KR102486940B1 - Mma-composition comprising double core-shell structure having good air conditioning and radiation cooling characteristics - Google Patents

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Abstract

A methyl methacrylate (MMA)-composition having good air conditioning and radiation cooling properties, according to an embodiment of the present invention, contains: 40 to 65 wt% of resin mixed with silane-modified acrylic resin and containing MMA-based materials as a main component; 20 to 30 wt% of an inorganic filler containing at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, magnesium oxide, and silica flower; 3 to 10 wt% of additive containing first core-shell particles with photocatalytic properties and second core-shell particles with radiation cooling properties in a ratio of 5:5 to 7:3 by weight; 1 to 3 wt% of silane-based coupling agent; and 0.1 to 1 wt% of ultraviolet stabilizer; and the remaining inevitable impurities.

Description

공기정화 및 복사 냉각 특성이 우수한 더블 코어-쉘 구조를 포함하는 MMA 조성물{MMA-COMPOSITION COMPRISING DOUBLE CORE-SHELL STRUCTURE HAVING GOOD AIR CONDITIONING AND RADIATION COOLING CHARACTERISTICS}MMA composition comprising a double core-shell structure with excellent air purification and radiant cooling properties

본 발명은 도로에 이용되어 차선을 그리는 등으로 이용될 수 있는 MMA 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an MMA composition that can be used on roads to draw lanes and the like.

일반적으로 도로포장의 차선에 대한 조성물의 도포에 의해 형성되는 도막은, 공용기간의 경과에 따라 내부 및 외부 요인에 의하여 열화되어 성능이 저하된다.In general, a coating film formed by application of a composition on a lane of road pavement is deteriorated by internal and external factors as the service period elapses, resulting in deterioration in performance.

우수한 도로포장용 조성물로 평가받기 위해서는, 다음과 같은 물성을 가질 것이 요구된다. In order to be evaluated as an excellent road paving composition, it is required to have the following physical properties.

첫째, 시인성, 내구성, 내후성, 내마모성, 내화학성 및 장기공용성이 우수해야 한다. 둘째, 아스팔트 및 콘크리트 포장 노면에 대한 도포작업이 간편해야 하고, 부착력이 강하며, 건조가 빨라야 한다. 셋째, 인체에 유해한 유기 가스 발생이 적어야 한다. 넷째, 열화의 원인이 되는 습기, 자외선 및 열에 대해 저항하기 위하여, 도막의 가교밀도가 치밀하고 경도가 높아야 한다. 다섯째, 시인성의 증대가 필요하다. 여섯째, 아황산가스, 질소 산화물, 기름 성분, 박테리아, 세균 등의 오염원을 즉각적으로 분해할 수 있어야 한다.First, visibility, durability, weather resistance, abrasion resistance, chemical resistance and long-term common use should be excellent. Second, the coating work on the asphalt and concrete paved road surface should be easy, the adhesion should be strong, and the drying should be fast. Third, the generation of harmful organic gases to the human body should be low. Fourth, in order to resist moisture, ultraviolet rays and heat, which cause deterioration, the crosslinking density of the coating film must be dense and the hardness high. Fifth, it is necessary to increase visibility. Sixth, it should be able to immediately decompose pollutants such as sulfur dioxide, nitrogen oxides, oil components, bacteria, and germs.

게다가, 여름과 같이 도로 온도가 높은 계절이 되면 조성물이 칠해진 차선 등으등으로부터 유해 가스가 더 많이 발생하는 문제가 발생하곤 하였는데, 이는 조성물로 칠한 페인트 등의 온도가 지나치게 높아짐에 따라 끓는점 이상으로 온도가 올라가 유해 성분이 더 많이 기화하게 되기 때문이었다.In addition, in the season when the road temperature is high, such as summer, there was a problem that more harmful gases were generated from lanes painted with the composition, etc. This is because more harmful substances vaporize as it rises.

위와 같은 필요에도 불구하고 종래에 개발된 많은 도로 포장의 차선용 조성물의 경우, 위와 같은 조건을 모두 만족하는 것이 개발되어 있지 않아 계속적인 해결책을 요구하고 있었다.In spite of the above needs, in the case of many road pavement lane compositions that have been developed in the prior art, a continuous solution has been demanded since those satisfying all of the above conditions have not been developed.

본 개시는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 야외에 도막을 형성하고 난 후, 시인성과 내구성, 내후성, 내마모성 및 내화학성이 모두 우수하면서도, 뜨거운 여름에도 유해가스 발생을 줄일 수 있고 도로의 표면 온도를 낮출 수 있는 조성물을 제공하기 위한 것이다. The present disclosure is intended to solve the above-mentioned problems, and after forming a coating film outdoors, visibility, durability, weather resistance, abrasion resistance, and chemical resistance are all excellent, and harmful gas generation can be reduced even in hot summer, and the surface temperature of the road It is to provide a composition capable of lowering.

또한, 본 개시는 칠해진 차선 도막 내부뿐 아니라 외부로부터 발생하는 유해가스를 직접 흡수, 정화할 수 있고, 최근 COVID-19등 사태로 붉어진 세균, 박테리아나 바이러스 등에 대한 제거 및 정화 능력도 우수한 친환경 조성물을 제공하기 위한 것이다.In addition, the present disclosure can directly absorb and purify harmful gases generated from the outside as well as from the inside of the painted lane coating film, and has an excellent ability to remove and purify germs, bacteria or viruses, etc. is to provide

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 개시의 일 실시예에 따른 공기정화 및 복사 냉각 특성이 우수한 MMA 조성물은, MMA(메틸메타크릴레이트)계 물질을 주성분으로 하고 실란 변성 아크릴 수지가 혼입된 레진 40 내지 65 중량%; 탄산칼슘, 산화마그네슘 및 실리카 플라워로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 무기질 충전재 20 내지 30 중량%; 광촉매 특성의 제1 코어쉘 입자 및 복사 냉각 특성의 제2 코어쉘 입자를 5:5 중량비 내지 7:3 중량비의 비율로 포함하는, 첨가제 3 내지 7 중량%; 상기 제1 코어쉘 입자 및 상기 제2 코어쉘 입자를 기계적으로 묶어두는 바인더 0.5 내지 3 중량%; 실란계 커플링제 1 내지 3 중량%; 자외선 안정제 0.1 내지 1 중량%; 및 나머지 불가피한 불순물;을 포함하는 것이다.In order to achieve the above object, the MMA composition having excellent air purification and radiant cooling characteristics according to an embodiment of the present disclosure is a resin 40 containing MMA (methyl methacrylate)-based material as a main component and incorporating a silane-modified acrylic resin. to 65% by weight; 20 to 30% by weight of an inorganic filler containing at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, magnesium oxide and silica flower; 3 to 7% by weight of an additive comprising first core-shell particles having photocatalytic properties and second core-shell particles having radiant cooling properties in a weight ratio of 5:5 to 7:3; 0.5 to 3% by weight of a binder that mechanically binds the first core-shell particles and the second core-shell particles; 1 to 3% by weight of a silane-based coupling agent; 0.1 to 1% by weight of an ultraviolet stabilizer; and the remaining unavoidable impurities.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 코어쉘 입자는, Ti, Zn, Al 및 Sn로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 산화물을 포함하는 제1 코어; 및 상기 제1 코어 상에 형성된 상기 제1 코어 100 중량부 대비 0.1 내지 10 중량부로 구성된 페로센 유래 철 산화물 제1 쉘; 구조를 포함하여 광촉매 특성을 가지는 것일 수 있다.According to one embodiment, the first core-shell particle may include a first core including one or more oxides selected from the group consisting of Ti, Zn, Al, and Sn; and a ferrocene-derived iron oxide first shell composed of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the first core formed on the first core. It may have a photocatalytic property including a structure.

일 실시예에 따르면, 상기 제2 코어쉘 입자는 SiO2, Al2O3, CaCO3, CaSO4, MgHPO4, AlN, LiF, MgF2 및 BaSO4로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 제2 코어; 및 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PUA(폴리우레탄아크릴레이트), ETFE(에틸렌테트라플루오로에틸렌), PVDF(폴리비닐리덴플루오라이드), Acrylic 계 고분자, Polyester 계 고분자 및 Polyurethance 계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 제2 쉘;을 포함하는 것이고, 상기 제2 쉘은 가시광선에 노출 시 상기 제2 코어를 외부로 노출시키는 것일 수 있다. 이는 제2 쉘의 끓는점 때문일 수도 있고, 제2 쉘 표면의 크랙의 발생으로 인한 것일 수도 있다.According to one embodiment, the second core-shell particle includes one or more selected from the group consisting of SiO 2 , Al 2 O 3 , CaCO 3 , CaSO 4 , MgHPO 4 , AlN, LiF, MgF 2 and BaSO 4 a second core; and a group consisting of PTFE (polytetrafluoroethylene), PUA (polyurethane acrylate), ETFE (ethylenetetrafluoroethylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), acrylic polymer, polyester polymer, and polyurethane polymer. A second shell including at least one selected from, and the second shell may expose the second core to the outside when exposed to visible light. This may be due to the boiling point of the second shell or to cracks on the surface of the second shell.

일 실시예에 따르면, 상기 제2 코어 및 상기 제2 쉘은 상기 대기의 창에 해당되는 파장 범위에서 적외선 방사율과 입사 태양광에 대한 반사율에 대하여 상호 보완되도록 조성이 결정되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the composition of the second core and the second shell may be determined to complement each other with respect to infrared emissivity and reflectance of incident sunlight in a wavelength range corresponding to the atmospheric window.

일 실시예에 따르면, 상기 바인더는 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PUA(폴리우레탄아크릴레이트), ETFE(에틸렌테트라플루오로에틸렌), PVDF(폴리비닐리덴플루오라이드), Acrylic 계 고분자, Polyester 계 고분자 및 Polyurethance 계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the binder is PTFE (polytetrafluoroethylene), PUA (polyurethane acrylate), ETFE (ethylenetetrafluoroethylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), Acrylic-based polymer, Polyester-based It may include one or more selected from the group consisting of polymers and Polyurethance-based polymers.

일 실시예에 따르면, 상기 레진은, BA 성분을 포함하는 아크릴 모노머와, 반응성 실리콘 모노머의 부가중합에 의해 형성된 상기 실란 변성 아크릴 수지 30~40 중량%; 폴리아크릴산나트륨, 리그린 술폰산 나트륨 및 폴리에틸렌 글리콜 페닐 에테르로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 습윤분산제 1~3 중량%; 아세틸렌 글리콜(Acetylene glycol) 및 폴리아크릴산 나트륨 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 침강방지제 1 내지 2 중량%; 및 나머지 상기 MMA계 물질;을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the resin, 30 to 40% by weight of the silane-modified acrylic resin formed by addition polymerization of an acrylic monomer containing a BA component and a reactive silicone monomer; 1 to 3% by weight of at least one wetting and dispersing agent selected from the group consisting of sodium polyacrylate, sodium ligrin sulfonate and polyethylene glycol phenyl ether; 1 to 2% by weight of an anti-settling agent containing one or both of acetylene glycol and sodium polyacrylate; and the rest of the MMA-based material.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 코어쉘 입자 및 제2 코어쉘 입자는 입도가 50 ㎛ 이하인 것일 수 있다.According to one embodiment, the first core-shell particle and the second core-shell particle may have a particle size of 50 μm or less.

일 실시예에 따르면, 상기 첨가제는, 계면활성제를 이용하여 수십 나노미터 내지 수 마이크로미터 크기로 입자 크기의 성장이 제어된 은-실리카 복합체를 더 포함하는 것이고, 상기 은-실리카 복합체는 실리카 입자 표면에 은(Ag) 입자가 담지된 것일 수 있다.According to one embodiment, the additive further includes a silver-silica composite in which the growth of the particle size is controlled to a size of several tens of nanometers to several micrometers by using a surfactant, and the silver-silica composite is formed on the surface of the silica particle It may be one in which silver (Ag) particles are supported.

일 실시예에 따르면, 상기 첨가제는, CsPbBr3, CsPbCl3, CsPbI3, AnS, ZnCdS, ZnSiO3 및 CaSiO3로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 시인성 개선제를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the additive may further include at least one visibility improver selected from the group consisting of CsPbBr 3 , CsPbCl 3 , CsPbI 3 , AnS, ZnCdS, ZnSiO 3 and CaSiO 3 .

본 개시의 일 실시예에 따른 공기정화 및 복사 냉각 특성이 우수한 MMA 조성물의 제조방법은, 반응기에 상기 아크릴 모노머를 투입 후 질소 가스를 주입하는 단계; 상기 반응기에 상기 실리콘 모노머를 70℃ 내지 80℃ 온도에서 균일하게 투입하는 단계; 상기 반응기에 상기 혼성 중합체를 투입하고, 70℃ 내지 85℃ 온도에서 20 내지 40분간 유지하는 단계; 상기 반응기에 상기 습윤 분산 첨가제 및 침강방지제를 투입하고, 온도를 95℃ 내지 110℃로 승온하는 단계; 미반응물을 제거하고, 30℃ 내지 45℃, 3~5mmHg 조건에서 감압 건조하여 상기 레진을 제조하는 단계; 및 상기 레진에 상기 첨가제, 실란계 커플링제 및 자외선 안정제를 투입하고 교반하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.A method for preparing an MMA composition having excellent air purification and radiant cooling characteristics according to an embodiment of the present disclosure includes the steps of injecting nitrogen gas after introducing the acrylic monomer into a reactor; uniformly introducing the silicon monomer into the reactor at a temperature of 70° C. to 80° C.; adding the copolymer to the reactor and maintaining the temperature at 70° C. to 85° C. for 20 to 40 minutes; Injecting the wet dispersion additive and the anti-settling agent into the reactor, and raising the temperature to 95 ° C to 110 ° C; preparing the resin by removing unreacted materials and drying under reduced pressure at 30 ° C to 45 ° C and 3 to 5 mmHg; and adding the additive, the silane-based coupling agent, and the UV stabilizer to the resin, followed by stirring.

본 개시의 실시예들에서 제공하는 MMA 조성물을 이용하면, 시인성과 내구성, 내후성, 내마모성 및 내화학성이 모두 우수한 야외용 도막을 형성할 수 있다. 또한, 야외 도로에 형성되어 뜨거운 여름에도 유해가스 발생을 줄일 수 있고 복사 냉각 성능으로 인하여 태양광 스펙트럼의 빛의 흡수를 최소화하면서 열을 외부로 방사하여 도막의 표면 온도를 낮출 수 있는 조성물을 제공할 수 있다. Using the MMA composition provided in the embodiments of the present disclosure, it is possible to form an outdoor coating film excellent in visibility, durability, weather resistance, abrasion resistance, and chemical resistance. In addition, it is possible to provide a composition that can reduce the generation of harmful gases even in hot summer by being formed on outdoor roads and can lower the surface temperature of the coating film by radiating heat to the outside while minimizing the absorption of light in the solar spectrum due to the radiant cooling performance. can

또한, 본 개시의 실시예들에 따르면 도막 주위에 존재하는 유해가스를 직접 흡수할 수 있고, 세균, 박테리아나 바이러스 등에 대한 자체 제거 및 정화 능력도 우수한 도막을 형성할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the embodiments of the present disclosure, it is possible to directly absorb harmful gases present around the coating film, and to form a coating film having excellent ability to self-remove and purify bacteria, bacteria, or viruses.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 더블 코어쉘 구조를 포함하는 MMA 조성물로 형성된 도막층을 포함하는 표면을 개시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 나노 또는 마이크로 입자로 구현된 제2 코어 성분으로 형성된 박막의 파장 별 소멸계수를 굴절률로 나눈 비를 설명하는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 제2 코어 입자에 포함되는 성분들의 부피비에 따른 광특성 및 냉각 특성을 확인할 수 있는 도면이다.1 is a view disclosing a surface including a coating layer formed of an MMA composition including a double core-shell structure provided according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram explaining a ratio obtained by dividing an extinction coefficient for each wavelength by a refractive index of a thin film formed of a second core component implemented with nano or micro particles according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing optical characteristics and cooling characteristics according to volume ratios of components included in the second core particle provided according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.Hereinafter, the embodiments disclosed in this specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar reference numerals are given to the same or similar components, and overlapping descriptions thereof will be omitted. The suffix "part" for components used in the following description is given or used interchangeably in consideration of ease of writing the specification, and does not itself have a meaning or role distinct from each other.

또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the embodiment disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. The accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed in this specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes and equivalents included in the spirit and technical scope of the present invention It should be understood to include water or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. It should be understood that when an element is referred to as being “connected” to another element, it may be directly connected to the other element, but other elements may exist in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다", “구비한다”, "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, the terms "include", "include", "have", etc. are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof, or any combination thereof, is not precluded from being excluded in advance.

이하, 본 개시의 구현예에 따른 공기정화 및 복사 냉각 특성이 우수한 MMA 조성물에 대한 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, an embodiment of an MMA composition having excellent air purification and radiant cooling characteristics according to embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 더블 코어쉘 구조를 포함하는 MMA 조성물로 형성된 도막층을 포함하는 표면을 개시하는 도면이다. 이하에서는 도 1을 참고하여, 더블 코어쉘 구조를 포함하는 MMA 조성물에 대하여 상세히 설명한다.1 is a view disclosing a surface including a coating layer formed of an MMA composition including a double core-shell structure provided according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, with reference to FIG. 1, an MMA composition including a double core-shell structure will be described in detail.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 개시의 일 실시예에 따른 공기정화 및 복사 냉각 특성이 우수한 MMA 조성물은, MMA(메틸메타크릴레이트)계 물질을 주성분으로 하고 실란 변성 아크릴 수지가 혼입된 레진 40 내지 65 중량%; 탄산칼슘, 산화마그네슘 및 실리카 플라워로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 무기질 충전재 20 내지 30 중량%; 광촉매 특성의 제1 코어쉘 입자 및 복사 냉각 특성의 제2 코어쉘 입자를 5:5 중량비 내지 7:3 중량비의 비율로 포함하는, 첨가제 3 내지 10 중량%; 실란계 커플링제 1 내지 3 중량%; 자외선 안정제 0.1 내지 1 중량%; 및 나머지 불가피한 불순물;을 포함하는 것이다.In order to achieve the above object, the MMA composition having excellent air purification and radiant cooling characteristics according to an embodiment of the present disclosure is a resin 40 containing MMA (methyl methacrylate)-based material as a main component and incorporating a silane-modified acrylic resin. to 65% by weight; 20 to 30% by weight of an inorganic filler containing at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, magnesium oxide and silica flower; 3 to 10% by weight of an additive comprising first core-shell particles having photocatalytic properties and second core-shell particles having radiant cooling properties in a weight ratio of 5:5 to 7:3; 1 to 3% by weight of a silane-based coupling agent; 0.1 to 1% by weight of an ultraviolet stabilizer; and the remaining unavoidable impurities.

상기 실란 변성 아크릴 수지는 아크릴 모노머와, 반응성 실리콘 모노머의 부가중합에 의해 형성된 공중합체를 포함하는 것일 수 있다. The silane-modified acrylic resin may include a copolymer formed by addition polymerization of an acrylic monomer and a reactive silicone monomer.

상기 아크릴 모노머는 MMA, BA, BMA, MAA, TMPTA 중 하나 또는 2 이상의 혼합에 의해 구성되는 것일 수 있다. 이 때, 상기 아크릴 모노머는, Tg가 낮고 도막의 유연성을 부여할 수 있는 MMA와, Tg가 높고 도막의 경도와 내후성을 부여할 수 있는 BA를 혼합하여 사용하는 것일 수 있다.The acrylic monomer may be composed of one or a mixture of two or more of MMA, BA, BMA, MAA, and TMPTA. At this time, the acrylic monomer may be a mixture of MMA, which has a low Tg and can impart flexibility to the coating film, and BA, which has a high Tg and can impart hardness and weather resistance to the coating film.

상기 반응성 실리콘 모노머는, 상기 아크릴 모노머와의 반응성이 우수하며, 내후성이 우수한 MPTS(3-methacryoxypropyl trimethoxysilane)나 메틸클로로실레인(methylchlorosilane) 중 하나 이상을 사용할 수 있다.As the reactive silicone monomer, one or more of 3-methacryoxypropyl trimethoxysilane (MPTS) and methylchlorosilane, which have excellent reactivity with the acrylic monomer and excellent weather resistance, may be used.

상기 무기질 충전재는 흐름성 방지 및 경제성 향상을 위하여 도입되는 성분으로서, 비중 2.7 내외, 입자크기 1~50㎛, 열전도율 0.006~0.008(cal/㎠-sec-℃-㎝)인 탄산칼슘(CaCO3), 비중이 3.2~3.6, 입자크기가 250~325mesh, 열전도율이 0.0001~0.0004(cal/㎠-sec-℃-㎝)인 산화마그네슘, SiO2 또는 CaCO3 이 95% 이상이고 2~30㎛의 중간입도인 규석을 파쇄한 미분인 실리카 플라워 무기질 충진제 중 하나 이상을 포함한 것일 수 있다.The inorganic filler is a component introduced to prevent flow and improve economic feasibility, and has a specific gravity of around 2.7, a particle size of 1 to 50 μm, and a thermal conductivity of 0.006 to 0.008 (cal/cm2-sec-℃-cm) calcium carbonate (CaCO 3 ) , specific gravity of 3.2 to 3.6, particle size of 250 to 325 mesh, thermal conductivity of 0.0001 to 0.0004 (cal/cm2-sec-℃-cm), magnesium oxide, SiO 2 or CaCO 3 of 95% or more, medium of 2 to 30 μm It may include one or more of silica flower inorganic fillers, which are fine powder obtained by crushing silica stone having a particle size.

상기 레진에는 경화제로서, 상기 레진 100 중량부 대비 고상형 또는 액상형 과산화벤조일이 5 중량부 이내로 포함될 수 있다.The resin may include, as a curing agent, 5 parts by weight or less of solid or liquid benzoyl peroxide based on 100 parts by weight of the resin.

상기 첨가제는 제1 코어쉘 입자와 제2 코어쉘 입자를 5:5 중량비 내지 7:3 중량비로 포함할 수 있으며, 상기 함량 외의 범위에서는 제1 코어쉘 입자 또는 제2 코어쉘 입자의 의도한 기능들이 효과적으로 발현되지 않을 수 있다. 즉, 제1 코어쉘 입자의 가시광 영역의 광촉매 특성이 효과적으로 구현되지 않거나, 제2 코어쉘 입자의 복사 냉각 특성이 나타나지 않는 등의 문제가 생길 수 있고, 한편으로는 두 입자들이 균질하게 섞이지 않는 문제가 발생할 수 있다.The additive may include the first core-shell particle and the second core-shell particle in a weight ratio of 5:5 to 7:3, and the intended function of the first core-shell particle or the second core-shell particle is within a range other than the above content. may not be expressed effectively. That is, problems such as the photocatalytic properties of the visible light region of the first core-shell particles not being effectively implemented or the radiative cooling characteristics of the second core-shell particles not appearing may occur, and on the other hand, the two particles are not homogeneously mixed. may occur.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 코어쉘 입자는, Ti, Zn, Al 및 Sn로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 산화물을 포함하는 제1 코어; 및 상기 제1 코어 상에 형성된 상기 제1 코어 100 중량부 대비 0.1 내지 10 중량부로 구성된 페로센 유래 철 산화물의 제1 쉘; 구조를 포함하여 광촉매 특성을 가지는 것일 수 있다.According to one embodiment, the first core-shell particle may include a first core including one or more oxides selected from the group consisting of Ti, Zn, Al, and Sn; and a first shell of ferrocene-derived iron oxide composed of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the first core formed on the first core. It may have a photocatalytic property including a structure.

상기 제1 코어는 무기산화물 입자인 것일 수 있으며, 일 예로서 상기 무기산화물은, 빛 에너지를 흡수하여 촉매 활성을 나타내는 Ti, Zn, Al, Fe, W, Sn, Bi, Ta, Cu, Si, Ru, Sr, Ba 및 Ce으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 산화물일 수 있고, 바람직하게는 Ti, Zn, Al 및 Sn일 수 있다. The first core may be an inorganic oxide particle, and as an example, the inorganic oxide absorbs light energy and exhibits catalytic activity: Ti, Zn, Al, Fe, W, Sn, Bi, Ta, Cu, Si, It may be an oxide containing at least one selected from the group consisting of Ru, Sr, Ba and Ce, and preferably Ti, Zn, Al and Sn.

상기 무기산화물은, 비드, 분말, 로드, 와이어, 니들 및 섬유 형태로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하고, 상기 무기산화물의 크기는 1 nm 이상; 10 nm 이상; 30 nm 내지 500 ㎛; 30 nm 내지 100 ㎛; 또는 30nm 내지 1 ㎛일 수 있다. 상기 크기는, 형태에 따라 직경, 두께, 길이 등을 의미할 수 있다.The inorganic oxide includes at least one selected from the group consisting of beads, powders, rods, wires, needles, and fibers, and the inorganic oxide has a size of 1 nm or more; 10 nm or larger; 30 nm to 500 μm; 30 nm to 100 μm; Or it may be 30 nm to 1 μm. The size may mean a diameter, thickness, length, and the like depending on the shape.

상기 페로센 유래 철 산화물층은, 페로센 도핑 공정에 의해서 형성된 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 무기산화물 상에 형성된 페로센층을 열처리하여 페로센을 열분해하고, 이러한 열분해 공정에 의해 페로센에서 전환된 철 산화물을 포함할 수 있다. The ferrocene-derived iron oxide layer may be formed by a ferrocene doping process. For example, ferrocene may be pyrolyzed by heat-treating a ferrocene layer formed on the inorganic oxide, and iron oxide converted from ferrocene by this pyrolysis process may be included.

상기 페로센 유래 철 산화물은, 페로센, 페로센 유도체 중 적어도 하나에 의해 유래된 철 산화물일 수 있다. 상기 페로센 유도체는, 페로센 알데히드, 페로센 케톤, 페로센 카르복시산, 페로센 알콜, 페놀 또는 에테르 화합물, 질소-함유 페로센 화합물, 황-함유 페로센 화합물, 인-함유 페로센 화합물, 규소-함유 페로센 화합물, 1,1'-디코퍼 페로센(1,1'-di-copper ferrocene), 페로센 보로닉산(ferrocene boric acid), 페로세닐 큐프러스아세틸라이트(ferrocenyl cuprous acetylide) 및 비스페로세닐 티타노센(bisferrocenyl titanocene)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The ferrocene-derived iron oxide may be an iron oxide derived from at least one of ferrocene and ferrocene derivatives. The ferrocene derivative is ferrocene aldehyde, ferrocene ketone, ferrocene carboxylic acid, ferrocene alcohol, phenol or ether compound, nitrogen-containing ferrocene compound, sulfur-containing ferrocene compound, phosphorus-containing ferrocene compound, silicon-containing ferrocene compound, 1,1' -In the group consisting of 1,1'-di-copper ferrocene, ferrocene boric acid, ferrocenyl cuprous acetylide and bisferrocenyl titanocene At least one selected may be included.

상기 페로센 유래 철 산화물층에서 철의 함량이 상기 무기산화물 대비 0.001 내지 10 중량%; 0.01 내지 10 중량%; 0.01 내지 5 중량%; 0.01 내지 3 중량%; 0.01 내지 1.5 중량%; 또는 0.01 내지 1 중량%로 포함될 수 있다.The content of iron in the ferrocene-derived iron oxide layer is 0.001 to 10% by weight compared to the inorganic oxide; 0.01 to 10% by weight; 0.01 to 5% by weight; 0.01 to 3% by weight; 0.01 to 1.5% by weight; Or it may be included in 0.01 to 1% by weight.

상기 범위 내에 포함되면, 가시광 영역에서 광촉매 활성을 증가시켜 광분해 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 철의 함량이 증가하면 가시광 영역의 흡수가 증가할 수 있으나, 이러한 철 함량 증가에 의한 광촉매 활성의 저하가 발생할 수 있으므로, 상기 범위 내의 철의 함량을 포함하는 것이 바람직하다.When included within the above range, it is possible to improve photolysis efficiency by increasing photocatalytic activity in the visible light region. In addition, when the iron content increases, absorption in the visible light region may increase, but since the photocatalytic activity may decrease due to the increase in iron content, it is preferable that the iron content is within the above range.

상기 페로센 유래 철 산화물층은, 0.01 nm 이상; 0.1 nm 이상; 10 nm 이상; 또는 1 nm 내지 100 nm의 두께를 갖는 것일 수 있다. 상기 두께 범위 내에 포함되면, 코팅층의 두께 증가에 따른 광촉매의 다공도 저하를 방지하고, 표면에 수분, OH- 이온, 분해 대상 등의 흡착량을 증가시켜 광분해 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 페로센 유래 철 산화물층은, 0.01 nm 이상; 0.1 nm 이상; 10 nm 이상; 또는 1 nm 내지 100 nm의 크기를 갖는 페로센 유래 철산화물을 포함할 수 있다. 상기 크기는 형태에 따라 길이, 직경, 두께 등을 의미할 수 있다.The ferrocene-derived iron oxide layer is 0.01 nm or more; 0.1 nm or greater; 10 nm or larger; Or it may have a thickness of 1 nm to 100 nm. When included within the above thickness range, it is possible to prevent a decrease in the porosity of the photocatalyst due to an increase in the thickness of the coating layer, and to increase the adsorption amount of moisture, OH- ions, decomposition targets, etc. on the surface, thereby improving the photolysis performance. In addition, the ferrocene-derived iron oxide layer, 0.01 nm or more; 0.1 nm or greater; 10 nm or larger; Alternatively, ferrocene-derived iron oxide having a size of 1 nm to 100 nm may be included. The size may mean length, diameter, thickness, and the like depending on the shape.

상기 광촉매 특성을 가지는 제1 코어쉘 입자는, 광흡수하여 광반응을 나타내는 파장 영역이 자외선에서 가시광선 영역까지 확대되고, 특히 400 nm 이상의 가시광선 영역에서 우수한 광촉매 활성을 나타낼 수 있다. 또한, 표면에서 분해 대상의 흡착 및 분해시킬 수 있는 광촉매 반응성이 향상되어 다양한 습도 영역에서 광촉매 활성을 가지며, 30 % 이하의 습도의 건식 조건에서도 우수한 광촉매 활성을 나타낼 수 있다.The first core-shell particle having the photocatalytic properties may exhibit excellent photocatalytic activity in the visible ray region of 400 nm or more, in which the wavelength region exhibiting photoreaction by absorbing light extends from the ultraviolet to the visible ray region. In addition, the photocatalytic reactivity capable of adsorbing and decomposing the decomposition target on the surface is improved, so that it has photocatalytic activity in various humidity ranges and can exhibit excellent photocatalytic activity even under dry conditions of 30% or less humidity.

상기 광촉매 특성을 가지는 제1 코어쉘 입자는, 다양한 유해물질의 분해에 효과를 발휘하며, 오염물질, 악취 물질, 유기화합물, 산성가스 등의 처리에 이용될 수 있다. 예를 들어, 기체, 액체 및 고체 물질 중 적어도 하나를 흡착 및/또는 광분해하는데 이용되고, 할로겐램프, 제논램프, 태양광, 발광다이오드 등 다양한 광선을 포함하는 빛 에너지에 의해서 광활성을 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 기체로는 산성, 염기성 가스, 아세트알데히드, 케톤류 등의 VOC(휘발성 유기 화합, Volatile Organic Compounds), 방향족 탄화수소와 지방족 탄화수소(Paraffin계와 Olefin계)의 탄화수소류, 오존 가스, 유기 및 무기계 유리 가스 등일 수 있고, 보다 구체적으로, 이산화탄소, 일산화탄소, NOx, SOx, HCl, HF, NH3, 메틸아민, 포름알데히드, 황화수소, 아민, 메틸메르갑탄, 수소, 산소, 질소, 메탄, 파라핀, 올레핀 등일 수 있다. 상기 액체로는 포름알데하이드(Formaldehyde), 아세트알데하이드(Acetaldehyde), 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), MEK(Methyl Ethyl Ketone), 트리클로로에틸렌(Trichloroethylene), 살균제, 가솔린, 디젤, 오일, 알코올, 페놀, 염료 등이며, 상기 고체로는 전이금속, Pt, Pd 등의 귀금속, Hg, Cr 등의 이온 및/또는 입자, 100 nm 이하의 나노입자 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The first core-shell particles having photocatalytic properties are effective in decomposing various harmful substances and can be used to treat pollutants, odorous substances, organic compounds, acid gases, and the like. For example, it is used to adsorb and/or photodecompose at least one of gas, liquid, and solid materials, and can exhibit photoactivity by light energy including various light rays such as a halogen lamp, a xenon lamp, sunlight, and a light emitting diode. More specifically, the gases include acidic and basic gases, VOCs (Volatile Organic Compounds) such as acetaldehyde and ketones, hydrocarbons such as aromatic hydrocarbons and aliphatic hydrocarbons (Paraffin-based and Olefin-based), ozone gas, and organic compounds. and inorganic glass gases, and more specifically, carbon dioxide, carbon monoxide, NOx, SOx, HCl, HF, NH3, methylamine, formaldehyde, hydrogen sulfide, amine, methyl mercaptan, hydrogen, oxygen, nitrogen, methane, paraffin, olefins and the like. The liquid includes formaldehyde, acetaldehyde, benzene, toluene, MEK (methyl ethyl ketone), trichlorethylene, disinfectant, gasoline, diesel, oil, alcohol, phenol, dyes, etc., and the solid may be a transition metal, a noble metal such as Pt or Pd, an ion and/or particle such as Hg or Cr, or a nanoparticle of 100 nm or less, but is not limited thereto.

일 실시예에 따르면, 상기 제2 코어쉘 입자는 SiO2, Al2O3, CaCO3, CaSO4, MgHPO4, AlN, LiF, MgF2 및 BaSO4로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 제2 코어; 및 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PUA(폴리우레탄아크릴레이트), ETFE(에틸렌테트라플루오로에틸렌), PVDF(폴리비닐리덴플루오라이드), Acrylic 계 고분자, Polyester 계 고분자 및 Polyurethance 계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 제2 쉘;을 포함하는 것이고, 상기 제2 쉘은 가시광선에 노출 시 상기 제2 코어를 외부로 노출시키는 것일 수 있다.According to one embodiment, the second core-shell particle includes one or more selected from the group consisting of SiO 2 , Al 2 O 3 , CaCO 3 , CaSO 4 , MgHPO 4 , AlN, LiF, MgF 2 and BaSO 4 a second core; and a group consisting of PTFE (polytetrafluoroethylene), PUA (polyurethane acrylate), ETFE (ethylenetetrafluoroethylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), acrylic polymer, polyester polymer, and polyurethane polymer. A second shell including at least one selected from, and the second shell may expose the second core to the outside when exposed to visible light.

상기 제2 코어쉘 입자는 도막 내 열 방출 및 복사 냉각 기능을 수행하는 입자일 수 있다. 이를 통해 뜨거운 아스팔트 위에 본 발명의 실시예에 따라 구성된 MMA 조성물로 형성된 도막은 일반 페인트로 형성한 도막에 비해 내외부 온도가 상대적으로 낮게 유지되어 고열 환경에서의 빠른 마모, 손상을 완화할 수 있다. The second core-shell particles may be particles that perform functions of heat dissipation and radiant cooling in the coating film. Through this, the internal and external temperatures of the coating film formed of the MMA composition composed according to the embodiment of the present invention on the hot asphalt are maintained relatively low compared to the coating film formed of general paint, so that rapid wear and damage in a high-temperature environment can be alleviated.

복사 냉각 및 열 방출을 위해서는 장파장 적외선 영역에서의 높은 흡수율 또는 방사율을 가져서 우주로 열을 잘 내뿜을 수 있어야 한다.For radiative cooling and heat dissipation, it must have a high absorptance or emissivity in the long-wavelength infrared region so that it can dissipate heat well into space.

플랑크 분포(Planck distribution)에 의하면 300K의 온도 일 때 파장 6-20㎛ 영역에서 최대로 열을 방출할 수 있는 조건을 가지게 된다. 지구의 경우에는 대기의 창(sky window) 영역이 약 8-13 ㎛ 영역이므로, 수동형 냉각 소자의 열 방출 능력을 최대치로 올리기 위해서는 8-13 ㎛ 영역에서의 흡수율 또는 방사율이 최대치가 되어야 한다.According to the Planck distribution, at a temperature of 300K, it has a condition for maximally emitting heat in the wavelength range of 6-20㎛. In the case of the earth, since the sky window region is about 8-13 μm, in order to maximize the heat dissipation capability of the passive cooling device, absorptance or emissivity must be maximized in the 8-13 μm region.

이 때 대기의 창 파장 범위에서의 적외선 방사가 실질적인 열방출에 의한 복사냉각을 달성하는데 핵심적인 역할을 수행하는 것일 수 있다. At this time, infrared radiation in the window wavelength range of the atmosphere may play a key role in achieving radiative cooling by substantial heat emission.

일 예로서, 파장 범위가 자외선-가시광선-근적외선이 입사하는 태양광(태양으로부터 방사되는)을 100% 반사시키고 대기의 창 구간인 8㎛-13㎛ 영역대의 장파장 적외선을 외부로 100% 방사시킬 수 있다면, 이론적으로는 300K의 주변 온도일 때 158W/m2의 냉각성능이 에너지 소모 없이 구현될 수 있다. 다른 일 예로서, 태양광의 95%를 반사 시키고, 8㎛-13㎛ 영역의 중적외선을 90% 이상 외부로 방사시키면 주변 온도가 300K 일 때 낮에는 (즉, 태양에 의한 광흡수 존재) 100W/m2 의 냉각성능을 그리고 태양에 의한 광흡수가 없는 밤에는 120W/m2의 냉각성능을 구현할 수 있다. As an example, the wavelength range of ultraviolet-visible light-near infrared rays reflects 100% of incident sunlight (radiated from the sun) and radiates 100% of long-wavelength infrared rays in the 8㎛-13㎛ region, which is the window of the atmosphere, to the outside. If possible, theoretically, a cooling performance of 158 W/m 2 at an ambient temperature of 300 K can be implemented without energy consumption. As another example, if 95% of sunlight is reflected and more than 90% of mid-infrared rays in the 8㎛-13㎛ region are radiated to the outside, when the ambient temperature is 300K during the day (ie, light absorption by the sun), 100W/ m 2 of cooling performance and 120W/m 2 of cooling performance at night without light absorption by the sun.

본 발명의 제2 코어쉘은 이와 같은 이론에 의해 설계되어 투입되는 입자로서, 본 발명은 태양빛이 비치는 낮(day time)이나 태양빛이 비치지 않는 밤(night time)에도 에너지 소모없이 주변 온도 이하로 냉각 시키는 복사 냉각이 가능한 MMA 조성물을 제공하는 것을 목적으로 설계되었다.The second core-shell of the present invention is a particle designed and introduced according to the above theory, and the present invention is below the ambient temperature without consuming energy even during the day when the sun shines or at night when the sun does not shine. It is designed for the purpose of providing an MMA composition capable of radiative cooling by cooling to .

본 발명의 실시예에 따라 포함되는 제2 코어쉘은, 형성된 도막의 내구성, 지속성을 증진시키는 역할을 하며, 고열로부터의 노출 자체를 낮추고 도로 표면의 온도를 낮추는 역할을 수행할 수 있다.The second core shell included according to the embodiment of the present invention serves to improve the durability and durability of the formed coating film, and can play a role of lowering exposure itself from high heat and lowering the temperature of the road surface.

상기 제2 코어쉘은 나노 또는 마이크로 입자 크기일 수 있으며, 상기 제2 코어 물질은 서로 다른 둘 이상의 물질로 이루어져 제1 물질의 적외선 방사율 및 반사율과 제2 물질의 적외선 방사율 및 반사율이 상기 대기의 창(sky window)에 해당되는 파장 범위에서 적외선 방사율과 입사 태양광에 대한 반사율에 대하여 상호 보완되도록 상기 조성이 결정되는 것일 수 있다. 이 경우 제2 코어를 하나의 물질로 구성한 경우보다 더 우수한 복사냉각 효과를 기대할 수 있다. 이를 통해 본 발명의 제2 코어쉘을 도입함으로써 기존 페인트보다 태양빛을 덜 흡수하고, 대기의 창 내 방사율이 더 높아 복사 냉각 성능이 우수한 페인트 도막층을 제조할 수 있다.The second core shell may have a size of nano or micro particles, and the second core material is composed of two or more different materials, and the infrared emissivity and reflectance of the first material and the infrared emissivity and reflectance of the second material are the window of the atmosphere. The composition may be determined to complement each other for infrared emissivity and reflectance for incident sunlight in a wavelength range corresponding to a sky window. In this case, a better radiation cooling effect can be expected than when the second core is made of one material. Through this, by introducing the second core-shell of the present invention, it is possible to manufacture a paint coating layer having excellent radiant cooling performance because it absorbs less sunlight than conventional paint and has a higher emissivity in the atmospheric window.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 나노 또는 마이크로 입자로 구현된 제2 코어 성분으로 형성된 박막의 파장 별 소멸계수를 굴절률로 나눈 비를 설명하는 도면이다. 도 2는 구체적으로, 제2 코어 성분 중 Al2O3 및 SiO2로 형성된 박막의 각 장대에서의 소멸계수를 굴절률로 나눈 비를 예시한다.FIG. 2 is a diagram explaining a ratio obtained by dividing an extinction coefficient for each wavelength by a refractive index of a thin film formed of a second core component implemented with nano or micro particles according to an embodiment of the present invention. 2 specifically illustrates the ratio of the extinction coefficient divided by the refractive index in each pole of the thin film formed of Al 2 O 3 and SiO 2 among the second core components.

도 2의 그래프(300)를 참고하면, 그래프(300)는 파장(wavelength) 별 비(k/n)를 나타내고, 그래프선(301)은 Al2O3을 나타내고, 그래프선(302)은 SiO2를 나타낼 수 있다. 그래프선(301) 및 그래프선(302) 상의 지점(303)은 상호보완 방출 속성(Complementary emission Properties)을 나타낼 수 있다. 그래프선(301)은 12 ㎛이후, 그래프선(302)은 8 내지 10 ㎛에서 높기 때문에 그래프선(301)은 12 ㎛ 이후를 방사하고, 그래프선(302)은 8 내지 10 ㎛에서 방사 특성을 나타낸다. 따라서, Al2O3와 SiO2를 제1 코어 물질로 함께 섞으면 이러한 방사특성이 중첩되어 대기의 창 영역에서 높은 방사율을 가질 수 있음을 확인할 수 있다.Referring to the graph 300 of FIG. 2, the graph 300 represents a ratio (k/n) per wavelength, a graph line 301 represents Al 2 O 3 , and a graph line 302 represents SiO 2 can be represented. Points 303 on the graph lines 301 and 302 may indicate complementary emission properties. Since the graph line 301 is high after 12 μm and the graph line 302 is high at 8 to 10 μm, the graph line 301 emits after 12 μm, and the graph line 302 emits radiation characteristics at 8 to 10 μm. indicate Therefore, it can be seen that when Al 2 O 3 and SiO 2 are mixed together as the first core material, these radiation characteristics are overlapped and high emissivity can be obtained in the window region of the atmosphere.

상술한 방사 특성은 하기 [수학식 1]에 기반하여 도출될 수 있다.The radiation characteristics described above may be derived based on the following [Equation 1].

[수학식 1] [Equation 1]

Figure 112021102048866-pat00001
Figure 112021102048866-pat00001

[수학식 1]에서 R은 반사율을 나타낼 수 있고, n0은 공기의 굴절률을 나타낼 수 있으며, n1는 매체의 굴절률을 나타낼 수 있고, k는 재료의 흡광 계수를 나타낼 수 있다.In [Equation 1], R may represent the reflectance, n 0 may represent the refractive index of air, n 1 may represent the refractive index of the medium, and k may represent the extinction coefficient of the material.

이 때 나노 및 마이크로 입자의 경우도 박막의 파장 별 굴절률과 소멸계수에 대해 비슷한 경향성을 가지므로 조성과 입도가 최적화된 이들 소재의 혼합물은 결과적으로 대기의 창 전 구간에서 높은 방사율을 갖게 할 수 있는 것이다.At this time, nano- and micro-particles also have similar tendencies for the refractive index and extinction coefficient for each wavelength of the thin film, so the mixture of these materials with optimized composition and particle size results in high emissivity in the entire window of the atmosphere. will be.

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 제2 코어 입자에 포함되는 성분들의 부피비에 따른 광특성 및 냉각 특성을 확인할 수 있는 도면이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 페인트 도막층의 두께가 250 ㎛일 시, Al2O3 및 SiO2의 부피비 변화에 따른 광특성 변화를 나타낸다. 도 3의 그래프를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 페인트 도막층을 형성하는 나노 또는 마이크로 입자 중 Al2O3 및 SiO2 비율이 0:1, 0.5: 0.5, 및 1:0 인 경우에 파장 별 흡수율/방사율 변화를 나타낸다. Al2O3 및 SiO2 비율이 1:1에 해당되는 0.5: 0.5에 해당하는 그래프 선이 대기의 창의 파장 범위에서 고르게 높은 흡수율/방사율을 가짐을 확인할 수 있다.3 is a diagram showing optical characteristics and cooling characteristics according to volume ratios of components included in the second core particle provided according to an embodiment of the present invention. 3 shows the change in optical properties according to the change in the volume ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 when the thickness of the paint film layer according to an embodiment of the present invention is 250 μm. Referring to the graph of FIG. 3, when the ratio of Al 2 O 3 and SiO 2 among the nano or micro particles forming the paint film layer according to an embodiment of the present invention is 0:1, 0.5:0.5, and 1:0 shows the change in absorptivity/emissivity for each wavelength. It can be seen that the graph line corresponding to 0.5: 0.5, which corresponds to the Al 2 O 3 and SiO 2 ratio of 1:1, has a uniformly high absorptance/emissivity in the wavelength range of the atmospheric window.

일 실시예에 따르면, 상기 제2 코어 및 상기 제2 쉘은 상기 대기의 창에 해당되는 파장 범위에서 적외선 방사율과 입사 태양광에 대한 반사율에 대하여 상호 보완되도록 조성이 결정되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the composition of the second core and the second shell may be determined to complement each other with respect to infrared emissivity and reflectance of incident sunlight in a wavelength range corresponding to the atmospheric window.

일 실시예에 따르면, 상기 레진은, BA 성분을 포함하는 아크릴 모노머와, 반응성 실리콘 모노머의 부가중합에 의해 형성된 상기 실란 변성 아크릴 수지 30~40 중량%; 폴리아크릴산나트륨, 리그린 술폰산 나트륨 및 폴리에틸렌 글리콜 페닐 에테르로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 습윤분산제 1 내지 3 중량%; 아세틸렌 글리콜(Acetylene glycol) 및 폴리아크릴산 나트륨 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 침강방지제 1 내지 2 중량%; 및 나머지 상기 MMA계 물질;을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the resin, 30 to 40% by weight of the silane-modified acrylic resin formed by addition polymerization of an acrylic monomer containing a BA component and a reactive silicone monomer; 1 to 3% by weight of at least one wetting and dispersing agent selected from the group consisting of sodium polyacrylate, sodium ligrin sulfonate and polyethylene glycol phenyl ether; 1 to 2% by weight of an anti-settling agent containing one or both of acetylene glycol and sodium polyacrylate; and the rest of the MMA-based material.

상기 습윤분산제는 액상수지에 대한 고체 무기물의 균일한 분산이 가능하도록 하고, 장기 저장성을 향상시키기 위한 물질일 수 있다. 상기 습윤분산제는 아민가가 5~20mg KOH/g, 밀도가 0.95~1.01g/ml, 불휘발성분이 40~60%, 인화점이 40~60℃인 수산기를 가지는 것일 수 있다. 상기 습윤분산제는 폴리아크릴산나트륨, 리그린 술폰산 나트륨, 폴리에틸렌 글리콜 페닐 에테르 중 하나 이상의 물질을 포함하는 것일 수 있다.The wetting and dispersing agent may be a material for enabling uniform dispersion of the solid inorganic material in the liquid resin and improving long-term storage stability. The wetting and dispersing agent may have a hydroxyl group having an amine value of 5 to 20 mg KOH/g, a density of 0.95 to 1.01 g/ml, a non-volatile content of 40 to 60%, and a flash point of 40 to 60 °C. The wetting and dispersing agent may include at least one of sodium polyacrylate, sodium ligrin sulfonate, and polyethylene glycol phenyl ether.

상기 침강방지제는 조성물 혼합물 내 무기질 충전재의 침강 방지 역할을 수행하는 것일 수 있다. 상기 침강방지제는 아민가가 40~70mg KOH/g, 산가가 50~70mg KOH/g, 밀도가 0.95~1.02g/ml, 인화점이 90℃~110℃인 것일 수 있다. 상기 침강방지제는 카제인산 나트륨, Acetylene glycol, 폴리아크릴산 나트륨 중 하나 이상의 물질을 포함하는 것일 수 있다.The anti-settling agent may serve to prevent settling of the inorganic filler in the composition mixture. The anti-settling agent may have an amine value of 40 to 70 mg KOH/g, an acid value of 50 to 70 mg KOH/g, a density of 0.95 to 1.02 g/ml, and a flash point of 90 to 110 °C. The anti-settling agent may include one or more of sodium caseinate, acetylene glycol, and sodium polyacrylate.

일 실시예에 따르면, 상기 제1 코어쉘 입자 및 제2 코어쉘 입자는 입도가 50 ㎛ 이하인 것일 수 있다.According to one embodiment, the first core-shell particle and the second core-shell particle may have a particle size of 50 μm or less.

상기 제1 코어쉘 및 제2 코어쉘 입도는 나노 사이즈일 수 있으나 이 경우 비용이 증가할 수 있고, 수 마이크로 내지 수십 마이크로 사이즈일 수 있다. 다만, 50 ㎛를 초과할 경우, 입도가 지나치게 커서 균일하게 분산이 어렵고 도막의 균열을 야기하거나 도막 표면 질감이 매끄럽게 형성되지 않을 수 있다.The particle size of the first core-shell and the second core-shell may be nano-sized, but in this case, costs may increase and may be several microns to several tens of microns. However, when the particle size exceeds 50 μm, the particle size is too large, and it is difficult to uniformly disperse, causing cracks in the coating film, or the surface texture of the coating film may not be formed smoothly.

일 실시예에 따르면, 상기 첨가제는, 계면활성제를 이용하여 수십 나노미터 내지 수 마이크로미터 크기로 입자 크기의 성장이 제어된 은-실리카 복합체를 더 포함하는 것이고, 상기 은-실리카 복합체는 실리카 입자 표면에 은(Ag) 입자가 담지된 것일 수 있다.According to one embodiment, the additive further includes a silver-silica composite in which the growth of the particle size is controlled to a size of several tens of nanometers to several micrometers by using a surfactant, and the silver-silica composite is formed on the surface of the silica particle It may be one in which silver (Ag) particles are supported.

상기 은-실리카 복합체는, 수 나노 내지 수십 나노 사이즈인 것이고, 계면활성제를 이용하여 입자 크기의 성장을 제어한 것일 수 있다. 상기 은-실리카 복합체를 형성하는 과정에서 계면활성제를 이용할 경우, 은-실리카 복합체에서 입자가 뭉쳐서 성장하는 정도를 적절하게 제어할 수 있다. 이 때, 상기 계면활성제는, 실란계 물질을 포함하는 것일 수 있다.The silver-silica composite may have a size of several nanometers to several tens of nanometers, and the growth of the particle size may be controlled using a surfactant. When a surfactant is used in the process of forming the silver-silica composite, the degree of aggregation and growth of particles in the silver-silica composite can be appropriately controlled. In this case, the surfactant may include a silane-based material.

상기 은-실리카 복합체의 상기 은(Ag) 금속은, 원자, 클러스터 및 이온 형태로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이고, 상기 실리카 입자 100중량부 대비 0.5 중량부 내지 3중량부 포함되는 것일 수 있다.The silver (Ag) metal of the silver-silica composite includes at least one selected from the group consisting of atoms, clusters, and ions, and is included in an amount of 0.5 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the silica particles. can

상기 은-실리카 복합체의 경우 열원의 흡수율이 높아 온도는 낮지만 방열 성능이 우수한 특성이 있다. 또한 친환경적 소재이면서도 항균 특성이 있어 상대적으로 높은 온도가 유지되는 실내외 도로 환경에서 유해 가스를 제거하고, 항균시험 결과 폐렴균, MRSA균, 곰팡이균 등을 사멸하여 청결한 주위 환경을 조성할 수 있는 효과도 있다.In the case of the silver-silica composite, the absorption rate of the heat source is high, so the temperature is low, but the heat dissipation performance is excellent. In addition, it is an eco-friendly material and has antibacterial properties, so it removes harmful gases from indoor and outdoor road environments where relatively high temperatures are maintained, and as a result of antibacterial tests, it is effective in creating a clean environment by killing pneumonia bacteria, MRSA bacteria, and fungi. .

일 실시예에 따르면, 상기 첨가제는, CsPbBr3, CsPbCl3, CsPbI3, AnS, ZnCdS, ZnSiO3 및 CaSiO3로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 시인성 개선제를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment, the additive may further include at least one visibility improver selected from the group consisting of CsPbBr 3 , CsPbCl 3 , CsPbI 3 , AnS, ZnCdS, ZnSiO 3 and CaSiO 3 .

상기 시인성 개선제를 통하여 야간 환경에서도 형성된 도막이 잘 시인되는 효과를 기대할 수 있다.Through the visibility improving agent, it is possible to expect an effect in which the formed coating film is well recognized even in a nighttime environment.

본 개시의 일 실시예에 따른 공기정화 및 복사 냉각 특성이 우수한 MMA 조성물의 제조방법은, 반응기에 상기 아크릴 모노머를 투입 후 질소 가스를 주입하는 단계; 상기 반응기에 상기 실리콘 모노머를 70℃ 내지 80℃ 온도에서 균일하게 투입하는 단계; 상기 반응기에 상기 혼성 중합체를 투입하고, 70℃ 내지 85℃ 온도에서 20 내지 40분간 유지하는 단계; 상기 반응기에 상기 습윤 분산 첨가제 및 침강방지제를 투입하고, 온도를 95℃ 내지 110℃로 승온하는 단계; 미반응물을 제거하고, 30℃ 내지 45℃, 3~5mmHg 조건에서 감압 건조하여 상기 레진을 제조하는 단계; 및 상기 레진에 상기 첨가제, 실란계 커플링제 및 자외선 안정제를 투입하고 교반하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.A method for preparing an MMA composition having excellent air purification and radiant cooling characteristics according to an embodiment of the present disclosure includes the steps of injecting nitrogen gas after introducing the acrylic monomer into a reactor; uniformly introducing the silicon monomer into the reactor at a temperature of 70° C. to 80° C.; adding the copolymer to the reactor and maintaining the temperature at 70° C. to 85° C. for 20 to 40 minutes; Injecting the wet dispersion additive and the anti-settling agent into the reactor, and raising the temperature to 95 ° C to 110 ° C; preparing the resin by removing unreacted materials and drying under reduced pressure at 30 ° C to 45 ° C and 3 to 5 mmHg; and adding the additive, the silane-based coupling agent, and the UV stabilizer to the resin, followed by stirring.

상기 실란계 커플링제는 한 분자에 유기와 무기 두 개의 서로 다른 반응기를 포함하는 화학물질로서, 결합강도 및 조성물의 접착력을 강화하고 유기폴리머와 무기질 충진제간 결합력을 향상시키는 것일 수 있다.The silane-based coupling agent is a chemical substance containing two different organic and inorganic reactive groups in one molecule, and may enhance bonding strength and adhesive strength of the composition and improve bonding strength between the organic polymer and the inorganic filler.

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and may be variously modified and implemented without departing from the technical spirit of the present invention. there is. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 도로
110: 본 발명의 MMA 조성물로 형성된 도막
301:Al2O3 그래프선
302: SiO2 그래프선100: road
110: coating film formed from the MMA composition of the present invention
301: Al 2 O 3 graph line
302: SiO 2 graph line

Claims (9)

MMA(메틸메타크릴레이트)계 물질을 주성분으로 하고 실란 변성 아크릴 수지가 혼입된 레진 40 내지 65 중량%;
탄산칼슘, 산화마그네슘 및 실리카 플라워로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 무기질 충전재 20 내지 30 중량%;
광촉매 특성의 제1 코어쉘 입자 및 복사 냉각 특성의 제2 코어쉘 입자를 5:5 중량비 내지 7:3 중량비의 비율로 포함하는, 첨가제 3 내지 10 중량%;
실란계 커플링제 1 내지 3 중량%;
자외선 안정제 0.1 내지 1 중량%; 및
나머지 불가피한 불순물;을 포함하고,
상기 제2 코어쉘 입자는 Al2O3, CaCO3, CaSO4, MgHPO4, AlN, LiF, MgF2 및 BaSO4로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 제2 코어;를 포함하는 것이고,
상기 첨가제는, 계면활성제를 이용하여 수십 나노미터 내지 수 마이크로미터 크기로 입자 크기의 성장이 제어된 은-실리카 복합체를 더 포함하는 것인,
공기정화 및 복사 냉각 특성이 우수한 MMA 조성물.
40 to 65% by weight of a resin containing a methyl methacrylate (MMA)-based material as a main component and a silane-modified acrylic resin;
20 to 30% by weight of an inorganic filler containing at least one selected from the group consisting of calcium carbonate, magnesium oxide and silica flower;
3 to 10% by weight of an additive comprising first core-shell particles having photocatalytic properties and second core-shell particles having radiant cooling properties in a weight ratio of 5:5 to 7:3;
1 to 3% by weight of a silane-based coupling agent;
0.1 to 1% by weight of an ultraviolet stabilizer; and
and the remaining unavoidable impurities;
The second core-shell particle includes a second core including at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , CaCO 3 , CaSO 4 , MgHPO 4 , AlN, LiF, MgF 2 and BaSO 4 ,
The additive further comprises a silver-silica composite in which the growth of the particle size is controlled to a size of several tens of nanometers to several micrometers using a surfactant,
An MMA composition with excellent air purifying and radiant cooling properties.
 제1항에 있어서,
상기 제1 코어쉘 입자는,
Ti, Zn, Al 및 Sn로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 산화물을 포함하는 제1 코어; 및
상기 제1 코어 상에 형성된 상기 제1 코어 100 중량부 대비 0.1 내지 10 중량부로 구성된 페로센 유래 철 산화물 제1 쉘; 구조를 포함하여 광촉매 특성을 가지는 것인,
공기정화 및 복사 냉각 특성이 우수한 MMA 조성물.
According to claim 1,
The first core-shell particle,
A first core containing one or more oxides selected from the group consisting of Ti, Zn, Al and Sn; and
a ferrocene-derived iron oxide first shell formed on the first core and composed of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the first core; Having photocatalytic properties including structure,
An MMA composition with excellent air purifying and radiant cooling properties.
 제1항에 있어서,
상기 제2 코어쉘 입자는, PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PUA(폴리우레탄아크릴레이트), ETFE(에틸렌테트라플루오로에틸렌), PVDF(폴리비닐리덴플루오라이드), Acrylic 계 고분자, Polyester 계 고분자 및 Polyurethance 계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 제2 쉘;을 포함하는 것이고,
상기 제2 쉘은 가시광선에 노출 시 상기 제2 코어를 외부로 노출시키는 것인,
공기정화 및 복사 냉각 특성이 우수한 MMA 조성물.
According to claim 1,
The second core-shell particle is PTFE (polytetrafluoroethylene), PUA (polyurethane acrylate), ETFE (ethylenetetrafluoroethylene), PVDF (polyvinylidene fluoride), acrylic polymer, polyester polymer And a second shell comprising at least one selected from the group consisting of Polyurethance-based polymers;
Wherein the second shell exposes the second core to the outside when exposed to visible light,
An MMA composition with excellent air purifying and radiant cooling properties.
 제1항에 있어서,
상기 제2 코어 및 상기 제2 쉘은 대기의 창에 해당되는 파장 범위에서 적외선 방사율과 입사 태양광에 대한 반사율에 대하여 상호 보완되도록 조성이 결정되는 것인,
공기정화 및 복사 냉각 특성이 우수한 MMA 조성물.
According to claim 1,
The composition of the second core and the second shell is determined to complement each other for infrared emissivity and reflectance for incident sunlight in a wavelength range corresponding to a window of the atmosphere,
An MMA composition with excellent air purifying and radiant cooling properties.
 제1항에 있어서,
상기 레진은,
BA 성분을 포함하는 아크릴 모노머와, 반응성 실리콘 모노머의 부가중합에 의해 형성된 상기 실란 변성 아크릴 수지 30 내지 40 중량%;
폴리아크릴산나트륨, 리그린 술폰산 나트륨 및 폴리에틸렌 글리콜 페닐 에테르로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상의 습윤분산제 1 내지 3 중량%;
아세틸렌 글리콜(Acetylene glycol) 및 폴리아크릴산 나트륨 중 하나 또는 둘 다를 포함하는 침강방지제 1 내지 2 중량%; 및
나머지 상기 MMA계 물질;을 포함하는 것인,
공기정화 및 복사 냉각 특성이 우수한 MMA 조성물.
According to claim 1,
The resin,
30 to 40% by weight of the silane-modified acrylic resin formed by addition polymerization of an acrylic monomer containing a BA component and a reactive silicone monomer;
1 to 3% by weight of at least one wetting and dispersing agent selected from the group consisting of sodium polyacrylate, sodium ligrin sulfonate and polyethylene glycol phenyl ether;
1 to 2% by weight of an anti-settling agent containing one or both of acetylene glycol and sodium polyacrylate; and
To include; the rest of the MMA-based material,
An MMA composition with excellent air purifying and radiant cooling properties.
 제1항에 있어서,
상기 제1 코어쉘 입자 및 제2 코어쉘 입자는 입도가 50 ㎛ 이하인 것인,
공기정화 및 복사 냉각 특성이 우수한 MMA 조성물.
According to claim 1,
The first core-shell particle and the second core-shell particle have a particle size of 50 μm or less,
An MMA composition with excellent air purifying and radiant cooling properties.
 제1항에 있어서,
상기 은-실리카 복합체는 실리카 입자 표면에 은(Ag) 입자가 담지된 것인,
공기정화 및 복사 냉각 특성이 우수한 MMA 조성물.
According to claim 1,
The silver-silica composite is one in which silver (Ag) particles are supported on the surface of the silica particles,
An MMA composition with excellent air purifying and radiant cooling properties.
 제1항에 있어서,
상기 첨가제는,
CsPbBr3, CsPbCl3, CsPbI3, AnS, ZnCdS, ZnSiO3 및 CaSiO3로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 시인성 개선제를 더 포함하는 것인,
공기정화 및 복사 냉각 특성이 우수한 MMA 조성물.
According to claim 1,
The additive is
CsPbBr 3 , CsPbCl 3 , CsPbI 3 , AnS, ZnCdS, ZnSiO 3 And CaSiO 3 It further comprises one or more visibility improvers selected from the group consisting of,
An MMA composition with excellent air purifying and radiant cooling properties.
 제1항의 MMA 조성물의 제조방법에 있어서,
반응기에 아크릴 모노머를 투입 후 질소 가스를 주입하는 단계;
상기 반응기에 실리콘 모노머를 70℃ 내지 80℃ 온도에서 균일하게 투입하는 단계;
상기 반응기에 혼성 중합체를 투입하고, 70℃ 내지 85℃ 온도에서 20 내지 40분간 유지하는 단계;
상기 반응기에 습윤 분산 첨가제 및 침강방지제를 투입하고, 온도를 95℃ 내지 110℃ 로 승온하는 단계; 및
미반응물을 제거하고, 30℃ 내지 45℃, 3~5mmHg 조건에서 감압 건조하여 레진을 제조하는 단계; 및
상기 레진에 상기 첨가제, 실란계 커플링제 및 자외선 안정제를 투입하고 교반하는 단계;를 포함하는 것인,
공기정화 및 복사 냉각 특성이 우수한 MMA 조성물의 제조방법.
In the method for preparing the MMA composition of claim 1,
Injecting nitrogen gas into the reactor after injecting the acrylic monomer;
uniformly introducing a silicon monomer into the reactor at a temperature of 70° C. to 80° C.;
Injecting the copolymer into the reactor and maintaining it at a temperature of 70° C. to 85° C. for 20 to 40 minutes;
Injecting a wet dispersion additive and an anti-settling agent into the reactor, and raising the temperature to 95 ° C to 110 ° C; and
preparing a resin by removing unreacted materials and drying under reduced pressure at 30 ° C to 45 ° C and 3 to 5 mmHg; and
Including, adding the additive, the silane-based coupling agent, and the UV stabilizer to the resin and stirring it.
A method for preparing an MMA composition with excellent air purification and radiant cooling properties.
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