KR20200052644A - Manufacturing method of hydrophilic zinc flake using silane coupling reaction - Google Patents

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Disclosed is a method for manufacturing hydrophilic zinc flakes using silane coupling reaction and, more specifically, to a method comprising: a hydrolysis step of hydrolyzing silane; a raw material mixing step of mixing the silane, hydrolyzed through the hydrolysis step, and zinc flake slurry; a milling step of milling the mixture manufactured through the raw material mixing step; and a dehydrating and drying step of dehydrating and drying the mixture milled through the milling step. In the hydrophilic zinc flakes manufactured through the above steps, a silane coating layer is formed to suppress oxidation reaction in water-based paint or coating solutions, dispersibility and storage stability are increased, and when applied to a metal material such as iron, can be stably dispersed or stored in the solution while maintaining the electrochemical anticorrosive functions of zinc.

Description

실란 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF HYDROPHILIC ZINC FLAKE USING SILANE COUPLING REACTION}Manufacturing method of hydrophilic zinc flakes using silane coupling reaction {MANUFACTURING METHOD OF HYDROPHILIC ZINC FLAKE USING SILANE COUPLING REACTION}

개시된 내용은 실란 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실란 코팅층이 형성되어 수계형 도료나 코팅액 내에서 산화반응이 억제되며, 분산성과 저장안정성이 향상되고, 철과 같은 금속재료에 적용했을 때 아연의 전기화학적인 방식기능은 그대로 유지되면서 수용액 내에서 안정적으로 분산 또는 저장될 수 있는 실란 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법에 관한 것이다.The disclosed content relates to a method for producing a hydrophilic zinc flake using a silane coupling reaction, and more specifically, a silane coating layer is formed to suppress an oxidation reaction in a water-based paint or coating solution, improve dispersibility and storage stability, and improve iron. When applied to a metal material such as zinc, while maintaining the electrochemical anticorrosive function, it relates to a method of manufacturing a hydrophilic zinc flake using a silane coupling reaction that can be stably dispersed or stored in an aqueous solution.

1974년 미국에서 최초로 개발된 수용성 크롬산-아연분말의 피막처리법은 높은 내식성과 소재밀착성으로 전기 및 용융아연도금을 대신해 오늘날 다양한 산업 분야에 적용되고 있다. 국내에서는 1982년부터 도입되어 자동차 부품 및 볼트, 너트 및 호스클립과 같은 훼스너(fastener) 부품과 전기전자, 건축용 재료 등 많은 분야에 적용되고 있다.The water-soluble chromic acid-zinc powder coating method, which was first developed in the United States in 1974, has been applied to various industrial fields today instead of electric and hot-dip galvanizing due to its high corrosion resistance and material adhesion. It has been introduced in Korea since 1982, and has been applied to many fields such as automobile parts, fastener parts such as bolts, nuts and hose clips, electrical and electronics, and construction materials.

주로 마무리 공정에 포함되는 표면처리 기술은 표면물성 및 내구성, 외관을 결정하는 중요한 공정으로, 특히 자동차의 경우 도금 및 도장비율이 약 10%를 이르고 있으며, 자동차 부품산업 및 기계 산업에서 표면처리기술 및 금속안료 분말의 고도화는 최종산업의 품질향상과 직결되는 중요한 기술요소다. The surface treatment technology mainly included in the finishing process is an important process for determining the surface properties, durability, and appearance, and especially in the case of automobiles, the plating and coating equipment rate reaches about 10%, and the surface treatment technology and Advancement of metal pigment powder is an important technical factor directly related to the improvement of quality in the final industry.

수용성 크롬산-아연분말 코팅제에 사용되는 가장 중요한 안료는 산화되지 않은 편상아연분말(Zinc flake powder)인데, 편상아연분말은 평균입도가 4 내지 6㎛의 구형(Round type)의 아연더스트(Zinc dust)를 밀링(milling) 가공하여 제조한다. 아연의 경우 철보다 빠른 이온화경향서열에 있는 금속으로 철 표면에 도포될 경우 전기화학적으로 양극이 되어 산화되며(희생양극기능) 이를 통해 철의 부식을 막아주는 역할을 하는데, 이러한 금속 아연분말의 희생양극기능에 의한 방식성능은 가격 및 효과 측면에서 대체가 불가능한 소재로 오랜 기간 방식소재로서 널리 활용되고 있다.The most important pigment used in the water-soluble chromic acid-zinc powder coating agent is unoxidized zinc flake powder, which has an average particle size of 4 to 6㎛ round type zinc dust. Is manufactured by milling. In the case of zinc, it is a metal in the ionization tendency sequence that is faster than iron, and when applied to the surface of iron, it is electrochemically oxidized to become an anode (sacrificial anode function) and serves to prevent corrosion of iron through this. The anti-corrosion performance by the anode function is an irreplaceable material in terms of price and effect, and has been widely used as a corrosion-resistant material for a long time.

수용성 크롬산-아연분말 코팅제는 방식이 요구되는 부품 표면에 10㎛ 이하의 박막으로 얇게 코팅하여 사용하는데, 이러한 제품은 전기아연 도금에 비하여 내식성능이 20%이상 향상되면서 비용은 10%이상 절감할 수 있는 것으로 알려져 있다.The water-soluble chromic acid-zinc powder coating agent is used by coating thinly with a thin film of 10 µm or less on the surface of parts requiring corrosion protection. These products have a 20% or more improvement in corrosion resistance compared to electro-galvanized plating, which can reduce costs by more than 10%. It is known.

또한, 다량의 폐수가 발생하는 기존의 도금법에 비해 페수발생량이 적고, 수용성코팅제로서 VOC(휘발성유기화합물) 등 환경오염물 발생량도 현저히 감소시킬 수 있는 제품으로, 2010년 이후 도금법을 대체하여 자동차부품 중 약 270여 부품과, 세탁기, 냉장고, TV 등 가전부품 등에 폭넓게 사용되고 있으며, 건축 및 토목용 설비부품 등에 대해서도 이와 같은 방식코팅 처리가 널리 시행되고 있다.In addition, compared to the existing plating method that generates a large amount of waste water, the amount of waste water is less, and it is a product that can significantly reduce the amount of environmental pollutants such as VOC (volatile organic compound) as a water-soluble coating agent. It is widely used in about 270 parts, home appliance parts such as washing machines, refrigerators, TVs, etc., and such anticorrosive coating treatments are widely applied to construction and civil engineering equipment parts.

수용성 방청도료는 유성도료에 비해 대기환경이나 작업자의 안전 등의 이유로 많은 장점을 가지고 있는 분야지만 수용성 방청도료의 주요 원료인 아연분말의 경우 물(수분)과 산화 반응을 통해 저장안정성이 저하되는 특성이 있다. 따라서 현재까지 아연을 이용한 방식도료 또는 코팅액은 주로 유성(solvent base) 도료 또는 유·수성 혼합 코팅액이 많이 사용되고 있었는데, 최근 VOC 문제, 작업자의 안전성 확보 문제 등과 같은 환경적인 문제로 인해 수용성 방식도료 또는 수용성 코팅액에 대한 수요가 점차 높아지고 있다. 더욱이 최근 구형(spherical) 아연 분말에 비해 표면적이 넓고 구조적으로 방청 효과가 높은 편상형(flake) 아연분말을 안료로 사용하여 수용성 방청도료 또는 수용성 방식코팅액을 생산하는 회사가 점차 늘어나고 있다. 그러나 이와 같은 수계(water bone)도료 또는 코팅액에 사용하기 위해서는 금속 아연분말과 물의 반응에 의한 수소가스 발생으로 인한 저장안정성 저하, 도막 불량 및 부착성능 저하 문제 등이 개선되어야 한다.Water-soluble anti-corrosive paints have many advantages over oil-based paints for reasons such as atmospheric environment and worker safety, but in the case of zinc powder, the main raw material of water-soluble anti-corrosive paints, storage stability is reduced through oxidation reaction with water (water). There is this. Therefore, to date, anti-corrosive coatings or coating solutions using zinc have been mainly used as solvent-based coatings or mixed oil / water-based coating solutions. Recently, water-soluble anti-corrosive coatings or water-soluble coatings have been used due to environmental problems such as VOC problems and safety issues for workers. The demand for coating liquids is gradually increasing. Moreover, recently, more and more companies are producing water-soluble rust preventive paints or water-soluble anticorrosive coating solutions using a flake zinc powder with a large surface area and a structurally high anti-corrosive effect compared to spherical zinc powder. However, in order to be used in such a water-based coating or coating solution, the storage stability due to the generation of hydrogen gas due to the reaction of the metal zinc powder and water, and the problem of poor coating and poor adhesion performance must be improved.

한국특허등록 제10-1797116호(2017.11.07)Korean Patent Registration No. 10-1797116 (2017.11.07)

개시된 내용은 실란 코팅층이 형성되어 수계형 도료나 코팅액 내에서 산화반응이 억제되며, 분산성과 저장안정성이 향상되고, 철과 같은 금속재료에 적용했을 때 아연의 전기화학적인 방식기능은 그대로 유지되면서 수용액 내에서 안정적으로 분산 또는 저장될 수 있는 실란 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법을 제공하는 것이다.The disclosed content is that a silane coating layer is formed to suppress oxidation reaction in water-based paints or coating liquids, improve dispersibility and storage stability, and maintain the electrochemical anticorrosive function of zinc as it is applied to metal materials such as iron, while maintaining an aqueous solution. It is to provide a method for producing a hydrophilic zinc flake using a silane coupling reaction that can be stably dispersed or stored therein.

하나의 일 실시예로서 이 개시의 내용은 실란을 가수분해하는 가수분해단계, 아연 슬러리에 상기 가수분해단계를 통해 가수분해된 실란을 혼합하는 원료혼합단계, 상기 원료혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 밀링하는 밀링단계 및 상기 밀링단계를 통해 밀링된 혼합물을 탈수하고 건조하는 탈수건조단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실란 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법에 대해 기술하고 있다.In one embodiment, the contents of this disclosure include a hydrolysis step of hydrolyzing silane, a raw material mixing step of mixing the hydrolyzed silane through the hydrolysis step with a zinc slurry, and a mixture prepared through the raw material mixing step. It describes a method of manufacturing a hydrophilic zinc flake using a silane coupling reaction, characterized in that consisting of a milling step of milling and a dehydration drying step of dehydrating and drying the mixture milled through the milling step.

바람직하기로는, 상기 가수분해단계는 에탄올 100 중량부에 실란 1 내지 6 중량부를 혼합하고, 30 내지 70℃의 온도와 100 내지 150rpm의 속도로 10 내지 60분 동안 이루어질 수 있다.Preferably, the hydrolysis step may be made for 1 to 6 parts by weight of silane in 100 parts by weight of ethanol, and may be performed for 10 to 60 minutes at a temperature of 30 to 70 ° C and a rate of 100 to 150 rpm.

더 바람직하기로는, 상기 실란은 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리메톡시 실란, 트리 메틸 플로오루 실란, 트리에틸실란, 에틸트리 메틸 실란, 트리아이소프로필 실란, 3-아미노 프로필 트리 에톡시 실란, 3-아미노 프로필 트리 메톡시 실란, 3-아미노 프로필 메틸 디 에톡시 실란, 3-아미노 프로필 메틸 디 메톡시 실란, 아미노 에틸 아미노 프로필 트리 메톡시 실란, 디 에틸 아미노 메틸 트리 에톡시 실란, 디 에틸 아미노 메틸 트리 에톡시 실란, 디 에틸 아미노 프로필 트리 에톡시 실란, N-(N-부틸)-3-아미노 프로필 트리 메톡시 실란, 3-글로시독시 프로필 트리 메톡시 실란, 3-글로시독시 프로필 메틸 디 에틸 실란, 3-글로시독시 프로필 메틸 디 메톡시 실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)-에틸 트리 메톡시 실란, 3-메르캅토 프로필 트리 메톡시 실란, 3-메르캅도 프로필 트리 에톡시 실란, 3-메르캅토 프로필메틸 디메톡시 실란, 테트라 메톡시 실란 및 이들의 유도체로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어질 수 있다.More preferably, the silane is 2- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyl trimethoxy silane, trimethyl fluoro silane, triethylsilane, ethyltrimethyl Silane, triisopropyl silane, 3-amino propyl triethoxy silane, 3-amino propyl trimethoxy silane, 3-amino propyl methyl diethoxy silane, 3-amino propyl methyl dimethoxy silane, amino ethyl amino propyl tri Methoxy silane, diethyl amino methyl triethoxy silane, diethyl amino methyl triethoxy silane, diethyl amino propyl triethoxy silane, N- (N-butyl) -3-amino propyl trimethoxy silane, 3- Glossyoxypropyl trimethoxy silane, 3-Glyoxydoxy propyl methyl diethyl silane, 3-Glyoxydoxy propyl methyl dimethoxy silane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyl trimethoxy silane, 3-mer Capto Propyl trimethoxy silane, 3-mercapdo propyl triethoxy silane, 3-mercapto propylmethyl dimethoxy silane, tetramethoxy silane, and derivatives thereof.

더욱 바람직하기로는, 상기 원료혼합단계는 상기 아연 슬러리에 혼합된 아연 100 중량부 대비 상기 가수분해단계를 통해 가수분해된 실란 1 내지 3 중량부를 혼합하고, 200 내지 500rpm의 속도로 20 내지 30분 동안 교반하여 이루어질 수 있다.More preferably, the raw material mixing step is mixing 1 to 3 parts by weight of silane hydrolyzed through the hydrolysis step compared to 100 parts by weight of zinc mixed in the zinc slurry, and for 20 to 30 minutes at a rate of 200 to 500 rpm It can be achieved by stirring.

더욱 더 바람직하기로는, 상기 아연 슬러리는 알코올 100 중량부에 아연분말 25 내지 50 중량부를 혼합하여 제조될 수 있다.Even more preferably, the zinc slurry may be prepared by mixing 25 to 50 parts by weight of zinc powder with 100 parts by weight of alcohol.

더욱 더 바람직하기로는, 상기 밀링단계는 고에너지 볼밀을 이용하여 1000 내지 2000rpm의 속도로 60 내지 180분 동안 이루어질 수 있다.Even more preferably, the milling step may be performed for 60 to 180 minutes at a speed of 1000 to 2000 rpm using a high energy ball mill.

더욱 더 바람직하기로는, 상기 탈수건조단계는 상기 밀링단계를 통해 밀링된 혼합물을 탈수하고 진공건조하여 수분 함량을 0.3 질량% 이하로 조절할 수 있다.Even more preferably, in the dehydration drying step, the mixture milled through the milling step may be dehydrated and vacuum dried to adjust the moisture content to 0.3 mass% or less.

이상에서와 같은 실란 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법은 실란 코팅층이 형성되어 수계형 도료나 코팅액 내에서 산화반응이 억제되며, 분산성과 저장안정성이 향상되고, 철과 같은 금속재료에 적용했을 때 아연의 전기화학적인 방식기능은 그대로 유지되면서 수용액 내에서 안정적으로 분산 또는 저장될 수 있는 아연 플레이크를 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.In the method for producing a hydrophilic zinc flake using a silane coupling reaction as described above, a silane coating layer is formed to suppress an oxidation reaction in a water-based paint or coating solution, improve dispersibility and storage stability, and apply to metal materials such as iron. When it does, it maintains the electrochemical anticorrosive function of zinc, and exhibits an excellent effect of providing zinc flakes that can be stably dispersed or stored in an aqueous solution.

도 1은 개시된 실란 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 아연의 표면에 실란 코팅층이 형성되는 실란 커플링 과정을 나타낸 그림이다.
도 3은 상방치환법을 이용한 수소가스 측정 장치를 나타낸 그림이다.
도 4는 개시된 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 성분들의 수소가스 발생억제 효과를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 5는 상기 제조예 2를 통해 제조된 친수성 아연 플레이크의 표면에 형성된 실란코팅층의 두께를 투과전자 현미경(TEM, Transmission Electron Microscope)으로 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 6은 원형의 아연분말과 편상의 아연분말의 모습을 주사전자 현미경(SEM)d으로 촬영하여 나타낸 사진이다.
1 is a flow chart showing a method of manufacturing a hydrophilic zinc flake using the disclosed silane coupling reaction.
2 is a view showing a silane coupling process in which a silane coating layer is formed on the surface of zinc.
3 is a view showing a hydrogen gas measuring apparatus using the upward displacement method.
4 is a graph showing the measurement of the hydrogen gas generation inhibitory effect of the components prepared through the disclosed Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 2.
5 is a photograph showing the thickness of the silane coating layer formed on the surface of the hydrophilic zinc flake prepared through Preparation Example 2 by transmission electron microscopy (TEM).
FIG. 6 is a photograph showing the appearance of circular zinc powder and flake zinc powder by scanning electron microscope (SEM) d.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.Hereinafter, the preferred embodiment of the present invention and the physical properties of each component will be described in detail, but it is intended to be described in detail so that a person skilled in the art to which the present invention pertains can easily implement the invention. This does not mean that the technical spirit and scope of the present invention is limited.

개시된 내용은 실란 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법에 관한 것으로, 실란을 가수분해하는 가수분해단계(S101), 아연 슬러리에 상기 가수분해단계를 통해 가수분해된 실란을 혼합하는 원료혼합단계(S103), 상기 원료혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 밀링하는 밀링단계(S105) 및 상기 밀링단계(S105)를 통해 밀링된 혼합물을 탈수하고 건조하는 탈수건조단계(S107)로 이루어진다.Disclosed is a method for manufacturing a hydrophilic zinc flake using a silane coupling reaction, a hydrolysis step (S101) of hydrolyzing silane, and a raw material mixing step of mixing the hydrolyzed silane through the hydrolysis step in the zinc slurry. (S103), a milling step (S105) of milling the mixture prepared through the raw material mixing step and a dehydration drying step (S107) of dehydrating and drying the mixture milled through the milling step (S105).

상기 가수분해단계(S101)는 실란을 가수분해하는 단계로, 에탄올 100 중량부에 실란 1 내지 6 중량부를 혼합하고, 30 내지 70℃의 온도와 100 내지 150rpm의 속도로 10 내지 60분 동안 가수분해하는 단계로, 이때, 상기 실란의 함량은 에탄올 100 중량부 대비 1 내지 6 중량부가 함유될 수 있으나, 1 내지 3 중량부를 함유하는 것이 더욱 바람직하고, 반응온도는 30 내지 70℃의 온도로 이루어질 수 있으나, 가수분해의 속도, 후속반응에 의한 손실 등을 고려하면 50 내지 60℃로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.The hydrolysis step (S101) is a step of hydrolyzing silane, mixing 1 to 6 parts by weight of silane with 100 parts by weight of ethanol, and hydrolyzing at a temperature of 30 to 70 ° C and a rate of 100 to 150 rpm for 10 to 60 minutes. In this step, at this time, the content of the silane may contain 1 to 6 parts by weight compared to 100 parts by weight of ethanol, but more preferably contains 1 to 3 parts by weight, the reaction temperature can be made to a temperature of 30 to 70 ℃ However, considering the rate of hydrolysis, loss due to subsequent reaction, and the like, it is more preferably made of 50 to 60 ° C.

또한, 상기 교반속도는 100 내지 150rpm의 속도로 이루어지는데, 교반속도가 100rpm미만이면 실란의 가수분해 반응효율이 저하되며, 교반속도가 150rpm을 초과하게 되면 후속반응에 의한 부반응물의 생성률이 증가한다.In addition, the agitation speed is 100 to 150 rpm, and when the agitation speed is less than 100 rpm, the hydrolysis reaction efficiency of silane decreases, and when the agitation speed exceeds 150 rpm, the rate of formation of side reaction products by a subsequent reaction increases. .

이때, 상기 실란은 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리메톡시 실란, 트리 메틸 플로오루 실란, 트리에틸실란, 에틸트리 메틸 실란, 트리아이소프로필 실란, 3-아미노 프로필 트리 에톡시 실란, 3-아미노 프로필 트리 메톡시 실란, 3-아미노 프로필 메틸 디 에톡시 실란, 3-아미노 프로필 메틸 디 메톡시 실란, 아미노 에틸 아미노 프로필 트리 메톡시 실란, 디 에틸 아미노 메틸 트리 에톡시 실란, 디 에틸 아미노 메틸 트리 에톡시 실란, 디 에틸 아미노 프로필 트리 에톡시 실란, N-(N-부틸)-3-아미노 프로필 트리 메톡시 실란, 3-글로시독시 프로필 트리 메톡시 실란, 3-글로시독시 프로필 메틸 디 에틸 실란, 3-글로시독시 프로필 메틸 디 메톡시 실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)-에틸 트리 메톡시 실란, 3-메르캅토 프로필 트리 메톡시 실란, 3-메르캅도 프로필 트리 에톡시 실란, 3-메르캅토 프로필메틸 디메톡시 실란, 테트라 메톡시 실란 및 이들의 유도체로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하며, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란이나 3-글리시독시프로필 트리메톡시 실란으로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.At this time, the silane is 2- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyl trimethoxy silane, trimethyl fluor silane, triethylsilane, ethyltrimethyl silane, tri Isopropyl silane, 3-amino propyl triethoxy silane, 3-amino propyl trimethoxy silane, 3-amino propyl methyl diethoxy silane, 3-amino propyl methyl dimethoxy silane, amino ethyl amino propyl trimethoxy silane , Diethyl amino methyl triethoxy silane, diethyl amino methyl triethoxy silane, diethyl amino propyl triethoxy silane, N- (N-butyl) -3-amino propyl trimethoxy silane, 3-glycidoxy propyl Trimethoxy silane, 3-glycidoxy propyl methyl diethyl silane, 3-glycidoxy propyl methyl dimethoxy silane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyl trimethoxy silane, 3-mercapto propyl triIt is preferably composed of at least one selected from the group consisting of methoxy silane, 3-mercapdo propyl triethoxy silane, 3-mercapto propylmethyl dimethoxy silane, tetramethoxy silane and derivatives thereof, and 2- (3, It is more preferable to consist of 4-epoxycyclohexyl) -ethyltrimethoxysilane or 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane.

상기 원료혼합단계(S103)는 아연 슬러리에 상기 가수분해단계(S101)를 통해 가수분해된 실란을 혼합하는 단계로, 상기 아연 슬러리에 혼합된 아연 100 중량부 대비 상기 가수분해단계(S101)를 통해 가수분해된 실란 1 내지 3 중량부를 혼합하고, 200 내지 500rpm의 속도로 20 내지 30분 동안 교반하여 이루어지는데, 아연 슬러리에 함유된 아연분말의 표면에 상기 가수분해단계(S101)를 통해 가수분해된 실란이 충분히 wetting 될 수 있도록 교반하는 것이 바람직하다.The raw material mixing step (S103) is a step of mixing the hydrolyzed silane through the hydrolysis step (S101) to the zinc slurry, through the hydrolysis step (S101) compared to 100 parts by weight of zinc mixed with the zinc slurry. It is made by mixing 1 to 3 parts by weight of hydrolyzed silane and stirring for 20 to 30 minutes at a rate of 200 to 500 rpm, which is hydrolyzed through the hydrolysis step (S101) on the surface of the zinc powder contained in the zinc slurry. It is desirable to stir so that the silane is sufficiently wetting.

이때, 상기 교반속도가 200rpm 미만이거나 교반시간이 20분 미만이면 아연 슬러리에 함유된 아연분말의 표면에 상기 가수분해단계(S101)를 통해 가수분해된 실란이 충분히 wetting되지 못하고, 상기 교반속도가 500rpm을 초과하거나 교반시간이 30분을 초과하게 되면 과량의 기포 발생으로 인해 공정에 장애가 발생할 수 있으며 공정효율이 감소된다.At this time, if the stirring speed is less than 200 rpm or the stirring time is less than 20 minutes, the silane hydrolyzed through the hydrolysis step (S101) is not sufficiently wetting on the surface of the zinc powder contained in the zinc slurry, and the stirring speed is 500 rpm. If exceeded or the stirring time exceeds 30 minutes, the process may be disturbed due to excessive air bubbles, and the process efficiency is reduced.

또한, 상기 아연 슬러리는 편상아연분말 제조에서 요구되는 재료의 유동성과 양산화를 위해 원료인 아연분말(zinc dust)을 알코올 등과 같은 용제와 혼합하여 슬러리 상태로 제조하여 사용하는데, 알코올 100 중량부에 아연분말 25 내지 50 중량부를 혼합하여 제조하는 것이 바람직하다.In addition, the zinc slurry is prepared by mixing zinc dust, a raw material with a solvent such as alcohol, in a slurry form for use in mass flow and mass production of the material required in the manufacture of flake zinc powder. It is preferable to prepare by mixing 25 to 50 parts by weight of powder.

상기 밀링단계(S105)는 상기 원료혼합단계(S103)를 통해 제조된 혼합물을 밀링하는 단계로, 볼밀을 이용하여 1000 내지 2000rpm의 속도로 60 내지 180분 동안 이루어지는데, 상기와 같은 과정으로 이루어지는 밀링단계(S105)를 거치면 아연 슬러지에 함유된 아연의 표면에 커플랑 반응을 통해 실란 코팅층이 50 나노미터 이하로 균일하게 형성된 아연 플레이크를 제공할 수 있다.The milling step (S105) is a step of milling the mixture prepared through the raw material mixing step (S103), and is performed for 60 to 180 minutes at a speed of 1000 to 2000 rpm using a ball mill. After passing through step S105, a zinc flake in which the silane coating layer is uniformly formed to 50 nanometers or less may be provided through a coupling reaction on the surface of zinc contained in the zinc sludge.

이때, 상기 밀링은 Attrition mill, High energy ball mill, Jet mill 등 다양한 milling 장비를 이용하여 이루어질 수 있는데, 수평형 고에너지 볼밀(high energy ball mill)을 사용하는 것이 가장 바람직하다.At this time, the milling may be performed using various milling equipment such as an Attrition mill, High energy ball mill, Jet mill, and it is most preferable to use a horizontal high energy ball mill.

수평형 고에너지 볼밀은 장비가격, 운용의 편리성 등으로 현재 금속분말 가공에 있어서 가장 널리 사용되고 있는 장비이며, 특히 일반 ball mill에 비해 회전속도(원심력에 의한 압력)가 높고, Attrition mill에 비하여 수율이 높다. 그리고 jet mill, Zoz mill 등에 비하여 장비가격 및 부대비용이 저렴하고 수평형으로 인하여 편상화 가공면적이 넓고, 생산시간을 단축시킬 수 있다. The horizontal high-energy ball mill is the most widely used equipment for metal powder processing due to the price of equipment and the convenience of operation. In particular, it has a higher rotational speed (pressure due to centrifugal force) than a general ball mill, and yields compared to an attrition mill. This is high. In addition, compared to jet mills, Zoz mills, etc., the equipment price and additional cost are cheaper, and the flattening processing area is wider due to the horizontal type, and production time can be shortened.

또한, 상기 밀링단계(S105)에서의 회전속도는 1000 내지 2000rpm으로 이루어지며, 1400 내지 1800rpm의 속도로 고속교반하는 것이 더욱 바람직한데, 상기 회전속도가 1000rpm 미만이면 실란 코팅층의 두께가 100nm 이상으로 형성될 수 있으며, 회전속도가 2000rpm을 초과하게 되면 실란 코팅층의 형성이 어려워진다.In addition, the rotational speed in the milling step (S105) is 1000 to 2000 rpm, and it is more preferable to perform high-speed stirring at a speed of 1400 to 1800 rpm. If the rotational speed is less than 1000 rpm, the thickness of the silane coating layer is formed to 100 nm or more. If the rotational speed exceeds 2000 rpm, it is difficult to form a silane coating layer.

또한, 상기 밀링단계(S105)의 시간은 60 내지 180분 동안 이루어지며, 90 내지 120분 동안 이루어지는 것이 더욱 바람직한데, 상기 밀링단계(S105)의 시간이 60분 미만이면 아연 플레이크의 제조 수율이 낮아지며, 상기 밀링단계(S105)의 시간이 180분을 초과하게 되면 mill 내부 온도 및 압력 상승으로 인해 원료의 점도가 지나치게 증가하여 재료 간의 응집현상이 발생하게 된다.In addition, the time of the milling step (S105) is made for 60 to 180 minutes, more preferably 90 to 120 minutes, if the time of the milling step (S105) is less than 60 minutes, the production yield of zinc flakes is lowered , When the time of the milling step (S105) exceeds 180 minutes, the viscosity of the raw material is excessively increased due to the increase in the internal temperature and pressure of the mill, resulting in aggregation between materials.

아연의 표면에 실란 코팅층이 형성되는 실란 커플링 과정을 아래 도 2에 나타내었다. 아래 도 2에 나타낸 것처럼, 가수분해가 완료된 실란의 실리콘 관능기(X. silicon functional group)는 금속재료인 아연 표면의 수산기(surface hydroxyl group)와 결합하고, 유기관능기(organo functional group)는 수용액 내에 유기바인더 성분과 결합하여 수용액 내에서 안정적인 상태를 유지한다. 이와 같이 금속표면에 커플링반응을 통한 실란 코팅층의 형성을 통해 아연분말의 산화반응을 억제할 수 있고, 수용성 바인더와 혼합 후 건조도막이 형성되었을 때 철소재 표면에서 금속아연 고유의 희생양극기능에 의한 전기화학적 방식기능을 수행할 수 있게 된다.The silane coupling process in which a silane coating layer is formed on the surface of zinc is shown in FIG. 2 below. As shown in Figure 2 below, the silicon functional group (X. silicon functional group) of the hydrolyzed silane is combined with a hydroxyl group on the surface of zinc, which is a metal material, and the organic functional group is organic in an aqueous solution. It is combined with the binder component to maintain a stable state in the aqueous solution. As described above, the oxidation reaction of the zinc powder can be suppressed through the formation of a silane coating layer through a coupling reaction on the metal surface, and when a dry coating film is formed after mixing with a water-soluble binder, the metal zinc surface has a sacrificial anode function. It becomes possible to perform the electrochemical method.

또한, 수용성 도료 및 코팅액 내에서 금속인 아연분말에 친수성을 부여하기 위해서는 실란과 금속 아연 분말 표면간의 커플링 반응을 적절히 유도해야 하는데, 일반적으로 금속 아연분말(Zinc dust)은 철(Fe)로 된 소재의 표면에 코팅될 경우 아연의 희생양극기능을 통하여 전기화학적인 방식성능을 갖는다. 그러나 수용성 도료 또는 코팅제에 안료로 적용될 경우 아래 반응식 1과 같이 아연(Zn)은 산화아연(ZnO)으로 산화되면서 다량의 수소가스(H2 gas)를 발생시킨다. 수용성 도료 또는 코팅액 내에서 금속인 아연분말(zinc dust)의 산화반응으로 인해 저장안정성 저하, 핀홀부식, 부착력저하 및 브리스트(blister) 발생 등 많은 문제점이 유발되는데, 이러한 아연분말 안료의 특성으로 인해 현재까지 아연분말을 이용한 완전한 수용성 방식도료 또는 코팅액은 전무한 실정이다.In addition, in order to impart hydrophilicity to a metal zinc powder in a water-soluble coating and coating solution, a coupling reaction between a silane and a metal zinc powder surface must be appropriately induced. In general, the metal zinc powder is made of iron (Fe). When coated on the surface of the material, it has electrochemical anti-corrosion performance through the sacrificial anode function of zinc. However, when applied as a pigment to a water-soluble paint or coating agent, zinc (Zn) is oxidized to zinc oxide (ZnO) as shown in Reaction Scheme 1 below to generate a large amount of hydrogen gas (H 2 gas). Oxidation reaction of zinc dust, which is a metal in water-soluble paint or coating solution, causes many problems such as deterioration of storage stability, corrosion of pinholes, deterioration of adhesion, and occurrence of blisters. To date, there is no complete water-soluble anticorrosive coating or coating solution using zinc powder.

따라서, 개시된 내용에서는 이러한 문제의 해결을 위해 형태적으로 방식성능이 아연분말(zinc dust)에 비하여 우수한 편상아연(Zinc flake)분말 제조 공정 중에 실란을 첨가하고, milling 가공 중 고속교반을 통해 아연표면에서 실란의 커플링 반응을 유도함으로서 50 나노미터 이하의 실란 박막코팅 편상아연분말을 제공할 수 있다. 이러한 실란 코팅된 편상아연분말 제조를 통하여 수계형 도료 또는 코팅액 내에서 아연의 산화반응을 지연 또는 억제 시키고, 편상아연의 분산성 및 저장안정성을 높일 수 있다. 또한 50 나노미터 이하의 친수성 실란 코팅층을 형성하여 철의 표면에 적용했을 때, 아연의 전기화학적인 방식기능은 그대로 유지되면서, 수용액 내에서 안정적으로 분산 또는 저장될 수 있는 수용성 방식코팅액을 제공할 수 있게 된다.Therefore, in the disclosed contents, silane is added during the manufacturing process of zinc flake powder, which has excellent anticorrosive performance in comparison with zinc dust, in order to solve these problems, and zinc surface through high-speed stirring during milling. By inducing a coupling reaction of silane in the silane thin film coated flake zinc powder of 50 nanometers or less can be provided. Through the preparation of the silane-coated flake zinc powder, the oxidation reaction of zinc in the water-based coating or coating solution can be delayed or suppressed, and the dispersibility and storage stability of the flake zinc can be increased. In addition, when a hydrophilic silane coating layer of 50 nanometers or less is formed and applied to the surface of iron, the electrochemical anticorrosive function of zinc is maintained while providing a water-soluble anticorrosive coating solution that can be stably dispersed or stored in an aqueous solution. There will be.

<반응식 1> 수용액 내에서의 아연의 산화반응<Reaction Scheme 1> Oxidation of zinc in aqueous solution

Figure pat00001
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Figure pat00002
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Figure pat00003
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(g)
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Figure pat00007
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상기 탈수건조단계(S107)는 상기 밀링단계(S105)를 통해 밀링된 혼합물을 탈수하고 건조하는 단계로, 상기 밀링단계(S105)를 통해 밀링된 혼합물을 탈수하고 진공건조하여 수분 함량을 0.3질량% 이하로 조절하는 단계다.The dehydration and drying step (S107) is a step of dehydrating and drying the mixture milled through the milling step (S105), and dehydrating the mixture milled through the milling step (S105) and vacuum drying the water content to 0.3% by mass. This is the step of adjusting below.

이하에서는, 개시된 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 친수성 아연 플레이크의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing a hydrophilic zinc flake using the disclosed coupling reaction and the physical properties of the hydrophilic zinc flake produced through the manufacturing method will be described with reference to examples.

<제조예 1> 가수분해된 실란의 제조<Production Example 1> Preparation of hydrolyzed silane

에탄올 100 중량부에 실란{2-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란} 3.5 중량부를 혼합하고, 50℃의 온도와 125rpm의 속도로 35분 동안 교반하여 가수분해된 실란을 제조하였다.Mix 3.5 parts by weight of silane {2- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyltrimethoxysilane} to 100 parts by weight of ethanol, and stir for 35 minutes at a temperature of 50 ° C and a rate of 125 rpm for hydrolyzed silane. It was prepared.

<제조예 2> 친수성 아연 플레이크의 제조<Production Example 2> Preparation of hydrophilic zinc flakes

아연 슬러리(알코올 100 중량부 및 아연분말 37.5 중량부)에 혼합된 아연 100 중량부 대비 상기 제조예 1을 통해 제조된 가수분해된 실란 1 중량부를 혼합하여 제조된 혼합물을 350rpm의 속도로 25분 동안 교반하고, 교반된 혼합물을 수평형 고에너지 볼밀을 이용하여 1500rpm의 속도로 115분 동안 밀링하는 커플링 반응을 통해 아연의 표면에 실란 코팅층을 형성하고, 실란 코팅층이 형성된 아연이 함유되어 있는 혼합물을 탈수하고 진공건조 장치에 투입하고 건조하여 친수성 아연 플레이크를 제조하였다.The mixture prepared by mixing 1 part by weight of hydrolyzed silane prepared through Preparation Example 1 to 100 parts by weight of zinc mixed in zinc slurry (100 parts by weight of alcohol and 37.5 parts by weight of zinc powder) was mixed for 25 minutes at a rate of 350 rpm. Stirring and forming a silane coating layer on the surface of zinc through a coupling reaction in which the stirred mixture is milled for 115 minutes at a speed of 1500 rpm using a horizontal high energy ball mill, and the mixture containing zinc on which the silane coating layer is formed is formed. Dehydrated, put in a vacuum drying apparatus and dried to prepare a hydrophilic zinc flake.

<제조예 3> 친수성 아연 플레이크의 제조<Production Example 3> Preparation of hydrophilic zinc flakes

상기 제조예 2와 동일하게 진행하되, 가수분해된 실란 3 중량부를 혼합하여 친수성 아연 플레이크를 제조하였다.Proceeding in the same manner as in Preparation Example 2, a hydrophilic zinc flake was prepared by mixing 3 parts by weight of hydrolyzed silane.

<실시예 1><Example 1>

에탄올 60 중량%, 증류수 10 중량% 및 상기 제조예 2를 통해 제조된 친수성 아연 플레이크 30 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하였다.A mixture was prepared by mixing 60% by weight of ethanol, 10% by weight of distilled water, and 30% by weight of hydrophilic zinc flakes prepared through Preparation Example 2.

<실시예 2><Example 2>

에탄올 60 중량%, 증류수 10 중량% 및 상기 제조예 3을 통해 제조된 친수성 아연 플레이크 30 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하였다.A mixture was prepared by mixing 60% by weight of ethanol, 10% by weight of distilled water, and 30% by weight of hydrophilic zinc flakes prepared through Preparation Example 3.

<비교예 1><Comparative Example 1>

증류수.Distilled water.

<비교예 2><Comparative Example 2>

에탄올 60중량%, 증류수 10 중량% 및 아연 플레이크 30 중량%를 혼합하여 혼합물을 제조하였다.A mixture was prepared by mixing 60% by weight of ethanol, 10% by weight of distilled water, and 30% by weight of zinc flakes.

상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 성분들의 수소가스 발생억제 효과를 측정하여 아래 도 4에 나타내었다.The hydrogen gas generation inhibitory effect of the components prepared through Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 2 was measured and shown in FIG. 4 below.

{단, 수소가스 발생억제 효과는 상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 2를 통해 제조된 성분들을 아래 도 3과 같이 설치된 상방치환법을 이용한 수소가스 측정 장치를 통해 시간의 경과에 따른 수소가스 발생량을 측정하는 방법을 이용하였다.{However, the effect of inhibiting the generation of hydrogen gas is hydrogen over time through a hydrogen gas measuring apparatus using the upward displacement method as shown in FIG. 3 below for the components prepared through Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 2 A method for measuring the amount of gas generated was used.

이때, 실험은 각각 상온(25℃) 및 고온(60℃)에서 실험하였으며, 고온에서 수소발생량의 실험은 재료가 혼합되는 삼각플라스크를 항온수조에 담그고, 항온수조의 온도를 60℃로 세팅한 후 진행하였다. 이와 같은 상온 및 고온에서의 수소발생량 측정 실험을 통하여 아연 플레이크가 혼합된 수용성 방식코팅액의 저장환경에 따른 수소가스 저감 효율을 평가하였다. 수소 가스의 경우 물에 대한 용해도가 낮고 공기보다 가벼운 기체로서 상방치환법에 의한 부피측정이 가능하고, 수소 가스 포집 용기는 메스실린더 등을 이용하여 시간의 경과에 따른 부피측정이 용이하도록 하였다.}At this time, the experiment was conducted at room temperature (25 ° C) and high temperature (60 ° C), respectively. To test the amount of hydrogen generated at high temperature, dip the Erlenmeyer flask into which the material is mixed in a constant temperature water tank and set the temperature of the constant temperature water tank to 60 ° C. Proceeded. Through the hydrogen generation amount measurement experiment at room temperature and high temperature, the efficiency of hydrogen gas reduction according to the storage environment of the water-soluble anticorrosive coating solution mixed with zinc flakes was evaluated. In the case of hydrogen gas, it is a gas that has low solubility in water and is lighter than air, so it is possible to measure the volume by the upward displacement method, and the hydrogen gas collection container is made to use a measuring cylinder to facilitate volume measurement over time.}

아래 도 4에 나타낸 것처럼, 상온(25℃)에서의 측정결과 실시예 1의 경우 비교예 2에 비하여 수소가스가 50 내지 80% 저감되는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 4 below, as a result of measurement at room temperature (25 ° C.), it can be seen that in Example 1, hydrogen gas is reduced by 50 to 80% compared to Comparative Example 2.

또한, 아연 플레이크가 함유되지 않은 비교예 1에 비해 실시예 1 내지 2의 경우 약 10% 내외의 수소가스 발생량을 나타냄으로서 수용액 내에서 안정적인 저장성을 나타내는 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen that in Examples 1 to 2, compared with Comparative Example 1 in which zinc flakes were not contained, about 10% of hydrogen gas was generated, indicating stable storage in an aqueous solution.

또한, 고온(60℃) 조건의 경우 실란이 코팅되지 않은 비교예 2에 비해 실시예 1의 경우 65%, 실시예 2의 경우 72%까지 수소가스 발생량을 저감되는 것을 알 수 있다.In addition, it can be seen that in the case of high temperature (60 ° C.), the amount of hydrogen gas generated is reduced by 65% in Example 1 and 72% in Example 2 compared to Comparative Example 2 in which the silane is not coated.

또한, 상기 제조예 2를 통해 제조된 친수성 아연 플레이크의 표면에 형성된 실란코팅층의 두께를 투과전자 현미경(TEM, Transmission Electron Microscope)으로 촬영하여 아래 도 5에 나타내었다.In addition, the thickness of the silane coating layer formed on the surface of the hydrophilic zinc flake prepared through Preparation Example 2 was photographed with a Transmission Electron Microscope (TEM) and is shown in FIG. 5 below.

아래 도 5에 나타낸 것처럼, 개시된 실시예 1을 통해 제조된 친수성 아연 플레이크는 실란 코팅층이 20 내지 50 나노미터 이내로 균일하게 코팅되어 있는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 5 below, it can be seen that the hydrophilic zinc flake prepared through Example 1 disclosed has a silane coating layer uniformly coated within 20 to 50 nanometers.

따라서, 개시된 실란 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법은 실란 코팅층이 형성되어 수계형 도료나 코팅액 내에서 산화반응이 억제되며, 분산성과 저장안정성이 향상되고, 철과 같은 금속재료에 적용했을 때 아연의 전기화학적인 방식기능은 그대로 유지되면서 수용액 내에서 안정적으로 분산 또는 저장될 수 있는 아연 플레이크를 제공할 수 있다.Therefore, in the method for producing a hydrophilic zinc flake using the disclosed silane coupling reaction, a silane coating layer is formed to suppress an oxidation reaction in a water-based paint or coating solution, improve dispersibility and storage stability, and apply to metal materials such as iron. When the electrochemical anticorrosive function of zinc is maintained, zinc flakes that can be stably dispersed or stored in an aqueous solution can be provided.

S101 ; 가수분해단계
S103 ; 원료혼합단계
S105 ; 밀링단계
S107 ; 탈수건조단계
S101; Hydrolysis step
S103; Raw material mixing step
S105; Milling stage
S107; Dehydration drying step

Claims (7)

실란을 가수분해하는 가수분해단계;
아연 슬러리에 상기 가수분해단계를 통해 가수분해된 실란을 혼합하는 원료혼합단계;
상기 원료혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 밀링하는 밀링단계; 및
상기 밀링단계를 통해 밀링된 혼합물을 탈수하고 건조하는 탈수건조단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실란 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법.
A hydrolysis step of hydrolyzing silane;
A raw material mixing step of mixing the zinc slurry with silane hydrolyzed through the hydrolysis step;
Milling step of milling the mixture prepared through the raw material mixing step; And
Dehydration and drying step of dehydrating and drying the mixture milled through the milling step; Method for producing a hydrophilic zinc flake using a silane coupling reaction.
청구항 1에 있어서,
상기 가수분해단계는 에탄올 100 중량부에 실란 1 내지 6 중량부를 혼합하고, 30 내지 70℃의 온도와 100 내지 150rpm의 속도로 10 내지 60분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 실란 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법.
The method according to claim 1,
The hydrolysis step is a hydrophilic zinc using a silane coupling reaction characterized in that 1 to 6 parts by weight of silane is mixed with 100 parts by weight of ethanol, and is performed at a temperature of 30 to 70 ° C and a rate of 100 to 150 rpm for 10 to 60 minutes. Method of manufacturing flakes.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 실란은 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리메톡시 실란, 트리 메틸 플로오루 실란, 트리에틸실란, 에틸트리 메틸 실란, 트리아이소프로필 실란, 3-아미노 프로필 트리 에톡시 실란, 3-아미노 프로필 트리 메톡시 실란, 3-아미노 프로필 메틸 디 에톡시 실란, 3-아미노 프로필 메틸 디 메톡시 실란, 아미노 에틸 아미노 프로필 트리 메톡시 실란, 디 에틸 아미노 메틸 트리 에톡시 실란, 디 에틸 아미노 메틸 트리 에톡시 실란, 디 에틸 아미노 프로필 트리 에톡시 실란, N-(N-부틸)-3-아미노 프로필 트리 메톡시 실란, 3-글로시독시 프로필 트리 메톡시 실란, 3-글로시독시 프로필 메틸 디 에틸 실란, 3-글로시독시 프로필 메틸 디 메톡시 실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)-에틸 트리 메톡시 실란, 3-메르캅토 프로필 트리 메톡시 실란, 3-메르캅도 프로필 트리 에톡시 실란, 3-메르캅토 프로필메틸 디메톡시 실란, 테트라 메톡시 실란 및 이들의 유도체로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실란 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법.
The method according to claim 1 or 2,
The silane is 2- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyl trimethoxy silane, trimethyl fluoro silane, triethylsilane, ethyltrimethyl silane, triisopropyl Silane, 3-amino propyl triethoxy silane, 3-amino propyl trimethoxy silane, 3-amino propyl methyl diethoxy silane, 3-amino propyl methyl dimethoxy silane, amino ethyl amino propyl trimethoxy silane, di Ethyl amino methyl triethoxy silane, diethyl amino methyl triethoxy silane, diethyl amino propyl triethoxy silane, N- (N-butyl) -3-amino propyl trimethoxy silane, 3-glycidoxy propyl trime Thoxy silane, 3-glycidoxy propyl methyl diethyl silane, 3-glycidoxy propyl methyl dimethoxy silane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyl trimethoxy silane, 3-mercapto propyl trimethoxy Silane, 3-mercapdo propyl triethoxy silane, 3-mercapto propylmethyl dimethoxy silane, tetra methoxy silane, and derivatives thereof using one or more selected from the group consisting of silane coupling reaction using Method for manufacturing hydrophilic zinc flakes.
청구항 1에 있어서,
상기 원료혼합단계는 상기 아연 슬러리에 혼합된 아연 100 중량부 대비 상기 가수분해단계를 통해 가수분해된 실란 1 내지 3 중량부를 혼합하고, 200 내지 500rpm의 속도로 20 내지 30분 동안 교반하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실란 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법.
The method according to claim 1,
The raw material mixing step is characterized by mixing 1 to 3 parts by weight of silane hydrolyzed through the hydrolysis step compared to 100 parts by weight of zinc mixed in the zinc slurry, and stirring for 20 to 30 minutes at a rate of 200 to 500 rpm. Method for producing a hydrophilic zinc flake using a silane coupling reaction.
청구항 4에 있어서,
상기 아연 슬러리는 알코올 100 중량부에 아연분말 25 내지 50 중량부를 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 실란 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법.
The method according to claim 4,
The zinc slurry is a method for producing a hydrophilic zinc flake using a silane coupling reaction, characterized in that it is prepared by mixing 25 to 50 parts by weight of zinc powder with 100 parts by weight of alcohol.
청구항 1에 있어서,
상기 밀링단계는 고에너지 볼밀을 이용하여 1000 내지 2000rpm의 속도로 60 내지 180분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 실란 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법.
The method according to claim 1,
The milling step is a method for producing a hydrophilic zinc flake using a silane coupling reaction, characterized in that it is performed for 60 to 180 minutes at a speed of 1000 to 2000 rpm using a high energy ball mill.
청구항 1에 있어서,
상기 탈수건조단계는 상기 밀링단계를 통해 밀링된 혼합물을 탈수하고 진공건조하여 수분 함량을 0.3 질량% 이하로 조절하는 것을 특징으로 하는 실란 커플링 반응을 이용한 친수성 아연 플레이크의 제조방법.
The method according to claim 1,
The dehydration and drying step is a method for producing a hydrophilic zinc flake using a silane coupling reaction characterized in that the mixture milled through the milling step is dehydrated and dried in vacuo to adjust the moisture content to 0.3% by mass or less.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117655343A (en) * 2024-01-31 2024-03-08 中铝科学技术研究院有限公司 Flaky zinc powder, preparation method and application thereof
KR20240045581A (en) 2022-09-30 2024-04-08 클리오주식회사 Standby power shut-off outlet
CN117655343B (en) * 2024-01-31 2024-05-14 中铝科学技术研究院有限公司 Flaky zinc powder, preparation method and application thereof

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070030745A (en) * 2004-06-30 2007-03-16 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Corrosion-resistant rare earth magnets and process for production thereof
KR20080025735A (en) * 2005-07-15 2008-03-21 다우 코닝 코포레이션 Hydrophobing minerals and filler materials
KR100901018B1 (en) * 2008-11-19 2009-06-04 티엔씨 주식회사 Apparatus for preparing zinc flake
JP2010524683A (en) * 2007-04-24 2010-07-22 モメンティブ パフォーマンス マテリアルズ インコーポレイテッド Method for applying anti-corrosive and / or adhesion promoting coating agent to metal and resulting coated metal
KR20110101956A (en) * 2010-03-10 2011-09-16 티엔씨 주식회사 Method of crushing zinc by-product by milling process and fine zinc powder crushed thereby
KR20170124535A (en) * 2015-02-03 2017-11-10 바스프 코팅스 게엠베하 Method for forming passivated pigment slurry for aqueous topcoat coating composition
KR101797116B1 (en) 2017-07-03 2017-11-13 케이비엠리노베이션 주식회사 Moisture curing protective coating composition with zinc flake

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070030745A (en) * 2004-06-30 2007-03-16 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Corrosion-resistant rare earth magnets and process for production thereof
KR20080025735A (en) * 2005-07-15 2008-03-21 다우 코닝 코포레이션 Hydrophobing minerals and filler materials
JP2010524683A (en) * 2007-04-24 2010-07-22 モメンティブ パフォーマンス マテリアルズ インコーポレイテッド Method for applying anti-corrosive and / or adhesion promoting coating agent to metal and resulting coated metal
KR100901018B1 (en) * 2008-11-19 2009-06-04 티엔씨 주식회사 Apparatus for preparing zinc flake
KR20110101956A (en) * 2010-03-10 2011-09-16 티엔씨 주식회사 Method of crushing zinc by-product by milling process and fine zinc powder crushed thereby
KR20170124535A (en) * 2015-02-03 2017-11-10 바스프 코팅스 게엠베하 Method for forming passivated pigment slurry for aqueous topcoat coating composition
KR101797116B1 (en) 2017-07-03 2017-11-13 케이비엠리노베이션 주식회사 Moisture curing protective coating composition with zinc flake

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240045581A (en) 2022-09-30 2024-04-08 클리오주식회사 Standby power shut-off outlet
CN117655343A (en) * 2024-01-31 2024-03-08 中铝科学技术研究院有限公司 Flaky zinc powder, preparation method and application thereof
CN117655343B (en) * 2024-01-31 2024-05-14 中铝科学技术研究院有限公司 Flaky zinc powder, preparation method and application thereof

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