JPH1192974A - 金属表面腐食防止剤、及びこれを用いた金属表面の腐食防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】塗料等に配合されて防食性を付与する、或いは
塗装の前処理剤として金属表面の耐食性や塗料付着性を
向上させる、金属表面腐食防止剤を提供する。 【解決手段】脂肪族アルコキシカルボン酸ビスマス塩を
有効成分とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属表面腐食防止
剤に関し、詳しくは塗料等に配合されて防食性を付与す
る、或いは塗装の前処理剤として金属表面の耐食性や塗
料付着性を向上させる、金属表面腐食防止剤に関する。

【０００２】

【従来技術及びその課題】従来、塗料用の防錆剤或いは
金属の表面処理剤として、その防食性をさらに向上させ
るために、クロム化合物や鉛化合物などが使用されてき
た。例えば表面処理剤としては、金属表面をリン酸塩処
理した後、クロム化合物を含む溶液で処理し金属表面の
耐食性や塗料付着性を向上させていた。しかしながら、
これらは非常に有害な物質であり、公害対策上問題があ
り、そのため、これらクロム化合物や鉛化合物に代わる
無毒性ないし低毒性の防錆剤、或いは表面処理剤につい
て種々検討が行われてきた。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
を解決すべく鋭意検討した結果、特定の有機酸ビスマス
塩が優れた防錆能を発揮することを見出し本発明に到達
した。

【０００４】即ち本発明は、脂肪族アルコキシカルボン
酸ビスマス塩を有効成分とする金属表面腐食防止剤を提
供するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明において脂肪族アルコキシ
カルボン酸ビスマス塩は、脂肪族アルコキシカルボン酸
とビスマス化合物を反応させることによって製造され
る。

【０００６】該ビスマス塩の製造に用いられる脂肪族ア
ルコキシカルボン酸としては、例えば全炭素数が８以
下、好ましくは６以下のもので、アルコキシ基としては
メトキシ基、エトキシ基を有するものが好適であり、具
体例としては、例えばメトキシ酢酸、エトキシ酢酸、３
−メトキシプロピオン酸などが挙げられる。これらのう
ち、特にメトキシ酢酸が好適である。これらは単独又は
２種以上併用して用いてもよい。

【０００７】上記脂肪族アルコキシカルボン酸ビスマス
塩の製造に用いられるビスマス化合物としては、酸化ビ
スマス、水酸化ビスマス、塩基性炭酸ビスマスなどが挙
げられ、特に酸化ビスマスが好適である。該ビスマス化
合物と上記脂肪族アルコキシカルボン酸との反応比は、
種々選択可能であり、例えば水の存在下で、酸化ビスマ
ス１モルに脂肪族アルコキシカルボン酸３〜８モル、好
ましくは３〜７モルを反応させると、脂肪族アルコキシ
カルボン酸ビスマス塩の水溶液が得られる。表面処理剤
として、また水系塗料の防錆剤としては、水溶液として
添加する方が均一に分散できるので好適である。該水溶
液を得る場合には、脂肪族アルコキシカルボン酸が３モ
ル未満ではビスマス塩の水溶化が困難であり、８モルを
越えると過剰の酸により金属表面の処理性が低下するの
で望ましくない。また水酸化ビスマスを用いた場合にも
同様に、これ１モルに脂肪族アルコキシカルボン酸１．
５〜４モル、好ましくは１．７〜３．５モルを反応させ
て水溶液として得ることができる。

【０００８】上記水溶液のｐＨは、１．０〜７．０、好
ましくは２．０〜５．０の範囲内に保持されることが好
ましい。この範囲外では水溶液の安定性が劣ったり金属
表面に悪影響を及ぼす恐れがあるので望ましくない。

【０００９】上記水溶液として用いる場合には、脂肪族
アルコキシカルボン酸ビスマス塩の固形分濃度が０．０
１〜８０重量％、好ましくは０．０５〜５０重量％、さ
らに好ましくは０．１〜１０重量％の範囲内が好適であ
る。さらに０．１〜５重量％の濃度で用いて金属表面に
良好な析出被膜が形成可能である。該水溶液を輸送又は
貯蔵する状況下では８０重量％以下の高濃度が好適であ
る。

【００１０】本発明の腐食防止剤は、脂肪族アルコキシ
カルボン酸ビスマス塩を有効成分として含むものであれ
ば形態を問わず、粉末状、（水）溶液状のいずれであっ
てもよく、特に水溶液が好ましい。

【００１１】上記の通り得られる本発明の腐食防止剤
は、塗料等に配合されて防食性を付与する防錆剤とし
て、或いは塗装の前処理剤として金属表面の耐食性や塗
料付着性を向上させる表面処理剤として使用される。

【００１２】本発明の腐食防止剤を塗料中に添加する場
合に、その添加量は、厳密に規定されるものではなく、
塗料に要求される性能に応じて広範囲にわたって変える
ことができるが、通常、塗料中の樹脂固形分１００重量
部に対するビスマス含有量が０．０１〜１０重量部、好
ましくは０．０５〜５重量部となるようにするのが好適
である。該腐食防止剤が添加され金属面に塗装された塗
料は、優れた防食性を発揮する。特にカチオン電着塗料
への添加が有用である。

【００１３】本発明の腐食防止剤を表面処理剤として使
用する場合は、水溶液として用いることが好ましく、本
発明では該腐食防止剤の水溶液で金属表面を処理してな
る金属表面の腐食防止方法をも提供するものである。

【００１４】該水溶液の金属表面への塗布は従来公知の
方法によって行われる。金属表面は未処理、或いはリン
酸塩等で化成被覆した金属表面のいずれであってもよ
い。該水溶液の塗布方法としては、吹き付け塗布、ロ−
ラ−塗布、浸漬塗装、電着塗装などが挙げられ、塗布時
の水溶液温度は、特に制限なく広範囲に採用できるが、
通常１０〜７０℃が適当である。該水溶液の固形分濃度
は、通常０．０１〜１０重量％の範囲内が好適である。

【００１５】該水溶液の金属表面への塗布後、必要に応
じて、該金属表面を水洗し、乾燥する。乾燥は、例えば
空気を循環させることによって、或いはオ−ブンで加熱
することによって行われる。このようにして得られた表
面処理面には、塗料の塗装が可能であり、その塗装法は
吹き付け、ロ−ラ−、刷毛塗布、静電塗装、浸漬塗装、
及び電着塗装など特に制限なく選択できる。該表面処理
面に適用される塗料としては、用途に応じて広範囲に選
択できるが、耐食性を重視する場合には、エポキシ系樹
脂を主体とした塗料が好適である。

【００１６】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明する。

【００１７】腐食防止剤溶液の製造 実施例１ フラスコに、メトキシ酢酸２７０ｇ（メトキシ酢酸とし
て３モル）及び脱イオン水６８７ｇを仕込み、６０℃に
加熱した。次いでこの中に酸化ビスマス２３３ｇ（０．
５モル）をゆっくり加え、６０℃で４時間撹拌し反応さ
せた。反応液に黄色の固形物が無くなり、透明になった
ことを確認した後、脱イオン水３５７２ｇを加え、固形
分１０重量％のメトキシ酢酸ビスマス塩水溶液を得
た。

【００１８】実施例２ フラスコに、エトキシ酢酸３１２ｇ（エトキシ酢酸とし
て３モル）及び脱イオン水７５１ｇを仕込み、６０℃に
加熱した。次いでこの中に酸化ビスマス２３３ｇ（０．
５モル）をゆっくり加え、６０℃で５時間撹拌し反応さ
せた。反応液に黄色の固形物が無くなり、透明になった
ことを確認した後、脱イオン水３８８７ｇを加え、固形
分１０重量％のエトキシ酢酸ビスマス塩水溶液を得
た。

【００１９】防錆試験 上記の通り得られた水溶液及びを、下記組成のクリ
ヤ−塗料Ａに夫々２０重量部添加し、撹拌混合して塗料
Ｂ及びＣを得た。これら塗料Ａ〜Ｃについて、化成処理
をしていない冷延ダル鋼板（未処理板）に乾燥膜厚で２
０〜２５μｍとなるようにスプレ−塗装した後、１７０
℃で２０分焼付けて各試験塗板を作成した。得られた各
試験塗板を下記性能試験に供した。性能試験結果を表１
に示す。 （クリヤ−塗料Ａの作成）固形分量で、ポリアミド変性
エポキシ樹脂（注１）１００重量部、ブロックイソシア
ネ−ト（注２）３０重量部及び錫触媒（注３）１部の組
成物を、ブチルセロソルブ１３１重量部で希釈して、５
０重量％のクリヤ−塗料を作成した。

【００２０】（注１）「エポン１００４」（油化シェル
エポキシ社製、ビスフェノ−ルＡ型エポキシ樹脂）にジ
エタノ−ルアミンを部分付加後、「バ−サミド４６０」
（ヘンケル白水社製、ポリアミド樹脂）で変性して得ら
れる。

【００２１】（注２）ＭＤＩのエチレングリコールモノ
２−エチルヘキシルエーテルブロック化物 （注３）「４０％ＬＳＮ１０５」、商品名、三共有機合
成（株）製、ジブチル錫ジベンゾエ−トのブチルセロソ
ルブ／メチルイソブチルケトン４０％溶液 （試験方法） （１）耐塩水噴霧性：ＪＩＳ Ｚ−２３７１に準じて、
各試験塗板は４８０時間耐塩水噴霧試験を行ない、試験
後の塗面を下記基準で評価した。

【００２２】 ◎：発錆・塗膜ハガレなど全く認められない ○：発錆・塗膜ハガレが僅かに認められる △：発錆・塗膜ハガレがやや多く認められる ×：発錆・塗膜ハガレが著しく認められる （２）耐衝撃性：ＪＩＳ Ｋ−５４００に準じ、０℃の
雰囲気下において、各試験塗板上に重さ５００ｇの重り
を５０ｃｍの高さから落下して塗膜の損傷の程度を下記
基準で評価した。

【００２３】 ◎：全く異常なし ○：割れ・剥がれはないが △：落下地点及びその周辺に部分的に割れを生じる ×：落下地点及びその周辺が剥離する （３）耐水２次付着性：各試験塗板を４０℃の温水に１
０日間浸漬した後、ＪＩＳ Ｋ−５４００に準じて塗膜
面にゴバン目を作りそこに粘着セロハンテ−プを貼着し
急激に剥がした後の塗面を下記基準で評価した。

【００２４】 ◎：全く剥離なし ○：ごく僅か剥離 △：少し剥離 ×：著しく剥離

【００２５】

【表１】

【００２６】表面処理 実施例３〜７ 上記で得られた水溶液及びを用いて、化成処理なし
の冷延ダル鋼板面及びこれに「パルボンド＃３０８０」
（日本パ−カライジング社製、リン酸亜鉛処理剤）で化
成処理した化成処理面に、表２に示す工程に従って塗布
・水洗・乾燥からなる表面処理を行ない各表面処理板を
得た。水溶液及びは、脱イオン水を加えて表２に示
す固形分濃度（重量％）に希釈して用いた。化成処理な
しの冷延ダル鋼板（未処理板）及びその化成処理板を比
較例２、３とし、上記表面処理板と共に試験板として塗
装適性試験に供した。

【００２７】塗装適性試験 上記の通り得られた各試験板上に、上記組成のクリヤ−
塗料Ａを乾燥膜厚で２０〜２５μｍとなるようにスプレ
−塗装した後、１７０℃で２０分焼付けて各試験塗板を
作成し、上記（１）〜（３）と同様の性能試験に供し
た。耐塩水噴霧性では、実施例７及び比較例３の試験塗
板は８４０時間、それ以外の各試験塗板は４８０時間耐
塩水噴霧試験を行なった。性能試験結果を表２に併せて
示す。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、特定の有機酸ビスマス
塩が優れた防食性を発揮するので、公害対策上問題のあ
る鉛化合物などの防錆顔料を使用せずに、これを塗料等
に配合して防食性を付与でき、さらに塗装の前処理剤と
して使用すると金属表面の耐食性や塗料付着性を向上さ
せることができる。

【００２９】

【表２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西口 滋朗 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内 (72)発明者 西田 礼二郎 神奈川県平塚市東八幡４丁目17番１号 関 西ペイント株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脂肪族アルコキシカルボン酸ビスマス塩
   を有効成分とする金属表面腐食防止剤。
2. 【請求項２】 脂肪族アルコキシカルボン酸がメトキシ
   酢酸である請求項１記載の金属表面腐食防止剤。
3. 【請求項３】 水の存在下で、酸化ビスマスに脂肪族ア
   ルコキシカルボン酸を反応させて得られる脂肪族アルコ
   キシカルボン酸ビスマス塩の水溶液である請求項１又は
   ２記載の金属表面腐食防止剤。
4. 【請求項４】 水溶液のｐＨが１．０〜７．０である請
   求項２又は３記載の金属表面腐食防止剤。
5. 【請求項５】 脂肪族アルコキシカルボン酸ビスマス塩
   を０．０１〜８０重量％含む請求項１から４のいずれか
   １項記載の金属表面腐食防止剤。
6. 【請求項６】 脂肪族アルコキシカルボン酸ビスマス塩
   を含む水溶液を用いて、金属表面を処理してなる金属表
   面の腐食防止方法。