KR101233997B1 - Ceramic coating composition with improved visibility and salt-resistance for treating surface of metal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 내식성 및 내염해성이 강화된 금속 표면 처리용 세라믹 도료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기 설치된 다양한 금속 재료 또는 외부시설물의 표면을 무기질의 세라믹 코팅제와 경화용 조성물 및 펄 재료로 코팅하여 내식성 및 내염성을 강화하고 반사효과를 높임으로써 시인성, 내구성(내식성 및 내염해성) 및 안전성이 증대된 금속 표면을 제공하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ceramic coating composition for metal surface treatment with enhanced corrosion resistance and salt resistance, and more particularly, by coating the surface of various metal materials or external facilities that are already installed with an inorganic ceramic coating agent, a curing composition, and a pearl material. The present invention relates to a method of providing a metal surface having enhanced visibility, durability (corrosion and salt resistance) and safety by enhancing corrosion resistance and flame resistance and increasing reflection effect.
일반적으로 실외에 설치되는 시설물, 특히 도로 표지판이나 가드레일, 공장 시설물, 취수로 설비, 선박, 해양구조물, 건설장비, 교량, 건물외장제 등은 산성비, 염분 또는 공기 중의 오염물질에 의해 쉽게 부식되는 단점을 갖는다.In general, outdoor installations, especially road signs, guardrails, factory facilities, water intake facilities, ships, offshore structures, construction equipment, bridges, building exteriors, etc. are easily corroded by acid rain, salt or air pollutants. Has disadvantages.
따라서 상당 기간 이를 방치하면 부식되거나 훼손되어 빠른 교체로 인한 설치비의 증가는 물론 관리비가 증가하는 것이어서 이를 개선하기 위한 노력이 필요하다.Therefore, if it is left for a considerable period of time, it will be corroded or damaged, resulting in an increase in installation costs due to rapid replacement as well as an increase in management costs.
이러한 시설물들은 부식을 방지하기 위해서 지금까지는 주로 표면에 아연 도금처리 하여 부식을 최소화하고 있으나, 상기한 아연 도금의 경우 아연이 철보다 먼저 부식되도록 함으로써 철판을 보호하는 것일 뿐이고, 눈에 잘 띄지 않을 뿐 아연이 부식되고 있는 것이며, 아연의 부식이 완료되면 곧바로 철판의 부식이 진행되어 결과적으로 내구성이 현저히 약해지는 등의 단점을 갖게 된다.In order to prevent corrosion, these facilities have been mainly galvanized on the surface to minimize corrosion, but in the case of the above-mentioned zinc plating, only the zinc is corroded before iron to protect the iron plate, and it is not easily seen. Zinc is corroded, and as soon as the corrosion of zinc is completed, corrosion of the iron plate proceeds, and as a result, durability is significantly weakened.
특히, 도로의 노변 또는 중앙분리대로 설치되는 가드레일은 자동차의 주행중에 일어나는 사고 등으로 인해 발생하는 차량의 충격을 최소화하거나 도로 밖으로 나가지 않도록 하여 2차적인 사고 등을 방지하는 기능을 하는 것이나, 이 역시 아연 도금하고 있다.In particular, the guardrail installed on the roadside or the central partition of the road serves to prevent secondary accidents by minimizing the impact of the vehicle caused by an accident occurring while the vehicle is being driven or not going out of the road. It is also galvanized.
따라서 최근 가드레일의 표면에 유리섬유나 플라스틱을 피복하거나, 공개특허 10-2006-0045223호와 같이 가드레일 표면에 수지 바인더를 도포하고 도포된 수지바인더가 경화되기 이전에 수지바인더 상부에 유리 비드를 분사하고 경화시켜 유리 비드 돌기가 형성되는 코팅면을 포함하도록 함으로써 가드레일의 부식을 최소화하기 위한 기술들이 개발되고 있다.Therefore, recently, glass fiber or plastic is coated on the surface of the guard rail, or a resin binder is applied to the surface of the guard rail, as shown in Korean Patent Application Publication No. 10-2006-0045223, and the glass beads are placed on the resin binder before the resin binder is cured. Techniques have been developed to minimize corrosion of the guardrail by spraying and curing to include a coating surface on which glass bead projections are formed.
그러나 종래 유리섬유와 플라스틱, 무기물, 유기물, 수지바인더, 유리 비드와 같은 가드레일 피복성분들은 각각의 특성이 달라 보다 효과적인 부식방지를 위해서는 각각 특성이 다른 이종(異種)의 성분을 반복 피복 하여야하는 단점을 갖는 것이고, 이로 인해 작업이 번거롭고 작업비용에 대한 부담과 관리비용이 증가하는 단점을 갖게 된다.However, conventional shielding coating components such as glass fiber, plastic, inorganic material, organic material, resin binder, and glass beads have different characteristics, so that they need to be repeatedly coated with different components having different properties to prevent corrosion effectively. This has the disadvantage that the work is cumbersome, the burden on the work cost and the management cost increases.
본 발명자들은 등록특허공보 제10-1173931호(2012.08.08)에서 하이브리드 세라믹 코팅제를 이용한 금속 표면의 처리 방법을 개시한 바 있다. 이 방법에 의하면 금속 표면을 전처리하고, 세라믹 코팅제와 펄 재료를 일정비로 혼합하여 금속 표면을 처리하는 단계를 포함한다. 본 발명은 이러한 공정 단계에 효율적으로 사용될 수 있고 내부식성 및 내염해성, 재귀반사특성, 스티커 등 이물질 부착방지 등 기능성이 뛰어난 산업 소재를 개발하기 위해 지속적으로 연구한 결과, 후술하는 바와 같은 세라믹 코팅제를 포함하는 도료 조성물이 이와 같은 목적에 더 부합될 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The present inventors have disclosed a method for treating a metal surface using a hybrid ceramic coating in Korean Patent Publication No. 10-1173931 (August 08, 2012). The method includes pretreating the metal surface and mixing the ceramic coating agent and the pearl material in a ratio to treat the metal surface. The present invention has been continuously studied to develop industrial materials that can be efficiently used in such a process step and excellent functional properties such as corrosion resistance and salt resistance, retroreflective properties, adhesion prevention of foreign substances such as stickers, and the like, as described later, It has been found that the coating composition containing can be more suited to this purpose and has completed the present invention.
따라서, 본 발명은 일면에 있어서,Therefore, in one aspect of the present invention,
상온에서 티이오에스(TEOS, Tetraethylorthosilicate) : 아연 아세테이트(Zinc acetate) : 에탄올(ethanol) : H2O : HCl = 1 : 0.01~5 : 1~4 : 1~8 : 0.01~5의 몰비로 혼합하고 교반하여 pH 3~4의 투명한 쏠(sol)을 얻는 단계와, 상기 쏠에 유기단량체인 글리시돌(Glycidol)을 전체 중량비의 0.01 ~ 10 wt% 첨가하고, 축합제로서 H2SO4을 전체 중량의 0.001 ~ 5 wt% 가하여 50 ~ 80 ℃에서 2시간 동안 반응시키는 단계에 의해 제조된 무기질의 제 1 세라믹 코팅액;At room temperature, TEOS (Tetraethylorthosilicate): Zinc acetate: Ethanol: H 2 O: HCl = 1: 0.01 ~ 5: 1 ~ 4: 1 ~ 8: 0.01 ~ 5 Stirring to obtain a transparent sol with a pH of 3 to 4, and adding 0.01 to 10 wt% of the total monomer by weight of the organic monomer glycidol (Glycidol), and adding H 2 SO 4 as a condensing agent. An inorganic first ceramic coating liquid prepared by adding 0.001 to 5 wt% of the weight and reacting at 50 to 80 ° C. for 2 hours;
중량비를 기준으로 상온경화형 합성수지 45 ~ 70, 수용성 폴리머 1 ~ 20, 에폭시계 실란 커플링제 0.5 ~ 5, 실리콘 카바이드 5 ~ 10, 이소결성 알루미나 분말 7 ~ 15, 아연 분말 0.5 ~ 10, 이산화규소(SiO2) 17.5 ~ 35, 복합 산화코발트(CoO+Co3O4)로 이루어진 무기안료 0.5 ~ 10 , 수용성 형광 안료 0.1 ~ 1 및 분산제 0.1 ~ 2를 포함하는 제 2 경화용 조성물; 및45 to 70 at room temperature based on weight ratio, water soluble polymer 1 to 20, epoxy silane coupling agent 0.5 to 5, silicon carbide 5 to 10, sinterable alumina powder 7 to 15, zinc powder 0.5 to 10, silicon dioxide (SiO 2 ) a second curing composition comprising 17.5 to 35, an inorganic pigment 0.5 to 10 consisting of composite cobalt oxide (CoO + Co 3 O 4 ), 0.1 to 1 water-soluble fluorescent pigment, and 0.1 to 2 dispersant; And
이산화티탄 코팅된 합성 또는 천연 마이카 중에서 선택된 펄 소재;를 15 ~ 45:5 ~ 10:1의 중량비로 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는 내식성 및 내염해성이 강화된 금속 표면 처리용 세라믹 도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.Pearl material selected from titanium dioxide-coated synthetic or natural mica; 15 to 45: 5 to 10: provides a ceramic coating composition for the corrosion resistance and salt resistance enhanced metal surface treatment characterized in that it is prepared by mixing It aims to do it.
본 발명은 추가의 일면에 있어서,According to a further aspect of the present invention,
a) 금속 재료의 표면을 세척 및 건조하는 단계,a) cleaning and drying the surface of the metal material,
b) 우레탄 신너로 먼지, 잡티 및 기름기를 포함하는 이물질을 제거하는 단계,b) removing dirt, dirt and grease with a urethane thinner;
c) 브러쉬로 발생된 녹을 제거하는 단계,c) removing the rust generated by the brush,
d) 상기 c)단계의 처리된 표면을 #200~500 연마지로 연마하여 인위적인 스크레치를 발생시키는 단계,d) polishing the treated surface of step c) with # 200 ~ 500 abrasive paper to generate an artificial scratch,
e) 상기 스크레치가 발생된 표면에 무기질 성분의 제1 세라믹 코팅액과 제2 경화용 조성물 및 이산화티탄 코팅된 합성 또는 천연 마이카 중에서 선택된 펄 소재를 15 ~ 45:5 ~ 10:1의 중량비로 혼합하여 균일하게 도포하는 단계, 및e) a pearl material selected from the first ceramic coating solution of the inorganic component and the second curing composition and the titanium dioxide-coated synthetic or natural mica on the scratched surface in a weight ratio of 15 to 45: 5 to 10: 1 Uniformly applying, and
f) 상기 코팅된 금속 재료를 80 ~ 150℃의 온도에서 5 ~ 10 분 동안 열풍기 또는 공업용 드라이기를 이용하여 열처리하여 상기 코팅물이 금속 표면에 빠르게 융착이 잘되게 하는 단계f) heat-treating the coated metal material at a temperature of 80 to 150 ° C. for 5 to 10 minutes using a hot air blower or an industrial dryer to quickly fuse the coating to the metal surface.
를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속의 표면처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a method for surface treatment of metal, comprising a.
본 발명에 따른 금속의 표면 처리 방법에 의하면 금속 또는 시설물의 표면의 염해방지능 및 내부식성이 강화되어 내구성이 증가하는 효과를 갖는다. 또한 본 발명은 빗물에 의해 시설물 표면에 부착된 오염물질의 제거가 용이하고, 특히 바닷물에 의한 내부식성이 강해 해변가 및 겨울철 결빙구간에 매우 유용한 효과를 갖는다. 뿐만 아니라 도료에 펄 재료를 혼합하여 사용함으로써 야간에 반사효과를 높여 시설물의 안전성을 기할 수 있다. 또 본 발명은 내식성으로 인해 내구성이 향상되고 이로 인해 시설물의 교체 시기를 늦춰 관리비용을 절감할 수 있다.According to the method for treating a surface of a metal according to the present invention, salt prevention and corrosion resistance of a surface of a metal or a facility are strengthened, thereby increasing durability. In addition, the present invention is easy to remove the contaminants adhered to the surface of the facility by the rain water, particularly corrosion resistance by the sea water has a very useful effect on the beach and winter freezing section. In addition, by using a mixture of pearl material in the paint to increase the reflection effect at night to ensure the safety of the facility. In addition, the present invention can improve the durability due to the corrosion resistance, which can reduce the management cost by delaying the replacement time of the facility.
도 1은 본 발명에 따른 금속 표면의 처리 단계의 일례를 나타낸 개략도.1 is a schematic view showing an example of the treatment step of the metal surface according to the present invention.
본 발명은, 일면에 있어서,In one aspect, the present invention,
상온에서 티이오에스(TEOS, Tetraethylorthosilicate) : 아연 아세테이트(Zinc acetate) : 에탄올(ethanol) : H2O : HCl = 1 : 0.01~5 : 1~4 : 1~8 : 0.01~5의 몰비로 혼합하고 교반하여 pH 3~4의 투명한 쏠(sol)을 얻는 단계와, 상기 쏠에 유기단량체인 글리시돌(Glycidol)을 전체 중량비의 0.01 ~ 10 wt% 첨가하고, 축합제로서 H2SO4을 전체 중량의 0.001 ~ 5 wt% 가하여 50 ~ 80 ℃에서 2시간 동안 반응시키는 단계에 의해 제조된 무기질의 제 1 세라믹 코팅액;At room temperature, TEOS (Tetraethylorthosilicate): Zinc acetate: Ethanol: H 2 O: HCl = 1: 0.01 ~ 5: 1 ~ 4: 1 ~ 8: 0.01 ~ 5 Stirring to obtain a transparent sol with a pH of 3 to 4, and adding 0.01 to 10 wt% of the total monomer by weight of the organic monomer glycidol (Glycidol), and adding H 2 SO 4 as a condensing agent. An inorganic first ceramic coating liquid prepared by adding 0.001 to 5 wt% of the weight and reacting at 50 to 80 ° C. for 2 hours;
중량비를 기준으로 상온경화형 합성수지 45 ~ 70, 수용성 폴리머 1 ~ 20, 에폭시계 실란 커플링제 0.5 ~ 5, 실리콘 카바이드 5 ~ 10, 이소결성 알루미나 분말 7 ~ 15, 아연 분말 0.5 ~ 10, 이산화규소(SiO2) 17.5 ~ 35, 복합 산화코발트(CoO+Co3O4)로 이루어진 무기안료 0.5 ~ 10 , 수용성 형광 안료 0.1 ~ 1 및 분산제 0.1 ~ 2를 포함하는 제 2 경화용 조성물; 및45 to 70 at room temperature based on weight ratio, water soluble polymer 1 to 20, epoxy silane coupling agent 0.5 to 5, silicon carbide 5 to 10, sinterable alumina powder 7 to 15, zinc powder 0.5 to 10, silicon dioxide (SiO 2 ) a second curing composition comprising 17.5 to 35, an inorganic pigment 0.5 to 10 consisting of composite cobalt oxide (CoO + Co 3 O 4 ), 0.1 to 1 water-soluble fluorescent pigment, and 0.1 to 2 dispersant; And
이산화티탄 코팅된 합성 또는 천연 마이카 중에서 선택된 펄 소재;를 15 ~ 45:5 ~ 10:1의 중량비로 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는 내식성 및 내염해성이 강화된 금속 표면 처리용 세라믹 도료 조성물을 제공한다.Pearl material selected from titanium dioxide-coated synthetic or natural mica; 15 to 45: 5 to 10: provides a ceramic coating composition for the corrosion resistance and salt resistance enhanced metal surface treatment characterized in that it is prepared by mixing do.
본 발명은, 추가의 일면에 있어서,In another aspect, the present invention,
a) 금속 재료의 표면을 세척 및 건조하는 단계,a) cleaning and drying the surface of the metal material,
b) 우레탄 신너로 먼지, 잡티 및 기름기를 포함하는 이물질을 제거하는 단계,b) removing dirt, dirt and grease with a urethane thinner;
c) 브러쉬로 발생된 녹을 제거하는 단계,c) removing the rust generated by the brush,
d) 상기 c)단계의 처리된 표면을 #200~500 연마지로 연마하여 인위적인 스크레치를 발생시키는 단계,d) polishing the treated surface of step c) with # 200 ~ 500 abrasive paper to generate an artificial scratch,
e) 상기 스크레치가 발생된 표면에 무기질 성분의 제1 세라믹 코팅액과 제2 경화용 조성물 및 이산화티탄 코팅된 합성 또는 천연 마이카 중에서 선택된 펄 소재를 15 ~ 45:5 ~ 10:1의 중량비로 혼합하여 균일하게 도포하는 단계, 및e) a pearl material selected from the first ceramic coating solution of the inorganic component and the second curing composition and the titanium dioxide-coated synthetic or natural mica on the scratched surface in a weight ratio of 15 to 45: 5 to 10: 1 Uniformly applying, and
f) 상기 코팅된 금속 재료를 80 ~ 150℃의 온도에서 5 ~ 10 분 동안 열풍기 또는 공업용 드라이기를 이용하여 열처리하여 상기 코팅물이 금속 표면에 빠르게 융착이 잘되게 하는 단계f) heat-treating the coated metal material at a temperature of 80 to 150 ° C. for 5 to 10 minutes using a hot air blower or an industrial dryer to quickly fuse the coating to the metal surface.
를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속의 표면처리 방법을 제공한다.
It provides a surface treatment method of a metal, characterized in that it comprises a.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참고로 하여 더욱 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings the present invention will be described in more detail.
본 발명에 따른 내식성 및 내염해성이 강화된 금속 표면 처리용 세라믹 도료 조성물에 있어서, 주성분인 무기질의 제1 세라믹 코팅제는 상온에서 티이오에스(TEOS, Tetraethylorthosilicate) : 아연 아세테이트Zinc acetate) : 에탄올(ethanol) : H2O : HCl = 1 : 0.01~5 : 1~4 : 1~8 : 0.01~5의 몰비로 혼합하고 교반하여 pH 3~4의 투명한 쏠(sol)을 얻는 단계와, 상기 쏠에 유기단량체인 글리시돌(Glycidol)을 전체 중량비의 0.01~10wt% 첨가하고, 축합촉매제로서 H2SO4을 전체 중량의 0.001~5wt% 가하여 50~80℃에서 2시간 동안 반응시키는 단계에 의해 제조되는 것이 바람직하다. 이 때 각 성분의 몰(mole)비는 TEOS를 기준으로 하며, 교반은 4시간 정도가 바람직하다. 이러한 무기질의 세라믹 코팅제는 (주)필스톤의 solbicⓡ-SM25의 상품명으로 상업적으로 입수 가능하다.In the ceramic coating composition for improving the corrosion resistance and salt resistance according to the present invention, the inorganic first ceramic coating agent as a main component is TEOS (Tetraethylorthosilicate): zinc acetate (Zinc acetate): ethanol Mixing and stirring in a molar ratio of H 2 O: HCl = 1: 0.01-5: 1-4: 1-8: 0.01-5 to obtain a transparent sol of pH 3-4, A monomer glycidol (Glycidol) is added by 0.01 ~ 10wt% of the total weight ratio, H 2 SO 4 as a condensation catalyst is added by 0.001 ~ 5wt% of the total weight is prepared by the reaction for 2 hours at 50 ~ 80 ℃ It is preferable. At this time, the mole ratio of each component is based on TEOS, and stirring is preferably about 4 hours. Such inorganic ceramic coatings are commercially available under the trade name of solbic ® -SM25 from Philstone.
본 발명에 따른 내식성 및 내염해성이 강화된 금속 표면 처리용 세라믹 도료 조성물에 있어서, 다른 주성분인 제2 경화용 조성물은 중량비를 기준으로 상온경화형 합성수지 45 ~ 70, 수용성 폴리머 1 ~ 20, 에폭시계 실란 커플링제 0.5 ~ 5, 실리콘 카바이드 5 ~ 10, 이소결성 알루미나 분말 7 ~ 15, 아연 분말 0.5 ~ 10, 이산화규소(SiO2) 17.5 ~ 35, 복합 산화코발트(CoO+Co3O4)로 이루어진 무기안료 0.5 ~ 10 , 수용성 형광 안료 0.1 ~ 1 및 분산제 0.1 ~ 2를 포함한다.In the ceramic coating composition for metal surface treatment with enhanced corrosion resistance and salt resistance according to the present invention, the second curing composition which is another main component is a room temperature-curable synthetic resin 45 to 70, a water-soluble polymer 1 to 20, and an epoxy silane based on the weight ratio. Inorganic consisting of 0.5 to 5 coupling agent, silicon carbide 5 to 10, isotonic alumina powder 7 to 15, zinc powder 0.5 to 10, silicon dioxide (SiO 2 ) 17.5 to 35, composite cobalt oxide (CoO + Co 3 O 4 ) Pigment 0.5 to 10, water soluble fluorescent pigment 0.1 to 1 and dispersant 0.1 to 2.
상기 제2 경화용 조성물은 특히 코팅물의 시인성과 내식성 및 내염해성을 강화하는 기능을 하는 것으로서 본 발명의 주된 특징을 구성한다.The second curing composition particularly serves to enhance the visibility, corrosion resistance and salt resistance of the coating and constitutes a main feature of the present invention.
상기 제2 경화용 조성물에 있어서, 상온 경화형 합성수지는, 도막의 기본 특성을 부여하는 성분으로서 이들에 제한되지는 않고, 폴리우레탄 수지, 폴리아크릴 수지, 실리콘 수지, 자외선(UV)경화 수지, 적외선(IR)경화 수지, 열경화성 수지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 상온경화형 합성수지 45 ~ 70 중량비로 사용되는 것이 바람직하고, 이를 초과하면 도료의 평활성 등 작업성이 떨어지고, 상기 함량에 미달되면 도료의 피착물과의 결합성 등 물성이 열화될 우려가 있다.In the composition for the second curing, the room temperature curing type synthetic resin is not limited to these as components that impart the basic properties of the coating film, and may be a polyurethane resin, a polyacrylic resin, a silicone resin, an ultraviolet (UV) curable resin, or an infrared ray ( IR) curable resins, thermosetting resins or mixtures thereof can be used. It is preferable that the room temperature-curable synthetic resin is used in a weight ratio of 45 to 70, and if it exceeds this, the workability such as the smoothness of the paint is lowered, and if the content is less than the content, the physical properties such as the bond with the adherend of the paint may be deteriorated.
상기 제2 경화용 조성물에 있어서 수용성 폴리머로서는 도료의 점도를 증가시킴으로써 작업성을 향상시키고 초기 접착성을 증대시키는 성분이다.In the said 2nd hardening composition, it is a component which improves workability and increases initial adhesiveness by increasing the viscosity of a coating material as a water-soluble polymer.
상기 조성물에 사용될 수 있는 수용성 폴리머로서는 메틸 셀룰로오스, 셀룰로오스 에테르, 및/또는 폴리비닐알콜 아세테이트 등이 사용될 수 있으며, 특히 폴리비닐아세테이트의 가수분해에 의해 제조되고, 가수분해가(잔류아세테이트기를 가수분해 하는데 필요로하는 KOH의 mg의 량)100 ~ 240와 점도측정에 의해 측정한 분자량 15,000 ∼ 100,000을 가진 폴리비닐 알코올이 바람직하게 사용될 수 있다. 이러한 수용성 폴리머는 통상의 시판제품이거나, 유기화학에서 공지되어 있는 방법에 의해 제조할 수 있다. As the water-soluble polymer that can be used in the composition, methyl cellulose, cellulose ether, and / or polyvinyl alcohol acetate and the like can be used, in particular, it is prepared by hydrolysis of polyvinylacetate, and the hydrolysis is used to hydrolyze the residual acetate group. Polyvinyl alcohol having an amount of mg of KOH required) 100 to 240 and a molecular weight of 15,000 to 100,000 measured by viscosity measurement can be preferably used. Such water-soluble polymers are common commercial products or can be prepared by methods known in organic chemistry.
상기 수용성 폴리머는 1 ∼ 20 중량비로 첨가하는 것이 바람직하다. 수용성 폴리머를 1 중량비 미만으로 사용하는 경우 부착성, 표면 상태 등의 물성이 저하되고, 20 중량비를 초과하는 경우 점도 상승의 문제가 있다.It is preferable to add the said water-soluble polymer in 1-20 weight ratio. When using a water-soluble polymer in less than 1 weight ratio, physical properties, such as adhesiveness and surface state, fall, and when it exceeds 20 weight ratio, there exists a problem of a viscosity increase.
상기 에폭시계 실란 커플링제는 도료와 피착물과의 접착력 향상을 위하여 사용되는 성분이고, 분자량 250 내외의 에폭시계 실란화합물(3-글리시독시프로필트리메톡시실란)을 사용하는 것이 바람직하다. 에폭시계 실란 커플링제는 0.5 ~ 5 중량비로 사용하는 것이 바람직하고, 상기 범위를 벗어나는 경우 접착력이 저하된다.The epoxy silane coupling agent is a component used for improving adhesion between the paint and the adherend, and it is preferable to use an epoxy silane compound (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane) having a molecular weight of about 250. It is preferable to use an epoxy silane coupling agent in 0.5 to 5 weight ratio, and when it is out of the said range, adhesive force will fall.
상기 실리콘카바이드 분말은 도료의 안정성과 내구성, 내염해성 및 내약품성의 기능성을 증대시키는 성분으로서 실리콘 카바이드는 평균입경 30 ㎛의 미분말을 사용하는 것이 좋고, 배합량은 5 ~ 10 중량비의 범위가 적합한 것으로 나타났다. 실리콘카바이드가 5 중량비 이하이면 내약품성 및 도료 특성을 발휘하지 못하고, 10중량비 이상 배합하게 되면 점도 증가로 인하여 작업성이 떨어지며 도막의 경도가 지나치게 증가하여 취성파괴를 일으킬 수 있다.The silicon carbide powder is a component that increases the stability and durability of the paint, salt resistance and chemical resistance functionality of silicon carbide fine particles having an average particle diameter of 30 ㎛, it was found that the blending amount is in the range of 5 to 10 weight ratio . If the silicon carbide is less than 5% by weight does not exhibit the chemical resistance and paint properties, when blended more than 10% by weight of the workability due to the increase in viscosity, the hardness of the coating film is excessively increased may cause brittle fracture.
이소결성 알루미나 분말은 산, 알칼리 등에 매우 안정하고, 내식성 및 뛰어난 열적 안정성으로 인하여 피착물의 온도상승을 방지하며 구조물의 수축, 팽창을 감소시키며 수지의 중성화, 염화를 방지하여 도장의 내구성을 장기간 유지시킨다. 이소결성 알루미나 분말은 7 ~ 15 중량비가 특히 바람직하고, 7 중량비 이하이면, 중성화 및 부식 방지 기능이 떨어지고, 15 중량비를 초과하면 도막의 결합성이 떨어진다. 이소결성알루미나 분말은 평균입경 30 ㎛의 것을 사용하는 것이 바람직하다.The sinterable alumina powder is very stable in acid, alkali, etc. and prevents the temperature rise of deposits due to corrosion resistance and excellent thermal stability, reduces contraction and expansion of structure, prevents neutralization of resin and chloride, and maintains durability of coating. . The sinterable alumina powder is particularly preferably in a 7 to 15 weight ratio. If it is less than or equal to 7 weight ratio, the neutralization and corrosion protection functions are inferior. It is preferable to use an sinterable alumina powder with an average particle diameter of 30 micrometers.
실리카, 아연 분말, 이산화규소, 복합 산화코발트(CoO+Co3O4)로 이루어진 무기안료는 상기 설정한 범위 이상으로 사용할 경우 코팅층의 광택이 저하되고 경도가 증가하며 표면 조도가 거칠어지므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.Inorganic pigments composed of silica, zinc powder, silicon dioxide, and composite cobalt oxide (CoO + Co 3 O 4 ) are used within the above range because the gloss of the coating layer is decreased, the hardness is increased, and the surface roughness is rough. Preference is given to using at.
상기 수용성 형광 안료의 대표적인 예로는 베이직 옐로우(Basic Yellow) 40, 시안 블루(Cyan blue)와 같은 이들의 구조 내에 이온성 기를 함유하는 로다민, 플루오레신 및 일부 쿠마린을 들 수 있다.Representative examples of such water-soluble fluorescent pigments include rhodamine, fluorescein and some coumarins containing ionic groups in their structures, such as Basic Yellow 40 and Cyan blue.
상기 분산제는 매질 중에서 안료 분말의 점도를 낮추어 분산성 및 안정성을 증가시키는 기능을 하는 것으로서, 공지의 것을 사용할 수 있다. 바람직한 분산제의 예로는 폴리아크릴산 타입 고분자 계면활성제, 폴리카르복산계 분산제, 멜라민계 분산제, 아미노 술폰산계 분산제 및/또는 나프탈렌계 분산제 등을 들 수 있다. 상기 분산제는 실온에서 고체형태를 사용하는 것이 좋고, 분산제의 양은 0.1 ~ 2중량비가 바람직하다.The dispersant serves to lower the viscosity of the pigment powder in the medium to increase dispersibility and stability, and a known one may be used. Examples of preferred dispersants include polyacrylic acid type polymer surfactants, polycarboxylic acid dispersants, melamine dispersants, amino sulfonic acid dispersants, and / or naphthalene dispersants. The dispersant is preferably used in a solid form at room temperature, the amount of the dispersant is preferably 0.1 to 2% by weight.
한편, 본 발명에 사용되는 펄 재료는 이산화티탄 코팅된 천연 또는 합성 마이카로서 그 자체로도 안료로 사용되고 있으며, 등록특허공보 제10-0853696호(2008.0818)에 개시된 것을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 펄 재료는 예를 들면, 충북 소재, (주)시큐브에서 상업적으로 입수가능하다.On the other hand, the pearl material used in the present invention is used as a pigment itself as a titanium dioxide coated natural or synthetic mica, it may be preferable to use those disclosed in Korean Patent Publication No. 10-0853696 (2008.0818). Such a pearl material is commercially available, for example, from Secube, Chungbuk.
상기 무기질의 제1 세라믹 코팅액, 제2 경화용 조성물 및 펄 재료의 혼합은 15 ~ 45:5 ~ 10:1의 중량비로 혼합하여 도료 조성물을 제조하는 것이 바람직하다.The inorganic first ceramic coating solution, the second curing composition, and the pearl material may be mixed at a weight ratio of 15 to 45: 5 to 10: 1 to prepare a coating composition.
이하, 상기 금속 표면 처리용 세라믹 도료 조성물을 사용하여 금속 표면을 처리하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the method of processing a metal surface using the said ceramic coating composition for metal surface treatment is demonstrated concretely.
도 1은 본 발명에 따른 금속 표면의 처리 방법의 일례를 나타낸 개략도이다. 이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.1 is a schematic view showing an example of a method for treating a metal surface according to the present invention. Accordingly, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce.
본원 발명에 따른 금속의 표면 처리 방법은 크게 세척 및 건조 단계(S100), 이물질 제거 단계(S200), 녹 제거 단계(S300), 스크레치 발생 단계(S400), 코팅 단계(S500), 및 열처리 단계(S600)로 구성된다.Method for treating the surface of the metal according to the present invention is largely washing and drying step (S100), foreign matter removal step (S200), rust removal step (S300), scratch generation step (S400), coating step (S500), and heat treatment step ( S600).
상기 a) 세척 및 건조 단계(S100)에서는 금속 재료 또는 보수 처리하고자 하는 외부 시설물의 표면을 물이나 기타 헝겊 등의 세척 도구를 사용하여 깨끗이 세척하고, 건조한다.In the a) cleaning and drying step (S100), the surface of the metallic material or the external facility to be repaired is cleaned and dried using a cleaning tool such as water or other cloth.
상기 표면처리를 하는 금속은 실외에 설치되는 시설물을 대상으로 예를 들면, 도로 표지판, 가드레일, 공장 시설물, 취수로 설비, 선박, 해양구조물, 건설장비, 교량 또는 건물 외장제를 포함하며, 이에 제한되지는 않는다.The metal for surface treatment includes, for example, road signs, guardrails, factory facilities, water intake facilities, ships, offshore structures, construction equipment, bridges or building exteriors for facilities installed outdoors. It is not limited.
다음, b) 이물질 제거 단계에서는 상기 a) 단계의 세척 및 건조 처리된 표면을 우레탄 신너(thinner)를 사용하여 잡티나 및 기름기, 먼지 등을 포함한 이물질 제거하는 것이 바람직하다.Next, in the step of removing the foreign matter, it is preferable to remove the foreign matter including blemishes, grease, dust, etc. by using a urethane thinner in the washed and dried surface of step a).
이어서, c) 단계에서는 금속 표면 또는 외부에 노출된 시설물 등이 시간이 경과함에 따라 발생된 녹을 와이어브러쉬 등의 브러쉬로 표면을 연마하거나 또는 샌딩 처리하여 제거한다.Subsequently, in step c), the surface of the metal or the facility exposed to the outside is removed by grinding or sanding the surface with a brush such as a wire brush.
d) 스크레치 발생 단계(S400)에서는 상기 처리된 표면을 #200 ~ 500 연마지로 인위적인 스크레치를 발생시키는 것이 바람직하다.d) In the scratch generation step (S400) it is preferable to generate an artificial scratch with the treated surface # 200 ~ 500 abrasive paper.
상기 e) 코팅 단계(S500)에서는 무기질의 제1 세라믹 코팅액과 제2 경화용 조성물과 펄 소재를 주변 사용 환경에 따라 5 ~ 50:10 ~ 20:1의 중량비, 바람직하게는 15 ~ 45:5 ~ 10:1의 중량비로 혼합하여 균일하게 도포한다. 이 때 상기 제1 세라믹 코팅액과 제2 경화용 조성물과 펄 소재는 필요에 따라 상기 범위 내에서 배합비율을 조정할 수 있다.In the e) coating step (S500), the inorganic first ceramic coating solution, the second curing composition, and the pearl material may have a weight ratio of 5 to 50:10 to 20: 1, preferably 15 to 45: 5, depending on the surrounding environment. Apply by uniformly mixing in a weight ratio of ~ 10: 1. In this case, the mixing ratio of the first ceramic coating solution, the second curing composition, and the pearl material may be adjusted within the above ranges as necessary.
상기 열처리 단계(S600)에서는 상기 코팅된 금속 재료를 80~150℃의 온도에서 5~20분 동안, 바람직하게는 120℃의 온도에서 5~10 분 동안 열풍기 또는 공업용 드라이기를 이용하여 열처리하여 상기 코팅물이 금속 표면에 빠른 시간에 융착이 잘되게 한다.
In the heat treatment step (S600) the coating the metal material is heat-treated using a hot air blower or an industrial dryer for 5 to 20 minutes at a temperature of 80 ~ 150 ℃, preferably 5 to 10 minutes at a temperature of 120 ℃ Allow water to fuse quickly to the metal surface.
<실시예><Examples>
이하, 본 발명은 다음의 대표적인 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명되나, 본 발명이 이들 실시예에 의해 어떤 식으로든 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention is described in more detail by the following representative examples, but the present invention is not limited in any way by these examples.
100 x 200 x 2 mm의 강철판의 표면을 깨끗이 세척하고, 건조한 후, 우레탄 신너로 잡티 및 이물질을 제거하였다. 이어서, 와이어 브러쉬로 마찰시켜 발생된 녹을 제거하고, 상기 처리된 표면을 #200의 연마지로 스크레치를 강제 발생시킨 다음, 무기질의 제1세라믹 코팅액과 제2경화용 조성물과 펄 소재를 45:10:1의 중량비로 혼합하여 균일하게 도포하였다. 상기 무기질의 세라믹 코팅제는 (주)필스톤의 상온 경화형 solbicⓡ-SM25A 80중량%와 solbicⓡ-SM25B 20 중량%를 혼합하여 사용하였다. 제2 경화용 조성물은 폴리아크릴 수지 45 중량비, 폴리비닐 알코올 15 중량비, 에폭시계 실란 커플링제 0.5 중량비, 실리콘 카바이드 7 중량비, 이소결성 알루미나 분말 10 중량비, 아연 분말 5 중량비, 이산화규소(SiO2) 25 중량비, 복합 산화코발트(CoO+Co3O4)로 이루어진 무기안료 5 중량비, 시안 블루(Cyan blue) 0.3 중량비 및 분산제 0.5 중량비를 포함하는 것을 사용하였다. 펄 재료는 (주)시큐브에서 구매한 것을 사용하였다. 펄 1 = N800S: 진주안료(천연 마이카 기질) +이산화티탄 코팅한 것; 펄 2 = N901D: 진주안료(합성 마이카 기질) +이산화티탄 코팅한 것; 펄 3 = N901P: 진주안료(합성 마이카 기질) + 이산화티탄 코팅한 것이다. 상기 코팅된 강철판을 120℃의 온도에서 10분 동안 공업용 드라이기로 열처리한 후, 상기 코팅물이 강철 표면에 신속히 융착되게 하여 갈바늄 세트를 제조하고 이들의 물리적 특성을 통상의 공지된 방법에 따라 시험하였다. 이들 시험 결과는 다음의 표에 나타낸 바와 같다.The surface of the steel plate of 100 x 200 x 2 mm was cleaned, dried, and the blemishes and foreign substances were removed by urethane thinner. Subsequently, the rust generated by rubbing with a wire brush was removed, and the treated surface was forcibly caused to scratch with # 200 abrasive paper, and then the inorganic first ceramic coating liquid, the second curing composition, and the pearl material were 45:10: The mixture was applied at a weight ratio of 1 and uniformly applied. Ceramic coating of the mineral was used as a mixture of (primary) of the stone fill of room temperature curing type solbic ⓡ -SM25A 80% by weight of solbic ⓡ -SM25B 20% by weight. The composition for the second curing is 45 weight ratio of polyacrylic resin, 15 weight ratio of polyvinyl alcohol, 0.5 weight ratio of epoxy silane coupling agent, 7 weight ratio of silicon carbide, 10 weight ratio of sinterable alumina powder, 5 weight ratio of zinc powder, silicon dioxide (SiO 2 ) 25 A weight ratio, an inorganic pigment consisting of a composite cobalt oxide (CoO + Co 3 O 4 ) 5 weight ratio, cyan blue 0.3 weight ratio and 0.5 weight ratio of the dispersant was used. The pearl material used what was purchased from Secube Co., Ltd. was used. Pearl 1 = N800S: pearl pigment (natural mica substrate) + titanium dioxide coating; Pearl 2 = N901D: pearl pigment (synthetic mica substrate) + titanium dioxide coated; Pearl 3 = N901P: Pearl pigment (synthetic mica substrate) + titanium dioxide coating. The coated steel sheet was heat-treated with an industrial dryer at a temperature of 120 ° C. for 10 minutes, and then the coating was quickly fused to the steel surface to prepare a galvanium set and their physical properties were tested according to a conventional known method. It was. These test results are shown in the following table.
○: 양호○: good
◎: 매우 양호
◎: very good
위 실험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본원 발명에 따라 처리된 금속 표면은 특히 내염성 및 내오염성이 양호하고, 재귀반사성이 뛰어나 특히 야간에 설치되는 구조물에 바람직하게 사용될 수 있다.As can be seen from the above experimental results, the metal surface treated according to the present invention is particularly good in flame resistance and fouling resistance, and excellent in retroreflective property, and can be preferably used in structures installed at night.
이처럼 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.As described above, the present invention has been described by means of a limited embodiment, but the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains to the technical spirit of the present invention and claims to be described below. Various modifications and variations are possible within the scope of equivalents.
Claims (4)
중량비를 기준으로 상온경화형 합성수지 45 ~ 70, 수용성 폴리머 1 ~ 20, 에폭시계 실란 커플링제 0.5 ~ 5, 실리콘 카바이드 5 ~ 10, 이소결성 알루미나 분말 7 ~ 15, 아연 분말 0.5 ~ 10, 이산화규소(SiO2) 17.5 ~ 35, 복합 산화코발트(CoO+Co3O4)로 이루어진 무기안료 0.5 ~ 10 , 수용성 형광 안료 0.1 ~ 1 및 분산제 0.1 ~ 2를 포함하는 제 2 경화용 조성물; 및
이산화티탄 코팅된 합성 또는 천연 마이카 중에서 선택된 펄 소재;를 15 ~ 45:5 ~ 10:1의 중량비로 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하는 내식성 및 내염해성이 강화된 금속 표면 처리용 세라믹 도료 조성물.At room temperature, TEOS (Tetraethylorthosilicate): Zinc acetate: Ethanol: H 2 O: HCl = 1: 0.01 ~ 5: 1 ~ 4: 1 ~ 8: 0.01 ~ 5 Stirring to obtain a transparent sol with a pH of 3 to 4, and adding 0.01 to 10 wt% of the total monomer by weight of the organic monomer glycidol (Glycidol), and adding H 2 SO 4 as a condensing agent. An inorganic first ceramic coating liquid prepared by adding 0.001 to 5 wt% of the weight and reacting at 50 to 80 ° C. for 2 hours;
45 to 70 at room temperature based on weight ratio, water soluble polymer 1 to 20, epoxy silane coupling agent 0.5 to 5, silicon carbide 5 to 10, sinterable alumina powder 7 to 15, zinc powder 0.5 to 10, silicon dioxide (SiO 2 ) a second curing composition comprising 17.5 to 35, an inorganic pigment 0.5 to 10 consisting of composite cobalt oxide (CoO + Co 3 O 4 ), 0.1 to 1 water-soluble fluorescent pigment, and 0.1 to 2 dispersant; And
Pearl material selected from titanium dioxide-coated synthetic or natural mica; 15 to 45: 5 to 10: 1 to a ceramic coating composition for strengthening the corrosion resistance and salt resistance, characterized in that it is prepared by mixing by weight ratio.
b) 우레탄 신너로 먼지, 잡티 및 기름기를 포함하는 이물질을 제거하는 단계,
c) 브러쉬로 발생된 녹을 제거하는 단계,
d) 상기 c)단계의 처리된 표면을 #200~500 연마지로 연마하여 인위적인 스크레치를 발생시키는 단계,
e) 상기 스크레치가 발생된 표면에 무기질 성분의 제1 세라믹 코팅액과 제2 경화용 조성물 및 이산화티탄 코팅된 합성 또는 천연 마이카 중에서 선택된 펄 소재를 15 ~ 45:5 ~ 10:1의 중량비로 혼합하여 균일하게 도포하는 단계, 및
f) 상기 코팅된 금속 재료를 80 ~ 150℃의 온도에서 5 ~ 10 분 동안 열풍기 또는 공업용 드라이기를 이용하여 열처리하여 상기 코팅물이 금속 표면에 빠르게 융착이 잘되게 하는 단계를 포함하되,
상기 제2 경화용 조성물은 중량비를 기준으로 상온경화형 합성수지 45 ~ 70, 수용성 폴리머 1 ~ 20, 에폭시계 실란 커플링제 0.5 ~ 5, 실리콘 카바이드 5 ~ 10, 이소결성 알루미나 분말 7 ~ 15, 아연 분말 0.5 ~ 10, 이산화규소(SiO2) 17.5 ~ 35, 복합 산화코발트(CoO+Co3O4)로 이루어진 무기안료 0.5 ~ 10 , 수용성 형광 안료 0.1 ~ 1 및 분산제 0.1 ~ 2를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속의 표면처리 방법.a) cleaning and drying the surface of the metal material,
b) removing dirt, dirt and grease with a urethane thinner;
c) removing the rust generated by the brush,
d) polishing the treated surface of step c) with # 200 ~ 500 abrasive paper to generate an artificial scratch,
e) a pearl material selected from the first ceramic coating solution of the inorganic component and the second curing composition and the titanium dioxide-coated synthetic or natural mica on the scratched surface in a weight ratio of 15 to 45: 5 to 10: 1 Uniformly applying, and
f) heat-treating the coated metal material at a temperature of 80 to 150 ° C. for 5 to 10 minutes using a hot air blower or an industrial dryer to quickly fuse the coating to the metal surface.
The second curing composition is a room temperature-curable synthetic resin 45 ~ 70, water-soluble polymer 1 ~ 20, epoxy silane coupling agent 0.5 ~ 5, silicon carbide 5 ~ 10, sinterable alumina powder 7 ~ 15, zinc powder 0.5 based on the weight ratio ~ 10, silicon dioxide (SiO 2 ) 17.5 to 35, inorganic pigments consisting of composite cobalt oxide (CoO + Co 3 O 4 ) 0.5 ~ 10, characterized in that it comprises a water-soluble fluorescent pigment 0.1 ~ 1 and dispersant 0.1 ~ 2 Method of surface treatment of metals.
상온에서 티이오에스(TEOS, Tetraethylorthosilicate) : 아연 아세테이트(Zinc acetate) : 에탄올(ethanol) : H2O : HCl = 1 : 0.01~5 : 1~4 : 1~8 : 0.01~5의 몰비로 혼합하고 교반하여 pH 3~4의 투명한 쏠(sol)을 얻는 단계와,
상기 쏠에 유기단량체인 글리시돌(Glycidol)을 전체 중량비의 0.01 ~ 10 wt% 첨가하고, 축합제로서 H2SO4을 전체 중량의 0.001 ~ 5 wt% 가하여 50 ~ 80 ℃에서 2시간 동안 반응시키는 단계
에 의해 제조된 것인 금속의 표면처리 방법.The method of claim 2, wherein the inorganic first ceramic coating liquid
At room temperature, TEOS (Tetraethylorthosilicate): Zinc acetate: Ethanol: H 2 O: HCl = 1: 0.01 ~ 5: 1 ~ 4: 1 ~ 8: 0.01 ~ 5 Stirring to obtain a transparent sol of pH 3-4,
Glycidol, an organic monomer, is added to 0.01 to 10 wt% of the total weight ratio, and H 2 SO 4 is added to 0.001 to 5 wt% of the total weight as a condensing agent for 2 hours at 50 to 80 ° C. Letting step
Method for surface treatment of metal prepared by.
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