KR20190054950A - 부식 제어 코팅 - Google Patents

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KR20190054950A
KR20190054950A KR1020180137145A KR20180137145A KR20190054950A KR 20190054950 A KR20190054950 A KR 20190054950A KR 1020180137145 A KR1020180137145 A KR 1020180137145A KR 20180137145 A KR20180137145 A KR 20180137145A KR 20190054950 A KR20190054950 A KR 20190054950A
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coating composition
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coating system
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KR1020180137145A
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마르셀 로스
게르하르트 로이스만
산드라 뵘
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에발트 되르켄 아.게.
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Abstract

본 발명은 적어도 2개 층을 포함하는 금속 기판에 캐소드 부식 보호를 발생시키기 위한 코팅 시스템, 보다 구체적으로 부식 제어 코팅 시스템, 및 또한 그것의 제조 방법 및 그 코팅 시스템으로 코팅된 기판에 관한 것이다.

Description

부식 제어 코팅{CORROSION CONTROL COATING}
본 발명은 부식 제어(corrosion control), 보다 구체적으로는 캐소드 부식 제어(cathodic corrosion control)의 기술분야에 관한 것이다.
본 발명은 보다 구체적으로 금속 기판(metallic substrate)에서 캐소드 부식 보호(cathodic corrosion protection)를 발생시키기 위한 코팅 시스템, 특히 부식 제어 코팅 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 추가로 코팅 시스템의 제조 방법 및 또한 코팅 시스템으로 코팅된 금속 기판에 관한 것이다.
본 발명은 마지막으로 코팅 시스템을 제조하기 위한 키트에 관한 것이다.
금속에서 부식의 신호는 모든 산업 분야에 걸쳐 관찰되며, 기계, 차량, 산업 설비 또는 심지어 빌딩의 내구성 또는 사용 기간이, 자주 결정적으로, 사용된 금속의 부식 특성에 좌우되기 때문에 매우 중요하다. 부식은 금속 부품이 교체되거나 개조되어야 하는 것을 의미하며, 그것의 작업은 언제나 시간, 재료 및 비용을 포함한다.
DIN ISO 8044에 따르면, 부식은 금속과, 금속의 특성의 변화로 이어지고 금속, 금속의 주변, 또는 금속이 사용되는 기술 시스템의 기능에 상당한 부작용으로 이어질 수 있는 금속의 환경 사이의 물리화학적 상호작용이다. 금속 부식은 일반적으로 전기화학적 과정, 특히 아마도 전해질 용액의 존재하에서, 주변 산소에 의한 금속들의 산화를 포함하고, 그 결과 금속 산화물 층이 형성된다.
부식 과정이 자주 금속 또는 금속 성분의 내구성 또는 사용 기간을 결정하기 때문에, 금속의 부식 민감성 및 부식율(corrosion rate)을 감소시키는 것이 필요하다. 부식으로부터 금속을 보호하는 한가지 방법은 환경의 영향으로부터 금속을 보호하고 따라서 부식으로부터 금속을 보호하기 위해 의도된 수동 시스템 - 코팅, 예를 들면 보호 코팅-을 사용하는 것이다. 다른 방법은 활성 시스템을 시용하는 것으로, 그 시스템에서 보호하기 위한 금속은 전기화학적 과정이 많이 이용되는 캐소드로서 사용되고, 따라서 금속의 산화가 방지되거나 및/또는 형성되는 금속 이온들이 즉시 환원되어야 한다. 캐소드 부식 제어는 한편으로는 외부 전기 전압의 적용에 의해 얻어질 수 있다; 그러나, 다른 한편으로는 보호하기 위한 금속이 비금속(baser metal), 즉 더 낮은 전기화학적 표준 전위를 가진 금속과 전기적으로 접촉하게 되는 것도 가능하다. 그러면 두 금속은 전기화학 시스템을 형성하고, 그 시스템에서 비금속은 희생 산화전극(sacrificial anode)으로도 언급되는 애노드를 나타내며, 산화되는 한편, 귀금속은 캐소드이고, 그곳에서 환원이 일어난다.
캐소드 부식 제어의 한 가지 공통된 형태는 금속들 또는 금속 성분의 비금속으로의 코팅이다. 특히 강철의 부식 제어와 관련하여, 여기에서 빈번하게 채택된 측정은 아연도금(galvanization)의 측정, 달리 말하면 아연 또는 아연 합금을 기반으로 한 코팅의 측정이다.
아연도금으로, 강철, 특히 강철 시트는 관례적으로, 고온 침지 아연도금의 과정으로, 용융 아연의 배스에 담금으로써 원소 아연으로 코팅된다.
다른 가능성은 외부 전압을 아연 이온을 함유하고 있는 전해질 배스에 적용함으로써, 전기분해에 의해 또는 전기화학적으로 강철 시트 또는 강철 성분들을 얻는 것이다.
아연도금의 한 가지 특수한 경우는 아연 플레이크 프라이머(zinc flake primer)로도 불리는 아연 플레이크 코팅(zinc flake coating)의 사용이다. 아연 플레이크 코팅 및 아연 플레이크 프라이머는 대부분 무기 결합제에 아연 라멜라, 즉 혈소판 모양의 아연 색소를 포함한다. 결합제와 아연 라멜라의 혼합물은 분산액의 형태로 보호를 위한 금속 파트에 적용되고, 결합제는 계속해서 가교결합됨으로써, 5 내지 15 μm의 두께를 가지는 폐쇄된, 균일층이 생성된다. 아연 입자들의 결합제 매트릭스로의 삽입에도 불구하고, 아연 플레이크 코팅은 전기 전도성을 나타내며, 그로써 고수준의 보호를 보장한다; 특히 DIN　ISO　9227에 따라 염 분무 테스트(salt spray test)에서 스크라이브 마크(scribe mark)에서, 비슷한 필름 두께에서, 아연 플레이크 코팅은 고온 침지 아연도금된(hot dip galvanized) 및 아연도금된 또는 전기 아연도금된(electrogalvanized) 금속 부품에 비해 상당히 개선된 내식성(corrosion resistance)을 나타낸다.
아연 플레이크 코팅 또는 프라이머의 아연 라멜라가 삽입된 대부분 무기 매트릭스는 전형적으로 주로 이산화 규소 또는 이산화 티타늄으로 구성된다. 상응하는 코팅 조성물의 형태로 기판에 적용되는 전형적인 아연 플레이크 코팅은 예를 들어 WO 2007/130838 A2에서 기술된다.
고온 침지 아연도금 또는 전기 아연도금과 대조적으로, 아연 플레이크 코팅 및 아연 플레이크 프라이머는 원칙적으로 국소적으로 제한된 방식으로 및 소급해서, 달리 말하면, 설치 또는 조립 후에 금속 파트 또는 구성요소에 캐소드 부식 보호를 적용하는 가능성을 제공한다. 그러므로 아연 플레이크 프라이머는, 적어도 원칙적으로, 복합 재료로부터 만들어진 물품의 또는 열 및/또는 수분에 민감한 구성요소들의 부분적인 및/또는 소급적인 코팅을 허용한다. 또한 수리 목적에 대해서, 예를 들어 부품이 상대적으로 큰 강철 구조물에서 재생되어야 하는 것인 경우에, 수리 시설에는 아연 플레이크 프라이머를 기반으로 한 부식 제어 시스템이 제자리 장착되는 것이 적절하다.
그러나, 그러한 국소적으로 제한된 또는 이동 용도의 경우에 아연 플레이크 프라이머의 실제 사용은 통상적인 아연 플레이크 프라이머 시스템이 200 내지 300℃의 온도에서 경화되거나 가교결합되기 때문에 크게 제한된다. 특히 플라스틱이나 목재를 포함하는 복합 구성요소들의 경우에, 이런 온도는 사용될 수 없다. 이동 용도의 경우에도 역시, 이런 종류의 온도 처리는, 필요한 온도가 적외선 방사기(infrared emitters) 및 복사식 히터에 의해 발생될 수 있는 한편, 그 과정은 그럼에도 복잡하고 따라서 비용이 들기 때문에 단점을 가진다.
추가 요인은 부식 제어 코팅으로 전체적으로 코팅될 수 없거나 코팅될 필요가 없는 다수의 강철 구성요소들이 제조 작업 자체 중에 전자 구성요소들 또는 전자 구성요들을 위한 연결부로, 또는 그렇지 않으면 볼 베어링 또는 윤활제로 장착되어, 그 결과 이 구성요소들이 계속해서 100℃ 이상의 온도를 포함하여 어떠한 추가 처리도 받을 수 없다는 것이다.
실제로, 원칙적으로 실온에서 또는 단지 약간 상승된 온도에서 가교결합하는 -100% 시스템 또는 전체 고체 시스템으로서 알려져 있는- 100 중량%의 고체 분율을 가진, 특정 용매가 없고 물이 없는 아연 플레이크 프라이머를 사용하는 것이 가능하다. 그러한 시스템을 사용하여 충분한 부식 제어를 확실하게 하는 것이 자주 가능하지만, 이런 제어는 200 내지 300℃에서 가교결합된 시스템에 의해 제공되는 것과 비교하여 상당히 낮다. 나아가, 실온에서 경화되는, 이런 종류의 아연 플레이크 프라이머의 기계적 강성(mechanical robustness)은 또한 상당히 낮아지고, 이것은 예를 들면 증가된 마모로 나타난다: 예를 들어, 실온에서 또는 단지 약간 상승된 온도에서 경화된 아연 플레이크 프라이머는 접촉시 손 또는 의복에 금속성의 윤기가 흐르는 잔류물을 남긴다. 보다 빈번하게 접촉되는 구성요소들의 경우에, 이것은 허용되지 않으며, 또한, 나아가, 소비자에게 전달된 인상이 단지 낮은 가치의 것이기 때문에, 불리하다. 나아가, 실온에서 경화된 아연 플레이크 프라이머는 자주 부적당한 응집력을 가질뿐만 아니라 기판에 대한 접착력이 없다: 접착 테이프 제거 테스트의 부적당한 결과에서 나타나는 것과 같이, 코팅은 금속 기판으로부터 다시 제거되는 것이 용이하다. 아연 플레이크 프라이머의 양호한 접착력을 필요로 하는 용도의 경우, 예를 들어 기계적으로 로딩 가능한 구성요소들의 경우 또는 그밖에 계속해서 추가의 코팅이 제공되어야 하는 구성요소들의 경우, 이런 낮은 기계적 강성은 허용되지 않는다.
나아가, 실온에서 경화하는 아연 플레이크 프라이머는 수일간의 경화시간을 가지고, 이것은 가공분야에서 현저한 감속 및 상당한 저장 용량의 제공과 결부된다.
그러므로, 선행 기술에서는, 지속적으로 국소적으로 제한된 방식으로 적용될 수 있고 실온에서 또는 약간 상승된 온도에서 경화 및 가교결합될 수 있는 한편, 공통 시스템과 비교하여 개선된 부식 제어 및 더 큰 기계적 강성, 보다 구체적으로는 내마모성을 나타내는 캐소드 부식 제어 시스템, 보다 구체적으로 아연 플레이크 프라이머가 계속 부족하다. 현재, 코팅 후 짧은 시간 내에 코팅된 기판이 설치되거나 사용되는 것을 허용하는 그런 방식으로 실온에서 신속하게 경화하는 공지된 캐소드 부식 제어 시스템은 또한 없다.
그러므로 본 발명의 한 가지 목적은 선행 기술과 관련된 상기 언급된 단점 및 문제점들을 피하거나, 또는 적어도 약화시키는 것이라 여겨진다.
본 발명의 추가의 목적은 캐소드 부식 보호(cathodic corrosion protection)를 확실하게 해주고 특히 이동 시스템을 포함하여, 국소 제한하여 적용될 수 있는 시스템을 제공하는 것이라 여겨진다.
나아가, 본 발명의 추가의 목적은 공통 시스템과 관련하여 개선된 내식성(corrosion resistance) 및 또한 개선된 기계적 강성(mechanical robustness), 보다 구체적으로 개선된 내마모성(abrasion resistance)을 나타내는 부식 제어 시스템을 제공하는 것이라 여겨진다.
나아가, 본 발명의 추가의 목적은 다수의 조건 하에서 간단하고 용이하게 사용될 수 있고 적용될 수 있는 코팅 시스템을 제공하는 것이라 여겨진다.
본 발명의 제 1 측면에 따르는 본 발명의 대상은, 제 1 항에 따르는, 캐소드 부식 보호를 발생시키기 위한 코팅 시스템, 보다 구체적으로는 부식 제어 코팅 시스템이고; 발명의 이 측면의 추가의 유익한 구체예들은 관련된 종속항들의 대상이다.
본 발명의 제 2 측면에 따르는 본 발명의 추가의 대상은, 제 14 항에 따르는, 금속 기판에서 캐소드 부식 보호를 발생시키는 방법이고; 발명의 이 측면의 추가의 유익한 구체예들은 관련된 종속항의 대상이다.
본 발명의 제 3 측면에 따르는 또 다른 본 발명의 대상은, 제 16 항에 따르는 코팅 시스템을 포함하는 금속 기판이다.
마지막으로, 본 발명의 제 4 측면에 따르는 또 다른 본 발명의 대상은, 제 17 항에 따르는 코팅 시스템, 보다 구체적으로는 부식 제어 코팅 시스템을 제조하기 위한 키트이다.
발명의 한 측면에 대해 이하에서 인용되는 특성, 특징, 형태 및 구체예들, 및 또한 장점 등은, 불필요한 반복을 피하기 위하여, 단지 임의의 표현적인 언급에 대한 요구 없이, 발명의 다른 측면들에 대해 필요한 부분만 약간식 수정하여 또한 자명하게 적용되는 것이 쉽게 인지될 것이다.
이에 더불어, 이하에서 인용되는 임의의 값 또는 파라미터 한도 등은 원칙적으로 표준화된 또는 분명하게 재인용된 측정 방법들을 사용하여 또는 그렇지 않으면 이 분야의 숙련자들에게 그 자체가 친숙한 측정 방법들을 사용하여 측정되거나 확실하게 될 수 있다.
나아가, 모든 중량-기준 또는 양-기준 백분율은 총 100% 또는 100 중량%를 초래하는 방식으로 당업자에 의해 선택될 것이라는 것이 자명하다; 그러나 이것은 자명하다.
상기를 조건으로, 본 발명이 하기에서 보다 상세하게 기술된다.
도 1은 기판에 적용된, 발명의 코팅 시스템의 개략도를 도시한다.
도 2는 기판에 적용된, 발명의 코팅 시스템의 개략도를 도시하며, 제 1 층은 기판 부분만을 덮고 제 2 층은 기판 및 제 1 층 둘 다를 덮는다.
본 발명의 대상 - 본 발명의 제 1 측면에 따르는 - 은, 그러므로, 적어도 2개의 층을 포함하는 금속 기판에서 캐소드 부식 보호를 발생시키기 위한 코팅 시스템, 보다 구체적으로는 부식 제어 코팅 시스템이고, 코팅 시스템은
(a) 물에 노출시 가교결합되는 캐소드 부식 제어 코팅의 형태의 제 1 층, 및
(b) 수성 기반 코팅 조성물에 의해 얻어진 코팅 형태의 제 2 층을 포함한다.
실제로, 놀랍게도 본 출원인이 발견한 것과 같이, 물, 보다 구체적으로 수분에 의해 가교결합하는 캐소드 부식 제어 코팅의 내식성 및 보다 구체적으로 기계적 저항성, 특히 내마모성은 물-함유 결합제를 기반으로 한 추가 코팅이 캐소드 부식 제어 코팅에 적용된다면 상당히 개선될 수 있다.
이런 방식으로, 캐소드 부식 제어 코팅의 결합제는 신속하게 및 완전하게 경화하고, 캐소드 부식 제어 코팅의 금속 기판에의 접착은 상당히 개선된다. 또한, 나아가, 캐소드 부식 제어 코팅의 접착력, 예컨대 아연 플레이크 프라이머의 접착력에 상당한 개선이 있을뿐만 아니라, 캐소드 부식 제어 코팅, 즉 발명의 코팅 시스템의 제 1 층의 응집에도 상당한 개선이 있는 것으로 나타났다. 특히, 아연 플레이크의 마모는, 예를 들어 단순한 접촉시에 더 이상 관찰되지 않는다. 제 1 층, 특히 캐소드 부식 코팅은 이하에서 또한 베이스코트(basecoat)로서 언급된다.
물, 보다 구체적으로 수분에 의해 가교결합하는 캐소드 부식 제어 코팅의 제어된 경화를 통해서, 그것에 적용된 물-기반 탑코트(topcoat)를 통해서, 캐소드 부식 제어 코팅을 저온에서, 보다 구체적으로 실온에서 또는 적어도 100℃ 아래의 온도에서 가교결합시키는 것이 가능하다.
이런 방식으로, 발명의 코팅 시스템, 보다 구체적으로 부식 코팅 시스템은 예를 들어, 이동 용도에 현저하게 적합하다.
나아가, 발명에 따라 사용된 부식 제어 코팅으로의 금속 기판의 코팅은 규정된 대기 습도에서 특수한 조건화된-대기실에서 일어날 필요가 없고; 대신, 가교결합에 필요한 수분은 추가의 코팅, 보다 구체적으로는 탑코트로서 언급되는, 제 2 층에 의해 제공된다. 그러므로 발명의 코팅 시스템은 기존 시스템과 비교하여 공정 공학의 관점에서 단순화를 가능하게 하고, 저온에서의 수분-가교결하 부식 제어 코팅에 대한 새로운 적용 가능성을 열어 준다.
발명의 코팅 시스템의 기계적 강성은 200 내지 300℃에서 경화된 또는 가교결합된 시스템의 그것보다 단지 약간 더 빈약하다.
나아가, 발명의 코팅 시스템은 발명의 코팅 시스템의 응집력이 충분히 높아서 정상적인 상황 하에서 단지 소량의 마모가 관찰되거나 마모가 관찰되지 않기 때문에, 스테아르산으로 정상적으로 처리된, 상업적으로 이용 가능한 아연 라멜라가 실온-경화 시스템에서의 추가의 전처리 없이 가공되는 것을 가능하게 한다.
실온에서 가교결합된, 실록산 및/또는 티탄산염계 아연 플레이크 프라이머는 전형적으로 미세다공성 구조를 나타내고, 코팅의 부분에 대해 낮은 접착력 및 응집력을 수반한다; 그러나, 본 발명의 맥락에서 이것은 회피된다.
발명의 코팅 시스템은 특히 구성요소들, 보다 구체적으로는 복합 재료로부터 만들어진 구성요소들의 부분적 코팅에, 또는 그렇지 않으면 100℃ 이상의 온도로 가열될 수 없는 구성요소들, 예컨대 예를 들자면 브레이크 디스크(brake disc)의 코팅에 현저하게 적합하다.
본 발명의 맥락에서 기판은 발명의 코팅 시스템이 적용될 수 있는 임의의 적합한 3차원 대상물 또는 임의의 표면이다. 그러나, 바람직하게는, 기판은 코팅 시스템이 적어도 부분적으로 적용되는 물품, 보다 구체적으로 구성요소이다.
본 발명의 맥락에서, 특히 양호한 결과는 만약 제 1 층이 무기물계 매트릭스(inorganically based matrix)를 포함한다면 얻어진다. 이 맥락에서 특히 양호한 결과는 매트릭스, 보다 구체적으로는 무기물계 매트릭스가 유기물에 의해 변형되는 경우에 얻어진다.
본 발명의 맥락에서 무기물계 매트릭스는 결합제 시스템이고, 보다 구체적으로는 경화된 결합제 시스템이며, 그것은 보다 구체적으로는 적어도 실질적으로 무기 물질, 예컨대 예를 들면 이산화 규소, 산화 티타늄 또는 산화 지르코늄으로 구성된다. 이 무기물계 매트릭스에는 -특히, 예를 들어 아연 플레이크 프라이머를 사용할 때- 자주 충전제 또는 무기 색소, 보다 구체적으로는 부식 방지 색소들이 포함된다.
유기적으로 변형된 무기물계 매트릭스는, 본 발명의 맥락에서, 무기물계 매트릭스, 보다 구체적으로는 적어도 실질적으로 무기물계 매트릭스가 유기 기능성을, 보다 구체적으로는 매트릭스에서 금속 또는 반금속에 결합된 알킬기, 예컨대 메틸 또는 에틸, 예를 들어 비닐기 또는 페닐기의 형태로 포함하는 것을 의미한다. 무기물계 매트릭스의 유기적 변형에 의해, 코팅 시스템 전체는 덜 불안정하고 더 가요성이며 따라서, 예를 들어, 금속 기판의 길이의 온도-유도된 변화에 보다 효과적으로 적응될 수 있다. 나아가, 유기 라디칼의 특정 분율의 결과로서, 임의의 적용된 유기물계(organically based) 탑코트로 더 큰 부합성이 또한 이루어진다. 바람직하게는 규소, 티타늄 또는 지르코늄의 유기 라디칼의 형태의 유기 변형의 특정 효과는 코팅의 증가된 가요성 및 감소된 수축으로 이어지는, 가교결합 밀도를 감소시키는 것이다.
무기물계 매트릭스의 물질이 관련되는 한, 무기물계 매트릭스가 무기 산화물, 보다 구체적으로 규소, 티타늄 및/또는 지르코늄의 산화물을 포함하거나, 또는 보다 구체적으로 적어도 실질적으로 그것으로 구성되는 것이 적절한 것으로 나타났다. 특히 이런 맥락에서 무기물계 매트릭스가 이산화 규소 및/또는 이산화 티타늄, 바람직하게는 이산화 티타늄을 포함하거나, 또는 보다 구체적으로 적어도 실질적으로 그것으로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 맥락에서, 무기물계 매트릭스는 전형적으로 무기 및/또는 유기 기의 축합 반응 및/또는 유기 기의 중합 반응에 의해, 바람직하게는 실란, 폴리실란, 실란 가수분해물, 폴리실록산, 실리코네이트, 티타네이트, 폴리티타네이트 및 지르코네이트로부터의 축합 반응에 의해 얻어진다. 본 발명의 맥락에서, 무기물계 매트릭스가 특히 실란, 실란 가수분해물, 폴리실록산, 티타네이트 및 폴리티타네이트 및 그것들의 혼합물로부터의 무기 기들의 축합 반응에 의해 얻어질 수 있다면 특히 적절한 것으로 나타났다. 특히, 상기 언급된 무기 또는 유기물계 화합물을 사용하여, 특별히 저항성인 무기 결합제 시스템을 제공하는 것이 가능하다.
상기에서 이미 관찰된 것과 같이, 제 1 층은 노출시 물에 가교결합한다. 일반적으로 말하면, 이런 맥락에서 제 1 층은 수분에의 노출에 의해, 보다 구체적으로는 대기 수분(atmospheric moisture)에의 노출에 의해 가교결합하는 전제가 이루어진다. 특히, 티타네이트, 지르코네이트 또는 그렇지 않으면 특수 실록산-계 시스템을 기반으로 한 결합제 시스템은 수분, 보다 구체적으로 대기 수분에 노출시 다중축합에 의해 가교결합한다. 발명의 코팅 시스템의 제 1 층, 또는 제 1 층의 결합제 시스템은 연장된 시간 동안 상당한 양의 액체 물에 노출될 필요가 없다; 대신, 가스 상에, 즉 주변의 대기에, 또는 코팅 표면에 스팀 또는 작은 물방울이 적당하게 분포될 필요가 있는 것으로 충분하다. 예를 들어, 제 2 층을 제조하기 위한 코팅 조성물은 제 1 층 위에 미세 분포로 분무될 수 있다. 제 2 층의 수성 결합제 조성물의 원자화(atomization)는 발명의 코팅 시스템의 제 1 층의 가교결합을 위한 충분한 수분을 제공한다. 제 2 층의 수성 결합제 조성물의 미세한 원자화는 특별히 양호한 결과, 보다 구체적으로 제 1 층의 증가된 안정성으로 이어지는 것으로 나타났다. 이것은 아마도 미세한 원자화의 결과로서, 물 분자들이 더 큰 물방울 또는 심지어 물 필름의 경우보다 더 빠르게 제 1 층으로 확산할 수 있다는 사실에 기인한다.
나아가, 제 2 층에 대한 수성 결합제 조성물의 사용은, 제 1 층의 규소-, 티타늄- 또는 지르코늄-계 결합제 시스템이 금속 입자, 예컨대 예를 들어 아연 플레이크 프라이머와 함께 사용될 때, 예를 들어 전환 생성물인 ZnSiO4가 제 1 층에서 형성되어 제 1 층의 기공들을 닫고, 이런 방식으로 추가로 부식 보호를 증가시키는 장점을 가진다.
상기에서 관찰된 것과 같이, 본 발명의 맥락에서, 발명의 코팅 시스템의 제 1 층은 바람직하게 저온에서 경화되거나 가교결합된다.
본 발명의 맥락에서 제 1 층이 100℃ 미만, 보다 구체적으로는 90℃ 미만, 바람직하게는 80℃ 미만의 온도에서 가교결합한다면 바람직하다.
본 발명의 맥락에서 제 1 층이 5 내지 100℃의 온도에서 가교결합하면 바람직하다. 동등하게, 제 1 층이 실온에서, 보다 구체적으로 5 내지 30℃ 범위의 온도에서 가교결합하면, 및/또는 제 1 층이 20 내지 100℃, 보다 구체적으로 30 내지 90℃, 바람직하게는 50 내지 80℃ 범위의 온도에서 가교결합하면 매우 양호한 결과가 얻어진다. 여기서 고온에서의 가교결합은 특히 제 1 층의 가속화된 경화 또는 가교결합으로 이어지며, 적합한 결합제 시스템이 선택되었는지는 수분 이내에 판단된다. 이것은 저온에서, 보다 구체적으로 실온에서 경화하는, 기존의 시스템을 뛰어넘는 분명한 장점이고, 적어도 어느 정도 허용되는 내마모성이 얻어지기 위해서는, 최대 7일 동안 규정된 대기 습도에서 특수한 조건의 대기 챔버(special conditioned-atmosphere chamber)에 보관되어야 한다.
본 발명의 맥락에서, 제 1 층이 금속 입자를 포함하는 것은 전형적인 경우이다. 그러므로 캐소드 부식 보호는 금속 기판과 비교하여 비금속인 금속으로 만들어진 금속 입자들, 즉 보호를 위한 금속보다 더 작은 표준 전위를 가진 금속의 사용에 의해 바람직하게 제공된다.
제 1 층은 일반적으로 제 1 층을 기준으로, 적어도 50 중량%, 보다 구체적으로 적어도 60　중량%, 바람직하게는 적어도 70 중량%의 금속 입자를 포함한다.
동등하게, 제 1 층이 제 1 층을 기준으로, 50 내지 95 중량%, 보다 구체적으로 60 내지 95 중량%, 바람직하게는 70　내지 90 중량% 범위의 금속 입자의 분율을 포함하면 매우 양호한 결과가 얻어진다.
그러므로 제 1 층은 바람직하게 영구적인 캐소드 부식 보호를 확실하게 하기 위하여 매우 높은 분율의 금속 입자들을 포함한다.
입자들의 성질과 관련하여, 입자는 모든 적합한 금속 입자들로부터 선택될 수 있다. 그러나, 제 1 층이 혈소판 모양의 및/또는 과립형, 보다 구체적으로 구형의 금속 입자를 포함한다면, 적절한 것으로 나타났다.
바람직한 구체예에 따르면, 이런 맥락에서 제 1 층은 단독으로 과립형, 보다 구체적으로 구형의 금속 입자를, 보다 구체적으로 부식 방지 색소 형태로 포함한다.
본 발명의 추가의 바람직한 구체예에 따르면, 제 1 층은 혈소판 모양의 및 과립형, 보다 구체적으로 구형의 금속 입자들을 포함한다. 혈소판 모양의 및 과립형, 보다 구체적으로 구형의 금속 입자들의 사용을 통해, 캐소드 부식 제어 코팅의 부식 제어 효과에서 추가의 유의미한 개선을 이루는 것이 가능한데, 혈소판 모양의 금속 입자들, 소위 라멜라가 상당히 개선된 부식 보호를 보장해주기 때문이다. 그러나, 혈소판 모양의 금속 입자들, 즉 라멜라의 분율이 증가함에 따라, 캐소드 부식 코팅이 얻어지는 코팅 조성물의 점도에 급격한 증가가 일어난다.
만약 제 1 층이 혈소판 모양의 및 과립형, 보다 구체적으로 구형의 금속 입자들을 포함한다면, 제 1 층이 19 : 1 내지 1 : 19, 보다 구체적으로 10 : 1 내지 1 : 15, 바람직하게는 1 : 1 내지 1 :　12, 보다 바람직하게는 1　:　2 내지 1　:　10, 매우 바람직하게는 1　:　3 내지 1　:　9의 범위의 혈소판 모양 대 과립형 금속 입자들의 중량-기준 비율을 포함하는 것이 적절한 것으로 증명되었다. 그러므로 제 1 층은 바람직하게는 고분율의 금속 입자, 보다 구체적으로 과립형, 바람직하게는 구형의 금속 입자를 포함한다. 이것은 특히 용매-유리(solvent-free) 시스템 또는 5　중량% 미만의 용매, 바람직하게는 3 중량% 미만의 용매를 함유하는 시스템에 관련되고, 여기서 중량 백분율 수치는 코팅이 얻어지는 특정 코팅 조성물을 기준으로 한다.
계속해서 바람직한 본 발명의 구체예에 따르면, 제 1 층은 혈소판 모양의 금속 입자를 포함한다. 보다 구체적으로, 본 발명의 이 구체예에 따르면, 제 1 층은 바람직하게 부식 방지 색소로서 혈소판 모양의 금속 입자를 단독으로 포함한다. 혈소판 모양의 금속 입자, 또는 라멜라의 사용이 코팅 조성물의 점도의 급격한 증가와 관련이 있기 때문에, 그러한 코팅 조성물은 코팅 조성물의 점도를 조정하기 위하여 최대 20 중량%의 유기 용매의 분율을 가진다.
혈소판 모양의 금속 입자는 또한 플레이크 또는 라멜라로서 일반적인 용도와 관련된다. 혈소판 모양의 금속 입자는 하나의 공간 방향으로 상당히 더 낮은 크기를 가지며, 이 크기는 이하 두께로서 언급된다; 2개의 다른 공간 방향의 크기는 이하 직경으로서 언급된다. 혈소판 모양의 금속 입자는 특히 적어도 하나의 주 방향의 크기를 가진다. 과립형 금속 입자는 불규칙적 모양의 금속 입자인 반면, 구형 금속 입자는 거의 공의 구조를 가진다. 구형 금속 입자의 사용은 전형적으로 과립형 금속 입자의 사용보다 바람직하다.
다음으로 금속 입자의 치수에 관한 한, 치수는 광범위 내에서 달라질 수 있다.
일반적으로, 혈소판 모양의 금속 입자는 50 내지 1000 nm, 보다 구체적으로 60 내지 750 nm, 바람직하게는 80 내지 600 nm, 보다 바람직하게는 100 내지 500 nm의 두께를 가진다.
동등하게, 혈소판 모양의 금속 입자는 1 내지 25 μm, 보다 구체적으로 2 내지 20 μm, 바람직하게는 5 내지 18 μm, 보다 바람직하게는 5 내지 15 μm의 직경, 보다 구체적으로 입자의 주방향의 크기를 따르는 길이를 가질 수 있다.
만약 과립형, 보다 구체적으로 구형의 금속 입자가 본 발명의 맥락에서 사용된다면, 금속 입자는 500 nm 내지 20 μm, 보다 구체적으로 500 nm 내지 10 μm, 바람직하게는 500 nm 내지 5　μm 범위의 직경을 가지는 것이 적절한 것으로 나타났다.
그런 다음, 금속 입자가 형성되는 재료와 관련하여, 금속 입자가 알루미늄, 아연 또는 그것들의 합금을 기초로 형성된다면 적절한 것으로 나타났다. 특히 양호한 결과는 금속 입자가 순수한 아연 및/또는 아연 합금을 기초로 형성되는 경우의 맥락에서 얻어진다.
이런 맥락에서, 특히 양호한 결과는 특히 구형 또는 과립형 금속 입자가 순수한 아연으로 구성되고 혈소판 모양의 금속 입자가 아연 합금으로 구성되는 때에 얻어진다.
만약 아연 합금을 기초로 한 금속 입자가 사용되면, 아연 합금은 전형적으로 아연-비스무트 합금, 아연-알루미늄 합금 및/또는 아연-알루미늄-마그네슘 합금으로부터 선택된다. 이 맥락에서 아연 합금은 아연-알루미늄 합금 및/또는 아연-알루미늄-마그네슘 합금으로부터 선택되는 것이 특히 바람직하다. 최상의 결과는 아연 합금이 아연-알루미늄-마그네슘 합금인 경우에 얻어진다.
나아가, 마찬가지로 제 1 층에 대해 추가로 충전제를 포함하는 전제가 이루어질 수 있다. 만약 제 1 층이 적어도 하나의 추가의 충전제를 포함한다면, 제 1 층은 충전제를, 제 1 층을 기준으로, 0.5 내지 10　중량%, 보다 구체적으로 1 내지 8 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%의 양으로 포함하는 것이 적절한 것으로 나타났다.
사용될 수 있는 충전제는 실제로 용법 조건하에서 안정적인 임의의 미립자 성분들, 보다 구체적으로 무기 미네랄, 유리, 세라믹 물질, 및 금속이다. 그러나, 특히 양호한 결과는 충전제가 금속, 보다 구체적으로 Mg, Sn, Ni, Mn, Bi, W 또는 스테인레스 강철, 및 또한 그것들의 혼합물 및 합금으로부터 선택되는 경우에 얻어지는 것으로 나타났다.
동등하게, 특히 양호한 결과는 충전제가 질화 붕소, 탄화 텅스텐 및 유리의 군으로부터 선택되는 경우에 얻어진다. 충전제는 금속성 충전제 대신으로 또는 그것과 함께 사용될 수 있다.
그 다음, 발명의 코팅 시스템의 제 2 층이 관련되는 한, 제 2 층은 전형적으로 투명층(transparent layer), 보다 구체적으로 클리어코트(clearcoat)의 형태로 형성된다. 제 2 층의 투명한 형태는 절대적으로는 필요하지 않지만, 발명의 맥락에서 제 2 층은 전형적으로 클리어코트의 형태로 사용된다. 제 2 층의 색소 침착은 정상적으로는 없는데, 제 2 층은 주로 제 1 층의 경화 및 더 나은 접착력에 대해 작용하고 극히 낮은 층 두께로 적용되기 때문이다.
본 발명의 맥락에서, 전형적으로 제 2 층은 적어도 하나의 친수성, 무기 또는 유기, 올리고머 또는 폴리머, 바람직하게는 폴리머의 화합물 또는 소수성 유기 화합물을 포함하거나, 또는 보다 구체적으로 적어도 실질적으로 그것으로 구성된다. 특히 양호한 결과는 제 2 층이 적어도 하나의 친수성, 무기 또는 유기, 폴리머 화합물을 포함하거나 또는 보다 구체적으로 적어도 실질적으로 그것으로 구성되는 경우에 얻어진다. 제 2 층이 적어도 하나의 친수성, 무기, 폴리머 화합물 또는 적어도 하나의 유기, 올리고머 또는 폴리머 화합물을 포함하거나 또는 보다 구체적으로 적어도 실질적으로 그것으로 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 맥락에서 무기 폴리머 화합물은 3차원 네트워크를 형성하는 화합물, 예컨대 이산화 규소, 이산화 티타늄 또는 이산화 지르코늄을 예로 들 수 있다. 특히 양호한 결과는 -앞서 상기에서 언급된 것과 같이- 적어도 하나의 친수성, 무기 또는 유기, 올리고머 또는 폴리머 화합물이 사용되는 경우에 얻어진다.
친수성, 무기 또는 유기, 올리고머 또는 폴리머 화합물은 극성이고 바람직하게는 이온 분획을 포함한다.
보다 구체적으로, 무기 또는 유기, 올리고머 또는 폴리머 화합물이 이온 분획을 포함하고, 및/또는 친수성, 무기 또는 유기, 폴리머 화합물이 추가적으로 이온 화합물과 혼합되어 있다면 특히 바람직하다. 이 맥락에서 이온 화합물은 결합제의 일부를 형성하고 코팅에 고정된 형태로 존재하는 것이 특히 바람직하다. 이런 방식으로, 이하에서 한층 더 관찰되는 것과 같이, 특히 아연 플레이크 프라이머의 활성화가 이루어진다.
본 발명의 맥락에서, 소수성, 유기 화합물이 사용된다면, 소수성, 유기 화합물이 C12 내지 C25 카르복실산, 왁스, PVDF 및 PTFE로부터 형성되는 경우에 적절한 것으로 나타났다. 이 맥락에서 소수성, 유기 화합물은 C12 내지 C20 카르복실산, 왁스, PVDF 및 PTFE로부터 선택되는 경우에 바람직하다. 약어 PVDF는 열가소성 폴리머 폴리비닐리덴 플루오라이드를 나타내고, PTFE는 폴리테트라플루오로에틸렌을 나타낸다.
만약 본 발명의 맥락에서 친수성, 무기 또는 유기, 올리고머 또는 폴리머 화합물이 사용되면, 무기 및/또는 유기, 올리고머 또는 폴리머 화합물은 실리케이트, 물유리, 실란 가수분해물, 이산화 규소, 실리콘, 왁스, 유기 폴리머 및 그것들의 혼합물로부터 선택되는 것이 적절한 것으로 나타났다.
특히 양호한 결과는 이런 맥락에서 친수성, 무기 및/또는 유기, 올리고머 또는 폴리머 화합물이 실리케이트, 이산화 규소, 보다 구체적으로 실리카 솔, 유기 폴리머 및 그것들의 혼합물의 군으로부터 선택되는 경우에 얻어진다.
유기 폴리머가 관련되는 한, 유기 폴리머는 전형적으로 양이온 유기 폴리머, 음이온 유기 폴리머 및 그것들의 혼합물로부터 선택된다.
여기서 음이온 유기 폴리머는 탈양자성(deprotonatable) 산 작용기, 보다 구체적으로 카르복실산, 설폰산, 포스폰산 또는 인산 기를 함유하고, 염기, 바람직하게는 아민 또는 암모니아로의 중화에 의해 음이온 폴리머로 전환되는 유기 폴리머이다. 음이온 폴리머는 또한 음이온 폴리머가 카운터 이온으로서 양이온, 보다 구체적으로 암모늄 이온을 포함하기 때문에, 양이온적으로 안정화된 폴리머로서 언급된다.
본 발명의 맥락에서 양이온 폴리머는 양자화될 수 있고 산, 보다 구체적으로 유기 산, 예컨대 예를 들어 설폰산 또는 포스폰산 화합물, 또는 카르복실산에 의해 양이온 형태로 전환될 수 있는 아민 기를 포함하는 폴리머이다. 여기서 탈양자화된 산 또는 탈양자화된 산 유도체는 카운터 이온으로서 작용한다. 양이온 폴리머는 그러므로 또한 음이온적으로 안정화된 폴리머로서 언급된다.
이런 종류의 폴리머, 특히 양이온적으로 안정화된 폴리머는 보다 구체적으로 폴리우레탄, 스티렌 아크릴레이트 또는 폴리아크릴레이트를 기반으로 형성된다. 이런 맥락에서 특히 양호한 결과는 양이온적으로 안정화된 폴리머가 지방족 폴리카보네이트-폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트로부터 선택되는 경우에 얻어진다.
유기 폴리머는 바람직하게는 1000 g/mol을 넘는, 바람직하게는 2000 g/mol을 넘는 중량-평균 분자량 Mw를 가진다. 유기 폴리머가 1000 내지 50　000 g/mol, 보다 구체적으로 1500 내지 20　000 g/mol, 바람직하게는 2000 내지 10　000 g/mol의 범위의 중량-평균 분자량 Mw를 가지면 특히 바람직하다.
본 발명의 특히 바람직한 한 구체예에 따르면, 전환 코팅(conversion coating)의 활성 구성성분, 예를 들면 헥사플루오로티탄산, 헥사플루오로지르콘산, 인산 또는 포스폰산이 제 2 층을 생성하기 위하여 코팅 조성물에 첨가된다. 그런 이온 구성성분들 또는 수성 환경에서 이온으로 분리되는 전환 코팅의 화합물의 사용을 통해, 및/또는 이온 폴리머의 사용을 통해, 특히 아연 플레이크 프라이머의 활성화를 이루는 것이 가능하다. 이런 방식으로 특히 아연 플레이크 프라이머가 물 응결 테스트(water condensation test)에서 상당히 개선된 내식성을 나타내는 것이 가능하다. 아연 플레이크 프라이머가 염 분무 테스트(salt spray test)에서 스크라이브 마크에서 현저한 내식성을 나타내는 한편, 예를 들어 물 응결에 대한 저항성은 상당히 감소된다. 고온 침지 아연도금된 또는 전기아연도금된 금속 부품은 아마도 물 응결시 전해질의 부재로 인하여 비슷한 거동을 나타낸다. 전해질의 부재의 결과로서, 경화된 아연 플레이크 프라이머 내의 전도성은 낮아지고, 캐소드 부식 보호는 그것의 가능성에 따라 소모될 수 없다. 그러나, 탑코트에서, 보다 구체적으로 제 2 층에서 이온 구성성분들의 사용을 통해, 필요한 전해질이 제공되고, 전제적인 제 1 층의 활성화가 관찰되는데, 이것은 상당히 개선된 내식성이 이루어질 수 있음을 의미한다. 내식성의 개선은 아마도 금속 산화물, 예컨대 예를 들면 산화 아연의 형성, 또는 전환 생성물, 보다 구체적으로 포스페이트, 실리케이트, 플루오라이드 및 아연의 산화물의 형성에 기인한다. 산화물 및 전환 생성물은 부식 제어 코팅의 기공들을 닫고 그로써 코팅에 의해 제공된 부식 보호를 개선시킨다.
이제, 기판과 관련하여, 기판은 알루미늄 및 철로부터 선택된 적어도 하나의 금속, 바람직하게는 철을 포함하거나, 또는 그것의 합금으로 구성되는 경우에 적절한 것으로 나타났다. 특히 바람직하게는 기판이 강철로 구성되는 것이다. 이 경우에 기판은 특히 복합 재료로 구성되는 것을 포함하여, 하나 이상의 부품으로 구성될 수 있고, 그것들 중 일부만이 발명의 코팅 시스템으로 코팅된다.
본 발명의 맥락에서, 제 1 층에 대해 제 2 층과 기판 사이에 배치되어야 하는 전제가 정상적으로 이루어진다.
나아가, 본 발명의 맥락에서, 제 2 층은 일반적으로 제 1 층에 직접 적용된다.
그러므로, 바람직하게, 발명의 코팅 시스템은 금속 표면에, 보다 구체적으로 금속 기판에 직접 적용된 2-층 코팅 시스템을 형성한다. 그러나, 또한 본 발명의 코팅 시스템에 대해 이미 금속 표면에 적용되어 있는 전환 코트에 적용되어야 하는 전제가 이루어질 수 있다.
본 발명의 한 특정 구체예에 따르면, 제 2 층은 제 1 층에 의해 덮이지 않은 기판의 영역에 적용될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 이 특정 구체예에 따르면, 제 2 층은 제 1 층을 지나 확장된다. 이것은, 예를 들면 다양한 금속으로 구성되고, 예를 들어, 플라스틱 또는 목재뿐 아니라 금속을 포함하는 기판의 경우에 그럴 수 있다. 그런 종류의 기판을 사용하여, 전형적으로 금속 부분만이 제 1 층으로 코팅되는 반면, 제 2 층은 전체 기판을 덮을 수 있는 것이 전형적이다. 나아가, 또한 캐소드 부식 보호가 이루어지거나 또는 금속 부품에 대해 국소적인 제한을 두는 것만을 필요로 하도록 의도되는 반면, 기판의 다른 부위에서는 단순히 제 2 층에 의한 부식-지연 효과로 충분하거나 단지 일시적인 부식 보호가 필요한 것이 가능하다. 예를 들어, 종종 소량의 로드 솔트(road salt)를 포함하는, 해양 기후 또는 길가의 먼지에 맞서는 수송 중에, 금속 부품이 보호되는 일시적인 부식 보호는 지금까지 오일을 사용하여 제공되어 왔다. 그러나, 오일을 사용할 때의 단점은 금속 부분이 사용 전에 추가의 세정 및 탈지(degreasing)가 진행될 필요가 있을 수 있다는 것이다. 이것은 특히, 설치를 기다리는 동안, 제동 표면이 단지 일시적으로 보호될 필요가 있는 브레이크 디스크에 대해 사실이다.
본 발명의 맥락에서, 코팅 시스템이 2개의 층을 포함한다면, 보다 구체적으로 2개의 층으로 구성된다면 추가로 바람직하다.
그렇다면, 코팅 시스템의 두께와 관련하여, 코팅 시스템이 1 내지 50 μm, 보다 구체적으로 2 내지 40　μm, 바람직하게는 4 내지 30 μm, 보다 바람직하게는 5 내지 25 μm, 매우 바람직하게는 10 내지 20　μm의 범위의 층 두께를 가진다면 적절한 것으로 나타났다.
발명의 코팅 시스템의 제 1 층은 전형적으로 0.5 내지 50 μm, 보다 구체적으로 1 내지 40 μm, 바람직하게는 3 내지 28 μm, 보다 바람직하게는 5 내지 20 μm, 매우 바람직하게는 7 내지 15 μm의 범위의 층 두께를 가진다.
이제, 제 2 층의 층 두께와 관련하여, 본 발명의 맥락에서, 제 2 층은 0.5 내지 20 μm, 보다 구체적으로 0.5 내지 15 μm, 바람직하게는 1 내지 12　μm, 보다 바람직하게는 2 내지 10 μm의 범위의 층 두께를 가지는 것이 전형적이다.
따라서, 본 발명의 맥락에서, 현저한 부식 보호는 적어도 2개의 층을 포함하는 극히 얇은 코팅 시스템으로 이루어질 수 있다. 그러므로 발명에 따르는 얇은 2-층 코팅 시스템은 성분들의 핏의 정확도에 불리한 효과를 나타내지 않는다.
일반적으로 말하자면, 발명의 코팅 시스템의 제 1 및 제 2 층은 상응하는 코팅 조성물로부터 얻어질 수 있다.
이런 맥락에서, 보다 구체적으로 제 1 층은
(A) 적어도 하나의 결합제 및
(B) 금속 입자
를 포함하는 코팅 조성물, 보다 구체적으로 캐소드 부식 제어 조성물로부터 얻어질 수 있다.
본 발명의 맥락에서 결합제 -특히 발명의 코팅 시스템의 제 1 층과 관련하여-는, 특히 가교결합 후에 및/또는 용매의 제거 후에, 제 1 층의 무기물계 매트릭스를 형성하는 매트릭스 형성자(matrix former)이다. 제 1 층의 코팅 조성물의 결합제는 전형적으로 실란, 폴리실란, 실란 가수분해물, 폴리실록산, 실리코네이트, 티타네이트, 폴리티타네이트, 지르코네이트 및 그것들의 혼합물로부터 선택된다. 상기의 결합제들은 충전제 및 또한, 특히, 금속 입자를 포함할 수 있는, 3차원 네트워크를 형성한다.
특히 양호한 결과는 본 발명의 맥락에서 결합제가 실란, 실란 가수분해물, 폴리실록산, 티타네이트, 폴리티타네이트 및 그것들의 혼합물로부터 선택되는 경우에 얻어진다.
동등하게, 특히 양호한 결과는 제 1 층의 코팅 조성물의 결합제가 티타네이트, 폴리티타네이트 및 그것들의 혼합물로부터 선택되는 경우에 얻어진다. 만약 본 발명의 맥락에서 결합제가 티타네이트, 폴리티타네이트 및 그것들의 혼합물로부터 선택된다면, 코팅 조성물은 코팅 조성물을 기준으로, 최대 5　중량%의 실란, 실란 가수분해물 및/또는 폴리실록산을 포함한다. 이 맥락에서 특히 바람직한 것은 코팅 조성물이 코팅 조성물을 기준으로, 0.5 내지 5　중량%, 바람직하게는 2 내지 5　중량%의 양으로 실란, 실란 가수분해물 및/또는 폴리실록산을 포함하는 것이다.
티타네이트-계 결합제 시스템이 특히 저온에서도 물의 존재하에 신속하고 완전하게 경화된다.
만약 티타네이트가 본 발명의 맥락에서 결합제로서 사용된다면, 티타네이트는 4부톡시화 티타늄, 티타늄 2-에틸-헥속사이드 및 또는 폴리머 부틸 티타네이트 및 그것들의 혼합물로부터 선택되는 것이 적절한 것으로 나타났다. 여기서 사용하기에 특히 바람직한 것은 3개의 상기 언급된 티타네이트의 각각 동일한 중량 분획의 혼합물이다.
규소-계 보조 결합제의 사용을 통해, 특히 결과적으로 생성된 코팅의 가요성을 증가시키는 것이 가능하다.
본 발명의 한 바람직한 구체예에 따르면, 결합제는 실란, 실란 가수분해물 및 그것들의 혼합물과 조합된 티타네이트, 폴리티타네이트 및 그것들의 혼합물로부터 선택된다.
만약, 볼 발명의 맥락에서, 폴리실록산이 제 1 층에 대한 코팅 조성물의 결합제의 구성성분으로서 사용된다면, 폴리실록산은 실란올-기능화된 폴리실록산 및/또는 알콕시-기능화된 폴리실록산 및 또는 그것들의 혼합물로부터 선택되는 것이 적절할 것으로 밝혀졌다. 특히 양호한 결과는 이 맥락에서, 폴리실록산이 메틸 및/또는 에틸 기를 포함하는 실란올- 및 알콕시-기능화된 알킬폴리실록산, 및 페닐폴리실록산으로부터 선택되는 경우에 얻어진다. 본 발명의 한 바람직한 구체예에 따르면, 폴리실록산은 실란올-기능화된 및/또는 알콕시-기능화된 에틸폴리실록산, 메틸폴리실록산, 페닐폴리실록산 및 그것들의 혼합물로부터 선택된다.
만약, 본 발명의 맥락에서, 실란이 제 1 층에 대한 코팅 조성물의 결합제의 구성성분으로서 사용된다면, 실란은 알콕시-, 아세톡시-, 에폭시-, 비닐-, 옥심-, 메르캅토- 및 아미노-기능화된 실란, 보다 구체적으로 아미노실란 및/또는 알콕시실란, 바람직하게는 알파-아미노알콕시실란의 군으로부터 선택되는 것이 적절한 것으로 나타났다.
이런 맥락에서 실란은 일반식 I의 실란으로부터 선택되는 것이 적절한 것으로 나타났다:
R4-nSiXn (I)
식에서,
R은 C1 내지 C3 알킬, 보다 구체적으로 C1 및/또는 C2 알킬;
C6 내지 C15 아릴, 보다 구체적으로 C6 내지 C10 아릴;
C2 및/또는 C3 올레핀, 보다 구체적으로 비닐;
아민, 보다 구체적으로 C3-C8 알파-아민이고;
X는 알콕시, 보다 구체적으로 C1 내지 C6 알콕시, 매우 바람직하게는 C1 내지 C4 알콕시, 특히 바람직하게는 C1 및/또는 C2 알콕시이며; 및
n은 2 또는 3이다.
다음에, 제 1 층의 코팅 조성물의 결합제의 분율과 관련하여, 코팅 조성물은 코팅 조성물을 기준으로, 2 내지 60 중량%, 보다 구체적으로 5 내지 50 중량%, 바람직하게는 10 내지 40　중량%, 보다 바람직하게는 15 내지 30 중량%의 양으로 결합제를 포함하는 것이 적절한 것으로 나타났다.
나아가, 전형적으로 제 1 층의 코팅 조성물은 코팅 조성물을 기준으로, 40 내지 95 중량%, 보다 구체적으로 50 내지 90　중량%, 바람직하게는 60 내지 85 중량%, 보다 바람직하게는 70 내지 80 중량%의 양으로 금속 입자를 포함한다. 금속 입자는 보다 구체적으로는 상기 기술된 혈소판 모양의 및/또는 과립형의, 보다 구체적으로는 구형의 금속 입자이다.
본 발명의 한 바람직한 구체예에 다르면, 제 1 층의 코팅 조성물은 적어도 하나의 가교결합제를 포함한다. 가교결합제는 화합물, 보다 구체적으로 무기 또는 무기물계 화합물이며, 제 1 층의 매트릭스로 혼입되고 결합제 시스템 자체보다 높은 반응 속도를 가진다.
만약 코팅 조성물이 가교결합제를 포함하면, 코팅 조성물은 전형적으로 코팅 조성물을 기준으로, 0.1 내지 10 중량%, 보다 구체적으로 0.5 내지 5　중량%, 바람직하게는 1 내지 3 중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 2 중량%의 양으로 가교결합제를 포함한다. 특히 양호한 결과는 가교결합제가 실란, 티타네이트, 지르코네이트, 유기금속 화합물, 산 및 염기 및 또한 그것들의 혼합물의 군으로부터 선택되는 경우에 얻어진다. 이런 맥락에서 가교결합제가 티타네이트, 지르코네이트, 유기금속 화합물, 산 및 염기 및 또한 그것들의 혼합물, 보다 구체적으로 티타네이트, 지르코네이트, 유기금속 화합물 및 그것들의 혼합물로부터 선택된다면 특히 바람직하다.
만약 유기금속 화합물이 본 발명의 맥락에서 가교결합제로서 사용된다면, 유기금속 화합물은 붕소, 알루미늄, 철, 아연 및 주석의 유기금속 화합물, 보다 구체적으로 알콕사이드, 및 또한 그것들의 혼합물로부터 선택되는 것이 적절한 것으로 나타났다.
동등하게, 매우 양호한 결과는 가교결합제로서 사용된 실란, 티타네이트 및 지르코네이트가 다이오르가닐다이알콕시티타네이트, 다이오르가닐다이알콕시지르코네이트, 오르가닐트라이알콕시실란, 오르가닐트라이알콕시티타네이트, 오르가닐트라이알콕시지르코네이트, 테트라알콕시실란, 테트라알콕시티타네이트, 테트라알콕시지르코네이트 및 그것들의 혼합물로부터 선택되는 경우에 얻어진다.
이런 맥락에서 전형적으로 오르가닐 치환기는 알킬, 페닐 및 비닐로부터 선택된다. 오르가닐 치환기는 바람직하게는 에틸, 메틸, 페닐 및 비닐로부터 선택된다. 특히 양호한 결과는 가교결합제가 테트라부틸티타네이트, 티타늄 테트라아이소프로폭사이드, 비닐 트라이-n-부틸 티타네이트 및 그것들의 혼합물로부터 선택되는 경우에 이루어진다.
본 발명의 한 바람직한 구체예에 따르면, 캐소드 부식 제어 코팅을 제조하기 위한 코팅 조성물, 보다 구체적으로 제 1 층의 코팅 조성물은
(A) 적어도 하나의 결합제,
(B) 금속 입자 및
(C) 적어도 하나의 가교결합제를 포함한다.
본 발명의 맥락에서, 전형적으로 제 1 층의 코팅 조성물은 물이 없고, 보다 구체적으로 적어도 실질적으로 물이 없고, 바람직하게는 물이 없다.
나아가, 제 1 층의 코팅 조성물은 적어도 한 가지의 용매를 포함할 수 있다.
제 1 층의 코팅 조성물이 용매를 포함한다면, 코팅 조성물은 코팅 조성물을 기준으로, 20　중량% 미만, 보다 구체적으로 15　중량% 미만, 바람직하게는 10　중량% 미만, 보다 바람직하게는 6 중량% 미만의 양으로 용매를 포함하는 것이 적절한 것으로 나타났다. 동등하게 코팅 조성물은 코팅 조성물을 기준으로, 1 내지 20 중량%, 보다 구체적으로 2 내지 15 중량%, 바람직하게는 3 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 4 내지 6 중량%의 양으로 용매를 포함할 수 있다.
용매, 보다 구체적으로 유기 용매로서, 모든 유기 용매를 사용하는 것이 가능하다. 특히 적합한 것은 방향족 및 지방족 탄화수소 및 또한 극성 유기 용매, 예컨대 에를 들자면, 아세톤, 알코올, 보다 구체적으로 C1 내지 C20 알코올, 바람직하게는 C2 내지 C10 알코올, 보다 바람직하게는 C2 내지 C8 알코올, 니트릴 또는 니트로 화합물이다. 코팅 조성물의 매우 신속한 경화를 확실하게 하기 위해서, 용매는 전형적으로 120℃ 미만, 보다 구체적으로 100℃ 미만의 비등점을 가진다.
본 발명의 추가의 바람직한 구체예에 따르면, 캐소드 부식 제어 코팅을 제조하기 위한, 보다 구체적으로 제 1 층의 코팅 재료는, 그러므로
(A) 적어도 하나의 결합제,
(B) 금속 입자,
(C) 적어도 하나의 가교결합제 및
(D) 적어도 하나의 용매를 포함한다.
나아가, 본 발명의 맥락에서, 동등하게 코팅 조성물은 적어도 하나의 점증제 및/또는 유동 첨가제를 포함할 수 있다.
코팅 조성물이 점증제 및/또는 유동 첨가제를 포함하는 경우에, 전형적으로 코팅 조성물은 코팅 조성물을 기준으로, 0.01 내지 5 중량%, 보다 구체적으로 0.05 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%의 양으로 점증제 및/또는 유동 첨가제를 포함한다. 점증제 및/또는 유동 첨가제는 예를 들어 에틸 셀룰로오스 또는 실리카, 보다 구체적으로 훈증된 실리카일 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 구체예에 따르면, 유동 첨가제 및/또는 점증제는 코팅 조성물의 성분 (E)로서 사용된다.
나아가, 본 발명의 맥락에서, 코팅 조성물은 적어도 한 가지의 습윤제를 포함할 수 있다. 만약 본 발명의 맥락에서, 코팅 조성물이 습윤제를 포함하면, 코팅 조성물은 코팅 조성물을 기준으로, 0.01 내지 5　중량%, 보다 구체적으로 0.05 내지 3　중량%, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%의 양으로 습윤제를 포함하는 것이 적절한 것으로 나타났다.
만약 본 발명의 맥락에서 코팅 조성물이 습윤제를 포함하면, 습윤제는 바람직하게 코팅 재료의 성분 (F)로서 사용된다.
그러므로, 본 발명의 맥락에서, 캐소드 부식 제어 코팅을 제조하기 위한 코팅 조성물, 보다 구체적으로 제 1 층의 코팅 조성물은
(A) 적어도 하나의 결합제,
(B) 금속 입자,
(C) 적어도 하나의 가교결합제,
(D) 용매,
(E) 적어도 하나의 유동 첨가제 및/또는 점증제 및
(F) 적어도 하나의 습윤제를 포함하는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명의 맥락에서, 동등하게 제 1 층의 코팅 조성물은 보다 구체적으로 보존제, 안정화제, 산 및/또는 염기, 거품제거 요소, 필름 형성제, 유동 제어제, 충전제, pH 안정화제 및 pH 변형제의 군으로부터 선택된 추가의 첨가제를 포함할 수 있다.
만약 코팅 조성물이 추가의 첨가제를 포함한다면, 코팅 조성물은 코팅 조성물을 기준으로, 전형적으로 0.01 내지 5　중량%, 보다 구체적으로 0.05 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%의 양으로 추가의 첨가제를 포함한다. 모든 추가의 첨가제는 보다 구체적으로 코팅 조성물의 성분 (G)로서 사용된다.
본 발명의 맥락에서, 특히 양호한 결과는 제 1 층의 코팅 조성물이 2 내지 10　000　mPas, 보다 구체적으로 5 내지 1000　mPas, 바람직하게는 5 내지 500　mPas, 보다 바람직하게는 10 내지 100　mPas, 매우 바람직하게는 30 내지 50 mPas의 범위의, 20℃에서의 브룩필드 동적 점도(Brookfield dynamic viscosity)를 가지는 경우에 얻어진다. 제 1 층의 코팅 조성물, 보다 구체적으로 캐소드 부식 제어 코팅의 코팅 조성물은 그러므로 특히 분무, 압연, 나이프코팅, 침지, 보다 구체적으로 침지-회전 코팅에 의한 것을 포함하는, 모든 적합한 적용 방법에 의해 기판에 적용될 수 있다. 그러나, 바람직하게는 코팅 조성물은 분무에 의해 적용된다.
다음에, 제 1 층의 코팅 조성물이 기판에 적용될 때의 층 두께와 관련하여, 제 1 층의 코팅 조성물은 보다 구체적으로 기판에 적용될 때, 0.5 내지 50　μm, 보다 구체적으로 1 내지 40　μm, 바람직하게는 3 내지 28 μm, 보다 바람직하게는 5 내지 20 μm, 매우 바람직하게는 7 내지 15 μm의 층 두께로 적용되는 것이 적절한 것으로 나타났다.
다음에, 발명의 코팅 시스템의 제 2 층과 관련하여, 제 2 층은 코팅 조성물로부터, 보다 구체적으로 탑코트 조성물로부터 얻어지는 것이 적절한 것으로 나타났고, 조성물은
(A) 적어도 하나의 친수성, 무기 또는 유기, 폴리머 화합물 또는 소수성, 유기 화합물 및
(B) 물을 포함한다.
상기에서 이미 관찰된 것과 같이, 본 발명의 맥락에서 제 2 층의 코팅 조성물, 보다 구체적으로 탑코트 조성물은 친수성, 무기 또는 유기, 폴리머 화합물을 포함하는 것이 특히 바람직하다. 이런 맥락에서 친수성, 무기 또는 유기, 폴리머 화합물이 친수성, 즉 극성일뿐만 아니라, 나아가, 이온 분획을 포함한다면, 이런 방식으로 특히 아연 플레이크 프라이머의 부식 제어 효과를 상당히 개선하는 것이 가능하기 때문에, 특히 바람직하다.
대조적으로, 수성 분산액에서 소수성 유기 화합물의 사용은, 단독으로, 제 1 층의 조성물, 보다 구체적으로 캐소드 부식 제어 조성물의 경화를 위해 작용하고; 제 1 층에서 남아 있고, 또한 아마도 기판에 남아 있는 소수성 유기 화합물은 그것이 적용되는 기판의 특정 부동화(passivation)를 가능하게 한다. 이런 맥락에서, 소수성 유기 화합물은 바람직하게는 유화제의 도움으로 분산되거나, 또는 자체-유화 시스템이 사용된다.
전형적으로, 제 2 층의 코팅 조성물, 즉 탑코트 조성물은 친수성, 무기 또는 유기, 폴리머 화합물 또는 소수성 유기 화합물을, 코팅 조성물을 기준으로, 3 내지 50 중량%, 보다 구체적으로 5 내지 40 중량%, 바람직하게는 10 내지 30 중량%, 보다 바람직하게는 15 내지 25　중량%의 양으로 포함한다. 이런 맥락에서, 특히 상기 규정된 친수성, 무기 또는 유기, 폴리머 화합물 또는 소수성 유기 화합물의 혼합물을 사용하는 것도 가능하다.
동등하게, 본 발명의 맥락에서, 제 2 층을 생성하기 위한 코팅 조성물, 보다 구체적으로 탑코트 조성물은 코팅 조성물을 기준으로, 50 내지 97 중량%, 보다 구체적으로 60 내지 95 중량%, 바람직하게는 70 내지 90 중량%, 보다 바람직하게는 75 내지 85 중량%의 양으로 물을 포함할 수 있다.
나아가, 본 발명의 맥락에서, 제 2 층을 생성하기 위한 코팅 조성물, 보다 구체적으로 탑코트 조성물은 추가로 이온 구성성분을 포함할 수 있다. 본 발명의 맥락에서 이온 구성성분은 물과 접촉시 이온 화합물로 분리되는 화합물 또는 화합물의 부분이다. 예로는 무기 또는 유기 산 및 염을 포함한다. 사용하기에 특히 바람직한 것은 -앞서 상기에서 관찰된 것과 같이- 또한 전환 처리를 위해 조성물에 사용된 화합물, 보다 구체적으로 헥사플루오로티탄산, 헥사플루오로지르콘산, 포스폰산 및/또는 인산이다.
특히 유기 코팅을 사용할 때, 이온 구성성분들은 제 2 층의 코팅 조성물에 혼입되고 캐소드 부식 제어 코팅, 보다 구체적으로 아연 플레이크 프라이머를 활성화하는데, 왜냐하면, 물과 접촉시, 전해질 용액이 생성되고 따라서 전기 전도성이 생성되기 때문이다. 그러나, 폴리머는 이온 기를 포함하는 것이 바람직하다.
제 2 층의 코팅 조성물, 보다 구체적으로 탑코트 조성물이 추가의 이온 구성성분들을 포함한다면, 코팅 조성물은 코팅 조성물을 기준으로, 0.01 내지 10　중량%, 보다 구체적으로 0.1 내지 5　중량%, 바람직하게는 0.2 내지 2　중량%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1　중량%의 양으로 이온 구성성분들을 포함한다.
나아가, 또한 제 2 층의 코팅 조성물은 첨가제를 포함할 수 있다. 제 2 층의 코팅 조성물, 보다 구체적으로 코팅 조성물이 첨가제를 포함한다면, 탑코트 조성물은 코팅 조성물을 기준으로, 0.01 내지 10 중량%, 보다 구체적으로 0.05 내지 5　중량%, 바람직하게는 0.1 내지 2　중량%의 양으로 첨가제를 포함하는 것이 적절한 것으로 나타났다.
다음에, 첨가제의 성질과 관련하여, 모든 적합한 첨가제를 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 전형적으로, 첨가제는 유동 첨가제, 보존제, 안정화제, 산 및/또는 염기, 계면활성제, 거품제거 성분, 필름 형성제, 유기 UV 흡수제, 활성 생체 성분, 유동 제어제, 습윤제, 충전제, pH 안정화제, 및 pH 변형제의 군으로부터 선택된다.
다음에, 제 2 층을 생성하기 위한 코팅 조성물, 보다 구체적으로 탑코트 조성물의 점도와 관련하여, 그 점도는 광범위 내에서 달라질 수 있다. 코팅 조성물은 전형적으로 2 내지 5000　mPas, 보다 구체적으로 5 내지 1000　mPas, 바람직하게는 5 내지 500　mPas, 보다 바람직하게는 10 내지 100　mPas, 매우 바람직하게는 30 내지 50m Pas의 범위의, 20℃에서의 브룩필드 동적 점도를 가진다. 제 2 층의 코팅 조성물, 보다 구체적으로 탑코트 조성물의 점도는, 바람직하게는 코팅 조성물이 분무 적용에 의해 쉽게 적용될 수 있고, 보다 구체적으로는 미세하게 원자화될 수 있도록 설계된다. 미세한 원자화는 고분율의 현미경적으로 작은 액적을 생성하여, 발명의 코팅 시스템의 제 1 층의 가속화된 경화로 이어진다.
본 발명의 한 바람직한 구체예에 따르면, 제 2 층의 코팅 조성물, 보다 구체적으로 탑코트 조성물은 산성 또는 알칼리성 범위의 pH를 가진다. 특히 양호한 결과는, 이런 맥락에서, 코팅 조성물이 6.5 미만, 보다 구체적으로 6 미만, 바람직하게는 5 미만의 pH, 또는 7.5보다 큰, 바람직하게는 8보다 큰, 보다 바람직하게는 10보다 큰 pH를 가지는 경우에 얻어진다. 동등하게, 코팅 조성물은 0.5 내지 6.5, 보다 구체적으로 1 내지 6, 바람직하게는 2 내지 5 범위의 pH, 또는 7.5 내지 13.5, 보다 구체적으로 8 내지 13, 바람직하게는 10 내지 12의 범위의 pH를 가질 수 있다. 산성 또는 알칼리성 범위의 pH 값에 의해, 특히 초기 에칭을 수행하는 것이 또한 가능하고, 따라서 제 1 층의 표면에 삽입된 금속 입자의 활성화가 가능하다. 나아가, 양쪽성 산화 아연이 부분적으로 용해되고, 전환 코트의 형성이 촉진된다. 이것은 상당히 개선된 부식 제어 코팅으로 이어진다.
다음에, 제 2 층의 코팅 조성물, 보다 구체적으로 탑코트 조성물이 적용될 때의 층 두께와 관련하여, 층 두께는 광범위 내에서 달라질 수 있다. 그러나, 전형적으로, 제 2 층의 코팅 조성물은 제 1 층의 코팅 조성물보다 낮은 층 두께로 적용된다.
일반적으로 말하면, 제 2 층의 코팅 조성물은 보다 구체적으로 제 1 층에 및/또는 기판에 적용될 때 0.5 내지 15 μm, 보다 구체적으로 0.5 내지 10 μm, 바람직하게는 1 내지 6　μm, 보다 바람직하게는 2 내지 5 μm, 매우 바람직하게는 2 내지 4 μm의 층 두께로 적용된다.
도 1은 기판에 적용된, 발명의 코팅 시스템의 개략도를 도시하고,
도 2는 기판에 적용된, 발명의 코팅 시스템의 개략도를 도시하며, 제 1 층은 기판 부분만을 덮고 제 2 층은 기판 및 제 1 층 둘 다를 덮는다.
본 발명의 추가의 대상물 - 본 발명의 제 2 측면에 따르는 -은 금속 기판에 캐소드 부식 보호를 발생시키기 위한 코팅 시스템, 보다 구체적으로 부식 제어 코팅 시스템의, 바람직하게는 상기에서 기술된 것과 같은 제조 방법으로,
(A) 제 1 방법 단계로, 물에 노출될 때 가교결합하는, 보다 구체적으로 캐소드 부식 제어 코팅을 생성하기 위한 제 1 코팅 조성물, 보다 구체적으로 제 1의, 적어도 실질적으로 무수 코팅 조성물을 금속 기판에 적용하여 제 1 층을 형성하는 단계, 및
(B) 제 2 방법 단계로, 제 1 방법 단계 (A) 후에, 수성 기반 제 2 코팅 조성물을 제 1 층에 적용하는 단계를 포함한다.
본 발명의 맥락에서, 특히 제 2 방법 단계 (B)에서 수성 기반 제 2 코팅 조성물, 보다 구체적으로 상기 기술된 탑코트 조성물은 제 1 층, 보다 구체적으로 상기 기술된 부식 제어 코팅 조성물에 적용된다. 제 1 또는 제 2 층을 위한 코팅 조성물은 발명의 코팅 시스템과 관련되어 기술된 코팅 조성물들에 상응한다.
더욱이, 본 발명의 맥락에서, 동등하게, 방법 단계 (A)의 제 1 코팅 조성물은 금속 기판에 직접 적용되고, 보다 구체적으로 적어도 부분적으로, 즉 국소적으로 제한되면서 적용되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명의 한 특정 구체예에 따르면, 금속 기판은 사전에 전환 처리가 수행되었고, 그러므로 전환 코트로 코팅될 수 있다. 그 경우에, 발명의 코팅 시스템의 제 1 층은 전환 코트에 적용된다.
동등하게 발명의 코팅 시스템과 연계되어 상기에서 이미 관찰된 것과 같이, 추가로 방법 단계 (B)에서 제 2 층, 보다 구체적으로 제 2 코팅 조성물은 제 1 층에, 즉 방법 단계 (A)에서 적용된 층에 적용될뿐만 아니라, 또한 선택적으로, 캐소드 부식 제어 코팅을 생성하기 위한 코팅 조성물, 즉 제 1 층이 적용되지 않은 기판의 부분들에도 적용될 수 있다.
다음에, 제 1 층의 제 1 코팅 조성물의 적용과 관련하여, 적용은 롤러 코팅, 압연, 나이프코팅, 침지, 침지-회전 코팅, 솔질, 분무에 의해 전형적으로 이루어진다. 이 맥락에서 특히 바람직한 것은 제 1 코팅 조성물이 침지, 침지-회전 코팅 또는 분무에 의해, 바람직하게는 분무에 의해 적용되는 경우이다. 특히 양호한 결과는 이런 맥락에서 제 1 코팅 조성물이 발명의 제 1 측면과 연계하여 기술된 층 두께로 기판에 적용되는 경우에 얻어진다.
본 발명의 한 바람직한 구체예에 따르면, 방법 단계 (A)에서, 제 1 코팅 조성물의 적용 후에, 제 1 코팅 조성물은 100℃ 미만, 보다 구체적으로 90℃ 미만, 바람직하게는 80℃ 미만의 온도로 가열된다.
동등하게, 방법 단계 (A)에서, 제 1 코팅 조성물의 적용 후에, 제 1 코팅 조성물은 20 내지 100℃, 보다 구체적으로 30 내지 90℃, 바람직하게는 50 내지 80℃의 온도로 가열된다.
제 1 코팅 조성물이 5 내지 30℃의 온도 범위에서 경화되거나 가교결합된다면, 그것은 본 발명의 맥락에서 가능하고 본 발명의 한 바람직한 구체예에 따르면 그것이 또한 바람직하다. 이 구체예는 특히 발명의 코팅 시스템의 이동 용도에 특히 유익하다.
그러나, 100℃ 미만의 온도로 기판 및 제 1 코팅 조성물을 가열함으로써, 예를 들어, 점도를 조정할 목적으로 코팅 조성물에 존재하는 용매 분획은 제거되고, 제 1 코팅 조성물의 가교결합이 이 스테이지에서도 시작된다. 이미 가열되어 있는 제 1 코팅 조성물에 제 2 코팅 조성물을 적용할 때, 한편으로 제 1 코팅 조성물의 가교결합 속도는 상당히 증가되고, 다른 한편으로 제 2 코팅 조성물에 존재하는 물 - 특히, 제 1 코팅 조성물의 경화에 필요하지 않은, 과잉량의 물 -은 또한 직접 증발하고 제거될 필요가 없어진다. 추가적으로, 높은 대기 습도가 코팅 표면의 아주 가까운 곳에서 수립되어, 제 1 층의 신속한 경화 또는 가교결합을 촉진한다. 그러므로 제 1 코팅 조성물 및/또는 기판의 가열은, 공정 공학의 관점에서, 발명의 방법의 단순화를 초래하고, 보다 구체적으로 건조 시간 - 즉, 제 1 및 제 2 코팅 조성물의 경화 또는 가교결합을 위한 시간 -이 상당히 감소되는 것을 허용함으로써, 저장 용량의 절감을 가능하게 해준다.
다음에, 제 2 코팅 조성물의 적용과 관련하여, 그것은 임의의 적합한 기법에 의하여 제 1 층 및/또는 기판에 적용될 수 있다. 전형적으로, 제 2 코팅 조성물은 제 1 층 및/또는 기판에 롤러 코팅, 압연, 나이프코팅, 침지, 침지-회전 코팅, 솔질 또는 분무에 의해 적용된다. 그러나, 본 발명의 맥락에서, 제 2 코팅 조성물은 특히 제 1 층 및/또는 기판에 분무에 의해 적용되는 것이 특히 바람직하였다. 제 2 코팅 조성물의 분무 적용은 미세하게 분할된 물 액적 및 수증기를 생성하여, 제 1 코팅 조성물의 특히 신속한 경화 및 가교결합으로 이어진다.
제 2 코팅 조성물은 특히 상기 언급된 층 두께로 제 1 층 및/또는 기판에 적용된다.
일반적으로 말하자면, 본 발명의 맥락에서, 방법 단계 (B)에서, 제 2 코팅 조성물의 적용 후에, 제 1 코팅 조성물은 물, 보다 구체적으로 수분, 바람직하게는 대기 수분에 노출시 가교결합된다. 발명의 방법의 특정 특징은, 다른 것들 중에서도, 제 2 수성 코팅 조성물의 사용에 의하여, 제 1 코팅 조성물을 가교결합시키기 위한 수분이 코팅 시스템 자체에 의해 제공되며, 예를 들어, 코팅된 기판이 경화의 목적으로 특수하게 조건화된 공간에서 유지될 필요가 없다는 사실에서 찾을 수 있다.
발명의 이 측면의 보다 상세한 설명에 대해서는, 발명의 방법과 관련하여 필요한 부분만 약간 수정하여 적용된, 발명의 제 1 측면과 관련된 상기의 관찰사항들을 참고할 수 있다.
또한 본 발명의 추가의 대상물 - 본 발명의 제 3 측면에 따르는 -은 상기 기술된 코팅 시스템을 포함하는 및/또는 상기 기술된 방법에 의해 얻을 수 있는 금속 기판이다.
발명의 이 측면에 대한 추가의 상세한 설명에 대해서는, 발명의 금속 기판과 관련하여 필요한 부분만 약간 수정하여 적용된, 발명의 다른 측면들과 관련된 상기의 관찰사항들을 참고할 수 있다.
또한 마지막으로, 추가의 대상물 - 본 발명의 제 4 측면에 따르는 -은 상기 기술된 것과 같은 제 1 코팅 조성물, 보다 구체적으로 캐소드 부식 제어 코팅 조성물, 및 상기 기술된 것과 같은 제 2 코팅 조성물, 보다 구체적으로 탑코트 조성물을 포함하는, 상기 기술된 코팅 시스템을 제조하기 위한 키트이다.
발명의 이 측면에 대한 추가의 상세한 설명에 대해서는, 발명의 키트와 관련하여 필요한 부분만 약간 수정하여 적용된, 발명의 다른 측면들과 관련된 상기의 관찰사항들을 참고할 수 있다.
본 발명의 주제는 이하에서 도면 설명 및 또한 작업 실시예를 참조로 설명되며, 설명은 비제한적이고 바람직한 구체예들을 참조로 예시적이다.
도면의 묘사는, 도 1을 따르면, 금속 기판(2)에 적용된 발명의 코팅 시스템(1)을 나타낸다. 코팅 시스템(1)은 기판에 직접 적용된 제 1 층(3), 및 제 1 층에 적용되는 제 2 층(4)을 가진다.
제 1 층(3)은 바람직하게는 금속 혈소판, 보다 구체적으로 아연 플레이크 프라이머로부터의 금속 혈소판을 포함하고, 그 안에 삽입된 금속 혈소판, 바람직하게는 아연 라멜라와의 무기 매트릭스의 형태를 취하는 무수 코팅 조성물로부터 얻어진다.
제 2 층(4)은 바람직하게는 폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트를 기반으로 하고, 산성 또는 알칼리성 범위의 pH를 가지는 폴리머 결합제의 수성 분산액으로부터 바람직하게 얻어지는 양이온적으로 안정화된 폴리머 결합제로 구성된다. 층(4)에서 양이온적으로 안정화된 폴리머 결합제의 사용을 통하여, 금속 입자는 층(3)에 접근할 수 있게 되거나 및/또는 부식 제어에 접근할 수 있게 됨으로써, 코팅 시스템(1)에 의해 제공된 부식 보호가 증가된다.
도 2는 금속 기판(2)에 적용된, 발명의 코팅 시스템(1)의 특정 구체예를 도시한다. 코팅 시스템(1)은 2-층 구성을 가지며, 이때 제 1 층(3)은 기판(2)의 부분들에 적용되어 적어도 부분적으로 그것을 덮었다.
제 2 층(4)은 제 1 층(3)보다 더 큰 크기를 가지며, 제 1 층(3) 및 기판(2)에 모두 적용된다. 나아가, 제 1 층(3) 및 제 2 층(4)은 앞서 기술된 층들에 상응한다. 수성 코팅 조성물로부터 얻어지는 제 2 층(4)은 제 1 층(3)의 신속한 경화를 가능하게 할뿐만 아니라, 나아가, 제 1 층(1)이 적용되지 않은 위치에서, 기판 (2)에 대하여, 캐소드 부식 제어 효과를 기반으로 하지 않은 개선된 부식 보호를 제공한다.
이 구체예는 특히 기판이 복합 재료로 구성되고, 예를 들어 목재 성분 또는 플라스틱 성분을 포함할 때 사용된다. 나아가, 이 구체예는 또한 전면적의 캐소드 부식 보호가 보장될 필요가 없는, 예컨대 예를 들자면 휠 허브 또는 브레이크 디스크의 경우에 다수의 주조 부품에 적용된다.
본 발명의 주제는 이하에서 작업 실시예를 참조로 비-제한적으로 추가로 설명된다.
작업 실시예
1. 코팅된 강철 시트
발명의 코팅 시스템의 성능을 하기에서 코팅된 강철 시트를 참조로 설명한다.
이 목적을 위해, DCO4 강철 시트에 대해 60℃에서 Henkel AG & Co. KGaA로부터의 C72 클리너를 사용하여 알칼리성 탈지(alkaline degreasing)를 수행하고, 세정 및 건조 후에, 각각의 아연 플레이크 프라이머 - 하기에서 또한 베이스코트로도 언급됨-로 코팅한다.
사용된 베이스코트 제형 1 내지 14를 표　2 내지 5에 명시한다.
아연 플레이크 프라이머를 약 15 μm의 층 두께로 분무 적용에 의해 강철 시트에 적용한 후 70℃에서 30분 동안 건조시킨다.
그런 다음, 수성 탑코트 제형 A 내지 J 중 하나를 분무 적용에 의해 아연 플레이크 프라이머로 코팅된 강철 시트에 적용하여, 약 3 μm의 건조 필름 층 두께를 얻는다. 탑코트 제형 A 내지 J를 하기 표 6 내지 8에 명시한다.
베이스코트 및 탑코트에 사용한 재료들을 표 1에 명시한다.
사용된 재료
재료 상세한 내용
폴리실록산 시스템 Gelest Inc.로부터의 실란올-말단처리된 폴리다이메틸실록산 DMS-S12
가교결합제 테트라-n-부틸 티타네이트, 아미노실란
아연 가루 Umicore Metalle & Oberflδchen GmbH
아연 플레이크 Eckart GmbH로부터의 4ZnAl7
용매 Solvesso 100, n-부탄올
습윤제 BYK-Chemie GmbH로부터의 DISPERBYK-190
점증제 Elementis Specialties로부터의 M-P-A 4020 X5
Na 물유리1 BASF SE로부터의 37/40
K 물유리1 BASF SE로부터의 28/30
Li 물유리1 Sigma Aldrich로부터의 Li-폴리실리케이트
탈이온수1 탈이온수
왁스/지방산1 BYK-Chemie GmbH로부터의 Aquacer PE 왁스 / 스테아르산
폴리머 결합제1 수성 PU 분산액, 50　중량% 고체 분율
폴리아크릴산1 수용성 폴리아크릴산 Mw 2000 -10　000
실리카 솔1 AkzoNobel로부터의 Levasil 등급
실란 가수분해물1 Evonik Industries AG로부터의 Hydrolsi 2776
그런 다음 코팅된 강철 시트에 대해 다양한 테스트, 즉 페이퍼 타월 마모 테스트, 접착 테이프 제거 테스트, 적색 녹이 발생할 때까지 스크라이브 마크에서 염 분무 테스트 (강철 쪽으로 스크라이빙함, 0.5 mm 스크라이브 폭), 및 적색 녹이 발생할 때까지 스크라이브 마크에서 응결 기후 테스트를 수행한다. 그 결과를 표 9 내지 12에 나타낸다. 각각의 경우에 비교를 위해, 탑코드가 없는 한 실시예와 용매-포함 에폭시 수지 니스를 기반으로 한 탑코트가 없는 실시예를 수행한다.
베이스코트 제형
제형 1 2 3 4
결합제1
폴리실록산 시스템		 36.5 36.5 29 28
가교결합제1 1.5 1.5 1.0 1.0
아연 가루1 60 60 70 70
아연 플레이크1 2 2 - 1
용매1 - - - -
습윤제1 - - - -
점증제1 - - - -
1: 중량%의 수치
베이스코트 제형
제형 5 6 7 8
결합제1
폴리실록산 시스템		 10 15 14 10
가교결합제1 5 1.5 1.4 0.8
아연 가루1 83 81.5 77 88.5
아연 플레이크1 2 2 2 0.7
용매1 - - 5.6 -
습윤제1 - - - -
점증제1 - - - -
1: 중량%의 수치
베이스코트 제형
제형 9 10 11 12
결합제
티타네이트 		20.8 31 17.5 21.0
가교결합제 - - - -
아연 가루 56.3 - 54.7 62.6
아연 플레이크 - 52.6 - 3.6
용매 21.15 15.7 25.5 11
습윤제 1.0 0.2 0.9 1.8
점증제 0.75 0.5 1.4 -
1: 중량%의 수치
베이스코트 제형
제형 13 14
결합제1
폴리실록산 시스템		 21.8 22.5
가교결합제1 - -
아연 가루1 - -
아연 플레이크1 51.3 63.2
용매1 24.1 10.8
습윤제1 1.4 1.5
점증제1 1.4 2
1: 중량%의 수치
탑코트 제형
제형 A B C D
Na 물유리1 - - - 10
K 물유리1 - - 10 -
Li 물유리1 10 10 - -
물 (탈이온화됨) 1 75 90 90 90
왁스/지방산1 - - - -
폴리머 결합제1 - - - -
폴리아크릴산1 - - - -
실리카 솔1 - - - -
실란 가수분해물1 15 - - -
1: 중량%의 수치
탑코트 제형
제형 E F G H
Na 물유리1 - 9.5 - -
K 물유리1 6 - - -
Li 물유리1 - - - -
탈이온수1 68.5 76.5 80 79.9
왁스/지방산1 4 2 20 20
폴리머 결합제1 12.5 - - -
폴리아크릴산1 - - - 0.1
실리카 솔1 - - - -
실란 가수분해물1 9 12 - -
1: 중량%의 수치
탑코트 제형
제형 I J
Na 물유리1 - -
K 물유리1 - -
Li 물유리1 - -
탈이온수1 80 77.5
왁스/지방산1 - -
폴리머 결합제1 20 20
폴리아크릴산1 - -
실리카 솔1 - 2.5
실란 가수분해물1 - -
1: 중량%의 수치
표 9 내지 12에서, 다양한 테스트에 대해 + 및 -는 다음을 나타낸다:
a) 페이퍼 타월 마모:
- 뚜렷한 마모, 가시적인 진한 변색, 타월에 남아있음
+ 매우 약한 마모 또는 페이퍼 타월에 아무것도 없음
b) 접착 테이프 제거:
- 베이스코트 필름에 응집성 균열 후에 베이스코트가 부분적으로 테사필름 (Tesafilm) 접착 테이프에 남음; 테사필름에 진한 변색
+ 탑코트가 없는 시스템에 비해 지각할 수 있는 개선; 제거는 아마도 응집성 균열 후에 여전히 지각할 수 있는 정도지만, 단지 최소 탈착까지는 그렇지 않다
c) 적색 녹에 대한 스크라이브 마크에서의 염 분무 테스트:
- < 200시간
+ >> 720시간
d) 적색 녹에 대한 스크라이브 마크에서의 응결 기후:
- < 200시간
+ > 200시간 또는 동일한 베이스코트 층 두께에서 탑코트가 없는 시스템에 비해 적어도 30%만큼의 개선
베이스코트 (BC) 및 탑코트 (TC)의 다양한 조합에 대한 테스트 결과: 페이퍼 타월 마모, 접착 테이프 제거, RR2에 대한 스크라이브 마크에서의 염 분무 테스트, RR2에 대한 스크라이브 마크에서의 응결 기후 테스트
BC 1 BC 2 BC 3 BC 4
TC 없음 (비교용) -,-,+,- -,-,+,- -,-,+,- -,-,+,-
에폭시 TC (비교용)1 +,-,-,- +,-,-,- +,-,-,- +,-,-,-
TC A +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+
TC B +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+
TC C +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+
TC D +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+
TC E +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+
TC F +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+
TC G +,+,+,- +,+,+,- +,+,+,- +,+,+,-
TC H +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+
TC I +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+
TC J +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+
1: 용매-포함 에폭시 수지 니스
2: RR = 적색 녹
베이스코트 (BC) 및 탑코트 (TC)의 다양한 조합에 대한 테스트 결과: 페이퍼 타월 마모, 접착 테이프 제거, RR2에 대한 스크라이브 마크에서의 염 분무 테스트, RR2에 대한 스크라이브 마크에서의 응결 기후 테스트
BC 5 BC 6 BC 7 BC 8
TC 없음 (비교용) -,-,+,- -,-,+,- -,-,+,- -,-,+,-
에폭시 TC (비교용)1 +,-,-,- +,-,-,- +,-,-,- +,-,-,-
TC A +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+
TC B +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+
TC C +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+
TC D +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+
TC E +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+
TC F +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+
TC G +,+,+,- +,+,+,- +,+,+,- +,+,+,-
TC H +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+
TC I +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+,+ +,-,+,+
TC J +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+,+ +,-,+,+
1: 용매-포함 에폭시 수지 니스
2: RR = 적색 녹
베이스코트 (BC) 및 탑코트 (TC)의 다양한 조합에 대한 테스트 결과: 페이퍼 타월 마모, 접착 테이프 제거, RR2에 대한 스크라이브 마크에서의 염 분무 테스트, RR2에 대한 스크라이브 마크에서의 응결 기후 테스트
BC 9 BC 10 BC 11 BC 12
TC 없음 (비교용) -,-,+,- -,-,+,- -,-,+,- -,-,+,-
에폭시 TC (비교용)1 +,-,-,- +,-,-,- +,-,-,- +,-,-,-
TC A +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+
TC B +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+
TC C +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+
TC D +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+
TC E +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+
TC F +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+
TC G +,+,+,- +,+,+,- +,+,+,- +,+,+,-
TC H +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+ +,+,+,+
TC I +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+
TC J +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+ +,-,+,+
1: 용매-포함 에폭시 수지 니스
2: RR = 적색 녹
베이스코트 (BC) 및 탑코트 (TC)의 다양한 조합에 대한 테스트 결과: 페이퍼 타월 마모, 접착 테이프 제거, RR2에 대한 스크라이브 마크에서의 염 분무 테스트, RR2에 대한 스크라이브 마크에서의 응결 기후 테스트
BC 13 BC 14
TC 없음 (비교용) -,-,+,- -,-,+,-
에폭시 TC (비교용)1 +,-,-,- +,-,-,-
TC A +,-,+,+ +,-,+,+
TC B +,-,+,+ +,-,+,+
TC C +,-,+,+ +,-,+,+
TC D +,-,+,+ +,-,+,+
TC E +,+,+,+ +,+,+,+
TC F +,+,+,+ +,+,+,+
TC G +,+,+,- +,+,+,-
TC H +,+,+,+ +,+,+,+
TC I +,-,+,+ +,-,+,+
TC J +,-,+,+ +,-,+,+
1: 용매-포함 에폭시 수지 니스
2: RR = 적색 녹
베이스코트로만 코팅되고 탑코트로는 코팅되지 않은 비교예는 페이퍼 타월을 사용한 마모 테스트에서 상당히 더 높은 마모를 나타내고 또한 접착 테이프 제거에서 상당히 빈약한 값을 보이는 것이 분명하다. 스크라이브 마크에서의 염 분무 테스트에서 부식 보호는 베이스코트만 제공된 강철 시트에 대해 일관되게 매우 양호하다: 적색 녹이 나타나기 전 1000시간 이상 동안 캐소드 부식 보호가 관찰된다. 응결 기후 테스트는 각각의 경우에 허용되지만, 특히 이온 분획을 가진 탑코트를 사용하는 경우에, 2-층 코팅에 대한 것보다 상당히 빈약한 값을 산출한다.
에폭시 수지-계 탑코트를 사용한 제 2 비교예는 페이퍼 타월을 사용한 마모 테스트에서 상당히 개선된 내마모성을 나타내지만, 접착 테이프 제거 테스트에서는 마찬가지로 매우 빈약한 값을 나타낸다. 스크라이브 마크에서의 염 분무 테스트에서 테스트 결과는 베이스코트로만 코팅된 시스템의 경우에서보다 더 빈약하고, 이것은 전해질에 의한 아연 라멜라의 활성화의 결핍에 기인한다. 스크라이브 마크에서의 응결 기후 테스트에서, 에폭시 수지-계 탑코트로 코팅된 시스템은 탑코트가 없는 시스템의 특성들과 유사하게 빈약한 특성을 나타낸다. 그에 반해, 발명에 따르는 실시예들은 일관되게 상당히 더 나은 특성을 나타낸다.
2. 브레이크 디스크의 코팅
6개의 브레이크 디스크를 65 내지 70℃에서 15분 동안 알칼리로 클리닝한 후, 세정하고 공기 송풍기로부터의 공기 펄스로 건조시킨다. 브레이크 디스크의 부분적인 코팅을 위해, 둥근 구멍들을 각각의 경우에 후면에 어떠한 접착 잔류물도 남기지 않는 특수 접착 테이프로 봉한다.
이어서 6개의 브레이크 디스크를 상기 표 3에서 명시된 제형 10의 베이스코트로, 약 10 μm의 층 두께로 분무 건 코팅한다. 브레이크 디스크를 80℃에서 30분 동안 건조시키고 계속해서 공기 송풍기를 사용하여 손의 온도로 냉각시킨다.
다음 단계로, 둥근 구멍들을 포함하여 브레이크 디스크의 전체 표면을 수성 기반 탑코트로 코팅한다.
브레이크 디스크의 추가 코팅을 위해, 상기 표 5에 명시된 탑코트 제형 A, 및 또한 2개의 추가의 탑코트 제형 K 및 L을 사용한다. 탑코트 제형 K는 폴리우레탄 및 폴리아크릴레이트를 기반으로 한 수성 기반 폴리머 현탁액이고, 소량의 헥사플루오로티탄산을 함유한다.
탑코트 L은 탑코트 K의 폴리머 결합제 시스템으로 구성되지만, 추가의 첨가물이 없다.
탑코트 조성물을 분무 적용에 의해 브레이크 디스크의 전체 면적 위에 2 내지 4 μm의 층 두께로 적용한다.
브레이크 디스크에 계속해서 중성 염 분무 테스트를 수행하고, 그 결과를 2시간, 4시간, 6시간 및 24시간 후에 기록한다. 중성 염 분무 테스트의 결과를 하기 표 13에 요약한다.
폴리머 코팅 K 및 L은 탑코트 A의 순수한 물유리 코팅보다 상당히 더 나은 결과를 이루는 것으로 나타난다. 특히, 적색 녹은 탑코트 A를 사용할 때, 캐소드 부식 보호가 장착되지 않은 브레이크 디스크의 표면에, 이미 상당한 정도로 2시간 직후에 관찰된다. 탑코트 제형 K, 즉 이온 구성성분들, 즉 헥사플루오로티탄산을 또한 포함한 폴리머 결합제는 초기에는 약간, 나중에는 현저한, 탑코트로만 코팅된 디스크의 부분의 균일한 황화를 나타낸다. 이것은 균일하게 발생한 적색 녹을 나타내지만, 그것은 육안으로는 그렇게 지각할 수 있는 정도는 아니다. 캐소드 부식 보호로 장착되지 않은 표면에서의 첫 번째의 더 큰 적색 녹은 단지 24시간 후에 볼 수 있게 된다.
최상의 결과는 탑코트 제형 L의 폴리머 탑코트 시스템에 의해 제공된다: 여기서, 초기의 적색 녹은 마찬가지로 2시간 후에 나타나는 한편, 그것은 단지 매우 작은 영역을 차지하고 산발적으로 나타난다. 적색 녹은 24시간 후에만 상당히 지각할 수 있을 정도로 나타난다.
중성 염 분무 테스트에서 코팅된 브레이크 디스크에 대한 결과; 탑코트 층 두께: 2 내지 4 μm
기간 탑코트 A 탑코트 K 탑코트 L
2시간 클리어코트-코팅 표면에 적색 녹. 클리어코트-코팅 표면에 황화, 그러나 적색 녹은 없음. 클리어코트-코팅 표면에 산발적인 적색 녹.
4시간 클리어코트-코팅 표면에 적색 녹. 클리어코트-코팅 표면에 황화, 그러나 적색 녹은 없음. 클리어코트-코팅 표면에 산발적인 적색 녹.
6시간 클리어코트로만 코팅된 표면에 증가된 적색 녹. 클리어코트-코팅 표면에 황화, 그러나 적색 녹은 없음. 클리어코트-코팅 표면에 산발적인 적색 녹.
24시간 클리어코트로만 코팅된 전체 표면에 적색 녹. 클리어코트-코팅 표면에 황화로부터 형성된 적색 녹. 클리어코트-코팅 표면에 산발적인 적색 녹.
상기 기술된 테스트를 반복하되, 탑코트를 4 내지 8 μm의 층 두께로 2배 적용에 의해 적용한다. 그 결과를 표 14에 나타낸다.
중성 염 분무 테스트에서 코팅된 브레이크 디스크에 대한 결과; 탑코트 층 두께: 8 μm
기간 탑코트 A 탑코트 K 탑코트 L
2시간 클리어코트-코팅 표면에 적색 녹 적색 녹 없음, 브레이크 디스크는 변화없음 적색 녹 없음, 브레이크 디스크는 변화없음
4시간 클리어코트-코팅 표면에 적색 녹 적색 녹 없음, 브레이크 디스크는 변화없음 적색 녹 없음, 브레이크 디스크는 변화없음
6시간 클리어코트로만 코팅된 표면에 증가된 적색 녹 클리어코트-코팅 표면의 황화, 그러나 적색 녹 없음. 적색 녹 없음, 브레이크 디스크는 변화없음
24시간 심각한 적색 녹, 염 분무 테스트의 과정에 걸쳐 추가로 증가됨 적색 녹이 탑코트로만 코팅된 표면의 부분에 부분적으로 나타남 (<20%) 탑코트로만 코팅된 표면에 적색 녹은 없지만, 코팅되지 않은 가장자리 및 뚫린 곳/구멍으로부터 RR 흔적이 나타남
48시간 심각한 적색 녹, 염 분무 테스트의 과정에 걸쳐 추가로 증가됨 탑코트로만 코팅된 표면의 부분에 국소적인 적색 녹 (<　25%) 탑코트로만 코팅된 표면에 적색 녹은 없지만, 코팅되지 않은 가장자리 및 뚫린 곳/구멍으로부터 RR 흔적이 나타남
72시간 심각한 적색 녹, 염 분무 테스트의 과정에 걸쳐 추가로 증가됨 탑코트로만 코팅된 표면의 부분에 국소적인 적색 녹 (<　40%) 탑코트로만 코팅된 표면에 적색 녹은 없지만, 코팅되지 않은 가장자리 및 뚫린 곳/구멍으로부터 RR 흔적이 증가함
96시간 심각한 적색 녹, 염 분무 테스트의 과정에 걸쳐 추가로 증가됨 탑코트로만 코팅된 표면의 부분에 국소적인 적색 녹 (<　40%) 탑코트로만 코팅된 표면에, 심지어 코팅된 가장자리에서도 적색 녹은 없지만, 코팅되지 않은 가장자리 및 뚫린 곳/구멍으로부터 RR 흔적이 증가함
165시간 심각한 적색 녹, 염 분무 테스트의 과정에 걸쳐 추가로 증가됨 탑코트로만 코팅된 표면의 부분에 적색 녹 (< 50%) 탑코트로만 코팅된 표면에, 심지어 코팅된 가장자리에서도 적색 녹이 증가함; 코팅되지 않은 가장자리 및 뚫린 곳/구멍으로부터 RR 흔적이 증가함; 그렇지 않으면 표면은 대부분 여전히 밝은 은색이다 (적어도 80%)
이중 두께로 적용된, 이온 기를 함유한 유기 폴리머로 코팅된 시스템들이 상당히 개선된 부식 제어 특성을 나타내는 것으로 드러난다.
1 코팅 시스템
2 기판
3 제 1 층
4 제 2 층

Claims (17)

  1. 적어도 2개의 층을 포함하는 금속 기판 (2)에서 캐소드 부식 보호를 발생시키기 위한 코팅 시스템 (1), 보다 구체적으로는 부식 제어 코팅 시스템으로서,
    코팅 시스템은
    (a) 물에 노출시 가교결합되는 캐소드 부식 제어 코팅의 형태의 제 1 층 (3), 및
    (b) 수성 기반 코팅 조성물에 의해 얻어지는 코팅 형태의 제 2 층 (4)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 층 (3)은 무기물계 매트릭스를 포함하고, 특히 매트릭스는 유기적으로 변형되는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 무기물계 매트릭스는 무기 산화물, 보다 구체적으로 규소, 티타늄 및/또는 지르코늄의 산화물, 바람직하게는 이산화 규소 및/또는 이산화 티타늄, 보다 바람직하게는 이산화 티타늄을 포함하거나, 또는 보다 구체적으로 적어도 실질적으로 그것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 층은 수분에의 노출에 의해, 보다 구체적으로 대기 수분에의 노출에 의해 가교결합하는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 층은 100℃ 미만, 보다 구체적으로 90℃ 미만, 바람직하게는 80℃ 미만의 온도에서 가교결합하는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 층은 5 내지 30℃의 범위의 온도에서 가교결합하거나 및/또는 제 1 층은 20 내지 100℃, 보다 구체적으로 30 내지 90℃, 바람직하게는 50 내지 80℃의 범위의 온도에서 가교결합하는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 층 (3)은 금속 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 제 1 층 (3)은 제 1 층을 기준으로, 적어도 50 중량%, 보다 구체적으로 적어도 60 중량%, 바람직하게는 적어도 70　중량%의 금속 입자를 포함하거나, 및/또는
    제 1 층 (3)은 제 1 층을 기준으로, 50 내지 95　중량%, 보다 구체적으로 60 내지 95 중량%, 바람직하게는 70 내지 90 중량%의 범위의 금속 입자의 분획을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 제 1 층 (3)은 혈소판 모양의 및/또는 과립형의, 보다 구체적으로 구형의 금속 입자, 바람직하게는 과립형의, 보다 구체적으로 구형의 금속 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 입자는 알루미늄, 아연 또는 그것의 합금을 기반으로, 보다 구체적으로 순수한 아연 및/또는 아연 합금을 기반으로 형성되는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 층 (4)은 투명층, 보다 구체적으로 클리어코트의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 층 (4)은 적어도 하나의 친수성, 무기 또는 유기, 올리고머 또는 폴리머 화합물 또는 소수성 유기 화합물을 포함하거나, 또는 보다 구체적으로 적어도 실질적으로 그것으로 구성되고, 특히 제 2 층 (4)은 적어도 하나의 친수성, 무기 또는 유기, 폴리머 화합물을 포함하거나 또는 보다 구체적으로 적어도 실질적으로 그것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 기판은 알루미늄 및 철로부터 선택된 적어도 하나의 금속, 바람직하게는 철을 포함하거나, 또는 그것의 합금으로 구성되고, 특히 기판은 강철로 구성되는 것을 특징으로 하는 코팅 시스템.
  14. 금속 기판 (2)에서 캐소드 부식 보호를 발생시키기 위한 코팅 시스템 (1), 보다 구체적으로 부식 제어 코팅 시스템, 바람직하게는 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따르는 코팅 시스템의 제조 방법으로서,
    (A) 제 1 방법 단계로, 물에 노출될 때 가교결합하는, 보다 구체적으로 캐소드 부식 제어 코팅을 생성하기 위한 제 1 코팅 조성물, 보다 구체적으로 제 1의, 적어도 실질적으로 무수 코팅 조성물을 금속 기판에 적용하여 제 1 층을 형성하는 단계, 및
    (B) 제 2 방법 단계로, 제 1 방법 단계 (A) 후에, 수성 기반 제 2 코팅 조성물을 제 1 층에 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 방법 단계 (B)에서, 제 2 코팅 조성물의 적용 후에, 제 1 코팅 조성물은 물, 보다 구체적으로 수분, 바람직하게는 대기 수분에 노출시 가교결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따르는 및/또는 제 14 항 또는 제 15 항에 따르는 방법에 의해 얻을 수 있는 코팅 시스템을 포함하는 금속 기판.
  17. 제 1 코팅 조성물, 보다 구체적으로 캐소드 부식 제어 코팅 조성물, 및 제 2 코팅 조성물, 보다 구체적으로 탑코트 조성물을 포함하는, 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따르는 코팅 시스템을 제조하기 위한 키트.
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