운모 상에 인산 아연이 도포된 고기능성 방청안료의

Abstract

유기 도막은 부식인자로부터 금속을 보호하는데 있어서, 기술적으로 경제적으로 많은 이점을 가지고 있다고 알려져 있다. 유기도막의 방청성은 주로 도막 내에 방청안료를 첨가하여 부식인자에 대해 장벽으로 작용하는 장벽효과와 관련이 있다. 과거에는 이런 방청안료로 Zinc chromate, 광명단, 납 등의 안료 등이 값이 저렴하고 그 성능이 좋아 주로 사용되어 왔다. 그러나 1990년대 이후로 이러한 방청안료가 유독하고 안전하지 않다는 사실이 알려짐에 따라 전 세계적으로 사용이 금지 되었다[1]. 따라서 기존의 방청안료를 대체할 안료에 대한 개발의 필요성이 대두되었다. 그 결과 1990년대 이후로, phosphate화합물, borate 화합물 등이 개발되어 현재도 보편적으로 사용되고 있다. 그 중에서도 zinc phosphate는 chromate와는 다른 친환경방청안료로써 가장 많이 알려져 사용되어 왔다[2∼4]. 그러나 zinc phosphate를 포함해서 현재까지 주로 쓰이고 있는 대체 방청안료들은 기존의 방청안료에 비해서 고가이고 적용대상이 한정적이며 그 성능이 기존의 안료보다 우수하지 못하다. 예를 들어, Meta borate의 경우에는 가격이 아주 고가라서 방청보조제로만 사용이 되고 Aluminium phosphate는 소부시 탈리된 수분으로 인해서 표면에 기포가 생기는 문제점을 가지고 있다. 따라서 기존 대체안료들의 단점을 보완할 새로운 방청안료 개발이 필요하게 되었다. 기존 방청안료를 대체하기 위해서 여러 가지 연구가 진행되었는데 나노 복합체 체질안료를 개발하거나, 방청안료를 나노 사이즈로 줄이는 등의 연구가 현재 활발히 진행되고 있다[5]. 본 연구에서는 체질안료로 사용되는 나노 mica에 대체 방청안료인 zinc phosphate를 코팅함으로써 소량 사용으로도 방청효과를 유지하는 방청안료의 합성을 목표로 한다. Zinc phosphate가 코팅 된 Mica는 Mica와 Zinc nitrate, Phosphoric acid를 이용하여 다양한 조건하에서 코팅되었다. 물질의 특성은 XRD, SEM 등을 통해 분석하였고, 안료의 방청성능은 안료를 에폭시 수지에 배합하여 도막의 장벽특성 및 방식성능을 교류 임피던스법을 이용하여 평가하였다.

Organic coatings are widely used to protect metal substrate from corrosion via the electrochemical mechanism or the barrier mechanism. In this work the anticorrosive behavior of zinc phosphate-coated mica (ZP/mica) pigment was studied. Zinc phosphate is one of the most commercially successful non-toxic inhibitive pigments used in paint formulations. And mica is widely used lamellar pigment for anticorrosive coating. In order to improve the protective action, the corrosion inhibition properties of zinc phosphates and mica were combined. The ZP/mica pigments were prepared by deposition of zinc phosphate on mica suing zinc nitrate and phosphoric acid as starting materials for formation of zinc phosphate. The organic coatings were formulated using epoxy resin as binder and ZP/mica pigments and the pigment concentration ranged from 1 to 10%. The scanning electron microscopy(SEM) and x-ray diffraction(XRD) techniques were used to observe the composition and morphology of the pigment. The corrosion inhibition performance of the pigments was monitored using electrochemical impedance spectroscopy technique(EIS). It found that the anticorrosive performance of the ZP/mica pigment prepared at 70℃ is the better than that prepared at 20℃ and it may be ascribed to the difference in chemical structure of zinc phosphate compounds prepared at different temperatures. During corrosion test, the impedance of coatings formulated with ZP/mica pigment prepared at 70℃ increased with time. The inhibitive performance of coating was enhanced by increasing the pigment content.