JPH08311371A - 加工鋼材用エポキシ粉体塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 曲げ加工性に優れ、りん酸亜鉛処理やクロメ
ート処理等の化成処理を施すことなく、曲げ加工部の塗
膜の密着性、防食性が改善された加工鋼材用エポキシ粉
体塗料を提供する。 【構成】 エポキシ当量５００〜２０００ｇ／ｅｑのビ
スフェノールＡエポキシ樹脂（ａ）９７〜５０重量部、
及び、エポキシ当量５００〜２０００ｇ／ｅｑのビスフ
ェノールＦエポキシ樹脂（ｂ）３〜５０重量部を含有
し、更に、フェノール性水酸基当量２００〜１０００ｇ
／ｅｑのフェノール系硬化剤（ｃ）を、フェノール性水
酸基当量に対する前記ビスフェノールＡエポキシ樹脂
（ａ）及び前記ビスフェノールＦエポキシ樹脂（ｂ）の
エポキシ当量の合計が、１．５／１〜０．７／１となる
割合で含有してなる加工鋼材用エポキシ粉体塗料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、曲げ加工性に優れ、曲
げ加工部における塗膜の密着性、耐食性が良好な加工鋼
材用エポキシ粉体塗料に関する。

【０００２】

【従来の技術】エポキシ粉体塗料は、鋼管、鉄筋、鋼線
等の各種鋼材の防食処理等のために広く使用されてい
る。このようなエポキシ粉体塗料としては、例えば、特
公平６−５７８１４号公報には、ビスフェノールＡエポ
キシ樹脂等のビスフェノール系エポキシ樹脂とアルキル
フェノールノボラック型の多官能エポキシ樹脂との両者
を必須成分として併用し、これらとフェノール系硬化剤
とを触媒存在下に反応させた反応生成物を使用するもの
が開示されている。しかし、上記エポキシ粉体塗料は、
耐衝撃性、可撓性に優れているものの、鋼管、鉄筋、鋼
線等の加工鋼材分野に使用した場合、曲げ加工部の塗膜
の密着性、防食性等の点で満足すべきものではなかっ
た。また、重防食性が必要な場合には、例えば、特開昭
５９−１４３６３３号公報等に開示されているクロメー
ト処理等の化成処理を施す必要があった。

【０００３】鋼管、鉄筋、鋼線等の加工鋼材分野に用い
られるエポキシ粉体塗料は、上記加工鋼材が施工時に任
意の角度に曲げ加工を施されて使用されるので、良好な
曲げ加工性、優れた防食性等の特性を有することが要求
される。しかし、エポキシ粉体塗料の評価は、従来、主
として、曲げ加工が施されていない平面部においてなさ
れており、曲げ加工部における塗膜の密着性、防食性等
を直接考慮し、その性能を評価することはなされていな
かった。このため、上記エポキシ粉体塗料等の従来のエ
ポキシ粉体塗料は、曲げ加工部における塗膜の密着性、
防食性等の改善が充分に達成されたとは言えず、曲げ加
工を行うと、塗膜の密着性が著しく低下し、そのため加
工部分の腐食が生じやすいものであった。このような不
都合を回避するためには、予めりん酸亜鉛処理やクロメ
ート処理等の化成処理を施す必要があるが、このような
化成処理は、塗装工程とは別の工程で施す必要があり、
処理設備の増加、塗装工程の増加等による負担の増加が
不可避であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の現況
に鑑みてなされたものであり、曲げ加工性に優れ、りん
酸亜鉛処理やクロメート処理等の化成処理を施すことな
く、曲げ加工部の塗膜の密着性、防食性が改善された加
工鋼材用エポキシ粉体塗料を提供することを目的とする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、加工鋼
材用エポキシ粉体塗料として、エポキシ当量５００〜２
０００ｇ／ｅｑのビスフェノールＡエポキシ樹脂（ａ）
９７〜５０重量部、及び、エポキシ当量５００〜２００
０ｇ／ｅｑのビスフェノールＦエポキシ樹脂（ｂ）３〜
５０重量部を含有し、更に、フェノール性水酸基当量２
００〜１０００ｇ／ｅｑのフェノール系硬化剤（ｃ）
を、フェノール性水酸基当量に対する前記ビスフェノー
ルＡエポキシ樹脂（ａ）及び前記ビスフェノールＦエポ
キシ樹脂（ｂ）のエポキシ当量の合計が、１．５／１〜
０．７／１となる割合で含有させるところにある。以下
に本発明を詳述する。

【０００６】本発明においては、ビスフェノールＡエポ
キシ樹脂（ａ）及びビスフェノールＦエポキシ樹脂
（ｂ）の両者を必須成分として併用し、フェノール系硬
化剤（ｃ）を含有させて加工鋼材用エポキシ粉体塗料を
得る。本明細書中、「加工鋼材」とは、施工時に任意の
角度に曲げ加工を施されて使用される鋼材をいう。

【０００７】上記ビスフェノールＡエポキシ樹脂（ａ）
としては、例えば、ビスフェノールＡとエピハロヒドリ
ンとを反応させて得られる、次の一般式（ＩＩ）で表さ
れるもの等を挙げることができる。

【０００８】

【化２】

【０００９】式中、ｂは、２〜９の整数を表す。上記エ
ピハロヒドリンとしては、例えば、エピクロルヒドリ
ン、エピブロモヒドリン等を挙げることができる。上記
一般式（ＩＩ）で表されるビスフェノールＡエポキシ樹
脂は、公知の方法によって製造することができ、例え
ば、触媒の存在下に低分子量エポキシ樹脂とビスフェノ
ールＡとを２段反応によって高分子化させる等の方法に
よって得ることができる。上記触媒としては、例えば、
トリエチルアミン等の三級アミン、２−メチルイミダゾ
ール等のイミダゾール類、トリメチルアンモニウムクロ
ライド等の四級アンモニウム塩等を挙げることができ
る。

【００１０】本発明においては、上記ビスフェノールＡ
エポキシ樹脂（ａ）のエポキシ当量は、５００〜２００
０ｇ／ｅｑである。エポキシ当量が５００ｇ／ｅｑ未満
であると、固形であっても常温でブロッキングを生じ易
く、２０００ｇ／ｅｑを超えると、塗装時の塗料温度が
低くなった場合、溶融しにくくなり、塗膜のピンホール
の原因となるので、上記範囲に限定される。また、本発
明においては、上記ビスフェノールＡエポキシ樹脂
（ａ）は、末端エポキシ基含有量が９０％以上であるも
のが好ましい。末端エポキシ基含有量が９０％未満であ
ると、硬化物の架橋反応が有効に行なわれず、特に低温
での物性が悪くなり、好ましくない。上記ビスフェノー
ルＡエポキシ樹脂（ａ）の具体例としては、例えば、エ
ピコート１００３Ｆ（油化シェルエポキシ社製、エポキ
シ当量８００ｇ／ｅｑ）、エポトート９０４Ｈ（東都化
成社製、エポキシ当量１０００ｇ／ｅｑ）、エピコート
１００４Ｆ（油化シェルエポキシ社製、エポキシ当量９
００ｇ／ｅｑ）、エピコート１００５Ｆ（油化シェルエ
ポキシ社製、エポキシ当量１０００ｇ／ｅｑ）等を挙げ
ることができる。

【００１１】上記ビスフェノールＦエポキシ樹脂（ｂ）
としては、例えば、ビスフェノールＦとエピハロヒドリ
ンとを反応させて得られる、次の一般式（ＩＩＩ）で表
されるもの等を挙げることができる。

【００１２】

【化３】

【００１３】式中、ｃは、２〜９の整数を表す。上記エ
ピハロヒドリンとしては、例えば、上述のもの等を挙げ
ることができる。上記一般式（ＩＩＩ）で表されるビス
フェノールＦエポキシ樹脂は、上記一般式（ＩＩ）で表
されるビスフェノールＡエポキシ樹脂と同様の方法によ
って製造することができる。本発明においては、上記ビ
スフェノールＦエポキシ樹脂（ｂ）のエポキシ当量は、
５００〜２０００ｇ／ｅｑである。エポキシ当量が５０
０ｇ／ｅｑ未満であると、固形であっても常温でブロッ
キングを生じ易く、２０００ｇ／ｅｑを超えると、塗装
時の塗料温度が低くなった場合、溶融しにくくなり、塗
膜のピンホールの原因となるので、上記範囲に限定され
る。

【００１４】また、本発明においては、上記ビスフェノ
ールＦエポキシ樹脂（ｂ）は、末端エポキシ基含有量が
９０％以上であるものが好ましい。末端エポキシ基含有
量が９０％未満であると、硬化物の架橋反応が有効に行
なわれず、特に低温での物性が悪くなり、好ましくな
い。上記ビスフェノールＦエポキシ樹脂（ｂ）の具体例
としては、例えば、エピコート４００５Ｐ（油化シェル
エポキシ社製、エポキシ当量１０１０ｇ／ｅｑ）、エポ
トートＹＤＦ−２００４（東都化成社製、エポキシ当量
９３０ｇ／ｅｑ）等を挙げることができる。

【００１５】本発明においては、上記ビスフェノールＡ
エポキシ樹脂（ａ）９７〜５０重量部に対して上記ビス
フェノールＦエポキシ樹脂（ｂ）を３〜５０重量部配合
する。ビスフェノールＦエポキシ樹脂（ｂ）の配合割合
が３重量部未満であると、曲げ加工部の塗膜の密着性、
防食性が低下し、５０重量部を超えると、曲げ加工性が
低下するので、上記範囲に限定される。好ましくは４〜
４０重量部であり、より好ましくは５〜３０重量部であ
る。

【００１６】本発明においては、硬化剤としてフェノー
ル系硬化剤（ｃ）を配合する。上記フェノール系硬化剤
（ｃ）としては、例えば、ビスフェノール類とビスフェ
ノール系エポキシ樹脂、ビスフェノール類との反応物で
あって、両末端にフェノール性水酸基を有するもの等を
挙げることができ、このようなものとしては、例えば、
次の一般式（Ｉ）で表されるもの等を好適に使用するこ
とができる。

【００１７】

【化４】

【００１８】式中、ａは、１〜４の整数を表す。上記一
般式（Ｉ）で表されるフェノール系硬化剤は、例えば、
２，２−ビス（４′ヒドロキシフェニル）プロパンと、
これらの２，２−ビス（４′ヒドロキシフェニル）プロ
パンを含有するエポキシ樹脂とを反応させて得ることが
できる。上記フェノール系硬化剤（ｃ）のフェノール性
水酸基当量は、２００〜１０００ｇ／ｅｑである。フェ
ノール性水酸基当量が２００ｇ／ｅｑ未満であると、例
えば、上記一般式（Ｉ）において、ａが１未満となり、
このようなものは合成することができないので存在せ
ず、原料入手上の問題があり、１０００ｇ／ｅｑを超え
ると高分子量となり、塗装時の塗料温度が低下した場
合、溶融しにくくなって平滑な塗膜が得られないので、
上記範囲に限定される。上記フェノール系硬化剤（ｃ）
の具体例としては、例えば、エピキュア１７１（油化シ
ェルエポキシ社製、水酸基当量２４５ｇ／ｅｑ）、エピ
キュア１７２（油化シェルエポキシ社製、水酸基当量３
６０ｇ／ｅｑ）、ＺＸ−７９８（東都化成社製、水酸基
当量７００ｇ／ｅｑ）等を挙げることができる。

【００１９】本発明においては、上記フェノール性水酸
基当量２００〜１０００ｇ／ｅｑのフェノール系硬化剤
（ｃ）を、フェノール性水酸基当量に対する上記ビスフ
ェノールＡエポキシ樹脂（ａ）のエポキシ当量及び上記
ビスフェノールＦエポキシ樹脂（ｂ）のエポキシ当量の
合計が、１．５／１〜０．７／１となる割合で含有させ
る。上記割合が０．７／１未満であると、硬化剤が過剰
となり、塗膜中に残存して耐食性が低下し、１．５／１
を超えると、架橋不足で可撓性が不足し、曲げ加工性が
低下するので、上記範囲に限定される。好ましくは１．
４／１〜０．８／１であり、より好ましくは１．３／１
〜０．９／１である。

【００２０】本発明においては、上記ビスフェノールＡ
エポキシ樹脂（ａ）及び上記ビスフェノールＦエポキシ
樹脂（ｂ）を併用し、上記フェノール系硬化剤（ｃ）と
組み合わせて使用する。ビスフェノールＡエポキシ樹脂
は、フェノール系硬化剤と組み合わせて使用した場合、
塗膜の可撓性、耐衝撃性等の物理的特性に優れている
が、曲げ加工部における塗膜の密着性、防食性に劣る。
一方、ビスフェノールＦエポキシ樹脂をフェノール系硬
化剤と組み合わせて使用した場合は、ビスフェノールＡ
エポキシ樹脂と組み合わせた場合に比べて、塩水噴霧試
験や陰極剥離試験等の長期防食性に極めて優れている
が、可撓性等の曲げ加工性に劣る。本発明の加工鋼材用
エポキシ粉体塗料は、上述の知見に基づいて、上記ビス
フェノールＡエポキシ樹脂（ａ）及び上記ビスフェノー
ルＦエポキシ樹脂（ｂ）の両者を上記割合で併用し、上
記フェノール系硬化剤（ｃ）を組み合わせて使用するこ
とにより、曲げ加工性と曲げ加工部における塗膜の密着
性、防食性との両立をはかるものである。

【００２１】本発明においては、上記各成分の他に、必
要に応じて、更に、ノボラックエポキシ樹脂、トリグリ
シジルイソシアネート等の多官能エポキシ樹脂等の樹脂
成分を併用することができる。上記多官能エポキシ樹脂
の併用によって、更に架橋度を上げて塗膜の強度を向上
させることができる。上記ノボラックエポキシ樹脂とし
ては、例えば、エピハロヒドリンとノボラック型フェノ
ール樹脂、ノボラック型クレゾール樹脂とを反応させて
得られるもの等を挙げることができ、このようなものと
しては、例えば、次の一般式（ＩＶ）で表されるもの等
を挙げることができる。

【００２２】

【化５】

【００２３】式中、ｄは、１〜７の整数を表す。また、
本発明においては、粉体塗料に通常使用される硬化促進
剤、顔料、フロー調整剤、流動調整剤等が添加されても
よい。上記硬化促進剤としては、例えば、２−メチルイ
ミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２
−フェニルイミダゾール等のイミダゾール類；イミダゾ
リン類を挙げることができる。上記顔料としては、例え
ば、酸化チタン、カーボンブラック、フタロシアニンブ
ルー等を挙げることができる。

【００２４】本発明の加工鋼材用エポキシ粉体塗料は、
粉体塗料製造分野で通常使用される方法によって製造す
ることができ、例えば、上記各成分を予備混合した後、
溶融混合機で溶融混合したものを粉砕機にかけて粉砕
し、分級機で粒度分布を調整して得ることができる。

【００２５】本発明の加工鋼材用エポキシ粉体塗料は、
静電塗装方法等の通常の方法で塗装することができる。
本発明の加工鋼材用エポキシ粉体塗料の適用対象は特に
限定されないが、特に鋼管、鉄筋、鋼線等の施工時に任
意の角度に曲げ加工を施されて使用される加工鋼材に好
適に使用することができる。また、重防食の必要な場合
等には、所望により、りん酸亜鉛処理、クロメート処理
等の化成処理を併用することによって、更に防食性を増
大せさることができる。

【００２６】

【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。

【００２７】実施例１〜４、比較例１〜５ ビスフェノールＡエポキシ樹脂としてエピコート１００
５Ｆ（油化シェルエポキシ社製、エポキシ当量１０００
ｇ／ｅｑ）を、ビスフェノールＦエポキシ樹脂としてエ
ピコート４００５Ｐ（油化シェルエポキシ社製、エポキ
シ当量１０１０ｇ／ｅｑ）を、フェノール系硬化剤とし
てエピキュア１７１（油化シェルエポキシ社製、水酸基
当量２４５ｇ／ｅｑ）を、ノボラックエポキシ樹脂とし
てエポトートＹＤ−７０１（東都化成社製、エポキシ当
量２０６ｇ／ｅｑ）を、それぞれ表１に示す割合で配合
し、更に、各実施例及び各比較例それぞれに、表１に示
した配合成分以外に、顔料として二酸化チタン（ＣＲ−
５０、石原化学社製）を樹脂１００重量部に対して２０
重量部、及び、ファーストゲンブルーＮＫ（大日本イン
キ社製）を樹脂１００重量部に対して０．５重量部配合
した。各成分をスーパーミキサー（三井三池社製）で予
備混合した原料を、溶融混合機（ブスコニーダー、ブス
社製）で溶融混合した。溶融混合した原料を粉砕機（Ａ
ＣＭ−６０、ホソカワミクロン社製）で粉砕し、分級機
（ダルトン、ダルトン社製）で粒度分布を調整して、各
実施例及び各比較例の粉体塗料を得た。

【００２８】得られた各粉体塗料を、それぞれ、６×７
０×１５０ｍｍのグリットブラスト処理鋼板に静電スプ
レーを使用して塗装した。各鋼板は、２１０〜２３０℃
に予熱して使用した。塗装後、２００℃、１０分間焼き
付けして、膜厚１５０〜２５０μｍの塗膜を形成した塗
板を得た。

【００２９】評価 得られた各塗板を、下記の項目について性能を評価し
た。結果を表１に示した。 １．曲げ加工性 塗板を１００ｍｍ間隔に水平に設置した２つの支点間に
水平に置き、先端の曲率半径が５ｍｍの加圧くさびを支
持支点間の中央にあてて、曲げ速度１００ｍｍ／分で曲
げ角度３０°になるように塗板を曲げた。塗板の温度は
０℃とした。曲げられた塗板の山型の部分の塗膜の状態
を観察して、曲げ加工性を評価した。評価基準は下記の
ものとした。 ○：異常なし △：小亀裂が発生 ×：大亀裂が発生 ２．曲げ部密着性 ＪＩＳ Ｋ ５４００ ８．５．３に準拠して、Ｘカッ
トテープ法によって評価した。 ３．耐食性試験 曲げ加工部にカッターナイフで３０ｍｍの切れ込みを入
れ、３モル／Ｌの濃度のＮａＯＨ水溶液に２０℃、９６
時間浸漬後、切れ込み部分からカッターナイフを差し込
んで塗膜をこじあけ、塗膜の剥離距離を測定して評価し
た。評価基準は下記のものとした。 ○：剥離距離５ｍｍ以下 △：剥離距離６〜１０ｍｍ ×：剥離距離１１ｍｍ以上

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明は、上述の構成により、曲げ加工
部の塗膜の密着性、防食性に優れているので、施工後の
加工鋼材の防食性向上を実現することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エポキシ当量５００〜２０００ｇ／ｅｑ
   のビスフェノールＡエポキシ樹脂（ａ）９７〜５０重量
   部、及び、エポキシ当量５００〜２０００ｇ／ｅｑのビ
   スフェノールＦエポキシ樹脂（ｂ）３〜５０重量部を含
   有し、更に、フェノール性水酸基当量２００〜１０００
   ｇ／ｅｑのフェノール系硬化剤（ｃ）を、フェノール性
   水酸基当量に対する前記ビスフェノールＡエポキシ樹脂
   （ａ）及び前記ビスフェノールＦエポキシ樹脂（ｂ）の
   エポキシ当量の合計が、１．５／１〜０．７／１となる
   割合で含有してなることを特徴とする加工鋼材用エポキ
   シ粉体塗料。
2. 【請求項２】 フェノール系硬化剤（ｃ）が、次の一般
   式（Ｉ）で表されるものである請求項１記載の加工鋼材
   用エポキシ粉体塗料。 【化１】 式中、ａは、１〜４の整数を表す。