KR20120046468A - 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

비닐기 말단을 갖는 수성폴리우레탄에 비닐기로 개질된 그래핀 옥사이드가 화학적으로 결합된 나노복합체로서, 상기 그래핀 옥사이드의 함량이 나노복합체 총 함량의 0.5 내지 2.0 중량%인 것을 특징으로 하는 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체를 개시한다. 본 발명에 따르면, 수성 폴리우레탄 사슬에 개질된 그래핀 옥사이드를 화학적으로 결합시킴으로써 물리적으로 분산시킨 블렌드보다 열적, 기계적 성질이 크게 증가한 수성 폴리우레탄 나노복합체를 얻을 수 있다. 또한 수성 폴리우레탄과 반응이 가능하도록 표면이 비닐기로 개질된 무기물은 고분자 물질의 보강제로서 다양한 산업에서 응용이 가능할 것이다.

Description

수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체 및 이의 제조방법{Waterborne polyurethane/vinyl modified graphene oxide nanocomposites and method of preparing the nanocomposites}

본 발명은 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 표면이 개질된 그래핀 옥사이드를 수성폴리우레탄 사슬 내에 화학결합으로 도입함으로써 수성폴리우레탄의 기계적, 열적 성질 등을 크게 향상시킨 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체의 제조방법에 관한 것이다.

폴리우레탄에 대해 시장에서 요구되는 물성은 인장강도, 마모도, 신율 등의 다양한 기계적 물성이며, 주로 원료 자체의 배합을 달리하여 이들 물성을 개선하고 있는 실정이다.

그러나, 특히 수성 폴리우레탄은 친환경적이지만 유성 폴리우레탄에 비해 기계적 물성의 한계성을 나타내고 있다. 따라서, 수성 폴리우레탄의 기계적 물성의 한계를 극복하기 위해 고상 상태의 기능성 첨가물을 투입하는 경우도 있으나, 분산의 어려움과 투명성 저하라는 결점을 가지고 있다. 이를 보완하기 위해 다양한 방법이 시도되고 있다. 그 중의 하나로 각광받는 방법이 실리카, 탄소나노튜브 등의 무기물을 첨가하는 것이다.

대한민국 등록특허 제10-0458984호는 주쇄 중에 음이온기가 공유결합된 폴리우레탄 프리폴리머와, 금속 이온 함량이 500ppm 내지 20,000ppm이고, 실리카가 포함되고, pH 8 내지 11에서 안정한 금속변성 콜로이달 실리카를 포함하여 이루어지는 수분산 폴리우레탄-콜로이달 실리카 나노 복합재료를 개시하고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0793259호는 탄소나노튜브의 응집을 방지하기 위한 수분산 폴리우레탄 수지, 수분산 폴리우레탄 수지의 제조방법 및 이를 이용한 탄소나노튜브 분산방법을 개시하고 있다.

특히 무기물 표면을 다양한 길이의 유기물로 개질시켜 고분자 매트릭스와의 계면 인력을 조절하여 무기물의 고른 분산을 시도하거나, 졸-겔 반응으로 무기입자를 고분자 사슬 내에 화학결합으로 도입하는 방법이 시도되었다.

따라서 수성 폴리우레탄에 있어 유성 폴리우레탄보다 기계적 물성이 저하되는 문제점을 개선하고 제조가 용이하고 친환경적이면서 기계적 및 열적 성질이 우수한 수성 폴리우레탄 복합체의 제조가 필요한 실정이다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 그래핀 옥사이드의 표면을 화학적으로 개질하고, 이를 수성폴리우레탄 사슬 내에 화학적으로 결합시킴으로써 수성폴리우레탄의 기계적, 열적 성질을 향상시킨 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 기계적, 열적 성질이 개선된 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

비닐기 말단을 갖는 수성폴리우레탄에 비닐기로 개질된 그래핀 옥사이드가 화학적으로 결합된 나노복합체로서,

상기 그래핀 옥사이드의 함량이 나노복합체 총 함량의 0.5 내지 2.0 중량%인 것을 특징으로 하는 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체를 제공한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

그래핀 옥사이드 말단을 비닐기로 개질하는 단계;

이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머를 제조하는 단계;

상기 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머로부터 비닐 말단 우레탄 프리폴리머를 형성하는 단계;

상기 비닐 말단 우레탄 프리폴리머에 상기 비닐기로 개질된 그래핀 옥사이드를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계;

상기 혼합물을 중화하고 수분산 하여 복합체를 형성하는 단계; 및

상기 복합체를 경화하여 수성폴리우레탄 내에 비닐 개질된 그래핀 옥사이드가 UV 경화를 통하여 화학적으로 결합되는 단계를 포함하는 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노 복합체의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 수성 폴리우레탄 사슬에 개질된 그래핀 옥사이드를 화학적으로 결합시킴으로써 물리적으로 분산시킨 블렌드보다 열적, 기계적 성질이 크게 증가한 수성 폴리우레탄 나노복합체를 얻을 수 있다. 또한 수성 폴리우레탄과 반응이 가능하도록 표면이 비닐기로 개질된 무기물은 고분자 물질의 보강제로서 다양한 산업에서 응용이 가능할 것이다.

도 1은 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 옥사이드의 개질과 수성폴리우레탄 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노복합체에 있어서 비닐기의 도입으로 인한 그래핀 옥사이드 시트의 XRD를 측정한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노복합체에 있어서, 그래파이트, 그래핀 옥사이드, 비닐 개질 그래핀 옥사이드의 FT-IR 측정의 결과를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 수성폴리우레탄/그래핀 옥사이드 나노복합체의 UV 경화 전, 후의 ATR-FTIR 데이터를 나타낸 것이다.

본 발명은 수성폴리우레탄의 열적, 기계적 성질을 향상시키기 위한 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 반응 조건이 까다로운 졸-겔 방법과는 다르게 UV 경화에 의하여 무기입자 즉, 그래핀 옥사이드를 폴리우레탄 사슬 내에 화학결합으로 도입하는 간단한 방법으로 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드를 제조하는 것이다.

본 발명의 나노복합체는 비닐기 말단을 갖는 수성폴리우레탄에 비닐기로 개질된 그래핀 옥사이드가 화학적으로 결합되어 있고, 복합체 중에서 그래핀 옥사이드의 함량은 나노복합체 총 함량의 0.5 내지 2.0 중량%인 것을 특징으로 한다. 그래핀 옥사이드 함량이 나노복합체 총 함량의 0.5 중량% 미만인 경우에는 비닐 개질된 그래핀 옥사이드의 효과가 미미하기 때문에 바람직하지 못하고, 2.0 중량%를 초과하는 경우에는 기계적 열적 성질이 오히려 저하되기 때문에 바람직하지 못하다.

도 1은 발명의 일 실시예에 따른 그래핀 옥사이드의 개질과 수성폴리우레탄 제조방법을 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 그래핀 옥사이드가 알릴이소시아네이트와 반응하여 비닐기가 도입된 그래핀 옥사이드를 제조하는 과정과 함께 이소시아네이트 말단 프리폴리머를 통하여 수성 폴리우레탄/그래핀 옥사이드 나노복합체를 제조하는 공정을 도시하고 있다.

본 발명에 따른 수성 폴리우레탄/그래핀 옥사이드 나노복합체의 제조방법은 그래파이트를 산화시켜 그래핀 옥사이드를 형성한다. 그래핀 옥사이드를 알릴 이소시아네이트와 반응시켜 그래핀 옥사이드 표면에 비닐기를 부착한다. 폴리올과 카르복실기를 갖는 디올, 디이소시아네이트를 원샷으로 반응시켜 이소시아네이트 말단 프리폴리머를 형성한다. 이어서 상기 프리폴리머 말단에 2-하이드록실에틸아크릴레이트를 반응시켜 비닐 말단 프리폴리머를 형성한다. 상기 비닐 말단 프리폴리머에 상기 비닐기로 개질된 그래핀 옥사이드를 첨가하여 혼합한다. 상기 프리폴리머의 카르복실기를 트리에틸아민으로 중화한다. 상기 중화된 프리폴리머를 수분산시켜 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체를 형성한다. 필름 캐스팅 후 UV 경화를 통하여 수성폴리우레탄 사슬 내에 그래핀 옥사이드를 화학적으로 결합시켜 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체를 얻는다.

비닐기로 개질된 그래핀 옥사이드의 제조방법을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 먼저 플라스크에서 그래파이트와 질산 소듐과 혼합한 후 냉각조에 넣고 여기에 황산을 첨가한다. 여기에 다시 과망간산칼륨을 주입하고 수일 동안 반응시킨 후 황산 수용액, 과산화수소 수용액으로 정제한 후 동결건조시켜 그래핀 옥사이드를 제조한다. 상기 제조된 그래핀 옥사이드와 알릴 이소시아네이트를 반응시켜 표면이 비닐기로 개질된 그래핀 옥사이드를 제조한다.

한편 본 발명에 따른 수성폴리우레탄을 제조하는 방법은 다음과 같다.

폴리올, 카르복시기를 갖는 디올, 디이소시아네이트, 디부틸틴디라우레이트를 원샷으로 반응시켜 이소시아네이트 말단 프리폴리머를 제조한다. 이 세가지 물질을 한번에 반응시키면 비극성인 폴리올과 디이소시아네이트가 먼저 반응을 하여 우레탄그룹을 형성하고, 이것이 극성을 띄게 되면 카르복시기를 갖는 디올이 반응한다. 일반적으로는 음이온 중심이 수성폴리우레탄 중심에 위치하게 되면 사슬 말단에 위치한 것보다 수분산 후 분산입경이 커지고 저장안정성이 떨어지는 문제가 발생하지만, 본 발명에서는 음이온 중심의 위치는 크게 영향을 미치지 않는다.

폴리올은 본 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 분자량이 너무 크면 기계적 물성이 저하되므로 구체적으로 분자량이 1000 이하, 바람직하게는 400 ~ 800인 저분자량의 디올계 또는 디아민계 등을 사용할 수 있다. 이러한 폴리올은 구체적으로 예를 들어, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리카프로락톤 디올, 및 폴리프로필렌글리콜 등이 사용될 수 있다.

카르복시기를 가진 디올은 본 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 디메틸올프로피온산, 디메틸올부타논산 등을 사용할 수 있다. 일반적으로 디메틸올부타논산을 사용하는 것이 보다 바람직한데, 이는 녹는점이 낮고, 반응성이 좋아 낮은 온도에서 반응이 가능하므로 카르복시기가 소멸되는 부반응이 덜할 뿐 아니라, 중합 시 에틸 곁가지 때문에 친수성 그룹이 배열의 규칙성을 띄고 있어 구조적으로도 더 안정하다.

디이소시아네이트는 본 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 4,4-디사이클로헥시메탄디이소시아네이트, 및 이소포론디이소시아네이트 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 비대칭 구조를 가져 결정 형성이 어려워 무기물이 잘 섞일 수 있는 이소포론디이소시아네이트를 사용하는 것이 보다 바람직하다.

디부틸틴디라우레이트는 반응촉매로 사용되는 것으로, 폴리올 1 중량부에 대하여 0.01 ~ 0.05 중량부 범위로 사용하는 바, 상기 사용량이 0.01 중량비 미만이면 반응속도가 지나치게 느리고, 0.05 중량비를 초과하는 경우에는 반응속도가 지나치게 빨라 중합 시 점도 조절의 어려움, 알로퍼네이트 반응과 같은 부반응이 생기 등의 문제점이 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.

다음으로, 상기 제조된 이소시아네이트 말단의 프리폴리머와 히드록실메틸아크릴레이트를 1:2 몰 비율로 반응시켜 비닐 말단 프리폴리머를 제조한다. 상기 반응은 약 50℃에서 24시간 반응시킨다.

위 반응이 완전히 끝남을 FT-IR 측정을 통하여 이소시아네이트 그룹이 완전히 사라지는 것으로 확인하고 그래핀 옥사이드를 혼합한다. 그 후, 트리에틸아민을 첨가하여 카르복실기를 중화시킨다. 여기에 물을 떨어뜨려 수분산 시킨 후 광 개시제를 주입하여 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체를 제조한다.

광 개시제는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로는 수용성 광개시제인 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온, 하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤, 2-하이드록시-1-[4-(하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로파논 및 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온 등이 사용될 수 있다.

수분산에 사용되는 물은 프리폴리머 100 중량부에 대해 150 ~ 300 중량부 범위로 사용하는 바, 상기 물의 사용량이 150 중량부 미만일 경우에는 수분산 후 안정한 입자를 얻지 못하는 문제점이 발생하므로 바람직하지 못하고, 300 중량부를 초과하면 고형분이 적어 건조 후 필름 두께 감소가 크며 건조시간이 길어지므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

실시예

그래핀 옥사이드의 제조

냉각조에서 그래파이트, 질산 소듐, 황산을 1 : 0.75 : 62.1 중량비로 혼합하고, 4.5 중량비의 과망간산칼륨을 첨가한 후 2시간 동안 계속 냉각시키며 반응시킨 뒤, 상온에서 5일간 계속 교반시켰다. 그 후 5wt%의 황산수용액 1L와 30wt% 과산화수소수용액 30g을 첨가하여 5시간동안 교반시킨 후 다시 침전시켜 고형분을 분리하였다. 이 고형분을 다시 3wt% 황산 수용액과 0.5wt% 과산화수소수용액 13kg에 분산시키고 원심분리기를 통해 고형분을 추출해내는 작업을 15번 반복하였다. 다시 이 고형분을 증류수에 분산시키고 원심분리기에 의한 분리작업을 20번 반복하는 정제 작업을 거친 후 동결건조를 통하여 그래핀 옥사이드를 제조하였다.

비닐기 개질된 그래핀 옥사이드의 제조

미리 제조한 그래핀 옥사이드 1 중량부에 대해 3.33 중량부의 알릴 이소시아네이트를 첨가하여 60℃에서 7일간 반응시켰다. 이후 증류수에 분산시키고 원심분리기에 의한 분리작업을 15회 반복하여 정제한 후 동결건조를 통하여 비닐기를 포함한 개질된 그래핀 옥사이드를 제조하였다.

비닐기를 말단에 갖는 우레탄 프리폴리머의 제조

온도계 및 교반기가 부착된 500ml 둥근 4구플라스크에 질소를 주입하고, 다음 표 1에 나타낸 바와 같이 폴리카프로락톤 디올과 이소포론 디이소시아네이트, 디메틸올부타논산을 100 : 63.79 : 5.5 중량비로 주입하고, 80℃에서 약 30분 동안 교반시킨 후 디부틸틴디라우레이트 0.03 중량부를 주입한 후 약 6시간 동안 반응시켜 이소시아네이트 말단 프리폴리머를 제조하였다. 이후에 온도를 50℃로 낮춘 후 2-히드록실에틸아크릴레이트를 14.18 중량부 주입 후 약 24시간 반응시켜 분자량 3,000g/mol을 갖는 비닐기를 말단에 갖는 우레탄 프리폴리머를 제조하였다.

실시예 1

상기 제조된 비닐기를 말단에 갖는 우레탄 프리폴리머에 비닐기로 개질된 그래핀 옥사이드를 0.15g (0.5 wt%) 첨가하여 혼합시킨 후, 표 2에 나타낸 바와 같이 온도를 30℃로 내리고 비닐 말단 프리폴리머 100 중량부에 대하여 3급 아민인 트리에틸아민 2.05 중량부를 가하여 3시간 동안 500 rpm 속도로 교반하여 중화시켰다. 그 후 물 233.33 중량부를 첨가하여 수분산시켰다. 그 후 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온 6.57 중량부를 첨가하여 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체를 제조하였다.

실시예 2

실시예 1과 동일하게 실시하되, 개질된 그래핀 옥사이드를 0.3g (1.0 wt%) 첨가하여 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체를 제조하였다.

실시예 3

실시예 1과 동일하게 실시하되, 개질된 그래핀 옥사이드를 0.6g (2.0 wt%) 첨가하여 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체를 제조하였다.

비교예 1

실시예 1과 동일하게 실시하되, 그래핀 옥사이드를 첨가하지 않고 순수 수성폴리우레탄만을 이용하여 제조하였다.

비교예 2

실시예 1과 동일하게 실시하되, 비닐기로 개질되지 않은 그래핀 옥사이드를 0.15g 첨가하여 단순히 물리적으로 그래핀 옥사이드가 분산된 수성폴리우레탄/그래핀 옥사이드 나노복합체를 제조하였다.

실시예 1 내지 3 및 비교예 1, 2에서 사용된 물질과 이의 함량을 이하의 표 1 및 2에서 나타내었다.

구분 (중량부)	실시예 1, 2, 3, 비교예 1, 2
폴리올	100
이소포론 디이소시아네이트	63.79
디메틸부타논산	5.5
2-히드록실에틸아크릴레이트	14.18
디부틸틴디라우레이트	0.03
2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온	6.57

구분 (중량부)	실시예 1, 2, 3, 비교예 1, 2
프리폴리머	100
트리에틸아민	2.05
물	233.33

평가 및 결과

실시예 및 비교예에서 제조된 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체를 필름 캐스팅한 후 UV 경화를 통하여 우레탄 말단의 비닐기와 그래핀 옥사이드의 비닐기를 화학적으로 결합시켰다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노복합체에 있어서 비닐기의 도입으로 인한 그래핀 옥사이드 시트의 XRD를 측정한 것이다. 도 2를 참조하면, XRD 측정으로 우레탄 결합 생성에 의한 비닐기 도입으로 그래핀 시트의 층간 간격이 더 벌어진 것을 확인할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노복합체에 있어서 FT-IR 측정의 결과를 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, FT-IR 측정으로 인하여 807cm^-1에서 비닐 그룹이 형성된 것을 확인할 수 있다.

또한 표 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노복합체에 있어서 XPS 측정결과를 도시한 것이다.

	그래파이트 (Graphite)	그래핀 옥사이드 (GO)	이소시아네이트 개질 그래핀 옥사이드 (iGO)
C1s	95.6	66.3	68.8
N1s	-	1.6	3.9
O1s	4.4	30.6	26.7
S2p	-	1.6	0.7

표 3을 참조하면, 그래핀 옥사이드와 비교하여 이소시아네이트 개질 그래핀 옥사이드는 비닐 그룹이 도입되어 C1s 함량이 증가함을 확인하였다. 이는 개질 그래핀 옥사이드가 비닐기가 형성된 것을 의미한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 수성폴리우레탄/그래핀 옥사이드 나노복합체의 UV 경화 전, 후의 ATR-FTIR 데이터를 나타낸 것이다. 도 4를 참조하면 ATR-FTIR 측정을 통하여 1630, 850cm^-1의 비닐기 피크가 사라진 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 각각 존재하던 우레탄 말단의 비닐기와 그래핀 옥사이드의 비닐기가 중합 및 경화과정을 거치면서 반응하면서 비닐기가 감소된 것을 나타내는 것을 확인할 수 있다.

기계적 물성의 시험

실시예 1 ~ 3 및 비교예 1, 2에서 제조한 제품의 기계적 물성을 측정하기 위해 50 mm(길이) × 4 mm(너비) × 0.5 mm(두께)의 시편을 제작한 후 UTM으로 파단강도를 측정하였다. DSC와 TGA 측정을 통하여 Tg와 열분해거동을 측정하여 그 결과를 표 4에 나타내었다.

구 분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2
파단강도(MPa)	19.6	24.1	21.6	12.8	15.1
파단신율(%)	421	313	304	482	451
유리전이온도(℃)	-0.73	2.63	-0.28	-5.92	-2.06
열분해온도 (50% 질량감소)	338	345.5	348.4	321.1	332.9

상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 ~ 3에서 제조된 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체는 비교예 1 ~ 2에 비하여 파단 강도, 유리전이온도, 열분해온도가 모두 크게 증가하였음을 확인할 수 있다. 특히, 같은 함량의 개질되지 않은 그래핀 옥사이드가 단순히 블렌드로 혼합된 비교예 2와 실시예 1을 비교하면, 개질되지 않은 그래핀 옥사이드를 단순히 물리적 혼합에 의해 폴리우레탄 매트릭스 내에 분산시킨 것보다 표면 개질을 통하여 폴리우레탄 사슬과 화학적으로 결합했을 때가 더욱 기계적, 열적 성질이 증가함을 확인할 수 있었다.

또한 그래핀 옥사이드의 함량이 증가할수록 더욱 좋은 기계적, 열적 성질을 나타냈지만, 2.0 wt%(0.6g)를 초과하여 첨가하게 되면 무기물의 응집으로 인하여 오히려 물성이 떨어져 최적 함량이 1.0 wt%임을 알 수 있었다.

Claims (5)

1. 비닐기 말단을 갖는 수성폴리우레탄에 비닐기로 개질된 그래핀 옥사이드가 화학적으로 결합된 나노복합체로서,
   상기 그래핀 옥사이드의 함량이 나노복합체 총 함량의 0.5 내지 2.0 중량%인 것을 특징으로 하는 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 나노복합체는 비닐기를 갖는 우레탄 프리폴리머를 비닐기로 개질된 그래핀 옥사이드와 중합 및 경화시켜 형성된 것을 특징으로 하는 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체.
   
3. 그래핀 옥사이드 말단을 비닐기로 개질하는 단계;
   이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머를 제조하는 단계;
   상기 이소시아네이트 말단 우레탄 프리폴리머로부터 비닐 말단 우레탄 프리폴리머를 형성하는 단계;
   상기 비닐 말단 우레탄 프리폴리머에 상기 비닐기로 개질된 그래핀 옥사이드를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계;
   상기 혼합물을 중화하고 수분산 하여 복합체를 형성하는 단계; 및
   상기 복합체를 경화하여 수성폴리우레탄 내에 비닐 개질된 그래핀 옥사이드가 UV 경화를 통하여 화학적으로 결합되는 단계를 포함하는 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노 복합체의 제조방법.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 비닐기로 개질된 그래핀 옥사이드는 복합체 함량의 0.5 내지 2.0 중량%인 것을 특징으로 하는 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노 복합체의 제조방법.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 우레탄 프리폴리머는 폴리올, 카르복실기를 갖는 디올, 디이소시아네이트, 디부틸틴디라우레이트를 반응시켜 제조하는 것을 특징으로 하는 수성폴리우레탄/비닐 개질된 그래핀 옥사이드 나노복합체의 제조방법.
   

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