KR20090071161A - 고내식성 유기 코팅도료 및 상기 도료를 사용하여 내부가코팅된 코팅 강관 - Google Patents

고내식성 유기 코팅도료 및 상기 도료를 사용하여 내부가코팅된 코팅 강관 Download PDF

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Abstract

본 발명은 각종 상하수도 강관에 사용되는 철강재료용 유기 고내식성 코팅도료 조성물 및 상기 조성물을 사용하여 내부를 코팅한 코팅강관에 관한 것으로서, 안료를 포함하며, 용매가 에폭시 수지인 유기 에폭시계 방청도료로서, 상기 안료는 나노 CaCO3 분말 및 마이카 분말을 중량비로 1:0.5~1.5로 혼합된 혼합분말인 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료 및 이러한 방청도료를 사용하여 제조된 고내식성 강관이 제공된다.
강관, 내식성, 안료, 에폭시 수지, 나노 CaCO3 분말, 마이카 분말

Description

고내식성 유기 코팅도료 및 상기 도료를 사용하여 내부가 코팅된 코팅 강관{ORGANIC COATING PAINT WITH HIGH CORROSION RESISTANT AND STEEL PIPES INSIDE COATED USING THE SAME}
본 발명은 각종 상하수도 강관에 사용되는 사용되는 철강재료용 유기 고내식성 코팅도료 조성물 및 상기 조성물을 사용하여 내부를 코팅한 코팅강관에 관한 것이다.
상수도 강관은 사용조건이 항성 젖어있는 습식분위기이어서 모재의 부식이 용이하므로, 이러한 부식의 발생을 방지하기 위한 적절한 방식코팅 기술의 적용이 필요하다. 특히 상수도용 강관의 내부는 기존의 전기방식을 적용하기 어려우므로, 주로 코팅법에 의한 방식처리에 의존하고 있다.
현재 국내 상수도용 강관 내부코팅은 1994년 이후 KSD 8502 규격에 의거 액상 유기 에폭시 코팅을 사용하고 있으며, 이러한 액상 에폭시 코팅은 우수한 부착력, 내화학성을 갖는 도료로 알려져 있다. 그러나, 통상 상수용 강관의 수명이 20년임에 비하여, 상기 에폭시 코팅의 수명은 이에 미치지 못하여, 그 동안의 방식작용을 유지하기에는 무리가 있는 것으로 알려져 있다.
유기 에폭시 코팅은 다른 유기코팅과 같이 비정질로서, 결정질 코팅에 대비하여 코팅층이 치밀하지 못하여 수분이 투과하기가 쉽고, 또한 에폭시기 내에 포함된 산소원자에 의해 수분과 극성결합을 하여 수분을 코팅층 내부로 유입하는 작용을 하므로, 습식환경에서 수분침투로 인한 철강소재 표면과 에폭시 코팅층의 계면 부착력 저하를 야기한다.
따라서 기존의 에폭시 코팅이 20년 정도의 장시간 방식성능을 발휘하기 위해서는 수분차단 능력이 필수적으로 요구된다.
본 발명은 상기 종래의 유기 에폭시 도료의 수분차단력을 개선하여 방청성을 개선하기 위한 것으로서, 도료 속에 함유되어 있는 안료 중 나노 CaCO3 분말과 마이카 분말이 장기간 수분차단기능을 하여 장시간 도막의 손상을 방지 할 수 있고, 또한 매우 우수한 방식성능을 발휘하는 유기 에폭시 도료를 제공하며,
나아가, 상기 나노 CaCO3 분말과 마이카 분말을 포함하는 상기 유기 에폭시수지계 도료로 내부가 코팅된 강관을 제공함을 목적으로 한다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고, 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은
제1 관점으로서, 안료를 포함하며, 용매가 에폭시 수지인 유기 에폭시계 방청도료로서, 상기 안료는 나노 CaCO3 분말 및 마이카 분말을 중량비로 1:0.5~1.5로 혼합된 혼합분말인 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료,
제2 관점으로서, 상기 나노 CaCO3는 스테아릭 산의 처리에 의한 소수성 분말인 것을 특징으로 하는 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료,
제3 관점으로서, 상기 나노 CaCO3는 입자 사이즈가 1~100㎚인 것을 특징으로 하는 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료,
제4 관점으로서, 상기 나노 CaCO3는 용매 100중량부에 대하여 1~3중량부 포함하는 것을 특징으로 하는 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료,
제5 관점으로서, 상기 마이카 분말은 입자 사이즈가 5~10㎛의 판형의 분말인 것을 특징으로 하는 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료,
제6 관점으로서, 상기 용매와 안료는 80:20 내지 90:10의 중량비를 갖는 것을 특징으로 하는 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료,
제7 관점으로서, 상기 용매는 경화제를 용매 100중량부 중에서 40 내지 50중량부의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료,
제8 관점으로서, 상기 용매는 추가로 계면활성제를 용매 100중량부에 대하여 2 내지 3중량부의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료,
제9 관점으로서, 내부에 방청 코팅층이 형성된 강관으로서, 상기 코팅층은 유기 에폭시 수지에 나노 CaCO3 대 마이카 분말이 중량비로 1:0.5~1.5의 비로 혼합된 혼합분말을 포함하는 방청 도료에 의해 형성되며, 상기 나노 CaCO3는 스테아릭 산의 처리에 의한 소수성 분말인 것을 특징으로 하는 고내식성 강관,
제10 관점으로서, 상기 나노 CaCO3는 입자 사이즈가 1~100㎚인 것을 특징으로 하는 고내식성 강관,
제11 관점으로서, 상기 나노 CaCO3는 상기 용매 100중량부에 대하여 1~3중량부의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 고내식성 강관,
제12 관점으로서, 상기 마이카 분말은 입자 사이즈가 5~10㎛의 판형의 분말인 것을 특징으로 하는 고내식성 강관, 및
제13 관점으로서, 상기 에폭시 수지 대 나노 CaCO3와 마이카 분말의 중량 합과의 중량비는 80:20 내지 90:10인 것을 특징으로 하는 고내식성 강관을 제공한다.
본 발명의 소수성 나노 CaCO3-마이카 분말을 포함하는 유기 에폭시 수지계 방청 도료는 기존의 유기 에폭시 보다 부착력 감소율이 거의 없이 매우 장기간 우수한 성능을 나타내며, 각종 상수도용 강관 내부의 코팅 수명을 연장시켜 방식기간을 연장함으로써 경제적으로도 유용한 효과를 제공한다.
이하 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 유기수지 에폭시계 방청도료는 크게 용매 및 안료로 구성된다. 이때, 안료와 용매는 건조도막에서 중량비로 80:20-90:10의 비를 갖는 것이 바람직하다.
상기 용매로는 액상의 유기 에폭시 수지를 포함한다. 액상 에폭시 코팅은 우수한 부착력 및 내화학성을 갖는 것으로서, KSD 규격으로 통상적으로 많이 사용되는 것이다.
상기 용매에는 경화제 및 기타 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 경화제는 유기 수지의 경화를 목적으로 첨가되며, 용매 100중량부 중에서, 40-50중량부의 함량을 갖는 것이 바람직하다. 상기 경화제의 양이 상기 범위에 미달하면 도료 도장 후 도막이 굳지 않을 수 있으며, 상기 범위를 초과하면 도료가 빨리 굳어 도료의 보관성이 나빠지는 문제가 있으므로, 상기 범위의 경화제를 포함하는 것이 바람직하다.
첨가제는 계면활성제를 포함할 수 있으며, 용매 100중량부 중에서 2-3중량부로 첨가하는 것이 바람직하다. 이보다 작으면 균일한 도막을 얻기 힘들며, 이를 초과하면 더 이상의 추가적 효과가 얻어지지 않으므로, 바람직하지 않다.
본 발명의 방청도료 조성물의 안료는 나노 CaCO3 분말과 마이카 분말을 혼합한 혼합분말이다. 상기 나노 CaCO3 분말은 증량제로서 역할을 하며, 마이카는 수분 차단력 강화제로서 기능한다.
상기 나노 CaCO3 분말과 마이카 분말은 중량비로 대략 1:0.5~1.5의 비로 혼합하는 것이 바람직하다. 나노 CaCO3 분말과 마이카 분말의 혼합비율이 1:0.5 미만이면 수분 차단력이 떨어지고, 1:1.5를 초과하면 많은 양의 마이카 분말로 인해 코팅층 도료의 강도가 떨어진다. 따라서 상기 범위 내에서 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 나노 CaCO3 분말은 용매 100중량부에 대하여 1~3중량부의 함량을 갖는 것이 바람직하다. 나노 CaCO3 함량이 1중량부 미만이면 수분 차단성의 효과가 충분 하지 않으며, 3중량부를 초과하면 나노 CaCO3의 표면적이 너무 커져 도료의 점도가 매우 커지므로, 도료 제조성이 나빠진다.
상기 나노 CaCO3 분말은 스테아릭 산으로 처리하여 소수성을 띄는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 분말의 입자 사이즈는 1~100㎚의 미세분말인 것이 바람직하다. 또한, 상기 마이카 분말은 판형으로서, 5~10㎛ 정도의 입자 사이즈를 갖는 것이 바람직하다. 소수성 나노 CaCO3분말과 5~10㎛ 정도의 판형의 마이카 분말이 습식환경에서 수분이 코팅층 내부로 흡수되는 것을 효과적으로 차단하여 방식성능을 극대화 시키기에 적합하다.
본 발명의 유기 액상 에폭시 도료의 안료성분으로는 상기 나노 CaCO3 및 마이카(Si-Mg) 이외에, 아연인(Zinc Phosphosilicate), 채색안료 등을 포함할 수 있다. 상기 아연인(Zinc Phosphosilicate)은 방청기능을 하며, 상기 채색안료는 코팅층에 색상을 부여하기 위해 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 보다 구체적으로 설명한다. 이하에 기재되는 실시예는 본 발명을 실시하는 일 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니다.
실시예
방청도료의 제조 - 비교예 1, 실시예 1 및 2
안료 성분으로서 나노 CaCO3, 마이카 및 기타안료로서, 방청안료, 채색안료, 체질안료 등을 하기 표 1에 기재된 바와 같이 첨가하여 제조하고, 용매 성분으로서 에폭시 수지, 경화제 및 첨가제를 하기 표 1에 기재된 바와 같이 첨가하여 제조한 후, 안료 성분의 방청도료 조성물을 제조하였다. 단, 용매의 각 성분의 함량 단위는 용매의 총 중량을 100중량부로 하였을 때 포함된 중량부이고, 안료는 용매 100중량부에 대하여 추가로 첨가되는 중량부이다.
상기 나노 CaCO3는 크기 50㎚의 분말이고, 마이카 분말은 5~10㎛ 사이즈 정도의 판형의 분말이 사용되었다.
비교예 1 실시예 1 실시예 2
용매 에폭시 수지 50 50 50
경화제 47 47 47
첨가제 3 3 3
안료 나노 CaCO3 - 1 3
마이카 7 0.5 4.5
기타 안료 12.5 12.5 12.5
방청도료로 코팅된 강판의 제조 - 비교예 1, 실시예 1 및 2
상기 제조된 각각의 방청 도료를 두께 1mm, 길이 150mm, 및 폭 75mm의 강판의 표면에 400㎛의 건조도막 두께로 코팅하여 방청 코팅 강판을 제조하였다.
제조된 방청코팅 강판에 대하여 습식 부착력을 테스트하였다. 테스트방법으로는, 40℃의 수돗물에 72시간 침적한 후, 부착력을 테스트하여, 침적실험전의 부착력과 비교하여 부착력의 유지능력을 비교하였다. 테스트 결과는 다음 표 2에 나타내었다.
실험조건 비교예 1 실시예 1 실시예 2
침적실험전 부착력(psi) 800 800 805
40℃ 수돗물에서 72시간 침적실험 후 부착력(psi) 300-530 700 800
상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 유기 나노 CaCO3-마이카 혼합 도료를 포함하는 방청도료를 사용한 경우에는 기존의 유기 에폭시 수지에 의한 방청도료의 경우보다 부착력 감소율이 거의 없어, 매우 장기간 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있다.
도 1은 상기 실시예 2로부터 얻은 방청코팅 강판의 단면을 촬영한 것으로서, (1)은 나노 CaCO3 분말, (2)는 마이카 분말, (3)은 유기 에폭시 용매이고, (4)는 소지금속을 나타낸다.
상기 결과들로부터, 본 발명의 방청도료를 사용하면 각종 상수도용 강관 내부 코팅의 방식수명을 연장시킬 수 있어, 경제적으로도 유용한 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방청 도료로 코팅한 후의 강관의 단면을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
1……나노 CaCO3 2……마이카 분말
3……에폭시수지 4……소재금속

Claims (13)

  1. 안료를 포함하며, 용매가 에폭시 수지인 유기 에폭시계 방청도료로서, 상기 안료는 나노 CaCO3 분말 및 마이카 분말을 중량비로 1:0.5~1.5로 혼합된 혼합분말인 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 나노 CaCO3는 스테아릭 산의 처리에 의한 소수성 분말인 것을 특징으로 하는 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 나노 CaCO3는 입자 사이즈가 1~100㎚인 것을 특징으로 하는 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 나노 CaCO3는 용매 100중량부에 대하여 1~3중량부의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 마이카 분말은 입자 사이즈가 5~10㎛의 판형의 분말인 것을 특징으로 하는 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용매와 안료는 80:20 내지 90:10의 중량비를 갖는 것을 특징으로 하는 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 용매는 경화제를 용매 100중량부 중에서 40 내지 50중량부 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 용매는 추가로 계면활성제를 용매 100중량부 중에서 2 내지 3중량부 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방식성능이 우수한 유기 에폭시계 방청 도료.
  9. 내부에 방청 코팅층이 형성된 강관으로서, 상기 코팅층은 유기 에폭시 수지에 나노 CaCO3 대 마이카 분말이 중량비로 1:0.5~1.5의 비로 혼합된 혼합분말을 포함하는 방청 도료에 의해 형성되며, 상기 나노 CaCO3는 스테아릭 산의 처리에 의한 소수성 분말인 것을 특징으로 하는 고내식성 강관.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 나노 CaCO3는 입자 사이즈가 1-100㎚인 것을 특징으로 하는 고내식성 강관.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 나노 CaCO3는 상기 용매 100중량부에 대하여 1~3중량부의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 고내식성 강관.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 마이카 분말은 입자 사이즈가 5~10㎛의 판형의 분말인 것을 특징으로 하는 고내식성 강관.
  13. 제 9항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에폭시 수지 대 나노 CaCO3와 마이카 분말의 중량 합과의 중량비는 80:20 내지 90:10인 것을 특징으로 하는 고내식성 강관.
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KR1020070139380A KR20090071161A (ko) 2007-12-27 2007-12-27 고내식성 유기 코팅도료 및 상기 도료를 사용하여 내부가코팅된 코팅 강관

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101035905B1 (ko) * 2009-10-12 2011-05-23 한토산업 (주) 나노세라믹과 고분자수지를 포함한 강구조물 내오염 및 방청용 도료 조성물 및 이를 이용한 중방식 표면보호공법
KR101247332B1 (ko) * 2010-12-30 2013-03-26 한국세라믹기술원 중방식 도료용 실리카계 무기필러 및 이를 포함하는 중방식 도료 조성물 및 그 제조방법

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