JPS6060164A - 高耐熱性アルミ合金粉末防食顔料 - 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】 本発明は、高１αの耐熱性をイｊし、鉄に対し’Ｃｇ度
の犠牲防食効果をイｉリ−るアルミニウム合金粉末防食
顔料に関づる、。

工期短縮、省力化の１」的（゛新造船、大型の橋梁。

タンク等はブロック建造方式という方法が採用されてい
る。この井造乃式は鋼板をショッ１〜プラス１〜し−Ｃ
ミルスクール、赤錆を除去した後、ショッププライマー
と称Ｊる一時防錆塗１′３１　／ｊ’塗装される。

この後、電子罫書によって設８１図を原Ｎに拡大して鋼
板に焼ぎ（Ｊけ、溶断１曲げ、溶接に９の−Ｉ程を経て
ブロックが組み立てられる。この後ブ１１ツクは更にブ
ロック塗装と称する塗装が４ｇされるが、ショッププラ
イマーの目的は、このブＩ」ツク塗装されるまでの１〜
３ケ月間、鋼板の発錆を防止りることである。ショップ
プライマーの性能としＣ防食性に１ぐれることはもちろ
／υであるか、溶［ｉ　。

溶接、ひずみ取り等による塗膜性能の熱劣化が小さいこ
とが重要である。ショッププライマーどしてはウォッシ
ュプライマー、ジンクリンチプライマー、ノンジンクプ
ライマーが市販されているが、防食性、耐熱性等に優れ
る無機ジンクリッププライマーの需要が急増しショップ
プライン−の主流となっている。

無機ジンクリッチプライマーは、アルカリシリゲート又
はツノルー１ルシリクートをバインダーとして亜鉛粉末
を高ａ　＋Ｗに含有さＵた塗料である。亜鉛粉末の犠牲
陽極効果により高度の防食性を右し、バインダーの耐熱
ｆ１により優れた特性を示すものＣある。しかしイ「が
ら現行の無機ジンクリッププライマーでも溶断、（８接
、ひずみ取り等による塗膜性能の熱劣化が解決されｌこ
わりではなく、溶断。

溶接部の塗膜焼損、ひずみ取り部の熱劣化、塗膜はがれ
等の問題が依然どして存在し、これらの部分では著しい
発錆をみる。

亜鉛は鉄に苅り−る高度の犠１１Ｉ陽極作用により鉄の
発錆を防止づるが、融点が低く、揮発しや（いため溶断
、溶接、ひずみ取り等の工程で高熱を受りた場合、安易
に蒸気（ヒユーム）となって揮１１（する。また急ｉｌ
！ＩＩ　％加熱による塗膜の割れ、はがれが生じること
が多い。このようにして亜鉛粉末が消失した部分はしは
や防食効果が消失するどともに、発生覆る亜鉛ヒユーム
は有毒であるため作業上特別の注意を払わなければなら
ない１、これらの問題を解決する方法として次に示りｊ
、うな技術が開示されているが、それぞれ−長−知があ
り高度の防食性と耐熱性を有する防食顔お１の開発が待
ら望まれていた。

特公昭４７−２７７Ｇ５には５％以下の／ｎを含イｊリ
−るアルミニウム合金わ）末を使用する伎（ｆｌｉが開
示されＣいるが、このアルミニウム合金わ）末（、Ｌ犠
牲陽極作用が乏しく実用化されていない。

特公昭４７−５１０９０には１へ・５０％のＡ１を会イ
１づる７、　ｎ合金粉末を使用する技術が（１４示され
ている。

この合金粉末は犠牲陽極効果は十分有しているが、耐熱
性の改善が十分ではなく実＋１１化（ご争っていない。

また、特公昭５５−１４８７３にはフレーク状亜鉛粉末
とフレーク状耐熱顔料（フレーク状アルミニウム顔料、
フレーク状黒鉛顔料、フレーク状雲母顔料）を使用する
技術が開示されている。この技術は一部実用化されてい
るが、フレーク状耐熱顔料の含有量が多くなると防食性
が低］ζするとともに塗膜物性が低下し、一方フレーク
状耐熱顔料の含イ［が少なくなると、耐熱性が不十分で
あるという相反−リ−るｔｇ質を持Ｉ′）、高度の耐熱
性が要求されるショッププライマー用どし′Ｃは満足な
性能を右するまでには至っていない。

アルミニウムに亜鉛を５０％以上添加すると鉄に対づる
犠牲陽極効果が認められるようになるが、これはアルミ
ニＣシムの不動態被膜の形成を抑制するか、又は酸化被
膜が導電性を右りるようになるためと推定される。

亜鉛を５０％以上含有りるアルミニウム合金は鉄に対す
る犠牲陽極効果は認められるが、高温に加熱された場合
、亜鉛の揮散が激しいため、加熱された部分の防食性が
茗しく低下する。また、浴［り１゜溶接、ひずみ取り等
の工程では、急激４１加熱を受けるため塗膜の割れ、は
がれが多数光に＋４１６゜本発明者らは、従来の防食顔
料のこのＪ、うな問題点を解決すべく鋭意研究の結果、
１ｌｌｉ　ｉｉｉ　−”　ｊ’ルミニウム合金に適当量
のケイ素を添加りることににって、高度の防食性と耐熱
ｔ！ｔを右りるアルミニウム合金粉末顔料が得られるこ
とを知見した（〕ので・ある。

本発明は、亜鉛が２５重量％を越え５０Φ１１％以下及
びケイ素１０以上２５重Ｍ％以下を含有し、残部がアル
ミニウムと不可避不純物とからなるノ′ルミニウム合金
粉末であり、亜鉛粉末と同舌の防食性を有し、かつ、高
耐熱性を右する防食顔Ｊ＋１を（；？供りるものである
。

本発明の防食顔料は、上記組成のアルミニウム合金溶湯
を調製し、該合金溶湯の７１ヘマイズ法によって容易に
製ｊ！ｌｊ　Ｌ、　ｉ！ｉる。アトマイズ媒体としては
空気、不γδ性ガス等が一般的に使用されるが、空気ア
トマイズ法にＪ、って所望のアルミニウム合金粉末が安
易に製ｊ貴し１！７る。

薄くて均一なイ店膜を得るため、使用するアルミニウム
合金粉末の粒度は６３μ以下が望ましい。この目的で７
１−マイス合金粉末を機械的に粉砕した合金粉末も使用
でさる。機械的粉砕は、不活性ガス雰囲気中ボールミル
で乾式粉砕覆るか又はミネラルスビリッｌ−等の溶剤の
共存下、ボールミル。

アトライターミル等で粉砕し又得られたものが使用し得
る。

本発明のアルミニウム合金顔利用のバインダーとしては
、従来一般的に使用されている種々のバインダーか使用
し得るが、本顔石の特性を最大に引き出すバインダーと
しては耐熱性に優れたノフルカリシリケート系バインダ
ー、アルキルシリケート系バインダー及びアルキルナタ
ネ−１〜系バインダーが望ましい。

塗お１中の顔ＦＡ淵度は、顔籾容槓澗度で２０へ・５０
％程度で使用でき、アトマイズ法によって１ｑられたア
ルミニウム合金粉の場合、顔料容積淵庶３０〜５０％程
度が望ましく、また機械的に粉砕された合金粉末の場合
、吸油量が増加するため金１＋１分として２０〜４０％
顔料容積濃度で使用するのが望ましい。

塗装はエアースプレー、エアレススｌレー、刷毛塗り等
のいずれでも使用可能であり、目的にＩ、ｔ、じ−で使
い分【ノし得る。

次に本発明の原理について言及する。

防食顔わ１が１；（牲陽極効果を右づるためには、顔料
と鋼板の電気的接触がなされていること及び顔料が鉄に
対して十分卑な電４ｉｉ電位を右りることが必須条件で
ある。

因みに、亜鉛ど軟鋼の電極電位は０．１Ｎ目永電極に対
して亜鉛は−１，ＩＯＶ、軟鋼は−６，５８Ｖである。

一方、アルミニウムは−０，８５Ｖである。電極電位だ
【プからはアルミニウムでｂ鉄に対して十分犠牲陽極効
果が１１１１持しｉＧるが、現実的にはアルミニウムは
鉄に対りる犠１′１陽極効果は全く認められない。この
理由はアルミニウム新生面にはすぐに不５９電性の不動
態被膜が形成されるためである。

ケイ素の電極電位は０．１Ｎ　１：１永電極に対して−
０，２６Ｖであり、ｔ２　Ｊ、り員な金属であり、これ
自体全く犠牲陽極効果は期待できないが、亜鉛−アルミ
ニウム合金に添加された揚台、葛しい犠１１陽極効果の
向上が認められることを知見し本発明に至ったものであ
る。この犠牲陽極効果の向上の機構は定かではないが、
酸化被膜が高度の導電性を持ったためか又はアルミニウ
ム不動態被膜形成の抑制によるものと推定される。

ケイ素を１０〜２５川ｍ％好ましくは１２〜２０重川％
添加用ることに五つで、アルミニウム合金中の引１鉛含
右吊が２５重量％を越え５０重量％以下りｒましくは３
０〜４０重量％で高度の犠牲陽極効果が得られ、且つ該
アルミニウム合金は高温に加熱されてｂ高度の防食性を
保持していた。

また、本発明のアルミニウム合金粉顔料を含イ１するア
ルカリシリケー１へ、アル４−ルシリタート塗斜塗膜は
、従来の亜鉛粉末、亜鉛−アルミニウム合金粉末を使用
した態別塗膜と比較し−（クミ激な加熱による耐ばくり
性が著しく優れ−Ｃいることが明らかとなった。この理
由は、本発明のアルミニウム合金粉末顔料がケイ素を含
有しているためバインダーとの密着性に優れ強固な塗料
塗膜を形成りるためと推定される。

以下に本発明の実施例を示す。

表１の実施例、仕較例に示ず合金組成の全屈粉末を空気
アトマイズ法にＪ、って製造した、１これらの金１１バ
粉を３５　（ｌ　ｍ　ｃ　！Ｉｌ＋のスクリーン（゛篩
い、３５０ｍ　ｃ　ｓ　Ｉ）スクリーンを通過した粒度
４４μ以下の金属粉を使用して塗装″ｚ１を作製した。

比較例１は、亜鉛末３号（三月金属鉱業株式会社製）を
用いた。また、実施例１１．１２はζヲ気ツノ１−マイ
ス法によって金属粉を製造した後、１００　Ｉｌｌ　ｅ
　！ｉ　ＩＩスクリーンを通過した金属粉をミネラルス
ピリッ１〜の共存下ボールミルによっＣ粉砕し、次いひ
２５０　ｍ　ｅ　ｓ　ｌ＋スクリーンを通過１、　ｌこ
粒度６３μ以下の金属粉を使用した。

塗料用ワニスは１・記のような組成で調整した。

−［デルシリター１・４０（商品名）；ヒ５０（車量％
）５％塩酸水　１ イソプロピルアル：１−ル　４３．２ 純水　ｊ）、８ 訓　１００ ：１：　多摩化学工業株式会社製 塗料の顔料８槓）；：８度は実施例１１．１２を除いて
全て４５．８％になるように調整した。引１釦の比Φが
７．１３であるのに対しで、本発明のアルミニウム合金
の比重は約３．８〜５．０程度であるため含金組成から
比重を計紳し顔料容積濃度が一定になるように重量添加
量を調整した。実施例ｉｉ、　＋ｚは顔料の吸油量が大
きいため顔料容積濃度を３８．５％になるように調整し
た。

試験片は、リーイズ７０ｍ１ｎＸ　１５０ｍｍ　、　Ｊ
ワさ　２．３ｎｖのザンドブラスト加工鋼板（ＪＩＳ　
Ｇ３Ｌ４１の５Ｉ）ＣＧ−３Ｂ）に試料塗料を刷毛塗り
したしのを用いた。塗膜は室温乾燥し、塗装後４［１経
１１￥　した後、試験に供した。なお、乾燥後の塗膜ｊ
ｑさは約３０μｍであった。

塩水ＩＰＪＢ試験は、ＪＩＳ　Ｋ５４００に記載の／Ｉ
払により３００時間実施し、スクラッチ部の発錆状態お
よび塗膜全面の発錆状態を１」視判定した。この塩水噴
霧試験を下記耐熱テストの前後に行なった。

塗！１分の耐熱ｊストは試験片を垂直面から１５°傾斜
させて　２ｃｍ間隔に保持具に保持し、電気炉中で加熱
づる方法で・イ」なった。空泡から７００℃までの胃温
時間が約４５分間の急速加熱の場合、比較例の数例は署
しい２１１４！のはかれが認められた。室温から　７０
０℃までのＶｌ　１ｉＩＡ　旧聞を約４時間にし、７０
０℃で３０分間保保接後室温まで徐冷した試験片は殆／
υど塗膜のハガレ（ま迄められなかったため、この試験
片を加熱後の」福水唱貨試験に供した。

実施例、比較例から明らかなように、亜鉛を２５％越え
て含有づるアルミニ１り１１合金にケイ素が１０％以上
含イｉされるにう（Ｊなると防食性が箸しく向上づるこ
とがわかる。

また、これらの合金粉を使用した塗膜は７００℃以上に
加熱されくし、高度の防食性を有していることが判る。

ケイ素の含有ｒ１１が２５％Ｊ：りも多く　ｌ、ｒると
かえって防食性が低下してくるが、この理由は電極電位
が鉄に対して真なケイ素量が増ずことにＪ、り合金自体
の電極電位が鉄の電極電位に近づき犠１′１陽極効果が
失われるものと推定される。

亜鉛の含有■は多くなる程防食性が良好になるが、亜鉛
の分有量が５０％を越えるようになると１１（熱性が召
しく低下し、要求される性能を満足できなくなる。この
理由は、亜鉛含有仇が人さくなるにつれて、加熱時の亜
鉛の揮散が激しく＜Ｋす、顔料粒子の箸しい体積減少を
引き起りためと推定される。

更に、本発明の防介顔１１の他の有用性はその比重が従
来の亜鉛粉末顔君と比較して格段に小さいことである。

従来の亜鉛粉末顔わ１は比重が人込いため塗料中でずぐ
に沈降するため、塗装時常に強力な撹拌を必要どＪる。

このため非常に取り扱いが不便であったが、本発明のア
ルミニウム合金粉木は塗料中で沈降しにりく、強力な撹
拌をする必要がないので塗装作業が大幅に改善でさるこ
とがわかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　］ｌ１ｆ４）、’ｚイ累、アルミニウム及び他
   の不可避的不純物よりなり、亜鉛の含有Φが２５重示％
   を越え５０Ｅ１２１％ｊス十（゛あり、グイ累の含有ｍ
   が１０〜２５重Ｍ％である高１１４熱性アルミニウム合
   金粉末防食顔オ゛：１゜