JPS6386765A - 腐食防止被覆組成物 - Google Patents

腐食防止被覆組成物

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JPS6386765A
JPS6386765A JP62231218A JP23121887A JPS6386765A JP S6386765 A JPS6386765 A JP S6386765A JP 62231218 A JP62231218 A JP 62231218A JP 23121887 A JP23121887 A JP 23121887A JP S6386765 A JPS6386765 A JP S6386765A
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JP
Japan
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coating composition
coating
composition according
aqueous substrate
corrosion
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JP62231218A
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ディビッド ジョージ オーセン
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BP PLC
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08Anti-corrosive paints
    • C09D5/10Anti-corrosive paints containing metal dust
    • C09D5/106Anti-corrosive paints containing metal dust containing Zn

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属表面特に鉄金属表面の腐食防止のための
表面保護被覆組成物に関し、この組成物で被覆された鉄
金属表面を持つ物品または構造物に関する。
〔従来の技術と問題点〕
金属表面を電気的に接触させてより低い標準電極電位の
第二の金属(即ち析出金属)を配置することにより金属
表面を腐食から保護できることはよく知られている。こ
の保護形態の一般的な例は電気めっき鋼である。
析出金属の粒子は、通常非常に細く分割された粒子であ
るが、塗料中でそれを使うことも知られている。特に、
亜鉛ダストを含有する塗料を用いて鋼表面を保護するこ
とは公知である。公知の亜鉛台右塗料は、例えば、エポ
キシ樹脂やケイ酸エチルの様な有機あるいは無機結合剤
を含有する。通常その様な塗料の亜鉛金回は70乃至9
0重3%であり、従ってその塗料は一般には富亜鉛塗料
として知られている。
富亜鉛塗料は鋼表面に腐食からの非常に良好な保護を提
供し得る。しかしながら、環境に暴露されたままだと、
白色の亜鉛腐食産物の層が表面上に比較的速やかに生成
する。これら腐食付着物は見苦しく、また被覆の追加塗
布を困難にする。たとえ環境に暴露される前に別の塗料
で重層被覆して富亜鉛被覆を形成したとしても、亜鉛腐
食が中塗の密着の問題をひき起こす可能性があり、おそ
らく依然として白色の亜鉛腐食産物が表面上に付着する
ままであろう。
〔発明が解決しようとする問題点〕
富亜鉛被覆組成物における亜鉛腐食に附、随する問題は
、イオン交換によって無機酸化物粒子表面に化学的に結
合された腐食防止イオンを持つ有効mの無機酸化物粒子
組成物の包含によって軽減できることがヨーロッパ特許
EP196835A号明細店に開示されている。
その願書には金属表面に塗布して腐食を防止するに適す
るとして、 (1)結合剤と、 (11)被覆組成物の重訂基準で50乃至90重量%の
特定の形の元素亜鉛と、 (fii)イオン交換によって表面に化学的に結合した
腐食防止イオンを持つ有効量の無機酸化物粒子と からなる被覆組成物が記載されている。
結合剤の釘は被覆組成物の重Rを基準として便利には1
0乃至60重1%の範囲内、好適には15乃至35重徂
%の範囲内とし得る。
特に記載のある結合剤は、有機ポリマまたは有機溶剤中
でポリマを形成する素材を用いる非水系を基礎としてい
る。
EP196835A号明細書に特に記載された表面被覆
においては、結合剤は表面被覆内で亜鉛と無機酸化物粒
子を保持する作用があり、結合剤含量が非常に低レベル
に減少すると被覆の耐久性は減少すると考えられていた
〔問題点を解決するための手段〕
水性基材の系を用いることにより結合剤なしまたは低レ
ベルの結合剤を含有する組成物から有効な被覆が得られ
ることが突き止められた。
よって本発明によれば金属表面に塗布して腐食を防止す
る水性基材被覆組成物は、(1)被覆組成物の乾燥重量
基準で50乃至90重σ%の特定の形態の元素亜鉛と、
(II)イオン交換によって表面に化学的に結合した腐
食防止イオンを持つ有効量の無機酸化物粒子と から成る。
イオン交換によって無機酸化物粒子の表面に結合した腐
食防止イオンを持つ無機酸化物粒子は、腐食防止剤とし
て知られており、英[EIIIGB2071070BI
]J]18m、ヨーロッパ特許出願46057明wIm
およびヨーロッパ特許出願89810明ll1l書に開
示されている。英国特許出願2091235明atはこ
の型のある種の腐食防止剤の調製法を開示する。これら
出版物の開示は参考文献によってここに取入れられる。
これら特許及び特許出願に開示されたイオン交換された
無機酸化物粒子のいずれもが本発明で使用され得る。し
かしながら、好適な粒子はその中で無機酸化物に結合し
たイオンが陽イオンである物であり、また好適な無機酸
化物はシリカである。
本発明で使用するに特に好適なのはイオン交換によって
シリカ粒子に化学的に結合したカルシウムイオンを持っ
シリカ粒子を含む腐食防止剤である。無機酸化物粒子は
好適には0.5〜40ミクロンの範囲内、ざらに好適に
は1〜10ミクロンの範囲内の粒子の寸法を右する。
無機酸化物は、便利には2.5ミリモル/グまでの腐食
防止イオンを含有し得る。下限はほぼ0.01ミリ工ル
/gまで可能であるが好ましくは0.05ミリモル/り
である。
典型的な場合、被覆組成物中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総量は、60乃至90重岱
%である。イオン交換された無IIM化物に対する亜鉛
の容ω比は例えば、1 :0.05乃至1:1.2好ま
しくは1 :0.67乃至1:1あるいは重量基準で7
5:1乃至3:1とし得る。
被覆は亜鉛とイオン交換された無機酸化物の反応から″
a集力を与えられる。これは遅い反応であり、被覆は長
期間かかって硬化する。
しかしながら、組成物への電解質の添加によって反応速
度を相当増加でき、硬化時間は7日あるいはそれ以下に
減少する。電解質は金属表面に塗布する前に組成物に添
加できるし、または塗布の後に添加(例えばスプレーに
よって)できる。電解質は好ましくは単純な塩であり、
より好ましくは塩化ナトリウムである。それは通常水溶
液として塗布され、好ましくは濃度節回は0.08〜1
.7モルであるが、便利には水溶液は海水とすることが
できる。
亜鉛とイオン交換された無機酸化物の反応は塗布される
組成物にその凝集力を与える。
しかしながら、この硬化反応は特にffl[が存在しな
い場合は比較的遅い。風や水の作用を介す被覆の侵食を
避けるため、被覆が十分に硬化する前に、必要に応じて
保持剤を組成物に添加してもよい。この保持剤は、組成
物に凝集力を与えるフィルム形成ポリマということにな
ろう。やはりそれも水溶性あるいは水分散性ということ
になろう。好適な保持剤の例として、アクリル、スチレ
ン/アクリル、ビニル/アクリル、シリコンあるいはウ
レタンのエマルジョンがある。エポキシ樹脂の様なその
他のエマルジョンポリマも水溶性アルキドあるいはポリ
エステル樹脂同様好適である。
被覆中に保持剤が存在する場合は、それが、顔料容積濃
度が少なくとも70%である様な量にて存在することが
好適である。
顔料容積濃度とは、最初の乾燥被覆処方物中の保持剤以
外の全ての固体の容積cJ度と定義する。
分散剤(例えばヘキサメタリン酸ナトリウム)も組成物
に添加することができる。
被覆が(!i電解質作用を介して)十分に硬化する前の
組成物中の水分の恭発を避けるため保湿剤を添加するこ
とができる。その様な保湿剤の例としてエチレングリコ
ール、グリム及びポリエチレングリコールがある。
被覆組成物の形態は塗料ということになろうが、ここで
塗料とはエナメル、ラッカ、ワニス、アンダーコート、
下塗剤、固谷剤、増ω剤、停止剤及びそれらの類似物を
含むことを意図する。
組成物を水中に分散させ表面への塗布を促准する。水の
舟は、表面に流体被覆として塗布するに好適な粘度を持
つペーストを与える様なりとする。被覆組成物中の好適
な水分含Gは、例えば容積基準で80%乃至30%、好
ましくは65%乃至45%である。
被覆組成物は、例えば、顔料、ドライヤ、増粘剤、皮張
り防止剤の様な従来より塗料に使用された添加剤を含有
してもよい。
被覆組成物は従来の技術で調合し塗布することができる
本発明は、金属表面特にここで説明した組成物で被覆し
た鉄金属表面から成る構造物を含む。
〔実施例〕
以下の実施例1乃至4によって本発明を説明する。
試験へ、B及びCを含むのは比較寸ろ目的のためだ番ノ
である。
実施例1 亜鉛とCa/SiO2、結合剤なし 12.25!7の亜鉛ダスト(フィソンスARグレード
)と2.52gのカルシウムで交換されたシリカ(商業
生産ナンブル)、即ち容積比0.55:0.45の混合
物を6.43の蒸留水と共に乳棒と乳詐で軽くは砕し平
滑はけ塗適性を有す混合物を作り、それを超音波で洗浄
し脱脂した6インチ×4インチの研磨鋼試験パネル(ピ
レン・ケミカル・サービス会社製)に塗布し、放置乾燥
させた。
比較試験A 亜鉛とシリカゲル、結合剤なしく本発明によらない場合
) 12.259の亜鉛ダストと2.52gのシリカゲル(
セカグル・ブランク製、水中ボールミル粉砕と噴霧乾燥
の結果前られるスラリで、小粒子寸法で製造される)を
12.79の蒸留水と共に乳棒と乳鉢で同様に磨砕した
。その結果(りられた混合物は、極度に凝集塊を生じ凝
集性の湿潤フィルムを形成しそうもなかったが、作業者
の能力の限りを尽くして試験パネルにはけで塗布した。
パネルは放置し乾燥させた。
両方の被覆試験パネルは、ASTM B117−73に従い350時間熱ナルト・スプレに8
露した。試験終了時点で、実施例1の組成物は副支持体
のα食の兆しは見られず堅牢で付着性の被覆を形成して
いたが、比較試験Aの組成物はずっと低い付着性しか示
さず泡状構造や支持体の腐食が見られた。脚食の評価と
トルク剪断付着測定を第1表に示す。
実施例2 亜鉛ど(:、a /Si 02 、結合剤あり14.5
4gの亜鉛ダスト、3.2igのカルシウムで交換され
たシリカ(容積比0.54:0.46)、及び3.93
yの蒸留水の混合物を乳棒と乳鉢で一緒に軽く磨砕し顔
料を浸潤させた。次に2.6]?のハ[1フレツクス2
023樹脂エマルジヨン (ICI)を撹拌しながら混合物に加え、顔料容積濃度
75固型物容積%と50固型物容積%のものを作製した
比較試験B 亜鉛とシリカゲル、結合剤あり(本発明によらない場合
) 実施例2と同様であるが、カルシウムで交換されたシリ
カを等言争(及び重61)の微粉砕シリカゲルで置き換
えた。
比較試験C 亜鉛と結合剤(本発明によらない場合)26.44gの
亜鉛ダストと3.93L:Jの蒸留水と2.69gのハ
ロフレックス202Sから成る実施例2と同様に作製し
た被覆臂l酸物。pvc <顔料容積濃度)=75%、
固型物容積=50%、実施例2及び比較試論B及びCの
組成物をそれぞれ2枚のピレン試験パネル(実施例1に
記載の様に調製)に4よけで塗布し放置、乾燥させた。
それぞれの組成物のパネル1枚に鋼支持体に達する(C
jを付け350時間ASTM  8117〜73 サル
ト・スプレに暴露した。試験終了後、パネルを蒸留水に
浸し、放置乾燥後、暴露しなかったパネルと共にエブリ
ヒト・ツイストメータを用いるトルク剪断付着測定に供
した。腐食の評価と付着測定の結果を第1表に示す。
3種の組成物全てが(u部分での支持体の爬食を防止し
た。しかしながら、試験Cの組成物(亜鉛ダストのみ)
はひどい白色の錆や所々泡状構造が見られた。試験B(
亜鉛とシリカ)の組成物は、白色の錆の発生はずっと少
なくしか見られなかったが、その代りフィルム下に支持
体の腐食が、またフィルム中は一面茶色の錆で染まって
いるのが見られた。
実施例2の組成物(亜鉛とカルシウムで交換されたシリ
カ)が最良の保護効果を与え、殆んどあるいは全くフィ
ルム下の支()体の、腐食が見られず、表面の白色の鈷
は最少であった。3種の組成物全てが野外暴露試験で顕
著な付着力の増加を示し、実力(呵例2の組成物が最も
大きな効果を示すが、なおこの効果は試験B及びCの組
成物に関する成分欠落の態様による特質に帰すべきであ
り、それは被覆と付着試験周当て盤を固定す゛るエポキ
シ樹脂付着部との界面において増加する傾向にある。
このことによって、実施例2〈比較試験Bく比較試験C
の順の増加傾向が中塗の密着の問題に反映される可能性
らある。
実施例3 次の処方に従って塗料を調製した。
超微細亜鉛ダスト      250部カルシウムで交
換されたシリカ 50部水             
          50部塩化ナトリウム     
  2.5部組酸物を平滑な鋼パネルに塗布し周囲温度
、湿度100%で放置、固化させた。70後に満足でき
る固化が得られた。
実施例4 次の2個の部分から成る処方に従って塗料部分へと部分
Bを示された比率で塗布直前に混合する。鋼パネルに塗
布した組成物は2日以内に固化した。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(i)被覆組成物の乾燥重量基準で50乃至90
    重量%の特定の形態の元素亜鉛と、 (ii)イオン交換によって表面に化学的に結合した腐
    食防止イオンを持つ有効量の無 機酸化物粒子と から成る金属表面に塗布して腐食を防止するに適した水
    性基材被覆組成物。
  2. (2)被覆中に存在する保持剤は全て顔料容積濃度が少
    なくとも70%である様な量にて存在することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の水性基材被覆組成物。
  3. (3)電解質が存在することを特徴とする特許請求の範
    囲第1項乃至第2項のいずれかに記載の水性基材被覆組
    成物。
  4. (4)電解質が塩化ナトリウムであることを特徴とする
    特許請求の範囲第3項記載の水性基材被覆組成物。
  5. (5)無機酸化物がシリカであり、腐食防止イオンがカ
    ルシウム陽イオンであり、カルシウムで交換されたシリ
    カの量が被覆組成物の重量基準で1.25乃至15重量
    %であることを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第
    4項のいずれかに記載の水性基材被覆組成物。
  6. (6)分散剤が存在することを特徴とする特許請求の範
    囲第1項乃至第5項のいずれかに記載の水性基材被覆組
    成物。
  7. (7)保湿剤が存在することを特徴とする特許請求の範
    囲第1項乃至第6項のいずれかに記載の水性基材被覆組
    成物。
  8. (8)特許請求の範囲1項乃至第7項のいずれかに記載
    の被覆組成物で金属表面を被覆することから成る方法。
  9. (9)前記組成物を金属表面に塗布した後に電解質を被
    覆組成物に塗布することを特徴とする特許請求の範囲第
    8項記載の被覆組成物で金属表面を被覆することから成
    る方法。
  10. (10)金属表面に塗布した特許請求の範囲第1項乃至
    第7項記載の組成物と前記組成物に塗布した二次表面被
    覆とから成る複合構造物。
  11. (11)前記二次表面被覆が全ゆるフィルムを形成する
    ポリマまたはこのフィルムを形成するポリマを含有する
    素材であることを特徴とする特許請求の範囲10項記載
    の複合構造物。
  12. (12)特許請求の範囲第1項乃至第7項のいずれかの
    組成物にて被覆した鉄金属構造物。
JP62231218A 1986-09-18 1987-09-17 腐食防止被覆組成物 Pending JPS6386765A (ja)

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GB8622465 1986-09-18
GB868622465A GB8622465D0 (en) 1986-09-18 1986-09-18 Corrosion inhibiting coating composition

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ID=10604376

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EP (1) EP0260961A3 (ja)
JP (1) JPS6386765A (ja)
AU (1) AU596214B2 (ja)
CA (1) CA1260693A (ja)
DK (1) DK491587A (ja)
GB (1) GB8622465D0 (ja)
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NZ (1) NZ221832A (ja)
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