KR20070024836A - Organophilic layered silicates containing polystyrenenic copolymer and preparing method thereof - Google Patents

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Abstract

An alumino silicate layered inorganic material containing a polystyrene copolymer structure and a method for manufacturing the same are provided to expand an interlayer distance and improve thermal stability at a high temperature. An organic high molecules introduced into a space between layers of alumino silicate layered inorganic material is polystyrene co-polymer have an onium base represented by a chemical formula 2. In the chemical formula 2, m and n are integers ranged from 1 to 300, and R is selected from a first amine, a second amine, a third amine, and an aromatic amine.

Description

폴리스티렌공중합체 구조를 함유한 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재 및 그의 제조방법{Organophilic Layered Silicates containing Polystyrenenic Copolymer and Preparing method thereof}Organic aluminosilicate-based layered inorganic material containing polystyrene copolymer structure and method for manufacturing thereof {Organophilic Layered Silicates containing Polystyrenenic Copolymer and Preparing method}

도 1은 합성예 1 ∼ 3 에 의하여 합성된 공중합체(CMS-5, CMS-10 및 CMS-20)의 4-비닐벤질클로라이드(4-chloromethyl styrene)와 스티렌(styrene)의 반복단위의 도입여부를 알아보기 위해 측정한 NMR 스펙트럼이다.1 is the introduction of the repeat unit of 4-vinyl benzyl chloride (4-chloromethyl styrene) and styrene of the copolymers (CMS-5, CMS-10 and CMS-20) synthesized according to Synthesis Examples 1 to 3 NMR spectrum measured to find out.

도 2는 제조예 3에 의하여 제조된 친유기화 층상 실리케이트(MMT-20P)와 제조예 11에 의하여 제조된 친유기화 층상 실리케이트(SWN-20P)의 광각 X 선 회절도이다.2 is a wide-angle X-ray diffraction diagram of the lipophilic layered silicate (MMT-20P) prepared in Preparation Example 3 and the lipophilic layered silicate (SWN-20P) prepared in Preparation Example 11. FIG.

도 3은 제조예 3에 의하여 제조된 친유기화 층상 실리케이트(MMT-20P)와 제조예 11에 의하여 제조된 친유기화 층상 실리케이트(SWN-20P)의 IR 스펙트럼이다.3 is an IR spectrum of the lipophilic layered silicate (MMT-20P) prepared in Preparation Example 3 and the lipophilic layered silicate (SWN-20P) prepared in Preparation Example 11.

도 4는 제조예 3에 의하여 친유기화 층상 실리케이트(MMT-20P)의 TEM 사진이다.4 is a TEM photograph of a lipophilic layered silicate (MMT-20P) according to Preparation Example 3. FIG.

본 발명은 폴리스티렌 구조를 함유한 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알루미노실리케이트계 층상 무기소재의 층간에 클로로메틸기가 도입된 폴리스티렌계 공중합체와 아민의 반응에 의해 형성된 폴리스티렌 구조를 함유하는 오늄(onium)기가 삽입되어 층간거리가 커지고, 열적 안정성이 우수하며, 폴리스티렌과의 상용성이 향상된 신규한 폴리스티렌 구조를 함유한 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic aluminosilicate layered inorganic material containing a polystyrene structure and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a polystyrene copolymer and an amine having a chloromethyl group introduced between layers of an aluminosilicate layered inorganic material. Onium group containing a polystyrene structure formed by the reaction is inserted into the organic layered aluminosilicate layered inorganic material containing a novel polystyrene structure having a large interlayer distance, excellent thermal stability, improved compatibility with polystyrene and It relates to a manufacturing method thereof.

일반적으로 유기 고분자의 기계적·열적 특성을 향상하기 위한 방법의 하나로서 유기고분자와 층상 무기 소재를 복합화하는 방법이 널리 사용되고 있다. 이때 사용되는 층상 무기소재는 유기 고분자와 우수한 상용성이 전제조건이 되어야 하므로 층상 무기소재의 표면을 친유기성으로 개질하는 것이 요구된다. In general, as one of methods for improving the mechanical and thermal properties of organic polymers, a method of complexing an organic polymer and a layered inorganic material is widely used. At this time, the layered inorganic material to be used is required to be modified to the surface of the layered inorganic material to the organic matter because the excellent compatibility with the organic polymer should be a prerequisite.

층상 무기소재의 표면을 유기화하는 것의 첫 번째 시도로서는 새로운 개질제의 개발이 요구되고 있다. 즉, 층상 무기소재 표면의 유기화 특성을 위한 시도로서, 층상 무기물 소재의 층간에 금속이온(Na) 대신 친유기화 기의 도입을 들 수 있으며, 이 결과 층상 무기소재의 친유기화도의 증가뿐 아니라 소재 층간거리의 확대를 가져올 수 있음이 보고된 바 있다. The first attempt at organicizing the surface of layered inorganic materials requires the development of new modifiers. In other words, as an attempt for the organic property of the surface of the layered inorganic material, the introduction of a lipophilic group instead of metal ions (Na) between the layers of the layered inorganic material, as a result of which not only increases the degree of lipophilic of the layered inorganic material but also the interlayer of the material It has been reported that this can lead to an enlargement of the distance.

그러나, 기존에 보고되어 있는 탄소수 6개 이상의 알킬기 혹은 아릴기가 측쇄로서 도입된 친유기화 층상 무기 소재는 폴리 실록산, 폴리 옥시알킬렌 및 폴리프로필렌과 같은 비극성 고분자와의 상용성이 낮은 문제점을 안고 있다. 또한 무리 층상구조에 도입된 알킬그룹은 무기 층상 고유의 내열성을 크게 감소시키는 결과를 나타내었으며, 그 결과 200 ℃이상의 용융혼합에 의한 복합화를 어렵게 하고 있다.However, the previously reported lipophilic layered inorganic material having an alkyl group or an aryl group having 6 or more carbon atoms as a side chain has a problem of low compatibility with nonpolar polymers such as polysiloxane, polyoxyalkylene and polypropylene. In addition, the alkyl group introduced into the layered structure shows a significant decrease in the heat resistance inherent in the inorganic layer, and as a result, it is difficult to complex by melt mixing above 200 ℃.

또, 비극성 유기 고분자와의 상용성을 증가시키기 위한 하나의 방법으로서 일본특허공개 평1-198645호 에서는 폴리올레핀 말단에 오늄(onium)기를 도입하여 유기화 층상 무기소재를 제조하는 방법이 제안되어 있으나 폴리올레핀에 오늄기를 도입하는 반응은 실제적 적용에 있어 문제점을 내포하고 있다. 또한 일본공개특허 평1-198645호에서는 폴리실록산과 같은 고분자 소재 중에 유기화 층상 무기소재를 분자수준으로 분산한 후 이를 다른 고분자와 혼합하는 방법 등을 보고하기도 하였으나 이도 역시 공정상의 단점을 가지고 있다.In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 198645 discloses a method for preparing an organic layered inorganic material by introducing an onium group at the polyolefin end as a method for increasing compatibility with nonpolar organic polymers. The reaction of introducing onium groups poses a problem in practical applications. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 19898645 has reported a method of dispersing an organic layered inorganic material at a molecular level in a polymer material such as polysiloxane and mixing it with another polymer, but this also has a disadvantage in process.

또한 대한민국등록특허 제10-435512호에서는 내열성이 우수한 폴리 실록산 계 친유기 층상 무기소재의 제조방법에 대하여 게시하였으나, 폴리스티렌, 폴리프로필렌 등의 범용고분자와의 상용성에 문제점을 가지고 있다.In addition, Korean Patent No. 10-435512 discloses a method for manufacturing a polysiloxane lipophilic layered inorganic material having excellent heat resistance, but has a problem in compatibility with general-purpose polymers such as polystyrene and polypropylene.

본 발명자들은 고온에서도 열적 안정성이 뛰어나고, 폴리스티렌계 수지와의 상용성이 뛰어난 고내열 유기화 층상실리케이트의 제조를 위하여 연구 노력하였다.The present inventors have made an effort to produce a high heat-resistant organic layered silicate having excellent thermal stability even at high temperature and excellent compatibility with polystyrene resins.

그 결과, 폴리스티렌의 측쇄에 양이온 교환반응이 가능한 기능기를 도입하고 이를 유기화제로 사용하여 층상 무기소재를 양이온 교환반응으로 개질시키면, 상기 층상 무기소재에 방향족 고리화합물의 함량이 증가되어 내열성이 향상되고, 층간거 리가 확장된다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.As a result, when a functional group capable of cation exchange reaction is introduced into the side chain of polystyrene and the organic inorganic agent is used to modify the layered inorganic material by cation exchange reaction, the content of the aromatic cyclic compound in the layered inorganic material is increased to improve heat resistance. As a result, it was found that the interlayer distance was extended to complete the present invention.

따라서, 본 발명은 오늄기를 가진 폴리스티렌계 공중합체로 개질된 고내열성의 폴리스티렌 구조를 함유한 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic aluminosilicate layered inorganic material containing a highly heat-resistant polystyrene structure modified with a polystyrene-based copolymer having an onium group, and a method of manufacturing the same.

본 발명은 알루미노 실리케이트계 층상 무기소재의 층간에 유기 고분자가 도입된 유기화 층상 무기소재에 있어서, 상기 알루미노 실리케이트계 층상 무기소재의 층간에 도입되는 유기 고분자가, 다음 화학식 2로 표시되는 오늄(onium)기를 가지는 폴리스티렌계 공중합체인 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재를 특징으로 한다. In the present invention, in the organic layered inorganic material in which the organic polymer is introduced between the layers of the aluminosilicate layered inorganic material, the organic polymer introduced between the layers of the aluminosilicate layered inorganic material is represented by the following formula (2): An organic aluminosilicate-based layered inorganic material which is a polystyrene-based copolymer having an onium group.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112005048526699-PAT00001
Figure 112005048526699-PAT00001

상기 화학식 2 에서, 상기 m 및 n은 각각 1 ∼ 300 사이의 정수이고, 상기 R은 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민 및 방향족 아민 중에서 선택된 것이다.In Formula 2, m and n are each an integer between 1 and 300, wherein R is selected from primary amines, secondary amines, tertiary amines and aromatic amines.

이하 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 고온에서 열적 안정성이 뛰어나고, 폴리스티렌계 수지와의 상용성 이 뛰어난 친유성 층상실리케이트의 제조를 위하여 제안된 것으로, 알루미노실리케이트계 층상 무기소재의 층간에 클로로메틸기가 도입된 폴리스티렌계 공중합체와 아민의 반응에 의해 형성된 폴리스티렌 구조를 함유하는 오늄(onium)기가 삽입되어 층간거리가 커지고, 열적 안정성이 우수하며, 폴리스티렌과의 상용성이 향상된 신규한 폴리스티렌 구조를 함유한 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재에 관한 것이다.The present invention has been proposed for the production of a lipophilic layered silicate having excellent thermal stability at high temperatures and excellent compatibility with polystyrene resins, and a polystyrene copolymer having a chloromethyl group introduced between layers of an aluminosilicate layered inorganic material. An onium group containing a polystyrene structure formed by the reaction of an amine with an organic aluminosilicate layered layer containing a novel polystyrene structure having a large interlayer distance, excellent thermal stability, and improved compatibility with polystyrene. It is about inorganic material.

본 발명은 층상실리케이트 무기물이 상기 화학식 2로 표시되는 폴리스티렌계 공중합체에 의해 양이온 교환되어 개질된 친유기성 층상실리케이트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a lipophilic layered silicate in which the layered silicate inorganic material is cation exchanged and modified by the polystyrene-based copolymer represented by Formula 2, and a method for preparing the same.

본 발명에서 알루미노실리케이트계 층상 무기소재의 층간에 도입하는 유기 고분자로서, 오늄기가 도입된 폴리스티렌계 공중합체는 상기 화학식 1로 표시되는 클로로메틸기를 가진 폴리스티렌계 공중합체와 다양한 종류의 아민을 반응시켜 생생된 상기 화학식 2로 표시되는 고분자이다.In the present invention, the organic polymer introduced between the layers of the aluminosilicate layered inorganic material, the polystyrene-based copolymer on which the onium group is introduced is reacted with the polystyrene-based copolymer having a chloromethyl group represented by the formula (1) and various kinds of amines It is a polymer represented by the above formula (2).

상기 화학식 2 에서 R은 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민 및 방향족 아민 중에서 선택된 것으로, 구체적으로 상기 1 차아민으로는 N-에틸아민, N-프로필아민 및 N-부틸아민 등 중에서 선택적으로 사용할 수 있으며, 2차아민으로는 N,N-디메틸 아민, N,N-디에틸아민 및 N-에틸-N-메틸아민 등 중에서 선택적으로 사용할 수 있고, 3차 아민으로는 트리메틸아민, 트리에틸아민 및 디에틸메틸아민 등 중에서 선택적으로 사용할 수 있으며, 방향족 아민으로는 피리딘, 4-메틸피리딘, 아닐린, N-메틸아닐린, N-에틸아닐린, N,N-디메틸아닐린, N,N-디에틸아닐린 및 p-톨루이딘 등을 선택적으로 사용할 수 있다.In Formula 2, R is selected from primary amine, secondary amine, tertiary amine, and aromatic amine. Specifically, the primary amine may be selectively selected from N-ethylamine, N-propylamine, N-butylamine, and the like. The secondary amine can be optionally used among N, N-dimethyl amine, N, N-diethylamine, N-ethyl-N-methylamine, and the like. As the tertiary amine, trimethylamine, triethyl It can be selectively used among amine and diethylmethylamine and the like, and aromatic amines include pyridine, 4-methylpyridine, aniline, N-methylaniline, N-ethylaniline, N, N-dimethylaniline, N, N-diethyl Aniline, p-toluidine and the like can optionally be used.

다음 반응식 1은 다음 화학식 1(m 및 n은 각각 1 ∼ 300 사이의 정수이다)로 표시되는 클로로 메틸기를 가진 폴리스티렌계 공중합체가 아민과 반응하여 다음 화학식 2로 표시되는 오늄기를 가진 폴리스티렌계 공중합체를 생성하는 과정을 일례로 나타낸 것이다.Scheme 1 shows a polystyrene-based copolymer having an onium group represented by the following Chemical Formula 2 (m and n are integers between 1 and 300, respectively) and having a chloromethyl group represented by the following formula: It shows as an example the process of generating.

[반응식 1]Scheme 1

Figure 112005048526699-PAT00002
Figure 112005048526699-PAT00002

상기 반응식 1에서 m, n, R은 각각 상기에서 정의한 바와 같다.In Scheme 1, m, n, and R are as defined above, respectively.

상기 화학식 2로 표시되는 오늄기가 도입된 폴리스티렌계 공중합체는 극성이 매우 낮은 친유기화 개질제로서 사용될 수 있으며, 1 ∼ 7 mmeq/g의 관능기 함량을 가지고 있어 알루미노실리케이트계 층상 무기소재의 친수성을 크게 감소시킬 수 있으며, 중량 평균 분자량이 500 ∼ 60,000 g/mol 이므로 알루미노실리케이트계 층상 무기소재의 층간거리를 획기적으로 증가시킬수 있는 특성을 가지고 있다. 또한, 상기 화학식 2로 표시되는 오늄기가 도입된 폴리스티렌계 공중합체는 3000 ∼ 100,000 범위의 수평균 분자량을 가지며, 보다 바람직 하기로는 수평균 분자량이 3,000 ∼ 60,000 범위 내에서 조절한다. 이때, 수평균 분자량이 3,000 미만일 경우 충분한 내열성을 확보할 수 없는 문제점이 있고, 100,000을 초과할 경우에는 상대적인 분자량이 커 양이온 교환 반응에 불리하여 바람직하지 못하다.The polystyrene-based copolymer in which the onium group represented by Chemical Formula 2 is introduced may be used as a very low lipophilic modifier, and has a functional group content of 1 to 7 mmeq / g, thus greatly increasing the hydrophilicity of the aluminosilicate layered inorganic material. Since the weight average molecular weight is 500 to 60,000 g / mol, the interlayer distance of the aluminosilicate layered inorganic material can be significantly increased. In addition, the polystyrene-based copolymer into which the onium group represented by Chemical Formula 2 is introduced has a number average molecular weight in the range of 3000 to 100,000, and more preferably, the number average molecular weight is adjusted within the range of 3,000 to 60,000. At this time, if the number average molecular weight is less than 3,000 there is a problem that can not secure sufficient heat resistance, if it exceeds 100,000, the relative molecular weight is large is disadvantageous to the cation exchange reaction is not preferable.

또한 기존의 저분자량 알킬기에 의해 개질된 친유기성 층상 알루미노실리케이트계 무기소재에 비해 방향족 함량이 높아 내열성이 우수하므로 기존의 친유기성 알루미노실리케이트계 층상 무기소재의 열악한 내열성 문제를 해소할 수 있다.In addition, since the aromatic content is higher than the lipophilic layered aluminosilicate inorganic material modified by the conventional low molecular weight alkyl group and excellent in heat resistance, it is possible to solve the poor heat resistance problem of the conventional lipophilic aluminosilicate layered inorganic material.

이하 본 발명의 폴리스티렌 구조를 함유한 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재의 제조방법을 일구현예로서 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, a method for producing an organic aluminosilicate layered inorganic material containing a polystyrene structure of the present invention will be described in more detail as an embodiment.

본 발명은 알루미노 실리케이트계 층상 무기소재의 층간에 유기 고분자가 도입된 유기화 층상 무기소재의 제조방법에 있어서, 클로로메틸기가 도입된 폴리스티렌 공중합체를 제조하는 단계, 상기 클로로메틸기가 도입된 폴리스티렌 공중합체를 아민화시키는 단계 및 이로써 알루미노 실리케이트계 층상 무기소재를 유기화시키는 단계를 포함하여 이루어진다.The present invention provides a method for preparing an organic layered inorganic material in which an organic polymer is introduced between layers of an aluminosilicate layered inorganic material, the method comprising the steps of preparing a polystyrene copolymer having a chloromethyl group, and a polystyrene copolymer having the chloromethyl group introduced therein. Aminating step and thereby organicizing the aluminosilicate-based layered inorganic material.

먼저, 클로로메틸기가 도입된 폴리스티렌 공중합체를 제조하는 단계이다. 이를 구체적으로 설명하면 비활성 가스 존재하에 4-비닐벤질클로라이드와 스티렌을 극성용매에 용해시킨 다음 온도를 60 ∼ 90 ℃ 범위로 유지시키면서 반응개시제를 첨가하여 폴리스티렌 공중합체 용액을 제조한 후 폴리스티렌 공중합체를 침전, 세척 및 건조시켜 클로로메틸기가 도입된 폴리스티렌 공중합체를 제조한다.First, a polystyrene copolymer having a chloromethyl group introduced therein is prepared. Specifically, 4-vinylbenzyl chloride and styrene are dissolved in a polar solvent in the presence of an inert gas, and then a polystyrene copolymer solution is prepared by preparing a polystyrene copolymer solution by adding a reaction initiator while maintaining the temperature in the range of 60 to 90 ° C. Precipitation, washing and drying produce a polystyrene copolymer having chloromethyl group introduced therein.

보다 구체적으로, 추출 및 감압증류를 통하여 정제된 스티렌(styrene)과 중합금지제거용 컬럼(disposable prepacked columns as inhibitor remover)을 이용하여 정제된 4-클로로메틸스티렌(4-chloromethyl styrene)을 에탄올에서 재결정 한 AIBN(2,2'-아조비스이소부틸로니트릴(2,2'-azobisisobutyronitrile)) 개시제로, 톨루엔을 반응 용매로 하여 질소분위기 하에서 50 ∼ 80 ℃에서 3 ∼ 24시간 동안 반응하여 분자량을 조절시키며, 반응물 농도 20 % 공중합체 용액을 제조한다.More specifically, 4-chloromethyl styrene purified using styrene purified through extraction and vacuum distillation and disposable prepacked columns as inhibitor remover is recrystallized from ethanol. One AIBN (2,2'-azobisisobutyronitrile) initiator is used to react the toluene as a reaction solvent for 3 to 24 hours at 50 to 80 ℃ under nitrogen atmosphere to control the molecular weight. And a reactant concentration of 20% copolymer solution is prepared.

이렇게 제조된 공중합체를 메탄올(MeOH)에 침전하고, 얻은 공중합체 분말을 진공오븐에서 건조한다. 상기 방법에 의해 제조된 공중합체에서 4-비닐벤질클로라이드(4-chloromethyl styrene)와 스티렌(styrene) 각각의 반복단위를 알아보기 위해 수소 핵자기 공명 분광기를 이용하였고, GPC를 이용하여 수평균 분자량을 측정한다. The copolymer thus prepared is precipitated in methanol (MeOH), and the copolymer powder obtained is dried in a vacuum oven. Hydrogen nuclear magnetic resonance spectroscopy was used to determine the repeating units of 4-vinylbenzyl chloride (4-chloromethyl styrene) and styrene in the copolymer prepared by the above method, and the number average molecular weight was determined using GPC. Measure

다음으로, 상기 클로로메틸기가 도입된 폴리스티렌 공중합체를 아민화시켜 오늄(onium)기를 가지는 폴리스티렌계 공중합체를 제조한다.Next, the polystyrene copolymer into which the chloromethyl group is introduced is aminated to prepare a polystyrene copolymer having an onium group.

즉, 오늄기를 가지는 폴리스티렌계 공중합체 제조를 위하여 아민화(amination)반응을 수행하는데, 교반기, 질소주입장치, 콘덴서를 부착한 반응기에 질소가스를 서서히 통과시키면서 상기 화학식 1의 클로로메틸기를 가진 폴리스티렌계 공중합체를 톨루엔(toluene) 용매 하에서 70 ℃에서 10시간 동안 아민과 반응시킨다. 이렇게 제조된 공중합체를 메탄올에 침전하고, 얻어진 침전물을 24시간동안 건조한다.That is, an amination reaction is carried out to prepare a polystyrene-based copolymer having an onium group, and a polystyrene-based group having a chloromethyl group of Chemical Formula 1 while slowly passing nitrogen gas through a reactor equipped with a stirrer, a nitrogen injection device, and a condenser The copolymer is reacted with the amine at 70 ° C. for 10 hours under toluene solvent. The copolymer thus prepared is precipitated in methanol, and the obtained precipitate is dried for 24 hours.

마지막으로 알루미노 실리케이트계 층상 무기소재와 상기 오늄기를 가지는 폴리스티렌계 공중합체를 물, 극성용매 또는 이들의 혼합용매에서 개질시켜 유기화 알루미노 실리케이트계 층상 무기소재를 제조한다.Finally, the aluminosilicate layered inorganic material and the polystyrene copolymer having the onium group are modified in water, a polar solvent, or a mixed solvent thereof to prepare an organic aluminosilicate layered inorganic material.

즉, 상기 화학식 2로 표시되는 오늄기를 가지는 폴리스티렌계 공중합체를 유 기화제로 사용한 양이온 교환반응으로 층상 무기소재를 개질시켜 이를 친유기화시킨다.That is, the layered inorganic material is modified by cation exchange reaction using the polystyrene-based copolymer having an onium group represented by Chemical Formula 2 as an organic agent to lipophilic it.

상기 층상 무기소재는 당 분야에서 통상적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 카올리나이트(kaolinite), 스펜틴(spentine), 탈크(talc), 파이로필라이트(pyropyllite), 합성 마이카(synthetic mica), 몬모릴로나이트(montmoillonite), 헥토라이트(hectolite), 스멕타이트(smectite) 및 사포나이트(saponite) 중에서 선택된 알루미노 실리케이트계 층상 무기소재를 사용하는 것이 더욱 좋다.The layered inorganic material is commonly used in the art, but is not particularly limited, and specifically, kaolinite, spentine, talc, pyropyllite, synthetic mica It is more preferable to use an aluminosilicate layered inorganic material selected from montmoillonite, hectorite, smectite and saponite.

상기 오늄(onium)기를 가지는 폴리스티렌계 공중합체는 층상 무기소재 중에 1 ∼ 50 중량% 함량 범위 내에서 사용하여 양이온 교환반응을 수행하며, 상기 함량이 1 중량% 미만이면 그 양이 미미하여 층상 무기소재의 친유기화 효과를 얻을 수 없고, 50 중량%를 초과하는 경우에는 오히려 제반 물성이 저하된다. The polystyrene-based copolymer having an onium group is used in the layered inorganic material within the range of 1 to 50% by weight to perform a cation exchange reaction, and when the content is less than 1% by weight, the amount is insignificant. If the lipophilic effect is not obtained, and if it exceeds 50% by weight, the overall physical properties are lowered.

상기 층상 무기소재와 상기 화학식 2로 표시되는 오늄기를 가진 폴리스티렌계 공중합체를 물, 물/양자성 극성용매 또는 물/비양자성 극성용매의 혼합 용매를 사용하여 50 ∼ 80 ℃의 온도에서 1 ∼ 5시간 동안 양이온 교환반응에 의해 개질되어 친유기화된다. 상기 극성용매로는 클로로포름(CHCl3), 톨루엔, 크실렌, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N,N-디메틸아세트아미드(DMAc) 및 디메틸포름아미드(DMF) 등 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.The layered inorganic material and the polystyrene-based copolymer having an onium group represented by Chemical Formula 2 may be used at a temperature of 50 to 80 ° C. using a mixed solvent of water, water / protic polar solvent or water / aprotic polar solvent. It is modified by cation exchange reaction for a period of time to lipophilate. The polar solvent may be selected from chloroform (CHCl 3 ), toluene, xylene, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylacetamide (DMAc), dimethylformamide (DMF), and the like. Or mixtures of two or more thereof may be used.

이상에서 설명한 바와 같이 제조된 본 발명의 폴리스티렌 구조를 함유한 유 기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재는 층간 두께가 5 ∼ 50 Å이고 길이가 1000 ∼ 5000 Å인 층상 구조를 가지고 있으며, 층간거리는 50 ∼ 200 Å이다. The organic aluminosilicate layered inorganic material containing the polystyrene structure of the present invention prepared as described above has a layered structure having a thickness of 5 to 50 mm 3 and a length of 1000 to 5000 mm and an interlayer distance of 50 to 50 mm. 200 Å.

또한 본 발명의 폴리스티렌 구조를 함유한 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재는 분말상으로 얻어지며, 열분해 온도가 200 ∼ 350 ℃ 정도로서 내열성이 우수하다.In addition, the organic aluminosilicate layered inorganic material containing the polystyrene structure of the present invention is obtained in powder form, and has a thermal decomposition temperature of about 200 to 350 ° C., which is excellent in heat resistance.

이하, 본 발명은 다음 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples, but the present invention is not limited thereto.

합성예 : 4-비닐벤질클로라이드와 스티렌을 이용한 공중합체의 합성과 그 공중합체의 아민화Synthesis Example: Synthesis of Copolymer Using 4-vinylbenzylchloride and Styrene and Amination of the Copolymer

합성예 1: 4-비닐벤질클로라이드와 스티렌의 공중합체(CMS-5) 합성Synthesis Example 1 Synthesis of Copolymer (CMS-5) of 4-Vinylbenzylchloride and Styrene

스티렌(styrene)의 정제를 위해서 10 중량%로 묽힌 수산화나트륨(NaOH) 수용액과 분별깔대기를 이용하여 중합금지제인 히드로퀴논(hydroquinone)을 수 차례 추출하여 제거하였다. 분별깔대기로 추출시 스티렌(styrene)과 10중량%로 묽힌 수산화나트륨(NaOH) 수용액의 중량비는 1:1로 하였다. 이렇게 얻은 스티렌(styrene)은 마그네슘설페이트(MgSO4)를 이용하여 수분을 제거한 후 40 ℃에서 감압 증류하여 투명한 액상의 정제된 스티렌(styrene) 모노머를 얻었다. For purification of styrene, hydroquinone, a polymerization inhibitor, was extracted and removed several times using an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) diluted with 10% by weight and a separatory funnel. When extracted with a separatory funnel, the weight ratio of styrene and 10% by weight of sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution was 1: 1. The styrene obtained in this way was removed with water using magnesium sulfate (MgSO 4) and distilled under reduced pressure at 40 ℃ to obtain a clear liquid purified styrene monomer.

4-비닐벤질클로라이드(4-vinylbenzyl chloride)의 정제를 위해서 중합금지제거용 컬럼(disposable prepacked columns as inhibitor remover)을 이용하여 중합금지제인 4-터트부틸카테콜(4-tert-butylcatechol)과 니트로파라핀(nitroparaffin)을 제거하였다. 개시제로 사용한 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴(2,2'-azobisisobutyronitrile)은 에탄올(EtOH)로 두 차례 재결정하여 사용하였다. In order to purify 4-vinylbenzyl chloride, 4-tert-butylcatechol and nitroparaffin, which are polymerization inhibitors, were prepared using a disposable prepacked columns as inhibitor remover. (nitroparaffin) was removed. 2,2'-azobisisobutyronitrile used as an initiator was used by recrystallization twice with ethanol (EtOH).

상기 정제된 스티렌(styrene)과 4-클로로메틸스티렌(4-chloromethyl styrene)의 공중합체(CMS-5)를 합성하기 위해서 교반기, 질소주입장치, 콘덴서를 부착한 500 ㎖의 반응기에 질소가스를 서서히 통과시키면서 스티렌(styrene)(49.47 g, 0.48 mol)과 4-비닐벤질클로라이드(4-vinylbenzyl chloride)(3.82 g, 0.03 mol)를 톨루엔(toluene)(213.38 g)에 투입하였다. 용액의 온도를 65 ℃로 유지하면서 고체상의 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴(2,2'-azobisisobutyronitrile)(0.06 g,0.35 mmol)을 첨가하였다. 반응혼합물을 65 ℃에서 10 시간동안 교반하여, 반응물 농도 20 %의 공중합체(CMS-5)를 합성하였다.In order to synthesize the copolymer of purified styrene and 4-chloromethyl styrene (CMS-5), nitrogen gas was slowly added to a 500 ml reactor equipped with a stirrer, a nitrogen injection device, and a condenser. While passing through, styrene (49.47 g, 0.48 mol) and 4-vinylbenzyl chloride (3.82 g, 0.03 mol) were added to toluene (213.38 g). Solid 2,2'-azobisisobutyronitrile (0.06 g, 0.35 mmol) was added while maintaining the temperature of the solution at 65 ° C. The reaction mixture was stirred at 65 ° C. for 10 hours to synthesize a copolymer (CMS-5) having a reactant concentration of 20%.

상기 합성된 공중합체(CMS-5)를 메탄올(MeOH)에 조금씩 침전하여 침전된 생성물을 메탄올(MeOH)로 수 차례 세척한 후, 50 ℃의 진공오븐에서 24시간동안 건조하였다. 상기 방법에 의해 합성된 공중합체(CMS-5)에서 4-비닐벤질클로라이드(4-chloromethyl styrene)와 스티렌(styrene) 각각의 반복단위를 알아보기 위해 NMR로 적분비를 계산하였고 그 값을 다음 도 1에 나타내었다. The synthesized copolymer (CMS-5) was precipitated little by little in methanol (MeOH), and the precipitated product was washed several times with methanol (MeOH) and dried in a vacuum oven at 50 ° C. for 24 hours. Integral ratios were calculated by NMR to determine the repeating units of 4-vinylbenzyl chloride (4-chloromethyl styrene) and styrene in the copolymer (CMS-5) synthesized by the above method. 1 is shown.

합성예 2: 4-비닐벤질클로라이드와 스티렌의 공중합체(CMS-10)Synthesis Example 2 Copolymer of 4-vinylbenzylchloride and styrene (CMS-10)

스티렌(styrene)의 정제를 위해서 10 중량%로 묽힌 수산화나트륨(NaOH) 수용액과 분별깔대기를 이용하여 중합금지제인 히드로퀴논(hydroquinone)을 수 차례 추출하여 제거하였다. 분별깔대기로 추출시 스티렌(styrene)과 10 중량%로 묽힌 수산화나트륨(NaOH) 수용액의 중량비는 1:1로 하였다. 이렇게 얻은 스티렌(styrene)은 마그네슘설페이트(MgSO4)를 이용하여 수분을 제거한 후 40 ℃에서 감압 증류하여 투명한 액상의 정제된 스티렌(styrene) 모노머를 얻었다. For purification of styrene, hydroquinone, a polymerization inhibitor, was extracted and removed several times using an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) diluted with 10% by weight and a separatory funnel. The weight ratio of styrene and 10% by weight of sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution extracted with a separatory funnel was 1: 1. The styrene obtained in this way was removed with water using magnesium sulfate (MgSO 4) and distilled under reduced pressure at 40 ℃ to obtain a clear liquid purified styrene monomer.

4-비닐벤질클로라이드(4-vinylbenzyl chloride)의 정제를 위해서 중합금지제거용 컬럼(disposable prepacked columns as inhibitor remover)을 이용하여 중합금지제인 4-터트부틸카테콜(4-tert-butylcatechol)과 니트로파라핀(nitroparaffin)을 제거하였다. 개시제로 사용한 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴(2,2'-azobisisobutyronitrile)은 에탄올(EtOH)로 두 차례 재결정하여 사용하였다. In order to purify 4-vinylbenzyl chloride, 4-tert-butylcatechol and nitroparaffin, which are polymerization inhibitors, were prepared using a disposable prepacked columns as inhibitor remover. (nitroparaffin) was removed. 2,2'-azobisisobutyronitrile used as an initiator was used by recrystallization twice with ethanol (EtOH).

상기 정제된 스티렌(styrene)과 4-클로로메틸스티렌(4-chloromethyl styrene)의 공중합체(CMS-10)를 합성하기 위해서 교반기, 질소주입장치, 콘덴서를 부착한 500 ㎖의 반응기에 질소가스를 서서히 통과시키면서 스티렌(styrene) (46.87 g, 0.45 mol)과 4-비닐벤질클로라이드(4-vinylbenzyl chloride)(7.63 g, 0.05 mol)를 톨루엔(toluene)(218.22 g)에 투입하였다. 용액의 온도를 65 ℃로 유지하면서 고체상의 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴(2,2'-azobisisobutyronitrile)(0.06 g, 0.35 mmol)을 첨가하였다. 반응혼합물을 65 ℃에서 10 시간동안 교반하여, 반응물 농도 20 %의 공중합체(CMS-10)를 합성하였 다.In order to synthesize the copolymer of purified styrene and 4-chloromethyl styrene (CMS-10), nitrogen gas was slowly added to a 500 ml reactor equipped with a stirrer, a nitrogen injection device, and a condenser. While passing through, styrene (46.87 g, 0.45 mol) and 4-vinylbenzyl chloride (7.63 g, 0.05 mol) were added to toluene (218.22 g). Solid 2,2'-azobisisobutyronitrile (0.06 g, 0.35 mmol) was added while maintaining the temperature of the solution at 65 ° C. The reaction mixture was stirred at 65 ° C. for 10 hours to synthesize a copolymer (CMS-10) having a reactant concentration of 20%.

상기 합성된 공중합체(CMS-10)를 메탄올(MeOH)에 조금씩 침전하여 침전된 생성물을 메탄올(MeOH)로 수 차례 세척한 후, 50 ℃의 진공오븐에서 24 시간동안 건조하였다. 상기 방법에 의해 합성된 공중합체(CMS-10)에서 4-비닐벤질클로라이드(4-chloromethyl styrene)와 스티렌(styrene) 각각의 반복단위를 알아보기 위해 NMR로 적분비를 계산하였고 그 값을 다음 도 1에 나타내었다. The synthesized copolymer (CMS-10) was precipitated little by little in methanol (MeOH), and the precipitated product was washed several times with methanol (MeOH) and dried in a vacuum oven at 50 ° C. for 24 hours. Integral ratios were calculated by NMR to determine the repeat units of 4-vinylbenzyl chloride (4-chloromethyl styrene) and styrene in the copolymer (CMS-10) synthesized by the above method. 1 is shown.

합성예 3: 4-비닐벤질클로라이드와 스티렌의 공중합체(CMS-20)Synthesis Example 3: Copolymer of 4-vinylbenzylchloride and styrene (CMS-20)

스티렌(styrene)의 정제를 위해서 10 중량%로 묽힌 수산화나트륨(NaOH) 수용액과 분별깔대기를 이용하여 중합금지제인 히드로퀴논(hydroquinone)을 수 차례 추출하여 제거하였다. 분별깔대기로 추출시 스티렌(styrene)과 10중량%로 묽힌 수산화나트륨(NaOH) 수용액의 중량비는 1:1로 하였다. 이렇게 얻은 스티렌(styrene)은 마그네슘설페이트(MgSO4)를 이용하여 수분을 제거한 후 40 ℃에서 감압 증류하여 투명한 액상의 정제된 스티렌(styrene) 모노머를 얻었다. For purification of styrene, hydroquinone, a polymerization inhibitor, was extracted and removed several times using an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) diluted with 10% by weight and a separatory funnel. When extracted with a separatory funnel, the weight ratio of styrene and 10% by weight of sodium hydroxide (NaOH) aqueous solution was 1: 1. The styrene obtained in this way was removed with water using magnesium sulfate (MgSO 4) and distilled under reduced pressure at 40 ℃ to obtain a clear liquid purified styrene monomer.

4-비닐벤질클로라이드(4-vinylbenzyl chloride)의 정제를 위해서 중합금지제거용 컬럼(disposable prepacked columns as inhibitor remover)을 이용하여 중합금지제인 4-터트부틸카테콜(4-tert-butylcatechol)과 니트로파라핀(nitroparaffin)을 제거하였다. 개시제로 사용한 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴(2,2'-azobisisobutyronitrile)은 에탄올(EtOH)로 두 차례 재결정하여 사용하였다.In order to purify 4-vinylbenzyl chloride, 4-tert-butylcatechol and nitroparaffin, which are polymerization inhibitors, were prepared using a disposable prepacked columns as inhibitor remover. (nitroparaffin) was removed. 2,2'-azobisisobutyronitrile used as an initiator was used by recrystallization twice with ethanol (EtOH).

상기 정제된 스티렌(styrene)과 4-클로로메틸스티렌(4-chloromethyl styrene)의 공중합체(CMS-20)를 합성하기 위해서 교반기, 질소주입장치, 콘덴서를 부착한 500 ㎖의 반응기에 질소가스를 서서히 통과시키면서 스티렌(styrene) (41.66 g, 0.4 mol)과 4-비닐벤질클로라이드(4-vinylbenzyl chloride)(15.26 g, 0.1 mol)를 톨루엔(toluene)(227.92 g)에 투입하였다. 용액의 온도를 65 ℃로 유지하면서 고체상의 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴(2,2'-azobisisobutyronitrile)(0.06 g,0.35 mmol)을 첨가하였다. 반응혼합물을 65 ℃에서 10 시간동안 교반하여, 반응물 농도 20 %의 공중합체(CMS-20)를 합성하였다. In order to synthesize the copolymer of purified styrene and 4-chloromethyl styrene (CMS-20), nitrogen gas was slowly added to a 500 ml reactor equipped with a stirrer, a nitrogen injection device, and a condenser. While passing through, styrene (41.66 g, 0.4 mol) and 4-vinylbenzyl chloride (15.26 g, 0.1 mol) were added to toluene (227.92 g). Solid 2,2'-azobisisobutyronitrile (0.06 g, 0.35 mmol) was added while maintaining the temperature of the solution at 65 ° C. The reaction mixture was stirred at 65 ° C. for 10 hours to synthesize a copolymer (CMS-20) having a reactant concentration of 20%.

상기 합성된 공중합체(CMS-20)를 메탄올(MeOH)에 조금씩 침전하여 침전된 생성물을 메탄올(MeOH)로 수 차례 세척한 후, 50 ℃의 진공오븐에서 24시간동안 건조하였다. 상기 방법에 의해 합성된 공중합체(CMS-20)에서 4-비닐벤질클로라이드(4-chloromethyl styrene)와 스티렌(styrene) 각각의 반복단위를 알아보기 위해 NMR로 적분비를 계산하였고 그 값을 다음 도 1에 나타내었다. The synthesized copolymer (CMS-20) was precipitated little by little in methanol (MeOH), and the precipitated product was washed several times with methanol (MeOH) and dried in a vacuum oven at 50 ° C. for 24 hours. Integral ratios were calculated by NMR to determine the repeat units of 4-vinylbenzyl chloride (4-chloromethyl styrene) and styrene in the copolymer (CMS-20) synthesized by the above method. 1 is shown.

합성예 4: 4-비닐벤질클로라이드와 스티렌의 공중합체(CMS-100)Synthesis Example 4 Copolymer of 4-vinylbenzylchloride and styrene (CMS-100)

4-비닐벤질클로라이드(4-vinylbenzyl chloride)의 정제를 위해서 중합금지제거용 컬럼(disposable prepacked columns as inhibitor remover)을 이용하여 중합금지제인 4-터트부틸카테콜(4-tert-butylcatechol)과 니트로파라핀(nitroparaffin)을 제거하였다. 개시제로 사용한 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴(2,2'- azobisisobutyronitrile)은 에탄올(EtOH)로 두 차례 재결정하여 사용하였다.In order to purify 4-vinylbenzyl chloride, 4-tert-butylcatechol and nitroparaffin, which are polymerization inhibitors, were prepared using a disposable prepacked columns as inhibitor remover. (nitroparaffin) was removed. 2,2'-azobisisobutyronitrile (2,2'- azobisisobutyronitrile) used as an initiator was used by recrystallization twice with ethanol (EtOH).

정제된 4-클로로메틸스티렌(4-chloromethyl styrene)을 중합하기 위해서 교반기, 질소주입장치, 콘덴서를 부착한 500 ㎖의 반응기에 질소가스를 서서히 통과시키면서 4-비닐벤질클로라이드(4-vinylbenzyl chloride)(55 g, 0.36 mol)를 톨루엔(toluene)(220.24 g)에 투입하였다. 용액의 온도를 65 ℃로 유지하면서 고체상의 2,2'-아조비스이소부틸로니트릴(2,2'-azobisisobutyronitrile)(0.06 g, 0.35 mmol)을 첨가하였다. 반응혼합물을 65 ℃에서 10 시간동안 교반하여, 반응물 농도 20 %의 중합체(CMS-100)를 합성하였다. 상기 합성된 중합체(CMS-100)를 메탄올(MeOH)에 조금씩 침전하여 침전된 생성물을 메탄올(MeOH)로 수 차례 세척한 후, 50℃의 진공오븐에서 24시간동안 건조하였다. In order to polymerize purified 4-chloromethyl styrene, 4-vinylbenzyl chloride was slowly passed through a 500 ml reactor equipped with a stirrer, a nitrogen injection device, and a condenser. 55 g, 0.36 mol) was added to toluene (220.24 g). Solid 2,2'-azobisisobutyronitrile (0.06 g, 0.35 mmol) was added while maintaining the temperature of the solution at 65 ° C. The reaction mixture was stirred at 65 ° C. for 10 hours to synthesize a polymer having a reactant concentration of 20% (CMS-100). The synthesized polymer (CMS-100) was precipitated little by little in methanol (MeOH), and the precipitated product was washed several times with methanol (MeOH) and dried in a vacuum oven at 50 ° C. for 24 hours.

합성예 5: 공중합체(CMS-5)의 아민화(ACMS-5)Synthesis Example 5 Amination of Copolymer (CMS-5) (ACMS-5)

아민화(amination)된 공중합체(ACMS-5)의 합성을 위해서 교반기, 질소주입장치, 콘덴서를 부착한 100 ㎖의 반응기에 질소가스를 서서히 통과시키면서 상기 합성예 1에서 합성한 공중합체(CMS-5)(3 g, 1.86 mmol)를 톨루엔(toluene)(30.98 g)에 투입하였다. 용액의 온도를 70 ℃로 올리면서 피리딘(pyridine)(0.44 g, 5.59 mmol)을 첨가한 후, 반응혼합물을 70 ℃에서 10 시간동안 교반하여 고형분 농도 10 중량%의 아민화 공중합체(ACMS-5)를 합성하였다. In order to synthesize the aminated copolymer (ACMS-5), the copolymer synthesized in Synthesis Example 1 (CMS-) while slowly passing nitrogen gas through a 100 ml reactor equipped with a stirrer, a nitrogen injection device, and a condenser. 5) (3 g, 1.86 mmol) was added to toluene (30.98 g). Pyridine (0.44 g, 5.59 mmol) was added while raising the temperature of the solution to 70 ° C., and then the reaction mixture was stirred at 70 ° C. for 10 hours to give 10% by weight of an aminated copolymer (ACMS-5). ) Was synthesized.

상기 합성된 아민화 공중합체(ACMS-5)를 메탄올(MeOH)에 조금씩 침전하고, 침전된 생성물을 메탄올(MeOH)로 수 차례 세척한 후, 50 ℃의 진공오븐에서 24 시 간동안 건조하였다. 상기 얻어진 아민화 공중합체(ACMS-5)는 다음 화학식 3으로 표시된다.The synthesized amination copolymer (ACMS-5) was precipitated in methanol (MeOH) little by little, the precipitated product was washed several times with methanol (MeOH), and then dried in a vacuum oven at 50 ℃ for 24 hours. The obtained amination copolymer (ACMS-5) is represented by the following formula (3).

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112005048526699-PAT00003
Figure 112005048526699-PAT00003

상기 화학식 3에서, n은 2 ∼ 40 사이의 정수이다.In Formula 3, n is an integer between 2 and 40.

합성예 6: 공중합체(CMS-10)의 아민화(ACMS-10)Synthesis Example 6 Amination of Copolymer (CMS-10) (ACMS-10)

아민화(amination)된 공중합체(ACMS-10)의 합성을 위해서 교반기, 질소주입장치, 콘덴서를 부착한 100 ㎖의 반응기에 질소가스를 서서히 통과시키면서 상기 합성예 2에서 합성한 공중합체(CMS-10)(3 g, 3.62 mmol)를 톨루엔(toluene) (34.72 g)에 투입하였다. 용액의 온도를 70 ℃로 올리면서 피리딘(pyridine)(0.86 g, 10.84 mmol)을 첨가한 후, 반응혼합물을 70 ℃에서 10 시간동안 교반하여 고형분 농도 10중량%의 아민화 공중합체(ACMS-10)를 합성하였다. In order to synthesize the aminated copolymer (ACMS-10), the copolymer synthesized in Synthesis Example 2 (CMS-) while slowly passing nitrogen gas through a 100 ml reactor equipped with a stirrer, a nitrogen injection device, and a condenser. 10) (3 g, 3.62 mmol) was added to toluene (34.72 g). Pyridine (0.86 g, 10.84 mmol) was added while raising the temperature of the solution to 70 ° C., and then the reaction mixture was stirred at 70 ° C. for 10 hours to give 10% by weight of an aminated copolymer (ACMS-10). ) Was synthesized.

상기 합성된 아민화 공중합체(ACMS-10)를 메탄올(MeOH)에 조금씩 침전하고, 침전된 생성물을 메탄올(MeOH)로 수 차례 세척한 후, 50 ℃의 진공오븐에서 24 시간동안 건조하였다. 상기 얻어진 아민화 공중합체(ACMS-10)는 다음 화학식 4로 표시된다.The synthesized amination copolymer (ACMS-10) was precipitated in methanol (MeOH) little by little, the precipitated product was washed several times with methanol (MeOH), and then dried in a vacuum oven at 50 ℃ for 24 hours. The obtained amination copolymer (ACMS-10) is represented by the following formula (4).

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112005048526699-PAT00004
Figure 112005048526699-PAT00004

상기 화학식 4에서, n은 4 ∼ 80 사이의 정수이다.In Formula 4, n is an integer between 4 and 80.

합성예 7: 공중합체(CMS-20)의 아민화(ACMS-20)Synthesis Example 7: Amination of Copolymer (CMS-20) (ACMS-20)

아민화(amination)된 공중합체(ACMS-20)의 합성을 위해서 교반기, 질소주입장치, 콘덴서를 부착한 100 ㎖의 반응기에 질소가스를 서서히 통과시키면서 상기 합성예 3에서 합성한 공중합체(CMS-20)(3 g, 6.45 mmol)를 톨루엔(toluene) (40.78 g)에 투입하였다. 용액의 온도를 70 ℃로 올리면서 피리딘(pyridine)(1.53 g, 19.35 mmol)을 첨가한 후, 반응혼합물을 70 ℃에서 10 시간동안 교반하여 고형분 농도 10 중량%의 아민화 공중합체(ACMS-20)를 합성하였다. In order to synthesize the aminated copolymer (ACMS-20), the copolymer synthesized in Synthesis Example 3 while gradually passing nitrogen gas through a 100 ml reactor equipped with a stirrer, a nitrogen injection device, and a condenser was used. 20) (3 g, 6.45 mmol) was added to toluene (40.78 g). After adding pyridine (1.53 g, 19.35 mmol) while raising the temperature of the solution to 70 ° C., the reaction mixture was stirred at 70 ° C. for 10 hours to give 10% by weight of an aminated copolymer (ACMS-20). ) Was synthesized.

상기 합성된 아민화 공중합체(ACMS-20)를 메탄올(MeOH)에 조금씩 침전하고, 침전된 생성물을 메탄올(MeOH)로 수 차례 세척한 후, 50 ℃의 진공오븐에서 24 시간동안 건조하였다. 얻어진 아민화 공중합체(ACMS-20)의 구조식은 도 2에 나타내었다. 상기 얻어진 아민화 공중합체(ACMS-20)는 다음 화학식 5로 표시된다.The synthesized amination copolymer (ACMS-20) was precipitated in methanol (MeOH) little by little, the precipitated product was washed several times with methanol (MeOH), and then dried in a vacuum oven at 50 ℃ for 24 hours. The structural formula of the obtained amination copolymer (ACMS-20) is shown in FIG. The obtained amination copolymer (ACMS-20) is represented by the following formula (5).

[화학식 5][Formula 5]

Figure 112005048526699-PAT00005
Figure 112005048526699-PAT00005

상기 화학식 5에서, n은 6 ∼ 120 사이의 정수이다.In Chemical Formula 5, n is an integer between 6 and 120.

합성예 8: 4-비닐벤질클로라이드 중합체(CMS-100)의 아민화(ACMS-100)Synthesis Example 8: Amination of 4-Vinylbenzylchloride Polymer (CMS-100) (ACMS-100)

아민화(amination)된 4-비닐벤질클로라이드(ACMS-100) 중합체의 합성을 위해서 교반기, 질소주입장치, 콘덴서를 부착한 100㎖의 반응기에 질소가스를 서서히 통과시키면서 상기 합성예 4에서 합성한 4-비닐벤질클로라이드(4-vinylbenzyl chloride)(CMS-100)(2.3 g, 15.07 mmol) 중합체를 톨루엔(toluene)(52.89 g)에 투입하였다. 용액의 온도를 70 ℃로 올리면서 피리딘(pyridine)(3.58 g, 45.21 mmol)을 첨가한 후, 반응혼합물을 70 ℃에서 10 시간동안 교반하여 고형분 농도 10 중량%의 아민화 4-비닐벤질클로라이드(4-vinylbenzyl chloride)(ACMS-100)를 합성하였다. 상기 합성된 아민화 4-비닐벤질클로라이드(4-vinylbenzyl chloride)(ACMS-100)를 에틸에테르(Ethyl ether)에 조금씩 침전하고, 침전된 생성물을 에틸에테르(Ethyl ether)로 수 차례 세척한 후, 50 ℃의 진공오븐에서 24 시간동안 건조하였다. 상기 얻어진 아민화 공중합체(ACMS-100)는 다음 화학식 6 으로 표시된다.4 was synthesized in Synthesis Example 4 while slowly passing nitrogen gas through a 100 ml reactor equipped with a stirrer, a nitrogen injection device, and a condenser for the synthesis of the aminated 4-vinylbenzyl chloride (ACMS-100) polymer. 4-vinylbenzyl chloride (CMS-100) (2.3 g, 15.07 mmol) polymer was charged to toluene (52.89 g). Pyridine (3.58 g, 45.21 mmol) was added while raising the temperature of the solution to 70 ° C., and then the reaction mixture was stirred at 70 ° C. for 10 hours to give a solid content of 10% by weight of aminated 4-vinylbenzyl chloride ( 4-vinylbenzyl chloride) (ACMS-100) was synthesized. The synthesized aminated 4-vinylbenzyl chloride (ACMS-100) was gradually precipitated in ethyl ether, and the precipitated product was washed several times with ethyl ether. It was dried for 24 hours in a vacuum oven at 50 ℃. The obtained amination copolymer (ACMS-100) is represented by the following formula (6).

[화학식 6][Formula 6]

Figure 112005048526699-PAT00006
Figure 112005048526699-PAT00006

상기 화학식 6에서, n은 12 ∼ 260 사이의 정수이다.In Chemical Formula 6, n is an integer between 12 and 260.

합성예 9: 공중합체(CMS-5)의 아민화(ACMS-5-TEA) Synthesis Example 9 Amination of Copolymer (CMS-5) (ACMS-5-TEA)

아민화(amination)된 공중합체(ACMS-5-TEA)의 합성을 위해서 교반기, 질소주입장치, 콘덴서를 부착한 100 ㎖의 반응기에 질소가스를 서서히 통과시키면서 상기 합성예 1에서 합성한 공중합체(CMS-5)(3 g, 1.86 mmol)를 톨루엔(toluene)(32.13 g)에 투입하였다. 용액의 온도를 70 ℃로 올리면서 트리에틸아민(triethylamine)(0.57 g, 5.59 mmol)을 첨가한 후, 반응혼합물을 70 ℃에서 10시간동안 교반하여 고형분 농도 10 중량%의 아민화 공중합체(ACMS-5-TEA)를 합성였다.In order to synthesize the aminated copolymer (ACMS-5-TEA), the copolymer synthesized in Synthesis Example 1 while slowly passing nitrogen gas through a 100 ml reactor equipped with a stirrer, a nitrogen injection device, and a condenser ( CMS-5) (3 g, 1.86 mmol) was added to toluene (32.13 g). Triethylamine (0.57 g, 5.59 mmol) was added while raising the temperature of the solution to 70 ° C., and then the reaction mixture was stirred at 70 ° C. for 10 hours to give 10% by weight of an aminated copolymer (ACMS). -5-TEA) was synthesized.

상기 합성된 공중합체(ACMS-5-TEA)를 메탄올(MeOH)에 조금씩 침전하고, 침전된 생성물을 메탄올(MeOH)로 수 차례 세척한 후, 50 ℃의 진공오븐에서 24 시간동안 건조하였다. The synthesized copolymer (ACMS-5-TEA) was precipitated in methanol (MeOH) little by little, the precipitated product was washed several times with methanol (MeOH) and dried in a vacuum oven at 50 ℃ for 24 hours.

합성예 10: 공중합체(CMS-10)의 아민화(ACMS-10-TEA) Synthesis Example 10 Amination of Copolymer (CMS-10) (ACMS-10-TEA)

아민화(amination)된 공중합체(ACMS-10-TEA)의 합성 위해서 교반기, 질소주입장치, 콘덴서를 부착한 100 ㎖의 반응기에 질소가스를 서서히 통과시키면서 상기 합성예 2에서 합성한 공중합체(CMS-10)(3 g, 3.62 mmol)를 톨루엔(toluene)(36.9 g)에 투입하였다. 용액의 온도를 70 ℃로 올리면서 트리에틸아민(triethylamine)(1.1 g, 10.86 mmol)을 첨가한 후, 반응혼합물을 70 ℃에서 10시간동안 교반하여 고형분 농도 10 중량%의 아민화 공중합체(ACMS-10-TEA)를 합성하였다. In order to synthesize the aminated copolymer (ACMS-10-TEA), the copolymer synthesized in Synthesis Example 2 (CMS) was gradually passed while passing nitrogen gas through a 100 ml reactor equipped with a stirrer, a nitrogen injection device, and a condenser. -10) (3 g, 3.62 mmol) was added to toluene (36.9 g). Triethylamine (1.1 g, 10.86 mmol) was added while raising the temperature of the solution to 70 ° C., and then the reaction mixture was stirred at 70 ° C. for 10 hours to give 10% by weight of an aminated copolymer (ACMS). -10-TEA) was synthesized.

상기 합성된 공중합체(ACMS-10-TEA)를 메탄올(MeOH)에 조금씩 침전하고, 침전된 생성물을 메탄올(MeOH)로 수 차례 세척한 후, 50 ℃의 진공오븐에서 24 시간동안 건조하였다. The synthesized copolymer (ACMS-10-TEA) was precipitated in methanol (MeOH) little by little, the precipitated product was washed several times with methanol (MeOH) and dried in a vacuum oven at 50 ℃ for 24 hours.

합성예 11: 공중합체(CMS-20)의 아민화(ACMS-20-TEA)Synthesis Example 11: Amination of Copolymer (CMS-20) (ACMS-20-TEA)

아민화(amination)된 공중합체(ACMS-20-TEA)의 합성을 위해서 교반기, 질소주입장치, 콘덴서를 부착한 100 ㎖의 반응기에 질소가스를 서서히 통과시키면서 상기 합성예 3에서 합성한 공중합체(CMS 20)(3 g, 6.45 mmol)를 톨루엔(toluene)(44.64 g)에 투입하였다. 용액의 온도를 70 ℃로 올리면서 트리에틸아민(triethylamine)(1.96 g, 19.35 mmol)을 첨가한 후, 반응혼합물을 70 ℃에서 10 시간동안 교반하여 고형분 농도 10 중량%의 아민화 공중합체(ACMS-20-TEA)를 합성하였다. In order to synthesize the aminated copolymer (ACMS-20-TEA), the copolymer synthesized in Synthesis Example 3 while slowly passing nitrogen gas through a 100 ml reactor equipped with a stirrer, a nitrogen injection device, and a condenser ( CMS 20) (3 g, 6.45 mmol) was added to toluene (44.64 g). Triethylamine (1.96 g, 19.35 mmol) was added while raising the temperature of the solution to 70 ° C., and then the reaction mixture was stirred at 70 ° C. for 10 hours to give 10% by weight of an aminated copolymer (ACMS). -20-TEA) was synthesized.

상기 합성된 공중합체(ACMS-20-TEA)를 메탄올(MeOH)에 조금씩 침전하고, 침전된 생성물을 메탄올(MeOH)로 수 차례 세척한 후, 50 ℃의 진공오븐에서 24 시간동안 건조하였다. The synthesized copolymer (ACMS-20-TEA) was precipitated in methanol (MeOH) little by little, the precipitated product was washed several times with methanol (MeOH) and dried in a vacuum oven at 50 ℃ for 24 hours.

합성예 12: 4-비닐벤질클로라이드 중합체(CMS-100)의 아민화(ACMS-100-TEA)Synthesis Example 12: Amination of 4-Vinylbenzylchloride Polymer (CMS-100) (ACMS-100-TEA)

아민화(amination)된 4-비닐벤질클로라이드(ACMS-100-TEA) 중합체의 합성을 위해서 교반기, 질소주입장치, 콘덴서를 부착한 100 ㎖의 반응기에 질소가스를 서서히 통과시키면서 상기 합성예 4에서 합성한 4-비닐벤질클로라이드(CMS-100)(2.3 g, 15.07 mmol) 중합체를 톨루엔(toluene)(61.83 g)에 투입하였다. 용액의 온도를 70 ℃로 올리면서 트리에틸아민(triethylamine)(4.57 g, 45.21 mmol)을 첨가한 후, 반응혼합물을 70 ℃에서 10 시간동안 교반하여 고형분 농도 10 중량%의 아민화 4-비닐벤질클로라이드(CMS-100)(ACMS-100-TEA)를 합성하였다. Synthesis of Synthesis Example 4 while slowly passing nitrogen gas through a 100 ml reactor equipped with a stirrer, a nitrogen injection device, and a condenser to synthesize an aminated 4-vinylbenzyl chloride (ACMS-100-TEA) polymer. One 4-vinylbenzylchloride (CMS-100) (2.3 g, 15.07 mmol) polymer was charged to toluene (61.83 g). Triethylamine (4.57 g, 45.21 mmol) was added while raising the temperature of the solution to 70 ° C., and then the reaction mixture was stirred at 70 ° C. for 10 hours to give a solid content of 10% by weight of aminated 4-vinylbenzyl. Chloride (CMS-100) (ACMS-100-TEA) was synthesized.

상기 합성된 아민화 4-비닐벤질클로라이드(4-vinylbenzyl chloride)(ACMS-100-TEA)를 에틸에테르(Ethyl ether)에 조금씩 침전하고, 침전된 생성물을 에틸에테르(Ethyl ether)로 수 차례 세척한 후, 50 ℃의 진공오븐에서 24시간동안 건조하였다. The synthesized aminated 4-vinylbenzyl chloride (ACMS-100-TEA) was gradually precipitated in ethyl ether, and the precipitated product was washed several times with ethyl ether. Then, it was dried for 24 hours in a vacuum oven at 50 ℃.

제조예 : 아민화 4-비닐벤질클로라이드와 스티렌 공중합체를 이용하여 유기화 층상 실리케이트의 제조Preparation Example: Preparation of organic layered silicate using aminated 4-vinylbenzyl chloride and styrene copolymer

제조예 1: 유기화 층상 실리케이트(MMT-5P)의 제조Preparation Example 1 Preparation of Organic Layered Silicate (MMT-5P)

교반기, 온도조절장치, 적하깔대기 및 냉각기를 부착한 100 ㎖의 반응기에 상기 합성예 5에서 합성한 0.74 g의 공중합체(ACMS-5) 및 6.63 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 첨가한 후 반응기의 온도를 70 ℃까지 승온하였다. 여기에 3.52 g의 물에 0.19 g의 소디움 몬트모릴로나이트를 넣고 70 ℃에서 24 시간 분산시킨 용액을 적하깔대기를 이용하여 서서히 첨가한 후, 24 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고 12 시간동안 격렬히 교반하였다. 침전된 생성물은 원심분리기를 이용하여 70 ℃의 디메틸포름아마이드(DMF)로 두 차례 세척하였고 다시 증류수로 수차례 세척한 후, 48시간동안 동결 건조하였다. 이를 325 메쉬(mesh)인 체를 이용하여 작은 입자로 걸러내어 유기화 층상 실리케이트(MMT-5P)를 제조하였다. After adding 0.74 g of copolymer (synthesis 5) and 6.63 g of dimethylformamide (DMF) synthesized in Synthesis Example 5 to a 100 ml reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, a dropping funnel and a cooler, the reactor was added. The temperature of was heated up to 70 degreeC. Add 0.19 g of sodium montmorillonite to 3.52 g of water, and slowly add a solution dispersed at 70 ° C. for 24 hours using a dropping funnel. Then, add 24 g of dimethylformamide (DMF) for 12 hours. Stir vigorously. The precipitated product was washed twice with dimethylformamide (DMF) at 70 ° C. using a centrifuge, washed several times with distilled water, and then lyophilized for 48 hours. The organic layered silicate (MMT-5P) was prepared by filtering the particles into small particles using a 325 mesh sieve.

제조예 2: 유기화 층상 실리케이트(MMT-10P)의 제조Preparation Example 2 Preparation of Organic Layered Silicate (MMT-10P)

교반기, 온도조절장치, 적하깔대기 및 냉각기를 부착한 100 ㎖의 반응기에 상기 합성예 6에서 합성한 0.79 g의 공중합체(ACMS-10) 및 7.13 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 첨가한 후 반응기의 온도를 70 ℃까지 승온하였다. 여기에 7.03 g의 물에 0.37 g의 소디움 몬트모릴로나이트를 넣고 70 ℃에서 24 시간 분산시킨 용액을 적하깔대기를 이용하여 서서히 첨가한 후, 25 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고 12시간동안 격렬히 교반하였다. 침전된 생성물은 원심분리기를 이용하여 70℃의 디메틸포름아마이드(DMF)로 두 차례 세척하였고 다시 증류수로 수차례 세척한 후, 48시간동안 동결 건조하였다. 이를 325 메쉬인 체를 이용하여 작은 입자로 걸러내어 유기화 층상 실리케이트(MMT-10P)를 제조하였다.Into a 100 ml reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, a dropping funnel, and a cooler, the reactor was added with 0.79 g of copolymer (ACMS-10) and 7.13 g of dimethylformamide (DMF) synthesized in Synthesis Example 6. The temperature of was heated up to 70 degreeC. Add 0.37 g of sodium montmorillonite to 7.03 g of water, and slowly add a solution dispersed at 70 ° C. for 24 hours using a dropping funnel, and then add 25 g of dimethylformamide (DMF) for 12 hours. Stir vigorously. The precipitated product was washed twice with dimethylformamide (DMF) at 70 ° C. using a centrifuge, washed several times with distilled water, and then lyophilized for 48 hours. The organic layered silicate (MMT-10P) was prepared by filtering the particles into small particles using a 325 mesh sieve.

제조예 3: 유기화 층상 실리케이트(MMT-20P)의 제조Preparation Example 3 Preparation of Organic Layered Silicate (MMT-20P)

교반기, 온도조절장치, 적하깔대기 및 냉각기를 부착한 250 ㎖의 반응기에 상기 합성예 7에서 합성한 0.95 g의 공중합체(ACMS-20) 및 8.54 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 첨가한 후 반응기의 온도를 70 ℃까지 승온하였다. 여기에 14.06 g의 물에 0.74 g의 소디움 몬트모릴로나이트를 넣고 70 ℃에서 24 시간 분산시킨 용액을 적하깔대기를 이용하여 서서히 첨가한 후, 92.5 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고 12시간동안 격렬히 교반하였다. 침전된 생성물은 원심분리기를 이용하여 70 ℃의 디메틸포름아마이드(DMF)로 두 차례 세척하였고 다시 증류수로 수차례 세척한 후, 48시간동안 동결 건조하였다. 이를 325 메쉬인 체를 이용하여 작은 입자로 걸러내어 유기화 층상 실리케이트(MMT-20P)를 제조하였다.After adding 0.95 g of copolymer (ACMS-20) and 8.54 g of dimethylformamide (DMF) synthesized in Synthesis Example 7 to a 250 ml reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, a dropping funnel and a cooler, the reactor was added. The temperature of was heated up to 70 degreeC. To this, add 0.74 g of sodium montmorillonite in 14.06 g of water and slowly add a solution dispersed at 70 ° C. for 24 hours using a dropping funnel, and then add 92.5 g of dimethylformamide (DMF) for 12 hours. Stir vigorously. The precipitated product was washed twice with dimethylformamide (DMF) at 70 ° C. using a centrifuge, washed several times with distilled water, and then lyophilized for 48 hours. The organic layered silicate (MMT-20P) was prepared by filtering the particles into small particles using a 325 mesh sieve.

제조예 4: 유기화 층상 실리케이트(MMT-100P)의 제조Preparation Example 4 Preparation of Organic Layered Silicate (MMT-100P)

교반기, 온도조절장치, 적하깔대기 및 냉각기를 부착한 500 ㎖의 반응기에 상기 합성예 8에서 합성한 0.81 g의 공중합체(ACMS-100) 및 7.27 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 첨가한 후 반응기의 온도를 70 ℃까지 승온하였다. 여기에 28.12 g의 물에 1.48 g의 소디움 몬트모릴로나이트를 넣고 70 ℃에서 24시간 분산시킨 용액을 적하깔대기를 이용하여 서서히 첨가한 후, 160 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고 12 시간동안 격렬히 교반하였다. 침전된 생성물은 원심분리기 를 이용하여 70 ℃의 디메틸포름아마이드(DMF)로 두 차례 세척하였고 다시 증류수로 수차례 세척한 후, 48 시간동안 동결 건조하였다. 이를 325 메쉬인 체를 이용하여 작은 입자로 걸러내어 유기화 층상 실리케이트(MMT-100P)를 제조하였다.After adding 0.81 g of copolymer (ACMS-100) and 7.27 g of dimethylformamide (DMF) synthesized in Synthesis Example 8 to a 500 ml reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, a dropping funnel and a cooler, the reactor was added. The temperature of was heated up to 70 degreeC. 1.48 g of sodium montmorillonite was added to 28.12 g of water, and the solution dispersed at 70 ° C. for 24 hours was slowly added using a dropping funnel, followed by 160 g of dimethylformamide (DMF) for 12 hours. Stir vigorously. The precipitated product was washed twice with dimethylformamide (DMF) at 70 ° C. using a centrifuge, washed several times with distilled water, and lyophilized for 48 hours. The organic layered silicate (MMT-100P) was prepared by filtering the particles into small particles using a 325 mesh sieve.

제조예 5: 유기화 층상 실리케이트(MMT-5TEA)의 제조Preparation Example 5 Preparation of Organic Layered Silicate (MMT-5TEA)

교반기, 온도조절장치, 적하깔대기 및 냉각기를 부착한 100 ㎖의 반응기에 상기 합성예 9에서 합성한 0.74 g의 공중합체(ACMS-5-TEA) 및 6.63 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 첨가한 후 반응기의 온도를 70 ℃까지 승온하였다. 여기에 3.52 g의 물에 0.19 g의 소디움 몬트모릴로나이트를 넣고 70 ℃에서 24 시간 분산시킨 용액을 적하깔대기를 이용하여 서서히 첨가한 후, 24 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고 12 시간동안 격렬히 교반하였다. 침전된 생성물은 원심분리기를 이용하여 70 ℃의 디메틸포름아마이드(DMF)로 두 차례 세척하였고 다시 증류수로 수차례 세척한 후, 48 시간동안 동결 건조하였다. 이를 325 메쉬인 체를 이용하여 작은 입자로 걸러내어 유기화 층상 실리케이트(MMT-5TEA)를 제조하였다. Into a 100 ml reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, a dropping funnel and a cooler, 0.74 g of copolymer (ACMS-5-TEA) synthesized in Synthesis Example 9 and 6.63 g of dimethylformamide (DMF) were added. After that, the temperature of the reactor was raised to 70 ° C. Add 0.19 g of sodium montmorillonite to 3.52 g of water, and slowly add a solution dispersed at 70 ° C. for 24 hours using a dropping funnel. Then, add 24 g of dimethylformamide (DMF) for 12 hours. Stir vigorously. The precipitated product was washed twice with dimethylformamide (DMF) at 70 ° C. using a centrifuge, washed several times with distilled water, and then lyophilized for 48 hours. The organic layered silicate (MMT-5TEA) was prepared by filtering the particles into small particles using a 325 mesh sieve.

제조예 6: 유기화 층상 실리케이트(MMT-10TEA)의 제조Preparation Example 6 Preparation of Organic Layered Silicate (MMT-10TEA)

교반기, 온도조절장치, 적하깔대기 및 냉각기를 부착한 100 ㎖의 반응기에 상기 합성예 10에서 합성한 0.79 g의 공중합체(ACMS-10-TEA) 및 7.13 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 첨가한 후 반응기의 온도를 70 ℃까지 승온하였다. 여기에 7.03 g의 물에 0.37 g의 소디움 몬트모릴로나이트를 넣고 70 ℃에서 24 시간 분산 시킨 용액을 적하깔대기를 이용하여 서서히 첨가한 후, 25 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고 12시간동안 격렬히 교반하였다. 침전된 생성물은 원심분리기를 이용하여 70 ℃의 디메틸포름아마이드(DMF)로 두 차례 세척하였고 다시 증류수로 수차례 세척한 후, 48시간동안 동결 건조하였다. 이를 325 메쉬인 체를 이용하여 작은 입자로 걸러내어 유기화 층상 실리케이트(MMT-10TEA)를 제조하였다.To a 100 ml reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, a dropping funnel and a cooler, 0.79 g of copolymer (ACMS-10-TEA) synthesized in Synthesis Example 10 and 7.13 g of dimethylformamide (DMF) were added. After that, the temperature of the reactor was raised to 70 ° C. Add 0.37 g of sodium montmorillonite to 7.03 g of water and slowly add the solution dispersed at 70 ° C. for 24 hours using a dropping funnel. Then, add 25 g of dimethylformamide (DMF) for 12 hours. Stir vigorously. The precipitated product was washed twice with dimethylformamide (DMF) at 70 ° C. using a centrifuge, washed several times with distilled water, and then lyophilized for 48 hours. The organic layered silicate (MMT-10TEA) was prepared by filtering the particles into small particles using a 325 mesh sieve.

제조예 7: 유기화 층상 실리케이트(MMT-20TEA)의 제조Preparation Example 7 Preparation of Organic Layered Silicate (MMT-20TEA)

교반기, 온도조절장치, 적하깔대기 및 냉각기를 부착한 250 ㎖의 반응기에 상기 합성예 11에서 합성한 0.95 g의 공중합체(ACMS-20-TEA) 및 8.54 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 첨가한 후 반응기의 온도를 70 ℃까지 승온하였다. 여기에 14.06 g의 물에 0.74 g의 소디움 몬트모릴로나이트를 넣고 70 ℃에서 24 시간 분산시킨 용액을 적하깔대기를 이용하여 서서히 첨가한 후, 92.5 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고 12 시간동안 격렬히 교반하였다. 침전된 생성물은 원심분리기를 이용하여 70 ℃의 디메틸포름아마이드(DMF)로 두 차례 세척하였고 다시 증류수로 수차례 세척한 후, 48 시간동안 동결 건조하였다. 이를 325 메쉬인 체를 이용하여 작은 입자로 걸러내어 유기화 층상 실리케이트(MMT-20TEA)를 제조하였다.To a 250 ml reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, a dropping funnel and a cooler, 0.95 g of copolymer (ACMS-20-TEA) synthesized in Synthesis Example 11 and 8.54 g of dimethylformamide (DMF) were added. After that, the temperature of the reactor was raised to 70 ° C. To this, add 0.74 g of sodium montmorillonite in 14.06 g of water and slowly add the solution dispersed at 70 ° C. for 24 hours using a dropping funnel, and then add 92.5 g of dimethylformamide (DMF) for 12 hours. Stir vigorously. The precipitated product was washed twice with dimethylformamide (DMF) at 70 ° C. using a centrifuge, washed several times with distilled water, and then lyophilized for 48 hours. The organic layered silicate (MMT-20TEA) was prepared by filtering the particles into small particles using a 325 mesh sieve.

제조예 8: 유기화 층상 실리케이트(MMT-100TEA)의 제조Preparation Example 8 Preparation of Organic Layered Silicate (MMT-100TEA)

교반기, 온도조절장치, 적하깔대기 및 냉각기를 부착한 500 ㎖의 반응기에 상기 합성예 12에서 합성한 0.81 g의 공중합체(ACMS-100-TEA) 및 7.27 g의 디메틸 포름아마이드(DMF)를 첨가한 후 반응기의 온도를 70 ℃까지 승온하였다. 여기에 28.12 g의 물에 1.48 g의 소디움 몬트모릴로나이트를 넣고 70 ℃에서 24 시간 분산시킨 용액을 적하깔대기를 이용하여 서서히 첨가한 후, 160 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고 12시간동안 격렬히 교반하였다. 침전된 생성물은 원심분리기를 이용하여 70 ℃의 디메틸포름아마이드(DMF)로 두 차례 세척하였고 다시 증류수로 수차례 세척한 후, 48 시간동안 동결 건조하였다. 이를 325 메쉬인 체를 이용하여 작은 입자로 걸러내어 유기화 층상 실리케이트(MMT-100TEA)를 제조하였다.To a 500 ml reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, a dropping funnel and a cooler, 0.81 g of copolymer (ACMS-100-TEA) synthesized in Synthesis Example 12 and 7.27 g of dimethyl formamide (DMF) were added. After that, the temperature of the reactor was raised to 70 ° C. 1.48 g of sodium montmorillonite was added to 28.12 g of water, and the solution dispersed at 70 ° C. for 24 hours was slowly added using a dropping funnel, followed by 160 g of dimethylformamide (DMF) for 12 hours. Stir vigorously. The precipitated product was washed twice with dimethylformamide (DMF) at 70 ° C. using a centrifuge, washed several times with distilled water, and then lyophilized for 48 hours. The organic layered silicate (MMT-100TEA) was prepared by filtering the particles into small particles using a 325 mesh sieve.

제조예 9: 유기화 층상 실리케이트(SWN-5P)의 제조Preparation Example 9 Preparation of Organic Layered Silicate (SWN-5P)

교반기, 온도조절장치, 적하깔대기 및 냉각기를 부착한 100 ㎖의 반응기에 상기 합성예 5에서 합성한 0.51 g의 공중합체(ACMS-5) 및 4.6 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 첨가한 후 반응기의 온도를 70 ℃까지 승온하였다. 여기에 3.52 g의 물에 0.19 g의 합성스멕타이트(SWN)를 넣고 70 ℃에서 24 시간 분산시킨 용액을 적하깔대기를 이용하여 서서히 첨가한 후, 21 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고 12시간동안 격렬히 교반하였다. 침전된 생성물은 원심분리기를 이용하여 70 ℃의 디메틸포름아마이드(DMF)로 두 차례 세척하였고 다시 증류수로 수차례 세척한 후, 48 시간동안 동결 건조하였다. 이를 325 메쉬인 체를 이용하여 작은 입자로 걸러내어 유기화 층상 실리케이트(SWN-5P)를 제조하였다.The reactor after adding 0.51 g of copolymer (ACMS-5) and 4.6 g of dimethylformamide (DMF) synthesized in Synthesis Example 5 was added to a 100 ml reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, a dropping funnel and a cooler. The temperature of was heated up to 70 degreeC. 0.19 g of synthetic smectite (SWN) was added to 3.52 g of water, and the solution dispersed at 70 ° C. for 24 hours was slowly added using a dropping funnel, followed by 21 g of dimethylformamide (DMF). Stir vigorously. The precipitated product was washed twice with dimethylformamide (DMF) at 70 ° C. using a centrifuge, washed several times with distilled water, and then lyophilized for 48 hours. The organic layered silicate (SWN-5P) was prepared by filtering the particles into small particles using a 325 mesh sieve.

제조예 10: 유기화 층상 실리케이트(SWN-10P)의 제조Preparation Example 10 Preparation of Organic Layered Silicate (SWN-10P)

교반기, 온도조절장치, 적하깔대기 및 냉각기를 부착한 100 ㎖의 반응기에 상기 합성예 6에서 합성한 0.55 g의 공중합체(ACMS-10) 및 4.95 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 첨가한 후 반응기의 온도를 70 ℃까지 승온하였다. 여기에 7.03 g의 물에 0.37 g의 합성스멕타이트(SWN)를 넣고 70 ℃에서 24 시간 분산시킨 용액을 적하깔대기를 이용하여 서서히 첨가한 후, 25 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고 12 시간동안 격렬히 교반하였다. 침전된 생성물은 원심분리기를 이용하여 70 ℃의 디메틸포름아마이드(DMF)로 두 차례 세척하였고 다시 증류수로 수차례 세척한 후, 48 시간동안 동결 건조하였다. 이를 325 메쉬인 체를 이용하여 작은 입자로 걸러내어 유기화 층상 실리케이트(SWN-10P)를 제조하였다.Into a 100 ml reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, a dropping funnel and a cooler, 0.55 g of the copolymer (ACMS-10) synthesized in Synthesis Example 6 and 4.95 g of dimethylformamide (DMF) were added. The temperature of was heated up to 70 degreeC. Then, 0.37 g of synthetic smectite (SWN) was added to 7.03 g of water, and the solution dispersed at 70 ° C. for 24 hours was slowly added using a dropping funnel, followed by 25 g of dimethylformamide (DMF) for 12 hours. Stir vigorously. The precipitated product was washed twice with dimethylformamide (DMF) at 70 ° C. using a centrifuge, washed several times with distilled water, and then lyophilized for 48 hours. The organic layered silicate (SWN-10P) was prepared by filtering the particles into small particles using a 325 mesh sieve.

제조예 11: 유기화 층상 실리케이트(SWN-20P)의 제조Preparation Example 11 Preparation of Organic Layered Silicate (SWN-20P)

교반기, 온도조절장치, 적하깔대기 및 냉각기를 부착한 250 ㎖의 반응기에 상기 합성예 7에서 합성한 0.66 g의 공중합체(ACMS-20) 및 5.93 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 첨가한 후 반응기의 온도를 70 ℃까지 승온하였다. 여기에 14.06 g의 물에 0.74 g의 합성스멕타이트(SWN)를 넣고 70 ℃에서 24 시간 분산시킨 용액을 적하깔대기를 이용하여 서서히 첨가한 후, 92.5 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고 12 시간동안 격렬히 교반하였다. 침전된 생성물은 원심분리기를 이용하여 70 ℃의 디메틸포름아마이드(DMF)로 두 차례 세척하였고 다시 증류수로 수차례 세척한 후, 48 시간동안 동결 건조하였다. 이를 325 메쉬인 체를 이용 하여 작은 입자로 걸러내어 유기화 층상 실리케이트(SWN-20P)를 제조하였다.After adding 0.66 g of copolymer (ACMS-20) and 5.93 g of dimethylformamide (DMF) synthesized in Synthesis Example 7 to a 250 ml reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, a dropping funnel and a cooler, the reactor was added thereto. The temperature of was heated up to 70 degreeC. Here, 0.74 g of synthetic smectite (SWN) was added to 14.06 g of water, and the solution dispersed at 70 ° C. for 24 hours was slowly added using a dropping funnel, followed by 92.5 g of dimethylformamide (DMF) for 12 hours. Stir vigorously. The precipitated product was washed twice with dimethylformamide (DMF) at 70 ° C. using a centrifuge, washed several times with distilled water, and then lyophilized for 48 hours. The organic layered silicate (SWN-20P) was prepared by filtering the particles into small particles using a 325 mesh sieve.

제조예 12: 유기화 층상 실리케이트(SWN-100P)의 제조Preparation Example 12 Preparation of Organic Layered Silicate (SWN-100P)

교반기, 온도조절장치, 적하깔대기 및 냉각기를 부착한 500 ㎖의 반응기에 상기 합성예 8에서 합성한 0.56 g의 공중합체(ACMS-100) 및 5.05 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 첨가한 후 반응기의 온도를 70 ℃까지 승온하였다. 여기에 28.12 g의 물에 1.48 g의 합성스멕타이트(SWN)를 넣고 70 ℃에서 24 시간 분산시킨 용액을 적하깔대기를 이용하여 서서히 첨가한 후, 150 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고 12 시간동안 격렬히 교반하였다. 침전된 생성물은 원심분리기를 이용하여 70 ℃의 디메틸포름아마이드(DMF)로 두 차례 세척하였고 다시 증류수로 수차례 세척한 후, 48 시간동안 동결 건조하였다. 이를 325 메쉬인 체를 이용하여 작은 입자로 걸러내어 유기화 층상 실리케이트(SWN-100P)를 제조하였다.After adding 0.56 g of copolymer (ACMS-100) and 5.05 g of dimethylformamide (DMF) synthesized in Synthesis Example 8 to a 500 ml reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, a dropping funnel and a cooler, the reactor was added. The temperature of was heated up to 70 degreeC. 1.48 g of synthetic smectite (SWN) was added to 28.12 g of water, and the solution dispersed at 70 ° C. for 24 hours was slowly added using a dropping funnel. Then, 150 g of dimethylformamide (DMF) was added thereto for 12 hours. Stir vigorously. The precipitated product was washed twice with dimethylformamide (DMF) at 70 ° C. using a centrifuge, washed several times with distilled water, and then lyophilized for 48 hours. The organic layered silicate (SWN-100P) was prepared by filtering the particles into small particles using a 325 mesh sieve.

제조예 13: 유기화 층상 실리케이트(SWN-5TEA)의 제조Preparation Example 13 Preparation of Organic Layered Silicate (SWN-5TEA)

교반기, 온도조절장치, 적하깔대기 및 냉각기를 부착한 100 ㎖의 반응기에 상기 합성예 9에서 합성한 0.51 g의 공중합체(ACMS-5-TEA) 및 4.6 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 첨가한 후 반응기의 온도를 70 ℃까지 승온하였다. 여기에 3.52 g의 물에 0.19 g의 합성스멕타이트(SWN)를 넣고 70 ℃에서 24 시간 분산시킨 용액을 적하깔대기를 이용하여 서서히 첨가한 후, 21 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고 12 시간동안 격렬히 교반하였다. 침전된 생성물은 원심분리기를 이용 하여 70 ℃의 디메틸포름아마이드(DMF)로 두 차례 세척하였고 다시 증류수로 수차례 세척한 후, 48 시간동안 동결 건조하였다. 이를 325 메쉬인 체를 이용하여 작은 입자로 걸러내어 유기화 층상 실리케이트(SWN-5TEA)를 제조하였다.To a 100 ml reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, a dropping funnel and a cooler, 0.51 g of copolymer (ACMS-5-TEA) synthesized in Synthesis Example 9 and 4.6 g of dimethylformamide (DMF) were added. After that, the temperature of the reactor was raised to 70 ° C. 0.19 g of synthetic smectite (SWN) was added to 3.52 g of water, and the solution dispersed at 70 ° C. for 24 hours was slowly added using a dropping funnel, followed by 21 g of dimethylformamide (DMF). Stir vigorously. The precipitated product was washed twice with dimethylformamide (DMF) at 70 ° C. using a centrifuge, washed several times with distilled water, and then lyophilized for 48 hours. The organic layered silicate (SWN-5TEA) was prepared by filtering the particles into small particles using a 325 mesh sieve.

제조예 14: 유기화 층상 실리케이트(SWN-10TEA)의 제조Preparation Example 14 Preparation of Organic Layered Silicate (SWN-10TEA)

교반기, 온도조절장치, 적하깔대기 및 냉각기를 부착한 100 ㎖의 반응기에 상기 합성예 10에서 합성한 0.55 g의 공중합체(ACMS-10-TEA) 및 4.95 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 첨가한 후 반응기의 온도를 70 ℃까지 승온하였다. 여기에 7.03 g의 물에 0.37 g의 합성스멕타이트(SWN)를 넣고 70 ℃에서 24 시간 분산시킨 용액을 적하깔대기를 이용하여 서서히 첨가한 후, 25 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고 12 시간동안 격렬히 교반하였다. 침전된 생성물은 원심분리기를 이용하여 70 ℃의 디메틸포름아마이드(DMF)로 두 차례 세척하였고 다시 증류수로 수차례 세척한 후, 48 시간동안 동결 건조하였다. 이를 325 메쉬인 체를 이용하여 작은 입자로 걸러내어 유기화 층상 실리케이트(SWN-10TEA)를 제조하였다.To a 100 ml reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, a dropping funnel and a cooler, 0.55 g of copolymer (ACMS-10-TEA) synthesized in Synthesis Example 10 and 4.95 g of dimethylformamide (DMF) were added. After that, the temperature of the reactor was raised to 70 ° C. Then, 0.37 g of synthetic smectite (SWN) was added to 7.03 g of water, and the solution dispersed at 70 ° C. for 24 hours was slowly added using a dropping funnel, followed by 25 g of dimethylformamide (DMF) for 12 hours. Stir vigorously. The precipitated product was washed twice with dimethylformamide (DMF) at 70 ° C. using a centrifuge, washed several times with distilled water, and then lyophilized for 48 hours. The organic layered silicate (SWN-10TEA) was prepared by filtering the particles into small particles using a 325 mesh sieve.

제조예 15: 유기화 층상 실리케이트(SWN-20TEA)의 제조Preparation Example 15 Preparation of Organic Layered Silicate (SWN-20TEA)

교반기, 온도조절장치, 적하깔대기 및 냉각기를 부착한 250 ㎖의 반응기에 상기 합성예 11에서 합성한 0.66 g의 공중합체(ACMS-20-TEA) 및 5.93 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 첨가한 후 반응기의 온도를 70 ℃까지 승온하였다. 여기에 14.06 g의 물에 0.74 g의 합성스멕타이트(SWN)를 넣고 70 ℃에서 24 시간 분산시킨 용액을 적하깔대기를 이용하여 서서히 첨가한 후, 92.5 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고 12 시간동안 격렬히 교반하였다. 침전된 생성물은 원심분리기를 이용하여 70 ℃의 디메틸포름아마이드(DMF)로 두 차례 세척하였고 다시 증류수로 수차례 세척한 후, 48 시간동안 동결 건조하였다. 이를 325 메쉬인 체를 이용하여 작은 입자로 걸러내어 유기화 층상 실리케이트(SWN-20TEA)를 제조하였다.To a 250 ml reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, a dropping funnel and a cooler was added 0.66 g of copolymer (ACMS-20-TEA) synthesized in Synthesis Example 11 and 5.93 g of dimethylformamide (DMF). After that, the temperature of the reactor was raised to 70 ° C. Here, 0.74 g of synthetic smectite (SWN) was added to 14.06 g of water, and the solution dispersed at 70 ° C. for 24 hours was slowly added using a dropping funnel, followed by 92.5 g of dimethylformamide (DMF) for 12 hours. Stir vigorously. The precipitated product was washed twice with dimethylformamide (DMF) at 70 ° C. using a centrifuge, washed several times with distilled water, and then lyophilized for 48 hours. The organic layered silicate (SWN-20TEA) was prepared by filtering the particles into small particles using a 325 mesh sieve.

제조예 16: 유기화 층상 실리케이트(SWN-100TEA)의 제조Preparation Example 16 Preparation of Organic Layered Silicate (SWN-100TEA)

교반기, 온도조절장치, 적하깔대기 및 냉각기를 부착한 500 ㎖의 반응기에 상기 합성예 12에서 합성한 0.56 g의 공중합체(ACMS-100-TEA) 및 5.05 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 첨가한 후 반응기의 온도를 70 ℃까지 승온하였다. 여기에 28.12 g의 물에 1.48 g의 합성스멕타이트(SWN)를 넣고 70 ℃에서 24 시간 분산시킨 용액을 적하깔대기를 이용하여 서서히 첨가한 후, 150 g의 디메틸포름아마이드(DMF)를 넣고 12 시간동안 격렬히 교반하였다. 침전된 생성물은 원심분리기를 이용하여 70 ℃의 디메틸포름아마이드(DMF)로 두 차례 세척하였고 다시 증류수로 수차례 세척한 후, 48 시간동안 동결 건조하였다. 이를 325 메쉬인 체를 이용하여 작은 입자로 걸러내어 유기화 층상 실리케이트(SWN-100TEA)를 제조하였다.To a 500 ml reactor equipped with a stirrer, a temperature controller, a dropping funnel and a cooler, 0.56 g of copolymer (ACMS-100-TEA) synthesized in Synthesis Example 12 and 5.05 g of dimethylformamide (DMF) were added. After that, the temperature of the reactor was raised to 70 ° C. 1.48 g of synthetic smectite (SWN) was added to 28.12 g of water, and the solution dispersed at 70 ° C. for 24 hours was slowly added using a dropping funnel. Then, 150 g of dimethylformamide (DMF) was added thereto for 12 hours. Stir vigorously. The precipitated product was washed twice with dimethylformamide (DMF) at 70 ° C. using a centrifuge, washed several times with distilled water, and then lyophilized for 48 hours. The organic layered silicate (SWN-100TEA) was prepared by filtering the particles into small particles using a 325 mesh sieve.

비교예 1: 유기화 층상 실리케이트(Cloisite 15A)Comparative Example 1: Organic Layered Silicate (Cloisite 15A)

상기 제조예 1 ∼ 16에서 제조한 유기화 층상 실리케이트와 비교하기 위해서 써든 클레이 프로덕트(Southern Clay Product)에서 시판되어지고 있는 클로짓 15A(Cloisite 15A, Dimethyl dihydrogenated tallow ammonium)를 구입하여 열적특성, 층간거리, 분산성을 비교하였다.In order to compare with the organic layered silicates prepared in Preparation Examples 1 to 16, a closet 15A (Cloisite 15A, Dimethyl dihydrogenated tallow ammonium), which is commercially available from Southern Clay Products, was purchased and thermal characteristics, interlayer distance, Acidity was compared.

비교예 2: 유기화 층상 실리케이트(Cloisite 20A)Comparative Example 2: Organic Layered Silicate (Cloisite 20A)

상기 제조예 1 ∼ 16에서 제조된 유기화 층상 실리케이트와 비교하기 위해서 써든 클레이 프로덕트(Southern Clay Product)에서 시판되어지고 있는 클로짓 20(Closite 20A, Dimethyl dihydrogenated tallow ammonium)를 구입하여 열적특성, 층간거리, 분산성을 비교하였다. In order to compare with the organic layered silicates prepared in Preparation Examples 1 to 16, the closet 20 (Closite 20A, Dimethyl dihydrogenated tallow ammonium), which is commercially available from Southern Clay Product, was purchased and thermal characteristics, interlayer distance, Acidity was compared.

비교예 3: 유기화 층상 실리케이트(Cloisite 30B)Comparative Example 3: Organic Layered Silicate (Cloisite 30B)

상기 제조예 1 ∼ 16에서 제조한 유기화 층상 실리케이트와 비교하기 위해서 써든 클레이 프로덕트(Southern Clay Product)에서 시판되어지고 있는 클로짓 30B(Cloisite 30B, Methyl tallow bis-2-hydroxy ethyl quarternary ammonium)를 구입하여 열적특성, 층간거리, 분산성을 비교하였다.In order to compare with the organic layered silicates prepared in Preparation Examples 1 to 16, a closet 30B (Cloisite 30B, Methyl tallow bis-2-hydroxy ethyl quarternary ammonium), which is commercially available from Southern Clay Products, was purchased and thermally prepared. The characteristics, interlayer distance, and dispersibility were compared.

실험예 : 열적특성 및 물성 비교Experimental Example: Comparison of Thermal and Physical Properties

상기 제조예 1 ∼ 16에서 제조한 유기화 층상 실리케이트와 비교예 1 ∼ 3 의 유기화 층상 실리케이트를 사용하여 열적특성은 열중량분석기를 이용하여 초기열분해 온도 및 최대분온도를 특정함으로서 확인하였으며, 층간거리는 광각 X 선 실험 및 투과전자현미경법으로 측정하였고, 분산안정성은 제조된 친유기화 층상실리케이트 1.0g을 10ml의 클로로포름용매에 분산하고 1주일동안 실온에서 방치한 후 육안으로 관찰하였다.Using the organic layered silicate prepared in Preparation Examples 1 to 16 and the organic layered silicate of Comparative Examples 1 to 3, the thermal properties were confirmed by specifying an initial pyrolysis temperature and a maximum minute temperature using a thermogravimetric analyzer, and the interlayer distance was wide. Measured by X-ray experiments and transmission electron microscopy, dispersion stability 1.0g of the prepared lipophilic layered silicate was dispersed in 10ml of chloroform solvent and left for 1 week at room temperature and then visually observed.

상기와 같이 측정한 열적특성, 층간거리 및 분산성을 비교하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.The thermal properties, interlayer distance, and dispersibility measured as described above are compared and the results are shown in Table 1 below.

구분division 열적 특성Thermal properties 층간거리 (Å)Interlayer Distance (Å) 분산 안정성Dispersion stability IDT(a) IDT (a) Tmax (b) T max (b) 잔사함량(%)(c) Residual content (%) (c) 제조예 1Preparation Example 1 MMT-5PMMT-5P 305305 420420 15.915.9 > 150> 150 제조예 2 Preparation Example 2 MMT-10PMMT-10P 312312 418418 23.223.2 > 150> 150 제조예 3 Preparation Example 3 MMT-20PMMT-20P 338338 386386 35.435.4 > 150> 150 제조예 4Preparation Example 4 MMT-100PMMT-100P 326326 394394 40.140.1 > 150> 150 제조예 5Preparation Example 5 MMT-5TEAMMT-5TEA 306306 413413 16.216.2 > 150> 150 제조예 6Preparation Example 6 MMT-10TEAMMT-10TEA 307307 399399 23.823.8 > 150> 150 제조예 7Preparation Example 7 MMT-20TEAMMT-20TEA 309309 404404 30.530.5 > 150> 150 제조예 8Preparation Example 8 MMT-100TEAMMT-100TEA 302302 426426 34.934.9 > 150> 150 제조예 9Preparation Example 9 SWN-5PSWN-5P 299299 394394 14.814.8 > 150> 150 제조예 10Preparation Example 10 SWN-10PSWN-10P 301301 372372 19.419.4 > 150> 150 제조예 11Preparation Example 11 SWN-20PSWN-20P 316316 388388 25.825.8 > 150> 150 제조예 12Preparation Example 12 SWN-100PSWN-100P 304304 382382 33.233.2 > 150> 150 제조예 13Preparation Example 13 SWN-5TEASWN-5TEA 301301 384384 15.315.3 > 150> 150 제조예 14Preparation Example 14 SWN-10TEASWN-10TEA 306306 381381 24.124.1 > 150> 150 제조예 15Preparation Example 15 SWN-20TEASWN-20TEA 302302 382382 31.631.6 > 150> 150 제조예 16Preparation Example 16 SWN-100TEASWN-100TEA 298298 379379 38.938.9 > 150> 150 비교예 1Comparative Example 1 Cloisite 15ACloisite 15A 203203 324324 51.351.3 31.531.5 × × 비교예 2Comparative Example 2 Cloisite 20ACloisite 20A 199199 327327 54.854.8 24.224.2 비교예 3Comparative Example 3 Cloisite 30BCloisite 30B 197197 328328 57.257.2 18.518.5 (a) : 초기열분해온도(℃); (b) : 최대열분해온도(℃); (c) : 800℃에서의 잔사(residue) 함량(%) ○ : 아주 우수; △ : 보통; × : 우수하지 않음 (a) : initial pyrolysis temperature (° C); (b) : maximum pyrolysis temperature (° C.); (c) : Residue content (%) at 800 ° C. ○: very good; Δ: normal; ×: not excellent

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 폴리스티렌 구조를 함유한 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재는 분산성이 우수함을 알 수 있다.As shown in Table 1, it can be seen that the organic aluminosilicate layered inorganic material containing the polystyrene structure of the present invention is excellent in dispersibility.

또한, 열분해가 기존의 시판품인 비교예 1 ∼ 3의 경우 약 200 ℃에서 시작됨에 비해, 본 발명의 폴리스티렌 구조를 함유한 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재의 경우 약 300 ℃ 이며, 최대 열분해 온도가 기존의 시판품인 비교예 1 ∼ 3의 경우 약 325 ℃ 이나 본 발명의 폴리스티렌 구조를 함유한 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재의 경우 약 370 ∼ 470 ℃로 나타남을 확인할 수 있어, 본 발명의 폴리스티렌 구조를 함유한 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재의 내열성 등의 열적특성이 향상되었음을 확인할 수 있다.In addition, the thermal decomposition is about 300 ℃ in the case of the organic commercial aluminosilicate-based layered inorganic material containing the polystyrene structure of the present invention, compared to the conventional commercial products Comparative Examples 1 to 3 starting from about 200 ℃ In the case of the existing commercially available Comparative Examples 1 to 3 it can be confirmed that the organic aluminosilicate layered inorganic material containing the polystyrene structure of the present invention is about 370 ~ 470 ℃, the polystyrene structure of the present invention It can be seen that the thermal properties such as heat resistance of the organic aluminosilicate layered inorganic material containing the improved.

상술한 바와 같이, 본 발명의 폴리스티렌 구조를 함유한 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재는 층간거리가 확장되며, 고온에서도 열적 안정성이 뛰어나다.As described above, the organic layered aluminosilicate layered inorganic material containing the polystyrene structure of the present invention has an extended interlayer distance and excellent thermal stability even at high temperatures.

또한 본 발명의 폴리스티렌 구조를 함유한 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재는 폴리스티렌계 수지와의 상용성이 뛰어난 효과를 나타낸다.In addition, the organic aluminosilicate layered inorganic material containing the polystyrene structure of the present invention exhibits an excellent compatibility with the polystyrene resin.

Claims (8)

알루미노 실리케이트계 층상 무기소재의 층간에 유기 고분자가 도입된 유기화 층상 무기소재에 있어서,  In the organic layered inorganic material in which an organic polymer is introduced between the layers of the aluminosilicate layered inorganic material, 상기 알루미노 실리케이트계 층상 무기소재의 층간에 도입되는 유기 고분자가, 다음 화학식 2로 표시되는 오늄기(onium)를 가지는 폴리스티렌계 공중합체인 것을 특징으로 하는 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재:Organic aluminosilicate-based layered inorganic material, characterized in that the organic polymer introduced between the layers of the aluminosilicate layered inorganic material is a polystyrene copolymer having an onium group represented by the following formula (2): [화학식 2][Formula 2]
Figure 112005048526699-PAT00007
Figure 112005048526699-PAT00007
상기 화학식 2 에서, 상기 m 및 n은 각각 1 ∼ 300 사이의 정수이고, 상기 R은 1차 아민, 2차 아민, 3차 아민 및 방향족 아민 중에서 선택된 것이다.In Formula 2, m and n are each an integer between 1 and 300, wherein R is selected from primary amines, secondary amines, tertiary amines and aromatic amines.
제 1 항에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 오늄(onium)기를 가지는 폴리스티렌계 공중합체는 중량평균분자량(Mn)이 500 ∼ 60,000 g/mol 인 것을 특징으로 하는 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재.The organic aluminosilicate layered inorganic material according to claim 1, wherein the polystyrene-based copolymer having an onium group represented by Chemical Formula 2 has a weight average molecular weight (Mn) of 500 to 60,000 g / mol. 제 1항에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 오늄(onium)기를 가지는 폴리스티렌계 공중합체의 R은 N-에틸아민, N-프로필아민 및 N-부틸아민 중에서 선택된 1차 아민, N,N-디메틸 아민, N,N-디에틸아민 및 N-에틸-N-메틸아민 중에서 선택된 2차아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민 및 디에틸메틸아민 중에서 선택된 3차 아민, 피리딘, 4-메틸피리딘, 아닐린, N-메틸아닐린, N-에틸아닐린, N,N-디메틸아닐린, N,N-디에틸아닐린 및 p-톨루이딘 중에서 선택된 방향족 아민 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재.The polystyrene-based copolymer having an onium group represented by Chemical Formula 2, wherein R is a primary amine selected from N-ethylamine, N-propylamine and N-butylamine, N, N-dimethyl Tertiary amines selected from amines, N, N-diethylamine and N-ethyl-N-methylamine, trimethylamine, triethylamine and diethylmethylamine, pyridine, 4-methylpyridine, aniline, An organic aluminosilicate layered inorganic material, characterized in that selected from aromatic amines selected from N-methylaniline, N-ethylaniline, N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, and p-toluidine. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 오늄(onium)기를 가지는 폴리스티렌계 공중합체는 층상 무기소재 중 1 ∼ 50 중량% 함량 범위로 포함되는 것을 특징으로 하는 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재.The organic aluminosilicate layered inorganic material according to claim 1, wherein the polystyrene-based copolymer having an onium group represented by Chemical Formula 2 is included in an amount of 1 to 50% by weight in the layered inorganic material. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 오늄(onium)기를 가지는 폴리스티렌계 공중합체는 1 ∼ 7 meq/g의 관능기를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재.The organic aluminosilicate layered inorganic material according to claim 1, wherein the polystyrene-based copolymer having an onium group represented by Chemical Formula 2 includes a functional group of 1 to 7 meq / g. 알루미노 실리케이트계 층상 무기소재의 층간에 유기 고분자가 도입된 유기화 층상 무기소재의 제조방법에 있어서,  In the method for producing an organic layered inorganic material in which an organic polymer is introduced between the layers of an aluminosilicate layered inorganic material, 비활성 가스 존재하에 4-비닐벤질클로라이드와 스티렌을 극성용매에 용해시킨 다음 온도를 40 ∼ 80 ℃ 범위로 유지시키면서 반응개시제를 첨가하여 폴리스티렌 공중합체 용액을 제조한 후 폴리스티렌 공중합체를 침전, 세척 및 건조시켜 클로로메틸기가 도입된 폴리스티렌 공중합체를 제조하는 단계,Dissolve 4-vinylbenzyl chloride and styrene in a polar solvent in the presence of an inert gas, add a reaction initiator while maintaining the temperature in the range of 40 to 80 ℃ to prepare a polystyrene copolymer solution, and then precipitate, wash and dry the polystyrene copolymer. Preparing a polystyrene copolymer into which chloromethyl groups are introduced, 상기 클로로메틸기가 도입된 폴리스티렌 공중합체를 아민화시켜 오늄기(onium)를 가지는 폴리스티렌계 공중합체를 제조하는 단계, 및, Preparing a polystyrene-based copolymer having an onium group by amination of the polystyrene copolymer into which the chloromethyl group is introduced, and 알루미노 실리케이트계 층상 무기소재와 상기 오늄기를 가지는 폴리스티렌계 공중합체를 물, 극성용매 또는 이들의 혼합용매에서 개질시켜 유기화 알루미노 실리케이트계 층상 무기소재를 제조하는 단계Preparing an organic aluminosilicate layered inorganic material by modifying the aluminosilicate layered inorganic material and the polystyrene copolymer having the onium group in water, a polar solvent or a mixed solvent thereof. 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기화 알루미노실리케이트계 층상 무기소재의 제조방법.Method for producing an organic aluminosilicate-based layered inorganic material comprising a. 제 6 항에 있어서, 상기 극성용매는 클로로포름(CHCl3), 톨루엔, 크실렌, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), N,N-디메틸아세트아미드(DMAc) 및 디메틸포름아미드(DMF) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리스티렌 나노복합재의 제조방법.The polar solvent of claim 6, wherein the polar solvent is chloroform (CHCl 3 ), toluene, xylene, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylacetamide (DMAc) and dimethylformamide (DMF). Method for producing a polystyrene nanocomposite, characterized in that one or a mixture of two or more selected from. 제 6 항에 있어서, 상기 오늄(onium)기를 가지는 폴리스티렌계 공중합체는 층상 무기소재 중에 1 ∼ 50 중량% 함량으로 포함되는 것을 특징으로 하는 폴리스티렌 나노복합재의 제조방법.The method of claim 6, wherein the polystyrene-based copolymer having an onium group is included in an amount of 1 to 50 wt% in the layered inorganic material.
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