KR102136939B1 - Titania-monomer dispersions and method for preparing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 티타니아-모노머 분산액의 제조방법으로서, 티타니아 나노 복합 입자를 준비하는 단계, 상기 티타니아 나노 복합 입자, 실란계 커플링제 및 분산제를 포함하는 용액을 제조하는 단계 및 광학용 모노머를 혼합하는 단계를 포함한다.The present invention, as a method of producing a titania-monomer dispersion, preparing titania nanocomposite particles, preparing a solution containing the titania nanocomposite particles, a silane coupling agent, and a dispersant, and mixing optical monomers It includes.
Description
본 발명은 티타니아-모노머 분산액 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a titania-monomer dispersion and a method for preparing the same.
광학적으로 투명한 고분자 재료는 낮은 비용과 양호한 가공성, 가시광 영역에서의 높은 투과율 때문에 광학적 코팅과 광전자 소재로 널리 사용되고 있다. 최근에는 고굴절의 투명한 소재가 광학 필터, 렌즈, reflector, optical waveguide, antireflection films, solar cell 및 light emitting diodes(LEDs)의 소재로 사용되고 있다. 그러나, 이러한 고분자는 굴절률(n)이 1.3~1.7으로 고분자 재료만을 사용하기 어렵기 때문에 고굴절률을 지니는 무기소재(n=1.5~2.7)를 고분자에 혼합하여 분산시키는 연구가 진행되고 있다.Optically transparent polymer materials are widely used as optical coatings and optoelectronic materials due to their low cost, good processability and high transmittance in the visible region. Recently, high-refractive transparent materials are used as materials for optical filters, lenses, reflectors, optical waveguides, antireflection films, solar cells, and light emitting diodes (LEDs). However, since these polymers have a refractive index (n) of 1.3 to 1.7, it is difficult to use only polymer materials, and research into mixing and dispersing an inorganic material having a high refractive index (n=1.5 to 2.7) into a polymer is ongoing.
고굴절 무기소재로 사용되는 물질은 TiO2(n=2.5~2.7), ZrO2(n=2.1~2.2), ZnO(n=2.0), SnO2(n=2.0), SiO2(n=1.5)와 같은 물질들이 일반적으로 사용되고 있다. 특히, TiO2는 높은 굴절률을 가지며, 독성이 없고, 가격이 저렴하기 때문에 가장 보편적으로 사용되고 있는 고굴절 무기소재이다. 그러나, TiO2는 필름으로 제조하는 경우에 노란색을 띠고 있으며, TiO2의 함량이 증가할수록 분산 정도를 나타내는 아베수(Abbe number)가 감소하기 때문에 상업적으로 사용하기 제한적이라는 단점을 가지고 있다. 특히, TiO2의 경우, 필름 제조시 황변 현상이 나타나고 이로 인해 디스플레이에 적용할 경우, 색감이 저하되고 시인성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 다른 고굴절 무기소재 ZnO, SnO2, SiO2등은 굴절률이 현저히 떨어지고, 가격이 비싸다는 단점을 갖는다.Materials used as high refractive inorganic materials are TiO 2 (n=2.5~2.7), ZrO 2 (n=2.1~2.2), ZnO(n=2.0), SnO 2 (n=2.0), SiO 2 (n=1.5) Materials such as these are commonly used. In particular, TiO 2 has a high refractive index, is non-toxic, and is the most commonly used high refractive inorganic material because of its low price. However, TiO 2 has a yellow color when manufactured as a film, and has a disadvantage in that it is limited for commercial use because the Abbe number indicating the degree of dispersion decreases as the content of TiO 2 increases. Particularly, in the case of TiO 2 , a yellowing phenomenon occurs during film production, and when applied to a display due to this, there is a problem in that color sense is lowered and visibility is lowered. In addition, other high-refractive inorganic materials ZnO, SnO 2 , SiO 2 and the like have the disadvantages of significantly lower refractive index and higher cost.
또한, 고굴절 무기소재를 포함한 고분자 복합체를 제조하기 위해서는 높은 함량의 고굴절 무기소재를 포함하는 것이 필요하다. 일반적으로 고굴절 무기물 졸은 수용액 상에서 고굴절을 지니는 무기물 전구체에 촉매를 첨가하여 교반을 통해 제조하고 있으며, 이러한 고굴절의 졸은 상이 불안정하고 불투명도가 발생할 뿐만 아니라 고함량의 무기물을 첨가하기에도 어려움이 있으며, 이로 인해 균일한 막을 제조하기에 어려움이 있다.In addition, it is necessary to include a high content of high-refractive inorganic material in order to produce a polymer composite containing high-refractive inorganic material. In general, a high-refractive inorganic sol is prepared by adding a catalyst to an inorganic precursor having a high refraction in an aqueous solution through stirring, and this high-refractive sol has an unstable phase and opacity, and has difficulty in adding a high-content inorganic material, This makes it difficult to produce a uniform film.
티타니아(TiO2)는 최근, 광촉매 특성을 이용한 실내 공기질 개선, 도로 포장을 통한 질소 산화물 제거, 구조물의 광촉매 코팅, 그리고 병원 내 멸균 시스템 등과 같은 응용범위가 크게 증가하고 있지만, 황변도로 인하여 광학 필름 제조에 어려움이 있는 바, 티타니아의 높은 유전상수를 이용하되, 복합 입자를 합성하여 고굴절의 낮은 황변성 및 저점도를 가질 수 있는 광학 조성물에 대한 니즈가 증가하고 있다.Titania (TiO 2 ) has recently increased its application range, such as improving indoor air quality using photocatalytic properties, removing nitrogen oxides through road pavement, coating photocatalysts in structures, and sterilization systems in hospitals. As there is difficulty in using the high dielectric constant of titania, there is an increasing need for an optical composition capable of synthesizing composite particles and having low yellowing and low viscosity of high refractive index.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 고굴절의 낮은 황변성 및 저점도를 갖는 티타니아-모노머 분산액을 제공하기 위함이다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, the object of the present invention is to provide a titania-monomer dispersion having low yellowing and low viscosity of high refractive index.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 티타니아-모노머 분산액의 제조방법은, 티타니아 나노 복합 입자를 준비하는 단계, 상기 티타니아 나노 복합 입자, 실란계 커플링제 및 분산제를 포함하는 용액을 제조하는 단계 및 광학용 모노머를 혼합하는 단계를 포함한다.A method of preparing a titania-monomer dispersion according to an embodiment of the present invention comprises: preparing a titania nanocomposite particle, preparing a solution containing the titania nanocomposite particle, a silane coupling agent, and a dispersant, and an optical monomer It includes the step of mixing.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 광학용 모노머는, 아크릴레이트계 수지를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the optical monomer may include acrylate-based resin.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 티타니아 나노 복합 입자를 준비하는 단계는, 티타늄계 입자 및 지르코늄계 입자를 혼합한 후, 졸-겔 법, 수열법, 고상법 및 초임계법으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 합성법에 의해 복합 입자를 합성하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of preparing the titania nanocomposite particles is selected from the group consisting of sol-gel method, hydrothermal method, solid phase method, and supercritical method after mixing titanium-based particles and zirconium-based particles. It may be to synthesize the composite particles by any one synthetic method.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 티타니아 나노 복합 입자, 실란계 커플링제 및 분산제를 포함하는 용액을 제조하는 단계는, 합성된 티타니아 나노 복합 입자의 표면에 인산염계 표면 처리제를 혼합하여 표면 처리하는 단계, 비친수성 용매에 실란계 커플링제 및 분산제를 혼합하는 단계 및 상기 실란계 커플링제 및 분산제가 혼합된 혼합액에, 인산염계 표면 처리된 티타니아 나노 복합 입자를 첨가 및 분산시켜 티타니아 나노 복합 입자 분산액을 수득하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of preparing a solution containing the titania nanocomposite particles, a silane coupling agent, and a dispersing agent is performed by mixing a surface of the synthesized titania nanocomposite particle with a phosphate-based surface treatment agent. Step, a step of mixing a silane-based coupling agent and a dispersant in a non-hydrophilic solvent, and adding and dispersing the phosphate-based surface-treated titania nano-composite particles to the mixed solution of the silane-based coupling agent and dispersing agent to obtain a titania nano-composite particle dispersion. It may be to include the step of obtaining.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 인산염계 표면 처리제의 함량은, 상기 티타니아-모노머 분산액 대비 0.1 몰% 내지 5.0 몰% 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the content of the phosphate-based surface treatment agent may be 0.1 to 5.0 mol% compared to the titania-monomer dispersion.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 분산제의 함량은, 상기 티타니아-모노머 분산액 대비 10 중량% 내지 20 중량% 이고, 인산염계 분산제를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the content of the dispersant is 10 to 20% by weight compared to the titania-monomer dispersion, it may be to include a phosphate-based dispersant.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 비친수성 용매는, 테트라하이드로퓨란(THF)을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the non-hydrophilic solvent may include tetrahydrofuran (THF).
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 실란계 커플링제는, 상기 티타니아 나노 복합 입자 대비 5 중량% 내지 25 중량% 이고, 메타 아크릴기 실란을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the silane coupling agent is 5 to 25% by weight compared to the titania nanocomposite particles, it may be to include a meta-acrylic group silane.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 실란계 커플링제 및 분산제의 함량은, 상기 티타니아-모노머 분산액 대비 10 중량% 내지 35 중량% 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the content of the silane-based coupling agent and dispersant may be 10 to 35% by weight compared to the titania-monomer dispersion.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 티타니아 나노 복합 입자의 50 % 누적치 평균 입경(D50)은, 1 nm 내지 500 nm 이고, 상기 티타니아 나노 복합 입자의 비표면적은 1 m2/g 내지 250 m2/g 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the average particle diameter (D50) of 50% of the titania nanocomposite particles is 1 nm to 500 nm, and the specific surface area of the titania nanocomposite particles is 1 m 2 /g to 250 m 2 It may be /g.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 티타니아 나노 복합 입자는, 아나타제형 결정구조인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the titania nanocomposite particles may be anatase-type crystal structures.
본 발명의 또 다른 측면의 일 실시예에 따른, 티타니아-모노머 분산액은, 분산제, 상기 분산제에 분산된 티타니아 나노 복합 입자 및 아크릴레이트계 수지를 포함하는 모노머를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a titania-monomer dispersion includes a dispersant, a monomer comprising titania nanocomposite particles dispersed in the dispersant, and an acrylate-based resin.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 티타니아-모노머 분산액은 전술한 일 실시예의 티타니아-모노머 분산액의 제조방법에 따라 제조된 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the titania-monomer dispersion may be prepared according to the method for preparing the titania-monomer dispersion of the above-described embodiment.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 티타니아-모노머 분산액의 굴절률은 1.70 이상이고, 상기 티타니아-모노머 분산액의 점도는 1000 cP 이하인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the refractive index of the titania-monomer dispersion may be 1.70 or more, and the viscosity of the titania-monomer dispersion may be 1000 cP or less.
본 발명은 티타니아-모노머 분산액의 제조방법으로서, 티타니아 나노 복합 입자를 준비하는 단계, 상기 티타니아 나노 복합 입자, 실란계 커플링제 및 분산제를 포함하는 용액을 제조하는 단계 및 광학용 모노머를 혼합하는 단계를 포함하는 고굴절 및 낮은 황변성을 갖는 분산액 조성물을 제공할 수 있다.The present invention comprises the steps of preparing a titania-monomer dispersion, preparing titania nanocomposite particles, preparing a solution containing the titania nanocomposite particles, a silane coupling agent and a dispersant, and mixing optical monomers. It can provide a dispersion composition having a high refractive index and low yellowing.
보다 구체적으로는, 티타니아 미립자에 지르코니아를 복합화하고, 그 표면에 인산염계 첨가제를 표면 처리한 금속 산화물 복합 입자를 포함하는 분산액를 제공할 수 있다.More specifically, it is possible to provide a dispersion liquid containing metal oxide composite particles obtained by complexing zirconia with titania fine particles and treating the surface with a phosphate-based additive.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 티타니아 나노 복합 입자의 회절도 및 입자 크기를 측정한 TEM이미지이다.1 is a TEM image of diffraction and particle size of titania nanocomposite particles according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, various changes may be made to the embodiments, and the scope of the patent application right is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents, or substitutes for the embodiments are included in the scope of rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terms used in the examples are used for illustrative purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함하며, 보다 구체적으로, 구성 요소(element) 또는 층이 다른 요소 또는 층 "상에(on)", "에 연결된(connected to)", 또는 "에 결합된(coupled to)" 것으로서 나타낼 때, 이것이 직접적으로 다른 구성 요소 또는 층에 있을 수 있거나, 연결될 수 있거나 결합될 수 있거나 또는 간섭 구성 요소 또는 층(intervening elements and layer)이 존재할 수 있는 것으로 이해될 수 있다.Throughout the specification, when one member is positioned "on" another member, this includes not only the case where one member is in contact with the other member, but also the case where another member is present between the two members, and more specifically, the configuration When an element or layer is indicated as being “on”, “connected to”, or “coupled to” another element or layer, it is directly a different component or layer. It can be understood that it can be in, can be connected to, can be combined, or there can be intervening elements and layers.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part "includes" a component, it does not exclude other components, but means that other components can be further included, such as "include" or "have". The term is intended to indicate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described on the specification exists, and that one or more other features or numbers, steps, operation, component, part, or combination thereof. It should be understood that the existence or addition possibility of ones is not excluded in advance.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the embodiment belongs. Terms, such as those defined in a commonly used dictionary, should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어서, , 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in describing with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments, the detailed descriptions will be omitted.
이하, 본 발명의 티타니아-모노머 분산액의 제조방법 및 이에 따른 분산액에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, a method for preparing a titania-monomer dispersion of the present invention and a dispersion according to the present invention will be described in detail with reference to Examples and Drawings. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples and comparative examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.
본 발명의 일 실시예에 따른 티타니아-모노머 분산액의 제조방법은, 티타니아 나노 복합 입자를 준비하는 단계, 상기 티타니아 나노 복합 입자, 실란계 커플링제 및 분산제를 포함하는 용액을 제조하는 단계 및 광학용 모노머를 혼합하는 단계를 포함한다.A method of preparing a titania-monomer dispersion according to an embodiment of the present invention comprises: preparing a titania nanocomposite particle, preparing a solution containing the titania nanocomposite particle, a silane coupling agent, and a dispersant, and an optical monomer It includes the step of mixing.
일 측에 따를 때, 상기 티타니아-모노머 분산액은 높은 굴절률 및 낮은 점도의 조성물을 갖는 무기 금속 산화물의 복합 입자를 포함하는 분산액으로서, 보다 구체적으로는 티타니아 미립자에 지르코니아를 복합화하고, 복합 입자의 표면에 인산염계를 표면 처리한 금속 산화물 복합 입자 조성물을 아크릴레이트계 수지 모노머를 포함하는 분산제에 분산시킨 분산액에 관한 것일 수 있다.According to one side, the titania-monomer dispersion is a dispersion comprising composite particles of an inorganic metal oxide having a composition having a high refractive index and a low viscosity, and more specifically, zirconia is complexed to titania fine particles, and the surface of the composite particle is The phosphate-based metal oxide composite particle composition may be related to a dispersion liquid dispersed in a dispersant containing an acrylate-based resin monomer.
일 측에 따를 때, 상기 티타니아-모노머 분산액은 2종 이상의 고굴절 복합산화물 입자의 표면 상에 인산염계 표면 처리를 함으로써, 종래의 분산액 대비 굴절률이 1.7 이상, 점도가 1,000 cP 이하인 특성을 갖는 것일 수 있다.According to one side, the titania-monomer dispersion may have characteristics of having a refractive index of 1.7 or more and a viscosity of 1,000 cP or less compared to a conventional dispersion by subjecting a surface of two or more high-refractive composite oxide particles to a phosphate-based surface treatment. .
일 측에 따를 때, 상기 티타니아는 고유전체 물질로, 높은 유전상수를 가질 수 있으며, 높은 굴절률을 가지는 미립자일 수 있다.According to one side, the titania is a high dielectric material, may have a high dielectric constant, and may be fine particles having a high refractive index.
일 측에 따를 때, 상기 티타니아 나노 복합 입자를 준비하는 단계는, 티타니아 미립자뿐만 아니라 다른 무기 산화물 미립자를 유기 용매에 분산시켜서, 종래의 나노 입자 합성법에 의한 방법으로 합성시킨 것일 수 있다.According to one side, the step of preparing the titania nanocomposite particles may be synthesized by a method using a conventional nanoparticle synthesis method by dispersing not only titania fine particles but also other inorganic oxide fine particles in an organic solvent.
일 측에 따를 때 상기 유기 용매는, 티타니아 입자, 지르코니아 입자 등의 무기 산화물 미립자가 잘 분산되는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 알코올 등의 친유성 유기 용매일 수 있다.According to one side, the organic solvent is not particularly limited as long as the inorganic oxide fine particles such as titania particles and zirconia particles are well dispersed, but may preferably be a lipophilic organic solvent such as alcohol.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 광학용 모노머는, 아크릴레이트계 수지를 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the optical monomer may include acrylate-based resin.
일 측에 따를 때, 상기 광학용 모노머는, 광학 필름 등에 사용되는 UV 도료의 일 예이며, 자외선에 의해 광개시제가 활성화되어 올리고머와 모노머를 가교시켜 도막을 형성하는 것으로, 저온경화가 가능하고, 경화속도가 빠른 것이라면 특별히 제한되지 않는다.According to one side, the optical monomer is an example of a UV paint used in an optical film, etc., and a photoinitiator is activated by ultraviolet light to crosslink an oligomer and a monomer to form a coating film, and low temperature curing is possible and curing If the speed is high, it is not particularly limited.
일 측에 따를 때, 상기 광학용 모노머는, 바람직하게는 아크릴레이트계 수지를 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 메타아크릴레이트 모노머일 수 있다.According to one side, the optical monomer may preferably include an acrylate-based resin, and more preferably a methacrylate monomer.
일 측에 따를 때, 상기 광학용 모노머로서, 아크릴레이트계 수지는, 광학용 점착제로서 고투과율과 낮은 haze가 유지되는 것일 수 있으며, ITO에 대한 내부식성이 있는 것일 수 있다.According to one side, as the optical monomer, an acrylate-based resin, as an optical adhesive, may have high transmittance and low haze, and may have corrosion resistance to ITO.
일 측에 따를 때, 상기 아크릴레이트계 수지는, 분자내 이중결합이 없는 포화탄화수소계 고분자로서 그 고유한 성질면에서 산화에 대한 저항성이 뛰어나므로 내후성이 우수한 것일 수 있다.According to one side, the acrylate-based resin, as a saturated hydrocarbon-based polymer having no double bond in the molecule, may be excellent in weather resistance because of its excellent resistance to oxidation in terms of its unique properties.
일 측에 따를 때, 상기 광학용 모노머는, 요구되는 필요 물성에 따라 고분자 조성을 변경하거나 특정 기능성을 지닌 관능기를 도입함으로써 쉽게 개질시킬 수 있는 것일 수 있다.According to one side, the optical monomer may be one that can be easily modified by changing a polymer composition or introducing a functional group having a specific function according to required physical properties.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 티타니아 나노 복합 입자를 준비하는 단계는, 티타늄계 입자 및 지르코늄계 입자를 혼합한 후, 졸-겔 법, 수열법, 고상법 및 초임계법으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 합성법에 의해 복합 입자를 합성하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step of preparing the titania nanocomposite particles is selected from the group consisting of sol-gel method, hydrothermal method, solid phase method, and supercritical method after mixing titanium-based particles and zirconium-based particles. It may be to synthesize the composite particles by any one synthetic method.
일 측에 따를 때, 상기 졸-겔법에 의해 제조된 티타니아 나노 복합 입자는, 열적 안정성과 높은 굴절률 및 투과율을 가질 수 있다.According to one side, the titania nanocomposite particles produced by the sol-gel method may have thermal stability and high refractive index and transmittance.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 티타니아 나노 복합 입자, 실란계 커플링제 및 분산제를 포함하는 용액을 제조하는 단계는, 합성된 티타니아 나노 복합 입자의 표면에 인산염계 표면 처리제를 혼합하여 표면 처리하는 단계, 비친수성 용매에 실란계 커플링제 및 분산제를 혼합하는 단계 및 상기 실란계 커플링제 및 분산제가 혼합된 혼합액에, 인산염계 표면 처리된 티타니아 나노 복합 입자를 첨가 및 분산시켜 티타니아 나노 복합 입자 분산액을 수득하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of preparing a solution containing the titania nanocomposite particles, a silane coupling agent, and a dispersing agent is performed by mixing a surface of the synthesized titania nanocomposite particle with a phosphate-based surface treatment agent. Step, a step of mixing a silane-based coupling agent and a dispersant in a non-hydrophilic solvent, and adding and dispersing the phosphate-based surface-treated titania nano-composite particles to the mixed solution of the silane-based coupling agent and dispersing agent to obtain a titania nano-composite particle dispersion. It may be to include the step of obtaining.
일 측에 따를 때, 상기 인산염계 표면 처리제 및 실란계 커플링제는 티타니아 나노 복합 입자의 분산성의 확보를 위해 사용되는 것일 수 있다.According to one side, the phosphate-based surface treatment agent and the silane-based coupling agent may be used to secure the dispersibility of the titania nanocomposite particles.
일 측에 따를 때, 상기 인산염계 표면 처리제는 분산성 확보를 위한 산 조건을 충족하는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 유기산 또는 무기산일 수 있으며, 그 일 예로, 정인산나트륨, 피로인산나트륨, 피로인산칼륨, 트리폴리인산나트륨, 메타인산나트륨, 산성인산나트륨, 산성피로인산나트륨 및 올소인산염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것일 수 있다.According to one side, the phosphate-based surface treatment agent is not particularly limited as long as it satisfies the acid conditions for securing dispersibility, but may be preferably an organic acid or an inorganic acid, for example, sodium phosphate, sodium pyrophosphate, fatigue It may be one or more selected from the group consisting of potassium phosphate, sodium tripolyphosphate, sodium metaphosphate, sodium acid phosphate, sodium acid pyrophosphate, and orthophosphate.
일 측에 따를 때, 실란계 커플링제는 유기 규소 화합물로서, 산 조건 하에서 상기 티타니아 나노 복합 입자의 분산성을 확보할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 그 일 예로, 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 이소부틸트리메톡시실란, 부틸트리메톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 데실트리메톡시실란, 부틸트리에톡시실란, 이소부틸트리에톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 데실트리에톡시실란, 3,3,3-트리플루오로프로필트리메톡시실란, 메틸-3,3,3-트리플루오로프로필디메톡시실란, 퍼플루오로옥틸에틸트리메톡시실란, 퍼플루오로옥틸에틸트리에톡시실란, 퍼플루오로옥틸에틸트리이소프로폭시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 디메틸메톡시히드록시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시메틸트리메톡시실란, γ-글리시독시메틸트리에톡시실란, γ-글리시독시에틸트리메톡시실란, γ-글리시독시에틸트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-(β-글리시독시에톡시)프로필트리메톡시실란, γ-(메타)아크릴로일옥시메틸트리메톡시실란, γ-(메타)아크릴로일옥시메틸트리에톡시실란, γ-(메타)아크릴로일옥시에틸트리메톡시실란, γ-(메타)아크릴로일옥시에틸트리에톡시실란, γ-(메타)아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, γ-(메타)아크릴로일옥시프로필트리에톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란, 메틸트리클로로실란 등일 수 있다.According to one side, the silane coupling agent is an organosilicon compound, and is not particularly limited as long as it can secure the dispersibility of the titania nanocomposite particles under acidic conditions. For example, methyltrimethoxysilane, dimethyldime Methoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane , Hexyltrimethoxysilane, decyltrimethoxysilane, butyltriethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, hexyltriethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltriethoxysilane, 3,3,3-tri Fluoropropyltrimethoxysilane, methyl-3,3,3-trifluoropropyldimethoxysilane, perfluorooctylethyltrimethoxysilane, perfluorooctylethyltriethoxysilane, perfluorooctylethyltri Isopropoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, dimethylmethoxyhydroxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane , Vinyltris(β-methoxyethoxy)silane, β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyl trimethoxysilane, γ-glycidoxymethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxymethyltriethoxy Silane, γ-glycidoxyethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxyethyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-(β -Glycidoxyethoxy)propyltrimethoxysilane, γ-(meth)acryloyloxymethyltrimethoxysilane, γ-(meth)acryloyloxymethyltriethoxysilane, γ-(meth)acrylo Monooxyethyltrimethoxysilane, γ-(meth)acryloyloxyethyltriethoxysilane, γ-(meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ-(meth)acryloyloxypropyltrie Oxysilane, γ-mercaptopropyl trimethoxysilane, methyl trichlorosilane, and the like.
일 측에 따를 때, 합성된 티타니아 나노 복합 입자의 표면에 인산염계 표면 처리제를 혼합하여 표면 처리하는 단계, 비친수성 용매에 실란계 커플링제 및 분산제를 혼합하는 단계 및 상기 실란계 커플링제 및 분산제가 혼합된 혼합액에, 인산염계 표면 처리된 티타니아 나노 복합 입자를 첨가 및 분산시켜 티타니아 나노 복합 입자 분산액을 수득하는 단계는 단계적으로 또는 동시에 수행되는 공정일 수 있다.According to one side, the surface treatment by mixing the surface of the synthesized titania nanocomposite particles with a phosphate-based surface treatment agent, mixing a silane coupling agent and a dispersant in a non-hydrophilic solvent, and the silane coupling agent and dispersing agent The step of obtaining the dispersion of the titania nanocomposite particle by adding and dispersing the phosphate-based surface-treated titania nanocomposite particle to the mixed liquor may be a stepwise or simultaneous process.
일 측에 따를 때, 상기 티타니아 나노 복합 입자, 실란계 커플링제 및 분산제를 포함하는 용액을 제조하는 단계는, 티타늄 입자 및 지르코늄 입자가 복합화된 티타니아 나노 복합 입자의 분산체를 산처리한 후 실란계 커플링제를 이용함으로써, 원료 분산체보다 높은 투명성을 갖는 것일 수 있다.According to one side, the step of preparing a solution containing the titania nanocomposite particles, a silane coupling agent, and a dispersing agent is a silane system after acid treatment of the dispersion of the titania nanocomposite particles in which titanium particles and zirconium particles are complexed. By using a coupling agent, it may be one having a higher transparency than the raw material dispersion.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 인산염계 표면 처리제의 함량은, 상기 티타니아-모노머 분산액 대비 0.1 몰% 내지 5.0 몰% 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the content of the phosphate-based surface treatment agent may be 0.1 to 5.0 mol% compared to the titania-monomer dispersion.
일 측에 따를 때, 상기, 인산염계 표면 처리제가 0.1 몰% 미만일 경우, 산성이 미미해서 티타니아 나노 복합 입자의 분산성을 향상시키기 위한 표면 개질 효과가 떨어질 수 있으며, 5.0 몰%를 초과하는 경우에는, 과산성으로 인한 분산성이 저하될 수 있다.According to one side, when the phosphate-based surface treatment agent is less than 0.1 mol%, the surface modification effect for improving the dispersibility of the titania nanocomposite particles may be poor due to the slight acidity, and when it exceeds 5.0 mol% , Dispersibility due to peracid may be lowered.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 분산제의 함량은, 상기 티타니아-모노머 분산액 대비 10 중량% 내지 20 중량% 이고, 인산염계 분산제를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the content of the dispersant is 10 to 20% by weight compared to the titania-monomer dispersion, it may be to include a phosphate-based dispersant.
일 측에 따를 때, 상기 함량 범위 내의 인산염계 분산제에 티타니아 나노 복합 입자를 분산시킬 경우, 실란계 커플링제와 시너지 효과를 내면서도, 티타니아 나노 복합 입자의 분산성을 향상시킬 수 있다.According to one side, when dispersing the titania nanocomposite particles in the phosphate-based dispersant within the above content range, while synergistic with the silane coupling agent, it is possible to improve the dispersibility of the titania nanocomposite particles.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 비친수성 용매는, 테트라하이드로퓨란(THF)을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the non-hydrophilic solvent may include tetrahydrofuran (THF).
일 측에 따를 때, 상기 비친수성 용매는, 친유성 용매일 수 있으며, 그 일 예로, 메틸에틸케톤(MEK), 디에틸케톤, 메틸이소부틸케톤(MIBK), 메틸아밀케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 초산에틸, 초산부틸, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 아크릴산메틸, 메타크릴산메틸 등의 에스테르류, 디부틸에테르, 디옥산 등을, 탄화수소류로서는, n-헥산, 시클로헥산, 톨루엔, 크실렌, 솔벤트 나프타 등의 에테르류, 사염화탄소, 디클로로에탄, 클로로벤젠 등의 탄화수소류, 할로겐화탄소류, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등을카르복실산 아미드류일 수 있으며, 가장 바람직하게는 THF일 수 있다.According to one side, the non-hydrophilic solvent may be a lipophilic solvent, for example, methyl ethyl ketone (MEK), diethyl ketone, methyl isobutyl ketone (MIBK), methyl amyl ketone, cyclohexanone, etc. Esters such as ketones, ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol methyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, methyl acrylate, methyl methacrylate, dibutyl ether, dioxane, and the like, and hydrocarbons include n- Ethers such as hexane, cyclohexane, toluene, xylene, and solvent naphtha, hydrocarbons such as carbon tetrachloride, dichloroethane, and chlorobenzene, halogenated carbons, dimethylformamide, dimethylacetamide, and N-methylpyrrolidone Acid amides, most preferably THF.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 실란계 커플링제는, 상기 티타니아 나노 복합 입자 대비 5 중량% 내지 25 중량% 이고, 메타 아크릴기 실란을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the silane coupling agent is 5 to 25% by weight compared to the titania nanocomposite particles, it may be to include a meta-acrylic group silane.
일 측에 따를 때, 상기 함량 범위 내의 실란계 커플링제는, 티타니아 나노 복합 입자의 표면을 개질시켜 분산성을 향상시키면서도, 굴절률을 유지시키는 것일 수 있다.According to one side, the silane-based coupling agent in the content range may be to maintain the refractive index while improving the dispersibility by modifying the surface of the titania nanocomposite particles.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 실란계 커플링제 및 분산제의 함량은, 상기 티타니아-모노머 분산액 대비 10 중량% 내지 35 중량% 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the content of the silane-based coupling agent and dispersant may be 10 to 35% by weight compared to the titania-monomer dispersion.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 티타니아 나노 복합 입자의 50 % 누적치 평균 입경(D50)은, 1 nm 내지 500 nm 이고, 상기 티타니아 나노 복합 입자의 비표면적은 1 m2/g 내지 250 m2/g 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the average particle diameter (D50) of 50% of the titania nanocomposite particles is 1 nm to 500 nm, and the specific surface area of the titania nanocomposite particles is 1 m 2 /g to 250 m 2 It may be /g.
일 측에 따를 때, 상기 1 nm 내지 500 nm의 평균 입경 및 1 m2/g 내지 250 m2/g 의 비표면적을 갖는 티타니아 나노 복합 입자는, 응집이 거이 없거나, 응집을 저감할 수 있다.According to one side, the titania nanocomposite particles having an average particle diameter of 1 nm to 500 nm and a specific surface area of 1 m 2 /g to 250 m 2 /g have little or no aggregation, and can reduce aggregation.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 티타니아 나노 복합 입자는, 아나타 제형 결정구조인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the titania nanocomposite particle may be a crystal structure of an anata formulation.
일 측에 따를 때, 상기 아나타 제형은, 아나타아제 구조인 것일 수 있다.According to one side, the anata formulation may be of anatase structure.
일 측에 따를 때, 상기 아나타 제형은, 1 nm 내지 500 nm의 평균 입경 및 1 m2/g 내지 250 m2/g 의 비표면적을 가지면서, 다른 제형에 비하여 높은 굴절률을 가지고, 열처리시 결정립이 성장하여 분리된 결정립 구조 형성이 용이할 수 있다.According to one side, the anata formulation has a high refractive index compared to other formulations, having an average particle diameter of 1 nm to 500 nm and a specific surface area of 1 m 2 /g to 250 m 2 /g, during heat treatment As the grains grow, it may be easy to form a separated grain structure.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 티타니아 나노 복합 입자의 회절도 및 입자 크기를 측정한 SEM이미지이다.1 is a SEM image of a diffraction diagram and particle size of titania nanocomposite particles according to an embodiment of the present invention.
도 1에 따를 때, 입자 크기는 1 nm 내지 500 nm의 평균 입경을 가지는 아나타 제형임을 확인할 수 있었으며, 티타니아 나노 복합 입자의 회절도가 단결정 입자보다 우수한 것을 확인할 수 있었다.According to FIG. 1, the particle size was confirmed to be an anata formulation having an average particle diameter of 1 nm to 500 nm, and it was confirmed that the diffraction degree of the titania nanocomposite particles was superior to that of the single crystal particles.
본 발명의 또 다른 측면의 일 실시예에 따른, 티타니아-모노머 분산액은, 분산제, 상기 분산제에 분산된 티타니아 나노 복합 입자 및 아크릴레이트계 수지를 포함하는 모노머를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, a titania-monomer dispersion includes a dispersant, a monomer comprising titania nanocomposite particles dispersed in the dispersant, and an acrylate-based resin.
일 측에 따를 때, 상기 티타니아-모노머 분산액은 2종 이상의 고굴절 복합산화물 입자의 표면 상에 인산염계 표면처리를 하여 굴절률 1.70 이상, 점도 1,000 cP 이하의 특성을 가지는 고굴절용 수지 조성물로서, 상기 고굴절 복합산화물은, 티타늄 입자 및 지르코늄 입자를 포함하는 티타니아 나노 복합 입자일 수 있다.According to one side, the titania-monomer dispersion is a high refractive index resin composition having a refractive index of 1.70 or more and a viscosity of 1,000 cP or less by performing a phosphate-based surface treatment on the surfaces of two or more types of high refractive index composite oxide particles. The oxide may be a titania nanocomposite particle comprising titanium particles and zirconium particles.
일 측에 따를 때, 상기 티타니아 나노 복합 입자를 포함하는 고형분(powder)의 함량은, 상기 티타니아-모노머 분산액 대비 30 중량 % 내지 50 중량 %일 수 있으며, 30 중량 % 미만일 경우, 광학용 재료로서 요구되는 굴절률을 충족시키지 못하는 문제점이 발생할 수 있고, 50 중량%를 초과할 경우 투과율이 낮아지고, 점도의 증가 및 겔화 현상이 발생하여 후공정의 필름 제조 시 백탁 현상이 일어나거나, 분산성 및 상용성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.According to one side, the content of the solid content (powder) comprising the titania nanocomposite particles may be 30 to 50% by weight compared to the titania-monomer dispersion, and if less than 30% by weight, it is required as an optical material There may be a problem that does not satisfy the refractive index, and if it exceeds 50% by weight, the transmittance is lowered, an increase in viscosity and gelation occurs, resulting in cloudiness during film production in the post process, dispersibility and compatibility This deterioration can occur.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 티타니아-모노머 분산액은 전술한 일 실시예의 티타니아-모노머 분산액의 제조방법에 따라 제조된 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the titania-monomer dispersion may be prepared according to the method for preparing the titania-monomer dispersion of the above-described embodiment.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 티타니아-모노머 분산액의 굴절률은 1.70 이상이고, 상기 티타니아-모노머 분산액의 점도는 1000 cP 이하인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the refractive index of the titania-monomer dispersion may be 1.70 or more, and the viscosity of the titania-monomer dispersion may be 1000 cP or less.
일 측에 따를 때, 상기 티타니아-모노머 분산액의 점도가 1000 cP를 초과할 경우, 분산액의 겔화 현상이 발생하고, 투과율 및 굴절률이 낮아지는 문제점이 발생할 수 있다.According to one side, when the viscosity of the titania-monomer dispersion exceeds 1000 cP, a gelation phenomenon of the dispersion occurs, and a problem that a transmittance and a refractive index are lowered may occur.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples and comparative examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.
실시예 1. 티타니아-모노머 분산액의 제조Example 1. Preparation of titania-monomer dispersion
250 mL 용량의 페인트 쉐이커용 용기에 50g의 테트라하이드로퓨란 (Tetrahydrofuran, THF)와 5g(12.5 함량%)의 커플링제로서 메타아크릴기 실란을 넣고 5g의 분산제를 넣었다.In a container for a paint shaker having a capacity of 250 mL, 50 g of tetrahydrofuran (THF) and 5 g (12.5% by weight) of a coupling agent were added to the methacryl group silane, and 5 g of dispersant was added.
상기 용액을 25℃의 온도 하에서 스터러바(stirrer bar)를 사용하여 5분간 혼합하였다. The solution was mixed for 5 minutes using a stirrer bar under a temperature of 25°C.
이후, 상기 혼합액에 40g의 티타니아를 넣고, 25℃의 온도 하에서 스터러바를 사용하여 30분간 혼합액을 형성하였다. Thereafter, 40 g of titania was added to the mixed solution, and a mixed solution was formed for 30 minutes using a stirrer bar at a temperature of 25°C.
이후, 상기 티타니아가 더 포함된 혼합액에 0.05 mm 비드 200g을 넣고 페인트 쉐이커를 이용하여 3시간 동안 분산하여 티타니아-THF 분산액을 얻었다. Subsequently, 200 g of 0.05 mm beads were added to the mixed solution containing the titania and dispersed for 3 hours using a paint shaker to obtain a titania-THF dispersion.
이 때, 상기 비드는, 0.05 mm 크기의 지르코니아이다.At this time, the beads were zirconia having a size of 0.05 mm.
이후, 티타니아-THF 분산액과 아크릴레이트계 수지 모노머를 혼합하여 진공 감압하에 용매를 제거하여 43 wt%의 티타니아-모노머 분산액을 얻었다.Thereafter, the titania-THF dispersion was mixed with an acrylate-based resin monomer to remove the solvent under vacuum pressure to obtain a 43 wt% titania-monomer dispersion.
실시예 2.Example 2.
상기 실시예 1에서 커플링제로서 메타아크릴기 실란을 12.5 함량% 첨가한 대신 그 함량을 15 함량% 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 티타니아-모노머 분산액을 얻었다.In Example 1, a titania-monomer dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that instead of adding 12.5% by weight of methacryl group silane as a coupling agent, 15% by weight of the content was used.
실시예 3.Example 3.
상기 실시예 1에서 커플링제로서 메타아크릴기 실란을 12.5 함량% 첨가한 대신 그 함량을 17 함량% 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 티타니아-모노머 분산액을 얻었다.In Example 1, a titania-monomer dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that instead of adding 12.5% by weight of methacryl group silane as a coupling agent, 17% by weight of the content was used.
실시예 4.Example 4.
상기 실시예 1에서 커플링제로서 메타아크릴기 실란을 12.5 함량% 첨가한 대신 그 함량을 20 함량% 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 티타니아-모노머 분산액을 얻었다.In Example 1, a titania-monomer dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that instead of adding 12.5% by weight of methacryl group silane as a coupling agent, 20% by weight of the content was used.
실시예 5.Example 5.
상기 실시예 1에서 커플링제로서 메타아크릴기 실란을 12.5 함량% 첨가한 대신 그 함량을 22.5 함량% 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 티타니아-모노머 분산액을 얻었다.In Example 1, a titania-monomer dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that instead of adding 12.5% by weight of methacryl group silane as a coupling agent, 22.5% by weight of the content was used.
실시예 6.Example 6.
상기 실시예 1에서 분산제로서 커플링제로서 메타아크릴기 실란을 12.5 함량% 대신 그 함량을 17.5 함량% 및 페인트 쉐이커 대신 비드밀을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 티타니아-모노머 분산액을 얻었다 .The titania-monomer dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, except that the methacrylic group silane as the coupling agent in Example 1 was replaced with 12.5% by weight instead of 12.5% by weight and a bead mill was used instead of the paint shaker. Got it.
비교예 1.Comparative Example 1.
상기 실시예에서 커플링제로서 메타아크릴기 실란 대신 비닐기 표면 처리제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 티타니아-모노머 분산액을 얻었다.The titania-monomer dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that a vinyl-based surface treatment agent was used instead of a methacryl-based silane as a coupling agent in the above example.
비교예 2.Comparative Example 2.
상기 실시예에서 커플링제로서 메타아크릴기 실란 대신 에폭시기를 갖는 실란 표면 처리제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 티타니아-모노머 분산액을 얻었다.A titania-monomer dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that a silane surface treatment agent having an epoxy group was used instead of a methacryl group silane in the above example.
비교예 3.Comparative Example 3.
상기 실시예에서 커플링제로서 메타아크릴기 실란 대신 아민기를 갖는 실란 표면 처리제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 티타니아-모노머 분산액을 얻었다.A titania-monomer dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that a silane surface treatment agent having an amine group was used instead of a methacryl group silane as a coupling agent in the above example.
비교예 4.Comparative Example 4.
상기 실시예에서 커플링제로서 메타아크릴기 실란 대신 페닐기를 갖는 실란 표면 처리제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 티타니아-모노머 분산액을 얻었다.A titania-monomer dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that a silane surface treatment agent having a phenyl group was used instead of a methacryl group silane in the above example.
비교예 5.Comparative Example 5.
상기 실시예에서 커플링제로서 메타아크릴기 실란 대신 메틸기 표면 처리제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 티타니아-모노머 분산액을 얻었다.The titania-monomer dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that a methyl group surface treatment agent was used instead of methacryl group silane as the coupling agent in the above example.
제조예 . 티타니아-모노머 분산액을 이용한 코팅 도료의 제조Manufacturing example. Preparation of coating material using titania-monomer dispersion
상기 실시예1 내지 8 및 비교예 1 내지 5에 따라 제조된 티타니아-모노머 분산액에 UV 광개시제 및 UV경화용 모노머와 혼합하여 스터러바를 이용하여 30 분간 혼합하여, 각각의 코팅 도료 및 이를 포함하는 광학 필름을 제조하였다. The titania-monomer dispersion prepared according to Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 was mixed with a UV photoinitiator and a UV curing monomer, mixed for 30 minutes using a stirrer bar, and each coating paint and optics comprising the same A film was prepared.
그 각각의 결과물을 Bar coater를 이용하여 PET 필름 위해 코팅 후 UV 경화를 진행하여 Yellow Index (이하 Y.I)를 측정하였다.After coating each result for a PET film using a bar coater, UV curing was performed to measure the Yellow Index (hereinafter Y.I.).
하기의 표 1은 실시예1 및 비교예 1 내지 5에 따른 티타니아-모노머 분산액의 굴절률 1.7일 때의 점도 및 광학 필름의 Y.I를 나타낸다.Table 1 below shows the viscosity at the refractive index of the titania-monomer dispersion according to Example 1 and Comparative Examples 1 to 5 and Y.I. of the optical film.
또한 하기의 표 2는 실시예 1 내지 실시예 5에 따른 티타니아-모노머 분산액의 점도 및 광학 필름의 Y.I를 나타낸다.In addition, Table 2 below shows the viscosity of the titania-monomer dispersion according to Examples 1 to 5 and Y.I of the optical film.
하기의 표 3은 실시예 1 및 실시예 6 내지 8에 따른 티타니아-모노머 분산액의 점도 및 광학 필름의 Y.I를 나타낸다.Table 3 below shows the viscosity of the titania-monomer dispersion according to Example 1 and Examples 6 to 8 and Y.I of the optical film.
이 때 굴절계는 a-8000을 사용하였고 Y.I는 색차계를 이용하여 측정하였다At this time, a-8000 was used as the refractometer, and Y.I was measured using a color difference meter.
상기 제조예에 따른 광학 필름의 황색도(Y.I) 및 점도를 관찰한 결과, 실시예 6에 따라 메타 아크릴레이트기 실란 커플링제 17.5 함량 %에, 피로인산나트륨을 사용하여 비드밀로 분산 했을 때, 굴절률 1.7에 Y.I 2.0 이하, 점도 1,000cP 이하로 인산염계 및 지르코니아가 티타니아를 피복하기에 가장 우수한 조건임을 확인하였으며, 실시예 1 내지 실시예 5에 따라 실란 커플링제의 함량은 12.5 함량 %가 가장 적절한 것을 확인하였다.As a result of observing the yellowness (YI) and viscosity of the optical film according to the above Preparation Example, the refractive index when dispersed in a bead mill using sodium pyrophosphate at 17.5% by weight of the methacrylate silane coupling agent according to Example 6 It was confirmed that phosphate and zirconia were the best conditions for coating titania with a YI of 2.0 or less and a viscosity of 1,000 cP or less at 1.7, and the content of silane coupling agent according to Examples 1 to 5 was 12.5% by weight. Confirmed.
또한, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 티타니아 나노 복합 입자의 회절도 및 입자 크기를 측정한 TEM이미지이다.In addition, FIG. 1 is a TEM image of diffractograms and particle sizes of titania nanocomposite particles according to an embodiment of the present invention.
도 1에 따를 때, 입자 크기는 1 nm 내지 500 nm의 평균 입경을 가지는 아나타 제형임을 확인할 수 있었으며, 티타니아 나노 복합 입자의 회절도가 단결정 입자보다 우수한 것을 확인할 수 있었다.According to FIG. 1, the particle size was confirmed to be an anata formulation having an average particle diameter of 1 nm to 500 nm, and it was confirmed that the diffraction degree of the titania nanocomposite particles was superior to that of the single crystal particles.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described by a limited embodiment and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, even if the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components are combined or combined in a different form from the described method, or replaced or replaced by another component or equivalent Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (14)
상기 티타니아 나노 복합 입자, 실란계 커플링제 및 분산제를 포함하는 용액을 제조하는 단계: 및
광학용 모노머를 혼합하는 단계;
를 포함하고,
상기 티타니아 나노 복합 입자, 실란계 커플링제 및 분산제를 포함하는 용액을 제조하는 단계는,
합성된 티타니아 나노 복합 입자의 표면에 인산염계 표면 처리제를 혼합하여 표면 처리하는 단계;
비친수성 용매에 실란계 커플링제 및 분산제를 혼합하는 단계; 및
상기 실란계 커플링제 및 분산제가 혼합된 혼합액에, 인산염계 표면 처리된 티타니아 나노 복합 입자를 첨가 및 분산시켜 티타니아 나노 복합 입자 분산액을 수득하는 단계;
를 포함하며,
상기 인산염계 표면 처리제는, 피로인산나트륨, 피로인산칼륨, 트리폴리인산나트륨, 메타인산나트륨, 산성인산나트륨, 산성피로인산나트륨 및 올소인산염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
티타니아-모노머 분산액의 제조방법.Preparing titania nanocomposite particles;
Preparing a solution comprising the titania nanocomposite particles, a silane coupling agent and a dispersant: and
Mixing an optical monomer;
Including,
The step of preparing a solution comprising the titania nanocomposite particles, a silane coupling agent, and a dispersant,
Mixing the surface of the synthesized titania nanocomposite particles with a phosphate-based surface treatment agent to perform surface treatment;
Mixing a silane coupling agent and a dispersant in a non-hydrophilic solvent; And
Adding and dispersing a phosphate-based surface-treated titania nanocomposite particle to the mixed solution of the silane coupling agent and dispersant to obtain a titania nanocomposite particle dispersion;
It includes,
The phosphate-based surface treatment agent includes one or more selected from the group consisting of sodium pyrophosphate, potassium pyrophosphate, sodium tripolyphosphate, sodium metaphosphate, sodium acid phosphate, acid pyrophosphate and sodium orthophosphate,
Method for preparing titania-monomer dispersion.
상기 광학용 모노머는,
아크릴레이트계 수지를 포함하는 것인,
티타니아-모노머 분산액의 제조방법.According to claim 1,
The optical monomer,
It contains an acrylate-based resin,
Method for preparing titania-monomer dispersion.
상기 티타니아 나노 복합 입자를 준비하는 단계는,
티타늄계 입자 및 지르코늄계 입자를 혼합한 후, 졸-겔 법, 수열법, 고상법 및 초임계법으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나의 합성법에 의해 복합 입자를 합성하는 것인,
티타니아-모노머 분산액의 제조방법.According to claim 1,
The step of preparing the titania nanocomposite particles,
After mixing the titanium-based particles and zirconium-based particles, to synthesize the composite particles by any one synthesis method selected from the group consisting of sol-gel method, hydrothermal method, solid phase method and supercritical method,
Method for preparing titania-monomer dispersion.
상기 인산염계 표면 처리제의 함량은,
상기 티타니아-모노머 분산액 대비 0.1 몰% 내지 5.0 몰% 인 것인,
티타니아-모노머 분산액의 제조방법.According to claim 1,
The content of the phosphate-based surface treatment agent,
The titania-monomer dispersion is 0.1 mol% to 5.0 mol% compared to the dispersion,
Method for preparing titania-monomer dispersion.
상기 분산제의 함량은,
상기 티타니아-모노머 분산액 대비 10 중량% 내지 20 중량% 이고,
인산염계 분산제를 포함하는 것인,
티타니아-모노머 분산액의 제조방법.According to claim 1,
The content of the dispersant,
10 to 20% by weight compared to the titania-monomer dispersion,
It includes a phosphate-based dispersant,
Method for preparing titania-monomer dispersion.
상기 비친수성 용매는,
테트라하이드로퓨란(THF)을 포함하는 것인,
티타니아-모노머 분산액의 제조방법.According to claim 1,
The non-hydrophilic solvent,
It includes tetrahydrofuran (THF),
Method for preparing titania-monomer dispersion.
상기 실란계 커플링제는,
상기 티타니아 나노 복합 입자 대비 5 중량% 내지 25 중량% 이고,
메타 아크릴기 실란을 포함하는 것인,
티타니아-모노머 분산액의 제조방법.According to claim 1,
The silane coupling agent,
5 to 25% by weight compared to the titania nanocomposite particles,
It includes a meta-acrylic group silane,
Method for preparing titania-monomer dispersion.
상기 실란계 커플링제 및 분산제의 함량은,
상기 티타니아-모노머 분산액 대비 10 중량% 내지 35 중량%인 것인,
티타니아-모노머 분산액의 제조방법.According to claim 1,
The content of the silane coupling agent and dispersant,
10 to 35% by weight compared to the titania-monomer dispersion,
Method for preparing titania-monomer dispersion.
상기 티타니아 나노 복합 입자의 50 % 누적치 평균 입경(D50)은, 1 nm 내지 500 nm 이고,
상기 티타니아 나노 복합 입자의 비표면적은 1 m2/g 내지 250 m2/g 인 것인,
티타니아-모노머 분산액의 제조방법.According to claim 1,
The average particle diameter (D50) of 50% of the titania nanocomposite particles is 1 nm to 500 nm,
The specific surface area of the titania nanocomposite particles is 1 m 2 /g to 250 m 2 /g,
Method for preparing titania-monomer dispersion.
상기 티타니아 나노 복합 입자는,
아나타 제형 결정구조인 것인,
티타니아-모노머 분산액의 제조방법.According to claim 1,
The titania nanocomposite particles,
The crystal structure of the Anata formulation,
Method for preparing titania-monomer dispersion.
상기 티타니아-모노머 분산액은 제1항의 티타니아-모노머 분산액의 제조방법에 따라 제조된 것인,
티타니아-모노머 분산액.A titania-monomer dispersion comprising a dispersant, a monomer comprising titania nanocomposite particles dispersed in the dispersant, and an acrylate-based resin,
The titania-monomer dispersion is prepared according to the method of preparing the titania-monomer dispersion of claim 1,
Titania-monomer dispersion.
상기 티타니아-모노머 분산액의 굴절률은 1.70 이상이고,
상기 티타니아-모노머 분산액의 점도는 1000 cP 이하인 것인,
티타니아-모노머 분산액.
The method of claim 12,
The titania-monomer dispersion has a refractive index of 1.70 or more,
The viscosity of the titania-monomer dispersion is 1000 cP or less,
Titania-monomer dispersion.
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