KR101401609B1 - 부식방지 코팅제 조성물 및 이를 이용한 내부식성 코팅기판 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부식방지 코팅제 조성물 및 이를 이용한 내부식성 코팅기판 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열방출 및 열전달 특성이 우수하며, 염수 분무 및 침지에도 부식되지 않아 다양한 용도로 적용 가능한 부식방지 코팅제 조성물 및 이를 이용한 내부식성 코팅기판 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 부식방지 코팅제 조성물 및 이를 이용한 내부식성 코팅기판 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열방출 및 열전달 특성이 우수하며, 염수 분무 및 침지에도 부식되지 않아 다양한 용도로 적용 가능한 부식방지 코팅제 조성물 및 이를 이용한 내부식성 코팅기판 제조방법에 관한 것이다.
물과 접촉하고 있는 구조물은 오염 및/또는 부식에 의해 손상될 위험이 있다. 예를 들면, 조선 업계에서는 오랫동안 선박의 선체에 해양 유기물이 부착됨으로써 발생하는 심각한 문제에 부딪혀 왔다. 이러한 선박의 선체의 오염은 선박의 운항 비용을 증가시키며, 선박의 효능을 저하시킨다.
구조물의 오염 문제를 극복하기 위한 방법은 선박의 선체에 페인트를 사용하는 것으로서, 상기 페인트는 구조물이 물 또는 담수에 의해 부식되는 것을 저지하는 역할을 한다. 그러나, 통상적으로 구조물의 코팅에 사용되는 페인트는 독성을 가지며, 이 독성 성분, 예를 들면 해수에 용해될 수 있는 구리 또는 수은 화합물은 구조물이 침식되어 있는 물에 용해되며, 이로 인해 구조물의 부식을 방지하는 보호막이 된다. 그러나, 구조물에 코팅된 페인트 중 독성 물질은 구조물과 접촉하고 있는 물에 삼출(exudation)되어 심각한 환경 오염을 유발시킨다.
또한, 부식을 방지하기 위한 각종 기술들이 개발되었다. 예를 들면, 아연 또는 마그네슘과 같은 활성 금속의 손실성 양극을 구조물에 부착시키기도 하는데, 상기 양극은 갈바니 전지 작용을 통해 구조물 대신 자신 스스로를 부식시키는 작용을 한다.
구조물의 부식을 방지하기 위한 다른 방법은 인가 전류에 의한 음극 보호막을 사용하는 것이다. 이러한 방법은 구조물에 부착되어 구조물에 전류를 가할 수 있는데, 이를 통해 구조물 전체는 양극에 대해 음극으로 되고, 따라서 구조물을 부식으로부터 차단하게 된다.(예를 들면, 미국 특허 제3,497,434호 참조).
그러나, 물 또는 염수에 의한 구조물의 부식 및/또는 오염 방지 효과가 뛰어나며, 구조물에 코팅된 물질이 삼출되지 않아 환경 오염을 유발하지 않는 코팅제의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 물 또는 염수로 인한 부식율이 낮아 내부식성이 크며, 내열 특성이 우수하고, 금속 소재와의 접착력이 우수하여 다양한 용도로 활용할 수 있는 부식방지 코팅제 조성물 및 이를 이용한 내부식성 코팅기판 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 인상흑연 분말; 및 변성 에폭시 수지 및 경화제를 포함하는 유기 바인더; 를 포함하고, 상기 변성 에폭시 수지는 에폭시 수지에 실란 작용기를 도입하여 변성시킨 방열성이 우수한 부식방지 코팅제 조성물을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 인상흑연 분말은 평균 직경 5 ~ 100 ㎛일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 에폭시 수지는 비스페놀 A(bisphenol A), 비스페놀 F(bisphenol F), 비스페놀 B, 비스페놀AD, 비스페놀 S 및 레조르시놀로 이루어진 군 중 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 경화제는 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐술폰, 아조메틸페놀, 페놀노볼락수지, 오르토크레졸노볼락 수지, 나프톨노볼락수지, 페놀아랄킬수지, 무수 프탈산, 무수 말레산, 무수 헥사히드로프탈산, 무수 피로멜리트산, 디시안디아미드, 이미다졸, BF3-아민착체, 구아니딘 유도체로 이루어진 군 중 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 유기 바인더는 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 경화제 3 ~ 10 중량부로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 부식방지 코팅제 조성물은 유기 바인더 100 중량부에 대하여 인상흑연 분말 5 ~ 40 중량부로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판; 및 상기 기판의 일면 또는 양면에 코팅된 부식방지 코팅막; 을 포함하고, 상기 부식방지 코팅막 농도 5 %의 염수에 500 시간 동안 침지한 후 현미경으로 관찰하였을 때 코팅막의 균열 또는 박리가 없는 내부식성 코팅 기판을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 부식방지 코팅막은 평균 두께 5 ~ 200 ㎛일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 기판은 알루미늄, 탄소강, 합금강, 스테인레스 강, 동 및 니켈 합금으로 이루어진 군 중 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 내부식성 코팅 기판은 방열판, 전열기구용 히터 및 물가열 히터 보호관으로 이루어진 군 중 1종 이상의 용도일 수 있다.
나아가, 본 발명은 기판의 일면 또는 양면에 상술한 바와 같은 부식방지 코팅제 조성물을 코팅하는 단계; 를 포함하는 내부식성 코팅기판 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 코팅은 디핑(dipping) 코팅법, 스프레이법, 바 코팅(bar coating)법 및 스핀 코팅(spin coating)법으로 이루어진 군 중 1종의 방법으로 수행할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 경화는 50 ~ 250 ℃에서 1 ~ 5 시간 동안 수행하는 것일 수 있다.
본 발명은 물 또는 염수로 인한 부식율이 낮아 내부식성을 가지며, 금속 소재와의 접착력이 우수하여 다양한 용도로 활용할 수 있는 부식방지 코팅제 조성물 및 이를 이용한 내부식성 코팅기판 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 열방출 및 열전달 특성이 우수하여 내열 특성이 우수한 부식방지 코팅제 조성물 및 이를 이용한 내부식성 코팅기판 제조방법을 제공하고자 한다.
도 1은 실시예 1 내지 6에서 사용한 천연 인상흑연 분말의 형상이다.
도 2는 실험예 1에서 실험한 염수 침지 전의 실시예 1 기판의 표면이다.
도 3은 실험예 1에서 실험한 염수 침지 후의 실시예 1 기판의 표면이다.
도 4는 실험예 1에서 실험한 염수 침지 전의 비교예 1 기판의 표면이다.
도 5는 실험예 1에서 실험한 염수 침지 후의 비교예 1 기판의 표면이다.
도 6은 실험예 2에서 실험한 내열성 평가 전의 실시예 1 기판의 표면이다.
도 7은 실험예 2에서 실험한 내열성 평가 후의 실시예 1 기판의 표면이다.
도 8은 실험예 2에서 실험한 내열성 평가 전의 비교예 1 기판의 표면이다.
도 9는 실험예 2에서 실험한 내열성 평가 후의 비교예 1 기판의 표면이다.
도 10은 실험예 3에서 실험한 실시예 1 기판의 접착력 시험의 표면이다.
도 11은 실험예 3에서 실험한 비교예 1 기판의 접착력 시험의 표면이다.
도 2는 실험예 1에서 실험한 염수 침지 전의 실시예 1 기판의 표면이다.
도 3은 실험예 1에서 실험한 염수 침지 후의 실시예 1 기판의 표면이다.
도 4는 실험예 1에서 실험한 염수 침지 전의 비교예 1 기판의 표면이다.
도 5는 실험예 1에서 실험한 염수 침지 후의 비교예 1 기판의 표면이다.
도 6은 실험예 2에서 실험한 내열성 평가 전의 실시예 1 기판의 표면이다.
도 7은 실험예 2에서 실험한 내열성 평가 후의 실시예 1 기판의 표면이다.
도 8은 실험예 2에서 실험한 내열성 평가 전의 비교예 1 기판의 표면이다.
도 9는 실험예 2에서 실험한 내열성 평가 후의 비교예 1 기판의 표면이다.
도 10은 실험예 3에서 실험한 실시예 1 기판의 접착력 시험의 표면이다.
도 11은 실험예 3에서 실험한 비교예 1 기판의 접착력 시험의 표면이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
상술한 바와 같이, 구조물을 코팅하는 물질의 삼출이 적어 환경오염을 유발하지 않으며, 물 또는 염수에 의한 구조물의 부식 및/또는 오염 방지 효과가 뛰어난 코팅물 및 이를 이용한 코팅방법의 제공이 시급한 실정이다.
이에 본 발명은 인상흑연 분말; 및 변성 에폭시 수지 및 경화제를 포함하는 유기 바인더;를 포함하는 부식방지 코팅제 조성물을 제공함으로써 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 이를 통해, 열방출 및 열전달 특성이 우수하며, 염수 분무 및 침지에도 부식이 적은 부식방지 코팅제 조성물 및 이를 이용한 내부식성 코팅기판 제조방법을 제공하는 효과가 있다. 또한, 내열 특성이 우수하고, 금속 소재와의 접착력이 우수한 부식방지 코팅제 조성물 및 이를 이용한 내부식성 코팅 기판 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
본 발명은 인상흑연 분말; 및 변성 에폭시 수지 및 경화제를 포함하는 유기 바인더;를 포함하고, 상기 변성 에폭시 수지는 에폭시 수지에 실란 작용기를 도입하여 변성시킨 부식방지 코팅제 조성물을 제공한다.
상기 인상흑연 분말은 통상적으로 구매 및/또는 합성할 수 있는 직경이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 평균 직경 5 ~ 100 ㎛일 수 있다.
만약, 평균 직경 5 ㎛ 미만의 인상흑연 분말을 사용할 경우, 유기 바인더에 혼합할 때에 분말끼리 뭉치는 현상이 발생하여 바인더에 흑연 분말의 분산이 균일하게 되지 않는 문제가 발생할 수 있으며, 평균 직경 100 ㎛를 초과하는 인상흑연 분말을 사용할 경우, 코팅 두께보다 큰 흑연 분말이 존재하게 되면 코팅층 두께 및 표면 조도가 불균일한 문제가 발생할 수 있다.
상기 에폭시 수지는 통상적으로 코팅제에 포함될 수 있는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 비스페놀 A(bisphenol A), 비스페놀 F(bisphenol F), 비스페놀 B, 비스페놀AD, 비스페놀 S 및 레조르시놀로 이루어진 군 중 1종 이상, 더욱 바람직하게는 비스페놀 A(bisphenol A) 및/또는 비스페놀 F(bisphenol F)일 수 있다.
상기 변성 에폭시 수지는 에폭시 수지에 실란 작용기를 도입하여 변성시킨 것으로, 상기 실란 작용기는 통상적으로 에폭시 수지의 변성에 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 SinH2n +2으로 이때 n은 1 ≤ n ≤ 5를 만족하는 정수일 수 있다.
상기 경화제는 통상적으로 코팅제에 포함될 수 있는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐술폰, 아조메틸페놀, 페놀노볼락수지, 오르토크레졸노볼락 수지, 나프톨노볼락수지, 페놀아랄킬수지, 무수 프탈산, 무수 말레산, 무수 헥사히드로프탈산, 무수 피로멜리트산, 디시안디아미드, 이미다졸, BF3-아민착체, 구아니딘 유도체로 이루어진 군 중 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 디시안디아미드일 수 있다.
상기 변성 에폭시 수지 및 경화제의 혼합비는 통상적으로 코팅제에 적용될 수 있는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 경화제 3 ~ 10 중량부로 포함할 수 있다.
만약, 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 3 중량부 미만의 경화제를 포함할 경우, 제조한 코팅막의 완전 경화가 이뤄지지 않아 내열성 및 접착력이 약해지는 문제가 발생할 수 있으며, 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 10 중량부를 초과하는 중량의 경화제를 포함할 경우, 제조한 코팅막의 내구성이 약해 코팅막의 균열이 발생하는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 상기 유기 바인더에 변성 에폭시 수지가 아닌 락카계 수지를 포함할 경우(비교예 1 내지 3), 실험예 1 내지 3에서 확인되는 바와 같이, 금속 소재와의 접착력이 낮으며, 염수 침지에 의해 코팅층에 균열이 발생하여 부식방지 코팅제 조성물로 적합하지 않음을 확인할 수 있었다(도면 2 내지 5 참조).
상기 인상흑연 분말과 유기 바인더의 혼합비는 통상적으로 코팅제에 적용될 수 있는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 유기 바인더 100 중량부에 대하여 인상흑연 분말 5 ~ 40 중량부로 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 유기 바인더 100 중량부에 대하여 인상흑연 분말 10 ~ 35 중량부로 포함할 수 있다.
만약, 유기 바인더 100 중량부에 대하여 5 중량부 미만의 인상흑연 분말을 포함할 경우, 방열 및 내부식 성능이 떨어지는 문제가 발생할 수 있으며, 유기 바인더 100 중량부에 대하여 40 중량부를 초과하는 중량의 인상흑연 분말을 포함할 경우, 코팅제 조성물의 점도가 높아 코팅 두께 조절이 힘들고 코팅 표면도 불균일해지는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명은 기판; 및 상기 기판의 일면 또는 양면에 코팅된 부식방지 코팅막; 을 포함하고, 상기 부식방지 코팅막은 인상흑연 분말을 포함하며, 농도 5 %의 염수에 500 시간 동안 침지한 후 현미경으로 관찰하였을 때 코팅막의 균열 또는 박리가 없는 내부식성 코팅 기판을 제공한다.
구체적으로, 실험예 1에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 부식방지 코팅제 조성물로 코팅한 실시예 1의 기판은 비교예 1의 기판과 비교하여 농도 5 %의 염수에 500 시간 동안 침지한 후 현미경으로 관찰하였을 때 코팅막의 균열 또는 박리가 관찰되지 않는 것을 확인할 수 있었다. 이로 인해, 염수에 대해 강한 내부식성을 갖는 본 발명의 내부식성 코팅 기판의 내부식성을 확인할 수 있었다.
상기 기판은 통상적으로 물 또는 염수에 의한 부식을 방지하기 위한 코팅이 필요한 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 알루미늄, 탄소강, 합금강, 스테인레스 강, 동 및 니켈 합금로 이루어진 군 중 1종 이상일 수 있다.
나아가, 상기 부식방지 코팅막은 인상흑연 분말 및 변성 에폭시 수지를 포함하는 것이라면 그 함량비를 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 인상흑연 분말 5 ~ 40 중량부로 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 인상흑연 분말 10 ~ 35 중량부로 포함할 수 있다.
만약, 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 5 중량부 미만의 인상흑연 분말을 포함할 경우, 방열 및 내부식 성능이 떨어지는 문제가 발생할 수 있으며, 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 40 중량부를 초과하는 중량의 인상흑연 분말을 포함할 경우, 코팅제 조성물의 점도가 높아 코팅 두께 조절이 힘들고 코팅 표면도 불균일해지는 문제가 발생할 수 있다.
더불어, 상기 부식방지 코팅막은 통상적으로 기판을 코팅하는 두께라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 평균 두께 5 ~ 200 ㎛일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 평균 두께 50 ~ 100 ㎛일 수 있다.
만약, 평균 두께 5 ㎛ 미만의 부식방지 코팅막을 포함할 경우, 흑연 분말 입자로 인해 국부적으로 불안정하고 불균일한 코팅막이 생성될 수 있으며, 평균 두께 200 ㎛를 초과하는 부식방지 코팅막을 포함할 경우, 제조한 부식방지 코팅막의 접착력이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
게다가, 상기 내부식성 코팅 기판은 통상적으로 물 또는 염수에 의한 부식을 방지하기 위한 코팅이 필요한 용도라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 방열판, 전열기구용 히터 및 물가열용 히터 보호관으로 이루어진 군 중 1종 이상의 용도일 수 있다.
본 발명은 기판의 일면 또는 양면에 상술한 바와 같은 부식방지 코팅제 조성물을 코팅하는 단계; 를 포함하는 내부식성 코팅기판 제조방법을 제공한다.
먼저, 상기 부식방지 코팅제 조성물은 인상흑연 분말, 변성 에폭시 수지 및 경화제를 혼합하여 제조한 것이라면 특별히 제한하지 않는다.
상기 인상흑연 분말은 통상적으로 구매 및/또는 합성할 수 있는 직경이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 평균 직경 5 ~ 100 ㎛일 수 있다.
만약, 평균 직경 5 ㎛ 미만의 인상흑연 분말을 사용할 경우, 유기 바인더에 혼합할 때에 분말끼리는 뭉치는 현상이 발생하여 바인더에 흑연 분말의 분산이 균일하게 되지 않는 문제가 발생할 수 있으며, 평균 직경 100 ㎛를 초과하는 인상흑연 분말을 사용할 경우, 코팅 두께보다 큰 흑연 분말이 존재하게 되면 코팅층 두께 및 표면 조도가 불균일한 문제가 발생할 수 있다.
상기 변성 에폭시 수지는 통상적으로 코팅제에 포함될 수 있는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 비스페놀 A(bisphenol A), 비스페놀 F(bisphenol F), 비스페놀 B, 비스페놀AD, 비스페놀 S 및 레조르시놀로 이루어진 군 중 1종 이상, 더욱 바람직하게는 비스페놀 A(bisphenol A) 및/또는 비스페놀 F(bisphenol F)일 수 있다.
상기 경화제는 통상적으로 코팅제에 포함될 수 있는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐술폰, 아조메틸페놀, 페놀노볼락수지, 오르토크레졸노볼락 수지, 나프톨노볼락수지, 페놀아랄킬수지, 무수 프탈산, 무수 말레산, 무수 헥사히드로프탈산, 무수 피로멜리트산, 디시안디아미드, 이미다졸, BF3-아민착체, 구아니딘 유도체로 이루어진 군 중 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 디시안디아미드일 수 있다.
상기 인상흑연 분말, 변성 에폭시 수지 및 경화제의 혼합비는 통상적으로 코팅제에 적용될 수 있는 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 경화제 3 ~ 10 중량부 및 인상흑연 분말 5 ~ 40 중량부로 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 경화제 10 ~ 35 중량부 및 인상흑연 분말 10 ~ 35 중량부로 포함할 수 있다.
만약, 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 3 중량부 미만의 경화제를 포함할 경우, 제조한 코팅제의 완전 경화가 이루어지지 않아 내열성과 접착력이 약해지는 문제가 발생할 수 있으며, 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 10 중량부를 초과하는 중량의 경화제를 포함할 경우, 코팅이 취약해져서 오히려 균열 및 코팅이 손상되는 문제가 발생할 수 있다.
만약, 유기 바인더 100 중량부에 대하여 5 중량부 미만의 인상흑연 분말을 포함할 경우, 방열 및 내부식 성능이 떨어지는 문제가 발생할 수 있으며, 유기 바인더 100 중량부에 대하여 40 중량부를 초과하는 중량의 인상흑연 분말을 포함할 경우, 코팅제 조성물의 점도가 높아 코팅 두께 조절이 힘들고 코팅 표면도 불균일해지는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 상기 유기 바인더에 변성 에폭시 수지가 아닌 락카계 수지를 포함할 경우(비교예 1 내지 3), 실험예 1 내지 3에서 확인되는 바와 같이, 금속 소재와의 접착력이 낮으며, 염수 침지에 의해 코팅층에 균열이 발생하여 부식방지 코팅제 조성물로 적합하지 않음을 확인할 수 있었다(도면 2 내지 5 참조).
상기 조성물의 제조는 통상적으로 용매 및 용질을 혼합하는 방법이라면 특별히 제한하지 않는다.
먼저, 기판의 일면 또는 양면에 상기 조성물을 코팅한다.
상기 기판은 통상적으로 물 또는 염수에 의한 부식을 방지하기 위한 코팅이 필요한 것이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 알루미늄, 탄소강, 합금강, 스테인레스 강, 동 및 니켈 합금으로 이루어진 군 중 1종 이상일 수 있다.
상기 코팅은 통상적으로 기판을 코팅하는 두께라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 평균 두께 5 ~ 200 ㎛일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 평균 두께 50 ~ 100 ㎛일 수 있다.
만약, 평균 두께 5 ㎛ 미만으로 코팅할 경우, 흑연 분말 입자로 인해 국부적으로 불안정하고 불균일한 코팅막이 생성될 수 있으며, 평균 두께 200 ㎛를 초과하는 두께로 코팅할 경우, 제조한 코팅막의 접착력이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
나아가, 상기 코팅은 통상적으로 기판을 코팅하는 방법이라면 특별히 제한하지 않으나, 바람직하게는 디핑(dipping) 코팅법, 스프레이법, 바 코팅(bar coating)법 및 스핀 코팅(spin coating)법으로 이루어진 군 중 1종의 방법으로 수행할 수 있다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않고, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
[
실시예
]
실시예
1.
천연 인상흑연(HC-198, HYUNDAI COMA, 순도>98.5%)이며, 60 ㎛의 입도를 갖는 인상흑연 분말을 사용하였으며, 이 분말의 형상을 FE-SEM(JEOL사, JSM-6500F)로 관찰한 인상흑연 분말의 표면을 도면 1에 나타내었다. 또한, 변성 에폭시 수지로는 비스페놀 F(제조사: 국도화학, 제품번호: KDS-8177)를 사용하였으며, 경화제로는 디시안디아미드(Dicyandiamide)(100SF, AlzChem사)를 사용하였다.
상기 천연 인상흑연 4 g, 비스페놀 F 40g 및 디시안디아미드 3 g을 혼합하고, 초음파 분산기를 이용하여 5 분 동안 혼합하여 부식방지 코팅제 조성물을 제조하였다. 이후 상기 부식방지 코팅제 조성물을 알루미늄 기판 60 ㎜ × 60 ㎜ × 3 ㎜(가로×세로×두께) 위에 40 ㎝ 거리에서 스프레이(Spray) 코팅하고, 150 ℃에서 1 시간 동안 열처리 및 경화시켜 내부식성 코팅 기판을 제조하였다.
실시예
2 내지 6.
하기 표 1에 기재되어 있는 바와 같은 조성을 이용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 내부식성 코팅 기판을 제조하였다.
구분 | 인상흑연 분말 | 유기 바인더 | |
변성 에폭시 수지 | 경화제 | ||
실시예 2 | 6 g | 40 g | 3 g |
실시예 3 | 8 g | 40 g | 3 g |
실시예 4 | 10 g | 40 g | 3 g |
실시예 5 | 12 g | 40 g | 3 g |
실시예 6 | 14 g | 40 g | 3 g |
비교예
1.
유기 바인더로 락카계 수지(DPI사, DNL-3210F) 40 g 및 락카신나(DPI사, DR-170) 15 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 알루미늄 기판을 코팅하였다.
비교예
2.
천연 인상흑연 분말 대신 카본 블랙(Carbot사, REGAL 330R)을 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 알루미늄 기판을 코팅하였다.
비교예
3.
천연 인상흑연 분말 10 g을 첨가한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 방법으로 알루미늄 기판을 코팅하였다.
실험예
1.
내부식
평가
실시예 1 및 비교예 1의 기판의 표면 및 상기 기판을 농도 5 %의 NaCl을 포함하는 염수에 500 시간 동안 침지한 후 기판의 표면을 실체 현미경(stereoscopic microscope)(sometech, SV-35)으로 관찰하였다. 관찰 결과 중 실시예 1의 기판의 염수 침지 전은 도면 2에, 염수 침지 후는 도면 3에, 비교예 1의 기판의 염수 침지 전은 도면 4에, 염수 침지 후는 도면 5에 나타냈다.
도 2 내지 3에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 부식방지 코팅제 조성물을 코팅한 내부식성 코팅 기판은 염수 침지 후에도 코팅 표면의 균열 및 박리가 발생하지 않아 높은 내부식성을 확인할 수 있었다.
도 4 내지 5에서 확인되는 바와 같이, 변성 에폭시 수지가 아닌 락카계 수지를 이용하여 코팅한 기판은 코팅막에 균열이 발생하고, 코팅막의 일부는 박리된 것을 확인할 수 있었다.
이를 통해, 본 발명의 부식방지 코팅제 조성물로 코팅한 내부식성 코팅 기판은 염수에 대해 뛰어난 내부식성을 갖는 것을 알 수 있었다.
실험예
2. 내열성 평가
내열성은 실시예 1 및 비교예 1의 기판을 물이 담긴 수조에 침지하여 95 ℃ 오븐에 넣어 200시간 동안 유지하고, 내열성 시험 후 접착력 성능을 시험하였다.
관찰 결과 중 실시예 1의 기판의 내열성 평가 전은 도면 6에, 내열성 평가 후는 도면 7에, 비교예 1의 기판의 내열성 평가 전은 도면 8에, 내열성 평가 후는 도면 9에 나타냈다.
도 6 내지 7에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 부식방지 코팅제 조성물을 코팅한 내부식성 코팅 기판은 수조 침지 및 고온 처리에도 코팅막에 균열 및 박리가 발생하지 않아 높은 내열성을 확인할 수 있었다.
도 8 내지 9에서 확인되는 바와 같이, 변성 에폭시 수지가 아닌 락카계 수지를 이용하여 코팅한 기판은 코팅막에 균열이 발생하고, 코팅막의 일부는 박리되어 들뜬 것을 확인할 수 있었다.
이를 통해, 본 발명의 부식방지 코팅제 조성물로 코팅한 내부식성 코팅 기판은 뛰어난 내열성을 갖는 것을 알 수 있었다.
실험예
3. 접착력 평가
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 기판을 하기 표 2에 나타낸 ASTM D 3359 방법으로 접착력을 평가하였다. 평가 결과는 하기 표 3에 나타냈으며, 실시예 1의 기판의 접착력 시험 표면은 도면 10에, 비교예 1의 기판의 접착력 시험 표면은 도면 11에 나타냈다.
표 3 및 도 10 내지 11에서 확인되는 바와 같이, 변성 에폭시 수지가 아닌 락카계 수지를 포함한 코팅 조성물을 사용한 비교예 1 내지 3에 비해, 변성 에폭시 수지를 포함하는 실시예 1 내지 6의 내부식성 코팅 기판의 접착력이 뛰어나게 우수한 것을 확인할 수 있었다.
상기 실시예, 비교예 및 실험예를 통해 확인할 수 있는 것과 같이, 본 발명의 부식방지 코팅제 조성물 및 이로 코팅한 내부식성 코팅 기판은 물 또는 염수로 인한 부식율이 낮아 높은 내부식성을 가지며, 금속 소재와의 접착력이 우수하여 다양한 용도로 활용할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 부식방지 코팅제 조성물 및 이로 코팅한 내부식성 코팅 기판은 열방출 및 열전달 특성이 우수하여 뛰어난 내열 특성을 가져 방열판, 전열기구용 히터 및/또는 물가열용 히터 보호관의 용도로 사용하기 적합한 것을 확인할 수 있었다.
Claims (12)
- 인상흑연 분말; 및
변성 에폭시 수지 및 경화제를 포함하는 유기 바인더; 를 포함하고,
상기 변성 에폭시 수지는 에폭시 수지에 실란 작용기를 도입하여 변성시킨 것이며,
상기 유기 바인더는 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 경화제 3 ~ 10 중량부로 포함하고,
유기 바인더 100 중량부에 대하여 인상흑연 분말 5 ~ 40 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 방열성이 우수한 부식방지 코팅제 조성물. - 제1항에 있어서, 상기 인상흑연 분말은 평균 직경 5 ~ 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 방열성이 우수한 부식방지 코팅제 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 에폭시 수지는 비스페놀 A(bisphenol A), 비스페놀 F(bisphenol F), 비스페놀 B, 비스페놀AD, 비스페놀 S 및 레조르시놀로 이루어진 군 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방열성이 우수한 부식방지 코팅제 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 경화제는 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐술폰, 아조메틸페놀, 페놀노볼락수지, 오르토크레졸노볼락 수지, 나프톨노볼락수지, 페놀아랄킬수지, 무수 프탈산, 무수 말레산, 무수 헥사히드로프탈산, 무수 피로멜리트산, 디시안디아미드, 이미다졸, BF3-아민착체, 구아니딘 유도체로 이루어진 군 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는 방열성이 우수한 부식방지 코팅제 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 기판; 및
상기 기판의 일면 또는 양면에 코팅된 부식방지 코팅막; 을 포함하고,
상기 부식방지 코팅막은 인상흑연 분말 및 유기 바인더를 포함하는 코팅제 조성물로 코팅하며,
상기 유기 바인더는 변성 에폭시 수지 100 중량부에 대하여 경화제 3 ~ 10 중량부를 포함하고,
상기 코팅제 조성물은 유기 바인더 100 중량부에 대하여 인상흑연 분말 5 ~ 40 중량부로 포함하며,
상기 부식방지 코팅막은 평균 두께가 5 ~ 200 ㎛이고,
농도 5 %의 염수에 500 시간 동안 침지한 후 현미경으로 관찰하였을 때 코팅막의 균열 또는 박리가 없는 내부식성 코팅 기판. - 삭제
- 제7항에 있어서, 상기 내부식성 코팅 기판은 방열판, 전열기구용 히터 및 물가열 히터 보호관으로 이루어진 군 중 1종 이상의 용도인 것을 특징으로 하는 내부식성 코팅 기판.
- 제7항에 있어서, 상기 기판은 알루미늄, 탄소강, 합금강, 스테인레스 강, 동 및 니켈로 이루어진 군 중 1종 이상인 것을 특징으로 하는 내부식성 코팅 기판.
- 기판의 일면 또는 양면에 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 부식방지 코팅제 조성물을 코팅하는 단계; 를 포함하고,
상기 코팅은 평균 두께 5 ~ 200 ㎛인 것을 특징으로 하는 내부식성 코팅 기판 제조방법. - 제11항에 있어서, 상기 코팅은 디핑(dipping) 코팅법, 스프레이법, 바 코팅(bar coating)법 및 스핀 코팅(spin coating)법으로 이루어진 군 중 1종의 방법으로 수행하는 것을 특징으로 하는 내부식성 코팅 기판 제조방법.
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