KR20020066058A - 내식성이 우수한 다크로 피막 코팅용 피막조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내식성이 우수한 다크로 피막 코팅용 피막조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 크롬이 포함된 무기산, Ni 탄산염, 환원제, 계면활성제 및 물을 함유시켜 제조된 피막조성물을 다크로 피막 위에 코팅하게 되면 내식성, 내후성 및 내약품성이 우수하고 방청효과가 개선되어 철은 물론 각종 합금 및 소결금속 등 금속방청처리 분야에 광범위하게 적용될 수 있는 내식성이 우수한 다크로 피막 코팅용 피막조성물에 관한 것이다.

Description

내식성이 우수한 다크로 피막 코팅용 피막조성물{Coating composition for dacrotized film with excellent corrosion resistance}

본 발명은 내식성이 우수한 다크로 피막 코팅용 피막조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 크롬이 포함된 무기산, Ni 탄산염, 환원제, 계면활성제 및 물을 함유시켜 제조된 피막조성물을 다크로 피막 위에 코팅하게 되면 내식성, 내후성 및 내약품성이 우수하고 방청효과가 개선되어 철은 물론 각종 합금 및 소결금속 등 금속방청처리 분야에 광범위하게 적용될 수 있는 내식성이 우수한 다크로 피막 코팅용 피막조성물에 관한 것이다.

다크로(dacro)는 미국 다이아몬드 샴록사에 의해 1990년에 개발되어 일본의 니뽄 다크로 샴록사가 계량하여 전세계에 보급하고 있으며 현재 자동차, 토목, 건축 등의 금속제품 방청처리 기술로 광범위하게 채택하여 사용중에 있다.

다크로는 플레이크(flake)상의 아연 및 알루미늄 금속분말 및 무기화합물이 포함된 수용액으로 이루어져 있으며, 이러한 다크로 수용액을 금속 표면에 딥코팅 또는 스핀코팅한 다음 고온에서 열처리하여 다크로 처리를 수행하게 된다.

그 결과, 열풍 건조 과정중에 피막의 건조와 경화공정으로 7 ∼ 8 ㎛의 피막이 형성된다. 다크로 조성물 중의 크롬산은 열처리 과정에서 mCr₂O₃nCrO₃의 중합체로 환원되어 적층피막을 형성하고 있는 금속 아연의 표면을 크로미네이팅한다. 피막을 구성하고 있는 금속 아연과 알루미늄은 자기희생작용(self sacrificing)을 하여 이온화 경향이 높은 아연금속의 전기적 작용에 의해 철의 부식을 억제 보호하게 된다. 이에, 중합체 상태의 크롬산은 아연의 자기회생을 조절 억제하여 피막의 바인더 역할과 함께 피막의 부동태화(passivation)를 이룸으로써 아연과 철의 화학반응을 억제하게 하여 부식의 진행속도를 늦추고 고성능의 방청능력을 발휘한다. 또한, 아연 및 알루미늄 후레이크, 금속산화물이 여러층 구조로 철 표면을 교대로 보호하여 외부의 부식인자로부터 장벽의 역할을 하는 장벽작용(barrier)을 나타내어 더욱 우수한 방청능력을 나타낸다.

다크로의 처리공정은 탈지(degreasing)->탈청(desealing)->코팅(dip & spin)->건조(heat curing)(->코팅->건조 1회 반복)으로 이루어지고 백색과 흑색의 두가지 색을 나타내며 기존의 H/W 류에 다량 적용중에 있다.

종래 백색 다크로 처리는 큰 문제는 없으나, 흑색 다크로 처리는 라인 조립시 분진의 비산 문제와 내식성을 맞추기 위하여 4코팅(원래는 2코팅)에 의한 투막 형성으로 나사산의 액이 고이고 토크 저하 등의 문제가 발생된다. 또한, 수출지역의 방청물질 향상 요구가 지속되어 보다 강력한 방청품질을 나타내는 신 표면처리기법이 요구되어 진다.

종래, 다크로 피막은 흑색 다크로 4코팅에 의한 후막형성으로 인한 문제점이 있어, 본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하고자 노력한 결과 크롬이 포함된 무기산, Ni 탄산염, 환원제, 계면활성제 및 물을 함유시켜 제조된 피막조성물을 다크로 피막 위에 코팅 후 열저리 공정을 반복 수행함으로써 상기한 문제점을 해결하고 특히 내식성, 내약품성이 우수하고 방청효과가 뛰어남을 알게 됨으로써 본 발명을 완성하게 되었다. 이러한 본 발명의 피막조성물은 철은 물론 각종 합금 및 소결금속 등 금속방청처리 분야에 광범위하게 적용될 수 있으며 본 발명에서는 이러한 내식성이 우수한 피막조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 물을 분산매로 하고 여기에 무기산 10 ∼ 25 중량%, Ni 탄산염 8 ∼ 10 중량%, 환원제 1 ∼ 5 중량% 및 계면활성제 2 ∼ 4 중량%가 함유되어 있는 내식성이 우수한 다크로 피막 코팅용 피막조성물을 그 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 종래 방청시스템이 우수한 다크로 코팅막 위에 추가로 코팅하여 흑화처리함으로써 내식성이 더욱 향상되고 미려한 흑화의 특징이 있는 다크로 피막 코팅용 피막조성물에 관한 것이다.

이에, 본 발명의 피막조성물을 구성하고 있는 각 조성에 대한 설명은 다음과같다.

먼저, 크롬을 포함하는 무기산은 흑화와 내식성 및 피막의 부착력 증대의 역할을 하고 상기 크롬을 포함하는 무기산은 크롬화합물 중에서 선택하여 사용한다. 이러한 크롬을 포함하는 무기산의 함량은 전체 조성물 중에서 10 ∼ 25 중량%를 함유시키며, 만일 상기 범위 미만이면 흑화도가 불안하게 되고, 상기 범위를 초과하게 되면 피막 박리가 용이하여 바람직하지 못하게 된다.

Ni 탄산염은 6가, 3가 Cr과 하합되어 흑색 피막을 형성하는 역할을 하고, 전체 조성물 중에서 8 ∼ 10 중량%를 함유시킨다. 만일, 상기 범위 미만이면 흑색화가 불안전하게 되고, 상기 범위를 초과하게 되면 피막 박리가 용이하여 바람직하지 못하게 된다.

환원제는 6가, 3가 Cr의 중합비율을 형성 및 유지하는 역할을 하고 본 발명에서 사용 가능한 환원제는 1가알콜, 2가알콜, 옥시카르복실산 중에서 선택하여 사용한다. 이러한 환원제는 전체 조성물 중에서 1 ∼ 5 중량%를 함유시키고, 만일 그 함량이 상기 범위 미만이면 적정비율의 크롬 중합체 비율이 유지되지 않고, 상기 범위를 초과하게 되면 환원제로서의 역할이 미약하게 되어 바람직하지 못하게 된다.

계면활성제는 피막의 평활도 유지의 역할을 하고, 본 발명에서 사용가능한 환원제는 음이온, 양이온, 비이온 중에서 선택하여 사용한다. 이러한 계면활성제는 전체 조성물 중에서 2 ∼ 4 중량%를 함유시키고, 만일 그 함량이 상기 범위 미만이면 피막의 평활도가 저하 되고, 상기 범위를 초과하게 되면 액의 노화를 촉진시켜 바람직하지 못하게 된다.

상술한 바의 조성이 함유된 피막조성물은 종래 다크로 코팅막 위에 딥 또는 스핀방식으로 코팅한 다음, 260 ∼ 270 ℃에서 15 ∼ 20 분 동안 열처리 과정을 두번 반복 수행하여 피막을 형성하게 된다.

상기 제조된 피막은 두께가 3 ∼ 4 ㎛으로 다크로 피막 계면에 금속염이 가열과정에서 흑색으로 색상화 되어진다. 이러한 본 발명의 피막은 다크로 피막의 흑화처리 및 내식성, 내후성 및 내약품성이 향상되고 방청효과가 더욱 우수하게 개선된다. 또한, 철은 물론 각종 합금 및 소결금속 등 금속방청처리 분야에 광범위하게 적용될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 설명하겠는바, 이러한 실시예로 인하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예

크롬을 포함하는 무기산 25 중량%, Ni-탄산염 9 중량%, 환원제(95% 1가알콜,대한합성) 2 중량%, 계면활성제(90%이상 비이온 씨러, 독일 데구사) 3 중량% 및 물로 피막조성물을 제조한 다음 다크로 코팅막위에 코팅 후 260 ℃에서 열처리하는 과정을 두번 수행하였다. 이때 제조된 피막의 물성을 측정한 다음 표 1에 나타내었다. 내식성은 KS 9502 염수분무시험에 의거하여 수행하였으며, 내후성은 공기오염도가 심한 부산 사상공단 주물단지내 건물 옥상에서 1.5년간 폭로시험에의거하여 수행하였고, 내약품성은 1)HCl 5% 수용액 2)H₂SO₄5% 수용액 3)NaOH 20% 수용액 침지시험에 의해 수행하였다.

비교예 1

비교예 1은 본 발명의 피막조성물을 사용하지 않는 다크로 코팅막을 사용하였다.

비교예 2

비교예 2는 피막조성물의 코팅 및 열처리를 1회 수행한 경우를 나타내었다.

상기 표 1에 의하면 본 발명의 코팅조성물이 내식성, 내후성 및 내약품성 면에서 비교예 1 ∼ 2에 비하여 매우 우수함을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 의해 크롬이 포함된 무기산, Ni 탄산염, 환원제, 계면활성제 및 물을 함유시켜 제조된 피막조성물을 다크로 피막 위에 코팅 후 열처리 공정을 반복 수행함으로써 다크로 피막위에 흑화처리하여 피막을 제조하였다. 본 발명의 피막조성물 및 피막조성물의 코팅 처리방법에 의해 내식성, 내후성 및 내약품성이 우수하고 방청효과가 개선됨을 알 수 있었다. 이러한 피막조성물은 철은 물론 각종 합금 및 소결금속 등 금속방청처리 분야에 광범위하게 적용될 수 있다.

Claims (3)

1. 물을 분산매로 하고, 여기에 크롬을 포함하는 무기산 10 ∼ 25 중량%, Ni 탄산염 8 ∼ 10 중량%, 환원제 1 ∼ 5 중량% 및 계면활성제 2 ∼ 4 중량%가 함유되어 있는 것임을 특징으로 하는 내식성이 우수한 다크로 피막 코팅용 피막조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 환원제는 1가알콜, 2가알콜, 옥시카복실산 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 내식성이 우수한 다크로 피막 코팅용 피막조성물.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 계면활성제는 음이온, 양이온, 비이온 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 내식성이 우수한 다크로 피막 코팅용 피막조성물.