JPH06329959A

JPH06329959A - 防食塗料組成物

Info

Publication number: JPH06329959A
Application number: JP14431293A
Authority: JP
Inventors: Isamu Kobayashi; 勇小林; Kenji Azuma; 健司東
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1993-05-24
Filing date: 1993-05-24
Publication date: 1994-11-29
Anticipated expiration: 2015-04-10
Also published as: JP3030482B2

Abstract

(57)【要約】【目的】防食塗膜の防食機能、耐久性の改良のための
塗料組成物の改良。【構成】樹脂組成物に薄片状チタン酸カリウム粒子を
配合する。その薄片状粒子は、大きさ（面方向サイズ）
約１〜１００μｍ、厚さ約０．０１〜２μｍのものが好
適である。配合量は、樹脂固形分１００重量部に対し、
約１０〜７０重量部が適当である。この薄片状粒子は、
塗膜中に多層に重なって分布し、腐食因子の塗膜透過遮
断性を高める。また、塗膜の補強効果が高く、かつ塗膜
の膨潤・熱変形の応力を吸収緩和に奏効し、亀裂・剥離
を防止して健全な塗膜性状を長期に亘り安定に維持する
ことを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属部材を苛酷な腐食
環境から保護するための防食塗料組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属部材の表面を被覆して腐食環境から
保護するための樹脂塗料は、化学装置、タンク、橋梁、
船舶、海洋構造物等に広く使用されている。塗膜で被覆
保護された金属の腐食は、酸素，水，塩素イオン等の腐
食因子が塗膜を透過して素地金属の表面に到達すると開
始される。従って、防食塗料に要求される塗膜特性は、
腐食因子の透過遮断能（耐透過性）に優れ、剥離・亀裂
等のない健全な密着状態が長期に亘つて維持されること
である。その塗膜の耐透過性、強度、密着性等の改良を
目的として、各種の顔料、例えばガラスフレークや、マ
イカ状酸化鉄（ＭＩＯ）等の鱗片状無機顔料や防錆顔料
等を配合した樹脂組成物等についてこれまで数多くの提
案がなされ（特開昭56-26965号，特開昭57-73056号, 特
開昭58-17177号等) 、一部は市販品として実用に供され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近時、防食塗料の用途
の拡大・多様化に伴い、塗膜性能の改善の要求はますま
す高まっている。従来の防食塗料は、スプレー・刷毛塗
り等により比較的簡単に塗工することができるが、腐食
因子の透過遮断能、耐剥離・亀裂性等、耐久性等は十分
なものといえず、塗膜性能の一層の改善が望まれてい
る。本発明は、腐食因子に対する透過遮断能にすぐれ、
かつフクレ・剥離等を生じ難く良好な密着性を示し、苛
酷な腐食環境において長期に亘り防食機能が安定に維持
される塗膜を形成する防食塗料組成物を提供するもので
ある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の防食塗料組成物
は、樹脂組成物に薄片状チタン酸カリウム粒子が配合さ
れていることを特徴としている。本発明の防食塗料組成
物は、所望により、薄片状チタン酸カリウム粒子と共
に、防食顔料が配合される。薄片状チタン酸カリウム粒
子は、好ましくは、大きさ１〜１００μｍ，厚さ０．０
１〜２μｍのものが使用される。

【０００５】

【作用】薄片状チタン酸カリウム粒子は、大きさ（面サ
イズ）に比べ、極く薄い形状を有し、その特徴的な形態
により、ガラスフレークやＭＩＯフレーク等に比べ、塗
膜内で多層に重なり、その多層積層の効果として、腐食
因子の塗膜内透過遮断能を高める。また、薄片状チタン
酸カリウム粒子は、塗膜補強効果にすぐれ、塗膜を多層
に強化し、界面剪断力に対する塗膜強度を大きく高め
る。更に、薄片状チタン酸カリウム粒子は、ガラスフレ
ーク等と異なって、可撓性を有していることにより、塗
膜のたわみ・変形能を損なわないばかりか、塗膜の膨
潤、熱的・機械的変形に伴う内部応力を吸収緩和し、亀
裂・剥離の防止に奏効する。この薄片状チタン酸カリウ
ム粒子の配合効果として、塗膜の防食機能が高められ、
かつ安定に維持される。塗膜の防食効果は、公知の耐食
顔料との併用により更に良好なものとすることができ
る。

【０００６】以下、本発明の塗料組成物の成分構成およ
び塗料調製について詳しく説明する。樹脂中に配合され
る薄片状チタン酸カリウム粒子は、一般式：Ｋ₂Ｏ・ｎ
ＴｉＯ₂で表される結晶質の合成無機化合物（多結晶
体）である。なかでも、四チタン酸カリウム〔Ｋ₂Ｔｉ
₄Ｏ₉〕、六チタン酸カリウム〔Ｋ₂Ｔｉ₆Ｏ₁₃〕、八
チタン酸カリウム〔Ｋ₂Ｔｉ₈Ｏ₁₇〕等は、熱的安定
性、補強性等にすぐれている点で好ましく使用される。
これらの薄片状チタン酸カリウム粒子は、単一種の使用
であってもよく、または２種以上を複合して配合しても
よい。

【０００７】薄片状チタン酸カリウム粒子のサイズは、
粗大に過ぎると、塗料調製における分散性，作業性が悪
く、逆に極微細粒子では、比表面積の増加・吸油量（JI
S K5101）の増大により、塗料の増粘傾向が顕著となる
ほか、塗膜内での多層積層効果としての耐透過性や塗膜
補強作用が弱まり好ましくない。また、その肉厚につい
ては、あまり厚くなると、塗膜中での多層の重なりが損
なわれ、耐透過性の低下を招き、他方薄過ぎると、薄片
状粒子の強度が乏しくなり、塗料組成物の混練調製時に
薄片形状の破損を生じ易くなる。これらの点から、薄片
状粒子は、大きさ（面方向サイズ）が約１〜１００μｍ
で、厚さが約０．０１〜２μｍのものが好ましく使用さ
れる。その大きさについては、長さ約５〜１００μｍ、
幅約１〜３０μｍであって、アスペクト比（長さ／幅）
が約３以上の形態を有するものは、薄片形状効果として
の防食強化機能、補強機能等の点で特に好適である。

【０００８】樹脂組成物中の薄片状チタン酸カリウム粒
子の配合量は、上記塗膜性能改善効果を十分に発現させ
るために、樹脂固形分１００重量部に対し、約１０重量
部以上であるのが好ましい。しかし、余り多く配合する
と、塗料調製や塗装作業性が低下し、また塗膜にピンホ
ール等を生じる原因となるので、約７０重量部を上限と
するのが適当である。

【０００９】薄片状チタン酸カリウム粒子が配合される
樹脂組成物は、樹脂と、その樹脂の分子内に含まれる反
応基と反応して架橋構造を形成し得る硬化剤（架橋剤な
いし架橋反応開始・促進剤、重合開始剤および促進剤
等）を基本成分として構成される。樹脂は、例えばエポ
キシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリオール樹脂、
エポキシアクリレート樹脂、ポリブタジエン樹脂等であ
る。これらの樹脂のなかで、エポキシ樹脂、および不飽
和ポリエステル樹脂は、常温硬化性、現場作業性、コス
ト等の点から好ましく使用される。

【００１０】エポキシ樹脂は、１分子中に少なくとも２
個のエポキシ基を含むものが使用さる。その例としてビ
スフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型
エポキシ樹脂、ポリグリコール型エポキシ樹脂、エステ
ル型エポキシ樹脂、脂肪族型エポキシ樹脂、芳香族型エ
ポキシ樹脂等が挙げられる。また、これらと類似の構造
を有するエポキシ樹脂あるいはその誘導体（例えばポリ
オール型エポキシ樹脂，脂環式エポキシ樹脂，ハロゲン
含有エポキシ樹脂等）も同様に使用される。エポキシ樹
脂の硬化剤は、一般にエポキシ樹脂用硬化剤として使用
されている各種のアミノ化合物，ポリアミド樹脂，イソ
シアネート化合物，フェノール樹脂，酸無水物，メラミ
ン樹脂，尿素樹脂等が任意に使用される。不飽和ポリエ
ステル樹脂についても、公知のものが任意に使用され、
これに硬化剤として、例えば過酸化物（パーオキシド
類，パーオキシエステル類等）等の重合開始剤、および
必要に応じてアミン類，脂肪酸金属塩（ナフテン酸コバ
ルト等）の重合促進剤が使用される。

【００１１】本発明の塗料組成物は、上記薄片状チタン
酸カリウム粒子と共に、防食顔料として公知の各種成
分、例えば亜鉛末，アルミ粉，鉛丹，亜酸化鉛，シアナ
ミド鉛，塩基性クロム酸塩，モリブデン酸亜鉛，クロム
酸鉛，リン酸亜鉛等から選ばれる１種ないし２種以上を
複合配合することにより、塗膜の防食効果を更に高める
ことができる。その配合量は、樹脂固形分１００重量部
に対し、約５〜１００重量部の範囲が適当である。

【００１２】本発明の樹脂組成物の調製には、この種の
塗料組成物に通常使用される各種の添加剤、例えばタル
ク，シリカ，沈降性硫酸バリウム，炭酸カルシウム，パ
ーライト等の体質顔料、酸化鉄，亜鉛華，ベンガラ，酸
化クロム，酸化チタン，カーボンブラック，鉄黒等の着
色顔料、その他沈澱防止剤、増粘剤、消泡剤、ダレ防止
剤、界面活性剤、表面調整剤、希釈剤、溶剤（メチルイ
ソブチルケトン，キシロール等）等が必要に応じ適量配
合される。

【００１３】本発明の塗料組成物は、エポキシ樹脂や不
飽和ポリエステル樹脂等の主剤樹脂に、薄片状チタン酸
カリウム粒子、および必要に応じて防食顔料や、各種添
加剤、希釈剤、溶剤等を混合し、ロールミル等の混合機
で練合分散させ、使用に際して硬化剤・硬化促進剤を混
合することにより調製される。塗膜形成は、刷毛、ロー
ラ、エアスプレー、エアレススプレー等の常法により、
対象部材表面に塗布し乾燥することにより行われる。塗
膜厚さは、乾燥膜厚として約３００〜７００μｍ程度で
あってよい。

【００１４】

【実施例】

〔１〕塗料組成物の調製表１に示す成分構成を有する樹脂組成物を調製した。主
剤中の亜鉛末の添加、および主剤と硬化剤との混合は、
塗装開始直前に行った。表１中、No.1〜5 は、フィラー
として薄片状チタン酸カリウム粒子を使用した発明例、
No.11 〜14は、ガラスフレークまたはＭＩＯフレークを
使用した比較例（従来タイプ）である。エポキシ樹脂（ビスフェノール型エポキシ樹脂）：日本
チバガイギー（株）製「アラルダイト6071」薄片状チタン酸カリウム粒子（六チタン酸カリウム）：
（株）クボタ製「ＴＸＡＸ−ＳＡ」（長さ40μｍ, 幅10
μｍ, 厚さ0.5 μｍ，重量基準積算分布平均値）マイカ：（株）クラレ製「クラライトマイカ２００−
Ｃ」ＭＩＯフレーク：日本無機化学工業（株）製「ＭＩＯ−
ＮＦ」

【００１５】〔２〕塗膜形成軟鋼板〔JIS G3141,「SPCC」〕（150 ×150 ×1.6,mm）
を塗装試験板とし、板面にサンドブラストによる下地処
理（ミルスケール，錆，油分等の除去）を施し、脱脂洗
浄した後、前記塗料組成物をエアースプレイガンによ
り、塗膜厚さ（乾燥膜厚）が５００±２０μｍとなるよ
うに塗装し、これを２０℃，７５％ＲＨの条件下に７日
間を要して乾燥した。

【００１６】〔３〕塗膜性能試験 JIS K5400 「塗料一般試験方法」の規定に準拠して下記
の試験を行い、表２に示す結果を得た。 (3.1) 塩水噴霧試験：塗膜面にクロスカットを入れ、塩
水噴霧試験を行い、カット部から塗膜下へ錆が進行する
までの経過時間を測定する。 (3.2) 湿潤試験：試験板を、１００％ＲＨの条件下に１
０００Ｈｒ放置した後、塗膜面の異常発生（フクレ，錆
等）の有無を肉眼観察する。 (3.2) 促進耐候試験：塗膜面にクロスカットを入れ、サ
ンシャイン・ウェザ・オ・メータ試験に付し、５００Ｈ
ｒ経過後、塗膜屈曲試験器により、塗膜面を外側とする
折り曲げ加工（曲げ部心金径：６ｍｍ、折り曲げ角度：
１８０°）を行い、塗膜状態（剥離，亀裂の有無）を肉
眼観察する。

【００１７】表２に示したように、薄片状チタン酸カリ
ウム粒子を含有する発明例の塗料組成物により形成され
た塗膜は、耐塩水噴霧性、耐湿性、耐候性等の塗膜性能
に優れ、ガラスフレークやＭＩＯフレーク等を使用した
従来タイプの塗膜性能との差異は歴然である。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】

【発明の効果】本発明の塗料組成物により形成される塗
膜は、薄片状チタン酸カリウム粒子の配合効果として、
卓抜した防食作用を有し、かつ亀裂・剥離等の塗膜劣化
が少なく、長期に亘つて良好な防食効果が維持されるも
のであり、化学装置、配管系、タンク、橋梁、船舶、海
洋構造物等の苛酷な腐食環境に曝される金属部材の被覆
保護に有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂組成物に薄片状チタン酸カリウム粒
子が配合されていることを特徴とする防食塗料組成物。
【請求項２】樹脂組成物に、薄片状チタン酸カリウム
粒子と共に、防食顔料が配合されていることを特徴とす
る請求項１に記載の防食塗料組成物。
【請求項３】薄片状チタン酸カリウム粒子が、大きさ
１〜１００μｍ，厚さ０．０１〜２μｍであることを特
徴とする請求項１に記載の防食塗料組成物。