JP2791577B2 - ポリウレタン樹脂被覆鋼材用プライマー組成物 - Google Patents
ポリウレタン樹脂被覆鋼材用プライマー組成物Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、鋼材と二液型ポリウレタン樹脂被覆鋼材と
の付着性を増強するためのプライマー組成物に関する。
の付着性を増強するためのプライマー組成物に関する。
［従来の技術］ 近年、二液型ポリウレタン樹脂を鋼材の防食被覆に適
用することが行なわれている。二液型ポリウレタン樹脂
は、主剤であるポリオールと硬化剤であるイソシアネー
ト化合物の組合せを最適化することにより防食被覆材に
要求される諸性能を付与することが可能であり、また0.
5〜3mm厚膜を簡単なスプレー塗装、常温乾燥により実施
できることから重防食被覆材料としてその有用性が注目
されてきている。
用することが行なわれている。二液型ポリウレタン樹脂
は、主剤であるポリオールと硬化剤であるイソシアネー
ト化合物の組合せを最適化することにより防食被覆材に
要求される諸性能を付与することが可能であり、また0.
5〜3mm厚膜を簡単なスプレー塗装、常温乾燥により実施
できることから重防食被覆材料としてその有用性が注目
されてきている。
被覆材として使用される二液型ポリウレタン樹脂は、
金属面に対する付着性が小さいため通常は付着性の増強
を目的としてエポキシ樹脂系プライマーあるいはウレタ
ン樹脂系プライマーを塗布してから被覆されている。こ
の二液型ポリウレタン樹脂による被覆防食は、曝露環境
あるいは腐食環境の厳しい条件下で使用される鋼材に対
してもその適用が検討されるようになってきた。鋼材に
対する防食被覆とその耐久性は鋼面に対する二液型ポリ
ウレタン樹脂の付着性に左右され、付着性増強を目的と
したプライマーの選定は重要なものである。
金属面に対する付着性が小さいため通常は付着性の増強
を目的としてエポキシ樹脂系プライマーあるいはウレタ
ン樹脂系プライマーを塗布してから被覆されている。こ
の二液型ポリウレタン樹脂による被覆防食は、曝露環境
あるいは腐食環境の厳しい条件下で使用される鋼材に対
してもその適用が検討されるようになってきた。鋼材に
対する防食被覆とその耐久性は鋼面に対する二液型ポリ
ウレタン樹脂の付着性に左右され、付着性増強を目的と
したプライマーの選定は重要なものである。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来技術のエポキシ樹脂系プライマーあるい
はウレタン樹脂系プライマーを使用した二液型ポリウレ
タン樹脂被覆鋼材では付着性が小さく実用上問題があ
る。即ち、エポキシ樹脂系プライマーは鋼面に対しては
高い付着性を有するが二液型ポリウレタン樹脂に対して
は付着性が小さく、またウレタン樹脂系プライマーは二
液型ポリウレタン樹脂に対しては高い付着性を有するが
鋼面に対しては付着性が小さい。このため、機械的衝撃
を受けない鋼材の防食被覆ではエポキシ樹脂系プライマ
ー、あるいはウレタン樹脂系プライマーは適用可能なレ
ベルにあるといえるが、衝撃を受ける防食被覆では鋼面
とプライマーあるいはプライマーと二液型ポリウレタン
樹脂との層間で剥離を生じるため、長期耐久性は得られ
ない。
はウレタン樹脂系プライマーを使用した二液型ポリウレ
タン樹脂被覆鋼材では付着性が小さく実用上問題があ
る。即ち、エポキシ樹脂系プライマーは鋼面に対しては
高い付着性を有するが二液型ポリウレタン樹脂に対して
は付着性が小さく、またウレタン樹脂系プライマーは二
液型ポリウレタン樹脂に対しては高い付着性を有するが
鋼面に対しては付着性が小さい。このため、機械的衝撃
を受けない鋼材の防食被覆ではエポキシ樹脂系プライマ
ー、あるいはウレタン樹脂系プライマーは適用可能なレ
ベルにあるといえるが、衝撃を受ける防食被覆では鋼面
とプライマーあるいはプライマーと二液型ポリウレタン
樹脂との層間で剥離を生じるため、長期耐久性は得られ
ない。
本発明の目的は、この課題を解決すべくなされたもの
で、鋼材ならびに二液型ポリウレタン樹脂のいずれにも
高い付着性を有し、特に機械的衝撃を受ける部位に用い
られるプライマー組成物を提供することにある。
で、鋼材ならびに二液型ポリウレタン樹脂のいずれにも
高い付着性を有し、特に機械的衝撃を受ける部位に用い
られるプライマー組成物を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明者らは前述した従来技術の欠点を改良すべく鋭
意検討した結果、二液型ポリウレタン樹脂を鋼材に被覆
するためのプライマーとしては、鋼面に対して高い付着
性を有するエポキシ樹脂系プライマーと二液型ポリウレ
タン樹脂に対して高い付着性を有するウレタン樹脂系プ
ライマーとの中間的な樹脂組成をもつエポキシ樹脂から
誘導されたポリオールを含むポリオールとイソシアネー
ト化合物の二液から成るプライマー組成物が適すること
を見出し、本発明に至った。
意検討した結果、二液型ポリウレタン樹脂を鋼材に被覆
するためのプライマーとしては、鋼面に対して高い付着
性を有するエポキシ樹脂系プライマーと二液型ポリウレ
タン樹脂に対して高い付着性を有するウレタン樹脂系プ
ライマーとの中間的な樹脂組成をもつエポキシ樹脂から
誘導されたポリオールを含むポリオールとイソシアネー
ト化合物の二液から成るプライマー組成物が適すること
を見出し、本発明に至った。
即ち、本発明は、ポリオール、ポリイソシアネート化
合物および顔料を主成分とするポリウレタン樹脂被覆鋼
材用プライマー組成物であって、 （ａ） 前記ポリオール中にエポキシ樹脂から誘導され
たポリオールを固形分換算で30〜70重量％含有し、 （ｂ） 前記ポリオールの１分子中の水酸基に対する前
記ポリイソシアネート化合物の１分子中のイソシアネー
ト基の比が1.0〜1.4、 （ｃ） 固形分換算で前記ポリオールと前記ポリイソシ
アネート化合物の合計量100重量部に対して前記顔料の
含有量が２〜60重量部、 であることを特徴とする。
合物および顔料を主成分とするポリウレタン樹脂被覆鋼
材用プライマー組成物であって、 （ａ） 前記ポリオール中にエポキシ樹脂から誘導され
たポリオールを固形分換算で30〜70重量％含有し、 （ｂ） 前記ポリオールの１分子中の水酸基に対する前
記ポリイソシアネート化合物の１分子中のイソシアネー
ト基の比が1.0〜1.4、 （ｃ） 固形分換算で前記ポリオールと前記ポリイソシ
アネート化合物の合計量100重量部に対して前記顔料の
含有量が２〜60重量部、 であることを特徴とする。
次に、本発明についてさらに詳述する。
本発明のプライマー組成物に使用されるポリオール
は、エポキシ樹脂から誘導されたポリオールを少なくと
も含有することが必要である。このエポキシ樹脂から誘
導されたポリオールは、ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂等の汎用エポキシ樹脂とアミン、フェノール、カルボ
ン酸等の活性水素原子をもつ化合物との付加反応により
容易に合成できるものであり、また、ポリイソシアネー
ト化合物との反応性を高めるために多価アルコール、或
いはひまし油脂肪酸との付加反応生成物を用いるのも有
効である。次にその代表例としてビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂から誘導されたポリオールの合成を反応式で
示す。
は、エポキシ樹脂から誘導されたポリオールを少なくと
も含有することが必要である。このエポキシ樹脂から誘
導されたポリオールは、ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂等の汎用エポキシ樹脂とアミン、フェノール、カルボ
ン酸等の活性水素原子をもつ化合物との付加反応により
容易に合成できるものであり、また、ポリイソシアネー
ト化合物との反応性を高めるために多価アルコール、或
いはひまし油脂肪酸との付加反応生成物を用いるのも有
効である。次にその代表例としてビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂から誘導されたポリオールの合成を反応式で
示す。
本発明で用いられる上記したエポキシ樹脂から誘導さ
れたポリオール以外のポリオールとしては、ポリウレタ
ン化学で通常用いられる１分子中に２個以上の水酸基を
含有するポリヒドロキシル化合物から成るもので、例え
ば既知のポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオ
ール、ポリアクリルポリオール等である。
れたポリオール以外のポリオールとしては、ポリウレタ
ン化学で通常用いられる１分子中に２個以上の水酸基を
含有するポリヒドロキシル化合物から成るもので、例え
ば既知のポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオ
ール、ポリアクリルポリオール等である。
本発明のプライマー組成物にあっては、全ポリオール
中のエポキシ樹脂から誘導されたポリオールの量は固形
分換算で30〜70重量％の範囲であることが必要で、その
量が30重量％未満では鋼面との付着性が低下し、70重量
％を超えると二液型ポリウレタン樹脂被覆材との付着性
が低下する。
中のエポキシ樹脂から誘導されたポリオールの量は固形
分換算で30〜70重量％の範囲であることが必要で、その
量が30重量％未満では鋼面との付着性が低下し、70重量
％を超えると二液型ポリウレタン樹脂被覆材との付着性
が低下する。
本発明で用いられるポリイソシアネート化合物として
は、１分子中に２個以上のイソシアネート基を含有する
もので、トリレンジイソシアネート（TDI）、4,4′ジフ
ェニルメタンジイソシアネート（MDI）等の芳香族系ポ
リイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等
の脂肪族系イソシアネート、あるいは脂環式系ポリイソ
シアネート等が挙げられる。
は、１分子中に２個以上のイソシアネート基を含有する
もので、トリレンジイソシアネート（TDI）、4,4′ジフ
ェニルメタンジイソシアネート（MDI）等の芳香族系ポ
リイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等
の脂肪族系イソシアネート、あるいは脂環式系ポリイソ
シアネート等が挙げられる。
本発明のプライマー組成物において、ポリオール１分
子中の水酸基（OH）に対するポリイソシアネート化合物
１分子中のイソシアネート基（NCO）の比（NCO/OH）
は、二液型ポリウレタン樹脂被覆材との付着性に重要な
関連を有し、本発明ではその範囲は1.0〜1.4である。NC
O/OHが1.0に満たないと二液型ポリウレタン樹脂被覆材
との付着性が小さく、1.4を超えると塗膜は硬く、脆く
なるので付着性が不良となる。
子中の水酸基（OH）に対するポリイソシアネート化合物
１分子中のイソシアネート基（NCO）の比（NCO/OH）
は、二液型ポリウレタン樹脂被覆材との付着性に重要な
関連を有し、本発明ではその範囲は1.0〜1.4である。NC
O/OHが1.0に満たないと二液型ポリウレタン樹脂被覆材
との付着性が小さく、1.4を超えると塗膜は硬く、脆く
なるので付着性が不良となる。
本発明で使用される顔料は、マイカ、バライタ粉、シ
リカ、アルミナ、炭酸カルシウム等の体質顔料あるいは
酸化鉄、酸化チタン、アルミニウムペースト等の着色顔
料で、汎用の無機あるいは金属顔料でよい。
リカ、アルミナ、炭酸カルシウム等の体質顔料あるいは
酸化鉄、酸化チタン、アルミニウムペースト等の着色顔
料で、汎用の無機あるいは金属顔料でよい。
この顔料濃度は、固形分換算でポリオールとポリイソ
シアネート化合物の合計量100重量部に対して２〜60重
量部、好ましくは３〜40重量部でプライマー塗膜の硬化
ひずみにより生じる内部応力を緩和する効果があり、こ
の結果、鋼面との高い付着性を保持することになる。顔
料濃度が２重量部未満であると鋼面との付着性が低下
し、また60重量部を超えると鋼面および二液型ポリウレ
タン樹脂被覆材の両者に対して付着性が低下する。
シアネート化合物の合計量100重量部に対して２〜60重
量部、好ましくは３〜40重量部でプライマー塗膜の硬化
ひずみにより生じる内部応力を緩和する効果があり、こ
の結果、鋼面との高い付着性を保持することになる。顔
料濃度が２重量部未満であると鋼面との付着性が低下
し、また60重量部を超えると鋼面および二液型ポリウレ
タン樹脂被覆材の両者に対して付着性が低下する。
本発明のプライマー組成物は必要に応じてウレタン樹
脂用の各種添加剤、例えば有機スズ、アミン類等の硬化
促進触媒や可塑剤、沈降防止剤、脱水剤等を添加するこ
とができ、また汎用の各種溶剤を加えて塗布に適する濃
度に希釈して使用することもできる。
脂用の各種添加剤、例えば有機スズ、アミン類等の硬化
促進触媒や可塑剤、沈降防止剤、脱水剤等を添加するこ
とができ、また汎用の各種溶剤を加えて塗布に適する濃
度に希釈して使用することもできる。
なお、本発明のプライマー組成物を適用する鋼材は、
各種の炭素鋼、不銹鋼等の合金鋼、またはこれらに亜鉛
等のメッキを施した表面処理鋼が挙げられるが、特に制
限されるものではない。また、鋼板の形状も鋼管等の管
状材、板状材のいずれでもよく限定されるものではな
い。さらに、鋼材の下地処理としてブラスト処理や研摩
による物理的処理、あるいはリン酸塩処理やクロム酸処
理による化成処理等を施した後、本発明のプライマー組
成物を塗布すると、鋼面との付着性を高めるのに有効で
ある。
各種の炭素鋼、不銹鋼等の合金鋼、またはこれらに亜鉛
等のメッキを施した表面処理鋼が挙げられるが、特に制
限されるものではない。また、鋼板の形状も鋼管等の管
状材、板状材のいずれでもよく限定されるものではな
い。さらに、鋼材の下地処理としてブラスト処理や研摩
による物理的処理、あるいはリン酸塩処理やクロム酸処
理による化成処理等を施した後、本発明のプライマー組
成物を塗布すると、鋼面との付着性を高めるのに有効で
ある。
本発明のプライマー組成物を適用する二液型ポリウレ
タン樹脂被覆材は、１分子中に２個以上の水酸基を含む
ポリオールと１分子中に２個以上のイソシアネート基を
含むポリイソシアネート化合物を主成分とする二液型ポ
リウレタン樹脂組成物であり、特に限定するものではな
い。
タン樹脂被覆材は、１分子中に２個以上の水酸基を含む
ポリオールと１分子中に２個以上のイソシアネート基を
含むポリイソシアネート化合物を主成分とする二液型ポ
リウレタン樹脂組成物であり、特に限定するものではな
い。
［実施例］ 以下に本発明を実施例等によりさらに詳細に説明す
る。なお、第１表中に配合割合の数値は重量部単位であ
る。
る。なお、第１表中に配合割合の数値は重量部単位であ
る。
実施例１〜７および比較例１〜７ 日本テストパネル（株）製の熱延鋼板（3t×150×7
5）の表面を、#40スティールグリットによりブラストし
た後、第１表に示す配合のプライマー組成物をフォード
カップ#４粘度計で10〜20秒になるようにキシレン：メ
チルイソブチルケトン＝1:1（重量比）の混合溶剤で希
釈し、スプレーにより塗装し、常温で１日乾燥、硬化さ
せて20〜40μｍの膜を形成した。その後、無溶剤二液型
ポリウレタン樹脂塗料［商品名ミゼロン、三井金属塗料
化学（株）］をスプレーにより塗装し、常温で硬化させ
て1mmの膜を形成した。
5）の表面を、#40スティールグリットによりブラストし
た後、第１表に示す配合のプライマー組成物をフォード
カップ#４粘度計で10〜20秒になるようにキシレン：メ
チルイソブチルケトン＝1:1（重量比）の混合溶剤で希
釈し、スプレーにより塗装し、常温で１日乾燥、硬化さ
せて20〜40μｍの膜を形成した。その後、無溶剤二液型
ポリウレタン樹脂塗料［商品名ミゼロン、三井金属塗料
化学（株）］をスプレーにより塗装し、常温で硬化させ
て1mmの膜を形成した。
この供試材を用いて、その付着性を付合せ接着力なら
びに落重衝撃試験（ASTM G−14法、2Kg・ｍ）後の被膜
剥離状態を以下の方法で評価した。その結果を第１表に
示した。
びに落重衝撃試験（ASTM G−14法、2Kg・ｍ）後の被膜
剥離状態を以下の方法で評価した。その結果を第１表に
示した。
ａ） 付合せ接着力試験方法： 塗膜（供試材）にエポキシ系接着剤で引張り用端子
（アルミニウム製20mmφ、3.14cm2）を接着し硬化した
後、引張端子の塗膜周囲を素地に達する切込みを入れ
る。この引張端子にテンシロン万能試験機（東洋ボール
ドウイン社製）により引張速度10mm/minで引張荷重をか
けて破壊にいたるときの引張強さを測定し、端子の面積
に応じて換算し、付合せ接着力（Kg/cm2）とした。
（アルミニウム製20mmφ、3.14cm2）を接着し硬化した
後、引張端子の塗膜周囲を素地に達する切込みを入れ
る。この引張端子にテンシロン万能試験機（東洋ボール
ドウイン社製）により引張速度10mm/minで引張荷重をか
けて破壊にいたるときの引張強さを測定し、端子の面積
に応じて換算し、付合せ接着力（Kg/cm2）とした。
ｂ） 落重衝撃試験： 第１表の評価基準は次の通りである。
○……ポリウレタン被膜の剥離なし Ｓ……鋼面から剥離、Ｐ……プライマー面から剥離 第１表に示されるように、本発明のプライマー組成物
を用いた実施例１〜７は、高い接着力を示し、また落重
衝撃試験の結果、ポリウレタン被膜の剥離はなかった。
を用いた実施例１〜７は、高い接着力を示し、また落重
衝撃試験の結果、ポリウレタン被膜の剥離はなかった。
これに対し、本発明で規定する範囲外のプライマー組
成物を用いた比較例１〜６やエポキシ樹脂系プライマー
組成物を用いた比較例７は、接着力が小さく、また落重
衝撃試験の結果、鋼面またはプライマー面のいずれかで
剥離が生じた。
成物を用いた比較例１〜６やエポキシ樹脂系プライマー
組成物を用いた比較例７は、接着力が小さく、また落重
衝撃試験の結果、鋼面またはプライマー面のいずれかで
剥離が生じた。
［発明の効果］ 以上説明した通り，本発明のポリウレタン樹脂被覆鋼
材用プライマー組成物により、鋼材および二液型ポリウ
レタン樹脂被覆材の両面に対して高い付着性が実現さ
れ、その結果、鋼材と二液型ポリウレタン樹脂樹脂被覆
材との間の付着性が著しく改善される。この高い付着性
が得られるため、ポリウレタン被覆鋼材の防食性、耐衝
撃性が著しく向上する。
材用プライマー組成物により、鋼材および二液型ポリウ
レタン樹脂被覆材の両面に対して高い付着性が実現さ
れ、その結果、鋼材と二液型ポリウレタン樹脂樹脂被覆
材との間の付着性が著しく改善される。この高い付着性
が得られるため、ポリウレタン被覆鋼材の防食性、耐衝
撃性が著しく向上する。
このように本発明のプライマー組成物によりポリウレ
タン樹脂被覆鋼材は長期耐久性を有し、その実用上の意
義は極めて大きい。
タン樹脂被覆鋼材は長期耐久性を有し、その実用上の意
義は極めて大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北村 昌章 大阪府堺市出島西町２番地 住金大径鋼 管株式会社内 (72)発明者 宮下 純一郎 大阪府堺市出島西町２番地 住金大径鋼 管株式会社内 (72)発明者 大北 雅一 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (72)発明者 新井 哲三 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−137968（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−34967（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−33063（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−182717（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−25733（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−17533（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−92334（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−72579（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−319082（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C09D 175/00 - 175/16 C08G 18/00 - 18/87
Claims (1)
- 【請求項１】ポリオール、ポリイソシアネート化合物お
よび顔料を主成分とするポリウレタン樹脂被覆鋼材用プ
ライマー組成物であって、 （ａ） 前記ポリオール中にエポキシ樹脂から誘導され
たポリオールを固形分換算で30〜70重量％含有し、 （ｂ） 前記ポリオールの１分子中の水酸基に対する前
記ポリイソシアネート化合物の１分子中のイソシアネー
ト基の比が1.0〜1.4、 （ｃ） 固形分換算で前記ポリオールと前記ポリイソシ
アネート化合物の合計量100重量部に対して前記顔料の
含有量が２〜60重量部、 であることを特徴とする前記プライマー組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1173051A JP2791577B2 (ja) | 1989-07-06 | 1989-07-06 | ポリウレタン樹脂被覆鋼材用プライマー組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1173051A JP2791577B2 (ja) | 1989-07-06 | 1989-07-06 | ポリウレタン樹脂被覆鋼材用プライマー組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0339376A JPH0339376A (ja) | 1991-02-20 |
| JP2791577B2 true JP2791577B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=15953306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1173051A Expired - Fee Related JP2791577B2 (ja) | 1989-07-06 | 1989-07-06 | ポリウレタン樹脂被覆鋼材用プライマー組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2791577B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109957317A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-07-02 | 江苏海事职业技术学院 | 一种船舶用耐腐蚀纳米改性复合涂料 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5517631B2 (ja) * | 1973-12-21 | 1980-05-13 | ||
| JPS5517533A (en) * | 1978-07-26 | 1980-02-07 | Kansai Paint Co Ltd | Vibrationnproof method |
| US4680346A (en) * | 1985-12-13 | 1987-07-14 | Ppg Industries, Inc. | Flexible primer composition and method of providing a substrate with a flexible multilayer coating |
| DE3545948C2 (de) * | 1985-12-23 | 1995-05-04 | Synthopol Chemie Dr Koch | Reaktionslacke zur Herstellung von Überzügen, Grundierungen, Grundier- und Spritzfüllern sowie Verfahren zur Herstellung von Überzügen |
| JP2520646B2 (ja) * | 1987-06-23 | 1996-07-31 | 三井金属塗料化学株式会社 | 構造物の法面塗装方法 |
-
1989
- 1989-07-06 JP JP1173051A patent/JP2791577B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0339376A (ja) | 1991-02-20 |
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