KR20130035595A

KR20130035595A - 방청제 조성물, 이의 코팅 방법 및 방청제가 코팅된 방열기

Info

Publication number: KR20130035595A
Application number: KR1020110099990A
Authority: KR
Inventors: 이국연; 오중근; 김진수
Original assignee: 한국전력공사; 유림티에스 주식회사
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-09
Also published as: KR101324454B1

Abstract

본 발명은 방청제 조성물, 방청제 코팅 방법 및 방청제가 코팅된 방열기에 관한 것으로, 구체적으로 아연, 알루미늄, 타이탄 테트라부탄올레이트, 솔벤트 나프타 및 무기물 바인더를 포함하여, 박막 코팅이 가능하여 방열 효과를 향상시키고, 무기물 바인더를 사용하여 열화에 강하고, 수소취성, 내부크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있는 방청제 조성물, 방청제 코팅 방법 및 방청제가 코팅된 방열기에 관한 것이다.

Description

방청제 조성물, 이의 코팅 방법 및 방청제가 코팅된 방열기{COMPOSITION OF CORROSION INHIBITOR AND COATING METHOD THEREOF AND RADIATOR COATED WITH CORROSION INHIBITOR}

본 발명은 방청제 조성물, 방청제 조성물의 코팅 방법 및 방청제가 코팅된 방열기에 관한 것이다.

일반적인 중전기 및 변압기용 방열기는 변압기를 순환하는 절연유를 통하여 내부에서 발생된 열을 전달받고 절연유를 냉각시켜 변압기가 과열되는 것을 방지하는 것으로서 전력을 안정적으로 공급하기 위하여 중요한 역할을 하는 구성이다.

상기 방열기는 외부에 노출되어 있기 때문에 풍화, 눈, 비 등 기상현상에 견딜 수 있어야 하고, 이로 인하여 방열기의 표면을 안정적으로 코팅하는 기술은 매우 중요한 요소이다.

종래 방열기의 코팅은 전기아연도금에 의한 코팅과 용융아연도금에 의한 코팅이 주로 사용되었다. 그러나 상기 전기아연도금과 용융아연도금은 아연을 양극으로 하고, 철로 형성된 방열기를 음극으로 하여 전기분해방식으로 코팅되고, 이때 철로 형성된 방열기의 부식을 방지하기 위하여 코팅두께가 증가되므로 방열기의 열방출 효과가 저하되는 문제점이 있으며, 코팅두께의 증가로 장시간 사용시 열화에 의하여 수소취성이 발생되어 방열기가 국부적으로 부식되고 방열효율이 저하되며 심할 경우 방열기 내부에 형성된 유로가 막히게 되어 그 기능이 상실되는 문제점이 있다.

또한, 대한민국 공개특허 제2004-0042526호는 전기아연도금강판의 제조방법에 대하여 기재하고 있으나, 종래의 전기아연도금 또는 용융아연도금은 전기분해시 발생되는 중금속과 유해물질로 인하여 인체에 유해할 뿐만 아니라 환경적인 문제를 발생시키는 단점이 있다.

나아가, 상기 발열기는 부피가 크기 때문에 상기 전기아연도금과 용융아연도금에 의한 코팅시 셋팅시간이 장시간 소요되어 생산성이 저하되고 도금로의 크기가 커야 되므로 그에 따른 제조비용이 증가되는 문제점도 있다.

대한민국 공개특허 제2004-0042526호

본 발명의 목적은 일반적인 전기아연도금 또는 용융아연도금 보다 내식성이 몇 배가 강화된 방청제를 제공하는 것이다. 또한, 이를 사용한 방열기 코팅 방법을 통해 외부에 노출된 방열기의 특성상 풍화, 눈, 비 등 기상현상에서 장시간 사용할 수 있고, 수소취성이 전혀 발생되지 않아 방열효율이 증가될 뿐만 아니라 장시간 안전하게 사용할 수 있는 방열기용 방청제 및 그 코팅방법을 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아연, 알루미늄, 타이탄 테트라부탄올레이트, 솔벤트 나프타 및 무기물 바인더를 포함하는 방청제 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 (a) 방열기 소재에 대한 탈지 처리 후 쇼트 처리 또는 인산염 피막 처리를 포함하는 전처리 단계; (b) 상기 전처리를 거친 방열기 소재 표면에 상기 청구항 1의 방청제 조성물을 포함하는 방청제를 코팅하는 단계; (c) 상기 방청제가 코팅된 표면을 가열시키는 건조 단계; (d) 상기 건조된 표면을 가열시키는 경화 단계; 및 (e) 상기 경화된 표면을 냉각시키는 냉각 단계를 포함하는 방청제 코팅 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 아연, 알루미늄, 타이탄 테트라부탄올레이트, 솔벤트 나프타 및 무기물 바인더를 포함하는 방청제 조성물이 코팅된 방열기를 제공한다.

본 발명에 따른 방청제는 원료인 아연 및 알루미늄이 혼합되어 초박막 코팅이 가능하고, 방열기에서 발생되는 열을 대기중으로 빠르게 전달하여 방열 효과를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 재료비용도 대폭 절감 할 수 있다.

또한 친환경적인 무기물 바인더를 사용함으로써 인체에 무해할 뿐만 아니라 무기물 바인더가 열화에 강하여 장시간 사용하여도 취성이나 크랙이 발생되지 않아 오랜 기간 안전하게 사용할 수 있다.

또한, 상기 방청제가 코팅된 방열기는 내식성이 일반적인 전기아연도금 또는 용융아연도금된 방열기의 보다 몇 배가 강화되어 풍화 및 여러 기상현상 등에 대하여 장시간 견딜 수 있으며, 수소취성이 발생하지 않아 방열효율이 크게 증가하여 장시간 안전하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 방청제 코팅 방법에 관한 개념도 이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.

본 발명은 아연, 알루미늄, 타이탄 테트라부탄올레이트, 솔벤트 나프타 및 무기물 바인더를 포함하는 방청제 조성물을 제공한다.

구체적으로 상기 아연은 방청제 조성물에서 부식방지 역할을 하며, 상기 방청제 조성물 총 중량에 대하여 30 내지 60중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 상술한 범위를 만족할 경우 상기 방청제 조성물이 코팅되는 방열기 등 금속에 대하여 우수한 방청성능을 나타낼 수 있다.

상기 알루미늄은 방청제 조성물에서 상기 아연과 마찬가지로 부식방지 역할을 하며, 상기 방청제 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 10중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 상술한 범위를 만족할 경우 상기 방청제 조성물이 코팅되는 방열기 등 금속에 대한 아연의 방청성능을 보완하여 우수한 방청성능을 나타낼 수 있다.

이때, 상기 아연 및 알루미늄은 방청제 조성물에 함께 혼합하여 사용함으로써 초박막 코팅이 가능하고, 방청제가 코팅되는 방열기 등에 대하여 장시간 사용하더라도 내식성을 향상시킬 수 있다.

상기 타이탄 테트라부탄올레이트는 방청제 조성물에서 희석재 역할을 하며, 상기 방청제 조성물 총 중량에 대하여 10 내지 20중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 상술한 범위를 만족할 경우 아연의 부식물이 백녹에 대하여 우수한 저항성을 나타낼 수 있다.

상기 솔벤트 나프타는 방청제 조성물에서 희석재 역할을 하며, 상기 방청제 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 10중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 상술한 범위를 만족할 경우 상기 방청제 조성물의 다른 성분들과 함께 우수한 내식성을 나타낼 수 있다.

상기 무기물 바인더는 중금속이나 독성 물질이 전혀 첨가되어있지 않아 인체에 무해할 뿐 아니라, 열화에 강하여 방청제 조성물에 포함되어 사용하여도 코팅 이후 취성이나 크랙이 발생되지 않는다. 이때 상기 무기물 바인더는 방청제 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 30중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 상술한 범위를 만족할 경우 상기 방청제 조성물의 다른 성분들과 함께 우수한 내식성을 나타낼 수 있다.

또한, 상기 무기물 바인더는 타이탄 테트라키스, 폴리 타이탄 테트라부탄올레이트, 나프타, 트리메스옥시비닐실란 및 에틸헥산올으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 방청제는 중전기, 변압기 등 방열기 소재에 대한 부식을 방지하기 위하여 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 (a) 방열기 소재에 대한 탈지 처리 후, 쇼트 처리 또는 인산염 피막 처리를 포함하는 전처리 단계; (b) 상기 전처리를 거친 방열기 소재 표면에 상기 청구항 1의 방청제 조성물을 포함하는 방청제를 코팅하는 단계; (c) 상기 방청제가 코팅된 표면을 가열시키는 건조 단계; (d) 상기 건조된 표면을 가열시키는 경화 단계; 및 (e) 상기 경화된 표면을 냉각시키는 냉각 단계를 포함하는 방청제 코팅 방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 (a) 전처리 단계는 중전기 또는 변압기용 방열기 소재 등을 전처리 설비에 장입하여 유분 제거를 위한 탈지 처리를 거친 후, 철 또는 스테인레스스틸로 이루어진 쇼트볼로 이물질 및 산화피막을 제거하는 쇼트 처리 또는 표면에 인산염을 처리하는 인산염 피막 처리를 포함한다.

상기 (b) 방청제를 코팅하는 단계는 상기 (a) 전처리 단계를 거친 방열기 소재의 표면에 본 발명의 아연, 알루미늄, 타이탄 테트라부탄올레이트, 솔벤트 나프타 및 무기물 바인더를 포함하는 방청제 조성물을 분사하여 코팅하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 코팅 단계에서 방청제의 점도를 DIN 3mm 컵으로 25 내지 45초로 유지하는 것이 바람직하고, 상기 방청제의 온도는 18 내지 28℃, 습도는 65%이하로 유지하는 것이 바람직하다.

상기 (c) 건조 단계는 상기 방청제 조성물이 코팅된 방열기 소재의 표면에 70 내지 130℃ 온도의 열풍으로 4 내지 6분 동안 가열하여 건조시키는 것이 바람직하고, 상기 (d) 경화 단계는 상기 건조 단계를 거친 방열기 소재의 표면을 180 내지 300℃ 온도의 열풍으로 20 내지 40분 동안 가열하여 경화시키는 것이 바람직하다.

이후, 상기 (e) 냉각 단계는 상기 (d) 경화 단계에서 경화된 방열기 소재를 상온(25℃)로 냉각시키는 것이 바람직하다.

나아가, 본 발명은 상기 아연, 알루미늄, 타이탄 테트라부탄올레이트, 솔벤트 나프타 및 무기물 바인더를 포함하는 방청제 조성물이 코팅된 방열기를 제공한다. 상기 방열기는 중전기 또는 변압기용 방열기인 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1>

1. 방청제 제조

아연 파우더 48중량%, 알루미늄 파우더 4.5중량%, 타이탄 테트라부탄올레이트(Titantetrabutanolat) 17.5중량%, 솔벤트 나프타 8.5중량%, 타이탄테트라키스(Titantetrakis(2-Ethlyhexanolat)) 4.5중량%, 폴리-타이탄테트라부탄올레트(Poly-Titantetrabutanolat) 4.5중량%, 나프타(Petroleum) 4.0중량%, 트리메스옥시비닐실란(Trimethoxyvinylsilan) 4.0중량% 및 2-에틸헥산올(2-ethylhexanol) 4.5중량%로 혼합하여 방청제를 제조하였다.

2. 방열기에 방청제 코팅

변압기용 방열기의 표면에 부착된 유분을 제거하기 위하여, 표면을 건조시켜 탈지처리한 후 쇼트블라스트에 장입하여 스테인레스로 이루어진 쇼트볼로 쇼트처리를 하여 이물질 및 산화피막을 제거하였다. 이후 상기 실시예 1의 방청제를 용기에 저장 후 콤프레셔와 연결된 스프레이와 연결시키고, 쇼트 처리한 방열기의 표면에 방청제를 분사하였으며, 상기 방청제가 분사된 방열기의 표면에 110℃의 열풍으로 5분간 가열시켜 표면을 건조시켰다. 이후 상기 건조된 방열기의 표면을 260℃의 열풍으로 경화시켰으며, 경화된 방열기를 상온(25℃)까지 자연 냉각시켜 상기 변압기용 방열기의 표면에 방청제를 코팅하였다.

< 비교예 1>

방열기 표면에 일반적인 전기아연도금을 위하여, 방열기를 음극으로 두고, 아연도금액을 넣어 전류가 흐르게 하였다. 상기 전기아연도금 공정은 소재의 표면오염을 제거하기 위한 전해탈지 처리와 표면산화층을 제거하기 위한 산세 처리를 하는 전처리 설비, 전류 통전에 의해 도금이 이루어지는 중앙 설비, 내식성 및 도장성을 향상시키기 위한 인산염과 크롬산염을 코팅하는 후처리 설비로 구성되었다.

< 실험예 1>

상기 실시예 1의 방청제가 코팅된 변압기용 방열기 및 일반적인 전기 아연도금된 변압기용 방열기를 한국화학시험원의 시험규정에 의하여 품질 특성을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

시험항목	실시예 1	비교예 1
코팅두께(㎛)	6.5	9.2
염소분무시험에 의한 내식성(시간)	1050	235
염소분무시험에 의한 수소취성	없음	있음

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 방청제에 의한 코팅의 경우 아연과 알루미늄이 혼합되어 있어 비교예 1의 방청제에 의한 코팅에 비하여 초박막 코팅이 가능하다. 또한, 실시예 1의 경우 코팅 두께가 6.5㎛로 비교예 1에 비하여 얇아, 방열기에서 발생되는 열을 대기중으로 빠르게 전달할 수 있고, 방열 효과를 향상시킬 뿐 아니라 비용을 절감할 수 있다.

또한, 친환경적인 무기물 바인더를 사용함으로써 인체에 무해할 뿐 아니라, 무기물 바인더가 열화에 강하여 장시간 사용하여도 취성이나 크랙이 발생하지 않고 장기간 사용할 수 있다.

또한, 내식성 평가에서, 실시예 1은 1050시간으로 평가된 것에 비하여 비교예 1은 235시간에 불과하여, 3배 이상 내식성이 개선되었음을 알 수 있으며, 실시예 1의 방청제가 코팅된 방열기의 경우 장시간의 염소분무시험에서 수소취성이 전혀 발생되지 않아 장시간 안전하게 사용할 수 있음을 알 수 있다.

Claims

아연, 알루미늄, 타이탄 테트라부탄올레이트, 솔벤트 나프타 및 무기물 바인더를 포함하는 방청제 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 방청제 조성물 총 중량에 대하여, 상기 아연은 30 내지 60중량%, 알루미늄은 1 내지 10중량%, 타이탄 테트라부탄올레이트는 10 내지 20중량%, 솔벤트 나프타는 5 내지 10중량% 및 무기물 바인더는 5 내지 30중량%로 포함하는 방청제 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 무기물 바인더는 타이탄 테트라키스, 폴리 타이탄 테트라부탄올레이트, 나프타, 트리메스옥시비닐실란 및 에틸헥산올으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방청제 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 방청제 조성물은 방열기용인 것을 특징으로 하는 방청제 조성물.
(a) 방열기 소재에 대한 탈지 처리 후 쇼트 처리 또는 인산염 피막 처리를 포함하는 전처리 단계;
(b) 상기 전처리를 거친 방열기 소재 표면에 상기 청구항 1의 방청제 조성물을 포함하는 방청제를 코팅하는 단계;
(c) 상기 방청제가 코팅된 표면을 가열시키는 건조 단계;
(d) 상기 건조된 표면을 가열시키는 경화 단계; 및
(e) 상기 경화된 표면을 냉각시키는 냉각 단계를 포함하는 방청제 코팅 방법.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항의 방청제 조성물이 코팅된 방열기.