JPH06503108A - 耐蝕性保護合成物 - 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】 Ｉ…出 本発明は、金属用耐蝕性保護合成物に関しており、この合成物は、硬化後の硬化 性結合剤を含み、水と酸素浸透性が低く、固体部分から構成された少なくとも一 種類の充填剤を含んでいる。

この種の合成物は、容易に駿化し易い金属、特に鉄及び鉄鋼の駿化を防止するか 、または、遅らせるために使用される。これらの合成物は、金属の表面に液状ま たは粉末状に塗布され、硬化する。

鉄及び鋼鉄上の鯖の形成は、鉄及び鋼鉄が酸素と湿気に暴露されている場合、金 属表面に無数の陽極と陰性が生成する結果である。

部分的にのみ保護され、従って天候環境の影響を不均一に受ける金属表面上の微 小電池の形成に関する特徴のある例を見ることが出来る。酸素の濃度が高い部分 には、陰極が形成され、酸素の濃度が低い部分には、陽極が形成される。この電 子理論は、これらの微小電池が錆の原因であることを示している。電気化学的張 力が電極間に発生し、これにより、水素が陰極に生成し、鉄は陽極において分解 する。

極めて明白な耐蝕性保護は、金属表面に水と気体の不浸透性塗料を塗布すること から構成される。金属保護の原理は、”障壁効果−として知られており、現在の 耐蝕性合成物は、ある意味でこの゜゛障壁効果”に基づいている。

前述のような既知の合成物の充填剤は、不活性か、または非常に活性の顔料であ る．活性顔料は、酸素と湿気とを結合し、金属上の酸素と湿気との有害な影響を 遅らせ、保護を改善する材料である。これらの活性顔料は、主に、鉛、クローム 、バリウム、モリブデン、亜鉛、カルシウム、ストロンチウム、または、燐から 成っている。これらの顔料の活性度は、水と酸素との反応のため、数あるなかで 時間に制約される。その上、これらの顔料の大部分は環境に対し有害であり、従 って、その使用は次第に限定されている。

不活性または不活発な顔料は、典型的な顔料であり、アルミノケイ酸塩、マグネ シウムケイ酸塩、マグネシウム−アルミニウムケイ酸塩、アルミニウム粉末、亜 鉛末、硫酸バリウム、石英、酸化鉄、二酸化チタンなど層状の不活性材料には好 適である。これらの無機質のなかには、結合剤への良好な密着を得るために、エ ポキシまたはシランなどのポリマーにより事前に処理することが出来るものもあ る。

これらの無機物は、十分な水と気体の不浸透性を有する。

しかし、それらの表面への結合剤の密着性が良好でなければ、水が蓄積する空間 、いわゆるウォターバッグが形成する。従って、このウォターバックの形成を防 止し、また、塗膜の浸透性を防止するため、い《つかの無機質が処理される。

これらの顔料のほかに、一般に、既知の顔料は、コストを低減し、金属表面上へ の塗料の塗布を容易にするため、ほかの充填剤を含有している。

良い耐蝕性保護塗料は、可能なかぎり高密度でなければならず、言い換えれば、 たとえどのように小さい中空状の空間も、塗膜の保護品質を著しく低下するので 、避けなければならないと、広く認められている。

これらの性質を得るために、既知の合成物は、非常に強力な、細分化されたポリ マー結合剤から成っており、この結合剤は、密着促進剤で処理された充填剤へ強 力に、好適に密着する。このように、硬化した塗膜内の中空状空間の形成は、是 非とも防止されなければならない、塗膜内の多孔性を防止するほかに、顔料と充 填剤は、結合剤より低い体積濃度で添加される。これは、顔料の体積濃度が、合 成物の限界顔料体積濃度よりも低いことを意味する。

従って、周知の良い耐蝕性保護合成物は、比較的に高価である。

本発明の目的は、この不利な点を改善し、優れた保護を行うが、それでも比較的 に安価である金属用耐蝕性保護合成物を提供することである。

このために、充填剤は、１からｌＯＯマイクロメータの大きさの発泡したポリマ ー部分を含んでいる。

本発明者は、耐蝕性保護塗料にポリマー微小部分を使用することが、可能である だけでなく、さらに、これらの微小部分の使用が塗料の耐蝕性を著しく改善し、 ふくれの発生を減少し、いくつかの顔料の塩類生成を低減し、密着性を高め、こ れまで知られていない性質を有する合成物を生成することを発見して驚くほどで あった。

この種の微小部分は、それ自体知られている。Ｅｘｐａｎｃｅｌの名称で市場で 入手出来る、発泡した塩化アクリルニトリルビニールのコポリマーがある。

これらの微小部分の用途は、１９８５年１１月２７日発行と１９８６年７月２３ 日発行の“ポリマー・ペイント・カラー・ジャーナル”誌に述べられている。

これらの発泡有機微小部分は、装飾用水溶性内装家庭塗料などの水性合成物に通 常使用されている。この目的は、主に、価格と密度を低減し、利用可能性を改善 することである。これらの微小部分の外装使用は、紫外線の感受性のために、推 奨されない。

従って、専門家が耐蝕性保護合成物の充填剤などの微小部分を当てにすることは 、賢明とは思われない。

一般的に言って、発泡ポリマーの微小部分を使用する専門家は、ほかの材料の微 小球または微小部分によると同じ不利な点、すなわち、硬化した合成物内の中空 状の空間の形成を見込んでいる。

この空間を通って、気体と蒸気は自由に移動し、このため、水と気体の不浸透性 保護層の形成を当てにしている合成物の保護活性度をかなり低下する。水蒸気は 急速な蒸発またＺ７ヨ凍結により合成物を損傷し、また、これらの空間に蓄積す る。これらの空間は、合成物の機械的及び化学的耐性をも非常に低下する。

本発明の実施態様の具体的形態では、発泡ポリマー部分は微小球、詳細には中空 の微小球である。

特に、金属用の耐蝕性保護塗料に関し、偏見がポリマー微小球の使用に対してあ り、これらの合成物は普通、天候の影響を受けやすいので、例えば、充填剤とし て発泡ポリマー微小球を有する塗膜は、耐候性がな（、機械的性質が不十分で、 多孔性のために、その保護機能を満足出来るほど果していないと、一般に認めら れている。

実施態様のこの形態では、発泡ポリマー微小球を添加することにより、これらの 部分を使用せずに、あるいは、従来の充填剤を使用して得られないこのような耐 蝕性性質を有する合成物を得ることが可能である。

本発明の実施態様の有用な形態の場合、合成物は、硬化前に合成物の全重量パー セントに基づいて計算された、０．０５〜６重量パーセントの発泡ポリマー部分 を含んでいる。

本発明の実施態様の有用な形態の場合、ポリマー部分は、塩化アクリルニトリル ビニールのコポリマーから得られる。

本発明のほかの特徴と利点は、本発明による耐蝕性保護合成物の次の説明から明 らかになるであろう。この説明は例としてなされているだけであり、本発明を制 約するものではない。

本発明による耐蝕性保護合成物は、硬化性結合剤と、硬化前に合成物の全重量パ ーセントに基づいて計算された０、０５〜６重量パーセントの、１〜１００マイ クロメータの大きさの発泡ポリマーを有する中空の微小球とから構成しており、 １と１００マイクロメータの間の一つの直径を有する微小球が非常に有用である 。

非常に適切なポリマーは、塩化アクリルニトリルビニールのコポリマーである。

所望の大きさの微小球の形態をなしているこのような適切なコポリマーは、ＥＸ ＰＡＮＣＥＬ″の名称で市販されており、そのなかでも特に、スウェーデンのエ クスパンセル会社のタイプＤＥＬ２である。

発泡に使用された発泡剤は、中空の微小球内に存在したままである。

必要な化学的と機械的な性質の他に、使用する結合剤は低い水と酸素の不浸透性 も有する。シリケート、エポキシ、及びポリウレタンは、これらの用途には最も 適しているが、それでも、アルキッド、スチレン、塩化ゴム、及びいくつかの分 散液も支障無く使用することが出来る。

シリケートは、そのなかでも、その非有機質的性質のために、溶接プライマーと して非常に有用である。エポキシとポリウレタンは、それらが化学的重合の結果 として硬化し、その結果、非常に細分化された、極めて密なポリマーの網状構造 が得られるので、結合剤として非常に有用である。極微に細分化されたポリマー 網状構造は、固く緻密であり、従って、極めて水と気体に対する不浸透性が高い 。

これらの発泡ポリマー部分のほかに、耐蝕性保護合成物用の普通の配合剤、例え ば、可塑剤、顔料、ほかの充填剤、触媒、密着性改善剤、耐酸化体、硬化剤、粘 度調整剤などは、結合剤として添加することが出来る。

耐蝕性保護合成物は、特に、例えば、鉄または鋼鉄用の耐蝕性塗料として有用で ある。

この合成物は液状または粉末状で添加され、その後、所望の硬度へ硬化する。

液状で塗布するために、一つ以上の溶剤と多分分散剤が結合剤へ添加される。

本発明は、合成物の次の実施例により一廖詳細に説明され、本発明に基づかない 少数の引用合成物も、比較して示されるであろう。

１肌医Ａ ポリウレタン結合剤を基剤とし、亜鉛を多量に含有した耐蝕性プライマーであり 、次の配合剤を溶解機内で混合することにより得られる： １６重量パーセントの遊離−ＮＣＣ基を含有するＭＤＩ　（ジフェニルメタンジ イソシアナート）ポリウレタンプレポリマーの７２１重量部、 ２．８〜３，２７・イクロメータの粒子大きさの亜鉛末７８５６重量部、 ベントナイト形の処理済モンモリロナイト（ＢＥＮＴＯＮＥ　３４）の４４重量 部 浴剤（ＳＯＬＶＥＳＳＯ１００）　（７）１３７９重量部１立盟」 参照例Ａにおいて、亜鉛末の１６０重量部が、平均の大きさが１２マイクロメー タの塩化アクリルニトリルビニールコポリマーの発泡中空微小球（ＥＸＰＡＮＣ ＥＬ　５５１　ＤＥ　１２）の１６０重量部により置き換λられている。

Ｘ施１− 参照例Ａにおいて、亜鉛末の３３０重量部が、ＥＸＰＡＮＣＥＬ５５１　ＤＥ　 １２の３３０重鳳１により置き換えられている。

見立■ユ 参照例Ａにおいて、亜鉛末の５５０重量部が、ＥＸＰＡＮＣＥＬ５５１　ＤＥ　 １２の５５０重量部により置き換えられている。

１五皿旦 耐蝕性雲母状酸化鉄サーフェーサと、ポリウレタン結合剤を基剤としたトップコ ートであり、次の配合剤を溶解機内で混合することによりえられる： １６重量パーセントの遊離−ＮＧＯ基を含有しているポリウレタンプレポリマー の２０３８重量部、粒子の平均大きさが１．２マイクロメータのマグネシウムケ イ酸塩の２１２５重量部、 ９２〜９４パーセントが６３マイクロメータより小さい粒子の大きさの薄い雲母 状の酸化鉄（ヘマタイト）の１４２６重量部、 ホワイトスピリット−ナフサ溶剤に配合された粒子の大きさ４５マイクロメータ の６５パーセントアルミニウム非フイーリングであるアルミニウムペーストの４ ３７重量部、 ベントナイト形処理済モンモリロナイト（ＢＥＮＴＯＮＥ　３４）の８１重量部 、 溶剤（ＳＯＬＶＥＳＳＯ１００）　（７）３８９３重量部１施主Ａ 参照例Ｂにおいて、充填剤（マグネシウムケイ酸塩、雲母状酸化鉄、及びアルミ ニウムペースト）は、すべて、大きさが１２マイクロメータの塩化アクリロニト リルビニールのコポリマーの等量の発泡中空微小球により置き換えられている。

夫血奥１ 参照例Ｂにおいて、ＥＸＰＡＮＣＥＬ　５５１　ＤＥ　１２（１）　６０重皿部 が添加されており、従って、顔料の全体積濃度は、参照例Ｂに比較して１５．９ ０パーセント増加している。

１践困６ 実施例４ｉ、ｍｊ；イテ、ＥＸＰＡＮＣＥＬ　５５１　ＤＥ　１２（７）　６０ 重量部が添加されており、従って、顔料の全体積濃度は、実施例４に比較して１ ５．９０パーセント増加している。

１照■二 耐蝕性プライマー、サーフェーサ、及びポリウレタン・タールの組合わせ併用剤 であり、次の配合剤を溶解機内で混合することにより得られる。

１６重量パーセントの遊離−ＮＧＯ基を含有しているＭＤＩポリウレタンプレポ リマーの１９９４重量部、無水タール（ＣＴＣ１５Ｐ３０−ＣＩＮＤＵ　）の１ ９６８重量部、粒子の平均的大きさが１．２マイクロメータのマグネシウムケイ 酸塩の２９３１重鳳部１ ペンナトイト形処理済モンモリロナイト（ＢＥＮＴＯＮＥ　３４）の１４７重量 部、 溶剤（ＸＹＬＥＮＥ）の２９６０重量部見鑑［ 参照例Ｃにおいて、タールとマグネシウムケイ酸塩は、上記ＥＸＰＡＮＣＥＬ　 ５５１　ＤＥ　１２（１）　２１重量部により置き換えられている。従って、顔 料の全体積濃度は、参照例に比較して７．５パーセント増加している。

合成物は次のようにして得られる６参照例Ａ、Ｂ、Ｃと実施例１から７は、未処 理の脱脂金属板に厚さが１００マイクロメータの乾燥層に塗布される。中間にお いてエバンス十字が刻まれる０次に、坂は塩水噴霧機の中で垂線に対し１５度傾 斜して配置され、４５℃で５パーセントのナトリウム水溶液の塩水噴霧環境へ５ ００時間露出される。

試験結果は次の表に示される。

表面の錆のしみ：１０　ｔｏ　１０　１０饋の斑点：　１０　１０　１０　１０ 十字の饋、　１０　１０　１０　１０ 十字部位のみ（れ：１０　１０　１０　１０表面のふくれ：４　５　６　９ 亜鉛の塩類の生成：２　４　６　８ 参照例Ｂ　実施例４　実施例５　実施例６表面の錆のしみ：４　６　８　９ 錆の斑点：　７　９　９　１０ 十字のＩｌｌ：　５　４　６　５ 十字部位のみ（れニア　６　９　７ 表面のふくれ：８　８　８　８ 亜鉛の塩類の生成：−一一一 参照例Ｃ実施例７ 表面の錆のしみ：１０１０ 錆の斑点：　１０　１０ 十字の＠：　６　６ 十字部位のふくれ：ｌＯ１０ 表面のみくれ：　１０　１０ 亜鉛の塩類の生成ニー− 評価値二　〇＝悪い ５＝平均 １０＝非常に良い 上表から、本発明の高度な重要性が明らかである。亜鉛を多（含有した塗料のふ くれと亜鉛の塩類の形成は強く抑制され（参照例Ｂ、実施例１，２．３）、不活 性な、発色した硬化合成物の品質は非常に改善され（参照例Ｂ、実施例４゜５． ６）、高品質であるが黒色で環境に不都合なタール合成物を無タールの変形合成 物で置き換えることさえも可能である（参照例Ｃ１実施例７）。

当然のことであるが、これらの優れた性質は、湿分硬化ウレタン充填剤だけに限 定されるものでなく、ほかの充填剤、例えば、シリケート、エポキシ、スチレン 、二成分系ポリウレタン、アルキッド、塩化ゴム、ビニール、シリコン、及びい くつかの分散剤と共に得ることも出来る。さらに、本発明の範囲は、上述の実施 態様の形態に限定されず、本発明の出願の範囲内で、多（の変形を実施態様の上 記形態に対し行うことが出来る。

、　ＰＣＴ／ＢＥ　９１１０００１１７フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，５識別記号　庁内整理番号Ｃ０９Ｄ１２５１００　 ＰＦＢ　９１６６−４Ｊ１３３１００　ＰＧＥ　７９２１−４Ｊ１６３１００　 ＰＫＥ　８８３０−４Ｊ１６７１００　ＰＫＶ　８９３３−４Ｊ１７５１０４　 ＰＨＭ　８６２０−４Ｊ（８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ、。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ 、Ｂ、Ｊ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、Ｔ Ｇ）、ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　Ｃ３，ＦＩ、　ＨＵ、ＪＰ。

ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、Ｎｏ、　ＰＬ、　ＲＯ，ＳＤ、ＳＵ、Ｕ Ｓ Ｉ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．金属用耐蝕性保護合成物にして、前記合成物が硬化後に水と酸素の低浸透性 を有する硬化性結合剤と固体部分から成る少なくとも一種類の充填剤とを含有し ており、前記充填剤が１から１００マイクロメータの大きさの発泡ポリマー部分 を含有していることを特徴とする合成物。
2. ２．前記発泡ポリマー部分が微小球であることを特徴とする上記請求の範囲に記 載の保護合成物。
3. ３．前記微小球が中空状微小球であることを特徴とする上記請求の範囲第１項ま たは第２項に記載の保護合成物。
4. ４．合成物が、硬化前に合成物の全重量について計算された０．０５から約６重 量パーセントの発泡ポリマー部分を含有していることを特徴とする上記請求の範 囲のいずれかに記載の保護合成物。
5. ５．前記ポリマー部分が気体不浸透性のポリマーで製作されていることを特徴と する上記請求の範囲のいずれかに記載の保護合成物。
6. ６．前記ポリマー部分が塩化アクリルニトリルビニールのコポリマーから製作さ れていることを特徴とする上記請求の範囲のいずれかに記載の保護合成物。
7. ７．発泡ポリマー部分がさらに発泡剤を含んでいることを特徴とする上記請求の 範囲第１項または第２項に記載の保護合成物。
8. ８．前記結合剤が次の群：ポリウレタン、エポキシ、シリケート、アルキッド、 スチレン、アクリル、塩化ゴム、及びビニールの少なくとも一つから生成されて いることを特徴とする上記請求の範囲のいずれかに記載の保護合成物。