KR20200118513A - 습한 환경에서 물품의 부식에 대한 보호 방법 및 그 조성물 - Google Patents

습한 환경에서 물품의 부식에 대한 보호 방법 및 그 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20200118513A
KR20200118513A KR1020207028663A KR20207028663A KR20200118513A KR 20200118513 A KR20200118513 A KR 20200118513A KR 1020207028663 A KR1020207028663 A KR 1020207028663A KR 20207028663 A KR20207028663 A KR 20207028663A KR 20200118513 A KR20200118513 A KR 20200118513A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
composition
water
polymer
article
Prior art date
Application number
KR1020207028663A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102328456B1 (ko
Inventor
프렌치스코 페트러스 마리 누렌
잔 프레더릭 도데마
힌드릭 함 브로스더
Original Assignee
프란스 누렌 아프디흐팅스시스테멘 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 프란스 누렌 아프디흐팅스시스테멘 비.브이. filed Critical 프란스 누렌 아프디흐팅스시스테멘 비.브이.
Priority claimed from PCT/NL2013/050532 external-priority patent/WO2014011051A1/en
Publication of KR20200118513A publication Critical patent/KR20200118513A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102328456B1 publication Critical patent/KR102328456B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/12—Layered products comprising a layer of synthetic resin next to a fibrous or filamentary layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/22—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using plasticisers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/022—Non-woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/024—Woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/026—Knitted fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/06—Interconnection of layers permitting easy separation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K15/00—Anti-oxidant compositions; Compositions inhibiting chemical change
    • C09K15/04—Anti-oxidant compositions; Compositions inhibiting chemical change containing organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/173—Macromolecular compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/726—Permeability to liquids, absorption

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 (a) (i) -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물 및 (ii) 물 흡수 필러를 포함하는 부식 보호 조성물층을 물품의 표면상에 적용하는 단계, 및 (b) 기계적 보호층을 상기 부식 보호 조성물층의 상부에 적용하는 단계를 포함하며, 상기 물품은 습한 환경에 존재하는, 물품의 부식에 대한 보호 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 부식 보호 조성물 및 본 발명에 따른 부식 보호 조성물을 포함하는 층을 포함하는 테이프에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 (a) 물품의 표면상에 본 발명에 따른 부식 보호 조성물층, 및 (b) 상기 조성물층을 보호하는 기계적 보호층을 포함하는 물품에 관한 것이다.

Description

습한 환경에서 물품의 부식에 대한 보호 방법 및 그 조성물{PROCESS FOR THE PROTECTION AGAINST CORROSION OF AN ARTICLE IN A WET ENVIRONMENT AND COMPOSITION THEREFORE}
본 발명은 물품이 습한 환경에 있는 물품의 보호 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 습한 환경, 특히 오일 또는 가스 파이프 또는 라인 및 오일 드릴링과 생산 리그(rigs) 및 채굴대의 라이저에서 물품의 부식에 대한 보호에 관한 것이다.
예를 들어, 스웨팅 파이프라인, 침수 오일 라인 또는 파이프, 가스 라인 또는 파이프, 및 드릴링과 생산 리그 또는 채굴대의 라이저와 같은 습한 환경에 있는 물품들은 수선(water line) 위에서, 수선에서 그리고 수선 아래에서 부식 또는 악화된다. 이러한 물품들은 염수, 부식성 오염, 습윤 및 건조의 사이클, 동결 및 해동의 사이클 및 전기분해에 의한 악화 또는 손상을 받을 수 있다. 또한, 침식, 해양 유기체, 기계적 충격, 수 함량 및 마모가 심지어 적절히 디자인된 물품의 조기 고장을 야기할 수 있다. 따라서, 이러한 물품들을 손상 또는 악화에 대해 보호할 필요가 있다.
부식은 습한 환경에 있는 금속 물품이 갖고 있는 문제일 뿐만 아니라, 예를 들어 콘크리트 물품도 부식에 의해 손상될 수 있다. 콘크리트는 습한 환경으로부터 물을 흡수할 수 있어, 콘크리트에 존재하는 (금속) 강화인자의 부식을 일으킨다.
지금까지 수행되어온 항부식 처리는 준매뉴얼(quasi-manual) 기술을 사용하고 있다. 가장 널리 실행된 방법은 실제로 수 미터 또는 수십 미터의 물 아래에서, 예를 들어, 페인트, 수지 또는 매스틱으로 처리될 부품들을 수동적으로 코팅하는 드라이버의 서비스를 이용하는 것으로 이루어진다. 어려운 조건하에서 실행되는 이러한 기술은 매우 비용적이며, 위험하며, 종종 그 효과면에서 만족스럽지 못하다.
부식에 기인한 악 영향에 부가적으로, 침식된 물품들은 예를 들어, 중력, 파도의 반복된 충격, 해류의 압력 또는 정박지에서의 견인과 같은 다양한 기계적 압력의 결과에 시달린다. 연안 시추 및 채굴대, 특히 라이저는 이들의 구조 및 이들의 자연 요인에 대한 노출 모두에 기인하여, 이러한 점에 있어서 상대적으로 민감한 구조물이다.
종래 기술에서, 해양 환경에 있는 구조물 및/또는 부분적으로나 전체적으로 침수된 구조물의 항부식 보호 방법은 인케이싱이 경화성 폴리머 조성물과 같은 부식 억제 물질과 함께 사용되는 것이 알려져 있다. 참고문헌은 예를 들어, US 4892410, US 5049005, US 5226751 및 US 5591265를 들 수 있으며, 이들 문헌은 모두 본 명세서에 참고문헌으로 편입된다.
US 4892410에는 2-성분 경화성 폴리머 조성물이 주입되고, 그 후에 폴리머 조성물이 경화되는 재킷 구성이 기재되어 있다. 폴리머 조성물은 예를 들어, 에폭시 수지일 수 있다.
US 5049005에는 부식에 대해 브랜치 거더 조인트를 보호하는 장치로서, 상기 장치는 예를 들어, 에폭시 수지 또는 폴리우레탄과 같은 탄성 중합 물질을 포함하는 브랜치 거더 조인트 보호 장치가 기재되어 있다.
US 5226751에는 재킷을 파일(pile) 주위에 배치하고, 그 다음 이 파일에 공기 및 예열 가스를 주입하여 파일을 건조시키는 방법이 기재되어 있다. 후속 단계로, 재킷은 약액(liquid chemicals) 또는 에폭시 수지로부터 형성된 팽창 폐쇄 셀 폼으로 채워진다.
US 5591265에는 거푸집으로서, 바람직하게 관형의 긴 부재를 포함하며, 보호할 금속 물품과 거푸집의 벽 사이에 존재하는 환상(annular) 공간 사이에 경화 수지 물질이 주입된 거푸집이 기재되어 있다.
US 4892410, US 5049005, US 5226751 및 US 5591265에 기재된 바와 같은 방법들의 단점은, 경화된 강성 폴리머 조성물이 사용되어 일반적으로 금속 물품의 표면에 대해 저조한 접착 특성을 갖는 것이다. 더욱이, 이러한 경화된 강성 폴리머 조성물은 예를 들어, 파도 작용과 같은 기계적 압력의 영향하에서 분열되거나 찢길 수 있는 딱딱한 밀봉을 제공한다. 이러한 재료들의 다른 단점은, 이러한 재료들이 적용될 경우에 휘발성 용매들이 요구되며, 상기 용매들은 환경 친화적이지 않은 것으로 알려져 있다. 또한, 이러한 재료들의 적용 후, 용매들은 증발하고, 이에 따라 염, 물 및 수분과 같은 부식성 물질들에 대해 최소한 투과적인 마이크로-다공성 밀봉을 형성한다. 또한, 경화된 강성 폴리머들은 수리, 교체 또는 점검이 수행되어야 할 경우에 용이한 제거가 중요하나, 이들은 금속 물품으로부터 쉽게 제거되지 않는다. 부식 또는 다른 타입의 손상을 보호하기 위해 사용될 수 있는 다수의 방법이 당해 기술분야에 알려져 있다.
참고문헌으로 편입된 EP 1644433에는 향상된 무극성, 비-열경화성 유체 폴리머 조성물이 기재되어 있다. 그러나, 이러한 향상된 조성물이 습한 조건하에서 사용될 수 있음에도 불구하고, 상기 조성물이 적용되는 동안에 보호될 물품의 표면상에서 물의 응축이 일어나지 않을 수 있다.
참고문헌으로 편입된 EP 751198에는 수분과 접촉하는 지하 금속 물품을 부식에 대해 보호하기 위해 사용될 수 있는 무극성, 비-열경화성 유체 폴리머 조성물이 기재되어 있다. 20℃에서 60000 내지 1200000 cSt(60 내지 1200 Pa.s)의 점도를 갖는 폴리이소부텐 및/또는 폴리(옥시디메틸실릴렌)을 포함하는 폴리머가 유리하게 사용된다. 그 제조물은 하나 이상의 필러를 함유할 수 있다. 또한, 그 제조물은 예를 들어, 역청 산물 및 예를 들어, 석유 겔 및 왁스와 같은 파라핀성 산물과 같이 석유로부터 직접 얻어지는 하나 이상의 산물을 함유할 수 있다. 상기 무극성, 비-열경화성, 유체 폴리머 조성물은 해수에 침수된 오일 드릴링 플랫폼의 라이저, 강 성분 및 파이프라인을 보호하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 상기 조성물의 적용 중에, 라이저, 강 성분 또는 파이프라인의 표면에 상기 조성물의 충분한 접착력을 달성하기 위해 상기 표면은 본질적으로 건조될 필요가 있다.
참고문헌으로 편입된 EP 826817에는 구조물의 밀봉 커버링을 위한 띠형 커버링이 기재되어 있다. 상기 커버링은 베이스(base) 및 페이스트와 같은 반죽가능한 재료를 포함한다. 반죽가능한 재료는 예를 들어, 타르성, 역청성, 바세린성 및 고무성 재료와 같은 석유 산물과 같이 비-극성이며 경화되지 않는 액체 폴리머를 포함할 수 있다. 바람직하게, 20℃에서 60000 내지 1200000 cSt(60 내지 1200 Pa.s)의 점도를 갖는 폴리이소부텐 및/또는 폴리(옥시디메틸실릴렌)을 포함하는 폴리머가 사용된다. 그 제조물은 하나 이상의 필러를 포함할 수 있다. 또한, 그 제조물은 예를 들어, 역청 산물, 예를 들어, 석유 겔 및 왁스와 같은 파라핀성 산물과 같이 석유로부터 직접 또는 간접적으로 얻어지는 하나 이상의 산물을 포함할 수 있다. 상기 커버링은 연안 산업에 사용될 수 있으나, 상기 커버링의 적용 중에 구조물의 표면에 상기 커버링의 충분한 접착력을 달성하기 위해 구조물의 표면은 본질적으로 건조되어야 한다.
완전히 침수된 물품의 부식 보호를 위해 당해 기술분야에 알려진 조성물은 Stopaq Oil & Gas Services B.V에 의해 판매되는 STOPAQ® Subsea Compound이다. 왁스, 광유 및 벤토나이트를 포함하는 STOPAQ® Subsea Compound는 물품이 침수되어 있는 중에 물품의 표면에 적용될 수 있다.
상기 Subsea Compound의 단점은, 특정 적용에 대해서 작업 범위가 불충분하다는 것이다. 상기 Subsea Compound의 수행 온도는 약 -20℃ 내지 약 35℃의 범위내이나, 특정 조건하에서 약 45℃의 최대 수행 온도가 달성될 수 있다. 약 45℃ 초과의 온도에서, 상기 조성물은 보다 액상일 수 있으며, 물품의 표면에 충분히 접착하지 않고 표면에서 떨어지게 된다. 또한, 45℃를 넘는 온도에서, 상 분리가 일어날 수 있으며, 여기서 광유는 산물의 대부분으로부터 분리되기 시작한다. 상대적으로 낮은 최대 수행 온도에 기인하여, Subsea Compound는 예를 들어, 수위를 넘어 위치하는 부분적으로 침수된 물품들의 일부분, 또는 스웨팅 파이프라인과 같이 침수되지 않은 물품들의 보호에는 적합하지 않다. 결과적으로, 부분적으로 침수된 물품에 대해 사용되는데 두 개의 다른 부식 보호 조성물이 필요하다: 침수된 부분(즉, 수위 아래에 위치한 부분)의 보호를 위한 Subsea Compound 및 수위 위에 위치한 부분을 위한 다른 조성물.
폴리이소부텐, 필러 및 가소제를 포함하는 여러 조성물은 당해 기술분야에서 방수 조성물로 알려져 있다.
예를 들어, 참고문헌으로 편입된 US 4558875에는, 주성분으로서 폴리이소부틸렌을 함유하는 고무 10-40중량%, 실리케이트 10-20중량%, 벤토나이트 10-60중량% 및 가소제 10-40중량%로 구성되며, 상기 실리케이트 및 벤토나이트는 필러로서 작용하는 수성-팽창 방수 조성물이 기재되어 있다. 상기 폴리이소부틸렌은 바람직하게 약 840,000-2,220,000 g mol-1의 점도 평균 분자량 MV에 해당하는 70,000-130,000의 Staudinger 분자량 MS를 갖는다(점도 평균 분자량 MV은 관계식 MV = 0.0233(MS)1.56에 의해 Staudinger 분자량 MS로부터 산출될 수 있다, 예를 들어, 참고문헌으로 편입된 ExxonMobil 제품 브로셔 "Vistanex Polyisobutylene Properties & Application", 2003 참조). 바람직한 폴리이소부텐은 약 750,000-2,350,000 g mol-1의 점도 평균 분자량을 갖는 Vistanex® L-80, Vistanex® L-100 및 Vistanex® L-140이다. 가소제는 예를 들어, 미네랄 오일 소프너, 식물성 오일 소프너, 지방, 오일, 파라핀 유도체 등일 수 있다. 방수 조성물은 예를 들어, 조인트 갭에 삽입되어 상기 갭에서 방수될 수 있는 가늘고 긴 방수제로 압출될 수 있다. US 4558875에는 부식 억제에 대해서는 언급되어 있지 않다.
참고문헌으로 편입된 US 5663230에는 물에 잠길 경우에 조절된 팽창 또는 부피 확장을 나타내는 방수 조성물이 기재되어 있다. 예시적인 방수 조성물은 엘라스토머 블렌드 약 10-30중량%, 필러 약 15-30중량%, 가소제 약 20-40중량% 및 수 팽창성 벤토나이트 클레이 약 25-35중량%를 포함한다. 엘라스토머 블렌드는 열가소성 엘라스토머(TPE) 50-60중량%, 가교 부틸 고무 10-20중량% 및 폴리이소부텐 20-40중량%를 포함한다. 약 10-30중량%로 방수 조성물에 존재하는 엘라스토머 블렌드는 바람직하게, 폴리이소부텐 약 30중량%를 포함한다. Vistanex® LM 폴리이소부텐과 같이, 약 44,000-53,000 g mol-1의 점도 평균 분자량에 해당하는 약 10,700-11,900(Staudinger)의 분자량을 갖는 폴리이소부텐 호모폴리머가 바람직하다. 가소제의 예는 예를 들어, 석유 방향족 나프텐 오일, 나프텐 방향족 오일, 나프텐 파라핀 오일 및 파라핀 오일과 같은 프로세스 오일을 포함한다. 폴리이소부텐 6.10-6.24중량%를 포함하는 방수 조성물이 기재되어 있다. US 5663230은 부식 억제에 대한 언급은 없다.
당해 기술분야에서, 습한 환경에 적용될 수 있으며, 광범위한 범위의 수행 온도를 갖는 부식에 대해 물품을 보호하는 재료가 요구된다. 또한, 보호할 물품에 적용하기 쉽고, 물품이 상기 습한 환경에 존재하는 동안에 적용될 수 있는 재료가 요구된다. 바람직하게, 상기 재료는 보호할 물품의 대규모 전처리를 필요로 하지 않고 습한 환경에 적용될 수 있다.
본 발명은
(a) (i) -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물 및 (ii) 물 흡수 필러
를 포함하는 부식 보호 조성물층을 물품의 표면상에 적용하는 단계, 및
(b) 기계적 보호층을 상기 부식 보호 조성물층의 상부에 적용하는 단계
를 포함하며, 상기 물품은 습한 환경(wet environment)에 존재하는, 물품의 부식에 대한 보호 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 물품의 부식에 대한 보호 방법에 있어서, 단계 (a)에서 테이프가 물품의 표면상에 적용되며, 여기서 상기 테이프는 (i) -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물; 및 (ii) 물 흡수 필러를 포함하는 부식 보호 조성물층을 포함하는, 물품의 부식에 대한 보호 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 (i) -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물 및 (ii) 물 흡수 필러를 포함하는 부식 보호 조성물을 포함하는 층을 포함하는 테이프에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 (i) -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물; 및 (ii) 물 흡수 필러를 포함하는 조성물로서, 여기서 상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 상기 비정질 폴리머 조성물 20-80중량%를 포함하며, 그리고 여기서 상기 비정질 폴리머는 1,000-150,000 g mol-1의 범위로 수평균 분자량 Mn을 갖는 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은
(a) 물품의 표면상에 (i) -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물 및 (ii) 물 흡수 필러
를 포함하는 부식 보호 조성물층, 및
(b) 상기 부식 보호 조성물층을 보호하는 기계적 보호층
을 포함하는 물품에 관한 것이다.
본 상세한 설명 및 청구범위에 사용된 동사 "포함하다(to comprise)"및 이의 동사 활용형은 이의 비제한적 견지로 그 단어에 후속하는 아이템이 포함되나, 특별히 언급되지 않은 아이템이 배제되지 않는 것을 의미하는 것으로 사용된다.
또한, 부정관사 "하나의(a 또는 an)"에 의한 구성요소에 대한 언급은, 정황상 분명히 하나가 존재하고 단지 하나의 구성요소가 존재하는 것이 요구되지 않는 한 하나 이상의 구성요소가 존재할 가능성을 배제하지 않는다. 따라서, 부정관사 "하나의"는 일반적으로 "적어도 하나(at least one)"를 의미한다.
용어 "폴리머"는 호모폴리머 및 코폴리머를 포함하는 것을 의미한다.
용어 "코폴리머"는 둘 이상의 다른 모노머를 포함하는 폴리머를 포함하는 것을 의미한다.
용어 "폴리-알켄(poly-alkene)"은 본 명세서에서 매우 일반적인 용어로 사용되며, 적어도 하나의 알켄 모노머를 포함하는 폴리머를 칭한다.
일반적으로, 주성분으로서 이소부텐 모노머, 및 선택적으로 1-부텐, 2-부텐 및/또는 부타디엔과 같은 추가의 모노머를 포함하는 비정질 폴리머를 칭하는 경우에 숙련자는 용어 "폴리이소부텐(polyisobutene)"을 일반적인 방식으로 사용한다. 이러한 비정질 폴리머는 유사한 특성, 특히 유리 전이 온도 및 표면 장력 면에서 유사한 특성을 갖는다. 폴리이소부텐의 원하는 순도에 따라, 이들은 다양한 방법(cf. Ullmanns "Encyklopadie der technischen Chemie", 4th Ed., Vol. 19, pp. 216-223, 1980 및 Vol. 13, pp. 621-623, 1977, 모두 참고문헌으로 편입됨)에 의해 제조될 수 있다. 일반적인 통상적인 사용에 따르면, 용어 "폴리이소부텐(polyisobutene)"은 폴리이소부텐의 총 중량에 대해 산출시, 적어도 약 50중량%, 적어도 약 75중량%, 적어도 약 90중량% 또는 적어도 약 95중량%와 같은 양으로 이소부텐 모노머, 및 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔, 및 이의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 모노머를 약 50중량%이하, 약 25중량%이하, 약 10중량%이하 또는 약 5중량%이하와 같은 양으로 포함하는 폴리머를 포함한다. 마찬가지로, 일반적인 통상적인 사용에 따르면, 용어 "폴리이소부텐"은 폴리부텐 및 하기에 기재된 바와 같은 본질적으로 비-가교 부틸 고무와 같은 폴리머를 포함한다. 본 발명에서, 용어 "폴리이소부텐"은 상기 정의한 바와 같은 이소부텐 폴리머에 대해 사용된다.
본 발명에서, 용어 "폴리이소부텐 호모폴리머"는 예를 들어, 상기한 바와 같은 보다 낮은 이소부텐 모노머 함량을 갖는 폴리이소부텐, 및 하기에 기술된 바와 같은 폴리부텐 및 부틸 고무로부터, 매우 높은 이소부텐 모노머 함량을 갖는 폴리이소부텐을 구별하기 위해 사용된다. 따라서, 본 명세서에 사용된 용어 "폴리이소부텐 호모폴리머"는 본질적으로 이소부텐 모노머로 구성된 폴리머, 즉, 폴리머의 총 중량을 기준으로 이소부텐 중량으로 이소부텐 약 98중량% 초과 100% 이하, 바람직하게 약 99-100%, 보다 바람직하게 약 99.5-100%, 보다 바람직하게 약 99.7-100%, 특히 약 99.9-100%를 포함하는 폴리머를 칭한다.
본 명세서에 사용된 용어 "폴리부텐"은 정유 프로세스로부터 획득되는 (1-부텐, 2-부텐, 이소부텐 및 선택적으로 부타디엔을 포함하는 C4-분획과 같은) C4-분획으로부터 제조된 폴리머를 칭한다.
본 명세서에 사용된 용어 "부틸 고무"는 폴리머의 총 중량을 기준으로 이소부텐 약 95-98중량% 및 이소프렌 약 2-5중량%로 이루어진 폴리머를 칭한다.
비정질 폴리머
본 발명에 따르면, 비정질 폴리머는 바람직하게 탄화수소 폴리머이다. 탄화수소 폴리머는 선택적으로 (부분적으로) 바람직하게 브롬, 염소 또는 불소에 의해 할로겐화된다. 탄화수소 폴리머는 이의 콜드 플로우 특성이 최적화되도록 본질적으로 비-가황화된(비가교된) 것이 바람직하다. 비정질 폴리머는 둘 이상의 다른 비정질 폴리머의 블렌드일 수 있다.
비정질 폴리머는 약 500-1,000,000, 보다 바람직하게 약 1,000-800,000, 보다 바람직하게 약 1,000-600,000, 보다 바람직하게 약 1,500-300,000, 그리고 특히 약 2,000-150,000 범위내의 수평균 분자량 Mn을 갖는 것이 바람직하다. 비정질 폴리머의 분자량 분포 Mw/Mn은 바람직하게 1 내지 약 10, 보다 바람직하게 1 내지 약 5, 보다 바람직하게 1 내지 약 4, 그리고 가장 바람직하게 약 1.5 내지 약 3.5이다. 수평균 분자량 및 분자량 분포는 예를 들어, 당해 기술분야에 잘 알려진 바와 같이 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정될 수 있다.
본 발명에 따르면, 비정질 폴리머는 약 -20℃ 미만, 바람직하게 약 -40℃ 미만, 보다 바람직하게 약 -50℃ 미만, 그리고 가장 바람직하게 약 -60℃ 미만의 유리 전이 온도 Tg를 갖는다. 또한, 비정질 폴리머는 20℃에서 약 50mN/m 미만, 바람직하게 20℃에서 약 40mN/m 미만의 표면 장력을 갖는 것이 바람직하다. 상기 유리 전이 온도 또는 유리 전이 온도들은 당해 기술분야에 잘 알려진 바와 같이 시차 주사 열량계(DSC)에 의해 측정될 수 있다. 또한, 표면 장력은 당해 기술분야에 알려진 방법(cf. S. Wu, J. Colloid. Interface. Sci. 31, 153, 1969; D.G. LeGrand, G.L. Gaines, Jr., J. Colloid. Interface Sci. 31, 162, 1969; 모두 참고문헌으로 편입됨)에 의해 측정될 수 있다.
비정질 폴리머는 폴리-알켄인 것이 바람직하다. 비정질 폴리머를 제조하기에 바람직한 모노머는 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 모노머이며, 여기서 알켄 및/또는 알카디엔은 선택적으로 하나 이상의 브롬, 염소 또는 불소 원자로 치환될 수 있다. 알켄은 α-알켄 또는 내부 알켄(internal alkene)일 수 있다. 디엔은 컨주게이트되거나 컨주게이트 되지 않을 수 있다.
바람직하게, C2-C12 알켄은 에텐, 프로펜, 1-부텐, 2-부텐, 이소부텐(2-메틸 프로펜), 1-펜텐, 1-헥센, 2-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐 및 이의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
바람직하게, C4-C12 알카디엔은 부타디엔, 이소프렌(2-메틸-1,3-부타디엔), 2,4-디메틸 부타디엔, 펜타-1,3-디엔, 3-메틸-1,3-펜타디엔, 2,4-헥사디엔, 2-네오펜틸-1,3-부타디엔, 2-메틸-1,5-헥사디엔, 2,5-디메틸-2,4-헥사디엔, 2-메틸-1,4-펜타디엔, 2-메틸-1,6-헵타디엔, 시클로펜타디엔, 메틸 시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔, 1-비닐-시클로헥사디엔, 노르보나디엔, 5-에틸리덴-2-노르보넨, 디비닐벤젠, 디시클로펜타디엔, 1,4-헥사디엔, 5-비닐-2-노르보넨 및 이의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
약 -20℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머는 당해 기술분야에 잘 알려져 있으며, 예를 들어 Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology(4th Ed., Vol. 8, pp. 905-1093, 1993, 및 4th Ed, Vol. 9, pp. 1 - 37, 1994), 및 Polymer Handbook(3rd Ed., J. Bandrup, E.H. Immergut (Eds.), 1989)에 기재되어 있으며, 모두 참고문헌으로 편입된다. 폴리머 핸드북은 약 -20℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머에 대한 다수의 예를 제공한다: 약 -71℃의 (비-가황화된)부틸 고무, 약 -58℃의 폴리(1-헥센)(Ziegler-Natta catalysis에 의해 제조됨; cf. ref. 1072: J. Bourdariat, R. Isnard, J. Odin, J. Polym. Sci., Polym. Phys. Ed. 11, 1817-1828, 1973)(p. VI/213), 약 -24℃의 아이소탁틱 폴리(1-부텐)(cf. 예, R.W. Warfield, R. Brown, J. Polym. Sci. A-2 5, 791, 1967)(p. VI/213), 및 약 -73℃의 폴리(이소부텐)(p. VI/214). 이러한 폴리머들의 일부는 때로는 (부분적으로) 결정형일 수 있으며, 이는 종종 중합 프로세스에 사용된 촉매 조성 및 처리 조건에 따라 달라짐을 주의해야 한다. 예를 들어, 참고문헌으로 편입된 EP 300.638 A2에는 고 결정 폴리(1-부텐)의 제조 방법이 기재되어 있다. 그러나, 예를 들어, 특정 폴리이소부텐, 특정 폴리부텐 또는 특정 부틸 고무가 폴리머 핸드북에 나열된 값과 다른 유리 전이 온도를 가질 수 있는 것으로 예상될 수 있다. 어택틱 폴리프로펜은 약 -20℃의 유리 전이 온도를 갖는다(cf. U. Gaur, B. Wunderlich, J. Phys. Chem. Ref. Data 10, 1052-1063, 1981, 참고문헌으로 편입됨).
20℃에서 약 50 mN/m 미만의 표면 장력을 갖는 비정질 폴리머가 또한 당해 기술분야에 잘 알려져 있다. 참고문헌으로 편입된 Polymer Handbook(3rd Ed., J. Bandrup, E.H. Immergut (Eds.), 1989)에는 이러한 비정질 폴리머들에 대한 다양한 예들을 제공한다: 폴리이소부텐(Mn=2300): 20℃에서 33.6mN/m; 어택틱 폴리프로펜: 20℃에서 29.4mN/m; 분지형 폴리에텐(Mn=7000): 20℃에서 35.3mN/m; 에텐 프로펜 코폴리머(약 15,000-63,000 범위의 Mw; 약 34-60mol% 범위의 프로펜 함량): 20℃에서 30.7-33.8mN/m; 폴리(4-메틸-1-펜텐): 20℃에서 25mN/m. 표면 장력은 분자량이 약 2000 이상인 경우에 분자량으로부터 본질적으로 독립적이며, 표면 장력은 이에 따라 무제한의 분자량에서 그 값의 약 1mN/m내에 도달하는 것에 주의해야 한다.
본 발명의 바람직한 구현에 따르면, 비정질 폴리머는 바람직하게
(a) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 이소부텐 약 50.0-98중량% 및 이소부텐과 다른 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔 또는 이의 혼합물 약 2-50.0중량%를 포함하는 폴리머;
(b) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 이소부텐 약 98-100중량%를 포함하는 폴리머;
(c) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 프로펜 약 50.0-99.9중량% 및 프로펜과 다른 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔 또는 이의 혼합물 약 0.1-50.0중량%, 또는 약 프로펜 100중량%를 포함하는 폴리머;
(d) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 에텐 약 0.1-50.0중량% 및 에텐과 다른 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔 또는 이의 혼합물 약 50.0-99.9중량%를 포함하는 폴리머;
(e) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 2-메틸-1-펜텐 약 0.1-50.0중량% 및 2-메틸-1-펜텐과 다른 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔 또는 이의 혼합물 약 50.0-99.9중량%, 또는 2-메틸-1-펜텐 약 100중량%를 포함하는 폴리머; 및
(f) (a), (b), (c), (d) 및/또는 (e)의 혼합물
로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
그룹 (a)에 대한 예는 "폴리이소부텐", "폴리부텐" 및 "부틸 고무"를 포함한다. 그룹 (b)에 대한 예는 "폴리이소부텐 호모폴리머"를 포함한다. 그룹 (c)에 대한 예는 에텐-프로펜 엘라스토머, EPDM 엘라스토머 및 어택틱 폴리프로펜을 포함한다. 그룹 (d)에 대한 예는 에텐 부텐 코폴리머를 포함한다. 그룹 (e)에 대한 예는 2-메틸-1-펜텐의 호모폴리머를 포함한다.
본 발명의 보다 바람직한 구현에 따르면, 비정질 폴리머는 폴리이소부텐, 폴리부텐, 부틸 고무, 어택틱 폴리프로펜, 프로펜과 프로펜과 다른 C2-C12 알켄 (및 선택적으로 디엔)의 코폴리머, 에텐과 에텐과 다른 C2-C12 알켄 (및 선택적으로 디엔), 및 이의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 본 발명의 보다 바람직한 구현에 따르면, 비정질 폴리머는 에텐-프로펜 코폴리머, 에텐-부텐 코폴리머, 에텐-프로펜-부텐 3량체, 에텐-프로펜-디엔 코폴리머, 폴리이소부텐, 폴리부텐, 부틸 고무, 어택틱 폴리프로펜 및 이의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 보다 바람직하게, 비정질 폴리머는 폴리이소부텐, 폴리부텐, 부틸 고무, 어택틱 폴리프로펜 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 보다 바람직하게, 비정질 폴리머는 (a), (b) 및 이의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되며, 여기서 (a) 및 (b)는 상기 정의한 바와 같은 폴리머들이다. 보다 바람직하게, 비정질 폴리머는 폴리이소부텐, 폴리부텐, 부틸 고무 및 이의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된다. 보다 바람직하게, 비정질 폴리머는 폴리이소부텐이며, 바람직하게 상기 폴리이소부텐은 폴리이소부텐 호모폴리머이다. 이러한 모든 폴리머들은 상기한 바와 같이 약 -20℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는다.
폴리부텐은 또한 바람직하게 약 500-20,000, 보다 바람직하게 약 1,300-20,000의 수평균 분자량 Mn, 약 1.5-3의 분자량 분포, 약 0.90-0.98g/cm3의 밀도 및 ASTM D 445에 준하여 100℃에서 약 200-100,000 cSt(mm2.s-1)의 동적 점도(kinematic viscosity)(예를 들어, Ineos 데이터시트 2008년 9월에 사용된 Saybolt Universal Seconds의 데이터가 ASTM D 2161에 준하여 mm2.s-1으로 변환될 수 있다)를 갖는다. 적절한 폴리부텐은 예를 들어, Ineos(영국)으로부터 구입가능한 여러 Indopol 등급, Kermat(벨기에)로부터 구입가능한 여러 폴리부텐 등급, JX Nippon Oil & Energy로부터 구입가능한 여러 Nisseki 폴리부텐 등급, 및 Kothari Petrochemicals(인도)로부터 구입가능한 여러 KVIS 등급을 포함한다. 예를 들어, Indopol H-300은 약 -66.9℃의 유리 전이 온도(DSC), 약 1300의 수평균 분자량 Mn(GPC), 약 1.65의 분자량 분포(GPC), 약 0.904g/cm3의 밀도 및 100℃에서 약 605-655 cSt의 동적 점도를 갖는다. Indopol H-18000은 약 6000의 수평균 분자량 Mn(GPC), 약 1.70의 분자량 분포(GPC), 약 0.921g/cm3의 밀도 및 100℃에서 약 36000-45000 cSt의 동적 점도를 갖는다(Ineos 데이터시스 2008년 9월). KVIS 30은 약 1250-1350의 분자량 Mn(GPC), 약 600-697 cSt의 동적 점도 및 약 0.8910-0.910g/cm3의 밀도를 갖는다.
부틸 고무는 바람직하게 약 25-75의 무니 점도(Mooney viscosity) ML 1 + 8(ASTM D 1646; 125℃) 및 약 1.0-3.0 mol%의 불포화 수준을 갖는다. 적절한 재료는 0.92g/cm3의 밀도를 갖는 ExxonTM Butyl Rubber 및 0.92g/cm3의 밀도, 51±5의 무니 점도 ML 1 + 8(ASTM D 1646; 125℃) 및 1.75±0.20 mol%의 불포화도를 갖는 Lanxess Butyl 101-3을 포함한다.
폴리(2-메틸-1-펜텐)은 바람직하게 약 1-250g/min의 용융 지수(ASTM D 1236, 260℃, 5kg), 약 160-200℃의 연화점(Vicat, ASTM D 1525) 및 25℃에서 약 0.82-0.95g/cm3의 밀도를 갖는다. 저 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리(2-메틸-1-펜텐)은 예를 들어, 참고문헌으로 편입된 Haiyang Gao, Xiaofang Liu, Ying Tang, Jin Pan 및 Qing Wu, Polym. Chem. 2(6), 1398-1403, 2011,에 기재되어 있다.
에텐-프로펜 코폴리머, 에텐-부텐 코폴리머 및 에텐-프로펜-부텐 3량체는 바람직하게 ASTM D 3236에 준하여 190℃에서 약 300-200,000 mPa.s의 브룩필드 점도(종종 용융 점도라고도 함)를 갖는다. 적절한 제품은 Eastman Chemical Company로부터 구입가능한 특정 Eastoflex 등급, Rextac LLC의 Rextac® 등급 및 Evonik의 Vestoplast®등급을 포함한다. 에텐-프로펜 코폴리머 Eastoflex 1045는 예를 들어, 약 4500 mPa.s의 브룩필드 점도(ASTM D3236) 및 -22℃의 유리 전이 온도를 가지며, 한편 Eastoflex E1003은 약 300 mPa.s의 브룩필드 점도(ASTM 3236) 및 -33℃의 유리 전이 온도를 갖는다(cf. Eastman 브로셔 "EastoflexTM- amorphous polyolefins", 2009). 다른 예는 약 -28℃의 유리 전이 온도 및 190℃에서 약 2700 mPa.s의 브룩필드 점도를 갖는 Vestoplast® 703 및 약 -27℃의 유리 전이 온도 및 190℃에서 약 120000 mPa.s의 브룩필드 점도를 갖는 Vestoplast® 792를 포함한다(Evonik 브로셔 "Vestoplast® - Amorphous Poly-알파-올레핀"). 이러한 비정질 프로펜 코폴리머 및 3량체에서, 프로펜의 양은 어택틱 프로펜 코폴리머의 총 중량을 기준으로 바람직하게 적어도 약 50중량%이며, 바람직하게 약 70-98중량%이다.
어택틱 폴리프로펜은 ASTM D 3236에 준하여 190℃에서 약 200-10000 mPa.s의 브룩필드 점도를 갖는다. 적절한 제품은 Crowley Chemical Company의 PolytacTM 등급 및 Rextac LLC의 Rextac® 등급을 포함한다. 예를 들어, PolytacTM 등급은 190℃에서 약 500-2500 mPa.s 범위내의 브룩필드 점도를 가지며, Rextac® 2104, 2115 및 2180은 190℃에서 각각, 400, 1500 및 8000 mPa.s의 브룩필드 점도를 갖는다.
폴리이소부텐은 바람직하게 약 500-1,000,000, 보다 바람직하게 약 1000-800,000 범위내의 수평균 분자량 Mn을 갖는다. 바람직한 구현으로, 폴리이소부텐은 약 1000-600,000, 보다 바람직하게 약 1000-300,000, 보다 바람직하게 약 1500-180,000, 그리고 특히 약 2000-150,000 범위내의 수평균 분자량 Mn을 갖는다. 폴리이소부텐의 분자량 분포 Mw/Mn은 바람직하게 1 내지 약 10, 보다 바람직하게 1 내지 약 5, 보다 바람직하게 1 내지 약 4, 그리고 가장 바람직하게 약 1.5 내지 약 3.5이다.
폴리이소부텐의 수평균 분자량 Mn은 예를 들어 최대 약 100,000의 저 분자량에 대해 GPC에 의해 측정된다. 보다 높은 수평균 분자량에 대해, 이들은 점도 측정(이전에 고유 점도로 알려진 Staudinger Index JO)에 의해 측정되며, 여기서 Staudinger Index는 하기 식을 이용하여 Ubbelohde 점도계(흐름 시간 측정용, 희석 폴리머 용액이 사용됨)의 모세관 1을 통해 20℃에서 흐름 시간으로부터 산출된다:
Jo =
Figure pat00001
sp / c (1 + 0.31 x
Figure pat00002
sp) [cm3/g]
Figure pat00003
sp = (t/to) - 1
여기서, t는 Hagenbach-Couette 보정된 용액의 흐름 시간이며, TO은 Hagenbach-Couette 보정된 용매(예, 이소옥탄)의 흐름 시간이며, 그리고 c는 용액이 g/cm3에 있는 경우에 농도이다. 그 다음, 수평균 분자량 Mn 및 점도 평균 분자량 Mv는 다음과 같이 산출된다:
Figure pat00004
Figure pat00005
참고문헌은 BASF 브로셔 "Glissopal® 1000, 1300 및 2300"(2005년 12월), BASF 브로셔 "Oppanol® B 타입"(B10-B15)(2009년 1월) 및 BASF 브로셔 "Oppanol® B 타입"(B10-B80)(2009년 1월)으로 이루어지며, 이들은 모두 본 명세서에 참고문헌으로 편입된다.
본 발명에 따른 조성물에 사용되는 폴리이소부텐은 바람직하게 20℃에서 측정시 약 1-1500 cm3/g, 바람직하게 약 2-1000 cm3/g의 Staudinger Index JO를 갖는다. 바람직한 구현으로, 폴리이소부텐은 약 1-500 cm3/g, 바람직하게 약 2-300 cm3/g, 그리고 보다 바람직하게 약 3-150 cm3/g의 Staudinger Index JO를 갖는다.
폴리이소부텐은 보다 바람직하게 20℃에서 측정시 약 40 mN/m 미만의 표면 장력을 갖는다. 폴리이소부텐의 밀도는 바람직하게 약 0.86-0.98 g/cm3이다.
폴리이소부텐은 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 중합은 단일 단계 공정으로 또는 다단계 공정으로 수행될 수 있다. 중합은 촉매로서 루이스산을 이용하여, 바람직하게 보론 트리플루오라이드 복합 촉매를 사용하여, 선택적으로 보조 촉매의 존재하에서, 액상에서 수행된다. 이러한 공정은 당해 기술분야에 잘 알려져 있다.
바람직한 폴리이소부텐은 Glissopal 및 Oppanol 등급, 특히 Oppanol 등급의 것이며, 이들은 BASF로부터 상업적으로 구입가능하며, 특히 Oppanol B 타입의 것이 바람직하다. 다른 바람직한 폴리이소부텐은 Nippon Oil로부터 구입가능하며, 특히 Tetrax 등급의 것이 바람직하다. 이러한 폴리이소부텐은 본 문헌에서 "폴리이소부텐 호모폴리머", 즉, 폴리머의 총 중량을 기준으로 약 98중량% 이상의 이소부텐을 포함하는 폴리머로 분류된다.
비정질 폴리머 조성물
본 발명에 따른 비정질 폴리머 조성물은 바람직하게 비정질 폴리머 또는 둘 이상의 비정질 폴리머들의 혼합물을 포함한다. 이러한 비정질 폴리머는 상기한 바와 같다.
본 발명에 따르면, 비정질 폴리머 조성물은 비정질 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로, 폴리이소부텐, 보다 바람직하게 폴리이소부텐 호모폴리머 약 50-100중량%, 및 다른 비정질 폴리머 약 0-50중량%를 포함하며, 여기서 상기 다른 비정질 폴리머는 상기한 바와 같은 비정질 폴리머 (a) - (f)로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게, 상기 다른 비정질 폴리머는 폴리부텐, 폴리이소부텐, 부틸 고무, 에텐-프로펜 코폴리머, 에텐-부텐 코폴리머, 에탄-프로펜-부텐 3량체, 비정질 프로펜 코폴리머, 어택틱 폴리프로펜, 폴리(2-메틸-1-펜텐) 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 이러한 폴리머들은 상기한 바와 같이 약 -20℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는다.
보다 바람직하게, 비정질 폴리머는 비정질 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 폴리이소부텐, 바람직하게 폴리이소부텐 호모폴리머 약 70-100중량%, 및 다른 비정질 폴리머 약 0-30중량%를 포함한다. 보다 바람직하게, 상기 비정질 폴리머 조성물은 비정질 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로 폴리이소부텐, 바람직하게 폴리이소부텐 호모폴리머 약 90-100중량%, 및 다른 비정질 폴리머 약 0-10중량%를 포함한다. 보다 바람직하게, 비정질 폴리머 조성물은 폴리이소부텐, 바람직하게 폴리이소부텐 호모폴리머 약 100중량%를 포함한다.
따라서, 본 발명은 비정질 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로, 폴리이소부텐, 바람직하게 폴리이소부텐 호모폴리머 약 75-95중량%, 및 다른 비정질 폴리머 약 5-25중량%를 포함하는 비정질 폴리머 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 비정질 폴리머 조성물의 총 중량을 기준으로, 폴리이소부텐 및/또는 폴리이소부텐 호모폴리머 약 80-90중량% 및 다른 비정질 폴리머 약 10-20중량%를 포함하는 비정질 폴리머 조성물에 관한 것이다.
부식 보호 조성물
본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 (i) -20℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물 및 (ii) 물-흡수 필러를 포함한다. 상기 비정질 폴리머 조성물(i) 및 상기 비정질 폴리머는 상기에 상세히 설명된 바와 같다. 물-흡수 필러(ii)는 하기에 보다 상세히 설명된다.
바람직하게, 부식 보호 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로, 상기 비정질 폴리머 조성물(i) 약 20-80중량%, 보다 바람직하게 약 20-70중량%, 보다 바람직하게 약 25-60중량% 그리고 가장 바람직하게 약 30-50중량%를 포함한다. 상기 비정질 폴리머 및 상기 비정질 폴리머 조성물의 바람직한 구현은 상술한 바와 같다.
보다 바람직한 구현으로, 상기 비정질 폴리머는 약 500-1,000,000, 보다 바람직하게 약 1,000-800,000, 보다 바람직하게 약 1,000-600,000, 보다 바람직하게 약 1,500-300,000, 그리고 특히 약 2,000-150,000 범위내의 수평균 분자량 Mn을 갖는다.
따라서, 바람직한 구현으로, 본 발명은
(i) -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물, 및
(ii) 물-흡수 필러
를 포함하며, 여기서 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 비정질 폴리머 조성물 20-80중량%를 포함하며, 그리고 상기 비정질 폴리머는 1,000-150,000 g mol-1 범위내의 수평균 분자량 Mn을 갖는, 부식 보호용 조성물에 관한 것이다.
부식 보호 조성물은 바람직하게 조성물의 총 중량을 기준으로 물-흡수 필러(ii) 약 20-80중량%를 포함한다.
바람직한 구현으로, 상기 비정질 폴리머는 상기 정의한 바와 같은 (a) - (f)로 구성되는 폴리머들의 그룹으로부터 선택된다. 보다 바람직한 구현으로, 상기 비정질 폴리머는 (a), (b) 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된다.
바람직한 구현으로, 부식 보호 조성물은 왁스, 광유 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 가소제(iii)를 더 포함한다. 가소제(iii)는 하기에 보다 상세히 설명된다.
부식 보호 조성물은, 하기에 기재된 바와 같이, 예를 들어, 부가적인 필러 재료 및/또는 산화 방지제, 표면 장력 조절제, 예를 들어, 포타흄 또는 소듐 하이드록시드(KOH 또는 NaOH)와 같은 pH 조절제, 착색제, 안료 등과 같은 하나 이상의 다른 첨가제를 더 포함할 수 있다. 바람직한 구현으로, 부식 보호 조성물은 표면 장력 조절제(iv)를 더 포함한다. 표면 장력 조절제의 예는 지방산(예, 톨유산)과 같은 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제, 양쪽성 이온 계면활성제 및 비-이온 계면활성제를 포함한다. 바람직하게, 표면 장력 조절제는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.1-20중량%, 보다 바람직하게 약 0.1-15중량%, 보다 바람직하게 약 0.3-10중량%, 그리고 가장 바람직하게 약 0.5-5중량%의 양으로 존재한다.
다른 바람직한 구현으로, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 또한 산화 방지제(v)를 포함한다. 산화 방지제(v)는 하기에 보다 상세히 설명된다.
바람직한 구현으로, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로, 비정질 폴리머 조성물(i) 약 20-79중량%, 물-흡수 필러(ii) 약 20-60중량% 및 왁스, 광유 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 가소제(iii) 약 1-20중량%를 포함한다. 다른 바람직한 구현으로, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로, 비정질 폴리머 조성물(i) 약 25-75중량%, 물-흡수 필러(ii) 약 22-60중량% 및 왁스, 광유 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 가소제(iii) 약 3-15중량%를 포함한다.
바람직한 구현으로, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로, 비정질 폴리머 조성물(i) 약 20-78.9중량%, 물-흡수 필러(ii) 약 20-45중량%, 왁스, 광유 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 가소제(iii) 약 1-20중량%, 및 하나 이상의 표면 장력 조절제(iv) 약 0.1-15중량%를 포함한다. 다른 바람직한 구현으로, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로, 비정질 폴리머 조성물(i) 약 20-78.9중량%, 물-흡수 필러(ii) 약 20-50중량%, 왁스, 광유 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 가소제(iii) 약 1-15중량%, 및 하나 이상의 표면 장력 조절제(iv) 약 0.1-15중량%를 포함한다. 다른 바람직한 구현으로, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로, 비정질 폴리머 조성물(i) 약 20-72.9중량%, 물-흡수 필러(ii) 약 24-50중량%, 왁스, 광유 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 가소제(iii) 약 3-15중량%, 및 하나 이상의 표면 장력 조절제(iv) 약 0.1-15중량%를 포함한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로, -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머 조성물(i) 약 20-50중량%, 물-흡수 필러(ii) 약 20-40중량%, 가소제(iii) 약 1-20중량%, 표면 장력 조절제(iv) 약 0.1-15중량%, 및 산화 방지제(v) 약 0.05-5중량%를 포함한다. 바람직하게, 성분 (i), (ii), (iii), (iv) 및 (v)의 합은 100중량%이다. 그러나, 상기 합이 100중량%가 아닌 경우에, 당해 기술분야의 통상의 기술자는 상기 조성물이 예를 들어, 부가적인 필러 재료, 첨가제 등과 같은 부가 성분들을 포함하는 것을 분명히 알 것이다.
따라서, 상기 조성물은 선택적으로 하나 이상의 첨가제(vi), 및/또는 하나 이상의 부가 필러(vii)를 더 포함한다. 하나 이상의 첨가제(vi)가 존재하는 경우에, 하나 이상의 첨가제들 각각은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01-10중량%, 바람직하게 약 0.05-5중량%의 양으로 존재한다. 하나 이상의 부가적인 필러(vii)가 존재하는 경우에, 하나 이상의 부가적인 필러의 총 양은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 25-45중량%이다. 바람직하게, 바람직하게, 성분 (i), (ii), (iii), (iv), (v) 및 (vi) 및/또는 (vii)의 합은 100중량%이다. 그러나, 상기 합이 100중량%가 아닌 경우에, 당해 기술분야의 통상의 기술자는 상기 조성물이 부가 성분들을 포함하는 것을 분명히 알 것이다.
하나 이상의 첨가제(vI)가 존재하는 경우에, 하나 이상의 첨가제는 착색제 및 pH 조절제로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 부가적인 필러(vii)는 하기에 보다 상세히 설명된다.
다른 바람직한 구현으로, 부식 보호 조성물은 부식 보호 조성물의 총 중량을 기준으로, 비정질 폴리머 조성물(i) 약 20-80중량%, 물-흡수 필러(ii) 약 20-80중량% 및 부가 필러(vii) 약 0중량%를 포함한다. 보다 바람직하게, 상기 조성물은 부식 보호 조성물의 총 중량을 기준으로, 비정질 폴리머 조성물(i) 약 20-70중량%, 물-흡수 필러(ii) 약 22-60중량% 및 부가 필러(vii) 약 8-58중량%를 포함한다. 보다 바람직하게, 상기 조성물은 부식 보호 조성물의 총 중량을 기준으로, 비정질 폴리머 조성물(i) 약 25-60중량%, 물-흡수 필러(ii) 약 24-50중량% 및 부가 필러(vii) 약 16-51중량%를 포함한다. 가장 바람직하게 상기 조성물은 부식 보호 조성물의 총 중량을 기준으로, 비정질 폴리머 조성물(i) 약 30-50중량%, 물-흡수 필러(ii) 약 25-40중량% 및 부가 필러(vii) 약 25-45중량%를 포함한다.
본 발명에 따른 부식 보호 조성물의 중요한 특성은 이의 물 흡수 능력이다. 부식 보호 조성물은 부식 보호 조성물이 물품의 표면에 신속히 부착될 수 있도록 하기 위해 보호할 습한 환경에서 물품의 표면으로부터 충분한 물을 단 시간에(즉, 수 초/분 내지 수 시간내에 흡수할 수 있다.
본 발명에 따른 부식 보호 조성물의 물-흡수는 하기 실시예에 나타낸 바와 같이, 참고문헌으로 편입된 ASTM 스탠다드 D 570-98(2005), "Standard Test Method for Water Absorption of Plastics" 에 기초한 액침 방법에 의해 검출된다. 따라서, 물-흡수는 특정 시간량에서 부식 보호 조성물의 질량에 대해 흡수된 물의 양이며, 중량%로 표기된다.
바람직하게, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 약 1-30중량%, 보다 바람직하게 약 1.5-25중량%, 보다 바람직하게 약 2-20중량%, 보다 바람직하게 약 2.5-15중량%, 그리고 가장 바람직하게 약 3-10중량% 범위내의 물-흡수도를 갖는다.
그러나, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물층의 두께가 특정 최대 두께를 넘으면, 상기 부식 보호 조성물층의 물-흡수도는 부식 보호 조성물의 질량에 더 이상의 의존하지 않지만, 상기 층의 표면적에 따라 달라진다. 따라서, 물-흡수도는 바람직하게 특정 시간량에서 부식 보호 조성물층의 표면적에 대해 흡수된 물의 양으로, 즉, 물-흡수도(g/m2)로 표기된다. 본 발명에 따른 부식 보호 조성물의 물-흡수도(g/m2)는 또한 ASTM 스탠다드 D 570-98(2005)에 기초한 액침 방법에 의해 검출되며, 하기에 그리고 실시예에 설명된다.
물-흡수도(g/m2)로 표시된, 부식 보호 조성물층의 제곱미터당 흡수된 물의 그램으로 표기된 물-흡수도를 검출하는 경우에, 하기에 나타낸 바와 같이 물-흡수도(g/m2)를 검출할 경우에 부식 보호 조성물층이 상기 최대 두께 보다 더 큰 두께를 가져 물-흡수도(g/m2)에 층 두께의 영향을 없애는 것을 확실히 하기 위해 주의해야 한다.
부식 보호 조성물의 물-흡수도(g/m2)가 너무 낮은 경우에, 조성물은 물품의 표면에 부식 보호 조성물이 충분히 신속하게 부착할 수 있도록 단 시간에 보호할 물품의 표면으로부터 충분한 물을 흡수할 수 없다. 따라서, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물의 물-흡수도(g/m2)는 바람직하게 약 100 g/m2 이상, 보다 바람직하게 약 300 g/m2 이상, 보다 바람직하게 약 450 g/m2 이상, 보다 바람직하게 약 600 g/m2 이상, 보다 바람직하게 약 750 g/m2 이상, 그리고 가장 바람직하게 약 900 g/m2 이상이다.
그러나, 부식 보호 조성물의 물-흡수도(g/m2)가 너무 높은 경우에, 상기 조성물은 보다 약해지며, 이의 농도를 잃게되며, 표면으로부터 너무 쉽게 분리될 수 있다. 따라서, 바람직하게 본 발명에 따른 부식 보호 조성물의 물-흡수도(g/m2)는 약 10,000 g/m2 이하, 바람직하게 약 9,000 g/m2 이하, 보다 바람직하게 약 7,500 g/m2 이하, 보다 바람직하게 약 6,000 g/m2 이하, 보다 바람직하게 약 4,500 g/m2 이하, 그리고 가장 바람직하게 약 3,000 g/m2 이하이다.
바람직하게, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 약 100-10,000 g/m2, 바람직하게 약 300-9,000 g/m2, 보다 바람직하게 약 450-7,500 g/m2, 보다 바람직하게 600-6,000 g/m2, 보다 바람직하게 약 750-4,500 g/m2, 그리고 가장 바람직하게 약 900-3,000 g/m2 범위내의 물-흡수도를 갖는다.
상술한 바와 같이, 그리고 실시예에 보다 상세히 기재되는 바와 같이, 물-흡수도(중량%로) 및 물 흡수도(g/m2)는 23 ± 1℃의 온도에서 희석수를 사용하여 그리고 72시간의 액침으로 ASTM 스탠다드 D 570-98(2005)에 기초한 액침 방법에 의해 검출된다. 실시예에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물의 물-흡수도(g/m2), w A (g/m2)의 측정은,
(1) 15-25mm 범위내의 알려진 깊이 및 알려진 직경을 갖는 표면(원 표면) 또는 30-50mm 범위내의 알려진 길이 및 폭(직사각형 또는 정사각형 표면)를 갖는 컵의 무게를 재어 질량 A를 얻는 단계;
(2) 상기 조성물로 플라스틱 컵을 완전히 채우고, 공기 유입을 회피하고, 표면을 평탄화하는 단계;
(3) 채워진 컵의 무게를 재어 질량 B를 얻는 단계;
(4) 23 ± 1℃의 온도로 유지된 희석수의 용기에 상기 채워진 컵을 놓고, 상기 컵을 완전히 액침시키는 단계;
(5) 클라이매이트 캐비넷에 상기 컵을 넣고, 수온을 72시간동안 23 ± 1℃로 유지하는 단계;
(6) 72시간 후에 상기 용기에서 컵을 꺼내고, 이의 표면을 건조시키고, 건조된 컵의 무게를 재어 질량 C를 얻는 단계; 및
(7) g/m2로 표기되는 물-흡수도(g/m2)를 하기와 같이 산출하는 단계
Figure pat00006
를 포함한다.
본 발명에 따른 부식 보호 조성물의 장점 중 하나는 향상된 변형성을 포함하는, 보호할 물품에 대한 향상된 셋팅(setting)을 갖는 점이다. 또한, 본 발명에 따른 조성물은 상기 표면이 젖은 경우에도, 매우 우수한 접착성, 즉, 물품의 표면에 대한 매우 우수한 접착력을 갖는다. 더욱이, 본 발명에 따른 조성물은 매우 높은 접착 택(tack)을 갖는다. 예를 들어, 종래 기술에 알려진 STOPAQ® Subsea Compound와 비교하여, 본 발명에 따른 조성물의 보호할 표면에 대한 접착력이 향상될 뿐만 아니라, 상기 조성물의 향상된 접착 택에 기인하여, 상기 조성물의 상기 표면에 대한 최적의 접착성이 더 빠른 시간에, 특히 더 낮은 온도에서 달성된다.
본 발명에 따른 조성물은 경화(set)되지 않아, 유연성을 유지하며, 물, 수분 염 등에 대해 본질적으로 불투과성이며, 구멍이 빽빽하다. 본 발명의 부식 보호 조성물의 부가적이며 매우 중요한 특징은, 조성물의 보호층이 예를 들어, 파도 작용에 의해 상대적으로 작은 정도로 기계적으로 변형될 경우에, 그 손상은 본 발명의 조성물의 유동성 및/또는 점탄성 특성에 기인하여 상대적으로 단 시간내에 자동적으로 회복된다. 즉, 상기 조성물은 자가-회복 특성을 가지며, 기계적 변형 또는 다른 압력에 의해 기인한 어떠한 변형 또는 손상은 조성물의 홀 또는 캐비티내로의 흐름의 결과로서 회복된다. 결론적으로, 본 발명에 따른 조성물을 포함하는 보호층은 적용시 매끄러울 뿐만 아니라, 자국, 각인, 덴트, 캐비티 등이 기계적 힘에 의해 야기된 경우라도 적절한 때에 사라지고 상기 보호층의 매끄러운 표면이 재현될 것이다. 이러한 유동성 특성 때문에, 본 발명에 따른 조성물을 포함하는 어느 보호층은 찢기거나 파괴되지 않으며, 내부 스트레스를 형성하지 않는다. 마찬가지로, 물품의 표면에서의 불균일성은 본 발명에 따른 부식 보호 조성물로 완전히 채워지거나 감싸지나, 이에 반해 종래 기술에 따른 재료들은 종종 이러한 환경에서 문제를 일으킨다. 본 발명에 따른 조성물의 유동성 및/또는 점탄성 특성은 또한 이는 가용 시간을 갖지 않는 것을 나타내며, 이에 반해 종래 기술에 알려진 보호 코팅 및 경화 수지는 특정 기간내에 적용되는 것이 요구된다.
예를 들어, 본 발명에 따른 조성물을 종래 기술에 알려진 STOPAQ® Subsea Compound와 비교하면, 본 발명에 따른 조성물은 물을 보호할 표면에 다다르는 것으로부터 억제할 뿐만 아니라, 상기 표면과 부식 보호 조성물층 사이에 존재하는 공극을 최소화하는 사실에 기인하여, 부식에 대해 향상된 보호가 얻어진다.
본 발명에 따른 부식 보호 조성물의 다른 장점은 광범위한 pH-범위에 걸친 높은 화학 안정성 및 내성이며, 본질적으로 음극 박리 또는 (예, 물의 언더-필름 이동에 의해 기인한) 언더크립(undercreep) 부식이 없다.
또한, 본 발명에 따른 조성물은 매우 우수한 열 안정성을 가지며, 약 -20℃ 내지 약 60℃, 바람직하게 약 -25℃ 내지 약 -65℃, 보다 바람직하게 약 -30℃ 내지 약 70℃, 그리고 가장 바람직하게 약 -50℃ 내지 약 80℃의 수행 온도 범위내에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 석유 굴착용 플랫폼의 라이저와 같이, 물품이 부분적으로 액침되는 경우에, 일반적으로 수 표면 위의 온도는 수 표면 아래의 온도와 다르다. 본 발명에 따른 부식 보호 조성물의 광범위한 수행 온도 범위에 기인하여, 수 표면 아래에 위치한 물품의 부분상에서 그리고 수 표면 위의 부분상에서 모두 동일한 부식 보호 조성물을 사용하는 것이 이제 가능하다.
본 발명에 따른 부식 보호 조성물의 부가적인 중요한 장점이 있다. 대부분의 보호 시스템은 특히 습한 환경에서 충분한 접착성을 제공하기 위해 이들 시스템을 물품에 적용하기 전에 프라이머의 사용을 필요로 한다. 본 발명에 따른 조성물을 이용할 경우에 프라이머의 사용은 불필요하며, 이는 상기 조성물이 보다 짧은 기간내에 적용될 수 있어 작업비용이 더 저렴해 질 수 있도록 함을 의미한다.
예를 들어, 종래 기술의 코팅 시스템이 적용될 경우에 발생하는 문제점은 에어 버블이 코팅시 형성될 수 있다는 것이며, 이는 쉽게 버스트 오픈(burst open)되도록 하여 이에 따라 코팅층에 핀홀 및 저조한 보호성을 일으킨다. 본 발명자들은 본 발명의 조성물이 사용될 경우에 물품의 표면과 본 발명에 따른 조성물의 보호층 사이에 존재하는 어떠한 에어 버블이 상기 조성물의 보호층내에서 이동하지 않으며, 물품의 표면으로부터 멀리 떨어지는 것을 발견하였다. 물품이 예를 들어, 해수와 같은 염과 접촉하는 위치에서, 금속 물품의 표면상에 염 결정(salt crystal)이 형성되며, 예를 들어, 코팅 시스템이 상기 표면에 적용되기 전에, 철저한 세척이 요구된다. 이와 대조적으로, 본 발명에 따른 조성물은 염 결정을 캡슐화하며, 이러한 결정의 제거가 필요없다. 종래 기술의 보호 시스템에 있어서 염 결정이 반드시 제거되어야 할 필요성은, 이러한 결정이 흡습성이고 물을 흡수하여 보호층이 투과되는 점이다. 결과적으로, 염 결정이 팽창하여 이에 따라 보호층에서의 크랙을 일으키고, 이는 결국 부식에 대하여 악화된 보호를 일으킨다. 실제로, 이러한 염 결정은 물품의 작업시 심각한 문제를 야기하여, 종래 기술의 보호 시스템은 정기적으로 교체되어야 할 필요가 있다. 그러나, 본 발명에 따른 조성물은 이러한 문제로부터 시달리지 않으며, 따라서 최종 사용자에게 상당히 더 경제적이다.
본 발명에 따른 조성물에 의해 보호되는 물품은 본 발명에 따른 조성물의 보호층이 쉽게 제거될 수 있기 때문에 쉽게 점검될 수 있으며, 점검 후 재적용될 수 있다. 당해 기술분야에 따른 대부분의 재료들은 제거하기에 상당히 더 어렵다. 더욱이, 경화되지 않은 상태로 적용된 경화된 시스템이 재적용될 수 없다는 것이 당해 기술분야의 숙련자에게 자명하기 때문에, 제거될 경우에, 종래 기술과 같이 재료가 재적용되기 전에, 가능하다면 모두, 금속 물품의 표면이 완전히 세척될 필요가 있다. 결과적으로, 본 발명에 따른 조성물의 보호층은 또한 보다 더 쉽게 시험된다.
필러
본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 물-흡수 필러(ii)를 포함한다. 물-흡수 필러는 물을 흡수할 수 있으며, 필러 재료로서 사용하기에 적절한 재료로서 정의된다.
물-흡수 필러는 둘 이상의 물-흡수 필러를 포함할 수 있으며, 유기 및/또는 무기 특성을 가질 수 있다. 물-흡수 필러는 팽창성 필러, 즉, 적셔지는 경우에 팽창하는 필러를 포함할 수 있다. 필러의 물-흡수도는 특정 시간량에서 필러의 건조 질량에 관하여 흡수되는 물의 양으로 정의된다. 물-흡수도(wA)는 특정 시간에서 건조 필러 시편에 의해 흡수된 물의 질량(mwg) 대 필러 시편의 건조 질량(md)의 비로서 표기된다. 물-흡수도는 상기 비율에 질량(중량%로)을 곱하여 표기된다.
Figure pat00007
필러의 물-흡수도는 참고문헌으로 편입된 스탠다드 NEN-EN-ISO 10769:2011에 기재된 방법에 따라 검출된다. 상기 스탠다드는 벤토나이트의 물 흡수도의 검출 방법에 관한 것이다. 그러나, 동일한 방법이 본 발명에서 다양한 필러들의 물-흡수도의 검출을 위해 적용된다. NEN-EN-ISO 10769:2011에 따르면, 물-흡수 필러의 물-흡수도는 주위 온도에서 측정되며, 시험 기간은 24시간이다.
바람직한 구현으로, 물-흡수 필러는 약 1중량% 이상, 바람직하게 약 2중량% 이상, 보다 바람직하게 약 3중량% 이상, 보다 바람직하게 약 5중량% 이상, 보다 바람직하게 약 10중량% 이상, 보다 바람직하게 약 15중량% 이상, 보다 바람직하게 약 20중량% 이상, 보다 바람직하게 약 25중량% 이상 및 보다 바람직하게 약 30중량% 이상의 물-흡수도를 갖는다. 다른 바람직한 구현으로, 물-흡수 필러는 약 20중량% 이상, 보다 바람직하게 약 25중량% 이상 및 보다 바람직하게 약 30중량% 이상의 물-흡수도를 갖는다. 보다 바람직하게, 물-흡수 필러의 물-흡수도는 약 40중량% 이상, 약 50중량% 이상 또는 약 70중량% 이상이다. 보다 바람직하게, 물-흡수 필러의 물-흡수도는 약 100중량% 이상이다. 가장 바람직하게, 물-흡수 필러의 물-흡수도는 약 150중량% 이상, 또는 약 200중량% 이상이다. 상기 조성물에 존재하는 물-흡수 필러의 양은 특히 상기 필러의 물-흡수도 w A 에 따라 달라진다. 보다 낮은 물-흡수도를 갖는 물-흡수 필러가 부식 보호 조성물에 적용될 경우에, 부식 보호 조성물의 충분한 물-흡수도를 보장하기 위해, 조성물에서 상기 필러의 양은 일반적으로 보다 높은 물-흡수도를 갖는 필러가 적용된 경우에 비해 더 높다.
필러의 물-흡수도는 특히 필러의 비표면, 입자 크기 및 표면 활성도에 따라 달라진다.
예를 들어, 칼슘 카보네이트(CaCO3)는 본 명세서에 기재된 바와 같은 물-흡수 필러의 정의에 따른 물-흡수 필러가 아니다.
광범위한 범위의 다양한 물-흡수 필러가 당해 기술분야에 알려져 있으며, 예로는 실리카, 칼슘 옥사이드, 예를 들어 질석 및 녹점토와 같은 여러 클레이 미네랄, 및 예를 들어, 폴리메틸아크릴레이트와 같이 폴리아크릴아미드와 같은 물-흡수 폴리머를 포함한다. 물-흡수 폴리머는 당해 기술분야에 알려져 있으며, 예를 들어, 본 명세서에 참고문헌으로 편입된 "Modern Superabsorbent Polymer Technology"(F.L. Buchholtz 및 A.T. Graham, Wiley VCH, 1998, pp. 71-103)에 보다 상세히 기재되어 있다.
바람직한 구현으로, 물-흡수 필러는 미네랄 클레이를 포함한다. 클레이 미네랄은 수화 필로실리케이트(hydrous phyllosilicate), 즉, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 포타슘(K) 또는 철(Fe)의 수화 실리케이트, 및 다른 덜 풍부한 원소들이다. 클레이 미네랄은 당해 기술분야에 알려져 있으며, 예를 들어, 참고문헌으로 편입된 Kirk-Othmer, "Encylopedia of Chemical Technology"(4th Ed., John Wiley & Sons, New York 1993, Volume 6, pp. 383-423)에 보다 상세히 기재되어 있다. 클레이 미네랄의 예는 질석, 카올리나이트 및 몬트모릴로나이트와 벤토나이트와 같은 스멕타이트를 포함한다. 다른 바람직한 구현으로, 물-흡수 필러는 몬트모릴로나이트 클레이 및/또는 벤토나이트 클레이, 특히 벤토나이트 클레이를 포함한다. 클레이 미네랄은 예를 들어, 소듐 벤토나이트 클레이, 소듐 몬트모릴로나이트 클레이, 포타슘 벤토나이트 클레이, 포타슘 몬트모릴로나이트 클레이, 칼슘 벤토나이트 클레이, 칼슘 몬트모릴로나이트 클레이, 알루미늄 벤토나이트 클레이, 알루미늄 몬트모릴로나이트 클레이, 둘 이상의 벤토나이트 클레이들의 조합, 둘 이상의 몬트모릴로나이트 클레이들의 조합, 또는 하나 이상의 벤토나이트 클레이의 조합 및 하나 이상의 몬트모릴로나이트 클레이를 포함할 수 있다. 또한, 벤토나이트 클레이 및/또는 몬트모릴로나이트 클레이는 표면 개질된 벤토나이트 클레이를 포함할 수 있다. 바람직하게, 미네랄 클레이는 벤토나이트 클레이, 보다 바람직하게 소듐 벤토나이트 클레이를 포함한다.
예를 들어, NEN-EN-ISO 10769:2011에 의해 측정시, 소듐 벤토나이트(Cebogel)은 약 330-400중량% 범위내의 물 흡수도를 가지며, 카올린(speswhite)은 약 20-30중량% 범위내의 물 흡수도를 갖는다.
바람직한 구현으로, 물-흡수 필러는 예를 들어, 시멘트와 같이 화학 반응에 의해 물에 바인딩하는 필러를 포함한다. 다른 바람직한 구현으로, 물-흡수 필러는 시멘트, 바람직하게 수경성(hydraulic) 시멘트를 포함한다. 수경성 시멘트는 물과의 반응에 기인하여 단단해 지는 시멘트이다. 수경성 시멘트의 예는 포틀랜드 시멘트 및 포틀랜드 시멘트 블렌드(예, 포틀랜드 고로 시멘트 또는 포틀랜드 플라이애쉬 시멘트), 초 내황산염(supersulfated) 시멘트, 칼슘 알루미네이트 시멘트 및 칼슘 설포알루미네이트 시멘트이다.
다른 바람직한 구현으로, 물-흡수 필러는 실리콘 디옥사이드를 포함한다. 다른 바람직한 구현으로, 물-흡수 필러는 화학 반응에 의해 물에 바인딩하는 필러 및 실리콘 디옥사이드 모두를 포함한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 부식 보호 조성물의 총 중량을 기준으로 약 20-80중량%, 보다 바람직하게 약 22-60중량%, 보다 바람직하게 약 24-50중량% 그리고 가장 바람직하게 25-40중량%의 양으로 물-흡수 필러를 포함한다.
하나 이상의 물-흡수 필러와 별도로, 상기 조성물은 선택적으로 하나 이상의 부가적인 필러를 포함할 수 있으며, 이는 유기 또는 무기 특성을 가질 수 있다. 하나 이상의 부가적인 필러는 부식 보호 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0-60중량%, 바람직하게 약 8-58중량%, 보다 바람직하게 약 16-51중량%, 그리고 가장 바람직하게 약 25-45중량%의 양으로 존재할 수 있다.
부식 보호 조성물에 존재하는 필러의 총 양, 즉, 하나 이상의 물-흡수 필러 + 선택적인 하나 이상의 부가적인 필러의 양의 총 양은, 부식 보호 조성물의 총 중량을 기준으로 20-80중량%, 바람직하게 30-80중량%, 보다 바람직하게 40-75중량% 그리고 가장 바람직하게 50-70중량%의 범위내이다.
따라서, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물은, 부식 보호 조성물의 총 중량을 기준으로, 바람직하게 물-흡수 필러 약 20-80중량% 및 부가적인 필러 약 0중량%, 보다 바람직하게 물-흡수 필러 약 22-60중량% 및 부가적인 필러 약 8-58중량%, 보다 바람직하게 물-흡수 필러 약 24-50중량% 및 부가적인 필러 약 16-51중량%, 그리고 가장 바람직하게 물-흡수 필러 약 25-60중량% 및 부가적인 필러 약 25-45중량%를 포함한다.
유기 특성의 필러는 예를 들어, 셀룰로즈, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에텐, 폴리프로펜, 폴리이소프렌, 고무, 폴리아미드 및 폴리에스테르이다. 이들 예 중에서, 폴리에텐 및 폴리프로펜이 또한 부식 보호 조성물의 일부인 비정질 폴리머 조성물에 존재할 수 있다. 그러나, 상기 폴리머들이 필러 재료로서 적용될 경우에, 예를 들어, 비정질 폴리머 조성물에 대해 명시된 유리 전이 온도 또는 분자량이 반드시 충족될 필요는 없다. 예로서, -20℃ 보다 높은 유리 전이 온도를 갖는 신디오택틱 폴리프로펜이 필러로서 사용될 수 있다.
무기 필러의 예는, 예를 들어, 칼슘 카보네이트, 칼슘 설페이트, 알루미늄 히드록시드, 알루미늄 옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 실리콘 디옥사이드, 티타늄 디옥사이드, 미분 석영, 유리, 탤크, 슬레이트 및 카올린과 같은 무기 미네랄, 염 및/또는 옥사이드이다.
가소제
바람직한 구현으로, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 가소제를 더 포함하며, 상기 가소제는 바람직하게 왁스, 광유 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 왁스는 석유 유도 왁스, 식물성 또는 동물성 왁스, 또는 예를 들어, 폴리에틸렌 왁스 또는 Fischer-Tropsch 왁스와 같은 합성 왁스일 수 있다. 왁스는 당해 기술분야에 잘 알려져 있으며, 예를 들어, Kirk-Othmer, "Encyclopedia of Chemical Technology"(4th Ed. 1998, volume 25, p. 614-626)에 기재되어 있다.
바람직한 구현으로, 왁스는 석유 왁스를 포함한다. 석유 왁스는 석유로부터 유도된 어느 왁스로 정의된다. 석유의 현저한 분획은 이러한 왁스로 구성되며, 이는 진공 증류에 의해 정제될 수 있다. 석유 유도 왁스는 탄화수소이며, 일반적으로 C20-C40 알칸의 혼합물을 포함하는 탄화수소이다. 상기 왁스는 포화 n- 및 i-알칸, 시클로알칸(나프텐) 및 알킬- 및 나프텐-치환 방향족 화합물을 포함할 수 있다.
석유 유도 왁스의 예는 파라핀 왁스, 반-미정질 왁스 및 미정질 왁스이다. 파라핀 왁스는 주로 n-알칸을 포함한다. 미정질 왁스는 n-알칸에 부가적으로, 상당한 비율의 분지형 및 고리형 포화 탄화수소를 포함한다. 반-미정질 왁스는 파라핀 왁스보다 더 많은 분지형 및 고리형 화합물들을 포함한다. 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 알려진 바와 같이, 석유 유도 왁스의 정확한 조성은 이로부터 유도되는 석유의 조성에 따라 크게 달라질 수 있다. 바람직한 구현으로, 상기 조성물은 미정질 왁스를 포함한다.
다른 바람직한 구현으로, 상기 조성물은 광유를 포함한다. 광유는 주로 25 초과의 탄소수를 갖는 탄화수소들의 혼합물로서 정의되며, 석유 젤리, 파라핀 젤리, 백색 와셀린, 연성 파라핀 또는 바셀린으로도 알려져 있다. 다른 바람직한 구현으로, 상기 조성물은 왁스, 바람직하게 미정질 왁스 및 광유의 혼합물을 포함한다.
바람직한 구현으로, 상기 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로, 가소제(iii) 약 1-25중량%, 보다 바람직하게 약 1-20중량%, 보다 바람직하게 약 2-15중량% 그리고 가장 바람직하게 약 3-10중량%를 포함한다.
산화 방지제
바람직한 구현에 따르면, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 산화 방지제(v)를 더 포함한다. 산화 방지제는 1차 산화 방지제, 2차 산화 방지제, 다작용성 산화 방지제(즉, 1차 및 2차 산화 방지제 기능이 복합된 산화 방지제) 또는 락톤일 수 있다. 또한, 산화 방지제는 둘 이상의 산화 방지제의 조합을 포함할 수 있다.
선택적인 하나 이상의 산화 방지제는 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.05-5중량%, 바람직하게 약 0.1-4중량%, 보다 바람직하게 약 0.2-3중량% 그리고 가장 바람직하게 약 0.3-2중량%의 양으로 존재할 수 있다.
본 발명에 따르면, 1차 산화 방지제는 바람직하게 입체 장애 페놀 화합물, 입체 장애 알킬티오메틸페놀 또는 아릴티오메틸페놀 화합물, 및 2차 방향족 아민으로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 이러한 화합물은 당해 기술분야에 잘 알려져 있으며, 입체 장애 페놀 화합물 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀, Irganox® 1330, Irganox® 1010, Irganox® 1098, Irganox® 1076, Irganox® 245, Irganox® 259, Irganox® 1035, Irganox® 2246, Irganox® 3114 및 Irganox® 3125, 입체 장애 알킬티오메틸페놀 Irganox® 1520, 즉, 2,4-디-옥틸티오메틸-6-메틸 페놀, 및 예를 들어, Agerite® MA와 같은 (중합) 1,2-디히드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린을 포함하는 2차 방향족계 산화 방지제를 포함한다.
본 발명에 따르면, 2차 산화 방지제는 바람직하게 포스파이트 및 티오-에스테르로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 적절한 2차 산화 방지제는 예를 들어, Irgafos® 168, Irgafos® 12 및 Irgafos® P-EPQ(모두 포스파이트), 및 Lowinox® TBM-6, BNX® DLTDP(CAS No. 123-28-4) 및 Morstille 18 DSTDP(모두 티오-에스테르)이다.
다작용성 산화 방지제는 바람직하게 1차 및 2차 산화 방지제 기능을 모두 포함한다. 다작용성 산화 방지제의 예는 Irganox® L 115 및 Irganox® 565이다.
산화 방지제로서 사용될 수 있는 락톤의 예는 Irganox® HP-136이다.
본 발명에 따르면, 상기 조성물은 바람직하게 1차 산화 방지제를 포함하며, 여기서 상기 1차 산화 방지제는 바람직하게 입체 장애 페놀 화합물 및 2차 방향족 아민으로 구성되는 그룹으로부터 선택되며, 가장 바람직하게 입체 장애 페놀 화합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된다.
본 발명에 따르면, 상기 조성물은 바람직하게 2차 산화 방지제를 포함하며, 여기서 상기 2차 산화 방지제는 바람직하게 포스파이트로 구성되는 그룹으로부터 선택된다.
보다 바람직한 구현에 따르면, 상기 조성물은 1차 산화 방지제와 2차 산화 방지제의 조합, 바람직하게 1차 산화 방지제와 상승 효과를 갖는 2차 산화 방지제의 조합을 포함한다. 적절한 조합은 Irganox® 1010과 Irganox® 168이다.
보다 바람직한 구현에 따르면, 상기 조성물은 1차 산화 방지제, 2차 산화 방지제 및 락톤의 조합을 포함한다. 다른 바람직한 구현으로, 락톤은 Irganox® HP-136이다.
1차 산화 방지제, 2차 산화 방지제, 다작용성 산화 방지제 및 락톤의 추가 예는 예를 들어, 참고문헌으로 편입된 WO 2005/005528에 기재되어 있다.
공정
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 부식 보호 조성물층이 물품의 표면에 적용되는 물품의 부식에 대한 보호 방법에 관한 것이다. 물품은 상기 부식 보호 조성물층의 적용 중에 습한 환경에 존재한다.
따라서, 본 발명은
(a) 물품의 표면상에
(i) -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물, 및
(ii) 물-흡수 필러
를 포함하는 부식 보호 조성물층을 적용하는 단계, 및
(b) 상기 부식 보호 조성물층의 상부에 기계적 보호층을 적용하는 단계
를 포함하며, 여기서 물품은 습한 환경에 존재하는, 물품의 부식에 대한 보호 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 상기 상세히 기재되어 있다.
따라서, 본 발명은 물품은 공정의 (a) 단계 중에, 즉, 상기 부식 보호 조성물층을 물품의 표면에 적용하는 중에, 습한 환경에 존재하는, 부식에 대한 물품 보호 방법에 관한 것이다. 부식 보호 조성물층은 상기 물품의 전체 표면에 또는 상기 표면의 일부에 적용될 수 있다.
향상된 변형성, 매우 우수한 접착성 택 및 물품의 표면에 대한 매우 우수한 접착력을 포함하여, 보호할 물품상에서 본 발명에 따른 부식 보호 조성물의 향상된 셋팅(setting)에 기인하여, 공정은 물품이 습한 환경에 존재하는 중에, 즉, 스플래쉬 존 등에서 수중에서 수행될 수 있다. 본 명세서에 참고문헌으로 편입된, "Corrosion Control of Steel-Fixed Offshore Platforms Associated with Petroleum Production"(NACE Standard RP 0176-03, NACE International, Houston, 2003)에 따르면, "스플래쉬 존(splash zone)"은 조수, 파도, 바람 및 해수의 영향이 교대로 오고 가는 (예, 연안 플랫폼의) 영역으로 정의되며; 이 영역으로부터 주된 폭풍 중에만 적셔지는 표면은 제외된다.
본 발명은 특히 상기 물품의 부식에 대한 보호에 관한 것이다. 결과적으로, 상기 물품은 본질적으로 금속, 특히 강 또는 콘크리트로 이루어지는 것이 바람직하다. 변형적으로, 물품의 표면은 본질적으로 금속, 특히 강, 또는 콘크리트로 이루어지며, 한편 물품의 내부는 다른 재료를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 특히 오일 또는 가스 라인 또는 파이프 및 오일 드릴링과 생산 리그(rigs) 및 채굴대의 라이저의 부식에 대한 보호에 적절하다. 그러나, 또한 본 발명에 따른 방법은 예를 들어, 파도 작용에 의해 야기되는 것과 같이 진동 및 충격과 같은 기계적 외부 영향에 대해서 물품을 보호한다.
본 발명에 따른 방법에 의해 보호되는 물품은 예를 들어, 해양 환경과 같은 습한 환경에 존재한다. 여기서, 습한 환경에 존재하는 물품이란, 물품 또는 그 일부의 표면이 적셔지거나 축축해지는, 즉, 물이 물품 또는 그 일부의 표면상이 존재하거나, 물품의 표면이 수중에 위치하는 물품으로 정의된다.
물품은 예를 들어, 침수된 오일 또는 가스 파이프라인, 드릴링 또는 생산 리그 또는 채굴대의 라이저, 또는 물위에 (부분적으로) 위치하지만 파도나 조류 작용 등에 의해 적셔질 수 있는 소위 스플래쉬 존에 위치한 물품과 같이 물에 완전히 또는 부분적으로 침수될 수 있다. 본 발명에 따른 방법의 일 구현으로, 습한 환경에 있는 물품은 예를 들어, 수중에 위치한 오일 또는 가스 파이프 또는 라인과 같은 침수된 물품이다. 본 발명의 다른 구현으로, 습한 환경에 있는 물품은 예를 들어, 바다에 위치한 오일 드릴링과 생산 리그(rigs) 및 채굴대의 라이저 또는 수중에 부분적으로 위치한 오일 파이프 또는 라인과 같은 부분적으로 침수된 물품이다. 본 발명의 다른 구현으로, 습한 환경에 있는 물품은 스플래쉬 존에 위치한 물품이다.
변형적으로, 상기 물품은 물품의 표면상에서 환경으로부터 물의 응축에 기인하여 습한 환경에 존재할 수 있어, 물품 또는 그 일부의 표면상에 물이 존재하게 된다. 이러한 물품의 예는 스웨팅 파이프라인, 즉, 환경으로부터 응축에 기인하여 그 표면에 물이 존재하는 파이프라인, 또는 홈통이다. 본 발명에 따른 방법의 다른 구현으로, 습한 환경에 있는 물품은 스웨팅 파이프라인 또는 홈통이다.
본 발명에 따른 방법의 제 1 단계 (a)는 습한 환경에 존재하는 물품의 표면상에 본 발명에 따른 부식 보호 조성물층을 적용하는 것을 포함한다. 다시 말해, 상기 표면 또는 이의 일부가 적셔져 있거나 축축해져 있는 동안에, 상기 부식 보호 조성물층은 상기 표면에 적용되는 것으로, 즉, 상기 방법의 단계 (a)의 수행 중에 물이 물품 또는 그 일부의 표면상에 존재한다.
종래 기술로부터 알려진 방법과 상반적으로, 본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 물품의 습윤 표면상에 직접 적용될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 방법은 물품이 실제로 습한 환경에 위치한 경우에, 상기 습한 환경으로부터 물품을 분리할 필요없이 물품상에서 수행될 수 있다. 상기 방법은 침수된 물품을 보호하기 위해 심지어 수중에서 수행될 수 있다. 상기 방법의 단계 (a)에서 본 발명에 따른 조성물의 적용 전에 물품의 표면의 건조가 필수적인 것은 아니다. 또한, 물품 표면의 대규모 전처리는 일반적으로 본 발명에 따른 방법에서 필요하지 않다.
예를 들어, 침수된 물품이 보호되고자 할 경우에, 당해 기술분야에 알려진 방법에서는, 물품 주변에 케이싱을 형성하고 그 케이싱내에 존재하는 물을 제거할 필요가 종종 있다. 후속적으로, 물품의 표면은 종종 물품의 표면을 제조하기 위해 예를 들어, 샌드 블라스팅에 의해 철저한 전처리를 행하여야 한다. 이러한 시간-소비적이며 비용적인 단계들은 본 발명에 따른 방법에서 필요없어 최소한의 표면 처리를 필요로 하거나, 또는 표면 전처리를 전혀 필요로 하지 않는다.
본 발명에 따른 방법의 제 2 단계(b)는 압축성의 가요성 기계적 보호층을 적용하는 것을 포함한다. 기계적 보호층은 본 발명에 따른 부식 보호 조성물층의 상부에 적용되며, 상기 층을 완전히 덮는다. 부식 보호 조성물층의 "상부에(on top of)" 기계적 보호층의 적용은, 기계적 보호층이 보호될 물품의 표면과 접촉하는 부식 보호 조성물층의 면으로부터 마주하는 부식 보호 조성물층의 면상에 위치하는 것을 의미한다. 일 구현으로, 기계적 보호층은 부식 보호 조성물층과 직접 접촉한다. 다른 구현으로, 부가적인 간헐(intermittent) 층이 부식 보호 조성물층과 기계적 보호층 사이에 존재할 수 있다. 기계적 보호층의 기능은 상기 방법의 단계 (a)에 적용되는 본 발명에 따른 조성물층을 보호하는 것이다. 또한, 상기 기계적 보호층은 부식 보호층 아래에 존재하는 공극을 궁극적으로 최소화시켜주며, 재료에 전-응력(pre-stress)을 발생시킴으로써 자기 치유 효과를 가능케 하며, 시간 경과에 따라 조성물의 악화를 일으킬 수 있는 물에 대한 과도한 노출로부터 부식 보호 조성물을 방지한다.
용어 "기계적 보호층(mechanical protective layer)"은 외부 영향으로부터 그 하부에 있는 층 또는 층들을 보호하는 층을 칭한다. 기계적 보호층은 예를 들어, 테이프의 형태로 적용될 수 있다. 기계적 보호층의 예는, 예를 들어, 폴리에텐, 폴리프로펜, 폴리비닐 클로라이드, 폴리에스테르, 에폭시드, 폴리우레탄 또는 아라미드를 포함하는 폴리머 (다층) 필름을 포함한다. 또한, 폴리머 필름은 예를 들어, 유리 섬유 또는 탄소 섬유와 같은 강화 섬유로 라미네이팅될 수 있다. 적절한 보호층은 예를 들어, 고 전단 테이프에 의해 제공된다. 고 전단 테이프는 당해 기술분야에 잘 알려져 있으며, 예를 들어, 참고문헌으로 편입된 US 5,817,413 및 US 6,033,776에 기재되어 있다.
기계적 보호층이 본 발명에 따른 조성물의 보호층을 포함하는 기질에 응력으로 적용될 경우, 또는 기계적 보호층이 예를 들어, 파이프와 같은 기질 주위에서 수축될 경우에, 자기 회복 작용이 얻어질 수 있으며, 이에 의해 보호층내의 결함은 충분한 시간이 지나서 회복된다. 그 다음, 보호층은 본 발명에 따른 조성물층상에 연속 응력을 가한다. 보호층이 최소한의 손상을 입으면, 이 응력은 손상된 부위를 향해 본 발명에 따른 조성물의 흐름을 보장하여 그 하부에 있는 기질의 어느 노출된 표면을 덮는다.
적절한 기계적 보호층의 예는 유리 섬유 강화 폴리우레아층이다. 이러한 보호층은 부식 보호 조성물층의 강성 기계적 강화로서 제공하고, 예를 들어, 유목, 보트 랜딩 등으로부터 충격 및 만입에 대해 상기 층을 보호한다. 바람직한 구현으로, 수밀층(watertight layer)이 상기 기계적 보호층에 걸쳐 적용된다. 다른 바람직한 구현으로, 상기 기계적 보호층 자체는 수밀층이다. 다른 바람직한 구현으로, 두 개의 상이한 층들이 부식 보호 조성물층의 상부에 적용되며, 여기서 제 1 층, 즉, 부식 보호 조성물층과 직접 접촉하는 층은 가요성 테이프이며, 그리고 제 2 층, 즉, 상기 가용성 테이프와 직접 접촉하는 층은 예를 들어, 유리 섬유 강화 폴리우레아와 같은 부가적인 강성 기계적 층이다.
또한, 본 발명에 따른 방법의 단계 (a)는 물품의 표면에 테이프의 적용에 의해 수행될 수 있으며, 상기 테이프는 본 발명에 따른 부식 보호 조성물층을 포함한다.
따라서, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법에서, 단계 (a)에서 테이프가 물품의 표면상에 적용되며, 여기서 상기 테이프는 (i) -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물 및 (ii) 물-흡수 필러를 포함하는 본 발명에 따른 부식 보호 조성물을 포함하는 층을 포함하는, 본 발명에 따른 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 부식 보호 조성물은 상기에 상세히 기재되어 있다.
본 발명에 따른 조성물층의 보호를 위한 기계적 보호층은 테이프에 포함될 수 있다. 이 경우에, 본 발명에 따른 방법의 단계 (b)는 또한 물품의 표면상에 상기 테이프의 적용에 의해 실행되어, 이에 따라 본 발명에 따른 방법의 단계 (a) 및 단계 (b)는 이 경우에 동시에 실행된다.
테이프
또한, 본 발명은 부식에 대한 물품 보호용 테이프에 관한 것으로, 여기서 테이프는 본 발명에 따른 부식 보호 조성물을 포함하는 층을 포함한다. 부식 보호 조성물은 상기에 상세히 기재된다. 따라서, 본 발명은
(i) -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물, 및
(ii) 물-흡수 필러
를 포함하는 부식 보호 조성물을 포함하는 층을 포함하는 테이프에 관한 것이다.
본 발명에 따른 테이프의 바람직한 구현으로, 비정질 폴리머는
(a) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 이소부텐 약 50.0-98중량% 및 이소부텐과 다른 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔, 또는 이의 혼합물 약 2-50.0중량%를 포함하는 폴리머;
(b) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 이소부텐 약 98-100중량%를 포함하는 폴리머;
(c) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 프로펜 약 50.0-99.9중량% 및 프로펜과 다른 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔, 또는 이의 혼합물 약 0.1-50.0중량%, 또는 프로펜 약 100중량%를 포함하는 폴리머;
(d) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 에텐 약 0.1-50.0중량% 및 에텐과 다른 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔, 또는 이의 혼합물 약 50.0-99.9중량%를 포함하는 폴리머;
(e) 2-메틸-1-펜텐 약 0.1-50.0중량% 및 2-메틸-1-펜텐과 다른 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔, 또는 이의 혼합물 약 50.0-99.9중량%, 또는 2-메틸-1-펜텐 약 100중량%를 포함하는 폴리머; 및
(f) (a), (b), (c), (d) 및/또는 (e)의 혼합물
로 구성되는 그룹으로부터 선택된다.
본 발명에 따른 테이프의 다른 바람직한 구현으로, 비정질 폴리머는 (a) 및 (b), 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된다.
본 발명에 따른 테이프의 다른 바람직한 구현으로, 비정질 폴리머는 1,000-150,000 g/mol 범위내의 수평균 분자량 Mn을 갖는다.
본 발명에 따른 테이프의 다른 바람직한 구현으로, 상기 부식 보호 조성물은 왁스, 광유 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 가소제(iii)를 더 포함한다.
상기 테이프는 물품이 습한 환경에 있는 중에 보호할 물품에 적용될 수 있다. 다시 말해, 상기 표면 또는 이의 일부가 적셔져 있거나 축축해져 있는 동안에, 상기 테이프는 물품의 표면에 적용될 수 있는 것으로, 즉, 상기 테이프의 적용 중에 물이 물품 또는 그 일부의 표면상에 존재한다. 테이프의 적용 전에 물품의 표면을 건조하는 것이 불필요하다. 즉, 상기 테이프는 (부분적으로) 침수된 물품에, 스플래쉬 존에 있는 물품에 또는 예를 들어, 스웨팅 파이프라인과 같이 물품의 표면상에서 수분의 응축에 기인한 습윤 표면을 갖는 물품에 직접적으로 적용될 수 있다. 보호할 물품 표면의 대규모 전처리는 일반적으로 필요하지 않다. 본 발명에 따른 조성물층은 쉽게 변형될 수 있기 때문에, 부식에 대해 보호할 물품에 상기 테이프를 쉽게 적용할 수 있다. 더욱이, 적용된 후, 상기 테이프는 또한 쉽게 제거될 수 있다. 점착성 파괴에 기인하여 금속 물품의 표면상에 일부 잔류물이 남지만, 이러한 잔류물은 스크래핑에 의해 쉽게 제거될 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 테이프는 금속 물품의 표면이 ISO 스탠다드 8501-1에 따른 St-2 수준으로 세정되면, 종래 기술에 따른 일부 보호 재료로 이미 제공된 손상되거나 부식된 금속 물품을 회복하는데 적절히 사용될 수 있다. 결국, 상기한 바와 같이, 테이프는 본 발명에 따른 부식 보호 조성물층의 유동 및/또는 점탄성 특성에 기인하여 자가-회복 특성을 갖는다.
바람직하게, 상기 테이프는 층(a)를 보호할 추가 층(b)을 포함한다. 특히, 수송시 이러한 보호층(b)은 테이프가 보빈이나 스풀 또는 다른 적절한 수단상에서 쉽게 감겨질 수 있어 테이프의 층들의 상호 접착을 방지해 준다.
따라서, 또한 본 발명은
(a) (i) -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물, 및
(ii) 물 흡수 필러
를 포함하는 부식 보호 조성물을 포함하는 제 1 층; 및
(b) 층 (a)를 보호하는 제 2 층
을 포함하는 테이프에 관한 것이다.
층 (b)는 예를 들어, 방출 라이너의 기능을 가질 수 있으며, 이는 테이프의 적용 중에 테이프로부터 제거된다. 그 다음, 층 (b)는 예를 들어, 종이, C2-C20 알켄 폴리머 또는 코폴리머 등과 같은 방출 라이너용으로 적절한 어느 재료를 포함할 수 있다.
변형적으로, 층 (b)는 예를 들어, 실리콘화 외부 표면을 갖는 폴리비닐 클로라이드 필름을 포함할 수 있다. 이러한 층 (b)가 존재할 경우에, 부가적인 방출 라이너의 존재는 불필요하다. 또한, 상기 층은 용이한 적용을 증가시키기 위해 분리층으로서 그리고 후속적으로 적용되는 기계적 보호층의 적절한 접착을 가능케 하는 층으로서 제공된다.
특정 구현으로, 상기 테이프는 추가 층 (c)를 포함하며, 여기서 층 (c)는 하기에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 바람직하게 하나 이상의 C2-C20 α-알켄 및/또는 알카디엔의 폴리머 또는 코폴리머, 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리우레탄, 또는 부직 폴리에스테르 직물을 포함하는 필름을 포함한다.
층 (c)가 존재할 경우에, 이는 층 (b)가 위치한 면과 다른 층 (a)의 면상에 위치한다. 즉, 테이프내에서 층들의 순서는 (b) - (a) - (c)이며, 여기서 층 (a)는 (b)와 (c) 사이에 위치한다. 따라서, 본 발명은 또한
(a) (i) -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물, 및
(ii) 물 흡수 필러
를 포함하는 부식 보호 조성물을 포함하는 제 1 층;
(b) 층 (a)를 보호하는 제 2 층; 및
(c) 하나 이상의 C2-C20 α-알켄 및/또는 알카디엔의 폴리머 또는 코폴리머, 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리우레탄, 또는 부직 폴리에스테르 직물을 포함하는 필름을 포함하는 층
을 포함하는 테이프에 관한 것이다.
층 (c)는 용이한 적용을 증가시키기 위해 분리층으로서 그리고 후속적으로 적용되는 기계적 보호층의 적절한 접착을 가능케 하는 층으로서 제공된다.
더욱이, 상기 테이프는 바람직하게 층 (a)에 매립된 성분 (d)를 포함하며, 상기 성분 (d)는 바람직하게 두 직교 방향으로 변형될 수 있는 위빙된, 니팅되거나 또는 스풀-니팅된 구조를 갖는 강화 그물성(reinforcing net-like) 구조체를 포함한다. 상기 강화 그물성 구조체는 당해 기술분야에 잘 알려진 바와 같이, 예를 들어, 폴리에스테르로부터, 또는 예를 들어, 에탄 호모폴리머 또는 코폴리머 또는 프로펜 호모폴리머 또는 코폴리머로부터 제조된 섬유들과 같은 폴리올레핀 섬유들로부터 제조될 수 있다. 또한, 본 발명은
(a) (i) -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물, 및
(ii) 물 흡수 필러
를 포함하는 부식 보호 조성물을 포함하는 제 1 층;
(b) 층 (a)를 보호하는 제 2 층;
(c) 선택적으로, 하나 이상의 C2-C20 α-알켄 및/또는 디알켄의 폴리머 또는 코폴리머, 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리우레탄, 또는 부직 폴리에스테르 직물을 포함하는 필름을 포함하는 층; 및
(d) 층 (a)에 매립된 강화 그물성 구조체
를 포함하는 테이프에 관한 것이다.
따라서, 상기 테이프에서, 층들은 (b) - [(a)+(d)]의 순서로 위치한다. 상기 층 (c)가 존재하는 경우에, 테이프에서 층들의 순서는 이에 따라 (b) - [(a)+(d)] - (c)이다.
테이프의 층 (c)는 바람직하게 하나 이상의 C2-C20 α-알켄 및/또는 디알켄의 폴리머 또는 코폴리머, 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리우레탄, 또는 부직 폴리에스테르 직물을 포함하는 필름을 포함한다. 이러한 폴리머 및 코폴리머의 예는 EP(D)M 엘라스토머, 에틸렌 호모폴리머, 에틸렌-α-알켄 코폴리머, 프로필렌 호모폴리머 및 프로필렌-α-알켄 코폴리머, 특히, 프로필렌-에틸렌 코폴리머이며, 이는 코폴리머의 총 중량을 기준으로 예를 들어, 80중량% 이상과 같은 높은 양의 프로필렌, 또는 코폴리머의 총 중량을 기준으로 예를 들어, 20중량% 미만과 같은 낮은 양의 프로필렌을 함유할 수 있다. 코폴리머가 본 발명의 바람직한 구현으로 에틸렌 코폴리머인 경우, C2-C20 α-알켄은 바람직하게 C3-C12 α-알켄, 특히 C3-C8 α-알켄이다. 적절한 α-알켄의 예는 프로펜, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐이다. 에틸렌 코폴리머는 바람직하게 α-알켄 0.1-30중량%, 특히 α-알켄 0.1-20중량%를 포함한다. (ASTM D 1248에 준하여 측정시) 에틸렌 호모폴리머 또는 코폴리머의 밀도는 바람직하게 0.800-0.975 g/cm3, 특히 0.850-0.950 g/cm3이다. 에틸렌 호모폴리머 또는 코폴리머의 (ASTM D 1248에 준하여 측정시) 용융 지수는 바람직하게 0.1-50 g/min, 특히 0.2-20 g/min이다. 테이프의 층 (c)는 바람직하게 하기 폴리머들 중 하나 이상을 포함한다: 저 밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저 밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고 밀도 폴리에틸렌(HDPE), 에텐 프로펜 코폴리머, 에텐 프로펜 디엔 코폴리머. 본 발명의 바람직한 구현에 따르면, 테이프의 층 (c)는 LDPE, HDPE 또는 LLDPE 또는 이의 조합을 포함한다. 층 (c)를 위해 사용되는 재료들은 메탈로센 촉매 중합 공정에서 제조되는 것이 더욱 바람직하다.
분명히, 층 (c)는 하나 이상의 층을 포함할 수 있으며, 예를 들어, LLDPE 외층 및 HDPE 내층을 포함하여 구성된 다층 필름일 수 있다. 이러한 다층 필름은 당해 기술분야에 잘 알려져 있다.
층 (c)는 안료 및 필러와 같은 다른 첨가제들을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 테이프는 바람직하게 약 1-20mm, 보다 바람직하게 약 1-15mm, 보다 바람직하게 약 1-10mm 그리고 가장 바람직하게 약 1-7mm의 총 두께를 갖는다. 테이프의 폭은 분명히 원하는 대로 또는 적절히 조절될 수 있으나, 바람직하게 약 2.0-100.0cm, 보다 바람직하게 약 2.5-75.0cm, 보다 바람직하게 약 3.0-70.0cm, 보다 바람직하게 약 4.0-65.0cm 그리고 가장 바람직하게 약 5.0-60.0cm이다. 또한, 테이프의 길이는 분명히 원하는 대로 또는 적절히 조절될 수 있다. 예를 들어, 수 미터의 길이를 갖는 테이프는 사용 전에 보빈 또는 스풀 둘레이 감길 수 있다. 그러나, 또한 테이프는 시트의 형태일 수 있다. 상기 시트의 길이 및 폭은 분명히 원하는 대로 또는 적절히 조절될 수 있다.
층 (c)의 두께는 바람직하게 약 10-500㎛, 보다 바람직하게 약 20-300㎛이다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 테이프를 물품의 표면에 적용하는 단계를 포함하며, 상기 물품은 습한 환경에 존재하는, 물품의 부식에 대한 보호 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 테이프는 상기 상세하게 기재되어 있다.
또한, 본 발명은 부식에 대한 물품의 보호용 테이프 제조방법으로서, 여기서 상기 정의된 바와 같은 본 발명에 따른 조성물은 필름상에 라미네이트되며, 상기 필름은 바람직하게 상기 테이프의 층 (c)에 대해 상기 정의된 바와 같으, 하나 이상의 C2-C20 α-알켄 및/또는 알카디엔의 폴리머 또는 코폴리머, 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리우레탄, 또는 부직 폴리에스테르 직물을 포함하는 필름을 포함하는, 부식에 대한 물품의 보호용 테이프 제조방법에 관한 것이다.
상기 라미네이션 단계 후, 층 (c)와 접촉하지 않는 층 (a)의 표면은 바람직하게 층 (b)에 의해 보호되며, 여기서 층 (b)는 예를 들어, 알켄 폴리머 또는 코폴리머, 종이 등을 포함하는 어느 적절한 재료일 수 있다.
선택적으로, 성분 (d)는 상기 정의된 바와 같이 층 (a)에 매립되어 존재한다.
테이프가 제조된 후, 사용되어야 하는 지역 또는 위치로 쉽게 이송될 수 있도록 바람직하게 보빈 또는 스풀 또는 유사한 적절한 수단 둘레에 감긴다.
최종적으로, 본 발명자들은 당해 기술분야에 알려진 테이프를 이용하는 경우에 중첩 지역에서 상당한 스티프 와인딩(stiff windings)이 친밀하게 접촉하지 않아 물의 폐쇄(occlusion)가 일어나는 사실에 기인하여 상이한 와인딩 사이에 중첩 지역에서 부식("나선형 부식(spiral corrosion)")이 일어나는 것을 주목하였다. 그러나, 본 발명에 따른 테이프를 이용하는 경우에 층 (a)의 유동성 및/또는 점탄성 특성 때문에, 이러한 문제는 발생하지 않는다.
보호 물품
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 방법에 의해 획득가능한 물품에 관한 것이다. 따라서, 또한 본 발명은
(a) 물품의 표면상에
(i) -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물, 및
(ii) 물 흡수 필러
를 포함하는 부식 보호 조성물층, 및
(b) 상기 조성물층을 보호하는 기계적 보호층
을 포함하는 물품에 관한 것이다.
부식 보호 조성물은 상기 상세히 기재되어 있다.
물품은 선택적으로 부가적인 층을 포함할 수 있다. 바람직한 구현으로, 상기 물품은 수밀층(watertight layer)을 더 포함한다. 다른 바람직한 구현으로, 기계적 보호층 (b)는 그 자체가 수밀층이다.
기계적 보호층 (b)는 부식 보호층(a)의 층의 상부에 적용되어 이를 완전히 덮는다. 적절한 보호층은 예를 들어, 당해 기술분야에 잘 알려진 고 전단 테이프에 의해 제공된다. 고 전단 테이프는 모두 참고문헌으로 편입된 US 5,817,413 및 US 6,033,776에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 부식 보호 조성물층은 본 발명에 따른 테이프에 포함될 수 있다. 기계적 보호층 (b)는 물품에 개별적으로 적용될 수 있으며, 또는 변형적으로, 기계적 보호층 (b)는 또한 상기 테이프에 포함될 수 있다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 테이프를 포함하는 물품에 관한 것이다. 상기 물품에서, 물품의 표면은 상기 테이프에 의해 덮힌다. 상기 테이프는 상기 상세히 기재되어 있다.
바람직한 구현으로, 물품은 본질적으로 금속으로 이루어지고, 특히 강 또는 콘크리트로 이루어진다. 변형적으로, 물품의 표면은 본질적으로 금속, 특히 강 또는 콘크리트로 이루어지며, 한편 물품의 내부는 다른 재료를 포함할 수 있다. 물품은 예를 들어, 가스 또는 오일 파이프나 라인과 같은 관형 물품일 수 있다. 또한, 물품은 오일 드릴링 또는 생산 리그(rigs) 또는 채굴대의 라이저, 필러 기초(piller foundation) 또는 예를 들어, 다리의 부두, 댐의 부벽 기초, 콘크리트 벽 등일 수 있다.
실시예
조성물
본 발명에 따른 여러 조성물(표 1 참조)을 90℃에서 패들 믹서에서 성분들을 혼합하여 제조하였다.
부식 보호 조성물
조성물 A B C
Oppanol B10 25.0 31.0 37.5
소듐 벤토나이트 25.3 31.0 49.6
마이크로왁스 6.0 - 5.0
광유 12.0 12.4 7.5
CaCO3 24.3 16.5 -
에어로실(Aerosil) - 1.45 -
포틀랜드 시멘트 7.0 7.1 -
Irgafos 168 0.20 0.19 0.20
Irganox 1010 0.20 0.19 0.20
접착성접착성은 ISO 21809-3(2008) 에넥스 D에 기재된 바와 같은 박리 강도(peel-strength) 시험에 따라 시험하였다. ISO 21809-3 Amendment 1 표 41의 요건을 사용하였다. 박리 강도를 측정하고, 이 후에 시편을 응집 파괴의 발생(원하는 특성), 접착계면 파괴의 부재 및 기질상에서의 잔존 필름에 대해 검사하였다. 그 결과를 표 2에 요약하였다.
음극 박리
음극 박리(CD)를 ISO 21809-3(2008) 에넥스 F에 따라 시험하였다. ISO 21809-3 Amendment 1 표 41의 요건을 사용하였다. 그 결과를 표 2에 요약하였다.
드립 저항성(Drip resistance)
드립 저항성을 다양한 상승 온도에서 ISO 21809-3(2008) 에넥스 J에 따라 시험하였다. 그 결과를 표 2에 요약하였다.
접착성, 음극 박리 및 드립 저항성
조성물 A B C
접착성
- 박리 강도 최대 (N/mm)
- 파괴 메커니즘
- 기질상에 남은 필름
0.10
점착성
유
0.08
점착성
유
0.35
점착성
유
CD 시험
- 박리 (mm)
- 자가-회복
20
무
0
유
11
무
드립 저항성 (℃) 80 80 65
표 2에 나타낸 결과는 본 발명에 따른 부식 보호 조성물이 우수한 접착성 및 우수한 드립 저항성을 나타냄을 보여준다.
부식 보호 조성물의 물-흡수성
부식 보호 조성물의 물-흡수성은 본 발명에 따른 부식 보호 조성물에 대해 맞추어진 ASTM D570에 따른 방법을 이용하여 검출된다.
15-25mm 범위내의 알려진 깊이 및 30-50mm 범위내의 알려진 직경을 갖는 표면(곡면) 또는 알려진 길이 및 폭(직사각형 또는 제곱 표면)을 갖는 플라스틱 컵의 무게를 잰다(질량 A). 여기서는 20mm의 깊이 및 44mm 직경의 곡면을 갖는 컵이 사용되었다. 상기 컵은 부식 보호 조성물로 완전히 채워져 공기 유입을 회피하였다. 표면은 퍼티 나이프를 이용하여 평탄화된다. 부식 보호 조성물로 채워진 컵의 무게를 잰다(질량 B).
후속적으로, 이 채워진 컵을 23 ± 1℃의 온도로 유지된 증류수가 담긴 용기에 넣는다. 상기 채워진 컵은 완전히 액침되어야 한다. 그 다음, 상기 컵을 포함하는 용기를 클라이매이트 캐비넷에 넣고, 수온을 23 ± 1℃로 72시간 동안 유지한다. 액침 72시간 후에, 컵을 용기에서 꺼내고, 이의 표면을 티슈 페이퍼로 건조하고, 건조된 컵의 무게를 잰다(질량 C).
중량%로 표기되는 물-흡수도는 다음과 같이 산출된다:
Figure pat00008
물-흡수도(g/m2)는 다음과 같이 산출된다:
Figure pat00009
당해 기술분야의 통상의 기술자에게 알려진 바와 같이, 상기 컵의 표면을 산출하는 방법은 표면의 형상에 따라 달라진다. 원 표면은 πr2이며, 여기서 r은 원의 반지름이며, 정사각형 또는 직사각형 표면은 l*w이며, 여기서 l은 길이이고, w는 표면의 폭이다.
물-흡수도(g/m2)를 측정하는데 사용된 컵의 깊이가 상기한 바와 같은 최소 깊이보다 크다면, 이에 따라 측정되는 물-흡수도(g/m2)는 물-흡수도(g/m2)의 측정시 사용된 부식 보호 조성물의 질량(B-A)과 관계없을 것이다.
폴리이소부텐 30.8중량%, 물-흡수 필러(소듐 벤토나이트, Cebogel Premium) 25.3중량%, 광유(Vara 4800) 4.9중량%, Aerosil 1.5중량%, 미분 석영(실리카 가루) 30.5중량%, Portlandhuttencement CEMII/S 32.5 R 3.1중량%, 계면활성제(Dmex) 2.9중량%, 산화 방지제 0.50중량%(Irgafos 168 0.25% 및 Irganox 1010 0.25%) 및 안료(Pigment green) 0.31중량%를 포함하는 본 발명에 따른 조성물의 물-흡수도(g/m2), W A (g/m2)는 상술한 방법에 따라 측정하였다. 23±1℃에서 증류수에서 72시간 액침 후에 측정된 이 조성물의 물-흡수도(g/m2)는 2354 g/m2이었다.

Claims (11)

  1. (a) (i) -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물로서, 여기서 비정질 폴리머는 1,000-150,000 g mol-1 범위내의 수평균 분자량 Mn을 갖는, 비정질 폴리머 조성물, 및
    (ii) 스탠다드 NEN-EN-ISO 10769:2011에 기재된 방법에 따라 측정시 20중량% 이상의 물-흡수도를 갖는 물-흡수 필러
    를 포함하는 부식 보호 조성물층을 물품의 표면상에 적용하는 단계, 및
    (b) 기계적 보호층을 상기 부식 보호 조성물층의 상부에 적용하는 단계
    를 포함하며, 상기 물품은 습한 환경(wet environment)에 존재하며, 그리고 여기서 습한 환경에 존재하는 물품이란, 물이 물품의 표면 또는 그 일부의 표면상에 존재하는 물품, 또는 물에 침수되거나 부분적으로 침수된 물품으로 정의되며,
    여기서 상기 조성물은 600 g/m2 이상의 물-흡수도 w A (g/m2)를 가지며, 여기서 w A (g/m2)는
    (1) 15-25mm 범위내의 깊이 및 직경을 갖는 표면(원 표면) 또는 30-50mm 범위내의 길이 및 폭(직사각형 또는 정사각형 표면)을 갖는 컵의 무게를 재어 질량 A를 얻는 단계;
    (2) 상기 조성물로 플라스틱 컵을 완전히 채우고, 공기 유입을 회피하고, 표면을 평탄화하는 단계;
    (3) 채워진 컵의 무게를 재어 질량 B를 얻는 단계;
    (4) 23 ± 1℃의 온도로 유지된 희석수의 용기에 상기 채워진 컵을 놓고, 상기 컵을 완전히 액침시키는 단계;
    (5) 클라이매이트 캐비넷에 상기 컵을 넣고, 수온을 72시간동안 23 ± 1℃로 유지하는 단계;
    (6) 72시간 후에 상기 용기에서 컵을 꺼내고, 이의 표면을 건조시키고, 건조된 컵의 무게를 재어 질량 C를 얻는 단계; 및
    (7) g/m2로 표기되는 물-흡수도를 하기와 같이 산출하는 단계
    Figure pat00010

    에 의해 측정되며, 그리고
    여기서 물-흡수 필러는 화학 반응에 의해 물에 바인딩하는 필러를 포함하며, 그리고/또는 소듐 벤토나이트 클레이, 소듐 몬트모릴로나이트 클레이, 또는 이의 조합으로부터 선택되는,
    물품의 부식에 대한 보호 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    비정질 폴리머는
    (a) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 이소부텐 50.0-98중량% 및 이소부텐과 다른 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔 또는 이의 혼합물 2-50.0중량%를 포함하는 폴리머;
    (b) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 이소부텐 98중량% 초과 100중량% 이하를 포함하는 폴리머;
    (c) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 프로펜 50.0-99.9중량% 및 프로펜과 다른 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔 또는 이의 혼합물 0.1-50.0중량%, 또는 프로펜 100중량%를 포함하는 폴리머;
    (d) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 에텐 0.1-50.0중량% 및 에텐과 다른 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔 또는 이의 혼합물 50.0-99.9중량%를 포함하는 폴리머;
    (e) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 2-메틸-1-펜텐 0.1-50.0중량% 및 2-메틸-1-펜텐과 다른 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔 또는 이의 혼합물 50.0-99.9중량%, 또는 2-메틸-1-펜텐 100중량%를 포함하는 폴리머; 및
    (f) (a), (b), (c), (d) 및 (e) 중 둘 이상
    으로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 물품의 부식에 대한 보호 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    비정질 폴리머는 (a) 및 (b) 중 하나 이상으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 물품의 부식에 대한 보호 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계 (a)에서 테이프가 물품의 표면상에 적용되며, 여기서 상기 테이프는 상기 부식 보호 조성물층을 포함하는, 물품의 부식에 대한 보호 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    부식 보호 조성물은 왁스, 광유 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 가소제(iii)를 더 포함하는, 물품의 부식에 대한 보호 방법.
  6. 물이 물품의 표면 또는 그 일부의 표면상에 존재하는 습한 환경에 있는 물품, 또는 물에 침수되거나 부분적으로 침수된 물품의 부식에 대한 보호를 위한 조성물로서, 상기 조성물은
    (i) -20℃ 이하의 유리 전이 온도를 갖는 비정질 폴리머를 포함하는 비정질 폴리머 조성물, 및
    (ii) 스탠다드 NEN-EN-ISO 10769:2011에 기재된 방법에 따라 측정시 20중량% 이상의 물-흡수도를 갖는 물-흡수 필러
    를 포함하는 조성물이며, 여기서 상기 조성물은 상기 조성물의 총 중량을 기준으로 상기 비정질 폴리머 조성물 20-80중량%를 포함하며, 그리고 여기서 상기 비정질 폴리머는 1,000-150,000 g mol-1의 범위로 수평균 분자량 Mn을 가지며,
    여기서 상기 조성물은 600 g/m2 이상의 물-흡수도 w A (g/m2)를 가지며, 여기서 w A (g/m2)는
    (1) 15-25mm 범위내의 깊이 및 직경을 갖는 표면(원 표면) 또는 30-50mm 범위내의 길이 및 폭(직사각형 또는 정사각형 표면)을 갖는 컵의 무게를 재어 질량 A를 얻는 단계;
    (2) 상기 조성물로 플라스틱 컵을 완전히 채우고, 공기 유입을 회피하고, 표면을 평탄화하는 단계;
    (3) 채워진 컵의 무게를 재어 질량 B를 얻는 단계;
    (4) 23 ± 1℃의 온도로 유지된 희석수의 용기에 상기 채워진 컵을 놓고, 상기 컵을 완전히 액침시키는 단계;
    (5) 클라이매이트 캐비넷에 상기 컵을 넣고, 수온을 72시간동안 23 ± 1℃로 유지하는 단계;
    (6) 72시간 후에 상기 용기에서 컵을 꺼내고, 이의 표면을 건조시키고, 건조된 컵의 무게를 재어 질량 C를 얻는 단계; 및
    (7) g/m2로 표기되는 물-흡수도 w A 를 하기와 같이 산출하는 단계
    Figure pat00011

    에 의해 측정되며, 그리고
    여기서 물-흡수 필러는 화학 반응에 의해 물에 바인딩하는 필러를 포함하며, 그리고/또는 소듐 벤토나이트 클레이, 소듐 몬트모릴로나이트 클레이, 또는 이의 조합으로부터 선택되는, 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    비정질 폴리머는
    (a) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 이소부텐 50.0-98중량% 및 이소부텐과 다른 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔 또는 이의 혼합물 2-50.0중량%를 포함하는 폴리머;
    (b) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 이소부텐 98-100중량%를 포함하는 폴리머;
    (c) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 프로펜 50.0-99.9중량% 및 프로펜과 다른 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔 또는 이의 혼합물 0.1-50.0중량%, 또는 프로펜 100중량%를 포함하는 폴리머;
    (d) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 에텐 0.1-50.0중량% 및 에텐과 다른 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔 또는 이의 혼합물 50.0-99.9중량%를 포함하는 폴리머;
    (e) 폴리머의 총 중량을 기준으로, 2-메틸-1-펜텐 0.1-50.0중량% 및 2-메틸-1-펜텐과 다른 C2-C12 알켄, C4-C12 알카디엔 또는 이의 혼합물 50.0-99.9중량%, 또는 2-메틸-1-펜텐 100중량%를 포함하는 폴리머; 및
    (f) (a), (b), (c), (d) 및 (e) 중 둘 이상
    으로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 조성물.
  8. 제6항에 있어서,
    비정질 폴리머는 (a) 및 (b) 중 하나 이상으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 조성물.
  9. 제6항에 있어서,
    조성물은 왁스, 광유 및 이의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 가소제(iii)를 더 포함하는, 조성물.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 부식 보호 조성물을 포함하는 층을 포함하는, 테이프.
  11. (a) 물품의 표면 상의 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 부식 보호 조성물층, 및
    (b) 상기 부식 보호 조성물층을 보호하는 기계적 보호층
    을 포함하는, 물품.
KR1020207028663A 2012-07-13 2013-07-12 습한 환경에서 물품의 부식에 대한 보호 방법 및 그 조성물 KR102328456B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261671155P 2012-07-13 2012-07-13
US61/671,155 2012-07-13
EP12176335.3 2012-07-13
EP12176335 2012-07-13
PCT/NL2013/050532 WO2014011051A1 (en) 2012-07-13 2013-07-12 Process for the protection against corrosion of an article in a wet environment and composition therefore
KR20157003617A KR20150046027A (ko) 2012-07-13 2013-07-12 습한 환경에서 물품의 부식에 대한 보호 방법 및 그 조성물

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20157003617A Division KR20150046027A (ko) 2012-07-13 2013-07-12 습한 환경에서 물품의 부식에 대한 보호 방법 및 그 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200118513A true KR20200118513A (ko) 2020-10-15
KR102328456B1 KR102328456B1 (ko) 2021-11-19

Family

ID=72882983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207028663A KR102328456B1 (ko) 2012-07-13 2013-07-12 습한 환경에서 물품의 부식에 대한 보호 방법 및 그 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102328456B1 (ko)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5585717A (en) * 1978-12-23 1980-06-28 Oozeki Kagaku Kogyo Kk Forming method for cut-off membrane to side of cavity of excavated reservoir
JPS56141374A (en) * 1980-04-05 1981-11-05 Hayakawa Rubber Co Ltd Water cut-off material composition
JPS60163978A (ja) * 1984-02-06 1985-08-26 Hayakawa Rubber Co Ltd 防錆塗料
JPS60169244A (ja) * 1984-02-10 1985-09-02 Omron Tateisi Electronics Co ポケツトベル対列車中継方式
JPS60235882A (ja) * 1984-04-27 1985-11-22 アメリカン　コロイド　コムパニー 水膨潤性粘土組成物
JPS62273279A (ja) * 1986-05-06 1987-11-27 テロソン　ゲ−エムベ−ハ− シ−ラント
JPH09124835A (ja) * 1995-06-30 1997-05-13 Frans Nooren Bv 絶縁／密封および被覆を目的とする配合物の使用およびマンホール蓋を密封する方法
WO2005005528A1 (en) * 2003-07-14 2005-01-20 Frans Nooren Afdichtingssystemen B.V. Composition for the protection of a shaped article against corrosion
US20120121894A1 (en) * 2008-12-23 2012-05-17 J. Van Beugen Beheer B.V. Adhesive compound

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5585717A (en) * 1978-12-23 1980-06-28 Oozeki Kagaku Kogyo Kk Forming method for cut-off membrane to side of cavity of excavated reservoir
JPS56141374A (en) * 1980-04-05 1981-11-05 Hayakawa Rubber Co Ltd Water cut-off material composition
JPS60163978A (ja) * 1984-02-06 1985-08-26 Hayakawa Rubber Co Ltd 防錆塗料
JPS60169244A (ja) * 1984-02-10 1985-09-02 Omron Tateisi Electronics Co ポケツトベル対列車中継方式
JPS60235882A (ja) * 1984-04-27 1985-11-22 アメリカン　コロイド　コムパニー 水膨潤性粘土組成物
JPS62273279A (ja) * 1986-05-06 1987-11-27 テロソン　ゲ−エムベ−ハ− シ−ラント
JPH09124835A (ja) * 1995-06-30 1997-05-13 Frans Nooren Bv 絶縁／密封および被覆を目的とする配合物の使用およびマンホール蓋を密封する方法
WO2005005528A1 (en) * 2003-07-14 2005-01-20 Frans Nooren Afdichtingssystemen B.V. Composition for the protection of a shaped article against corrosion
US20120121894A1 (en) * 2008-12-23 2012-05-17 J. Van Beugen Beheer B.V. Adhesive compound

Also Published As

Publication number Publication date
KR102328456B1 (ko) 2021-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10801114B2 (en) Process for the protection against corrosion of an article in a wet environment and composition therefore
US11346490B2 (en) Metal pipes with anticorrosive polyolefin covering layer
US9297490B2 (en) Process for providing an extended tubular article with a corrosion protection coating system having self-repairing properties
EP3183308B1 (en) Composition for the protection of an article against corrosion
KR102328456B1 (ko) 습한 환경에서 물품의 부식에 대한 보호 방법 및 그 조성물
EP4112692B1 (en) Composition for the protection against corrosion of an article and process for protection thereof
MX2014007697A (es) Composicion para la aplicacion de una capa protectora a un sustrato y metodo para la aplicacion del mismo.
US20220154870A1 (en) Metal pipes with anticorrosive polyolefin covering layer
RU2442067C2 (ru) Способ получения удлиненного трубчатого изделия с системой антикоррозионного покрытия, обладающей самовосстановлением
CA2859512A1 (en) Composition for coating a substrate and method for coating a substrate

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant