KR20070014252A - Synthetic methods for oleophillic nanoporous silica composites - Google Patents

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Abstract

Provided are a method for preparing a lipophilic functional urethane-based oligomer, a method for a mesoporous silica composite by using the oligomer, which has a large specific surface area and a controlled pore size, and a functional cosmetic composition. The lipophilic urethane-based oligomer represented by the formula 1 is prepared by adding polypropylene glycol or its derivative and isophorone diisocyanate or its derivative to a reactor, and slowly raising the temperature to react them; adding 2-hydroxyethyl acrylate as a catalyst to react the obtained one; and reacting the obtained one with polyethylene glycol, wherein R1 is polyethylene glycol, polypropylene glycol or their copolymer; R2 is a compound having at least one double-bond and at least one hydroxyl, amine or amide group, an epoxy, a methacrylate, an acrylate or a silane compound having an amine group; R3 is a compound having at least one hydroxyl group or a compound having at least one amine or amide group; R4 is an aliphatic or aromatic compound having an ether group, an organic acid group or an isocyanate group; and R5 is an aromatic or aliphatic compound having at least two isocyanate groups.

Description

친유성 나노다공 실리카 복합체 제조 방법{Synthetic methods for oleophillic nanoporous silica composites}Synthetic methods for oleophillic nanoporous silica composites

도 1은 친유성 나노다공 실리카 복합체의 단일 입자 구조 모식도이다. (굵게 표시된 부분이 친유성 고분자로 구성된 나노 다공 내벽으로서 소수성 유기분자나 오일을 흡유하는 기능을 한다.)1 is a schematic diagram of a single particle structure of a lipophilic nanoporous silica composite. (The bolded part is a nano-porous inner wall composed of lipophilic polymer, which absorbs hydrophobic organic molecules or oil.)

도 2는 합성된 나노다공 실리카 복합체의 흡착 탈착 곡선이다.2 is an adsorption and desorption curve of the synthesized nanoporous silica composite.

도 3은 흡착 탈착 곡선으로부터 얻어진 나노 동공 크기 분포도이다.3 is a nano pore size distribution obtained from an adsorption desorption curve.

도 4 및 도 5는 동적 광산란 장치를 이용한 입자 크기 분포 결과이다.4 and 5 are particle size distribution results using a dynamic light scattering device.

도 6은 합성한 친유성 메조다공성 실리카 복합체의 전자현미경 사진이다.6 is an electron micrograph of the synthesized lipophilic mesoporous silica composite.

본 발명은 친유기성 메조 동공의 생성 효과를 증대시키는 우레탄-아크릴 올리고머 계면활성제를 합성하여 이를 원료로 소수성 유기 분자나 오일을 포획할 수 있는 메조 나노다공성 실리카 복합체를 합성하는 친유성 나노다공 실리카 복합체 제조 방법에 관한 것이다.The present invention is to prepare a lipophilic nanoporous silica composite for synthesizing a urethane-acrylic oligomer surfactant to increase the production effect of the lipophilic mesopores and to synthesize a meso nanoporous silica composite that can capture hydrophobic organic molecules or oil as a raw material It is about a method.

계면활성제를 주형으로 하여 메조 다공성 콜로이드를 제조하는 방법과 그 응 용분야에 대해서 최근 광범위한 연구와 개발이 진행되고 있다.Recently, extensive research and development have been conducted on the preparation of mesoporous colloids using surfactants and their applications.

메조 다공성 물질은 동공 크기 때문에 동공에 물리적으로 화학적으로 불안정한 다양한 기능성 물질을 포집하여 보관, 운반할 수 있는 운반체로 사용할 수 있으며, 매우 큰 비표면적 때문에 촉매나 흡착제로 사용될 수 있다. Mesoporous materials can be used as carriers to collect, store and transport various functional materials that are physically and chemically unstable in the pupils due to their pore size, and can be used as catalysts or adsorbents because of their very large specific surface area.

현재 주형으로 사용하고 있는 계면활성제는 양이온이나 음이온과 같은 단분자 계면활성제와 폴리에칠렌옥사이드-폴리프로필렌 혼성 고분자들을 대체로 사용하고 있다. 이러한 계면활성제는 모두 물이나 유기 용매에 쉽게 용해되는 경향이 있기 때문에 500℃ 정도의 온도로 계면활성제를 태워서 메조 다공성 실리카를 합성하고 있다. 이렇게 합성된 메조 다공성 실리카는 비표면적이 큰 장점 이외에는 다른 기능성을 나타내지 못한다. 또한 담체로 고분자나 나무 재질의 경우에는 500℃의 고온에서 열처리할 수 없는 경우가 있어서 메조 다공성 소재를 응용하는데 한계가 있다.Currently used as a template surfactant is a monomolecular surfactant such as cations and anions and polyethylene oxide-polypropylene hybrid polymers are generally used. Since all these surfactants tend to dissolve easily in water or an organic solvent, mesoporous silica is synthesized by burning the surfactant at a temperature of about 500 ° C. The mesoporous silica thus synthesized exhibits no other functionality except for the advantage of having a large specific surface area. In addition, in the case of a polymer or a wooden material as a carrier, there is a case that can not be heat-treated at a high temperature of 500 ℃ there is a limit to the application of mesoporous material.

본 발명에서는 소수성을 나타내며, 고분자 작용기에 이중결합을 갖는 다양한 종류의 우레탄-아크릴계 고분자 계면활성제를 합성하고, 이 고분자 계면활성제를 주형으로 사용하여 메조 다공성 실리카를 합성한다. 제조된 메조 다공성 실리카를 100-200℃ 온도 범위에서 열처리하면 메조 동공 안에서 합성된 올리고머들이 반응하여 고분자를 형성한다. 이 고분자는 메조동공에서 특정 용매에 용해되지 않고 안정하게 포집된다. 이러한 소수성 고분자는 동공내로 오일을 강하게 흡착하는 특성이 있으므로 피부의 기름성분을 제거하는 기능성 화장품 원료로 사용하거나 향오일을 흡착시켜 서방형으로 방출하는 발향제로 사용할 수 있다(도 1). 향오일의 서방 형 담체로서는 현재 소금같은 무수염 결정이나 마이크로캡슐을 사용해 왔는데 이들 방법의 문제점은 제조단계에서 향의 종류를 지정하여 제품을 생산해야한다는 점이다. 본 발명의 특징은 담체를 고체상태로 합성한 후 향오일을 흡착시키기 때문에 담체를 대량 생산하여 필요한 때에 원하는 향을 흡착시켜 발향제로 사용할 수 있는 다용도성에 있다. 향이 모두 발산된 후에도 원하는 향을 다시 흡착시켜 재 사용할 수 있는 장점도 있다. 또 다른 특징은 분말 형태의 메조 다공성 SiO2 뿐만 아니라 메조 다공성 나노 콜로이드 용액을 제조하여 박막으로 만들거나 종이, 고분자, 각종 섬유 첨가제로 사용할 수 있다.In the present invention, various types of urethane-acrylic polymer surfactants having hydrophobicity and having a double bond to a polymer functional group are synthesized, and mesoporous silica is synthesized using the polymer surfactant as a template. When the prepared mesoporous silica is heat-treated at a temperature range of 100-200 ° C., the oligomers synthesized in the mesopores react to form a polymer. This polymer is stably collected in the mesopores without being dissolved in a specific solvent. Since the hydrophobic polymer has a property of strongly adsorbing oil into the pupil, it may be used as a functional cosmetic raw material for removing oil components of the skin or as a fragrance that releases sustained release by adsorbing fragrance oil (FIG. 1). As sustained release carriers for fragrance oils, anhydrous salt crystals such as salt or microcapsules have been used. The problem with these methods is that the product must be produced by specifying the type of fragrance at the manufacturing stage. A feature of the present invention lies in its versatility, since the carrier is synthesized in a solid state and the fragrance oil is adsorbed so that the carrier can be mass produced to adsorb the desired fragrance when needed. Even after all the incense is released, it is also possible to re-adsorb the desired incense. Another feature is mesoporous SiO 2 in powder form In addition, the mesoporous nano colloidal solution can be prepared into a thin film or used as a paper, polymer, and various fiber additives.

본 발명의 첫 번째 목적은 동공 내부에 친유성을 부여하기 위한 소수성 올리고머를 합성하여 제공하는 것이다.The first object of the present invention is to synthesize and provide a hydrophobic oligomer for imparting lipophilic to the interior of the pupil.

본 발명의 두 번째 목적은 상기 소수성 올리고머를 이용하여 비표면적이 큰 나노다공성 실리카 복합체 입자(50 nm-5 μm)를 제조하는 것이다.   The second object of the present invention is to prepare nanoporous silica composite particles (50 nm-5 μm) having a large specific surface area using the hydrophobic oligomer.

본 발명의 세 번째 목적은 상기 소수성 올리고머의 분자구조를 조절함으로써 이로부터 제조되는 나노동공의 크기를 2-12 nm 범위에서 제어하는 방법을 제공하기 위한 것이다.    A third object of the present invention is to provide a method for controlling the size of the nanopores prepared therefrom in the range of 2-12 nm by adjusting the molecular structure of the hydrophobic oligomer.

본 발명의 네 번쩨 목적은 상기 소수성 올리고머를 이용해 나노동공의 크기를 원하는 크기로 제어한 것을 특징으로 하는 기름 흡착용 화장품 원료 또는 다양한 향오일 담체로 사용하기 위한 나노다공성 실리카 복합체 입자를 제공하는 것이다.    Fourth object of the present invention is to provide nanoporous silica composite particles for use as cosmetic raw materials for oil adsorption or various fragrance oil carriers, characterized in that the size of the nanopores is controlled to a desired size using the hydrophobic oligomer.

본 발명에서는 소수성을 나타내며, 고분자 작용기에 이중결합을 갖는 다양한 종류의 우레탄-아크릴계 고분자 계면활성제를 합성하고, 이 고분자 계면활성제를 주형으로 사용하여 메조 다공성 실리카를 합성한다. 제조된 메조 다공성 실리카를 100-200℃ 온도 범위에서 열처리하면 메조 동공 안에서 합성된 올리고머들이 반응하여 고분자를 형성한다. 이 고분자는 메조동공에서 특정 용매에 용해되지 않고 안정하게 포집된다. 이러한 소수성 고분자는 동공내로 오일을 강하게 흡착하는 특성이 있으므로 피부의 기름성분을 제거하는 기능성 화장품 원료로 사용하거나 향오일을 흡착시켜 서방형으로 방출하는 발향제로 사용할 수 있다(도 1). 도 1은 친유성 나노다공 실리카 복합체의 단일 입자 구조 모식도로, 굵게 표시된 부분이 친유성 고분자로 구성된 나노 다공 내벽으로서 소수성 유기분자나 오일을 흡유하는 기능을 한다. 본 발명의 특징은 담체를 고체상태로 합성한 후 향오일을 흡착시키기 때문에 담체를 대량 생산하여 필요한 때에 원하는 향을 흡착시켜 발향제로 사용할 수 있는 다용도성에 있다. 향이 모두 발산된 후에도 원하는 향을 다시 흡착시켜 재 사용할 수 있는 장점도 있다. 또 다른 특징은 분말 형태의 메조 다공성 SiO2 뿐만 아니라 메조 다공성 나노 콜로이드 용액을 제조하여 박막으로 만들거나 종이, 고분자, 각종 섬유 첨가제로 사용할 수 있다.In the present invention, various types of urethane-acrylic polymer surfactants having hydrophobicity and having a double bond to a polymer functional group are synthesized, and mesoporous silica is synthesized using the polymer surfactant as a template. When the prepared mesoporous silica is heat-treated at a temperature range of 100-200 ° C., the oligomers synthesized in the mesopores react to form a polymer. This polymer is stably collected in the mesopores without being dissolved in a specific solvent. Since the hydrophobic polymer has a property of strongly adsorbing oil into the pupil, it may be used as a functional cosmetic raw material for removing oil components of the skin or as a fragrance that releases sustained release by adsorbing fragrance oil (FIG. 1). FIG. 1 is a schematic diagram of a single particle structure of a lipophilic nanoporous silica composite, in which a thickened portion is a nanoporous inner wall composed of a lipophilic polymer and absorbs hydrophobic organic molecules or oil. A feature of the present invention lies in its versatility, since the carrier is synthesized in a solid state and the fragrance oil is adsorbed so that the carrier can be mass produced to adsorb the desired fragrance when needed. Even after all the incense is released, it is also possible to re-adsorb the desired incense. Another feature is mesoporous SiO 2 in powder form In addition, the mesoporous nano colloidal solution can be prepared into a thin film or used as a paper, polymer, and various fiber additives.

본 발명에서 나노다공성 실리카 복합체의 제조를 위해 계면활성제로 사용하는 올리고머의 구조는 하기 화학식 1과 같다.In the present invention, the structure of the oligomer used as a surfactant for the preparation of the nanoporous silica composite is represented by the following Chemical Formula 1.

Figure 112005041365918-PAT00001
Figure 112005041365918-PAT00001

상기 화학식 1에서,In Chemical Formula 1,

R1 ; 하이드록시기를 2개 이상 포함하는 폴리에칠렌글리콜이나 폴리프로필렌글리콜 혹은 이들의 코폴리머,R 1 ; Polyethylene glycol or polypropylene glycol or copolymers thereof containing two or more hydroxyl groups,

R2 ; 하나 이상의 이중결합과 하나 이상의 하이드록시기 혹은 아민이나 아마이드기를 갖는 화합물과 에폭시, 메타아크릴레이트, 아크릴레이트, 그리고 아민기를 갖는 실란 화합물, R 2 ; Silane compounds having at least one double bond and at least one hydroxy or amine or amide group and an epoxy, methacrylate, acrylate and amine group,

R3 ; 친수성이 있는 하나 이상의 하이드록시기를 갖는 화합물이나 하나 이상의 아민기 혹은 아마이드기를 갖는 화합물,R 3 ; A compound having at least one hydroxy group having hydrophilicity or a compound having at least one amine group or an amide group,

R4 ; 무수 유기산을 첨가하여 중간체에 에테르 작용기와 유기산이나 이소시아네이트 반응기를 갖는 지방족이나 방향족 화합물,R 4 ; Aliphatic or aromatic compounds having an ether functional group and an organic acid or isocyanate reactor in an intermediate by adding anhydrous organic acid,

R5 ; 이소시아네이트기를 두 개 이상 갖는 방향족이나 지방족 화합물이다.R 5 ; It is an aromatic or aliphatic compound which has two or more isocyanate groups.

본 발명에서 계면활성제로 사용하는 올리고머는 하이드록시기를 2개 이상 포함하는 폴리에칠렌글리콜이나 폴리프로필렌글리콜과 이소시아네이트기를 두 개 이상 갖는 방향족이나 지방족 화합물을 이용하여 우레탄 반응을 시키고, 이 우레탄 올리고머에 하나 이상의 이중결합과 하나 이상의 하이드록시기 혹은 아민이나 아마이드기를 갖는 화합물과 친수성이 있는 하나 이상의 하이드록시기를 갖는 화합물이나 하나 이상의 아민기 혹은 아마이드기를 갖는 화합물을 사용하여 다시 연속적으로 우레탄 반응을 시켜서 고분자 중간체를 만든다. 이 고분자 중간체에 다음 단계의 반응을 시켜서 친수성과 소수성을 선택적으로 높이는 반응을 계속적으로 진행한다. 친수성을 향상시키는 단계로 무수 유기산을 첨가하여 중간체에 에테르 작용기와 유기산 기를 부과하는 반응과 이소시아네이트 반응기를 갖는 지방족이나 방향족 화합물을 연속적으로 반응시켜서 소수성을 증가시킨다. 특히 에폭시, 메타아크릴레이트, 아크릴레이트, 아민기를 갖는 실란화합물을 반응시켜서 올리고머가 실란 작용기를 갖게 되면 메조 다공성 실리카의 동공 내부에서 실리카와 실란화합물이 서로 강하게 결합하기 때문에 더욱 안정한 고분자/메조 다공성 실리카의 혼성 물질을 제조할 수 있는 장점이 있다.The oligomer used as the surfactant in the present invention is a polyethylene glycol or polypropylene glycol containing two or more hydroxy groups and a urethane reaction by using an aromatic or aliphatic compound having two or more isocyanate groups, at least one double A polymer intermediate is formed by further urethane reaction using a compound having a bond and at least one hydroxy group or a compound having an amine or an amide group and at least one hydroxy group having a hydrophilicity or a compound having at least one amine group or an amide group. This polymer intermediate is subjected to the next step of reaction to continuously increase the hydrophilicity and hydrophobicity selectively. In the step of improving hydrophilicity, anhydrous organic acids are added to impart ether functional groups and organic acid groups to the intermediate and continuously react aliphatic or aromatic compounds having an isocyanate reactor to increase hydrophobicity. In particular, when the oligomer has a silane functional group by reacting a silane compound having an epoxy, methacrylate, acrylate, or amine group, the silica and the silane compound are strongly bonded to each other in the pores of the mesoporous silica. There is an advantage to prepare a hybrid material.

양쪽성 올리고머를 제조하는 과정에서 사용하는 원료 분자의 크기에 따라 친 수성과 소수성(친유성), 그리고 이를 이용하여 제조한 메조 다공성 실리카의 동공 크기 분포가 다르게 되므로 올리고머의 분자량에 따라 동공의 크기를 적절히 조절할 수 있는 장점이 있다. Hydrophilicity and hydrophobicity (lipophilic), and the pore size distribution of the mesoporous silica prepared using the same, vary depending on the molecular weight of the oligomer. There is an advantage that can be properly adjusted.

특히 메조 다공성 실리카를 흡착제나 촉매로 사용할 경우에는 메조 다공성 실리카의 동공의 크기가 커야 하지만 동공의 크기가 증가하면 동공의 구조가 쉽게 무너지는 경향이 있는 문제점이 있는데, 본 발명에서 채택한 폴리글리콜 화합물은 대체로 메조 다공성 실리카의 형성을 증대시키는 효과도 나타내므로 본 발명의 양쪽성 올리고머는 동공 크기의 조절뿐만 아니라 동공의 안정성을 높여주는 효과도 나타내는 장점이 있다. In particular, when mesoporous silica is used as an adsorbent or catalyst, the size of the pores of the mesoporous silica should be large, but when the size of the pores increases, the structure of the pores tends to collapse easily. Since the amphoteric oligomer of the present invention generally exhibits an effect of increasing the formation of mesoporous silica, there is an advantage of not only controlling the pore size but also increasing the stability of the pupil.

메조 다공성 콜로이드를 합성하는 데는 본 발명에서 합성한 양쪽성 고분자 계면활성제를 단독으로 사용하여도 좋고, 다른 음이온, 양이온, 그리고 비이온성 계면활성제를 혼합하여 사용하여도 좋은 결과를 얻을 수 있다. 또한 특정용매에 용해되지 않는 기능성 물질을 본 발명에서 합성한 고분자 계면활성제와 같이 분산시켜서 메조 동공에 기능성 화합물을 포함하고 있는 다공성 콜로이드를 합성할 수도 있는 장점이 있다.In synthesizing the mesoporous colloid, the amphoteric polymer surfactant synthesized in the present invention may be used alone, or other anionic, cationic, and nonionic surfactants may be mixed and used. In addition, by dispersing a functional material that is not dissolved in a specific solvent with the polymer surfactant synthesized in the present invention, there is an advantage in that a porous colloid containing a functional compound in the mesopores may be synthesized.

본 발명에서는 메조 다공성 실리카의 전구체로 유기 실란화합물이나 메타실리케이드 알칼리염과 같은 무기계 실리케이트 화합물을 모두 사용할 수 있다. 용매로는 물이나 알콜 용매 그리고 실리카 전구체를 녹일 수 있는 용매는 모두 사용할 수 있다. 특히 흡착-제거하고자 하는 물질이 소수성을 나타내는 용매에 녹아 있을 경우에는 알콜이나 다른 유기 용매를 사용하여 메조 다공성 콜로이드를 합성하면 콜로이드 표면이 친유성을 나타내기 때문에 포집을 효율적으로 증대시킬 수 있다. 또한 흡착시키고자 하는 물질이 물과 같이 비교적 극성을 띠는 용매에 녹아있을 경우에는 메조 다공성 콜로이드의 표면이 친수성을 나타내야 하므로 물을 용매로 하여 메조 다공성 콜로이드를 제조하면 더욱 효과적이다.In the present invention, both inorganic silane compounds such as organosilane compounds and metasilicate alkali salts can be used as precursors of mesoporous silica. As a solvent, any solvent that can dissolve silica precursors or water or an alcohol solvent can be used. In particular, when the material to be adsorbed-removed is dissolved in a solvent that shows hydrophobicity, synthesizing mesoporous colloids using alcohol or another organic solvent can increase the collection efficiently because the surface of the colloid is lipophilic. In addition, when the material to be adsorbed is dissolved in a relatively polar solvent such as water, the surface of the mesoporous colloid should be hydrophilic, so it is more effective to prepare the mesoporous colloid using water as a solvent.

메조 다공성 콜로이드의 제조 방법으로는 물이나 알콜 용매 1L에 올리고머를 실리카에 비해서 질량비로 0.1-50% 범위에서 분산, 용해시킨다. 이 용액에 실리카로 환산하여 1-500g 범위가 되도록 실리콘 전구체를 환산하여 첨가하고, 물의 경우에는 산을 촉매로 첨가하고 알콜의 경우에는 염기를 촉매로 첨가하여 실리콘 전구체를 가수분해 시킨다. 물의 경우에 염기를, 알콜의 경우에 산을 촉매로 사용하여도 좋으나 제조된 메조 다공성 실리카의 입자 크기 분포가 불균일해지는 단점이 있다. 이 용액에서 사용하는 산이나 염기로 이루어진 염을 첨가하여 원하는 산도를 조절하여 가수분해 시키면 더욱 효과적이다. 대체로 가수분해 과정에서 산성조건에서는 pH를 0.1-3 범위로 조절하고, 염기성 조건에서는 pH가 10-14 범위가 되도록 산과 염기를 첨가한다. 첨가되는 산이나 염기의 종류는 유기산, 무기산, 유기 염기, 무기 염기를 모두 사용할 수 있으나, 산의 경우에는 염산, 초산, 그리고 질산과 같이 일가 음이온을 갖는 산이 효과적이며, 염기의 경우에는 물보다 더 강한 염기성을 갖는 염기를 첨가하는 것이 가수분해 촉매로 더욱 효과적이다. 이 용액을 상온-70℃ 온도 범위에서 가열하여 가수분해를 촉진시켜도 좋다. 용액을 상온보다 높은 온도로 가열하면 상온에서 형성된 메조 다공성 실리카의 입자 크기보다 높은 온도에서 제조된 실리카의 입자 크기가 커지게 되며, 따라서 입자 크기를 적절히 조절할 수 있다.In the method for producing a mesoporous colloid, oligomers are dispersed and dissolved in 1 L of water or an alcohol solvent in a range of 0.1-50% by mass relative to silica. The silicon precursor is added to the solution in terms of silica in the range of 1-500 g, and in the case of water, an acid is added as a catalyst and in the case of alcohol, a base is added as a catalyst to hydrolyze the silicon precursor. In the case of water, a base may be used, and in the case of alcohol, an acid may be used as a catalyst, but there is a disadvantage in that the particle size distribution of the prepared mesoporous silica becomes uneven. It is more effective to add the salt consisting of acid or base used in this solution to adjust the desired acidity to hydrolyze it. In general, during the hydrolysis process, pH is adjusted to 0.1-3 range in acidic conditions, and acid and base are added so that pH is in the range of 10-14 in basic conditions. The acid or base to be added may be an organic acid, an inorganic acid, an organic base, or an inorganic base, but an acid having a monovalent anion such as hydrochloric acid, acetic acid, and nitric acid is effective, and in the case of a base, more acid than Adding a base with strong basicity is more effective as a hydrolysis catalyst. The solution may be heated at room temperature to -70 ° C to promote hydrolysis. When the solution is heated to a temperature higher than room temperature, the particle size of the silica prepared at a temperature higher than the particle size of the mesoporous silica formed at room temperature may be increased, and thus the particle size may be appropriately adjusted.

본 발명에서 물을 용매로 테트라에톡시실란으로 제조한 메조 다공성 실리카의 질소기체 흡착-탈착 등온선과 이로부터 계산된 비표면적과 동공크기 분포를 도 2와 도 3에 나타내었다. 비표면적은 8㎡/g 보다 크며, 동공의 평균크기는 2-12nm 범위이고, 동공의 비부피는 3-10mL/g 정도의 분포를 갖는다. 대체로 상온에서 제조된 메조 다공성 실리카의 입자 크기는 50-100nm 크기이고 졸-겔 용액을 70℃로 가열하면 하기 실시예에서 보여주는 바와 같이 제조 조건에 따라 메조 다공성 콜로이드의 입자 크기는 0.05-5μm 범위를 갖는다. 대표적인 예로서 두가지 종류의 콜로이드 입자를 다른조건에서 제조하여 수용액 상에서 측정하였다. 도 4는 콜로이드 상태로 제조한 친유 담체 입자의 입도분포로서 평균 크기는 219 nm이며, 도 5는 평균크기가 2.1μm이다. 측정은 동적 광산란형 실시간 입도 분석기(Qudix Scatteroscope I)를 사용하였으며, 산란 데이터로부터 도 4 및 도 5에 보여주는 상관함수(correlation function)을 구하였으며 이로부터 역라플라스 변환을 통하여 입도 분포를 구현하였다. 이와 같은 결과는 제조 조건을 변화시키면서 입도의 크기를 조절하는 것이 가능함으로 보여 주는 것이다. 도 6은 합성한 친유성 메조 다공성 실리카 중 대략 100 nm의 평균크기를 갖는 분말 시료의 전자현미경 사진이다. JEOL사의 JSM-6700F를 사용하여 5.0 kV 전압하에 100,000 배의 배율로 측정하였으며 도면에서 입자들은 전체적으로 구형 형태를 가지며 입자표면이 나노구조의 다공성임을 명확히 보여주고 있다. 내부까지 연결되어 있는 이러한 다공성 구조에 향유나 소수성 화합물 또는 기름 성분들이 흡착함으로서 입자들은 친유성 담체로서의 기능적 특성을 갖는다.Nitrogen gas adsorption-desorption isotherms of mesoporous silica prepared from tetraethoxysilane with water as a solvent in the present invention, and the specific surface area and pupil size distribution calculated therefrom are shown in FIGS. 2 and 3. The specific surface area is larger than 8 m2 / g, the average size of the pupil is in the range of 2-12 nm, and the specific volume of the pupil has a distribution of about 3-10 mL / g. Generally, the particle size of the mesoporous silica prepared at room temperature is 50-100nm size and when the sol-gel solution is heated to 70 ℃ as shown in the following examples, the particle size of the mesoporous colloid ranges from 0.05-5μm Have As a representative example, two types of colloidal particles were prepared under different conditions and measured in aqueous solution. Figure 4 is a particle size distribution of the lipophilic carrier particles prepared in the colloidal state, the average size is 219 nm, Figure 5 is an average size of 2.1μm. The measurement was performed using a dynamic light scattering type real-time particle size analyzer (Qudix Scatteroscope I), the correlation function (correlation function) shown in Figs. 4 and 5 from the scattering data was obtained from the particle size distribution through the inverse Laplace transform. This result shows that it is possible to control the size of the particle size while changing the manufacturing conditions. 6 is an electron micrograph of a powder sample having an average size of approximately 100 nm in the synthesized lipophilic mesoporous silica. JEOL JSM-6700F was used to measure the magnification of 100,000 times under the voltage of 5.0 kV. The figures clearly show that the particles have a spherical shape and the surface of the particles is porous. Particles have functional properties as lipophilic carriers by adsorbing fragrance oils, hydrophobic compounds or oil components to such a porous structure connected to the inside.

이하 본 발명을 실시예에 의해 더 상세히 설명하는데, 본 발명의 범위는 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited to these Examples.

<실시예 1> <Example 1>

실시예 1은 올리고머의 제조방법에 관한 것이다. Example 1 relates to a method for preparing an oligomer.

1) 하이드록시기를 3개(트리올) 갖는 폴리프로필렌글리콜 195.21g과 이소프론디이소시아네이트 130.19g을 1L 반응기에 첨가하고 서서히 승온하여 50℃에서 디부틸틴로울레이트 0.01g을 촉매로 첨가하여 65℃에서 반응을 2시간 동안 1차반응을 지속한다. 1) Add 195.21 g of polypropylene glycol having three hydroxyl groups (triol) and 130.19 g of isopron diisocyanate to a 1 L reactor, and gradually increase the temperature. The reaction is continued for 1 hour and the first reaction.

2) 여기에 2-하이드록시에칠아크릴레이트 45.34g과 촉매 0.01g을 첨가하고 2차 반응을 2시간 지속한다. 2) 45.34 g of 2-hydroxyethyl acrylate and 0.01 g of a catalyst are added thereto, and the secondary reaction is continued for 2 hours.

3) 3차 반응은 폴리에칠렌글리콜(분자량 600, 한국폴리올) 128.84g을 첨가하고 2시간 반응을 지속한 후 1차 올리고머를 제조한다. 3) In the tertiary reaction, 128.84 g of polyethylene glycol (molecular weight 600, polyol Korea) is added and the reaction is continued for 2 hours to prepare a primary oligomer.

<실시예 2><Example 2>

실시예 1의 2차 반응단계에서 2-하이드록시에칠아크릴레이트 대신에 아미노프로필트리에톡시실란 43.22g을 첨가하여 반응시키고 1, 3차 반응단계는 동일하게 반응하여 실란 작용기를 갖는 올리고머를 제조한다. 본 발명에서 사용하는 모든 실 란 화합물은 (OR1)nSi(R2NH2)m, n+m=4, R은 탄화수소 화합물로 방향족이나 지방족 모두 적용된다. 또한 OR1은 할로겐 원소인 실란화합물에도 적용된다. 43.22g of aminopropyltriethoxysilane was added instead of 2-hydroxyethylacrylate in the second reaction step of Example 1, and the first and third reaction steps reacted in the same manner to prepare oligomers having silane functional groups. do. All of the silane compounds used in the present invention are (OR 1 ) n Si (R 2 NH 2 ) m, n + m = 4, R is a hydrocarbon compound, both aromatic and aliphatic. OR 1 is also applied to the silane compound which is a halogen element.

<실시예 3><Example 3>

실시예 1의 2차 반응단계에서 2-하이드록시에칠아크릴레이트 대신에 트리에톡시실란 프로필이소시아네이트 49.38g을 첨가하여 반응시키고 1, 3차 반응단계는 동일하게 반응하여 실란 작용기를 갖는 올리고머를 제조한다.In the second reaction step of Example 1, 49.38 g of triethoxysilane propyl isocyanate is added instead of 2-hydroxyethyl acrylate, and the first and third reaction steps are reacted in the same manner to prepare an oligomer having a silane functional group. do.

<실시예 4><Example 4>

실시예 1의 2차 반응단계에서 2-하이드록시에칠아크릴레이트 대신에 3-(2-이미다졸리닐)프로필트리에톡시실란 54.78g을 첨가하여 반응시키고 1, 3차 반응단계는 동일하게 반응하여 실란 작용기를 갖는 올리고머를 제조한다.In the second reaction step of Example 1, instead of 2-hydroxyethylacrylate, 54.78 g of 3- (2-imidazolinyl) propyltriethoxysilane was added to react the reactions. Reaction produces an oligomer having a silane functional group.

<실시예 5><Example 5>

실시예 1의 2차 반응단계에서 2-하이드록시에칠아크릴레이트 대신에 2-((트리메톡시실릴)메칠)-1-4-부탄디아민 44.48g을 첨가하여 반응시키고 1, 3차 반응단계는 동일하게 반응하여 실란 작용기를 갖는 올리고머를 제조한다. In the second reaction step of Example 1, instead of 2-hydroxyethyl acrylate, 44.48 g of 2-((trimethoxysilyl) methyl) -1-4-butanediamine was added to the reaction, followed by a first and third reaction steps. Reacts in the same manner to prepare an oligomer having a silane functional group.

<실시예 6><Example 6>

실시예 1의 1차 반응단계에서 하이드록시기를 3개(트리올) 갖는 폴리프로필렌글리콜 대신에 2개의 하이드록시기를 갖는 폴리글리콜(PEG 600) 117.13g을 첨가하고 나머지 단계는 동일하게 반응시켜서 올리고머를 제조한다. In the first reaction step of Example 1, instead of polypropylene glycol having three hydroxyl groups (triols), 117.13 g of polyglycol having two hydroxyl groups (PEG 600) was added and the remaining steps were reacted in the same manner to prepare the oligomer. Manufacture.

<실시예 7><Example 7>

실시예 1에서 제조된 올리고머 30g을 헥산 300mL에 녹이고, 라디칼 촉매( 예 ; 2,2-아조비스이소부틸로니트릴) 0.1g을 첨가하여 부가반응 시켜서 올리고머의 분자량을 크게 높여준다. 올리고머의 분자량이 증가하면 메조 다동공 실리카의 동공의 크기가 크게 증가하게 된다.30 g of the oligomer prepared in Example 1 was dissolved in 300 mL of hexane, and 0.1 g of a radical catalyst (eg, 2,2-azobisisobutylonitrile) was added to the mixture to further increase the molecular weight of the oligomer. As the molecular weight of the oligomer increases, the pore size of the mesopolyporous silica increases significantly.

<실시예 8><Example 8>

실시예 1에서 제조된 올리고머 30g과 트리에톡시실란 프로필에폭사이드 2.3g을 반응시켜서 실란 작용기를 가지는 올리고머를 제조하는 단계이다.The oligomer having a silane functional group is prepared by reacting 30 g of the oligomer prepared in Example 1 with 2.3 g of triethoxysilane propylepoxide.

<실시예 9>Example 9

본 발명에서 제조한 다양한 종류의 모든 올리고머를 사용하여 메조 다공성 실리카를 제조하는 단계이다. 모든 조성에 대해서 반응과정을 모두 나타낼 수 없지만 발명의 상세한 설명에 나타낸 바와 같이 올리고머의 첨가량은 실리카 질량비로 0.1-50% 범위로 첨가된다. It is a step of preparing mesoporous silica using all oligomers of various kinds prepared in the present invention. The reaction process cannot be represented for all the compositions, but as shown in the detailed description of the invention, the amount of oligomer added is added in the range of 0.1-50% by mass ratio of silica.

1) 물 700mL에 올리고머 20g을 녹인다. 이때 50-60℃로 가열하여 녹이면 더 욱 효과적이다.  1) Dissolve 20g of oligomer in 700mL of water. At this time, it is more effective to melt by heating to 50-60 ℃.

2) 이 용액에 테트라에톡시실란 200g을 첨가하고 염산 2mL를 촉매로 첨가한다. 염산 대신에 다른 무기산이나 유기산을 사용하여도 좋다. 단지 염산, 질산, 초산과 같이 일가 음이온을 갖는 산의 종류가 더욱 효과적이다. 2) 200 g of tetraethoxysilane is added to this solution and 2 mL of hydrochloric acid is added as a catalyst. Instead of hydrochloric acid, other inorganic or organic acids may be used. Only kinds of acids having monovalent anions such as hydrochloric acid, nitric acid and acetic acid are more effective.

3) 이 용액을 50-60℃ 온도에서 5시간 이상 가수분해 시킨다. 3) The solution is hydrolyzed at 50-60 ° C. for at least 5 hours.

4) 메조 다공성 실리카 분말을 여과하고 알콜과 물로 두 번 이상 세척한다. 4) Filter the mesoporous silica powder and wash it more than twice with alcohol and water.

5) 공기 중에서 70℃에서 1차 건조한 후 120-170℃에서 열처리한다. 5) The first drying at 70 ℃ in air and heat treatment at 120-170 ℃.

<실시예 10><Example 10>

실시예 9에서 물 용매 대신에 알콜을 동일한 량만큼 사용하고, 촉매는 염산 대신에 알킬아민을 사용한다. 첨가량은 pH가 10-14 범위가 되도록 첨가한다. 알콜은 거의 모든 알콜의 종류에 적용되나 대체로 여러 조건에 따라 비교적 분자량이 작은 알콜을 사용하는 것이 효과적이다.In Example 9 the same amount of alcohol is used instead of the water solvent and the catalyst uses alkylamine instead of hydrochloric acid. The addition amount is added so that pH may be in the range of 10-14. Alcohols apply to almost all kinds of alcohols, but it is generally effective to use alcohols of relatively low molecular weight depending on various conditions.

<실시예 11><Example 11>

실시예 9의 2) 단계에서 염산과 함께 불화나트륨이나 불화암모니움 10g을 같이 첨가하여 올리고머의 계면활성 효과를 더욱 증가시켜준다.In step 2) of Example 9, 10 g of sodium fluoride or ammonium fluoride is added together with hydrochloric acid to further increase the surfactant effect of the oligomer.

<실시예 12><Example 12>

실시예 9의 2) 단계에서 염산과 함께 에칠아세토아세테이트(2,4-펜탄다이온) 10mL를 같이 첨가하여 가수분해 반응속도를 더욱 증가시켜준다.In step 2) of Example 9, 10 mL of ethylacetoacetate (2,4-pentanedione) is added together with hydrochloric acid to further increase the hydrolysis reaction rate.

<실시예 13>Example 13

본 발명에서 제조된 올리고머와 함께 양이온, 음이온, 비이온성, 그리고 양쪽성 계면활성제를 같이 사용하여도 좋다. 실시예 24에서 올리고머 15g과 함께 폴리에칠렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 이들의 코폴리머나 복합 중합체 고분자를 5g 정도 같이 첨가하여 메조 다공성 실리카를 제조한다. 이러한 계면활성제의 첨가량은 올리고머의 질량비에 대해서 10-50% 범위에서 첨가하면 좋다. Cationic, anionic, nonionic, and amphoteric surfactants may be used together with the oligomers prepared in the present invention. In Example 24, mesoporous silica is prepared by adding 15 g of oligomer and polyethylene oxide, polypropylene oxide, copolymers thereof, or composite polymer polymers together with about 5 g. The addition amount of such surfactant may be added in 10-50% range with respect to the mass ratio of an oligomer.

<실시예 14><Example 14>

올리고머 20g과 함께 폴리에칠렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드, 이들의 코폴리머나 복합 중합체 고분자를 10g 정도 같이 첨가하여 메조 다공성 실리카를 제조한다. 이러한 계면활성제의 첨가량은 올리고머의 질량비에 대해서 10-50% 범위에서 첨가하면 좋다. Mesoporous silica is prepared by adding polyethylene oxide, polypropylene oxide, copolymers thereof, or a composite polymer polymer together with about 20 g of the oligomer. The addition amount of such surfactant may be added in 10-50% range with respect to the mass ratio of an oligomer.

<실시예 15><Example 15>

50-100 nm 크기의 메조 다공성 실리카의 제조방법은 다음과 같다. 또한 이 방법을 이용하면 입자 크기가 매우 균일하게 제조할 수 있는 장점이 있다. The preparation method of mesoporous silica having a size of 50-100 nm is as follows. In addition, using this method has the advantage that the particle size can be prepared very uniformly.

1) 물 350mL에 올리고머 20g을 녹인다. 이때 50-60℃로 가열하여 녹이면 더욱 효과적이다. 1) Dissolve 20g of oligomer in 350mL of water. At this time, it is more effective to melt by heating to 50-60 ℃.

2) 별도의 물 350mL에 테트라에톡시실란 200g을 첨가하고 염산 3mL를 촉매로 첨가하여 충분히 가수분해 시킨다. 2) Add 200 g of tetraethoxysilane to 350 mL of water and add 3 mL of hydrochloric acid as a catalyst to sufficiently hydrolyze.

3) 상기 1), 2) 용액을 1L 반응기에 교반하면서 서서히 동시에 첨가한다.3) The solution of 1), 2) is added to the 1L reactor slowly and simultaneously with stirring.

4) 이 용액을 50-60℃ 온도에서 5시간 이상 가수분해 시킨다.4) The solution is hydrolyzed at 50-60 ° C. for at least 5 hours.

4) 메조 다공성 실리카 분말을 여과하고 알콜과 물로 두 번 이상 세척한다.4) Filter the mesoporous silica powder and wash it more than twice with alcohol and water.

5) 공기 중에서 70℃에서 1차 건조한 후 120-170℃에서 열처리한다.5) The first drying at 70 ℃ in air and heat treatment at 120-170 ℃.

<실시예 16><Example 16>

실시예 15에서 물 대신에 알콜을 같은 량만큼 용매로 사용하여 메조 다공성 실리카를 제조한다.In Example 15, mesoporous silica was prepared using the same amount of alcohol as solvent instead of water.

<실시예 17><Example 17>

실시예 15에서 테트라에톡시 실란 200g과 함께 알킬실란을 10-50g 정도 같이 첨가하여 메조 동공의 크기를 더욱 증가시킨다. 알킬실란은 (R1)nSi(OR2)m, n+m=4, R1과 R2는 방향족, 지방족의 모든 탄화수소 화합물 형태로 이러한 실란 화합물은 모두 사용할 수 있다. In Example 15, 10-50 g of alkylsilane together with 200 g of tetraethoxy silane were added to further increase the size of the mesopores. Alkylsilanes are (R 1 ) n Si (OR 2 ) m, n + m = 4, and R 1 and R 2 are all aromatic, aliphatic hydrocarbon compounds. All of these silane compounds can be used.

<실시예 18>Example 18

실시예 18은 메조 다공성 실리카 나노 콜로이드 용액을 제조하는 단계이다. 이 나노 콜로이드 용액은 기존의 담체에 여러 가지의 방법을 이용하여 박막 코팅용으로 사용될 수도 있다. Example 18 is a step for preparing a mesoporous silica nanocolloidal solution. The nano colloidal solution may be used for thin film coating using various methods on an existing carrier.

1) 물 350mL에 올리고머 50g을 녹인다. 이때 50-60℃로 가열하여 녹이면 더욱 효과적이다. 1) Dissolve 50g of oligomer in 350mL of water. At this time, it is more effective to melt by heating to 50-60 ℃.

2) 별도의 물 350mL에 테트라에톡시실란 200g을 첨가하고 염산 10mL를 촉매로 첨가하여 충분히 가수분해 시킨다. 2) Add 200 g of tetraethoxysilane to 350 mL of water and add 10 mL of hydrochloric acid as a catalyst to sufficiently hydrolyze.

3) 상기 1), 2) 용액을 1L 반응기에 교반하면서 서서히 동시에 첨가한다.3) The solution of 1), 2) is added to the 1L reactor slowly and simultaneously with stirring.

4) 이 용액을 50-60℃ 온도에서 5시간 이상 가수분해 시킨 후 실온으로 냉각한다.4) This solution is hydrolyzed at 50-60 ℃ for at least 5 hours and then cooled to room temperature.

5) 실온으로 냉각 후 여러 가지의 방법으로 담체 표면에 코팅하고 상온에서건조 후, 120-170℃ 온도에서 열처리 한다. 5) After cooling to room temperature, the surface of the carrier is coated by various methods, dried at room temperature, and then heat-treated at 120-170 ° C.

<실시예 19>Example 19

실시예 18에서 물 용매 대신에 알콜을 용매로 사용한다.In Example 18 alcohols are used as solvents instead of water solvents.

<실시예 20>Example 20

실시예 18에서 테트라에톡시실란 200g과 함께 알킬실란 20g을 같이 첨가하여 메조 동공의 크기를 증가시키고 동공을 더욱 안정화 시킨다. In Example 18, 20 g of alkylsilane together with 200 g of tetraethoxysilane were added together to increase the size of the meso pupil and further stabilize the pupil.

<실시예 21>Example 21

실시예 21은 메조 동공의 크기를 더욱 크게 하는 방법이다.Example 21 is a method for further increasing the size of the mesopores.

1) 물 700mL에 올리고머 30g과 헥산과 같이 물에 녹지 않는 액체상의 용질을 10-20g 정도 분산시킨다. 분산시간은 최소한 1시간 이상 충분히 교반하여 에멀젼이 열역학적으로 평형을 이루게 한다. 에멀젼이 나노 크기로 균일하게 분산시키기 위하여서는 호모믹서나 마이크로플루다이저를 사용하여 나노 에멀젼 용액을 제조하면 더욱 효과적이다. 사용하는 용질은 물에 녹지 않으면 모두 사용할 수 있지만, 분자량이 작아서 쉽게 증발할 수 있는 액체상 유기 용매나 상온에서 증기압이 큰 유기 화합물이면 건조하는 과정에서 제조 효율성이 좋다. 또한 기능성 물질이 물에는 녹지 않고 고체상인 경우에는 고체상을 알콜이나 유기 용매에 녹여서 함께 분산시켜도 좋다. 1) Dissolve about 10-20g of solute insoluble in water such as 30g of oligomer and hexane in 700mL of water. Dispersion time is sufficiently stirred for at least 1 hour to allow the emulsion to thermodynamically equilibrate. In order to uniformly disperse the emulsion in nano size, it is more effective to prepare a nano emulsion solution using a homomixer or a microfluidizer. The solutes to be used can be used as long as they are not dissolved in water, but if they are liquid organic solvents that can easily evaporate due to their low molecular weight or organic compounds having a high vapor pressure at room temperature, the production efficiency is good during the drying process. In the case where the functional substance is insoluble in water and is in a solid phase, the solid phase may be dissolved in an alcohol or an organic solvent and dispersed together.

2) 이 용액에 테트라에톡시실란 200g을 첨가하고 염산 2mL를 촉매로 첨가한다. 염산 대신에 다른 무기산이나 유기산을 사용하여도 좋다. 2) 200 g of tetraethoxysilane is added to this solution and 2 mL of hydrochloric acid is added as a catalyst. Instead of hydrochloric acid, other inorganic or organic acids may be used.

3) 이 용액을 50-60℃ 온도에서 5시간 이상 가수분해 시킨다.3) The solution is hydrolyzed at 50-60 ° C. for at least 5 hours.

4) 메조 다공성 실리카 분말을 여과하고 알콜과 물로 두 번 이상 세척한다.4) Filter the mesoporous silica powder and wash it more than twice with alcohol and water.

5) 공기 중에서 70℃에서 1차 건조한 후 120-170℃에서 열처리한다. 기능성 물질이 메조 동공에 포집된 상태를 원하는 경우에는 70℃에서 1차 건조 과정만 시행한다.5) The first drying at 70 ℃ in air and heat treatment at 120-170 ℃. If a functional substance is desired to be trapped in the mesopores, only the first drying process is carried out at 70 ° C.

본 발명은 이상에서 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 다음에 기재되는 청구범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.The present invention is not limited to the above described and illustrated in the drawings, and of course, more modifications and variations are possible to those skilled in the art within the scope of the following claims.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 동공 내부에 친유성을 부여하기 위한 소수성 올리고머를 합성하여 제공하며, 상기 소수성 올리고머를 이용하여 비표면적이 큰 나노다공성 실리카 복합체 입자(50 nm-5 μm)를 제조할 수 있으며, 상기 소수성 올리고머의 분자구조를 조절함으로써 이로부터 제조되는 나노동공의 크기를 2-12 nm 범위에서 제어할 수 있으며, 상기 소수성 올리고머를 이용해 나노동공의 크기를 원하는 크기로 제어한 것을 특징으로 하는 기름 흡착용 화장품 원료 또는 다양한 향오일 담체로 사용하기 위한 나노다공성 실리카 복합체 입자를 제공한다.As described above, the present invention synthesizes and provides a hydrophobic oligomer for imparting lipophilic property to the inside of the pupil, and prepares nanoporous silica composite particles (50 nm-5 μm) having a large specific surface area using the hydrophobic oligomer. By controlling the molecular structure of the hydrophobic oligomer, the size of the nanopores prepared therefrom can be controlled in the range of 2-12 nm, and the size of the nanopores is controlled to the desired size using the hydrophobic oligomer. The present invention provides nanoporous silica composite particles for use as cosmetic raw materials for oil adsorption or various fragrance oil carriers.

다시말해, 본 발명의 고분자/실리카 복합성분으로 구성된 담체는 실리카가 지지체를 구성하고 친유성 고분자가 나노다공 내부를 형성함으로서 다량의 유기분자나 지방 또는 오일을 포획할 수 있다. 큰 비표면적을 갖는 이러한 구조체는 소수성의 기체나 액체를 다량으로 흡착시킬 수 있는 특성이 있으므로 기능성 흡유제로 사용할 수 있다. In other words, the carrier composed of the polymer / silica composite component of the present invention may capture a large amount of organic molecules, fats or oils by forming a support of silica and forming a nanopore inside. Such a structure having a large specific surface area can adsorb a large amount of hydrophobic gas or liquid and thus can be used as a functional oil absorbent.

본 발명의 대표적인 응용예로서 피부 지방을 흡착하는 화장품 원료로 사용하거나 에센셜 오일과 같은 발향성분을 흡착시킨후 서서히 방출하는 다양한 서방성 방향 제품의 제조 공정에서 원료 물질로 사용할 수 있다. 본 발명은 2-12 nm의 범위에서 나노동공의 크기를 조절함으로서 방향 제품의 서방성 정도를 조절하며, 50nm -5 μm 범위에서 입자의 크기를 조절하여 종이, 고분자 플라스틱, 각종 섬유 제품의 첨가제로 이용하거나 겔 타입으로도 제조하여 사용할 수 있다. As a representative application of the present invention, it can be used as a cosmetic raw material that adsorbs skin fat or as a raw material in the manufacturing process of various sustained-release products that release slowly after adsorbing fragrance components such as essential oils. The present invention controls the degree of sustained release of the fragrance product by adjusting the size of the nano-pores in the range of 2-12 nm, and by controlling the size of the particles in the range of 50nm -5 μm as an additive of paper, polymer plastics, and various textile products It may be used or manufactured in a gel type.

기존의 마이크로캡슐이나 무기 결정 형태의 방향제와는 달리 흡유제를 먼저 제조한 후 향오일을 흡착시키기 때문에 저렴한 비용으로 다량 제조가 가능하며 기존의 방식보다 용도가 다양하고 광범위하다.Unlike conventional microcapsules or inorganic crystal-type fragrances, oil absorbents are first prepared and then adsorbed with fragrance oils, so that they can be manufactured in large quantities at a low cost.

Claims (20)

하이드록시기를 3개(트리올) 갖는 폴리프로필렌글리콜 또는 그 유도체와 이소프론디이소시아네이트 또는 그 유도체를 반응기에 첨가하고 서서히 승온하여 1차 반응 후 2-하이드록시에칠아크릴레이트 촉매를 사용한 2차 반응, 폴리에칠렌글리콜과의 3차 반응을 통해 하기 화학식1의 친유 기능성 우레탄 계열 올리고머를 제조하는 방법.Polypropylene glycol having 3 hydroxyl groups (triol) or derivatives thereof and isopron diisocyanate or derivatives thereof were added to the reactor and gradually warmed up, followed by secondary reaction using a 2-hydroxyethyl acrylate catalyst. To prepare a lipophilic functional urethane-based oligomer of the general formula (1) through a third reaction with polyethylene glycol. <화학식 1><Formula 1>
Figure 112005041365918-PAT00002
Figure 112005041365918-PAT00002
상기 화학식 1에서,  In Chemical Formula 1, R1 ; 하이드록시기를 2개 이상 포함하는 폴리에칠렌글리콜이나 폴리프로필렌글리콜 혹은 이들의 코폴리머,R 1 ; Polyethylene glycol or polypropylene glycol or copolymers thereof containing two or more hydroxyl groups, R2 ; 하나 이상의 이중결합과 하나 이상의 하이드록시기 혹은 아민이나 아마이드기를 갖는 화합물과 에폭시, 메타아크릴레이트, 아크릴레이트, 그리고 아민기 를 갖는 실란 화합물,R 2 ; A silane compound having at least one double bond and at least one hydroxy or amine or amide group and an epoxy, methacrylate, acrylate, and amine group, R3 ; 친수성이 있는 하나 이상의 하이드록시기를 갖는 화합물이나 하나 이상의 아민기 혹은 아마이드기를 갖는 화합물,R 3 ; A compound having at least one hydroxy group having hydrophilicity or a compound having at least one amine group or an amide group, R4 ; 무수 유기산을 첨가하여 중간체에 에테르 작용기와 유기산이나 이소시아네이트 반응기를 갖는 지방족이나 방향족 화합물,R 4 ; Aliphatic or aromatic compounds having an ether functional group and an organic acid or isocyanate reactor in an intermediate by adding anhydrous organic acid, R5 ; 이소시아네이트기를 두 개 이상 갖는 방향족이나 지방족 화합물임.R 5 ; An aromatic or aliphatic compound having two or more isocyanate groups.
제1항의 화학식1의 친유 기능성 우레탄 계열 올리고머를 이용하여 나노 메조 다공성 실리카 복합체를 제조하는 것을 특징으로 하는 메조 다공성 실리카 제조방법. Method for producing a mesoporous silica, characterized in that for preparing a nano mesoporous silica composite using a lipophilic functional urethane-based oligomer of formula (1). 제2항에 있어서,The method of claim 2, 실란화합물, 물유리(소디움 실리케이트 수용액) 중 선택된 1종 이상을 실리카원으로서 사용하여 메조 다공성 실리카 복합체를 제조하는 것을 특징으로 하는 메조 다공성 실리카 제조방법.A method for producing mesoporous silica, comprising producing a mesoporous silica composite using at least one selected from a silane compound and water glass (aqueous solution of sodium silicate) as a silica source. 제2항 또는 제3항에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 계면활성제로 사용되는 올리고머의 분자 구조를 변화시킴으로써 그로부터 제조되는 메조 다공성 실리카 복합체의 나노 동공의 모양 및/또는 크기를 조절하여 오일흡착 기능을 강화시키는 것을 특징으로 하는 메조 다공성 실리카 제조방법.A method for producing mesoporous silica, characterized by enhancing the oil adsorption function by controlling the shape and / or size of the nanopores of the mesoporous silica composite prepared therefrom by changing the molecular structure of the oligomer used as the surfactant. 제4항의 방법으로 제조된 메조 다공성 실리카 복합체.Mesoporous silica composite prepared by the method of claim 4. 제5항에 있어서, 나노 동공의 크기가 2-12 nm, 입자 크기가 50 nm -5 ㎛인 것을 특징으로 하는 메조 다공성 실리카 복합체.The mesoporous silica composite of claim 5, wherein the nanopores have a size of 2-12 nm and a particle size of 50 nm −5 μm. 제5항 또는 제6항의 실리카 복합체를 함유하는 것을 특징으로 하는 흡유제. An oil absorbent comprising the silica composite of claim 5 or 6. 제5항 또는 제6항의 실리카 복합체를 함유하는 것을 특징으로 하는 기능성 화장품 조성물.A functional cosmetic composition comprising the silica composite of claim 5 or 6. 제5항 또는 제6항의 실리카 복합체를 함유하는 것을 특징으로 하는 향오일 담체.A fragrance oil carrier comprising the silica composite of claim 5 or 6. 제5항 또는 제6항의 실리카 복합체를 함유하는 것을 특징으로 하는 종이.A paper comprising the silica composite of claim 5 or 6. 제5항 또는 제6항의 실리카 복합체를 함유하는 것을 특징으로 하는 플라스틱.A plastic comprising the silica composite of claim 5 or 6. 제5항 또는 제6항의 실리카 복합체를 함유하는 것을 특징으로 하는 섬유. A fiber comprising the silica composite of claim 5 or 6. 제5항 또는 제6항의 실리카 복합체를 함유하는 것을 특징으로 하는 유기물 또는 기름 제거 소재.An organic material or oil removing material comprising the silica composite according to claim 5 or 6. 제1항의 화학식1의 친유 기능성 우레탄 계열 올리고머를 계면활성제로 이용하여 제조된 메조 다공성 실리카 복합체.Mesoporous silica composite prepared by using the lipophilic functional urethane-based oligomer of Formula 1 as a surfactant. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 1) 가열하지 않고 또는 경우에 따라 50-60℃로 가열하면서 물에 화학식1의 올리고머를 녹이는 과정;1) dissolving oligomer of formula 1 in water without heating or optionally 50-60 ° C .; 2) 별도의 물에 테트라에톡시실란을 첨가하고 염산을 촉매로 첨가하여 가수분해 시키는 과정;2) hydrolyzing by adding tetraethoxysilane to water and adding hydrochloric acid as a catalyst; 3) 상기 1), 2)에서 얻어진 용액들을 반응기에서 교반하면서 서서히 동시에 첨가하는 과정;3) adding the solutions obtained in 1) and 2) slowly and simultaneously with stirring in the reactor; 4) 상기 3)의 용액을 50-60℃ 온도에서 5시간 이상 가수분해 시키는 과정;4) hydrolyzing the solution of 3) at a temperature of 50-60 ° C. for at least 5 hours; 5) 생성된 메조 다공성 실리카 분말을 여과하고 알콜과 물로 두 번 이상 세척하는 과정;5) filtering the resulting mesoporous silica powder and washing it with alcohol and water at least twice; 6) 공기 중에서 약 70℃에서 1차 건조한 후 120-170℃에서 열처리하는 과정;6) first drying in air at about 70 ° C. and then heat-treating at 120-170 ° C .; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 50-100 nm 크기의 메조 다공성 실리카를 제 조하는 메조 다공성 실리카 제조방법.Mesoporous silica manufacturing method for producing a mesoporous silica of 50-100 nm size, comprising a. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 1) 물에 화학식1의 올리고머, 수불용성 액체상 용질을 첨가하여 최소한 1시간 이상 교반하여 분산시키는 과정;1) adding an oligomer of Formula 1 and a water-insoluble liquid solute to water to disperse it for at least 1 hour; 2) 상기 1)의 용액에 테트라에톡시실란을 첨가하고 무기산 또는 유기산 중 하나를 촉매로 첨가하는 과정;2) adding tetraethoxysilane to the solution of 1) and adding one of an inorganic acid or an organic acid as a catalyst; 3) 상기 2)의 용액을 50-60℃ 온도에서 5시간 이상 가수분해 시키는 과정;3) hydrolyzing the solution of 2) at 50-60 ° C. for at least 5 hours; 4) 생성된 메조 다공성 실리카 분말을 여과하고 알콜과 물로 두 번 이상 세척하는 과정;4) filtering the resulting mesoporous silica powder and washing it with alcohol and water at least twice; 5) 공기 중에서 약 70℃에서 1차 건조한 후 임의로 120-170℃에서 열처리하는 과정;5) first drying in air at about 70 ° C. and then optionally heat treatment at 120-170 ° C .; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 메조 다공성 실리카를 제조하는 메조 다공성 실리카 제조방법.Mesoporous silica production method for producing a mesoporous silica comprising a. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 다공성 실리카에 흡착시키고자 하는 수불용성 고체상 기능성 물질을 용해시킨 알콜 또는 유기용매를 상기 1)단계에서 수불용성 액체상 용질과 함께 분산시키는 것을 특징으로 하는 메조 다공성 실리카 제조방법.Method for producing a mesoporous silica characterized in that the alcohol or organic solvent in which the water-insoluble solid functional material to be adsorbed on the porous silica is dispersed together with the water-insoluble liquid solute in step 1). 제16항 또는 제17항에 있어서, The method according to claim 16 or 17, 상기 1)단계에서 호모 믹서 또는 마이크로플루이다이저를 이용하여 분산시키는 메조 다공성 실리카 제조방법.Method for producing mesoporous silica dispersed using a homo mixer or a microfluidizer in step 1). 제16항 또는 제17항에 있어서, The method according to claim 16 or 17, 상기 수불용성 액체상 용질이 헥산인 것을 특징으로 하는 메조 다공성 실리카 제조방법.Method for producing mesoporous silica, characterized in that the water-insoluble liquid solute is hexane. 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 무기산이 염산인 것을 특징으로 하는 메조 다공성 실리카 제조방법.18. The method of claim 16 or 17, wherein the inorganic acid is hydrochloric acid.
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