KR101223879B1 - Electroplating solution composition and method for manufacturing coating using the same - Google Patents
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Abstract
아연, 유기산, 전도성 고분자 전구체 및 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 도금액 조성물에 관한 것으로서, 강판 등의 기재 상에 전기분해를 이용하여 전도성 고분자 물질 및 아연을 함유하는 피막을 형성함으로써, 내식성이 우수한 아연도금판을 제공할 수 있다. A plating solution composition comprising zinc, an organic acid, a conductive polymer precursor, and polyethylene glycol, wherein a galvanized plate having excellent corrosion resistance is formed by forming a film containing a conductive polymer material and zinc using electrolysis on a substrate such as a steel sheet. Can provide.
Description
본 발명은 아연, 유기산, 전도성 고분자 전구체 및 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 도금액 조성물, 상기 도금액 조성물을 이용한 피막 형성 방법 및 아연도금판에 관한 것이다.
The present invention relates to a plating liquid composition comprising zinc, an organic acid, a conductive polymer precursor and polyethylene glycol, a film forming method using the plating liquid composition, and a galvanized plate.
전기분해 방법을 사용하여 표면에 피막을 형성한 아연도금강판은 표면외관이 미려하고 철(강판)을 보호하는 희생 방식력(철의 부식의 억제함)이 뛰어나며, 가격이 저렴하기 때문에 자동차는 물론 가전용 판 등의 다양한 분야에 이용되고 있다. 그러나 상기 아연도금강판의 아연 피막은 전기 화학적으로 -0.76 V의 전극전위 값을 가지기 때문에 대기 중에 노출되면 공기 중의 산소와 용이하게 반응하여 부식생성물인 백청이 쉽게 발생되는 문제점이 있다. 상기 백청은 염화나트륨 용액과 반응하여 부피가 팽창하기 때문에 도장 후 내식성, 특히 표면부식성이 열악해 지는 원인이 된다. The galvanized steel sheet with the film formed on the surface by the electrolysis method has a beautiful surface appearance and excellent sacrificial anticorrosive force (inhibiting the corrosion of iron) that protects the steel (steel plate). It is used in various fields such as home appliances. However, since the zinc coating of the galvanized steel sheet has an electrode potential value of -0.76 V electrochemically, when exposed to the air, the zinc coating easily reacts with oxygen in the air to easily generate corrosive white rust. Since the white rust reacts with the sodium chloride solution and expands in volume, the white rust causes poor corrosion resistance, particularly surface corrosion after coating.
상기 문제점을 해결하기 위하여 아연 피막 상에 방청유, 인산염, 크로메이트 또는 수지 등을 코팅한 아연도금강판을 사용 한다. 그러나, 상기 강판들은 모두 아연 도금(피막 형성) 후에 추가적인 공정을 더 거치기 때문에 작업상 번거롭고, 결함이 발생할 확률이 높아지며, 제조 비용이 상승된다는 문제점이 있다. In order to solve the above problems, a galvanized steel sheet coated with rust preventive oil, phosphate, chromate or resin on a zinc film is used. However, since all of the steel sheets undergo an additional process after galvanizing (film formation), they are cumbersome in operation, a high probability of occurrence of defects, and a manufacturing cost increase.
특히, 아연 피막 상에 형성된 크로메이트 피막은 매우 뛰어난 내식효과를 발휘하나, 환경 및 인체에 매우 유해한 물질이기 때문에 현재는 세계적으로 그 사용을 규제하고 있어 사용이 불가능하다는 문제점이 있다. 또한, 수지 피막은 전기가 거의 통하지 않기 때문에 용접성이 낮고, 자동차 용으로 사용될 경우 접착제와의 접착성이 열악하며, 인산염처리가 불가능하여 전착도장성에 문제가 발생한다.
In particular, the chromate film formed on the zinc film exhibits a very excellent corrosion resistance effect, but because it is a very harmful substance to the environment and the human body, there is a problem that the use is currently restricted in the world. In addition, since the resin coating hardly passes electricity, the weldability is low, and when used for automobiles, the adhesiveness with the adhesive is poor, and the phosphate treatment is impossible, which causes problems in electrodeposition coating properties.
본 발명은 강판 등의 기재 상에 전기분해를 이용하여 전도성 고분자 물질 및 아연을 함유하는 피막을 형성함으로써, 내식성이 우수한 아연도금판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to provide a galvanized sheet excellent in corrosion resistance by forming a film containing a conductive polymer material and zinc on a substrate such as steel sheet using electrolysis.
본 발명은 아연, 유기산, 전도성 고분자 전구체 및 The invention provides zinc, organic acids, conductive polymer precursors and
폴리에틸렌글리콜을 포함하는 도금액 조성물에 관한 것이다.
It relates to a plating liquid composition containing polyethylene glycol.
이하, 본 발명에 따른 도금액 조성물을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the plating liquid composition according to the present invention will be described in more detail.
앞에서 전술한 바와 같이 본 발명에 따른 도금액 조성물은 아연, 유기산, 전도성 고분자 전구체 및 폴리에틸렌글리콜을 포함한다.As described above, the plating liquid composition according to the present invention includes zinc, an organic acid, a conductive polymer precursor, and polyethylene glycol.
본 발명의 도금액 조성물에 포함되는 아연은 이온(Zn2 +)의 형태로 존재할 수 있으며, 상기 아연은 뒤에 설명할 아연도금판의 피막을 이루는 주성분이 될 수 있다.Zinc contained in the plating solution composition of the invention may be present in the form of ions (Zn + 2), the zinc may also be a main component forming the coating film of the zinc plates described later.
본 발명에서 상기 아연 이온은 염화아연 및 황산아연 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 염 또는 금속의 형태로 도금액 조성물에 첨가될 수 있다. In the present invention, the zinc ions may be added to the plating solution composition in the form of one or more salts or metals selected from the group consisting of zinc chloride and zinc sulfate.
본 발명에서 아연의 함량은 10 내지 100 g/L일 수 있다. 상기 아연의 함량이 10 g/L 미만이면, 기재(ex. 강판)상에 형성되는 피막 중의 전도성 고분자 물질의 함량이 너무 많아져 밀착성이 저하되고, 한계전류밀도의 하락으로 표면이 검게 타는 현상이 발생할 우려가 있으며, 100 g/L를 초과하면, 피막 중 아연 함량 대비 전도성 고분자 물질의 함량이 너무 작아져 목표로 하는 내식성을 만족시키기 어려워질 우려가 있다.In the present invention, the content of zinc may be 10 to 100 g / L. When the content of zinc is less than 10 g / L, the content of the conductive polymer material in the film formed on the substrate (ex. Steel sheet) is too high, the adhesion is lowered, and the surface burns black due to the decrease in the limit current density. If it exceeds 100 g / L, there is a fear that the content of the conductive polymer material is too small compared to the zinc content in the film, it is difficult to meet the target corrosion resistance.
본 발명의 도금액 조성물에 포함되는 유기산은 전도성 고분자 전구체의 용해도를 높여 주고, 도금액 조성물의 과전압을 증대시켜 아연이 우선적으로 석출되는 것을 억제하는 역할을 한다. The organic acid included in the plating liquid composition of the present invention increases the solubility of the conductive polymer precursor and increases the overvoltage of the plating liquid composition to inhibit zinc from preferentially depositing.
본 발명에서 유기산은 카르복실기(COOH-)를 함유하는 한 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에서는 상기 유기산으로 옥살산, 포름산, 에탄산, 프로핀산, 말론산 및 석신산 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 옥살산을 사용할 수 있다. In the present invention, the organic acid is not particularly limited as long as it contains a carboxyl group (COOH − ). In the present invention, one or more selected from the group consisting of oxalic acid, formic acid, ethanic acid, propionic acid, malonic acid and succinic acid may be used as the organic acid, and oxalic acid may be preferably used.
본 발명의 도금액 조성물에 포함되는 전도성 고분자 전구체는 중합되어 전도성 고분자 물질을 형성하는 성분으로서, 상기 중합된 전도성 고분자 물질은 피막의 구성 성분이다. 상기 전도성 고분자 물질은 열적, 화학적 안정성을 가지며, 아연도금판의 내식성을 향상시킬 수 있다.The conductive polymer precursor included in the plating liquid composition of the present invention is a component that polymerizes to form a conductive polymer material, and the polymerized conductive polymer material is a component of the coating. The conductive polymer material has thermal and chemical stability and may improve corrosion resistance of the galvanized plate.
본 발명에서 상기 전도성 고분자 전구체는 아닐린, 아세틸렌, 피롤, 티오펜 및 설퍼니트리드 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아닐린을 사용할 수 있다. In the present invention, the conductive polymer precursor may use one or more selected from the group consisting of aniline, acetylene, pyrrole, thiophene, sulfonitride, and the like, and preferably aniline may be used.
상기 종류의 전도성 고분자 전구체는 하기에서 설명할 전기분해 시 전기화학적으로 중합되어 전도성 고분자 물질로서 석출(기재 상에 피막을 형성)되게 된다. 상기 중합된 전도성 고분자 물질로는 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리티오펜 및 폴리설퍼니트리드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으며, 본 발명에서는 폴리아닐린인 것이 바람직하다. The conductive polymer precursor of this kind is electrochemically polymerized during electrolysis, which will be described below, to precipitate as a conductive polymer material (to form a film on a substrate). The polymerized conductive polymer may include at least one selected from the group consisting of polyaniline, polyacetylene, polypyrrole, polythiophene, and polysulfuritride, and in the present invention, polyaniline is preferable.
상기 폴리아닐린은 매우 작은 입자를 지니는 전도성 고분자로서 5 S/m의 비전도도를 가지고, 폴리아닐린 박막은 녹색을 띄는 산화-환원 활성금속(redox-active metal)으로서 환원조건에서는 노랜색을, 산화조건에서는 청색을 띄게 된다. 폴리아닐린은 아닐린의 산화중합에 의해 생성될 수 있는데 상기 아닐린의 산화중합은 전기화학적 중합(electrochemical polymerization) 또는 화학적 중합(chemical polymerization)을 이용할 수 있다. 전기화학적인 산화중합은 고른 표면과 전압의 제어가 용이하고 중합과 동시에 치밀한 박막을 얻을 수 있으며, 중합설비가 기존의 전기도금설비와 유사하므로, 금속의 방식기술에 유용하게 사용될 수 있다. The polyaniline is a conductive polymer having very small particles and has a non-conductivity of 5 S / m. The polyaniline thin film is a redox-active metal having a green color, yellow under reducing conditions, and blue under oxidizing conditions. Will be displayed. Polyaniline may be produced by oxidative polymerization of aniline. The oxidative polymerization of aniline may use electrochemical polymerization or chemical polymerization. Electrochemical oxidation polymerization is easy to control the uniform surface and voltage, and at the same time to obtain a dense thin film at the same time as the polymerization, since the polymerization equipment is similar to the existing electroplating equipment, it can be usefully used in the anticorrosive technology of the metal.
본 발명에서 전도성 고분자 전구체의 함량은 유기산 100 중량부에 대하여, 전도성 고분자 전구체를 5 내지 50 중량부 포함할 수 있다. 상기 전도성 고분자 전구체의 함량이 5 중량부 미만이면, 피막 중 전도성 고분자 물질의 함량이 저하되어 내식성이 저하될 우려가 있으며, 50 중량부를 초과하면, 전도성 고분자 물질의 함량이 높아져 도금밀착성이 저하될 우려가 있다. In the present invention, the content of the conductive polymer precursor may include 5 to 50 parts by weight of the conductive polymer precursor, based on 100 parts by weight of the organic acid. If the content of the conductive polymer precursor is less than 5 parts by weight, there is a risk that the content of the conductive polymer material in the film is lowered to reduce the corrosion resistance, if it exceeds 50 parts by weight, the content of the conductive polymer material is increased to reduce the plating adhesion There is.
본 발명의 도금액 조성물에 포함되는 폴리에틸렌글리콜은 도금 피막의 색을 주변과 어우러지게 함으로써, 제조되는 아연도금판에 표면 미려함을 줄 수 있다. The polyethylene glycol included in the plating liquid composition of the present invention may give the surface beauty to the galvanized sheet produced by matching the color of the plating film with the surroundings.
본 발명에서 상기 폴리에틸렌글리콜은 (H(OCH2CH2)nOH)으로 표현될 수 있다. 여기서 상기 n은 10 내지 25인 것이 바람직하며, 또한, 폴리에틸렌글리콜의 분자량은 500 내지 1000일 수 있다. 상기 n이 10 미만이면, 아연 입자의 미세화 효과가 미약하고, 평탄도가 저하될 우려가 있으며, 25를 초과하면, 피막의 내부응력이 증가하여 깨지기 쉽고, 백색도가 현저하게 감소할 우려가 있다.In the present invention, the polyethylene glycol may be represented by (H (OCH 2 CH 2 ) nOH). N is preferably 10 to 25, and the molecular weight of polyethylene glycol may be 500 to 1000. If n is less than 10, the effect of miniaturization of zinc particles is weak, and there is a possibility that the flatness is lowered. If the value is more than 25, the internal stress of the film is increased to be brittle and the whiteness may be remarkably reduced.
또한, 본 발명에서 폴리에틸렌글리콜의 함량은 0.01 내지 0.1 g/L 일 수 있다. 상기 범위에서 피막 표면의 색이 주변과 어우러질 수 있고, 피막을 형성하는 아연의 결정립이 미세화 되어 내식성이 더욱 향상될 수 있다.
In addition, the content of the polyethylene glycol in the present invention may be 0.01 to 0.1 g / L. In the above range, the color of the surface of the coating may be combined with the surroundings, and the crystal grains of zinc forming the coating may be refined to further improve corrosion resistance.
일반적으로 기재 상에 아연을 포함하는 피막의 형성, 즉 기재의 표면처리 방법은 전기도금법 또는 용융도금법을 사용하여 수행 할 수 있다.In general, the formation of a film containing zinc on the substrate, that is, the surface treatment method of the substrate may be carried out using an electroplating method or a hot dip plating method.
용융도금법은 아연의 녹는 온도인 460℃ 정도에서 아연을 기재에 코팅(피막을 형성)하는 방법으로 열적으로 피막을 형성하기 때문에 도금밀착성이 약하고, 두께가 5 ㎛ 이하인 피막을 얻기 곤란하다. 또한, 상기 방법은 여러 가지 물질의 혼합 피막의 형성이 불가능하다.In the hot-dip plating method, a film is thermally formed by coating zinc (coating film) on a substrate at about 460 ° C., which is the melting temperature of zinc, so that plating adhesion is weak and it is difficult to obtain a film having a thickness of 5 μm or less. In addition, the above method is impossible to form a mixed film of various materials.
전기도금법은 강판 등의 기재를 음극으로 하고 가용성인 아연이나 불용성 양극을 사용하여 기재 상에 전류를 통전함으로써 수행되며, 통전 되는 전기량(전류 X 시간)에 비례하여 기재에 아연이 석출되게 되므로, 전류와 시간을 조절하여 목표로하는 피막 두께를 확보할 수 있다. The electroplating method is performed by using a substrate such as a steel sheet as a cathode and conducting a current on the substrate using a soluble zinc or an insoluble anode, and zinc is deposited on the substrate in proportion to the amount of electricity (current X time). By adjusting the time and the target film thickness can be secured.
따라서, 본 발명에서는 전기도금법을 사용하여 기재 상에 피막을 형성 할 수 있다.Therefore, in this invention, a film can be formed on a base material using the electroplating method.
본 발명에서 피막의 형성은 아연, 유기산, 전도성 고분자 전구체 및 폴리에틸렌글리콜을 함유하는 도금 용액을 전기분해하여 기재의 표면에 피막을 형성하는 단계를 포함하는 방법으로 수행할 수 있다.
In the present invention, the formation of the coating may be performed by a method including forming a coating on the surface of the substrate by electrolysis of a plating solution containing zinc, an organic acid, a conductive polymer precursor, and polyethylene glycol.
본 발명에 따른 도금 용액은 앞에서 전술한 아연, 유기산, 전도성 고분자 전구체 및 폴리에틸렌글리콜을 함유하는 도금액 조성물을 포함할 수 있다.The plating solution according to the present invention may include a plating solution composition containing zinc, organic acid, conductive polymer precursor, and polyethylene glycol as described above.
상기 아연, 유기산, 전도성 고분자 전구체 및 폴리에틸렌글리콜의 종류 및 함량은 앞에서 전술한 종류 및 함량으로 사용할 수 있다.The kind and content of the zinc, the organic acid, the conductive polymer precursor, and the polyethylene glycol may be used as the kind and content described above.
본 발명에 따른 도금 용액을 전기분해하여 기재의 표면에 피막을 형성하는 단계에서 기재의 종류로는 이 분야에서 사용되는 일반적인 소재를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 강판을 사용할 수 있다. In the step of forming a coating on the surface of the substrate by electrolysis of the plating solution according to the present invention, a type of substrate may be used, and a steel sheet may be used.
본 발명에서 상기 기재는 알칼리 탈지 및/또는 산세 과정을 거친 것을 사용할 수 있다. 상기 알칼리 탈지 및 산세 과정은 이 분야의 일반적인 방법으로 수행 될 수 있다.In the present invention, the substrate may be one that has undergone alkali degreasing and / or pickling. The alkali degreasing and pickling process can be carried out in a general manner in the art.
본 발명에서 전기분해는 예를 들면, 일반적인 전기도금장치에서 수행될 수 있으며, 수행 시 음극으로는 기재를 사용할 수 있으며, 양극으로는 티타늄 판, 백금판, 납-주석 합금판 또는 아연판을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 티타늄 판을 사용할 수 있다. 상기 티타늄 판은 산화이리듐이 코팅된 제품을 사용하는 것이 좋다. In the present invention, the electrolysis may be performed, for example, in a general electroplating apparatus, and when performing the substrate, a substrate may be used as the cathode, and a titanium plate, a platinum plate, a lead-tin alloy plate, or a zinc plate may be used as the anode. It is preferable to use a titanium plate. The titanium plate may be a product coated with iridium oxide.
본 발명에서 전기분해는 30 내지 70℃의 온도범위에서 수행될 수 있다. 상기 온도가 30℃ 미만이면, 반응속도가 너무 느려져 한계전류밀도가 저하될 우려가 있으며, 70℃를 초과하면, 도금 용액의 증발속도가 커져 용액 관리에 문제가 발명할 우려가 있으며 또한, 비경제적이다.Electrolysis in the present invention may be carried out in a temperature range of 30 to 70 ℃. If the temperature is less than 30 ℃, the reaction rate is too slow, there is a risk that the limit current density is lowered. If the temperature is above 70 ℃, the evaporation rate of the plating solution is increased, there is a risk of inventing a problem in solution management, and it is uneconomical to be.
본 발명에서 전기분해 시 전기량은 10 내지 1500 쿠울롱(coulomb)일 수 있다. 상기 전기량이 10 쿠울롱 미만이면, 피막 두께가 너무 얇아지는 등 목표로 하는 피막 두께의 제어가 곤란해질 우려가 있으며, 1500 쿠울롱을 초과하면, 피막 두께가 너무 두꺼워져 외관은 물론 밀착성이 저하될 우려가 있다.In the present invention, the amount of electricity during electrolysis may be 10 to 1500 coulombs. If the amount of electricity is less than 10 coulombs, the coating thickness may become difficult to control, for example, the film thickness becomes too thin. If the electrical capacity exceeds 1500 coulombs, the film thickness becomes too thick, resulting in poor appearance as well as adhesion. There is concern.
본 발명에서 전기분해 시 전류량은 2 내지 300 A 일 수 있으며, 수행 시간은 1 내지 20 초 일 수 있다. 상기 전류량이 2 A 미만이면, 피막 형성 시간이 길어져 비경제적이며, 300 A를 초과하면, 피막이 조악하게 형성되어 내식성이 저하될 우려가 있다. In the present invention, the amount of current during electrolysis may be 2 to 300 A, and the execution time may be 1 to 20 seconds. If the amount of current is less than 2 A, the film formation time is long and uneconomical. If it exceeds 300 A, the film is coarse and there is a possibility that the corrosion resistance is lowered.
본 발명에서는 상기 전기분해에 의해 아연이 석출되어 기재 상에 부착, 즉 피막을 형성하게 되며, 동시에 전도성 고분자 전구체는 전기화학적으로 중합하여 전도성 고분자 물질로 형성되어 석출된 아연 박막 중에 분산되게 된다. In the present invention, the zinc is deposited by the electrolysis to adhere to the substrate, i.e., form a coating, and at the same time, the conductive polymer precursor is electrochemically polymerized to form a conductive polymer material and dispersed in the deposited zinc thin film.
본 발명에 따른 표면처리 방법은 형성된 피막 표면의 도금 용액 등의 불순물을 제거하기 위한 세척 단계를 추가로 포함할 수 있다. The surface treatment method according to the present invention may further include a washing step for removing impurities such as a plating solution on the surface of the formed film.
상기 단계에서 불순물의 제거는 물 등을 이용하여 수행할 수 있다. Removal of impurities in the step may be performed using water or the like.
또한, 본 발명에 따른 표면처리 방법은 세척 단계 후에 피막이 형성된 기재를 건조하기 위한 건조단계를 추가로 포함할 수 있다. In addition, the surface treatment method according to the present invention may further include a drying step for drying the substrate having a film formed after the washing step.
상기 단계에서 건조는 건조기를 이용하여 수행할 수 있다.
Drying in this step may be performed using a dryer.
또한, 본 발명은 상기 전술한 피막 형성 방법에 의해 피막이 형성된 아연도금판에 관한 것이다.Moreover, this invention relates to the galvanized plate in which the film was formed by the said film formation method mentioned above.
본 발명에 따른 아연도금판은 기재; 및Galvanized plate according to the present invention is a substrate; And
상기 기재 상에 형성된 피막으로 구성될 수 있으며, 상기 피막은 아연 및 전도성 고분자 물질을 함유할 수 있다. It may be composed of a coating formed on the substrate, the coating may contain zinc and a conductive polymer material.
본 발명에서 기재는 앞에서 전술한 종류를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 강판을 사용할 수 있다. In the present invention, the substrate may use the above-described type, preferably a steel sheet.
상기 기재의 두께는 0.4 내지 2.4 mm 일 수 있다.The thickness of the substrate may be 0.4 to 2.4 mm.
본 발명에서 피막은 아연 및 전도성 고분자 물질을 함유하며, 여기서 상기 전도성 고분자 물질은 아연 중에 분산되어 있을 수 있다.In the present invention, the coating contains zinc and a conductive polymer material, wherein the conductive polymer material may be dispersed in zinc.
본 발명에서 아연의 함량은 피막을 형성하는 조성물 100 중량부에 대하여 70 내지 99.9 중량부 일 수 있다. 상기 아연의 함량이 90 중량부 미만이면, 도금밀착성이 저하될 우려가 있으며, 99.9 중량부를 초과하면, 나내식성이 급격하게 저하될 우려가 있다.In the present invention, the content of zinc may be 70 to 99.9 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition forming the coating. When the content of zinc is less than 90 parts by weight, the plating adhesion may be lowered. When the zinc content is more than 99.9 parts by weight, the corrosion resistance may be sharply lowered.
본 발명에 따른 피막에 함유되는 전도성 고분자 물질은 전술한 전도성 고분자 전구체의 중합물이며, 그 종류는 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리티오펜 및 폴리설퍼니트리드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으며, 바람직하게는 폴리아닐린을 들 수 있다.The conductive polymer material contained in the coating according to the present invention is a polymer of the aforementioned conductive polymer precursor, and the kind thereof may include at least one selected from the group consisting of polyaniline, polyacetylene, polypyrrole, polythiophene and polysulfuritride. Preferably, polyaniline is mentioned.
상기 폴리아닐린에 대하여 1) 고분자 물질 피막에 의한 산소, 수분 등의 침투방지 효과, 2) 금속표면에 부착되어 높은 산화전위를 형성하여 금속에서 산화제로의 전자이동을 억제, 3) 하부금속과의 계면에 금속 산화피막을 형성하는 등의 내식성 향상에 관한 이론이 제시되어 있으며, 일반적으로 위의 세가지 효과가 동시에 일아나므로, 본 발명의 폴리아닐린은 피막 중 아연 내에 분산되어 아연금속판의 내식성을 향상시킬 수 있다. 1) Prevents penetration of oxygen, moisture, etc. by the polymer film to the polyaniline, 2) Prevents electron transfer from metal to oxidant by forming high oxidation potential attached to metal surface, 3) Interface with underlying metal Theories about improving the corrosion resistance, such as forming a metal oxide film on the surface, have been proposed. In general, since the above three effects occur simultaneously, the polyaniline of the present invention can be dispersed in zinc in the coating to improve the corrosion resistance of the zinc metal plate. have.
본 발명에서 전도성 고분자 물질의 함량은 피막을 형성하는 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부 일 수 있다. 상기 전도성 고분자 물질의 함량이 0.1 중량부 미만이면, 나내식성이 저하될 우려가 있으며, 30 중량부를 초과하면, 도금밀착성이 열악해질 우려가 있다.In the present invention, the content of the conductive polymer material may be 0.1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition forming the film. If the content of the conductive polymer material is less than 0.1 parts by weight, the corrosion resistance may be lowered, and if it exceeds 30 parts by weight, the plating adhesion may be poor.
본 발명에서 피막의 두께는 1 내지 20 ㎛일 수 있다. 상기 피막의 두께가 1 ㎛ 미만이면, 목표로 하는 내식성을 얻을 수 없을 우려가 있으며, 20 ㎛를 초과하면, 외관이 불량하고, 밀착성이 저하될 우려가 있다.
In the present invention, the thickness of the coating may be 1 to 20 ㎛. If the thickness of the said film is less than 1 micrometer, there exists a possibility that target corrosion resistance may not be obtained, and when it exceeds 20 micrometers, an external appearance may be bad and adhesiveness may fall.
본 발명은 강판 등의 기재 상에 전기분해를 이용하여 전도성 고분자 물질 및 아연을 함유하는 피막을 형성함으로써, 내식성, 특히, 나내식성(내표면주식성)이 우수한 아연도금판을 제공할 수 있다.
The present invention can provide a galvanized plate having excellent corrosion resistance, in particular, resistance to corrosion (surface corrosion resistance), by forming a film containing a conductive polymer material and zinc using electrolysis on a substrate such as steel sheet.
도 1은 아연의 농도에 따른 아연도금판의 나내식성(최초 백청발생 시간)의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 2는 피막의 두께에 따른 아연도금판의 나내식성의 변화를 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing a change in the corrosion resistance (the initial white rust occurrence time) of the galvanized plate according to the concentration of zinc.
2 is a graph showing a change in the corrosion resistance of the galvanized plate according to the thickness of the film.
이하 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples, but the scope of the present invention is not limited by the following examples.
실시예 1Example 1
옥살산 100 중량부에 대하여 아닐린 약 11 중량부, 아연 이온 10 g/L 및 폴리에틸렌글리콜 0.01 g/L를 혼합하여 도금 용액을 제조하였다. About 11 parts by weight of aniline, 10 g / L of zinc ions, and 0.01 g / L of polyethylene glycol were mixed with respect to 100 parts by weight of oxalic acid to prepare a plating solution.
상기 도금 용액의 조성을 하기 표 1에 나타냈다.The composition of the plating solution is shown in Table 1 below.
순환이 가능한 대형 전기도금장치에 상기 제조된 도금 용액 50 L를 채우고, 음극으로 가로×세로를 200×250 mm로 절단한 뒤 알칼리 탈지 및 산세 과정을 거친 냉연강판을 양극으로 산화이리듐(IrO2)이 코팅된 티타늄판(두께 20 mm)을 사용하여 전기분해를 실시하였다. 전기분해 시, 온도는 상기 전기도금 장치에 부착된 히터를 이용하여 50℃로 유지하였으며, 100 A의 전류를 5초 동안 통전해 주었으며, 냉연강판 상에 피막을 형성하였다. 50 L of the plating solution prepared above was filled in a large-capacity electroplating apparatus, and after cutting the width × length to 200 × 250 mm with a cathode, iridium oxide (IrO 2) was formed as a cathode from a cold rolled steel sheet subjected to alkali degreasing and pickling. Electrolysis was carried out using a coated titanium plate (
전기분해 완료 후 피막이 형성된 냉연강판을 물로 세척하여 표면에 남아있던 도금액 조성물을 제거하고, 건조기로 건조시켰다. After completion of the electrolysis, the cold rolled steel sheet having the coating was washed with water to remove the plating liquid composition remaining on the surface, and dried with a drier.
피막의 두께는 제조된 아연도금강판을 가로×세로 5×10 mm로 절단한 후 moulding, polishing를 거친 다음 전자현기경(SEM)을 이용하여 피막의 단면을 측정하였다.
The thickness of the film was measured by cutting the prepared galvanized
실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 2Examples 2-4 and Comparative Examples 1-2
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 아연 이온의 함량을 하기 표 1과 같이 변화시켰다.
The same method as in Example 1, but the zinc ion content was changed as shown in Table 1.
실시예 5Example 5
옥살산 100 중량부에 대하여 아닐린 약 43 중량부, 아연 이온 30 g/L 및 폴리에틸렌글리콜 0.05 g/L를 혼합하여 도금 용액을 제조하였다. About 43 parts by weight of aniline, 30 g / L of zinc ions, and 0.05 g / L of polyethylene glycol were mixed with respect to 100 parts by weight of oxalic acid to prepare a plating solution.
상기 도금 용액의 조성을 하기 표 2에 나타냈다.The composition of the plating solution is shown in Table 2 below.
순환이 가능한 대형 전기도금장치에 상기 제조된 도금 용액 50 L를 채우고, 음극으로 가로×세로를 200×250 mm로 절단한 뒤 알칼리 탈지 및 산세 과정을 거친 냉연강판을 양극으로 산화이리듐(IrO2)이 코팅된 티타늄판(두께 20 mm)을 사용하여 전기분해를 실시하였다. 전기분해 시, 온도는 상기 전기도금 장치에 부착된 히터를 이용하여 50℃로 유지하였으며, 2 A의 전류를 5초 동안 통전해 주었으며, 냉연강판 상에 두께가 1 ㎛인 피막을 형성하였다. 50 L of the plating solution prepared above was filled in a large-capacity electroplating apparatus, and after cutting the width × length to 200 × 250 mm with a cathode, iridium oxide (IrO 2) was formed as a cathode from a cold rolled steel sheet subjected to alkali degreasing and pickling. Electrolysis was carried out using a coated titanium plate (
전기분해 완료 후 피막이 형성된 냉연강판을 물로 세척하여 표면에 남아있던 도금액 조성물을 제거하고, 건조기로 건조시켰다.After completion of the electrolysis, the cold rolled steel sheet having the coating was washed with water to remove the plating liquid composition remaining on the surface, and dried with a drier.
피막의 두께는 제조된 아연도금강판을 가로×세로 5×10 mm로 절단한 후 moulding, polishing를 거친 다음 전자현기경(SEM)을 이용하여 피막의 단면을 측정하였다.
The thickness of the film was measured by cutting the prepared galvanized
실시예 6 내지 8 및 비교예 3Examples 6 to 8 and Comparative Example 3
실시예 5와 동일한 방법으로 실시하되, 도금 용액에 함유된 조성물의 함량 및 반응 조건을 하기 표 2와 같이 변화시켰다.
In the same manner as in Example 5, but the content and reaction conditions of the composition contained in the plating solution was changed as shown in Table 2.
<실험예><Experimental Example>
1. 제조된 아연도금강판의 내식성 평가1. Corrosion resistance evaluation of the manufactured galvanized steel sheet
표면에 피막이 형성된 아연도금강판을 가로×세로 75×150 mm로 절단한 다음 가장자리를 절연성 테이프로 실링하였으며 염수분무시험기에 장입하여 백청이 발생하는 최초 시간을 측정하였다.
The galvanized steel sheet having a film on the surface was cut to 75 × 150 mm in width x length, and then the edge was sealed with insulating tape, and charged into a salt spray tester to measure the initial time of white rust.
2. 피막 두께 측정2. Film thickness measurement
피막 두께의 측정은 GDS(glow discharge spectrometer, 글로우분광분석기)를 이용하여 피막의 깊이방향으로 탄소함량을 측정하여 분석하였다.
The film thickness was measured by measuring the carbon content in the depth direction of the film using a GDS (glow discharge spectrometer).
도 1은 아연의 농도에 따른 아연도금 강판의 나내식성(최초 백청발생 시간)의 변화를 나타내는 그래프이다. 1 is a graph showing the change in corrosion resistance (time of initial white rust) of a galvanized steel sheet according to the concentration of zinc.
상기 도 1에 나타난 바와 같이, 아연 이온의 농도가 10 내지 100 g/L인 실시예 1 내지 4에서는 염수분무 35 시간 이상에서 백청이 발생하는 우수한 나내식성을 나타냈다. 또한, 아연 이온의 농도가 5 g/L인 비교예 1은 백청발생 시간이 40 시간 이상으로 나내식성이 우수하나, 폴리아닐린의 부착량이 많아져 밀착성이 약해지고, 표면이 검게 타는 등의 현상이 발생하는 등의 문제점이 발생한다. 아연 이온의 농도가 110 g/L인 비교예 2는 피막 중 폴리아닐린의 함량이 낮기 때문에 염수분무 10 시간 이내에서 백청이 발생하게 된다. 이는 아연 이온의 농도가 높으면 상대적으로 아닐린의 고분자화가 어려워 피막 중 폴리아닐린의 함량이 낮아지기 때문에 내식성이 떨어지게 된다.As shown in FIG. 1, Examples 1 to 4 with zinc ions having a concentration of 10 to 100 g / L showed excellent corrosion resistance that white blue occurred in a salt spray of 35 hours or more. In addition, in Comparative Example 1 having a concentration of 5 g / L of zinc ions, the white rust occurrence time was 40 hours or more, but the corrosion resistance was excellent. Problems occur. In Comparative Example 2, in which the concentration of zinc ions is 110 g / L, white blue is generated within 10 hours of salt spray because of low content of polyaniline in the coating. This is because the high concentration of zinc ions relatively difficult to polymerize aniline, so that the content of polyaniline in the film is lowered, the corrosion resistance is poor.
도 2는 피막의 두께에 따른 아연도금 강판의 나내식성의 변화를 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing a change in corrosion resistance of the galvanized steel sheet according to the thickness of the film.
상기 도 2에 나타난 바와 같이, 피막의 두께가 1 내지 10 ㎛인 실시예 6 내지 8에서는 염수분무 35 시간 이상에서 백청이 발생하는 우수한 나내식성을 나타내었다. 그러나, 피막의 두께가 0.5 ㎛인 비교예 3에서는 염수분무 10 시간에서 백청이 발생하였다.As shown in FIG. 2, Examples 6 to 8 having a thickness of 1 to 10 μm showed excellent corrosion resistance such that white blue occurred in a salt spray of 35 hours or more. However, in Comparative Example 3 in which the thickness of the coating was 0.5 µm, white rust occurred in 10 hours of salt spraying.
Claims (17)
폴리에틸렌글리콜을 포함하는 도금액 조성물.
zinc; Organic acids; Conductive polymer precursors comprising at least one selected from the group consisting of aniline, acetylene, pyrrole, thiophene and sulfonitride; And
Plating solution composition containing polyethylene glycol.
아연은 도금액 조성물에서 아연 이온으로 존재하며, 그 함량은 10 내지 100 g/L인 도금액 조성물.
The method of claim 1,
Zinc is present as zinc ions in the plating solution composition, the content of which is 10 to 100 g / L plating solution composition.
유기산은 옥살산, 포름산, 에탄산, 프로핀산, 말론산 및 석신산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 도금액 조성물.
The method of claim 1,
The organic acid is a plating solution composition comprising at least one selected from the group consisting of oxalic acid, formic acid, ethane acid, propinic acid, malonic acid and succinic acid.
전도성 고분자 전구체는 유기산 100 중량부에 대하여 5 내지 50 중량부 포함하는 도금액 조성물.
The method of claim 1,
The conductive polymer precursor is 5 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of organic acid.
폴리에틸렌글리콜의 함량은 0.01 내지 0.1 g/L인 도금액 조성물.
The method of claim 1,
The content of polyethylene glycol is 0.01 to 0.1 g / L plating solution composition.
zinc; Organic acids; Conductive polymer precursors comprising at least one selected from the group consisting of aniline, acetylene, pyrrole, thiophene and sulfonitride; And forming a film on the surface of the substrate by electrolyzing the plating solution containing polyethylene glycol.
기재는 강판인 피막 형성 방법.
The method of claim 7, wherein
The base material is a film forming method.
전기분해는 30 내지 70℃에서 10 내지 1500 쿠울롱(coulomb)의 전기량으로 수행되는 피막 형성 방법.
The method of claim 7, wherein
Electrolysis is a film-forming method is carried out with an electric amount of 10 to 1500 coulomb at 30 to 70 ℃.
전기분해는 2 내지 300A 및 1 내지 20 초 동안 수행되는 피막 형성 방법.
The method of claim 7, wherein
Electrolysis is carried out for 2 to 300A and for 1 to 20 seconds.
기재의 표면에 피막을 형성한 다음 세척 및 건조하는 단계를 추가로 포함하는 피막 형성 방법.
The method of claim 7, wherein
Forming a film on the surface of the substrate, and further comprising the step of washing and drying the film forming method.
상기 기재 상에 아연; 유기산; 전도성 아닐린, 아세틸렌, 피롤, 티오펜 및 설퍼니트리드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 전도성 고분자 전구체; 및 폴리에틸렌글리콜을 함유하는 도금 용액을 전기분해하여 형성된 피막을 포함하는 아연도금판.
materials; And
Zinc on the substrate; Organic acids; Conductive polymer precursors comprising one or more selected from the group consisting of conductive aniline, acetylene, pyrrole, thiophene and sulfonitride; And a coating film formed by electrolyzing a plating solution containing polyethylene glycol.
피막은 아연 및 전도성 고분자 물질을 포함하는 아연도금판.
13. The method of claim 12,
The coating is a galvanized sheet containing zinc and a conductive polymer material.
아연의 함량은 피막을 형성하는 조성물 100 중량부에 대하여 70 내지 99.9 중량부인 아연도금판.
The method of claim 13,
The zinc plated content of zinc is 70 to 99.9 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition forming the film.
전도성 고분자 물질은 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리티오펜 및 폴리설퍼니트리드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 아연도금판.
The method of claim 13,
The conductive polymer material is at least one galvanized plate selected from the group consisting of polyaniline, polyacetylene, polypyrrole, polythiophene, and polysulfuride.
전도성 고분자 물질의 함량은 피막을 형성하는 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부인 아연도금판.
The method of claim 13,
The galvanized plate is a content of the conductive polymer material is 0.1 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition forming the film.
피막의 두께는 1 내지 20 ㎛인 아연도금판.
13. The method of claim 12,
The galvanized sheet having a thickness of 1 to 20 µm.
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KR0136173B1 (en) * | 1994-11-22 | 1998-07-01 | 김만제 | Additives in the chloride solution for zn electroplating and the solution therewith |
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