JPS63125578A - 金属表面を被覆するためのアルコキシシランを含有する水性分散液中のフツ素化ポリマーをベーシスとする組成物 - Google Patents

金属表面を被覆するためのアルコキシシランを含有する水性分散液中のフツ素化ポリマーをベーシスとする組成物

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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】 本発明は金属製品、特に鉄或はアルミニウム或はそれら
の合金製品の上にコーティング層を形成するのに適した
組成物に関し、該コーティング層は金a基体に対し極め
て高い接着力を示し及び次の仕上げコーティング層を塗
布するためのプライマーとして使用するのに適している
熱及び化学薬品に対し高い耐性を付与され、摩耗及び摩
擦に対する曳好な機械的強度を付与されたコーティング
を得るためにポリテトラフルオロエチレン(PTFE)
の水性分散液を用いることはよく知られている。同様に
、コーティング層の不透過性及び可撓性の改良された特
性を得るために・はとんどフッ化された少量のコモノマ
ーで改質されたPTFEを用いること、並びにPTFE
と他のフッ素化されたポリマーとのブレンドを用いるこ
とが知られている。これらのコーティングを達成する際
の本質的な技術的問題は金属基体への接着力によって示
され、製品を使用する温度が時には非常に高くなり得る
ことを考慮した場合、該接着力も極めて高くならなけれ
ばならない。
良好な接着力はポリマーの水性分散液中にクロム酸が、
特にリン酸と組合って存在することによって得られた。
この系は、クロム酸が得られたポリマーコーティング層
中に微量でも存在すれば、その毒性が高いことにより、
処理し念製品を食料領域において用いることは許容され
ない。
発明が解決しようとする間踵点 本発明の目的は、プライマーの機能を行ない基体に対し
極めて高い接着力を有し、極めて毒性の高い成分が存在
せず、塗被すべき製品に容易かつ確実に塗布するコーテ
ィング層を提供するにある7、 間急点を解決するための手段 これらの特徴を付与されたコーティング層を提供するこ
とは、pH値8〜10の範囲の水性相に可溶性のアルコ
キシシラン及びヒドロキシ−或はアミノ−カルボキシ酸
で錯化されたカチオン形のマグネシウム及び/又はアル
ミニウムを所定比に従って含有するフッ素化ポリマーの
水性分散液で構成される発明に従う組成物を用いること
によってITJ能になる。
アルコキシシランの量は、フッ素化ポリマー1本量部(
pbw)当り0.05〜0.4pbw、好ましくは0,
15〜0.22pbwの範囲内で構成される。
金属カチオンの1は、フッ素化ポリマー1 pbw当り
0.001〜0.05pbv、好ましくはα02〜0.
04pbwの範囲内で構成される。
金属カチオン用錯生成剤の量は、金属原子当り1〜4モ
ル、好ましくは各金属原子当り1〜2モルの範囲内で構
成される。
発明に従かう組成物に有用なアルコキシシランは、pI
(8〜10において水溶性の、アルコキシ基2〜3を含
有するものである。アルキルラジカル中にアミ7基を含
有するものが、溶解度が良好なことにより適している。
水不溶性のアルコキシシランを、可溶性にする目的で一
部加水分解し之後に用いることができる。例示の目的で
、3−アミノプロピル−トリエトキシシラン及びN−β
−(アミノエチル>−r−アミノプロピル−トリメトキ
シシランを直接使用用に、並びにγ−メタクリルオキシ
プロピル−トリメトキシシラン及びγ−グリシジルオキ
シプロビルートリメトキシシランを挙げることができる
。後者は、pH8〜10の水に十分可溶性にする之めに
pH3〜5で予備部分加水分解を受けなければならない
フッ素化ポリマーはすでに従来技術で用いられたものの
内のポリマーにすることができ、例えばポリテトラフル
オロエチレン(PTFE) 、はとんどフッ素化された
コモノマーの少量で改質されたC!F4のポリマー、他
のフルオロオレフィンとのc、 F、ポリマー等にする
ことができる。
Mg及びAIカチオンについての錯生成酸として、酒石
酸、クエン酸、グリコール酸、アミノ酢酸等を挙げるこ
とができる。
すでに述べた通りに、発明に従かう水性媒質組成物は、
8〜10、好ましくは9〜9.5の範囲内のpHを持た
なければならない。pH値は、塩基性物質、例えば、N
HI 、NaOH,KOH−L i OHを加えること
によって調整することができる。
この配合物を当業者に知られた慣用の方法に従がって彩
色し、脱イオン水で希釈し、更に非イオン性界面活性剤
、好ましくはフェノール分子当りエトキシ分子8〜90
を含有するポリエトキシル化アルキルフェノールの群に
属する界面活性剤をドライポリマーに対しα5〜8重量
%の範囲内の濃度で加えることによって安定化させるこ
とができる。このようにして得たペイントを一坦焼結し
て厚さ1〜20ミクロン、好ましくは3〜10ミクロン
を有するフィルムを有するために、あらかじめサンドブ
ラストかけし及び脱脂した金属基体に、最も普通の塗布
技法(スプレー−ペインティング、70−一ベインティ
ング、ローラー−コーティング等)を用いて塗布するこ
とができる。
そのようにして得喪コーティングは、金属支持体に粘着
するに至る。発明に従かう組成物は、ア/L/ζニウム
、鉄及びそれらの合金の表面に有利に用いることができ
る。
下記の例は本発明を説明する目的で与えるもので、下記
の例に或は下記の例によって制限するものと考えるべき
ではない。
例1 クエン酸115gを含有する脱イオン水409に(Mg
COs)a・Mg(OH)雪・5H1089を溶解した
次いで、二塩基性クエン酸アンモニウム12gを加えた
。溶液をf過し及びその重量を脱イオン水により759
にm整した。
次いで、プライマーペイントを下記の順序でブレンドし
て調製しfl、、: 5.5%のトリトン(Trlton)X−100を分散
させた60%− 水PTFE懸濁液         20 g脱イオン
水           10 9Mg溶液     
        17.6 g3−アミノプロピル−ト
リエトキシシラン     2.49溶液のpHを、L
iOHを加えることによって93の値に調整した。
このペイントを、フイルムスプレダーで、あらかじめサ
ンドブラストかけし及びトルエンで脱脂しておいたアル
ミニウム支持体に塗布した。フィルムを400℃におい
て9分間焼結し、こうして厚さ7ミクロンのコーティン
グを得た。該コーティングに、接着試験をASTM D
3359−78基準に記載する通りにして行なった。特
殊なスクエアリング装置を用いて、被覆表面に100の
正方形(各々の辺はj mm )のグリッドを正方形に
区切り、該グリッドに接着テープを貼付は及び剥離する
ことによって取り去られるコーティングの正方形のパー
センテージを観測する。試験片を水中に3日間浸漬した
後も、同じASTM基準が与えるスケールに従がって接
着度5が観測される。
例2 下記の組成を有する溶液を調製する: クエン酸−水和物           313g(M
gCOs)4・Mg(OH)s・5H鵞0      
1 t3g30%NH4OH16g 脱イオン水              1009にす
るこの溶液のpH値は9である。
プライマーペイントを下記をブレンドして作る:3−ア
ミノプロピル−トリエトキシシラン       5g
p H9OM 17g溶液             
  1z69このペイントをアルミニウム基体に吹付け
、400℃において9分間焼結した後に厚さ7ミクロン
を示すフィルムを生じる。本例においても、接着試験は
接着度5を与え九〇 例3 下記の溶液を調製する: 脱イオン水            5oりAt(No
、)、・9H,029,13gクエン酸−水和物   
        313932%のNH,OH2人5g この溶液をN a OHでpH9に調整し、次いで脱イ
オン水で200gに調整する。この溶液を用いて下記の
組成を有するプライマーペイントを作る=3−アミノプ
ロピル−トリエトキシシラン       5gp)t
9clAI溶液               209
脱イオン水             10g400°
Cにおいて9分間焼結した後に厚さ6ミクロンを生ずる
フィルムを得るために、このペイントをアルミニウムシ
ート(寸法: 20cWIX 10口、厚さj mm 
)に吹付ける。この場合も、接着度は5に等しい結果で
ある。
例4 下記の組成を有するペイントを調製する:3−アミノプ
ロピル−トリエトキシシラン      59例2用に
調製したMg溶液            15g脱イ
オン水                 15gこの
ペイントラ用い、スプレーガンによってアルミニウム基
体に塗被する。400 ’Cにおいて9分間焼結した後
に得たフィルムは厚さ7ミクロン及び支持体への良好な
接着力を示す。
例5 例3で使用したのと同じAl溶液を用いて下記の組成を
有するブライマーペイントを調製する860重量%のP
TFE懸濁液           459pH9のA
1溶液               20り脱イオン
水                 10gこのペイ
ントは、サンドブラスト掛けしたアルミニウム基体に吹
付けた場合に、前の例に開示した通りの様式に従がって
焼結した後に支持体への良好な接着力を示すフィルムを
形成する。
例6 3−アミノプロピル−トリエトキシシランの代りに、あ
らかじめ加水分解しない(よって適用条件下で不溶性)
化合物−メタクリルオキシプロビル−トリメトキシシラ
ン4.8%の等量を用いて例1の組成を有するペイント
を調製する。ペイントをフィルム−スプレッダ−によっ
て塗布し及び400°Cにおいて9分間焼結する。生成
したフィルムは厚さ6ミクロンを有し、例1よりも低い
接着レベル(ASTMスケールの値2)を示ス。
比較例1A プライマーペイントを下記の通りにして調製する: 顔料20%の水性分数液             2
0g脱イオンH!0                
   15gこのペイントをサンドブラスト掛けしたア
ルミニウム基体にフィルム−スプレッダ−により400
℃において7分間焼結した後に厚さ6ミクロンを有する
コーティングを得るような方法で塗布する。
このようなフィルムは、とりわけ、試験片を水中に数時
間浸漬し続けた後に良好な接着力を持つ結果にならない
比較例2人 下記の組成を有するブライマーペイントを調製する: 60%のP T F EM濁液           
 45g脱イオン水            109こ
のペイントは、サンドブラスト掛けしたアルミニウム基
体にフィルム−スプレッダ−によって塗布した場合に、
590°Cにおいて7分間焼結した後に、支持体への良
好な接着力を示さないフィルムを生じる(コーティング
厚さ=7ミクロン)。
比較例3A 例1に類似するが、3−アミノプロピル−トリエトキシ
シランに代えてケイ酸ナトリウム(NalS ios 
t 329 ) を用いることのみ変更してプライマー
ペイントを作る。Mgイオンとケイ酸塩とが同時に存在
することにより、即座の及び激しい沈殿を引き起こす。
こうして、もはやアルミニウム支持体に塗布し得ない分
散液が得られる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、pH8〜10の水性相に可溶性のアルコキシシラン
    、ヒドロキシ−或はアミノ−カルボキシ酸で錯化したカ
    チオン形のマグネシウム及び/又はアルミニウムを含有
    するpH8〜10の範囲のフッ素化ポリマーの水性分散
    液を含み、アルコキシシランの量は重量によりフッ素化
    ポリマー1部当り0.05〜0.4部の範囲であり、金
    属カチオンの量は重量によりフッ素化ポリマー1部当り
    0.001〜0.005部の範囲である金属表面にコー
    ティング層を形成するのに適した組成物。 2、フッ素化ポリマーがポリテトラフルオロエチレンで
    ある特許請求の範囲第1項記載の組成物。 3、Mg或はAlカチオンについての錯生成酸を酒石酸
    、クエン酸、アミノ酢酸、グリコール酸から選ぶ特許請
    求の範囲第1項記載の組成物。 4、アルコキシシランが3−アミノプロピル−トリエト
    キシシラン或はN−β−(アミノエチル)−γ−アミノ
    プロピル−トリメトキシシランである特許請求の範囲第
    1項記載の組成物。 5、アルコキシシランをあらかじめpH3〜5で一部加
    水分解したγ−グリシドオキシプロピル−トリメトキシ
    シラン及びγ−メタクリルオキシプロピル−トリメトキ
    シシランから選ぶ特許請求の範囲第1項記載の組成物。 6、pH8〜10の水性相に可溶性のアルコキシシラン
    、ヒドロキシ−或はアミノ−カルボキシ酸で錯化したカ
    チオン形のマグネシウム及び/又はアルミニウムを含有
    するpH8〜10の範囲のフッ素化ポリマーの水性分散
    液を含み、アルコキシシランの量は重量によりフッ素化
    ポリマー1部当り0.05〜0.4部の範囲であり、金
    属カチオンの量は重量によりフッ素化ポリマー1部当り
    0.001〜0.005部の範囲である金属表面にコー
    ティング層を形成するのに適した組成物をプライマーの
    機能を行なうコーティング層を形成するのに使用する方
    法。 7、コーティング層を鉄、アルミニウム或はそれらの合
    金の表面に形成する特許請求の範囲第6項記載の使用方
    法。
JP62229960A 1986-09-16 1987-09-16 金属表面を被覆するためのアルコキシシランを含有する水性分散液中のフツ素化ポリマ―をベ―シスとする組成物 Expired - Fee Related JP2537639B2 (ja)

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