JPS6026155B2 - 防蝕性皮膜の形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な防蝕皮膜を形成させる方法に関する。

詳しくは保護基材表面の珪酸ナトリウム溶液と鍵酸又は
酸性金属塩溶液とを反応させ、該保護基材表面に二酸化
珪素よりなる防蝕性皮膜を形成させる方法である。本発
明方法で形成される皮膜は耐酸性、耐熱性、耐侯性にす
ぐれた特徴を有する。従来防蝕或し、は防錆を目的とす
る皮膜形成は種々の方法が採用されている。

例えば電気防蝕法、環境遮断法、塗料法等はその代表的
なものである。別の見方をすれば皮膜形成に有機質塗膜
による方法と無機質塗膜による方法がある。しかしなが
ら前者は塗腰形成後短時間は美しく効果的であるが一般
に酸素による酸化、水分による変質、腐蝕性ガス又は液
体の作用、温度による影響等により機械的強度を減じ塗
膜の剥離の原因となったり、一部破損するため長期使用
に耐えうるものが少ない。また無機質塗膜の代表的なも
のとしては珪酸アルカリ塗膜が公知であるが耐酸性、耐
熱性、耐侯性に於いてなお十分に満足出来るものとは云
えない。本発明者は簡単な手段で、しかも安価に耐酸性
、耐熱性、耐庚性を有し、しかも長期に渡って安定な皮
膜を形成させる方法につき研究を重ねてきた。

その結果、特定の珪酸ナトリウム溶液を保護基材表面で
滋酸又は酸性金属塩溶液で分解することにより、該基材
表面に繊密にしかも強固な皮膜が形成されることを見出
し本発明を完成させるに至った。本発明は保護基材表面
にＳｉ０２／Ｎａ２０のモル比が３．０〜４．５の珪酸
ナトリウム溶液を塗布した後、次いで孫酸及び／又は酸
性金属塩溶液を塗布して珪酸ナトリウム溶液と鉱酸及び
／又は酸性金属塩溶液とを反応させ、該保護基材表面に
二酸化珪素よりなる皮膜を形成させる防蝕性皮膜の形成
方法である。

また本発明は上記鍵酸及び／又は酸性金属塩溶液と珪酸
ナトリウム溶液とを反応させるに際しアルカリ金属硫酸
塩、硫酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化アル
ミニウム、シリカ含有物質及び含水珪酸よりなる群から
選ばれた少くとも１種の分解調整肋剤を存在させること
により、速やに二酸化珪素の皮膜を形成させる好ましい
態様の方法にも提供する。本発明を適用出来る保護基材
は特に限定せれず、該基材表面に二酸化珪素の皮膜を繊
密に形成しうるものであればよい。

一般には工業材料として広く使用される金属材例えば鉄
、ニッケル、アルミニゥム、チタン等の金属材が最も効
果的に適用される。金属材以外にも合成樹脂材、木材等
適用することも出来るが、木材等は反応に際して透水性
があり均一な皮膜形成に難点を生じたり、形成された皮
膜の効力が十分長期に期待出来ない場合があるので、こ
のような場合は公知の皮膜例えば有機質塗膜又は塗料処
理を行った後、本発明を適用すれば好ましい。本発明で
使用する珪酸ナトリウム溶液は一般には水溶液として用
いられ、その性状はＳｉ０２／Ｎａ２０のモル比が３．
０〜４．５の範囲から選ぶのが好ましい。該Ｓｉ０２／
Ｎａ２０のモル比が３．０より小さい場合は反応速度が
小さく工業的な実施に難点があり、逆に４．５をえると
珪酸ナトリウム自身が不安定になり良好な皮膜が形成さ
れない場合があるので好ましくない。従って使用する珪
酸ナトリウム溶液のＳｉ０２／Ｎａ２０モル比が前記範
囲外のものである場合は公知の手段で予めモル比を調整
して用いるのがよい。

例えば前記モル比が３．０より小さい場合はＳｉ０２、
珪酸白土等を混合し、加熱溶融してモル比を調整する手
段、該モル比が４．５より大きい場合はＮａＯＨを混合
溶融しモル比を調整する手段等を利用すればよい。珪酸
ナトＩＪゥム溶液の使用濃度は特に限定されず珪酸ナト
リウムが反応条件下に液状を里すものであればよいが、
一般にはＳｉ０２換算で１〜１０重量％好ましくは３〜
６重量％の範囲のものが最も良好に使用される。

本発明で用し、る鉱酸は珪酸ナトリウムを分解し二酸化
珪素を生成することが公知の硫酸、塩酸、硝酸等が特に
制限なく使用される。

就中、硫酸、塩酸は工業的規模の実施に於いては、作業
性、反応性両面から良好に使用される。また本発明に於
いては珪酸ナトリウムの分解剤として上記鉱酸以外に酸
性金属塩溶液を用いることが出来る。

該酸性金属塩溶液は珪酸ナトリウムを分解する能力があ
るものであれば特に限定されず公知のもの、即ち水溶液
が酸性を呈するものが使用出来るが一般には酸性リン酸
アルカリ、硫酸アルミニウム等の溶解した酸性を呈する
水溶液が良好に使用出来る。これら酸性金属塩溶液のみ
を珪酸ナトリウムの分解剤として使用する場合は珪酸ナ
トリウムの使用量によっては多力に用いる必要がある。
このような場合は前記鉱酸と酸性金属塩溶液とを併せて
使用すればよい。本発明に於ける蓮酸ナトＩＪウムと錫
酸との反応は、前記した特定モル比の溝酸ナトリウム溶
液を錫酸及び／又は酸性金属塩溶液を保護基材表面順次
塗布して反応させる限り公３句の反応条件を採用出来る
。

しかし反応条件によっても得られる二酸化珪素の皮膜の
特異性が異なる場合があるので必要に応じて予め反応条
件を決定することが好ましい。一般に良好に採用される
反応条件を例示すれば２５〜１２０℃好ましくは６０℃
以上１２ぴ○以下の加熱下に常圧又は加圧下で反応溶液
の餌が３〜７好まし〈は３．５〜５．０の範囲となる如
く滋酸を塗布して行うと良好である。本発明の皮膜保護
基材の使用環境によって皮膜の厚みを孝鷹することは必
要で、苛酷な条件下での使用の場合は本葬明の皮膜形成
処理を数回に分けて行うことにより一層強固なより優れ
た性質を有する皮膜を形成出釆る。また本発明の実施に
際し蓬酸ナトリウムと雛酸との反応で、硫酸ナトリウム
、塩化ナトリウム或いは硝酸ナトリウム等の電解質物質
が副生するがこれらの電解質物質は二酸化珪素の生成促
進作用を有するもので、本発明を有利に導く要因となる
。従って必要に応じてこれらの電解質物質を予め存在さ
せておくことも良好な手段である。一般に珪酸ナトリウ
ムは元釆安定な物質であるが特定の不純物が混入すると
不安定になる傾向がある。

本発明にあっては、この性質を有効に利用し特定の肋剤
を存在させることにより二酸化珪素の析出皮膜形成を速
やかに実施する技術をも提供するものである。本発明で
用いる分解調整助剤は、硫酸ナトリウヮ、硫酸カリウム
等のアルカリ金属硫酸塩；硫酸マグネシウム；水酸化ア
ルミニウム；酸化アルミニウム：白土、珪砂等のシリカ
含有物質又は含水珪酸である。

これらのうち硫酸ナトリウム、含水珪酸は使用する鍵酸
の種類によっては珪酸ナトリウムと滋酸の反応で生成す
る成分であるが、反応に際し予め存在させるとより効果
的である。また一般に珪酸ナトリウムを不安定にする物
質として金属炭酸塩、塩化物等も存在するが、これらを
用いると反応によってガス状物質が発生し、このガスが
二酸化珪素の皮膜を荒す原園となり塗膜が繊密に出来な
いので本発明で使用することは出来ない。本発明に於け
る分解助剤の使用量は特に限定されず必要に応じて適宣
使用すればよいが多量に使用すると塗膜形成を不均一に
する原因にもなるので一般には珪酸ナトリウムに対して
１〜３の重量％好ましくは５〜２の重量％の範囲から選
ぶのが良好である。本発明の反応に供する鉱酸及び／又
は酸性金属塩溶液は使用する珪酸ナトリウムを分解する
に足る量を一般には前記した鮒範囲とな如く塗布すれば
よいが、反応終了後珪酸ナトリウムの未反応物が残存す
ると形成皮膜の強度が減少する。

従って一般には珪酸ナトリウムを分解する理論必要量の
酸量より多少おおめの量を用い反応終了後の反応液のｐ
Ｈが酸性を呈する程度にするほうが好ましい。保護基材
表面に二酸化珪素の皮膜を形成する反応が終了した後は
、水分を乾燥することにより耐酸性、耐薬品性、耐侯性
にすぐれた皮膜となる。

該乾燥は自然乾燥でよく加熱による乾燥でも必要に応じ
て実施することが出来る。本発明を更に具体的に説明す
るため以下実施例及び比較例を挙げて説明するが本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例 １ Ｓｉ０２／Ｎａ２０のモル比が３．２１の珪酸ナトリウ
ムのＮａ２０換算濃度５重量％水溶液を１５肋？×５０
肌のステンレス（ＢＵＳ２７）材質試験榛４本に塗布し
次のように処理を行った。

Ａ；珪酸ナトリウム溶液塗布後常温（２０００）で４８
時間乾燥した。

Ｂ：珪酸ナトリウム溶液塗布後１００℃で２時間乾燥し
た。

Ｃ；珪酸ナトリウム溶液塗布後１００℃で２時間乾燥し
、その後５％硫酸をハケ塗りし１０分間放置し、次いで
水洗し常温（２０ｑ０）で２独特間乾燥した。

Ｄ：珪酸ナトリウム溶液を塗布後、該塗布液のｐＨが３
．５〜４になるように５％硫酸を加え９０００に保持し
た。

塗布液のｐＨが３．５より４・さくなり始せた時に硫酸
添加をやめ常温（２０ｑｏ）で２蟹時間乾燥した。前記
Ａ〜○の試験榛を解２の希硫酸溶液中に懸垂し７幼時間
放置した。Ａ及びＢは数時間後に発錆し７幼時間後全面
に錆が析出していた。Ｃは７幼時間後に錆がほぼ全面に
生じた。しかしながざＤ試験棒は全く発錆せず最初の状
態と変りなかった。実施例 ２実施例１の試験陣Ｄの処
理に於ける硫酸に代り、塩酸及び燐酸をそれぞれ用いた
以外は同様に処理した。

乾燥後実施例１と同様なテストを行なった結果７瀦時間
後も全く発錆しなかった。実施例 ３実施例１に於ける
珪酸ナトリウム溶液の ＳｉＱ／Ｎａ２０モル比を第１表に示す如く変化された
以外は実施例１試験樺Ｄと同様な処理を行った。

乾燥した試験樺につき実施例１と同様のテストを行った
結果第１表に示す通りであった。同第１表Ｍ．１及び地
．６は比較のため同様の処理を行なった試験棒について
の結果である。第１表 実施例 ４ 実施例１試験榛Ｄの処理に於ける硫酸に代り酸性リン酸
ナトリウム溶液を用いた以外は同様の処理を行い、実施
例１と同機のテストを行った結果、７幼時間後も発錆は
なかった。

実施例 ５ Ｓｉ０２／Ｎａ２０モル比３．２、Ｎａ２０換算濃度４
％の珪酸ナトリウム希薄溶液に、該溶液１００部に対し
て硫酸アルミニウム（ＡＩ２（Ｓ０４）３）を１．０部
混合し、更に含水珪酸（徳山曹達■商品名トクシールＮ
Ｒ）を珪酸ナトリウムに対して１０％混合した。

この溶駅を１５側め×５仇肋の鉄製棒に塗布した。該塗
布液は１００ｏｏに保持しｐＨが３〜４．５になるよう
に希硫酸溶液を添加し、ｐＨが３．０より小さくなり始
めた時に硫酸溶液の添加を中止した。その後１００℃で
２時間乾燥して被膜形成試験棒を得た。該被膜形成試験
棒は実施例１と同様のテストを行った結果７幼時間後も
全く発鏡がみられなかった。実施例 ６実施例５に於け
る含水珪酸に代り第２表に示す物質を用い且つ硫酸アル
ミニウムを全く混合しない以外は実施例５と同様の処理
を行った。

その結果は第２表に示す通りであった。第２表 実施例 ７ ＳｉＱ／Ｎも○モル比３．２１の珪酸ナトリウム１００
ｃｃに実施例５で用いたと同じ含水窪酸５夕を加えオー
トクレープ中で溶融しモル比の珪酸ナトリウムを得た。

この溶液を用いて実施例１の試験棒○と同様の処理を行
った。また実施例１と同様のテストを行った結果全く発
錆しなかった。実施例 ８ アルミニウム被膜された鉄製榛（１５柵◇×５０肋）を
Ｓｉ０２／Ｎａ２０モル比３．３、Ｎａ２０換算で５（
重量）％の珪酸ナトリウム溶液中に浸潰した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 保護基材表面にＳｉＯ＿２／Ｎａ＿２Ｏのモル比が
   ３．０〜４．５の珪酸ナトリウム溶液を塗布後次いで鉱
   酸及び／又は酸性金属塩溶液を塗布して珪酸ナトリウム
   溶液と鉱酸及び／又は酸性金属塩溶液とを反応させ、該
   保護基材表面に二酸化珪素よにらる皮膜を形成させるこ
   とを特徴とする防蝕性皮膜の形成方法。