JPS62273272A - 防錆塗料組成物 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は防錆塗料組成物に関する。更に詳しくは大型鉄
鋼構造物の一次防錆塗料として有効で、卓越した耐熱性
を有する」二に、良好なばくろ防錆性、溶接性、溶断性
、および上塗令料の塗り重ね適合性を示す防錆塗料組成
物に関する。

〔従来の技術〕

従来、船舶、海洋構造物、及び陸上構造物などの大型鉄
鋼も４造物の建造にはショツトブラストやサンドブラス
トなどで一次表面処理をした後にウォッシュプライマー
、ジンクリッチエポキシプライマー、および無機ジンク
リッチプライマーなどの鋼材用−次防錆塗料が塗装され
ている。

これらの防錆塗料は、それぞれの防錆可能な期間が異な
ってはいるが、鉄鋼構造物の一般部分（主として平坦な
部分）は所定の防錆効果を発揮している。しかし、近年
鉄鋼構造物の大型化が進むにつれて、溶接個所や歪取り
個所が多くなり。

これにともなって生ずる熱損傷部による腐食が問題とな
っている。この問題点を解決するには熱損傷により腐食
した個所を一般にサンドブラスト、電動工具、あるいは
手工具などにより二次錆落としを行なう必要があり、こ
のために多くの労力を用いなければならない。

従来、無機ジンクリンチプライマーは無機質展色剤と高
濃度の亜鉛末から成っている。したがって熱損傷による
劣化は少なく、熱損傷部からの腐食は余り問題にならな
いが溶接、溶断時において亜鉛ヒユームが発生し、これ
によって生ずる衛生上の問題、さらに油性塗料の付着性
不良の問題などにより亜鉛末ａ度の減少を余儀なくされ
、近年造船所を中心として変性無機ジンクリッチプライ
マーが採用されるに至った。これは従来の無機ジンクリ
ンチプライマーの展色剤であるエチルシリケートの一部
をポリビニルブチラール樹脂のような有機質ポリマーで
置換し、かつ亜鉛末濃度を減少させ上述した無機ジンク
リッチプライマーの欠陥を防止しようとしたものである
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし変性無機ジンクリッチプライマーは、組成中の有
機質ポリマーが加熱により分解するため耐熱性が低下し
、熱影響を受けた個所の防錆性は著しく低下する。

このように従来技術の鋼材用−次防錆塗料はそれぞれの
特徴を生かして有効に活用されている反面、熱影響を受
けた個所の腐食は未解決の問題として今なお残されてい
る。特に造船所を主体としているいろな型で「さび−掃
作戦」が展開されている中で、その解決のポイントは鋼
材用−次防錆塗料の耐熱性を如何にして飛躍的に向上さ
せるかにかかつているといっても過言ではない。

〔問題点を解決しようとする手段〕

本発明者はこのような次第で、鋼材用−次防錆塗料に要
求される基本的条件、すなわちばくろ防錆性、上塗塗料
の塗り重ね適合性、溶接溶断性、および鋼板との付着性
などの諸性質を保持しつつ、耐熱性を飛躍的に向上させ
る方法を求めて鋭意研究した結果、酸化チタンがテトラ
アルコキシシリケートの加水分解縮合物を展色剤とする
ジンクリッチプライマーにおいては従来は、単なる着色
剤としての効果を付与するためのみに配合されていたが
、ａ化チタンがテトラアルコキシシリケートの加水分解
縮合物と反応をおこし、強固に結合すること、顔料体積
濃度を４０％〜６０％の範囲で。

テトラアルコキシシリケートの加水分解縮合物を展色剤
とし、乾燥塗膜中皿鉛末５〜２５容量％。

酸化チタンを１０〜３０容量％含有する防錆塗料組成物
は上記目的を満足させ得ることを見出し本発明を完成す
るにいたった。

〔構成〕

本発明の要旨はアルキル基の炭素数が１〜５であるテト
ラアルコキシシリケートの加水分解縮合物を展色剤とし
、亜鉛末及び酸化チタンを含有させてなる防錆塗料組成
物である。

本発明に使用するテトラアルコキシシリケートはそのア
ルキル基の炭素数は１〜５であって具体的にはテトラメ
トキシシリケート、テトラエトキシシリケート、テトラ
プロピオキシシリケート。

テトライソプロピオキシシリケート、テトラブトキシシ
リケート、などが挙げられる。アルキル基の炭素数が６
以上になると硬化性が著しく低下するので好ましくない
。

テトラアルコキシシリケ−１〜はこのままでは皮膜形成
能がないので塩酸、硝酸、硫酸などの無機酸、あるいは
これら無機酸とギ酸、酢酸などの有機酸との混合物を触
媒として加水分解し縮合させ展色剤となす。

本発明に使用する亜鉛末は球状もしくはフレーク状のも
のであって、その配合量は乾燥塗膜中５〜２５容量％、
好ましくは８〜２０容量％に配合する。５容量％に満だ
ないときは塗膜の凝集力および防錆性が低下し、２５容
量％を超えると油性塗料との塗り重ね適合性が悪くなる
。

本発明に使用する酸化チタンはルチル型およびアナター
ゼ型のいずれか、または混合物でもよく、その配合量は
乾燥塗膜中に１０〜ｂ ましくは１５〜２５容址％である。１０容量％に満たな
い場合は耐熱性が低下し、また凝集力の不足により耐摩
耗性が低下する。３０容量％を超えると塗膜が硬くなり
すぎ、耐衝撃性が低下する。

以上のように本発明はテトラアルコキシシリケ−トの加
水分解縮合物を展色剤として、亜鉛末と酸化チタンを必
須顔料として配合するが、皮膜形成に必要な不溶化作用
はこれまではシリケートと亜鉛末の間での架橋反応で行
われていたが本発明はこれに酸化チタンが加わりシリケ
ート−亜鉛末〜酸化チタンの三成分系が皮膜形成要素と
なることが大きな特徴である。この三つの皮膜形成要素
以外に一般に塗料に使用される顔料たとえば、シリカ粉
末、タルク、マイカ、酸化鉄、酸化クロム、リン化鉄、
合金粉末など使用することが出来、全体の顔料体積濃度
を４０〜６０％、好ましくは４５〜５５％にすることが
必要である。顔料体積１度が４０％に満たない場合は乾
燥性が低下し、６０％を超えるとドライスプレーになる
と同時に、耐衝撃性が低下する。

〔発明の効果〕

本発明により製造した塗料を鋼材用−次防錆塗料として
用いると、塗装作業性は従来の塗料と全く同一であるが
、現在主流となっている変性無機ジンクリッチプライマ
ーとの比較において耐熱性が飛閉的に向上する。その結
果溶接部裏面や歪取り部のばくろ防錆性が著しく向上し
、二次さび落とし工数の低減がはかられる。また変性無
機ジンクリッチプライマーに油性塗料を塗り重ねて湿潤
環境におかれた場合、はく離する傾向があったが、本発
明による塗料ではたとえ、湿潤環境におかれても良好な
付着性を示す。

さらに有４！ｉ質ポリマーを除去し、亜鉛末濃度を低い
目にしたことにより溶接性や溶断性も変性無機ジンクリ
ッチプライマーに比較して、すぐれていることが判明し
、鋼材用−次防錆プライマーとしては、高いレベルで品
質がバランスすることが明らかとなった。

〔実施例〕

以下本発明の実施態様を製造例、実施例および比較例に
よってさらに詳述する。文中の部及び％は特記しない限
り、それぞれ重量部及び重量％を示す。

酸化チタンの反応性 酸化チタンとテトラアルコキシシリケートの加水分解縮
合物との反応性は次のような試験によって証明される。

すなわち酸化チタンの他、塗料に一般に使用される第１
表に示される各種顔料を、それぞれ２０容量％になるよ
うにテトラアルコキシシリケート（ここではテトラエト
キシシリケートを使用）の加水分解縮合物の中に懸濁さ
せた後、その懸ｌ蜀液をスプレーでサンドブラスト処理
した鋼板に乾燥膜厚で３０〜４０μｍになるように塗装
し、２４時間室温で放置した後、それぞれの塗膜の耐摩
耗性、ＭＥＫ４８日浸漬後のラビングテス１へなどの物
理的性能を測定し、得た結果を第１表に示す。

得た塗膜の物理的性質は優秀（Ｏ）、普通（０）、やや
不良（Δ）及び不良（×）の四階数で評価し、それぞれ
の塗膜の物理的性質は対応する評価記載で第１表に示し
た。

この第１表で明らかなように、酸化チタンは亜鉛末と同
様の挙動を示し、しかも耐熱性の向上にも結びついてい
ることが認められた。このことは酸化チタンがテトラア
ルコキシシリケートの加水分解縮合物と化学的に強固に
結合していることを示している。

このことは顔料を含まないエチルシリケートの加水分解
縮合物のクリヤー塗膜が耐摩耗性も悪く。

ＭＥＫラビングにも耐えられない点からも明らかである
。一方その他の顔料はこのような挙動を示さず、テトラ
アルコキシシリケートの加水分解縮合物との反応性がや
や弱いか、あるいは全く無いと言える。

このように酸化チタンは、テトラアルコキシシリケート
の加水分解縮合物と化学的に強固に結合し、耐熱性の向
上にも大きく寄与する。

展色剤溶液のａ造 製造例１ 第２表に示すようにテトラエトキシシリケート４０部、
イソプロピルアルコール２０部、及び塩化第２鉄５％含
有イソプロピルアルコール溶液５部、をステンレス製反
応器に仕込み、ついで反応器の内容物を撹拌しながら３
０℃に昇温させたのち、０．３％塩酸水溶液４．８部を
３０分間で滴下し５０℃まで昇温させ、さらに５０℃で
２時間撹拌した後イソプロピルアルコール３０．２部を
加えて希釈して加熱残分２６％の展色剤Ａを得た。

製造例２及び３ 第２表に示すそれぞれの配合割合で製造例２及び製造例
３の展色剤用の材料を混じ、得られたそれぞれの混合組
成物を製造例１に準じて処理し展色剤Ｂ及び展色剤Ｃを
得た。いずれの展色剤も加熱残分は２６％であった。

第２表 申１：エスレツクＢＬ−１（積水化学株式会社製ポリビ
ニルブチラール）の２０％イソプロピルアルコール溶液
。

亜鉛末（球状）：（堺化学工業株式会社製；商品名　亜
鉛末Ｆ） 亜鉛末（フレーク状）：（堺化学工業株式会社製：Ｕ１
品名　亜鉛末ＺＦ） 酸化チタン（ルチル型）：（帝国化工株式会社製；商品
名　酸化チタンＪ　Ｒ−６０２）酸化チタン（アナター
ゼ型）：（チタン工業株式会社製；商品名　酸化チタン
ＫＡ−１０）＊２：耐熱性アルミ合金顔料６０−６５０
　（東洋アルミニウム株式会社製） 実施例１〜１２．比較例１〜５ 第３表で示すそれぞれの配合割合で、展色剤成分を混じ
た混合組成物中に顔料成分と溶剤成分を順次混合し、デ
ィシルバーで十分に撹拌し、それぞれの防錆塗料組成物
を製造した。製造したそれぞれの防錆塗料組成物を以下
に示す試験に供した。

試験は下記に示すそれぞれの試験要領によって試験を行
ない、それぞれの評価基準によって、それぞれの防錆塗
料組成物を評価した。

試験方法と評価基準 （１）キジロール洗浄したミガキ軟鋼板に乾燥塗膜厚２
０μｍになるように手吹塗装し室内に２時間静置したの
ち塗膜を肉眼で観察し下記基準によってそれぞれの塗膜
に等級を付した。

０：塗膜が均一で十分乾燥しており良好と判定されたも
の Δ：塗膜が部分的に不均一であり実用上支障があり不可
と判定されたもの Ｘ：ｖＬ膜が不均一であり実用上不可と判定されたもの （１１）耐熱性試験 サンドブラスト処理した鋼板（７０Ｘ１５０Ｘ１　、６
　ｍｍ）　　にエアースプレーで乾燥塗膜厚が２０μｍ
になるよう塗装し、室内で４８時間放置した後、８００
’Ｃに調整した電気炉で２０分間加熱し。

水冷した後にセロテープで塗膜のはく離を調査し、その
はく離面積を耐熱性の尺度とし、以下の評価基準により
耐熱性に等級を付して判定した。

○：塗膜のはく離面積が０〜１０％で良好と判定された
もの Δ：塗膜のはく離面積が１１〜５０％、実用上不可と判
定されたもの ×：塗膜のはく離面積が５１％以上、実用上不可と判定
されたもの （Ｉｌｌ　）耐熱性試験後の防錆性試験上記（１）の方
法で得た試験板（セロテープによるはく離をしない状態
）を塩水噴霧試験及び屋外ばくろ試験を行ない防錆性を
評価した。その評価基準は、下記の通りである。

○：発錆面禎が０〜３％で良好と判定されたもΔ：発錆
而面が４〜１０％。実用上不可と判定されたもの ×：発錆面積が１１％以上。実用上不可と判定されたも
の （ＩＶ　）上塗適合性試験 サンドブラスト処理した鋼板（７０’ｘ１５０Ｘ１　、
６　ｒｎｍ）　　にエアースプレーで乾燥膜厚が１５〜
２０μｍになるよう塗装し、ついで塗装板を４８時間放
置した後、さらに８００度に調整した電気炉で２０分間
加熱（（ａ）と省略する）し、かつ屋外で７日間ばくろ
（（ｂ）と省略する）し、上記（ａ）、（ｂ）の処置を
行った後、油性系さび止め塗料をエアースプレーで乾燥
膜厚３０μｍになるように塗装し、７日間室内で乾燥し
た後に塩水噴霧試験を２４０時間おこなった後、付着性
試験に供した。付着性の評価はセロテープによるゴバン
目試験（２ｍｍ間隔）で行なった。その評価基準は下記
の通りに行なった。

○：残存塗膜がｔｏｏ／１００〜９０／１００で良好と
判定したもの Δ：残存塗膜が８９／ｌｏｏ〜７０／１００゜実用上不
可と判定したもの Ｘ：残存塗膜が７１／１００以下。実用上不可と判定し
たもの （Ｖ）溶断性試験 サンドブラスト処理した鋼板（５００Ｘ５００Ｘ１６ｍ
ｍ）にエアースプレーで乾燥膜厚が２０μｍになるよう
塗装し４８時間放置した後、Ｋ　ＴＳ型ガス切断機（株
式会社田中製作所製）を用いて、酸素圧：　３　、５　
ｋｇ／ｃｍ２）アセチレン圧：０．５ｋｇ／ｃｍ２）火
口：ＮＯ３という条件でＷＥＳ１級の切断面を得る切断
速度を求めた。実用上４５０ｍｍ／分以上が良好である
。

（Ｖｌ　）溶接性試験 サンドプラス１〜処理した５０ｋｇ級高張力鋼（５００
Ｘ１００Ｘ１６ｎｍ、ｌｊＭ　面ハ’ｊ　ライン’ｊ−
ニヨり研磨加工した）にエアースプレーで乾燥膜厚が２
０μｍになるよう塗装しく端面も塗装）、４８時間放置
した後、炭酸ガス溶接（ワイヤー：ＫＣ５０，１，２ｎ
＋ｍφ、ＣＯ２／　Ａ　ｒ　＝　６　／　４、電流２５
０　Ａｍ　ｐ　）により隅間溶接を行ない、ビード外観
、および気孔発生状態を調査した。評価基準は下記の通
りである。

○：ビード外観および気孔発生状態もよく実用上間頭な
しと判定したもの △：ビード外観又は気孔発生状態が不満足であり実用上
不可と判定したもの Ｘ：ビード外観および又は気孔発生状態に欠点あり実用
上不可と判定したもの 以上の試験を第４表に示した。

第４表の試験結果から明らかなように、本発明に市じた
実施例１〜１２はいずれの試験においても良好な結果を
示しているが、本発明の特許請求の範囲以外の比較例１
〜５は少なくともいずれかの試験において不満足な結果
であり実用上支障を生じる危険性がある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルキル基の炭素数が１〜５であるテトラアルコ
   キシシリケートの加水分解縮合物を展色剤とし亜鉛末及
   び酸化チタンをを含有させてなる防錆塗料組成物。
2. （２）特許請求の範囲第１項においてテトラアルコキシ
   シリケートが塩酸、硝酸、硫酸などの無機酸あるいはこ
   れら無機酸とギ酸、酢酸などの有機酸との混合物を触媒
   として加水分解し、縮合させた展色剤である防錆塗料組
   成物。
3. （３）特許請求の範囲第１項又は第２項において顔料体
   積濃度が４０容量％〜６０容量％、乾燥塗膜中亜鉛末が
   ５容量％〜２５容量％、酸化チタンが１０容量％〜３０
   容量％である防錆塗料組成物。