JPS60248779A - 水性防食被覆組成物 - 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】 のである。

ところでタンク，橋梁，鉄塔、化学ブラント。

鋼管等の銅材の防錆防食方法として、防錆顔料と展色剤
とからなる溶剤型防食塗料の塗装が主流を占めている。

しかしながら溶剤型防食塗料は，溶剤を使用しているた
め火災安全性，人体安全性、省費源の観点から問題があ
シ，また得られる塗膜は摩耗性の激しい環境下では耐久
性に問題があった。

そこで最近セメントモルタルが注目されつつある。この
セメントモルタルはセメントの強いアルカリ雰囲気によ
シ防食性に優れ、また水硬化性であるため無公筈であり
，さらに鋼材表面に水分が多少付着していても塗装可能
であるといった特徴を有している。

しかしながら、セメントモルタルは可撓性がないという
木質的欠点をもち，セメントの硬化収縮によシ，あるい
は，夏季、冬季における温度変化に伴う鋼材の熱膨張，
収縮により，塗膜にクラック、剥離等が生じ易いという
問題点がある。加えて，セメントモルタルは緻密性に欠
は水分透過性が著しいという問題点もある。そのため短
期防食には実用上差しつかえないが長期防食には不適当
である。それ故、セメントモルタルは、前述の如′！特
徴をもつものの，防食被覆組成物として，未だ広く採甲
されるに至っていない。

本発明は前記の如き従来技術に鑑みなされたもので，優
れた性能のセメント系水性防食被覆組成物を提供するこ
とを目的とするものである。

即ち，本発明は、 （ｓｏｌ）　ビニル系硬質モノマー２５〜．５″Ｏ重量
係とビニル系軟質モノマー７５〜ｓ　０　２１．置部と
のガラス転移温度一ｌθ℃以下の共重合エマルジョンａ
４脂固形分　・・・・・・ｌＳ〜３Ｓ電竜％、（Ｉｌ）
　ビスフェノール型エポキシエマルジョン樹脂とポリア
ミド情脂または脂肪族ポリアミン硬化剤からなる，エポ
キシ樹脂固形分 ・・・・・・３−／ｇ重を係。

（舶　セメント　・・・・・・３３〜７０重惜チ、４ｖ
）リン酸亜鉛及び／又はモリブデン酸塩系防錆顔料　・
・・・・・！；−２！；′ｆｉｔ４からなシ、かつＣ　
（Ｉ）＋　１ｌＩ）　）　／　（　（１’ｌ＋　（ｉｌ
）＋　（ｎｌ）１の重量比がθ．３０〜０．５５の範囲
である混合物７００重量部 ならびに （ｂ）　水３０〜ｉｏｏ重量部 からなる鋼材用水性防食被〜咀成物に関する。

本発明の水性防食被精組成物は，前記の如き。

セメントモルタルの特徴を生かしつつ，かつｍられる塗
膜は可撓性，密着性等が優れているため、クラツク，剥
離等が生じ難く，さらに緻蟹性があるので水分透過性が
少な（、長期防食性に優れ。

それ故鋼材構造物用として非常に優れた防食性を発揮す
るという特徴がある。

本発明において使用する共重合エマルジョン樹脂（１）
はビニル系硬質モノマーとビニル系軟質モノマーとを共
重合させた樹脂である。

本発明でいうビニル系硬質モノマー，ビニル系軟質モノ
マーとは該モノマーよシ得られるホモポリマーのガラス
転移温度（以下ＴＩ　という）差が約７θ℃以上あるも
ので、ビニル系硬質モノマーハ，該モノマーよシ得られ
るホモポリマーの７．９が約５θ℃以上の本の，異本的
にはメタクリル酸メチル，メタクリル酸エチル、メタク
リル酸イングロビル，スチレン，アクリロニトリル等が
代表的なものとして挙けられる。

またビニル系軟質モノマーは該モノマーよシ得られるホ
モポリマーのＴ，９　が約７０℃以上の、具体的にはア
クリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸コーエ
チルヘキシル等が代表的な本のとして挙げられる。

前述の通シ，ビニル系硬貿モノマーよシ得られるホモポ
リマー〇Ｔｇ　とビニル系軟質モノマーよシ得られるホ
モポリマーのＴＪ　Ｏ垂が約７０℃以上のものを使用す
ることにより得られる塗膜の、特に低温時における、引
張り強度と引＠シ伸度とのバランスがとれ好適である。

ビニル系硬質モノマーとビニル系軟簀モノマーの配合割
合は（、Ｊ、　５−５０）：　（’７．Ｓ−−！；０＞
である。前者が少な過ぎると（すなわち後者が多過ぎる
と）得られる塗膜の耐水性、塗膜強度等が低下し、オた
汚染し易くなる。逆に前者が過剰になると得られる塗膜
の柔軟性が悪くなるのでいずれも好ましく々い、、寸た
上記掠ｉ脂は前記配合割合の両モノマーから誘導される
ことの他、そのＴ、Ｉｉ’　が−／θ℃以下でなければ
ならない。

Ｔ、ｊｉｌ　が−７重℃より高いと鋼材の膨張、収縮に
塗膜が追従出来な（なり、％に冬季の低温時にこの傾向
が強くなり、クラック、ワレ等が生じ易（なるので好ま
しくない。

なお、上記樹脂の構成成分として、必較ならばその他の
共重合可能なビニル系モノマー例えばメタクリル酸ブチ
ル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヒドロキシプ
ロピル、メタクリル酸ヘキシル、アクリル酸メチル、ア
クリル酸ターシャリイブチル、アクリル酸ヒドロキシプ
ロピル、アクリル酸ヒドロキシエチル等をｌＯ重電チ程
度まで用いることも可能である。

本発明に用いられる共重合エマルジョン樹脂は、セメン
トと混和されるため、耐アルカリ性は勿論のこと、セメ
ント混和安定性に優れているものが好適である。そのた
め乳化重合時の乳化剤としてアルキルフェノールポリエ
チレンエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル
、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリエ
チレングリコールオレイルエーテル類のエーテル類：ソ
ルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビ
タン脂肪酸エステル、ポリグリコール脂肪酸エステル等
のエステル類：ポリグロピレンダリコールポリエチレン
グリコール重合本、ポリオキシエチレンアルキルアミド
、ポリオキシエチレンアルキルアミンなどのノニオン界
面活性剤を単独で使用するか、あるいは多量のこれらノ
ニオン界面活性剤と少量のアニオン界面活性剤とを併用
することが必要である。

これら共重合エマルジョン樹脂の分子量は５万〜３０万
、好ましくはｌθ万〜コθ万であるのが有利である。ま
た共重合エマルジョン樹脂は固形分ダθ重重量の粘１挨
がｌＯθｃｐｓ以下であることが好寸しい。それ以上に
なると水の量を多（し粘度を下げる必要があシ、そのた
め固形分が餘下し塗膜の乾燥時のヤセによシフラック等
が生じ易くなる。

これらの樹脂＋１’ｌは、前記混合物（ａ）中において
固杉分ｌＳ〜３５重量係の割合で配合される。松脂が／
、５−重＠憾未満であると素地との密着性、防食性が低
下し、一方使脂が３３．Ｐ、＠９１ｚを越えると厚膜塗
装（約１００−／θＯθμ）か出来ず、クラック、ワレ
、チヂミ、ダレ、ズレ等が生じ易（なるのでいずれも好
ましくない。

また本発明において使用するビスフェノール型エポキシ
エマルジョンｔｉｔ　ｇｔはビスフェノールＡとエヒク
ロルヒドリンから得られる芳香族ジグリシジルエーテル
類で平均分子量３５θ〜ｌθθθの餌脂を乳化剤を用い
て水分散型にしたものである。

、　また本発明に用いられるエポキシ樹脂用硬化剤とし
ては、ジアミン又はジアミン誘導体等と二塩基酸又は二
塩基酸誘導体等の重縮合によって得られるポリアミド樹
脂あるいはエチレンジアミン。

ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等の脂
肪族多価アミンあるいはフェノール樹脂。

エポキシ樹脂等で変性した脂肪族ポリアミンが適当であ
る。硬化剤の使用量はエポキシ樹脂のエポキシ基のθ１
ｇ〜７．２当量になる様に使用する必要がある。θ８ｇ
当重未満及び／、２当量を越えると本来のエポキシ樹脂
の特性例えば密着性。

可撓性が署しく低下しその他耐久性等の性能も低下する
ので好ましくない。

これらビスフェノール型エポキシエマルジョン樹脂とそ
の硬化剤からなる樹脂固形分（１１）は前記混合物（ａ
）中においてｓ＝１ｇ重量係重量合で配合される。樹脂
が５重を係未満であると素地との留着性、防穴性が低下
し、逆に／ｇ重量憾゛を越えると厚膜塗装が出来ず、ク
ラック、ワレ、チヂミ、ダレ、ズレ等が生じ、さらに密
着性、防食性も低下する傾向にあるのでいずれも好まし
くない。

また本発明において用いられるセメン）　（Ｕ＋）とし
てはポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメ
ント、フライアッシュセメント、アルミナセメント、コ
ロイドセメント等が例示できるが、その梱類は特に制限
はない。セメン）　（ｔｉｔ）は前記の混合物（ａ）中
において３Ｓ〜７０重量係の割合で配合される。

セメントが、？、Ｓ−ｉ［ｆ、ｔ４未満であると厚膜時
クラック、ワレ、チデミ、ダレ、ズレ等が生じ易くなり
、また多湿環境下（湿度９θチ以上）での乾燥性が著し
く低下し、さらにセメントのアルカリ防錆力が低下する
ため防食性本低下する。一方、７σ重を係を越えると塗
膜の緻密性が低下し、水分透過性が高くなり、その結果
防食性、密着性も低下するため好ましくない。

また本発明において用いられる防錆顔料６ｖ）としては
、リン酸層１ｅ：モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛
カルシウム、モリブデン酸カルシウム等のモリブデン酸
塩系防錆顔料のｌ穐又は２稙以上を併用して用いること
が出来る。

なお、塗装用防錆顔料の代表的なものとして鉛系防錆顔
料、クロム系防錆顔料が知られているかこれら防錆顔料
は、前記エマルジョン樹脂のダル化を生じさせ、また有
害物質であるため、人体安全性の面で問題があり５本発
明の防錆顔料として不適当である。

また前記エマルジョン樹脂をダル化させず、また無公害
防錆顔料としてタングステン酸亜鉛、タングステン酸亜
鉛カルシウム等のタングステン酸塩系防錆顔料ニホウ酸
亜鉛、ホウ酸バリウム、ホウ酸カルシウム、メタホウ酸
カルシウム、メタホウ酸バリウム等のホウ酸塩系防錆顔
料：クロロスズ酸、クロロ白金酸、アルミン酸、マンガ
ン酸。

拒鉛酸、ケイ酸等の鉄、亜鉛、スズ、バリウム塩等のそ
の他酸塩系防錆顔料：雲母状酸化鉄、酸化鉄−酸化カル
シウム複合棒、磁性フェライト等の鉄酸化物防錆顔料等
があるが、これら防錆顔料は高温貯蔵時（例えば５０℃
）において塗料粘度を上昇させる傾向にあったシ、塗膜
形成時にワレを生じさせ１ｈまた防食効果が小さい（防
食効果を調べる塗膜インピーダンス測定において塩水噴
霧試験後の／　ＫＨｚでの塗膜抵抗が１００ｍ　以下で
ある）等の間鴨があり、いずれも本発明の防錆顔料とし
て不適当である。

前記防錆顔料ｅＶ）ｔｄ前記混合物（ａ）中においてＳ
〜２３　ＴｆＬｆｉｌ　’Ａの割合で配合される。防錆
顔料がＳ重債憾未満であると、長期防食効果が小さく、
一方２５束％％を越えると、防錆顔料そのものの防食効
果より龜塗膠の緻密性の低下の方が太き（なるため防食
性の低下をもたらし、また塗膜の可撓性等本低下するた
めいずれも好ましくない。

また本発明においては、さらに必墾に応じ、各種着色顔
料、体質顔料また分散剤、消泡剤、増粘剤、防腐剤、防
カビ剤等の各種添加剤を配合することも可能である。

さらに本発明にシーでは、前記混合物（ａ）中、（Ｉ）
共ｍ合エマルジョン樹脂固形分と（―）エポキシ樹脂固
形分との和と、それらと＋ｉＨ）セメントとの和との重
量比は（［Ｉ）＋（Ｉｆ）　）　／　（（１）＋１Ｍ）
＋＋１＋＋）　）　＝　０　、３θ〜θ、ＳＳである。

この比率が０．３よシ小さい場合には塗膜の初期硬度が
出す、また密着性、防食性も低下し、一方この比嘉がθ
ｌ’５よシ大きい場合には、厚膜時クラック、ワレ、チ
デミ、ダレ、ズレ等が生じ易くなり、また防食性も低下
するのでいずれも好オしくない。

また本発明においては、前記ｔｉｌｌ　／　Ｃ（１）＋
　（１）　）の比率はθ、２５〜０．５左の範囲が特に
よ（、この範囲で防食性、密着性が非常によ（なる。こ
の比率が０．２５より小さい場合には防食性が低下し、
一方この比率がＯ，ＳＳより大きい場合には鋼材に対す
る！５ｆ性が低下するので好ましくない。

本発明の水性防食被覆組成物は前記混合物（ａ）１００
重量部に対し、水を３θ〜１０θ重量部配合したもので
ある。水の量が３０重量部未満であるとセメント混和時
にエマルジョンが凝集し易（なり、一方ｌＯＯ重策部を
越えると、固形分が低下し、乾燥時にヤセを生じクラッ
ク、ワレ等が生じ易（なるのでいずれも好壕しくない。

岡、本発明の水性防食被覆組成物は、塗装の硬化、塗装
作業性の観点から使用時の粘度をｌＯ〜１０００ポイズ
とすることが好適である。

以上の如き本発明の水性防食破線組成物は２通常の塗装
方法２例えば吹付塗装、ローラー塗装。

流し塗り等によりｍ材表面に通常乾燥膜厚が約１００−
１０００μになるよう防布され、常温乾燥させるか、あ
るいは１００℃以下の温度で強制乾燥させる。

以上説明した通り本発明の鋼材用水性防食被榎組放物は
、有機溶剤を使用していないため無公害であり、また得
られる塗膜は可撓性、密着性に優れているため鋼材の膨
張、収縮に十分追従出来。

それ故クラック、ワレ、剥離性等が生じ雌〈、さらに緻
密性があるので水分透過性が少なく、長期防食性に優れ
ている。

以下１本発明を実施例によシ説明する。なお実施例中［
部ＪＦｉ重量基ホである。

実施例１〜６及び比較例１〜ｌ／ 第１表の水性防食被接組成物を３鵡厚プラスト鋼板（ｓ
ｐｃｃ−ｓｓ）に乾燥膜厚３００μになるよう吹付塗装
し、常温で７日間放ｒＩｔ後、密着性、防食性（塩水１
組流水浸漬、塩水浸漬）の試験をした。伺％第１表の組
成を示す数値の単位は部である。

また別速前記水性防食被覆組成物を吹付塗装し。

温度２０℃、湿度９５％雰囲気中で２１時間後の乾燥性
試験をした。

さらに別途θ、７曜厚研磨脱脂軟鋼板に乾燥膜厚３θＯ
μになるよう吹付塗装し、常温で７日間放置後、可撓性
試験をした。

これら試験結果を第１表下段に示した。

注ｌ）　スチレン３θ部とアクリル酸ブチル７θ部との
共重合エマルジョン樹脂 注２）　メタクリル酸メチル４０部とアクリル酸コーエ
チルヘキシル６０部との共重合エマルジョン樹脂 注３）　メタクリル酸メチル３θ部とスチレン２０部と
アクリルｅ２−エチルヘキシルＳＯ部との共重合エマル
ジョン樹脂 性グ）　メタクリル酸メチル２０部、スチレン２０部、
アクリル酸エチル２０部及びアクリル酸２−エチルへキ
シル４０部との共重合エマルジョン樹脂 注５）　メタクリル酸メチル３０部、スチレン３０部及
びアクリル酸ブチルｔθ部との共重合エマルジョン樹脂 注６）　メタクリル酸メチル３０部、スチレン４ｔθ部
及びアクリル酸−一エチルヘキシル３０部との共重合エ
マルジョン樹脂 性７）　メタクリル酸エチル３０部、スチレン３０ｍ及
びアクリル酸コーエチルヘキシルダθ部との共重合エマ
ルジョン樹脂 性ｇ）　消泡剤とセメント分散剤の（／：／）の混合物 注９）　建研式接着試験機にて試験（接着面積３ｃｍＸ
　３ｃｍ　）　Ｏ：　２０　Ｋｙｔ／ａｎ２以上ｘ：ｌ
θＫｐ　ｆ　／ｃｔｎ　以下 性ｌθ）　塩水浸漬試験機にて試験（塗膜インピーダン
ス測定） ○：ｌにＨｚでの塗膜抵抗ｌθ６〜ｌθ８と２（錆発生
なし）×：塗膜抵抗１０５１０５ｎ以下（錆発生有）注
／／）　流れている水道水に浸漬（塗膜インピーダンス
測定） ×：塗膜抵抗ＩＯ’ｒｋｍ２以下（錆もしくはフクレ発
生有）注／２）　塩水浸漬試験機にて試験（塗膜インピ
ーダンス測定） ×：塗膜抵抗１００ｃｍ以下（錆ムしくはフクレ発生有
）注１３）　○：指で強（押しても跡が残らない×：指
で強く押すと跡が残る ２　／ＩＩ）　エリクセン試験機にて試験○：５ｆｉ押
し出し異常なし Ｘ　：　、？　、　３電以下でワレ発生性１５）　直角
に曲げ２曲げ折り部の塗膜をみる。

○：クラツクなし ×：クラック発生 注ａ）　商品名［ＺＰＦＪ　（堺化学工業社製）注ｂ）
　商品名「モリホワイトＭ２１２」（本荘ケミカル社製
） 注Ｃ）　商品名［ＬＦデウセイＭＣ−弘θＯＷ　ＲＪ（
信地色素工業社製） 注ｄ）　商品名［ＢＵｓＡＮ　／ｌ−ＭＩＪ（堺化学工
≠社ｌ！ｌｉ） 注ｅ）　商品名「ＺＰｃＪ　（信地色素工業社製）第１
表より明らかの如く本発明の水性防食被覆組成物は優れ
た塗膜性能を有していた。

一方、本発明の防錆顔料を配合しない比較例１゜コ及び
防錆顔料としてメタホウ酸バリウムを使用した比較例３
．／／はいずれも長期防食性が劣っていた。

また防錆顔料としてジンククロメートを使用した比較例
ダは被俊組成物が部分的にｒル化し、塗料として不適当
であった。

またＴＩＩ　の旨いアクリルエマルジョン樹脂を使用し
た比較例５．Ａ及び硬質モノマー竜が過剰のアクリルエ
マルジョン樹脂を使用した比較例９は防食性、可撓性が
劣っていた。

またエポキシ樹脂量が少ない比較例り及び逆にエポキシ
樹脂量が過剰の比、較例ｇは密着性、防食性、可撓性と
も劣っていた。

またセメント量が過剰の比較例１０は密着性。

防食性、可撓性とも劣っていた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１１　（ａ）　（１）　ビニル系硬質モノマ−２５〜
   ｓＯ重量係とビニル系軟質モノマー７５−！Ｏ重電４と
   のガラス転移温度−７Ｏ℃以下の共重合エマルジョン樹
   脂固形分・・・／！ｆ〜８重を係、（１）　ビスフェノ
   ール型エポキシエマルジョン４１！を脂とポリアミド樹
   脂または脂肪族ポリアミン硬化剤からする、エポキシ樹
   脂固形分・・・・・・５−１ｇ重を係、 １ｉ１１）セメント　・・・・・・３５〜７０重量％、
   ４ｖ）　リン酸亜鉛及び／又はモリブデン酸塩系防錆顔
   料　・・曲Ｓ〜２ｓ重竜係 からなシ、かつ（（１）　＋（ＩＩ）１／　（（１）　
   ＋　（ｉｆ）＋　（ｏｆ）　）の重量比が０．３０〜θ
   、！ｒ５の範囲である混合物　ＩＯθ重竜部 ｌｂ）　水３０〜ｌθθ東竜部 からなる鋼材用水性防食被覆組成物。 （２）　前記−（ＩＩ）　／　（（１）　＋　（１）　
   ）の重量比がθ、２５〜Ｏ，ＳＳの範囲であることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の鋼材用水性防
   食被覆組成物。 （３：　前記モリブデン酸塩系防錆顔料がモリブデン酸
   亜鉛、モリブデン酸亜鉛カルシウム、モリブデン酸カル
   シウムであることを特徴とする特許請求の範囲第１１１
   項記載の鋼材用水性防食被覆組成物。