JP2637549B2

JP2637549B2 - 一次防錆塗料組成物

Info

Publication number: JP2637549B2
Application number: JP8236989A
Authority: JP
Inventors: 正敏田中; 英夫福田; 浩司溝畠
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1997-08-06
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: JPH021769A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は耐熱性および溶接性に優れた一次防錆塗料組
成物に関する。更に詳しくは、大型鋳鋼構造物の一次防
錆塗料として有効であり、溶接および歪取り等の加熱に
よっても十分防錆性を確保し、かつ良好な溶接性を発揮
する一次防錆塗料組成物に関する。

（従来の技術およびその課題）防錆塗料には各種防錆顔料を含有するものが数多く知
られているが、中でも亜鉛末を含有するジンクリッチペ
イントは防錆性に優れ、船舶、橋梁等の大型鉄鋼構造物
の一次防錆塗料として広範囲に用いられている。このジ
ンクリッチペイントは、一般に多量の亜鉛末と結合剤と
を混合して得られる塗料であって、塗膜中の亜鉛と、鉄
鋼面との電気化学的作用による亜鉛の犠牲防食作用と、
亜鉛の腐食生成物による酸素や水分の遮断作用によって
防錆効果をもたらすものである。しかしながら、このジ
ンクリッチペイントにも次のような欠点がある。

まず、第一に塗膜中の亜鉛末含有量を増大すると、亜
鉛による犠牲防食作用が大きくなり防錆性能を向上する
が、それに比例して白錆発生量が増大し、上塗り塗料と
の付着性が低下する。逆に亜鉛末含有量を減少させる
と、亜鉛による犠牲防食作用が低下することにより、防
錆性能が劣り、発錆防止の目的が十分に達成されない。

第二に、溶接裏面や歪取り裏面等のように高温に加熱
された部分については、熱により塗膜中の成分が揮発し
たり分解して、塗膜の破裂が生じ、それに伴って防錆性
も低下し、発錆防止の目的が達成されない。

大型鉄鋼構造物においては、溶接箇所や歪取り箇所が
多く存在し、その結果、一次防錆塗料を塗装しているに
もかかわらず、上塗り塗装前の錆落とし作業に多大な労
力を要しているのが現状である。他方、従来の一次錆塗
料を塗装した鋼板ではピット、ガス溝、ブローホール等
の欠陥ができやすい為に改善が望まれていた。

従って、亜鉛末の含有量が少なく、かつ高温に加熱さ
れた部分でも優れた防錆性能を発揮し、溶接性のよい塗
料の出現が望まれている。

従来技術においても、亜鉛末の含有量が少なく、かつ
高温に加熱された部分において防錆性能を維持させるた
め、多くの工夫がなされ、結合剤の耐熱性を向上させる
もの（特願昭58−158785号、特願昭59−093540号）およ
び亜鉛末の耐熱防食性を向上させるもの（特願昭59−19
9205号、特願昭59−093541号、特願昭60−281719号）が
ある。

それぞれの技術は良好なものであるが、塗膜の加熱状
態によってその性能にも差が見られることがある。

本発明者等は加熱後の塗膜状態を検討した結果、溶接
あるいは歪取りが行なわれる時その裏面の鋼板温度は60
0℃以上になり、このような高温に加熱された場合にも
防錆性能を維持する新規な組成物を見出した。更に溶接
時の影響を検討し、本発明を完成するに至った。

（課題を解決するための手段）本発明は灼熱減量が33重量％以下であるバインダー成
分（Ａ）、亜鉛末（Ｂ）および500℃以上で加熱し、灼
熱減量３重量％以下に処理した無機酸化物顔料（Ｃ）か
ら成り、600℃以上の耐熱性および溶接性に優れる一次
防錆組成物を提供する。

バインダー成分（Ａ）は灼熱減量33重量％以下、好ま
しくは30〜20重量％であればよく、種々のものが使用で
きる。このようなバインダー成分の例としては、テトラ
またはアルキルトリアルコキシシランの加水分解初期縮
合物、特に式：（R₁）mSi（OR₂）_４−ｍ［式中、R₁およびR₂は同一または異なって、炭素数１〜
５のアルキル基を表し、ｍは１または０を示す。］で表わされる化合物の加水分解縮合物、例えばテトラメ
トキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキ
シシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエト
キシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリ
メトキシシラン、エチルトリエトキシシランまたはそれ
らの混合物等の加水分解初期縮合物；溶剤型コロイダル
シリカ；水分散型コロイダルシリカ；アルカリシリケー
ト；および／またはこれらの混合物が挙げられる。特に
テトラまたはアルキルトリアルコキシシランと溶剤型コ
ロイダルシリカとの組合せは耐熱性に加えて溶接性をよ
り改善する。この場合、前者／後者の重量比が85/15〜3
0/70（SiC₂基準）が好適である。特願昭59−93540号に
はテトラアルコキシシランと溶剤型コロイドシリカの混
合物、あるいはテトラアルコキシシランとアルキルトリ
アルコキシシランと溶剤型コロイダルシリカの混合物が
詳述されている。

バインダー成分は本発明の組成物中に塗膜乾燥基準で
10〜25重量％、好ましくは10〜20重量％含まれる。バイ
ンダー成分が過小であると必然的に塗膜形成性が低下し
特に高温時において充分な重合が進まず、高い耐熱性が
得られない。また、過大であると高温時に重合が進行す
る際に生じるガスで自らの膜を破壊する傾向がある。

本発明に用いる亜鉛末は特に限定的でなく種々のもの
が用いられる。亜鉛末の平均粒径は通常１〜20μ、好ま
しくは３〜10μであるが、これらに限定されない。亜鉛
末は亜鉛と他の金属、例えば、鉄、カルシウム、ナトリ
ウム、カリウム、アルミニウムとの合金であってもよ
い、亜鉛末の添加量は40〜70重量％、好ましくは40〜60
重量％（塗膜乾燥基準）である。亜鉛末の量が過小であ
ると良好な防錆性能が得られず過剰であると白錆の発生
量が増大し上塗り塗料との付着性が低下するし、しかも
高速溶接時における溶接性も低下する。

本発明に使用する500℃以上の高温で加熱する無機酸
化物顔料は元来空気中での耐熱性があるので、空気中で
電気炉等を用いて加熱するだけで良い。無機酸化物顔料
は合成あるいは天然物で良いが、経済性を考えると天然
鉱物が良く、クレー、タルク、マイカ等が挙げられる。
特にクレーは耐熱性防食性に好ましい。その粒径は特に
規定されるものではないが、平滑な塗膜を得るために20
μ以下のものが望ましい。粉砕は加熱の前後どちらでも
良いが、高温加熱後に粉砕する場合は、乾燥粉砕が望ま
しい。その様にして得られた無機酸化物顔料は灼熱減量
が３％以下、好ましくは１％以下である。

本発明の一次防錆塗料は600℃以上、好ましくは800℃
以上の耐熱性を有するのが好ましい。600℃以上の耐熱
性は種々の要因、例えば、結合剤の選択、添加剤の選択
等から塗料に付与される。更に本発明の組成物はガスシ
ールド溶接による80〜100cm/分の速度で良好な溶接性を
有する。このとき乾燥塗膜の加熱減量は８％以下、好ま
しくは５％以下が望まれる。

本発明組成物にあっては、上述の必須成分の他に通常
の防錆塗料と同様に各種の顔料、溶剤、添加剤等を必要
に応じて配合されてよい。顔料成分としては、防錆顔
料、着色顔料、金属粉顔料でよく、具体的には、亜鉛
華、チタン白、ベンガラ、群青、クロムグリーン、リン
酸アルミニウム、メタホウ酸バリウム、モリブデン酸亜
鉛、モリブデン酸アルミニウム、カルシウムシリサイ
ド、フェロアロイ等が挙げられる。溶剤成分としては通
常のイロプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、
イソブチルアルコール、エチレグリコールモノブチルエ
ーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、キシ
ロール、トルオール等が挙げられ、塗装作業性や塗膜乾
燥性が最適になるように適当量配合されてよい。添加剤
成分としてはタレ止め剤、湿潤剤、反応促進剤、付着付
与剤、色分れ防止剤、沈殿防止剤等の防錆塗料に通常使
用される剤が目的に応じて適当量配合されてよい。

本発明組成物は常法に従って調整できる。例えば、結
合剤を含む液状成分とそれ以外の粉末成分を含む系とを
別容器に保存し、使用直前に両者を混合すればよい。ま
た、結合剤と反応する部分（例えば、亜鉛末）以外の粉
末成分の一部または全部を結合剤を含む液状成分と共に
分散し、使用直前に該混合物と残りの成分を混合しても
よい。液状成分と粉末成分の分散には、通常の分散機で
あるディスパー、ホモミキサー、ロールミル、サンドグ
ラインドミル、ボールミル等が使用されてよい。このよ
うにして得られる組成物はエアスプレー、エアレススプ
レー、ロールコーター、ハケ等通常の手段で鉄鋼構造物
に塗布し、自然乾燥または熱風乾燥にて乾燥されればよ
い。

（発明の目的）以上の構成から成る本発明組成物は、一次防錆塗料と
しての機能を充分に発揮することができ、且つ溶接裏面
や歪取り裏面のように加熱された部分においても防錆性
を維持することが可能となる。

また、ガスシールド溶接等の高速溶接時においても欠
陥もなく溶接ができる。

（実施例および比較例）次に実施例および比較を挙げて本発明を具体的に説明
する。本明細書中、特に指示がない限り％は重量に基づ
く。

第１表に示す実施例１〜７および比較例１〜３の組成
物を充分分散することにより得た。組成中、結合剤およ
び亜鉛末は以下のものを用いた。

結合剤Ａテトラアルコキシシランの加水分解初期縮合物を下記
配合で常法に従って得た。成分重量部テトラエトキシシラン（日本コルコート社製「エチルシリケート28」） 100 イソブチルアルコール 50 イソプロピルアルコール 24.7 水 16.6 0.1N塩酸 0.7 192.0 加熱残分（110℃×３時間）23％、灼熱残渣（800℃×
１時間）15％の組成物を得た。乾膜基準の灼熱減量は35
％になる。

結合剤Ｂテトラアルコキシシランとアルキルトリアルコールキ
シシランの混合物の加水分解初期縮合物を下記配合で常
法に従って得た。成分重量部テトラエトキシシラン（日本コルコート社製「エチルシリケート28」） 208.3 メチルオリエトキシシラン（試薬） 106.4 イソブチルアルコール 130 イソプロピルアルコール 169.9 水 49.9 0.1N塩酸 2.2 666.7 加熱残分25％、灼熱残渣17％の組成物を得た。乾膜基
準の灼熱減量は32％になる。

結合剤Ｃ溶剤型コロイダルシリカメタノールシリカゾル（日産化学社製）をイソロピルア
ルコールで50％希釈加熱残分16％、灼熱残渣15％の組成物を得た。乾膜基
準の灼熱減量は６％になる。

亜鉛末三井金属鉱業（株）製平均粒径５μｍまた、第１表の組成物について下記の如き試験を行っ
た。

（１）ばくろ試験試験片としてサンドブラスト鋼板を用い、エアスプレ
ーにて乾燥膜厚15±２μｍに塗布し、20℃、相対湿度75
％で７日間自然乾燥した後、または更に電気炉で600℃
もしくは800℃で10分間加熱、冷却した後に防錆性試験
に付した。該試験は海岸地帯（岡山県玉野市）で６ケ月
行い、赤錆発生状態をASTM（D610）により判定した。

（２）溶接性試験ショットプラスト鋼板（12×150×700mm）に第１表に
示す塗料を、エヤースプレーを用いて、乾燥塗膜15±２
μｍに両面塗装（縦板）および乾燥塗膜30±３μｍに両
面塗装（基板）になるように塗装し、７日間室温で自然
乾燥した。縦板の端面を機械加工し、基板との空隙がな
い様圧着して、溶接ワイヤーSF−１（日本溶接鉱業
（株）製を用い、溶接速度90cm/分で炭酸ガスアーク溶
接法による水平隔肉溶接を行った。

外観欠陥については、ビットによるガス溝の合計長さ
を溶接長で除して判定した。ブローホールについては、
JIS Ｚ 3104に従って判定した。

該表より明らかな如く、本発明組成物は600℃あるい
は800℃加熱後の防錆性が優れている。更に、90cm/分と
いう従来の２倍程度の高速溶接においても良好な溶接性
を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】塗膜乾量基準に対し（Ａ）一般式（R₁）mSi（OR₂）_４−ｍ［式中、R₁およびR₂は同一または異なって、炭素数１〜
５のアルキル基を表し、ｍは１または０を示す。］の加水分解縮合物（a₁）と溶剤型コロイダルシリカ
（a₂）から成りSiO₂基準でa₁/a₂＝85/15〜30/70から成
る灼熱減量が33重量％以下であるバインダー成分10〜25
重量％（Ｂ）亜鉛末40〜70重量％（Ｃ）無機酸化物顔料を500℃以上で加熱し、灼熱減量
３重量％以下に処理した無機酸化物顔料成分５〜50重量
％を含有する一時防錆塗料組成物。
【請求項２】無機酸化物顔料がクレーである請求項１記
載の組成物。
【請求項３】乾燥塗膜の加熱減量（脱酸素条件下800℃
で１時間）が８重量％以下である請求項１記載の組成
物。