JPH0128832B2

JPH0128832B2 -

Info

Publication number: JPH0128832B2
Application number: JP20375882A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Uramoto; Sei Kaneko; Shunryo Hirose
Original assignee: Toagosei Co Ltd
Current assignee: Toagosei Co Ltd
Priority date: 1982-11-22
Filing date: 1982-11-22
Publication date: 1989-06-06
Also published as: JPS5996279A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は金属防錆用組成物に関するものであ
る。更に詳しくは、室温にて安定に存在し、金属表
面に塗工した後に大気中に存在する水分もしくは
若干の加熱により有効な被膜を形成し、良好な防
錆性を示す防錆性組成物に関するものであり、特
に銅、しんちゆう、洋銀などの銅もしくは銅合金
類、及び黄色、黒色、緑色などの種々のクロメー
ト被膜が施された金属に適する防錆用組成物に関
するものである。従来、金属の防錆処理としては種々の塗料、例
えば溶剤系、水系あるいは粉末状などの各種形態
のエポキシ、アルキツド、ポリエステル、アクリ
ル、ウレタン等の熱硬化性塗料を施工し、焼付け
る方法、ポリオレフイン、ポリアミド、ポリエス
テルなどの熱可塑性樹脂を溶着塗工する方法、
種々のオイル（鉱油、動物油、植物油）を塗油す
る方法、金属および金属塩類などによるメツキ、
表面処理などの方法がとられている。このうち熱
硬化性あるいは熱可塑性樹脂塗料による塗装はク
ロム酸塩、リン酸塩系などの防食顔料を添加した
系においても10〜2000μmの厚い塗装を行わなけ
れば充分な防錆性を発揮し得ず、又、塗料の焼付
け、溶着に高温の熱を要するため、基材の損傷、
熱エネルギーのロスなどの不都合がある。又、金
属基材に塗油する方法は一時的な防錆を目的とす
る場合にのみ用いられ、本来基材が使用される条
件では“汚れ”であるオイルは脱脂されてしまう
のが通常である。又、表面処理の方法は上記塗料
にて塗装した場合に比して、格段に防錆性が劣
り、塗料の塗装の下地として使用されるのが通例
である。又、金属メツキの場合でも例えばクロメ
ート被膜のように50〜80℃以上の高温にさらされ
ると被膜が変性し、全く防錆性能を失う場合があ
など種々の問題があつた。本発明者等は上記問題を克服すべく鋭意検討を
加えた結果、本発明を完成した。即ち、本発明は
アミノアルキル基とアルコキシ基を有する有機ケ
イ素化合物（以下Ａ成分と称する。）とオキシラ
ン環を有する化合物（以下Ｂ成分と称する。）と
からなる金属防錆用組成物に関するものである。本発明組成物の適用できる基材は広範囲である
が、特に銅及び銅合金類、種々のクロメート被膜
を施した鉄、亜鉛などの金属類においてその効果
は顕著である。ここでいう銅合金とは、例えばし
んちゆう（銅67、亜鉛33の合金）、洋銀（銅50、
亜鉛25、ニツケル25の合金）などであり、クロメ
ート被膜とはクロム酸またはクロム酸塩類と鉱酸
とを主成分とする処理液に金属を浸漬して生成さ
せる表面被膜のことであり、例えばXCr₂O₃，
YCrO₃，ZH₂Oからなる被膜を指す。本発明組成物を金属基材に適用するときに生ず
る利点は下記の如くである。（以下において金属
基材とは金属そのもの、およびメツキ等の表面処
理が施された金属を意味する）１金属基材を組成物中、好ましくは溶剤により
希釈した組成物液中に浸漬し、風乾もしくは若
干の加熱をするだけで塗膜を形成し、非常に簡
便に良好な防錆性を付与することができる。２金属基材上に形成すべき塗膜は１〜10μmの
極く薄い厚みであつても良好な防錆性を示し、
塗膜による基材の厚みが増すことに起因する作
業上、工程上の種々のトラブルが生じない。３塗膜が透明であり、基材を着色しない。４有毒な防錆顔料の添加を必要としないので環
境衛生上、有利である。本発明組成物のＡ成分である有機ケイ素化合物
の具体例としては、例えば、アミノメチルトリエ
トキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシ
シラン、γ−アミノイソブチルトリメトキシシラ
ンなどの１個のアミノアルキル基と３個のアルコ
キシ基を有するアミノアルキルトリアルコキシシ
ラン；Ｎ−（β−アミノエチル）アミノメチルト
リメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）ア
ミノメチルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミ
ノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシ
ランなどのＮ−（アミノアルキル）アミノアルキ
ル基と３個のアルコキシ基を有するＮ−（アミノ
アルキル）アミノアルキルトリアルコキシシラ
ン；アミノメチルメチルジエトキシシラン、γ−
アミノプロピルメチルジエトキシシランなどのア
ミノアルキル基と２個のアルコキシ基を有するア
ミノアルキルアルキルジアルコキシシラン；Ｎ−
（アミノアルキル）アミノアルキル基と２個のア
ルコキシ基を有するＮ−（β−アミノエチル）−γ
−アミノプロピルメチルジメトキシシランなどで
あり、アルコキシ基を２個以上有するものが防錆
性をあげるために本発明にとり好ましいものであ
る。又、もう一つの主成分であるＢ成分はオキシ
ラン環を有する化合物であり、一般的に公知のエ
ポキシ樹脂、即ち、ビスフエノールＡ及びＦ型エ
ポキシ樹脂Ｘ：

【式】もしくは

【式】もしくはＨＹ：アルキル基もしくはＨグリシジルアミン型エポキシ樹脂、例えば X₂N−R¹−NX₂，

【式】Ｘ：

【式】 R¹，R²：アルキレン基、アラアルキレン基、
シクロアルキレン基などノボラツク型エポキシ樹脂、例えばＸ：

【式】Ｒ：アルキル基、アラアルキル基などなどを適用することができる。又、上記エポキシ
樹脂以外のオキシラン環を有する化合物も用いる
ことができる。エポキシ樹脂以外のオキシラン環を有する化合
物としては、オキシラン環とアルコキシ基を有す
る有機ケイ素化合物がある。このような化合物と
しては、例えばγ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシランなどのグリシドキシアルキルトリア
ルコキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチ
ルジメトキシシランなどのグリシドキシアルキル
アルキルジアルコキシシランなどである。本発明
に用いて好ましいものはオキシラン環とアルコキ
シ基を有する有機ケイ素化合物であり、特にアル
コキシ基を２個以上有するものが好ましい。本発明におけるＡ成分とＢ成分の配合割合とし
ては平均分子量によるモル比にてＡ成分１に対し
てＢ成分0.05〜１であるのが好ましく、より好ま
しくはＡ成分１に対してＢ成分0.2〜0.9である。
Ａ成分１モルに対してＢ成分が0.05モル未満であ
る場合には組成物としては安定であるが、オキシ
ラン環とアミノ基の有効な結合が実質上行われ
ず、金属基材に施工する時の溶液粘度が低すぎる
こと、被膜形成能力が低いことなどにより良好な
防錆性を発揮すべき被膜性状、厚みを得ることが
できにくい。又、Ｂ成分が１モルを越えるような
場合には組成物の安定性がなく、増粘〜ゲル化の
傾向を示す他、得られた被膜は靭性に欠け、外力
等により被膜の損傷を起しやすい等の理由により
防錆性が劣るようになる。本発明組成物はＡ成分およびＢ成分のみにて良
好な結果を得ることができるが、適当な塗工性、
安定性を得るためには溶剤を用い希釈した組成物
とするのが好ましい。使用される溶剤としては非
極性溶剤、極性溶剤の広範囲のものが可能であ
り、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、シ
クロヘキサン、アセトン、メチルエチルケトン、
メタノール、エタノール、イソプロパノール、エ
チルエーテル、セロソルブ、メチルセロソルブな
どの中から、適当に選択して単独もしくは混合し
て使用することができる。溶剤を用いた場合の組
成物中のＡ成分とＢ成分の合計濃度は１〜30重量
％であるのが好ましい。さらに、本発明組成物中に他成分を添加するこ
とも可能であり、例えば、ゲル化〜増粘現象を引
き起こさない範囲でアミン系、リン酸塩系などの
防錆剤を併用すること、又、シロキサン結合によ
り分子量を上げる目的で微量の水などを添加する
ことなどが可能である。本発明組成物は金属基材上に塗工された場合、
被膜形成はオキシラン環とアミノ基による結合、
及びアルコキシ基含有機ケイ素化合物の脱アルコ
ールによるシロキサン結合等により行われると考
えられ、それぞれ若干の加熱もしくは塗膜の吸湿
等により良好な被膜が形成されるため、金属基材
を特に高温に加熱するなどの工程は不要である。本発明組成物は前記したようにクロメート被膜
の有する欠点を改良して、その防錆に優秀な性能
を発揮することができる。即ち、クロメート被膜
は通常、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、銅等
大抵の金属の保護メツキとして広く賞用され、そ
の美観とともに有効な耐食性を示すものである
が、その最大の欠点は加熱するとその耐食性が著
しく減少し、例えば80℃以上の温度で加熱すると
塩水噴霧試験（JIS−Ｚ−2371）による耐食性は
事実上クロメート被膜を施さなかつた場合と同然
であることが多くの実験から確認できることであ
る。かかる原因としては加熱によりクロメート被
膜の脱水等によるクラツクの発生、可溶性クロム
分が不溶性に変化するなどの理由が上げられてお
り、従来、この様な場合における有効な防錆処理
が開発されていなかつた。クロメート処理した金
属を加熱される部位に適用するとか、加熱加工し
て新たな製品とする要求は多く、このような場合
における上記問題点を克服すべき多くの努力が払
われてきている。本発明組成物を適用する場合、
熱履歴を有しないクロメート被膜上に適用し、加
熱した場合においても、加熱し破壊されたクロメ
ート被膜上に適用した場合においても、加熱前と
同等程度もしくはそれ以上の防錆性を発揮し得る
のは驚くべきことであり、本発明の大きな特長で
ある。本発明によれば、銅ならびに銅合金類、
種々クロメートメツキ金属基材等の防錆処理を簡
便に行うことができ、その防錆性が大巾に向上す
ること、又、本発明組成物で処理された金属基材
は、耐食性能の加熱劣化を考慮せずに種々の部位
に適用できることなどの点で、本発明は産業界に
大きく貢献するものである。以下、実施例および比較例を挙げて本発明を詳
細に説明する。実施例１および比較例１ γ−アミノプロピルトリエトキシシラン（分子
量221）11.05ｇ（0.05モル）、ビスフエノールＡ
型エポキシ樹脂エピコート828（油化シエルエポキ
シ社製、平均分子量335）3.35ｇ（0.01モル）を
トルエンとメチルエチルケトンの１：１（重量比）
混合溶剤129.6ｇを用いて希釈し、成分濃度が10
重量％である組成物を作成した。 25mm×100mm、厚さ３mmの銅板およびしんちゆ
う板（いずれも日本テストパネル社製）を上記組
成物中に浸漬し、風乾後50℃にて１時間加熱し、
金属表面上に平均厚み３〜5μmの防錆塗膜を形成
した。上記塗装テストピース及び比較例１として
単なる脱脂処理のみのテストピースを塩水噴霧試
験（JIS−Ｚ−2371）にかけ評価し、表−１記載
の結果を得た。本発明組成物と従来品との間には大きな耐食性
の差があることを確認した。

【表】実施例２〜４、比較例２〜３Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピル
トリメトキシシラン0.05モル、γ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン0.015モルをトルエ
ンとメチルセロソルブの１：１（重量比）混合溶
剤にて成分濃度10重量％に希釈した組成物を作成
し、テストピースとして25mm×100mm、厚さ0.5mm
の鉄板（SPCC−SD）にアルカリ性亜鉛メツキ
（厚さ15μm）を施し、水洗後３％硝酸液に15秒間
浸漬し、再度水洗を行い、ついで重クロム酸ソー
ダ、無水クロム酸、硝酸、硫酸をそれぞれ１水
溶液中に150ｇ，50ｇ，50ml、10ml含有するクロ
メート処理液中に上記亜鉛メツキ鋼板を常温で15
秒浸漬し、15秒空中放置後水洗し、風乾して得ら
れたクロメート処理亜鉛メツキ鋼板を使用し、表
−２の処理手順にて上記組成物中に浸漬し成膜さ
せたもの（実施例２，３および４）と浸漬しなか
つたもの（比較例２および３）を塩水噴霧試験
（JIS−Ｚ−2371）にかけ評価した結果を表−２に
示す。

【表】実施例５アミノアルキル多価アルコキシシランとしてＮ
−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチ
ルジメトキシシラン0.05モルを使用する以外は実
施例−２と同様組成の防錆液組成物を使用し、実
施例−２と同一のテストを行つた結果、240時間
の塩水噴霧後ほとんど発錆を認めなかつた。実施例６及び比較例４防錆液組成物として表−３のもの、すなわち本
発明組成物を用いたもの（実施例−６）と共重合
ナイロンを用いたもの（比較例−４）を用い、テ
ストピースとして実施例−２と同様の処理方法に
て作成したクロメート処理亜鉛メツキ鋼丸棒（径
10mm、長さ100mm）を200℃、60分間加熱し、冷却
したものを用い、表−３の防錆液組成物中に浸
漬、風乾した後に塩水噴霧試験（JIS−Ｚ−2371）
にて評価した結果を表−３に示す。

【表】実施例７〜９及び比較例５〜７実施例−２と同一組成物を使用し、市販の黄色
クロメート、緑色クロメート、黒色クロメート被
膜の施された亜鉛クロメートボルトに表−４のよ
うにして適用したもの、すなわち本発明組成物で
処理したもの（実施例７〜９）と未処理物（比較
例５〜７）につき塩水噴霧試験にかけ評価した結
果を表−４に示す。加熱された各種クロメート被
膜には優秀な効果を示す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１アミノアルキル基とアルコキシ基を有する有
機ケイ素化合物とオキシラン環を有する化合物と
からなる金属防錆用組成物。