JP3007193B2 - 防錆顔料組成物およびその製造方法 - Google Patents
防錆顔料組成物およびその製造方法Info
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その製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、ウ
レタン樹脂や酸化重合型樹脂に対する優れた重合促進作
用と防錆作用を有し、かつ塗料への分散性が良好な防錆
顔料組成物およびその製造方法に関する。
などの塗料用樹脂の重合促進剤としては、鉛系化合物
(たとえば、リン酸鉛、ナフテン酸鉛など)や、有機ス
ズ系化合物(たとえば、酢酸トリフェニルスズ、塩化ト
リフェニルスズ、酢酸トリブチルスズ)などが使用され
ていた。
ズ系の重合促進剤は、ウレタン樹脂や酸化重合型樹脂に
対する重合促進作用が優れているものの、鉛や有機スズ
を含有する毒劇物であるため、人の健康を損なうおそれ
があるなど、安全性面で問題があった。
ず、優れた重合促進作用と防錆作用を有し、しかも塗料
への分散性が良好な防錆顔料組成物を提供することを目
的とする。
(TiO2 )の表面をビスマス酸化物で被覆することに
よって、上記目的を達成したものである。
重合型樹脂の重合促進作用を有するビスマス酸化物を塗
料への分散性が優れた酸化チタンの表面に被覆させてお
き、ビスマス酸化物が塗料に対して少量でも塗料中に均
一に分散することができるようにして、均一に硬化した
塗膜が得られるようにし、それによって、優れた防錆作
用が得られるようにしたのである。
または酸化ビスマスであるが、これらは毒劇物に該当せ
ず、酸化チタンはもちろん毒劇物に該当しない。したが
って、安全性面での問題がない。
使用することも可能であるが、使用量が少ないと、ビス
マス酸化物を塗料中に均一に分散させることができず、
そのため、重合が偏在して起こり、均一に硬化した塗膜
が得られない。
きるものであり、分散性、耐光性、耐候性が優れている
上に、重合促進剤より使用量が多く、また、多く使用し
たことによる弊害も少ない。
面にビスマス酸化物を被覆させることによって、ビスマ
ス酸化物が塗料に対して少量でも塗料中に均一に分散で
きるようにして、重合を均一に生じさせ、均一に硬化し
た塗膜が得られるようにしたのである。
すると、本発明において、酸化チタンは、硫酸法、塩素
法のいずれで得られるものでも使用することができ、ま
た、一般に塗料に使用されている酸化チタンの粒子表面
にアルミニウム、珪素、亜鉛、ジルコニウムなどを被覆
したものも用いることができる。
被覆するにあたっては、まず、酸化チタンのアルカリス
ラリーを調製し、該スラリー中にビスマスイオンを含む
水溶液を滴下して、酸化チタンの表面を含水酸化ビスマ
スで被覆し、60〜1000℃で乾燥または焼成する。
それによって、酸化チタンの表面をビスマス酸化物で被
覆した本発明の顔料組成物が得られる。
たってのアルカリ源としては、ナトリウム、カリウムな
どのアルカリ金属の水酸化物、アンモニア水やアミン類
はもとより、尿素類のように加熱によりアルカリ源とな
るものも用いることができる。
ンスラリーのpHが8以上であれば特に制限はなく、ま
た、酸化チタンスラリーの濃度としては、該酸化チタン
スラリーが攪拌可能なスラリー濃度であれば特に制限は
ないが、通常、5g/リットル〜500g/リットルの
範囲が好ましい。
タンスラリーの温度としては、室温から90℃ぐらいま
でが適切であり、通常、スラリー温度が高いほど濾過性
がよい。そして、上記程度の温度であれば、得られる顔
料組成物の物性に悪影響を及ぼすことはない。
で被覆するためのビスマス溶液は、溶液中にビスマスイ
オンを含有する水溶液であれば特に制限はないが、通
常、酸性溶液が好ましい。酸性溶液にするための酸とし
ては、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸などが用いられる。
濃度については、特に制限はないが、通常、ビスマスと
して1〜50重量%含有しているものが好ましい。
被覆は、酸化チタンのアルカリスラリー中に、ビスマス
イオンを含有する水溶液を滴下していくことによって行
われる。このようなビスマス溶液の滴下は、30分〜2
時間程度かけて行うのが好ましい。
リー中へのビスマス溶液の滴下終了時に、スラリーのp
Hは3以上であることが好ましい。スラリーのpHが3
未満では、ビスマス溶液に起因する不純物が残存するお
それがあるので好ましくない。
成した後、常法に従って濾過を行い、さらに濾過ケーキ
中の未反応物を除去するために、濾過ケーキ上から該ケ
ーキの倍量以上の温水で加水洗浄するか、または、濾過
ケーキを再度室温から90℃程度の温水スラリーとして
10分間以上再分散した後、常法に従って濾過すること
が好ましい。
℃で乾燥または焼成することによって、酸化チタンの表
面をビスマス酸化物で被覆した本発明の防錆顔料組成物
が得られる。
〜1000℃という広い範囲で行うようにしているの
は、酸化チタンの表面を被覆するビスマス酸化物の含水
量、つまりBi2 O3 ・nH2 Oのn(通常、nが大き
くなるほど重合促進作用が大きくなる)をいくらにする
かは、最終製品の使用目的によって異なるからである。
・nH2 O(0<n≦3)〕が望ましい場合は、比較的
低い温度で乾燥すればよく、結晶水を含まない酸化ビス
マス(Bi2 O3 )が望ましい場合には高温で焼成すれ
ばよい。
最終製品の使用目的にあわせて、60〜1000℃とい
う広い範囲内から選択すればよく、それによって酸化チ
タンの表面を被覆するビスマス酸化物は含水酸化ビスマ
スまたは酸化ビスマスになる。
とにより、出発原料の酸化チタンとほぼ同じ粒径の表面
をビスマス酸化物で被覆した酸化チタンが得られ、この
表面をビスマス酸化物で被覆した酸化チタンは、通常の
酸化チタンと同様に各樹脂に対する分散性が優れてい
る。
酸化物で被覆した酸化チタンによって本発明の防錆顔料
組成物が構成されるが、この防錆顔料組成物は通常の白
色顔料としての作用に加えて、前記したようにウレタン
樹脂や酸化重合型樹脂などに対する優れた重合促進作用
を有し、かつ優れた防錆作用を有している。
物の量としては、酸化チタンに対するビスマスの重量換
算で0.1〜50重量%の範囲が好ましい。
場合は、ウレタン樹脂や酸化重合型樹脂に対する重合促
進作用が少なくなり、そのため、充分に硬化した塗膜が
得られなくなって、防錆塗料では防錆効果が充分に発揮
されなくなる。また、ビスマス酸化物の量が上記範囲よ
り多くなると、酸化チタンに基づく特性が損なわれ、分
散性が低下して、重合が偏在して起こるようになり、均
一に硬化した塗膜が得られにくくなる。
型のいずれのウレタン樹脂に対しても適用可能である。
すなわち、イソシアネート基またはフェノール、アルコ
ール、アセチルアセトンなどでブロックされたイソシア
ネート基を含む一液型のウレタン樹脂またはポリオール
化合物などの硬化剤を併用する二液型のウレタン樹脂の
いずれに対しても、本発明の防錆顔料組成物によって重
合を促進させることができる。
は、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネート、リジンジイソシアネート、水素化トリレン
ジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソ
シアネートなどが挙げられる。
ポリオール、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオ
ール、エポキシポリオールなどが挙げられる。
の二塩基酸としては、アジピン酸、セバチン酸、ダイマ
ー酸、無水フタル酸、イソフタル酸などが挙げられる。
グリコール類としては、エチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコ
ール、ヘキサントリオール、トリメチロールプロバン、
グリセリン、ソルビトールなどが挙げられる。アミン類
としては、通常の第1級アミンや第2級アミンが挙げら
れる。
配合すると、本発明の防錆顔料組成物がウレタン樹脂中
に均一に分散し、酸化チタンの表面を被覆しているビス
マス酸化物中のビスマスがウレタン樹脂の重合促進剤
(硬化触媒)として作用するので、均一に硬化された塗
膜が得られ、未硬化部分がなくなり、素地に対する密着
性が向上して、防錆効果が向上する。また、ウレタン樹
脂の焼付温度が低下する。
下は、加熱に要する熱量を低減できるようになるので、
経済的に有利である。また、ウレタン塗料を凹凸がある
物体に塗装する場合、塗膜の厚みに均一性を欠くことが
起こり得るが、そのような場合、通常の焼付温度に設定
して焼付を行うと、厚みが厚くて、熱が充分に伝わりに
くい部分も、上記のような焼付温度の低下により、焼付
が可能になって未硬化部分がなくなるという効果を生じ
る。
樹脂以外にも、酸化重合型樹脂の重合促進剤として作用
するが、この酸化重合型樹脂は電着塗料の塗膜形成要素
として有用なものである。
合の塗膜の耐水透過性が悪く、そのため、水が塗膜を通
過して素地に達し、素地を腐食させやすい。その結果、
通常の防錆顔料では、防錆力が低下して、充分な防錆効
果が得られない。
重合型樹脂に配合すると、酸化チタンの表面を被覆して
いるビスマス酸化物中のビスマスが、酸化重合型樹脂の
重合促進剤(硬化触媒)として作用し、塗膜の硬化を促
進させるので、塗膜の耐水透過性が向上して水の透過が
抑制され、優れた防錆効果が発揮されるようになる。
の一部と反応して金属石鹸を形成し、これが鉄の腐食を
防止するので、防錆効果がより一層向上する。
水系のものとに大別される。溶剤系酸化重合型樹脂とし
ては、多塩基酸、多価アルコール、重合性ビニルモノマ
ーなどの重縮合反応により得られる不飽和ポリエステル
樹脂および各種変性剤で変性された変性不飽和ポリエス
テル樹脂などが代表例として挙げられる。
タル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水コハク酸、
アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、テトラヒドロ
無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラブロ
ム無水フタル酸、テトラクロル無水フタル酸、無水ヘッ
ト酸、無水ハイミック酸、無水マレイン酸、フマル酸、
イタコン酸などの二塩基酸、無水トリメット酸、メチル
シクロヘキセントリカルボン酸無水物などの三塩基酸、
無水ピロメリット酸などの四塩基酸が挙げられる。
レングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブチ
レングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレ
ングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチル
グリコール、トリエチレングリコール、水素化ビスフェ
ノールA、ビスフェノールジヒドロキシプロピルエーテ
ルなどの二価アルコール、グリセリン、トリメチロール
エタン、トリメチロールプロパン、トリスヒドロキシメ
チルアミノメタンなどの三価アルコール、ペンタエリト
リットなどの四価アルコールが挙げられる。
ば、スチレン、ビニルトルエン、ジアリルフタレート、
トリアリルシアヌレートなどが挙げられる。
ル、重合性ニルモノマーなどと、その他の添加剤とから
合成される不飽和ポリエステル樹脂などであれば、特に
制限はなく、種々の変性剤で変性された不飽和ポリエス
テル樹脂も使用することができる。
まに油、大豆油、サフラワー油、トール油、やし油、ひ
まし油、脱水ひまし油、ぬか油脂肪酸、フェノール、エ
ポキシ、スチレン、アクリル、ビニル、ウレタンなどが
挙げられる。
オン型、カチオン型の水系酸化重合型樹脂が挙げられ
る。
水系酸化重合型樹脂は、酸化重合し得る不飽和結合と、
電着に必要な負の電荷と親水性を与えるための、カルボ
キシル基のようなアニオン性官能基を持っている。典型
的なそのような樹脂は、マレイン化天然もしくは合成乾
性油、マレイン化ポリブタジエン、あるいはそれらの樹
脂を水、アルコール、アンモニア、1級または2級アミ
ンで開裂して得られるジカルボン酸、ハーフエステル、
ハーフアミドなどである。
水系酸化重合型樹脂は、酸化重合し得る不飽和基と、正
の電荷と親水性を与えるためのアミノ基のようなカチオ
ン性官能基を持っている。典型的なそのような樹脂は、
エポキシ化液状ポリブタジエンと2級アミンとを反応さ
せることにより、ポリブタジエンにアミノ基を導入する
ことによって得られる。
目的で電荷および親水性を与えない樹脂、たとえばエポ
キシアクリレート系樹脂を上記水系酸化重合型樹脂とエ
マルジョンの形で併用することも可能であり、また樹脂
自体の自己架橋とあわせて、ブロックイソシアネート化
合物やメラミン樹脂、ポリエステル樹脂のような架橋剤
を併用することも可能である。したがって、このような
親水性官能基を持たない樹脂および硬化剤との併用系も
含めて、水系酸化重合型樹脂として使用することができ
る。
樹脂および酸化重合型樹脂に対して効果的であるが、こ
れらウレタン樹脂や酸化重合型樹脂以外の他の樹脂系に
対しても使用することができる。
脂として用いられているものであれば特に制限はなく、
たとえば、フェノール樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹
脂、ビニル樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、シリコー
ン樹脂、ポリエステル樹脂などの各種塗料用合成樹脂、
塩化ゴム、環化ゴムなどのゴム誘導体、ボイル油、油性
ワニス、その他繊維素誘導体などが、単独または併用し
て使用できる。
する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定され
るものではない。なお、以後において、配合量など各種
の量はいずれも重量基準によるものである。
ウム水溶液2700gに酸化チタン〔テイカ社製JR−
600E(商品名)〕180gを80℃で均一に分散さ
せた。
リー中に、ビスマスの硝酸酸性溶液1100g(ビスマ
スとして7%含有)を約100分間かけて滴下した。こ
の間、酸化チタンスラリーは、80±2℃に保持した。
ま、約30分間熟成した後、吸引濾過を行い、ケーキと
濾液に分離した。そして、上記濾過ケーキを再度80±
2℃の温水1000g中に投入し、30分間攪拌した
後、再度吸引濾過を行って、ケーキと濾液に分離した。
に12時間放置した後、粉砕することによって、表面を
含水酸化ビスマスで被覆した酸化チタンを得た。
を含水酸化ビスマスで被覆した酸化チタンにおける含水
酸化ビスマスは、酸化チタンに対するビスマスの重量換
算で約33%であった。
ウム水溶液1000gに酸化チタン〔テイカ社製JR−
603(商品名)〕67gを60℃で均一に分散させ
た。
リー中に、ビスマスの塩酸酸性溶液75g(ビスマスと
して14%含有)を約80分間かけて滴下した。この
間、酸化チタンスラリーは、60±2℃に保持した。
ま、約30分間熟成した後、吸引濾過を行い、ケーキと
濾液に分離した。そして、上記濾過ケーキを再度60±
2℃の温水300g中に投入し、30分間攪拌した後、
再度吸引濾過を行って、ケーキと濾液に分離した。
中に5時間放置した後、粉砕することによって、表面を
含水酸化ビスマスで被覆した酸化チタンを得た。
を含水酸化ビスマスで被覆した酸化チタンにおける含水
酸化ビスマスは、酸化チタンに対するビスマスの重量換
算で約10%であった。
トリウム水溶液1100gに酸化チタン〔石原産業社製
CR−90(商品名)〕120gを80℃で均一に分散
させた。
リー中に、ビスマスの硝酸酸性溶液470g(ビスマス
として8%含有)を約80分間かけて滴下した。この
間、酸化チタンスラリーは、80±2℃に保持した。
ま、約60分間熟成した後、吸引濾過を行い、ケーキと
濾液に分離した。そして、上記濾過ケーキを再度80±
2℃の温水3000g中に投入し、60分間攪拌した
後、再度吸引濾過を行って、ケーキと濾液に分離した。
中に8時間放置した後、粉砕することによって、表面を
含水酸化ビスマスで被覆した酸化チタンを得た。
を含水酸化ビスマスで被覆した酸化チタンにおける含水
酸化ビスマスは、酸化チタンに対するビスマスの重量換
算で約20%であった。
顔料組成物(すなわち、実施例1〜3で得られた表面を
含水酸化ビスマスで被覆した酸化チタンからなる防錆顔
料組成物)を用いて常乾型中油アルキッド樹脂系防錆塗
料を調製し、塗膜形成後、塩水噴霧試験を行い、その防
錆効果を調べた。その結果を試験例1において示す。
め、リン酸鉛および6%ナフテン酸コバルト/24%ナ
フテン酸鉛=3/7(重量比)を重合促進剤として用い
て常乾型中油アルキッド樹脂系防錆塗料を調製し、同様
の試験を行った。
組成物を用いて焼付型ウレタン樹脂系防錆塗料を調製
し、塗膜形成後、塩水噴霧試験を行い、その防錆効果を
調べた。その結果を試験例2において示す。
め、リン酸鉛および6%ナフテン酸コバルト/24%ナ
フテン酸鉛=3/7(重量比)を重合促進剤として用い
て焼付型ウレタン樹脂系防錆塗料を調製し、同様の試験
を行った。
を調製し、塗膜形成後、塩水噴霧試験を行い、その防錆
効果を調べた。
防錆塗料を調製した。
/7 (重量比) ※2 商品名、テイカ社製のトリポリリン酸二水素アル
ミニウム系防錆顔料 ※3 商品名、大日本インキ化学工業社製の固形分濃度
50%の常乾型中油アルキッド樹脂液 ※4 商品名、楠本化成社製のポリエステル樹脂系皮張
防止剤 ※5 商品名、楠本化成社製の沈降防止剤 ※6 関西ペイント社製の塗料用シンナーA
それぞれ下記の塗装条件で被塗板上に塗装し、常温で乾
燥して塗膜を形成した。
PCC−SB)(日本テストパネル工業社製) 塗 膜: 30±1μm 乾 燥: 室温、7日間
製した試験板を、機内温度35℃に保った塩水噴霧機内
に入れ、5%NaCl水溶液(5%塩化ナトリウム水溶
液)を1kg/cm2 で16日間塗膜に噴霧し、試験板
のサビ(錆)の発生および塗膜のフクレ(膨れ)を観察
した。
類ごとに示す。
よび塗膜のフクレ発生防止効果で評価するが、それらの
評価基準は次の通りである。なお、サビ発生防止効果の
評価基準はASTM D610−68(1970)に準
拠し、フクレ発生防止効果の評価基準はASTM D7
14−59(1965)に準拠している。なお、下記の
評価基準からも明らかなように、サビ発生防止効果、フ
クレ発生防止効果とも、評価値が高いほど効果が優れて
いる。
料組成物を用いた塗料は、サビ、フクレのいずれに対し
ても防錆効果の評価値が高かった。
よって塗膜が均一に硬化し、水や酸素などの腐食性因子
を素地に近づけなかったため、リン酸鉛などに比べて、
優れた防錆効果が得られるようになったものと考えられ
る。
し、塗膜形成後、塩水試験を行い、その防錆効果を調べ
た。
料を調製した。
/7 (重量比) ※2 商品名、テイカ社製のトリポリリン酸二水素アル
ミニウム系防錆顔料 ※3 商品名、日本ポリウレタン工業社製の固形分濃度
79.9%のポリウレタン樹脂 ※4 商品名、日本ポリウレタン工業社製の固形分濃度
100%のポリオール樹脂
下記の塗装条件で被塗板上に塗装し、常温で乾燥して塗
膜を形成した。
1(SPCC−SB) (日本テストパネル工業社製) 塗 膜: 30±1μm 焼付け: 160℃、30分
製した試験板を、機内温度を35℃に保った塩水噴霧機
内に入れ、5%NaCl水溶液を1kg/cm2 で18
日間塗膜に噴霧し、試験板のサビ(錆)の発生および塗
膜のフクレ(膨れ)を観察した。
ごとに示す。防錆効果の評価基準は試験例1の場合と同
様である。
料組成物は、ウレタン樹脂に配合した場合にも、サビ、
フクレのいずれに対しても防錆効果の評価値が高い防錆
塗料を提供することができる。
よって塗膜が均一に硬化し、水や酸素などの腐食性因子
を素地に近づけなかったため、リン酸鉛などに比べて、
優れた防錆効果が得られるようになったものと考えられ
る。
組成物は、ウレタン樹脂および酸化重合型樹脂に対して
優れた重合促進作用を有しており、また、塗料への分散
性が良好である。したがって、本発明の防錆顔料組成物
を、たとえばウレタン樹脂や酸化重合型樹脂を塗膜形成
要素とする防錆塗料に配合することにより、塗膜を均一
に硬化させ、防錆効果を高めることができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 酸化チタンの表面をビスマス酸化物で被
覆したことを特徴とする防錆顔料組成物。 - 【請求項2】 酸化チタンの表面を被覆するビスマス酸
化物の量が、酸化チタンに対するビスマスの重量換算で
0.1〜50重量%である請求項1記載の防錆顔料組成
物。 - 【請求項3】 酸化チタンのアルカリスラリーを調製
し、該スラリー中にビスマスイオンを含有する水溶液を
滴下して、酸化チタンの表面を含水酸化ビスマスで被覆
し、60℃〜1000℃で乾燥または焼成することを特
徴とする請求項1記載の防錆顔料組成物の製造方法。
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JP3180359A JP3007193B2 (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 防錆顔料組成物およびその製造方法 |
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JP3180359A JP3007193B2 (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | 防錆顔料組成物およびその製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH051236A JPH051236A (ja) | 1993-01-08 |
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