KR102486756B1 - 아연이 담지된 다공성 실리카 나노 입자에 아민기를 흡착시킨 윤활유 첨가제 제조 방법 - Google Patents
아연이 담지된 다공성 실리카 나노 입자에 아민기를 흡착시킨 윤활유 첨가제 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 아연이 담지된 실리카 나노 입자에 아민기를 흡착시켜 윤활유 첨가제를 제조하는 방법에 관한 것으로, 아민기의 대표적인 물질인 소수성인 도데실 아민을 알코올 수용액에 투입하여 주형 용액을 제조하는 1단계;
상기 1단계에서 제조된 주형 용액에 아연 착화합물 고착 다공성 실리카 나노 입자를 계속적으로 투입, 아민기가 실리카 외부에 계면활성제와 같은 형식으로 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 제조하는 2단계;
상기 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 60~80도에서 약 1시간 건조하는 3단계; 로 이루어지는 것으로,
본 발명에 따른 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자는 다공성 구조의 실리카 나노 입자의 기공 내부에는 아연이 외면에는 아민기를 흡착하여 그 제조 공정이 복잡하지 않고 간단하고, 사용상의 편리성과 지속 사용이 가능한 경제성과 친환경성을 동시에 이룰 수 있는 효과가 있으며, 실리카 나노 입자 속의 아연이 배기가스의 성분인 CO2나 SO2를 잡아주는 효능을 최대한 발휘하여 기존에 적용되어왔던 오일윤활제 및 첨가제와는 다르게 그 효능을 지속적으로 발현하게 함으로써 오일첨가제 시장을 넘어서 전반적인 각종 윤활제 및 다양한 산업분야에서도 널리 적용될 수 있는 탁월한 효과가 있다.
상기 1단계에서 제조된 주형 용액에 아연 착화합물 고착 다공성 실리카 나노 입자를 계속적으로 투입, 아민기가 실리카 외부에 계면활성제와 같은 형식으로 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 제조하는 2단계;
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Description
본 발명은 아연이 담지된 실리카 나노 입자에 아민기를 흡착시켜 윤활유 첨가제를 제조하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다공성 구조의 실리카 기공 내부에는 아연이 담지되어 있고 외부에는 아민기가 흡착되어 있는 상태의 윤활유 첨가제의 제조 방법에 관한 것이다.
근래 나노 기술(NT)은 생명공학(BT), 정보통신(IT) 등의 기술과 결합한 나노융합기술이 급속하게 발전되고 있으며, 특히 최근에는 바이오 및 의학 분야에도 접목되어 질병의 조기진단, 질병 치료 약물의 선택적 전달 등의 기술 개발에 활용되고 있다. 뿐만 아니라 기존의 윤활유 시장에서 적용하기 어려웠던 나노 소재 기술이 탄소의 나노 입자 형태인 그래핀(graphene)으로 적용되고 있으나 그 분산성의 단점으로 활성화되지 못하고 있는 실정이다.
기존 윤활유 첨가제 시장에서 탄소를 기반으로 한 탄소나노튜브 또는 그래핀의 개발로 인한 윤활 기능의 활성화를 위한 많은 기술과 제품들이 개발되어 왔지만 탄소 그 자체의 지나친 응집현상과 인체에 해로운 단점 등으로 인하여 그 사용 범위는 제한적으로 적용되어왔다.
종래 특허기술의 일례로서, 공개특허공보 공개번호 10-2021-0148771호의 요약에는 다공성 실리카(SiO2) 나노 입자가 포함된 윤활유;를 포함하고, 상기 나노 입자는 40 nm 내지 1000 nm의 직경을 가지며, 상기 나노 입자는 다공성 웜홀 구조를 가지고 있으며, 상기 나노 입자는 윤활유와 밀착성과 윤활면과의 밀착성이 우수하여 흘러내림이 감소하고, 내연기관의 윤활성을 향상시킴으로써 연비개선, 소음감소, 발열온도 저하, 윤활유의 산폐 방지기능 등의 효과를 나타내는 것을 특징으로 하는 것이다. 다공성 실리카 나노 입자을 포함하는 윤활유 및 이의 제조방법이 공개되어 있다.
또한, 등록특허 10-0469501호는 연료 첨가제에 마이크로 크기의 백금족 금속을 첨가시켜서 촉매기능에 의한 연소효율 향상시키는 것을 개시하고 있고, 등록특허 10-0559632호는 고농축 몰리브덴디티오카바메이트와 징크알킬디티오포스페이트 및 칼슘계 또는 붕산칼슘계 살리실레이트 등을 포함하는 마
찰저감형 엔진오일 조성물을 개시하고 있다.
그러나 상기의 겔 타입 산화물 첨가제는 산화물 입자의 크기가 마이크로미터 단위의 상대적으로 큰 입경으로 인해 안정적인 분산이 어려우며, 오히려 엔진 내벽에 마모를 일으키거나 침전이 발생하고, 오일필터에 막힘 현상 이 발생하는 등 종종 문제가 있어왔다.
그러나 상기 종래기술들은 윤활 기능 소제의 제조 공정이 복잡하고, 사용이 어렵고 지속 사용이 짧으므로 경제성이 떨어지는 단점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 다공성 구조의 실리카 기공 내부에 아연이 담지된 실리카 나노 입자를 활용하여 외부에 아민기를 흡착시켜 윤활 기능 소제의 제조 공정이 간단하고, 사용상의 편리성과 지속 사용이 가능한 경제성을 갖는 것을 특징으로 하고, 환경적으로 이점이 있는 아연이 담지된 다공성 실리카 나노 입자에 아민기를 흡착시킨 윤활유 첨가제 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 아연이 담지된 실리카 나노 입자에 아민기를 흡착시켜 윤활유 첨가제를 제조하는 방법에 관한 것으로, 아민기의 대표적인 물질인 소수성인 도데실 아민을 알코올 수용액에 투입하여 주형 용액을 제조하는 1단계;
상기 1단계에서 제조된 주형 용액에 아연 착화합물 고착 다공성 실리카 나노 입자, TEOS를 투입, 아민기가 실리카 외부에 계면활성제와 같은 형식으로 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 제조하는 2단계;
상기 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 60~80도에서 약 1시간 건조하는 3단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자가 함유된 오일에 금, 은, 구리, 백금, 등 다양한 금속을 포접하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자는 다공성 구조의 실리카 나노 입자의 기공 내부에는 아연이 외면에는 아민기를 흡착하여 그 제조 공정이 복잡하지 않고 간단하고, 사용상의 편리성과 지속 사용이 가능한 경제성과 친환경성을 동시에 이룰 수 있는 효과가 있으며, 실리카 나노 입자 속의 아연이 배기가스의 성분인 CO2나 SO2를 잡아주는 효능을 최대한 발휘하여 기존에 적용되어 왔던 오일윤활제 및 첨가제와는 다르게 그 효능을 지속적으로 발현하게 함으로써 오일첨가제 시장을 넘어서 전반적인 각종 윤활제 및 다양한 산업분야에서도 널리 적용될 수 있는 탁월한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제조 공정도
본 발명은 아연이 담지된 다공성 실리카 나노 입자에 아민기를 흡착시킨 윤활유 첨가제 제조 방법에 관한 것으로, 아민기의 도데실아민 파우더를 수용액에 투입하여 주형 용액을 제조하는 1단계;
상기 1단계에서 제조된 주형 용액에 아연 착화합물 고착 다공성 실리카 나노 입자, TEOS를 계속적으로 투입, 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 제조하는 2단계;
상기 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 건조하는 3단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 3단계인 건조공정은 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 60~80℃에서 약 1시간 건조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 1단계에서 사용되는 수용액은 알코올 수용액인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 2단계에서 주형 용액에 아연 착화합물 고착 다공성 실리카 나노 입자를 계속적으로 투입하되, 감압방식으로 교반하면서 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 제조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 3단계에서 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 60~80도에서 약 1시간 건조하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자가 함유된 오일에 금, 은, 구리, 백금, 등 다양한 금속을 포접하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 첨부 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명의 제조 공정도이다.
본 발명은 뛰어난 분산성과 인체에 무해한 아연을 담지하고 있는 다공성 실리카를 기본 물질로 아민기 그룹을 윤활유에 흡착할 경우에는 :
아연은 윤활유의 온도 상승에 따른 휘발 현상을 막아주며, 배기가스의 성분인 CO2나 SO2를 잡아주는 효능을 가진다. 예를 들어 다음과 같이 표기된다. Zn + CO2 + O2 = ZnCO3
다공성 나노 실리카의 뛰어난 분산력은 지속적인 윤활유의 전체적인 온도 상승을 억제하고, 실리카의 다공성 내, 외부에 흡착되어 있는 아민기 그룹은 윤활유와 유기적으로 잘 섞일 수 있는 기능들을 발휘할 수 있다.
본 발명은 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 활용한 윤활유 첨가제 제조 방법은 먼저 1단계로 아민기의 대표적인 물질인 도데실아민(C12H27N) 파우더를 알코올 수용액에 투입하여 주형 용액을 제조한다.알코올 수용액과 도데실아민 파우더의 비율은 중량비로 40 ~50 : 50 ~ 60이다.
상기 1단계에서 제조된 주형 용액에 아연 착화합물 고착 다공성 실리카 나노 입자(Zn(NO3)6H2O), TEOS, 환원제를 투입, 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자(Si-(OH)3-Zn(HC3)-[CH]10-NH2)를 제조한다.
곧 C12H27N+Zn(NO3)6H2O+SiC8H20O4+NaBH4를 혼합하여 반응시키면 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자(SiO2 +ZnO+NH2)가 제조된다.
CH3(CH2)10CH2NH2{도데실아민 간략구조식} + Zn(NO)3ㆍ6H2O => Zn(HC3)-[CH]10-NH2
-> Zn(HC3)-[CH]10-NH2 + SiC8H20O4 + NaBH4 =>
Si(OH)3-Zn-[CH]10-NH2
Si(OH)3-Zn:알짜이온 [CH]10-NH2: 구경꾼이온(소성시 제거된다.)
이후 상기 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 60~80℃에서 약 1시간 건조한다.
또한, 상기 2단계에서 주형 용액에 아연 착화합물 고착 다공성 실리카 나노 입자를 투입하되, 감압방식으로 교반하면서 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 제조한다. 특히 감압방식으로 40 bar로 압력을 낮추어 가며 교반하면서 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 제조한다. 이는 외부압력을 높여서 감압형식으로 실리카 내의 포러스 구조안에 도데실아민 착화합물을 포접시키는 효과를 향상시키는 것이다.
또한, 상기 3단계에서 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 60~80℃에서 약 1시간 건조한다.
이후 상기 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자가 함유된 오일에 금, 은, 구리, 백금, 등 다양한 금속을 포접한다.
Claims (3)
- 아민기의 도데실아민 파우더를 수용액에 투입하여 주형 용액을 제조하는 1단계;
상기 1단계에서 제조된 주형 용액에 아연 착화합물 고착 다공성 실리카 나노 입자 및 TEOS를 투입, 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 제조하는 2단계;
상기 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 건조하는 3단계;로 이루어지는 것으로,
상기 1단계에서 사용되는 수용액은 알코올 수용액인 것이며,
상기 2단계에서 주형 용액에 아연 착화합물 고착 다공성 실리카 나노 입자를 투입하되, 감압방식으로 교반하면서 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 제조하는 아연이 담지된 다공성 실리카 나노 입자에 아민기를 흡착시킨 윤활유 첨가제 제조 방법에 있어서,
상기 1단계에서 알코올 수용액과 도데실아민 파우더의 비율은 중량비로 40 ~50 : 50 ~ 60이며,
상기 3단계에서 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자를 60~80℃에서 약 1시간 건조하는 것이며,
이후 상기 도데실아민 착화합물 고착 실리카 나노 입자가 함유된 오일에 금, 은, 구리, 또는 백금을 포접하는 것을 특징으로 하는 아연이 담지된 다공성 실리카 나노 입자에 아민기를 흡착시킨 윤활유 첨가제 제조 방법 - 삭제
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KR20130078631A (ko) * | 2011-12-30 | 2013-07-10 | 한국화학연구원 | 다공성 실리카를 이용한 녹색 형광체의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 녹색 형광체 |
KR101576396B1 (ko) * | 2014-10-24 | 2015-12-11 | 경북대학교 산학협력단 | 페로시안화 금속이 고정된 코어-쉘 자성 실리카의 제조방법 및 세슘 또는 스트론튬 흡착제 |
CN105921166A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-09-07 | 青岛神飞化工科技有限公司 | 一种用于烷烃催化脱氢的介孔分子筛催化剂及其制备方法和应用 |
-
2022
- 2022-06-13 KR KR1020220071241A patent/KR102486756B1/ko active IP Right Grant
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