JPH0469235B2

JPH0469235B2 -

Info

Publication number: JPH0469235B2
Application number: JP6945585A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Kohitsu; Takahiro Hori; Tadashi Naito
Original assignee: Nissan Chemical Corp
Current assignee: Nissan Chemical Corp
Priority date: 1985-04-02
Filing date: 1985-04-02
Publication date: 1992-11-05
Also published as: JPS61231186A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は、腐蝕性金属の表面に錆の発生を防ぐ
ために施される防錆性被膜形成用の水性組成物の
改良に関する。従来の技術スレンレス鋼材を除いて、一般に鋼材には大気
通での使用中に腐蝕が起り、その表面には錆が発
生する。従つて鋼材表面の発錆が支障を来たす用
途においては、通常使用前に鋼材表面に防錆処理
乃至防錆被覆が施される。かゝる防錆のために用
いられる薬剤は一般に防錆処理剤或いは防錆塗料
と呼ばれているが、いずれも鋼材表面に防錆性の
被膜を形成させるものである。鋼材に対し防食効果を奏する物質としては、亜
硝酸塩がよく知られ、例えば、特公昭42−22957
号公報には、鉄筋コンクリート中に亜硝酸カルシ
ウムを含有させることが提案されているが、鉄筋
を取り囲むコンクリート中には亜硝酸カルシウム
がかなり多量に添加されているにもかかわらず、
亜硝酸カルシウムはコンクリート中に均一に分散
され、鉄筋表面の近くに選択的に高濃度には存し
ないために充分な防錆効果を発現させ難く、また
鉄筋コンクリートの外表面から侵入する雨水等に
よつて逐次亜硝酸カルシウムが溶出するために耐
久性も充分でない。鋼材表面に防食膜を形成させ得る物質として、
珪酸ナトリウム等の珪酸アルカリ水溶液もよく知
られているが、珪酸ナトリウム水溶液の硬化被膜
は耐水性に乏しい欠点を有する。しかし、珪酸リ
チウムに限つては、その水溶液が硬化した被膜は
比較的耐水性が高いので、これを用いた防錆塗料
もよく知られている。例えば、特開昭51−86529
号公報には、珪酸リチウムと亜鉛粉末を含有する
水性塗料も提案されているが、この塗料による塗
膜は、海岸地帯での使用、或いは、塩分を含有す
る砂が混入された鉄筋コンクリート等塩分含有の
雰囲気中では防錆効果が充分でない。更に、特公昭58−9834号公報には、ニトロフタ
ル酸塩、オキシカルボン酸塩に加えてナトリウ
ム、カリウム、アンモニウム等の亜硝酸塩と、ナ
トリウム、カリウム、アンモニウム等の珪酸塩を
水に溶解させた防錆組成物が提案されているが、
この水溶液を硬化させた被膜はやはり耐水性が低
く、防錆硬化が充分でない。その他、塩化ゴム等合成樹脂系防錆塗料、脂肪
酸エステル系防錆プライマー等の防錆塗料も知ら
れているが、いずれも防錆効果は充分でない。ま
た、上記従来技術の教唆に従つて、珪酸リチウム
水溶液に亜硝酸カルシウム水溶液或いは亜硝酸ナ
トリウム水溶液を添加混合すると、瞬時乃至短期
間にゲル化が起り、安定な水溶液が得られない。発明が解決しようとする問題点本発明の目的は、腐蝕性金属材料表面に接着性
良好に防錆能力、耐水性、耐久性、上塗り塗料と
の接着性のいずれも高い被膜を容易に形成させる
ことができ、しかも高い安定性を有する防錆被覆
用水性組成物を提供することにある。問題点を解決するための手段本発明の防錆被覆用水性組成物は、SiO₂／
Li₂Oモル比が2.2〜10である溶解珪酸リチウムを
SiO₂として１〜30重量％量と溶解亜硝酸リチウ
ムを0.01〜10重量％量含有することを特徴とす
る。本発明に用いられる珪酸リチウムは、本発明の
水性組成物中で水溶液状態を呈するものであり、
通常SiO₂／Li₂Oモル比として2.2〜10を有し、
SiO₂濃度として１〜30重量％の水溶液である工
業製品として容易に入手できる。また、本発明に
用いられる亜硝酸リチウムも工業製品として容易
に入手できる。本発明の防錆被覆用水性組成物
は、上記珪酸リチウム水溶液を水性組成物中に珪
酸リチウムに基くSiO₂として１〜30重量％を供
給する量と、上記亜硝酸リチウム又はその水溶液
を水性組成物中に亜硝酸リチウムとして0.01〜10
重量％供給する量均一に混合することにより、粘
度１〜200cp程度の安定な水溶液として容易に得
られる。本発明の防錆被覆用水性組成物としては、本発
明の目的が達成される限り、他に任意の成分を含
有させてもよい。場合によつては、好ましい成分
の添加により、厚い塗膜を形成させ易い塗料を得
ることができる。上記好ましい添加成分の例とし
ては、アクリル系合成樹脂、酢酸ビニル系合成樹
脂、エポキシ樹脂、アスフアルト等の水性エマル
ジヨン；スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニ
トリル−ブタジエンゴム、クロロブレンゴム等の
水性ラテツクス；酸化チタン、炭酸カルシウム、
珪砂、クレー、タルク等の体質顔料；鉛丹、イン
ククロメート、亜鉛末等錆止め顔料；マグネシ
ア、りん酸塩等硬化剤；その他アルカノールアミ
ン、界面活性剤、沈降防止剤等が挙げられる。作用本発明の組成物中の珪酸リチウムは、その強い
アルカリ性によつて鋼材の発錆を防ぐと共に、本
発明の組成物が乾燥によつて硬化する際、耐水性
の高い被膜を形成せしめる結合剤の作用をする。
しかし珪酸リチウムのSiO₂／Li₂Oモル比が2.2以
下では不安定な水溶液となり、結晶の析出が起り
易い。また、珪酸リチウムの上記モル比が10以上
ではコロイド状珪酸が共存するために、加熱等特
別の安定化処理を施さないと不安定性を示し好ま
しくない。好ましい上記モル比としては2.5〜8.5
程度である。本発明の組成物中の珪酸リチウムの
濃度もまた重要な因子であり、SiO₂濃度として
30重量％以上では水溶液の粘度が高く作業性の低
下を招く他安定性を低下せしめる原因ともなり易
く、また、１重量％以下では上記珪酸リチウムの
作用効果に乏しくなる。好ましいSiO₂濃度とし
ては５〜20重量％である。本発明の組成物中の亜硝酸リチウムは、上記珪
酸リチウムと協働して相乗的に高い防錆効果を発
現せしめる作用をする。しかし、亜硝酸リチウム
の含有率が10重量％以上にも高いと水性組成物の
安定性を低下させ、また、0.01重量％以下では上
記防錆効果に乏しくなる。好ましい含有率として
は、0.05〜５重量％程度である。本発明の水性組成物が高い安定性と、その乾燥
硬化により被膜に高い防錆性を付与せしめること
は、珪酸リチウムのリチウム成分と亜硝酸リチウ
ムのリチウム成分との好ましい協働作用によるも
のと考えられ、特に、硬化被膜に耐久的防錆性が
付与されることは、亜硝酸根が珪酸リチウムによ
つても捕捉された状態で珪酸リチウムの硬化体中
に含有されることによるものと考えられる。実施例１ SiO₂／Li₂Oモル比2.5、SiO₂濃度30重量％の珪
酸リチウム水溶液と、濃度25重量％の亜硝酸リチ
ウム水溶液と、希釈用水とを用意し、これらの混
合により、SiO₂濃度10重量％、亜硝酸リチウム
濃度1.0重量％の珪酸リチウム及び亜硝酸リチウ
ムを含有する水溶液(A)を得た。この(A)液は、密閉
容器中常温で６ケ月保存しても、変質が全く起ら
なかつた。別途、たて150mm、よこ300mm、厚さ３mmのサン
ドブラスト処理をしたJISG3101鋼板10枚を用意
し、この鋼板を上記水溶液(A)中に浸漬した後とり
上げ室内放置により乾燥させると、鋼板上に薄い
が硬い半透明被覆が生成した。次いで、上記被膜を有する鋼板５枚を、60℃相
対湿度95％の恒温恒湿中に２ケ月間放置（以下、
防錆性試験T₁という。）した後とり出し、鋼板表
面上の錆の発生状況を観察した。また、残り５枚
の上記塗膜を有する鋼板については、JISZ−
2371の方法により、塩水噴霧を２週間継続（以
下、防錆性試験T₂という。）した後鋼板表面上の
錆の発生状況を観察した。上記いずれの試験にお
いても、鋼板表面に錆の発生が全く認められなか
つた。実施例２第１表に記載のモル比を有する珪酸リチウム水
溶液を用いた他は実施例１と同様にして珪酸リチ
ウム及び亜硝酸リチウムを含有する第１表に記載
の水溶液(B)、(C)及び(D)を調製した。これらの液
も、常温６ケ月保存しても全く変質しなかつた。

【表】次いで、これらの(B)〜(D)液を用いて実施例１と
同様にして、鋼板上に乾燥被膜を形成させた後、
上記防錆性試験T₁及び同T₂を行ない、鋼板表面
上の錆の発生状況を観察した。いずれの液を用い
たものも全て鋼板上に錆の発生が認められなかつ
た。実施例３ SiO₂／Li₂Oモル比3.5、SiO₂濃度10重量％の珪
酸リチウム水溶液を60重量部と、SiO₂／Na₂Oモ
ル比3.0、SiO₂10重量％の珪酸ナトリウム水溶液
20重量部と、SiO₂／K₂Oモル比3.5、SiO₂10重量
％の珪酸カリウム水溶液20重量部とを混合し、更
に濃度20重量％の亜硝酸リチウム水溶液を生成液
中亜硝酸リチウム濃度が1.0重量％となるように
加えることにより、水溶液(E)を調製した。別途、SiO₂／Li₂Oモル比3.5、SiO₂濃度25重量
％の珪酸リチウム水溶液と濃度30重量％の亜硝酸
リチウム水溶液と、トリエタノールアミンとを混
合することにより、SiO₂濃度20重量％、亜硝酸
リチウム濃度4.5重量％、トリエタノールアミン
濃度５重量％を含有する水溶液(F)を調製した。更に別に、SiO₂／Li₂Oモル比3.5、SiO₂濃度10
重量％の亜硝酸リチウム水溶液80重量部と、モノ
フルオロりん酸ナトリウム（Na₂PO₃F）の20重
量％水溶液10重量部と亜硝酸リチウムの10重量％
水溶液10重量部とを混合することにより水溶液(G)
を調製した。これら水溶液(E)、(F)及び(G)はいずれも、常温６
ケ月の保存による変質が全く認められなかつた。
また、上記水溶液(E)〜(G)を用いて、実施例１と同
様にして鋼板表面に被膜を形成させた後上記防錆
性試験T₁及びT₂を行ない、鋼板表面上の錆の発
生状況を観察した。やはり、鋼板上の錆の発生は
全く認められなかつた。比較例１実施例１における水溶液(A)の代りに、SiO₂／
Na₂Oモル比3.0、SiO₂濃度10重量％の珪酸ナトリ
ウム水溶液(H)、SiO₂／Li₂Oモル比3.5、SiO₂濃度
10重量％のリチウム水溶液(I)及び市販品の固形分
として45重量％を含有するスチレン−アクリル酸
エステル共重合樹脂水性エマルジヨン30重量部と
水70重量部の混合液(J)を夫々用いた他は実施例１
と同様にして、鋼板上に被膜を形成させた後、上
記防錆性試験T₁及びT₂を行ない、鋼板表面上の
錆の発生状況を観察したところ、下記第２表に記
載の如く著しい発錆を認めた。

【表】更に、上記(H)の水溶液に、亜硝酸ナトリウムを
液中濃度が１重量％となるように加えることによ
り水溶液(K)を調製し、上記同様にして防錆性試験
T₁とT₂を行い、発錆状況を観察したところ、や
はり、第２表に記載の割合に発錆を認めた。比較例２ SiO₂／Li₂Oモル比3.5、SiO₂濃度10重量％の珪
酸リチウム水溶液90重量部と、亜硝酸カルシウム
の10重量％水溶液10重量部を混合したところ、直
ちにゲル化が起つた。また、上記珪酸リチウム水
溶液90重量部と、亜硝酸ナトリウムの10重量％水
溶液10重量部を混合することにより得られた水溶
液は、常温で密閉下放置したところ１週間経過後
にゲル化が起つた。上記２液共に、安定性において実用性に乏しい
ことを認めた。実施例４ SiO₂／Li₂Oモル比3.5、SiO₂濃度10重量％の珪
酸リチウム水溶液90重量部と、亜硝酸リチウムの
10重量％水溶液10重量部と亜鉛末５重量部とを均
一に混合することにより塗料（P₁）を調製した。別途、上記珪酸リチウム水溶液80重量部と、上
記亜硝酸リチウム水溶液10重量部と、固形分とし
て10重量％を含有するスチレン−アクリル酸エス
テル共重合樹脂水性エマルジヨン10重量部とを均
一に混合することにより塗料（P₂）を調製した。更に別に、上記珪酸リチウム水溶液62重量部
と、上記亜硝酸リチウム水溶液10重量部と、上記
スチレン−アクリル酸エステル共重合樹脂水性エ
マルジヨン10重量部と、顔料として酸化チタン15
重量部と、増粘剤としてヒドロキシエチルセルロ
ースを１重量部と、硬化剤としてマグネシア２重
量部とを均一に混合することにより塗料（P₃）
を調製した。次いで、実施例１と同様にして上記塗料
（P₁）、（P₂）及び（P₃）を用いて夫々鋼板上に塗
膜を形成させた後、防錆性試験T₁とT₂を行い発
錆状況を観察した。いずれの塗膜上にも発錆は認
められなかつた。また、上記塗料（P₁）〜（P₃）は、常温６ケ
月の密閉保存後の変質が認められなかつた。実施例５実施例１と同様にして前記水溶液(B)を用いて得
られた被覆を有する鋼板上に、更にセメント：
砂：水の重量比が１：２：0.57であるセメントモ
ルタルを６mmの厚さに塗布し、硬化させることに
より、モルタルが強固に装着したモルタル被覆の
鋼板を得た。別途、実施例１と同様にして前記塗料（P₂）
を用いて得られた塗膜を有する鋼板上に、市販品
の塩化ゴム防錆塗料を上塗りし乾燥することによ
り上塗り塗膜を有する鋼板を得た。次いで、上記モルタル被覆の鋼板及び防錆塗料
の上塗り塗膜を有する鋼板について防錆性試験
T₁とT₂を行い、表面の状態を観察したが、錆の
浮き出しその他異常を全く認めなかつた。更に別途、上記モルタル被覆の鋼板と防錆塗料
の上塗り塗膜を有する鋼板を屋外に６ケ月間暴露
した後、表面状態を観察したが、錆の浮き出しそ
の他異常は全く認められなかつた。比較例３実施例１に用いたものと同じサンドブラスト処
理した鋼板に、実施例５に用いたものと同じセメ
ントモルタルを６mm厚さに塗布し硬化させること
によりモルタル被覆の鋼板を得た。別途、上記と同じ鋼板上に、市販品の脂肪酸エ
ステル系防錆プライマーを塗布し乾燥させた後、
その上に更に実施例５に用いたものと同じ市販品
の塩化ゴム防錆塗料を上塗りし乾燥することによ
り上塗り塗膜を有する鋼板を得た。次いで、上記２種の鋼板について防錆性試験
T₁とT₂及び屋外暴露６ケ月のテストを行つたと
ころ、第３表に記載の結果が得られた。

【表】上記実施例及び比較例の結果を対比すると、従
来の防錆プライマー及び防錆塗料によつては、鋼
板の防錆を充分に達し得ないのに対し、本発明の
防錆被覆用組成物によれば、鋼板の防錆が著しく
向上することが認められる。発明の効果本発明の防錆被覆用水性組成物は安定性が良好
であり、密閉下常温で６ケ月以上保存しても変質
が起らないので、鋼材表面には一定品質の防錆性
被膜を容易に形成させ得る。本発明の組成物は、
温度を高めても亜硝酸リチウムの反応性、特に分
解反応性に変化が起らないので、亜硝酸リチウム
の分解温度である約185℃以下であれば、加熱に
よる乾燥硬化法を適用することもできる。本発明の防錆被覆用水性組成物は、良好な作業
性を有し、被膜形成には通常の被膜形成方法、例
えば、浸漬、刷毛塗り、ロールコーター、スプレ
ー等を適用することにより、薄い被膜から厚い被
膜まで任意の厚さの被膜を形成させることができ
る。本発明の水性組成物は、鋼材等通常の腐蝕性
金属材料表面上で乾燥により、これら金属材料表
面に強く接着した硬い被膜に変り、耐水性、特に
高い耐塩水性により海岸地帯にも用いられる耐久
的防錆被膜を形成せしめ得る。この被膜は、ま
た、通常の合成樹脂上塗り塗料との適合性を示
し、この被膜上に強固に接着した上塗り塗膜を形
成させることができる。この被膜は、セメント、
モルタル、コンクリート等とも高い接着性を示
し、この被膜を形成させた鋼材を用いることによ
り、長期使用後も鋼材の腐蝕が起らない鉄筋或い
は鉄骨コンクリートを造ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

１ SiO₂／Li₂Oモル比が2.2〜10である溶解珪酸
リチウムをSiO₂として１〜30重量％量と溶解亜
硝酸リチウムを0.01〜10重量％量含有することを
特徴とする防錆被覆用水性組成物。