KR20040070613A - 덧씌우기 콘크리트 층과 강관 내식층의 층간 부착력향상을 위한 거친 표면 분체도료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 덧씌우기 콘크리트 층과 강관 내식층의 층간 부착력 향상을 위한 거친 표면분체도료 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에폭시수지를 주재료로 사용하는 분체도료 조성물에 특정한 체질안료로서 오일이 코팅된 탄산 칼슘을 적정함량 적용함으로써, 이렇게 제조된 분체도료 조성물을 강관의 부식을 방지하기 위하여 사용되는 열경화성 분체도료가 도포되어 형성된 도막 위에 도포하면 형성된 도막의 표면이 거칠어지게 됨에 따라 여기에 다시 콘크리트 층을 덧씌울 경우 열경화성 분체도료 층과 콘크리트 층의 층간 부착력을 향상시킬 수 있는 개선된 거친 표면 분체도료 조성물에 관한 것이다.

Description

덧씌우기 콘크리트 층과 강관 내식층의 층간 부착력 향상을 위한 거친 표면분체도료 조성물{Rough fusion bonded epoxy Anti-Slip-coating for concrete coated pipeline}

본 발명은 덧씌우기 콘크리트 층과 강관 내식층의 층간 부착력 향상을 위한 거친 표면분체도료 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에폭시수지를 주재료로 사용하는 분체도료 조성물에 특정한 체질안료로서 오일이 코팅된 탄산 칼슘을 적정함량 적용함으로써, 이렇게 제조된 분체도료 조성물을 강관의 부식을 방지하기 위하여 사용되는 열경화성 분체도료가 도포되어 형성된 도막 위에 도포하면 형성된 도막의 표면이 거칠어지게 됨에 따라 여기에 다시 콘크리트 층을 덧씌울 경우 열경화성 분체도료 층과 콘크리트 층의 층간 부착력을 향상시킬 수 있는 개선된 거친 표면 분체도료 조성물에 관한 것이다.

오일, 가스 이송 강관 파이프라인은 20세기 중반 이후 전세계에 건설되었으며, 수많은 파이프라인이 각지에서 건설되고 있다. 상기 파이프 라인의 설계 수명은 짧게는 10년에서 길게는 50년 이상 사용할 수 있도록 부식방지 피복 재료에 대한 많은 연구가 진행되고 있으며, 상기 파이프 라인이 설치되는 환경과 조건에 따라 부식 방지 피복재료의 개발이 다르게 진행되었다. 강관 파이프 라인은 크게 지하 매설 파이프라인, 해저 파이프 라인, 육상 파이프 라인으로 구분되며, 설치 환경에 따라 방식층의 요구 물성의 차이가 있다.

기존에 해저 파이프라인에 널리 사용되는 부식 방지 피복 재료는 콜타르 에나멜이나 역청 아스팔트가 널리 이용되었으며, 해저 파이프 라인의 경우 파이프 라인을 건설하는 환경이 해저인 관계로 부식 방식 피복 재료 외에 콘크리트을 이용하여 강관 파이프 라인의 무게를 증량하는 콘크리트 덧씌우기 작업이 필요하였으며, 상기 콘크리트 덧씌우기 작업이 완료된 후에 해저에 매설하였다.

상기와 같은 부식 방지 재료로 널리 사용되었던 콜타르 에나멜 또는 역청 아스팔트는 해양 환경에 대한 오염원으로 인식되고 있어서 그 사용이 점점 제한되고 있으며, 따라서, 새로운 부식방지 피복재료로서 열경화성 분체도료 및 열가소성 폴리올레핀 조성물 등이 널리 이용되고 있다. 상기와 같은 새로운 부식 방지 피복 재료인 열경화성 분체도료 조성물 및 열가소성 폴리올레핀 조성물을 부식 방지 피복 재료로서 강관 파이프 라인에 도포하면 그 강관 파이프 라인의 표면 외관이미려하고, 내구성 및 내식성이 탁월하기 때문에 일반적으로 지하에 매설되는 강관 파이프 라인에 널리 사용되고 있다.

콘크리트층을 덧씌우는 해저 강관 파이프 라인의 경우 열경화성 분체도료 또는 열가소성 폴리올레핀 조성물을 피복 재료로서 사용할 경우 덧씌우기 한 콘크리트 층과의 층간 부착력이 저하되어 사용상의 문제점이 발생되었다. 따라서, 상기와 같은 열경화성 강관 피복재료 및 열가소성 피복 재료는 별도로 표면에 샌드 페이퍼를 이용하여 부식 피복재료에 흠집을 내어 콘크리트와의 부착력을 향상 시킨 후 콘크리트 덧씌우기 작업을 하여 사용하는 사용상의 문제점이 있다.

이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 노력의 일환으로 본 발명의 발명자들은 기존의 열경화성 에폭시 분체도료 조성물에 특정의 체질안료로서 오일이 코팅된 탄산칼슘을 사용할 경우 제조된 도막의 외면이 거칠어지기 때문에 별도의 샌드 페이퍼를 사용하여 작업해야 하는 번거로움이 없어지며, 덧씌우기한 콘크리트층과 부식 방치 층인 열경화성 분체도료의 층간 부착력을 증가시킬 수 있음을 알게되어 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명은 특정 체질 안료를 포함함으로써 제조된 도막의 표면이 거칠어진, 덧씌우기 강화 콘크리트 층과 열경화성 강관 부식 방지 피복 조성물의 층간 부착력을 향상시키기 위하여 도포하는 거친 표면 열경화성 에폭시 분체도료 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 강관의 부식 방지를 위하여 열경화성 에폭시 분체 도료 조성물을 도장한 다음 본 발명에 따라 제조된 거친 표면 열경화성 에폭시 분체도료 조성물을 도장하는 과정을 간단하게 나타낸 것이다.

본 발명은 비스페놀형 에폭시 수지 또는 크레졸 변성 노볼락 에폭시 수지 중에서 선택된 열경화성 에폭시 수지 30 ∼ 70 중량%; 디시안디아마이드 경화제 또는 에폭시 페놀릭 경화제 중에서 선택된 경화제 2 ∼ 10 중량%; 오일이 코팅된 탄산칼슘을 필수성분으로 포함하는 체질 안료 20 ∼ 50 중량% 및 흐름성 향상제, 핀홀방지제, 경화촉진제 및 웨핑제 중에서 선택된 첨가제를 0.3 ∼ 5 중량% 포함하는 거친 표면 열경화성 에폭시 분체도료 조성물을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 에폭시수지를 주재료로 사용하는 분체도료 조성물에 특정한 체질안료로서 오일이 코팅된 탄산 칼슘을 적정함량 사용함으로써, 이렇게 제조된 분체도료 조성물을 강관의 부식을 방지하기 위하여 사용되는 열경화성 분체도료가 도포되어 형성된 도막 위에 도포하면 형성된 도막의 표면이 거칠어지게 됨에 따라 여기에 다시 콘크리트 층을 덧씌울 경우 열경화성 분체도료 층과 콘크리트 층의 층각 부착력을 향상시킬 수 있는 개선된 거친 표면 열경화성 에폭시 분체도료 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서 사용하는 에폭시 수지는 먼저 강관에 부식 방지를 위하여 도포되는 열경화성 에폭시 분체 도료 조성물과의 층간 박리를 억제하기 위하여 부식 방지 피복 층과 동일한 열경화성 에폭시 수지를 사용하며, 예를 들어서, 비스페놀형 에폭시 수지 또는 크레졸 변성 노볼락 에폭시 수지 중에서 선택된 열경화성 에폭시수지를 30 ∼ 70 중량% 사용하며, 50 ∼ 70 중량% 사용할 경우 보다 바람직하다.

경화제는 디시안디아마이드 경화제 또는 에폭시 페놀릭 경화제 등 중에서 선택된 경화제를 사용한다. 상기 디시안디아마이드 경화제로서 시판되는 제품으로는 예를 들어, 토마스스완 사 제품인 C783가 있다. 그 사용량은 에폭시 수지의 당량과 경화제의 당량비에 따라서 조절할 수 있는데, 2 ∼ 10 중량% 사용한다.

상기한 조성성분과 함께, 본 발명에서 특징적으로 사용하는 성분으로서 오일이 코팅된 탄산칼슘을 필수성분으로 포함하는 체질 안료가 있다. 상기 오일이 코팅된 탄산칼슘은 일반적인 탄산칼슘보다 흡유량이 큰 특징을 가지는 것으로서, 본 발명의 거친 표면 열경화성 에폭시 분체도료 조성물에 사용되어 거친표면의 외관을 형성하는 특성을 부여한다.

상기와 같은 체질 안료로는 색상 안료로 백색 안료 티타늄 디옥사이드(TiO₂) 기타 소량의 유기 안료가 사용되고 충진재로써 황산바륨(BaS0₄), 탄산칼슘(CaC0₃), 실리카(SiO₂), 수산화 알루미늄(Al(OH)₃)등이 사용될 수 있다.

상기 체질 안료 사용량이 20 중량% 미만이면 거친 외관을 얻을 수 없고 도막이 소프트해지며 50 중량%를 초과하면 도막이 하드하여 굴곡성 및 도료 제조시 생산성이 저하된다.

이밖에 흐름성 향상제, 핀홀방지제, 경화촉진제 및 웨핑제 등의 통상적인 첨가제가 0.3 ∼ 5 중량% 포함된다.

흐름성 향상제는 아크릴계 흐름성 향상제로서, 시판되는 제픔으로 예를 들면, 몬산토사 제품인 모다플로우, 월리사 제품인 피브이-5, 피엘-201, 바스프사 제품인 아크로날-4에프 등이 있으며, 실리콘계 흐름성 향상제로서 시판되는 제품으로 예를 들어, 윌리사 제품으로서 PL-201, BYK사 제품으로서 BYK-371 등 중에서 선택된 아크릴계 또는 실리콘계 흐름성 향상제를 0.1 ∼ 1.5 중량% 사용할 수 있고, 벤조인, 서핀올 D-104(에어프로덕트 사) 등 중에서 선택된 핀홀 방지제 0.1 ∼ 1.5 중량% 사용한다.

이밖에 경화촉진제 및 웨핑제 중에서 선택된 것의 합량으로서 0.1 ∼ 2.0 중량% 사용한다. 이때, 경화 촉진제는 이미다졸류, 포스포늄계, 부틸틴 디라우레이트 같은 유기주석 화합물 등을 0.1 ∼ 2.0 중량% 사용하며, 사용량이 0.1 중량% 미만이면 경화 속도가 급격히 감소하고, 2.0 중량%를 초과하여 사용되면 저장 안정성이 급격히 저하되며 분산 중 겔화 될 수 있다.

상기와 같은 조성성분으로 구성되는 본 발명의 분체도료 조성물은 통상의 방법으로 제조될 수 있으며, 일반적으로 각 조성성분을 배합 후 콘테이너 믹서를 이용하여 균일하게 혼합한 후 니이더 또는 익스투루더(PLK 46, BUSS사)의 압출기를 통하여 90 ∼ 120 ℃ 에서 용융 혼합시킨 다음 분쇄기를 이용하여, 평균 입도 30 ∼ 60마이크론인 분체도료를 제조하여 사용한다.

상기와 같이 제조된 본 발명의 분체도료 조성물을 도포한 후 경화시켜서 도막을 형성시키는데, 160 ∼ 230 ℃에서 미리 예열된 강관에 미리 부식 방지를 위한 열경화성 에폭시 수지 분체 도료 조성물을 도포하여 도막을 형성한 후 10초 이내에 본 발명의 거친 표면(텍스터 무늬) 분체도료 조성물을 정전 스프레이 도장 방법등의 방법으로 50 ∼ 200 마이크론 도장한 후 경화시켜서 도막을 형성하는 2겹 강관 도장 방법으로 도장한다.

즉, 해저 강관 파이프 라인에 매설 되는 콘크리트 덧씌우기 부식 방지 피복 강관 작업에 있어서, 먼저 강관의 부식을 방지하기 위한 열경화성 에폭시 분체도료 조성물을 도장 후 바로 본 발명에 따른 거친 표면 열경화성 에폭시 분체도료 조성물을 연속하여 도장하여 도막면이 거칠게 형성된 다음 덧씌우기 콘크리트 층을 형성할 경우, 강관의 부식 방지층인 열경화성 에폭시 분체 도막층과 덧씌우기 콘크리트 층과의 부착력이 우수하게 유지 될 수 있다.

이하 실시예에 의거하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하겠는바, 다음 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1 ∼ 2

다음 표 1에 나타낸 바와 같은 성분과 사용량을 배합하고, 믹서를 이용하여 예비 분산 후 약 100 ℃에서 분산기를 이용하여 용융 혼련하고, 혼련이 끝난후 분쇄기 이용하여 평균 입도가 40 ∼ 50 마이크론인 열경화성 에폭시 분체도료 조성물을 제조하였다.

230 ℃에서 한시간 동안 예열된 시편 및 바에 강관 부식방지용 열경화성 에폭시분체도료를 300 ∼ 500 마이크론 도장 후 10 ~ 30초 이내에 상기 제조된 각 분체도료 조성물(실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1 ∼ 2)을 50 ∼ 200 마이크론 두께로 도장하여 경화시킨 도막 시편을 제조하였다. 첨부도면 도 1에 본 발명에 따른거친 표면 열경화성 에폭시 분체도료 조성물의 도장 방법을 간단하게 나타내었다.

실험예 : 물성 측정

상기와 같이 제조된 도막의 물성을 다음 표 2에 나타낸 방법으로 측정하여 그 결과를 나타내었다.

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 강관의 부식을 방지하기 위하여 도포한 열경화성 에폭시 수지 분체도료 도막을 형성한 직후에 본 발명에 따른 거친 표면 열경화성 에폭시 분체도료 조성물을 도포하면 형성된 도막의 표면이 거칠게 나타내고, 이에 따라서 별도의 도막을 거칠게 하는 작업공정이 없더라도 형성된 거친 표면에 의하여 덧씌워지는 콘크리트와의 부착성을 증대시킬 수 있음을 알 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 거친 표면 열경화성 에폭시 분체도료 조성물은 오일이 코팅된 탄산 칼슘을 사용한 속경화형 열경화성 분체도료로 강관의 부식 방지를 위해 사용한 열경화성 에폭시 분체 도막의 재료와 동일한 물성을 가지며, 부식 방지 도막 층과의 부착력이 우수하고, 강관 부식 방지 피복 층의 도장 시에 동일 설비를 이용하여 도장 가능하여 기존에 부착 증진을 위하여 별도의 장비가 필요 없이 강관 부식 방지 피복 재료와 동시에 도장할 수 있는 효과가 있다. 또한, 콘크리트와 부착력은 기존 방식 보다 우수하며, 내구성도 우수하게 향상된다. 따라서, 본 발명에서의 거친 표면(텍스터 무늬) 열경화성 에폭시 분체도료 도막은, 해저에서 사용하기 위한 강관에 무게를 증대시키기 위하여 콘크리트 덧씌우기를 행할 경우, 상기 강관의 부식을 방지하기 위하여 미리 도포하는 열경화성 에폭시 수지의 분체 도막과 덧씌우는 콘크리트 사이에 부착력을 증대 시켜 해저에 강관 매설, 사용시에 발생 될 수 있는 콘크리트 층과 강관 내식 피복 층의 층간 분리가 발생 되지 않도록 한다.

Claims (2)

1. 비스페놀형 에폭시 수지 또는 크레졸 변성 노볼락 에폭시 수지 중에서 선택된 열경화성 에폭시 수지 30 ∼ 70 중량%; 디시안디아마이드 경화제 또는 에폭시 페놀릭 경화제 중에서 선택된 경화제 2 ∼ 10 중량%; 오일이 코팅된 탄산칼슘을 필수성분으로 포함하는 체질 안료 20 ∼ 50 중량% 및 흐름성 향상제, 핀홀방지제, 경화촉진제 및 웨핑제 중에서 선택된 첨가제를 0.3 ∼ 5 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 거친 표면 열경화성 에폭시 분체도료 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 체질 안료는 오일이 코팅된 탄산칼슘을 반드시 포함하고, 색상안료, 유기안료와, 황산바륨, 탄산칼슘, 실리카, 수산화암모늄 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 거친 표면 열경화성 에폭시 분체도료 조성물.