중공형 무기나노입자 함유 UV경화형 아크릴수지 나노복합체의 제조 및 특성

Abstract

광경화형 아크릴계 수지(acrylate epoxy oligomer, dendritic acrylate)에 HNT, POSS-MI, 중공형 실리카 나노입자를 각각 첨가한 후 UV 경화시킨 고분자나노복합체를 제조하였으며, 제조된 나노복합체의 미세구조, 동적기계적물성, 열적안정성, 치수안정성, 표면특성 및 광 경화거동을 조사하였다. Epoxy acrylate/HNT 나노복합체의 경우, HNT는 나노수준의 박리분산이 잘 이루어졌다. HNT함량이 증가함에 따라 저장 탄성률과 유리전이온도, 내열성 및 치수안정성이 모두 증가됨을 확인하였다. 또한, 나노크기로 잘 분산된 HNT가 광경화거동을 저하시키지 않고 HNT 첨가량이 7 phr 범위 내에서는 약 75% 이상의 우수한 광 투과율을 보였다. Epoxy acrylate/POSS-MI 하이브리드의 경우, 일반적인 광개시제를 첨가하지 않고도, 말레이미드기와 아크릴기간의 전자 주게-받게 메커니즘에 의해 광경화가 일어날 수 있음을 확인하였다. PhotoDSC 분석으로부터 얻어진 Hmax와 반응열(ΔH)의 변화로부터 POSS-MI양이 증가할수록 전환율 및 중합속도가 증가함을 알았고, 또한, DMA, TMA 및 TGA 분석결과 POSS-MI 첨가량이 증가할수록 저장 탄성률과 유리전이온도, 치수안정성 및 열안정성이 증가됨을 알 수 있었다. Dendritic acrylate/중공실리카 나노복합체의 경우, 실리카 나노입자를 아크릴실란으로 표면 처리함으로써 고분자 매트릭스 내에 효과적으로 분산시킬 수 있었으며, 표면개질된 실리카 함량이 30vol% 일때까지 76% 정도의 우수한 광투과율을 나타내었다. 제조된 나노복합체는 중공실리카 나노입자의 첨가량이 증가함에 따라 모든 온도 범위에서 저장탄성률이 증가하였으며, 열전도도가 감소하여 투명단열 코팅제로써의 응용 가능성을 확인할 수 있었다.