KR101978526B1 - 부식 방지 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하기 화학식 I:
[화학식 I]

(여기서, R은 C₁₂ 내지 C₂₀의 지방족 사슬이며, n ≤ 20임)의 활성 물질; 부식 방지 안료, 충전제 혼합물, 및 희석제 또는 담체를 포함하는 부식 방지 조성물에 관한 것이다. 또한 본 발명은 부식 방지 조성물의 제조 방법 및 부식 방지 조성물을 포함하는 코팅을 갖는 금속 기재에 관한 것이다.

Description

부식 방지 조성물{ANTI-CORROSIVE COMPOSITIONS}

본 발명은 부식 방지 조성물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 금속 상에 직접 도포하기 위한 부식 방지성의 스프레이가능한 코팅의 제공에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 넓은 범위의 온도 하에서 그리고 다른 부식 유발 환경, 예를 들어 염분, 습기 등에서 탁월한 부식 방지 활성 및 넓은 적용성을 나타내는 환경적으로 안전하고 효과적인 부식 방지 조성물에 관한 것이다.

흔히 금속 표면은 특히 공기 중 수분, 염 및 산/알칼리 조건에 노출될 때 부식되기 쉽다. 부식 과정은 점진적인 현상이기 때문에, 부식이 충분한 손상을 생성하기 전까지는 사용자가 이것을 거의 알아차리지 못한다. 세계 각지에서 자동차 산업에서 보통 사용되는 금속 패널은 불리한 환경, 예를 들어 해안 지역에서의 습기, 염분 조건, 극도로 덥고 추운 날씨의 조건에의 그의 노출로 인하여 일반적으로 부식을 받게 된다. 그러나, 부식을 제어하는 몇몇 방법이 있다. 부식 방지 메커니즘(mechanism)의 선택은 안전성 조건, 경제 및 기술적 고려 사항에 따라 달라진다. 금속 표면에 대한 부식의 가장 일반적으로 사용되는 제어 방법은 페인트 또는 코팅 물질 형태의 보호 코팅에 의한 것이다.

넓은 범위의 코팅 물질이 당업계에 공지되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 제3847651호에는 비수성 용매에 용해된 비극성 중합체를 포함하는 불투명한 방수 보호 코팅 필름을 기재 상에 제공하는 방법이 개시되어 있다. 미국 특허 제5491031호에는 금속 기재용 코팅 조성물이 개시되어 있으며, 여기서, 상기 조성물에는 할라이드-함유 비닐 중합체가 없고, 상기 조성물은 비수성 담체 중 에폭시 노볼락 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 및 탄성중합체를 포함한다. 미국 특허 제6191056호에는 금속화된, 특히 알루미늄 처리된 직물이 개시되어 있으며, 상기 직물은 특정 폴리우레탄 피니시(finish) 및 프라이머 코팅 - 신규한 인산염 함유 프라이머를 포함함 - 으로 코팅된다. 유럽 특허 제1712300 A호에는 부식 저해 중합체 층으로 금속 표면을 코팅하는 방법이 개시되어 있다. 미국 특허 출원 공개 제2007/0014924호에는 부식 저해 중합체 층으로 금속 표면을 코팅하는 방법이 개시되어 있다. 상기 미국 특허 출원 공개에 개시된 조성물은 플라스틱 단량체 수지와 상호작용할 수 있는 알킬 기 및 인을 포함하는 유기인 화합물을 포함한다.

미국 특허 출원 공개 제2007/0152192호에는 경화 촉매를 첨가하여 용접가능한 수분 경화되는 장기간 내구성의 코팅을 생성하는, 폴리우레탄 비히클에 분산된 아연 분말을 포함하는 아연-풍부 예비시공 프라이머 코팅 조성물이 개시되어 있다.

기존의 코팅 조성물들 중 일부는 그의 부식 방지 특성을 위하여 널리 사용되는 아연 성분을 갖는다. 그러나, 아연 함유 조성물은 아연이 중금속이고 소정 농도에서 유독한 것으로 여겨진다는 이유로 인하여 자동차 산업에서 선호되지 않는다. 크롬산아연은 프라이머 제형에서 가장 빈번하게 사용되는 전통적인 부식 방지 안료들 중 하나이다. 그러나, 이의 환경적 공격성, 독성 및 발암 특성에 의해 이의 사용은 엄격하게 제한되며, 크롬산아연의 대체를 위하여 몇몇 대안이 제안되었는데, 인산아연이 이들 중 하나이다. 또한, 인산아연은 수중 유기체의 성장을 지연시킬 수 있으며, 따라서 또한 생태적 관심사의 표적이 되고 있다고 보고되었다. 인산아연 및 산화아연은 이러한 이유로 일부 유럽 국가에서 생태적 유해 물질로 표기된다. 중금속과 결부된 환경 유해성에 대한 인식 증가로 인하여, 시장은 비독성인 그리고 비용 효율적인 대체물을 찾고 있었다.

또한, 대부분의 코팅 물질은 부식 방지 특성과 같은 기본 요건을 나타내지만, 항상 건조, 점착성 및 새깅(sagging)과 같이 주문자상표 부착 방식(Original equipment manufacturer; OEM) 요건의 부족함이 있다. 또한, 도포 동안, 이들 제품은 스프레이성, 침강 방지 및 새깅 요건을 제어 및 유지하기 위하여 추가적인 안정화 장비를 필요로 한다. 게다가, 아연/에폭시 기반 시스템의 사용은 도포 및 사용에 있어서 복잡한 공정들을 포함하며, 이는 상기 시스템이 상업적으로 실용적이지 않게 한다.

따라서, 유해한 중금속 및 아연이 없는 비독성 부식 방지 안료 조성물에 대한 필요성이 존재하며, 이는 공지된 비독성 안료 조성물과 관련된 불리한 점을 없애거나 또는 완화시킬 것이고 또한 부식 방지 활성의 효력, 처리 능력 및 환경적 안전성에 관한 모든 요건들을 완벽하게 충족시킬 것이다.

본 발명에 따르면, 더욱 넓은 도포 온도에 걸쳐 부식 방지 및 새깅 방지 효율을 증가시키기 위하여 유동학적 첨가제와 커플링된 윤활 증점제에 의해 담지되는 비독성 부식 방지 안료를 포함하는 환경적으로 안전하고 효과적인 부식 방지 조성물이 제공된다.

본 발명의 주 목적은 금속 표면 상에의 직접 도포를 위한 부식 방지성의 스프레이가능한 코팅을 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명의 일 실시 형태는 하기 화학식:

(여기서, R은 C₁₂ 내지 C₂₀의 지방족 사슬이며, n ≤ 20임)의 활성 물질; 부식 방지 안료, 충전제 혼합물 및 희석제 또는 담체로 작용하는 광유를 포함하는 부식 방지 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 다른 실시 형태는 부식 방지 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 추가의 실시 형태는 부식 방지 조성물을 포함하는 코팅을 갖는 금속 기재에 관한 것이다.

본 발명의 부식 방지 조성물은 또한 OEM의 표준 요건을 충족시킨다. 본 조성물은 넓은 범위의 온도에 걸쳐 부식 방지 제품의 안정성 및 도포가능성을 나타낸다. 본 발명의 조성물의 이러한 특성은 좁은 영역을 갖는 기재에 있어서 소중하다. 예를 들어, 자동차 내의 내부 패널은 부식되기 쉬운 몇몇 좁은 영역 및 윤곽을 갖는다. 이러한 영역들은 현재 시장에서 입수가능한 코팅 물질이 적당한 점도가 결여되어 있고 이는 다시 코팅 물질이 원하는 영역에 도달하는 것을 어려워지게 한다는 이유로 인하여 종래의 코팅에 의해 보호되지 않는다. 본 발명은 상기에 언급된 결점들을 극복한다.

더욱 상세하게는, 본 발명의 부식 방지 조성물은 -10℃ 내지 100℃의 범위에서 안정한 도포 점도를 유지한다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 하기 상세한 설명이 진행됨에 따라 명백해질 것이다.

본 발명이 첨부된 도면에 예시되어 있다.
<도 1a>
도 1a: 물, 산소 및 부식 증대 이온이 금속 기재에 도달하는 확산 경로 길이를 연장시켜 내부식성을 증가시킨, 형성된 강성 매트릭스를 나타내는 측면도.
<도 1b>
도 1b: 금속 표면에 도달하는 공기, 수분 및 이산화탄소에 대한 장벽을 형성하는, 금속 표면 위에 형성된 활성 물질의 판상체(platelet)를 나타내는 측면도.
<도 2>
도 2: -10℃ 내지 100℃의 온도 범위에 걸친 조성물의 점도 안정성을 나타낸 그래프.
<도 3>
도 3: 투과 시험용의 예시적인 시험편의 사시도.
<도 4a>
도 4a: 투과 시험을 시작할 때의 도 3의 시험편의 평면도.
<도 4b>
도 4b: 톱 플레이트를 제거한, 투과 시험의 마지막의 도 4a의 시험편의 평면도.

하기의 상세한 설명의 목적상, 본 발명은 명백하게 반대로 명시되는 경우를 제외하고는 다양한 대안적인 변화 및 단계 시퀀스(sequence)를 취할 수 있음을 이해하여야 한다. 더욱이, 임의의 동작 실시예에서 또는 달리 지시되는 경우를 제외하고는, 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 성분들을 표현하는 모든 수, 예를 들어 상기 성분들의 양은 모든 경우 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 실시 형태는 금속성 표면의 부식을 저해하는 비독성 부식 방지 조성물에 관한 것이다. 본 조성물은 넓은 온도 범위를 가로질러서 안정한 점도를 유지하는 것과 같은 이점을 가지며, 이럼으로써 복잡한 기하학적 윤곽을 갖는 금속 기재에 용이하게 도포될 수 있다.

본 명세서에서 부식은 금속에서 결합 에너지를 감소시키고자 하는 전기화학적 과정으로 정의된다. 이것은 재료, 일반적으로 금속과, 금속 및 그 특성의 열화를 생성하는 그의 환경 사이의 화학적 또는 전기화학적 반응이다. 부식 과정은 금속-용해 이온이 생성되는 양극 반응 과정으로서의 과정이다. 양극 부위에서 일어나는 이 과정은 금속 이온으로서의 금속의 용해 및 이들 이온의 불용성 부식 생성물, 예를 들어 녹으로의 전환이다.

본 명세서에서 금속 또는 금속성은 부식되기 쉬운 임의의 물질로 정의된다.

따라서, 본 발명은 넓은 온도 범위에 걸쳐 부식 방지 및 새깅 방지 효율이 증가된 부식 방지 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 부식 방지 조성물은 하기 화학식:

(여기서, "R"은 C₁₂ 내지 C₂₀의 지방족 사슬이며, n ≤ 20임)의 활성 물질; 부식 방지 안료, 충전제 혼합물, 및 희석제 또는 담체를 포함한다. 활성 물질의 주요 요소는 알킬 기 "R" 및 방향족 고리 - SO₃ 기가 부착됨 - 이다. 방향족 고리 및 SO₃은 고도로 극성이다. 이는 탁월한 금속 습윤 특성 및 수분 대체 특성을 갖는 코팅으로 이어진다. 설포네이트/카르보네이트 복합체의 극성 말단은 금속성 기재에 부착되며, 심지어 코팅 필름이 손상될 때에도 예외적인 접착성을 보인다. 알킬 기는 비극성이며, 주로 지방족 사슬 혼합물 - 바람직하게는 C₁₂ 내지 C₂₀의 원자를 가짐 - 이다. 방향족 고리에 부착된 알킬 기는 기재로부터 멀어지는 쪽으로 향하여 수분의 진입을 억제한다. 상기 구조 내의 카르보네이트는 코팅/금속 계면에서 pH를 완충시키고 그에 따라 부식을 저해하는 기능을 한다. 물질의 탄산칼슘 부분은 작은 6각형 판상체(3)의 형태로 존재한다. 이들 판상체는 기계적 완전성을 필름에 부가하는 것, 부식제의 경로 길이를 증가시키는 것 및 요변성을 부여하는 것을 비롯하여 몇몇 기능을 수행한다. 도 1a 및 도 1b는, 왁스, 수지 또는 오일(2)의 매트릭스 중에 수백만개의 이들 판상체(3)가 존재함으로써 물 및 산소가 이동하여 기재(1)에 도달해야 하는 거리를 증가시키며 그 결과 내부식성이 향상되는 방법을 보여준다. 따라서, 이들 판상체는 금속 표면에 도달하는 공기, 수분 및 이산화탄소에 대한 장벽을 형성하며, 이럼으로써 전기화학적 반응 과정을 중단시켜서 부식을 방지하게 된다.

따라서, 본 발명의 조성물의 상당한 작용 양식들 중 하나는 물, 산소 및 부식-증대 이온의 확산 경로 길이를 상당히 연장시키고 그에 따라 부식을 저해하는 것이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 모든 설포네이트 분자(4)는 판상체(3)와 결부된다. 과량의 설포네이트(5)는 금속 표면(1)으로 이동하여 강한 습윤 작용을 제공하며, 이는 실제로 물을 대체한다. 생성된 단일분자형 설포네이트 필름은 심지어 금속 표면 위의 필름이 손상되거나 또는 부분적으로 제거될 때에도 금속 표면에 보호를 제공한다.

본 발명의 실시 형태들 중 하나에서, 활성 물질은 본 발명의 코팅 조성물에 혼합물의 45부 이하, 또는 일부의 경우 혼합물의 40부 이하, 또는 일부의 경우 혼합물의 30부 이하의 양으로 존재하며, 이때 상기 부는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 고려된다. 바람직하게는, 부식 방지 조성물은 30 내지 45부의 활성 물질을 포함한다.

본 발명의 조성물에서 사용되는 부식 방지 안료는 바람직하게는 마그네슘의 옥시아미노 포스페이트[OAPM]이다. 본 발명의 조성물은 1 중량부 이상, 더 바람직하게는 1 내지 2 중량부의 부식 방지 안료를 포함한다. OAPM에 의한 보호 메커니즘의 가장 중요한 파라미터는 산화된 마그네슘 및 인으로 구성된 연속 필름을 형성하여 부식 값 미만의 표면 전위의 유지를 돕고 그에 따라 음극 표면 보호를 개선시킨다. 맨 금속(bare metal)이 용접/표면 손상을 경험하는 경우, 음극 보호는 부식 방지 성능을 증대시킨다. 이러한 효과는 하기에 상술된 본 발명의 조성물의 탁월한 특성을 보여주는 결과에 의해 예시된다.

충전제-무기 충전제는 조성물 중에 미분화된 형태로 존재하는 고형물이다. 충전제는 2가지의 과업(task)을 가지며, 즉 충전제는 한편으로는 통상적인 의미의 제품의 원가를 낮추어서, 충전되지 않은 제품에 비하여 개선된 또는 추가적인 새로운 특성을 갖는 것을 보장하고자 하는 것이며, 다른 한편으로는 충전제의 사용은 흔히 제조의 용이함을 촉진하고자 하는 것이다.

원가 저감 효과에 더하여, 충전제는 또한 리올로지, 즉 증점과, 적용가능할 경우 요변성에 영향을 주는데, 이는 예를 들어 카올린, 활석 및 규회석에 의한 시간-의존성의 구조적 점도의 제어된 조정에 의한 것이다. 일반적으로, 유동 거동도 충전제에 의해 영향을 받는다. 전술한 또는 다른 미네랄 충전제들 중 임의의 것이 이러한 목적에 이용될 수 있지만, 본 발명을 고려하면 특히 바람직한 미네랄 충전제는 실리카-카올리나이트이다.

본 발명의 또 다른 태양에서, 코팅 조성물은 실리카-카올리나이트 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 미네랄 충전제를 포함할 수 있다.

본 발명의 상당한 태양들 중 하나에 따르면, 충전제 혼합물은 새깅 방지 특성을 본 발명의 조성물에 제공함이 밝혀졌다.

따라서, 본 발명의 목적은 유동학적 거동에 미치는 영향에 더하여 명백하게 개선된 새깅 방지 특성을 기재에 부여하는, 기재된 종류의 충전제를 포함하는 이용가능한 부식 방지 조성물을 제조하는 것이다.

본 발명의 조성물에서 가장 바람직하게 사용되는 충전제 혼합물은 SiO₂-Al₂[(OH)₄Si₂O₅)]이다. 이것은 매우 우수한 분산 특성, 높은 내마모성, 매우 우수한 평탄화 효과 및 우수한 투명성을 부식 방지 조성물에 제공한다. 이것은 뛰어난 분산 거동 및 낮은 침강 경향을 갖는다. 충전제 혼합물은 새깅 방지 특성을 부식 방지 조성물에 제공한다.

본 발명의 실시 형태들 중 하나에서, 충전제 혼합물은 본 발명의 코팅 조성물에 혼합물의 40부 이하, 또는 일부의 경우 혼합물의 35부 이하, 또는 일부의 경우 혼합물의 30부 이하의 양으로 존재하며, 이때 상기 부는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 고려된다. 바람직하게는, 충전제 혼합물은 35 내지 40부의 활성 물질을 포함한다.

바람직한 희석제/담체는 광유이다. 광유의 비율은 조성물의 원하는 주도에 따라 달라질 수 있다. 광유의 예에는 스핀들유, 기계유, 실린더유, 터빈유 윤활유, 경유, 브레이크액, 부동액 또는 합성 윤활유 등이 포함된다.

본 발명의 실시 형태들 중 하나에서, 희석제/담체는 본 발명의 코팅 조성물에 혼합물의 15부 이하, 또는 일부의 경우 혼합물의 13부 이하, 또는 일부의 경우 혼합물의 10부 이하의 양으로 존재하며, 이때 상기 부는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 고려된다. 바람직하게는, 부식 방지 조성물은 10 내지 13부의 희석제/담체를 포함한다.

본 발명의 부식 방지 조성물은 하기 화학식:

(여기서, R은 C₁₂ 내지 C₂₀의 지방족 사슬이며, n ≤ 20임)의 활성 물질을 교반하는 단계; 부식 방지 안료 및 충전제 혼합물을, 이들이 활성 물질 중에 빠르게 분산되도록 교반된 활성 물질에 충분히 서서히 첨가하고 혼합 및 교반하여 블렌드를 형성하는 단계; 및 광유를 첨가하고 이를 혼합하며, 이어서 생성된 생성물을 300 메시(mesh) 필터를 통하여 여과시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된다. 매 방법 단계에서, 형성된 블렌드를 철저히 분산시킨 후 각각의 성분을 첨가하는 것을 보장하도록 주의해야 한다. 더욱 상세하게는, 활성 물질 및 부식 방지 안료를 10 내지 30분 동안 혼합하며, 1000 내지 2000 RPM에서 교반하여 블렌드를 형성한다.

열대 및 아열대 환경 적용 조건 둘 모두를 고려하여, 이렇게 얻어진 부식 방지 조성물의 점도를 온도의 함수로서 측정하였다. 뜻밖에, 본 조성물은 -10℃ 내지 100℃의 온도에 걸쳐 안정한 점도를 나타냈다. 따라서, 본 발명은 상기 둘 모두의 극한의 기후 조건에서 부식에 저항하는 방법을 제공한다.

본 발명의 코팅 조성물은 철 함유(ferrous) 기재, 예를 들어 철[Fe] 및 강과, 알루미늄[Al], 구리[Cu], 마그네슘[Mg] 및 그 합금과, 이외에도 대기중 수분, 물, 염분, 습기 또는 도시 또는 산업 환경에 보통 존재하는 다른 부식제에 의한 접촉으로 인하여 부식이 일어날 수 있는 임의의 구조적 응용에서 이용되는 다른 통상적인 금속을 비롯하여, 부식되기 쉬운 모든 가능한 금속성 기재를 보호함에 있어서 광범위한 유용성을 갖는다.

본 발명의 조성물은 단일 코팅으로서, 예를 들어 클리어코트 및/또는 톱코트로서; 2-코트 조성물 형태의 베이스코트로서; 또는 다성분 코팅의 층으로서, 예를 들어, 프라이머 층, 베이스코트 및/또는 톱코트 층으로서, 및/또는 클리어코트 층으로서 도포될 수 있다. 본 발명의 조성물은, 예를 들어, 원하는 결과를 성취하기 위하여 기재 표면 상에 배치되는 선행 하부 코팅(들) 및/또는 처리제(들), 예를 들어 무기 또는 유기 처리제, 프라이머, 및/또는 베이스코트 물질 상에 배치되거나 또는 기재 표면 그 자체 상에 직접 도포되는 프라이머, 베이스코트, 톱코트 및/또는 클리어코트로서 유용하다. 소정 실시 형태에서, 본 발명의 코팅 조성물은 맨 금속 또는 프라이밍된 금속 그 자체 상에 직접 도포될 수 있다.

본 발명의 조성물은 다른 방법들 중에서, 예컨대 스프레이 코팅, 브러시 코팅, 딥 코팅, 직접 롤 코팅, 역방향 롤 코팅, 커튼 코팅, 및 이들의 조합과 같은 통상적인 코팅 기술에 의해 처리될 기재에 도포될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 페인트 스프레이 건에 의해 도포된다.

본 발명은 조성물이 -10℃ 내지 100℃의 범위에서 안정한 도포 점도를 유지한다는 점에서 유리하다.

본 발명의 실시 형태들 중 하나에서, 부식 방지 안료는 본 발명의 코팅 조성물에 혼합물의 약 1 내지 5부의 양으로 존재하며, 이때 상기 부는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 하여 고려된다. 바람직하게는, 부식 방지 안료는 1 내지 2부의 활성 물질을 포함한다.

본 발명의 추가의 태양에 따르면, 대조 조성물(기준 샘플) 및 본 발명에 따른 조성물(샘플 A 내지 샘플 E)로 코팅된 시험 패널은 점도, 도포 특성, 내새그성(sag resistance) 및 내부식성에 대한 영향을 평가하기 위하여 다양한 시험이 가해졌다.

새깅 시험은 샘플 조성물로 코팅한 후 금속 시험 패널의 내새그성을 측정하기 위하여 행해진다. 금속 패널을 샘플 조성물로 코팅하며, 냉각시킨다. 그 후, 코팅된 패널을 24시간 동안 수직으로 매달아 둔다. 기준선 아래로의 그 이동을 측정한다.

내부식성 시험은 본 발명에 따라 제조한 조성물의 코팅을 포함하는 금속 시험 패널에서 행해진다. 더 구체적으로는, 내부식성 시험은 염 스프레이 시험이다. 염 스프레이 시험은 코팅된 샘플의 내부식성을 점검하는 데 사용되는 표준화된 시험 방법이다. 부식 생성물의 출현을 소정 시간 후 평가한다. 시험 지속 시간은 코팅의 내부식성에 따라 달라지며; 코팅의 내부식성이 클수록 부식 징후를 나타내지 않고 있는 시험 기간이 길어지게 된다.

더욱 상세하게는, 이 시험 방법은 가속화된 노출 시험 및 대기 노출 시험과, 부식, 부식과 관련된 블리스터링(blistering), 스크라이브 마크(scribe mark)에서의 접착성의 상실, 또는 다른 필름 파괴에 관한 후속 평가를 위한 이미 페인팅되거나 또는 코팅된 시편의 처리를 포함한다. 따라서, 이 방법은 부식 환경에의 노출 후, 기재, 전처리 또는 코팅 시스템 또는 그 조합의 기본적인 부식 성능의 평가 및 비교 수단을 제공한다.

본 발명의 조성물(샘플 A 내지 샘플 E)은 침투 시험, 자연 내후성 시험(natural weathering test) 및 열 사이클 시험을 또한 받았다.

하기 실시예는 본 발명의 소정 실시 형태 및 태양을 예시하며, 본 발명의 범주를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 명세서에서 모든 부 및 퍼센트는 달리 지시되지 않으면 중량 기준이다.

실시예

본 발명의 조성물을 45부의 활성 물질 (R-C₆H₅-SO₃)₂Ca.nCaCO₃ [R=지방족 C₁₂-C₂₀; n ≤ 20]- +/- 0.01 Kg의 정확도로 칭량한 칼슘 설포네이트를 칭량함으로써 제조하고; 1 내지 2부의 부식 방지 안료 및 35 내지 40부의 충전제 혼합물을 교반된 활성 물질에 서서히 첨가하여 이들이 활성 물질에 빠르게 분산되도록 하고, 혼합물을 20분 동안 혼합하고 1500 RPM에서 교반하여 블렌드를 형성하고; 10 내지 13부의 광유를 첨가하고, 혼합물을 10 내지 30분 동안 혼합하고; 생성된 생성물을 300 메시 필터를 통하여 여과하였다.

참고 목적으로, 대조 제형('기준 샘플')을 표 1에 제공된 바와 같이 제조하였으며, 이는 단지 활성 물질 및 담체를 포함한다. 본 발명에 따른 부식 방지 제형(샘플 A 내지 샘플 E)은 표 1에 제공된 바와 같다.

본 발명의 조성물(샘플 A 내지 샘플 E)을 다양한 성능 속성, 예를 들어 도포 특성 내새그성 등의 평가를 위하여 시험 패널 상에 도포하였다. 하기는 이 시험 방법에 대한 상세 사항이다. 본 발명의 조성물(샘플 A 내지 샘플 E)을 기준 샘플과 비교해 보면 본 발명에 의해 부여되는 유리한 속성이 나타난다. 본 발명의 부식 방지 조성물은, 새깅 없이 그리고 더 우수한 내부식성 및 침투성으로, 금속 기재 상에 건조 시간이 빠른 비점착성 코팅을 가능하게 한다. 따라서, 본 발명의 내부식성 조성물(샘플 A 내지 샘플 E)은 내부식성 면에서 둘 모두 높은 효율을 보여 주며 또한 표준 OEM 요건을 충족시킨다. 이의 결과가 표 2에 표로 나타내어져 있다.

실시예 1:

새깅 시험

마스킹을 시험편의 하부 절반 상에 적용하고, 시험편에서 300 μ 두께의 코팅을 도포한 후 마스킹을 즉시 떼어 낸다. 시험편을 40±2℃에서 30분 동안 수평으로 유지한다. 새깅 길이(㎜)를 마스킹 제거 직후 측정한다. 새깅 정도를 어덴덤 분율(addendum fraction)로 확인한다. 어덴덤 분율의 값이 높아질수록 새깅 정도는 낮아진다.

기준 샘플과 본 발명의 샘플들을 이용한 새깅 시험 결과를 표 2에 도표화하며, 이는 새깅이 최소인 더 우수한 결과를 보여준다.

실시예 2:

사이클 부식 시험 (자연 내후성 시험):

시험편에 하기에 제공된 파라미터에 따라 시험 사이클을 가하였다.

5% 염 스프레이 - 2시간

건조 (60℃ / 20-30 % RH) - 4시간

습윤 (50℃ / 95 % RH) - 4시간

기준 샘플과 본 발명의 샘플들을 이용한 자연 내후성 시험 (사이클 부식 시험) 결과를 표 2에 도표화한다.

실시예 3:

내부식성 시험: 염 스프레이 시험에서의 5% 염 용액

이 시험은 폐쇄된 시험 챔버로 이루어진 시험용 장치에서 수행하며, 여기서, 염 용액 (주로, 염화나트륨 용액)을 노즐에 의해 분무한다. 이는 챔버 내에서 짙은 염분 함유 안개의 부식 환경을 생성하여서, 노출된 금속 부분은 가속화된 부식 분위기 하에 공격을 받게 된다.

금속 시험편을 중성 염 스프레이(neutral salt spray; NSS)로 공지된 NaCl의 표준화된 5% 용액에 노출시킨다. 그 결과는 부식 생성물의 출현이 없는 NSS에서의 시험 시간으로 나타낸다.

기준 샘플과 본 발명의 샘플들을 이용한 5% 염 스프레이 시험 결과를 표 2에 도표화한다.

실시예 4:

열 사이클 시험

시험 물질을 시험편 상에 도포하여 표준 두께 (50 마이크로미터의 건조 필름 두께)의 막을 형성한다. 시험편에 하기에 제공된 파라미터에 따라 10회 사이클을 가한다.

사이클: - 30 +/- 2℃, 1.5시간

80 +/ -2℃, 1.5시간

기준 샘플과 본 발명의 샘플들을 이용한 열 사이클 시험 결과를 표 2에 도표화한다

실시예 5:

침투성 시험

각각의 시험편은 상부 플레이트(6) 및 하부 플레이트(8) - 이들은 그 사이의 100 마이크로미터의 갭(10)에 의해 매칭되고 분리되어 유지됨 - 를 포함하며, 이는 도 3에 나타낸 바와 같다. 감압 접착제(14)의 2개의 스트립을 플레이트들(6, 8) 사이에 그리고 상기 플레이트의 양 쪽의 에지를 따라 배치하여 갭(10)을 유지한다. 40℃로 가열한 2 ml의 시험 물질(12)을 상부 단부로부터 적하하고, 이를 20℃에서 24시간 동안 유지한 후 침투 길이 Lp (㎜)를 측정한다. 이 시험이 도 4a 및 도 4b에 예시되어 있다. 기준 샘플과 본 발명의 샘플들을 이용한 5% 염 스프레이 시험 결과를 표 2에 도표화한다.

실시예 6

점도 안정성 시험

본 발명의 조성물의 점도 안정성을 넓은 온도 범위에 걸쳐 평가하여 열대 및 아열대 환경 둘 모두의 도포 조건을 시뮬레이션한다. 안정한 도포 점도의 유지는 -10℃ 내지 100℃의 범위에서 관찰되었다. 이 결과를 그래프로 나타낸 것이 도 2에 도시되어 있다.

본 발명을 본 명세서에서 약간 특정하게 그리고 본 발명의 소정의 바람직한 실시 형태를 참조하여 기재하였지만, 당업자라면, 이루어질 수 있는 그리고 본 발명의 범주 및 사상 이내인, 기재된 것의 다수의 변화, 변경 및 치환을 인지할 것이다. 이들 변경 및 변화 전부는 본 명세서에 기재되고 청구된 본 발명의 범주 이내이며, 본 발명은 하기의 특허청구범위의 범주에 의해서만 한정되고, 이러한 특허청구범위는 합리적인 만큼 광범위하게 해석되는 것으로 의도된다.

Claims (13)

1. 하기 화학식의 활성 물질, 부식 방지 안료, 충전제 혼합물, 및 희석제 또는 담체로 이루어진 부식 방지 조성물:
   

   

   
   (여기서, R은 C₁₂ 내지 C₂₀의 지방족 사슬이며, n ≤ 20임).
2. 제1항에 있어서, 활성 물질은 조성물의 30 내지 45 중량부의 양으로 존재하는 조성물.
3. 제1항에 있어서, 1 중량부 이상의 부식 방지 안료를 포함하는 조성물.
4. 제1항에 있어서, 충전제 물질은 조성물의 35 내지 40 중량부의 양으로 존재하는 조성물.
5. 제1항에 있어서, 부식 방지 안료는 마그네슘의 옥시아미노포스페이트 염이고, 충전제 혼합물은 SiO₂-Al₂[(OH)₄Si₂O₅)]이며, 희석제 또는 담체는 광유인 조성물.
6. 제1항에 있어서, 희석제는 부식 방지 조성물의 10 중량부 이상의 양으로 존재하는 조성물.
7. 제1항에 있어서, -10℃ 내지 100℃의 온도에 걸쳐 점도가 안정한 조성물.
8. 하기 화학식:
   

   

   
   (여기서, R은 C₁₂ 내지 C₂₀의 지방족 사슬이며, n ≤ 20임)의 활성 물질을 교반하는 단계; 부식 방지 안료 및 충전제 혼합물을, 이들이 활성 물질 중에 빠르게 분산되도록 교반된 활성 물질에 충분히 서서히 첨가하고 혼합 및 교반하여 블렌드를 형성하는 단계; 및 광유를 첨가하고 이를 혼합하며, 이어서 생성된 생성물을 300 메시(mesh) 필터를 통하여 여과시키는 단계를 포함하는, 부식 방지 조성물을 제조하는 방법.
9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 부식 방지 조성물을 포함하는 코팅을 갖는 금속 기재.
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