KR101912227B1 - 유무기 하이브리드 내지문성 코팅제 및 이의 제조방법 - Google Patents

유무기 하이브리드 내지문성 코팅제 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유무기 하이브리드 내지문성 코팅제 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스테인리스 등의 기재 표면에 코팅되었을 때 스크래치가 발생하지 않도록 우수한 내지문성을 가지는 코팅제와, 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 유기고분자수지를 준비하는 단계; 용매 존재 하에 콜로이달졸, 촉매 및 실란 커플링제를 혼합하여 변성 폴리실리케이트 무기화합물을 합성하는 단계; 유기고분자수지와 변성 폴리실리케이트 무기화합물을 혼합하여 유무기 하이브리드물질을 형성하는 단계; 유무기 하이브리드물질에 플루오르 에폭사이드화합물을 혼합한 후, 50~70℃에서 1~2일 동안 숙성시켜 코팅제를 완성하는 단계;를 포함하는 것으로, 코팅제를 완성하는 단계에서의 플루오르 에폭사이드화합물은, 반응용기에 촉매를 투입한 후, 질소 분위기 하에서 촉매를 가열시키는 제1단계; 반응용기 내의 산소를 제거한 후, 질소 퍼징하여 가열된 촉매를 상온으로 냉각하는 제2단계; 반응용기에 용매를 투입하여 120~150℃로 가열시켜 촉매가 용매에 용융된 혼합용매를 형성한 후, 질소 퍼징하여 가열된 혼합용매를 상온으로 냉각하는 제3단계; 냉각된 혼합용매에 플루오르 에폭사이드를 투입하여 플루오르 에폭사이드화합물을 합성하는 제4단계;를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 내지문성 코팅제 및 이의 제조방법을 기술적 요지로 한다.

Description

유무기 하이브리드 내지문성 코팅제 및 이의 제조방법{Functional coating material for Anti-fingerprint using organic-inorganic hibrid and a method of manufacturing the same}
본 발명은 유무기 하이브리드 내지문성 코팅제 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스테인리스 등의 기재 표면에 코팅되었을 때 스크래치가 발생하지 않도록 우수한 내지문성을 가지는 코팅제와, 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근 디스플레이장치에 사용되는 터치스크린 패널, 텔레비전, 네비게이션, 자동화기기(ATM), 전자칠판, 티켓발매기, 각종 안내모니터 등의 표시장치 표면뿐만 아니라, 냉장고 도어 등의 스테인리스 표면에 손가락을 사용하여 터치시 손가락에 묻어있는 수분 및 유분 등에 의해 그 표면이 오염되거나 지문 자국이 많이 남는 현상이 빈번히 발생하고 있다.
이처럼 수분에 의한 오염과 유분에 의한 지문 생성은 터치스크린과 같은 화면에 대한 시인성을 크게 떨어뜨리는 원인이 되고 있기 때문에, 1차적으로 오염물질과 지문생성을 방지하고, 2차적으로 수분과 유분에 의해 생성된 오염물질과 지문을 쉽고 깨끗하게 클리닝 할 수 있는 내지문성을 강화시켜 구현될 수 있는 코팅제에 대한 요구가 급증하고 있다.
이에 따라 코팅제의 내지문성을 만족시키고자, 초기에는 기재에 실리콘오일이나 불소수지를 도포하는 방법이 제안된바 있으나, 열에 의한 건조에 의해 작업 시간이 오래 걸리고, 기재와의 밀착성이 부족할 뿐만 아니라 표면 경도가 낮아 시간이 지남에 따라 내지문성 효과가 지속되지 않은 문제점이 있었다.
최근에 와서는 실란 또는 실록산과 같은 실리콘수지 또는 불소수지 및 불소계 실란수지를 사용하여 내지문성을 향상시키고자 하였으며, 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머형태로 공중합시킴으로써 광경화형으로 제조한 예가 있으나, 이 역시 내지문성을 구현하기에는 미흡한 실정이었다.
따라서 기존의 코팅제 방식에서 탈피하여, 유무기 하이브리드화를 통하여 내지문성이 우수한 코팅제를 개발하기 위한 움직임이 절실히 요구되는 시점이다.
국내 공개특허공보 제10-2017-0011696호, 2017.02.04.자 공개.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 스테인리스 등의 기재 표면에 코팅되었을 때 스크래치가 발생하지 않도록 우수한 내지문성을 가지는 유무기 하이브리드 내지문성 코팅제 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유기고분자수지를 준비하는 단계; 용매 존재 하에 콜로이달졸, 촉매 및 실란 커플링제를 혼합하여 변성 폴리실리케이트 무기화합물을 합성하는 단계; 상기 유기고분자수지와 상기 변성 폴리실리케이트 무기화합물을 혼합하여 유무기 하이브리드물질을 형성하는 단계; 및 상기 유무기 하이브리드물질에 플루오르 에폭사이드화합물을 혼합한 후, 50~70℃에서 1~2일 동안 숙성시켜 코팅제를 완성하는 단계;를 포함하는 것으로, 상기 코팅제를 완성하는 단계에서의 플루오르 에폭사이드화합물은, 반응용기에 촉매를 투입한 후, 질소 분위기 하에서 상기 촉매를 가열시키는 제1단계; 상기 반응용기 내의 산소를 제거한 후, 질소 퍼징하여 가열된 상기 촉매를 상온으로 냉각하는 제2단계; 상기 반응용기에 용매를 투입하여 120~150℃로 가열시켜 상기 촉매가 상기 용매에 용융된 혼합용매를 형성한 후, 질소 퍼징하여 가열된 혼합용매를 상온으로 냉각하는 제3단계; 및 냉각된 상기 혼합용매에 플루오르 에폭사이드를 투입하여 플루오르 에폭사이드화합물을 합성하는 제4단계;를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 내지문성 코팅제의 제조방법을 기술적 요지로 한다.
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바람직하게는 상기 코팅제를 완성하는 단계의 코팅제는, 100~120°범위의 물접촉각을 가지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 변성 폴리실리케이트 무기화합물을 합성하는 단계 다음에는, 상기 변성 폴리실리케이트 무기화합물의 pH를 안정화시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 변성 폴리실리케이트 무기화합물을 합성하는 단계에서의 콜로이달졸은, 콜로이달 실리카 또는 콜로이달 알루미나인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 유기고분자수지를 준비하는 단계에서의 유기고분자수지는, 에폭시수지, 아크릴수지, 우레탄수지, 아크릴-우레탄수지 및 폴리비닐알코올수지 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
한편, 상술된 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 내지문성 코팅제 또한 기술적 요지로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의한 본 발명에 따른 유무기 하이브리드 내지문성 코팅제 및 이의 제조방법은, 스테인리스 등의 기재 표면에 코팅되었을 때 스크래치가 발생하지 않으므로 우수한 내지문성을 가지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플루오르 에폭사이드화합물의 합성과정.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 유기고분자수지를 준비하는 단계이다.
즉 본 발명의 코팅제에 부착성을 향상시키고 유연성을 부여하기 위하여 유기고분자수지를 준비한다. 내용인즉 유기고분자수지는 코팅제가 냉장고나 엘리베이터 등의 각진 부분에 코팅되었을 때에도 유연성을 부여하여 부착성을 향상시키고자 하는 것임을 알 수 있다.
여기서 유기고분자수지로는 에폭시수지, 아크릴수지, 우레탄수지, 아크릴-우레탄수지 및 폴리비닐알코올수지 중 어느 하나 이상을 선택적으로 사용할 수 있으나, 반드시 상술된 종류에 한정되는 것만은 아니고 다양한 유기고분자수지의 사용이 가능하다.
다음으로, 용매 존재 하에 콜로이달졸, 촉매 및 실란 커플링제를 혼합하여 변성 폴리실리케이트 무기화합물을 합성하는 단계이다.
말하자면, 용매 10~30중량부 존재 하에 콜로이달 실리카나 콜로이달 알루미나 중에서 선택되는 1종 이상의 콜로이달졸 10~20중량부와 촉매 0.05~0.3중량부를 100~200rpm으로 30~60분 동안 혼합하여 변성 폴리실리케이트 무기화합물이 형성되는 단계라 할 수 있다.
첫째, 용매는 콜로이달졸과 촉매를 균일하게 용융시키기 위한 것으로, 10중량부 미만이면 콜로이달졸과 촉매 간의 용융성이 용이하지 못한 결과를 초래하고, 30중량부를 초과하면 그 이하의 양을 사용한 것과 비교하여 용매의 탁월성이 나타나지 않으므로, 용매는 10~30중량부의 범위로 첨가되는 것이 바람직하다.
참고로, 본 단계에서 용매는 (1)알코올류, (2)셀루솔브류, (3)케톤류 및 (4)증류수로부터 1종 이상을 선택적으로 사용할 수 있다. 알코올류는 에탄올(EtOH), 이소프로필알코올(IPA), 메탄올(MeOH), t-부틸알코올(t-BA)로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 선택할 수 있고, 셀루솔브류는 부틸셀로솔브, 부틸카비톨(BC), 에틸셀루솔브(EC)로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 선택할 수 있으며, 케톤류는 메틸에틸케톤(MEK), 아세톤(ACT)으로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 선택할 수 있다.
둘째, 콜로이달졸은 콜로이달 실리카나 콜로이달 알루미나를 일컫는바, 점도 및 경도를 향상시켜 코팅제의 물성을 향상시키기 위한 것으로, 10중량부 미만이면 코팅제의 물성 향상을 기대할 수 없고, 20중량부를 초과하면 코팅제의 기계적 강도는 향상될지 모르나, 이 역시 코팅제의 물성이 좋지 않게 되므로 콜로이달졸은 10~20중량부의 범위로 첨가되는 것이 바람직하다.
이때 콜로이달 실리카로는 실리콘계 콜로이달 실리카가 사용될 수 있으며, 예를 들어 SiO2(Ludox silica HSA, Snow tex-O, Snow tex-N, Ludos silica SA)일 수 있다.
셋째, 촉매는 반응의 신속성을 위한 것으로, 0.05중량부 미만으로 첨가되면 반응을 촉진시키기에 미미한 양이고, 0.3중량부를 초과하면 그 이하의 양을 첨가한 것과 비교하여 촉매의 역할을 수행하지 않으므로, 촉매는 0.05~0.3중량부의 범위로 첨가되는 것이 바람직하다.
이때 변성 폴리실리케이트 무기화합물을 제조하는 과정 중에 실란 커플링제 1~10중량부가 첨가될 수 있으며, 그 종류로는 예컨대 불소실란, 알콕시실란, 알킬실란, 아미노실란 중에서 1종 이상을 선택적으로 사용될 수 있다.
추가적으로, 변성 폴리실리케이트 무기화합물을 합성하는 단계 다음에는, 변성 폴리실리케이트 무기화합물의 pH를 안정화시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이는 코팅제의 트러블을 미연에 방지하기 위한 것으로, 아민계 pH안정제인 10% AMP95를 사용할 수 있다.
다음으로, 유기고분자수지와 변성 폴리실리케이트 무기화합물을 혼합하여 유무기 하이브리드물질을 형성하는 단계이다.
말하자면, 앞선 단계에서 완성된 유기고분자수지 10~20중량부와 변성 폴리실리케이트 무기화합물 60~70중량부를 혼합하여 유무기 하이브리드화를 실시하는 단계라 할 수 있다.
여기서 유기고분자수지가 10중량부 미만으로 첨가되면 부착성이 좋지 못해 기재의 각진 부분에 코팅되더라도 유연성이 좋지 못하고, 20중량부를 초과하여 첨가되면 코팅제의 물성이 나빠질 우려가 있으므로, 유기고분자수지는 10~20중량부의 범위로 첨가되는 것이 바람직하다.
그리고 변성 폴리실리케이트 무기화합물을 60중량부 미만으로 첨가하면 코팅제의 경도가 미미하여 코팅제의 물성이 좋지 못해 제품성을 인정받기 어렵고, 70중량부를 초과하면 스테인리스 등의 기재와 접착력이 낮아져 균열이 발생하기 쉬우므로, 변성 폴리실리케이트 무기화합물은 60~70중량부의 범위로 첨가되는 것이 바람직하다.
마지막으로, 유무기 하이브리드물질에 플루오르 에폭사이드화합물을 혼합한 후, 50~70℃에서 1~2일 동안 숙성시켜 코팅제를 완성하는 단계이다.
본 단계를 앞서, 즉 유무기 하이브리드물질에 플루오르 에폭사이드화합물을 혼합하기 전에, 20~35℃ 하에서 에탄올(EtOH)과 증류수(D)를 6:4의 중량비로 혼합한 용매에 100~200rpm의 속도로 30~60분 동안 교반하면서 유무기 하이브리드물질을 희석하는 단계가 더 포함될 수도 있다. 이러한 희석하는 단계를 통하여 코팅제의 액안정성이 향상되는 효과를 발현할 수 있다.
여기서 유무기 하이브리드물질에 플루오르 에폭사이드화합물을 혼합한 다음 50~70℃에서 1~2일간 숙성시키는 것이 중요한데, 50℃ 미만이거나 1일 미만에서 숙성시키면 원하는 물성의 코팅제를 얻기 어렵고, 70℃를 초과하거나 2일을 초과한 상태에서 숙성시키면 코팅제 물성에 변성이 생길 수 있으므로, 50~70℃ 온도 조건 하에서 1~2일 동안 숙성시키는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플루오르 에폭사이드화합물의 합성과정이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 플루오르 에폭사이드화합물은 다음과 같은 제1단계(S10), 제2단계(S20), 제3단계(S30) 및 제4단계(S40)를 통하여 제조될 수 있다.
(S10) 제1단계는 반응용기에 촉매를 투입한 후, 질소 분위기 하에서 촉매를 가열시키는 단계이다.
즉 제1단계는 반응용기(예컨대, 둥근바닥 3구 플라스크)에 0.05~0.1중량부를 투입한 다음, 리플렉스 장치를 이용하여 반응용기 내부를 질소 분위기로 만들어 100~120℃ 조건으로 히팅하는 단계를 말한다.
제1단계에서 촉매를 0.05중량부 미만으로 첨가하게 되면, 첨가된 촉매의 양이 너무 미흡하여 추후 플루오르 에폭사이드와의 반응이 원활하지 못하고, 0.1중량부를 초과하면 반응성면에 있어서 탁월한 효과가 나타나지 않으므로, 촉매는 0.05~0.1중량부의 범위로 첨가되는 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는 0.07중량부로 첨가되는 것이 좋다.
이어서 반응용기의 내부를 질소 분위기로 만든 후, 100℃ 미만이거나 120℃를 초과하여 히팅하면 촉매와 플루오르 에폭사이드의 좋은 반응성을 이끌어내지 못하므로, 제1단계에서는 질소 분위기 하에서 100~120℃ 범위로 히팅하는 것이 바람직하다.
참고로, 촉매로는 1족원소 예컨대, 수소(H), 칼륨(K), 세슘(Cs)를 이용한 플루오르화 수소(HF), 플루오르화 칼륨(KF), 플루오르화 세슘(CsF) 중 1종을 선택적으로 사용할 수 있으며, 이러한 촉매에 한정되는 것만은 아니고, 경우에 따라 인산금속촉매, 염산금속촉매, 인산-염산복합촉매도 사용 가능하다.
(S20) 제2단계는 반응용기 내의 산소를 제거한 후, 질소 퍼징하여 가열된 촉매를 상온으로 냉각하는 단계이다.
즉 제1단계에서 히팅이 완료된 후, 진공상태에서 질소 퍼징을 2~#회하면서 상온으로 냉각시킴으로써, 반응의 안정성을 유도할 수 있다.
(S30) 제3단계는 반응용기에 용매를 투입하여 120~150℃로 가열시켜 촉매가 용매에 용융된 혼합용매를 형성한 후, 질소 퍼징하여 가열된 혼합용매를 상온으로 냉각하는 단계이다.
말하자면 제3단계는 고상의 촉매를 용융시키기 위한 단계로써, 반응용기에 용매를 투입한 후, 120℃ 미만으로 가열하면 촉매가 용매에 균일하게 용융되기에는 낮은 온도이고, 150℃를 초과하여 가열하면 그 이하의 온도로 가열한 경우와 대비하여 탁월한 효과가 나타나지 않았을 뿐만 아니라, 높은 온도로 인하여 촉매가 용매에 용융되면서 오히려 펌핑되는 현상이 발생할 수 있으므로, 제3단계에서는 용매 투입 후 120~150℃의 온도범위로 가열하는 것이 바람직하다.
여기서 용매로는 Propylene glycol(PG), Propylene glycol monomethyl ether acetate(PMA), Dimethylformamide(DMF), Triglycol(TG), Acetylacetone, Ethylacetoacetate, Isopropanol(IPA), Butyl cabitol(BC), Propylene glycol monomethyl ether(PM) 중에서 어느 하나를 선택적으로 사용할 수 있으나, 반드시 이제 한정되는 것만은 아니고, 촉매를 용융시킬 수 있는 용매라면 어느 것을 적용하여도 무방하다.
(S40) 제4단계는 냉각된 혼합용매에 플루오르 에폭사이드를 투입하여 플루오르 에폭사이드화합물을 합성하는 단계이다.
제4단계는 본 발명의 특징이 되는 단계로써, 제3단계에서 질소 퍼징에 의해 냉각된 반응용기 내부에 플루오르 에폭사이드 2~8중량(더욱 바람직하게는, 5.78g(17당량))부를 투입하여 70~140℃에서 교반하면서 히팅하여 반응을 진행시킨 후, 반응이 종료되면 상온으로 냉각하여 합성이 완료된 액상의 플루오르 에폭사이드화합물을 획득할 수 있다.
여기서 플루오르 에폭사이드를 2~8중량부 범위만큼 투입하는 이유는 플루오르 에폭사이드화합물의 분자량을 2,000~5,000g/mole 범위로 맞추기 위함인데, 2중량부 미만으로 첨가하면 최종적으로 획득되는 플루오르 에폭사이드화합물의 분자량을 만족시키기에는 미미한 양이고, 8중량부를 초과하면 역시 최종적으로 획득되는 플루오르 에폭사이드화합물의 분자량이 초과되므로, 이를 적절하게 조절해 줄 수 있다.
부가적으로, 제4단계에서 사용되는 플루오르 에폭사이드는 헥사플루오르 프로필렌 옥사이드를 대신하여 사용 가능하다.
이때, 플루오르 에폭사이드화합물이 획득되는 과정을 도 1을 참조하여 설명해 보고자 한다.
즉 플루오르 에폭사이드화합물은 촉매에 의한 개환 반응으로
Figure 112017027534508-pat00001
의
Figure 112017027534508-pat00002
가 반복적인 단위를 가지는 것을 특징으로 하는바(M은 주기율표 1족 원소 중에서 선택된 1종이고, R1은 C1-C2의 플루오르알킬기이다.), 촉매(예컨대, CsF)가 가지고 있던 1개의 전자가 플루오르 에폭사이드를 공격하면서 개환(고리 열림)되는 반응이 발생하는데, 이는 촉매의 전자가 에폭시 링을 순차적으로 깨면서 최종적으로 플루오르 에폭사이드화합물이 단분자 형태에서 고분자 형태로 늘어나게 되는 것을 말한다.
내용인즉 코팅용 불소수지로 코팅한 다음 닦아냈을 때 떨어져 나가면 안되는데, 플루오르 에폭사이드화합물의 분자량이 2,000~5,000g/mole의 범위를 가질 때, 금속이나 스테인리스 등의 기재와 만난 경우 이를 충족시킬 수 있으므로, 제4단계에서는 2,000~5,000g/mole 범위의 분자량을 충족시켜주기 위하여 연쇄적인 개환반응을 시키게 되는 것이다.
이러한 개환반응은 도 1에 예시된 것처럼, 촉매에 존재하는 (-)전자가 플루오르 에폭사이드의 O-CF 사슬을 끊으면,
Figure 112017027534508-pat00003
의 형태를 가지게 되는데, 이때 O에 (-)전자가 남게 되며, 이러한 O의 (-)전자가 다시 플루오르 에폭사이드의 O-CF 사슬을 끊음에 따라,
Figure 112017027534508-pat00004
형태로 사슬이 늘어나게 된다. 이처럼 사슬이 연쇄적으로 늘어나게 되면서 2,000~5,000g/mole 범위의 분자량을 만족하게 된다.
이때 플루오르 에폭사이드화합물의 분자량이 2,000g/mole 미만이거나 5,000g/mole을 초과하면, 마찰에 의해 서로 엉키면서 금속이나 스테인리스 등의 기재로부터 떨어져 나가기 쉽상이기 때문에, 분자량을 2,000~5,000g/mole의 범위로 조절해 주는 것이 바람직하다.
제4단계에서는, 경우에 따라 플루오르 에폭사이드화합물의 경도를 증가시키기 위하여 금속첨가제가 추가적으로 투입될 수 있으며, 예컨대 알루미늄 클로라이드 화합물 등이 선택적으로 사용 가능하다.
추가적으로, 코팅제를 완성하는 단계에서는 코팅제 물서의 경도를 조절하기 위하여 지방족 폴리아민계(ethylene diamine, diethylene triamine, Triehtylne tetramine, tetraethylene pentamine), 아크릴로니트릴 변성 아민, 아미도 아민, Dicyandiamide, 아미노수지, 이소시아네이트, 멜라민 중에서 1종 이상을 선택적으로 사용할 수도 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유무기 하이브리드 내지문성 코팅제 및 이의 제조방법에 대한 실시예를 설명하자면, 다음과 같다.
변성 폴리실리케이트 무기화합물의 제조
변성 폴리실리케이트 무기화합물은 다음과 같이 표 1의 실시예1, 실시예2, 실시예3 및 실시예4의 조건으로 제조될 수 있다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
교반시간(30~60분)
교반속도(100~200rpm)
교반온도(20~50℃)		 콜로이달 실리카 15 15 15 15
EtOH 14 14
IPA 14 14
D 5 5 5 5
BC
산금촉촉매(염산) 0.1 0.1
산금속촉매(염화금속산) 0.2 0.2
교반시간(30~60분)
교반속도(100~200rpm)
교반온도(20~50℃)		 불소실란 2 5 2 5
교반시간(20~30분)
교반속도(100~200rpm)
교반온도(20~50℃)		 Methyltrimethoxysilane 20 20 20 20
교반시간(30~60분)
교반속도(100~200rpm)
교반온도(20~50℃)		 3-glucidoxytrimethylsilane 10 10 10 10
교반시간(60~120분)
교반속도(100~200rpm)
교반온도(20~50℃)		 아세틸아세톤 0.2 0.2 0.5 0.5
단위: 중량부
상술된 실시예1, 실시예2, 실시예3 및 실시예4에 따라 제조된 변성 폴리실리케이트 무기화합물의 액안정성, 내비등성 및 cross cut은 하기의 표 2에 나타내었다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
액안정성(℃) ◎ ◎ ◎ ◎
내비등성(98℃, 1hr) ○ ○ ○ ○
cross cut ◎ ◎ ◎ ◎
◎: 매우 양호, ○: 양호, △: 미흡, ×: 불량
코팅제의 제조
상술된 실시예4를 통하여 제조된 변성 폴리실리케이트 무기화합물을 이용하여 코팅제는 다음과 같은 표 3의 실시예5, 실시예6, 실시예7 및 실시예8의 조건으로 제조될 수 있다.
실시예5 실시예6 실시예7 실시예8
교반시간(30~60분)
교반속도(100~200rpm)
교반온도(20~35℃)		 실시예4 40 40 40 40
EtOH/D (6:4) 51 51 51 51
교반시간(30~60분)
교반속도(100~200rpm)
교반온도(20~35℃)		 10% AMP95 0.1 0.2 0.3 0.5
교반시간(30~60분)
교반속도(100~200rpm)
교반온도(20~35℃)		 아미노수지(30%) 20 20 20
교반시간(60~120분)
교반속도(100~200rpm)
교반온도(60℃)		 플루오르
에폭사이드화합물		 12 12 12
1일간 60℃에서 숙성
단위: 중량부
상술된 실시예5, 실시예6, 실시예7 및 실시예8에 따라 제조된 변성 폴리실리케이트 무기화합물의 액안정성, 외관, 내비등성, cross cut, 내알칼리성, 염수분무시험 및 물접촉각은 하기의 표 4에 나타내었다.
실시예5 실시예6 실시예7 실시예8
액안정성(60℃) ◎ ◎ ◎ ◎
외관 △ ○ ◎ ○
내비등성(98℃, 1hr) ○ ○ ◎ ○
cross cut(100*100) ◎ ◎ ◎ ◎
내알카리성(5% Na2CO3) ○ ○ ◎ ◎
염수분무시험(72hr) ○ ◎ ◎ ◎
내지문(물접촉각) 100 110 115 115
◎: 매우 양호, ○: 양호, △: 미흡, ×: 불량
표 4에 나타나 있듯이, 대부분 좋은 결과를 나타내기는 하나, 실시예7의 경우 가장 좋은 물성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
특히 물접촉각의 경우, 코팅제의 표면에 대해 물접촉각을 이용하여 측정한 것으로, 100~120°범위(가장 바람직하게는, 115°)의 물접촉각을 가지는 경우에만 우수한 내지문성을 만족할 수 있음을 알 수 있었다.
참고로, 외관은 스테인리스의 표면에 코팅했을 때 나타나는 엠보싱, 얼룩, 레인보우현상을 측정한 것이다. 그리고 cross cut은 부착성을 테스트하는 것인바, 도장했을 때 도막이 떨어지는지 안떨어지는지를 확인하기 위한 것으로, 가로 1㎜, 세로 1㎜의 파편 100개에 3M 테이프로 붙인 다음 떼어냈을 때 부착성이 없으면 들고일어나는 현상이 나타나는데, 파편 100개 중 몇 개가 들고일어나느냐에 따라 부착성이 좋으냐를 판단하는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다.
본 발명의 보호 범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 유기고분자수지를 준비하는 단계;
    용매 존재 하에 콜로이달졸, 촉매 및 실란 커플링제를 혼합하여 변성 폴리실리케이트 무기화합물을 합성하는 단계;
    상기 유기고분자수지와 상기 변성 폴리실리케이트 무기화합물을 혼합하여 유무기 하이브리드물질을 형성하는 단계; 및
    상기 유무기 하이브리드물질에 플루오르 에폭사이드화합물을 혼합한 후, 50~70℃에서 1~2일 동안 숙성시켜 코팅제를 완성하는 단계;를 포함하는 것으로,
    상기 코팅제를 완성하는 단계에서의 플루오르 에폭사이드화합물은,
    반응용기에 촉매를 투입한 후, 질소 분위기 하에서 상기 촉매를 가열시키는 제1단계;
    상기 반응용기 내의 산소를 제거한 후, 질소 퍼징하여 가열된 상기 촉매를 상온으로 냉각하는 제2단계;
    상기 반응용기에 용매를 투입하여 120~150℃로 가열시켜 상기 촉매가 상기 용매에 용융된 혼합용매를 형성한 후, 질소 퍼징하여 가열된 혼합용매를 상온으로 냉각하는 제3단계; 및
    냉각된 상기 혼합용매에 플루오르 에폭사이드를 투입하여 플루오르 에폭사이드화합물을 합성하는 제4단계;를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 내지문성 코팅제의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코팅제를 완성하는 단계의 코팅제는,
    100~120°범위의 물접촉각을 가지는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 내지문성 코팅제의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 변성 폴리실리케이트 무기화합물을 합성하는 단계 다음에는,
    상기 변성 폴리실리케이트 무기화합물의 pH를 안정화시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 내지문성 코팅제의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 변성 폴리실리케이트 무기화합물을 합성하는 단계에서의 콜로이달졸은,
    콜로이달 실리카 또는 콜로이달 알루미나인 을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 내지문성 코팅제의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유기고분자수지를 준비하는 단계에서의 유기고분자수지는,
    에폭시수지, 아크릴수지, 우레탄수지, 아크릴-우레탄수지 및 폴리비닐알코올수지 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 내지문성 코팅제의 제조방법.
  7. 제1항, 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 내지문성 코팅제.
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