[논문]이중 자기치유 메커니즘을 통한 강판의 내부식성 코팅

이향무; 윤수민; 김진철; 조수현; 정인우

doi:10.17702/jai.2021.22.2.47

이중 자기치유 메커니즘을 통한 강판의 내부식성 코팅
Anticorrosive Coating Material with Dual Self-healing Capability for Steel Coating 원문보기

접착 및 계면 = Journal of adhesion and interface, v.22 no.2, 2021년, pp.47 - 56

이향무 (경북대학교 응용화학공학부) , 윤수민 (경북대학교 응용화학공학부) , 김진철 (한국화학연구원 그린정밀화학연구센터) , 조수현 (주식회사 포스코) , 정인우 (경북대학교 응용화학공학부)

초록
AI-Helper

자기치유 소재를 이용하여 강판을 코팅하는 경우, 코팅 소재에 상처가 날 경우 스스로 상처를 치유하여 강판이 부식되는 것을 방지할 수 있다. 하지만 자기치유 과정에는 시간이 소요되며, 따라서 자기치유가 되기 전에 강판의 상처가 부식 될 수 있다. 본 연구에서는 가역적인 hindered urea bond(HUB)를 통하여 가교 결합을 형성하면서 동시에 부식 방지제로써 작용하는 DTBEDA를 이용하여 듀얼자기치유 메커니즘을 가지는 코팅 소재를 제조하였다. 또한 제조된 소재를 강판에 코팅하여 의료용 메스와 나노/마이크로 압입시험기를 통하여 스크래치에 대한 자기치유 성능을 확인하였으며, DTBEDA의 내부식성 효과를 전기화학 임피던스 분광법(EIS)을 통하여 분석하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Steel plates coated by self-healable polymer still can be rusted since it takes time to be healed. In this study, dual self-healing coating material is developed using corrosion inhibitor (DTBEDA) which can form hindered urea (HUB) as reversible cross-linking bond at the same time. Developed dual self-healing polymer is coated on steel plate, and scratch healing property was investigated by surgical blades and nano/micro indentation tester. The anticorrosion effect of DTBEDA was investigated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS).

주제어

표/그림 (9)

그림 Figure 1. FT-IR spectra of the self-healable polymers (a) IGDN and (b) IGBD before and after crosslinking with HDI trimer.
그림 Figure 2. DMA curves for the self-healable polymers (a) IGDN (dual self-healing mechanism) and IGBD (tin-catalyzed carbonate).
그림 Figure 4. Optical microscopic images of the scratch wounds made by a scratch indenter on (a) NR, (b) IGDN, and (c) IGBD coated CR plates: (left) immediately after scratch, (right) after scratch-healing at room temperature (R.T.) for 48 h.
그림 Figure 3. (a) Scratch profiles for NR (red), IGBD (green), IGDN (blue), respectively, (b-d) corresponding optical images of scratched coating surfaces (b, reference, NR), (c, IGDN, dual self-healing mechanism) and (d, IGBD, tin-catalyzed carbonate).
그림 Figure 5. Optical microscopic images of the deep scratch wound made by using a surgical blade on (a) IGDN and (b) IGBD: (left) immediately after scratch, (right) after scratch-healing at 60°C for 12 h (the scale bar = 100 μm).
그림 Figure 6. Optical microscopic images of the coated CR steel plates immersed in 5 wt.% NaCl solution after the self-healing at 60°C for 12 h: (a) IGDN and (b) IGBD. The coated specimens show a gradually distinct difference in corrosion over the immersion time (0-48 h). The edges in yellow indicate a protective tape preventing edge corrosion.
그림 Figure 7. LC-MS results of the filtered aqueous solution containing IGDN after heating at 60ºC for 72 h.
그림 Figure 8. Photographic images of the bare CR steel plates immersed in several solutions: (a) for 24 h, (b) for 60 h, and (c) after completion of the immersion test and cleaning with pure water (A: pure water, B: 5 wt.% brine, C: 10 mM DTBEDA in 5 wt.% brine, and D: 10 mM aniline in 5 wt.% brine).
그림 Figure 9. (a) Nyquist plots and (b) Bode plots of CR steel plates obtained in 3.5 wt.% NaCl solutions containing different concentrations and types of amine compounds (blank: no amines, 0.5 mM ethylene diamine, 0.5 mM DTBEDA, and 5 mM DTBEDA).

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