KR102283877B1 - Heat shield and insulation paint composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차열 및 단열 도료 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무공형 세라믹 입자, 중공형 세라믹 입자, 백색안료, 광촉매, 실리콘 아크릴 공중합 에멀젼, 아크릴 변성 불소 에멀젼, 불소계 계면활성제 및 불소계 얼룩 저항성 첨가제를 포함하여 하절기 실내온도 저감 성능을 기존의 차열 및 단열 도료에 비하여 2배 이상 향상시키면서도 자가 세정력이 있는 수성 차열 및 단열 도료 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heat shielding and heat insulating coating composition and a method for manufacturing the same, and more particularly, to non-porous ceramic particles, hollow ceramic particles, white pigments, photocatalysts, silicone acrylic copolymer emulsions, acrylic modified fluorine emulsions, fluorine-based surfactants and fluorine-based surfactants. It relates to a water-based heat shielding and heat insulating coating composition that has self-cleaning power while improving indoor temperature reduction performance in summer by more than twice compared to conventional heat shielding and heat insulating paints, including stain resistance additives, and a method for manufacturing the same.
현재까지 화석연료의 사용으로 인한 환경오염 방지대책과 자원의 유한성으로 인한 에너지 절감대책이라는 목적을 동시에 해결하기 위한 방안을 수립하기 위한 다양한 프로젝트가 수립되고 있으며, 특히 열에너지의 적절한 제어에 의한 생활에너지의 감소와 쾌적하고 안락한 환경을 제공하기 위해 건물이나 차량 등에 대한 이러한 열에너지의 제어수단이 부여된 도막제나 열차단 필름이 많이 사용되고 있다.To date, various projects have been established to establish a plan to simultaneously solve the objectives of environmental pollution prevention measures due to the use of fossil fuels and energy saving measures due to resource finiteness. In order to reduce and provide a pleasant and comfortable environment, a coating agent or a heat-blocking film provided with such a means of controlling heat energy for a building or vehicle is widely used.
우리나라의 여름철 태양열 에너지는 1일 평균 5,900 kcal/m2에 달하고, 이 태양열 에너지는 한낮의 철판 지붕의 표면온도를 80℃ 전후까지도 상승시킨다. 이러한 온도의 상승은 열의 이동에 따라 발생되는 현상으로, 열이 이동하는 매커니즘은 다음의 3가지로 구분된다. 즉, 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 직접 물체를 통하여 열이 이동하는 전도(conduction), 유동성 매체인 기체 또는 액체의 흐름이나 이동을 통하여 열이 전달되는 대류(convection), 별도의 매개체를 통하지 않고 열원에서 직접 방사된 열 파장이 물체의 표면에 닿아 분자의 진동을 유발하여 열에너지가 발생되는 복사(radiation)가 있다.In Korea, solar thermal energy in summer reaches an average of 5,900 kcal/m 2 per day, and this solar thermal energy raises the surface temperature of the iron plate roof at midday to around 80℃. This rise in temperature is a phenomenon that occurs according to the movement of heat, and the mechanism of heat movement is divided into the following three categories. In other words, conduction, in which heat moves directly through an object from a high temperature to a low temperature, convection, in which heat is transferred through the flow or movement of a gas or liquid, which is a fluid medium, without passing through a separate medium There is radiation in which heat waves directly radiated from a heat source reach the surface of an object and cause molecular vibrations to generate heat energy.
태양광은 전자파의 일종으로 건축물의 표면에 흡수되어 분자의 진동을 유발해 열에너지를 발생시키며, 이에 따라 건축물의 표면의 온도가 상승하게 되고, 이는 곧 건축물 내부의 온도를 상승시키는 원인이 된다. 이와 같이, 건축물의 내부 온도가 상승하게 되면, 온도를 낮추기 위해 냉방에 필요한 에너지의 소비가 증가하는 결과를 초래한다. 따라서, 건축물이 태양광선을 미리 반사하거나 건물외부 표면에 흡수된 적외선에 의한 열에너지가 건물 내부로 이동하는 것을 차단(단열)함으로써 건축물의 표면 온도 변화를 최소화하고, 그를 통해 건축물 내의 냉방 등에 사용되는 에너지 소비를 줄일 필요가 있다.Sunlight is a type of electromagnetic wave that is absorbed by the surface of a building and causes molecular vibrations to generate thermal energy. As such, when the internal temperature of the building increases, the consumption of energy required for cooling in order to lower the temperature results in an increase. Therefore, it minimizes the change in the surface temperature of the building by blocking (insulation) the movement of heat energy by infrared rays absorbed by the building's external surface or by reflecting the sun's rays in advance, and through this, the energy used for cooling in the building consumption needs to be reduced.
점점 심각해지는 지구 온난화에 대응하기 위한 에너지 수급 문제로 인하여 단열 및 차열소재 개발의 필요성이 대두됨에 따라 친환경적이고 경제성이 뛰어난 도막제를 개발함으로써 건축물, 공장, 설비, 제품 등의 에너지 소비를 절감하고 이산화탄소의 발생을 저감시킬 수 있는 방안이 절실히 요구되고 있다.As the need to develop insulation and heat shielding materials has emerged due to the increasingly serious energy supply and demand problem to respond to global warming, eco-friendly and economical coatings are developed to reduce energy consumption in buildings, factories, facilities, and products, and to reduce carbon dioxide There is an urgent need for measures to reduce the occurrence of
상기와 같은 에너지 소비를 줄이기 위해 일반적으로 알려져 있는 차열 및/또는 단열 도료는 바인더에 내부가 비어 있는 중공형 무기계 실리카 및/또는 버블 알루미나를 이용한 불투명 백색 도료를 혼합하여 제조된다. 이와 같이 제조된 불투명 백색 도료를 건축물의 콘크리트 벽면 또는 공장의 지붕 등에 도장함으로써 태양에너지 차단을 통한 차열 효과 또는 열이동 차단을 통한 단열효과를 얻을 수 있도록 할 수 있다.In order to reduce the energy consumption as described above, a generally known heat-blocking and/or heat-insulating paint is prepared by mixing an opaque white paint using hollow inorganic silica and/or bubble alumina in a binder. By coating the opaque white paint prepared in this way on the concrete wall of a building or the roof of a factory, it is possible to obtain a heat shielding effect through blocking solar energy or an insulating effect through blocking heat transfer.
상기와 같은 단열 또는 차열 효과를 통한 에너지 절감형 도료 제품이 시장에 출시되고는 있지만, 수요자들은 하절기 온도 저감 효과를 직접적으로 체감하지 못하고 있으며 제조사들이 홍보하는 만큼의 에너지 절감 효과가 나타나지 않는 문제가 발생해 왔다.Although energy-saving paint products through the insulation or heat-shielding effect as described above are being released on the market, consumers do not directly feel the effect of reducing the temperature in summer, and there is a problem that the energy-saving effect as advertised by the manufacturers does not appear. have been doing
또한, 도막의 오염 및 열화에 의해 1년이 경과한 도막은 급격하게 일사 반사율이 저하되어 차열 및 단열 성능이 발현될 수 없어 주기적인 세척관리가 필요하며, 세척을 하여도 도막 초기의 차열 및 단열 성능이 발현되지 않아 재도장을 수행하는 주기가 단축되는 문제가 발생해 왔다.In addition, due to contamination and deterioration of the coating film, a coating film that has passed one year has a sharp decrease in solar reflectance, so heat shielding and insulation performance cannot be expressed, so periodic cleaning management is necessary. There has been a problem that the cycle for performing repainting is shortened because performance is not expressed.
따라서, 본 발명자들은 상기의 문제점을 인지하고 종래의 차열 및 단열 도료 대비 차열 및 단열 성능이 뛰어나면서도, 도막의 오염 및 열화를 효율적으로 방지하여 일사반사율을 장기간 유지할 수 있는 친환경적인 수용성 도료조성물을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors recognized the above problems and completed an environmentally friendly water-soluble paint composition that can maintain solar reflectivity for a long time by effectively preventing contamination and deterioration of the coating film while having excellent heat and insulating performance compared to conventional heat and insulating paints. did it
본 발명의 목적은 피도물의 외부에 도포하여 실내기온을 낮추어 냉방부하의 에너지를 절감하여 이산화탄소의 발생량을 에너지 절감에 준하는 만큼 감소시킬 수 있는 친환경 수성 도료조성물을 제공함에 있다.It is an object of the present invention to provide an eco-friendly water-based paint composition that can reduce the amount of carbon dioxide generated by applying to the outside of the object to be coated to lower the indoor temperature and thereby reduce the energy of the cooling load.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시형태로써, 차열 및 단열 도료 조성물은 (a) 평균입경 1~25㎛인 무공형 세라믹 입자; (b) 중공형 세라믹 입자(HC1); 및 (c) 중공형 세라믹 입자(HC2)를 포함하고, 상기 입자들의 중량 기준 혼합비는 (a) : (b)+(c) = 1.0 : 0.8 내지 0.8 : 1.0이고, 상기 중공형 세라믹 입자(HC1) 및 중공형 세라믹 입자(HC2)는 하기 관계식 1을 만족하고, 열전도율이 0.03W/m·K 이하인 건조도막을 형성하는 도료 조성물일 수 있다.In order to achieve the above object, as an embodiment of the present invention, a heat-shielding and heat-insulating coating composition includes (a) non-porous ceramic particles having an average particle diameter of 1 to 25 μm; (b) hollow ceramic particles (HC 1 ); and (c) hollow ceramic particles (HC 2 ), wherein the mixing ratio by weight of the particles is (a): (b)+(c) = 1.0: 0.8 to 0.8: 1.0, and the hollow ceramic particles ( HC 1 ) and the hollow ceramic particles (HC 2 ) may be a coating composition that satisfies the following relation 1 and forms a dry coating film having a thermal conductivity of 0.03 W/m·K or less.
[관계식 1][Relational Expression 1]
(상기 관계식 1에서 
본 발명의 일 실시형태로써, 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 무공형 세라믹 입자는 알칼리 알루미노 실리케이트; 중공형 세라믹 입자(HC1 또는 HC2)는 소다라임 보로실리케이트 및 알루미노 실리케이트 중 선택되는 하나 이상 일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the non-porous ceramic particles included in the heat-shielding and heat-insulating coating composition include alkali aluminosilicate; The hollow ceramic particles (HC 1 or HC 2 ) may be at least one selected from soda lime borosilicate and aluminosilicate.
본 발명의 다른 일 실시형태로써, 차열 및 단열 도료 조성물은 평균입경이 50nm 미만인 광촉매를 추가적으로 포함할 수 있다.As another embodiment of the present invention, the heat shielding and heat insulating coating composition may additionally include a photocatalyst having an average particle diameter of less than 50 nm.
본 발명의 다른 일 실시형태로써, 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 광촉매는 아나타제형(anatase) 이산화티탄으로서, 전체 도료조성물 중 0.1~0.5 중량%의 농도로 포함될 수 있다.As another embodiment of the present invention, the photocatalyst included in the heat-shielding and heat-insulating coating composition is anatase-type titanium dioxide, and may be included in a concentration of 0.1 to 0.5% by weight of the total coating composition.
본 발명의 다른 일 실시형태로써, 차열 및 단열 도료 조성물은 루타일형(rutile) 이산화티탄을 전체 도료조성물 중 5~15 중량%의 농도로 추가적으로 포함할 수 있다.As another embodiment of the present invention, the heat-shielding and heat-insulating coating composition may additionally include rutile titanium dioxide in a concentration of 5 to 15% by weight of the total coating composition.
본 발명의 다른 일 실시형태로써, 차열 및 단열 도료 조성물은 실리콘 아크릴 공중합 에멀젼 및 아크릴 변성 불소 에멀젼을 추가적으로 포함할 수 있다.As another embodiment of the present invention, the heat shielding and heat insulating coating composition may additionally include a silicone acrylic copolymer emulsion and an acrylic modified fluorine emulsion.
본 발명의 다른 일 실시형태로써, 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 실리콘 아크릴 에멀젼은, 실리콘 아크릴수지인 3-메타크릴옥시 프로필트리메톡시실란(3-methacryloxy-propyltrimethoxysilane, MPTS)과 하기의 아크릴 단량체As another embodiment of the present invention, the silicone acrylic emulsion included in the heat shielding and heat insulating coating composition includes 3-methacryloxy-propyltrimethoxysilane (MPTS), which is a silicone acrylic resin, and the following acrylic monomers.
(a) 스티렌(styrene); (b) n-부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate, BA); (c) 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate, MMA); (d) n-부틸메타크릴레이트(n-butylmethacrylate, BMA); (e) 디메틸아미노에틸메타크릴레이트(dimethylaminoethyl methacrylate, DMEMA); 및 (f) '메틸메타크릴레이트와 n-부틸메타크릴레이트의 공중합체' 중 어느 하나를 반응시켜 제조될 수 있다.(a) styrene; (b) n-butyl acrylate (BA); (c) methylmethacrylate (MMA); (d) n-butylmethacrylate (BMA); (e) dimethylaminoethyl methacrylate (DMEMA); and (f) 'a copolymer of methyl methacrylate and n-butyl methacrylate'.
본 발명의 다른 일 실시형태로써, 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 아크릴 변성 불소 에멀전은 불소계 폴리머 대 아크릴 수지가 7:1~1:7의 중량% 비율로 중합되고 수분산 시켜 제조될 수 있다.As another embodiment of the present invention, the acrylic-modified fluorine emulsion included in the heat-shielding and heat-insulating coating composition may be prepared by polymerizing and dispersing in water at a weight % ratio of 7:1 to 1:7 of a fluorine-based polymer to an acrylic resin.
본 발명의 다른 일 실시형태로써, 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 아크릴 변성 불소 에멀전은 비닐리덴 플루오라이드, 비닐 플루오라이드, 트리플루오로에틸렌, 시클로트리플루오로에틸렌(CTFE), 테트라플루오로에틸렌(TFE) 및 헥사플루오로프로필렌(HFP) 중에서 선택한 1종 이상의 단량체로 구성된 단독중합체 또는 중합체 말단에 메틸 메타아크릴레이트와 에틸아크릴레이트를 중합하여 수분산시킨 공중합체 일 수 있다.As another embodiment of the present invention, the acrylic modified fluorine emulsion included in the heat shielding and heat insulating coating composition is vinylidene fluoride, vinyl fluoride, trifluoroethylene, cyclotrifluoroethylene (CTFE), tetrafluoroethylene ( TFE) and hexafluoropropylene (HFP) may be a homopolymer composed of at least one monomer selected from or a copolymer obtained by polymerizing methyl methacrylate and ethyl acrylate at the end of the polymer and dispersing in water.
본 발명의 다른 일 실시형태로써, 차열 및 단열 도료 조성물은 불소계 얼룩 저항성 첨가제를 추가적으로 포함할 수 있다.As another embodiment of the present invention, the heat shielding and heat insulating coating composition may additionally include a fluorine-based stain resistance additive.
본 발명의 다른 일 실시형태로써, 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 불소계 얼룩 저항성 첨가제는 불소기를 함유한 폴리우레탄, 불소기를 함유한 폴리아크릴에멀젼 및 불소기를 함유한 폴리아크릴 변성우레탄 에멀젼 중 하나 이상의 성분을 포함할 수 있으며, 전체 도료 조성물 중량을 기준으로 1~5 중량% 포함될 수 있다.As another embodiment of the present invention, the fluorine-based stain resistance additive included in the heat shielding and heat insulating coating composition is at least one component of polyurethane containing fluorine groups, polyacrylic emulsion containing fluorine groups, and polyacrylic modified urethane emulsion containing fluorine groups. may be included, and may be included in an amount of 1 to 5% by weight based on the total weight of the coating composition.
본 발명은 친환경 수성 도료 조성물을 피도물의 외부에 도포하여 실내기온을 낮추어 냉방부하의 에너지를 절감하여 이산화탄소의 발생량을 에너지 절감에 준하는 만큼 감소시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of reducing the amount of carbon dioxide generated by applying an eco-friendly water-based paint composition to the outside of the object to be coated to lower the indoor temperature to reduce the energy of the cooling load.
본 발명은 친환경 수성 도료 조성물을 피도물의 외부에 도포하여 우수한 차열 및 단열 성능을 가지면서도 내오염성 및 자가 세정력을 부여하여 건조된 도막이 5년이 지나도 일사반사율 유지율에 의한 차열 및 단열 성능을 80% 이상 유지할 수 있는 효과가 있다.The present invention applies an eco-friendly water-based paint composition to the outside of the object to be coated and has excellent heat shielding and insulation performance, while imparting stain resistance and self-cleaning power, so that even after 5 years of the dried coating film, the heat shielding and insulation performance by the solar reflectance retention rate is 80% or more It has a sustaining effect.
본 발명은 우수한 차열 및 단열 성능을 가지면서도 건조 도막 두께를 줄이고, 단위부피당 상도 도장면적을 증가시켜 시공의 시간 및 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of reducing the dry film thickness and increasing the top coating area per unit volume while having excellent heat shielding and thermal insulation performance, thereby reducing the time and cost of construction.
이하 본 발명을 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Before describing the present invention in detail, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, but should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention. do.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물은 피도물의 외부에 건조 도막을 형성하여 태양열을 차단할 수 있으며, 구체적으로는 피도물의 외부에 두께 50~500㎛, 바람직하게는 100~400㎛, 더욱 바람직하게는 200~250㎛의 건조도막을 형성하여 적외선 또는 근적외선을 93% 이상 반사시킬 수 있으며, 바람직하게는 95% 이상 반사시킬 수 있다.The heat-shielding and heat-insulating coating composition according to an embodiment of the present invention can block solar heat by forming a dry coating film on the outside of the object to be coated. More preferably, by forming a dry coating film of 200 ~ 250㎛ can reflect infrared or near infrared 93% or more, preferably 95% or more can be reflected.
또한, 열전도율은 0.029~0.1W/m·K일 수 있으며, 바람직하게 단열성능을 최대한 발휘할 수 있는 측면에서는 0.03W/m·K 이하 일 수 있다.In addition, the thermal conductivity may be 0.029 ~ 0.1W / m · K, preferably, in terms of maximally exhibiting thermal insulation performance, it may be 0.03 W / m · K or less.
본 발명에서의 자가 세정력은 수성 차열 및 단열 도료 조성물을 통해 피도물의 외부에 건조 도막을 형성하였을 때, 원천적으로 시설물에 오염물이 침투되는 것을 차단하거나 이미 오염이 되었더라도 부착물 오염물이 건조 도막에서 쉽게 제거될 수 있는 기능이라고 할 수 있다.The self-cleaning power in the present invention is effective when a dry film is formed on the outside of the object to be coated through the water-based heat shielding and heat insulation paint composition, and the contaminants can be easily removed from the dry film even if it is already contaminated. It can be called a function.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물을 건축물의 외부에 도포하여 건조도막을 형성하면 하절기 외부온도가 35℃ 이상 일 때, 실내온도를 외부온도 대비 7~8℃ 낮출 수 있다.When the heat-shielding and heat-insulating paint composition according to an embodiment of the present invention is applied to the outside of a building to form a dry film, when the outdoor temperature in summer is 35° C. or higher, the indoor temperature can be lowered by 7 to 8° C. compared to the outside temperature.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물을 건축물의 외부에 도포하여 건조도막을 형성하고 측정한 실내온도는 도막을 형성하지 않고 측정한 실내온도와 대비하여 볼 때 10~13℃ 낮을 수 있다.The heat-shielding and heat-insulating paint composition according to an embodiment of the present invention is applied to the outside of a building to form a dry film, and the measured indoor temperature may be 10 to 13°C lower than the indoor temperature measured without forming a paint film. there is.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물은 중도가 필요없이 하도 및 상도만을 통해 건조 도막을 형성할 수 있어 건조 도막의 두께를 줄일 수 있고, 1회 또는 2회의 상도 도장을 통해 도막을 형성할 수 있어 그에 따른 시공시간도 현저히 단축할 수 있다.The heat-shielding and heat-insulating paint composition according to an embodiment of the present invention can form a dry coating film through only the undercoat and top coat without the need for an intermediate coat, thereby reducing the thickness of the dry coat, and applying the top coat once or twice. It can be formed, so the construction time can be significantly shortened accordingly.
아울러, 상도를 2회 도장한다고 할 때, 1회 도장과 2회 도장의 도장간격 시간이 1~2시간에 불과하므로 종래에 4시간 이상 소요되던 도장간격 시간을 획기적으로 줄일 수 있어 시공시간이 더욱 단축될 수 있다.In addition, when the top coat is applied twice, the time between the first and second coats is only 1 to 2 hours, so it is possible to dramatically reduce the time between painting which used to take more than 4 hours in the prior art, and thus the construction time is further shortened. can be shortened.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물을 건축물의 외부에 도포하여 건조도막을 형성할 수 있고, 하절기에 도막 형성 후 측정한 건축물 외부의 표면온도는 도막을 형성하지 않고 측정한 외부 건축물의 표면온도와 대비하여 볼 때 35~37℃ 낮을 수 있다.A dry coating film can be formed by applying the heat shielding and heat insulating coating composition according to an embodiment of the present invention to the outside of a building, and the surface temperature of the outside of the building measured after forming the coating film in summer is measured without forming a coating film Compared to the surface temperature of
상기와 같이 본 발명의 차열 및 단열 도료 조성물은 건축물 실내온도 및 외부의 표면온도를 현저히 낮춤으로써, 도막을 형성하지 않았을 때와 대비했을 때 하절기 냉방부하를 50%까지 절감하여 그에 준하는 이산화탄소 발생량을 획기적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the heat-shielding and heat-insulating paint composition of the present invention significantly lowers the indoor temperature and the external surface temperature of a building, thereby reducing the cooling load in summer by 50% compared to when no coating is formed, thereby significantly reducing the amount of carbon dioxide generated. has the effect of reducing
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물은 (a) 평균입경 1~25㎛인 무공형 세라믹 입자; (b) 중공형 세라믹 입자(HC1); 및 (c) 중공형 세라믹 입자(HC2)를 포함하되, 상기 입자들의 중량 기준 혼합비는 (a) : (b)+(c) = 1.0 : 0.8 내지 0.8 : 1.0이고, 상기 중공형 세라믹 입자(HC1) 및 중공형 세라믹 입자(HC2)는 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.A heat-shielding and heat-insulating coating composition according to an embodiment of the present invention includes (a) non-porous ceramic particles having an average particle diameter of 1 to 25 μm; (b) hollow ceramic particles (HC 1 ); and (c) hollow ceramic particles (HC 2 ), wherein the mixing ratio by weight of the particles is (a): (b)+(c) = 1.0: 0.8 to 0.8: 1.0, and the hollow ceramic particles ( HC 1 ) and the hollow ceramic particles (HC 2 ) may satisfy Relational Equation 1 below.
[관계식 1][Relational Expression 1]
상기 관계식 1에서 
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에서 무공형 세라믹 입자는 평균입경 1~25㎛, 바람직하게는 1~5㎛일 수 있는데, 1㎛ 미만일 경우 도막 경화 후 입자 배열 시 중공형 세라믹 입자들에 묻혀버려서 충분한 근적외선 반사 효율을 얻을 수 없는 문제가 있을 수 있으며, 25㎛를 초과할 경우 비표면적이 작아지고 도료 내 분산성이 저하되어 근적외선 반사효율이 미비해 질 수 있는 문제가 발생할 수 있다.In the heat shielding and heat insulating coating composition according to an embodiment of the present invention, the non-porous ceramic particles may have an average particle diameter of 1 to 25 μm, preferably 1 to 5 μm. There may be a problem that sufficient near-infrared reflection efficiency cannot be obtained because it is buried in particles, and when it exceeds 25㎛, the specific surface area becomes small and the dispersibility in the paint decreases, so there may be a problem that the near-infrared reflection efficiency may be insufficient .
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에서 
상기와 같이 중공형 및 무공형 세라믹 입자들의 중량비를 (a) : (b)+(c) = 1.0 : 0.8 내지 0.8 : 1.0로 한정하고, 상기에서 상술한 관계식 1의 조건으로 다른 평균입경을 가진 중공형 및 무공형 세라믹 입자(HC1 및 HC2)를 혼합시켜 적외선을 반사하는 차열성능과 적외선의 이동을 차단하는 단열성능의 균형을 이룸으로써 일사반사율은 95% 이상, 열전도율은 0.03W/m·K 이하인 차열 및 단열 성능의 최적화를 달성할 수 있다.As described above, the weight ratio of hollow and non-porous ceramic particles is limited to (a): (b)+(c) = 1.0: 0.8 to 0.8: 1.0, and has different average particle diameters under the condition of Relation 1 above. By mixing hollow and non-porous ceramic particles (HC 1 and HC 2 ) to balance the heat shielding performance that reflects infrared rays and the thermal insulation performance that blocks the movement of infrared rays, the solar reflectance is more than 95% and the thermal conductivity is 0.03W/m Optimization of heat-shielding and heat-insulating performance of K or less can be achieved.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 무공형 세라믹 입자 또는 중공형 세라믹 입자는 당 업계에서 사용되는 통상적인 무공형 세라믹 또는 중공형 세라믹이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으나, 바람직하게 무공형 세라믹 입자는 알칼리 알루미노 실리케이트 일 수 있으며, 중공형 세라믹 입자(HC1 또는 HC2)는 소다라임 보로실리케이트 및 알루미노 실리케이트 중 선택되는 하나 이상 일 수 있다.The non-porous ceramic particles or hollow ceramic particles included in the heat-shielding and heat-insulating coating composition according to an embodiment of the present invention may be used without particular limitation as long as they are conventional non-porous ceramics or hollow ceramics used in the art, but preferably The non-porous ceramic particles may be alkali aluminosilicate, and the hollow ceramic particles (HC 1 or HC 2 ) may be one or more selected from soda lime borosilicate and aluminosilicate.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 무공형 세라믹 입자는 태양광의 적외선 또는 근적외선을 반사시키는 기능을 함으로써 일사 반사율 95% 이상을 달성할 수 있으며, 도막 표면에 피복막을 형성하여 도막의 소수성, 내수성 및 발수성을 향상시킴으로써 습기 및 결로 발생을 방지할 수 있다.The non-porous ceramic particles included in the heat-shielding and heat-insulating coating composition according to an embodiment of the present invention can achieve a solar reflectance of 95% or more by reflecting infrared or near-infrared rays of sunlight, and forming a coating film on the surface of the coating film By improving the hydrophobicity, water resistance and water repellency of the coating film, it is possible to prevent moisture and condensation from occurring.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 무공형 세라믹 입자는 연화점이 900~1200℃ 일 수 있는데, 연화점이 900℃ 미만일 경우 가공된 세라믹 입자의 내열성이 약화되어 건조 도막이 고온 다습한 환경에 노출되면 세라믹 입자의 강도가 약해질 수 있으며, 1200℃를 초과할 경우 가공된 세라믹 입자의 경도가 약해질 수 있는 문제가 발생할 수 있다.The non-porous ceramic particles included in the heat-shielding and heat-insulating coating composition according to an embodiment of the present invention may have a softening point of 900 to 1200°C. When exposed to one environment, the strength of the ceramic particles may be weakened, and when it exceeds 1200°C, there may be a problem that the hardness of the processed ceramic particles may be weakened.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 무공형 세라믹 입자는 진구도가 0.8이상일 수 있는데, 이를 통해 무공형 세라믹 입자가 열을 거의 흡수하지 않고 매우 치밀한 구조를 형성할 수 있기 때문에 건조 도막 내부에 열을 축적하지 않고 전달하지 않아, 근본적으로 열의 유입을 반사하여 차단할 수 있는 효과가 있다.The non-porous ceramic particles included in the heat-shielding and heat-insulating coating composition according to an embodiment of the present invention may have a sphericity of 0.8 or more, through which the non-porous ceramic particles hardly absorb heat and form a very dense structure. Therefore, it does not accumulate and transmit heat inside the dry coating film, so there is an effect of basically reflecting and blocking the inflow of heat.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 무공형 세라믹 입자는 열전도도가 3W/m·K 이하일 수 있는데, 3W/m·K를 초과하면 조성물의 열전도도가 전체적으로 상승하여 단열효과를 저하시킬 수 있는 문제가 발생할 수 있다. 하한은 무공형 세라믹 입자의 평균입경 및 다른 물리적 성질을 고려해 볼 때, 1W/m·K 일 수 있다.The non-porous ceramic particles included in the heat-shielding and heat-insulating coating composition according to an embodiment of the present invention may have a thermal conductivity of 3 W/m·K or less. Problems may arise that may reduce effectiveness. The lower limit may be 1 W/m·K in consideration of the average particle diameter and other physical properties of the non-porous ceramic particles.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물은 백색안료를 더 포함할 수 있는데, 백색안료는 아나타제형(anatase) 이산화티탄 및 루타일형(rutile) 이산화티탄 으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 루타일형(rutile) 이산화티탄 일 수 있다.The heat-shielding and heat-insulating paint composition according to an embodiment of the present invention may further include a white pigment, and the white pigment may be at least one selected from the group consisting of anatase-type titanium dioxide and rutile-type titanium dioxide, , preferably rutile titanium dioxide.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 백색안료는 도료의 백색을 구현함으로써 무공형 세라믹 입자의 태양광의 적외선 또는 근적외선을 반사시키는 기능을 보완하는 역할을 할 수 있다.The white pigment included in the heat shielding and heat insulating coating composition according to an embodiment of the present invention may serve to complement the function of reflecting the infrared or near infrared rays of sunlight of the non-porous ceramic particles by realizing the white color of the paint.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 백색안료는 전체 도료 조성물 중량을 기준으로 5~15 중량% 포함될 수 있는데, 5 중량% 미만으로 포함될 경우 무공형 세라믹 입자의 태양광의 적외선 또는 근적외선을 반사시키는 기능 보완이 미비할 수 있고, 15 중량%를 초과하여 포함될 경우 건조 도막의 경도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다.The white pigment included in the heat-shielding and heat-insulating coating composition according to an embodiment of the present invention may be included in 5 to 15% by weight based on the total weight of the coating composition. Alternatively, complementation of the function of reflecting near-infrared rays may be insufficient, and when included in excess of 15% by weight, there may be a problem in that the hardness of the dry coating film is lowered.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물은 광촉매를 더 포함할 수 있는데, 광촉매는 아나타제형(anatase) 이산화티탄, 루타일형(rutile) 이산화티탄, 산화지르코늄(ZrO2) 및 산화아연(ZnO)으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으며, 바람직하게는 아나타제형(anatase) 이산화티탄 일 수 있다.The heat shielding and heat insulating coating composition according to an embodiment of the present invention may further include a photocatalyst, which includes anatase titanium dioxide, rutile titanium dioxide, zirconium oxide (ZrO 2 ) and zinc oxide ( ZnO) may be at least one selected from the group consisting of, preferably anatase-type titanium dioxide.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 광촉매는 건조 도막의 자가 세정력을 향상시키는 기능을 할 수 있다.The photocatalyst included in the heat shielding and heat insulating coating composition according to an embodiment of the present invention may function to improve the self-cleaning power of the dry coating film.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 광촉매는 도료 도성물 중량을 기준으로 0.1~0.5 중량% 포함할 수 있는데, 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우 건조 도막의 자가 세정력이 미비할 수 있고, 0.5 중량%를 초과하여 포함될 경우 자가 세정력 대비 도료의 단위 중량 당 단가의 상승으로 경제성이 없는 문제가 있다.The photocatalyst included in the heat-shielding and heat-insulating paint composition according to an embodiment of the present invention may contain 0.1 to 0.5 wt% based on the weight of the paint coating material. and, when included in excess of 0.5% by weight, there is a problem in that there is no economic feasibility due to an increase in the unit price per unit weight of the paint compared to the self-cleaning power.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 광촉매는 조성물이 건조되어 형성되는 건조 도막의 상부에 위치하여 건조 도막이 자외선을 받게 되면 도막 표면에서 광반응에 의한 수산기(OH기)가 생성되어 이물질 및 오염원을 효율적으로 분해할 수 있다.The photocatalyst included in the heat shielding and heat insulating coating composition according to an embodiment of the present invention is located on the dry coating film formed by drying the composition. It can be created to efficiently decompose foreign substances and pollutants.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 광촉매의 평균입경은50nm 이하일 수 있는데, 50nm를 초과할 경우 광촉매 입자가 건조 도막의 상부까지 충분히 부유하기 어렵기 때문에 광촉매를 통한 이물질 및 오염원의 효율적인 분해가 되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 하한에는 제한이 있는 것은 아니지만, 광촉매 입자가 작아질수록 도료의 단가가 상승하여 경제적이지 못할 수 있다.The average particle diameter of the photocatalyst included in the heat shielding and heat insulating coating composition according to an embodiment of the present invention may be 50 nm or less. There may be a problem that the efficient decomposition of the pollutant is not performed. The lower limit is not limited, but as the photocatalyst particles become smaller, the unit price of the paint increases, which may not be economical.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에는 상기와 같은 평균입경을 가지는 광촉매를 0.1~0.5 중량% 포함하여, 차열 및 단열 성능을 향상시키면서도 내오염성 및 자가 세정력을 부여하여 도막을 건조한지 5년 이상이 되어도 일사반사율이 80% 이상 유지될 수 있는 효과가 있다.The heat-shielding and heat-insulating coating composition according to an embodiment of the present invention contains 0.1 to 0.5 wt% of a photocatalyst having an average particle diameter as described above, thereby improving heat-shielding and heat-insulating performance while imparting stain resistance and self-cleaning power to dry the coating film Even after 5 years or more, there is an effect that the solar reflectivity can be maintained over 80%.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물은 실리콘 아크릴 공중합 에멀젼 및 아크릴 변성 불소 에멀젼을 더 포함할 수 있다.The heat shielding and heat insulating coating composition according to an embodiment of the present invention may further include a silicone acrylic copolymer emulsion and an acrylic modified fluorine emulsion.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 실리콘 아크릴 에멀젼은, 실리콘 아크릴수지인 3-메타크릴옥시 프로필트리메톡시실란(3-methacryloxy-propyltrimethoxysilane, MPTS)과 하기의 아크릴 단량체 (a)~(f)The silicone acrylic emulsion included in the heat-shielding and heat-insulating paint composition according to an embodiment of the present invention is a silicone acrylic resin 3-methacryloxy-propyltrimethoxysilane (MPTS) and the following acrylic monomer ( a) to (f)
(a) 스티렌(styrene); (b) n-부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate, BA); (c) 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate, MMA); (d) n-부틸메타크릴레이트(n-butylmethacrylate, BMA); (e) 디메틸아미노에틸메타크릴레이트(dimethylaminoethyl methacrylate, DMEMA); 및 (f) '메틸메타크릴레이트와 n-부틸메타크릴레이트의 공중합체' 중 어느 하나를 반응시켜 제조될 수 있으며, 상기 실리콘 아크릴 에멀젼을 조성함으로써, 본 발명의 차열 및 단열 도료 조성물을 통해 형성된 건조 도막의 고방식성, 고내후성을 강화시킬 수 있다.(a) styrene; (b) n-butyl acrylate (BA); (c) methylmethacrylate (MMA); (d) n-butylmethacrylate (BMA); (e) dimethylaminoethyl methacrylate (DMEMA); and (f) 'copolymer of methyl methacrylate and n-butyl methacrylate' can be prepared by reacting any one of them, and by composing the silicone acrylic emulsion, it is formed through the heat shielding and heat insulating coating composition of the present invention. It is possible to enhance the high corrosion resistance and high weather resistance of the dried coating film.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 아크릴 변성 불소 에멀전은 비닐리덴 플루오라이드, 비닐 플루오라이드, 트리플루오로에틸렌, 시클로트리플루오로에틸렌(CTFE), 테트라플루오로에틸렌(TFE) 및 헥사플루오로프로필렌(HFP) 중에서 선택한 1종 이상의 단량체로 구성된 단독중합체 또는 중합체 말단에 메틸 메타아크릴레이트와 에틸아크릴레이트를 중합하여 수분산시킨 공중합체 일 수 있다.The acrylic modified fluorine emulsion included in the heat shielding and heat insulating coating composition according to an embodiment of the present invention is vinylidene fluoride, vinyl fluoride, trifluoroethylene, cyclotrifluoroethylene (CTFE), tetrafluoroethylene (TFE) ) and hexafluoropropylene (HFP) may be a homopolymer composed of at least one monomer selected from or a copolymer obtained by polymerizing methyl methacrylate and ethyl acrylate at the end of the polymer and dispersing in water.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 아크릴 변성 불소 에멀젼은 불소계 폴리머 대 아크릴 수지가 7:1~1:7의 중량% 비율로 중합하여 수분산 시켜 제조될 수 있는데, 불소계 폴리머 중량% 비율이 1 이하일 경우 내오염성, 난연성 기능이 미비할 수 있으며, 아크릴 수지의 중량% 비율이 1 이하일 경우 건조 도막의 부착성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.The acrylic-modified fluorine emulsion included in the heat-shielding and heat-insulating paint composition according to an embodiment of the present invention can be prepared by polymerizing and dispersing the fluorine-based polymer to the acrylic resin in a weight % ratio of 7:1 to 1:7. If the polymer weight % ratio is 1 or less, stain resistance and flame retardancy may be insufficient, and if the weight % ratio of the acrylic resin is 1 or less, the adhesion of the dry coating film may be deteriorated.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물은 불소계 계면활성제를 더 포함할 수 있다.The heat-shielding and heat-insulating paint composition according to an embodiment of the present invention may further include a fluorine-based surfactant.
상기 불소계 계면활성제는 퍼플루오로 알킬기를 포함할 수 있으며, 전체 도료 조성물 중량을 기준으로 0.1~0.5 중량% 포함될 수 있는데, 상기 중량%의 범위로 포함시킴으로써 도막의 표면장력을 저하시켜 오염을 방지하고 세정성을 향상시킬 수 있으며, 우수한 도막의 평활성을 부여할 수 있다.The fluorine-based surfactant may include a perfluoroalkyl group, and may be included in an amount of 0.1 to 0.5% by weight based on the total weight of the coating composition. The cleaning property can be improved, and excellent smoothness of the coating film can be imparted.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물은 불소계 얼룩 저항성 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 불소계 얼룩 저항성 첨가제는 불소기를 함유한 폴리우레탄, 불소기를 함유한 폴리아크릴에멀젼 및 불소기를 함유한 폴리아크릴 변성우레탄 에멀젼 중 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다.The heat shielding and heat insulating paint composition according to an embodiment of the present invention may further include a fluorine-based stain-resisting additive, wherein the fluorine-based stain-resisting additive includes a polyurethane containing a fluorine group, a polyacrylic emulsion containing a fluorine group, and a fluorine group. One or more components of the polyacrylic modified urethane emulsion may be included.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에 포함되는 불소계 얼룩 저항성 첨가제는 도료 조성물 중량을 기준으로 1~5 중량% 포함될 수 있는데, 상기 중량%의 범위로 포함시킴으로써 도막의 발수성 및 발유성을 향상시켜 도막의 얼룩제거를 용이하게 할 수 있다.The fluorine-based stain resistance additive included in the heat shielding and heat insulating coating composition according to an embodiment of the present invention may be included in an amount of 1 to 5 wt% based on the weight of the coating composition. can be improved to facilitate stain removal of the coating film.
본 발명의 일 구현예에 따른 차열 및 단열 도료 조성물에는 전술한 구성 이외에 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 첨가제는 안료, 분산제, 증점제, 실리카 분말, pH 조절제, 도막 형성제, 항균제, 방부제 및 소포제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. The heat-shielding and heat-insulating paint composition according to an embodiment of the present invention may further include additives in addition to the above-described components, and the additives include pigments, dispersants, thickeners, silica powder, pH adjusters, film formers, antibacterial agents, preservatives and defoaming agents. It may be one or more selected from the group consisting of.
상기 안료는 차열 또는 단열 안료로서, 전술한 이산화 티탄을 제외한 안료를 의미할 수 있다. 상기 차열 또는 안료는 태양열의 적외선 반사 특성을 가지고 있는 안료를 의미한다. 상기 차열 안료는 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면, 태양열의 적외선 반사 특성을 갖는 무기계 차열안료(크롬계, 비크롬계), 유기계 차열안료(아조메틴-아조계, 페릴렌계), 감색 혼합 안료 단색계 등을 들 수 있다. 그 중에서도 본 발명의 일 실시형태에 따르면 태양광선 중에서도 특히 열에너지에 변환되기 쉬운 적외선을 반사하는 기능을 갖고 있는 산화 알루미늄을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.The pigment is a heat or heat insulating pigment, and may mean a pigment other than the above-described titanium dioxide. The heat shielding or pigment means a pigment having infrared reflection properties of solar heat. As the heat-shielding pigment, those used in the art can be used without particular limitation, for example, inorganic heat-shielding pigments (chromium-based, non-chromium-based), organic heat-shielding pigments (azomethine-azo-based, perylene system), a dark blue mixed pigment monochromatic system, etc. are mentioned. Among them, according to one embodiment of the present invention, it may be preferable to use aluminum oxide having a function of reflecting infrared rays, which are easily converted into thermal energy, among solar rays.
상기 분산제는 안료를 포함하는 유색의 도료 조성물의 제조공정에서 액상의 바인더 수지에 고체 안료를 균일하게 분산시켜 연화성능의 향상 및 안료의 재응집을 방지하기 위해 포함되는 구성으로, 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 본 발명의 도료 조성물이 분산제를 더 포함하는 경우 도료 조성물 내에서 안료의 분산성이 향상되어 이를 통해 형성된 도막의 시각적 효과 및 은폐력이 보다 향상될 수 있는 이점이 있다. The dispersant is a component included to uniformly disperse a solid pigment in a liquid binder resin in the manufacturing process of a colored paint composition containing a pigment to improve softening performance and prevent re-agglomeration of the pigment, and is used in the art. can be used without any particular limitation, and when the coating composition of the present invention further includes a dispersing agent, the dispersibility of the pigment in the coating composition is improved, thereby improving the visual effect and hiding power of the formed coating film.
상기 증점제는 도료 조성물의 점도 조절, 증점 및 칙소성 부여, 입자의 침강 방지, 재분산성 개선, 흐름성 개선 등과 같은 입자의 저장 안정성을 보다 향상시키기 위해 포함되는 구성으로, 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으나, 예를 들면 히드록시에틸셀룰로오스 등을 들 수 있고, 본 발명의 도료 조성물이 증점제를 더 포함하는 경우 도료 조성물의 물성 및 저장성이 보다 향상될 수 있는 이점이 있다. The thickener is a composition included to further improve the storage stability of the particles, such as viscosity control, thickening and thixotropic properties of the coating composition, preventing sedimentation of particles, improving redispersibility, improving flowability, etc. It can be used without limitation, for example, hydroxyethyl cellulose, etc., and when the coating composition of the present invention further includes a thickener, there is an advantage that the physical properties and storage properties of the coating composition can be further improved.
상기 실리카 분말은 자외선 및 각종 풍화작용에 강한 특성을 가지며, 이를 더 포함하는 경우 도료 조성물의 부착성 또는 강도가 우수해 지는 등 내구성이 보다 향상될 수 있는 이점이 있다. The silica powder has strong properties against UV rays and various weathering actions, and when it is further included, there is an advantage that durability can be further improved, such as excellent adhesion or strength of the coating composition.
상기 pH 조절제는 도료 조성물의 산도를 안정한 범위로 조절하기 위해 첨가될 수 있는 구성이다. 상기 pH 조절제의 종류는 본 발명에서 특별히 한정하는 것은 아니고, 당 업계에서 사용하는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 휘발성의 염산, 암모니아, 아미노메틸프로판올 등을 사용할 수 있고, 완충제로서 중탄소염류, 인산염류 등을 사용할 수 있다. The pH adjusting agent is a component that can be added to adjust the acidity of the coating composition to a stable range. The type of the pH adjusting agent is not particularly limited in the present invention, and those used in the art may be used without particular limitation, for example, volatile hydrochloric acid, ammonia, aminomethylpropanol, etc. may be used, and medium carbon as a buffer Salts, phosphates, etc. can be used.
상기 도막 형성제는 도료 조성물의 도막 형성성, 물성, 오염성, 점착성 등을 조절하기 위한 구성으로 포함될 수 있으며, 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으나, 예를 들면 트리메틸-1,3-펜탄디올모노이소부티레이트 등을 들 수 있다. The coating film former may be included in a configuration for controlling the coating film formation, physical properties, staining properties, adhesion, etc. of the coating composition, and those used in the art may be used without particular limitation, for example, trimethyl-1,3- and pentanediol monoisobutyrate.
상기 항균제는 도료 조성물에 내 곰팡이성, 내 박테리아성 또는 방충성의 향상을 위한 목적으로 포함될 수 있는 구성으로, 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있고, 이를 더 포함하는 경우 도료 조성물의 보관성이 향상될 수 있고, 도막 형성 후 물성이 보다 장기간 유지될 수 있는 이점이 있다. The antibacterial agent is a composition that can be included for the purpose of improving mold resistance, bacteria resistance or insect repellency in the coating composition, and those used in the art can be used without particular limitation, and when it further includes it, the storability of the coating composition This can be improved, and there is an advantage that the physical properties can be maintained for a longer period of time after the coating film is formed.
상기 방부제는 미생물(세균 또는 박테리아 등)의 작용에 의해 도료 조성물의 용기 속에서 부패되거나 도료 조성물에 의해 형성된 도막의 붕괴를 막아줄 수 있는 효과가 있어, 이를 더 포함하는 경우 도료 조성물을 보다 장기간 보전할 수 있고, 도료 조성물에 의해 형성된 도막의 내구성이 보다 향상될 수 있는 이점이 있다. 상기 방부제는 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다.The preservative has the effect of preventing decay in the container of the coating composition by the action of microorganisms (bacteria or bacteria, etc.) or the collapse of the coating film formed by the coating composition. There is an advantage that the durability of the coating film formed by the coating composition can be further improved. The preservative may be used without any particular limitation as used in the art.
상기 소포제는 도료 조성물의 도장 후 도막 형성 시에 발생할 수 있는 기포의 형성을 억제하거나, 발생한 기포를 제거하기 위해 더 포함될 수 있는 구성으로, 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으나, 일 예를 들면 폴리프로필렌 글리콜계 화합물을 사용할 수 있다. 본 발명의 도료 조성물이 소포제를 더 포함하는 경우 도료 조성물의 제조나 도포 시 도료 조성물 내에 발생하는 기포가 제거됨으로써 도포 후 도막의 건조 시 도막의 외관을 양호하게 할 수 있는 이점이 있다.The antifoaming agent has a configuration that may be further included to suppress the formation of bubbles that may occur during coating film formation after coating the coating composition or to remove generated bubbles, and those used in the art may be used without particular limitation, but in one example For example, a polypropylene glycol-based compound may be used. When the coating composition of the present invention further includes an antifoaming agent, bubbles generated in the coating composition are removed during the preparation or application of the coating composition, so that the appearance of the coating film can be improved when the coating film is dried after application.
이후에는 본 발명을 다음과 같은 실시예 및 비교예를 통해 상세히 설명하며, 본 발명은 이들 실시예 및 비교예에 의해 제한되지 않음을 유의해야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through the following examples and comparative examples, and it should be noted that the present invention is not limited by these examples and comparative examples.
본 발명의 차열 및 단열 도료 조성물의 구성물질 및 기능은 하기의 [표1], 실시예 및 비교예의 조성비는 하기의 [표 2]에 각각 기재되어 있다.The constituent materials and functions of the heat-insulating and heat-insulating coating composition of the present invention are described in [Table 1] below, and the composition ratios of Examples and Comparative Examples are described in [Table 2] below, respectively.
휘발성 유기화합물(VOC) 미포함Reinforcement of moisturizing power during the manufacturing process
Volatile organic compounds (VOC) free
무공형 세라믹 입자
진구도 0.8이상Near-infrared light blocking or heat shielding use Average particle size 1~5㎛
Porous Ceramic Particles
Sphericity 0.8 or higher
중공형 세라믹 입자
진구도 0.7이상Insulation use Average particle diameter 20㎛ or less
hollow ceramic particles
Sphericity 0.7 or higher
-3Mhollow filler
-3M
실시예1: 차열 및 단열 도료 조성물 (상기 실시예1 조성에 따라 제조) Example 1: Heat shielding and heat insulating coating composition (prepared according to the composition of Example 1 above)
1. 고속 탱크믹서에 구성물질 1 ~ 4를 차례로 배합비에 맞게 계량하여 투입하고, 구성물질 5를 투입하면서 45HP의 믹서장치를 통해 5.5m/s의 교반속도로 구성물질 1~5가 완전히 용해될 때까지 교반하였다.1. In the high-speed tank mixer, the components 1 to 4 are weighed sequentially according to the mixing ratio, and while the component 5 is added, the components 1 to 5 are completely dissolved through the 45HP mixer device at a stirring speed of 5.5 m/s. stirred until
2. 상기 1과정의 구성물질이 완전히 용해된 것을 확인한 후 구성물질 6을 배합비에 맞게 계량하여 투입하고 45HP의 믹서장치를 통해 5.5m/s의 교반속도로 교반하면서, 구성물질 7의 배합비(10 중량%)의 1/3을 계량하여 투입한 후 10분간 교반하였다.2. After confirming that the components of step 1 are completely dissolved, measure and put component 6 according to the mixing ratio, and while stirring at a stirring speed of 5.5 m/s through a 45HP mixer device, the mixing ratio of component 7 (10 % by weight) was weighed and added, followed by stirring for 10 minutes.
3. 구성물질 7의 배합비(10 중량%)의 1/3을 다시 계량하여 투입하고, 이어서 구성물질 8을 배합비에 맞게 계량하여 투입하고 11m/s의 교반속도로 하여 10분간 교반하였다.3. A third of the compounding ratio (10% by weight) of the component 7 was weighed again, and then the component 8 was weighed according to the compounding ratio and added, followed by stirring at a stirring speed of 11 m/s for 10 minutes.
4. 다시 구성물질 7의 배합비(10 중량%)의 1/3을 다시 계량하여 17m/s의 교반속도로 하여 60분간 교반 분산 후 글라인드 게이지(glind gauge) 상의 입도인 NS4 확인 후, 5.5m/s의 교반속도로 하여 구성물질 9 ~ 12를 차례로 계량하여 투입하고 20분간 교반했다.4. Again, weigh 1/3 of the compounding ratio (10% by weight) of the component 7 again, use a stirring speed of 17 m/s, stir and disperse for 60 minutes, and check the particle size of NS4 on the glind gauge, 5.5 At a stirring speed of m/s, components 9 to 12 were sequentially weighed and added, followed by stirring for 20 minutes.
5. 조성물의 상태 균일성을 확인하고 교반하면서, 구성물질 13 ~16을 차례로 계량하여 투입하고 5.5m/s의 교반속도로 30분간 교반하였다.5. While confirming and stirring the uniformity of the composition, the components 13 to 16 were sequentially weighed and added, followed by stirring at a stirring speed of 5.5 m/s for 30 minutes.
6. 구성물질 17 ~ 22를 차례로 계량하여 투입하고 5.5m/s의 교반속도로 30분간 교반하여 실시예 1의 도료 조성물을 제조하였다.6. The coating composition of Example 1 was prepared by sequentially weighing the constituents 17 to 22, adding them, and stirring at a stirring speed of 5.5 m/s for 30 minutes.
실시예2: 차열 및 단열 도료 조성물Example 2: Heat shielding and heat insulating coating composition
상기 실시예2 조성에 따라 구성물질 10을 제외하고, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 실시예 2의 도료 조성물을 제조하였다.According to the composition of Example 2, except for the component 10, a coating composition of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 above.
실시예3: 차열 및 단열 도료 조성물Example 3: Heat-shielding and heat-insulating paint composition
상기 실시예3 조성에 따라 상기 제조예 1과 같은 방법으로 실시예 3의 도료 조성물을 제조하였다.According to the composition of Example 3, the coating composition of Example 3 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1.
비교예1: 차열 및 단열 도료 조성물Comparative Example 1: Heat-shielding and heat-insulating paint composition
상기 비교예1 조성에 따라 구성물질 4, 8, 10 및 22를 제외하고, 상기 실시예 1과 같은 방법으로 비교예 1의 도료 조성물을 제조하였다.A coating composition of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1, except for the constituent materials 4, 8, 10 and 22 according to the composition of Comparative Example 1.
비교예2: 차열 및 단열 도료 조성물 제조방법Comparative Example 2: Method of manufacturing heat shielding and heat insulating coating composition
상기 비교예2 조성에 따라 구성물질 8을 제외하고, 상기 제조예 1과 같은 방법으로 비교예 2의 도료 조성물을 제조하였다.According to the composition of Comparative Example 2, except for the component 8, a coating composition of Comparative Example 2 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1.
시험예: 실시예 및 비교예의 도장 및 성능 시험Test Example: Painting and performance test of Examples and Comparative Examples
하기에서 설명할 시험예에서 실시예 1~3, 비교예 1~2에서 제조된 조성물을 도장하여 건조한 도막을 통해 측정한 결과이며, 비교예 3은 현재 상용화되고 있는 타사의 제품을 측정한 결과이다.In the test examples to be described below, the compositions prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were coated and measured through a dry coating film, and Comparative Example 3 is a result of measuring products of other companies that are currently commercialized .
<건조도막 형성 조건><Conditions for forming dry film>
시험시편은 두께 1mm, 가로 15cm, 세로 25cm인 철판을 사용하였으며, 표면은 200일 샌딩페이퍼(200목 사포)로 녹제거 및 바탕처리 후 에나멜 신나로 유분을 제거하였다. 표면 처리 후, 에나멜 방청 프라이머를 70~80㎛의 두께로 도장하여 1일간 건조한 후 상기의 차열 및 단열 도료 조성물을 붓으로 3회 균일하게 도장하였다. 이때 횟수간 도장 간격 시간은 3시간으로 하였다.For the test specimen, an iron plate having a thickness of 1 mm, a width of 15 cm, and a length of 25 cm was used, and the surface was removed from rust with 200-day sanding paper (200-wood sandpaper) and after background treatment, oil was removed with enamel thinner. After surface treatment, the enamel anti-rust primer was coated to a thickness of 70-80 μm, dried for 1 day, and then the above-mentioned heat-shielding and heat-insulating coating composition was uniformly coated with a brush three times. At this time, the interval time between coatings was set to 3 hours.
<건조도막 형성 후 도막의 성능 측정><Measurement of performance of coating film after dry film formation>
건조 도막의 성능 측정결과는 하기의 [표3]과 같다.The performance measurement results of the dry coating film are shown in [Table 3] below.
(태양광 근적외선
780~1400nm)
JIS-5602-2008Solar Reflectance (%)
(Solar near infrared
780~1400nm)
JIS-5602-2008
(KSM3809:2006)Thermal conductivity (W/m K)
(KSM3809:2006)
(1) 건조 도막의 두께 및 완전 경화 시간: 상기의 제조방법에 의해 생성된 도막의 두께는 실시예 1~3에서는 230~240㎛의 범위에서 형성되었으므로, 상용화 된 제품인 비교예 3에 비하여 두께가 더욱 얇게 형성된 것으로 확인되었다. 또한, 도막이 완전히 경화되는 시간도 실시예 1~3에서는 24시간, 상용화 된 제품인 비교예 3은 48시간으로 절반 수준으로 줄어든 것을 확인하였다.(1) Thickness and complete curing time of dry coating film: Since the thickness of the coating film produced by the above manufacturing method was formed in the range of 230 to 240 μm in Examples 1 to 3, the thickness was higher than that of Comparative Example 3, which is a commercial product. It was confirmed that it was formed thinner. In addition, it was confirmed that the time for the coating film to be completely cured was also reduced by half to 24 hours in Examples 1 to 3, and 48 hours in Comparative Example 3, which is a commercialized product.
(2) 일사반사율(%): 태양광 근적외선 780~1400nm의 범위에서 JIS-5602-2008 기준으로 측정한 결과, 실시예 1에서 95%의 일사반사율을 보인 것을 확인하였다.(2) Solar reflectance (%): As a result of measurement according to JIS-5602-2008 in the range of solar near-infrared 780 to 1400 nm, it was confirmed that in Example 1 showed a solar reflectance of 95%.
(3) 열전도율(W/m·K): KSM3809:2006의 기준으로 측정한 결과, 실시예 1~3에서 0.029~0.03 W/m·K의 열전도율을 보인 것을 확인하였다.(3) Thermal conductivity (W/m·K): As a result of measurement according to KSM3809:2006, it was confirmed that Examples 1 to 3 showed thermal conductivity of 0.029 to 0.03 W/m·K.
(4) 내오염성, 촉진내후성 및 방수성: 내오염성, 촉진내후성 및 방수성을 각각 KSF4737의 7.7, KSM ISO 4892-1&2, KSF 2274의 기준으로 측정한 결과 실시예 1에서 매우 우수한 결과를 보인 것을 확인하였다.(4) Staining resistance, accelerated weather resistance and water resistance: As a result of measuring stain resistance, accelerated weather resistance and water resistance according to KSF4737 of 7.7, KSM ISO 4892-1&2, and KSF 2274, respectively, it was confirmed that very excellent results were shown in Example 1. .
(5) 착화온도(℃): 실시예 1~3의 착화온도는 600℃로 상용화 된 제품인 비교예 3의 착화온도인 150℃에 비하여 높으므로 더 높은 온도에서 연소가 시작되는 것을 확인하였다.(5) Ignition temperature (°C): Since the ignition temperature of Examples 1 to 3 was higher than the ignition temperature of 150° C. of Comparative Example 3, which is a commercialized product at 600° C., it was confirmed that combustion started at a higher temperature.
Claims (11)
(a) 평균입경 1~25㎛인 무공형 세라믹 입자;
(b) 중공형 세라믹 입자(HC1); 및
(c) 중공형 세라믹 입자(HC2)를 포함하되,
상기 입자들의 중량 기준 혼합비는 (a) : (b)+(c) = 1.0 : 0.8 내지 0.8 : 1.0이고, 상기 중공형 세라믹 입자(HC1) 및 중공형 세라믹 입자(HC2)는 하기 관계식 1을 만족하고, 상기 중공형 세라믹 입자(HC1)은 평균입경이 20μm 이하이고, 상기 조성물을 도포하여 열전도율이 0.03W/m·K 이하인 건조도막을 형성하는 도료 조성물.
[관계식 1]
(상기 관계식 1에서
(a) non-porous ceramic particles having an average particle diameter of 1 to 25 μm;
(b) hollow ceramic particles (HC 1 ); and
(c) hollow ceramic particles (HC 2 ),
The mixing ratio by weight of the particles is (a): (b)+(c) = 1.0: 0.8 to 0.8: 1.0, and the hollow ceramic particles (HC 1 ) and the hollow ceramic particles (HC 2 ) are in the following relation 1 is satisfied, the hollow ceramic particles (HC 1 ) have an average particle diameter of 20 μm or less, and the composition is applied to form a dry coating film having a thermal conductivity of 0.03 W/m·K or less.
[Relational Expression 1]
(in relation 1 above
상기 무공형 세라믹 입자는 알칼리 알루미노 실리케이트; 상기 중공형 세라믹 입자(HC1 또는 HC2)는 소다라임 보로실리케이트 및 알루미노 실리케이트 중 선택되는 하나 이상인 차열 및 단열 도료 조성물.According to claim 1,
The non-porous ceramic particles include alkali aluminosilicate; The hollow ceramic particles (HC 1 or HC 2 ) are at least one selected from soda lime borosilicate and aluminosilicate.
평균입경이 50nm이하인 광촉매를 추가적으로 포함하는 차열 및 단열 도료 조성물.According to claim 1,
A heat shielding and heat insulating coating composition further comprising a photocatalyst having an average particle diameter of 50 nm or less.
상기 광촉매는 아나타제형(anatase) 이산화티탄으로서, 전체 도료조성물 중 0.1~0.5 중량%의 농도로 포함되는 차열 및 단열 도료 조성물.4. The method of claim 3,
The photocatalyst is anatase-type titanium dioxide, which is included in a concentration of 0.1 to 0.5% by weight of the total coating composition.
루타일형(rutile) 이산화티탄을 전체 도료조성물 중 5~15 중량%의 농도로 추가적으로 포함하는 차열 및 단열 도료 조성물.According to claim 1,
A heat shielding and heat insulating coating composition further comprising rutile titanium dioxide at a concentration of 5 to 15% by weight of the total coating composition.
실리콘 아크릴 공중합 에멀젼 및 아크릴 변성 불소 에멀젼을 추가적으로 포함하는 차열 및 단열 도료 조성물.According to claim 1,
A heat shielding and heat insulating coating composition further comprising a silicone acrylic copolymer emulsion and an acrylic modified fluorine emulsion.
상기 실리콘 아크릴 에멀젼은, 실리콘 아크릴수지인 3-메타크릴옥시 프로필트리메톡시실란(3-methacryloxy-propyltrimethoxysilane, MPTS)과 하기의 아크릴 단량체
(a) 스티렌(styrene); (b) n-부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate, BA); (c) 메틸메타크릴레이트(methylmethacrylate, MMA); (d) n-부틸메타크릴레이트(n-butylmethacrylate, BMA); (e) 디메틸아미노에틸메타크릴레이트(dimethylaminoethyl methacrylate, DMEMA); 및 (f) '메틸메타크릴레이트와 n-부틸메타크릴레이트의 공중합체' 중 어느 하나를 반응시켜 제조되는 차열 및 단열 도료 조성물.7. The method of claim 6,
The silicone acrylic emulsion is a silicone acrylic resin 3-methacryloxy-propyltrimethoxysilane (MPTS) and the following acrylic monomer
(a) styrene; (b) n-butyl acrylate (BA); (c) methylmethacrylate (MMA); (d) n-butylmethacrylate (BMA); (e) dimethylaminoethyl methacrylate (DMEMA); and (f) 'a copolymer of methyl methacrylate and n-butyl methacrylate'.
상기 아크릴 변성 불소 에멀전은 불소계 폴리머 대 아크릴 수지가 7:1~1:7의 중량% 비율로 중합되고 수분산 시켜 제조되는 차열 및 단열 도료 조성물.7. The method of claim 6,
The acrylic-modified fluorine emulsion is a heat-insulating and heat-insulating paint composition prepared by polymerizing and dispersing in water in a weight % ratio of fluorine-based polymer to acrylic resin of 7:1 to 1:7.
상기 아크릴 변성 불소 에멀전은 비닐리덴 플루오라이드, 비닐 플루오라이드, 트리플루오로에틸렌, 시클로트리플루오로에틸렌(CTFE), 테트라플루오로에틸렌(TFE) 및 헥사플루오로프로필렌(HFP) 중에서 선택한 1종 이상의 단량체로 구성된 단독중합체 또는 중합체 말단에 메틸 메타아크릴레이트와 에틸아크릴레이트를 중합하여 수분산시킨 공중합체인 차열 및 단열 도료 조성물.7. The method of claim 6,
The acrylic modified fluorine emulsion is at least one monomer selected from vinylidene fluoride, vinyl fluoride, trifluoroethylene, cyclotrifluoroethylene (CTFE), tetrafluoroethylene (TFE) and hexafluoropropylene (HFP). A heat-insulating and insulating coating composition, which is a homopolymer composed of
불소계 얼룩 저항성 첨가제를 추가적으로 포함하는 차열 및 단열 도료 조성물.According to claim 1,
A heat-insulating and heat-insulating paint composition further comprising a fluorine-based stain-resisting additive.
상기 불소계 얼룩 저항성 첨가제는 불소기를 함유한 폴리우레탄, 불소기를 함유한 폴리아크릴에멀젼 및 불소기를 함유한 폴리아크릴 변성우레탄 에멀젼 중 하나 이상의 성분을 포함할 수 있으며, 전체 도료 조성물 중량을 기준으로 1~5 중량% 포함하는 차열 및 단열 도료 조성물.11. The method of claim 10,
The fluorine-based stain resistance additive may include at least one component of polyurethane containing fluorine groups, polyacrylic emulsion containing fluorine groups, and polyacrylic modified urethane emulsion containing fluorine groups, 1 to 5 based on the total weight of the paint composition A heat-shielding and heat-insulating coating composition comprising wt%.
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| KR102637458B1 (en) * | 2023-04-11 | 2024-02-16 | 현진인터내셔널 주식회사 | Eco-friendly heat insulation deck with improved durability and antifouling performance and its manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022154200A1 (en) | 2022-07-21 |
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