KR20030043075A - 핀 튜브용 열 분해성 방청유 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열병합 발전소의 배열회수 증기발생기(Heat Recovery Steam Generator)나 보일러 등에 사용되는 열교환기의 핀 튜브에 적용되는 방청유로서 설비의 제작에서부터 가동까지 발생 할 수 있는 녹의 발생을 방지하고, 가동시 핀 튜브의 열 전달 효율을 증대시키기 위하여 열에 의하여 자체 분해 제거 되는 기능을 갖는 방청유의 조성물에 관한 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 C4 계열의 유분 및 잔사유 등의 원료를 이용하여 저온 양이온 촉매 중합반응에 의하여 생성된 분자량이 1000 이하인 저분자 액상 폴리머 10∼30 중량부, 융점이 50∼57℃인 솔리드 파라핀 왁스계 1∼10 중량부, 석유계 솔벤트 20∼40 중량부, 금속 피트롤리엄 황산염 20∼40 중량부, 카르복실 산 지방족 화합물의 산화 페트롤레이텀 20∼40 중량부를 함유하는 방청유의 조성물에 관한 것이다.

Description

핀 튜브용 열 분해성 방청유 조성물 {Pyrolysis-natured antirust oil composition for fin tube}

본 발명은 열병합 발전소의 배열회수 증기발생기(Heat Recovery Steam Generator)나 보일러 등에 사용되는 열교환기의 핀 튜브에 적용되는 방청유로서 설비의 제작에서부터 가동까지 발생 할 수 있는 녹의 발생을 방지하고, 가동시 핀 튜브의 열 전달 효율을 증대시키기 위하여 열에 의하여 자체 분해 제거 되는 기능을 갖는 방청유의 조성물에 관한 것이다.

열병합 발전소의 배열회수 증기발생기나 보일러 등에 사용되는 열교환기는 온도가 다른 2개의 유도체를 직접 또는 간접으로 접촉시켜 열을 교환하는 장치로서 이러한 산업용 열교환기는 고성능의 전열관이 필요하게 되며 전열관은 유체의 접촉면적을 크게하여 열전달 효율을 중대시키기 위하여 표면에 핀을 붙인 관으로 구성되는데 이러한 관을 핀 튜브(Finned Tube)라고 한다.

본 발명에서 방청유라 함은 부식 억제제를 주로 석유계 바탕제에 첨가한 것으로서 금속의 대기부식에 일시적 방지를 목적으로 사용하는 것으로 발전보일러, 산업보일러, 열교환기 등의 설비에 도장된 방청유가 150℃ 이상의 열에 의하여 도장된 부분이 분해 제거되는 기능을 갖는 방청유로 제조된 것을 말한다.

일반적으로 적용되는 각종 철재류 및 기계 부품 등에 적용되는 단순한 녹방지용의 방청유에 비하여 실내 폭로 방청성이 우수 할 뿐만 아니라 열교환기의 핀 튜브에 적용되는 방청유로서 설비의 제작에서부터 가동까지 발생 할 수 있는 장기간의 폭로에 대하여 녹의 발생을 방지하고, 가동시 핀 튜브의 열 전달 효율을 증대시키기 위하여 열에 의하여 자체 분해 제거 되는 기능을 갖는 방청유를 포함한다.

또한 설비의 가동으로 인하여 150℃ 이상의 열이 전달 될 때에 분자량이 1000 이하의 저분자 액상 폴리머가 열에 의한 점도, 밀도가 저하되는 기능을 가지고 있기 때문에 분해 제거됨으로 철재 등 금속 소재의 열전달 기능을 유지시켜주기 위하여 제조된 방청유의 조성물에 관한 것이다.

본 발명은 열에 의해서 분해 제거되는 기능을 갖는 방청유의 조성물로서 보다 상세하게 설명하면 폴리올레핀, 폴리 에틸렌, 폴리 부텐, 폴리 부타디엔등의 액상 폴리머 10∼30 중량부, 융점이 50∼57℃인 솔리드 파라핀 왁스계 1∼10 중량부, 석유계 솔벤트 20∼40 중량부, 금속 피트롤리엄 황산염 20∼40 중량부, 카르복실 산 지방족 화합물의 산화 페트롤레이텀 20∼40 중량부를 함유하는 방청유의 조성물에 관한 것이다.

먼저 국내에서 널리 사용되고 있는 방청유는 방청유 자체의 막을 제거하기 위해서는 KS M 2611에 규정하는 클리닝 솔벤트를 사용하여 세척기로서 제거하거나 침지하여 제거해야 하기 때문에 방청유 제거시의 어려움으로 열 전달이 요구되는 냉각 설비 등에는 열 전달을 저해 시킬 뿐만 아니라 열에 의하여 분해 되지 못하는단점을 가지고 있는 등 현재 개발, 사용 중인 방청유의 분류 및 특징, 기술적 한계는 다음과 같다.

첫째, KS M 2209 기화성 방청유는 방청 윤활유에 기화성 방청 첨가제가 첨가되어 있는 것으로 밀폐된 부위 즉 직접 방청유를 도장하기 곤란한 부위에 주입하는 것으로 밀폐된 공간에 제한 적으로 사용된다.

둘째, KS M 2210 지문 제거형 방청유는 석유계 용제에 오일, 방청 첨가제, 수용성 유기용제, 계면활성제 등이 혼합된 제품으로 식염, 유산, 고도 지방 등을 용해 중화시켜 지문을 제거하며 단기간 방청에 사용 된다.

셋째 KS M 2211 방청 윤활유는 일반 광유에 방청 첨가제가 첨가된 윤활성을 가진 방청유로 각종의 점도를 가지고 있으며 일반 기계류의 작동부분에 도장되어 저장 보관 중 윤활 및 방청의 목적으로 사용되는 것으로 계속하여 소재 자체에 윤활성분이 잔존하게 된다.

넷째 KS M 2212 용제 휘발형 방청유는 아스팔트, 방청 첨가제 및 기타 첨가제를 석유 용제에 용해시켜 도포 후 용제가 증발한 후에 단단한 건조피막을 형성하여 옥, 내외 장기 방청에 사용되는 단단한 피막의 용제 희석형 방청유와 양모지, 오일, 방청첨가제 및 기타 첨가제를 석유계 용제에 용해시킨 것으로 용제 휘발 후 두꺼운 연질의 피막을 남기며 주로 금속 제품의 옥, 내외용 방청에 사용하는 연질 피막의 용제 희석형 방청유 그리고 금속 표면에 부착된 물을 치환하면서 연질의 방청 피막을 형성하여 주로 옥내 단기 방청에 사용되는 수 치환형 연질 피막 방청유가 있다.

마지막으로 천연수지, 합성수지, 방청 첨가제 등을 용제에 용해시킨 것으로 외관이 투명하며 피막이 단단하고 광택이 있어 바니쉬와 비슷하여 도막 제거가 어려운 방청유 등이 있다.

열병합 발전소의 배열회수 증기발생기나 보일러 등에 사용되는 열교환기의 핀 튜브에 적용되는 방청유로서 설비의 제작에서부터 가동까지 방청성은 물론 핀 튜브의 열 전달 효율을 중대시키기 위하여 설비 가동시 생성되는 자체열 150℃이상에 의하여 분해, 제거되는 기능을 동시에 만족해야 하므로 현재까지 소개된 각종 방청유는 열에 의해서 분해, 제거되는 기능이 없으므로 이를 개선하기 위하여 본 발명자는 어떻게 하면 종래 기술의 한계점을 극복 할 수 있을까하고 심도 있게 연구한 결과 방청유 고유 기능인 방청성을 기존 방청유 보다 더욱 향상시킴과 동시에 150℃ 이상의 열에 의하여 분해, 제거되는 기능을 가진 방청유 조성물을 발명하게 되었다.

본 발명에 따른 열에 의해 분해 제거 되는 방청유의 조성물은 액상 폴리머 10∼30중량부, 융점이 50∼57℃인 솔리드 파라핀 왁스계 1∼10중량부, 석유계 솔벤트 20∼40중량부, 금속 피트롤리엄 황산염 20∼40중량부, 산화 페트롤레이텀 20∼40중량부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 방청유의 조성물은 분자량이 1000 이하인 액상 폴리머는 폴리 올레핀, 폴리 에틸렌, 폴리 부텐, 폴리 부타디엔 등이 있는데 사용량은 10∼30중량부를 포함 한다.

상기 액상 폴리머 수지가 10중량부 이하로 사용 할 경우는 열에 의한 분해가 어렵고 30중량부 이상이면 상대적으로 솔리드 파라핀 왁스계, 금속 피트롤리엄 황산염, 산화 페트롤레이텀의 함량이 작아져 방청성능이 떨어진다.

본 발명에서 작업성 및 점도 조절과 도막 형성을 조절하기 위하여 투명한 결정체로 사용 될 수 있는 솔리드 파라핀 왁스계는 융점이 50∼57℃인 것으로 1∼10중량부를 포함한다. 솔리드 파라핀 왁스계의 함량이 1중량부 이하이면 점도가 낮아져 조막성능이 저하 될 뿐만 아니라 방청성능이 약하고, 10중량부 이상이면 점도가 높아져서 제조상의 문제점이 발생되어 바람직하지 않다.

본 발명에서는 석유계 솔벤트 용제 20∼40중량부를 사용한다. 석유계 솔벤트의 용제가 20중량부 이하이면 도장시 도막의 레벨링성과 작업성이 떨어지고, 40중량부 이상이면 방청유의 점도가 떨어져서 바람직하지 않다. 본 발명에서 사용할 수 있는 석유계 솔벤트 용제로는 솔벤트 나프타 또는 미네랄 스프릿 하나 또는 두 가지의 혼합물로서 사용할 수 있다.

본 발명에서 금속 피트롤리엄 황산염은 20∼40중량부를 사용한다. 20중량부 이하이면 방청성이 저하되고, 40중량부 이상이면 열에 의한 분해 제거 성능이 떨어지게 된다. 본 발명에서 사용할 수 있는 금속 계열은 마그네슘, 아연 그리고 바륨 등을 하나 또는 두가지의 혼합물로서 사용 할 수 있다.

본 발명에서 산화 페트롤레이텀은 카르복실 산 지방족 화합물로서 20∼40중량부로 구성된다. 20중량부 이하이면 방청성이 떨어지고 또한 점도의 하락으로 작업성 및 조막 성능이 떨어지게 된다. 40중량부 이상으로 사용 할 경우 열에 의한분해 제거 성능이 저하하게 된다.

이하 본 발명을 실시예에 따라 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.

하기의 조성에 따라 석유계 솔벤트에 액상 폴리머를 완전히 혼합하고 여기에 솔리드 파라핀 왁스계를 첨가하여 반응조의 온도를 50∼60℃로 승온하여 분산기로 500 ∼1000 rpm의 속도로 교반하면서 금속 피트롤리엄 황산염 및 산화 페트롤레이텀을 첨가하여 30분간 교반하여 제조하였다.

[실시예]

상기에서 [실시예] 1 내지 6에 따라 제조한 열에 의해 분해 제거되는 기능을 갖는 방청유를 이용하여 일반물성은 특정하였다. 그 결과를 하기 표에 나타낸다.

＜표 1＞

※ 휘발성 : KS M 2109 방청유 일반 시험방법 4. 22 휘발성 물질 시험 방법에 의한 시험.

※ 비중 : KS M 5000 비중 시험방법에 의한 시험.

※ 점도 : KS M 5000 점도 시험방법에 의한 시험.

※ 건조성 : KS M 2109 방청유 일반 시험방법 4. 17 건조성 시험 방법에 의한 시험.

※ 저온부착성 : KS M 2109 방청유 일반 시험방법 4. 19 저온 부착성 시험방법에 의한 시험.

※ 분 무 성 : KS M 2109 방청유 일반 시험방법 4. 24 분무성 시험방법에 의한 시험.

※ 분리안정성 : KS M 2109 방청유 일반 시험방법 4. 23 분리안정성 시험방법에 의한 시험.

※ 염수분무 : KS M 2109 방청유 일반 시험방법 4. 33 염수분무 시험방법에의한 시험 및 4. 1 녹발생도 측정방법에 의한 녹발생도의 표시

- 등급 A ; 녹발생도 0 %

- 등급 B ; 녹발생도 1∼10 %

- 등급 C ; 녹발생도 11∼25 %

- 등급 D ; 녹발생도 26∼50 %

- 등급 E ; 녹발생도 51∼100 %

또한 [실시예] 1∼6에서 얻어진 방청유 조성물을 KS M 2109 방청유 일반시험 방법의 3.1∼3.3의 시험편에 관한 공통 사항에 의하여 시험편 조정 및 피복 시험편의 제작을 하여 열에의한 분해 제거성을 측정하기 위하여 150℃, 200℃ 그리고 300℃에서 1시간, 3시간, 6시간, 9시간 및 12시간의 열을 가해서 시간에 따른 도막의 열 분해 제거율을 평가 하였다.

＜표 2＞

※ 평가 기준

◎ : 매우 양호 (열 분해 제거율 100%)

○ : 양호 (열 분해 제거율 90∼99%)

△ : 보통 (열 분해 제거율 75∼89%)

× : 불량 (열 분해 제거율 50∼74%)

×× : 매우 불량 (열 분해 제거율 49% 이하)

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Claims (5)

1. 분자량이 1000 이하인 폴리 올레핀, 폴리 에틸렌, 폴리 부텐, 폴리 부타디엔 등의 액상 폴리머 10∼30중량부, 솔리드 파라핀 왁스 1∼10중량부, 20∼40중량부, 금속 피트롤리엄 황산염 20∼40중량부, 산화 페트롤레이텀 20∼40중량부를 함유함을 특징으로 하는 핀 튜브용 열 분해성 방청유 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 솔리드 파라핀 왁스는 융점이 50∼57℃의 것을 사용함을 특징으로 하는 핀 튜브용 열 분해성 방청유 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 솔벤트 나프타 및 미네랄 스프릿은 하나또는 두 가지의 혼합물을 사용함을 특징으로 하는 핀 튜브용 열 분해성 방청유 조성물.
4. 제 1항에 있어서, 금속 피트롤리엄 황산염계 금속계열은 마그네슘, 아연 및 바륨등을 하나 또는 두가지 혼합물을 사용함을 특징으로 하는 핀 튜브용 열 분해성 방청유 조성물.
5. 제 1항에 있어서, 산화 페트롤레이텀은 카르복실산 지방족 화합물임을 특징으로 하는 핀 튜브용 열 분해성 방청유 조성물.