Weatherability of Organic-Inorganic Hybrid Coating Agents with N-Triethoxy silyl propyl quinine urethane

N-Triethoxy silyl propyl quinine urethane을 도입한 유-무기 복합 코팅제의 내후성

Recently polycarbonate material has been utilized as windows in aircraft, buildings, and optical lens. However, while polycarbonate has excellent optical transparency, impact strength and many beneficial mechanical properties, it possesses poor abrasion resistance and weatherability. Then, there is a need for developing optically clear, anti-abrasive and weather resistant hard coating agents for polycarbonate. In this study, N-triethoxy silyl propyl quinine urethane(TESPQU) was synthesized with quinine and 3-isocyanato propyl triethoxy silane(3-IPTES). In order to introduce optically active silane in the main siloxane network, TESPQU was co-hydrolysed and co-condensed with methyl triethoxy silane(MTES) under acidic conditions. Polycarbonate sheets were coated with silica coating agents by the sol-gel method, and their abrasion resistance, ability of UV absorption and weatherability were evaluated. Coating agents containing hydroxybenzophenone as a UV absorber were also prepared to compare weatherability with TESPQU containing coating agent. TESPQU containing coating agent had good weatherability in accelerated QUV test.

투명 플라스틱 중에서 가장 많이 이용되고 있는 재료의 하나로 폴리카보네이트 수지가 알려져 있다. 이 수지는 투명 플라스틱 중에서도 굴절률이 1.584로 유리의 굴절률에 상응하는 수치를 가지고 있어 렌즈, 창소재 등 광학적 용도에 있어서 유리의 대체품으로서 호응이 크다. 그러나 장점에 반하여 표면 경도가 낮기 때문에 마찰에 의해 긁히기 쉽고 용제 등에 대한 내성도 나쁜 편이다. 특히 옥외 창 재료로 사용할 경우에는 자외선의 흡수에 따른 표면의 황변이 심각한 문제가 되어 사용상에 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 실리콘 하드 코팅제의 우수한 내마모성 및 광학 특성을 가지며 또한, 무기 실록산 네트워크에 자외선 흡수 능력을 가진 유기 실란을 도입시켜 폴리카보네이트 수지의 취약한 표면을 효율적으로 보호하면서 내후성 또한 뛰어난 표면 보호 코팅제를 제공하기 위하여 quinine과 3-isocyanato propyl triethoxy silane(3-IPTES) 으로부터 N-triethoxy silyl propyl quinine urethane (TESPQU)을 합성하였다. 이 물질을 methyl triethoxy silane(MTES) 과 공가수분해 후 축합시켜 실록산 네트워크 속으로 도입시켰다. 또한 benzophenone 계통의 자외선 흡수제를 유가실란 축합물에 단순 배합한 경우와 비교하였다. 주사슬에 UV에 안정한 형태의 유가 실란, TESPQU를 도입한 경우 좋은 내후성을 나타냄을 확인할 수 있었다.