KR20190060304A - Thermotropic composition controllable phase transition temperature for smart window - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 동일소재에서 상전이 온도를 자유로이 조절할 수 있도록 하는 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thermotrophic composition for a smart window capable of freely adjusting a phase transition temperature in the same material.
건축물에 있어서 에너지 손실이 창호를 통해 제일 많이 일어난다는 사실은 널리 알려져 왔으며, 이러한 에너지 손실을 막기 위하여 다양한 방법들이 시도되어 왔다.It has been widely known that energy loss in buildings is the most common through window, and various methods have been tried to prevent such energy loss.
최근에는 열에 의해 물질의 색이 변화하는 특성인 감온변색(thermochromic) 물질을 유리에 코팅하여 적외선 투과율을 통한 에너지 유입을 조절하는 감온변색 유리가 연구되고 있다. 이와 같은 감온변색 유리는 빛의 투과도나 반사율을 마음대로 조절할 수 있는 ‘스마트 윈도우’ 개발과 관련하여 관심이 집중되고 있다.In recent years, a thermochromic material, which is a characteristic of changing the color of a material by heat, is coated on a glass to control the energy inflow through the infrared transmittance. Such a thermochromic glass has been attracting interest in the development of a 'smart window' capable of controlling light transmittance and reflectance freely.
상기 감온변색 물질은 상변이 온도를 기준으로 하여 광투과도 및 반사도가 크게 변화하는 특성이 있으며, 감온변색 물질의 대표적인 예로는 바나듐다이옥사이드(VO2,Vanadium Dioxide)가 있다. 바나듐다이옥사이드는 340K(68℃) 부근에서 금속-절연체 간 상전이(MIT, metal-insulator transition) 특성을 갖는다. 즉, 바나듐디옥사이드는 상전이 온도인 68℃ 이상에서는 금속 형태로 존재하여 적외선을 차폐시키고, 68℃ 미만에서는 절연체 형태로 존재하여 적외선을 투과시킨다. 따라서, 상기 바나듐다이옥사이드를 스마트 윈도우 개발에 응용하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다.The thermochromic discoloration material is characterized in that light transmittance and reflectivity vary greatly based on the phase change temperature. Typical examples of the thermochromic discoloration material include vanadium dioxide (VO 2 ). Vanadium dioxide has metal-insulator transition (MIT) characteristics at around 340K (68 ° C). That is, the vanadium dioxide exists in a metal form at a phase transition temperature of 68 ° C or higher to shield infrared rays, and when it is less than 68 ° C, it exists in an insulator form to transmit infrared rays. Accordingly, various attempts have been made to apply vanadium dioxide to smart window development.
하지만, 상기 바나듐다이옥사이드의 경우 다양한 결정구조를 가지고 있어 고순도 이산화바나듐 합성이 어려우며, 높은 공정온도가 요구되는 문제점이 있다.However, vanadium dioxide has a variety of crystal structures, which makes it difficult to synthesize high-purity vanadium dioxide and requires a high process temperature.
따라서, 상기 감온변색 물질과 더불어 전압을 인가할 때 전하의 이동에 따른 산화 환원반응에 의해서 변색이 일어나는 현상을 이용한 전기변색 물질을 이용한 스마트 윈도우에 대한 관심이 커지고 있다. Therefore, there is a growing interest in a smart window using an electrochromic material using a phenomenon in which discoloration occurs due to redox reaction due to charge transfer when a voltage is applied together with the thermochromic material.
상기 전기변색 물질은 외부 광원이 필요 없이 반사율이 우수하고, 유연성과 휴대성이 뛰어나며, 경량화가 가능한 이유로 스마트 윈도우를 포함한 각종 평판 디스플레이에 많은 활용이 예상되고 있다. 이러한 전기변색을 이용한 소자의 전극재료로는 지금까지 ITO(Indium Tin Oxide)가 주로 사용되어 왔다. 그러나 ITO 전극은 유리기판에 적합한 공정조건에서 제조되고 플라스틱 기판에 스퍼터링(sputtering)하였을 경우에는 전극층의 유연성이 부족하다는 단점이 있다. 또한 ITO 전극은 제조비용이 많이 들며, ITO를 구성하는 인듐(In)은 중국이 과점하고 있고 공급량도 충분하지 않기 때문에 가격상승요인을 내포하고 있다. 이러한 이유로, 일본은 ITO 투명전극을 대체하기 위한 기술개발을 국가 프로젝트로 시행하고 있는 실정이다.The electrochromic material is expected to be widely used in various flat panel displays including a smart window because of its excellent reflectivity, excellent flexibility, portability, and light weight without requiring an external light source. ITO (Indium Tin Oxide) has been mainly used as an electrode material of a device using such electrochromism. However, the ITO electrode is manufactured under process conditions suitable for a glass substrate, and when the ITO electrode is sputtered on a plastic substrate, there is a disadvantage that the flexibility of the electrode layer is insufficient. In addition, ITO electrodes are expensive to manufacture, and indium (In), which constitutes ITO, is dominated by China, and the supply amount is not sufficient. For this reason, Japan is developing a technology to replace ITO transparent electrodes as a national project.
따라서, ITO 투명전극을 대체할 수단으로, 그래핀을 이용한 투명전극이 개발되고 있다. 관련 선행기술로써 특허문헌 1에서는 그래핀을 단독으로 전극으로 사용하지 않고, ITO 등으로 이루어진 전극 위에 그래핀층을 형성하였다. 이는 여전히 ITO를 사용하기 때문에, 상기 언급한 문제점에서 자유롭지 못하다. 또한 현재 그래핀을 기반으로 하는 전극 소자는, 그래핀의 효율적 합성이나 전사가 어렵고, 전기전도성이 낮아 실제 생산에 요구되는 품질을 확보하지 못하고 있는 문제점이 있다.Therefore, as a means for replacing the ITO transparent electrode, a transparent electrode using graphene has been developed. As a related prior art, in Patent Document 1, a graphene layer is formed on an electrode made of ITO or the like, without using graphene alone as an electrode. Since it still uses ITO, it is not free from the above-mentioned problems. At present, graphene-based electrode elements are difficult to efficiently synthesize or transfer graphene, and have low electrical conductivity and thus can not secure the quality required for actual production.
한편, 감온변색 물질과 전기변색 물질을 이용한 스마트 윈도우와 더불어 PDLC (polymer dispersed liquid crystal)을 이용한 스마트 윈도우 역시 최근에 개발되고 있다. PDLC를 스마트 윈도우에 적용하면, 고분자 물질의 매트릭스 안에 미세한 액정방울들이 형성되어 외부에서 인가되는 전압에 반응하고, 전압이 인가된 상태에서는 액정이 인가되는 전계 방향에 따라 정렬되어 스마트 윈도우를 투과하는 빛의 방향과 일치하게 되어 빛을 투과시키고, 전압이 인가되지 않은 상태에서는 액정이 불규칙하게 배열되어 스마트 윈도우를 투과하는 빛의 진행 방향에 따라 배열되지 않기 때문에 빛을 산란시키게 된다.Meanwhile, smart windows using polymer dispersed liquid crystals (PDLC) are being developed in addition to smart windows using thermochromic materials and electrochromic materials. When a PDLC is applied to a smart window, fine liquid crystal droplets are formed in a matrix of a polymer material to react with a voltage applied from the outside. When a voltage is applied, light is transmitted through a smart window The liquid crystal is irregularly arranged in a state in which no voltage is applied and scattered light because the liquid crystal is not arranged according to the traveling direction of the light passing through the smart window.
하지만 이 역시 전극으로 ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO를 사용하고 있으며, 이러한 전극은 전기변색 물질에서 언급한 바와 같이 플라스틱 기판에 스퍼터링(sputtering)하였을 경우에는 전극층의 유연성이 부족할 뿐만 아니라 제조비용이 많이 소모되는 문제점이 있다.However, as the electrode, it is also possible to use ITO, IZO (In-ZnO), GZO (Ga-ZnO), AZO (Al - ZnO), AGZO (In - Ga ZnO), IGZO (In - Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx / ITO, Ni / IrOx / Au and Ni / IrOx / Au / ITO are used. As described in the electrochromic material, when the electrode is sputtered onto a plastic substrate, the flexibility of the electrode layer is insufficient, There is a problem that it is consumed a lot.
따라서, 최근에는 써모트로픽(thermotropic) 고분자를 활용한 스마트 윈도우용 소재 개발이 활발히 이루어지고 있다.Accordingly, in recent years, materials for smart windows using thermotropic polymers have been actively developed.
상기 써모트로픽 고분자는 특정 온도에서 상전이가 나타나는 고분자로써 특정 온도 이전에는 투명한 형태로 있다가 특정 온도가 넘어가면 상전이를 일으켜 빛 투과율이 매우 낮아지는 특징이 있다.The thermotropic polymer is a polymer in which a phase transition occurs at a specific temperature and is transparent before a specific temperature. However, when the temperature exceeds a certain temperature, a phase transition occurs and a light transmittance is very low.
일반적인 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물은 물을 베이스로 하여 하이드로젤(hydrogel)을 만들고 이를 유리 창호 사이에 넣어 스마트 윈도우로 제작되며 이 경우 발전 장치 없이, 친환경적으로 에너지를 저감할 수 있는 장점이 있으며, 관련 선행기술로써 특허문헌 2 등이 있다.A typical thermotrophic composition for a smart window is made of a water-based hydrogel, which is placed in a window between glass windows, and is made of a smart window. In this case, there is an advantage that energy can be eco- As a prior art, there is Patent Document 2 and the like.
대표적인 써모트로픽 소재는 NIPAm(N-isopropylacrylamide)를 이용해 합성한 PNIPAm(Poly N-isoacrylamide)이며, 이 고분자의 상전이 온도는 약 32 ~ 34℃사이에서 나타난다. 한편 통상 상전이 온도를 임계 용해 온도 LCST(Low Critical Solution Tempurature)라고 한다.A representative thermotropic material is PNIPAm (N-isoacrylamide) synthesized with NIPAm (N-isopropylacrylamide), and the phase transition temperature of the polymer appears between about 32 ~ 34 ℃. On the other hand, the normal phase transition temperature is referred to as a critical critical solution temperature (LCST).
보다 구체적으로 일반적인 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물의 제조방법을 살펴보면 모노머인 NIPAm과 가교제(cross-linker)인 MBAAm(N,N-methylenebis(acrylamide))을 칭량(weighing) 후 80℃의 물(DI water)에 충분히 용해시킨다. 이 때 온도는 70 ~ 80℃로 맞추고 N2 퍼징(purging)을 시켜 산소와의 반응을 차단한다. 충분히 용해되어 투명한 액상의 형태가 되면 다시 상온으로 온도를 낮춘뒤 개시제인 APS(Ammonium persulfate)와 촉매 TEMED(N,N,N,N-tetramethylethylenediamine)를 넣고 바이브레이터(vibrator)를 통해 분산시켜 준다. APS는 물에 5 중량%의 농도로 미리 희석시켜 투입한다. 이 후 상온에서 24시간 이상 반응시켜 하이드로젤을 제조한다. 이러한 합성 방법은 프리 라디칼 중합(free radical polymerization)이라 칭하며 개시제인 APS에서 나온 라디칼을 통해 모노머인 NIPAm이 중합되며 용매 시스템(DI water system)내에서 하이드로젤 형태를 나타낸다.More specifically, a general method for preparing a thermotolipic composition for smart windows is to weigh NIPAm as a monomer and MBAAm (N, N-methylenebis (acrylamide)) as a cross-linker, ). At this time, the temperature is adjusted to 70 to 80 ° C and N2 purging is performed to block the reaction with oxygen. After the solution is sufficiently dissolved to form a clear liquid phase, the temperature is lowered again to room temperature. Then, the initiator, APS (Ammonium persulfate) and the catalyst TEMED (N, N, N, N-tetramethylethylenediamine) are added and dispersed through a vibrator. The APS is pre-diluted to a concentration of 5% by weight in water. After that, the reaction is carried out at room temperature for 24 hours or more to prepare a hydrogel. This synthesis method is called free radical polymerization, and the monomer NIPAm is polymerized through the radical from the initiator APS and shows a hydrogel form in the solvent system (DI water system).
한편, 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물의 원리는 LCST보다 낮은 온도에서는 써모트로픽 고분자의 극성 부분과 물 분자간의 수소결합에 의해 물에 분산된 상태로 있지만, LCST 이상의 온도에서는 소수성인 이소프로필(isopropyl) 그룹의 탈수화(dehydration)이 일어나 고분자 내의 소수성 결합이 발생하여 고분자의 응축(precipitation)이 일어나고, 이로 인해 상전이 온도 이상에서는 뿌옇게 되며 빛이 투과되지 못하게 되는 것이다.On the other hand, the principle of a thermotrophic composition for a smart window is that water is dispersed in water by hydrogen bonding between a polar portion of a thermotropic polymer and water molecules at a temperature lower than LCST, but at a temperature above LCST, a hydrophobic isopropyl group Dehydration of the polymer occurs and hydrophobic bonding occurs in the polymer to cause precipitation of the polymer. As a result, the polymer becomes cloudy above the phase transition temperature, and light is not transmitted.
하지만, 종래의 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물은 LCST가 약 32 ~ 34℃사이에서만 나타나고 이를 조절하지 못함에 따라 그 활용성 및 에너지 절감 효율이 미비한 문제점이 있었다.However, conventional thermotrophic compositions for smart windows exhibit LCST only at about 32 to 34 ° C and can not control the thermostability, which is problematic in terms of usability and energy saving efficiency.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 종래 물로만 이루어지는 용매와 달리, 글리콜(glycol)과 같은 비수계 용매와 물을 혼용한 혼합용매를 사용하되, 글리콜의 함량이 증가함에 따라 LCST가 감소되는 특성을 이용하여 동일소재에서 LCST를 자유로이 조절할 수 있도록 함으로써, 그 활용성 및 에너지 절감 효율을 향상시킬 수 있도록 함을 과제로 한다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to solve the above problems by using a mixed solvent in which water and non-aqueous solvent such as glycol are mixed, And the LCST can be freely adjusted in the same material by using the characteristic that can be used to improve the usability and the energy saving efficiency.
본 발명은 용매, NIPAm(N-isopropylacrylamide), MBAAm(N,N-methylenebis(acrylamide)), APS(Ammonium persulfate) 및 TEMED(N,N,N,N-tetramethylethylenediamine)가 혼합 및 반응되어 이루어지는 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물에 있어서, 용매로써 물(deionized water)과 글리콜(glycol)로 이루어지는 용매 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는, 상전이 온도 조절이 가능한 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.The present invention relates to a smart window which is formed by mixing and reacting a solvent, NIPAm (N-isopropylacrylamide), MBAAm (N, N-methylenebis (acrylamide)), APS (Ammonium persulfate) and TEMED (N, N, N-tetramethylethylenediamine) A thermotrophic composition for a smart window capable of controlling a phase transition temperature, characterized by using a solvent mixture composed of deionized water and glycol as a solvent in the thermotropic composition for a window.
보다 구체적으로 상기 상전이 온도 조절이 가능한 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물은, 물과 글리콜로 이루어지는 용매 혼합물 100 중량부에 대하여, NIPAm 4 ~ 6 중량부, MBAAm 0.1 ~ 0.3 중량부, APS 1 ~ 3 중량부 및 TEMED 0.5 ~ 1.5 중량부가 혼합 및 반응되어 이루어지는 것이 바람직하다.More specifically, the thermotolipic composition for smart window capable of controlling the phase transition temperature comprises 4 to 6 parts by weight of NIPAm, 0.1 to 0.3 parts by weight of MBAAm and 1 to 3 parts by weight of APS, based on 100 parts by weight of a solvent mixture of water and glycol. And 0.5 to 1.5 parts by weight of TEMED are mixed and reacted.
그리고 상기 용매 혼합물은, 물 70 ~ 99 중량% 및 글리콜 1 ~ 30 중량%가 혼합되어 이루어지는 것이 바람직하다.The solvent mixture is preferably a mixture of 70 to 99% by weight of water and 1 to 30% by weight of glycol.
본 발명은 종래 물로만 이루어지는 용매와 달리, 글리콜(glycol)과 같은 비수계 용매와 물을 용매를 혼용한 혼합용매를 사용하되, 글리콜의 함량이 증가함에 따라 LCST가 감소되는 특성을 이용하여 동일소재에서 LCST를 자유로이 조절할 수 있도록 함으로써, 그 활용성 및 에너지 절감 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention uses a mixed solvent of a non-aqueous solvent such as glycol and a solvent mixed with a solvent, unlike the conventional water-based solvent, but uses the same material It is possible to freely control the LCST in the liquid crystal display device, thereby improving the usability and energy saving efficiency.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 LCST를 측정 결과를 나타낸 그래프
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 LCST를 측정 결과를 나타낸 그래프
도 3은 본 발명의 실시예 3에 따른 LCST를 측정 결과를 나타낸 그래프1 is a graph showing the results of measurement of LCST according to Example 1 of the present invention
2 is a graph showing the results of measurement of LCST according to Example 2 of the present invention
3 is a graph showing the results of measurement of LCST according to Example 3 of the present invention
상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 상전이 온도 조절이 가능한 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.In order to accomplish the above-mentioned effects, the present invention relates to a thermotrophic composition for a smart window capable of controlling the phase transition temperature, wherein only the parts necessary for understanding the technical structure of the present invention are explained, It should be noted that it will be omitted so as not to be distracted.
이하, 본 발명에 따른 상전이 온도 조절이 가능한 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the thermotrophic composition for smart window capable of controlling the phase transition temperature according to the present invention will be described in detail.
본 발명은 용매, NIPAm, MBAAm, APS 및 TEMED가 혼합 및 반응되어 이루어지는 통상의 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물에 있어서, 용매로써 물(deionized water)과 글리콜(glycol)로 이루어지는 용매 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that a solvent mixture composed of deionized water and glycol is used as a solvent in a conventional thermotrophic composition for a smart window in which a solvent, NIPAm, MBAAm, APS and TEMED are mixed and reacted .
보다 구체적으로 본 발명에 따른 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물은, 물과 글리콜로 이루어지는 용매 혼합물 100 중량부에 대하여, NIPAm 4 ~ 6 중량부, MBAAm 0.1 ~ 0.3 중량부, APS 1 ~ 3 중량부 및 TEMED 0.5 ~ 1.5 중량부가 혼합 및 반응되어 이루어진다.More specifically, the thermotolytic composition for smart window according to the present invention comprises 4 to 6 parts by weight of NIPAm, 0.1 to 0.3 parts by weight of MBAAm, 1 to 3 parts by weight of APS, and 1 to 3 parts by weight of TEMED 0.5 to 1.5 parts by weight are mixed and reacted.
여기서, 모노머인 NIPAm, 가교제인 MBAAm, 개시제인 APS 및 촉매인 TEMED는 써모트로픽 조성물에서 널리 사용되는 공지된 물질로써 그 상세한 설명은 생략하며, 그 함량 역시 이미 공지된 범위이다. 한편, 본 발명에서 사용되는 모노머, 가교제, 개시제 및 촉매의 종류 및 함량은 상기 범위에만 한정되는 것은 아니고 스마트 윈도의 종류, 사용환경, 온도 등에 따라 이미 공지된 다양한 물질 및 함량의 적용이 가능하다.Here, NIPAm as a monomer, MBAA as a crosslinking agent, APS as an initiator, and TEMED as a catalyst are known materials widely used in thermotropic compositions, and their detailed description is omitted. Meanwhile, the kinds and contents of the monomers, the crosslinking agent, the initiator and the catalyst used in the present invention are not limited to the above-mentioned range, but various known materials and contents can be applied according to the type of smart window, usage environment, temperature and the like.
상기 용매 혼합물은 본 발명의 주특징부로써 물 70 ~ 99 중량% 및 글리콜 1 ~ 30 중량%가 혼합되어 이루어지는 것을 사용한다.The solvent mixture is a main feature of the present invention in which 70 to 99% by weight of water and 1 to 30% by weight of glycol are mixed.
즉, 물과 글리콜과 같은 비수계 용매를 혼용한 혼합용매를 사용하되, 글리콜의 함량이 증가함에 따라 LCST가 감소되는 특성을 이용하여 동일소재에서 LCST를 자유로이 조절할 수 있도록 함으로써, 그 활용성 및 에너지 절감 효율을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.That is, by using a mixed solvent in which water and a non-aqueous solvent such as glycol are mixed, the LCST can be freely controlled in the same material by using the characteristic that the LCST is decreased as the content of glycol increases, So that the reduction efficiency can be improved.
따라서, 상기 글리콜의 함량은 상기 범위에 한정되는 것은 아니고 설정하고자 하는 LCST에 따라 가변적으로 적용할 수 있다.Therefore, the content of the glycol is not limited to the above range, but can be variably applied according to the LCST to be set.
이하 본 발명을 아래 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following examples, but the present invention is not limited to the examples.
1. 써모트로픽 조성물의 제조1. Preparation of Thermotropic Composition
(실시예 1)(Example 1)
온도를 70 ~ 80℃에 맞추고 N2 퍼징을 통해 산소와의 반응이 차단된 상태에서, 물 99 중량% 및 글리콜 1 중량%가 혼합된 혼합용매 100 중량부에 대하여 모노머인 NIPAm 5 중량부와 가교제인 MBAAm 0.2 중량부를 충분히 용해시켰다. 그리고 충분히 용해되어 투명한 액상의 형태가 되면 다시 상온으로 온도를 낮춘 뒤 개시제인 APS(5wt% in DI water) 2 중량부와 촉매 TEMED 1 중량부를 넣고 바이브레이터를 통해 분산시켜 준다. 이 후 상온에서 24시간 이상 반응시켜 하이드로젤 상태의 써모트로픽 조성물을 제조하였다.5 parts by weight of NIPAm as a monomer and 5 parts by weight of a crosslinking agent were added to 100 parts by weight of a mixed solvent containing 99% by weight of water and 1% by weight of glycol in a state where the temperature was adjusted to 70 to 80 DEG C and the reaction with oxygen was blocked by N2 purging. And 0.2 parts by weight of MBAAm were sufficiently dissolved. When the solution is sufficiently dissolved to form a transparent liquid, the temperature is further lowered to room temperature. 2 parts by weight of APS (5 wt% in DI water) as an initiator and 1 part by weight of a catalyst TEMED are added and dispersed through a vibrator. Thereafter, the reaction was carried out at room temperature for 24 hours or longer to prepare a hydrotreated thermotropic composition.
(실시예 2)(Example 2)
온도를 70 ~ 80℃에 맞추고 N2 퍼징을 통해 산소와의 반응이 차단된 상태에서, 물 70 중량% 및 글리콜 30 중량%가 혼합된 혼합용매 100 중량부에 대하여 모노머인 NIPAm 5 중량부와 가교제인 MBAAm 0.2 중량부를 충분히 용해시켰다. 그리고 충분히 용해되어 투명한 액상의 형태가 되면 다시 상온으로 온도를 낮춘 뒤 개시제인 APS(5wt% in DI water) 2 중량부와 촉매 TEMED 1 중량부를 넣고 바이브레이터를 통해 분산시켜 준다. 이 후 상온에서 24시간 이상 반응시켜 하이드로젤 상태의 써모트로픽 조성물을 제조하였다.5 parts by weight of NIPAm as a monomer and 5 parts by weight of a crosslinking agent were added to 100 parts by weight of a mixed solvent containing 70% by weight of water and 30% by weight of glycol in a state where the temperature was adjusted to 70 to 80 DEG C, And 0.2 parts by weight of MBAAm were sufficiently dissolved. When the solution is sufficiently dissolved to form a transparent liquid, the temperature is further lowered to room temperature. 2 parts by weight of APS (5 wt% in DI water) as an initiator and 1 part by weight of a catalyst TEMED are added and dispersed through a vibrator. Thereafter, the reaction was carried out at room temperature for 24 hours or longer to prepare a hydrotreated thermotropic composition.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
실시예 1과 동일하게 제조하되, 혼합용매를 사용하지 않고 물 100 중량%를 사용하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that 100 wt% of water was used without using a mixed solvent.
2. 써모트로픽 조성물의 평가2. Evaluation of the thermotropic composition
(1) LCST 측정(1) LCST measurement
시차주사열량분석기(differential scanning calorimetry, DSC)를 이용하여 상기 실시예 1, 2 및 비교예 1에 대한 LCST를 측정하였으며, 그 결과는 아래 [표 1] 및 도 1 ~ 3에 나타내었다.The LCSTs for Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were measured using differential scanning calorimetry (DSC), and the results are shown in Table 1 and FIGS. 1 to 3 below.
상기 [표 1] 및 아래 도 1 ~ 3에서와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1, 2는 물과 글리콜을 혼합한 혼합용매를 사용함으로써 글리콜의 함량에 따라 LCST를 자유로이 조절할 수 있음을 알 수 있다.As shown in Table 1 and FIGS. 1 to 3 below, Examples 1 and 2 according to the present invention show that LCST can be freely controlled according to the content of glycol by using a mixed solvent in which water and glycol are mixed have.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상전이 온도 조절이 가능한 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물을 상기한 설명 및 도면에 따라 설명하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.As described above, the thermotrophic composition for smart window capable of controlling the phase transition temperature according to the preferred embodiment of the present invention has been described with reference to the above description and drawings, but the present invention is merely illustrative and not limitative of the present invention. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the present invention.
Claims (3)
용매로써 물(deionized water)과 글리콜(glycol)로 이루어지는 용매 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는, 상전이 온도 조절이 가능한 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물.
The present invention relates to a thermotrophic thermomechanical thermoprotective agent for a smart window which is prepared by mixing and reacting a solvent, NIPAm (N-isopropylacrylamide), MBAAm (N, N-methylenebis (acrylamide)), APS (Ammonium persulfate) and TEMED (N, N, N-tetramethylethylenediamine) In the composition,
A thermotrophic composition for a smart window, capable of controlling the phase transition temperature, characterized in that a solvent mixture consisting of deionized water and glycol is used as a solvent.
상기 상전이 온도 조절이 가능한 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물은,
물과 글리콜로 이루어지는 용매 혼합물 100 중량부에 대하여, NIPAm 4 ~ 6 중량부, MBAAm 0.1 ~ 0.3 중량부, APS 1 ~ 3 중량부 및 TEMED 0.5 ~ 1.5 중량부가 혼합 및 반응되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 상전이 온도 조절이 가능한 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물.
The method according to claim 1,
The thermotrophic composition for a smart window capable of controlling the phase transition temperature,
4 to 6 parts by weight of NIPAm, 0.1 to 0.3 parts by weight of MBAAm, 1 to 3 parts by weight of APS and 0.5 to 1.5 parts by weight of TEMED are mixed and reacted with 100 parts by weight of a solvent mixture comprising water and glycol. A thermotrophic composition for smart windows capable of controlling the phase transition temperature.
상기 용매 혼합물은,
물 70 ~ 99 중량% 및 글리콜 1 ~ 30 중량%가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 상전이 온도 조절이 가능한 스마트 윈도우용 써모트로픽 조성물.3. The method of claim 2,
The solvent mixture may contain,
A composition for smart window thermotrophic composition capable of controlling the phase transition temperature, comprising 70 to 99% by weight of water and 1 to 30% by weight of glycol.
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