JP7601557B2 - 防食塗料組成物及び湿潤面防食塗装方法 - Google Patents
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この中で干満部及び飛沫部のような海中部と大気部の中間にある部位は、腐食環境の変化が大きい上に塗る場所が海水で濡れているため、塗装で防食性を付与することは困難である。特許文献2および3には、エポキシ樹脂、ポリオキシアルキレンポリアミン類、マンニッヒ変性アミン類及びケチミン類から選ばれる少なくとも1種のアミン硬化剤、水、水酸基含有変性樹脂を含む防食塗料組成物が開示されている。この防食塗料組成物はスプレー塗装が可能であり、干満部及び飛沫部のように、基材が水で濡れた状態であっても、良好な付着性と防食性を有する塗膜を形成することができるものである。
項1
エポキシ樹脂(A)、顔料(B)、ポリアミン化合物(C)及び有機溶剤(D)を含み、不揮発分が60~99質量%の範囲内、エポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対するポリアミン化合物(C)の活性水素当量比が0.4~3.0の範囲内であり、
顔料(B)が、その成分の一部として、タルク及びガラスフレークを含む燐片状顔料を含み、
ガラスフレークの使用量がエポキシ樹脂(A)の不揮発分質量100質量部を基準として0を超えて59.9質量部未満であり、
ポリアミン化合物(C)が、水及びアセトン等量混合液に対し非相溶性であり、活性水素当量が126以上且つ500以下であり、
有機溶剤(D)が、労働安全衛生法の第3種に規定される有機溶剤(D1)を40質量%以上含有し、労働安全衛生法の第2種有機溶剤に規定される有機溶剤(D2)を全く含まないか、含む場合は有機溶剤(D2)のうちいずれか1種の有機溶剤の含有量が有機溶剤(D)中5.0質量%未満であり、有機溶剤(D2)が複数の併用物である場合は、複数の有機溶剤(D2)の個々の含有量が、いずれも有機溶剤(D)中に5質量%未満であり、
有機溶剤(D1)が、ガソリン、コールタールナフサ、石油エーテル、石油ナフサ、石油ベンジン、テレビン油、ミネラルスピリツト、およびこれらの組み合わせから選ばれる少なくとも1種であり、
有機溶剤(D2)が、アセトン、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、イソペンチルアルコール、エチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ-ノルマル-ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、オルト‐ジクロルベンゼン、キシレン、クレゾール、クロルベンゼン、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、酢酸イソペンチル、酢酸エチル、酢酸ノルマル-ブチル、酢酸ノルマル-プロピル、酢酸ノルマル-ペンチル、酢酸メチル、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、N・N‐ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、トリクロルエタン、トルエン、ノルマルヘキサン、1-ブタノール、2-ブタノール、メタノール、メチルエチルケトン、メチルシクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノン、メチル-ノルマル-ブチルケトン、及びこれらの組み合わせから選ばれる少なくとも1種である、湿潤面用の防食塗料組成物。(ただし、塗料組成物の100質量部に対して硫酸第一スズの含有量が2.0~8.0質量部であるものを除く)
項2
エポキシ樹脂(A)が、数平均分子量900以上の変性エポキシ樹脂である、項1に記載の防食塗料組成物。
項3
顔料(B)が、その成分の一部として防錆顔料を含む、項1または2に記載の防食塗料組成物。
項4
さらにシランカップリング剤を含む、項1ないし3のいずれか1項に記載の防食塗料組成物。
項5
塗料形態が、エポキシ樹脂(A)及び顔料(B)を含む主剤成分と、ポリアミン化合物(C)を含む硬化剤成分とからなり、主剤成分及び/又は硬化剤成分が有機溶剤(D)を含む2成分系の組成物である、項1~4のいずれか1項に記載の防食塗料組成物。
項6
塗料形態が、エポキシ樹脂(A)及び顔料(B)を含む主剤成分と、ポリアミン化合物(C)を含む硬化剤成分とからなり、主剤成分及び/又は硬化剤成分が有機溶剤(D)を含み、主剤成分及び/又は硬化剤成分がシランカップリング剤を含む2成分系の組成物である、項4に記載の防食塗料組成物。
項7
湿潤面に、項1~6のいずれか1項に記載の防食塗料組成物を塗装する、湿潤面防食塗装方法。
に関する。
本発明において、エポキシ樹脂(A)は、分子中にエポキシ基を少なくとも2個有する樹脂であり、数平均分子量が900以上、好ましくは900~10000、さらに好ましくは900~8000の範囲内にあり、エポキシ基当量が80~2400、好ましくは200~1500の範囲内にあることが適している。
エポキシ当量(g/eq)=1000×m/(C×V)
m:試料不揮発分質量(g)、
C:滴定液の過塩素酸酢酸の濃度、
V:滴定量。
本発明において顔料(B)は塗料分野において公知の着色顔料、体質顔料、防錆顔料を使用することができる。
本発明において、ポリアミン化合物(C)は、分子中にアミノ基を少なくとも2個有する化合物であり、具体例としては、脂肪族ポリアミン類、芳香族ポリアミン類、脂肪族ポリアミドアミン類、芳香族ポリアミドアミン類、これらポリアミン類又はポリアミドアミン類を、それぞれエポキシ樹脂と反応させて得られるエポキシアダクト変性物のアミン系樹脂などが挙げられる。
(式中、Nは1分間当たりの回転数(rpm)、rは回転半径(m)、gは重力加速度(9.8m/s2)、πは円周率を指す)。
エポキシ樹脂(A)に対するポリアミン化合物(C)の量が上記範囲にあることによって本発明防食塗料組成物のポットライフ(可使時間)、湿潤面に対する防食性及び耐黄変性の向上に役立つ。
本発明の防食塗料組成物は有機溶剤(D)を含む有機溶剤系塗料であり、当該有機溶剤(D)は、労働安全衛生法の第3種に規定される有機溶剤(D1)を含むことを特徴とする。
本発明では塗装時の塗料組成物中に有機溶剤(D1)が存在することによって、湿潤面への塗装が容易に達成される。有機溶剤(D1)によるその効果の理由は定かではないが、本発明者らは、塗装時に基材に付着したウェット塗膜が、基材表面に残存した水滴を効果的に押し退ける作用が発生するものと考察している。
有機溶剤(D2)としては労働安全衛生法の第2種に規定される有機溶剤であり、より詳しくは有機溶剤中毒予防規則の別表第6の2に規定される有機溶剤のうち、第二種有機溶剤に規定される有機溶剤である。具体例としては、アセトン、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、イソペンチルアルコール(別名イソアミルアルコール)、エチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル(別名セロソルブ)、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(別名セロソルブアセテート)、エチレングリコールモノ-ノルマル-ブチルエーテル(別名ブチルセロソルブ)、エチレングリコールモノメチルエーテル(別名メチルセロソルブ)、オルト‐ジクロルベンゼン、キシレン、クレゾール、クロルベンゼン、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、酢酸イソペンチル(別名酢酸イソアミル)、酢酸エチル、酢酸ノルマル-ブチル、酢酸ノルマル-プロピル、酢酸ノルマル-ペンチル(別名酢酸ノルマル-アミル)、酢酸メチル、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、N・N‐ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、トリクロルエタン、トルエン、ノルマルヘキサン、1-ブタノール、2-ブタノール、メタノール、メチルエチルケトン、メチルシクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノン、メチル-ノルマル-ブチルケトン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
また、本発明において有機溶剤(D2)が前記例示の有機溶剤の複数の併用物である場合、有機溶剤(D1)の含有量が本発明範囲内にあり、有機溶剤(D2)における当該複数の有機溶剤の個々の含有量が有機溶剤(D)中に5質量%未満であれば、複数の有機溶剤の合計含有量が有機溶剤(D)中5質量%以上になっても差し支えない。
本発明の防食塗料組成物に必要に応じて配合されるシランカップリング剤は、形成される塗膜の防食性の向上に寄与することができる成分である。
前記シランカップリング剤としては、例えば、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、N-β(N-ビニルベンジルアミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン-塩酸塩、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ-クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、γ-アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、オクタデシルジメチル[3-(トリメトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロライド、トリメチルクロロシラン等を挙げることができる。なかでもγ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ基含有シランカップリング剤が好適である。シランカップリング剤を含む場合の含有量としては、エポキシ樹脂(A)不揮発分質量100質量部を基準として0.1~10質量部、特に0.5~5質量部の範囲内であることが適している。
本発明の湿潤面用防食塗料組成物は、エポキシ樹脂(A)、顔料(B)、ポリアミン化合物(C)及び有機溶剤(D)を含む組成物である。
本発明の防食塗料組成物は湿潤面に塗装される。本明細書において湿潤面とは、基材が湿潤状態であることを意味する。前記基材としては、特に制限はないが、鉄鋼、非鉄金属が挙げられ、旧塗膜が設けられたものであってもよい。湿潤状態とは、基材表面に水滴、水膜、水分が付着している状態をいう。
実施例1
容器に、60%変性エポキシ樹脂溶液(注1)167部、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン2.4部、チタン白55部、防錆顔料(注3)15部、タルク100部、ガラスフレーク(注4)40部、消泡剤1部、沈降防止剤2部、増粘剤4部、ミネラルスピリット5部を配合し、撹拌混合して主剤成分を得た。
別の容器に、70%ポリアミン溶液(注5)を36部、炭化水素系溶剤(注8)45部を配合し、撹拌混合して硬化剤成分を得た。
使用する材料と配合量を下記表1-1及び1-2とする以外は実施例1と同様にして、防食塗料組成物(A-2)~(A-20)を製造した。得られた各防食塗料組成物について、下記の評価を行った。
(注2)ビスフェノールA型エポキシ樹脂:「jER 828」商品名、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、数平均分子量370、エポキシ当量190、
(注3)防錆顔料:「KWHITE G-105」、商品名、テイカ社製、トリポリリン酸二水素アルミニウム・酸化亜鉛混合物、
(注4)ガラスフレーク「RCF-140」、商品名、日本硝子社製、ガラスフレーク、平均粒子径140μm、
(注5)70%ポリアミン溶液:「ラッカマイド B-2201-70ES」、商品名、DIC社製、変性ポリアミン、不揮発分70%、不揮発分あたりの活性水素当量 126、有機溶剤(D1)30%含有、水・アセトン相溶性試験は二層分離、
(注6)ポリアミン化合物:「ガスカミン240」、商品名、三菱ガス化学社製、ポリアミドアミン、活性水素当量103、水・アセトン相溶性試験は二層分離、
(注7)ポリアミン化合物:「トーマイド225E」、商品名、T&K TOKA社製、ポリアミドアミン、活性水素当量115、水・アセトン相溶性試験は透明化(層分離なし)
(注8)炭化水素系有機溶剤:「T-SOLTM 100 FLUID」商品名、JXTGエネルギー社製、ソルベントナフサ、芳香族炭化水素系有機溶剤。
(*)ポットライフ:
主剤及び硬化剤を混合後20℃で放置して、刷毛での塗装可能限界粘度に達するまでの時間(H)を測定した。表中数値が大きいほど良好である。
(*)塗装作業性(非湿潤面):
実施例1~16及び比較例1~4の各塗料を、ブリキ板に乾燥膜厚が150μmとなるようにローラーおよび刷毛で塗装した際の塗装作業性を、以下に従って評価した。
《ローラー》
◎:塗装作業に全く問題がなかった、
〇:ローラーが少し重く、又は、少し軽いものの、均質な塗装面は形成できる、
△:塗料が垂れやすく、又は塗面が不均質になりやすかったため、塗装作業に熟練を要した、
×:ローラーが重く、又は、軽すぎたため、均質な塗装面が形成できなかった。
《刷毛》
◎:塗装作業に問題がなかった、
〇:刷毛が少し重く、又は、少し軽いものの、均質な塗装面は形成できる、
△:塗料が垂れやすく、又は塗面が不均質になりやすかったため、塗装作業に熟練を要した、
×:刷毛が重く、又は、軽すぎたため、均質な塗装面が形成できなかった。
(*)塗装作業性(湿潤面):
水道水を30g/m2となるよう吹き付けて均一に湿潤させたブリキ板を基材とする以外は上記と同様に塗装を行った。評価基準は下記通りである、
《ローラー》
◎:ローラーが基材の水滴を除去しながら容易に塗料をつけることができ、均質な塗装面形成可能、
〇:ローラーが基材の水滴にわずかに影響されるが、基材に塗料をつけることができ、均質な塗装面形成可能、
△:ローラーが基材の水滴の影響を受けて、基材に塗料をつけにくいが、塗装面は形成可能、
×:ローラーが基材の水滴の影響を大きく受けて、基材に塗料をつけられない。
《刷毛》
◎:刷毛が基材の水滴を除去しながら容易に塗料をつけることができ、均質な塗装面形成可能、
〇:刷毛が基材の水滴にわずかに影響されるが、基材に塗料をつけることができ、均質な塗装面形成可能、
△:刷毛が基材の水滴の影響を受けて、基材に塗料をつけにくいが、塗装面は形成可能、
×:刷毛が基材の水滴の影響を大きく受けて、基材に塗料をつけられない。
70×150×3.2mmサンドブラスト鋼板に、各防食塗料組成物を、乾燥膜厚が150μmとなるようにエアースプレー塗装し、23℃、7日間乾燥させたものを試験塗板とした。各試験塗板に素地に達するまでカットを入れて複合サイクル腐食試験(JIS K-56007-9 サイクルD 法)に準じたサイクル試験方法に1200時間供したあとで以下の基準に沿って評価した。
◎:一般部に膨れ・錆なく、カット部からの錆膨れ幅が平均3mm未満、
〇:一般部に3点以下の小さな膨れまたは錆があるが、カット部からの錆膨れ幅が3mm未満であるか、又は、一般部に膨れ・錆なく、カット部からの錆膨れ幅が3mm以上7mm未満、
△:一般部に3点を超える膨れまたは錆があり、かつカット部からの錆膨れ幅が3mmを超えるか、又は、一般部に膨れ・錆がないものの、カット部からの錆膨れ幅が7mmを超える、
×:一般部4点以上の錆または膨れの発生があり、かつ、カット部からの錆膨れ幅が7mmを超える。
(*)防食性(湿潤面):
70×150×3.2mmサンドブラスト鋼板を上水に没水して引き上げた直後の板を基材とする以外は上記と同様にして防食性を評価した。
(*)黄変性
300×100×1mmの鋼板に刷毛塗り塗装で乾燥膜厚が150μmとなるように2枚塗装し、23℃、7日間乾燥させたものを試験片とした。1枚を暴露用試験片、もう1枚を比較用試験片とした。暴露用試験片をJISK 5600-7-6に記載の手順で屋外暴露試験を24か月実施した後に、塗膜外観を以下の基準に従って目視評価した。
◎:暴露用試験片が比較用試験片に対して変化なし、
○:暴露用試験片が比較用試験片に対して、わずかに黄変が見られるが、実用レベル、
△:露用試験片に黄変が明らかに見られる、
×:暴露用試験片に著しい黄変が見られる。
Claims (7)
- エポキシ樹脂(A)、顔料(B)、ポリアミン化合物(C)及び有機溶剤(D)を含み、不揮発分が60~99質量%の範囲内、エポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対するポリアミン化合物(C)の活性水素当量比が0.4~3.0の範囲内であり、
顔料(B)が、その成分の一部として、タルク及びガラスフレークを含む燐片状顔料を含み、
ガラスフレークの使用量がエポキシ樹脂(A)の不揮発分質量100質量部を基準として0を超えて59.9質量部未満であり、
ポリアミン化合物(C)が、水及びアセトン等量混合液に対し非相溶性であり、活性水素当量が126以上且つ500以下であり、
有機溶剤(D)が、労働安全衛生法の第3種に規定される有機溶剤(D1)を40質量%以上含有し、労働安全衛生法の第2種有機溶剤に規定される有機溶剤(D2)を全く含まないか、含む場合は有機溶剤(D2)のうちいずれか1種の有機溶剤の含有量が有機溶剤(D)中5.0質量%未満であり、有機溶剤(D2)が複数の併用物である場合は、複数の有機溶剤(D2)の個々の含有量が、いずれも有機溶剤(D)中に5質量%未満であり、
有機溶剤(D1)が、ガソリン、コールタールナフサ、石油エーテル、石油ナフサ、石油ベンジン、テレビン油、ミネラルスピリツト、およびこれらの組み合わせから選ばれる少なくとも1種であり、
有機溶剤(D2)が、アセトン、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、イソペンチルアルコール、エチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ-ノルマル-ブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、オルト‐ジクロルベンゼン、キシレン、クレゾール、クロルベンゼン、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、酢酸イソペンチル、酢酸エチル、酢酸ノルマル-ブチル、酢酸ノルマル-プロピル、酢酸ノルマル-ペンチル、酢酸メチル、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、N・N‐ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、トリクロルエタン、トルエン、ノルマルヘキサン、1-ブタノール、2-ブタノール、メタノール、メチルエチルケトン、メチルシクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノン、メチル-ノルマル-ブチルケトン、及びこれらの組み合わせから選ばれる少なくとも1種である、湿潤面用の防食塗料組成物。(ただし、塗料組成物の100質量部に対して硫酸第一スズの含有量が2.0~8.0質量部であるものを除く) - エポキシ樹脂(A)が、数平均分子量900以上の変性エポキシ樹脂である、請求項1に記載の防食塗料組成物。
- 顔料(B)が、その成分の一部として防錆顔料を含む、請求項1または2に記載の防食塗料組成物。
- さらにシランカップリング剤を含む、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の防食塗料組成物。
- 塗料形態が、エポキシ樹脂(A)及び顔料(B)を含む主剤成分と、ポリアミン化合物(C)を含む硬化剤成分とからなり、主剤成分及び/又は硬化剤成分が有機溶剤(D)を含む2成分系の組成物である、請求項1~4のいずれか1項に記載の防食塗料組成物。
- 塗料形態が、エポキシ樹脂(A)及び顔料(B)を含む主剤成分と、ポリアミン化合物(C)を含む硬化剤成分とからなり、主剤成分及び/又は硬化剤成分が有機溶剤(D)を含み、主剤成分及び/又は硬化剤成分がシランカップリング剤を含む2成分系の組成物である、請求項4に記載の防食塗料組成物。
- 湿潤面に、請求項1~6のいずれか1項に記載の防食塗料組成物を塗装する、湿潤面防食塗装方法。
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