JPS6030349B2 - コ−テイング材 - Google Patents

コ−テイング材

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JPS6030349B2
JPS6030349B2 JP11821979A JP11821979A JPS6030349B2 JP S6030349 B2 JPS6030349 B2 JP S6030349B2 JP 11821979 A JP11821979 A JP 11821979A JP 11821979 A JP11821979 A JP 11821979A JP S6030349 B2 JPS6030349 B2 JP S6030349B2
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功 遠藤
高史 今井
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Momentive Performance Materials Japan LLC
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Toshiba Silicone Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、Q,山一ジヒドロキシポリ(ジオルガノシロ
キサン)を、1分子中に平均2個以上のオルガノアミノ
キシ基を有する有機ケイ素化合物で架橋することにより
ゴム状弾性体を得る、特に保存安定性の改良された室温
硬化性ポリオルガノシロキン組成物を用いたコーティン
グ材に関し、特に、耐候・性、耐水性とともに、優れた
柔軟性と伸びを有し、かつ施工直前に架橋剤などを配合
する必要のない、改良されたコーティング材に関する。
建築および構築物に塗装されるコーティング材は、日光
、紫外線、水などの影響を受けず、かつ、基材の膨張、
収縮に追随してひび割れや剥離を生じないことが要求さ
れる。従来から建築や構築材に用いられてきたアクリル
塗料、ポリエステル塗料、メラミン塗料、ウレタン塗料
、ピニル塗料、油性塗料などは、これらの条件を満足す
るに至らず、ひび割れなどにより、基材が直接外部に露
出して腐食を起こすという問題があった。そのため、工
業地帯や海岸のような環境条件のきびしいところでは、
長くても数年後には、再塗装などの手間をかける必要が
あるが、鉄橋、鉄塔、製鉄所や工場の屋根、架横などは
、このような再塗装には多額の経費が必要であった。室
温で硬化しうるポリオルガノシロキサンを用いた塗料が
提案され、この問題はきわめて劇的な解決が与えられた
そのひとつは、架橋剤としてオルガノアミノキシ基を分
子中に平均2個を越える数保有する有機ケイ素化合物を
用いるもの(特藤昭54−55840号)であり、他の
ひとつは、架橋剤としてケトオキシム基、アミノ基、お
よび/またはァミド基を分子中に平均2個を越える数保
有する有機ケイ素化合物を用いるもの(袴顔昭弘一78
463号)である。いずれもシリコーン個有の耐候性、
耐水性を十分に発揮するすぐれた塗料である。前者は特
に柔軟性と伸びに殴れ、後者はあらかじめ架橋剤や触媒
など必要な成分をすべて主剤と同じ容器に収容して保存
することが可能で、空気中の水分に触れて硬化する機構
をもつので、施工直前に配合操作を行う必要がないとい
う、それぞれの利点がある。しかし、前者は施工直前に
配合を行う煩雑さと、それに伴う計量ミスの危険があり
、後者は前者に比べて柔軟性と伸びが劣るという問題点
があり、その解決が望まれていた。本発明者らの一人は
、さきに、架橋剤としてオルガノアミノキシ基を有する
有機ケイ素化合物を架橋剤として用いる室温硬化性ポリ
オルガノシロキサン組成物の保存安定性の改良の研究を
行う過程で、この組成物にイソシアネート基を有する化
合物を添加することにより、保存安定性の飛躍的な改良
を行い得ることを見出した(特豚昭53一36983号
)が、さらに、この技術をコーティング材の領域に適用
することが可能であり、特にこの穣のコーティング材に
必要な、煩斜面や垂直面への塗布の際に垂れ流れない性
質(ノンサグ性)やチキントロピー性が付与されるとと
もに、皮膜の強轍性が害われないことを見出し、それに
よって、施工直前に配合操作を行う必要がなく、しかも
優れた柔軟性と伸びを持って、基材の膨張、収縮や振動
にも耐え得るコーティング材を完成して、本発明をなす
に至った。すなわち本発明は、弧 −般式 日0(R2
Si0)nH(式中、Rは互に同一または相異なる1価
の置換または非置換の炭化水素基、nは下記の粘度を満
足させる数)で表わされ、温度25ooにおける粘度が
500〜3000000比PであるQ,山一ジヒドロキ
シポリ(ジオルガノシロキサン)10の重量部、【B}
ケイ素原子に結合せるオルガノアミノキシ基を分子中
平均2個を越える数保有する有機ケイ素化合物0.1〜
3の重量部、【C} 分子中に1個以上のィソシアネー
ト基を有する化合物0.001〜2の重量部、{D}無
機質粉末30〜50の重量部で、そのうちガラスビーズ
10〜30の重量部および佃 有機溶剤を必須の構成成
分として含有する組成物から成ることを特徴とするコー
ティング材。
本発明に用いられる■成分のQ,■ージヒドロキシポリ
(ジオルガノシロキサン)は、一般式日○(R2Si○
)nH(式中R、nは前述のとおり)で表わされ、25
℃における粘度が500〜3000000比P、好まし
くは2000〜100000比Pのものである。
RIとしてはメチル基、エチル基、プロピル基、プチル
基、ビニル基、フェニル基のような1価の炭化水素基、
クロロメチル基、シアノヱチル基、3,3,3一トリフ
ルオロプロピル基のような1価の置換炭化水素基が例示
され、互に同一でも相異なっていてもよい。コーティン
グ材としての特性、とくに柔軟性と伸びに優れ、素材の
膨張、収縮に追随できること、耐涙性の優れていること
、適度の硬化度を有すること、硬化前の組成物として適
度の流動性などを満足させるには、Rの85%以上がメ
チル基であることが好ましく、特にRがすべてメチル基
であるものはこれらの特性、およびQ,山一ジヒドロキ
シポリ(ジオルガノシロキサン)の合成の容易さからみ
て有利である。また、耐寒性や耐熱性が要求される場合
には、Rの一部としてフェニル基を用いることが推奨さ
れる。nの範囲は、取扱の容易さ、組成物の流れ性、硬
化後のシーリング材の物性などから、Q,山一ジヒドロ
キシポリ(ジオルガノシロキサン)の粘度が2500に
おいて500〜3000000比Pの範囲になるように
選ばれる。かかるnの値はRの種類とそのモル比によっ
ても異なるが、Rがすべてメチル基の場合、200〜1
0000に相当する。その中でも、25qoにおける粘
度が2000〜100000比Pの範囲が好ましい。こ
れは、このような範囲よりも粘度の低いものを用いると
、コーティング材として必要な柔軟性と良好な破断時伸
びが得られないし、3000000比P以上のものは合
成しにくい。また粘度の高いものを用いると、組成物の
見選粘度が上って作業性が悪くなり、それを避けるには
多量の希釈剤ないし溶剤を必要とするからである。本発
明に用いられる【B}成分のオルガノアミノキシ基含有
有機ケイ素化合物は、Q,の−ジヒドロキシポリ(ジオ
ルガノシロキサン)の未端のシラノール基との間で脱ヒ
ドロキシルアミン反応を行うことによって、該ポリシロ
キサンの架橋および鎖長延長を行うもので、シラン誘導
体でも、鎖状、環状ないし分岐状のシロキサン誘導体で
もよいが、架橋によってゴム状弾性体を得るには、分子
中に平均2個を越える数のオルガノァミノキシ基を有す
ることが必要である。特に良好な反応性と柔軟性、高伸
長のシーリング材を得る目的からは、1分子中に2個お
よび3個のオルガノアミノキシ基を有する環状ポリオル
ガノシロキサンの組み合わせが好ましいが、前述のオル
ガノアミノキシ基平均保有量の範囲内で、1個および4
個以上のオルガノアミノキシ基を有する環状ポリオルガ
ノシロキサンを併用してもよい。特に優れた柔軟性を得
るために好ましいのは、少なくとも85重量%の1分子
中に2個のオルガノアミノキシ基を有する環状ポリオル
ガノシロキサンと、残余量の3個のオルガノアミノキシ
基を有する環状ポリオルガノシロキサンの組み合わせで
ある。ただし、汎成分として非常に高粘度の、たとえば
生ゴム状のo,山一ジヒドロキシポリ(ジオルガノシロ
キサン)を用いる場合には、1分子中に3個のオルガノ
アミノキシ基をもつものを上述の範囲より多く用い、極
端な場合、そのようなもののみを用いてもさしつかえな
い。アミノキシ基に結合させる有機基としてはメチル基
、エチル基、プロピル基、ブチル基、シクロヘキシル基
のような1価の炭化水素基2個か、ブチレン基、ベンテ
ン基のような2価の炭化水素基1個が例示されるが、原
料の入手のしやすさ、合成の容易さ、反応性、および放
出するオルガノヒドロキシルアミンの輝散のしやすさか
ら、エチル基であることが好ましい。かかるアミノキシ
基含有有機ケイ素化合物の例として、次のものが挙げら
れる。なお、以下簡単のために、各種有機ケイ素化合物
およびィソシアネート基含有化合物に関して次の略号を
用いる。(略号)Me:メチル基、Et:エチル基、B
u:ブチル基、VI:ビニル基、Ph:フェニル基、S
i(〇NEら)4,MeSi(〇NEら)3,PhSi
(〇NMe2)3,PhSi(ONEt2)3’MeS
i[〇NRH2)4]3 ,Et2NOMe2SiSi
Me20NEt2Et2NOMe2SiOSiMe20
NEt2Et2NOMe2SiOPh2SiOSiMe
20NEt2,〔OMe2SiONEt2〕3,PhS
j〔OMe2SiONEt2〕3このようなオルガノア
ミノキシ基含有有機ケイ素化合物の添加量は、凶成分の
Q,のージヒドロキシポリ(ジオルガノシロキサン)1
00重量部に対して0.1〜30重量部、好ましくは1
〜2の重量部の範囲から選ばれる。
オルガノアミノキシ基含有有機ケイ素化合物の添加量が
0.1重量部に満たないと、Q,山一ジヒドロキシポリ
(ジオルガノシロキサン)との反応速度が早くなって単
一の容器に収容することができず、添加量が3の重量部
を越えると、保存安定性が悪くなるとともに硬化性が低
下する。本発明に用いられるにー成分のィソシアネート
基含有化合物は、以下に述べる4つの作用をなすもので
ある。
第一に、系内に不純物として存在する徴量の水分と優先
的に反応することにより、コーティング材が保存中に水
分の影響で硬化することを防ぐ。第二に、‘B}成分中
に不純物として存在したり、凶成分と{B}成分が保存
中に部分的に反応することによって生成するオルガノヒ
ドロキシルアミソと反応して、他の無害な化合物に転化
せしめることにより、ポリシロキサン鎖を開裂させるこ
とが防止できるので、風成分と(Bー成分を単一容器に
収容して長期間保存することが可能となる。第三に、基
材に対する接着性向上剤として機能し、コーティング材
に不可欠な機材への接着性が付与されるので、あらかじ
め基材をプラィマーで処理する必要がない。第四に、金
属表面にコーティング材した際、表面の耐食性を著しく
向上させる。本発明に用いられるにー成分のィソシアネ
ート基含有化合物の例としては、OCN (CH2>6
NC○, などのィソシアネート基をもった単畠体や、などのアダ
クト体などの多量体、 (pは0または1以上の整数) などのウレタンポリマーなどである。
さらにMe3SINC○,Me2Si(NCO)2,P
hSi(NCO)3,Me3SIC日2NC○,Phぶ
i(C比NCO)2,(qは0または1以上の整数)な
どのィソシァネート基含有有機ケイ素化合物も有用であ
る。
このようなィソシアネート基含有化合物の添加量は、胸
成分のQ,wージヒドロキシポリ(ジオルガノシロキサ
ン)10の重量部に対して0.001〜20重量部、好
ましくは0.005〜5重量部の範囲から選ばれる。
添加量が0.001重量部禾満の場合は組成物に十分な
保存安定性と接着性を与えず、また2の重量部を越える
場合には、使用時、空気中の水分の影響で発泡したりす
るとともに、湿気により硬化を遅延させるからである。
本発明に用いられる助成分の無機質粉末は、未硬化の組
成物に適度の流れ性と皮膜にした際の厚み保持性を与え
、かつ、硬化後のコーティング材に必要な機械的性質を
与えるもので、煙霧質シリカ、焼成シリカ、沈澱シリカ
、粉砕シリカ、これらをオルガノクロロシラン類、ポリ
オルガノシロキサン類、またはへキサメチルジシラザン
などを用いて疎水化したもの、けいそう士、炭酸カルシ
ウム、有機酸で表面処理を施した炭酸カルシウム、マグ
ネシア、アルミナ、水酸化アルミニウムなどが例示され
る。
さらに本発明において特徴的なことは、無機質粉末の一
部または全部としてガラスビーズを用いることで、それ
によって硬化したコーティング材に耐磨耗性および耐汚
れ性を付与することができる6ガラスビーズ合平均粒蓬
は、好ましくは10〜800山、さらに好ましくは30
〜300一の範囲である。粒径が大きくなるにつれて保
存中の沈降、スプレー塗りの際の目づまり、硬化後のコ
ーティング材の機械的強度の低下などが起こり、好まし
くない。一方、粒径があまり小さいと、かなり多量に添
加しないと効果がない。無機質粉末の添加量は、風成分
のQ,の−ジヒドロキシポリ(ジオルガノシロキサン)
10の重量部に対して30〜50の重量部、好ましくは
50〜30の重量部の範囲である。無機質粉末の量が少
なすぎると十分な機械的性質が得られず、多すぎると保
存中に沈降したり、作業性を悪くしたり、硬化したコー
ティング材の皮膜が固くなりすぎて、十分な柔軟性が得
られないからである。また、無機質粉末のうちガラスビ
ーズの添加量は10〜30の重量部、好ましくは30〜
10の重量部の範囲である。
1の重量部禾満では耐磨耗性、耐汚れ性が十分でなく、
ガラスビーズが多すぎると、硬化したコーティング材が
脆くなるからである。
本発明に用いられる{E)成分の有機溶剤は、凶〜に)
成分を部分的ないし完全に溶解せしめるとともに{功成
分を分散させ、組成物に適度の粘性と流れ性を与えて塗
布を容易にするためのもので、トルエン、キシレン、ガ
ソリン、ナフサ、ベンジン、ケロシンのような炭化水素
類、トリクロロェチン、テトラクロロヱチレン、1,1
,1−トリクロロェタンのようなハロゲン化炭化水素類
テトラヒドロフラン、1,4ージオキサンのような環状
エーテル類が例示される。有機溶剤の量は、コーティン
グ材の方法、ポリオルガノシロキサンの粘度、基材の種
類によっても異なるが、風成分のo,w−ジヒドロキシ
ポリ(ジオルガノシロキサン)10の重量部に対して2
0〜100の重量部の範囲が好ましく、30〜20の重
量部の範囲がさらに好ましい。有機溶剤の量が少なすぎ
ると系の粘度が上って塗布しにくく、特にスプレーコー
トしにくい。また有機溶剤の量が多すぎると厚い皮膜が
得られず、頚斜面や垂直面に塗布する際に垂れ流れが見
られ、また、資源的にも無駄となる。本発明に用いられ
る組成物は、凶〜‘8成分から成るものであるが、必要
に応じて着色顔料、防カビ剤、灘燃化剤、希釈剤などを
添加してもさしつかえない。
本発明のコーティング材は、この組成物を単一の容器に
密閉収容することによって得られる。
客器としては、石油缶、べ−ル缶、ドラムのような金属
容器が例示されるが、この組成物が空気中の水分に触れ
ると硬化するので、湿気を遮断しうる構造の容器である
ことが必要で、通常の石油缶などに存在する呼吸孔を持
たず、密栓ないし密封される構造のものが用いられる。
また、溶剤を含むゆえに、パッキングを用いるときは耐
油性の材料を用いるか、内容物がパッキンに触れない構
造をとることが推奨される。コーティング材の塗布方法
としては、スプレー、はけ塗り、ロールコートなど、一
般に用いられる方法がそのま)用いられる。塗布後、コ
ーティング材は常温で溶剤を揮発せしめ、さらに常温で
放置することにより、硬化皮膜が得られる。本発明のコ
ーティング材から得られる硬化皮膜は、シリコーン個有
の耐涙性、耐久性に加えて、きわめて柔軟性と破断伸び
が大きいので基材の膨張、収縮や振動に追随できる利点
と、施工直前に一部の成分を配合する必要のない利点と
をもつ。
本発明のコーティング材は建築および構築物の耐食、防
水塗装に用いられ、特に鉄橋、鉄塔、製鉄所や工場の屋
根、架橋のコーティング材として有用である。以下、本
発明を実施例によって説明する。
実施例において、部はいずれも重量部を示す。実施例
1 25qoにおける粘度が300比pのQ,仇ージヒドロ
キシポリ(ジオルガノシロキサン)10の轍こ炭酸カル
シウム65部および平均粒径150ムのガラスビーズ5
碇部を均一に混練してベースコンパウンドを得た。
このベースコンパワンド‘こ、95重量%のと5重量%
のから成るァミノキ シ基含有ポリシロキサン混合物3部と、ィソシアネート
化合物として1部を添加し、ケロシン3碇都で希釈して
組成物11を調整した。
また、比較例としてィソシアネート化合物を添加しない
比較例組成物12を調整した。これらの組成物をそれぞ
れベール缶に密栓してコーティング材を得た。
これらのコーティング材の、温度2500における見掛
粘度は第1表のとおりである。これらをスプレーガンに
より、3比ネ×30肌、厚さ0.5肋の鰍鋼板の片面に
塗布し、常温で乾燥、7日間放置して硬化せしめ、軟鋼
板の表面に厚さ0.4側のゴム質の皮膜を得た。これら
の皮膜について、次のようにして耐久試験を行った。実
験A 温度150q0に2カ月間放置したのち、皮膜の
状態を観察し、また、折曲げて皮膜の亀裂、剥離の状態
をみた。
実験B温度90ooと−30qoに6時間ずつ交互に3
の副反覆放置したのち、同様に皮膜の状態の観察と折曲
試験を行った。
実験C ウェザーメーターにより、温度40ooで紫外
線照射を60餌時間行った。
その間、6時間間隔で15分間ずつ水の贋霧を行い、皮
膜の状態を観察した。
これらの結果は第1表に示すとおりである。
ついで、調整後、ベール缶に密栓した状態で14日間放
置したコーティング材について、同様に見掛粘度を測定
し、塗布性および皮膜の試験を行った。これらの結果を
第1表に示す。第1表 実施例 2 25q0における粘度が2000比PのQ,の−ジヒド
ロキシポリ(ジメチルシロキサン)100部に表面をへ
キサメチルジシランで処理した煙霧質シリカ15部、酸
化チタン8部、炭酸カルシウム4の都、および平均粒径
40rのガラスビーズ7碇部を均一に混合してベースコ
ンパウンドを得た。
このベースコンパウンドに、9紅重量%のと7重量%の から成るァミ/キシ基含有ポリシロキサン3部とOCN
−(C比)6−NCOO.5部を添加し、さらにキシレ
ン100部を添加して組成物21を調整した。
この組成物をベール缶に密栓して保存し、温度30℃で
70日間保存したものをコーティング材として用いた。
基村としては、30弧×6の、厚さ2柳の亜鉛鋼板を目
地幅0.5肋に3板固定したものを用いた。テフロンシ
ートの上に基材を上述の目地幅で固定し、コーティング
材を基材の片面と目地内にはけ塗りで塗布し、室温で乾
燥、硬化せしめて、厚さ0.7肋の硬化皮膜を得た。比
較のために、次のようなコーティング材で、同様の処理
を行った。
比較例 22 ガラスビーズのかわりに粉砕シリカ70部を用い、他は
組成物21と同様にして調製した組成物を同様にベール
缶に保管したもの比較例 23 ボイル油をベースにし、酸化チタンと体質顔料を加えて
調製された白色油系ペイントこれらの本発明のコーティ
ング材および比較例コーティング材をそれぞれ基材に処
理することによって形成した皮膜について、実施例1と
同様の耐久試験、および6カ月のば〈霧試験を行った結
果を第2表に示す。
第2表 実施例 3 25ooにおける粘度が550比Pで、8モル%のジフ
ェニルシロキシ単位と残余のジメチルシロキシ単位から
成るQ,山一ジヒドロキシポリ(ジオルガノシロキサン
)10部に水酸化アルミニウム60部、ガラスビーズ平
均粒蓬仏の45部を均一に混練してベースコンパウンド
を得た。
このベースコンパウンドに8の郭の工業ガソリン5号を
加え、さらに 、 91 重 量 % の
Et2NOWe2si○ph2si○siMe20NE
t2と9重量%のとから成るアミノキシ基含有ポリシロ
キサン5部と 0.8部を添加して組成物を 調製した。
この組成物を完全密封型のドラムに入れて密封し、コー
ティング材とした。このコーティング材をスプレーによ
り、30の×30伽、厚さ5弧のスレートの片側に塗布
し、室温で乾燥、硬化せしめて、厚さ0.5肋の皮膜を
得た。
この塗膜を温度100ooで1独特間放置し、ついで温
度40qoと一30COで6時間ずつ交互に12回放置
したが、皮膜に異常は認められなかった。実施例 4 2yoにおける粘度が約2000000比Pの生ゴム状
のQ,山一ジヒドロキシポリ(ジオルガノシロキサン)
5$部、2500における粘度が8000比PのQ,の
ージヒドロキシポリ(ジメチルシロキサン)30部、希
釈剤として25qoにおける粘度10比Stのトリメチ
ルシロキシ末端封鎖ポリ((ジメチルシロキサン)4の
部を混合して均一なポリシロキサンを得、これに炭酸カ
ルシウム6悦郡とガラスビーズ平均粒径80仏の6峠部
を均一に漉練してベースコンパウンドを得た。
このベースコンパゥンド‘こ100部のキシレンを加え
て混合し、2部とィソシアネ ート化合物 1部を添加して組成物を調製した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (A)一般式HO(R_2SiO)_nH(式中、
    Rは互に同一または相異なる1価の置換または非置換の
    炭化水素基、nは下記の粘度を満足させる数)で表わさ
    れ、温度25℃における粘度が500〜3000000
    0cPであるα,ω−ジヒドロキシポリ(ジオルガノシ
    ロキサン)100重量部、(B)ケイ素原子に結合せる
    オルガノアミノキシ基を分子中平均2個を越える数保有
    する有基ケイ素化合物0.1〜30重量部、(C)分子
    中に1個以上のイソシアネート基を有する化合物0.0
    01〜20重量部、(D)無機質粉末30〜500重量
    部で、そのうちガラスビーズ10〜300重量部、およ
    び(E)有機溶剤を必須の構成成分として含有する組成
    物から成ることを特徴とするコーテイング材。 2 (A)のRの85%以上がメチル基である、特許請
    求の範囲第1項記載のコーテイング材。 3 (A)のRがメチル基である、特許請求の範囲第1
    項記載のコーテイング材。 4 (B)の有機ケイ素化合物の量が1〜20重量部で
    ある、特許請求の範囲第1項記載のコーテイング材。 5 (B)の有機ケイ素化合物が、1分子中に2個およ
    び3個のオルガノアミノキシ基を有する環状ポリシロキ
    サンの混合物である、特許請求の範囲第1項記載のコー
    テイング材。 6 (B)の有機ケイ素化合物の少なくとも85重量%
    が、1分子中に2個のオルガノアミノキシ基を有する環
    状ポリシロキサンである、特許請求の範囲第5項記載の
    コーテイング材。 7 (B)のオルガノアミノキシ基の有機基がエチル基
    である、特許請求の範囲第1項記載のコーテイング材。 8 (C)のイソシアネート基含有化合物の量が0.0
    05〜5重量部である、特許請求の範囲第1項記載のコ
    ーテイング材。9 (D)のうちガラスビーズの量が3
    0〜100重量部である、特許請求の範囲第1項記載の
    コーテイング材。 10 ガラスビーズの平均粒径が10〜800μである
    、特許請求の範囲第1項記載のコーテイング材。 11 ガラスビーズの平均粒径が30〜300μである
    、特許請求の範囲第10項記載のコーテイング材。 12 (E)の有機剤の量が20〜1000重量部であ
    る、特許請求の範囲第1項記載のコーテイング材。
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