KR20210097761A - 입자 및 도펀트로 함께 블라스팅된 부착된 도펀트를 갖는 코팅된 기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, (a) 표면의 적어도 일부가 도펀트로 부착되도록 연마 입자 및 도펀트와 충돌된 표면; 및 (b) 상기 충돌된 표면의 적어도 일부 위의 막 형성 층을 포함하는 코팅된 기판으로서, 여기서 상기 막 형성 층이 막 형성 조성물로부터 침착되고; 여기서 상기 표면이 연마 입자 및 도펀트와 실질적으로 동시에 충돌되며; 여기서 상기 도펀트가 인산철, 인산아연, 인산망간, 산화세륨을 포함하고, 상기 막 형성 조성물이 2성분 에폭시 클리어 코트가 아닌, 코팅된 기판에 관한 것이다.

Description

입자 및 도펀트로 함께 블라스팅된 부착된 도펀트를 갖는 코팅된 기판
본 발명은 도펀트 및 막 형성 층에 의해 블라스트 충돌되는 코팅된 기판, 및 관련된 방법에 관한 것이다.
옥외 구조물, 예컨대 풍력 터빈, 교량, 탑, 탱크, 파이프 및 플릿 차량(fleet vehicle), 예컨대 철도차량, 버스 및 트럭은 고유환경(element)에 끊임없이 노출되며, 시간 소모적이며 비용이 많이 들 수 있는 상당한 손상 또는 지속적인 유지 관리에 대한 필요없이 극한의 온도, 윈드 시어(wind shear), 강수량(precipitation), 및 기타 환경적 위험을 견디도록 설계되어야 한다. 마찬가지로, 해양 구조물, 예컨대 선박 선체 및 근해 석유 굴착장치(off-shore oil rig), 및 풍력 터빈은 또한 해수 뿐만 아니라 극한의 날씨 및 다른 환경 조건에 노출되며, 이 점은 이것들을 부식에 취약하게 한다. 화학물질 저장 운송 또는 처리 탱크 또는 파이프, 예컨대 연료 탱크 및 파이프 라이닝(lining)은 또한 이 내부에 담겨지는 공격성 화학물질에 의한 코팅 파괴개시(attack) 및/또는 부식에 약하다. 더욱 효과적인 처리 및 코팅 시스템은 이러한 산업용 구조물의 사양 요건을 계속해서 충족하려 하고 있다.
발명의 개요
본 발명은, 표면의 적어도 몇몇 부분이 도펀트와 충돌되도록 도펀트 및 연마 입자와 충돌된 표면; 및 (b) 상기 충돌된 표면의 적어도 일부 위의 제1 막 형성 층을 포함하는 코팅된 기판으로서, 여기서 상기 표면이 연마 입자 및 도펀트와 실질적으로 동시에 충돌되고, 여기서 상기 도펀트 및 막 형성 층이 본 명세서에 설명된 바와 같은, 코팅된 기판에 관한 것이다.
본 발명은, 표면의 적어도 몇몇 부분이 도펀트로 부착되도록 도펀트 및 연마 입자와 충돌된 표면, 및 상기 표면의 적어도 일부 위의 막 형성 층을 포함하는 코팅된 기판으로서, 여기서 상기 표면이 연마 입자 및 도펀트와 실질적으로 동시에 충돌되는, 코팅된 기판에 관한 것이다. 상기 막 형성 층은 막 형성 조성물로부터 침착되었다.
본 발명에 사용하기에 적합한 기판은 강성 금속 기판, 예컨대 철 함유(ferrous) 금속, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 황동, 및 다른 금속 및 합금 기판을 포함한다. 본 발명의 실시에 사용된 철 함유 금속 기판은 철, 강철, 및 이것들의 합금을 포함할 수 있다. 유용한 강철 재료의 비제한적인 예는 열간 및 냉간 압연 강철, 아연도금된 (아연 코팅된) 강철, 전기아연도금된 강철, 용사(thermal spray) 알루미늄, 용사 아연, 스테인레스 스틸, 산세처리된(pickled) 강철, 및 이것들의 조합을 포함한다. 프로파일링된 금속, 예컨대 프로파일링된 강철이 또한 적합하다. "프로파일링된"은, 금속 표면의 지형에 영향을 주도록 기판 표면이 예컨대 기계적 또는 화학적 에칭, 연마, 예컨대 샌딩 또는 블라스팅, 카빙(carving), 브러싱, 망치질, 스탬핑 또는 펀칭에 의해 물리적으로 변경되었음을 의미한다. 철 함유 또는 비-철 함유 금속의 조합체 또는 복합체가 또한 사용될 수 있다. 명확히 하기 위해, 이 문맥에 사용된 "프로파일링된"은, 본 명세서에 설명된 대로 연마 입자 및 도펀트와 충돌되기 전에 약간의 물리적 변경을 겪은 기판을 지칭한다. 본 발명에 따른 처리는 또한 기판의 프로파일(profile)을 변화시킬 것이다. 기판으로 티타늄을 사용하는 것이 특히 배제될 수 있다.
기판의 표면 위에 임의의 조성물을 침착시키기 전에, 표면을 완전히 세정하고 탈지시킴으로써 상기 표면으로부터 이물질을 제거하는 것은 필수적이지는 않지만 일반적인 실시이다. 그와 같은 세정은 전형적으로, 기판을 (스탬핑, 용접 등에 의해) 최종 사용 형태로 형성시킨 후에 일어난다. 기판의 표면은 물리적 또는 화학적 수단, 예컨대 표면의 기계적 연마, 또는 당업자에게 잘 공지되어 있는 상업적으로 입수가능한 알칼리성 또는 산성 세정제, 예컨대 메타규산나트륨 및 수산화나트륨을 사용한 세정/탈지에 의해 세정될 수 있다. 세정제의 비제한적인 예는 PPG Industries, Inc.로부터 상업적으로 입수가능한 금속 기판용의 알칼리성 기반 세정제인 CHEMKLEEN 163이다.
세정 단계 후에, 기판은 임의의 잔여물을 제거하기 위해 탈이온수 또는 헹굼제 수용액으로 헹궈질 수 있다. 기판은 예를 들면, 에어 나이프를 사용함에 의해, 기판을 고온에 간단히 노출시킴으로써 물을 기화(flashing off)시킴에 의해, 또는 기판을 스퀴지(squeegee) 롤 사이로 통과시킴에 의해 공기 건조될 수 있다.
본 발명의 코팅된 기판은 (a) 도펀트가 부착된 기판의 적어도 하나의 표면을 포함한다. 본 명세서에 사용된 "부착된"은, 도펀트가 기판 표면의 금속에 기계적으로 및/또는 화학적으로 결합되거나 연결됨을 의미한다. 이 부착은, 기판 위에 적용된 도펀트가 기판의 화학적 상태를, 예컨대 예를 들면, 변환 코팅(conversion coating)으로 변경시키는 기판과는 구별된다. 도펀트 재료는 또한 금속 표면 위로 또는 위쪽으로 연장될 수 있다. 따라서, 충돌 단계는 또한 기판의 최외 표면 위에 도펀트의 연속 층, 반-연속 층, 또는 비-연속 침착물, 또는 일부 변경된 형태의 도펀트를 형성시킬 수 있다. 예를 들면, 도펀트가 MgO 또는 몇몇 다른 형태의 마그네슘이면, 마그네슘 및 산화물을 함유하는 반-연속 표면 층이 형성될 수 있다. 기판은 하나의 연속 표면, 또는 둘 이상의 표면, 예컨대 두 개의 마주보는 표면을 가질 수 있다. 전형적으로, 부착되는 도펀트와 충돌되고 코팅되는 표면은, 부식 및/또는 화학적으로 손상되기 쉬운 조건에 노출될 것으로 예상되는 임의의 것이다. 구체적인 기판의 예는 구조물; 수송수단, 산업용 보호 구조물, 예컨대 전기 박스 엔클로져(electrical box enclosure), 변압기 하우징, 또는 모터 제어 엔클로져; 철도차량 컨테이너, 터널, 석유 또는 가스 산업 부품, 예컨대 플랫폼, 파이프, 탱크, 용기, 및 이것들의 지지물, 선박 부품, 자동차 차체 부품, 항공우주산업 부품, 파이프라인, 저장 탱크, 또는 풍력 터빈 부품을 포함한다. 추가 예는 범용 강철 표본, 예컨대 강철 평판 (숍-프라이밍처리(shop-primed)되기 전의 사전 블라스팅된) 또는 구조적 강철 구성 요소, 예컨대 I- 또는 H-바(bar)를 포함한다. 본 명세서에 사용된 "구조물"은, 빌딩, 교량, 석유 굴착장치, 석유 플랫폼, 급수 탑, 송전 탑, 지지 구조물, 풍력 터빈, 벽 등을 지칭한다. "수송수단"은, 이것의 가장 광범위한 의미에서 모든 유형의 수송수단, 예컨대 모든 크기의 자동차, 트럭, 버스, 트랙터, 수확기, 중장비, 밴, 골프 카트, 오토바이, 자전거, 철도차량, 비행기, 헬리콥터, 보트 등을 지칭하지만 이것들로 제한되지 않는다. 의료 기기는 본 발명의 기판으로부터 특히 배제될 수 있다.
본 발명의 구체적인 예에서, 코팅된 기판은 예를 들면, 석유 및 기타 탄화수소를 저장하고 운송하는데 사용된 화학물질 저장, 운송 또는 처리 탱크 및/또는 파이프, 예컨대 연료 탱크, 철도차량 탱크를 포함하고, 도펀트가 부착된 표면 또는 파이프는 상기 탱크 또는 파이프의 내부 표면을 포함한다. 특히 저장 탱크가 메탄올, 물, 및 팜유 지방산 용액을 담는데 사용되는 경우에, 산화마그네슘이 그와 같은 적용에 특히 효과적인 도펀트인 것으로 확인되었다; 도펀트와 충돌된 후에, 코팅, 예컨대 에폭시-아민 탱크 라이너가 적용될 수 있다. 저장 탱크는 강철 재질일 수 있다.
본 명세서에 사용된 "도펀트"는, 처리할 기판의 표면을 화학적으로 및/또는 기계적으로 변경시키는 화합물이다. 적합한 도펀트는 부식 억제제, 접착 촉진제, 기포(blister) 억제제, 내화학성 화합물, 및/또는 내온성(temperature resistant) 화합물을 포함한다. 이 명세서 내 목록, 및 다른 곳에 사용된 표현 "및/또는"은, 목록 내 각각의 개별 성분 뿐만 아니라 성분의 임의 조합을 포함하는 대안적인 실시양태를 포함하는 것으로 의도됨을 유의하기 바란다. 예를 들면, 목록 "A, B, 및/또는 C"는 A, 또는 B, 또는 C, 또는 A + B, 또는 A + C, 또는 B + C, 또는 A + B + C를 포함하는 7개의 별개의 실시양태를 포함하는 것으로 의도된다. 도펀트는 주위 온도에서 고체이며 자유 유동성일 수 있고 임의의 원하는 크기의 입자 형태일 수 있다. 예를 들면, 도펀트 입자는 20 내지 100 마이크론, 예컨대 20 내지 50 마이크론의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 이것들은 더욱 작은 입자 크기, 예컨대 0.1 마이크론 또는 그 초과, 예컨대 0.1 내지 100 마이크론을 가질 수 있다. 이것들은 더욱 큰 입자 크기, 예컨대 최대 700 마이크론, 예컨대 300 내지 700 마이크론을 가질 수 있다. 입자 크기는 당업계에 공지된 대로 레이저 회절 기술을 사용하여 측정될 수 있다. "주위"는, 임의의 외부 열 또는 다른 에너지가 추가되지 않는 주변 상태를 의미한다. 종종 주위 온도는 20 내지 25℃ 범위의 "실온"으로 불린다. 도펀트의 구체적인 예는, 인산아연, 인산철, 마그네슘 화합물, 예컨대 산화마그네슘, 에폭시 수지, 이산화지르코늄, 산화아연, 이산화규소, 및 이산화티타늄을 포함한다. 도펀트 재료 및 막 형성 층과 함께 사용된 "에폭시 수지"는, 에폭시 (즉, 글리시딜 작용기는 폴리에폭시드일 수 있고, 비스페놀 A 및 비스페놀 F 뿐만 아니라 노볼락, 레졸 및 페놀성 에폭시로부터 유래된 것들을 포함한다)를 갖는 임의의 수지를 지칭한다. 2개 이상의 도펀트가 기판 표면과 충돌시키는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 부식 억제제 및 접착 촉진제 둘 모두가 사용될 수 있고, 예를 들면, 실질적으로 동시에 또는 순차적으로 전달될 수 있다. 도펀트는 비-용해성 입자일수 있고, 건조 입자 형태로 사용될 수 있다. 도펀트로 지방산의 사용은 특히 배제될 수 있다. 도펀트는 치료제를 배제할 수 있고, 도펀트는 임의 형태의 인산칼슘, 티타니아, 히드록시 애퍼타이트(apatite), 실리카, 탄산칼슘, 생체적합성 유리, 인산칼슘 유리, 흑연, 그래핀, 키토산, 키틴, 티탄산바륨, 및/또는 지오라이트(geolite) 중 하나 이상을 추가로 배제할 수 있다.
"부식 억제제"는, 기판 위 부식의 시작을 없애지 않는다면 최소화시킬 수 있는 임의의 화합물을 지칭한다. 부식 억제제의 예는 예를 들면, 다음의 것들 중 임의의 하나 이상을 포함한다: 산화마그네슘, 인산아연, 에폭시, 인산철 등. 부식 억제제는 인산아연 또는 인산철을 함유하지 않을 수 있다.
"접착 촉진제"는, 후속 코팅 층의 표면으로의 접착을 증가시킬 수 있는 임의의 화합물을 지칭한다. 접착 촉진제의 예는 에폭시를 포함한다.
"기포 억제제"는, 환경, 예컨대, 예를 들면, 높거나 낮은 온도, 높거나 낮은 습도, UV, 염무(salt fog), 및/또는 물 또는 화학물질 침지에 노출시킨 후에 코팅 내 또는 위에 형성되는 기포의 빈도 또는 크기를 방지하거나 감소시키는 임의의 화합물을 지칭한다. 기포의 예는 ASTM D 714-02에서 확인될 수 있다.
"내화학성 화합물"은, 임의의 화학 물질, 예컨대 예를 들면, 물, 알콜, 및/또는 지방산으로의 노출 동안 코팅 또는 기판에 대한 손상을 방지하거나 감소시키는 임의의 화합물을 지칭한다. 손상은 예를 들면, ASTM D6943에 개략되어 있는 대로, 기포, 균열, 팽창, 용해, 들어올려짐, 필링(peeling), 박리, 연화, 변색, 접착력 손실, 침식(erosion), 주름형성, 에칭, 광택에서의 변화, 및/또는 녹슬음을 포함할 수 있다. 내화학성 화합물의 예는 산화마그네슘, 노볼락 에폭시 및 비스페놀 A 및 F 에폭시를 포함한다.
"내온성 화합물(temperature resistant compound)"은, 20-25℃ 초과 또는 미만의 온도에 노출되는 코팅 또는 기판에 대한 손상을 방지하거나 감소시키는 임의의 화합물을 지칭한다.
도펀트의 기판 표면 위로의 부착은, 상기 표면을 도펀트 및 연마 입자와 충돌시킴에 의해 수행된다. 적합한 연마 입자는 금속, 플라스틱, 유리, 바이오기반, 폴리머, 및/또는 탄소 기반 입자를 포함하지만 이것들로 제한되지 않으며, 이것들의 구체적인 예는 실리카, 모래, 알루미나, 지르코니아, 지르코네이트, 티탄산바륨, 티탄산칼슘, 티탄산나트륨, 산화티타늄, 유리, 생체적합성 유리, 다이아몬드, 탄화규소, 탄화붕소, 드라이 아이스, 질화붕소, 인산칼슘, 탄산칼슘, 금속 분말, 탄소 섬유 복합체, 폴리머 복합체, 티타늄, 스테인레스 스틸, 경화 강, 탄소 강 크로뮴 합금, 규산철, 블랙 뷰티(black beauty), 스타블래스트(starblast), 석류석, 다이아몬드, 플라스틱, 호두 껍질, 옥수수속 그릿(grit), 또는 이것들의 임의 조합으로 만들어진 샷(shot) 또는 그릿을 포함할 수 있다. 유리 입자의 사용은 배제될 수 있다.
위에서 언급된 대로, 표면은 연마 입자 및 도펀트와 실질적으로 동시에 충돌된다; 즉, 연마 입자 및 도펀트는 실질적으로 동시에 처리할 표면으로 전달된다. 예를 들면, 연마 입자 및 도펀트는 처리할 기판의 표면에서 함께 블라스팅될 수 있다. 블라스팅 시에, 도펀트 및 연마 입자는 각각 고속에서 하나 이상의 유체 분사(jet)로부터 전달되어, 기판의 표면에 충격을 줄 수 있다. 상기 유체 분사는 예를 들면, 0.5 내지 100 bar 범위의 압력, 예컨대 1 내지 30 bar 범위의 압력, 또는 1 내지 10 bar 범위의 압력에서 작동하는 습식 블라스터, 또는 연마제 물 분사 피닝 기계(peening machine)로부터 생성될 수 있다. 대안적으로, 상기 유체 분사는 0.5 내지 100 bar 범위의 압력, 예컨대 1 내지 30 bar 범위의 압력, 또는 3 내지 10 bar 범위의 압력에서 작동하는 건식 블라스터, 휠 연마기(wheel abrader), 그릿 블라스터, 모래 블라스터, 또는 마이크로 블라스터로부터 생성될 수 있다. 도펀트의 전달은 도펀트의 기판 표면 내로 및/또는 기판 표면 위로의 부착을 향상시키도록 연마 입자와 함께 수행될 수 있다. 도펀트의 침착 전에 또는 상기 침착과 동시에, 예컨대 건식 블라스팅에 의한 기판 표면의 프로파일링 또한 도펀트의 기판 표면 (즉, 상기 표면은 프로파일링될 수 있음) 내로의 부착을 향상시킬 수 있다. 도펀트 재료 및 연마 입자는 상이한 재료일 수 있다; 이것은 기판을 입자와 충돌시킴에 의해, 금속, 예컨대 보호성 금속의 층을 기판에 적용하는 방법과는 구별되는데, 여기서 상기 입자의 적어도 외부 표면은 기판에 적용될 것과 동일한 금속으로 만들어진다. 연마 입자 및 도펀트가 기판 표면에 실질적으로 동시에 전달되면, 기판 표면 위 연마 입자의 작용에 의해 도펀트의 기판 표면 내로 및/또는 위로의 부착이 가능해진다. 연마제 및 도펀트는 동일한 분사를 통해 표면으로 전달되지 않아야 한다. 상기 연마제 및 도펀트는, 이것들이 예를 들면, 임의의 산화물 층을 재형성시키기 전에 실질적으로 동시에 고체 성분들을 표면으로 전달하는 한, 임의 수의 별개의 분사로 되어 있을 수 있다. 대안적으로, 연마 입자가 먼저, 그 다음 도펀트가 전달될 수 있다.
분사 속도, 작동 압력, 벤추리 배열(venturi configuration), 입사 각 및/또는 표면 대 노즐 거리(surface to nozzle distance)가 기판 표면 내로의 도펀트의 부착 정도에 영향을 줄 수 있다. 추가로, 사용된 연마 재료의 크기, 형태, 밀도 및 경도가 또한 도펀트의 기판 표면 내로의 부착 정도에 영향을 줄 수 있다. 유체 스트림 자체, 기체 매체 (전형적으로 공기)를 사용하는 블라스팅 장치, 및/또는 캐리어 유체 (예를 들면, N2 또는 불활성 기체, 예컨대 Ar 및 He)로서 불활성 기체를 사용하는 경우의 효과 또한 도펀트의 기판 표면 내로의 부착 정도에 영향을 줄 수 있다. 연마 입자 및 도펀트는 WO 2015/140327에 설명된 대로 적용될 수 있다.
기판 표면을 연마 입자와 충돌시키면 표면 프로파일의 변화가 일어날 것임이 이해될 것이다. 기판의 "프로파일"은, 상기 표면의 최고 점과 최저 점 사이의 차를 지칭한다. 본 발명에 따라 표면을 연마 입자와 충돌시키면 이 차가 증가될 것이다. 증가 양은 부착 양과 관련하여 위에서 논의된 동일한 인자에 따른다. 도펀트가 부착된 표면은, ASTM D4417-14: 블라스트 세정된 강철의 표면 프로파일의 현장 측정을 위한 표준 시험 방법 (2014)에 의해 측정된 대로 막 형성 조성물을 적용하기 전에 0.1 내지 5 mil (2.54 내지 127 마이크론)의 단면 프로파일을 전형적으로 나타낸다. 기판 표면 위 도펀트의 층 또는 침착물은 0.1 내지 15 마이크론의 두께를 가질 수 있지만, 더욱 두꺼운 층/침착물이 또한 가능하다. 본 발명의 도펀트-부착된 표면은 예를 들면, 1.5 mil (38.1 마이크론) 미만의 단면 프로파일을 가질 수 있다. 본 발명의 구체적인 예에서, 산화마그네슘 도펀트는 산화알루미늄 연마제와 함께 기판 표면 위로 함께 블라스팅될 수 있고, 충돌된 표면은 막 형성 조성물을 적용하기 전에 1.5 mil (38.1 마이크론) 미만, 예컨대 1 내지 1.3 mil (25.4 내지 33.0 마이크론)의 평균 단면 프로파일을 나타낸다.
적어도 하나의 막 형성 층이 충돌된 기판 표면의 적어도 일부에 적용된다. 상기 막 형성 층은 경화될 수 있는 조성물로부터 침착될 수 있다. 적합한 막 형성 조성물은 용제형 또는 수성 액체, 100% 고체일 수 있거나, 고체, 미립자 분말일 수 있다. 예를 들면, 경화성 조성물과 함께 사용된 용어 "경화성"은, 표시된 조성물이 예를 들면, (주위 경화를 포함하는) 열 및/또는 촉매 노출, 또는 그러나 증발, 유착, 산화 가교 등을 포함하지만 이것들로 제한되지 않는 수단에 의해 작용기를 통하여 중합가능하거나 가교 결합가능함을 의미한다. 경화된 또는 경화성 조성물, 예를 들면, 일부 상세한 설명의 "경화된 조성물"과 함께 사용된 용어 "경화", "경화된" 또는 유사 용어는, 경화성 조성물을 형성하는 중합가능하고/하거나 가교결합가능한 성분의 적어도 일부가 중합되고/되거나 가교결합됨을 의미한다. 또한, 중합성 조성물의 경화는, 상기 조성물이, 예컨대, 열 경화로 제한되지 않는 경화 조건에 놓이게 되어, 조성물의 반응성 작용기가 반응하게 되어 중합되고 중합물이 형성되게 됨을 지칭한다. 중합가능한 조성물이 경화 조건에 놓인 후에 중합되고 반응성 말단 기의 대부분이 반응되고 나면, 남아있는 미반응된 반응성 말단 기의 반응 속도가 점점 더 느려지게 된다. 중합가능한 조성물은, 이것이 적어도 부분적으로 경화될 때까지 경화 조건에 놓일 수 있다. 용어 "적어도 부분적으로 경화된"은, 중합가능한 조성물이 경화 조건에 놓이게 되고, 여기서 상기 조성물의 반응성 기의 적어도 일부의 반응이 일어나서 중합물이 형성됨을 의미한다. 상기 중합가능한 조성물은 또한 실질적으로 완전한 경화가 달성되도록 경화 조건에 놓일 수 있고, 여기서 추가 경화는 폴리머 특성, 예컨대 경도에서 현격한 추가의 개선을 초래하지 않는다. 용어 "반응성"은, 자발적으로 또는 열의 적용 시에 또는 촉매의 존재 하에 또는 당업자에게 공지된 임의의 다른 수단에 의해 자신과의 및/또는 다른 작용기와의 화학 반응을 겪을 수 있는 작용기를 지칭한다. "폴리머"는, 호모폴리머 및 코폴리머를 포함하는 폴리머, 및 올리고머를 의미한다. "복합 재료"는, 둘 이상의 다양한 재료의 조합을 의미한다.
임의의 적합한 막 형성 조성물이 추가로 설명된 대로 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 본 명세서에 사용된 용어 "막 형성 수지"는, 조성물 중에 존재하는 임의의 희석제 또는 캐리어의 제거 시에, 또는 주위 온도 또는 고온에서의 경화 시에 기판의 적어도 수평 표면 위에 자립성(self-supporting)의 연속 막을 형성할 수 있는 수지를 지칭한다.
본 발명에 사용될 수 있는 막 형성 수지는, 다른 것들 중에서도 자동차 OEM 코팅 조성물, 자동차 보수(refinish) 코팅 조성물, 산업용 코팅 조성물, 건축용 코팅 조성물, 코일 코팅 조성물, 포장용 코팅 조성물, 보호용 및 선박 코팅 조성물, 및 항공우주산업용 코팅 조성물에 사용된 것들을 제한없이 포함한다. 에폭시 수지 및 아민은 함께 막 형성 수지를 포함한다.
코팅에 하나 이상의 추가 막 형성 수지를 사용하는 것이 또한 가능하다. 사용될 수 있는 추가 막 형성 수지는 다른 것들 중에서도 항공우주산업용 코팅 조성물, 자동차 OEM 코팅 조성물, 자동차 보수 코팅 조성물, 산업용 코팅 조성물, 건축용 코팅 조성물, 및 코일 코팅 조성물에 사용된 것들을 제한없이 포함한다. 본 발명의 코팅 조성물에 사용하기에 적합한 추가 막 형성 수지는 예를 들면, 아크릴, 포화 또는 불포화 폴리에스테르, 알키드, 폴리우레탄 또는 폴리에테르, 폴리비닐, 셀룰로오스, 규소 기반 폴리머, 이것들의 코폴리머 기반의 수지를 포함하며, 상기 수지는 반응성 기, 예컨대 다른 것들 중에서 에폭시, 카복실산, 히드록실, 이소시아네이트, 아미드, 카바메이트, 아민 및 카복실레이트 기, 무기 아연 실리케이트 및 이것들의 혼합물을 포함한다. 막 형성 수지의 조합이 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 사용된 에폭시 코팅 조성물에 포함된 추가 막 형성 수지는 아민과 함께 경화될 작용기를 갖는 수지를 포함할 수 있거나, 대안적으로 하나 이상의 추가 가교결합제가 사용될 수 있다. 적합한 가교결합제는 선택된 추가 수지(들)를 기반으로 당업자에 의해 결정될 수 있다. 추가로, 막 형성 조성물은 애노드 또는 캐소드 공정에 의해 전착될 수 있고, 아크릴 및/또는 에폭시 조성물을 함유할 수 있다. 막 형성 조성물은 열가소성 분말일 수 있다. 열가소성 분말 조성물은 비닐 수지, 예컨대 PVC 및/또는 PVDF 및/또는 폴리올레핀계 수지, 예를 들면 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 함유할 수 있다. 더욱이, 열가소성 분말 조성물은 나일론 기반 (즉, 폴리아미드) 수지 뿐만 아니라 폴리에스테르 수지를 함유할 수 있다. 막 형성 조성물은 열경화성 분말일 수 있다. 열경화성 분말 조성물은 카복실산 작용기, 아민 작용기, 산 무수물, 디시안디아미드, 및/또는 페놀 작용기를 포함하지만 이것들로 제한되지 않는 작용기를 갖는 에폭시 및/또는 노볼락 에폭시 수지를 함유할 수 있다. 열경화성 분말 조성물은 또한 히드록실 작용기 및/또는 카복실 작용기를 갖는 폴리에스테르 수지를 함유할 수 있다. 열경화성 분말 조성물은 또한 GMA 작용기, 히드록실 작용기, 및/또는 카복실 작용기를 갖는 아크릴 수지를 함유할 수 있다. 열경화성 분말 조성물은 또한 규소 기반 폴리에스테르를 함유할 수 있다. 열경화성 및 열가소성 분말 조성물은 정전기적으로 및/또는 용사에 의해 적용될 수 있다.
막 형성 조성물은 팽창성(intumescent)일 수 있다; 즉, 이것은 화염에 노출 시에 팽창되거나 시꺼멓게 타서, 난연성 특성을 나타낼 수 있다. 팽창성 코팅은 화염 효과를 지연시키도록 많은 구조물 위에 사용된다. 상기 코팅은, 이 코팅이 적용되는 기판의 온도 증가 속도를 늦춘다. 따라서, 상기 코팅은 구조물이 화염의 열로 인해 붕괴되기 전까지의 시간을 증가시킨다. 상기 여분의 시간은 아마도 더욱, 소방관이 화염을 소화시키거나 구조물이 붕괴되기 전에 냉각 수를 적어도 적용할 수 있게 할 것이다. 팽창성 코팅은 어떤 형태의 수지성 결합제(resinous binder), 예를 들면, 고온 폴리머, 예컨대 에폭시 수지 및 적합한 가교결합제를 일반적으로 함유한다. 상기 수지성 결합제는 경질 코팅을 형성한다. 에폭시 수지가 상기 결합제 중에 존재하면, 이 결합제는 또한 탄소의 공급원을 제공하며, 이것은 화염 내에서 숯(char)으로 전환된다. 또한, 상기 코팅은 화염 내에서 기체를 방출하는 발포제(spumific)로 불리는 첨가제를 함유하며, 이것은 숯이 포말로 팽창되게 한다. 상기 코팅의 효력은, 열의 작용 때문에 통상적인 절연체로 작용하는 두껍고 다공성인 숯 포말의 형성과 관련된다. 따라서, 화염 동안, 균열 없이 기판에 접착될 탄소질 숯을 균일하게 형성하는 능력을 갖는 것이 팽창성 코팅 조성물에는 매우 중요한 요건이다. 팽창성 코팅 조성물에서 폴리에폭시드 수지를 경화시키는데 종종 사용되는 경화제는 폴리아민을 포함한다. 에폭시 수지 및 폴리아민 경화제를 포함하는 그와 같은 시스템에서, 경화 속도는 늦어서, 오버코트 시간 및 서비스로의 복귀 시간 둘 모두를 제한할 수 있다. 이 문제는 경화가 훨씬 더 늦어지는 저온 적용 조건에서 확대된다.
본 발명의 구체적인 예에서, 막 형성 조성물은 단독으로 또는 에폭시 수지와 함께 폴리실록산; 폴리우레탄; 에폭시 수지, 폴리에스테르, 폴리아스파르트 작용성 폴리머, 및/또는 폴리우레아를 포함할 수 있다. 에폭시 수지는 종종 착색된 프라이머 및/또는 착색된 코트 또는 탑코트 조성물에 사용된다. 예를 들면, 도펀트는 인산철 이외의 부식 억제제를 포함할 수 있고, 제1 막 형성 조성물은 폴리실록산 또는 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 도펀트는 부식 억제제를 포함할 수 있고, 제1 막 형성 조성물은 아연을 포함할 수 있다.
폴리실록산을 포함하는 상업적으로 입수가능한 막 형성 조성물의 예는, 미국 특허 5,618,860 및 5,275,645에 따라 제조된, 일부 에폭시 수지를 또한 함유하는 공학처리된(engineered) 실록산 코팅인 PSX 700 (PPG로부터 상업적으로 입수가능함)이다. 폴리우레탄을 포함하는 적합한 막 형성 조성물은, PPG로부터 입수가능한 금속에 직접 적용하는 코팅 조성물인 SPM76569; PPG로부터 입수가능한 폴리우레탄 프라이머 W43181A; 및 PPG로부터 입수가능한 고성능 폴리우레탄 프라이머인 HPP2001을 포함한다. 적합한 착색된 폴리에폭시드 조성물은 PPG로부터 입수가능한 에폭시 프라이머인 AMERLOCK 400; PPG로부터 입수가능한 에폭시 탱크 라이너인 PHENGUARD 930/935/940 및 NOVAGUARD 840; 및 PPG로부터 입수가능한 에폭시 프라이머인 SEP74860을 포함한다. 일부 경우에, 예컨대 막 형성 조성물이 폴리실록산 및 선택적으로 폴리에폭시드를 포함하면, 상기 조성물은 개입되는 층 없이 도펀트 부착된 표면에 직접 적용되어 프라이머 및/또는 중간-코트를 사용하는 필요를 제거할 수 있다. 통상적인 방식으로 적용된 동일한 폴리실록산 탑 코트 및 에폭시 프라이머로 처리된 기판을 사용하는 경우에 관찰된 것보다 나은지 그렇지 않은 지 성능이 비교될 수 있다.
충돌된 표면과 접촉하는 막 형성 조성물은 0.1:1 내지 35:1, 예컨대 0.5:1 내지 3.0:1의 안료:결합제 비 (P:B)를 전형적으로 나타낸다. 코팅된 기판이 저장 탱크 라이닝을 포함하면, 막 형성 조성물은 10부피% 내지 50부피%, 예컨대 14부피% 내지 40부피%의 안료 부피 농도를 가질 수 있다. 막 형성 조성물은 5부피% 미만, 예컨대 2부피% 미만 또는 1부피% 미만의 안료를 갖거나 안료를 전혀 갖지 않는 (즉, 0부피%) 클리어 코트일 수 있다.
본 발명의 구체적인 예에서, 충돌된 표면에 적용된 막 형성 조성물 (b)은 물품의 제조 및/또는 운송 동안 보호를 제공하도록 의도되는 사전 제작 숍 코팅(shop coating) 또는 숍 프라이머(shop primer)를 포함한다. 숍 프라이머 또는 사전 제작 프라이머는, 고유환경 또는 손상 및 스크래치 등의 결과로 부식으로부터의 보호를 제공하도록 의도되는 임시 코팅이다. 다수의 경우에, 이 사전 제작 프라이머 또는 숍 프라이머는 최종 코팅 시스템의 일부로 유지된다. 매우 까다로운 시스템, 예컨대 공격성 화학물질 또는 식수용 탱크 코팅에서, 이러한 프라이머는 제거될 수 있다. 그와 같은 코팅의 예는, 실리케이트 또는 임의의 다른 실리케이트를 선택적으로 포함하는 숍 프라이머 또는 홀딩 프라이머(holding primer)이다. 사전 제작 숍 코팅 또는 숍 프라이머는 적소에 남겨질 수 있거나, 영구적인 코팅; 즉, 막 형성 조성물 (b)을 적용하기 전에 제거되는 임시 코팅일 수 있다. TSA 또는 TZA는 예컨대 풍력 탑에 대한 제2 "코팅"으로 사용될 수 있다.
본 발명의 코팅된 기판은 막 형성 층 (b)의 적어도 일부의 상단(top)에 (c) 제 2 막 형성 층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 제2 막 형성 층은 착색되거나 투명한 조성물로부터 침착될 수 있다. 제1 막 형성 조성물의 경우와 마찬가지로, 제2 막 형성 조성물은 임의의 적합한 막 형성 조성물, 예컨대 상술된 것들일 수 있다. 구체적인 조합에서, 제1 막 형성 조성물은 아연을 포함할 수 있고, 제2 막 형성 조성물은 선택적으로 에폭시 수지와 함께 폴리실록산을 포함할 수 있다. 아연을 함유하는 막 형성 조성물은, 실리케이트 또는 임의의 다른 세라믹을 추가로 포함할 수 있는 무기 아연 코팅, 및 유기 재료, 예컨대 에폭시 수지를 추가로 포함할 수 있는 아연 풍부 프라이머 코팅을 포함한다. 아연 풍부 조성물은 적어도 40 중량%, 예컨대 50 내지 90 중량% 아연 금속을 전형적으로 포함한다. PPG로부터 입수가능한 AMERCOAT 68HS가, 폴리에폭시드를 갖는 상업적으로 입수가능한 아연 풍부 프라이머 코팅의 예이다. 둘 이상의 코팅 층이 침착되면, 이 2개 층은 동일하거나 상이할 수 있다. 제1 코팅 조성물은 제2 코팅 조성물을 적용하기 전에 전체적으로 또는 부분적으로 경화될 수 있거나, 2개 코팅 층의 적용 사이에 경화를 거의 시키지 않거나 전혀 시키지 않거나 단지 공기 건조 중단시키면서 "웨트 온 웨트(wet on wet)"로 적용될 수 있다.
다른 조합에서, 제1 막 형성 조성물은 에폭시 수지, 특히 비스페놀 A 및/또는 비스페놀 F로부터 유래된 것, 및 선택적으로 아연을 포함하고, 제2 막 형성 조성물은 폴리우레탄을 포함하거나; 제1 막 형성 조성물은 비스페놀 A 및/또는 비스페놀 F로부터 유래된 에폭시 수지 및 선택적으로 아연을 포함하고, 제2 막 형성 조성물은 폴리실록산 및 선택적으로 폴리에폭시드를 포함한다. 자동차 보수를 위해 설계되고 PPG로부터 AUE-370으로 입수가능한 폴리우레탄 탑코트가, 폴리에폭시드를 포함하는 프라이머, 예컨대 PPG로부터 입수가능한 CRE-321에 비하여 특히 적합하다.
경화성 조성물이 본 발명에 사용되면, 이것들은 주위 온도에서 전형적으로 경화가능한 2 패키지(two-package) 조성물로 제조될 수 있다. 2 패키지의 경화성 조성물은 사용 직전에 성분을 조합시킴에 의해 전형적으로 제조되거나, 이중 공급 장비(dual feed equipment)에 의해 또한 적용될 수 있다.
상기 조성물은 분무, 딥핑/침지, 브러싱, 및/또는 흐름 코팅을 포함하는 다수의 방법 중 하나 이상에 의해 충돌된 기판에 적용될 수 있다. 분무에 대해서는, 공기 분무, 무공기 분무, 및 정전기 분무에 대한 일반적인 분무 기술 및 장비, 및 수동 또는 자동 방법이 사용될 수 있다. 코팅 층은 구체적인 산업적인 적용에 따라 광범위한 건조 막 두께, 즉 5 마이크론 내지 25.4 mm 중 어디를 전형적으로 갖는다. 예를 들면, 팽창성 코팅은 500 내지 1000 mil (12.7 내지 25.4 mm)의 건조 막 두께를 가질 수 있다. 사전 제작 숍 코팅 또는 숍 프라이머는 5 내지 30 마이크론의 건조 막 두께를 가질 수 있다. 탱크 라이닝 시스템은 화학 작용에 따라 60 내지 1200 마이크론; 예컨대 300 내지 400 마이크론의 범위일 수 있다. 폴리에폭시드를 포함하는 탱크 라이닝 시스템에서 1000 내지 1200 마이크론의 건조 막 두께가 전형적이다. 일반적으로, 상기 코팅의 건조 막 두께는 2-25 mil (50.8-635 마이크론), 종종 5-25 mil (127-635 마이크론)의 범위일 수 있다.
조성물은 기판 위에서 코팅 막을 형성한 후에, 주위 온도, 또는 주위 온도 경화, 고온 경화 및 베이킹의 조합을 적용함으로써 필요에 따라 경화될 수 있다. 조성물은 전형적으로 4시간에서 최대 2주까지의 범위 내 기간에서 주위 온도에서 경화될 수 있다. 주위 습도가 40% 상대 습도 미만이면, 경화 시간은 연장될 수 있다.
본 발명의 코팅된 기판은, 본 명세서에 설명된 대로 도펀트와 충돌되지 않은 기판과 비교하여 내부식성, 스크라이브(scribe) 또는 손상 크리프 내성, 향상된 접착력, 기포 내성, 내화학성, 및/또는 내온성 (즉, 극한의 온도에 의한 손상에 대한 내성)을 나타낼 수 있다. 상기 기판은 예를 들면, 해수를 포함하는 물과 접촉될 기판 표면 (예컨대, 선박 선체 또는 근해 석유 장비) 위에서의 사용에 적용될 수 있다. 추가로, 코팅된 기판은 ISO 2812-1:2007 및/또는 ASTM D6943-15 (2015)에 따른 화학물질 침지 시험에 의해 측정된 화학물질, 공격성 및 비-공격성 화학물질 둘 모두에 대한 내성 뿐만 아니라, 고온 수 내성에서의 개선을 나타낼 수 있다. 패널을 대조와 비교하여 코팅 손상에서의 증가 또는 감소에 대하여 검사하였다. 패널을 기포, 균열, 팽창, 박리, 연화, 변색, 접착, 및 하부-막(under-film) 부식에 대하여 검사한 다음, 대조와 비교하여 전반적인 성능을 기반으로 일반적인 평가를 제공하였다. 공격성 화학물질의 예는 산, 예컨대 지방산, 알콜, 및 탄화수소, 이것들의 조합 및 연속을 포함한다.
본 발명의 코팅된 기판은 회분식으로, 또는 단계별 공정으로 제조될 수 있다. 본 발명은 추가로, (i) 기판이 컨베이어를 따라 이동함에 따라 상기 기판의 적어도 하나의 표면을 본 명세서에 설명된 대로 연마 입자 및 도펀트와 충돌시켜서, 상기 표면의 적어도 몇몇 부분이 도펀트와 충돌되는 단계; (ii) 기판이 컨베이어를 따라 이동함에 따라 사전 제작 숍 코팅 또는 숍 프라이머를 상기 충돌된 표면에 적용하여 코팅된 기판을 형성하는 단계를 포함하는, 코팅된 기판의 연속 제조 방법에 관한 것이다. 상기 연속 방법은 사전 제작 숍 코팅 또는 프라이머를 넘어서 사용될 수 있다. 도펀트 및 사전 제작 숍 코팅 또는 숍 프라이머는 상기 개시된 것들 중 임의의 것일 수 있다. 도펀트와 충돌시키고 막 형성 조성물을 적용하는 단계는 산업용 물품을 제조하기 위한 현재의 연속 생산 라인에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 기판은 또한 현재의 구조물 또는 수송수단의 전부 또는 일부일 수 있다. 그와 같은 구조물/수송수단의 재도장(repainting)은 전형적으로 현장에서 일어나며, 본 명세서에 설명된 대로 표면을 도펀트와 충돌시키고 막 형성 층을 적용하기 전에 하나 이상의 현재 코팅 층을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 그와 같은 도료(paint) 제거는 표면을 연마 입자와 블라스팅시킴에 의해 수행될 수 있다. 본 발명에 따르면, 그와 같은 기판은 먼저 연마 입자와 단독으로, 그리고 그 후 본 발명에 따른 연마 입자 및 도펀트와 블라스팅되어, 제1 단계에서 현재의 도료 및/또는 산화물 층이 제거되고 제2 단계에서 표면이 도펀트와 충돌될 수 있거나, 연마 입자 및 도펀트는 한 단계에서 현재의 도료 및/또는 산화물 층이 제거되고/되거나 표면이 도펀트와 충돌되도록 전달될 수 있다.
아래에 열거되고 실시예에 예시된 대로, 도펀트(들) 및 막 형성 층의 특정한 조합이 부식 억제, 접착력 향상, 기포 내성, 및/또는 내화학성에서 예기치 않은 결과를 나타내는 것으로 확인되었다. 더욱 구체적으로 아래에 열거된 경우에 그와 같은 결과가 관찰될 수 있다:
= 도펀트가 인산아연을 포함하고 제1 막 형성 조성물이 상술된 막 형성 조성물 중 임의의 것이지만 2성분 에폭시 클리어 코트는 아닌 경우,
= 도펀트가 인산아연을 포함하고 제1 막 형성 조성물이 폴리실록산 및 선택적으로 에폭시 수지를 포함하는 경우,
= 도펀트가 인산아연을 포함하고 제1 막 형성 조성물이 폴리우레탄을 포함하는 경우,
= 도펀트가 인산아연을 포함하고 제1 막 형성 조성물이 에폭시 수지를 포함하는 경우,
= 도펀트가 산화마그네슘을 포함하고 제1 막 형성 조성물은 상술된 막 형성 조성물 중 임의의 것인 경우,
= 도펀트가 산화마그네슘을 포함하고 제1 막 형성 조성물이 폴리실록산 및 선택적으로 에폭시 수지를 포함하는 경우,
= 도펀트가 산화마그네슘을 포함하고 제1 막 형성 조성물이 투명하거나 착색될 수 있는 에폭시 수지를 포함하는 경우;
= 도펀트가 산화마그네슘을 포함하고 제1 막 형성 조성물이 폴리우레탄을 포함하는 경우;
= 에폭시 수지가 산화마그네슘을 포함하고 제1 막 형성 조성물이 상술된 막 형성 조성물 중 임의의 것인 경우,
= 도펀트가 에폭시 수지를 포함하고 제1 막 형성 조성물이 상술된 막 형성 조성물 중 임의의 것인 경우,
= 도펀트가 에폭시 수지를 포함하고 제1 막 형성 조성물이 폴리실록산 및 선택적으로 에폭시 수지를 포함하는 경우,
= 도펀트가 에폭시 수지를 포함하고 제1 막 형성 조성물이 폴리우레탄을 포함하는 경우,
= 도펀트가 에폭시 수지를 포함하고 제1 막 형성 조성물이 투명하거나 착색될 수 있는 에폭시 수지를 포함하는 경우,
= 도펀트가 인산철을 포함하고 제1 막 형성 조성물이 상술된 막 형성 조성물 중 임의의 것이지만 2성분 에폭시 클리어 코트는 아닌 경우,
= 도펀트가 인산철을 포함하고 제1 막 형성 조성물이 착색된 에폭시 수지를 포함하는 경우,
= 도펀트가 인산철을 포함하고 제1 막 형성 조성물이 폴리우레탄을 포함하는 경우,
= 도펀트가 산화세륨, 인산철, 인산망간 및/또는 인산아연을 포함하고 제1 막 형성 조성물이 상술된 임의의 조성물이지만 2성분 에폭시 클리어 코트는 아닌 경우.
그와 같은 결과는 또한, 예컨대 다음의 경우와 같은 2개 이상의 막 형성 층이 침착되는 경우에 관찰될 수 있다:
= 도펀트가 인산아연, 인산철, 산화마그네슘 및/또는 에폭시 수지를 포함하고, 제1 및 제2 코팅 조성물의 각각이 상술된 막 형성 조성물 중 임의의 것이며, 상기 제1 및 제2 코팅 조성물은 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 제1 및 제2 코팅 조성물은 착색되거나 투명한, 예컨대 제1의 착색된 층 및 제2의 투명한 층일 수 있는 경우,
= 도펀트가 인산아연을 포함하고, 제1 막 형성 조성물은 아연을 포함하고, 제2 막 형성 조성물이 폴리실록산 및 선택적으로 에폭시 수지를 포함하고; 상기 제1 막 형성 조성물이 선택적으로 추가로 에폭시 수지 및/또는 실리케이트 또는 임의의 세라믹을 포함하는 경우,
= 도펀트가 인산아연을 포함하고, 제1 막 형성 조성물이 폴리우레탄을 포함하고, 제2 막 형성 조성물이 임의의 코팅 조성물, 예컨대 본 명세서에서 설명된 것들을 포함하는 경우,
= 도펀트가 인산아연을 포함하고, 제1 막 형성 조성물이 에폭시 수지를 포함하고, 제2 막 형성 조성물이 임의의 코팅 조성물, 예컨대 본 명세서에서 설명된 것들, 특히 폴리우레탄을 포함하는 경우,
= 도펀트가 산화마그네슘을 포함하고, 제1 막 형성 조성물이 에폭시 수지를 포함하고, 제2 막 형성 조성물이 임의의 코팅 조성물, 예컨대 본 명세서에서 설명된 것들, 특히 폴리우레탄을 포함하는 경우,
= 도펀트가 산화마그네슘을 포함하고, 제1 막 형성 조성물이 아연을 포함하고, 제2 막 형성 조성물이 폴리실록산 및 선택적으로 에폭시 수지를 포함하고, 여기서 상기 제1 막 형성 조성물이 선택적으로 추가로 에폭시 수지 및/또는 실리케이트 또는 임의의 다른 세라믹을 포함하는 경우,
= 도펀트가 에폭시 수지를 포함하고, 제1 막 형성 조성물이 에폭시드를 포함하고, 제2 막 형성 조성물이 임의의 코팅 조성물, 예컨대 본 명세서에 설명된 것들을 포함하고; 상기 도펀트의 에폭시 수지 및 상기 제1 막 형성 조성물 둘 모두가 비스페놀 A, 비스페놀 F 및/또는 노볼락로부터 유래될 수 있는 경우;
= 도펀트가 에폭시 수지를 포함하고, 제1 막 형성 조성물이 에폭시 수지를 포함하고, 제2 막 형성 조성물이 임의의 코팅 조성물, 예컨대 본 명세서에 설명된 것들을 포함하고, 여기서 상기 제1 막 형성 조성물이 선택적으로 추가로 아연을 포함하고/하거나 상기 제2 막 형성 조성물이 선택적으로 추가로 폴리실록산 및 에폭시 수지 또는 폴리우레탄을 포함하고; 상기 도펀트가 노볼락 에폭시일 수 있고, 상기 제1 막 형성 조성물이 비스페놀 A로부터 유래될 수 있는 경우; 및
= 도펀트가 인산철을 포함하고, 제1 막 형성 조성물이 에폭시 수지, 예컨대 비스페놀 A 및/또는 비스페놀 F로부터 유래된 것을 포함하고, 제2 막 형성 조성물이 임의의 코팅 조성물, 예컨대 본 명세서에 설명된 것들을 포함하는 경우.
달리 명시되지 않는 한 본 명세서에 사용된 모든 수, 예컨대 값, 범위, 양 또는 백분율을 나타내는 것들은, 용어 "약"이 명확히 나타나지 않는다 하더라도 마치 이 용어로 시작하는 것처럼 읽혀질 수 있다. 본 명세서에 인용된 임의의 수치 범위는 그 내에서 하위합산된 모든 하위범위를 포함하는 것으로 의도된다. 복수는 단수를 포함하며 그 반대도 가능하다. 예를 들면, 발명이 하나의 폴리에스테르 안정제, 하나의 에틸렌계 불포화 모노머, "하나의" 유기 용매 등의 측면에서 설명되었지만, 마이크로입자의 혼합물을 포함하는 이러한 그리고 다른 성분의 혼합물이 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 용어 "폴리머"는, 프리폴리머, 올리고머, 및 호모폴리머 및 코폴리머 둘 모두를 지칭하는 것으로 의도된다; 접두어 "폴리"는 둘 이상을 지칭한다. 범위가 주어지는 경우에, 그러한 범위의 임의의 종결점 및/또는 그러한 범위 내 수는 본 발명의 범주와 조합될 수 있다. "포함하는", "예컨대", "예를 들면" 및 유사 용어는, "포함하는/예컨대/예를 들면 그러나 이것들로 제한되지 않는"을 의미한다. 용어 "아크릴" 및 "아크릴레이트는" 교환가능하게 사용되며 (그렇게 하지 않으면 의도된 의미를 변경시킬 것이다), 달리 명시되지 않는 한, 아크릴산, 무수물, 및 이것들의 유도체, 저급 알킬-치환된 아크릴산, 예를 들면, C1-C2 치환된 아크릴산, 예컨대 메타크릴산, 에타크릴산 등, 및 이것들의 C1-C6 알킬 에스테르 및 히드록시알킬 에스테르를 포함한다. 용어 "(메트)아크릴" 또는 "(메트)아크릴레이트"는 표시된 재료의 둘 모두의 아크릴/아크릴레이트 및 메타크릴/메타크릴레이트 형태, 예를 들면, (메트)아크릴레이트 모노머를 포함하도록 의도된다. 용어 "(메트)아크릴 폴리머"는 하나 이상의 (메트)아크릴 모노머로부터 제조된 폴리머를 지칭한다.
상술된 특징 및 예의 각각, 및 이것들의 조합은 본 발명에 의해 포함된다 할 수 있다. 따라서, 본 발명은 다음의 비제한적인 측면에 관한 것이다:
1. 코팅된 기판으로서,
(a) 표면의 적어도 일부가 도펀트로 부착되도록 연마 입자 및 도펀트와 충돌된 표면;
(b) 상기 도펀트 부착된 표면의 적어도 일부 위의 제1 막 형성 층을 포함하고, 여기서 상기 표면이 연마 입자 및 도펀트와 실질적으로 동시에 충돌되는, 코팅된 기판.
2. 측면 1에 있어서, 상기 도펀트가 부식 억제제를 포함하는 기판.
3. 측면 2에 있어서, 상기 도펀트가 산화마그네슘을 포함하는 기판.
4. 측면 2에 있어서, 상기 도펀트가 인산아연을 포함하는 기판.
5. 측면 2에 있어서, 상기 도펀트가 인산철을 포함하는 기판.
6. 측면 2에 있어서, 상기 도펀트가 에폭시 수지를 포함하는 기판.
7. 측면 6에 있어서, 상기 에폭시 수지 도펀트가 비스페놀 A, 비스페놀 F 및/또는 노볼락으로부터 유래되는 기판.
8. 전술한 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 막 형성 조성물이 폴리실록산을 포함하는 코팅된 기판.
9. 측면 8에 있어서, 상기 제1 막 형성 조성물이 에폭시 수지를 추가로 포함하는 코팅된 기판.
10. 전술한 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 막 형성 조성물이 폴리우레탄을 포함하는 코팅된 기판.
11. 전술한 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 막 형성 조성물이 에폭시 수지를 포함하는 코팅된 기판.
12. 측면 11에 있어서, 상기 도펀트가 인산철, 인산아연, 인산망간 및/또는 산화세륨을 포함하고, 상기 에폭시 수지는 2성분 에폭시 클리어 코트는 아닌 코팅된 기판.
13. 측면 11 또는 12에 있어서, 상기 에폭시 수지가 비스페놀 A 또는 비스페놀 F로부터 유래되는 코팅된 기판.
14. 측면 11 또는 12에 있어서, 상기 에폭시 수지가 노볼락 수지를 포함하는 코팅된 기판.
15. 전술한 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 막 형성 조성물이 아연을 포함하는 코팅된 기판.
16. 전술한 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 제1 막 형성 층의 적어도 일부에 적용된 제2 막 형성 조성물을 추가로 포함하는 코팅된 기판.
17. 측면 16에 있어서, 상기 제2 막 형성 조성물이 폴리실록산을 포함하는 코팅된 기판.
18. 측면 17에 있어서, 상기 제2 막 형성 조성물이 에폭시 수지, 예컨대 폴리에폭시드를 추가로 포함하는 코팅된 기판.
19. 측면 16 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 상기 제2 막 형성 조성물이 폴리우레탄을 포함하는 코팅된 기판.
20. 코팅된 기판으로서,
(a) 산화마그네슘을 포함하는 도펀트와 충돌된 표면; 및
(b) 상기 충돌된 표면에 적용된 제1 막 형성 조성물을 포함하고, 여기서 상기 막 형성 조성물이 에폭시 수지를 포함하는, 코팅된 기판.
21. 측면 20에 있어서, 상기 에폭시 수지가 폴리에폭시드를 포함하고 선택적으로 착색되는 코팅된 기판.
22. 코팅된 기판으로서,
(a) 산화마그네슘을 포함하는 도펀트와 충돌된 표면; 및
(b) (i) 상기 충돌된 표면에 적용된 제1 막 형성 조성물, 및 (ii) 상기 제1 막 형성 조성물의 상단에 적용된 제2 막 형성 조성물을 포함하는 다중 층 코팅을 포함하는, 코팅된 기판.
23. 측면 22에 있어서, 상기 제1 막 형성 조성물이 비스페놀 A, 비스페놀 F 및/또는 노볼락으로부터 유래된 폴리에폭시드를 포함하는 코팅된 기판.
24. 측면 23에 있어서, 상기 제2 막 형성 조성물이 폴리우레탄을 포함하는 코팅된 기판.
25. 코팅된 기판으로서,
(a) 산화마그네슘을 포함하는 도펀트와 충돌된 표면; 및
(b) (i) 상기 충돌된 표면에 적용된 제1 막 형성 조성물로서, 여기서 상기 제1 막 형성 조성물이 아연을 포함하는 제1 막 형성 조성물; 및 (ii) 상기 제1 막 형성 조성물의 상단에 적용된 제2 막 형성 조성물로서, 상기 제2 막 형성 조성물이 폴리실록산 및 선택적으로 폴리에폭시드를 포함하는 제2 막 형성 조성물을 포함하는 다중 층 코팅을 포함하는, 코팅된 기판.
26. 측면 25에 있어서, 상기 제1 막 형성 조성물이 폴리에폭시드 및/또는 실리케이트 또는 임의의 다른 세라믹을 추가로 포함하는 코팅된 기판.
27. 코팅된 기판으로서,
(a) 산화마그네슘을 포함하는 도펀트와 충돌된 표면; 및
(b) 상기 충돌된 표면에 적용된 제1 막 형성 조성물을 포함하고, 여기서 상기 막 형성 조성물이 폴리우레탄을 포함하는, 코팅된 기판.
28. 측면 27에 있어서, (c) 상기 제1 막 형성 조성물 (b)의 상단에 적용된 제2 막 형성 조성물을 추가로 포함하는 코팅된 기판.
29. 전술한 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 충돌된 표면과 접촉하는 상기 제1 막 형성 조성물이 0.1:1 내지 35:1의 안료 대 결합제 비를 갖는 코팅된 기판.
30. 전술한 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 기판이 냉간 또는 열간 압연 강철을 포함하는 코팅된 기판.
31. 전술한 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 기판이 프로파일링된 강철을 포함하는 코팅된 기판.
32. 전술한 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 기판이 구조물의 적어도 일부를 포함하는 코팅된 기판.
33. 측면 1 내지 31 중 어느 하나에 있어서, 상기 기판이 수송수단의 적어도 일부를 포함하는 코팅된 기판.
34. 측면 1 내지 33 중 어느 하나에 있어서, 상기 기판이 빌딩, 교량, 상용차(commercial vehicle), 산업용 보호 구조물, 철도차량, 철도차량 컨테이너, 급수 탑, 송전탑, 터널, 석유 또는 가스 산업 부품, 선박 부품, 자동차 차체 부품, 항공우주산업 부품, 교량 지지 구조물, 파이프라인, 저장 탱크, 또는 풍력 터빈 부품 중 적어도 일부를 포함하는 코팅된 기판.
35. 전술한 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 기판 표면 중에, 충돌된 적어도 2개의 도펀트를 포함하는 코팅된 기판.
36. 측면 1 내지 34 중 어느 하나에 있어서, 도펀트와 충돌된 상기 표면이 상기 막 형성 조성물을 적용하기 전에 0.1 내지 5 mil (2.54 내지 127 마이크론)의 단면 프로파일을 나타내는 코팅된 기판.
37. 측면 1 내지 36 중 어느 하나에 있어서, 상기 기판 표면 위에 침착된 상기 도펀트가 0.1 내지 15 마이크론의 두께를 갖는 코팅된 기판.
38. 측면 1 내지 37 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 막 형성 조성물이 팽창성을 나타내는 코팅된 기판.
39. 측면 1 내지 33 또는 35 내지 38 중 어느 하나에 있어서, 상기 코팅된 기판이 저장 탱크를 포함하고, 도펀트와 충돌된 표면 (a)이 상기 탱크의 내부 표면을 포함하는 코팅된 기판.
40. 측면 39에 있어서, 상기 탱크가 연료 탱크를 포함하는 저장 탱크.
41. 전술한 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 막 형성 층이 사전 제작 숍 코팅 또는 숍 프라이머를 포함하는 코팅된 기판.
42. 측면 41에 있어서, 상기 사전 제작 숍 코팅 또는 숍 프라이머가, 실리케이트 또는 임의의 다른 세라믹을 선택적으로 포함하는 숍 프라이머를 포함하는 코팅된 기판.
43. 측면 1 내지 42 중 어느 하나에 있어서, 상기 코팅된 기판이 ISO 2812-1:2007 및/또는 ASTM D6943-15에 의해 측정된 내화학성을 나타내는 코팅된 기판.
44. 측면 43에 있어서, 상기 공격성 화학물질이 산을 포함하는 코팅된 기판.
45. 측면 43에 있어서, 상기 공격성 화학물질이 알콜을 포함하는 코팅된 기판.
46. 측면 43에 있어서, 상기 공격성 화학물질이 탄화수소를 포함하는 코팅된 기판.
47. 코팅된 기판으로서,
(a) 노볼락 에폭시 수지를 포함하는 도펀트와 충돌된 표면; 및
(b) 상기 충돌된 표면에 적용된 제1 막 형성 조성물을 포함하고, 여기서 상기 막 형성 조성물이 폴리에폭시드를 포함하고, 여기서 상기 코팅된 기판이, ISO 2812-1:2007에 의해 측정된, 지방산에 대한 내성을 나타내는, 코팅된 기판.
48. 코팅된 기판의 연속 제조 방법으로서,
(i) 상기 기판이 컨베이어를 따라 이동함에 따라 상기 기판의 적어도 하나의 표면을 도펀트와 충돌시키는 단계; 및
(ii) 상기 기판이 컨베이어를 따라 이동함에 따라 사전 제작 숍 코팅 또는 숍 프라이머를 상기 충돌된 표면에 적용하여 코팅된 기판을 형성시키는 단계를 포함하는, 연속 제조 방법.
49. 측면 48에 있어서, 상기 사전 제작 숍 코팅 또는 숍 프라이머가, 실리케이트 또는 임의의 다른 세라믹을 선택적으로 포함하는 숍 프라이머를 포함하는 연속 제조 방법.
50. 전술한 측면 중 어느 하나의 코팅된 기판의 용도로서, 여기서 상기 코팅된 기판이 물과 접촉하는, 코팅된 기판의 용도.
51. 전술한 측면 중 어느 하나의 코팅된 기판의 용도로서, 여기서 상기 기판 표면이 해수에 잠기게 될, 코팅된 기판의 용도.
52. 코팅된 기판으로서,
(a) 이산화지르코늄, 산화아연, 탄화규소, 이산화규소, 및/또는 이산화티타늄을 포함하는 도펀트와 충돌된 표면; 및
(b) 상기 충돌된 표면에 적용된 제1 막 형성 조성물을 포함하고, 여기서 상기 막 형성 조성물이 폴리에스테르, 폴리아스파르트 작용성 폴리머, 및/또는 폴리우레아를 포함하는, 코팅된 기판.
53. 코팅된 기판으로서,
(a) 인산아연을 포함하는 도펀트와 충돌된 표면; 및
(b) (i) 상기 충돌된 표면에 적용된 제1 막 형성 조성물로서, 여기서 상기 제1 막 형성 조성물이 아연을 포함하는 제1 막 형성 조성물; 및 (ii) 상기 제1 막 형성 조성물의 상단에 적용된 제2 막 형성 조성물로서, 상기 제2 막 형성 조성물이 폴리실록산 및 선택적으로 폴리에폭시드를 포함하는 제2 막 형성 조성물을 포함하는 다중 층 코팅을 포함하는, 코팅된 기판.
54. 코팅된 기판으로서,
(a) 인산아연을 포함하는 도펀트와 충돌된 표면; 및
(b) 상기 충돌된 표면에 적용된 제1 막 형성 조성물을 포함하고, 여기서 상기 막 형성 조성물이 에폭시 수지를 포함하는, 코팅된 기판.
55. 측면 54에 있어서, 상기 에폭시 수지가 폴리에폭시드를 포함하고 선택적으로 착색되는 코팅된 기판.
56. 코팅된 기판으로서,
(a) 인산아연을 포함하는 도펀트와 충돌된 표면; 및
(b) (i) 상기 충돌된 표면에 적용된 제1 막 형성 조성물, 및 (ii) 상기 제1 막 형성 조성물의 상단에 적용된 제2 막 형성 조성물을 포함하는 다중 층 코팅을 포함하는, 코팅된 기판.
57. 측면 56에 있어서, 상기 제1 막 형성 조성물이 비스페놀 A, 비스페놀 F 및/또는 노볼락으로부터 유래된 폴리에폭시드를 포함하는 코팅된 기판.
58. 측면 56 또는 57에 있어서, 상기 제2 막 형성 조성물이 폴리우레탄을 포함하는 코팅된 기판.
59. 코팅된 기판으로서,
(a) 인산아연을 포함하는 도펀트와 충돌된 표면; 및
(b) (i) 상기 충돌된 표면에 적용된 제1 막 형성 조성물로서, 여기서 상기 제1 막 형성 조성물이 아연을 포함하는 제1 막 형성 조성물; 및 (ii) 상기 제1 막 형성 조성물의 상단에 적용된 제2 막 형성 조성물로서, 상기 제2 막 형성 조성물이 폴리실록산 및 선택적으로 폴리에폭시드를 포함하는 제2 막 형성 조성물을 포함하는 다중 층 코팅을 포함하는, 코팅된 기판.
60. 측면 59에 있어서, 상기 제1 막 형성 조성물이 폴리에폭시드 및/또는 실리케이트 또는 임의의 다른 세라믹를 추가로 포함하는 코팅된 기판.
61. 코팅된 기판으로서,
(a) 인산아연을 포함하는 도펀트와 충돌된 표면; 및
(b) 상기 충돌된 표면에 적용된 제1 막 형성 조성물을 포함하고, 여기서 상기 막 형성 조성물이 폴리우레탄을 포함하는, 코팅된 기판.
62. 측면 61에 있어서, (c) 상기 제1 막 형성 조성물 (b)의 상단에 적용된 제2 막 형성 조성물을 추가로 포함하는 코팅된 기판.
63. 코팅된 기판으로서,
(a) 인산아연을 포함하는 도펀트와 충돌된 표면; 및
(b) 상기 충돌된 표면에 적용된 제1 막 형성 조성물을 포함하고, 여기서 상기 제1 막 형성 조성물이 폴리실록산 및 선택적으로 폴리에폭시드를 포함하는, 코팅된 기판.
64. 코팅된 기판으로서,
(a) 산화마그네슘을 포함하는 도펀트와 충돌된 표면; 및
(b) 상기 충돌된 표면에 적용된 제1 막 형성 조성물을 포함하고, 여기서 상기 제1 막 형성 조성물이 폴리실록산 수지 및 선택적으로 에폭시를 포함하는, 코팅된 기판.
65. 측면 43에 있어서, 상기 화학물질이 상이한 유형의 화학물질의 연속으로 되어 있는 코팅된 기판.
66. 측면 65에 있어서, 상기 상이한 유형의 화학물질의 연속이 알콜 및 물로의 주기적 노출을 포함하는 코팅된 기판.
본 발명은 다음의 실시예를 참고로 추가로 설명될 것이다. 달리 명시되지 않는 한, 모든 부는 중량에 의한 것이다.
실시예
도펀트 및 코팅 스택(stack)의 적용
냉간 및 열간 압연 강철 패널의 표면을 표 1에 나열된 다음의 도펀트 중 하나와 충돌시켰다. 도펀트를 특허 공보 WO2015140327에 설명된 방법으로 표면에 부착시켰다. 도펀트를 적용한 후에, 각각의 패널에 표 2에 나열된 PPG로부터 상업적으로 입수가능한 코팅 중 하나 이상을 분무하였다. 도펀트와 코팅 스택의 조합이 표 4에 기재되어 있다.
Figure pct00001
Figure pct00002
표 2로부터의 코팅(들)의 각각을 표 3에 나열된 상세사항에 따라 적용하고 경화시켰다.
Figure pct00003
실시예 1-17
다양한 도펀트와 보호용 코팅 조합의 내부식성 평가
표 1로부터의 도펀트와 표 2로부터의 코팅(들) 1 내지 3의 다양한 조합을 내부식성에 대하여 평가하였다. 상기 코팅되고 경화된 패널을 금속 기판에 대하여 하방으로 스크라이빙한 다음, 7주기의 ISO20340 주기적 부식 (코팅 #3의 경우에는 13주기) 또는 1000시간 동안의 ASTM B117-11 염무에 노출시켰다. 노출 후에, 각각의 패널을 직각 가장자리의 면도날을 사용하여 스크라이브에서 긁었다. 스크라이브 주변의 코팅을 여분의 힘 없이 적당히 긁어낼 수 있는 만큼 많이 제거하는데 상기 면도날을 사용하였다. 이 실시예에서의 평균 코팅 크리프는, 스크라이브 라인의 한 면 위의 긁혀진 코팅의 가장자리와 스크라이브 라인의 반대 면 위의 긁혀진 코팅의 가장자리 사이의 평균 거리로 정의된다. 평균 코팅 크리프 결과가 표 4에 나타나 있다.
Figure pct00004
표 4에 나타난 대로, 도펀트가 부착된 다음 하나 이상의 코팅 층으로 코팅된 패널은 개선된 부식 성능을 나타냈다.
실시예 18-29
다양한 도펀트와 탱크 라이닝 코팅 조합의 내화학성 평가
표 1로부터의 도펀트와 표 2로부터의 코팅(들) 4-5의 다양한 조합을 내화학성에 대하여 평가하였다. 코팅된 시험 패널을 ISO 2812-1:2007에 따라 다양한 상이한 화학물질에 침지시켜서 내화학성을 시험하였다. 이러한 시험은 일정한 간격으로 코팅 상태를 체크하면서 6개월의 지속기간 동안 연속적으로 노출시킨다. 코팅을 결함, 예컨대 기포형성, 균열, 팽창, 박리, 연화, 변색, 접착력, 하부 막 부식에 대하여 검사하였다. 패널을 동일한 용액 중에 연속해서 침지시키는 연속 노출 시험에 추가하여, 현재의 해양 무역에서의 화물 노출을 반영하도록 코팅된 패널을 다양한 화학물질에 간헐적으로 노출시키는 주기적 노출 시험을 수행하였다.
표 5에는 3개의 시험 시리즈에 기반한 전반적인 내화학성이 나열되어 있다. 총 160개의 패널을 이중 및 삼중을 포함하는 26개의 화학물질 시험에서 평가하였다. 전반적인 내화학성을 1에서 4로 평가하는데, 1은 대조보다 훨씬 더 좋은 것이며 4는 충돌 처리하지 않은 표면과 비교하여 개선을 나타내지 않는다.
Figure pct00005
표 5에 나타난 대로, 도펀트와 충돌시킨 다음 하나 이상의 코팅 층으로 코팅된 특정 패널은 대조 패널과 비교하여 개선된 내화학성 성능을 보였다.
실시예 30-43
다양한 도펀트와 산업용 코팅 조합의 내부식성 평가
표 1로부터의 도펀트와 표 2로부터의 코팅 6-9의 다양한 조합을 내부식성에 대하여 평가하였다. 코팅된 패널을 금속 기판에 대하여 하방으로 스크라이빙시킨 다음, 500시간 동안 ASTM B117-11 염무 캐비넷에 노출시켰다. 500시간의 염무 노출 시간 후에, 각각의 패널을 ASTM D1654-08에 제공된 안내지침에 따라 스크라이브에서 긁었다. 패널을 또한 금속 기판에 대하여 하방으로 스크라이빙시키고, 40 주기의 SAE J2334 주기적 부식에 노출시켰다. 노출 후에, 각각의 패널을 시각적으로 조사하였고, 녹, 기포형성 및 전반적인 겉보기에 기반하여 1 내지 3으로 평가하였다. 1로 평가된 패널은 개선된 내부식성을 나타냈고, 2로 평가된 패널은 보통의 개선을 나타냈다. 결과가 표 6에 기록되어 있다.
Figure pct00006
표 6에 나타난 대로, 도펀트와 충돌시킨 다음 하나 이상의 코팅 층으로 코팅된 패널은 대조 패널과 비교하여 개선된 내부식성을 보였다.
실시예 44-51
다양한 도펀트와 자동차 보수 코팅 조합의 내부식성 평가
표 1로부터의 도펀트와 표 2로부터의 코팅 10-11의 다양한 조합을 내부식성에 대하여 평가하였다. 코팅된 패널을 금속 기판에 대하여 하방으로 스크라이빙시킨 다음, 각각 단일 및 다중-코트 시스템에 대하여 1000 및 1500시간 동안 ASTM B117-11 염무 캐비넷에 노출시켰다. 코팅되고 스크라이빙된 패널을 또한 40주기의 SAE J2334 주기적 부식에 노출시켰다. 노출 후에, 각각의 패널을 ASTM D1654-08에 제공된 안내지침에 따라 스크라이브에서 긁었고, 스크라이브에서의 부식 크리프에 대하여 mm로 측정하였다. 평균 부식 크리프 결과가 표 7에 나타나 있다.
Figure pct00007
표 7에 나타난 대로, 도펀트와 충돌시킨 다음 하나 이상의 코팅 층으로 코팅된 패널은 대조 패널과 비교하여 개선된 부식 성능을 보였다.
실시예 52-55
냉간 압연 강철 패널의 표면을 표 1로부터의 산화마그네슘 (MgO) 도펀트와 충돌시켰다. 상기 도펀트를 Speedway Motors 50-80 sieve mesh 산화 알루미늄과 혼합시켜서, 밀집되거나 응집된 밀도를 기준으로 20부피% (20vol%) MgO을 포함하는 조성물을 얻었다. 실험용 패널 절반을 먼저 산화알루미늄과, 그리고 그 후 20부피% MgO 혼합물과 블라스팅시켰다. 남아있는 실험용 패널을 단지 20부피% MgO 혼합물과 블라스팅시켰다. 대조 패널을 단지 산화알루미늄을 사용하여 블라스팅시켰다. 모든 패널은 Press-O-Film으로 측정하여 1-1.3 mil의 블라스트 프로파일(blast profile)을 나타냈다. 블라스팅된 패널의 각각을 표 3에 설명된 대로 PPG PSX™ 700으로 코팅시켰다.
시험 및 평가
실시예 52-55의 코팅된 패널을 금속 기판에 대하여 하방으로 스크라이빙시킨 다음, 1000시간 동안 ASTM B117-11 염무에 노출시켰다. 노출 후에, 각각의 패널을 직각 가장자리의 면도날로 스크라이브에서 긁었다. 스크라이브 주변의 코팅을 여분의 힘 없이 적당히 긁어낼 수 있는 만큼 많이 제거하는데 상기 면도날을 사용하였다. 이 실시예에서의 평균 코팅 크리프는, 스크라이브 라인의 한 면 위의 긁혀진 코팅의 가장자리와 스크라이브 라인의 반대 면 위의 긁혀진 코팅의 가장자리 사이의 평균 거리로 정의된다. 평균 녹(rust) 크리프는 동일한 방식으로 녹 가장자리 사이의 평균 거리로 정의된다. 평균 결과가 표 8에 나타나 있다.
Figure pct00008
표 8에 나타난 대로, 산화마그네슘과 충돌된 다음 폴리실록산 (실시예 54-55)으로 코팅된 패널은, 강철 그릿 및 산화알루미늄 둘 모두로 블라스팅시킨 냉간 압연 강철에 비하여 개선된 내부식성을 보였다.
본 발명의 구체적인 실시양태가 예시를 목적으로 상술되었지만, 본 발명의 상세사항에 대한 다수의 변형이 상기 측면 부분에서 정의된 대로 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 행해질 수 있음이 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (20)

  1. 코팅된 기판으로서,
    (a) 표면의 적어도 일부가 도펀트로 부착되도록 연마 입자 및 도펀트와 충돌된 표면;
    (b) 상기 도펀트 부착된 표면의 적어도 일부 위의 제1 막 형성 조성물을 포함하고, 여기서 상기 표면이 연마 입자 및 도펀트와 실질적으로 동시에 충돌되는, 코팅된 기판.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 도펀트가 인산아연 또는 인산철 이외의 부식 억제제를 포함하는 기판.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 도펀트가 산화마그네슘 및/또는 에폭시 수지를 포함하는 기판.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 도펀트가 산화마그네슘을 포함하는 기판.
  5. 청구항 2 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 막 형성 조성물이 폴리실록산, 아연을 선택적으로 포함하는 에폭시 수지, 폴리우레탄 및 이것들의 조합으로부터 선택된 수지를 포함하는 코팅된 기판.
  6. 청구항 2 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도펀트가 산화마그네슘을 포함하고; 상기 제1 막 형성 조성물이 선택적으로 착색되는 에폭시 수지를 포함하는 코팅된 기판.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 도펀트가 인산철 이외의 부식 억제제를 포함하고, 상기 제1 막 형성 조성물이 폴리실록산 또는 폴리우레탄을 포함하는 코팅된 기판.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 막 형성 조성물이 폴리실록산 및 선택적으로 에폭시 수지를 포함하는 코팅된 기판.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 도펀트가 부식 억제제를 포함하고, 상기 제1 막 형성 조성물이 아연 또는 안료를 포함하는 코팅된 기판.
  10. 청구항 7 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부식 억제제가 인산아연, 산화마그네슘, 에폭시 수지 또는 이것들의 조합을 포함하는 코팅된 기판.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 막 형성 층의 적어도 일부에 적용된 제2 막 형성 조성물을 추가로 포함하는 코팅된 기판.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 제2 막 형성 조성물이 폴리실록산, 에폭시 수지, 폴리우레탄 및 이것들의 조합으로부터 선택된 수지를 포함하는 코팅된 기판.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 도펀트가 산화마그네슘을 포함하고, 상기 제1 막 형성 조성물이 아연을 포함하고, 상기 제1 막 형성 조성물의 상단(top)에 적용된 제2 막 형성 조성물을 추가로 포함하고, 상기 제2 막 형성 조성물이 폴리실록산 및 선택적으로 폴리에폭시드를 포함하는 코팅된 기판.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 제1 막 형성 조성물이 폴리에폭시드 및/또는 실리케이트 또는 임의의 다른 세라믹을 추가로 포함하는 코팅된 기판.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 도펀트가 노볼락 에폭시 수지를 포함하고, 상기 막 형성 조성물이 폴리에폭시드를 포함하는 코팅된 기판.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 코팅된 기판이, ISO 2812-1:2007에 의해 측정된, 지방산에 대한 내성을 나타내는 코팅된 기판.
  17. 청구항 1에 있어서, 상기 도펀트가 인산아연을 포함하고, 상기 제1 막 형성 조성물이 아연을 포함하며, 상기 제1 막 형성 조성물의 상단에 적용된 제2 막 형성 조성물을 추가로 포함하고, 상기 제2 막 형성 조성물이 폴리실록산 및 선택적으로 폴리에폭시드를 포함하는 코팅된 기판.
  18. 청구항 1 내지 17 중 어느 한 항에 있어서, 상기 막 형성 조성물 중 적어도 하나가 팽창성(intumescence)을 나타내는 코팅된 기판.
  19. 청구항 1 내지 17 중 어느 한 항에 있어서, 상기 막 형성 조성물이 사전 제작 숍 코팅 또는 숍 프라이머 (pre-fabricated shop coating or shop primer)를 포함하는 코팅된 기판.
  20. 수송수단(vehicle); 산업용 보호 구조물; 변압기 하우징; 모터 제어 엔클로져(motor control enclosure); 철도차량 컨테이너; 플랫폼, 파이프, 탱크, 용기(vessel), 및 이것들의 지지물로부터 적합하게 선택된 터널, 석유 또는 가스 산업 부품; 선박 부품; 자동차 차체 부품; 항공우주산업 부품; 파이프라인; 저장 탱크; 풍력 터빈 부품; 범용 강철 표본으로부터 적합하게 선택된 청구항 1 내지 19 중 어느 한 항의 기판을 포함하는, 물품.
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