JPH0159306B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明はウレタン樹脂被覆組成物、特に厚塗り
塗装可能な無溶剤型ウレタン樹脂被覆組成物に関
するものである。 （従来の技術） 高耐久性、高耐食性等が要求される鋼構造物、
例えば鋳鉄管、タンク、橋梁、海洋構造物等の被
塗物には、従来厚膜型エポキシ樹脂塗料、タール
エポキシ樹脂塗料あるいはタールウレタン樹脂塗
料等が主に使用されていた。 しかしながら、これらの塗料は乾燥が遅く、常
温ではハンドリング可能となるまでに通常１日〜
数日かかり、特に冬場の低温時にはさらに長い日
数を要するという問題点があつた。 ところで前記において、被塗物を加熱乾燥すれ
ば乾燥時間を一応大巾に短縮することが出来る。
しかし被塗物が大型の場合には付随設備の観点か
ら、その実施が必ずしも容易でないという難点が
あつた。 そこで、乾燥性のよい、ポリエーテルポリオー
ルあるいはポリエステルポリオールとポリイソシ
アネートからなるウレタン樹脂が、近年注目され
てきているようであるが、前記のような従来公知
の塗料と同等程度の耐久性、耐食性を有し、しか
もスプレー塗装が可能な無溶剤型ウレタン樹脂塗
料は、未だ知られていない。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明者等は前記の如き現状に鑑み、耐久性、
耐食性等が優れ、さらに塗膜の伸び、鮮映性があ
りしかも乾燥時間の短かい、スプレー塗装が可能
な、無溶剤型ウレタン樹脂塗料につき鋭意検討の
結果、本発明に到達した。 （問題点を解決するための手段） (1) (A) (i) ひまし油……25〜75重量％、 (ii) 多価アルコールとアルキレンオキサイド
との反応生成物であり、その水酸基価が
100〜600、数平均分子量が1100以下である
ポリオール……15〜65重量％、 (iii) キシレン樹脂……５〜40重量％、及び (iv) 平滑性助剤……１〜20重量％ とからなる主剤成分と (B) ポリイソシアネートからなる硬化剤成分、と
を、該硬化剤成分(B)中のイソシアネート基対該
主剤成分中の水酸基の当量比（NCO／OH）
が、（0.6〜2.0／1.0）の割合になるように配合
してなることを特徴とするウレタン樹脂被覆組
成物、ならびに別の態様として (2) (A) (a) (i) ひまし油……25〜75重量％、 (ii) 多価アルコールとアルキレンオキサイ
ドとの反応生成物であり、その水酸基価
が100〜600、数平均分子量が1100以下で
あるポリオール……15〜65重量％、 (iii) キシレン樹脂……５〜40重量％、及び (iv) 平滑性助剤……１〜20重量％ からなる混合物 100重量部と (b) 液状歴青物質 10〜100重量部 とからなる主剤成分と、 (B) ポリイソシアネートからなる硬化剤成分、
とを、該硬化剤成分(B)中のイソシアネート基
対該主剤成分中の水酸基の当量比（NCO／
OH）が、（0.6〜2.0／1.0）になるように配合
してなることを特徴とするウレタン樹脂被覆
組成物。 に関する。 （具体的説明） 本発明に於て使用するひまし油は、通常トウゴ
マの種子から圧搾法によつて得られる不乾性油で
あつて、リシノール酸のグリセライドを主成分と
するものである。通常、１分子中に平均約2.5個
の水酸基を有し、粘度約６〜９ストークスポイズ
（20℃において）のものが好適に使用可能である。
なお、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペ
ンタエリスリトール等の多価アルコールで変性し
たひまし油も本発明において使用可能であり、当
然本発明に含まれるものとする。 また、本発明に於て、主剤成分中のポリオール
成分がひまし油単独であると、ポリイソシアネー
トとの反応が著しく遅く、また得られた塗膜はや
や粘着性である。そこで、本発明に於ては、ポリ
オール成分としてさらに、多価アルコールとアル
キレンオキサイドとの反応生成物であるポリオー
ル（以下これを必要により“ポリエーテルポリオ
ール”と略称する）を併用する。 本発明に於て使用するポリエーテルポリオール
は、エチレングリコール、プロピレングリコール
等のジオール；グリセリン、トリメチロールエタ
ン、トリメチロールプロパン等のトリオール；ジ
グリセリン、ペンタエリスリトール等のテトラオ
ール；ソルビトール、ジペンタエリスリトール等
のヘキサオール；蔗糖等のオクタオールなどの多
価アルコールと、エチレンオキサイド、プロピレ
ンオキサイドなどのアルキレンオキサイドとを、
モル比約1/2〜1/30の割合で付加反応させたもの
であり、その水酸基価は約100〜600、数平均分子
量は約1100以下のものである。 なお、水酸基価が100未満であつたり、あるい
は数平均分子量が1100を越えたりすると、最終的
に得られる塗膜は柔かすぎ、粘着性が残る傾向が
ある。一方、水酸基価が600を越えると、得られ
る塗膜はもろくなる。それ故前記特定範囲のもの
の使用が、特に好ましい。 就中、本発明に於ては、グリセリン、トリメチ
ロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタ
エリスリトールまたはこれら二種以上の混合物で
ある、多価アルコールとプロピレンオキサイドと
の付加物が、塗装作業性がよく、また得られる塗
膜の機械的強度が優れているので最も好ましい。 本発明に於ては、主剤成分としてさらにキシレ
ン樹脂を配合する。キシレン樹脂は、本発明のウ
レタン樹脂被覆組成物の各成分間の相溶性を向上
させ、その結果得られる塗膜を鮮映性あるものに
すると同時に塗膜性能を向上させ、また塗膜に適
度の伸びを付与するという効果を発揮する。 本発明において使用するキシレン樹脂は、キシ
レンとホルムアルデヒドとから公知の方法で得ら
れる、淡色透明で粘稠な樹脂である。該キシレン
樹脂は数平均分子量が200〜3000、特に好ましく
は300〜1500のものが好適で、前記範囲より低い
と塗膜に粘着性が残つたり、耐水性、耐薬品性が
低下する傾向にあり、また逆に高過ぎるとポリイ
ソシアネートとの相溶性が悪くなり、さらに塗料
粘度を高め、塗装作業性が悪くなる傾向にある。
またキシレン樹脂のメチロール基含有量は0.3〜
５重量％、特に好ましくは0.5〜３重量％が適当
で、前記範囲より多いと塗膜の可撓性が低下し、
塗料粘度が高くなる傾向にある。 なお、本発明において使用するキシレン樹脂
は、活性水素含有物質、例えばフエノール類、ア
ルコール類、有機カルボン酸類、酸アミド類、ア
ミン類、エポキシ類、植物油類、不飽和脂肪酸類
等と反応させた変性キシレン樹脂も使用可能であ
る。 本発明に於ては、主剤成分としてさらに、平滑
性助剤を配合する。該平滑性助剤は、水分を吸着
したり、水と反応するという機能を有するもので
ある。具体的には、ゼオライト、燃セツコウ、消
石灰、生石灰等を挙げることができる。それ等の
粒径は、約500μ以下、特に100μ以下の粉末であ
ることが好ましい。 ウレタン樹脂は、周知の通りイソシアネート基
と水酸基との反応により得られる。その際どんな
状態であるにしろ、水分（例えば塗料原料中、被
塗物表面、大気中の水分）が存在していると、そ
の水分とポリイソシアネートとが反応し、炭酸ガ
スを発生し、そのため塗膜にピンホール等が生
じ、結果として平滑で均一な塗膜が得られにく
い。 本発明に於ては、それ故水分を吸着したり、水
と反応したりするような作用を有する平滑性助剤
を、組成物中に配合し、ポリイソシアネートと反
応する水分を除去することにより、前記各種問題
点を解消又は改善しているのである。尚、特にゼ
オライトは、水分の吸着速度が速いため本発明に
おいて好適であることが判明した。 本発明に於て、主剤成分は以上の構成成分より
なつている。 その配合割合は、ひまし油25〜75重量％、特に
好ましくは30〜70重量％、ポリエーテルポリオー
ル15〜65重量％、特に好ましくは20〜60重量％、
キシレン樹脂５〜40重量％特に好ましくは８〜35
重量％、平滑性助剤１〜20重量％、特に好ましく
は３〜10重量％の組成からなるものが適当であ
る。 前記組成に於て、ひまし油が前記組成範囲より
少ないと塗料の流動性が低くなり、塗装作業性、
顔料との混和性等が悪くなり、また得られる塗膜
は可撓性が悪いという欠点が現れる。一方、ひま
し油が前記組成範囲より多過ぎると硬化速度が遅
くなり、加えて得られる塗膜は粘着性が残る。そ
れ故、いずれの場合も好ましくない。 次に、ポリエーテルポリオールについては、前
記組成範囲より少ないと塗膜の機械的強度が不十
分となり、また逆に多過ぎると塗料の流動性が少
なくなり、しかも得られる塗膜の平滑性が悪くな
るという問題点が生ずる。それ故いずれの場合も
好ましくない。 またキシレン樹脂については、前記組成範囲よ
り少ないと被覆組成物の各成分間の相溶性を向上
させる効果が発揮されず、逆に多過ぎると塗膜に
粘着性が残り、また耐久性も低下するため、いず
れの場合も好ましくない。 なおキシレン樹脂は硬化剤成分中にも配合する
ことが可能であるが、キシレン樹脂の水酸基、カ
ルボキシル基等の官能基とポリイソシアネートの
イソシアネート基との間で反応が起り、硬化剤の
粘度が上昇し、その結果、塗装作業性の低下等の
原因となるため、主剤成分中に配合するのが望ま
しい。 また平滑性助剤については、前記組成範囲より
少ないとその添加効果が認められず、逆に多過ぎ
ると塗膜の耐水性、耐薬品性等が低下する。それ
故いずれにしろ好ましくない。 先に示した本発明の別の態様においては、主剤
成分に更に液状歴青物質を用いる。 該液状歴青物質は、耐食性、耐水性をさらに改
良し、また組成物の厚膜塗装に適した流動性を与
えるものである。 該液状歴青物質としては、通常タールエポキシ
樹脂塗料に使用される液状歴青物質が全て使用可
能であり、かつ市場より容易に入手可能である。
例えば石油系、石炭系、アスフアルト系のタール
成分あるいはこれら各種誘導体があり、具体的に
はタークロンNo.230、同No.180、同No.180−Ｌ（吉田
製油所製商品名）などの石炭系タール化合物、タ
ールピツチ、コールタール、ストレートアスフア
ルト、ブローンアスフアルトあるいはこれらとプ
ロセスオイルとの混合物等を挙げることが出来
る。 本発明に於て、これら液状歴青物質は、前記ひ
まし油、ポリエーテルポリオール、キシレン樹脂
及び平滑性助剤からなる混合物100重量部に対し、
100重量部以下、好ましくは10〜80重量部の割合
で配合する。 なお、液状歴青物質が前記範囲より過剰になる
と、得られる塗膜の架橋密度が低下し、耐溶剤
性、物理的強度が悪くなるので好ましくない。 次に本発明に於ては、硬化剤成分(B)としてポリ
イソシアネートを使用する。 該ポリイソシアネートとしては、トルイレンジ
イソシアネート（TDI）、ジフエニルメタンジイ
ソシアネート（MDI）、ポリフエニルメタンポリ
イソシアネート（クルードMDI）、変性ジフエニ
ルメタンポリイソシアネート（変性MDI）、キシ
リレンジイソシアネート（XDI）、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート（HMDI）あるいはこれら
ポリイソシアネートの三量体化合物、これらポリ
イソシアネートとポリオールの反応生成物等が代
表的なものとして挙げられる。 該ポリイソシアネートは、前記主剤成分(A)と使
用（塗装）直前に混合して塗料化する。その配合
割合は、硬化剤成分中のイソシアネート基：主剤
成分中の水酸基の当量比（NCO／OH）が、0.6
〜2.0／1.0、特に好ましくは0.9〜1.6／1.0とから
なる範囲で使用する。しかしてこの範囲をはずれ
ると、本来のウレタン樹脂の性能が発揮されない
ので好ましくない。 本発明に於ては、さらに必要に応じ主剤成分に
対し、黄鉛、亜鉛華、弁柄、酸化クロム、フタロ
シアニンブルー、カーボンブラツク、酸化チタン
等の有機あるいは無機系の着色顔料；シリカ、バ
ライト、炭酸カルシウム、クレー、タルク、マイ
カ等の体質顔料、鉛丹、鉛酸カルシウム、クロム
酸亜鉛、塩基性クロム酸鉛、モリブデン酸亜鉛、
縮合リン酸亜鉛等の防錆顔料等の各種顔料を配合
することも可能である。 特に本発明においては厚塗り塗膜を得るため、
この種の顔料を主剤成分(A)100重量部に対し、50
〜200重量部の割合で配合するのが適当である。 本発明では、さらに必要に応じ主剤成分にガラ
ス繊維、アスベスト、ナイロン、炭素繊維等の繊
維性物質、各種可塑剤、各種合成樹脂等の改質剤
あるいは第３級アミン、有機錫化合物等の触媒、
紫外線吸収剤、酸化防止剤等の各種添加剤を配合
することも可能である。 本発明のウレタン樹脂被覆組成物の塗装方法
は、例えば使用直前に主剤成分と硬化剤成分を混
合しスプレー塗装する。特に好ましくは、主剤成
分のみを50〜80℃に加温せしめ、スプレーガン中
で硬化剤成分と混合する、いわゆる２液ガンでス
プレー塗装する方法が好適である。 以上説明した通り本発明のウレタン樹脂被覆組
成物は、スプレー塗装可能であり、１回塗りで
0.3〜３mm程度の厚塗りが出来、かつハンドリン
グ可能となる乾燥時間も数十分〜数時間である。
すなわち従来公知のこの種の塗料に比較して大巾
に時間の短縮が可能である。 加えて得られる塗膜は、耐久性、耐食性に優
れ、かつ塗膜の伸び、鮮映性があり平滑で緻密な
塗膜が得られるという特徴を有している。 さらに被塗物も、既に述べた鋳鉄管、タンク等
の鋼構造物だけでなく、例えばコンクリート、モ
ルタル、スレート、木材等の被塗物にも適用可能
であるという特長を有している。 以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。 なお、実施例中「部」、「％」は重量基準であ
る。 実施例１〜７及び比較例１〜５ 第１表に示す配合割合（単位：部）の主剤成分
と顔料とを、撹拌機で十分撹拌混合し、次いでサ
ンドミルで練合した後、１日間密閉下に放置し
た。 この主剤成分を70℃に加温したものと、第１表
に示すポリイソシアネートとをサンドブラスト鋼
板に乾燥膜厚約１mmとなるように２液ガンにてス
プレー塗装し、常温（20℃）で乾燥させた。 得られた塗膜につき、硬化時間、密着性、硬
度、耐水性、耐アルカリ性、耐酸性、耐塩水性、
塗膜外観、鮮映性及び伸長率の各種試験を行なつ
た。その結果を第１表の下段に記載した。

【表】

【表】 （発明の効果） 本発明のウレタン樹脂塗料は硬化時間が短く、
かつ得られた塗膜は優れた塗膜性能を有してい
る。（第１表参照） 一方キシレン樹脂、ポリエーテルポリオールを
含まない塗料を使用した場合、密着性、耐水性、
耐アルカリ性、耐酸性、耐塩水性、塗膜鮮映性が
不良であつた。（比較例１）またキシレン樹脂を
含まない塗料を使用した場合、鮮映性が不良で、
また伸長率も低いものであつた。（比較例２） 逆にキシレン樹脂が過剰の場合、硬化時間が長
く耐水性、耐アルカリ性、耐酸性、耐塩水性等が
不良であつた。（比較例３、４） また平滑性助剤を含まない塗料を使用した場
合、塗膜に発泡が多く残つた。（比較例５） かくて本発明の特定配合組成物はきわめて優れ
たものであることが理解されよう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (A) (i) ひまし油……25〜75重量％、 (ii) 多価アルコールとアルキレンオキサイドと
   の反応生成物である、水酸基価100〜600、数
   平均分子量1100以下のポリオール……15〜65
   重量％、 (iii) キシレン樹脂……５〜40重量％、及び (iv) 平滑性助剤……１〜20重量％ とからなる主剤成分と (B) ポリイソシアネートからなる硬化剤成分と
   を、硬化剤成分のイソシアネート基対主剤成分
   の水酸基の当量比（NCO／OH）が、（0.6〜
   2.0／1.0）になるように配合してなることを特
   徴とするウレタン樹脂被覆組成物。 ２ 前記ポリオール(ii)が、グリセリン、トリメチ
   ロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタ
   エリスリトールまたはこれら二種以上の混合物で
   ある多価アルコールとプロピレンオキサイドとの
   反応生成物であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のウレタン樹脂被覆組成物。 ３ 前記キシレン樹脂(iii)は、数平均分子量が200
   〜3000であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のウレタン樹脂被覆組成物。 ４ 前記平滑性助剤(iv)がゼオライト粉末であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のウレ
   タン樹脂被覆組成物。 ５ (A) (a) (i) ひまし油……25〜75重量％、 (ii) 多価アルコールとアルキレンオキサイド
   との反応生成物である、水酸基価100〜
   600、数平均分子量1100以下のポリオール
   ……15〜65重量％、 (iii) キシレン樹脂……５〜40重量％、及び (iv) 平滑性助剤……１〜20重量％ からなる混合物 100重量部と (b) 液状歴青物質 10〜100重量部 とからなる主剤成分と (B) ポリイソシアネートからなる硬化剤成分とを
   硬化剤成分のイソシアネート基対主剤成分の水
   酸基の当量比（NCO／OH）が、（0.6〜2.0／
   1.0）になるように配合してなることを特徴と
   するウレタン樹脂被覆組成物。 ６ 前記ポリオール(ii)がグリセリン、トリメチロ
   ールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエ
   リスリトールまたはこれら二種以上の混合物であ
   る多価アルコールとプロピレンオキサイドとの反
   応生成物であることを特徴とする特許請求の範囲
   第５項記載のウレタン樹脂被覆組成物。 ７ 前記キシレン樹脂(iii)は、数平均分子量が200
   〜3000であることを特徴とする特許請求の範囲第
   ５項記載のウレタン樹脂被覆組成物。 ８ 前記平滑性助剤(iv)がゼオライト粉末であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のウレ
   タン樹脂被覆組成物。