JPS6176556A - 水系無機質ジンクリツチプライマ− - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、アンモニウムシリケートの水溶液と合成樹脂
エマルションとから成る展色剤に！ｌＩｉ釦末を添加し
た防食性、溶接性、耐熱性、素地との付着性、上塗り塗
料との塗り重ね性などに優れた水系無機質ジンクリッチ
プライマーに関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点）一般
に、Ｌｉ、に、Ｎａなとのアルカリ金属を含有するアル
カリシリケートを展色剤とする無機質ジンクリッチプラ
イマーは、防食性に特に優れたプライマーとして、船舶
；海洋構造物；タンク、パイプライン、プラントなどの
陸上構造物に広く使用されている。しかし、ショッププ
ライマー（鋼材用−次防錆プライマー）として用いた場
合は、防錆性、溶接性は良好であるが、 （１）素地との付着性が悪いので、塗装前に被塗面を完
全に除錆しておく必要がある。

（２）エアレススプレー塗装をすることが難しい。

（３）上塗り塗料との塗り重ねに選択性があり、特に油
性塗料との塗り重ね性に難点がある。

（４）塗膜の可撓性に乏しい。

などの欠点があるため、ショッププライマーとしては使
用されていないのが実情である。

そこで、本発明者らは、先に出願した特開昭５５−１０
６２７１号公報において、このアルカリシリケートを合
成樹脂エマルションで変、性することにより、上記（１
）〜（４）の欠点が改善されることを開示した。しかし
、なお、次に示されるような点で問題があり、ショップ
プライマーとしては未だ不十分なものであった。

すなわち、アルカリシリケート中のアルカリ全屈が完全
に除去されないまま塗膜中に残存するため塗膜表面のｐ
Ｈが高く、しかもｐＨがいつまでも低下しないので、油
性塗料のような耐アルカリ性に欠ける塗料を塗り重ね、
長期間曝露した場合に塗膜が剥離することがあるからで
ある。

（問題点をＭ、決するための手段） 本発明者らは、これら従来のアルカリシリケートの持つ
本質的な欠点を解消し、耐アルカリ性に欠ける油性塗料
を塗り重ねても問題を生じないショッププライマーを得
るへく、鋭意研究を重ねた結果、アルカリシリケートに
代えてアンモニウムシリケートを用いることにより、そ
の目的を達し得ることを知り、本発明を完成するに至っ
た６すなわち、本発明は、一般式 ％式％ で示されるアンモニウムシリケートの水溶液と合成樹脂
エマルションとを固型分比１（０，０１〜０．５）の割
合で配合した展色剤と、塗料固型分当たり４０〜７０重
量％の亜鉛末とを含有して成る水系無機質ジンクリッチ
プライマー（以下単にプライマーという）に関する。な
お、上記一般式において、ｍは正数、ｎは０又は正数で
ある。

本発明に用いられるアンモニウムシリケートは、通常水
溶液の形をしており、これに亜鉛末を混合すると、次式
で示されるような網目状高分子体を形成し、被塗物を被
覆して防食性を発揮する６さらに、過剰の亜鈴は、凝性
陽極として働らくとともに、空気中の炭酸ガス及び水分
と次式のように反応して、水不溶性の炭酸亜鉛を形成し
、同様に防食性を発揮する。

また、塗膜表面のＮ）１４は、空気中の炭酸ガス及び水
分により、次式のように反応して白色生成物を形成し系
外に除去されるので、塗膜表面のｐＨは低下する。

−二の塗膜表面のｐＨの経時的低下度については。

従来のアルカリシリケートに比較して、本発明のアンモ
ニウムシリケートの方がはるかに大きく、塗装置後のｐ
Ｈは、アルカリシリケート同様高い値を示すものの、時
間の経過とともに急速に低下して行くので、油性塗料を
上塗り塗料に用いても、その塗り重ね性に問題を生ずる
ことはない。実際上、鋼材の処理は、ショッププライマ
ーを塗装した後、溶断、溶接１組み立てなどの加工が行
なわれ、上塗り塗料が塗り重ねられるまでには、通常１
か月あるいはそれ以上を要するので、本発明のプライマ
ーの塗膜表面のｐＨが低下するに要する日数が１時間的
に特に問題となることもない。

これらのことは、アルカリシリケート系ジンクリッチプ
ライマーとアンモニウムシリケート系ジンクリンチプラ
イマーとの、曝露日数に対する塗！漠表面のρ１１の変
化を示した第１図からも明らかである。

そこで、本発明者らは、上塗り塗料との塗り重ね性に優
れているこのアンモニウムシリケートを法相とするジン
クリンチプライマーの特徴をより高度に発揮させるため
、アンモニウムシリケートを合成樹１ｊ：１エマルシヨ
ンで変性し、塗膜に有機的性質を付与したところ、素地
との付着性が著しく向上するとともに、上塗り塗料との
塗り重ね性がさらに向トし、また、塗膜の粘弾性の増加
によりその可撓性も向上して、エアレススプレー塗装の
作業性も良好になることを見いだし、本発明をさらに一
歩進めることに成功したものである。

アンモニウムシリケートの変性に用いられる合成樹脂エ
マルションとしては、エポキシエマルション、アクリル
エマルション、アクリル−スチレンエマルション、スチ
レン−ブタジェンエマルション、アルキドエマルション
、エポキシエステルエマルションなどがあるが、中でも
エポキシエマルションが最も適している。なぜなら、エ
ポキシエマルションは、プライマー内でいったん均一に
分散した後、アンモニウムシリケートと反応するため、
塗膜がよりちみつになり凝集力が大きくなるので、プラ
イマーの機能としての塗膜の強靭性が備わるからである
。

アンモニウムシリケートに対する合成樹脂エマルション
の配合量は、固型分比でアンモニウムシリケート１に対
して０．０１〜０．５　　好ましくは０．０５〜０．３
である。　０．０１未満では素地との付着性、上塗り塗
料との塗り重ね性が低下し、０．５　　を超えると溶接
性が著しく低下するとともに、防錆性も低下する。

本発明に用いられる亜鉛末は、直径が２〜３μの球状の
もの又は直径が３〜１５μで厚みが１〜２μのフレーク
状のものであって、これらを単独で又は併せて用いる。

球状及びフレーク状の亜鉛末を併用すると、その活性度
が球状単独のものに比較して低くなるので、貯蔵安定性
がよくなり、さらに、素地との付着障害の原因となる、
油性塗料中の脂肪酸との反応による金属セッケンが生成
しにくくなるので、上塗り塗料との塗り重ね性もよくな
る。！Ｉ！鉗末の配合量は、塗料固型分当たり４０〜７
０重量％Ａｆましくは４５〜６５重量％で、４０重量％
以下では防錆性が低下しやすくなり、７０重量％を超え
ると溶）変性及び溶断性が低下する。

本発明に用いら４しる亜鉛末以外の他の顔料としては、
リンＳｌ　（Ｆｅ、Ｐ）　、酸化チタン、酸化クロム、
酸化鉄、ジンククロメート、縮合リン酸アルミニウム、
マイカ、タルクなどである。

本発明においては、このように、亜鉛末及び亜鉛末以外
の他の顔料についても、その種類及び配合量を倹討する
ことにより、上塗り塗料との塗り重ね性をさらに良好な
らしめたものである。

本発明のプライマーは、 （イ）アンモニラ１１シリケート水溶液（ロ）合成樹脂
エマルション水溶液 （ハ）亜鉛末と、亜鉛末以外の他の顔料とを混合した亜
鉛末混合物 の三成分から成り、使用直前にこれら三成分を混合して
塗装するものである６ （実施例及び比較例） 以下、本発明を実施例及び比較例により具体的に説明す
る。

実施例１〜６ 表−１に示したプライマー配合の各成分（イ）、（ロ）
、（ハ）を同表に示す組成割合で配合して実施例１〜６
の本発明のプライマーを得た。

ここにおいて、成分（−イ）のアンモニウムシリケート
水溶液及び成分（ロ）の合成樹脂エマルション水溶液は
、それぞれアンモニウムシリケート及び合成樹脂エマル
ションを脱イオン水で希釈し、均一になるまで撹拌する
ことにより得られたものを用い、成分（ハ）の亜鉛末混
合物は、亜鉛末及び亜鉛末以外の他の顔料をミキサーで
均一になるまで混合し、３２５メツシユのふるいを通過
したものを用いた。

これら三成分を混合して得られたプライマーを粘度１０
秒（フォードカップＮα４／２０’Ｃ）となるように水
で希釈した後、サンドブラストした鋼板に乾燥膜厚が２
０μとなるようにスプレー塗装し、７０間室温放置して
・乾燥した。放置乾燥後の塗膜性能を表−３に示す。

比較例１〜３ 表−２に示したブライマー配合の各成分（イ）、（ロ）
、（ハ）を用い、実施例１〜６に準じて比較例１〜３の
ブライマーを得た。

このようにして得られたプライマーを、比較例１．２に
おいては水により、また、比較例３においては溶剤（イ
ソプロピルアルコール）により希釈して、実施例１〜６
と同様に粘度１０秒（フォートカップさ１α４／２０°
Ｃ）となるようにし、さらに、それらを実施例１〜６に
傅じて塗装し放置乾燥した。その塗膜性能を表−３に示
す。

注−１３◎：発タ１７なし 注−１４注−１３と同じ。

注−１５実施例、比較例で得たプライマーを塗装し７日
間室温放置した後、さら に屋外で７日間曝露し、その上に各 種上塗り塗料を塗り重ね、再び７日 間室温放置して試験に供した。

上塗り塗料としては、塩化ゴム系は シーラバンマリンプライマー、油性 系はダイオＮα４００．エポキシ系は 二ピコマリンＮ−３０００、タール エポキシ系はバラスコＮα４００、ポ リウレタン系はウレタンＨＢシルバ ー（いずれも日本油脂（株）製、商 品名）を用いた。

試験結果としては、上塗り塗料塗装 後、油性系は海岸で１２か月間曝露 し、その他は人工海水に１２か月間 浸漬した後の塗膜の外観を示す。

◎：異常を認めない Ｏ：全面積の３％以内に彩れ、 錆、剥離を認める △：全面積の４〜１０％に膨れ、 錆、剥離を認める Ｘ：全面積の１１％以上に膨れ、 錆、剥離を認める 注−１６注−１５と同様に処理した後の基盤目付着性試
験の結果を示す。

＠：　１００／１００ ０：（９１〜９９）／１００ Δ：　（８１〜９０）／１００ ｘ：（５１〜８０）／１００ 注−１７鋼材寸法　５００ｍｍＸ　Ｉ　ＯＯＯｍｍＸ６
ｍｍｔ 酸素圧　５ｋｇ／ａｍ２ アセチレン圧　０．５ｋｇ／ｃｍ２ 注−１８鋼材寸法　１００ｍｍＸ　Ｉ　ＯＯＯｍｍＸ６
ｍｍｔ 溶接棒　ＪＩＳ−Ｄ−５０２６系溶 接捧 １容ｊ妾方、去　グラ上ティ１８接 溶接速度　運棒比（（ビート長）／ （消耗した溶接棒長）） ＝１．３ 注−１９良好＝５盤目付看性試験で剥離なしく発明の効
果） 表−３から明らかなように、ツルトスプレー試験、屋外
曝露試験、溶断性、溶接性及び鋼板との付着性について
は、実施例と比較例との間にはほとんど差がなく、とも
に良好な結果を示しているが、上塗り塗料の塗り重ね適
合性のうち塗膜の外観については、実施例はいずれも完
全な状態を示しているのに対し、比較例のものはいずれ
も塩化ゴム系で没水部の膨れが認められ、また、油性系
においては曝貨後のＪＩＩν准が認められた。さらに、
８′盤目付着性試験についても塩化ゴム系及び油性系に
付着障害が認められた。

これら塩化ゴム系及び油性系とも船舶用塗料の代表的な
上塗り塗料であり、比較例のもののようにこれらとの付
７６性が悪いということは、ショッププライマーとして
は実用性がまったくないといっても過言ではない。これ
に対し、本発明による実施例１〜６のプライマーは、い
ずれの上塗り塗料とも完全に付着し、ショッププライマ
ーとして極めて優れた性能を発揮することが明らかであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、アルカリシリケート系ジンクリッチプライマ
ー及びアンモニウムシリケート系ジンクリッチプライマ
ーについての、曝露日数と塗膜表面のρ１（との関係を
示すグラフである。 曲線Ｉ：アルカリシリケート系ジンクリッチブライマー 曲線■：アンモニウムシリケート系ジンクリッチプライ
マー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式 （ＮＨ＿４）＿２Ｏ・ｍＳｉＯ＿２・ｎＨ＿２Ｏで示さ
   れるアンモニウムシリケートの水溶液と合成樹脂エマル
   ションとを固型分比１：（０．０１〜０．５）の割合で
   配合した展色剤と、塗料固型分当たり４０〜７０重量％
   の亜鉛末とを含有して成る水系無機質ジンクリッチプラ
   イマー（上記一般式において、ｍは正数、ｎは０又は正
   数である）