(기고) 유무기 졸 후막코팅 소재기술
(기고) 유무기 졸 후막코팅 소재기술
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  • 승인 2004.11.19 11:01
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350℃ 고온에서도 안정성을 유지하는 반사체
▲ 강동필 박사 [한국전기연구원 신소재응용연구그룹]

HID램프는 주로 경기장, 항만, 공항, 골프장, 가로등(터널) 등에 사용되는데 광의 조사거리가 멀어 고조도 반사갓이 요구되고 있다.

조명용 방전램프의 소형?대용량화(1~2kW)로 반사갓을 포함한 등기구는 소형화되고 있는 반면 반사갓은 온도가 350℃이상으로 높아져 고반사율(92%이상)의 장기간 신뢰성 확보가 어려운 실정이다.

현재 이와 관련한 국내 기술 수준은 반사갓을 포함한 등기구 전체를 고가로 수입하고 있으며 국산화는 거의 완료단계에 있는 상태다.

일반적으로 반사체의 고반사율 확보를 위하여 알루미늄 소재에 하도코팅-증착(귀금속)-상도처리 등의 공정으로 반사갓을 생산하는데 HID램프용의 경우 사용 환경이 고온(350℃)이어서 상·하도 코팅재료들로 내열성이 우수한 실리카-실란 졸을 코팅재료로 사용하여야 한다.

하도재료는 모재에 코팅돼 접착력 및 표면조도의 확보가 중요하기 때문에 적정 두께(후막, 10~30㎛)로의 코팅이 불가피한데 졸의 경화 시 수축으로 내부스트레스가 생기고 고온 싸이클에서 크랙이 발생하는 문제점이 남아있었다.

여기에 착안해 이번에 개발한 유무기 졸 후막코팅 소재기술은 고온(350℃) 안정성이 우수한 유무기 졸 소재 합성기술로써 ▲실리카와 실란계 유무기 졸 소재 합성기술 ▲겔화 반응시 저수축성 만족을 위한 실리카 배합처방 기술 ▲후막성 및 접착성을 가진 실란류의 최적 조성기술 등이다.

또한 코팅 작업성 및 코팅도막 물성 평가기술에 대해서는 ▲모재표면특성을 고려한 희석용매종류?량 최적화를 통한 평활성 ▲코팅재료의 내열성 및 온도싸이클 열화성, 접착성, 내후성 평가 등을 골자로 하고 있다.

유무기 졸 코팅재의 특징과 장점으로는 유기물질이 5% 내외로 함유된 무기성 나노복합재료이며 고온(400℃)에서 열안정성이 우수하다.

또 투명성, 내후성, 전기절연성 우수하며 상온에서 원료합성과 표면코팅이 가능하고 표면조도(광택도)와 경도가 우수 및 다양한 모재(금속, 플라스틱, 유리 등)에 코팅이 가능, 경화(열처리)온도가 낮아 대부분의 플라스틱에도 코팅이 가능하다는 것을 손꼽을 수 있다.

이같은 기술에 의해 탄생한 졸 후막 코팅 소재는 향후 고온 및 옥외조건에서 안정하고 투명하여 고출력 조명반사체나 태양광 집광반사체의 최외각 보호 코팅재로서 사용이 기대되며 옥외에서 사용되는 대부분의 금속보호코팅이나 건축재 등의 표면코팅재로서 사용 시 금속의 부식이나 고분자소재의 열화를 방지할 수 있어 다양하게 활용가능 할 것으로 전망된다.