나노엠 코팅기술 : 무기졸겔(SOL-GEL)코팅 개발
나노엠은 졸겔(SOL-GEL)법을 활용한 다양한 무기 기능성 코팅액을 개발 및 제조하고 있습니다. 순수 무기 코팅액, 하이브리드 코팅액 등 다양한 기능을 포함하는 제품을 개발 및 제조합니다. 표준 제품 이외에도 다양한 하위 조성들로 고객의 특정 요구사항에 맞춘 신규 코팅액 개발 및 변경 제조를 통해 고객별 맞춤형 서비스를 제공하고 있습니다.
Q1.기능성 코팅액이란?
기능성 코팅액(Functional Coating Solution)은 특정 기능을 제공하기 위해 표면에 적용되는 특별한 코팅 물질을 말합니다.
기능성 코팅액은 다양한 산업 분야에서 사용되고 있습니다.
1. 기능 : 표면의 도막을 형성하여 특정 기능(절연, 발수, 슬립, 항균, 내열, 대전방지, 내마모, 내화성 등의 특성)을 나타낼 수 있는 코팅액을 말합니다.
2. 재료 : 기준이 되는 각 제품별 코팅액 바인더(접착성분)와 다양한 기능을 발현하는 첨가물질과의 화학반응 혹은 분산을 통해 다양한 기능성을 부여할 수 있습니다.
Q2.졸-겔(SOL-GEL) 코팅액이란?
졸-겔(SOL-GEL) 방법은 물리화학적 공정으로서, 무기 또는 유기 전구체를 사용하여 소형 입자 또는 분자 중합체를 포함하는 콜로이드 솔을 형성한 다음, 연결을 통해 3차원 네트워크로 중합하여 젤을 형성하는 과정을 의미합니다. 이러한 방법으로 코팅도막을 형성할 수 있도록 개발된 코팅액을 졸-겔(SOL-GEL) 코팅액이라고 얘기합니다.
- 졸(SOL) 형성 : 무기 또는 유기 금속 소금 또는 알콕사이드와 같은 전구체가 다양한 용제, 물 및 촉매의 존재 하에 가수 분해되고 축합되어 졸(SOL)을 형성합니다.
- 겔(GEL) 형성 : 졸(SOL)에 충분한 화학적 처리를 진행하면 3차원 네트워크를 형성하여 젤로 중합됩니다. 이는 겔의 "뼈대"를 형성하며, 그 사이에는 액체가 존재합니다.
- 숙성(AGING) : 겔(GEL)은 일정 시간 동안 방치되어 네트워크가 성장하고 강화됩니다.
- 건조(DRY) 및 경화(CURE) : 젤(GEL)에서 액체를 제거하여 고체 겔, 제라젤 또는 에어로젤을 형성할 수 있습니다. 액체가 제거된 젤(GEL)이 코팅 도막으로 형성됩니다.
Q3.무기 코팅액이란?
- 구성 : 주로 금속 산화물, 실리케이터(규산염), 보레이트, 인산염 등과 같은 무기 고분자 또는 세라믹 전구체 기반으로 구성되며, 유기물(C 기반 물질)은 포함되지 않거나,바인더 수준에서 극소량 존재할 수 있습니다.
- 열안정성 : 유기 코팅액에 비해 높은 열분해 온도와 열수축 저항성을 가지며, 일부 무기 코팅은 600~1200℃ 이상의 환경에서도 안정적으로 구조를 유지할 수 있습니다.
- 기계적 성질 : 일반적으로 경도, 내마모성, 내스크래치성이 매우 우수합니다. 하지만 취성이 존재할 수 있으므로 충격 저항성은 제한적일 수 있습니다. 이를 보완하기 위해서는 하이브리드용 바인더를 적용합니다.
- 내화학성 : 대부분의 무기 코팅은 산, 알카리, 용매에 대해 높은 내성을 갖습니다.
- 환경영향 : 일반적으로 휘발성 유기 화합물(VOCs) 함량이 낮거나 없으며, 수계(Sol-Gel, 졸겔 시스템) 기반일 경우 친환경적 적용이 가능합니다.
