KR101697350B1 - Coating composition for galvanized sheet iron and galvanized sheet iron coated with the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 아연 도금 강판 코팅용 조성물 및 상기 조성물로 코팅된 아연 도금 강판에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 오리털 분말, 카본 화이트 및 폴리올을 포함하는 아연 도금 강판 코팅용 조성물 및 상기 조성물로 코팅되어 방수성과 내식성이 강화된 아연 도금 강판에 관한 것이다. The present invention relates to a composition for coating a galvanized steel sheet and a galvanized steel sheet coated with the composition, and more particularly, to a composition for coating a galvanized steel sheet comprising ore powder, carbon white and a polyol, And a galvanized steel sheet having enhanced corrosion resistance.
아연 도금 강판의 표면 부식을 방지하기 위해 백 여년 전부터 크로메이트 (chromate) 코팅 처리를 하였다. 기존의 크로메이트 방청 코팅 처리는 크게 2가지로 분류할 수 있다. 하나는 수지하지 처리로 수지층의 방식기능을 보완하고 강판에 대한 도장밀착성을 향상시키기 위한 방법으로 이에 대한 예가 대한민국 특허 출원 제10-1999-0051479호에 기술되어 있다. 또 다른 예로는 반응형 크로메이트로서 전해형(Electrolytic reaction type)과 분무형(Spray reaction type)이 있다. 반응형 크로메이트 코팅은 코팅량이 5-80mg/[Cr] 으로 강판의 방청요구 특성에 따라 다양하게 처리하고 있는데 주로 무도장 강판의 방청성을 강화하기 위해서 처리한다.In order to prevent surface corrosion of galvanized steel sheets, chromate coating treatment was applied for 100 years. The conventional chromate anticorrosive coating treatment can be roughly classified into two types. One is a method for supplementing the function of the resin layer by the resin lining treatment and improving the coating adhesion to the steel sheet, an example of which is described in Korean Patent Application No. 10-1999-0051479. Another example of the reaction type chromate is an electrolytic reaction type and a spray reaction type. The reactive chromate coating has a coating amount of 5-80 mg / [Cr], and is treated in various ways according to the rust-inhibiting properties required of the steel sheet. It is mainly treated to enhance the rust resistance of the unpainted steel sheet.
Cr(VI)를 포함하고 있는 크로메이트는 값이 싸고 내식성이 우수하여 오랫동안 사용되어 왔으나, 오늘날 후두암 등을 일으키는 일급 발암물질로 알려져 국제적으로 환경유해 물질로 그 사용을 규제하고 있다. 유럽연합(EU)을 중심으로 한 세계 각국에서는 납(Pb), 카드늄(Cd), 수은(Hg) 등과 함께 Cr(VI)에 대한 사용을 규제하고 있는데, 이전에는 제조 및 공정배출을 규제하였으나, 최근에는 최종제품에 대한 규제를 하고 있다. 자동차에 관한 폐차조례(ELV; End of Life Cycle)에서는 2007년 1월부터 상기 금속에 대한 전면규제를 시행하고 있으며, 전기 및 전자기기에 관한 RoHS(Restriction of Hazardous Substance) 규정에서는 2006년 7월부터 상기 환경부하 물질이 포함되어 있는 제품의 폐기를 전면 금지하는 규제를 시행하고 있다.Chromate containing Cr (VI) has been used for a long time because of its low cost and excellent corrosion resistance, but it is now known as a primary carcinogen causing cancer of the larynx and regulates its use as an environmentally harmful substance internationally. Worldwide, the European Union (EU) has regulated the use of Cr (VI) along with lead (Pb), cadmium (Cd) and mercury (Hg) Recently, regulations on final products have been made. In January of 2007, the regulations on all of the above metals were enforced in the End of Life Cycle (ELV) of Automobiles. In the Restriction of Hazardous Substance (RoHS) regulations for electrical and electronic equipment, The regulations prohibit the disposal of the products containing the above environmental load substances.
따라서, 현재 전세계적으로 건축, 가전 및 자동차용으로 크롬(Cr)을 사용하지 않는 부식 방지제 즉 방청제의 개발에 부심하고 있다.Therefore, the world is currently struggling with the development of corrosion inhibitors, ie rust inhibitors, that do not use chromium (Cr) for construction, home appliances and automobiles.
크롬을 포함하지 않는 방청제의 개발은 오래 전부터 다양한 각도에서 행해져 왔다. 그 대표적인 방법으로 고분자 수지를 이용하는 방법과 크롬과 동족인 몰리브덴 음이온(Molybdate, MoO4 2-) 부동태 피막, 실리카를 이용한 방법, 중인산염(MH2PO4) 피막을 이용한 방법, 탄닌산(Tannic acid) 등의 유기물의 피막에 대한 연구 등이 행해져 왔다. 또한, 최근에는 지르코늄 및 티타늄 화합물 혹은 실란 커플링제를 이용하여 내식성을 보강하기 위한 많은 방청제가 개발되고 있다.The development of chromium-free rust inhibitors has long been done at various angles. Typical examples of the method include a method using a polymer resin, a method using a molybdenum anion (MoO 4 2- ) passive film, silica, a method using an acid halide (MH 2 PO 4 ) film, a method using tannic acid, And the like have been carried out. Further, in recent years, many rust inhibitors have been developed for reinforcing corrosion resistance by using zirconium and titanium compounds or silane coupling agents.
그러나, 이들은 크로메이트 피막에 비하여 부착량이 많고, 보호막(barrier)특성과 자기수복(self-healing)성이 떨어지며, 내식성도 불충분하기 때문에 아연도금 강판의 크로메이트 대체용으로는 실용화되는데 제약요인이 되고 있다. 특히, 수지를 기본으로 한 유기계 방청제는 코팅층이 부도체인 관계로 전기전도성이 낮아 용접성이 나빠 가전 및 자동차 부품용으로 사용에 제한을 받고 있다. However, they have a larger adhesion amount than the passivate coating, have poor barrier properties and self-healing properties, and are insufficient in corrosion resistance, which is a practical factor for substitution of chromate in zinc-coated steel sheets. In particular, the organic antirust agent based on a resin has poor electrical conductivity because its coating layer is nonconductive, so that its weldability is poor and its use for home appliances and automobile parts is limited.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 기존 아연 도금 강판 코팅제가 갖는 환경 오염에 대한 문제점을 해결함과 동시에 아연 도금 강판의 방수성 및 내식성을 획기적으로 개선할 수 있는 아연 도금 강판 코팅용 조성물 및 상기 조성물로 코팅된 아연 도금 강편을 제공하고자 하는 것이다.DISCLOSURE Technical Problem The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to solve the problems of environmental pollution of existing galvanized steel sheet coatings and to provide a waterproof and corrosion- And to provide a zinc-plated steel sheet coating composition and a zinc-plated steel sheet coated with the composition.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 오리털 분말 10~20중량%, 카본화이트 5~15중량%, 폴리올 5~10중량% 및 잔여의 물을 포함하는 아연 도금 강판 코팅용 조성물을 제공한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a composition for coating a galvanized steel sheet comprising 10 to 20% by weight of ory powder, 5 to 15% by weight of carbon white, 5 to 10% by weight of a polyol and residual water do.
상기 오리털 분말은 나노 분말인 것이 바람직하다.Preferably, the downy powder is a nano powder.
상기 폴리올은 유기용제 타입의 폴리에스테르 폴리올 또는 폴리에테르 폴리올인 것이 바람직하다.The polyol is preferably an organic solvent type polyester polyol or polyether polyol.
또한, 본 발명은 상기 본 발명의 코팅용 조성물로 코팅된 아연 도금 강판을 제공한다.The present invention also provides a galvanized steel sheet coated with the coating composition of the present invention.
본 발명의 코팅용 조성물은 기존 티타늄계 코팅제보다 10,000배 이하로 얇게 코팅될 수 있으며, 방수성 및 내식성이 우수할 뿐만 아니라, 벌집 모양의 구조로 인하여 일부분에서 부식이 발생하더라도 전이 되지 않는다. 또한, 나노 크기의 두께로 육안으로 보이지 않는 코팅은 정밀한 제품 굴곡이나 구부려도 기능에 영향을 주지 않으며, 형상 그대로의 색상을 주는 고기능성 코팅이므로 선박 및 자동차 방수 제품에 적용할 수 있다.The coating composition of the present invention can be coated to a thickness of 10,000 times or less than that of the conventional titanium-based coating material, and is not only excellent in water resistance and corrosion resistance, but also does not transfer even if corrosion occurs in a part due to a honeycomb structure. In addition, nano-sized coatings that are not visible to the naked eye can be applied to marine and automotive waterproofing products because they are high-performance coatings that impart color as they are without affecting function even when bent or bent precisely.
도 1은 본 발명의 코팅용 조성물로 코팅 처리된 아연 도금 강판의 모습을 나타낸 것이다.1 shows a zinc-coated steel sheet coated with the coating composition of the present invention.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
강판은 전자, 자동차, 선박 산업계에 다양하게 활용되고 있다. 부식 방지를 위해 아연 도금 강판이 사용되지만, 백화 현상으로 옥외 노출이나 바닷가 부근에서는 수명이 짧은 단점이 있다.Steel plates are widely used in the electronics, automobile, and marine industries. Zinc plated steel sheets are used to prevent corrosion, but there is a disadvantage that the lifespan is short in outdoor exposure due to whitening and in the vicinity of the beach.
본 발명의 발명자들은 탄소 나노 코팅에 오리털 분말을 활용하여 아연 도금 강판에 적용하면 기존의 페인트 코팅에 비해 10,000배 이하로 얇게 코팅되고, 내식성은 1,000시간 이상 지속되며, 별도의 설비 시설이 필요 없어 경제적이며, 크롬 유기 용제가 함유되지 않아 인체에 무해한 아연 도금 강판 코팅용 조성물을 개발하여 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention have found that when applied to a galvanized steel sheet using a nitrocellulose powder in a carbon nano-coating, the coating is coated to a thickness of less than 10,000 times that of a conventional paint coating, the corrosion resistance is maintained for 1,000 hours or more, The present invention has been accomplished by developing a composition for coating a galvanized steel sheet that is economical and contains no chromium organic solvent and is harmless to human body.
따라서, 본 발명은 오리털 분말 10~20중량%, 카본화이트 5~15중량%, 폴리올 5~10중량% 및 잔여의 물을 포함하는 아연 도금 강판 코팅용 조성물을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a composition for coating a galvanized steel sheet comprising 10 to 20% by weight of ory powder, 5 to 15% by weight of carbon white, 5 to 10% by weight of a polyol and residual water.
상기 오리털 분말은 건조된 오리털을 분쇄하여 분말화시킨 것으로서, 나노 분말인 것이 바람직하다. The oryzed powder is obtained by pulverizing and drying the dried downy hair, and is preferably a nano powder.
오리털 분말의 함량은 10~20중량%이며, 상기 함량이 10중량% 미만인 경우에는 원하는 방수성을 충분히 나타낼 수 없고, 20중량%를 초과하는 경우에는 코팅 조성물의 액상 조제가 원할하지 못하고 코팅의 강도가 약화되어 문제된다.When the content is less than 10% by weight, the desired water resistance can not be sufficiently exhibited. When the content is more than 20% by weight, the liquid preparation of the coating composition is not desired and the strength of the coating Is weakened.
상기 카본화이트는 규산나트륨을 원료로 해서 제조한 침강성 실리카로서 알루미늄, 칼슘, 철, 나트륨 등을 소량 포함한다. The carbon white is precipitated silica prepared from sodium silicate as a raw material and contains a small amount of aluminum, calcium, iron, sodium and the like.
카본화이트는 입자가 매우 가는 것이 특징으로 그 크기는 카본블랙과 거의 같으며, 0.03μm 정도인 것이 일반적이다. 카본화이트에 소량 포함되어 있는 불순물은 입가를 가늘게 하는 작용을 한다. 카본화이트는 코팅제의 내마모성을 향상시키는 작용을 한다.Carbon white is characterized by very fine particles, and its size is almost the same as that of carbon black, and is generally about 0.03 μm. Carbon White contains a small amount of impurities that act to thin the mouth. Carbon white acts to improve the abrasion resistance of the coating agent.
카본화이트의 함량은 5~15중량%이며, 상기 함량이 5중량% 미만인 경우에는 코팅제의 내마모성 개선의 효과가 미미하고, 15중량%를 초과하는 경우에는 액상의 코팅제 제조에 어려움이 발생한다.When the content is less than 5% by weight, the effect of improving the wear resistance of the coating agent is insignificant. When the content is more than 15% by weight, it is difficult to prepare a liquid coating agent.
상기 폴리올은 유기용제 타입의 폴리에스테르 폴리올 또는 폴리에테르 폴리올인 것이 바람직하다.The polyol is preferably an organic solvent type polyester polyol or polyether polyol.
본 발명에서는 유기용제를 사용하지 않는 코팅제를 제조하기 위하여, 유기용제 타입의 폴리올을 사용한다.In the present invention, an organic solvent-type polyol is used to prepare a coating agent that does not use an organic solvent.
폴리올의 함량은 5~10중량%이며, 상기 함량이 5중량% 미만인 경우에는 코팅제로서의 성형에 어려움이 있으며, 10중량%를 초과하는 경우에는 본 발명에서 목적하는 코팅제의 방수성 및 내식성의 개선에 문제점이 발생한다.When the content is less than 5% by weight, it is difficult to form the coating as a coating agent. When the content is more than 10% by weight, it is difficult to improve the water resistance and corrosion resistance of the coating material of the present invention Lt; / RTI >
본 발명의 코팅용 조성물은 아연 도금 강판에 나노 두께로 코팅될 수 있으며, 카본화이트가 벌집 모양으로 형성되어 부식되는 부분이 확산되지 않는 특성이 있으며, 기존 티타늄계 코팅제에 비하여 1,000시간 이상의 내식성 향상의 효과를 얻을 수 있다.The coating composition of the present invention can be coated on a galvanized steel sheet with a nano thickness and has a honeycomb-like shape of a carbon black to prevent the corrosion part from diffusing. It has a corrosion resistance of 1,000 hours or more as compared with the existing titanium- Effect can be obtained.
따라서, 본 발명은 상기 본 발명의 코팅용 조성물로 코팅된 아연 도금 강판을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a galvanized steel sheet coated with the coating composition of the present invention.
본 발명의 코팅용 조성물은 오리털 분말, 카본화이트 및 폴리올을 포함하는 방수성 및 내식성이 크게 개선된 코팅제로서 이를 아연 도금 강판에 적용함으로써 자동차 및 선박 등의 산업용 소재로서 그 활용 가치가 매우 높다. INDUSTRIAL APPLICABILITY The coating composition of the present invention is a coating material having greatly improved waterproofness and corrosion resistance including ori flour, carbon white and polyol, and is applied to a galvanized steel sheet, so that it is very useful as an industrial material for automobiles and ships.
이하에서는, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 구체예를 기재한 것이며, 하기 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. The following examples illustrate one preferred embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the following examples.
[실시예][Example]
실시예 1Example 1
나노 입자 크기의 오리털 분말 10kg, 카본화이트 5kg, 폴리올 5kg 및 잔여의 순수를 배합하여 본 발명의 코팅용 조성물을 제조하였다. 상기 코팅용 조성물을 30cm×30cm×3mm의 아연 도금 강판의 표면에 코팅 처리하였다.10 kg of granular powder of nanoparticle size, 5 kg of carbon white, 5 kg of polyol and remaining pure water were mixed to prepare the coating composition of the present invention. The coating composition was coated on the surface of a 30 cm x 30 cm x 3 mm galvanized steel sheet.
실시예 2Example 2
나노 입자 크기의 오리털 분말 10kg, 카본화이트 15kg, 폴리올 5kg 및 잔여의 순수를 배합하여 본 발명의 코팅용 조성물을 제조하였다. 상기 코팅용 조성물을 30cm×30cm×3mm의 아연 도금 강판의 표면에 코팅 처리하였다.10 kg of the nanoparticle sizing powder, 15 kg of carbon white, 5 kg of polyol and the remaining pure water were mixed to prepare the coating composition of the present invention. The coating composition was coated on the surface of a 30 cm x 30 cm x 3 mm galvanized steel sheet.
실시예 3Example 3
나노 입자 크기의 오리털 분말 10kg, 카본화이트 5kg, 폴리올 10kg 및 잔여의 순수를 배합하여 본 발명의 코팅용 조성물을 제조하였다. 상기 코팅용 조성물을 30cm×30cm×3mm의 아연 도금 강판의 표면에 코팅 처리하였다.10 kg of the nanoparticle size loose powder, 5 kg of carbon white, 10 kg of polyol and the remaining pure water were mixed to prepare the coating composition of the present invention. The coating composition was coated on the surface of a 30 cm x 30 cm x 3 mm galvanized steel sheet.
실시예 4Example 4
나노 입자 크기의 오리털 분말 10kg, 카본화이트 15kg, 폴리올 10kg 및 잔여의 순수를 배합하여 본 발명의 코팅용 조성물을 제조하였다. 상기 코팅용 조성물을 30cm×30cm×3mm의 아연 도금 강판의 표면에 코팅 처리하였다.10 kg of the nanoparticle sizing powder, 15 kg of carbon white, 10 kg of polyol and the remaining pure water were mixed to prepare the coating composition of the present invention. The coating composition was coated on the surface of a 30 cm x 30 cm x 3 mm galvanized steel sheet.
실시예 5Example 5
나노 입자 크기의 오리털 분말 20kg, 카본화이트 5kg, 폴리올 5kg 및 잔여의 순수를 배합하여 본 발명의 코팅용 조성물을 제조하였다. 상기 코팅용 조성물을 30cm×30cm×3mm의 아연 도금 강판의 표면에 코팅 처리하였다.20 kg of a nano-sized ground powder, 5 kg of carbon white, 5 kg of a polyol and remaining pure water were mixed to prepare a coating composition of the present invention. The coating composition was coated on the surface of a 30 cm x 30 cm x 3 mm galvanized steel sheet.
실시예 6Example 6
나노 입자 크기의 오리털 분말 20kg, 카본화이트 15kg, 폴리올 5kg 및 잔여의 순수를 배합하여 본 발명의 코팅용 조성물을 제조하였다. 상기 코팅용 조성물을 30cm×30cm×3mm의 아연 도금 강판의 표면에 코팅 처리하였다.20 kg of the nanoparticle sizing powder, 15 kg of carbon white, 5 kg of polyol and the remaining pure water were mixed to prepare the coating composition of the present invention. The coating composition was coated on the surface of a 30 cm x 30 cm x 3 mm galvanized steel sheet.
실시예 7Example 7
나노 입자 크기의 오리털 분말 20kg, 카본화이트 5kg, 폴리올 10kg 및 잔여의 순수를 배합하여 본 발명의 코팅용 조성물을 제조하였다. 상기 코팅용 조성물을 30cm×30cm×3mm의 아연 도금 강판의 표면에 코팅 처리하였다.20 kg of the nanoparticle size loose powder, 5 kg of carbon white, 10 kg of polyol and the remaining pure water were mixed to prepare the coating composition of the present invention. The coating composition was coated on the surface of a 30 cm x 30 cm x 3 mm galvanized steel sheet.
실시예 8Example 8
나노 입자 크기의 오리털 분말 20kg, 카본화이트 15kg, 폴리올 10kg 및 잔여의 순수를 배합하여 본 발명의 코팅용 조성물을 제조하였다. 상기 코팅용 조성물을 30cm×30cm×3mm의 아연 도금 강판의 표면에 코팅 처리하였다.A coating composition of the present invention was prepared by blending 20 kg of the nanoparticle size loose powder, 15 kg of carbon white, 10 kg of polyol and the remaining pure water. The coating composition was coated on the surface of a 30 cm x 30 cm x 3 mm galvanized steel sheet.
비교예Comparative Example
시판되는 Ti계 코팅제를 30cm×30cm×3mm의 아연 도금 강판의 표면에 코팅 처리하였다.A commercially available Ti-based coating agent was coated on the surface of a 30 cm x 30 cm x 3 mm zinc plated steel sheet.
실험예Experimental Example
상기 실시예 1 내지 실시예 8 및 비교예의 시편을 염수분무장치(일본공업표준 시험법 JIS E2731)를 이용하여 35℃, 5% NaCl, 분산압 1kg/m2의 분사압력으로 분사한 후 백청 발생 여부를 평가하였다. The specimens of Examples 1 to 8 and Comparative Examples were sprayed at a spray pressure of 5% NaCl and a dispersion pressure of 1 kg / m 2 at 35 ° C using a salt spraying apparatus (JIS E2731, Japan Industrial Standard Test Method) Respectively.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 코팅용 조성물로서 코팅된 실시예 1 내지 실시예 8의 아연 도금 강판 시편은 Ti계 페인트로 코팅된 비교예의 아연 도금 강판에 비하여 방수성 및 내식성이 매우 우수함을 알 수 있다.As shown in Table 1, the zinc plated steel plate specimens of Examples 1 to 8 coated with the coating composition of the present invention are superior in water resistance and corrosion resistance to the zinc plated steel plate of Comparative Example coated with Ti-based paint Able to know.
Claims (4)
상기 아연 도금 강판 코팅용 조성물은 오리털 분말 10~20중량%, 카본화이트 5~15중량%, 폴리올 5~10중량% 및 잔여의 물을 포함하며, 상기 오리털 분말은 나노 분말이고, 상기 폴리올은 유기용제 타입의 폴리에스테르 폴리올 또는 폴리에테르 폴리올인 것을 특징으로 하는 조성물.A composition for coating a galvanized steel sheet comprising goethite powder, carbon white, polyol and residual water,
Wherein the composition for coating a zinc-coated steel sheet comprises 10 to 20% by weight of ory powder, 5 to 15% by weight of carbon white, 5 to 10% by weight of a polyol, and residual water, wherein the downy powder is a nano powder, Is a polyester polyol or polyether polyol of organic solvent type.
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