일반기술

내부식성 및 내 지문성이 우수한 무크롬 유/무기 졸-겔 금속 코팅제 및 그 제조방법

*배경본 발명은 내부식성과 내지문성이 우수한 유/무기 졸-겔 금속 코팅제 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 알루미늄 염으로 안정화시킨 산성 알루미나 졸을 기본 조성으로 하고 여기에 특정 부식억제제를 일정량 첨가하고, 알킬실란 및 수분산 에폭시 또는 아크릴레이트계 수용액상 고분자를 일정 함량비로 함유시켜 코팅제를 제조함으로써, 구성물들간의 시너지 효과에 의한 내부식성을 크게 향상시키고, 내지문성도 동시에 가지며, 특히 크롬(Cr) 성분이 전혀 포함되어 있지 않은 무크롬 내부식성 코팅제 및 그 제조방법에 관한 것이다. *배경금속의 표면 코팅은 표면의 산화 방지, 산에 의한 침식 방지, 윤활성 및 용접성 등 다양한 요구 조건을 만족시킬 목적으로 행해지고 있다. 아연 도금 강판은 일반적으로 한쪽 면만 도장 처리하여 사용하는 경우가 많기 때문에 아연의 산화에 기인한 백청 방지와 도장성이 우수하도록 크로메이트 처리 및 인산염 혹은 인산 아연염 처리가 넓게 적용되고 있다. 또한 전기 도금된 아연 도금강판은 표면이 미려하지만 지문에 의하여 쉽게 자국이 남는 특성을 가지고 있다. 이에 따라 내부식성을 증가시키고 내지문성을 가지도록 크로메이트 처리와 내지문 코팅이 현재 행하여지고 있다. 그러나 크로메이트 처리용 크롬산 용액은 독성이 강한 크롬 이온을 포함하고 있어 인체에 발암성을 유도하며, 크로메이트 처리 후 수세하고 내지문 코팅을 하는 경우 수세 용액 속에 포함된 크롬산 용액의 폐수처리도 환경에 매우 나쁜 영향을 주고 있다. 이에 더하여 크로메이트 처리된 아염 도금 강판도 사용중이나 폐기될 때 크롬 이온을 용출시키는 문제를 가지고 있다. 이와같이, 여러 금속산업에서 폭넓게 사용되고 있는 크로메이트 처리는 그 사용이 엄격하게 규제될 예정이며, 따라서 세계 각국은 환경부하가 적은 소위 "그린 스틸"개발 공정을 개발하고 있다.*제조방법 상의 특징염화 알루미늄 용액에 암모니아수를 첨가하여 수산화 알루미늄 침전물을 얻은 다음, 이온교환수를 이용하여 여과 및 세척하여 수산화 알루미늄 케이크를 제조하는 공정 1공정; 상기 1 공정의 수산화 알루미늄 케이크에 이온교환수를 가하여 알루미나 농도를 1 ∼ 10 중량%로 한 후, 염화 알루미늄 또는 질산 알루미늄을 첨가하여 80 ∼ 100 ℃에서 5 ∼ 40 시간 오븐에서 열처리하여 졸 표면이 [Al13(OH)24O4(OH2)12]7+의 형태의 다가 이온으로 안정화된 pH 3 ∼ 5인 알루미나 졸을 제조하는 2 공정; 상기 2 공정의 알루미나 졸에 Ce, Zr 및 Mo의 수용성 염 중에서 선택된 부식억제제를 알루미나 졸 100 중량%에 대해 0.1 ∼ 1.0 중량% 첨가하는 3공정; 상기 3공정에 알킬실란을 알루미나 졸의 알루미늄 이온 1 몰당 0.01 ∼ 1.0 몰비로 첨가하여 알루미나/알킬실란 하이브리드 졸을 제조하는 4공정; 상기 4공정의 하이브리드 졸에 알루미나 졸 100 중량%에 대해 0.5 ∼ 3.0 중량%로 수분산 에폭시 또는 아크릴레이트계 수용액상 고분자를 첨가하여 코팅제를 제조하는 5공정;으로 이루어진 내부식성 및 내지문성 코팅제의 제조방법.*특징 및 장점1)수용액상으로 휘발성 유기물의 방출이 매우 적음2) 기존의 크로메이트 공정에서 거치는 2차 세정 과정이 생략되어 공정수의 사용을 줄일 수 있어 경제적.3)크롬을 전혀 함유하지 않아 환경친화적.4) 염수 분무에 대한 내식성도 매우 우수.5)내지문성을 가짐.6)코팅막의 경도는 7H 이상으로 매우 높아 내 스크래취성과 기계적 가공성이 우수.7) 유기물의 사용이 매우 적으므로 코팅막의 높은 내열성. 8)본 발명에 따른 내부식성 코팅제를 용융 아연 도금이나 전기 아연 도금된 강판에 적용하면 아연 도금이 가진 고유의 칼라의 손상없이 내부식성 증가를 가지며, 코팅제에 함유된 유기물에 의하여 상도 도장성도 매우 우수한 장점을 가짐.