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        나노구조 변화에 의한 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub> 복합재료를 충전한 Poly Acrylate 도료의 열차단 특성

        김대원 ( Dae Won Kim ),마영길 ( Young Kil Ma ),김종석 ( Jong Seok Kim ) 한국공업화학회 2020 공업화학 Vol.31 No.1

        본 연구에서는 침전과 수열처리에 의해 나노입방체와 나노막대구조를 갖는 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 나노입자를 합성하였다. Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 나노입자 표면에 TiO<sub>2</sub>가 20 nm 두께로 코팅된 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub> core-shell (CS) 복합재료를 합성하였다. Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub> CS를 화학적에칭과 열처리에 의해 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub> CS에서 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub> yolk-shell (YS) 형태의 복합재료를 제조하였다. FE-SEM, HR-TEM, XRD 분석을 통하여 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>와 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub> CS 및 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub> YS 안료의 물리적 특성을 측정하였다. 안료를 poly acrylate (PA) 수지에 혼합한 도료들의 일사반사율과 색상변화는 UV-Vis-NIR 분석으로 차열 온도는 실험실에서 제작한 차열 온도 측정기를 통해 측정하였다. Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub> YS 적색 안료를 사용한 PA 도료는 우수한 근적외선 반사율을 보였으며, Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 안료를 사용한 도료에 비해 차열 온도가 13 ℃ 감소하였다. Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> nanoparticles with the mixed structure of cubic and nanorod were synthesized by precipitation, hydrothermal, sol-gel method, etching process and heat treatment. Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub> core-shell (CS) of type Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>@TiO<sub>2</sub> composite was fabricated on a 20 nm nanolayer of TiO<sub>2</sub> coated on the surface of Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> nanoparticles. Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub> yolk-shell (YS) composite was prepared by chemical etching and heat treatment of Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/TiO<sub>2</sub> CS nanoparticles. Physical properties of Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>@TiO<sub>2</sub> CS and Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>@TiO<sub>2</sub> YS nanoparticles were characterized by FE-SEM, HR-TEM and X-ray diffraction. The solar reflectance, commission internationale de l’Elcairage (CIE) color coordinate and heat shield temperatures of Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, CS and YS type Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>@TiO<sub>2</sub> pigments filled with poly acrylate (PA) paints were investigated by UV-Vis-NIR spectrometer and homemade heat shield temperature measuring device. The Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>@TiO<sub>2</sub> YS red pigment filled PA composite exhibited excellent near infrared light reflecting performance and also reduced the heat shield temperature of 13 ℃ than that of Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> filled counterparts.

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