KR100885038B1 - 전력기기용 절연/방청 도료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전체 전력기기용 도료 조성물 100중량부에 대하여 불소수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지 또는 이들의 혼합물 30 내지 70중량부; 세라믹 분말 계열로서 산화알루미늄, 산화지르코늄, 플라이애쉬, 황산마그네슘, 규소, 산화철, 이산화티타늄, 맥반석 분말, 대리석 분말, 화강석 분말 또는 이들의 혼합물로 이루어진 필러 10 내지 20중량부; 유기용제 15 내지 45중량부; 및 첨가제 5 내지 10중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기용 도료 조성물에 관한 것이다.

전력기기, 도료, 조성물, 절연, 방청

Description

전력기기용 절연/방청 도료 조성물{Paint Composition with Insulating and Rust Resisting Function for a electric power instrument}

본 발명은 전력기기용 도료 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주상 변압기나 배전함 등 전력기기의 외함을 구성하는 철재의 수축팽창시 박리가 없고, 절연성을 가질 뿐만 아니라, 철재의 부식을 방지하는 방청 성능이 포함된 전력기기용 도료 조성물에 관한 것이다.

전력기기의 도장기준에 의하면, 전력기기 및 전력기기의 외함은 "표면에 기름기 등이 없는 상태에서 녹, 이물질 등을 완전히 제거, 세정한 후 외장용 분체도료 전체 면이 60㎛ 이상의 도막이 형성되도록 도장하여야 하며, 코너 부위 등에 비도장된 부분이 없어야 한다"라고 되어 있어 실제 대부분의 전력기기 외함은 "정전분체 도장"방법으로 처리되고 있으나, 설치장소 및 사용조건에 따라 전력기기 사용수명에 영향을 주고 있다.

즉, 일상적인 장소에서의 사용은 큰 문제가 없으나, 염해지역 및 해변가에 설치 운영하는 전력기기의 외함은 산화상태가 극심하여 교체수명이 휠씬 못미치게 된다. 일예로 해안가 지방의 변압기의 수명을 보면 13년에 훨씬 못 미치는 3 내지 4년을 주기로 교체해야 하는 실정에 있다.

여기서, 상기 정전분체 도장법은 고전압 하에서 음(-)으로 대전된 분체를 접지된 피도물에 분사하여 전기적으로 부착시킨 후 가열, 용해 및 경화 과정을 거쳐 도막화시키는 방법으로서, 도착된 도료는 100% 도막을 이루며, 고성능의 도막이기 때문에 중복도장이 필요하지 않고, 도장 공정을 단축하는 것이 가능하다.

그러나 상기 정전분체 도장법은 전력기기 외함의 취약부분, 즉 모서리 등에 도막이 불충분하게 형성되고, 발청시 부식이 주변 피막 아래로 급속히 진전되며, 철재의 수축팽창에 의한 박리로 외함 수명이 급격히 단축되는 문제점이 있다.

일반적으로 전력 케이블은 알루미늄이나 구리 등의 금속으로 이루어진 도체부분과 도체를 외부로부터 절연시키는 절연층, 도체 및 절연층 사이에 구비되어 도체 및 절연층을 전기적 충격으로부터 보호해주는 내부 반도전층, 절연층 외측면에 구비되는 외부 반도전층 및 케이블 자체를 보호하여 주기 위해 외부 반도전층의 외측면에 구비되는 피복층 등으로 구성되어 있으며, 필요에 따라 그 구조는 변하기도 한다.

한편, 통상적인 전력기기 외함은 고전압 케이블, 단자대, 에자 등이 복합적으로 이루어진 구조물을 이루고 있고 주상 변압기나 배전함 등이 대표적인 예라 할 수 있다. 가장 대표적인 전력기기인 변압기 외함의 기능을 자세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 변압기 절연유를 담는 그릇과 변압기 내부의 열을 방산시키는 방열기능, 변압기 내의 압력발생시 이를 견뎌주는 기계적 강도가 요구되는 관계로 기능상, 가격상 유리한 철재를 주로 사용하고 있지만, 부식상태가 심하면 절연유가 유출되는 사고가 발생하게 되고, 이로 인한 민원의 발생은 물론 변압기의 빈번한 교체로 인하여 예산의 낭비를 초래하고 있어 부식문제를 해결하는 것, 즉 방청기능을 갖는 것이 무엇보다 중요하다.

이러한 외함의 부식문제를 해결하기 위여 수명을 연장시키기 위해 호주 및 유럽 등의 국가에서는 외함을 아연도금한 철판을 사용하거나 외함 중 부식이 용이한 방열기 부분만을 용융아연 도금처리하여 사용하고 있고, 국내의 경우 일부 화학회사 및 해변가에 위치한 회사에서 전력기기 주문시 방열기 부분만을 용융아연도금 처리하여 제작하도록 요구하고 있는 실정이다.

또한, 최근에는 상기한 바와 같은 부식문제를 해결하기 위하여 전력기기 외함을 스테인레스 스틸로 제작하는 방안과 용융아연도금으로 제작하는 방안을 추진하고 있으나, 복잡한 전력기기 외함구조와 박판의 두께가 2.3mm 또는 1.2mm인 관계로 인하여 용융아연 도금시 600℃의 고온으로 구조전체가 균열 및 비틀림, 도금과정에서 아연철 합금으로 취성이 증가하여 심한 균열이 발생하는 등의 문제가 있다.

더욱이, 스테인레스 스틸은 고가이어서 제작비가 많이 들어 경쟁력이 떨어질 뿐만 아니라 해안가 등에서 발생하기 쉬운 염화물에서는 공식(Pitting corrosion, 틈부식), 특수 가공에 따른 문제점 및 용접성, 용접부의 부식 등을 가져올 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 전력기기의 외함을 구성하는 철재의 수축팽창시 박리가 없고, 절연성을 가질 뿐만 아니라, 철재의 부식을 방지하는 방청 성능이 포함된 도료 조성물을 제공하는 것에 해결하고자 하는 과제가 있다.

전술한 문제점을 극복하기 위하여, 본 발명에 따른 도료 조성물이 전체 전력기기용 도료 조성물 100중량부에 대하여 불소수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지 또는 이들의 혼합물 30 내지 70중량부; 세라믹 분말 계열로서 산화알루미늄, 산화지르코늄, 플라이애쉬, 황산마그네슘, 규소, 산화철, 이산화티타늄, 맥반석 분말, 대리석 분말, 화강석 분말 또는 이들의 혼합물로 이루어진 필러 10 내지 20중량부; 유기용제 15 내지 45중량부; 및 첨가제 5 내지 10중량부를 포함하는 것에 과제 해결 수단이 있다.

본 발명에 따른 도료 조성물을 철재로 이루어진 전력기기의 외함에 코팅, 즉 도색할 경우, 상기 전력기기의 외함에 코팅된 도료가 철재의 수축팽창에도 박리되지 않고, 외함에 절연성을 제공할 뿐만 아니라, 철재 외함의 부식을 방지하는 방청 성능을 나타내는 효과가 있다.

본 발명은 전체 전력기기용 도료 조성물 100중량부에 대하여 불소수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지 또는 이들의 혼합물 30 내지 70중량부; 세라믹 파우더 계열로 산화알루미늄, 규소, 산화철, 이산화티타늄 또는 이들의 혼합물로 이루어진 필러 10 내지 20중량부; 유기용제 15 내지 45중량부; 및 첨가제 5 내지 10중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기용 도료 조성물을 제공한다.

여기서, 본 발명에 따른 전력기기용 도료 조성물은 전력기기, 특정적으로 전력기기의 외함에 피복, 즉 코팅되어 전력기기를 보호, 바람직하게는 부식으로부터 보호하고, 외부로 전기가 누출되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 도료 조성물이라면 어떠한 것이라도 본 발명의 전력기기용 도료 조성물에 해당될 것이다.

본 발명에 따른 전력기기용 도료 조성물을 구성하는 불소수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지 또는 이들의 혼합물은 도료 조성물에 의해 도막된 표면에 내후성, 내약품성, 절연성 및 오염방지와 같은 외부표면도장의 특성을 개선시키기 위한 것으로서, 이러한 용도로 당업계에서 통상적으로 사용되는 불소수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지 또는 이들의 혼합물이라면 특별히 한정되지 않고, 그 사용량은 전체 전력기기용 도료 조성물 100중량부에 대하여 30 내지 70중량부인 것이 좋다.

이때, 특정적으로 상기 폴리에스테르 수지는 다가 알코올의 알릴에테르 단위를 갖는 것이 좋고, 그 제조 원료로서 다가 알코올의 아릴에테르 등의 수산기를 갖는 알릴 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 알릴 화합물로서는 에틸렌글리콜 모노알릴에테르, 디에틸렌글리콜 모노알릴에테르, 트리에틸렌글리콜 모노알릴에테르, 폴리에틸렌글리콜 모노알릴에테르, 프로필렌글리콜 모노알릴에테르, 디프로필렌글리콜 모노알릴에테르, 트리프로필렌글리콜 모노알릴에테르, 폴리프로필렌글리콜 모노알릴에테르, 1,2-부틸렌글리콜 모노알릴에테르, 1,3-부틸렌글리콜 모노알릴에테르, 헥실렌글리콜 모노알릴에테르, 옥틸렌글리콜 모노알릴에테르, 트리메틸올프로판 디알릴에테르, 글리세린 디알릴에테르, 펜타에리스리톨 트리알릴에테르 등을 사용할 수 있다.

특정적으로 본 발명에 따른 폴리에스테르 수지는 필요에 따라 지방산에 의해 변성된 것을 사용하여도 무방한 바, 이러한 경우, 상기 지방산으로서 건성유 지방산 및/또는 반건성유 지방산이 매우 적합하고, 예컨대 어유 지방산, 탈수 피마자유 지방산, 사플라워유 지방산, 아마니유 지방산, 대두유 지방산, 참기름 지방산, 양귀비유 지방산, 들기름 지방산, 삼씨유 지방산, 포도핵유 지방산, 옥수수유 지방산, 톨유 지방산, 해바라기유 지방산, 면실유 지방산, 호두유 지방산, 고무종유 지방산, 하이젠 지방산 등을 들 수 있고, 이들은 1종 또는 2종 이상 병용하여 사용할 수도 있다.

본 발명에 따른 필러는 도료의 접착력을 향상시키고, 결정성을 높이며, 방염효과가 탁월해 지면서 내열성, 내염기성, 내산성 및 내후성을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 필러라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 세라믹 분말 계열의 물질을 사용하는 것이 좋고, 추천하기로는 세라믹 계열로서 산화알루미늄, 산화지르코늄, 플라이애쉬, 황산마그네슘, 규소, 산화철, 이산화티타늄, 맥반석 분말, 대리석 분말, 화강석 분말 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 전체 전력기기용 도료 조성물 100중량부에 대하여 10 내지 20중량부인 것이 좋다.

본 발명에 따른 유기용제는 도료 조성물의 점도를 조절하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용되는 유기용제라면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 톨루엔, 크실렌, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 초산에틸, 초산부틸, 아세톤, 메틸에틸케톤 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 전체 전력기기용 도료 조성물 100중량부에 대하여 15 내지 45중량부인 것이 좋다.

본 발명에 따른 첨가제는 제조되는 도료 조성물, 특정적으로 전력기기용 도료 조성물에 포함되어 도료 조성물의 물성을 향상시키기 위한 것으로서, 이러한 목적으로 당업계에서 통상적으로 사용되는 첨가제라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 자외선 안정제, 자외선 흡수제, 저수축제, 산화방지제, 가소제, 골재, 난연제, 안정제, 강화재, 감점제 등의 점도 조절제, 안료 분산제, 개질용 수지, 용제, 요변성제, 요변성 조제, 소포제, 레벨링제, 실란 커플링제, 파라핀 등의 공기 차단제, 알데히드 포착제, 동결방지제, 분산제, 증점제, 방부제 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 그 사용량은 전체 전력기기용 도료 조성물 100중량부에 대하여 5 내지 10중량부인 것이 좋다.

여기서, 상기 첨가제로서 사용 가능한 산화방지제는 전력기기 외함에 도막되는 도료 조성물이 노화되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트], 2,2'-티오디에틸비스-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트], 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 4,4'-티오비스(6-t-부틸-m-크레졸), 트리에틸렌글리콜-비스-3(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트 4,4'-싸이오비스[2-(1,1-디-메티에틸)-5-메틸-페놀, 테트라키스-메틸렌(3,5-디-터트-뷰틸-4-하이드록시시나네이트)-메탄 등의 페놀계 산화방지제, 또는 디라우릴 티오디프로피오네이트 등의 에스테르계 산화방지제 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (3)

1. 전체 전력기기용 도료 조성물 100중량부에 대하여 불소수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르 수지 또는 이들의 혼합물 30 내지 70중량부; 세라믹 분말 계열로서 산화알루미늄, 산화지르코늄, 플라이애쉬, 황산마그네슘, 규소, 산화철, 이산화티타늄, 맥반석 분말, 대리석 분말, 화강석 분말 또는 이들의 혼합물로 이루어진 필러 10 내지 20중량부; 유기용제 15 내지 45중량부; 및 첨가제 5 내지 10중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력기기용 도료 조성물.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 유기용제가 방향족 비닐 화합물, 다가 알코올의 (메타)아크릴산 에스테르, 방향족 폴리카르복실산 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전력기기용 도료 조성물.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 첨가제가 동결방지제, 가소제, 분산제, 증점제, 소포제, 방부제, 산화방지제, 난연제 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 전력기기용 도료 조성물.