KR0137908B1

KR0137908B1 - 금속부재의 부식방지방법

Info

Publication number: KR0137908B1
Application number: KR1019940001027A
Authority: KR
Inventors: 시게오 하세가와; 타카후미 시마다; 류지 요시야마; 켄지 이와사키; 타쯔유키 니시카와; 타카요시 카와오카
Original assignee: 코오노 미찌아끼; 미쯔비시주오고오교오 가부시기가이샤
Priority date: 1993-01-21
Filing date: 1994-01-20
Publication date: 1998-04-28
Also published as: DE69318391T2; TW307786B; EP0609569B1; CN1129639C; EP0609569A2; ES2118884T3; US5677378A; KR940018218A; US5677377A; CN1091759A; EP0609569A3; DE69318391D1

Abstract

말레산변성폴리프로필렌 및 폴리프로필렌의 혼합물, 혹은, 상기 혼합물과 에틸렌프로필렌고무 및/또는 산화방지제와의 혼합물을 금속부재의 표면에 살포하여, 가열용융한 후, 냉각 고화해서 폴리프로필렌라이닝층을 형성하고, 해당 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성액체를 접촉시키는 금속부재의 부식방지방법이 제공된다.

Description

금속부재의 부식방지방법

제 1 도는 본 발명에 따른 폴리프로필렌으로 라이닝된 매트릭스의 단면도.

본 발명은 배기가스탈황장치, 가스정제플랜트, 해수담수화장치, 화력플랜트 등에 사용하기 위한 금속(탄소강)재료에 적용할 수 있는 폴리프로필렌라이닝의 제조방법 즉, 금속부재의 부식방지방법에 관한 것이다.

종래, 폴리프로필렌라이닝으로서, 폴리프로필렌의 시이트 혹은 파이프의 표면을 코로나방전이나, 진한 황산과 크롬산의 혼합액으로 처리하여 표면에 접착성을 부여하고, 에폭시수지 등의 접착재를 도포하여 피라이닝재에 접착하는 소위 시이트라이닝이 알려져 있었다. 그러나, 폴리에틸렌 및 플루오르수지의 라이닝의 경우에서와 같이, 피라이닝재를 폴리프로필렌의 융점온도 이상으로 가열한 뒤, 그 재료의 가열표면에 폴리프로필렌분말을 살포하여 피막을 형성시키는 소위 가열용융폴리프로필렌라이닝은 전혀 제안되어 있지 않고, 또한, 피라이닝재에 분말을 살포하고 이 분말을 가열용융시켜 폴리프로필렌을 라이닝하기 위한 라이닝용 분체도 시판되거나 제안된 바가 전혀 없다.

또, 피라이닝재를 폴리프로필렌의 융점온도 이상으로 가열하고, 그 표면에 접착성을 지닌 폴리프로필렌의 시이트 혹은 스틱을 융착시켜 라이닝을 형성함으로써, 금속에 대한 폴리프로필렌시이트 혹은 스틱의 접착성을 안정하게 하는 폴리프로필렌라이닝에 대해서도 제안된 바 없다.

또한, 금속면에 폴리프로필렌분체를 살포하여 분체를 가열용융하고, 냉각고화하는 라이닝방법도 제안된 바 없다.

상기 시이트 혹은 파이프의 표면을 처리하고, 접착제로 피복하여 라이닝용으로 사용하는 폴리프로필렌라이닝은 다음과 같은 문제점을 지녀, 공업적으로는 거의 적용되지 않고 있다.

(1) 접착제를 라이닝으로 사용하기 때문에, 접착불량 등의 결함을 발생하기 쉽다.

(2) 피라이닝재에 대해 폴리프로필렌시이트 혹은 파이프를 작업자의 손 또는 적당한 공구를 사용하여 압박하여 접착을 달성하므로, 파이프의 굽은 부분 또는 T자형 파이프 등의 복잡한 형상을 지닌 것 또는 작은 직경의 재료에 폴리프로필렌라이닝을 적용시키기 곤란하다.

(3) 금속파이프를 라이닝할 경우, 압출기에 의해 미리 압출된 폴리프로필렌파이프를 사용하므로, 각종 직경의 금속파이프를 사용하는 플랜트에 있어, 이들 금속파이프의 직경에 맞는 폴리프로필렌파이프가 필요하다. 따라서, 각종 직경의 폴리프로필렌파이프를 제조함에 있어 많은 금형이 필요하게 되어, 폴리프로필렌파이프의 비용이 증가하게 된다.

일반적으로, 폴리프로필렌은 사출성형품, 압출성형품, 필름 등에 사용되고 있으나, 통상 이용할 수 있는 폴리프로필렌은 가열용융상태에서는 금속면에 접착할 수 있으나, 냉각고화시에는 이들로부터 박리되는 불편이 있다. 그러므로, 상술한 바와 같이, 폴리프로필렌라이닝 기술중의 하나만이 실사용에 제공되고 있고, 이런 폴리프로필렌라이닝은 압출된 시이트 혹은 파이프의 면을 변성처리하여, 즉, 표면에 접착성을 부여하고, 접착제를 사용하여 시이트 또는 파이프로 금속재료를 라이닝하는 것으로 이루어진다.

상술한 바와 같이, 통상 이용할 수 있는 폴리프로필렌은 폴리프로필렌의 고화수축비가 크고, 고화수축율이 비교적 저온(실온)에서도 장시간 존재하는 경우에 발생된 클리프응력이 폴리에틸렌 또는 플루오르수지가 사용된 경우보다 훨씬 크고, 또한, 사출성형 또는 압출성형 단계에서 이형성을 향상시키기 위해 폴리프로필렌에 첨가된 응집제 등의 첨가제의 영향이 존재하는 등의 이유에 의해 가열용융법에 의해서는 금속재료에 부착될 수 없으나, 상세한 요인에 대해서는 불명이다.

상기 기술수준에 비추어, 본 발명이 완성된 것으로, 본 발명의 목적은 내약품성, 내열성 및 기계적 특성의 우수성을 유지하며, 접착특성도 우수한 폴리프로필렌으로 금속(탄소강)을 극히 간단하게 라이닝하는 방법, 즉 금속부재의 부식을 방지하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명자들은 금속재료 또는 복잡한 형상과 크고 작은 직경을 지닌 유사재료에 적용할 수 있는 분체를 사용하는 가열용융폴리프로필렌라이닝 기술을 개발할 목적으로 예의 연구를 행한 결과, 가열용융단계후, 단독으로 사용했을 때의 폴리프로필렌은 냉각고화시 박리되나, 폴리프로필렌을 말레산변성폴리프로필렌과 적당한 비율로 혼합했을 경우는 수지가 박리되지 않아 강한 접착력을 지닌 우수한 라이닝 피막을 얻을 수 있다는 것을 발견하였고, 이 발견에 따라, 하기와 같은 제1 및 제2 양상의 발명을 완성하게 되었다.

(1) 100~500㎛의 평균입자직경과 0.05~1.0중량%의 말레산변성률을 지닌 말레산변성폴리프로필렌분체와, 100~500㎛의 평균입자직경을 지닌 폴리프로필렌분체를 혼합하여, 말레산변성폴리프로필렌분체/폴리프로필렌분체의 중량비가 1/1~1/10인 혼합분체를, 금속부재의 표면에 살포하는 공정과, 상기 살포한 혼합분체를 가열용융한 후, 냉각고화해서 폴리프로필렌라이닝을 형성시키는 공정과, 해당 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성 액체를 접촉시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

(2) 0.05~1.0중량%의 말레산변성률을 지닌 말레산변성폴리프로필렌과 폴리프로필렌을 혼합하여, 말레산변성폴리프로필렌/폴리프로필렌의 중량비가 1/1~1/10인, 100~500㎛의 평균입자직경을 지닌 분체를, 금속부재의 표면에 살포하는 공정과, 상기 살포한 분체를 가열용융한 후, 냉각고화해서 폴리프로필렌라이닝층을 형성시키는 공정과, 해당 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성 액체를 접촉시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

상기 제1 및 제2 양상의 발명을 적용할 수 있는 금속은 통상 탄소강이고, 또한, 본 발명에 사용할 수 있는 말레산변성폴리프로필렌의 말레산의 함량은 0.05 wt%이상이며, 바람직하게는 0.1~1.0wt%이다.

본 발명에 있어서, 말레산변성폴리프로필렌과 폴리프로필렌의 혼합비는 선택된 말레산변성폴리프로필렌과 폴리프로필렌의 종류 및 품질에 따라 다르며, 말레산변성폴리프로필렌의 혼합비가 너무 높으면 내산성 및 내알카리성 등의 내약품성이 열화하고, 너무 낮으면, 접착력이 저하하여 라이닝이 박리하게 되므로 적당한 혼합비는 10/1~1/10이고, 바람직하게는 1/1~1/10이다.

가열용융라이닝에 적당한 분말의 입자직경에 관해서 볼때, 500㎛ 이하이면, 균일한 두께의 피막을 얻을 수 있으나, 바람직하게는 100~300㎛이다.

분말의 평균입자직경이 500㎛ 이상인 것을 사용하여도 라이닝피막을 형성할 수는 있지만 피막형성을 위해 분말을 용융시키는데 장시간을 필요로 하고, 피막면이 거친 상태로 되어 균일한 두께의 라이닝피막을 형성하는 것이 불가능하게 된다.

본 발명의 라이닝재는 말레산변성폴리프로필렌과 폴리프로필렌이 중량비 10/1~1/10으로 형성된 것으로, 라이닝재가 가열용융상태인 경우, 이들 양성분은 용융되나, 라이닝재가 냉각고화된 경우는 말레산변성폴리프로필렌에 함유된 카르보닐기가 금속에 강하게 결합함으로써 강한 접착력의 라이닝피막을 얻을 수 있게 된다.

본 발명의 제1 및 제2 양상에 의하면, 종래의 폴리프로필렌라이닝 및 고무라이닝을 적용할 수 없었던 고온영역에 적용할 수 있는 가열용융폴리프로필렌라이닝재 및 라이닝용 분체를 표면에 형성시킨 금속부재를 제공할 수 있다. 또한, 이런 라이닝용 분체는 내약품성이 우수하고 복잡한 형상 및 직경이 다른 파이프에도 적용할 수 있다.

종래, 폴리프로필렌라이닝 및 고무라이닝을 적용할 수 없는 고온영역 및 혹독한 부식환경에 사용되는 장치에 있어서는 값비싼 고급스테인레스강 또는 고가의 불소수지계 라이닝재를 사용하고 있었다.

본 발명의 폴리프로필렌라이닝재 및 라이닝용 분체는 엄격한 조건하의 이런 장치에 적용할 수 있으며, 라이닝재 및 분체의 원료로는 값싼 말레산변성폴리프로필렌과 폴리프로필렌이므로, 매우 저렴한 라이닝재 및 분체를 제공할 수 있어 공업적 및 경제적 관점에서 보다 커다란 가치를 가진다. 또한, 상기 특정조성의 폴리프로필렌을 금속부재상에 형성시키면, 부식성액체(황산)에 대한 내구성을 현저히 향상시키는 효과도 있다.

또한, 본 발명자들은, 변성폴리프로필렌과 에틸렌프로필렌고무를 폴리프로필렌과 적당한 비율로 혼합함으로써 박리되지 않고 강한 접착력을 지닌 우수한 라이닝피막을 얻을 수 있다는 것을 발견하여 이 발견에 따라 제3 및 제4 양상의 발명을 완성하였다.

즉, 제3 및 제4 양상의 발명은 다음과 같다.

(3) 100~500㎛의 평균입자직경과 0.05~1.0중량%의 말레산변성률을 지닌 말레산변성폴리프로필렌분체와, 100~500㎛의 평균입자직경을 지닌 폴리프로필렌분체를 혼합하여, 말레산변성폴리프로필렌분체/폴리프로필렌분체의 중량비가 10/1~1/100인 혼합분체에, 100~500㎛의 평균입자직경을 지닌 1~20중량%의 에틸렌프로필렌고무를 첨가해서 얻은 폴리프로필렌라이닝분체를, 금속부재의 표면에 살포하는 공정과, 상기 살포한 폴리프로필렌라이닝분체를 가열용융한 후, 냉각고화해서 폴리프로필렌라이닝층을 형성시키는 공정과, 해당 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성 액체를 접촉시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

(4) 0.05~1.0중량%의 말레산변성률을 지닌 말레산변성폴리프로필렌과, 폴리프로필렌을 혼합하여, 말레산변성폴리프로필렌/폴리프로필렌의 중량비가 10/1~1/100인 혼합물에, 1~20중량%의 에틸렌프로필렌고무를 첨가해서 얻은 100~500㎛의 평균입자직경을 지닌 폴리프로필렌라이닝분체를, 금속부재의 표면에 살포하는 공정과, 상기 살포한 폴리프로필렌라이닝분체를 가열용융한 후, 냉각고화해서 폴리프로필렌라이닝층을 형성시키는 공정과, 해당 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성 액체를 접촉시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

제3 및 제4 양상의 발명을 적용할 수 있는 금속은 통상 탄소강이고, 또한, 본 발명에 사용할 수 있는 말레산변성폴리프로필렌중의 말레산함량은 0.01wt% 이상이며,바람직하게는 0.1~1.0wt%이다.

본 발명에서 사용할 수 있는 에틸렌프로필렌고무중의 프로필렌함량은 통상 10~40wt%이고, 본 발명에 있어서 말레산변성폴리프로필렌과 폴리프로필렌의 혼합비는 선택된 말레산변성폴리프로필렌과 호모폴리프로필렌의 종류 및 품질에 따라 다르나, 10/1~1/100 범위가 적당하다. 말레산변성폴리프로필렌의 혼합비가 높을수록 금속에 대한 라이닝의 접착력도 강해진다. 상기 혼합물과 혼합한 에틸렌프로필렌고무의 비율은 선택된 에틸렌프로필렌고무의 종류 및 품질에 따라 다르나, 1~20wt%가 적당하여, 에틸렌프로필렌고무의 혼합비가 너무 높으면, 라이닝강도가 저하한다.

반면, 말레산변성폴리프로필렌과 폴리프로필렌의 혼합물에 에틸렌프로필렌고무를 첨가한 물질로 이루어진 라이닝재가 가열용융상태인 경우, 말레산변성폴리프로필렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌프로필렌고무는 용융해 있고, 라이닝재가 냉각고화한 때는 말레산변성폴리프로필렌과 폴리프로필렌의 혼합물(이하, '변성폴리프로필렌'이라 함)은 유동특성 및 고화온도에 있어 에틸렌프로필렌고무와 다르므로, 에틸렌프로필렌고무는 변성폴리프로필렌에 분산된 상태로 고화한다.

에틸렌프로필렌고무의 크리프응력은 매우 작으므로, 에틸렌프로필렌고무는 고화수축시에 신장하여 접착력 보다 작은 수준까지 응력이 즉각 완화되므로 박리하지 않은 라이닝을 얻을 수 있다.

또한, 가열용융라이닝에 적당한 분말의 입자직경이 500㎛ 이하이면, 균일한 두께의 피막을 형성할 수 있다. 분말의 평균입자직경이 500㎛ 이상인 것을 사용하여도 라이닝피막을 형성할 수는 있지만, 피막형성을 위해 분말을 용융시키는데 장시간을 필요로 하고, 피막면이 거친 상태로 되어 균일한 두께의 라이닝피막을 형성하는 것이 불가능하게 된다.

본 발명의 라이닝재는 말레산변성폴리프로필렌/폴리프로필렌의 중량비가 10/1~1/100인 혼합물에 에틸렌프로필렌고무를 외부비율로 1~20wt% 첨가한 물질로부터 형성한다. 라이닝재가 가열용융상태이면, 말레산변성폴리프로필렌과 폴리프로필렌은 모두 용융해 있고, 라이닝재가 냉각고화되면, 말레산변성폴리프로필렌내에 함유된 카르보닐기가 금속에 강하게 결합함으로써, 강한 접착력을 지닌 라이닝막을 얻을 수 있게 된다. 본 발명의 라이닝을 얻기 위한 라이닝용 분체에 있어서, 에틸렌프로필렌고무를 변성폴리프로필렌에 첨가하므로, 에틸렌프로필렌고무의 응력완화작용에 의해, 에틸렌프로필렌고무를 첨가하지 않은 경우와 비교해볼 때 말레산변성폴리프로필렌의 양을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 라이닝용 분체는 용융혼련기를 사용하여 용융혼련한 뒤 평균입자 직경이 500㎛ 이하가 되도록 분쇄하여 접착성이 더욱 향상된 미세라이닝용 분체를 얻을 수 있고, 이렇게 얻어진 미세라이닝용 분체의 혼합상태는 작은 입경의 변성폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌고무의 혼합물보다 더욱 균일하다.

제3 및 제4 양상의 본 발명에 의하면, 상기 제1 및 제2 양상의 발명과 동일한 이점을 얻을 수 있다.

더욱이, 본 발명자들은, 폴리프로필렌을 변성폴리프로필렌과 에틸렌프로필렌고무와 혼합하여 제조한 접착성 폴리프로필렌에 산화방지제를 첨가하여 접착특성을 손상하거나 수지를 열화시키지 않고도 표면특성이 우수한 강인한 피막을 얻을 수 있다는 것을 발견하여, 이에 의거하여 제5 및 제6 양상의 발명을 완성하였다.

즉, 청구항 제5 및 제6 양상의 발명은, (5) 100~500㎛ 평균입자직경과 0.05~1.0중량%의 말레산변성률을 지닌 말레산변성폴리프로필렌분체와, 100~500㎛의 평균입자직경을 지닌 폴리프로필렌분체를 혼합하여, 말레산변성폴리프로필렌분체/폴리프로필렌분체의 중량비가 10/1~1/100인 혼합분체에, 0.1~1.0중량%의 고분자량페놀계 산화방지제 및 포스파이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산화방지제와, 100~500㎛의 평균입자직경을 지닌 1~20중량%의 에틸렌프로필렌고무를 첨가해서 얻은 폴리프로필렌라이닝분체를, 금속부재의 표면에 살포하는 공정과, 상기 살포한 폴리프로필렌라이닝분체를 가열용융한 후, 냉각고화해서 폴리프로필렌라이닝층을 형성시키는 공정과, 해당 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성 액체를 접촉시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

(6) 0.05~1.0중량%의 말레산변성률을 지닌 말레산변성폴리프로필렌과, 폴리프로필렌을 혼합하여, 말레산변성폴리프로필렌/폴리프로필렌의 중량비가 10/1~1/100인 혼합물에, 0.1~1.0중량%의 고분자량페놀계 산화방지제 및 포스파이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산화방지제와 1~20중량%의 에틸렌프로필렌고무를 첨가해서 얻은 100~500㎛의 평균입자직경을 지닌 폴리프로필렌라이닝분체를, 금속부재의 표면에 살포하는 공정과, 상기 살포한 혼합분체를 가열용융한 후, 냉각고화해서 폴리프로필렌라이닝층을 형성시키는 공정과, 해당 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성 액체를 접촉시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

상기 제5 및 제6 양상의 발명이 적용될 수 있는 금속은 통상 탄소강이다.

본 발명에 사용할 수 있는 말레산변성폴리프로필렌중의 말레산함량은 0.01wt% 이상이고,바람직하게는 0.1~1.0wt%이다.

본 발명에 사용할 수 있는 에틸렌프로필렌고무중의 프로필렌함량은 통상 10~40wt%이고, 또한, 본 발명에 있어, 폴리프로필렌의 용융흐름율은 0.1~40 사이가 바람직하다.

본 발명에 있어서, 말레산변성폴리프로필렌과 폴리프로필렌의 혼합비는 선택된 말레산변성폴리프로필렌과 프로필렌의 종류에 따라 다르나, 10/1~1/100 범위가 적당하다. 말레산변성폴리프로필렌의 혼합비가 높을수록 금속에 대한 라이닝의 접착력도 강해진다. 에틸렌프로필렌고무를 상기 혼합물과 혼합하는 비율을 선택된 에틸렌프로필렌고무의 종류에 따라 다르나, 적당한 혼합비는 1.0~20wt%범위이다. 에틸렌프로필렌고무의 혼합비가 너무 높으면, 라이닝의 강도가 저하한다.

본 발명에 있어서, 산화방지제의 바람직한 예로는 고분자량 페놀계 산화방지제나 포스파이트(및 포스포나이트)를 들 수 있고, 산화방지제의 사용량은 산화방지제의 종류에 따라 다르나, 변성폴리프로필렌의 중량에 대해 외부비율로 0.1~1.0wt%범위가 바람직하다.

산화방지제의 대표적인 예로는, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 등의 인계가공안정제와, 힌더드페놀계의 펜타에리스리틸테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠 및 트리스-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)이소시아누레이트로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상과의 조합이다.

분말의 입자직경이 가열용융라이닝에 적합한 500㎛ 이하이면, 균일한 두께의 피막을 얻을 수 있으며, 이 크기 이상의 입자직경을 지닌 분말을 사용하여도 라이닝피막을 형성할 수는 있으나, 피막형성을 위해 분말을 용융하는데 장시간이 걸리고 피막면이 거친 상태로 되어 균일한 두께의 라이닝피막을 형성할 수 없게 된다.

본 발명의 라이닝재는 말레산변성폴리프로필렌/폴리프로필렌의 중량비가 10/1~1/100인 혼합물에 에틸렌프로필렌고무를 1.0~20wt% 첨가하고, 또한, 이 혼합물에 산화방지제를 첨가함으로써 형성할 수 있는 바, 라이닝재가 가열용융상태인 경우, 말레산변성폴리프로필렌과 폴리프로필렌은 둘다 용융되어 있고, 라이닝재가 냉각고화된 경우, 말레산변성폴리프로필렌에 함유된 카르복실기가 금속에 강하게 결합함으로써 강한 접착력을 지닌 라이닝피막을 얻을 수 있다.

한편, 라이닝재가 가열용융상태인 경우, 말레산변성폴리프로필렌과 폴리프로필렌의 혼합물에 첨가된 에틸렌프로필렌고무는 폴리프로필렌에 용융되어 있고, 라이닝재가 냉각고화할 경우 말레산변성폴리프로필렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌프로필렌고무가 각각 다른 유동특성 및 고화온도를 지니기 때문에 에틸렌프로필렌고무는 폴리프로필렌과 변성폴리프로필렌에 분산되게 된다. 에틸렌프로필렌고무의 크리프변형응력은 매우 작기 때문에 고화수축시에 에틸렌프로필렌고무는 연신하고, 접착력보다 작은 수준까지 즉각 응력이 완화되므로 박리하지 않은 라이닝을 얻을 수 있다.

또한, 산화방지제는 폴리프로필렌의 주사슬이 열분해되는 것을 방지하므로 산화방지제의 사용은 가열용융단계시의 열적열화를 감소시킨다. 본 발명의 라이닝용 분체에 있어서, 산화방지제를 폴리프로필렌, 변성폴리프로필렌 및 에틸렌프로필렌고무의 혼합물에 첨가하므로 가열용융단계시, 열적열화를 억제할 수 있어 강인한 피막을 형성할 수 있다.

본 발명의 라이닝용 분체는 용융혼련기를 사용하여 용융혼련한 뒤 평균입자 직경이 500㎛ 이하가 되도록 분쇄하여 접착성이 더욱 향상된 미세라이닝용 분체를 얻을 수 있고, 이렇게 얻어진 미세라이닝용 분체의 혼합상태는 작은 입경직경의 변성폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌고무 및 산화방지제의 혼합물보다 더욱 균일하다.

제5 및 제6 양상의 본 발명에 의하면, 제1 및 제2 양상의 발명과 동일한 이점을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명자들은 접착성이 우수한 폴리프로필렌시이트 또는 폴리프로필렌스틱으로부터 제조할 수 있는 라이닝재를 개발하기 위해 예의 연구한 결과, 폴리프로필렌을 변성폴리프로필렌과 에틸렌프로필렌고무와 혼합하여 제조한 접착성의 폴리프로필렌에 산화방지제를 첨가하였을때, 접착특성을 손상하지도, 수지를 열화시키지도 않으면서 표면특성이 우수한 강인한 피막을 얻을 수 있다는 것 또한 발견하였다.

본 발명에 의한 폴리프로필렌수지조성물시이트는 그 두께에 상관없이 금속면에 라이닝할 수 있어, 시이트가 금속위에 가열융착한 경우, 우수한 접착성의 피막을 형성할 수 있으며, 또한, 본 발명에 의한 폴리프로필렌수지조성물의 스틱도 그 두께에 상관없이 금속면에 라이닝할 수 있어 스틱이 금속위에 일방향으로 배열하여 가열융착된 경우 접착성이 우수한 피막을 형성할 수 있다. 따라서, 스틱은 라이닝의 보수에도 적용할 수 있다.

본 발명의 폴리프로필렌수지조성물의 성분은 제5 및 제6 양상의 발명에서와 동일하다.

본 발명의 폴리프로필렌수지조성물의 시이트 혹은 스틱은 금속면에 융착할 수 있어, 금속에 대한 접착성이 우수한 라이닝피막을 얻는다.

또, 말레산변성폴리프로필렌은 카르보닐기를 지녀, 가열용융된 후 냉각고화하였을 경우, 금속에 결합될 수 있으므로, 본 발명은, 말레산변성폴리프로필렌 피막층을 먼저 금속면위에 형성하고, 다음, 말레산변성폴리프로필렌피막층 위에 폴리프로필렌피막을 형성한다.

말레산변성폴리프로필렌은 폴리프로필렌과의 상용성을 지니므로 가열용융에 의해 서로 결합될 수 있다. 따라서, 외부주변에 폴리프로필렌피막을 지닌 본 발명의 폴리프로필렌라이닝을 얻을 수 있다.

금속면과 폴리프로필렌피막층 사이에 끼워진 말레산변성폴리프로필렌피막층은 폴리프로필렌피막의 내열성을 향상시키기 위해 가능한 얇은 것이 바람직하나, 말레산변성폴리프로필렌의 피막층의 최소두께는 막형성에 사용되는 말레산변성폴리프로필렌분말의 입자직경에 의하므로, 피막층의 실질적인 두께는 50~200㎛이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.

우선, 제1 및 제2 실시예에 대해 설명한다.

말레산변성률이 0.01~1.0wt%인 말레산변성폴리프로필렌펠릿과 용융흐름률이 1.0인 폴리프로필렌펠릿을 액체질소를 사용하는 냉동분쇄기에 의해 각각 분쇄하고, 각각의 분말을 평균입자직경 1,000㎛, 500㎛, 300㎛ 및 100㎛로 분급한다. 그후, 표 1에 나타낸 혼합비로 말레산변성폴리프로필렌분말과 폴리프로필렌분말을 혼합하여 라이닝용 분체를 얻는다.

또한, 상기 말레산변성폴리프로필렌펠릿을 상기 폴리프로필렌펠릿과 표 1의 혼합비로 혼합하고, 각각의 혼합물을 용융혼련기로 혼련하고, 냉동분쇄기로 분쇄하여 평균입자직경 1,000㎛, 500㎛, 300㎛ 및 100㎛의 라이닝용 분체를 얻는다.

다음, 길이 70㎜, 폭 200㎜, 두께 5㎜의 탄소강판을 탈지, 쇼트블라스트하고 가열열판으로 가열하여 표면온도를 250±20℃가 되게 하고, 상기 언급한 분말을 살포한 뒤 가열용융하여 피막두께 1.5㎜의 라이닝강판을 얻는다. 그후, 각각의 라이닝표면상태의 관찰, 폭 10㎜로 90°박리방법에 의한 접착력측정 및 5% H₂SO₄, 100℃의 조건하에 6개월간 내구성시험을 행한다. 결과를 표 1에 나타내었다.

표 1(Ⅰ)

표 1(Ⅱ)

표 1(Ⅲ)

표 1(Ⅳ)

다음에, 본 발명의 제3 및 제4 실시예에 대해 설명한다.

말레산변성률이 0.01~1.0wt%인 말레산변성폴리프로필렌펠릿, 용융흐름률이 1.0인 폴리프로필렌펠릿 및 폴리프로필렌함량이 10~40%인 에틸렌프로필렌고무펠릿을 액체질소를 사용하는 냉동분쇄기에 의해 별도로 분쇄하고, 각각의 분말을 평균입자직경 1,000㎛, 500㎛ 및 100㎛로 분급시킨다. 그후, 얻어진 분말을 표 2의 혼합비로 혼합하여 라이닝용 분체를 얻는다.

또한, 상기 말레산변성폴리프로필렌, 폴리프로필렌 및 에틸렌프로필렌고무펠릿을 표 2의 혼합비로 혼합하고, 각각의 혼합물을 용융혼련기에 의해 혼련하고, 냉동분쇄기로 분쇄한 뒤 분급해서 평균입자직경 1,000㎛, 500㎛ 및 100㎛의 라이닝용 분체를 얻는다.

다음, 길이 70㎜, 폭 200㎜, 두께 5㎜의 탄소강판을 탈지, 쇼트블라스트하고 가열 열판으로 가열하고 표면온도가 250±20℃가 되게 하고, 상기 분말을 살포해서 가열용융하여 피막두께 1.5㎜의 라이닝된 강판을 얻는다. 그후, 각각의 라이닝의 표면상태의 관찰, 폭 10㎜로 90°박리방법에 의한 접착력 측정 및 5% H₂SO₄, 100℃ 조건하에 6개월간 내구성 시험을 행한다. 결과를 표 2에 나타내었다.

표 2(Ⅰ)

표 2(Ⅱ)

표 2(Ⅲ)

표 2(Ⅳ)

표 2(Ⅴ)

표 2(Ⅵ)

다음에, 본 발명의 제5 및 제6 실시예에 대해 설명한다.

말레산변성률이 0.01~1.0wt%인 말레산변성폴리프로필렌펠릿, 폴리프로필렌펠릿 및 폴리프로필렌함량이 10~40%인 에틸렌프로필렌고무펠릿을 액체질소를 사용하는 냉동분쇄기에 의해 별도로 분쇄하고, 각각의 분말을 평균입자직경 1,000㎛, 500㎛ 및 100㎛로 분급한다. 그후, 얻어진 분말을 고분자량페놀계 산화방지제 및 포스파이트(또는 포스포나이트)를 함유하는 다른 산화방지제(IRGANOX B215, Ciba Ceigy사 제조)와 표 3의 혼합비로 혼합하여 라이닝용 분체를 얻는다.

이와 관련하여, 여기서 사용된 산화방지제(IRGANOX B215)는 펜타에리스리틸테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트] 및 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트가 1 : 2로 혼합된 것이다. 또한, 표 4에 나타낸 혼합비로 상기 말레산변성폴리프로필렌, 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌고무 및 산화방지제를 혼합하고, 각각의 혼합물을 용융혼련기로 혼련하고, 냉각분쇄기로 분쇄한 뒤 평균 입자직경 1,000㎛, 500㎛ 및 100㎛로 분급해서 라이닝용 분체를 얻는다.

다음에, 길이 7㎜, 폭 200㎜, 두께 5㎜의 탄소강판을 탈지, 쇼트블라스트하고, 가열열판으로 가열하여 표면온도를 250±20℃가 되게 하고, 상기 언급한 분말을 살포한 뒤 가열용융하여 피막두께 1.5㎜의 라이닝 강판을 얻는다.

그후, 각각의 라이닝의 표면상태의 관찰, 폭 10㎜로 90°박리방법에 의한 접착력측정 및 5% H₂SO₄, 100℃ 조건하에 6개월간 내구성시험을 행한다. 결과를 표 3, 4에 나타내었다.

표 3(Ⅰ)

주 :

*는 폴리프로필렌, **는 에틸렌프로필렌고무

표 3(Ⅱ)

표 3(Ⅲ)

주 :

*는 폴리프로필렌, **는 에틸렌프로필렌고무

표 3(Ⅳ)

표 4(Ⅰ)

주 :

*는 폴리프로필렌, **는 에틸렌프로필렌고무

표 4(Ⅱ)

표 4(Ⅲ)

주 :

*는 폴리프로필렌, **는 에틸렌프로필렌고무

표 4(Ⅳ)

다음에, 본 발명의 제5 및 제6 실시예에 대해 설명한다.

실시예 5

말레산변성률이 0.01~1.0wt%인 말레산변성폴리프로필렌펠릿, 폴리프로필렌펠릿, 폴리프로필렌함량이 10~40%인 에틸렌프로필렌고무펠릿, 고분자량페놀계 산화방지제 및 포스파이트(혹은 포스포나이트)를 함유하는 다른 산화방지제(IRGANOX B215, Ciba-Ceigy 제조)를 표 5, 6에 나타낸 혼합비로 혼합하고, 각각의 혼합물을 용융혼련기로 혼련한 뒤, 시이트성형기를 사용하여 성형해서 막두께가 200㎛, 500㎛, 1,000㎛ 및 2,000㎛인 시이트를 얻는다.

이와 관련하여, 여기서 사용된 산화방지제(IRGANOX B215)는 펜타에리스리틸테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트] 및 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)-포스파이트가 1 : 2로 혼합된 것이다.

다음, 길이 7㎜, 폭 200㎜, 두께 5㎜의 탄소강판을 탈지, 쇼트블라스트하고, 가열 열판으로 가열하여 표면온도를 250±20℃가 되게 하고, 상기 시이트를 가열된 강판에 대해 압착해서 융착시킴으로써 폴리프로필렌시이트가 라이닝된 강판을 얻는다.

그후, 각각의 시이트라이닝의 표면상태의 관찰, 폭 10㎜로 90°박리방법에 의한 접착력 측정 및 5% H₂SO₄, 100℃ 조건하에 6달 동안 내구성을 시험한다. 결과를 표 5에 나타내었다.

표 5(Ⅰ)

주 :

*는 폴리프로필렌, **는 에틸렌프로필렌고무

표 5(Ⅱ)

표 5(Ⅲ)

표 5(Ⅳ)

실시예 6

말레산변성률이 0.01~1.0wt%인 말레산변성폴리프로필렌펠릿, 폴리프로필렌펠릿, 프로필렌함량이 10~40%인 에틸렌프로필렌고무펠릿, 고분자량페놀계 산화방지제 및 포스파이트(혹은 포스포나이트)를 함유하는 다른 산화방지제(IRGANOX B215)를 표 6에 나타낸 혼합비로 혼합한다. 각각의 혼합물을 용융혼련기로 혼련하고, 실린더헤드를 통해 압출하여 스트랜드를 얻고, 스트랜드로부터 스틱을 제조한다. 다음, 길이 70㎜, 폭 200㎜, 두께 5㎜의 탄소강판을 탈지, 쇼트블라스트하고, 가열열판으로 가열하여 표면온도를 250±20℃가 되게 하고, 상기 스틱을 가열강판에 대해 압축하여 융착시킴으로써 폴리프로필렌으로 라이닝된 강판을 얻는다. 그후, 각각의 라이닝의 표면상태를 관찰하고, 폭 10㎜로 90°박리방법에 의한 접착력 측정 및 5% H₂SO₄, 100℃ 조건하에 6개월간 내구성 시험을 행한다.

결과를 표 6에 나타내었다.

표 6(Ⅰ)

주 :

*는 폴리프로필렌, **는 에틸렌프로필렌고무

표 6(Ⅱ)

최후로, 본 발명의 제7 및 제8 실시예를 제 1 도와 관련하여 설명한다. 제 1 도에 있어, (1)은 직경 120㎜, 두께 5㎜의 금속매트릭스(탄소강)로 금속매트릭스표면을 탈지, 세정 및 블라스팅으로 깨끗이 한 것이며, (2)는 용융지수 10, 평균입자직경 100㎛인 말레산변성분말을 금속매트릭스(1)상에 가열용융 (250±20℃)하여 형성된 말레산변성폴리프로필렌 피막이다. (3)은 말레산변성폴리프로필렌피막(2) 위에 용융지수 5, 평균입자직경 100㎛인 폴리프로필렌분말을 가열용융(250±20℃)하여 형성된 폴리프로필렌피막이다. 폴리프로필렌피막(3)의 형성은 미리 형성한 말레산변성폴리프로필렌피막(2)이 여전이 용융상태 또는 냉각고화상태에 있을 경우 행할 수 있다. 표 7에, 본 발명의 2개 방법에 의해 라이닝된 폴리프로필렌라이닝재의 접착력 및 내구성시험(5% 황산, 100℃ 조거하에 6개월간) 결과를 나타내었다.

표 7(Ⅰ)

표 7(Ⅱ)

Claims

100~500㎛의 평균입자직경과 0.05~1.0중량%의 말레산변성률을 지닌 말레산변성폴리프로필렌분체와, 100~500㎛의 평균입자직경을 지닌 폴리프로필렌분체를 혼합하여, 말레산변성폴리프로필렌분체/폴리프로필렌분체의 중량비가 1/1~1/10인 혼합분체를, 금속부재의 표면에 살포하는 공정과, 상기 살포한 혼합분체를 가열용융한 후, 냉각고화해서 폴리프로필렌라이닝층을 형성시키는 공정과, 해당 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성 액체를 접촉시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

제 1 항에 있어서, 상기 금속부재가 탄소강으로 이루어진 부재인 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

제 1 항에 있어서, 상기 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성액체를 접촉시키는 공정이, 약 100℃의 온도하에서 행해지는 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

0.05~1.0중량%의 말레산변성률을 지닌 말레산변성폴리프로필렌과, 폴리프로필렌을 혼합하여, 말레산변성폴리프로필렌/폴리프로필렌의 중량비가 1/1~1/10인, 100~500㎛의 평균입자직경을 지닌 분체를, 금속부재의 표면에 살포하는 공정과, 상기 살포한 분체를 가열용융한 후, 냉각고화해서 폴리프로필렌라이닝층을 형성시키는 공정과, 해당 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성 액체를 접촉시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

제 4 항에 있어서, 상기 금속부재가 탄소강으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

제 4 항에 있어서, 상기 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성액체를 접촉시키는 공정이, 약 100℃의 온도하에서 행해지는 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

100~500㎛의 평균입자직경과 0.05~1.0중량%의 말레산변성률을 지닌 말레산변성폴리프로필렌분체와, 100~500㎛의 평균입자직경을 지닌 폴리프로필렌분체를 혼합하여, 말레산변성폴리프로필렌분체/폴리프로필렌분체의 중량비가 1/1~1/100인 혼합분체에, 100~500㎛의 평균입자직경을 지는 1~20중량%의 에틸렌프로필렌고무를 첨가해서 얻은 폴리프로필렌라이닝분체를, 금속부재의 표면에 살포하는 공정과, 상기 살포한 폴리프로필렌라이닝분체를 가열용융한 후, 냉각고화해서 폴리프로필렌라이닝층을 형성시키는 공정과, 해당 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성 액체를 접촉시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

제 7 항에 있어서, 상기 금속부재가 탄소강으로 이루어진 부재인 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

제 7 항에 있어서, 상기 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성액체를 접촉시키는 공정이, 약 100℃의 온도하에서 행해지는 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

0.05~1.0중량%의 말레산변성률을 지닌 말레산변성폴리프로필렌분체와, 폴리프로필렌을 혼합하여, 말레산변성폴리프로필렌/폴리프로필렌의 중량비가 1/1~1/100인 혼합물에, 1~20중량%이 에틸렌프로필렌고무를 첨가해서 얻은 100~500㎛의 평균입자직경을 지닌 폴리프로필렌라이닝분체를, 금속부재의 표면에 살포하는 공정과, 상기 살포한 폴리프로필렌라이닝분체를 가열용융한 후, 냉각고화해서 폴리프로필렌라이닝층을 형성시키는 공정과, 해당 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성 액체를 접촉시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

제 10 항에 있어서, 상기 금속부재가 탄소강으로 이루어진 부재인 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

제 10 항에 있어서, 상기 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성액체를 접촉시키는 공정이, 약 100℃의 온도하에서 행해지는 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

100~500㎛ 평균입자직경과 0.05~1.0중량%의 말레산변성률을 지닌 말레산변성폴리프로필렌분체와, 100~500㎛의 평균입자직경을 지닌 폴리프로필렌분체를 혼합하여, 말레산변성폴리프로필렌분체/폴리프로필렌분체의 중량비가 1/1~1/100인 혼합분체에, 0.1~1.0중량%의 고분자량페놀계 산화방지제 및 포스파이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산화방지제와, 100~500㎛의 평균입자직경을 지닌 1~20중량%의 에틸렌프로필렌고무를 첨가해서 얻은 폴리프로필렌라이닝분체를, 금속부재의 표면에 살포하는 공정과, 상기 살포한 폴리프로필렌라이닝분체를 가열용융한 후, 냉각고화해서 폴리프로필렌라이닝층을 형성시키는 공정과, 해당 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성 액체를 접촉시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

제 13 항에 있어서, 상기 금속부재가 탄소강으로 이루어진 부재인 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

제 13 항에 있어서, 상기 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성액체를 접촉시키는 공정이, 약 100℃의 온도하에서 행해지는 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

0.05~1.0중량%의 말레산변성률을 지닌 말레산변성폴리프로필렌과, 폴리프로필렌을 혼합하여, 말레산변성폴리프로필렌/폴리프로필렌의 중량비가 10/1~1/100인 혼합물에, 0.1~1.0중량%의 고분자량페놀계 산화방지제 및 포스파이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 산화방지제와 1~20중량%의 에틸렌프로필렌고무를 첨가하여 얻은 100~500㎛의 평균입자직경을 지닌 폴리프로필렌라이닝분체를, 금속부재의 표면에 살포하는 공정과, 상기 살포한 혼합분체를 가열용융한 후, 냉각고화해서 폴리프로필렌라이닝층을 형성시키는 공정과, 해당 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성 액체를 접촉시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

제 16 항에 있어서, 상기 금속부재가 탄소강으로 이루어진 부재인 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.

제 16 항에 있어서, 상기 폴리프로필렌라이닝층을 표면에 형성시킨 금속부재와, 부식성액체를 접촉시키는 공정이, 약 100℃의 온도하에서 행해지는 것을 특징으로 하는 금속부재의 부식방지방법.