JPS61231186A - 防錆被覆用水性組成物 - 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 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 ステンレス鋼材を除いて、一般に鋼材には大気中での使
用中に腐蝕が起り、その表面には錆が発生する。従って
鋼材表面の発錆が支障を来たす用途においては１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
＼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、いずれも鋼材表面忙防
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１例えば、特公昭４２−２２９５
７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
水等によっ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。

鋼材表面に防食被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、珪酸リチウムに限っては、その水
溶液が硬化し九被膜は比較的耐水性が高いので、これを
用い次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次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、カリク
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、防錆効果が充分でない。

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
唆に従って、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ａｒｔ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／Ｌ＋
ｉ、０モル比が２．２〜１０である溶解珪酸リチウムを
ＳｉＯ２として１〜５０重量−量と溶解亜硝酸リチウム
をＱ、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９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１通常８ｉ０２／
Ｌｉ２Ｏモル比として２．２〜１０を有し、　　５ｉｏ
２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。ま九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＜　ＳｉＯ□として１〜
５０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Ｑ、０
１〜１０重量％供給する量均−に混合することにより、
粘度１〜２００　ｃｐ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１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
。場合によっては、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、アスファルト等ノ水性
エマルジョン：スチレン−ブタジェンゴム、アクリロニ
トリル−ブタジェンゴム、クロロプレンゴム等の水性ラ
テックス；酸化チタン、炭酸カルシウム、珪砂、クレー
、メルク等の体質顔料：鉛丹、ジンククロメート、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
性によって鋼材の発錆を防ぐと共に。

本発明の組成物が乾燥によって硬化する際、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５ｉｏ２／Ｌｔ２ｏモル比が２．２以下では
不安定な水溶液とナリ、結晶の析出が起り易い。ま几、
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ｚ５〜＆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′５０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重量チ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８ｉ０２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、
Ｑ、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
リチウムによっても捕捉され次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 ８ｉ０２／Ｌｉ２ＯモＡ／比２．５．Ｓｉｎ、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ｔｏ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（４）を得た。この（ト）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った。

別途、たて１５０　ｍｆｎｅ　　よこ５００　ｍｍｍ厚
さ３閣のサンドブラスト処理をし７ｔＪＩＳＧ５１Ｄ１
鋼板１０枚を用意し、この鋼板を上記水溶液（ト）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［
９５−の恒温恒温中に２ケ月間放置（以下、防錆性試験
Ｔ、という。）した後とり出し、鋼板表面上の錆の発生
状況を観察し次。また、残り５枚の上記塗膜を有する鋼
板については、ＪＩＳＺ−２５７１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
なかった。

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Φ）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った。

第　　１　　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Ｔ、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った。

実施例３ Ｓｉｎ２／Ｌｉ□Ｏモル比五５．５ｉ０２濃度１０重量
−の珪酸リチウム水溶液を６０重量部と、　５ｉ０２ハ
ａ２０モル比５−０．８ｉ０２１０重量−の珪酸ナトリ
ウム水溶液２０重量部と、　８ｉ０２／に２０　モＡ／
比５．５．５ｉＯ２１０重量−の珪酸カリウム水溶′ｒ
Ｌ２０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１０重
量％となるように加えることにより、水溶液（ト）を調
製した。

別途ｍ　５ｉｏ２／Ｌｉ２ｏ　％　Ａ／比５．５．Ｓｉ
Ｏ２濃度２５重量−の珪酸リチウム水溶液と、濃度６０
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、Ｓｉ０２９度２０重量−９
亜硝酸リテクム濃度４．５重量％、トリエタノールアミ
ン濃度５重ｊ％を含有する水溶液（ロ）を調製した。

更に別に、　５ｉ０２／Ｌ＋ｉ２０　モＡ／比五５　、
５ｉ０２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（Ｎａ２ｐｏｓＦ）の２
０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（ト）、（ト）及び（に）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った。ま
た、上記水溶液＠）〜（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Ｔ
、及びＴ２を行ない、鋼板表面上の錆の発生状況を観察
し友。やはり、鋼板上の錆の発生は全く認められなかっ
た。

比較例１ 実施例１における水溶液＠の代りにｅ　５ｉ０２Ａａ２
０モル比五〇　、　Ｓｉｎ２濃度１０重量−の珪酸ナト
リウム水溶液（Ｈ）、　５ｔｏ２／１Ｊｉ２ｏ　モ＃比
５．５　、　Ｓｉｎ２濃度１゜重量％の珪酸リチウム水
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
ルショア５０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Ｔ、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。

第２表 更に、上記（６）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シ水溶液（
イ）を調製し、上記同様にして防錆性試験Ｔ、とＴ２を
行い９発錆状況を観察したところ、やはシ、第２表に記
載の割合に発錆な認めた。

比較例２ ｓｔｏ２／Ｌｔ、ｏ　モ＃比１５　、　Ｓｉｎ、濃度１
０重量ｎ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重量部を混合し友とこ
ろ、直ちにゲル化が起った。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シ得られ次水溶液は、
常温で密閉下、放置したところ１週間経過後にゲル化が
起った。

上記２液共に、安定性において実用性に乏しいことを認
め几。

実施例４ ＳｉＯ２／Ｌｉ□ＯモＡ／比５．５．　Ｓｉｎ２濃度１
０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Ｋより塗料（Ｐ、）を調製し次
。

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２７７１０重量部とを均一に混合す
ることによりｅ料（Ｐ２）を調製し次。

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
ルジョン１０重量部と、顔料として酸でマグネシア２重
量部とを均一に混合することによシ塗料（Ｐ、）を調製
した。

次いで、実施例１と同様にして上記塗料（Ｐ、）（Ｐ２
）及び（Ｐ、）を用いて夫々鋼板上に塗膜を形成させ友
後、防錆性試験Ｔ、とＴ２を行い発錆状況を観察し友。

いずれの塗膜上にも発錆は認められなかった。

ま次、上記塗料（Ｐ、）〜（Ｐ５）は、常温６ケ月の密
閉保存後の変質が全く認められなかった。

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
九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
６Ｍの厚さに塗布し、硬化させることにより９モルタル
が強固に接着し九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ｆｃ塗膜を有する鋼板上に、市販品の塩化ゴム防
錆塗料を上′！！１１シし乾燥することによシ上３ｍ！
シ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ｍｂ
ｍ膜を有する鋼板について防錆性試験Ｔ、とＴ２を行い
９表面の状態を観察したが、錆の浮き出しその他異常を
全く認めなかつ次。

更に別途、上記モルタル被覆の鋼板と防錆塗料の上塗シ
塗膜を有する鋼板を屋外に６ケ月間暴露し次後９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
れなかった。

比較例５ 実施例１に用い次ものと同じサンドブ２スト処理した鋼
板に、実施例５に用い友ものと同じセメントモルタルを
６胴厚さに塗布し硬化させることによシモルタル被覆の
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
上塗シし乾燥することによシ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Ｔ、とＴ２
及び屋外暴露６ケ月のテストを行ったところ、第５表に
記載の結果が得られ次。

第　　３　　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っては。

鋼板の防錆を充分に達し得ないのに対し９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シ、
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）、ロールコータ−、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
よシ、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シ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、ま九、通常の合成樹脂上塗シ塗料との適合
性を示し、この被膜上に強固に接着し次上塗り塗膜を形
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ＩＪ−ト等とも高い接着性を示し、この被膜
を形成させ念鋼材を用いることによシ、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 (1)

【特許請求の範囲】
1. ＳｉＯ＿２／Ｌｉ＿２Ｏモル比が２．２〜１０である溶
   解珪酸リチウムをＳｉＯ＿２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。