JPS60250075A - 鉄筋棒用粉体塗料組成物 - 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】 本発明は鉄筋棒用粉体塗料組成物に関するものである。

一般にコンクリート構造物においては、強度を持たせる
ため、通常鉄筋棒、特に、外周部に凸部を有する異形鉄
筋棒が挿入されている。従来、この鉄筋棒はコンクリー
トがアクリル性環境となっているため、その表面に不働
態皮膜と呼ばれる水和酸化物の薄い皮膜が形成され、そ
れ故鉄筋棒の腐食は、殆ど問題とならなかった。

しかしながら近年、骨材資源の涸渇に伴う海砂の使用、
融氷剤の散布等により、コンクリート中の鉄筋棒は、塩
素イオン等の腐食性物質と接触し、前記不働態皮膜が破
壊されたり、あるいは不働態皮膜の形成が阻害され、そ
の結果鉄筋棒に腐食が生じ問題になってきた。

そこで、鉄筋棒に耐腐食性、耐久性等の優れたエポキシ
樹脂系粉体塗料を塗装し、腐食から保護する方法が提案
された。

しかしながら塗装された鉄筋棒は、ロシ」字型等に変形
して使用されることが多いため、かかる粉体塗料として
、耐腐食性だけでなく、前記変形に対し塗膜が変質しな
い程度の曲げ加工性が良好であり、かつ異形鉄筋棒の異
形保持性が良好であるものが要求されるが、従来のエポ
キシ樹脂系粉体塗料でこれら条件を満たすものは未だ知
られていない。

本発明者らは、上記の如き現状に鑑み、エポキシ樹脂系
粉体塗料の耐腐食性、耐薬品性等の優れた性能を生かし
つつ、かつ曲げ加工性、異形保持性の優れた塗膜を形成
出来、加えて貯蔵安定性に優れ、速硬化可能な鉄筋棒用
エポキシ樹脂系粉体塗料につき鋭意検討の結果、本発明
に到ったものである。

すなわち本発明は、 （＾）（ｉ）１分子中に少なくとも２個以上のエポキシ
基を有し、かつ融点が５０〜１４０℃のエピクロルヒド
リン−ビスフェノール型エポキシ樹脂・・・・・・・・
・・・・・・・・・・５０〜９５重量％と（ｉｉ　）一
般式 （但し、ｍは４〜１８の整数であり、ｎは２〜２０の整
数である） で示される、融点５０℃以上のポリ酸ポリ無水物・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５〜５０
重量％とからなり、かつ前記ポリ酸ポリ無水物の酸無水
物当量対前記エポキシ樹脂のエポキシ当量比（酸無水物
当量／エポキシ当量）が０．６〜１．０になるように配
合してなる混合物・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・１００重量部（Ｂ）トリフ
ェニルホスフィン・・・・・・・・・・・・０．１〜４
重量部及び （Ｃ）超微粒子状無水シリカ・・・・・・・・・０．１
〜２重量部からなる鉄筋棒用粉体塗料組成物に関する。

本発明の粉体塗料組成物の一成分であるエピクロルヒド
リン−ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、エピク
ロルヒドリン−ビスフェノールＡ型、エピクロルヒドリ
ン−ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が使用されるが、
１分子中に少な（とも２個以上のエポキシ基を持つもの
が適当である。

エポキシ基の数が少な（なると塗膜強度、密着性等が低
下するので好ましくない。

またエポキシ樹脂の融点は５０〜１４０℃が適当である
。融点が５０℃未満では、粉体塗′料として必須の常温
での粉末状態を維持出来ず、貯蔵安定性が悪くなるので
好ましくない。逆に１４０℃を越えると、粉体塗料製造
の溶融練合工程では一般に温度を１４０℃以上とする必
要があることから、速硬化型粉体塗料である本発明の粉
体塗料組成物では溶融練合工程で一部反応が進行し、こ
れが塗膜性能、貯蔵安定性等に悪影響を及ぼすので好ま
しくない。

なお、前記のエピクロルヒドリン−ビスフェノール型エ
ポキシ樹脂としては、上記のエポキシ樹脂をダイマー酸
、ポリブタジェン、アクリロニトリルゴム、ノボラック
樹脂等で変性したものも使用可能である。

具体的には、市販のエポトートＹＤ−０１１、エポトー
トＹｌ）−０１２、エボトートＹ１〕−０１３、エボト
ートＹＤ−０１４、エボトートＹＤ−０１７、エポトー
）ＹＤＦ−１７０１、エポトートＹＤＦ−１７０４、エ
ポトートＹ［１Ｆ−１７０７（以上東部化成社製商品名
）；Ａ、Ｅ、Ｒ，６６１、Ａ、Ｅ、Ｒ，６６４、Ａ、Ｅ
、Ｒ，６６７（以上旭化成工業社製商品名）エピクロン
１０００、エピクロン１０．１０、エピクロン３０１０
、エピクロン３０５０　（以上大日本インキ化学工業社
製商品名）；ＥＰＯｔｌＫＲ−３０１、ＥＰＯＭＩＫ　
Ｒ−３０２、ＥＰＯＭＩＫ、Ｒ−３０４、ＥＰＯＭＩＫ
　５Ｒ−３３、ＥＰＯＭＩＫ　Ｒ−３０４Ｂ、ＥＰＯＭ
ＩＫ　Ｒ−’３０４Ｐ、ＥＰＯＭＩＫ　Ｒ−３０７（以
上三井石油化学エポキシ社製商品名）エピコート１００
１、エピコート１００ＩＦＲ、エピコー）１００２、エ
ピコート１００４、Ｊピコート１００４Ｋ、エピコート
ＤＸ−５５Ｘ、エビコー）１００７　（以上シェル化学
社製商品名）；Ｄ、Ｅ、Ｒ，６６１、Ｄ、Ｅ、Ｒ，６６
２、Ｄ、Ｅ、Ｒ，６６３Ｕ、、　Ｄ、Ｅ、Ｒ，６６４、
Ｄ、Ｅ、Ｒ，６６４Ｕ、、Ｄ、Ｅ、Ｒ，６６７（以上ダ
ウ・ケミカル社製商品名）等が代表的なものとして挙げ
られる。

また本発明の粉体塗料組成物の一成分であるポリ酸ポリ
無水物は、エポキシ樹脂の硬化剤として使用されるもの
で一般式 ％式％ （但し、ｍは４〜１８の整数であり、ｎは２〜２０の整
数である） で示される融点５０℃以上の化合物及び該化合物の混合
物である。

なお、一般式中、ｍ値が小さくなる程、塗膜の伸び、す
なわち可撓性のある塗膜が得られ難くなり、曲げ加工性
が悪くなる傾向にあるので４以上、特に好ましくは８以
上であることが好適である。

ｍ値が１８を越えると塗膜の硬さが低下するので好まし
くない。またｎ値が、２未満になると高温短時間硬化（
２３０℃、３分間）における塗膜性能が十分発揮されず
、逆に２０を越えると反応性が高まり、粉体塗料製造の
溶融練合工程で一部反応が進行し、塗膜性能、貯蔵安定
性に悪影響を及ぼすので、いずれも好ましくない。

またポリ酸ポリ無水物は、式で示すような直鎖の　ｉＣ
Ｈけ「　を有するものが望ましい。その他、一部側鎖を
有しているポリ酸ポリ無水物も使用し得る。

またポリ酸ポリ無水物の融点は５０°Ｃ以上であること
が必須である。融点が５０℃未満になると常温で粉末状
を維持出来ないため好ましくない。

具体的には市販の０３Ｋ−ＤＡ−３Ｌ−２０ＡＨ１Ｏ３
Ｋ−ＤＡ−３Ｌ−１２ＡＨ，０３Ｋ−ＤＡ−３Ｌ−２０
Ａ’ＤＡＨ（以上間材製油社製商品名）、ＤＳＰＡ　（
ＡＣＴジャパンリミテソト社製商品名）等が代表的なも
の・とじて挙げられる。

また本発明の粉体塗料組成物の一成分であるトリフェニ
ルホスフィンは、高温短時間硬化型粉体塗料として一応
の目安とされる、２３０℃、３分間の焼付条件でも優れ
た塗膜性能を発揮させるために使用される。

また本発明の粉体塗料組成物の一成分である超微粒子状
無水シリカは、通常平均粒径３０ｍμ以下の粒子で、そ
の表面積が１００ｍ２／ｇ以上のものであって異形鉄筋
棒に本発明の粉体塗料組成物を適用した場合、その凸部
の形状が損なわれない、すなわち異形保持性をよくする
ために使用される。

上記超微粒子状無水シリカとしては、例えばＡＥＲＯ３
ＩＬ１３０　（平均粒径１６ｍμ、表面積１３０ｍ”　
／ｇ）　、ＡＥＲＯ３ＴＬ２００　（平均粒径１２ｍμ
、表面積２００ｍ２　／ｇ）、ＡＥＲＯ３ＩＬ３００　
（平均粒径７ｍμ、表面積３００ｍ”／ｇ）、ＡＥＲＯ
３［ＬａＢ５　（平均粒径７ｍμ、表面積３８０ｍ２／
ｇ）、ＡＥＲＯ３ＴＬ　Ｒ９７２（平均粒径１６ｍμ、
表面積１１０ｍ２／ｇ）Ｃ以上、日本アエロジル社製商
品名）等が挙げられる。

本発明の粉体塗料組成物は、前記のエポキシ樹脂、ポリ
酸ポリ無水物、トリフェニルホスフィン及び超微粒子状
無水シリカを必須構成成分とするものである。

エポキシ樹脂と硬化剤としてのポリ酸ポリ無水物との配
合割合は、（５０〜９５）：　（５０〜５）〔重量基準
〕が適当である。この範囲内で本来の樹脂特性が発揮さ
れるからである。

またポリ酸ポリ無水物の酸無水物当量対エポキシ樹脂の
エポキシ当量の比率（酸無水物当量／エポキシ）が０．
６〜１．０になるようエポキシ樹脂とポリ酸ポリ無水物
とを配合する必要がある。

前記比率が１．０を越えると、粉体塗料の貯蔵安定性が
悪くなり、その結果例えば４０℃の条件下で７日間貯蔵
後の粉体塗料を用いて得られた塗装塗膜の、特に低温度
領域での、曲げ加工性が著しく悪くなる。また前記比率
が０．６未満になっても同様に、特に低温度領域での曲
げ加工性が著しく悪くなるのでいずれも好ましくない。

またトリフェニルホスフィンの使用量は、エポキシ樹脂
とポリ酸ポリ無水物の合計量１００重量部に対し０．１
〜４重量部が適当である。トリフェニルホスフィンの使
用量が０，１重量部未満になると高温短時間硬化（２３
０℃、３分間）における塗膜性能が十分発揮されず、逆
に４重量部を越えると耐腐食性等が低下するので、いず
れも好ましくない。

また超微粒子状無水シリカの使用量は、エポキシ樹脂と
ポリ酸ポリ無水物の合計量１００重量部に対し０．１〜
２重量部が適当である。超微粒子状無水シリカの使用量
が０．１重量部未満になると前記添加効果が認められず
逆に２重量部を越えると、塗膜の平滑性が悪くなり、ま
た塗膜にピンホールが発生し易（なるのでいずれも好ま
しくない。一本発明の粉体塗料組成物には、必要により
、通常粉体塗料に使用されている表面調整剤、タレ防止
剤、帯電防止剤等の添加剤；二酸化チタン、酸化鉄、カ
ーボンブラック、亜鉛粉末、アルミニウム粉末等の着色
顔料；硫酸バリウム、炭酸カルシウム、タルク、ガラス
繊維等の体質顔料；ノボラック樹脂、フェノキシ樹脂、
ブチラール樹脂、ケトン樹脂、ポリエステル樹脂等の改
質樹脂；エポキシ化油、ジオクチルフタレート等の可塑
剤等を有効量で適宜加えることが出来る。

本発明の粉体塗料組成物を製造するための代表的な方法
としては、前記エポキシ樹脂、ポリ酸ポリ無水物、トリ
フェニルホスフィン及び必要により前記添加剤、顔料、
樹脂等を添加したものを粗混合した後、加熱ニーグー、
加熱ロール、エクストルーダー等により通常７０〜１４
０℃程度で溶融混練し、冷却後、前記超微粒子状無水シ
リカをトライブレンドして粉砕する方法が使用しうる。

なお、超微粒子状無水シリカを他の成分と同時に溶融混
練させると前記添加効果が得られず、好ましくない。

このようにして得られる粉体塗料の平均粒径は３０〜１
５０μが適当である。

次に鉄筋棒の粉体塗装方法につき説明する。

鉄筋棒は、予めショツトブラスト、グリッドブラスト等
の表面処理をした後、加熱炉中で、予熱する。なお、本
発明において予熱せず、粉体塗料塗装後加熱する、いわ
ゆる後加熱方式でも可能ではあるが、塗膜中にボイドが
生じやすく、鉄筋棒の腐食原因となるので、適当ではな
い。

予熱温度は、本発明の粉体塗料組成物が１７０℃程度の
低温で、充分反応硬化するため、１７０℃程度でもよい
が、鉄筋棒の温度低下を考慮して１８０℃以上、好まし
くは２００〜２５０℃が適当である。

次いで、粉体塗料組成物を通常粉体塗料に使用される静
電粉体スプレー塗装機等にて膜厚約１８０〜２５０μに
なるよう上記鉄筋棒に塗装する。なお、塗装後の後加熱
は特に必要ないが、適当な温度に後加熱しても何等差し
支えない。

以上説明したエピクロルヒドリン−ビスフェノール型エ
ポキシ樹脂、ポリ酸ポリ無水物、リフェニルホスフィン
及び超微粒子状無水シリカを必須成分として含有する、
本発明の粉体塗料組成物は、曲げ加工性の優れた塗膜を
形成することが出来、また、溶融後のゲル化時間が短く
、従ってリフロー性が少ないため異形鉄筋棒に適用した
場合、その凸部の形状が損なわれない、すなわち異形保
持性が良く、さらに高温においても貯蔵安定性に優れ、
かつ速硬化可能であるという特徴を有している。

従って本発明の鉄筋棒用粉体塗料組成物は、当業界に於
いて至大な実用価値をもつものである。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお
、実施例中「部」および「％」は重量基準である。

実施例１〜９及び比較例１〜９ 第１表に示す、超微粒子状無水シリカを除く組成物をヘ
ンシェルミキサーで粗混合した後、二軸押出機にて溶融
練合し、これを冷却し、未粉砕ペレットを製造した。次
いでこのベレットに超微粒子状無水シリカを均一混合し
た後、粉砕機にて微粉砕し、１５０メソシユパスの粉体
塗料を調製した。

得られた粉体塗料を、２３０℃に予熱された、ショツト
ブラストを施した異形鉄筋棒（ＪＩＳＪ３１１２、径Ｄ
１９）表面に、静電粉体スプレー塗装機にて乾燥膜厚２
００μになるよう塗装し、次いで２３０℃、３分間焼付
けた。

得られた塗膜の性能試験をした結果を第２表に示した。

また前記粉体塗料をボ゛リエチレン製袋に入れ封をし、
４０℃の恒温器に７日間貯蔵した後、同様にして塗装、
焼付けした。得られた塗膜の性能試験をした結果を第２
表下欄に示した。

注１）実施例１〜６及び比較例１〜４及び６〜９エピコ
ー１−＃１００４（シェル化学社製商品名） 〔エポキシ当量９５０、融点１００℃〕実施例７〜９ エピコート＃１００４とエピコート＃ １００７　（シェル化学社製商品名） 〔エポキシ当量１９５０、融点１２７℃〕との（１：　
１）の混合物 比較例５ エピコート＃、１００９（シェル化学社製商品名） 〔エポキシ当量２９５０、融点１５０℃〕注２）実施例
１．３〜４ ０３に−ＤＡ−３Ｌ−２０ＡＨ（同村製油社製商品名） 〔前記一般式〇ｍ＝１４が約１０％、ｍ−１８が約９０
％の混合物で、ｎ＝３．２（平均値）である酸無水物当
量２５８、融点９５℃の化合物〕 実施例２ ０３に−ＤＡ−３Ｌ−２０ＡＨ＝４　（同村製油社製商
品名） 〔前記一般式のｍ−１４が約１０％、ｍ−１８が約９０
％の混合物で、ｎ＝１１（平均値）である酸無水物当量
３００、融点１００℃の化合物〕 実施例５及び比較例１〜５．８〜９ ０３に−ＤＡ−３Ｌ−２０ＡＤＡＨ（同村製油社製商品
名） 〔前記一般式のｍ＝４が約３０％、ｍ−１４が約７％、
ｍ−１８が約６３％の混合物でｎ＝３．２（平均値）で
ある酸無水物当量１８０、融点８６℃の化合物〕 実施例６〜９ ０ＳＫ−ＤＡ−３Ｌ〜１２ＡＨ（同村製油社製商品名） 〔前記一般式のｍ−１０、ｎ＝３．２（平均値）で、酸
無水物当量１７６、融点８４℃の化合物〕 比較例６ ジシアンジアミド 比較例７ アジピン酸ジヒドラジド 注３）　ＡＥＲＯ５ＩＬ　２００　（日本アエロジル社
製商品名）注４）塗膜状態を目視判定 ○：良好　×：不良 注５）異形鉄筋棒の凸部を目視判定 ○：異形鉄筋棒の異形性が保たれているもの 、×：異形鉄筋棒の異形性が保たれてないもの 注６）異形鉄筋棒を曲げ、その部分の塗膜状態を目視判
定 〔曲げ条件：温度５℃；４Ｄ（曲げ直径）Ｘ１８０’（
角度）〕 ○：異常なし　×：クランク等の異常有性７）１０％力
性ソーダ溶液（２０℃）に１００時間浸漬後の塗膜状態
を目視判定 ○：異常なし　×：艷引は等の異常有 第２表より明らかの通り本発明の粉体塗料組成物は優れ
た塗膜性能を有していた。

一方（酸無水物当量／エポキシ当量）比が１を越える比
較例１では、貯蔵後の曲げ加工性が悪かった。逆に前記
比が０．６未満の比較例２では曲げ加工性、耐アルカリ
性が悪かった。

また超微粒子状無水シリカが過剰の比較例３では、平滑
性、曲げ加工性が悪かった。逆に超微粒子状無水シリカ
を添加しない比較例４では異形保持性が悪かった。

また本発明のポリ酸ポリ無水物以外の硬化剤を使用した
比較例６．７では曲げ加工性が悪かった。

またトリフェニルホスフィンの添加量の少ない比較例８
では異形保持性、曲げ加工性、耐アルカリ性が悪く、逆
に過剰に添加した比較例９では耐アルカリ性、貯蔵後の
曲げ加工性が悪かった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）（ｉ）１分子中に少な（とも２個以上のエポキシ
   基を有し、かつ融点が５０〜１４０℃のエピクロルヒド
   リン−ビスフェノール型エポキシ樹脂・・・・・・・・
   ・・・・・・・・・・５０〜９５重量％と（ｉｉ）一般
   式 （但し、ｍは４〜１Ｂの整数であり、ｎは２〜２０の整
   数である） で示される、融点５０℃以上のポリ酸ポリ無水物・・・
   ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・５〜５０
   重量％とからなり、かつ前記ポリ酸ポリ無水物の酸無水
   物当量対前記エポキシ樹脂のエポキシ当量の比（酸無水
   物当量／エポキシ当量）が０．６〜１．０になるように
   配合してなる混合物・・・・・・・・・・・・・・・・
   ・・・・・・・・・・・・・・１００重量部、（Ｂ））
   １７フエニルホスフイン・・・・・・・・・・・・０．
   １〜４重量部及び （Ｃ）超微粒子状無水シリカ・・・・・・・・・０．１
   〜２重量部からなる鉄筋棒用粉体塗料組成物。