KR20040071489A - 분말 융착식 다층 강관 피복용 에폭시 분체도료 조성물과이를 이용한 다층 강관 피복방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분말 융착식 다층 강관 피복용 에폭시 분체도료 조성물과 이를 이용한 다층 강관 피복방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 당량 차이가 나는 에폭시 수지, 수산기 당량이 100 ∼ 500인 폴리하이드릭 페놀경화제, 무기충전제, 경화보조제 및 첨가제가 함유된 에폭시 분체도료 조성물을 구성하고, 이 조성물을 에폭시 하도의 폴리올레핀 다층 강관 피복에 적용하는 경우 곡관 및 각종 이형 강관에 적용이 가능하며, 특히 피도물의 강관 부착성, 에폭시층과 폴리올레핀층과의 부착성 및 내음극박리성 등을 월등하게 증가시킬 뿐만 아니라 강관 용접부위의 도장성을 획기적으로 개선시킨 분말 융착식 다층 강관 피복용 에폭시 분체도료 조성물 및 그 조성물을 이용한 다층 강관 피복방법에 관한 것이다.

Description

분말 융착식 다층 강관 피복용 에폭시 분체도료 조성물과 이를 이용한 다층 강관 피복방법{Fusion bonded Epoxy powder coating for multilayer system}

본 발명은 분말 융착식 다층 강관 피복용 에폭시 분체도료 조성물과 이를 이용한 다층 강관 피복방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 당량 차이가 나는 에폭시 수지, 수산기 당량이 100 ∼ 500인 폴리하이드릭 페놀경화제, 무기충전제, 경화보조제 및 첨가제가 함유된 에폭시 분체도료 조성물을 구성하고, 이 조성물을 에폭시 하도의 폴리올레핀 다층 강관 피복에 적용하는 경우 곡관 및 각종 이형 강관에 적용이 가능하며, 특히 피도물의 강관 부착성, 에폭시층과 폴리올레핀층과의부착성 및 내음극박리성 등을 월등하게 증가시킬 뿐만 아니라 강관 용접부위의 도장성을 획기적으로 개선시킨 분말 융착식 다층 강관 피복용 에폭시 분체도료 조성물 및 그 조성물을 이용한 다층 강관 피복방법에 관한 것이다.

일반적으로 수도관, 가스관, 송유관 등의 각종 강관류의 부식 방지 및 보호 코팅제로서, 에폭시 분체도료를 하도로 하고 폴리올레핀 압출 시트를 중·상도로 하는 다층 도장 방식(3-레이어)이 이미 개발되어 널리 적용되고 있다.

상기 폴리올레핀 압출 시트 피복 3-레이어 방식은 첫 번째 층으로 적용되는 에폭시층의 높은 내식성 및 접착력과 상도 폴리올레핀의 우수한 기계적 물성을 동시에 확보할 수 있는 장점이 있다. 그러나 상기 방식은 강관의 연결부위 예를 들면, 엘보우관, 티형 분기관, 와이형 분기관 등의 각종 이형관에 대해서는 상기 장점을 가진 폴리올레핀 압출 시트 피복 3-레이어 방식을 적용하고자 하여도 피도물 구조상 적용이 불가능하여 소지 부착성, 내식성 등의 여러 물성면에서 취약한 것으로 알려져 있는 폴리올레핀계 단독 1-레이어 또는 2-레이어로만 도장하고 있는 실정이다.

또한 대부분의 강관은 제조공정상 용접부위(비드라)가 발생되게 되므로, 이런 용접부위에서는 기존의 직관용 폴리올레핀 압출 시트 피복 3-레이어 방식 적용 시 폴리올레핀이 시트 형상으로 랩핑됨으로 인하여 같은 비드 하단부위까지 완전히 밀착시키는 것이 곤란하고 에폭시 도장 직후 폴리올레핀 시트의 감기는데(랩핑) 한계가 있어 도장 강관의 취급과정 중이나 매설 후 그 부위에서 들뜸 현상과 같은 문제점이 발생될 수 있다.

이런 문제를 개선하기 위해 개발된 것이 분말 융착식 피복 방식인데, 현재 널리 사용되고 있는 폴리올레핀 압출 시트형 3-레이어 피복 방식와 본 발명에서 사용된 분말 융착식 피복방식을 비교하면 다음과 같다.

일반적인 폴리올레핀 압출 시트형 3-레이어 피복 방식은 폴레올레핀층이 이미 폴리올레핀이 용융 및 압출되기에 적절한 온도(통상 200 ∼ 260 ℃)에서 용융되어 시트 형태로 에폭시 도장 직후의 강관에 랩핑(감김)됨에 따라 강관의 예열온도는 에폭시층의 융착 및 경화에 필요한 비교적 낮은 온도(160 ∼ 220 ℃)가 요구된다. 또한 상기의 공정은 강관이 진행되면서 연속적으로 이루어지며 특히 에폭시 도장 직후 폴리올레핀 시트의 감김까지의 시간(랩핑시간)이 에폭시층의 경화정도를 폴리올레핀층과 반응하여 우수한 접착성을 확보할 수 있는 범위의 통상적 1분 이하의 짧은 시간으로 용이하게 조절 할 수 있음에 따라 피복 완료 후 에폭시층과 폴리올레핀 층의 안정적 접착성을 확보 할 수 있다.

반면에 분말 융착식 피복방식에서는 에폭시 도장 후 상온의 폴리올레핀 파우더를 도포하여 융착 및 일정 두께의 피복으로 레벨링을 시켜야 하므로 일반적인 강관 도장 방법에 비해 높은 강관의 예열온도(240 ∼ 290 ℃)가 요구되며, 또한 강관의 형상, 크기 등에 따라 강관의 수동 혹은 자동 이동, 분체의 도포 및 융착에 걸리는 시간의 범위가 넓어 일반적 폴리올레핀 압출 시트형 3-레이어 피복 방식에서보다 소위 랩핑 시간의 범위가 넓다. 즉 기존 폴리올레핀 압출 시트형 3-레이어 피복 방식에 비해 고온에서 에폭시가 도장됨으로 인해 에폭시층의 반응정도가 과다해진다는 점과 랩핑 시간이 길어짐으로 인하여 에폭시층의 반응정도가 과다해지는 두 가지 요인이 동시에 작용됨으로써 에폭시층과 폴리올레핀층의 안정적인 접착성을 확보하는데 훨씬 불리하다.

따라서 상기 분말 융착식 피복 방식에 사용되어야 할 에폭시 분체도료는 겔화 시간이 매우 길어야 하며, 에폭시 도막의 경화 정도에 대하여 폴리올레핀층과에폭시층과의 접착성력 변화가 크지 않을수록 좋다.

일반적으로 에폭시의 경화반응이 진행됨에 따라 폴리올레핀계 접착제와 반응할 수 있는 관능기가 줄어듬으로 인해 에폭시 층과 폴리올레핀 층의 접착력이 급격히 저하된다. 따라서 일반적인 경화성을 갖는 강관용 에폭시 분체 도료를 분말 융착식 방식으로 적용할 경우에는 폴리올레핀 층과의 접착안정성이 불량하다. 또한, 일반적인 강관용 에폭시 도료에서 경화 촉진제량을 줄여 반응시간 즉 겔화 시간 지연시켜 상기의 접착성 문제를 개선하고자 할 경우에는 역시 에폭시 층의 겔화전에 폴리에틸렌층의 도포시에만 접착성이 확보되며 겔화 직후 도포시에는 역시 접착성의 급격한 저하가 발생되어 요구되는 랩핑 시간 범위는 일반적인 강관용 에폭시 도료와 마찬가지로 짧으며, 또한 도막의 경화성 불안정으로 인해 에폭시 도막이 피도물 강관 표면에서 쉽게 박리 되는 등의 현상이 발생된다.

이에 본 발명자는 상기와 같은 분말 융착식 방식에서 나타나는 문제점을 해결하고자 연구 노력한 결과 당량 차이가 나는 에폭시 수지에 특정의 페놀경화제, 무기충전제, 경화보호제 및 첨가제를 소량의 함량으로 배합하면 겔화시간이 매우길고 폴리올레핀층의 에폭시 도막에 대한 접착성이 에폭시 도막의 반응 정도에 비하여 크게 변화하지 않는 특성을 가진 분체도료 조성물로 제조가 가능하다는 사실을 알게 되었다. 따라서 이러한 새로운 조성물을 분말 융착식 다층 강관 피복 방식에 적용함으로써, 이형관류 강관의 에폭시 폴리올레핀 다층 피복 공정에 적합할 뿐만 아니라, 에폭시층과 폴리올레핀층 사이의 접착성, 에폭시층과 피도물 강관 표면 사이의 접착성이 매우 우수한 피복 시스템을 제공함과 동시에 강관 용접부위 도포성 저하 문제를 획기적으로 개선시킬 수 있는 분말 융착식 다층 강관 피복용 분체 도료 조성물 및 다층 강관 피복방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 분말 융착식 3-레이어 피복방식으로 도료를 피복 시킨 후 각 시편 단면을 나타낸 것이다.

도 2는 일반적인 폴리에틸렌 압출 시트 피복형 3-레이어 방식으로 도료를 피복 시킨 후 각 시편 단면을 나타낸 것이다.

본 발명은 당량 차이가 나는 에폭시 수지로 구성된 수지 성분 100 중량부에 대하여 수산기 당량이 100 ∼ 500인 폴리하이드릭 페놀경화제 3 ∼ 30 중량부, 무기충전제 20 ∼ 60 중량부, 경화보조제 및 첨가제 0.05 ∼ 5 중량부가 함유된 분말 융착식 다층 강관 피복용 에폭시 분체 도료 조성물을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 당량 차이가 나는 에폭시 수지에 수산기 당량이 100 ∼ 500인 폴리하이드릭 페놀경화제, 무기충전제, 경화보조제 및 첨가제를 소량의 비율로 함유한 에폭시 분체도료 조성물을 특징으로 한다. 또한 본 발명은 상기 조성물을 분말 융착식 폴리올레핀 다층 강관 도장 공정에 이용하여 상기 공정이 이형강관에 사용이 가능하게 하였으며, 피도물의 강관 부착성, 에폭시층과 폴리올레핀층과의부착성 및 내음극박리성 등을 월등하게 증가시킬 뿐만 아니라 강관 용접부위의 도장성을 획기적으로 개선시킨 다층 강관 피복방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면 수지성분으로 당량 차이가 있는 2종의 에폭시 수지를 사용하는 바, 당량이 2000 ∼ 4000인 에폭시 수지는 20 ∼ 50 중량%와 당량이 400 ∼ 1500인 에폭시 수지 50 ∼ 80 중량%를 혼합 사용하며, 이는 도막의 외관저하 방지와 생산성 및 도막의 물성확보를 위해서이다. 상기 당량이 2000 ∼ 4000인 에폭시 수지 사용량이 20 중량% 미만이면 접착성이 저하되고 50 중량% 초과시에는 생산성 저하 및 도막외관 저하의 문제점이 있다.

본 발명에서 사용한 상기 에폭시 수지는 비스페놀 에이형 에폭시 수지 및 노볼락 또는 크레졸 변성 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 이와 같이, 당량 차이가 있는 2종의 수지를 혼합하여 사용함으로써, 다층 강관 피복시 폴리에틸렌층과 또한 피도물층과의 접착성이 우수하고 도막의 기계적 강도가 개선시킨 것이다.

본 발명의 경화제로 수산기 당량이 100 ∼ 500인 폴리하이드릭 페놀경화제를 사용하는 바, 상기 수산기 당량이 100 미만이면 생산성이 저하되고 500 초과하면 경화성이 저하된다 상기 경화제는 수지 성분 100 중량부를 기준으로 3 ∼ 30 중량부 사용되며, 3 중량부 미만이면 미경화의 문제가 발생하고 30 중량부 초과하면 도막물성이 저하된다. 상기 경화제의 사용으로 반응 시 경화의 진행 정도에 따른 폴리올레핀층과의 접착성 저하현상을 축소시키는데 효과적이다.

또한 무기충전제는 예를 들면 바륨설페이트, 실리카, 수산화알루미나, 티타늄다이옥사이드, 탄산칼슘, 수산화 마그네슘, 장석, 크레이, 알루미나, 운모, 월라스토나이트 및 탈크 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있으며, 수지 성분 100 중량부를 기준으로 20 ∼ 60 중량부가 사용된다. 상기 20 중량부 미만이면 흐름성 과도 및 은폐성 저하의 문제가 발생하고 60 중량부 초과시에는 물성이 크게 저하된다.

그밖에 통상적으로 사용되는 경화보조제 및 첨가제가 사용되는데, 상기 경화보조제는 이미다졸류, 이미다졸 변성에폭시, 디비유 및 디비유염, 트리페닐포스핀 및 금속킬레이트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있으며, 상기 첨가제는 아크릴계 첨가제, 착색안료, 올레핀계 왁스, 도료의 용융시의 흐름방지, 도료분말의 유동성 개선을 위한 친수성 및 소수성계의 흄드 실리카인 등이 사용될 수 있으며, 상기의 첨가제에 한정되지 않는다. 상기 경화보조제 및 첨가제는 수지 성분 100 중량부를 기준으로 0.05 ∼ 5 중량부 사용되며, 0.05 중량부 미만이면 경화성이 저하되고 5 중량부 초과시에는 생산성 저하 및 외관불량의 문제점이 발생한다.

한편 본 발명에 따른 분말 융착식 다층 강관 피복용 에폭시 분체도료 조성물의 제조공정은 다음과 같은 3 단계로 이루어진다.

제 1 단계는 프리믹싱 단계로서, 2종의 당량을 가지는 에폭시 수지, 경화제, 무기충전제, 경화보조제 및 첨가제등을 혼합하고 첨가제를 프리믹싱 탱크에 삽입하여 프리믹싱 시킨다.

제 2 단계는 분산단계로서, 상기 프리믹싱한 도료를 분산기(P.L.K(부스),Z.S.K(피.엔.더블류), P.C.M(가와가미))를 이용하여 80 ∼ 130 ℃에서 용융 분산시켜 분쇄에 문제되지 않을 정도의 두께로 칩을 제조한다.

제 3 단계는 분쇄단계로서, 상기 칩을 고속믹서로 분쇄하고 100 ∼ 340 매시로 필터하면 평균 입도 40 ∼ 60 ㎛, 입자 분포 10 ∼ 100 ㎛인 분체도료의 제조가 완료된다.

상기의 제조 공정으로 제조된 분말 융착식 다층 강관 피복용 에폭시 분체도료 조성물은 분말 융착식 폴리올레핀 다층 피복 하게 되는데, 그 방법은 상기 제조된 에폭시 분체도료를 하도로 도장 후, 그 위에 침적방식 또는 자유낙하(일명 캐스케이드방식)방식 혹은 스프레이 방식을 적용하여 폴레올레핀계 분말을 중도 혹은 상도로 피복하게 된다. 통상적인 자유낙하 방식인 폴리올레핀 압출 시트형 3-레이어 방식 공정은 강관 예열(160 ∼ 220 ℃), 에폭시 분체도료의 도장, 압출기를 통한 폴리올레핀계 중도 압출물 시트의 랩핑, 압출기를 통한 폴리올레핀계 상도 압출물 시트의 랩핑, 수냉각의 공정으로 강관이 이동되며 연속적으로 이루어지는 자동 공정으로 이루어진다.

반면에 본 발명은 강관의 예열(약 240 ∼ 290 ℃), 에폭시 분체도료의 도장, 유동침적방식 혹은 캐스케이드방식 등을 적용한 폴레올레핀계 중도 혹은 상도 분말의 융착, 폴리올레핀의 용융 및 레벨링 형성, 수냉각의 공정으로 이루어지는 자동 혹은 수동 공정이다.

상기에서 설명한 분말 융착식 다층 강관 피복용 에폭시 분체도료 조성물의 폴리올레핀 다층 피복 방법에 대한 과정은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

전처리 : 피도물의 표면처리는 그리트나 쇼트볼로 스웨덴규격 SA2.5 이상이 되도록 블라스트 처리하며, 피도물 프로파일의 앵커패턴은 40 ∼ 100 ㎛로 시편을 제작한다. 또한, 크로메이트, 인산 등의 약품으로 전처리 하거나, 공기, 수증기 세척 등으로 표면의 이물질을 제거한다.

1 단계 : 강관의 예열

통상의 예열방법 즉 피도물 강관을 가스 오븐이나 고주파 방식으로 예열 시킨다. 분체도료의 도장 온도는 200 ∼ 290 ℃, 보다 바람직하게는 240 ∼ 270 ℃로 하며, 상기 온도는 라인스피드, 도장 후 냉각조건 등에 따라 조정될 수 있다.

2 단계 : 에폭시 분체도료의 도장

통상적인 에폭시 분체도료 도장 방법에 따라 20 ∼ 100 kv의 전압과 0.5 ∼ 5 bar의 공기압으로 정전 스프레이 등에 의해 도장하여 50 ∼ 300 ㎛의 두께의 용융 도막층을 형성시킨다. 상기 도장된 시편을 1초 ∼ 3분 동안 방치시켜 에폭시 층을 경화시킨다.

3 단계 : 유동침적방식 혹은 캐스케이드 방식 등을 적용한 폴레올레핀계 중도 혹은 상도 분말의 융착

연속하여 폴리올레핀계 중도 분말을 침적 혹은 캐스케이드 방식을 적용하여 에폭시 하도가 도장 된 강관에 약 100 ∼ 1000 ㎛의 두께로 융착시키며 에폭시 하도의 도장 후 1초 ∼ 5분 동안 융착을 완료한다. 상기의 방법을 적용하여 폴리올레핀 상도 분말을 약 1000 ∼ 4000 ㎛의 두께로 융착시키며 중도 분말의 융착후 통상적으로 1분 ∼ 30분 융착을 완료한다.

4 단계 : 폴리올레핀의 용융 및 레벨링 형성

상기 3 단계 폴리올레핀 상도의 융착 공정 완료 후 수냉각 직전까지의 시간은 최소 2 ∼ 15분 동안 공기 중에 방치하여 폴리올레핀의 용융 및 레벨링을 형성시킨다.

5 단계 : 수 냉각 공정

상기 4 단계 공정 후 수냉 시킨다.

본 발명의 공정으로 제조된 에폭시 분체도료 조성물을 상기 공정으로 분말 융착식 폴리올레핀 다층 피복 방법에 이용하면 겔화 전 뿐만 아니라 상당한 시간이 지체된 후에 폴리올레핀 접착제를 도포하여도 안정적인 접착성, 경화성 물성이 확보되며 에폭시층의 도장온도가 250 ℃이상의 고온에서 진행되어도 폴리올레핀층과의 접착성이 우수하여 수도관, 가스관, 송유관 및 각종 산업용 파이프 특히 엘자, 티자의 복잡한 구조의 각종 강관류 또는 용접부위에 널리 적용하는데 매우 유용하다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명하겠는바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 ∼ 3 및 비교예 1 ∼ 9

본 발명의 실시예, 비교예에서 예시한 조성물에 대한 약호, 성분 및 상품명 등은 다음과 같다.

수지 A : 비스페놀에이형 에폭시수지, 에폭시 당량 2800 (고려화학)

수지 B : 비스페놀에이형 에폭시수지, 에폭시 당량 1150 (고려화학)

경화제 A : 폴리하이드릭 페놀수지, 수산기 당량 250,

2-메틸이미다졸 2.5 중량% 혼합분(고려화학)

경화제 B : 폴리하이드릭 페놀수지, 수산기 당량 250(고려화학)

경화제 : 디시안디아마이드(DICY), 상품명 CASAMID MPF (토마스스완)

경화촉매 : 2-메틸이미다졸(2MZ, 사국화성)

Min-U-sil 15 : 실리카분말(유에스실리카), 무기충전제

폴리올에틸렌 접착제 파우더 : 변성폴리에틸렌, 상품명 MP300(SK)

폴리올에틸렌 파우더 : 저밀도폴리에틸렌, 상품명 R902(삼성종합화학)

구분	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	비교예 5	비교예 6
수지(중량부)	A	30	30	30			30	30
	B	70	70	70	100	100	70	70	100
경화제(중량부)	A	8	6
	B	10	12				10	4	10
DICY(중량부)			3	3	3	1
2MZ(중량부)			0.18	0.18		0.18
MinUsil15(중량부)	40	40	40	40	40	40		40

본 발명에서의 시험시편 제작방법 및 물성 평가방법은 강관 피복팅재 분야에서 널리 통용되고 있는 캐나다규격(CAN/CSA-Z245.20) 및 ASTM 규격을 기초로 하여 그 결과를 다음 표 1 ∼ 2에 나타내었으며, 이는 본 발명의 효과를 설명하기 위한 예시로서 본 발명의 도장방법 및 물성에 대한 범주를 규정하는 것은 아니다.

시편제작

1) 시편조건

시편 A : 400 mmΦ×80 ㎝ ×8 mmT, 엘보우관에 그리트 및 쇼트 등으로 연마하여, 소지 표면의 블라스트 앵커 프로파일을 60 ∼ 80 ㎛이 되도록 하며, SA2 1/2의 청소상태로 표면 전처리 한다.

시편 B : 300 mmΦ×100 ㎝ × 12 mmT, 직관에 그리트및 쇼트 등으로 연마하여, 소지 표면의 블라스트 앵커 프로파일을 60 ∼ 80 ㎛이 되도록 하며, SA2 1/2의 청소상태로 표면 전처리 한다.

시편 C : 중앙에 5 mmR의 용접 비드(그림 1)가 있는 150 × 150 × 13 mmT, 냉연강판에 그리트및 쇼트 등으로 연마하여, 소지 표면의 블라스트 앵커 프로파일을 60 ∼ 80 ㎛이 되도록 하며, SA2 1/2의 청소상태로 표면 전처리 한다.

2) 도장방법

상기의 시편을 오븐에서 250 ℃로 예열한 후, 통상의 정전스프레이법, 유동침적법 등의 도장방법을 적용하여 표 1 및 표 2에 명시한 각 도장 조건에 따라 도막두께가 100 ∼ 300 ㎛이 되도록 에폭시 도장 후 유동침적방법을 이용하여 폴리에틸렌 접착제 파우더를 200 ∼ 500 ㎛, 폴리올에틸렌 파우더를 2 ∼ 3 mm 두께로 융착시킨 후 각 조건의 시간에 준해 수 냉각시킨다.

조건 1 : 시편 A, X = 10초, Y = 5분

조건 2 : 시편 A, X = 30초, Y = 5분

조건 3 : 시편 A, X = 1분, Y = 5분

조건 4 : 시편 A, X = 2분, Y = 5분

조건 5 : 시편 B, X = 2분, Y = 5분

조건 6 : 시편 B, X = 2분, Y = 10분

X : 에폭시 도료 도장후 도장된 시편을 공기중에 방치하는 시간

Y : 에폭시 분체도료 도장 직후부터 수냉 직전까지의 총시간

구분	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	비교예 5	비교예 6
겔화시간(250 ℃, 초)	30	52	32	33	51	31	40	34
접착성	조건 1	◎	◎	◎	◎	×	◎	◎	◎
	조건 2	◎	◎	◎	△	×	◎	◎	◎
	조건 3	◎	◎	△	△	×	△	◎	◎
	조건 4	◎	◎	△	△	×	△	△	△
	조건 5	◎	◎	△	△	×	△	△	△
	조건 6	◎	◎	△	△	△	△	△	△
	주)◎ : 당김강도가 20 ㎏f/㎝ 이상으로 양호함△ : 에폭시층과 폴리올레핀층 사이가 5 ㎏f/㎝ 이하의 힘으로 쉽게 박리됨× : 에폭시층과 피도물 강관 사이가 5 ㎏f/㎝ 이하의 힘으로 쉽게 박리됨

상기 표 2는 표 1의 조건으로 분체도료 조성물을 제조한 다음 조건 1 ∼ 6 으로 분말 융착식 다층 강관 피복을 실시하여 나타낸 결과다. 상기에서 보여지는 바와 같이 본 발명의 실시예 1, 2와 같이 당량 차이가 나는 수지를 혼합 사용하고 경화제를 사용한 것이 비교예 2, 3처럼 단일 수지에 경화제를 사용하지 않은 조성물에 비해 여러 물성 면에서 좋은 결과를 나타내었다.

물성시험

1) 접착성

상기 시편 제작방법으로 제작된 시편을 사용하여 캐나다규격(CAN/CSA-Z245.20)의 방법인 당김 시험법에 준하여 피복 층에 칼을 사용하여 폭 1 ㎝ x 길이 5 ㎝의 직사각형으로 절단한 후 한쪽 피복 층을 잡아당겨 그 인장 되는 강도를 Kgf/㎝ 로 나타낸다.

2) 내음극 박리시험

상기 시편 제작방법으로 제작된 시편을 사용하여 캐나다규격(CAN/CSA-Z245.20)의 방법인 65 ℃ × 48시간 × 1.5 V 전압 및 3 % NaCl 수용액의 조건으로 시험하며, 구멍 중심에서 박리 되지 않은 도막의 경계선까지의 평균거리를 측정하여 ㎜로 나타낸다.

3) 용접부위 도포성 확인시험

상기 시편 제작방법으로 제작된 시편을 사용하여 피복된 시편을 시편의 용접부위가 포함되게 절단하여 용접부위 주위 단면의 폴리올레핀층 밀착상태를 육안으로 평가한다. 다음 도 1은 본 발명의 분말 융착식 3-레이어 피복방식으로 피도물 강관위의 용접부위 도포 밀착성이 양호한 반면에 도 2의 일반 폴리에틸렌 압출 시트 피복형 3-레이어 방식은 용접부위의 도포 밀착성이 불량하게 나타났음을 보여 준다.

다음 표 3은 아래의 실시예와 비교예의 조건으로 물성 테스트한 결과를 나타낸 것이다.

실시예 : 실시예 1에 조건 5를 적용하여 도장 (3-레이어), 시편 C

비교예 7 : 에폭시 하도 도장없이 폴리에틸렌 파우더 코팅 (1-레이어), 시편 C, 250 ℃ 예열 융착 및 5분 후 수냉

비교예 8 : 에폭시 하도 도장없이 폴리에틸렌 접착파우더 및 폴리에틸렌 파우더 융 착 (2-레이어), 시편 C, 250 ℃ 예열 폴리에틸렌 접착파우더의 융착 및 폴리에틸렌 파우더를 융착한 후 5분 후 수냉

비교예 9 : 실시예 1배합의 에폭시 하도 도장 후 일반 폴리에틸렌 압출 시트 피복 방법으로 코팅(3-레이어), 시편 C, 250 ℃ 예열 에폭시 하도 도장 후 1 분내 폴리에틸렌 접착제 시트 및 폴리에틸렌 시트를 랩핑 후 250 ℃ 오 븐에서 5 Kgf/㎠의 압력으로 5분간 압착 후 상온으로 냉각

구분	실시예 3	비교예 7	비교예 8	비교예 9
음극박리(평균 박리반경, ㎜)	2	30	24	2
용접부 접착성	양호	양호	양호	불량

상기 표 3에서 보여지는 바와 같이, 본 발명으로 제조된 실시예 3은 에폭시 하도 도장 후 일반적인 폴리에틸렌 압출 시트 방식으로 도장한 비교예 9에 비하여 모든 용접부 접착성이 떨어졌으며, 에폭시 하도 도장 없이 파우더 코팅한 비교예 7, 에폭시 하도 도장 없이 폴리에틸렌 접착제 파우더 및 폴리에틸렌 파우더 융착한 비교예 8은 평균 박리 반경이 크게 나타났다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 당량이 다른 2종의 에폭시 수지에 폴리하이드릭 페놀경화제를 사용함으로써, 분말 융착식 다층 강관 피복방식으로 적용하는 경우 이형관류 강관의 에폭시 폴리올레핀 3-레이어 피복 양산 공정에 적합할 뿐만아니라, 에폭시층과 폴리올레핀층 사이의 접착성, 또한 에폭시층과 피도물 강관 표면 사이의 접착성이 매우 우수한 피복 시스템을 제공함과 동시에 직관 피복용 기존 폴리올레핀 압출 시트형 3-레이어 피복 방식을 대체함으로써 강관 용접부위 도포성 저하 문제를 획기적으로 개선시키는데 효과가 있다.

Claims (4)

1. 당량 차이가 나는 에폭시 수지 성분 100 중량부에 대하여 수산기 당량이 100 ∼ 500인 폴리하이드릭 페놀경화제 3 ∼ 30 중량부, 무기충전제 20 ∼ 60 중량부, 경화보조제 및 첨가제 0.05 ∼ 5 중량부가 함유된 것을 특징으로 하는 분말 융착식 다층 강관 피복용 에폭시 분체 도료 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 에폭시 수지는 비스페놀 에이형 에폭시 수지 및 노볼락 또는 크레졸 변성 에폭시 수지 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 분말 융착식 다층 강관 피복용 에폭시 분체 도료 조성물.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 당량 차이가 나는 에폭시 수지는, 당량이 2000 ∼ 4000인 에폭시 수지 20 ∼ 50 중량%와 당량이 400 ∼ 1500인 에폭시 수지 50 ∼ 80 중량%를 혼합 사용하는 것을 특징으로 하는 분말 융착식 다층 강관 피복용 에폭시 분체 도료 조성물.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 에폭시 분체도료를 하도로 도장 후, 그 위에 침적방식 혹은 자유낙하방식 또는 스프레이방식으로 폴리올레핀계 분말을 복층 혹은 다층으로 융착 피복시키는 것을 특징으로 하는 분말 융착식 다층 강관 피복방법.