KR20160059990A - Organic nanoclay-polymer composite and preparing method of the same - Google Patents

Abstract

The present invention relates to an organic nanoclay-polymer composite and a method for producing the organic nanoclay-polymer composite. According to the present invention the organic nanoclay-polymer composite can retain thermal stability and mechanical properties of polymers. To this end, the composite includes: organic cationic nanoclay; organic anionic nanoclay; and a polymer.

Description

유기 나노클레이-고분자 복합체 및 이의 제조 방법{ORGANIC NANOCLAY-POLYMER COMPOSITE AND PREPARING METHOD OF THE SAME}TECHNICAL FIELD The present invention relates to an organic nano-clay-polymer composite and an organic nano-clay-

본원은, 유기 나노클레이-고분자 복합체 및 상기 유기 나노클레이-고분자 복합체의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic nano-clay-polymer composite and a method for producing the organic nano-clay-polymer composite.

고분자 소재는 고강도 경량화 소재라는 특징 때문에 현대사회에서 다양한 분야에서 많이 사용되고 있다. 그러나 고분자 소재는 불에 쉽게 연소되기 때문에 본질적인 화재 위험성에 대한 문제점을 지니고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 고분자의 난연화에 대한 노력들이 많이 이루어지고 있다. Polymer materials are widely used in various fields in modern society because they are characterized by high strength and lightweight materials. However, since polymer materials burn easily, they have inherent fire risk. In order to solve these problems, many attempts have been made for the softening of polymers.

고분자를 난연화시키는 방법은 다양한데, 분자 구조 변경을 통해 내열성 고분자를 제조하거나, 고분자에 난연 성분을 가진 물질을 첨가하는 방법 등이 있다. 무기계 난연제가 가장 많이 사용되며, 그 예로서 할로겐계 화합물과 인계 난연제가 있다. 할로겐계 화합물은 우수한 난연성을 부여할 수 있는 장점을 가지고 있으나 연소시 할로겐화 수소와 함께 인체에 유해한 기체가 발생되는 단점이 있다. 이와 같은 문제점으로 비할로겐계 물질들이 최근에 많이 개발되고 있다. There are various methods of flame retarding a polymer, such as producing a heat-resistant polymer through modification of the molecular structure, or adding a material having a flame retardant component to the polymer. An inorganic flame retardant is most commonly used, for example, a halogen-based compound and a phosphorus flame retardant. The halogen-based compound has an advantage that it can impart excellent flame retardancy, but there is a disadvantage that harmful gas is generated in addition to hydrogen halide in combustion. These problems have led to the development of non-halogenated materials in recent years.

한편, 부가되는 난연제에 의해 열적 안정성, 물리적 특성의 저하를 최소화 하는 것이 중요하다. 이와 같은 이유로 다양한 무기물들이 첨가된 고분자 복합체가 개발되고 있고, 고분자 소재 내에 나노클레이의 적절한 분산은 일정 수준 이상의 난연성능을 향상시킨다는 연구 결과들이 많이 보고되고 있다 (대한민국 공개특허 제10-2005-0112144호 등). 나노클레이의 난연 특성 기작은 효과적인 나노클레이의 박리화를 통하여 만들어진 큰 종횡비를 가진 나노클레이 입자가 고분자와의 접촉면적을 증가시켜줌으로써, 고분자 소재가 화재 상황에서 열 산화 반응으로 발생하는 휘발성 유기 저분자 물질의 표면으로의 확산을 효과적으로 지연시키는 작용을 통하여 발휘되게 된다. 그러나, 나노클레이의 경우 친수성이기 때문에 물에서의 분산은 우수하나 고분자와 같은 물질에서의 분산성은 좋지 않다. On the other hand, it is important to minimize deterioration of thermal stability and physical properties by the added flame retardant. For this reason, polymer complexes containing various inorganic materials have been developed, and many studies have been reported that appropriate dispersion of nano-clay in a polymer material improves flame retardancy above a certain level (Korean Patent Publication No. 10-2005-0112144 Etc). The flame retardant mechanism of nano-clay increases the contact area of polymer with nanoscale particles with large aspect ratio, which is produced through the exfoliation of effective nano-clay. Thus, the polymer material is a volatile organic low-molecular material Which effectively delays the diffusion to the surface of the substrate. However, nanoclays have good dispersion in water because they are hydrophilic, but dispersibility in materials such as polymers is not good.

또한, 고분자의 난연성을 향상시키기 위한 방법으로 인계 난연제의 올리고머를 고분자와 함께 분산 가공하는 방법 (대한민국 공개특허 제1998-0002056호)이나, 열가소성수지로 난연제를 먼저 캡슐화한 후 유기인계 난연제를 고분자 내에 분산시키는 방법 (대한민국 공개특허 제2002-0027783호) 등이 제안되고 있으나 난연제가 15 중량% 이상 들어가야 난연 특성이 부여되나, 난연제의 함량의 증가에 따른 기계적 물성의 저하를 방지하기는 힘들다.In addition, as a method for improving the flame retardancy of a polymer, a method of dispersing an oligomer of a phosphorus flame retardant together with a polymer (Korean Patent Laid-Open Publication No. 1998-0002056) or a method of first encapsulating a flame retardant with a thermoplastic resin, (Korean Patent Publication No. 2002-0027783). However, it is difficult to prevent deterioration of mechanical properties due to an increase in the content of the flame retardant agent.

본원은, 유기 나노클레이-고분자 복합체 및 상기 유기 나노클레이-고분자 복합체의 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention provides an organic nano-clay-polymer composite and a method for producing the organic nano-clay-polymer composite.

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본원의 제 1 측면은, 유기화 양이온성 나노클레이, 유기화 음이온성 나노클레이, 및 고분자를 포함하는, 유기 나노클레이-고분자 복합체를 제공한다.A first aspect of the present invention provides an organic nano-clay-polymer composite comprising an organic cationic nano-clay, an organizing anionic nano-clay, and a polymer.

본원의 제 2 측면은, 양이온성 계면활성제-함유 용액 및 음이온성 계면활성제-함유 용액을 각각 제조하고; 상기 양이온성 계면활성제-함유 용액을 양이온성 나노클레이-분산 용액과 교반 및 상기 음이온성 계면활성제-함유 용액을 음이온성 나노클레이-분산 용액과 교반하여, 유기화 양이온성 나노클레이 및 유기화 음이온성 나노클레이를 각각 제조하고; 및 상기 유기화 양이온성 나노클레이 및 유기화 음이온성 나노클레이를 고분자에 분산시켜 상기 제 1 측면에 따른 유기 나노클레이-고분자 복합체를 제조하는 것을 포함하는, 유기 나노클레이-고분자 복합체의 제조방법을 제공한다.A second aspect of the present invention provides a method of preparing a cationic surfactant-containing solution and an anionic surfactant-containing solution, respectively; Stirring the cationic surfactant-containing solution with a cationic nano-clay-dispersed solution and stirring the anionic surfactant-containing solution with an anionic nano-clay-dispersed solution to form an organic cationic nano-clay and an organizing anionic nano- Respectively; And dispersing the organic cationic nano-clay and the organizing anionic nano-clay in a polymer to produce an organic nano-clay-polymer composite according to the first aspect.

본원의 일 구현예에 있어서, 양이온성 계면활성제를 양이온성 나노클레이의 층간에 삽입하고, 음이온성 계면활성제를 음이온성 나노클레이의 층간에 삽입하여 두 종류의 상이한 나노클레이를 유기화하고, 고분자에 두 종류의 유기화된 나노클레이를 분산시켜 유기 나노클레이-고분자 복합체를 제조함으로써, 상기 유기 나노클레이-고분자 복합체의 연소시 분산된 양이온성 나노클레이 사의의 공간을 작은 크기의 층상 소재인 음이온성 나노클레이가 채워줌으로써 공기와의 접촉을 효과적으로 차단하여 차르(char)의 형성을 더 용이하게 할 수 있어 열적 안정성과 기계적 물성을 동시에 증대시킬 수 있고, 난연 및 발열량 저감을 위한 발포화합물의 사용을 최소화 할 수 있고, 이로부터 고분자의 열적 안정성과 기계적 물성을 유지 할 수 있는 효과가 있다.In one embodiment herein, a cationic surfactant is intercalated between the layers of the cationic nanoclay, and an anionic surfactant is intercalated between the layers of the anionic nanoclay to organize the two different types of nanoclay, Polymeric nanoclay is dispersed in the organic nanoclay-polymer composite to disperse the cationic nanoclay in the space of the inorganic nanoclay-polymer composite. It is possible to effectively prevent the contact with the air and to form a char more easily, thereby increasing the thermal stability and the mechanical properties at the same time and minimizing the use of the foaming compound for the reduction of flame retardance and heat generation , From which the thermal stability and mechanical properties of the polymer can be maintained .

도 1은, 본원의 일 구현예에 따른 유기 나노클레이-고분자 복합체와 고분자의 난연 기작에 대한 비교 모식도이다.
도 2a 및 도 2b는, 본원의 일 실시예에 따른 유기 나노클레이-고분자 복합체와 고분자(EVA)의 열 중량 분석 결과이다.
도 3a 및 도 3b는, 본원의 일 실시예에 따른 유기 나노클레이-고분자 복합체와 고분자(EVA)의 탄성 계수 및 인장 강도 측정 결과이다.
도 4a 및 도 4b는, 본원의 일 실시예에 따른 유기 나노클레이-고분자 복합체와 고분자(PP)의 열 중량 분석 결과이다.
도 5a 및 도 5b는, 본원의 일 실시예에 따른 유기 나노클레이-고분자 복합체와 고분자(PP)의 탄성 계수 및 인장 강도 측정 결과이다.
도 6은, 본원의 일 실시예에 따른 유기 나노클레이-고분자 복합체와 고분자(EVA)의 콘칼로리미터 시험 방법에 의한 열 방출율 측정 결과이다.
도 7a 및 도 7b는, 본원의 일 실시예에 따른 발포 화합물 유무에 따른 고분자 및 유기 나노클레이-고분자 복합체의 열 중량 분석 결과이다.
도 8은, 본원의 일 실시예에 따른 발포 화합물 유무에 따른 고분자 및 다양한 유기 나노클레이-고분자 복합체의 탄성 계수 및 인장 강도 측정 결과이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a comparison of the flame retarding mechanism of an organic nano-clay-polymer composite and a polymer according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are results of thermogravimetric analysis of the organic nanoclay-polymer composite and the polymer (EVA) according to one embodiment of the present invention.
3A and 3B show the elastic modulus and tensile strength measurement results of the organic nano-clay-polymer composite and the polymer (EVA) according to one embodiment of the present invention.
4A and 4B are thermogravimetric analysis results of the organic nanoclay-polymer complex and the polymer (PP) according to one embodiment of the present invention.
5A and 5B show the results of measurement of the elastic modulus and tensile strength of the organic nanoclay-polymer composite and the polymer (PP) according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing the results of measurement of the heat release rate by the cone calorimeter test method of the organic nano-clay-polymer composite and the polymer (EVA) according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 7A and 7B are thermogravimetric analysis results of polymers and organic nano-clay-polymer composites according to one embodiment of the present invention, with or without a foaming compound.
FIG. 8 shows the results of measurement of elastic modulus and tensile strength of polymers and various organic nano-clay-polymer composites according to one embodiment of the present invention, with or without foamed compounds.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is "on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout this specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. The terms "about "," substantially ", etc. used to the extent that they are used throughout the specification are intended to be taken to mean the approximation of the manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure.

본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.The word " step (or step) "or" step "used to the extent that it is used throughout the specification does not mean" step for.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합(들)"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term "combination (s) thereof " included in the expression of the machine form means a mixture or combination of one or more elements selected from the group consisting of the constituents described in the expression of the form of a marker, Quot; means at least one selected from the group consisting of the above-mentioned elements.

본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다. Throughout this specification, the description of "A and / or B" means "A or B, or A and B".

본원 명세서 전체에서, "알킬"은, 각각, 선형 또는 분지형의, 포화 또는 불포화의 C_1-10 알킬기를 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵실, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 또는 이들의 가능한 모든 이성질체를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.For the purposes of this specification, "alkyl" may include linear or branched, saturated or unsaturated C _1-10 alkyl groups, such as methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, But are not limited to, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, pentyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl or all possible isomers thereof.

이하, 본원의 구현예를 설명하였으나, 본원이 이에 제한되지 않을 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention are described, but the present invention is not limited thereto.

본원의 제 1 측면은, 유기화 양이온성 나노클레이, 유기화 음이온성 나노클레이, 및 고분자를 포함하는, 유기 나노클레이-고분자 복합체를 제공한다.A first aspect of the present invention provides an organic nano-clay-polymer composite comprising an organic cationic nano-clay, an organizing anionic nano-clay, and a polymer.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 나노클레이 또는 점토(양이온성 점토 또는 음이온성 점토)는 친수성을 지니며, 건축, 자동차 및 가전제품의 외장재에 많이 사용되는 고분자인 PP (polypropylene), EVA (ethylene vinyl acetae copolymer), ABS (acrylonitrile butadiene styrene copolymer) 등의 고분자는 소수성을 지니고 있어서, 고분자에 나노클레이가 분산된 상태, 즉 박리화 상태로 있는 상기 복합체를 형성하기 위해서는 나노클레이의 표면을 소수성으로 표면을 개질하는 것이 필요하며, 이에 따라, 상기 나노클레이를 유기화제를 이용하여 유기화시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the present invention, the nano clay or clay (cationic clay or anionic clay) is hydrophilic and is a polymer widely used in the exterior materials of buildings, automobiles and home appliances, such as polypropylene (PP), ethylene vinyl acetate copolymer, and ABS (acrylonitrile butadiene styrene copolymer) have hydrophobicity, and in order to form the composite in which nano-clay is dispersed in the polymer, that is, in the exfoliated state, the surface of the nano- It is possible to organize the nanoclay using an organic agent, but the present invention is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기 나노클레이-고분자 복합체는 난연성 또는 발열량 저감 효과를 가지는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the organic nano-clay-polymer complex may have a flame retardancy or a calorific value reducing effect, but the present invention is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기 나노클레이-고분자 복합체는 발포 화합물을 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the organic nanoclay-polymer complex may further include a foaming compound, but may not be limited thereto.

도 1은, (a) 고분자, (b) 유기화 양이온성 나노클레이-발포 화합물-고분자 복합체, 및 (c) 본원에 따른 유기 나노클레이-발포 화합물-고분자 복합체에 대한 모식도 및 그에 따른 난연 기작을 나타낸다. 특히, 상기 (c) 본원에 따른 유기 나노클레이-발포 화합물-고분자 복합체의 연소시 분산된 양이온성 나노클레이 사이의 공간을 작은 크기의 층상 소재인 음이온성 나노클레이가 채워줌으로써 공기와의 접촉을 효과적으로 차단하여 차르(char)의 형성을 더 용이하게 할 수 있어 열적 안정성과 기계적 물성을 동시에 증대시킬 수 있고, 난연 및 발열량 저감을 위한 발포화합물의 사용을 최소화할 수 있고, 이로부터 고분자의 열적 안정성과 기계적 물성을 유지할 수 있는 효과가 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 shows a schematic diagram and thus a flame retardance mechanism for (a) a polymer, (b) an organic cationic nano clay-foam compound-polymer complex, and (c) an organic nano-clay-foam compound- . Particularly, the space between the cationic nano clays dispersed upon combustion of the organic nano-clay-foamed compound-polymer composite according to the present invention (c) is filled with an anionic nano-clay, which is a small-sized layered material, It is possible to increase the thermal stability and the mechanical properties at the same time and to minimize the use of the foaming compound for the reduction of the flame retardance and the calorific value, The mechanical properties can be maintained.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기 나노클레이-고분자 복합체는, 상기 고분자 100 중량부에 대하여, 상기 유기화 양이온성 나노클레이 약 0.1 내지 약 50 중량부, 및 상기 유기화 음이온성 나노클레이 약 0.1 내지 약 50 중량부를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 유기화 양이온성 나노클레이의 함량은, 상기 고분자 100 중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 50 중량부, 약 0.1 내지 약 40 중량부, 약 0.1 내지 약 30 중량부, 약 0.1 내지 약 20 중량부, 약 0.1 내지 약 10 중량부, 또는 약 0.1 내지 약 5 중량부일 수 있으며; 상기 유기화 음이온성 나노클레이의 함량은, 상기 고분자 100 중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 50 중량부, 약 0.1 내지 약 40 중량부, 약 0.1 내지 약 30 중량부, 약 0.1 내지 약 20 중량부, 약 0.1 내지 약 10 중량부, 또는 약 0.1 내지 약 5 중량부일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the invention, the organic nano-clay-polymer composite comprises about 0.1 to about 50 parts by weight of the organically modified cationic nano-clay and about 0.1 to about 50 parts by weight of the organically anionic nano- But it may not be limited thereto. For example, the amount of the organically modified cationic nano-clay may be in the range of about 0.1 to about 50 parts by weight, about 0.1 to about 40 parts by weight, about 0.1 to about 30 parts by weight, about 0.1 to about 30 parts by weight, 20 parts by weight, about 0.1 to about 10 parts by weight, or about 0.1 to about 5 parts by weight; The organic anionic nano-clay may be present in an amount of about 0.1 to about 50 parts by weight, about 0.1 to about 40 parts by weight, about 0.1 to about 30 parts by weight, about 0.1 to about 20 parts by weight, About 0.1 to about 10 parts by weight, or about 0.1 to about 5 parts by weight.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 발포 화합물을 추가 포함하는 경우, 상기 발포 화합물의 함량은, 상기 고분자 100 중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 50 중량부, 약 0.1 내지 약 20 중량부, 약 0.1 내지 약 15 중량부, 바람직하게 약 0.1 내지 약 10 중량부, 또는 약 0.1 내지 약 5 중량부일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the present invention, when the foaming compound is further included, the content of the foaming compound is about 0.1 to about 50 parts by weight, about 0.1 to about 20 parts by weight, about 0.1 To about 15 parts by weight, preferably about 0.1 to about 10 parts by weight, or about 0.1 to about 5 parts by weight, based on the total weight of the composition.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양이온성 나노클레이는 몬트모릴로나이트(montmorillonite), 벤토나이트(bentonite), 헥토라이트(hectorite), 사포나이트(saponite), 바이델라이트(beidelite), 논트로나이트(nontronite), 팽윤성 운모(mica), 버미큘라이트(vermicullite), 합성 운모(synthetic mica), 카네마이트(kanemite), 마가다이트(magadite), 케냐이트(kenyaite), 카올린나이트(kaolinite), 스멕타이트(smectite), 일라이트(illite), 클로라이트(chlorite), 무스코바이트(muscovite), 파이로필라이트(pyrophyllite), 안티고라이트(antigorite), 해록석(glauconite), 질석(vermiculite), 세피올라이트(sepiolite), 이모골라이트(imogolite), 소복카이트(sobockite), 나크라이트(nacrite), 아녹사이트(anauxite), 견운모(sericite), 레디카이트(ledikite), 온석면(chrysotile), 안티고라이트(antigorite), 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 층상 규산염을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment herein, the cationic nanoclay is selected from the group consisting of montmorillonite, bentonite, hectorite, saponite, beidelite, nontronite nontronite, mica, vermicullite, synthetic mica, kanemite, magadite, kenyaite, kaolinite, smectite, Pyrophyllite, antigorite, glauconite, vermiculite, sepiolite, and the like, which are known to those skilled in the art. Such as imogolite, sobockite, nacrite, anauxite, sericite, ledikite, chrysotile, antigorite, and the like. ≪ RTI ID = 0.0 > But may be, but not limited to, silicates.

상기 양이온성 나노클레이는, 일반적으로, 스멕타이트계 점토와 같은 팽윤성을 잘 띠는 점토를 사용하고, 그 중에서도 몬트모릴로나이트 계열의 점토가 주로 응용이 많이 된다. 그 구조를 보면, 실리콘을 중심으로 산소가 사면체를 이루고, 이 사면체가 꼭지점을 공유하면서 층을 이루고, 이러한 실리케이트 사면체층이 알루미늄 이온을 중심으로 산소와 수산화기(-OH^-)와 함께 팔면체를 이루어 팔면체층의 위아래로 둘러쌓여 있는 구조의 알루미노실리케이트 층을 이루고 있다. 일반적으로, 몬트모릴로나이트 구조는 팔면체 층의 알루미늄 사이트 3개 중 2개에는 알루미늄 이온이 들어있고, 한 곳에는 비어 있는 구조를 이루고 있어서 다이옥타헤드랄(dioctahedral) 구조라고 말한다. 또한, 팔면체층의 3가의 알루미늄이온의 일부가 Fe^{2 +}, Ca^{2 +}와 같은 2가 이온으로 치환된 구조, 즉 이질동상치환(isomorphous substitution)을 하고 있어서 알루미노실리케이트 층이 음전하를 띠게 된다. 이 음전하를 중화시키기 위해 알루미노실리케이트 층 사이에 양이온, 즉 Na⁺이 들어가 있는 층상구조를 가지고 있다. 알루미노실리케이트 층과 층간의 Na⁺ 이온은 친수성이 매우 뛰어나서, 물에서 팽윤이 매우 잘 일어나고, 다른 양이온, 또는 극성이 있는 이온 또는 분자, 클러스터 등과 이온 교환 반응이나 이온-다이폴(dipole) 작용에 의해 층간 삽입 반응이 잘 일어나는 특성을 지니고 있다. 그러나, 소수성(hydrophobic)이 큰 고분자와의 복합체를 합성하기 위해서는 표면을 친유특성을 지닌 유기물로 표면처리함으로써 고분자 매트릭스 내 분산된 나노 복합체를 합성할 수 있다.The cationic nano-clay generally uses swelling clay such as smectite-type clay. Among them, montmorillonite-type clay is mainly applied. In the structure, oxygen forms a tetrahedron around silicon, and this tetrahedron forms a layer sharing a vertex. This silicate tetrahedron layer forms an octahedron with oxygen and hydroxyl group (-OH ^- ) around aluminum ion. And an aluminosilicate layer having a structure surrounded by the upper and lower layers. In general, the montmorillonite structure is said to be dioctahedral because two of the three aluminum sites in the octahedral layer contain aluminum ions and one site is vacant. In addition, a part of the trivalent aluminum ions in the octahedron layer is substituted with divalent ions such as Fe ^{2 +} and Ca ^{2 +} , that is, isomorphous substitution, so that the aluminosilicate layer becomes negatively charged. In order to neutralize this negative charge, it has a layered structure in which cations, Na ^+, are contained between the aluminosilicate layers. The Na ⁺ ion between the aluminosilicate layer and the layer is very hydrophilic and swells very well in water and can be easily removed by ion exchange reaction or ion-dipole action with other cations, polar ions or molecules, clusters, Interlaminar inserting reaction occurs well. However, in order to synthesize a complex with a hydrophobic polymer, it is possible to synthesize a nanocomposite dispersed in a polymer matrix by surface-treating the surface with an organic material having a lipophilic property.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양이온성 나노클레이의 유기화제는 세틸트리메틸암모늄염, 테트라데실아민, 헥사데실아민, 옥타데실아민, 디메틸디스테아릴암모늄염, 트리메틸테트라데실암모늄염, 트리메틸헥사데실암모늄염, 트리메틸옥타데실암모늄염, 벤질트리메틸암모늄염, 벤질트리에틸암모늄염, 페닐트리메틸암모늄염, 디메틸디옥타데실암모늄염, 벤잘코니움염, 스테랄코늄염, 데나토니움염, 세틸피리디늄염, 테트라-n-부틸암모늄염, 폴리쿼터늄염, 헥실암모늄염, 옥틸암모늄염, 옥타데실암모늄염, 디옥틸디에틸암모늄염, 디옥타데실디메틸암모늄염, 헥실하이드록시에틸암모늄염, 도데실하이드록시에틸디메틸암모늄염, 옥타데실하이드록시에틸디메틸암모늄염, 옥틸카르복시에틸암모늄염, 도데실카르복시에틸디메틸암모늄염, 헥사데실카르복시에틸 디메틸암모늄염, 옥타데실카르복시에틸디메틸암모늄염, 도데실메르캅토에틸메틸암모늄염, 헥사데실메르캅토에틸디메틸암모늄염, 테트라에틸포스포늄염, 트리에틸벤질포스포늄염, 트리-n-부틸벤질포스포늄염, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 양이온성 계면활성제를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the invention, the cationic nanoclay organizing agent is selected from the group consisting of cetyltrimethylammonium salt, tetradecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, dimethyldistearylammonium salt, trimethyltetradecylammonium salt, trimethylhexadecylammonium salt, trimethyl But are not limited to, ammonium salts such as octadecylammonium salts, benzyltrimethylammonium salts, benzyltriethylammonium salts, phenyltrimethylammonium salts, dimethyldioctadecylammonium salts, benzalkonium salts, steralcinium salts, denatonium salts, cetylpyridinium salts, An octyldimethylammonium salt, an octyldecylethyldimethylammonium salt, an octylcarboxyethylammonium salt, an octyldecyldimethylammonium salt, an octyldecyldimethylammonium salt, an octyldecyldimethylammonium salt, an octyldecyldimethylammonium salt, an octyldecyldimethylammonium salt, Dodecylcarboxyethyldimethylammonium salt, hexadecyl Butylbenzylphosphonium salt, tri-n-butylbenzylphosphonium salt, tri-n-butylbenzylphosphonium salt, tri-n-butylbenzylphosphonium salt, tetraethylbenzylphosphonium salt, tetrabutylammonium bromide, But are not limited to, cationic surfactants selected from the group consisting of ammonium salts, ammonium salts, and combinations thereof.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기화 양이온성 나노클레이는, 상기 양이온성 계면활성제가 상기 양이온성 나노클레이의 층간에 삽입된 형태인 것으로서, 이들은 정전기적 인력에 의해 결합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the invention, the organically-modified cationic nanoclay is one in which the cationic surfactant is intercalated between the layers of the cationic nanoclay, which may be bound by electrostatic attraction, .

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기화 양이온성 나노클레이는, 구체적으로, 하기 화학식 1을 포함하는 것일 수 있다:In one embodiment of the present invention, the organically modified cationic nanoclay may specifically include one of the following:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Na_0.7(Mg_2.65Si₄)O₁₀F₂[(C₁₆H₃₃)N(CH₃)₃]_x;Na _0.7 (Mg _2.65 Si ₄ ) O ₁₀ F ₂ [(C ₁₆ H ₃₃ ) N (CH ₃ ) ₃ ] _x ;

상기 화학식 1에서, 상기 Na_{0 . 7}(Mg_2.65Si₄)O₁₀F₂는 합성 나노클레이의 한 종류이며, 몬트모릴로나이트, 헥토라이트, 사포나이트 등의 합성 또는 천연 층상형 알루미노실리케이트로 대체가 가능하고, 상기 (C₁₆H₃₃)N(CH₃)₃는 세틸트리메틸암모늄의 양이온 형태이며 다른 양이온계 계면활성제로 대체 가능하고, X는 0을 초과하는 양수이다.In the above formula (1), the Na _{0 . 7 (Mg 2.65 Si 4) O} 10 F 2 is a type of synthetic nanoclay, montmorillonite, hectorite, substitution is possible with synthetic or natural layered aluminosilicates such as saponite, and the (C ₁₆ H ₃₃ ) N (CH ₃ ) ₃ is a cationic form of cetyltrimethylammonium and can be replaced by other cationic surfactants, and X is a positive number greater than zero.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기화 음이온성 나노클레이는, 하기 화학식 2로서 표시되는 층상 금속 이중층 수산화물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다:In one embodiment of the invention, the organically anionic nano-clay may comprise, but is not limited to, a layered metal double layer hydroxide represented by the following formula (2)

[화학식 2](2)

[M²⁺ _1-xM³⁺ _x(OH)₂][A^n-]_x/nㆍy(H₂O);[M ²⁺ _1-x M ³⁺ _x (OH) ₂ ] [A ^n- ] _{x / n} y (H ₂ O);

여기서, M²⁺는 2가 금속 양이온이며, M³⁺는 3가 금속 양이온이며, A는 n의 음전하를 띠는 음이온성 계면활성제의 음이온이며, x는 0 내지 1의 수이고, y 및 n은 각각 양수를 의미한다.Wherein M ²⁺ is a divalent metal cation, M ³⁺ is a trivalent metal cation, A is an anion of an anionic surfactant having a negative charge of n, x is a number of 0 to 1, y and n Are each a positive number.

상기 음이온성 나노클레이로서 사용되는 LDH(layered double hydroxide)는 층간에 음이온이 들어있는 구조를 가지며, 자연계에서 발견되는 대표적인 광물로는 하이드로탈사이트[hydrotalcite, Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃·H₂O]가 있고, 상기 LDH는 유사 하이드로탈사이트 화합물(hydrotalcite-like compound)로 명명하기도 한다. 그 구조는 브루사이트(brucite) (Mg(OH)₂) 층을 기본 골격으로 하고 있다. LDH 층은 옥타헤드랄 사이트 중심에 Mg^{2 +}와 같은 2가 금속 양이온이 있고, 6 개의 수산화기(-OH^-)가 6 배위한 유닛이 2 차원적으로 연결되어 있는 구조를 지니고 있다. 상기 Mg^{2 +} 와 같은 2가 양이온의 일부가 Al^{3 +}과 같은 3가 양이온으로 치환됨으로써 LDH 층이 양전하를 띄게 되며, 이렇게 발생한 층전하를 중성화시키기 위해 층간에 탄산이온(CO₃ ^2-)과 같은 음이온이 들어가 있는 층상구조를 하고 있다. LDH 중에는 하이드로탈사이트 구조와는 약간 상이한 칼루마이트 (Ca₄Al₂(OH)₁₂CO₃·5H₂O)를 지닌 경우도 있는데, LDH와 조성은 비슷하나 2가 양이온인 Ca^{2 +}가 6개의 수산화기(-OH^-)와 1 개의 물(H₂O)과 7 배위하는 구조를 하고 있으며, 다른 구조는 동일하다. 이러한 LDH는 적절한 pH에서 공침이 되는 2가 금속 양이온과 3가 금속 양이온이 선택이 되면 그 금속 이온의 조성을 조절할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 또한, 음이온 교환능을 갖고 있기 때문에 Cl^-, NO₃ ^- 와 같은 층간 음이온 대신 특정한 기능을 지닌 음이온성 유기물, 무기물 또는 DNA와 같은 음이온성 바이오물질 등을 층간 삽입시켜 다양한 분야에 응용을 하고 있다. 특히 최근에는 Mg와 Al을 포함한 LDH는 인체 독성이 없어서 의약 분야의 약물 전달 캐리어로 응용에 대한 연구도 활발히 보고되고 있다. 고분자 응용에 있어서는 LDH를 첨가제로 사용하여 PVC 등에 들어있는 Cl^- 이온 스캐빈저(scavenger)로서 응용이 되기도 한다. 특히 LDH는 온도가 올라감에 따라 탈수산화반응에 의한 흡열반응이 일어나기 때문에 난연과 동시에 발열량 저감에도 효과적이다. 한편, 양이온 나노클레이와 마찬가지로, LDH는 층의 표면에 수산화기가 있기 때문에 친수성 특성을 지니고 있어서, 소수성 고분자에 난연 첨가제로 응용하기 위해서는 표면을 소수성 유기물로 개질해야 할 필요가 있다.The layered double hydroxide (LDH) used as the anionic nano-clay has a structure in which anions are contained between the layers. Representative minerals found in nature include hydrotalcite, Mg ₆ Al ₂ (OH) ₁₆ CO ₃ H ₂ O], and the LDH is also referred to as a hydrotalcite-like compound. The structure has a basic structure of a brucite (Mg (OH) ₂ ) layer. The LDH layer has a structure in which a bivalent metal cation such as Mg ^{2 +} exists in the center of octahedral and a unit in which 6 hydroxyl groups (-OH ^- ) are 6-fold connected in a two-dimensional manner. Part of the divalent cations such as Mg ^{2 +} are substituted with trivalent cations such as Al ^{3 +} , so that the LDH layer becomes positively charged. In order to neutralize the generated layer charges, carbonate ions (CO ₃ ^2- ) and It has a layered structure containing the same negative ions. LDH during the hydrotalcite structure is slightly different Kalou boehmite some cases having a _{(Ca 4 Al 2 (OH)} 12 CO 3 · 5H 2 O), LDH and composition is similar to one divalent cation is Ca ^{2 +} has 6 And has a structure of 7-coordination with a hydroxyl group (-OH ^- ) and one water (H ₂ O), and the other structures are the same. These LDHs have the advantage of controlling the composition of the metal ions when coprecipitated metal cations and trivalent metal cations are selected at an appropriate pH. In addition, since it has an anion exchange capacity, an anionic organic substance having a specific function, an inorganic substance, or an anionic biomaterial such as DNA is inserted into a layer instead of an interlayer anion such as Cl ^- or NO ₃ ^- to apply to various fields. In recent years, LDH including Mg and Al has not been toxic to humans, and thus research on application as a drug delivery carrier in the pharmaceutical field has been reported actively. In polymer applications, LD - H is used as a Cl ^- ion scavenger in PVC. Particularly, since the endothermic reaction by the dehydration and oxidation reaction occurs as the temperature rises, the LDH is effective to reduce the heat generation as well as the flame retardance. On the other hand, similar to cationic nano-clay, LDH has a hydrophilic character because it has a hydroxyl group on the surface of the layer. Therefore, in order to apply it as a flame-retardant additive to a hydrophobic polymer, it is necessary to modify the surface thereof into a hydrophobic organic material.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 음이온성 나노클레이의 유기화제는, 스테아르산염, 팔미틸산염 또는 라우릴산염과 같은 알킬카르복실산염, 도데실설페이트염과 같은 알킬설페이트염, 도데실벤젠설포네이트염과 같은 알킬벤젠설포네이트염, 라우릴포스페이트염 같은 알킬포스페이트염, 알킬폴리옥시에틸렌설페이트염, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 음이온성 계면활성제인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment herein, the organizing agent of the anionic nanoclay is selected from the group consisting of alkyl carboxylates such as stearate, palmitate or laurylate, alkylsulfate salts such as dodecylsulfate, dodecylbenzenesulfonate But are not limited to, an anionic surfactant selected from the group consisting of alkyl benzene sulfonate salts such as salts, alkyl phosphate salts such as lauryl phosphate salts, alkyl polyoxyethylene sulfate salts, and combinations thereof have.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기화 음이온성 나노클레이는, 상기 음이온성 계면활성제가 상기 층상 금속 이중층 수산화물의 층간에 삽입된 형태인 것으로서, 이들은 정전기적 인력에 의해 결합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the invention, the organically anionic nanoclays are those in which the anionic surfactant is intercalated between the layers of the layered metal double layer hydroxide, and they may be bound by electrostatic attraction, .

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 발포 화합물은, 암모늄 폴리포스페이트, 1급 암모늄 포스페이트(primary ammonium phosphate), 2급 암모늄 포스페이트(secondary ammonium phosphate), 암모늄 포스파이트, 멜라민 포스페이트, 디멜라민포스페이트, 멜라민 피로포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것; 또는 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 트리펜타에리트리톨, 솔비톨, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 디트리메틸올프로판, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 탄화제를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment herein, the foamable compound is selected from the group consisting of ammonium polyphosphate, primary ammonium phosphate, secondary ammonium phosphate, ammonium phosphite, melamine phosphate, dimelamine phosphate, Phosphate, tricresyl phosphate, and combinations thereof; Or a carbonating agent selected from the group consisting of pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, sorbitol, trimethylol propane, trimethylol ethane, ditrimethylol propane, and combinations thereof, But may not be limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자는 폴리에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리프로필렌(PP), 폴리 아크릴로나이트릴 부타디엔 스타이렌(ABS), 폴리에틸렌(PE), 폴리아세틸렌, 폴리스티렌(PS), 폴리우레탄(PU), 폴리아마이드(PA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment, the polymer is selected from the group consisting of polyvinyl acetate (EVA), polypropylene (PP), polyacrylonitrile butadiene styrene (ABS), polyethylene (PE), polyacetylene, polystyrene But are not limited to, those selected from the group consisting of polyurethane (PU), polyamide (PA), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT) have.

본원의 제 2 측면은, 양이온성 계면활성제-함유 용액 및 음이온성 계면활성제-함유 용액을 각각 제조하고; 상기 양이온성 계면활성제-함유 용액을 양이온성 나노클레이-분산 용액과 교반 및 상기 음이온성 계면활성제-함유 용액을 음이온성 나노클레이-분산 용액과 교반하여, 유기화 양이온성 나노클레이 및 유기화 음이온성 나노클레이를 각각 제조하고; 및 상기 유기화 양이온성 나노클레이 및 유기화 음이온성 나노클레이를 고분자에 분산시켜 상기 제 1 측면에 따른 유기 나노클레이-고분자 복합체를 제조하는 것을 포함하는, 유기 나노클레이-고분자 복합체의 제조방법을 제공한다. 본 측면에 따른 상기 유기 나노클레이-고분자 복합체에 대하여 본원의 제 1 측면에 대하여 기재된 내용이 모두 적용될 수 있다.A second aspect of the present invention provides a method of preparing a cationic surfactant-containing solution and an anionic surfactant-containing solution, respectively; Stirring the cationic surfactant-containing solution with a cationic nano-clay-dispersed solution and stirring the anionic surfactant-containing solution with an anionic nano-clay-dispersed solution to form an organic cationic nano-clay and an organizing anionic nano- Respectively; And dispersing the organic cationic nano-clay and the organizing anionic nano-clay in a polymer to produce an organic nano-clay-polymer composite according to the first aspect. The content of the first aspect of the present invention can be applied to the organic nanoclay-polymer complex according to the present aspect.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기 나노클레이-고분자 복합체에 발포 화합물을 첨가하는 것을 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, addition of a foaming compound to the organic nanoclay-polymer complex may further include, but is not limited to, addition of a foaming compound.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기 나노클레이-고분자 복합체는, 상기 고분자 100 중량부에 대하여, 상기 유기화 양이온성 나노클레이 약 0.1 내지 약 50 중량부, 및 상기 유기화 음이온성 나노클레이 약 0.1 내지 약 50 중량부를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 유기화 양이온성 나노클레이의 함량은, 상기 고분자 100 중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 50 중량부, 약 0.1 내지 약 40 중량부, 약 0.1 내지 약 30 중량부, 약 0.1 내지 약 20 중량부, 약 0.1 내지 약 10 중량부, 또는 약 0.1 내지 약 5 중량부일 수 있으며; 상기 유기화 음이온성 나노클레이의 함량은, 상기 고분자 100 중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 50 중량부, 약 0.1 내지 약 40 중량부, 약 0.1 내지 약 30 중량부, 약 0.1 내지 약 20 중량부, 약 0.1 내지 약 10 중량부, 또는 약 0.1 내지 약 5 중량부일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the invention, the organic nano-clay-polymer composite comprises about 0.1 to about 50 parts by weight of the organically modified cationic nano-clay and about 0.1 to about 50 parts by weight of the organically anionic nano- But it may not be limited thereto. For example, the amount of the organically modified cationic nano-clay may be in the range of about 0.1 to about 50 parts by weight, about 0.1 to about 40 parts by weight, about 0.1 to about 30 parts by weight, about 0.1 to about 30 parts by weight, 20 parts by weight, about 0.1 to about 10 parts by weight, or about 0.1 to about 5 parts by weight; The organic anionic nano-clay may be present in an amount of about 0.1 to about 50 parts by weight, about 0.1 to about 40 parts by weight, about 0.1 to about 30 parts by weight, about 0.1 to about 20 parts by weight, About 0.1 to about 10 parts by weight, or about 0.1 to about 5 parts by weight.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 발포 화합물을 추가 포함하는 경우, 상기 발포 화합물의 함량은, 상기 고분자 100 중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 50 중량부, 약 0.1 내지 약 20 중량부, 약 0.1 내지 약 15 중량부, 바람직하게 약 0.1 내지 약 10 중량부, 또는 약 0.1 내지 약 5 중량부일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the foaming compound is further included, the content of the foaming compound is about 0.1 to about 50 parts by weight, about 0.1 to about 20 parts by weight, about 0.1 To about 15 parts by weight, preferably about 0.1 to about 10 parts by weight, or about 0.1 to about 5 parts by weight, based on the total weight of the composition.

이하, 본원에 대하여 실시예를 이용하여 좀더 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예는 본원의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 본원의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following Examples are given for the purpose of helping understanding of the present invention, but the present invention is not limited to the following Examples.

[[ 실시예Example ] ]

실시예Example 1: 유기  1: Organic 나노클레이Nano clay -고분자 복합체 제조- Polymer composite manufacturing

1-1. 1-1. 유기화Organicization 양이온성Cationic 나노클레이의Nano-clay 제조 Produce

유기화제가 치환된 나노클레이를 이온 교환 반응을 이용하여 합성하였다. 20 L 반응기에 증류수 16 L를 넣고 교반하면서, 320 g의 합성 운모(ME-100, COOP Chemicals)를 천천히 첨가하고, 60℃에서 6 시간 동안 분산시켰다. 여기에 세틸트리메틸 암모늄 브로마이드(cetyltrimethyl ammonium bromide) 320 mmol (116.6 g, ME-100의 양이온 치환능(CEC)의 1배에 해당함)과 에탄올 3 L를 첨가하여 60℃에서 이온 교환 반응을 10시간 동안 진행시켰다. 반응 후 교반을 멈추고 10분간 대기 후, 세틸트리메틸 암모늄으로 표면이 개질된 ME-100(CTA-ME 하이브리드)가 물 위로 떠올라서 물과 층이 분리되었다. 아래에 있는 투명한 용액을 이송 펌프와 유리관을 이용하여 제거하였다. 이후 상기 CTA-ME 하이브리드는 필터링하여, 60℃ 증류수 10 L에서 교반시켜 재분산시킨 후 층 분리를 유도하여 아래에 있는 NaBr 염을 포함하는 투명한 용액을 한번 더 제거하고, 동결건조하여 유기화 양이온성 나노클레이인 상기 CTA-ME 하이브리드를 제조하였다. The nanoclays were synthesized by ion exchange reaction. 320 L of synthetic mica (ME-100, COOP Chemicals) was slowly added with stirring to a 20 L reactor with 16 L of distilled water and dispersed at 60 ° C for 6 hours. Then, 320 mmol of cetyltrimethyl ammonium bromide (116.6 g, corresponding to 1 times the cation substitution ability (CEC) of ME-100) and 3 L of ethanol were added and the ion exchange reaction was carried out at 60 ° C for 10 hours I made it. After the reaction, the stirring was stopped and the mixture was allowed to stand for 10 minutes. Then, ME-100 (CTA-ME hybrid) surface-modified with cetyltrimethylammonium floated on the water to separate the water and the layer. The clear solution below was removed using a transfer pump and a glass tube. Thereafter, the CTA-ME hybrid was filtered and redispersed by stirring in 10 L of distilled water at 60 ° C., followed by layer separation. The transparent solution containing the NaBr salt was further removed once and lyophilized to obtain an organic cationic nano- Clay in the above CTA-ME hybrid.

1-2. 1-2. 유기화Organicization 음이온성Anionic 나노클레이의Nano-clay 제조 Produce

스테아르산나트륨(sodium stearate; SA, Daejung Chemicals) 0.945 mol (289.6 g)을 3 L 에탄올과 3 L 증류수의 혼합용액이 들어있는 20 L 반응기에 넣고 65℃로 가열하여 SA 용액을 만들었다. 상기 SA 용액에 0.3 M 염화마그네슘(magnesium chloride, 365.9 g)과 0.15 M 염화알루미늄(aluminium chloride, 217.3 g)의 혼합 수용액 ([Mg^{2 +}]/[Al^{3 +}]=2, 총 금속 농도 = 0.3 M) 6 L와 1.5 M NaOH 용액을 동시에 천천히 적가하여 pH를 10으로 유지시키면서 공침시키고, 적정 완료 후 65℃에서 20 시간 동안 반응시켰다. 반응이 완료된 후 침전물을 상분리하여 아래에 있는 용액을 분리하고 필터한 후, 다시 65℃의 증류수에 분산시킨 후 분리하는 방법으로 수세하였다. 최종으로는 필터한 흰색 침전물을 동결건조하여 SA-LDH를 합성하였다.0.945 mol (289.6 g) of sodium stearate (SA, Daejung Chemicals) was added to a 20 L reactor containing a mixed solution of 3 L ethanol and 3 L distilled water and heated to 65 ° C to form a SA solution. ([Mg ^{2 +} ] / [Al ^{3 +} ] = 2, total metal concentration = 0.3) of 0.3 M magnesium chloride (365.9 g) and 0.15 M aluminum chloride (217.3 g) M) 6 L and 1.5 M NaOH solution were slowly added dropwise at the same time to coprecipitate while maintaining the pH at 10, and the reaction was carried out at 65 ° C. for 20 hours after completion of the titration. After completion of the reaction, the precipitate was separated and the solution below was separated, filtered, dispersed in distilled water at 65 ° C, and washed with water. Finally, the filtered white precipitate was freeze-dried to synthesize SA-LDH.

1-3. 유기 1-3. abandonment 나노클레이Nano clay -고분자 복합체의 제조- Preparation of Polymer Complex

상기 유기화 양이온성 점토(CTA-ME)와 유기화 음이온성 점토(SA-LDH)가 고분자에 분산된 복합체를 용액-블렌딩(Solution-Blending) 방법을 이용하여 다양하게 합성하였다.A complex in which the organic cationic clay (CTA-ME) and the organic anionic clay (SA-LDH) are dispersed in the polymer was variously synthesized by solution-blending method.

1) SA-LDH 1% / CTA-ME 2% / 폴리프로필렌(PP) 복합체 [PP-LDH1ME2]1) SA-LDH 1% / CTA-ME 2% / polypropylene (PP) complex [PP-LDH1ME2]

SA-LDH 0.2 g을 자일렌 40 mL에 넣고 120℃에서 분산시키고, CTA-ME 0.4 g을 자일렌 40 mL에 넣고 120℃에서 24시간 분산시켰다. 이 후, 20 g 폴리프로필렌 고분자를 120 mL 자일렌에 넣고 120℃에서 용해시키고, 이를 교반하면서 여기에 상기 SA-LDH와 CTA-ME가 각각 분산된 상기 용액을 넣고 120℃에서 24 시간 동안 교반시켜 유기 나노클레이-고분자 복합체를 형성시켰다. 상기 유기 나노클레이-고분자 복합체가 분산된 고분자 용액을 400 mL 에탄올 용액에 넣어 침전시켰다. 침전물을 필터를 이용하여 분리하고, 80℃에서 진공 건조하여 SA-LDH 1% / CTA-ME 2% / PP 복합체를 합성하였다. 0.2 g of SA-LDH was added to 40 mL of xylene and dispersed at 120 DEG C. 0.4 g of CTA-ME was added to 40 mL of xylene and dispersed at 120 DEG C for 24 hours. Thereafter, 20 g of the polypropylene polymer was dissolved in 120 mL of xylene and dissolved at 120 ° C. While stirring the solution, the above solution in which the SA-LDH and the CTA-ME were dispersed was added and stirred at 120 ° C. for 24 hours Organic nanoclay-polymer complexes were formed. The polymer solution in which the organic nano-clay-polymer complex was dispersed was put into a 400 mL ethanol solution to precipitate. The precipitate was separated using a filter and vacuum dried at 80 ° C to synthesize SA-LDH 1% / CTA-ME 2% / PP complex.

2) SA-LDH 1% / CTA-ME 3% / PP 복합체 제조2) Production of SA-LDH 1% / CTA-ME 3% / PP composite

CTA-ME 0.6 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 1)의 PP-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.Except that 0.6 g of CTA-ME was used in place of the above-mentioned PP-LDH1ME2 complex.

3) SA-LDH 1% / CTA-ME 4% / PP 복합체 제조3) Production of SA-LDH 1% / CTA-ME 4% / PP composite

CTA-ME 0.8 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 1)의 PP-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.Except that 0.8 g of CTA-ME was used in place of the above-prepared PP-LDH1ME2 complex.

4) SA-LDH 1% / CTA-ME 5% / PP 복합체 제조4) Production of SA-LDH 1% / CTA-ME 5% / PP composite

CTA-ME 1.0 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 1)의 PP-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.Except that 1.0 g of CTA-ME was used in place of the above-mentioned PP-LDH1ME2 complex.

5) SA-LDH 2% / CTA-ME 1% / PP 복합체 제조5) Production of SA-LDH 2% / CTA-ME 1% / PP composite

SA-LDH 0.4 g을 사용하고, CTA-ME 0.2 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 1)의 PP-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.Except that 0.4 g of SA-LDH was used and 0.2 g of CTA-ME was used.

6) SA-LDH 2% / CTA-ME 2% / PP 복합체 제조6) Production of SA-LDH 2% / CTA-ME 2% / PP composite

SA-LDH을 0.4 g 사용한 것을 제외하고는 상기 1)의 PP-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.LDH was prepared in the same manner as in the PP-LDH1ME2 complex preparation of 1) except that 0.4 g of SA-LDH was used.

7) SA-LDH 2% / CTA-ME 3% / PP 복합체 제조7) Production of SA-LDH 2% / CTA-ME 3% / PP composite

SA-LDH를 0.4 g 사용하고, CTA-ME를 0.6 g 사용한 것을 제외하고는 상기 1)의 PP-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.Except that 0.4 g of SA-LDH was used and 0.6 g of CTA-ME was used, to prepare the PP-LDH1ME2 complex of 1) above.

8) SA-LDH 2% / CTA-ME 4% / PP 복합체 제조8) Production of SA-LDH 2% / CTA-ME 4% / PP composite

SA-LDH를 0.4 g 사용하고, CTA-ME를 0.8 g 사용한 것을 제외하고는 상기 1)의 PP-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.Except that 0.4 g of SA-LDH was used and 0.8 g of CTA-ME was used, to prepare the PP-LDH1ME2 complex of 1) above.

9) SA-LDH 1% / CTA-ME 0% / PP 나노복합체 제조9) Production of SA-LDH 1% / CTA-ME 0% / PP nanocomposite

CTA-ME를 0.0 g 사용한 것을 제외하고는 상기 1)의 PP-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.Was synthesized in the same manner as in the PP-LDH1ME2 complex preparation of 1) except that 0.0 g of CTA-ME was used.

10) SA-LDH 2% / CTA-ME 0% / PP 복합체 제조10) Production of SA-LDH 2% / CTA-ME 0% / PP composite

SA-LDH를 0.4 g 사용하고, CTA-ME를 0.0 g 사용한 것을 제외하고는 상기 1)의 PP-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.Except that 0.4 g of SA-LDH was used and 0.0 g of CTA-ME was used, to prepare the PP-LDH1ME2 complex of 1) above.

11) SA-LDH 0% / CTA-ME 4% / PP 복합체 제조11) Production of SA-LDH 0% / CTA-ME 4% / PP composite

SA-LDH를 0.0 g 사용하고, CTA-ME를 0.8 g 사용한 것을 제외하고는 상기 1)의 PP-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.Except that 0.0 g of SA-LDH was used and 0.8 g of CTA-ME was used, to prepare the PP-LDH1ME2 complex of 1) above.

12) SA-LDH 0% / CTA-ME 5% / PP 복합체 제조12) Production of SA-LDH 0% / CTA-ME 5% / PP composite

SA-LDH를 0.0 g 사용하고, CTA-ME를 1.0 g 사용한 것을 제외하고는 상기 1)의 PP-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.Except that 0.0 g of SA-LDH was used, and 1.0 g of CTA-ME was used, to prepare the PP-LDH1ME2 complex of 1) above.

13) SA-LDH 1% / CTA-ME 2% / EVA 복합체 제조 [EVA-LDH1ME2]13) Production of SA-LDH 1% / CTA-ME 2% / EVA complex [EVA-LDH1ME2]

SA-LDH 0.2 g을 톨루엔 40 mL에 넣고 100℃에서 분산시키고, CTA-ME 0.4 g을 톨루엔 40 mL에 넣고 100℃에서 24시간 동안 분산시켰다. 이 후, 20 g 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 고분자를 120 mL 톨루엔에 넣고 100℃에서 용해시키고, 교반하면서 여기에 상기 SA-LDH 분산 용액과 상기 CTA-ME 분산 용액을 넣고 100℃에서 24 시간 동안 교반하여 유기 나노클레이-고분자 복합체를 형성시켰다. 이 후, 상기 유기 나노클레이-고분자 복합체가 분산된 고분자 용액을 400 mL 에탄올 용액에 넣어 침전시켰다. 침전물을 필터를 이용하여 분리하고, 80℃에서 진공 건조하여 SA-LDH 1% / CTA-ME 2% / EVA 복합체를 합성하였다. 0.2 g of SA-LDH was added to 40 mL of toluene and dispersed at 100 DEG C, and 0.4 g of CTA-ME was added to 40 mL of toluene and dispersed at 100 DEG C for 24 hours. Thereafter, 20 g of ethylene vinyl acetate (EVA) polymer was dissolved in 120 mL of toluene and dissolved at 100 ° C., and the SA-LDH dispersion solution and the CTA-ME dispersion solution were added thereto while stirring, followed by stirring at 100 ° C. for 24 hours To form an organic nanoclay-polymer complex. Thereafter, the polymer solution in which the organic nanoclay-polymer complex was dispersed was put into a 400 mL ethanol solution and precipitated. The precipitate was separated using a filter, and vacuum dried at 80 ° C to synthesize SA-LDH 1% / CTA-ME 2% / EVA complex.

14) SA-LDH 1% / CTA-ME 3% / EVA 복합체 제조14) Production of SA-LDH 1% / CTA-ME 3% / EVA composite

CTA-ME 0.6 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 13)의 EVA-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.Except that 0.6 g of CTA-ME was used as the initiator in the preparation of EVA-LDH1ME2 complex of 13).

15) SA-LDH 1% / CTA-ME 4% / EVA 복합체 제조15) Production of SA-LDH 1% / CTA-ME 4% / EVA composite

CTA-ME 0.8 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 13)의 EVA-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.Except that 0.8 g of CTA-ME was used as the initiator in the preparation of EVA-LDH1ME2 complex of 13).

16) SA-LDH 1% / CTA-ME 5% / EVA 복합체 제조16) Production of SA-LDH 1% / CTA-ME 5% / EVA composite

CTA-ME 1.0 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 13)의 EVA-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.Except that 1.0 g of CTA-ME was used as the initiator.

17) SA-LDH 2% / CTA-ME 1% / EVA 복합체 제조17) Production of SA-LDH 2% / CTA-ME 1% / EVA composite

SA-LDH를 0.4 g 사용하고, CTA-ME를 0.2 g 사용한 것을 제외하고는 상기 13)의 EVA-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.Except that 0.4 g of SA-LDH was used and 0.2 g of CTA-ME was used, to prepare EVA-LDH1ME2 complex of 13).

18) SA-LDH 2% / CTA-ME 2% / EVA 복합체 제조18) Production of SA-LDH 2% / CTA-ME 2% / EVA composite

SA-LDH를 0.4 g 사용한 것을 제외하고는 상기 13)의 EVA-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.LDH1ME2 complex of 13), except that 0.4 g of SA-LDH was used.

19) SA-LDH 2% / CTA-ME 3% / EVA 복합체 제조19) Production of SA-LDH 2% / CTA-ME 3% / EVA composite

SA-LDH를 0.4 g 사용하고, CTA-ME를 0.6 g 사용한 것을 제외하고는 상기 13)의 EVA-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.LDH1ME2 complex was prepared in the same manner as in 13) except that 0.4 g of SA-LDH was used and 0.6 g of CTA-ME was used.

20) SA-LDH 2% / CTA-ME 4% / EVA 복합체 제조20) Production of SA-LDH 2% / CTA-ME 4% / EVA composite

SA-LDH를 0.4 g 사용하고, CTA-ME를 0.8 g 사용한 것을 제외하고는 상기 13)의 EVA-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.LDH1ME2 complex of 13) except that 0.4 g of SA-LDH was used and 0.8 g of CTA-ME was used.

21) SA-LDH 1% / CTA-ME 0% / EVA 복합체 제조21) Production of SA-LDH 1% / CTA-ME 0% / EVA composite

CTA-ME를 0.0 g을 사용한 것을 제외하고는 상기 13)의 EVA-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.Except that 0.0 g of CTA-ME was used as the initiator.

22) SA-LDH 2% / CTA-ME 0% / EVA 복합체 제조22) Production of SA-LDH 2% / CTA-ME 0% / EVA composite

SA-LDH를 0.4 g 사용하고, CTA-ME를 0.0g 사용한 것을 제외하고는 상기 13)의 EVA-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.LDH1ME2 complex of 13) was prepared except that 0.4 g of SA-LDH was used and 0.0 g of CTA-ME was used.

23) SA-LDH 0% / CTA-ME 4% / EVA 복합체 제조23) Production of SA-LDH 0% / CTA-ME 4% / EVA composite

SA-LDH를 0.0 g 사용하고, CTA-ME를 0.8 g 사용한 것을 제외하고는 상기 13)의 EVA-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.LDH1ME2 complex of 13) was prepared except that 0.0 g of SA-LDH was used and 0.8 g of CTA-ME was used.

24) SA-LDH 0% / CTA-ME 5% / EVA 복합체 제조24) Production of SA-LDH 0% / CTA-ME 5% / EVA composite

SA-LDH를 0.0 g 사용하고, CTA-ME를 1.0 g 사용한 것을 제외하고는 상기 13)의 EVA-LDH1ME2 복합체 제조방법과 동일한 방법으로 합성하였다.LDH1ME2 complex was prepared in the same manner as in 13) except that 0.0 g of SA-LDH was used and 1.0 g of CTA-ME was used.

실험예Experimental Example 1: 열적  1: Thermal 안정성시험Stability test

상기 실시예 1에서 제조한 유기 나노클레이-고분자 복합체 및 이의 대조군으로서 고분자를 이용하여 열적 안정성 시험을 실시하였다. 열 중량(TG) 분석기(TA Instruments SDT-Q600)를 사용하여 200 mL/분의 속도로 공기를 흘려주면서 30℃ 내지 800℃의 온도 범위에서 열분석 시험을 실시하였다.The organic nano-clay-polymer composite prepared in Example 1 and the control group thereof were subjected to a thermal stability test using a polymer. A thermal analysis test was performed in a temperature range of 30 占 폚 to 800 占 폚 while flowing air at a rate of 200 ml / min using a thermogravimetric (TG) analyzer (TA Instruments SDT-Q600).

도 2a 및 도 2b를 참조하여 보면, 상기 SA-LDH/CTA-ME/EVA 복합체의 경우, EVA 자체는 450℃ 정도에서 급격히 발열반응이 일어나면서 연소하는데 비해 상기 복합체의 경우 열안정성이 향상되어 TG곡선이 전체적으로 높은 온도 쪽으로 이동한 것을 볼 수 있다. 무게 감량 50%의 온도를 기준으로 봤을 때, SA-LDH가 들어 간 EVA 복합체의 경우 8℃ 이상의 열안정성이 향상되나 SA-LDH가 들어가지 않고 CTA-ME만 분산된 EVA 복합체는 4℃ 정도 열분해 온도가 올라간 것을 확인할 수 있다. 무게 감량 50%의 온도를 기준으로 봤을 때, 열안정성은 SA-LDH가 1 wt%, 2 wt% 들어간 EVA 복합체에서 CTA-ME가 4 wt% 들어갔을 경우 열안정성이 25℃ 정도 향상되는 것을 관찰할 수 있다. 이로부터 열안정성의 경우 각각의 층상 물질만을 사용했을 때보다 SA-LDH와 CTA-ME를 동시에 사용했을 때 시너지효과에 의해 열안정성이 크게 향상되는 것을 확인할 수 있다.In the case of the SA-LDH / CTA-ME / EVA composite, the EVA itself burns while generating an exothermic reaction rapidly at about 450 ° C., It can be seen that the curve has moved toward the overall high temperature. Based on the 50% weight loss, the EVA composite with SA-LDH improves thermal stability above 8 ° C. However, the EVA composite with only CTA-ME dispersed without SA-LDH degrades to about 4 ° C It can be confirmed that the temperature has risen. Based on the weight loss of 50%, the thermal stability of the EVA complex containing 1 wt% and 2 wt% of SA-LDH was improved by 25 ℃ when the CTA-ME content was 4 wt%. can do. From this, it can be seen that thermal stability is greatly enhanced by the synergistic effect when SA-LDH and CTA-ME are used at the same time than when using only respective layered materials.

또한, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 보면, PP 자체는 270℃ 내지 370℃ 사이에서 연소반응으로 급격한 무게 감소를 보이는데 비해 본원에 따른 복합체의 경우 열안정성이 크게 향상되어 TG곡선이 전체적으로 높은 온도쪽으로 이동한 것을 볼 수 있다. 무게 감량 50%의 온도를 기준으로 봤을 때, SA-LDH가 1%, 2% 들어간 경우 40℃ 정도 열안정성이 향상되는 것을 관찰할 수 있었다. 그러나 SA-LDH가 들어가지 않고 CTA-ME만 4 wt%, 5 wt% 분산된 복합체는 23℃ 정도 열분해 온도가 올라가는 것을 확인할 수 있다. 이로부터 SA-LDH가 PP 나노복합체에서 열적안정성에 큰 영향을 주는 것을 볼 수 있다.4A and 4B, the PP itself exhibits a rapid weight reduction by a combustion reaction between 270 ° C. and 370 ° C., whereas the composite according to the present invention shows a significant improvement in thermal stability, You can see it moved. When the SA-LDH content is 1% and 2% based on the weight loss of 50%, the thermal stability is improved to about 40 ° C. However, it can be seen that the thermal decomposition temperature of the complex containing 4 wt% and 5 wt% of CTA-ME is increased by 23 ° C without SA-LDH. From this, it can be seen that SA-LDH greatly affects thermal stability in PP nanocomposite.

실험예Experimental Example 2: 기계적 물성 시험  2: Mechanical property test

상기 실시예 1에서 제조한 유기 나노클레이-고분자 나노복합체 및 이의 대조군으로서 고분자를 이용하여 기계적 물성 시험을 실시하였다 [Universal Testing Machine (UTM; Zwick)]. 도 3a 및 도 3b를 참조하여 보면, 탄성 계수(E-modulus)는 EVA 복합체에서 CTA-ME의 함량이 증가할수록 약간 증가하는 경향을 보이고 있고 SA-LDH의 함량에는 크게 영향을 받지 않는 것을 확인할 수 있다. 인장 강도(tensile strength)는 나노클레이(CTA-ME와 SA-LDH)를 첨가함으로써 약간 증가하는 경향을 보이나 그 조성의 변화에 따른 결과에 대해서는 크게 차이가 없음을 볼 수 있다. The organic nano-clay-polymer nanocomposite prepared in Example 1 and a control sample thereof were subjected to a mechanical property test using a polymer (Universal Testing Machine (UTM; Zwick)). 3A and 3B, the modulus of elasticity (E-modulus) tends to increase slightly as the content of CTA-ME increases in the EVA composite, and it is confirmed that the E-modulus is not significantly affected by the content of SA-LDH have. The tensile strength tends to increase slightly with the addition of nanoclay (CTA-ME and SA-LDH), but there is no significant difference in the results depending on the composition change.

구체적으로, 다양한 조성의 SA-LDH/CTA-ME/EVA 나노복합체의 기계적 물성인 탄성 계수와 인장 강도는, SA-LDH가 1 wt%일 때 CTA-ME 양이 증가함에 따라 두 값이 모두 증가하다가 CTA-ME의 함량이 3 wt%가 되면 수렴하는 경향을 보여주고 있다. 그러나 SA-LDH가 2 wt%일 때는 CTA-ME 양이 증가함에 따라 두 값이 약간 증가하지만 큰 변화를 보여주지 못하는 것을 볼 수 있다. 이 결과로부터 EVA에 SA-LDH 1 wt%와 CTA-ME 4 wt%를 첨가하여 합성한 나노복합체에서 열안정성과 기계적 물성이 가장 높게 나타난다는 것을 확인할 수 있다. Specifically, the elastic modulus and tensile strength of SA-LDH / CTA-ME / EVA nanocomposites of various compositions increased with increasing CTA-ME when SA-LDH was 1 wt% And when the content of CTA-ME is 3 wt%, it tends to converge. However, when the concentration of SA-LDH is 2 wt%, the two values slightly increase with increasing CTA-ME amount, but they show no significant change. From these results, it can be seen that the thermal stability and mechanical properties of the nanocomposite synthesized by adding 1 wt% of SA-LDH and 4 wt% of CTA-ME to EVA are the highest.

한편, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 보면, 조성의 SA-LDH/CTA-ME/PP 나노복합체의 기계적 물성이, SA-LDH가 1 wt% 일때는 EVA나노복합체와 유사하게 CTA-ME 함량이 증가함에 따라 탄성 계수가 증가하다가 CTA-ME의 함량이 3 wt%가 되면 수렴하는 경향을 보여주고 있다. 그러나 SA-LDH 가 2 wt%인 조성의 PP 나노복합체에서는 SA-LDH가 1 wt%인 조성의 PP 나노복합체일 때보다 탄성 계수가 낮으나 CTA-ME 양이 증가함에 따라 조금씩 증가하는 경향을 보인다. 그러나, 유기화된 나노클레이인 CTA-ME와 SA-LDH가 PP 나노복합체를 이룰 때 PP의 탄성 계수에는 영향을 주지 않는다는 것을 확인할 수 있다. 이 결과로부터, SA-LDH 1 wt%와 CTA-ME 4 wt%를 첨가하여 합성한 PP 나노복합체에서 열안정성과 기계적 물성이 가장 높게 나타난다는 것을 알 수 있다.5A and 5B, the mechanical properties of the SA-LDH / CTA-ME / PP nanocomposite of the composition are similar to those of the EVA nanocomposite when the SA-LDH is 1 wt% , The elastic modulus increases, and when the content of CTA-ME is 3 wt%, it tends to converge. However, in the PP nanocomposite with 2 wt% SA-LDH, the modulus of elasticity is lower than that of the PP nanocomposite with 1 wt% SA-LDH, but it tends to increase gradually as the amount of CTA-ME increases. However, it can be seen that the elastic modulus of PP does not affect the PP nanocomposites when CTA-ME and SA-LDH, which are organic nanoclays, are formed. From these results, it can be seen that the PP nanocomposite synthesized by adding 1 wt% of SA-LDH and 4 wt% of CTA-ME exhibits the highest thermal stability and mechanical properties.

실험예Experimental Example 3: 난연성 평가 ( 3: Evaluation of flammability ( 콘칼로리미터Cone calorimeter 시험)  exam)

상기 실시예 1에서 제조한 유기 나노클레이-고분자 나노복합체와 이의 대조군으로서 고분자를 이용하여 원추 열량계 (콘칼로리미터) 시험을 수행시하였다. 콘칼로리미터 시험은 10 X 10 cm²의 크기로 사출된 정사각형 모양의 시편을 콘칼로리미터를 이용하여 관찰하는 것이다. 콘칼로리미터 시험 방법은 재료가 일정한 크기의 복사 열량 조건에 놓여 있을 때 연소가 진행되면서 방출시키는 열 방출율, 최대 열 방출율, 일정 시간 동안의 총 방출열량, 점화시간 등 물질의 난연 특성을 측정할 수 있는 시험방법이다. 특히, 최대 열 방출율은 주어진 소재에 대하여 화재 안전성을 평가하는데 가장 중요한 항목이다. The cone calorimeter test was performed using the polymer as the organic nanoclay-polymer nanocomposite prepared in Example 1 and its control. The cone calorimeter test is to observe square specimens injected at a size of 10 X 10 cm ² using a cone calorimeter. The cone calorimeter test method can measure the flame-retardant properties of materials such as heat release rate, maximum heat release rate, total heat release over a certain period of time, ignition time, etc., when the material is placed in a radiant heat quantity condition of a certain size This is the test method. In particular, the maximum heat release rate is the most important factor in evaluating fire safety for a given material.

본 실험예에서는 EVA 고분자 자체와 SA-LDH 1 wt% 함유하는 EVA 나노복합체, CTA-ME 4 wt% 함유하는 EVA 나노복합체, 그리고 SA-LDH 1 wt%와 CTA-ME 4 wt%를 함유하는 EVA 나노복합체의 난연 특성을 콘칼로리미터 시헙법을 통하여 평가 및 그 결과를 도 6에 나타내었다. 순수 EVA는 최대 열 방출 피크가 1,863.1 kW/m²인데 반해, SA-LDH 1 wt% 함유하는 EVA 나노복합체, CTA-ME 4 wt% 함유하는 EVA 나노복합체, 및 SA-LDH 1 wt%와 CTA-ME 4 wt%를 함유하는 EVA 나노복합체는 각각 1,855.6 kW/m², 892.8 kW/m², 658.7 kW/m²을 나타내었다. 이는, 순수 EVA에 비해 양이온성 나노클레이인 CTA-ME를 함유하는 EVA 나노복합체에서 최대 열 방출율이 현저히 감소함을 알 수 있다. 특히, SA-LDH 1wt%와 CTA-ME 4 wt%를 동시에 함유한 EVA 나노복합체는 CTA-ME 4 wt%만 들어있는 EVA 나노복합체에 비해 최대 열방출율이 유의미하게 감소함을 확인할 수 있으며, 이로부터 난연 성능이 개선될 수 있음을 알 수 있다. In this experiment, EVA nanocomposites containing EVA polymer itself and 1 wt% of SA-LDH, EVA nanocomposite containing 4 wt% of CTA-ME, EVA nanocomposite containing 1 wt% of SA-LDH and 4 wt% of CTA- The flame retardant properties of the nanocomposites were evaluated by the cone calorimeter method and the results are shown in Fig. Pure EVA whereas inde a peak heat release peak ^{1,863.1 kW / m 2, SA-} LDH 1 wt% EVA-containing nanocomposites, CTA-ME 4 wt% EVA-containing nanocomposites, and SA-LDH 1 wt% and that of CTA- EVA nanocomposites containing 4 wt% of ME showed 1,855.6 kW / m ² , 892.8 kW / m ² and 658.7 kW / m ² , respectively. This indicates that the maximum heat release rate is significantly reduced in the EVA nanocomposite containing the cationic nanoclay, CTA-ME, compared to pure EVA. In particular, the EVA nanocomposite containing 1 wt% of SA-LDH and 4 wt% of CTA-ME significantly reduced the maximum heat release rate compared to the EVA nanocomposite containing only 4 wt% of CTA-ME, It can be seen that the flame retardant performance can be improved.

실시예Example 2: 발포 화합물(intumescent)-함유 유기  2: intumescent-containing organic 나노클레이Nano clay -고분자 복합체 제조- Polymer composite manufacturing

2-1. 발포 화합물-유기 2-1. Foaming Compound - Organic 나노클레이Nano clay -- EVAEVA 복합체 제조 Composite manufacturing

SA-LDH 1 wt%, CTA-ME 4 wt%를 첨가하여 SA-LDH/CTA-ME/EVA 나노복합체를 합성하였다. 구체적으로, CTA-ME 0.8 g과 SA-LDH 0.2 g을 톨루엔 80 mL에 넣고 100℃에서 12시간 분산시켰다. 그리고, 20 g의 EVA 고분자를 120 mL 유기용매에 넣고 100℃에서 용해시키고, 상기 SA-LDH와 CTA-ME 가 분산된 유기용매에 넣어서 100℃에서 10 시간 교반하였다. 여기에 발포 화합물인 Exolit-AP-422(암모늄폴리포스페이트)를 1 g(5 wt%), 2 g(10 wt%), 4 g(20 wt%)를 각각 넣어서 100℃에서 2시간 추가로 교반하였다. 이렇게 합성한 고분자 용액을 400 mL 에탄올 용액에 넣어 침전시켰다. 침전물을 필터를 이용하여 분리하고, 80℃에서 진공 건조하여 발포 화합물/SA-LDH/CTA-ME/EVA 나노복합체를 합성하였다.SA-LDH / CTA-ME / EVA nanocomposites were synthesized by adding 1 wt% of SA-LDH and 4 wt% of CTA-ME. Specifically, 0.8 g of CTA-ME and 0.2 g of SA-LDH were added to 80 mL of toluene and dispersed at 100 DEG C for 12 hours. Then, 20 g of the EVA polymer was dissolved in 120 mL of an organic solvent and dissolved at 100 DEG C, and the mixture was stirred at 100 DEG C for 10 hours in an organic solvent in which SA-LDH and CTA-ME were dispersed. 1 g (5 wt%), 2 g (10 wt%) and 4 g (20 wt%) of Exolit-AP-422 (ammonium polyphosphate) as a foaming compound were respectively added thereto and further stirred at 100 ° C for 2 hours Respectively. The synthesized polymer solution was precipitated in 400 mL of ethanol solution. The precipitate was separated using a filter and vacuum-dried at 80 ° C to synthesize a foaming compound / SA-LDH / CTA-ME / EVA nanocomposite.

2-2. 발포 화합물 함유-유기 2-2. Foaming Compound Containing - Organic 나노클레이Nano clay -PP 복합체 제조-PP composite manufacturing

SA-LDH를 1 wt%, CTA-ME를 3 wt% 함유한 첨가하여 SA-LDH/CTA-ME/PP 나노복합체를 합성하였다. 구체적으로, CTA-ME 0.6 g과 SA-LDH 0.2 g을 자일렌 80 mL에 넣고 120℃에서 12 시간 분산시켰다. 그리고, 20 g의 PP를 120 mL 자일렌에 넣고 120℃에서 용해시키고, 상기 SA-LDH와 CTA-ME 가 분산된 유기용매에 넣어서 120℃에서 10 시간 교반하였다. 여기에 발포화합물인 Exolit-AP-422(암모늄폴리포스페이트)를 1 g(5 wt%), 2 g(10 wt%), 및 4 g(20 wt%)을 각각 넣어서 120℃에서 2시간 추가로 교반하였다. 이렇게 합성한 고분자 용액을 400 mL 에탄올 용액에 넣어 침전시켰다. 침전물을 필터를 이용하여 분리하고, 80℃에서 진공 건조하여 발포 화합물(I)/SA-LDH/CTA-ME/PP 나노복합체를 합성하였다.SA-LDH / CTA-ME / PP nanocomposite was synthesized by adding 1 wt% of SA-LDH and 3 wt% of CTA-ME. Specifically, 0.6 g of CTA-ME and 0.2 g of SA-LDH were added to 80 mL of xylene and dispersed at 120 DEG C for 12 hours. Then, 20 g of PP was dissolved in 120 mL of xylene and dissolved at 120 ° C., and the solution was stirred at 120 ° C. for 10 hours in an organic solvent in which SA-LDH and CTA-ME were dispersed. 1 g (5 wt%), 2 g (10 wt%) and 4 g (20 wt%) of a foaming compound Exolit-AP-422 (ammonium polyphosphate) Lt; / RTI > The synthesized polymer solution was precipitated in 400 mL of ethanol solution. The precipitate was separated by using a filter and vacuum-dried at 80 ° C to synthesize a foamed compound (I) / SA-LDH / CTA-ME / PP nanocomposite.

실험예Experimental Example 3: 열적  3: Thermal 안정성시험Stability test

상기 실시예 2에서 제조한 발포 화합물(intumescent)을 함유한 유기 나노클레이-고분자 복합체 및 이의 대조군으로서 고분자를 이용하여 열적 안정성 시험을 실시하였다. 열 중량분석기(TA Instruments SDT-Q600)를 사용하여 200 mL/분의 속도로 공기를 흘려주면서 30℃ 내지 800℃의 온도 범위에서 열안정성 시험을 실시하였다. 도 7a를 참조하여 보면, 발포 화합물/SA-LDH/CTA-ME/EVA 복합체의 경우, 무게 감량 50%의 온도를 기준으로 봤을 때 열안정성은 1 wt% SA-LDH 또는 4 wt% CTA-ME만 포함할 때에 비하여 낮아지는 경향을 보인다. 이것은 발포 화합물 재료가 EVA가 분해하는 온도보다 낮은 온도에서 분해되면서 열안정성이 떨어지는 것으로 해석된다. 한편, 5 wt% 내지 20 wt% 발포 화합물(I)이 첨가되었을 때 열안정성에 대한 효과는 거의 나타나지 않았다.The organic nanoclay-polymer complex containing the intumescent prepared in Example 2 and the polymer as the control group were subjected to a thermal stability test. The thermostability test was carried out in a temperature range of 30 to 800 캜 while flowing air at a rate of 200 mL / min using a thermogravimetric analyzer (TA Instruments SDT-Q600). Referring to FIG. 7a, in the case of the foamed compound / SA-LDH / CTA-ME / EVA composite, the thermal stability is 1 wt% SA-LDH or 4 wt% CTA-ME As compared with the case of containing only. It is interpreted that the foamed compound material is decomposed at a temperature lower than the temperature at which the EVA decomposes, resulting in poor thermal stability. On the other hand, when 5 wt% to 20 wt% foaming compound (I) was added, little effect on thermal stability was observed.

도 7b를 참조하여 보면, 발포 화합물/SA-LDH/CTA-ME/PP 복합체의 경우, 무게 감량 50%의 온도를 기준으로 봤을 때, 열안정성은 PP-LDH1ME3 복합체의 경우 PP에 비해 42℃정도 열안정성이 향상되었고, 5 wt% 발포 화합물을 첨가하였을 때는 54℃ 정도, 10% 발포 화합물을 첨가하였을 대는 70℃ 정도 열안정성이 향상되었다. 그러나 발포 화합물을 20 wt% 첨가하였을 때는 열안정성이 향상이 54℃ 정도로 약간 낮아지는 경향을 보였다. 이로부터 10 wt% 발포 화합물을 첨가했을 때 열안정성이 극대화 된다는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7B, in the case of the foamed compound / SA-LDH / CTA-ME / PP composite, the thermal stability was 42 ° C The thermal stability was improved. When 5 wt% foaming compound was added, the thermal stability was improved by about 54 ℃ and about 70 ℃ when 10% foaming compound was added. However, when the foaming compound was added at 20 wt%, the thermal stability improved slightly to 54 ° C. From this, it can be seen that the thermal stability is maximized when 10 wt% foaming compound is added.

실험예Experimental Example 4: 기계적 물성 시험 4: Mechanical properties test

상기 실시예 2에서 제조한 발포 화합물을 함유한 유기 나노클레이-고분자 복합체와 대조군으로 고분자 자체에 대한 기계적 물성 시험을 실시하였으며[Universal Testing Machine (UTM; Zwick)], 그 결과를 도 8에 나타내었다. PP 자체에 발포 화합물가 첨가된 시편들(PP-I5, PP-I10, PP-I20)의 탄성 계수(E-modulus)와 인장 강도(tensile strength)는 PP 자체와 비교하였을 때 거의 변화가 없는 것을 확인할 수 있었고, 발포 화합물의 첨가량이 변화하여도, 변화가 없음을 볼 수 있다. 그러나, PP-LDH1ME3 복합체의 경우 PP 자체에 비해 탄성 계수 값이 향상되었고, 특히 5% 내지 20%의 발포 화합물(I)을 PP-LDH1ME3 나노복합체에 첨가하였을 때 탄성 계수 값이 최고 15% 가량 더 향상되었음을 확인할 수 있다. 특히, 발포 화합물을 5 wt% 첨가한 경우와 10 wt% 첨가한 경우 유사한 탄성 계수 값이 수득되었으며, 이러한 탄성 계수 값은 발포 화합물을 20 wt% 첨가한 경우의 탄성 계수보다 더 큰 값을 나타내었다. 이러한 결과는 유기 나노클레이/복합체는 20% 이내의 발포 화합물(I)을 첨가함에도 불구하고, 탄성계수를 고분자 자체에 비해서 충분히 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다. The organic nano-clay-polymer composite containing the foamed compound prepared in Example 2 and the polymer itself were subjected to a mechanical property test [Universal Testing Machine (UTM; Zwick)], and the result is shown in FIG. 8 . The E-modulus and tensile strength of the specimens (PP-I5, PP-I10, PP-I20) to which the foam compound was added to the PP itself were found to be almost unchanged And the change of the addition amount of the foaming compound does not change. However, the elastic modulus value of PP-LDH1ME3 composite was improved compared to that of PP itself. Especially, when 5 to 20% of foaming compound (I) was added to PP-LDH1ME3 nanocomposite, . Especially, the addition of 5 wt% and 10 wt% foamed compound showed similar elastic modulus values, and these elastic modulus values were larger than those of 20 wt% foaming compound . These results show that the elastic modulus of the organic nanoclay / composite can be sufficiently improved as compared with that of the polymer itself, even though the foaming compound (I) is added within 20%.

그러나, 인장 강도는 나노복합체 및 발포 화합물이 들어간 나노복합체에서 실험 에러 범위 안에서 유지가 되는 것을 볼 수 있다. 따라서, PP와 같은 고분자를 나노클레이 및 발포 화합물과 복합화함으로써 기계적 물성은 유지 또는 향상됨을 확인할 수 있다.However, tensile strength can be maintained within the experimental error range in nanocomposites containing nanocomposites and foamed compounds. Therefore, it can be confirmed that mechanical properties are maintained or improved by combining a polymer such as PP with a nano-clay and a foaming compound.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수도 있다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention .

Claims (15)

유기화 양이온성 나노클레이, 유기화 음이온성 나노클레이, 및 고분자
를 포함하는, 유기 나노클레이-고분자 복합체.
Organic cationic nanoclays, organically anionic nanoclays, and polymers
/ RTI > wherein the organic nanoclay-polymer complex comprises at least one organic nanoclay-polymer complex.
제 1 항에 있어서,
상기 유기 나노클레이-고분자 복합체는 난연성 또는 발열량 저감 효과를 가지는 것인, 유기 나노클레이-고분자 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the organic nano-clay-polymer complex has a flame retardancy or a calorific value reducing effect.
제 1 항에 있어서,
발포 화합물을 추가 포함하는 것인, 유기 나노클레이-고분자 복합체.
The method according to claim 1,
An organic nano-clay-polymer complex.
제 1 항에 있어서,
상기 고분자 100 중량부에 대하여, 상기 유기화 양이온성 나노클레이 0.1 내지 50 중량부 및 상기 유기화 음이온성 나노클레이 0.1 내지 50 중량부를 포함하는 것인, 유기 나노클레이-고분자 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the organic nanoclay-polymer complex comprises 0.1 to 50 parts by weight of the organically modified cationic nano-clay and 0.1 to 50 parts by weight of the organizing anionic nano-clay with respect to 100 parts by weight of the polymer.
제 3 항에 있어서,
상기 발포 화합물의 함량은, 상기 고분자 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 50 중량부인 것인, 유기 나노클레이-고분자 복합체.
The method of claim 3,
Wherein the content of the foamed compound is 0.1 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer.
제 1 항에 있어서,
상기 양이온성 나노클레이는, 몬트모릴로나이트, 벤토나이트, 헥토라이트, 사포나이트, 바이델라이트, 논트로나이트, 팽윤성 운모, 버미큘라이트, 합성 운모, 카네마이트, 마가다이트, 케냐이트, 카올린나이트, 스멕타이트, 일라이트, 클로라이트, 무스코바이트, 파이로필라이트, 안티고라이트, 해록석, 질석, 세피올라이트, 이모골라이트, 소복카이트, 나크라이트, 아녹사이트, 견운모, 레디카이트, 온석면, 안티고라이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 층상 규산염을 포함하는 것인, 유기 나노클레이-고분자 복합체.
The method according to claim 1,
The cationic nano-clay may be selected from the group consisting of montmorillonite, bentonite, hectorite, saponite, beellite, nontronite, swellable mica, vermiculite, synthetic mica, carnemate, magidite, kenyaite, kaolinite, Antioxidants, antioxidants, antioxidants, antioxidants, antioxidants, antioxidants, antioxidants, antioxidants, antioxidants, antioxidants, antioxidants, antioxidants, antioxidants, And a layered silicate selected from the group consisting of combinations thereof.
제 1 항에 있어서,
상기 양이온성 나노클레이의 유기화제는 세틸트리메틸암모늄염, 테트라데실아민, 헥사데실아민, 옥타데실아민, 디메틸디스테아릴암모늄염, 트리메틸테트라데실암모늄염, 트리메틸헥사데실암모늄염, 트리메틸옥타데실암모늄염, 벤질트리메틸암모늄염, 벤질트리에틸암모늄염, 페닐트리메틸암모늄염, 디메틸디옥타데실암모늄염, 벤잘코니움염, 스테랄코늄염, 데나토니움염, 세틸피리디늄염, 테트라-n-부틸암모늄염, 폴리쿼터늄염, 헥실암모늄염, 옥틸암모늄염, 옥타데실암모늄염, 디옥틸디에틸암모늄염, 디옥타데실디메틸암모늄염, 헥실하이드록시에틸암모늄염, 도데실하이드록시에틸디메틸암모늄염, 옥타데실하이드록시에틸디메틸암모늄염, 옥틸카르복시에틸암모늄염, 도데실카르복시에틸디메틸암모늄염, 헥사데실카르복시에틸 디메틸암모늄염, 옥타데실카르복시에틸디메틸암모늄염, 도데실메르캅토에틸메틸암모늄염, 헥사데실메르캅토에틸디메틸암모늄염, 테트라에틸포스포늄염, 트리에틸벤질포스포늄염, 트리-n-부틸벤질포스포늄염, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 양이온성 계면활성제를 포함하는 것인, 유기 나노클레이-고분자 복합체.
The method according to claim 1,
The organic cationic nanoclay agent may be selected from the group consisting of cetyltrimethylammonium salt, tetradecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, dimethyldistearylammonium salt, trimethyltetradecylammonium salt, trimethylhexadecylammonium salt, trimethyloctadecylammonium salt, benzyltrimethylammonium salt, There may be mentioned benzyltrimethylammonium salts such as benzyltrimethylammonium salts, benzyltriethylammonium salts, phenyltrimethylammonium salts, dimethyldioctadecylammonium salts, benzalkonium salts, stearalkonium salts, dinatonium salts, cetylpyridinium salts, tetra-n-butylammonium salts, polyquaternium salts, hexylammonium salts, Octadecyldimethylammonium salt, octylcarboxyethylammonium salt, dodecylcarboxyethyldimethylammonium salt, hexadecyldimethylammonium salt, hexadecyldimethylammonium salt, hexadecyldimethylammonium salt, octadecyldimethylammonium salt, octadecyldimethylammonium salt, Decyl carboxyethyl dimethyl ammonium salt , Octadecylcarboxyethyldimethylammonium salt, dodecylmercaptoethylmethylammonium salt, hexadecylmercaptoethyldimethylammonium salt, tetraethylphosphonium salt, triethylbenzylphosphonium salt, tri-n-butylbenzylphosphonium salt, Wherein the organic nanoclay-polymer complex comprises a cationic surfactant selected from the group consisting of combinations of organic nanoclay-polymer complexes.
제 7 항에 있어서,
상기 유기화 양이온성 나노클레이는, 상기 양이온성 계면활성제가 상기 양이온성 나노클레이의 층간에 삽입된 형태인 것인, 유기 나노클레이-고분자 복합체.
8. The method of claim 7,
Wherein the organic cationic nano-clay is a form in which the cationic surfactant is interposed between the layers of the cationic nano-clay.
제 1 항에 있어서,
상기 유기화 음이온성 나노클레이는, 하기 화학식 2로서 표시되는 층상 금속 이중층 수산화물을 포함하는 것인, 유기 나노클레이-고분자 복합체:
[화학식 2]
[M²⁺ _1-xM³⁺ _x(OH)₂][A^n-]_x/nㆍy(H₂O);
여기서, M²⁺는 2가 금속 양이온이며, M³⁺는 3가 금속 양이온이며, A는 n의 음전하를 띠는 음이온성 계면활성제의 음이온이며, x는 0 내지 1의 수이고, y 및 n은 각각 양수를 의미함.
The method according to claim 1,
Wherein the organically anionic nano-clay comprises a layered metal double-layer hydroxide represented by the following Chemical Formula 2:
(2)
[M ²⁺ _1-x M ³⁺ _x (OH) ₂ ] [A ^n- ] _{x / n} y (H ₂ O);
Wherein M ²⁺ is a divalent metal cation, M ³⁺ is a trivalent metal cation, A is an anion of an anionic surfactant having a negative charge of n, x is a number of 0 to 1, y and n Are each a positive number.
제 1 항에 있어서,
상기 음이온성 나노클레이의 유기화제는, 스테아르산염, 알킬카르복실산염, 알킬설페이트염, 알킬벤젠설포네이트염, 알킬포스페이트염, 알킬폴리옥시에틸렌설페이트염, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 음이온성 계면활성제인 것인, 유기 나노클레이-고분자 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the organizing agent of the anionic nanoclay is selected from the group consisting of stearates, alkylcarboxylates, alkylsulfate salts, alkylbenzenesulfonate salts, alkyl phosphate salts, alkyl polyoxyethylene sulfate salts, and combinations thereof Wherein the organic nanoclay-polymer complex is an anionic surfactant.
제 9 항에 있어서,
상기 유기화 음이온성 나노클레이는, 상기 음이온성 계면활성제가 상기 층상 금속 이중층 수산화물의 층간에 삽입된 형태인 것인, 유기 나노클레이-고분자 복합체.
10. The method of claim 9,
Wherein the organically anionic nano-clay is a form in which the anionic surfactant is interposed between the layers of the layered metal double layer hydroxide.
제 3 항에 있어서,
상기 발포 화합물은, 암모늄 폴리포스페이트, 1급 암모늄 포스페이트, 2급 암모늄 포스페이트, 암모늄 포스파이트, 멜라민 포스페이트, 디멜라민포스페이트, 멜라민 피로포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것; 또는
펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 트리펜타에리트리톨, 솔비톨, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 디트리메틸올프로판, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 탄화제를 포함하는 것인, 유기 나노클레이-고분자 복합체.
The method of claim 3,
Wherein the foam compound is selected from the group consisting of ammonium polyphosphate, primary ammonium phosphate, secondary ammonium phosphate, ammonium phosphite, melamine phosphate, dimelamine phosphate, melamine pyrophosphate, tricresyl phosphate, that; or
Wherein the composition comprises a carbonating agent selected from the group consisting of pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, sorbitol, trimethylol propane, trimethylol ethane, ditrimethylol propane, and combinations thereof. Clay - polymer complex.
제 1 항에 있어서,
상기 고분자는 폴리에틸렌비닐아세테이트, 폴리프로필렌, 폴리 아크릴로나이트릴 부타디엔 스타이렌, 폴리에틸렌, 폴리아세틸렌, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리아마이드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것인, 유기 나노클레이-고분자 복합체.
The method according to claim 1,
Wherein the polymer is selected from the group consisting of polyethylene vinyl acetate, polypropylene, polyacrylonitrile butadiene styrene, polyethylene, polyacetylene, polystyrene, polyurethane, polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, ≪ / RTI >
양이온성 계면활성제-함유 용액 및 음이온성 계면활성제-함유 용액을 각각 제조하고;
상기 양이온성 계면활성제-함유 용액을 양이온성 나노클레이-분산 용액과 교반 및 상기 음이온성 계면활성제-함유 용액을 음이온성 나노클레이-분산 용액과 교반하여, 유기화 양이온성 나노클레이 및 유기화 음이온성 나노클레이를 각각 제조하고; 및
상기 유기화 양이온성 나노클레이 및 유기화 음이온성 나노클레이를 고분자에 분산시켜 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 유기 나노클레이-고분자 복합체를 제조하는 것
을 포함하는,
유기 나노클레이-고분자 복합체의 제조방법.
Preparing a cationic surfactant-containing solution and an anionic surfactant-containing solution, respectively;
Stirring the cationic surfactant-containing solution with a cationic nano-clay-dispersed solution and stirring the anionic surfactant-containing solution with an anionic nano-clay-dispersed solution to form an organic cationic nano-clay and an organizing anionic nano- Respectively; And
The organic nanoclay-polymer complex according to any one of claims 1 to 13, which is produced by dispersing the organic cationic nano-clay and organic anionic nano-clay in a polymer
/ RTI >
(Method for producing organic nano - clay - polymer complex).
제 14 항에 있어서,
상기 유기 나노클레이-고분자 복합체에 발포 화합물을 첨가하는 것을 추가 포함하는, 상기 유기 나노클레이-고분자 복합체의 제조방법. 15. The method of claim 14,
Further comprising adding a foaming compound to the organic nano-clay-polymer composite.

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