KR102474976B1 - Method for preventing corrosion off steel structure using eco-friendly composite ceramic coating agent - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 철 구조 물의 부식방지 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강 교량, 보도육교, 해양구조물, 각종 산업시설물 등의 철 구조물 표면에 친환경 세라믹 방식도료, 수성·유성 결합 친환경 복합 세라믹코팅제, 내후성 코팅제를 차례로 도포하여 코팅함으로써, 내부식성, 내후성, 부착강도, 내수성과 같은 기계적, 화학적 물성 등을 향상시켜 철 구조물의 내부식 성능 향상에 따른 구조물의 내구 수명을 극대화 하는 시공방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for preventing corrosion of steel structures, and more particularly, to an eco-friendly ceramic anticorrosive paint on the surface of steel structures such as steel bridges, footbridges, marine structures, and various industrial facilities, water-based and oil-based combined eco-friendly composite ceramic coatings, It relates to a construction method for maximizing the durability life of a structure according to the improvement of corrosion resistance performance of a steel structure by improving mechanical and chemical properties such as corrosion resistance, weather resistance, adhesive strength, and water resistance by sequentially applying and coating a weather resistant coating agent.
일반적으로, 철 구조물은 강 교량, 보도육교, 방음벽, 해양구조물, 각종 산업시설물 등과 같이 자연환경에 그대로 노출되는 철재질의 구조물을 통칭하는 것으로서, 이러한 철 구조물은 주변 환경과의 화학적인 반응이나 물리적인 반응에 의해 서서히 산화되면서 부식이 진행되며, 상기 철 구조물이 부식되는 경우 표면 결함이 생기고 강도나 내구성과 같은 물성이 크게 저하되는 악영향을 초래하여 원상태로 회복하기가 불가능하므로 내구성을 연장하기 위한 노력이 요구되고 있다.In general, steel structures collectively refer to steel structures exposed to the natural environment, such as steel bridges, sidewalk overpasses, soundproof walls, marine structures, various industrial facilities, etc. Corrosion progresses as the steel structure is slowly oxidized, and when the steel structure is corroded, surface defects occur and physical properties such as strength and durability are greatly deteriorated. is being demanded
이때, 상기 철 구조물을 부식으로부터 안전하게 보호하여 내구수명 확보를 위한 노력으로 불순물의 함량이 적은 재료를 사용하거나 용접 및 이음부의 부식 방지 처리를 하거나 하중을 고려한 H빔 선택과 같은 여러 방법을 통하여 철 구조물의 내구 수명을 증대하고 있으나, 이러한 노력에도 불구하고 각종 환경영향으로 인하여 상기 철 구조물의 내구수명 확보에 어려움이 있다. At this time, in an effort to safely protect the steel structure from corrosion and secure durability, a material with a low content of impurities is used, a corrosion prevention treatment is applied to welds and joints, or an H-beam is selected considering the load. However, despite these efforts, it is difficult to secure the durability of the steel structure due to various environmental effects.
특히, 우리나라의 경우 사계절의 기후 변화가 뚜렷하고, 삼면이 바다에 둘러싸여 있어 환경적, 지리적 영향으로 인하여 잦은 산성비, 황사비, 결로, 동결과 융해, 습윤과 건조 등과 같은 외부환경에 의해 철 구조물의 부식과 오염이 빠르게 진행될 수 밖에 없는 환경에 그대로 노출되어 있다.In particular, in the case of Korea, the climate change of the four seasons is clear, and three sides are surrounded by the sea, so due to environmental and geographical influences, corrosion of steel structures is caused by external environments such as frequent acid rain, yellow sand rain, condensation, freezing and melting, wetting and drying, etc. It is exposed to an environment in which pollution can only proceed rapidly.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 다양한 기술들을 연구ㆍ개발하고 있으며, 이들 기술들을 살펴보면, 등록특허 제10-1170794호에는 수용성 실리콘 아크릴 수지와 물과 경화제와 산화티타늄과 산화 아연을 혼합한 착색안료로 이루어진 중방식 도료를 사용한 강재도장 시공방법이 제안된 바 있다. In order to solve the above problems, various technologies are being researched and developed. Looking at these technologies, Patent Registration No. 10-1170794 is a color pigment that is a mixture of water-soluble silicone acrylic resin, water, a curing agent, titanium oxide and zinc oxide. A steel painting construction method using a heavy-duty paint has been proposed.
상기한 선행기술은 친환경 제품을 사용하여 환경오염원의 발생을 최소화하는 장점을 포함하고 있으나, 수용성 바인더를 사용함에 따라 내수성능이 취약하여 장시간 습윤 환경에 노출시 도막 표면이 쉽게 오염되며, 부식성능 저하로 인해 내구성능이 짧아지는 문제점을 갖고 있다. The above-mentioned prior art includes the advantage of minimizing the generation of environmental pollutants by using eco-friendly products, but the use of a water-soluble binder results in poor water resistance, so when exposed to a humid environment for a long time, the surface of the coating film is easily contaminated and the corrosion performance is lowered As a result, it has a problem in that durability performance is shortened.
그리고, 등록특허 제10-1491459호에는 도료 및 코팅제를 수용화하여 친환경적이면서 작업성, 부식방지, 오염방지 및 내구성을 향상시킬 수 있는 무용제 타입 수용성 에폭시 수지 및 수용성 코팅제로 부식성능을 향상시키고, 코팅제에 첨가된 폴리프로필렌 비드로 코팅제 표면을 매끄럽게 하여 도막 표면의 오염을 방지하는 강재도장 시공방법이 제안된 바 있다.In addition, Patent Registration No. 10-1491459 discloses a non-solvent type water-soluble epoxy resin and a water-soluble coating agent that can improve workability, anti-corrosion, anti-pollution and durability while being eco-friendly by soluble in paint and coating agent, and improve corrosion performance, and coating agent A steel painting construction method has been proposed to prevent contamination of the coating film surface by smoothing the surface of the coating agent with polypropylene beads added thereto.
상기한 선행기술도 역시 수용성 에폭시 바인더 자체의 근본적인 문제점인 내수성 불량의 문제 폴리프로필렌 비드로 코팅제 표면을 매끄럽게 하여 코팅제 표면의 오염을 방지하는 것에는 한계가 있다.The above prior art also has a limitation in preventing contamination of the surface of the coating agent by smoothing the surface of the coating agent with polypropylene beads, which is a problem of poor water resistance, which is a fundamental problem of the water-soluble epoxy binder itself.
그리고, 등록특허 제10-1209079호에는 중금속 및 휘발성 유기화합물을 함유하지 않고, 희석제로 물을 사용하여 도장 작업시 중금속 흡입, 유기용제에 의한 중독, 화재 발생 등의 염려가 없어 작업 안정성이 우수하고, 분자량이 다른 수용성 에폭시 수지를 혼합 사용하여 강력한 부착력과 방청성능을 발휘하는 철재 구조물의 친환경 부식방지 도장공법이 제안된 바 있다.In addition, Patent Registration No. 10-1209079 does not contain heavy metals and volatile organic compounds and uses water as a diluent, so there is no concern about heavy metal inhalation, poisoning by organic solvents, fire occurrence, etc. during painting work, so the work stability is excellent. In addition, an eco-friendly anti-corrosion coating method for steel structures that demonstrates strong adhesion and anti-rust performance by using a mixture of water-soluble epoxy resins with different molecular weights has been proposed.
상기한 선행기술은 상기 방청도료에 함유되어 있는 산화 알루미늄에 의해 기본적인 방청성능은 어느 정도 확보할 수 있으나, 이러한 조성물 역시 수용성 에폭시 수지의 근본적인 문제점인 습윤환경에서의 내수성 불량에 따른 부식성능 저하 및 표면이 오염되는 문제점을 갖고 있다. The prior art described above can secure basic anti-rust performance to some extent by aluminum oxide contained in the anti-rust paint, but these compositions are also a fundamental problem of water-soluble epoxy resins, such as deterioration in corrosion performance and surface due to poor water resistance in a humid environment. There is a problem with this contamination.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은 10-2110301호 '철구조물용 친환경 복합 세라믹코팅제의 조성물 및 그 제조방법'을 통해서, 전체 주제 성분 100 중량부에 대하여, 극성기를 부여한 무용제 유성 에폭시 수지 96 내지 99.5 중량부, 첨가제 0.5 내지 4 중량부를 포함하는 주제 성분; 및 전체 경화제 성분 100 중량부에 대하여, 수용성 에폭시 경화제 35 내지 55 중량부, 착색안료 8 내지 12 중량부, 청수 15 내지 25 중량부, 티탄산 칼륨 6 내지 10 중량부, 에어로젤 2.5 내지 5 중량부, 충진제 8 내지 12 중량부, 첨가제 1 내지 5 중량부를 포함하는 경화제 성분으로 이루어져, 상기 세라믹코팅제에 판상형 티탄산 칼륨 및 소수성의 실리카 에어로젤을 더 첨가함으로써, 상기 판상형 티탄산 칼륨이 도막내 부식인자의 침투를 차단하여 코팅제의 내부식 성능이 향상되고, 상기 소수성의 실리카 에어로젤이 도막 상부로 부상하여 코팅제의 내오염능이 향상되도록 함으로서, 내오염성 및 부착강도가 우수한 코팅재를 제시한 바 있다. In order to solve this problem, the present inventors, through No. 10-2110301 'Composition of eco-friendly composite ceramic coating for steel structures and its manufacturing method', based on 100 parts by weight of the total main component, solvent-free oil-based epoxy resin 96 to 96 99.5 parts by weight of a main ingredient including 0.5 to 4 parts by weight of an additive; And based on 100 parts by weight of the total curing agent component, 35 to 55 parts by weight of water-soluble epoxy curing agent, 8 to 12 parts by weight of color pigment, 15 to 25 parts by weight of fresh water, 6 to 10 parts by weight of potassium titanate, 2.5 to 5 parts by weight of airgel, filler It consists of a curing agent component containing 8 to 12 parts by weight and 1 to 5 parts by weight of additives, and by further adding plate-like potassium titanate and hydrophobic silica airgel to the ceramic coating agent, the plate-like potassium titanate blocks the penetration of corrosion factors into the coating film. A coating material having excellent stain resistance and adhesion strength has been proposed by improving the anticorrosive performance of the coating agent and allowing the hydrophobic silica airgel to float to the top of the coating film to improve the stain resistance of the coating agent.
하지만, 이러한 친환경 복합 세라믹 코팅제는 특성면에서 내후성과 내부식성이 약하다는 문제가 있다. However, this eco-friendly composite ceramic coating has a problem in that weather resistance and corrosion resistance are weak in terms of characteristics.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 다양한 도막 환경에서 내부식성과 내후성이 우수한 새로운 코팅층을 형성할 수 있는 새로운 시공 방법을 제공하는 것이다.An object to be solved in the present invention is to provide a new construction method capable of forming a new coating layer with excellent corrosion resistance and weather resistance in various coating film environments.
본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 내후성과, 내부식성이 우수한 새로운 도막을 제공하는 것이다. Another problem to be solved by the present invention is to provide a new coating film excellent in weather resistance and corrosion resistance.
본 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 구조는 내후성과, 내부식성이 우수한 새로운 도막을 가지는 구조물을 제공하는 것이다. Another structure to be solved in the present invention is to provide a structure having a new coating film excellent in weather resistance and corrosion resistance.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은In order to solve the above problems, the present invention
구조물의 도장 면을 표면처리하는 표면 처리 단계;A surface treatment step of surface treatment the painted surface of the structure;
상기 표면 처리된 면에 친환경 세라믹 방식도료를 도포하는 하도 코팅단계;Undercoating step of applying an eco-friendly ceramic anticorrosive paint on the surface-treated surface;
상기 하도 코팅된 면에 친환경 복합 세라믹 코팅제를 도포하는 중도 코팅단계; 및An intermediate coating step of applying an eco-friendly composite ceramic coating on the undercoated surface; and
상기 중도 코팅된 면에 내후성 코팅제를 도포하는 상도 코팅단계;를 포함하는 내부식성 도막 형성 방법을 제시한다.A top coat coating step of applying a weather resistant coating to the middle coated surface;
본 발명은 일 측면에서, In one aspect, the present invention
표면 처리된 구조물의 도장 면에 형성된 친환경 세라믹 방식도료로 이루어진 하도 코팅층과, An undercoating layer made of an eco-friendly ceramic anticorrosive paint formed on the painted surface of the surface-treated structure;
상기 하도 코팅층의 표면에 형성된 친환경 복합 세라믹코팅제로 이루어진 중도 코팅층과, 및An intermediate coating layer made of an eco-friendly composite ceramic coating formed on the surface of the undercoating layer, and
상기 중도 코팅층의 표면에 형성된 내후성 코팅제로 이루어진 상도 코팅층을 포함하는 내부식성 도막을 제공한다. A corrosion-resistant coating film including a top coat layer made of a weather resistant coating material formed on the surface of the middle coating layer is provided.
본 발명은 다른 일 측면에서, In another aspect of the present invention,
표면 처리된 구조물의 도장 면에 형성된 친환경 세라믹 방식도료로 이루어진 하도 코팅층과, 상기 하도 코팅층의 표면에 형성된 친환경 복합 세라믹코팅제로 이루어진 중도 코팅층과, 및 상기 중도 코팅층의 표면에 형성된 내후성 코팅제로 이루어진 상도 코팅층을 포함하는 내부식성 도막이 형성된 철 구조물을 제공한다. An undercoat layer made of an eco-friendly ceramic anticorrosive paint formed on the painted surface of the surface-treated structure, a middle coating layer made of an eco-friendly composite ceramic coating formed on the surface of the undercoat layer, and a top coat layer made of a weather-resistant coating formed on the surface of the middle coat layer. It provides a steel structure having a corrosion-resistant coating film comprising a.
본 발명에 있어서, 상기 친환경 세라믹 방식도료는 전체 주제 성분 100 중량부에 대하여, 무용제 에폭시 수지 13 내지 17 중량부, 반응성 희석제 4 내지 6.5 중량부, 방청안료 74 내지 80 중량부, 첨가제 3 내지 4.5 중량부를 포함하는 주제 성분; 경화제 성분 100 중량부에 대하여, 무용제 에폭시 경화제 95 내지 100 중량부, 반응 촉진제 0 내지 5 중량부를 포함하는 경화제 성분으로 이루어진 것을 특징적 구성으로 한다.In the present invention, the eco-friendly ceramic anticorrosive paint contains 13 to 17 parts by weight of a solvent-free epoxy resin, 4 to 6.5 parts by weight of a reactive diluent, 74 to 80 parts by weight of an anticorrosive pigment, and 3 to 4.5 parts by weight of an additive, based on 100 parts by weight of the total main component. a subject element containing wealth; Based on 100 parts by weight of the curing agent component, it is composed of a curing agent component containing 95 to 100 parts by weight of a solvent-free epoxy curing agent and 0 to 5 parts by weight of a reaction accelerator.
상기 첨가제는 전체 첨가제 성분 100 중량부에 대하여, 분산제 5 내지 7 중량부, 침전방지제 77 내지 83 중량부, 증점제 13 내지 16 중량부를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.The additive may preferably include 5 to 7 parts by weight of a dispersant, 77 to 83 parts by weight of an anti-settling agent, and 13 to 16 parts by weight of a thickener, based on 100 parts by weight of all additive components.
또한 상기 방청안료는 반드시 아연말 이어야 하며, 전아연 함유량 % 99.0 이상, 산화아연 함유량 % 4.0 이하, 납 함유량 % 0.2 이하, 카드뮴 함유량 % 0.1 이하, 철 함유량 % 0.05 이하이며, 체 잔분(44㎛) % 0.03 이하 인 평균입도 4.5 내지 5.5㎛인 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the anti-rust pigment must be zinc powder, with a total zinc content of 99.0% or more, zinc oxide content of 4.0 or less, lead content of 0.2% or less, cadmium content of 0.1% or less, iron content of 0.05% or less, and sieve residue (44㎛). It is characterized by using an average particle size of 4.5 to 5.5 μm with % 0.03 or less.
본 발명에 있어서, 상기 친환경 복합 세라믹 코팅제는 전체 주제 성분 100 중량부에 대하여, 극성기를 부여한 무용제 유성 에폭시 수지 96 내지 99.5 중량부, 첨가제 0.5 내지 4 중량부를 포함하는 주제 성분; 및 전체 경화제 성분 100 중량부에 대하여, 수용성 에폭시 경화제 35 내지 55 중량부, 착색안료 8 내지 12 중량부, 청수 15 내지 25 중량부, 티탄산 칼륨 6 내지 10 중량부, 에어로젤 2.5 내지 5 중량부, 충진제 8 내지 12 중량부, 첨가제 1 내지 5 중량부를 포함하는 경화제 성분으로 이루어진 것을 특징적 구성으로 한다. In the present invention, the eco-friendly composite ceramic coating agent, based on 100 parts by weight of the total main component, 96 to 99.5 parts by weight of a solvent-free oil-based epoxy resin to which a polar group is applied, 0.5 to 4 parts by weight of an additive; And based on 100 parts by weight of the total curing agent component, 35 to 55 parts by weight of water-soluble epoxy curing agent, 8 to 12 parts by weight of color pigment, 15 to 25 parts by weight of fresh water, 6 to 10 parts by weight of potassium titanate, 2.5 to 5 parts by weight of airgel, filler It is characterized in that it consists of a curing agent component containing 8 to 12 parts by weight and 1 to 5 parts by weight of additives.
그리고 상기 무용제 유성 에폭시 수지는 에폭시 수지와 이소시아네이트 실란을 OH 당량비로 1 : 1(무게비)로 투입하여 교반한 후 반응촉매를 투입하여 75 내지 85℃에서 5시간 내지 6시간 동안 유지 반응시켜 얻은 것을 사용하는 특징으로 한다.In addition, the solvent-free oil-based epoxy resin is obtained by adding an epoxy resin and isocyanate silane at an OH equivalent ratio of 1: 1 (weight ratio), stirring, and then adding a reaction catalyst to maintain the reaction at 75 to 85 ° C. for 5 to 6 hours. characterized by
상기 무용제 에폭시 수지의 구체적인 제조 방법은, 온도계, 콘덴서, 교반기, 승온 장치가 부착된 5L 플라스크에 당량 160 내지 200g/eq의 에폭시 수지 78 내지 89 중량부와 이소시아네이트 실란(중량평균분자량 약 225) 10 내지 21 중량부를 투입 후 천천히 교반하면서 온도를 50℃까지 승온하여 30분간 유지 시킨 후 반응촉매 0.01 중량부를 적하하고, 온도를 80℃까지 승온 시켜 5 내지 6시간 동안 유지 반응시킨 후 최종 NCO가 0.01 중량부 이하에서 반응을 중지시키고 50℃ 이하로 냉각하여 에폭시 당량 165 내지 200g/eq의 극성기가 부여된 무용제 에폭시 수지이다. A specific method for producing the solvent-free epoxy resin is to add 78 to 89 parts by weight of an epoxy resin having an equivalent weight of 160 to 200 g/eq and isocyanate silane (weight average molecular weight of about 225) 10 to 5 L flask equipped with a thermometer, condenser, stirrer, and heating device. After adding 21 parts by weight, slowly stirring, the temperature was raised to 50 ℃ and maintained for 30 minutes, then 0.01 parts by weight of the reaction catalyst was added dropwise, and the temperature was raised to 80 ℃ and maintained for 5 to 6 hours. After reaction, the final NCO was 0.01 parts by weight It is a non-solvent epoxy resin to which a polar group having an epoxy equivalent of 165 to 200 g/eq is imparted by stopping the reaction thereafter and cooling to 50° C. or less.
그리고 상기 티탄산 칼륨은 반드시 판상형 이어야 하며, 평균입도 15 내지 25㎛, 평균 비표면적 0.2 내지 1.5㎡/g, 비중 3.4g/㎤, pH 값이 10 내지 11.5이며, 바람직하게는 Hardness(Moh's scale) ca.4인 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the potassium titanate must be plate-shaped, have an average particle size of 15 to 25 μm, an average specific surface area of 0.2 to 1.5 m 2 / g, a specific gravity of 3.4 g / cm 3, and a pH value of 10 to 11.5, preferably Hardness (Moh's scale) ca It is characterized by the use of .4.
또한 상기 에어로젤은 소수성의 실리카 에어로젤 이어야 하며, 평균입도 20㎛, 밀도 0.2 내지 0.3㎡/g, 기공의 크기 20nm 이하이며, 바람직하게는 공기함유량이 95% 이상인 것을 사용하는 것을 특징으로 한다. In addition, the airgel should be a hydrophobic silica airgel, have an average particle size of 20 μm, a density of 0.2 to 0.3 m 2 / g, a pore size of 20 nm or less, and preferably have an air content of 95% or more.
본 발명에 있어서, 상기 내후성 코팅제는 전체 주제 성분 100 중량부에 대하여, 아크릴 폴리올 50 내지 55 중량부, 안료 26 내지 29 중량부, 희석제 16.5 내지 18 중량부, 첨가제 2 내지 4 중량부를 포함하는 주제 성분; 및 전체 경화제 성분 100 중량부에 대하여, 무황변 타입의 우레탄 경화제 43 내지 50 중량부, 희석제 50 내지 57 중량부를 포함하는 경화제 성분으로 이루어진 것을 특징적 구성으로 한다.In the present invention, the weather resistant coating agent includes 50 to 55 parts by weight of acrylic polyol, 26 to 29 parts by weight of a pigment, 16.5 to 18 parts by weight of a diluent, and 2 to 4 parts by weight of an additive, based on 100 parts by weight of the total main components. ; and a curing agent component comprising 43 to 50 parts by weight of a non-yellowing type urethane curing agent and 50 to 57 parts by weight of a diluent based on 100 parts by weight of the total curing agent component.
상기 첨가제는 전체 첨가제 성분 100 중량부에 대하여, 분산제 35 내지 45 중량부, 평활제 0.3 내지 1 중량부, 침전방지제 55 내지 64 중량부를 포함하는 것이 바람직할 수 있다.The additive may preferably include 35 to 45 parts by weight of a dispersant, 0.3 to 1 part by weight of a leveling agent, and 55 to 64 parts by weight of an anti-settling agent, based on 100 parts by weight of all additive components.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
1. 표면처리단계1. Surface treatment step
본 발명에 있어서, 상기 표면처리단계는 철구조물의 도장 면을 표면처리하는 단계로서, 구조물 표면의 이물질 제거 및 코팅 가능 표면적을 넓히는 표면 처리단계이다. In the present invention, the surface treatment step is a step of surface treatment of the painted surface of the steel structure, which is a surface treatment step of removing foreign substances from the surface of the structure and expanding the coating surface area.
본 발명의 실시에 있어서, 구조물의 표면의 이물질을 제거 및 코팅 가능 표면적을 넓히는 표면처리 방법은 특별히 한정하는 것은 아니고 설계사의 요구나 제조자의 필요에 따라 적절한 방법에 의해 실시하면 되지만 바람직하게는 숏블라스트 또는 동력공구를 이용하여 표면처리를 하는 것이 가장 적합하다. 상기에서 숏블라스트를 이용할 경우에는 표면처리 등급은 SSPC-SP10 이상이고, 조도는 30~75㎛으로 하는 것이 적합하고, 동력공구를 이용할 경우에는 표면처리 등급은 SSPC-SP3 이상이고, 조도는 25~30㎛으로 하는 것이 적합하다. In the practice of the present invention, the surface treatment method for removing foreign matter on the surface of the structure and expanding the coatable surface area is not particularly limited, and may be carried out by an appropriate method according to the needs of the designer or manufacturer, but preferably shot blasting Alternatively, it is most appropriate to perform surface treatment using a power tool. In the case of using shot blasting above, it is appropriate that the surface treatment grade is SSPC-SP10 or higher and the roughness is 30 ~ 75㎛, and when using a power tool, the surface treatment grade is SSPC-SP3 or higher and the roughness is 25 ~ It is suitable to set it as 30 micrometers.
2. 하도코팅단계2. Primer coating step
본 발명에 있어서, 상기 하도 코팅 단계는 표면처리된 구조물에 친환경 세라믹 방식 도료를 도포하는 단계로서, 구조물과의 부착력 및 부식 방지 성능 향상을 위해 도포된다.In the present invention, the undercoating step is a step of applying an environmentally friendly ceramic-type paint to the surface-treated structure, and is applied to improve adhesion to the structure and anti-corrosion performance.
상기 하도코팅의 두께는 특별히 한정하는 것은 아니지만 바람직하게는 45 ~ 75㎛인 것이 적합하다. 상기 하도 코팅의 도포 두께가 45㎛ 미만일 경우에는 하도와 중도의 도장 간격이 길어질 시 중도를 코팅하기 전에 부분 부식이 발생할 우려가 있고, 상기 도포 두께가 75㎛를 초과할 경우에는 구조물의 부식을 방지하는 효과는 향상시킬 수 있으나 도료의 사용량에 비해 그 효과가 미약하다.The thickness of the undercoating is not particularly limited, but is preferably 45 to 75 μm. When the coating thickness of the undercoating is less than 45 μm, there is a risk of partial corrosion occurring before coating the middle when the coating interval between the undercoating and the middle coating is long, and when the coating thickness exceeds 75 μm, corrosion of the structure is prevented. The effect can be improved, but the effect is weak compared to the amount of paint used.
그리고 상기 친환경 세라믹방식도료는 다양한 환경의 구조물 표면에 효율적으로 도막을 형성하면서도 상기 중도 코팅의 내식성을 보강하기 위해서 사용되는 층으로서, 무용제 타입의 친환경 세라믹 방청도료 또는 무기징크계 방청도료를 사용할 수 있다. 상기 무용제 타입의 친환경 세라믹 방청도료는 통상적으로 8~12시간 동안 자연건조 시키면 코팅이 완료된다.In addition, the eco-friendly ceramic anticorrosive paint is a layer used to reinforce the corrosion resistance of the intermediate coating while efficiently forming a coating film on the surface of structures in various environments. . The non-solvent type eco-friendly ceramic anti-rust paint is typically coated by natural drying for 8 to 12 hours.
3. 중도 코팅단계3. Intermediate coating step
본 발명에 있어서, 상기 중도 코팅단계는 코팅층의 내침투성 및 부착강도와 같은 물성을 개선하기 위해, 친환경 복합 세라믹코팅제를 도포하는 중도 코팅하는 단계이다.In the present invention, the intermediate coating step is an intermediate coating step of applying an eco-friendly composite ceramic coating agent to improve physical properties such as penetration resistance and adhesion strength of the coating layer.
본 발명에서 사용되는 친환경 복합 세라믹코팅제는, 전체 주제 성분 100 중량부에 대하여, 극성기를 부여한 무용제 유성 에폭시 수지 96 내지 99.5 중량부, 첨가제 0.5 내지 4 중량부를 포함하는 주제 성분; 및 전체 경화제 성분 100 중량부에 대하여, 수용성 에폭시 경화제 35 내지 55 중량부, 착색안료 8 내지 12 중량부, 청수 15 내지 25 중량부, 티탄산 칼륨 6 내지 10 중량부, 에어로젤 2.5 내지 5 중량부, 충진제 8 내지 12 중량부, 첨가제 1 내지 5 중량부를 포함하는 경화제 성분으로 이루어진 것을 특징으로 한다.The eco-friendly composite ceramic coating agent used in the present invention includes a main component including 96 to 99.5 parts by weight of a solvent-free oil-based epoxy resin to which a polar group is applied and 0.5 to 4 parts by weight of an additive based on 100 parts by weight of the total main component; And based on 100 parts by weight of the total curing agent component, 35 to 55 parts by weight of water-soluble epoxy curing agent, 8 to 12 parts by weight of color pigment, 15 to 25 parts by weight of fresh water, 6 to 10 parts by weight of potassium titanate, 2.5 to 5 parts by weight of airgel, filler It is characterized by consisting of a curing agent component containing 8 to 12 parts by weight and 1 to 5 parts by weight of additives.
먼저, 본 발명에 따른 친환경 복합 세라믹코팅제의 조성물은 극성기를 부여한 무용제 유성 에폭시 수지와 상기 무용제 유성 에폭시 수지와 상온 경화가 가능하고 혼합성이 우수한 수용성 에폭시 경화제를 사용하는 에폭시 기지에, 상기 판상형 티탄산 칼륨 및 상기 소수성 실리카 에어로젤을 동시에 첨가하여 상기 조성물의 수명을 연장시킨 것에 특징이 있음을 첨언한다.First, the composition of the eco-friendly composite ceramic coating agent according to the present invention is an epoxy base using a solvent-free oil-based epoxy resin to which a polar group is provided and a water-soluble epoxy curing agent capable of curing at room temperature and excellent in mixing with the solvent-free oil-based epoxy resin, the plate-like potassium titanate And it is added that the life of the composition is extended by simultaneously adding the hydrophobic silica airgel.
이에 의해, 상기 친환경 복합 세라믹코팅제의 조성물은 상기 철 구조물에 대한 부식 및 오염 방지 효과가 우수하고, 철 구조물의 내구수명을 향상시켜 철 구조물의 유지, 보수에 따른 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 내수성이 우수한 친환경 건조도막을 얻을 수 있는 효과를 포함한다. As a result, the composition of the eco-friendly composite ceramic coating has an excellent corrosion and contamination prevention effect on the steel structure, improves the durability of the steel structure, thereby reducing the cost of maintenance and repair of the steel structure, and also has water resistance. It includes the effect of obtaining this excellent eco-friendly dry coating film.
상기 판상형의 티탄산 칼륨이 첨가되어 부식인자 침투 차단 성능을 향상시킴과 동시에 도막의 강도와 경도를 높여 외부 충격으로부터 도막을 보호하여 물리적, 화학적으로 발생되는 철 구조물의 부식을 방지할 수 있다. The plate-like potassium titanate is added to improve corrosion factor penetration blocking performance and at the same time increase the strength and hardness of the coating film to protect the coating film from external impact, thereby preventing corrosion of steel structures generated physically and chemically.
상기 소수성의 실리카 에어로젤이 첨가되어 오염방지 성능이 우수한 도막을 형성하여 산성비, 황사비, 먼지 등에 의한 오염을 최소화함으로써 상기 철 구조물의 내구수명을 극대화할 수 있다.The hydrophobic silica airgel is added to form a coating film with excellent antifouling performance, thereby minimizing contamination by acid rain, yellow sand rain, dust, etc., thereby maximizing the durability of the steel structure.
상기 친환경 복합 세라믹코팅제의 주제 성분은, 전체 주제 성분 100 중량부에 대하여, 무용제 유성 에폭시 수지 96 내지 99.5 중량부, 첨가제 0.5 내지 4 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다. The main component of the eco-friendly composite ceramic coating is characterized by including 96 to 99.5 parts by weight of a solvent-free oil-based epoxy resin and 0.5 to 4 parts by weight of additives based on 100 parts by weight of the total main components.
상기 무용제 유성 에폭시 수지는 에폭시 수지와 이소시아네이트 실란을 OH 당량비로 1 : 1(무게비)로 투입하여 교반한 후 반응촉매를 투입하여 75 내지 85℃에서 5시간 내지 6시간 동안 유지 반응시켜 얻었다.The solvent-free oil-based epoxy resin was obtained by adding an epoxy resin and isocyanate silane at an OH equivalent ratio of 1: 1 (weight ratio), stirring, and then adding a reaction catalyst to maintain reaction at 75 to 85 ° C. for 5 to 6 hours.
상기 무용제 에폭시 수지의 구체적인 제조 방법은, 온도계, 콘덴서, 교반기, 승온 장치가 부착된 5L 플라스크에 당량 160 내지 180g/eq의 에폭시 수지 78 내지 89 중량부와 이소시아네이트 실란(중량평균분자량 약 225) 10 내지 21 중량부를 투입 후 천천히 교반하면서 온도를 50℃까지 승온하여 30분간 유지 시킨 후 반응촉매 0.01 중량부를 적하하고, 온도를 80℃까지 승온 시켜 5 내지 6시간 동안 유지 반응시킨 후 최종 NCO가 0.01 중량부 이하에서 반응을 중지시키고 50℃ 이하로 냉각하여 에폭시 당량 165 내지 185g/eq의 극성기가 부여된 무용제 에폭시 수지를 제조한다. A specific method for producing the solvent-free epoxy resin is to add 78 to 89 parts by weight of an epoxy resin having an equivalent weight of 160 to 180 g/eq and isocyanate silane (weight average molecular weight of about 225) 10 to 5 L flask equipped with a thermometer, condenser, stirrer, and heating device. After adding 21 parts by weight, slowly stirring, the temperature was raised to 50 ℃ and maintained for 30 minutes, then 0.01 parts by weight of the reaction catalyst was added dropwise, and the temperature was raised to 80 ℃ and maintained for 5 to 6 hours. After reaction, the final NCO was 0.01 parts by weight The reaction is stopped thereafter and cooled to 50° C. or less to prepare a solvent-free epoxy resin having a polar group having an epoxy equivalent of 165 to 185 g/eq.
상기 반응촉매로서 DBTDL(Di-N-BUTYLTIN DILAURATE)가 바람직하지만, 그 밖에도 비스무트(BISMUTH)를 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.As the reaction catalyst, DBTDL (Di-N-BUTYLTIN DILAURATE) is preferred, but in addition, bismuth (BISMUTH) may be used alone or in combination.
상기에서 제조된 무용제 에폭시 수지는 중량평균분자량 410 내지 1,700이고 Epoxy-equivalent weight 165 내지 185, 고형분 96 내지 99.99 중량부, 점도(25℃) 700 내지 2,000 cps, 비중(25℃) 1.1 내지 1.2 g/mL인 것이 바람직하다.The solvent-free epoxy resin prepared above has a weight average molecular weight of 410 to 1,700, an epoxy-equivalent weight of 165 to 185, a solid content of 96 to 99.99 parts by weight, a viscosity (25℃) of 700 to 2,000 cps, and a specific gravity (25℃) of 1.1 to 1.2 g/ mL is preferred.
상기 무용제 에폭시 수지의 중량평균 분자량이 1,700을 초과하면 수지의 점도가 과도하게 높아져 수용성 에폭시 경화제와의 혼용성이 떨어져 경화불량을 초래할 수 있으며, 상기 중량평균 분자량이 410 미만이면 기계적, 화학적 물성 저하 등의 문제점이 발생할 수 있다. When the weight average molecular weight of the non-solvent epoxy resin exceeds 1,700, the viscosity of the resin becomes excessively high, resulting in miscibility with the water-soluble epoxy curing agent, resulting in poor curing, and when the weight average molecular weight is less than 410, mechanical and chemical properties deteriorate problems may occur.
상기한 무용제 유성 에폭시 수지는 계면활성제의 사용량을 최소화하여 철 구조물용 친환경 표면 보호용 세라믹코팅제의 내수성, 경도, 내오염성, 부착력 및 기계적, 화학적 물성을 향상시켜 줄 수 있으며, 특히 상기 수지에 극성을 부여하여 물과 혼합성을 높임에 따라 수성 에폭시 경화제와 혼용성이 뛰어나 경화반응이 원활하게 진행되는 장점이 있으며, 그 함량은 전체 주제 성분 100 중량부에 대하여, 96 내지 99.5 중량부인 것이 바람직하다. 그 함량이 주제 성분 중 96 중량부 미만이면 코팅제의 전체 고형분을 낮추어 경화반응성이 떨어지고 1회 도장으로 후도막 형성에 어려움이 있으며, 99.5 중량부를 초과하면 첨가제의 사용량을 제한하여 경화제와 혼합하여 도포시 작업성 불량을 초래할 수 있다.The above solvent-free, oil-based epoxy resin can improve the water resistance, hardness, stain resistance, adhesion and mechanical and chemical properties of the ceramic coating for eco-friendly surface protection for steel structures by minimizing the amount of surfactant used, and in particular, imparting polarity to the resin. As the miscibility with water is increased, there is an advantage that the curing reaction proceeds smoothly due to excellent miscibility with the aqueous epoxy curing agent, and the content is preferably 96 to 99.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the total main component. If the content is less than 96 parts by weight of the main components, the total solid content of the coating agent is lowered, and the curing reactivity is lowered, and it is difficult to form a thick film with one coating. It may result in poor workability.
상기 첨가제는 전체 주제 성분 100 중량부에 대하여, 0.5 내지 4 중량부인 것이 바람직할 수 있다. 좀더 구체적으로 상기 첨가제 전체 함량 100 중량부에 대하여, 소포제 40 내지 60 중량부, 분산 및 습윤제 40 내지 60 중량부를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. The additive may be used in an amount of 0.5 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the total main components. More specifically, it may be preferable to include 40 to 60 parts by weight of an antifoaming agent and 40 to 60 parts by weight of a dispersing and wetting agent based on 100 parts by weight of the total amount of the additives.
상기 첨가제에 첨가되는 상기 소포제는 상기 주제 성분의 제조시 발생되는 기포 제거, 경화제 혼합 후 도포시 기포 발생을 억제 또는 제거하는 역할을 하는 것으로, 그 함량은 첨가제 전체 함량 100 중량부에 대하여, 40 내지 60 중량부인 것이 기포 발생 억제 효과 내지 소포제가 도막 표면에 부유되어 도막간의 층간 부착력 불량, 도막 표면 주름 현상을 방지하는 측면에서 바람직할 수 있다. 상기 소포제의 일예로는 TECH-405W, TECH-371W(이상 중국 Tech Polymer사), BYK-066N, BYK-A555, BYK-354(이상 독일 BYK사 중에서 1종 또는 그 이상을 사용할 수 있다.The antifoaming agent added to the additive serves to remove bubbles generated during the manufacture of the main component and suppress or remove bubbles generated during application after mixing the curing agent, and its content is 40 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the total additive content. 60 parts by weight may be preferable in terms of the effect of suppressing the generation of bubbles or the antifoam agent floating on the surface of the coating film to prevent poor interlayer adhesion between the coating films and wrinkles on the surface of the coating film. As an example of the antifoaming agent, one or more of TECH-405W, TECH-371W (more than Chinese Tech Polymer), BYK-066N, BYK-A555, BYK-354 (more than BYK, Germany) can be used.
상기 첨가제에 있어서, 상기 분산 및 습윤제는 주제 성분과 경화제 성분을 혼합 후 도포 시 모재 표면에 wetting이 잘되도록 하는 것으로, 그 함량은 전체 첨가제 성분 100 중량부에 대하여, 40 내지 60 중량부인 것이 바람직하다. 그 함량이 첨가제 성분 중 40 중량부 미만이면 wetting 효과가 떨어지며, 60 중량부를 초과하면 도포 시 크래터링, 핀홀 등의 현상을 초래할 수 있다. 상기 분산 및 습윤제의 일예로는, BYK-378, BYK-3441, BYK-333(이상 독일 BYK사), FDA-111 (중국 Tech Polymer사), Dixpex CX 4320(독일 BASF사) 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한을 두는 것은 아니다.In the above additives, the dispersing and wetting agent is to ensure that the main material component and the curing agent component are mixed and then applied to wetting the surface of the base material well, and the content thereof is preferably 40 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the total additive components . If the content is less than 40 parts by weight of the additive components, the wetting effect is reduced, and if it exceeds 60 parts by weight, phenomena such as cratering and pinholes may occur during application. As an example of the dispersing and wetting agent, one or more of BYK-378, BYK-3441, BYK-333 (above BYK, Germany), FDA-111 (Tech Polymer, China), Dixpex CX 4320 (BASF, Germany) The above can be selected and used, and are not necessarily limited thereto.
상기 친환경 복합 세라믹코팅제의 경화제 성분은, 전체 경화제 성분 100 중량부 대하여, 수용성 에폭시 경화제 35 내지 55 중량부, 착색안료 8 내지 12 중량, 청수 15 내지 25 중량부, 티탄산 칼륨 6 내지 10 중량부, 에어로젤 4 내지 7 중량부, 충진제 7 내지 12 중량부, 첨가제 1 내지 5 중량부를 포함한다. The curing agent component of the eco-friendly composite ceramic coating is 35 to 55 parts by weight of a water-soluble epoxy curing agent, 8 to 12 parts by weight of a coloring pigment, 15 to 25 parts by weight of fresh water, 6 to 10 parts by weight of potassium titanate, and airgel, based on 100 parts by weight of the total curing agent components. 4 to 7 parts by weight, 7 to 12 parts by weight of fillers, and 1 to 5 parts by weight of additives.
상기 수용성 에폭시 경화제는 상기 주제 성분의 무용제 유성 에폭시 수지와 상온 경화가 가능하고, 혼화성이 우수한 경화제이면 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 동절기 저온 경화성, 긴 가사시간 특히 상온 반응성이 우수한 고형분 45 내지 55, 점도 400 내지 1,000cps, Equivalent Wt/H 220 내지 260인 수용성 에폭시 경화제를 선택하여 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 수용성 에폭시 경화제의 일예로는 폴리아민, 변성 폴리아민, 폴리에테르아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종 이상인 것이 바람직하다.The water-soluble epoxy curing agent is not particularly limited as long as it is capable of curing at room temperature with the non-solvent oil-based epoxy resin of the main component and has excellent miscibility, but preferably has excellent solid content of 45 to 55 , It may be preferable to select and use a water-soluble epoxy curing agent having a viscosity of 400 to 1,000cps and an Equivalent Wt/H of 220 to 260. An example of the water-soluble epoxy curing agent is preferably at least one selected from the group consisting of polyamine, modified polyamine, and polyetheramine.
상기 에폭시 경화제의 함량은 전체 경화제 성분 100 중량부에 대해 35 내지 55 중량부인 것이 바람직할 수 있는데, 상기 범위를 벗어날 경우 주제 성분에 함유되어 있는 에폭시 수지의 경화가 정상적으로 진행되지 않아 코팅제의 기계적, 화학적 물성이 저하될 수 있고, 건조 불량 등의 문제가 발생될 수 있다.The content of the epoxy curing agent may be preferably 35 to 55 parts by weight based on 100 parts by weight of the total curing agent component. If it is out of the above range, the curing of the epoxy resin contained in the main component does not proceed normally, resulting in mechanical and chemical Physical properties may be deteriorated, and problems such as poor drying may occur.
상기 착색 안료는 코팅제의 색상을 부여하기 위한 것으로, 그 함량은 전체 경화제 성분 100 중량부에 대하여, 8 내지 12 중량부인 것이 바람직하다. 착색안료의 함량이 10 중량부 미만일 경우 은폐력이 떨어지며, 15 중량부 초과인 경우 그 사용량에 비하여 은폐력 향상 효과가 떨어진다. 상기 착색 안료의 일예로는 TiO2, 코발트 블루, 시아닌 블루, 카본블랙, 산화철 흑, 산화철 적, 옥사이드 그린 등이 사용되며, 이 중에서 1종 또는 그 이상을 사용할 수 있다.The color pigment is for imparting color to the coating agent, and the amount thereof is preferably 8 to 12 parts by weight based on 100 parts by weight of the total curing agent component. If the content of the coloring pigment is less than 10 parts by weight, the hiding power is lowered, and if it is more than 15 parts by weight, the effect of improving the hiding power is lowered compared to the amount used. Examples of the color pigment include TiO 2 , cobalt blue, cyanine blue, carbon black, iron oxide black, iron oxide red, and oxide green, among which one or more may be used.
상기 청수는 코팅제의 점도를 조정하는 역할을 하는 것으로, 그 함량은 전체 경화제 성분 100 중량부에 대하여, 15 내지 25 중량부인 것이 바람직하다. 청수의 함량이 전체 경화제 성분 100중량부에 대하여, 15 중량부 미만일 경우 코팅제 배합시 점도가 너무 높아져 배합이 어려우며, 25 중량부 초과인 경우 무용제 유성 에폭시수지와의 반응성 저하와 코팅제의 점도가 너무 낮아져 저장중 침전현상이 발생될 수 있다.The fresh water serves to adjust the viscosity of the coating agent, and the content thereof is preferably 15 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the total curing agent component. If the content of fresh water is less than 15 parts by weight relative to 100 parts by weight of the total curing agent component, the viscosity becomes too high when mixing the coating agent, making it difficult to mix. Precipitation may occur during storage.
상기 티탄산 칼륨은 도막내 부식인자의 침투 차단 성능 향상 및 도막의 강직성을 부여하는 작용을 하는 것으로, 상기 코팅제가 도막화 된 후 물, 수증기, 산 및 알칼리 이온 등의 확산 및 투과를 저지할 수 있고, 도막의 강도, 내마모성을 향상시켜 철구조물 표면 보호용 코팅제의 기계적, 화학적 물성을 향상시켜 주는 역할을 한다. 그 함량은 전체 경화제 성분 100 중량부에 대해 6 내지 10 중량부인 것이 바람직하다. 상기 티탄산 칼륨의 함량이 6 중량부 미만일 경우 분산된 티탄산 칼륨의 도막내 밀도가 떨어져 부식인자 차단 성능 및 기계적, 화학적 성능이 떨어질 수 있으며, 그 함량이 15 중량부 초과면 사용량 대비 물성 상승 효과가 미비하다. The potassium titanate serves to improve the permeation blocking performance of corrosion factors in the coating film and to impart rigidity to the coating film, and can block the diffusion and permeation of water, water vapor, acid and alkali ions, etc. after the coating agent is formed into a coating film, , It plays a role of improving the mechanical and chemical properties of the coating agent for protecting the surface of steel structures by improving the strength and abrasion resistance of the coating film. Its content is preferably 6 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of all curing agent components. When the content of the potassium titanate is less than 6 parts by weight, the density of the dispersed potassium titanate in the coating film decreases, and corrosion factor blocking performance and mechanical and chemical performance may deteriorate. do.
상기 티탄산 칼륨은 평균입도 15 내지 25㎛, 평균 비표면적 0.2 내지 1.5㎡/g, 비중 3.4g/㎤, pH 값이 10 내지 11.5이며, 바람직하게는 Hardness(Moh's scale) ca.4인 것일 수 있다. 상기 티탄산 칼륨은 반드시 판상형 이어야 하며, 평균입도의 범위가 넓거나 비표면적이 상기 범위를 벗어날 경우 티탄산 칼륨의 흡유량 차이로 코팅조성물 제조시 점도 조절이 어려우며, 특히 티탄산 칼륨이 봉상 또는 휘스커 형태일 경우 부식인자 침투 차단성능의 저하를 초래할 수 있다. The potassium titanate may have an average particle size of 15 to 25 μm, an average specific surface area of 0.2 to 1.5 m 2 / g, a specific gravity of 3.4 g / cm 3, a pH value of 10 to 11.5, and preferably Hardness (Moh's scale) ca.4. . The potassium titanate must be plate-shaped, and if the average particle size range is wide or the specific surface area is out of the above range, it is difficult to control the viscosity when preparing the coating composition due to the difference in oil absorption of potassium titanate. It may cause deterioration of factor penetration blocking performance.
티탄산 칼륨의 미세구조는 도 2의 전자현미경 사진과 같이 판상형으로 되어 있으며, 경도가 매우 높아 열화인자 침투차단 특성을 향상 및 도막의 강직성을 향상시켜 줄 수 있다. The microstructure of potassium titanate is in the form of a plate as shown in the electron micrograph of FIG.
상기 에어로젤은 단열재료로 가장 많이 사용되고 있으나 본 발명에서는 에어로젤이 가지는 초발수 성질을 이용하여 건조 도막의 내오염 성능을 향상시켜 주는 역할을 하는 것으로, 상기 코팅제 조성물이 도막화 될 시 도막 표면으로 부유하여 건조도막 상층부에 자리를 잡아 오염방지 성능이 우수한 도막을 형성하여 산성비, 황사비, 먼지 등에 의한 오염을 최소화함으로써 철 구조물의 내구수명을 극대화할 수 있다. 그 함량은 전체 경화제 성분 100 중량부에 대해 4 내지 7 중량부인 것이 바람직하다. 상기 에어로젤의 함량이 4 중량부 미만일 경우 분산된 에어로젤의 밀도가 떨어져 내오염 성능이 떨어질 수 있으며, 그 함량이 7 중량부를 초과하면 원가 상승 대비 내오염성능 향상 정도가 미비하다. The airgel is most commonly used as a heat insulating material, but in the present invention, it serves to improve the antifouling performance of the dry film by using the super water repellent property of the airgel, and when the coating composition is formed into a film, it floats to the surface of the film It settles on the upper layer of the dry coating film to form a coating film with excellent anti-fouling performance, thereby minimizing contamination by acid rain, yellow sand rain, dust, etc., thereby maximizing the durability of steel structures. Its content is preferably 4 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of all curing agent components. If the content of the airgel is less than 4 parts by weight, the density of the dispersed airgel may decrease and the fouling resistance performance may deteriorate.
상기 에어로젤은 소수성의 실리카 에어로젤 이어야 하며, 평균입도 20㎛, 밀도 0.2 내지 0.3㎡/g, 기공의 크기 20nm 이하이며, 바람직하게는 공기함유량이 95% 이상인 것일 수 있다. The airgel should be a hydrophobic silica airgel, have an average particle size of 20 μm, a density of 0.2 to 0.3 m 2 /g, a pore size of 20 nm or less, and preferably have an air content of 95% or more.
상기 에어로젤은 반드시 소수성을 띠고 있어야 하며, 평균입도의 범위가 넓거나 기공이 크기 및 공기함유량이 상기 범위를 벗어날 경우 내오염 성능의 저하를 초래할 수 있다. The airgel must be hydrophobic, and if the average particle size range is wide or the pore size and air content are out of the above ranges, fouling resistance performance may be deteriorated.
에어로젤의 미세구조는 도 3의 전자현미경 사진과 같이 나노 크기의 다공성의 구조를 띠고 있어 초발수 성능을 가지고 있다. As shown in the electron micrograph of FIG. 3, the microstructure of the airgel has a nano-sized porous structure and thus has super water-repellent performance.
상기 충진제는 친환경 복합 세라믹코팅제의 볼륨을 높여 작업성 향상을 위한 것으로, 그 함량은 전체 경화제 성분 100 중량부에 대하여, 8 내지 12 중량부인 것이 바람직하다. The filler is to increase the volume of the eco-friendly composite ceramic coating to improve workability, and the content thereof is preferably 8 to 12 parts by weight based on 100 parts by weight of the total curing agent component.
상기 충진제의 함량이 8 중량부 미만일 경우 볼륨 형상 효과가 떨어지며, 12 중량부 초과인 경우 전체적인 물성에 크게 영향을 주지 않으나 충진제 사용량 증가로 인해 티탄산 칼륨, 에어로젤, 착색안료, 청수 등의 사용량을 제한할 수 있다. 상기 충진제의 일예로는 탈크, 실리카, 황산바륨, 마이카, 운모 등에서 1종 또는 그 이상을 사용할 수 있다. If the content of the filler is less than 8 parts by weight, the volume shape effect is reduced, and if it is more than 12 parts by weight, the overall physical properties are not greatly affected, but the amount of potassium titanate, airgel, colored pigment, fresh water, etc. can be limited due to the increased amount of filler. can As an example of the filler, one or more of talc, silica, barium sulfate, mica, mica, and the like may be used.
상기 첨가제는 경화제 전체 성분 100 중량부에 대하여, 1 내지 5 중량부인 것이 바람직할 수 있다. 좀더 구체적으로 첨가제 전체 함량 100 중량부에 대하여, 소포제 25 내지 35 중량부, 분산제 30 내지 40 중량부, 증점제 30 내지 45 중량부를 포함하는 것이 바람직할 수 있다. The additive may be preferably 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of all components of the curing agent. More specifically, it may be preferable to include 25 to 35 parts by weight of an antifoamer, 30 to 40 parts by weight of a dispersant, and 30 to 45 parts by weight of a thickener based on 100 parts by weight of the total additive content.
상기 소포제는 경화제 제조시 발생되는 기포 제거, 주제와 혼합 후 도포시 기포 발생을 억제 또는 제거하는 역할을 하는 것으로, 그 함량은 첨가제 전체 함량 100 중량부에 대하여, 25 내지 35 중량부인 것이 기포 발생 억제 효과 내지 소포제가 도막 표면에 브리딩 되어 도막 층간 부착력 불량 현상을 방지하는 측면에서 바람직할 수 있다. The antifoaming agent serves to remove bubbles generated during preparation of the curing agent and suppress or remove bubbles generated during application after mixing with the main agent. It may be preferable in terms of preventing the effect or antifoaming agent from bleeding on the surface of the coating film to prevent poor adhesion between the layers of the coating film.
상기 소포제의 일예로는 BYK-024, BYK-015, BYK-1711(이상 독일 BYK사), Tech-405W, Tech-371W(이상 중국 Tech Polymer사), Foamstar ED 2522, Foamstar ST 2150AC(이상 독일 BASF사) 중에서 1종 또는 그 이상을 사용할 수 있다.Examples of the antifoaming agent include BYK-024, BYK-015, BYK-1711 (above Germany BYK), Tech-405W, Tech-371W (above China Tech Polymer), Foamstar ED 2522, Foamstar ST 2150AC (above German BASF g) One or more of them may be used.
상기 분산제는 착색안료의 분산성을 향상시켜주는 역할을 하는 것으로, 그 함량은 전체 첨가제성분 100 중량부에 대하여, 30 내지 40 중량부인 것이 바람직하다. 그 함량이 첨가제 성분 중 30 중량부 미만이면 착색안료의 분산성이 떨어져 이색 현상이 발생할 수 있으며, 40 중량부를 초과하면 과분산 효과로 인하여 착색 안료 브리딩 현상이 발생할 수 있다. 상기 분산제의 일예로는, Disperbyk-187, Disperbyk-190, Disperbyk-199(이상 독일 BYK사), FDA-111 (중국 Tech Polymer사), Dixpex CX 4320(독일 BASF사) 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한을 두는 것은 아니다.The dispersant serves to improve the dispersibility of the color pigment, and the content thereof is preferably 30 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the total additive components. If the content is less than 30 parts by weight of the additive components, the dispersibility of the color pigment may be reduced and a dichromatic phenomenon may occur, and if it exceeds 40 parts by weight, a color pigment bleeding phenomenon may occur due to an over-dispersion effect. As an example of the dispersant, one or more of Disperbyk-187, Disperbyk-190, Disperbyk-199 (above BYK, Germany), FDA-111 (Tech Polymer, China), Dixpex CX 4320 (BASF, Germany) It can be selected and used, and is not necessarily limited thereto.
상기 증점제는 안료의 침전을 방지하는 역할을 하는 것으로, 그 함량은 전체 첨가제 성분 100 중량부에 대하여, 30 내지 45 중량부인 것이 바람직하다. 그 함량이 첨가제 성분 중 30 중량부 미만이면 안료의 침전을 방지하는 효과가 미미하며, 45 중량부를 초과하면 과점도 상승효과로 인해 도막의 퍼짐성을 떨어뜨릴 수 있다. 상기 증점제의 일예로는, OPTIBENT 940, OPTIBENT 987, OPTIBENT NT10(이상 독일 BYK사), RM 2020, RM 825(이상 독일 DOW사) 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 반드시 이에 제한을 두는 것은 아니다.The thickener serves to prevent pigment precipitation, and the content thereof is preferably 30 to 45 parts by weight based on 100 parts by weight of all additive components. If the content is less than 30 parts by weight of the additive components, the effect of preventing pigment precipitation is insignificant, and if it exceeds 45 parts by weight, the spreadability of the coating film may be reduced due to the effect of increasing the viscosity. As an example of the thickener, one or more of OPTIBENT 940, OPTIBENT 987, OPTIBENT NT10 (above German BYK), RM 2020, RM 825 (above German DOW) can be selected and used, and must be limited thereto not to put
그리고 상기의 방법에 의해 제조된 친환경 복합 세라믹코팅제의 경우에는 상기 2)단계에서 친환경 세라믹 방식도료를 도포하여 코팅한 후 경화 건조가 완료되는 8~12시간 경과한 후 도포하면 된다. 이때 도포된 친환경 복합 세라믹코팅제의 건조 도막 두께는 100~200㎛으로 도장하는 것이 바람직하다. 이때 하도로 무기징크계 방식도료를 사용하였을 시 본 도장에 앞서 친환경 복합 세라믹코팅제를 청수로 20~ 30% 희석하여 1차 도포를 실시하여 본 도장시 기포가 발생되는 것을 방지한다. 이때 건조도막두께는 20~30㎛가 적합하다.In the case of the eco-friendly composite ceramic coating prepared by the above method, after applying and coating the eco-friendly ceramic anticorrosive paint in step 2), it is applied after 8 to 12 hours when curing and drying are completed. At this time, the dry film thickness of the applied eco-friendly composite ceramic coating is preferably 100 ~ 200㎛. At this time, when inorganic zinc-based anticorrosive paint is used as the undercoat, the first application is performed by diluting the eco-friendly composite ceramic coating agent by 20 to 30% with fresh water prior to the main painting to prevent air bubbles from occurring during the main painting. At this time, the dry film thickness is suitable for 20 ~ 30㎛.
4. 상도 코팅 단계 4. Top coat coating step
본 발명에서 상기 4)단계는 중도 코팅된 구조물에 내후성 코팅제를 도포하여 코팅하는 상도 코팅단계이다.In the present invention, step 4) is a top coat coating step in which a weather resistant coating agent is applied and coated on the middle coated structure.
상기 구조물에 도포하여 코팅하는 내후성 방식도료는 내후성 향상을 위해 도포하는 것으로서, 도포하는 건조도막 두께는 특별히 한정하는 것은 아니지만 바람직하게는 50 ~ 70㎛인 것이 적합하다. 상기 도포 두께가 50㎛ 미만일 경우에는 얇은 도막두께로 인한 내후성 저하 현상이 발생할 우려가 있고, 도포 건조도막 두께가 70㎛를 초과할 경우에는 도막의 내후성 저하 효과는 향상시킬 수 있으나 도료의 사용량에 비해 그 효과가 미약하다.The weather resistant anticorrosive paint applied to the structure is applied to improve weather resistance, and the dry film thickness applied is not particularly limited, but is preferably 50 to 70 μm. When the coating thickness is less than 50 μm, there is a risk of deterioration in weather resistance due to the thin coating film thickness, and when the applied dry coating thickness exceeds 70 μm, the effect of reducing the weather resistance of the coating film can be improved, but compared to the amount of paint used Its effect is weak.
그리고 상기 내후성 코팅제는 상기 3)단계에서 친환경 복합 세라믹코팅제를 도포하여 코팅한 후 경화 건조가 완료되는 8~15시간 경과한 후 도포하면 된다. 또한 상기 내후성 코팅제는 특별히 한정하는 것은 아니나 무황변 코팅제를 사용하면 된다. 또한 구조물에 도포된 내후성 코팅제는 통상적으로 8~16시간 동안 자연건조 시키면 코팅이 완료된다.In addition, the weather-resistant coating may be applied after 8 to 15 hours have elapsed after curing and drying are completed after applying and coating the eco-friendly composite ceramic coating agent in step 3). In addition, the weather resistant coating agent is not particularly limited, but a non-yellowing coating agent may be used. In addition, the weather-resistant coating applied to the structure is normally dried naturally for 8 to 16 hours to complete the coating.
상기의 구성을 갖는 본 발명은 강 교량, 해양구조물, 각종 산업시설물 등의 철 구조물 표면에 친환경 세라믹 방식도료, 친환경 복합 세라믹코팅제, 내후성 코팅제를 차례로 도포하여 코팅함으로써, 각종 철 구조물 표면에 코팅된 도막의 도막내 부식인자 침투 차단 특성에 의한 우수한 내부식 성능, 소수성 실리카 에어로젤이 도막 상부로 부상하여 코팅제의 내오염 성능 향상, 수성·유성 수지 결합 방식의 채택으로 상기 수용성 에폭시 수지의 단점인 내수성 불량으로 인한 도막의 물러짐 현상에 의한 부식성능 저하가 없는 강직한 코팅층이 형성되어 상기 구조물들을 부식 및 오염으로부터 완벽하게 차단하여 내구성을 극대화할 수 있다. The present invention having the above configuration is applied to the surface of steel structures such as steel bridges, marine structures, and various industrial facilities by sequentially applying and coating an eco-friendly ceramic anticorrosive paint, an eco-friendly composite ceramic coating agent, and a weather-resistant coating agent, thereby coating a coating film on the surface of various steel structures. Excellent anti-corrosion performance by blocking the penetration of corrosion factors in the coating film, hydrophobic silica airgel floats to the top of the coating film to improve the contamination resistance of the coating agent, and adopts a water-based and oil-based resin bonding method to overcome poor water resistance, which is a disadvantage of the water-soluble epoxy resin. Since a rigid coating layer is formed without deterioration in corrosion performance due to the shrinkage of the coating film, durability can be maximized by completely blocking the structures from corrosion and contamination.
도 1은 본 발명에 따른 친환경 복합 세라믹코팅제를 이용한 철 구조물의 부식방지 시공방법의 공정을 개략적으로 도시한 흐름도.
도 2는 본 발명의 친환경 복합 세라믹코팅제를 이용한 철 구조물의 부식방지 시공방법에 따라 도장된 철 구조물의 단면을 나타낸 모식도.1 is a flow chart schematically showing the process of the anti-corrosion construction method of a steel structure using an eco-friendly composite ceramic coating agent according to the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing a cross-section of a steel structure painted according to the anti-corrosion construction method of a steel structure using an eco-friendly composite ceramic coating of the present invention.
이하, 본 발명의 구성을 실시예를 통해 상세히 설명하면 다음과 같으며, 본 발명의 구성은 반드시 하기의 실시예에 의해서만 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail through examples as follows, and the configuration of the present invention is not necessarily limited only by the following examples.
1. 친환경 세라믹 방식도료의 제조1. Manufacture of eco-friendly ceramic anticorrosive paint
상기 친환경 세라믹 방식도료는 ㈜유인, 제품명 YOOIN-140을 사용하였으며, The eco-friendly ceramic anticorrosive paint used Yooin Co., Ltd., product name YOOIN-140,
상기 친환경 세라믹 방식도료의 제조방법은; 상기 주제 성분, 무용제 유성 에폭시 수지 15.5 중량부, 분산제 BYK-180 2 중량부, 침전방지제 Monoral 10x 30 중량부, 증점제 가라마이트 1958 5 중량부를 순차적으로 투입한 후 고속교반기를 이용해 상온에서 40분간 고속교반하여 상기 주제 성분을 제조하는 제1단계와; 상기 주제 성분 및 친환경 세라믹 방식도료의 경화제 성분이 1 : 1 당량비가 되도록 혼합한 후 고속교반기로 2～3분 동안 고속교반하는 제2단계를 포함한다.The manufacturing method of the eco-friendly ceramic anticorrosive paint; 15.5 parts by weight of the above main component, solvent-free oil-based epoxy resin, 2 parts by weight of dispersant BYK-180, 30 parts by weight of Monoral 10x 30 parts by weight, and 5 parts by weight of karamite 1958 thickener were sequentially added, and then stirred at room temperature for 40 minutes using a high-speed stirrer a first step of preparing the main component by doing; A second step of mixing the main component and the curing agent component of the eco-friendly ceramic anticorrosive paint in an equivalent ratio of 1: 1 and then stirring at high speed for 2 to 3 minutes with a high-speed stirrer.
상기와 같이 제조된 친환경 세라믹 방식도료는 부착력, 중도와 접착력, 내약품성 및 기계적, 화학적 품질 특성이 우수하며, 특히 내부식 성능이 매우 우수한 특징이 있다.The eco-friendly ceramic anticorrosive paint prepared as described above has excellent adhesion, medium and adhesive strength, chemical resistance and mechanical and chemical quality characteristics, and particularly has excellent corrosion resistance performance.
2. 친환경 복합 세라믹코팅제의 제조2. Manufacturing of eco-friendly composite ceramic coatings
본 발명에 따른 친환경 복합 세라믹코팅제의 제조방법은; 상기 주제 성분, 무용제 유성 에폭시 수지 99 중량부, 소포제 tech-407W 0.5 중량부, 분산제 tech-598 0.5 중량부를 순차적으로 투입한 후 고속교반기를 이용해 상온에서 20분간 고속교반하여 상기 주제 성분을 제조하는 제1단계와; 상기 친환경 복합 세라믹코팅제 조성물의 경화제 성분, 수용성 에폭시 수지 45 중량부, 착색안료로서 이산화티타늄 10 중량부, 카본블랙 1 중량부, 티탄산 칼륨 7 중량부, 에어로젤 4 중량부, 탈크 10 중량부, 소포제 0.5 중량부, 분산제 0.7 중량부, 증점제 0.8 중량부, 청수 21 중량부를 순차적으로 투입한 후 고속교반기를 이용해 상온에서 90분간 고속교반하여 경화제 성분을 제조하는 제2단계; 및 상기 주제 성분 및 상기 경화제 성분이 1 : 1 당량비가 되도록 혼합한 후 고속교반기로 2～3분 동안 고속교반하는 제3단계를 포함한다.The manufacturing method of the eco-friendly composite ceramic coating agent according to the present invention; The main component, 99 parts by weight of solvent-free oil-based epoxy resin, 0.5 parts by weight of antifoamer tech-407W, and 0.5 part by weight of dispersant tech-598 are sequentially added, and then the main component is prepared by high-speed stirring at room temperature for 20 minutes using a high-speed stirrer. Step 1; Curing agent component of the eco-friendly composite ceramic coating composition, 45 parts by weight of water-soluble epoxy resin, 10 parts by weight of titanium dioxide as a coloring pigment, 1 part by weight of carbon black, 7 parts by weight of potassium titanate, 4 parts by weight of airgel, 10 parts by weight of talc, 0.5 parts by weight of an antifoaming agent A second step of preparing a curing agent component by sequentially adding parts by weight, 0.7 parts by weight of a dispersant, 0.8 parts by weight of a thickener, and 21 parts by weight of fresh water and then stirring at high speed for 90 minutes at room temperature using a high-speed stirrer; And a third step of mixing the main component and the curing agent component in an equivalent ratio of 1: 1 and then stirring at high speed for 2 to 3 minutes with a high-speed stirrer.
상기 (A)주제 성분과 상기 (B)경화제 성분을 포함하는 상기 친환경 복합 세라믹코팅제는 무희석 또는 물을 사용하여 점도를 조절하여 상온에서 에어리스 스프레이, 에어 스프레이, 롤러 또는 붓 등으로 도장 가능한 형태의 코팅제로 제조할 수 있는데, 이때 (A)주제 성분과 (B)경화제 성분은 당량비가 1 : 1이 되도록 혼합비를 조절하여 사용할 수 있다. The eco-friendly composite ceramic coating containing the (A) main component and the (B) curing agent component can be applied by airless spray, air spray, roller or brush at room temperature by adjusting the viscosity using non-dilution or water. It can be prepared as a coating agent. At this time, (A) the main component and (B) the curing agent component can be used by adjusting the mixing ratio so that the equivalent ratio is 1: 1.
3. 친환경 세라믹 방식도료의 제조3. Manufacturing of eco-friendly ceramic anticorrosive paint
상기 친환경 세라믹 방식 도료는 (주)유인, 제품명 YOOIN-560을 사용할 수 있다. 품질 특성은 상기 중도와의 층간 부착력, 내약품성, 내수성, 다양한 색상 구현 등의 성능이 우수하며, 특히 자외선에 대한 저항력이 매우 우수한 특성이 있다.The eco-friendly ceramic anticorrosive paint may be YOOIN-560, manufactured by Yooin Co., Ltd. Quality characteristics include excellent performance such as interlayer adhesion with the middle coat, chemical resistance, water resistance, and implementation of various colors, and in particular, excellent resistance to ultraviolet rays.
4. 시편의 제조4. Preparation of specimens
아래의 [표 1]과 같이 실시예 1, 2, 3, 4 및 비교예 1, 2를 상기 1)단계의 표면처리 방법과 같이 표면처리된 150mm x 70 mm x 3.2 T의 강판에 하도, 중도, 상도를 각각 10시간 마다 도포한 후 7일 동안 자연 건조시켜 시편을 각 3개씩 제조하였다.As shown in [Table 1], Examples 1, 2, 3, 4 and Comparative Examples 1 and 2 were applied to a 150 mm x 70 mm x 3.2 T steel sheet surface-treated in the same manner as in step 1), with undercoating and intermediate coating. , The top coat was applied every 10 hours, and then naturally dried for 7 days to prepare three specimens each.
1Example
One
1comparative example
One
2comparative example
2
3comparative example
3
4comparative example
4
5comparative example
5
6comparative example
6
7comparative example
7
방식도료
(하도)1) eco-friendly ceramic
anticorrosive paint
(Hado) 1)
(중도)2) Eco-friendly composite ceramic coating agent
(Medium) 2)
(중도)3) Water soluble epoxy for steel
(Medium) 3)
(중도)4) Epoxy medium for steel bridge
(Medium) 4)
주2) 상기 1에서 제조한 친환경 복합 세라믹코팅제
주3) 수용성 에폭시코팅제 : 시중에 시판중인 제품(K사 제품)
주4) 강교용 에폭시 중도 : 시중에 시판중인 제품(S사 제품)
주5) 내후성 코팅제 : (주)유인, 제품명 YOOIN-560Note 1) Eco-friendly ceramic anticorrosive paint: Yooin Co., Ltd., product name YOOIN-140
Note 2) Eco-friendly composite ceramic coating prepared in 1 above
Note 3) Water-soluble epoxy coating agent: Product on the market (product of company K)
Note 4) Epoxy middle coat for steel bridges: products on the market (made by S company)
Note 5) Weather resistant coating agent: YOOIN Co., Ltd., product name: YOOIN-560
4. 물성평가 및 결과4. Property evaluation and results
1) 내부식 성능 시험1) Corrosion resistance performance test
상기에서 제조된 시편을 KS D 9502(중성, 아세트산, 캐스분무시험)에 따라 실시하며, 300시간 시험 후 도막을 관찰하였다. 이때 도막의 녹 발생, 부풀음, 박리 등을 관찰 후 최저 1에서 최고 10의 수치로 표시하였다. The specimen prepared above was carried out according to KS D 9502 (neutral, acetic acid, cas spray test), and the coating film was observed after 300 hours of testing. At this time, rust generation, swelling, peeling, etc. of the coating film were observed and displayed as a value from a minimum of 1 to a maximum of 10.
2) 촉진 내후성 시험2) Accelerated weathering test
상기에서 제조된 시편을 KS M 6020의 촉진 내후성 시험방법에 의거하여 시험하였다. 이때 도막의 색상 변화를 △E 값으로 표시하였다The specimen prepared above was tested according to the accelerated weather resistance test method of KS M 6020. At this time, the color change of the coating film was expressed as ΔE value.
3) 내수성 시험3) Water resistance test
상기에서 제조된 시편을 60℃ 증류수에 30일 동안 침적 시험하였다. 이때 매 24시간 마다 꺼내어 도막표면의 이상 유무(묻어남, 물러짐, 부풀음, 크랙, 박리 등)를 확인 후 최저 1에서 최고 10의 수치로 표시하였다.(내수성능을 촉진 관찰하기 위하여 60℃ 증류수에 침적 관찰함).The specimen prepared above was immersed in distilled water at 60 ° C for 30 days. At this time, it was taken out every 24 hours, and the presence or absence of abnormalities on the surface of the coating film (staining, softening, swelling, cracking, peeling, etc.) was checked, and then the lowest value was 1 to the highest value of 10. observed deposition).
4) 부착 강도 시험 4) Attachment strength test
상기에서 제조된 시편을 ASTM D4541-09의 시험방법에 의거하여 부착강도를 측정하였다.Bond strength of the specimen prepared above was measured according to the test method of ASTM D4541-09.
5) 내산성 시험5) Acid resistance test
상기에서 제조된 시편을 KS M 5307의 시험방법에 따라 시험하며, 10% H2SO4 용액에 168시간 침적 후 도막을 관찰하였다. 이때 도막의 부풀음, 박리, 크랙 등을 관찰 후 최저 1에서 최고 10의 수치로 표시하였다.The specimen prepared above was tested according to the test method of KS M 5307, and the coating film was observed after being immersed in 10% H 2 SO 4 solution for 168 hours. At this time, swelling, peeling, cracks, etc. of the coating film were observed and displayed as a value from the lowest 1 to the highest 10.
6) 내알칼리성 시험6) Alkali resistance test
상기에서 제조된 시편을 KS M 5307의 시험방법에 따라 시험하며, 10% NaOH 용액에 168시간 침적 후 도막을 관찰하였다. 이때 도막의 부풀음, 박리, 크랙 등을 관찰 후 최저 1에서 최고 10의 수치로 표시하였다.The specimen prepared above was tested according to the test method of KS M 5307, and the coating film was observed after immersion in 10% NaOH solution for 168 hours. At this time, swelling, peeling, cracks, etc. of the coating film were observed and displayed as a value from the lowest 1 to the highest 10.
상기 실시예 1) 및 비교예 1) 내지 7)의 시험에 의한 시편의 물성 평가 결과는 표 2과 같다.Table 2 shows the evaluation results of the physical properties of the specimens by the tests of Example 1) and Comparative Examples 1) to 7).
1Example
One
1comparative example
One
2comparative example
2
3comparative example
3
4comparative example
4
5comparative example
5
6comparative example
6
7comparative example
7
(상도탈락)7.4
(top coat dropped)
(상도탈락)7.1
(top coat dropped)
(중도탈락)6.4
(dropout)
(수포발생)8
(Blistering)
상기 [표 2]로 요약한 것과 같이, 상기 친환경 복합 세라믹코팅제의 사용으로 수성에폭시 도료의 단점인 내부식성, 내수성, 내산성, 내알칼리성, 부착력의 물성 향상에 기여함을 확인할 수 있다. 비교예 2의 유성 에폭시를 적용할 경우 내부식 성능을 제외한 모든 평가항목 친환경 복합 세라믹코팅제와 유사한 물성을 나타내고 있으나 휘발성 유기화합물을 사용한다는 근본적인 단점이 있다.As summarized in [Table 2], it can be confirmed that the use of the eco-friendly composite ceramic coating agent contributes to improving the physical properties of corrosion resistance, water resistance, acid resistance, alkali resistance, and adhesion, which are disadvantages of aqueous epoxy paint. When the oil-based epoxy of Comparative Example 2 is applied, all evaluation items except for corrosion resistance show properties similar to those of the eco-friendly composite ceramic coating, but there is a fundamental disadvantage of using a volatile organic compound.
상기 내부식 성능 시험의 경우 실시예 1 및 비교예 2, 3의 평가 결과에서 보는 바와 같이 친환경 복합 세라믹코팅제의 부식인자 침투 차단 특성과 강직한 도막 형성의 영향으로 비교예 4, 5 보다 내부식성이 매우 향상되었음을 볼 수 있다. 비교예 1의 경우 역시 친환경 복합 세라믹코팅제를 적용하였으나 적용 도막의 두께가 100㎛ 이하로 매우 얇아 부식방지 효과가 떨어짐을 볼 수 있다.In the case of the corrosion resistance performance test, as shown in the evaluation results of Example 1 and Comparative Examples 2 and 3, corrosion resistance is higher than that of Comparative Examples 4 and 5 due to the corrosion factor penetration barrier property of the eco-friendly composite ceramic coating and the formation of a rigid coating film. It can be seen that it has greatly improved. In the case of Comparative Example 1, an eco-friendly composite ceramic coating was also applied, but the thickness of the applied coating film was very thin, less than 100 μm, and it could be seen that the anti-corrosion effect was reduced.
상기 촉진 내후성 시험의 경우 실시예 1, 비교예 1, 2, 3 및 비교예 4. 5의 평가 결과에서 보는 바와 같이 모두 동일하게 상도로 내후성 코팅제가 적용되어 물성이 차이를 볼 수 없었으나 비교예 2, 3의 경우 친환경 복합 세라믹코팅제의 도막두께가 30㎛로 얇게 적용되어 내후성이 떨어지고, 부착강도가 낮아짐을 볼 수 있다.In the case of the accelerated weathering test, as shown in the evaluation results of Example 1, Comparative Examples 1, 2, and 3, and Comparative Example 4.5, the weathering coating was applied as the top coat, so no difference in physical properties was observed, but Comparative Example In the case of 2 and 3, it can be seen that the coating film thickness of the eco-friendly composite ceramic coating is applied as thin as 30 μm, resulting in poor weather resistance and low adhesion strength.
상기 내수성, 내산성, 내알칼리성 시험의 경우 실시예 1, 및 비교예 1, 2, 3 및 비교예 5의 평가 결과에서 보는 바와 같이 수용성 에폭시 바인더 자체의 단점인 내수성, 내알칼리성, 내산성 불량의 문제를 친환경 복합 세라믹코팅제를 적용함에 따라 비교예 4 보다 매우 향상 되었음을 볼 수 있다.In the case of the water resistance, acid resistance, and alkali resistance tests, as shown in the evaluation results of Example 1 and Comparative Examples 1, 2, 3, and Comparative Example 5, the problems of poor water resistance, alkali resistance, and acid resistance, which are disadvantages of the water-soluble epoxy binder itself, were solved. It can be seen that the application of the eco-friendly composite ceramic coating agent has greatly improved compared to Comparative Example 4.
상기 부착강도 시험에 있어 실시예 1, 비교예 1의 평가 결과에서 보는 바와 같이 수용성 에폭시 바인더 자체의 단점인 부착력 불량의 문제를 친환경 복합 세라믹코팅제를 사용함에 따라 비교예 4(중도 탈락)보다 매우 우수함을 볼 수 있다. 비교예 2, 3의 경우 상도로 적용된 내후성 코팅제의 도막두께가 30㎛로 너무 얇게 적용되어 상도 탈락 현상이 발생하여 부착력이 떨어지는 것을 볼 수 있다.As shown in the evaluation results of Example 1 and Comparative Example 1 in the adhesion strength test, the problem of poor adhesion, which is a disadvantage of the water-soluble epoxy binder itself, is much better than Comparative Example 4 (dropped out) by using an eco-friendly composite ceramic coating agent. can see In the case of Comparative Examples 2 and 3, it can be seen that the coating film thickness of the weather resistant coating applied as the top coat was applied too thinly at 30 μm, and the top coat fell off, resulting in poor adhesion.
비교예 5의 경우 중도로 유성 에폭시 도료를 적용하여 내부식 성능을 제외한 모든 평가항목에서 우수한 것으로 확인 되었으나, 휘발성 유기화합물을 사용한다는 근본적인 문제점이 있다.In the case of Comparative Example 5, an oil-based epoxy paint was applied as a medium, and it was confirmed to be excellent in all evaluation items except for corrosion resistance performance, but there is a fundamental problem in that a volatile organic compound is used.
또한, 비교예 6의 경우, 내부식성이 떨어졌으며, 비교예 7의 경우 내후성이 현저히 저하되었다. In addition, in the case of Comparative Example 6, the corrosion resistance was inferior, and in the case of Comparative Example 7, the weather resistance was remarkably reduced.
상기에서 설명 드린 바와 같이 본 발명은 상기의 실시예를 통해 그 물성의 우수성이 입증되었지만 본 발명은 상기의 실시예에 의해서만 반드시 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.As described above, the present invention has demonstrated its superiority in physical properties through the above examples, but the present invention is not necessarily limited only by the above examples, and various Substitutions, variations and alterations are possible.
Claims (9)
상기 표면 처리된 면에 친환경 세라믹 방식도료를 도포하는 하도 코팅단계, 여기서, 상기 친환경 세라믹 방식 도료는
전체 주제 100 중량부에 대해서 무용제 에폭시 수지 13~17 중량부, 반응성 희석제 4~6.5 중량부, 무기 아연말 74~83 중량부, 첨가제 3~4.5 중량부를 포함하는 주제 성분과, 경화제 성분 100 중량부에 대하여 무용제 에폭시 경화제 95~100 중량부, 반응 촉진제 0~5 중량부를 포함하는 경화제 성분으로 이루어지며, 무기 아연말의 평균 입도는 4.5~5.5 마이크론이며;
하도 코팅된 면에 친환경 복합 세라믹 코팅제를 도포하는 중도 코팅단계, 여기서, 상기 중도 코팅은 친환경 복합 세라믹 코팅제를 기포가 발생되지 않도록 희석해서 1차 도포하는 단계와, 1차 도포 후 친환경 복합 세라믹 코팅제를 도포하는 단계로 이루어지며; 및
상기 중도 코팅된 면에 내후성 코팅제를 도포하는 상도 코팅단계, 여기서 상기 내후성 코팅제는 아크릴계 폴리올을 포함하는 주제와 무황변 경화제를 포함하며;
를 포함하는 내부식성 도막 형성 방법.A surface treatment step of surface treatment the painted surface of the structure;
Undercoating step of applying an eco-friendly ceramic anticorrosive paint to the surface-treated surface, wherein the eco-friendly ceramic anticorrosive paint
Based on 100 parts by weight of the total base material, 13 to 17 parts by weight of solvent-free epoxy resin, 4 to 6.5 parts by weight of reactive diluent, 74 to 83 parts by weight of inorganic zinc powder, and 3 to 4.5 parts by weight of additives, and 100 parts by weight of curing agent component 95 to 100 parts by weight of a solvent-free epoxy curing agent and 0 to 5 parts by weight of a reaction accelerator, and the average particle size of the inorganic zinc dust is 4.5 to 5.5 microns;
An intermediate coating step of applying an eco-friendly composite ceramic coating on the undercoated surface, wherein the intermediate coating comprises the step of first applying the eco-friendly composite ceramic coating agent so as not to generate air bubbles, and after the first application, the eco-friendly composite ceramic coating agent It consists of the step of applying; and
a top coat coating step of applying a weather resistant coating to the middle coated surface, wherein the weather resistant coating includes a main agent containing an acrylic polyol and a non-yellowing curing agent;
Corrosion-resistant coating film forming method comprising a.
상기 친환경 세라믹 방식 도료는 45㎛ ~75 ㎛ 의 두께를 가지는 것틀 특징으로 하는 내부식성 도막 형성 방법.According to claim 1,
The method of forming an anticorrosive coating film, characterized in that the environmentally friendly ceramic paint has a thickness of 45 μm to 75 μm.
상기 친환경 복합 세라믹코팅제는 전체 주제 성분 100 중량부에 대하여, 극성기를 부여한 무용제 유성 에폭시 수지 96 내지 99.5 중량부, 첨가제 0.5 내지 4 중량부를 포함하는 주제 성분; 및
전체 경화제 성분 100 중량부에 대하여, 수용성 에폭시 경화제 35 내지 55 중량부, 착색안료 8 내지 12 중량부, 청수 15 내지 25 중량부, 티탄산 칼륨 6 내지 10 중량부, 에어로젤 2.5 내지 5 중량부, 충진제 8 내지 12 중량부, 첨가제 1 내지 5 중량부를 포함하는 경화제 성분으로 이루어진 것을 특징으로 하는 내부식성 도막 형성 방법.According to claim 1,
The eco-friendly composite ceramic coating agent includes a main component including 96 to 99.5 parts by weight of a solvent-free oil-based epoxy resin to which a polar group is applied and 0.5 to 4 parts by weight of an additive based on 100 parts by weight of the total main component; and
Based on 100 parts by weight of the total curing agent component, 35 to 55 parts by weight of water-soluble epoxy curing agent, 8 to 12 parts by weight of color pigment, 15 to 25 parts by weight of fresh water, 6 to 10 parts by weight of potassium titanate, 2.5 to 5 parts by weight of airgel, 8 fillers to 12 parts by weight and a curing agent component containing 1 to 5 parts by weight of additives.
상기 친환경 복합 세라믹 코팅제는 100~200㎛인 것을 특징으로 하는 내부식성 도막 형성 방법.According to claim 4,
The method of forming an anticorrosive coating film, characterized in that the eco-friendly composite ceramic coating is 100 ~ 200㎛.
상기 내후성 코팅제는 50~70 ㎛의 두께인 것을 특징으로 하는 내부식성 도막 형성 방법.According to claim 1,
The method of forming an anticorrosive coating film, characterized in that the weathering coating agent has a thickness of 50 to 70 μm.
상기 하도 코팅층의 표면에 형성된 친환경 복합 세라믹 코팅제로 이루어진 100~200㎛ 두께의 중도 코팅층, 여기서, 상기 중도 코팅층은 친환경 복합 세라믹 코팅제를 기포가 발생되지 않도록 희석해서 1차 도포한 것과, 1차 도포 후 친환경 복합 세라믹 코팅제를 도포하는 것으로 이루어지며; 및
상기 중도 코팅층의 표면에 형성된 내후성 코팅제로 이루어진 50~70 ㎛ 두께의 상도 코팅층, 여기서 상기 내후성 코팅제는 아크릴계 폴리올을 포함하는 주제와 무황변 경화제를 포함하며;
로 이루어진 내부식성 도막.An undercoating layer formed on the painted surface of the surface-treated structure and made of an eco-friendly ceramic anticorrosive paint with a thickness of 45㎛ to 75㎛, wherein the environmentally friendly ceramic anticorrosive paint includes an inorganic zinc powder having an average particle size of 4.5 to 5.5 microns, and the entire subject Based on 100 parts by weight of a main component including 13 to 17 parts by weight of a solvent-free epoxy resin, 4 to 6.5 parts by weight of a reactive diluent, 74 to 83 parts by weight of inorganic zinc dust, and 3 to 4.5 parts by weight of additives, and 100 parts by weight of a curing agent component An epoxy resin composed of a curing agent component including 95 to 100 parts by weight of a solvent-free epoxy curing agent and 0 to 5 parts by weight of a reaction accelerator;
An intermediate coating layer having a thickness of 100 to 200 μm made of an eco-friendly composite ceramic coating formed on the surface of the undercoating layer, wherein the intermediate coating layer is obtained by first applying an eco-friendly composite ceramic coating agent diluted so as not to generate bubbles, and after the first application It consists of applying an eco-friendly composite ceramic coating; and
A top coat layer having a thickness of 50 to 70 μm made of a weathering coating agent formed on the surface of the middle coating layer, wherein the weathering coating agent includes a main agent containing an acrylic polyol and a non-yellowing curing agent;
Corrosion-resistant coating made of.
A steel structure characterized in that the coating film according to claim 8 is formed on the surface.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102525097B1 (en) * | 2023-03-13 | 2023-04-24 | 주식회사 공대화학건설 | 1 component type PUD hybrid coating composition for outdoor steel and its manufacturing method |
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2021
- 2021-07-12 KR KR1020210090793A patent/KR102474976B1/en active IP Right Grant
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