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지르코늄-실란 솔젤 코팅된 아연합금도금강판의 내식성에 관한 연구
Study on corrosion-resistance of zirconium-silane so-gel coated zinc alloy plated steel 원문보기

한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집, 2012 Nov. 08, 2012년, pp.121 - 122  

나현주 ((재)포항산업과학연구원) ,  이경황 ((재)포항산업과학연구원) ,  박종원 ((재)포항산업과학연구원) ,  곽영진 (포스코기술연구원 건식프로젝트추진반) ,  김태엽 (포스코기술연구원 건식프로젝트추진반)

초록
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합금도금강판의 일시 방청과 기능성 부여 후처리는 크로메이트, 인산염처리 등과 같은 방법을 시행하는 것이 일반적이다. 최근에는 아연합금도금 강판의 사용 및 보관 환경이 가혹해짐에 따라 보다 우수한 일시 방청성과 내식성이 요구되고 있다. 본 연구는 솔젤법을 이용하여 zirconium n-propoxide와 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane(GPTS)으로부터 중합된 코팅막과 이에 zirconia nanoparticle입자를 첨가한 코팅막의 공극율(prosity)과 방식효율(protective efficiency)을 분극데이터를 이용하여 비교 평가하였으며, 염수분무시험을 통해 내식성 평가를 진행하였다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • UV 경화형 하이 브리드 졸은 Zirconium nanoparticle 첨가 유무에 따라 Zr-1 (첨가)과 Zr-2 (무첨가)로 명명하였다. 두 샘플의 평균 부착량은 약 1600mg/m2로 Dip Coater를 이용하여 처리하였다. 두 코팅막의 공극율 (prosity)과 방식효율(protective efficiency)은 분극곡선을 통하여 계산한 결과를 Table 1에 보인다.
  • 이에 친화경적이고 열경화 형에 비해 에너지 절약이 되는 UV 경화형의 솔젤 코팅처리에 대한 관심이 높아지고 있으며, 후처리 코팅막의 기능성 부여와 내식성 향상을 위한 다양한 솔젤 전구체 연구가 보고되고 있다. 본 연구에서는 솔젤 전구체 중 금속과 가장 유사한 열평창 계수를 갖고, 고온의 경화온도 조건에서 균열이 최소화되어 내식성이 우수한 ZrO2의 대표적인 전구체인 zirocnium-n-propoxide과 지르코니아 네트워크 사이에서 폴리에틸렌 산화 고리를 형성하는 광중합이 가능한 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane(GPTS)를 이용하여 지르코늄-실란 하이브리드 졸을 제조2)하고, 코팅막의 공극률과 방식효율을 분극곡선을 통해 평가하고, 염수분무시험을 병행하여 내식성을 비교 평가하였다.
  • 아연합금도금강판의 방청성, 변색억제를 위한 후처리 기술로 UV 경화형 지르코늄-실란 하이브리드 졸을 제조하여 전기화학적 특성 평가를 통하여 방식효율을 계산하였다. 지르코늄 나노 입자 첨가 유무 샘플의 방식효율은 모두 99.
  • 지르코늄-실란 하이브리드 졸은 각각 zirocnium-n-propoxide(70% in propanol)과 methacrylic acid(MAA)를 0.9:0.7의 몰비로 혼합하고, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane(GPTS)과 증류수를 3.5:0.7의 몰비로 혼합하여 질산 촉매로 가수분해 시켜 각각 용액을 제조하였다. Zirconium-methacrylic acid 화합물은 가수분해된 GPTS에 혼합하고 0.

대상 데이터

  • 7몰비의 증류수를 첨가하고 10분이상 교반하여 ZirconiumSilane 졸을 제조하였다. 지르코늄-실란 졸은 25%의 2-propanol로 희석하고 광개시제와 UV 수지를 첨가하여 15분 이상 교반하여 UV 경화형 하이브리드 지르코늄-실란 졸을 제조하였다. UV 경화형 하이 브리드 졸은 Zirconium nanoparticle 첨가 유무에 따라 Zr-1 (첨가)과 Zr-2 (무첨가)로 명명하였다.
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