KR20210072927A - Antifreeze composition enhanced thermal conductivity - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열전달 효율이 향상된 내연기관의 부동액 조성물, 이를 포함하는 부동액, 및 상기 부동액 조성물 또는 부동액의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to an antifreeze composition for an internal combustion engine having improved heat transfer efficiency, an antifreeze comprising the same, and a method for preparing the antifreeze composition or antifreeze.
내연기관의 대표적인 자동차의 부동액은 엔진 실린더 주변을 돌며 엔진의 열을 식히는 역할을 한다. 내연기관은 내부에서 연료가 폭발할 때 섭씨 약 2,000 ℃의 열이 발생된다. 그리고 이 열의 30%가 기계 에너지로 변환되어 자동차를 움직일 수 있게 된다. 또한 약 30%는 배기가스를 통해 열이 배출되고 7%는 복사에너지의 형태로 외부로 방출된다. 이렇게 소모된 열에너지 외에 약 30%의 열에너지가 소모되지 않은 채 남게 된다. 이 잉여 열에너지를 제거해 주지 않으면 내연 기관 자체의 온도가 급속도로 증가하게 되고 과열현상 및 궁극적으로 는 열에 의해 파괴되게 된다. 그러므로 이 30%의 잉여 열에너지를 제거해 주기 위해서는 냉각 시스템이 있어야 하고 현재까지 가장 우수한 냉각 시스템으로 수냉식 시스템이 채택되고 있다. 이러한 수냉식 시스템은 겨울철에 0 ℃이하의 온도에서는 동결되는 문제를 가지고 있다. 물은 0 ℃에서 동결할 때 134 kgf/cm2의 압력으로 부피가 팽창하면서 약 9% 증가하는 특성을 가지고 있다. 이러한 압력은 내연 기관 자체를 파괴시킬 수 있는 압력이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 동결방지제인 에틸렌 글리콜이 소개되어 사용되어 왔다. 0 ℃에서 동결하는 물에 에틸렌 글리콜 50%가 함유되면 -30 ℃이하로 동결 온도가 낮아지게 된다. 이러한 우수한 동결방지능력으로 에틸렌 글리콜은 처음 소개되었던 1960년대 이후 현재까지 대부분의 자동차 냉각수의 동결 방지액으로 사용되어 왔다Antifreeze in automobiles, a typical internal combustion engine, runs around the engine cylinder and cools the engine. When fuel explodes inside an internal combustion engine, heat of about 2,000 °C is generated. And 30% of this heat is converted into mechanical energy, which makes it possible to move the car. In addition, about 30% of heat is emitted through exhaust gas and 7% is emitted outside in the form of radiant energy. In addition to the consumed thermal energy, about 30% of the thermal energy remains unconsumed. If this surplus thermal energy is not removed, the temperature of the internal combustion engine itself increases rapidly, resulting in overheating and ultimately destruction by heat. Therefore, in order to remove this 30% of excess thermal energy, a cooling system is required, and a water cooling system has been adopted as the best cooling system so far. Such a water-cooled system has a problem of freezing at a temperature below 0 ℃ in winter. When water freezes at 0 °C, its volume increases by about 9% with a pressure of 134 kgf/cm 2 . This pressure is a pressure capable of destroying the internal combustion engine itself. To solve this problem, ethylene glycol, a cryoprotectant, has been introduced and used. If 50% of ethylene glycol is contained in water frozen at 0 ℃, the freezing temperature is lowered to -30 ℃ or less. With such excellent anti-freezing ability, ethylene glycol has been used as an anti-freezing solution for most automobile coolants since the 1960s when it was first introduced.
일반적으로 부동액은 동결방지제, 부식방지제, 스케일방지제, 소포제, 염료 등으로 이루어져 있고, 동결방지제로서 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜 등을 사용하고 있으며 부식방지제로는 카르복실산, 인산 또는 인산염, 규산염, 질산 또는 아질산염, 아민, 붕산 또는 붕산염, 벤조트리아졸, 트릴트리아졸, 메르캅토벤조티아졸 등의 부식억제제가 범용적으로 사용되고 있다.In general, antifreeze consists of antifreeze agents, corrosion inhibitors, scale inhibitors, defoamers, dyes, etc. As antifreeze agents, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, etc. are used. Corrosion inhibitors such as carboxylic acid, phosphoric acid or phosphate, silicate, nitric acid or nitrite, amine, boric acid or borate, benzotriazole, triltriazole, and mercaptobenzothiazole are generally used as corrosion inhibitors.
상기와 같은 내연기관의 부동액은 엔진 및 라디에이터와 접하기 때문에 내부식성 등이 요구되기도 하나 상기에서 언급한 30%의 잉여 열에너지를 효과적으로 냉각시키기 위한 냉각성능 향상을 위해서는 무엇보다 열전달 효율이 좋아야한다.The antifreeze of the internal combustion engine as described above requires corrosion resistance, etc. because it comes in contact with the engine and the radiator. However, in order to improve the cooling performance for effectively cooling the 30% of the above-mentioned surplus thermal energy, the heat transfer efficiency must be good above all else.
하지만, 현재까지 내연기관의 부동액에 대한 연구는 부식방지에 대한 연구에 대하여만 집중되어 있으며, 열잔달 효율에 대한 연구는 미미한 실정이다.However, until now, research on antifreeze of internal combustion engines has been focused only on research on corrosion prevention, and research on heat transfer efficiency is insignificant.
이에 본 발명의 일측면은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 열 전달능력이 뛰어난 나노유체를 적용하여 부동액의 열전달 효율을 높인 부동액 조성물을 제공하고자 한다. Accordingly, one aspect of the present invention is to provide an antifreeze composition in which the heat transfer efficiency of antifreeze is improved by applying a nanofluid having excellent heat transfer ability in order to solve the above problems.
또한, 본 발명의 일측면은 상기와 같은 열전달 효율이 우수한 부동액을 사용하여 열교환기 자체의 경량화, 소형화, 또는 고효율화가 가능한 부동액 조성물을 제공하고자 한다.In addition, one aspect of the present invention is to provide an antifreeze composition capable of reducing the weight, miniaturization, or high efficiency of the heat exchanger itself by using the antifreeze having excellent heat transfer efficiency as described above.
또한, 본 발명의 일측면은 열교환기의 경량화, 소형화, 또는 고효율화로 인해 차체 무게 감소와 연비 향상을 이끌어 낼 수 있는 부동액 조성물을 제공하고자 한다.Another aspect of the present invention is to provide an antifreeze composition capable of reducing vehicle body weight and improving fuel efficiency due to weight reduction, miniaturization, or high efficiency of the heat exchanger.
또한, 본 발명의 일측면은 차체 무게 감소와 연비 향상으로 인해 온실가스 배출 감소에 기여할 수 있고, 환경에 긍정적인 영향을 줄 수 있는 부동액 조성물을 제공하고자 한다.In addition, an aspect of the present invention is to provide an antifreeze composition that can contribute to a reduction in greenhouse gas emissions due to a reduction in vehicle body weight and an improvement in fuel efficiency and can have a positive effect on the environment.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 하기와 같은 해결 수단을 제공한다.In order to solve the above problems, the following solutions of the present invention are provided.
본 발명의 일측면은 부동액 조성물에 있어서, 동결방지제 및 은나노입자를 포함하며, 상기 은나노입자는 30 nm 내지 200 nm 입자 사이즈를 가지며, 상기 은나노입자는 상기 동결방지제 내에서 분산된 형태인, 부동액 조성물을 제공한다.One aspect of the present invention is an antifreeze composition, comprising a cryoprotectant and silver nanoparticles, wherein the silver nanoparticles have a particle size of 30 nm to 200 nm, and the silver nanoparticles are dispersed in the antifreeze composition. provides
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 동결방지제 100 중량부에 대하여 상기 은나노입자는 0.005 내지 0.25 중량부로 포함되는 부동액 조성물을 제공한다.In one aspect of the present invention, the antifreeze composition is provided in an amount of 0.005 to 0.25 parts by weight of the silver nanoparticles based on 100 parts by weight of the antifreeze agent.
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 동결방지제는 메탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 부틸렌 및 글리세롤 중 어느 하나 이상인, 부동액 조성물을 제공한다.In one aspect of the present invention, the antifreeze agent provides at least one of methanol, propanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene and glycerol, an antifreeze composition.
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 부동액 조성물은 유기산염, 소포제 및 경수안정제 중 어느 하나 이상을 더 포함하는, 부동액 조성물을 제공한다.In one aspect of the present invention, the antifreeze composition provides an antifreeze composition further comprising any one or more of an organic acid salt, an antifoaming agent, and a water stabilizer.
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 유기산염은 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 2-에틸헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 네오옥탄산, 노난산, 데칸산, 네오데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 벤조산, 메틸벤조산, 에틸벤조산, 테트부틸벤조산, 신남산, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 디시클로펜타디엔디카르복시산, 2-메틸석신산, 2-메틸아디프산, 부탄이산, 펜탄이산, 헥산이산, 옥탄이산, 2-메틸옥탄이산, 3-메틸펜탄이산, 노난이산, 메틸렌노난이산, 데칸이산, 운데칸이산, 및 도데칸이산 중에서 선택된 하나 이상의 C4 내지 C14 인 모노 또는 디카르복시산의 알칼리 금속염 또는 알칼리토금속염이며; 상기 소포제는 실리콘에멀젼이고; 상기 경수안정제는 폴리아크릴산, 폴리말레산, 아크릴산-말레산공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐이미다졸, 비닐피롤리돈-비닐이미다졸 공중합체 및 불포화카르복실산과 올레핀의 공중합체 중에서 선택된 하나 이상인; 부동액 조성물을 제공한다.In one aspect of the present invention, the organic acid salt is butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, neooctanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, neodecanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, benzoic acid, methylbenzoic acid, ethylbenzoic acid, tetrabutylbenzoic acid, cinnamic acid, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, dicyclopentadienedicarboxylic acid, 2-methylsuccinic acid, 2-methyladipic acid, butanedioic acid, pentadioic acid, Alkali of at least one C4 to C14 mono or dicarboxylic acid selected from hexanedioic acid, octadioic acid, 2-methyloctanedioic acid, 3-methylpentanedioic acid, nonanoic acid, methylenenonanoic acid, decanedioic acid, undecanedioic acid, and dodecanedioic acid a metal salt or an alkaline earth metal salt; the antifoaming agent is a silicone emulsion; The water stabilizer is selected from among polyacrylic acid, polymaleic acid, acrylic acid-maleic acid copolymer, polyvinylpyrrolidone, polyvinylimidazole, vinylpyrrolidone-vinylimidazole copolymer, and a copolymer of unsaturated carboxylic acid and olefin. one or more selected; An antifreeze composition is provided.
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 동결방지제 100 중량부에 대하여 상기 은나노입자는 0.005 내지 0.25 중량부; 상기 유기산염은 0.05 내지 10 중량부; 상기 소포제는 0.005 내지 0.2 중량부; 및 상기 경수안정제는 0.05 내지 10 중량부;로 포함하는, 부동액 조성물을 제공한다.In one aspect of the present invention, the amount of the silver nanoparticles is 0.005 to 0.25 parts by weight based on 100 parts by weight of the cryoprotectant; The organic acid salt is 0.05 to 10 parts by weight; The antifoaming agent is 0.005 to 0.2 parts by weight; and 0.05 to 10 parts by weight of the water stabilizer.
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 부동액 조성물은 조성물 전체 중량에 대하여 90중량% 내지 95 중량%의 동결방지제, 0.1중량% 내지 6 중량%의 유기산염, 0.005중량% 내지 0.25 중량%의 은나노입자, 0.01중량% 내지 0.1 중량%의 소포제, 및 0.1중량% 내지 5 중량%의 경수안정제를 포함하는, 부동액 조성물을 제공한다.In one aspect of the present invention, the antifreeze composition comprises 90% to 95% by weight of an antifreeze agent, 0.1% to 6% by weight of an organic acid salt, 0.005% to 0.25% by weight of silver nanoparticles, based on the total weight of the composition, An antifreeze composition is provided, comprising 0.01% to 0.1% by weight of an antifoaming agent, and 0.1% to 5% by weight of a water stabilizer.
본 발명의 다른 측면은 상기 중 어느 한 일측면에 따른 부동액 조성물 및 물을 포함하는 부동액을 제공한다.Another aspect of the present invention provides an antifreeze comprising the antifreeze composition and water according to any one of the above.
본 발명의 또 다른 측면은 부동액 조성물의 제조 방법에 있어서, 동결방지제 상에서 은나노입자를 합성하는 단계를 포함하며, 상기 은나노입자는 상기 동결방지제 내에서 질산은(AgNO3)이 폴리올 환원반응(polyol reduction)을 통해 30 nm 내지 200 nm 입자 사이즈를 가지는 은나노입자로 합성되는 것인, 부동액 조성물의 제조 방법을 제공한다.Another aspect of the present invention is a method for preparing an antifreeze composition, comprising the step of synthesizing silver nanoparticles on a cryoprotectant, wherein the silver nanoparticles are silver nitrate (AgNO 3 ) in the cryoprotectant polyol reduction reaction (polyol reduction) It provides a method for producing an antifreeze composition, which is synthesized into silver nanoparticles having a particle size of 30 nm to 200 nm through the.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 합성하는 단계는 반응 촉진제로써 Na2S 또는 NaHS를 사용하며, 반응 온도는 145 내지 150 ℃의 조건인, 부동액 조성물의 제조 방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, in the synthesizing step, Na 2 S or NaHS is used as a reaction accelerator, and the reaction temperature is 145 to 150 ℃ conditions, it provides a method for preparing an antifreeze composition.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 방법은 합성된 은나노입자를 쏘니케이션(sonication)을 이용하여 10분 내지 1시간 동안 상기 동결방지제 상에 분산시키는 단계를 더 포함하는, 부동액 조성물의 제조 방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, the method further comprises dispersing the synthesized silver nanoparticles on the cryoprotectant for 10 minutes to 1 hour using sonication. to provide.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 방법은 유기산염, 소포제 및 경수안정제 중 하나 이상을 혼합하는 단계를 더 포함하는, 부동액 조성물의 제조 방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, the method provides a method for preparing an antifreeze composition, further comprising mixing at least one of an organic acid salt, an antifoaming agent, and a water stabilizer.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 동결방지제는 메탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 부틸렌 및 글리세롤 중 어느 하나 이상이며,In another aspect of the present invention, the antifreeze agent is any one or more of methanol, propanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene and glycerol,
상기 유기산염은 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 2-에틸헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 네오옥탄산, 노난산, 데칸산, 네오데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 벤조산, 메틸벤조산, 에틸벤조산, 테트부틸벤조산, 신남산, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 디시클로펜타디엔디카르복시산, 2-메틸석신산, 2-메틸아디프산, 부탄이산, 펜탄이산, 헥산이산, 옥탄이산, 2-메틸옥탄이산, 3-메틸펜탄이산, 노난이산, 메틸렌노난이산, 데칸이산, 운데칸이산, 및 도데칸이산 중에서 선택된 하나 이상의 C4 내지 C14 인 모노 또는 디카르복시산의 알칼리 금속염 또는 알칼리토금속염이며; 상기 소포제는 실리콘에멀젼이고; 상기 경수안정제는 폴리아크릴산, 폴리말레산, 아크릴산-말레산공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐이미다졸, 비닐피롤리돈-비닐이미다졸 공중합체 및 불포화카르복실산과 올레핀의 공중합체 중에서 선택된 하나 이상인, 부동액 조성물의 제조 방법을 제공한다.The organic acid salt is butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, neooctanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, neodecanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, benzoic acid, methylbenzoic acid, Ethylbenzoic acid, tetrabutylbenzoic acid, cinnamic acid, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, dicyclopentadienedicarboxylic acid, 2-methylsuccinic acid, 2-methyladipic acid, butanedioic acid, pentadioic acid, hexanedioic acid, octadioic acid, 2- an alkali metal salt or alkaline earth metal salt of at least one C4-C14 mono- or dicarboxylic acid selected from methyloctanedioic acid, 3-methylpentanedioic acid, nonanoic acid, methylenenonanoic acid, decanedioic acid, undecanedioic acid, and dodecanedioic acid; the antifoaming agent is a silicone emulsion; The water stabilizer is selected from among polyacrylic acid, polymaleic acid, acrylic acid-maleic acid copolymer, polyvinylpyrrolidone, polyvinylimidazole, vinylpyrrolidone-vinylimidazole copolymer, and a copolymer of unsaturated carboxylic acid and olefin. One or more selected, it provides a method for preparing an antifreeze composition.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 동결방지제 100 중량부에 대하여 상기 질산은 0.005 내지 0.25 중량부; 상기 유기산염은 0.05 내지 10 중량부; 상기 소포제는 0.005 내지 0.2 중량부; 및 상기 경수안정제는 0.05 내지 10 중량부;로 포함되는, 부동액 조성물의 제조 방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, 0.005 to 0.25 parts by weight of the silver nitrate based on 100 parts by weight of the cryoprotectant; The organic acid salt is 0.05 to 10 parts by weight; The antifoaming agent is 0.005 to 0.2 parts by weight; and 0.05 to 10 parts by weight of the water stabilizer.
본 발명의 일측면에 따른 부동액 조성물 및 이를 부동액은 열전도율이 기존 부동액 조성물 및 부동액에 비하여 현저히 우수하다.The antifreeze composition according to an aspect of the present invention and the antifreeze have significantly superior thermal conductivity compared to the conventional antifreeze composition and antifreeze.
본 발명의 일측면에 따른 부동액 조성물 및 이를 부동액은 은나노입자가 동결방지제 내에서 분산된 형태로, 분산 안정성이 우수하여 쉽게 침전이 되지 않는다.The antifreeze composition according to an aspect of the present invention and the antifreeze are in the form of silver nanoparticles dispersed in a cryoprotectant, and have excellent dispersion stability and are not easily precipitated.
본 발명의 일측면에 따른 부동액 조성물 및 이를 부동액은 은나노입자의 동결방지제 내에서의 분산안정성으로 인해 단순히 은나노입자가 포함된 비교예에 비하여 열전도율이 우수하다.The antifreeze composition according to an aspect of the present invention and the antifreeze have superior thermal conductivity compared to the comparative example in which silver nanoparticles are simply included due to the dispersion stability of the silver nanoparticles in the cryoprotectant.
본 발명의 일측면에 따른 부동액 조성물 및 이를 부동액은 열전달 효율이 우수하여 내연기관, 특히 자동차의 열교환기 자체의 경량화, 소형화, 또는 고효율화가 가능하다.The antifreeze composition according to an aspect of the present invention and the antifreeze thereof have excellent heat transfer efficiency, so that the heat exchanger itself of an internal combustion engine, particularly an automobile, can be reduced in weight, miniaturization, or high efficiency.
본 발명의 일측면에 따른 부동액 조성물 및 이를 부동액은 열교환기의 경량화, 소형화, 또는 고효율화로 인해 차체 무게 감소와 연비 향상을 이룰수 있다.The antifreeze composition according to an aspect of the present invention and the antifreeze can achieve weight reduction and fuel economy improvement of a vehicle body due to weight reduction, miniaturization, or high efficiency of a heat exchanger.
본 발명의 일측면에 따른 부동액 조성물 및 이를 부동액은 차체 무게 감소와 연비 향상으로 인해 온실가스 배출 감소에 기여할 수 있고, 환경에 긍정적인 영향을 줄 수 있다.The antifreeze composition according to an aspect of the present invention and the antifreeze may contribute to the reduction of greenhouse gas emissions due to a reduction in vehicle body weight and improvement of fuel efficiency, and may have a positive effect on the environment.
도 1은 본 발명 은나노입자의 제조예에 따라 합성된 은나노입자의 전자현미경 사진이다.
도 2는 본원발명 실험예 1에 따른 열전도율 측정 방법에 따른 장비에 관한 것이다.
도 3은 본원발명 실험예 2에 따른 실시예 3의 침전분석결과(도 3a) 및 비교예 2의 침전분석결과(도 3b)이다.1 is an electron micrograph of silver nanoparticles synthesized according to a preparation example of silver nanoparticles of the present invention.
Figure 2 relates to a device according to the method for measuring thermal conductivity according to Experimental Example 1 of the present invention.
3 is a sedimentation analysis result of Example 3 ( FIG. 3a ) and a sedimentation analysis result of Comparative Example 2 ( FIG. 3b ) according to Experimental Example 2 of the present invention.
본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되면 공지 구성 및 기능에 대한 설명은 생략한다. 본 명세서에서 "포함"한다는 것은 특별한 기재가 없는 한 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.If it is determined that the subject matter of the present invention may be obscured, descriptions of known configurations and functions will be omitted. In the present specification, "comprising" means that other components may be further included unless otherwise specified.
본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다.In this specification, when a range is described for a variable, the variable will be understood to include all values within the stated range including the stated endpoints of the range. For example, a range of “5 to 10” includes the values of 5, 6, 7, 8, 9, and 10, as well as any subranges such as 6 to 10, 7 to 10, 6 to 9, 7 to 9, etc. It will be understood to include any value between integers that are appropriate for the scope of the recited range, such as 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 to 8.5 and 6.5 to 9, and the like. Also for example, a range of "10% to 30%" includes values such as 10%, 11%, 12%, 13%, and all integers up to and including 30%, as well as 10% to 15%, 12% to It will be understood to include any subrange, such as 18%, 20% to 30%, etc., as well as any value between reasonable integers within the scope of the recited range, such as 10.5%, 15.5%, 25.5%, and the like.
이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 일측면은 부동액 조성물에 있어서, 동결방지제 및 은나노입자를 포함하며, 상기 은나노입자는 30 nm 내지 200 nm 입자 사이즈를 가지며, 상기 은나노입자는 상기 동결방지제 내에서 분산된 형태인, 부동액 조성물을 제공한다.One aspect of the present invention is an antifreeze composition, comprising a cryoprotectant and silver nanoparticles, wherein the silver nanoparticles have a particle size of 30 nm to 200 nm, and the silver nanoparticles are dispersed in the antifreeze composition. provides
은나노입자를 생성하는 합성방법으로 폴리올 합성법(polyol synthesis)를 참고하였다.( Rapid synthesis of small silver nanocubes by mediating polyol reduction with a trace amount of sodium sulfide or sodium Hydrosulfide, Younan Xia, 2006)Polyol synthesis was referred to as a synthesis method for producing silver nanoparticles. ( Rapid synthesis of small silver nanocubes by mediating polyol reduction with a trace amount of sodium sulfide or sodium Hydrosulfide, Younan Xia, 2006)
폴리올 합성법에서 은 원자는 다음 메커니즘을 통해 에틸렌 글리콜로 AgNO3 전구체를 환원시킴으로써 합성한다.In the polyol synthesis method, silver atoms are synthesized by reducing AgNO 3 precursor with ethylene glycol through the following mechanism.
상기 은 원자의 농도가 과포화 수준에 도달하면, 용액 상에서 핵화되어 은 나노구조로 자라기 시작한다. 또한, 상기 나노구조의 생산속도는 촉매제인 황화나트륨(Na2S) 또는 황산나트륨(NaHS)를 첨가하여 향상시킬 수 있다. 또한, 합성된 은나노 유체를 ultra sonication 을 이용하여 30분동안 부동액에 분산 시킨다. When the concentration of the silver atoms reaches a supersaturation level, it nucleates in the solution phase and begins to grow into silver nanostructures. In addition, the production rate of the nanostructure can be improved by adding sodium sulfide (Na 2 S) or sodium sulfate (NaHS) as a catalyst. In addition, the synthesized silver nanofluid is dispersed in antifreeze for 30 minutes using ultra sonication.
일 구현예에서, 에틸렌 글리콜(EG)을 테플론 코팅 된 자기 교반 막대를 사용하여 유리 바이알에서 1 시간 동안 교반하면서 가열 한다. EG를 가열하는 동안, AgNO3 및 폴리(비닐피롤리돈) (PVP)을 함유하는 EG 용액을 제조 한다. EG 중 Na2S 또는 NaHS 의 용액도 주사 45 분 전에 제조 한다. 설파이드 용액을 주입 한 직후에, PVP 및 AgNO3 용액을 순차적으로 주입 한다. 반응온도는 145~160℃ 구간에서 합성 진행한다.In one embodiment, ethylene glycol (EG) is heated with stirring in a glass vial using a Teflon-coated magnetic stir bar for 1 hour. While heating the EG, prepare an EG solution containing AgNO 3 and poly(vinylpyrrolidone) (PVP). A solution of Na 2 S or NaHS in EG was also prepared 45 min prior to injection. Immediately after the injection of the sulfide solution, the PVP and AgNO3 solutions are sequentially injected. The reaction temperature is synthesized in the range of 145 ~ 160 ℃.
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 동결방지제 100 중량부에 대하여 상기 은나노입자는 0.005 내지 0.25 중량부로 포함되는 부동액 조성물을 제공한다.In one aspect of the present invention, the antifreeze composition is provided in an amount of 0.005 to 0.25 parts by weight of the silver nanoparticles based on 100 parts by weight of the antifreeze agent.
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 동결방지제는 메탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 부틸렌 및 글리세롤 중 어느 하나 이상인, 부동액 조성물을 제공한다.In one aspect of the present invention, the antifreeze agent provides at least one of methanol, propanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene and glycerol, an antifreeze composition.
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 부동액 조성물은 유기산염, 소포제 및 경수안정제 중 어느 하나 이상을 더 포함하는, 부동액 조성물을 제공한다.In one aspect of the present invention, the antifreeze composition further comprises any one or more of an organic acid salt, an antifoaming agent, and a water stabilizer.
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 유기산염은 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 2-에틸헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 네오옥탄산, 노난산, 데칸산, 네오데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 벤조산, 메틸벤조산, 에틸벤조산, 테트부틸벤조산, 신남산, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 디시클로펜타디엔디카르복시산, 2-메틸석신산, 2-메틸아디프산, 부탄이산, 펜탄이산, 헥산이산, 옥탄이산, 2-메틸옥탄이산, 3-메틸펜탄이산, 노난이산, 메틸렌노난이산, 데칸이산, 운데칸이산, 및 도데칸이산 중에서 선택된 하나 이상의 C4 내지 C14 인 모노 또는 디카르복시산의 알칼리 금속염 또는 알칼리토금속염이며; 상기 소포제는 실리콘에멀젼이고; 상기 경수안정제는 폴리아크릴산, 폴리말레산, 아크릴산-말레산공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐이미다졸, 비닐피롤리돈-비닐이미다졸 공중합체 및 불포화카르복실산과 올레핀의 공중합체 중에서 선택된 하나 이상인; 부동액 조성물을 제공한다.In one aspect of the present invention, the organic acid salt is butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, neooctanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, neodecanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, benzoic acid, methylbenzoic acid, ethylbenzoic acid, tetrabutylbenzoic acid, cinnamic acid, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, dicyclopentadienedicarboxylic acid, 2-methylsuccinic acid, 2-methyladipic acid, butanedioic acid, pentadioic acid, Alkali of at least one C4 to C14 mono or dicarboxylic acid selected from hexanedioic acid, octadioic acid, 2-methyloctanedioic acid, 3-methylpentanedioic acid, nonanoic acid, methylenenonanoic acid, decanedioic acid, undecanedioic acid, and dodecanedioic acid a metal salt or an alkaline earth metal salt; the antifoaming agent is a silicone emulsion; The water stabilizer is selected from among polyacrylic acid, polymaleic acid, acrylic acid-maleic acid copolymer, polyvinylpyrrolidone, polyvinylimidazole, vinylpyrrolidone-vinylimidazole copolymer, and a copolymer of unsaturated carboxylic acid and olefin. one or more selected; An antifreeze composition is provided.
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 동결방지제 100 중량부에 대하여 상기 은나노입자는 0.005 내지 0.25 중량부; 상기 유기산염은 0.05 내지 10 중량부; 상기 소포제는 0.005 내지 0.2 중량부; 및 상기 경수안정제는 0.05 내지 10 중량부;로 포함하는, 부동액 조성물을 제공한다.In one aspect of the present invention, the amount of the silver nanoparticles is 0.005 to 0.25 parts by weight based on 100 parts by weight of the cryoprotectant; The organic acid salt is 0.05 to 10 parts by weight; The antifoaming agent is 0.005 to 0.2 parts by weight; and 0.05 to 10 parts by weight of the water stabilizer.
본 발명의 일측면에 있어서, 상기 부동액 조성물은 조성물 전체 중량에 대하여 90중량% 내지 95 중량%의 동결방지제, 0.1중량% 내지 6 중량%의 유기산염, 0.005중량% 내지 0.25 중량%의 은나노입자, 0.01중량% 내지 0.1 중량%의 소포제, 및 0.1중량% 내지 5 중량%의 경수안정제를 포함하는, 부동액 조성물을 제공한다.In one aspect of the present invention, the antifreeze composition comprises 90% to 95% by weight of an antifreeze agent, 0.1% to 6% by weight of an organic acid salt, 0.005% to 0.25% by weight of silver nanoparticles, based on the total weight of the composition, An antifreeze composition is provided, comprising 0.01% to 0.1% by weight of an antifoaming agent, and 0.1% to 5% by weight of a water stabilizer.
본 발명의 다른 측면은 상기 중 어느 한 일측면에 따른 부동액 조성물 및 물을 포함하는 부동액을 제공한다.Another aspect of the present invention provides an antifreeze comprising the antifreeze composition and water according to any one of the above.
본 발명의 또 다른 측면은 부동액 조성물의 제조 방법에 있어서, 동결방지제 상에서 은나노입자를 합성하는 단계를 포함하며, 상기 은나노입자는 상기 동결방지제 내에서 질산은(AgNO3)이 폴리올 환원반응(polyol reduction)을 통해 30 nm 내지 200 nm 입자 사이즈를 가지는 은나노입자로 합성되는 것인, 부동액 조성물의 제조 방법을 제공한다.Another aspect of the present invention is a method for preparing an antifreeze composition, comprising the step of synthesizing silver nanoparticles on a cryoprotectant, wherein the silver nanoparticles are silver nitrate (AgNO 3 ) in the cryoprotectant polyol reduction reaction (polyol reduction) It provides a method for producing an antifreeze composition, which is synthesized into silver nanoparticles having a particle size of 30 nm to 200 nm through the.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 합성하는 단계는 반응 촉진제로써 Na2S 또는 NaHS를 사용하며, 반응 온도는 145 내지 150 ℃의 조건인, 부동액 조성물의 제조 방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, in the synthesizing step, Na 2 S or NaHS is used as a reaction accelerator, and the reaction temperature is 145 to 150 ℃ conditions, it provides a method for preparing an antifreeze composition.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 방법은 합성된 은나노입자를 쏘니케이션(sonication)을 이용하여 10분 내지 1시간 동안 상기 동결방지제 상에 분산시키는 단계를 더 포함하는, 부동액 조성물의 제조 방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, the method further comprises dispersing the synthesized silver nanoparticles on the cryoprotectant for 10 minutes to 1 hour using sonication. to provide.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 방법은 유기산염, 소포제 및 경수안정제 중 하나 이상을 혼합하는 단계를 더 포함하는, 부동액 조성물의 제조 방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, the method provides a method for preparing an antifreeze composition, further comprising mixing at least one of an organic acid salt, an antifoaming agent, and a water stabilizer.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 동결방지제는 메탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 부틸렌 및 글리세롤 중 어느 하나 이상이며,In another aspect of the present invention, the antifreeze agent is any one or more of methanol, propanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene and glycerol,
상기 유기산염은 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 2-에틸헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 네오옥탄산, 노난산, 데칸산, 네오데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 벤조산, 메틸벤조산, 에틸벤조산, 테트부틸벤조산, 신남산, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 디시클로펜타디엔디카르복시산, 2-메틸석신산, 2-메틸아디프산, 부탄이산, 펜탄이산, 헥산이산, 옥탄이산, 2-메틸옥탄이산, 3-메틸펜탄이산, 노난이산, 메틸렌노난이산, 데칸이산, 운데칸이산, 및 도데칸이산 중에서 선택된 하나 이상의 C4 내지 C14 인 모노 또는 디카르복시산의 알칼리 금속염 또는 알칼리토금속염이며; 상기 소포제는 실리콘에멀젼이고; 상기 경수안정제는 폴리아크릴산, 폴리말레산, 아크릴산-말레산공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐이미다졸, 비닐피롤리돈-비닐이미다졸 공중합체 및 불포화카르복실산과 올레핀의 공중합체 중에서 선택된 하나 이상인, 부동액 조성물의 제조 방법을 제공한다.The organic acid salt is butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, neooctanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, neodecanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, benzoic acid, methylbenzoic acid, Ethylbenzoic acid, tetrabutylbenzoic acid, cinnamic acid, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, dicyclopentadienedicarboxylic acid, 2-methylsuccinic acid, 2-methyladipic acid, butanedioic acid, pentadioic acid, hexanedioic acid, octadioic acid, 2- an alkali metal salt or alkaline earth metal salt of at least one C4-C14 mono- or dicarboxylic acid selected from methyloctanedioic acid, 3-methylpentanedioic acid, nonanoic acid, methylenenonanoic acid, decanedioic acid, undecanedioic acid, and dodecanedioic acid; the antifoaming agent is a silicone emulsion; The water stabilizer is selected from among polyacrylic acid, polymaleic acid, acrylic acid-maleic acid copolymer, polyvinylpyrrolidone, polyvinylimidazole, vinylpyrrolidone-vinylimidazole copolymer, and a copolymer of unsaturated carboxylic acid and olefin. One or more selected, it provides a method for preparing an antifreeze composition.
본 발명의 또 다른 측면에 있어서, 상기 동결방지제 100 중량부에 대하여 상기 질산은 0.005 내지 0.25 중량부; 상기 유기산염은 0.05 내지 10 중량부; 상기 소포제는 0.005 내지 0.2 중량부; 및 상기 경수안정제는 0.05 내지 10 중량부;로 포함되는, 부동액 조성물의 제조 방법을 제공한다.In another aspect of the present invention, 0.005 to 0.25 parts by weight of the silver nitrate based on 100 parts by weight of the cryoprotectant; The organic acid salt is 0.05 to 10 parts by weight; The antifoaming agent is 0.005 to 0.2 parts by weight; and 0.05 to 10 parts by weight of the water stabilizer.
이하, 본 발명을 하기 제조예, 실시예 및 실험예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 제조예, 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through the following Preparation Examples, Examples and Experimental Examples. However, these preparations, examples, and experimental examples are for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
제조예 1. 은나노입자가 분산된 동결방지제의 제조Preparation Example 1. Preparation of a cryoprotectant in which silver nanoparticles are dispersed
6 mL 에틸렌 글리콜 (EG, J.T. Baker, 9300-03)을 테플론 코팅된 자기 교반 막대를 사용하여 24 mL 유리 바이알에서 1 시간 동안 교반하면서 가열 하였다. EG를 가열하는 동안, AgNO3 (48mg / mL, Aldrich, 209139) 및 폴리(비닐피롤리돈) (PVP, 20mg / mL, MW ~ 55,000, Aldrich, 856568)을 함유하는 EG 용액을 제조하였다. EG 중 Na2S (Aldrich, 208043)의 3mM 용액도 주사 45 분 전에 제조 하였다. 80 μL의 설파이드 용액을 주입 한 직후에, 1.5 mL 및 0.5 mL의 PVP 및 AgNO3 용액을 순차적으로 주입 하였다 (모두 마이크로 피펫 터로). 반응온도는 150℃에서 진행하였다.6 mL ethylene glycol (EG, JT Baker, 9300-03) was heated with stirring in a 24 mL glass vial using a Teflon-coated magnetic stir bar for 1 h. While the EG was heated, an EG solution containing AgNO 3 (48 mg/mL, Aldrich, 209139) and poly(vinylpyrrolidone) (PVP, 20 mg/mL, MW-55,000, Aldrich, 856568) was prepared. A 3 mM solution of Na 2 S (Aldrich, 208043) in EG was also prepared 45 min before injection. Immediately after injection of 80 μL of sulfide solution, 1.5 mL and 0.5 mL of PVP and AgNO 3 solutions were sequentially injected (all by micropipette). The reaction temperature was carried out at 150 °C.
질산은이 첨가됨에 따라, 투명하고 무색인 용액은 즉시 자주색-검정색으로 변하고, 즉시 투명한 밝은 황색을 띠게되었다. 황색의 출현은 작은은 입자의 형성을 나타낸다. 반응에 2-3 분 후, 용액은 주황색-노란색으로 어두워졌고 일부은 나노 입자는 바이알의 벽에 침전되는 것으로 관찰되었다.As silver nitrate was added, the clear, colorless solution immediately turned purple-black and immediately took on a clear bright yellow color. The appearance of yellow indicates the formation of small silver particles. After 2-3 min of reaction, the solution darkened to orange-yellow color and some silver nanoparticles were observed to precipitate on the wall of the vial.
6-8 분 후, 용액은 유백색의 붉은 갈색으로 바뀌면서 동시에 불투명 해졌다. 계속하면 용액이 더 희고 갈색으로 변하지만 불투명하게 남아 있었다. 최종 생성물을 아세톤으로 희석하고 원심 분리로 수집하고, 물로 세척 한 다음, 나중에 사용하기 위해 물 (4 mL)에 현탁시켰다.After 6-8 minutes, the solution turned milky reddish-brown and at the same time opaque. As it continued, the solution turned whiter and brown, but remained opaque. The final product was diluted with acetone and collected by centrifugation, washed with water and then suspended in water (4 mL) for later use.
합성된 은나노 유체를 ultra sonication 을 이용하여 30분동안 부동액에 분산 시켰다(VCX-750, Sonic Materials Inc., 750 W, 20 KHz, 20% amplitude). 에틸렌 글리콜 내에서 합성된 은나노 입자는 도 1과 같았다.The synthesized silver nanofluid was dispersed in antifreeze for 30 minutes using ultra sonication (VCX-750, Sonic Materials Inc., 750 W, 20 KHz, 20% amplitude). Silver nanoparticles synthesized in ethylene glycol were shown in FIG. 1 .
실시예 1 내지 4 및 비교예 1Examples 1 to 4 and Comparative Example 1
본 발명에서 동결방지제로 에틸렌글리콜을 사용하였으며 유기산염으로는 메틸벤조산, 소포제로는 다우코닝사의 FS 80, 경수안정제로는 폴리비닐피롤리돈을 사용하였다. 은나노입자와 동결방지제를 제외한 나머지 성분들의 함량은 같게 조성하였다. 구체적인 조성은 하기 표 1과 같았다.In the present invention, ethylene glycol was used as an antifreeze agent, methylbenzoic acid was used as an organic acid salt, FS 80 of Dow Corning Corporation as an antifoaming agent, and polyvinylpyrrolidone was used as a water stabilizer. Except for the silver nanoparticles and the cryoprotectant, the content of the remaining components was the same. The specific composition is shown in Table 1 below.
비교예 2.Comparative Example 2.
비교예2에서 사용한 은나노입자는 상기 제조예 1에서 언급했던 동결방지제 내에서 합성하는 방법 및 분산하는 것이 아니라, 동결방지제 밖에서 합성된 은나노 입자인 Sigma Aldrich 사의 size < 100 nm 의 은나노입자를 소니케이션을 이용하여 동결방지제에 분산시킨 것으로 (product number 576832, 99.5% metals) 본 발명과 분산 안정성의 비교를 위한 것이다. 비교예 2의 조성 역시 표 1에 기재되었다.The silver nanoparticles used in Comparative Example 2 were not synthesized and dispersed in the cryoprotectant mentioned in Preparation Example 1, but silver nanoparticles synthesized outside the cryoprotectant, Sigma Aldrich's silver nanoparticles having a size < 100 nm were sonicated. It is used and dispersed in a cryoprotectant (product number 576832, 99.5% metals) for comparison of dispersion stability with the present invention. The composition of Comparative Example 2 is also shown in Table 1.
실험예 1. 열전도율 측정Experimental Example 1. Measurement of thermal conductivity
상기와 같이 제조된 실시예 1-4 및 비교예 1-2를 하기의 실험 방법 및 조건으로 열전도율을 측정하였다.The thermal conductivity of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2 prepared as described above was measured by the following experimental methods and conditions.
- Decagon Devices社의 KD2 Pro 이용 - Using Decagon Devices' KD2 Pro
- KS-1 sensor 사용 - Using KS-1 sensor
- 도 2a와 같이 스테인레스스틸로 제작된 셀 안에 KD2Pro의 KS-1센서와 Pt100 온도 센서를 함께 위치 시킨다. 이때 Pt100옴 센서는 셀의 높이에 따라 세개를 위치시켜 평균값을 내게 한다. 열전도도를 측정할 부동액 샘플은 이 셀 안에 들어가게 된다. - Place KD2Pro's KS-1 sensor and Pt100 temperature sensor together in a cell made of stainless steel as shown in Fig. 2a. At this time, three Pt100 ohm sensors are placed according to the height of the cell to give an average value. An antifreeze sample to be measured for thermal conductivity is placed in this cell.
- 도 2a의 셀을 온도 유지를 위해 도 2b와 같이 나무로 제작한 상자에 열원과 함께 넣는다.- Put the cell of Fig. 2a together with a heat source in a box made of wood as shown in Fig. 2b to maintain the temperature.
- 도 2c와 같이 온도컨트롤러를 이용해 샘플의 온도를 일정하게 유지하면서 열전도율 측정을 진행한다.- As shown in Fig. 2c, the thermal conductivity is measured while the temperature of the sample is kept constant using a temperature controller.
- 열전도도 측정은 60℃에서 진행하였다.- Thermal conductivity was measured at 60°C.
열전도율 및 열전도율 증감율의 측정결과는 하기 표 2와 같았다. The measurement results of thermal conductivity and thermal conductivity increase/decrease were shown in Table 2 below.
표 2의 결과를 보면, 실시예 1-4에서 은나노입자 함량이 증가함에 따라 나노입자를 함유하지 않은 비교예1 대비 열전도율 및 열전도율 증감율이 증가하였을음 확인할 수 있다. 비록 실시예 3 및 4에서 열전도도가 증가 하다가 0.2%가 되면(실시예4) 그 효과가 미미해짐을 알 수 있으나, 이는 입자량이 많아지면서 brownian motion이 방해되기 때문으로 예상한다.Referring to the results of Table 2, it can be confirmed that in Examples 1-4, as the content of silver nanoparticles increased, the thermal conductivity and the increase/decrease in thermal conductivity were increased compared to Comparative Example 1 which did not contain nanoparticles. Although it can be seen that when the thermal conductivity increases to 0.2% in Examples 3 and 4 (Example 4), the effect becomes insignificant, but this is expected because the brownian motion is disturbed as the amount of particles increases.
비교예2의 경우 본원발명 제조예 1의 방법이 아닌 이미 제조된 은나노입자를 동결방지제에 분산하는 방법에 의해 나노입자를 분산 시킨 것으로 분산 안정성이 떨어져 같은 입자함량인 실시예3 대비하여 열전도율이 실시예3 대비 떨어지는 효과를 확인할 수 있다.In the case of Comparative Example 2, the nanoparticles were dispersed by the method of dispersing the previously prepared silver nanoparticles in a cryoprotectant, not the method of Preparation Example 1 of the present invention. It can be seen that the effect is lower than that of Example 3.
실험예 2. 분산안정성 확인Experimental Example 2. Confirmation of dispersion stability
비교예 2는 본원발명 제조예 1의 방법이 아닌 이미 제조된 은나노입자를 동결방지제에 분산하는 방법에 의해 나노입자를 분산 시킨 것으로 분산 안정성이 떨어질 것으로 예상된다. 이에 따라, 비교예 2와 동일 입자함량을 가진 실시예 3과 비교예 2의 분산안정성을 하기의 실험방법으로 실험하였다.Comparative Example 2 is not the method of Preparation Example 1 of the present invention, but the method of dispersing the nanoparticles by the method of dispersing the previously prepared silver nanoparticles in a cryoprotectant, and dispersion stability is expected to decrease. Accordingly, dispersion stability of Example 3 and Comparative Example 2 having the same particle content as Comparative Example 2 was tested by the following experimental method.
Formulation sa社의 Turbiscan™ LAB Stability Analyzer를 이용하여 실시예 3과 비교예 2의 분산 안정성을 확인하였다.Formulation sa's Turbiscan™ LAB Stability Analyzer was used to confirm the dispersion stability of Example 3 and Comparative Example 2.
실험결과는 도 3과 같았다. 실험결과 비교예 2가 실시예 3에 비하여 분산이 더 되지 않았으며 침전이 쉽게 생겼음을 확인할 수 있었다.The experimental results were as shown in FIG. 3 . As a result of the experiment, it was confirmed that Comparative Example 2 was not more dispersed as compared to Example 3 and that precipitation was easily generated.
Claims (14)
동결방지제 및 은나노입자를 포함하며,
상기 은나노입자는 30 nm 내지 200 nm 입자 사이즈를 가지며,
상기 은나노입자는 상기 동결방지제 내에서 분산된 형태인, 부동액 조성물.
In the antifreeze composition,
Contains a cryoprotectant and silver nanoparticles,
The silver nanoparticles have a particle size of 30 nm to 200 nm,
The silver nanoparticles are in the form of dispersion in the antifreeze composition, antifreeze composition.
상기 동결방지제 100 중량부에 대하여 상기 은나노입자는 0.005 내지 0.25 중량부로 포함되는 부동액 조성물.
The method of claim 1,
The antifreeze composition comprising 0.005 to 0.25 parts by weight of the silver nanoparticles with respect to 100 parts by weight of the antifreeze agent.
상기 동결방지제는 메탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 부틸렌 및 글리세롤 중 어느 하나 이상인, 부동액 조성물.
The method of claim 1,
The antifreeze agent is any one or more of methanol, propanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene and glycerol, antifreeze composition.
상기 부동액 조성물은 유기산염, 소포제 및 경수안정제 중 어느 하나 이상을 더 포함하는, 부동액 조성물.
The method of claim 1,
The antifreeze composition further comprises any one or more of an organic acid salt, an antifoaming agent, and a water stabilizer.
상기 유기산염은 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 2-에틸헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 네오옥탄산, 노난산, 데칸산, 네오데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 벤조산, 메틸벤조산, 에틸벤조산, 테트부틸벤조산, 신남산, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 디시클로펜타디엔디카르복시산, 2-메틸석신산, 2-메틸아디프산, 부탄이산, 펜탄이산, 헥산이산, 옥탄이산, 2-메틸옥탄이산, 3-메틸펜탄이산, 노난이산, 메틸렌노난이산, 데칸이산, 운데칸이산, 및 도데칸이산 중에서 선택된 하나 이상의 C4 내지 C14 인 모노 또는 디카르복시산의 알칼리 금속염 또는 알칼리토금속염이며,
상기 소포제는 실리콘에멀젼이고,
상기 경수안정제는 폴리아크릴산, 폴리말레산, 아크릴산-말레산공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐이미다졸, 비닐피롤리돈-비닐이미다졸 공중합체 및 불포화카르복실산과 올레핀의 공중합체 중에서 선택된 하나 이상인,
부동액 조성물.
5. The method of claim 4,
The organic acid salt is butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, neooctanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, neodecanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, benzoic acid, methylbenzoic acid, Ethylbenzoic acid, tetrabutylbenzoic acid, cinnamic acid, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, dicyclopentadienedicarboxylic acid, 2-methylsuccinic acid, 2-methyladipic acid, butanedioic acid, pentadioic acid, hexanedioic acid, octaniic acid, 2- It is an alkali metal salt or alkaline earth metal salt of at least one C4-C14 mono or dicarboxylic acid selected from methyloctanedioic acid, 3-methylpentanedioic acid, nonanoic acid, methylenenonanoic acid, decanedioic acid, undecanedioic acid, and dodecanedioic acid,
The antifoaming agent is a silicone emulsion,
The water stabilizer is selected from among polyacrylic acid, polymaleic acid, acrylic acid-maleic acid copolymer, polyvinylpyrrolidone, polyvinylimidazole, vinylpyrrolidone-vinylimidazole copolymer, and a copolymer of unsaturated carboxylic acid and olefin. one or more selected
antifreeze composition.
상기 동결방지제 100 중량부에 대하여
상기 은나노입자는 0.005 내지 0.25 중량부;
상기 유기산염은 0.05 내지 10 중량부;
상기 소포제는 0.005 내지 0.2 중량부; 및
상기 경수안정제는 0.05 내지 10 중량부;로 포함하는, 부동액 조성물.
5. The method of claim 4,
With respect to 100 parts by weight of the antifreeze agent
The silver nanoparticles are 0.005 to 0.25 parts by weight;
The organic acid salt is 0.05 to 10 parts by weight;
The antifoaming agent is 0.005 to 0.2 parts by weight; and
The water stabilizer is 0.05 to 10 parts by weight; comprising, the antifreeze composition.
상기 부동액 조성물은 조성물 전체 중량에 대하여 90중량% 내지 95 중량%의 동결방지제, 0.1중량% 내지 6 중량%의 유기산염, 0.005중량% 내지 0.25 중량%의 은나노입자, 0.01중량% 내지 0.1 중량%의 소포제, 및 0.1중량% 내지 5 중량%의 경수안정제를 포함하는, 부동액 조성물.
5. The method of claim 4,
The antifreeze composition comprises 90% to 95% by weight of an antifreeze agent, 0.1% to 6% by weight of an organic acid salt, 0.005% to 0.25% by weight of silver nanoparticles, 0.01% to 0.1% by weight based on the total weight of the composition An antifreeze composition comprising an antifoaming agent and 0.1% to 5% by weight of a water stabilizer.
An antifreeze comprising the antifreeze composition of any one of claims 1 to 7 and water.
동결방지제 상에서 은나노입자를 합성하는 단계를 포함하며,
상기 은나노입자는 상기 동결방지제 내에서 질산은(AgNO3)이 폴리올 환원반응(polyol reduction)을 통해 30 nm 내지 200 nm 입자 사이즈를 가지는 은나노입자로 합성되는 것인, 부동액 조성물의 제조 방법.
In the method for producing an antifreeze composition,
Comprising the step of synthesizing silver nanoparticles on a cryoprotectant,
The method for producing an antifreeze composition, wherein the silver nanoparticles are synthesized into silver nanoparticles having a particle size of 30 nm to 200 nm through polyol reduction in which silver nitrate (AgNO 3 ) in the cryoprotectant is reduced.
상기 합성하는 단계는 반응 촉진제로써 Na2S 또는 NaHS를 사용하며, 반응 온도는 145 내지 150 ℃의 조건인, 부동액 조성물의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The synthesizing step uses Na 2 S or NaHS as a reaction accelerator, and the reaction temperature is a condition of 145 to 150° C., a method for preparing an antifreeze composition.
상기 방법은 합성된 은나노입자를 쏘니케이션(sonication)을 이용하여 10분 내지 1시간 동안 상기 동결방지제 상에 분산시키는 단계를 더 포함하는, 부동액 조성물의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The method further comprises dispersing the synthesized silver nanoparticles on the cryoprotectant for 10 minutes to 1 hour using sonication.
상기 방법은 유기산염, 소포제 및 경수안정제 중 하나 이상을 혼합하는 단계를 더 포함하는, 부동액 조성물의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
The method further comprises the step of mixing at least one of an organic acid salt, an antifoaming agent and a water stabilizer.
상기 동결방지제는 메탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 부틸렌 및 글리세롤 중 어느 하나 이상이며,
상기 유기산염은 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 2-에틸헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 네오옥탄산, 노난산, 데칸산, 네오데칸산, 운데칸산, 도데칸산, 벤조산, 메틸벤조산, 에틸벤조산, 테트부틸벤조산, 신남산, 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 디시클로펜타디엔디카르복시산, 2-메틸석신산, 2-메틸아디프산, 부탄이산, 펜탄이산, 헥산이산, 옥탄이산, 2-메틸옥탄이산, 3-메틸펜탄이산, 노난이산, 메틸렌노난이산, 데칸이산, 운데칸이산, 및 도데칸이산 중에서 선택된 하나 이상의 C4 내지 C14 인 모노 또는 디카르복시산의 알칼리 금속염 또는 알칼리토금속염이며,
상기 소포제는 실리콘에멀젼이고,
상기 경수안정제는 폴리아크릴산, 폴리말레산, 아크릴산-말레산공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐이미다졸, 비닐피롤리돈-비닐이미다졸 공중합체 및 불포화카르복실산과 올레핀의 공중합체 중에서 선택된 하나 이상인, 부동액 조성물의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
The antifreeze agent is any one or more of methanol, propanol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene, and glycerol;
The organic acid salt is butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, neooctanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, neodecanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, benzoic acid, methylbenzoic acid, Ethylbenzoic acid, tetrabutylbenzoic acid, cinnamic acid, phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, dicyclopentadienedicarboxylic acid, 2-methylsuccinic acid, 2-methyladipic acid, butanedioic acid, pentadioic acid, hexanedioic acid, octaniic acid, 2- It is an alkali metal salt or alkaline earth metal salt of at least one C4-C14 mono or dicarboxylic acid selected from methyloctanedioic acid, 3-methylpentanedioic acid, nonanoic acid, methylenenonanoic acid, decanedioic acid, undecanedioic acid, and dodecanedioic acid,
The antifoaming agent is a silicone emulsion,
The water stabilizer is selected from among polyacrylic acid, polymaleic acid, acrylic acid-maleic acid copolymer, polyvinylpyrrolidone, polyvinylimidazole, vinylpyrrolidone-vinylimidazole copolymer, and a copolymer of unsaturated carboxylic acid and olefin. One or more selected, the method for producing an antifreeze composition.
상기 동결방지제 100 중량부에 대하여
상기 질산은 0.005 내지 0.25 중량부;
상기 유기산염은 0.05 내지 10 중량부;
상기 소포제는 0.005 내지 0.2 중량부; 및
상기 경수안정제는 0.05 내지 10 중량부;로 포함되는, 부동액 조성물의 제조 방법.
12. The method of claim 11,
With respect to 100 parts by weight of the antifreeze agent
0.005 to 0.25 parts by weight of the silver nitrate;
The organic acid salt is 0.05 to 10 parts by weight;
The antifoaming agent is 0.005 to 0.2 parts by weight; and
The water stabilizer is 0.05 to 10 parts by weight;
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| KR100738139B1 (en) | 2006-07-26 | 2007-07-10 | 현대자동차주식회사 | Composition of antifreezing liquid |
| KR20130032586A (en) | 2011-09-23 | 2013-04-02 | 극동제연공업 주식회사 | Compositions of antifreezing liquid or cooling liquid with improvements in anticorrosion of cavitation erosion and crevice |
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