KR20150047525A - 아연-마그네슘 부식방지 안료, 부식방지 페인트 및 상기 부식방지 안료의 제조 방법 - Google Patents

아연-마그네슘 부식방지 안료, 부식방지 페인트 및 상기 부식방지 안료의 제조 방법 Download PDF

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토마스 보이트
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Abstract

본 발명은 40.8 내지 67.8 몰%의 아연, 32.2 내지 59.2 몰%의 마그네슘, 0 내지 7 몰%의 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물을 포함하는 아연-마그네슘 플레이트렛 안료에 관한 것이며, 퍼센트는 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량에 관련된 것이고, 몰 퍼센트는 100 몰%까지 첨가되고, 안료의 평균 두께 h50은 1 μm 이하이다. 본 발명은 또한 상기 안료의 제조 및 용도에 관한 것이다.

Description

아연-마그네슘 부식방지 안료, 부식방지 페인트 및 상기 부식방지 안료의 제조 방법{ZINC-MAGNESIUM ANTICORROSION PIGMENTS, ANTICORROSION PAINT, AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF SAID ANTICORROSION PIGMENTS}
본 발명은 플레이트렛 형상(platelet-shaped) 부식방지 안료, 본 발명의 부식방지 안료를 포함하는 부식방지 도료, 본 발명의 부식방지 안료 또는 본 발명의 부식방지 도료로 코팅된 제품, 본 발명의 플레이트렛 형상 부식방지 안료의 제조 방법 및 본 발명의 부식방지 안료의 사용에 관한 것이다.
부식은 일반적으로 환경으로부터의 성분과 금속 물질의 화학 또는 전기화학적 반응을 의미한다. 부식은 예컨대 제품, 예를 들면 차량 본체, 항공기 동체, 교량 등의 산화를 초래할 수 있다. 철의 부식은 또한 소위 녹이라고도 불리운다. 철 뿐만 아니라, 다수의 추가의 금속 또는 합금도 또한 부식될 수 있으며, 따라서 예를 들면 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 산화될 수 있다.
부식은 빌딩, 차량, 선박, 항공기 등에 손상을 야기할 수 있으며, 이것은 이들 제품에 기능 손실을 초래할 수 있다.
예를 들어, 상이한 전기화학적 전위을 갖는 다양한 금속이 습윤 조건하에 예를 들어 염수 존재하에 접촉하게 된다면, 전기화학적 전지가 이렇게 하여 발생할 수 있다. 이러한 접촉은 더 염기성인 금속의 산화를 초래한다.
이 효과는 보호될 더욱 귀한 금속에 더 염기성인 금속을 희생 애노드로서 적용함에 의해 방식(corrosion protection)에 이용될 수 있다.
수분의 작용하에, 희생 애노드는 산화에 의해 용해시키고, 보호될 더욱 귀한 금속은 그대로 유지된다.
예를 들면, 선박의 프로펠러 상에 및 선박의 선체를 따라 아연의 희생 애노드 블록을 배치함으로서 공격적인 바닷물과 접촉되는 알루미늄 청동으로 제조된 선박의 프로펠러는 보호된다.
WO 2008/125610 A1은 아연-비스무트 합금 입자를 포함하는 도료 조성물을 개시하고 있다. 아연 함량은 95중량% 이상, 바람직하게는 98중량% 이상이다. 비스무트 함량은 0.05중량% 내지 0.7중량%의 범위 내에 있다.
WO 2010/043708 A1은 금속 표면의 전기 화학적 방식 방법을 개시하고 있으며, 여기에서 부식으로부터 보호될 공작물에 직면하는 계면 및 공작물로부터 떨어져 직면하는 계면에서 금속 입자 농도 및/또는 금속 입자 조성은 상이하다. 사용된 금속 입자는 다수의 상이한 입자, 예를 들어 플레이트렛, 라멜라, 과립, 또는 분진 형태의 아연, 알루미늄, 주석, 마그네슘, 니켈 등일 수 있다.
KR 2010/023855 A는 예를 들어, 아연-마그네슘 합금 또는 알루미늄-마그네슘 합금으로 구성된 부식방지 안료를 개시하고 있다. 아연-마그네슘 합금으로 구성된 안료에서, 아연 함량은 90질량% 내지 99.5질량%의 범위이고, 마그네슘 함량은 10질량% 내지 0.5질량% 범위이다. 매우 바람직하게는, 합금은 98질량%의 아연 및 2질량%의 마그네슘으로 구성된다.
DE 10 2009 028 667 A1은 코어가 하나 이상의 금속 입자로 구성된, 코어-쉘 구조를 갖는 부식방지 안료를 개시하고 있다. 이 코어는 그의 외측 상에 소수성 기를 갖는 쉘이 제공되어 있다. 금속 입자는 마그네슘, 아연 및 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 대안적으로, 또한 마그네슘, 아연 및 알루미늄 중 하나인 주성분을 갖는 금속 입자 형태의 금속 합금도 사용될 수 있다. 하나 이상의 금속 입자를 갖는 코어는 구형이다.
GB 846,904는 10중량%의 마그네슘을 함유하는 이원 아연-마그네슘 합금을 개시하고 있다. 이 아연-마그네슘 합금은 첫 번째로 기계적으로 파쇄되고 그 다음 10μm 미만의 크기로 볼 밀로 연삭한 바(bar) 형태이다. 수득한 생성물은 분말 형태이다.
DE 10 2007 021 602 A1은 부식방지 안료로서 상세한 설명 없이 아연-마그네슘 합금 입자를 개시한다.
EP 2 246 396 A1은 방식에 사용하기 위한 금속 분말로서 아연-니켈, 아연-주석, 아연-철, 아연-알루미늄 및 아연-알루미늄-마그네슘 합금의 용도를 개시하고 있다.
US 2,877,126은 방식을 위한 이원 마그네슘-아연 합금으로 구성된 금속 분말의 용도를 개시하고 있다. 그 안에 있는 마그네슘의 비율은 15중량% 내지 30중량%의 범위이며, 아연의 비율은 70중량% 내지 85중량%의 범위 내에 있다.
플레이트렛 형상의 아연 안료 및 아연 합금 안료 예컨대 아연-알루미늄 합금 안료 및 아연-주석 합금 안료가 시판되고 있다. 이들은 예를 들어 엑카르트 스위스(Eckart Suisse)에서 제조 및 시판하고 있다. 이들은 석유 스피릿 및 전형적으로 윤활제로서 스테아르산 중 볼밀 내에서 아연 분말을 연삭하여 제조된다. 그러나, 순수한 ZnMg 합금 입자는 애터마이제이션(atomization)으로부터 수득 가능한 대략적으로 구 형태인 것으로만이 현재 구입할 수 있다. 이는 이러한 입자가 매우 취성이며 표준 조건 하 연삭 조작에서 형성되기 보다는 파쇄되기가 더 용이하다는 사실에 기인한다.
US 2004/0191555 A1은 알루미늄, 주석, 마그네슘, 니켈, 코발트, 망간 및 그의 혼합물과 합금될 수 있는 미립자 아연 기재의 부식방지 안료를 개시하고 있다.
EP 2 060 345 A1은 부식방지 페인트에 사용하기 위한 아연 합금 입자를 개시하고 있다. 상기 아연 합금 입자는 0.01중량% 내지 30중량%의 마그네슘을 함유할 수 있다. 아연 합금 입자의 종횡비는 1 내지 1.5이어야 한다. 심지어 2 이상의 종횡비는 불리한 것으로 밝혀졌다.
US 특허 제 8,114.527 B2는 0.1중량% 내지 30중량%의 마그네슘을 함유할 수 있는 아연 합금 입자를 포함하는 부식방지 코팅을 개시하고 있다. 부식방지 코팅은 바이모달 입자 크기 분포에서 아연 합금 입자를 함유한다. 미세 분획은 0.05 내지 5μm의 입자 크기 직경을 가지며 조 분획은 6 내지 100μm의 입자 크기 직경을 갖는다.
원칙적으로, 방식에서, 구형 또는 불규칙적인 기하학적 구조를 갖는 안료와는 대조적으로, 플레이트렛 형상의 안료는 부식으로부터 보호하기 위한 제품에 적용 후 배리어 효과를 가지므로 플레이트렛 형상의 안료의 사용은 유리하다.
순수한 Zn 입자는 플레이트렛 형상으로 형성될 수 있지만, 순수 아연의 전기 화학적 전위는 알루미늄 및 그의 합금과 같은 특정 금속 또는 합금을 위한 희생 애노드로서 사용할 수 있는 이러한 안료에 대하여 너무 낮다. ZnMg26과 같은 합금 안료는 충분한 전기화학적 전위를 갖지만, 매우 취성이며 따라서 표준 방법에 위해 이들을 연삭하는 시도에서 매우 용이하게 파쇄된다. 예를 들어, GB 846,904는 분말 형태의 최종 제품이 아연-마그네슘 합금 입자를 연삭하여 수득 됨을 개시하고 있다. 이러한 분말 형태에서, 미분쇄된 아연-마그네슘 입자는 구형 및/또는 불규칙한 기하학적 구조로 존재한다. 크롬산 염과 같은 부식방지 안료는 항공 우주 분야와 같은 적용 분야에서 오랜 세월에 걸쳐 매우 효율적인 것으로 검증되었지만, 향후 사용은 그들의 독성으로 인하여 불가능한 것으로 나타났다. 따라서, 예를 들어, 공지된 ZnMg 입자와 비교하여 개선된 특성을 제공하며 및/또는 예를 들어 항공 우주 분야와 같은 적용 분야에서 크롬산 스트론튬을 대체할 수 있는 신규 부식방지 안료의 제공에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 목적은, 특히 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 대하여 개선된 보호를 제공하는 것이다. 특히, 비교적 얇은 안료 층을 사용하여 부식으로부터 보호될 제품에 적용될 수 있는 부식방지 안료가 제공되며, 여기에서 평균 안료 두께(median pigment thickness)는 물론 1μm 미만이어야 한다.
본 발명의 기본적인 목적은 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료가 각 경우 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 40.8 내지 67.8 몰%의 아연, 32.2 내지 59.2 몰%의 마그네슘, 0 내지 7 몰%의 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물을 포함하며, 몰 퍼센트는 100 몰%까지 첨가되는, 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 제공에 의해 달성된다.
본 발명에서 Mn, Li, Be, Y 또는 Sn, 특히 Mn의 비율은 0.18 몰% 미만인 것이 바람직하고, 0.15 몰% 미만인 것이 더 바람직하고, 0.12 몰% 미만인 것이 더욱 더 바람직하고, 가장 바람직하게는 0.09 몰% 미만이다. Mn, Li, Be, Y, Sn 및 그의 혼합물의 비율은 특히 0.18 몰% 미만인 것이 바람직하고, 0.15 몰% 미만인 것이 더 바람직하고, 0.12 몰% 미만인 것이 더욱 더 바람직하다. 가장 바람직하게는, 이러한 성분들은 많아 봐야 미량 성분으로써 존재하는 것이다.
본 발명에 따르면, 성분 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물의 비율은 각 경우 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로, 0 내지 7 몰%, 바람직하게는 0 내지 6.2 몰%, 더 바람직하게는 0 내지 5.3 몰%, 더욱 더 바람직하게는 0 내지 4.6 몰%의 범위인 것이다.
또한, 추가의 실시 양태에서, 본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료에서 Cu의 비율은 1.6 몰% 이하인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1.2 몰% 이하, 더욱 더 바람직하게는 0.9 몰% 이하, 더욱 더 바람직하게는 0.4 몰% 이하이고, 몰 퍼센트는 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 한다. 구리가 검출된다고 하더라도 단지 미량 성분으로써만 검출될 수 있는 것이 특히 바람직할 수 있다.
본 발명의 추가 성분의 예는 금속, 반 금속 또는 비금속 불순물 또는, 예를 들어 표면 산화물층에 존재하는 산소이다. 특히 더, 상술한 특정 성분뿐만 아니라 2중량% 이하, 바람직하게는 1.5중량% 이하, 더 바람직하게는 1중량% 이하 및 더욱더 바람직하게는 단지 미량의 산소 이외의 기타 물질의 성분이 검출될 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 본원에서 중량 퍼센트는 아연 합금 안료를 기준으로 한 것이다. 예를 들어 상응하는 페이스트의 건조 때문에 아연-마그네슘 합금 안료의 표면에서만 건조된 물질이 포함되지 않음을 알 수 있을 것이다.
합금 성분은 당업자에게 공지된 다양한 방법으로 구할 수 있으며, 상응하는 방법의 정확한 선택은 구할 성분 및 그의 양에 의해 영향을 받는다. 예를 들어, 당업자는 주성분 또는 미량 성분으로서 존재하는 특정 물질의 양을 구하기 위해 선호하는 다양한 방법이 있다. 당업자에 의해 전형적으로 사용되는 시험 방법의 예는 예를 들어 MS(질량 분광법) 또는 OES(광 방출 분광법)에 결합된 ICP (유도 결합 플라즈마), F-AES(불꽃 원자 방출 분광법), MPT-AES (마이크로 웨이브 플라즈마 토치 원자 방출 분광법), AAS(원자 흡수 분광법) 등이다. 샘플 제조의 과정에서, 표면에 부착하는 물질은 완전히 여기에서 제거된다. 당업자는 측정 결과에서 약간의 변동이 발생할 수 있으며, 따라서 여러 샘플, 예를 들어 약 10 샘플, 바람직하게는 10 샘플을 구하는 것이 필요할 수 있음을 인식할 것이다.
본 발명의 문맥에서 아연-마그네슘 안료는 이들이 아연-마그네슘 합금으로 주로 구성됨을 특징으로 한다. 특히, 상기 특정 성분 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu는 아연-마그네슘 합금 안료의 총 중량을 기준으로 93중량% 이상, 바람직하게는 95중량% 이상, 더 바람직하게는 96중량% 이상, 더욱더 바람직하게는 98중량% 이상 및 가장 바람직하게는 99중량% 이상의 본 발명의 아연-마그네슘 합금 안료로 구성된다. 본 발명의 추가 성분의 예는 금속, 반 금속 또는 비금속 불순물 또는, 예를 들어 표면 산화물층에 존재하는 산소이다. 특히 더, 상술한 특정 성분 외에, 단지 미량의 산소 이외의 기타 물질의 성분이 검출될 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 본원에서 중량 퍼센트는 아연 합금 안료를 기준으로 한 것이다. 예를 들어 상응하는 페이스트의 건조 때문에 아연-마그네슘 안료의 표면에서만 건조된 물질이 포함되지 않음을 알 수 있을 것이다.
바람직한 실시양태는 종속 청구항 2 내지 10에 명시되어 있다.
본 발명의 기본적인 목적은 마찬가지로 본 발명의 부식방지 안료를 포함하는 부식방지 코팅의 제공에 의해 달성된다.
본 발명의 목적은 또한 제품이 본 발명의 부식방지 안료 또는 본 발명의 부식방지 도료를 포함하는 제품의 제공에 의해 달성된다.
본 발명의 제품의 바람직한 전개는 청구항 14 및 청구항 15에 명시되어 있다.
본 발명의 목적은 또한 하기 단계를 포함하는 청구항 1 내지 청구항 10중 어느 한 항에서 청구된 바의 플레이트렛 형상의 부식방지 안료의 제조 방법의 제공에 의해 달성된다:
각 경우 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 40.8 내지 67.8 몰%의 아연, 32.2 내지 59.2 몰%의 마그네슘, 0 내지 7 몰%의 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물을 포함하며, 몰 퍼센트는 100 몰%까지 첨가되고, 여기에서 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자 kg 당 2500 kJ 이상의 에너지 입력이 시간 당 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자 kg 당 최소 600 kJ의 속도에서 발생되는, 비-플레이트렛 형상 아연-마그네슘 합금 입자의 기계적 성형 단계. 본 문맥에서, Mn, Li, Be, Y, Sn 및 그의 혼합물의 비율은 각 경우 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 바람직하게는 0.18 몰% 미만, 더 바람직하게는 0.15 몰% 미만이다.
에너지 입력은 예를 들어 당해 유닛의 측정 기기에 의해 구할 수 있다. 대안적으로, 에너지 입력은 예를 들면, 하기 식(I)에 따라 구할 수 있다:
[수학식 I]
Figure pct00001
이 식에서, Em(t)는 시각 t에서의 에너지 입력이며, Ρ(τ)는 시각 τ에서 당해 유닛으로 도입되는 전력이며, P0는 비 구형 금속 입자의 부재에서 유닛으로 도입되는 전력이고(아이들링 전력) mp는 금속 입자의 질량이다. 도입된 전력을 구하기 위하여, 예를 들어, 전기 모터를 구동하는 데 필요한 전력의 양을 구하는 것이 가능하다. 교반 볼 밀의 사용이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 공정에서 에너지 입력의 속도는 600kJ/kg·h 이상, 바람직하게는 680kJ/kg·h 이상, 더 바람직하게는 730kJ/kg·h 이상, 더욱더 바람직하게는 800kJ/kg·h 이상 및 가장 바람직하게는 835kJ/kg·h 이상인 것이 바람직하다. 이것은 전형적으로 본원에서 전체 연삭 기간에 걸쳐 평균값을 형성하기에 충분하다. 예를 들어 100kJ/kg·h 미만, 특히 10kJ/kg·h 미만에서, 예를 들어 더 긴 연속 실행 시간과 높은 에너지 연삭 기간의 조합의 경우, 본 발명의 형성은 그러나, 주로 고 에너지 연삭 기간에 의해 초래된다. 그러므로 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자의 kg 당 2500kJ 또는 본원에서 더 구체화된 절대 에너지 입력은 600kJ/kg·h 이상, 바람직하게는 680kJ/kg·h 이상, 더 바람직하게는 730kJ/kg·h 이상, 더욱더 바람직하게는 800kJ/kg·h 이상 및 가장 바람직하게는 835kJ/kg·h 이상으로 연삭 기간에 도입되는 것이 특히 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 공정에서 에너지 입력은 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자 kg 당 2500 kJ 이상, 바람직하게는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자 kg 당 3300 kJ 이상, 더 바람직하게는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자 kg 당 3700 kJ 이상, 더욱 더 바람직하게는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자 kg 당 4250 kJ 이상, 가장 바람직하게는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자 kg 당 4700 kJ 이상이다.
목적은 또한 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되거나, 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 제품의 부식으로부터의 보호를 위한 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에서 청구된 바의 아연-마그네슘 입자의 용도에 의해 달성된다.
본 발명자들은, 놀랍게도, 각 경우 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 40.8 내지 67.8 몰%의 아연, 32.2 내지 59.2 몰%의 마그네슘, 0 내지 7 몰%의 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물을 포함하며, 몰 퍼센트는 100 몰%까지 첨가되며, Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 성분은 그의 총 중량을 기준으로, 아연-마그네슘 안료의 93 중량% 이상 포함되며, 안료의 평균 두께 h50은 1 μm 미만인 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 제공은 향상된 방식(corrosion protection)의 제공을 가능하게 함을 발견하였다. 본 발명에서 특히 바람직하게는 Mn, Li, Be, Y, Sn 및 그의 혼합물의 비율이 0.18 몰% 미만, 더 바람직하게는 0.15 몰% 미만이다.
지금까지, 미세하게 분할된 형태로 이원 아연-마그네슘 합금을 제공하는 것은 분말 형태로만 가능했으며, 그 분말 입자는 구형 또는 불규칙한 기하 구조를 가진다. GB 846,904에 개시된 것처럼, 아연-마그네슘 합금 입자의 연삭은 최종 생성물을 분말 형태로 제공한다. 이러한 분말 형태에서, 미분쇄된 아연-마그네슘 입자는 구형 및/또는 불규칙한 기하 구조로 존재한다. 이는 아연-마그네슘 합금이 그렇게 연성이지 않으며, 상당히 취성이기 때문이다. 아연-마그네슘 합금의 취성의 결과는 합금이 안 좋은 플라스틱 성형성을 가지며, 이러한 합금은 표준 조건의 사용에서 플라스틱 변형이 발생하기 전에 더 작은 입자로 깨진다는 것이다.
발명자들은 놀랍게도, 빠르고 높은 에너지 입력이 상당한 플라스틱 변형을 달성할 수 있어서, 취성 합금일지라도 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료가 얻어질 수 있다는 것을 발견하였다. 본 발명에서 교반 볼 밀을 사용하는 것이 특히 유리함이 발견되었다.
플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료, 각 경우 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 40.8 내지 67.8 몰%의 아연, 32.2 내지 59.2 몰%의 마그네슘, 0 내지 7 몰%의 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물을 포함하며, 몰 퍼센트는 100 몰%까지 첨가되는, 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 제공은 향상된 방식을 제공할 수 있다. 이러한 맥락에서, Mn, Li, Be, Y, Sn 및 그의 혼합물의 비율은 각 경우 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 바람직하게는 0.18 몰% 이하, 더 바람직하게는 0.15 몰% 이하이다.
표준 조건(25℃, 1013.25mbar, pH가 0)하에서, 아연은 -0.76V의 표준 전기화학적 전위를 갖는다. 표준 조건 하에서 마그네슘은 -2.362V의 표준 전기화학적 전위를 갖는다. 따라서, 마그네슘은 아연보다 더 네거티브한 표준 전기화학적 전위을 갖는다. 본 발명에 따른 사용을 위한 아연-마그네슘 합금으로 32.3 내지 59.2 몰%의 마그네슘의 비율에서, 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 표준 전기화학적 전위는 순수한 아연의 것보다 낮게 저하된다. 매우 유리하게, 아연-마그네슘 합금의 화학 반응성은 마그네슘의 비율에 의해 너무 크게 증가하지 않는다. 아연-마그네슘 안료의 너무 큰 반응성은 아연-마그네슘 안료의 급격한 소비를 초래하며, 그 결과 방식에서 더 큰 시간적 제한을 초래한다.
본 발명에 따른 사용을 위한 아연-마그네슘 합금에서 32.3 내지 59.2 몰%의 마그네슘의 비율을 사용하여, 개선된 방식이 마그네슘의 비율로 인하여 첫 번째로 얻어지며, 충분히 긴 수명의 방식이 두 번째로 제공될 수 있음이 밝혀졌다.
Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu와 함께 본 발명의 아연-마그네슘 합금에 존재하는 물질은 비금속, 반 금속 및 비금속일 수 있다. 상술한 반 금속의 예는 B, Ge 및 Si이다. 금속의 예는 납, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 나트륨, 칼륨, 비스무트, 인듐, 세륨, 텔루륨, 은, 수은, 철, 코발트, 니켈, 크롬, 니오븀, 바나듐, 몰리브덴, 탄탈럼, 오스뮴, 텅스텐, 지르코늄, 금, 백금, 카드뮴, 란탄, 갈륨이다. 상응하는 비금속의 예는 탄소, 질소 및 산소이다. 이들 물질은 예를 들어 사용된 금속 내에서 불순물로 존재할 수 있다. 비금속 산소가 예를 들어 표면 상에 산화물층의 형태로 결합 될 수 있다.
특히 양호한 부식방지 특성은 마그네슘에 대한 아연의 특정 비를 특징으로 하는 아연-마그네슘 합금 안료에 대하여 달성되는 것으로 보인다. 이것은 특정 금속간 상 및/또는 특정 분리의 형성에 기인할 수 있는 것으로 추측된다. 특정 실시양태에서, 아연:마그네슘의 몰비가 바람직하게는 0.75:1 내지 1.35:1 범위, 바람직하게는 0.85:1 내지 1.25:1 범위, 더 바람직하게는 0.9:1 내지 1.2:1 범위, 더욱더 바람직하게는 0.93:1 내지 1.15:1 범위인 것이 바람직하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 상술한 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 합금 안료는 3 몰% 이하, 바람직하게는 2.3 몰% 이하, 더 바람직하게는 1.8 몰% 이하의 Al, Ti, Fe, Cu 또는 그의 혼합물을 포함하며, 여기에서 몰 퍼센트는 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 한다. 상술한 몰 퍼센트는 Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총량을 기준으로 한 것이 특히 바람직하다. Ti, Fe 및 Cu는 각기 1.2 몰% 이하의 양으로 및 Al은 1.5 몰% 이하의 양으로 존재하며, 바람직하게는 Ti, Fe 및 Cu는 각기 0.9 몰% 이하의 양으로 및 Al은 1.3 몰% 이하의 양으로 존재하며, 더 바람직하게는 Ti, Fe 및 Cu는 각기 0.6 몰% 이하의 양으로 및 Al은 0.9 몰% 이하의 양으로 존재하는 것이 특히 바람직하다.
특히, 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 합금 안료는 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 알루미늄 1.3 몰% 미만, 바람직하게는 0.9 몰% 미만, 더욱더 바람직하게는 0.6 몰% 미만의 양을 포함하는 것이 바람직하다. 알루미늄이 미량 성분으로써 존재할 때, 또는 알루미늄의 양이 검출 한계 미만일 때가 특히 바람직하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시 양태에서, 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 45.6 내지 57.8 몰%의 아연, 42.2 내지 54.4 몰%의 마그네슘을 포함하며, 각 경우 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 하며, 몰 퍼센트는 100 몰%까지 첨가되고, 여기에서 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 성분은 아연-마그네슘 안료의 95 중량%까지 첨가되며, 그의 총 중량을 기준으로 한다.
추가의 바람직한 실시양태에서, 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 46.7 내지 56.8 몰%의 아연, 43.2 내지 53.3 몰%의 마그네슘 및 0 내지 4.6 몰%의 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물을 포함하고, 더 바람직하게는 47.4 내지 54.3 몰%의 아연, 45.7 내지 52.6 몰%의 마그네슘 및 0 내지 3.4 몰%의 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물을 포함하고, 여기에서 Mn, Li, Be, Y, Sn 및 그의 혼합물의 비율은 각 경우 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 0.18 몰% 미만이고, 여기에서 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu는 총 아연-마그네슘 안료의 93 중량%를 구성하며, 그의 총 중량을 기준으로 한다.
매우 적당한 아연-마그네슘 합금은 50.5 내지 51.5 몰%의 아연, 48.5 내지 49.5 몰%의 마그네슘, 0 내지 1 몰%의 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물의 비율을 갖는 것으로 밝혀졌으며, 여기에서 Mn, Li, Be, Y, Sn 및 그의 혼합물의 비율은 바람직하게는 0.15 몰% 미만이고, 여기에서 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu는 아연-마그네슘 안료의 총 중량을 기준으로 97 중량% 이상을 구성한다. 특히 바람직하게는, Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu는 98 중량% 이상을 구성하며, 산소 이외에 추가의 성분은 아연-마그네슘 안료의 1.5 중량% 미만이다.
놀랍게도, 그러므로, 1μm 미만, 바람직하게는 700nm 미만의 평균 두께를 갖는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 제공이 가능하다. 심지어 40.8 내지 67.8 몰%의 아연, 32.3 내지 59.2 몰%의 마그네슘, Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물 0 내지 7 몰%의 함량을 포함하는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 제공은, 여기에서 예를 들어, Mn, Li, Be, Y, Sn 및 그의 혼합물의 비율은 0.15 몰% 이하이고, 각 경우 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 하고, 몰 퍼센트는 100 몰%까지 첨가되고, 이러한 합금의 낮은 연성 또는 높은 취성의 관점에서 놀랍다. 그러나, 본 발명에 따라 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료뿐만 아니라 매우 낮은 두께를 갖는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료가 제공될 수 있다는 것은 전혀 예상치 못한 것이다.
또한, 빠르고 높은 에너지 입력의 본 발명의 사용에 의하여 더 큰 입자의 뚜렷하게 감소된 균열을 갖는 균질한 연삭을 달성하는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다. 이는 교반 볼 밀의 사용을 통하여 특히 달성될 수 있다. 이와 대조적으로, 보통의 볼 밀에서, 여기서 보통 표준인 유의하게 더 낮고 더 느린 에너지 입력이 더 큰 입자를 평균 수준보다 더 크게 부수는 것처럼 보이고, 그래서 평균 두께 1 μm 미만의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료를 생산하기 위한 시도로 D90 값이 불균형적으로 높은 수준이 된다. 특히 500 nm 이하의 평균 두께를 갖는 플레이트렛 형상 아연 마그네슘 안료의 제조의 경우에, 큰 입자의 비율은 불균형하게 높은 정도로 감소되며, 그래서 식 (I) 스팬 ΔD=(D90-D10)/D50에 따른 스팬 Δd는 매우 작다. 이는 추가의 연삭 동안에 계속된다. 빠르고 높은 에너지 입력을 사용한 본 발명의 연삭에 의하여, 예를 들어 교반 볼 밀의 사용으로, 그에 반해서, 또한 큰 입자들이 보존됨과 동시에 평균 두께 500 nm 이하를 달성하고, 차례로 더 높은 D90의 결과를 나타내는 것은 놀라운 일이다. 그러한 더 큰 입자의 비율은 차례로, 예를 들어, 문제가 되는 조성물의 음극 산화 보호를 향상시키는, 각 입자를 접촉시키는 것 또는 연속적 배리어 층의 형성을 위해서, 유리한 것으로 보인다.
본 발명의 맥락에서 용어 "교반 볼 밀(stirred ball mill)"은 그의 운동에 기여하거나 또는 운동 중에, 바람직하게는 볼인 연삭체를 설정하는, 내부에 회전자를 갖는 밀을 의미하는 것으로 이해된다. 교반 볼밀의 특정 형태는 내부에 회전자를 가지며, 한편 외벽은 동시에 회전하는 것이다.
본 발명의 아연 마그네슘 안료의 특징은 이들이 1 μm 미만, 바람직하게는 700nm 미만, 더 바람직하게는 550nm 미만, 더 바람직하게는 400nm 미만, 더욱더 바람직하게는 350nm 미만의 평균 두께를 갖는 것이다.
또한, 본 발명에 따라 90nm 내지 1000nm 미만 범위의 평균 두께를 갖는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료를 제공하는 것이 바람직하다. 추가의 바람직한 실시양태에서, 아연-마그네슘 안료의 평균 두께는 100 nm 내지 700㎚ 미만, 더욱더 바람직하게는 110nm 내지 550㎚ 미만의 범위 내에 있다. 또 다른 매우 적당한 두께는 120nm 내지 400nm 미만의 범위에 있는 것임을 밝혀내었다. 특히 바람직하게는, 평균 두께는 125nm 내지 350nm 미만의 범위 내에 있다.
아연-마그네슘 안료의 평균 두께는 누적 도수 분포로서 간주된 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 계산하는 두께를 통해 알 수 있는 두께 분포로부터 구하여질 수 있다. 이 방법에서, 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 대표적인 통계적 평가를 수행할 수 있는 충분한 수의 입자가 분석된다. 전형적으로 약 100 입자, 바람직하게는 100 입자가 분석된다.
두께 분포는 누적 도수 분포 곡선의 형태로 적절하게 나타내진다. 평균값은 누적 도수 분포의 h50 값으로 주어진다. 더 두꺼운 안료의 비율의 측정은 h90 값 이다. 이값은 모든 안료 입자의 90%가 이값과 동일하거나 및/또는 미만인 두께를 갖는다는 것을 의미한다. 유사한 방식으로, h10 값은 두께 분포에서 더 얇은 안료의 비율의 측정치이며, 이것은 모든 안료 입자의 10%가 이 값과 동일하거나 및/또는 미만인 두께를 갖는 것을 의미한다. h50 값은 결과적으로 모든 안료 입자의 50 %가 이값과 동일하거나 및/또는 미만임을 의미하는 평균 두께 값을 제공한다.
SEM에 의한 개별 안료의 두께의 측정 및 평균 두께의 계산은 DE 10 315 775 A1에서 기술된 방법에 의해 수행된다.
요약하면, SEM에 의한 아연-마그네슘 안료의 두께는 SEM에 의해 하기와 같이 구할 수 있다:
본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 먼저 아세톤으로 세척하고 그 후 건조한다.
전자 현미경, 예를 들어 TEMPFIX(Gerhard Neubauer Chemikalien, D-48031 뮌스터, 독일)에서 통상적인 수지는 샘플 스테이지에 적용되며 그것이 연화될 때 까지 핫플레이트 상에서 가열된다. 후속하여, 샘플 스테이지는 핫플레이트로부터 제거되고 아연-마그네슘 안료는 연질화된 수지상에 분산시킨다. 수지는 냉각의 결과로서 다시 고형화되며, 아연-마그네슘 안료는 접착력 및 중력 사이의 상호 작용의 결과로서 분산되고, 샘플 스테이지 상에서 실질적으로 수직이며 고정 형태로 제조될 수 있다. 그 결과, 안료는 전자 현미경 내에서 양호한 측면 분석성을 갖는다. 두께의 분석에서, 안료의 방위각 α는 표면에 수직인 평면에 대하여 추정되고, 하기 식에 의해 두께 평가를 고려한다:
heff = hmeas/cosα.
누적 분포 곡선은 상대 도수를 사용한 heff 값으로 그려진다. 약 100 안료, 바람직하게는 100 안료가 계산된다.
대안적으로, 안료의 두께는 그려진 샘플의 횡단면을 사용하여 또한 계산될 수 있다. 그러나, 이 방법은 안료의 매우 양호한 평면에 평행한 배향의 경우에만 적용되어야 한다. 그렇지 않으면, 횡단면의 안료는 경사 방위각으로 배향될 수 있지만, 이는 관찰자에게 명백하지 않은 것이다. 이것은 더 높은 두께의 체계적인 측정을 초래한다.
명시된 평균 두께를 갖는 본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료 때문에 상기 명시된 낮은 평균 두께를 갖는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 제공은 총 두께가 상당히 감소될 수 있는 부식방지 코팅의 제공을 허용한다.
이것은 특히 매우 얇은 코팅, 예를 들어 항공기 코팅 또는 코일 코팅의 부식방지 적용에서 본 발명의 안료를 사용할 수 있게 한다.
본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 낮은 두께로 인하여, 본 발명의 플레이트렛 형상 안료의 하이딩 용량(hiding capacity), 즉 안료의 단위 중량 당 면적의 커버리지는 매우 높다. 동일한 중량, 예를 들어 1g의 안료가 주어질 때, 더 얇은 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 더 큰 두께를 갖는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료보다 더 높은 하이딩 용량을 갖는데, 그 이유는 단위 중량당 플레이트렛 형상 안료의 수가 더 두꺼운 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 경우보다 더 얇은 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 경우에 더 높기 때문이다. 부식으로부터 보호된 제품, 예를 들어 항공기 동체 또는 차량 본체에서 더 얇은 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 첫 번째로, 매우 효과적인 배리어 보호를 구축하고, 두 번째로, 부식으로부터 보호될 제품이 낮은 두께를 갖는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료에 의해 확실하게 커버 되도록, 서로 함께 및 하나 위에 다른 하나가 올려진 배열일 수 있다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 4 내지 35μm, 더 바람직하게는 4.5 내지 30μm, 더욱더 바람직하게는 5 내지 25μm 범위의 평균 직경 D50을 갖는다. 또 다른 매우 적당한 평균 직경은 5 내지 18μm을 갖는 것임이 밝혀졌다.
추가의 바람직한 실시양태에서, 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 1 내지 2.3의 식(II) 스팬 ΔD=(D90-D10)/D50에 따른 스팬Δd를 갖는 크기 분포를 갖는다. 더 바람직하게, 스팬은 1.2 내지 1.9며, 더욱더 바람직하게는 1.3 내지 1.5이다.
스팬 ΔD는 입자 크기 분포의 폭의 특성이다. 스팬이 작아질수록 입자 크기 분포는 더 좁아진다.
레이저 회절 방법에 의해 수득된 바의 본 발명의 안료의 누적 도수 분포의 D10, D50 및 D90 값은 각각의 아연-마그네슘 안료의 10%, 50% 및 90%가 각 경우 명시된 값과 동일한, 또는 그 이하의 직경을 갖는다는 것을 나타낸다. 크기 분포 곡선은 제조업체의 지시에 따라 맬버른(Malvern) 기기(기기: 맬버른 마스터사이저(Malvern Mastersizer) 2000)으로 구할 수 있다. 산란광 신호는 Mie 이론에 의해 평가된다.
본 발명의 바람직한 전개에서, D10 값은 0.9μm 내지 6μm, 바람직하게는 1.0μm 내지 3.3μm, 더 바람직하게는 1.5μm 내지 5.8μm, 더욱 더 바람직하게는 1.8 μm 내지 4.5μm 범위 내에 있다.
D50 값은 3μm 내지 25μm, 더 바람직하게는 4.0μm 내지 20μm, 더욱더 바람직하게는 4.5μm 내지 14μm 범위 내에 있는 것이 또한 바람직하다.
D90 값은 5μm 내지 56.7μm, 더 바람직하게는 6μm 내지 46.8μm, 더욱더 바람직하게는 7μm 내지 39.5μm 범위 내에 있는 것이 또한 바람직하다.
본 발명의 추가의 바람직한 실시양태에서, 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 스팬ΔD가 상기 명시된 범위 내에 있는 D10, D50 및 D90 값의 조합만을 갖는다.
D10 값은 입자 크기 분포에서 미세 분획의 척도이다. D10 값이 커질수록, 미세 분획은 더 작아져야 한다. 크기 또는 직경 1μm 미만을 갖는 입자는 플레이트렛 형태일 수 없으며, 대신에 구형이거나 또는 불규칙적인 형태이다.
본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는, 본 발명에 따른 사용에서 아연-마그네슘 합금의 취성에 관계없이, 예를 들어 마모된 물질 또는 불규칙한 형상의 단편의 형태로, 비-플레이트렛 형상 입자의 매우 낮은 비율을 갖는다.
플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료에서 구형 및/또는 불규칙한 형상의 입자의 매우 낮은 비율 때문에, 아연-마그네슘 안료의 플레이트렛 형상은 첫 번째로 배리어 작용의 개선 및 두 번째로 개선된 희생 애노드 작용을 초래한다.
바람직하게는, 종횡비, 즉 평균 안료 두께(h50)에 대한 평균 안료 직경(D50)의 비는 최소 6이다. 종횡비는 특히 바람직하게는 10 내지 200, 더 바람직하게는 12 내지 100, 더욱 바람직하게는 15 내지 75, 더욱더 바람직하게는 18 내지 50, 더욱더 바람직하게는 20 내지 40의 범위에 있다.
특히 바람직한 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 700nm 미만의 평균 두께를 갖고, 조성물은 48.9 내지 54.1 몰%의 아연, 45.9 내지 51.1 몰%의 마그네슘 및 0 내지 2.7 몰%의 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물을 포함하며, 각 경우 몰 퍼센트는 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 하며, 몰 퍼센트는 100 몰%까지 첨가되고, 여기에서 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu는 아연-마그네슘 합금 안료의 총 중량을 기준으로 95중량% 이상을 구성한다. 특히 매우 바람직한 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 100 내지 700nm의 평균 두께를 가지고, 조성물은 50.1 내지 52.7 몰%의 아연, 47.3 내지 49.9 몰%의 마그네슘, 0 내지 2.3 몰%의 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물을 포함하며, 각 경우 몰 퍼센트는 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 하며, 몰 퍼센트는 100 몰%까지 첨가되고, 여기에서 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu는 아연-마그네슘 합금 안료의 총 중량을 기준으로 95중량% 이상을 구성한다. 상술한 특정 성분에서, Mn, Li, Be, Y, Sn 및 그의 혼합물의 비율은 여기에서 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로, 0.15 몰% 이하인 것이 특히 바람직하다.
합금은 불활성 가스, 바람직하게는 아르곤 하에서 아연 및 마그네슘 구성 성분 및 추가의 성분들을 균질한 용융물의 형태로 용융시킴으로써 제조된다. 용융물은 그 후 불활성 가스, 바람직하게는 아르곤 하에 종래의 방법으로 애터마이즈되어 아연-마그네슘 합금 분말을 수득한다. 분말은 바람직하게는 구 형태이다. 원소 금속 또는 금속 간 상의 포함은 그 결과로 생긴 합금 분말을 형성할 수 있다. 본 발명에 따른 제조 방법을 사용하여, 원소 금속 또는 금속 간 상의 포함은 그 결과로 생긴 합금 분말을 형성할 수 있다. 본 발명에 따른 제조 방법을 사용하여, 이렇게 하여 얻어진 아연-마그네슘 분말은 플레이트렛 형상의 아연 마그네슘 안료를 제조하는 데 사용될 수 있다.
추가의 바람직한 실시양태에서, 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 교반 볼 밀을 사용한 기계적 성형에 의해 얻어진다.
원칙적으로, 물리적 기상 증착에 의하여 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료를 제조하는 것이 가능하다. 특정 아연-마그네슘 합금을 수득하기 위하여 아연 금속 및 마그네슘 금속의 규정된 증발은 기술적으로 복잡하고 매우 고가와 관련된다. 그러나, 아연-마그네슘 안료는 큰 체적으로 사용되는 물질이며, 이것은 저렴하게 제조될 수 있어야 한다.
이러한 점에서, 물리적 증기 증착에 의한 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 제조는 가능한 경로이지만, 그의 비용으로 인하여 시장성이 있는 제품을 수득할 수 없다.
그러므로, 특히 교반 볼 밀을 사용한, 기계적 성형에 의한 본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 제조가 바람직하다. 교반 볼 밀을 사용한 기계적 성형에 의한 제조된 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 표면의 성질에 의해 물리적 증기 증착에 의해 제조된 플레이트렛 형상 아연-마그네슘 안료와 구조적으로 상이하다. 물리적 증기 증착법에 의하여, 절대적으로 평면 표면을 갖는 안료가 수득 된다. 또한, 물리적 증기 증착에 의해 제조된 금속 안료는 캐리어 물질로부터 탈착 후 선형 파단 엣지를 갖는다.
교반 볼 밀을 사용한 기계적 성형에 의해 제조된 본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 그러나 약간 골이 진 표면 대신에 절대적으로 평면이 아닌 표면에 대하여 우선 주목할 만하다. 또한, 기계적 성형에 의해 제조된 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 약간 엣지 균열을 갖는 둥근 엣지 영역을 갖는다. 구조적인 면에서, 따라서, 물리적 증기 증착에 의해 제조된 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 예를 들어 주사 전자 현미경(SEM)에 의해 기계적 성형에 의해 수득된 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료로부터 용이하게 분화될 수 있다.
본 발명에 따른 제조 공정에 의하여, 기계적 성형에 의해 저가의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료를 제조하는 것이 가능하다. 방식에서, 안료의 광학 성질은 특별히 중요한 것은 아니다. 그 대신, 안료의 플레이트렛 형상 구조는 효과적인 방식을 위해 필수적이다. 기계적 성형에 의해 제조된 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료가 매우 적은 균질 표면을 갖는다는 사실은 효과적인 방식을 위해 불리하지 않다.
본 발명은 또한 본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 합금 안료를 포함하는 부식방지 도료를 제공한다.
본 발명의 아연-마그네슘 안료는 광범위한 상이한 도료 조성물, 예를 들어 페인트 및 도료에 혼입될 수 있다.
아연-마그네슘 안료의 비율은 부식방지 코팅에 필요한 각각의 프로파일에 따라 조정될 수 있다. 전형적으로 부식방지 코팅에서 아연-마그네슘 안료의 비율은 부식방지 도료의 총 중량을 기준으로 바람직하게는 10중량% 내지 80중량%, 더 바람직하게는 15중량% 내지 70중량%, 더욱더 바람직하게는 20중량% 내지 65중량%의 범위이다.
부식방지 코팅에서 결합제의 비율은 부식방지 도료의 총 중량을 기준으로, 바람직하게는 15중량% 내지 85중량%, 더 바람직하게는 25중량% 내지 75중량%, 더욱더 바람직하게는 35중량% 내지 70중량%의 범위이다.
도료 또는 페인트의 경우, 부식방지 도료 내의 용매의 비율은 바람직하게는 1중량% 내지 10중량%, 더 바람직하게는 2중량% 내지 8중량%, 더욱더 바람직하게는 2중량% 내지 5중량% 범위이다. 유기 용매 내에 물도 또한 존재할 수 있다. 바람직하게는 용매의 총 중량을 기준으로 물 함량은 1중량% 미만, 더 바람직하게는 0.9중량% 미만, 더욱더 바람직하게는 0.8중량% 미만이다.
부식방지 도료의 상기 구체화된 조성물은 적용될 조성물이며, 따라서 건조된 조성물이 아니다.
사용된 용매는 페인트 및 도료에서 전형적으로 사용되는 유기 용매일 수 있으며, 예를 들어, 에톡시프로필 아세테이트, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 크실렌, 아세톤 및 그의 혼합물이다.
본 발명의 부식방지 코팅은 1-팩 시스템(1K) 또는 2-팩 시스템(2K)의 형태일 수 있다.
부식방지 도료는 또한 양극 또는 음극 딥도형재(dipcoat)의 형태도 취할 수 있다.
본 발명의 추가의 전개에서, 본 발명의 부식방지 도료는 분말 도형재(powder coat)의 형태를 취할 수 있다.
본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 용도의 면에서 매우 다목적이며, 그러므로 광범위한 상이한 도료 조성물에 혼입될 수 있다.
본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료와 함께 사용된 결합제는 종래의 모든 페인트 결합제 및 도료 결합제일 수 있다. 각 경우 사용된 결합제는 용매 및/또는 각각의 코팅 방법의 작용으로서 선택될 수 있다.
분말 도료의 경우, 결합제로서 열가소성 또는 열 경화성 수지를 사용하도록 하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 사용된 열가소성 결합제는 폴리비닐 클로라이드, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드 및 기타 열가소성 수지일 수 있다.
사용된 열경화성 또는 열경화형 결합제는 예를 들어, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴레이트 수지 등일 수 있다.
에폭시 수지 및 폴리우레탄 수지는 예컨대 분말 도형재에서 사용하기에 매우 적당한 것으로 밝혀졌다. 또한, 한편으로는 에폭시 수지 및 다른 한편으로는 폴리 우레탄 수지는 항공기의 외부 마감을 위한 결합제 시스템으로서 특히 사용된다. 예를 들어, 미국의 셔윈-윌리엄스(Sherwin-Williams)에서 시판되는 결합제 시스템, 또는 미국의 듀퐁에서 시판되는 결합제 시스템을 사용하는 것이 가능하다.
본 발명의 부식방지 코팅은 통상적인 첨가제, 예컨대 습윤제 또는 분산제, 표면 첨가제, 소광제, 레올로지 첨가제, 광 안정제, 예컨대 UV 안정제, 건조제, 살생물제 또는 그의 혼합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 합금 안료는 부식방지 페인트로서 모든 통상의 기판에 원칙적으로 적용되어야 한다. 그러나, 바람직하게는 이들은 특히 알루미늄 합금과 같은 더 염기성인 금속을 포함하는 특정 기판에 적용된다. 상응하는 알루미늄 합금의 예는 AA2024, AA5754이다. 알루미늄의 표준 전위는 아연보다 낮기 때문에, 아연 플레이트렛(또는 아연 분진)은 본원에서 사용되지 않는다.
본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 합금 안료는, 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 예컨대 알루미늄 코일, 알루미늄 합금 코일 또는 강철 코일, 또는 알루미늄 시이트, 알루미늄 합금 시이트 또는 강철 시이트의 코일 코팅이라고도 불리우는 벨트 코팅에 사용하기에 적당하다.
코일 코팅에 의해 코팅된 시이트는, 다양한 용도, 예컨대 파사드, 루핑 엘리먼트 또는 가전 제품, 예컨대 냉장고, 세탁기, 식기 세척기 등에서 사용된다.
본 발명의 1 μm 미만, 바람직하게는 700 nm 미만의 아연-마그네슘 안료의 매우 낮은 평균 두께 때문에, 상술한 바와 같이, 바람직하게는 10 내지 200μm, 바람직하게는 25 내지 150μm, 더 바람직하게는 30 내지 100μm의 총 건조 두께를 갖는 매우 효과적인 부식방지 코팅을 적용하는 것이 가능하다. 매우 적당한 총 건조 두께는 10 내지 40μm인 것으로 밝혀졌다.
놀랍게도, 바람직하게는, 약 80nm 내지 450nm 미만, 더 바람직하게는 약 100nm 내지 400nm 미만, 더욱더 바람직하게는 130nm 내지 350nm 미만의 평균 두께로 본 발명의 플레이트렛 형상 아연-마그네슘 안료를 포함하는, 바람직하게 에폭시 수지 기재 또는 폴리 우레탄 수지 기재의 부식방지 도료는 특히 항공기의 코팅에 적당한 것으로 밝혀졌다.
항공기에서 부식방지 도료는 극한 조건에 노출된다. 예를 들어, 이들 부식방지 도료는 수 분 내에 +70℃ 에서 -60℃의 온도 변화를 견딜 수 있어야 한다. 또한 항공기 페인트는 순항 고도에서 발생하는 강렬한 UV 조사에 내성이 있을 필요가 있다. 마지막으로, 항공기 페인트는 또한 화학 및 물리적 스트레스, 예컨대 등유 및 유압 유체, 모래의 입자, 얼음 결정 및 진동 날개에 대한 내성이 있어야 한다.
본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 항공기의 마감용 페인트에서 아연-마그네슘 안료로서 사용하기에 특히 적당하다.
필요한 안정성을 고려하면서 항공기의 총 중량을 낮게 유지하기 위해, 알루미늄 합금은 항공기 구축에 사용된다. 사용된 한 알루미늄 합금은 AA2024로서 불리우는 알루미늄 합금이다. 알루미늄 합금 AA2024는 2.78g/cm3의 밀도를 가지며, 알루미늄 내에 약 4.3중량% 내지 4.4중량%의 구리, 0.5중량% 내지 0.6중량%의 망간, 1.3중량% 내지 1.5중량%의 마그네슘 및 약 0.5중량% 미만의 아연, 니켈, 크롬, 납 및 비스무트를 함유한다. 전형적으로, 알루미늄 합금 AA2024의 조성은 AlCu4Mg1로서 보고된다. 이러한 알루미늄 합금은 항공기 구축을 위해 필요한 물리적 특성을 갖지만, 불량한 내식성을 갖는다.
자동차 구축 및 선박 건조에서도 또한 사용되는 추가의 알루미늄 합금 AA5754는 약 2.66g/cm3의 밀도를 가지며, 알루미늄 내에 2.6중량% 내지 3.6중량%의 마그네슘, 0.5중량%의 망간, 0.4중량%의 철, 0.4중량%의 Si, 0.3중량%의 Cr, 0.2중량%의 Zn, 0.15중량%의 Ti 및 0.1중량%의 Cu를 함유한다. 전형적으로 알루미늄 합금 AA5754의 조성은 AlMg3로서 보고된다.
아연의 표준 전기 화학적 전위는 -0.76V이며, 한편 알루미늄의 표준 전기 화학적 전위는 -1.66V이다. 따라서, 아연은 알루미늄보다 더 귀금속이며, 이것은 예컨대, 습한 조건하에 아연 및 알루미늄의 직접 접촉의 경우 알루미늄이 용해되는 이유이다.
본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 합금 안료의 경우에 표준 전기 화학적 전위는 본 발명에 따라 사용된 합금의 두 주성분인 아연 및 마그네슘에 의해 필수적으로 형성된다.
망간의 표준 전기 화학적 전위는, 예컨대, -1.18V이며, 베릴륨 -1.85V, 이트륨 -2.37V, 리튬 -3.04V 및 주석 -0.14V이다. 그러나 이들 금속은 사용될 합금 내에 7 몰%의 최대 비율로 존재하기 때문에, 그들의 표준 전기 화학적 전위에 대한 영향은 작다.
본 발명에 따라 사용된 아연 합금 내에 마그네슘의 비율을 증가시킴으로써, 특히 항공기 구축에서 사용된 알루미늄 합금에 대하여 효과적인 방식성이 되도록, 표준 전기 화학적 전위를 더 낮추는 것이 가능하다.
본 발명의 아연-마그네슘 안료의 플레이트렛 형상 구조로 인하여, 이들은 첫 번째로 배리어로서 물리적으로 효과적인 방법으로 제공될 수 있으며, 두 번째로 부식으로부터 보호될 제품, 예컨대 항공기 동체 또는 선박의 선체 또는 섀시(chassis)와 2차원 접촉의 결과로서, 희생 애노드로 효과적으로 제공될 수 있다.
본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 매우 낮은 안료 두께 때문에, 본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 항공기 코팅에서 요구되는 바의 매우 얇은 코팅, 예컨대 약 30μm 이하의 층 두께를 갖는 항공기 코팅에 사용될 수 있다.
본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 500 nm 미만의 층 두께를 바람직하게는 갖고 있기 때문에, 본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 매우 효과적인 물리적 배리어가 형성되도록 부식방지 코팅에서 서로 함께 및 특히 반복적으로 하나 위에 다른 하나가 올려지는 적층이 될 수 있다. 30μm의 페인트 층 두께의 제공은, 그러므로 매우 효과적인 방식을 초래하는 하나 위에 다른 하나가 올려진 배열이 되는 평균 60층 까지의 본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료에 대하여 500 nm 미만의 평균 안료 두께가 제공된다.
본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 항공기 페인트 시스템에서만이 아니라 선박 또는 보트를 위한 페인트 시스템에서 및 차량 본체에서도 물론 사용할 수 있다. 차량 본체는 자동차, 트럭 및 또한 모터바이크 또는 스쿠터에서 모터 차량 본체인 것으로 이해된다.
그것은 마찬가지로 빌딩, 파사드, 도어 및 윈도우 프레임, 교량, 풍력 터빈, 파워 마스트 등의 방식에 본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 사용이 가능하다.
그 결과, 본 발명의 기본적인 목적은 또한 본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료 또는 본 발명의 부식방지 도료로 코팅된 제품에 의해 달성된다. 본 발명의 제품은 항공기, 선박, 보트, 차량 본체, 캔, 금속, 특히 알루미늄으로 제조된 벽 클래딩, 자전거, 빌딩, 파사드, 도어 및 윈도우 프레임, 파워 마스트, 풍력 터빈 및 교량으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
특히 바람직한 것은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된 제품 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 구비된 제품으로 주어진다. 그러므로, 제품은 바람직하게는 항공기, 선박, 보트 또는 차량 본체이며, 특히 바람직하게는 항공기이다.
본 발명의 기본적인 목적은 또한 본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 제조 방법에 의해 달성된다. 이 방법은 하기 단계를 갖는다:
각 경우 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로,
아연 40.8 내지 67.8 몰%, 마그네슘 32.2 내지 59.2 몰%, Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물 0 내지 7 몰%의 양을 포함하며, 몰 퍼센트는 100 몰%까지 첨가되고,
플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자 kg 당 최소 2500 kJ이 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자 kg 당, 시간 당 최소 600 kJ의 속도로 유닛으로 도입되고, 연삭체(grinding bodies)를 사용하여, 플레이트렛 형상으로의 비-플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자의 기계적 성형 단계.
이미 전술한 바와 같이, 40.8 내지 67.8 몰%의 아연, 32.2 내지 59.2 몰%의 마그네슘 및 0 내지 7 몰%의 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물의 비율을 가지는 본 발명의 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 제조에 사용되는 합금은, 여기에서 Mn, Li, Be, Y, Sn 및 그의 혼합물의 비율은, 예를 들어, 0.15 몰% 미만이고, 각 경우 몰 퍼센트는 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 하며, 몰 퍼센트는 100 몰%까지 첨가되고, 낮은 연성과 높은 취성을 갖는다.
본 발명에 따른 방법에서, 바람직하게는 대략 구형의 기하구조를 갖는 비-플레이트렛 형상의 금속 입자가 사용된다. 바람직하게 대략 구형의 기하학적 구조를 갖는 본 발명에 따라 사용된 아연-마그네슘 합금의 비-플레이트렛 형상 금속 입자는 애터마이제이션에 의한 종래의 방식에서, 40.8 내지 67.8 몰%의 아연, 32.2 내지 59.2 몰%의 마그네슘 및 0 내지 7 몰%의 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물의 조성물을 포함하는 금속 합금 용융물을 애터마이징하여 수득 된다. 용융물을 애터마이제이션한 후 수득 된 금속 입자는 일반적으로 구형이며 2μm 내지 100μm, 더 바람직하게는 5μm 내지 80μm, 더욱더 바람직하게는 10μm 내지 40μm 범위 내의 평균 입자 직경을 갖는다.
바람직하게는, 애터마이제이션에 의해 수득된 금속 분말은 좁은 입자 크기 분포를 갖는다. 본 발명에 따라 사용하기 위한 합금의 구형 금속 입자는 0.9μm 내지 6μm, 바람직하게는 1.0 내지 3.3 μm의 D10 값, 3μm 내지 25μm, 바람직하게는 4μm 내지 14μm의 D50 값 및 5μm 내지 39.5μm, 바람직하게는 6μm 내지 25μm의 D90 값을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명자들은, 놀랍게도, 비-플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자의 플레이트렛 형상 변형이 많은 양의 에너지가 단시간 내에 도입될 때 달성될 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 이 에너지가 특히 주로 충격 에너지의 형태가 아니라, 매우 상당히 마찰 에너지의 형태로 전도될 때, 특히 교반 볼 밀을 사용한 결과일 때, 유리한 것으로 밝혀졌다. 종래의 볼 밀의 사용의 경우, 이 에너지는 바람직하게 연삭 볼인, 2개의 연삭체가 서로를 치고, 연삭체들 사이에 금속 입자가 존재하도록 유연하게 변형될 때 주로 충격 에너지의 형태로 전도된다, 마찰 에너지의 경우, 이 에너지는 바람직하게는 연삭 볼인 2개의 연삭체를 서로에 대해 롤링하고, 비-플레이트렛 형상의 금속 입자가 연삭 볼 사이에 배치됨으로써 야기된다. 대안적으로, 바람직하게는 연삭 볼인 연삭체의 롤링은 또한 밀 벽 및 연삭체 사이에서 수행될 수 있다. 본 발명의 맥락에서 특히 바람직하게는, 사용된 연삭 유닛은 그래서 교반 볼 밀이다.
교반 볼 밀은 회전자-고정자 원리로 작동하고, 용어가 볼밀의 특별한 형태임을 시사함에도 불구하고 일반적으로 용어 "볼 밀"로 이해되는 밀의 형태와는 상당한 차이가 있다.
교반 볼 밀은 일반적으로 강철, 유리 또는 내마모성 세라믹 물질로 구성된 연삭체로 50체적% 내지 90체적% 범위, 바람직하게는 70체적% 내지 90체적% 범위로 충전된 수직 또는 수평의 일반적으로 원통형 용기로 구성된다. 용기는 고정자이다. 회전자는 적당한 교반 요소(로드 또는 디스크) 또는 평활 벽 교반기 본체를 갖는 교반 시스템이다. 교반기 본체는 구동되며 연삭체의 집중적인 운동을 제공한다. 밀베이스 현탁액, 즉, 비-플레이트렛 형상의 ZnMg 합금 입자는, 연속적으로 연삭 스페이스를 통과한다. 이 과정에서, 현탁된 ZnMg 합금 입자가 형성되며 충격력 및 특히 전단력에 의해 연삭체 사이에서 분산된다. 밀 출구에서, 밀베이스 및 연삭체가 적당한 분리 시스템, 예컨대 스크린에 의해 분리된다.
약 30체적% 내지 40체적% 의 연삭체들로 충전된 볼밀에 비해, 교반 볼밀의 효과는 주로 전단력을 통한 ZnMg 입자의 완만한 플라스틱 형성이다.
비-플레이트렛 형상 금속 입자의 유의한 마모 또는 미분쇄를 초래함이 없이 비-플레이트렛 형상의 금속 입자의 점진적인 변형을 초래하여 본 발명의 플레이트렛 형상 아연-마그네슘 안료를 만들기 위하여, 프로세스 파라미터는 바람직하게는 시간 당 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자 kg 당 최소 600 kJ의 속도에서 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자의 kg 당 에너지 입력이 2500kJ 이상이 되도록 조절되는 것이 바람직하다.
상술한 실시양태에서, 플레이트렛 형상 아연 마그네슘 입자의 kg 당 3300 kJ(kJ/kg) 이상이 시간당 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자의 kg당 680kJ(kJ/kg·h) 이상의 속도로 도입되며, 더 바람직하게는 3700kJ/kg 이상이 730kJ/kg·h 이상의 속도로, 더욱더 바람직하게는 4250kJ/kg 이상이 800kJ/kg·h 이상의 속도로 및 더욱더 바람직하게는 4700kJ/kg 이상이 835kJ/kg·h 이상의 속도로 도입되는 것이 특히 바람직하다.
기계적 성형 단계에 이어 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 제거 등의 공정 단계가 수행될 수 있다. 또한, 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 원하는 입자 크기 분포가 확립되는 분류 단계가 임의로 뒤따를 수 있다.
예를 들어 존재하는 임의의 미세 물질, 예컨대, 연마 물질의 제거를 위해 또는 원하는 스팬 ΔD의 확립을 위해 분류가 예를 들어 사이클론, 스크린 등에 의해 수행될 수 있다.
본 발명은 이것으로 제한됨이 없이, 첨부된 도면 및 실시예를 참고로 하여 이후에 보다 상세하게 설명된다.
도 1 및 도 2는 실시예 2에 따른 플레이트렛 형상 안료의 주사 전자 현미경 사진을 나타낸다.
도 3 및 도 4는 비교예 3에 따른 플레이트렛 형상 안료의 주사 전자 현미경 사진을 나타낸다.
실시예
실시예 1: 아연-마그네슘 입자의 제조(51.4 몰%의 아연, 48.6 몰%의 마그네슘)
296kg의 아연, 104kg의 마그네슘은 아르곤-비활성화된 용융 도가니 내에서 >650℃의 온도로 용융시켰다. 용융물은 그 후 노즐을 통해 스프레이 벙커로 애터마이즈 시켜 7.2μm의 D10, 17.3μm의 D50 및 35.3μm의 D90을 갖는 입자 크기 분포의 분말을 수득하였다.
실시예 2: 본 발명의 아연-마그네슘 안료의 제조
실시예 1에 따라 제조된 9kg의 아연-마그네슘 분말은 4252.5kJ/kg의 물질 Em(t)를 기준으로 한 특정 에너지 입력에서 Netzsch RWK LMZ10 교반 볼 밀 내의 32 리터의 이소프로판올(용매) 내에서 연삭된다. 그 후, 연삭 볼 및 용매는 수득 된 안료로부터 분리한다. 입자 크기 분포는 제조업체의 지시에 따라 맬버른 마스터사이저 2000에서(D10:3.0μm, D50: 6.9μm, D90:13.3μm), 평균 안료 두께(h50=300nm)는 상기 및 DE 103 15 775 A1(문단 [0125] 내지 [0127])에서 기술된 바와 같이 SEM에 의해 구하여 졌다.
도 1 및 도 2로부터, 수득한 안료는 플레이트렛 형상이며 실질적으로 단편 또는 마모된 물질은 함유하지 않는 것임을 알 수 있다. 또한, 수득한 입자는 매우 낮은 평균 안료 두께를 갖는다. 이들은 그래서, 예를 들어, 매우 얇고, 아주 효과적인 방식 코팅을 위한 공정에, 특히 양호한 적합성을 갖는다.
비교예 3: 표준 조건 하 아연-마그네슘 입자의 연삭
10시간 동안 분당 40 회전의 순환 속도로 볼 밀(치수: 길이: 100cm, 직경: 100cm) 및 강철 연삭 볼(직경 12mm) 내의 32 리터의 석유 스피릿(용매)에서 실시예 1에 따라 제조된 9 kg의 아연-마그네슘 분말이 연삭된다. 그 후, 연삭 볼 및 용매는 수득 된 안료로부터 분리된다. 입자 크기 분포는 제조업체의 지시에 따라 맬버른 마스터사이저 2000에서(D10:2.6μm, D50:5.0μm, D90:9.2μm), 평균 안료 두께(h50=2μm)는 상기 및 DE 103 15 775 A1(문단 [0125] 내지 [0127])에서 기술된 바와 같이 SEM에 의해 구한다.
도 3 및 도 4로부터, 수득한 안료는 단편 및 마모된 물질임을 알 수 있다. 또한, 수득한 입자는 2μm의 지나치게 높은 평균 안료 두께를 갖는다. 더 긴 연삭 시간은 더 낮은 평균 안료 두께를 갖는 플레이트렛 형상 안료를 초래하지 않으며, 단지 입자의 추가의 미분쇄를 초래한다.
실시예 4: 추가의 아연-마그네슘 안료의 제조
실시예 2 또는 비교예 3과 유사하게, 약간의 조작을 가한 조건 하에서, 임의로 다른 분말(예를 들어, D10=3.8μm, D50=8.4μm, D90=15.6μm)의 사용으로, 추가의 아연-마그네슘 안료가 제조되었다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 하기 아연-마그네슘 안료가 수득되었다:
Figure pct00002
용도예 1:
상응하는 안료는 베이스코트 및 경화제를 포함하는 시험 페인트 시스템에 혼입된다.
시험 페인트 시스템은 하기 조성을 갖는다:
Figure pct00003
이어서, 코팅된 시이트는 DIN-EN-3665에 따른 Filiform 시험 및 ISO 9227에 따른 염수 분무 시험을 수행하였다. 이러한 방식으로, 하기 결과가 얻어졌다:
Figure pct00004

Claims (17)

  1. 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료가 각 경우 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 40.8 내지 67.8 몰%의 아연, 32.2 내지 59.2 몰%의 마그네슘, 및 0 내지 7 몰%의 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물을 포함하며, 몰 퍼센트는 100 몰%까지 첨가되고, 상기 안료의 평균 두께 h50이 1 μm 미만인 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 각 경우 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 45.6 내지 57.8 몰%의 Zn, 42.2 내지 54.4 몰%의 Mg, 및 0 내지 7 몰%의 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물을 포함하며, 몰 퍼센트는 100 몰%까지 첨가되고, Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu가 아연-마그네슘 안료의 93 중량% 이상을 구성하는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 각 경우 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 Mn, Li, Be, Y, Sn 및 그의 혼합물을 0.15 몰% 미만으로 포함하는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 90nm 내지 700nm 미만 범위의 평균 두께를 갖는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 3 내지 25μm 범위의 평균 직경 D50을 갖는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 10 내지 200 범위의 종횡비를 갖는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 15 내지 75 범위의 종횡비를 갖는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료는 1.0 내지 2.3의 하기 식(II)에 따른 스팬 ΔD의 크기 분포를 갖는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료.
    [수학식 II]
    스팬 ΔD = (D90-D10)/D50
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 아연-마그네슘 안료는 각 경우 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 47.3 내지 54.2 몰%의 Zn, 45.8 내지 53.7 몰%의 Mg, 및 0 내지 4.6 몰%의 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물을 포함하며, 몰 퍼센트는 100 몰%까지 첨가되고, 상기 안료의 평균 두께 h50은 700 nm 미만이고, Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu가 아연-마그네슘 안료의 총 중량을 기준으로, 93 중량% 이상을 구성하는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 합금 안료는 연삭 유닛으로서 교반 볼 밀에 의한 기계적 성형에 의해 수득되는 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 합금 안료.
  11. 부식방지 도료가 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료를 포함하는 부식방지 도료.
  12. 항공기 또는 코일 코팅을 위한 도료에 사용되는 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 용도.
  13. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 아연-마그네슘 안료 또는 청구항 11에 기재된 부식방지 도료를 포함하는 제품.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 제품은 항공기, 선박, 보트, 차량 본체, 빌딩, 파사드, 도어 및 윈도우 프레임, 교량, 파워 마스트(power mast) 및 풍력 터빈으로 이루어진 군으로부터 선택되는 제품.
  15. 청구항 13 또는 청구항 14에 있어서, 상기 제품은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되거나 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 제품.
  16. 하기 단계를 포함하는 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 제조 방법:
    각 경우 Zn, Mg, Mn, Be, Y, Li, Sn, Al, Ti, Fe 및 Cu 원소의 총 몰량을 기준으로 40.8 내지 67.8 몰%의 Zn, 32.2 내지 59.2 몰%의 Mg, 및 0 내지 7 몰%의 Mn, Li, Be, Y, Sn, Al, Ti, Fe, Cu 및 그의 혼합물을 포함하며, 몰 퍼센트는 100 몰%까지 첨가되고,
    플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자 kg 당 2500 kJ 이상의 에너지 입력이 시간 당 플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 입자 kg 당 600 kJ 이상의 속도에서 유효한 것인 비-플레이트렛 형상의 아연-마그네슘 안료의 기계적 성형 단계.
  17. 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되거나, 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는 제품을 부식으로부터 보호하기 위한 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 아연-마그네슘 안료의 용도.
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