JPS624076B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は防錆顔料としてリン酸亜鉛および亜鉛
フエライトを含有する防錆能力の優れた水性塗料
組成物に関するものである。 従来から、鉄塔、船舶、橋梁等の鉄鋼構造物に
防錆の目的で種々の防錆塗料が使用されている。
しかしながら、それらの大部分は油性系塗料で、
その内容はボイル油またはボイル油に天然樹脂が
混入された油性ワニス、もしくはアルキツド樹脂
等の合成樹脂ワニスをビヒクルとして、その中に
酸化鉄、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸カルシウム
等の顔料が練り込まれているものであり、当然揮
発成分として、有機溶剤を含有している。これら
の塗料中に含有する有機溶剤は揮発して塗装作業
者の健康を害するばかりでなく、溶接作業が行う
ことの多い鉄鋼構造物の塗装においては爆発もし
くは火災の危険があり好ましいものとはいえな
い。しかも、その上防錆能力を高めるためにしば
しば鉛、銅、クロムの酸化物、水酸化物、硫酸塩
が混入されているが、これら顔料は大気汚染防止
法、水質汚濁防止法、廃棄物処理法等により有害
物質として規制されており、それらの有害性顔料
の含まれた塗料の取扱いに際しては、多大な注意
を払わねばならず、塗装作業の困難化をもたらし
ていた。 一方、こうした現状の欠陥から、水性ビヒクル
にモリブデン酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩等の無公
害顔料を含有せしめた防錆塗料が市販されている
がこれらは鉄、特に充分前処理されていない鉄面
に対しては密着が悪かつたり、防錆能力が前記油
性塗料に比較して著しく劣りしてほとんど使用さ
れていない。 本発明は上記の従来の欠点を解決し、鉄塔、船
舶、橋梁等の鉄鋼構造物の塗装に際して作業環境
を損うことなく、秀れた密着性と防錆能力を持つ
た水性塗料組成物を提供するものである。 すなわち、本発明の防錆用水性塗料組成物は、
スチレン・アクリル酸エステル共重合樹脂エマル
ジヨンを主成分としたビヒクル中の該樹脂固形分
100重量部に対して防錆顔料としてリン酸亜鉛の
複合物を５〜100重量部、亜鉛フエライトを５〜
100重量部含有せしめて成ることを特徴とするも
のである。 本発明に用いられるスチレン・アクリル酸エス
テル共重合樹脂エマルシヨン（以下スチレン・ア
クリルエマルシヨンと呼ぶ）とは、スチレンとア
クリル酸をエステルを水性媒体中で懸濁重合した
ものであり、かゝるアクリル酸エステルには、ア
クリル酸のメチル、エチル、ｎ−プロピル、iso
−プロピル、ｎ−ブチル、iso−ブチル、sec−ブ
チル、ｎ−アミル、iso−アミル、ｎ−ヘキシ
ル、ｎ−ヘブチル、オキソヘブチル、ｎ−オクチ
ル、２−エチルエキシル、ｎ−ノニオ、オキソノ
ニル、ｎ−デシル、オキソデシル等のエステルが
あり、特に本発明の構成では炭素数１〜６のアル
キルエステルが好ましく、またスチレンには、ス
チレン、０−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレ
ン、２，４−ジメチルスチレン、２，５−ジメチ
ルスチレン、ｐ−クロロスチレン、α−メチルス
チレン等が挙げられる。上記したアクリル酸エス
テル成分およびスチレン成分中より各々１種類以
上選択し共重合せしめたもので、その組成比は特
に限定するものではないが、本発明の構成ではア
クリル酸エステル成分に対してスチレン成分が重
量比で５〜60％が好ましい。 本発明のスチレン・アクリルエマルシヨン成分
として上記した以外に本発明の主旨を損わない範
囲で共重合可能な第３成分を適宜導入したもので
あつてもかまわない。かゝる成分としては、酢酸
ビニル、アクリロニトリル、塩化ビニリデン、エ
チレン、ビニルバーサチツク酸、アクリルアマイ
ドエチルメタアクリレート、メチルメタアクリレ
ート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキ
シプロピルアクリレート、ヒドロキシブチルメタ
アクリレート、ブタジエン、マレイン酸、イタコ
ン酸等が挙げられ、それらを単独もしくは複数で
用いることが可能であるが、その量はアクリル・
スチレン成分に対して10％（重量比）以下である
ことが望ましい。 本発明に於いて、防錆顔料の一つとして使用す
るリン酸亜鉛の複合物としては、リン酸亜鉛・ア
ルミニウム、ケイ酸・リン酸亜鉛、チタン酸・リ
ン酸亜鉛、ケイ酸・リン酸亜鉛・アルミニウム、
ケイ酸・リン酸亜鉛・アルミニウム・カルシウ
ム、ポリリン酸亜鉛・アルミニウム、ケイ酸・ポ
リリン酸亜鉛・アルミニウム等が挙げられ、これ
らの単独もしくは二種類以上の併用が可能であ
る。 これらのリン酸亜鉛の複合物の製法は、例えば
亜鉛イオンとアルミニウムイオンを含んでいる水
溶液（塩化亜鉛，塩化アルミニウム，硝酸亜鉛
等）を100℃までの温度でアルカリ金属又はアン
モニウムのリン酸溶液と共に所要に応じて撹拌し
ながら沈殿させ、得られた懸濁液を100℃までの
温度に約10時間までの間必要に応じて撹拌しなが
ら保持する。その後顔料懸濁液を洗浄、濾別し、
200℃〜400℃で２時間焼成、粉砕することで得ら
れる。 また、例えばケイ酸塩とリン酸塩の複合物の製
法は、亜鉛イオンを含む水溶液と、リン酸および
ケイ酸の炭酸塩あるいはナトリウム塩溶液と、共
に所要に応じて撹拌しながら沈殿させ、得られた
懸濁液を100℃までの温度に約10時間までの間必
要に応じて撹拌しながら保持する。その後顔料懸
濁液を洗浄、濾別し、200℃〜400℃で２時間焼
成、粉砕することで得られる。 また、本発明において防錆顔料の他の一つとし
て使用する亜鉛フエライトとはスピネル構造をも
つたフエリ磁性体で化学式がZnFe₂O₄で示される
ものである。 本発明の防錆用水性塗料組成物はスチレンアク
リルエマルシヨンにリン酸亜鉛の複合物と亜鉛フ
エライトを含有せしめたもので、その配合割合は
該エマルシヨン樹脂固型分100重量部に対して、
リン酸亜鉛の複合物を５〜100重量部、亜鉛フエ
ライトを５〜100重量部であり、さらに好ましく
は、リン酸亜鉛の複合物と、亜鉛フエライトの合
計量が150重量部以下であるほうが望ましい。 本発明者らは、鋭意研究の結果、該スチレン・
アクリルエマルシヨンに上記した配合割合で、リ
ン酸亜鉛の複合物と亜鉛フエライトが共存すると
きに鉄面への塗装塗膜の耐候性、防錆能力、密着
性等が満足できることを見いだしたもので、リン
酸亜鉛の複合物および亜鉛フエライトの配合割合
が上記した範囲以下では防錆能力が悪く、範囲以
上では塗膜の耐侯性が劣下する。またリン酸亜鉛
の複合物か亜鉛フエライトのどちらか一方だけの
適用では、前述した従来よりある油性塗料の防錆
能力を著しく下廻る。二種類の該防錆顔料の共存
による著しい防錆能力の向上効果の機構は定かで
はないが、その効果は後ほど述べる実施例の結果
より明らかである。 本発明の防錆用水性塗料組成物の製造方法は、
リン酸亜鉛の複合物および亜鉛フエライトの粉末
を水媒体中で分散剤を使用し、ボールミル、サン
ドミル、ハイスピードミル、コロイドミル等の分
散装置、または撹拌装置でスラリー状態にしてお
き、その後水溶性高分子等を用いた粘度の調整工
程を経てから該スチレン・アクリルエマルシヨン
を添加混合して達成される。 該防錆顔料の分散剤としては、一般水性塗料用
途に使われるアニオン系またはノニオン系の分散
剤を単独もしくは複数の型で適用できる。また粘
度の調整工程における水溶性高分子としては、メ
チルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシ
エチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセ
ルロース等のセルロース誘導体を始めとして、ポ
リビニールアルコール、カゼイン、グアーガム、
カラギーナン、アルギン酸ナトリウム、ポリアク
リル酸アミド、あるいはアクリル樹脂、エポキシ
樹脂、ポリエステル樹脂等の単独もしくは共重合
体である合成樹脂を水可溶性に変性したものでも
よい。かゝる水可溶性合成樹脂として市販されて
いるものにはアロロン５（日本触媒化学工業社
製）ウオーターゾルＳ−302（大日本インキ化学
社製）等がある。 本発明の防錆用水性塗料組成物には、上記した
他に、本発明の目的を損なわない範囲で塗料組成
物として各種添加剤を配合することができる。こ
れらの添加剤としては、炭酸カルシウム、タル
ク、カオリン、ベントナイト、硅粉、硫酸バリウ
ム、マイカ、亜鉛華、酸化チタン、水酸化アルミ
ニウム等の充填材、または顔料類の他、防腐剤、
防バイ剤、湿潤剤、造膜助剤（例えば、ブチルカ
ルビトールアセテート、ベンジルアルコール
等）、凍結安定剤（例えば、エチレングリコー
ル）、消泡剤フラシユラストインビビター（例え
ば、亜硝酸ソーダ等）等を適宜含めることが可能
である。また本発明の塗料は必要により水で適当
な粘度に希釈し、ハケ塗り、ローラー塗り、スプ
レー塗り等の既知の一般的な方法によつて塗装す
ることができる。 以上述べたように本発明の防錆用水性塗料組成
物は水性であるがため、鉄鋼構造物の塗装に際し
て附近で溶接工事が行なわれていても、爆発、火
災の危険がなく、また該塗料は水で容易に希釈す
ることができる上、鉛、銅、クロム系統の有害性
の顔料を全く含むことがないため作業者の健康を
害することがないばかりか、機能面に於ても従来
よりの油性塗料と同等以上の防錆能力を有するも
のである。 次に本発明の防錆用水性塗料組成物を実施例に
て詳述するが、本発明はその要旨を越えない限り
以下の実施例に限定されるものではない。なお以
下に示した実施例および比較例中の配合比はすべ
て重量部で示した。 実施例 １ 水道水 100 アニオン系分散剤 ５ ノニオン系湿潤剤 ５ 消泡剤 ２ 炭酸カルシウム 50 亜鉛フエライト 100 リン酸亜鉛・アルミニウム 100 防腐剤 ２ 造膜助剤 35 以上の配合比に従つて順次添加し、ハイスピー
ドミルを用いて釜の中で30分高速撹拌して充分顔
料類を分散せしめた後、２％ヒドロキシエチルセ
ルロース50部を添加し、その後、低速撹拌にてス
チレン・アクリル酸エステル共重合樹脂エマルシ
ヨン（50％）500部を添加して撹拌混合し本発明
の防錆用水性塗料組成物を製造した。 なお、この実施例に用いたスチレン・アクリル
酸エステル共重合樹脂エマルシヨン（50％）の製
造方法はこうである。まず、モノマー組成として
アクリル酸エチル83部、スチレン15部、メタクリ
ル酸２部とし、アニオン性界面活性剤のドデシル
ベンゼンスルホン酸ソーダ２部、過流酸アンモニ
ウム0.3部、水100部を混合し、次に、70℃で５時
間通常の方法で重合し、固形分濃度50％の重合体
エマルシヨンとし、アンモニア水で、PH7.0に調
整し製造した。ついで、その塗料組成物を軟鋼板
上にバーコーターを用いて50〓の膜厚になるよう
に塗布し、20℃、65％RHの室内で７日間乾燥後
試験に供した。その結果を第３表に示す。 実施例 ２〜８ 下記第１表に示した配合比に従つて実施例１と
同様な方法で塗料組成物を得てから同様に塗布後
試験に供した。その結果を第３表に示す。

【表】 比較例 １〜８ 下記第２表に示した配合比に従つて実施例１と
同様な方法で塗料組成物を得てから同様に塗布後
比較試験に供した。その結果を第３表に示す。

【表】

【表】

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スチレン・アクリル酸エステル共重合樹脂エ
   マルジヨンを主成分としたビヒクル中の該樹脂固
   形分100重量部に対して、防錆顔料としてリン酸
   亜鉛の複合物を５〜100重量部、亜鉛フエライト
   を５〜100重量部含有せしめて成ることを特徴と
   する防錆用水性塗料組成物。