KR101046264B1 - Ceramic powder coating composion, steel pipe pile coated the same and process for preparing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 세라믹 분체도료 조성물, 이를 코팅한 강관말뚝 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a ceramic powder coating composition, a steel pipe pile coated with the same, and a manufacturing method thereof.
강관말뚝 및 금속 구조물은 설치 후 여러 요인의 부식 유발 인자에 의해 부식이 심하게 진행된다. 종래에는 구조물의 부식을 방지하기 위해 에폭시 분체 방청 프라이머 등의 철재 분체 방청 프라이머를 도장한 후 상도 분체 도료를 도장하거나 상도 분체도료를 2회 이상 두껍게 도장하여 부식을 방지하였다. Steel pipe piles and metal structures are highly corroded by various factors causing corrosion after installation. Conventionally, in order to prevent corrosion of the structure, after coating the steel powder rust primer such as epoxy powder rust preventive primer and to coat the top coat paint or the top coat paint twice or more thick to prevent corrosion.
특히 토목, 건측 등의 기초구조물에 사용하는 강관말뚝은 설치 후 부식이 매우 심하게 발생되어 특수 분체 철재용 방청 프라이머 또는 상도 분체의 도막 두께를 더욱 두껍게 도장하여 부식을 방지하는 시스템이 널리 사용되고 있다. In particular, steel pipe piles used for foundation structures such as civil engineering, construction, etc. are very severely corroded after installation, and a system for preventing corrosion by coating a thicker coating layer of a special anti-corrosive steel for steel or top powder is widely used.
그러나 분체 철재용 방청 프라이머를 선행 도장하는 경우에는 도장 시간이 길어지고 도장 또한 2회에 걸쳐 이루어져 층간 부착력 저하를 발생시킬 수 있으며, 더욱이 1회 마감 코팅보다 매우 비경제적이다. 상도 분체 도료를 2회에 걸쳐 두껍게 도장하는 시스템 역시 분체 철재용 방청 프라이머를 선행 도장하는 시스템과 동일한 문제점을 내포하고 있다.However, in the case of pre-coating powder iron rust preventive primer, the coating time is long and the coating is also performed twice, which may cause the deterioration of interlayer adhesion, and is more economical than the one-time finishing coating. The system for thickly coating the top coat powder coating twice includes the same problems as the system for precoating the antirust primer for powder steel.
이와 같은 종래의 코팅 방법에 의하여 도장된 강관말뚝 및 금속구조물은 방식 성능은 비교적 양호 하나 2회 코팅으로 인한 경제적 손실을 만회하기 위하여 1회 코팅으로 방식 성능과 내마찰 성능을 동시에 확보할 수 있는 강관말뚝 및 금속 구조물용 분체 도료의 연구가 계속적으로 진행되고 있다. Steel pipe piles and metal structures coated by the conventional coating method are relatively good in anticorrosive performance, but in order to make up for the economic loss due to the double coating, the steel pipe can be secured simultaneously with anticorrosive performance and frictional resistance performance by one coating. Research on powder coatings for piles and metal structures is ongoing.
본 발명은 세라믹 분체도료 조성물, 이를 코팅한 강관말뚝 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 철재용 방청 하도가 코팅되지 않고 1회 코팅으로 마감되고, 뛰어난 부식 차단 효과, 내 마찰 저항성, 부착력을 가지고 있어 기존 강관말뚝 및 금속 구조물용 분체 도료와 비교시 도막의 방청력, 내마모성, 접착력 등을 월등히 향상시키면서도 우수한 도막의 유연성을 확보하여 굴곡성, 충격성을 동시에 확보하며, 종래의 에폭시나 우레탄 분체도료에 비해 방청력, 내마모성이 우수한 세라믹 분체도료 조성물을 제공하고자 한다.The present invention relates to a ceramic powder coating composition, a steel pipe pile coated with the same, and a method for manufacturing the same, and more particularly, to finish with a single coating without coating the rust preventive coating for steel, and excellent corrosion blocking effect, friction resistance, and adhesion. Compared with powder coatings for steel pipe piles and metal structures, it significantly improves the anti-corrosion, abrasion resistance, and adhesive strength of coatings, and also secures the flexibility of coatings. Compared to the ceramic powder coating composition excellent in rust resistance and wear resistance.
본 발명의 일 구현예는 비스페놀 F형 에폭시 수지; 징크 또는 마그네슘 중에서 선택된 어느 하나 이상인 금속분말; 실리콘 실란 커플링제; 나노 이산화티타늄; 운모, 카올리나이트, 질석 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 나노 플레이크 분말; 크롬 카바이드, 텅스텐 카바이드, 니켈 및 카본 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 나노 금속파우더; 실리카, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탈크, 바륨 및 수산화알루미늄 중에서 선택되는 어느 하나 이상과 알루미나가 혼합된 무기 충진제를 포함하는 세라믹 분체도료 조성물이다. One embodiment of the present invention bisphenol F-type epoxy resin; Metal powder which is at least one selected from zinc or magnesium; Silicone silane coupling agents; Nano titanium dioxide; Nanoflake powder which is at least one selected from mica, kaolinite and vermiculite; Nano metal powders of any one or more selected from chromium carbide, tungsten carbide, nickel and carbon; A ceramic powder coating composition comprising an inorganic filler in which alumina is mixed with at least one selected from silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, talc, barium and aluminum hydroxide.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 비스페놀 F형 에폭시 수지 25 내지 50중량%; 상기 징크 또는 마그네슘 중에서 선택된 어느 하나 이상인 금속분말 25 내지 50중량%; 상기 실리콘 실란 커플링제 1 내지 5중량%; 상기 나노 이산화티타늄 1 내지 5중량%; 상기 나노 플레이크 분말 3 내지 20중량%; 상기 나노 금속파우더 3 내지 15중량%; 상기 무기 충진제 1 내지 20중량%를 포함하는 세라믹 분체도료 조성물이다. Another embodiment of the present invention 25 to 50% by weight of the bisphenol F-type epoxy resin; 25 to 50% by weight of any one or more metal powders selected from the above zinc or magnesium; 1 to 5% by weight of the silicone silane coupling agent; 1 to 5% by weight of the nano titanium dioxide; 3 to 20% by weight of the nano flake powder; 3 to 15% by weight of the nano metal powder; Ceramic powder coating composition containing 1 to 20% by weight of the inorganic filler.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 비스페놀 F형 에폭시 수지는 당량이 300 내지 4500g/eq인 것을 특징으로 하는 세라믹 분체도료 조성물이다. Another embodiment of the present invention is a ceramic powder coating composition characterized in that the bisphenol F-type epoxy resin is equivalent to 300 to 4500g / eq.
본 발명의 다른 일 구현 예는 상기 징크는 입자 크기가 2 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 세라믹 분체도료 조성물이다. Another embodiment of the present invention is a ceramic powder coating composition, characterized in that the zinc has a particle size of 2 to 10㎛.
본 발명의 다른 일 구현 예는 상기 마그네슘은 입자 크기가 3 내지 13㎛인 것을 특징으로 하는 세라믹 분체도료 조성물이다. Another embodiment of the present invention is the ceramic powder coating composition, characterized in that the magnesium has a particle size of 3 to 13㎛.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 실리콘 실란 커플링제는 하기 화학식 1로 표시되는 반응기(reactive group)가 6개인 것을 특징으로 하는 세라믹 분체도료 조성물이다. Another embodiment of the present invention is a ceramic powder coating composition, characterized in that the silicon silane coupling agent is six reactive groups represented by the following formula (1).
<화학식 1><Formula 1>
(상기 식에서, R은 메틸기이고, x는 2 내지 6인 정수이고, y는 2 내지 6인 정수이다.)(Wherein R is a methyl group, x is an integer of 2 to 6, and y is an integer of 2 to 6).
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 나노 이산화티타늄은 입도가 10 내지 100㎚인 것을 특징으로 하는 세라믹 분체도료 조성물이다. Another embodiment of the present invention is a ceramic powder coating composition, characterized in that the nano titanium dioxide has a particle size of 10 to 100nm.
본 발명의 다른 일 구현 예는 상기 나노 플레이크 분말은 두께가 10 내지 400㎚이고, 장길이가 0.1 내지 5㎛인 것을 특징으로 하는 세라믹 분체도료 조성물이다. Another embodiment of the present invention is a ceramic powder coating composition characterized in that the nano flake powder has a thickness of 10 to 400nm, the long length of 0.1 to 5㎛.
본 발명의 다른 일 구현 예는 상기 나노 금속파우더는 입도가 50 내지 400㎚인 것을 특징으로 하는 세라믹 분체도료 조성물이다. Another embodiment of the present invention is a ceramic powder coating composition, characterized in that the nano-metal powder has a particle size of 50 to 400nm.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 무기 충진제는 알루미나를 10중량% 이상으로 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 분체도료 조성물이다. Another embodiment of the present invention is a ceramic powder coating composition, characterized in that the inorganic filler comprises at least 10% by weight of alumina.
본 발명의 다른 일 구현예는 상기 세라믹 도료 조성물이 코팅된 강관말뚝이다. Another embodiment of the present invention is a steel pipe pile coated with the ceramic coating composition.
본 발명의 다른 일 구현예는 강관말뚝의 외부 표면에 있는 녹 및 이물질을 제거하는 단계(S1); S1 단계 후 100 내지 180℃에서 5분 내지 1시간 동안 가열하는 단계(S2); S2 단계 후 상기 세라믹 도료 조성물을 사용하여 50 내지 200㎛의 두께로 코팅하는 단계(S3)를 포함하는 강관말뚝의 제조방법이다.Another embodiment of the present invention to remove the rust and foreign matter on the outer surface of the steel pipe pile (S1); Heating at 100 to 180 ° C. for 5 minutes to 1 hour after step S1 (S2); After the step S2 using the ceramic coating composition is a method of manufacturing a steel pipe pile comprising the step (S3) of coating in a thickness of 50 to 200㎛.
본 발명에 따른 세라믹 분체도료 조성물은 철재용 방청 하도가 코팅되지 않고 1회 코팅으로 마감되고, 뛰어난 부식 차단 효과, 내 마찰 저항성, 부착력을 가지고 있어 기존 강관말뚝 및 금속 구조물용 분체 도료와 비교시 도막의 방청력, 내마모성, 접착력 등을 월등히 향상시키면서도 우수한 도막의 유연성을 확보하여 굴곡성, 충격성을 동시에 확보하며, 종래의 에폭시나 우레탄 분체도료에 비해 방청력, 내마모성이 우수한 장점을 얻을 수 있다. Ceramic powder coating composition according to the present invention is not coated with anti-corrosion coating for steel, finished in one coating, and has excellent corrosion-blocking effect, friction resistance, and adhesion, compared with conventional steel pipe piles and powder coatings for metal structures. The anti-corrosion, abrasion resistance, adhesive strength and the like significantly improve the flexibility of the excellent coating film to ensure the flexibility and impact properties at the same time, compared with the conventional epoxy or urethane powder coating, it can be obtained the advantages of anti-rust and wear resistance.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 비스페놀 F형 에폭시 수지; 징크 또는 마그네슘 중에서 선택된 어느 하나 이상인 금속분말; 실리콘 실란 커플링제; 나노 이산화티타늄; 운모, 카올리나이트, 질석 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 나노 플레이크 분말; 크롬 카바이드, 텅스텐 카바이드, 니켈 및 카본 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 나노 금속파우더; 실리카, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탈크, 바륨 및 수산화알루미늄 중에서 선택되는 어느 하나 이상과 알루미나가 혼합된 무기 충진제를 포함하는 세라믹 분체도료 조성물을 제공하는 것이다. According to one embodiment of the present invention, a bisphenol F-type epoxy resin; Metal powder which is at least one selected from zinc or magnesium; Silicone silane coupling agents; Nano titanium dioxide; Nanoflake powder which is at least one selected from mica, kaolinite and vermiculite; Nano metal powders of any one or more selected from chromium carbide, tungsten carbide, nickel and carbon; It is to provide a ceramic powder coating composition comprising an inorganic filler in which alumina is mixed with at least one selected from silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, talc, barium and aluminum hydroxide.
상기 비스페놀 F형 에폭시 수지는 세라믹 분체도료 조성물 중에 25 내지 50중량%, 바람직하게는 30 내지 45중량%의 함량으로 포함된다. 상기 비스페놀 F형 에폭시 수지의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 접착력, 유연성, 충격성을 확보할 수 있다. 상기 비스페놀 F형 에폭시 수지의 함량이 25중량% 미만인 경우 바인더로서의 충분한 역할을 할 수 없어 접착력이 떨어져 충격성 및 유연성이 저하되며, 50중량%를 초과하는 경우 기타 성분의 함량이 부족하여 내식성, 내마모성 등의 물성이 저하된다. The bisphenol F-type epoxy resin is contained in the content of 25 to 50% by weight, preferably 30 to 45% by weight in the ceramic powder coating composition. When the content of the bisphenol F-type epoxy resin is in the above range it can ensure the adhesion, flexibility, impact properties. When the content of the bisphenol F-type epoxy resin is less than 25% by weight can not play a sufficient role as a binder, the adhesive strength is lowered, impact and flexibility is lowered, if more than 50% by weight of the other components lack the content of corrosion resistance, wear resistance, etc. The physical properties of are lowered.
상기 비스페놀 F형 에폭시 수지는 당량이 300 내지 4500g/eq, 바람직하게는 900 내지 1350g/eq인 것이 바람직하다. 상기 비스페놀 F형 에폭시 수지의 당량이 상기 범위 내에 있는 경우 충격성, 접착력 및 유연성을 확보할 수 있는 장점이 있다. The bisphenol F-type epoxy resin is equivalent to 300 to 4500g / eq, preferably 900 to 1350g / eq. When the equivalent weight of the bisphenol F-type epoxy resin is in the above range, there is an advantage that can secure the impact, adhesion and flexibility.
상기 징크 또는 마그네슘 중에서 선택된 어느 하나 이상인 금속분말은 도료에서의 방청안료 성분으로 방식성능을 부여, 기계적 강도 보강 등의 역할을 하는 것으로 세라믹 분체도료 조성물 중에 25 내지 50중량%의 함량으로 포함된다. 상기 징크 또는 마그네슘 중에서 선택된 어느 하나 이상인 금속분말의 함량이 25 중량% 미만인 경우 기계적 강도 향상이 미비하며, 특히 방청력이 현저히 불량해지고, 50 중량%를 초과하는 경우 임계 안료 체적 농도를 초과하여 도료 제조가 곤란하고 도막 물성이 급격히 떨어진다. The metal powder, which is at least one selected from zinc or magnesium, is added in an amount of 25 to 50% by weight in the ceramic powder coating composition to impart anticorrosive performance as an anti-corrosive pigment component in paint and to enhance mechanical strength. When the content of the metal powder, which is at least one selected from zinc or magnesium, is less than 25% by weight, the improvement of mechanical strength is inadequate, in particular, the anti-rusting property is remarkably poor, and when the content is greater than 50% by weight, the paint is produced in excess of the critical pigment volume concentration. Is difficult and the film properties drop sharply.
상기 징크 또는 마그네슘 중에서 선택된 어느 하나 이상인 금속분말에서 상기 징크는 입자 크기가 2 내지 10㎛인 것이 바람직하다. 상기 징크의 입자 크기가 상기 범위 내에 있는 경우 뛰어난 방식성능을 얻을 수 있다. In the metal powder which is at least one selected from zinc or magnesium, the zinc has a particle size of 2 to 10 μm. Excellent anticorrosive performance can be obtained when the particle size of the zinc is within the above range.
상기 징크 또는 마그네슘 중에서 선택된 어느 하나 이상인 금속분말에서 상기 마그네슘은 입자 크기가 3 내지 13㎛인 것이 바람직하다. 상기 마그네슘의 입자 분포가 상기 범위 내에 있는 경우 상기 징크와 같이 뛰어난 방식성능을 수 있다. In the metal powder of at least one selected from zinc or magnesium, the magnesium has a particle size of 3 to 13 μm. When the particle distribution of the magnesium is in the above range it can have an excellent anticorrosive performance as the zinc.
상기 실리콘 실란 커플링제는 세라믹 분체도료 조성물 중에 1 내지 5중량%의 함량으로 포함된다. 상기 실리콘 실란 커플링제의 함량이 1중량% 미만인 경우 접착력 상승의 효과가 미비하며, 5중량%를 초과하는 경우 접착력의 상승 효과가 미비하다. The silicone silane coupling agent is included in an amount of 1 to 5% by weight in the ceramic powder coating composition. When the content of the silicone silane coupling agent is less than 1% by weight, the effect of increasing the adhesive strength is insignificant, and when the content of the silicon silane coupling agent exceeds 5% by weight, the synergistic effect of the adhesive strength is insufficient.
상기 실리콘 실란 커플링제는 하기 화학식 1로 표시되는 반응기(reactive group)가 6개인 것이 바람직하다.
The silicon silane coupling agent is preferably six reactive groups represented by the following formula (1).
<화학식 1><Formula 1>
(상기 식에서, R은 메틸기이고, x는 2 내지 6인 정수이고, y는 2 내지 6인 정수이다.)
(Wherein R is a methyl group, x is an integer of 2 to 6, and y is an integer of 2 to 6).
일반적으로 사용되는 커플링제로는 아미노 실란, 에폭시 실란 등이 있으나, 상기 화학식 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 실리콘 실란 커플링제는 반응기가 6개인 것으로 가교밀도를 최적화하기 때문에 유연성, 내식성, 내충격성 특히 우수한 접착력 효과를 얻을 수 있는 것이다. Commonly used coupling agents include amino silane and epoxy silane, but as shown in the general formula (1), the silicone silane coupling agent according to the present invention has six reactors, which optimizes the crosslinking density, thereby providing flexibility, corrosion resistance, and impact resistance. In particular, excellent adhesive force effect can be obtained.
상기 나노 이산화티타늄은 세라믹 분체도료 조성물 중에 1 내지 5중량%의 함량으로 포함된다. 상기 나노 이산화티타늄의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 광촉매 효과를 가장 적절하게 얻을 수 있다. The nano titanium dioxide is contained in the content of 1 to 5% by weight in the ceramic powder coating composition. When the content of the nano titanium dioxide is in the above range can be obtained most appropriate photocatalytic effect.
상기 나노 이산화티타늄은 입도가 10 내지 100㎚인 것이 자외선 차단, 탈취, 항균성능 발휘에 가장 적합하다. The nano titanium dioxide having a particle size of 10 to 100nm is most suitable for exposing ultraviolet rays, deodorizing and antibacterial performance.
상기 운모, 카올리나이트, 질석 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 나노 플레이크 분말은 부식을 차단하는 역할을 하는 것으로 세라믹 분체도료 조성물 중에 3 내지 20중량%의 함량으로 포함된다. 상기 나노 플레이크 분말의 함량이 3중량% 미만인 경우에는 부식인자의 차단 효과가 떨어지고, 20중량%를 초과하는 경우에는 임계 안료 체적 농도를 초과하여 도료 제조가 곤란하고 도장 작업성이 급격히 떨어진다. Nano flake powder of any one or more selected from the mica, kaolinite, vermiculite serves to block the corrosion is contained in the content of 3 to 20% by weight in the ceramic powder coating composition. When the content of the nano flake powder is less than 3% by weight, the blocking effect of the corrosion factor is lowered, and when the content of more than 20% by weight exceeds the critical pigment volume concentration, paint production is difficult and coating workability is sharply reduced.
상기 나노 플레이크 분말은 두께가 10 내지 400㎚이고, 장길이가 0.1 내지 5㎛, 바람직하게는 100 내지 1000㎚인 것이 바람직하다. 상기 나노 플레이크 분말의 두께가 상기 범위 내에 있는 경우 내투습도가 뛰어난 플레이크층을 형성할 수 있는 장점이 있고, 장길이가 상기 범위 내에 있는 경우 일정한 방향(판상)으로 배열할 수 있는 장점이 있다. The nano flake powder has a thickness of 10 to 400nm, a long length of 0.1 to 5㎛, preferably 100 to 1000nm. When the thickness of the nano flake powder is in the above range has the advantage of forming a flake layer excellent in moisture permeability, and if the long length is in the above range has the advantage that can be arranged in a certain direction (plate).
상기 나노 플레이크 분말은 폴리머 기지 내에서 배열 상태가 매우 중요한데, 그 배열 상태는 폴리머 기지 내에서 수십 층의 판상 형태로 배열되어야 한다. 이를 위해서 고속/고온 분산 방법 외에 새로운 분산 방법이 사용될 수 있다. 일반적으로 용융 후 압출을 이용한 분산방법을 사용하고 있으나 이러한 방법으로는 나노 플레이크 분말을 분산 시킨 후 본 발명에서 원하는 입자 배열 형태를 확보하기가 불가능하다. The nano flake powder has a very important arrangement state in the polymer matrix, which should be arranged in the form of dozens of layers in the polymer matrix. To this end, a new dispersion method may be used in addition to the high speed / high temperature dispersion method. In general, a dispersion method using extrusion after melting is used, but in this method, it is impossible to secure a desired particle arrangement form after dispersing the nanoflake powder.
본 발명에서는 고상인 비스페놀 F형 에폭시 수지를 용융 후 RPM 2500 이상의 고속교반으로 나노 플레이크 분말을 분산하여 나노 플레이크 분말의 입자 배열을 판상형태로 균일하고 일정하게 만든 후 이를 다시 고상화하여 반제품으로 활용하는 방법을 실시하는 것이 바람직하다. In the present invention, after dissolving the solid bisphenol F-type epoxy resin by dispersing the nano flake powder at a high speed stirring of RPM 2500 or more to uniformly and uniformly arrange the particle arrangement of the nano flake powder in the form of a plate and then solidify it again to use as a semi-finished product It is preferable to carry out the method.
상기 크롬 카바이드, 텅스텐 카바이드, 니켈 및 카본 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 나노 금속파우더는 도막의 내 마모성 및 기계적 물성을 확보하는 역학을 하는 것으로 세라믹 분체도료 조성물 중에 3 내지 15중량%의 함량으로 포함된다. 상기 나노 금속파우더의 함량이 3중량% 미만인 경우 내마모성 및 기계적 물성 향상에 효과가 미비하며, 15중량%를 초과하는 경우 도막의 경도가 너무 높아 굴곡성, 충격성 등의 기계적 물성이 매우 떨어진다. The nano metal powder, which is at least one selected from chromium carbide, tungsten carbide, nickel, and carbon, is included in an amount of 3 to 15% by weight in the ceramic powder coating composition to perform dynamics to ensure wear resistance and mechanical properties of the coating film. When the content of the nano metal powder is less than 3% by weight, the effect of improving the wear resistance and mechanical properties is inadequate, and when the content of the nano metal powder exceeds 15% by weight, the hardness of the coating film is so high that mechanical properties such as flexibility and impact resistance are very poor.
상기 나노 금속파우더는 입도가 50 내지 400㎚인 것이 도막외관, 내마모성능 및 기계적 물성이 우수한 도막을 얻을 수 있는 점에서 바람직하다. It is preferable that the nano metal powder has a particle size of 50 to 400 nm in that a coating film excellent in coating appearance, abrasion resistance, and mechanical properties can be obtained.
상기 실리카, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탈크, 바륨 및 수산화알루미늄 중에서 선택되는 어느 하나 이상과 알루미나가 혼합된 무기 충진제는 세라믹 분체도료 조성물 중에 1 내지 20중량%의 함량으로 포함된다. 상기 무기 충진제의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 상호 보완작용에 의한 굴곡성, 내마모성, 기계적 물성 등의 상승효과를 얻을 수 있다. At least one selected from the group consisting of silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, talc, barium and aluminum hydroxide and alumina is included in an amount of 1 to 20% by weight in the ceramic powder coating composition. When the content of the inorganic filler is within the above range, synergistic effects such as bendability, abrasion resistance, and mechanical properties may be obtained by complementary actions.
상기 무기 충진제는 알루미나를 반드시 포함하는데, 이러한 이유는 무기충진재 자체의 경도가 높으며 구조상 도막의 치밀성을 높여주어 도막의 내마모성, 충격성 등의 기계적 물성이 향상되기 때문이다. 상기 무기 충진제는 상기 알루미나를 10중량% 이상, 바람직하게는 15 내지 30중량%로 포함하는 것이 내마모성 향상에서 바람직하다. The inorganic filler necessarily includes alumina, because the inorganic filler itself has a high hardness and structural density increases the mechanical properties such as wear resistance and impact resistance of the coating film. The inorganic filler is preferably at least 10% by weight, preferably 15 to 30% by weight in the improvement of wear resistance.
본 발명에서는 통상적으로 사용되는 경화제, 경화 보조제 등을 더 포함할 수 있다. In the present invention, a curing agent, a curing aid, and the like that are commonly used may be further included.
상기 경화제는 세라믹 분체도료 조성물 중에 5 내지 15중량%의 함량으로 포함된다. 상기 경화제의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 가교밀도가 뛰어난 효과를 얻을 수 있다. The curing agent is included in the content of 5 to 15% by weight in the ceramic powder coating composition. When the content of the curing agent is within the above range can be obtained an effect excellent in the crosslinking density.
상기 경화제로는 디시안디아마이드, 하이드라이즈드계, 프탈산무수물계, 지방족산무수물류 등을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. Examples of the curing agent include dicyandiamide, hydrated, phthalic anhydride, aliphatic acid anhydride, and the like, but are not limited thereto.
상기 경화 보조제는 세라믹 분체도료 조성물 중에 0.01 내지 1중량%의 함량으로 포함된다. 상기 경화 보조제의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 적합한 경화시간을 얻을 수 있다. The curing aid is included in an amount of 0.01 to 1% by weight in the ceramic powder coating composition. When the content of the curing aid is within the above range, a suitable curing time can be obtained.
상기 경화 보조제로는 아미다졸류, 아미다졸 변성 에폭시, 트리 페닐포스핀, 금속킬레이트 등을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. Examples of the curing aid include amidazoles, amidazole modified epoxy, triphenylphosphine, metal chelate, and the like, but are not limited thereto.
본 발명에 따른 세라믹 분체도료 조성물은 도막의 형성, 도막 물성의 향상 및 작업성 향상을 위하여 첨가제를 포함할 수 있는데, 상기 첨가제를 포함하는 경우 세라믹 분체도료 조성물 중에 1 내지 15중량%의 함량으로 포함된다. 상기 첨가제의 함량이 상기 범위 내에 있는 경우 도막외관, 평활도, 소포성능, 흐름성 등에서 우수한 효과를 얻을 수 있다. The ceramic powder coating composition according to the present invention may include an additive for forming a coating film, improving coating properties and improving workability. When the additive includes the additive, the ceramic powder coating composition may be included in an amount of 1 to 15% by weight in the ceramic powder coating composition. do. When the content of the additive is within the above range it can be obtained an excellent effect in coating film appearance, smoothness, defoaming performance, flowability and the like.
상기 첨가제로는 레벨링 및 핀홀 방지제, 흐름방지제 등을 들 수 있다. The additives include leveling and pinhole inhibitors, flow inhibitors and the like.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상술한 세라믹 도료 조성물이 코팅된 강관말뚝을 제공하는 것이다. According to another embodiment of the present invention, to provide a steel pipe pile coated with the above-described ceramic coating composition.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상술한 세라믹 도료 조성물이 코팅된 강관말뚝의 제조방법을 제공하는 것이다. According to another embodiment of the present invention, to provide a method for producing a steel pipe pile coated with the above-described ceramic coating composition.
상기 강관말뚝은 본 발명이 속한 분야에서 통상적으로 실시되는 방법으로강관말뚝의 외관에 상술한 세라믹 도료 조성물을 코팅할 수 있으며, 이를 구체적으로 설명하면, 강관말뚝의 외부 표면에 있는 녹 및 이물질을 제거하는 표면처리 단계(S1), S1 단계 후 100 내지 180℃에서 5분 내지 1시간 동안 가열하는 단계(S2), S2 단계 후 상술한 세라믹 도료 조성물을 사용하여 50 내지 200㎛의 두께로 코팅하는 단계(S3)를 포함하여 강관말뚝을 제조할 수 있다. 상기 코팅방법은 통상적인 방법으로 실시할 수 있으며, 일례로 침지식 방법과 분사식 방법으로 실시할 수 있다. The steel pipe pile may be coated with the above-described ceramic coating composition on the appearance of the steel pipe pile in a method commonly practiced in the field of the present invention, and in detail, removes rust and foreign matter from the outer surface of the steel pipe pile. After the surface treatment step (S1), the step S1, the step of heating at 100 to 180 ° C for 5 minutes to 1 hour (S2), after the step S2 using the above-described ceramic coating composition to a thickness of 50 to 200㎛ Steel pipe piles can be manufactured including (S3). The coating method can be carried out by a conventional method, for example, can be carried out by an immersion method and a spray method.
이때, 코팅 후 180℃에서 10분 동안 건조하는 단계(S4)를 더 실시할 수 있다. At this time, the step (S4) may be further carried out to dry for 10 minutes at 180 ℃ after coating.
상술한 제조방법으로 강관말뚝을 제조하는 경우 내마모성, 방식성, 내구력이 뛰어난 세라믹 분체도료가 강관말뚝 외부에 코팅되어 방식성 및 내구력이 우수한 친환경 강관말뚝을 제조할 수 있다.
When manufacturing the steel pipe pile by the above-described manufacturing method it is possible to produce an environmentally friendly steel pipe pile having excellent corrosion resistance and durability by coating the ceramic powder coating with excellent wear resistance, corrosion resistance, and durability.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 설명한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments and comparative examples of the present invention will be described. However, the following embodiments are merely preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.
실시예Example 1 및 2 1 and 2
하기 표 1에서 나타낸 바와 같은 조성으로 혼합하여 세라믹 분체도료 조성물을 제조한 후, 시편은 다음과 같은 방법으로 제조하였다. 시험철판은 두께 3.2T, 크기 75 ×150mm의 카본스틸 강판을 사용하였으며, 코팅은 샌드브라스트기를 사용하여 시험철판의 표면을 SSPC-SP10 이상으로 처리였으며, 표면처리된 시험시편을 150℃로 맞춰진 전기오븐에 넣어 20분간 예열한 후(이때 시편의 온도는 80~100℃가 되어야 함) 세라믹 도료 조성물을 100㎛으로 도장한 후 180℃에 맞춰진 전기 오븐에 10분간 건조시켜 시편을 제조하였다(이때 표면처리된 시편은 6시간 이내에 도장을 실시하여야 함).
After mixing to the composition as shown in Table 1 to prepare a ceramic powder coating composition, the specimen was prepared by the following method. The test steel plate was made of carbon steel sheet with thickness of 3.2T and size of 75 × 150mm, and the coating was treated with SSPC-SP10 or more by using sandblasting machine, and the surface treated test specimen was set to 150 ℃. After preheating for 20 minutes in an electric oven (the temperature of the specimen should be 80-100 ° C.), the ceramic coating composition was coated at 100 μm and then dried in an electric oven set at 180 ° C. for 10 minutes to prepare a specimen. Surface treated specimens must be painted within 6 hours).
주) (1) 비스페놀 F형 에폭시 수지: 에폭시 당량이 1100~1300 g/eq이다. Note) (1) Bisphenol F-type epoxy resin: Epoxy equivalent is 1100-1300 g / eq.
(2) 금속분말(징크): 입자 크기가 5㎛인 판상형 징크 플레이트이다. (2) Metal Powder (Zink): A plate-shaped zinc plate having a particle size of 5 µm.
(3) 금속분말(마그네슘): 입자 크기가 5㎛인 판상형 마그네슘 플레이트이다.(3) Metal powder (magnesium): A plate-shaped magnesium plate having a particle size of 5 mu m.
(4) 실리콘 실란 커플링제: 반응기가 6개이고, 화학식 1에서 R은 메틸기, x는 6, y는 6이다. (4) Silicone silane coupling agent: 6 reactors, in formula (1), R is a methyl group, x is 6, y is 6.
(5) 나노 이산화티타늄: 입도가 100㎚이다. (5) Nano titanium dioxide: The particle size is 100 nm.
(6) 나노 플레이크 분말: 두께가 100㎚이고, 장길이가 500㎚인 카올리나이트이다. (6) Nanoflake powder: Kaolinite having a thickness of 100 nm and a long length of 500 nm.
(7) 나노 금속파우더: 입도가 100㎚이고, 크롬 카바이드, 텅스텐 카바이드, 니켈 및 카본을 일정 함량으로 혼합시킨 것이다. (7) Nano metal powder: The particle size is 100 nm, and chromium carbide, tungsten carbide, nickel and carbon are mixed in a predetermined amount.
(8) 무기 충진제: 알루미나(CA50F, 한보) 25중량%, 탄산칼슘(NAC600, 한보) 38중량%, 바륨(NB0070, 한보) 37중량%(8) Inorganic filler: 25% by weight of alumina (CA50F, Hanbo), 38% by weight of calcium carbonate (NAC600, Hanbo), 37% by weight of barium (NB0070, Hanbo)
(9) 경화제: 디시안디아마이드(9) Curing agent: dicyandiamide
(10) 경화 보조제: 트리페닐 포스핀(10) Curing Aids: Triphenyl Phosphine
(11) 첨가제: 레벨링 및 크레터링 방지제 BYK-364P(BYK사), 흐름성 향상제 아크로날-4(BASF사)
(11) Additives: Leveling and anti-cuttering agent BYK-364P (BYK company), flow improver Akronal-4 (BASF company)
특성분석Characterization
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 시료를 분석하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
The samples prepared according to the Examples and Comparative Examples were analyzed and the results are shown in Table 2 below.
(NaOH 5%)KSM ISO 2812-1
(NaOH 5%)
(H2SO4 5%)KSM ISO 2812-1
(H 2 SO 4 5%)
(발청등급)Cass test
(Inventive grade)
상기 표 2에서 보는 바와 같이 실시예 1 및 2는 경화건조, 핀홀, 충격성, 내알카리성 및 내산성 물성이 비교예 1 및 2와 동등 수준을 유지하면서 비교예 1 및 2에 비하여 부착성이 보다 높고, 연필경도가 현저하게 높으면서도 굴곡성이 우수함을 알 수 있었다. 이때 굴곡성은 예를 들어, 실시예 1 및 2에서 4㎜ 두께를 가지는 봉에 굴곡을 가하여 크랙이 가지 않음을 의미하는 것으로 두께의 수치가 낮을수록 굴곡성이 우수함을 의미한다. 또한, 실시예 1 및 2가 비교예 1 및 2에 비하여 내오염성이 우수한 것을 알 수 있으며, 특히 CASS test시 부식방지 효과가 뛰어난 것을 알 수 있었다. 이로부터 본 발명에 따른 세라믹 분체도료 조성물은 고 내부식성능이 요구되는 강관 파일, 철 구조물 등에 적용이 가능함을 알 수 있다.
As shown in Table 2, Examples 1 and 2 have higher adhesion than Comparative Examples 1 and 2, while the hardening, pinhole, impact resistance, alkali resistance and acid resistance physical properties are maintained at the same level as Comparative Examples 1 and 2. It was found that the pencil hardness was remarkably high and the flexibility was excellent. At this time, the bendability means that the cracks do not go by applying a bend to a rod having a thickness of 4 mm in Examples 1 and 2, for example, and the lower the value of the thickness, the more excellent the bendability. In addition, it can be seen that Examples 1 and 2 are excellent in fouling resistance compared to Comparative Examples 1 and 2, and in particular, it was found that the corrosion resistance was excellent in the CASS test. From this it can be seen that the ceramic powder coating composition according to the present invention can be applied to steel pipe piles, steel structures, etc., which require high corrosion resistance.
본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다. All simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be seen to be included in the scope of the present invention.
Claims (12)
징크 또는 마그네슘 중에서 선택된 어느 하나 이상인 금속분말;
실리콘 실란 커플링제;
나노 이산화티타늄;
운모, 카올리나이트, 질석 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 나노 플레이크 분말;
크롬 카바이드, 텅스텐 카바이드, 니켈 및 카본 중에서 선택되는 어느 하나 이상인 나노 금속파우더;
실리카, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탈크, 바륨 및 수산화알루미늄 중에서 선택되는 어느 하나 이상과 알루미나가 혼합된 무기 충진제를 포함하는 세라믹 분체도료 조성물. Bisphenol F type epoxy resin;
Metal powder which is at least one selected from zinc or magnesium;
Silicone silane coupling agents;
Nano titanium dioxide;
Nanoflake powder which is at least one selected from mica, kaolinite and vermiculite;
Nano metal powders of any one or more selected from chromium carbide, tungsten carbide, nickel and carbon;
Ceramic powder coating composition comprising an inorganic filler mixed with at least one selected from silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, talc, barium and aluminum hydroxide and alumina.
상기 징크 또는 마그네슘 중에서 선택된 어느 하나 이상인 금속분말 25 내지 50중량%;
상기 실리콘 실란 커플링제 1 내지 5중량%;
상기 나노 이산화티타늄 1 내지 5중량%;
상기 나노 플레이크 분말 3 내지 20중량%;
상기 나노 금속파우더 3 내지 15중량%;
상기 무기 충진제 1 내지 20중량%;를 포함하는 세라믹 분체도료 조성물. According to claim 1, wherein the bisphenol F epoxy resin 25 to 50% by weight;
25 to 50% by weight of any one or more metal powders selected from the above zinc or magnesium;
1 to 5% by weight of the silicone silane coupling agent;
1 to 5% by weight of the nano titanium dioxide;
3 to 20% by weight of the nano flake powder;
3 to 15% by weight of the nano metal powder;
Ceramic powder coating composition comprising; 1 to 20% by weight of the inorganic filler.
<화학식 1>
(상기 식에서, R은 메틸기이고, x는 2 내지 6인 정수이고, y는 2 내지 6인 정수이다.)The ceramic powder coating composition of claim 1, wherein the silicone silane coupling agent has six reactive groups represented by the following Chemical Formula 1.
<Formula 1>
(Wherein R is a methyl group, x is an integer of 2 to 6, and y is an integer of 2 to 6).
S1 단계 후 100 내지 180℃에서 5분 내지 1시간 동안 가열하는 단계(S2);
S2 단계 후 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따라 제조된 세라믹 도료 조성물을 사용하여 50 내지 200㎛의 두께로 코팅하는 단계(S3)를 포함하는 강관말뚝의 제조방법.Removing rust and foreign matter on the outer surface of the steel pipe pile (S1);
Heating at 100 to 180 ° C. for 5 minutes to 1 hour after step S1 (S2);
After the step S2 using a ceramic coating composition prepared according to any one of claims 1 to 10 in a thickness of 50 to 200㎛ coating method of producing a steel pipe pile comprising a step (S3).
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