KR101767590B1

KR101767590B1 - 플라스틱 소재용 유기-무기 복합코팅제 조성물 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR101767590B1
Application number: KR1020170035123A
Authority: KR
Inventors: 김성협; 장희진; 김양협
Original assignee: (주)필스톤
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2017-08-11

Abstract

본 발명은 친환경성 (Low VOCs), 인체무해성(중금속 Free), 내후성 (자외선 안정성) 및 대면적 코팅이 가능하면서도 플라스틱 소재의 표면에 코팅되었을 때 표면경도가 5H이상 되고, 고투명성, 고경도, 내스크래치성, 내약품성 등을 갖는 하드코팅 도막을 형성할 수 있는 유기-무기 복합 코팅제 조성물과 그의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

Description

플라스틱 소재용 유기-무기 복합코팅제 조성물 및 그의 제조방법{Coating Composition and Manufacturing method of Organic-Inorganic Hybrid Solution for Plastic Substrate}

본 발명은 플라스틱 소재용 유기-무기 복합코팅제 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라스틱소재의 표면에 이중(二重)의 고투명성과 고경도 코팅막을 제공할 수 있는 유기-무기 복합코팅제 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, PC(Polycarbonate), PET(Polyethylene terephthalate), 아크릴과 같은 플라스틱소재는 가시광투과율은 우수하나 표면 연필경도가 1H 이하인 연질재료이다.

복합코팅제 조성물은 플렉서블 기판 및 디스플레이, 생활가전 및 웨어러블, 건축산업 분야에 사용되는 것으로, 기판 및 디스플레이분야는 얇고 가볍고 (Thin & Light) 깨지지 않고 질긴 디스플레이에 대한 시장의 요구가 높고, 생활가전 및 웨어러블 분야는 제품의 두께, 무게, 섬유결합성, 발수성 등의 신뢰성 향상을 위한 코팅 소재의 개발이 시급하고, 건축산업 분야는 인체무해성을 바탕으로 진동 내마모성 및 유연성, 내스크래치성, 내용제성, 고투명성 등을 갖는 코팅제가 필요하다.

이처럼 상기 플라스틱소재와 같은 연질재료 표면의 경도를 향상시키기 위해서는 종래 아크릴, 에폭시, 우레탄 등의 고분자수지에 용제를 가하여 희석시킨 다음, 이를 플라스틱 소재의 표면에 코팅하여 표면경도를 3H 정도로 높이거나 또는 프라이머(primer)로 사용하여 플라스틱 소재의 표면에 1차 코팅한 다음, 다시 유기-무기 복합체를 2차 코팅하는 방식이 사용되고 있다.

그러나 이와 같은 방법들은 내후성을 고려하지 않은 방법이어서 자외선에 오래 노출될 경우 고분자수지로 도포된 프라이머층이 분해되어 더 이상 플라스틱 소재의 표면과 접착력을 유지할 수 없게 될뿐 만아니라 표면 황변이 진행되어 투명성과 표면경도를 오랜 기간 유지하기 곤란한 것이다.

이를 해결하기 위해 고분자수지 프라이머 도막층 위에 유기-무기 복합체 또는 기타 세라믹스 등을 도포하여 표면경도를 향상시키는 방식을 사용한다고 해도 UV(Ultra Vilolet ray)는 단단한 표면막을 통과하여 고분자수지의 프라이머층을 쉽게 분해하게 되므로 역시 황변과 박리되는 현상을 초래하는 단점을 갖는 것이다.

[선행기술문헌]

1. 국내특허공개 : 10-2011-0029615호

1. 국내특허공개 : 10-2008-0055713호

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 친환경성 (Low VOCs), 인체무해성(중금속 Free), 내후성 (자외선 안정성) 및 대면적 코팅이 가능하면서도 플라스틱 소재의 표면에 코팅되었을 때 표면경도가 5H이상 되고, 고투명성, 고경도, 내스크래치성, 내약품성 등을 갖는 하드코팅 도막을 형성할 수 있는 유기-무기 복합 코팅제 조성물과 그의 제조방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 해결수단을 살펴보면,

플라스틱소재의 표면에 이중(二重)의 코팅막을 제공할 수 있는 유기-무기 복합코팅제 조성물의 제조방법에 있어서,

APTES(Aminopropyltriethoxysilane)을 Ethanol과 IPA(Isopropyl alcohol)에 분산시키고, 탈이온수(Deionized water)를 가하여 상온에서 교반하고, TEOS(Tetraethylorthosilicate) 가하여 다시 교반하여 투명한 1차 코팅제를 얻는 단계와,

GPTMS(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane)와 TEOS(Tetraethylorthosilicate)를 Ethanol에 분산시키기 위하여 10~30분간 교반하고, 수(水)분산된 고형분 30%의 콜로이달 실리카(입자크기 40nm이하)를 투여하고 10~30분간 교반한 다음 염산(34%)을 떨어뜨려 상온에서 교반하여 A용액을 얻고, 수(水)분산된 고형분 30%의 Zirconia sol(입자크기 60nm이하)과 아크릴산(Acrylic acid)과 IPA(Isopropyl alcohol)을 섞어 상온에서 10~30분간 교반하고, ZrPS (Zirconium(IV) propoxide solution, 농도 70%)과 AcAc(Acetyl Acetone)을 투여하고, 상온에서 4시간 동안 교반하여 B용액을 얻은 다음, 상기 A용액과 B용액을 50~90w%: 10~50w%로 혼합하여 2차 코팅제를 얻는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명 유기-무기 복합코팅제 조성물은 에탄올 20~60mol%와, GPTMS 15~35mol%와, TEOS 2~10mol%와, 콜로이달 실리카(수분산된 고형분 30%, 입자크기 40nm이하) 5~20mol%와, 염산 0.01~0.5mol%로 이루어지는 A용액과, 아크릴산 0.3~1.5mol%와, IPA 50~80mol%와, 지르코니아졸(수분산된 고형분 30%, 입자크기 60nm이하) 5~20mol%와, ZrPS 3~10mol%와, AcAc 2~7mol%로 이루어지는 B용액과, 상기 A용액과 B용액을 중량비로 50~90w%: 10~50w%로 혼합하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 효과로는 플라스틱소재의 표면에 1차 코팅과 2차 코팅을 통해 이중(二重)으로 코팅막을 제공하되 고투명성과 고경도의 코팅막을 제공할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명 코팅제 조성물을 PC기판 위에 코팅한 상태의 사진도.
도 2는 본 발명 코팅제 조성물을 유리판 위에 코팅한 상태의 가시광투과율을 표시한 그래프도
도 3은 본 발명 코팅제 조성물을 2000rpm 스핀코팅(1차코팅 2회)한 상태의 SEM도.
도 4는 본 발명 코팅제 조성물을 2000rpm 스핀코팅(2차코팅 2회)한 상태의 SEM도.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 또 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다. 다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 플라스틱 소재용 유기-무기 복합코팅제 조성물 및 그의 제조방법에 대한 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 코팅제 조성물을 PC기판 위에 코팅한 상태의 사진도로써, 표면경도 6H이고, 기재와의 밀착력이 우수한 상태를 보이기 위한 것이다.

도 2는 본 발명 코팅제 조성물을 유리판 위에 코팅한 상태의 가시광투과율을 표시한 그래프도로써, C4는 혼합비율 A:B=90w%:10w%, C5는 혼합비율 A:B=85w%:15w%, C6는 혼합비율 A:B=75w%:25w%, C7는 혼합비율 A:B=50w%:50w%이다.

도 3은 본 발명 코팅제 조성물을 2000rpm 스핀코팅(1차코팅 2회)한 상태의 SEM도이고, 도 4는 본 발명 코팅제 조성물을 2000rpm 스핀코팅(2차코팅 2회)한 상태의 SEM도이다.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명은 플라스틱소재의 표면에 1차 코팅과 2차 코팅, 즉 이중(二重)의 코팅막을 제공함으로써 플라스틱 소재의 표면이 고경도이면서도 고투명성을 갖도록 하기 위한 것인바, 특히 1차 코팅을 위한 코팅제와 2차 코팅을 위한 코팅제는 각각 별도로 제조되며, 특히 2차 코팅제는 A용액과 B용액을 각각 별도로 제조하여 이를 혼합하여 제조된다.

본 발명의 실시예에 따른 플라스틱 소재용 유기-무기 복합코팅제 조성물의 제조방법은 다음과 같다.

즉 APTES(Aminopropyltriethoxysilane)을 Ethanol과 IPA(isopropyl alcohol)에 분산시키고, 탈이온수(Deionized water)를 가하여 상온에서 교반하고, TEOS(Tetraethylorthosilicate) 가하여 교반하여 투명한 1차 코팅제를 얻는다. 이때 상온에서의 교반시간은 2시간이 적당하다.

다음 GPTMS(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane)와 TEOS(Tetraethylorthosilicate)를 Ethanol에 분산시키기 위하여 10~30분간 교반하고, 수(水)분산된 고형분 30%의 콜로이달 실리카(입자크기 40nm이하)를 투여하고 10~30 분간 교반한 다음 염산(34%)을 떨어뜨려 상온에서 교반하여 A용액을 얻는다. 본 발명에서 교반시간을 10~30분으로 한정된 경우는 10분이하면 충분한 희석이 되지 않고 30분이상은 교반하여도 희석효과는 증가되지 않기 때문이다. 즉, 30분 이내면 완전 혼합이 가능하다. 이때 상온에서의 교반시간은 6시간이 적당하다.

다음 수(水)분산된 고형분 30%의 Zirconia sol(입자크기 60nm이하)과 아크릴산(Acrylic acid)과 IPA(Isopropyl alcohol)을 섞어 상온에서 10~30 분간 교반하고, ZrPS (Zirconium(IV) propoxide solution, 농도 70%)과 AcAc(Acetyl Acetone)을 투여하고, 상온에서 교반하여 B용액을 얻은 다음, 상기 A용액과 B용액을 50~90w%: 10~50w%로 혼합하여 2차 코팅제를 얻는 단계로 이루어진다. 이때 상온에서의 교반시간은 4시간이 적당하다.

상기 A용액의 중량비를 50~90w%로 한정한 이유는 50w%이하이면 B용액 양이 상대적으로 많아져 용액은 급격히 겔화되며 코팅이 불가능한 점도를 갖게 되고, 90w%이상이면 상대적으로 B용액의 양이 적어 반응속도가 늦고 최종 도막의 표면경도가 낮아지기 때문이다. 즉 90w%이상이면 A용액에 있는 GPTMS의 유기작용기와 반응도가 떨어져 3차원가교를 이루기 어렵기 때문이다.

또한 B용액의 중량비를 10~50w%로 한정한 이유는 10w%이하인 경우 A용액이 너무 많아 가교도가 떨어지고 50w%이상인 경우에는 겔화속도가 너무 빨라 코팅할 수 없을 정도의 점도를 갖기 때문이다.

또 본 발명 플라스틱 소재용 유기-무기 복합코팅제 조성물은 1차 코팅을 위한 코팅제와 2차 코팅을 위한 코팅제로 나누어지는데, 먼저 1차코팅을 위한 코팅제 조성물의 조성비는 다음과 같다.

즉 APTES 2~10mol%와, Ethanol 15~30mol%와, IPA 30~50mol%와, 탈이온수 15~30mol%, TEOS 0.1~2mol%이다.

상기 APTES는 플라스틱 접착증진제로 사용되는 것으로, 함유량은 2~10mol%으로 이보다 낮을 경우는 플라스틱 기판의 부착력이 저하되고, 이보다 높을 경우에는 표면 백화현상을 초래하기 때문이다. 이때 가장 바람직한 함유량은 5.12mol%이다.

Ethanol은 APTES의 분산용매로 사용되는 것으로, 함유량은 15~30mol%으로 이보다 낮을 경우는 APTES의 분산력 저하되고, 이보다 높을 경우에는 표면 증발속도가 빨라져 백화현상을 유발하기 때문이다. 이때 가장 바람직한 함유량은 25.62 mol%이다.

IPA도 APTES의 분산용매로 사용되는 것으로, 빠른 휘발속도를 늦추고 저장안정성을 향상시키기 위해 사용된다. 함유량은 30~50mol%으로 이보다 낮을 경우는 sol의 저장성이 저하되고, 이보다 높을 경우에는 다른 조성물의 농도를 저하시키기 때문이다. 이때 가장 바람직한 함유량은 42.41mol%이다.

탈이온수는 가수분해를 일으키기 위한 H₂O 공급원으로 사용되는 것으로, 함유량은 15~30mol%으로 이보다 낮을 경우는 가수분해 속도가 느려지게 되고, 이보다 높을 경우에는 느린 증발로 도막 경화 속도가 느리고 gel화 촉진시켜 저장안정성이 떨어지기 때문이다. 이때 가장 바람직한 함유량은 26.21mol%이다.

TEOS는 가수분해된 APTES의 coupling로 사용되는 것으로, 함유량은 0.1~2mol%으로 이보다 낮을 경우는 가수분해된 APTES의 coupling 효과가 미미하고, 이보다 높을 경우에는 분자간 3차원 네트워크 형성이 커져 겔화촉진 및 도막의 열경화 온도가 상승하는 단점을 갖는다. 이때 가장 바람직한 함유량은 0.64 mol%이다.

2차코팅을 위한 코팅제 조성물은 A용액과 B용액을 혼합하여 제조된 것으로, 먼저 A용액의 조성비는 다음과 같다.

에탄올 20~60mol%와, GPTMS 15~35mol%와, TEOS 2~10mol%와, 콜로이달 실리카(수분산된 고형분 30%, 입자크기 40nm이하) 5~20mol%와, 염산 0.01~0.5mol%로 이루어진다.

이때 에탄올은 GPTMS의 분산용매로 사용되는 것으로, 함유량은 20~60mol%으로 이보다 낮을 경우는 sol-gel 반응시 응집이 발생할 수 있고, 이보다 높을 경우에는 상대적으로 고형분이 낮아져 접착력과 표면강도가 떨어지기 때문이다. 이때 가장 바람직한 함유량은 56mol%이다.

GPTMS는 플라스틱 접착증진제로 사용되는 것으로, 함유량은 15~35mol%으로 이보다 낮을 경우는 플라스틱 기재와 충분한 접착을 기대하기 어렵고, 이보다 높을 경우에는 경화시간이 길어져 열처리 시간이 늘어나 경제적이지 못하기 때문이다. 이때 가장 바람직한 함유량은 25mol%이다.

TEOS는 가수분해된 GPTMS의 coupling제로 사용되는 것으로, 함유량은 2~10mol%으로 이보다 낮을 경우는 가수분해된 GPTMS의 coupling효과가 미흡하여 표면경도가 저하되고, 이보다 높을 경우에는 3차원 가교도가 높아 도막의 크랙(Cracking)을 유발하기 때문이다. 이때 가장 바람직한 함유량은 5.4mol%이다.

콜로이달 실리카(수분산된 고형분 30%, 입자크기 40nm이하)은 표면경도와 가시광 투과율, 도막의 밀착력을 좋게 하기 위한 것으로, 함유량은 5~20mol%으로 이다 낮을 경우는 최종 도막의 표면경도가 3H이상 향상되기 어렵고, 이보다 높을 경우에는 최종 도막의 가시광 투과율이 저하되고 도막의 밀착력이 떨어지기 때문이다. 이때 가장 바람직한 함유량은 13.5mol%이다.

염산은 가수분해 반응을 촉진하기 위한 것으로, 함유량은 0.01~0.5mol%으로 이보다 낮을 경우는 가수분해 반응이 느려 경제적이지 못하고, 이보다 높을 경우에는 산성도(pH)가 너무 낮아져 가수분해 및 중합반응이 급격히 진행되어 균질용액을 얻기 어렵기 때문이다. 이때 가장 바람직한 함유량은 0.1mol%이다.

2차 코팅을 위한 코팅액조성물 중 B용액의 조성비는 다음과 같다.

아크릴산 0.3~1.5mol%와, IPA 50~80mol%와, 지르코니아졸(수분산된 고형분 30%, 입자크기 60nm이하) 5~20mol%와, ZrPS 3~10mol%와, AcAc 2~7mol%로 이루어진다.

이때 아크릴산은 ZrPS 표면에 흡착되어 complex를 형성하므로 A용액과 혼합시 반응속도를 늦추기 위해 사용되는 것으로, 함유량은 0.3~1.5mol%으로 이보다 낮을 경우는 ZrPS표면 흡착이 적어 A용액과 혼합시 응집현상을 초래하여 최종도막의 불투명도가 높아지고, 이보다 높을 경우에는 ZrPS의 반응속도를 저해하여 최종도막의 충분한 접착력을 기대하기 어렵다. 이때 가장 바람직한 함유량은 1.5mol%이다.

IPA는 ZrPS의 분산용매로 사용되는 것으로, 함유량은 50~80mol%으로 이보다 낮을 경우는 A용액과 혼합시 응집이 발생할 수 있고, 이보다 높을 경우에는 상대적으로 ZrPS의 양이 줄어들어 A용액과 혼합시 A용액에 있는 GPTMS의 유기작용기와의 반응속도가 느려지기 때문이다. 이때 가장 바람직한 함유량은 76mol%이다.

지르코니아졸(수분산된 고형분 30%, 입자크기 60nm이하)은 최종도막의 경도 향상을 위해 사용되는 것으로, 함유량은 5~20mol%으로 이보다 낮을 경우는 경도향상 효과가 미미하고, 이보다 높을 경우에는 A용액과 혼합시 응집을 초래하고 최종 코팅액의 점성이 증가하여 코팅작업성(도막평활성)이 떨어지기 때문이다. 이때 가장 바람직한 함유량은 12.5mol%이다.

ZrPS는 GPTMS의 A용액의 GPTMS의 유기작용기(Glycicoxy 또는 Epoxy기)를 활성화시키며 분자간의 cross-linking제로 사용되는 것으로, 함유량은 3~10mol%으로 이보다 낮을 경우는 활성화시간이 너무 길어 경제적이지 못하고, 이보다 높을 경우에는 A용액과 혼합시 응집을 유발하여 최종 도막의 가시광투광율이 저하되기 때문이다. 이때 가장 바람직한 함유량은 5.5mol%이다.

AcAc는 A용액과 혼합시 응집현상과 gel 화를 방지하는 킬레이트제로 사용되는 것으로, 함유량은 2~7mol%으로 이보다 낮을 경우는 겔화방지 효과가 미미하고, 이보다 높을 경우에는 최종 도막의 yellowing 현상을 유발시키며 경화속도를 현저히 늦춰 물리화학적인 도막특성을 떨어뜨리는 단점을 갖기 때문이다. 이때 가장 바람직한 함유량은 4.5mol%이다.

상기 A용액과 B용액을 50~90w%: 10~50w%으로 혼합함으로써 2차 코팅을 위한 코팅액이 완성된다.

이하 본 발명의 실험예를 설명하기로 한다.

실험예

본 발명 플라스틱 소재용 유기-무기 복합코팅제 조성물은 플라스틱 가재 표면에 1차 코팅과 2차 코팅을 한다.

이때 상기 복합코팅제 조성물은 플라스틱 기재에 5~25 마이크로미터 두께로 코팅하게 되는데, 이때 5이하는 4H이상의 표면경도를 얻기 어렵고, 25 이상은 도막의 크랙을 유발할 수 있기 때문이다.

본 발명의 1차 코팅조건으로는 스핀코터를 이용하여 2000rpm으로 30초간 1회~2회 코팅하였고, 2차 코팅조건으로는 스핀코터를 이용하여 2000rpm으로 30초간 2회 코팅하였다.

표 1에서와 같이 투명한 플라스틱은 각각의 열변형온도가 정해져 있으며, 예를 들면 PC(polycarbonate)와 같은 플라스틱은 130~140에서 1~5시간 열처리하는 것이 바람직한데, 1시간 이하는 기재와의 충분한 접착을 기대하기 어렵고 5시간 이상은 플라스틱의 열변형을 초래할 수 있기 때문이다.

이처럼 본 발명은 코팅된 플라스틱 소재를 다양한 방법으로 테스트 하였다.

각 시편에 대한 1차코팅 시행 여부와 2차 코팅의 A용액과 B용액의 배합비율에 따른 밀착력과 투명도, 연필경도를 아래 표 2에 표시하였다.

상기 시료의 투명도는 육안으로 관찰하여 매우 투명하면 A, 기재보다 투명도가 떨어지면 B, 혼탁하면 C, 불투명하면 D로 표기하였으며, 밀착력은 표 3에 의한 평가 지표에 의해 표시하였다. 이때 절단간격은 60마이크로미터 두께이하 도막에서 경질소지에서는 1mm, 연질소지에서는 2mm 간격이다.

이처럼 본 발명 플라스틱 소재용 유기-무기 복합코팅제 조성물은 플라스틱 기재의 표면에 코팅하였을 때 밀착력 및 투명도, 경도가 매우 우수한 결과를 얻을 수 있었다.

또한 본 발명에서는 APTES의 대체물질로 3-AMINOPROPYLTRIMETHOXYSILANE, 4-AMINOBUTYLTRIETHOXYSILANE, m-AMINOPHENYLTRIMETHOXYSILANE, p-AMINOPHENYLTRIMETHOXYSILANE, AMINOPHENYLTRIMETHOXYSILANE, 3-AMINOPROPYLTRIS(METHOXYETHOXYETHOXY)SILANE, 11-AMINOUNDECYLTRIETHOXYSILANE, 2-(4-PYRIDYLETHYL)TRIETHOXYSILANE, 2-(TRIMETHOXYSILYLETHYL)PYRIDINE, N-(3-TRIMETHOXYSILYLPROPYL)PYRROLE, 3-(m-AMINOPHENOXY)PROPYLTRIMETHOXYSILANE, AMINOPROPYLSILANETRIOL, 3-AMINOPROPYLMETHYLDIETHOXYSILANE, 3-AMINOPROPYLDIISOPROPYLETHOXYSILANE, 3-AMINOPROPYLDIMETHYLETHOXYSILANE, N-(2-AMINOETHYL)-3-AMINOPROPYLTRIMETHOXYSILANE, N-(2-AMINOETHYL)-3-AMINOPROPYLTRI-ETHOXYSILANE 등 NH2기를 포함하는 Trialkoxysilane을 사용할 수도 있고, TEOS의 대체물질로는 Tetramethylorthosilicate (TMOS)을 사용할 수도 있으며, GPTMS의 대체물질로는 2-(3,4-EPOXYCYCLOHEXYL)ETHYL-TRIETHOXYSILANE, 5,6-EPOXYHEXYLTRIETHOXYSILANE 등 epoxy기를 함유하는 Trialkoxysilane을 사용할 수도 있고, 아크릴산(Acrylic acid)의 대체물질로는 메타크릴산을 사용할 수도 있으며, ZrPS의 대체물질로는 Zirconium을 중심금속으로하는 알콕사이드(alkoxide)을 사용할 수도 있고, AcAc의 대체물질로는 에틸렌다이아민, EDTA(Ethylenediaminetetraacetic acid)을 사용할 수도 있다.

상술 한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예들에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

Claims

플라스틱소재의 표면에 이중(二重)의 코팅막을 제공할 수 있는 유기-무기 복합코팅제 조성물의 제조방법에 있어서,
APTES(Aminopropyltriethoxysilane)을 Ethanol과 IPA(Isopropyl alcohol)에 분산시키고, 탈이온수(Deionized water)를 가하여 상온에서 교반하고, TEOS(Tetraethylorthosilicate) 가하여 교반하여 투명한 1차 코팅제를 얻는 단계와,
GPTMS(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane)와 TEOS(Tetraethylorthosilicate)를 Ethanol에 분산시키기 위하여 10~30분간 교반하고, 수(水)분산된 고형분 30%의 콜로이달 실리카(입자크기 40nm이하)를 투여하고 10~30 분간 교반한 다음 염산(34%)을 떨어뜨려 상온에서 교반하여 A용액을 얻고,
수(水)분산된 고형분 30%의 Zirconia sol(입자크기 60nm이하)과 아크릴산(Acrylic acid)과 IPA(Isopropyl alcohol)을 섞어 상온에서 10~30 분간 교반하고, ZrPS (Zirconium(IV) propoxide solution, 농도 70%)과 AcAc(Acetyl Acetone)을 투여하고, 상온에서 교반하여 B용액을 얻은 다음,
상기 A용액과 B용액을 50~90w%: 10~50w%로 혼합하여 2차 코팅제를 얻는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 플라스틱 소재용 유기-무기 복합코팅제 조성물 제조방법.
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