KR101316649B1 - Nanosized ceramic coating steel - Google Patents

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KR101316649B1
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Abstract

본 발명은 금속 및 콘크리트 구조물의 방식(anti-corrosion) 코팅용 조성물이 코팅된 세라믹 코팅 강관으로서, 폴리머 수지, 경화제, 세라믹 분말, 및 충진재로서 층상 실리케이트와 나노사이즈 판상 유리 플레이크를 포함하는 2성분계를 포함하고, 상기 나노사이즈 판상 유리 플레이크는 조성물에 의해 형성되는 코팅층의 두께보다 작은 길이를 가지며, 상기 코팅층의 코팅면에 대해 평행하게 배열되는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물이 코팅된 나노 세라믹 코팅 강관을 제공한다.The present invention relates to a ceramic coated steel pipe coated with a composition for anti-corrosion coating of metal and concrete structures, comprising a two-component system comprising a layered silicate and a nano-sized glass flake as a polymer resin, a curing agent, a ceramic powder, and a filler. The nano-sized plate-shaped glass flakes have a length smaller than the thickness of the coating layer formed by the composition, and the nano-ceramic coated coating composition characterized in that it has a property that is arranged parallel to the coating surface of the coating layer Provide coated steel pipe.

Description

나노 세라믹 코팅 강관 {NANOSIZED CERAMIC COATING STEEL}Nano Ceramic Coated Steel Pipe {NANOSIZED CERAMIC COATING STEEL}

본 발명은 나노 세라믹 코팅 강관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 금속 및 콘크리트 구조물의 방식(anti-corrosion) 코팅용 조성물이 코팅된 세라믹 코팅 강관으로서, 폴리머 수지, 경화제, 세라믹 분말, 및 충진재로서 층상 실리케이트와 나노사이즈 판상 유리 플레이크를 포함하는 2성분계를 포함하고, 상기 나노사이즈 판상 유리 플레이크는 조성물에 의해 형성되는 코팅층의 두께보다 작은 길이를 가지며, 상기 코팅층의 코팅면에 대해 평행하게 배열되는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물이 코팅된 나노 세라믹 코팅 강관에 관한 것이다.The present invention relates to a nano-ceramic coated steel pipe, and more particularly, to a ceramic coated steel pipe coated with a composition for anti-corrosion coating of metal and concrete structures, comprising a layered silicate as a polymer resin, a hardener, a ceramic powder, and a filler. And a two-component system comprising nanosize plate-shaped glass flakes, wherein the nano-size plate-shaped glass flakes have a length less than the thickness of the coating layer formed by the composition and have a property arranged parallel to the coating surface of the coating layer. The present invention relates to a nano ceramic coated steel pipe coated with a coating composition.

일반적으로 음용수, 생활하수나 공장폐수, 도로의 배수, 농업용수나 공업용수의 급수, 도시가스, 각종 유체의 이송을 위해 강관이 널리 사용된다.In general, steel pipes are widely used for drinking water, domestic sewage or factory wastewater, road drainage, water supply for agricultural or industrial water, city gas, and various fluids.

이들 강관의 내외부는 녹 방지나 외부충격에 의한 손상을 방지하기 위하여 코팅제를 사용하여 피복을 하고 있다. 여기에 사용되는 코팅제는 부식 및 침식을 방지하기 위하여, 부식을 유발하는 원소 또는 분자에 대한 확산 속도가 낮은 경화형 폴리머 수지 내에 이들 확산을 더욱 저지할 수 있는 세라믹계 충진재가 첨가된 코팅제가 널리 사용되어 왔다.The inner and outer parts of these steel pipes are coated with a coating agent in order to prevent rust and damage caused by external impact. In order to prevent corrosion and erosion, the coating agent used herein is a coating agent added with a ceramic filler that can further prevent the diffusion in the curable polymer resin having a low diffusion rate to the element or molecule causing the corrosion. come.

이러한 부식은 대부분 수분(H2O), 산소(O2), 이산화탄소(CO2), 할로겐족 원소(Cl, Br 등) 등의 침투에 의해 발생하고, 특히 산 또는 알칼리 이온, 오존 등의 성분에 의해 그 정도가 촉진된다. 이에 대해, 상기와 같이 세라믹계 충진재를 사용하는 경우, 이들 부식 유발 물질의 확산을 저지하게 된다. 즉, 충진재의 첨가는 부식 유발 물질의 확산 경로를 우회하게 하여 침투 길이를 증가시키기 때문에, 부식 유발 물질의 투과도를 감소시켜 이들 코팅제의 방식 성능이 개선된다.Most of these corrosion is caused by the penetration of moisture (H 2 O), oxygen (O 2 ), carbon dioxide (CO 2 ), halogenated elements (Cl, Br, etc.), especially in components such as acid or alkali ions, ozone It is promoted by that. On the other hand, when the ceramic filler is used as described above, the diffusion of these corrosion-causing substances is prevented. That is, the addition of fillers bypasses the diffusion path of the corrosion causing material and increases the penetration length, thereby reducing the permeability of the corrosion causing material and improving the anticorrosive performance of these coatings.

상기와 같이 층상 세라믹 충진재가 첨가된 코팅층의 투과도(P)는, 하기 식 1에서와 같이, 기지 재료의 투과도(P0)의 함수로 나타낼 수 있다 As described above, the transmittance P of the coating layer to which the layered ceramic filler is added may be expressed as a function of the transmittance P 0 of the known material, as shown in Equation 1 below.

Figure 112011075901356-pat00001
(1)
Figure 112011075901356-pat00001
(One)

상기 식에서, ψ f 는 충진재 분율이고, τ는 확산 경로의 구부러짐 정도를 나타내는 인자(tortuosity factor)이다. In the above formula, ψ f is the filler fraction, τ is a tortuosity factor indicating the degree of bending of the diffusion path.

코팅층에 평행하게 배열된 판상의 충진재를 가진 경우, 확산 경로의 구부러짐 정도를 나타내는 인자(τ)는 하기 식 2와 같이 주어진다.In the case of having a plate-like filler arranged parallel to the coating layer, the factor τ representing the degree of bending of the diffusion path is given by the following equation.

Figure 112011075901356-pat00002
(2)
Figure 112011075901356-pat00002
(2)

상기 식에서, L은 판상 충진재의 장축 길이이고, W는 판상 충진재의 두께이다. In the above formula, L is the long axis length of the plate-like filler, W is the thickness of the plate-shaped filler.

상기 식 1 및 2를 참조하면, 충진재를 포함하고 있는 코팅층을 통한 부식 유발 물질의 투과도는 폴리머 기지 자체의 투과도(P0), 충진재의 분율(ψ f ), 충진재의 종횡비(aspect ratio)(L/W)에 의하여 좌우되는 것임을 알 수 있다. Referring to Equations 1 and 2, the permeability of the corrosion-causing material through the coating layer containing the filler is determined by the permeability (P 0 ) of the polymer matrix itself, the fraction of the filler ( ψ f ), and the aspect ratio of the filler (L). / W).

따라서, 코팅 재료의 방수 및 방식 성능을 증가시키기 위해서는 투과도가 낮은 폴리머 기지를 선정해야 하고, 종횡비가 큰 충진재의 첨가 분율을 증가시켜야 한다. 이에 따라, 수 내지 수십 나노 미터 두께를 가져 종횡비가 매우 높은 층상 실리케이트 재료를 폴리머 기지 내에 충진재로 사용한 내식 코팅층이 다양하게 제공되어 있다.Therefore, in order to increase the waterproof and anticorrosive performance of the coating material, a polymer base having a low permeability must be selected, and an addition fraction of a filler having a high aspect ratio must be increased. Accordingly, a variety of anticorrosive coating layers have been provided that use layered silicate materials having a thickness of several tens to tens of nanometers and having a very high aspect ratio in the polymer matrix.

그러나, 상기 나노미터 두께의 층상 실리케이트 재료를 충진재로 사용한 코팅 재료는, 부식 유발 물질의 투과도가 폴리머 기지만을 사용한 코팅 재료에 비하여, 최대 10% 정도 감소하는 것에 그친 것으로 보고되고 있다. 이것은 층상 실리케이트 충진재가 1 마이크론 크기 정도의 도메인 내에서는 서로 같은 방향으로 배열되어 있으나, 이들 도메인이 코팅층 내에서 불규칙하게 배열되어 있어 충진재의 차단 효과가 떨어지기 때문인 것으로 알려져 있다. 즉, 코팅제 내에 첨가된 층상 실리케이트 재료가 불규칙적으로 배열되면 코팅면과 이루는 각도가 증가함에 따라 코팅층의 투과도 증가로 나타나게 된다.However, the coating material using the nanometer-thick layered silicate material as a filler is reported to reduce the permeability of the corrosion-causing material by up to 10% compared to the coating material using only the polymer matrix. This is because the layered silicate fillers are arranged in the same direction in one micron-sized domain, but these domains are irregularly arranged in the coating layer, thereby reducing the blocking effect of the fillers. That is, when the layered silicate material added in the coating is irregularly arranged, the transmittance of the coating layer is increased as the angle formed with the coating surface increases.

따라서, 코팅층을 통한 부식 유발 물질의 투과도를 감소시켜 방식(anti-corrosion) 성능을 개선하기 위해서는, 첨가된 층상 충진재의 종횡비(L/W)가 수백 이상으로 커야 하며, 이들이 코팅면에 평행하게 배열되어야 한다. 그러나, 현재 사용 가능한 층상 실리케이트 재료의 종횡비는 대부분 6 내지 40 정도의 범위를 가지는 것이 일반적이며(E. Picard et al, Journal of Membrane Science 292:133-44(2007), 이들 재료를 코팅층과 평행한 방향으로 균일하게 배열하는 것이 어렵다는 문제점이 있다.Therefore, in order to reduce the permeability of the corrosion causing material through the coating layer to improve the anti-corrosion performance, the aspect ratio (L / W) of the added layered filler must be greater than several hundreds and they are arranged parallel to the coating surface. Should be. However, the aspect ratios of currently available layered silicate materials generally range from about 6 to 40 (E. Picard et al, Journal of Membrane Science 292 : 133-44 (2007), and these materials are parallel to the coating layer). There is a problem that it is difficult to arrange uniformly in the direction.

이와 관련하여, 판상형 충진재를 코팅층과 평행하게 배열하는 방법이 미국 등록특허 제4,443,503호에 개시되어 있다. 즉, 종횡비가 충분히 큰 판상형 유리 플레이크를 사용하여 코팅층과 평행하게 배열되도록 하는 방식이다. 이를 위해, 상기 특허에서는 판상형 충진재의 장축 길이가 코팅층의 두께와 유사하거나 더 길어야 하며, 이와 같은 큰 종횡비를 가지는 충진재를 사용한 코팅층은 기존의 충진재가 불규칙하게 배열된 코팅층에 비하여 현저하게 향상된 방식(anti-corrosion) 특성을 나타낸다.In this regard, a method of arranging the plate-shaped filler in parallel with the coating layer is disclosed in US Pat. No. 4,443,503. In other words, a plate-shaped glass flake having a sufficiently large aspect ratio is used to be arranged in parallel with the coating layer. To this end, the patent has a long axis length of the plate-like filler should be similar to or longer than the thickness of the coating layer, the coating layer using a filler having such a large aspect ratio is significantly improved compared to the conventional coating layer irregular filler (anti -corrosion) property.

그러나, 이와 같이 코팅층의 두께와 유사한 길이 또는 더 긴 길이를 갖는 충진재의 사용은 하기와 같은 몇 가지 문제점들을 가지고 있다. However, the use of a filler having a length similar to or longer than the thickness of the coating layer has some problems as follows.

첫째, 코팅층 표면으로 충진재가 돌출되거나, 코팅층이 평탄화(leveling) 되는 것을 충진재가 방해하여 코팅층 표면이 매끄럽지 못하게 된다. 따라서, 이와 같이 긴 길이의 충진재의 사용은 코팅층의 외관 불량을 유발하게 된다.First, the filler may protrude to the surface of the coating layer, or the filler may prevent the level of the coating layer from being leveled, thereby making the surface of the coating layer not smooth. Therefore, the use of the filler of such a long length will cause a poor appearance of the coating layer.

둘째, 코팅 과정에서 코팅층 내부에 기공 포획이 쉽게 일어나 핀홀(pin hole) 등의 결함이 많이 발생하게 된다. 대부분의 코팅층은 스프레이, 브러쉬, 어플리케이터 등을 사용하여 막을 형성하는 것이 일반적인데, 이 과정에서 기포가 코팅층 내에 발생 또는 포집된다. 이들 기포의 대부분은 부력에 의하여 코팅층 상부로 부유되어 제거되는 것이 일반적이다. 그러나, 충진재의 장축 길이가 증가하면 기포가 충진재에 의하여 포집될 확률이 증가하고, 이는 핀홀 등 코팅층의 결함 발생에 따른 성능 저하로 이어지게 된다.Second, pore trapping easily occurs in the coating layer during the coating process, which causes a lot of defects such as pin holes. Most coating layers generally use a spray, brush, applicator or the like to form a film, in which air bubbles are generated or collected in the coating layer. Most of these bubbles are usually suspended and removed from the top of the coating layer by buoyancy. However, as the length of the long axis of the filler increases, the probability of bubbles being collected by the filler increases, which leads to a decrease in performance due to defects in the coating layer such as pinholes.

마지막으로, 코팅층이 휘발성 물질을 함유하고 있을 경우, 이들 휘발성 물질이 외부로 확산되는 것이 충진재에 의하여 방해를 받게 되어 코팅층의 건조 및 경화 시간이 증가하게 된다. 이에 따라 코팅의 작업 시간이 증가하고, 이는 공정 비용의 증가로 이어지게 된다.Finally, when the coating layer contains volatiles, the diffusion of these volatiles to the outside is hampered by the filler, which increases the drying and curing time of the coating layer. This increases the working time of the coating, which leads to an increase in the process cost.

따라서, 부식 유발 물질의 투과도를 감소시키면서 상기의 문제점들을 초래하지 않는 코팅용 조성물 개발 및 이를 코팅한 강관에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for the development of a coating composition and a steel pipe coated with the coating composition while reducing the permeability of the corrosion causing material.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and the technical problems required from the past.

본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 금속 및 콘크리트 구조물의 방식(anti-corrosion) 코팅용 조성물이 코팅된 세라믹 코팅 강관으로서, 상기 코팅제의 특성을 기반으로 강관에 적용하기 위한 작업성 및 강관으로서 요구되는 다양한 물성을 만족하는 나노 세라믹 강관으로 종래기술의 문제점을 해소할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. The inventors of the present application are a ceramic coated steel pipe coated with a composition for anti-corrosion coating of metal and concrete structures after extensive research and various experiments, and applied to steel pipes based on the characteristics of the coating agent. It was confirmed that the problems of the prior art can be solved by the nano-ceramic steel pipe that satisfies various properties required for workability and steel pipe, and have completed the present invention.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 나노 세라믹 코팅 강관은, 금속 및 콘크리트 구조물의 방식(anti-corrosion) 코팅용 조성물이 코팅된 세라믹 코팅 강관으로서, 폴리머 수지, 경화제, 세라믹 분말, 및 충진재로서 층상 실리케이트와 나노사이즈 판상 유리 플레이크를 포함하는 2성분계를 포함하고, 상기 나노사이즈 판상 유리 플레이크는 조성물에 의해 형성되는 코팅층의 두께보다 작은 길이를 가지며, 상기 코팅층의 코팅면에 대해 평행하게 배열되는 특성을 갖는 코팅용 조성물이 코팅된 구조로 구성될 수 있다.Nano-ceramic coated steel pipe according to the present invention for achieving this object is a ceramic coated steel pipe coated with a composition for anti-corrosion coating of metal and concrete structures, layered as a polymer resin, a curing agent, a ceramic powder, and a filler And a two-component system comprising silicate and nanosize plated glass flakes, wherein the nanosize plated glass flakes have a length less than the thickness of the coating layer formed by the composition and are arranged parallel to the coating surface of the coating layer. It may be composed of a coating composition having a coating composition.

상기 코팅용 조성물을 사용하여 금속 및 콘크리트 구조물에 소정의 코팅층을 형성할 때, 코팅층의 두께보다 작은 길이를 가진 판상 유리 플레이크가 코팅층의 코팅면에 대해 평행하게 배열되는 이유는 명확하지 않다. 다만, 본 발명의 범주가 한정적으로 해석되지 않는 범위에서 다음과 같이 추측된다.When forming a predetermined coating layer on metal and concrete structures using the coating composition, it is not clear why the plate-shaped glass flakes having a length smaller than the thickness of the coating layer are arranged parallel to the coating surface of the coating layer. However, it is estimated as follows in the range which the scope of the present invention is not interpreted limitedly.

층상 실리케이트와 판상 유리 플레이크를 함께 첨가하면, 판상 유리 플레이크가 배열된 층들 사이에 위치한 층상 실리케이트의 구속 효과(constraining effect)에 의해, 상기와 같은 충진재의 규칙적인 배열 현상이 일어나는 것으로 생각된다. 구체적으로, 판상 유리 플레이크들 사이에 층상 실리케이트가 위치함으로써 판상 유리 플레이크의 움직임을 구속하게 되고, 그에 따라, 판상 유리 플레이크를 일정한 방향으로 배열하는 효과를 나타내는 것으로 예상된다.When the layered silicate and the plated glass flakes are added together, it is thought that such a regular arrangement of the fillers occurs due to the constraining effect of the layered silicates located between the layers on which the plated glass flakes are arranged. Specifically, it is expected that the layered silicate is positioned between the plate glass flakes to constrain the movement of the plate glass flakes, thereby exhibiting the effect of arranging the plate glass flakes in a constant direction.

이러한 현상은 충진재로서 층상 실리케이트를 사용하는 기술과 판상 유리 플레이크를 사용하는 기술이 각각 공지되어 있는 상황에서 전혀 예상하지 못한 현상으로서, 본 발명이 이들 종래기술들의 단순한 조합에 의해 얻어질 수는 없음을 입증한다.This phenomenon is an unexpected phenomenon in the situation where the technique using the layered silicate and the technique using the plated glass flakes are known, respectively, and the present invention cannot be obtained by a simple combination of these prior arts. Prove it.

상기 폴리머 수지는 부식을 유발하는 원소 또는 분자에 대한 확산 속도가 낮은 폴리머 수지라면 한정되지 않고 사용될 수 있다. 하나의 바람직한 예에서, 상기 폴리머 수지는 열가소성 에폭시 수지일 수 있다. 더욱 바람직하게는, CTBN(Carboxyl terminated polybutadiene acrylonitrile copolymer) 변성 에폭시 수지일 수 있다.The polymer resin may be used without limitation so long as it is a polymer resin having a low diffusion rate for an element or molecule causing corrosion. In one preferred example, the polymer resin may be a thermoplastic epoxy resin. More preferably, it may be a CTBN (Carboxyl terminated polybutadiene acrylonitrile copolymer) modified epoxy resin.

따라서, 상기 열가소성 에폭시 수지는 범용 열경화성 수지와는 달리 열가소성 에폭시 수지 자체의 점도가 낮기 때문에 코팅제의 점도가 낮아져서 비반응성 희석제가 필요하지 않으므로, 희석이나 녹일 필요 없는 무용제형(100%)으로 제조하기가 용이하고, 코팅제는 연성을 지니므로 내굴곡성과 내충격성이 우수한 장점이 있다.Therefore, since the thermoplastic epoxy resin itself has a low viscosity, unlike the general-purpose thermosetting resin, the thermoplastic epoxy resin does not need a non-reactive diluent because the viscosity of the coating agent is low, so it is difficult to prepare a solvent-free type (100%) that does not need dilution or melting. It is easy, and because the coating agent is ductile, there is an advantage in excellent bending resistance and impact resistance.

상기 폴리머 수지는 조성물 전체 중량을 기준으로 30 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 30% 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 수지의 절대량이 부족하여 기지 재료(matrix)로서의 바인더 역할을 할 수 없어서 경화제와의 가교 결합시 가교 밀도가 떨어져 내산성, 내알칼리성과 같은 물성이 저하될 수 있으며, 50 중량%를 초과하는 경우에는 흐름성이 증가하고 기타 성분의 함량이 부족하여 물성 및 작업성이 불량하게 될 수 있다.The polymer resin may be included in 30 to 50% by weight based on the total weight of the composition. If the content is less than 30% by weight, the absolute amount of the resin is insufficient, so that it may not act as a binder as a matrix, and thus the crosslinking density may be lowered when crosslinking with the curing agent, resulting in deterioration of physical properties such as acid resistance and alkali resistance. In the case of more than 50% by weight, the flowability is increased and the content of other components is insufficient, resulting in poor physical properties and workability.

상기 열가소성 에폭시 수지는 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 및 수첨 비스페놀 A형 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The thermoplastic epoxy resin may be selected from the group consisting of bisphenol F type epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, and hydrogenated bisphenol A type epoxy resin.

상기 경화제는 폴리머 수지가 상온에서 경화될 수 있도록 하는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 바람직하게는 아민계 경화제일 수 있으며, 바람직하게는, 변성 치환족 아민일 수 있다.The curing agent is not particularly limited as long as it allows the polymer resin to be cured at room temperature. Preferably, the curing agent may be an amine curing agent, and preferably, a modified substituted amine.

상기 아민계 경화제는 조성물 전체 중량을 기준으로 10 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 상기의 조성 범위는 폴리머 수지와의 당량비를 바람직하게는 1:1로 맞추기 위한 적절한 비율로서, 한쪽 성분이 과량으로 존재할 경우에는 미반응된 과잉의 물질이 조성물 내에 잔존하여 건조가 느려지고 가교밀도가 낮아져 내수성, 내후성 등의 물성이 불량해질 수 있다.The amine-based curing agent may be included in 10 to 30% by weight based on the total weight of the composition. The above composition range is an appropriate ratio for adjusting the equivalence ratio with the polymer resin, preferably 1: 1. When one component is present in excess, an unreacted excess of substance remains in the composition, resulting in slow drying and low crosslinking density. Physical properties such as water resistance and weather resistance may be poor.

상기 세라믹 분말은 입도 분포가 0.2 내지 50 ㎛ 범위의 산화티탄, 탈크, 탄산칼슘, 실리카로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있으며, 세라믹 분말은 도료에서의 안료 성분으로 색상, 은폐력 부여, 내구력 향상, 기계적 강도 보강, 작업성 향상 및 광택 조정의 역할을 할 수 있다.The ceramic powder may use one or more selected from the group consisting of titanium oxide, talc, calcium carbonate, and silica having a particle size distribution in the range of 0.2 to 50 μm, and the ceramic powder is a pigment component in paint to provide color, hiding power, and durability. It can play a role of improving, enhancing mechanical strength, improving workability and adjusting gloss.

또한, 상기 세라믹 분말은 조성물 전체 중량을 기준으로 10 내지 30 중량%으로 포함될 수 있다. 10 중량% 미만으로 함유하는 경우에는 기계적 강도가 저하될 수 있고, 50 중량%를 초과하는 경우에는 임계 안료 체적 농도를 초과하여 도료제조가 곤란하고 도막 물성이 급격히 저하될 수 있다.In addition, the ceramic powder may be included in 10 to 30% by weight based on the total weight of the composition. If the content is less than 10% by weight, the mechanical strength may be lowered. If the content is less than 50% by weight, it may be difficult to manufacture the paint by exceeding the critical pigment volume concentration, and the coating film properties may be sharply lowered.

상기 층상 실리케이트는, 예들 들어, 몬모릴로나이트(montmorillonite), 운모(mica), 카올리나이트(kaolinite) 및 질석(vermiculate)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이고, 바람직하게는 입도 분포가 0.1 내지 30 ㎛ 범위일 수 있다.The layered silicate is, for example, at least one selected from the group consisting of montmorillonite, mica, kaolinite and vermiculate, and preferably has a particle size distribution in the range of 0.1 to 30 μm. .

상기 판상 유리 플레이크는, 앞서 설명한 바와 같이, 조성물에 의해 형성되는 코팅층의 두께보다 작은 길이를 가지는 바, 장축의 평균 길이가 코팅층의 두께 대비 1/4 이하인 것이 바람직하다. 이로 인해, 앞서 설명한 바와 같은 종래기술에서 장축의 길이가 코팅층의 두께보다 커짐으로써 발생하는 문제점들을 해결할 수 있다. As described above, the plate-shaped glass flake has a length smaller than the thickness of the coating layer formed by the composition, it is preferable that the average length of the long axis is 1/4 or less than the thickness of the coating layer. Therefore, in the prior art as described above, it is possible to solve the problems caused by the length of the long axis being larger than the thickness of the coating layer.

또한, 상기 판상 유리 플레이크는 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 1 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 판상 유리 플레이크 고유의 기능을 제대로 발휘하기 어려울 수 있고, 20 중량%를 초과하는 경우에는 점도가 상승하여 작업성이 불량해질 수 있다. 더욱 바람직한 함량 범위는 2 내지 10 중량%일 수 있다.In addition, the plate-shaped glass flakes may be included in 1 to 20% by weight based on the total weight of the composition. When included in less than 1% by weight it may be difficult to properly exhibit the intrinsic function of the plate-shaped glass flakes, when exceeding 20% by weight may increase the viscosity may be poor workability. More preferred content range may be 2 to 10% by weight.

상기 구조에서, 판상 유리 플레이크는 장축의 평균 길이가 10 내지 50 ㎛이고, 두께가 0.1 내지 0.5 ㎛일 수 있다In the above structure, the plate-shaped glass flakes may have an average length of long axis of 10 to 50 μm and a thickness of 0.1 to 0.5 μm.

상기 층상 실리케이트는 폴리머 수지를 포함하는 조성물 내에서 단일층 내지 수십 층으로 구성된 판상 형태로 박리(exfoliation)되어 균일하게 분산되어 있는 것이 중요하기 때문에, 유기물로 인터칼레이션(intercalation) 처리된 유기 층상 실리케이트(organic silicates) 재료를 사용하는 것이 바람직하다. Since the layered silicate is exfoliated and uniformly dispersed in a plate form composed of a single layer to several tens of layers in the composition including the polymer resin, it is important that the organic layered silicate is intercalated with an organic material. Preference is given to using organic silicates materials.

경우에 따라서는, 상기 재료에 통상적인 고속/고온 교반, 초음파 분산법 등의 방법을 적용할 수도 있다.In some cases, a conventional method such as high speed / high temperature stirring and ultrasonic dispersion may be applied to the material.

층상 실리게이트는 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 1 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 충진재의 차단 효과를 발현하기 어려울 수 있고, 20 중량%를 초과하는 경우에는 점도가 급격히 증가하여 도료 제조가 곤란하고 도막 물성이 급격히 저하될 수 있다. 더욱 바람직한 함량 범위는 2 내지 7 중량%이다.The layered silicide is preferably included in an amount of 1 to 20% by weight based on the total weight of the composition. When it is included in less than 1% by weight it may be difficult to express the blocking effect of the filler, when it exceeds 20% by weight may increase the viscosity sharply it is difficult to manufacture the paint and the film properties may be sharply lowered. More preferred content range is 2 to 7% by weight.

상기 코팅용 조성물은, (a) 폴리머 수지, 세라믹 분말, 층상 실리케이트, 판상 유리 플레이크, 첨가제 및 반응성 희석제를 혼합한 주제 성분; 및 (b) 아민계 경화제, 세라믹 분말, 층상 실리케이트, 판상 유리 플레이크, 첨가제 및 희석제를 혼합한 경화제;의 혼합물 형태일 수 있다.The coating composition may include (a) a main component of a polymer resin, ceramic powder, layered silicate, plate glass flakes, additives, and a reactive diluent; And (b) a curing agent mixed with an amine curing agent, a ceramic powder, a layered silicate, a plate glass flake, an additive, and a diluent.

상기 구조에서, 주제 성분(a)와 경화 성분(b)는 부피 기준으로 1:3 내지 3:1의 비율로 혼합되며, 주제 성분(a) 중의 폴리머 수지와 경화 성분(b) 중의 아민계 경화제의 당량비가 2:1일 수 있다. 이러한 범위는 주제 성분(a) 중의 폴리머 수지와 경화 성분(b) 중의 아민계 경화제의 당량비가 바람직하게는 1:1로 조절되는 범위에서 결정할 수 있다.In the above structure, the main component (a) and the curing component (b) are mixed in a ratio of 1: 3 to 3: 1 by volume, and the polymer resin in the main component (a) and the amine curing agent in the curing component (b) The equivalence ratio of may be 2: 1. This range can be determined in the range in which the equivalent ratio of the polymer resin in the main component (a) and the amine-based curing agent in the curing component (b) is preferably adjusted to 1: 1.

상기 첨가제는 도막의 형성, 도막 물성의 향상 및 작업성 향상을 위해 조성물에 포함되며, 여기에는 소포제, 분산제, 가소제, 증점제, 침강방지제, 접착증진제, 커플링제 등이 사용될 수 있다.The additive is included in the composition for formation of the coating film, improvement of the coating film properties and workability improvement, and an antifoaming agent, a dispersant, a plasticizer, a thickener, an antisettling agent, an adhesion promoter, a coupling agent, and the like may be used.

더욱 바람직하게는, 상기 첨가제는 주제 성분(a)의 전체 중량을 기준으로 2 내지 10 중량%, 및 경화 성분(b)의 전체 중량을 기준으로 1 내지 6 중량%로 조성물 내에 포함될 수 있다. 상기의 범위보다 적은 양을 포함하는 경우에는 도막 및 작업성에 문제점이 발생할 수 있고, 상기의 범위를 초과하는 경우에는 도막에서의 크레이터링 발생 또는 도막의 열화 현상이 발생할 수 있다.More preferably, the additive may be included in the composition at 2 to 10% by weight based on the total weight of the subject component (a) and 1 to 6% by weight based on the total weight of the curing component (b). If the amount is less than the above range, problems may occur in the coating film and workability, and in the case of exceeding the above range, cratering or deterioration of the coating film may occur.

상기 반응성 희석제는 점도를 조정하여 작업성을 향상시키고 도막 두께를 조절하며 코팅 재료의 저장 안정성에 기여한다. 이러한 희석제는 상기의 목적을 달성할 수 있는 물질이면 특별히 한정되지 않는다. 희석제로 사용될 수 있는 비제한적인 예로는, 부틸글리시딜에테르, 페닐그리시딜에테르, 지방족 글리시딜에테르(C12~C14) 등의 반응성 희석제를 들 수 있다.The reactive diluents adjust viscosity to improve workability, control film thickness and contribute to the storage stability of the coating material. Such diluent is not particularly limited as long as it is a substance capable of achieving the above object. Non-limiting examples of which may be used as a diluent include reactive diluents such as butylglycidyl ether, phenylglycidyl ether, aliphatic glycidyl ether (C 12 to C 14 ), and the like.

상기 반응성 희석제는 주제 성분(a)과 경화 성분(b) 각각에, 각각의 중량을 기준으로 1 내지 15 중량%로 조성물 내에 포함될 수 있다. 1 중량% 미만으로 포함하는 경우에는 희석 효과가 떨어져 점도가 높고 교반이 불가능해질 수 있으며, 15 중량부를 초과하는 경우에는 조성물의 점도가 지나치게 감소하여 도막 두께를 확보하기 곤란하고 부착성이 저하될 수 있다.The reactive diluent may be included in the composition in each of the subject component (a) and the curing component (b) at 1 to 15% by weight, based on the weight of each. If it is included in less than 1% by weight, the dilution effect is low, the viscosity may be high and stirring may not be possible. If it exceeds 15 parts by weight, the viscosity of the composition is excessively reduced, making it difficult to secure the thickness of the coating film and adhesion may be reduced. have.

상기 조성물에서, 주제 성분(a)와 경화 성분(b)에 모두 포함되는 세라믹 분말, 층상 실리케이트와 나노사이즈 판상 유리 플레이크, 첨가제, 희석제 등은 그것의 종류가 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있음은 물론이다.In the composition, the ceramic powder, layered silicate and nano-size plate glass flakes, additives, diluents, etc., which are included in both the main component (a) and the curing component (b) may be the same kind or different from each other. Of course.

한편, 상기 코팅층의 두께는 200 내지 500 ㎛일 수 있다. 이러한 코팅층은 앞서 설명한 바와 같이, 판상 유리 플레이크가 코팅면에 대해 평행하게 배열되어 있는 것을 특징을 갖는다.On the other hand, the thickness of the coating layer may be 200 to 500 ㎛. This coating layer is characterized in that the plate-shaped glass flakes are arranged parallel to the coating surface, as described above.

1회 도장작업에서 얻을 수 있는 건조 코팅두께가 약 100 내지 500 ㎛이기 때문에, 상기 건조 코팅두께가 500 ㎛ 두께 범위보다 클 경우에는 코팅 두께가 두꺼워 내구성은 우수해지나 도장 작업 횟수가 늘어나 작업시간이 길어지기 때문에, 현장작업성과 생산성이 떨어지는 문제점이 발생하고, 상기 건조 코팅두께가 100 ㎛ 두께보다 작을 경우에는 작업시간이 단축되는 장점은 있으나 건조도막두께가 얇아 내구성과 방식성이 떨어지는 문제점이 있다. 즉, 두께가 100 ㎛ 미만일 경우에는 도막이 오랫동안 견디지 못하고 닳아 없어지기 때문에 수시로 도장을 다시 해야 하는 문제점이 발생한다.Since the dry coating thickness obtained in one painting operation is about 100 to 500 µm, when the dry coating thickness is larger than the thickness range of 500 µm, the coating thickness is thick and the durability is excellent, but the number of painting operations increases and the working time is increased. Due to the long, there is a problem that the field workability and productivity is low, and when the dry coating thickness is less than 100 ㎛ thickness has the advantage of shortening the working time, but there is a problem that the dry film thickness is thin, durability and corrosion resistance is poor. In other words, if the thickness is less than 100 μm, the coating film does not endure for a long time and wears out, so a problem of having to repaint frequently occurs.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 나노 세라믹 코팅 강관은, 금속 및 콘크리트 구조물의 방식(anti-corrosion) 코팅용 조성물이 코팅되어 있고, 첨가된 충진재가 코팅면에 평행하게 배열되어 우수한 방식 성능을 제공하며, 코팅층 내의 핀홀과 같은 결함의 발생을 방지하고, 코팅층 내에 첨가되는 무기질 재료의 함량을 낮춤으로써 밀도 감소 및 점도 감소에 의한 코팅층의 흐림 결함을 방지하여, 생산성의 증가 및 방식 코팅의 우수한 종합 성능을 제공할 수 있다.As described above, the nano-ceramic coated steel pipe according to the present invention is coated with a composition for anti-corrosion coating of metal and concrete structures, and the added filler is arranged parallel to the coating surface to provide excellent anticorrosive performance. It prevents the occurrence of defects such as pinholes in the coating layer, and lowers the content of the inorganic material added in the coating layer, thereby preventing blurring defects of the coating layer due to the decrease in density and viscosity, thereby increasing productivity and excellent overall performance of the anticorrosive coating. Can be provided.

도 1은 본 발명에 따른 나노 세라믹 코팅제를 이용한 강관의 도장공정의 단계를 예시적으로 나타낸 흐름도이다;
도 2는 본 발명에 따른 나노 세라믹 코팅제를 이용한 강관을 제조하는 도장 장치의 측면 모식도이다;
도 3은 실시예 1의 코팅층의 단면 미세 조직을 주사 전자 현미경으로 관찰한 사진이다.
1 is a flowchart illustrating the steps of the coating process of the steel pipe using the nano-ceramic coating agent according to the present invention;
2 is a schematic side view of a coating apparatus for manufacturing a steel pipe using a nano-ceramic coating agent according to the present invention;
Figure 3 is a photograph of the cross-sectional microstructure of the coating layer of Example 1 observed with a scanning electron microscope.

이하에서는 실시예 등을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and the like, but the scope of the present invention is not limited thereto.

도 1에는 본 발명에 따른 나노 세라믹 코팅제를 이용한 강관의 도장공정의 순서를 예시적으로 나타낸 흐름도가 모식적으로 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 따른 나노 세라믹 코팅제를 이용한 강관을 제조하는 도장 장치의 측면 모식도가 도시되어 있다.FIG. 1 is a flowchart schematically illustrating a procedure of a coating process of a steel pipe using a nano ceramic coating according to the present invention, and FIG. 2 is a painting apparatus for manufacturing a steel pipe using a nano ceramic coating according to the present invention. A schematic side view of is shown.

이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 강관은 코팅 작업을 수행하기 위해 콘베이어에 이송 및 안착된다(S 100). Referring to these drawings, the steel pipe according to the present invention is transported and seated on the conveyor (S 100) to perform the coating operation.

도장장치에는 나노 세라믹 코팅제(210) 및 나노 세라믹 코팅제(210)를 분사하도록 하기 위한 분사기(200)가 형성되어 있고, 나노 세라믹 코팅제(210)는 분사기(200)를 통하여 이송관(220)을 따라 이송된다. The coating device is formed with a nano-ceramic coating 210 and an injector 200 for injecting the nano-ceramic coating 210, the nano-ceramic coating 210 is along the feed pipe 220 through the injector 200 Transferred.

또한, 이송관(220)으로 이송된 나노 세라믹 코팅제(210)는 분사노즐(230)을 통하여 분사되며, 쇼트 블라스팅이 수행된다(S 200). In addition, the nano ceramic coating 210 transferred to the transfer pipe 220 is sprayed through the injection nozzle 230, the shot blasting is performed (S 200).

여기서, 콘베이어에 안착된 강관 몸체부(100)에는 내/외측에 외부 코팅층(120) 및 내부 코팅층(110)이 형성되어 있고, 강관 몸체부(100)는 화살표 방향으로 회전 및 전/후 방향으로 이동되며 쇼트 블라스팅이 수행된다. Here, the outer pipe layer 120 and the inner coating layer 110 is formed on the inside / outside of the steel pipe body portion 100 seated on the conveyor, the steel pipe body portion 100 is rotated in the direction of the arrow and in the front / rear direction Moving and shot blasting is performed.

따라서, 강관 몸체부(100)의 내부 코팅층(110)은 분사노즐(230)을 통하여 분사되는 나노 세라믹 코팅제(210)에 의해 균일하게 코팅될 수 있다(S 300).
Therefore, the inner coating layer 110 of the steel pipe body portion 100 may be uniformly coated by the nano-ceramic coating 210 is injected through the injection nozzle 230 (S 300).

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

CTBN 변성 에폭시 수지(국도화학 KR-207, 에폭시 당량 190g/eq) 45 중량부, 세라믹 분말(산화티탄, 실리카, 탈크, 탄산칼슘, 마이카) 25 중량부, 층상 실리케이트(Southern Clay Products(Cloisite 93A)) 5 중량부, 나노사이즈 판상 유리 플레이크(Glass flake limitted사의 ECR glass flake) 10 중량부, 첨가제(소포제, 분산제, 가소제, 레벨링제, 증점제, 커플링제) 5 중량부 및 반응성 희석제 10 중량부를 혼합하여 주제 성분(a)을 제조하였다.45 parts by weight of CTBN modified epoxy resin (Kukdo Chemical KR-207, epoxy equivalent 190g / eq), 25 parts by weight of ceramic powder (titanium oxide, silica, talc, calcium carbonate, mica), layered silicate (Southern Clay Products (Cloisite 93A) ) 5 parts by weight, nano-size plate glass flakes (ECR glass flake from Glass flake limitted), 5 parts by weight of additives (defoamer, dispersant, plasticizer, leveling agent, thickener, coupling agent) and 10 parts by weight of reactive diluent Subject ingredient (a) was prepared.

또한, 변성 지환족 아민(Air Products사의 Ancamine 2280) 50 중량부, 세라믹 분말(상동) 20 중량부, 층상 실리케이트(상동) 5 중량부, 나노사이즈 판상 유리 플레이크(상동) 10 중량부, 첨가제(소포제, 분산제, 가소제, 수분흡수제) 5 중량부 및 반응성 희석제 10 중량부를 혼합하여 경화 성분(b)를 제조하였다.In addition, 50 parts by weight of modified alicyclic amine (Ancamine 2280, manufactured by Air Products), 20 parts by weight of ceramic powder (equivalent), 5 parts by weight of layered silicate (homologous), 10 parts by weight of nano-size plate-shaped glass flakes (homologous), additive (defoamer) , 5 parts by weight of a dispersant, a plasticizer, and a water absorbent) and 10 parts by weight of a reactive diluent were mixed to prepare a cured component (b).

상기에서 각각 제조된 주제 성분(a)과 경화 성분(b)을 2:1(부피비)로 혼합하여 코팅용 조성물을 제조하였다.
The coating composition was prepared by mixing the main component (a) and the curing component (b) prepared in the above in a 2: 1 (volume ratio).

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

층상 실리케이트와 나노사이즈 판상 유리 플레이크를 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅용 조성물을 제조하였다.
A coating composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the layered silicate and the nano-size plate glass flakes were not added.

<비교예 2>Comparative Example 2

층상 실리케이트를 첨가하지 않고, 나노사이즈 판상 유리 플레이크를 주제 성분과 경화제에 각각 10 중량부씩 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅용 조성물을 제조하였다.
A coating composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 parts by weight of the nano-size plate-shaped glass flakes were added to the main component and the curing agent without adding the layered silicate.

상기 실시예 1, 비교예 1 및 2의 조성을 하기 표 1에 나타내었다.The compositions of Example 1, Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 1 below.

실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비고Remarks 주제 성분
(a)
Theme ingredients
(a)
에폭시 수지Epoxy resin 4545 4545 4545 국도화학 KR-207Kukdo Chemical KR-207
세라믹 분말Ceramic powder 2525 2525 2525 산화티탄, 실리카, 탈크, 탄산칼슘, 마이카Titanium oxide, silica, talc, calcium carbonate, mica 층상 실리케이트Layered silicate 55 00 00 Southern Clay Products Cloisite 93ASouthern Clay Products Cloisite 93A 판상 유리 플레이크Lamellar glass flakes 1010 00 1010 Glass flake limited
(ECR glass flake)
Glass flake limited
(ECR glass flake)
첨가제additive 55 55 55 소포제, 분산제, 가소제, 레벨링제, 증점제, 커플링제Defoamer, dispersant, plasticizer, leveling agent, thickener, coupling agent 희석제diluent 1010 1010 1010 반응성 희석제, Reactive diluent, 경화성분
(b)
Curing Ingredient
(b)
변성 지환족 아민Modified alicyclic amines 5050 5050 5050 Air Products
Ancamine 2280
Air Products
Ancamine 2280
세라믹 분말Ceramic powder 2020 2020 2020 상동Homology 층상 실리케이트Layered silicate 55 00 00 상동Homology 판상 유리 플레이크Lamellar glass flakes 1010 00 1010 상동Homology 첨가제additive 55 55 55 소포제, 분산제, 가소제, 수분흡수제Defoamer, dispersant, plasticizer, water absorbent 희석제diluent 1010 1010 1010 상동Homology

<실험예 1> 코팅면 미세구조Experimental Example 1 Microstructure of Coating Surface

상기 실시예 1 및 비교예 2의 조성물을 도 1의 공정 순서에 따라 airless spray법으로 강판 기지상에 300 ㎛ 두께로 코팅하고, 상온에서 24 시간 동안 경화시킨 후, 단면의 미세 조직을 주사 전자 현미경으로 관찰하였다. 실시예 1의 코팅층의 미세조직이 도 3에 나타나 있다.The compositions of Example 1 and Comparative Example 2 were coated with a thickness of 300 μm on a steel sheet base by airless spray method according to the process sequence of FIG. 1, and cured at room temperature for 24 hours. Observed. The microstructure of the coating layer of Example 1 is shown in FIG. 3.

도 3을 참조하면, 첨가된 판상 유리 플레이크는 대부분 코팅면에 거의 평행하게 배열되어 판상 유리 플레이크의 단면만이 관찰되는 것을 볼 수 있고, 유리 플레이크 사이에서 관찰되는 흰색의 미세 구조가 층상 실리케이트 충진재이다.Referring to FIG. 3, the added plate glass flakes are mostly arranged almost parallel to the coating surface so that only the cross section of the plate glass flakes can be observed, and the white fine structure observed between the glass flakes is the layered silicate filler. .

따라서, 층상 실리케이트 재료와 나노미터 크기의 판상 유리 플레이크를 혼합하여 충진재로 사용함으로써 유리 플레이크를 코팅면에 평행하게 배열하는 효과를 얻게 된다.
Thus, by mixing the layered silicate material and the nanometer-sized plate glass flakes as a filler, the effect of arranging the glass flakes parallel to the coating surface is obtained.

<실험예 2> 방수/방식 성능 실험Experimental Example 2 Waterproof / Anticorrosive Performance Experiment

상기 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 조성물을 실험예 1과 같은 방법으로 코팅한 후, 코팅층의 기본 물성과 투습도 및 내식성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.After coating the composition of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in the same manner as Experimental Example 1, the basic physical properties of the coating layer and the moisture permeability and corrosion resistance were measured and shown in Table 2 below.

기본 물성 시험항목에서 핀홀시험은 NACE RP 0188, 굴곡성과 충격성은 KS D 8502, 접착성 시험은 ASTM D 4541, 내마모성는 ASTM D 4060의 시험방법에 따라 시험하였다.In the basic property test items, the pinhole test was conducted according to the test method of NACE RP 0188, the flexural and impact properties of KS D 8502, the adhesion test of ASTM D 4541, and the wear resistance of ASTM D 4060.

투습도는 MOCON사 투습도 측정 장치인 PERMATRANS-W Model 3/61을 사용하여 ASTM F-1249 규격에 정해진 방법에 따라 측정하였다. 복합사이클 내식성 시험응 KSM ISO 11997-1의 시험방법에 의거하여 내식 성능을 평가하였다.Moisture permeability was measured according to the method specified in ASTM F-1249 standard using the PERMATRANS-W Model 3/61, a moisture permeability measuring device of MOCON. Multiple cycle corrosion resistance test The corrosion performance was evaluated according to the test method of KSM ISO 11997-1.

실시예 1Example 1 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비고Remarks 핀홀Pinhole 양호Good 양호Good 양호Good 굴곡성Flexibility 양호Good 미세 크랙Fine cracks 양호Good 1200~1500V1200-1500 V 충격성Impact 양호Good 양호Good 1㎠1㎠ 650g/2400㎜650g / 2400mm 접착성Adhesiveness 9.39.3 8.18.1 7.47.4 N/㎟N / mm &lt; 2 & 내마모성Wear resistance 4444 7575 6363 Cs17,1kg, 1000cycles
(㎎ loss)
Cs17,1kg, 1000cycles
(Mg loss)
투습도Moisture permeability 1.21.2 310310 1313 g/m2 dayg / m 2 day 복합 사이클 내식 저항성Compound Cycle Corrosion Resistance 0.0%0.0% 4.2%4.2% 0.5%0.5% 300 시간
50 싸이클
300 hours
50 cycles

표 2를 참조하면, 비교예 2의 조성으로 제조된 코팅층은 비교예 1에 대비하여 수분의 투과도의 현저한 감소가 얻어지는 것을 볼 수 있다. 이러한 현상은 나노미터 두께의 유리 플레이크의 수분 차단 성능이 매우 뛰어나기 때문이다.Referring to Table 2, it can be seen that the coating layer prepared with the composition of Comparative Example 2 can obtain a significant decrease in the moisture permeability compared to Comparative Example 1. This is because the nanometer-thick glass flakes provide excellent moisture barrier.

그러나, 실시예 1의 조성으로 제조된 코팅층의 수분 투과도는 비교예 2보다 더욱 감소하는 것을 볼 수 있다. 이와 같이 투과도가 획기적으로 감소하는 것은, 이들 이온의 확산에 대하여 첨가된 충진재가 코팅면에 평행하게 규칙적으로 배열되어 있어, 코팅층을 통하여 수직으로 확산하는 물질에 대해서 효과적으로 차단하는 역할을 하기 때문이다.However, it can be seen that the water permeability of the coating layer prepared with the composition of Example 1 is further reduced than Comparative Example 2. The dramatically reduced permeability is because the fillers added to the diffusion of these ions are regularly arranged parallel to the coating surface, effectively blocking the material diffused vertically through the coating layer.

또한, 투습도의 감소 경향과 유사하게 내식 성능도 증가하는 것을 볼 수 있다. 즉, 코팅층에 평행하게 배열된 판상 유리 플레이크가 수분 및 부식을 유발하는 각종 이온에 대한 차단 저항성을 증가시키고, 코팅의 방수/내식 성능이 개선된다.In addition, it can be seen that the corrosion resistance also increases similarly to the decreasing tendency of moisture permeability. That is, the plate glass flakes arranged parallel to the coating layer increase the blocking resistance to various ions causing moisture and corrosion, and the waterproof / corrosion performance of the coating is improved.

이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조로 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Although described with reference to the drawings according to an embodiment of the present invention, those of ordinary skill in the art will be able to perform various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.

Claims (14)

금속 및 콘크리트 구조물의 방식(anti-corrosion) 코팅용 조성물이 코팅된 세라믹 코팅 강관으로서, 폴리머 수지, 경화제, 세라믹 분말, 및 충진재로서 층상 실리케이트와 나노사이즈 판상 유리 플레이크를 포함하는 2성분계를 포함하고, 상기 나노사이즈 판상 유리 플레이크는 조성물에 의해 형성되는 코팅층의 두께보다 작은 길이를 가지며, 장축의 평균 길이가 코팅층의 두께 대비 1/4 이하이고, 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 포함되며, 상기 코팅층의 코팅면에 대해 평행하게 배열되는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물이 코팅된 나노 세라믹 코팅 강관.A ceramic coated steel pipe coated with a composition for anti-corrosion coating of metal and concrete structures, comprising a two-component system comprising a layered silicate and nanosized glass flakes as a polymer resin, a hardener, a ceramic powder, and a filler, The nano-size plate-shaped glass flake has a length less than the thickness of the coating layer formed by the composition, the average length of the major axis is 1/4 or less than the thickness of the coating layer, and comprises 1 to 20% by weight based on the total weight of the composition , Nano ceramic coated steel pipe coated with a coating composition, characterized in that it has a property that is arranged parallel to the coating surface of the coating layer. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리머 수지는 열가소성 에폭시 수지이고, 조성물 전체 중량을 기준으로 30 내지 50 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물이 코팅된 나노 세라믹 코팅 강관. According to claim 1, wherein the polymer resin is a thermoplastic epoxy resin, the nano-ceramic coated steel pipe coated with a coating composition, characterized in that it comprises 30 to 50% by weight based on the total weight of the composition. 제 2 항에 있어서, 상기 열가소성 에폭시 수지는 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 및 수첨 비스페놀 A형 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물이 코팅된 나노 세라믹 코팅 강관. The nano-ceramic coated steel pipe coated with a coating composition according to claim 2, wherein the thermoplastic epoxy resin is selected from the group consisting of bisphenol F type epoxy resins, bisphenol A type epoxy resins, and hydrogenated bisphenol A type epoxy resins. . 제 1 항에 있어서, 상기 경화제는 아민계 경화제이고, 조성물 전체 중량을 기준으로 10 내지 30 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물이 코팅된 나노 세라믹 코팅 강관. According to claim 1, wherein the curing agent is an amine-based curing agent, the nano-ceramic coated steel pipe coated with a coating composition, characterized in that contained in 10 to 30% by weight based on the total weight of the composition. 제 1 항에 있어서, 상기 상기 세라믹 분말은 입도 분포가 0.2 내지 50 ㎛ 범위의 산화티탄, 탈크, 탄산칼슘, 실리카로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이며, 조성물 전체 중량을 기준으로 10 내지 30 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물이 코팅된 나노 세라믹 코팅 강관.According to claim 1, wherein the ceramic powder is one or more selected from the group consisting of titanium oxide, talc, calcium carbonate, silica in the particle size distribution range of 0.2 to 50 ㎛, 10 to 30% by weight based on the total weight of the composition Nano ceramic coated steel pipe coated with a composition for coating, characterized in that it comprises a. 제 1 항에 있어서, 상기 층상 실리케이트는 몬모릴로나이트(montmorillonite), 운모(mica), 카올리나이트(kaolinite) 및 질석(vermiculate)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이고, 입도 분포가 0.1 내지 30 ㎛ 범위이며, 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물이 코팅된 나노 세라믹 코팅 강관. The method of claim 1, wherein the layered silicate is at least one selected from the group consisting of montmorillonite, mica, kaolinite and vermiculate, has a particle size distribution in the range of 0.1 to 30 μm, and the composition as a whole. Nano ceramic coated steel pipe coated with a coating composition, characterized in that contained in 1 to 20% by weight based on the weight. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 판상 유리 플레이크는 장축의 평균 길이가 10 내지 50 ㎛이고, 두께가 0.1 내지 0.5 ㎛인 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물이 코팅된 나노 세라믹 코팅 강관. The nano-ceramic coated steel pipe of claim 1, wherein the plate-shaped glass flakes have an average length of 10 to 50 µm and a thickness of 0.1 to 0.5 µm. 제 1 항에 있어서, 상기 층상 실리케이트는 유기물로 인터칼레이션(intercalation) 처리된 유기 층상 실리케이트(organic silicates) 재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물이 코팅된 나노 세라믹 코팅 강관.The nano-ceramic coated steel pipe coated with a coating composition according to claim 1, wherein the layered silicate is made of an organic layered silicate material which is intercalated with an organic material. 제 9 항에 있어서, 상기 재료는 고속/고온 교반 또는 초음파 분산법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물이 코팅된 나노 세라믹 코팅 강관.10. The nano ceramic coated steel pipe of claim 9, wherein the material is manufactured by high speed / high temperature stirring or ultrasonic dispersion. 제 1 항에 있어서, 상기 코팅용 조성물은, (a) 폴리머 수지, 세라믹 분말, 층상 실리케이트, 판상 유리 플레이크, 첨가제 및 반응성 희석제를 혼합한 주제 성분; 및 (b) 아민계 경화제, 세라믹 분말, 층상 실리케이트, 판상 유리 플레이크, 첨가제 및 희석제를 혼합한 경화제;의 혼합물 형태인 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물이 코팅된 나노 세라믹 코팅 강관.The composition of claim 1, wherein the coating composition comprises: (a) a main component of a polymer resin, ceramic powder, layered silicate, plate glass flakes, additives, and reactive diluents; And (b) an amine-based curing agent, a ceramic powder, a layered silicate, a plate-shaped glass flake, an additive and a diluent, and a curing agent. 제 11 항에 있어서, 상기 주제 성분(a)와 경화 성분(b)는 부피 기준으로 1:3 내지 3:1의 비율로 혼합되며, 주제 성분(a) 중의 폴리머 수지와 경화 성분(b) 중의 아민계 경화제의 당량비가 2:1인 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물이 코팅된 나노 세라믹 코팅 강관.12. The curable component (a) and curable component (b) are mixed in a ratio of 1: 3 to 3: 1 by volume, and the polymer resin and curable component (b) in the curative component (a) Nano-ceramic coated steel pipe coated with a coating composition, characterized in that the equivalent ratio of the amine curing agent is 2: 1. 제 11 항에 있어서, 상기 반응성 희석제는 부틸글리시딜에테르, 페닐그리시딜에테르, 및 지방족 글리시딜에테르(C12~C14)로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 코팅용 조성물이 코팅된 나노 세라믹 코팅 강관.The method of claim 11, wherein the reactive diluent is butyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, and aliphatic glycidyl ether (C 12 ~ C 14 ) is coated with a coating composition, characterized in that Nano ceramic coated steel pipe. 제 1 항에 있어서, 상기 코팅층의 두께는 200 내지 500 ㎛인 것을 특징으로 하는 나노 세라믹 코팅 강관. The nano-ceramic coated steel pipe of claim 1, wherein the coating layer has a thickness of 200 to 500 µm.
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