JP2010242067A - 耐腐蝕および耐チップ性粉体コーティング - Google Patents
耐腐蝕および耐チップ性粉体コーティング Download PDFInfo
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Abstract
【課題】高水準の亜鉛金属の使用に頼ることなく高水準の耐チップ性及び耐腐食性を示す粉末組成物の提供。
【解決手段】樹脂、および粉体組成物重量を基準にして５重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含み、場合によって粉体組成物重量を基準にして０重量％〜６５重量％の亜鉛を含み、金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない粉体組成物。腐蝕抑制顔料は、粉体組成物重量を基準にして５０重量％以下、例えば、３５重量％以下の量で存在しうる。当該粉体組成物で基体をコーティングする方法およびこのように形成されたコーティングされた基体。
【選択図】なし
【解決手段】樹脂、および粉体組成物重量を基準にして５重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含み、場合によって粉体組成物重量を基準にして０重量％〜６５重量％の亜鉛を含み、金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない粉体組成物。腐蝕抑制顔料は、粉体組成物重量を基準にして５０重量％以下、例えば、３５重量％以下の量で存在しうる。当該粉体組成物で基体をコーティングする方法およびこのように形成されたコーティングされた基体。
【選択図】なし
Description
本発明は粉体コーティングに好適な粉体組成物に関する。より具体的には、本発明は、樹脂、および粉体組成物重量を基準にして５重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含み、金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない粉体組成物に関する。本発明は、また、当該粉体組成物で基体をコーティングする方法、およびコーティングされた基体に関する。
米国特許第７，２４４，７８０号は、膜形成性ポリマー、金属エフェクトをもたらすアルミニウムフレークのような顔料、および金属顔料の分解を阻害する安定化剤を含む粉体コーティング組成物を開示する。
米国特許第７，０１８，７１６号は、自動車コイルバネのような高張力スチール部品のための、「強化」エポキシ樹脂のコーティング粉体組成物から形成される耐腐蝕かつ耐チップ性塗膜を開示する。単一塗膜の実施形態においては、全コーティングには少なくとも７５ｐｈｒの亜鉛粉体が含まれる。二重塗膜実施形態においては、内側塗膜には少なくとも７５ｐｈｒの亜鉛が含まれ、外側の亜鉛非含有塗膜は繊維の追加によっておよび／またはそれを多孔質にする発泡剤によって強化される。
基体、特にスチール基体、例えば、高張力スチールなどをコーティングするのに好適な粉体組成物であって、その組成物から形成される塗膜が高水準の亜鉛金属の使用に頼ることなく高水準の耐チップ性および耐腐蝕性を示す組成物についての必要性が存在している。本発明の粉体組成物は、高水準の亜鉛金属の使用に頼ることなく高水準の耐チップ性および耐腐蝕性を示すことができる。
本発明の第１の形態においては、樹脂、および粉体組成物重量を基準にして５重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含み、金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない粉体組成物が提供される。腐蝕抑制顔料は粉体組成物重量を基準にして５０重量％以下、または４０重量％以下、または３５重量％以下の量で存在しうる。
本発明の第２の形態においては、樹脂、および粉体組成物重量を基準にして５重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含み、金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない粉体組成物を形成し；当該粉体組成物を基体に適用し；並びに、当該粉体組成物を加熱して、当該適用された組成物を融合させ、硬化させる；ことを含む、基体をコーティングする方法が提供される。腐蝕抑制顔料は粉体組成物重量を基準にして５０重量％以下、または４０重量％以下、または３５重量％以下の量で使用されうる。
本発明の第３の形態においては、樹脂、および粉体組成物重量を基準にして０重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含み、金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない第１の粉体組成物を形成し；第１の粉体組成物を基体に適用し；樹脂、および粉体組成物重量を基準にして５重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含み、金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない第２の粉体組成物を形成し；第１の粉体組成物でコーティングされた基体に第２の粉体組成物を適用し；並びに、適用された粉体組成物を加熱して、当該組成物を融合させ、硬化させる；ことを含む、基体をコーティングする方法が提供される。第１および第２の粉体組成物のそれぞれにおいては、腐蝕抑制顔料は粉体組成物重量を基準にして５０重量％以下、または４０重量％以下、または３５重量％以下の量で存在しうる。
本発明の第４の形態においては、樹脂、および粉体組成物重量を基準にして５重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含む塗膜を有する基体を含む、コーティングされた基体が提供される。この塗膜は粉体組成物重量を基準にして、５０重量％以下、または４０重量％以下、または３５重量％以下の量の腐蝕抑制顔料を含むことができる。
本発明の第２の形態においては、樹脂、および粉体組成物重量を基準にして５重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含み、金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない粉体組成物を形成し；当該粉体組成物を基体に適用し；並びに、当該粉体組成物を加熱して、当該適用された組成物を融合させ、硬化させる；ことを含む、基体をコーティングする方法が提供される。腐蝕抑制顔料は粉体組成物重量を基準にして５０重量％以下、または４０重量％以下、または３５重量％以下の量で使用されうる。
本発明の第３の形態においては、樹脂、および粉体組成物重量を基準にして０重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含み、金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない第１の粉体組成物を形成し；第１の粉体組成物を基体に適用し；樹脂、および粉体組成物重量を基準にして５重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含み、金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない第２の粉体組成物を形成し；第１の粉体組成物でコーティングされた基体に第２の粉体組成物を適用し；並びに、適用された粉体組成物を加熱して、当該組成物を融合させ、硬化させる；ことを含む、基体をコーティングする方法が提供される。第１および第２の粉体組成物のそれぞれにおいては、腐蝕抑制顔料は粉体組成物重量を基準にして５０重量％以下、または４０重量％以下、または３５重量％以下の量で存在しうる。
本発明の第４の形態においては、樹脂、および粉体組成物重量を基準にして５重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含む塗膜を有する基体を含む、コーティングされた基体が提供される。この塗膜は粉体組成物重量を基準にして、５０重量％以下、または４０重量％以下、または３５重量％以下の量の腐蝕抑制顔料を含むことができる。
本発明の粉体組成物、すなわち、粉体コーティングに好適なポリマー組成物は、少なくとも１種の樹脂、例えば、熱可塑性もしくは熱硬化性樹脂、特にエポキシ樹脂を含む。エポキシ樹脂は、当該技術分野において知られているコーティング粉体に有用な様々なエポキシ樹脂、例えば、エピクロロヒドリンまたはポリグリシジルエーテルと芳香族ポリオール、例えば、ビスフェノール、例えば、ビスフェノールＡとの反応によって製造されるものから選択されうる。エポキシ樹脂は、典型的には、１．０より多い、より好ましくは１．９より多いエポキシ官能性を有する。一般的に、エポキシ当量重量は少なくとも１７０であるべきであるが、ある場合には、より小さな値が許容されうる。好ましくは、エポキシ当量重量は２３００未満、より好ましくは８００〜１５００である。このようなエポキシ樹脂は、例えば、苛性ソーダのようなアルカリの存在下での芳香族もしくは脂肪族ポリオールとエピクロロヒドリンもしくはジクロロヒドリンとの間のエーテル化反応によって製造されることができる。芳香族ポリオールは、例えば、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２，２−プロパン（すなわち、ビスフェノールＡ）、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，１−エタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，１−イソブタン、ビス（４−ヒドロキシ−ｔ−ブチルフェニル）−２，２−プロパン、ビス（２−ヒドロキシナフチル）メタン、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノンであることができ、または１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールもしくはジプロピレングリコール、例えば、このようなジオールのジグリシジルエーテルまたは縮合ジグリシジルエーテルが使用されうる。本発明に従って、ハイブリッド粉体コーティング組成物においてエポキシ樹脂として使用されうる他のオキシラン基含有ポリマーには、ポリグリシジル官能性アクリル系ポリマーもしくはエポキシノボラック樹脂が挙げられる。本発明において使用するのに好ましいエポキシ樹脂はビスフェノールＡベースのものである。
粉体組成物はさらに１種以上の強化、発泡および補強技術を包含することができる。本明細書においては、「強化技術」とは、より強靱な適用塗膜を提供するための樹脂成分の修飾をいう。本明細書においては、「発泡技術」とは適用塗膜において発泡構造を生じさせるように選択された粉体組成物をいう。本明細書においては、「補強技術」とは、適用塗膜を補強するために選択される粉体組成物における追加の成分をいう。
エポキシ樹脂は、例えば、耐衝撃性改良剤、軟化剤、可塑剤および強化剤のような添加剤もしくは共反応剤の使用により強靱化されうる。
これらには以下のものが挙げられる；
ベースポリマー内で架橋を介して反応してコーティング組成物になるエラストマー修飾か、または反応しない添加剤としてのエラストマー修飾、例えば、ＣＴＢＮゴム、ブタジエン／スチレン、ニトリル、ネオプレン、アクリル、ブチル、エチレン／プロピレン／ジエン、ポリスルフィド、ポリイソプレン、シリコーンおよびウレタンゴム；
ある程度の内部可塑化を提供し、かつフォルテガ（ＦＯＲＴＥＧＡ商標）製品（ダウケミカルカンパニー）によって例示されうる、ランダムもしくはブロックコポリマー添加；
可塑剤、例えば、エポキシド化大豆油の添加；
コアもしくはシェル部分に該当するエポキシ、アクリル系、ポリウレタンのような様々な組成を有する架橋もしくは非架橋コア／シェル樹脂。
さらに、強化剤には、ポリマーもしくはガラスビーズをはじめとする中空球状粒子が挙げられうる。
上記いずれかの離散したマイクロドメインが存在することができ、耐チップ性に貢献しうる。
これらには以下のものが挙げられる；
ベースポリマー内で架橋を介して反応してコーティング組成物になるエラストマー修飾か、または反応しない添加剤としてのエラストマー修飾、例えば、ＣＴＢＮゴム、ブタジエン／スチレン、ニトリル、ネオプレン、アクリル、ブチル、エチレン／プロピレン／ジエン、ポリスルフィド、ポリイソプレン、シリコーンおよびウレタンゴム；
ある程度の内部可塑化を提供し、かつフォルテガ（ＦＯＲＴＥＧＡ商標）製品（ダウケミカルカンパニー）によって例示されうる、ランダムもしくはブロックコポリマー添加；
可塑剤、例えば、エポキシド化大豆油の添加；
コアもしくはシェル部分に該当するエポキシ、アクリル系、ポリウレタンのような様々な組成を有する架橋もしくは非架橋コア／シェル樹脂。
さらに、強化剤には、ポリマーもしくはガラスビーズをはじめとする中空球状粒子が挙げられうる。
上記いずれかの離散したマイクロドメインが存在することができ、耐チップ性に貢献しうる。
ある実施形態においては、エポキシ樹脂、好ましくはビスフェノールＡ樹脂が、−３０℃以下、好ましくは−４０℃以下のＴｇを有するエラストマーに付加される。好ましいエラストマーはＣＴＢＮゴムである。このようなエポキシ／ＣＴＢＮゴム付加物は、例えば、１９７５年９月２４日に発行された英国特許明細書第１，４０７，８５１号（Ｃ．Ｇ．Ｔａｙｌｏｒ）、およびＰｏｗｄｅｒ Ｃｏａｔｉｎｇｓ、１８４「エラストマー修飾エポキシ粉体コーティング：レビュー（Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ−Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｐｏｘｙ Ｐｏｗｄｅｒ Ｃｏａｔｉｎｇｓ：ａ Ｒｅｖｉｅｗ）」１９９４年４月１３日、Ｎｏ．４３４７に記載されている。低温耐チップ性に対する強化（柔軟化）をもたらすために、ＣＴＢＮ成分は、ＣＴＢＮとエポキシ成分との合計の少なくとも５重量％で存在するべきである。約２５重量％を超えるＣＴＢＮについては、さらなる利点は実現されず、良好な硬化のために不充分なエポキシ成分とならないように２５重量％を超えるのは望まれない。エラストマー成分がエポキシ成分に化学的に、すなわち、ＣＴＢＮのカルボキシル基とエポキシ基とのエステル化反応によって結合されるという事実は、コーティング粉体の融合および硬化中に完全な層分離が起こらないことを確実にする。しかし、エポキシおよびゴムのマイクロドメインが存在する。
別の実施形態においては、アクリル系ゴム樹脂がコアを形成し、かつエポキシ樹脂、好ましくはビスフェノールＡエポキシ樹脂がシェルを形成しているコア／シェル樹脂が使用される。また、コアのアクリル系ゴム樹脂のカルボキシル官能基とシェルのエポキシ樹脂との間の化学結合は、コア／シェル樹脂を使用して形成されるコーティング粉体の融合および硬化中の層分離を妨げる。このようなアクリル系ゴム修飾エポキシドは、例えば、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｒｅｐｒｉｎｔｓ、３２（３）、３５８〜９ページ、Ｈ−Ｊ ＳｕｅおよびＥ．Ｉ．Ｇａｒｃｉａ−Ｍｅｌｆｉｎに記載されている。
別の実施形態においては、熱硬化性エポキシ樹脂は、架橋剤、例えば、ポリヒドロキシル化合物、もしくはエポキシ樹脂の自己架橋をもたらす硬化触媒を含むことができる。例えば、エポキシ樹脂は、比較的高いヒドロキシ当量重量、すなわち、少なくとも約２００〜約５００、好ましくは少なくとも約３００を有するポリヒドロキシル官能基で硬化される。架橋剤の比較的高いヒドロキシ当量重量は、ＯＨ基間の比較的長い鎖長を確実にし、この鎖長は硬化した塗膜に柔軟性をもたらし、この塗膜を耐チップ性にするのを助ける。本発明の実施に有用な好適な硬化剤は、フェノール系硬化剤、例えば、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルとビスフェノールＡとの反応生成物であるビスフェノールＡのビスフェノールＡエンドキャップジグリシジルエーテル、および「ハイブリッド」粉体コーティングを形成することが知られているフリーのカルボン酸基を有するポリエステル樹脂により代表される。エポキシ樹脂成分に好ましいフェノール系硬化剤の例には、商標Ｄ．Ｅ．Ｈ．商標８７およびＤ．Ｅ．Ｈ．商標８５（ダウケミカルカンパニー）、この双方共にビスフェノールＡのビスフェノールＡエンドキャップジグリシジルエーテルであると考えられている、で販売されているものが挙げられる。ダウケミカルカンパニーヘキシオンスペシャリティケミカルズ（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ． Ｈｅｘｉｏｎ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）によって販売されているフェノール−およびクレゾール−ノボラック硬化剤のような他の種類のフェノール系硬化剤も使用されうる。
他のエポキシ架橋剤には、例えば、以下のものが挙げられる；
アミン、例えば、多官能性脂肪族もしくは芳香族第１級もしくは第２級アミン、例えば、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルスルホンなど；
自己架橋を促進する第３級アミン、例えば、ＤＭＰ３０（ダウケミカルカンパニー）；
トリハロゲン化ホウ素およびこれらの塩、例えば、三フッ化ホウ素のモノエタノールアミン塩；
有機酸塩、例えばベスタゴン（ＶＥＳＴＡＧＯＮ商標）Ｂ５５およびベスタゴンＢ６８（デグサ（Ｄｅｇｕｓｓａ）コーポレーション）；
ジおよびポリ酸無水物、例えば、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）；
ジおよびポリフェノール、例えば、メチレンジサリチル酸；並びに
イミダゾール、置換イミダゾールおよびエポキシイミダゾール付加物、例えば、２−メチルイミダゾールもしくはＤＥＨ４０（ダウケミカルカンパニー）。
アミン、例えば、多官能性脂肪族もしくは芳香族第１級もしくは第２級アミン、例えば、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルスルホンなど；
自己架橋を促進する第３級アミン、例えば、ＤＭＰ３０（ダウケミカルカンパニー）；
トリハロゲン化ホウ素およびこれらの塩、例えば、三フッ化ホウ素のモノエタノールアミン塩；
有機酸塩、例えばベスタゴン（ＶＥＳＴＡＧＯＮ商標）Ｂ５５およびベスタゴンＢ６８（デグサ（Ｄｅｇｕｓｓａ）コーポレーション）；
ジおよびポリ酸無水物、例えば、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（ＢＴＤＡ）；
ジおよびポリフェノール、例えば、メチレンジサリチル酸；並びに
イミダゾール、置換イミダゾールおよびエポキシイミダゾール付加物、例えば、２−メチルイミダゾールもしくはＤＥＨ４０（ダウケミカルカンパニー）。
本発明の粉体組成物は、粉体組成物重量基準で５重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含む樹脂ベースの組成物である。腐蝕抑制顔料は、例えば、以下の少なくとも１種であり得る：
単純なモリブデン酸塩、例えば、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸ストロンチウム、およびモリブデン酸塩錯体、例えば、モリブデン酸カルシウム亜鉛、ホスホモリブデン酸カルシウム亜鉛（例えば、モリホワイト（ＭＯＬＹＷＨＩＴＥ商標）ＭＺＡＰ）；
単純なクロム酸塩、例えば、クロム酸亜鉛、クロム酸バリウム、クロム酸ストロンチウム、クロム酸マグネシウム、クロム酸カルシウム、およびクロム酸塩錯体、例えば、シリコクロム酸鉛、テトラオキシクロム酸亜鉛；
金属ホスフィド、例えば、鉄ホスフィド（例えば、フェロフォス（ＦＥＲＲＯＰＨＯＳ商標）鉄ホスフィド、オシデンタルケミカルコーポレーション（ＯＣＣＩＤＥＮＴＡＬ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＣＯＲＰ．）、テキサス州ダラス）；
ケイ酸塩、例えば、ホスホケイ酸塩亜鉛、およびホウケイ酸塩カルシウム；並びに
単純なリン酸塩、例えば、リン酸鉄、リン酸亜鉛、ピロリン酸亜鉛、リン酸水素カルシウム、およびリン酸塩錯体、例えば、亜鉛ボレートオルトホスフェート（ｚｉｎｃ ｂｏｒａｔｅ ｏｒｔｈｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ポリリン酸ストロンチウムアルミニウム、ポリリン酸亜鉛アルムニウム、オルトリン酸亜鉛アルミニウムモリブデン、オルトリン酸亜鉛アルムニウム。
単純なモリブデン酸塩、例えば、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸ストロンチウム、およびモリブデン酸塩錯体、例えば、モリブデン酸カルシウム亜鉛、ホスホモリブデン酸カルシウム亜鉛（例えば、モリホワイト（ＭＯＬＹＷＨＩＴＥ商標）ＭＺＡＰ）；
単純なクロム酸塩、例えば、クロム酸亜鉛、クロム酸バリウム、クロム酸ストロンチウム、クロム酸マグネシウム、クロム酸カルシウム、およびクロム酸塩錯体、例えば、シリコクロム酸鉛、テトラオキシクロム酸亜鉛；
金属ホスフィド、例えば、鉄ホスフィド（例えば、フェロフォス（ＦＥＲＲＯＰＨＯＳ商標）鉄ホスフィド、オシデンタルケミカルコーポレーション（ＯＣＣＩＤＥＮＴＡＬ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＣＯＲＰ．）、テキサス州ダラス）；
ケイ酸塩、例えば、ホスホケイ酸塩亜鉛、およびホウケイ酸塩カルシウム；並びに
単純なリン酸塩、例えば、リン酸鉄、リン酸亜鉛、ピロリン酸亜鉛、リン酸水素カルシウム、およびリン酸塩錯体、例えば、亜鉛ボレートオルトホスフェート（ｚｉｎｃ ｂｏｒａｔｅ ｏｒｔｈｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ポリリン酸ストロンチウムアルミニウム、ポリリン酸亜鉛アルムニウム、オルトリン酸亜鉛アルミニウムモリブデン、オルトリン酸亜鉛アルムニウム。
顔料はその基本的な形態で存在することができ、有機修飾されることができ、および水和物として存在することができる。好適な腐蝕抑制顔料の他の記載が米国特許第３，８８４，７０５号にあり、かつＧ．Ｂ．ＲｏｔｈｅｎｂｅｒｇによってＰａｉｎｔ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ（塗料添加剤）、ノイスデータコーポレーション（Ｎｏｙｅｓ Ｄａｔａ Ｃｏｒｐ）１９７８年、１７５〜１７７ページにまとめられている。米国特許第７，２４４，７８０号は、「水の存在下で溶解しうる、安定化アニオン源、有利にはリン酸イオン」を含む腐蝕抑制顔料も開示する。
リン酸亜鉛は、本明細書においては、（ａ）リン酸亜鉛二−もしくは四−水和物、好ましくは米国特許第５，１３７，５６７号（商品名デラホス（ＤＥＬＡＰＨＯＳ商標）２Ｍで入手可能な物質であるリン酸亜鉛二水和物の例、および狭い粒子サイズ分布の球状粒子を含む商品名ヒスパフォス（ＨＩＳＰＡＦＯＳ商標）ＳＰで入手可能なリン酸亜鉛のさらなる例）に記載されるような回転楕円体型粒子の形態のもの；（ｂ）リン酸Ｆｅ（ＩＩ）およびリン酸Ｆｅ（ＩＩＩ）を含む、非晶質層との混合である結晶相としての回転楕円体リン酸亜鉛；を含むことが意図される。このような物質に関するさらなる情報は米国特許第５，０３０，２８５号、および（ｃ）モリブデン酸亜鉛で修飾されたリン酸亜鉛（好ましくは回転楕円体形状）（例えば、アクチロックス（ＡＣＴＩＲＯＸ商標）１０６；ミクロファインミネラルズリミテッド（Ｍｉｃｒｏｆｉｎｅ Ｍｉｎｅｒａｌｓ Ｌｔｄ．））でありうる。
粉体組成物は、場合によっては、粉体組成物重量を基準にして、０重量％〜６５重量％の亜鉛を含み、亜鉛は典型的には粉体もしくはフレーク形態である。好ましくは粉体組成物は最小量の亜鉛を含み、より好ましくは粉体組成物は亜鉛を含まない。
本発明の粉体組成物は「金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない」、このことは粉体コーティング組成物に含まれる金属顔料の合計割合が（金属顔料を除いた組成物の重量を基準にして）、０．１重量％未満であること；好ましくは金属顔料が粉体組成物中に含まれないことを意味する。「金属エフェクトをもたらす顔料」とは、本明細書において、典型的にフレーク形態の金属顔料、例えば、「金属」、「エフェクト」、「光沢」もしくは「グラマー（ｇｌａｍｏｕｒ）」仕上げと称されるような様々な金属エフェクトを生じさせるために典型的に使用される、アルミニウムもしくはアルミニウム合金、または別の金属もしくは合金、例えば、ステンレス鋼、銅、スズ、青銅もしくは真鍮を意味する。
金属顔料はコーティングされていないまたはコーティングされた物質であることができる。コーティングされた物質の例としては、シリカ、もしくはより大きな化学物質耐性および耐久性のための別の不活性無機物質でコーティングされた顔料が挙げられる。あるいは、顔料は同様の目的のためにプラスチック物質、例えば、アクリル系、ＰＴＦＥもしくは熱硬化性プラスチック物質でコーティングされることができ、または粉体コーティング組成物の膜形成性バインダーと混和性であるポリマーもしくは可塑剤中に提供されうる。さらなる可能性として、金属顔料は、特別な色エフェクトを提供するために、金属酸化物顔料、例えば酸化鉄のような着色剤でコーティングされることができる。
本発明の耐チップ性かつ耐腐蝕性塗膜を提供するために使用される粉体組成物は通常の方法で製造される。成分がブレンドされ、次いで、有意な硬化が起こらないように、樹脂の融点より高く短時間、例えば、３０〜９０秒間加熱して溶融コンパウンドされる。溶融した成分は押し出され、押出後、組成物は急速に冷却される。次いで、組成物は粉砕され、そして、必要に応じてサイズに従って粒子が分類される。静電コーティングの場合には、粒子は概して５〜１００ミクロンサイズ範囲であり、過半量の部分は概して２０〜４０ミクロンサイズ範囲にある。流動床コーティング操作のためには、より大きな粒子が有用である。
本発明の基体をコーティングする方法においては、本発明の粉体組成物が基体に適用され、適用された組成物を加熱して溶融し、そして硬化させる。ある実施形態においては、基体は金属基体であり、典型的にはスチール基体であり、粉体組成物は、例えば、パイプコーティング、鉄筋コーティングとして、または農業もしくは建築装置のためのコーティングとして使用されうる。別の実施形態においては、基体は高張力スチール基体、例えば、輸送産業におけるコイルスプリングに使用するのに好適な基体である。ここで、高張力スチールは１８００Ｍｐａ〜２１００Ｍｐａもしくはそれより高い範囲のＭｐａ（メガパスカル（Ｎ／ｍ２））を有するものとして定義され、これは１９５０Ｍｐａ〜２１００Ｍｐａもしくはそれより高い超高張力スチールを含む。ここで、スチール基体は前処理されたスチール基体、例えば、リン酸亜鉛、リン酸鉄での処理および所定の前処理技術における乾燥を含むことが意図される。粉体組成物は典型的には１４９℃（３００°Ｆ）を超える温度で融合させるのに充分な時間加熱され、そして５０〜１０１μｍ（２．０〜４．０ｍｉｌｓ）の硬化膜厚のためには、１６０℃（３２０°Ｆ）で維持される電気空気循環オーブンに２０分間入れることにより塗膜を実質的に硬化させる。熱可塑性樹脂は硬化メカニズムを含まず、よって加熱下で融合のみを行わせうることが理解される。
本発明の基体をコーティングする方法においては、粉体組成物は、耐チップ性保護のための充分な膜厚を有する単一の塗膜として適用されうる。別の実施形態においては、粉体組成物は単一の発泡塗膜として適用されることができ、その発泡体は別の発泡剤の使用により、または特定のリン酸塩および関連する構成成分、例えば、リン酸亜鉛などの、温度依存的に本質的な発泡性によって発生させられたものである。場合によっては、粉体組成物は強化技術を含むことができ、すなわち、組成物は炭素繊維、スリップ剤、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、珪灰石、または塗膜を強化して耐チップ性を増強させうる任意の物質を含むことができる。
本発明の別の方法においては、ツーコート法が使用されうる。この実施形態においては、第１の塗膜（ベースコート）が適用され、そのベースコートが部分的にもしくは完全に硬化させられる。次いで、その後の第２の塗膜（トップコート）がベースコートに適用され、それら塗膜は融合され硬化される。第１の塗膜、第２の塗膜、もしくは第１と第２の塗膜双方のいずれかは、独立して、本発明の粉体組成物から形成される。第１の塗膜、第２の塗膜もしくは第１と第２の塗膜双方のいずれかは、独立して、上述のように発泡塗膜であることができる。第１の塗膜、第２の塗膜、もしくは第１と第２の塗膜双方のいずれかは、独立して、炭素繊維、スリップ剤、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、珪灰石、または塗膜を強化して耐チップ性を増強させうる任意の物質を含むことができる。
細胞状発泡体構造の導入は本保護システムの有機部分に限定されない。例えば、スチールクリーニングおよび「前処理」もしくは不動態化工程は、前処理層もしくはその上の有機層内に、加熱中の膜を通って浸透する発生ガスとして、細胞状構造を生じさせる発泡体形成性成分を組み込みおよび／または含ませることができる。このようなガス発生剤の例としては、当該産業において周知のアゾ化合物が挙げられる。このような発泡体は、前処理化学物質自体の単純な分解もしくは脱水によっても製造されうる。リン酸亜鉛（ホペイト（ｈｏｐｅｉｔｅ）および／またはホスフィライト（ｐｈｏｓｐｈｙｌｌｉｔｅ））、例えば、低温ロールスチールパネル上に堆積されたリン酸亜鉛は、約２００℃に加熱することによって発泡を示した。
本発明のコーティングされた基体は、樹脂、および粉体組成物重量を基準にして５重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含み、場合によって粉体組成物重量を基準にして０重量％〜６５重量％の亜鉛をさらに含む塗膜を有し、この組成物は金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない。それは、上記本発明の方法によって形成される。
実施例１：粉体組成物の形成および基体への適用
１．ビスフェノールＡエポキシ樹脂のジグリシジルエーテル、エポキシドあたりの重量９３５〜１１７５。
２．ビスフェノールＡエポキシ樹脂のジグリシジルエーテルとのイミダゾール付加物。
３．ビスフェノールＡのビスフェノールＡエンドキャップジグリシジルエーテル、ヒドロキシル当量重量３７０〜４００。
４．ビスフェノールＡエポキシ樹脂のジグリシジルエーテル９０重量％（エポキシドあたりの重量７９５〜８９５）およびアクリル系流動改質剤１０重量％を含むマスターバッチエポキシ樹脂。
２．ビスフェノールＡエポキシ樹脂のジグリシジルエーテルとのイミダゾール付加物。
３．ビスフェノールＡのビスフェノールＡエンドキャップジグリシジルエーテル、ヒドロキシル当量重量３７０〜４００。
４．ビスフェノールＡエポキシ樹脂のジグリシジルエーテル９０重量％（エポキシドあたりの重量７９５〜８９５）およびアクリル系流動改質剤１０重量％を含むマスターバッチエポキシ樹脂。
２．ビスフェノールＡエポキシ樹脂のジグリシジルエーテルとのイミダゾール付加物。
３．ビスフェノールＡのビスフェノールＡエンドキャップジグリシジルエーテル、ヒドロキシル当量重量３７０〜４００。
４．ビスフェノールＡエポキシ樹脂のジグリシジルエーテル９０重量％（エポキシドあたりの重量７９５〜８９５）およびアクリル系流動改質剤１０重量％を含むマスターバッチエポキシ樹脂。
粉体サンプルは、７．６８ｃｍ×１２．８ｃｍ×０．０８２ｃｍ（３インチ×５インチ×０．０３２インチ）スチールパネル上に静電気的に適用された。パネルはＡＣＴラボラトリーズインコーポレーテッドＢ９５８、Ｐ−６０（リン酸亜鉛／非クロムリンス）によって供給された。粉体コーティングされたパネルは、１６０℃（３２０°Ｆ）に維持された電気空気循環オーブンに２０分間入れられた。硬化膜厚は５０〜１０１μｍ（２．０〜４．０ｍｉｌ）であった。
実施例２：粉体コーティングされたパネルの評価
それぞれのコーティングされたパネルは、１．８４ｋｇ・ｍ（１６０ｉｎ−ｌｂ）／１．８４ｋｇ・ｍ（１６０ｉｎ−ｌｂ）の直接／逆衝撃評定を示した。
実施例１のコーティングされたパネルはＡＳＴＭ法Ｂ１１７に従って、「Ｘ」と印を付けられて、ソルトフォグ（Ｓａｌｔ Ｆｏｇ）キャビネットに入れられた。一定間隔でパネルはキャビネットから取り出され、印づけられた線に対して垂直に鈍いナイフでこすられた。最大アンダーカット（腐蝕）が印づけられた線から外方向にインチ単位で測定された。パネルは典型的には３０００〜４０００時間曝露された。
以下の表２．１に示されるように、本発明の粉体組成物でコーティングされたパネル（実施例１−１、１−２、１−３、１−４および２−１）は有用な水準の耐衝撃性および塩噴霧耐腐蝕性を示した。
それぞれのコーティングされたパネルは、１．８４ｋｇ・ｍ（１６０ｉｎ−ｌｂ）／１．８４ｋｇ・ｍ（１６０ｉｎ−ｌｂ）の直接／逆衝撃評定を示した。
実施例１のコーティングされたパネルはＡＳＴＭ法Ｂ１１７に従って、「Ｘ」と印を付けられて、ソルトフォグ（Ｓａｌｔ Ｆｏｇ）キャビネットに入れられた。一定間隔でパネルはキャビネットから取り出され、印づけられた線に対して垂直に鈍いナイフでこすられた。最大アンダーカット（腐蝕）が印づけられた線から外方向にインチ単位で測定された。パネルは典型的には３０００〜４０００時間曝露された。
以下の表２．１に示されるように、本発明の粉体組成物でコーティングされたパネル（実施例１−１、１−２、１−３、１−４および２−１）は有用な水準の耐衝撃性および塩噴霧耐腐蝕性を示した。
Claims (10)
- 樹脂、および粉体組成物重量を基準にして５重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含み、金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない粉体組成物。
- 粉体組成物重量を基準にして０重量％〜６５重量％の亜鉛をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
- 強化、発泡および補強からなる群から選択される少なくとも１種の技術をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
- 樹脂、および粉体組成物重量を基準にして５重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含み、金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない粉体組成物を形成し；
前記粉体組成物を基体に適用し；並びに、
前記適用された粉体組成物を加熱して、前記組成物を融合させ、硬化させる；
ことを含む、基体をコーティングする方法。 - 粉体組成物が、粉体組成物重量を基準にして０重量％〜６５重量％の亜鉛をさらに含む、請求項４に記載の方法。
- 粉体組成物が、強化、発泡および補強からなる群から選択される少なくとも１種の技術をさらに含む、請求項４に記載の方法。
- 樹脂、および粉体組成物重量を基準にして０重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含み、金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない第１の粉体組成物を形成し；
前記第１の粉体組成物を基体に適用し；
樹脂、および粉体組成物重量を基準にして５重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含み、金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない第２の粉体組成物を形成し；
前記第１の粉体組成物でコーティングされた基体に前記第２の粉体組成物を適用し；並びに、
前記適用された粉体組成物を加熱して、前記組成物を融合させ、硬化させる；
ことを含む、基体をコーティングする方法。 - 第１の粉体組成物および第２の粉体組成物が独立して、粉体組成物重量を基準にして０重量％〜６５重量％の亜鉛をさらに含む、請求項７に記載の方法。
- 樹脂、および粉体組成物重量を基準にして５重量％〜７０重量％の腐蝕抑制顔料を含み、前記組成物が金属エフェクトをもたらす顔料を実質的に含まない塗膜を有する基体を含む、コーティングされた基体。
- 粉体組成物が、粉体組成物重量を基準にして０重量％〜６５重量％の亜鉛をさらに含む、請求項９に記載のコーティングされた基体。
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