KR101094576B1 - 경화성 알카놀아민-함유 에폭시 분말 코팅 조성물 - Google Patents

경화성 알카놀아민-함유 에폭시 분말 코팅 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 1종 이상의 에폭시 수지, 1종 이상의 알카놀아민, 코팅을 경화시키기 위한 유효량의 경화제 및 임의로 1종 이상의 붕산아연 화합물을 포함하는 경화성 알카놀아민 함유 에폭시 분말 코팅 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 금속 기재를 기계적 처리하는 단계, 금속 기재의 표면에 경화성 알카놀아민 함유 에폭시 분말 코팅 조성물을 도포하는 단계, 및 코팅된 물질을 캐쏘드로서 분극화하는 단계를 포함하는 음극 부식 방지를 위한 방법을 제공한다. 본 발명은 또한 본 발명의 알카놀아민 함유 에폭시 분말 코팅 조성물의 제조 및 도포 방법에 관한 것이다.
에폭시 수지, 알카놀아민, 붕산아연 화합물, 금속 기재, 분말 코팅 조성물, 음극 박리, 캐쏘드

Description

경화성 알카놀아민-함유 에폭시 분말 코팅 조성물 {CURABLE ALKANOLAMINE-CONTAINING EPOXY POWDER COATING COMPOSITION}
본 발명은 기능성 및 장식 분야에서 사용하기 위한 경화성 알카놀아민 함유 에폭시 분말 코팅 조성물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고온 및 습한 조건하에서 기재(substrate)에 대한 개선된 접착력을 갖는 경화성 에폭시 분말 코팅 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 기재에 대한 본 발명의 알카놀아민 함유 에폭시 분말 코팅 조성물의 접착력이 개선되도록, 음극 박리(cathodic disbondment)에 대한 개선된 저항성을 갖는 분말 코팅에 관한 것이다.
에폭시 수지는 화학 물질 공격에 대한 높은 저항성 및 다양한 기재에 대한 양호한 접착력과 같은 물리적 및 화학적 특성 때문에, 분말 코팅을 제조하는데 유용하다. 통상적으로, 에폭시 분말 코팅 결합제 계는 에폭시 수지를 에폭시드 기와 반응하여 경질, 불용해성 코팅을 형성할 수 있는 하나 이상의 반응성 페놀계 히드록실기, 또는 하나 이상의 반응성 아민기를 함유하는 화합물과 같은 공반응물과 블렌딩함으로써 제조된다. 상기 에폭시 분말 코팅 결합제 계는 이후 다른 첨가제, 예컨대 추가 경화제, 안료, 유동 조절제 등과 배합되어 금속 기재를 코팅하기에 적합한 에폭시 분말 코팅 조성물을 형성할 수 있다.
일반적으로, 기재에 대한 에폭시 분말 코팅 조성물의 접착력은 충분하다. 그러나, 고온 및 습한 조건하에 금속 기재에 대한 현재 시판되는 에폭시 분말 코팅 조성물의 접착력은 여전히 문제가 있다. 이것은 철근 및 파이프의 내부 및 외부를 코팅하는데 현재 이용가능한 에폭시 분말 코팅 조성물의 경우 특히 그러하다.
엘리어트(Elliot)의 미국 특허 제4,678,712호 및 알렌(Allen)의 미국 특허 제4,330,644호는 분말 예비-혼합물에 첨가하기 이전에, 에폭시 수지가 히드록실 아민과 예비-반응되어 에폭시-아민 부산물을 형성하는 다양한 철근 및 파이프 에폭시 분말 코팅 조성물을 개시한다. 그러나, 이러한 분말 코팅은 여전히 내습성이 불량하다.
과거에 에폭시 분말 코팅은 또한 가스 및 오일 파이프라인 상에서 파이프의 부식을 억제하고 파이프의 음극화 보호(cathodic protection)를 촉진하기 위해 사용되었다. 음극화 보호는 전해질, 즉 염수 및 염 용액을 함유하는 습한 조건에서 강철과 같은 철 함유 금속 물질의 부식을 억제하기 위한 다른 수단이다. 일반적으로, 음극화 보호는 물질을 캐쏘드로서 유지하며 내부에 함유된 철의 이온화를 억제함으로써 철 함유 금속 물질의 용해를 방지한다. 그러나, 철 함유 금속 물질은 일반적으로 음극화 보호를 제공하기 위해 단독으로 사용되지 않는데, 이는 철 부분이 큰 면적을 가지는 경우에 전력의 소모 및 희생 애노드가 증가하기 때문이다. 대신에, 음극화 보호는 일반적으로 철 함유 금속 물질에 유기 코팅 및(또는) 라이닝(lining)을 도포함으로써 이루어진다. 이러한 접근법을 통해서, 철 함유 금속 물질의 대부분은 부식으로부터 보호되며, 스크래치 및(또는) 핀-홀과 같은 유기 코팅 및(또는) 라이닝에서 발생하는 결함 부분 때문에 발생하는 임의의 부식이 음극화 보호를 통해 추가로 방지될 수 있다.
유감스럽게도, 우려되는 표면적의 정확한 크기를 예측하기가 매우 곤란하기 때문에, 철 함유 금속 물질에 과도한 전력 및 음극화 보호가 적용된다. 그러나, 과잉 음극화 보호가 적용되는 경우에, 과잉 분극화가 발생하며 이는 캐쏘드에서 물의 가수분해를 통해 히드록실 이온의 생성을 초래한다. 결과적으로, 유기 코팅의 스크래칭된 부분에서 노출된 금속은 캐쏘드로서 기능을 하므로 유기 코팅은 항상 알칼리성 환경에 노출된다. 결국, 상기 조건은 금속 물질과 유기 코팅 간의 계면, 및 유기 코팅 간의 계면, 특히 알칼리 저항성이 가장 취약한 지점에서 유기 코팅 및(또는) 라이닝의 접착 지점의 분해를 초래한다. 결과적으로, 유기 코팅의 음극 박리가 발생한다.
이러한 음극 박리를 제한하기 위한 방법으로서, 일본 미심사청구 특허 공개 제59-222275호 (코카이(Kokai))는 크롬산염 처리 방법, 또는 특정 열경화성 에폭시드 수지의 아연-농후 프라이머 코팅을 사용하는 방법을 제안하고, 일본 미심사청구 특허 공개 제55-142063호 (코카이)는 베이킹 유형의 예비-처리 조성물로서 폴리비닐 부티랄 수지, 액체 에폭시드 수지, 붕산염 화합물, 에폭시-실란 커플링제 및 인산으로 이루어지는 조성물을 사용하는 방법을 제안하였다.
또한, 카가(Kaga)의 유럽 특허 0 588 318 B1은 강철 예비-처리 단계, 아연 화합물 5 내지 75 중량％를 함유하는 열경화성 에폭시드 수지 기재(based) 분말 코팅 도포 단계, 및 이어서 코팅된 강철 물질을 캐쏘드로서 분극화하는 단계를 포함 하는 음극화 보호를 제공하는 방법을 언급하였다. 그러나, 높은 수준의 아연 화합물을 사용하는 것은 붕산아연 화합물의 높은 가격으로 인한 비용 증가뿐만 아니라 장시간에 걸쳐 용해도 문제점을 나타낸다.
따라서, 더 낮은 비용으로 최적의 단기 및 장기의 고온 및 습한 음극 박리 보호를 제공하는 분말 코팅 조성물, 및 이들의 도포 방법이 필요하다. 또한, 더 낮은 온도에서 도포되어 에너지 소비 비용이 절감될 수 있도록 고온 및 습한 조건하에 기재에 대한 개선된 접착력을 제공하는 분말 코팅 조성물, 및 이들의 도포 방법이 필요하다.
<발명의 요약>
본 발명은
(a) 1종 이상의 에폭시 수지;
(b) 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 1종 이상의 알카놀아민 약 0.02 내지 약 6.0 중량％; 및
(c) 상기 분말 코팅 조성물을 경화시키기 위한 유효량의 1종 이상의 에폭시 경화제
의 친밀한 혼합물을 포함하며, 성분 (a), (b) 및 (c)는 함께 혼합하기 이전에는 반응하지 않는 것인 제1 에폭시 분말 코팅 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 또한 제1 에폭시 분말 코팅 조성물이 총 고체 중량을 기준으로, 1종 이상의 붕산아연 화합물 약 0.5 내지 4.75 중량％를 더 포함하는 제2 에폭시 분말 코팅 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 또한 강철 물질의 표면을 기계적 처리하는 단계, 제1 또는 제2 에폭시 분말 코팅 조성물을 강철 물질의 표면에 도포하는 단계, 및 코팅된 물질을 캐쏘드로서 분극화하는 단계를 포함하는 하나 이상의 표면을 갖는 강철 물질의 음극 부식 방지 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상부에 코팅된 제1 또는 제2 에폭시 분말 코팅 조성물을 갖는 금속 기재에 관한 것이다.
본 발명은 또한
(a) 1종 이상의 에폭시 수지를 혼합 용기에 첨가하고;
(b) 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 1종 이상의 알카놀아민 약 0.02 내지 약 6.0 중량％를 혼합 용기에 첨가하고;
(c) 분말 코팅을 경화시키기 위한 유효량의 1종 이상의 에폭시 경화제를 혼합 용기에 첨가하고;
(d) 성분 (a), (b) 및 (c)를 함께 혼합하는 것
을 포함하며, 상기 성분 (a), (b) 및 (c)는 혼합 용기에 첨가하기 이전에는 반응하지 않는 것인 본 발명의 제1 분말 코팅 조성물의 제1 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한
(a) 1종 이상의 에폭시 수지를 혼합 용기에 첨가하고;
(b) 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 1종 이상의 알카놀아민 약 0.02 내지 약 6.0 중량％를 혼합 용기에 첨가하고;
(c) 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 1종 이상의 붕산아연 화합물 약 0.5 내지 약 4.75 중량％를 혼합 용기에 첨가하고;
(d) 분말 코팅을 경화시키기 위한 유효량의 1종 이상의 에폭시 경화제를 혼합 용기에 첨가하고;
(e) 성분 (a), (b), (c) 및 (d)를 함께 혼합하는 것
을 포함하며, 상기 성분 (a), (b), (c) 및 (d)는 혼합 용기에 첨가하기 이전에는 반응하지 않는 것인 본 발명의 제2 분말 코팅 조성물의 제2 제조 방법에 관한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 제1 또는 제2 분말 코팅 조성물을 금속 기재에 도포하고 상기 분말 코팅 조성물을 경화시키는 것을 포함하는 금속 기재를 제1 또는 제2 분말 코팅 조성물로 코팅하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 도포 온도가 실시예 1의 알카놀아민 비함유 코팅 조성물에 미치는 효과를 나타내는 그래프이다.
도 2는 도포 온도가 실시예 4의 알카놀아민 함유 코팅 조성물에 미치는 효과를 나타내는 그래프이다.
본원에서 나타낸 모든 특허, 특허 출원, 및 공개는 전문이 참조로 도입된다.
또한, 양, 농도, 또는 다른 값 또는 파라미터가 바람직한 상한값 및 바람직한 하한값의 리스트로서 주어지는 경우에, 범위가 별도로 개시되는지 여부에 상관없이 바람직한 상한값과 바람직한 하한값의 임의의 짝으로 이루어진 모든 범위를 구체적으로 개시하는 것으로 이해해야 한다.
본 발명은 1종 이상의 에폭시 수지, 낮은 수준(첨가제 양)의 1종 이상의 알카놀아민, 및 코팅 조성물을 경화시키기 위한 유효량의 에폭시 경화제를 함유하며, 알카놀아민을 에폭시 수지, 또는 에폭시 경화제와 예비-반응시키지 않으면서, 알카놀아민, 에폭시 수지, 및 에폭시 경화제를 함께 혼합한 에폭시 분말 코팅 조성물이 특히 단기간 고온 및 습한 조건에서 음극 박리에 대한 우수한 저항성뿐만 아니라 고온 및 습한 조건에서 우수한 접착력을 갖는 코팅을 생성한다는 발견을 기초로 한다.
본 발명은 또한 1종 이상의 에폭시 수지, 낮은 수준(첨가제 양)의 1종 이상의 알카놀아민, 낮은 수준(첨가제 양)의 붕산아연 화합물, 및 코팅 조성물을 경화시키기 위한 유효량의 에폭시 경화제를 함유하며, 알카놀아민을 에폭시 수지, 또는 에폭시 경화제와 예비-반응시키지 않으면서, 에폭시 수지, 알카놀아민, 붕산아연 화합물 및 에폭시 경화제를 함께 혼합한 에폭시 분말 코팅 조성물이 장기간 및 단기간 고온 및 습한 조건 모두에서 음극 박리에 대한 우수한 저항성을 갖는 코팅을 생성한다는 발견을 기초로 한다.
통상의 에폭시 코팅에 비해서, 본 발명에 따라 제조된 코팅은 이상적인 표면 처리가 안 된 금속 표면에 도포되는 경우에도 개선된 접착력을 나타낸다. 이상적으로 처리되지 않은 금속 표면으로는 예를 들어, 블라스팅 처리되지만 산 세정되지 않은 강철 표면, 통상의 적용 온도보다 더 낮은 온도로 예열된 강철 표면, 및 세정되지만 화학적으로 예비-처리 안 된 강철 표면을 들 수 있다.
본 발명의 코팅 조성물은 개선된 접착력을 나타낼 뿐만 아니라, 양호한 접착력을 갖는 것으로 간주되는 현재 시판되는 분말 코팅 조성물의 도포 온도보다 더 낮은 도포 온도에서 개선된 접착력이 달성된다. 실제로, 양호한 접착력은 이미 230℃ (448℉) 초과의 온도에서 코팅 조성물을 도포함으로써 얻어졌다. 결과적으로, 본 발명의 코팅 조성물은 상당한 에너지를 절감하여 비용을 감소시킬 수 있다.
에폭시 수지
일반적으로, 본 발명에 따라 사용될 수 있는 에폭시 수지로는 기계적 처리, 예컨대 블라스트 세정, 또는 화학적 처리, 예컨대 크롬산염 처리 또는 인산아연 처리를 받는 금속 물질을 비롯한 금속 물질에 단단하게 접착할 수 있는 임의의 에폭시 수지, 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 이러한 수지의 예로는 4,4-(비스히드록시페닐)알칸의 디-글리시딜 에테르, 페놀 노볼락 에폭시 관능성 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 관능성 수지, 비스페놀-A/에피클로로히드린 에폭시 관능성 수지, 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 바람직하게는, 이러한 에폭시 수지로는 페놀 노볼락 에폭시 관능성 수지, 비스페놀-A/에피클로로히드린 에폭시 관능성 수지, 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
본 발명의 4,4-(비스히드록시페닐)알칸의 디-글리시딜 에테르는 비스페놀 A, 비스페놀 F 등과 같은 4,4'-(비스히드록시페닐)알칸을 에피클로로히드린과 반응시켜 제조될 수 있다. 주요 성분으로서 4,4-(비스히드록시페닐)알칸의 디-글리시딜 에테르를 페놀 노볼락 에폭시 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 또는 다른 다관능성 수지와 조합하여 사용하여도 문제없다. 당업자는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 시판 4,4-(비스히드록시페닐)알칸의 디-글리시딜 에테르 수지에 친숙하다. 예를 들어, 4,4-(비스히드록시페닐)알칸의 디-글리시딜 에테르는 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠, 엘엘씨(Resolution Performance Products, LLC)의 상표명 에폰(EPON)(등록상표) 및 에피코테(EPIKOTE)(상표명), 토흐토 카세이 케이.케이.(Tohto Kasei K.K.)의 상표명 에포 토흐토(EPO TOHTO)(상표명), 반티코, 인크.(Vantico, Inc.)의 상표명 아랄디테(ARALDITE)(등록상표), 및 다이니폰 잉크 앤드 케미칼즈, 인크.(Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)의 상표명 에피클론(EPICLON)(등록상표)으로 시판된다.
본 발명의 페놀 노볼락 에폭시 관능성 수지는 페놀 노볼락 수지를 에피클로로히드린과 반응시켜 제조될 수 있다. 일부 경우에, 에폭시 페놀 노볼락 수지는 표준 비스페놀-A 에폭시 수지와 블렌딩된다. 당업자는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 시판 페놀 노볼락 에폭시 관능성 수지에 친숙하다. 예를 들어, 페놀 노볼락 에폭시 관능성 수지는 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Co.)의 상표명 D.E.R.(상표명), 예컨대 D.E.R.(상표명) 672U 및 D.E.R.(상표명) 642U로 시판된다.
본 발명의 크레졸 노볼락 에폭시 관능성 수지는 크레졸 노볼락 수지를 에피클로로히드린과 반응시켜 제조될 수 있다. 당업자는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 시판 크레졸 노볼락 에폭시 관능성 수지에 친숙하다. 예를 들어, 크레졸 노볼락 에폭시 관능성 수지는 에폰(등록상표) 수지 164와 같은 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠, 엘엘씨의 상표명 에폰(등록상표)으로 시판된다.
본 발명의 비스페놀-A/에피클로로히드린 에폭시 관능성 수지는 비스페놀-A를 에피클로로히드린과 반응시켜 제조될 수 있다. 당업자는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 시판 비스페놀-A/에피클로로히드린 에폭시 관능성 수지에 친숙하다. 예를 들어, 비스페놀-A/에피클로로히드린 에폭시 관능성 수지는 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠, 엘엘씨의 상표명 에폰(등록상표), 예컨대 에폰(등록상표) 수지 2024, 및 쿠드코(Kudko)의 상표명 214 CR로 시판된다.
바람직하게는, 본 발명의 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 25 내지 약 90 중량％의 에폭시 수지, 또는 이들의 혼합물을 함유한다. 더 바람직하게는, 조성물은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 60 내지 약 80 중량％의 에폭시 수지, 또는 이들의 혼합물을 함유한다.
바람직하게는, 에폭시 수지는 비스페놀-A/에피클로로히드린 에폭시 관능성 수지, 노볼락 개질된 에폭시 관능성 수지, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 고체 에폭시 수지이다. 가장 바람직하게는, 고체 에폭시 수지는 에폰(등록상표) 수지 2024이다.
알카놀아민
일반적으로, 본 발명에 따라 사용될 수 있는 알카놀아민은 하기 화학식 A 및 B의 화합물을 포함하되, 이에 국한되지 않는다.
<화학식 A>
Figure 112006015469487-pct00001
(식 중, R1은 하나 이상의 일차 히드록실기를 함유하는 탄소수 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 8, 및 더 바람직하게는 2 내지 4의 선형 또는 분지형 알킬기임)
<화학식 B>
Figure 112006015469487-pct00002
(식 중, R1은 탄소수 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 8, 및 더 바람직하게는 2 내지 4의 선형 또는 분지형 알킬기, 또는 하나 이상의 일차 히드록실기를 함유하는 탄소수 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 8, 및 더 바람직하게는 2 내지 4의 선형 또는 분지형 알킬기이고, R2는 하나 이상의 일차 히드록실기를 함유하는 탄소수 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 8, 및 더 바람직하게는 2 내지 4의 선형 또는 분지형 알킬기임)
본 발명에 따라 사용된 알카놀아민은 액체, 또는 고체 형태일 수 있다. 당업자는 분말 혼합물에 액체 알카놀아민을 혼입시키는데 이용될 수 있는 기술에 친숙하다. 예를 들어, 액체 알카놀아민을 본 발명의 분말 코팅 혼합물에 첨가하기 이전에, 액체 알카놀아민은 실리카와 같은 불활성 담체 상에 흡수될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 알카놀아민으로는 디에탄올아민, 에탄올아민, 2-아미노-1-부탄올, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올, 트리스(히드록시메틸)아미노메탄, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올, 모노메틸아미노에탄올, 이소프로필아미노에탄올, t-부틸아미노에탄올, 에틸아미노에탄올, n-부틸아미노에탄올, 이소프로판올아민, 디이소프로판올아민, 및 이들의 혼합물을 포함하되, 이에 국한되지 않는다. 더 바람직하게는, 본 발명의 알카놀아민은 디에탄올아민, 트리스(히드록시메틸)아미노메탄, 및 이들의 혼합물이다. 가장 바람직하게는, 알카놀아민은 트리스(히드록시메틸)아미노메탄이다.
당업자는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 시판 알카놀아민에 친숙하다. 예를 들어, 트리스(히드록시메틸)아미노메탄은 다우 케미칼 캄파니의 상표명 트리스 아미노(TRIS AMINO)(등록상표)로 시판되고; 디에탄올아민은 알드리치 케미칼 캄파니, 인크.(Aldrich Chemical Co., Inc.)의 상표명 디에탄올아민으로 시판되고; 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올은 다우 케미칼 캄파니의 상표명 AMPD(상표명)으로 시판되고; 2-아미노-1-부탄올은 다우 케미칼 캄파니의 상표명 AB(등록상표)로 시판되고; 2-아미노-2-메틸-1-프로판올은 다우 케미칼 캄파니의 상표명 AMP로 시판되며; 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올은 다우 케미칼 캄파니의 상표명 AEPD(등록상표)로 시판된다.
바람직하게는, 본 발명의 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.02 내지 약 6.0 중량％의 알카놀아민, 또는 이들의 혼합물을 함유한다. 더 바람직하게는, 조성물은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.1 내지 약 3.0 중량％의 알카놀아민, 또는 이들의 혼합물을 함유한다. 더욱 더 바람직하게는, 조성물은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.1 내지 약 0.5 중량％의 알카놀아민, 또는 이들의 혼합물을 함유한다. 가장 바람직하게는, 조성물은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.3 중량％의 알카놀아민, 또는 이들의 혼합물을 함유한다.
이론에 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 출원인은 본 발명에 따라서 에폭시 분말 코팅 조성물에 알카놀아민을 첨가하는 것이 양호한 단기간 음극 박리 결과를 초래하고; 반면에 본 발명에 따라 코팅 조성물에 붕산아연 화합물을 더 첨가하는 것이 양호한 장기간 음극 박리 결과를 초래한다고 믿는다. 출원인은 또한 알카놀아민을 에폭시 수지, 또는 경화제와 미리 예비-반응시키지 않으면서, 다른 성분을 코팅 조성물에 첨가하는 것과 동시에 알카놀아민을 첨가하는 것은 첨가될 알카놀아민의 양을 더욱 잘 조절할 수 있게 할 뿐만 아니라, 1) 고온 및 습한 조건하에서 기재에 대한 알카놀아민 함유 에폭시 분말 코팅 조성물의 접착력, 및 2) 알카놀아민 함유 에폭시 분말 코팅 조성물의 음극 박리에 대한 저항성을 개선시켜, 기재에 대한 알카놀아민 함유 에폭시 분말 코팅 조성물의 접착력이 개선되는 것으로 믿는다.
에폭시 경화제
본 발명에 따라 사용될 수 있는 에폭시 경화제, 또는 이들의 혼합물로는 아민, 예컨대 방향족 아민; 산무수물; 산; 방향족 산; 머캅탄; 페놀 화합물; 에폭시기와 이들의 유도체 간의 부가 반응성 및 자기-중부가 촉매 활성을 갖는 촉매화 및(또는) 개질 디시안디아미드; 이미다졸; 이미다졸 부가물; 히드라지드 등을 포함하되, 이에 국한되지 않는다. 바람직하게는, 에폭시 경화제는 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠, 엘엘씨의 에피큐어(Epicure)(상표명) 경화제 P-104와 같은 디시안디아미드 관능성 에폭시 경화 화합물 또는 보덴 케미칼즈, 인크.(Borden Chemicals, Inc.)의 듀리테(Durite)(등록상표) SD 357B와 같은 페놀 관능성 에폭시 경화 화합물, 또는 이들의 혼합물이다. 더 바람직하게는, 에폭시 경화제는 2개 초과의 관능기를 갖는 페놀 관능성 에폭시 경화 화합물이다. 가장 바람직하게는, 에폭시 경화제는 테트라 페놀 에탄이다.
경화제는 본 발명의 코팅 조성물에 코팅을 경화시키기에 유효한 양으로 혼입된다. 바람직하게는, 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.5 내지 약 35 중량％의 경화제, 또는 이들의 혼합물을 함유한다. 더 바람직하게는, 조성물은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 1.5 내지 약 20 중량％의 경화제, 또는 이들의 혼합물을 함유한다. 가장 바람직하게는, 조성물은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 1.5 내지 약 6.0 중량％의 경화제, 또는 이들의 혼합물을 함유한다.
당업자는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 시판 경화제에 친숙하다. 예를 들어, 다양한 아민 부가물은 산와 케미칼 인더스트리 캄파니 엘티디.(Sanwa Chemical Industry Co. Ltd.)의 상표명 선미데(SUNMIDE) 및 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠, 엘엘씨의 에피큐어(상표명)로 시판되고; 다양한 산무수물은 뉴 저팬 케미칼 캄파니, 엘티디.(New Japan Chemical Co., Ltd.)의 상표명 리카시데(RIKASHIDE)로 시판되며; 다양한 페놀 화합물는 보덴 케미칼 캄파니의 상표명 듀리테(등록상표), 예컨대 듀리테(등록상표) SD 357B 및 다우 케미칼 캄파니의 상표명 D.E.H.(상표명), 예컨대 D.E.H.(상표명) 84로 시판된다.
당업자는 코팅 조성물의 제형화, 경화 조건 등을 기초하여 어떤 에폭시 수지 경화제를 선택할지 알 수 있을 것이다. 특히 유용한 에폭시 경화제는 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠의 에피큐어 P-104(상표명)이다.
코팅 조성물의 반응성 수지 성분에 대한 경화제의 비율은 경화제의 반응성 기와 이와 반응할 수 있는 에폭시 관능기의 당량비로서 바람직하게는 (0.5-1.1)/1.0, 더 바람직하게는 (0.7-0.9)/1.0이다.
당업자는 또한 본 발명의 코팅 조성물에 촉매를 더 첨가하는 것이 필요한 상황에 친숙하다. 예를 들어, 테트라 페놀 에탄이 단독 경화제로 사용되는 경우에, 촉매의 첨가가 필요할 수 있다. 본 발명에서 유용한 촉매는 하기에 더욱 명확하게 기술된다.
붕산아연 화합물
본 발명의 코팅 조성물은 붕산아연 화합물을 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 유용한 붕산아연 화합물로는 아연 메타보레이트 [Zn(BO2)2], 염기성 붕산아연 [ZnB4O7ㆍ2ZnO], 붕산아연 [2ZnOㆍ3B2O3ㆍ3.5H2O], 또는 이들의 혼합물을 포함하되, 이에 국한되지 않는다. 바람직하게는, 붕산아연 화합물은 붕산아연 [2ZnOㆍ3B2O3ㆍ3.5H2O]이다.
붕산아연은 산화아연 및 붕산의 혼합된 출발 물질을 용융시키거나 혼합된 출발 물질의 수용액을 이중-분해시킴으로써 제조될 수 있다. 특히 유용한 붕산아연 화합물은 유.에스. 보랙스, 인크.(U.S. Borax, Inc.)로부터 입수 가능한 "보로가드 ZB 파인(Borogard ZB fine)," [2ZnOㆍ3B2O3ㆍ3.5H2O]이다.
본 발명의 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 5 중량％ 미만의 붕산아연 화합물을 함유한다. 바람직하게는, 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.5 내지 약 4.75 중량％, 더 바람직하게는 약 0.5 내지 약 4.0 중량％, 및 가장 바람직하게는 약 1.5 내지 2.5 중량％의 붕산아연 화합물을 함유한다. 단지 소량의 붕산아연 화합물이 첨가될 필요가 있다는 것은 붕산아연 화합물의 용해도는 낮은 수준의 화합물이 사용되는 경우에 증가하기 때문에 붕산아연 용해도와 관련된 문제를 부과하지 않음을 의미한다.
다른 첨가제
본 발명의 코팅 조성물은 안료, 염료, 충전제, 유동 조절제, 분산제, 점탄성 조절제(thixotropic agent), 접착 촉진제, 항산화제, 광안정화제, 열가소성 중합체, 경화 촉매, 다른 부식방지제 및 이들의 혼합물을 포함하되, 이에 국한되지 않는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
다른 부식방지제로는 인산염 함유 안료와 같은 부식방지 안료; 및 다른 유기 또는 무기 부식 억제제, 예컨대 니트로이소프탈산의 염, 인산 에스테르, 공업용 아민 및 치환된 벤조트리아졸을 포함하되, 이에 국한되지 않는다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 촉매는 에폭시 수지의 에폭시기, 아민 관능성 경화제의 아민 수소, 페놀 화합물의 페놀 히드록실기 간의 반응 및 에폭시 수지의 단일중합에 영향을 끼칠 수 있는 촉매를 포함한다. 이들 촉매로는 오늄 화합물, 예컨대 유기산 및 무기산의 포스포늄 및 4차 암모늄 염; 이미다졸; 이미다졸린; 및 3차 아민 및 포스핀을 포함하되, 이에 국한되지 않는다.
바람직하게는, 사용된 촉매는 실온에서 고체이며, 이미다졸, 예컨대 2-스티릴이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-부틸이미다졸 및 이들의 혼합물 및 고체 포스핀, 예컨대 트리페닐 포스핀 및 산, 산 에스테르 또는 에스테르의 포스포늄 염으로부터 선택된다. 더 바람직하게는, 사용된 촉매는 이미다졸의 에폭시 부가물, 또는 치환된 이미다졸 화합물이다. 때때로, 이미다졸 화합물의 부가물과 같은 아미노-함유 화합물과 에폭시 수지의 혼합물을 디시안디아미드 경화제와 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
촉매는 본 발명의 코팅 조성물에 코팅의 경화를 개시하기 위한 유효량으로 혼입된다. 당업자는 본 발명의 코팅 조성물을 제형화하는데 이용된 성분을 기초로 하여 경화 공정을 개시하는데 효과적이도록 첨가되어야 하는 촉매의 양을 알 수 있을 것이다.
당업자는 또한 촉매를 본 발명의 조성물에 첨가하는 것이 이롭거나, 또는 필요한 상황을 인지할 것이다. 예를 들어, 테트라 페놀 에탄이 단독 경화제로 사용되는 경우에, 촉매를 첨가할 필요가 있을 수 있다.
당업자는 추가로 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠, 엘엘씨의 에피큐어(상표명) 경화제 P-101과 같은 일부 경화제가 경화제와 촉매 둘 다로서 작용할 수 있다는 것을 인지할 것이다.
본 발명에서 유용한 안료로는 이산화티타늄, 산화철, 알루미늄 브론즈, 프탈로시아닌 블루, 프탈로시아닌 그린 및 이들의 혼합물을 포함하되, 이에 국한되지 않는다.
본 발명에서 유용한 충전제로는 활석, 알루미나, 산화칼슘, 규산칼슘, 칼슘 메타실리케이트, 황산바륨, 규산알루미늄, 중정석, 운모, 실리카, 및 이들의 혼합물을 포함하되, 이에 국한되지 않는다.
유동 조절제 및 점탄성 조절제는 예를 들어, 개질된 벤토나이트 또는 실리카를 기재로 한다.
본 발명에서 유용한 열가소성 중합체로는 예를 들어, 제온 케미칼(Zeon Chemical)로부터 제알로이(Zealloy)(등록상표) 1422로 입수 가능한 아크릴로니트릴/부타디엔 기재 화합물을 포함하되, 이에 국한되지 않는다.
바람직하게는, 본 발명의 코팅 조성물은 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 0 내지 약 55 중량％, 더 바람직하게는 약 5 내지 약 35 중량％의 충전제, 안료, 첨가제, 또는 이들의 혼합물을 함유한다.
금속 기재
본 발명의 조성물은 강철, 황동, 알루미늄, 크롬, 및 이들의 혼합물을 포함하되, 이에 국한되지 않는 다수의 금속 기재를 코팅하는데 사용될 수 있다. 더 특히, 본 발명의 조성물은 예를 들어, 강철 파이프의 내면 및(또는) 외면; 콘크리트에 사용되는 구조강; 저장 탱크; 밸브; 해양 환경에서 사용되는 구조강; 및 오일 제조 튜브 및 케이스를 포함하되, 이에 국한되지 않는 금속 기재를 코팅하는데 유용하다. 바람직하게는, 코팅된 구조강은 철근이다. 본 발명의 조성물은 또한 본 발명에 따른 음극화 보호 방법으로 기재를 처리할 때, 강철과 같은 철 함유 금속 기재를 코팅하는데 사용될 수 있다.
제조 방법
일반적으로, 본 발명의 성분은 당업자에게 친숙한 방법에 따라서 혼합, 압출, 및 그라인딩된다. 유일한 제한은 임의의 추가 분말 코팅 성분과 배합되기 이전에 알카놀아민이 경화제 또는 에폭시 수지와 반응하지 않는 것이다. 또한, 알카놀아민은 일반적으로 다른 분말 코팅 성분과 예비-블렌딩되지 않더라도, 본 발명의 분말 코팅의 우수한 성능 특성은 알카놀아민이 예비 블렌딩되는 성분(들)과 반응하지 않는 한, 이러한 예비-블렌딩에 의해 영향을 받지 않을 것으로 판단된다. 종합하면, 알카놀아민이 예비-블렌딩되는 임의의 성분과 반응이 허용되지 않는 한, 알카놀아민을 다른 분말 코팅 성분과 예비 블렌딩하는 것은 허용가능한 것으로 판단된다.
바람직한 실시양태에서, 경화성 코팅 조성물은 분말 코팅 기술에서 사용되는 통상적인 기술에 의해 제조된 분말 코팅 조성물이다. 전형적으로, 본 발명의 분말 코팅 제제의 모든 성분은 제제를 수용하기에 적절한 크기를 갖는 혼합 용기에 첨가되고, 이후 매질을 통해 격렬하게 혼합되어 함께 철저히 블렌딩된다. 알카놀아민이 에폭시 수지, 또는 경화제와 예비-반응하지 않는 것을 주목하는 것이 중요하다. 대신에, 경화제, 에폭시 수지, 알카놀아민, 충전제, 첨가제 등 모두는 혼합 용기에 특정 순서 없이 첨가되고 함께 혼합된다.
혼합 용기는 모든 분말 코팅 성분을 수용하도록 적합한 크기 및 형태를 갖는다. 예를 들어, 용기의 형태는 원통형, 사각형일 수 있고, 용기는 분말 코팅 성분과 비반응성인 임의의 고체 물질로 제조될 수 있다.
블렌딩된 혼합물은 이후 압출물의 출구 온도가 약 200℉ 내지 약 280℉인 고온 용융 압출기에서 용융 블렌딩된다. 압출기 온도는 압출기에서 임의의 경화 및 겔화가 발생하는 것을 최소화하도록 조심스럽게 조절된다. 압출된 조성물은 이후 예를 들어, 약 100℉로 수냉각된 롤러 상에서 냉각된다. 냉각 후에, 압출물은 예를 들어, 반탐(Bantam) 그라인더를 사용하여 얇은 칩으로 분쇄되고 분말로 그라인딩된다. 그라인딩된 분말은 이후 원하는 입자 크기를 달성하기 위해 스크리닝된다.
본 발명의 붕산아연 함유 분말 코팅 조성물을 제조하는데 있어서, 소정량의 붕산아연 화합물이 열경화성 수지에 첨가되고, 이후 예비혼합될 수 있다. 예비혼합물은 이후 가열-혼련되고, 냉각되고, 이후 분쇄되고 분류된다.
코팅 방법
본 발명의 분말 코팅 조성물은 분말 코팅 기술에 공지된 전형적인 도포 방법에 따라서 철근, 파이프라인 및 다른 금속 기재에 쉽게 도포될 수 있다. 일반적으로, 본 발명의 코팅 조성물은 예열되거나 또는 예열되지 않은 기재에 도포될 수 있다. 전형적으로, 분말 코팅은 표준 방법, 예컨대 유동층 침지, 정전 분무법, 플록킹(flocking), 마찰정전(tribostatic) 분무법 등에 의해 도포된다.
기재가 예열되지 않은 본 발명의 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 예를 들어, 40KV의 전압으로 설정된 정전 게마 건(Gema gun)을 사용하여 기재 표면 상부에 정전 분무됨으로써 도포될 수 있다. 코팅 조성물을 도포하기 이전에, 기재는 접지되지만 예열되지 않아서, 기재는 약 77℉의 주변 온도로 유지된다. 도포후, 코팅은 325℉로 설정된 오븐에서 10분 동안 경화될 수 있다. 그러나, 당업자는 본 발명의 코팅 조성물에 따라 사용될 수 있는 경화 수단에 친숙하다. 이러한 경화 수단으로는 예를 들어, 베이킹 및 적외선, 유도선 및 자외선과 같은 방사선 경화를 들 수 있다. 오븐으로부터 제거한 후에, 기재는 공기-냉각될 수 있다.
기재가 예열되는 본 발명의 실시양태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 예를 들어, 당업자에게 친숙한 수단을 사용하여 기재를 약 350 내지 약 470℉의 온도로 예열함으로써 도포될 수 있다. 예열된 기재를 이후 본 발명의 분말 코팅 조성물 중 하나를 함유하는 유동층 중에 담근다. 기재 상에 코팅된 조성물은 이후 약 510℉의 온도로 설정된 오븐에서 약 2 내지 5분 동안 후-경화된다. 그러나, 당업자는 본 발명의 코팅 조성물에 따라 사용될 수 있는 경화 수단에 친숙하다. 이러한 경화 수단으로는 예를 들어, 베이킹 및 적외선, 유도선 및 자외선과 같은 방사선 경화를 들 수 있다.
또한, 본 발명의 코팅 조성물이 도포되는, 예열되거나 또는 예열되어 있지 않은 기재 표면은 이상적으로 표면 처리되지 않을 수 있지만 본 발명의 코팅 조성물은 여전히 양호한 접착력을 나타낼 것이다. 이상적으로 표면 처리되지 않은 기재 표면은 예를 들어, 블라스팅 처리되지만 산 세정되지 않은 강철 표면, 통상의 적용 온도보다 낮은 온도로 예열된 강철 표면, 또는 세정되지만 화학적으로 예비-처리되지 않은 강철 표면을 포함한다. 또한, 본 발명의 우수한 접착 특성 때문에, 코팅 조성물은 유성 및 더러운 표면, 예컨대 강철 스트랩핑(strapping) 및 다른 약간 깨끗한 금속 기재에서 조우하는 표면에 접착될 수 있다.
본 발명의 분말 코팅 조성물이 도포되는 기재는 약 300 내지 약 500℉, 더 바람직하게는 약 350 내지 약 470℉의 온도로 예열될 수 있다. 기재를 예열함으로써, 기재의 잔류 열로서 분말 코팅 조성물을 용융시키고, 유동시키며 연속적인, 부식 방지 필름으로 경화를 개시된다. 코팅된 기재가 이후 추가로 노출될 수 있는 고온 오븐, 예컨대 대류 오븐, 적외선 오븐, 또는 조합 오븐은 코팅 조성물을 용융시키고, 유동시키고, 매끄럽게 경화된 필름으로 경화시킨다.
본 발명의 조성물의 후-경화 시간 및 온도는 약 2 내지 약 5분 및 약 400 내지 약 550℉이다. 예열되지 않은 기재에 도포된 본 발명의 조성물의 경화 시간 및 온도는 약 4 내지 약 30분 및 약 300 내지 약 450℉이다. 경화/후-경화 후, 코팅된 기재는 전형적으로 약 100℉ 내지 약 200℉의 더 낮은 온도로 공기 냉각되거나, 또는 수냉된다.
코팅된 기재가 냉각된 후에, 접착제 및(또는) 헤비 듀티 보호 필름(heavy duty protective film), 예컨대 폴리에틸렌 라이닝, 폴리올레핀, 헤비 듀티 보호 우레탄 코팅 조성물, 에폭시 수지 코팅 조성물 등, 및(또는) 마감재 층, 예컨대 착색 층 또는 다른 에폭시 분말 코팅 조성물이 이후 본 발명의 코팅 조성물 위에 도포될 수 있다. 듀폰(DuPont)으로부터 입수 가능한 퓨사본드(Fusabond)(등록상표) 접착제와 같은 접착제는 에폭시 코팅에 보호 필름을 결합하는데 사용될 수 있다. 다양한 시판 접착제, 보호 필름 및 마감재 층이 당업자에게 친숙할 것이다.
바람직하게는, 기재는 유효량의 본 발명의 분말 코팅 조성물로 코팅되어 약 1 내지 약 30 밀의 건조 필름 두께가 된다. 더 바람직하게는, 기재는 충분한 분말 코팅으로 코팅되어 약 2 내지 약 18 밀의 두께가 된다. 가장 바람직하게는, 금속 기재에 전형적으로 도포되는 약 2 내지 5 밀의 박막 코팅은 블라스트 프로파일을 갖지 않고 음극화 보호 처리되지 않으며, 블라스팅 처리된 금속에 도포되는 6 내지 18 밀의 후막 기능성 코팅은 이후 음극화 보호될 것이다. 전형적으로, 건조 필름 두께는 도포될 코팅의 유형에 따라 가변적일 것이다. 예를 들어, 박막이 필요한 경우에, 본 발명의 코팅 조성물은 약 2 내지 약 5 밀의 두께를 갖는 코팅을 생성하도록 도포되고; 보호 필름 아래에 프라이머 코팅이 사용되는 것이 필요한 경우에, 본 발명의 코팅 조성물은 약 6 내지 약 12 밀의 두께를 갖는 코팅을 생성하도록 도포되며; 후속으로 음극화 보호될 단일 층 파이프 코팅이 필요한 경우에, 본 발명의 코팅 조성물은 약 10 내지 약 18 밀의 두께를 갖는 코팅을 생성하도록 도포된다.
음극화 보호 방법
본 발명은 또한 본 발명의 코팅 조성물로 기재의 표면을 코팅함으로써 부식성 금속 표면을 갖는 기재 상에 부식-저항성 표면을 생성하는 방법에 관한 것이다. 당업자는 기재 상에 부식-저항성 표면을 생성하는데 이용될 수 있는 다양한 공정 단계에 친숙할 것이다. 한 방법에서, 기재의 표면은 기계적 처리, 예컨대 블라스팅 처리 및 후속 산 세정, 또는 세정 및 후속 화학적 처리를 받는다. 다음에, 본 발명의 분말 코팅 조성물의 코팅은 다양한 적용가능한 분말 코팅 방법, 예컨대 유동층 침지, 플록킹, 마찰정전 분무법, 또는 정전 분무법에 따라 도포된다. 기재는 이후 캐쏘드로서 분극화된다. 임의로, 헤비 듀티 보호 필름, 예컨대 폴리에틸렌 라이닝, 헤비 듀티 보호 우레탄 코팅 조성물, 에폭시 수지 코팅 조성물, 및(또는) 착색 층과 같은 마감재 층은 본 발명의 코팅 조성물 위에 도포될 수 있다.
본 발명은 하기 실시예에서 더욱 정의된다. 이들 실시예는 단지 예시를 위해 주어진 것으로 이해해야 한다. 상기 논의 및 본 실시예로부터, 당업자는 본 발명의 본질적인 특성을 확인할 수 있고, 이들의 사상 및 범주에서 벗어나지 않으면서 다양한 용도 및 조건에 따라서 본 발명의 다양한 변화 및 변경을 행할 수 있을 것이다. 결과적으로, 본 발명은 하기에 기술된 예시적인 실시예로 제한되는 것이 아니라, 하기에 포함된 청구항으로 정의된다.
시험 절차
음극 박리 시험 절차
다음 음극 박리 시험 절차를 사용하여 실시예 1-16에서 기록된 데이타를 산출하였다. 하기에 포함된 실시예에서 이용한 48시간 시험, 88시간 시험 및 28일 시험에서, 강철 패널 (4x4x5/8" 또는 "4x4x1/4")을 우선 블라스팅 처리하여 3-4 밀의 프로파일을 얻었다. 이어서 28일 시험에서 사용한 4x4x5/8" 패널을 일차로 인산으로 세정하고, 이어서 탈이온수로 세정함으로써 추가 처리하였다. 그러나, 48 및 88시간 시험에서 사용한 각각의 4x4x5/8" 및(또는) 4x4x1/4" 패널은 어떠한 추가 후-블라스팅 처리하지 않았다.
이어서 각 시험에 이용한 각각의 패널을 하기에 더욱 상세히 기술된 실시예 에 따라서 제조한 조성물로 코팅하였다. 28일 시험에서는 패널을 14-20 밀의 두께로 코팅하였고, 48 및 88시간 시험에서는 패널을 13-16 밀의 두께로 코팅하였다.
각각의 패널을 350 내지 470℉의 온도로 예열하고, 이어서 가열된 패널을 유동층 중에 담금으로써 각 코팅을 도포하였다. 510℉로 설정된 오븐에서 2, 3, 또는 5분의 후 경화 후에, 패널을 수냉하였다.
이어서 각각의 코팅된 시험 패널의 중앙을 관통해서 3 mm 직경의 구멍을 뚫고, 3.5 인치 직경의 실린더를 패널 상에 밀봉하였다. 실린더에 이후 3％ NaCl 용액을 채우고, 백금 와이어를 용액에 침지시켰다. 이어서 이 전체 패널-실린더 어셈블리를 80℃로 설정된 오븐에 놓고, 1.5V의 전압(용액에서 칼로멜(Calomel) 전극으로 측정됨)을 48시간, 88시간 또는 28일 동안 백금 와이어 및 시험 패널에 인가하였다. 각각의 시험 기간의 말미에, 오븐으로부터 패널을 제거하고, NACL 용액을 실린더로부터 부어 버리고, 실린더를 패널과 분리하였다.
실린더를 제거한 후에, NACL 용액과 접촉하고 있는 실린더 내의 코팅의 부분에 단락(holiday)으로부터 8개의 방사상 절취부(cut)가 생성되고, 패널을 1시간 방치하여 실온으로 냉각하였다. 이어서 지레(levering) 작용을 사용하여 단락 엣지로부터 코팅을 나이프로 제거하였다. 28일 시험에서, 단락의 중앙에서 박리된 영역의 엣지까지의 박리를 측정하고, 이어서 이를 평균내었다. 이 방법은 CSA Z245.20-98을 기초로 한 트랜스캐나다 파이프라인 스펙. 테스코트(TransCanada Pipeline spec. TESCOAT) FBE Rev.0을 따른 것이다. 반면에, 48시간 및 88시간 시험에서, 단락의 엣지에서 박리된 영역의 엣지까지의 박리를 측정하고, 이어서 이를 평균내었다. 이 방법은 CSA Z245.20-02를 따른 것이다.
염무 시험 절차
다음 염무 시험 절차를 이용하여 실시예 17-19에 기록된 데이타를 산출하였다. 화학적으로 예비-처리되지 않은 편평한 강철 패널 (5x3x0.04")을 메틸 에틸 케톤으로 세정하고 이어서 건조하였다. 각 패널을 이후 하기에 포함된 실시예에서 더욱 명확하게 기술된 개개의 분말 코팅 조성물로 2-3.5 밀의 두께로 코팅하였다. 패널은 40 KV의 전압으로 설정된 정전 게마 건을 사용하여 각 패널 상에 분말 코팅 조성물을 분무함으로써 코팅하였다. 그러나, 분말 코팅 조성물을 도포하기 이전에, 패널을 접지하지만 가열하지 않았다. 분말 코팅 조성물을 정전기적으로 도포한 후에, 패널을 325℉로 설정된 오븐에서 10분 동안 베이킹하고, 이어서 오븐으로부터 제거하고 공기 냉각하였다.
냉각후, 용구 나이프를 사용하여 패널에 X자 선을 긋고, 이를 ASTM B117에 따라서 운전되는 염무 캐비넷에 두었다. 66시간 후, 패널을 제거하였다. 강철에 대한 접착력을 잃은 임의의 코팅을 동전으로 문질러 제거하였다. 이어서 그은 선으로부터 박리를 측정하고, 이어서 이를 평균내었다.
실시예 1 내지 6
하기 표 1의 실시예 2-5는 사용된 알카놀아민의 양을 점진적으로 0％에서 1％로 변화시킨 본 발명의 알카놀아민 함유 열경화성 에폭시 분말 코팅 조성물을 나타낸다. 실시예 1은 알카놀아민 비함유 대조 샘플이다. 실시예 6은 트리스아미노(Tris Amino)(등록상표)와 비스페놀 A/에피클로로히드린 에폭시 수지를 예비-반응 시켜 생성된 것으로 판단되는 예비포장된 수지인 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠, 엘엘씨의 에폰(등록상표) 수지 DPS-2034를 이용한 비교 실시예이다. 실시예 1 내지 6의 경우에, 에폭시 경화제는 촉진된 디시안디아미드 유형 경화제이다. 모든 양은 총 제제 중량의 중량 퍼센트로 나타낸다.
분말 코팅 조성물
성분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
에폰(등록상표) 수지
DPS-2034
(레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠, 엘엘씨)1 		0 0 0 0 0 67.5
에폰(상표명) 수지 2024
(레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠, 엘엘씨)2 		67.5 67.5 67.5 67.5 67.5 0
에피큐어(상표명) 경화제
P-104 (레졸루션 퍼포먼스
프로덕츠, 엘엘씨)3 		1.7 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7
모다플로우(Modaflow)
(등록상표) 6000
(솔루티아, 인크.
(Solutia, Inc.))4 		0 0 0 0 0 0.5
트리스 아미노(등록상표)
(다우 안구스(Dow Angus))5 		0 0.1 0.3 0.6 1.0 0
니아드(Nyad)(상표명)
M400 충전제
(니코 미네랄, 인크.
(NYCO Minerals, Inc.)6 		29.5 29.4 29.2 28.9 28.5 29
배이페록스(Bayferrox)
(상표명) 140 산화철 안료(바이엘 코포레이션
(Bayer Corp.))		 1 1 1 1 1 1
캐브-오-실(Cab-o-sil)
(상표명) M5 미처리된
훈증 실리카 (캐봇, 인크.
(Cabot, Inc.))		 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
1. 트리스(히드록시메틸)아미노메탄을 내부에 혼입시키기 위해 트리스(히드록시메틸)아미노메탄과 반응시킨 비스페놀 A/에피클로로히드린 에폭시 수지
2. 유동 조절제, 모다플로우(등록상표) (솔루티아, 인크.) 0.5 중량％를 함유한 고체 비스페놀 A/에피클로로히드린 에폭시 수지
3. 촉매화 디시안디아미드 경화제
4. 공중합된 아크릴레이트를 포함하는 유동 개질제
5. 트리스(히드록시메틸)아미노메탄
6. 천연 발생 칼슘 메타실리케이트
표 1의 실시예 1-6의 코팅 조성물에 포함되는 성분을 백에 첨가하고 약 3분 동안 휘저어 혼합하였다. 이어서 혼합물을 압출물의 출구 온도가 220 내지 260℉인 고온 용융 압출기에 부었다. 수 냉각된 롤러 상에서 약 100℉로 냉각한 후에, 압출물을 반탐 그라인더를 사용하여 그라인딩하여 크기가 2-100 마이크론이고 평균 입자 크기가 40 마이크론인 입자를 제조하였다. 이어서 각각 제조된 표 1의 코팅 조성물을 블라스팅 처리된 별도의 4x4x1/4" 강철 패널에 도포하였다.
코팅 조성물의 도포 방법은 각각의 패널을 350 내지 470℉의 온도로 가열하고 (표 1에 열거된 각각의 코팅 조성물이 도포된 온도를 확인하기 위해 표 2를 참조), 이어서 별도로 각 패널을 표 1에 열거된 각각의 분말 코팅 조성물을 함유한 유동층 중에 담그는 것을 포함한다. 이어서 각각의 조성물을 510℉의 온도로 설정된 오븐에서 2, 3 또는 5분 동안 후-경화시켰다(표 2 참조). 경화시킨 후에, 각 패널에 대해 상기에 기재된 음극 박리 시험을 행하였다.
표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 코팅 조성물의 총 제제 중량을 기준으로, 트리스 아미노(등록상표) 농도가 0.1 중량％ 이상인 실시예 2-5 조성물에서 접착력의 유의한 증가 및 음극 박리의 감소가 관찰되었다. 놀랍게도, 350 내지 450℉의 광범위한 도포 온도 범위에 걸쳐 접착력 증가가 관찰되었다.
실시예 1-6의 음극 박리 시험 결과를 포함하는 표 2는 실시예 2-5의 본 발명의 알카놀아민 함유 열경화성 에폭시 분말 코팅 조성물이 실시예 1의 알카놀아민 비함유 조성물, 및 실시예 6의 에폭시 수지 (레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠, 엘엘씨의 예비포장된 에폰(등록상표) 수지 DPS-2034)와 예비-반응하고 이어서 차례로 분말 코팅 예비-혼합물에 첨가되는 것으로 여겨지는 알카놀아민을 함유하는 조성물 둘 다에 비해서 개선된 접착력을 갖는다는 것을 추가로 나타낸다. 사실, 실시예 2-5의 음극 박리 시험 결과는 트리스 아미노(등록상표) 농도가 증가함에 따라서 음극 박리 수준이 감소하는 결과를 나타낸다.
또한, 도 1의 실시예 4에서 얻은 음극 박리 결과의 그래프는 추가로 본 발명의 알카놀아민 함유 코팅 조성물을 도포하는 온도가 음극 박리 수준에 실제로 영향을 끼치지 않는다는 것을 나타내고; 반면에 도 2의 실시예 1에서 얻은 음극 박리 결과의 그래프는 알카놀아민 비함유 코팅 조성물에서 얻은 음극 박리 수준이 코팅을 도포하는 온도에 직접적으로 의존적인 것을 나타낸다. 더욱 구체적으로, 알카놀아민을 함유하지 않은 코팅 조성물은 더 높은 도포 온도가 필요하고; 반면에 본 발명의 알카놀아민 함유 코팅 조성물은 기재에 도포하는 온도에 상관없이 낮은 음극 박리를 갖는다.
표 2에 기술된 실시예 6의 음극 박리 시험 결과는 예비-반응한 것으로 여겨지는 트리스 아미노(등록상표) 및 비스페놀 A/에피클로로히드린 에폭시 수지를 포함하는, 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠, 엘엘씨의 에폰(등록상표) 수지 DPS-2034를 예비-혼합된 코팅 조성물의 추가 성분에 첨가하는 것이 본 발명에 따라 제조된 코팅 조성물에서 관찰되는 음극 박리의 동일한 감소 결과를 초래하지 않는다는 것을 나타낸다.
음극 박리 시험 결과
(CSA Z245.20-02에 따라 48시간에서 단락의 엣지로부터 측정됨)
도포 온도 510℉에서 후 경화 시간 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
450℉ 2분 2.4 mm 1.2 mm 1.0 mm ＜1.0 mm ＜1.0 mm 3.5 mm
430℉ 2분 5.5 mm 1.7 mm 1.5 mm 1.2 mm 1.3 mm -*
400℉ 3분 5.5 mm 1.5 mm 1.3 mm 0.9 mm 0.8 mm -*
350℉ 5분 5.0 mm -* -* 1.5 mm -* -*
*"-"는 인용된 특정 온도에서 각 분말 코팅 조성물에 대해 박리 시험을 행하지 않았음을 나타낸다.
실시예 7 내지 11
표 3의 실시예 8-11은 1 내지 3％의 다양한 알카놀아민, 및 이들의 혼합물을 함유하는 본 발명의 알카놀아민 함유 열경화성 에폭시 분말 코팅 조성물이 철근, 파이프라인, 및 다른 금속 기재에 적합한 코팅 조성물 제조에 사용된다는 것을 나타낸다. 실시예 7은 알카놀아민 비함유 대조 샘플이다. 실시예 7 내지 11의 경우에, 에폭시 경화제는 촉진된 디시안디아미드 유형 경화제이다. 모든 양은 총 분말 코팅 제제 중량의 중량 퍼센트로 나타낸다.
상기 실시예 1-6의 기술된 동일한 방법을 사용하여 실시예 7 내지 11의 분말 코팅 조성물을 제조하였다.
분말 코팅 조성물
성분 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10 실시예 11
에폰(상표명) 수지 2024
(레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠, 엘엘씨)1 		67.5 67.5 67.5 67.5 67.5
에피큐어(상표명) 경화제
P-104(레졸루션 퍼포먼스
프로덕츠, 엘엘씨)2 		1.7 1.7 1.7 1.7 1.7
디에탄올아민
(알드리치 케미칼 캄파니, 인크.)		 0 0 1 0.5 0
AMPD(상표명)
(다우 안구스)3 		0 1 0 0 0
트리스 아미노(등록상표)
(다우 안구스)4 		0 0 0.0 0.5 3.0
니아드(상표명) M400
충전제
(니코 미네랄즈, 인크.)5 		29.5 28.5 28.5 28.5 26.5
배이페록스(상표명) 140
산화철 안료
(바이엘 코포레이션)		 1 1 1 1 1
캐브-오-실(상표명) M5
미처리된 훈증 실리카
(캐봇, 인크.)		 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
1. 유동 조절제, 모다플로우(등록상표) (솔루티아, 인크.) 0.5 중량％를 함유하는 고체 비스페놀 A/에피클로로히드린 에폭시 수지
2. 촉매화 디시안디아미드 경화제
3. 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올
4. 트리스(히드록시메틸)아미노메탄
5. 천연 발생 칼슘 메타실리케이트
단지 모든 패널을 450℉의 온도로 예열하고, 이어서 510℉의 온도로 설정된 오븐에서 2분 동안 후-경화시키는 것을 제외하고, 상기에 더욱 상세히 기술되어 있는 실시예 1-6에서 이용한 동일한 코팅 방법에 따라서 표 3의 알카놀아민 함유 에폭시 분말 코팅 조성물을 4x4x1/4" 강철 패널 상에 코팅하였다. 코팅된 패널에 대해 또한 상기에 기재된 동일한 음극 박리 시험을 행하였다.
실시예 7-11의 음극 박리 시험 결과를 포함하는 표 4는 추가로 실시예 8-12의 본 발명에 따른 1 내지 3％ 농도의 다양한 알카놀아민, 및 이들의 혼합물을 함유하는 코팅 조성물이 알카놀아민 비함유 대조 실시예 7과 같은 조성물과 비교시 개선된 접착력을 갖는다는 것을 나타낸다.
음극 박리 시험 결과
(CSA Z245.20-02에 따라서 88시간에서 단락의 엣지로부터 측정됨)
도포 온도 510℉에서
후 경화 시간		 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10 실시예 11
450℉ 2분 9.9 mm 3.7 mm 3.1 mm 3.4 mm 1.1 mm
실시예 12 내지 16
표 5의 실시예 12-15는 트리스 아미노(등록상표)를 함유한 본 발명의 알카놀아민 함유 열경화성 에폭시 분말 코팅 조성물이 철근, 파이프라인, 및 다른 금속 기재에 적합한 코팅 조성물을 제조하는데 사용된다는 것을 나타낸다. 실시예 16은 알카놀아민 비함유 및 붕산아연 화합물 비함유 비교 실시예이다.
실시예 12-15는 다른 첨가제, 예컨대 장기간 음극 박리를 개선시키는 붕산아연, 및(또는) 가교 결합 밀도의 증가를 초래하는 듀리테(등록상표) SD 357B (테트라페놀 에탄 (또한 TPE 경화제로서 공지됨)을 트리스 아미노(등록상표)를 함유하는 코팅 조성물에 첨가하는 것이 본 발명의 알카놀아민 함유 에폭시 분말 코팅 조성물로 얻은 개선된 접착력에 부정적인 영향을 주지 않는 것을 나타낸다. 실시예 12-14의 경우에, 에폭시 경화제는 테트라 페놀 에탄 또는 테트라 페놀 에탄과 촉진된 디시안디아미드 유형 경화제의 혼합물이다. 실시예 15 및 16의 경우에, 에폭시 경화제는 촉진된 디시안디아미드 유형 경화제이다. 모든 양은 총 분말 코팅 제제 중량의 중량 퍼센트로 나타낸다.
분말 코팅 조성물
성분 실시예 12 실시예 13 실시예 14 실시예 15 실시예 16
에폰(상표명) 수지 2024
(레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠, 엘엘씨)1 		65.15 66.57 66.35 66.75 67.5
에피큐어(상표명) 경화제
P-101
(레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠, 엘엘씨)2 		0.8 0.8 0.8 0.8 0
에피큐어(상표명) 경화제
P-104
(레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠, 엘엘씨)3 		0 0 0 0 1.7
디시안디아미드 경화제
(에스케이더블유
트로츠버그(SKW Trotsberg))		 0 0.68 0.575 0.9 0
듀리테(등록상표) SD 357B
(보덴 케미칼즈, 인크.)4 		2.85 0.75 0.75 0 0
트리스 아미노(등록상표)
(다우 안구스)5 		0.3 0.3 0.3 0.4 0
니아드(상표명) M400 충전제
(니코 미네랄즈, 인크.)6 		29 29 27.625 27.25 29.5
붕산아연
(보로가드(Borogard)
(등록상표) ZB, US 보랙스)		 0 0 1.7 2.0 0
배이페록스(상표명) 140
산화철 안료
(바이엘 코포레이션)		 1 1 1 1 1
아크릴로니트릴/부타디엔
(제알로이(등록상표) 1422,
제온 케미칼)		 0.6 0.6 0.6 0.6 0
캐브-오-실(상표명) M5
미처리된 훈증 실리카
(캐봇, 인크.)		 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
1. 유동 조절제, 모다플로우(등록상표) (솔루티아, 인크.) 0.5 중량％를 함유하는 고체 비스페놀 A/에피클로로히드린 에폭시 수지
2. 이미다졸 부가물
3. 촉매화 디시안디아미드 경화제
4. TPE(테트라 페놀 에탄)으로 또한 공지된 페놀-글리옥살 축합물 경화제
5. 트리스(히드록시메틸)아미노메탄
6. 천연 발생 칼슘 메타실리케이트
실시예 12-16의 분말 코팅 조성물을 상기 실시예 1-6에 기술된 동일한 방법을 사용하여 제조하였다.
단지 48시간 및 28일 시험에 사용한 조성물을 450℉에서 도포한 것을 제외하고, 상기 실시예 1-6에서 이용한 동일한 코팅 방법에 따라서 표 5의 실시예 12-15의 알카놀아민 함유 에폭시 분말 코팅 조성물을 48시간 시험에서는 4x4x1/4", 또는 4x4x5/8" 강철 패널, 및 28일 시험에서는 4x4x5/8" 강철 패널 상에 코팅하였다. 이어서 28일 시험한 패널을 블라스팅 처리하고 인산으로 세정하였다. 코팅된 패널에 대해 상기에 기재된 동일한 음극 박리 시험을 행하였다.
비교 실시예 16의 분말 코팅 조성물을 블라스팅 처리하고 인산으로 세정한 4x4x5/8" 강철 패널 상에 코팅하였다. 패널을 470℉로 예열하고, 이어서 패널을 유동층 중에 담금으로써 패널을 실시예 16의 조성물로 14-18 밀의 두께로 코팅하였다. 3분간의 후 경화 후에, 패널을 수냉하였다. 이어서 실시예 16의 조성물로 코팅된 강철 패널에 대해 상기 기술된 동일한 음극 박리 시험을 행하였다.
표 6은 실시예 12-15의 48시간 음극 박리 시험 결과를 포함한다. 실시예 12-13은 0.3％의 트리스 아미노(등록상표) 및 테트라 페놀 에탄 경화제를 함유하는 코팅 조성물이 알카놀아민 비함유 실시예 1과 같은 조성물과 비교시 개선된 접착력을 갖는다는 것을 나타낸다.
실시예 14는 트리스 아미노(등록상표) 0.3％, 붕산아연 1.7％, 및 테트라 페놀 에탄 경화제를 함유하는 코팅 조성물이 알카놀아민 비함유 실시예 1과 같은 조성물과 비교시 개선된 접착력을 갖는다는 것을 나타낸다. 실시예 14는 또한 실시예 12-13과 비교시 알카놀아민을 첨가하여 달성된 개선된 접착력이 붕산아연 및 테트라 페놀 에탄 경화제 둘 다의 첨가에 의해 부정적인 영향을 받지 않는다는 것을 나타낸다.
실시예 15는 트리스 아미노(등록상표) 0.4％ 및 붕산아연을 함유하는 코팅 조성물이 알카놀아민 비함유 실시예 1과 같은 조성물과 비교시 개선된 접착력을 갖는다는 것을 나타낸다. 실시예 15는 또한 실시예 2-5와 비교시 알카놀아민을 첨가하여 달성된 개선된 접착력이 코팅 조성물에 붕산아연의 추가 첨가에 의해 부정적인 영향을 받지 않는다는 것을 나타낸다.
음극 박리 시험 결과
(CSA Z245.20-02에 따라 48시간에서 단락의 엣지로부터 측정됨)
도포 온도 510℉에서
후 경화 시간		 실시예 12
(4x4x1/4")		 실시예 13
(4x4x1/4")		 실시예 14
(4x4x5/8")		 실시예 15
(4x4x5/8")
450℉ 3분 1.5 mm 1.1 mm -* 1.2 mm
450℉ 2분 -* -* 1.8 mm -*
*"-"는 인용된 특정 온도에서 각 분말 코팅 조성물에 대해 박리 시험을 행하지 않았음을 나타낸다.
실시예 14, 15 및 16의 28일 음극 박리 시험 결과를 포함하는 표 7은 실시예 14 및 15의 트리스 아미노(등록상표) 및 붕산아연을 함유하는 코팅 조성물이 붕산아연 비함유 및 트리스 아미노(등록상표) 비함유 실시예 16과 비교시 심지어 더 낮은 도포 온도에서도 개선된 성능을 산출하는 것을 나타낸다.
음극 박리 시험 결과
(CSA Z245.20-98를 기초로 하는 트랜스캐나다 파이프라인 스펙. 테스코트 FBE Rev.0을 따라서 28일에서 단락 엣지로부터 측정됨)
도포 온도 510℉에서
후 경화 시간		 실시예 14 실시예 15 실시예 16
450℉ 2분 19.4 17.5 -*
470℉ 2분 -* -* 32.9
*"-"는 인용된 특정 온도에서 각 분말 코팅 조성물에 대해 박리 시험을 행하지 않았음을 나타낸다.
실시예 17 내지 19
표 8의 실시예 17-18은 내부에 페놀 유형 경화제 및 알카놀아민 1％가 혼입되어 있는 본 발명의 알카놀아민 함유 열경화성 에폭시 분말 코팅 조성물을 나타낸다. 표 8의 분말 코팅을 사용하여 박막 코팅 (2-3.5 밀)을 제조하였다. 실시예 19는 알카놀아민 비함유 대조 샘플이다. 모든 양은 총 제제 중량의 중량 퍼센트로 나타낸다.
성분 실시예 17 실시예 18 실시예 19
D.E.R.(상표명) 672U 고체 에폭시 수지(다우 케미칼 캄파니)1 30 30 30.3
D.E.R.(상표명) 642U 고체 에폭시 수지(다우 케미칼 캄파니)2 30 30 30.3
D.E.H.(상표명) 84 페놀 경화제
(다우 케미칼 캄파니)3 		20 20 20.2
레시플로우(Resiflow) 200A 유동제
(Estron Chemical. Inc.(에스트론 케미칼, 인크.))		 0.9 0.9 0.9
트리스 아미노(등록상표)
(다우 안구스)4 		1 0 0
디에탄올아민
(알드리치 케미칼 캄파니, 인크.)		 0 1 0
후버(Huber) 10
(제이.엠. 후버 코포레이션(J.M. Huber Corp.))5 		17 17 17.2
카본 블랙 (라벤(Raven)(등록상표)
450, 콜롬비안 케미칼즈(Columbian Chemicals)		 0.9 0.9 0.9
실리카 8120 (와커(Wacker)) 0.2 0.2 0.2
1. 액체 에폭시 수지 및 비스페놀-A의 노볼락 개질된 고분자량 반응 생성물
2. 액체 에폭시 수지 및 비스페놀-A의 노볼락 개질된 고분자량 고체 반응 생성물
3. 액체 에폭시 수지 및 경화 촉진제를 함유한 비스페놀-A의 고체 반응 생성물
4. 트리스(히드록시메틸)아미노메탄
5. 황산바륨 충전제
표 5의 실시예 17-19의 코팅 조성물에 포함되는 성분을 백에 첨가하고 약 3분 동안 혼합하였다. 이어서 혼합물을 압출물의 출구 온도가 220 내지 260℉인 고온 용융 압출기에 부어 넣었다. 수 냉각된 롤러 상에서 약 100℉로 냉각한 후에, 압출물을 반탐 그라인더를 사용하여 그라인딩하여 크기가 2-100 마이크론이고 평균 입자 크기가 40 마이크론인 입자를 제조하였다. 이어서 각각의 표 8의 제조된 코팅 조성물을 화학적으로 예비-처리하지 않은 3x5x0.04"의 편평한 강철 패널 상에 도포하였다.
코팅 조성물의 도포 방법은 77℉의 온도의 각각의 패널에 표 8에 열거된 각각의 코팅 조성물을 정전 분무하는 것을 포함한다. 이어서 패널을 325℉로 설정된 오븐에서 10분 동안 경화시켰다. 오븐으로부터 제거한 후에, 패널을 공기-냉각하였다. 경화시킨 후에, 각 패널에 대해 상기에 기재된 바와 같이 ASTM B117에 따라서 단기간 염무 시험을 행하였다.
실시예 17-19의 단기간 염무 시험 결과를 포함하는 표 9는 추가로 실시예 17-18의 본 발명에 따른 알카놀아민을 함유하는 조성물이 알카놀아민 비함유 비교 실시예 19와 비교시 개선된 접착력을 갖는다는 것을 나타낸다. 더욱 구체적으로, 실시예 17-18의 코팅 조성물은 실시예 19의 코팅 조성물보다 그은 선으로부터 박리가 더 적었다.
실시예 17-19는 추가로 본 발명의 코팅 조성물이 이상적으로 표면 처리되지 않은 기재의 표면 상에 도포되더라도, 개선된 접착력이 얻어질 수 있다는 것을 나타낸다.
염무 시험 결과 (66시간에서 그은 선으로부터 평균 박리)
실시예 17 실시예 18 실시예 19
4 mm 4 mm 7 mm

Claims (25)

  1. (a) 1종 이상의 에폭시 수지;
    (b) 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 1종 이상의 알카놀아민 0.02 내지 6.0 중량％;
    (c) 분말 코팅 조성물을 경화시키기 위한 유효량의 1종 이상의 에폭시 경화제; 및
    (d) 임의로 1종 이상의 붕산아연 화합물
    의 친밀한 혼합물을 포함하며, 상기 성분 (a), (b), (c) 및 (d)는 함께 혼합하기 이전에는 반응하지 않는 것인 에폭시 분말 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 1종 이상의 에폭시 수지가 4,4-(비스히드록시페닐)알칸의 디-글리시딜 에테르, 페놀 노볼락 에폭시 관능성 수지, 크레졸 노볼락 에폭시 관능성 수지, 비스페놀-A/에피클로로히드린 에폭시 관능성 수지, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 1종 이상의 알카놀아민이
    (i) <화학식 A>
    Figure 112006015469487-pct00003
    (식 중, R1은 하나 이상의 일차 히드록실기를 함유하는 탄소수 1 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬기임);
    (ii) <화학식 B>
    Figure 112006015469487-pct00004
    (식 중, R1은 탄소수 1 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬기, 또는 하나 이상의 일차 히드록실기를 함유하는 탄소수 1 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬기이고;
    R2는 하나 이상의 일차 히드록실기를 함유하는 탄소수 1 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬기임); 및
    (iii) 이들의 혼합물
    중 적어도 하나를 포함하는 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 1종 이상의 알카놀아민이 디에탄올아민, 에탄올아민, 2-아미노-1-부탄올, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올, 트리스(히드록시메틸)아미노메탄, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올, 모노메틸아미노에탄올, 이소프로필아미노에탄올, t-부틸아미노에탄올, 에틸아미노에탄올, n-부틸아미노에탄올, 이소프로판올아민, 디이소프로판올아민, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 1종 이상의 알카놀아민이 0.1 내지 0.5 중량％인 코팅 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 상기 1종 이상의 붕산아연 화합물 0.5 내지 4.75 중량％를 포함하는 코팅 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 1종 이상의 붕산아연 화합물이 아연 메타보레이트, 염기성 붕산아연, 붕산아연, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅 조성물.
  8. (a) 철 함유 금속 물질의 표면을 기계적 처리하는 단계,
    (b) 제1항의 코팅 조성물을 상기 표면에 도포하는 단계, 및 최종적으로
    (c) 상부에 제1항의 코팅 조성물이 코팅된 철 함유 금속 물질을 캐쏘드로서 분극화하는 단계
    를 포함하는, 하나 이상의 표면을 갖는 철 함유 금속 물질의 음극화 보호 방법.
  9. 제1항에 따른 코팅 조성물을 금속 기재(substrate)에 도포하고 상기 코팅 조성물을 경화시키는 것을 포함하는 금속 기재를 코팅하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 제1항의 코팅 조성물 위에 헤비 듀티 보호 필름 및(또는) 마감재 층을 코팅하는 것을 더 포함하는 방법.
  11. 제1항에 따른 조성물로 코팅된 금속 기재.
  12. (a) 1종 이상의 고체 에폭시 수지;
    (b) 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 트리스(히드록시메틸)아미노메탄 0.02 내지 6.0 중량％;
    (c) 분말 코팅 조성물을 경화시키기 위한 유효량의 디시안디아미드, 테트라 페놀 에탄 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 에폭시 경화제; 및
    (d) 유효량의 1종 이상의 촉매
    의 친밀한 혼합물을 포함하며, 상기 성분 (a), (b) 및 (c)는 함께 혼합하기 이전에는 반응하지 않는 것인 에폭시 분말 코팅 조성물.
  13. (a) 1종 이상의 고체 에폭시 수지;
    (b) 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 트리스(히드록시메틸)아미노메탄 0.02 내지 6.0 중량％;
    (c) 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 1종 이상의 붕산아연 화합물 0.5 내지 4.75 중량％;
    (d) 분말 코팅 조성물을 경화시키기 위한 유효량의 테트라 페놀 에탄; 및
    (e) 유효량의 1종 이상의 촉매
    의 친밀한 혼합물을 포함하며, 상기 성분 (a), (b), (c) 및 (d)는 함께 혼합하기 이전에는 반응하지 않는 것인 에폭시 분말 코팅 조성물.
  14. (a) 1종 이상의 에폭시 수지를 혼합 용기에 첨가하고;
    (b) 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 1종 이상의 알카놀아민 0.02 내지 6.0 중량％를 혼합 용기에 첨가하고;
    (c) 분말 코팅 조성물을 경화시키기 위한 유효량의 1종 이상의 에폭시 경화제를 혼합 용기에 첨가하고;
    (d) 성분 (a), (b) 및 (c)를 함께 혼합하는 것
    을 포함하며, 상기 성분 (a), (b) 및 (c)는 혼합 용기에 첨가하기 이전에는 반응하지 않는 것인 경화성 에폭시 분말 코팅 조성물의 제조 방법.
  15. (a) 1종 이상의 에폭시 수지를 혼합 용기에 첨가하고;
    (b) 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 1종 이상의 알카놀아민 0.02 내지 6.0 중량％를 혼합 용기에 첨가하고;
    (c) 분말 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 1종 이상의 붕산아연 화합물 0.5 내지 4.75 중량％를 첨가하고;
    (d) 분말 코팅 조성물을 경화시키기 위한 유효량의 1종 이상의 에폭시 경화제를 혼합 용기에 첨가하고;
    (e) 성분 (a), (b), (c) 및 (d)를 함께 혼합하는 것
    을 포함하며, 상기 성분 (a), (b), (c) 및 (d)는 혼합 용기에 첨가하기 이전에는 반응하지 않는 것인 경화성 에폭시 분말 코팅 조성물의 제조 방법.
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