JP2014234476A

JP2014234476A - 錆止め塗料

Info

Publication number: JP2014234476A
Application number: JP2013117989A
Authority: JP
Inventors: 泰松原; Yasushi Matsubara
Original assignee: STAINLESS PAINT KK
Current assignee: STAINLESS PAINT KK
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2014-12-15

Abstract

【課題】気温が５℃を下回るような条件であっても完全硬化乾燥させることができ、１回の塗布で１４０〜１５０μｍの厚みの塗膜を形成することができる錆止め塗料を提供する。【解決手段】本発明に係る錆止め塗料は、エポキシ樹脂塗料及び塩化ビニリデン系樹脂エマルジョンを主成分として含む主剤に、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールを含む硬化剤を組み合わせてなることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、錆止め塗料に関し、さらに詳しくは、速乾性に優れ、気温が５℃以下になる冬期に使用しても完全硬化乾燥が可能であり、密着性、防食性、硬化性の良い錆止め塗料に関する。

エポキシ樹脂塗料の塗膜を安定して維持するためには塗装時及び塗装後における気温が重要な要素となる。特に、屋外で塗装を行う場合には塗装時における気温によって塗膜の状態が大きく左右される。例えば、気温が５℃以下になる場合にはエポキシ樹脂塗料の硬化の進行が急激に遅くなり硬化時間が延びるか又は硬化に至らない場合もある。そのため、我が国の東北・北海道地方での冬期における使用にはかなりの制約があった。

ところで、本願発明者は、錆びにくく、熱を伝えにくく、紫外線を反射する等の効果のあるステンレス含有エポキシ樹脂塗料を開発し、特許出願を行った（特許文献１）。また、本願発明者は、特許文献１に記載のステンレス含有エポキシ樹脂塗料をさらに改良することにより、気温が５℃以下であっても硬化し、重ね塗りが可能な変性エポキシ樹脂塗料を開発し特許出願を行った（特許文献２、３）。

特開昭６１−４２５７８号公報特公平６−１３６６９号公報特許第４８１４８２号公報

特許文献２に示す変性エポキシ塗料は、主剤に特許文献１に示すようなステンレス含有エポキシ樹脂塗料を含み、さらに硬化剤としてポリアミドアミンを使用するものであった。
また、特許文献３の錆止め塗料は、エポキシ樹脂塗料を含む主剤に対し、ポリアミドアミンからなる硬化剤を２８〜３０重量％添加して使用するものであった。

硬化剤にポリアミドアミンを使用した場合には、例えば、特許文献２の実施例６〜８に示されているように、塗装時の気温がマイナス０．５〜マイナス６．５℃の場合であっても刷毛で塗布することができ、塗布から１６〜２４時間後においていずれも重ね塗りができる程度まで硬化させることができた。

ここで、塗膜の乾燥過程は、「指触乾燥」、「半硬化乾燥」、「硬化乾燥」、「完全硬化乾燥」の順に進行していくことが知られている。すなわち、「指触乾燥」は塗面の中央を指先で軽く触れた場合に指先に塗料が付かない程度に乾燥した状態であり、「半硬化乾燥」は塗面の中央を指先で静かに軽く擦った場合に塗面に擦り跡が付かない程度に乾燥した状態であり、「硬化乾燥」は塗面の中央を親指と人差指で強く挟んだ場合に塗面に指紋による凹みが付かず、塗面の動きが感じられず、塗面の中央を指先で急速に繰り返し擦ってみても塗面に擦り跡が付かない程度に乾燥した状態であり、「完全硬化乾燥」は塗膜内部の反応が完全に終了し固化した状態である。

特許文献２の変性エポキシ塗料は、その実施例６〜８に示されているように、塗装時の気温がマイナス０．５〜マイナス６．５℃であっても硬化させることができ、画期的なものであった。しかしながら、氷点下における塗面の乾燥状態は、「重ね塗りができる程度」と記載されているように、塗膜の乾燥状態としては半硬化乾燥又は硬化乾燥の状態であり、完全硬化乾燥の状態までに至るものではなかった。

また、変性エポキシ塗料に対する硬化剤にポリアミドアミンを使用した場合には、塗装時の気温がマイナス５．０℃前後では塗膜の厚みが１回塗りで約７０〜７５μｍ程度、２回塗りで約１４０〜１５０μｍ程度である。

気温がプラス５℃を下回るような条件であっても完全硬化乾燥させることができ、少なくとも１回の塗布で１４０〜１５０μｍ程度の厚みの塗膜を形成することができることが作業性の面からも好ましい。そこで、本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、変性エポキシ塗料に対して硬化剤として１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン及びｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールを組み合わせることにより外気温がプラス５℃を下回り、氷点下５℃程度となったような場合であっても１回塗りで膜厚が約１４０〜１５０μｍ程度の塗膜を得ることができる錆止め塗料を完成するに至った。

上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、エポキシ樹脂塗料及び塩化ビニリデン系樹脂エマルジョンを主成分として含む主剤に、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン及びｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールを含む硬化剤を組み合わせてなることを特徴とする錆止め塗料を提供する。

上記課題を解決するために請求項２に記載の発明は、エポキシ樹脂塗料５０．０〜７０．０重量％、塩化ビニリデン系樹脂エマルジョン１．０〜１０．０重量％、金属箔片２５．０〜４０．０重量％を含んで構成される主剤に対し、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン４０．０〜５０．０重量％、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール４０．０〜５０．０重量％及び溶剤６．０〜１５．０重量％を含んで構成される硬化剤を９対１の割合で組み合わせてなることを特徴とする錆止め塗料を提供する。

上記課題を解決するために請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の錆止め塗料において、金属箔片がステンレス片又はニッケル箔片であることを特徴とする。

本発明に係る錆止め塗料によれば、エポキシ樹脂塗料及び塩化ビニリデン系樹脂を主成分とした変性エポキシ樹脂塗料を含む主剤に、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ベンジルアルコールを含む硬化剤を組み合わせることとしたので、外気温がプラス５℃を下回り、氷点下５乃至氷点下１０℃程度となったような場合であっても完全硬化乾燥させることができ、しかも、１回塗りで膜厚が約１４０〜１５０μｍ程度の塗膜を得ることができるという効果がある。これにより、我が国の東北・北海道地方での冬期であっても容易に使用することができるという効果がある。
また、気温が１０℃を越えるような場合でも膜厚が厚くならず、３００μｍ程度とすることが可能となり冬期に限定されることなく通年で使用することができるという効果がある。

本発明に係る錆止め塗料の一実施形態における温度とポットライフの関係を示すグラフである。

以下、本発明に係る錆止め塗料について詳細に説明する。まず、本発明に係る錆止め塗料の主剤について説明する。

エポキシ樹脂は、分子中にエポキシ基を２個以上有する化合物であり、代表的なものとしてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂がある。ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡとエピクロロヒドリンから合成され、分子内に残存するエポキシ基で架橋ネットワークを形成することによって三次元硬化物となる。ビスフェノールＡ以外にも種々のフェノール類を原料にしたエポキシ樹脂が製造されている。エポキシ樹脂はその分子量によって液状から固体までの製品が提供されており、アルコール類等の脂肪族型エポキシ樹脂やアミン類のエポキシ樹脂も製造されている。本発明に係る錆止め塗料に使用するエポキシ樹脂塗料としては、そのようなエポキシ樹脂が使用できる他、タールエポキシ樹脂など種々のものを使用することができる。具体的には、例えば、大日本塗料株式会社製の「エポニックス＃１０クリア（商品名）」、「ＳＤＣコート（商品名）＃４０２」などを使用することができる。主剤中のエポキシ樹脂塗料が５０．０重量％を下回ると塗料としての性能を発揮せず、７０．０重量％を超えると塩化ビニリデン系樹脂エマルジョンを添加したときに固くなり過ぎて好ましくない。

塩化ビニリデン系樹脂エマルジョンは、塩化ビニリデンと他のモノマーを乳化重合した水性エマルジョンであり、金属に対してプライマーとしてコーティングする事により、金属の腐食の進行を抑制する機能を発揮する。本発明の錆止め塗料に使用する塩化ビニリデン系樹脂エマルジョンとしては、例えば、旭化成ケミカルズ株式会社製造のサランラテックスＬ２３２Ａ（商品名）（固形分４８％）が使用できる。塩化ビニリデン系樹脂エマルジョンの含有量は主剤の１．０〜１０．０重量％が好ましい。１．０重量％未満の場合は塗膜としての耐久性に問題があり、１０．０重量％を超えた場合はエポキシ樹脂との親和性が悪くなり、所期の効果を得ることができない。最も好ましいのは３．０〜６．０重量％である。尚、塩化ビニリデン系樹脂エマルジョンとエポキシ樹脂との混合物の溶剤としてはエポキシシンナーが好ましい。

本発明の錆止め塗料に使用する金属箔片としては、ステンレス箔片、ニッケル箔片などが使用できる。ステンレス箔片として一般に知られるＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３０４Ｌなどで、キュプロニッケル箔片としては銅が９０〜７０重量％、ニッケルが１０〜３０重量％の組成のものなどが使用できる。箔片の形状としては厚さ３ミクロン以下で幅１００ミクロン以下、長さ１００ミクロン以下の小判状，木の葉状の箔片であることか好ましい。また、箔片の比表面積が１０００ｃｍ^２／ｇ以上のものが良好である。そして、本発明の錆止め塗料の主剤に含まれる金属箔片の含有量は、２５．０〜４０．０重量％が好ましく、２５．０重量％を下回ると金属箔の効果が現れず、４０．０重量％を超えると塗布したときに均一な塗膜を形成させることが困難となる。

次に、本発明の錆止め塗料の硬化剤について説明する。
１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンは、エポキシ樹脂硬化剤をはじめ、ポリウレタン原料やその他の有機合成原料として利用されており、融点がマイナス７０℃以下と低く、低粘度であり作業性に優れている。
ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールは、分枝アルキル基を有する無色針状又はフレーク状結晶であり、合成樹脂、界面活性剤、合成ゴム用接着剤などの製造に利用されている。

本発明の錆止め塗料の硬化剤は、上記１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンを４０〜５０重量％、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールを４０〜５０重量％を含み、さらに溶剤を６〜１５重量％を含んで構成される。溶剤として、例えば、硬化剤全体に対してベンジルアルコール５〜１０重量％及び脂環式ポリアミン１〜５重量％を組み合わせたものを使用することができる。具体的には、例えば、ＤＩＣ株式会社製造のラッカマイドＷＮ−１３５（商品名）が使用できる。また、従来の硬化剤に比べてシンナー臭が９割近く軽減されている。尚、溶剤はこれに限定されるものではなく適宜にものを使用することができる。

本発明に係る錆止め塗料について以下の組成ものを用意した。
［主剤］
エポキシ樹脂塗料として、大日本塗料株式会社製の「エポニックス＃１０クリア（商品名）」を６２．５５重量％、塩化ビニリデン系樹脂エマルジョンとして旭化成ケミカルズ株式会社製のサランラテックスＬ２３２Ａ（商品名）を４．２０重量％、そして、東洋アルミニウム株式会社製のステンレス箔３３．２５重量％を混合して主剤とした。

これらの主剤を調合は以下のようにして行った。
まず、エポニックスクリア＃１０（商品名）を恒温機に入れて３０℃に加熱する。次いで、サランラテックスＬ２３２Ａ（商品名）を加えて５分ほど練り込む。混合物がクリアになったところで、ステンレス箔を加えてさらに２０分ほど練り込む。尚、主剤の混合は１７〜３５℃の温度範囲で行うことか好ましい。１７℃を下回ると塩化ビニリデン系樹脂エマルジョンが混ざりにくくなり、３０℃を超えると混合の際の空気を抱き込む恐れがあるからである。特に好ましい温度は２７〜３０℃である。

［硬化剤］
硬化剤は、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンを４０．０〜５０．０重量％、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールを４０．０〜５０．０重量％、溶剤としてベンジルアルコール５．０〜１０．０重量％、脂環式ポリアミン１．０〜５．０重量％を含むＤＩＣ株式会社製ラッカマイドＷＮ−１３５（商品名）を用いた。

上記主剤と硬化剤を９対１の割合で混合し、気温マイナス５℃、０℃、プラス５℃の条件下において一般構造用圧延鋼ＳＳ４００に１回塗りで塗布した。その結果を表１に示す。

表１に示すように、マイナス５℃では３６時間、０℃では２６時間、プラス５℃では１４時間で完全硬化していることが確認された。塗膜の厚みは、マイナス５℃では１５０μｍ、０℃では１５０μｍ、プラス５℃では３００μｍであった。さらに、ポットライフは、図１に示すように、外気温がマイナス１０℃で約６時間、マイナス５℃で約５時間、０℃で約４時間、プラス５℃で約３時間、プラス１０℃で約２時間であった。尚、完全硬化までの時間は長くなるがマイナス１０℃の状況下であっても使用することは可能であった。

また、密着性は、鉄板、溶融亜鉛メッキ板は良好であったが、ステンレス板、アルミニュウム板、錫メッキ板では密着性がやや劣る結果であった。

［比較例１］
実施例１において調整した主剤に対し、硬化剤としてポリアミドアミンを６対４の割合で混合し、気温マイナス５℃、０℃、プラス５℃の条件下において一般構造用圧延鋼ＳＳ４００に塗布した。その結果を表２に示す。

硬化剤に従来のポリアミドアミンを使用した比較例１の場合にはプラス５℃では完全硬化乾燥したが、マイナス５℃から０℃では完全硬化乾燥しなかった。また、ポリアミドアミンの場合にはプラス５℃以下では急激に硬化速度が遅くなった。

以上のように、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であることはいうまでもない。

Claims

エポキシ樹脂塗料及び塩化ビニリデン系樹脂エマルジョンを主成分として含む主剤に、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン及びｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールを含む硬化剤を組み合わせてなることを特徴とする錆止め塗料。
エポキシ樹脂塗料５０．０〜７０．０重量％、塩化ビニリデン系樹脂エマルジョン１．０〜１０．０重量％、金属箔片２５．０〜４０．０重量％を含んで構成される主剤に対し、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン４０．０〜５０．０重量％、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール４０．０〜５０．０重量％及び溶剤６．０〜１５．０重量％を含んで構成される硬化剤を９対１の割合で組み合わせてなることを特徴とする錆止め塗料。
請求項２に記載の錆止め塗料において、
前記金属箔片がステンレス片又はニッケル箔片であることを特徴とする錆止め塗料。