KR20210060705A - 대기 중으로의 열방사 효율이 향상된 혼성체촉매 방열도료 조성물 - Google Patents

대기 중으로의 열방사 효율이 향상된 혼성체촉매 방열도료 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물은 바인더, 용제 및 혼성체촉매혼합물을 포함하는 방열도료 조성물로서, 상기 혼성체촉매혼합물은 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화칼륨(K2O) 및 산화나트륨(Na2O)을 포함하는 것이며, 이는 각종 전자기기와 이의 부품 또는 금속, 석재 및 플라스틱 등 다양한 소재로 이루어진 방열 대상체의 표면에 도포하여 방열도료 피막을 형성할 경우 공기 등 대기와 연접하는 방열도료 피막에 도달한 방열 대상체의 열이 열의 부도체인 대기중으로 배출되는 열방사율이 약 0.99 내지 1.20 (W/m·K)으로 획기적으로 향상된 장점을 가지며, 이는 향후 각종 전기·전자장치, 컴퓨터, CPU, LED, RF기지국 장치, 태양광발전 인버터 등과 같은 각종 IT분야의 방열도료로 사용될 수 있음과 동시에, 건축산업용 도료, 냉장고, 세탁기 등과 같은 일반가전장치, 공업용 모터, 전력전송용 변압기, 자동차 라디에이터 등의 산업분야에서 방열목적으로 사용될 수 있는 매우 우수한 장점을 갖는다.

Description

대기 중으로의 열방사 효율이 향상된 혼성체촉매 방열도료 조성물 {HYBRID THERMAL RADIATION PAINT COMPOSITION HAVING IMPROVED HEAT RADIATION EFFICIENCY INTO THE AIR}
본 발명은 대기 중으로의 열 방사율이 향상된 혼성체촉매 방열도료 조성물에 관한 것이며, 더욱 구체적으로 혼성체촉매혼합물을 포함함으로써 금속, 석재 및 플라스틱 등 다양한 소재로 이루어진 방열 대상체의 표면에 도포하여 방열도료 피막을 형성할 경우 공기 등 대기와 연접하는 방열도료 피막에 도달한 방열 대상체의 열이 열의 부도체인 대기중으로 배출되는 열방사 효율이 현저하게 향상된 혼성체촉매 방열도료 조성물에 관한 것이다.
LED 조명, 스림화된 고화질 TV, 스마트폰, 전기자동차 배터리 패키지 등과 같은 각종 전자장비 또는 이들의 부품은 모두 작동과정에서 높은 열에너지를 방출하게 되며, 이와 같이 방출된 열이 효율적으로 이들 기기 밖으로 배출되지 않으면, 기기 및 부품의 성능 및 수명 저하로 직결되는 문제가 있다.
따라서, 이들 기기 또는 부품에서 발생하는 열을 효율적으로 대기중으로 방출시키기 위하여 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT) 등을 이용하여 히트싱크(heatsink) 방열판 등을 제작하고 이를 각종 전자기기 또는 이의 부품에 접하게 설치하는 방법으로 각종 전자기기 및 부품에서 발생하는 작동열을 대기중으로 배출하는 방법이 사용되었다.
한편, 히트싱크를 제작하기 위한 알루미늄(Al), 구리(Cu) 또는 탄소나노튜브 등은 열의 양도체로서 그 자체로는 열의 전도율이 비교적 우수하여 방열 대상체에서 발생한 열을 효율적으로 흡수하는 특성이 있기는 하나, 이와 같이 흡수된 열이 히트싱크의 말단 표면에 도달한 후에 열의 부도체인 대기중으로 빠져나가는 과정에서 열의 방사효율이 급격하게 저하되는 문제가 있었으며, 이러한 히트싱크를 각각의 전자기기 또는 부품과 접하도록 매번 설치하여야 하므로 설치상의 문제가 있었고, 이로 인한 장비의 사이즈가 불가피하게 증가하는 문제 또한 존재하였다.
한편, 하기 특허문헌 1은 표면 개질된 탄소소재를 포함하는 분산액 80 ~ 99 중량%와 내열성 첨가제 1 ~ 20 중량%를 포함하는 방열도료 조성물을 개시하고 있으나, 이를 이용하여 방열 대상체의 표면에 코팅 피막을 형성하더라도 흡수된 열이 코팅 피막의 끝에 도달한 후에 열의 부도체인 대기중으로 빠져나가는 과정에서 열의 방사효율이 급격하게 저하되어 버리는 문제가 있었다.
따라서, 히트싱크를 사용하지 않고도 전자기기 등과 같은 방열 대상체에서 발생한 열을 대기중으로 효율적으로 배출시킬 수 있는 신개념의 획기적인 기술에 대한 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
특허문헌 1: 대한민국 공개특허 제10-2012-0013914호 (2012.02.15)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 히트싱크를 사용하지 않고도 금속, 석재 및 플라스틱 등 다양한 소재로 이루어진 방열 대상체의 표면에 도포하여 방열도료 피막을 형성할 경우 공기 등 대기와 연접하는 방열도료 피막에 도달한 방열 대상체의 열이 열의 부도체인 대기중으로 배출되는 열방사 효율이 현저하게 향상된 방열도료 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물은 바인더, 용제 및 혼성체촉매혼합물을 포함하는 방열도료 조성물로서, 상기 혼성체촉매혼합물은 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화칼륨(K2O) 및 산화나트륨(Na2O)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물에 있어서, 상기 혼성체촉매혼합물에 포함된 각각의 성분은 1,000 내지 400메쉬 통과의 입경을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물에 있어서, 상기 혼성체촉매혼합물에 포함된 각각의 성분은 다른 성분의 대기중 열전달 효율이 더욱 촉진되도록 하는 촉매역할을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물에 있어서, 상기 혼성체촉매혼합물은 상기 이산화규소(SiO2) 100 중량당 산화알루미늄(Al2O3) 10 내지 30 중량, 산화철(Fe2O3) 2 내지 10 중량, 산화칼슘(CaO) 3 내지 10 중량, 산화마그네슘(MgO) 0.5 내지 5 중량, 산화칼륨(K2O) 1 내지 10 중량 및 산화나트륨(Na2O) 1 내지 10 중량을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물에 있어서, 상기 혼성체촉매혼합물은 상기 이산화규소(SiO2) 100 중량당 산화알루미늄(Al2O3) 20.55 중량, 산화철(Fe2O3) 4.36 중량, 산화칼슘(CaO) 8.03 중량, 산화마그네슘(MgO) 1.58 중량, 산화칼륨(K2O) 4.13 중량 및 산화나트륨(Na2O) 2.89 중량을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물에 있어서, 상기 혼성체촉매혼합물은 전체 조성물에 대하여 3.5 내지 15 중량%의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 다양한 구현예에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물은 상기 조성물을 방열대상체 표면에 0.1 내지 1㎜ 두께로 도포할 경우, 방열대상체에 도포된 방열도료 피막표면으로부터 공기 중으로 방출되는 열의 방사율이 0.99 내지 1.20 W/m·K인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방열도료 조성물은 각종 전자기기와 이의 부품 또는 금속, 석재 및 플라스틱 등 다양한 소재로 이루어진 방열 대상체의 표면에 도포하여 방열도료 피막을 형성할 경우 공기 등 대기와 연접하는 방열도료 피막에 도달한 방열 대상체의 열이 열의 부도체인 대기중으로 배출되는 열방사율이 약 0.99 내지 1.20 (W/m·K)으로 획기적으로 향상된 장점을 가지며, 이는 향후 각종 전기·전자장치, 컴퓨터, CPU, LED, RF기지국 장치, 태양광발전 인버터 등과 같은 각종 IT분야의 방열도료로 사용될 수 있음과 동시에, 건축산업용 도료, 냉장고, 세탁기 등과 같은 일반가전장치, 공업용 모터, 전력전송용 변압기, 자동차 라디에이터 등의 산업분야에서 방열목적으로 사용될 수 있는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 방열도료의 방열효과를 나타내기 위한 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 방열도료의 방열효과를 나타내기 위한 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 방열도료의 방열효과를 나타내기 위한 그래프이다.
본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하기 전에, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예의 구성은 본 발명의 바람직한 하나의 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 대기 중으로의 열 방사율이 향상된 혼성체촉매 방열도료 조성물에 관한 것이며, 더욱 구체적으로 혼성체촉매혼합물을 포함함으로써 금속, 석재 및 플라스틱 등 다양한 소재로 이루어진 방열 대상체의 표면에 도포하여 방열도료 피막을 형성할 경우 공기 등 대기와 연접하는 방열도료 피막에 도달한 방열 대상체의 열이 열의 부도체인 대기중으로 배출되는 열방사 효율이 현저하게 향상된 혼성체촉매 방열도료 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물은 바인더, 용제 및 혼성체촉매혼합물을 포함하는 방열도료 조성물로서, 상기 혼성체촉매혼합물은 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화칼륨(K2O) 및 산화나트륨(Na2O)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 바인더(binder)는 통상적인 도료에 포함되는 다양한 수지를 사용하는 것이 가능하며, 도료에 포함되는 각각의 성분이 서로 잘 결합되어 존재하도록 하는 역할을 수행한다.
예를 들어, 본 발명에서는 바인더로 열가소성 아크릴수지, 열경화성 아크릴수지, 알키드수지, 비닐수지 , 페놀수지, 에폭시수지, 우레탄수지 등을 사용하는 것이 가능하다.
한편, 상기 용제(solvent)는 본 발명에 따른 조성물에 포함도는 각종 성분들을 고르게 혼합시키기 위한 목적으로 사용되며, 통상적인 도료에 사용되는 다양한 용제를 사용하는 것이 가능하다.
예를 들어, 본 발명에서는 용제로 물, 지방족 탄화수소계 용제(백등유, 미네랄스피릿), 방향족 탄화수소계 용제(톨루엔, 크실렌, 손벤트나프타), 에스테르계 용제(초산에틸, 초산부틸, 초산아밀), 케톤계 용제(아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤), 알코올계 용제(메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올), 에테르계 용제(셀루솔브, 셀루솔브아세테이트, 부틸 셀루솔브) 등을 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 방열도료 조성물은 상호 간에 대기중으로의 열전달을 촉진시키는 촉매역할을 수행하는 물질들로 구성된 혼성체촉매혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 혼성체촉매혼합물은 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화칼륨(K2O) 및 산화나트륨(Na2O)을 포함하여 구성된다.
본 발명의 혼성체촉매 방열도료 조성물에 포함된 혼성체촉매혼합물은 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화칼륨(K2O) 및 산화나트륨(Na2O)이 모두 1,000 내지 400 메쉬를 통과하는 평균입경을 갖도록 구성되며 (400메쉬는 통과 입경이 약 37㎛임), 이와 같은 미세사이즈의 통과 입경으로 소마티드(somatid)입자 특성을 갖는 각각의 성분에 열이 전달될 경우 다른 성분이 대기중으로 열을 전달하는 효율이 더욱 촉진되도록 하는 촉매역할을 수행하게 된다.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물에 있어서, 상기 혼성체촉매혼합물은 상기 이산화규소(SiO2) 100 중량당 산화알루미늄(Al2O3) 10 내지 30 중량, 산화철(Fe2O3) 2 내지 10 중량, 산화칼슘(CaO) 3 내지 10 중량, 산화마그네슘(MgO) 0.5 내지 5 중량, 산화칼륨(K2O) 1 내지 10 중량 및 산화나트륨(Na2O) 1 내지 10 중량을 포함한다.
더욱 바람직하게는 본 발명의 일 구현예에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물에 있어서, 상기 혼성체촉매혼합물은 상기 이산화규소(SiO2) 100 중량당 산화알루미늄(Al2O3) 20.55 중량, 산화철(Fe2O3) 4.36 중량, 산화칼슘(CaO) 8.03 중량, 산화마그네슘(MgO) 1.58 중량, 산화칼륨(K2O) 4.13 중량 및 산화나트륨(Na2O) 2.89 중량을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물에 있어서, 상기 혼성체촉매혼합물은 전체 조성물에 대하여 3.5 내지 15 중량%의 비율로 혼합되는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물은 방열 대상체의 표면에 예를 들어, 약 0.1 내지 1㎜의 두께로 도포되는 것이 가능하다.
한편, 본 발명에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물은 방열 대상체의 표면에 직접 도포하거나 또는 방열 대상체에 설치된 히트싱크의 표면에 도포되는 것 또한 가능하다.
본 발명의 상기 다양한 구현예에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물은 상기 조성물을 방열대상체 표면에 0.1 내지 1㎜ 두께로 도포할 경우, 방열대상체에 도포된 방열도료 피막표면으로부터 공기 중으로 방출되는 열의 방사율이 0.99 내지 1.2 W/m·K인 것을 특징으로 한다.
즉, 종래의 통상적인 방열도료의 경우 방열도료 피막표면으로부터 공기 중으로 방출되는 열의 방사율은 0.2 내지 0.3W/m·K 정도이다.
그러나, 본 발명에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물을 방열 대상체에 도포할 경우 종래의 통상적인 방열도료의 열 방사율보다 3 내지 5 배 이상의 대기중 열 방사효율을 나타낼 수 있는 것이다.
이하, 본 발명에 따른 혼성체촉매 방열도료 조성물의 구체적인 실시예 및 본 발명의 효과를 명확하게 비교확인할 수 있는 다양한 비교예를 살펴보기로 한다.
실시제조예 1 - 1,000메쉬
1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화알루미늄(Al2O3) 분말 12.6㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화철(Fe2O3) 분말 2.67㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼슘(CaO) 4.92㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화마그네슘(MgO) 0.97㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼륨(K2O) 2.53㎏ 및 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화나트륨(Na2O) 1.77㎏을 고르게 혼합하여 혼성체촉매혼합물을 준비하였다.
실시제조예 2 - 400메쉬
400메쉬 통과의 입경을 갖는 산화알루미늄(Al2O3) 분말 12.6㎏, 400메쉬 통과의 입경을 갖는 산화철(Fe2O3) 분말 2.67㎏, 400메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼슘(CaO) 4.92㎏, 400메쉬 통과의 입경을 갖는 산화마그네슘(MgO) 0.97㎏, 400메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼륨(K2O) 2.53㎏ 및 400메쉬 통과의 입경을 갖는 산화나트륨(Na2O) 1.77㎏을 고르게 혼합하여 혼성체촉매혼합물을 준비하였다.
실시제조예 3 - 325메쉬
325메쉬 통과의 입경을 갖는 산화알루미늄(Al2O3) 분말 12.6㎏, 325메쉬 통과의 입경을 갖는 산화철(Fe2O3) 분말 2.67㎏, 325메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼슘(CaO) 4.92㎏, 325메쉬 통과의 입경을 갖는 산화마그네슘(MgO) 0.97㎏, 325메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼륨(K2O) 2.53㎏ 및 325메쉬 통과의 입경을 갖는 산화나트륨(Na2O) 1.77㎏을 고르게 혼합하여 혼성체촉매혼합물을 준비하였다.
실시제조예 4 - 270메쉬
270메쉬 통과의 입경을 갖는 산화알루미늄(Al2O3) 분말 12.6㎏, 270메쉬 통과의 입경을 갖는 산화철(Fe2O3) 분말 2.67㎏, 270메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼슘(CaO) 4.92㎏, 270메쉬 통과의 입경을 갖는 산화마그네슘(MgO) 0.97㎏, 270메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼륨(K2O) 2.53㎏ 및 270메쉬 통과의 입경을 갖는 산화나트륨(Na2O) 1.77㎏을 고르게 혼합하여 혼성체촉매혼합물을 준비하였다.
실시제조예 5 - 140메쉬
140메쉬 통과의 입경을 갖는 산화알루미늄(Al2O3) 분말 12.6㎏, 140메쉬 통과의 입경을 갖는 산화철(Fe2O3) 분말 2.67㎏, 140메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼슘(CaO) 4.92㎏, 140메쉬 통과의 입경을 갖는 산화마그네슘(MgO) 0.97㎏, 140메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼륨(K2O) 2.53㎏ 및 140메쉬 통과의 입경을 갖는 산화나트륨(Na2O) 1.77㎏을 고르게 혼합하여 혼성체촉매혼합물을 준비하였다.
비교제조예 1 - 산화알루미늄(Al2O3) 미포함
1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화철(Fe2O3) 분말 2.67㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼슘(CaO) 4.92㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화마그네슘(MgO) 0.97㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼륨(K2O) 2.53㎏ 및 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화나트륨(Na2O) 1.77㎏을 고르게 혼합한 혼합물을 준비하였다.
비교제조예 2 - 산화철(Fe2O3) 미포함
1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화알루미늄(Al2O3) 분말 12.6㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼슘(CaO) 4.92㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화마그네슘(MgO) 0.97㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼륨(K2O) 2.53㎏ 및 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화나트륨(Na2O) 1.77㎏을 고르게 혼합한 혼합물을 준비하였다.
비교제조예 3 - 산화칼슘(CaO) 미포함
1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화알루미늄(Al2O3) 분말 12.6㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화철(Fe2O3) 분말 2.67㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화마그네슘(MgO) 0.97㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼륨(K2O) 2.53㎏ 및 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화나트륨(Na2O) 1.77㎏을 고르게 혼합한 혼합물을 준비하였다.
비교제조예 4 - 산화마그네슘(MgO) 미포함
1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화알루미늄(Al2O3) 분말 12.6㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화철(Fe2O3) 분말 2.67㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼슘(CaO) 4.92㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼륨(K2O) 2.53㎏ 및 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화나트륨(Na2O) 1.77㎏을 고르게 혼합한 혼합물을 준비하였다.
비교제조예 5 - 산화칼륨(K2O) 미포함
1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화알루미늄(Al2O3) 분말 12.6㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화철(Fe2O3) 분말 2.67㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼슘(CaO) 4.92㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화마그네슘(MgO) 0.97㎏ 및 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화나트륨(Na2O) 1.77㎏을 고르게 혼합한 혼합물을 준비하였다.
비교제조예 6 - 산화나트륨(Na2O) 미포함
1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화알루미늄(Al2O3) 분말 12.6㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화철(Fe2O3) 분말 2.67㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼슘(CaO) 4.92㎏, 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화마그네슘(MgO) 0.97㎏ 및 1,000메쉬 통과의 입경을 갖는 산화칼륨(K2O) 2.53㎏을 고르게 혼합한 혼합물을 준비하였다.
실시예 1
실시제조예 1에 따라 준비된 혼성체촉매혼합물 10㎏을 우레탄수지 30㎏ 및 톨루엔 60㎏과 고르게 혼합하여 방열도료를 제조하였다.
실시예 2
실시제조예 2에 따라 준비된 혼성체촉매혼합물 10㎏을 우레탄수지 30㎏ 및 톨루엔 60㎏과 고르게 혼합하여 방열도료를 제조하였다.
실시예 3
실시제조예 3에 따라 준비된 혼합물 10㎏을 우레탄수지 30㎏ 및 톨루엔 60㎏과 고르게 혼합하여 방열도료를 제조하였다.
실시예 4
실시제조예 4에 따라 준비된 혼합물 10㎏을 우레탄수지 30㎏ 및 톨루엔 60㎏과 고르게 혼합하여 방열도료를 제조하였다.
실시예 5
실시제조예 5에 따라 준비된 혼합물 10㎏을 우레탄수지 30㎏ 및 톨루엔 60㎏과 고르게 혼합하여 방열도료를 제조하였다.
비교예 1
비교제조예 1에 따라 준비된 혼합물 10㎏을 우레탄수지 30㎏ 및 톨루엔 60㎏과 고르게 혼합하여 방열도료를 제조하였다.
비교예 2
비교제조예 2에 따라 준비된 혼합물 10㎏을 우레탄수지 30㎏ 및 톨루엔 60㎏과 고르게 혼합하여 방열도료를 제조하였다.
비교예 3
비교제조예 3에 따라 준비된 혼합물 10㎏을 우레탄수지 30㎏ 및 톨루엔 60㎏과 고르게 혼합하여 방열도료를 제조하였다.
비교예 4
비교제조예 4에 따라 준비된 혼합물 10㎏을 우레탄수지 30㎏ 및 톨루엔 60㎏과 고르게 혼합하여 방열도료를 제조하였다.
비교예 5
비교제조예 5에 따라 준비된 혼합물 10㎏을 우레탄수지 30㎏ 및 톨루엔 60㎏과 고르게 혼합하여 방열도료를 제조하였다.
비교예 6
비교제조예 6에 따라 준비된 혼합물 10㎏을 우레탄수지 30㎏ 및 톨루엔 60㎏과 고르게 혼합하여 방열도료를 제조하였다.
비교예 7
대한민국 특허 제10-1559138호의 등록공보에 개시된 혼합물 (SiO2 60중량당 Al2O3 22중량, Fe2O3 14중량, CaO 1.5중량, MgO 5중량, K2O 7중량, Na2O 1.2중량, MnO 0.3중량, TiO2 0.8중량, P2O5 0.2중량%, H2O 8중량의 비율로 혼합) 10㎏을 우레탄수지 30㎏ 및 톨루엔 60㎏과 고르게 혼합하여 방열도료를 제조하였다.
비교예 8
대한민국 특허 제10-1593108호의 등록공보에 개시된 혼합물 (SiO2 80중량당 Al2O3 35중량, Fe2O3 10중량, MgO3 7중량, K 8중량의 비율로 혼합) 10㎏을 우레탄수지 30㎏ 및 톨루엔 60㎏과 고르게 혼합하여 방열도료를 제조하였다.
[대기중 열방사율 측정]
가로×세로×높이 50㎝×50㎝×1㎝ 크기의 철판 일측면에 각각 상기 실시예 1 내지 5와 비교예 1 내지 8에 따라 제조된 방열도료를 고르게 스프레이 분사하여 약 0.5㎜의 두께로 도료 피막층을 형성하였다. 그 후, 상기 철판 타측면을 가열하였고 철판의 일측면 온도변화 및 철판의 일측면과 접촉하는 공기의 온도변화를 측정함으로써 대기중으로의 열방사율을 계산하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 열방사율 (W/m·K)
실시예 1 1.20
실시예 2 1.18
실시예 3 1.01
실시예 4 1.00
실시예 5 0.99
비교예 1 0.31
비교예 2 0.30
비교예 3 0.25
비교예 4 0.19
비교예 5 0.22
비교예 6 0.24
비교예 7 0.25
비교예 8 0.29
상기 표 1의 결과를 살펴보면, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5의 방열도료가 비교예 1 내지 8의 방열도료에 비하여 월등하게 우수한 대기중 방열효율을 나타냄을 확인할 수 있다.
또한, 상기 표 1을 살펴보면, 실시예 1 및 2의 경우 실시예 3 내지 5에 비하여 임계적으로 증가하는 대기중 열방사 효율을 보이는 것을 확인할 수 있다.
도 1 내지 3은 본 발명에 따른 방열도료용 조성물의 방열효과를 측정한 실험결과를 나타내는 그래프이다.
도 1 내지 3에는 각각 두께 1㎝, A4사이즈 면적의 압연철판 및 알루미늄판에 75W의 열에너지를 지속적으로 공급하면서 시간(분)의 흐름에 따라 압연철판 및 알루미늄판의 온도를 지속적으로 측정하여 그 온도 변화를 그래프로 나타내는 방식으로 수행되었다.
도 1에는 본 발명에 따른 조성물을 통상의 공업용도료에 혼합하여 압연철판(Fe)에 도포한 경우(b) 및 본 발명에 따른 조성물을 통상의 분체도료에 혼합하여 압연철판에 도포한 경우(c)의 온도변화가 도시되어 있으며, 본 발명에 따른 조성물을 처리하지 않은 경우는 도 1에서 (a)로 표시되어 있다.
도 1의 그래프를 살펴보면, 본 발명에 따른 조성물을 공업용도료 또는 분체도료에 혼합하여 압연철판의 표면에 코팅처리한 경우는 약 20분 경과 시점을 변곡점으로 약 75℃의 온도까지 압연철판의 온도가 상승하다가 그 이후부터는 더 이상의 온도상승이 이루어지지 않음을 확인할 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 조성물을 처리하지 않은 경우(a)는 20분 경과시점에서 이미 거의 100℃의 온도에 다다르며 그 후에도 약 105℃의 온도까지 압연철판의 온도가 상승하는 것을 확인할 수 있다.
도 2에는 본 발명에 따른 조성물을 농도 또는 입경을 달리하여 통상의 공업용도료에 혼합하여 압연철판에 도포한 경우 (b, c 및 d)의 압연철판의 온도변화가 도시되어 있으며, 본 발명에 따른 조성물을 처리하지 않은 경우는 도 2에서 (a)로 표시되어 있다.
도 2의 그래프를 살펴보면, 본 발명에 따른 조성물을 공업용도료에 10중량%의 비율로 혼합하여 압연철판의 표면에 코팅처리한 경우 (b 및 c)와 5중량%의 비율로 혼합하여 압연철판의 표면에 코팅처리한 경우 (d) 모두 우수한 방열효과를 나타냄을 확인할 수 있다.
도 2의 (b)는 400메쉬 통과의 입경을 갖는 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화칼륨(K2O) 및 산화나트륨(Na2O)을 이용한 경우이고 도 2의 (c)는 400메쉬 통과의 입경을 갖는 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화칼륨(K2O) 및 산화나트륨(Na2O)을 이용한 경우를 나타낸다.
도 2의 (d)는 400메쉬 통과의 입경을 갖는 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화칼륨(K2O) 및 산화나트륨(Na2O)을 이용한 경우이다.
도 3에는 본 발명에 따른 조성물을 통상의 공업용도료에 혼합하여 알루미늄판(Al)에 도포한 경우(b 내지 d)의 온도변화가 도시되어 있으며, 본 발명에 따른 조성물을 처리하지 않은 경우는 도 3에서 (a)로 표시되어 있다.
도 3의 (b)는 본 발명에 따른 조성물을 공업용도료에 5중량%의 비율로 혼합하여 도포한 결과이고, 도 3의 (c)는 본 발명에 따른 조성물을 공업용도료에 10중량%의 비율로 혼합하여 도포한 결과이며, 도 3의 (d)는 본 발명에 따른 조성물을 공업용도료에 15중량%의 비율로 혼합하여 도포한 결과이다.

Claims (7)

  1. 바인더, 용제 및 혼성체촉매혼합물을 포함하는 방열도료 조성물로서,
    상기 혼성체촉매혼합물은
    이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화칼륨(K2O) 및 산화나트륨(Na2O)을 포함하는 것인 혼성체촉매 방열도료 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 혼성체촉매혼합물에 포함된 각각의 성분은 1,000메쉬 내지 400메쉬 통과의 입경을 갖는 것인 혼성체촉매 방열도료 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 혼성체촉매혼합물에 포함된 각각의 성분은 다른 성분의 대기중 열전달 효율이 더욱 촉진되도록 하는 촉매역할을 수행하는 것인 혼성체촉매 방열도료 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 혼성체촉매혼합물은
    상기 이산화규소(SiO2) 100 중량당
    산화알루미늄(Al2O3) 10 내지 30 중량, 산화철(Fe2O3) 2 내지 10 중량, 산화칼슘(CaO) 3 내지 10 중량, 산화마그네슘(MgO) 0.5 내지 5 중량, 산화칼륨(K2O) 1 내지 10 중량 및 산화나트륨(Na2O) 1 내지 10 중량을 포함하는 것인 혼성체촉매 방열도료 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 혼성체촉매혼합물은
    상기 이산화규소(SiO2) 100 중량당
    산화알루미늄(Al2O3) 20.55 중량, 산화철(Fe2O3) 4.36 중량, 산화칼슘(CaO) 8.03 중량, 산화마그네슘(MgO) 1.58 중량, 산화칼륨(K2O) 4.13 중량 및 산화나트륨(Na2O) 2.89 중량을 포함하는 것인 혼성체촉매 방열도료 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 혼성체촉매혼합물은
    전체 조성물에 대하여 3.5 내지 15 중량%의 비율로 혼합되는 것인 혼성체촉매 방열도료 조성물.
  7. 청구항 1 내지 6의 어느 한 항에 있어서,
    상기 조성물을 방열대상체 표면에 0.1 내지 1㎜의 두께로 도포할 경우,
    방열대상체에 도포된 방열도료 피막표면으로부터 공기 중으로 방출되는 열의 방사율이 0.99 내지 1.20 W/m·K인 것을 특징으로 하는 혼성체촉매 방열도료 조성물.
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