KR101388836B1

KR101388836B1 - 초내후성 내암모니아 테프론 탑 코팅 조성물

Info

Publication number: KR101388836B1
Application number: KR1020130106127A
Authority: KR
Inventors: 장완수
Original assignee: 유한회사 영생지엔엔지니어링
Priority date: 2013-09-04
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2014-04-25

Abstract

본 발명은 암모니아 내성 불소수지 코팅을 위한 테프론 탑 코팅 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 철강재의 부식을 방지하기 위하여, 철강재 상에 스테인레스강/알루미늄 (SUS/AL) 코팅 후 내 암모니아 코팅을 위한 암모니아 내성 불소수지 코팅 조성물에 관한 것이다.

Description

초내후성 내암모니아 테프론 탑 코팅 조성물 {Super Weather- and Ammonia Resistant Teflon Top Coating Composition}

본 발명은 암모니아 내성 불소수지 코팅을 위한 테프론 탑 코팅 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 철강재의 부식을 방지하기 위하여, 철강재 상에 스테인레스강/알루미늄 (SUS/AL) 코팅 후 초내후성 내암모니아 코팅을 위한 암모니아 내성 불소수지 코팅 조성물에 관한 것이다.

알루미늄이나 여러 가지 다른 금속물질들은 일반적으로 부식을 방지하기 위하여 불소수지 코팅을 이용하고 있다.

이러한 불소수지 코팅 방법은 종래에 통상적으로 잘 알려져 있는 방법을 사용하고 있는데, 우선 코팅하고자 하는 금속물질에 하도 프라이머 조성물을 적용한 다음, 하도 조성물을 건조시키고 필요한 경우에는 소성을 한 후에 그 위에 상도 에나멜 조성물을 코팅하고 다시 상도 에나멜을 소성하여 코팅을 하게 된다. 이때, 상도 에나멜이 소성되는 과정에서 열에 의하여 하도의 고분자가 용융되어 코팅하고자 하는 금속물질에 견고하게 부착하게 되어 일부 상도 에나멜과 용융된 혼합물을 형성함으로써, 코팅하고자 하는 금속물질에 견고한 코팅이 형성된다. 즉, 상기 하도 조성물은 코팅하고자 하는 금속물질과 우수한 부착력을 나타내고, 상도 에나멜과도 우수한 밀착력을 나타내야 하는 동시에 높은 내부식성 및 내열성을 나타내야 한다.

이와 같은 금속 코팅에 적용하는 종래의 불소수지 하도 조성물은 보통 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 테트라플루오로에틸렌 공중합체 등의 불소수지, 부착력 증진제 및 기타 첨가제로 구성된 수분산 형태로 이루어져 있다. 그러나, 종래의 불소수지 하도 조성물은 고온용 내부식성의 결여, 계의 불규일한 문제가 있어 바람직하지 않다. 또한, 기존의 방법에 의한 비점착성 하도조성물은 표면을 크롬산 등으로 처리하기 때문에 환경보호적인 청정기술 측면에서도 많은 문제점을 안고 있었다.

이와 같이, 종래의 불소 수지 코팅은 상기와 같은 문제점을 야기하므로, 부착력과 밀착력이 우수하고 또한 내부식성 및 내열성이 우수한 새로운 코팅 조성물의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 철강재의 내구성을 극대화하여 건축물의 수명을 유지하기 위하여 철강재 상의 스테인레스강/알루미늄 (SUS/AL) 코팅막 위를 초내후성 내암모니아 코팅하기 위한 불소수지 코팅 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 불소수지, 알킬트리클로로실란, 용제, 안료, 및 첨가제를 포함하는 주제; 및 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 내성 불소수지 코팅 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 불소수지는 테프론 수지인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 조성물은 철강재의 부식을 방지하기 위한 것이며, 철강재 상에 스테인레스강/알루미늄 코팅 후 내 암모니아 코팅을 위한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 스테인레스강/알루미늄 코팅은, 알루미늄 플레이크 및 스테인레스강 플레이크를 포함하는 금속안료, 에폭시 수지 및 메틸스티렌과 페놀의 중합체를 포함하는 합성수지, 알코올 및 자일렌을 포함하는 용제, 및 4차 암모늄 화합물을 포함하는 첨가제를 포함하는 주제; 및 경화제를 포함하는 2액형 스테인레스강/알루미늄 코팅 조성물로 코팅된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 철강재 상에 스테인레스강/알루미늄 (SUS/AL) 코팅 후 초내후성 내암모니아 불소수지 코팅을 하여, 철강재의 내구성을 극대화하여 건축물의 수명을 유지하는 데 도움이 된다.

본 발명은 불소수지, 알킬트리클로로실란, 용제, 안료, 및 첨가제를 포함하는 주제; 및 경화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아 내성 불소수지 코팅 조성물을 제공한다.

본 발명의 암모니아 내성 불소수지 코팅 조성물은 주로, 철강재의 부식을 방지하기 위한 것이다. 특히, 본 발명의 코팅 조성물을 자원화 시설에 사용되는 철 구조물 (H 빔, C형 강)에 적용하기 위한 것이다. 구체적으로는 철강재 상에 50 내지 100um 정도 스테인레스강/알루미늄 코팅 후 내 암모니아 코팅을 위한 것이다. 본 발명에 따른 내 암모니아 코팅층은 상도 조성물로 형성되는 것이고, 하도 조성물로 형성되는 스테인레스강/알루미늄 코팅과는 부착강도가 우수하다.

자원화 시설의 철강 구조물의 경우 다음과 같은 문제점이 있다.

-C형 강 부재는 건물 내부에 지붕판재와 결합, 밀폐되어 있어 암모니아 가스에 많은 면적이 노출되어 부식이 발생한다.

-C형 강 구조는 세로 시공을 함으로 해서 내부에 가스 응축수가 고여 철재 부식을 사전에 차단하기 어렵다.

-외부에서 지붕재 결합용 나사 끝이 C형 강을 관통하며 결합되는 과정에서 철강 보호 페인트 면이 손상되면서 철재부식이 발생하게 되고 지붕재 나사의 부식발생으로 결합에 유격이 생겨 지붕재의 수명이 단축된다.

-현장 철골 세우기 공정 시 많은 조립과정에서 철재 페인트 면이 손상됨으로 철재 부식을 방지하기 어렵다.

상기 철재 구조물의 부식을 방지하기 위하여 다음과 같은 코팅처리 공정을 적용하였다.

(1) 철장재 반입 → (2) 철강재 가공 → (3) 철강재 표면 쇼트 공정 → (4) 알루미늄 & 스테인리스 코팅 (AL/SUS COAT) 1차 도장작업 → (5) 제품포장 현장반입 → (6) 현장 철골 조립 시공 → (7) 알루미늄 & 스테인리스 코팅 (AL/SUS COAT) 2 도장작업 → (8) 암모니아 내성용 불소수지 코팅 1차 코팅 → (9) 암모니아 내성용 불소수지 코팅 2차 코팅 → 준공 마감 터치 최종 준공 검사

본 발명에 따른 암모니아 내성 불소수지 코팅 조성물은 상기 8번 및 9번 단계에서 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 암모니아 내성 불소수지 코팅 조성물은 2액형으로 주제/경화제로 분리되어 있고, 혼합 후 일정 시간 (바람직하게는 4시간 이내) 내에 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 조성물에서 주제는 불소수지, 알킬트리클로로실란, 용제, 안료, 및 첨가제를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 불소수지는 테프론 수지이다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 불소수지는 히드록시기를 가지는 불소 함유 수지이다. 상기 불소수지는 주제 전체 중량부에 대하여 20 내지 50 중량%로 사용될 수 있다. 상기 범위를 벗어나면 불소수지의 오염방지 기능이 떨어지게 되어 본 발명에서 원하는 효과를 달성할 수 없다.

본 발명에서, 알킬트리클로로실란 (ATS)은 화학식으로서 CH₃-(CH₂)_n-SiCl₃로 나타낼 수 있다. n은 1이상 20미만이 될 수 있다. 상기 알킬트리클로로실란은 코팅막의 표면 에너지를 변화시켜 불소수지의 오염방지 기능을 향상시킬 수 있다. 상기 알킬트리클로로실란은 주제 전체 중량부에 대하여 10 내지 20 중량%로 사용될 수 있다. 상기 범위를 벗어나면 불소수지의 오염방지 기능이 떨어지게 되어 본 발명에서 원하는 효과를 달성할 수 없다.

본 발명에서, 용제는 자일렌을 포함한다. 자일렌으로서 m-자일렌을 사용할 수 있다. 상기 용제는 주제 전체 중량부에 대하여 5 내지 20 중량%로 사용될 수 있다. 상기 범위를 벗어나면 불소수지의 오염방지 기능이 떨어지게 되어 본 발명에서 원하는 효과를 달성할 수 없다.

본 발명에서, 안료로는 이산화티타늄 안료, 운모 안료 등을 사용할 수 있다. 상기 안료는 주제 전체 중량부에 대하여 20 내지 40 중량%로 사용될 수 있다. 상기 범위를 벗어나면 불소수지의 오염방지 기능이 떨어지게 되어 본 발명에서 원하는 효과를 달성할 수 없다.

본 발명에서, 첨가제는 히드로처리된 경 증류를 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 주제 전체 중량부에 대하여 0.5 내지 5 중량%로 사용될 수 있다. 상기 범위를 벗어나면 불소수지의 오염방지 기능이 떨어지게 되어 본 발명에서 원하는 효과를 달성할 수 없다.

본 발명에서, 경화제는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 디메틸 카보네이트, 폴리이소시아네이트를 포함할 수 있다. 주제 대 경화제는 중량비로서 0.5:1 내지 6.0:1로 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 범위를 벗어나면 본 발명에서 원하는 효과를 달성할 수 없다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

<실시예>

다음 표 1 (주제) 및 표 2 (경화제)의 조성으로 통상적인 방법 (교반기에서 고속믹싱, 240분)에 의해 암모니아 내성 불소수지 코팅 조성물을 제조하였다.

분류	원재료명	배합량(Kg)
수지	Fluonate K702	15
	Fluonate K704	19
	ATS	16
용제	XYLENE	5
	SOLVESSO#100/SOLVENTNAPHTHA	6
	M.I.B.K	2
첨가제	DISPER BYK 110	0.3
	DISPERBYK - 103	0.3
	BYK-P-104S	0.2
	CAB-O-SIL H-5/AEROSIL 300/QS-30	0.5
	BYK 358N	0.3
	BYK-066N	0.3
	Dispalon 6900-20	1
	SYLOID244 CW/SILICA SYLYSIA 350/SYLOID C503	0.4
안료	TIO2 R-960/TIO2 R-960-28	25
안료	Talc sp 3000	8.7

원재료명	배합량(Kg)
Coronate HXR	44
PM ACETATE	36
Dimethyl carbonate	20

<실험예>

상기 실시예에서 제조된 주제와 경화제를 중량비로 5.3:1의 비율로 혼합하였다. 혼합 후 10분 정도 경과 후, 철강재 상에 형성된 스테인레스강/알루미늄 코팅 상에 50~100um 정도의 두께를 갖도록 스프레이 코팅하였다.

상기 주제와 경화제의 혼합 조성물의 물성을 하기 표 3과 같이 평가하였다.

[시험방법]

(1) 표면조도: 표면조도계로 측정하였고, 표면조도가 1.25 um이하이면 표면조도가 우수한 것으로 평가하였다.

(2) 경도: 연필경도계로 측정하였으며, 경도가 3H 이상이어야 한다.

(3) 발수도: 순수한 물을 이용하여 피막 위에 20∼30ul의 물방울을 형성시킨 후, 고니오미터 (Goniometer)로 물방울과 피막이 형성하는 접촉각을 측정하여 접촉각이 110˚이상이면 발수성이 우수한 것으로 하였다.

(4) 하도-상도 부착강도: 형성된 피막을 Elcometer 106을 사용하고, 에폭시 접착제 (2액형)를 사용하여, ASTM D 4541: 2002 (Type II)에 따라 부착강도를 측정하였다.

(5) 내부식성: 소금의 농도가 5%인 염수 속에 피막이 형성된 알루미늄 금속을 침적하여 80 ℃의 온도를 유지하면서 시간 경과에 따른 피막 표면을 관찰하였다. 80 ℃ 온도에서 50시간 이상 방치하였을 때, 피막 표면이 부식되지 않아야 내부식성이 우수한 것으로 평가하였다.

구분	실시예
표면조도 (um)	0.97
경도 (H)	5
발수도 (ㅀ)	120
하도-상도 부착강도 (MPa)	4.5
내부식성	양호

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

Claims

불소수지, 알킬트리클로로실란, 용제, 안료, 및 첨가제를 포함하는 주제; 및 경화제를 포함하는 암모니아 내성 불소수지 코팅 조성물로서,
상기 조성물은 철강재의 부식을 방지하기 위하여, 철강재 상에 스테인레스강/알루미늄 코팅 후 내 암모니아 코팅을 위한 것이며,
상기 스테인레스강/알루미늄 코팅은,
알루미늄 플레이크 및 스테인레스강 플레이크를 포함하는 금속안료, 에폭시 수지 및 메틸스티렌과 페놀의 중합체를 포함하는 합성수지, 알코올 및 자일렌을 포함하는 용제, 및 4차 암모늄 화합물을 포함하는 첨가제를 포함하는 주제; 및 경화제를 포함하는 2액형 스테인레스강/알루미늄 코팅 조성물로 코팅된 것을 특징으로 하는 암모니아 내성 불소수지 코팅 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 불소수지는 테프론 수지인 것을 특징으로 하는 암모니아 내성 불소수지 코팅 조성물.
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