KR102534224B1 - 해양구조물의 부식방지를 위한 MgO계 인산 세라믹 코팅제와 그 제조방법 - Google Patents
해양구조물의 부식방지를 위한 MgO계 인산 세라믹 코팅제와 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102534224B1 KR102534224B1 KR1020210158318A KR20210158318A KR102534224B1 KR 102534224 B1 KR102534224 B1 KR 102534224B1 KR 1020210158318 A KR1020210158318 A KR 1020210158318A KR 20210158318 A KR20210158318 A KR 20210158318A KR 102534224 B1 KR102534224 B1 KR 102534224B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- phosphate
- weight
- parts
- coating agent
- mgo
- Prior art date
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title abstract description 18
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title abstract description 16
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 100
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 71
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 70
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 70
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims abstract description 50
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims abstract description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 235000019830 sodium polyphosphate Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 5
- 239000010456 wollastonite Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052882 wollastonite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 claims abstract description 4
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N ammonium phosphates Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]P([O-])([O-])=O ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000013535 sea water Substances 0.000 abstract description 4
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 abstract description 2
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 abstract description 2
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 7
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 7
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 5
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 and in particular Substances 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 229920006334 epoxy coating Polymers 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- YIWGJFPJRAEKMK-UHFFFAOYSA-N 1-(2H-benzotriazol-5-yl)-3-methyl-8-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carbonyl]-1,3,8-triazaspiro[4.5]decane-2,4-dione Chemical compound CN1C(=O)N(c2ccc3n[nH]nc3c2)C2(CCN(CC2)C(=O)c2cnc(NCc3cccc(OC(F)(F)F)c3)nc2)C1=O YIWGJFPJRAEKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004114 Ammonium polyphosphate Substances 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019826 ammonium polyphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229920001276 ammonium polyphosphate Polymers 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052816 inorganic phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- VKFFEYLSKIYTSJ-UHFFFAOYSA-N tetraazanium;phosphonato phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O VKFFEYLSKIYTSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYCLIXPGLDDLTM-UHFFFAOYSA-J tetrapotassium;phosphonato phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O RYCLIXPGLDDLTM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 1
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
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
-
- 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
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
본 발명은 해양 환경에 노출되어 있는 해양구조물의 해수에 의한 표면부식을 방지하기 위해 활용되는 MgO계 인산 세라믹 코팅제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 MgO계 인산 세라믹 코팅제에서 분체형태로 사용하던 인산염계 경화제를 액상형태로 사용한 MgO계 인산 세라믹 코팅제와 그 코팅제의 바람직한 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 MgO계 인산 세라믹 코팅제는, 마그네시아 15~40중량부, 무기계 필러 10~30중량부, 경화지연제 3~8중량부, 인산염 15~25중량부, 유화제 7~14중량부, 물 35~50중량부를 포함하여 조성되되, 마그네시아, 무기계 필러 및 경화지연제가 포함된 분체와, 인산염, 유화제 및 물이 포함된 액상 인산염계 경화제로 구분되는 것을 특징으로 한다. 여기서 무기계 필러는 분말도가 1,800~3,000cm2/g인 섬유상으로 평균길이:직경의 비가 12:1 이상인 규회석으로 마련되고, 경화지연제는 붕사로 마련되며, 인산염은 인산암모늄염 30~50중량%와 인산칼륨염 50~70중량%로 혼합 조성되어 마련되며, 유화제는 폴리인산나트륨, 레시틴, 에스테르 중에서 하나 이상으로 마련될 수 있다.
본 발명에 따른 MgO계 인산 세라믹 코팅제는, 마그네시아 15~40중량부, 무기계 필러 10~30중량부, 경화지연제 3~8중량부, 인산염 15~25중량부, 유화제 7~14중량부, 물 35~50중량부를 포함하여 조성되되, 마그네시아, 무기계 필러 및 경화지연제가 포함된 분체와, 인산염, 유화제 및 물이 포함된 액상 인산염계 경화제로 구분되는 것을 특징으로 한다. 여기서 무기계 필러는 분말도가 1,800~3,000cm2/g인 섬유상으로 평균길이:직경의 비가 12:1 이상인 규회석으로 마련되고, 경화지연제는 붕사로 마련되며, 인산염은 인산암모늄염 30~50중량%와 인산칼륨염 50~70중량%로 혼합 조성되어 마련되며, 유화제는 폴리인산나트륨, 레시틴, 에스테르 중에서 하나 이상으로 마련될 수 있다.
Description
본 발명은 해양 환경에 노출되어 있는 해양구조물의 해수에 의한 표면부식을 방지하기 위해 활용되는 MgO계 인산 세라믹 코팅제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 MgO계 인산 세라믹 코팅제에서 분체형태로 사용하던 인산염계 경화제를 액상형태로 사용한 MgO계 인산 세라믹 코팅제와 그 코팅제의 바람직한 제조방법에 관한 것이다.
해양플랜트, 해양발전 등을 포함한 해양구조물은 파도에 의한 침식, 염분을 함유한 바닷물에 의한 부식과 같은 해양 환경에 장기간 방치되면 화학적인 반응이나 물리적인 반응에 의해 서서히 부식이 진행되며, 이러한 부식이 장기간에 걸쳐 진행되면 해양구조물의 강도나 내구성도 크게 저하한다. 장기간에 걸쳐 부식이 진행된 해양구조물은 원상태로의 회복이 어렵기 때문에 교체해야 하며, 이 경우 새로운 구조물의 제작, 설치 등에 비용이 발생할 수밖에 없다.
해양구조물의 부식 방지를 위한 노력이 이루어지고 있으며, 대표적으로 해양구조물의 외부 표면에 에폭시계, 비닐에스테르계, 폴리우레탄 등의 유기계 도료를 도포하는 도장방법이 있다. 그러나 이러한 도장방법은 유기계 도료가 금속 표면과의 접착성은 우수하나 변형특성이 금속과 큰 차이를 나타내어 장기적으로 금속 표면에서 탈락이 일어나는 문제점이 있고, 또한 도료의 도포작업이 상도, 중도, 하도의 3단계로 실시하기 때문에 전체 시공난이도의 상승과 더불어 작업시간이 많이 소요되는 단점이 있다. 더불어 기존 유기계 도장은 그 수명이 해양구조물의 수명보다 짧아 보수가 필요한데 해상 조건에서의 보수 작업은 비용 부담이 크다는 단점도 있다. 이러한 문제를 해결하고자 해양구조물 표면에 도금 처리를 하여 부식을 최소화하는 방법이 제안되어 사용되기도 한다. 도금 처리방법은 도금된 금속표면이 해양구조물의 철재보다 먼저 부식되도록 함으로써 철재를 보호하는 방식이다. 그러나 이 방법은 육안상 부식 진행 판별이 어렵고, 도금된 금속표면이 부식된 이후 곧바로 철재의 부식이 진행되기 때문에 효과적인 해양구조물의 부식방지 성능을 기대하기 어렵다.
한편 금속표면을 도장하기 위한 도료로 유기계 도료 외에 무기계 도료가 있으며, 대표적으로 무기계 도료로 MgO계 인산 세라믹 코팅제가 있다. MgO계 인산 세라믹 코팅제는 마그네시아와 인산염계 경화제가 반응하여 경화하는 코팅제로, 기존의 유기계 도료들과는 달리 금속 표면과의 직접적인 이온결합을 통해 접착성 및 내구성이 우수하고 부식방지 성능 또한 효과적이며, 속경성의 재료로 하도 단일 시공이 가능하여 공사기간, 공사비 절감이 가능하다.
MgO계 인산 세라믹 코팅제와 관련한 종래 기술로는 공개특허 제10-2018-0114773호, 등록특허 제10-2293858호 등이 있다. 그러나 종래 MgO계 인산 세라믹 코팅제는 마그네시아와 인산염계 경화제를 포함한 모든 원재료를 분체형태로 혼합하여 준비한 후 현장에서 혼합수를 계량 혼합하여 적용하게 되는데, 분체형태의 코팅제 혼합물은 인산염계 경화제가 공기 중에 장시간 노출시 응집하여 고결되는 특성을 발현하기 때문에 혼합수와 혼합되더라도 고결물이 존치된 상태로 혼합되어 도장작업에서 도장용 장비의 노즐을 막는 문제를 초래한다.
본 발명은 종래 MgO계 인산 세라믹 코팅제의 단점을 개선하고자 개발된 것으로서, 공기중 노출시 응집하여 고결되는 특징의 인산염계 경화제를 분체형태가 아닌 액상형태로 사용하여 인산염계 경화제의 응집 고결 특성이 원천적으로 발현되지 않게 함으로써 원활한 도장작업을 가능케 한 새로운 MgO계 인산 세라믹 코팅제와 이의 바람직한 제조방법을 제공하는데 기술적 과제가 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 마그네시아 15~40중량부, 무기계 필러 10~30중량부, 경화지연제 3~8중량부, 인산염 15~25중량부, 유화제 7~14중량부, 물 35~50중량부를 포함하여 조성되되, 마그네시아, 무기계 필러 및 경화지연제가 포함된 분체와, 인산염, 유화제 및 물이 포함된 액상 인산염계 경화제로 구분되는 것을 특징으로 하는 액상 경화제를 이용한 MgO계 인산 세라믹 코팅제를 제공한다. 여기서 무기계 필러는 분말도가 1,800~3,000cm2/g인 섬유상으로 평균길이:직경의 비가 12:1 이상인 규회석으로 마련되고, 경화지연제는 붕사로 마련되며, 인산염은 인산암모늄염 30~50중량%와 인산칼륨염 50~70중량%로 혼합 조성되어 마련되며, 유화제는 폴리인산나트륨, 레시틴, 에스테르 중에서 하나 이상으로 마련될 수 있다.
또한 본 발명은 액상 경화제를 이용한 MgO계 인산 세라믹 코팅제를 바람직하게 제조하기 위한 방법으로, 마그네시아, 무기계 필러, 경화지연제를 혼합하여 분체를 제조하는 단계; 70~80℃ 물에 유화제를 첨가하여 녹인 후 인산염을 서서히 첨가하여 녹이면서 액상 인산염계 경화제를 제조하는 단계;로 이루어져, 분체와 액상 인산염계 경화제를 각각 따로 제조하여 보관하는 것을 특징으로 하는 MgO계 인산 세라믹 코팅제의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, MgO계 인산 세라믹 코팅제에서 공기중 노출시 응집하여 고결되는 특징의 인산염계 경화제를 분체형태가 아닌 액상형태로 사용하기 때문에 인산염계 경화제의 응집 고결 특성이 원천적으로 발현되지 않으며, 이에 따라 원활한 도장작업이 가능해진다.
둘째, 본 발명의 MgO계 인산 세라믹 코팅제는 인산염계 경화제의 액상파트와 마그네시아 등으로 이루어진 분체파트가 구분되게 하면서 코팅제 제조단계에서 적절한 조성으로 계량되어 제조되기 때문에, 현장 도장작업에서는 별도의 계량 없이 단순 혼합하여 바로 적용하기만 하면 되어 작업이 간편하고 일정한 시공품질을 확보할 수 있다.
도 1은 [시험예2]에 따른 내부식성 평가결과이다.
본 발명은 마그네시아와 인산염계 경화제가 반응하여 경화하는 MgO계 인산 세라믹 코팅제에 관한 것으로, 종래 마그네시아와 마찬가지로 분체형태로 사용하던 인산염계 경화제를 액상화시킴으로써 인산염계 경화제가 포함된 액상파트와 마그네시아 등이 포함된 분체파트로 구분한다는데 특징이 있다. 구체적으로 본 발명은 마그네시아 15~40중량부, 무기계 필러 10~30중량부, 경화지연제 3~8중량부, 인산염 15~25중량부, 유화제 7~14중량부, 물 35~50중량부를 포함하여 조성되며, 이러한 조성재료들은 마그네시아, 무기계 필러 및 경화지연제가 포함된 분체와, 인산염, 유화제 및 물이 포함된 액상 인산염계 경화제로 구분된다.
마그네시아(MgO)는 세라믹 생성을 위한 주요한 재료가 된다. 일반적인 마그네시아보다는 과소 마그네시아가 바람직한데, 일반적인 마그네시아는 빠른 반응속도로 인해 작업시간 확보에 어려움이 있어 반응성이 낮은 과소된 마그네시아가 바람직한 것이다. 마그네시아는 반응성, 경제성 및 물리적 특성을 감안하여 15~40중량부 포함되는 것이 바람직하다. 15중량부 미만이면 세라믹 형성을 위한 충분한 반응성 확보가 어렵고 또한 고강도의 세라믹 형성에 불리한 단점이 있으며, 40중량부 초과하면 경제성이 떨어지는 단점이 있다.
무기계 필러는 충전재가 되어 강도 성능을 증진시키고 코팅제의 균열방지에 기여한다. 본 발명에서는 무기계 필러로 규회석을 바람직하게 사용할 것을 제안하며, 특히 분말도가 1,800~3,000㎠/g인 섬유상으로 평균길이:직경의 비가 12:1 이상인 규회석이 더욱 바람직하다. 분말도가 1,800㎠/g 미만이면 충전이 치밀화되지 못하고, 3,000㎠/g 초과하면 섬유상 침상구조가 파괴되어 강도, 내구성 개선 및 균열 방지의 효과가 저하된다. 또한 섬유상 평균길이:직경의 비가 최소 12:1 이상이 되어야 균열방지에 효과적으로 기여할 수 있다. 무기계 필러는 10~30중량부 사용하는 것이 충전효과와 함께 강도증진 및 균열방지 효과를 위해 바람직하다.
경화지연제는 반응의 지연으로 적절한 작업시간의 확보에 기여하는 재료가 되며, 붕사를 바람직하게 사용할 수 있다. 경화지연제는 3~8중량부 사용하는데, 3중량부 미만이면 반응지연 효과가 미흡하며, 8중량부 초과하면 반응지연 효과가 미미하여 경제성이 없을 뿐만 아니라 오히려 강도저하를 초래할 수 있다.
인산염은 마그네시아와 반응하여 경화하는 주요한 재료가 되는데, 인산염은 인산암모늄염 30~50중량%와 인산칼륨염 50~70중량%로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 인산암모늄은 경화반응시 발열은 낮으나 암모니아 가스가 발생하여 악취가 발생하는 특성이 있으므로 이러한 특성을 감안하여 30~50중량% 사용하며, 일인산암모늄, 이인산암모늄, 폴리인산암모늄 등을 사용할 수 있다. 인산칼륨염은 조기강도 발현, 내산성 개선 효과를 감안하여 50~70중량% 사용하며, 일인산칼륨, 이인산칼륨 등을 사용할 수 있다. 인산염은 코팅제의 조성에서 10~25중량부가 바람직한데, 10중량부 미만이면 마그네시아와의 반응성이 떨어져 강도 발현 및 내산성 개선 효과가 미약하고, 25중량부 초과하면 빠른 경화특성으로 작업시간 확보가 어렵고 암모니아 기체의 방출량이 많아지는 단점이 있다.
유화제는 인산염을 물(혼합수)에 과포화 상태로 용해시킨 후 인산염의 침전 및 석출을 방지하기 위한 재료가 되며, 바람직하게는 폴리인산나트륨, 레시틴, 에스테르 등에서 하나 이상 사용할 수 있다. 유화제는 유화제 7~14중량부 사용하며, 7중량부 미만이면 침전 및 석출 방지 효과가 미미하고 14중량부 초과하면 경제성이 떨어진다.
물(혼합수)은 인산염의 용매가 되며, 코팅제의 조성에서 35~60중량부 사용한다. 35중량부 미만이면 인산염의 용해가 어려울 뿐만 아니라 분체와 혼합시 코팅제로서 도포 가능한 물성 확보가 어렵고, 60중량부 초과하면 고형분과 액상의 분리현상이 일어나 균일한 도포가 어려워진다.
인산염, 유화제, 물이 포함된 액상 인산염계 경화제는, 온도 70~80℃의 물에 유화제를 첨가하여 녹인 후 인산염을 소량씩 첨가하여 녹이면서 제조하는 것이 바람직하다. 인산염의 용해는 흡열반응이므로 용매의 온도 저하를 이끌고 용매의 온도 저하는 인산염의 용해를 방해하는 원인으로 작용하기 때문에, 본 발명에서는 용매인 물의 온도를 인산염의 첨가 전에 올려 놓음으로써 인산염이 효과적으로 용해될 수 있게 하였다. 더불어 인산염의 첨가 전에 유화제를 첨가함으로써, 이후에 인산염을 첨가하여 물에 과포화 상태로 용해되고 나서 온도가 상온이 되더라도 유화제의 유화작용으로 인산염이 석출 및 침전되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 코팅제는 분체와 액상 인산염계 경화제는 각각 따로 준비한 후, 현장에서 분체와 액상 인산염계 경화제를 단순 혼합하여 바로 적용하기만 하면 되기 때문에 별도의 계량과정이 불필요하며, 이에 따라 현장작업성이 향상되고 일정한 시공품질을 확보할 수 있다.
이하에서는 제조예 및 시험예에 의거하여 본 발명을 상세히 살펴본다. 다만, 아래의 제조예 및 시험예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이로써 한정되는 것은 아니다.
[시험예1] MgO계 인산 세라믹 코팅제의 특성
1. 원재료 준비
아래 [표 1]과 같은 조성으로 원재료를 준비하였다.
| 구분 | 비교예1 | 비교예2 | 실시예1 | 실시예2 |
| 마그네시아 | 25 | 25 | 25 | 25 |
| 무기계 필러 | 17 | 17 | 15 | 14 |
| 경화지연제 | 4 | 8 | 6 | 6 |
| 인산염 | 24 | 20 | 17 | 14 |
| 유화제 | - | - | 7 | 11 |
| 물(혼합수) | 30 | 30 | 30 | 30 |
| 계 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| - 마그네시아 : 1,000℃이상에서 열처리하여 제조. 분말도 2,000~3,000 cm2/g - 무기계 필러 : 분말도 1,800~3,000cm2/g, 평균길이:직경의 비가 12:1 이상인 규화석 - 경화지연제 : 흰색분말, pH(5%) 8.7~9.3, 비중 1.73인 붕사 - 인산염 : 일인산암모늄 40중량%, 일인산칼륨 60중량% - 일인산암모늄 : 흰색고체, pH(1%) 4.3~5.0, 비중 1.8) - 일인산칼륨 : 흰색고체, pH(5%) 4.0~4.5, 비중 2.338) 60중량% - 유화제 : 폴리인산나트륨 |
||||
2. 코팅제 제조
[표 1]과 같이 준비한 원재료로 코팅제를 제조하였다. 비교예1,2는 마그네시아, 무기계 필러, 경화지연제, 인산염을 혼합하여 분체를 제조하고, 분체에 물을 혼합(60초 이상 교반)하는 방법으로 코팅제를 제조하였다. 실시예1,2는 마그네시아, 무기계 필러, 경화지연제를 혼합하여 분체를 제조하고, 70~80℃로 가열된 물에 유화제를 첨가 혼합한 후 인산염을 서서히 첨가 혼합하여 액상형 인산염계 경화제를 제조한 다음, 액상형 인산염계 경화제에 분체를 투입 혼합(60초 이상 교반)하는 방법으로 코팅제를 제조하였다.
3. 코팅제의 특성평가
제조한 코팅제에 대하여 특성평가를 실시하였다. 코팅제의 특성은 경화시간(점도, Brookfiled 디지털 점도계(Spindle No.64, 20RPM, 혼합수 40%)), 유동성(KS L 5105), 응결(초결)시간(KS L 5108), 고결발생(1kg의 코팅제를 1.18mm의 망체를 통과시켜 잔류된 고결물의 양 측정)으로 평가하였다. 평가결과는 아래 [표 2]와 같이 나타냈다.
| 구분 | 점도측정에 의한 경화시간 | 고결발생 | 유동성(mm) | 응결<초결>(min) |
| 비교예1 | 6분~8분 | × | 160 | 11 |
| 비교예2 | 10분~12분 | × | 170 | 16 |
| 실시예1 | 9분~11분 | ◎ | 190 | 12 |
| 실시예2 | 9분~11분 | ◎ | 210 | 12 |
| - 우수: ◎, 좋음: ○, 보통: △, 나쁨: × | ||||
위의 [표 1]에서와 같이 인산염을 분체로 사용한 비교예1는 점도측정에 의한 경화시간이 6분~8분으로 측정되었고. 고결발생은 나쁨으로 확인되었으며, 유동성은 160mm, 응결은 11분으로 측정되었다. 비교예2는 비교예1보다 경화지연제를 더 사용한 예가 되는데, 그 결과 경화시간과 초결이 지연되는 것으로 확인되었다. 비교예1,2 모두 인산염을 분체형태로 사용한 예가 되는데, 분체형태의 인산염이 외부 공기와 접촉에 의해 응집됨으로써 고결물이 발생하고 낮은 수준의 유동성이 측정된 것으로 본다.
실시예1은 본 발명에 따라 인산염을 액상화시켜 사용한 예가 되는데, 점도측정에 의한 경화시간은 9분~11분으로 측정되었고. 고결발생의 원인인 인산염의 액상화로 고결발생은 원천적으로 차단되었으며, 유동성은 190mm로 비교예1,2보다 우수하게 측정되었고, 응결은 12분으로 점도측정에 의한 경화시간 측정 후 바로 측정되었다. 실시예2는 실시예1에서 무기계 필러, 인산염, 유화제의 함량을 조절한 예인데, 점도측정에 의한 경화시간, 고결발생, 응결은 실시예1과 동일한 결과로 확인되었고, 유동성은 210mm로 실시예1보다 좀더 우수하게 측정되었다.
위와 같은 결과에 따라, 인산염을 액상화한 코팅제(실시예1,2)는 인산염을 분체형태로 사용하는 코팅제보다 유동성이 높아 작업성이 우수하다고 할 수 있고, 또한 점도측정에 의한 경화시간 측정후 응결까지에 걸리는 시간이 짧아 코팅제 도포 완료 후 코팅제 도포면의 양생까지의 시간이 짧다고 할 수 있으며, 더불어 고결발생의 원인을 원천적으로 방지하여 고결에 의한 노즐 막힘의 우려가 없다고 할 수 있다.
[시험예2] MgO계 인산 세라믹 코팅제의 내부식성
본 발명에 따른 코팅제의 해양환경에서의 내부식성을 평가하였다. 내부식성 평가는 본 발명에 따른 세라믹 코팅제(시험예 1의 실시예1)가 도포된 시편과 시판 중인 에폭시 코팅제가 도포된 시편을 각각 준비하고, 각각의 면에 스크래치를 낸 후 해수 침지하여 시간 경과에 따른 부식정도를 비교하는 방법으로 진행하였다. 평가결과는 도 1과 같이 나타냈다. 도 1에서와 같이 본 발명에 따른 세라믹 코팅제를 도포한 시편은 시간이 경과함에 따라 부식진행 정도가 도장면과 스크래치면 모두에서 확인되지 않았으나, 에폭시 코팅제를 도포한 시편은 시간의 경과에 따라 부식이 확인되지 아니한 도장면과는 달리 스크래치면에서는 부식의 진행이 확인되었다.
Claims (3)
- 마그네시아 15~40중량부, 무기계 필러 10~30중량부, 경화지연제 3~8중량부, 인산염 15~25중량부, 유화제 7~14중량부, 물 35~50중량부를 포함하여 조성되되,
마그네시아, 무기계 필러 및 경화지연제가 포함된 분체와, 인산염, 유화제 및 물이 포함된 액상 인산염계 경화제로 구분되는 것을 특징으로 하는 MgO계 인산 세라믹 코팅제. - 제1항에서,
상기 무기계 필러는, 분말도가 1,800~3,000㎠/g인 섬유상으로 평균길이:직경의 비가 12:1 이상인 규회석이며,
상기 경화지연제는, 붕사이며,
상기 인산염은, 인산암모늄염 30~50중량%와 인산칼륨염 50~70중량%로 혼합 조성되며,
상기 유화제는, 폴리인산나트륨, 레시틴, 에스테르 중에서 하나 이상으로 마련된 것임을 특징으로 하는 MgO계 인산 세라믹 코팅제. - 제1항 또는 제2항의 MgO계 인산 세라믹 코팅제를 제조하는 방법으로,
마그네시아, 무기계 필러, 경화지연제를 혼합하여 분체를 제조하는 단계;
70~80℃ 물에 유화제를 첨가하여 녹인 후 인산염을 서서히 첨가하여 녹이면서 액상 인산염계 경화제를 제조하는 단계;
로 이루어져, 분체와 액상 인산염계 경화제를 각각 따로 제조하여 보관하는 것을 특징으로 하는 MgO계 인산 세라믹 코팅제의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210158318A KR102534224B1 (ko) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | 해양구조물의 부식방지를 위한 MgO계 인산 세라믹 코팅제와 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210158318A KR102534224B1 (ko) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | 해양구조물의 부식방지를 위한 MgO계 인산 세라믹 코팅제와 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102534224B1 true KR102534224B1 (ko) | 2023-05-26 |
Family
ID=86536689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210158318A KR102534224B1 (ko) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | 해양구조물의 부식방지를 위한 MgO계 인산 세라믹 코팅제와 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102534224B1 (ko) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001214097A (ja) * | 2000-02-03 | 2001-08-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化物インキとその製造方法およびセラミック電子部品の製造方法 |
| KR20120113224A (ko) * | 2009-12-11 | 2012-10-12 | 래티두드 18, 아이엔씨. | 무기 인산염 조성물 및 방법 |
| KR20160021931A (ko) * | 2014-08-18 | 2016-02-29 | 주식회사 현대인더스트리 | 친환경 온돌마루 접착제 조성물, 친환경 온돌마루 접착제 및 그 제조방법 |
| KR20180114773A (ko) | 2017-04-11 | 2018-10-19 | 한양대학교 에리카산학협력단 | MgO계 세라믹 코팅제 |
| KR20210054184A (ko) * | 2019-11-05 | 2021-05-13 | 주식회사 위드엠텍 | 폐내화물을 이용한 코팅제 조성물 |
| KR102326910B1 (ko) * | 2021-05-21 | 2021-11-16 | 임정식 | 지오폴리머의 발포 성형을 기반으로 한 고강도 인조 현무암의 제조방법 및 이를 이용한 초경량 고강도 인조 현무암 화분 |
-
2021
- 2021-11-17 KR KR1020210158318A patent/KR102534224B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001214097A (ja) * | 2000-02-03 | 2001-08-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 酸化物インキとその製造方法およびセラミック電子部品の製造方法 |
| KR20120113224A (ko) * | 2009-12-11 | 2012-10-12 | 래티두드 18, 아이엔씨. | 무기 인산염 조성물 및 방법 |
| KR20160021931A (ko) * | 2014-08-18 | 2016-02-29 | 주식회사 현대인더스트리 | 친환경 온돌마루 접착제 조성물, 친환경 온돌마루 접착제 및 그 제조방법 |
| KR20180114773A (ko) | 2017-04-11 | 2018-10-19 | 한양대학교 에리카산학협력단 | MgO계 세라믹 코팅제 |
| KR20210054184A (ko) * | 2019-11-05 | 2021-05-13 | 주식회사 위드엠텍 | 폐내화물을 이용한 코팅제 조성물 |
| KR102293858B1 (ko) | 2019-11-05 | 2021-08-26 | 주식회사 위드엠텍 | 폐내화물을 이용한 코팅제 조성물 |
| KR102326910B1 (ko) * | 2021-05-21 | 2021-11-16 | 임정식 | 지오폴리머의 발포 성형을 기반으로 한 고강도 인조 현무암의 제조방법 및 이를 이용한 초경량 고강도 인조 현무암 화분 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101492268B (zh) | 一种混凝土修补砂浆添加剂及修补砂浆的配制方法 | |
| GB2045226A (en) | Single component potassium silicate cement or dry gunning | |
| JP2020158371A (ja) | ポリマーセメントモルタル及び鉄筋コンクリートの補修方法 | |
| CN106186968A (zh) | 一种钢筋混凝土结构物锈蚀损伤部位修补用界面剂 | |
| CN102838334A (zh) | 一种混凝土构件的修补剂、制备方法及施工方法 | |
| JP3679563B2 (ja) | エポキシ樹脂系の組成物 | |
| KR101551842B1 (ko) | 콘크리트 구조물의 단면복구용 모르타르를 이용한 단면복구공법 | |
| KR102534224B1 (ko) | 해양구조물의 부식방지를 위한 MgO계 인산 세라믹 코팅제와 그 제조방법 | |
| JPH09263467A (ja) | 水処理施設のコンクリート構造物用防食上塗り組成物 | |
| JP6675030B1 (ja) | 高炉スラグ系塗料 | |
| CN115142053B (zh) | 一种钢桥面或钢结构构件的表面处理方法 | |
| KR101931721B1 (ko) | 친환경 무기계 폴리머를 사용하는 콘크리트구조물 보수 공법 | |
| JP2001122651A (ja) | コンクリート構造物用下地調整材組成物およびその製造方法 | |
| US7150787B2 (en) | Polymer-modified gypsum composition | |
| US3813253A (en) | Dry mixtures for producing acidresistant cement and mortar compositions | |
| CN110950606B (zh) | 一种具有防锈功能的混凝土及其应用工艺 | |
| JP4651336B2 (ja) | 耐硫酸性モルタル組成物及びコンクリート防食防水工法 | |
| JP4034894B2 (ja) | エマルジョン系焼付型防錆剤 | |
| CN110128071A (zh) | 一种双组分防水砂浆及其制备方法 | |
| RU2424905C1 (ru) | Способ получения теплоизоляционного градиентного покрытия | |
| JPS63182244A (ja) | 防水性モルタル組成物 | |
| JP2003277120A (ja) | 水中ポリマーセメント組成物 | |
| JPS62205172A (ja) | 鉄、アルミニウム及び亜鉛の防食及び補修方法 | |
| CN108585650A (zh) | 建筑材料及其制备方法 | |
| RU2775000C1 (ru) | Полимерная композиция для антикоррозионного покрытия |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |