연속․순환식 공정으로 제조된 Zinc flake 도료의 방식성능 평가에 관한 연구
- Alternative Title
- Anti-corrosion evaluation of zinc rich primer Zinc flake prepared with continuous circulation process
- Abstract
- In general, thinner coating for ship shop primer or main primer is favored. However, too thin coating causes poor anti-corrosion performance, and on the other hand good anti-corrosion performance of thick coating is often cancelled out with more cost and more post-treatments. The optimization technology is thus required to attain maximum anti-corrosion performance with minimum usage of zinc pigment.
In this study, the anti-corrosion performance of organic zinc rich primer (ZRP) with zinc flakes (lamellar shape) incorporated is investigated in that zinc flakes expect to produce thinner coating but better anti-corrosion performance in zinc pigment.
Zinc flakes have been used since 1970's, manufactured by ball milling. However, they have a couple of weaknesses. The manufacturing method has inferior yield and capacity, and the separation and dispersion of zinc flakes are not easy. Therefore, it is generally said that zinc flakes are ten times expensive than zinc dust.
This study is thus focused on the development of mass-productive continuous- circulation complex bead milling (CBM) for the fabrication of zinc flakes, which gives 30 times more output per hour and over 90% yield. The organic zinc primer composed of the manufactured zinc flakes is then tested for the comparison with the zinc pigment made from zinc dust. The coated samples are evaluated by adhesion test, film thickness measurement, impact test, salt dipping test, salt spray test, etc. as usually done. In addition, the long-term anti-corrosion performance is checked by electrochemical impedance spectroscopy(EIS) under an accelerating condition.
Finally, the mixing of zinc flakes and dust is proposed for the commercialization. The experimental results show that zinc flakes manufactured through continuous-circulation CBM processes have the same anti-corrosion performance even with less than 50% usage compared to zinc dust. Moreover, the performance is increased by over 20% when an optimum amount of zinc dust is mixed with zinc flakes, probably due to the better barrier effect. In other words, their different particular shapes make them to be more efficiently stacked.
The potential of zinc flakes of this study, manufactured by economical continuous- circulation CBM processes, is expanded to more various applications.
- Author(s)
- 정헌석
- Issued Date
- 2011
- Awarded Date
- 2011. 8
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- URI
- https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/9402
http://pknu.dcollection.net/jsp/common/DcLoOrgPer.jsp?sItemId=000001965465
- Department
- 대학원 화학공학과
- Advisor
- 임준혁
- Table Of Contents
- 제 1 장 서론 1
제 2 장 이론 및 문헌조사 5
2.1 금속분말 제조기술 5
2.1.1 이론적 배경 5
2.1.2 기상법에 의한 아연분말 제조 11
2.2 Zinc flake 제조 선행기술 12
2.2.1 Zinc flake 방식안료 12
2.2.2 Ball milling 공정을 통한 zinc flake 제조 13
2.2.3 Attrition milling에 의한 금속가공 15
2.2.4 Attrition milling의 수학적 모델 17
2.3 방식도료 및 방식성능 평가 20
2.3.1 방식도료 이론적 배경 20
2.3.2 방식도료 기술현황 22
2.3.3 부식의 발생 26
2.4 교류임피던스를 이용한 부식저항전위 측정 27
2.4.1 부착력 교류임피던스 이론 27
2.4.2 부식계의 등가회로와 교류임피던스 특성 32
2.4.3 교류임피던스 측정결과 도시방법 37
2.4.4 도막의 노화에 따른 등가회로와 교류임피던스 diagram 42
2.5 도료의 구성 및 선박도료 개론 45
2.5.1 도료의 구성 45
2.5.2 아연말 도료 52
2.6 도장 공정 및 중방식 도장 시스템 53
2.6.1 도장 공정 53
2.6.2 선박도장 공정 54
2.6.3 중방식 도장 시스템 56
2.7 아연분말 안료 특성 59
제 3 장 실험 64
3.1 연속․순환식 zinc flake 제조 64
3.1.1 CBM 공정에 의한 zinc flake 제조 64
3.1.2 Zinc flake 제조기술 66
3.2 Zinc flake 제조 67
3.2.1 Milling 공정에 따른 zinc flake 제조 67
3.2.2 Pilot CBM 공정을 이용한 zinc flake 제조 68
3.2.3 Pilot CBM 공정 실험조건 설계 69
3.2.4 원료 입도 및 slurry 조성 변화 71
3.2.5 부산물 아연분말 재활용 및 공정 재현성 73
3.3 Zinc rich primer(ZRP) 도료 제조 및 성능 평가 75
3.3.1 수지(resin) 및 첨가제의 조성 설계 75
3.3.2 도장 공정 및 시험시편 제조 81
3.3.3 부착력 및 방식성능 평가 83
3.3.4 교류임피던스 및 개회로 전압(OCV) 시험법 92
제 4 장 결과 및 고찰 95
4.1 Zinc flake 제조 95
4.1.1 Attrition milling 공정을 통한 zinc flake 제조 95
4.1.2 CBM 공정을 이용한 zinc flake 제조 97
4.1.3 Pilot CBM 운용을 통한 zinc flake 제조 101
4.1.4 원료 입도 및 조성설계에 따른 제조 105
4.1.5 공정 재현성 및 SEM 분석 107
4.2 Zinc rich primer 도료 성능시험 111
4.2.1 아연분말안료의 특성 111
4.2.2 Zinc flake의 최적 조성 111
4.2.3 Zinc flake도막 및 zinc dust 도막의 방식성능 117
4.2.4 Zinc flake와 zinc dust 혼합도막의 방식성능 130
4.2.5 교류임피던스 측정을 통한 zinc flake 도막의 방식성능평가 131
4.2.6 아연 도막의 종합 성능 평가 136
제 5 장 결 론 140
참고문헌 142
감사의 글 146
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- Doctor
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