플랜트(Plant) 실무 도장공사의 도료에 대한 정의와 종류(2)

1. 플랜트 도장공사 도료의 정의에 대해서 기술한다. 

 도료란 액상의 유동상태로 물체의 표면에 도포하여 엷은 층을 형성, 고화하여 그 물체를 보호하고 미관을 부여하는 제품을 말한다. 도료는 유기화학제품의 일종이지만 도료의 가치는 도장되어 소기의 성능을 가진 도막이 형성돼야만 비로소 그 진가가 발휘되는 것이다. 소기의 성능이란 물체의 보호하는 방습, 방식, 방청, 내유, 내약품성이 있고 미관과 관련한 색, 광택, 표식, 입체화가 있다. 그리고 특수기능으로는 광학적 기능인 발광, 형광, 광선택 흡수, 자외선 차단, 액정표시 등이 있고 열적 기능인 발열, 내열, 방화, 시온이 있으며 기계적 기능인 탄성, 윤활, Strippable, 도막보호, 후도막이 있다. 전기 전자적 기능인 전기절연, 반도체용, 대전방지, 전파흡수가 있고 환경보전기능으로는 결로방지, 초내후성, 방음방진, 방사선 차폐가 있으며 마지막으로 생물저항기능인 방균, 살충방충, 방오기능이 있다. 도료의 구성은 도막성분(불휘발분)과 휘발성분으로 구분된다. 우선 도막성분은 도막형성주요소, 도막형성부요소, 안료 그리고 투명도료(Vehicle) 다음 유색도료(Enamel)로 구성되며, 휘발성분은 도막형성조요소 그리고 투명도료(Vehicle) 다음 유색도료(Enamel)로 구성된다. 이렇게 간단하게 플랜트 도장공사의 도료에 정의 및 구성에 대해서 알아보았고 종류에 대해서도 알아보자.

2. 플랜트 도장공사 도료의 종류에 대해서 기술한다. 

2.1 알키드 수지도료(Alkyd Paint), 에폭시 수지도료(Epoxy Paint)에 대해서 기술한다.

 알키드 수지도료(Alkyd Paint)란 넓은 의미로는 알코올과 산과의 결합에 의해서 생성된 수지 상의 물질을 말한다. 이것은 Polyester을 총칭한 것이고 도료로서의 알키드 수지는 좁은 의미로 다염기산과 다가알코올과의 축합물을 골격으로 하고 이것을 유 또는 지방산으로 변성한 수지를 말한다. 특징으로는 내구성이 우수하고 내후성도 양호하며 유연하고 강인하고 광택 유지성이 양호하다. 색조 유지성도 비교적 양호하며 안료의 분산이 용이하고 도장 작업성도 양호하다. 그리고 내열성이 비교적 양호하며 가격이 저렴하고 내알칼리성과 강용제에 대한 저항성이 나쁘다. 에폭시 수지도료(Epoxy Paint)란 수지 분자중에 Epoxide Group을 가진 것을 말하며, 반응성이 풍부하고 물성이 우수하여 성형, 적층, 접착공업, 도료공업에 많이 사용된다. 특징으로는 내수성, 내약품성이 우수하고 기계적 물성, 부착성, 내마모성, 내열성이 타 도료에 비해 우수하다. 주요 성분으로는 2액형 도료로 주제(Epoxy 수지)와 경화제(Polyaminer계)를 도장 직전에 혼합하여 가교 경화 도막을 형성한다. 작업 시 주의사항은 2액형 도료로 주제와 경화제의 혼합비를 준수하여 동력 교반기를 사용하여 충분히 혼합해야 한다. 미 준수시 불완전한 반응으로 도막이 건조되지 않고 물성도 저하된다. 혼합한 도료는 반드시 가사 시간 내에 사용해야 하고 최소 재도장간격과 최대 재도장간격을 준수해야 한다. 도장 후 실외 보관 시 태양의 자외선에 의해 도막이 분해되어 표면의 광택이 소실되거나 색상이 변색된다. 동절기 작업 시 미건조나 이슬점에 의해 경화제 성분인 Amine이 용출되어 상도도장과의 부착 불량을 유발한다.  

2.2 우레탄 도료(Polyurethane Paint), 실리콘 수지 도료(Silicone Resin Coating), 불소 수지 도료(Fluorocarbon resin coating)에 대해서 기술한다. 

 우레탄 도료(Polyurethane Paint)는 도막형성주요소인 수지의 골격중에 Urethane결합(NHCOO)을 가지고 있거나 건조과정 중에서 Urethane결합을 생성하는 도료를 말한다. 즉 Isocyanate(NCO) 기를 가진 Prepolymer와 수산기(OH)를 가진 Polyol과의 부가반응으로 제조된다. 특징으로는 저온 경화형이며 광택 및 색상이 우수해 외관상 좋고 내후성, 내약품성 또한 우수하다. 실리콘 수지 도료(Silicone Resin Coating)는 실록산(Si-O-Si)을 갖는 폴리머이며 관능기로 통상 수산기(-OH), 메톡시기(-OCH3)를 갖고 있다. 또한 유기기 R은 메틸기(-CH3)와 페닐기(-C6 H5)가 보통이다. 도막의 성질은 메틸기가 많으면 발수성을 높여 미끄러지기 쉬워지고, 탄성으로 되고 페닐기가 많으면 경도가 증가하여 기계적 강도가 커지고 내열성을 향상 시킨다. 특징으로는 내열성(600도씨), 내후성, 내한성, 전기절연성, 내수성이 우수하고 밀착성, 경도 및 내용제성 저하된다. 순수 실리콘 수지는 고가이므로 Cost Down을 위해서 변성을 사용하지만 내열온도는 400도씨 이하이다. 불소 수지 도료(Fluorocarbon resin coating)는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등과 같은 지방족 탄화수소의 분자구조에 있는 수소 원자의 일부 또는 전부가 불소로 치환한 분자구조를 말하며 C-F 결합은 매우 안정한 결합이다. 특징으로는 내열성 및 내한성, 내마모성, 전기 절연성, 내후성, 내 노화성 및 내약품성이 우수하다.

2.3 Inorganic Zinc Primer에 대해서 기술한다. 

 무기질 아연말 도료는 알칼리 실리케이트(M2O, M 알칼리금속) 또는 알킬 실리케이트(에틸 실리케이트)와 아연말로 부터 만들어진다. 알칼리 실리케이트는 고형분 30~40%의 수용액 형태로 공급되는 액체로 도료용에는 나트륨 실리케이트, 칼륨 실리케이트, 리튬 실리케이트의 비에 따라서 저장성, 건조성, 부착성들의 성능이 크게 변화되며 아연과 알칼리 실리케이트가 화학적으로 결합해서 단단한 불용성 도막을 형성하고, 알킬 실리케이트는 공기 중의 물과 반응 및 축합반을 통해 빠른 속도로 불용성 도막을 형성한다. 아연말은 평균 입자 크기 3~10 Micron의 순도가 높은 것이 사용되며 통상 건조 도막 중에 90~95%가 포함되어 있다. 아연말 도료에서의 방식기능은 철과 접촉된 아연과의 갈바닉 액션(Galvanic Action)에 의해 아연이 스스로 희생되어 철이 앞서 부식되므로 이루어진다. 이것은 아연이 철보다 높은 전기 전위를 갖기 때문이다. 즉 철보다 이온화 경향이 큰 아연이 전자를 잃으면서 철의 이혼화를 막아주어 철을 보호하는 원리이다. 장점으로는 아연(Zinc)의 음극보호방식의 원리와 내구력이 우수한 무기질 수지의 결합으로 반영구적으로 철 표면을 보호하는 탁월한 방식이며 아연(Zinc)의 용융점(419도씨) 부근까지의 내열성이 좋으며 완전 경화 후 내유, 내용제성이 좋다. 단점으로는 표면처리 시 고도의 Grade가 요구되고 경화 시 적절한 습도(50% 이상)와 온도가 필요하며 습도가 부족시 20일 정도의 경화기간이 소요된다. 상대습도가 높은 하절기의 경화에 필요한 최소시간은 20시간이며, 상대습도가 낮은 동절기의 경우 최소 90시간 이상 필요하다. 알칼리에 취약하므로 상도도료의 제한이 있으며 가열 건조 시 경화 중 기포, 크랙의 발생할 수 있다. 동종의 도료로 도장할 시에는 표면처리 및 철저한 작업관리가 요구되며 산도 도장 시 유리된 Zinc Dust의 제거와 Mist Coating이 요구되며 과도막 시 모서리부위에 Crack발생할 수 있어 주의해야 한다. 이외의 특징으로는 경화 반응을 이루기 위해서는 물이 필요하며 경화 반응 시 알코올이 생성되므로 화기에 주의해야 한다. 실리케이트 수지만으로는 방청성이 없으며, 방청력은 Zinc안료가 혼합되어야만 그 성능을 발휘할 수 있다. Zinc안료는 다공성(Porous) 표면을 형성하나 시간이 경과함에 따라 산화되어 다공성이 되지 않는다는 특징이 있다.

끝.