로필트리에톡시실란으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 실란 화합물로 개질된 무기 나노입자의 표면에는 예를 들어, 히드록시, 아민, 우레아, 산무수물, 아세트아세톡시, 알데히드, 카르복실산, 에스테르 및/또는 메르캅탄 작용기가 하나 이상 형성될 수 있다.
본 발명에서는 실란 화합물로 개질된 무기 나노입자를 유기화합물과 추가로 반응시켜 사용할 수 있다. 예를 들어, 실란 화합물로 개질된 무기 나노입자의 말단이 히드록시, 아민, 우레아 또는 산무수물인 경우 유기화합물로 이소시아네이트 또는 이소티오시아네이트를 포함하는 화합물을 사용할 수 있고, 무기나노 입자의 말단이 아세트아세톡시 또는 아민인 경우 유기화합물로 알데히드를 포함하는 화합물을 사용할 수 있으며, 무기 나노입자의 말단이 알데히드 또는 아민일 경우 유기화합물로 아세트아세톡시를 포함하는 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 무기 나노입자의 말단이 히드록시, 카르복실산, 산무수물, 아민 또는 메르캅탄인 경우 유기화합물로 에폭시드, 티오란 또는 아지리딘을 포함하는 화합물을 사용할 수 있고, 무기 나노입자의 말단이 카르복실산, 히드록시, 아민 또는 메르캅탄인 경우 유기화합물로 카르보디이미드를 포함하는 화합물을 사용할 수 있으며, 무기 나노입자의 말단이 아민 또는 카르복실산인 경우 유기화합물로 할로알킬을 포함하는 화합물을 사용할 수 있고, 무기 나노입자의 말단이 할로메틸페닐인 경우 유기화합물로 아민 또는 메르캅탄을 포함하는 화합물을 사용할 수 있으며, 무기 나노입자의 말단이 에폭시드, 아지리딘, 티오란, 아민, 에스테르 또는 카르보디이미드인 경우 유기화합물로 카르복실산을 포함하는 화합물을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 무기 나노입자를 실란 화합물로 개질시키기 않고, 직접 유기화합물과 반응시켜 상기 나노입자의 표면에 작용기를 형성시킬 수도 있다.
구체적으로, 유기화합물로는 분자내에 -CONH기, 아민기, 수산기, 알콕시기 또는 카르복실기를 가지는 화합물이 사용될 수 있으며, 이들 화합물을 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 -CONH기를 가지는 화합물로는 N-알킬아크릴아미드, N,N-디알킬아크릴아미드 또는 아크릴아미드 등과 같은 아크릴아미드; 및 N-알킬메타크릴아미드, N,N-디알킬메타크릴아미드 또는 메타크릴아미드 등과 같은 메타크릴아미드로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 아민기를 가지는 화합물로는 디아민 화합물을 사용할 수 있으며, 예를 들어 4,4-디아미노디페닐메탄, 3,4-디아미노디페닐메탄, 3,3-디아미노디페닐메탄, 3,3-디메틸-4,4-디아미노디페닐메탄, 4,4-디아미노디페닐에테르, 4,4-디아미노디페닐설피드, 3,4-디아미노디페닐설피드, 3,3-디아미노디페닐설피드, 3,3-디메틸-4,4-디아미노디페닐설피드, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]프로판 및 2,2-비스[4-(3-아미노페녹시)페닐]프로판 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 또한 p-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, 4,4-디아미노디페닐에탄, 4,4-디아미노디페닐설폰, 1,5-디아미노나프탈렌, 3,3-디메틸-4,4-디아미노비스페닐, 4,4-디아미노벤즈아닐리드, 3,4-디아미노디페닐에테르, 3,3-디아미노벤조페논, 3,4-디아미노벤조페논, 4,4-디아미노벤조페논, 2,2-비스[4-(아미노페녹시)페닐]설폰, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,3-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠, 9,9-비스(4-아미노페닐)-10-히드로안트라센, 9,9-비스(4-아미노페닐)플루오렌, 4,4-메틸렌-비스(2-클로로)아닐린, 2,2,5,5-테트라클로로-4,4-디아미노비페닐, 2,2-디클로로-4,4-디아미노-5,5-디메톡시비페닐 또는 3,3-디메톡시-4,4-디아미노비페닐 등과 같은 방향족디아민; 디아미노테트라페닐티오펜 등과 같은 헤테로 원자를 가지는 방향족디아민; 및 메타크실렌디아민, 1,3-프로판디아민, 테트라메틸렌디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, 4,4-디아미노헵타메틸렌디아민 및 1,4-디아미노시클로헥산 등도 사용할 수 있다.
상기 수산기를 가지는 화합물로는 하이드록시에틸메타아크릴레이트, 하이드록시프로필메타아크릴레이트 및 하이드록시부틸메타아크릴레이트 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 하이드록시메타아크릴레이트를 사용할 수 있으며, 또한 2-트리플루오르메틸페놀, 3-트리플루오르메틸페놀, 4-트리플루오르메틸페놀, 2-트리플루오르메톡시페놀, 3-트리플루오르메톡시페놀, 4-트리플루오르메톡시페놀, 4-펜타플루오르에틸페놀, 4-헵타플루오르프로필페놀, 4-펜타플루오르에톡시페놀, 4-헵타플루오르프로폭시페놀, 2,4-트리플루오르메틸페놀, 2,5-트리플루오르메틸페놀, 3,4-트리플루오르메틸페놀, 3,5-트리플루오르메틸페놀, 2,4-트리플루오르메톡시페놀, 2,5-트리플루오르메톡시페놀, 3,4-트리플루오르메톡시페놀, 3,5-트리플루오르메톡시페놀, 2,3,4-트리(트리플루오르)메틸페놀, 2,4,6-트리(트리플루오르)메틸페놀, 2,4,5-트리(트리플루오르)메틸페놀, 3,4,5-트리(트리플루오르)메틸페놀, 2,3,4-트리(트리플루오르)메톡시페놀, 2,4,6-트리(트리플루오르)메톡시페놀, 2,4,5-트리(트리플루오르)메톡시페놀 및 3,4,5-트리(트리플루오르)메톡시페놀 등과 같은 수산기를 가지는 페닐 화합물을 사용할 수 있다.
상기 알콕시기를 가지는 화합물로는 메톡시에틸메타아크릴레이트 및 에톡시에틸메타아크릴레이트 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 알콕시메타아크릴레이트를 사용할 수 있다.
또한, 상기 카르복실기를 가지는 화합물로는 아실 핼라이드 화합물과 수산기를 가지는 페닐 화합물 등을 반응시켜 사용할 수 있다. 이때, 아실 핼라이드 화합물은 클로라이드를 포함할 수 있고, 구체적으로 2,4-니트로벤조익산클로라이드, 2,6-니트로벤조익산클로라이드, 3,4-니트로벤조익산클로라이드, 3,5-니트로벤조익산클로라이드, 5,5-메틸렌-비스2-니트로벤조익산클로라이드, 4,4-니트로페닐에테르-3,3-디카르복실산클로라이드 및 4,4-니트로비페닐-3,3-디카르복실산클로라이드 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 수산기를 가지는 페닐 화합물로는 상기한 것과 동일한 종류의 화합물을 사용할 수 있다.
본 발명에서 제1 유기화합물은 상기 무기 나노입자 및 제2 유기화합물과 수소결합을 형성할 수 있도록 둘 이상의 수소결합 가능한 작용기를 가지며, 제2 유기화합물은 제1 유기화합물과 수소결합을 형성할 수 있도록 하나 이상의 수소결합 가능한 작용기를 가진다.
아울러, 제1 유기화합물과 제2 유기화합물은 하나 이상의 방향족기를 가지며, 방향족기는 수소결합된 무기 나노입자, 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물이 π-π 상호작용을 통해 적층될 수 있도록 한다.
본 발명에서 방향족기는 질소, 산소 또는 황을 하나 이상 포함하는 헤테로방향족기를 포함하며, 방향족기의 예로는 페닐, 나프틸, 피리디닐(pyridinyl), 푸라닐(furanyl), 티오페닐(thiophenyl), 인돌릴(indolyl), 퀴놀리닐(quinolinyl), 이미다졸리닐(imidazolinyl), 옥사졸릴(oxazolyl), 티아졸릴(thiazolyl), 테트라히드로나프틸 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 한 실시형태로서, 제1 유기화합물은 질소, 산소 또는 황을 하나 이상 포함하는 헤테로방향족기를 둘 이상 가지는 화합물일 수 있다. 구체적으로, 제1 유기화합물은 피롤, 피리딘 및 아제핀과 같은 질소 함유 헤테로방향족기, 퓨란, 피란 및 오제핀과 같은 산소 함유 헤테로방향족기, 및 티오펜, 티오피란 및 티에핀과 같은 황 함유 헤테로방향족기로부터 선택된 헤테로방향족기를 둘 이상 가지는 화합물일 수 있다.
이때 제1 유기화합물은 헤테로방향족기에 존재하는 산소, 황 또는 질소가 수소결합 가능한 작용기(양성자 수용체)로서 작용할 수 있다.
한편, 제2 유기화합물은 아미노기, 수산기 또는 카르복실기를 가지는 방향족 화합물일 수 있다. 구체적으로 제2 유기화합물은 알킬기 또는 알콕시기로 치환된 벤조익산일 수 있다.
이때 제2 유기화합물은 아미노기, 수산기 또는 카르복실기가 수소결합 가능한 작용기(양성자 공여체)로서 작용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태로서, 무기 나노입자는 티타니아(TiO2)이고, 제1 유기화합물은 하기 화학식 1의 1,2-디(4-피리딜)에틸렌(DPE)이며, 제2 유기화합물은 하기 화학식 2의 4-헥실벤조산(HBA)일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112012090295596-pat00001
[화학식 2]
Figure 112012090295596-pat00002

다른 한편으로, 본 발명은 본 발명에 따른 유-무기 나노복합체의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 제조방법은
(i) 둘 이상의 수소결합 가능한 작용기와 하나 이상의 방향족기를 가지는 제1 유기화합물; 및 하나 이상의 수소결합 가능한 작용기와 하나 이상의 방향족기를 가지는 제2 유기화합물을 유기용매에서 혼합하는 단계;
(ii) 생성된 혼합물에 하나 이상의 수소결합 가능한 작용기를 가지는 무기 나노입자를 가하여 혼합하는 단계; 및
(iii) 유기용매를 증발시켜 제거하는 단계를 포함한다.
상기 무기 나노입자, 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물은 상술한 바와 같으며, 시판되는 제품을 사용하거나 당업계에 공지된 방법에 따라 용이하게 제조할 수 있다.
상기 단계 (i)에서 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물의 몰비는 1:0.1 내지 1:10인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 제조되는 유-무기 나노복합체의 배향성이 우수하다.
상기 유기용매로는 아세톤, 메탄올, 에탄올, 메틸에틸케톤(MEK) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 단계 (ii)에서 무기 나노입자는 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물의 혼합물 100 중량부에 대하여 4 내지 100 중량부로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위 내에서 제조되는 유-무기 나노복합체의 배향성이 우수하다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 무기 나노입자(실란 화합물 또는 유기화합물로 처리된 TiO2), 제1 유기화합물(DPE) 및 제2 유기화합물(HBA)은 수소결합을 통해 순차적으로 결합되며(도 1 참조), 상기 수소결합된 무기 나노입자, 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물은 π-π 상호작용을 통해 적층된다(도 2 참조). 따라서 본 발명에 따른 유-무기 나노복합체는 배향성을 가지게 된다.
본 발명에 따른 유-무기 나노복합체는 고분자 수지의 물성을 강화시키기 위한 무기 보강제로서 사용될 수 있다. 따라서, 다른 한편으로 본 발명은 본 발명에 따른 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지에 관한 것이다.
본 발명에서 고분자 수지의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 열가소성 수지와 열경화성 수지 모두를 사용할 수 있다. 예를 들어, 열가소성 수지로 폴리염화비닐 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 아크릴 수지 및 나일론으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있고, 열경화성 수지로 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르, 알키드 수지 및 우레탄 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명에서 유-무기 나노복합체는 고분자 수지 100 중량부에 대해 5 내지 50 중량부, 바람직하게는 10 내지 40 중량부로 사용될 수 있다. 상기 범위 내에서 고분자와의 결합력이 우수해져 고분자 수지의 강도, 내열성 등의 기계적 물성, 특히 굴곡강도가 현저히 향상된다.
본 발명에 따른 고분자 수지는 필요에 따라 강성, 내후성, 내열성, 이형성, 대전방지성 등의 향상을 위해 핵제, 내열안정제, 대전방지제, UV 안정제 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지의 굴곡강도는 ASTM D790에 의한 2mm 두께에서 30 MPa 내지 35 MPa일 수 있으나, 굴곡강도가 상기 범위일 때 가장 바람직한 신장특성과 굴곡특성을 갖는다.
또 다른 한편으로, 본 발명은 본 발명에 따른 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 제조방법은
(a) 본 발명에 따른 유-무기 나노복합체와 고분자 수지를 혼합하는 단계; 및
(b) 생성된 혼합물을 경화시키는 단계를 포함한다.
상기 단계 (a)에서는 본 발명에 따른 유-무기 나노복합체를 고분자 수지 100 중량부에 대하여 5 내지 50 중량부로 사용할 수 있다.
상기 단계 (b)에서 경화 방법은 특별히 제한되지 않으며, 고분자 수지의 종류에 따라 적절한 방법을 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 열가소성 수지의 경우 혼합물을 60℃ 내지 200℃에서 5분 내지 5시간 동안 유지하거나, 적정 온도 및 시간에서 2단계 이상의 과정을 거치는 단계적인 경화 공정을 진행할 수도 있다.
본 발명에 따른 제조방법은 상기 혼합 단계 (a)와 경화 단계 (b) 사이에 혼합물을 펠릿화(pelletization)하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 펠릿화 방법은 특별히 제한되지 않으며, 일반적인 압출기를 이용하여 펠릿(pellet) 형태로 펠릿화시킬 수 있다.
또한, 상기 경화 단계 (b) 이후에 경화물을 냉각시키는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 냉각 조건은 특별히 한정되지는 않으나 예를 들어 10 내지 20℃의 온도에서 5 내지 20분 동안 냉각시킬 수 있다.
본 발명에 따른 유-무기 나노복합체는 고분자 수지 내에서도 배향성을 갖게 되고, 이를 통해 고분자 수지와의 결합력이 증대되며 고분자 수지의 신장특성과 굴곡특성(굴곡강도)가 우수해진다.
본 발명에 따른 유-무기 나노복합체는 종래의 무기 나노입자에 비해 유연성 및 기계적 강도가 우수하다. 따라서 본 발명에 따른 유-무기 나노복합체는 고강도의 경량 복합소재로서 자동차, 선박, 항공기 및 에너지-효율 빌딩 등에 내외장재로서 사용될 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 유-무기 나노복합체는 고분자 수지의 기계적 물성, 특히 굴곡강도를 강화시키기 위해 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유-무기 나노복합체에서 무기 나노입자(실란 화합물 또는 유기화합물로 처리된 TiO2), 제1 유기화합물(DPE) 및 제2 유기화합물(HBA)가 수소결합을 통해 순차적으로 결합되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에서와 같이 수소결합된 무기 나노입자, 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물이 π-π 상호작용을 통해 적층되어 유-무기 나노복합체가 배향성을 가짐을 나타낸 도면이다.
도 3은 제조예 1에서 수득한 나노튜브 형태의 TiO2 나노입자의 투과전자현미경 사진이다.
도 4는 제조예 1에서 수득한 나노로드 형태의 TiO2 나노입자의 투과전자현미경 사진이다.
도 5는 실시예 5에서 수득한 유-무기 나노복합체의 편광 현미경 사진이다.
도 6은 실시예 5에서 수득한 유-무기 나노복합체의 XRD 그래프이다.
도 7은 실시예 10에서 수득한 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지의 주사전자현미경 사진이다.
도 8은 비교예 2에서 수득한 종래의 무기 나노입자를 함유한 고분자 수지의 주사전자현미경 사진이다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.
제조예 1: 무기 나노입자의 제조
2 g의 아나타제 TiO2 분말을 70 mL의 10 M NaOH 용액과 혼합한 후, 테프론 처리된 오토클레이브에서 150℃로 24시간 동안 수열처리하였다. 그런 다음, 시료를 여과하고, 1 L의 0.1 M HCl 용액으로 세척 용액의 pH가 7 미만이 될 때까지 수회 세척하여 중화시켰다. 생성된 분말을 60℃에서 24시간 동안 건조시켜 나노튜브 형태의 TiO2 나노입자(외경: 10~15 nm, 길이: 수백 나노미터)를 수득하였다. 수득한 나노입자를 오븐에서 500℃로 6시간 동안 공기 중에서 하소하여 나노로드 형태의 TiO2 나노입자(직경: 10 nm, 길이: 20~50 nm)를 수득하였다.
수득한 나노튜브 형태의 TiO2 나노입자와 나노로드 형태의 TiO2 나노입자의 투과전자현미경(TEM) 사진을 각각 도 3 및 도 4에 나타내었다.
실시예 1-9: 유-무기 나노복합체의 제조
30 mL의 아세톤에 1,2-디(4-피리딜)에틸렌(1,2-di(4-pyridyl)ethylene: DPE)과 4-헥실벤조산(4-hexylbenzoic acid: HBA)를 각각 하기 표 1에 기재된 양으로 가하고, 상온에서 24시간 동안 교반하였다. 생성된 용액에 제조예 1에서 수득한 나노로드 형태의 TiO2 나노입자, 구형 TiO2 나노입자(ST-21, Ishihara) 및 니들형 TiO2 나노입자(Nanoamor, Nanogetters)를 각각 하기 표 1에 기재된 양으로 가하고, 상온에서 24시간 동안 교반하였다. 그런 다음, 용매를 50℃에서 증발시켜 제거하고, 잔류물을 오븐에서 70℃로 건조하여 유-무기 나노복합체를 수득하였다.
구분 TiO2의 형태 TiO2 (g) HBA (g) DPE (g)
실시예 1 구형 0.179 0.179 0.91
실시예 2 니들형
실시예 3 로드형
실시예 4 구형 0.119 0.238 0.91
실시예 5 니들형
실시예 6 로드형
실시예 7 구형 0.072 0.286 0.91
실시예 8 니들형
실시예 9 로드형
실시예 5에서 제조된 유-무기 나노복합체의 편광 현미경(polarized optical microscopy: POM, ECLIPSE LV100, Nikon) 사진을 도 5에 나타내었다. 도 5에서 보듯이, 본 발명에 따른 유-무기 나노복합체는 일정하게 배향된 형태를 나타내었다.
또한, 실시예 5에서 제조된 유-무기 나노복합체에 대해 1 내지 40°의 범위에서 2°/분의 스캔 속도로 연속 방식에 의해 XRD(one-dimensional wide-angle X-ray diffraction: WAXD, D/MAX-2500, RIGAKU) 분석을 수행하여, 그 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6에서 보듯이. 본 발명에 따른 유-무기 나노복합체는 5° 이하의 낮은 각도에서 강한 피크가 관찰되었으며, 이는 유-무기 나노복합체가 배향성을 가진 구조임을 나타낸다.
비교예 1: 무기 나노입자의 제조
1 L의 비커에 1 kg의 φ 0.1 지르코니아 비드, 10 g의 TiO2 나노입자 및 용매로 180 g의 무수 에탄올을 넣은 후, 디스크를 기계에 장착하고 샌드 밀하여 무기 나노입자를 제조하였다.
실시예 10: 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지의 제조
고분자 수지로 폴리프로필렌(PP) (CB5230, 대한유화공업주식회사)와 상기 실시예 5에서 수득한 유-무기 나노복합체를 각각 80℃에서 24시간 동안 건조시켰다.
건조된 폴리프로필렌 수지 25 g을 용융 컴파운딩(Plastograph, Brabender®)을 이용하여 200℃에서 5분 동안 니딩(kneading)한 후, 건조된 유-무기 나노복합체 2.5 g을 첨가하여 5분 동안 혼합하였다. 혼합물을 몰드에 넣어 200℃에서 5분 동안 10 MPa로 프레싱한 후, 5분 동안 냉각시켜 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지를 제조하였다.
비교예 2: 무기 나노입자를 함유한 고분자 수지의 제조
실시예 5에서 수득한 유-무기 나노복합체 대신에 비교예 1에서 수득한 무기 나노입자를 사용하여 실시예 10과 동일한 방법으로 무기 나노입자를 함유한 고분자 수지를 제조하였다.
시험예 1: 굴곡강도 측정
실시예 10 및 비교예 2에서 수득한 고분자 수지를 각각 50 mm × 5 mm × 2 mm 크기로 절단하고, 만능시험기(5544 universal tester　INSTRON®)를 이용하여 굴곡강도를 측정하였다. 지지 간격(support span)은 30 mm이고, 상온에서 0.5 ml/분으로 하중을 가하였으며, 각각 5개의 시편에 대해 반복 측정하였다.
측정된 5개의 굴곡강도 값의 평균을 하기 표 2에 나타내었다.
구분 시료 굴곡강도(MPa)
실시예 1 TiO2 나노복합체/PP 32.3
비교예 2 TiO2 나노입자/PP 28.4
상기 표 2에서 보듯이, 종래의 무기 나노입자를 함유한 고분자 수지의 굴곡강도는 28.4 MPa인데 비하여, 본 발명에 따른 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지의 굴곡강도는 32.3 MPa로, 본 발명에 따른 유-무기 나노복합체가 고분자 수지의 물성을 개선하는 효과가 훨씬 우수함을 확인할 수 있었다.
시험예 2: SEM 분석
실시예 10 및 비교예 2에서 수득한 고분자 수지의 단면을 잘라 주사전자현미경(scanning electron microscope: SEM)으로 관찰한 사진을 각각 도 7 및 도 8에 나타내었다.
도 7 및 도 8로부터, 본 발명에 따른 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지가 종래의 무기 나노입자를 함유한 고분자 수지에 비해 치밀도가 더 높은 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명에 따른 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지가 강도, 난연성 등의 기계적 물성이 보다 우수함을 예측할 수 있다.

Claims (24)

  1. 하나 이상의 수소결합 가능한 작용기를 가지는 무기 나노입자;
    둘 이상의 수소결합 가능한 작용기와 하나 이상의 방향족기를 가지는 제1 유기화합물; 및
    하나 이상의 수소결합 가능한 작용기와 하나 이상의 방향족기를 가지는 제2 유기화합물을 포함하고,
    상기 무기 나노입자, 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물이 수소결합을 통해 순차적으로 결합되며,
    상기 수소결합된 무기 나노입자, 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물이 π-π 상호작용을 통해 적층되어 배향성을 가지고,
    수소결합 가능한 작용기는 수소결합되는 화합물들 사이에 하나가 양성자 공여체(donor)인 경우, 다른 하나는 양성자 수용체(acceptor)인 것을 특징으로 하는 유-무기 나노복합체.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 양성자 수용체는 질소, 산소, 황, 불소 및 염소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 원자이고, 양성자 공여체는 아미노기, 수산기, 카르복실기, 티올기, 불화수소기 및 염화수소기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 작용기인 것을 특징으로 하는 유-무기 나노복합체.
  4. 제1항에 있어서, 무기 나노입자는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 티타니아(TiO2), 지르코니아(ZrO2), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 탄화티탄(TiC), 탄화규소(SiC), 탄화베릴륨(Be2C), 질화티탄(TiN), 질화붕소(BN), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 수산화알루미늄(Al(OH)3) 및 탄산칼슘(CaCO3)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유-무기 나노복합체.
  5. 제1항에 있어서, 무기 나노입자의 입경은 10 nm 내지 1 ㎛인 것을 특징으로 하는 유-무기 나노복합체.
  6. 제1항에 있어서, 무기 나노입자의 형태는 구형, 니들형 또는 로드형인 것을 특징으로 하는 유-무기 나노복합체.
  7. 제1항에 있어서, 무기 나노입자는 니들형 티타니아(TiO2)인 것을 특징으로 하는 유-무기 나노복합체.
  8. 제1항에 있어서, 제1 유기화합물은 질소, 산소 또는 황을 하나 이상 포함하는 헤테로방향족기를 둘 이상 가지는 화합물인 것을 특징으로 하는 유-무기 나노복합체.
  9. 제1항에 있어서, 제1 유기화합물은 피롤, 피리딘, 아제핀, 퓨란, 피란, 오제핀, 티오펜, 티오피란 및 티에핀으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 헤테로방향족기를 둘 이상 가지는 화합물인 것을 특징으로 하는 유-무기 나노복합체.
  10. 제1항에 있어서, 제2 유기화합물은 아미노기, 수산기 또는 카르복실기를 가지는 방향족 화합물인 것을 특징으로 하는 유-무기 나노복합체.
  11. 제1항에 있어서, 제2 유기화합물은 알킬기 또는 알콕시기로 치환된 벤조익산인 것을 특징으로 하는 유-무기 나노복합체.
  12. 제1항에 있어서,
    무기 나노입자는 티타니아(TiO2)이고,
    제1 유기화합물은 하기 화학식 1의 1,2-디(4-피리딜)에틸렌(DPE)이며,
    제2 유기화합물은 하기 화학식 2의 4-헥실벤조산(HBA)인 것을 특징으로 하는 유-무기 나노복합체:
    [화학식 1]
    Figure 112012090295596-pat00003

    [화학식 2]
    Figure 112012090295596-pat00004

  13. (i) 둘 이상의 수소결합 가능한 작용기와 하나 이상의 방향족기를 가지는 제1 유기화합물; 및 하나 이상의 수소결합 가능한 작용기와 하나 이상의 방향족기를 가지는 제2 유기화합물을 유기용매에서 혼합하는 단계;
    (ii) 생성된 혼합물에 하나 이상의 수소결합 가능한 작용기를 가지는 무기 나노입자를 가하여 혼합하는 단계; 및
    (iii) 유기용매를 증발시켜 제거하는 단계를 포함하는,
    상기 무기 나노입자, 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물이 수소결합을 통해 순차적으로 결합되며,
    상기 수소결합된 무기 나노입자, 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물이 π-π 상호작용을 통해 적층되어 배향성을 가지고,
    수소결합 가능한 작용기는 수소결합되는 화합물들 사이에 하나가 양성자 공여체(donor)인 경우, 다른 하나는 양성자 수용체(acceptor)인 것을 특징으로 하는 유-무기 나노복합체의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 단계 (i)에서 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물의 몰비는 1:0.1 내지 1:10인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  15. 제13항에 있어서, 단계 (ii)에서 무기 나노입자는 제1 유기화합물 및 제2 유기화합물의 혼합물 100 중량부에 대하여 4 내지 100 중량부로 사용되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  16. 제13항에 있어서, 유기용매는 아세톤, 메탄올, 에탄올 및 메틸에틸케톤(MEK)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  17. 제1항, 제3항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지.
  18. 제17항에 있어서, 고분자 수지는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지.
  19. 제17항에 있어서, 고분자 수지는 폴리염화비닐 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 아크릴 수지 및 나일론으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지.
  20. 제17항에 있어서, 고분자 수지는 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르, 알키드 수지 및 우레탄 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지.
  21. 제17항에 있어서, 유-무기 나노복합체는 고분자 수지 100 중량부에 대해 5 내지 50 중량부인 것을 특징으로 하는 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지.
  22. (a) 제1항, 제3항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 유-무기 나노복합체와 고분자 수지를 혼합하는 단계; 및
    (b) 생성된 혼합물을 경화시키는 단계를 포함하는 유-무기 나노복합체를 함유한 고분자 수지의 제조방법.
  23. 제22항에 있어서, 혼합 단계 (a)와 경화 단계 (b) 사이에 혼합물을 펠릿화(pelletization)하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  24. 제22항에 있어서, 경화 단계 (b) 이후에 경화물을 냉각시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
KR1020120123818A 2012-11-02 2012-11-02 유-무기 나노복합체 및 그를 함유한 고분자 수지 KR101425510B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120123818A KR101425510B1 (ko) 2012-11-02 2012-11-02 유-무기 나노복합체 및 그를 함유한 고분자 수지
US13/675,512 US8663801B1 (en) 2012-11-02 2012-11-13 Organic-inorganic nanocomposite and polymer resin comprising the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120123818A KR101425510B1 (ko) 2012-11-02 2012-11-02 유-무기 나노복합체 및 그를 함유한 고분자 수지

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140057107A KR20140057107A (ko) 2014-05-12
KR101425510B1 true KR101425510B1 (ko) 2014-08-05

Family

ID=50158730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120123818A KR101425510B1 (ko) 2012-11-02 2012-11-02 유-무기 나노복합체 및 그를 함유한 고분자 수지

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8663801B1 (ko)
KR (1) KR101425510B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101656679B1 (ko) * 2015-11-30 2016-09-12 한국세라믹기술원 분산성이 향상된 고굴절 유무기 복합체의 제조 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102262025B1 (ko) * 2014-09-22 2021-06-09 세종대학교산학협력단 표면 개질된 질화붕소, 상기 입자가 분산된 조성물, 및 상기 조성물로 코팅된 와이어
KR101483680B1 (ko) * 2014-11-20 2015-01-26 한국세라믹기술원 소수성이 향상된 고굴절 유무기 복합체의 제조 방법
CN105694271A (zh) * 2015-09-18 2016-06-22 怀宁县明发塑业有限责任公司 一种用于汽车配件的纳米改性聚氯乙烯复合塑料

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004091328A (ja) 2002-08-29 2004-03-25 Kyoritsu Kagaku Sangyo Kk 無機ナノ粒子−有機化合物複合体およびそれの一次元配列集積構造体
JP2009510180A (ja) 2005-10-03 2009-03-12 株式会社カネカ ナノ粒子を含む透明ポリマーナノコンポジットおよびその製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0815212D0 (en) * 2008-08-20 2008-09-24 Roar Particles Ltd Identification of sample components

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004091328A (ja) 2002-08-29 2004-03-25 Kyoritsu Kagaku Sangyo Kk 無機ナノ粒子−有機化合物複合体およびそれの一次元配列集積構造体
JP2009510180A (ja) 2005-10-03 2009-03-12 株式会社カネカ ナノ粒子を含む透明ポリマーナノコンポジットおよびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101656679B1 (ko) * 2015-11-30 2016-09-12 한국세라믹기술원 분산성이 향상된 고굴절 유무기 복합체의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US8663801B1 (en) 2014-03-04
KR20140057107A (ko) 2014-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kim et al. Characteristics of nitrile–butadiene rubber layered silicate nanocomposites with silane coupling agent
Yuan et al. Highly thermally conducting polymer-based films with magnetic field-assisted vertically aligned hexagonal boron nitride for flexible electronic encapsulation
Takeichi et al. Polybenzoxazine/clay hybrid nanocomposites: influence of preparation method on the curing behavior and properties of polybenzoxazines
KR101425510B1 (ko) 유-무기 나노복합체 및 그를 함유한 고분자 수지
JP5418720B2 (ja) 無機フィラー複合体、熱伝導性樹脂組成物、及び成形体
Phua et al. Simultaneous enhancements of UV resistance and mechanical properties of polypropylene by incorporation of dopamine-modified clay
Abdolmaleki et al. Effect of silane-modified ZnO on morphology and properties of bionanocomposites based on poly (ester-amide) containing tyrosine linkages
Yang et al. Surface modification of CaCO3 nanoparticles with silane coupling agent for improvement of the interfacial compatibility with styrene-butadiene rubber (SBR) latex
JP6638257B2 (ja) ポリアリーレンスルフィド樹脂粉粒体混合物
JP5210382B2 (ja) 分散ナノ粒子および無機ナノプレートレットを含むポリマーナノ複合体
US20140193590A1 (en) Surface-Modified, Exfoliated Nanoplatelets as Mesomorphic Structures in Solutions and Polymeric Matrices
WO1995006090A1 (en) Polymer nanocomposites comprising a polymer and an exfoliated particulate material derivatized with organo silanes, organo titanates and organo zirconates dispersed therein and process of preparing same
US20200055234A1 (en) Polyarylene sulfide resin powder granular article mixture and method for producing three-dimensional molded article
US20180155540A1 (en) Method of preparing fiber-reinforced polymer composites and fiber-reinforced polymer composites prepared thereof
Lee et al. Preparation and properties of bio-based polycarbonate/clay nanocomposites
KR100966193B1 (ko) Ｐｏｓｓ를 포함하는 나노복합체 및 그 제조방법
Maiti et al. Influence of synthesized nano-ZnO on cure and physico-mechanical properties of SBR/BR blends
US10100175B2 (en) Solution blending process for the fabrication of NYLON6-montmorillonite nanocomposites
Ambilkar et al. In situ zirconia: A superior reinforcing filler for high-performance nitrile rubber composites
WO2009139462A1 (ja) 有機シリコン化合物およびシリカ系微粒子形成用材料
JP2000053858A (ja) 高剛性難燃ポリアミド複合材料
KR20130104754A (ko) 탄소 나노 튜브를 함유한 열전도성 수지 복합체 및 그 제조방법
JP2007002089A (ja) 金属酸化物粒子複合体の製造方法、樹脂組成物、及び樹脂組成物の製造方法
Mallakpour et al. Surface treated montmorillonite: structural and thermal properties of chiral poly (amide-imide)/organoclay bionanocomposites containing natural amino acids
Agag et al. Reinforcement of polybenzoxazine matrix with organically modified mica

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: 20170724

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180723

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190724

Year of fee payment: 6