JPH02279771A - アルカリ徐放性樹脂水性エマルジョン - 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１ 本発明は、水性防錆塗料などに用いられるアルカリ徐放
性樹脂水性エマルジョンに関するものである。

［従来の技術］ 従来、船舶、橋梁、オイルタンクなどのｔ！造物や、ク
レーンなどの機械類などの屋外に設置される鋼鉄製の構
築物は、風雨や直射日光による錆の発生を防止するため
に、その表面に防錆塗料が塗布されている。

このような防錆塗料としては、一般に、溶剤タイプの油
変性アルキド塗料が使用されている。近時、環境汚染防
止の面から水性塗料を使用することが試みられ、かかる
水性塗料として樹脂水性エマルジョンにメタＴａ酸バリ
ウムなどの防錆顔料を分散させたものが使用されている
。

［発明が解決しようとする課題１ しかしながら、このようなメタ＠酸バリウムなどの防錆
顔料を分散させた樹脂水性エマルジョンの水性防錆塗料
は、メタ硼酸バリウムが高価であり、しかも、水に分散
し難いために、メタ硼酸バリウムの添加量をあまり多く
することができなく、防錆性を向上することに限界があ
った。

一方、ポルトランドセメントを樹脂水性エマルジョンに
後配合したポリマーセメントモルタルも知られているか
（特公昭６２−２５６３９号、同６２−２５６４０明細
公報）、ポルトランドセメントは水和反応により凝結硬
化するため、水性塗料として一液化が難しく、現場でセ
メントとＩ＃Ｉｎ！エマルジョンとを混合する必要があ
った。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等は、上記課題に鑑みて、高価なメタ硼酸バリ
ウムを使用せず、しかも現場配合を必要としない、安価
で高性能の水性防錆塗料を製造することを目的として、
鋭意研究を重ねた結果、特定の無機質粒子を用い、かつ
、この無機質粒子をカプセル化して配合することによっ
て、分散性及び添加量の限界を向上させることができ、
しかも、−液での貯蔵安定性にもすぐれたエマルジョン
が得られるることを見出して、本発明を完成するに至っ
た。

すなわち、本発明は、 ｆＡＪ重合性千ツマ−１００重量部を。

ＦＢ＋水中でアルカリ性を示す難水溶性無機質粒子５〜
１００重量部の存在下に。

乳化重合させることによって得られたアルカリ徐放性樹
脂水性エマルジョンである。

［発明の詳細な説明］ １１１重合性モノマーｆＡｌ 前記ｆＡ）成分の重合性子ツマ−としては、ビニル単量
体などがある。これらビニル単量体としては、メタクリ
ル酸ローブロピルｆＴｇ　８１’Ｃｌ　、スチレン（１
ｇ１００℃）、アクリルニトリル（Ｔｇ　１００℃）、
メタクリル酸メチル（Ｔｇ　１０５℃）、メタクリル酸
（Ｔｇ　１３０℃）、イタコン酸（Ｔｇ　１３０°Ｃ１
，アクリルアミド（Ｔｇ　１５：１℃）、アクリル酸２
−エチルヘキシル（Ｔｇ−８５°Ｃ１、アクリル酸ロー
ブチルｆＴｇ−５４℃）、アクリル酸エチルｆＴｇ−２
２℃）、アクリル酸イソプロピルｌＴｇ　−５℃）、メ
タクリル酸２−エチルヘキシル（Ｔｇ　−５°Ｃ１，ア
クリル酸ｎ−プロピル（Ｔｇ　８℃）、メタクリル酸ロ
ーブチルｆＴｇ２０℃）、酢酸ビニル（Ｔｇ　３０℃）
、アクリル酸し一ブチル（Ｔｇ　４５°Ｃ１，メタクリ
ル酸２−ヒドロキシエチル（Ｔｇ　５５℃）、メタクリ
ル酸エチルｉＴｇ　６５℃）、メタクリル酸イソブチル
ｔＴｇ　６７℃）、塩化ビニルｆＴｇ　７９℃）、塩化
ビニリデン（Ｔｇ−１８℃）、エチレンなどが挙げられ
る。また、これらビニル単量体は単独で、又は二種以上
を混合して使用することもできる。

これら重合性モノマーの種類や使用量は、得られるエマ
ルジョンの使用温度を考慮して、得られる樹脂のガラス
転移点を目安として決定する。例えば、エマルジョンを
室温　（２０℃）で用いる場合には、エマルジョン中の
樹脂のガラス転移点が一６５℃〜＋２０℃となるもの中
から選択される。また１強制乾燥（６０〜２００℃）を
行なう場合には、得られる水性エマルジョン樹脂のガラ
ス転移点が＋２０〜８０℃の温度となるもの中から選ら
ばれる。

さらに、前記重合性モノマーのビニル単量体の−成分と
して、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、無水マ
レイン酸などの不飽和カルボン酸を前記ビニル単量体成
分の使用量の０．１〜３重量％の割合で用いることは、
被着材（金属）に対する皮膜の密着性を高めるのに有用
である６したがって、乳化重合に供される好ましいビニ
ル単量体は、 ｌａｌ　スチレン、アクリルニトリル、メタクリル酸低
級アルキルｔｃ＋−ｃａ）エステルより選ばれた単量体
　　　　　　　　　　２０〜８０重量％（ｂｌ　アクリ
ル酸低級アルキル［Ｃ，〜Ｃ，ｌエステル３０〜７０重
量％ （ｃｌ不飽和カルボン酸　　　　０．１〜３重量％（ｄ
ｌ　アクリルアミド、フェニルマレイミド、メチロール
アクリルアミド　　　　０〜ｌ口重遣％ｔｅｌその他の
単量体　　　　　　０〜２０重１％の混合物である。

（２）難水溶性無機質粒子ＦＢ） 前記重合性モノマーを乳化重合するに際してｑ在させる
　ｔｏ）成分の水中でアルカリ性を示す難水溶性無機質
粒子としては、２０℃で水１００ｇ中に５ｇ以下、好ま
しくは３ｇ以下の量でしか溶解しない難水溶性の無機質
粒子が使用される。

このような無機質粒子としては、一般ｉこ、ＣａＯ、Ｃ
ａ（ＯＨ）ａ　、普通ポルトランドセメント、マグネシ
アセメント、早強ポルトランドセメントなどがあるが、
これらの無機質粒子の中では、普通ポルトランドセメン
トが安価で好ましい。

ただし、ポルトランドセメント、マグネシアセメント早
強ポルトランドセメント等のセメント類は、水との水和
反応で凝集するので、水と混合した後はできるだけ早く
ビニル単量体の乳化重合を開始させることが好ましい、
また、セメントの水和反応を制御する理由で、グルコン
酸ソーダ等の水和反応遅延剤を添加してもよい。

これら難水溶性無機質粒子は、一般に、粒径が０．１〜
１ｔｌＯＨｍ、好ましくは０．５〜１５ｕｍのものが使
用される。

（３）保護コロイドｆｃ） 前記（Ａ）及び（８）の必須成分以外に、　ｆｃ）成分
として保護コロイドを用いることが好ましい。

保護コロイドは、樹脂水性エマルジョン中の難水溶性無
機質粒子の分散を均一に保持して本発明の樹脂水性エマ
ルジョンを塗料として使用したときの防錆性能のむらを
無くすと共に、乳化重合してビニル単量体の重合物によ
る難水溶性無機質粒子のカプセル化を助ける効果を有し
、前記ｆＡ）成分の乳化重合を行なう際に、　ｉＢ＋成
分の難水溶性無機質粒子と共存させることが好ましい。

このような保護コロイドとしては、例えばヒドロキシエ
チルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビ
ニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどがある。保
護コロイド剤は、ビニル単量体１００重量部に対して２
〜２０重量部の割合で用いる。

（４）乳化重合 前記重合性モノマーの乳化重合方法は、前記難水溶性の
無機質粒子を存在させることを除けば。

公知の乳化重合方法と同様の方法で実施することができ
る。

（５）ｆｆｉ比 前記　ＩＢ）成分の難水溶性無機質粒子の使用量は、ｆ
Ａｌ成分の重合性モノマー１００重量部に対して５〜ｌ
ＯＯ重量部の割合で使用することが重要である。この難
水溶性の無機質粒子の使用量が、上記範囲よりも多すぎ
ると重合安定性がｔｉなわれ、また、少なすぎるとアル
カリ徐故量が少なすぎ、防錆性等の長期持続効果が発揮
されない。

（６）その他の添加剤 このようにして製造された本発明のアルカリ徐放性樹脂
水性エマルジョンは、その防錆性等の特性を損なわない
限度で、難水溶性無機質粒子の不存在下に製造された樹
脂水性エマルジョンを更に混合することができる。

また、従来の樹脂水性エマルジョンと同様に。

各様の添加剤を配合することができる。これらの添加剤
はその目的に応じて乳化重合開始前又は乳化重合後に配
合されろ。、二のような添加剤としては１例えば、可塑
剤、消泡剤、沈降防止剤、流動調整剤、凍結防止材、低
級アルコール、顔料、染料、砂、充填材、湿潤材、撥水
剤、風合調節剤、ｐＨ調節剤などがある。

（７）アルカリ徐放性樹脂水性エマルジョンこのように
して製造された本発明のアルカリ徐放性樹脂水性エマル
ジョンは、（Ｂ）成分の水中でアルカリ性を示す難水溶
性無機質粒子の存在下に（Ａｌ成分の重合性モノマーを
乳化１合させるので、その生成物は、（ロ）成分の難水
溶性無機質粒子の周りを　ｆＡ）成分の重合性モノマー
の重合体で被でした構造の重合体組成物が均一に水に分
散した状態、あるいは、（Ａ）成分の重合性モノマーに
よる単独の乳化重合体と、（Ｂ）成分の難水溶性無機質
粒子の周りを　（Ａ）成分の重合性モノマーの重合体で
被覆した構造の重合体組成物との混合物が均一に水に分
散し、た状態５のものである。

このような＋８＋成分の難水溶性無機質粒子の周りをｆ
Ａｌ成分の重合性七ツマ−の乳化重合体で波層した樹脂
からなる水性エマルジョンは、水中でアルカリ性を示す
無機物を核にしたエマルジョンを水性防錆塗料用ベース
分散体として含有しているので、水性防錆塗料として使
用した際に、このベース分散体からアルカリ性を示す難
水溶性無機質粒子が徐々に溶出してくるために、被着材
を常にアルカリ性に保つことができる。従って、本発明
のアルカリ徐放性樹脂水性エマルジョンを用いた水性防
錆塗料は、メタ１ＩＩｌｌ酸バリウム等の防錆顔料が無
（でも長期間にわたって優れた防錆性を示すことができ
る。

しかも、ｆｉｌ成分の難水溶性無機質粒子は　＋Ａｌ成
分の１合性モノマーの乳化重合体により′ＩｔＬ田され
ているので、分散性も良好で、樹脂水性エマルジョン中
に大量に配合することができる。

また、ｉＢ）成分としてポルトランドセメントのような
水和反応性の無機物を用いた場合でも、樹脂皮膜により
カプセル化されているので、その水硬化反応が抑制され
、長期の貯蔵安定性を有する。さらに、被覆の厚さによ
りセメントの水和反応性、すなわちアルカリ放出性を制
御できるので、より長期にわたりアルカリを放出させる
ことができる。

（８）用途 本発明のアルカリ徐放性樹脂水性エマルジョンは、防錆
塗料のベースとして用いることができる。

［実施例］ 本発明のアルカリ徐放性樹脂水性エマルジョンについて
、以下に実施例を挙げて更に説明するが、本発明はこれ
に限定されるものではない。

以下の実施例及び比較例において用いられる％及び部は
特に示さない限り重量基準である。

また、以下の実施例及び比較例において、製造した樹脂
水性エマルジョン及び水性防錆塗料の性能の測定は以下
の方法によった。

■、樹脂水性エマルジョン ｉｌ＋重合安定性 ○　良好 口　凝集物若干発生 △　凝集物多い ×　凝固 （２）アルカリ放出性 樹脂水性エマルジョンを真空乾燥し、含有されている難
水溶性無機質粒子の割合が１Ｏｆｆｉ量部になるだけの
乾燥乳化重合物を水に分散させる。別に同量の水にセメ
ン８１０重量部を分散させ、両者を７日間室温で放置し
た盪、水溶液を濾過分離する。

各水溶液１００　ｍｌを採り、０．１Ｎ−１ｔ（Ｊ水溶
液で中和滴定し、セメントだけの分散水溶液についての
中和滴定量を１００としたときの、乳化重合物の中和滴
定量をもってアルカリ放出性の評価値とした。

＋！　、水性防錆塗料 （３）貯蔵安定性 配合物を２０℃で１週間放置した後の粘度の変化を見る
。

○　粘度変化なし 口　若干増粘する Δ　増粘する Ｘ　凝固 （４）分散安定性 配合物のフィラーの沈降の有無を評価する。

Ｏフィラーの沈降なし 口　若干沈降ぎみ △　フィラーの沈降あり ×　フィラー沈降、凝固 （５）防錆性及びブリスター 表面を脱脂した磨き軟鋼板（７０關Ｘ１５０ｍｍＸ０．
８ｍ５）に、刷毛で２回塗り（０，７ｇＸＺ回）６１次
いで室温で７日間乾燥して試験片を作製し、以下の実験
を行ない、錆の発生の有無及びブリスターの発生量を評
価した。

（５ａ）耐塩水噴霧性 塩水噴霧試験機で４８時間曝した後の塗膜の防蝕性をブ
リスターの発生量及び錆の発生面積比率で評価した。

（５ｂ）耐温水性 ６０℃の温水に１週間浸漬後に評価。

（５ｃ）耐水性 ２０℃の水に１週間浸漬後に評価。

実施例１ アルカリ　　　　　　　　エマルジョンの′５！造温度
調節器、いかり型撹拌機、還流冷却器、供給容器、温度
計及び窒素導入管を備えた反応容器に、イオン交換水５
０部及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１部を
装入し、反応器内部を窒素ガスで置換したのち、次に示
す原料Ａの全量の１０％を反応容器内に加えて、この混
合物を８０℃に加熱攪拌して乳化させた。

肌旦Ａ メタアクリル酸メチル　　　　　　　４０部アクリル酸
ｎ−ブチル　　　　　　　　４０部スチ１ノン　　　　
　　　　　　　　　１８部アクリル酸　　　　　　　　
　　　　　１部アクリルアミド　　　　　　　　　　　
１部普通ポルトランドセメント　　　　　１０部ヒドロ
キシエチルセルロース　　　　１０部ドデシルベンゼン
スルホン酸ナトリウム１部 イオン交換水　　　　　　　　　　　５０部次いで、過
硫酸カリウム２部をイオン交換水３０部に溶解した水溶
液の１０％を攪拌下に添加した。

さらに、残りの原料Ａ及び過硫酸カリウム水溶液を４時
間かけて徐々に反応容器内に供給した。供給終了後、３
時間同じ温度に保って撹拌を続は原料Ａを乳化重合させ
て固形分量３５％の樹脂水性エマルジョンＡを得た。

このようにして製造したアルカリ徐放性樹脂水性エマル
ジョンＡの重合安定性及びアルカリ放出性の評価結果を
第１表に示す。

木１薩鼠１且Ω１１ このようにして製造したアルカリ徐放性樹脂水性エマル
ジョンＡ　３５１部に、下記の組成で配合したミルベー
ス３７２部を混合し、更に、デキサノール２５部及びラ
テコールＤ（西独ＢＡＳＦ社製増粘剤、商品名）１．５
部を配合して水性防錆塗料を製造した。

ミルベース 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
５０部２８％アンモニア水　　　　　　　　　　２部ｌ
θ％ポリリン酸ナトリウム　　　　　２０部タルク　　
　　　　　　　　　　　　　２００部このようにして製
造した水性防錆塗料の性能評価の結果を第２表に示す。

実施例２〜９及び比較例１〜７ 第１表に示す配合量で行なった以外は実施例１と同様に
して樹脂水性エマルジョンを製造し、更に、第２表に示
す配合量で行なった以外は実施例１と同じ方法によって
水性防錆塗料を製造し。

その評価を行なった。

ただし、各比較例においては、ビニル単量体の乳化重合
時にポルトランドセメント又は水酸化カルシウムを配合
していないので、得られたエマルジョン（Ｆ、Ｈ及びＪ
）に、セメント又はメタ硼酸バリウムを後配合した。

［発明の効果１ 本発明のアルカリ徐放性樹脂水性エマルジョンは、水中
でアルカリ性を示す無機物を核にした樹脂粒子エマルジ
ョンがベース分散体として存在しているので、水性防錆
塗料として用いた際に２このベース分散体の成形された
皮膜に水が接すると難水溶性無機質粒子からアルカリイ
オンが徐々に溶出してくるので、破看材を常にアルカリ
性に保つことができる。従って、防錆顔料が無くても長
期間層れた防錆性を示すことができる。

しかも、（８部成分の難水溶性無機質粒子は、ｆＡｌ成
分の重合性モノマーの乳化重合体により被ｆｆ１（カプ
セル化）されているので、分散性も良好で、大量に配合
す°ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）重合性モノマー（Ａ）１００重量部を、水
   中でアルカリ性を示す難水溶性無機質粒子（Ｂ）５〜１
   ００重量部の存在下に、乳化重合させることによって得
   られたアルカリ徐放性樹脂水性エマルジョン。