JP6252400B2 - 補修用下地塗料組成物 - Google Patents
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飛来塩分量の多い環境下では、FeCl3溶液の乾湿繰り返しが本質的な条件となり、Fe3+の加水分解によりpHが低下した状態でFe3+が酸化剤として作用する。このときの腐食反応は次式で示される。
アノード反応:Fe→Fe2++2e−
従って、腐食の総括反応は2Fe3++Fe→3Fe2+となる。
(1)Snは、Sn2+として溶解すると、2Fe3++Sn2+→2Fe2++Sn4+という反応によってFe3+の濃度を低下させることにより、上記総括反応を抑制する。さらにSnイオンには、アノード溶解を著しく抑制するインヒビター作用がある。これは鉄が溶ける反応自体を抑制する効果である。
また、SnとZnとが共存すると、以下のようにこれまでにはない効果を発揮することができる。
(1)亜鉛末を主成分とする有機ジンクリッチペイントからなる補修用下地塗料組成物において、前記亜鉛末の含有量が前記組成物の全固形分に対して50〜90質量%であり、さらに前記組成物の全固形分に対して0.5〜3.5質量%の硫酸第一スズを含有することを特徴とする補修用下地塗料組成物。
本発明の補修用下地塗料組成物は、普通鋼材、耐候性鋼材、Sn、Cu、Cr、Niを添加したような、いわゆる低合金耐食鋼からなる鋼構造物または鋼製の配管等の塗装補修時に使用される有機ジンクリッチペイントである。以下では、本発明の補修用下地塗料組成物、塗装方法、この塗装方法により得られた鋼構造物、鋼管について詳述する。
(1)亜鉛末
本発明で使用される亜鉛末は、特に限定されるものではなく、種々のものを用いることができる。たとえば、通常のジンクリッチペイントに使用されている金属亜鉛末や金属亜鉛合金粉が挙げられ、特に金属亜鉛末が好適である。亜鉛末の平均粒径は通常1〜50μm、好ましくは2〜10μmであるがこれらに限定されるものではない。50μmを越えると防食性が低下する場合がる。亜鉛末は、補修用下地塗料組成物の全固形分に対して50〜90%、好ましくは70〜85%である。含有量が50%未満では十分な耐食性が得られず、一方90%を越えると緻密な塗膜が形成できないので好ましくない。アルミニウム粉や銅粉等の他の金属粉を併用してもよい。
本発明の補修用下地塗料組成物は前述の亜鉛末および有機系結合剤を含有する有機ジンクリッチペイントである。有機系結合剤としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アルキド樹脂、フタル酸樹脂、ブチラール樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂等を挙げることができる。中でも、接着性が高く、耐水性にも優れるエポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂は一般に使用される防食塗料成分であり、特に限定されるものではなく種々のものが用いられるが、三菱化学のエポキシ828、834、1001等が一例として挙げられる。
硫酸第一スズは、Snイオンを溶出してZnイオンとZn−Sn複合酸化物を形成するため、塗膜の剥離の進展、深さ方向の錆の進行を抑制することができる。硫酸第一スズの含有量は、本発明の補修用下地塗料組成物の全固形分に対して0.5〜3.5%、好ましくは1.0〜3.0%である。硫酸第一スズの含有量が0.5%より少ないと、残留塩化物量が多い場合に、塗膜の剥離進展、錆の進行を抑制する効果が得られない。また3.5%より多いと、Znとの反応性が高くなりすぎるために、逆に性能(耐食性)が劣化する場合がある。
本発明の補修用下地塗料組成物は、鋼材表面の残留塩化物がNaCl換算で50mg/m2以上である場合に特に効果を発揮する。すなわち、塩化物が存在することによる局所的なpHの低下、硫酸第一スズの溶解、亜鉛溶出、さらにはその後の保護的なZn−Sn複合酸化物の形成が防食性に極めて効果があることから、鋼材表面の残留塩化物がNaCl換算で50mg/m2以上という過酷な環境下で特に効果が顕著に発揮される。当然のことながら、NaCl換算で50mg/m2未満の場合にも優れた防食性を有する。
(1)鋼材の表面
本発明の補修用下地塗料組成物からなる塗料が塗装される鋼材の表面は、補修塗装のためにブラスト処理が行われていることが好ましいが、ブラスト処理が完全に行き届かない部位がある。このような部位では残留塩化物が前述のように多量に残存するが、本発明の組成物はこのような部位にも適用可能である。さらに、ディスクサンダー、ワイヤーホイルなどの電動工具による素地調整(2種ケレン以下)では十分な清浄化処理を行うことができない鋼材にも適用できる。
本発明では、前述のような鋼材の表面に、本発明の補修用下地塗料組成物からなる下塗り塗料を、硬化膜厚が20〜250μmとなるように塗装して下塗り層を形成する。
硬化膜厚が20〜250μmとなるように下塗り塗料を塗装した後、硬化後の下塗り層上に膜厚20μm以上の有機樹脂を含有する上塗り層を設ける。一方、所定の膜厚を超えると耐候性の向上があまり見込めない。また、厚すぎると生産性やコストが悪化する。このため、上限は好ましくは200μm以下である。
本発明の補修用下地塗料組成物や塗布方法は、海岸近くで使用される鋼部材、たとえば製鐵、化学プラント設備等の鋼製建築物に使用される鋼構造物や、それらに付随する鋼管に適用することができる。
・鋼材処理B:残留塩化物量 70mg/m2
SAE J2334試験30日後、カップワイヤケレンを行った。その後、試験片をトールビーカー中200mLのイオン交換水に30秒浸漬した。試験片を取り出し、新たに準備したトールビーカー中200mLのイオン交換水に浸漬、超音波洗浄を実施した。
SAE J2334試験7日後、カップワイヤケレンを行った。その後、試験片をトールビーカー中200mLのイオン交換水に30秒浸漬した。
SAE J2334試験30日後、カップワイヤケレンを行った。その後、試験片をトールビーカー中200mLのイオン交換水に30秒浸漬した。
塗装部耐食性を調査するために、得られた試験片に鋼材に達するキズ(クロスカット)を付与し、SAE(Society of Automotive Engineers)J2334試験により評価した。SAE J2334試験は、湿潤:50℃、100%RH、6時間、塩分付着:0.5%NaCl、0.1%CaCl2、0.075%NaHCO3水溶液浸漬、0.25時間、乾燥:60℃、50%RH、17.75時間を1サイクル(合計24時間)とした加速試験であり、腐食形態が大気暴露試験に類似しているとされている。SAE J2334試験80サイクル終了後、塗膜のキズ部の腐食深さをポイントマイクロメーターにより15点測定し、腐食深さとした。結果を表2に示す。なお、表2で示す亜鉛末および硫酸第一錫以外の質量は、硬化塗膜中のエポキシ樹脂および硬化剤からなる固形分の質量である。
Claims (5)
- 亜鉛末を主成分とする有機ジンクリッチペイントからなる補修用下地塗料組成物において、
前記亜鉛末の含有量が前記組成物の全固形分に対して50〜90質量%であり、さらに前記組成物の全固形分に対して0.5〜3.5質量%の硫酸第一スズを含有することを特徴とする補修用下地塗料組成物。 - 請求項1に記載の補修用下地塗料組成物を、残留塩化物量がNaCl換算で50mg/m2以上である鋼材の表面に塗装することを特徴とする塗装方法。
- 前記鋼材の表面に、前記補修用下地塗料組成物からなる下塗り塗料を硬化膜厚が20〜250μmとなるように塗装して、下塗り層を形成した後、該下塗り層上に、有機樹脂を含有する上塗り塗料を硬化膜厚が20μm以上となるように塗装して、上塗り層を形成することを特徴とする請求項2に記載の塗装方法。
- 鋼材の表面に形成された、請求項1に記載の補修用下地塗料組成物からなるとともに硬化膜厚が20〜250μmである下塗り層と、
前記下塗り層上に形成された、有機樹脂を含有するとともに硬化膜厚が20μm以上である上塗り層と
を備えることを特徴とする鋼構造物。 - 鋼材の表面に形成された、請求項1に記載の補修用下地塗料組成物からなるとともに硬化膜厚が20〜250μmである下塗り層と、
前記下塗り層上に形成された、有機樹脂を含有するとともに硬化膜厚が20μm以上である上塗り層と
を備えることを特徴とする鋼管。
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