KR870001092B1 - 전환피막처리된 금속표면의 후처리 방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

전환피막처리된 금속표면의 후처리 방법
본 발명은 금속표면 처리방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 개량된 부식 저항 및 페인트 접착성을 부여하기 위해 전환피막처리된 금속표면을 후처리하는 방법에 관한 것이다.
부식저항 및 페인트 접착성을 증진시키기 위해 금속표면에 보호 피막처리하는 방법은 금속가공 및 기타 금속기술에서 잘 알려져 있다.
금속표면에 보호피막처리하는 일반적인 기술은 인산염이온을 함유하는 용액으로 금속표면에 접촉시켜 금속표면에 부식저항성 및 비반응성 인산 복합체 피막을 형성시키는 것을 포함한다. 이러한 피막은 쉽게 산화되기 쉽고 화학적으로 활성인 표면으로부터 금속표면을 전환시키며 본 기술에서는 소위 ″전환피막처리″라 불리운다.
전환피막의 부식저항성은, 인산염으로 처리된 금속표면을 6가 크롬 화합물을 함유하는 묽은 산성 수용액과 같은 후처리용액으로 다시 처리함으로써 증진될 수 있다. 그러나, 크롬 후처리 용액 및 방법이 효과적인 것으로 알려져 있을지라도, 6가 크롬을 함유하는 폐수는 인체에 대단히 유해하고 그 처리에는 고가의 비용이 드는 등의 단점이 있으므로 최근에 전환피복물에 대한 크롬 함유 후처리에 대신 사용할 화합물을 발견하려는 노력을 해왔다.
본 발명에 따라서, 인산염화 또는 전환피막처리된 금속표면을 후처리하기 위한 신규방법에 사용하기 위해 6가 크롬 화합물 함유 용액 대신 사용되는 조성물이 제공된다. 본 발명의 용액 및 후처리 방법은 전환
Figure kpo00001
피막처리된 금속표면의 부식저항 및 페인트 접착성을 촉진시키는데 효과적이다. 더우기 본 발명은 하기 기술로부터 쉽게 이해할 수 있으며, 하기에서 모든 백분율은 별도 지시가 없는 한 중량기준이다.
본 발명에 따라서, 후처리 용액으로서 전환 피막처리된 금속표면을 접촉시키는데 잘 이용되는 조성물은 하기 구조식을 갖는 화합물 및 그 금속염으로부터 선정된 후처리 화합물을 포함한다.
(상기식에서, n은 약 5-100이고 ; 각 X는 H 또는 CRR1OH로부터 독자적으로 선정되며 ; 각 R 및 R1은 탄소수 1-12인 지방족 또는 방향족 유기 부분으로부터 독자적으로 선정된다.)
폴리-4-비닐 페놀과 포름알데하이드의 반응 생성물로부터 얻어지는 바와 같이 X중 적어도 하나는 CH2OH이다. 본 발명은, 전환피막처리된 금속표면의 부식저항 및 페인트 접착성을 촉진시키기 위해서 전환피막처리된 금속표면을 본 발명의 용액으로 접촉시키는 후처리 방법을 포함한다.
금속표면에 전환피막을 형성시키기 위한 용액 및 방법은 어메리칸 써싸이티 퍼 메탈스의 메탈 핸드북(Metel Handbook), Ⅱ권, 8판, 529-547페이지와 메탈 피니싱 가이드북 앤드 디렉터리(Metal Finishing Guide book and Directory), 590-603페이지(1972)에 잘 알려져 있으며 본 발명에서 참고로 한다.
전형적으로, 전환 피막처리는 다음 단게를 포함한다.
1. 세척
2. 수세
3. 적당한 인산염, 크롬산염 또는 이와 유사한 종래 용액과의 접촉에 의한 전환피막의 형성
4. 수세
5. 후처리용액 이용 그리고
6. 임의적인 표면 건조
본 발명은 후처리 용액을 이용하는 단계를 제공한다. 이와같은, 본 발명은 희석 용액 형태일때 공정에 사용하기 위해 이용되는 후처리 조성물을 제공하는데. 이 공정에서 전환피막처리된 금속표면은 표면의 부식저항 및 페인트 접착성을 증진시키기 위해서 상기 후처리 조성물과 접촉된다. 본 발명은 여러 형태의 전환피막처리된 금속표면에 유용하다. 적당한 전환피막처리 조성물로 전환 피막처리될 수 있는 표면을 갖는 금속의 예로는 아연 ; 철 ; 알루미늄 ; 냉연, 연마, 산세척 및 열연 강과 아연도금강이 있다. 전환피막처리 용액의 예로는 인산철, 인산마그네슘, 인산아연, 칼슘 또는 마그네슘이온으로 변형된 인산아연을 포함한다.
본 발명의 방법 및 조성물을 이용하는 전형적인 금속처리 조작에서, 표면으로부터 그리이스(grease) 및 오물을 제거하기 위해서 화학적 또는 물리적 방법에 의해서 처리될 금속을 먼저 세척한다.
이 세척 공정후에 전환피막처리 용액을 종래 방법에 이용한다. 전환피막처리된 표면을 수세하고 본 발명의 후처리용액을 즉시 이용한다.
본 발명의 후처리 조성물은 하기 구조식을 갖는 후처리 화합물 또는 그 금속염의 용액이다.
Figure kpo00002
상기식에서, n은 약 5-100이며, 각 X는 H 또는 CRR1OH로부터 독자적으로 선정되며, 각 R 및 R1은 탄소수 1-12인 지방족 또는 방향족 유기부분으로부터 독자적으로 선정된다.
물론, 본 발명의 양호한 후처리 화합물은 폴리-4-비닐페놀 또는 그 유도체이다. 또한 폴리-4-비닐 페놀 또는 그 유도체의 말단기는 중합체를 중합시키는데 이용되는 특정 개시제에 따라 수소 또는 기타 부분일 수 있다.
예를 들자면 부틸 하이드로프록사이드를 개시제로 사용할 때는
Figure kpo00003
Figure kpo00004
Figure kpo00005
에 의하여 말단기가 한쪽에는 H이며 다른 쪽에는 OH일 수 있다.
상기 구조식 범위내의 폴리-4-비닐페놀의 유도체는, 폴리-4-비닐페놀을 적당한 알데히드 또는 케론과 반응시킴으로 제조될 수 있다. 예를들면, X가 CH2OH인 폴리-4-비닐페놀-포름알데히드 유도체는 70% 고체상태에서 폴리-4-비닐페놀을 에탄올에 용해시키고, 페놀 부분 20%를 수산화 나트륨으로 중화시킨 다음 그 용액을 물로 희석한 수 60℃에서 6시간 동안 포름알데히드와 반응시킴으로서 제조될 수 있다.
반응식을 설명하면
Figure kpo00006
와 같이 된다고 볼 수 있다.
포름알데히드와 폴리-4-비닐페놀이 1 : 1 또는 기타 몰비로 반응될 수 있다. 상기 1 : 1 비율에서 반응 용액은 점성이 커서 반응하기가 어렵다.
폴리-4-비닐페놀과 그 유도체는 유기용매에 용해할 수 있으며, 에탄올과 같은 유기용매에 용해될 때 후처리에 사용될 수 있다. 그러나, 수용액으로 부터 후처리 화합물을 이용하는 것이 바람직하며, 폴리-4-비닐페놀 및 그 유도체는 금속염을 생성하기 위해서 수산화칼륨 또는 나트륨과 같은 수산화금속으로 페놀 그룹 15-100%를 중화함으로써 수용성으로 제조될 수 있다. 후처리제의 농도는 그 점도. 작업온도, 사용목적에 따라 적절히 선택될 수 있는 것으로 농도가 높으면 액의 소모가 많고 농도가 낮으면 내부식성이 모자랄 수 있다. 폴리-4-비닐페놀 또는 유도체 또는 염은 약 0.01-5중량%의 묽은 농도의 용액에서 후처리 단계에 사용할 것을 고려하였다. 실제로는 0.1-1%가 양호하다. 그러나, 용액을 저장 또는 운반과 같은 어떤 조건하에서, 그 용액의 농도가 진한 것이 양호하다.
이와 같이 처리 화합물 30%까지를 함유하는 용액이 제공될 수 있다. 상업적인 견지에서, 본 발명의 적당한 농도는 후처리 화합물의 약 5-30%이다. 낮은 PH에서는 용해도가 낮은 페놀이 생성되는 등 침전이 생길 수 있으므로 처리화합물의 침전을 막기 위해서, 진하거나 묽은 용액의 PH는 적어도 약 8이다. 일반적으로, 약 8-12의 PH가 적당하다.
후처리단계에서 본 발명의 후처리 용액을 금속표면에 이용하는 방법은 어떤 종래 방법에 의해서 실시될 수 있다. 예를들면, 후처리 용액은 분무피복. 롤러피복 또는 침지에 의해서 이용될 수 있다. 이용된 용액의 온도는 광범위하게 변할 수 있지만 70°-160℉가 양호하다. 후처리용액을 금속표면에 이용한 후 수세하지 않고도 좋은 결과를 얻을 수 있을지라도, 표면은 임의적으로 수세될 수도 있다. 그러나, 어떤 목적을 위해서는 수세가 양호할 수 있다.
그다음 후처리된 금속표면은 건조된다. 건조는 공기순환 또는 오븐건조에 의해 실시될 수 있다. 실온건조가 이용될 수 있지만, 필요한 건조시간을 줄이기 위해서 승온을 이용하는 것이 양호하다.
건조후, 전환 피막처리되고 후처리된 금속표면은 페인팅에 대한 준비가 되어 있다. 표면은 브러시 페인팅, 분무 페인팅, 정전 피복, 침지, 롤러 피복 뿐만아니라 전기 피복과 같은 표준 페인트 또는 기타 피복이용 기술에 적당하다. 본 발명의 후처리단계의 결과로서, 전환피막처리표면은 페인트 접착성 및 부식방지성이 증진되었다.
본 발명은 다음 실시예로부터 더 쉽게 이해할 수 있으며 상기 실시예에서 수개의 판을 처리 및 실험하였다. 다음 과정은 각 판에 이용되었다.
각 판은 냉압연강이며, 강알카리 세척제로 먼저 세척된 다음 뜨거운 물로 완전 수세되었다. 철 인산피막처리제 파커(parker) 회사의 본더라이드〔(Bonderite)*1,000〕을 분무 이용에 의해 140-160℉에서 깨끗한 판 표면에 이용하여 전환 피막을 형성한 다음 차거운 물로 수세하였다. 특정예의 후처리 또는 기타 용액을 즉시 140℉ 내지 160℉에서 전환 피막처리된 표면에 이용하였다. 처리된 판을 탈이온화된 물로 수세한 후 350℉의 오븐에서 5분동안 가열하였다.
가열된 열경화성에나멜로 각판을 페인트하였다.
염분무 부식저항은 ASTMB 117-61로 측정되었다.
금속이 나타날 때까지 모퉁이에서 모퉁이까지 “X″형으로 페인트를 날카로운 칼로 긁었다.그다음 95℉의 5% 기포된 염화나트륨 용액을 함유하는 염분무 케비넷에 넣었다. 각 판을 용액 상부에 위치하여 놓고 염용액을 분무노즐에 의해 공기 속으로 연속 분무시켰다. 판을 염분무로 504시간동안 실험하였다. 하기와같이, 각판을 긁힌 부위로 부터 1/16인치 단위로 페인트 손실량의 등급을 매겼다(페인트 손실이 없는 경우를 N이라 함). 숫자는 부식의 번진 범위를 인치로 나타낸 것이다. 이와같이, 0-1은 0-1/16인치의 번진범위를 나타낸다.
습도 부식저항은 ASTM 2247-64T에 따라 측정되었다. 상기 나타낸 바와 같이, 판은 기포의 수치로 등급되었다. 매우 작은 크기에 대해서는 9로부터 매우 큰 것에 대해서는 1까지 변함. 10은 기포가 없다는 것을 나타냄.
[실시예]
Figure kpo00007
상기 실시예의 결과로부터 본 발명에 따른 인산염화 금속표면을 후처리하면, 물질에 대한 염분무 및 습도저항이 좋다는 것을 나타내고 있다.

Claims (12)

  1. (정정) 전환피막처리된 금속표면을 후처리하는 방법에 있어서 상기 표면을 하기 구조식을 갖는 화합물, 그 알카리 금속염 및 알카리토금속염으로 구성되는 군으로부터 선택된 후처리 화합물을 PH는 8 이상으로 유지하고 상온 이상 비등점하에서 상기 금속표면과 접촉시키는 것을 특징으로 하는 전환피막처리된 금속표면의 후처리 방법
    Figure kpo00008
    상기식에서
    n은 약 5-100이고
    각 X는 H 또는 CRR1OH로부터 개별적으로 선택되고,
    각 R 및 R1은 탄소수가 1-12인 지방족 또는 방향족 유기부분에서 개별적으로 선택된다.
  2. (신설) 제1항에 있어서 상기 후처리 화합물이 적어도 하나의 X가 CH2OH인 방법
  3. (신설) 제1항에 있어서 상기 후처리 화합물이 폴리-4-비닐페놀과 알데히드의 반응생성물인 방법
  4. (신설) 제1항에 있어서 상기 후처리 화합물이 금속염의 수용액인 방법
  5. (신설) 제4항에 있어서 적어도 하나의 X가 CH2OH인 방법
  6. (신설) 제4항에 있어서 상기 금속염의 농도가 약 0.01-약 5중량%인 방법
  7. (신설) 제6항에 있어서 상기 금속염의 농도가 약 0.1-약 1중량%인 방법
  8. (신설) 제1항에 있어서 상기 후처리 화합물이 폴리-4-비닐페놀인 방법
  9. (신설) 제8항에 있어서 상기 금속표면이 폴리-4-비닐페놀을 포함하는 유기용액과 접촉하는 방법
  10. (신설) 제1항에 있어서 상기 후처리 화합물이 폴리-4-비닐페놀의 금속염인 방법
  11. (신설) 제1항에 있어서 상기 후처리 화합물이 폴리-4-비닐페놀과 케톤의 반응생성물인 방법
  12. (신설) 제3항에 있어서 알데히드가 포름알데히드인 방법
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