JPH10158546A - 防錆顔料及び塗料組成物 - Google Patents
防錆顔料及び塗料組成物Info
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- JPH10158546A JPH10158546A JP8337465A JP33746596A JPH10158546A JP H10158546 A JPH10158546 A JP H10158546A JP 8337465 A JP8337465 A JP 8337465A JP 33746596 A JP33746596 A JP 33746596A JP H10158546 A JPH10158546 A JP H10158546A
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Abstract
形成することのできる、重金属を含有しない無公害防錆
顔料を提供する。 【解決手段】 縮合リン酸アルミニウムとケイ酸マグネ
シウムとを含む防錆顔料組成物。
Description
びそれを含有した塗料組成物に関する。
デン共重合体系樹脂を使用し、防錆顔料として重金属を
含有しないいわゆる無公害防錆顔料を配合した塗料組成
物において、従来から耐熱性の不足が指摘されている。
この原因は無公害防錆顔料に配合されることの多い亜
鉛、特に酸化亜鉛に起因するが、この対策として縮合リ
ン酸塩にメタケイ酸カルシウムを組み合わせた防錆顔料
(特開平8−283619号公報)や縮合リン酸塩に酸
化マグネシウムを組み合わせた防錆顔料(特開平6−1
01075号公報)が報告されている。また、カルシウ
ムをイオン交換した特殊なシリカを利用した防錆顔料も
知られている。
無公害防錆顔料を配合した塩化ビニル−塩化ビニリデン
共重合体系樹脂を用いた塗料組成物においては、防錆能
の不足と粘度の増加等の塗料の貯蔵安定性に問題が見ら
れ、配合組成を工夫して解決する試みがなされている
が、未だ充分とは言えない。このため、上記特性を有
し、さらに貯蔵安定性をも優れた塗料組成物を形成する
ことのできる無公害防錆顔料の開発が望まれている。
酸塩に配合するメタケイ酸カルシウムや酸化マグネシウ
ムに代わる成分を検討した結果、ケイ酸マグネシウム系
化合物、特に、六ケイ酸マグネシウム(2MgO・6S
iO2 ・xH2 O)が上記課題解決に優れた効果を示す
ことを見出し、本発明に到達した。
とケイ酸マグネシウムとを含む防錆顔料組成物である。
縮合リン酸アルミニウムにケイ酸マグネシウムを配合し
た顔料組成物の防錆能は、メタケイ酸カルシウムや酸化
マグネシウムを配合した場合よりも相当良好である。さ
らに、該顔料組成物と塩化ビニル−塩化ビニリデン共重
合体系ベヒクルとを配合した塗料組成物の耐熱性及び貯
蔵安定性も、メタケイ酸カルシウムや酸化マグネシウム
を配合した場合よりも相当良好である。
において優れた組成は、特に、縮合リン酸塩としてトリ
ポリリン酸二水素アルミニウムを用い、ケイ酸マグネシ
ウムとして六ケイ酸マグネシウム(2MgO・6SiO
2 ・xH2 O)を、トリポリリン酸二水素アルミニウム
に対して重量比で90:10〜20:80の範囲、好ま
しくは80:20〜30:70の範囲で配合した場合に
おいて、最も優れた効果を発揮する。
かではないが、六ケイ酸マグネシウムの塩基性がトリポ
リリン酸二水素アルミニウムの酸性を抑制して鉄の表面
にリン酸皮膜を生成させると同時に、六ケイ酸マグネシ
ウムの具備する塩基吸着能が塩化ビニル−塩化ビニリデ
ン共重合体系ベヒクルの熱分解反応を阻止することによ
るものと推定される。
ニウムとしては、水に難溶性であるものが好ましく、さ
らに固体酸としての酸性度が2〜6meq/gと高いも
のが好ましい。このような特性を有する縮合リン酸アル
ミニウムとしては、例えばトリポリリン酸二水素アルミ
ニウム、メタリン酸アルミニウム等が挙げられる。ま
た、これらのリン酸塩は酸化ケイ素等の金属酸化物で変
性されたものであってもよく、そのようなものの具体例
としては、例えばオルトリン酸アルミニウムに酸化ケイ
素を加えて焼成して得られた酸化ケイ素変性トリポリリ
ン酸二水素アルミニウム等が挙げられる。
としては、特に限定されることなく、市販品のほとんど
が使用可能であるが、特に顔料グレードに調製されたも
のが好ましい。また、ケイ酸マグネシウムの中でも特
に、2MgO・6SiO2 ・xH2 Oという組成式で示
される六ケイ酸マグネシウムが好ましい。この化合物は
固体酸、固体塩基の両方の性質を持っているために、酸
及びアルカリ吸着能を示す。
ネシウムとの混合比としては、重量比で90:10〜2
0:80であり、特に80:20〜30:70が好まし
い。縮合リン酸アルミニウムの比率があまりに大きい
と、塩化ビニル系や塩化ビニリデン系等の塗料用樹脂に
配合した場合に耐熱性不足となり、また、縮合リン酸ア
ルミニウムの比率があまりに小さいと、不働体皮膜成分
の減少により防錆力が低下する。
グネシウムとの混合にあたっては、塗料用樹脂が酸性樹
脂であれば乾式混合及び湿式混合のいずれも採用するこ
とができる。しかしながら、塗料化において安定性の悪
い塗料用樹脂を用いる場合には、湿式混合による防錆顔
料組成物の方が好ましい場合が多い。この湿式混合にお
いて温度は室温〜90°Cで、時間は30分〜3時間が
適している。
る際、塗料用ベヒクルとしては特に制限されることなく
各種のものを使用することができる。具体的には、例え
ばボイル油、油性ワニス、フェノール樹脂、アミノ樹
脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、ウレタン樹脂、ビ
ニル樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、
及びポリエステル樹脂等の各種塗料用合成樹脂、塩化ゴ
ム、環化ゴム等のゴム誘導体、その他繊維素誘導体等を
単独又は併用して使用することができるが、それらの内
でも常乾型エポキシ樹脂、焼付け型エポキシ樹脂、常乾
型アルキッド樹脂、及び塩化ビニル−塩化ビニリデン共
重合体等が好ましく、特に塩化ビニル−塩化ビニリデン
共重合体系エマルション樹脂が好ましい。この場合、塩
化ビニル−塩化ビニリデン共重合体系エマルション樹脂
そのものはもとより、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重
合体を主要構成成分とする樹脂であってもよく、それら
の樹脂が、例えばアクリル樹脂で変性されたものであっ
てもよい。特にアクリル変性した塩化ビニル−塩化ビニ
リデン共重合体系エマルション樹脂は、本発明の塗料組
成物において優れた特性を示すので好ましい。
成分として、上記の塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合
体系エマルション樹脂に、メラミン樹脂、フェノール樹
脂、エポキシ樹脂、アルキド樹脂等を添加してもよい。
ただし、これらの添加用樹脂は、主剤となる塩化ビニル
−塩化ビニリデン共重合体系エマルション樹脂の特性を
損なわないような範囲であることが望ましい。
ことはないが、それらの塗料の固形分中に通常5〜20
重量%程度含有させることが好ましい。
が、本発明はこれに限定されるものではない。
した各成分を小型ミキサー(松下電器産業社製MX−6
0型)中に仕込み、5分間混合して調製した。
を250mlのステンレス製二重容器中で低速攪拌して
混合した後、さらに防錆顔料、タルク、酸化チタンを高
速分散機(VMA−GETZMANN社製ハイスピード
ディスパー)にて水冷下40分間分散させた。さらにブ
チルセロソルブ、アンモニアを添加したアクリル変性塩
化ビニル−塩化ビニリデン共重合体系エマルション樹脂
液、点錆防止剤を加えて低速攪拌で5分間混合した。 防錆顔料:11.0%, PVC:35.0%, P/
B:1.0
バーコーターを用いて塗装し、83°Cで10分間乾燥
した。膜厚は40±5μmである。
ネーズ瓶に入れて密栓し、40°Cに保持した恒温室中
に28日間保持した。7日間毎に取り出して20°Cに
冷却した時の粘度をB型粘度計により測定した。結果を
表3に示す。
料組成物を使用した塗料の貯蔵安定性は、比較試料1の
メタケイ酸カルシウムを配合した防錆顔料の場合と比較
して極端な粘度の増加が見られず、使用上問題がないこ
とが確認された。
成したテストパネルを、140°C及び170°Cに維
持した熱風循環式乾燥器中に保持し、1時間後の塗膜の
変色を色差計によってL* 、a* 、b* として測定し
た。結果を表4に示す。
水準の条件で実施しているが、140°C1時間の条件
が実用上の目安となる。170°C1時間は相当に過酷
な条件となっており、この条件で劣化しても効果がない
と見なすことはできない。また、耐熱性の目安として塗
膜の変色を色差計によって測定しているが、L* 値(明
度)が熱劣化と対応している。即ち、熱劣化すると脱塩
酸が起こり、ポリエンが増加して着色する。ポリエンの
量が増加するに従い、色が深くなりL* 値が下がってい
く。初期のL* 値が70〜80の場合は白色の塗膜であ
るが、完全に劣化した塗膜は炭化してL* 値が30程度
の黒色の塗膜となる。L* 値の低下に伴い塗膜性能も低
下していると考えられるが、L* 値が40以上であれば
炭化にまで至らないので使用可能なレベルである。
ように、参考例1、比較例2のような亜鉛を含有する顔
料はL* 値(明度)の減少が大きく、塗板の変色が進ん
でいる、すなわち耐熱性の低いことを示しているが、試
料A〜G、比較試料1、3、4、参考試料2のような亜
鉛フリーの顔料の場合は変色が小さい。
試料2のブランク(防錆顔料なし)の場合より変色が少
なく、耐熱性が向上していることが分かる。また、試料
A〜Eは初期変色もなく、比較試料、参考試料のいずれ
よりも高い明度、即ち最も優れた耐熱性を示した。
と六ケイ酸マグネシウム以外のケイ酸マグネシウムとの
組み合わせに関しては、比較試料3(トリポリリン酸二
水素アルミニウムと四ケイ酸マグネシウム)、比較試料
4(トリポリリン酸二水素アルミニウムと三ケイ酸マグ
ネシウム)を試験したが、試料D(トリポリリン酸二水
素アルミニウムと六ケイ酸マグネシウム)の明度よりも
低い値を示し、耐熱性が劣ることが明らかである。
ットを入れ、供試塗板とした。
持した塩水噴霧試験器内に上記供試塗板を静置し、5%
塩化ナトリウム水溶液を1kg/cm2 の圧力で240
時間噴霧した。
験器内に塗板を静置し、次のととを1サイクルとし
て504時間(207サイクル)保持した。 0.35%硫酸アンモニウム/0.05%塩化ナトリ
ウム溶液噴霧25°C、1時間 乾燥 35°C、1時間
て、大きさ(2,4,6,8の4段階)、密度(D,M
D,M,Fの4段階)のどれに相当するのかを判定し、
次のような基準で得点化を行った。 評点:5(フクレなし)、4(8F)、3(8M,6
F,4F)、2(8MD,6M)、1(8D,2F)、
0(6MD,6D,4M,4MD,4D,2M,2M
D,2D)。
評価するASTM D714−56に基づいて塗膜面の
錆の占める面積の少ない順に5点満点で得点化した。 評点:5(0%)、4(0.03〜0.1%)、3
(0.3〜1%)、2(3%)、1(10%)、0(1
6%<)、ただし括弧内は錆占有面積である。
ット部からの幅の少ない順に5点満点で得点化した。 評点:5(1mm未満)、4(1mm以上2mm未
満)、3(2mm以上4mm未満)、2(4mm以上7
mm未満)、1(7mm以上10mm未満)、0(10
mm以上)、ただし括弧内はカット部からの腐食幅であ
る。
5点満点にて性能を評価した。結果を表5に示す。
る。即ち、塩水噴霧試験において亜鉛を含まない比較試
料1、参考試料2のような顔料の場合、塗膜全体にフク
レを生じることが多いが、試料B〜Fは一般部のフク
レ、カット部の腐食ともに少なく、高い得点(11点以
上)を得ており、特に試料C〜Eは一般部のフクレが全
く見られず12点以上の得点であり、その性能が優れて
いることを示している。これに対して試料G、比較試料
1〜4、参考試料2は塗膜全体にフクレが生じたため6
点以下の低い得点しか得ておらず、実用レベルとは言え
ない。
してプロヒージョン試験を実施しているが、この試験は
乾燥工程を含むために一般部のフクレが出にくく、カッ
ト部の腐食が顕著に現れる。特に試料B〜Fはカット部
の腐食が少なく13点以上の高い得点を得ており、防蝕
性能が優れていることを示している。
と六ケイ酸マグネシウム以外のケイ酸マグネシウムとの
組み合わせに関しては、比較試料3(トリポリリン酸二
水素アルミニウムと四ケイ酸マグネシウム)と比較試料
4(トリポリリン酸二水素アルミニウムと三ケイ酸マグ
ネシウム)とを試験したが、試料D(トリポリリン酸二
水素アルミニウムと六ケイ酸マグネシウム)が塩水噴霧
試験、プロヒージョン試験ともに高い得点、即ち優れた
防錆能を持つことを示している。
料及びその塗料組成物の性能と比較試料との対比を表6
に示す。
Claims (9)
- 【請求項1】縮合リン酸アルミニウムとケイ酸マグネシ
ウムとを含む防錆顔料組成物。 - 【請求項2】縮合リン酸アルミニウムがトリポリリン酸
二水素アルミニウム、メタリン酸アルミニウム、及び金
属酸化物によるそれらの変性物よりなる群より選ばれた
ものである、請求項1に記載の防錆顔料組成物。 - 【請求項3】ケイ酸マグネシウムが六ケイ酸マグネシウ
ムである、請求項1又は2に記載の防錆顔料組成物。 - 【請求項4】縮合リン酸アルミニウムとケイ酸マグネシ
ウムとの重量混合比率(縮合リン酸アルミニウム:ケイ
酸マグネシウム)が、90:10乃至20:80の範囲
内にある、請求項1乃至3のいずれかに記載の防錆顔料
組成物。 - 【請求項5】該重量混合比率が、80:20乃至30:
70の範囲内にある、請求項4に記載の防錆顔料組成
物。 - 【請求項6】請求項1乃至5のいずれかに記載の防錆顔
料組成物を含有する塗料組成物。 - 【請求項7】ベヒクルとして塩化ビニル−塩化ビニリデ
ン共重合体系樹脂を含む、請求項6に記載の塗料組成
物。 - 【請求項8】該塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体系
樹脂がアクリル変性塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合
体系エマルション樹脂である、請求項7に記載の塗料組
成物。 - 【請求項9】防錆顔料組成物が、塗料組成物の固形分中
に5〜20重量%含有される、請求項6乃至8のいずれ
かに記載の塗料組成物。
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