KR101811372B1 - Method of manufacturing Polyurethane paints comprising carbonized microfiber-reinforced, Method for manufacturing Polyurethane coating steel pipe using the same and Polyurethane coating steel pipe by the same - Google Patents
Method of manufacturing Polyurethane paints comprising carbonized microfiber-reinforced, Method for manufacturing Polyurethane coating steel pipe using the same and Polyurethane coating steel pipe by the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101811372B1 KR101811372B1 KR1020170073274A KR20170073274A KR101811372B1 KR 101811372 B1 KR101811372 B1 KR 101811372B1 KR 1020170073274 A KR1020170073274 A KR 1020170073274A KR 20170073274 A KR20170073274 A KR 20170073274A KR 101811372 B1 KR101811372 B1 KR 101811372B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- steel pipe
- coating
- circumferential surface
- cellulose
- outer circumferential
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D175/04—Polyurethanes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/002—Pretreatement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
- B05D3/0254—After-treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/14—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/22—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to internal surfaces, e.g. of tubes
- B05D7/222—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to internal surfaces, e.g. of tubes of pipes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/22—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to internal surfaces, e.g. of tubes
- B05D7/222—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to internal surfaces, e.g. of tubes of pipes
- B05D7/225—Coating inside the pipe
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/24—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials for applying particular liquids or other fluent materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/50—Multilayers
- B05D7/56—Three layers or more
- B05D7/58—No clear coat specified
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
- B05D7/50—Multilayers
- B05D7/56—Three layers or more
- B05D7/58—No clear coat specified
- B05D7/586—No clear coat specified each layer being cured, at least partially, separately
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
- C08L1/02—Cellulose; Modified cellulose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L91/00—Compositions of oils, fats or waxes; Compositions of derivatives thereof
-
- C09D7/125—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/65—Additives macromolecular
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/80—Processes for incorporating ingredients
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D2503/00—Polyurethanes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료의 제조방법, 이 방법을 이용한 폴리우레탄 도장 강관의 제조방법 및 이 방법으로 제조된 폴리우레탄 도장 강관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 셀룰로오스 부분 탄화체를 고분자 수지에 복합시키고, 이를 이용하여 강관을 도장하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing a carbonized fiber-reinforced polyurethane paint, a process for producing a polyurethane-coated steel pipe using the process, and a polyurethane-coated steel pipe produced by the process. More particularly, the present invention relates to a process for producing a polyurethane- And a method for coating a steel pipe using the same.
일반적으로 도시가스, 상, 하수도나 각종 유체 수송용으로 사용되는 강관을 보면, 외주면에는 폴리에틸렌 코팅층을 형성하고, 내주면에는 에폭시, 폴리우레탄, 폴리우레아 등을 주요 성분으로 하는 코팅층을 형성하여 부식이 발생하거나 외부의 충격으로부터 제품에 손상되는 것을 방지하고 있다.Generally, a steel pipe used for transporting city gas, water, sewage and various fluids is formed by forming a polyethylene coating layer on the outer circumferential surface and forming a coating layer containing epoxy, polyurethane and polyurea on the inner circumferential surface, Or damage to the product from external impacts.
강관의 내부나 외부에 코팅되는 도료는 높은 압력과 열, 화학반응 등이 작용하므로 내수성, 내식성, 내구성, 내굴곡성, 내충격성, 내마모성, 내약품성 등의 특성을 만족하여야 하며, 나아가 음용수 기준에도 부합되어야 한다.The coatings coated on the inside or outside of the steel pipe are required to satisfy the characteristics of water resistance, corrosion resistance, durability, flexural resistance, impact resistance, abrasion resistance and chemical resistance due to high pressure, heat and chemical reaction. .
그러나 에폭시 수지를 이용하는 코팅공법은 경화속도가 느리고 사람이 직접 작업을 해야 하는 단점이 있을 뿐만 아니라, 내구성, 내충격성 및 내한성이 떨어져 도막의 크랙 발생이 우려되며, 이러한 크랙 발생에 의해 배관 내부 막힘 현상이 발생할 가능성도 있다. 또한, 에폭시 수지를 이용하는 코팅공법은 경화가 느리기 때문에 열을 가하는 작업도 필요하다. 또한, 대부분의 에폭시 수지는 환경 호르몬 물질로 논란이 되고 있는 성분이 일부 포함되어 있는 단점이 있다.However, the coating method using an epoxy resin has a drawback in that the curing speed is slow and a person has to work directly. In addition, since the durability, impact resistance and cold resistance are deteriorated, cracking of the coating film is likely to occur. There is also the possibility of this. In addition, a coating method using an epoxy resin is also required to work to apply heat since the curing is slow. In addition, most epoxy resins have a disadvantage in that they contain some of the controversial components as environmental hormone substances.
상기 폴리우레탄이나 폴리우레아를 사용하는 코팅공법은 환경 호르몬 성분이 포함되지 않은 장점이 있으나, 에폭시 수지에 비해 물성이 좋지 못해 유지보수의 비용이 증가하는 등의 단점이 있다.The coating method using the polyurethane or polyurea is advantageous in that it does not contain an environmental hormone component, but has a disadvantage in that the physical properties are poor compared to the epoxy resin, and the maintenance cost increases.
이러한 단점을 해소하기 위하여, 대한민국 특허등록 제10-1221321호, 대한민국 등록특허 제10-0725731호, 대한민국 특허등록 제10-1561968호 등에서 환경친화적이면서도 코팅층의 물성을 개선한 강관 코팅방법을 제시하였다.In order to solve these drawbacks, Korean Patent Registration No. 10-1221321, Korean Patent No. 10-0725731, Korean Patent Registration No. 10-1561968 and the like have proposed a steel pipe coating method which is environmentally friendly and improved physical properties of a coating layer.
그러나 선등록 특허들의 어디에서도 탄화 셀룰로오스(섬유소) 강화 도료를 이용하여 강관을 코팅하는 방법에 대해서는 찾아볼 수 없었다. However, none of the prior art patents have found a method of coating steel tubes using cellulose-cellulose-reinforced paints.
따라서, 본 발명의 목적은 물성이 우수한 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료를 제조하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to produce a carbonized fiber-reinforced polyurethane coating material having excellent physical properties.
또한, 이러한 도료를 이용하여 강관의 내주면을 도장함으로써, 환경친화적이면서도 도장층의 물성이 우수한 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도장 강관의 제조방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method for producing a carbonized fiber-reinforced polyurethane-coated steel pipe that is environmentally friendly and has excellent physical properties of a paint layer by coating the inner peripheral surface of a steel pipe using such a paint.
더욱 구체적으로, 종래 에폭시 수지를 이용한 코팅방법에 비해서는 환경친화적이며, 폴리우레탄을 이용한 코팅방법에 비해서 그 물성이 현저히 증진되는 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도장 강관의 제조방법을 제공하는 것이다. More specifically, the present invention provides a method for producing a carbon fiber-reinforced polyurethane-coated steel pipe which is environmentally friendly as compared with a coating method using epoxy resin, and whose physical properties are remarkably improved as compared with a coating method using polyurethane.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료의 제조방법은, 셀룰로오스 입자를 준비하는 단계와, 상기 준비된 셀룰로오스 입자를 부분탄화시켜 셀룰로오스 부분 탄화체를 형성하는 단계와, 상기 부분탄화된 셀룰로오스 부분 탄화체를 0.1~100㎛의 입도로 분쇄하는 단계와, 상기 분쇄된 셀룰로오스 부분 탄화체에 올리고머 수지를 결합시켜 복합체를 제조하는 단계와, 상기 제조된 복합체에 가교 수지를 혼합하여 도료를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing a carbon fiber-reinforced polyurethane coating material, comprising the steps of preparing cellulose particles, partially carbonizing the prepared cellulosic particles to form a cellulose partial carbonaceous material, A step of pulverizing the cellulose partial carbide with a particle size of 0.1 to 100 탆, preparing a composite by binding an oligomer resin to the pulverized cellulose partial carbide, and a step of mixing a crosslinking resin with the resulting composite to form a coating The method comprising the steps of:
상기 셀룰로오스 부분 탄화체를 형성하는 단계는, 200~500℃의 온도로 30~180분간 탄화하는 것을 특징으로 한다.The step of forming the cellulose partial carbide is characterized by carbonization at a temperature of 200 to 500 ° C for 30 to 180 minutes.
상기 복합체를 제조하는 단계는, 상기 분쇄된 셀룰로오스 부분 탄화체 5~20중량%에 올리고머 수지 80~95중량%를 투입하고, 300~3,000rpm의 속도로 밀링 또는 10~1,000kg/㎠의 압력으로 사출하여 상기 셀룰로오스 부분 탄화체의 미세 섬유 직조 구조에 상기 올리고머 수지를 침입시킴으로써, 상기 탄화체와 상기 올리고머 수지가 미세 결합되도록 하는 것을 특징으로 한다.The step of preparing the composite may comprise: charging 80 to 95% by weight of an oligomer resin to 5 to 20% by weight of the pulverized cellulose partial carbide; milling at a speed of 300 to 3,000 rpm or a pressure of 10 to 1,000 kg / And the oligomer resin is injected into the fine fiber weave structure of the cellulose partial carbonaceous material so that the carbonized material and the oligomer resin are finely bonded.
상기 올리고머 수지는 폴리올 프레폴리머 또는 폴리이소시아네이트 프레폴리머이고, 상기 가교 수지는 폴리이소시아네이트 프레폴리머 또는 폴리아민 프레폴리머인 것을 특징으로 한다.Wherein the oligomer resin is a polyol prepolymer or a polyisocyanate prepolymer, and the crosslinking resin is a polyisocyanate prepolymer or a polyamine prepolymer.
상기 셀룰로오스 부분 탄화체를 형성하는 단계 후, 상기 형성된 셀룰로오스 부분 탄화체에 겨자 정유를 1:0.05~0.1중량비로 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.After the step of forming the cellulose partial carbide, the method further comprises mixing mustard essential oil at a weight ratio of 1: 0.05 to 0.1 to the formed cellulose partial carbide.
그리고 이렇게 제조된 도료를 이용한 폴리우레탄 도장 강관의 제조방법은, 상기한 방법으로 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료를 제조하는 단계와, 상기 제조된 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료로 강관의 내주면을 도장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a polyurethane-coated steel pipe using the paint thus prepared comprises the steps of: preparing a carbonized fiber-reinforced polyurethane paint by the above-mentioned method; and coating the inner peripheral surface of the steel pipe with the carbonized fiber- .
상기 제조된 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료로 강관의 내주면을 도장하는 단계의 전 또는 후에 상기 강관의 외주면을 도장하는 단계를 더 포함하며, 상기 외주면을 도장하는 단계는, 상기 강관의 외주면을 전처리하는 과정과, 상기 전처리된 강관을 60~300℃에서 가열하는 과정과, 상기 가열된 강관의 외주면을 분말 에폭시(FBE)로 1차 도장하는 과정과, 상기 1차 도장된 강관의 외주면을 개질 폴리에틸렌으로 2차 도장하는 과정과, 상기 2차 도장된 강관의 외주면을 폴리에틸렌으로 3차 도장하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다. The step of coating the outer circumferential surface of the steel pipe before or after the step of coating the inner circumferential surface of the steel pipe with the carbon fiber-reinforced polyurethane paint prepared as described above, wherein the step of coating the outer circumferential surface comprises a step of pre- Heating the pre-treated steel pipe at a temperature of 60 to 300 캜, firstly coating an outer circumferential surface of the heated steel pipe with powder epoxy (FBE), and grinding the outer circumferential surface of the first coated steel pipe with a modified polyethylene And a third coating step of coating an outer circumferential surface of the second coated steel pipe with polyethylene.
상기 강관의 외주면에 형성된 전체 도장층의 두께가 0.5~5mm가 되도록 하는 것을 특징으로 한다.And the thickness of the entire coating layer formed on the outer peripheral surface of the steel pipe is 0.5 to 5 mm.
그리고 본 발명에 따른 도장 강관은 상기한 방법에 따라 제조되는 것을 특징으로 한다. And the coated steel pipe according to the present invention is manufactured according to the above-described method.
본 발명의 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료의 제조방법, 이 방법을 이용한 폴리우레탄 도장 강관의 제조방법 및 이 방법으로 제조된 폴리우레탄 도장 강관에 따르면, 환경 호르몬 물질이 없어 인체에 무해하면서도, 도장 후 부착강도, 내충격성, 흡수율, 경도, 핀홀시험, 음극박리, 내마모성, 내약품성 등의 물리, 화학적 성질 등과 같은 물리적 특징이 우수하다는 장점이 있다. According to the process for producing a carbonized fiber-reinforced polyurethane paint of the present invention, the process for producing a polyurethane-coated steel pipe by this process, and the polyurethane-coated steel pipe produced by the process, there is no environmental hormone substance, Physical properties such as strength, impact resistance, water absorption, hardness, pinhole test, negative electrode peeling, abrasion resistance, chemical resistance, etc. are excellent.
또한, 국내의 산림자원인 잡목을 활용하여, 수입에 의존하는 석유자원을 대체할 수 있다는 효과가 있다.It also has the effect of replacing petroleum resources, which depend on imports, by utilizing domestic forest resources such as forests.
도 1은 본 발명에 의한 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료의 제조 공정을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 공정별 셀룰로오스의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 셀룰로오스 부분 탄화체의 전자현미경 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 셀룰로오스 부분 탄화체를 밀링한 상태를 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 도장 도막의 전자현미경 사진이다.
도 6은 본 발명에 의한 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도장 강관의 외주면을 도장하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의해 도장된 도장 강관의 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a process for producing a carbonized fiber-reinforced polyurethane paint according to the present invention.
2 is a schematic view showing the structure of cellulose according to the process of the present invention.
3 is an electron micrograph of a cellulose partial carbide according to the present invention.
4 is a photograph showing a state in which the cellulose partial carbide according to the present invention is milled.
5 is an electron micrograph of a coated film according to the present invention.
6 is a view showing a method of painting an outer circumferential surface of a carbonized fiber-reinforced polyurethane coated steel pipe according to the present invention.
7 is a cross-sectional view of a coated steel pipe painted according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
종래 도장 강관은 대부분 에폭시 또는 폴리우레탄으로 코팅되어 왔는바, 상기 에폭시는 환경 호르몬에 대한 논란이 있으며, 상기 폴리우레탄은 강관 코팅용으로서 에폭시에 비해 물성이 현저히 좋지 못한 단점이 있었다.Conventionally, coated steel pipes have been mostly coated with epoxy or polyurethane, and there is a controversy over environmental hormones, and the polyurethane has disadvantages in that it has a significantly poor physical property as compared with epoxy for coating steel pipes.
따라서, 본 발명은 이러한 종래 에폭시 수지와 폴리우레탄을 이용한 강관 도장방법의 단점을 해소하기 위한 것으로, 셀룰로오스 부분 탄화체를 고분자 수지에 복합시켜 도료를 제조하고, 이를 이용하여 강관을 도장함으로써, 상기 환경 호르몬에 대한 논란, 물성 저하 등의 단점을 모두 해소하는 것이다.Accordingly, the present invention solves the disadvantages of the conventional steel pipe coating method using the epoxy resin and the polyurethane. By coating a steel pipe by preparing a paint by combining a cellulose partial carbonizer with a polymer resin, Controversy over hormones, and deterioration of physical properties.
즉, 본 발명은 종래 섬유강화 플라스틱의 메커니즘을 이용한 것으로, 섬유강화 플라스틱이란 직조 상의 섬유와 유리나 고무 상의 플라스틱을 구조적, 화학적으로 결합시켜 각각의 고유 물성보다 더 우수한 물성을 구현하는 것이다. 종래 이러한 섬유강화 플라스틱은 불포화폴리에스테르 수지를 유리섬유에 침투, 경화시켜 섬유와 플라스틱의 물성이 복합되도록 하였다. 이러한 섬유강화 플라스틱은 산업 전반의 다양한 분야에서 활용되었으나, 코팅분야, 즉 도료로서는 이용되지 못하여 왔다. 이는 도료 조성물로서 미세 입자가 사용되어야 하는데, 상기 섬유강화 플라스틱은 직조 상 섬유를 이용하는 것이므로, 도료 조성물로서 적용이 가능한 미세입자 크기(약 1~50㎛)가 되면 섬유 특성상, 즉 실의 굵기가 1~50㎛이므로 직조가 와해되어 직조상 섬유의 상태를 유지하기 어렵기 때문이다. 또한, 장기사용 시 유리의 미세 조각이 융출될 가능성이 있기 때문이다.That is, the present invention utilizes the mechanism of conventional fiber reinforced plastic. The fiber reinforced plastic is structurally and chemically bonded to fibers of woven fabric and plastic of glass or rubber to realize physical properties superior to those of respective unique properties. Conventionally, such a fiber-reinforced plastic has infiltrated and hardened an unsaturated polyester resin into a glass fiber so that the physical properties of the fiber and the plastic are compounded. These fiber reinforced plastics have been utilized in various fields throughout the industry, but they have not been used as coatings, that is, paints. This is because fine particles should be used as a coating composition. Since the fiber reinforced plastic uses woven fibers, when the fine particle size (about 1 to 50 탆) applicable as a coating composition is used, ~ 50 탆, so that it is difficult to maintain the state of the filament fiber by breaking the weaving. In addition, there is a possibility that a minute piece of glass may be melted when used for a long period of time.
따라서, 본 발명은 천연적으로 나노단위 또는 미소단위의 실이 자연 생성되어 인조섬유보다 100~1.000배 더 얇은 실로 직조를 이루는 천연 셀룰로오스를 이용하여 도료를 제조하고, 이를 이용하여 강관을 도장하는 방법을 제안하는 것이다.Accordingly, the present invention relates to a method for producing a coating material by using naturally-produced nano-unit or minute-unit yarn and using natural cellulose having a yarn weaving of 100 to 1,000 times thinner than the synthetic fiber, .
이하, 본 발명에 따른 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료의 제조방법을, 첨부된 도 1을 참조하여 단계별로 상세히 설명한다. Hereinafter, a method for producing a carbon fiber-reinforced polyurethane paint according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1, step by step.
셀룰로오스 입자를 준비하는 단계.Preparing cellulose particles.
먼저, 천연 식물 유래의 셀룰로오스 입자를 준비한다. First, cellulose particles derived from natural plants are prepared.
상기 천연 식물 유래의 셀룰로오스 입자는 생성 시 약 1~100nm 이하의 미소(미소사(微小絲)로 자연 생성되고, 기계적 물성이 우수하며, 인체에 무해하다. 또한, 수산기(-OH)를 가지고 있어 고분자와의 반응 및 결합이 가능하여 내구성이 우수한 고분자 복합체의 형성이 가능하다는 장점이 있다.The cellulosic particles derived from the natural plant are naturally produced in a microstructure having a size of about 1 to 100 nm or less at the time of production, excellent in mechanical properties, harmless to human body, have a hydroxyl group (-OH) It is possible to form a polymer composite having excellent durability by allowing reaction and bonding with the polymer.
이때, 상기 셀룰로오스의 종류는 특별히 제한되지 않는데, 면, 대마, 아마, 황마, 양마, 헤네켄, 강아지풀, 아카시아, 소나무, 비단풀, 김, 우뭇가사리, 개우무, 새발, 꼬시래기, 가시우무, 단박, 돌가사리, 석묵, 지누아리 중 1종의 것일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고 그 크기 역시 제한하지 않는데, 대략 1mm 이하면 족하다.At this time, the type of the cellulose is not particularly limited, and cotton, hemp, flax, jute, sheep, henna, foxtail, acacia, pine, silkworm, mugwort, mugwort, mugwort, Ganoderma, cassia, cinnamon, and cinnamon, but the present invention is not limited thereto. And its size is not limited, but it is enough if it is less than about 1mm.
상기 준비된 셀룰로오스 입자를 부분 탄화시켜 셀룰로오스 부분 탄화체를 형성하는 단계.Partially carbonizing the prepared cellulosic particles to form a cellulose partial carbide.
다음으로, 상기 준비된 셀룰로오스 입자를 부분 탄화시켜 부분 탄화체를 형성한다.Next, the prepared cellulosic particles are partially carbonized to form a partial carbonized body.
본 발명에서 상기 셀룰로오스 입자를 부분 탄화시키는 이유는, 상기 셀룰로오스 입자는 세포막이 셀룰로오스 외 리그닌 및 헤미셀룰로오스를 포함하고, 세포끼리 리그닌 등으로 접착되어 있기 때문에 비셀룰로오스 부분을 제거하여 물성을 증진시키기 위함이다. The reason why the cellulose particles are partially carbonized in the present invention is that the cellulosic particles include cellulosic lignin and hemicellulose, and since the cells are bonded with lignin or the like, the noncellulosic particles are removed to improve physical properties.
상기 비셀룰로오스 부분을 제거하는 방법으로 종래 화학적 제거 방법 등이 사용되었으나, 본 발명에서는 환경친화적이며, 상수도 강관의 내부도장용으로 적합하도록 진공 열분해, 즉 부분 탄화방법을 이용하는 것이다. Conventionally, a chemical removal method or the like has been used as a method of removing the noncellulosic portion. However, the present invention uses a vacuum pyrolysis, that is, a partial carbonization method, so as to be environmentally friendly and suitable for internal coating of a steel pipe.
즉, 셀룰로오스 입자는 도 2와 같이 저분자량을 갖는 부분(비셀룰로오스 부분 포함)과, 고분자량을 갖는 부분으로 구성되는데, 이를 탄화시키면 저분자량을 갖는 부분은 제거되고, 고분자량의 부분만이 남을 뿐 아니라, 그 구조가 더욱 촘촘하게 축합됨으로써, 내수성, 기계적 강도, 내생리성 등이 증가하기 때문이다. That is, the cellulose particles are composed of a portion having a low molecular weight (including a noncellulosic portion) and a portion having a high molecular weight as shown in Fig. 2. When carbonized, the portion having a low molecular weight is removed, But also the water resistance, mechanical strength, endurance and the like are increased due to condensation of the structure more closely.
이러한 부분 탄화방법은 구체적으로, 200~500℃의 온도로 30~180분간 셀룰로오스 입자를 탄화하는 것인데, 이러한 탄화를 통해 셀룰로오스 입자 내 수분 및 저분자량의 부분만을 제거함으로써, 고분자량의 고물성 성분을 더욱 강한 구조로 축합시키는 것이다. 이때, 상기 탄화는 진공분위기(약 3~100torr)에서 탄화함이 바람직하다.Specifically, the partial carbonization method is to carbonize the cellulose particles at a temperature of 200 to 500 ° C. for 30 to 180 minutes. By removing only moisture and low molecular weight portions in the cellulose particles through the carbonization, high-molecular-weight high- And to condense it into a stronger structure. At this time, the carbonization is preferably carried out in a vacuum atmosphere (about 3 to 100 torr).
상기 부분 탄화된 셀룰로오스 부분 탄화체를 0.1~100㎛의 입도로 분쇄하는 단계.Crushing the partially carbonized cellulose partial carbide to a particle size of 0.1 to 100 mu m.
다음으로, 상기 부분 탄화된 셀룰로오스 부분 탄화체를 0.1~100㎛의 입도로 분쇄한다. 이때, 그 분쇄방법은 제한하지 않으며, 공지된 다양한 방법을 이용할 수 있다.Next, the partially carbonized cellulose partial carbide is pulverized to a particle size of 0.1 to 100 탆. At this time, the pulverization method is not limited, and various known methods can be used.
상기 분쇄된 셀룰로오스 부분 탄화체에 올리고머 수지를 결합시켜 복합체를 제조하는 단계.And combining the pulverized cellulose partial carbide with an oligomer resin to prepare a composite.
다음으로, 상기 분쇄된 셀룰로오스 부분 탄화체에 올리고머 수지를 결합시킨다. 상기 셀룰로오스 부분 탄화체는 도 2와 같이, 치밀한 미세 섬유 직조 구조를 가진다. 따라서, 상기 셀룰로오스 부분 탄화체의 미세 섬유 직조 구조 내의 공극에 올리고머 수지를 미세 매트릭스 결합시킴으로써, 내인장강도 및 내파손강도를 증가시키는 것이다. Next, the oligomer resin is bonded to the pulverized cellulose partial carbide. As shown in FIG. 2, the cellulose partial carbide has a dense fine fiber woven structure. Accordingly, micro-matrix bonding of the oligomer resin to the voids in the microfibre weave structure of the cellulose partial carbide increases the tensile strength and breakage strength.
상기 셀룰로오스 부분 탄화체의 치밀한 미세 섬유 구조에 올리고머 수지를 침입시켜야 하므로, 고압의 반복 공정이 요구되는바, 본 발명에서는 고속 밀링 또는 고압 사출의 방법을 이용한다. 더욱 상세하게는 상기 분쇄된 셀룰로오스 부분 탄화체 5~20중량%에 올리고머 수지 80~95중량%를 투입하고, 300~3,000rpm의 속도로 고속 밀링하거나, 10~1,000kg/㎠의 압력으로 고압 사출하는 것이다. 아울러, 이러한 밀링 또는 사출의 방법을 다수 회에 걸쳐 반복함으로써, 상기 탄화체 내의 공극에 상기 올리고머 수지가 침입하여 미세 결합되도록 한다.Since the oligomer resin is required to penetrate into the dense fine fiber structure of the cellulose partial carbide, a high-pressure repeated process is required. In the present invention, high-speed milling or high-pressure injection is used. More specifically, 80 to 95% by weight of an oligomer resin is added to 5 to 20% by weight of the pulverized cellulose partial carbide, and the mixture is subjected to high-speed milling at a speed of 300 to 3,000 rpm or high-pressure injection at a pressure of 10 to 1,000 kg / . Further, by repeating this milling or injection method a plurality of times, the oligomer resin is allowed to intrude into the voids in the carbonized body to be micro-bonded.
본 발명에서는 상기 올리고머 수지로서, 폴리올 프레폴리머 또는 폴리이소시아네이트 프레폴리머를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 상기 셀룰로오스의 경우 분자 구조에 수산기를 가지고 있어 하기 화학식 1과 같이, R-NCO의 반응성 관능기 고분자를 적용할 경우 일체성 고분자 반응을 형성함에 따라 더욱 내구성이 우수한 복합체를 형성할 수 있기 때문이다. 상기 폴리올 프레폴리머 또는 폴리이소시아네이트 프레폴리머는 이 기술이 속하는 분야에서 널리 공지된 것으로, 그 종류를 제한하지 않고 모두 사용 가능하다.In the present invention, it is preferable to use a polyol prepolymer or a polyisocyanate prepolymer as the oligomer resin. This is because when the reactive functional group polymer of R-NCO is applied as shown in the following chemical formula 1 because the cellulose has a hydroxyl group in its molecular structure, a more excellent durable composite can be formed by forming an integral polymer reaction. The polyol prepolymer or the polyisocyanate prepolymer is well known in the field to which this technology belongs, and can be used without any limitation.
상기 제조된 복합체에 가교 수지를 혼합하여 도료를 제조하는 단계.And mixing the resulting composite with a crosslinking resin to prepare a coating material.
다음으로, 상기 제조된 복합체에 가교 수지를 혼합하여 도료를 제조한다.Next, a coating material is prepared by mixing a crosslinking resin with the composite thus prepared.
여기서, 상기 가교 수지는 앞선 올리고머 수지의 종류에 따라 결정하는데, 올리고머 수지로서 폴리올 프레폴리머를 이용한 경우 폴리이소시아네이트 프레폴리머를 사용하여 중합하고, 상기 올리고머 수지로서 폴리이소시아네이트 프레폴리머를 이용한 경우 폴리아민 프레폴리머를 이용하여 중합한다. Here, the crosslinking resin is determined depending on the type of the oligomer resin. When the polyisocyanate prepolymer is used as the oligomer resin, the polyisocyanate prepolymer is used as the oligomer resin. When the polyisocyanate prepolymer is used as the oligomer resin, .
이때, 상기 가교 수지의 사용량은 상기 복합체와 가교 수지가 1:0.5~1.5중량비가 될 정도면 족한바, 그 중량비는 통상의 우레탄 또는 우레아 조성물의 공지된 기술에 따른다. 또한, 상기 폴리이소시아네이트 프레폴리머 및 폴리아민 프레폴리머의 구성 역시 이 기술이 속하는 분야에서 충분히 공지된 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.The amount of the crosslinking resin may be such that the ratio of the crosslinking resin to the crosslinking resin is in the range of 1: 0.5 to 1.5, and the weight ratio thereof is in accordance with a known technique of a conventional urethane or urea composition. The structure of the polyisocyanate prepolymer and the polyamine prepolymer is also well known in the art, and thus a detailed description thereof will be omitted.
상기와 같이 제조된 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료는 강관의 도장, 즉 강관 도장용으로 적용시 우수한 물성을 발휘함은 물론, 친환경적이라는 장점이 있다.The carbon fiber-reinforced polyurethane paint prepared as described above has an advantage that it exhibits excellent physical properties when it is applied for coating steel tubes, that is, for coating steel tubes, and is environmentally friendly.
한편, 본 발명에 따른 도료의 항균성을 확보하기 위하여, 상기 셀룰로오스 부분 탄화체를 형성하는 단계 후, 상기 형성된 셀룰로오스 부분 탄화체에 겨자 정유를 1:0.05~0.1중량비로 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 항균성 확보는 상수도용으로 사용시 적합하다.Meanwhile, in order to ensure the antimicrobial activity of the coating composition according to the present invention, it may further include a step of mixing the mustard essential oil at a weight ratio of 1: 0.05 to 0.1 in the formed cellulose partial carbide after the step of forming the cellulose partial- have. Such antimicrobial properties are suitable for use in drinking water.
상기 겨자 정유는 항균 효과가 뛰어난 이소티오시아네이트(Allyl isothiocyanate,AITC)를 주성분으로 하는바, 폴리우레탄과의 상용성이 특히 우수한 특징이 있다. 따라서, 본 발명에 적용시 우수한 항균 효과를 나타낼 수 있다는 장점이 있다. 더욱이, 겨자 정유를 상기 셀룰로오스 부분 탄화체와 선혼합한 후, 상기 올리고머 수지를 침입 및 미세 결합함으로써, 그 항균 효과를 장기간 유지할 수 있다는 장점이 있다. 상기 겨자 정유는 시판상품을 사용할 수 있다. The essential oil of the mustard oil is mainly composed of Allyl isothiocyanate (AITC), which is excellent in antibacterial effect, and is particularly excellent in compatibility with polyurethane. Therefore, it has an advantage of exhibiting an excellent antibacterial effect when applied to the present invention. Moreover, there is an advantage that the antimicrobial effect can be maintained for a long period of time by preliminarily mixing the mustard essential oil with the above-mentioned cellulose partial carbide and then infiltrating and micro-bonding the oligomer resin. The mustard essential oil may be a commercially available product.
이하, 이러한 방법을 통해 제조한 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료를 이용하여 도장 강관을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of producing a coated steel pipe using the carbonized fiber-reinforced polyurethane paint prepared by such a method will be described.
탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료를 제조하는 단계.The step of producing a carbon fiber reinforced polyurethane paint.
먼저, 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료를 제조한다. 상기 도료의 제조방법은 앞서 충분히 설명되었으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. First, a carbon fiber-reinforced polyurethane paint is prepared. Since the method of manufacturing the paint has been fully described above, a detailed description thereof will be omitted.
상기 제조된 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료로 강관의 내주면을 도장하는 단계.Coating the inner circumferential surface of the steel pipe with the carbon fiber-reinforced polyurethane paint prepared above.
다음으로, 상기 제조된 도료로 강관의 내주면을 도장한다. 이때, 상기 강관의 내주면은 물론, 외주면을 모두 도장할 수 있으며, 내, 외주면의 도장 두께 역시 제한하지 않는다. Next, the inner peripheral surface of the steel pipe is coated with the above-prepared paint. At this time, not only the inner peripheral surface but also the outer peripheral surface of the steel pipe can be coated, and the coating thickness of the inner and outer peripheral surfaces is also not limited.
또한, 그 도장 방법 역시 통상 공지된 방법에 따른다.The coating method is also generally known in the art.
상기와 같은 방법으로 도장된 강관은 친환경적이며, 부착력, 내구성, 내후성, 내마모성, 내수성 등의 물성 역시 우수하여 유지보수의 비용이 절감되는 장점이 있다.The steel pipe painted by the above method is eco-friendly, and it is also advantageous in that it has excellent properties such as adhesion, durability, weatherability, abrasion resistance, and water resistance, thereby reducing the maintenance cost.
한편, 본 발명에서는 상기 도장 강관의 외주면 역시 상기한 탄화 섬유소 강화 우레탄 도료로서 도장할 수도 있지만, 바람직하게는 별도로 에폭시, 폴리에틸렌 등을 이용하여 도장함으로써, 도장 강관의 물성을 높이고, 제조비용을 절감하는 것이다.Meanwhile, in the present invention, the outer circumferential surface of the coated steel pipe may also be coated as the above-mentioned carbonized fiber-reinforced urethane coating, but it is preferably coated separately using epoxy or polyethylene to improve the physical properties of the coated steel pipe, will be.
상기 도장 강관의 외주면을 도장하는 단계는, 상기 강관의 내주면을 도장하는 단계의 전 또는 후에 실시할 수 있는바, 그 순서를 제한하지 않는다. The step of coating the outer circumferential surface of the coated steel pipe may be carried out before or after the step of coating the inner circumferential surface of the steel pipe, but the order thereof is not limited.
그리고 상기 강관의 외주면을 도장하는 단계는 도 6에서와 같이, 상기 강관의 외주면을 전처리하는 과정과, 상기 전처리된 강관을 60~300℃에서 가열하는 과정과, 상기 가열된 강관의 외주면을 분말 에폭시(FBE)로 1차 도장하는 과정과, 상기 1차 도장된 강관의 외주면을 개질 폴리에틸렌으로 2차 도장하는 과정과, 상기 2차 도장된 강관의 외주면을 폴리에틸렌으로 3차 도장하는 과정을 포함한다.As shown in FIG. 6, the step of coating the outer circumferential surface of the steel pipe includes a step of pre-treating an outer circumferential surface of the steel pipe, a step of heating the pre-treated steel pipe at 60 to 300 ° C, A first coating step of coating the outer circumferential surface of the first coated steel pipe with modified polyethylene, and a third coating step of coating the outer circumferential surface of the second coated steel pipe with polyethylene.
먼저, 상기 강관 외주면을 전처리한다. 여기서, 상기 전처리는 외주면의 이물질을 제거하는 등의 과정을 의미하는바, 예시적으로 쇼트 블라스팅 등으로 강관에 산재된 이물질을 제거하는 정도이다. First, the outer circumferential surface of the steel pipe is pretreated. Here, the pre-treatment means a process of removing foreign substances on the outer circumferential surface, for example, to remove foreign substances scattered in the steel pipe by shot blasting or the like.
다음으로, 상기 전처리된 강관을 60~300℃에서 가열함으로써, 강관의 잠열에 의해 피복재료, 즉 분말 에폭시, 개질 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 등이 용착될 수 있도록 한다. 상기 가열온도가 60℃ 미만이면 외주면에 도포되는 분체의 용해가 원활하게 진행되지 못하여 도장이 불량하게 되고, 300℃를 초과하면 분체가 용해되어 형성되는 도장층이 강관에서 흘러내리게 되는 등의 단점이 있으므로, 60~300℃에서 가열한다. 이때, 상기 강관의 가열은 통상적으로 널리 이용되는 가열관을 통해 가열하는 정도면 족하다.Next, the pretreated steel pipe is heated at 60 to 300 占 폚 so that the coating material, that is, powder epoxy, modified polyethylene, polyethylene, or the like can be deposited by latent heat of the steel pipe. If the heating temperature is less than 60 ° C, dissolution of the powder coated on the outer circumferential surface does not progress smoothly, resulting in poor coating. If the heating temperature exceeds 300 ° C, the powder layer dissolves and the formed coating layer flows down from the steel pipe Therefore, it is heated at 60 to 300 ° C. At this time, heating of the steel pipe is usually enough to heat through a commonly used heating pipe.
그리고 상기 가열된 강관의 외주면을 분말 에폭시로 1차 도장한다. 본 발명에서 상기 분말 에폭시를 이용하는 1차 도장은 2차 및 2차 도장층의 접착력을 보완하기 위한 목적이다. The outer circumferential surface of the heated steel pipe is first coated with powder epoxy. In the present invention, the primary coating using the powder epoxy is intended to supplement the adhesive strength of the secondary and secondary coating layers.
다음으로, 상기 분말 에폭시의 도장이 완료되면, 다시 개질 폴리에틸렌을 이용하여 상기 1차 도장된 강관의 외주면을 2차 도장한다. 이때, 상기 개질 폴리에틸렌은 접척성이 강화된 분말 접착제의 형태로서, 상기 분말 에폭시 도장층과 후술될 폴리에틸렌 도장층과의 접착력 유지를 위한 것이다. Next, when coating of the powder epoxy is completed, the outer circumferential surface of the first coated steel pipe is secondarily coated with modified polyethylene. At this time, the modified polyethylene is in the form of a powder adhesive reinforced with tackiness for maintaining the adhesion between the powder epoxy coating layer and a polyethylene coating layer described later.
상기 2차 도장이 완료되면, 이에 다시 폴리에틸렌을 이용하여 3차 도장한다.When the second coating is completed, third coating is performed using polyethylene again.
그리고 3차 도장이 완료되면, 상기 3차 도장된 강관의 양끝단인 용접부로부터 도장층을 제거하고, 이를 상온으로 냉각한다.When the third coating is completed, the coating layer is removed from the welds at both ends of the third coated steel pipe, and the coating layer is cooled to room temperature.
여기서, 상기 용접부를 처리하는 과정 및 냉각 과정은 도장 강관의 제조시 충분히 공지된 사항이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 상기 도장 방법 역시 이 기술이 속하는 분야에서는 널리 공지된 사항이므로, 그 방법 및 사용 장치를 제한하지 않는다. Here, the process of treating the welded portion and the cooling process are well known in the production of the coated steel pipe, and a detailed description thereof will be omitted. In addition, the coating method is well known in the field to which the present invention belongs, and thus the method and apparatus are not limited.
또한, 본 발명은 상기 1차, 2차 및 3차에 걸쳐 형성되는 도장층의 두께는 제한하지 않으나, 외주면 전체에 형성된 도장층의 두께가 0.5~5mm가 되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 그 두께가 너무 얇으면 충분한 물성 달성이 어렵고, 5mm를 초과하더라도 더 이상의 증진된 작용효과를 갖지 못하기 때문이다. In the present invention, the thickness of the coating layer formed over the primary, secondary and tertiary is not limited, but it is preferable that the thickness of the coating layer formed on the entire outer circumferential surface is 0.5 to 5 mm, If it is too thin, it will be difficult to achieve sufficient physical properties, and if it exceeds 5 mm, it will not have any further enhanced action effect.
상기와 같이 제조된 도장 강관은 도 7에서와 같이, 강관(10)의 내주면은 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료로 내주면 도장층(20)이 형성되고, 외주면은 분말 에폭시(31), 개질 폴리에틸렌(32) 및 폴리에틸렌(33)의 3층 구조로 외주면 도장층(30)이 형성되어, 친환경적이면서도, 기계적 강도, 부착강도 및 균열방지 성능 등이 우수하다는 장점이 있다. 7, the inner circumferential surface of the
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples.
(실시예 1)(Example 1)
0.1~1mm 크기의 수분 함량 11.3%인 황백색 셀룰로오스 입자 10kg을 준비하고, 이를 스테인레스 용기에 넣고 밀폐한 후, 50torr의 진공도에서 500℃의 온도로 2시간 동안 부분 탄화시켜, 6.25kg의 흑갈색 셀룰로오스 부분 탄화체를 수득하였다. 이때, 감량은 37.5% 였다. 그리고 이를 분쇄하여 0.1~50㎛의 부분 탄화체를 제조하였다.10 kg of yellowish white cellulose particles having a size of 0.1 to 1 mm and a water content of 11.3% were prepared, sealed in a stainless steel container, and partially carbonized for 2 hours at a temperature of 500 ° C under a vacuum of 50 torr. 6.25 kg of black- A sieve was obtained. At this time, the weight loss was 37.5%. The resulting mixture was pulverized to obtain a partially carbonized product of 0.1 to 50 μm.
다음으로, 세라믹 탱크에 폴리올 프레폴리머(점도 1850cps, 고형분97%, 분자량 780, 국도화학 GC-78A) 48.5kg을 상기 부분 탄화체 6.25kg과 함께 투입하고, 이에 직경 50mm, 30mm, 20mm 크기의 세라믹 볼밀을 각각 3kg씩 투입한 후, 500rpm으로 24시간 밀링하여 복합체를 제조하였다. Next, 48.5 kg of a polyol prepolymer (viscosity 1850 cps, solid content 97%, molecular weight 780, Kukdo Chemical Co., Ltd. GC-78A) was added to the ceramic tank together with 6.25 kg of the above partial carbide, and a ceramic having diameters of 50 mm, 30 mm and 20 mm The ball mill was charged with 3 kg each, and then milled at 500 rpm for 24 hours to prepare a composite.
그리고 가교 수지로서 폴리이소시아네이트 프레폴리머(NCO 반응기, 국도화학 GC-78B) 50kg을 상기 밀링된 복합체와 혼합한 후, 스프레이를 이용하여 강관의 내부에 평균두께 530㎛로 도포하여 도장 강관을 제조하였다.50 kg of a polyisocyanate prepolymer (NCO Reactor, Kukdo Chemical Co., Ltd. GC-78B) as a crosslinked resin was mixed with the milled composite and sprayed to coat the interior of the steel pipe with an average thickness of 530 탆 to prepare a coated steel pipe.
상기 실시예 1의 부분 탄화체의 전자현미경 사진을 도 3에, 실시예 1의 부분 탄화체를 분쇄한 상태의 사진을 도 4에, 실시예 1의 도장 도막을 전자현미경으로 촬영한 사진을 도 5에 나타내었다. 도 3 내지 도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 부분 탄화체는 흑갈색의 미세 섬유 직조 구조를 가지며, 치밀한 도막이 형성됨을 확인하였다. FIG. 3 shows an electron micrograph of the partial carbonaceous material of Example 1, FIG. 4 shows a state where the partial carbonaceous material of Example 1 was pulverized, FIG. 4 shows a photograph of the coated pigment film of Example 1 taken by an electron microscope Respectively. As can be seen from FIGS. 3 to 5, it was confirmed that the partially carbonized body had a black-brown fine fiber weave structure and a dense coating film was formed.
(실시예 2)(Example 2)
0.1~1mm 크기의 수분 함량 11.3%인 황백색 셀룰로오스 입자 10kg을 준비하고, 이를 스테인레스 용기에 넣고 밀폐한 후, 100torr의 진공도에서 500℃의 온도로 2시간 동안 부분 탄화시켜 6.22kg의 흑갈색 셀룰로오스 부분 탄화체를 수득하였다. 이때, 감량은 38.7%이었다. 그리고 이를 분쇄하여 0.1~50㎛의 부분 탄화체를 제조하였다.10 kg of yellowish white cellulose particles having a moisture content of 11.3% in the range of 0.1 to 1 mm were prepared, sealed in a stainless steel container and partially carbonized at a temperature of 500 ° C. for 2 hours under a vacuum of 100 torr to obtain 6.22 kg of a brownish- ≪ / RTI > At this time, the weight loss was 38.7%. The resulting mixture was pulverized to obtain a partially carbonized product of 0.1 to 50 μm.
다음으로, 세라믹 탱크에 폴리이소시아네이트 프레폴리머(NCO반응기, 점도 1640cps, 고형분98%, 분자량 670, 국도화학 GC-78B) 48.5kg을 상기 부분 탄화체 6.22kg과 함께 투입하고, 이에 직경 50mm, 30mm, 20mm 크기의 세라믹 볼밀을 각각 3kg씩 투입한 후, 500rpm으로 24시간 밀링하여 복합체를 제조하였다. Subsequently, 48.5 kg of a polyisocyanate prepolymer (NCO reactor, viscosity 1640 cps, solid content 98%, molecular weight 670, Kukdo Chemical Co., Ltd. GC-78B) was added to the ceramic tank together with 6.22 kg of the partial carbonization product, 3 mm each of ceramic ball mills each having a size of 20 mm was charged, and the mixture was milled at 500 rpm for 24 hours to prepare a composite.
그리고 가교 수지로서 폴리아민 프레폴리머(국도화학 KPU 100) 50kg을 2라인 배송 충돌형 스프레이를 이용하여 강관의 내부에 평균두께 520㎛로 도포하여 도장 강관을 제조하였다.50 kg of polyamine prepolymer (Kuko Kagaku KPU 100) as a cross-linking resin was applied to the interior of the steel pipe with an average thickness of 520 μm by using a two-line delivery impingement spray type to prepare a coated steel pipe.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
실시예 1과 동일한 폴리올 프레폴리머와 폴리이소시아네이트 프레폴리머만을 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 도장 강관을 제조하였다.A coated steel pipe was produced in the same manner as in Example 1 except that only the polyol prepolymer and the polyisocyanate prepolymer were the same as those in Example 1.
(비교예 2)(Comparative Example 2)
실시예 2와 동일한 폴리이소시아네이트 프레폴리머와 폴리아민 프레폴리머만을 사용하여 실시예 2와 동일한 방법으로 도장 강관을 제조하였다. A coated steel pipe was produced in the same manner as in Example 2 except that only the polyisocyanate prepolymer and the polyamine prepolymer were the same as those used in Example 2.
(시험예 1)(Test Example 1)
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2의 도장 강관을 미국수도협회(AWWA C 222- 99) 규격에 규정된 시험 기준에 따라 시험하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The coated steel tubes of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were tested according to the test standards specified in the American Waterworks Association (AWWA C 222-99) standard, and the results are shown in Table 1 below.
(상온 30일 침적, 중량 변화율%)Chemical resistance
(Immersion at room temperature for 30 days,% change in weight)
연료유# 2 Diesel
Fuel oil
상기 시험예 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 도장 방법을 이용한 실시예 1 및 2는 비교예 1, 2에 비해 부착강도, 내충격성, 경도, 흡수율, 핀홀시험, 음극박리, 내마모성, 내약품성 등의 물리, 화학적 성질이 현저히 개선된 것을 확인할 수 있었다. As can be seen from the above Test Example 1, Examples 1 and 2 using the coating method according to the present invention are superior to those of Comparative Examples 1 and 2 in adhesion strength, impact resistance, hardness, water absorption, pinhole test, It was confirmed that the physical and chemical properties such as chemical resistance were remarkably improved.
이상에서는 본 발명의 일실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course.
10 : 강관 20: 내주면 도장층
30: 외주면 도장층 31: 분말 에폭시
32: 개질 폴리에틸렌 33: 폴리에틸렌10: steel pipe 20: inner circumferential surface coating layer
30: outer circumferential surface coating layer 31: powder epoxy
32: modified polyethylene 33: polyethylene
Claims (9)
상기 준비된 셀룰로오스 입자를 부분탄화시켜 셀룰로오스 부분 탄화체를 형성하는 단계와,
상기 부분탄화된 셀룰로오스 부분 탄화체를 0.1~100㎛의 입도로 분쇄하는 단계와,
상기 분쇄된 셀룰로오스 부분 탄화체에 올리고머 수지를 결합시켜 복합체를 제조하는 단계와,
상기 제조된 복합체에 가교 수지를 혼합하여 도료를 제조하는 단계를 포함하고,
상기 복합체를 제조하는 단계는,
상기 분쇄된 셀룰로오스 부분 탄화체 5~20중량%에 올리고머 수지 80~95중량%를 투입하고, 300~3,000rpm의 속도로 밀링 또는 10~1,000kg/㎠의 압력으로 사출하여 상기 셀룰로오스 부분 탄화체의 미세 섬유 직조 구조에 상기 올리고머 수지를 침입시킴으로써, 상기 탄화체와 상기 올리고머 수지가 미세 결합되도록 하는 것을 특징으로 하는 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료의 제조방법.
Preparing cellulosic particles,
Partially carbonizing the prepared cellulosic particles to form a cellulose partial carbide;
Pulverizing the partially carbonized cellulose partial carbide to a particle size of 0.1 to 100 탆,
Combining the pulverized cellulose partial carbide with an oligomer resin to prepare a composite,
And mixing the resulting composite with a crosslinking resin to prepare a coating material,
Wherein the step of preparing the composite comprises:
80 to 95% by weight of an oligomer resin is added to 5 to 20% by weight of the pulverized cellulose partial carbonaceous material, and the mixture is milled at a speed of 300 to 3,000 rpm or at a pressure of 10 to 1,000 kg / Wherein the oligomer resin is introduced into the fine fiber weave structure so that the carbonized material and the oligomer resin are finely bonded to each other.
상기 셀룰로오스 부분 탄화체를 형성하는 단계는,
200~500℃의 온도로 30~180분간 탄화하는 것을 특징으로 하는 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the forming of the cellulose partial carbide comprises:
Wherein the carbonization is carried out at a temperature of 200 to 500 占 폚 for 30 to 180 minutes.
상기 올리고머 수지는 폴리올 프레폴리머 또는 폴리이소시아네이트 프레폴리머이고,
상기 가교 수지는 폴리이소시아네이트 프레폴리머 또는 폴리아민 프레폴리머인 것을 특징으로 하는 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the oligomer resin is a polyol prepolymer or a polyisocyanate prepolymer,
Wherein the crosslinked resin is a polyisocyanate prepolymer or a polyamine prepolymer.
상기 셀룰로오스 부분 탄화체를 형성하는 단계 후,
상기 형성된 셀룰로오스 부분 탄화체에 겨자 정유를 1:0.05~0.1중량비로 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료의 제조방법.
The method according to claim 1,
After the step of forming the cellulose partial carbide,
And mixing the formed cellulose partial carbide with mustard essential oil at a weight ratio of 1: 0.05 to 0.1.
상기 제조된 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료로 강관의 내주면을 도장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도장 강관의 제조방법.
A process for producing a carbon fiber-reinforced polyurethane paint, comprising the steps of: preparing a carbon fiber-reinforced polyurethane paint by the method of any one of claims 1, 2, 4, and 5;
And coating the inner peripheral surface of the steel pipe with the carbon fiber-reinforced polyurethane paint prepared as described above.
상기 제조된 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도료로 강관의 내주면을 도장하는 단계의 전 또는 후에 상기 강관의 외주면을 도장하는 단계를 더 포함하며,
상기 외주면을 도장하는 단계는,
상기 강관의 외주면을 전처리하는 과정과,
상기 전처리된 강관을 60~300℃에서 가열하는 과정과,
상기 가열된 강관의 외주면을 분말 에폭시(FBE)로 1차 도장하는 과정과,
상기 1차 도장된 강관의 외주면을 개질 폴리에틸렌으로 2차 도장하는 과정과,
상기 2차 도장된 강관의 외주면을 폴리에틸렌으로 3차 도장하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도장 강관의 제조방법.
The method according to claim 6,
Coating the outer circumferential surface of the steel pipe before or after the step of coating the inner circumferential surface of the steel pipe with the carbon fiber-reinforced polyurethane paint prepared as described above,
Wherein the step of painting the outer circumferential surface comprises:
A step of pre-treating an outer circumferential surface of the steel pipe,
Heating the pretreated steel pipe at 60 to 300 캜,
A first step of coating the outer circumferential surface of the heated steel pipe with powder epoxy (FBE)
A step of secondarily coating an outer circumferential surface of the first coated steel pipe with modified polyethylene,
And coating the outer circumferential surface of the secondary coated steel pipe with polyethylene in a tertiary coating process.
상기 1차, 2차 및 3차 도장 과정은,
상기 강관의 외주면에 형성된 전체 도장층의 두께가 0.5~5mm가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 탄화 섬유소 강화 폴리우레탄 도장 강관의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The primary, secondary, and tertiary coating processes may include,
Wherein the thickness of the entire coating layer formed on the outer peripheral surface of the steel pipe is 0.5 to 5 mm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170073274A KR101811372B1 (en) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | Method of manufacturing Polyurethane paints comprising carbonized microfiber-reinforced, Method for manufacturing Polyurethane coating steel pipe using the same and Polyurethane coating steel pipe by the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170073274A KR101811372B1 (en) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | Method of manufacturing Polyurethane paints comprising carbonized microfiber-reinforced, Method for manufacturing Polyurethane coating steel pipe using the same and Polyurethane coating steel pipe by the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101811372B1 true KR101811372B1 (en) | 2017-12-22 |
Family
ID=60937113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170073274A KR101811372B1 (en) | 2017-06-12 | 2017-06-12 | Method of manufacturing Polyurethane paints comprising carbonized microfiber-reinforced, Method for manufacturing Polyurethane coating steel pipe using the same and Polyurethane coating steel pipe by the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101811372B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101943800B1 (en) | 2018-07-30 | 2019-01-30 | 주식회사 에스아이켐 | Coating composition for protecting metal surface and method for manufacturing metallic structure comprising coating layer for protecting surface using the same |
| CN112657779A (en) * | 2020-12-15 | 2021-04-16 | 中建中新建设工程有限公司 | Automatic painting device and automatic painting method for anticorrosive coating on inner wall of welded steel pipe |
| KR102651687B1 (en) | 2023-08-09 | 2024-03-29 | 성은종합철강(주) | An eco-friendly water-based epoxy type paint composition for heavy corrosion protection, a painted steel pipe using the same, and a manufacturing method thereof |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101011458B1 (en) | 2006-12-18 | 2011-01-28 | 간사이 페인트 가부시키가이샤 | Starch-based paint composition |
| JP5355130B2 (en) | 2008-03-14 | 2013-11-27 | 関西ペイント株式会社 | Pigment dispersion paste for electrodeposition paint and electrodeposition paint composition |
| KR101402013B1 (en) * | 2013-12-23 | 2014-05-30 | 주식회사 태성스틸 | Environment-friendly steel pipe coated with vegetable paint and its manufacturing method |
-
2017
- 2017-06-12 KR KR1020170073274A patent/KR101811372B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101011458B1 (en) | 2006-12-18 | 2011-01-28 | 간사이 페인트 가부시키가이샤 | Starch-based paint composition |
| JP5355130B2 (en) | 2008-03-14 | 2013-11-27 | 関西ペイント株式会社 | Pigment dispersion paste for electrodeposition paint and electrodeposition paint composition |
| KR101402013B1 (en) * | 2013-12-23 | 2014-05-30 | 주식회사 태성스틸 | Environment-friendly steel pipe coated with vegetable paint and its manufacturing method |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101943800B1 (en) | 2018-07-30 | 2019-01-30 | 주식회사 에스아이켐 | Coating composition for protecting metal surface and method for manufacturing metallic structure comprising coating layer for protecting surface using the same |
| CN112657779A (en) * | 2020-12-15 | 2021-04-16 | 中建中新建设工程有限公司 | Automatic painting device and automatic painting method for anticorrosive coating on inner wall of welded steel pipe |
| KR102651687B1 (en) | 2023-08-09 | 2024-03-29 | 성은종합철강(주) | An eco-friendly water-based epoxy type paint composition for heavy corrosion protection, a painted steel pipe using the same, and a manufacturing method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101811372B1 (en) | Method of manufacturing Polyurethane paints comprising carbonized microfiber-reinforced, Method for manufacturing Polyurethane coating steel pipe using the same and Polyurethane coating steel pipe by the same | |
| VR | Mechanical, dielectric, and hydrophobicity behavior of coconut shell biochar toughened Caryota urens natural fiber reinforced epoxy composite. | |
| Thakur et al. | Natural fibres-based polymers: Part I—Mechanical analysis of Pine needles reinforced biocomposites | |
| WO2021027369A1 (en) | Wear-resistant polyurea coating, preparation method therefor and use thereof | |
| Yuan et al. | POSS grafted hybrid-fabric composites with a biomimic middle layer for simultaneously improved UV resistance and tribological properties | |
| CN107955495B (en) | high-molecular ceramic wear-resistant coating and preparation method thereof | |
| US20020004116A1 (en) | Abrasion restistant pipe | |
| CN101967619A (en) | Method for reinforcement repair of pipeline by using metal hot spraying and fibrous composite | |
| Zhang et al. | Effect of carbon fibers surface treatment on tribological performance of polyurethane (PU) composite coating | |
| KR101701366B1 (en) | Method for producing coating composition of crack resistant and method for painting using the same | |
| CN103477068A (en) | Adhesive for filling joints and gaps in rotor blades for wind power plants | |
| CN113522697B (en) | Abrasion-resistant coating for wind power blade leading edge and preparation method thereof | |
| Li et al. | Preparation of lignin nanospheres based superhydrophobic surfaces with good robustness and long UV resistance | |
| CN111391421A (en) | Carbon fiber and metal composite structure and preparation method thereof | |
| KR101486475B1 (en) | Method for preparing composite water-proofing materials with graphene and construction method thereof | |
| CN115449110B (en) | Aramid fiber reinforced epoxy resin matrix composite material and preparation method thereof | |
| CN112980301B (en) | Super-strong explosion-proof impact-resistant composite coating and preparation method thereof | |
| CN1234789C (en) | Bi component paint used as top coating, producing process and usage thereof | |
| KR102225441B1 (en) | Ceramic Coated Galvanized corrugated steel plate | |
| KR101001577B1 (en) | Paints comprising natural composite shell ceramics, process for preparing the same, steel pipe coated the same and steel pipe pile coated the same | |
| CN115502068A (en) | Preparation method of fluorocarbon resin/polycaprolactone-based self-healing super-hydrophobic coating | |
| Chen et al. | Improving interfacial bonding strength between epoxy and PE-based wood plastic composites by micro-riveting | |
| Pan et al. | Dual-crosslinking network and pre-anchorage effect enable high-performance, low-cost, and eco-friendly geopolymer adhesive for the wood industry | |
| CN110744886A (en) | Metal protective film and preparation method thereof | |
| CN113831822A (en) | Method for manufacturing high-performance polyurea composite material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |