설명
수성 산업용 내식 코팅은 석유 및 가스, 해양, 중장비 분야의 금속 구조물을 보호하는 데 핵심적인 역할을 한다. 그러나 제조업체들은 금속 기재에 대한 부착력이 부족하여 코팅이 벗겨지는 현상과 염수 분무 환경이나 화학 물질 노출과 같은 열악한 조건에서 구조물이 취약해지는 충분하지 않은 내식성이라는 두 가지 근본적인 문제를 지속적으로 겪고 있다. 초미세 입자 크기와 표면 친수성 개질, 화학적 불활성이라는 독특한 특성을 활용하는 친수 처리된 초미세 고령토 분말은 이러한 문제들을 해결하는 매우 효과적인 대안으로 떠올랐다.
일반적인 필러는 수성 코팅제에서 침전되거나 부식 방지 성능이 저하될 수 있는 반면, 이 특수한 고령토 분말은 수성 시스템의 낮은 VOC 특성을 유지하면서도 접착성과 부식 저항성을 모두 크게 향상시킵니다. 따라서 고효능 내식 코팅제 제조에서 핵심 구성 요소로 자리 잡고 있습니다.
접착성 향상 메커니즘
코팅막과 금속 기재 간의 접착력은 효과적인 부식 방지 보호의 핵심입니다. 강력한 접착력이 없으면 수분과 부식성 물질이 코팅과 금속 사이의 계면을 통해 쉽게 침투하여 필름 아래에서 부식이 발생할 수 있습니다. 친수성 처리된 초미세 고령토 분말은 입자 크기 D50이 0.5~1.2μm(12000~20000메시) 범위에 있으며, 여러 메커니즘을 통해 접착력을 향상시킵니다.
첫째, 초미세 입자가 샌드블라스팅이나 화학 처리와 같은 공정으로 인해 금속 표면에 형성된 미세한 요철을 메우면서 코팅층과 기재 사이에 "기계적 맞물림"을 형성한다. 둘째, 폴리카복실산계 분산제를 사용하여 구현한 친수성 표면 처리는 수성 수지와의 상호 호환성을 향상시킨다. 이를 통해 수성 수지와의 균일한 분산 및 금속 산화물과의 강한 접착력을 확보할 수 있다.
코팅 중량의 12%~18% 비율로 에폭시 또는 아크릴계 수성 수지와 혼합하여 사용할 경우, 고령토 분말은 부착 강도(ASTM D4541)를 3MPa에서 5.5~6.2MPa까지 향상시킬 수 있다. 또한 크로스 컷 시험에서 5B 등급의 부착성(코팅 제거 없음)을 달성할 수 있다. 중국 장쑤성에 위치한 코팅 제조업체의 실제 사례는 그 효과를 입증한다. 해양용 내식 코팅에 적용했을 때, 고령토가 포함된 코팅은 바닷물에 1000시간 동안 침지 후에도 강판에서 코팅이 벗겨지지 않았으나, 고령토가 없는 코팅은 단 300시간 만에 벗겨졌다. 석유 및 가스 파이프라인 분야에서는 향상된 부착력 덕분에 용접 및 매설 공정 중 코팅 손상을 방지하여 5년간 유지보수 비용을 40% 절감할 수 있다.
부식 저항성 향상
부식 저항성은 산업용 내식 코팅의 궁극적인 목표이며, 친수성 처리된 초미세 고령토 분말은 이러한 성능을 크게 향상시킨다. 고령토의 판상 입자 구조는 코팅 필름 내에서 '비틀린 경로(tortuous path)'를 형성하여 염분, 수분 및 화학물질과 같은 부식성 물질이 금속 표면으로 침투하는 속도를 효과적으로 늦춘다.
수성 코팅에 이 고령토 분말을 첨가하면 중성 염수 분무 저항성(ASTM B117)을 기존 500시간에서 1200~1500시간까지 연장할 수 있어 해양 구조용 강재의 부식 저항 요구사항을 쉽게 충족시킬 수 있다. 독일의 한 중장비 제조업체가 이 고령토 분말을 포함한 조성으로 코팅한 굴삭기 버킷을 시험한 결과, 800시간 동안 염수 분무 노출 후 강판 표면의 녹 발생 면적이 5%에 불과했으며, 개질하지 않은 코팅의 경우 40%의 녹이 발생했다.
고령토 분말은 또한 화학 저항성을 강화시킵니다. 이 분말을 15% 함유한 코팅은 5% 황산 및 10% 수산화나트륨 용액에 30일간 침지하더라도 벌링이나 변색 없이 견딜 수 있으므로, 화학 공정 플랜트에서의 사용에 이상적입니다. 또한 높은 백색도(L* 값 ≥94%) 덕분에 티타늄디옥사이드(TiO₂)의 일부를 대체할 수 있어 불투명성을 유지하면서도 원자재 비용을 15% 절감할 수 있습니다.
정밀 생산 공정
수성 산업용 내식 코팅을 위한 친수성 처리가 된 초미세 고령토 분말의 제조는 최적의 성능을 보장하기 위해 정밀한 일련의 공정을 거칩니다. 중국 장시성 또는 미국 사우스캐롤라이나주와 같은 고순도 매장지에서 채굴된 원광 고령토는 모래와 유기 불순물을 제거하기 위한 초기 세척 과정을 거칩니다. 20,000~25,000 가우스의 자기분리 공정을 통해 부식을 유발할 수 있는 철 함유 광물을 제거합니다.
그 후, 1800-2200바의 압력에서 작동하는 고압호모지나이저를 이용한 습식 분쇄 공정을 통해 원하는 극미립자 크기를 달성한다. 핵심적인 친수성 처리 단계에서는 고령토 무게 기준 1.0%-1.5%의 농도로 폴리카복실레이트 계열 분산제를 적용하여 입자를 코팅한다. 이를 통해 입자들이 수성 수지 내에서 응집되지 않고 고르게 분산된 상태를 유지할 수 있다.
슬러리는 이후 ≥2μm 이상의 거친 입자들을 제거하기 위해 초원심분리 과정을 거치며, 이러한 입자들은 코팅층에 약점으로 작용할 수 있다. 마지막으로 슬러리는 190-230°C에서 스프레이 건조되어 유동성이 좋은 가루 형태로 만들어지며, 수분 함량은 ≤0.2% 이하가 된다. 이 가루는 저장 중 수분 흡수를 방지하기 위해 밀봉된 알루미늄 포일 봉지에 포장된다.
맞춤형 기술 사양
이 고령토 분말의 주요 기술적 파라미터는 수계 방청 코팅제의 요구사항을 충족하도록 정밀하게 조정되었습니다. 여기에는 입자 크기 D50 0.5-1.2 μm, 수침성 처리율 ≥98% (물 접촉각 ≤30°의 접촉각 측정으로 확인), 백색도(L* 값) ≥94%, 철 성분(Fe₂O₃) ≤0.15%, 유지 흡수량 23-28 mL/100g, 점도(고형분 50% 수용액 기준) ≤250 cP가 포함됩니다.
이러한 파라미터들은 다양한 시험을 통해 엄격하게 검증됩니다. 입자 크기 분포는 레이저 입도 분석기로 측정하며, 화학 조성 분석은 X선 형광(XRF) 장비를 사용하고, 코팅 성능 검증은 염수 분무 시험기(salt spray chamber)를 통해 수행됩니다. 모든 배치는 ISO 12944(보호 페인트 시스템에 의한 강 구조물의 부식 방지—페인트 및 바니시)와 같은 산업 표준 준수를 확인하는 분석 성적서(CoA)와 함께 제공됩니다.
최적화된 공급망 지원
이 고령토 분말의 공급망은 코팅 제조업체의 생산 주기에 맞춰 최적화되어 있습니다. 포장 옵션은 다양하며 소량 시험 생산을 위한 25kg 진공 밀봉 백과 대규모 생산을 위한 500kg 대형 컨테이너가 포함됩니다. 저장 및 운송 중에 분말 오염을 방지하기 위해 내부 라이너를 사용합니다.
화학 물질 전문 물류 업체인 머스크(Maersk)와 하팍로이드(Hapag-Lloyd)와 협력하여 아시아, 유럽, 북미의 주요 산업 허브까지 안정적인 납품을 보장합니다. 리드타임은 지역에 따라 달라지며 동남아시아는 10~14일, 유럽은 28~35일 정도 소요됩니다.
기술 팀은 코팅 조성 최적화 지원을 포함한 현장 지원 서비스를 제공합니다. 예를 들어, 해양 코팅의 경우 15%의 고령토 분말 사용을 권장하며, 산업용 기계 코팅의 경우 12%를 권장합니다. 또한 분산제 조정을 통해 응집 문제 해결과 같은 트러블슈팅 서비스도 제공합니다. 신규 고객의 경우 기존 수지 시스템과의 호환성을 확인하기 위해 50~100kg 규모의 샘플 배치를 제공하며, 부착력 및 염수 분무 시험 등 코팅 성능 평가를 함께 진행합니다.
산업 분야에서 성능을 희생하지 않으면서도 친환경적인 내식 솔루션에 대한 중요성이 높아짐에 따라, 친수성 처리가 된 초미세 고령토 분말은 이제 없어서는 안 될 소재로 자리 잡고 있습니다. 이 소재는 접착력 향상, 부식 저항성 강화 및 비용 절감이라는 특성을 통해 코팅 제조업체들이 엄격한 환경 규제와 산업 표준을 준수할 수 있도록 하며, 이는 곧 유럽 및 가스, 해양, 중장비 산업 분야의 자산 보호를 위한 글로벌 시장에서의 경쟁력을 강화시켜 줍니다. 이러한 응용 분야는 계속해서 확대되고 있으며, 수성계 산업용 내식 코팅 기술의 혁신을 주도함으로써 업계에서 게임 체인저 역할을 하는 핵심 원료로서의 입지를 더욱 공고히 하고 있습니다.
×
