KR100358219B1 - 금속물질의부식억제제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알칼리 금속 아질산염을 포함하고 있는 수용액의 형태로 이루어진 0.01 ~ 0.3몰/ℓ까지의 알칼리 금속 아질산염, 0.01 ~ 0.3몰/ℓ까지의 알칼리 금속 인산염, 및 수용액의 pH를 주변온도에서 6.9 ~ 7.2의 범위로 유지하기에 충분한 양의 인산을 함유하는 것을 특징으로 하는 금속 물질의 부식 억제제이다.

Description

금속 물질의 부식 억제제{INHIBITOR OF THE CORROSION OF A METAL MATERIAL}

본 발명은 금속들이 저장되기 전에 금속의 표면에, 특히 강철의 표면에 입혀지는 부식 억제제에 관한 것이다.

금속들이 압연된 후, 금속들이 코일의 형태로 되기 전, 및 이 금속을 주문한 고객의 손에 들어가기 전에 오일과 함께 금속박판의 표면을 코팅시키기 위하여 금속의 제작자들은 부식 억제제를 포함하는 다양한 용제를 사용한다. 이러한 부식 억제제는 제품에다 생산적인 막을 형성함으로써 제품의 표면에 부동화(부동화 억제제가 기초 위에 깔려져 있는 경우에, 즉 아질산염이 깔려져 있는 경우에)를 형성하는 것을 의도하고 있으며, 제품의 표면에 침전하는 성분들을 형성하여 제품의 표면에 방지적인 막을 형성하도록 의도되었으며(비부동화 억제제가 기초 위에 깔려있는 경우, 예를들어 인산염의 경우에 있어서), 또는 표면에 근접한 매체의 알칼리화 또는 중성화를 불러 일으키며 또한 흡착을 불러 일으키도록 의도되었다(아민을 기초로 하는 유기적인 억제제). 이러한 억제제들은 역시 박판에서의 연속적인 냉연작업 작동동안에 윤활유로써 사용되어질 수 있다.

이러한 억제제를 사용하는 박판의 보호는 박판의 면들 중에서 단지 한면에서의 전착에 의해서 코팅되는 강철 박판의 경우에 있어서 특별히 필요하다. 첫째로 이러한 처리와 연관된 다양한 단계에 있어서, 박판은 탈지, 세정액, 전해액, 세정 유체들 등을 연속적으로 완전하게 제거하지 않는다면 코팅되지 않은 면에서 부식을 유발할 수 있는 다양한 액체와 접하고 있다. 더욱이, 전기 도금 라인의 환경은 전해질의 염분과 산이 함께 충전된다. 릴(reel)이 저장 되어지는 동안 그것이 맞붙는 것을 방지하기 위하여 부식 억제제로 입혀지지 않는 강철의 면을 처리할 필요로 하는 모든 조건들이 조합된다.

아질산 나트륨과 에이졸(azoles)을 포함하는 억제제들은 강철 박판의 보호를 위한 억제제의 효율성을 증명해준다. 그러나, 냉각기간 동안에 이 코딩과 그리고 이웃한 턴의 코팅되지 않는 표면에 배치된 억제제 사이의 접촉은 아연-니켈 박판 위에다 얼룩의 외관을 유발시킬 수 있기 때문에, 이러한 억제제들은 예를들어 아연과 니켈합금의 배치를 포함하며 그리고 코팅된 강철의 단지 한 표면만을 위해서 사용될 수는 없다. 하지만, 아민과는 대조적으로 억제제는 백판의 어떤 가능한 연속적인 제가열 기간동안에 니트로사민을 발생시키는 위험을 무릎쓰지는 않는다. 니트로 사민은 그것의 발암성으로 잘 공지되어 있으므로, 그러한 니트로 사민의 형성 가능성은 방지 되어야만 한다.

본 발명의 목적은 연속적인 가열의 기간동안에 독성물질을 발생하지 않고 이러한 억제제가 코팅된 면을 훼손함이 없이, 금속의 표면들 중에서 단지 한면에 코팅된 강철 박판에 사용될 수 있는 부식 억제제를 제안하는 것이다.

끝으로, 본 발명의 주제는 알칼리 금속 아질산염을 포함하고 있는 수용액의형태로 이루어진 0.01 ~ 0.3몰/ℓ까지의 알칼리 금속 아질산염, 0.01 ~ 0.3몰/ℓ까지의 알칼리 금속 인산염, 및 수응액의 pH를 주변온도에서 6.9 ∼ 7.2의 범위로 유지하기에 충분한 양의 인산을 함유하는 것을 특징으로 하는 금속 물질의 부식 억제제이다.

잘 이해되는 것처럼, 본 발명은 잘 한정된 비율로 공지된 나트륨-아질산염을 기초로 하는 억제제에 결합적으로 알칼리 금속 인산염과 인산을 첨부하는 것으로 구성된다. 그 결과, 중성의 용액은 하나의 아연-니켈 표면으로 박판이 코팅된 면을 부식하지 못하게 한다.

발명가들은 아질산 나트륨 억제제에 의해서 보호되는 베어박판의 표면에 박판의 코팅된 면을 아연-니켈로 코팅하는데 있어서의 얼룩의 존재는 알려진 염기성도와 이러한 억제제를 위한 완충 매체가 없기 때문인 것으로 알고있다. 이러한 억제제들의 pH는 9 ~ 11정도까지이고 이것은 아연산염의 형성에 의해서 코팅의 알칼리 부식을 유발한다. 본 발명을 강조하는 이러한 사고는 철의 부동화와 상응하는 중성의 pH에서 억제를 완충시키는 것에 의해서 이 알칼리 부식을 방지하는 것이 가능하다. 이것은 아질산 나트륨에 완충염을 첨가함으로써 수행된다.

인산 나트륨의 혼합물과 인산의 혼합물은 특별히 지시된다(나트륨을 칼륨과 같은 다른 알칼리 금속으로 대체될 수 있다). 실제로, 아질산염 이온들과 인산염 이온들은 그것들의 반부식 작용에 있어서 상승작용의 효과를 가지고, 전자는 중성화 억제제로서 작용하고, 후자는 부동화 억제제로서 작용한다.

부식 억제제를 동반하는 완충 매체를 제공하는 사실은 박판이 코팅되어지기전에 산으로 헹구는 공정을 수행하는 것과 함께 전기도금과 코일링 숍(colling shop)와 환경에서 K⁺, Zn²⁺그리고 Ni²⁺이온의 선택적 압력과 잘 조화를 이룬다.

주변온도에서(그래서 방지제가 수용액으로 놓여진 것 아래에 그리고 방지제가 박판에 사용된 것 하에서) 측정된 6.5보다 낮지 않은 pH를 완충 장치가 부과해야 한다는 이러한 목적은 필수적이다.

본 발명에 의한 부식 억제제는 0.01 ~ 0.3몰/ℓ의 농도의 알칼리 금속 아질산염, 0.01 ~ 0.3몰/ℓ농도의 알칼리 금속 인산염, 및 수용액의 pH를 주변온도에서 6.9 ~ 7.2의 범위로 유지하기에 충분한 양의 인산을 함유하는 수용액이다. 또한, 아질산염의 알칼리 금속 이온들과 인산염의 알칼리 금속들의 분자 농도가 20% 이상 차이나지 않는 것이 바람직하다. 예제의 방식에 의해서 대단히 좋은 결과는 6g/ℓ의 아질산 나트륨(sodium nitrite)을 포함하는 용액, 10g/ℓ의 인산 나트륨(sodium phosphate) Na₃PO₄· 12H₂O, pH를 7까지 맞추는 것을 가능하게 해주는 인산의 양, 및 비이온 습윤제와 함께 얻어진다.

이것의 효율성은 이 건조한 대기에 16시간의 노출과 그리고 습윤한 대기에서의 8시간의 노출을 연속적으로 포함하는 사이클에 금속을 종속되게 하는 것, 금속에 오일칠을 하는 것, 및 오일이 칠해지지 않은 박판에 염소(chloride) 이온의 부식 용액을 사용함으로써 점검되어진다. 그러한 처리의 68시간 후, 부식 용액의 인가 전에 이런 억제제 용액으로 입혀질 때, 박판위에서 구멍의 반이 관찰된다.

인산 에스테르(phosphoric ester)와 같은 비이온 또는 음이온 습윤제가 이억제제 용액에 선택적으로 첨가된다. 이것은 아연-니켈막의 열악한 습윤성을 극복하고 억제제에 아민에 기초한 제품을 사용하는 것없이 열악한 습윤성을 극복한다. 습윤제와 함께 소포제를 첨가하는 것이 바람직하다. 예를들어, 첨가되는 양은 습윤제는 1에서 5㎖/ℓ이고 소포계는 0.2에서 1㎖/ℓ이다.

억제제의 사용은 아래와 같은 계획에서 적합하다.

-아연-니켈 합금으로 박판의 양표면들 중 하나 위에 박판의 아연 전기도금

-탈염수와 함께 박판을 세정하는 산성 세정

-억제제 용액의 사용

-물의 증발의 결과가 되는 박판의 건조

-박판의 오일링

-박판의 코일링과 그리고 저장 또는 코일의 신속한 처리

예를들어, 박판이 이동하고 억제제를 포함하고 있는 용액을 함유하는 용기에 담겨지는 박판의 낮은 부분 사이에 비틀린 롤(roll)들의 도움으로 억제제의 사용의 다양한 방법이 예견되어진다. 예를들어, 이러한 비틀린 롤들은 박판의 평방 미터당 1 ~ 2㎖의 용액을 사용하여야만 하고(각 면에서 그 처리를 포함한다), 그리고 이것은 2 ~ 6mg/㎡의 나트륨의 양에 해당한다. 박판의 양면을 코팅시키거나 또는 단지 베어면을 코팅시키기 위해서 가능하다.

물론, 이러한 부식 억제제의 사용은 선호되는 응용방법인 한면에서 아연-니켈 합금으로 코팅된 박판들의 보호에만 국한 되는 것이 아니라 어떠한 강철 박판의 보호나 강철 또는 심지어 다른 금속 재료의 보호에도 적용된다.

Claims (5)

1. 알칼리 금속 아질산염을 포함하고 있는 수용액의 형태로 이루어진 금속 물질의 부식 억제제에 있어서, 0.01 ~ 0.3몰/ℓ의 농도의 알칼리 금속 아질산염 수용액과, 0.01 ~ 0.3몰/ℓ 농도의 알칼리 금속 인산염 수용액 및 주변온도에서 측정된 6.9 ~ 7.2까지 측정된 pH를 유지하기 위해 같은 농도의 인산을 포함하는 것을 특징으로 하는, 금속 물질의 부식 억제제.
2. 제1항에 있어서, 아질산염의 알칼리 이온과 인산염의 알칼리 이온의 분자 농도가 20% 이상 차이나지 않는 것을 특징으로 하는, 금속 물질의 부식 억제제.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기의 부식억제제가 습윤제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 금속 물질의 부식 억제제.
4. 제3항에 있어서, 상기의 습윤제가 비이온이거나 또는 음이온 습윤제인 것을 특징으로 하는, 금속 물질의 부식 억제제.
5. 제4항에 있어서, 상기 부식 억제제가 소포성 조제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 금속 물질의 부식 억제제.