JPS61268772A - 腐蝕防止用コ−テイング組成物 - 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】 本発明は、結合剤と混合することによって、表面保護コ
ーティング組成物の製造に好適な組成物、金属表面特に
鉄金属表面の腐蝕を防止するだめの。

かように製造されたコーティング組成物およびかような
組成物によって被覆された鉄金属表面な■する物品また
は構造体に関する。

金属表面は、該金属表面をこれより低い標準電極電位の
第二の金属（すなわち、電気防蝕用金属）と電気的に接
触させて置くことによって腐蝕から保護できることは周
知のことである。この保護形態の普通の梨は、亜鉛めっ
き鋼板である。

ペイントに通常、微細に分割された粒子である電気防蝕
用金属粒子を便用することも公知である。

特に、亜鉛末を含有するペイントを用いて鋼表面を保護
することは公知である。公知の亜鉛−含有ペインドには
例えばエポキシ樹脂またはエチルシリケートのような有
機もしくは無機結合剤を言ませることができる。かよう
なペイントの亜鉛ｉｔは、一般に、７０〜９５重量％で
あり、従って、このペイントはシンクリッチ（ｚｉｎｃ
−ｒｉｃｈ）ペイントとして一般に公知である。

ジンクリッチペイントは、鋼表面に極めて良好な腐蝕保
護を付与する。しかし、環境にさらしておくと、その表
面上に白色の亜鉛腐蝕生成物の層が比較的急速に形成さ
れる。これらの腐蝕付着物は、肉眼では見えない、そし
て、追加のコーティングを困難にする。環境にさらす前
に他のペイントの上塗をジンクリッチペイントに施した
ときでも、亜鉛腐蝕は層間付着の問題を起こしうるし、
また、白色の亜鉛腐蝕物が表面上に付層する可能性があ
る。

ジンクリッチコーティング組成物における亜鉛腐蝕に関
連する間呟は、イオン交換によって無機酸化物粒子の表
面に腐蝕防止性イオンが化学的に結合されている無機酸
化物粒子の有効量を前記の組成物中に言ませることによ
って減少させうろことが見出された。

本発明の一態様によれば、結合剤との混合によって表面
保護コーティング組成物の製造に好適な組成物には： （１）粒子形態の元素亜鉛、 （ｉｉ）　　イオン交換によつ腐蝕防止性カチオンが表
面に化学的に結合されている無機酸化物粒子が含まれる
。

・元素亜鉛：イオン交換された無機酸比物の黛は重量で
、７５：１〜６：１が好ましい。

本発明の他の態様は、 （ｉ）　　結合剤、 （ｉｉ）　　コーティング組成物の重量に基づいて５０
〜９０重量％の粒子形態の元素亜鉛、および、（ＩＬ）
　　イオン交換によって腐蝕防止性イオンが表面に化学
的に結合されている有効量の無機酸化物粒子 から成る腐蝕を防止するために金属表面への適用が好適
な組成物である。

結合剤の量は、コーティング組成物の重量に基づいて１
０〜６０１好ましくは１５〜３５重量％の範囲が好都合
である。

イオン交換によって腐蝕防止性イオンが無機酸化物の表
面に結合されている無機酸化物粒子は、腐蝕防止剤とし
て公知であり、英国特許＠２０７１０７０Ｂ号、欧州特
許出願ｗｃ４６０５７号および欧州特許出願＠８９８１
０号に開示されている。英国特許出願第２０９１２３５
号には、この型のある種の腐蝕防止剤の製法が開示され
ている。これらの特許出願の開示は本明細書の戯者に丁
べきである。

これらの特許並びに特許出願に開示されている任意のイ
オン交換された無機酸化物粒子が、本発明において使用
できる。しかし、好ましい粒子は、無機酸化物に結合さ
れているイオンがカチオンである粒子であり、好ましい
無機酸化物はシリカである。

本発明に使用するために特に好ましいのは、イオン交換
によってカルシウムイオンがシリカ粒子に化学的に結合
されているシリカ粒子から成る腐蝕防止剤である。無機
酸化物粒子は、４０μ未満の粒子寸法を有するものが好
ましく、２５μ未満がさらに好ましい。

無機酸化物が２．５　ミ１７モル／ｇ腐蝕防止性イオン
までを富有するのが好都合である。下限は約０．０１ミ
リモル／ｇであるが、好ましくは０６０５ミリモル／９
である。

典型的には、コーティング組成物に含有される元素亜鉛
とイオン交換された無機酸化物の合計量は６０〜９５重
ｔ％である。亜鉛：イオン９：換された無機酸化物の容
積比は、例えば、１：０゜０５〜１　：　１．２、好ま
−しくに１　：　０．６７〜１：１であり、重量基準で
は７５二１〜３：１である。

本発明のコーティング組成物は、典型的には、亜鉛およ
び無機酸化物のための結合剤、特に有機ポリマーである
フィルム形ｇ性ポリマーまたは樹脂結合剤を富…する。

有機結合剤の例には、エポキシ樹脂、エポキシエステル
、塩素化♂ムおよびポリスチレンが官まれる。無機結合
剤には、シリケート（有機および無機の両者〕が富まれ
る。

コーティング組成物は、発明者等がエナメル、ラッカー
、ワニス、下塗り、プライマー、シール、目上剤、スト
ッパーなどを言める積りであるペイントの形態である。

コーティング組成物には鹸剤も言ｆれる。

コーテング組成物には、例えば顔料、乾燥剤、増粘剤お
よび皮張り防止剤のようなペイントに慣用的に使用され
ている添加剤も富有させることができる。

コーティング組成物は、慣用方法によって製造、かつ、
適用できる。

本発明には、本発明によってコーティングを付与された
鉄金属表面を有する構造体も含まれる。

本発明を次の実施例によって説明する。

実施例１ カルシウム交換したシリカの製造 室匣、すなわち、約２０℃で水中のシリカのかく拌スラ
リー（１重量部のシリカに対して２重量部の水）に水酸
化カルシウムな徐々に添加した。

−が１０より高くならないようにした。−が安定したら
、カルシウム交換されたシリカを濾過し、水で洗浄し、
水中で練った。生成物を次いで炉中、トレー上で乾燥さ
せた。生成物のＸ線螢光分析によって６．６重量％のカ
ルシウム言置（１，６５ミリモル／ｉ　）であることが
示された。平均粒子寸法は７．１μであった。

ペイントの製造 乾燥剤以外の他の全成分と約１／３の樹脂とをボールミ
ル中で２０時間混合し、次込で、残部の樹脂および乾燥
剤を混合することによって第１表に示した組成を有する
本発明によるジンクリッチペイントを製造した。

比較のためカルシウム交換したシリカを含有しない本発
明に基づかない同様なジンクリッチペイントを製造した
。この比較組成物も＠１表に示す。

Ｗｃ１表−ペインド組成物 「ジノラックＪ　（ｓｙｎｏｌａｃ）は登録商標である
。

畳エポキシエステル樹脂を除いた全固形分をいう。

そして、乾燥フィルム中の容積濃度である。

ベントン６４は、ＮＬインダストリー社から販売されて
いる商用として入手できる有機改質のモンモリロナイト
クレーであり、ｒル化剤およびレオロジー改良剤として
使用される。ベントンは登録商標である。

腐蝕試験 ペイント組成物を、プラッシュコーティングによって脱
脂した、磨いた軟鋼パネルに適用し、乾燥させた。ペイ
ントの乾燥フィルムの厚さは８５〜１０５μであった。

コーティングを裸の鋼が出るまでかき傷をつけ、パネル
をＡａＴＭ法Ｂ　１１７−７３の塩吹付は試験に処した
。塩吹付けに２４時間さらした後、比較組成物で被覆し
たパネルはその全表面に白色の亜鉛腐蝕付着が生じたが
、本発明による組成物で被覆したパネルはかような腐蝕
生成物が無かった。塩吹付けに、５５０時間さらした後
、比較組成物で被覆したパネルは表面上に比較的大量の
白色亜鉛腐蝕付着物な■し、被覆はふくれを生じ、金属
の腐蝕は顕著であった。本発明によるペイントで被覆さ
れたパネルは、３５０時間後（その表面に極〈少量の白
色亜鉛腐蝕付着物があった。ペイントフィルムにはふく
れはなかったまた軟鋼には腐蝕の徴候はなかった。

これらの結果から本発明の使用によって：（＋）　　表
面上の白色亜鉛腐蝕付着物は著しく減少する、そして、 （ｉｉ）　　鋼の腐蝕も減少する ことが示されている。

実施列２ カルシウム交換シリカの製造 カルシウム交換シリカを実施例ＩＫ記載のように製造し
た、但し、フィルターケーキを炉中で乾燥させ、乾燥後
平均粒子寸法４．３μに微粉にした。

生成物のＸ−線螢光分析によって６．１重ｔ％（１，５
５ミリモルフｇ　）のカルシウムａｍが示された。

ペイントの製造 カルシウム交換シリカ腐蝕防止性粒子の異なる址を包有
する本発明による５種のシンクリッチペイント組成物を
製造した。これら５種のペイントの組成並びに２種の比
較組成物の組成を第２表に示す。

組成物Ｂは、新しい鋼構造体に通常使用される種類の典
型的なシンク−リッチエポキシコーティング組成物であ
る。

組成物Ｃは、組成物Ｂへの燐酸亜鉛腐蝕防止剤の添加が
性能を向上させるかどうかを測定するための実験的組成
物である。

チキンメンは、チキントロープとして作用する水素化ヒ
マシ油である。パーサミド１１５は、ポリアミド樹脂で
ある。ビートルＢＫ６４０は、ｎ−デチル化尿素樹脂で
あり、流れ調節剤として使用される。

各組成物のＡ部は、樹脂、溶剤およびチキントロープを
混合し、約３５℃で約１０分間加熱し、次いで、高速分
散機を使用して顔料をｒル化混合物中に分散させた。

腐蝕試験 Ａ部と３部とを混合し、次いで、標準の脱脂し、磨いた
軟鋼パネルに適用した。ペイントは、比較組成物Ｃを刷
毛で適用したのを除いてはスピン（Ｓｐｉｎ）コーティ
ングによって適用した。コーティングを裸の金属が出る
まで引かき、そして、パネルをＡＢＴＭ法Ｂ１１７−７
り塩吹付は試験に５００時間処した。パネル表面上の白
色亜鉛腐蝕付着物の量および鋼の被膜下腐蝕量をＡＥＩ
ＴＭ法Ｄ６１０−６８により評価し、コーティングのふ
くれの程度をＡＢＴＭ法Ｄ７１４−５６によって評価し
た。評価試験ＡＢＴＭ法Ｄ６１０−６８およびＡＳＴＭ
法Ｄ７１４−５６は、肉眼試験であり、値は０〜１００
尺度上に示され、１０は良好な結果、すなわち、腐蝕な
しまたはふくれなしであり、そして、０は悪い結果、す
なわち、表面の１００係が腐蝕されまたは非常に大きい
ふくれを示す。

この結果を１部３表に示すが、本発明によるペイントは
、２種の比較組成物のいずれより軟鋼パネルを良好に保
護することが分かる。亜鉛腐蝕付着物の象は、比較組成
物に比較すると減少し、本発明によるペイントはふくれ
を生ずる傾向が少ない。

少々驚ろいたことに、・４５容ｔＳの亜鉛末をカルシウ
ム交換シリカ腐蝕防止性粒子で置換えたペイントで最良
の結果が得られた（実施例６）。

第３表 上記の結果は、指数尺度である。

実施例７および比較実施例８および９ 比較の目的で、２水準の置換（１０容量チおよび２０容
駄％）でメタ硼酸バリウムを配合してエポキシ樹脂を基
剤とするジンクリッチペイント（実施例２と同じ配合）
を製造し、亜鉛の４５容量チを実施例２と同様にカルシ
ウム／シリカで置換したジンクリッチペイントに対照し
て試験した。

配合を第６表に示し、ＡＳＴＭ法塩試験による８００時
間の結果を第４表に示す。

メタ硼酸亜鉛（この適用に製造業者が推奨した）による
結果は悪い性能を示し、そして、高水準置換における一
カルシウム／シリカからはをよるかに良好な性能が得ら
れた。

比較実施１１０および実施例１１および１２亜鉛の２水
準置換（２０容量チおよび６０容量％）でカルシウム／
シリカ（実施例２の顔料と同じである）を配合すること
によって塩素化ゴム結合剤を基剤とするシンクリッチペ
イントを製造し、添加剤なしのシンクリッチペイントに
対照して試験した。配合を第７表に示し、ＡＳＴＭ法塩
吹甘塩吹付の３５０時間の結果を第５表に示す。この結
果からカルシウム／シリカ言置の増加に伴い性能の顕著
な同上が示されるが、エポキシ結合剤の丁ぐれた性能の
ため前記の性能はエポキシを基剤とするペイントには劣
っていた。

第６表 デーサン１１−Ｍｌ　　け１、バックマンラざラドリー
ス（Ｂｕｃｋｍａｎ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ工ｎｃ
、）社製のメタ硼酸バリウム顔料である。

ＢＦＫＡ−６５１＝’！、クロクンンア７Ｆガリー（ａ
ｒｏｘｏｎａｎｄ　Ｇａｒｒｙ）社によって供給された
湿潤並びＴｌｃｌｌ！！１ｕｌｌ剤である。

ペイント８および９は実施例２と同様に製造した；ペイ
ント７では、Ａ部を亜鉛末を除いた全成分なボールミル
にかけ、亜鉛末は後で高速分散機に添加して製造した。

丁べての場合、Ａ部とＢ部とは適用直前に混合した。

第７表 丁ぺての場合、顔料を配合する前に、顔料以外の全成分
を溶剤に溶解させた。ペイント１０においては、亜鉛末
を高速分散機で配合し；ペイント１１および１２では顔
料をざ−ルミル中で配合した。

アロプレン（Ａ１１ｏｐｒθｎｅ）Ｒ１０は、工Ｃ工社
から供給される塩素化♂ム樹脂である。

セレクロア（ａｅｌｅａｌｏｒ）　７０は、工Ｃ工社に
よって供給される不活性増量剤として富まれる塩素化パ
ラフィン樹脂である。

セレクロア４２は、工Ｃ工社によって供給される可塑剤
として富まれる塩素化パラフィンである。

レオプ９　ス（Ｌｅｏｐｌａｓ）　５９は、チバーガイ
ギ−（Ｃｉｂａ−Ｇｅ１ｇ７）社によって供給される安
定剤（エポキシ化大豆油〕である。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ｉ）粒子形態の元素亜鉛、 （ｎ）イオン交換によって腐蝕防止性カチオンが表面に
   化学的に結合されている無機酸化物粒子が含まれている
   ことを特徴とする、結合剤と混合することによって表面
   保護コーティング組成物の製造に好適な組成物。
2. （２）前記の元素亜鉛：イオン交換された無機酸化物の
   量が、重量で７５：１〜３：１である特許請求の範囲第
   １項に記載の組成物。
3. （３）前記の無機酸化物がシリカであり、前記の腐蝕防
   止性イオンがカルシウムイオンである特許請求の範囲第
   １項または第２項に記載の組成物。
4. （４）（ｉ）結合剤、 （ｉｉ）コーティング組成物の重量に基づいて、５０〜
   ９０重量％の粒子形態の元素亜鉛、および、（ｉｉｉ）
   イオン交換によって腐蝕防止性イオンが表面に化学的に
   結合されている有効量の無機酸化物粒子 から成ることを特徴とする腐蝕防止用として金属表面へ
   の適用に好適なコーティング組成物。
5. （５）元素亜鉛：イオン交換された無機酸化物の重量比
   が、７５：１〜３：１である特許請求の範囲第４項に記
   載のコーティング組成物。
6. （６）前記の無機酸化物がシリカであり、前記の腐蝕防
   止性イオンがカルシウムカチオンである特許請求の範囲
   第４項または第５項に記載のコーティング組成物。
7. （７）前記の無機酸化物の表面に結合している腐蝕防止
   性イオンの量が、無機酸化物１ｇ当り０．０１〜２．５
   ミリモルの腐蝕防止性イオンである特許請求の範囲第４
   項〜第６項の任意の１項に記載のコーティング組成物。
8. （８）硬化性樹脂および該硬化性樹脂のための硬化剤が
   さらに含まれ、該硬化性樹脂および硬化剤がパックの異
   なる部分にある二液型パックであり、混合することによ
   って特許請求の範囲第４項〜第７項の任意の１項に記載
   のコーティング組成物を形成するものであることを特徴
   とする二液型パック。
9. （９）（ｉ）結合剤、 （ｉｉ）５０〜９０重量％の粒子形態の元素亜鉛、およ
   び、 （ｉｉｉ）イオン交換によってカルシウムカチオンが表
   面に化学的結合している、腐蝕防止剤として有効量のシ
   リカ粒子 から成ることを特徴とする、腐蝕を防止するために金属
   表面への適用に好適なペイント。
10. （１０）特許請求の範囲第４項〜第７項、または第９項
    の任意の１項に記載の組成物で被覆された鉄金属構造体
    。