KR970009357B1 - 고내후성 아연계 방청 도료 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

고내후성 아연계 방청 도료

도1은 본 발명 도료 도포후의 단면도,

도2는 본 발명 도료 방식 원리 개념도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 구형의 알미늄 입자 2 : 구형의 아연 입자

3 : 유기 에폭시 용매 4 : 아연 부식 생성물

5 : 강판

본 발명은 각종 강교량, 화학설비, 전력 시설 등의 철강 구조물에 사용되는 철강 재료용 고내후성 아연계 방청 도료에 관한 것이다.

산업 기계, 화학 설비, 전력 시설, 건축물 등 각종 철강 구조물에 사용되는 철강 재료들은 그 표면 보호와 방식성을 형성하기 위해 금속 표면에 페인트를 도포하는 페인트 도장 방법을 널리 채택하고 있다. 최근에는 도료의 주성분이 아연 분말과 용매로 되어 있는 아연도료의 사용이 증대되고 있다.

아연도료는 용매 종류에 따라 크게 무이 아연도료, 유기 아연도료로 분리되는데 이중 무기 아연도료는 일반적으로 전도체인 실리케이트 용매를 사용하여 유기 아연도료보다 방식 성능이 우수하나 도장시 강판 표면에 녹, 기름 기타 불순물이 존재하면 도막 부착력과 방식 성능이 떨어지며 상대적으로 가격이 비싸다. 유기 아연도료는 무기 아연도료보다 강판의 표면 상태에 영향을 적게 받고 상대적인 작업성이 좋고 가격이 저렴하므로 각종 강구조물에 하도로 많이 쓰이고 있다.

기존의 일반적인 유기 아연도료의 구성은 안료와 용매로 크게 분류되며 안료는 금속 분말로 평균 직경 2-10㎛의 아연 분말과 기타 공중 실리카(에오로씰, SiO₂), 벤토나이트(bentonite) 등 무기계 체질 안료로 구성되며 용매는 부도체인 유기에폭시, 염화고무계 등의 수지와 경화제, 첨가제로 구성된다.

이러한 기존의 유기 아연도료는 2가지 작용으로 철강 재료를 부식으로부터 보호하는데 첫째는 도료속에 포함되어 있는 아연 분말의 희생 양극 방식 작용에 의해 철강재의 부식을 제어하는 것이고, 둘째는 유기 용매가 각종 부식성 인자들의 도막 침투를 막는 보호막 작용에 의해 철강 재료의 부식을 제어하는 것이다. 이러한 2가지의 방식 작용으로 유기 아연도료는 우수한 방식 성능을 나타낸다고 알려져 있다. 그러나 기존의 유기아연도료는 주방식 원리가 도료의 성분중 아연 분말의 전기 화학적 희생 방식 작용을 이용하여 방식성을 발휘하는 것임으로 부도체인 용액에서 아연 분말 상호 및 아연분말과 철강 재료의 계면에서 아연 분말이 철강에 대해 양극 작용을 하는 전기 회로의 성립이 필요하다. 그러므로 시간이 흐를수록 아연 분말이 희생방식 작용으로 부식되어 감에 따라 아연 분말의 소모와 아연의 희생 방식 성능이 떨어져 철강 재료에 대한 보호 작용을 장기간 수행할 수 없다. 또한 화학 공장 등의 매우 심한 부식성 환경에서는 아연 분말의 과다한 희생 방식 작용으로 발생하는 아연 부식 생성물이 부피 팽창을 일으키며 유기 아연도료의 도막 내부에서 도막 밖으로 빠져나오는 표면 백녹 발생과 기포 형성으로 결과적으로 도막을 파괴시키므로 각종 염소 이온, 아황산 가스 등의 부식성 인자들의 침투를 막는 방식 작용을 장기간 못하는 단점이 있다.

본 발명은 부도체 수지, 경화제 및 첨가제로 된 유기 용매에 분말 안료 및 체질 안료를 첨가하는 아연계 방청 도료에 있어서, 분말 안료 : 유기 용매의 중량비가 80 : 20∼90 : 10이 되도록 유기 용매와 분말 안료를 함유하고, 공중 실리카, 벤토나이트 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 1종의 체질 안료가 상기 유기 용매와 분말 안료의 중량을 기준으로 0.5∼1.5%로 첨가되며, 상기 분말 안료는 아연 분말과 알미늄 분말을 혼합한 혼합 분말 안료로, 아연 분말과 알미늄 분말의 크기비는 1 : 2∼4이고, 아연 분말과 알미늄 분말의 중량비는 70 : 30∼40 : 60이며, 상기 알미늄 분말의 입자 크기가 40㎛ 이하임을 특징으로 하는 고내후성 아연계 방청 도료에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.

통상 기존의 유기아연도료의 경우 안료중 아연 입자의 크기는 2-10㎛이고 일반적으로 도장시 도막두께가 50-75㎛ 정도이므로 알미늄 분말의 입자가 40㎛ 이상이 되면 알미늄 분말 1개의 직경이 도막 두께와 같아지므로 도막내에 알미늄과 아연 분말들이 치밀하게 존재하지 못하고 또한 도장이 잘 안되는 문제점이 있으므로, 첨가되는 알미늄 분말의 입자 크기는 직경이 40㎛ 이하가 되어야 한다.

또한 아연 분말과 알미늄 분말의 혼합비는 혼합 분말중 아연 분말의 비가 너무 크면 아연 부식 생성물이 쉽게 도막 밖으로 빠져 용해되어 나가고 아연 분말의 비가 너무 적으면 희생 방식 효과가 적으므로 아연 분발 : 알미늄 분말의 중량비는 70 : 30∼40 : 60으로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 알미늄 분말은 알미늄 표면의 산화성으로 인해 알미늄 분말의 표면이 화학 기호 AlO, Al₂O₃로 표시되는 산화 알미늄 물질로 될 수 있다.

도료에 있어서 안료 대 용매의 비율은 안료량이 너무 많은 경우에는 방청 도막에 기공이 많아져 방청 효과가 떨어지고, 너무 작은 경우에는 아연의 희생 방식 보호 작용이 떨어져 방청 효과가 감소하게 된다.

따라서 건조 도막중 안료와 용매의 혼합비는 통상 80 : 20~90 : 10이고, 이 혼합비 중에서 85 : 15가 보다 바람직하다.

또한 체질 안료는 도막의 후막화를 용이하게 하고 도료의 흐름 및 아연 입자의 침강을 방지하기 위하여 첨가되는 것으로써, 상기 체질 안료로는 통상의 것이면 어느 것이나 사용될 수 있다. 그 일례로는 공중 실리카(에어로씰), 벤토나이트 등을 단독으로 혹은 혼합하여 첨가할 수 있다. 첨가량은 유기 용매와 분말 안료의 중량에 대하여 0.5∼1.5%가 바람직하다. 도료중 체질 안료가 0.5중량% 미만이면 아연의 침강 방지 효과 및 후막화 효과를 기대할 수 없고 1.5중량%를 초과하면 도료중 안료의 표면적이 증대되어 도막 형상에 참여하는 수지 함량이 부족하게 되므로 도막결합력이 약화되는 단점이 있다. 또한 단독 첨가물보다는 공중 실리카 0.3-0.6중량% 및 벤토나이트 0.3-0.6중량%로 된 혼합물이 보다 바람직하다는 것은 공지된 사실이다.

한편, 상기 유기 용매는 통상 수지, 경화제 및 첨가제로 이루어지는데, 수지로는 에폭시 수지나 염화고무 수지등을 들 수 있다. 상기 경화제는 유기 수지의 경화를 목적으로 첨가되며, 그 첨가량은 용매 중량에 대하여 30-50%가 바람직하며, 40%가 보다 바람직하다.

경화제의 양이 너무 적으면, 도료 도장후 도막이 굳지 않게 된다.

상기 첨가제는 계면 활성 작용을 하는 것으로써, 그 첨가량은 용매 중량에 대하여 2-3% 정도가 바람직하며, 너무 적은 경우에는 균일한 도막을 얻기 힘들다. 상기와 같이 조성된 본 발명의 유기 아연-알미늄계 도료는 제1도에 나타난 바와 같이, 상대적으로 거대한 알미늄 분말(1) 사이에 아연 분말(2)가 치밀하게 있고 에폭시 수지(3)이 전체적으로 도막을 형성하고 있음을 알 수 있다.

도1에서, 미설명 부호 5는 강판을 나타낸다.

이하, 본 발명의 방식 원리를 설명하면 다음과 같다.

기존의 유기 아연도료가 심한 부식성 환경에서 아연의 희생 방식 작용으로 아연이 부식되어 아연 부식 생성물이 형성되면 도막이 파괴되거나 아연 부식 생성물에 의한 아연 입자와 아연 입자 사이 또는 아연 입자의 금속간의 전기회로의 단절로 더 이상의 방식 작용을 못하는 것과는 달리, 본 발명의 내식성과 전기 전도도가 우수하고 아연 분말 대비 입자 크기라 2-4배인 알미늄 분말을 첨가, 혼합물로써 도2에 나타낸 바와 같이, 알미늄 분말(1) 사이에 아연 입자(2)가 고르게 분포하게 되므로 아연의 희생방식 작용으로 생성되는 아연 부식 생성물(4)이 밖으로 용해되어 빠져나오지 못하고 알미늄 입자 사이에 축적되어 기공을 메꾸는 씰링(sealing) 작용을 하여 시간이 갈수록 도막이 더욱더 치밀하여져 장기 방식 기능을 나타낸다. 또한 희생 작용으로 부식된 아연이 도막밖으로 빠져나오지 못하므로 표면 백녹 발생과 기포 생성이 거의 없다.

따라서 본 발명의 유기 아연-알미늄 분말 혼합계 도료의 초기 방식 원리는 아연의 희생 방식 작용이고 장기 방식 원리는 알미늄 입자(1) 사이에 아연 부식 생성물(4)이 축적되어 나타나는 씰링 효과로 각종 부식성 인자들을 차단하는 보호막 역할임을 알 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

[실시예]

하기 표 1과 같이 조성되는 도료를 1mm×150mm=75mm인 일반강 강판에 75mm를 도포하고 건조하여 건조 도막을 형성한 다음 염수 분무 시험을 행하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

* 아연 평균 입자 : 7㎛

** 알미늄 평균 입자 : 20㎛

*** 체질 안료로는 안료와 용매의 중량을 기준으로 공중 실리카 0.5중량%와 벤토나이트 0.5중량%를 혼합하여 사용하였다.

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 유기 아연-알미늄 분말 혼합계 도료는 기존의 유기 아연도료보다 백녹 및 적녹 발생에서 매우 장시간 우수한 성능을 나타내어 결과적으로 각종 철강 구조물의 방식 기간을 연장함으로써 경제적으로도 유용한 효과를 제공하게 됨을 알 수 있다.

본 발명은 이러한 기존의 유기 아연도료의 단점을 개선하기 위해 제안된 것으로 아연분말의 희생 방식 작용으로 인한 유기 아연도료 내부 도막의 손상을 막고 내후성을 증대시키기 위한 수단으로 상기 기존의 유기 아연도료를 구성하는 안료 성분 중 아연 분말을 아연 분말 대비 입자 크기가 2∼4배인 상대적으로 거대한 알미늄 분말의 혼합 분말을 대체시킴으로써, 장시간 도막의 손상을 방지할 수 있고 또한 알미늄 입자의 뛰어난 전기 전도성으로 아연의 희생 방식 작용을 장시간 유지시킬 수 있는 매우 우수한 방식 성능을 발휘할 수 있는 고내후성 아연계 방청 도료를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

Claims (1)

1. 분말 안료 : 유기 용매의 중량비가 80 : 20∼90 : 10이 되도록 유기 용매와 분말 안료를 함유하고, 공중실리카, 벤토나이트 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택된 최소 1종의 체질 안료가 상기 유기용매와 분말 안료의 중량을 기준으로 0.5∼1.5%로 첨가되며, 상기 분말 안료는 아연 분말과 알미늄 분말을 혼합한 혼합 분말 안료로, 아연 분말과 알미늄 분말의 크기비는 1 : 2∼4이고, 아연 분말과 알미늄 분말의 중량비는 70:30∼40:60이며, 상기 알미늄 분말의 입자 크기가 40㎛ 이하임을 특징으로 하는 고내후성 아연계 방청 도료.