JP2006342360A - 高伸び率を有する塗膜を形成可能なエポキシ樹脂組成物、防食塗料組成物、その塗膜、その塗膜で被覆された基材、並びに基材の防食方法 - Google Patents
高伸び率を有する塗膜を形成可能なエポキシ樹脂組成物、防食塗料組成物、その塗膜、その塗膜で被覆された基材、並びに基材の防食方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】エポキシ樹脂(a1)およびフェノール変性炭化水素樹脂(a3)を含む主剤成分と、エポキシ樹脂用硬化剤(b1)を含む硬化剤成分とを含有する第1のエポキシ樹脂組成物。上記エポキシ樹脂(a1)または、エポキシ樹脂(a1)とフェノール変性炭化水素樹脂(a3)とを含む主剤成分と、高弾性付与性アミン系硬化剤(b1-1)を含む硬化剤成分と、を含有する第2のエポキシ樹脂組成物。上記エポキシ樹脂(a1)、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)および/またはフェノール変性炭化水素樹脂(a3)を含む主剤成分と、上記高弾性付与性アミン系硬化剤(b1-1)を含む硬化剤成分と、を含有する第3のエポキシ樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
接において溶接線の交差による熱的影響を避けるために一方の鋼板に設ける扇型の切欠であるスカラップ部(scallop)などに塗膜のクラックが発生し、鋼板が腐食するケースが
しばしば報告され、この対策が重要な課題となっている。
開示されている。上記水酸基含有石油樹脂(C)としては、水酸基を含有し、常温で固体状の石油樹脂で、その軟化点が50〜150℃のものが好ましいと記載されている。
量に対して、ポリサルファイド樹脂のメルカプタン基を0.03〜0.06当量の割合で付加させたポリサルファイド付加エポキシ樹脂と、(ii)硬化剤とよりなるエポキシ樹脂防食塗料組成物が記載されている。該硬化剤(ii)としては、脂肪族ポリアミン、複素環状ジアミン、アミンアダクト樹脂、変性ポリアミン、変性ポリアミド樹脂、ポリイソシアネート、芳香族ポリアミンなどが挙げられている。
)エポキシ樹脂(a1)または、エポキシ樹脂(a1)と液状炭化水素樹脂(a3)とを含む主剤と、(B-ii)高弾性付与性アミン系硬化剤(b1-1)を含む硬化剤成分と、を
含有することを特徴としている。
付与性アミン系硬化剤(b1-1)が、モノまたはポリアルキレングリコールのジアミノアルキルエーテルまたはさらにそれをポリカルボン酸で変性したポリアミドアミンからなる群から選ばれた少なくとも1種の高弾性付与性アミン系硬化剤であり、上記汎用アミン系硬化剤(b1-2)が、ポリアミドアミン、マンニッヒ変性脂肪族ポリアミン、フェノルカミンアダクトからなる群から選ばれた少なくとも1種の汎用アミン系硬化剤であることが望ましい。
分(B-ii)が5〜200重量部の量で含まれていることが好ましい。本発明に係る第3
のエポキシ樹脂組成物および防食塗料組成物(以下、まとめて第3の組成物とも言う。)は、(A-iii)エポキシ樹脂(a1)、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)および/または液状炭化水素樹脂(a3)を含む主剤成分と、(B-iii)高弾性付与性アミン系硬化剤(b1-1)を含む硬化剤成分と、を含有することを特徴としている。
ている。本発明によれば、高可撓性(高伸び率)を有する塗膜を形成可能なエポキシ樹脂組成物、防食塗料組成物、その塗膜、その塗膜で被覆された基材、並びに基材の防食方法が提供される。
<第1のエポキシ樹脂組成物および防食塗料組成物>
本発明に係る第1のエポキシ樹脂組成物および防食塗料組成物(これらをまとめて第1の組成物、第1の発明などとも言う。)には、(A-i)エポキシ樹脂(a1)、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)および/または液状炭化水素樹脂(a3)を含む主剤成分と、(B-i)エポキシ樹脂用硬化剤(b1)を含む硬化剤成分と、が含有されている。なお、この主剤成分(A-i)や、硬化剤成分(B-i)には、これら以外に、後述するような各種成分が含まれていてもよい。
[主剤成分(A-i)]
このような第1の本発明においては、上記主剤成分(A-i)として、エポキシ樹脂(a1)とウレタン変性エポキシ樹脂(a2)と液状炭化水素樹脂(a3)を含んでいてもよく、エポキシ樹脂(a1)とウレタン変性エポキシ樹脂(a2)とを含んでいてもよく、エポキシ樹脂(a1)と液状炭化水素樹脂(a3)を含んでいてもよい。
<エポキシ樹脂(a1)>
上記主剤成分(A-i)に含まれるエポキシ樹脂(a1)としては、本願出願人が先に提案した特開平11−343454号公報、 特開平10−259351号公報などに記載
の非タール系エポキシ樹脂を用いることができる。
レンビスフェノール)とが縮重合反応した構造のエポキシノボラック樹脂;3,4-エポ
キシフェノキシ-3',4'-エポキシフェニルカルボキシメタン等が縮重合反応した脂環式エポキシ樹脂;エピクロルヒドリン−ビスフェノールAエポキシ樹脂中のベンゼン環に結合している水素原子の少なくとも1部が臭素置換された構造の臭素化エポキシ樹脂;エピクロルヒドリンと脂肪族2価アルコールとが反応した構造の脂肪族エポキシ樹脂;エピクロルヒドリンとトリ(ヒドロキシフェニル)メタンとが縮重合反応した構造の多官能性エポキシ樹脂などが挙げられる。
ル」(シェル(株)製、エポキシ当量180〜190、粘度12,000〜15,000cPs/25℃)、「エポトート(R)YDF−170、一般名:ビスフェノールFジグリシジルエーテル」(東都化成(株)製、エポキシ当量160〜180、粘度2,000〜5,000cPs/25℃)、「フレップ(R)60」(東レチオコール(株)製、エポキシ当量約280、粘度約17,000cPs/25℃)、「エピコート(R)828X−90、一般名:ビスフェノールAジグリシジルエーテル・キシレン溶液」(828タイプエポキシ樹脂、シェル(株)製、エポキシ当量約210)、「エピコート(R)834X−85、一般名:ビスフェノールA型エポキシ・キシレン溶液」(834タイプエポキシ樹脂、シェル(株)製、エポキシ当量約282)、「エピコート(R)1001X−75、一般名:ビスフェノールA型エポキシ・キシレン溶液」(1001タイプエポキシ樹脂、シェル(株)製、エポキシ当量約633)、などを挙げることができ、常温で半固型状のものでは、「エポトート(R)YD−134、一般名:ビスフェノールA型エポキシ」(東都化成(株)製、エポキシ当量230〜270)などを挙げることができ、常温で固型状のものでは、「エピコート(R)1001、一般名:ビスフェノールA型エポキシ」(シェル(株)製、エポキシ当量450〜500)などを挙げることができる。本発明においては、これらエポキシ樹脂を1種または2種以上含んでいてもよい。なお、上記商品名の(R)は登録商標等を示す。
<ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)>
ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)は、分子内にエポキシ基とウレタン結合とを有し、反応性を有し、しかも得られる塗膜に可撓性を付与できる樹脂で、このようなウレタン変性エポキシ樹脂としては、従来より公知のものを広く使用でき、例えば、特開平10−278172号公報、特開2001−11365号公報、特開2000−119623号公報等に記載のものを使用することができる。
を反応させたもの等が挙げられる。また、本発明では、ポリオキシプロピレングリコール(PPG)により変性したウレタン変性エポキシ樹脂を用いてもよく、具体的には大日本インキ化学工業社製の「エピタン(R)E195」、旭電化工業社製の「アデカレジン(R)EPU78−11」等が挙げられる。このウレタン変性エポキシ樹脂は、例えば分子量300〜3000のポリオキシプロピレングリコール(PPG)に過剰量の上記ポリイソシアネートを反応させて末端に遊離のイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを得た後、これに1分子中に少なくとも2個の水酸基を有するエポキシ樹脂を反応させることにより製造することができる。さらに本発明で使用できるウレタン変性エポキシ樹脂として、上市されているものでは、「アンカレツ(R)2364」/エアープロダクツ社製、「EPU(R)−80」および「EPU(R)−56」/旭電化工業(株)製などが好ましい。
、好ましくは400〜1500g/equivのものが望ましい。このようなウレタン変性エポ
キシ樹脂(a2)の粘度は2000〜50000cPs/25℃であり、エポキシ当量が上記範囲のものが用いられる。
<液状炭化水素樹脂(a3)>
液状炭化水素樹脂(液状の石油樹脂)(a3)としては、従来より公知のものを広く使用でき、ナフサを熱分解して得られる低沸点留分であって、主成分は脂肪族炭化水素の共重合体である。この液状炭化水素樹脂(a3)としては、例えば、特開平8−127758号公報[0005]欄等に記載されているような、脂環式炭化水素構造単位及び鎖式炭化水素構造単位からなる、飽和又は不飽和の脂肪族炭化水素樹脂を主成分とし、かつ液状のものを用いることができる。
平均分子量が100〜1,000、さらには150〜500のものが好ましい。また、得られる組成物の粘度、タック、接着力等の点からは、水素添加されていない不飽和脂肪族液状炭化水素樹脂を用いるのが好ましい。これらの脂肪族液状炭化水素樹脂としては、例えば「マルカクリア(R)V、L、H」(丸善石油化学(株)製)等の市販品がある。また、本発明においては、液状炭化水素樹脂(a3)として、スチレン、ビニルトルエン、イソプロペニルトルエン、インデン等の芳香族オレフィンを主に含むC9石油留分の重合物などの芳香族系石油樹脂またはそのフェノール変性物などの変性物、液状ポリブタジエン、エチレン系共重合樹脂(エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂等)またはその変性物、合成ゴム(ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ネオプレンゴム等)であって、何れも液状のものを単独で使用してもよく、または液状〜固形のものを、上記脂肪族液状炭化水素樹脂などと併用することができる。また、本発明では、C5留分とC9留分を共重合させた共重合系石油樹脂、上記C5留分中のジエン類(シクロペンタジエン、1,3−ペンタジエンなど)が一部環化重合した脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂に水素添加した樹脂、ジシクロペンタジエンを重合させた脂環族系石油樹脂などであって液状のものを単独で、または液状〜固形のものを、上記液状炭化水素樹脂と併用することができる。特に、本発明では、液状炭化水素樹脂(液状石油樹脂)(a3)としては、液状フェノール変性炭化水素樹脂が好ましく用いられる。
CHEMICAL社/C9系炭化水素樹脂)、キシレン樹脂の「ニカノール(R)Y−
51」(三菱ガス化学(株)製/キシレン樹脂)などが挙げられる。本発明においては、上記液状炭化水素樹脂(a3)は、主剤成分(A-i)中に、通常0〜70重量%、好ましくは5〜40重量%の量で含まれ、本発明の組成物中には通常0〜20重量%、好ましくは5〜20重量%、さらに好ましくは5〜10重量%の量で含まれていることが望ましい。
<主剤成分に配合可能なその他の成分>
主剤成分(A-i)には、上記主剤のエポキシ樹脂(a1)、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)、液状炭化水素樹脂(a3)などの他に、通常、塗料等に配合可能な各種成分が含まれていてもよい。例えば、非反応性の可撓性付与樹脂、反応性希釈剤、顔料成分(例:体質顔料、着色顔料、防錆顔料)、付着強化剤(例:シランカップリング剤)、上記以外の熱可塑性樹脂、可塑剤、無機脱水剤(安定剤)、溶剤、タレ止め・沈降防止剤、防汚剤、その他の塗膜形成成分などが配合されていてもよい。
(イ)非反応性の可撓性付与樹脂
本発明においては、主剤成分(A-i)に、さらに、非反応性の可撓性付与樹脂として、上記以外の石油樹脂である常温固形の石油樹脂、キシレン樹脂、クロマンインデン樹脂、インデンスチレン樹脂などを本発明の目的に反しない範囲で配合して用いてもよい。これらの非反応性の可撓性付与樹脂は、主剤成分(A-i)中に0〜50重量%、好ましくは5〜20重量%となるような量でブレンドして用いてもよい。また、主剤成分(A-i)には、経済性及び防食性などの観点からタールを添加してもよく、その場合、このタールは、主剤成分(A-i)中に通常、0〜50重量%、好ましくは5〜40重量%となるような量でブレンドして用いてもよい。
水素樹脂)などが挙げられる。これらの樹脂は、他の樹脂との相溶性が良い。本発明では、可撓性(高伸び率)をより考慮すれば、固形より液状の石油樹脂を添加するとその効果が大きいが、防食性、塗膜表面状態などを考慮して、数種の石油系樹脂を混合して使用してもよい。
(ロ)反応性希釈剤
応性希釈剤は、低温での硬化促進作用の向上にも寄与でき、このような反応性希釈剤としては、具体的には、例えば、フェニルグリシジルエーテル、アルキルグリシジルエーテル(アルキル基の炭素数1〜10、好ましくは1〜5、例:ブチルグリシジルエーテル)、バーサティック酸(Versatic acid)グリシジルエステル[R1R2R3C−COO−Gl
y、R1+R2+R3=C8〜C10のアルキル基、Gly:グリシジル基]、α-オレフィ
ンエポキサイド(CH3-(CH2)n-Gly、n=11〜13、Gly:グリシジル基)
、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル(Gly-O-(CH2)6-O-Gly、Gly:同上)、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル(Gly-O-CH2-C(
CH3)2-CH2-O-Gly、Gly:同上)、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル(CH3-CH2-C(CH2-O-Gly)3、Gly:同上)、アルキルフェノールグリシジルエーテル[アルキル基の炭素数1〜10、好ましくは1〜5、例:メチルフェノールグリシジルエーテル、エチルフェノールグリシジルエーテル、プロピルフェノールグリシジルエーテル]等が挙げられる。これらの反応性希釈剤のうちでは、エポキシ基を含有するものが好ましく、さらには、上記アルキルフェノールグリシジルエーテルが低粘度であり、希釈効果を発揮でき、塗料のハイソリッド化(すなわち、塗料中の固形分濃度が高く、低溶剤含量となり、少ない塗装回数で塗膜の厚膜化を図ることができること)を図ることができ、低公害化を図ることができるため好ましい。これら反応性希釈剤は、1種または2種以上組み合わせて用いることができる。
(ハ)顔料成分
顔料成分としては、体質顔料、着色顔料、防錆顔料等が挙げられ、有機系、無機系の何れでもよく、有機系顔料としては、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、紺青等があげられる。無機系顔料としては、例えば、チタン白、ベンガラ、黄色ベンガラ、バライト粉、シリカ、タンカル、タルク、白亜、酸化鉄粉、マイカ、硫酸バリウム等のように中性で非反応性のもの;亜鉛華(ZnO、酸化亜鉛)、鉛白、鉛丹、亜鉛末、亜酸化鉛粉等のように塩基性で塗料中の酸性物質と反応性のもの(活性顔料)等があげられる。上記マイカのうちで、そのアスペクト比が30〜90の高アスペクト比マイカが塗膜の耐膨れ性の向上、クリープ性の減少の観点から好ましく、このような高アスペクト比マイカとしては、「スゾライトマイカ(R)200HK」(クラレ(株)製、アスペクト比:40〜60)等が用いられる。
(ニ)付着強化剤
付着強化剤としては、シランカップリング剤などが挙げられる。
[X:有機質と反応性の官能基(例:アミノ基、ビニル基、エポキシ基、メルカプト基、ハロゲン基、またはこれらの基を含有する炭化水素基等の基を示し、この炭化水素基にはエーテル結合等が存在していてもよい。)またはアルキル基を示し、ROは、加水分解性基(例:メトキシ基、エトキシ基)を示す。]で表される。このようなシランカップリング剤としては、具体的には、例えば、「KBM(R)403」(γ-グリシドキシプロピ
ルトリメトキシシラン、信越化学工業(株)製)等が挙げられる。
(ホ)熱可塑性樹脂
熱可塑性樹脂としては、具体的には、例えば、塩化ゴム、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン等の塩素化ポリオレフィン;(メタ)アクリル酸メチル系共重合体、(メタ)アクリル酸エチル系共重合体、(メタ)アクリル酸プロピル系共重合体、(メタ)アクリル酸ブチル系共重合体、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル系共重合体等のアクリル系樹脂;塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−プロピオン酸ビニル共重合体、塩化ビニル−イソブチルビニルエーテル共重合体、塩化ビニル−イソプロピルビニルエーテル共重合体、塩化ビニル−エチルビニルエーテル共重合体等の塩化ビニル系樹脂(塩ビ共重合体);スチレン系樹脂;尿素アルデヒド縮合系樹脂;ケトン系樹脂等を挙げることができる。このような熱可塑性樹脂は、主剤成分(A-i)中に、0〜40重量%の量で含有されていてもよく、また、本発明の組成物中には、0〜35重量%の量で含有されていてもよい。
(ヘ)タレ止め・沈降防止剤(搖変剤)
タレ止め・沈降防止剤としては、有機粘度系Al、Ca、Znのステアレート塩、レシチン塩、アルキルスルホン酸塩などの塩類、ポリエチレンワックス、アマイドワックス、水添ヒマシ油ワックス系、ポリアマイドワックス系および両者の混合物、合成微粉シリカ、酸化ポリエチレン系ワックス等があげられ、好ましくは、ポリアマイドワックス、合成微粉シリカ、酸化ポリエチレン系ワックス、有機粘度系が用いられる。このようなタレ止め・沈降防止剤としては、楠本化成(株)製の「ディスパロン(R)305」、「ディスパ
ロン(R)4200-20」等の他、「ディスパロン(R)A630-20X」、伊藤精油(株)製の「
ASAT(R)−250F」等の商品名で上市されているものが挙げられる。
(ト)溶剤
溶剤としては、ケトン類[(例:メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルエチルケトン(MEK))、アルコール類(例:ブタノール、メトキシプロパノール、イソプロピルアルコール(IPA))、芳香族炭化水素類(例:キシレン、トルエン)、エチレンジクロライド、アクリロニトリル、エーテル類(例:メチルターシャリブチルエーテル(MTBE)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM))、エステル累(例:酢酸ブチル)等が挙げられる。これら溶剤は、1種または2種以上組み合わせて用いられる。
[硬化剤成分(B-i)]
本発明に係る第1の組成物に、上記主剤成分(A-i)と共に用いられる硬化剤成分(B-i)としては、エポキシ樹脂用硬化剤(b1)が挙げられる。
数、n:2〜10、好ましくは2〜6の整数)で表され、より具体的には、例えば、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミン、トリエチレンテトラミン、トリプロピレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、テトラプロピレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ノナエチレンデカミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。
チレン−ビス(トリメチレン)ヘキサミン、ビス(3−アミノエチル)アミン、ビスヘキサメチレントリアミン[H2N(CH2)nNH(CH2)nNH2、n=6]、等が挙げられる。
る。
ジメチル−4,4'−ジアミノジフェニルメタン、2,4'−ジアミノヒ゛フェニル、2,3'−ジメチル−4,4'−ジアミノビフェニル、3,3'−ジメトキシ−4、4'−ジアミノビフェニル、ビス(アミノメチル)ナフタレン、ビス(アミノエチル)ナフタレン等が挙げられる。
アミノプロピル)-ピペラジン、ピペラジン−1,4−ジアザシクロヘプタン、1−(2'−アミノエチルピペラジン)、1−[2'−(2"−アミノエチルアミノ)エチル]ピペラジン、1,11−ジアザシクロエイコサン、1,15−ジアザシクロオクタコサン等が挙げられる。
上記ポリアミン系硬化剤として上市されているものとしては、例えば、脂肪族ポリアミンの「ACIハードナー(R)K−39」/PTIジャパン社=IBPTRジャパン社製)、ポリアミドアミンの「PA−66、PA−29」/大竹明新化学(株)製)、マンニッヒ変性ポリアミドアミンの「アデカハードナー(R)EH−342W3」/旭電化工業(株)製)、マンニッヒ変性脂肪族ポリアミンの「サンマイド(R)CX−1154」/三和化学(株)製)、フェノルカミンアダクトの「カードライト(R)NC556X80」/カードライト社)、等が挙げられる。これら硬化剤成分はN.V.50〜100%に調製され、その時のE型粘度計で測定した粘度は100〜100000cPs(好ましくは500〜10000cPs)の範囲にあると、取扱い性、塗工性に優れるため好ましい。
<硬化剤成分に添加可能なその他の成分>
なお、本発明においては、この硬化剤成分(B-i)には、任意成分として、例えば、硬化速度の調整、特に促進に寄与できる硬化促進剤が含有されていてもよい。また、この硬化剤成分(B-i)には、上記各種配合成分のうちで、主剤成分(A-i)にも配合可能な成分例えば、シランカップリング剤に代表される付着強化剤、熱可塑性樹脂、顔料、溶剤などが含有されていてもよい。硬化促進剤としては、例えば、3級アミン類が挙げられる。
ノエタノール{[CH3(CH2)n]2NCH2OH、n:繰返し数}、トリエチレンジアミ
ン[1,4−ジアザシクロ(2,2,2)オクタン]、2,4,6−トリ(ジメチルアミ
ノメチル)フェノール[C6H5−CH2N(CH3)2、商品名「バーサミン(R)EH30」、ヘンケル白水(株)製]、商品名「アンカミン(R)K−54」(エアープロダクツ
社製)等が挙げられる。これら硬化促進剤は、本発明の組成物中に、必要により、0.1〜2.0重量%の量で配合される。本発明で用いられる硬化剤成分(B-i)にも、上記主剤成分(A-i)の場合と同様な溶剤が、通常含まれていることが多い。
<第2のエポキシ樹脂組成物および防食塗料組成物>
本発明に係る第2のエポキシ樹脂組成物および防食塗料組成物(これらをまとめて第2の組成物、第2の発明などとも言う。)には、(A-ii)上記エポキシ樹脂(a1)を含
む主剤成分と、(B-ii)高弾性付与性アミン系硬化剤(b1-1)を含む硬化剤成分と、
が含有されている。この第2の組成物は、前記第1の組成物あるいは後記第3の組成物に比して、安価で適度な可撓性を有するという特徴を有している。
の組成物における主剤成分中のエポキシ樹脂(a1)と同様のもの、すなわち、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が好ましく用いられる。また主剤成分(A-ii)と硬化剤成分(
B-ii)との配合比なども前記第1の組成物の場合と同様であり、添加・配合可能なその
他の成分、量、調製法などについても前記第1の組成物の場合と同様である。
この第2の組成物では、高弾性付与性アミン系硬化剤(b1-1)としては、モノまたはポリアルキレングリコールのジアミノアルキルエーテル(アルキレングリコール数は2〜10、好ましくは2〜5,アルキレン基はC1〜C10、好ましくはC1〜C5,アルキル基はC1〜C10、好ましくはC1〜C5)またはさらにそれをポリカルボン酸で変性したポリアミドアミンなどが挙げられる。これらの高弾性付与性アミン系硬化剤(b1-1)のうちでは、上記モノまたはポリアルキレングリコールのジアミノアルキルエーテルまたはさらにそれをポリカルボン酸で変性したポリアミドアミンが好ましく用いられる。
硬化剤(b1-1)に加えて、さらに、上記高弾性付与性アミン系硬化剤(b1-1)以外の汎用のアミン系硬化剤(b1-2)すなわち上記第1の発明におけるアミン系硬化剤(B-i
)を含むことが好ましい。
それ以外の汎用のアミン系硬化剤(b1-2)(すなわち硬化剤(B-i))とを組み合わせて用いる場合には、高弾性付与性アミン系硬化剤(b1-1)を1重量部に対して、それ以外の汎用のアミン系硬化剤(b1-2)は、0.1〜10重量部の量で用いることが好ましい。このような量比で、高弾性付与性アミン系硬化剤(b1-1)と、それ以外の汎用のアミン系硬化剤(b1-2)とを併用すると、(得られる塗膜は防食性に優れ、適度の可撓性(塗膜の伸び率)と耐屈曲性とを有し、しかも経済的に低コストなどとなる傾向がある。
、好ましくは20〜100重量部の量で、15〜40℃の温度下に攪拌・混合等すればよい。
<第3のエポキシ樹脂組成物および防食塗料組成物>
本発明に係る第3のエポキシ樹脂組成物および防食塗料組成物(以下、まとめて第3の組成物、第3の発明などとも言う。)には、(A-iii)上記エポキシ樹脂(a1)、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)および/または液状炭化水素樹脂(a3)を含む主剤成分と、(B-iii)上記高弾性付与性アミン系硬化剤(b1-1)を含む硬化剤成分と、が含有されている。この第3の組成物は、前記第1の組成物あるいは第2の組成物に比して、特に、高伸び率を有し、耐クラック性が優れるという特徴を有している。
本発明に係る第3の組成物においても、前記第1の組成物の場合と同様に、上記主剤成分(A-iii)が、エポキシ樹脂(a1)、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)および液状炭化水素樹脂(a3)を含むことが好ましく、さらには、上記エポキシ樹脂(a1)が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂であり、上記液状炭化水素樹脂(a3)が、液状フェノール変性炭化水素樹脂であることが望ましい。
<組成物の調製、塗膜、被覆基材、防食方法など>
上記のような本発明の組成物すなわち、硬化性エポキシ樹脂組成物、塗料組成物、防食塗料組成物等の組成物を得るには、上記主剤成分(A-i)、(A-ii)あるいは(A-iii
)100重量部に対して、硬化剤成分(B-i)、(B-ii)あるいは(B-iii)を、通常
、5〜200重量部、好ましくは10〜40重量部の量で、例えば、15〜40℃の温度下に配合し攪拌・混合等すればよい。
成分(A)等とも言うことがあり、また各発明の硬化剤成分(B-i)、(B-ii)あるい
は(B-iii)を総称して硬化剤成分(B)等とも言うことがある。
(例:浮き)などの防食性の各種成形体として用いることもできる。本発明の上記組成物は、例えば塗布されて、乾燥・硬化するとき、主剤成分(A)中に含まれるエポキシ樹脂中のエポキシ基が開環して、エポキシ酸素(O)は水酸基(−OH)となり、またエポキシ基を形成していた分子末端の炭素は硬化剤中のアミノ基「−NH2」などと反応して、
「-NH−」結合などにて硬化剤と結合しているのであろうと推測される。
[発明の効果]
(a) 本発明の組成物によれば、船舶および陸上・海洋鋼構造物などの鋼板の応力・歪に充分追随できるような可撓性を有する二液型のエポキシ系重防食塗料を提供できる。
る。
(c) また本発明によれば、用途により、可撓性を任意に調整でき、しかもこの本発明の組成物は、既存のエポキシ系重防食塗料をベースにして、これに特定の成分を配合することにより、高可撓性を有する塗膜を簡単に得ることができるため、既存の防食塗料の防食性能を損なわず、安価な防食塗料を提供できる。
(e) また本発明の組成物は、DNV(ノルウエー船級協会)発行の「CorrosionProtection of ships(July 1996)のGuideline No.8 Appendix 2」に記載されている、「船舶のウォーターバラストタンクには、(得られる塗膜の)引張伸び率が4%以上の防食塗料を使用するように」との要求にも、充分に対応できる。
1ヶ月〜3ヶ月、室温20℃×7日+80℃×4時間など)後は、伸び率は低下して、最終的には1%前後まで低下する。また、それに比例して耐屈曲性も低下する。すなわち、従来の防食塗膜は経時的に脆くなり、鋼板の応力、歪みに追随できなくなる傾向があった。
(イ):既存のエポキシ系防食用塗料におけるビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量150〜1000)をベースとする主剤側に、特殊な可撓性付与樹脂であるウレタン変性エポキシ樹脂および/または液状炭化水素樹脂を添加するか、
(ロ):汎用の防食塗料用アミン系硬化剤側に、得られる塗膜に高弾力性付与可能な特殊なアミン系硬化剤を添加するか、あるいは、
(ハ):上記(イ)と(ロ)との組み合わせで構成されており、
このような本発明の(塗料、防食塗料)組成物によれば、既存の防食用塗料の良好な防食性を損なわず、その組み合わせと添加量の調整を行うだけで、完全硬化後にも充分な可撓性(引張試験による破断伸び率1%〜80%、実用的な範囲では4〜20%)を保持でき、充分な耐屈曲性を有する防食性良好な塗膜を形成可能であり、しかも該組成物は安価であり、従って得られる塗膜も安価であり、経済性に優れる。
[実施例]
以下、本発明に係るエポキシ樹脂組成物、塗料組成物、防食塗料組成物、その塗膜などについて、実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明は、かかる実施例により何ら制限されるものではない。
例などにおいて、各成分の配合組成等は、その趣旨に反しない限り、重量部表示である。(1)引張試験
破断伸び率(%)と破断値(kgf/cm2)の測定「JIS K−7113」に準拠し、試験片の破断伸び率を測定した。試験片としては、20mm×10mmのフリーフィルムを下記のようにして作成して、テンシロン(Tansilon)試験機を使用し、破断伸び率(%)とそのときの破断値(kgf/cm2)を測定した。
(2)初期物性と評価
(イ)塗膜外観の試験方法と評価基準
試験方法としては、まず、サンドブラスト鋼板(70mm×150mm×2.3mm(厚)、大佑機材(株)製)と、これと同一寸法のサンドブラスト鋼板に耐熱無機ジンクショッププライマー「セラベスト(商品名)、中国塗料(株)製」を、DFT(乾燥塗膜厚)にて15μmとなるように塗装して、屋外曝露状態で1週間以上(14日間)乾燥させた試験片素材(W/B)を準備した。これらの試験片素材に各供試試験片をエアースプレーで乾燥膜厚が180〜200μmになるように塗装して、室温(20℃)で7日間乾燥させ、供試試験片とした。(*1)
<評価基準>
4:良好、
3:実用レベル、
2:やや劣る、
1:不良。
(ロ)[付着性]
(a)碁盤目試験の試験方法と評価基準
試験片の作成方法は、上記(2)の(イ)の(*1)と同じ。
<評価基準>
4:切り傷1本毎が細くて両端が滑らかで、切り傷の交点と正方形の一目一目に剥がれがなく、欠損部の面積は全正方形面積の5%以内である。
2:切り傷の剥がれの幅が広く、欠損部の面積は全正方形面積の15〜35%である。
(b)ナイフ試験の試験方法と評価基準
試験片の作成方法は、上記(2)の(イ)の(*1)と同じ。
た。
<評価基準>
4:剥がれが全くない。(良好)
3:交点に剥がれが無く、Xカット部に僅かに剥がれがある。(実用レベル)
2:Xカット部の交点から何れかの方向に、3mm以内の剥がれがある。(やや劣る)
1:テープを貼ったXカット部の大部分に剥がれがある。(不良)
(c)プルオフ試験の試験方法と評価基準
試験片の作成方法は、上記(2)の(イ)の(*1)と同じ。
ジ社製のプルオフゲージによる引張強度試験で、剥離部位および剥離面積%により下記の通り評価した。
評価基準
4:良好、
3:実用レベル、
2:やや劣る、
1:不良。
(ハ)屈曲性
JIS K−5400 8.1に準拠し、10mmの心棒を用いて試験した。
<評価方法>
4:ルーペで見ても全くクラックが無い。
2:肉眼で小さなクラックが認められる。
1:大きなクラックが認められ、その数も多い。
(ニ)耐衝撃性
試験片の作成方法は、上記(2)の(イ)の(*1)と同じ。
<評価方法>
4:撃芯の当たり部(直径約5mm)からの剥がれ幅が1mm以内。
2:撃芯の当たり部(直径約5mm)からの剥がれ幅が2mmを超え〜5mm以内。
1:撃芯の当たり部(直径約5mm)からの剥がれ幅が5mmを超える。
(ホ)鉛筆硬度の試験方法と評価基準
「JISK−5400 8.4」に準拠し、ブリキ板にアプリケーターで250μm(
乾燥膜厚)となるように塗装し、20℃で7日間あるいは、20℃で3ヶ月間(30日)乾燥させ、塗膜の硬さを、鉛筆の芯で引っかいて調べ、鉛筆の濃度記号で表した。
(3)防食性
(イ)温度差試験と塗膜外観評価方法と評価基準
試験片の作成方法は、前述の(2)の(イ)の(*1)と同じ。
供試試験片で、供試塗膜面が50℃の温水に、裏面が20℃の水に接するように30℃の温度差を与え、6日後の塗膜外観と付着性を評価した。
<評価基準>
4 :良好。
2 :やや劣る。
1 :不良。
(ロ)耐塩水性の試験方法と評価基準
試験片の作成方法は、前述の(2)の(イ)の(*1)と同じ。
浸漬期間は、40℃の塩水×3ヶ月。評価基準は、(3)の(イ)と同じ。
(ハ)電気防食性の試験方法と評価基準
試験片の作成方法は、前述の(2)の(イ)の(*1)と同じ。
浸漬期間は、40℃の塩水×3ヶ月。評価基準は、(3)の(イ)と同じ。
(ニ)ソルトスプレーの試験方法と評価基準
試験方法としては、「磨き軟鋼板(70mm×150mm×1mm(厚))、大佑機材(株)製」をキシレンで充分脱脂した試験片素材に各供試塗料をエアースプレーでその乾燥膜厚が180〜200μm厚となるように塗装して、室温(20℃)で7日間乾燥させ、供試試験片とした。(*2)
試験方法は、「JIS K−5400 9.1」に準拠した。浸漬条件は、35℃/5%塩水×2000時間。
(ホ)高温高湿試験方法と評価基準
試験片の作成方法は、前述の(2)の(イ)の(*1)と同じ。
評価基準は、(3)の(イ)と同じ。下記の実施例、比較例で用いた各成分を以下に示す。
(1)「エピコート828X−90」
(エポキシ樹脂の種類:ビスフェノールAジグリシジルエーテル、シェル(株)製)、一般名:♯828タイプベース(ハイソリッド型):ハイソリッド(ソルベントレス型)でボリュームソリッドが高く70%以上。
(2)「エピコート834X−85」
(エポキシ樹脂の種類:ビスフェノールAエポキシ、シェル(株)製)、一般名:♯834/♯1001エポキシタイプベース:通常の溶剤型塗料でボリュームソリッドは約50
〜70%。
(3)「エピコート1001X−75」
(エポキシ樹脂の種類:ビスフェノールA型エポキシ、大竹明新化学(株)製)、一般名:♯1001エポキシタイプベース:通常の溶剤型塗料でボリュームソリッドは約50〜70%。
(4)「Ancarez2364」
ウレタン変性エポキシ樹脂、AIR PRODUCTS社製、エポキシ当量470、粘度
23000〜35000cPs/25℃。
(5)「NeciresEPX−L」
石油樹脂、NEVCIN社製、分子量290、フェノール変性芳香族炭化水素樹脂。
(6)「ネオポリマーK2」
C9系石油樹脂、日石化学(株)製。
(7)「KBM403」
(シランカップリング剤、信越化学工業(株)製)
(8)「F−2タルク」
(タルク、富士タルク(株)製)
(9)「チオナRCL−575」
(二酸化チタン、SCM社製)
(10)「カーボンブラックMA−100」
(カーボンブラック、三菱化学(株)製)
(11)「スゾライトマイカ200HK」
(高アスペクト比マイカ、アスペクト比50、クラレ(株)製)
(12)「ASAT−250F」
(タレ止め剤、伊藤製油(株)製)
(13)「ラッカマイドTD966」
(ポリアミドアミン、大日本インキ化学工業(株)製)
(14)「アデカハードナーEH342W3」
(MXDAマンニッヒ変性ポリアミドポリアミン、旭電化工業(株)製)
(15)「サンマイドCX1154」
(一部フェノルカミン変性MXDAマンニッヒポリアミン、三和化学(株)製)
(16)「Ancamide 910」
(ポリアミドアミン、AIR PRODUCTS社製)
(17)「ACI Hardener K−39」
(脂肪族ポリアミン,PTIジャパン(株)製)
(18)「Ankamine K−54」
(3級アミン、AIR PRODUCTS社製)
(19)プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM、溶剤、ダイセル化学工業(株)製)
[実施例1]
<主剤成分の調製>
「エピコート828X−90」(エポキシ樹脂の種類:ビスフェノールA型エポキシ、シェル(株)製)0重量部と、
「エピコート834X−85」(エポキシ樹脂の種類:ビスフェノールA型エポキシ、粘度:2000〜4000cPs、シェル(株)製)11.3重量部と、
「エピコート1001X−75」(エポキシ樹脂の種類:ビスフェノールA型エポキシ、シェル(株)製)7.4重量部と、
「Ancarez2364」(ウレタン変性エポキシ樹脂、AIR PRODUCTS
社製、エポキシ当量470、粘度23000〜35000cPs/25℃)0重量部と、
「NeciresEPX−L」(石油樹脂、NEVCIN社製、分子量290、フェノール変性芳香族炭化水素樹脂)0重量部と、
「ネオポリマーK2」(石油樹脂、日石化学(株)製)10.8重量部と、
「KBM403」(シランカップリング剤、信越化学工業(株)製)0.5重量部と、
「F−2タルク」(タルク、富士タルク(株)製)41.7重量部と、
「チオナRCL−575」(二酸化チタン、SCM社製)5.9重量部と、
「カーボンブラックMA−100」(カーボンブラック、三菱化学(株)製)0.05重量部と、
「スゾライトマイカ200HK」(高アスペクト比マイカ、アスペクト比50、クラレ(株)製)0重量部と、
「ASAT−250F」(タレ止め剤、伊藤製油(株)製)2.0重量部と、
溶剤のキシレン13.4重量部と、
メチルイソブチルケトン(MIBK)5.0重量部と、
メチルエチルケトン(MEK)1.0重量部と、
プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)0重量部と、
ノルマルブタノール(n−BuOH)1.0重量部との配合物(合計100重量部)と、を混合・攪拌して主剤成分を調製した。
<硬化剤成分の調製>
「ラッカマイドTD966」(ポリアミドアミン、大竹明新化学(株)製)0重量部と、
「アデカハードナーEH342W3」(MXDAマンニッヒ変性ポリアミドポリアミン、旭電化工業(株)製)0重量部と、
「サンマイドCX1154」(一部フェノルカミン変性MXDAマンニッヒポリアミン、三和化学(株)製)0重量部と、
「Ancamide 910」(ポリアミドアミン、AIR PRODUCTS社製)8.5重量部と、
「ACI Hardener K−39」(脂肪族ポリアミン,PTIジャパン(株)製)0重量部と、
「Ankamine K−54」(3級アミン、AIR PRODUCTS社製)0.4重量部と、
ノルマルブタノール(n−BuOH)0重量部と、
イソブタノール(i−BuOH)1.2重量部と、
キシレン2.1重量部と、
プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM、溶剤、ダイセル化学工業(株)製)0重量部と、
メチルイソブチルケトン(MIBK)0重量部との配合物(合計12.2重量部)とを、混合・攪拌して硬化剤成分を調製した。
<硬化性エポキシ樹脂組成物(塗料組成物、防汚塗料組成物)の調製>
上記主剤成分100重量部と、上記硬化剤成分12.2重量部とを混合して硬化性エポキシ樹脂組成物(塗料組成物、防汚塗料組成物)を調製した。
[実施例2〜12,比較例1〜2]
実施例1において、成分組成およびその配合量をそれぞれ表2〜3に示すように変えた以外は、実施例1と同様にして組成物を調製し、試験を行った。配合組成を表2〜3に示す。また、結果を表5〜8に示す。
Claims (22)
- (A-i)エポキシ樹脂(a1)およびフェノール変性炭化水素樹脂(a3)を含む主剤成分と、
(B-i)エポキシ樹脂用硬化剤(b1)を含む硬化剤成分と
を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 - 上記主剤成分(A-i)が、エポキシ樹脂(a1)、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)およびフェノール変性炭化水素樹脂(a3)を含む請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
- 上記エポキシ樹脂(a1)が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂である請求項1または2に記載のエポキシ樹脂組成物。
- 上記主剤成分(A-i)が、エポキシ樹脂(a1)、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)およびフェノール変性炭化水素樹脂(a3)の固形分合計100重量部に対して、エポキシ樹脂(a1)を10〜99.9重量部、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)を0.1〜50重量部およびフェノール変性炭化水素樹脂(a3)を0〜70重量部の量で含む請求項1〜3のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
- 上記主剤成分(A-i)が、エポキシ樹脂(a1)、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)およびフェノール変性炭化水素樹脂(a3)の固形分合計100重量部に対して、エポキシ樹脂(a1)を40〜80重量部、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)を5〜40重量部およびフェノール変性炭化水素樹脂(a3)を5〜30重量部の量で含む請求項1〜3のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
- 上記主剤成分(A-i)100重量部に対して、硬化剤成分(B-i)が5〜200重量部である請求項1〜5のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
- (A-ii)エポキシ樹脂(a1)または、エポキシ樹脂(a1)とフェノール変性炭化
水素樹脂(a3)とを含む主剤と、
(B-ii)高弾性付与性アミン系硬化剤(b1-1)を含む硬化剤成分と、
を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 - 上記高弾性付与性アミン系硬化剤(b1-1)が、モノまたはポリアルキレングリコールのジアミノアルキルエーテルまたはさらにそれをポリカルボン酸で変性したポリアミドアミンである請求項7に記載のエポキシ樹脂組成物。
- 上記硬化剤成分(B-ii)が、さらに、上記高弾性付与性アミン系硬化剤(b1-1)以
外の汎用アミン系硬化剤(b1-2)を含む、請求項7または8に記載のエポキシ樹脂組成物。 - 上記高弾性付与性アミン系硬化剤(b1-1)が、モノまたはポリアルキレングリコールのジアミノアルキルエーテルまたはさらにそれをポリカルボン酸で変性したポリアミドアミンからなる群から選ばれた少なくとも1種の高弾性付与性アミン系硬化剤であり、
上記汎用アミン系硬化剤(b1-2)が、ポリアミドアミン、マンニッヒ変性脂肪族ポリアミン、フェノルカミンアダクトからなる群から選ばれた少なくとも1種の汎用アミン系硬化剤である請求項7〜9のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。 - 上記主剤(A-ii)100重量部に対して、硬化剤成分(B-ii)が5〜200重量部で
ある請求項7〜10のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。 - (A-iii)エポキシ樹脂(a1)、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)および/または液状フェノール変性炭化水素樹脂(a3)を含む主剤成分と、
(B-iii)高弾性付与性アミン系硬化剤(b1-1)を含む硬化剤成分と、
を含有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物。 - 上記主剤成分(A-iii)が、エポキシ樹脂(a1)、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)および液状フェノール変性炭化水素樹脂(a3)を含む請求項12に記載のエポキシ樹脂組成物。
- 上記エポキシ樹脂(a1)が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂である請求項12または13に記載のエポキシ樹脂組成物。
- 上記主剤成分(A-iii)が、エポキシ樹脂(a1)、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)および液状フェノール変性炭化水素樹脂(a3)の固形分合計100重量部に対して、エポキシ樹脂(a1)を10〜99.9重量部、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)を0.1〜50重量部、および液状フェノール変性炭化水素樹脂(a3)を0〜70重量部の量で含む請求項12〜14のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
- 上記主剤成分(A-iii)が、エポキシ樹脂(a1)、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)および液状フェノール変性炭化水素樹脂(a3)の固形分合計100重量部に対して、エポキシ樹脂(a1)を40〜80重量部、ウレタン変性エポキシ樹脂(a2)を5〜40重量部および液状フェノール変性炭化水素樹脂(a3)を5〜30重量部の量で含む請求項12〜14のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
- 上記主剤成分(A-iii)100重量部に対して、硬化剤成分(B-iii)が5〜200重量部である請求項12〜16のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。
- 請求項1〜17のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物からなる防食塗料組成物。
- 上記防食塗料組成物の用途が、船舶のウォーターバラストタンク用である請求項18に記載の防食塗料組成物。
- 請求項1〜17のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物からなる防食塗料組成物から形成された高伸び率を有する塗膜。
- 請求項20に記載の塗膜で基材表面が被覆された被覆基材。
- 基材表面を、請求項20に記載の塗膜で被覆することを特徴とする防食方法。
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