JPH02138372A - 無溶剤型塗料組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、無溶剤型塗料組成物に係り、更に詳しくは耐
蝕性に優れ、かつ、長期耐水性にも優れた無溶剤型塗料
組成物に関するものである。

［従来の技術］ 従来から、耐蝕・耐水性塗料としては、耐蝕性、耐水性
、耐薬品性等に優れ、かつ、安価なタールエポキシ塗料
が広く使われており、最近ではノンタール塗料も開発さ
れている。しかしながら、これらはいずれも塗料中に溶
剤を含有することがら、塗装時の溶剤の飛散による公害
あるいは火災の危険性があり、塗料中に溶剤を含有しな
い、いわゆる無溶剤型塗料の開発が要請されるようにな
った。

耐蝕・耐水性塗料に要求される性能としては、耐蝕性、
耐水性、耐薬品性、強度、塗装作業性等があるが、近年
、温度勾配試験を促進試験に用いた耐水蒸気透過性とい
う一種の長期耐水性が要求されるようになってきた。こ
の温度勾配試験とは、ライニング材側を高温に、下地金
属側を低温にした、いわゆる温度勾配条件下に塗装鋼材
を置き、ライニング材側にブリスターが発生するまでの
期間を観察することにより、長期の耐水性を予測する試
験である。本性能は、塗膜に生じた温度勾配によって塗
膜にブリスターが発生し、鋼材に対する密着力が低下し
腐食が進行すると塗膜が剥離することがあるため、重要
な性能である。

この耐水蒸気透過性の向上をはかる技術としては、体質
顔料にタルク、マイカ等の鱗片状顔料を用いる、あるい
は顔料体積濃度を増加させること等の手段があった。

しかしながら、かかる手段では、耐蝕性に優れた無溶剤
型塗料を提供することは比較的容易であるものの、同時
に長期耐水性にも優れた無溶剤型塗料を提供することは
極めて困難であった。これは、体質顔料にタルク、マイ
カ等を単独又は組み合わせて用いても、高度な性能を要
求される場合が増えているため、要求性能には満たない
場合が多いほか、第二の手段としてとられる顔料体積濃
度を臨界顔料体積濃度付近まで上げることは、塗料粘度
の上昇が著しく、溶剤を全く含有しない無溶剤型塗料に
おいては、適用が不可能であるからである。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、安全、無公害を目的とし、耐蝕性に優
れ、かつ、長期耐水性にも優れた無溶剤型塗料組成物を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は前記のような課題を解決するためになされたも
のであって、その要旨とするところは、１分子中に少な
くとも２個以上のエポキシ基を有するエポキシ当１１５
０〜５００のエポキシ樹脂及びエポキシ硬化剤の合計１
００重端部に対し、耐蝕性を有しかつ熱伝導率が１０Ｗ
／ｍ．ｋ以上である金属粉及び／又は金属酸化物粉５〜
１５０重屋部と鱗片状体質顔料２０〜１５０重量部とを
配合してなる無溶剤型塗料組成物にある。

以下、本発明の詳細な説明する。

まず最初に、本発明で使用されるエポキシ樹脂は１分子
中に少なくとも２ｇ１以上のエポキシ基を有するエポキ
シ当ｍ’Ｉ　５０〜５００のものであることを必要とす
るが、そのような樹脂を選んだ理由は、エポキシ基が２
個以上あることにより、硬化後、塗膜が架線構造を形成
し、強固な塗膜を形成するものであり、また、エポキシ
当量が１５０より小さいものでは塗膜に粘着性が残り、
乾燥性が悪かったり、耐蝕性等の物性において不充分で
あり、一方、エポキシ当量が５００より大きいものでは
高粘度あるいは固形状となるため無溶剤化が困難となる
からである。

このようなエポキシ樹脂としては、分子量範囲が約３５
０〜４２０であるビスフェノールＡグリシジルエーテル
型エポキシ樹脂が好適であるが、その他低粘度の各種変
成エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂
、グリシジルエステル系樹脂、グリシジルアミン系樹脂
、ノボラック型エポキシ樹脂等のうちから選ばれた１種
又は２種以上を混合して使用してもよい。

また、エポキシ硬化剤としては、通常エポキシ樹脂の硬
化剤として利用されている化合物を用いることができる
。例えば、脂肪族ポリアミン、変性脂肪族ポリアミン、
ポリアミドアミン、脂環族ポリアミン、変性脂環族ポリ
アミン、芳香族ポリアミン、変性芳香族ポリアミン等が
あげられる。

エポキシ樹脂とエポキシ硬化剤の混合割合は、両者の種
類によって任意に決定されるが、通常、（硬化剤の活性
水素当量）／（エポキシ樹脂のエポキシ当量）の値が０
．５〜１．０の範囲で使用される。

次に、本発明における最大の骨子とするところは、前記
エポキシ樹脂及びエポキシ硬化剤合計１００重量部に対
し、耐蝕性に優れ、かつ熱伝導率が１０１／ｍ．ｋ以上
である金属粉あるいは金属酸化物粉の１種以上５〜１５
０重量部を配合する点にある。なお、この場合、配合す
る金属粉等の形状については、球状、樹枝状、鱗片状、
針状、繊維状等いずれでもよい。また、金属粉について
は各種金属の合金でもよい。

そして、配合する金属粉あるいは金属酸化物粉が耐蝕性
に優れている必要があるのは、これらが使用された際、
水中に溶出して水質に悪影響を及ぼすような金属イオン
が生ずることを避ける必要があるためである。而して、
これら金属粉等は係る耐蝕性もさることながら、第一に
熱伝導率が大きいものであることを必須とするものであ
る。この目的は、かかる金属粉等を配合することによっ
て、塗膜の熱伝導率を向上せしめることにあり、これに
より、鋼材と塗膜との界面温度が上昇し、この結果とし
て、先に述べた塗膜中の温度勾配が緩和されるので、熱
浸透圧が減少し、耐水蒸気透過性が飛躍的に向上するも
のである。例えば、高温側５０℃、低温側２５℃の条件
下の場合、金属粉等を添加しない塗膜では、鋼材と塗膜
の界面温度はほぼ２５℃となるが、本発明による塗膜に
おいては熱伝導率が向上することで界面温度が上昇し、
実質的な温度勾配を緩和することで長期耐水性が向上し
ているものと考えられる。

この場合、熱伝導率としてはｌ０ＩＪ／ｍ．ｋ以上であ
ることが必要であり、粒径、形状、添加量にもよるがよ
り大きい方が望ましい。熱伝導率が１０Ｗ／１ｍ．ｋ未
満の場合は、その添加効果があまり顕著でない。

このような金属粉あるいは金属酸化物粉としては、種々
考えられるが、特に金属シリコンが前記の諸性質が優れ
ているうえ、入手も比較的容易である。即ち、金属シリ
コンは熱伝導率が１４８Ｗ／喋．ｋと高く、耐蝕性も優
れている。シリコンについては特に純度９０％以上、好
ましくは９５％以上、平均粒径１〜３０ｍのものがよい
。この他の金属又は金属酸化物としては前記の諸性質が
優れているものとして、アルミニウム（２３７Ｗ／ｍ．
ｋ）、ニッケル（９１Ｗ／ｍ．ｋ）、ステンレス（約１
５Ｗ／ｍ。

に）等の金属粉、酸化アルミニウム（３６Ｗ／ｍ．ｋ）
等の金属酸化物粉が考えられ、平均粒径もシリコンに準
する程度のものでよい。これらの金属粉等の配合量は、
その種類、粒径等にもよるが、エポキシ樹脂及びエポキ
シ硬化剤合計１００重量部に対し、５〜１５０重」部必
要であり、更に要求される長期耐久性、塗膜硬さ、外観
等のバランスを考慮すると１０〜１００重量部がよい。

この場合、これらの粉粒の配合量が多い程耐水蒸気透過
性が向上するが、あまり多すぎると塗膜の可撓性の低下
、あるいは外観の悪化等のほか、更には塗料粘度の上昇
を招くので１５０重！部以下とすべきである。一方、５
重量部未満では、耐水蒸気透過性の向上があまり顕著で
なくなるので、金属粉等の配合量は、エポキシ樹脂及び
硬化剤合計１００重量部に対し、５重量部以上とする必
要がある。

次に、本発明においては、エポキシ樹脂及びエポキシ硬
化剤合計１００重量部に対し、鱗片状体質顔料を２０〜
１５０重量部配合す置部とを他の重要な骨子とするもの
である。ここでいう鱗片状体質顔料とはタルク、マイカ
、ガラスフレーク等を指すものであって、鱗片状の形状
のため、塗膜の水蒸気透過性が低くなりやすい性質を有
するものであり、本発明の塗料組成物に配合することに
よって、長期耐水性の向上効果を発揮するものである。

その配合量としては、２０〜１５０重量部、好ましくは
３０〜１００重量部であり、２０重量部未満では顔料効
果が不十分であり、耐蝕性、長期耐水性等が低下し、一
方、１５０重量部を超えると塗膜の可撓性の低下、ある
いは外観の悪化、塗料粘度の急上昇等を招くため、１５
０重量部以下におさえるべきである。

本発明の塗料組成物は、以上の塗膜形成成分を必須とす
るものである。

なお、本発明の塗料組成物としては、その他塗膜形成成
分として、必要により、ビヒクル形成成分として別に反
応性稀釈剤や可撓性付与剤を添加することもできる。前
者でいえば、ブチルグリシジルエーテル等の一官能エボ
キシやネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル等
の三官能エポキシ、トリメチロールプロパントリグリシ
ジルエーテル等の三官能エポキシ、更に多官能の反応性
稀釈剤やこれらの混合物を添加してもよい。しかしなが
ら、これらを多量に添加することは、エポキシ樹脂本来
の性能を低下させることから、最高で３０％までの範囲
が適性である。後者においては、シクロペンタジェン、
１，３−ペンタジェン等の０５１分の共役ジエンが一部
環化重合した脂肪族系石油樹脂、石油ナフサ分解で副生
ずる重質油中からスチレン誘導体、インデン等のＣ８留
分をｍ合させた芳香族系石油樹脂、前記Ｃ５留分とＣ９
留分を共重合させた共重合系石油樹脂、芳香族系石油樹
脂を水素添加した樹脂やジシクロペンタジェンを重合さ
せた脂環族系石油樹脂、その他キシレン樹脂、クマロン
樹脂等やこれらの混合物を添加してもよい。

また、その他律膜形成成分として必要により、塗膜硬度
、耐蝕性、美駐性を付与するために、炭酸カルシウム、
硫酸バリウム、クレイ等の体質顔料、リン酸亜鉛等の防
錆顔料、酸化チタン、ベンガラ、カーボンブラック等の
着色顔料等の顔料を添加してもよい。また、チクソトロ
ピー性付与剤、レベリング剤等の添加剤類を添加しても
よい。更には、密着性向上剤として各種カップリング剤
を添加してもよい。

本発明の塗料組成物は、二液型塗料であるが、主剤中に
エポキシ樹脂を、硬化剤側にはエポキシ硬化剤を含有す
るものであるるが、主剤中に反応性稀釈剤を配合する以
外は、金属粉、酸化物粉、各種顔料、改質剤等の成分は
いずれの側に配合してもよい。

本発明による塗料の製造については、公知の方法による
。即ち、ロールミル、サンドミル、ボールミル等を用い
粘度、所望の分散度に応じて使い分けることができる。

［実施例］ 以下、実施例に基づいて本発明を更に具体的に説明する
。

実施例１ 鋼板として、冷延鋼板（厚さ３．２ｍ）を用い、脱脂処
理後、グリッドプラスト処理したものを縦１５０ａ＊Ｘ
横７０＃ｌｌ＋＋の供試材とした。

次にエポキシ樹脂主剤としてエピコート８２８（油化シ
ェル製）８０重量部及びエビクロン８３０（大日本イン
キ化学工業製＞２０重量部を用い、硬化剤としてはメタ
キシレジンアミンをベースアミンとした変性アミン４０
重量部を硬化剤／主剤当伍比が０．８となるように使用
した。これら主剤と硬化剤を合計１００重量部として、
これに対し主剤中に熱伝導率１４８Ｗ＃ｎ．ｋの金属シ
リコン粉（白石金属製）の純度９３％、平均粒径９℃の
ものを２５重量部、鱗片状体質顔料としてタルク（林化
成製）を２５重置部、その他の体質顔料として硫酸バリ
ウム（白水化学工業製＞１０重量部、また着色顔料とし
て酸化チタン（チタン工業製）１０重量部、カーボンブ
ラック（新日鐵化学製）０．５重量部をそれぞれ配合し
た。これらの原料を三本ロールにより混合した後、供試
材鋼板表面に膜厚的３００ｍとなるよう塗装し、２０℃
×７日間の養生を行った試験片について高温側５０℃、
低温側２５℃の温度勾配試験を行い、ブリスターが発生
するまでの日数を観察した。

実施例２ 実施例１の金属シリコン粉に代えて、熱伝導率９１　Ｗ
／ｍ．ｋのニッケル粉（インコ社製、純度９９％、平均
粒−径６腐）を用いたほかは、実施例１と同様の配合で
塗料を作成し、同様の試験を実施した。

実施例３ 実施例１の金属シリコン粉に代えて、熱伝導率２３７　
Ｗ／ｍ．ｋアルミニウム粉（白石金属製、純度９５％、
平均粒径８虜）を用いたほかは、実施例１と同様の配合
で塗料を作成し、同様の試験を実施した。

実施例４ 実施例１の金属シリコンに代えて、熱伝導率１５　Ｗ／
ｎ．ｋのステンレス粉（太平洋金属製、純度１００％、
平均粒径８趨）を用いたほかは、実施例１と同様の配合
で塗料を作成し、同様の試験を実施した。

比較例１ 金属シリコンを使用しなかったほかは、実施例１と同様
の配合で塗料を作成し、同様の試験を実施した。

比較例２ 金属シリコンは使用せず、鱗片状体質顔料としてのタル
クに代えてマイカ（瀬戸窯業製）１５重量部を配合した
ほかは、実施例１と同様の配合で塗料を作成し、同様の
試験を実施した。

比較例３ 金属シリコンに代えて熱伝導率８　Ｗ／ｍ、　Ｋのマン
ガン粉（太平洋金Ｒ製、純度９９％、平均粒径２０縛）
を用いたほかは、実施例１と同様の配合で塗料を作成し
、同様の試験を実施した。

以上の各実施例及び各比較例についてブリスター発生ま
での日数を観察した結果を第１表に示す。

第 表 （注）傘１　：　ＪＩＳ−に５４００塩水噴霧試験：ク
ロスカット部の３００時間後の錆、ふくれ、剥 がれを判定した。

［発明の効果］ 本発明は、耐蝕性に優れ、安全かつ無公害であり、しか
も長期耐水性にも極めて優れた無溶剤型塗料組成物であ
り、実用上の効果は誠に顕著なものがある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １分子中に少なくとも２個以上のエポキシ基を有するエ
   ポキシ当量１５０〜５００のエポキシ樹脂及びエポキシ
   硬化剤の合計１００重量部に対し、耐蝕性を有しかつ熱
   伝導率が１０Ｗ／ｍ．ｋ以上である金属粉及び／又は金
   属酸化物粉５〜１５０重量部と鱗片状体質顔料２０〜１
   ５０重量部とを配合してなることを特徴とする無溶剤型
   塗料組成物。