JP2934082B2 - 粉体塗装用ポリフェニレンスルフィド組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は粉体塗装用ポリフェニレ
ンスルフィド組成物に関し、さらに詳しくは表面にハジ
キが無く、平滑で均一な塗膜を形成することができる粉
体塗装用のポリフェニレンスルフィド組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】式

【化１】 を基本単位とするポリフェニレンスルフィドは、耐熱
性、耐水性、耐薬品性、耐摩耗性、電気絶縁性などの特
性が優れているため、これを基材とする塗料は、金属の
防錆や防食、電気絶縁処理などの分野で用いられてい
る。

【０００３】このポリフェニレンスルフィドを基材とす
る塗料は、通常、粉体状の塗料またはスラリー状の塗料
を被塗装物の表面に塗布したのち、これを熱溶融させて
塗膜を形成するか、または、粉体状の塗料を、予熱した
被塗装物の表面に吹きつけて塗膜を形成するという方法
で塗装される。これは、ポリフェニレンスルフィドがい
かなる有機溶剤にも不溶であるという特性を有するから
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリフ
ェニレンスルフィドの粉末を、粉体塗装の常法である静
電吹付塗装法、流動浸漬塗装法、溶射法などを適用して
塗装する場合、熱溶融時に塗膜の表面に無数のハジキ現
象（塗料が被塗装物表面ではじかれて、塗膜面にくぼみ
（クレータ）や点状の塗膜不連続部分ができることをい
う。）を生じ、硬化、冷却後もそれらが残存することが
多く、均一でかつ平滑な塗膜を形成することは非常に困
難である。

【０００５】この現象は、塗膜の外観を損ねるだけでな
く、ピンホールの原因ともなり、このことが、この塗料
の使用を著しく制限しており、その解決方法が望まれて
いる。

【０００６】このようなことから、ポリフェニレンスル
フィド塗膜自体の特性は良好であるにもかかわらず、そ
れを基材とする塗料の粉体塗装への使用は著しい制限を
受けざるを得ない。

【０００７】ポリフェニレンスルフィド組成物を塗装し
た場合の塗膜に発生するハジキ現象を防止するために、
組成物中に酸化チタン等の金属酸化物を添加することが
提案されている（特公昭４９−３８６８９号、特開昭６
３−２３４０６７号）。しかし本発明者らが、追試した
結果では、これから得られたポリフェニレンスルフィド
粉体塗料のハジキ防止効果は不十分であった。

【０００８】また、ハジキ防止剤としては、例えば、ポ
リエチルアクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリ
２−エチルヘキシルアクリレートなどのアクリル重合体
やそれらの共重合体、フッ素化アルキルエステルなどの
フッ素系界面活性剤などが従来の一般の塗料に広く用い
られている。例えば、特開昭５６−１１８４６８号明細
書には、エポキシ樹脂系粉体塗料のハジキ防止にある種
の界面活性剤を使用できることが記載されており、ま
た、特開昭５９−１９３９７０号明細書にはエポキシ樹
脂系粉体塗料のハジキ防止にモダフロー（アクリルオリ
ゴマー、米国モンサント社製の商品名）の添加が有効で
あることが記載されている。

【０００９】本発明者らは、粉体塗装用ポリフェニレン
スルフィド組成物の開発を試みるに際し、最初、数種類
の銘柄の異なるポリフェニレンスルフィド樹脂粉末を常
法に従って金属板に粉体塗装してみた。

【００１０】その結果、塗膜表面に無数のハジキ現象が
発生した。そこでこのハジキ現象を防止するために前記
したような従来公知のハジキ防止剤についてその種類や
添加量を変えて広範囲な検討を加えた。しかし、ポリフ
ェニレンスルフィド樹脂粉末の場合、かかる従来汎用の
粉体塗料に公知のハジキ防止剤ではハジキを防止するこ
とができないことがわかった。

【００１１】ポリフェニレンスルフィド樹脂粉末を粉体
塗装したときに塗膜表面に発生するこのようなハジキ現
象は、塗装後の加熱溶融時に働くポリフェニレンスルフ
ィド樹脂に特有な凝集力の作用等に起因するものと考え
られ、このようなハジキの存在は塗膜の長期耐久性能に
多大の悪影響を及ぼす。

【００１２】また、粉体塗装用ポリフェニレンスルフィ
ド組成物を粉体塗装して得られる塗膜は、その表面が通
常、ややゆず肌状となる。したがって、特別に優れた平
滑性を有する塗膜が要求される場合は、塗膜の平滑性が
不十分であることがわかった。

【００１３】本発明は粉体塗装に用いるポリフェニレン
スルフィド組成物の上記問題を解決し、ハジキ現象を起
さず、成膜された塗膜を平滑・均一にすることができる
粉体塗装用ポリフェニレンスルフィド組成物の提供を目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、粉体塗装
用ポリフェニレンスルフィド組成物を開発するに際し、
ポリフェニレンスルフィド樹脂粉末を粉体塗装したとき
に塗膜表面に生じるハジキ現象を防止するため鋭意研究
を重ねた結果、特定の疎水性シリカ、すなわちシリル化
剤を用いて表面に疎水化処理を施したもので、一次粒子
の平均粒径が０．１μｍ以下の超微粒子状の疎水性シリ
カをポリフェニレンスルフィド組成物の粉末に０．０５
〜０．６重量％添加することが極めて有効であることを
見い出し、本発明を完成した。

【００１５】すなわち本発明は、 （１）ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物の粉末に対
し、シリル化剤による表面処理により疎水化処理を施さ
れ、かつ、一次粒子の平均粒径が０．１μｍ以下である
超微粒子状の疎水性シリカを０．０５〜０．６重量％含
有させてなることを特徴とする粉体塗装用ポリフェニレ
ンスルフィド組成物、及び （２）一次粒子の平均粒径が０．１μｍ以下の超微粒子
状酸化アルミニウムを、前記超微粒子状疎水性シリカに
対して、

【数２】 となる割合でさらに含有していることを特徴とする前記
（１）記載の粉体塗装用ポリフェニレンスルフィド組成
物を提供するものである。

【００１６】まず、本発明組成物のベースとしてのポリ
フェニレンスルフィドの粉末は、前記の化１で示される
反復単位で構成される化合物であり、部分的に酸化され
ていたり、または分岐もしくは架橋された化合物を含む
こともできる。その粒径は、静電吹付塗装法、流動浸漬
塗装法、溶射法などに適するように、２００μｍ以下、
好ましくは１５０μｍ以下であるが、平均粒径が３０〜
８０μｍの間にあるものが好ましい。

【００１７】本発明組成物の第２の必須成分は、特別に
限定された群から選ばれる超微粒子状の疎水性シリカで
ある。この超微粒子状の疎水性シリカは、一次粒子の平
均粒径が０．１μｍ以下、好ましくは０．００５〜０．
０５μｍであるシリカの超微粉末をシリル化剤で表面処
理することによって、シリカ粒子の表面に存在する親水
性基であるシラノール基をマスクし、疎水化したのもの
である。

【００１８】該超微粒子状疎水性シリカは、一次粒子の
平均粒径が０．１μｍ以下であることを必要とする。粒
径が０．１μｍを越えて大きい場合は、組成物中におけ
る疎水性シリカの分散密度が低下する結果、ハジキ防止
効果が著しく低下してしまうため、本発明の目的を達成
することができない。より好ましくは、一次粒子の平均
粒径が０．００５〜０．０５μｍの超微粉末である。

【００１９】さらに、該超微粒子状疎水性シリカは、シ
リル化剤を用いて表面に疎水化処理を施したものである
ことが重要である。シリル化剤は、無機化合物や有機化
合物中のアルコール基やアミノ基等の極性反応基（活性
水素）を有機ケイ素基で置換することにより、反応性の
安定化や表面疎水化処理等の目的に使用されるシラン化
合物であって、例えば、ジメチルジクロロシラン、トリ
メチルクロロシラン、ｎ−ブチルジメチルクロロシラン
などのクロロシラン類、オクタメチルシクロテトラシラ
ザン、ヘキサメチルジシラザンなどのシラザン類、メチ
ルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシランな
どのアルコキシシラン類などをあげることができ、これ
らのシリル化剤は超微粒子状疎水性シリカの製造に好適
に用いることができる。

【００２０】疎水性シリカについては、例えば、特開昭
６２−２３０８２０号明細書には、液状エポキシ樹脂系
塗料の耐湿性及び耐水性の向上に、粒径１３〜４０μｍ
の疎水性シリカを添加することが有効であることが記載
されており、また特開昭５６−５７８５８号明細書に
は、エポキシ樹脂系粉体塗料の粉末の流動性向上に疎水
性シリカを添加することが有効であることが記載されて
いる。本発明の組成物は、このようなものとは樹脂が異
なり、その作用効果も異なる。

【００２１】従来、粉体塗料に公知のハジキ防止剤では
達成することができなかったポリフェニレンスルフィド
樹脂粉末の粉体塗装時に発生するハジキ現象の防止とい
う困難な課題に対して、かかる特定の疎水性シリカの添
加が極めて有効であるということは実に驚くべきことで
あった。

【００２２】本発明で使用するシリル化剤で疎水化処理
が施された超微粒子状疎水性シリカとしては具体的には
市販品として入手できるオクチル基含有官能性シリル化
剤で疎水化処理された超微粒子状疎水性シリカであるア
エロジル R-805（デグサ社の商品名）、ジメチル基含有
官能性シリル化剤で疎水化処理された超微粒子状疎水性
シリカであるアエロジルＲ−９７４及びアエロジルＲ−
９７２（いずれも日本アエロジル（株）製の商品名）、
トリメチル基含有官能性シリル化剤で疎水化処理された
超微粒子状疎水性シリカであるアエロジルＲ−８１２
（デグサ社製の商品名）などを用いることができる。

【００２３】この疎水性シリカの添加量は、組成物の全
体に対し、０．０５〜０．６重量％に設定される。添加
量が０．０５重量％より少ない場合、塗装時におけるハ
ジキ現象の抑制効果が著しく減退し、また０．６重量％
より多い場合は、被塗装物に形成された塗膜の平滑性が
損なわれるようになる。好ましい添加量は０．１〜０．
５重量％である。

【００２４】また、粉体塗装用ポリフェニレンスルフィ
ド組成物において、特に優れた平滑性を有する塗膜が要
求される場合は、該組成物中に、前記疎水性シリカに加
えて、一次粒子の平均粒径が０．１μｍ以下、好ましく
は０．００５〜０．０５μｍの超微粒子状酸化アルミニ
ウムを併用添加するのがよい。かかる超微粒子状酸化ア
ルミニウムとしては、例えばアルミニウム・オキサイド
Ｃ（デグサ社製の商品名）をあげることができる。

【００２５】疎水性シリカに併用添加するかかる超微粒
子状酸化アルミニウムの添加量は、前記の数２の規定す
る割合とするのが望ましい。

【００２６】酸化アルミニウムの添加量が上記割合を越
えたときは、疎水性シリカの添加効果が減少し、塗膜平
面にハジキが発生しやすくなるため、好ましくない。よ
り好ましい併用添加の割合は

【数３】 である。

【００２７】本発明の組成物は、例えばヘンシェルミキ
サーのような攪拌装置で均一に混合して容易に製造する
ことができる。

【００２８】このとき、必要に応じて、他の添加剤、例
えば、二酸化チタン、弁柄、カーボンブラックのような
着色顔料；ガラスビーズ、ガラス粉末、ガラス短繊維、
ガラスフレーク、タルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウ
ムのような無機充填材；紫外線安定剤；防錆剤；などを
適量添加して一緒に均一に混合してもよく、また、ポリ
アミド、ポリカーボネート、ポリサルホン、ポリエーテ
ルサルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリイミド、ポ
リアミドイミド、エポキシ樹脂のような他のポリマーを
均一混合してもよい。

【００２９】本発明の組成物は、常法の粉体塗装法で、
金属、ガラス、セラミックスのような被塗装物の表面に
塗装し、ついで３００〜４００℃の温度で所定時間加熱
することによって、塗膜へと成膜される。このとき、粉
体塗装に先立ち、被塗装物の表面に適宜なプライマーを
下塗りしておいてもよい。

【００３０】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づきさらに詳細に
説明する。 実施例１〜１４、比較例１〜１０ 表１に示した組成で各成分を配合しヘンシェルミキサー
で十分に均一混合して実施例１〜１３のポリフェニレン
スルフィド組成物を調製した。また、表２に示した組成
でポリフェニレンスルフィド組成物を調製した。これを
比較例１〜１０及び実施例１４とする。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】なお表中の各成分の詳細は以下の通りであ
る。 ＊１ 商品名 トープレンＴ−１、（株）トープレン製 ＊２ 商品名 アエロジル R-974、疎水化処理品、一次
粒子の平均粒径１２ｍμ、日本アエロジル（株）製 ＊３ 商品名 アエロジル R-972、疎水化処理品、一次
粒子の平均粒径１６ｍμ、日本アエロジル（株）製 ＊４ 商品名 アエロジル R-805、疎水化処理品、一次
粒子の平均粒径１２ｍμ、デグサ社製 ＊５ 商品名 アエロジル R-812、疎水化処理品、一次
粒子の平均粒径７ｍμ、デグサ社製 ＊６ 商品名 アエロジル A-380、疎水化未処理品（親
水性）、一次粒子の平均粒径７ｍμ、日本アエロジル
（株）製 ＊７ アクリルオリゴマー 米国モンサント社製 ＊８ 商品名 アルミニウム・オキサイドＣ、一次粒子
の平均粒径１３ｍμ、デグサ社製 ＊９ 商品名 マイクログラスサーフェストランドＲＥ
Ｖ９、繊維径１３±１．５μｍ、平均繊維長３５±１５
μｍ、平均アスペクト比２．７、日本板硝子（株）製

【００３４】厚み０．８ｍｍ、縦１５０ｍｍ、横７０ｍ
ｍのステンレス板（ＳＵＳ３０４）の表面をトリクレン
で脱脂したのち、その表面に表１及び表２に示した前記
２５種類の組成物のそれぞれを厚み７０μｍで静電塗装
し、３４０℃の温度で３０分間の焼付けを行った。

【００３５】また、厚み５ｍｍ、縦１５０ｍｍ、横７０
ｍｍの熱間圧延鋼板をＳａ ２ １／２にグリットブラ
スト処理したのち、これを３４０℃に予熱し、その表面
に、実施例２、実施例４及び比較例３の組成物を２００
μｍの厚みで静電塗装し、３４０℃の温度で３０分間の
焼付けを行った。

【００３６】以上のようにして得られた各塗膜につき、
ハジキ現象の有無、平滑性を目視観察した。その結果を
表３に示した。ここでハジキ現象について多数とは塗板
１枚あたりに６ヶ以上、少し有りとは１〜５ヶをいう。

【００３７】

【表３】

【００３８】表３の結果より次のことが明らかである。
比較例１〜１０はハジキ現象及び平滑性のいずれかが悪
く、所望のハジキ防止性と平滑性に優れた塗膜が得られ
ない。この中で例えば比較例２は、疎水性シリカを含有
するがその量が不足し、ハジキ防止効果が不足する。ま
た比較例５では疎水シリカが多すぎるため、塗膜の平滑
性不良となる。また比較例６、７では、通常のシリカ粉
末を添加したのでハジキ現象の防止は全く発揮されな
い。

【００３９】また、比較例１０では疎水性シリカが添加
されていないため、ハジキ現象が顕著になった。

【００４０】これに対し実施例１〜１３では、ハジキ現
象の防止、塗膜の平滑性のいずれも優れる。実施例１４
では、疎水性シリカ粉末と酸化アルミニウム粉末を所定
量添加したが、酸化アルミニウムの量が多すぎハジキ現
象が若干みられた。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
組成物は、粉体塗装に用いると、塗装時にハジキ現象は
発生せず、また塗膜も平滑に成膜することができる。そ
して基材はポリフェニレンスルフィドであり、その塗膜
は、耐熱性、耐水性、耐薬品性、耐摩耗性、電気絶縁性
が優れているので、このような特性が要求される部位に
成膜して有用である。特に、耐熱・耐薬品プレコート
板、電気・電子部品の絶縁被覆、自動車部品、ケミカル
プラント、給湯管、温泉配管、船舶及び海水プラント配
管、油田用パイプ等の耐熱・耐薬品・防食被覆などに適
用して有効である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリフェニレンスルフィド樹脂組成物の
   粉末に対し、シリル化剤により表面が疎水化処理を施さ
   れ、かつ一次粒子の平均粒径が０．１μｍ以下である超
   微粒子状の疎水性シリカを０．０５〜０．６重量％含有
   させてなることを特徴とする粉体塗装用ポリフェニレン
   スルフィド組成物。
2. 【請求項２】 一次粒子の平均粒径が０．１μｍ以下の
   超微粒子状酸化アルミニウムを、前記超微粒子状疎水性
   シリカに対して、 【数１】 となる割合でさらに含有していることを特徴とする前記
   請求項１記載の粉体塗装用ポリフェニレンスルフィド組
   成物。