KR100781180B1 - The composition for preventing corrosion - Google Patents

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Abstract

A corrosion inhibitor is provided to inhibit the activation of a corrosion layer by forming a passivation layer by the chemical reaction with a metal surface corrosion layer. A corrosion inhibitor comprises 55-65 wt% of orthophosphoric acid (44% H3PO4); 5-7 wt% of zinc nitrate (Zn(NO3)2.H2O); 6-8 wt% of aluminum nitrate (Al(NO3)3.9H2O); 4-5 wt% of potassium ferrocyanide (K4Fe(CN)6.3H2); 0.03-0.05 wt% of a nonionic surfactant; and the balance of desalted water. Preferably the nonionic surfactant comprises 86 % of polymer fluorochemical active; 12 % of nonfluorochemical active; and 2 % of a co-solvent.

Description

부식억제제 {The composition for preventing corrosion}Corrosion Inhibitor {The composition for preventing corrosion}

도 1은, 금속 표면에 대한 주사전자현미경 확대사진으로써,1 is a magnified photograph of a scanning electron microscope on a metal surface,

(가)는 본 발명에 따른 부식억제제 도포 전이고,   (A) is before the application of a corrosion inhibitor according to the invention,

(나)는 본 발명에 따른 부식억제제 도포 후이다.   (B) is after the application of a corrosion inhibitor according to the present invention.

도 2는, 본 발명에 따른 부식억제제의 도포 후 생성된 부동태 피막층의 단면사진으로써, 2 is a cross-sectional photograph of a passivation film layer generated after the application of a corrosion inhibitor according to the present invention,

(가)는 시편,    (A) the psalm,

(나)는 하부 부식 변환층,    (B) the lower corrosion conversion layer,

(다)는 상부 부식 변환층이다.   (C) is the upper corrosion conversion layer.

도 3은, 본 발명에 따른 부식억제제의 도포 후 생성된 부동태 피막층의 단면에 대한 X-레이 회절 분석 그래프이다.3 is an X-ray diffraction graph of the cross section of the passivation film layer generated after the application of the corrosion inhibitor according to the present invention.

도 4는, 각기 표면에 스크래치를 생성한 시편에 대한 염수 분무시험 결과사진으로써,4 is a photograph of the salt spray test results for the specimens that each produced a scratch on the surface,

(가)는 숏 블라스팅 후, 상도를 실시한 비교예 시편에 대한 것이고,   (A) is for the comparative example specimens subjected to top coat after shot blasting,

(나)는 숏 블라스팅 후, 본 발명에 따른 부식억제제 도포하고, 상도를 실시한 시편에 대한 것이며,   (B) refers to a specimen coated with a corrosion inhibitor according to the present invention after shot blasting and subjected to a top coat,

(다)는 숏 블라스팅 후, 본 발명에 따른 부식억제제 도포, 하도 및 상도를 실시한 시편에 대한 것이다.   (C) refers to the specimen subjected to the corrosion inhibitor coating, coating and top coat after the shot blasting.

도 5는, 각 시편의 접착력 시험결과를 보인 사진으로써,5 is a photograph showing the adhesion test results of each specimen,

(가)는 기준시편(ASTM D 4541(2002))이고,   (A) is the reference specimen (ASTM D 4541 (2002)),

(나)는 부식억제제가 도포된 실시예 시편이며,   (B) is an example specimen coated with a corrosion inhibitor,

(다)는 비교예 시편에 대한 것이고,   (C) is for comparative specimens,

(라)는 다른 비교예 시편에 대한 것이다.   (D) is for another comparative specimen.

본 발명은 부식억제제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 표면의 산화작용으로 인하여 형성된 부식층을 억제함과 동시에 추가적인 공정이 없이도 금속표면의 산화작용을 방지할 수 있는 부동태 피막층을 생성하는 부식억제제에 관한 것이다.The present invention relates to a corrosion inhibitor, and more particularly, to a corrosion inhibitor which suppresses the corrosion layer formed due to the oxidation of the metal surface and at the same time creates a passivation film layer capable of preventing the oxidation of the metal surface without an additional process. will be.

금속은 각종 산업현장의 대형 플랜트, 기계시설, 산업설비, 교량, 상·하수도 및 가스 설비, 자동차, 선박, 철도 등에 여러 분야에서 적용되고 있는 우리가 살아가는데 필수적으로 요구되는 물질이다.Metal is an essential material for us to live in various fields such as large plants, machinery facilities, industrial facilities, bridges, water and sewage and gas facilities, automobiles, ships, and railways.

하지만, 금속은 대기와의 화학적 반응으로 인해 산화되어 부식되며, 부식은 그 산화작용으로 금속 표면에서 형성된 부식층이 금속 표면으로부터 떨어져 나오게 되면서 진행된다.However, the metal is oxidized and corroded by the chemical reaction with the atmosphere, and the corrosion proceeds as the oxidizing action causes the corrosion layer formed on the metal surface to come off the metal surface.

부식은 한 번 발생되면 그 진행속도가 매우 빠르기 때문에 부식으로 인한 금속의 손실은 매년 금속 총량의 10%에 이르며, 부식이 진행됨에 따라 공업화에 따른 노후화된 플랜트에 의해 인명피해 및 재산손실을 야기시켜 지속적인 산업 발전을 저해하며, 그에 따른 경제적 손실이 매우 큰 실정이다.Once corrosion occurs, the progress is so fast that the loss of metals due to corrosion reaches 10% of the total amount of metals every year, and as corrosion progresses, aging plant caused by industrialization causes loss of life and property loss. It hinders continuous industrial development and the economic loss is very large.

상기와 같이 금속의 부식을 방지하기 위해서 여러 도포 방법이 사용되었는데 자세히 살펴보면 다음과 같다.Various coating methods were used to prevent corrosion of the metal as described above.

철제품의 녹을 방지하기 위하여 산화된 금속 표면에 인산, 황혈염과 적혈염으로 이루어진 화합물과 에폭시 수지와 불소화합물을 연속적으로 두번 초벌칠을 하는 방법이 있다.In order to prevent the rust of iron products, there is a method of applying two consecutive layers of epoxy resin and fluorine compound on the oxidized metal surface with phosphoric acid, septic salt and red blood salt.

그러나, 상기와 같이 연속적으로 두번 초벌칠을 하는 경우에는 금속 표면 도포을 위해 두번의 과정을 거쳐야 하는 번거로움과 초벌칠에 의해 유착력이 약해지는 단점이 있다.However, when the first two consecutive painting as described above, there is a disadvantage that the adhesion strength is weakened by the hassle and the first painting which has to go through two processes for the metal surface coating.

또한 인에 의하여 금속의 녹을 방지하는 특징을 갖는 오르토인산, 물, 아연초산염, 에탄올, 주석산, 타닌, 화혈염 또는 적혈염을 포함하는 부식억제제를 이용하기도 하는데, 이는 녹 생성물을 녹 방지막으로 변환시켜 부식을 방지한다.It also uses corrosion inhibitors, including orthophosphoric acid, water, zinc acetate, ethanol, tartaric acid, tannins, hepatitis, or red blood salts, which are characterized by the ability of phosphorus to prevent rusting of metals. Prevent corrosion.

상기의 부식억제제를 적용하기 위해서는 녹이 생긴 제품의 표면에 녹 제거 작업이 필요하며, 상기의 부식억제제로 규모가 큰 금속제품의 표면을 도포하는 경우, 금속 표면의 도포 후 세척작업이 어려운 문제점 있다.In order to apply the corrosion inhibitor is required to remove the rust on the surface of the rusted product, when applying the surface of a large metal product with the corrosion inhibitor, there is a problem that the cleaning operation after application of the metal surface is difficult.

이 외에도 금속의 표면에 보호 피막을 형성하여 부식을 방지하는 도금 및 도 장, 내식성이 낮은 금속을 연결하여 부식을 방지하는 음극화 보호 등이 있다.In addition, there are plating and coating to prevent corrosion by forming a protective film on the surface of the metal, and cathodic protection to prevent corrosion by connecting a metal with low corrosion resistance.

도금과 도장은, 모재 금속의 표면 상태를 개선할 목적으로 다른 종류의 금속이나 도료와 같은 물질의 얇은 층으로 피복하는 것을 말하며, 음극화보호는 모재의 부식 대신 코팅층이 부식되는 원리를 이용하여 금속 표면에 모재인 금속보다 내식성이 낮은 코팅층이 형성되는 것을 말한다.Plating and painting refers to coating with a thin layer of a different kind of metal or material such as paint for the purpose of improving the surface condition of the base metal. Cathodic protection is based on the principle that the coating layer is corroded instead of the base metal. It means that the coating layer having lower corrosion resistance than the base metal is formed on the surface.

그러나, 상기의 도금 표면처리를 함으로써, 모재 금속의 부식을 차단할 수 있지만, 그럼에도 불구하고 도금층이 치밀하지 못하고, 도금층에 미세한 핀홀 등과 같은 외부환경과 도금층을 이루고 있는 금속이 접할 수 있는 틈새의 존재로 도금속에 국부적인 부식을 일으킴으로써 모재 금속이 외부환경에 노출되어 부식이 발생하는 단점이 있으며, 특수 설비가 설치됨으로 인해 비용이 상승되는 문제점이 있다.However, the above-described plating surface treatment can prevent corrosion of the base metal, but nevertheless, the plating layer is not dense, and there is a gap between the metal forming the plating layer and the external environment such as fine pinholes in the plating layer. There is a disadvantage that the base metal is exposed to the external environment to cause corrosion by causing local corrosion to the conductive metal, the cost is increased due to the installation of special equipment.

그리고 상기의 도장 표면처리는, 금속 표면에 형성된 부식을 억제하기 위하여 하부 도장 작업 후, 상부 도장 작업을 진행하는 여러번의 공정의 필요로 인해 복잡하고 번거로울 뿐 아니라, 공정시간이 증가하고, 도료의 용제에 함유된 휘발성 물질에 의해 작업자의 건강에 악영향을 끼칠 수 있으며, 도포으로 인한 밀착력이 약화되고, 도료의 접착성이 떨어져 방부식성에 한계가 있다. In addition, the above-described coating surface treatment is complicated and cumbersome due to the necessity of several processes of performing the upper coating work after the lower coating work in order to suppress the corrosion formed on the metal surface, and the processing time increases, and the solvent of the paint Due to the volatile substances contained in it may adversely affect the health of the worker, the adhesion due to the coating is weakened, the adhesion of the paint is poor, there is a limit to the corrosion protection.

더욱이, 상기와 같은 도장이나 도금의 표면처리로 부식을 방지하기 위해 사용된 도료는, 포름알데히드나 옥시벤젠 등과 같은 유독성 물질을 함유하고 있기 때문에 인체에 유해하여 작업자에게 치명적인 영향을 끼칠 수 있을 뿐만 아니라 환경 친화적이지 못하여 환경을 오염시키는 문제점이 있다.Moreover, the paint used to prevent corrosion by the surface treatment of the coating or plating as described above contains toxic substances such as formaldehyde or oxybenzene, which is harmful to the human body and may have a fatal effect on workers. There is a problem that pollutes the environment because it is not environmentally friendly.

또한, 모재 금속과 모재 금속보다 반응성이 큰 금속간의 이온화 경향을 이용 하여 부식을 방지하는 방법인 음극화보호의 실시로 부식을 차단할 수 있지만, 대기중에 포함된 수분이 코팅층을 계속 산화시킴으로 인해 코팅층이 불완전해져 모재 금속이 외부 환경과 접할 수 있는 공간이 존재하거나, 모재 금속이 도금 금속보다 비금속일 경우에는 선택적인 소재 금속의 부식이 진행되는 문제점이 있다.In addition, the corrosion can be prevented by the cathodic protection, which is a method of preventing corrosion by using the ionization tendency between the base metal and the metal that is more reactive than the base metal, but the moisture in the atmosphere continues to oxidize the coating layer. When the base metal is incomplete and there is a space in contact with the external environment, or when the base metal is a non-metal than the plating metal, there is a problem that the corrosion of the selective material metal proceeds.

본 발명은 금속 표면의 부식층 생성 억제 및 부식 방지막 생성을 위한 종래의 방법이 가지고 있는 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 금속 표면 처리를 하기 위한 공정의 소요시간을 현저히 단축시킬 수 있을 뿐 아니라, 사용시에도 환경오염이나 인체에 대한 악영향을 초래하지 않고, 금속 표면의 전처리과정을 단순공정화 하고 산화된 표면에 발생한 부식층을 화학적 반응을 통해 변환시켜 부동태 피막층을 생성함으로써 금속의 부식을 효율적으로 방지할 수 있는 부식억제제를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.The present invention was devised to solve the problems of the conventional method for suppressing the formation of corrosion layer on the metal surface and the generation of the corrosion protection film, and can significantly shorten the time required for the metal surface treatment process. Even during use, it does not cause environmental pollution or adverse effects on the human body, and can simplify the pretreatment of the metal surface and convert the corrosion layer generated on the oxidized surface through chemical reaction to create the passivation layer, thereby effectively preventing metal corrosion. It is an object of the present invention to provide a corrosion inhibitor.

본 발명의 상기 목적은, 55내지 65중량%의 오르토인산(44% H3PO4)과, 5내지 7중량%의 질산아연(Zn(NO3)2·H20)과, 6내지 8중량%의 질산알루미늄(Al(NO3)3·9H2O)과, 4내지 5중량%의 철청산칼륨(K4FE(CN)6·3H20)과, 0.03 내지 0.05중량%의 무이온계면활성제와 잔여 탈염수로 혼합된 부식억제제에 의하여 달성된다.The object of the present invention is 55 to 65% by weight of orthophosphoric acid (44% H 3 PO 4 ), 5 to 7% by weight of zinc nitrate (Zn (NO 3 ) 2 H 2 0) and 6 to 8 Wt.% Aluminum nitrate (Al (NO 3 ) 3 .9H 2 O), 4-5 wt.% Potassium iron cyanide (K 4 FE (CN) 6 .3H 2 0), and 0.03-0.05 wt. Achieved by a corrosion inhibitor mixed with ionic surfactant and residual demineralized water.

본 발명의 부식억제제는 금속 표면에서 도포된 후 금속 표면의 부식층을 부동태로 변형시켜 부동태 피막층을 생성함으로써, 금속 표면에 발생하는 부식층의 활성을 억제하며, 부식층 확산 억제 기능이 탁월하고, 외부 도색작업을 하기 위한 부동태 피막층 외부 도료와의 접착력을 확보한다.Corrosion inhibitor of the present invention is applied on the metal surface after the transformation of the corrosion layer of the metal surface to passivation to form a passivated coating layer, thereby suppressing the activity of the corrosion layer generated on the metal surface, excellent corrosion layer diffusion suppression function, external painting work In order to ensure the adhesion with the passivation coating layer external paint.

또한, 상기 부식억제제는, 환경에 주는 악영향이 전혀 없는 환경친화적 수용성 물질일 뿐만 아니라, 외부 진동 혹은 충격에도 부서짐이 없는 강한 내구성을 가지고 있고, 전처리 일괄 공정으로 작업의 생산성 및 편리성이 향상되며, 금속 표면에 도포되는 작업시간을 단축시킴으로써 소요되는 시간과 비용을 절약할 수 있다.In addition, the corrosion inhibitor is not only an environmentally friendly water-soluble material that has no adverse effects on the environment, but also has a strong durability that is not broken by external vibration or impact, and the productivity and convenience of work are improved by a pretreatment batch process. By reducing the working time applied to the metal surface, it saves time and money.

상기와 같은 장점을 가지고 있는 부식억제제는, 무이온계면활성제, 오르토인산, 질산아연, 질산알루미늄, 철청산칼륨과 탈염수를 함유하고 있다.Corrosion inhibitors having the above advantages include nonionic surfactants, orthophosphoric acid, zinc nitrate, aluminum nitrate, potassium iron cyanate and demineralized water.

상기 오르토인산(44% H3PO4)은 철시안칼륨이라고도 불리우는 철청산칼륨(K4FE(CN)6·3H20)과 반응하여 산화된 부식층을 용해하고, Fe3H8(PO4)으로 변환되는 과정에서 상기 질산아연(Zn(NO3)2·H20)과 반응하여, 표면에 인산아연막을 형성한다.The orthophosphoric acid (44% H 3 PO 4 ) is reacted with potassium iron cyanide (K 4 FE (CN) 6 .3H 2 0), also called potassium cyanide, to dissolve the oxidized corrosion layer, and Fe 3 H 8 (PO 4 In the process of conversion to) to react with the zinc nitrate (Zn (NO 3 ) 2 · H 2 0), to form a zinc phosphate film on the surface.

이때, 상기 인산아연막은 부식층이 변환된 표면에서 강력한 방식작용을 한다.At this time, the zinc phosphate film has a strong anticorrosive action on the surface of the corrosion layer is converted.

상기 질산알루미늄(Al(NO3)3·9H2O)은 상기 부식억제제에 포함되어 있는 금속류와 구성요소에서 일어나는 전위의 변화를 발생하게 한다.The aluminum nitrate (Al (NO 3 ) 3 .9H 2 O) causes a change in potential occurring in the metals and components included in the corrosion inhibitor.

그리고, 상기 무이온계면활성제는 86%폴리머 플루오르캐미컬 액티 브(Polymeric fluorochemical actives)와 12%논플루오르케미컬액티브(Non-fluorochemical actives)와 2%조(助)용제(co-solvent)로 이루어지며, 이는 금속 표면의 지방을 제거하고, 침투압을 높여주어 두께가 0.5mm이내로 이루어진 부식층으로 부식억제제가 침투할 수 있게 하여 빠른 속도로 보호막을 형성하게 한다.In addition, the non-ionic surfactant is composed of 86% polymer fluorochemical actives (Polymeric fluorochemical actives), 12% non-fluorochemical actives and 2% co-solvent (co-solvent) This removes the fat on the metal surface and increases the penetration pressure, allowing the corrosion inhibitor to penetrate into the corrosion layer of less than 0.5mm thickness to form a protective film at high speed.

뿐만 아니라, 상기 무이온계면활성제는 표면 활동 물질의 계면작용을 하며 도포 표면의 동일한 흡습성을 유지하고 밀착력을 높여주며, 금속의 근본적인 부식 방지막을 만든다.In addition, the nonionic surfactant acts as an interfacial surface active material, maintains the same hygroscopicity of the coated surface, enhances adhesion, and creates a fundamental corrosion protection film of the metal.

또한 탈염수는 온도가 20℃ 내지 30℃에서 상기 성분들과 혼합되는 첨가제로써, 부식층과 화학 반응을 일으키는 촉매제 역할을 한다.Demineralized water is an additive mixed with the above components at a temperature of 20 ° C. to 30 ° C., and serves as a catalyst for causing a chemical reaction with the corrosion layer.

상기와 같이 혼합된 부식억제제는 금속 표면에서 도포된 후 금속 표면의 부식층을 부동태로 변형시켜 부동태 피막층을 생성하는데, 견고한 부동태 피막층을 유지시키는데 가장 중요한 역할을 하는 것은 오르토인산의 함량이다. The mixed corrosion inhibitor as described above is applied to the metal surface to passivate the corrosion layer of the metal surface to form a passivation coating layer, the most important role in maintaining a strong passivation coating layer is the content of orthophosphoric acid.

오르토인산이 55중량% 미만일 경우, 부식물의 산화물을 변화시키지 못하므로 부동태 피칵층의 성능을 기대하기 어려우며, 65중량%을 초과하여, Fe3KH14(PO4)84H20,KFe3H8(PO4)6H20가 될 경우 표면에 크랙이 무수히 형성되며, 과부동태현상으로 부동태 피막층에 흰 백태가 과잉되므로 상부도장작업에 장애를 가져오게 된다. If the orthophosphoric acid is less than 55% by weight, it is difficult to expect the performance of the passivated pickling layer because it does not change the oxide of the corrosive, and in excess of 65% by weight, Fe 3 KH 14 (PO 4 ) 8 4H 2 0, KFe 3 H When 8 (PO 4 ) 6 · 6H 2 0, cracks are formed on the surface abundantly, and the over-white phenomenon causes excessive white whites in the passivation layer, which causes obstacles to the upper coating work.

상기와 같은 함량은, 상기 부식억제제의 성능을 크게 좌우하므로, 성분량의 비율을 준수하는 것이 중요하며, 상기와 같은 조건이 모두 만족된 상태에서 상기 부식억제제는 부식층 방어력을 높이고, 후의 도색 작업에서 접착력을 높일 수 있는 유리한 조건을 제공한다.Since the content as described above greatly influences the performance of the corrosion inhibitor, it is important to observe the ratio of the component amount, and in the state where all of the above conditions are satisfied, the corrosion inhibitor increases the corrosion layer protection and the adhesive strength in the subsequent painting operation. It provides an advantageous condition to increase the.

상기와 같은 본 발명 부식억제제의 작용 효과에 관한 자세한 사항은 다음의 본 발명에 대한 바람직한 실시예를 통하여 명확하게 이해될 것이다.Details of the above-described effects of the corrosion inhibitor of the present invention will be clearly understood through the following preferred embodiments of the present invention.

상기 부식억제제의 작용효과를 알아보기 위하여, 부식억제제를 도포한 시료에 형성된 부동태 피막층의 표면 분석과 부식 확산 및 억제력에 대한 성능 평가 및 유기 도막과의 접착력 테스트를 실시 하였다.In order to investigate the effect of the corrosion inhibitor, the surface analysis of the passivation layer formed on the sample coated with the corrosion inhibitor, the performance evaluation on the corrosion diffusion and inhibition, and the adhesion test with the organic coating was performed.

우선, 부동태 피막층의 표면 분석을 위하여, ASTM D-610에 따라 숏 블라스트가 행해진 10mm×10mm크기의 강판재 시편을 마련하여 이를 대기중에 방치시키고, 부식층을 형성한 시료 표면에 본 발명 부식억제제를 도포하고 건조하였다.First, in order to analyze the surface of the passivation film layer, a 10 mm × 10 mm size steel sheet specimen having a shot blasted according to ASTM D-610 was prepared and left in the air, and the corrosion inhibitor of the present invention was applied to the sample surface on which the corrosion layer was formed. And dried.

이때, 상기 부식억제제는, 55내지 65중량%의 오르토인산과, 5내지 7중량%의 질산아연과, 6내지 8중량%의 질산알루미늄과, 4내지 5중량%의 철청산칼륨과, 0.03내지 0.05중량%의 무이온계면활성제와 잔여 탈염수로 혼합된다.In this case, the corrosion inhibitor is 55 to 65% by weight of orthophosphoric acid, 5 to 7% by weight of zinc nitrate, 6 to 8% by weight of aluminum nitrate, 4 to 5% by weight of potassium iron cyanide, 0.03 to 0.05% by weight of nonionic surfactant is mixed with residual demineralized water.

또한, 상기 도포와 건조는, 일반 현장에서 주로 사용하고 있는 Air spray를 이용하여 도포 두께를 조정하며 약 1회 내지 2회 도포하고, 일반 실내 환경에서 약 12시간 이상 건조 진행하며, 수분과 접촉하지 않도록 유의한다.In addition, the coating and drying, using the air spray mainly used in the general field to adjust the coating thickness and apply about 1 to 2 times, and proceeds to dry for about 12 hours or more in a general indoor environment, do not contact with moisture Be careful not to.

도 1은 상기 부식억제제 도포 전·후의 표면에 대한 주사전자현미경 확대사진으로써, (가)는 상기 부식억제제 도포 전이고, (나)는 상기 부식억제제 도포 후이다.1 is a magnified photograph of a scanning electron microscope of the surface before and after the application of the corrosion inhibitor, (a) before the application of the corrosion inhibitor, (b) after the application of the corrosion inhibitor.

그리고, 도 2는 상기 부식억제제의 도포 후 생성된 부동태 피막층의 단면사 진으로, (가)는 시편, (나)는 하부 부식 변환층, (다)는 상부 부식 변환층이다.2 is a cross-sectional photograph of the passivation film layer formed after application of the corrosion inhibitor, (a) is a specimen, (b) a lower corrosion conversion layer, and (c) is an upper corrosion conversion layer.

상기 부동태 피막층은 상기 부식억제제와 부식층과의 1차 화학반응에 의해 생성된 부동태 피막의 하부층인 하부 부식 변환층(나)와, 부식억제제와 부식층과의 2차 화학반응에 의해 생성된 부동태 피막의 상부층인 상부 부식 변환층(다)로 이루어져 있다.The passivation layer is formed of a lower corrosion conversion layer (b), which is a lower layer of the passivation film formed by the first chemical reaction between the corrosion inhibitor and the corrosion layer, and a passivation film formed by the second chemical reaction between the corrosion inhibitor and the corrosion layer. It consists of an upper corrosion conversion layer (C) which is an upper layer.

상기와 같이 부식층이 형성된 금속 표면에 상기의 부식억제제가 도포되어, 그 표면에서의 화학반응에 의해 상기의 부식 변환층을 포함하는 부동태 피막층을 갖는 시편의 표면 구성 원소를 알아보기 위해, 상기 부동태 피막층의 단면에 대해 에너지 디스퍼시브 X-레이 스펙트로스코피(EDS)로 분석하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.The above-mentioned corrosion inhibitor is applied to the metal surface on which the corrosion layer is formed as described above, and the passivation film layer is used to find the surface constituent elements of the specimen having the passivation film layer including the corrosion conversion layer by a chemical reaction on the surface. The cross section of was analyzed by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), the results are shown in Table 1.

성분ingredient 중량%weight% 원자%atom% C C 5.785.78 10.8610.86 O O 43.3443.34 61.1261.12 Na Na 0.580.58 0.570.57 Al Al 0.230.23 0.190.19 P P 21.5021.50 15.6615.66 K K 0.710.71 0.410.41 Fe Fe 26.7426.74 10.8010.80 Zn Zn 1.121.12 0.390.39 합계Sum 100.00100.00

상기의 부동태 피막층이 생성된 시편의 표면을 이루는 원소의 대부분은, O, Fe, P로 이루어져 있으며 다른 원소들은 극히 소량으로 이루어져 있는 것을 알 수 있다.Most of the elements constituting the surface of the specimen in which the passivation layer is formed are made of O, Fe, and P, and it can be seen that other elements are made in a very small amount.

그리고, 상기의 에너지 디스퍼시브 X-레이 스펙트로스코피로 분석된 시편의 결정 구조를 분석하기 위하여, X-레이 회절분석을 실시하였으며, 분석결과를 도 3으로 나타내었다.In addition, in order to analyze the crystal structure of the specimen analyzed by the energy-dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction analysis was performed, and the analysis results are shown in FIG. 3.

도 3에 도시된 바와 같이, 부동태 피막층의 생성된 표면은, 상기 부식억제제의 도포로 인하여 부식층이 변환된어 생성된 Fe3KH14(P04)8·4H20, (Fe0.84Al0.16)3KH14(PO4)8·4H20, Fe3(NH4)H14(PO4)8·4H2O 의 구조식을 갖는 부동태 피막층이 생성됨으로써, 금속 표면의 부식 확산을 억제하는 동시에 부식을 방지할 수 있다.As shown in FIG. 3, the resulting surface of the passivation layer is formed of Fe 3 KH 14 (P0 4 ) 8 · 4H 2 0, (Fe 0.84 Al 0.16 ), which is formed by converting the corrosion layer due to the application of the corrosion inhibitor. By forming a passivation layer having a structural formula of 3KH 14 (PO 4 ) 8 · 4H 2 0, Fe 3 (NH 4 ) H 14 (PO 4 ) 8 · 4H 2 O, the corrosion of the metal surface is suppressed and corrosion is prevented. You can prevent it.

다음으로, 금속 표면에 형성된 부식층과 화학반응하여 생성된 부동태 피막층의 부식 발생 및 부식 확산 억제력에 대한 성능을 확인하기 위하여, 각기 시편의 표면에 스크래치를 생성한 후, 시편에 대한 염수 분무 시험을 통하여 스크래치 생성 시작 지점부터의 부식 발생 길이 및 부풀음 등을 측정하였다.Next, in order to confirm the performance of the corrosion generation and corrosion diffusion inhibiting ability of the passivation layer formed by chemical reaction with the corrosion layer formed on the metal surface, after each scratch is generated on the surface of the specimen, the salt spray test on the specimen Corrosion length and swelling from the scratch production start point were measured.

이때, 염수 분무 시험 설비는 INSTRON 5582이며, 시험 온도는 35℃로 유지한 상태에서 200시간, 400시간동안 시험 용액 5% Nacl 용액을 사용하여 분무하였으며, 시험방법은 ASTM B 117(2003)에 따랐다.At this time, the salt spray test facility was INSTRON 5582, sprayed using the test solution 5% Nacl solution for 200 hours, 400 hours while maintaining the test temperature at 35 ℃, the test method was in accordance with ASTM B 117 (2003) .

도 4에 도시된 바와 같이, 숏 블라스팅과 상도만을 실시한 시편(가)는 스크래치로 인해 파괴된 코팅층 사이로 부식이 심하게 진행된 것을 확인할 수 있었으며, 숏 블라스팅과 부식억제제 도포, 하도, 상도를 실시한 시편(다)는 부시억제제의 도포로 생성된 부동태 피막층의 강한 내구성으로 인해 코팅층이 파괴되지 않아 부식이 거의 진행되지 않은 깨끗한 표면 상태를 확인할 수 있다.As shown in FIG. 4, the specimens subjected only to shot blasting and top coat (a) were able to confirm that the corrosion progressed severely between the coating layers destroyed by the scratches, and to the shot blasting and corrosion inhibitor applied, undercoat, and top coat (c. ) Can confirm a clean surface state where the coating layer is not destroyed due to the strong durability of the passivation layer formed by the application of a bushing inhibitor and hardly progresses the corrosion.

또한 상기의 결과를 바탕으로 ASTM B 117(2003)과 ASTM D 1654(1992)의 시험방법을 통하여 표 2와 같은 다음의 결과를 얻을 수 있다.In addition, the following results can be obtained as shown in Table 2 through the test methods of ASTM B 117 (2003) and ASTM D 1654 (1992) based on the above results.

시편Psalter 최대 부식 확산 길이Corrosion Diffusion Length ASTM 등급(200h/400h)ASTM grade (200h / 400h) 숏 블라스팅+ 부식억제제+ 상도 Shot Blasting + Corrosion Inhibitor + Top Coating 0mm0 mm RN.10/RN.7RN.10 / RN.7 숏 블라스팅+ 부식층+ 부식억제제+ 상도Shot blasting + corrosion layer + corrosion inhibitor + top coat 1.5mm1.5mm RN.8/RN.3RN.8 / RN.3 숏 블라스팅+ 하도+ 상도Short blasting + undercoat + top coat 6mm6 mm RN.1/RN.0RN.1 / RN.0

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 부식억제제가 도포되지 않은 시편의 최대 부식 확산 길이와 부식억제제가 도포된 시편의 최대 부식 확산 길이는 6mm 정도 차이 나며, 금속 표면에 형성된 부식층과 금속 표면에 도포된 부식억제제의 화학반응으로 생성된 부동태 피막층이 부식의 확산을 억제하는 것을 알 수 있다.As shown in Table 2, the maximum corrosion diffusion length of the specimen without the corrosion inhibitor is different from the maximum corrosion diffusion length of the specimen coated with the corrosion inhibitor is about 6mm, the corrosion layer formed on the metal surface and the corrosion applied to the metal surface It can be seen that the passivation layer produced by the chemical reaction of the inhibitor inhibits the diffusion of corrosion.

즉, 부식억제제가 도포된 시편의 단면에서 확인할 수 있었던 상기 도 2에 도시된 하부 부식 변환층(나)는 부동태 피막층 형성시 발생하는 화학 반응에 의해 금속 표면과 매우 강한 결합을 형성하여 초기 부식을 억제할 뿐만 아니라, 발생한 부식의 확산을 방지하는 기능을 하는 일반적인 하도의 역할을 하는 것이다.That is, the lower corrosion converting layer (B) shown in FIG. 2, which was found in the cross section of the specimen coated with the corrosion inhibitor, forms a very strong bond with the metal surface by a chemical reaction generated during the formation of the passivation layer, thereby preventing initial corrosion. In addition to suppressing, it serves as a general undercoat that functions to prevent the spread of corrosion.

마지막으로 상기 부식억제제가 시편에 도포되어 생성된 부동태 피막층과 상도 도료와의 접착력과, 종래의 부식 방지를 위하여 사용된 방청 도료와 상도 도료와의 접착력을 비교하는 시험을 하였다. Finally, a test was performed to compare the adhesion between the passivation layer formed by applying the corrosion inhibitor to the specimen and the top coat, and the adhesion between the rust preventive paint and the top coat used for conventional corrosion protection.

이때, 접착력 테스트 시험 기기는 PATTI 110이고, 시험 속도는 1Mpa/sec으로 유지한 상태에서 접착제는 2액형 에폭시 접착제를 사용하며, 시험방법은 ASTM D 4541(2002)에 따랐다.At this time, the adhesion test test apparatus is PATTI 110, the adhesive is used as a two-component epoxy adhesive in the state of maintaining the test rate of 1Mpa / sec, the test method was in accordance with ASTM D 4541 (2002).

도 5는, 시편의 종류별 부착력 결과를 나타낸 것으로, 시편의 종류에 따라 (가), (나), (다), (라)로 표시하였으며, 상기의 결과를 표 3에 상세히 표기하였다.FIG. 5 shows the results of adhesion by type of specimens, and according to the type of specimens, (A), (B), (C), and (D) are shown. Table 3 shows the results in detail.

시편종류Specimen Type 제작방법How to make 결과(평값, Mpa)Result (rating, Mpa) 비고Remarks 기준시편 (ASTM D4541(2002)) (가)Reference Specimen (ASTM D4541 (2002)) 와이어 브러쉬로 부식층제거 후 도장Coating after removing corrosion layer with wire brush 7.4367.436 NORSOK 기준 페인트 간 부착력 5Mpa 이상 NORSOK Standard Paint Inter Adhesive More Than 5Mpa 부식억제제 도포한 비교예 시편 (나)Comparative specimens coated with corrosion inhibitor (B) 부식층이 발생한 시편 표면에 약 10㎛도표한 후 24h 건조, 에폭시 하도 도장 Mark about 10㎛ on the surface of the specimen with corrosion layer and dry it for 24h 6.3326.332 비교예 시편(다)Comparative specimen (C) 1.4141.414 다른 비교예 시편(라)Other comparative specimens 0.8060.806

상기 도 5와 표 3에 나타난 바와 같이, 기준시편(ASTM D4541(2002))(가)와 부식억제제를 도포한 시편(나)는 타사 시편(다)와 (라)에 비해 비교적 깨끗한 접착면을 가지고 있는 것을 확인할 수 있는데, 이는 금속 표면의 부식층이 제거되어 깨끗한 금속 표면을 유지하고 있거나, 상기 부식억제제가 도포된 금속 표면에 생성된 부동태 피막층과 상도 도료간의 강한 결합에 의해, 금속 표면의 부식층이 드러나지 않고 깨끗한 접착면을 확인할 수 있는 것이다.As shown in FIG. 5 and Table 3, the reference specimen (ASTM D4541 (2002)) (a) and the test specimen coated with a corrosion inhibitor (b) has a relatively clean adhesive surface than the other specimens (c) and (d) It can be confirmed that the corrosion layer on the metal surface is removed to maintain a clean metal surface, or the corrosion layer on the metal surface is formed by a strong bond between the passivation layer formed on the metal surface coated with the corrosion inhibitor and the top coat. You can see a clean adhesive surface without being revealed.

상기의 결과로, 금속 표면에 부식층이 단순 제거되거나, 금속 표면에 형성된 부식층에 부식억제제가 도포되어 부동태 피막층이 생성된 시편은 상도 도료와의 접착력이 강하기 때문에, 상도 도료가 도포된 후 금속 표면으로부터 쉽게 떨어지지 않아 금속 표면의 마감처리가 깨끗해질 뿐만 아니라, 기존의 하도 도장의 역할을 대체할 수 있어, 작업 시간을 줄여 생산성을 향상시키며, 생산 비용도 절감할 수 있다.As a result of this, since the corrosion layer is simply removed from the metal surface, or the corrosion inhibitor is applied to the corrosion layer formed on the metal surface, and the passivation layer is formed, the specimen has a strong adhesive strength with the top coat, so that the top coat is applied from the metal surface. Not only does it drop easily, it not only cleans the surface of the metal, but it also replaces the role of traditional undercoats, reducing work time, improving productivity, and reducing production costs.

또한, 산업현장에서 일반적으로 사용하는 크로스커터를 이용한 부착력을 확인하여, 부착력에 대한 산업현장 적합 여부를 추가 확인하고자 접착력 시험을 실시하였는데, ASTM D 3359B에 따라 1등급으로 접착력 시험기(PATTI 110)으로 측정 비교시 5.7Mpa로 판정되었다.In addition, the adhesive force test was conducted to further check the suitability of the industrial site to the adhesive force by checking the adhesive force using the cross cutter commonly used in the industrial field, the adhesive force tester (PATTI 110) as a first grade according to ASTM D 3359B. It was determined to be 5.7 Mpa when comparing the measurements.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 부식억제제는, 금속 표면에 형성된 부식층과 화학적으로 반응하여 부동태 피막층을 생성함으로써, 금속 본체의 특성을 유지하도록 보호하면서 금속에 대한 부식억제 효과를 발휘하고, 외부 진동 혹은 충격에도 부서짐이 없는 강한 내구성을 가지고 있고, 상기 부동태 피막층 자체의 강한 접착력으로 기존 하도 도장의 역할을 대체할 수 있어, 전처리 일괄 공정으로 작업의 생산성 및 편리성이 향상되며, 작업시간을 단축시킴으로써 소요되는 시간과 비용을 절약할 수 있다.As described above, the corrosion inhibitor of the present invention chemically reacts with the corrosion layer formed on the surface of the metal to form a passivation layer, thereby exerting a corrosion inhibitory effect on the metal while protecting the metal body to maintain the properties of the metal body, and external vibration. Or it has a strong durability without breaking even in impact, and can replace the role of the existing undercoat by the strong adhesion of the passivation layer itself, improve the productivity and convenience of the work in the pretreatment batch process, and shorten the working time You can save time and money.

Claims (2)

55내지 65중량%의 오르토인산(44% H3PO4)과, 5내지 7중량%의 질산아연(Zn(NO3)2·H20)과, 6내지 8중량%의 질산알루미늄(Al(NO3)3·9H2O)과, 4내지 5중량%의 철청산칼륨(K4FE(CN)6·3H20)과, 0.03 내지 0.05 중량%의 무이온계면활성제와 잔여 탈염수로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부식억제제.55 to 65 wt% orthophosphoric acid (44% H 3 PO 4 ), 5 to 7 wt% zinc nitrate (Zn (NO 3 ) 2 H 2 0), and 6 to 8 wt% aluminum nitrate (Al (NO 3 ) 3 · 9H 2 O), 4 to 5% by weight of potassium iron cyanide (K 4 FE (CN) 6 · 3H 2 0), 0.03 to 0.05% by weight of anionic surfactant and residual demineralized water Corrosion inhibitor, characterized in that made. 제 1항에 있어서, 상기의 무이온계면활성제는, 86%폴리머 플루오르캐미컬액티브(Polymeric fluorochemical actives)와 12%논플루오르케미컬액티브 (Non-fluorochemical actives)와 2%조용제(co-solvent)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부식억제제.The method of claim 1, wherein the nonionic surfactant is composed of 86% polymer fluorochemical actives, 12% non-fluorochemical actives and 2% co-solvent Corrosion inhibitors, characterized in that.
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