• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2007년도 추계학술발표대회 및
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• pp.37.2-37.2
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• 2007

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.185-185
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• 2016

아크릴계 수지(resin)에 인조 흑연과 탄소나노튜브(carbon nanotube)를 1:1 비율로 혼합한 충전제(filler)와 용제(solvent) 및 기타 첨가제(additives)를 혼합하여 방열도료를 제조하여 수직방향 열전도도를 상온에서 평가하였다. 충전제의 함량을 1, 2, 5 중량 %로 변화시키며 원료들을 준비하여 교반기로 혼합한 뒤 3단 롤 밀(three roll mill)로 분산공정을 진행하여 3 종류의 도료를 제조하였다. 제조한 도료를 가로 11 mm, 세로 11 mm, 두께 0.4 mm의 Al 5052 알루미늄 기판에 스프레이 코팅 방식으로 도포한 후 $150^{\circ}C$에서 30분 동안 열경화 건조 과정을 거쳐 샘플을 제작하였다. 측정 시료의 형상은 대략적으로 Fig. 1과 같다. 열전도도는 식 $k={\alpha}{\cdot}C_p{\cdot}{\rho}$를 사용해서 계산된다. 여기서 k는 열전도도($W/m{\cdot}K$), ${\alpha}$는 열확산계수($mm^2/s$), $C_p$는 비열($J/kg{\cdot}K$), ${\rho}$는 밀도($g/cm^3$)를 나타낸다. 열확산계수는 독일 NETZSCH 사의 Laser Flash Analysis 장비(모델명 LFA 457)를 사용하여 측정하였는데, 기판 뒤쪽에서 레이저를 조사하고 도료층 전면에서 적외선 온도센서를 통해 시간에 따른 온도 상승곡선을 구한 후, 두 물체의 계면에서의 접촉 열저항(contact thermal resistance)을 감안하여 장비에 내장되어 있는 소프트웨어로 열확산계수가 계산된다. 비열은 같은 회사의 DSC(Differential Scanning Calorimetry) 200 F3 장비를 사용해 측정했으며, 밀도는 부피와 질량을 측정한 값을 이용하여 계산하였다. 도료를 도포하지 않은 bare Al plate에 대해서는 쉽게 열확산계수, 비열, 밀도를 측정하여 열전도도를 구할 수 있다. 도료가 코팅된 샘플에 대해서는 도료층을 일부 떼어내 비열을 측정하고, 밀도를 구한 후, 도료층의 열전도도가 2-layer 법으로 장비 내장 소프트웨어로 계산된다, 이때 Al 기판의 열확산계수, 비열, 밀도는 미리 측정한 bare Al plate의 값을 적용하였다. 실험 결과를 Table 1에 정리하였다. 흑연과 탄소나노튜브를 혼합한 충전제를 함유한 아크릴 복합체 박막에서 측정된 열전도도는 보통 고분자 재료의 열전도도 값의 상한 영역에 육박하는 값이며, 충전제 함량이 증가할수록 열전도도가 증가하는 경향을 보이고 있다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권5호
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• pp.465-471
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• 2017

본 연구에서는 그래핀 나노플레이트릿(Graphene nanoplatelet ; GNP)의 분산에 대한 문제를 해결하고자 질산으로 이를 산화시켜 GO를 제조하였다. 이렇게 제조한 GO를 에폭시 도료에 혼입하기 전, 푸리에변환적외선분광법(Fourier transform infrared spectroscopy; FT-IR)을 이용한 화학조성 분석과 용매에서의 분산안정성을 확인하였다. 그 후, GNP, GO를 에폭시 도료에 0.1, 0.3, 0.5, 1.0wt.% 혼입하여 GNP/Epoxy, GO/Epoxy 도료를 제조하고 역학적 특성을 평가하였다. 실험 결과, FT-IR 분석을 통해 GO에서 하이드록시기, 에폭시기, 카르복시기 기능기가 생성된 것을 확인할 수 있었다. 또한, GO는 GNP보다 증류수와 에탄올에서 분산안정성이 향상되는 것을 확인하였다. 한편, GO/Epoxy 도료는 Neat Epoxy, GNP/Epoxy에 비해 역학적 특성이 향상되었으며, 특히 0.3wt.% 혼입률에서 높은 역학적 특성을 나타내었다. 따라서 GO를 에폭시 수지에 강화제로써 혼입할 경우 에폭시 도료의 역학적 특성을 향상시키는데 효과적인 것으로 판단된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제31권4호
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• pp.679-687
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• 2014

본 연구에서는 캐비테이션에 의한 부식에 강한 도료를 개발하기 위하여 고탄성의 우레탄 수지에 내마모 성능을 향상시키기 위한 첨가제로서 Multi wall과 Single wall type의 Carbon nano tube(CNT)와 Spherical과 Fiber type의 Graphite 나노 입자를 첨가하여 물성과 캐비테이션에 대한 저항성, 작업성 등을 비교 평가하였다. 나노 입자로서 Graphite에서는 캐비테이션 저항성($t_{50}$)이 Spherical type($t_{50}$ 182min)보다는 Fiber type($t_{50}$ 292min)이 높은 캐비테이션 저항성을 갖는 것으로 관찰되었다. 또한 CNT에서는 Single wall type의 캐비테이션 저항성($t_{50}$ 286min)이 Multi wall보다는 더 높은 것으로 관찰되었다. 나노 입자중에서 가격 및 캐비테이션 저항성을 감안하면 가장 최적의 나노 입자는 Fiber type의 Graphite로 관찰되었다. 도료의 작업성 평가에서 수동 작업에 의해 제작된 표면은 매끈한 표면을 가지고 있으나 Spray 작업에 의해 제작된 표면은 표면이 균일하지 않으며 Spray시 발생된 Dust가 표면에 고착된 형태로 관찰되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.801-807
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• 2021

전기 전자 부품을 기반으로 하는 통신장비, 컴퓨터, 이동 수단, 전산망, 군사용 장비 등 여러 산업 분야 및 사회기반시설에 있어 전자파 차폐의 필요성이 커지고 있다. 구조물의 전자파 차폐 방법은 차폐 콘크리트, 차폐 문, 차폐 창문과 같이 차폐성능을 가지고 있는 자재를 사용하여 시공하는 방법, 그리고 차폐성능이 없는 재료에 차폐 도료를 코팅하는 방법이 있다. 전자파 차폐 도료는 탄소나노튜브, 흑연, 카본 블랙, 탄소 섬유와 같은 전도성 물질을 사용하여 만들어지며, 일반적으로 사용되고 있는 수성도료에서 전자파 차폐 성능이 추가된 도료이다. 이 연구에서는 전자파 차폐 무기계 도료를 개발하기 위한 목적으로 전도성 흑연, 카본 블랙을 차폐원료로 사용한 도료의 차폐성능 및 부착성능을 평가하였다. 차폐 재료의 종류 및 사용량을 달리한 6개 배합에 대해 차폐성능과 부착강도를 평가하였다. 실험 결과, 전도성 흑연과 카본 블랙을 무게비 1:0.2로 혼합한 배합이 33.6 dB로 차폐성능이 가장 좋은 것으로 확인되었고, 부착성능은 전도성 흑연만 사용한 배합이 1.06 MPa로 가장 높은 것으로 확인되었다.

• 공업화학
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• 제31권1호
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• pp.43-48
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• 2020

본 연구에서는 침전과 수열처리에 의해 나노입방체와 나노막대구조를 갖는 Fe₂O₃ 나노입자를 합성하였다. Fe₂O₃ 나노 입자 표면에 TiO₂가 20 nm 두께로 코팅된 Fe₂O₃/TiO₂ core-shell (CS) 복합재료를 합성하였다. Fe₂O₃/TiO₂ CS를 화학적 에칭과 열처리에 의해 Fe₂O₃/TiO₂ CS에서 Fe₂O₃/TiO₂ yolk-shell (YS) 형태의 복합재료를 제조하였다. FE-SEM, HR-TEM, XRD 분석을 통하여 Fe₂O₃와 Fe₂O₃/TiO₂ CS 및 Fe₂O₃/TiO₂ YS 안료의 물리적 특성을 측정하였다. 안료를 poly acrylate (PA) 수지에 혼합한 도료들의 일사반사율과 색상변화는 UV-Vis-NIR 분석으로 차열 온도는 실험실에서 제작한 차열 온도 측정기를 통해 측정하였다. Fe₂O₃/TiO₂ YS 적색 안료를 사용한 PA 도료는 우수한 근적외선 반사율을 보였으며, Fe₂O₃ 안료를 사용한 도료에 비해 차열 온도가 13 ℃ 감소하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.89.2-89.2
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• 2012

$150^{\circ}$ 이상의 접촉각을 가지는 초소수성 표면은 self-cleaning, anti-fingerprint, anti-contamination 등의 특성을 가지므로 전자, 도료, 자동차 등 다양한 산업에서 활용될 수 있다. 재료 표면의 친/소수성은 물리적 요인과 화학적 요인 두 가지 요인을 조절함으로써 제어할 수 있다. 즉, 표면의 거칠기를 크게 하거나 표면에너지를 낮춰줌으로써 초소수성 표면을 구현할 수 있다. 실리카는 자연계에 매우 풍부하게 존재하고 있으며, 생체무해하며 내구성과 내마모성, 화학적 안정성, 고온 안정성 등을 지니고 있어 박막소재로 이용하기에 우수한 특징을 지니고 있다. 이러한 실리카 초소수성 코팅층을 형성하는 방법으로 본 연구에서는 전기분무법으로 마이크로 크기의 실리카 입자로 형성된 코팅층을 형성하였다. 이러한 마이크로 구조의 표면거칠기를 더욱 높이기 위하여 금 나노입자를 부가적으로 형성시켜 마이크로-나노구조 혼성의 계층구조를 만들고자 하였다. 금 나노입자는 자외선 조사 광환원법을 사용하였고, 이러한 계층구조에 플루오린 처리를 하여 계층구조 초소수성 코팅층을 형성하였다. 계층구조를 가지는 실리카 코팅층은 물 이외에 표면장력이 낮은 용액에서도 높은 접촉각을 보였고, 이러한 코팅층의 고온 안정성과 내구성, UV 저항성 등을 조사하여 실제 응용 가능성을 검토하였다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2017년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.153-154
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• 2017

Graphene is a nanomaterial and is known to have very high mechanical strength, thermal and electrical properties. However, graphene is known to be difficult to disperse among carbon-based materials due to van der Waals force. In this study, to solve the dispersion problem of graphene nanoplatelet, oxidized graphene nanoplatelet was prepared by oxidizing GNP in nitric acid. The prepared GO was dispersed in ethanol and distilled water before incorporation into the epoxy paint to confirm dispersibility. In addition, GNP/Epoxy and GO/Epoxy tensile specimens were prepared by mixing GNP and GO at 0.1, 0.3, 0.5 and 1.0 wt.% In epoxy coatings and tensile stress-strain characteristics were investigated.

• 청정기술
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• 제28권1호
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• pp.18-23
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• 2022

에너지 절약을 위한 연구 중 단열 기술 분야에서는 공기의 낮은 열전도도를 활용한 연구가 이뤄지고 있으며 널리 상용화 되고 있다. 본 연구에서는 입자 내부에 공기층을 갖는 중공형(hollow) 형태의 실리카 나노 입자를 제조하여 공기층 크기가 단열 성능에 미치는 영향에 대해 고찰하였다. Polystyrene 주형법을 이용하여 졸-겔공정을 통해 속이 빈 중공형 실리카 나노 입자(Hollow silica nanoparticles)를 제조하였고, 입자를 5 wt %로 도료에 첨가한 후 열전달 실험을 통해 단열 성능을 확인하였다. 기존 페인트에 입자를 혼합하여 약 15 %이상의 단열효율을 나타냈으며, 내부 공기층의 크기가 큰 입자가 작은 입자에 비해 5% 높은 단열 성능을 나타냈다. 이번 연구를 통해 내부 크기에 따른 단열효과의 차이를 보여줌으로써, 중공형 형태의 입자를 첨가제나 도료 제조에 사용하는 경우 단열효과를 높이기 위해 매질 내에서 입자가 공기층을 최대로 이룰 수 있도록 입자의 크기를 고려해야함을 제시한다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2017년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.244-245
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• 2017

This study aims to develop high durability graphene / epoxy paint for durability improvement of construction structure. For the development of graphene / epoxy coatings, first, graphene must remain stable in the polymer. Second, the integrity of graphene and polymer should be ensured. Accordingly, in order to obtain dispersibility, surface modification of graphene nanoplate(GnP) with CH and COOH functional groups and its dispersibility in organic solvents were investigated. Also, Fourier Transform Infrared Spectroscopy(FT-IR) analysis and Atomic Force Microscope(AFM) analysis were performed to confirm whether the functional groups were synthesized by surface modification. As a result, FT-IR and AFM analysis did not confirm the surface modification, but GnP was found to be stable when dispersed in an organic solvent.