JP2640972B2 - 防錆塗料組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は新規な防錆塗料組成物に関するものである。
さらに詳しくいえば、本発明は、防錆性に優れ、かつ金
属素材に対する濡れ性や耐候性などが良好な、鉄系素材
の塗装に適した防錆塗料組成物に関するものである。

［従来の技術］ 従来、鉄系材料に対する防錆塗料としては、例えばオ
イルプライマー、アミノアルキッド樹脂プライマー、ビ
ニル樹脂プライマー、フェノール樹脂プライマー、塩化
ゴムプライマー、エポキシ樹脂プライマー、ウレタン樹
脂プライマーなど多数の樹脂系から成るものが使用され
ている。これらの防錆塗料のうち、エポキシ樹脂系のも
のは、エポキシ樹脂自体の優れた諸性能、すなわち、金
属材料への密着性、耐加水分解性、耐アルカリ性、耐薬
品性、耐酸化劣化性などに優れる特徴を有することか
ら、防錆塗料として特に重要視され、重防食分野をはじ
め広く採用されている。

このエポキシ樹脂系防錆塗料は、通常ビスフェノール
型エポキシ樹脂を主成分とし、これに、鉛丹、亜鉛華、
ベンガラ、クロム酸又はその塩類、塩酸カルシウム、シ
アナミド鉛、亜鉛末、アルミ粉などを防錆顔料として含
有させ、一液型又は二液型塗料の形で提供されている。

しかしながら、このエポキシ樹脂系防錆塗料は、前記
のように他の樹脂系のものに比べて防錆力優れているも
のの、塗膜下に錆が微視的に生じ始めると、錆の進行が
速く、急速に腐食が進む上に、塗装時にすでに錆が表面
に発生していたり、あるいは塗替え時などに錆の除去が
十分になされないまま塗装されると、清浄面に塗装され
た場合に比べて、防錆力が顕著に低下するなどの欠点を
有している。

さらに、該エポキシ樹脂系塗料は、耐候性が悪く、太
陽光に直接暴される形で使用されると、いわゆるチョー
キング現象を起こし、樹脂自体が光劣化を受けるため
に、耐候性を必要とする用途には適さず、しかもエポキ
シ樹脂の濡れ性の悪さに起因して、素材に耐する濡れ
性、浸透性に劣り、油汚れなどのある面に塗装するとハ
ジキを生じたり、素材の重ね合わせ部やボルト絞め部分
などへの塗料への浸透が不十分となり、このような部分
から錆が発生しやすい、などの問題がある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、このような従来のエポキシ樹脂系防錆塗料
が有する欠点を克服し、防錆性に極めて優れ、かつ良好
な耐候性や金属素材に対する優れた濡れ性などを有する
防錆塗料組成物を提供することを目的としてなされたも
のである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、このような優れた特徴を有する防錆塗
料組成物を開発するために鋭意研究を重ねた結果、エポ
キシ樹脂に、反応性官能基を有する特定のシリコーン樹
脂、エポキシ樹脂硬化剤、ある種のシリコーン樹脂硬化
剤及び防錆顔料をそれぞれ所定の割合で含有させた組成
物が前記目的に適合し得ることを見出し、この知見に基
づき本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、（Ａ）エポキシ当量160〜2000
のビスフェノール型エポキシ樹脂、（Ｂ）一般式 （OH）_mSi（Ｒ）_3-m[OSi（Ｒ）_２]_nOSi（Ｒ）_3-k(OH)_ｋ
…（Ｉ） （式中のＲはメチル基又はフェニル基、ｋ及びｍは、そ
れぞれ０又は１〜３の整数であるが、同時に０であるこ
とはなく、ｎは５〜500の整数である） で表されるシリコーン樹脂、（Ｃ）エポキシ樹脂硬化
剤、（Ｄ）ケトキシムシラン化合物及び（Ｅ）防錆顔料
を主要成分として構成され、かつ各成分の割合が重量に
基づき、 0.05≦（Ｂ）／［（Ａ）＋（Ｂ）］≦0.7 …（II） 0.05≦（Ｃ）／［（Ａ）＋（Ｃ）］≦0.7 …（III） ０≦（Ｄ）／［（Ｂ）＋（Ｄ）］≦0.3 …（IV） 0.01≦（Ｅ）／［（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ） ＋（Ｄ）＋（Ｅ）］≦0.9 …（Ｖ） の関係を満たすことが特徴とする防錆塗料組成物を提供
するものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明組成物において、（Ａ）成分として用いられる
エポキシ樹脂については特に制限はなく、従来エポキシ
樹脂系塗料に慣用されているビスフェノールＡとエピク
ロルヒドリンから製造されるいわゆるビスフェノール型
エポキシ樹脂が好ましく用いられる。本発明において
は、該エポキシ樹脂として、エポキシ当量が160〜2000
の範囲にあるものが用いられる。このエポキシ当量が16
0未満では、エポキシ樹脂としての機能が十分に発揮さ
れないおそれがあるし、2000を超えると樹脂溶液の粘度
が高くなりすぎて、塗装作業性が低下する傾向が生じ
る。

本発明組成物における（Ｂ）成分のシリコーン樹脂と
しては、一般式 （OH）_mSi（Ｒ）_3-m[OSi（Ｒ）_２]_nOSi（Ｒ）_3-k(OH)_ｋ
…（Ｉ） （式中のＲ、Ｋ、ｍ及びｎは前記と同じ意味をもつ） で表される分子末端に１個以上、好ましくは２個のヒド
ロキシル基を有するメチルシリコーン樹脂又はフェニル
置換メチルシリコーン樹脂が用いられる。該シリコーン
樹脂は、直鎖状の骨格構造を有するものであってもよい
し、分枝状の骨格構造を有するものであってもよいが、
直鎖状骨格構造のものの方が望ましい。

シリコーン樹脂は、本来エポキシ樹脂との相容性に欠
けるが、本発明に係るシリコーン樹脂はヒドロキシル基
を有し、かつ（Ｄ）成分のアルキルケトキシムシランの
効果により、相容性がある程度改善され、均一度の高い
ち密な架橋塗膜を形成しうる。

該シリコーン樹脂が分子末端にヒドロキシル基を含有
しないものでは、シリコーン樹脂相互又はエポキシ樹脂
との架橋が不十分で、十分な塗膜強度が得られない。該
ヒドロキシル基は分子中に１個以上有していればよい
が、通常２個有するものが好ましく用いられる。

該シリコーン樹脂の分子量は、前記一般式（Ｉ）にお
けるｎの数で表現して、５〜500の範囲で選ばれる。こ
のｎが５未満ではシリコーン樹脂固有の濡れ性、浸透
性、耐候性が不足して、本発明の目的が十分に達せられ
ないし、500を超えると分子量が大きくなりすぎて高粘
度となり、塗装に適さなくなる傾向が生じる。

本発明組成物において、（Ｃ）成分として用いられる
エポキシ樹脂硬化剤については特に制限はなく、従来エ
ポキシ樹脂の硬化剤として慣用されているものの中から
任意のものを選択して用いることができる。該エポキシ
樹脂硬化剤としては、例えば脂肪族アミン、アミノアル
コール、アミノアミド、ポリアミド、あるいは芳香族ア
ミン、環式アミン、複素環式アミン、不飽和脂肪族アミ
ン、アミノ樹脂などが挙げられ、これらは１種用いても
よいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

本発明においては、（Ｄ）成分としてケトキシムシラ
ン化合物が用いられる。このケトキシムシラン化合物
は、（Ｂ）成分のシリコーン樹脂の末端ヒドロキシル基
と反応するシリコーン樹脂の架橋剤としての作用を有す
るとともに、前記（Ａ）成分及び（Ｂ）成分の活性水素
とも部分的に反応して、塗膜強度の発現に寄与する成分
である。この（Ｄ）成分は、前記（Ｂ）成分のシリコー
ン樹脂の分子量が十分に高ければ、必ずしも必要としな
いが、一般的には前記の目的のため、使用することが望
ましい。

この（Ｄ）成分のケトキシムシラン化合物としては、
例えば一般式 又は （式中のR¹およびR⁴は、それぞれ炭素数１〜４の飽和炭
化水素基、R²及びR³は、それぞれ炭素数１〜３の飽和炭
化水素基である） で表される構造を有するものなどが挙げられる。これら
のケトキシムシラン化合物は１種用いてもよいし、２種
以上を組み合わせて用いてもよいが、特に反応性、経済
性などの点からメチル−トリス（メチルケトキシム）シ
ラン及びメチル−トリス（エチルケトキシム）シランが
好適である。

本発明組成物において、（Ｅ）成分として用いられる
防錆顔料については特に制限はなく、従来防錆塗料に慣
用されているものの中から任意のものを選択して用いる
ことができる。該防錆顔料としては、例えば鉛丹、亜鉛
華、ベンガラ、鉛酸カルシウム、シアナミド鉛、クロム
酸、クロム酸亜鉛、クロム酸ストロンチウム、クロム酸
鉛、塩基性硫酸鉛、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、
亜鉛末、アルミ粉などが挙げられる。本発明において
は、これらの防錆顔料は、それぞれ単独で用いてもよい
し、２種以上を組み合わせて用いてもよく、また所望に
応じ、これらの防錆顔料とともに着色顔料や体質顔料な
ども用いることができる。

本発明組成物における各成分の割合については、
（Ｂ）成分は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との合計量に対
し、５〜70重量％の範囲で用いることが必要である。こ
の（Ｂ）成分の量が５重量％未満では本発明の効果が十
分に発揮されないし、70重量％を超えると塗膜の透湿性
や透水性が高くなって、耐水強度や密着性などが低下す
る傾向が生じる。

（Ｃ）成分は、（Ａ）成分と（Ｃ）成分との合計量に
対し、５〜70重量％の範囲で用いることが必要である。
この（Ｃ）成分の量が５重量％未満ではエポキシ樹脂を
十分に架橋造膜できないおそれがあるし、70重量％を超
えるとエポキシ樹脂の比率が下がりすぎて、塗膜の防錆
力が強度が低下する傾向が生じる。

（Ｄ）成分は（Ｂ）成分と（Ｄ）成分との合計量に対
し、０〜30重量％の範囲で用いることが必要である。こ
の（Ｄ）成分の量が30重量％を超えると得られる塗膜が
もろくなる傾向が生じる。

（Ｅ）成分の含有量は、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、
（Ｃ）成分、（Ｄ）成分及び（Ｅ）成分の合計量に対
し、１〜90重量％の範囲内で、使用する顔料の比重や防
錆効果などを考慮して適宜選ばれる。この（Ｅ）成分の
量が１重量％未満では十分な防錆効果が得られないし、
90重量％を超えると顔料が過剰になりすぎて、ち密な膜
の形成が困難となり、むしろ防錆力が低下する傾向が生
じる。

本発明の塗料組成物は、反応活性成分を多数含有する
ため、一液型の形態をとることができない。したがっ
て、例えば（Ａ）成分と（Ｅ）成分、あるいは（Ａ）成
分と（Ｅ）分と（Ｂ）成分とから主剤塗料を調製し、使
用直前に、前者においては（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、
（Ｄ）成分を加え、後者においては、（Ｃ）成分と
（Ｄ）成分を加えて均一に混合して使用に供するのが有
利である。

本発明の防錆塗料組成物には、所望に応じ、本発明の
目的を損なわない範囲で、従来塗料組成物に慣用されて
いる添加成分、例えば硬化促進剤、消泡剤、増粘剤、可
塑剤、界面活性剤、沈降防止剤、タレ防止剤、色分かれ
防止剤、顔料分散剤、レベリング剤、皮張り防止剤、ス
リ傷防止剤、防カビ剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯
電防止剤などを添加することができる。

本発明の防錆塗料組成物は、霧化塗装、刷毛塗り、ロ
ール塗りなど、いずれの塗装法にも適し、鉄系や亜鉛め
っき系素材などに、直接塗装にて使用される。

［実施例］ 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する
が、本発明はこれらの例によってなんら限定されるもの
ではない。

なお、使用した原料の種類を次に示す。

（Ａ）成分エポキシ樹脂 ・エピコート1001 （油化シェルエポキシ（株）製商品名）： エポキシ当量（480） ・エポキシ834 （油化シェルエポキシ（株）製商品名）： エポキシ当量（250） ・エポトートYD013 （東都化成（株）製商品名）： エポキシ当量（850） ・エポトートYD011 （東都化成（株）製商品名）： エポキシ当量（460） （Ｂ）成分シリコーン樹脂 第１表に示すものを使用した。

（Ｃ）成分 ・グッドマイドG715T−70 （東都化成（株）製商品名）：ポリアミドアミン（固形
分70wt％） ・DSX204（ヘンケル社製商品名）：変性ポリアミドアミ
ン（固形分60wt％） その他成分 ・ベントン34 （ナショナルレッド社製商品名） ・アエロジル200 （日本アエロジル（株）製商品名） 実施例１ 第２表の実施例1aのＩに示す原料から、溶剤の一部を
控えた混合物を、サンドミルにて分散し、これに、実施
例1aのIIに示す成分と控えた残りの溶剤を加えて、デゾ
ルバーにて十分に混合し、鉛丹系錆止塗料を調製した。

前記塗料の100重量部に対し、第３表の実施例1bに示
すエポキシ樹脂硬化剤（Ｃ）溶液15.4重量部を加え、さ
らにシリコーン樹脂硬化剤（Ｄ）としてメチル−トリス
（メチルエチルケトキシム）シラン1.7重量部及び添加
剤としてγ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.9重
量部を加え、均一に混合して第４表に示す本発明の防錆
塗料組成物を得た。

このようにして得られた防錆塗料組成物を、発錆のな
い無処理軟鋼板及び軽く錆の発生している軟鋼板それぞ
れの上に、乾燥膜厚が約80μｍになるように刷毛にて２
回塗りし、室温下に２週間乾燥させた。この塗板を３年
間海岸部に暴露した結果を第５表に示す。この表から分
かるように、ブライト板、発錆板のいずれについても、
錆の発生は全く認められず、またチョーキングもわずか
に観察される程度で、優れた耐候性を示した。

また、前記塗料をグリスで薄く汚れているボルトと脱
脂処理したボルトの両方に刷毛にて塗装したところ、グ
リス汚れしているボルトについても、脱脂ボルトとなん
ら変わることのない塗装作業性が確認された。塗装中の
ハジキの発生は全く認められず、また、ネジの奥まった
部分にも、１回の刷毛塗り操作で塗料が容易に浸透し、
連続膜が形成された。

実施例２、３ 実施例１と同様にして、第２表の実施例2aのＩ、IIの
原料並びに組成比にて、赤錆系の防錆塗料を得た。

実施例２は、上記塗料100重量部に対し、第３表の実
施例1bのエポキシ樹脂硬化剤14.8重量部、メチル−トリ
ス（メチルエチルケトキシム）シラン1.9重量部、γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン0.7重量部を加えて
防錆塗料組成物を製造した。

一方、実施例３は、実施例２のメチル−トリス（メチ
ルエチルケトキシム）シランに代えて、ビス（メチルエ
チルケトキシム）メトキシメチルシラン2.1重量部を用
いた以外は実施例２と全く同様にして防錆塗料組成物を
製造した。

上記２種類の塗料組成物を、それぞれ、実施例１と同
様に、２種類の鋼板に塗り、暴露板を作製した。暴露試
験の結果を第５表に示した。

また、実施例１と同様に、２種類の塗料をそれぞれボ
ルトに塗装したところ、油汚れしたボルトについてもハ
ジキの発生はなく、またネジ部への塗料の浸透も良好で
あった。

実施例４ 実施例１と同様に、第２表の4aの組成にて、亜鉛末系
防錆塗料を得た。

上記の塗料100重量部に対し、第３表の実施例2bの硬
化物16重量部、メチル−トリス（メチルエチルケトキシ
ム）シラン0.5重量部、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン0.9重量部を加え、本発明の防錆塗料組成物を
得た。

実施例１と同様の暴露試験を実施し、第５表に示す結
果を得た。

また、ボルト塗装の結果も実施例１と同様、良好な作
業性を示した。

比較例１ 実施例１と同様に、第２表の比較例１の組成で鉛丹系
防錆塗料を製造した。

上記の塗料100重量部に対し、第３表の実施例1bのエ
ポキシ樹脂硬化剤30重量部を加え、鉛丹系比較用塗料組
成物を得た。

実施例１と同様に塗板を作り、暴露試験を実施した。
結果を第５表に示す。ブライト板の系は全面に点錆が発
生しており、また、発錆板系では、錆の進行がさらに激
しく、塗膜の一部が錆により脱離しているほどであっ
た。さらに、塗膜のチョーキングが激しく、白化して光
沢低下が顕著であった。

また、実施例１と同様に、ボルトに塗装したところ、
グリス汚れのあるボルトで塗装直後に多数のハジキを生
じた。また、ボルトのネジ部に塗装したところ、１回の
刷毛塗り操作でネジ部の奥まったところまで均一に塗料
が行きわたらなかった。ネジ部を塗料で覆いきるには２
回以上の刷毛塗り操作が欠かせなかった。

比較例２ 比較例１と同様に、第２表の比較例２の組成で塗料を
製造し、このもの100重量部に対し、第３表の実施例2b
のエポキシ樹脂硬化剤35重量部を加え、赤錆系比較塗料
組成物を得た。

暴露試験の結果を第５表に示す。また、ネジの塗装試
験でも比較例１と同様な結果を示した。

なお、実施例１〜４、比較例１、２において調製され
た塗料組成物における各成分の配合量及び成分比を第４
表に示した。

［発明の効果］ 本発明によると、エポキシ樹脂系防錆塗料に、反応性
官能基を有するシリコーン樹脂を配合することにより、
防錆力が飛躍的に向上するとともに、発錆のある鉄系素
材に塗装した場合でも、塗膜下の錆の生長、進行が極め
て遅く、従来の錆面用塗料では得られない優れた防錆性
を示し、その上エポキシ樹脂系塗料の欠点である塗膜の
低耐候性についても改善され、エポキシ樹脂系でありな
がら、上塗りを兼ねうる防錆塗料が得られる。さらに、
汚れた面に塗装しても、ハジキなどの塗膜欠陥を生じに
くく、また、素材の重ね合わせ部や奥まった部分への塗
料の浸透がよく、塗り残しのない塗装を容易に行うこと
ができる。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）エポキシ当量160〜2000のビスフェ
   ノール型エポキシ樹脂、（Ｂ）一般式 （OH）_mSi（Ｒ）_3-m[OSi（Ｒ）_２]_nOSi（Ｒ）_3-k(OH)_ｋ （式中のＲはメチル基又はフェニル基、ｋ及びｍは、そ
   れぞれ０又は１〜３の整数であるが、同時に０であるこ
   とはなく、ｎは５〜500の整数である） で表されるシリコーン樹脂、（Ｃ）エポキシ樹脂硬化
   剤、（Ｄ）ケトキシムシラン化合物及び（Ｅ）防錆顔料
   を主要成分として構成され、かつ各成分の割合が重量に
   基づき、 0.05≦（Ｂ）／［（Ａ）＋（Ｂ）］≦0.7 0.05≦（Ｃ）／［（Ａ）＋（Ｃ）］≦0.7 ０≦（Ｄ）／［（Ｂ）＋（Ｄ）］≦0.3 0.01≦（Ｅ）／［（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ） ＋（Ｄ）＋（Ｅ）］≦0.9 の関係を満たすことが特徴とする防錆塗料組成物。
2. 【請求項２】（Ｂ）成分が、その一般式におけるＲがメ
   チル基、ｎが100〜300の整数、ｋ及びｍがそれぞれ１で
   あるシリコーン樹脂から成り、かつ（Ｄ）成分がメチル
   −トリス（メチルエチルケトキシム）シランである請求
   項１記載の防錆塗料組成物。