부식은 금속이 본래 상태인 산화물로 되돌아가려는 본질적인 성질 또는 자연적인 경향으로 인하여, 금속 구조물의 경제적 손실을 야기시킬 뿐만 아니라 안정성 측면에서도 큰 문제를 초래한다. 그래서 금속 구조물을 부식으로부터 보호하기 위해 많은 방법들이 연구되어 왔고 지금도 활발히 연구하고 있다. 그 중에서도 합금성분에 의해 소재 자체의 내식성을 향상시키는 방법이나 전기방식과 같은 방법도 사용하고 있지만 일반적으로 도장에 의한 방식법이 가장 널리 이용되고 있다[1]. 도장에 의한 방식법은 피도체의 구조나 크기에 상관없이 적용할 수 있을 뿐만 아니라 노화된 도막은 재도장으로 새로운 방식도막을 형성시켜 소재를 거의 영구적으로 보호할 수 있는 장점을 가지고 있기 때문이다. 유기도막은 온도, 자외선, 수분 및 산소 등에 의해서 환경인자로부터 노화가 된다. 주로 Polyurethane, polyamide, polyester 및 epoxy등의 ...
부식은 금속이 본래 상태인 산화물로 되돌아가려는 본질적인 성질 또는 자연적인 경향으로 인하여, 금속 구조물의 경제적 손실을 야기시킬 뿐만 아니라 안정성 측면에서도 큰 문제를 초래한다. 그래서 금속 구조물을 부식으로부터 보호하기 위해 많은 방법들이 연구되어 왔고 지금도 활발히 연구하고 있다. 그 중에서도 합금성분에 의해 소재 자체의 내식성을 향상시키는 방법이나 전기방식과 같은 방법도 사용하고 있지만 일반적으로 도장에 의한 방식법이 가장 널리 이용되고 있다[1]. 도장에 의한 방식법은 피도체의 구조나 크기에 상관없이 적용할 수 있을 뿐만 아니라 노화된 도막은 재도장으로 새로운 방식도막을 형성시켜 소재를 거의 영구적으로 보호할 수 있는 장점을 가지고 있기 때문이다. 유기도막은 온도, 자외선, 수분 및 산소 등에 의해서 환경인자로부터 노화가 된다. 주로 Polyurethane, polyamide, polyester 및 epoxy등의 합성수지는 기본적으로 도막의 물성을 결정하고 부식인자의 침투를 차단시키는 장벽 역할을 하며[2], 안료는 도막의 색상과 은폐력을 제공하고 부식인자의 침입을 지연시키거나 또는 침투된 부식인자에 의해 발생되는 부식반응을 억제하는 기능을 하게 된다. 따라서 수지성분과 안료의 기능이 상호보완적으로 적절하게 작용할 때 최상의 방식성능을 가지게 되고 이에 따라 도막의 수명 역시 좌우된다[3]. 21세기 들어서 나노테크놀로지(Nanotechnology)는 바이오테크놀로지 (Biotechnology), 정보테크놀로지(Information technology) 와 더불어 차세 대 산업을 이끌어 갈 핵심 기술의 하나로 대두되었고, 미국의 National Nanotechnology Initiative(NNI) Program의 시작을 필두로 일본, 유럽 등 전 세계적으로 이 분야의 기술적 우위를 선점하기 위한 범국가적 연구 사 업이 시작되었다. 특히, 나노테크놀로지 분야 중에서도 초미세기술 ‘나노기술’이 낳은 탄소나노튜브는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루는 튜브형태의 신소재로서, 지난 91년 일본 NEC 연구소의 Iijima 박사에 의해 전자현미경으로 관찰된 이후 세계 각국의 과학자들에 의해 미래를 이끌어갈 신소재로 각광받고 있다[4]. 탄소나노튜브는 새로운 물질 특성의 구현이 가능하여 기초연구의 중요성과 산업적 응용성이 동시에 크게 각광받고 있으며 그동안 개발된 소재와는 전혀 다른 새로운 성질과 기능을 가진 소재로서 기존의 소재를 대신하여 반도체에서 나노로봇의 소재까지 다양한 용도를 사용되고 있다. 이러한 탄소나노튜브는 그 길이가 수 ㎚～수십 ㎛에 이르는 반면 직경은 수 ㎚ 정도로 극히 작기 때문에 나노튜브로 불리면서 나노기술의 대표적인 성공사례로 꼽힌다. 전기전도도는 구리와 비슷하고, 열전도율은 다이아몬드보다 2배 이상 높으며, 강도는 강철의 10만 배와 같고, 인장력도 뛰어나 완벽한 물성으로 평가받고 있다[5-6]. 본 연구에서는 일반적으로 중방식용 도료로써 가장 널리 사용되는 에폭시 수지에 탄소나노튜브의 함량을 달리하여 첨가한 도막을 형성시킨 후 탄소나노튜브의 유(有)무(無)와 그 함량에 따른 도막의 방청 특성을 연구하고자 한다. 도료 내 탄소나노튜브를 효과적으로 분산시키기 위하여 기계적인 처리 방법인 볼밀링, 초음파 처리 및 도료 분산 장비를 각각 단계별로 사용하였다. 그리고 MWCNT의 분산도는 육안 및 Optical Microscope와 Field Emission Scanning Electron Microscope를 사용하여 평가하였으며, 외관관찰을 통해 blistering 및 rust 발생정도를 파악하였다. 그리고 multi-wall carbon nanotube(MWCNT)함량에 따른 도막의 방청 성능 특성 평가를 위하여 thermal cyclic test로 도막을 가속 열화시켰으며 노화 과정을 교류임피던스 (Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)로 측정하였다. 또한 도막과 소지 사이의 현상을 분석하기 위하여 water uptake 측정과 ASTM 4541(Standard Test Method for Pull-off Strength of Coatings Using Portable Adhesion Testers)를 근거로 한 부착력 시험을 실시하였다.
부식은 금속이 본래 상태인 산화물로 되돌아가려는 본질적인 성질 또는 자연적인 경향으로 인하여, 금속 구조물의 경제적 손실을 야기시킬 뿐만 아니라 안정성 측면에서도 큰 문제를 초래한다. 그래서 금속 구조물을 부식으로부터 보호하기 위해 많은 방법들이 연구되어 왔고 지금도 활발히 연구하고 있다. 그 중에서도 합금성분에 의해 소재 자체의 내식성을 향상시키는 방법이나 전기방식과 같은 방법도 사용하고 있지만 일반적으로 도장에 의한 방식법이 가장 널리 이용되고 있다[1]. 도장에 의한 방식법은 피도체의 구조나 크기에 상관없이 적용할 수 있을 뿐만 아니라 노화된 도막은 재도장으로 새로운 방식도막을 형성시켜 소재를 거의 영구적으로 보호할 수 있는 장점을 가지고 있기 때문이다. 유기도막은 온도, 자외선, 수분 및 산소 등에 의해서 환경인자로부터 노화가 된다. 주로 Polyurethane, polyamide, polyester 및 epoxy등의 합성수지는 기본적으로 도막의 물성을 결정하고 부식인자의 침투를 차단시키는 장벽 역할을 하며[2], 안료는 도막의 색상과 은폐력을 제공하고 부식인자의 침입을 지연시키거나 또는 침투된 부식인자에 의해 발생되는 부식반응을 억제하는 기능을 하게 된다. 따라서 수지성분과 안료의 기능이 상호보완적으로 적절하게 작용할 때 최상의 방식성능을 가지게 되고 이에 따라 도막의 수명 역시 좌우된다[3]. 21세기 들어서 나노테크놀로지(Nanotechnology)는 바이오테크놀로지 (Biotechnology), 정보테크놀로지(Information technology) 와 더불어 차세 대 산업을 이끌어 갈 핵심 기술의 하나로 대두되었고, 미국의 National Nanotechnology Initiative(NNI) Program의 시작을 필두로 일본, 유럽 등 전 세계적으로 이 분야의 기술적 우위를 선점하기 위한 범국가적 연구 사 업이 시작되었다. 특히, 나노테크놀로지 분야 중에서도 초미세기술 ‘나노기술’이 낳은 탄소나노튜브는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루는 튜브형태의 신소재로서, 지난 91년 일본 NEC 연구소의 Iijima 박사에 의해 전자현미경으로 관찰된 이후 세계 각국의 과학자들에 의해 미래를 이끌어갈 신소재로 각광받고 있다[4]. 탄소나노튜브는 새로운 물질 특성의 구현이 가능하여 기초연구의 중요성과 산업적 응용성이 동시에 크게 각광받고 있으며 그동안 개발된 소재와는 전혀 다른 새로운 성질과 기능을 가진 소재로서 기존의 소재를 대신하여 반도체에서 나노로봇의 소재까지 다양한 용도를 사용되고 있다. 이러한 탄소나노튜브는 그 길이가 수 ㎚～수십 ㎛에 이르는 반면 직경은 수 ㎚ 정도로 극히 작기 때문에 나노튜브로 불리면서 나노기술의 대표적인 성공사례로 꼽힌다. 전기전도도는 구리와 비슷하고, 열전도율은 다이아몬드보다 2배 이상 높으며, 강도는 강철의 10만 배와 같고, 인장력도 뛰어나 완벽한 물성으로 평가받고 있다[5-6]. 본 연구에서는 일반적으로 중방식용 도료로써 가장 널리 사용되는 에폭시 수지에 탄소나노튜브의 함량을 달리하여 첨가한 도막을 형성시킨 후 탄소나노튜브의 유(有)무(無)와 그 함량에 따른 도막의 방청 특성을 연구하고자 한다. 도료 내 탄소나노튜브를 효과적으로 분산시키기 위하여 기계적인 처리 방법인 볼밀링, 초음파 처리 및 도료 분산 장비를 각각 단계별로 사용하였다. 그리고 MWCNT의 분산도는 육안 및 Optical Microscope와 Field Emission Scanning Electron Microscope를 사용하여 평가하였으며, 외관관찰을 통해 blistering 및 rust 발생정도를 파악하였다. 그리고 multi-wall carbon nanotube(MWCNT)함량에 따른 도막의 방청 성능 특성 평가를 위하여 thermal cyclic test로 도막을 가속 열화시켰으며 노화 과정을 교류임피던스 (Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)로 측정하였다. 또한 도막과 소지 사이의 현상을 분석하기 위하여 water uptake 측정과 ASTM 4541(Standard Test Method for Pull-off Strength of Coatings Using Portable Adhesion Testers)를 근거로 한 부착력 시험을 실시하였다.
In this work, we used the MWCNT(Multi-Wall Carbon Nano-Tube) as a technical pigment to increase the barrier property of organic coating and also tried to find out proper dosage of MWCNT for optimal working property and anticorrosive property. Anti-corrosive test according to different dosages of MWC...
In this work, we used the MWCNT(Multi-Wall Carbon Nano-Tube) as a technical pigment to increase the barrier property of organic coating and also tried to find out proper dosage of MWCNT for optimal working property and anticorrosive property. Anti-corrosive test according to different dosages of MWCNT in coatings were conducted. To check the anti-corrosive property, two of tests were conducted after thermal cyclic test. First test is pull off test to check the adhesion strength between substrate and organic coating. Second test is EIS measuring to check the water absorption and impedance of organic coating. Before the accelerating test, the dispersions of MWCNT in coatings were checked with FE-SEM and optical microscope method. And also it was checked the hydrophobicity of organic coating contain various dosage of MCWNT by checking contact angle. The test result can be summarised as below. First, adding MWCNT in the organic coating can reduce the incidence of blistering. Second, hydrophobicity and the adhesion strength to substrate are increased by increasing the amount of MWCNT on the organic coating. Third, impedance reduction ratio has been decreased by increasing the amount of MWCNT in organic coatings.
In this work, we used the MWCNT(Multi-Wall Carbon Nano-Tube) as a technical pigment to increase the barrier property of organic coating and also tried to find out proper dosage of MWCNT for optimal working property and anticorrosive property. Anti-corrosive test according to different dosages of MWCNT in coatings were conducted. To check the anti-corrosive property, two of tests were conducted after thermal cyclic test. First test is pull off test to check the adhesion strength between substrate and organic coating. Second test is EIS measuring to check the water absorption and impedance of organic coating. Before the accelerating test, the dispersions of MWCNT in coatings were checked with FE-SEM and optical microscope method. And also it was checked the hydrophobicity of organic coating contain various dosage of MCWNT by checking contact angle. The test result can be summarised as below. First, adding MWCNT in the organic coating can reduce the incidence of blistering. Second, hydrophobicity and the adhesion strength to substrate are increased by increasing the amount of MWCNT on the organic coating. Third, impedance reduction ratio has been decreased by increasing the amount of MWCNT in organic coatings.
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