KR20180056248A - 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면을 고분자수지 용액(200) 및 시온안료(300)를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자(100)를 포함하여, 건축물의 색상이 계절별, 일별 온도변화에 맞춰 변화될 수 있도록 하여 도시의 경관을 아름답게 할 수 있고, 건축물의 외벽이 균일한 온도 분포를 갖게 하는데 탁월한 효과가 있으며, 건축물에 단열 효과를 부여할 수 있는 효과가 뛰어난 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물에 관한 것이다.

Description

건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물{A temperature sensitive composition for closing-material of inner and outer wall panel of building}
본 발명은 표면을 고분자수지 용액 및 시온안료를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자를 포함하는 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물에 관한 것이다.
현대의 건축물은 콘크리트 또는 시멘트의 외부에 페인트를 도장하거나, 더 아름다운 외관을 갖추기 위해 벽체에 인조 대리석, 타일 또는 벽돌을 이중으로 쌓아올려 외장 마감을 하는 것이 일반적이었다. 이러한 경우 건축물의 하중에 따른 중량이 무거워 시공 기간이 길고 시공단가가 높고 운반, 설치하고자 할 경우 상당한 불편을 초래하는 문제점이 있었다.
이에, 건설구조물의 색상을 다양하게 표현함으로써, 건물의 이미지를 특별하게 부각시킬 수 있게 하고자, 칼라 콘크리트를 이용해 건설구조물을 시공함으로써, 시공과정 및 유지관리를 간소화할 수 있게 되었다. 그러나 상기한 칼라콘크리트를 이용해 건설구조물을 시공하는 경우, 건설구조물의 색상이 시공당시의 색상으로 제한되기 때문에 계절변화 또는 기온변화 등에 연동하지 못하고, 경직된 도시경관을 연출하게 되는데 일조하게 되는 문제점이 있었다. 또한, 오랜 시간동안 고정화된 이미지를 개선하기 위해서는 기존의 페인트 도색작업이나 외장재 시공방법을 이용해야 하기 때문에 이로 인한 번거로움과 추가비용의 발생이 불가피한 문제도 있었다.
이에, 대한민국 출원특허 제10-2007-0111423호에서는 온도감응 색상변화 콘크리트 조성물에 대한 기술을 공지하고 있지만, 이러한 기술의 경우에는 외부 기온을 건축물의 외벽에 충분히 전달하지 못하거나, 그늘 또는 해가 잘 드는 위치에 따라 온도 편차가 발생하여, 일정하고, 화려한 외관을 구현하는 데에 여전히 한계를 갖는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 구현예는 건축물의 색상이 계절별, 일별 온도변화에 맞춰 일정하게 변화될 수 있도록 하여 도시의 경관을 아름답게 하는 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예는 표면을 고분자수지 용액(200) 50 내지 85 중량% 및 시온안료(300) 15 내지 50 중량%를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자(100)를 포함하는 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물을 제공한다.
상기 고분자수지 용액은 에폭시, 실리콘고무, 폴리우레탄, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 고분자 수지 0.01 내지 10 중량% 및 극성용매 90 내지 99.99 중량%를 혼합한 것을 사용할 수 있다.
상기 열전도성 입자는 알루미나, 구리, 은, 그래파이트, 마그네시아, 질화규소 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
상기 열전도성 입자는 평균입경이 5 내지 30 μm인 것을 사용할 수 있다.
상기 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물은 고분자 수지 0.01 내지 10 중량% 및 극성용매 90 내지 99.99 중량%를 혼합하여 고분자수지 용액(200)을 얻는 단계; 상기 고분자수지 용액(200) 50 내지 85 중량% 및 시온안료(300) 15 내지 50 중량%를 혼합하여, 2000 내지 3000 RPM의 속도로 교반시킴으로써, 시온안료 분산액을 얻는 단계; 상기 시온안료 분산액을 입자안정제를 0.3 내지 2 중량%로 함유하는 수용액에 고속 교반시키면서 적가하여 고분자수지 및 시온안료가 나노복합체 형태의 구상입자로 형성된 시온안료 현탁액을 얻는 단계; 한편, 고분자수지 용액(200) 10 내지 30 중량% 및 열전도성 입자(100) 90 내지 70 중량%를 혼합하여, 2000 내지 3000 RPM의 속도로 교반시킴으로써, 열전도성 입자 분산액을 얻는 단계; 2000 내지 3000 RPM의 속도로 교반되는 상기 제조된 시온안료 현탁액에 상기 열전도성 입자 분산액을 소량씩 첨가하면서 적가하여, 열전도성 입자의 표면에, 고분자수지 및 시온안료의 나노복합체 입자가 코팅처리됨으로써, 시온안료 현탁액으로 코팅처리된 열전도성 입자를 포함하는 현탁액을 얻는 단계; 및 상기 시온안료 현탁액으로 코팅처리된 열전도성 입자를 포함하는 현탁액에 경화제를 투입하고, 현탁액의 온도를 50 내지 90 ℃로 유지되도록 가열하면서, 상기 시온안료 현탁액으로 코팅처리된 열전도성 입자를 경화시킨 후, 상기 얻어진 경화된 시온안료 현탁액으로 코팅처리된 열전도성 입자를 여과, 세척 및 건조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조된 표면을 고분자수지 용액 및 시온안료를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자를 포함할 수 있다.
상기 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물은 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 표면을 고분자수지 용액 50 내지 85중량% 및 시온안료 15 내지 50 중량%를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자 30 내지 100 중량부; 가교제 1 내지 10 중량부; 및 발포제 10 내지 50 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물은 건축물의 색상이 계절별, 일별 온도변화에 맞춰 변화될 수 있도록 하여 도시의 경관을 아름답게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물은 건축물의 내·외벽이 균일한 온도 분포를 갖게 하는데 탁월한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물은 건축물에 단열 효과를 부여할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 표면을 고분자수지 용액 및 시온안료를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자를 나타낸 개략도이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예는 표면을 고분자수지 용액(200) 50 내지 85 중량% 및 시온안료(300) 15 내지 50 중량%를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자(100)를 포함하는 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물을 제공한다.
종래 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물의 경우에는 외부 기온을 건축물의 외벽에 충분히 전달하지 못하거나, 그늘 또는 해가 잘 드는 위치에 따라 온도 편차가 발생하여, 일정하고, 화려한 외관을 구현하는 데에 한계를 갖는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명의 일 구현예에 따른 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물의 경우에는 열전도성 입자(100)의 표면을 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 것을 사용함으로써, 건축물의 내·외벽의 온도 분포를 일정하게 유지함으로써, 건축물의 내·외벽이 균일한 온도 분포를 갖게 하는데 탁월한 효과가 있다. 이로써, 건축물의 색상이 계절별, 일별 온도변화에 맞춰 균일하게 변화될 수 있도록 하여 도시의 경관을 아름답게 할 수 있는 효과가 있는 것이다.
상기 고분자수지 용액(200)은 에폭시, 실리콘고무, 폴리우레탄, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 고분자 수지 0.01 내지 10 중량% 및 극성용매 90 내지 99.99 중량%를 혼합한 것을 사용할 수 있다. 상기 고분자 수지의 함량이 0.01 중량% 보다 적을 경우에는 시온안료가 열전도성 입자(100)의 표면에 충분히 코팅되지 않고, 10 중량% 보다 많을 경우에는 시온안료와 함께 코팅되는 고분자수지가 불투명해져서 온도에 따른 충분한 온도 발현에 문제가 생길 수 있다.
또한, 상기 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 고분자수지는 비닐아세테이트 함량이 25 내지 50 중량%인 중합체가 바람직하다. 이 때 비닐아세테이트 함량이 25중량% 보다 적은 경우 상온에서 용액 상태를 유지하지 못하며, 50 중량% 보다 많은 경우에는 고분자수지가 불투명해져서 온도에 따른 충분한 온도 발현에 문제가 생길 수 있다.
또한, 상기 극성용매는 당분야에서 일반적으로 사용되는 극성 용매이면 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면, 알코올, 톨루엔, 메틸렌클로라이드나 에틸렌클로라이드 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 시온안료(300)는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 원하는 온도범위 및 색상에 따라 선택하여 사용할 수 있는 바, 그 종류를 특별히 한정하지 않는다. 보다 구체적으로, 할로겐화 금속의 복염인 MX2(CH2)6N4yH2O [M은 코발트 또는 니켈, X는 불소, 염소, 브롬, 요오드, 삼산화질소(NO3), 사산화황(SO4) 또는 황화시안(CNS), y=9 또는 10] 구조의 화합물도 사용하는 것이 가능하다. 특히, 상기 시온안료(300)는 시온안료 현탁액 내에서의 분산성을 고려하여, 입자크기가 10 내지 500 nm인 것을 사용하는 것이 적합하다.
상기 시온안료 현탁액은 고분자수지 용액(200) 50 내지 85 중량% 및 시온안료(300) 15 내지 50 중량%을 포함하도록 제조되는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 시온안료의 함량이 15 중량% 보다 적은 경우, 시온안료가 열전도성 입자(100)의 표면에 충분히 코팅되지 않고, 경제성이 떨어지고, 상기 시온안료의 함량이 50 중량% 보다 많은 경우에는 시온안료 입자끼리 응집되는 현상이 발생하여 열전도성 입자(100)의 표면에 일정하게 코팅되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 시온안료 현탁액은 입자안정제를 0.3 내지 2 중량%로 함유하는 수용액에 현탁되어 있는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 입자안정제는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피리디논, 젤라틴이나 전분과 같은 수용성고분자가 사용되며 0.3 내지 2 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 입자안정제의 함량이 0.3 중량% 보다 적은 경우에는 생성되는 입자가 엉겨 붙는 현상이 발생되며, 2 중량% 보다 많은 경우에는 얻어지는 시온안료 현탁액의 순도가 떨어진다.
상기 열전도성 입자(100)는 알루미나, 구리, 은, 그래파이트, 마그네시아, 질화규소 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 보다 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 열전도성 입자는 평균입경이 5 내지 30 μm인 것을 사용하는 것이 평면상의 내·외벽의 온도 분포를 일정하게 유지하는데에 보다 효과적이다.
이상과 같이, 표면을 고분자수지 용액 및 시온안료를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자를 포함하는 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물은 평면상의 내·외벽의 온도 분포를 일정하게 유지함으로써, 온도에 따라 내벽 또는 외벽에서 구현되는 색상이 일정한 색상 분포를 갖는 효과가 있는 것이다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물의 효과는 상기한 조성물의 특징만으로도 충분히 구현될 수 있는 바, 그 제조방법은 당분야에서 일반적으로 사용되는 입자의 코팅기술인 것으로 그 방법을 특별히 한정하지는 않는다. 다만, 상기한 효과는 시온안료 현탁액 내에서 시온안료의 분산성 및 여기에 추가되는 열전도성 입자의 분산성이 상당히 중요한 역할을 하는 바, 이러한 상기 표면을 고분자수지 용액 및 시온안료를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자의 제조방법의 일예를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 고분자 수지 0.01 내지 10 중량% 및 극성용매 90 내지 99.99 중량%를 혼합하여 고분자수지 용액(200)을 얻는 단계;
상기 고분자수지 용액(200) 50 내지 85 중량% 및 시온안료(300) 15 내지 50 중량%를 혼합하여, 2000 내지 3000 RPM의 속도로 교반시킴으로써, 시온안료 분산액을 얻는 단계;
상기 시온안료 분산액을 입자안정제를 0.3 내지 2 중량%로 함유하는 수용액에 고속 교반시키면서 적가하여 고분자수지 및 시온안료가 나노복합체 형태의 구상입자로 형성된 시온안료 현탁액을 얻는 단계;
한편, 고분자수지 용액(200) 10 내지 30 중량% 및 열전도성 입자(100) 90 내지 70 중량%를 혼합하여, 2000 내지 3000 RPM의 속도로 교반시킴으로써, 열전도성 입자 분산액을 얻는 단계;
2000 내지 3000 RPM의 속도로 교반되는 상기 제조된 시온안료 현탁액에 상기 열전도성 입자 분산액을 소량씩 첨가하면서 적가하여, 열전도성 입자의 표면에, 고분자수지 및 시온안료의 나노복합체 입자가 코팅처리됨으로써, 시온안료 현탁액으로 코팅처리된 열전도성 입자를 포함하는 현탁액을 얻는 단계; 및
상기 시온안료 현탁액으로 코팅처리된 열전도성 입자를 포함하는 현탁액에 경화제를 투입하고, 현탁액의 온도를 50 내지 90 ℃로 유지되도록 가열하면서, 상기 시온안료 현탁액으로 코팅처리된 열전도성 입자를 경화시킨 후, 상기 얻어진 경화된 시온안료 현탁액으로 코팅처리된 열전도성 입자를 여과, 세척 및 건조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.
상기 시온안료 현탁액에 상기 열전도성 입자 분산액을 소량씩 첨가하면서 적가하면, 동일한 고분자수지 용액끼리 응집되려는 성질 때문에, 고분자수지가 코팅되어있는 열전도성 입자의 표면에, 고분자수지 및 시온안료의 나노복합체 입자가 코팅처리되는 것이다. 따라서 본 발명의 일 구현예에 따른 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물은 표면을 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자를 포함하는 데에 중요한 기술적 특징이 있는 것이다.
이 때, 상기 입자안정제는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피리디논, 젤라틴이나 전분과 같은 수용성고분자가 사용되며 0.3 내지 2 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 입자안정제의 함량이 0.3 중량% 보다 적은 경우에는 생성되는 입자가 엉겨 붙는 현상이 발생되며, 2 중량% 보다 많은 경우에는 얻어지는 시온안료 현탁액의 순도가 떨어진다.
또한, 상기 고분자수지경화제는 아민, 금속촉매, 디이소시아네이트 혹은 퍼옥사이드를 사용하고, 총 사용된 고분자수지 용액의 0.1 내지 2 중량%의 함량으로 사용하는 것이 바람직하다. 이 때 사용되는 고분자수지경화제가 0.1 중량% 보다 적은 경우에는 충분한 경화가 진행되지 않으며, 2 중량% 보다 많은 경우 얻어지는 시온안료 현탁액의 순도가 떨어진다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물은 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 표면을 고분자수지 용액 50 내지 85중량% 및 시온안료 15 내지 50 중량%를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자 30 내지 100 중량부; 가교제 1 내지 10 중량부; 및 발포제 10 내지 50 중량부를 포함하여, 보다 우수한 색상뿐만 아니라 우수한 단열 효과를 동시에 가질 수 있는 장점이 있다.
이 때, 상기 표면을 고분자수지 용액 50 내지 85중량% 및 시온안료 15 내지 50 중량%를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자의 특징은 이미 상기한 바와 같다. 또한, 상기 표면을 고분자수지 용액 50 내지 85중량% 및 시온안료 15 내지 50 중량%를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자의 함량이 너무 적은 경우에는 시온안료의 색상이 충분히 구현되지 않는 문제점이 발생할 수 있고, 상기 함량이 너무 많은 경우에는 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물의 단열 효과가 충분히 구현되지 않는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 가교제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 유기과산화물 가교제인 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않지만, 예를 들면, 디큐밀퍼옥사이드(DCP), t-부틸퍼옥시라우릴레이트, t-디부틸퍼옥시말레인산, t-부틸히드로퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)핵산, 디-t-부틸퍼옥사이드 및 1,3-비스(t-부틸퍼옥시이소프로필렌)벤젠 등을 사용할 수 있다. 보다 바람직하기로는 디큐밀퍼옥사이드(DCP) 및 t-부틸퍼옥시라우릴레이트를 3: 1 중량비로 혼합한 것을 사용하여, 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물로서 탄성과 경도를 보다 개선할 수 있다. 또한, 상기 가교제의 첨가량이 너무 적은 경우에는 미가류현상이 발생하거나 가류시간이 길어져 생산성이 떨어지는 문제가 있고, 너무 많은 경우에는 과가류가 일어나 발포율이 저하되고 기포불량발생으로 인하여 물성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 발포제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않지만, 예를 들면, 아조디카르본아미드(azodicarbonamide, ADCA) 등의 아조계 화합물, 디니트로소펜타메틸테트라아민(dinitroxo penta-methyl tetra-amine, DPT) 등의 니트로소계 화합물, 아조비스이소부틸니트릴(azobisiso-butyl nitrile, ABBN), p-톨루엔설포닐히드라지드(p-tolune sulfonyl hydrazid, TSH) 등을 사용할 수 있다. 보다 바람직하기로는 아조계인 아조디카본아미드로서 분해온도가 150 내지 250 ℃이고, 가스발생량이 150 내지 230g/㏄인 것을 사용하는 것이 좋다. 또한, 상기 발포제의 첨가량이 너무 적은 경우에는 저발포로 인하여 경도가 높고 비중이 높음으로 단열 효과 및 복원력이 상실되는 문제가 있고, 너무 많은 경우에는 발포 가스(gas)의 과다발생으로 불량이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물은 당분야에 알려진 일반적인 코팅 기술로 마감재 도막의 형성이 가능한 바, 그 종류을 특별히 한정하지 않는다. 다만, 상기 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물은 후막으로 형성되는 것이 가능한 바, 보다 구체적으로 외부 온도에 다른 균일한 색상분포 및 단열효과를 고려하여, 2 내지 10 mm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물은 건축물의 색상이 계절별, 일별 온도변화에 맞춰 변화될 수 있도록 하여 도시의 경관을 아름답게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물은 건축물의 내·외벽이 균일한 온도 분포를 갖게 하는데 탁월한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물은 건축물에 단열 효과를 부여할 수 있는 효과가 있다.
이하, 실시예를 통하여 발명의 구성 및 작용효과를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명이 이들 실시예에만 한정되는 것이 아님은 당업자에게 있어서 자명한 사실이다.
실시예
표면을 고분자수지 용액 및 시온안료를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자의 제조
비닐아세테이트 함량이 28 중량%인 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 고분자수지 8 중량% 및 메틸렌클로라이드 극성용매 92 중량%를 혼합하여 고분자수지 용액을 얻었다.
상기 고분자수지 용액 80 중량% 및 평균입경이 150 nm인 시온안료(20 내지 30 ℃에서 변색되고 30℃이상에서는 색상을 완전히 잃어 투명상태로 되는 시온안료) 20 중량%를 혼합하여, 약 2500 RPM의 속도로 교반시킴으로써, 시온안료 분산액을 얻었다. 상기 시온안료 분산액을 폴리비닐피리디논 입자안정제를 0.5 중량%로 함유하는 수용액에 약 5000 RPM의 속도로 고속 교반시키면서 적가하여 고분자수지 및 시온안료가 나노복합체 형태의 구상입자로 형성된 시온안료 현탁액을 얻었다.
한편, 상기 고분자수지 용액 30 중량% 및 열전도성 입자로서, 평균 입경이 약 15 μm인 알루미나 분말 70 중량%를 혼합하여, 약 2500 RPM의 속도로 교반시킴으로써, 열전도성 입자 분산액을 얻었다.
약 3000 RPM의 속도로 교반되는 상기 제조된 시온안료 현탁액에 상기 열전도성 입자 분산액을 소량씩 첨가하면서 적가하여, 열전도성 입자의 표면에, 고분자수지 및 시온안료의 나노복합체 입자가 코팅처리됨으로써, 시온안료 현탁액으로 코팅처리된 열전도성 입자를 포함하는 현탁액을 얻었다.
상기 시온안료 현탁액으로 코팅처리된 열전도성 입자를 포함하는 현탁액에 경화제로서 트리메틸아민 0.2 중량% 첨가하여 반응온도를 80℃로 상승시켜 60분간 경화반응을 진행시킨 후 형성된 구상입자를 여과하여 순차적으로 물, 메틸알코올로 세척한 다음 60 ℃ 오븐에서 건조함으로써, 표면을 고분자수지 용액 및 시온안료를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자의 분말을 제조하였다.
건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물의 제조
에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 표면을 고분자수지 용액 및 시온안료를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자 80 중량부; 가교제로서 디큐밀퍼옥사이드(DCP) 및 t-부틸퍼옥시라우릴레이트를 3: 1 중량비로 혼합한 것 8 중량부; 및 발포제로서 아조디카르본아미드 15 중량부를 혼합하였다. 상기 혼합물을 60 × 60 cm2 의 강판 패널에 약 2 mm의 두께로 도포한 후, 100 ℃의 온도에서 15 분 동안 가열프레스한 후, 상온에서 4 시간 동안 냉각 및 숙성하였다. 상기 냉각 및 숙성된 패널을 155 ℃의 온도에서 가열프레스한 상태에서 발포한 후, 상온에서 냉각하여 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물이 코팅처리된 패널을 얻었다.
비교예
고분자수지 및 시온안료가 나노복합체 형태를 갖는 구상입자 분말을 제조
상기 실시예의 표면을 고분자수지 용액 및 시온안료를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자를 대신하여, 고분자수지 및 시온안료가 나노복합체 형태를 갖는 구상입자 분말을 제조하여 사용하였다.
비닐아세테이트 함량이 28 중량%인 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 고분자수지 8 중량% 및 메틸렌클로라이드 극성용매 92 중량%를 혼합하여 고분자수지 용액을 얻었다.
상기 고분자수지 용액 80 중량% 및 평균입경이 150 nm인 시온안료(20 내지 30 ℃에서 변색되고 30 ℃이상에서는 색상을 완전히 잃어 투명상태로 되는 시온안료) 20 중량%를 혼합하여, 약 2500 RPM의 속도로 교반시킴으로써, 시온안료 분산액을 얻었다. 상기 시온안료 분산액을 폴리비닐피리디논 입자안정제를 0.5 중량%로 함유하는 수용액에 약 5000 RPM의 속도로 고속 교반시키면서 적가하여 고분자수지 및 시온안료가 나노복합체 형태의 구상입자로 형성된 시온안료 현탁액을 얻었다.
상기 시온안료 현탁액에 경화제로서 트리메틸아민 0.2 중량% 첨가하여 반응온도를 80℃로 상승시켜 60분간 경화반응을 진행시킨 후 형성된 구상입자를 여과하여 순차적으로 물, 메틸알코올로 세척한 다음 60 ℃ 오븐에서 건조함으로써, 고분자수지 및 시온안료가 나노복합체 형태를 갖는 구상입자 분말을 제조하였다.
건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물의 제조
에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 100 중량부에 대하여, 고분자수지 및 시온안료가 나노복합체 형태를 갖는 구상입자 80 중량부; 가교제로서 디큐밀퍼옥사이드(DCP) 및 t-부틸퍼옥시라우릴레이트를 3: 1 중량비로 혼합한 것 8 중량부; 및 발포제로서 아조디카르본아미드 15 중량부를 혼합하였다. 상기 혼합물을 60 × 60 cm2 의 강판 패널에 약 2 mm의 두께로 도포한 후, 100 ℃의 온도에서 15 분 동안 가열프레스한 후, 상온에서 4 시간 동안 냉각 및 숙성하였다. 상기 냉각 및 숙성된 패널을 155 ℃의 온도에서 가열프레스한 상태에서 발포한 후, 상온에서 냉각하여 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물이 코팅처리된 패널을 얻었다.
시험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물이 코팅처리된 패널에 대하여, 주변온도를 약 28 ℃로 설정한 시험실에 30 분 이상 방치하여, 패널의 색상 변화를 관찰하였다.
그 결과, 비교예에 따라서 제작된 패널의 경우, 모서리부와 중앙부의 색상이 다른 색상 얼룩이 발생하는 문제점이 발생하였다. 반면, 본 발명의 실시예에 따른 패널의 경우, 색상 얼룩이 전혀 없이, 전체적으로 고른 색상 분포를 갖는 것을 확인할 수 있었다.
이로써, 본 발명의 일 구현예에 따른 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물은 건축물의 색상이 계절별, 일별 온도변화에 맞춰 변화될 수 있도록 하여 도시의 경관을 아름답게 할 수 있을 것으로 기대된다.
100: 열전도성 입자
200: 고분자수지 용액
300: 시온안료

Claims (6)

  1. 표면을 고분자수지 용액(200) 50 내지 85 중량% 및 시온안료(300) 15 내지 50 중량%를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자수지 용액은
    에폭시, 실리콘고무, 폴리우레탄, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 고분자 수지 0.01 내지 10 중량% 및
    극성용매 90 내지 99.99 중량%를 혼합한 것을 특징으로 하는 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전도성 입자는 알루미나, 구리, 은, 그래파이트, 마그네시아, 질화규소 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전도성 입자는 평균입경이 5 내지 30 μm인 것을 특징으로 하는 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물은
    고분자 수지 0.01 내지 10 중량% 및 극성용매 90 내지 99.99 중량%를 혼합하여 고분자수지 용액(200)을 얻는 단계;
    상기 고분자수지 용액(200) 50 내지 85 중량% 및 시온안료(300) 15 내지 50 중량%를 혼합하여, 2000 내지 3000 RPM의 속도로 교반시킴으로써, 시온안료 분산액을 얻는 단계;
    상기 시온안료 분산액을 입자안정제를 0.3 내지 2 중량%로 함유하는 수용액에 고속 교반시키면서 적가하여 고분자수지 및 시온안료가 나노복합체 형태의 구상입자로 형성된 시온안료 현탁액을 얻는 단계;
    한편, 고분자수지 용액(200) 10 내지 30 중량% 및 열전도성 입자(100) 90 내지 70 중량%를 혼합하여, 2000 내지 3000 RPM의 속도로 교반시킴으로써, 열전도성 입자 분산액을 얻는 단계;
    2000 내지 3000 RPM의 속도로 교반되는 상기 제조된 시온안료 현탁액에 상기 열전도성 입자 분산액을 소량씩 첨가하면서 적가하여, 열전도성 입자의 표면에, 고분자수지 및 시온안료의 나노복합체 입자가 코팅처리됨으로써, 시온안료 현탁액으로 코팅처리된 열전도성 입자를 포함하는 현탁액을 얻는 단계; 및
    상기 시온안료 현탁액으로 코팅처리된 열전도성 입자를 포함하는 현탁액에 경화제를 투입하고, 현탁액의 온도를 50 내지 90 ℃로 유지되도록 가열하면서, 상기 시온안료 현탁액으로 코팅처리된 열전도성 입자를 경화시킨 후, 상기 얻어진 경화된 시온안료 현탁액으로 코팅처리된 열전도성 입자를 여과, 세척 및 건조하는 단계를 포함하는 제조방법에 의하여 제조된 표면을 고분자수지 용액 및 시온안료를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물은
    에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 100 중량부에 대하여,
    표면을 고분자수지 용액 50 내지 85중량% 및 시온안료 15 내지 50 중량%를 포함하는 시온안료 현탁액으로 코팅처리한 열전도성 입자 30 내지 100 중량부;
    가교제 1 내지 10 중량부; 및
    발포제 10 내지 50 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물의 온도감응형 내·외벽 마감재 조성물.


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