JPH03199385A - 金属の腐食および亀裂成長防止組成物、それによる金属の腐食および亀裂成長を防止する方法、ならびに金属の腐食および亀裂成長防止に使用する、エラストマーに硬化可能な液体重合体組成物、それによる金属の腐食・亀裂成長防止方法 - Google Patents
金属の腐食および亀裂成長防止組成物、それによる金属の腐食および亀裂成長を防止する方法、ならびに金属の腐食および亀裂成長防止に使用する、エラストマーに硬化可能な液体重合体組成物、それによる金属の腐食・亀裂成長防止方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
類水溶液(例えば、NaC1水溶液)に、曝された金属
の腐食または亀裂成長を防止するのに用いられる組成物
および方法に関する。
ミド系、アクリル系、エポキシ系などのそれ)によるコ
ーティングまたはシーリング組成物の形態の、より好ま
しくは固体、例えばエラストマーへの硬化が可能な液体
重合体組成物である、腐食または亀裂成長防止組成物を
(例えば、ある種のコーティング剤として)金属表面に
塗布する段階が含まれる。この種のエラストマー性重合
体組底物としては、ポリスルフィド、ポリチオエーテル
、ポリウレタン、およびポリエーテルが挙げられる。特
に好適なのは、メルカプタン基を末端残基とする重合体
、例えば固体エラストマーへと硬化が可能な重合体であ
る。
金属部品の対向するすり合わせ表面が、それらの間に接
点または間隙を形成している、金属部品の腐食を防止す
るのに特に適している。
ミニウムまたはアルミニウム合金の部品)間の境界面が
形成する接点または間隙は、しばしば液体重合体で充填
される。次いで、この重合体は、エラストマー性固体へ
と硬化させられ、接合された金属のすり合わせ表面での
、酸素はもとより、塩類水溶液の接触をも防止するのに
役立てられる。
は、航空機および船舶の場合は、これらを構成する部品
が、しばしば、異なる多数の金属を用いて製造されてい
ることから、重大な問題となっている。
る。例えば航空機の場合、アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金は、カドミウム、ニッケル、ステンレス鋼、チ
タン等々の表面を有するリベットを用いて互いに強固に
固着される。そのため、このようなリベットと板金との
間の間隙あるいは接点は、特に酸素の存在下で、塩類水
溶液に曝露された場合に激しく腐食されるという問題を
生じる。同じことは、アルミニウムまたはアルミニウム
合金製の外部構造が、鋼製の船体に接合されている船舶
についても、全く同様に当てはまる。
および流電陽極が、この種の金属の腐食を抑制するのに
用いられる主要な手段であった。
太きいため、塩類水溶液を排除し、かつ構造的運動に適
応させるには、エラストマー性シーラントまたはコーテ
ィング剤が好適な材料となっている。しかしながら、実
践的には、エラストマーを用いて密封あるいは被覆され
た金属構造の多数の境界面には、塩類水溶液が絶えず混
入し、金属の腐食または亀裂成長を生起させることによ
って、構造的構成要素を激しく侵し、かつ弱体化させる
。
7号明細書、および同じく第3,841,896号明細
書では、有害なりロム酸塩が腐食防止化合物として利用
されている。
スルフィドのコーティング剤またはシーラントは、隣接
する外部板金間の密着表面の腐食はもとより、結締具孔
の剥離腐食を防ぎ、それによって、金属構造物、例えば
航空機その他の操業寿命を大幅に延長させるが、他方こ
のような腐食防止化合物に付随する有毒クロム酸塩含有
廃棄物の処理に伴う困難に関する懸念は増大している。
抑えるための他の化合物が研究されており、このような
化合物としては、硝酸ナトリウム、モリブデン酸ナトリ
ウム、およびメタケイ酸ナトリウムがある。
ントがもたらすのと同程度の腐食防止を達成するには、
ほぼ5倍の非毒性腐食防止化合物を、シーラント材料に
添加しなければならない。
物を、例えばポリスルフィドのシーラントに添加する場
合、ポリスルフィドシーラント材料の硬化速度に悪影響
が及び、許容され得ないような硬化の加速あるいは遅延
のいずれかが生じる結果となる。
策として提案されてはいるが、これは高価であると同時
に、時間がかかる方法である。
造、例えば航空機、船舶その他においては、発生する疲
労亀裂は環境的に促進される。例えば、−水環境中での
高張力アルミニウムの疲労亀裂の速度は、乾燥した砂漠
のような環境中で生じる速度の2倍以上である。このよ
うな環境的に促進される疲労亀裂は、基本的には水素に
よる脆化現象であって、腐食過程と関連付けることが可
能である。
物は、水酸化アルミニウムと水素である。
裂先端の最大応力の帯域に移行し、その物理的存在によ
って、結晶粒を引き離すのに必要な力を減少させる。研
究によれば、最良の腐食防止剤、例えばクロム酸塩は、
−たび亀裂が始まってしまえば、アルミニウム合金のよ
うな金属の疲労亀裂の速度に対してほとんど無力である
。
に、重合体によるコーティング剤およびシーラント、特
にエラストマー性材料と反応せず、その結果、エラスト
マー性重合体の硬化速度を加速あるいは減速するという
好ましくない作用を持たない、腐食または亀裂成長防止
組成物の提供にある。
モリブデン酸セリウム(m)と、(b)リン酸(オルト
またはメタリン酸、あるいは次リン酸)、あるいは、オ
ルトホスホン酸またはホスフィン酸のアンモニウム塩(
以下、リン酸またはホスホン酸のアンモニウム塩と称す
ることもある)のうち少なくとも1種との混合物、(2
)モリブデン酸セリウム(■)、あるいは(3)リン酸
またはホスホン酸のアンモニウム塩のうち1種ないしそ
れ以上 からなっている。
リン酸またはホスホン酸のうちの少なくとも1種による
アンモニウム塩との混合物は、これを直接金属に塗布す
ることもできるが、コーティング剤またはシーラントへ
と硬化させることが可能な液体重合体組成物と混合しく
以下、混合物をモリブデン酸セリウム(I[I)・アン
モニウム塩液体重合体組成物と称することもある〉、次
いで、保護しようとする金属に直接塗布するのが好適で
ある。
長防止組成物を、固体エラストマーへと硬化可能な液体
重合体に混入させ(以下、この組成物をモリブデン酸セ
リウム(m)・アンモニウム塩液体重合体エラストマー
組成物と称することもある)、次いで、金属に塗布して
、液体重合体エラストマー組成物を固体エラストマーへ
と硬化させることである。
たは亀裂成長防止組成物は、保護しようとする金属にこ
れを単独で塗布することもできるが、最初にモリブデン
酸セリウム(III)をシーラントまたはコーティング
剤へと硬化可能な液体重合体と混合する方が好適である
(以下、混合物をモリブデン酸セリウム(III)液体
重合体組成物と称することもある)。
固体エラストマーへと硬化可能な液体重合体に混入させ
ることである(以下、これをモリブデン酸セリウム(I
II)液体エラストマー組成物と称することもある)。
金属に塗布し、これをエラストマー性固体へと硬化させ
るのである。
についてと全く同様に、リン酸またはホスホン酸のアン
モニウム塩は、これを保護しようとする金属に直接塗布
することもできるが、初めにシーラントまたはコーティ
ング剤へと硬化可能な液体重合体と混合しく以下、この
混合物をアンモニウム塩重合体組成物と称することもあ
る)、次いで、前記アンモニウム塩重合体組成物を金属
に塗布して、液体重合体組成物をシーラントまたはコー
ティング剤へと硬化させる方が好ましい。
ウム塩を固体エラストマーへと硬化可能な液体重合体組
成物に混入させ(以下、これをアンモニウム塩液体重合
体エラストマー組成物と称することもある)、金属に塗
布して、この組成物を固体エラストマー性組成物へと硬
化させることである。
防止作用は、塩化亜鉛の添加によって増強されるものと
考えられている。塩化亜鉛と、本発明の防止組成物、と
りわけ(1)または(2)の組成物との相対的均質な混
合物の形成によって、これがなされる。
の塗布によって、アルミニウム、およびその合金に対す
る腐食性の侵食を防止するのに特に有用である。
ウム合金と、これと互いに接合または結合された異種金
属との境界面を保護するのに、更に一層有用である。こ
れは、境界面同士の間隙に本発明の液体重合体組成物(
特に、液体エラストマー性重合体組底物)を充填して、
液体重合体を固体へと硬化させることによってなされる
。後者の場合には、2種類の異種金属の表面間に固体の
シーラントまたはコーティング剤(好ましくはエラスト
マー性シーラントまたはコーティング剤)が形成される
。これによって、最新の航空機にしばしば見出される組
合わせである、例えばアルミニウムとカドミウムめっき
の鋼製結締具との間の、ガルバニ電気による相互作用が
最小限に抑えられるのである。
しそれ以上、またはモリブデン酸セリウム(III)と
の前記アンモニウム塩の混合物を用いた場合に、前記ア
ンモニウム塩が上記のような効果的な腐食防止作用を発
揮することは、リン酸またはホスホン酸の各種のアルカ
リ性の塩をポリ硫化アリーレン樹脂に添加した場合に、
樹脂の底形に用いられる鋳型の二硫化硫黄との接触によ
るその腐食が、これによって防止されるという米国金属
第4.212,793号明細書の開示内容からすれば、
特に驚異的である。
溶性の塩(ホスフィン酸ナトリウム、およびオルト三リ
ン酸ナトリウム)には、これをエラストマーに混入させ
た場合には、塩類水溶液への曝露による、アルミニウム
またはアルミニウム合金の類の金属の腐食を防止するの
に取り立てて作用がないことが判明している。
たは塩化亜鉛含有の混合物中でも、特に効果的であるこ
とが判明しているアンモニウム塩は、オルトリン酸また
はホスフィン酸のそれである。好適なアンモニウム塩は
、ホスフィン酸アンモニウム、およびリン酸二水素アン
モニウム、ないしはそれらの混合物である。
ストマー性固体へと硬化する、液体重合体への前記アン
モニウム塩の混入は、前記金属部品の亀裂成長の防止は
もとより、孔食および腐食、特にすきま腐食をも軽減す
るものと考えられている。
の孔食、腐食、および亀裂を防止するのに、たとえ異種
金属製の、例えばチタン製の結締具、例えばリベットを
用いて前記表面が互いに強固に固定され、または結合さ
れている場合であっても、非常に有用であると思われる
。
はカドミウムめっき鋼製の結締具との間のガルバニ電気
による相互作用を最小限に抑止する。
レタン、ポリチオエーテル、およびポリエーテルであり
、特に好適な液体重合体は、メルカプタン基を末端残基
とする前記重合体である。
ストマー性重合体に特に有益である。例えば、メルカプ
タン基を末端残基とする重合体の大半は、アルカリ性の
酸化触媒を用いて、単独で、あるいはアルカリ性物質、
例えば水酸化ナトリウムの添加によって硬化する。酸化
触媒を用いて前記重合体の硬化を実施するには、はとん
どの酸化触媒の場合にアルカリ性の環境でこれを実施し
なければならない。pHが7より大でなければならない
からである。
に有用な酸化触媒としては、有機および無機の過酸化物
(例えば過酸化カルシウム)、および酸化物、例えば二
酸化マンガンがある。二酸化マンガンの場合は、触媒作
用を効果的にするために、少量の(約0.5〜約3重量
%の)水酸化ナトリウムを添加する。二酸化マンガン触
媒とともに存在する水酸化ナトリウムは、アンモニウム
塩を対応するナトリウム塩に転化するはずであり、これ
は前記の通り、塩類水溶液に曝露された際の金属部品の
腐食の抑止、または疲労亀裂成長の防止には相対的に無
効であると判明しているから、本発明のアンモニウム塩
が、前述のような卓越した成果を挙げるのは特に驚異的
である。
、比較的毒性が少なく、かつ、これがまさに重要な点で
あるが、本発明のコーティング剤組成物またはシーラン
ト組成物の一部を形成する液体重合体、特にエラストマ
ー性液体重合体の硬化特性に悪影響を及ぼすことがない
。
エラストマー性物質に対して非反応性であって、このエ
ラストマー性物質の硬化速度に影響しないばかりでなく
、環境的にも基本的に無害な、腐食または亀裂成長防止
組成物に関する。
a)モリブデン酸セリウム(m)と、(b)リン酸(オ
ルトまたはメタリン酸、あるいは次リン酸)、あるいは
、オルトホスホン酸またはホスフィン酸のアンモニウム
塩のうちの少なくとも1種との混合物、 (2)モリブデン酸セリウム(■)、あるいは(3)リ
ン酸またはホスホン酸のアンモニウム塩のうちの1種な
いしそれ以上 である。
II)とモリブデン酸ナトリウムとをほぼ化学量論的比
率で、あるいは重量比でほぼ1:1とし、硝酸セリウム
(III)が僅かに過剰となるようにして、反応させる
ことによって、これを調製することができる。反応式は
下記の通りである。
H20→Ce、(MoO4)、+ 6NaNO,+ 1
0H2O反応は、硝酸セリウム(III)およびモリブ
デン酸ナトリウムを適当な水性溶媒、例えば、蒸留水な
どに溶解させて、これを進行させる。硝酸セリウム(I
II)およびモリブデン酸ナトリウムを溶解させるのに
、必要にして充分な量の溶媒を用いるのが好ましい。次
いで、化合物をほぼ化学量論的比率で化合させると、黄
色沈澱が形成されるが、これがモリブデン酸セリウム(
III)である。
離するには、いかなる適当な手段、例えば濾過を用いる
ことも可能であるが、必ずしも両反応生成物を分離する
必要はなく、何ら不都合な作用もなくこれらを併用する
ことができる。更に、モリブデン酸セリウム(III)
だけでも、モリブデン酸セリウム(III)と硝酸ナト
リウムとの混合物でも、これを本発明のホスホン酸また
はリン酸のアンモニウム塩と混合することができる。た
だし、重量部を用いて計算する場合は、モリブデン酸セ
リウム(III)と硝酸ナトリウムとの混合物について
ではなく、モリブデン酸セリウム(In)だけについて
行うことに留意しなければならない。
酸セリウム(III)・アンモニウム塩混合物を液体重
合体組成物に添加し、次いで、これを固体のシ−ランド
またはコーティング剤組成物へと硬化させるのが好まし
い。更に好適なのは、前記モリブデン酸セリウムCm)
またはモリブデン酸セリウム(I[[)・アンモニウム
塩混合物を、固体エラストマーへと硬化可能な液体重合
体に添加することである。
化亜鉛が本発明の組成物と併用される。
体重合体組成物に添加する場合は、金属、例えばアルミ
ニウムの腐食または亀裂成長を防止するのに充分な量の
モリブデン酸セリウム(III)を添加する。所望の結
果を得るのに必要な量は、個々の重合体によって異なる
と思われるが、これは、本発明の教唆するところに従い
当業界の技術の習熟者には容易に算定される。−膜内に
は、液体重合体組成物に配合されるモリブデン酸セリウ
ム(III)の量は、約0.01重量%に始まって(例
えば、0.02または0.03重量%)、10重量%に
まで達するが、好適な量は約1〜5重量%である。
と混合する場合は、重合体組成物に添加される得られた
混合物の量は、単独で前記液体重合体組成物に添加され
るモリブデン酸セリウム(m>の量とほぼ同じ、すなわ
ち約0.01〜約14重量%(例えば、約0.01〜約
lO重量%)であり、好ましくは約1〜約5重量%であ
る。
量比も、−様ではないと思われるが、−膜内には、約0
.5:2〜2:0.5である。
合体に、より好ましくはエラストマー性の固体へと硬化
可能な液体重合体に、本発明のリン酸またはホスホン酸
のアンモニウム塩を添加することは、前記液体重合体組
成物で被覆または密閉された金属部品の腐食または亀裂
成長を妨げるものと考えられる。
ンモニウム塩のうちの1種ないしそれ以上を添加するこ
とによって、アルミニウムまたはアルミニウム合金の部
品、およびこれを結合するカドミウムめっき鋼、ステン
レス鋼、あるいはチタン製の結締具が、本発明の液体重
合体組成物で被覆または密閉され、かつ前記組成物が固
体、好ましくは固体エラストマーへと硬化した場合に、
前記部品の孔食、あるいは変則的な溶解が防止される。
酸のアンモニウム塩の量は、多様に変化させることがで
きる。例えば、液体重合体に添加されるリン酸またはホ
スホン酸のアンモニウム塩の量は、−膜内には約1〜約
20重量%(液体重合体の重量を基準として)であるが
、好適な量は、約3〜約14重量%である。
デン酸セリウム(Iff)、あるいはモリブデン酸セリ
ウム(m)とアンモニウム塩との混合物のいずれかに添
加される塩化亜鉛の量は、モリブデン酸セリウム(DI
)の重量に基づいてこれを決定することになり、広い範
囲にわたる可能性がある。例えば、モリブデン酸セリウ
ム(m)の塩化亜鉛の重量比を、約0.5:2〜2:0
.5とすることができる。
合もまた、その量は広い範囲にわたる可能性があるが、
−膜内には、モリブデン酸セリウム(I[r)とリン酸
またはホスホン酸のアンモニウム塩との重量比は、約0
.5:2〜2 : 0.5となるものと思われる。
リエーテル、ポリチオエーテル、およびポリウレタンで
あって、とりわけメルカプタン基を末端残基とし、アル
カリ性酸化触媒、例えば二酸化マンガン、過酸化カルシ
ウム等々を用いて硬化されるそれらが好適である。
フィド結合を有していて、チオコール(Thio−ko
l)ポリスルフィドなる商品名のもとに市販されている
、例えば米国金属第2,466.963号明細書に開示
の多数の重合体の意味で用いている。本発明に有用な他
のポリスルフィド重合体は、米国金属第4,623,7
11号明細書、および同じく第4,609,762号明
細書に開示されている。上記両米国金属明細書にはまた
、メルカプタン基を末端残基とするポリスルフィドも開
示されている。
おいて周知であって、米国金属第3.923748号明
細書に特定的に開示されているが、これには、メルカプ
タン基を末端残基とするポリウレタンも開示されている
。
て公知であり、例えば米国金属第4,366゜307号
明細書に開示されている。メルカプタン基を末端残基と
するポリチオエーテルも、この米国金属に開示されてい
る。
金属第4,366.307号明細書に開示されていて、
メルカプタン基を末端残基とするポリエーテルも、やは
り開示されている。
6なるアルミニウムの電位差動態を示すグラフである。
/cm”で表している。グラフのAなる分枝はアノード
反応の電流部分を、Bなる分枝はカソード反応の電流部
分を示す。0点は静止電圧を示し、アルミニウムがカル
バニ電位が異なる他の金属と結合されている場合に重要
な意味を持つ。第1図に示した試料は、腐食速度が毎年
約0.085mm(3,35m1ls/yr)であった
。
C1溶液に浸漬した、7075−76なるアルミニウム
の電位差動態を示すグラフである。腐食電流の減少がグ
ラフのBなるカソード反応部分に生じる一方、Aのアノ
ード反応部分は、印加電圧に関して基本的に同一のまま
であることが注目される。
ブデン酸ナトリウムと硝酸セリウム(III)との未分
離の反応生成物により、モリブデン酸セリウム(m)の
濃度が0.018%、硝酸ナトリウムの濃度が0.01
5%となっている溶液に浸漬した、7075−76なる
アルミニウムの電位差動態のグラフである。
目される。この試料の腐食速度は、毎年約0.0053
mm(0,21m1ls/yr)であることが判明した
が、これは、第2図の、クロム酸塩含有防食剤で処理し
たアルミニウムに生じた年間約0.0081mm(0,
32m1ls/yr)という腐食速度よりも有利な数字
である。
ナトリウムの混合物を、二酸化マンガン触媒の添加と同
時に、濃度が1重量%となるように、ポリスルフィドシ
ーラント(Mil−S−8802A2)に添加した。硬
化期間中に粘度測定によって測定した限りでの硬化速度
は、防食剤を全く含有しない対照用シーラントの回分の
それと実質的に同一であった。
特性を調べ、結果を示したのが下記第1表である。70
75−76なるアルミニウムの、幅101.6mm(4
インチ)、厚さ2.54mm(0,1インチ)、長さ4
06.4mm(16インチ)の中割れ疲労試験用試料を
用いた。 ポリスルフィドシーラントの薄膜を拡散によ
って通過した大気中の水分と同じ組成の液体に亀裂を曝
露するための特別な手法を開発した。
し、101.6mm(4インチ)ペトリ皿の下半部に塗
布して、厚さほぼ1.59mm(1716インチ)のポ
リスルフィドシーラントの薄膜を作成する。ポリスルフ
ィドシーラントの硬化後、各ペトリ皿に10m1の蒸留
水を満たす。72時間後、シーラントから防食剤を溶は
出させたこの液体を静かに注ぎ出して、疲労試験に用い
る。
集中(デルタK)を、3.14〜6.92KSI/cm
””(5,0〜11.0KSI/インチ′/2)の範囲
で漸増させる。
−ランド抽出液を亀裂に注入する。10倍の顕微鏡を用
いて、亀裂成長を視覚的に監視した。試験結果を第1表
に要約する。
成長試験の結果 亀裂環境 1周期あたりの亀裂成長(da/dN
)x E−6cm デルタK (KSI/Cm””) 3.77 4.40 5.03 6.28 6.92蒸
留水 11.6820.5731.5059.
6978.49蒸留水+防食剤 I 8.1312.
451?、5330.2336.07蒸留水+200p
pmNaC119,3037,0855,12101,
60132,33蒸留水+200ppmNaC1 +防食剤I 10.4114.9917.78
28.9641.15防食剤Iは、モリブデン酸セリウ
ム(III)とホスフィン酸アンモニウムの重量比0.
5:1の混合物であって、これの3重量%となる量を、
ポリスルフィドシーラントに混合した。
が水中に存在する場合は、はとんど50%まで、また塩
類溶液に存在する場合は、約60%ないし約70%以上
も低下する。
溶液に浸漬し、これに本発明の各種の防食剤を添加した
。腐食速度を測定し、結果を第2表に要約した。
であり、Bなる化合物はホスフィン酸アンモニウムであ
る。
0.5g、B・0.5g71 38.4
2、A:0.5g、 B:1.Og/l
24.13、A:0.5g、 B:1.5g/l
29.54、A:0.5g、B:0.
7g/l 42.95、A:0.5g
、B:0.5g、ZnC1:0.5g/l 7.3
実11糺迭 耐食性を測定するために、更に別の試験を設定した。こ
の試験は、2片の異種材料の表面間の接点に似せたもの
で、構造物が海中で遭遇するのと大差ない条件下で、周
囲の環境が境界面に恒久的に侵入できるようになってお
り、前記接点における塩類および水の集積は、基本的に
不可逆的である。
される際よりも、化学的に酸素と水を還元して、アルミ
ニウム表面のごく近傍に水酸化ナトリウムを生成させる
ことによる腐食性の侵食を増大させる際に重要な要因と
なる。観察された腐食の性状は、実地に、例えば運行中
の航空機に認められるものと酷似している。実施された
発明者ら特有の試験は、下記の通りである。
7075−76なる未処理アルミニウム合金の板金を、
0.51mmX 12.7mmX 50.8mm(0,
02X 1/2X 2インチ)のシーラント片で被覆し
、隣り合う6片は、被覆していないアルミニウムの幅1
2 、7mm(172インチ)の帯状の部分を隔てて隔
離する。
なわち、カドミウムめっき鋼)をアルミニウムの、シー
ラントで被覆した側に圧着し、接着剤またはマスキング
用テープを用いて、127.0mm(5インチ)の方の
辺を露出させたまま、末端で互いに固定する(板金の裏
面は適当な絶縁薄膜で被覆し、この部分で電気的測定を
行う)。このサンドイッチ様の構成体を、3%の鉱水を
満たした水槽に、127.0mm(5インチ)の辺に沿
って立てるようにして、半ば水没させる。
するために、緩く蓋をする。ガルバニ電気による腐食を
促進するために、この金属対をわにロクリップで接続し
、異種金属間の腐食電流を誘起させる。
のシーラントが12 、7mmの間隔の部域に形成した
空隙内に拡散する。短絡的に閉じられた回路は、間欠的
にこれを開いて、高感度の電圧電流計またはホイートス
トンブリッジを用いて、電圧および電流を測定すること
ができ、最終的には、電池によるサンドイッチ構造の内
側表面における腐食、あるいはシーラントの侵食を測定
することができる。
トマー性シーラントを用いたが、ここでポリスルフィド
重合体とは、米国イリノイ州シカゴ所在、モートン・チ
オコール・ケミカル・コーポレーション(Morton
Th1okol Chemical Corpora
−tion)によって、チオコールLP−32号として
製造かつ販売されているものである。LP−32号は、
式%式% (式中、Rは−C*H4−0−CHi−0−CJa−な
る原子団を、nは分子量が約4,000となるような数
字をそれぞれ意味する) で示される。
ィド重合体(LP−32号)100炭酸カルシウム(充
填剤)50 フェノール性接着促進剤 (2,4−ジアリルフェノール) 3塩によ
る防食剤 各種上記シーラント組
成物に、約1重量%の水酸化ナトリウムを含有する7重
量部の二酸化マンガン触媒を加える。この触媒は、8重
量部の水素化ジフェニルベンゼン中に分散されている[
モンケンt・(Monsanto)HB−40号:商品
名コ。
れ、または防食されていないチオコールポリスルフィド
シーラントの小片で被覆した上記と同じアルミニウム合
金に他の数種類の金属を対合させ、下記の結果を得た。
ニウム合金の腐食に対するポリスルフィドを基剤とする
各秤防食剤の作用浸漬 濃度 防食剤 置数 重量% 赳金 複電M結
果なし ?−Al−Ti アルミニウム
シーラントの激しい破壊。ふくれ形成。
しい破損。接着性の滅失。
い侵食。シンレス鋼 −ラントは大幅に破壊 MgCrO4215A1−Ti アルミニウムは侵
食されるも防食剤なしの場合よりも軽微。
防食剤なしの場合に勝る改善7L’ス鋼 は僅少
または皆無。
変化なし。依然として金属に光沢あり。シーラン
トは接着 性を堅持。
アルミニウムに僅かな黒変。
非常に微細な変色が視認可能。
変化なし。金属に光沢あり。
とはないのが常であるが、総体的な金属腐食をより定量
的に評価するために、腐食電池を間欠的に開放し、高イ
ンピーダンスの計器を用いて腐食電流を測定し、下記の
結果を得た。
池の時間別の電流(マイクロアンペア)防食剤 クロム
酸 リン酸二水素アンモニウムW ttb
ヱl主2立左 +ホスフ ン アンモニウム対合 Al−ω 開始1日目 11 13.0 3.
221日間の平均 14 7,94
3.82最終(211日目 25 6.1
3.21−Ti 1日目 55 45.0 26.02
1日間の平均 65 33.3 24.
0最終(211日目75 29,0
25.0クロム酸マグネシウムの量は5重量%、混合物
は等量のリン酸二水素アンモニウムとホスフィン酸アン
モニウムを含有し、その量は5重量%である。
電池の電流クロム酸 リン酸二水素 モリブデン酸
セリウム(III)呟朋てL乙4乞交4 アンモニウム
+リン ニアそアンモニウム対合 Al−Cd 8日目 9.0 8.8 1
4.025日目日目6.6 11.0
1.021−Ti 8日目 30 83 652
5日目 2Q 58
58各防食剤の量は5重量%であり、混合物はリン酸二
水素アンモニウム3重量部およびモリブデン酸セリウム
(■)1重量部を含有している。
ムを防食剤として用いた他の重合体(基本的なエラスト
マー性シーラントの処方が用いられている)にも見出さ
れる。
ム メルカプタン基を 二酸化マンガン 末端残基とする ポリチオエーテル林 なし。金属に光沢あり。
記載の重合体。
3に記載の重合体。
6なる未処理アルミニウムの電位差動態を示すグラフで
ある。 第2図は、3.5重量%NaC1および0,05%Mg
CrO4溶液中の7075−76アルミニウムの電位差
動態を示すグラフである。 第3図は、3.5重量%NaC1、約0.018重量%
モリブデン酸セリウム(III)、および約0.015
重量%硝酸ナトリウム溶液中の7075−76アルミニ
ウムの電位差動態を示すグラフである。
Claims (78)
- (1)鍼水環境に曝露される金属の腐食および亀裂成長
を防止する方法であって、防止有効量のモリブデン酸セ
リウム(III)を、金属表面に塗布する段階を有するこ
とを特徴とする金属の腐食および亀裂成長を防止する方
法。 - (2)金属が、アルミニウムであることを特徴とする請
求項(1)記載の金属の腐食および亀裂成長を防止する
方法。 - (3)モリブデン酸セリウム(III)の塗布に先立って
、前記モリブデン酸セリウム(III)を硬化可能なエラ
ストマーと混合することを特徴とする請求項(1)記載
の金属の腐食および亀裂成長を防止する方法。 - (4)硬化可能なエラストマーと混合されるモリブデン
酸セリウム(III)の量が、約0.1〜約10重量%で
あることを特徴とする請求項(3)記載の金属の腐食お
よび亀裂成長を防止する方法。 - (5)硬化可能なエラストマーと混合されるモリブデン
酸セリウム(III)の量が、約1〜約5重量%であるこ
とを特徴とする請求項(3)記載の金属の腐食および亀
裂成長を防止する方法。 - (6)金属が、アルミニウムであることを特徴とする請
求項(3)記載の金属の腐食および亀裂成長を防止する
方法。 - (7)モリブデン酸セリウム(III)と塩化亜鉛との防
止有効量の混合物を、金属表面に塗布することを特徴と
する請求項(1)記載の金属の腐食および亀裂成長を防
止する方法。 - (8)金属表面に塗布して用いるための腐食および亀裂
成長防止用コーティングまたはシーリング組成物であっ
て、弾性に富み、かつ硬化可能なエラストマー性重合体
に配合された防止有効量のモリブデン酸セリウム(III
)を含むことを特徴とする金属の腐食および亀裂成長防
止組成物。 - (9)弾性に富み、かつ硬化可能なエラストマー性重合
体に配合されるモリブデン酸セリウム(III)の量が、
約1〜約5重量%であることを特徴とする請求項(8)
記載の金属の腐食および亀裂防止組成物。 - (10)エラストマー性重合体が、ポリスルフィド重合
体であることを特徴とする請求項(9)記載の金属の腐
食および亀裂成長防止組成物。 - (11)エラストマー性重合体が、ポリウレタン重合体
であることを特徴とする請求項(9)記載の腐食および
亀裂成長防止組成物。 - (12)防止有効量の塩化亜鉛とモリブデン酸セリウム
(III)とを、弾性に富み、かつ硬化可能なエラストマ
ー性重合体に配合したことを特徴とする請求項(9)記
載の金属の腐食および亀裂成長防止組成物。 - (13)モリブデン酸セリウム(III)と塩化亜鉛との
重量比が、約0.5:2〜約2:0.5であることを特
徴とする請求項(12)記載の金属の腐食および亀裂成
長防止組成物。 - (14)弾性に富むエラストマー性重合体に配合される
モリブデン酸セリウム(III)および塩化亜鉛の総量が
、約1〜約5重量%であることを特徴とする請求項(1
3)記載の金属の腐食および亀裂成長防止組成物。 - (15)エラストマー性重合体が、ポリスルフィド重合
体であることを特徴とする請求項(14)記載の金属の
腐食および亀裂成長防止組成物。 - (16)エラストマー性重合体が、ポリウレタン重合体
であることを特徴とする請求項(14)記載の金属の腐
食および亀裂成長防止組成物。 - (17)■水環境に曝露される金属の腐食および亀裂成
長を防止する方法であって、 (a)リン酸、オルトホスホン酸、あるいはホスフィン
酸の水溶性アンモニウム塩のうちの少なくとも1種と、 (b)モリブデン酸セリウム(III) とからなる、腐食および亀裂成長防止有効量の腐食およ
び亀裂成長防止組成物を、金属表面に塗布する段階を含
むことを特徴とする金属の腐食および亀裂成長を防止す
る方法。 - (18)金属が、アルミニウムである請求項(17)記
載の金属の腐食および亀裂成長を防止する方法。 - (19)組成物が、異種であって互いに接合された少な
くとも2種類の金属の表面に塗布することを特徴とする
請求項(17)記載の金属の腐食および亀裂成長を防止
する方法。 - (20)アンモニウム塩が、オルトリン酸アンモニウム
とホスホン酸アンモニウムよりなる群から選択されるこ
とを特徴とする請求項(17)記載の金属の腐食および
亀裂成長を防止する方法。 - (21)アンモニウム塩が、リン酸二水素塩であること
を特徴とする請求項(17)記載の金属の腐食および亀
裂成長を防止する方法。 - (22)アンモニウム塩が、ホスフィン酸アンモニウム
であることを特徴とする請求項(17)記載の金属の腐
食および亀裂成長を防止する方法。 - (23)防止組成物中のモリブデン酸セリウム(III)
とアンモニウム塩との重量比が、約0.5:2〜約2:
0.5であることを特徴とする請求項(17)記載の金
属の腐食および亀裂成長を防止する方法。 - (24)防止組成物が、塩化亜鉛を含有することを特徴
とする請求項(17)記載の金属の腐食および亀裂成長
を防止する方法。 - (25)防止組成物中のモリブデン酸セリウム(III)
とアンモニウム塩と塩化亜鉛との重量比が、約0.5:
2:2〜約2:0.5:0.5であることを特徴とする
請求項(24)記載の金属の腐食および亀裂成長を防止
する方法。 - (26)金属表面への塗布に先立って、腐食および亀裂
成長防止組成物を、エラストマーへと硬化が可能な液体
重合体と混合することを特徴とする請求項(17)記載
の金属の腐食および亀裂成長を防止する方法。 - (27)液体重合体が、ポリスルフィド、ポリウレタン
、ポリチオエーテル、およびポリエーテルよりなる群か
ら選択されることを特徴とする請求項(26)記載の金
属の腐食および亀裂成長を防止する方法。 - (28)液体重合体が、エラストマーへと硬化可能であ
り、かつメルカプタン基を末端残基としていることを特
徴とする請求項(27)記載の金属の腐食および亀裂成
長を防止する方法。 - (29)液体重合体が、メルカプタン基を末端残基とし
ていることを特徴とする請求項(28)記載の金属の腐
食および亀裂成長を防止する方法。 - (30)液体重合体が、硬化有効量の硬化触媒を含有し
ていることを特徴とする請求項(26)記載の金属の腐
食および亀裂成長を防止する方法。 - (31)硬化触媒が、アルカリ性酸化触媒であることを
特徴とする請求項(30)記載の金属の腐食および亀裂
成長を防止する方法。 - (32)2種類の異種金属部品の対向するすり合わせ表
面が、それらの間に接点を形成している前記異種金属部
品の腐食および亀裂成長を防止する方法であって、 (a)固体エラストマー性シーラントへと硬化可能な液
体重合体と、 (b)(イ)リン酸、オルトホスホン酸、あるいはホス
フィン酸の水溶性アンモニウム塩のうちの少なくとも1
種と、 (ロ)モリブデン酸セリウム(III)と からなる、腐食および亀裂成長防止組成物 と、 (c)前記液体重合体を固体エラストマー性シーラント
へと硬化させるのに用いられる硬化有効量の触媒 とからなる液体重合体組成物を前記接点に充填する段階
と、 前記液体重合体を固体エラストマー性シーラントへと硬
化させて、前記異種金属部品の前記対向する表面間の前
記接点に密閉被覆を形成する段階とからなることを特徴
とする金属の腐食および亀裂成長を防止する方法。 - (33)金属部品のうち、1種がアルミニウムであるこ
とを特徴とする請求項(32)記載の金属の腐食および
亀裂成長を防止する方法。 - (34)アンモニウム塩が、オルトリン酸アンモニウム
とホスホン酸アンモニウムよりなる群から選択されるこ
とを特徴とする請求項(33)記載の金属の腐食および
亀裂成長を防止する方法。 - (35)アンモニウム塩が、リン酸二水素アンモニウム
とホスフィン酸アンモニウムよりなる群から選択される
ことを特徴とする請求項(33)記載の金属の腐食およ
び亀裂成長を防止する方法。 - (36)液体重合体が、メルカプタン基を末端残基とし
ていることを特徴とする請求項(35)記載の金属の腐
食および亀裂成長を防止する方法。 - (37)触媒が、アルカリ性酸化触媒であることを特徴
とする請求項(36)記載の金属の腐食および亀裂成長
を防止する方法。 - (38)アルカリ性酸化触媒が、アルカリ性二酸化マン
ガンであることを特徴とする請求項(38)記載の金属
の腐食および亀裂成長を防止する方法。 - (39)腐食および亀裂成長防止組成物中の水溶性アン
モニウム塩とモリブデン酸セリウム(III)との重量比
が、約0.5:2〜約2:0.5であることを特徴とす
る請求項(32)記載の金属の腐食および亀裂成長を防
止する方法。 - (40)腐食および亀裂成長防止組成物が、塩化亜鉛を
含有することを特徴とする請求項(32)記載の金属の
腐食および亀裂成長を防止する方法。 - (41)モリブデン酸セリウム(III)とアンモニウム
塩と塩化亜鉛との重量比が、約0.5:2:2〜約2:
0.5:0.5であることを特徴とする請求項(40)
記載の金属の腐食および亀裂成長を防止する方法。 - (42)金属に塗布された場合に前記金属の腐食を防止
する組成物であって、基本的に (a)リン酸、オルトホスホン酸、あるいはホスフィン
酸の水溶性アンモニウム塩のうちの少なくとも1種と、 (b)モリブデン酸セリウム(III) とからなる腐食および亀裂成長防止組成物。 - (43)モリブデン酸セリウム(III)とアンモニウム
塩との重量比が、約0.5:2〜約2:0.5であるこ
とを特徴とする請求項(42)記載の金属の腐食および
亀裂成長防止組成物。 - (44)組成物が、塩化亜鉛をも含有することを特徴と
する請求項(42)記載の金属の腐食および亀裂成長防
止組成物。 - (45)モリブデン酸セリウム(III)とアンモニウム
塩と塩化亜鉛との重量比が、約0.5:2:2〜約2:
0.5:0.5であることを特徴とする請求項(44)
記載の金属の腐食および亀裂成長防止組成物。 - (46)固体エラストマーへの硬化が可能な液体重合体
を、過半量含有することを特徴とする請求項(42)記
載の金属の腐食および亀裂成長防止組成物。 - (47)液体重合体が、メルカプタン基を末端残基とし
ていることを特徴とする請求項(46)記載の金属の腐
食および亀裂成長防止組成物。 - (48)液体重合体が、ポリスルフィド、ポリウレタン
、ポリチオエーテル、およびポリエーテルよりなる群か
ら選択されることを特徴とする請求項(47)記載の金
属の腐食および亀裂成長防止組成物。 - (49)組成物が、硬化有効量の硬化触媒を含有してい
ることを特徴とする請求項(48)記載の金属の腐食お
よび亀裂成長防止組成物。 - (50)触媒が、アルカリ性酸化触媒であることを特徴
とする請求項(49)記載の金属の腐食および亀裂成長
防止組成物。 - (51)アルカリ性酸化触媒が、アルカリ性二酸化マン
ガンであることを特徴とする請求項(50)記載の金属
の腐食および亀裂成長防止組成物。 - (52)金属表面に塗布して用いるためのコーティング
またはシーリング組成物であって、弾性に富み、かつ硬
化可能なエラストマー性重合体に約1〜5重量%の濃度
で配合された、ほぼ化学量論的比率で混合された硝酸セ
リウム(III)とモリブデン酸ナトリウムとの反応生成
物を含むことを特徴とする金属の腐食および亀裂成長防
止組成物。 - (53)エラストマー性重合体が、ポリスルフィド重合
体であることを特徴とする請求項(52)記載の金属の
腐食および亀裂成長防止組成物。 - (54)エラストマー性重合体が、ポリウレタン重合体
であることを特徴とする請求項(52)記載の金属の腐
食および亀裂成長防止組成物。 - (55)金属に塗布した場合に、前記金属が塩類水溶液
に曝露された際に腐食するのを防止する、固体エラスト
マーへと硬化可能な液体重合体組成物であって、ポリス
ルフィド、ポリウレタン、ポリチオエーテル、およびポ
リエーテルよりなる群から選択される液体重合体によっ
て基本的に構成され、前記液体重合体中に、腐食防止有
効量の、リン酸、オルトホスホン酸、あるいはホスフィ
ン酸の水溶性アンモニウム塩のうちの少なくとも1種が
混入されていることを特徴とする金属の腐食および亀裂
成長防止に使用するエラストマーに硬化可能な液体重合
体組成物。 - (56)アンモニウム塩が、オルトリン酸アンモニウム
とホスホン酸アンモニウムよりなる群から選択されるこ
とを特徴とする請求項(55)記載の液体重合体組成物
。 - (57)アンモニウム塩が、リン酸二水素塩であること
を特徴とする請求項(56)記載の液体重合体組成物。 - (58)アンモニウム塩が、ホスフィン酸アンモニウム
であることを特徴とする請求項(56)記載の液体重合
体組成物。 - (59)液体重合体が、メルカプタン基を末端残基とし
ていることを特徴とする請求項(56)記載の液体重合
体組成物。 - (60)組成物が、硬化有効量のアルカリ性酸化触媒を
含有することを特徴とする請求項(59)記載の液体重
合体組成物。 - (61)アルカリ性酸化触媒がアルカリ性二酸化マンガ
ンであることを特徴とする請求項(60)記載の液体重
合体組成物。 - (62)塩類水溶液の侵食に対する金属の耐食性を増大
させる方法であって、 ポリスルフィド、ポリウレタン、ポリチオエーテル、お
よびポリエーテルからなる一群から選択される液体重合
体によって基本的に構成され、前記液体重合体に、 (a)腐食防止有効量の、リン酸、オルトホスホン酸、
あるいはホスフィン酸の水溶性アンモニウム塩のうちの
少なくとも1種、および (b)硬化有効量の硬化触媒 が混入されている、固体エラストマーへと硬化可能な液
体重合体組成物を調製する段階と、前記液体重合体組成
物を金属に塗布する段階と、前記液体重合体組成物を前
記固体エラストマーへと硬化させる段階 とからなることを特徴とする金属の腐食および亀裂成長
を防止する方法。 - (63)金属が、アルミニウムであることを特徴とする
請求項(62)記載の金属の腐食および亀裂成長を防止
する方法。 - (64)アンモニウム塩が、オルトリン酸アンモニウム
とホスホン酸アンモニウムよりなる群から選択されるこ
とを特徴とする請求項(63)記載の金属の腐食および
亀裂成長を防止する方法。 - (65)アンモニウム塩が、リン酸二水素アンモニウム
であることを特徴とする請求項(64)記載の金属の腐
食および亀裂成長を防止する方法。 - (66)アンモニウム塩が、ホスフィン酸アンモニウム
であることを特徴とする請求項(64)記載の金属の腐
食および亀裂成長を防止する方法。 - (67)液体重合体が、メルカプタン基を末端残基とし
ていることを特徴とする請求項(63)記載の金属の腐
食および亀裂成長を防止する方法。 - (68)硬化触媒が、アルカリ性酸化触媒であることを
特徴とする請求項(67)記載の金属の腐食および亀裂
成長を防止する方法。 - (69)アルカリ性酸化触媒が、二酸化マンガンである
ことを特徴とする請求項(68)記載の金属の腐食およ
び亀裂成長を防止する方法。 - (70)互いに接合された2種類の金属部品の対向する
すり合わせ表面が、それらの間に接点を形成している前
記金属部品の、前記金属部品が塩類水溶液に曝露された
際の腐食および亀裂成長を防止する方法であって、 固体エラストマー性シーラントへと硬化可能な液体重合
体によって基本的に構成され、前記液体重合体に、 (a)腐食防止有効量の、リン酸、オルトホスホン酸、
あるいはホスフィン酸の水溶性アンモニウム塩のうちの
少なくとも1種、および (b)前記液体重合体を前記固体エラストマー性シーラ
ントへと硬化させるための硬化有効量の硬化触媒 が混入されている、前記固体シーラントエラストマーへ
と硬化可能な液体重合体組成物を前記接点に充填する段
階と、 前記液体重合体を前記固体エラストマー性シーラントへ
と硬化させて、前記2種類の金属部品の前記接点の境界
面に密閉被覆を形成する段階とからなることを特徴とす
る金属の腐食および亀裂成長を防止する方法。 - (71)金属部品のうち、1種がアルミニウムであるこ
とを特徴とする請求項(70)記載の金属の腐食および
亀裂成長を防止する方法。 - (72)金属部品のうち、1種がアルミニウムであって
、異種金属と互いに接合されていることを特徴とする請
求項(71)記載の金属の腐食および亀裂成長を防止す
る方法。 - (73)アンモニウム塩が、オルトリン酸アンモニウム
とホスホン酸アンモニウムよりなる群から選択されるこ
とを特徴とする請求項(70)記載の金属の腐食および
亀裂成長を防止する方法。 - (74)アンモニウム塩が、リン酸二水素アンモニウム
であることを特徴とする請求項(73)記載の金属の腐
食および亀裂成長を防止する方法。 - (75)アンモニウム塩が、ホスフィン酸アンモニウム
であることを特徴とする請求項(73)記載の金属の腐
食および亀裂成長を防止する方法。 - (76)重合体が、ポリスルフィド、ポリウレタン、ポ
リチオエーテル、およびポリエーテルよりなる群から選
択されることを特徴とする請求項(70)記載の金属の
腐食および亀裂成長を防止する方法。 - (77)液体重合体が、メルカプタン基を末端残基とし
ていることを特徴とする請求項(76)記載の金属の腐
食および亀裂成長を防止する方法。 - (78)硬化触媒が、アルカリ性酸化触媒であることを
特徴とする請求項(77)記載の金属の腐食および亀裂
成長を防止する方法。
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