JPS5962369A - 鋼材の防食方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はｋｉｌｉｌ　Ｈの防食方法、詳しくは熱硬化
性エポキシ樹脂系粉体塗料により鋼材表面に塗膜強度と
防食性がともに優れた防食塗膜を形成する方法に関する
。

熱硬化性エポキシ樹脂系粉体塗料はエポキシ樹脂の強靭
性と鉄に対する優れた接着性を備えることから鋼材の防
蝕塗装に用いられているが、従来の上記粉体塗料による
被覆手段では近年における高度の防蝕性能と塗膜の強靭
性との両立という要望に対処できなくなっている。この
ため、防蝕性能が不足する場合にはｔａｉに化成処理を
施したり防錆プライマーを併用するなどの対策か講しら
れ、また塗膜の強靭性か不足する場合には塗膜上に保護
層を設けるなどの対策がとられており、さらには２種の
エポキシ樹脂糸粉体塗料を併用する試みもｊ、ｆされて
いるか、いずれも上記要望に対して充分に満足できるも
のではない。

この発明者らは、上述状況に鑑みて鋭意検吉」を重ねた
結果、鋼材表面に特定の熱硬化性エポキシ樹脂系粉体塗
料にて下塗り層を形成し、この下塗り層上にさらに特定
の熱硬化性エボキン棒脂糸粉体塗料にて上塗り層を形成
することにより、優れた防蝕性能と塗膜の強靭性を付与
できることを見い出し、この発明をなすに至った。

すなわち、この発明は、エポキシ当量が４５０〜５．５
００のエポキシ樹脂とジシアンジアミドまたはその誘導
体からなる硬化剤と硬化後の塗膜の引張り強度を２．０
〜６．０ｋｑｌ−とするに要する（不使用を含む）無機
充填剤とを主成分とした粉体塗料を鋼材表面に塗装して
５〜１００μｍ厚の下塗り層を形成し、さらにエポキシ
当量が４５０〜５，５００のエポキシ樹脂とシンアンジ
アミドおよびその誘導体以外の硬化剤と硬化後の塗膜の
引張り強度を５５〜１０　ｋＱ　／　ｍｙｌとするに要
する無機充填剤とを主成分とした粉体塗料を塗装して上
塗り層を形成することを特徴とする鋼材の防食方法に係
る。

この発明において下塗り層および上塗り層の形成に使用
するエポキシ樹脂さしては、一般に常温で固体のヒスフ
ェノール系、ノボラック系の如きグリシジルエステル型
、グリシジルエステル型、グリンジルアミン型などのエ
ポキシ樹脂、ならびに両末端にカルホキシル基またはア
ミン基を有する液状ゴムなとで変成した変成エポキシ樹
脂が挙ケラれ、とくにビスフェノール系のものが好適で
ある。そしてこれらエポキシ樹脂はエポキシ当量が４５
０〜５，５００であることが必要であり、エポキシ当量
か４５０より少ないと粉体塗な［の耐ブロッキング性の
面で難があり、逆に５，５００を越えるさ溶融温度か１
５０″Ｃ以上に高くなり溶融時の粘度も増大するととも
に、被塗物との密着性が低下する。

」二足エボキ／樹脂の硬化剤としては、下塗り層形成用
粉体塗料についてはジンアンシア泪パもしくはトルエン
置換ジンアンジアミド、キシレン置換シソアンジアミド
なとのシンアンジアミド誘導体を使用でき、他の硬化剤
では充分な防削１性が達成できない。たたし、他の硬化
剤は少量であれは併用しても差し支えない。

一方、」二ケり層形成用粉体塗料に使用する硬化剤とし
ては、ジアミノジフェニルメタンの如キ芳香族シアミン
、脂肪族アミンと脂肪族ジカルボン酸との縮合物である
ポリアミドアミン、イミダソール類などのアミン糸硬化
剤、力ｊ（水テ！・ジカルボン酸、無水ペンゾフェノン
テトラノノルポン酸、無水トリメリット酸の如き酸無水
物、ドデカンジカルボン酸、イソフタル酸の如きジカル
ボン酸なとのＩＱ酸系硬化剤、フェノール樹脂、ビスフ
ェノール７〜などのフェノール系硬化剤が好適なものと
して挙けられるが、シンアンジアミドおよびその誘導体
は不適当である。すなわち、硬化剤としてシンアンジア
ミドおよびその誘導体を使用した場合は塗膜の吸湿性か
高くなり、上塗り層にあっては後述する無機充填剤の使
用量を適当に選択することにより初期の塗膜強度を大き
くできるか、上記吸湿性によって経日的に耐衝撃性の低
下を招来するという不都合がある。

下塗り層および上塗り層に使用する充填剤としては、硫
酸バリウム、二酸化チタン、ケイ酸カルシウム、ケイ酸
ナトリウム、ンリカ、アルミナ、マイカなとか挙けられ
る。このような充填剤は、士塗り層にあっては硬化後の
塗膜の引張り強度が２０〜６、Ｏｋｑ／−となるように
エポキシ樹脂および他の添加剤成分の種類と配合量なと
に応じて使用する種類と量を設定し、引張り強度が上記
範囲に入る限りにおいては使用しなくてもよい。たとえ
はケイ酸カルシウムではエポキシ樹脂１００重量部に対
して０〜５０重量部、また硫酸バリウムでは同Ｏ〜３０
重量部の使用量でかつ引張り強度を上記範囲とすること
が望ましい。この引張り強度か２．０ｋｑｌ−より小さ
いと塗膜に衝撃が加わった場合に、上塗り層に破損を生
じなくても下塗り層が破壊されて防蝕性能の低下を招く
惧れがある。

また６、　０　ｋｇ　／　ｍｔｆｔより大きいと塗Ｈの
残留応力か太き（なって防蝕性能に悪影響を及ぼす。

一方、」−塗り層における充填剤は、］−塗り層の硬化
後の塗膜の引張り強度か５．５〜１０　ｋｇ／　ｒｙｒ
ｌｒとなるようにエポキシ樹脂と硬化剤を始めとする添
加剤成分の種類と配合量などに応じて使用する種類と量
とを設定するが、奸才しくはエポキシ樹脂１、００重量
部に対して５０〜２００止量部の範囲で用いるのかよい
。」−記引張り強歴か５．５　ｋＱ　／　ｒｒｕｌより
小さいと塗膜の強靭性か不足して充分４ｆ耐衝撃性能が
発揮されず、また１、　０　ｋ！／　／　ｎｕｆｒより
大きくなると下塗り層との性状差によって層間剥離を生
じ易くなる。

なお、ここでいう引張り強度とは、厚み３５０±５Ｑμ
ｍ　の塗膜をＪＩＳＫ　　７１１３に準じて２号ダンヘ
ルで打ち抜き、５　ｍｍ　７分にて引張り試験を行なっ
たときの値である。

この発明で用いる下塗り層および一ヒ塗り層形成用粉体
塗料は、上述の如きエポキシ樹脂と硬化剤と充填剤とを
主成分とし、必要に応じて着色剤、はじき防止剤、カン
プリング剤、防錆剤などの添加剤成分を配合したものか
らなり、通常の方法によって各成分を溶融混合したのち
に粉砕して得られる。

このような２種の熱硬化性エポキノ系樹脂粉体宗料によ
って鋼材の防蝕を行なうには、ます下塗り雇用の前記粉
体塗料により鋼材表面に５〜１００μｍ厚、好ましくは
１０〜５０μｍ厚の下塗り層を塗布形成し、この塗装面
」−に上塗り雇用の前記粉体塗料により上塗り層を塗布
形成する。下塗り眉の塗膜厚が５μｍより薄いと均一な
塗膜を形成しにくく、１００　ｔｔｍより厚くなると上
塗り層を形成しても充分な耐衝撃性が得られなくなる。

また上塗り層は］００μｍ〜数πｍの範囲で必要に応じ
て選定されるが、重防蝕用途としては下塗り層と上塗り
層との合計厚みを３００〜５００μｍとするのか一般的
である。

なお、上記塗布においては、下塗り層の形成後にこの塗
膜の硬化前に、すなわち塗膜か溶融状態にあるうちに上
塗り層を塗装すれは、両層の密着性かより向上して層間
剥離の防止効果が大きくなる。また、塗装法としては通
常の粉体塗装法における種々の既知手段を採用できるか
、とくに流動浸漬塗装法および予熱静電塗装法か好適で
ある。

このようにして得られた鋼材表面の防蝕塗膜は、鋼材表
面に対して密着性に優れた下塗り層と強靭性に富む上塗
り層との二重層からなり、優れた防蝕性能と耐衝撃性を
発揮し、しかも両層間での層間剥離を生じにくいものと
なる。

次に、この発明を実施例および比較１９１ｊに基ついて
具体的に示す。なお、各実施例および比較例で用いた下
塗りおよび上塗り塗料は下記の方法て調製した。以下に
おいて部および％とあるのは重量部および重量％を意味
する。

く下塗り塗料Ａ〉 シンアンジアミド　　　　　　　　　　・−５部（日本
カーバイド社製） ケイ酸カルシウム　　　　　　　　　・３０　部（１り
’１’ＣＯ社製、へＹＡＩ）−３２５）ハンキ防止剤　
　　　　　　　　　　　・・１　部（三菱モンサント化
成社製、モダフロ−パラ外−１１１）上記配合物をヘン
シェルミキサー（三井三池製作所社製、ＦＭ２ｏＢ）　
により乾式混合したのち、フスコニータ（フス社製、Ｐ
Ｒ−４６）により溶融混合し、冷却同化後粉砕、篩別し
て］５０メッソユパスノ粒度で、２００”Ｃにおけるケ
ル化時間が６０秒で、引張り強度か４．５　ｋＱ　／　
ｍａｔである下塗り塗料へを得た。

〈下塗り塗料Ｂ〉 下塗り塗料Ａにおける成分中のケイ酸カルシウムの代わ
りに二酸化チタン８０部（堺化学社製、５ＩＬ−１）を
使用して同様に製造した。この下塗り塗料Ｂは２００“
Ｃにおけるケル化時間５５秒、引張り強度７．０　ｋＱ
　／−であった。

〈上塗り塗料Ａ〉 エビコートゴ１００２　（前出）　　　・・１００　　
部無水トリメリット酸　　　　　　　　・・・１２　部
キュアゾールＣ１□Ｚ（削出）　　　　　　・・・ｏ、
ｓ部Ｓ　］（−１（削出）　　　　　　　　　・・８０
　部Ｌｉｏｎｅ’ｌ　Ｇｒｅｅｎ　Ｙ−Ｉ　Ｑ　］　（
前出）　　　−０，４部モタフローパウクー１丁（前出
）　　　　　１　部上記配合物を下塗り塗料へと同様に
して粉末苧料化して製造した。この」−塗り塗料Ａは２
００″Ｃでのゲル化時間６０秒、引張り強度７．０　ｋ
Ｑ　／ｌＩｒ１ｔてあった。

〈上塗り塗料Ｊｓ　＞ エビ−＋−１・ｆ！１００２（前出）　　　　−１００
部ｓ　）＜　−１，（＝出）　　　　　　　　　　−４
０幅５Ｌｉｏｎｅｌ　にｒｅｅｎ　Ｙ−ＩＱｌ　　（前
出）　　　　−＝　０．２部モタフローパウター■（前
出）　　　　　１　部七記配合物を下塗り塗料Ａと同様
にして粉末塗料化して製造した。この」二塗り塗料Ｂは
２００’Ｃてのケル化時間６０秒、引張り強度６．８　
ｋＱ　／−であった。

〈上塗り塗料Ｃ） 上塗り塗料Ｂにおける成分中の充填剤を二酸化チタン（
Ｓｌｌ−１，）　　２０部に変更して同様に粉末塗料化
して製造した。この上塗り塗料Ｃは２００”Ｃにおける
ゲル化時間６０秒、引張り強度４．５１ｒ／　／　ｍｔ
ｌであった。

実施例１ 熱間圧延鋼板（１００ｘｌＯＯｘ９精〃）をトリクロル
エタン中に浸漬して脱脂したのち、ンヨットフラストに
より表面の黒皮を除去した。この鋼板を２６０″Ｃの乾
燥機中で２０分間加熱処理したのち、静電粉体吹付は塗
装機により下塗り塗料Ａを２０μｍの塗膜厚で塗装後、
直ちに」―塗り塗料Ａを４００μｍの塗膜厚で塗装し、
これを２３０゛Ｃの乾燥機中で５分間焼き付は処理して
防蝕塗膜を形成した。

実施例２ 実施例１と同様操作において、下塗り塗料Ａを２０１１
ｍの塗膜厚とし、−旧塗り塗料Ｂを４００μｍの塗膜厚
として防蝕塗膜を形成した。

比較例１ 実施例１と同様操作において、下塗り塗料１３を２０μ
ｍの塗膜厚とし、」−塗りケ料へを４．　Ｏ０μｍの塗
膜厚として防蝕素膜を形成した。

比較例２ 実施例１と同様操作において、下塗りＣｒ料を使用せず
に−１−塗り塗料Ａのみて４００　ｔｌｍの塗膜厚とし
て防蝕塗膜を形成した、９ 比較例３ 実施例１と同様操作において、１・・・Ｉ′ｌすｈ；Ｉ
’：　ｑ、ｌ　Ａを２００１１ｍの塗膜厚とし、上塗り
塗料Ａを２００μｍの塗膜厚として防蝕塗膜を形成した
。

比較例４ 実施例１と同様操作において、下塗り塗料Ａを２０μｍ
の塗膜厚とし、上塗り塗料Ｃを４００μｍの霊膜厚とし
て防蝕塗膜を形成した。

十記芙施例および比較例にて得られた塗装鋼板について
、耐衝撃性、密着性および陰極剥離性について試験した
結果を後記表に示す。なお、各試験方法および評価は次
の通りである。

〈耐衝撃性〉 ガートバーナ一式衝撃試験機により、撃芯直径１６騎、
荷重３旬の条件で塗膜が破壊しない最大面さを求めた。

く密着性〉 塗装鋼板を２０日間煮沸したのち、カッターにより３　
ｒｒｎ、Ｉ　Ｘ　３　ｍＴＩＩのコバ２１２５個を塗膜
に刻み、この表面をナイロンブラシでこずり、コハン目
ノ塗膜残存個数を数えた。

〈陰極剥離性〉 塗装鋼板の中央部分の塗膜に鋼板内まで達する直径５　
ｍｒｎの円形凹所を形成し、この凹所にプラスチック製
の筒を嵌合して立設し、この筒内に３％の食塩水溶液を
注入した。次いて鋼板を陰極として食塩水溶液と鋼板と
の間に６Ｖの直流電流を流し、３０日間通電後、この筒
を取り去って上記凹所周辺の塗膜剥離状況を調べ、円形
に剥離した部上表から示されるように、この発明に係る
鋼材の防蝕方法に基いて、この発明に規定する特定の成
分からなる熱硬化性エポキン樹脂系扮体塗料によって特
定厚ろの干塗り層および上塗り層を形成した場合には、
防蝕性および耐衝撃性かともに優れた防蝕塗膜となるこ
とが明らかである。これに対して、この発明の特定範囲
外の成分、下塗り層厚、層構成とした場合には、防蝕性
と耐衝撃性の一方もしくは両方が不充分となることか判
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　エポキシ樹脂が４５０〜５，５００のエポキ
   シ樹脂とンンアンンアミドまたはその誘導体と硬化後の
   塗膜の引張り強度を２０〜６．０　ｋＱ　／　ｍ１Ｍと
   するに要する（不使用を含む）無機充填剤とを主成分と
   した粉体塗料を鋼材表面に塗装して５〜１００μｎ１厚
   の干塗り層を形成し、さらにエポキシ当量か４５０〜５
   ，５００のエポキシ樹脂とシシアンンアミトおよびその
   誘導体以外の硬化剤と硬化後の塗膜の引張り強度を５．
   ５〜１０ｋＱ／屑ｒｉとするに要する無機充填剤とを主
   成分とした粉体塗料を塗装して上塗り層を形成すること
   を特徴とする鋼材の防食方法。