양친성 고분자 전구체를 이용한 유-무기 하이브리드 졸 제조 및 이를 이용한 발수 코팅 = Preparation of O-I hybrid sol using to amphiphilic polymer precursor and their application of hydrophobic coating

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, the Amphiphilic Polymer Precursor (Urethane Acrylate Nonionomer) which has hydrophilic segment and hydrophobic segment simultaneously and has reactive vinyl group is synthesized and Various types of Inorganic-Organic hybrid nano-colloidal is prepared by Hydrolysis-Polycondensation reaction with TEOS. The Amphiphilic Polymer Precursor using as dispersed stabilizer or reaction rate regulator. Prepared Liquid-repellent coating solution, prepared using a manufactured I-O hybrid sol and fluorine-based silane compound, be able to maintain a high transmittance, high Pencil Hardness (6 H) in 1 Kg Load at low temperature (100 ℃) for short time (10 min). A coated surface can display high transmittance (92.18 %) and High water contact angles (110.98 °) while minimize the amount of addition of fluorine-based silane compound.

국문 초록 (Abstract)

스마트 전자기기가 발달하면서 터치기능을 활용하는 디스플레이의 수요가 증가하고 있다. 디스플레이의 선명한 화질을 구현하기 위해 반사방지 (AR)코팅, 내지문 (AF)코팅, 내스크래치 등 외부 오염 및 자극으로부터 표면을 보호하기 위한 기능성 코팅층이 필수적으로 요구되어지고 있다. 이러한 기능성 코팅층의 표면특성을 발현하기 위해서는 표면에너지가 낮은 화합물과 강한 내구성을 발현하는 유-무기 하이브리드 형태의 코팅제가 필요하다.
본 연구에서는 소수성 PPO 사슬과 친수성 PEO 사슬들이 동시에 존재하고, 반응성 비닐기를 가지고 있는 양친성 고분자 전구체 (Urethane Acrylate Nonionomer, UAN)을 합성하여, 이를 TEOS의 Hydrolysis- Polycondensatio n 반응 시 분산안정제 및 반응속도 조절제로 이용하여서 실리카 나노 입자가 분산된 Sol을 제조하였다. 제조된 Sol에 불소 함유 실란화합물을 혼합하여 불소함유 유-무기 하이브리드 Sol을 제조하였고, 저온 경화를 통해 경화필름을 형성하여 여러 가지 물성 및 형태학적 분석을 실시하였다. 따라서 태양전지나 디스플레이에 적용 가능한 투명하면서도 견고한 유-무기 하이브리드 형태의 코팅필름을 형성할 수 있는 불소함유 유-무기 하이브리드 형태의 코팅제를 개발하였다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• I. 서 론 2
• II. 실 험 6
• 1. 시약 6
• 2. UAN의 합성 7
• 3. 유-무기 하이브리드 나노 콜로이드 입자의 제조 9
• 4. 불소 함유 실란화합물을 이용한 발수코팅액의 제조 12
• 5. 유-무기 하이브리드 형태의 코팅층 형성 12
• 6. 분석 14
• Ⅲ. 결과 및 고찰 16
• 1. 코어 가교 양친성 고분자 전구체의 특성 분석 16
• 1) 푸리에 변환 적외선 분광법을 이용한 전구체의 구조 분석 16
• 2) UAN의 입자크기 변화와 분자량 및 분산성 확인 17
• 2. 양친성 고분자 전구체를 이용하여 제조된 Amphiphilic sol 및
• 발수코팅액의 나노 콜로이드 입자의 특성 분석 22
• 1) 나노 콜로이드 입자의 크기 변화 및 저장안정성 평가 22
• 2) 다양한 조성으로 제조된 Amphiphilic sol의 무기물 함량 조사 23
• 3) 29Si NMR 분석을 통한 유-무기 하이브리드의 특성 분석 26
• 3. 제조된 Amphihpilic sol의 코팅표면 물성 평가 28
• 1) 다양한 양친성 고분자 전구체를 이용하여 제조된 Amphiphilic
• sol의 코팅 표면 물성 평가 28
• 2) 발수코팅액의 코팅표면 물성 평가 32
• 3) 제조된 코팅표면의 발수성 평가 38
• 4. 코팅 표면의 형태학적 및 원소 분석 44
• 1) SEM을 이용한 코팅표면의 미세구조 관찰 44
• 2) AFM을 이용한 코팅표면의 거칠기 관찰 48
• 3) XPS 분석을 통한 코팅표면의 성분원소 분석 48
• Ⅳ. 결 론 52
• □ 참 고 문 헌 53
• □ 영 문 초 록 55