JPS60118763A - 耐蝕・耐火性塗料組成物 - 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】 米国特許Ｎｏ、　４，０８８，８０４に記載されている
セメント質塗料類については、其の後の研究およびテス
トの結果、幾つかの問題があることが判った。

１１ｉＪ＃！ｌ！１！Ｊ−が十分でなかったし、微細に
分割された鉱物の中には、良質の塗料には不向きなもの
が多かつた。さらに、亜硝酸ナトリウムと亜硝酸カルシ
ウムとは、腐蝕の抑制剤ではなかったし、現に亜硝酸カ
ルシウムは、鉄の腐蝕を拡大させるものであることが判
った。そこで、説明は後でするが、これらの欠陥を正し
て行こうとする新しい研究方法が収り上げられたのであ
る。そのほかに、ステアリン酸カルシウムは、不透水性
を増強するものではなく、また、グリコールやグリセリ
ンは、塗料の耐蝕性を増加するのに、全熱価値のないこ
とが判った。

新だに制定された環境規定により、空気汚染に対して種
々の規制が課せられることになった結果、他の業界に比
べて、ペンキ業界には、大きな変化がもたらされだが、
本塗料は、ペンキおよび塗料に対するアメリカ合衆国な
らびに州政府のすべての必要諸条件を満足するものであ
り、あるいはそれを上回るものである。

本発明は、塗料を、４ないし８０ミルの厚さに吹き付け
るか、あるいは刷毛塗りして、その塗料が硬質化するま
で凝固させることによって、金属を保護するために使用
され、さらには、コンクリート、煉瓦、モルタル、其の
他のセメント質の基体の到水用に使用される耐蝕・耐火
塗料であり、水硬セメントを、精製した無機鉱物及び水
性減力剤と収り合せて、これら三つを、１００メツシユ
、またはそれ以上口の詰んだ篩を通り抜けるまで粉に挽
き、この混合粉末に飲用水を加えるのであるが、両者の
混ぜ合せは、塗布の直前に収り行うものである。

本発明にかかる耐蝕・耐火性塗料の出発原料は、何らか
の水硬セメントである。白色をめるならば、白色ポルト
ランドセメント或は白色のアルミン酸カルシウムのよう
な白い色のセメントを使用する必要がある。白色度を増
すためには、二酸化チタンを用いる。その他の色相を得
ようとする場合には、この二酸化チタンは抜かして、１
種以上の酸化鉄および酸化チタンを加えて、所望の色を
得る。ただスルメン）Ｆ−１０だけは、本発明者の実験
で、黄色化性のない唯一の超水性減力剤である。ロマー
ル−Ｄおよびマイティは、はぼ２．８日の露出で、白色
塗料を黄色っぽい色合いに変える。

ポルトランド１型の粗製セメントは、比較的黒ずんだ種
々の色合いをしていることがある。そして火山灰性のフ
ライ・アッシュの成る種の物は、硫酸侵蝕如対する抵抗
力を増大する目的で使用することが出来る。種々の酸化
鉄および酸化クロームは、色々な色合いを得るだめに使
用可能である。

アルミン酸カルシウムを基剤とする白色セメントは、頻
繁に露出を必要とする条件のうるさい高温箇所の塗装用
に使用される。このセメントは、種々のポルトランドセ
メントが、硬化するのに比較的長期間にわたる箇所でも
、普通２４時間で利用品質を得ることが出来る。華氏１
，５００’を超える温度を受け易い場合にセラミック様
の仕上面を得るためには、セラミック・フリット（ガラ
ス質溶融物）を添加することが出来る。

水性減力剤は、ホルムアルデヒドを用いて部分的に濃縮
したメラミン・スルポン酸のアルカリ金属と、ホルムア
ルデヒドを用いて部分的に濃縮したナフタリン・ヌルホ
ン酸のアルカリ金属塩ト、ナフタリン・スルホン酸の高
分子量濃縮成牛物のアルカリ金属塩約３０〜９０％およ
びその残余７０〜１０％のグルコン酸のアルカリ塩とを
、成分として含んでいる。水性減力剤には、幾つかの変
種があり、そのいづれを選ぶかについては、極めて慎重
に行なわれる。ただ、白色塗料が必要な場合には、ヌル
メン）Ｆ−１０が使用される。これは、テスト済みの全
水性減力剤の中の最高品ではあるが、しかし価格は一番
高い。ロマールーＤとマイティとは、黄色化影響は顕著
でないので、ポルトランド］型の粗製灰白セメン中に容
れることが出来る。これらの超水性減力剤の混合物によ
って、性能は著しく向上する。それらは、潤滑性の皮膜
を形成し、セメントおよびその骨休の両方の被膜となり
、固体物間の摩擦を軽減する。お蔭で、縮みは少なくな
り、不透水性は増強され、施工能は改善される。

ゼオティクス２６５は、沈澱させた、無定形の二酸化ケ
イ素の水和物である。その代表的な特性は次の如し：す
なわち、吸油量２００〜２４０ｃｃ／１００ｇ　：平均
粒度１．５〜２．０マイクロメーター；表面積、Ｂ、Ｅ
、Ｔ、　２００〜３００　ｍ’／　ｊｊ　：密度（２５
°Ｏ）　２．Ｏｆｊ／ｌｎｌ　：屈折率１．４５〜１．
４６；かさ密度（包装）５〜７１ｂ、／ｆｔ　：形状粉
末。

これは、チキソトロピーと粘度のコントロールを必要と
する用途向けに特に当てられた合成沈澱シリカである。

この原料は、Ｊ、Ｍ、ツユ−バー会社で製造されている
。

エーロジルは、−酸水素ガスを用いる火炎加水分解法に
より、四塩化ケイ素から作られたシリカである。その−
次粒子の直径は、はぼ０ゴから４０ナノメータ（ミリミ
クロン）へと変化する。構造は無定形である。エーロジ
ルの製造元はデグッサである。カーボジルと言う商品名
は、これと同じ構成物質である。

ハイ−シールは、合成チキントロピー性の無定形シリカ
（二酸化ケイ素）に対するＰＰＧ工業会社の商品名で、
これは、粉末状の極微細球形粒子として沈澱されたもの
で、平均直径は０．０２２ミクロンである。

ゼオティクス２６５、エーロジル、およびハイ−シール
２３３は、チキントロピー性剤として使用されるが、こ
の薬剤は、塗料を垂直面に吹き付ける場合、それの流下
傾向を少なくするものであるヌーパジルというのは、ペ
ンシルヴアニア・グラス・サンド会社発売のシリカ末に
対する商品名である。とのシリカ末（Ｓｉ０２）の化学
分析を見ると、シｙ力９９８チであるが、その９８％は
、２ｏ。

メツシュの篩を通過している。

不定形シリカ（ＳｉＯ２）の方は、シリカ９９．５％で
ある。その粒度は、直径４０ミクロン以下である。この
無定形シリカは、ポルトランド・セメントと共に使用さ
れる場合、塗料の耐蝕性を確実に高め、塗料の基体への
付着力を増強する。

炭酸カルシウムをテストにかけ、シリカ末の代りに使用
して見た。得られた結果は両者極めて類似している。違
いがあるとすれば、硬度と摩擦抵抗の而にあるのであろ
うが、シリカ末の方が幾分捷さっている。

ウオラヌトナイ）Ｐ−１は、針状結晶構造を有する天然
産のメタケイ酸カルシウム（ＣａＳ　ｉｏａ　）である
。その融解温度は２８００°Ｆ以上である。挽き砕かれ
たその粉末の粒度は様々であるが、Ｐ−１は極めて微細
に粉砕されていて、２００メツシユの篩を百パーセント
通り抜けることが出来る。これらの微細な繊維が形成物
中に入っていて、それらが諸材料を「結びＪ合わせて、
塗料の曲げ強さ、衝撃強さを増進させる。

二酸化チタン、酸化鉄、酸化第二鉄、および酸化クロム
が、本発明の塗料原料に用いられる着色顔料のすべてで
ある。

フリットは、「各種の配合を有するガラス質の物質で、
釉薬または琺瑯の基剤として急冷して粉に挽いたもの」
である。このフリットは、多様な融解範囲に合わせた形
成物に作ることが出来る。

塗料が特定の温度に熱せられる場合に、硬質のセラミッ
ク・タイプの上塗りが施しであることが有利な箇所には
、一定の規則に従い具備すべき要件があるが、使用フリ
ットの融点は、１４００’Ｆ以上である。

マイカと言う言葉は、ケイ酸アルミニウム・タイプの、
広範にわたる種類の鉱物に適用される用語である。マス
コヴアイト・マイカは、錯体含水カリウムケイ酸アルミ
ニウムであって、物理的には、完全な基礎的襞間を特徴
とする。公称３２５メツシユの湿性天然マイカ粉末に粉
挽きされると、それは、銀灰色に近い灰色がかった白色
を呈するが、粒子は依然として薄層状の１まである。

水を使用するのは、各種の鉱物を結合して、吹き付け、
刷毛塗り、あるいはローラー塗装に適切な粘性を有する
水溶液にするだめである。普通、水の量は、結合される
鉱物生成物の重量を基準とし、その比率は、粉末１００
に対し、水３６の割合である。それぞれの形成物は、粘
性を調節するため、少量の水を、加えたり減らしたりす
る必要がある。事実上、水の量を少なくすれば、塗料を
塗るに先立って、ひド割れの継ぎ当て用に、パテを作る
ことが出来る。Ａ　Ｓ　ＴＭ　２”　Ｘ　２”　ｃｕｂ
ｅｓ　（キューブ）は、前記の塗料ゝゝパテ″から作ら
れるものであったが、その圧縮強さは、１週間後には１
８．０ＯＯＰＳＩ　以上に達した。　゛以下、本発明の
実施例について説明する。

表Ｉは、実施例１〜９の組成の一覧表である。

これらの形成物は、１００以上のテストの中から選び出
されたもので、種々の材料の融通性と多種多様な組み合
せの相容性を示している。これらの形成物はすべて、吹
き付けを行なって、テストに掛け、それらの耐熱性と腐
蝕予防力を調べて見た。

熱テストは、塗布面に、３０００°Ｆ以上のプロパン・
トーチを当てがって、鉄製の基体が赤熱し、次いでそれ
を冷水の中で急冷するまで行なった。このテストは、煙
りや燻りが出れば、それを調べ、また、鉄と取合わせた
塗料の膨張・収縮係数を見るためのものである。次いで
、塗料で被膜されたその鉄板を、戸外に置き、３チの塩
水溶液を、３０日間、毎日刷毛塗りした。しかし、何ら
の腐蝕もなく、７カ月経っても、塗料の外観は無傷であ
る。

市販塩の飛沫装置の中で３００時間、追加テストを行な
ったが、結果は良好であった。

実施例１〜４は、白色ポルトランド・セメントと、外に
微細分割した鉱物性骨材とを用いて行なった。実施例５
〜７は、１型の灰白粗製ポルトランド・セメントと、外
に微細分割された骨相とを用いて行なった。実施例８〜
ｌＯは、白色のアルミン酸カルシウム・セメントと、外
に微細分割骨相とを用いて行なった。大部分の実施例は
、種々の水性減力剤と着色顔料の中から１−７を選んで
使用している。これらの着色顔料はすべて、苛酷な露出
の後でも、それぞれの色彩を極めて良好に保持している
。その塗料は、氷結や解氷にあっても、熱テストから予
期されかねないような影響は何も現われていない。「鉄
構造物ペンキ塗装協議会」によれば、鉄と同じ膨張・収
縮比を示す塗料があれば、それが最高の重要性を有すも
のである。

表■は、ヌテアリン酸カルシウムの様ないわゆる防水剤
と、亜硝酸カルシウム、亜硝酸ナトリウムの様ないわゆ
る防錆剤とを使用した組成物の一覧表である。グリコー
ル−やグリセリンのようなりターダーは、すべてテスト
して見たが、何れも価値のないものであることが判った
。単位はすべて重量部である。

表　１ 白色ポルトランド　１００１００１００１１１１０−　
−　−　−　−　−１１成ポルトランド　−　−−”　
１００１００１００−　−　−アルミン酸カルシウム　
−　−−−−−−１００１００１００ロマールーＤ　−
−−１，５１，５−１，５−１，５−ヌルメントＦ−１
０１，５１，５−−＝　１．５−　１．５−　−マイテ
ィー　−−１，５−−−−−−１，５セオテイツクス２
６５　．５　．５　−　．５　−　．５−　．５　−　
．５エーロジル　−　−，５−，２５Ｌ　、３５−．３
５−スーパージル　７　７　７７　５５−　７５−無定
形シリカ　１５　１５１５１５　１２１０１０１０−　
５ウオラヌトナイトｐ−１ｔｏ　−１０１０７２５３５
２０３５２０マ　イ　カ　−　１０　−−−−−−−−
フライアッシュ　−−−−１．０−５−−−二酸ｆヒチ
タン　５　３−−−−−−　５−−酸化鉄　−−３−３
−３−３− 酸化クロム　−−−３−３−−−３ フリ・ントーーー１０−１０−−−２０液体成分 水　４９　４８　５０５０４８５２５６４５　４７４５
表　ｎ 白色ポルトランド　１００１００　１００１００１．０
０　１００１００メルメント［１０１，５１，５１，５
１，５＋、５　１．５　１．５ゼオテイツクス２６５　
．５　．５　．５　．５　．５　．５　．５スーパージ
ル　７７７７７７７ 無定形シリカ　１５１５　１５　１５　１５　１５　１
５ウオラヌトナイトＰ−１１０１０１０１０１０１０１
０二酸化チタン　５５５５５５５ ステアリン酸カルシウム　−　、５　−　−　−　−　
．５亜硝酸ナトリウム　−　−，５−−−，５亜硫酸カ
ルシウム　−−−、５−−− 水　４９　４９　４９　４９　４９　４９　５０グ　リ
　セ　リ　ン　−　−−−，１−−エチレングリコール
　−　−−−−、，５，５テスト結果 耐蝕性　ＥＦＦＦＧＧＦ 付　着　ＥＦＦ’ＦＧＧＦ 防　水　ＥＦＦＦＧＧＦ リタルデイング　ＮＡＮＡ　ＮＡ　ＮＡ　Ｇ　Ｇ　ＧＥ
＝優　Ｇ−艮　Ｆ＝落第　ＮＡゴ使用不能テストの結果
、それらの意味のない物質は分離された。実施例１は、
ステアリン酸カルシウム、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カ
ルシウム、グリセリン、およびグリコールを用いていな
い標準的な、好捷しい塗料である。この塗料は、グリセ
リンやゲルコールなどのりターダーを入れなくても比較
的水分を持ち続けていることが判った。事実、この混合
塗料け２時間の「ポット・ライフ」を持っているから、
リターダ−を入れるよう勧める必要は全熱ない。吹き付
は後、この塗料は普通、３０分以内に手で触れる程度に
乾燥し、乾燥時間１時間後には、雨や水煙も、この塗料
には影響を与えない。しかし、湿度が高ければ、硬化時
間と硬度は、徐々に低下するが、それは早い速度で回復
する。

ステアリン酸カルシウムは、この好ましい組成物に見ら
れる如き防水特性の１−７と錐も増すものではない。

亜硝酸ナトリウムと亜硝酸カルシウムとは、塗料の耐蝕
性を低減させるので、推奨できない。

表■の実施例７の、この好ましき組成物と、ステアリン
酸カルシウム、亜硝酸ナトリウムおよびエチレン・グリ
コールとを組合せたものは、何らの改善も示していない
。

塗料の組成は、２成分方式である。水性の成分は、水で
ある。乾燥成分中には、種々の粉末状構成分の混合物が
含まれている。乾燥粉末の好ましい混合物は、表■の実
施例１に示しである。それぞれのタイプの、正確な粉末
量を秤量した後、暫らくブレンダー内に容れ、完全にブ
レンドされたかどうかを確かめる。次に、この混合粉末
は、粉挽き器の中を通して粒子の塊りをほぐし、−貫し
た粒度を確保させる。この乾燥成分は、気密容器の中に
詰めておいて、後で配分する。乾燥粉末量は、使用直前
に収り出して、混合用コンテナに入れる。そこで、水が
加えられ、クリーム状の軟度になるまで、高速度混合に
よって完全に結合させる。好ましいミキサーについては
、本発明者による米国特許番号４．００７．９２０に記
載しである。この塗料は、いつでも使用できる状態にあ
り、周知の技術を用いて基体に塗布することが出来る。

本発明の、現時点における好ましき組成物には、次の表
■に示すような成分が、重量部で表わしだ下記の比率で
含捷れている。

表　■ 水性減力剤　１−１．５ セオテイックス２６５　０−．５ エーロジル　０−０５ ハイ−ジル　０−０５ スーパージル（シリカ末）　０−１５ 無定形シリカ　０−１５ ウオラストナイト　７−８５ マ　イ　カ　０−１０ フライアツシユ　０−１０ フリ゛ント０−２０ 炭酸カルシウム　Ｏ−１５ 二酸化チタン　０−５ 酸　化　鉄　Ｏづ 酸化クロム　０−５ 液体成分 水　４０−５６

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）根本的に、水硬セメントと、水性減力剤と、チキ
   ンドローピー性剤と、微細に分割された鉱物と、着色顔
   料とより成り、各種基体上への塗布に適した塗料を製出
   するだめ水と結合される耐蝕・耐火性塗料組成物。
2. （２）前記セメントはポルトランドまたはアルミン酸カ
   ルシウムであり；前記水性減力剤は、ホルムアルデヒド
   を用いて部分的に濃縮されたメラミン硫酸のアルカリ金
   属塩と、ナフタリン硫酸の高分子量濃縮生成物のアルカ
   リ金属塩約３０〜９０％およびその残余７０〜１０％の
   グルコン酸のアルカリ塩と、から構成された重合体から
   成る群から選択され；前記チキントロピー剤は、合成沈
   澱無定形水和二酸化ケイ素と、酸水素ガスを用いて行な
   う火焔加水分解法で四塩化ケイ素から生成されたシリカ
   と、粉末状の極微細粒子として沈澱された無定形シリカ
   と、から成る群から選択され；前ｆ）　ムＣａ５ｉＯａ
   と、フライアッシュと、フリットと、マイカと、および
   炭酸カルシウムと、より成る群から選択され：そして、
   前記着色顔料は、二酸化チタンと、酸化鉄と、および酸
   化クロムとから成る群から選択される、ものである特許
   請求の範囲第＋１＋項に記載の耐蝕・耐火性塗料組成物
   。
3. （３）組成物の乾燥成分は、ポルトランドまたはアルミ
   ン酸カルシウムから構成されている群から選択された鉱
   物セメント、１００重量部；ホルムアルデヒドを用いて
   部分的に濃縮したメラミン硫酸のアルカリ金属塩と、ナ
   フタリン硫酸の高分子量濃縮生成物のアルカリ金属塩約
   ３０〜９０襲およびその残余７０〜１０％のグルコン酸
   のアルカリ塩とより成る重合体から構成されている群か
   ら選択された水性減力剤、０．５〜１．５重量部：合成
   沈澱無定形水和二酸化ケイ素と、酸水素ガスを用いて行
   なう火炎加水分解で四塩化ケイ素から生成されるシリカ
   と、粉末状の超微細球形粒子として沈澱される無定形シ
   ｖ６とから構成されている群から選択されたチキソドロ
   ーピー性１．０〜０．５重量部；シリカ末から構成され
   ている群から選定された１００メツ体またはそれより繊
   細な鉱物営利、θ〜１５重量部：無定形シリカ、０〜１
   ０重量部：針状結晶構造を有するメタケイ酸カルシウム
   ＣａＳｉＯ３，７〜３５重量部：フライアッシ、０〜ｌ
   Ｏ重量部；フリット、０〜２０重量部；炭酸カルシウム
   、０〜１０重量部；二酸化チタンから構成されている群
   から選択された着色顔料、０〜５重量部；酸化鉄、０〜
   ８重量部；酸化クロム、０〜３重量部、とから成るもの
   である特許請求の範囲第（１）項に記載の耐蝕・耐火性
   塗料組成物。