JPH05117553A - 耐熱性一次防錆プライマー組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鉄構造物に使用する鋼板に塗布して、その発
錆を防止するとともに、塗膜の密着性、耐熱性に優れ、
しかも鋼板が溶接時の高温にさらされても、防錆性が低
下しない耐熱性一次防錆プライマー組成物を得ることを
目的とする。 【構成】 鋼板に塗布して乾燥したのちの塗膜が、アル
キルシリケートの加水分解縮合物からなる結合剤を５〜
４０重量％、亜鉛末を１０〜６０重量％、フェロシリコ
ンを１０〜６０重量％含有するように配合してなる耐熱
性一次防錆プライマー組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性に優れた塗膜を
得ることができる一次防錆プライマー組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、船舶、橋梁、タンク、プラント
等の鉄構造物の建造に際して、加工、組立期間中におけ
る鋼板の発錆を防止するため、加工前の鋼板に、予めブ
ラスト処理を施しミルスケールや錆を取り除いたのち、
一次防錆プライマーを塗装することが行なわれる。そし
て、この一次防錆プライマーには通常次の機能が要求さ
れる。すなわち、（１）塗装された鋼板が溶接されたと
き、ピット、ブローホール等の溶接欠陥を生じないこと
（２）得られた塗膜が少なくとも３か月程度の暴露防食
性を有すること（３）塗膜が鋼板と強固に密着し、さら
に上塗り塗料との付着性にも優れることなどである。

【０００３】従来から、このような一次防錆プライマー
としては、防錆性に優れるジンクリッチプライマーが多
く用いられてきた。このジンクリッチプライマーは、一
般に多量の亜鉛末を有機系または無機系の結合剤と混合
して得られるものであり、塗膜中の亜鉛と鋼板面との間
の電気化学作用による犠牲防食作用、亜鉛の酸化生成物
被膜層による酸素、水等の遮断作用により防錆効果をも
たらすものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このジ
ンクリッチプライマーには次のような欠点があった。す
なわち、まず、亜鉛末の含有量が多いため、亜鉛による
犠牲防食作用が強く防錆性には優れているが、一方白錆
の発生が多く上塗り塗料との付着性が低下する。また、
溶接、溶断、歪み取り作業において、塗膜が高温に加熱
された場合、亜鉛の溶融、気化が起こり、亜鉛末の含有
量が多いので亜鉛ヒュームなどの有害ガスが多く発生
し、それらのガスが、ブローホール、ピット等の溶接欠
陥の発生原因となる。これらを避けるため、逆に亜鉛末
の含有量を減少させると、今度は防錆性が低下し、防錆
塗料としての目的が十分達成されず、また塗膜のクラッ
ク、剥離等が生じ、それらによる防錆性の低下も著し
い。

【０００５】そこで、当業界においては、従来のジンク
リッチプライマーの持つ良好な防錆性をそのまま維持す
ると共に、耐熱性、溶接性にも優れた一次防錆プライマ
ーの出現が強く望まれてきた。このような要望に対して
は、従来においても、亜鉛末量を減少させる方向で、し
かも耐熱性に優れた一次防錆プライマーを得ることに関
する多くの研究が報告されている。たとえば、一次防錆
プライマーに用いる結合剤の耐熱性を向上させるもの
（特開昭６０−５１７５６号公報、特開昭６０−２３５
８７１号公報）、フィラーの耐熱防錆性を向上させるも
の（特公昭６２−５３５５２号公報、特公昭６３−５２
０６８号公報）等があり、これらの技術にはそれぞれに
利点はあるものの、それでもなお極めて高い温度（７０
０℃以上）にさらされた場合には、まだ十分に満足でき
る結果が得られるものではなかった。

【０００６】本発明の目的は、これら従来の一次防錆プ
ライマーの持つ欠点を解消し、防錆性、溶接性、密着性
のいずれにも優れ、さらに耐熱性にも優れた耐熱性一次
防錆プライマー組成物を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、この目的
を達成するために鋭意研究した結果、その成分としてフ
ェロシリコンを用いることにより、７００℃以上の高温
にさらされたのちでも優れた防錆性を示し、なおかつ溶
接性にも優れた耐熱性一次防錆プライマー組成物が得ら
れることを見いだし、本発明を完成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明は、形成される塗膜中
に、結合剤としてのアルキルシリケートの加水分解縮合
物（以下単に結合剤という）を５〜４０重量％、亜鉛末
を１０〜６０重量％およびフェロシリコンを１０〜６０
重量％含有する耐熱性一次防錆プライマー組成物であ
る。

【０００９】本発明に使用される結合剤は、次の一般式 （Ｒ₁ ）m Ｓｉ（ＯＲ₂ ）4-m 〔式中、Ｒ₁およびＲ₂は炭素数１〜５のアルキル基を示
し、両者は互いに同じであっても異なっていてもよい。
ｍは０〜２である。〕で表わされるアルキルシリケート
化合物をさらに加水分解縮合物の形にしたもので、これ
らは単独でまたは２種以上を混合して使用することがで
きる。このアルキルシリケート化合物としては、たとえ
ばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テト
ラプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチ
ルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシランなど
が使用可能である。結合剤の使用量は、形成される塗膜
中に５〜４０重量％、好ましくは１５〜３０重量％であ
る。５重量％未満では、十分な塗装容易性、塗膜形成性
が得られず、また４０重量％を越えると、耐熱性、防錆
性が低下し好ましくない。

【００１０】本発明に使用される亜鉛末は、特に限定さ
れるものではなく、従来から塗料用として使用されてい
る亜鉛末がそのまま使用できる。これらは、一般の金属
亜鉛末、または亜鉛と他の金属（たとえば、アルミニウ
ム、カルシウム、ナトリウム、カリウム等）との合金で
あってもよい。亜鉛末の使用量は、形成される塗膜中に
１０〜６０重量％、好ましくは２０〜５０重量％であ
る。１０重量％未満では、十分な防錆性が得られず、ま
た６０重量％を越えると、白錆の発生、耐熱性の低下、
溶接性の低下が生ずる。

【００１１】本発明のいま一つの必須成分であるフェロ
シリコンは、鉄とケイ素との合金で、一般に脱酸剤とし
て使用されているものである。フェロシリコンの使用量
は、形成される塗膜中に１０〜６０重量％、好ましくは
２０〜５０重量％である。１０重量％未満では、耐熱性
に十分な効果が得られず、また６０重量％を越えると、
溶接性に支障が生ずる。

【００１２】本発明においては、上記の必須成分以外
に、必要に応じて顔料、溶剤、添加剤などの充填剤を添
加することができる。顔料としては、以下のような着色
顔料、体質顔料、防錆顔料が使用でき、着色顔料として
は、チタン白、べんがら、シアニンブルー、クロムグリ
ーン等が、体質顔料としては、マイカ、クレー、炭酸カ
ルシウム等が、防錆顔料としては、リン酸亜鉛、リン酸
アルミニウム、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸アルミ
ニウム、カルシウムシリケート、フェロアロイ等の一般
の防錆顔料として使用される顔料が用いられる。溶剤と
しては、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコー
ル、イソブチルアルコール、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ブチルエーテ
ル、キシレン等を使用することができる。添加剤として
は、タレ止め剤、湿潤剤、反応促進剤、付着性付与剤、
沈降防止剤、安定剤等が目的に応じて使用可能である。
これらの充填剤を添加、分散させるには、通常の塗料の
分散機であるディスパー、ホモミキサー、ロールミル、
サンドミル、アトライター、ボールミル等が使用でき
る。

【００１３】本発明の耐熱性一次防錆プライマー組成物
は、通常２成分塗料として調製される。すなわち、結合
剤を主とする第１成分と、亜鉛末およびフェロシリコン
を主とする第２成分との組合せとし、塗装に際しては、
その両成分を混合してから塗装に供するものである。そ
の塗装方法としては、エアレススプレー、エアースプレ
ー、刷毛塗り等通常の塗装方法が利用できる。

【００１４】

【発明の効果】本発明の耐熱性一次防錆プライマー組成
物においては、その塗装後の乾燥時に、結合剤が亜鉛末
やフェロシリコンと化学的に強固に結合し、形成される
塗膜が高度の耐熱性を発揮することが大きな特徴であ
る。したがって、本発明の耐熱性一次防錆プライマー組
成物は、鋼材用の一次防錆プライマーとして良好な性能
を有すると同時に、特に優れた耐熱性を有するため、従
来品では満足されなかった熱損傷部の発錆防止に優れた
効果を発揮するものである。

【００１５】

【製造例、実施例、比較例】次に、製造例、実施例およ
び比較例により、本発明を具体的に説明する。例中の％
は、溶接性試験の外観欠陥以外は重量％を示す。

【００１６】製造例〈結合剤溶液の調製〉 １リットルの三角フラスコに、テトラエトキシシラン
（エチルシリケート４０：日本コルコート社商品名）４
００ｇ、イソプロピルアルコール４００ｇを仕込み、攪
拌しながら０．０１Ｎ塩酸５ｇを滴下する。ついで、水
４０ｇを１時間かけて滴下し、滴下終了後さらに１時間
攪拌を続ける。最後に、イソプロピルアルコール１５０
ｇを加え、均一に攪拌して結合剤溶液であるエチルシリ
ケートの加水分解縮合物のイソプロピルアルコール溶液
を得た。その固形分は２５．０％であった。この結合剤
溶液を第１成分とする。

【００１７】実施例１〜６，比較例１〜６ １リットルの容器に、まず下記表１および表２に示され
る第２成分の各原料を入れ、ホモミキサーで十分に分散
して第２成分を調製した。ついで、この第２成分と製造
例で得た第１成分とを６０／４０の重量比で混合し、実
施例１〜６および比較例１〜６の各試料を得た。

【００１８】次に、このようにして得られた各試料につ
いて下記の試験を行ない、結果を表１，表２に示した。 （１）防錆性試験 試験板として７０×１５０×３．２ｍｍのサンドブラス
ト鋼板を用い、各試料をエアースプレーによって乾燥膜
厚１５μｍになるように塗装し、２０℃で１週間乾燥さ
せた。その後屋外に３か月間暴露し、塗膜の発錆状態を
ＡＳＴＭ（Ｄ６１０）により評価して７点以上を合格と
した。 （２）耐熱性試験 試験板として５０×１５０×１．０ｍｍのサンドブラス
ト鋼板を用い、各試料をエアースプレーによって乾燥膜
厚１５μｍになるように塗装し、２０℃で１週間乾燥さ
せた。ついで、電気炉で６００℃、７００℃、８００℃
の各温度に２０分間加熱したのち試験板を水中で急冷し
た。その後屋外に３か月間暴露し、塗膜の発錆状態をＡ
ＳＴＭ（Ｄ６１０）により評価して７点以上を合格とし
た。 （３）溶接性試験 試験板として１５０×１０００×１２ｍｍのショットブ
ラスト鋼板を用い、各試料をエアースプレーによって乾
燥膜厚２０μｍになるように塗装し、２０℃で１週間乾
燥させた。ついで、このようにして得られた２枚の試験
板を一組とし、下記の溶接条件で水平隅肉溶接を行なっ
た。評価は、溶接ビードの外観欠陥についてはピット、
ワームホール等の欠陥幅の溶接長さに対する割合（％）
で評価し、ブローホールについてはＪＩＳ−Ｚ−３１０
４に従って判定した。 （溶接条件） 溶接ワイヤー：ＤＷ−１０００（神戸製鋼（株）商品
名） 溶接方法 ：炭酸ガスシールド法 溶接速度 ：７５０ｍｍ／ｍｉｎ 電 流 ：３００Ａ 電 圧 ：３５Ｖ

【００１９】

【表１】

【表２】 この表１，表２において、 ＊１：亜鉛末Ｆ ：堺化学工業（株）商品名 ＊２：フェロシリコン２号 ：金生興業（株）商品名 ＊３：ＮＫカオリンクレー ：土屋カオリン工業（株）
商品名 ＊４：タカラマイカＭ−１ ：白石カルシウム（株）商
品名 ＊５：Ｋホワイト＃８４ ：テイカ（株）商品名 ＊６：ベントン２７ ：ＮＬケミカルス社商品名 である。

【００２０】表１および表２の結果から明らかなよう
に、必須成分の量が本発明の範囲から外れた比較例１〜
６の各試料においては、防錆性、耐熱性、溶接性の少な
くとも一つ以上に欠点があり、不満足な結果しか得られ
ていないが、一方実施例１〜６の各試料においては、防
錆性、耐熱性、溶接性のいずれにおいても良好な結果を
示しており、本発明の耐熱性一次防錆プライマー組成物
の性能が極めて優れていることが分かる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】形成される塗膜中に、アルキルシリケート
   の加水分解縮合物からなる結合剤５〜４０重量％、亜鉛
   末１０〜６０重量％およびフェロシリコン１０〜６０重
   量％を含有する耐熱性一次防錆プライマー組成物。