JPH0749542B2 - 導電性塗材組成物 - Google Patents

導電性塗材組成物

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JPH0749542B2
JPH0749542B2 JP60027413A JP2741385A JPH0749542B2 JP H0749542 B2 JPH0749542 B2 JP H0749542B2 JP 60027413 A JP60027413 A JP 60027413A JP 2741385 A JP2741385 A JP 2741385A JP H0749542 B2 JPH0749542 B2 JP H0749542B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、導電性塗材組成物に関し、更に詳しくは、屋
外の石油産業施設や石油運搬タンカー等に好都合に適用
しうる帯電防止性の無機質系塗材組成物に関する。
[従来の技術] 従来、導電性塗料は数多く知られているが、塗膜の耐摩
耗性や耐衝撃性が劣り、また難燃性や付着性にも難点が
あるため、実際に、石油施設や石油タンカーなどに採用
される例は極めて少なく、採用されたとしても防災上満
足しうる塗層は得られていない。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、人体に帯電する静電気のスパークによる火災
や爆発災害の発生を予防しうる塗料材料であって、良好
な導電性を有し、しかも耐摩耗性,耐衝撃性,防錆能,
耐候性及び難燃性等に優れた塗膜を与える極めて実用的
導電性塗材組成物を提供しようとするものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明者らは、上記のような石油施設や石油タンカー等
における実情に鑑み、静電気によるスパークが重大な結
果を招くような極めて危険な部所に塗布して、その部所
の人体における静電気を効果的に除去しうる導電性塗層
を提供する塗料材料について研究を重ねた結果、特に、
望ましい各種諸物性を兼備した優れた導電性塗膜を与え
る実用的組成物を開発した。
すなわち、本発明は、(a)ポルトランドセメント、高
炉セメント並びにアルミナセメントよりなる群から選択
されるセメント45〜60重量%,(b)骨材5〜30重量
%,及び(c)合成樹脂エマルジョン(固形分)20〜35
重量%よりなるポリマーセメントに325メッシュ下を少
なくとも90重量%含有する微紛状炭素粒子を、上記ポリ
マーセメント100重量部に対し5〜25重量部添加してな
る石油施設や石油タンカー等における人体に帯電する静
電気によるスパーク発生のおそれのある箇所に塗布形成
される導電性塗材組成物を提供する。
本発明におけるポリマーセメントを構成する第1の成分
(a)は、無機接合剤であって、ポルトランドセメン
ト,高炉セメント及びアルミナセメントより選択され、
これらは単独種で用いてもよいし、2種以上を混用する
こともできる。また、ポリマーセメントの第2の成分
(b)は、通常知られた骨材類を包含するが、好ましい
骨材は、耐摩耗性及び耐薬品性の優れたけい砂,けい石
粉類であって、これら骨材類も単独で、あるいは組み合
わせて使用することができる。更に、第3の成分(c)
は、合成樹脂エマルジョンであって、特にアクリル系樹
脂エマルジョンが好ましい。かかる樹脂エマルジョンの
形成に用いられるアクリル単量体としては、例えば、ア
クリル酸、アクリロニトリル、アクリルアミド、メチル
アクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレー
ト、2−エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシエチ
ルアクリレートやそれらに対応するメタクリル系誘導体
類、あるいは2−エトキシエチルメタクリレートなどを
挙げることができ、また、これらと共重合しうる他の単
量体の少量を併用することもできる。エマルジョンは、
所望構成の単量体を水性媒体中で、エマルジョン重合す
ることにより容易に調製することができる。
ポリマーセメントは、上記各成分(a),(b)及び
(c)がそれぞれ45〜60重量%,5〜30重量%及び20〜35
重量%(合成樹脂エマルジョン中の固形分として)を配
合されてなるものである。
石灰系セメントであるポルトランドセメント,高炉セメ
ントやアルミナセメントから選択される無機成分(a)
は高アルカリ性で、鉄面に不動態皮膜をつくるので防錆
機能を有し、また鉄面に対して良好な接着性を示す接合
剤である。この成分(a)が45重量%未満では、塗膜強
度が弱く、また60重量%を超えると耐摩耗性が低下する
ので好ましくない。
また耐摩耗性,耐薬品性の優れたけい砂,けい石粉等の
骨材成分(b)は、5重量%未満では、塗膜の耐摩耗性
と耐薬品性能が低下し、30重量%を超えると塗膜の強度
が低下するので不都合である。
更に、第3の成分(c)の合成樹脂エマルジョンは、骨
材や導電性炭素粒子のバインダーとして機能すると共
に、得られるセメント硬化層の可とう性の不透水性を向
上させるものであれば、どのような合成樹脂類であって
もよいが、セメント混合性に優れ、耐候性のよい塗膜を
与える点でアクリル系樹脂エマルジョンが特に優れてい
る。第3の合成樹脂エマルジョンは、その固形分含有量
が20重量%未満では耐衝撃性及び付着強さが低く、また
35重量%を超えると耐摩耗性が低下するので好ましくな
い。
また、導電性塗膜に望ましい所望物性を付与するため
に、エポキシ樹脂やウレタン樹脂などの他の樹脂類をポ
リマーセメントに添加して変性することもできる。
本発明においては、このようなポリマーセメント100重
量部(固形分)に対し、325メッシュ下を少なくとも90
重量%含有する微紛状炭素粒子5〜25重量部が添加混用
される。炭素の添加量が5重量部未満では、塗材組成物
を塗布して得られる塗膜(層)の電気伝導性が低くて、
静電気の除去に望ましい抵抗値、例えば、103〜107Ω程
度以下のものが得られず、また25重量部を超えると導電
性は充分であるが、塗膜の耐水性,耐衝撃性や耐摩耗性
などが著しく低減するので好ましくない。好ましい炭素
粒子の添加量は10〜18重量部、特に好ましくは13〜15重
量部である。また、炭素粒子は、90重量%以上が325メ
ッシュ下の微粉粒度であることが重要であって、上記添
加配合量範囲で望ましい導電性の塗膜が提供される。32
5メッシュ下の微紛粒子が90重量%より少ないと、塗膜
に適切な導電性を与えるのに大量の添加をしなければな
らず、塗膜の物性を低下させるので不都合である。
[作用] 上記のような構成を有する本発明の塗材組成物は、石油
関連施設や石油タンカー等において、静電気の帯電防止
に必要な導電性の塗膜を所望個所に好都合に形成させる
ことができる。本発明の塗材組成物は、例えば、石油タ
ンカーにおいては、マンホールまわり,出入りハッチ,
計量ハッチ,甲板などの歩行面や階段に塗布して、その
塗膜に乗った人のもつ静電気を効果的に取り除くことが
できる。このような静電気除去のための本発明の無機質
系導電性塗材組成物は、どのような知られた方法で被塗
面に適用してもよく、また形成される塗膜の厚さは、特
に制約はないが、一般に0.5〜1.5mm程度、特に0.5〜0.7
mmが実用上有利に採用される。
本発明の組成物は、合成樹脂バインダーにより塗膜に適
度の可とう性が与えられるので、鉄板、木板、コンクリ
ート板等どのような基材に対しても好都合に適用するこ
とができる。本発明の組成物によって形成された導電性
塗膜は、耐摩耗性、耐衝撃性、耐水性、耐油性、耐候性
及び防錆能に優れ、長期にわたって静電防止性が安定に
得られるので、その実用的価値は極めて高い。
[実施例] 次に、具体例により本発明を更に詳細に説明する。な
お、以下の例における各種試験は次の方法及び基準によ
るものである。
耐摩耗試験 テーバー摩耗試験機を用い、CS−17の摩耗輪(荷重500
g)により摩耗させ、その減量(mg)を測定。この試験
においては、実用上80mg以下の摩耗量であることが好ま
しい。
耐衝撃試験(JIS K 5400 6.13.3B法による) 衝撃変形試験機を用いて、重量が1kgで、先端が1/2イン
チの丸みをもつ撃ち型を落下させ、試験片の上向き塗面
に損傷が認められたときの落下高さ(cm)をkg・cmで表
示。本試験による衝撃値は、30kg・cm以上であることが
好ましい。
付着強さ 試験片(約70×70×6mm)に組成物を塗布し、7日後、
その中央部分(約40×40mm)にエポキシ系接着材を塗
り、鋼製アタッチメントを静かに載せ、更にその上に重
量1kgのおもりを載せて、まわりにはみだした接着剤を
ふきとる。3日後、おもりを取り去り、鋼製アタッチメ
ントの周辺に沿って切り込みを入れ、鋼製ジグと鋼製当
て板を用いて、引張試験機により破断するまでの最大荷
重を測定し、次式により算出。
F=P/16 ここに、Fは付着強さ(kgf/cm2) Pは最大荷重(kgf) この試験における付着強さは、7kg/cm2以上あることが
実用上好ましい。
耐水性試験 水道水に浸漬し、2,000時間後の塗膜のふくれやはがれ
などの状態を観察。
電気抵抗値 「静電気安全指針(1978)」技術資料2.4の固有抵抗の
電圧電流計法により、印加電圧100Vと500Vでそれぞれ測
定。
なお、下記具体例においては、次の合成樹脂エマルジョ
ン(樹脂濃度はいずれもほぼ50重量%)を用いた。
(イ)MMA:MAA:EA=33:2:65 (ロ)MMA:BA:2EHA=60:10:30 (ハ)上記(ロ)のアクリル樹脂にエポキシ樹脂(ビス
フェノールA型)及びポリアミド樹脂を加えたもので、
各樹脂成分の混合割合は、重量で75:15:10である。ま
た、各種単量体の略号の内容は次の通りである。
MMA:メチルメタクリレート MAA:メタクリル酸 EA:エチルアクリレート BA:ブチルアクリレート 2EHA:2−エチルヘキシルアクリレート 実施例 1 合成樹脂エマルジョンとして、上記のアクリル系エマル
ジョン(イ)を用い、セメント成分としてアルミナセメ
ント及び骨材としてけい石粉を用いて、それぞれの重量
(固形分)割合が26:48:26のポリマーセメントを調製し
た。調製に際しては、水を加えて適度の流動性を確保
し、このポリマーセメントに、その固形分100重量部当
たり、15重量部のカーボン微細粒子(実質的に全部が32
5メッシュをパス)を添加し、均質混合して導電性塗材
組成物を調製した。
調製された組成物を鉄板面にそれぞれ塗布し、得られた
乾燥塗膜(膜厚;約500μ)について各種試験を行っ
た。それぞれの測定結果は次の通りである。
電気抵抗(印加直流電圧100V):6.8×106Ω 電気抵抗(印加直流電圧500V):7.2×105Ω 耐摩耗性:53mg 耐衝撃強度:40kg・cm 付着強さ:124kg/cm2 耐水性:異状なし 実施例 2 実施例 1のポリマーセメントにおいて、セメント成分
として高炉セメント、合成樹脂エマルジョンとして上記
(ロ)のエマルジョン及び骨材としてけい砂を用い、同
様に操作してポリマーセメントを調製した。
このポリマーセメントを用いて、その100重量部(固形
分)に対するカーボン粒子の配合量を変えた各種塗材組
成物を調製し、これをそれぞれ鉄面に塗布して、厚さが
ほぼ500μの各種の導電性乾燥塗膜を得た。形成された
それぞれの塗膜について、上記電圧電流計法により電気
抵抗値を測定した。各塗膜におけるカーボン粒子の添加
配合量と測定結果を第1表にまとめて示す。
No.7の塗膜は、電気抵抗は充分小さいが、耐水性が極め
て悪く、耐摩耗性、耐衝撃性及び付着強さも大きく低下
するので、実用し難く、また、No.1の組成物塗膜は、静
電気のスパークを防止するには抵抗値が高く、導電性塗
材としての機能は期待できない。
実施例 3 合成樹脂エマルジョンとして上記エマルジョン(ハ)を
用いて各種組成のポリマーセメントを調製し、これら
に、その固形分100重量部当たり13重量部のカーボン粒
子をそれぞれ配合調製した各種の導電性塗材組成物を、
乾燥塗膜が約500μになるように鉄板面に塗布し、それ
ぞれの導電性塗膜の諸物性をしらべた。各組成物におけ
るポリマーセメントの3成分の割合及び各塗膜の物性の
測定結果を下掲第2表にまとめて示す。なお、電気抵抗
の測定における印加直流電圧は500Vである。
実験No.8〜12は、エマルジョン量を変動させ、これに対
応してセメントと骨材の相対的適量を配合した場合、ま
た同No.13〜17は、エマルジョン量を固定してセメント
量と骨材量との割合を変えた塗材組成物についてのもの
である。下表より明らかなように、No.8の塗膜は、耐衝
撃性能が低く、No.12の塗膜は耐摩耗性能に難があり、
耐水性能も悪い。また、No.13の塗膜は耐摩耗性が悪
く、付着性能に難があり、No.17の塗膜は耐水性能が極
めて低い。
〔発明の効果〕 本発明の塗材組成物は、その塗膜が人体に帯電する静電
気を除去して静電スパークの発生を効果的に防止するこ
とができ、しかも優れた耐摩耗性、耐衝撃性、耐候性及
び耐水性を兼備し、更に付着強さと金属に対する防錆能
にも優れているので、石油関連施設や石油タンカー等の
スパークによる爆発危険個所等に塗布適用して極めて有
効な帯電防止性塗膜を提供しうる実用性の高いものであ
る。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)ポルトランドセメント,高炉セメン
    ト並びにアルミナセメントよりなる群から選択されるセ
    メント45〜60重量%、 (b)骨材5〜30重量%、及び (c)合成樹脂エマルジョン(固形分)20〜35重量% よりなるポリマーセメントに、325メッシュ下を少なく
    とも90重量%含有する微粉状炭素粒子を、上記ポリマー
    セメント100重量部に対し5〜25重量部添加してなる石
    油施設や石油タンカー等における人体に帯電する静電気
    によるスパーク発生のおそれのある箇所に適用される耐
    摩耗性及び耐衝撃性の優れた塗膜形成用導電性塗材組成
    物。
  2. 【請求項2】骨材が、けい砂及びけい石粉よりなる群か
    ら選択される特許請求の範囲第1項記載の組成物。
  3. 【請求項3】合成樹脂エマルジョンが、アクリル系樹脂
    エマルジョンである特許請求の範囲第1項又は第2項に
    記載の組成物。
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