JP2604231B2 - 塗膜下の耐食性及び貯蔵安定性に優れた防食塗料組成物 - Google Patents

塗膜下の耐食性及び貯蔵安定性に優れた防食塗料組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、フレーク状亜鉛等が混合され、鉄鋼表面上
に防食性の優れた強靱な塗膜を形成することができる新
規な防食塗料組成物に関する。
(従来の技術) 従来、不飽和エポキシエステル樹脂にガラスフレーク
あるいは防錆顔料を配合した塗料組成物が鉄鋼構造物表
面の防食材料として広く知られている(特開昭57−7846
6号公報,特開昭57−73056号公報参照)。不飽和エポキ
シエステル樹脂は、硬化剤及び促進剤の選択により乾燥
性を自由に調節でき、かつ硬化した樹脂膜が強靱で防食
性に優れている。更に該樹脂にガラスフレークを配合す
ると、塗膜中でガラスフレークが素材に平行して幾層に
も積層されることから、樹脂層の機械的強度を増加する
と同時に、外部からの蒸気,水分その他の腐食性物質の
透過,貫通を阻止する効果があるため、著しく防食性を
高めることができる。
一方、鉄鋼構造物の防食には金属固有の電位差を利用
する防食法がある。即ち一般に陰極防食法といわれるも
ので、旧来より亜鉛メッキ鋼板の製造に広く実施されて
いる。近年、塗料業界では、展色剤をエポキシ樹脂,塩
化ゴム樹脂,アルキッド樹脂等とする有機ジンクリッチ
塗料や展色剤をアルキルシリケート樹脂,リチウムシリ
ケート樹脂等とする無機ジンクリッチ塗料が長期防食塗
料系のプライマーとして使用されている。これは展色剤
中に80重量%以上の割合で分散された亜鉛粉末が下地の
鋼表面を陰極に保つため錆の発生を防ぐ効果を期待した
もので、一般に広く利用され、重防食塗装と称されてい
る。
以上のことを考え合わせると、不飽和エポキシエステ
ル樹脂に亜鉛粉末を混合することは、防食材料として容
易に考えつく手段である。しかも、粉末状のものよりフ
レーク状の亜鉛の方が外部からの蒸気、水分、その他の
腐食性物質の透過を阻止する効果があるため、防食材と
して好適であると考えられる。
(発明が解決しようとする課題) しかし、現実には、フレーク状亜鉛等を不飽和エポキ
シエステル樹脂に混合すると貯蔵安定性が非常に悪く、
甚だしい場合には、混合後20分程度で不飽和エポキシエ
ステル樹脂がゲル化物になるため、防食材として非常に
使用し難い欠点があった。即ち不飽和エポキシエステル
樹脂の貯蔵の際には、亜鉛との接触は厳密に避けるべき
であるとされている。
本発明は貯蔵安定性が著しく改善され、かつ防食性能
が優れている防食塗料組成物を提供することを目的とす
るものである。
(課題を解決するための手段) 前記目的を達成するために、本発明の防食塗料組成物
は、酸価が3.0(KOHmg)以下であり、未反応で遊離した
不飽和カルボン酸を含まない不飽和エポキシエステル樹
脂100重量部に対して、平均長さが10〜300μm、平均厚
みが10μm以下のフレーク状亜鉛が5〜100重量部混合
され、硬化剤として過酸化物が配合されていることを特
徴とする塗膜下の耐食性及び貯蔵安定性に優れた防食塗
料組成物である。
また反応を促進させるために、促進剤を配合してもよ
く、さらにまた、前記不飽和エポキシエステル樹脂は、
不飽和カルボン酸とエポキシ化合物あるいは不飽和カル
ボン酸と飽和カルボン酸との混合物とエポキシ化合物か
ら合成され、更にフレーク状亜鉛の影響によってゲル化
しない重合性単量体で希釈されているものであってもよ
い。
なお、フレーク状亜鉛は、平均長さが70〜170μm、
平均厚みが5μm以下であることがより好ましい。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用される不飽和エポキシエステル樹脂は未
反応で遊離した不飽和カルボン酸を該不飽和エポキシエ
ステル樹脂中に含まないようにするため、エポキシ基1.
0モルに対し、酸の合計カルボキシ基が1.0モル以下で配
合し、酸価が3.0(KOHmg)以下になるまでエステル化反
応を完結することが必要である。不飽和エポキシエステ
ル樹脂は常法(特公昭44−31836号公報,特公昭45−159
88号公報,特公昭45−40069号公報参照)により、不飽
和カルボン酸とエポキシ化合物、あるいは不飽和カルボ
ン酸と飽和カルボン酸との混合物をエポキシ化合物から
合成され、重合性単量体で希釈されて製造されるが、本
発明で使用される不飽和エポキシエステル樹脂を製造す
るためには、重合性単量体をフレーク状亜鉛の影響によ
り重合しない、もしくは実用上問題の無い安定性を保持
しているものに限定する必要がある。
フレーク状亜鉛の影響により重合しない、もしくは実
用上問題の無い安定性を保持している重合性単量体とし
ては、スチレン,ジビニルベンゼン,ビニルトルエン,
メタクリル酸メチル,メタクリロニトリル,ジアリルフ
タレート,酢酸ビニル等を一種、又はそれ以上併用して
使用することができる。
不飽和カルボン酸としては、無水マレイン酸,フマル
酸,イタコン酸,アクリル酸,メタクリル酸,クロトン
酸等を一種、又はそれ以上併用して使用することができ
る。
飽和カルボン酸としては、無水フタル酸,イソフタル
酸、アジピン酸,アゼライン酸,テトラヒドロ無水フタ
ル酸,無水ヘット酸,無水ハイミック酸,ステアリン酸
等を一種、又はそれ以上併用して使用することができ
る。
エポキシ化合物としては、ビスフェノールAとエピク
ロルヒドリンとの反応で合成されたもの、グリコール類
とエピクロルヒドリンとの反応で合成されたもの、カル
ボン酸とエピクロルヒドリンとの反応で合成されたも
の、分子内二重結合を酸化して合成されたもの、フェノ
ール又はレゾール類とホルムアルデヒドとの反応で合成
されたもの等を一種、又はそれ以上併用して使用するこ
とができる。それらの商品名としてはエピコート〔油化
シェルエポキシ(株)製〕,アラルダイト〔日本チバガ
イギー(株)製〕,エポライト〔共栄社油脂化学工業
(株)製〕等がある。
硬化剤としては過酸化物が添加される。この過酸化物
としては、メチルエチルケトンパーオキサイド,クメン
ハイドロパーオキサイド,ベンゾイルパーオキサイド,t
−ブチルハイドロパーオキサイド等を使用できる。
更に、必要によっては、促進剤としてナフテン酸コバ
ルト,ナフテン酸マンガン等のカルボン酸金属塩類やジ
メチルアニリン等のアミン類を使用できる。
不飽和エポキシエステル樹脂100重量部に対するフレ
ーク状亜鉛の混合量は、5重量部未満では防食効果が期
待できない。又、前記混合量が100重両部を超えると塗
装作業性の悪化、すなわちスプレー塗装時の詰まりが生
じて作業が困難となるので良くない。
フレーク状亜鉛としては、塗膜下の耐食性や塗装作業
性の改善の点から、平均長さが10〜300μm、平均厚み
が10μm以下のものを、本発明の防食塗料組成物の塗装
方法、あるいは該組成物中での沈降性等を考慮し、適宜
選択して使用することができるが、最も好ましいもの
は、平均長さが70〜170μm、平均厚みが5μm以下で
ある。
更に、本発明の防食塗料組成物には、必要により、着
色顔料,体質顔料,沈降防止剤,分散剤,溶剤等を添加
することが可能であり、このようにして得られた防食塗
料組成物は、エアレススプレー,エアスプレー,ハケ,
ローラー等の常法により、目的とする鉄鋼表面に塗装す
ることができるが、コンクリート等の鉄鋼以外の材料表
面に塗装することも可能である。
次に本発明をより具体的にするため、実施例で説明す
る。
(実施例1) 以下の試料A〜Eを作成した。又比較例F,Gとして市
販の不飽和エポキシエステル樹脂を用いた。
・試料A エピコート828(油化シェルエポキシ(株)製)200重
量部,メタクリル酸68重量部,反応触媒としてベンジル
ジメチルアミン1.0重量部,重合禁止剤としてヒドロキ
ノン0.02重量部を500mlフラスコに仕込み、空気の存在
下120℃で2時間反応させた。このものを100℃まで冷却
して更にヒドロキノン0.01重量部とスチレン230重量部
を加え、内容物を均一に溶解して酸価が0.49(KOH mg)
の試料Aを得た。
・試料B 試料Aと同様な配合のものを、空気存在下において12
0℃で1時間40分反応させた。このものを100℃まで冷却
して更にヒドロキノン0.01重量部とスチレン230重量部
を加え、内容物を均一に溶解して酸価が1.2(KOHmg)の
試料Bを得た。
・試料C エピコート828:200重量部,アゼライン酸37重量部,
メタクリル酸51重量部,反応触媒としてベンジルジメチ
ルアミン1.0重量部,重合禁止剤としてヒドロキノン0.0
2重量部を500mlフラスコに仕込み、空気の存在下120℃
で2時間反応させた。このものを100℃まで冷却して更
にヒドロキノン0.01重量部とスチレン230重量部を加
え、内容物を均一に溶解して酸価が0.34(KOHmg)の試
料Cを得た。
・試料D 試料Cと同様な配合のものを、空気存在下において12
0℃で1時間50分反応させた。このものを100℃まで冷却
して更にヒドロキノン0.01重量部とスチレン230重量部
を加え、内容物を均一に溶解して酸価が1.2(KOHmg)の
料Dを得た。
・試料E 試料Aと同様な配合のものを、空気存在下において12
0℃で1時間30分反応させた。このものを100℃まで冷却
して更にヒドロキノン0.01重量部とスチレン230重量部
を加え、内容物を均一に溶解して酸価が2.5(KOHmg)の
試料Eを得た。
試料A〜E、比較例F,Gの各不飽和エポキシエステル
樹脂各75重量部にフレーク状亜鉛(平均長さ70〜100μ
m、平均厚み3〜5μmのものを用いた。平均長さが30
0μm、平均厚みが10μmを超えるものは、スプレー塗
装時に詰まりが生じたので、前記最良条件のものを選択
して使用した。)を各々25重量部添加して、ディゾルバ
ーにより2000rpmの撹拌速度で分散した。それらの貯蔵
安定性を表1に示した。この表からもわかるように、試
料A〜Eがフレーク状亜鉛との貯蔵安定性において、市
販品(比較例)より著しく優れることがわかる。
(実施例2) 実施例1の試料A,B,Cを用い、表2に記載した配合物
を2000rpmの撹拌速度でディゾルバーで分散させ、塗料
組成物の前段階混合物を作成した。これらの塗料組成物
の前段階混合物にそれぞれナフテン酸コバルトとパーメ
ックN(メチルエチルケトンパーオキサイド50%品)を
混合して、サンドブラストされた軟鋼板に乾燥塗膜厚が
約400μmになるようにエアレススプレーで塗布した。
これらの被塗装物を室温20℃,湿度73%で7日間乾燥さ
せ、温度傾斜試験の試験体とした。又比較例ニ,ホは市
販されているガラスフレーク入り塗料組成物であるが、
規定された主剤と硬化剤を規定量配合して同様な試験体
を作成した。この試験体を、塗装面が40℃の温水,裏面
の鋼板面が10℃の水に浸漬されるようにセットし、2ヶ
月間試験した。
試験体イ,ロ,ハ及び比較例ニ,ホの塗料組成と温度
傾斜試験の結果を表2に示す。この結果からわかるよう
に、試験体イ,ロ,ハのフレーク状亜鉛が混合された塗
料組成物は、市販品であるガラスフレーク入り不飽和エ
ポキシエステル樹脂塗料(比較例ニ)あるいは、ガラス
フレーク入り不飽和ポリエステル樹脂塗料(比較例ホ)
と比較して温度傾斜試験による塗膜下の錆の発生がなく
フレーク状亜鉛による防錆効果が認められる。
(実施例3) 表2の試験体イ,ハと比較例ニ,ホを、表2に記載さ
れた配合で各々硬化させ、厚さ約1000μmの注型板を作
成した。それらの注型板を、室温20℃、湿度73%で7日
間乾燥した後、透湿度試験法(JIS Z 208)に従い、透
湿度を測定した。
この結果を表3に示す。この結果から分かるように、
試験体イ,ハのフレーク状亜鉛が配合された塗料硬化物
は、比較例ニ,ホのガラスフレークが配合された塗料硬
化物と同等もしくはそれ以上の透湿度特性を示し、外部
からの水分の透過を阻止する効果が良好であることがわ
かる。
(発明の効果) 本発明によれば、酸価が3.0(KOHmg)以下であり、未
反応で遊離した不飽和カルボン酸を含まない不飽和エポ
キシエステル樹脂100重量部に対して、平均長さが10〜3
00μm、平均厚みが10μm以下のフレーク状亜鉛が5〜
100重量部混合され、硬化剤として過酸化物が配合され
ているので、亜鉛の鋼板にたいする犠牲防食効果とあい
まって、鉄鋼表面上に防食性の優れた強靱な塗膜を形成
することができ、さらに防食塗料組成物の貯蔵安定性を
著しく改善することができる。
フロントページの続き (72)発明者 平山 昭邦 兵庫県尼崎市時友字シモンデン320―2 (72)発明者 山村 宜民 兵庫県加古川市尾上町安田64―1 (72)発明者 高橋 淳一 兵庫県三木市緑が丘町東2―6―27 (56)参考文献 特開 昭57−73056(JP,A) 特開 昭60−156772(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸価が3.0(KOHmg)以下であり、未反応で
    遊離した不飽和カルボン酸を含まない不飽和エポキシエ
    ステル樹脂100重量部に対して、平均長さが10〜300μ
    m、平均厚みが10μm以下のフレーク状亜鉛が5〜100
    重量部混合され、硬化剤として過酸化物が配合されてい
    ることを特徴とする塗膜下の耐食性及び貯蔵安定性に優
    れた防食塗料組成物。
  2. 【請求項2】さらに促進剤が配合されていることを特徴
    とする請求項1記載の塗膜下の耐食性及び貯蔵安定性に
    優れた防食塗料組成物。
  3. 【請求項3】前記不飽和エポキシエステル樹脂は、不飽
    和カルボン酸とエポキシ化合物あるいは不飽和カルボン
    酸と飽和カルボン酸との混合物とエポキシ化合物から合
    成され、更にフレーク状亜鉛の影響によってゲル化しな
    い重合性単量体で希釈されていることを特徴とする請求
    項1記載の塗膜下の耐食性及び貯蔵安定性に優れた防食
    塗料組成物。
  4. 【請求項4】フレーク状亜鉛が、平均長さ70〜170μ
    m、平均厚み5μm以下であることを特徴とする請求項
    1,2または3記載の塗膜下の耐食性及び貯蔵安定性に優
    れた防食塗料組成物。
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