KR101780241B1 - 그래핀산화물을 포함하는 유리벽 방담 코팅 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 커튼월 건축물의 유리 외벽 등에 적용되는 그래핀산화물을 포함하는 유리벽 방담 코팅 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 『비수계 용매, 제1분산제 및 수계 그래핀산화물을 균질하게 혼합하여 형성시킨 비수계 그래핀산화물 슬러리; 산화주석 전구체 및 불소 전구체를 탈이온수에 용해시킨 전구체 수용액; 제2분산제; 및 폴리머바인더; 를 혼합하여 졸(sol) 용액화된 그래핀산화물을 포함하는 유리벽 방담 코팅 조성물』을 제공한다.

Description

그래핀산화물을 포함하는 유리벽 방담 코팅 조성물{Glass wall anti-fogging composition comprising grephen oxide}
본 발명은 커튼월 건축물의 유리 외벽 등에 적용되는 그래핀산화물을 포함하는 유리벽 방담 코팅 조성물에 관한 것이다.
커튼월(curtain wall)은 건물의 하중을 기둥, 보, 바닥, 지붕으로 지탱하고, 외벽은 하중을 부담하지 않은 채 마치 커튼을 치듯 건축자재를 돌려쳐 외벽으로 삼는 건축 양식으로서, 커튼월 구조 건축물의 외벽을 유리소재로 구성하여 다양한 디자인 효과를 얻을 수 있다. 그러나 유리의 소재적 특성에 따라 에너지 비효율성, 결로 발생 등이 문제점으로 지적되고 있다.
결로의 원인과 대책에 대해서는 시공, 구조, 재료적 측면에서 많은 논의가 이루어지고 있으나, 일교차, 건축물 내외부의 온도차 등에 의한 유리벽 내면 전체의 김서림과 결로가 가장 근본적이고 해결이 어려운 문제이다.
본 발명은 커튼월 구조 건축물 유리벽의 김서림과 결로를 방지하고, 생성된 결로와 빙결을 제거할 수 있는 유리벽 방담 코팅 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 과제 해결을 위해 본 발명은 『비수계 용매, 제1분산제 및 수계 그래핀산화물을 균질하게 혼합하여 형성시킨 비수계 그래핀산화물 슬러리; 산화주석 전구체 및 불소 전구체를 탈이온수에 용해시킨 전구체 수용액; 제2분산제; 및 폴리머바인더; 를 혼합하여 졸(sol) 용액화된 그래핀산화물을 포함하는 유리벽 방담 코팅 조성물』을 제공한다.
상기 비수계 용매로는 에탄올, 아세톤, 메틸알콜, 톨루엔, 디클로벤젠 및 디메틸벤젠 중 어느 하나 이상으로 조성된 것을 적용할 수 있으며,
상기 제1분산제 및 제2분산제로는 폴리에틸글리콜, 글리세롤, 아세트산 중 어느 하나 이상으로 조성된 것을 적용할 수 있다.
본 발명이 제공하는 유리벽 방담 코팅 조성물은 코팅막의 투명성, 열전도성, 전기전도성, 부착성 등에 따라, 상기 비수계 그래핀산화물 슬러리 25~45wt%, 상기 전구체 수용액 25~45wt%, 상기 제2분산제 5~15wt% 및 상기 폴리머바인더 25~35wt%의 범위에서 원료 조성비를 조정할 수 있다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
1. 유리벽 방담 코팅 조성물에 포함된 그래핀산화물의 열전도성 및 불소 전구체의 방담 특성을 이용하여 커튼월 외벽을 구성하는 유리벽의 습기 및 결로를 방지할 수 있다.
2. 유리벽 방담 코팅 조성물에 포함된 그래핀산화물 및 산화주석 전구체의 전기전도성을 이용하여 유리벽에 코팅된 코팅막에 전원을 인가하여 코팅막을 발열시킴으로써 유리벽의 결로 및 빙결을 제거할 수 있다.
3. 수화물 형태의 그래핀산화물을 비수계 그래핀산화물 슬러리로 치환하여 분산성을 향상시키고 유리벽 방담 코팅 조성물의 균질성을 향상시킬 수 있다.
4. 산화주석 전구체 및 불소 전구체를 이온수에 용해시킴으로써 과도한 결정성장을 억제하여 코팅막의 표면을 매끄럽게 형성시킬 수 있다.
본 발명은 『비수계 용매, 제1분산제 및 수계 그래핀산화물을 균질하게 혼합하여 형성시킨 비수계 그래핀산화물 슬러리; 산화주석 전구체 및 불소 전구체를 탈이온수에 용해시킨 전구체 수용액; 제2분산제; 및 폴리머바인더; 를 혼합하여 졸(sol) 용액화된 그래핀산화물을 포함하는 유리벽 방담 코팅 조성물』을 제공한다.
상기 비수계 용매로는 에탄올, 아세톤, 메틸알콜, 톨루엔, 디클로벤젠 및 디메틸벤젠 중 어느 하나 이상으로 조성된 것을 적용할 수 있고, 상기 제1분산제 및 제2분산제로는 폴리에틸글리콜, 글리세롤, 아세트산 중 어느 하나 이상으로 조성된 것을 적용할 수 있다.
그래핀산화물(Graphene Oxide)은 흑연을 산 처리하여 제조되는 판상 소재로서 표면에 많은 양의 친수성 작용기, 카르복실기(-COOH), 하이드록실기(-OH) 등을 가지고 있다. 이러한 그래핀산화물은 산처리 공정을 통하여 생성된 상기 표면 산화기들이 자연스럽게 H2O와 수소결합하여 수화물 형태 또는 물이 함유된 슬러리 형태로 제조된다. 통상적으로 이와 같은 슬러리의 고형분 농도는 특별한 처리를 하지 않는 이상 2~8wt% 정도이다.
상기 그래핀산화물이 코팅막에 적절히 함유되어 고르게 분산되면 물리적 강도, 열전도성 및 전기전도성을 향상시키나, 함유된 수분의 처리가 물성 발현에 장애가 된다.
본 발명에서는 비수계 용매, 제1분산제 및 그래핀산화물을 균질하게 혼합시킴으로써 수화물 형태의 그래핀산화물이 고르게 분산되면서 그래핀산화물이 수계 환경에서 비수계 환경으로 치환되고, 이에 따라 그래핀산화물 표면의 친수성 작용기(카르복실기, 하이드록실기 등)과 수소결합된 물이 제거된다. 이에 따라 후술할 전구체 수용액 및 폴리머바인더와의 혼합단계에서 그래핀산화물 및 산화주석 전구체 및 불소 전구체가 용이하게 분산되어 졸(sol) 용액의 균질성을 확보할 수 있다.
본 발명에서 상기 비수계 그래핀산화물 슬러리는 코팅막의 균열, 박리 등에 대한 물리적 강도 강화, 열전도성 및 전기전도성 강화 등에 이바지한다. 유리벽에 코팅된 코팅막의 열전도성이 높으면 유리벽 내외의 온도차를 완화시켜 습기와 결로의 발생을 줄이고, 전기전도성이 높으면 전원 인가에 따라 코팅막이 전류 이동의 저항체가 되어 발열체가 되므로 결로 및 빙결 제거에 활용될 수 있다.
산화주석은 가시광에 대한 고투과성을 갖는 전극재료로서 종래부터 자동차, 항공기 등의 방담 또는 빙결방지를 위한 발열저항체나 액정표시소자, 플라즈마 발광표시소자 등의 전극으로 사용되어 왔다. 또한, 불소는 안경이나 자동차 유리의 방담제, 발수코팅제 등으로 사용되어 왔다.
본 발명에 적용되는 산화주석 전구체는 일반적으로 사용되는 것으로서, 특별히 한정되지는 않으나 SnCl4·5H2O, SnCl2·2H2O, SnCl2·2H2O 중 어느 하나 이상을 적용할 수 있고, 불소 전구체로는 알킬기를 포함하지 않은 NH4F를 적용할 수 있다.
종래에는 산화주석 전구체 또는 불소 전구체를 유리에 코팅할 때에는 알코올 용매에 용해시켜 왔는데, 본 발명에서는 산화주석 전구체 및 불소 전구체에 원료 가격이 비싼 알킬기를 포함시키지 않으며, 산화주석 전구체 및 불소 전구체를 탈이온수에 용해시켜 수용액화는 점에 특징이 있다. 상기 탈이온수는 산화주석 전구체 및 불소 전구체의 과도한 결정성장을 억제하여 코팅막의 표면을 매끄럽게 형성시키는 역할을 한다.
전술한 비수계 그래핀산화물 슬러리 및 전구체 수용액을 제2분산제 및 폴리머바인더와 혼합시킴으로써 졸(sol) 용액화된 유리벽 방담 코팅 조성물이 조성된다. 상기 폴리머바인더는 도료 등에 적용되는 것으로서, 본 발명이 제공하는 유리벽 방담 코팅 조성물이 유리벽에 코팅된 상태를 유지시키는데 기여한다.

Claims (3)

  1. 비수계 용매, 제1분산제 및 수계 그래핀산화물을 균질하게 혼합하여 형성시킨 비수계 그래핀산화물 슬러리;
    SnCl4·5H2O, SnCl2·2H2O, SnCl2·2H2O 중 어느 하나 이상의 산화주석 전구체 및 알킬기를 포함하지 않은 NH4F를 탈이온수에 용해시킨 전구체 수용액;
    제2분산제; 및
    폴리머바인더; 를 혼합하여 졸(sol) 용액화된 그래핀산화물을 포함하며,
    상기 비수계 용매는 에탄올, 아세톤, 메틸알콜, 톨루엔, 디클로벤젠 및 디메틸벤젠 중 어느 하나 이상으로 조성된 것이고,
    상기 제1분산제 및 제2분산제는 폴리에틸글리콜, 글리세롤, 아세트산 중 어느 하나 이상으로 조성된 것을 특징으로 하는 그래핀산화물을 포함하는 유리벽 방담 코팅 조성물.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101510805B1 (ko) 2013-10-22 2015-04-08 현대자동차주식회사 그래핀-세라믹 하이브리드 코팅막, 및 이의 제조 방법
KR101510806B1 (ko) * 2013-10-22 2015-04-08 현대자동차주식회사 산화 그래핀-세라믹 하이브리드 코팅막 및 이의 제조 방법

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