JP2845556B2 - プライマー組成物及び樹脂被覆金属体 - Google Patents

プライマー組成物及び樹脂被覆金属体

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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、金属体面にポリフェニレンサルファイド樹
脂を被覆するためのプライマー組成物及びポリフェニレ
ンサルファイド樹脂被覆金属体に関する。
(従来の技術) ポリフェニレンサルファイド樹脂(以下、PPS樹脂と
略称する)は、耐熱性、耐熱水性、耐薬品性、機械的強
度等に優れ、しかも溶融成形時の流動性がよく、金属体
への被覆用樹脂として使用されている。
このPPS樹脂を金属体面へ被覆する際には、優れた被
膜性能を得るために、最低330℃通常は380〜400℃程度
の高温で焼付け、硬化反応を充分に進行させることが必
要である。また、樹脂被覆層の金属体面との密着性を強
くするために、耐熱性の優れたプライマーを用いること
が必要である。
この種のPPS樹脂用プライマーとして、例えば特開昭5
8−50147号公報には、アルミニウム粉と亜鉛粉とアルキ
ル基の炭素数が1〜4のアルキルシリケート初期縮合物
からなるプライマー組成物が具体的に開示されている。
(発明が解決しようとする課題) 上記のプライマー組成物を用いたPPS樹脂被覆金属体
は、金属体面とPPS樹脂の被覆層との密着性が比較的良
好であるが未だ充分でなく、特に熱水下で長期に亘って
使用すると、密着性が低下し被膜にブリスター(ふく
れ)や剥離が生じることがある。
本発明は、このような問題を解決するものであり、そ
の目的とするところは、耐熱性に優れ、金属体面とPPS
樹脂の被覆層との密着性に優れたプライマー組成物及び
樹脂被覆金属体を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明のプライマー組成物は、金属チタンのアルコキ
シド又はその初期縮合物からなる。もう一つの本発明の
プライマー組成物は、金属チタンのアルコキシド又はそ
の初期縮合物と、PPS樹脂粉とからなる。
また、本発明の樹脂被覆金属体は、金属体面に上記本
発明のプライマー組成物のいずれかによるプライマー層
が形成され、その上にPPS樹脂が被覆されてなる。
以上の構成により、本発明の目的が達成される。
本発明に用いる金属チタンのアルコキシドは、主に、
一般式Ti(OR1)(OR2)(OR3)(OR4)で示される。こ
こで、R1、R2、R3、R4は同種又は異種のアルキル基を表
し炭素数1〜18のアルキル基が好ましい。アルキル基の
炭素数が18を越えると熱により分解しやすくなる。な
お、金属チタンのアルコキシドには、金属チタンの醋体
も包含される。
かかる金属チタンのアルコキシドの具体例としては、
テトライソプロポキシチタン、テトラノルマルブトキシ
チタン、テトラキス(2−エチル)ヘキシルオキシチタ
ン、テトラステアリルオキシオキシチタン、トリノルマ
ルブトキシチタンモノステアレート、ジイソプロポキシ
ビス(アセチルアセトナト)チタン等が挙げられる。
また、金属チタンのアルコキシドの初期縮合物は、上
記のような金属チタンのアルコキシドを、部分的に加水
分解し重縮合させることにより得ることができる。重縮
合度(n)は、一般に10以下である。
上記の金属チタンのアルコキシド又はその初期縮合物
からなるプライマー組成物は、これが液状の場合はその
ままで使用可能であるが、一般に金属チタンのアルコキ
シド又はその初期縮合物を有機溶媒に溶解して用いられ
る。
有機溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、
エチルエーテル、ヘキシルエーテル、メチルエチルケト
ン、ノルマルヘキサン、エタノール、メタノール、イソ
プロピルエーテル、メチルイソブチルケトン、ジエチル
ヘキサノール、イソプロパノール等が用いられる。
特に、本発明においては、上記の金属チタンのアルコ
キシド又はその初期縮合物からなるプライマー組成物
に、PPS樹脂粉を配合し分散させておくと、PPS樹脂の被
覆層との密着性がさらに向上する。
本発明に用いるPPS樹脂は、ベンゼン−硫黄の交互結
合を有し、部分的に酸化され或いは分岐又は架橋してい
てもよい。このようなPPS樹脂としては、例えばフィリ
ップスペトロリアム社製のライトンV−1やトープレン
社製のT−4が挙げられる。PPS樹脂は粉体として用い
られ、粒径は300μm以下が好ましく、より好ましくは1
00μm以下である。粒径が300μm以上と大きい場合
は、プライマー組成物中での良好な分散が得られず密着
力が低下する恐れがある。
金属チタンのアルコキシド又はその初期縮合物とPPS
樹脂粉との配合比は、重量比で100:0〜20:80の範囲が好
ましい。PPS樹脂粉の配合量が多すぎると、形成される
プライマー層と金属表面との密着力が低下する。
なお、上記のプライマー組成物には、必要に応じて無
機充填材を配合してもよい。かかる無機充填材として
は、例えば、金属、金属酸化物、ガラス、カーボン、セ
ラミックス無機塩等が用いられる。
金属としては、亜鉛、ニッケル合金、ステンレス、鋳
造鉄などがある。金属酸化物としては、アルミナ、酸化
鉄、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化
ニッケル、チタン酸カリウム、タルク、カオリン、クレ
ー、マイカなどが挙げられる。チタン酸カリウムもこの
中に含まれる。セラミックスには、金属酸化物に含まれ
るもの以外に、窒素ケイ素、窒化チタン、炭化ホウ素、
炭化ケイ素などがある。無機塩には硫酸バリウムなどが
ある。
これらの無機充填材は、繊維状、粒状、フレーク状の
微粉として含有されるのが好ましく、その平均粒径は、
1〜100μm、好ましくは5〜30μmに調整される。こ
の無機充填材は、プライマー組成物100重量部に対し、1
0〜800重量部含有されるのが好ましく、より好ましくは
25〜400重量部である。10重量部を下まわると、無機充
填材による効果が少なく、800重量部を上まわると、プ
ライマー組成物のバインダー能力が低下し、金属体に対
する密着性が低下する。
本発明のプライマー組成物は、鉄、アルミニウム、ス
テンレス鋼、各種合金などの金属体面(表面又は内面)
に塗布される。次いで、焼付けが施され、金属チタンの
アルコキシド又はその初期縮合物が空気中の水分により
架橋硬化し、またプライマー組成物にPPS樹脂粉が含有
されている場合は、このPPS樹脂粉が溶融硬化する。か
くして、金属体面にプライマー層が形成される。
金属体は予めサンドブラスト、脱脂、化成処理等の適
当な前処理を施しておく。焼付け温度は、通常300℃以
上好ましくは350〜420℃である。プライマー層の厚み
は、5〜100μm、好ましくは10〜30μmの範囲とされ
る。5μmを下まわると、プライマー層が均一に形成さ
れず、逆に100μmを上まわると、プライマー層と金属
体との密着性が低下する。
プライマー層が形成された金属体面には、PPS樹脂が
被覆される。このPPS樹脂としては、プライマー層を形
成するためのプライマー組成物に用いたのと同様なPPS
樹脂が用いられる。被覆方法としては、PPS樹脂粉によ
る静電粉体塗装法が好適に採用される。
粉体塗装のあと塗装面には焼付けが施され、PPS樹脂
が溶融硬化して樹脂被覆層が形成される。焼付け温度は
300〜450℃が好ましい。樹脂被覆層の厚みは50〜2000μ
m、好ましくは250〜1000μmの範囲とされる。50μm
を下まわると、樹脂被覆層が均一に形成されず、ピンホ
ールやクラックが発生しやすい。逆に、2000μmを上ま
わると、焼付けなどに時間がかかり、発泡などが生じて
緻密な樹脂被覆層が得られない。焼付け後は、アニール
処理してもよく、また急冷してもよい。
(作用) 金属チタンのアルコキシド又はその初期縮合物からな
るプライマー組成物により形成されるプライマー層は、
プライマー組成物中の金属チタンのアルコキシド等の作
用により、従来のアルキルシリケート初期縮合物を用い
たプライマー組成物に比べ、金属体面との密着性に優れ
ている。しかも、PPS樹脂の被覆層とも良好に密着す
る。特に、プライマー層にPPS樹脂が含有されている
と、PPS樹脂の被覆層との密着性が一層向上する。
(実施例) 以下、本発明の実施例及び比較例を示す。
実施例1 金属チタンのアルコキシドの初期縮合物(B−10:日
本曹達社製)(四つのRがノルマルブチル基、nが10)
の50重量%イソプロパノール溶液をプライマー組成物と
して用意した。
100mm×100mm×厚さ3mmの鉄板をグリットブラスト処
理した後、圧縮空気を吹付けて洗浄化し、この鉄板の片
面に上記のプライマー組成物を刷毛で塗布し、これを38
0℃で30分間乾燥し焼付け処理を行った。得られたプラ
イマー層の厚みは平均25μmであった。
このプライマー層の上にPPS樹脂粉末(T−4:トープ
レン社製)を静電粉体塗装し、次いで380℃で60分間焼
付けこれを水中投入して急冷してPPS樹脂被覆鉄板を得
た。得られた被覆層の厚みは、約600μmであった。
このようにして得られたPPS樹脂被覆鉄板について、
下記の試験法により常態密着性試験、耐熱水密着性試験
及び耐熱水性試験を行った。その結果を第1表に示す。
(1)常態密着性試験 PPS樹脂被覆鉄板の塗膜を鋭利な刃物で、切れ目が鉄
板に達するように1cmに切れ目を入れ、その一端を剥離
させ、これを常温(23℃)で剥離速度10mm/1分で90度方
向に引張って、剥離強度を測定した。なお、表中の*印
はPPS樹脂の被覆層が破断したことを示す。
(2)熱水密着性試験 PPS樹脂被覆鉄板を、被覆層側が95℃、鉄板側が65℃
の熱水中に100時間浸漬した後、塗膜を鋭利な刃物で、
切れ目が鉄板に達するように1cm幅に切れ目を入れ、そ
の一端を剥離させ、これを常温(23℃)で剥離速度10mm
/1分で90度方向に引張って、剥離強度を測定した。
(3)耐熱水性試験 PPS樹脂被覆鉄板を、被覆層側が95℃、鉄板側が65℃
の熱水中に100時間浸漬した後、被覆層側のブリスター
(ふくれ)発生状況を、ブリスターが発生した面積率で
示した。
実施例2 金属チタンのアルコキシドの初期縮合物(B−10:日
本曹達社製)(四つのRがノルマルブチル基、nが10)
80重量部と、粒径90μm以下のPPS樹脂粉(ライトンV
−1:フィリップスペトロリアム社製)20重量部と、イソ
プロパノール160重量部とを均一に混合してなるプライ
マー組成物を用いた。それ以外は実施例1と同様に行っ
た。
実施例3 実施例2における金属チタンのアルコキシドの初期縮
合物(B−10:日本曹達社製)80重量部を、金属シタン
のアルコキシドの初期縮合物(A−10:日本曹達社製)
(四つのRがイソプロピル基、nが10)80重量部に変え
た。それ以外は実施例2と同様に行った。
実施例4 実施例2における金属チタンのアルコキシドの初期縮
合物(B−10:日本曹達社製)80重量部を、金属チタン
のアルコキシド(B−1:日本曹達社製)(四つのRがノ
ルマルブチル基、nが1)80重量部に変えた。それ以外
は実施例2と同様に行った。
実施例5 実施例2における金属チタンのアルコキシドの初期縮
合物(B−10:日本曹達社製)80重量部を、金属チタン
のアルコキシド(TST:日本曹達社製)(四つのRがC18H
37基、nが1)80重量部に変えた。それ以外は実施例2
と同様に行った。
実施例6 実施例2における金属チタンのアルコキシドの初期縮
合物(B−10:日本曹達社製)80重量部を、金属チタン
のアルコキシド(TAA:日本曹達社製)(二つのRがイソ
プロピル基、残りの二つのRがC(CH3)CHCOCH3基、n
が1)80重量部に変えた。それ以外は実施例2と同様に
行った。
実施例7 1実施例2における金属チタンのアルコキシドの初期
縮合物(B−10:日本曹達社製)80重量部を30重量部に
変え、PPS樹脂粉(ライトンV−1:フィリップスペトロ
リアム社製)20重量部を70重量部に変え、イソプロパノ
ール160重量部を60重量部に変えた。それ以外は実施例
2と同様に行った。
実施例8 金属チタンのアルコキシドの初期縮合物(B−10:日
本曹達社製)80重量部と、PPS樹脂粉(ライトンV−1:
フィリップスペトロリアム社製)10重量部と、マイカ
(Y5000M:白石カルシウム社製)10重量部と、イソプロ
パノール160重量部とを均一に混合してなるプライマー
組成物を用いた。それ以外は実施例1と同様に行った。
実施例9 金属チタンのアルコキシドの初期縮合物(B−10:日
本曹達社製)70重量部と、イソプロパノール140重量部
と、マイカ(Y5000M:白石カルシウム社製)30重量部と
を均一に混合してなるプライマー組成物を用いた。それ
以外は実施例1と同様に行った。
比較例1 プライマー組成物を塗布しなかったこと以外は、実施
例1と同様に行った。
比較例2 プライマー組成物に金属チタンのアルコキシドの初期
縮合物(B−10:日本曹達社製)80重量部を配合しなか
ったこと以外は、実施例2と同様に行った。
(発明の効果) 上述の通り、本発明のプライマー組成物、金属チタン
のアルコキシド又はその初期縮合物、或いはこれらさら
にPPS樹脂粉を配合してなり、このようなプライマー組
成物を使用し、金属体の表面にPPS樹脂を被覆すれば、
耐熱性に優れ、被覆されたPPS樹脂と金属体との密着性
に優れ、特に耐熱水性の良好な樹脂被覆金属体が得られ
る。
それゆえ、本発明のPPS樹脂被覆金属体は、熱水に接
触する金属面の防食、例えば給湯用のパイプ及び継手、
化学プラントのパイプ及び継手に好適に用いることがで
きる。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属チタンのアルコキシド又はその初期縮
    合物からなるプライマー組成物。
  2. 【請求項2】金属チタンのアルコキシド又はその初期縮
    合物と、ポリフェニレンサルファイド樹脂粉とからなる
    プライマー組成物。
  3. 【請求項3】金属体面に請求項1又は2記載のプライマ
    ー組成物によるプライマー層が形成され、その上にポリ
    フェニレンサルファイド樹脂が被覆されてなるポリフェ
    ニレンサルファイド樹脂被覆金属体。
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