KR102294788B1 - 금속 함유 기판을 위한 부식 억제 및/또는 부동화 조성물, 및 이의 제조, 개선 및 도포 방법 - Google Patents

금속 함유 기판을 위한 부식 억제 및/또는 부동화 조성물, 및 이의 제조, 개선 및 도포 방법 Download PDF

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Abstract

징크 옥사이드, 징크 하이드록사이드 벤조에이트, 소듐 벤조에이트, 몰리브데이트 화합물 및 실리케이트 화합물을 포함하는 부식 억제 조성물이 개시된다. 또한, 징크 옥사이드, 징크 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 알루미늄 포스페이트, 징크 칼슘 스트론튬 알루미늄 오르토포스페이트 실리케이트 하이드레이트, 몰리브데이트, 및 실리케이트 화합물을 포함하는 부식 억제 조성물도 개시된다.

Description

금속 함유 기판을 위한 부식 억제 및/또는 부동화 조성물, 및 이의 제조, 개선 및 도포 방법 {ANTI-CORROSION AND/OR PASSIVATION COMPOSITIONS FOR METAL CONTAINING SUBSTRATES AND METHODS FOR MAKING, ENHANCING, AND APPLYING THE SAME}
<관련 출원의 상호 참조>
본 출원은 "Anti-Corrosion and/or Passivation Compositions for Metal Containing Substrates and Methods for Making, Enhancing, And Applying the Same"이라는 제목으로 2014년 6월 26일 출원된 출원번호 14/316,123인 특허출원의 연속이며, 이 특허출원에 대하여 우선권을 주장하고, 참조된 문헌의 내용은 명세서에 전체를 기재한 것으로 본다. '123 출원은 "'Smart release' anti-corrosion pigment compositions and preparation methods for Zn-Ni coated metal substrates"라는 제목으로 2014년 3월 28일 출원된 미국 가출원 출원번호 61/971,993의 정규출원이며, 이에 대하여 우선권 주장을 수반하며, 참조된 문헌의 내용 또한 명세서에 전체를 기재한 것으로 본다.
종래의 금속 및 금속 코팅 기판(예를 들면, 고강도 저합금강에서의 Zn-Ni 코팅)의 전기도금을 위한 고성능 후처리는 현재 6가 크로메이트 화학에 기반을 둔다. 6가 크로뮴은 대단히 독성이 강하며 발암물질로 잘 알려졌다. 따라서, 크로메이트 후처리에 대한 대안이 유익할 것이다.
물과 이산화탄소에의 노출은 징크 옥사이드 및/또는 징크 하이드록사이드가 생성되도록 야기할 수 있고, 이는 백청이라 불릴 수 있는데, 결국 강(steel) 기판을 부식으로부터 보호받지 못하게 만든다. 이런 부식의 유형을 막는 것을 돕고 및/또는 표면 부동화를 촉진하기 위해서, 여러 방법 가운데서, 부식 억제 조성물로 기판을 코팅하는 것이 유익할 수 있다. 이 부식 억제 조성물은 또한 기판이 긁히거나 손상된 부분에서, 및/또는 희생적인 코팅이 파손된 부분에서 기판을 보호할 수도 있다.
이후 기술되듯이, 부식 억제 구성 성분으로서 몰리브데이트의 사용의 효능은 몰리브데이트의 용해도와 관련이 있다. 용해도가 높을수록, 더 좋은 억제 몰리브데이트를 제공하는 경향이 있다. 하지만, 부식 억제 유기 코팅에서 용해성이 좋은 몰리브데이트의 사용은 부식 억제 유기 코팅 도포에 블리스터링(blistering) 형성, 또는 장기적 부식 방지 성능의 부족과 같은 다른 문제를 가져올 수 있다. 게다가, 부식 억제 유기 코팅은 용해가 어려운 부식 억제 조성물을 갖는 것이 유용하다.
이와 관련하여, 스마트 방출제는 몰리브데이트를 포함한 부식 억제 조성물에서 몰리브데이트의 용해도를 개선시키는 데에 사용될 수 있다. 스마트 방출제는 몰리브데이트의 용해도를 조절하는 임의의 물질일 수 있다.
다양한 조성물, 시스템, 및 방법이 본원에서 드러난다. 다양한 실시양태에서, 세륨, 실리케이트 화합물, 및 몰리브데이트 화합물을 포함하는 부식 억제 조성물이 개시된다. 다양한 실시양태에서, 세륨, 텅스테이트, 실리케이트 화합물 및 몰리브데이트 화합물을 포함하는 부식 억제 조성물이 개시된다. 다양한 실시양태에서, 세륨 및 몰리브데이트 화합물을 포함하는 부식 억제 조성물이 개시된다. 다양한 실시양태에서, 징크 옥사이드, 징크 하이드록사이드 벤조에이트, 소듐 벤조에이트, 몰리브데이트 및 실리케이트 화합물을 포함하는 부식 억제 조성물이 제공된다. 다양한 실시양태에서, 징크 옥사이드, 징크 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 알루미늄 포스페이트, 징크 칼슘 스트론튬 알루미늄 오르토포스페이트 실리케이트 수화물, 몰리브데이트, 및 실리케이트 화합물을 포함하는 부식 억제 조성물이 제공된다.
부식 억제 구성 성분은 기판의 부식을 막는데 돕거나 및/또는 기판의 표면 부동화를 촉진시키는 효과를 결합하는 시너지적 방식을 갖출 수 있다.
도 1a와 1b는 다양한 실시양태에 따른 부식 억제 조성물이 코팅된 기판에 대한 도면이고;
도 2는 다양한 실시양태에 따른 부식 억제 조성물의 것들을 포함하는 다양한 물질의 억제 자료에 대한 도면이고;
도 3은 다양한 실시양태에 따른 부식 억제 조성물의 것들을 포함하는 다양한 물질의 전위 역학 스캔에 대한 도면이고;
도 4는 다양한 실시양태에 따른 부식 억제 조성물의 것들을 포함하는 다양한 물질의 전위 역학 스캔에 대한 도면이고;
도 5는 다양한 실시양태에 따른 부식 억제 조성물의 것들을 포함한 다양한 물질의 전위 역학 스캔에 대한 도면이고; 그리고
도 6은 다양한 실시양태에 따른 부식 억제 조성물의 도포 방법에 대한 도면이다.
본원에 나타난 모든 범위와 비율 제한은 결합될 수 있다. 특별히 달리 명시되지 않는다면, "한", "하나" 및/또는 "그"의 언급은 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있으며 단수의 품목에 대한 언급은 복수의 품목을 포함할 수 있다.
예시적인 실시양태에 대한 본 명세서의 상세한 설명은 첨부되는 도면을 참조로 하고, 이는 예시적인 실시양태들을 제한하는 것이 아닌, 예시 및 그의 최적의 방식으로 나타낸다. 이 예시적인 실시양태들이 통상의 기술자가 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 기재되지만, 다른 실시양태들도 실시될 수 있으며, 논리적, 화학적 및 기계적 변화가 이 발명의 목적과 범위에서 벗어나지 않고도 만들어질 수 있다고 이해되어야 한다. 예를 들어, 어떤 방법 또는 처리에 대한 기재에 나열된 단계는 어떤 순서로든 실행될 수 있으며 반드시 나타낸 순서로 제한되지 않는다. 더욱이, 많은 기능 또는 단계는 외부에 의뢰되거나 하나 또는 그 이상의 제삼자에 의해 완수될 수 있다. 더 나아가, 단수에 대한 임의의 언급은 복수의 실시양태를 포함하며, 하나 초과의 구성요소 또는 단계에 대한 임의의 언급은 하나의 실시양태 또는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 부착된, 고정된, 연결된 등에 대한 임의의 언급은 영구적, 제거가능, 일시적, 부분적, 전체적 및/또는 다른 임의의 가능한 부착 옵션을 포함할 수 있다. 부가적으로, 접촉이 없음(또는 유사한 구절)에 대한 어떤 언급도 또한 감소된 접촉 또는 최소한의 접촉을 포함할 수 있다.
금속 및 금속 코팅 기판에 사용되는 부식 억제 조성물은 많은 산업에서 중요하다. 예를 들어, 항공기용 착륙 기어에는 착륙 기어 및 부싱과 같은 다른 부품속에 금속 코팅 기판이 들어있다. 금속 코팅 기판은 또한 다른 상황에서도 쓰일 수 있는데, 자동차, 기차, 및 중장비와 같은 다른 운송수단에서 쓰일 수 있다. 게다가, 금속 코팅 기판은 건설 현장에서도 찾아볼 수 있다.
본원에서 "기판"은 임의의 금속 및/또는 금속 코팅된 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판은 철, 코팅된 철, 강, 코팅된 강, 스테인리스강, 코팅된 스테인리스강, 니켈, 코팅된 니켈, 알루미늄, 코팅된 알루미늄, 청동, 코팅된 청동, 및 구리 베릴륨, 코팅된 구리 베릴륨, 아연 및/또는 코팅된 아연을 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 스테인리스강은 15-5PH와 같은 고강도 스테인리스강을 포함할 수도 있다. 다양한 실시양태에서, 기판은 크로뮴-니켈-텅스텐 마텐자이트계 합금(그릭 아스콜로이(Greek Ascoloy)로도 알려짐)을 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 강은 4340 또는 300M과 같은 고강도 저합금강을 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 기판은 다른 물질로 코팅된 금속을 포함할 수 있다. 코팅은 전기도금, 저온 분사, 또는 다른 적절한 방법으로 도포될 수 있다. 코팅은 니켈(Ni), 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 티타늄(Ti), 및 이의 조합 중 하나 또는 그 이상의 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시양태에서, 기판은 Zn-Ni 코팅을 포함한 코팅된 저합금강(예를 들면, 300M 강)을 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 기판은 Cd 및/또는 TiCd 코팅, 선택적으로 탑코팅된 크로메이트 변환 오버코트를 포함한 코팅된 강을 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 기판은 아연 합금 및/또는 TCP(3가 크로뮴 공정(3가 Cr 코팅 공정)) 코팅된 아연 합금을 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 기판은 코팅되지 않은 강 및/또는 코팅되지 않은 스테인리스강을 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 기판은 알루미늄-니켈-청동 합금 및/또는 구리 합금을 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 기판은 알루미늄 및 알루미늄 합금을 포함할 수 있다.
백청은 부식 생성물의 한 형태로 아연을 포함하는 기판에 발생할 수 있다. 예를 들어, 백청은 코팅되지 않은 아연 및/또는 Zn-Ni 코팅 또는 도금된 강과 같은 아연을 포함하는 물질로 코팅된 금속에 발생할 수 있는데, 전자가 강 기판을 부식으로부터 보호해주는 희생적인 코팅으로서 기능하기 때문이다. 물과 이산화탄소에의 노출은 징크 옥사이드 및/또는 징크 하이드록사이드가 생성되도록 야기할 수 있고, 이는 백청이라 불릴 수 있는데, 결국 강 기판을 부식으로부터 보호받지 못하게 만든다. 이런 부식의 유형을 막는 것을 돕고 및/또는 표면 부동화를 촉진하기 위해서, 여러 방법 가운데서, 부식 억제 조성물로 기판을 코팅하는 것이 유익할 수 있다. 이 부식 억제 조성물은 또한 기판이 긁히거나 손상된 부분에서, 및/또는 희생적인 코팅이 파손된 부분에서 기판을 보호할 수도 있다.
부식 억제 조성물은 기판의 부식의 적어도 한 형태를 억제하거나 및/또는 기판의 표면 부동화를 촉진시키는 하나 또는 그 이상의 물질을 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 부식 억제 조성물은 안료 또는 부식 억제 구성 성분이라 불릴 수 있는 더 많은 구성 성분 종류 중 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 부식 억제 구성 성분은 기판의 부식을 막는데 돕거나 및/또는 기판의 표면 부동화를 촉진시키기 위해 상승작용적 방식으로 결합될 수 있다.
부식 억제 조성물은 기판에 부식 억제 조성물의 도포를 돕기 위해 도포 비히클과 혼합될 수 있다. 도포 비히클은 부식 억제 조성물의 분산 및/또는 기판에의 도포를 돕는 하나 또는 그 이상의 물질일 수 있다. 예를 들어, 도포 비히클은 유기 수지 매트릭스를 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 도포 비히클로 사용되는 유기 수지 매트릭스는 에폭시, 폴리우레탄, 알키드, 폴리설파이드, 실리콘, 아크릴릭, 또는 부타디엔 중 하나 이상을 포함한다. 이 점과 관련하여, 부식 억제 조성물, 및/또는 스마트 방출제는, 본원에서 설명된 대로, 부식 억제 유기 코팅으로 불릴 수 있다.
이후 기술되듯이, 부식 억제 구성 성분으로써 몰리브데이트의 사용의 효능은 몰리브데이트의 용해도와 관련이 있다. 용해도가 높을수록, 더 좋은 억제 몰리브데이트를 제공하는 경향이 있다. 하지만, 부식 억제 유기 코팅에서 용해성이 좋은 몰리브데이트의 사용은 부식 억제 유기 코팅 도포에 블리스터링 형성, 또는 장기적 부식 방지 성능의 부족과 같은 다른 문제를 가져올 수 있다. 게다가, 부식 억제 유기 코팅은 용해가 어려운 부식 억제 조성물을 갖는 것이 유용하다. 따라서, 조금 녹는 부식 억제 조성물이 유용할 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시양태에 따르면, 부식 억제 조성물은 0.1 mM(1 mM = 10- 3 mol/L) 내지 20 mM, 0.5 mM 내지 15 mM, 및 1 mM 내지 10 mM의 용해도를 가질 수 있다.
이와 관련하여, 스마트 방출제는 몰리브데이트를 포함한 부식 억제 조성물에서 몰리브데이트의 용해도를 개선시키는 데에 사용될 수 있다. 스마트 방출제는 몰리브데이트의 용해도를 조절하는 임의의 물질일 수 있다.
다양한 실시양태에서, 부식 억제 조성물은 소듐 클로라이드 용액에서 기판의 부식 전류를, 용존 산소의 존재 또는 부재 하에, 포화된 스트론튬 크로메이트 용액으로 달성되는 것과 같거나 더 낮게 조절할 수 있다. 게다가 부식 억제 조성물은 강의 개방 회로 전위(OCP) 관계를 Cd, TiCd, 및 도금된 Zn 합금보다 더 크게 유지할 수 있으며 및/또는 Cd, TiCd, 및 Zn 합금 도금의 부식 전류를 강보다 더 크게 유지할 수 있다. 본 발명자는 실리케이트, 몰리브데이트, 및 텅스테이트 화합물과같은 물질이 금속의 개방 회로 전위를 정도에 따라 올리면서 부식을 억제하는 경향 을 보임을 발견하였다. 본 발명자는 또한 희토류 금속 양이온, 징크 포스페이트, 및 벤조에이트 화합물과 같은 화합물이, 개방 회로 전위를 낮추면서 부식을 억제하는 것을 발견하였다. 게다가, 부식 억제 조성물 및 부식 억제 유기 코팅은, 다양한 실시양태에 따르면, 아연 니켈과 강의 갈바니 관계를 보존하려는 경향이 있는데, 이때 아연 니켈은 강에 희생적이고, 기판은 아연 니켈로 코팅된(예를 들면, 도금된) 강이다.
부식 억제 조성물은, 다양한 실시양태에서, 세륨, 실리케이트 화합물, 및 몰리브데이트 화합물을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되었듯이, 몰리브데이트는 몰리브데넘의 산화물을 포함하는 화합물이다. 다양한 실시양태에서, 몰리브데이트 화합물은 ZnMoO4 및/또는 CaMoO4이다. 다양한 실시양태에서, 세륨은 부식 억제 조성물의 10 중량% 내지 90 중량%(% wt)를 차지한다. 본원에서 사용되었듯이, 부식 억제 조성물과 관련하여 사용된, "% wt" 또는 "중량%" 용어는, 부식 억제 조성물 전체의 중량 분의 부식 억제 구성 성분 또는 부식 억제 구성 성분의 집합의 중량 백분율을 나타낼 수 있다. 의심을 방지하기 위해, % wt로 나타내는 전체 부식 억제 조성물의 중량은 임의의 도포 비히클 및/또는 부식 억제 유기 코팅에 사용되는 스마트 방출제의 중량을 포함하지 않는다. 다양한 실시양태에서, 몰리브데이트 화합물(예를 들면, ZnMoO4)은 부식 억제 조성물의 10 중량% 내지 90 중량%를 차지한다. 다양한 실시양태에서, 세륨은 부식 억제 조성물의 50 중량%를 차지하고 몰리브데이트 화합물(예를 들면, ZnMoO4)은 부식 억제 조성물의 50 중량%를 차지한다. 부식 억제 조성물은, 다양한 실시양태에서, 세륨과 몰리브데이트 화합물을 포함한다. 다양한 실시양태에서, 세륨과 몰리브데이트 화합물은 각각 부식 억제 조성물의 50 중량%를 차지한다.
부식 억제 조성물은, 다양한 실시양태에서, 세륨, 텅스테이트, 몰리브데이트, 및 실리케이트 화합물을 포함한다. 본원에서 사용되었듯이, 텅스테이트는 텅스텐의 산화물을 포함하는 화합물이다. 다양한 실시양태에서, 몰리브데이트 화합물은 ZnMoO4, CaMoO4, 또는 MgMoO4 중 적어도 하나이다. 다양한 실시양태에서, 실리케이트 화합물은 MgSiO3, ZnSiO3, 또는 CaSiO3 중 적어도 하나이다. 다양한 실시양태에서, 세륨 및 텅스테이트는, 전체적으로 또는 개별적으로, 부식 억제 조성물의 10 중량% 내지 90 중량%를 차지한다. 다양한 실시양태에서, 몰리브데이트 화합물(예를 들면, ZnMoO4)은 부식 억제 조성물의 10 중량% 내지 90 중량%를 차지한다. 다양한 실시양태에서, 실리케이트 화합물(예를 들면, MgSiO3)은 부식 억제 조성물의 10 중량% 내지 90 중량%를 차지한다. 다양한 실시양태에서, 세륨 및/또는 텅스테이트는 전체적으로 또는 개별적으로, 부식 억제 조성물의 33 중량%를 차지하고, 몰리브데이트(예를 들면, ZnMoO4) 화합물은 부식 억제 조성물의 33 중량%를 차지하고, 실리케이트(예를 들면, MgSiO3) 화합물은 부식 억제 조성물의 33 중량%를 차지한다. 다양한 실시양태에서, 세륨, 몰리브데이트, 및 실리케이트는 각각 부식 억제 조성물의 33 중량%를 차지한다.
부식 억제 조성물은, 다양한 실시양태에서, 징크 옥사이드, 징크 하이드록사이드 벤조에이트, 소듐 벤조에이트, 몰리브데이트, 및 실리케이트 화합물을 포함한다. 다양한 실시양태에서, 몰리브데이트 화합물은 ZnMoO4, CaMoO4, 또는 MgMoO4이다. 다양한 실시양태에서, 실리케이트 화합물은 MgSiO3, ZnSiO3, 또는 CaSiO3 중 적어도 하나이다. 다양한 실시양태에서, 징크 옥사이드, 징크 하이드록사이드 벤조에이트, 및 소듐 벤조에이트는, 전체적으로, 부식 억제 조성물의 10 중량% 내지 90 중량%를 차지한다. 다양한 실시양태에서, 몰리브데이트 화합물은 부식 억제 조성물의 10 중량% 내지 90 중량%를 차지한다. 다양한 실시양태에서, 실리케이트 화합물은 부식 억제 조성물의 10 중량% 내지 90 중량%를 차지한다. 다양한 실시양태에서, 징크 옥사이드, 징크 하이드록사이드 벤조에이트, 및 소듐 벤조에이트는, 전체적으로, 부식 억제 조성물의 33 중량%를 차지하고, 몰리브데이트 화합물은 부식 억제 조성물의 33 중량%를 차지하고, 실리케이트 화합물은 부식 억제 조성물의 33 중량%를 차지한다.
부식 억제 조성물은, 다양한 실시양태에서, 징크 옥사이드, 징크 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 알루미늄 포스페이트, 징크 칼슘 스트론튬 알루미늄 오르토포스페이트 실리케이트 하이드레이트, 몰리브데이트, 및 실리케이트 화합물을 포함한다. 다양한 실시양태에서, 몰리브데이트 화합물은 ZnMoO4, CaMoO4, 또는 MgMoO4이다. 다양한 실시양태에서, 실리케이트 화합물은 MgSiO3, ZnSiO3, 또는 CaSiO3 중 적어도 하나이다. 다양한 실시양태에서, 징크 옥사이드, 징크 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 알루미늄 포스페이트, 징크 칼슘 스트론튬 알루미늄 오르토포스페이트 실리케이트 하이드레이트는, 전체적으로, 부식 억제 조성물의 10 중량% 내지 90 중량%를 차지한다. 다양한 실시양태에서, 몰리브데이트 화합물은 부식 억제 조성물의 10 중량% 내지 90 중량%를 차지한다. 다양한 실시양태에서, 실리케이트 화합물은 부식 억제 조성물의 10 중량% 내지 90 중량%를 차지한다. 다양한 실시양태에서, 징크 옥사이드, 징크 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 알루미늄 포스페이트, 및 징크 칼슘 스트론튬 알루미늄 오르토포스페이트 실리케이트 하이드레이트는, 전체적으로 부식 억제 조성물의 33 중량%를 차지하고, 몰리브데이트 화합물은 부식 억제 조성물의 33 중량%를 차지하고, 실리케이트 화합물은 부식 억제 조성물의 33 중량%를 차지한다.
도 1a를 참조하면, 부식 억제 조성물 104로 코팅된 기판(102)을 볼 수 있다. 도 1b를 참조하면, 코팅(152)을 갖는 기판(150)을 볼 수 있다. 코팅(152)은 Zn 및 Ni을 포함할 수 있다. 기판(150) 또한 부식 억제 조성물 154로 코팅됨을 볼 수 있다.
놀랍게도, 특정 부식 억제 조성물은 상승작용 효과를 보여준다. 도 2를 참조하면, 선별검사의 결과가 보여진다. 검사는 많은 부식 억제 조성물에서 실행된다. 같은 크기의 기판 전극 사이의 부식 전류는 억제된 전해액에서 0 mV 초과 내지 200 mV 사이의 범위의 외부에서 부과된 전위차 하에서 측정된다. 부식 억제 조성물은 보통의 전해액(예를 들면, 3500 ppm NaCl) 속에 있는 억제제 포화 정도에서 정상 상태의 부식 전류와 억제되지 않은 전해액 대조물 및 크로뮴화 억제제 베이스라인(예를 들면, SrCrO4)을 비교함에 따라 억제에 대한 검사를 받았다.
도 2의 x축은 검사된 부식 억제 조성물의 유형을 나타낸다. 각 실험된 부식 억제 조성물은 TCP-ZnNi-도금된 강(왼쪽 막대) 및 ZnNi-도금된 강(오른쪽 막대)에서 실험되었다. y축은 ㎂ 단위로 측정된 전류를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 몰리브데이트 화합물 및 실리케이트 화합물을 포함하는 조성물은 부식 억제 조성물 202로 보여진다. 징크 옥사이드, 징크 하이드록사이드 벤조에이트, 및 소듐 벤조에이트를 포함하는 조성물은 조성물 204로 나타난다. 징크 옥사이드, 징크 하이드록사이드 벤조에이트, 소듐 벤조에이트, 몰리브데이트 및 실리케이트 화합물을 포함하는 조성물은 조성물 206로 나타난다. 도시한 바와 같이, 조성물 206이 나타내는 전류는 조성물 202과 조성물 204을 증가적으로 합쳐서 기대된 수치보다 낮다.
또한, 도시한 바와 같이, 세륨, 몰리브데이트, 및 실리케이트 화합물을 포함하는 조성물은 조성물 208로 나타난다.
억제 정도 측정은 TCP/ZnNi-도금된 강, ZnNi-도금된 강, 도금되지 않은 강, 및 CCC/Cd-도금된 강 기판 상에서 실시되었다. 아래 표는 [표 1]의 결과를 정리한 것이다.
Figure 112015029674132-pat00001
위와 같이, 모든 부식 억제 조성물은 TCP/ZnNi-도금된 강 기판 위에서 스트론튬 크로메이트와 비교해서 비슷한 부식 속도 및 비슷하거나 더 낮은 갈바니 부식 속도를 보여주고, 코팅되지 않은 ZnNi-도금된 강 기판 위에서 비교할 만한 속도를 보여준다. CCC/Cd-도금된 강 기판 위에서는 나타낸 모든 부식 억제 조성물이 스트론튬 크로메이트와 비교해서 비슷하거나 비교할만한 부식 속도 및 갈바니 부식 속도를 보여준다. 마지막으로, 코팅되지 않은 강 위에서는 나타낸 모든 부식 억제 조성물이 스트론튬 크로메이트와 비교해서 비슷한 부식 속도를 보여준다. 위와 같이, 부식 억제 조성물의 부식 전류는 3500 ppm NaCl 수용액 속에서 TCP ZnNi-도금된 강 기판 상에서 약 0.06 ㎂/㎠ 이하이다.
도 3을 참조하면, 전위 역학 스캔을 볼 수 있다. 도시한 바와 같이, 희토류 금속 화합물과 실리케이트 또는 몰리브데이트 화합물 중 적어도 하나와의 결합에 상승작용 효과가 있음을 볼 수 있다. 세륨의 예시적 혼합물은 유나이티드 테크놀로지스 코포레이션(United Technologies Corporation)의 상표 에코터프(ECOTUFF) 아래 상업적으로 입수가능하고, 도 3에 도시되었다.
도 4를 참조하면, 전위 역학 스캔을 볼 수 있다. 도시한 바와 같이, 징크 옥사이드, 징크 하이드록사이드 벤조에이트, 및 소듐 벤조에이트와 실리케이트 또는 몰리브데이트 화합물 중 적어도 하나와의 결합에 상승작용 효과가 있음을 볼 수 있다.
도 5를 참조하면, 전위 역학 스캔을 볼 수 있다. 도시한 바와 같이, 징크 옥사이드, 징크 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 알루미늄 포스페이트, 및 징크 칼슘 스트론튬 알루미늄 오르토포스페이트 실리케이트 하이드레이트와 실리케이트 또는 몰리브데이트 화합물 중 적어도 하나와의 결합에 상승작용 효과가 있음을 볼 수 있다.
상기 기재된 바와 같이, 하나 또는 그 이상의 스마트 방출제는 부식 억제 유기 코팅에 사용될 수 있다. 스마트 방출제는 부식 억제 조성물의 용해도를 돕는다.
다양한 실시양태에서, 착화제(예를 들면, 니코틴산 또는 니코틴산의 염)는 CaMoO4/CaSiO3 안료의 용해도를 증가시키기 위해 스마트 방출제로 사용된다.
다양한 실시양태에서, 음이온(예를 들면, MgC2O4 2 -의 옥살레이트 음이온 C2O4 2 -)은 타겟 양이온(예를 들면, Ca2 +)과 반응하기 위해 스마트 방출제로 사용되고, 낮은 용해도 CaC2O4를 형성하여 CaMoO4/CaSiO3 안료의 용해도를 증가시킨다. 다양한 실시양태에서, 텅스테이트 WO4 2-(예를 들면, Na2WO4 또는 CaWO4)는 SrMoO4 안료와 결합하고 낮은 용해도 SrWO4를 형성하여 SrMoO4의 용해도를 증가시킨다.
다양한 실시양태에서, ZnMoO4와 결합한 MgSiO3는 MoO4 2 -의 높은 중량 퍼센트를 가진 부식 억제 조성물과 함께 스마트 방출제로 사용된다.
도 6을 참조하면, 방법(600)이 도시되었다. 단계(602)에서, 하나 또는 그 이상의 스마트 방출제는 부식 억제 유기 코팅을 형성하기 위해, 부식 억제 조성물 및 도포 비히클(예를 들면, 유기 수지 매트릭스)과 결합될 수 있다. 단계(604)에서, 부식 억제 유기 코팅은 기판에 칠해지거나 다른 방법으로 분포되어 건조되도록 할 수 있다. 예를 들어, 부식 억제 유기 코팅은 브러시 및/또는 롤러를 사용하여 도포될 수 있다. 부식 억제 유기 코팅은 침지에 의해 또는 분무에 의해 도포될 수 있다. 분무는 공기를 사용하여 또는 사용하지 않고서, 기판 위에 부식 억제 유기 코팅을 분무하기 위해 펌프 스타일 페인트 도포 시스템을 포함할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 분무는 부식 억제 유기 코팅에 압력을 가하고 기판 위에 부식 억제 유기 코팅을 하기 위해, 휘발성 탄화수소와 같은 압축가스의 사용을 포함할 수 있다. 단계(604)는 기판에 하나 또는 그 이상의 층을 쌓기 위하여 한 번 또는 그 이상 반복될 수 있다.
시스템, 방법, 및 컴퓨터 프로그램 제품이 제공되었다. 본 명세서의 상세한 설명에서, "다양한 실시양태", "하나의 실시양태", "한 실시양태", "일례의 실시양태", 등은 실시양태가 특정한 특징, 구조, 또는 특질을 포함할 수도 있지만, 반드시 모든 실시양태가 특정한 특징, 구조 또는 특질을 포함하지는 않을 수도 있음을 나타낸다. 더욱이, 그런 문구들은 반드시 같은 실시양태를 언급하지는 않는다. 게다가, 특정 특징, 구조, 또는 특질이 한 실시양태와 관련하여 기재되어 있을 경우, 명시적으로 기재되었는지와 관계없이, 이는 통상의 기술자가 알고 있는 범위 내에서, 다른 실시양태와 관련되어 이런 특징, 구조, 또는 특질에 영향을 미칠 수 있음을 진술한다. 본원의 설명을 읽은 후에는, 통상의 기술자에게는 대체 실시양태의 실행법이 명확해 질 것이다.
유용성, 다른 이점, 및 문제에 대한 해결책은 구체적인 실시양태와 관련하여 본원에 기재되었다. 하지만, 유용성, 이점, 문제에 대한 해결책, 및 유용성, 이점, 또는 해결책들을 발생시키거나 좀 더 두드러지게 하는 어떤 요소들은 대단히 중요하거나, 필수적이거나, 또는 본질적인 발명의 특징 또는 요소로 해석되어서는 안된다. 발명의 범위는 첨부된 청구항에 의해서만 제한될 수 있으며, 분명하게 명시되지 않는다면, 단수의 요소의 언급이 "하나 그리고 유일한 하나"를 의미하는 것은 아니며, "하나 또는 그 이상"을 의미한다. 더욱이, "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 비슷한 구가 청구항에 사용되는 경우, 하나의 실시양태에서 A 하나만을 가리키거나, B 하나만을 가리키거나, C 하나만을 가리키거나, 또는 요소 A, B, 및 C의 임의의 조합을 가리킬 수 있는, 예를 들어, A 및 B, A 및 C, B 및 C, 또는 A 및 B 및 C를 의미하는 것으로 해석되도록 의도된 것이다. 더욱이, 본원에 기재된 어떤 요소, 구성요소, 또는 방법 단계도 요소, 구성요소, 또는 방법 단계가 청구항에 명시되었는지 여부에 관계없이 대중을 위한 것으로 의도된 것이 아니다. 본원의 어떤 청구항 요소도, 그 요소가 명확히 "~을 뜻한다"라고 명시되지 않는 한, 35 U.S.C. 112(f)의 가출원을 기반으로 해석되지 않는다. 본원에서 사용되었듯이, 용어 "차지하는", "포함하는", 또는 이것의 어떤 다른 변형은, 배타적이지 않은 포함을 의미하며, 이는 요소들의 리스트를 포함하는 과정, 방법, 물건(article), 또는 장치는 그 요소들만을 포함하는 것이 아니고, 명확하게 나열되지 않거나 그 과정, 방법, 물건 또는 장치에 내재하는 다른 요소들을 포함할 수도 있다는 의미이다.

Claims (12)

  1. 징크 옥사이드, 징크 하이드록사이드 벤조에이트, 소듐 벤조에이트, 몰리브데이트 화합물 및 실리케이트 화합물; 및
    니코틴산, 니코틴산의 염, Na2WO4, CaWO4, 또는 MgSiO3과 ZnMoO4의 혼합물 중 적어도 하나를 포함하는 스마트 방출제
    를 포함하는 부식 억제 조성물이며,
    상기 몰리브데이트 화합물은 ZnMoO4, CaMoO4 또는 MgMoO4 중 적어도 하나인
    부식 억제 조성물.
  2. 징크 옥사이드, 징크 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 알루미늄 포스페이트, 징크 칼슘 스트론튬 알루미늄 오르토포스페이트 실리케이트 하이드레이트, 몰리브데이트, 및 실리케이트 화합물을 포함하는 부식 억제 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 몰리브데이트가 부식 억제 조성물의 10 중량% 내지 90 중량%를 차지하는 부식 억제 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 실리케이트 화합물이 부식 억제 조성물의 10 중량% 내지 90 중량%를 차지하는 부식 억제 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 에폭시, 폴리우레탄, 알키드, 폴리설파이드, 실리콘, 아크릴릭, 또는 부타디엔 중 적어도 하나를 포함하는 도포 비히클을 더 포함하는 부식 억제 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 징크 옥사이드, 징크 하이드록사이드 벤조에이트, 및 소듐 벤조에이트가, 전체적으로, 부식 억제 조성물의 33 중량%를 차지하고, 몰리브데이트 화합물이 부식 억제 조성물의 33 중량%를 차지하고, 실리케이트 화합물이 부식 억제 조성물의 33 중량%를 차지하는 부식 억제 조성물.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 실리케이트 화합물이 MgSiO3, ZnSiO3 또는 CaSiO3 중 적어도 하나인 부식 억제 조성물.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 부식 억제 조성물의 부식 전류가 3500 ppm NaCl 수용액 속에서 3가 크로뮴 공정("TCP") ZnNi-도금된 강(steel) 기판에서 0.06 ㎂/㎠ 이하인 부식 억제 조성물.
  9. 제1항 또는 제2항의 부식 억제 조성물로 코팅된 항공기용 착륙 기어 부품.
  10. 제2항에 있어서, 징크 옥사이드, 징크 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 알루미늄 포스페이트, 및 징크 칼슘 스트론튬 알루미늄 오르토포스페이트 실리케이트 하이드레이트가, 전체적으로, 부식 억제 조성물의 33 중량%를 차지하고, 몰리브데이트 화합물은 부식 억제 조성물의 33 중량%를 차지하고, 실리케이트 화합물이 부식 억제 조성물의 33 중량%를 차지하는 부식 억제 조성물.
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