KR102542012B1 - Method for forming high heat resistant coating film using liquid ceramic composition and high heat resistant coating film prepared thereby - Google Patents

Method for forming high heat resistant coating film using liquid ceramic composition and high heat resistant coating film prepared thereby Download PDF

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Abstract

본 발명은 극한환경으로부터 기체외장 보호를 위한 고내열/내산화/난·불연 액상 세라믹 코팅막에 관한 것으로, (a) 산화 철(Fe3O4) 분말을 포함하는 세라믹 필러, 희석제 및 무기 나노졸을 혼합하여 액상 세라믹 충전제를 제조하는 단계; (b) 기판의 적어도 일면에 상기 액상 세라믹 충전제를 도포하는 단계; 및 (c) 상기 기판을 건조시켜 경화처리하는 단계;를 포함하는 내열성 코팅막의 제조방법 및 이에 따라 제조된 고내열성 코팅막이 제공된다.The present invention relates to a highly heat-resistant/oxidation-resistant/non-combustible liquid ceramic coating film for protecting the exterior of an aircraft from extreme environments, (a) a ceramic filler containing iron oxide (Fe 3 O 4 ) powder, a diluent, and an inorganic nanosol. preparing a liquid ceramic filler by mixing; (b) applying the liquid ceramic filler to at least one surface of a substrate; and (c) drying and curing the substrate.

Description

액상 세라믹 조성물을 이용한 고내열성 코팅막 형성방법 및 이에 의해 제조된 고내열성 코팅막{Method for forming high heat resistant coating film using liquid ceramic composition and high heat resistant coating film prepared thereby}Method for forming high heat resistant coating film using liquid ceramic composition and high heat resistant coating film prepared thereby}

본 발명은 고온환경에서 내열성 및 내산화성이 우수한 난연성/불연성 코팅막을 형성할 수 있는 액상 세라믹 조성물을 이용한 고내열성 코팅막 형성방법 및 이에 의해 제조된 고내열성 코팅막에 대한 것이다.The present invention relates to a method for forming a high heat resistance coating film using a liquid ceramic composition capable of forming a flame retardant/nonflammable coating film having excellent heat resistance and oxidation resistance in a high temperature environment, and a high heat resistance coating film manufactured thereby.

금속, 목재, 섬유 플라스틱 등의 내식성, 내열성 및 내마모성 등을 향상시키기 위하여 표면에 세라믹 코팅막을 형성하게 된다. 상기 세라믹 코팅막을 형성하기 위한 코팅제는 액상의 세라믹 조성물 형태를 가질 수 있다. 상기 액상의 세라믹 코팅제는 기판 소재의 기능이나 수명을 연장하기 위하여 용매에 용해할 수 있는 열가소성 혹은 열경화성 고분자 수지에 각각의 목적에 맞는 기능성 필러 재료를 부가시켜 제조하게 된다. 일반적인 열가소성 고분자 수지 혹은 열경화성 고분자 수지로 구성된 코팅제는 낮은 융점으로 인하여 사용 온도가 통상 200℃를 넘지 않는다. 내열 고분자로 대표적인 폴리아릴에테르케톤(PEEK; polyetheretherketone) 고분자는 융점이 343℃로 260℃까지 고온내구성을 가지나 주로 용융시켜서 사용하는 사출성형용이나 압출성형용으로 많이 사용되고 있다. PEEK는 용매에 잘 용해되지않기 때문에 코팅용 액상 수지로는 적합하지 않다. 따라서 PEEK 분말을 분산매에 분산시킨 분산액을 분말도장 형태로 기판 상에 코팅한 후 융점 이상의 고온(400℃)에서 용융시켜 코팅막을 제조하게 된다. 또다른 내열 폴리머 코팅제인 폴리이미드(PI; polyimide)는 PI의 전구체 용액인 PAA(polyamic acid)를 기판에 코팅한 다음 약 350℃의 진공분위기에서 열처리하여 300℃ 내지 350℃정도의 범위에서 사용할 수 있는 내열 코팅막을 형성한다. 고내열 혹은 불연성 등의 극한 환경용에서는 500℃이상의 고온 특성이 요구되므로 상술한 고분자 내열 소재를 사용하는 것은 실질적으로 불가능하다.A ceramic coating film is formed on the surface to improve corrosion resistance, heat resistance and wear resistance of metal, wood, fiber and plastic. The coating agent for forming the ceramic coating film may have a form of a liquid ceramic composition. The liquid ceramic coating agent is prepared by adding a functional filler material suitable for each purpose to a thermoplastic or thermosetting polymer resin that can be dissolved in a solvent in order to extend the function or lifespan of the substrate material. Coatings composed of general thermoplastic polymer resins or thermosetting polymer resins do not usually exceed 200 ° C. due to their low melting point. Polyaryl ether ketone (PEEK), a representative heat-resistant polymer, has a melting point of 343 ° C and high temperature durability up to 260 ° C, but is mainly used for injection molding or extrusion molding that is melted and used. PEEK is not suitable as a liquid resin for coating because it does not dissolve well in solvents. Therefore, a dispersion of PEEK powder dispersed in a dispersion medium is coated on a substrate in a powder coating form and then melted at a high temperature (400° C.) above the melting point to prepare a coating film. Polyimide (PI), another heat-resistant polymer coating, can be used in the range of 300 to 350 ° C by coating a substrate with polyamic acid (PAA), a precursor solution of PI, and then heat-treating it in a vacuum atmosphere at about 350 ° C. Forms a heat-resistant coating film. In extreme environments such as high heat resistance or non-combustibility, it is practically impossible to use the above-described polymeric heat-resistant material because high-temperature characteristics of 500 ° C. or more are required.

고내열성을 가지는 코팅 소재중 금속은 산화되기 쉽기 때문에 고온산화분위기에서는 사용에 부적합하다. 여기에 적합하게 사용될 수 있는 코팅소재로는 세라믹 소재가 있으며, 이러한 세라믹 소재를 포함하는 무기 도료가 내열코팅막으로 사용될 수 있다. 특히 산업용 고온기기 내·외면에 내열 무기도료의 적용은 상품의 기능화를 통한 고부가가치 창조, 폭넓은 용도 개발을 위해서는 필수적이라 할 수 있다. 고내열성이 요구되는 금속 및 비금속 제품의 표면을 세라믹화함으로써 내열성뿐만 아니라 우수한 접착력, 내약품성 등 고 기능을 구현할 수 있는 고내열 도료를 개발하는 제품의 수명연장과 기능성 부여를 가능하게 한다는 점에서 중요하다.Among coating materials having high heat resistance, metals are easily oxidized, so they are not suitable for use in high-temperature oxidizing atmospheres. A coating material that can be suitably used here includes a ceramic material, and an inorganic paint containing such a ceramic material can be used as a heat-resistant coating film. In particular, the application of heat-resistant inorganic paint to the interior and exterior of industrial high-temperature equipment is essential for the creation of high value-added products and the development of a wide range of uses through functionalization of products. Ceramicization of the surface of metal and non-metal products that require high heat resistance is important in that it enables the development of high heat-resistant paints that can realize not only heat resistance but also high functions such as excellent adhesion and chemical resistance, enabling the extension of life and functionality of products. do.

이러한 세라믹 코팅제를 기판에 코팅하기 위한 제조방법은 진공장비 혹은 플라즈마 용사코팅 장비를 이용한 건식코팅법이 주로 사용되고 있다. 이들 건식코팅법은 특성이 매우 우수하지만 값비싼 장비를 사용해야하며 생산비용이 높고 대면적 적용에 불리하다. 비용이 저렴하면서도 대면적 도포가 가능한 습식 코팅법은 내열 세라믹 분말을 고분자 수지에 녹여서 코팅한 다음 1차 고온에서 고분자 수지를 제거한 후 2차 소결온도에서 소성하여 코팅막을 얻는다. 그러나 이 습식 코팅법은 세라믹 필러를 소결온도까지 고온으로 소성해야하는 어려움과 대면적 코팅을 위해서는 대형 소결로가 필요하기 때문에 대면적 코팅 보다는 소형 전자부품 등의 코팅에 적용되고 있다. 습식 세라믹 코팅의 소성온도를 낮추기 위하여 세라믹 졸 코팅법이 제안되어 있다. 고온용 세라믹 졸은 매우 얇은 박막을 제조할 때 소성 온도를 500℃이하까지 낮출 수 있어 주로 박막코팅에 적용되고 있으나 고가의 졸 전구체(precursor)와 두께 한계로 도장용으로 사용하기에는 부적합하다. As a manufacturing method for coating such a ceramic coating agent on a substrate, a dry coating method using vacuum equipment or plasma thermal spray coating equipment is mainly used. Although these dry coating methods have very good properties, they require the use of expensive equipment and are disadvantageous for large-area application due to high production costs. In the wet coating method, which is inexpensive and can be applied to a large area, heat-resistant ceramic powder is melted in a polymer resin and coated, and then the polymer resin is removed at a first high temperature and then fired at a second sintering temperature to obtain a coating film. However, this wet coating method is applied to coatings such as small electronic parts rather than large-area coatings because of the difficulty of firing ceramic fillers at a high temperature to the sintering temperature and the need for large-scale sintering furnaces for large-area coatings. In order to lower the firing temperature of wet ceramic coating, a ceramic sol coating method has been proposed. High-temperature ceramic sol can lower the firing temperature to 500 ° C or less when manufacturing a very thin thin film, so it is mainly applied to thin film coating, but it is not suitable for use in painting due to expensive sol precursors and limited thickness.

액상 세라믹 코팅제는 고온에서 소성하지 않을 경우, 코팅막의 물성이 매우 낮게 되고 코팅 표면이 쉽게 긁히거나 박리되는 등의 문제가 발생하기 때문에 도장용 도료와 같이 저렴하고 용이하게 적용이 어려워 특수 코팅제로 소형 제품이나 특정 제품에 국한되어 사용되어 왔다.If the liquid ceramic coating is not fired at a high temperature, the physical properties of the coating film are very low and the coating surface is easily scratched or peeled off. or limited to specific products.

본 발명은 종래부터 문제가 되어왔던 액상의 세라믹 코팅제의 고온 소성시 발생되는 코팅막의 박리 혹은 파괴를 해결하기 위하여 저온에서도 소성이 가능한 저온 소성용 나노 복합체 세라믹 코팅제 및 이를 이용한 코팅 방법의 제공을 목적으로 한다. 이를 통해 고온 소성이 없이 용이하게 대면적의 다양한 기판에 고내열성을 가지는 난연성/불연성 코팅제를 형성할 수 있다.The present invention aims to provide a nanocomposite ceramic coating agent for low-temperature firing that can be fired at a low temperature and a coating method using the same in order to solve the peeling or destruction of the coating film that occurs during high-temperature firing of a liquid ceramic coating agent, which has been a problem in the past. do. Through this, it is possible to easily form a flame retardant/non-combustible coating agent having high heat resistance on various large-area substrates without high-temperature firing.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 의하면 (a) 산화 철(Fe3O4) 분말을 포함하는 세라믹 필러, 희석제 및 무기 나노졸을 혼합하여 액상 세라믹 충전제를 제조하는 단계; (b) 기판의 적어도 일면에 상기 액상 세라믹 충전제를 도포하는 단계; 및 (c) 상기 기판을 건조시키는 경화처리를 하여 코팅막을 제조하는 단계;를 포함하는 고내열성 코팅막의 제조방법이 제공된다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object (a) preparing a liquid ceramic filler by mixing a ceramic filler containing iron oxide (Fe 3 O 4 ) powder, a diluent and inorganic nano-sol; (b) applying the liquid ceramic filler to at least one surface of a substrate; and (c) preparing a coating film by subjecting the substrate to a curing treatment to dry the substrate.

일 실시예에 있어서, 상기 액상 세라믹 충전제는 세라믹 필러 10내지50 중량%, 희석제 10내지30중량% 및 무기 나노졸 20내지80중량%을 혼합하여 제조될 수 있다.In one embodiment, the liquid ceramic filler may be prepared by mixing 10 to 50% by weight of the ceramic filler, 10 to 30% by weight of the diluent, and 20 to 80% by weight of the inorganic nanosol.

일 실시예에 있어서, 상기 산화 철(Fe3O4) 함량은 세라믹 필러 함량 기준으로 20 내지 60 중량%일 수 있다.In one embodiment, the iron oxide (Fe 3 O 4 ) content may be 20 to 60 wt % based on the content of the ceramic filler.

일 실시예에 있어서, 상기 산화 철(Fe3O4) 함량은 세라믹 필러 함량 기준으로 30 내지 50 중량%일 수 있다.In one embodiment, the iron oxide (Fe 3 O 4 ) content may be 30 to 50% by weight based on the content of the ceramic filler.

일 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계는, 세라믹 필러, 희석제 및 무기 나노졸을 동시에 혼합하거나, 세라믹 필러 및 희석제를 혼합한 용액에 무기 나노졸을 첨가 혼합하여 수행될 수 있다.In one embodiment, the step (a) may be performed by simultaneously mixing the ceramic filler, the diluent, and the inorganic nano-sol, or adding and mixing the inorganic nano-sol to a solution in which the ceramic filler and the diluent are mixed.

일 실시예에 있어서, 상기 세라믹 필러는, 티탄산바륨(BaTiO3), 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2), 탄화규소(SiC), 진주(pearl) 및 이의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 분말을 포함할 수 있다.In one embodiment, the ceramic filler is selected from the group consisting of barium titanate (BaTiO 3 ), alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), silicon carbide (SiC), pearls, and mixtures thereof. Any one of the powders may be included.

일 실시예에 있어서, 상기 세라믹 필러는 500 내지 1500nm의 입자 크기를 가질 수 있다.In one embodiment, the ceramic filler may have a particle size of 500 to 1500 nm.

일 실시예에 있어서, 상기 액상 세라믹 충전제는 볼 밀 공정에 의해 혼합될 수 있다.In one embodiment, the liquid ceramic filler may be mixed by a ball mill process.

일 실시예에 있어서, 상기 희석제는 증류수 또는 알코올일 수 있다.In one embodiment, the diluent may be distilled water or alcohol.

일 실시예에 있어서, 상기 알코올은 IPA 혹은 n-butanol일 수 있다.In one embodiment, the alcohol may be IPA or n-butanol.

일 실시예에 있어서, 상기 무기 나노졸은 실리카 졸(silica sol) 또는 실리카 하이브리드졸(silica-hybrid sol)일 수 있다.In one embodiment, the inorganic nano-sol may be a silica sol or a silica-hybrid sol.

일 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계는, 브러쉬 코팅(Brush coating), 스핀 코팅(Spin coating), 스프레이 코팅(Spray coating) 및 딥 코팅(dip coating)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 수행될 수 있다.In one embodiment, the step (b) is any one method selected from the group consisting of brush coating, spin coating, spray coating, and dip coating. can be performed with

일 실시예에 있어서, 상기 무기 나노졸은 알콕시 실란에 용매를 첨가하고 교반하여 얻어지고, 상기 알콕시 실란은 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane), 메틸트리클로로실란(methyltrichlorosilane), 에틸트리메톡시실란(ethyltrimethoxysilane), 에틸트리에톡시실란(ethyltriethoxysilane), 페닐트리메톡시실란(phenyltrimethoxysilane), 페닐트리클로로실란(phenyltrichlorosilane), 페닐아미노프로필트리메톡시실란(phenylaminopropyltrimethoxysilane), 옥틸트리메톡시실란(octyltrimethoxysilane), 옥틸트리클로로실란(octyltrichlorosilane), 옥타데실트리메톡시실란(octadecyltrimethoxysilane), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane), 프로필트리메톡시실란(propyltrimethoxysilane), n-프로필트리에톡시실란(n-propyltriethoxysilane), 이소프로필트리에톡시실란(isopropyltriethoxysilane), 이소부틸트리메톡시실란(isobutyltrimethoxysilane), 비닐트리에틸옥시실란(vinyltriethyloxysilane), 비닐트리메톡시실란(vinyltrimethoxysilane) 및 알릴트리메톡시실란(allyltrimethoxysilane)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.In one embodiment, the inorganic nano-sol is obtained by adding a solvent to alkoxy silane and stirring, and the alkoxy silane is methyltrimethoxysilane, methyltrichlorosilane, ethyltrimethoxysilane ( ethyltrimethoxysilane), ethyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltrichlorosilane, phenylaminopropyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyl trichlorosilane, octadecyltrimethoxysilane, octadecyltrichlorosilane, propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, isopropyl Selected from the group consisting of isopropyltriethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, vinyltriethyloxysilane, vinyltrimethoxysilane and allyltrimethoxysilane It can be any one.

일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계는 20℃ 내지 200℃의 온도범위에서 2 내지 24시간 동안 수행될 수 있다.In one embodiment, the step (c) may be performed for 2 to 24 hours at a temperature range of 20 ℃ to 200 ℃.

일 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계 이후에, (d) 기판의 표면에 잔류하는 불순물을 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, after step (c), (d) removing impurities remaining on the surface of the substrate; may further include.

일 실시예에 있어서, 상기 기판은 알루미늄, 강판, 티타늄, 구리 또는 스테인리스 합금 재질로 형성될 수 있다.In one embodiment, the substrate may be formed of aluminum, steel plate, titanium, copper or stainless alloy material.

일 실시예에 있어서, (b) 단계 이전에 상기 기판을 표면 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of surface treating the substrate may be further included before step (b).

상기 방법에 의해 제조되고, 기판의 적어도 일면에 형성되고, 산화 철(Fe3O4) 분말을 포함하는 고내열성 코팅막이 제공된다.A highly heat-resistant coating film prepared by the above method, formed on at least one surface of a substrate, and containing iron oxide (Fe 3 O 4 ) powder is provided.

일 실시예에 있어서, 상기 고내열성 코팅막의 내열 온도는 900℃ 내지 1000 ℃일 수 있다.In one embodiment, the heat resistance temperature of the high heat resistance coating film may be 900 ℃ to 1000 ℃.

일 실시예에 있어서, 상기 고내열성 코팅막의 두께는 15 내지 100㎛일 수 있다.In one embodiment, the thickness of the high heat resistance coating film may be 15 to 100 μm.

일 실시예에 있어서, 상기 고내열성 코팅막의 평균 입자 크기는 500 내지 1500nm일 수 있다.In one embodiment, the average particle size of the high heat resistance coating film may be 500 to 1500 nm.

일 실시예에 있어서, 상기 기판은 알루미늄, 강판, 티타늄, 구리 또는 스테인리스 합금 재질로 이루어질 수 있다.In one embodiment, the substrate may be made of aluminum, steel plate, titanium, copper or stainless alloy material.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 관점에 의하면, 상기 (c) 단계 이후에, (d') 실란 용액을 희석제에 분산시켜 발수성 용액을 제조하는 단계; (e) 상기 경화처리가 완료된 코팅막의 적어도 일면에 상기 발수성 용액을 도포하는 단계; 및 (f) 상기 발수성 용액이 도포된 코팅막을 건조시키는 경화처리를 하여 발수 코팅막을 제조하는 단계;를 포함하는, 고내열성 코팅막의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, after step (c), (d') preparing a water repellent solution by dispersing a silane solution in a diluent; (e) applying the water repellent solution to at least one surface of the curing-treated coating film; and (f) preparing a water-repellent coating film by subjecting the coating film coated with the water-repellent solution to a curing treatment to dry it.

다른 실시예에 있어서, 상기 발수성 용액은 상기 실란 용액10 내지30 중량% 및 상기 희석제 70 내지 90중량%를 혼합하여 제조될 수 있다.In another embodiment, the water repellent solution may be prepared by mixing 10 to 30% by weight of the silane solution and 70 to 90% by weight of the diluent.

다른 실시예에 있어서, 상기 실란 용액은, hexadecyltrimethoxysilane(HDTMS), methyltriethoxysilane(MTES), phenyl triethoxysilane (PhTES), diethoxy(3-glycidyloxypropyl)methylsilane (GPTMS), tetraethylorthosilicate(TEOS), 및 octal triethoxysilane(OTES)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다.In another embodiment, the silane solution is hexadecyltrimethoxysilane (HDTMS), methyltriethoxysilane (MTES), phenyl triethoxysilane (PhTES), diethoxy(3-glycidyloxypropyl)methylsilane (GPTMS), tetraethylorthosilicate (TEOS), and octal triethoxysilane (OTES). It may include any one selected from the group consisting of

다른 실시예에 있어서, 상기 희석제는 증류수 또는 알코올일 수 있다. In another embodiment, the diluent may be distilled water or alcohol.

다른 실시예에 있어서, 상기 (e) 단계는, 브러쉬 코팅(Brush coating), 스핀 코팅(Spin coating), 스프레이 코팅(Spray coating) 및 딥 코팅(dip coating)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 수행될 수 있다.In another embodiment, the step (e) is any one method selected from the group consisting of brush coating, spin coating, spray coating and dip coating. can be performed with

다른 실시예에 있어서, 상기 (f) 단계는 80℃ 내지 130℃의 온도범위에서 0.1 내지 3시간 동안 수행될 수 있다.In another embodiment, step (f) may be performed for 0.1 to 3 hours at a temperature range of 80 °C to 130 °C.

다른 실시예에 있어서, 상기 (f) 단계 이후에, (g) 표면에 잔류하는 불순물을 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In another embodiment, after step (f), (g) removing impurities remaining on the surface; may further include.

상기 방법에 의해 제조된 발수 코팅막을 포함하는 고내열성 코팅막이 제공된다. A highly heat-resistant coating film comprising a water-repellent coating film prepared by the above method is provided.

다른 실시예에 있어서, 상기 발수 코팅막의 두께는 0.5 내지 3 ㎛일 수 있다.In another embodiment, the thickness of the water-repellent coating layer may be 0.5 to 3 μm.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 의해 제조된 고내열성 코팅막을 이용할 경우, 고온 소성이 없이 용이하게 대면적의 다양한 기판에 고내열/내산화/난·불연 코팅막을 경제적으로 형성할 수 있다. 또한, 스프레이 또는 붓 등을 이용하여 쉽게 적용할 수 있고 이로 인해 작업의 번거로움 및 작업시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.In the case of using the high heat resistance coating film prepared according to one embodiment of the present invention made as described above, it is possible to economically form a high heat resistance / oxidation resistance / flame retardant / incombustible coating film on various substrates of a large area without high temperature baking. there is. In addition, it can be easily applied by using a spray or brush, which has the effect of reducing the hassle and working time of the work.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 혼합 분말의 SEM(Scanning Electron Microscope) 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금(Al)과 철 합금(Fe)에 형성된 코팅막에 대해서 연필경도 테스트를 수행한 이후의 표면을 관찰한 결과이다.
도 3은 도 2의 시편과 동일한 시편에 대해서 Leeb 경도 시험기를 이용하여 각각의 경도테스트 후의 압흔 흔적을 2배율 사진으로 나타낸 모습이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편의 경화 온도 변화 및 시간에 따른 Leeb 경도를 그래프로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금(Al)과 철 합금 원판(Fe)의 조성변화에 따른 화염테스트 전/후를 관찰한 결과이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금(Al)과 철 합금 원판(Fe)의 같은 조성물에 대한 Fe3O4 함량 변화에 대하여 화염테스트 전/후를 관찰한 결과이다.
도 11(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금(Al)과 철 합금 원판(Fe)에 대해 Fe3O4 함량 변화에 따라 내열성 테스트를 수행한 이후의 표면을 관찰한 결과이고, 도 11(b)는 티타늄 합금(Ti)에 대해 원판 및 Fe3O4를 첨가하였을 때 내열성 테스트 전/후를 관찰한 결과이다.
도 12는 알루미늄 합금(Al)과 철 합금(Fe)에 무기 나노 졸만 코팅된 모습이다.
도 13(a)는 본 발명의 일 실시예에 따라 산화 철(Fe3O4)을 세라믹 필러에 첨가하여 철 강판(Fe)의 부식이 방지되는 모습을 나타낸 것이고, 도 13(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따라 발수 코팅을 진행하여 철 강판(Fe)의 부식이 방지되는 모습을 나타낸 것이다.
1 is a SEM (Scanning Electron Microscope) image of a ceramic mixture powder according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a result of observing the surface after performing a pencil hardness test for the coating film formed on the aluminum alloy (Al) and the iron alloy (Fe) according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a picture showing the indentation traces after each hardness test using a Leeb hardness tester for the same specimen as the specimen of Figure 2 at 2x magnification.
Figure 4 is a graph showing the Leeb hardness according to the curing temperature change and time of the specimen according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is the result of observing before / after the flame test according to the composition change of the aluminum alloy (Al) and the iron alloy disc (Fe) according to an embodiment of the present invention.
6 to 10 are the results of observing before and after the flame test for the change in Fe 3 O 4 content for the same composition of aluminum alloy (Al) and iron alloy disc (Fe) according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 (a) is the result of observing the surface after performing the heat resistance test according to the Fe 3 O 4 content change for the aluminum alloy (Al) and the iron alloy disc (Fe) according to an embodiment of the present invention, 11(b) shows the results of observation before and after the heat resistance test when the disc and Fe 3 O 4 were added to the titanium alloy (Ti).
12 is a state in which only inorganic nano-sols are coated on aluminum alloy (Al) and iron alloy (Fe).
13(a) shows a state in which corrosion of an iron steel sheet (Fe) is prevented by adding iron oxide (Fe 3 O 4 ) to a ceramic filler according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13(b) shows this According to another embodiment of the present invention, water-repellent coating is performed to prevent corrosion of the iron steel sheet (Fe).

본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 하며, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시에 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더붙어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS With the present invention described in detail, reference is made to the accompanying drawings which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable one skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other but are not necessarily mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in one embodiment in another embodiment without departing from the spirit and scope of the invention. Additionally, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, together with all equivalents as claimed by those claims. Similar reference numerals in the drawings indicate the same or similar functions in various aspects, and the length, area, thickness, and the like may be exaggerated for convenience. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate the present invention to those skilled in the art to which the present invention belongs.

본 발명의 일 실시예에 따른 액상의 세라믹 충전제는 세라믹 필러를 무기 나노졸(nanosol)에 분산시켜 제조한다.Liquid ceramic filler according to an embodiment of the present invention is prepared by dispersing the ceramic filler in inorganic nanosol.

상기 세라믹 충전제의 조성은 산화 철(Fe3O4) 분말을 포함하는 세라믹 필러 10내지50 중량%와 증류수 또는 알코올 중에서 선택된 희석제 10내지30중량% 및 무기 나노졸 20내지80중량%로 이루어질 수 있다. The composition of the ceramic filler may consist of 10 to 50% by weight of a ceramic filler containing iron oxide (Fe 3 O 4 ) powder, 10 to 30% by weight of a diluent selected from distilled water or alcohol, and 20 to 80% by weight of inorganic nanosol. .

기판 표면에 세라믹 충전제로 코팅할 경우 일반적으로 물(H20) 또는 산소 등 산화제와 반응하여 기판이 부식된다. 기판의 부식 발생을 억제하고자 세라믹 필러에 산화 철(Fe3O4)을 첨가하면 기판의 부식을 방지할 수 있다. 또한, 산화 철(Fe3O4)의 열팽창계수가 기판과 유사하여 기판과 코팅막의 접착력이 향상될 수 있다. 상기 산화 철(Fe3O4) 함량은 세라믹 필러 함량 기준으로 20 내지 60 중량%, 보다 바람직하게는 30 내지 50 중량% 포함될 수 있다. 또한, 상기 세라믹 필러는 고내열성과 강도가 우수한 물질로서, 분말 형태의 Al2O3, ZrO2, SiC, BaTiO3, 진주조개껍질(pearl) 및 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다. 상기 세라믹 필러를 구성하는 세라믹 분말 입자의 크기는 500 내지 1500nm 범위를 가질 수 있다. 상기 세라믹 충전제는 2 이상 세라믹 분말 필러, 희석제 및 무기 나노졸이 볼-밀 공정으로 혼합된 것일 수 있다. 세라믹 충전제 제조시, 세라믹 필러, 희석제 및 무기 나노졸을 동시에 혼합할 수 있다. 세라믹 필러를 무기 나노 졸과 함께 오랫동안 교반 하게 되면 겔(gel)화가 일어날 수 있어, 세라믹 필러 및 희석제를 혼합한 용액에 무기 나노졸을 나중에 첨가함으로써 겔화를 방지할 수 있다.When the substrate surface is coated with a ceramic filler, the substrate is corroded by reacting with an oxidizing agent such as water (H 2 O) or oxygen. Corrosion of the substrate can be prevented by adding iron oxide (Fe 3 O 4 ) to the ceramic filler to suppress corrosion of the substrate. In addition, since the coefficient of thermal expansion of iron oxide (Fe 3 O 4 ) is similar to that of the substrate, adhesion between the substrate and the coating layer may be improved. The iron oxide (Fe 3 O 4 ) content may be 20 to 60 wt %, more preferably 30 to 50 wt %, based on the content of the ceramic filler. In addition, the ceramic filler is a material having high heat resistance and excellent strength, and may further include Al 2 O 3 , ZrO 2 , SiC, BaTiO 3 , pearl, and mixtures thereof in powder form. The ceramic powder particles constituting the ceramic filler may have a size ranging from 500 to 1500 nm. The ceramic filler may be a mixture of two or more ceramic powder fillers, a diluent, and an inorganic nanosol through a ball-mill process. When preparing the ceramic filler, the ceramic filler, diluent and inorganic nanosol may be simultaneously mixed. When the ceramic filler is stirred with the inorganic nano-sol for a long time, gelation may occur, and gelation can be prevented by adding the inorganic nano-sol to a solution in which the ceramic filler and the diluent are mixed later.

상기 희석제 중 알코올 기반 혼합용매는 IPA 혹은 n-butanol을 포함할 수 있고, 수분을 20wt% 이하로 함유할 수 있다.Among the diluents, the alcohol-based mixed solvent may include IPA or n-butanol, and may contain less than 20 wt% of water.

무기 나노졸은 실리카 졸(silica sol) 또는 실리카 하이브리드졸(silica-hybrid sol)을 포함할 수 있다. 상기 무기 나노졸의 알콕시 실란에 용매를 첨가하여 교반하여 얻어질 수 있다. 상기 알콕시 실란은 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane), 메틸트리클로로실란(methyltrichlorosilane), 에틸트리메톡시실란(ethyltrimethoxysilane), 에틸트리에톡시실란(ethyltriethoxysilane), 페닐트리메톡시실란(phenyltrimethoxysilane), 페닐트리클로로실란(phenyltrichlorosilane), 페닐아미노프로필트리메톡시실란(phenylaminopropyltrimethoxysilane), 옥틸트리메톡시실란(octyltrimethoxysilane), 옥틸트리클로로실란(octyltrichlorosilane), 옥타데실트리메톡시실란(octadecyltrimethoxysilane), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane), 프로필트리메톡시실란(propyltrimethoxysilane), n-프로필트리에톡시실란(npropyltriethoxysilane), 이소프로필트리에톡시실란(isopropyltriethoxysilane), 이소부틸트리메톡시실란(isobutyltrimethoxysilane), 비닐트리에틸옥시실란(vinyltriethyloxysilane), 비닐트리메톡시실란(vinyltrimethoxysilane) 및알릴트리메톡시실란(allyltrimethoxysilane)중 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 무기 나노졸은 액상 세라믹 충전제를 하나로 결합하여 기판과의 부착성을 향상시키는 바인더의 역할을 수행할 수 있다. The inorganic nano-sol may include a silica sol or a silica-hybrid sol. It can be obtained by adding a solvent to the alkoxy silane of the inorganic nano-sol and stirring it. The alkoxy silane is methyltrimethoxysilane, methyltrichlorosilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltrichloro phenyltrichlorosilane, phenylaminopropyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltrichlorosilane, octadecyltrimethoxysilane, octadecyltrichlorosilane ( octadecyltrichlorosilane, propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, isopropyltriethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, vinyltriethyloxysilane ), may be any one or more of vinyltrimethoxysilane and allyltrimethoxysilane. The inorganic nano-sol may serve as a binder for improving adhesion to a substrate by combining liquid ceramic fillers into one.

상기 액상의 세라믹 충전제는 기판의 표면에 도포된 후 건조되는 경화처리 단계를 거쳐 기판의 표면에 고내열성 코팅막을 형성할 수 있다. 도포하는 방법으로는 브러쉬 코팅(Brush coating), 스핀 코팅(Spin coating), 스프레이 코팅(Spray coating) 및 딥 코팅(dip coating) 중 어느 하나 이상의 방법으로 수행될 수 있다.The liquid ceramic filler may form a highly heat-resistant coating film on the surface of the substrate through a curing process in which the liquid ceramic filler is applied to the surface of the substrate and then dried. As a method of applying, any one or more of brush coating, spin coating, spray coating, and dip coating may be used.

상기 건조하는 단계는 20 내지 200℃의 온도범위에서 2 내지 24시간동안 수행될 수 있다. 상기 건조하는 단계 이후에는 기판의 표면에 잔류하는 불순물을 제거하는 단계가 더 수행될 수 있다.The drying step may be performed for 2 to 24 hours at a temperature range of 20 to 200 ℃. After the drying step, a step of removing impurities remaining on the surface of the substrate may be further performed.

상기 기판은 금속, 세라믹, 고분자 등 내열성이 필요한 소재라면 모두 적용될 수 있다. 예를 들어, 금속의 경우에는 강재, 스테인리스강, 알루미늄합금, 티타늄 합금, 구리 합금 등이 포함될 수 있다. 상기 기판은 기 표면 처리된 것일 수 있다.The substrate may be applied to any material requiring heat resistance, such as metal, ceramic, and polymer. For example, metals may include steel, stainless steel, aluminum alloy, titanium alloy, and copper alloy. The substrate may be surface-treated.

이와 같이 기판의 표면에 도포되어 형성된 고내열성 코팅막은 두께가 15 내지 100㎛ 범위를 가질 수 있다. 또한 이러한 고내열성 코팅막의 내열 온도는 최대 1000℃까지 이를 수 있다. 고내열성 코팅막의 평균 입자크기는 500 내지 1500nm일 수 있다.The high heat resistance coating film formed by being applied to the surface of the substrate as described above may have a thickness in the range of 15 to 100 μm. In addition, the heat resistance temperature of such a high heat resistance coating film may reach up to 1000 ℃. The average particle size of the high heat resistance coating film may be 500 to 1500 nm.

이하에서는, 본 발명의 이해를 돕기 위한 고내열성 코팅막의 제조 예 및 실험 예들을 설명한다. 다만, 하기의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 아래의 실시예 및 실험예만으로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, manufacturing examples and experimental examples of a high heat resistance coating film will be described to aid understanding of the present invention. However, the following examples are only for helping understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples and experimental examples.

<실시예 1> 액상 세라믹 조성물을 이용한 코팅막 형성<Example 1> Formation of a coating film using a liquid ceramic composition

표 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 고내열성 코팅막을 제조하기 위한 액상 세라믹 충전제의 조성이 나타나 있다. 표 1에서의 기호에 해당되는 물질은 표 1 하단에 표시되어 있다. ZB 샘플은 세라믹 필러, 희석제와 무기 나노 졸을 함께 볼-밀을 시킨 것이고, ZB-1 내지 ZB-5는 세라믹 필러, 희석제를 볼-밀링한 후 다시 무기 나노 졸을 첨가하여 6시간 재 볼-밀링을 하여 혼합한 것이다. Table 1 shows the composition of the liquid ceramic filler for preparing a high heat resistance coating film according to an embodiment of the present invention. Substances corresponding to the symbols in Table 1 are indicated at the bottom of Table 1. The ZB sample is ball-milled with ceramic filler, diluent and inorganic nano-sol, and ZB-1 to ZB-5 are ball-milled with ceramic filler and diluent, and then ball-milled with inorganic nano-sol again for 6 hours. It is milled and mixed.

또한 해당되는 충전제로 알루미늄 합금(Al) 및 철 합금(Fe) 표면에 코팅막을 형성하였고, 각각의 경우 코팅막의 두께는 Sample 1 (Al : 85㎛, Fe :63㎛), Sample 2 (Al : 85㎛, Fe :51㎛), Sample 3 (Al : 33㎛, Fe :32㎛), Sample 4 (Al : 16㎛, Fe :15㎛), Sample 5 (Al : 65㎛, Fe :32㎛), Sample 6 (Al : 30㎛, Fe :15㎛), Sample 7 (Al : 38㎛, Fe :15㎛)이다. In addition, a coating film was formed on the surface of aluminum alloy (Al) and iron alloy (Fe) with the corresponding filler, and in each case, the thickness of the coating film was Sample 1 (Al: 85㎛, Fe: 63㎛), Sample 2 (Al: 85㎛) ㎛, Fe:51㎛), Sample 3 (Al: 33㎛, Fe:32㎛), Sample 4 (Al: 16㎛, Fe:15㎛), Sample 5 (Al: 65㎛, Fe:32㎛), Sample 6 (Al: 30㎛, Fe: 15㎛), Sample 7 (Al: 38㎛, Fe: 15㎛).

SampleSample 시편명psalm name A%A% Z%Z% S%S% B%B% F%F% P%P% H%H% IPA%IPA% n-Butanol%n-Butanol % 비중importance 1One AZS-1AZS-1 1010 15.3315.33 2.672.67 00 3.333.33 22 66.6766.67 00 00 1.1241.124 22 ZBZB 00 8.338.33 00 8.338.33 16.6716.67 00 41.6741.67 22.9222.92 2.082.08 1.1581.158 33 ZB-1ZB-1 00 16.6716.67 00 16.6716.67 00 00 41.6641.66 22.9222.92 2.082.08 1.2361.236 44 ZB-2ZB-2 00 11.66511.665 00 11.66511.665 1010 00 41.6741.67 22.9222.92 2.082.08 1.1981.198 55 ZB-3ZB-3 00 8.338.33 00 8.338.33 16.6716.67 00 41.6741.67 22.9222.92 2.082.08 1.1261.126 66 ZB-4ZB-4 00 55 00 55 23.3323.33 00 41.6741.67 22.9222.92 2.082.08 1.2051.205 77 ZB-5ZB-5 00 00 00 00 33.3333.33 00 41.6741.67 22.9222.92 2.082.08 1.1411.141 A: Al2O3, Z: ZrO2, S: SiC, B: BaTiO3, F: Fe3O4, P: Pearl, H: Hybrid sol binderA: Al 2 O 3 , Z: ZrO 2 , S: SiC, B: BaTiO 3 , F: Fe 3 O 4 , P: Pearl, H: Hybrid sol binder

도 1은 표 1의 시편명 ZB-1 내지 ZB-5를 구성하는 세라믹 혼합 분말의 SEM(Scanning Electron Microscope) 이미지이다. 도 1을 참조하면, ZB-2 및 ZB-3 샘플이 Z, B, F성분 간의 분산이 양호하여 나노 복합구조체가 가장 잘 형성됨을 확인할 수 있다. 반면에, ZB-1 샘플은 B함량이 높아서 상당히 응집된 나노 복합구조를 하고 있으며, ZB-4 및 ZB-5는 B함량이 감소하고 F함량이 증가하면서 입자가 조대해짐을 확인할 수 있다. ZB-1 및 ZB-4, ZB-5 샘플에서의 응집체의 생성 및 입자 조대화는 고온 열충격후 크랙 발생을 증가시킨다는 한계점이 존재할 수 있다. 이 때, 혼합 분말의 평균 입자 크기는 500내지1500nm 범위이다. 1 is a SEM (Scanning Electron Microscope) image of ceramic powders constituting specimen names ZB-1 to ZB-5 in Table 1. Referring to FIG. 1, it can be seen that ZB-2 and ZB-3 samples have good dispersion between Z, B, and F components, so that nanocomposite structures are best formed. On the other hand, the ZB-1 sample has a high B content and thus has a significantly aggregated nanocomposite structure, and ZB-4 and ZB-5 have coarser particles as the B content decreases and the F content increases. Generation of aggregates and coarsening of particles in samples ZB-1, ZB-4, and ZB-5 may have limitations in that crack generation increases after high-temperature thermal shock. At this time, the average particle size of the mixed powder is in the range of 500 to 1500 nm.

표 1의 샘플 1 내지 7의 조성물은 세라믹 충전제를 실리카 하이브리드 졸에 혼합한 후 교반하여 형성하였다. 표 1에 나타낸 세라믹 충전제를 구성하는 세라믹 분말들은 볼-밀을 이용하여 24시간 동안 혼합하였다. 다음 혼합된 세라믹 충전제를 실리카 하이브리드 졸과 혼합한 후 다시 6시간동안 볼-밀로 교반하였다. 다음으로, 제조된 액상의 세라믹 조성물을 알루미늄기판(Al)과 강판(Fe)에 스프레이 코팅법으로 도포한 후 경화처리하여 세라믹 코팅막을 형성하였다. 경화처리는, 예를 들어, 상온에서 24시간 건조하여 수행하였다. 마지막으로 기판 표면에 남아있는 불순물을 제거함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 고내열성 코팅막을 제조하였다.The compositions of Samples 1 to 7 in Table 1 were formed by mixing a ceramic filler with a silica hybrid sol and then stirring. The ceramic powders constituting the ceramic filler shown in Table 1 were mixed for 24 hours using a ball-mill. Then, the mixed ceramic filler was mixed with the silica hybrid sol and then stirred with a ball-mill for 6 hours. Next, the prepared liquid ceramic composition was applied to an aluminum substrate (Al) and a steel sheet (Fe) by a spray coating method and then cured to form a ceramic coating film. Curing treatment was performed by, for example, drying at room temperature for 24 hours. Finally, a high heat resistance coating film according to an embodiment of the present invention was prepared by removing impurities remaining on the substrate surface.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금(Al)과 철 합금(Fe)에 형성된 코팅막에 대해서 연필경도 테스트를 수행한 이후의 표면을 관찰한 결과이다. 표 2에는 각 시편의 연필경도 시험 결과가 나타나 있다. AZS-1, ZB 코팅막에 대해 화염테스트를 수행한 것을 AZS-1(F), ZB(F)로 표시하였다.Figure 2 is a result of observing the surface after performing a pencil hardness test for the coating film formed on the aluminum alloy (Al) and the iron alloy (Fe) according to an embodiment of the present invention. Table 2 shows the pencil hardness test results of each specimen. AZS-1 (F) and ZB (F) were the flame tests performed on the coating films of AZS-1 and ZB.

도 2에서의 (a)는 Sample 1(AZS-1)에 해당되는 코팅막에 연필경도 테스트를 수행하여 관찰한 결과이며, (b)는 동일한 코팅막에 대해서 화염테스트를 수행한 후의 결과이다. 도 2의 (c)는 Sample 2(ZB)에 해당되는 코팅막의 연필경도 테스트 관찰 결과이며, (d)는 동일한 코팅막에 대해서 화염테스트를 수행한 후의 결과이다. 이를 참조하면, 화염 테스트 후에도 화염 테스트 전과 마찬가지로 코팅막의 박리나 파괴가 발생되지 않음을 확인할 수 있다.In FIG. 2, (a) is the result observed by performing a pencil hardness test on the coating film corresponding to Sample 1 (AZS-1), and (b) is the result after performing a flame test on the same coating film. Figure 2 (c) is the pencil hardness test observation result of the coating film corresponding to Sample 2 (ZB), (d) is the result after performing a flame test for the same coating film. Referring to this, it can be confirmed that peeling or destruction of the coating film does not occur after the flame test as before the flame test.

도 2의 (e), (f) 및 (g)는 도 2의 (c)와 동일한 조성의 sample 5의 충전제를 사용하여 연필경도 테스트를 수행한 결과이다. 다만 도 2의 (c)는 세라믹 충전제와 실리카 하이브리드 졸을 함께 볼-밀로 24시간 교반 하였고 도 2의 (e)의 경우에는 실온에서 세라믹 충전제를 구성하는 세라믹 분말을 먼저 24시간 볼-밀 교반을 한 후, 혼합된 세라믹 충전제와 실리카 하이브리드 졸을 혼합한 후 6시간 볼-밀 교반을 하였고, 도 2의 (f) 및 (g)는 경화처리의 온도를 각각 100℃ 및 150℃로 드라이 오븐에서 3시간 수행하였다는 점에서 차이가 있다. 도 2 및 표 2에서, ZB-3(RT)는 경화온도가 상온경화, ZB-3(100)은 100℃ 3시간 경화, ZB-3(150)은 150℃ 3시간 경화한 것을 나타낸다. 이를 참조하면, 모든 조건에서 코팅막의 형성이 잘 이루어졌음을 확인할 수 있다.Figures 2 (e), (f) and (g) are the results of performing a pencil hardness test using the filler of sample 5 having the same composition as Figure 2 (c). However, in (c) of FIG. 2, the ceramic filler and the silica hybrid sol were stirred together with a ball-mill for 24 hours, and in the case of (e) of FIG. 2, the ceramic powder constituting the ceramic filler at room temperature was first stirred with a ball-mill for 24 hours. After mixing the mixed ceramic filler and the silica hybrid sol, ball-mill stirring was performed for 6 hours, and FIG. There is a difference in that it was performed for 3 hours. 2 and Table 2, ZB-3 (RT) indicates room temperature curing, ZB-3 (100) curing at 100 ° C. for 3 hours, and ZB-3 (150) curing at 150 ° C. for 3 hours. Referring to this, it can be confirmed that the coating film was formed well under all conditions.

표 2에는 도2의 시편과 동일한 시편에 대해서 연필강도 테스트 결과에 대해 정리되어 있다.Table 2 summarizes the pencil strength test results for the same specimen as the specimen in FIG.

Sample No.#Sample No.# SubstrateSubstrate 1D1D 7D7D 14D14D 21D21D 28D28D AZS-1AZS-1 AlAl XX 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H FeFe XX 5H5H 5H5H 6H6H 7H7H AZS-1(F)AZS-1(F) AlAl 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H FeFe 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H ZB ZB AlAl 8H8H 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H FeFe 8H8H 8H8H 8H8H 9H9H 9H9H ZB(F)ZB(F) AlAl 8H8H 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H FeFe 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H ZB-3(R.T) ZB-3(R.T) AlAl 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H FeFe 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H ZB-3(100) ZB-3(100) AlAl 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H FeFe 8H8H 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H ZB-3(150)ZB-3(150) AlAl 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H FeFe 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H 9H9H

표 2를 참조하면 Sample ZB의 철 강판(Fe)는 경과 시간이 14일까지 연필경도의 값이 8H의 값을 나타내나, 본 발명의 ZB-3(R.T)의 철 강판(Fe)는 경화 1일부터 9H의 값을 나타낸다. 이 차이점은 볼-밀의 차이점이 있다. Sample ZB는 세라믹 충전제와 무기 나노졸을 함께 24시간 볼-밀로 24시간 교반 하였으며, 본 발명의 ZB-3는 세라믹 충전제를 볼-밀 24시간 교반 후 무기 나노졸을 혼합하여 6시간 볼-밀 교반을 하였다는 점에 차이가 있다. ZB의 철 강판(Fe)는 무기 나노졸의 겔(Gel)화가 나타나며 특성이 떨어졌기 때문이다. 상기 현상을 막고자 본 발명의 ZB-3는 무기 나노졸의 교반시간을 6시간으로 줄여 겔(Gel)화를 방지하였다.Referring to Table 2, the steel sheet (Fe) of Sample ZB shows a pencil hardness value of 8H until the elapsed time is 14 days, but the steel sheet (Fe) of ZB-3 (R.T) of the present invention is hardened 1 It represents the value from 9H to 9H. This difference is the ball-mill difference. Sample ZB was stirred with a ball-mill for 24 hours with a ceramic filler and inorganic nano-sol, and ZB-3 of the present invention was stirred with a ball-mill for 24 hours with a ceramic filler and then mixed with inorganic nano-sol and stirred with a ball-mill for 6 hours. There is a difference in that it was done. This is because the steel sheet (Fe) of ZB exhibits gelation of inorganic nanosols and has poor properties. In order to prevent the above phenomenon, ZB-3 of the present invention reduced the stirring time of the inorganic nanosol to 6 hours to prevent gelation.

도 3은 표 3의 시편과 동일한 시편에 대해서 Leeb 경도 시험기를 이용하여 각각의 경도테스트 후의 압흔 흔적을 2배율 사진으로 나타내는 모습이다. Leeb경도 시험은 반동속도를 충격속도로 나누어 나타내는 값(

Figure 112021075953668-pat00001
)으로 기판위의 도막의 경도를 측정하는 것으로 수치가 클수록 도막의 경도가 높다는 것을 의미한다. Fe는 철 기판(강판)으로 경도가 높기 때문에 Hv비커스 경도로 측정하였고 Al 기판일 경우 기판경도가 낮게 때문에 HB브리넬 경도로 측정하였다. 표 2 및 표 3의 D는 경화시간(Day)을 의미하며 표 3에서 (RT)는 경화온도가 상온경화, (100)은 100℃ 3시간 경화, (150)은 150℃ 3시간 경화한 것을 나타낸다. ZB-1시편에서 기판이 Fe(강판)일 경우 상온 경화보다 100℃ 또는 150℃로 경화온도가 높고 경화시간이 21일로 증가할수록 높은 경도를 나타내었다. 3 is a view showing indentation traces after each hardness test using a Leeb hardness tester for the same specimen as the specimen in Table 3 at 2x magnification. The Leeb hardness test is a value expressed by dividing the recoil speed by the impact speed (
Figure 112021075953668-pat00001
) to measure the hardness of the coating film on the substrate, and the higher the number, the higher the hardness of the coating film. Fe was measured by Hv Vickers hardness because the iron substrate (steel plate) has high hardness, and in the case of Al substrate, because the substrate hardness was low, it was measured by HB Brinell hardness. D in Tables 2 and 3 means curing time (Day), and in Table 3, (RT) is room temperature curing, (100) is curing at 100 ° C for 3 hours, and (150) is curing at 150 ° C for 3 hours. indicate In the ZB-1 specimen, when the substrate was Fe (steel plate), the curing temperature was higher at 100 ° C or 150 ° C than normal temperature curing and the hardness increased as the curing time increased to 21 days.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시편, 즉, 표 3에 따른 ZB-1부터 ZB-5의 경화 온도 변화 및 시간에 따른 Leeb 경도를 나타낸다. 도 4의 (a)는 상온 Al기판의 HB경도, (b)는 상온 Fe기판 Hv경도 (c)는 100℃기판 HB경도, (d)는 100℃기판 Hv경도, (e)는 150℃기판 HB경도, (f)는 150℃기판 Hv경도 측정값을 나타낸 것이다.Figure 4 shows the Leeb hardness over time and the change in curing temperature of specimens according to an embodiment of the present invention, that is, ZB-1 to ZB-5 according to Table 3. 4 (a) is the HB hardness of the room temperature Al substrate, (b) is the Hv hardness of the room temperature Fe substrate, (c) is the HB hardness of the 100 ° C substrate, (d) is the Hv hardness of the 100 ° C substrate, (e) is the Hv hardness of the 150 ° C substrate HB hardness, (f) shows the measured value of the Hv hardness of the substrate at 150 ° C.

7D7D 14D14D 21D21D AZS-1AZS-1 Al(HB)Al(HB) 124.6124.6 144.8144.8 Fe(Hv)Fe(Hv) 116.4116.4 115.2115.2 AZS-1(F)AZS-1(F) Al(HB)Al(HB) 82.882.8 98.498.4 100.8100.8 Fe(Hv)Fe(Hv) 97.697.6 98.698.6 105.6105.6 ZB ZB Al(HB)Al(HB) 128.2128.2 133.4133.4 Fe(Hv)Fe(Hv) 111.4111.4 151.8151.8 ZB(F)ZB(F) Al(HB)Al(HB) 8585 8383 88.688.6 Fe(Hv)Fe(Hv) 128128 125.8125.8 125.2125.2 ZB-1(R.T) ZB-1(R.T) Al(HB)Al(HB) 123123 125.8125.8 129.2129.2 Fe(Hv)Fe(Hv) 130.4130.4 157.6157.6 162.6162.6 ZB-1(100) ZB-1(100) Al(HB)Al(HB) 119.2119.2 123.8123.8 124.6124.6 Fe(Hv)Fe(Hv) 148.2148.2 159.8159.8 163.8163.8 ZB-1(150)ZB-1(150) Al(HB)Al(HB) 119.8119.8 120.2120.2 123123 Fe(Hv)Fe(Hv) 150.6150.6 159.6159.6 159.6159.6 ZB-2(R.T)ZB-2(R.T) Al(HB)Al(HB) 110.2110.2 112.2112.2 123.6123.6 Fe(Hv)Fe(Hv) 107.6107.6 118118 136.8136.8 ZB-2(100)ZB-2(100) Al(HB)Al(HB) 116.2116.2 112112 110.6110.6 Fe(Hv)Fe(Hv) 131.2131.2 139.2139.2 161.8161.8 ZB-2(150)ZB-2(150) Al(HB)Al(HB) 116.2116.2 117.6117.6 115.6115.6 Fe(Hv)Fe(Hv) 126.6126.6 128.2128.2 159159 ZB-3(R.T) ZB-3(R.T) Al(HB)Al(HB) 128.2128.2 128.8128.8 127127 Fe(Hv)Fe(Hv) 80미만less than 80 104.8104.8 119.4119.4 ZB-3(100) ZB-3(100) Al(HB)Al(HB) 9999 122.2122.2 128128 Fe(Hv)Fe(Hv) 167.8167.8 162.4162.4 168.4168.4 ZB-3(150)ZB-3(150) Al(HB)Al(HB) 120.6120.6 125.2125.2 128.8128.8 Fe(Hv)Fe(Hv) 142142 152152 160.4160.4 ZB-4(R.T)ZB-4(R.T) Al(HB)Al(HB) 114.2114.2 115.2115.2 115.8115.8 Fe(Hv)Fe(Hv) 8484 105105 115.2115.2 ZB-4(100)ZB-4(100) Al(HB)Al(HB) 121121 125.6125.6 128.2128.2 Fe(Hv)Fe(Hv) 143143 148148 157.4157.4 ZB-4(150)ZB-4(150) Al(HB)Al(HB) 117.8117.8 122.4122.4 124.4124.4 Fe(Hv)Fe(Hv) 143.4143.4 154.8154.8 161161 ZB-5(R.T)ZB-5(R.T) Al(HB)Al(HB) 79.279.2 80.880.8 88.888.8 Fe(Hv)Fe(Hv) 119.2119.2 143.2143.2 147.6147.6 ZB-5(100)ZB-5(100) Al(HB)Al(HB) 112.2112.2 120.6120.6 119.6119.6 Fe(Hv)Fe(Hv) 141141 145.8145.8 144.8144.8 ZB-5(150)ZB-5(150) Al(HB)Al(HB) 116116 119.6119.6 120.6120.6 Fe(Hv)Fe(Hv) 148.6148.6 147.4147.4 150.2150.2

도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금(Al)과 철 합금 원판(Fe)의 조성변화에 따른 화염테스트 전/후를 관찰한 결과이다.도 5에서 (a)는 기판인 알루미늄 합금(Al)과 철 합금 원판(Fe)의 화염 테스트 전/후 사진이다. Al의 경우는 600℃ 화염테스트 이후 녹아내리기 시작하며 기판 자체가 부서졌다. Fe의 경우에는 950℃ 화염테스트 이후에 크랙이 발생이 되었다. 반면 도 5의 (c)를 참조하면, 세라믹 코팅이 형성된 Al 및 Fe의 경우에는 녹거나 크랙이 형성되는 현상이 발생되지 않았다. 또한 코팅막의 박리도 발생되지 않았다.5 is a result of observing before and after a flame test according to compositional changes of an aluminum alloy (Al) and an iron alloy disc (Fe) according to an embodiment of the present invention. In FIG. 5 (a) is an aluminum alloy substrate. (Al) and iron alloy disc (Fe) before and after the flame test. In the case of Al, it started to melt after the 600℃ flame test and the board itself was broken. In the case of Fe, cracks occurred after the 950 ° C flame test. On the other hand, referring to (c) of FIG. 5, in the case of Al and Fe having a ceramic coating, no melting or crack formation occurred. Also, peeling of the coating film did not occur.

표 4에는 도 4의 시편과 동일한 시편에 대해서 cross cut 테스트 결과에 대해 정리되어 있다. 접착강도 시험은 코팅막에 테이프를 접착시킨 다음 떼어낼 시 테이프에 묻어나는 면적으로 %로 환산한 것이다. 표 4의 하단에는 접착강도의 평가기준이 되는 Classification의 기준이 나타나 있다. 기판과 도막의 접착력을 아래의 분류로서는 칼로 그은 표면에 테이프를 부착하여 떨어져나가는 제거 양을 0에서 5단계로 분류한 것으로 0은 0% 제거, 1은 5% 미만, 2는 5내지15%, 3은 15내지35%, 4는 35내지65%, 그리고 5는 65%이상을 나타내며 수치가 낮을수록 높은 부착력을 나타낸다. 테스트 결과 AZS-1(Al)이나 ZB(Al)시료는 3분류에 해당되며, ZB-3(Al)은 경화 온도에 관계없이 2단계 분류에 해당되어 우수한 부착 강도를 나타냄을 알 수 있다.Table 4 summarizes the cross cut test results for the same specimen as the specimen in FIG. 4. The adhesive strength test is the area that is attached to the tape when the tape is adhered to the coating film and then removed, converted into %. At the bottom of Table 4, the criteria for classification, which is the evaluation standard for adhesive strength, are shown. The adhesion between the substrate and the coating film is classified as follows. The amount of removal that comes off by attaching the tape to the surface drawn with a knife is classified into 0 to 5 stages. 0 is 0% removal, 1 is less than 5%, 2 is 5 to 15%, 3 is 15 to 35%, 4 is 35 to 65%, and 5 is 65% or more, and the lower the number, the higher the adhesion. As a result of the test, it can be seen that the AZS-1(Al) or ZB(Al) samples fall into the 3rd category, and the ZB-3(Al) falls under the 2nd category regardless of the curing temperature and shows excellent adhesion strength.

% of Area Removed% of Area Removed ClassificationClassification AZS-1AZS-1 AlAl 17.5(±0.168)17.5 (±0.168) 33 FeFe 15.7(±0.415)15.7 (±0.415) 33 ZBZB AlAl 19.8(±0.553)19.8 (±0.553) 33 FeFe 12.0(±0.090)12.0 (±0.090) 22 ZB-3(R.T)ZB-3(R.T) AlAl 12.7(±0.753)12.7 (±0.753) 22 FeFe 11.8(±0.146)11.8 (±0.146) 22 ZB-3(100)ZB-3(100) AlAl 5.4(±0.180)5.4 (±0.180) 22 FeFe 15.8(±0.154)15.8 (±0.154) 33 ZB-3(150)ZB-3(150) AlAl 6.6(±0.154)6.6 (±0.154) 22 FeFe 16.9(±1.152)16.9 (±1.152) 33

(0: 0% 제거, 1: 5% 미만, 2: 5내지15%, 3: 15내지35%, 4: 35내지65%, 5: 65% 이상) (0: 0% removal, 1: less than 5%, 2: 5 to 15%, 3: 15 to 35%, 4: 35 to 65%, 5: 65% or more)

표 4를 참조하면, 모든 시편에서 Classification 2내지3 이하의 우수한 접착강도를 나타냄을 확인할 수 있다.Referring to Table 4, it can be confirmed that all specimens exhibit excellent adhesive strength of Classification 2 to 3 or less.

도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금(Al)과 철 합금 원판(Fe)의 같은 조성물에 대한 Fe3O4 함량 변화에 대하여 화염테스트 전/후를 관찰한 결과이다.6 to 10 are the results of observing before and after the flame test for the change in Fe 3 O 4 content for the same composition of aluminum alloy (Al) and iron alloy disc (Fe) according to an embodiment of the present invention.

도 6에서 액상 세라믹 충전제 기준으로 ZB-1는 Fe3O4 함량이 0 중량%에 해당하며, 도 7에서 ZB-2는 Fe3O4 함량이 10 중량%, 도 8에서 ZB-3는 Fe3O4 함량 16.67 중량%, 도 9에서 ZB-4는 Fe3O4 함량 23.33 중량%, 도 10에서 ZB-5는 Fe3O4 함량 33.33 중량%에 해당되며, 각각 세라믹 필러 기준 함량으로 나타내었을 때 Fe3O4 함량은 0, 30, 50, 70, 100 중량%에 해당된다. Fe3O4 함량만 변화를 시켰으며 다른 물질의 함량은 동일하다. Fe3O4 함량 조성 범위는 세라믹 필러 함량 기준에서 20 내지 60 중량%가 적합하며, 가장 바람직하게는 50 중량%가 적합하다. 이는 전체 액상 세라믹 충전제 중량%에서는 Fe3O4 함량은 6.67 내지 20 중량%에 해당된다.In FIG. 6, based on the liquid ceramic filler, ZB-1 has an Fe 3 O 4 content of 0 wt%, ZB-2 in FIG. 7 has an Fe 3 O 4 content of 10 wt%, and ZB-3 in FIG. 3 O 4 content 16.67% by weight, ZB -4 in FIG. 9 corresponds to 23.33% by weight Fe 3 O 4 content , and ZB-5 in FIG. The Fe 3 O 4 content corresponds to 0, 30, 50, 70, and 100% by weight. Only the Fe 3 O 4 content was changed, and the contents of other materials were the same. The Fe 3 O 4 content composition range is preferably 20 to 60% by weight based on the content of the ceramic filler, and most preferably 50% by weight. This corresponds to 6.67 to 20% by weight of the Fe 3 O 4 content in the total weight% of the liquid ceramic filler.

표 5에서는 도 6 내지 도 10의 시편과 동일한 시편에 대해서 Fe3O4 충전제 함량 변화에 따른 화염테스트 결과에 대해 정리되어 있다. ZB-1 이나 ZB-5에서는 철 강판(Fe)이 박리되거나 균열되는 현상이 나타났으며, 본 발명의 ZB-3는 알루미늄 합금(Al)이나 철 강판(Fe)에서는 우수한 고내열성을 나타냄을 알 수 있다. Table 5 summarizes the results of the flame test according to the change in the Fe 3 O 4 filler content for the same specimens as the specimens of FIGS. 6 to 10. In ZB-1 or ZB-5, peeling or cracking of the iron steel sheet (Fe) was observed, and ZB-3 of the present invention showed excellent high heat resistance in aluminum alloy (Al) or iron steel sheet (Fe). can

SampleSample 시편명psalm name Al(600℃)Al(600℃) Fe(950℃)Fe(950℃) 33 ZB-1(R.T)ZB-1(R.T) OO XX 33 ZB-1(100)ZB-1(100) OO XX 33 ZB-1(150)ZB-1(150) OO XX 44 ZB-2(R.T)ZB-2(R.T) OO OO 44 ZB-2(100)ZB-2(100) OO OO 44 ZB-2(150)ZB-2(150) OO OO 55 ZB-3(R.T)ZB-3(R.T) OO OO 55 ZB-3(100)ZB-3(100) OO OO 55 ZB-3(150)ZB-3(150) OO OO 66 ZB-4(R.T)ZB-4(R.T) XX 66 ZB-4(100)ZB-4(100) XX 66 ZB-4(150)ZB-4(150) XX 77 ZB-5(R.T)ZB-5(R.T) OO XX 77 ZB-5(100)ZB-5(100) OO XX 77 ZB-5(150)ZB-5(150) XX XX

O : 양호△ : 대체로 양호O: good △: generally good

X: 용융, 산화, 균열, 파괴X: melt, oxidize, crack, fracture

도 11(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 알루미늄 합금(Al)과 철 합금 원판(Fe)에 대해 Fe3O4 함량 변화에 따라 내열성 테스트를 수행한 이후의 표면을 관찰한 결과이고, 도 11(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 티타늄 합금(Ti)에 대해 원판 및 Fe3O4를 첨가하였을 때 내열성 테스트 전/후를 관찰한 결과이다.Figure 11 (a) is the result of observing the surface after performing the heat resistance test according to the Fe 3 O 4 content change for the aluminum alloy (Al) and the iron alloy disc (Fe) according to an embodiment of the present invention, Figure 11 (b) is the result of observing before and after the heat resistance test when the disk and Fe 3 O 4 are added to the titanium alloy (Ti) according to an embodiment of the present invention.

도 11(a)를 참조하면, ZB-1, ZB-4 ZB-5에서는 철 강판(Fe) 및 알루미늄 합금(Al)이 박리되거나 균열되는 현상이 나타난 반면, ZB-2 및 ZB-3, 더 바람직하게는 본 발명의 ZB-3는 철 강판(Fe) 및 알루미늄 합금(Al)에서 우수한 고내열성을 나타냄을 알 수 있다. 마찬가지로 도 11(b)를 참조하면, 티타늄 합금(Ti)의 기판에서도, 본 발명의 ZB-3는 크랙이 발생하는 원판과 대비하여 우수한 고내열성을 나타냄을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 11 (a), in ZB-1, ZB-4 and ZB-5, peeling or cracking of the iron steel sheet (Fe) and aluminum alloy (Al) appeared, whereas in ZB-2 and ZB-3, more Preferably, it can be seen that ZB-3 of the present invention exhibits excellent high heat resistance in iron steel sheet (Fe) and aluminum alloy (Al). Likewise, referring to FIG. 11 (b), it can be confirmed that even on a titanium alloy (Ti) substrate, the ZB-3 of the present invention exhibits excellent high heat resistance compared to a disc in which cracks occur.

도 12는 알루미늄 합금(Al)과 철 강판(Fe)에 무기 나노졸만 코팅된 모습이다.12 is a state in which only inorganic nanosols are coated on an aluminum alloy (Al) and an iron steel sheet (Fe).

도 12에서는 철 강판(Fe)에서 무기 나노졸만 코팅시 부식이 발생되는 현상이 나타난다. 철 강판(Fe)는 일반적으로 아래 식과 같이 물(H20) 또는 산소 등 산화제와 반응하여 부식이 발생된다. 12 shows a phenomenon in which corrosion occurs when only the inorganic nano-sol is coated on the steel sheet (Fe). Iron steel sheet (Fe) generally reacts with water (H 2 O) or an oxidizing agent such as oxygen to cause corrosion as shown in the formula below.

Figure 112021075953668-pat00002
Figure 112021075953668-pat00002

Figure 112021075953668-pat00003
Figure 112021075953668-pat00003

상기의 부식 발생을 억제하고자 안료(Pigment)인 Fe3O4를 첨가하면 산화·환원 전위(Redox potential)에 의해 Fe2+/Fe3+ 비율을 조정하는 산화방지 반응이 일어난다. 물과 산소에 의해 가수분해된 OH-가 Fe3O4와 만나 FeOOH가 생성된다. When Fe 3 O 4 , which is a pigment, is added to suppress the occurrence of corrosion, an oxidation-preventing reaction that adjusts the Fe 2+ /Fe 3+ ratio by redox potential occurs. OH - hydrolyzed by water and oxygen meets Fe 3 O 4 to produce FeOOH.

Figure 112021075953668-pat00004
Figure 112021075953668-pat00004

Figure 112021075953668-pat00005
Figure 112021075953668-pat00005

상기 반응을 통하여 생성된 FeOOH와 실라놀(Silanol)과의 축합(Condensation) 반응을 통해서 부식을 방지할 수 있다.Corrosion can be prevented through a condensation reaction between FeOOH and silanol generated through the above reaction.

Figure 112021075953668-pat00006
Figure 112021075953668-pat00006

또한, 내열성 산화물들이 경화 과정에서 그라프팅(Grafting) 결합(M-O-Si)이 형성되어 기판과의 부착력을 향상시킬 수 있다. 상기 반응을 통하여 Fe3O4를 넣지 않은 강판에서 발생한 갈변 현상을 Fe3O4 첨가에 의해서 막을 수 있었다.In addition, a grafting bond (MO-Si) is formed during the curing process of the heat-resistant oxides, thereby improving adhesion to the substrate. Through the above reaction, the browning phenomenon occurring in the steel sheet in which Fe 3 O 4 was not added could be prevented by adding Fe 3 O 4 .

Figure 112021075953668-pat00007
Figure 112021075953668-pat00007

Figure 112021075953668-pat00008
Figure 112021075953668-pat00008

도 13(a)는 본 발명의 일 실시예에 따라 산화 철(Fe3O4)을 세라믹 필러에 첨가하여 철 강판(Fe)의 부식이 방지되는 모습을 나타낸 것이고, 도 13(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따라 발수 코팅을 진행하여 철 강판(Fe)의 부식이 방지되는 모습을 나타낸 것이다.13(a) shows a state in which corrosion of an iron steel sheet (Fe) is prevented by adding iron oxide (Fe 3 O 4 ) to a ceramic filler according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13(b) shows this According to another embodiment of the present invention, water-repellent coating is performed to prevent corrosion of the iron steel sheet (Fe).

도 13(a)를 참조하면, Fe3O4를 첨가하지 않은 무기 나노졸만 코팅된 철 강판(Fe)과 ZB-1는 전자현미경(I-CAMSCOPE) 600배율을 통해서 부식이 발생되는 현상을 확인한 반면, Fe3O4를 첨가한 다른 샘플인 ZB-2, ZB-3, ZB-4, ZB-5는 이러한 부식 현상이 훨씬 적게 나타남을 확인할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 ZB-3 샘플에서는 부식 현상이 거의 없이 유독 매끄러운 표면을 유지하였으며, 도 13(b)를 참조해보아도, 후술할 본 발명의 다른 실시예에 따라 발수 코팅막이 추가 형성된 ZB-3 샘플에서 역시 부식 현상이 거의 관찰되지 않았다.Referring to FIG. 13(a), iron steel sheet (Fe) and ZB-1 coated with only inorganic nanosol without Fe 3 O 4 were observed to be corroded through an electron microscope (I-CAMSCOPE) at 600 magnification. On the other hand, it can be confirmed that the other samples ZB-2, ZB-3, ZB-4, and ZB-5 to which Fe 3 O 4 was added showed much less corrosion. In particular, the ZB-3 sample according to one embodiment of the present invention maintained a particularly smooth surface with almost no corrosion, and even with reference to FIG. Almost no corrosion phenomenon was observed in the additionally formed ZB-3 sample as well.

<실시예 2> 발수성 용액을 이용한 추가적인 발수 코팅막 형성<Example 2> Formation of an additional water-repellent coating film using a water-repellent solution

본 발명의 다른 실시예에 따른 고내열성 코팅막의 제조방법은, 본 발명의 일 실시예에 따른 고내열성 코팅막의 제조방법의 경화처리 단계 이후에, 상술한 경화처리가 완료된 세라믹 코팅막 상에 발수성 용액을 이용해 발수 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the method for manufacturing a highly heat-resistant coating film according to another embodiment of the present invention, after the curing step of the method for manufacturing a high heat-resistant coating film according to an embodiment of the present invention, a water repellent solution is applied on the ceramic coating film on which the above-described curing treatment has been completed. A water-repellent coating may be further included.

상술한 발수성 용액은 hexadecyltrimethoxysilane(HDTMS), methyltriethoxysilane(MTES), phenyl triethoxysilane (PhTES), diethoxy(3-glycidyloxypropyl)methylsilane (GPTMS), tetraethylorthosilicate(TEOS), 및 octal triethoxysilane(OTES)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 실란 용액을 포함할 수 있다.The above-mentioned water repellent solution is at least selected from the group consisting of hexadecyltrimethoxysilane (HDTMS), methyltriethoxysilane (MTES), phenyl triethoxysilane (PhTES), diethoxy (3-glycidyloxypropyl) methylsilane (GPTMS), tetraethylorthosilicate (TEOS), and octal triethoxysilane (OTES). Any one silane solution may be included.

발수성 용액은 상술한 실란 용액을 증류수 및 알코올에 분산시켜 제조할 수 있다. 보다 구체적으로, 발수성 용액의 조성은 TEOS(tetraethyl orthosilicate) 용액과 HDTMS(hexadecyl trimethoxysilane), GPTMS(3-glycidyloxypropyl methoxysilane)를 10 내지 30 중량%와 증류수 또는 알코올 중에서 선택된 희석제 70 내지 90중량%로 이루어질 수 있고, 예를 들어, TEOS(tetraethyl orthosilicate), HDTMS(hexadecyl trimethoxysilane)와 GPTMS(3-glycidyloxypropyl methoxysilane)를 알코올에 혼합한 후 상온(25℃에서 14시간 교반하여 분산시킴으로써 제조할 수 있다.The water-repellent solution can be prepared by dispersing the above-described silane solution in distilled water and alcohol. More specifically, the composition of the water repellent solution is 10 to 30% by weight of a TEOS (tetraethyl orthosilicate) solution, HDTMS (hexadecyl trimethoxysilane), GPTMS (3-glycidyloxypropyl methoxysilane) and 70 to 90% by weight of a diluent selected from distilled water or alcohol. For example, it can be prepared by mixing TEOS (tetraethyl orthosilicate), HDTMS (hexadecyl trimethoxysilane) and GPTMS (3-glycidyloxypropyl methoxysilane) with alcohol, and then stirring and dispersing at room temperature (25 ° C. for 14 hours).

이후, 상술한 발수성 용액을 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 코팅막 상에 도포한 후 건조시키는 경화처리를 통해 발수 코팅막을 형성하였다. 발수성 용액을 도포하는 방법으로는 브러쉬 코팅(Brush coating), 스핀 코팅(Spin coating), 스프레이 코팅(Spray coating) 및 딥 코팅(dip coating) 중 어느 하나 이상의 방법으로 수행될 수 있다. 상술한 발수 코팅막의 두께는, 예를 들어, 0.5 내지 3 ㎛일 수 있다.Thereafter, a water-repellent coating film was formed through a curing treatment in which the above-described water-repellent solution was applied on the coating film prepared according to an embodiment of the present invention and then dried. As a method of applying the water repellent solution, one or more of brush coating, spin coating, spray coating, and dip coating may be used. The thickness of the above-described water-repellent coating film may be, for example, 0.5 to 3 μm.

경화처리는 80℃내지 130℃의 온도범위에서 0.1시간 내지 3시간동안, 더 바람직하게는, 100℃ 내지 120℃의 온도범위에서 0.5시간 내지 2시간동안 건조하여 수행하였다. The curing treatment was performed by drying at a temperature range of 80° C. to 130° C. for 0.1 hour to 3 hours, more preferably at a temperature range of 100° C. to 120° C. for 0.5 hour to 2 hours.

마지막으로 기판 표면에 남아있는 불순물을 제거함으로써, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고내열성 코팅막이 제조될 수 있다. Finally, by removing impurities remaining on the surface of the substrate, a high heat resistance coating film according to another embodiment of the present invention can be manufactured.

<실험예><Experimental example>

표 6 에는 기판으로서 알루미늄 합금(Al), 철 강판(Fe) 또는 티타늄 합금(Ti)을 포함하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고내열성 코팅막에 대해 수행한 내산/내습/내염 테스트 결과가 정리되어 있다. 표 6에 기재된 각 ZB-3 샘플들은 본 발명의 일 실시예에 따른 ZB-3 샘플에 대해 본 발명의 다른 실시예에 따른 고내열성 코팅막의 제조방법에 따라 발수 코팅을 추가적으로 수행하여 제조된 것이다. 아울러 ZB-3(RT)는 상온경화, ZB-3(100)은 100℃ 3시간 경화, ZB-3(150)은 150℃ 3시간 경화한 것을 의미한다.Table 6 summarizes the acid/moisture/flame resistance test results performed on the high heat resistance coating film according to another embodiment of the present invention including aluminum alloy (Al), iron steel sheet (Fe) or titanium alloy (Ti) as a substrate. there is. Each of the ZB-3 samples listed in Table 6 was prepared by additionally performing water-repellent coating according to the manufacturing method of a high heat resistance coating film according to another embodiment of the present invention on the ZB-3 sample according to one embodiment of the present invention. In addition, ZB-3 (RT) means curing at room temperature, ZB-3 (100) curing at 100 ° C for 3 hours, and ZB-3 (150) curing at 150 ° C for 3 hours.

본 발명의 다른 실시예에 따른 고내열성 코팅막의 내산화 테스트는 5% 황산(H2SO4)을 24시간 담지하여 진행하였다.The oxidation resistance test of the high heat resistance coating film according to another embodiment of the present invention was carried out by supporting it in 5% sulfuric acid (H 2 SO 4 ) for 24 hours.

본 발명의 다른 실시예에 따른 고내열성 코팅막의 고온/내습성 테스트는 85℃/85%RH 100시간 동안 항온항습기에서 진행하였다.The high temperature/moisture resistance test of the high heat resistance coating film according to another embodiment of the present invention was conducted in a constant temperature/humidity chamber at 85°C/85%RH for 100 hours.

본 발명의 다른 실시예에 따른 고내열성 코팅막의 염수 테스트는 5% NaCl을 100시간 동안 담지하여 진행하였다.The salt water test of the high heat resistance coating film according to another embodiment of the present invention was carried out by supporting it in 5% NaCl for 100 hours.

표 6에 나타난 결과와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고내열성 코팅막은 실험을 수행한 모든 온도조건에서 우수한 내산성/내습성/내염성을 가지고 있음을 확인할 수 있다.As shown in Table 6, it can be confirmed that the high heat resistance coating film according to another embodiment of the present invention has excellent acid resistance/moisture resistance/salt resistance under all temperature conditions in which the experiment was performed.

SampleSample 5%H2SO4(24hr)5% H2SO4 (24hr) 5%NaCl (100hr)5% NaCl (100hr) 85℃/85%RH (100hr)85℃/85%RH (100hr) ZB-3(R.T)
Hydrophobic coating
ZB-3 (RT)
Hydrophobic coating
AlAl OO OO OO
FeFe OO OO OO TiTi OO OO OO ZB-3(100)
Hydrophobic coating
ZB-3(100)
Hydrophobic coating
AlAl OO OO OO
FeFe OO OO OO ZB-3(150)
Hydrophobic coating
ZB-3(150)
Hydrophobic coating
AlAl OO OO OO
FeFe OO OO OO

O : 양호O: good

Claims (31)

(a) 사산화삼철(Fe3O4), 티탄산바륨(BaTiO3) 및 지르코니아(ZrO2) 분말을 포함하는 세라믹 필러 10 내지 50 중량%, 희석제 10 내지 30 중량% 및 무기 나노졸 20 내지 80 중량%를 혼합하여 액상 세라믹 충전제를 제조하는 단계;
(b) 기판의 적어도 일면에 상기 액상 세라믹 충전제를 도포하는 단계; 및
(c) 상기 기판을 건조시키는 경화처리를 하여 코팅막을 제조하는 단계; 를 포함하는, 고내열성 코팅막의 제조방법.
(a) 10 to 50 wt % of a ceramic filler including triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ), barium titanate (BaTiO 3 ) and zirconia (ZrO 2 ) powders, 10 to 30 wt % of a diluent, and 20 to 80 wt % of an inorganic nanosol preparing a liquid ceramic filler by mixing %;
(b) applying the liquid ceramic filler to at least one surface of a substrate; and
(c) preparing a coating film by subjecting the substrate to a curing treatment for drying; Method for producing a high heat resistance coating film comprising a.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 사산화삼철(Fe3O4) 함량은 세라믹 필러 함량 기준으로 20 내지 60 중량%인,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
The trioxide (Fe 3 O 4 ) content is 20 to 60% by weight based on the ceramic filler content,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 3 항에 있어서,
상기 사산화삼철(Fe3O4) 함량은 세라믹 필러 함량 기준으로 30 내지 50 중량%인,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 3,
The triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ) content is 30 to 50% by weight based on the ceramic filler content,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 1 항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
세라믹 필러, 희석제 및 무기 나노졸을 동시에 혼합하거나, 세라믹 필러 및 희석제를 혼합한 용액에 무기 나노졸을 첨가 혼합하는,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
In step (a),
Mixing the ceramic filler, diluent, and inorganic nanosol at the same time, or adding and mixing the inorganic nanosol to a solution in which the ceramic filler and diluent are mixed,
A method for producing a high heat resistance coating film.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 세라믹 필러는,
500 내지 1500nm의 입자크기를 가지는,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
The ceramic filler,
Having a particle size of 500 to 1500 nm,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 1 항에 있어서,
상기 액상 세라믹 충전제는 볼 밀 공정에 의해 혼합된,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
The liquid ceramic filler is mixed by a ball mill process,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 1 항에 있어서,
상기 희석제는 증류수 또는 알코올인,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
The diluent is distilled water or alcohol,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 9 항에 있어서,
상기 알코올은 IPA 혹은 n-butanol인,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 9,
The alcohol is IPA or n-butanol,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 1 항에 있어서,
상기 무기나노졸은 실리카 졸(silica sol) 또는 실리카 하이브리드졸(silica-hybrid sol)인,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
The inorganic nano-sol is a silica sol or a silica-hybrid sol,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제1 항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
브러쉬 코팅(Brush coating), 스핀 코팅(Spin coating), 스프레이 코팅(Spray coating) 및 딥 코팅(dip coating)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 수행되는,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
In step (b),
Performed by any one method selected from the group consisting of brush coating, spin coating, spray coating and dip coating,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 1 항에 있어서,
상기 무기나노졸은 알콕시 실란에 용매를 첨가하고 교반하여 얻어지고, 상기 알콕시 실란은 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane), 메틸트리클로로실란(methyltrichlorosilane), 에틸트리메톡시실란(ethyltrimethoxysilane), 에틸트리에톡시실란(ethyltriethoxysilane), 페닐트리메톡시실란(phenyltrimethoxysilane), 페닐트리클로로실란(phenyltrichlorosilane), 페닐아미노프로필트리메톡시실란(phenylaminopropyltrimethoxysilane), 옥틸트리메톡시실란(octyltrimethoxysilane), 옥틸트리클로로실란(octyltrichlorosilane), 옥타데실트리메톡시실란(octadecyltrimethoxysilane), 옥타데실트리클로로실란(octadecyltrichlorosilane), 프로필트리메톡시실란(propyltrimethoxysilane), n-프로필트리에톡시실란(n-propyltriethoxysilane), 이소프로필트리에톡시실란(isopropyltriethoxysilane), 이소부틸트리메톡시실란(isobutyltrimethoxysilane), 비닐트리에틸옥시실란(vinyltriethyloxysilane), 비닐트리메톡시실란(vinyltrimethoxysilane) 및 알릴트리메톡시실란(allyltrimethoxysilane)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
The inorganic nanosol is obtained by adding a solvent to alkoxy silane and stirring, and the alkoxy silane is methyltrimethoxysilane, methyltrichlorosilane, ethyltrimethoxysilane, ethyl trie Ethyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltrichlorosilane, phenylaminopropyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltrichlorosilane , octadecyltrimethoxysilane, octadecyltrichlorosilane, propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, isopropyltriethoxysilane ), isobutyltrimethoxysilane, vinyltriethyloxysilane, vinyltrimethoxysilane, and allyltrimethoxysilane. Any one selected from the group consisting of,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 1 항에 있어서,
상기 (c) 단계는 20℃ 내지 200℃의 온도범위에서 2 내지 24시간 동안 수행되는,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
Step (c) is carried out for 2 to 24 hours at a temperature range of 20 ° C to 200 ° C,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 1 항에 있어서,
상기 (c) 단계 이후에,
(d) 기판의 표면에 잔류하는 불순물을 제거하는 단계;를 더 포함하는,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
After step (c),
(d) removing impurities remaining on the surface of the substrate; further comprising,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 1 항에 있어서,
상기 기판은 알루미늄, 강판, 티타늄, 구리 또는 스테인리스 합금 재질로 형성되는,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
The substrate is formed of aluminum, steel plate, titanium, copper or stainless alloy material,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 1 항에 있어서,
(b) 단계 이전에 상기 기판을 표면처리하는 단계를 더 포함하는,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
(b) further comprising the step of surface treating the substrate before step,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 1 항에 있어서,
상기 (c) 단계 이후에,
(d') 실란 용액을 희석제에 분산시켜 발수성 용액을 제조하는 단계;
(e) 상기 경화처리가 완료된 코팅막의 적어도 일면에 상기 발수성 용액을 도포하는 단계; 및
(f) 상기 발수성 용액이 도포된 코팅막을 건조시키는 경화처리를 하여 발수 코팅막을 제조하는 단계;를 포함하는,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 1,
After step (c),
(d') preparing a water-repellent solution by dispersing the silane solution in a diluent;
(e) applying the water repellent solution to at least one surface of the curing-treated coating film; and
(f) preparing a water-repellent coating film by subjecting the coating film to which the water-repellent solution is applied to a curing treatment to dry it;
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 18 항에 있어서,
상기 발수성 용액은 상기 실란 용액10 내지30 중량% 및 상기 희석제 70 내지 90중량%를 혼합하여 제조되는,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 18,
The water repellent solution is prepared by mixing 10 to 30% by weight of the silane solution and 70 to 90% by weight of the diluent,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 18 항에 있어서,
상기 실란 용액은,
hexadecyltrimethoxysilane(HDTMS), methyltriethoxysilane(MTES), phenyl triethoxysilane (PhTES), diethoxy(3-glycidyloxypropyl)methylsilane (GPTMS), tetraethylorthosilicate(TEOS), 및 octal triethoxysilane(OTES)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하는,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 18,
The silane solution,
hexadecyltrimethoxysilane (HDTMS), methyltriethoxysilane (MTES), phenyl triethoxysilane (PhTES), diethoxy (3-glycidyloxypropyl) methylsilane (GPTMS), tetraethylorthosilicate (TEOS), and octal triethoxysilane (OTES) Including any one selected from the group consisting of,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 18 항에 있어서,
상기 희석제는 증류수 또는 알코올인,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 18,
The diluent is distilled water or alcohol,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 18 항에 있어서,
상기 (e) 단계는,
브러쉬 코팅(Brush coating), 스핀 코팅(Spin coating), 스프레이 코팅(Spray coating) 및 딥 코팅(dip coating)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 방법으로 수행되는,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 18,
In step (e),
Performed by any one method selected from the group consisting of brush coating, spin coating, spray coating and dip coating,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 18 항에 있어서,
상기 (f) 단계는 80℃ 내지 130℃의 온도범위에서 0.1 내지 3시간 동안 수행되는,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 18,
The step (f) is carried out for 0.1 to 3 hours at a temperature range of 80 ℃ to 130 ℃,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 18 항에 있어서,
상기 (f) 단계 이후에,
(g) 표면에 잔류하는 불순물을 제거하는 단계;를 더 포함하는,
고내열성 코팅막의 제조방법.
According to claim 18,
After step (f),
(g) removing impurities remaining on the surface; further comprising,
A method for producing a high heat resistance coating film.
제 1 항, 제 3 항 내지 제 5 항, 제 7 항 내지 제 17 항 중 어느 한 방법에 의해 제조되고,
기판의 적어도 일면에 형성되고, 사산화삼철(Fe3O4), 티탄산바륨(BaTiO3) 및 지르코니아(ZrO2) 분말을 포함하는,
고내열성 코팅막.
It is prepared by any one of claims 1, 3 to 5, and 7 to 17,
Formed on at least one surface of the substrate, comprising triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ), barium titanate (BaTiO 3 ) and zirconia (ZrO 2 ) powder,
High heat resistance coating film.
제 25 항에 있어서,
상기 코팅막의 내열 온도는 900℃ 내지 1000 ℃인,
고내열성 코팅막.
26. The method of claim 25,
The heat resistance temperature of the coating film is 900 ℃ to 1000 ℃,
High heat resistance coating film.
제 25 항에 있어서,
상기 코팅막의 두께는 15 내지 100㎛인,
고내열성 코팅막.
26. The method of claim 25,
The thickness of the coating film is 15 to 100㎛,
High heat resistance coating film.
제 25 항에 있어서,
상기 코팅막의 평균 입자크기는 500 내지 1500nm인,
고내열성 코팅막.
26. The method of claim 25,
The average particle size of the coating film is 500 to 1500 nm,
High heat resistance coating film.
제 25 항에 있어서,
상기 기판은 알루미늄, 강판, 티타늄, 구리 또는 스테인리스 합금 재질로 이루어지는,
고내열성 코팅막.
26. The method of claim 25,
The substrate is made of aluminum, steel plate, titanium, copper or stainless alloy material,
High heat resistance coating film.
제 18 항 내지 제 24 항 중 어느 한 방법에 의해 제조되고,
기판의 적어도 일면에 형성되고, 사산화삼철(Fe3O4), 티탄산바륨(BaTiO3) 및 지르코니아(ZrO2) 분말을 포함하는 코팅막; 및
상기 코팅막의 적어도 일면에 형성되고, 실란 화합물을 포함하는 발수 코팅막;을 포함하는,
고내열성 코팅막.
It is prepared by any one of claims 18 to 24,
a coating film formed on at least one surface of the substrate and containing triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ), barium titanate (BaTiO 3 ), and zirconia (ZrO 2 ) powder; and
A water-repellent coating film formed on at least one surface of the coating film and containing a silane compound;
High heat resistance coating film.
제 30 항에 있어서,
상기 발수 코팅막의 두께는 0.5 내지 3 ㎛인,
고내열성 코팅막.
31. The method of claim 30,
The thickness of the water-repellent coating film is 0.5 to 3 μm,
High heat resistance coating film.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101028946B1 (en) 2010-09-14 2011-04-12 김태웅 A ceramic coating agent for far infrared ray radiation and method of manufacturing the same
KR101030150B1 (en) 2010-08-06 2011-04-18 김태웅 A plate comprising amorphous ceramic coating layer, its use and method of manufacturing the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190004927A (en) * 2017-07-05 2019-01-15 전춘식 Coating composition emitting infrared and method for preparing the same
KR102518486B1 (en) * 2018-02-07 2023-04-05 (주)삼광기업 Inorganic ceramic coating agent composite having excellent durability

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101030150B1 (en) 2010-08-06 2011-04-18 김태웅 A plate comprising amorphous ceramic coating layer, its use and method of manufacturing the same
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