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KR900003585B1 - 철-아연합금 코우팅 철강용 기화성 방청제 - Google Patents

철-아연합금 코우팅 철강용 기화성 방청제 Download PDF

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KR900003585B1
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Abstract

내용 없음.

Description

철-아연합금 코우팅 철강용 기화성 방청제
본 발명은 철-아연(Fe-Zn)합금 코우팅 철강용 기화성 방청제, 좀더 상세히 언급하자면, 모노에탄올아민의 유기산염과 디메틸아민의 방향족산염을 주성분으로 하고 환원성 화합물인 요소와 아질산나트륨 및 중탄산 암모늄을 부성분으로 하여 구성되며 상온에서 물-메틸알코올의 혼합용매에 용이하게 용해될 수 있는 철-아연합금 코우팅 철강용 기화성 방청제에 관한 것이다.
본 발명은 또한 상기 방청제를 물-메틸알코올 혼합용매에 용해시켜 구성한 기화성 방청액 및 그러한 방청액을 크라프트지에 함침, 도포시켜 제조한 방청지에 관한 것이다.
철-아연합금 코우팅 강판(철강)은 철과 아연을 합금화 처리하여 강판에 코우팅시킨 것으로서, 주로 건축용샤시, 문, 승용차, 버스, 트럭등의 몸체, 세탁기, 냉장고, 냉동소케트, 자동판매기, 조명기구등에 사용되며, 아연도금강판과 비교하여 페인트의 밀착성에 있어서 우수한 효능을 갖는다.
또한, 철-아연합금 코우팅 간판은 부식속도에 있어서 아연도금강판과 비슷하나 부식생성물이 황-적색을 나타내며 철의 부식에 의한 부식감량이 발생하는데, 이는 아연도금강판의 백청변색과는 차이가 있다. 따라서, 부식분위기에서 철-아연합금 코우팅 철강을 수송.보관등을 하는 경우 부식(발청)을 방지하기 위한 방법이 요구되어 왔다.
상기 부식방지를 위한 하나의 방법으로서 소정의 기화성방청액이 도포된 기화성 방청지로 철-아연합금 코우팅 철강을 포장하는 방법이 알려져 있는데, 종래의 철-아연합금 코우팅 철강용 기화성 방청제로는 피라졸이나 피라졸 유도체 화합물을 들 수 있으나, 이들 아졸(azole)계의 헤테로고리화합물류는 인체에 해로운 독성물질이고, 또한 제조공정의 복잡성으로 인하여 단가가 비싸며, 물에 대한 용해도가 낮아 알코올등의 유기용매를 사용해야 하는 문제점등이 있었다.
이에, 본 발명자는 수차에 걸친 실험과 연구를 통하여 모노에탄올아민의 유기산염과 디메틸아민의 방향족산염의 혼합물에 환원성 화합물인 요소, 아질산나트륨 및 중탄산암모늄을 첨가하여 구성한 방청제 조성물이 철-아연합금 코우팅 철강용 기화성 방청제로서 방청성능이 우수함은 물론 상온에서 물-메틸알코올의 혼합용매에 용이하게 용해됨을 알아내고, 이에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로서, 본 발명은 제조가 간단하고 인체에 대한 독성이 적을 뿐 아니라 물에 대한 용해도가 커서 사용상 처리가 용이하며 방청성능이 우수한 인가의 철-아연합금 코우팅 철강용 기화성 방청제를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
이하, 본 발명을 설명한다.
본 발명은 (a)약 15-35중량부의 모노에탄올아민의 유기산염, (b)약 15-30중량부의 디메틸아민의 방향족산염. (c)약 10-25중량부의 요소. (d) 약 15-30중량부의 아질산나트륨, 및 (e) 약 1-5중량부의 중탄산 암모늄으로 구성된 철-아연합금 코우팅 철강용 기화성 방청제에 관한 것이다.
상기 모노에탄올 아민의 유기산염은 15중량부 이하인 경우 이온화경향이 높은 아연이 백청을 형성하게 되며, 35중량부 이상에서는 첨가효과의 향상정도가 미흡하므로, 15-35중량부가 바람직하다.
또한, 상기 디메틸아민의 방향족산염의 경우에는 단독으로는 철 및 아연에 대하여 지속적인 방청효능이 미흡하나 본 발명에 부합되는 15-30중량부의 범위로 상기 모노에탄올아민의 유기산염과 병용하는 경우에는 철 및 아연에 대하여 현저히 개량된 방청효과를 얻을 수 있다.
또한, 요소와 아질산나트륨은 작용기전이 CO(NH2)2+2NaNO2+2H2O NH4NO2+Na2CO3로 철 및 아연의 응축수를 흡습하여 부식을 억제시키는 작용을 하는 것으로서, 요소의 경우, 10중량부 이하인 경우에는 수분제거능이 약하여 녹이 발생되며, 25중량부 이상에서는 철강표면에 잔존 흔적이 형성되므로 그 양은 10-25중량부가 바람직하다.
상기 아질산나크륨은 아민의 유기산염과 작용하여 아연의 부동태막을 형성시켜 초기 기화성 방청능력을 향상시키기 위하여 첨가되는 것으로서, 15중량부 이하에서는 부동태화가 미흡하여 방청능이 약화되고 30중량부이상에서는 첨가효과의 개선정도가 미약하므로, 그 양은 15-30중량부가 바람직하다. 비산화성 부식억제제인 상기 중탄산암모늄은 방청효과를 상승시키기 위한 보조제로서 첨가되며 방청효과와 과잉첨가시 철강표면에서 방청제 잔존을 고려하여 그 첨가량이 결정되는 것으로서, 1-5중량부가 바람직하다.
본 발명의 방청제에 있어서, 유용한 모노에탄올아민의 유기산염으로는 벤조산염, 라울산염, 3-메틸카프릴산염 및 도데칸산염 등이 있는데, 바람직한 것을 벤조산염이다. 그리고, 유용한 디메틸아민의 방향족산염으로는 벤조산염, 프탈산염, 이소프탈산염 및 테레프탈산염등이 있는데, 특히 바람직한 것은 벤조산염이다.
상기한 모노에탄올아민의 유기산염은 모노에탄올아민과 상응하는 유기산을 약 2 : 1 내지 1 : 2의 몰비로 하여 교반하고 탈수 부가반응시켜 제조할 수 있으며, 디메틸아민의 방향족산염은 이메틸아민과 상응하는 방향족산을 약 2 : 1 내지 1: 2의 몰비로 하여 교반하고 탈수 부가반응시켜 제조할 수 있다.
본 발명의 방청제는 물에 대한 용해도가 매우 크므로 몰-메틸알코올(4 : 1 내지 3 : 2)의 혼합용매를 사용하여 방청액으로 사용할 수 있다. 이 경우, 바람직한 방청제/물-메틸알코올 혼합용매 혼합비는 약 4/6내지 7/3이다.
상기 혼합비가 4/6이하이면 방청효과를 얻기 위하여 크라프트지에 과잉량의 방청액을 함침도포시켜야 하나 크라프트지가 수용하는 함침량이 한도가 있어 과잉의 함침도포가 어려우며, 7/3이상이면 방청액의 점도가 높아 적당량의 도포가 곤란하고 방청액의 용해성이 문제가 되므로, 그 혼합비는 4/6-7/3이 바람직하다.
또한, 본 발명은 본 발명의 방청제를 물-메틸알코올 혼합용매에 용해시킨 방청액을 크라프트지에 약 20-30g/㎡의 적용비로 함침시키고 약 60-90℃의 고온에서 열풍건조시켜 기화성 방청지를 제조할 수도 있다.
상기 적용비가 20g/㎡ 이하인 경우에는 방청능이 떨어지고 30g/㎡ 이상인 경우에는 과다방청에 의한 불량 발생, 및 경제적인 측면에서 불합리하므로 그 적용비는 20-30g/㎡이 바람직하다.
또한, 상기 건조온도가 60℃ 이하인 경우에는 건조불량으로 얼룩발생 및 공기의 흡입이 발생할 수 있고, 90℃ 이상인 경우에는 고온에 의한 종이의 변색 및 말림현상이 발생하므로, 건조온도는 60-90℃가 바람직하다.
이하에서, 실시예들과 함께 본 발명을 좀더 상세히 설명한다.
[실시예 1]
2M의 모노에탄올아민과 1M의 벤조산을 1시간동안 교반하면서 탈수 부가반응시켜 모노에칸올아민벤조산염을 제조하고, 3M의 디메틸아민과 2M의 벤조산을 2시간 정도 교반하면서 탈수 부가반응시켜 디메틸아민벤조산염을 제조하였다.
상기한 방법으로 제조한 모노에탄올아민 벤조산염 33중량부와 디메틸아민 벤조산염 16중량부의 혼합물에 30중량부의 아질산나트륨과 20중량부의 요소 및 1중량부의 중탄산암모늄을 첨가하고 균일하게 혼합하여 본 발명의 방청제(SJA-1)를 제조하였다. 상기 SJA-1 방청제 51중량부를 물-메틸알코올(4 : 1) 혼합용매 49중량부에 용해시켜 전체 고형분농도가 51%인 담황색의 방청액을 제조하였다. 이 방청액은 다음 실시예 3에서 시료로서 사용하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에서와 마찬가지 방법에 따라 제조한 25중량부의 모노에탄올아민 벤조산염과 25중량부의 디메틸아민 벤조산염의 혼합물에 23중량부의 아질산나트륨과 25중량부의 요소 및 2중량부의 중탄산암모늄을 첨가하고 균일하게 혼합하여 본 발명의 또다른 방청제(SJA-2)를 제조하였다. 상기 SJA-2 방청제 51중량부를 물-메틸알코올(4 : 1) 혼합용매 49중량부에 용해시켜 전체고형분 농도가 51%인 담황색의 방청액을 제조하였다. 이 방청액은 다음 실시예 3에서 시료로서 사용하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1 및 2에서 제조한 본 발명의 방청제(SJA-1 및 SJA-20로부터 제조된 방청액들을 각가 20-30g/㎡의 적용비로 크라프트지에 함침시키고 60℃의 열풍으로 건조시켜 방청지를 제조하였다. 이들 두가지 방청지 및 공지의 방청제로부터 제조된 방청지들에 대하여 KSA 2112, JISZ 1519 방법에 따라 방청성능 시험을 행하였다.
한편, 시편(12wt%의 철과 88wt%의 아연의 합금으로 코팅된 냉연강판 75mm×100mm) 3매씩을 각각의 방청지로 포장하고 이를 부식촉진기에서 70℃, 100% RH(상대습도)의 가혹한 조건하에서 부식촉진 시험하였다.
상기 시험결과들을 분석하여 다음도표에 요약 기재하였다.
방청 성능 분석표
Figure kpo00001
비고
◎-발청율이 거의 0%임.
○-발청율이 3% 이하임.
△-발청율이 3-20%임.
×-발청율이 20% 이상임.
Cr-냉연강판
GI-12wt%의 철과 88wt%의 아연의 합금코팅막
상기 도표에서 알 수 있듯이, 본 발명의 방청제가 공지의 것들에 비하여 더욱 우수한 방청성능을 나타내었다.

Claims (5)

  1. (a) 약 15-35중량부의, 모노에탄올아민의 벤조산염, 라울산염, 3-메틸카프릴산염 및 도데칸산염으로 구성된 그룹으로부터 선택된, 모노에탄올아민의 유기산염: (b)약 15-30중량부의 디메틸아민의 벤조산염, 프탈산염, 이소프탈산염 및 테레프탈산염으로 구성된 그룹으로부터 선택된, 디메틸아민의 방향족산염: (c)약 10-25중량부의 요소: (d) 15-30중량부의 아질산나트륨: 및 (e) 1-5중량부의 중탄산 암모늄으로 구성된 철-아연합금 코우팅 철강용 기화성 방청제.
  2. 제1항에 있어서, 모노에탄올아민의 유기산염(a)는 모노에탄올아민벤조산염이고, 디메틸아민의 방향족산염(b)는 디메틸아민벤조산염임을 특징으로 하는 철-아연합금 코우팅 철강용 기화성 방청제.
  3. 40-70wt%의 상기 청구범위 제 1항에 기재된 방청제 및 30-60wt%의 물-메틸알코올(4 : 1- 3 : 2) 혼합용매로 구성된 철-아연합금 코우팅 철강용 기화성 방청액.
  4. 제 3 항에 있어서, 50wt%의 방청제 및 50wt%의 물-메틸알코올(4 : 1) 혼합용매로 구성된 것임을 특징으로 하는 철-아연합금 코우팅 철강용 기화성 방청액.
  5. 제 3 항에 기재된 방청액을 20-30g/㎡의 적용비로 크라프트지에 도포. 함침시키고 60-90℃의 열풍으로 건조시켜 제조한 철-아연합금 코우팅 철강용 기화성 방청지.
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