(57)【要約】【課題】クロム処理による鋼材の防錆能は優れている反面、環境問題や健康障害を誘引するため国際的な社会問題になってきている。このため、漆液をハイブリッド化してバインダーとした含ケイ素ジンクリッチハイブリッド漆組成物を提供するものである。【解決手段】精製くろめ漆或いはこれを９０℃〜１００℃で２〜３時間加熱処理した漆に１置換３官能のシラン化合物或いはシリケート化合物を加えてハイブリッド化し、これに亜鉛粉末の単独或いはアルミニウム粉末とマグネシウム粉末及び沈殿防止剤と適量の希釈剤を加えることにより環境対応型の防錆剤が得られる。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
精製くろめ漆に有機シラン化合物の１種類或いは２種類以上を加えて得られる含ケイ素ハイブリッド漆をバインダーとし、これに少なくとも金属亜鉛粉末を加えることを特徴とする含ケイ素ジンクリッチハイブリッド漆組成物
【請求項２】
精製くろめ漆に有機シラン化合物の１種類或いは２種類以上を加えて得られる含ケイ素ハイブリッド漆をバインダーとし、これに粒子径１〜３ミクロンメートルの金属亜鉛粉末を７５〜９５％混合して溶剤で希釈し、さらに含窒素化合物からなる重防食塗料用沈殿防止剤を適量加えることを特徴とする鋼材防食用含ケイ素ジンクリッチハイブリッド漆組成物
【請求項３】
加熱処理を施した脱水精製漆にアミノシランとシリケート化合物を加えて得られる含ケイ素ハイブリッド漆をバインダーとし、これに少なくとも金属亜鉛粉末を加えることを特徴とする含ケイ素ジンクリッチハイブリッド漆組成物。
【請求項４】
９０℃〜１００℃で、２〜３時間の加熱処理を施した脱水精製漆にアミノシランとシリケート化合物を加えて得られる含ケイ素ハイブリッド漆をバインダーとして、粒子径１〜８ミクロンメートルの金属亜鉛粉末を７５〜９５％混合し、さらに金属アルミニウム粉末及び金属マグネシウム粉末を適量加えて溶剤で希釈した後、含窒素化合物からなる重防食塗料用沈殿防止剤を適量加えることを特徴とする鋼材防食用含ケイ素ジンクリッチハイブリッド漆組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は犠牲陽極とアニオン効果によるキレート化合物の生成を併用した、鉄鋼材の防錆に有効な含ケイ素ジンクリッチハイブリッド漆組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ジンクリッチペイントは乾燥塗膜の大部分が亜鉛粉末であり、バインダーは無機成分と有機成分に大別される。前者はアルキルシリケート、アルカリシリケート系で後者はエポキシ系が多い。防錆機構は鉄よりイオン化傾向の高い金属亜鉛が犠牲陽極となって鉄の腐食を保護するものである。しかし従来型のジンクリッチペイントにおけるバインダーそのものには、鉄の積極的な防錆能をもつものが見当たらない。また、ジンクリッチペイントは塗膜形成の要素となるバインダー量が極めて少ないため、鉄鋼材との高度な密着性や耐薬品性が要求されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
鉄鋼材の表層を金属亜鉛で被覆する方法は、メッキ、投射、ジンクリッチペイントの塗装によって行われ、防食能を高めるためにクロミウムクロメートで処理することが多い。しかし、近年この防錆処理法は環境汚染や健康障害を誘引するものとして規制対象になってきている。
【０００４】
本願発明は上述した課題に対応する目的で行われたものであり、亜鉛粉末を固着させるバインダーに自然系の含ケイ素ハイブリッド漆を使用することにより、ハイブリッド化された漆が鉄鋼材との密着性を高め、漆液中に含まれるウルシオールのアニオン効果による鉄とのキレート化と、亜鉛粉末による犠牲陽極の相乗効果で優れた防錆能を発現する新規な防錆塗料組成物を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本願発明にかかる含ケイ素ジンクリッチハイブリッド漆組成物は以下のように構成される。すなわち精製くろめ漆或いはこれを９０℃〜１００℃、２〜３時間加熱処理した漆に、アミノ基、エポキシ基、フェニル基などを置換基とし３官能のアルキル基を有するシラン化合物或いはシリケート化合物を加えてシロキサン結合による含ケイ素ハイブリッド漆を得る。これに粒子径が１〜８ミクロンメートルの亜鉛粉末を７５〜９５％と適量の脂肪族系炭化水素或いはテレピン油を加えて高速攪拌機で混合し、さらに含窒素化合物からなる重防食塗料用沈殿防止剤を加えることを特徴とするものである。また亜鉛粉末と併用し適量の金属アルミニウム粉末及び金属マグネシウム粉末を加えることもできる。
【０００６】
シラン化合物としては、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン，γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン，  γ―（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシラン，フェニルトリメトキシシラン，γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、Ｎ，Ｎ−ビス３−（トリメトキシシリル）プロピルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス３−（トリエトキシシリル）プロピルエチレンジアミン、γ―アミノプロピルトリメトキシシラン，テトラメトキシシラン，テトラメチルオルソシリケートオリゴマー、テトラブチルオルソシリケートオリゴマー，ポリシロキサンなどを使用することができる。
【０００７】
精製くろめ漆を出発原料とする組成物の塗膜は常温での加湿乾燥性と高温での熱硬化性をもつが、容器に保存中表面に皮張りを生ずる。一方、加熱処理した漆を出発原料にした組成物は１５０〜２００℃の焼付けでのみ硬化し、常温で硬化しないが、容器に保存中、表面に皮張りを生ずることがないため材料ロスが少ない特徴を有する。また本願発明の組成物に使用する漆液は、日本産、中国産、ベトナム産、ミャンマー産のいずれでもよい。
【０００８】
このようにして含ケイ素ジンクリッチハイブリッド漆組成物は、亜鉛粉末による犠牲陽極性とウルシオールの金属錯塩生成による防錆能を併せもつものであり、クロメート処理に匹敵するノンクロムの環境対応型防錆剤である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本願発明を詳細に説明する。漆液中のウルシオール、ラッコール、チチオールはアニオン効果により鉄とキレート化合物をつくって不働態化し、鉄の酸化を防止する。その作用は以下の反応で説明できる。
【００１０】
【化１】
2004256696.tif 000002
【００１１】
一方金属亜鉛は希酸に溶け易く酸化力のない酸と反応して水素ガスを発生する。漆液中のウルシオールはｐＨ４〜６の弱酸性を呈するため水酸基と亜鉛粉末が反応して水素ガスを発生し、塗膜にピンホールを生じたり保存容器を破裂させることがある。本願発明の組成物は、ウルシオールの水酸基と有機シラン化合物のアルキル基による脱アルキル反応でウルシオールの水酸基価が減少し、上記水素ガスの発生を抑制できる。
【００１２】
これらの結果に基づき精製くろめ漆或いは加熱処理した漆に、アミノ基、エポキシ基、フェニル基などを置換基とし、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基などの官能基を有するシラン化合物或いはシリケート化合物を加えて、ウルシオールとシロキサンの結合体を生成させることを第１段階とする。
【００１３】
次に第１段階で得られた含ケイ素ハイブリッド漆をバインダーとし、これに粒子径１〜８ミクロンメートル、好ましくは１〜３ミクロンメートルの亜鉛粉末を３〜１９倍量加え、さらに適正粘度になる適量のミネラルスピリット或いはテレピン油及び含窒素化合物からなる重防食塗料用沈殿防止剤、例えばターレン８９００−１５（共栄社製）を加え高速攪拌機で混合分散する。この場合亜鉛粉末とともに金属アルミニウム粉末及び金属マグネシウム粉末を加えてもよい。
【００１４】
本願発明による含ケイ素ジンクリッチハイブリッド漆組成物は、精製くろめ漆或いはこれを９０℃〜１００℃、２〜３時間加熱処理した漆に有機シラン化合物を加えて反応させた後、これに亜鉛粉末及び沈殿防止剤と希釈剤を加え高速攪拌することにより容易に調製できる。
【００１５】
本願発明による組成物の出発原料に精製くろめ漆を使用した場合、その塗膜は７０％以上の加湿で８時間以内に乾燥するが、容器に貯蔵中、表面に皮張りを生ずることがある。これを防止するためメチルエチルケトンオキシムなどの皮張り防止剤を加えることができる。
【００１６】
一方湯煎を使用し、９０℃〜１００℃で２〜３時間加熱処理した漆は、ラッカーゼ酵素の失活により自然乾燥性を失うが貯蔵中の皮張りを完全に防止できる。この組成物を塗布した塗膜は１５０〜２００℃の加熱で３０分以内に熱硬化する。
【００１７】
本願発明の組成物を塗装する場合の粘度調整には脂肪族炭化水素或いは脂環族炭化水素の単独或いは混合希釈剤を用いることができる。また従来行われている通常の塗装機によって容易に塗装できるが、鉄鋼素材の表面はブラスト処理したものが好ましい。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例により本願発明を具体的に説明する。
【００１９】
実施例１
中国産生漆をＪＩＳ  Ｋ  ５９５０に準じて「くろめ」処理した精製漆１００グラムにＮ，Ｎ−ビスアミノトリメトキシルシリルプロピルエチレンジアミン５グラムを滴下しながら発熱反応を行い、常温になった時点でフエニルトリメトキシシラン１０グラムを加えて混合し含ケイ素ハイブリッド漆を調製した。これにミネラルスピリット５０グラムを加えて希釈し、さらに含窒素化合物系沈殿防止剤ターレン８９００−１５（共栄社製）を１５グラム加え、攪拌しながら平均粒径３ミクロンメートルの亜鉛粉末を７００グラム加えて均一になるまで混合し含ケイ素ジンクリッチハイブリッド漆組成物を得た。この組成物をワイヤーブラストで表面処理した鋼板に２５ミクロンメートルのフイルムアプリケータで塗布し、湿度７０〜７５％ＲＨの室内に２４時間静置した乾燥塗膜は表１に示す物性を得た。
【００２０】
【表１】
2004256696.tif 000003
【００２１】
市販のエポキシ系ジンクリッチペイント（製品名  ジンキー，    三井金属塗料化学株式会社）と比較して同等の防錆能を示したが、ジンキーは合成樹脂であるエポキシをバインダーに用いているのに対して含ケイ素ジンクリッチハイブリッド漆は天然の漆樹液をバインダーに用いた環境対応型防錆剤である。
【００２２】
実施例２
ベトナム産生漆を湯煎で９０℃、２時間加熱処理した脱水精製漆１００グラムにγ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン５グラムとＭＫＣシリケートＭＳ５１（三菱化学製）５グラムを加えて攪拌し、含ケイ素ハイブリッド漆を調製した。これにガムテレピン４０グラムを加えて希釈し、さらに含窒素化合物系沈殿防止剤ターレン８９００−１５を１０グラム加え、攪拌しながら平均粒径３ミクロンメートルの亜鉛粉末６００グラムとアルミニウム粉末６０グラム及びマグネシウム粉末６０グラムを加えて均一になるまで混合し含ケイ素ジンクリッチハイブリッド漆組成物を得た。この組成物１００グラムを５０グラムのガムテレピンで希釈し、ケイ酸ナトリウムで脱脂した自動車用ボルトに浸漬塗装して１９０℃、３０分の焼付け乾燥を施した。この塗装ボルトは塩水噴霧試験機中で５００時間変化がなく、優れた防錆能を示した。
【００２３】
実施例３
ミャンマー産生漆を湯煎で９０℃、２時間加熱処理した脱水精製漆１００グラムにγ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン５グラムとＭＫＣシリケートＭＳ５１（三菱化学製）５グラムを加えて攪拌し、含ケイ素ハイブリッド漆を調製した。これにガムテレピン４０グラムを加えて希釈し、さらに含窒素化合物系沈殿防止剤ターレン８９００−１５を１０グラム加え、攪拌しながら平均粒径３ミクロンメートルの亜鉛粉末６００グラムとアルミニウム粉末６０グラム及びマグネシウム粉末６０グラムを加えて均一になるまで混合し含ケイ素ジンクリッチハイブリッド漆組成物を得た。この組成物１００グラムを５０グラムのガムテレピンで希釈し、ケイ酸ナトリウムで脱脂した自動車用ボルトに浸漬塗装して１９０℃、３０分の焼付け乾燥を施した。この塗装ボルトは塩水噴霧試験機中で５００時間変化がなく、優れた防錆能を示した。
【００２４】
【発明の効果】
本願発明の含ケイ素ジンクリッチハイブリッド漆は、漆液中に含まれるウルシオール、ラッコール、チチオールのアニオン効果による鉄とのキレート化で生成する鉄錯塩の防錆能と亜鉛粉末の犠牲陽極による防錆能を併せもつ防錆剤であり、バインダーは環境にやさしい材料で構成されている。
本願発明は有機−無機の結合によるハイブリッド化で鉄鋼材との密着性を高め、漆液中に含まれるウルシオールのアニオン効果による鉄とのキレート化で防錆能を発現させ、これに鉄よりイオン化傾向の大きい亜鉛粉末を混合して得た新規な複合組成物である。したがって高度な防錆能をもつ反面、環境汚染と健康障害の社会問題となっているクロム処理に代わる画期的な防錆剤である。