KR102370531B1 - 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료 및 이의 제조방법 - Google Patents

차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102370531B1
KR102370531B1 KR1020210131626A KR20210131626A KR102370531B1 KR 102370531 B1 KR102370531 B1 KR 102370531B1 KR 1020210131626 A KR1020210131626 A KR 1020210131626A KR 20210131626 A KR20210131626 A KR 20210131626A KR 102370531 B1 KR102370531 B1 KR 102370531B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
modified
water
weight
parts
cordierite
Prior art date
Application number
KR1020210131626A
Other languages
English (en)
Inventor
문진호
윤승경
Original Assignee
주식회사 아이디엠램프
주식회사 리스아이피
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 아이디엠램프, 주식회사 리스아이피 filed Critical 주식회사 아이디엠램프
Priority to KR1020210131626A priority Critical patent/KR102370531B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102370531B1 publication Critical patent/KR102370531B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241—Titanium dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

본 발명은 수용성 아크릴 에멀젼, 표면개질된 차열입자, 표면개질된 코디어라이트 및 표면개질된 산화그래핀을 포함하는, 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료 및 이의 제조방법 {Water-based paint for interior and exterior of buildings with excellent thermal insulation performance and thermal shock resistance, and manufacturing method thereof}
본 발명은 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
수성 페인트 등의 재료는 콘크리트 소재의 보호, 외관상의 미려함, 시공의 편리성, 유지관리의 편의성 등으로 인해 오래 전부터 건축용 마감재로 널리 사용되어 왔다.
수성 페인트 조성물의 구성 성분은 에멀젼 수지, 안료 및 물 등으로, 이들만으로는 건축용 마감재에 요구되는 다양한 물성을 충분히 만족시키기가 어려워, 필요에 따라 기능성 첨가제를 배합하여 수성 페인트의 물성을 개선하기도 한다.
이러한 기능성 첨가제는 단지 소량만이 배합되지만 수성 페인트에 있어서 매우 중요한 역할을 수행한다. 상기 기능성 첨가제가 소량만으로 안정된 효과를 발휘하기 위해서는 에멀젼 수지 및 물과 상용성이 있거나 미립자로 분산되는 성질이 있어야 하며, 특정 물성을 향상시키는 기능성 첨가제가 다른 물성을 저하시키는 경우도 있음에 따라 달성하고자 하는 요구 물성 및 저하되는 물성을 잘 파악하여 구체적인 재료 및 필요량을 적절히 선택하는 것이 필요하다.
한편, 이에 대한 유사 선행문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-0951918호가 제시되어 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0951918호(2010.04.01)
본 발명은 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 다만 상기 목적은 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 수용성 아크릴 에멀젼, 표면개질된 차열입자, 표면개질된 코디어라이트 및 표면개질된 산화그래핀을 포함하는, 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료에 관한 것이다.
상기 일 양태에 있어, 상기 표면개질된 차열입자는 아크릴기 함유 실란 화합물 및 수산기 함유 실란 화합물로 차열입자의 표면이 개질된 것일 수 있다. 이때, 상기 차열입자는 산화아연(ZnO), 이산화티탄(TiO2), 산화세륨(CeO), 산화텅스텐(WO3), 안티몬주석산화물(ATO), 인듐주석산화물(ITO), 세슘텅스텐산화물(CWO) 및 삼산화안티몬-산화아연(Sb2O3-ZnO)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 표면개질된 코디어라이트는 아크릴기 함유 실란 화합물 및 수산기 함유 실란 화합물로 코디어라이트의 표면이 개질된 것일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 표면개질된 산화그래핀은 산 수용액으로 처리된 것일 수 있으며, 이때 상기 산 수용액의 농도는 0.5 M 내지 5 M일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는 수용성 아크릴 에멀젼, 표면개질된 차열입자, 표면개질된 코디어라이트 및 표면개질된 산화그래핀을 혼합하여 도료 조성물을 제조하는 단계;를 포함하는, 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 건물 내외부용 수성 도료는 수용성 아크릴 에멀젼 수지에 표면개질된 차열입자, 표면개질된 코디어라이트 및 표면개질된 산화그래핀를 배합하여 사용함으로써 우수한 차열성능과 열충격 저항성을 도모할 수 있으며, 을 가지며, 경화 시간이 짧아 시공성이 보다 우수하다는 장점이 있다.
또한, 차열성능 및 열충격 저항성이 우수함에 따라 자외선 및 열에 장기간 노출되더라도 장기간 안정적으로 도막을 유지할 수 있으며, 기온 변화에 따른 물성 변화가 작아 우수한 내구성 및 부착성을 가질 수 있다.
이하 본 발명에 따른 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료 및 이의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 양태는 수용성 아크릴 에멀젼, 표면개질된 차열입자, 표면개질된 코디어라이트 및 표면개질된 산화그래핀을 포함하는, 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료에 관한 것이다.
이처럼, 본 발명에 따른 건물 내외부용 수성 도료는 수용성 아크릴 에멀젼 수지에 표면개질된 차열입자, 표면개질된 코디어라이트 및 표면개질된 산화그래핀를 배합하여 사용함으로써 우수한 차열성능과 열충격 저항성을 도모할 수 있으며, 을 가지며, 경화 시간이 짧아 시공성이 보다 우수하다는 장점이 있다.
또한, 차열성능 및 열충격 저항성이 우수함에 따라 자외선 및 열에 장기간 노출되더라도 장기간 안정적으로 도막을 유지할 수 있으며, 기온 변화에 따른 물성 변화가 작아 우수한 내구성 및 부착성을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 일 예에 따른 건물 내외부용 수성 도료의 각 구성 성분에 대하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 수용성 아크릴 에멀젼은 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 아크릴계 단량체의 단독 중합체 또는 공중합체일 수 있고, 보다 구체적인 일 예시로, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트 등의 알킬 (메타)아크릴레이트; 히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시헥실 (메타)아크릴레이트 등의 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트; 아미노에틸 (메트)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸아미노에틸 (메트)아크릴레이트 등의 아미노알킬 (메타)아크릴레이트; 메톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 에톡시에틸 (메트)아크릴레이트 등의 알콕시알킬 (메타)아크릴레이트; (메타)아크릴산, 카르복시에틸 (메타)아크릴레이트 등의 카르복시기 함유 아크릴 단량체; 글리시딜 (메트)아크릴레이 등의 에폭시 함유 아크릴 단량체; 에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 메톡시에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜 (메트)아크릴레이트 등의 글리콜계 아크릴 단량체; 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 중합시켜 제조된 것일 수 있다.
상기 수용성 아크릴 에멀젼의 고형분 중량은 20 내지 80 중량%일 수 있으며, 보다 좋게는 30 내지 70 중량%, 더욱 좋게는 40 내지 60 중량%일 수 있다. 이와 같은 범위에서 저장안정성이 우수하며, 접착력이 뛰어나고, 도장 작업 시 빠른 건조가 가능할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 표면개질된 차열입자는 근적외선 및 자외선을 차단하거나 반사시켜 도막에 차열 성능을 부여하기 위한 것으로, 바람직하게는 수용성 아크릴 에멀젼 및 물과의 상용성 향상을 위해 표면개질된 차열입자를 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 표면개질된 차열입자는 아크릴기 함유 실란 화합물 및 수산기 함유 실란 화합물로 차열입자의 표면이 개질된 것일 수 있다. 이처럼 아크릴기를 가진 실란 화합물과 수산기를 가지는 실란 화합물, 두 종류의 실란 화합물로 차열입자를 개질함으로써 차열입자가 서로 뭉치는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 친수성 증가를 통해 수용성 아크릴 에멀젼 및 물과의 상용성을 향상시킬 수 있으며, 수용성 아크릴 에멀젼과 실란 화합물의 아크릴기 간의 가교를 통해 차열입자가 도막으로부터 쉽게 탈리되는 것을 방지할 수 있고, 도막의 균열 발생 문제를 억제할 수 있다.
이때, 상기 차열입자는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 상기 차열입자는 산화아연(ZnO), 이산화티탄(TiO2), 산화세륨(CeO), 산화텅스텐(WO3), 안티몬주석산화물(ATO), 인듐주석산화물(ITO), 세슘텅스텐산화물(CWO) 및 삼산화안티몬-산화아연(Sb2O3-ZnO)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 또한, 상기 차열입자의 형상은 구형, 막대형, 침형 등의 입자 형상 또는 중공(hollow)형상일 수 있으며, 상기 평균입경은 2 내지 100 ㎚, 보다 좋게는 5 내지 50 ㎚일 수 있다. 이와 같은 범위에서 차열 효과가 특히 우수하다.
또한, 상기 아크릴기 함유 실란 화합물은 (메타)아크릴로일옥시메틸트리메톡시실란, (메타)아크릴로일옥시메틸트리에톡시실란, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸트리메톡시실란, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸트리에톡시실란, 3-(메타)아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 및 3-(메타)아크릴로일옥시프로필트리에톡시실란 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 상기 수산기 함유 실란 화합물은 메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필트리에톡시실란일 수 있으며, 폴리에틸렌옥시기의 반복수는 1 내지 20, 바람직하게는 3 내지 15일 수 있다.
상기 표면개질된 차열입자는 수용성 아크릴 에멀젼 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부로 첨가될 수 있으며, 보다 좋게는 10 내지 25 중량부, 더욱 좋게는 15 내지 22 중량부로 첨가될 수 있다. 이와 같은 범위에서 차열 성능이 우수하며, 도막의 접착력 및 내크랙성을 저하시키지 않을 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 표면개질된 코디어라이트는 도막의 열충격 저항성을 향상시키기 위한 것으로, 도료 조성물에 포함되는 수용성 아크릴 에멀젼은 큰 열팽창계수를 갖고 있어 외부 열충격이 반복적으로 가해질 시 균열이 발생하는 등 내구성이 저하되는 단점이 있으나, 열팽창계수가 매우 작아 열충격 저항성이 우수한 코디어라이트를 포함시킴으로서 이를 보완할 수 있다. 바람직하게는 수용성 아크릴 에멀젼 및 물과의 상용성 향상을 위해 표면개질된 코디어라이트를 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 표면개질된 코디어라이트는 아크릴기 함유 실란 화합물 및 수산기 함유 실란 화합물로 코디어라이트의 표면이 개질된 것일 수 있다. 이처럼 아크릴기를 가진 실란 화합물과 수산기를 가지는 실란 화합물, 두 종류의 실란 화합물로 코디어라이트를 개질함으로써 코디어라이트 입자가 서로 뭉치는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 친수성 증가를 통해 수용성 아크릴 에멀젼 및 물과의 상용성을 향상시킬 수 있으며, 수용성 아크릴 에멀젼과 실란 화합물의 아크릴기 간의 가교를 통해 코디어라이트가 도막으로부터 쉽게 탈리되는 것을 방지할 수 있고, 도막의 균열 발생 문제를 억제할 수 있다.
이때, 상기 코디어라이트는 2MgO-2Al2O3-5SiO2의 화학식을 가지는 것일 수 있다. 이를 만족하는 코디어라이트를 사용함으로써 자외선 및 계절에 따른 온도 변화에 장기간 노출되더라도 우수한 열충격 저항성을 제공하여 도막에 균열이 발생하거나 접착력이 저하되는 문제를 억제할 수 있으며, 이를 통해 내구성을 향상시킬 수 있다. 아울러, 코디어라이트 분말은 순도 90% 이상이고, 입자크기는 10 내지 50 ㎛ 임이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 아크릴기 함유 실란 화합물은 (메타)아크릴로일옥시메틸트리메톡시실란, (메타)아크릴로일옥시메틸트리에톡시실란, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸트리메톡시실란, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸트리에톡시실란, 3-(메타)아크릴로일옥시프로필트리메톡시실란 및 3-(메타)아크릴로일옥시프로필트리에톡시실란 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 상기 수산기 함유 실란 화합물은 메톡시(폴리에틸렌옥시)프로필트리에톡시실란일 수 있으며, 폴리에틸렌옥시기의 반복수는 1 내지 20, 바람직하게는 3 내지 15일 수 있다.
상기 표면개질된 코디어라이트는 수용성 아크릴 에멀젼 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부로 첨가될 수 있으며, 보다 좋게는 3 내지 15 중량부, 더욱 좋게는 5 내지 12 중량부로 첨가될 수 있다. 이와 같은 범위에서 열충격 저항성이 우수하며, 도막의 접착력 및 내크랙성을 저하시키지 않을 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 표면개질된 산화그래핀은 도막의 단열 효과를 향상시키기 위한 것으로, 바람직하게 상기 표면개질된 산화그래핀은 산 수용액으로 처리된 것일 수 있다. 즉 산화그래핀을 산 수용액으로 처리하여 수산기, 카르복실산기, 카르보닐기 등의 친수성기를 더욱 많이 함유하도록 할 수 있으며, 이와 같은 표면개질을 통해 산화그래핀이 서로 뭉치지 않고 수성 도료 내에 더욱 잘 분산되도록 할 수 있으며, 이를 통해 단열 및 차열 성능을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 산 수용액은 염산 수용액, 질산 수용액 또는 황산 수용액 등일 수 있으며, 농도는 0.5 M 내지 5 M, 보다 좋게는 1.5 내지 3 M 일 수 있다.
상기 표면개질된 산화그래핀은 수용성 아크릴 에멀젼 100 중량부에 대하여 1 내지 15 중량부로 첨가될 수 있으며, 보다 좋게는 2 내지 12 중량부, 더욱 좋게는 3 내지 10 중량부로 첨가될 수 있다. 이와 같은 범위에서 단열 성능이 우수하며, 도막의 접착력 및 내크랙성을 저하시키지 않을 수 있다.
이 외에도, 본 발명의 일 양태에 따른 건물 내외부용 수성 도료는 당업계에서 통상적으로 사용되는 성분을 더 포함할 수 있다. 구체적으로 예를 들면 물, 착색안료, 체질안료, 중합금지제, 분산제, 소포제, 방부제, 조막조제, pH조절제, 동결방지제 및 증점제 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 더 포함할 수 있으며, 이들 각 성분의 첨가량은 당업계에서 통상적으로 사용되는 범위에서 필요에 따라 조절될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 일 양태는 전술한 건물 내외부용 수성 도료의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 수용성 아크릴 에멀젼, 표면개질된 차열입자, 표면개질된 코디어라이트 및 표면개질된 산화그래핀을 혼합하여 도료 조성물을 제조하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
이때, 상기 도료 조성물의 구체적인 성분 및 함량은 전술한 바와 동일함에 따라 중복 설명은 생략하며, 각 성분의 혼합 방법 및 도장 방법 등은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의해 수행될 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료 및 이의 제조방법 에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[제조예 1] 표면개질된 차열입자
에탄올 100 중량부에 대하여 안티몬주석산화물(ATO, 평균 입경 30 ㎚) 20 중량부를 분산시킨 후, 3-아크릴로일옥시프로필트리에톡시실란 2 중량부, 메톡시(폴리에틸렌옥시)6-9프로필트리에톡시실란 3 중량부 및 중합금지제로 히드로퀴논 200 ppm을 첨가하여 24 시간 동안 교반하였다. 이후 여과 및 건조하여 표면개질된 안티몬주석산화물 입자(m-ATO)를 수득하였다.
[제조예 2] 표면개질된 코디어라이트
에탄올 100 중량부에 대하여 코디어라이트(2MgO-2Al2O3-5SiO2, 평균 입경 20 ㎛) 20 중량부를 분산시킨 후, 3-아크릴로일옥시프로필트리에톡시실란 2 중량부, 메톡시(폴리에틸렌옥시)6-9프로필트리에톡시실란 3 중량부 및 중합금지제로 히드로퀴논 200 ppm을 첨가하여 24 시간 동안 교반하였다. 이후 여과 및 건조하여 표면개질된 코디어라이트(m-CDR)를 수득하였다.
[제조예 3] 표면개질된 산화그래핀
염산 수용액(2 M) 100 중량부에 대하여 산화그래핀 30 중량부를 분산시킨 후 60℃에서 24 시간 동안 교반하였다. 이후 여과 및 건조하여 표면개질된 산화그래핀(m-GO)을 수득하였다.
[실시예 1]
수용성 아크릴 에멀젼(고형분 50.5 중량%, 밀도(wet) 1.05 g/㎖, Tg 28℃, 브룩필드 점도(60 rpm, 25℃) 100 미만 cps) 100 중량부에 대하여, 제조예 1에서 제조된 표면개질된 차열입자 18 중량부, 제조예 2에서 제조된 표면개질된 코디어라이트 10 중량부, 제조예 3에서 제조된 표면개질된 산화그래핀 6 중량부, 물 50 중량부, 분산제(헥사메타인산나트륨) 1 중량부, 실리콘계 소포제 1.5 중량부, 착색안료(산화티탄) 60 중량부, 체질안료(탄산칼슘) 30 중량부 및 증점제(히드록시에틸셀룰로오스) 3 중량부를 혼합하여 건물 내외부용 수성 도료 조성물을 준비하였다.
[실시예 2 내지 9]
하기 표 1에 기재된 바와 같이, 표면개질된 차열입자, 표면개질된 코디어라이트 및 표면개질된 산화그래핀의 첨가량을 달리한 것 외에 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[비교예 1]
하기 표 1에 기재된 바와 같이, 표면개질된 차열입자를 첨가하지 않은 것 외 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[비교예 2]
하기 표 1에 기재된 바와 같이, 표면개질된 코디어라이트를 첨가하지 않은 것 외에 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[비교예 3]
하기 표 1에 기재된 바와 같이, 표면개질된 산화그래핀을 첨가하지 않은 것 외 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[비교예 4]
하기 표 1에 기재된 바와 같이, 표면 미개질된 차열입자, 코디어라이트 및 산화그래핀을 첨가한 것 외 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
중량부 아크릴 에멀젼 m-ATO m-CDR m-GO
실시예 1 100 18 10 6
실시예 2 100 1 0.1 0.1
실시예 3 100 5 1 1
실시예 4 100 10 3 2
실시예 5 100 15 5 3
실시예 6 100 22 12 10
실시예 7 100 25 15 12
실시예 8 100 30 20 15
실시예 9 100 50 50 30
비교예 1 100 - 10 6
비교예 2 100 18 - 6
비교예 3 100 18 10 -
비교예 4 100 18
(미개질)		 10
(미개질)		 6
(미개질)
[특성 평가 방법]
1) 차열성능 평가:
콘크리트 기재 상에 실시예 및 비교예의 조성물을 각각 5 ㎜ 두께로 도포한 뒤 24시간 동안 양생하여 시험편을 제조하였다.
콘크리트 기재와 시험편의 27 ㎝ 높이에 100W 백열등을 설치하고 콘크리트 기재의 표면온도가 60℃가 되는 시점까지 각 시험편에 백열등을 조사한 후 그 온도를 측정하고, 콘크리트 기재와 시험편의 온도 차이를 계산하여 그 결과를 표 2로 나타내었다. 이때 온도 차이가 클수록 시험편의 온도는 낮은 것이며, 차열 성능이 우수한 것이다.
2) 열충격 저항성 평가:
콘크리트 기재 상에 실시예 및 비교예의 조성물을 각각 5 ㎜ 두께로 도포한 뒤 24시간 동안 양생하여 시험편을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예의 열충격 저항성을 평가하기 위하여, 급속한 온도 변화 환경을 조성하였다. 상기 시험편을 ASTM D-1647에 따라, -40℃ 내지 85℃에서 각 30분씩 100회 열 충격 시험 후, 불량(주름, 갈라짐, 부풀음, 박리) 발생 여부를 광학 현미경으로 확인하였다.
평가 결과는 하기 표 2에 (불량 발생 시험편 수)/(총 시험편 수)와 같이 표기하여 나타내었다.
3) 부착 성능 평가:
상기 실시예 및 비교예의 조성물을 콘크리트 기재에 약 400 ㎛ 두께로 도포하여 건조 후 망치로 깨어보아 콘크리트 기재와 함께 박리되는지 확인하였다.
부착성능 평가 결과를 표 2로 나타내었다. 이때, 평가는 콘크리트 파편에 시료가 잘 부착되어 있는 경우 ◎, 5 면적% 이하의 박리가 일어난 경우 ○, 5 면적% 초과~20 면적% 이하의 박리가 일어난 경우 △, 20 면적% 초과의 박리가 일어난 경우 x로 표시하였다.
구분 차열 성능
(온도차, ℃)		 열충격 저항성 부착 성능
실시예 1 12.6 0/100 ◎
실시예 2 3.5 4/100 ◎
실시예 3 8.4 1/100 ◎
실시예 4 10.1 0/100 ◎
실시예 5 12.3 0/100 ◎
실시예 6 12.7 0/100 ◎
실시예 7 12.8 0/100 ○
실시예 8 12.9 1/100 △
실시예 9 13.1 3/100 x
비교예 1 3.3 0/100 ◎
비교예 2 12.2 7/100 ◎
비교예 3 11.4 1/100 ◎
비교예 4 8.1 4/100 △
상기 표 1 및 2를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 수용성 아크릴 에멀젼 100 중량부에 대하여 표면개질된 차열입자 10~25 중량부, 표면개질된 코디어라이트 3~15 중량부 및 표면개질된 산화그래핀 2~15 중량부를 배합한 수성 도료는 콘크리트 기재 대비 10℃ 이상 온도가 낮아 차열 성능이 우수하였으며, 열충격 저항성 평가 결과 100개의 시험편 모두에서는 불량이 발생하지 않았으며, 접착력 또한 우수하였다.
반면, 표면개질된 차열입자, 표면개질된 코디어라이트 및 표면개질된 산화그래핀이 다소 미량 첨가된 실시예 2 및 3의 경우 차열 성능이 다소 저하되었으며, 열충격 저항성 평가 시 불량 시편이 발생하였다.
반대로, 표면개질된 차열입자, 표면개질된 코디어라이트 및 표면개질된 산화그래핀이 다소 과량 첨가된 실시예 8 및 9의 경우 부착 성능이 저하되었을 뿐만 아니라, 부착력 저하에 의해 열충격 저항성 평가 시 불량 시편이 발생하는 문제가 있었다.
한편, 표면개질된 차열입자를 첨가하지 않은 비교예 1은 차열 성능이 크게 낮았으며, 표면개질된 코디어라이트를 첨가하지 않은 비교예 2는 열충격 저항성이 크게 낮아 불량 시편이 다수 발생하였다. 아울러, 표면개질된 산화그래핀을 첨가하지 않은 비교예 3의 경우 단열 특성이 저하되어 시험편의 온도가 실시예 1 대비 높았으며, 불량 시편 또한 발생하였다.
또한, 표면개질되지 않은 차열입자, 코디어라이트 및 산화그래핀을 첨가한 비교예 5의 경우, 각 입자가 수성 도료 조성물 내에 고르게 분산되지 않고 서로 뭉치는 문제가 발생함에 따라 차열 성능, 열충격 저항성이 저하되었으며, 부착 성능 역시 낮아지는 문제가 있었다.
이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 수용성 아크릴 에멀젼 100 중량부에 대하여, 표면개질된 차열입자 5 내지 30 중량부, 표면개질된 코디어라이트 1 내지 20 중량부, 및 표면개질된 산화그래핀 1 내지 15 중량부를 포함하되, 상기 표면개질된 차열입자 및 상기 표면개질된 코디어라이트는 아크릴기 함유 실란 화합물 및 수산기 함유 실란 화합물로 표면이 개질된 것인, 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 차열입자는 산화아연(ZnO), 이산화티탄(TiO2), 산화세륨(CeO), 산화텅스텐(WO3), 안티몬주석산화물(ATO), 인듐주석산화물(ITO), 세슘텅스텐산화물(CWO) 및 삼산화안티몬-산화아연(Sb2O3-ZnO)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상인, 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 표면개질된 산화그래핀은 산 수용액으로 처리된 것인, 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 산 수용액의 농도는 0.5 M 내지 5 M인, 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료.
  7. 수용성 아크릴 에멀젼 100 중량부에 대하여, 표면개질된 차열입자 5 내지 30 중량부, 표면개질된 코디어라이트 1 내지 20 중량부, 및 표면개질된 산화그래핀 1 내지 15 중량부를 혼합하여 도료 조성물을 제조하는 단계;를 포함하되, 상기 표면개질된 차열입자 및 상기 표면개질된 코디어라이트는 아크릴기 함유 실란 화합물 및 수산기 함유 실란 화합물로 표면이 개질된 것인, 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료의 제조방법.
KR1020210131626A 2021-10-05 2021-10-05 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료 및 이의 제조방법 KR102370531B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210131626A KR102370531B1 (ko) 2021-10-05 2021-10-05 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210131626A KR102370531B1 (ko) 2021-10-05 2021-10-05 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료 및 이의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102370531B1 true KR102370531B1 (ko) 2022-03-04

Family

ID=80813829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210131626A KR102370531B1 (ko) 2021-10-05 2021-10-05 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102370531B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102488792B1 (ko) * 2022-09-29 2023-01-16 김재학 우천시 재귀반사·내마모성이 우수한 포장면 마킹용 코팅제 조성물 및 이를 이용한 시공방법
KR102490662B1 (ko) * 2022-09-30 2023-01-25 김종기 나노세라믹을 활용한 바닥용 친환경 수용성 차열도료 조성물 및 이를 이용한 바닥면 시공방법
CN116425473A (zh) * 2023-04-20 2023-07-14 锦丞环保科技材料(六安)有限公司 一种石墨烯改性超高性能混凝土制品及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100951918B1 (ko) 2010-02-04 2010-04-09 신성종합건축사사무소(주) 토목건축용 마감재도료의 제조방법
KR20120013914A (ko) * 2010-08-05 2012-02-15 한화케미칼 주식회사 탄소소재를 이용한 고효율 방열도료 조성물
KR20160079334A (ko) * 2014-12-26 2016-07-06 재단법인차세대융합기술연구원 그래핀 소재의 전기에너지 저장능력을 향상시키는 방법
KR102062012B1 (ko) * 2019-09-03 2020-02-20 주식회사 정석케미칼 차열성능이 우수하고 성능 유지력이 향상된 친환경 차열 도료
KR102123762B1 (ko) * 2019-08-26 2020-06-17 주식회사 정석케미칼 내구성 및 내화학성이 우수한 건물 옥상 방수용 차열 도료 조성물
KR102165433B1 (ko) * 2020-02-26 2020-10-14 주식회사 리스아이피 노면 표지용 아크릴 도료 및 그 제조방법
KR102293763B1 (ko) * 2021-03-16 2021-08-27 (주)금강페이버 열충격 저항성 및 부착성능이 우수한 미끄럼방지 포장재, 및 그 제조방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100951918B1 (ko) 2010-02-04 2010-04-09 신성종합건축사사무소(주) 토목건축용 마감재도료의 제조방법
KR20120013914A (ko) * 2010-08-05 2012-02-15 한화케미칼 주식회사 탄소소재를 이용한 고효율 방열도료 조성물
KR20160079334A (ko) * 2014-12-26 2016-07-06 재단법인차세대융합기술연구원 그래핀 소재의 전기에너지 저장능력을 향상시키는 방법
KR102123762B1 (ko) * 2019-08-26 2020-06-17 주식회사 정석케미칼 내구성 및 내화학성이 우수한 건물 옥상 방수용 차열 도료 조성물
KR102062012B1 (ko) * 2019-09-03 2020-02-20 주식회사 정석케미칼 차열성능이 우수하고 성능 유지력이 향상된 친환경 차열 도료
KR102165433B1 (ko) * 2020-02-26 2020-10-14 주식회사 리스아이피 노면 표지용 아크릴 도료 및 그 제조방법
KR102293763B1 (ko) * 2021-03-16 2021-08-27 (주)금강페이버 열충격 저항성 및 부착성능이 우수한 미끄럼방지 포장재, 및 그 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102488792B1 (ko) * 2022-09-29 2023-01-16 김재학 우천시 재귀반사·내마모성이 우수한 포장면 마킹용 코팅제 조성물 및 이를 이용한 시공방법
KR102490662B1 (ko) * 2022-09-30 2023-01-25 김종기 나노세라믹을 활용한 바닥용 친환경 수용성 차열도료 조성물 및 이를 이용한 바닥면 시공방법
CN116425473A (zh) * 2023-04-20 2023-07-14 锦丞环保科技材料(六安)有限公司 一种石墨烯改性超高性能混凝土制品及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102370531B1 (ko) 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 건물 내외부용 수성 도료 및 이의 제조방법
KR101744500B1 (ko) 실란커플링제로 표면이 개질된 무기질 충진재를 포함하는 균열보수용 고탄성 퍼티재의 조성물 및 이를 이용한 균열 보수 공법
JP6728195B2 (ja) コーティング塗布のためのエラストマーシリコーンエマルション
KR100933526B1 (ko) 건축자재의 도장에 사용되는 에너지 절감형 투명 도료 및 이를 이용한 도막 형성 방법
KR101893380B1 (ko) 열악한 환경하의 콘크리트 구조물 표면보호용 친환경 보호제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 표면 마감 공법
KR101797975B1 (ko) 세라믹 분말과 아크릴 혼합수지를 이용하고 하도 전처리가 필요없는 고탄성, 고부착성 방수 도료 조성물과 이의 제조방법 및 이를 이용한 시공방법
KR102094647B1 (ko) 상온포장 가능한 이액형 미끄럼방지 차열포장재 및 이의 제조방법
KR102283891B1 (ko) 고온표면 부위 단열 및 열차폐용 수성 코팅제 조성물
CN113845869A (zh) 一种建筑用耐老化硅烷改性聚醚密封胶及其制备方法
KR101872254B1 (ko) 콘크리트 구조물의 표면 마감용 마감 코팅제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 표면 마감 시공 방법
KR101563291B1 (ko) 에폭시수지에 고무를 혼합한 방수방식용 도료조성물
KR101371293B1 (ko) 유-무기 복합 클리어 코팅 바인더 및 이의 제조방법, 유-무기 복합 클리어 코팅도료
KR102241079B1 (ko) 수성 단열 멀티도료의 제조방법
KR101578636B1 (ko) 수성 세라믹 방수도료 조성물의 제조방법
KR102338939B1 (ko) 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 도료, 및 제조방법
JP2003342526A (ja) 自己浄化性水性塗料組成物、及び自己浄化性部材
KR20160034577A (ko) 에너지 절감형 투명도료의 제조방법
KR101805992B1 (ko) 메틸 메타크릴레이트계 수지를 이용한 속건형 크랙 보수재 도료 조성물
JP5411024B2 (ja) 防水材及び防水層の改修方法
JP2004217897A (ja) 水性塗料組成物
KR101877635B1 (ko) 수성 도료 조성물
JP2002371223A (ja) 水性無機塗料組成物
CN110628273A (zh) 一种高架桥氟碳面漆及其制备方法
EP3085743B1 (en) A coating composition and a coated substrate
KR102355829B1 (ko) 차열성능 및 열충격 저항성이 우수한 상온경화용 플라스틱 도료, 및 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant