JP2004002792A - エポキシ粉体塗料組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エポキシ樹脂(A)と硬化剤(B)と無機質充填剤(C)を必須成分として含有するエポキシ粉体塗料において、エポキシ樹脂(A)が、エポキシ当量600乃至1500g/eqの範囲、エポキシ基純度90%以上、150℃における溶融粘度が800mPa・s乃至8000mPa・sの範囲にあるビスフェノールF型エポキシ樹脂であることを特徴とするエポキシ粉体塗料組成物である。
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐食性や機械的特性等に優れた塗膜性能および優れた造膜性を有するエポキシ粉体塗料であり、ピンホールの発生がない鋳鉄管用粉体塗料として特に好適なエポキシ粉体塗料に関するものである。
【0002】
【従来技術】
エポキシ粉体塗料は、耐食性、耐水性、耐薬品性、密着性及び機械的特性等に優れることから地中や構造物内に埋没して用いる金属管の内外面や鉄鋼製構造材料等のように長期信頼性が必要とされる分野に用いられている。中でも水道用鋳鉄管の内面は、塗装工程の優位性や衛生性の面からエポキシ粉体塗料が広く用いられている。
【0003】
一方、被塗物側の鋳鉄管は、鋳造時に鋳鉄管表面に引け巣が発生しやすく、またその製造工程には水圧試験が行われるため、引け巣内部や鋳鉄管表面に水分が残留する。この鋳鉄管を粉体塗装する際に、残留した水分がガス化してピンホールが発生するという問題が生じている。このピンホールの発生を抑える方法として塗装温度を高くして塗料の流動性を向上する方法があるが、従来の粉体塗料では硬化が速くなるため結果的には流動性を改善できないという問題があった。この問題を改善する方法として、特許文献1には、エポキシ樹脂とアリールイミダゾリン系とを含有する鋳鉄管用粉体塗料について開示されており、エポキシ樹脂としてトリグリシジルイソシアヌレート、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂等の結晶性エポキシ樹脂と非結晶性エポキシ樹脂とを併用して塗装温度を上げないで流動性を向上する方法が開示されている。しかし、結晶性エポキシ樹脂を併用する方法では流動性は良くなるものの、従来のビスフェノールA型エポキシ粉体塗料と比べると耐食性や機械特性が劣るという問題があった。また、特許文献2には2核体成分を95重量%以上含有するビスフェノールF型エポキシ樹脂と3核体以上の成分を5〜15重量%の割合で含有するノボラック樹脂(ビスフェノールF)とを反応させて得られる固形エポキシ樹脂を用いた低温条件下での流動性と硬化性に優れた粉体塗料が開示されている。しかしながら、原料に用いる2核体純度が95重量%以上のビスフェノールF型エポキシ樹脂を得るためには、2核体純度が76〜82重量%の通常のビスフェノールF型エポキシ樹脂を分子蒸留する必要があり、製造工程が煩雑で経済的にも工業的にも不利であった。
【特許文献1】
特開平10−152644号公報
【特許文献2】
特開2000−281968号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、経済的で工業的に有利に製造できるビスフェノールF型エポキシ樹脂を用いて、耐食性や機械特性および造膜性等に優れ、鋳鉄管用粉体塗料として用いた場合にピンホールが発生しないエポキシ粉体塗料を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、エポキシ樹脂(A)と硬化剤(B)と無機質充填剤(C)を必須成分として含有するエポキシ粉体塗料において、エポキシ樹脂(A)が、エポキシ当量600乃至1500g/eq、エポキシ基純度90%以上、150℃における溶融粘度が800mPa・s乃至8000mPa・sの範囲にあるビスフェノールF型エポキシ樹脂であることを特徴とするエポキシ粉体塗料組成物である。そして、硬化剤(B)はイミダゾール類であることが好ましく、また、この粉体塗料が160℃乃至200℃の温度で塗膜が造膜するまでの時間が10乃至30秒であり、且つ、塗料の流れ性指数が2.0乃至8.0の範囲にあることが望ましい。
本発明は更に、エポキシ樹脂(A)がビスフェノールFを該ビスフェノールFのフェノール性水酸基1当量当たり0.55乃至0.90モルのエピクロルヒドリンに溶解し、該エピクロルヒドリン1モル当たり0.9乃至1.3モルのアルカリ金属水酸化物を35重量%以上の水溶液濃度で一括又は間欠又は連続して供給する事により得られ、45℃以上のガラス転移温度を有するビスフェノールF型エポキシ樹脂であることが好ましい。
【0006】
本発明のエポキシ粉体塗料において、160℃乃至200℃の温度で塗膜が造膜するまでの時間とは、塗料の流動性がなくなるまでの時間であり、具体的には0.15gの粉体塗料を用いて厚み1.0mm、直径13mmの錠剤を形成し、予め160℃乃至200℃の温度に加熱した鋼板に乗せ、一定の時間保持した後に鋼板を60°の角度に傾けた時に塗料の流動性がなくなるまでの時間を測定するものである。
なお、流動性がなくなるまでの時間の測定とは、予め数点の錠剤と鋼板を準備しておき、加熱した鋼板に錠剤を乗せた後、5秒、10秒、15秒、20秒、25秒、30秒、35秒と5秒毎の一定時間を保持してから60°に傾けて塗料が流動しなくなった時点の保持した秒数を測定するものである。塗膜が造膜するまでの時間が10秒以下では、塗膜の平滑性に劣り、30秒を超えると塗装時にタレの問題が発生するため、好ましくは15乃至30秒の範囲である。また、塗料の流れ性指数とは、塗装温度において塗料が流れた長さを測定前の長さで割った値である。具体的には0.5gの粉体塗料を用いて厚み3mm、直径13mm(L0)の錠剤を形成し、15分間脱気して内部の気泡を除いた後に、予め160℃乃至200℃に加熱した鋼板に乗せ、45°の傾きで10分間保持し、その間に塗料の流れた距離(L)を測定して、測定前の長さ(L0)で割った値であり、流れ性指数=((L−L0)/L0)の式で求めることができる。流れ姓指数が2.0以下では、塗膜の平滑性が劣るためであり、8.0以上では流動性が良すぎて塗装時にタレの問題が起こるため、より好ましくは3.0〜5.0の範囲である。
【0007】
従来のビスフェノールA型エポキシ樹脂を用いた粉体塗料では、本発明の目的とする塗膜が造膜するまでの時間を10乃至30秒にするためには、塗装温度を210℃乃至250℃にする必要があったが、本発明の粉体塗料では特定のビスフェノールF型エポキシ樹脂と特定の硬化剤を用いることにより200℃以下の温度でも塗装可能になっている。また、従来のビスフェノールA型エポキシ粉体塗料は表面温度分布が±10℃以上ある鋳鉄管に塗装すると、塗膜の造膜時間に15秒以上の違いが生じるため平滑な塗膜が得られない問題があったが、本発明のエポキシ粉体塗料は10秒以内に抑えることが可能であり、塗装温度差による塗膜への影響が少なくなっている。
【0008】
表面温度分布が±10℃以上ある鋳鉄管に塗装した場合、塗料の流れ性指数の差が大きく異なると塗膜の平滑性に影響するため、1.0以内、より好ましくは0.8以内に抑えることが重要であり、従来の粉体塗料では調整が難しかったが本発明のエポキシ粉体塗料では調整可能である。
【0009】
本発明に用いられるエポキシ樹脂(A)は、フェノールとホルムアルデヒドとの反応で得られるフェノール化合物、所謂ビスフェノールFとエピクロロヒドリンとを反応させることにより製造する直接合成法で得られるビスフェノールF型エポキシ樹脂、および/または液状のビスフェノールF型エポキシ樹脂とビスフェノールFを付加重合反応させる間接合成法で得られるビスフェノールF型エポキシ樹脂を用いることができる。ビスフェノールFはパラ・パラ・メチレン結合体を25〜45モル%含有し、且つ2核体純度が90〜95%のものが好ましい。パラ・パラ・メチレン結合体が45モル%を超えると塗膜の可撓性が低下し、25モル%未満では耐食性が低下するためであり、より好ましくは30〜40モル%である。さらに、オルソ・オルソ・メチレン結合体は25モル%以下が好ましい。25モル%を超えると塗膜の機械特性が低下するためであり、より好ましくは20モル%以下である。また、ビスフェノールFの2核体純度は90%以上のものが好ましい。90%未満では3核体以上の多核体フェノールが多くなり、塗膜の可撓性や耐衝撃性が低下するためである。なお、2核体純度が95%を超えるとビスフェノールFの製造コストが高くなるため、好ましくは90〜93%の範囲のものである。このようなビスフェノールFとしては本州化学(株)社製のBPF(商品名)が挙げられる。また、2核体純度が95%を超えるビスフェノールFを用いることもできるが、このようなビスフェノールFとしては本州化学(株)社製のBPF―D(商品名)が挙げられる。
【0010】
直接合成法で得られるビスフェノールF型エポキシ樹脂は通常のエポキシ化反応により製造することができ、ビスフェノールFをエピクロロヒドリン等に溶解した後、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属触媒の存在下に反応させる。具体的な製造方法としては、ビスフェノールFを該ビスフェノールFのフェノール性水酸基1当量当たり0.55乃至0.90モルのエピクロルヒドリンに溶解し、該エピクロルヒドリン1モル当たり0.9乃至1.3モルのアルカリ金属水酸化物を35重量%以上の水溶液濃度で一括又は間欠又は連続して供給する事により製造するのが好ましい。エピクロルヒドリンのモル比が0.55モル未満では生成するエポキシ樹脂の分子量が高くなり、溶融粘度が上昇するからであり、0.90モルを越えると生成するエポキシ樹脂の分子量が低くなり、ガラス転移温度が低くなるからである。また、アルカリ金属水酸化物のモル比が0.90モル未満では反応が不十分となり、フェノール性水酸基含有量が多くなりエポキシ基純度の高いものが得られず、1.3モル以上では好ましくない副反応が起こるためである。また、供給するアルカリ金属水酸化物水溶液の濃度は35%以上が好ましい。35%未満では反応時の系内水分が高くなり、得られるエポキシ樹脂のαジオール含有量が高くなるからである。
また、間接合成法に用いることのできる液状のビスフェノールF型エポキシ樹脂としては汎用品で良い。通常ビスフェノールFの2核体純度が90〜95%の原料を用いてもエポキシ化反応時に高分子化反応が起こるため、エポキシ樹脂の2核体成分の含有量は78〜83%程度になる。2核体成分含有量95重量%以上の分子蒸留品も使用することはできるが、経済的にも工業的にも不利になる。本発明の塗料にはこのような高純度品は必要ではなく2核体成分含有量約80重量%の汎用品で良い。このような液状の汎用品としては東都化成(株)社製のYDF−170が挙げられる。
【0011】
本発明の目的を達成するために用いることのできるビスフェノールF型エポキシ樹脂のエポキシ当量は600乃至1500g/eqの範囲であり、より好ましくは700g/eqを越え1300g/eq以下である。エポキシ当量が600g/eq未満では、塗料のブロッキングが起こりやすくなるのと、塗膜の耐食性や機械特性に満足行く結果が得られず、また、エポキシ当量1500g/eqを越える場合では塗装時の流動性に欠け、金属に塗装する際に平滑性に欠けるため、安定した耐食性が得られないことから好ましくない。また、エポキシ基純度(%)は、[エポキシ当量×100/(エポキシ当量+αジオール含有量+フェノール性水酸基含有量)]の計算式で単位をmeq/100gに統一することよって求めることができる。なお、エポキシ当量はJISK−7236法により求めることができる。また、αジオール(1,2−グリコール)含有量は、過剰の過ヨウ素酸の存在下アルデヒド化合物に酸化され、ついで反応液に硫酸の存在下でヨウ化カリウムを加え、発生したヨウ素を標定済みのチオ硫酸ナトリウム溶液にて滴定し、空試験との消費量の差から算出することにより求めることができる。また、フェノール性水酸基含有量は、テトラヒドロフランとメタノール3重量%の混合溶液中でエポキシ樹脂中のフェノール性水酸基にテトラメチルアンモニウムヒドロキサイドを作用させて発色後、分光光度計を用いて305nmにおける吸光度を測定し、予め原料に用いたビスフェノールFを標準として同様の操作により作成した検量線により換算することにより求めることができる。
更に、本発明に用いるビスフェノールF型エポキシ樹脂はガラス転移温度が45℃以上のものが好ましく、47℃以上がより好ましい。ガラス転移温度が45℃未満では、粉体塗料とした場合の貯蔵時のブロッキング性或いは粉体塗装時の静電スプレー、エアースプレー、オーバースプレー粉の集塵ライン中でのブロッキング性が著しく劣るからである。ここでガラス転移温度とは示差走査熱量計分析における10℃/分昇温下での変曲開始温度をいう。
【0012】
前項の計算式で求められるエポキシ基純度が90%未満では、塗膜の機械特性が低下するため、90%以上、より好ましくは93%以上である。本発明の目的とする塗膜の機械特性を満たすためには、末端基のαジオール含有量が10meq/100g以下、さらにはフェノール性水酸基含有量が1meq/100g以下にすることが重要である。αジオール含有量が10meq/100g以上及びフェノール性水酸基含有量が1meq/100g以上では塗膜の機械特性が低下するためであり、より好ましくは、αジオール含有量が8meq/100g以下、フェノール性水酸基含有量が0.5meq/100g以下である。また、加水分解性塩素は通常品の300ppm以下であれば塗膜への影響はないが、好ましくは100ppm以下である。
【0013】
本発明に用いることができるビスフェノールF型エポキシ樹脂は、150℃の温度で溶融した時の粘度が、800mPa・s乃至8000mPa・sの範囲にあることが好ましい。800mPa・s以下では得られる粉体塗料の流れ性は良くはなるものの、粉体塗料のブロッキングが起こりやすく管理上に問題が生じるためであり、8000mPa・s以上では得られる粉体塗料が流れにくく塗膜の平滑性に劣るためであり、より好ましくは1000乃至7000mPa・sの範囲である。このようなエポキシ樹脂としては、東都化成(株)社製のYDF−2004RL、YDF−2005RLやYDF−803及びYDF−804が挙げられる。
【0014】
本発明の目的とする粉体塗料の塗膜が造膜するまでの時間や塗料の流れ性指数を満たし、機械特性に優れた硬化塗膜を得るためには硬化剤の選定が重要である。一般的にエポキシ粉体塗料に用いられる硬化剤としては、ジシアンジアミド類、酸ジヒドラジド類、アミン類及び酸無水物類、イミダゾール類等が挙げられるが、本発明の粉体塗料に用いることのできる硬化剤として好ましいのはイミダゾール類である。
【0015】
イミダゾール類としては、特に限定されず、例えばメチルイミダゾール、ドデシルイミダゾール、フェニルイミダゾール等や1−ドデシル−2−メチル−3−ベンジルイミダゾリウムクロライド等の四級塩類、2−メチルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン等のトリアジン環含有物が挙げられる。硬化剤の配合量はエポキシ樹脂100重量部に対して、0.1乃至10重量部配合することができる。0.1重量部以下では架橋が不十分で塗膜性能特に長期防食性を得ることが出来ず、また10重量部以上では耐水性に問題が生じ、やはり長期防食性に欠ける等の問題があり、好ましくは、0.3乃至6重量部の範囲である。
【0016】
本発明の粉体塗料には必要に応じて造膜するまでの時間と流れ性指数に影響しない範囲で、メチルイミダゾリン、2−フェニルイミダゾリン等のイミダゾリン類や硬化促進剤を配合することが出来る。
【0017】
本発明の粉体塗料に用いることのできる無機質充填剤(C)としては、一般的粉体塗料に用いられている公知の無機質充填剤を用いることが出来る。具体的に例示すると、シリカ粉(龍森(株)社製、クリスタライトA),炭酸カルシウム(白石カルシウム(株)社製、ホワイトンB),沈降性硫酸バリウム(日本化学工業(株)社製、沈降性硫酸バリウムUD),タルク(富士タルク工業(株)社製、タルクPKP−53)等が挙げられる。エポキシ樹脂(A)100重量部に対して、無機質充填剤(C)の配合量が100重量部以上になると粉体塗料の溶融時の流動性が著しく低下してしまい、平滑性に問題が生じてしまう。また、20重量部以下では防食性に問題が生じてしまう。無機物充填剤(C)の配合量は、30重量部乃至80重量部以下とするのが好ましい。
【0018】
更に必要に応じて、無機質充填剤(C)の一部として公知の着色顔料、具体的に例示すると、酸化チタン(堺化学(株)社製、酸化チタンR−5N)、合成酸化鉄(チタン工業(株)社製、HY−200),カーボンブラック(三菱化学(株)社製、カーボンMA−100)が配合できる。更に、上記成分の他に、一般的に粉体塗料に用いられている公知の分散剤、流れ性調整剤、シランカップリング剤、消泡剤、流動性添加剤、艶消し剤等も必要に応じて配合することができる。
【0019】
本発明に関わる粉体塗料は、一般的な粉体塗料の製造方法で製造することができる。一例を挙げると、カワタ(株)社製スーパーミキサーにて予備混合の後、BUSSジャパン(株)製一軸押し出し機で溶融混合し、更にホソカワミクロン(株)製ACMパルペライザー微粉砕機で粉砕し、粗粒をターボ工業(株)製ターボシフターで篩い分けした後、目的の平均粒径を有する粉体塗料を得ることができる。
【0020】
このようにして得られる粉体塗料は、予め加熱された鋳鉄管にスプレー塗装,静電スプレー塗装,スクリューフィーダー塗装,振りかけ塗装等の方法で塗装することができ、更に静置したまま、若しくは回転させながら塗装することができる。更に、予め加熱する方法としては、熱風炉,電気炉,遠赤外線炉等の予熱炉等を用いて間接的に加熱する方法,電磁誘導加熱,高周波加熱,バーナー加熱等により直接的に加熱する方法等を用いることができる。更に塗膜形成のための硬化方法としては、予熱温度を利用した放冷硬化や後硬化炉を用いた加熱硬化が可能である。
【0021】
本発明の粉体塗料はピンホールの発生を抑えるために予熱温度を250℃未満160℃以上とする。予熱温度が250℃を越えると鋳鉄管の下地、特に引け巣内部の錆から発生する水の影響を受けてしまう。即ち、鬆穴内部に残存する錆が250℃〜310℃の温度で水酸化酸化鉄から酸化鉄(III)に変化し、この時に水が生成してピンホールの発生要因になるためである。また、予熱温度が160℃未満では塗料の流動性が不足してしまい平滑な塗膜が得られなくなってしまうためである。好ましくは180℃乃至220℃である。
【0022】
【実施例及び比較例】
以下に実施例及び比較例にて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、実施例及び比較例に於ける各成分の配合部数は、特に断りのない限り重量部を示すものである。
【0023】
参考例1
攪拌機、温度計、窒素導入管、滴下装置及び冷却管を備えたセパラブルフラスコにBPF(本州化学製ビスフェノールF 二核体純度90%)200部、エピクロルヒドリン110部及びメチルイソブチルケトン186部を仕込み、窒素雰囲気下、攪拌しながら40℃まで昇温して溶解した。次に49%苛性ソーダ水溶液110部を2時間かけて滴下した。この間、反応発熱を冷却により制御して系内を85℃に維持した。滴下終了後、系内温度を85℃に制御して更に2時間反応を行った。反応終了後、メチルイソブチルケトン230部及び温水180部を加え10分間攪拌後、静置して下層の水を分液して副生食塩を除去した。その後、温水300部で数回洗浄を行い、洗浄水が中性になるまで繰り返した。この溶液から、5mmHgの減圧下、150℃に加熱してメチルイソブチルケトンを除去し、室温で固形のビスフェノールF型エポキシ樹脂(E−1)を得た。エポキシ樹脂(E−1)は、エポキシ当量950g/eq、αジオール含有量6.5meq/100g、フェノール性水酸基0.1meq/100g、加水分解性塩素50ppm、であり、これから計算したエポキシ基純度は94%であった。またガラス転移温度は45℃、150℃における溶融粘度は1,300mPa・sであった。
参考例2
エピクロルヒドリン104部及びメチルイソブチルケトン180部に変更した以外は参考例1と同様の操作を行い、室温で固形のビスフェノールF型エポキシ樹脂(E−2)を得た。エポキシ樹脂(E−2)は、エポキシ当量1,210g/eq、αジオール含有量5.2meq/100g、フェノール性水酸基0.5meq/100g、加水分解性塩素50ppmであり、これから計算したエポキシ基純度は93%であった。またガラス転移温度は49℃、150℃における溶融粘度は6,500mPa・sであった。
実施例1
参考例1で得られたビスフェノールF型エポキシ樹脂(E−1)を100部、硬化剤としてキュアゾール2MZ(四国化成工業(株)社製、2−メチルイミダゾール)を1.0部、無機質充填剤としてシリカを30部、着色顔料として酸化チタンを5部、流れ性調整剤としてアクロナール4F(ビーエーエスエフ・ジャパン(株)社製)を1.0部計量し、スーパーミキサーにて3分間予備混合を行う。更に、溶融混合(BUSSジャパン(株)社製PLK−46)を行い、一旦冷却後1cm角以下に粗粉砕した。更にホソカワミクロン(株)社製ACMパルペライザーACM−5を用いて微粉砕し、目開き150ミクロンの篩にて粗い粒子を分級して、平均粒径48μmの粉体塗料1を得た。
【0024】
実施例2
実施例1のエポキシ樹脂(E−1)を、参考例2で得られたビスフェノールF型エポキシ樹脂(E−2)に変更した以外は実施例1と同様に粉体塗料を製造し、平均粒径42μmの粉体塗料2を得た。
【0025】
実施例3
実施例1のエポキシ樹脂(E−1)を、YDF−803(東都化成(株)社製、間接合成法ビスフェノールF型エポキシ樹脂;エポキシ当量788g/eq、αジオール含有量4.2meq/100g、フェノール性水酸基当量0.5meq/100g、エポキシ基純度96.4%、加水分解性塩素量100ppm、150℃における溶融粘度2500mPa・s、ガラス転移温度46℃)に、硬化剤としてキュアゾール2PZ−OK(四国化成工業(株)社製、2−フェニルイミダゾール・イソシアヌル酸付加物)を3.0部に変更した以外は実施例1と同様に粉体塗料を製造し、平均粒径47μmの粉体塗料3を得た。
【0026】
比較例1
実施例1のエポキシ樹脂(E−1)を、YDF−2004(東都化成(株)社製、直接合成法ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量902g/eq、αジオール含有量20.0meq/100g、フェノール性水酸基含有量6.8meq/100g、エポキシ基純度80.5%、加水分解性塩素量50ppm、150℃における溶融粘度1050mPa・s、ガラス転移温度38℃)に変更した以外は実施例1と同様に粉体塗料を製造し、平均粒径50μmの比較例粉体塗料1を得た。
【0027】
比較例2
実施例1のエポキシ樹脂(E−1)をYDF−805(東都化成(株)社製間接合成法ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量1203g/eq、αジオール含有量3.8meq/100g、フェノール性水酸基含有量1.2meq/100g、エポキシ基純度94.0%、加水分解性塩素量60ppm、150℃における溶融粘度10200mpa・s、ガラス転移温度50℃)に変更した以外は実施例1と同様に粉体塗料を製造し、平均粒径45μmの比較例粉体塗料2を得た。
【0028】
比較例3
実施例1のエポキシ樹脂(E−1)をYD−014(東都化成(株)社製直接合成法ビスフェノールA型エポキシ樹脂、エポキシ当量950g/eq、ガラス転移温度52℃)に変更し、硬化剤を2PZL(四国化成工業(株)社製、2−フェニルイミダゾリン)6部にした以外は実施例1と同様に粉体塗料を製造し、平均粒径50μmの比較例粉体塗料3を得た。
【0029】
得られた粉体塗料を用いて、耐衝撃試験と耐沸騰水性試験についてはJIS G 5528規定の厚み2.0mm×幅70mm×長さ150mmの鋼板を用い、塗膜の可撓性(エリクセン)試験については厚み1.2mm×幅90mm×長さ90mmの鋼板を、また、硬化塗膜の外観及びピンホール発生の有無の判定については、ショットブラスした厚み7mm×70mm×150mmのダクタイル鋳鉄管を、200℃に予熱した後スプレー塗装方法にて塗装した。続いて180℃に20分間保持して、塗膜厚み200μmの試験用塗膜を得た。
【0030】
試験項目及び試験方法
(1)塗膜の造膜するまでの時間;粉体塗料を用いて厚み1.0mm、直径13mmの錠剤を形成し、予め180℃に加熱した鋼板に乗せ、一定の時間保持した後に鋼板を60°の角度に傾けて流れなくなるまでの時間を測定した。
(2)塗料の流れ性指数;0.5gの粉体塗料を用いて直径13mm(L0)の錠剤を形成し、15分間脱気して内部の気泡を抜いた後に、予め180℃に加熱した鋼板に乗せ、45°の傾きで10分間保持する。その後に塗料の流れた距離(L)を測定し、次の式により流れ性指数を算出した。流れ性指数=(L−L0)/L0
(3)ブロッキング性;容量40ccのガラス瓶に粉体塗料20gを入れ、40℃で2週間保存した後、形状の変化を確認した。
変化なし;○, ブロッキング有り;×
(4)塗膜外観;目視による塗膜の平滑性及びホリデーディテクターで1000Vをかけ、ピンホールの有無を判定した。
平滑性良好;○、やや劣る;△、劣る;×
ピンホール異常無し;○, 問題有り;×
(5)塗膜の可撓性;JIS G 5528 5.4.4の規定に従い、エリクセン試験(JIS Z 2247)を行い、可撓性を判定した。
3mm以上;○, 3mm未満;×
(6)耐衝撃性;JIS G 5528 5.4.3の規定に従い、デュポン式衝撃試験(JIS K 5400 8.3.2)を行った。なお、撃ち型は半径1/4インチ,重りは500g、高さは50cmで評価した。
異常無し;○, 問題有り;×
(7)耐沸騰水性;JIS K 5400 8.20の規定に従い、試験時間と判定は下記にて実施した。
1ヶ月異常なし;○
1週間異常なし;△
1週間膨れ発生;×
【0031】
【表1】
【0032】
実施例4
実施例1の粉体塗料について、180℃と200℃における塗料の造膜するまでの時間と流れ性指数を測定した。この結果を表2に示す。更に、20cm×20cm×7mmの鋼板を180℃〜200℃の温度勾配が生じるように加熱し、粉体塗料を300±50μmとなるように塗装を行い、室温まで放冷しながら硬化した。塗膜の外観、耐衝撃性を評価した。
【0033】
比較例4
比較例3の粉体塗料について実施例4と同じ評価を行った。結果を表2に示す。
【0034】
【表2】
【0035】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明では、特定のビスフェノールF型エポキシ樹脂と硬化剤及び充填剤を配合することによって得られるエポキシ粉体塗料を、鋳鉄管の塗装に適用した場合、ピンホールの発生を抑えることができ、仕上がり外観が良好で耐食性、機械特性等に優れた塗膜を得ることができる。
Claims (6)
- エポキシ樹脂(A)と硬化剤(B)と無機質充填剤(C)を必須成分として含有するエポキシ粉体塗料において、エポキシ樹脂(A)が、エポキシ当量600乃至1500g/eqの範囲、エポキシ基純度90%以上、150℃における溶融粘度が800mPa・s乃至8000mPa・sの範囲にあるビスフェノールF型エポキシ樹脂であることを特徴とするエポキシ粉体塗料組成物。
- 前記エポキシ樹脂(A)が、ビスフェノールFを該ビスフェノールFのフェノール性水酸基1当量当たり0.55乃至0.90モルの範囲のエピクロルヒドリンに溶解し、該エピクロルヒドリン1モル当たり0.9乃至1.3モルの範囲のアルカリ金属水酸化物を35重量%以上の水溶液濃度で一括又は間欠又は連続して供給する事により製造されるビスフェノールF型エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1に記載のエポキシ粉体塗料組成物。
- 前記エポキシ樹脂(A)が、45℃以上のガラス転移温度を有するビスフェノールF型エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1乃至請求項2に記載のエポキシ粉体塗料組成物。
- 前記硬化剤(B)がイミダゾール類であって、前記無機質充填剤(C)がシリカであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のエポキシ粉体塗料組成物
- 160℃乃至200℃の範囲の温度で塗膜が造膜するまでの時間が10乃至30秒の範囲であり、且つ、塗料の流れ性指数が2.0乃至8.0の範囲にあることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の鋳鉄管用エポキシ粉体塗料組成物。
- 硬化温度の分布が±10℃の範囲において、塗膜が造膜するまでの時間の差が10秒以内であり、且つ塗料の流れ性指数の差が1.0以内の範囲内にあることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の鋳鉄管用エポキシ粉体塗料組成物。
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