(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合剤としてのポリシラザン（ａ）（但し、結合剤としては、ポリシラザン以外のものを含まない。）と、防食顔料としての−７５０ｍＶ未満の電位を有する金属粉（ｂ）としての亜鉛末と、金属粉（ｂ）以外の顔料（ｃ）とを含み、この金属粉（ｂ）の量が、全固形分１００重量％とするとき、５〜３５重量％であり、乾燥塗膜における全顔料の体積比率が１〜４５％であることを特徴とする乾燥塗膜形成用防食塗料組成物。
【請求項２】
上記金属粉以外の顔料（ｃ）が、無機の体質顔料、無機の防錆顔料、無機の着色顔料のうちから選択される１種または２種以上の耐熱性無機顔料であることを特徴とする請求項１に記載の防食塗料組成物。
【請求項３】
上記金属粉（ｂ）以外の顔料（ｃ）が酸化亜鉛である請求項１に記載の防食塗料組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、防食塗料組成物に関し、さらに詳しくは、防食顔料としての亜鉛末などの金属粉の含有量が少なくても、金属構築材などの金属基材の表面に長期防食性と耐熱性に優れた塗膜を形成しうるような防食塗料組成物に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
従来、金属構築材などの金属基材の発錆を防止するとともに、外観を美的に仕上げることを目的として、金属基材の表面には防食塗料が塗布されることが多い。
【０００３】
このような防食塗料組成物としては、結合剤としてのエポキシ樹脂と防食顔料としての亜鉛末とからなるエポキシジンク防食塗料組成物と、シリケート系無機結合剤と防食顔料としての亜鉛末とからなる無機ジンク防食塗料組成物が広く用いられている。
【０００４】
上記のようなエポキシ樹脂と防食顔料としての金属末とからなるエポキシジンク防食塗料組成物は、エポキシ樹脂が電気絶縁性であるため、金属末の粒子同士を塗膜内で連続的に接触させて金属末の防食効果を引き出す必要がある。このため、従来の上記エポキシジンク防食塗料組成物においては、金属末が多量に用いられている。
【０００５】
また、シリケート系無機結合剤と防食顔料としての金属末とからなる無機ジンク防食塗料組成物は、シリケート系結合剤が電気絶縁性であり、しかも塗膜の耐クラック性を向上させるために金属末が多量に用いられている。
【０００６】
このように、上記のエポキシジンク防食塗料組成物とシリケート系無機ジンク防食塗料組成物は、ともに金属末が多量に用いられている。
これらの防食塗料組成物は、灰色の金属末を多量に含んでいるため、塗膜の色相が大きな制約を受ける。このため、カラー仕上げをするためには、上塗り塗装を行なわなければならない。
【０００７】
また、これらの防食塗料組成物は、塗膜における顔料の体積比率が高いため塗膜が多孔質となり、防食効果のある金属末の消耗が速い。したがって、これらの防食塗料組成物の塗膜は、長期防食性に劣るという問題がある。しかも、これらの防食塗料組成物では、上述したように、カラー仕上げをして美観を付与するためには上塗り塗装を行なう必要があるが、多孔質のため上塗り塗装時に発泡を生じ易いという問題がある。
【０００８】
さらに、エポキシジンク防食塗料組成物では、加熱によってエポキシ樹脂が焼けたり、亜鉛末が急速に酸化されるため、塗膜の耐熱温度は２５０℃が限界である。一方、シリケート系無機ジンク防食塗料組成物の塗膜の耐熱性は、亜鉛末の融点付近の４００℃が限界である。
【０００９】
本発明者らは、防食顔料としての亜鉛末などの金属粉の含有量が少なくても、長期防食性を有し、しかも耐熱性に優れた防食塗料組成物を得るべく鋭意研究し、結合剤としてのポリシラザンと、防食顔料としての亜鉛末などの金属粉とを特定の割合で配合してなる塗料組成物が、長期防食性を有し、しかも耐熱性に優れた塗膜を提供しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
なお、特開平１−１０４６７０号公報には、（イ）ポリボロシロキサン樹脂と、（ロ）ポリカルボシラン樹脂、ポリシラスチレン樹脂、ポリチタノカルボシラン樹脂、ポリシラザン樹脂からなる有機ケイ素樹脂の群から選択した少なくとも１種と、（ハ）シリコーン樹脂と、（ニ）アルミニウム、亜鉛、スズ、マグネシウム、鉛の中から選択した少なくとも１種の無機充填剤とを有機溶剤に溶解または分散してなる耐熱塗料が提案されている。この耐熱塗料は、従来のポリボロシロキサン塗料よりもさらに耐熱性を向上させ、得られる塗膜の耐湿性と機械的特性に優れるとされている。この特開平１−１０４６７０号公報に開示された耐熱塗料は、ポリボロシロキサン樹脂、シリコーン樹脂を必須成分として含有しており、亜鉛末などの無機充填剤を多量に含有している。
【００１１】
【発明の目的】
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、亜鉛末などの金属粉の含有量が少なくても長期防食性と耐熱性に優れた塗膜を提供することができるような防食塗料組成物を提供することを主な目的としている。
【００１２】
【発明の概要】
本発明に係る防食塗料組成物は、乾燥塗膜形成用であって、結合剤としてのポリシラザン（ａ）（但し、結合剤としては、ポリシラザン以外のものを含まない。）と、防食顔料としての−７５０ｍＶ未満の電位を有する金属粉（ｂ）としての亜鉛末と、金属粉（ｂ）以外の顔料（ｃ）とを含み、この金属粉（ｂ）の量が、全固形分１００重量％とするとき、５〜３５重量％であり、乾燥塗膜における全顔料の体積比率が１〜４５％であることを特徴としている。
【００１３】
【発明の具体的説明】
以下、本発明に係る防食塗料について具体的に説明する。
本発明に係る防食塗料組成物は、ビヒクルとしてのポリシラザン（ａ）の溶液と、防食顔料としての−７５０ｍＶ未満の電位を有する金属粉（ｂ）とからなる。
【００１４】
本発明で用いられるポリシラザン（ａ）は、下記の一般式で表わされる無機ポリマーである。
【００１５】
【化１】
0003819046.tif 000002
【００１６】
［式中、Ｒ1 およびＲ2 は、それぞれ独立に、水素原子、低級アルキル基、または水酸基であり、
ｎは、１よりも大きい整数である。］
本発明においては、塗膜のクラック発生防止の面から、特にＲ1 およびＲ2 がいずれも水素原子であるポリシラザンが好ましい。
【００１７】
上記式におけるｎは、好ましくは１０〜１０，０００、さらに好ましくは２０〜１００である。
上記式で表わされるポリシラザン（ａ）は、直鎖状であっても、環状であってもよい。
【００１８】
このポリシラザン（ａ）は、大気中の水蒸気と反応して架橋し、ＮＨ3 を放出する。また、ポリシラザン（ａ）は、酸素の存在下で加熱されると、−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−結合を形成して固化し、また酸素の不存在下で加熱されると、−Ｓｉ−Ｎ−Ｓｉ−結合を形成して固化する。
【００１９】
本発明者らは、各種結合剤を検討した結果、以下のようなポリシラザンの性質に着目して、本発明を完成した。
１）従来の無機結合剤、たとえばエチルシリケートは、固化する際に、大きな硬化収縮を伴うため、塗膜にクラックが発生することがある。これに対し、ポリシラザンは、固化する際に、ほとんど硬化収縮を伴わないため、クラックが発生することがなく、酸素または水に対する遮断性に優れた緻密な塗膜を形成できる。
２）エチルシリケートは、酸性触媒によって部分加水分解されているため酸性であり、防食顔料としての金属粉、たとえば亜鉛末の消耗が激しい。これに対し、ポリシラザンは、加水分解によりＮＨ3 を放出するため、ポリシラザンの塗膜はアルカリ性に保たれ、防食顔料としての金属粉の活性が長期間保たれる。
３）ポリシラザンの塗膜は、８００℃を超える耐熱性がある。
４）ポリシラザンの塗膜においては、塗膜中の亜鉛末などの金属粉が少量であっても防食効果が大きい。
【００２０】
したがって、上記のような性質を有するポリシラザンを結合剤とする無機防食塗料組成物においては、亜鉛末などの金属粉は少量用いればよく、このため塗料を着色する際の自由度が高い。また、ポリシラザンの緻密な塗膜により、鉄などの金属基材および防食顔料としての金属粉は、酸素と水から遮断されるため、防食性の持続性が優れ、しかも、ポリシラザンの塗膜内の金属粉は、塗膜内のアルカリによって活性化されるため、金属粉の防食効果がより一層発揮される。さらに、ポリシラザンの塗膜は、耐熱性に優れているため、８００℃の高温に曝されても、金属粉の防食性の低下が少ない。
【００２１】
本発明で用いられる−７５０ｍＶ未満の電位を有する金属粉（ｂ）は、防食顔料として作用しているが、金属粉の平均粒子径は２０μｍ以下であることが好ましい。
【００２２】
−７５０ｍＶ未満の電位を有する金属粉（ｂ）としては、具体的には、Ｚｎ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｍｎなどの金属粉、およびこれら金属の合金の粉末が挙げられる。上記のような金属粉（ｂ）のうち、標準カロメル電極で測定した電位が−８００ｍＶ未満の金属粉がより好ましく、最も好ましいのは−１０００ｍＶの電位を示す亜鉛末である。電位が−７５０ｍＶ以上の金属粉は防食効果がない。
本発明では、−７５０ｍＶ未満の電位を有する金属粉（ｂ）を用いることによって、金属基材が腐食しなくなる電位（防食電位）を保つようにしているため、金属基材の腐食を防止することができる。
【００２３】
上記金属粉（ｂ）は、全固形分１００重量％とするとき、１〜４０重量％、好ましくは５〜３５重量％の量で用いられる。
金属粉（ｂ）以外の顔料（ｃ）としては、通常の塗料用の体質顔料、防錆顔料、着色顔料を用いることができる。耐熱性が要求される用途の場合は、耐熱性に優れた無機顔料を選定することが望ましい。
【００２４】
塗膜における全顔料の体積比率は、１〜４５％であり、好ましくは５〜３０％であり、より好ましくは１０〜２０％である。
金属粉（ｂ）の使用量、および塗膜における全顔料の体積比率を上記のような範囲内にすると、金属粉（ｂ）の含有量が少なくても長期防食性と耐熱性に優れた塗膜を形成しうる防食塗料組成物が得られる。
【００２５】
また、ポリシラザン（ａ）を溶解する有機溶剤としては、ポリシラザンと、水、水酸基含有化合物とが反応してＮＨ3 、Ｈ2 、シラン化合物などを発生することがないトルエン、キシレンなどの芳香族溶剤が好ましく用いられる。これらの溶剤は、単独であるいは組合わせて用いられる。
【００２６】
本発明に係る防食塗料組成物は、常法に従って調製することができる。
たとえば、塗装直前に、ポリシラザン（ａ）を芳香族溶剤に溶解させた溶液と、金属粉（ｂ）と、必要に応じて金属粉（ｂ）以外の顔料（ｃ）とを混合すればよい。また、金属粉（ｂ）および必要に応じて金属粉（ｂ）以外の顔料（ｃ）を芳香族溶剤中に分散させた液と、ポリシラザン（ａ）を芳香族溶剤に溶解させた溶液とを混合してもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る防食塗料組成物は、結合剤としてのポリシラザン（ａ）と、防食顔料としての−７５０ｍＶ未満の電位を有する金属粉（ｂ）とを含み、この金属粉（ｂ）の量が、全固形分１００重量％とするとき、１〜４０重量％であるので、金属粉（ｂ）の含有量が少なくても長期防食性に優れ、しかも耐熱性に優れており、金属粉（ｂ）以外の顔料（ｃ）を配合すれば所望の色彩を有する塗料組成物を調製することができる。本発明に係る防食塗料組成物は、特に鉄構築材などの鉄基材に対して好適である。
【００２８】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
【００２９】
【比較例１】
市販のエポキシジンクリッチプライマー（塗膜中の亜鉛末含有率８０重量％）を厚さ３．２ｍｍのサンドブラスト処理鋼板に乾燥膜厚が３５μｍとなるよう吹付塗布して試験片を得た。
【００３０】
上記のようにして得られた試験片について防食性を次のようにして評価した。［防食性］
（１）ソルトスプレーテスト（５％食塩水、３５℃）を行なって、白さび、赤さびの発生度合の経時変化を調べ、下記の５段階の評価を行なった。
【００３１】
５段階評価
５：白さび（赤さび）の発生なし。
４：白さび（赤さび）の発生が僅かである。
【００３２】
３：白さび（赤さび）の発生が少ない。
２：白さび（赤さび）の発生が多い。
１：白さび（赤さび）の発生が著しい。
（２）８００℃に保持した電気炉内で３分間加熱する耐熱試験を行なって、塗膜外観を調べるとともに、さらに上記ソルトスプレーテストを行なってその防食性の低下の度合を調べた。
【００３３】
結果を第１表に示す。
【００３４】
【比較例２】
市販のジンクシリケート系ジンクリッチプライマー（シリケート液：亜鉛末＝３：７）を比較例１と同様にして乾燥膜厚が３５μｍの試験片を得た。
【００３５】
上記のようにして得られた試験片について防食性を、比較例１と同様にして評価した。
結果を第１表に示す。
【００３６】
【参考例１】
ペルヒドロポリシラザンの２０重量％トルオール液［東燃（株）製］１００重量部に対して亜鉛末（本荘ケミカル社製、平均粒径５μｍ）を５重量部加えてよく振とうして塗料−Ａ（全固形分中の金属亜鉛末の含有率２０重量％）を調製した。
【００３７】
次いで、この塗料−Ａを比較例１と同様に吹付け塗りして乾燥膜厚が３５μｍの試験片を得た。
上記のようにして得られた試験片について防食性を、比較例１と同様にして評価した。
【００３８】
結果を第１表に示す。
【００３９】
【実施例１】
亜鉛末５重量部、酸化亜鉛６５重量部およびトルオール３０重量部を２５０ｍｌのポリエチレン容器に仕込み、ガラスビーズを加えて、ペイントシェーカーにて１時間分散した後ガラスビーズを除去して白色顔料ペーストを得た。
【００４０】
次いで、得られた白色顔料ペースト１００重量部をペルヒドロポリシラザンの２０重量％トルオール溶液１００重量部に加え、振とうして塗料−Ｂ（全固形分中の金属亜鉛末の含有率５．６重量％）を得た。
【００４１】
次いで、この塗料−Ｂを比較例１と同様に塗装して、乾燥膜厚が３５μｍの試験片を得た。
上記のようにして得られた試験片について防食性を、比較例１と同様にして評価した。
【００４２】
結果を第１表に示す。
【００４３】
【参考例２】
合金フレーク（東洋アルミ社製；Ｓｉ １２．７重量％、Ｆｅ ０．０２重量％、Ｚｎ ３３．２重量％、Ａｌ ４３．５重量％の組成の融点６００℃の合金。５０μｍ以下のリン片状の合金粉をキシロール１０重量％で湿らせたもの）２０重量部、耐熱焼成黒色顔料（大日精化社製、商品名 ダイピロキサイドカラーブラック＃９５９０）２０重量部およびキシロール４０重量部をポリエチレン容器に仕込み、ガラスビーズを加えてペイントシェーカーにて１時間振とうした後、ガラスビーズを除去して黒色顔料ペーストを得た。
【００４４】
次いで、得られた黒色顔料ペースト３０重量部を、ペルヒドロポリシラザンの２０重量％トルオール液１００重量部に加え、振とうして塗料−Ｃ（全固形分中の合金の含有率３７．５重量％）を得た。
【００４５】
次いで、この塗料−Ｃを比較例１と同様に塗装して、乾燥膜厚が３５μｍの試験片を得た。
上記のようにして得られた試験片について防食性を、比較例１と同様にして評価した。
【００４６】
結果を第１表に示す。
【００４７】
【表１】
0003819046.tif 000003
【００４８】
比較例１は、非加熱では、白さびは多いものの、まずまずの防食性を示した。しかしながら、８００℃の加熱によって悪臭を放って塗膜は黒こげになり、防食性も完全に失われた。
【００４９】
比較例２は、比較例１よりも白さびが多く、亜鉛の消耗が速いため赤さびの発生が速かった。８００℃の加熱によって塗膜中の亜鉛が燃焼し、防食性はほとんど失われた。
【００５０】
参考例１は、非加熱では、ソルトスプレー１０００時間で全く異状がなく、８００℃の加熱によっても僅かな変色以外に異状がなく、防食性の低下もなかった。
【００５１】
実施例１も、加熱の前後で全く異状は認められなかった。参考例２は、非加熱では、ソルトスプレー５００時間で少量の白さびと点さびが認められた。これは、フレーク状合金により塗膜がポーラスになったためと考えられる。８００℃の加熱によって合金が溶融して緻密になったためか防食性は向上した。