올바른 적용을 위한 올바른 금속 코팅 선택

패트릭 커런 | 2016년 6월 2일

~에 의해Alan Cain, Chemline, Inc. 그룹 리더/연구 화학자

금속을 사용하면 산업 생산 장비, 자동차, 항공기 또는 가전제품과 같은 다양한 제품을 가질 수 있습니다. 그러나 금속이 부식되기 쉽다는 것이 문제이다. 올바른 코팅과 같은 예방 조치를 통해 부식을 지연하거나 제거할 수 있습니다.

전 세계적으로 연간 부식 비용은 전 세계 국내총생산(GDP)의 3~4%, 즉 3조 달러 이상에 달합니다. 역사적으로 중요하지 않은 산업에서는 부식이 수리 및 유지보수 문제로 취급되었습니다. 그러나 최근에는 예방 조치를 통해 부식 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 이러한 조치에는 적절한 재료 선택, 신중한 부품 설계 및 부식 제어가 포함됩니다.

해저 노출로부터 보호하기 위해 폴리우레탄 코팅으로 코팅된 주철 파이프. 사진: 켐라인

적극적인 부식 제어에는 금속 기질보다는 부식 반응에 참여하는 희생 물질(종종 아연)을 사용하는 것이 포함됩니다. 수동적 보호에는 부식성 시약과 물이 금속 기판 표면에 도달하는 것을 방지하는 차단재를 적용하는 것이 포함됩니다. 이러한 코팅과 필름은 충격, 마모 및 기타 기계적 손상에 대한 추가 보호 기능도 제공하는 경우가 많습니다.

금속의 매우 광범위한 사용과 광범위한 금속 유형을 고려할 때 성능 기대치는 크게 다르며 허용 가능한 비용/균형 비율도 마찬가지입니다. 다양한 코팅 기술이 다양한 요구 사항을 충족합니다. 응용 분야에 가장 적합한 코팅 기술을 선택하는 것은 어려울 수 있습니다. 다음은 몇 가지 지침입니다.

기존 기술: 에폭시보호 특성으로 인정받는 코팅 기술에는 두 가지 주요 등급이 있습니다. 하나는 에폭시와 폴리우레탄 유형 시스템입니다. 여기에는 폴리우레탄, 폴리우레아 및 이 두 가지 화학 물질의 하이브리드가 포함됩니다.

에폭시는 금속에 대한 접착력이 뛰어나고 높은 내습성, 내화학성, 내충격성을 제공하기 때문에 공장에서 적용되는 금속 응용 분야의 부식 방지 코팅제로 널리 사용됩니다. 이들은 다양한 탑코트 화학 물질(경량 적용을 위한 아크릴, 중간 및 중강도 적용을 위한 에폭시, 실리콘, 폴리우레탄 및 폴리우레아)을 포함한 멀티 코팅 시스템에서 프라이머(때때로 아연이 풍부함)로 널리 사용됩니다. . 오늘날 사용되는 대부분의 에폭시 코팅은 휘발성 유기 화합물(VOC) 배출과 관련된 엄격한 환경 규정을 충족하는 고고형분 또는 100% 고형분 제제입니다.

그러나 부식 제어를 위한 대체 기술에 대한 관심을 불러일으킨 에폭시 코팅에는 한계가 있습니다. 특히, 에폭시 코팅은 그다지 유연하지 않으며 기판 이동, 높은 마모 또는 심한 충격과 관련된 응용 분야에서 균열이 발생할 수 있습니다. 또한 저온에서는 제대로 작동하지 않으며(깨지기 쉬움) UV 방사선에 노출되면 품질이 저하되어 외부 응용 분야에서는 시간이 지남에 따라 노란색으로 변합니다.

이러한 이유로 폴리우레탄 및 파생 코팅 기술은 높은 접착력과 습기, 화학적 공격 및 충격에 대한 높은 저항성과 결합된 뛰어난 유연성으로 인해 OEM 금속 응용 분야의 부식 제어 코팅으로 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

폴리우레탄과 폴리우레아의 화학 이소시아네이트는 폴리우레탄과 폴리우레아 수지를 합성하는 데 사용됩니다. 폴리우레탄은 디이소시아네이트(또는 폴리이소시아네이트)가 폴리올과 반응하면 얻어지고, 폴리우레아는 아민과 반응하면 생성됩니다. 하이브리드 시스템에서 이소시아네이트는 아민과 폴리올의 혼합물과 반응합니다. 많은 폴리우레탄(예를 들어 수분 경화 시스템 제외)의 경우 이소시아네이트와 폴리올 성분의 신속한 반응을 보장하기 위해 촉매가 필요합니다. 반면, 이소시아네이트는 아민과 빠르게 반응하므로 폴리우레아 형성에 촉매가 필요하지 않습니다.