JPS63183966A - 上水道内面用エポキシ樹脂組成物 - 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〕 本発明は上水道用の鋼管、タンク、水処理設備に防食の
ために塗装されるエポキシ樹脂塗料組成物に関する。

〔従来の技術〕

従来、前記の上水道用の鋼管等の他、下水道鋼管等には
タールエポキシ樹脂塗料、タールウレタン樹脂塗料が塗
装されて来た。これらの塗料は耐水性に優れ、密着性、
耐衝撃性、厚塗特性等も優れており長期間にわたり使用
されて来ており、使用実績も蓄積されている。しかし近
時、新しいタイプの塗料の開発が望まれている。

前記塗料中のタールは耐水性を付与すると共に、塗膜に
柔軟性、可塑性、素地との密着性を付与する塗料改質材
、更に増量材的作用を有している。

このような改質材、増量材としては特公昭５Ｂ−２５３
４８号公報、特公昭５８−４６１３４号公報、特開昭５
５−３６２６３号公報に記載されたものが知られている
。これら公報に記載されたものは、イソプロペニルトル
エンを含むモノマーの？＆、（大抵重合物であり、他の
目的用の塗料としてはすぐれた改質材ではあるが、上水
道用に使用する場合には、後記の通り問題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、上水道用の鋼管、タンク等に広く使用されて来た
タールエポキシ樹脂塗料、タールウレタン樹脂塗料に替
わづてエポキシ樹脂塗料、ウレタン樹脂塗料の耐水性を
補い、素地との密着性を付与し、塗膜に可塑性、柔軟性
を与える改質材を開発し、この架橋樹脂成分と改質材更
に体質顔料の配合を調整して、上水道用の鋼管、タンク
用の塗料として総合的に防食性、密着性、耐薬品性、水
質適性、耐候性、成分同志の相溶性、温度勾配試験適性
、衝撃試験通性等に要求に適合する塗料組成物が求めら
れている。

前記イソプロペニルトルエンを含むモノマーの液状低重
合物を改質材として配合した塗料組成物は、上水道用に
使用した場合には、溶解試験で過マンガン酸カリ消費量
、味、臭気等の点で好ましくない、これらの水質通性の
点でも要求を充す塗料組成物が求められている。

一方、クマロン樹脂はインデン、クマロン、スチレンを
主成分とする共重合樹脂であり、石油樹脂はスチレン、
インデンを主成分とする共重合樹脂で、クマロンの存在
の有無により、若干性質を異にするが、共通成分も多り
、顕像した性質を有する。この両樹脂共、そのままでは
、通常使用される塗料樹脂との相溶性がよくない。塗料
用に改質されたクマロン樹脂は油性塗料、アルキッ、ド
樹脂塗料との相溶性は良好であるが、上水道用の鋼管、
タンク等に適するウレタン樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料
との相溶性がよくないという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

発明者等は前記のような問題点を解決するための研究を
行い、耐水性、防食性、塗装作業性、飲料水特性、コス
ト等の観点からポリウレタン樹脂塗料又はエポキシ樹脂
塗料が架橋樹脂成分として適当であり、エポキシ樹脂塗
料のエポキシ樹脂としてはビスフェノールＡ、ビスフェ
ノールＦ、ビスフェノールＡＤより選んだ１種又は２種
以上とエピクロルヒドリンとの反応物が温度勾配試験、
防食性、密着性、耐薬品性、水質適性の点で良好であり
、好ましいことを見出した。

更にエポキシ樹脂をアミン系硬化剤で硬化させた架橋樹
脂成分に配合する改質材としてはクマロン樹脂又は石油
樹脂にフェノール類を適当量共重合させた樹脂、スチレ
ン化フェノール、シクロペンタジェン樹脂より選んだ１
種又は２種以上からなる樹脂が相溶性、耐水性が良好で
価格も低度で最適である事を見出し本発明を完成した。

即ち本発明は、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、
ビスフェノールＡＤより選んだ１種又は　　　゛２種以
上とエピクロルヒドリンとを反応させたエポキシ樹脂と
アミン系硬化剤よりなる架橋樹脂成分１００重量部に対
し、クマロン樹脂又は石油樹脂原料油にフェノール又は
フェノールのアルキル誘導体を６重量％以上を添加して
重合させた樹脂、スチレン化フェノール樹脂、シクロペ
ンタジェン系樹脂より選んだ１種又は２種以上よりなる
塗料改質材５０〜７５重、量部を添加し、更に体質顔料
を加えたものを主成分とする上水道用ウレタン樹脂塗料
組成物である。

エポキシ樹脂用硬化剤としては変性ポリアミン系、アミ
ンアダクト系、ポリアミド系、ポリアミドアダクト系な
どのアミン系硬化剤が適当であり、中でも変性ポリアミ
ン系硬化剤が耐食性、水質通性共良好であり好ましい。

クマロン樹脂又は石油樹脂原料油は重合成分として３０
〜４０重量％を含有しているが、これをそのまま重合さ
せたものはエポキシ樹脂に対して相溶性がない。相溶性
はエポキシ架橋樹脂１００重量％にクマロン樹脂８０重
量％を混合してブリードがなく、硬化物が透明で分離が
なく、乱れのないものを相溶性良好と判定する。このク
マロン樹脂、石油樹脂原料油に対し、フェノール、０−
クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、キシレ
ノールの異性体等のフェノールのアルキル誘導体より選
んだ１種又は２種以上を６重量％以上添加し、三弗化硼
素、塩化アルミ、塩化第１錫、酸触媒などのカチオン重
合触媒で重合させた樹脂とするとエポキシ樹脂に対して
相溶性が良好となることを見出した。特にクマロン樹脂
はクマロンが、酸素極性基を含み、芳香族モノマーの含
有割合が多いので相溶性の点より好ましい。

フェノール類は不飽和２重結合を有しないが、各重合分
子の末端基として結合するものと考えられる。フェノー
ル類は６重量％以上を添加すると相溶性が良好となるが
、添加しすぎると、フェノール類のＯＨ基のためか、塗
膜の耐水性が劣るので６〜１２重景％重量囲が好ましい
、スチレン化フェノール、シクロペンタジェン系樹脂も
エポキシ樹脂に対し、良好な相溶性を示す。

スチレン化フェノールはスチレンにフェノール又はフェ
ノールのアルキル誘導体を添加して低重合させた液状フ
ェノール結合スチレン低重合物にホルムアルデヒド類を
重縮合させて得た粘度１０〜ｌＯＯポイズの樹脂である
。

シクロペンタジェン系樹脂は、主として石油原料中のシ
クロペンタジェン又はジシクロペンタジェンを重合させ
て得られる樹脂である。クマロン樹脂、石油樹脂中にも
少量ではあるがシクロペンタジェン樹脂をブロック共重
合している。

これらの塗料改質材はスチレン、インデン、クマロン、
シクロペンタジェンの中の一種又は２種以上をエポキシ
樹脂との相溶性がよくなるよう必要によりフェノール類
を末＠基に結合させた樹脂と総称することができる。

このようにして製造した改質材はエポキシ樹脂と混合し
、体質顔料、描変剤、溶剤を配合し、塗装に際してアミ
ン系硬化剤を混合し、塗装され、塗膜として硬化される
。この塗膜の試験として、長期耐久性の指標として温度
勾配試験と塗膜の水蒸気透過度試験がある。温度勾配試
験は塗膜側を６０℃の水に浸漬し、鋼板側を１５℃の水
に浸漬して塗膜のブリスター即ちフクレの発生を見る試
験であるが、一応１５日間フクレの発生がない事を指標
としている。水蒸気透過度試験は、塗膜をはがし、塗膜
１００μの厚み当り、１−当り２４時間にｉ３遇する水
蒸気のｇ数で測られ、Ｄｒ、Ｌｙ−ｓｓｙ製水蒸気透過
度測定装置で測定される。１４ｇ／ｒｄ・２４ｈｒ・１
００μ以下を一応の指標としている。架橋樹脂への改質
材の配合割合を順次多くしてゆくと、温度勾配試験のフ
クレの発生迄の日数が次第に長くなるが、ある割合をこ
えると、発生迄の日数が短くなってくる。即ち最適配合
割合の範囲がある。

又水蒸気透過度試験も、架橋樹脂に対する改質材の配合
割合を順次増加させると、改質材が耐水性に優れている
事を反映して、水蒸気透過度は次第に少くなるが、ある
割合を超えると、１３ｉｌＪ度は多くなる。即ちこれに
も最適配合割合の範囲がある。この再試験より改質材の
架橋樹脂成分に対する割合は５０〜７５重量％が最適で
ある事を見出した。

体質顔料としては、タルク、カオリン、炭酸カルシウム
、タルクとパライトの配合物、ガラスフレーク、フレー
ク状マイカ等が使用されるが、この顔料の樹脂成分に対
する割合についても、温度勾配試験において、顔料の配
合割合が低い時はフクレ発生までの日数が短く、配合割
合がある一定割合を超えるとフクレ発生迄の日数が１５
日を超える。しかし、−力水蒸気ｉ３過度の方は配合割
合が低い時は透過度が大であるが、配合割合の増加と共
に透過度が減少し、ある割合で最小となって、それ以上
配合すると再び透過度は増大する。ＩＩＩ］ち、最適配
合割合の範囲がある。この両者を総合して体質顔料の架
橋樹脂成分に対する割合は１００〜２００重置％の範囲
が最適である事を見出した。

嬉変剤は、塗装置回当りの膜厚を大きくし、塗膜のタレ
を小さくし、更に塗装中の粘度を小さくし作業性を高め
る目的で添加されるもので、一般に使用される様に１回
の塗装で要求される塗膜厚の機能に応じて最適量を添加
するが本発明では酸化ポリエチレンワックス、脂肪酸ア
マイドワックス、有機ベントナイトなどが使用され、塗
料組成物（硬化剤を入れる前の塗料のベース（主剤）を
１００重量部とする）に対する配合割合は０．６〜１．
２重量部が添加される。酸化ポリエチレンワックス、脂
肪酸アマイドワックス、又はこれに有機ベントナイト系
描変剤を加えたものが好ましい。

匡変則の適否は塗料組成物に対し混合した時の静置時と
攪拌時の粘度差が大であって、鋼板への最大付着量が大
である事、眉間密着性の良否で判定される。溶剤として
は芳香族系溶剤、ケトン系溶剤又はこの混合溶剤が適当
であるが、水質に対して影響しないものを選択する必要
がある。

本発明の塗料組成物の評価としてはＪ　ＷＷＡＫ−１１
５規格（日本水道協会規格）があり、塗膜性能と水に対
する溶解試験に分けて評価される。

塗膜物性としては、曲げ試験３８ｍｍ以上、衝撃試験で
は直接での＃Ｉ＃面積で３−以下、間接では剥げないと
いう特性を示す等規格に合格する。

又タールエポキシ樹脂塗料のＪＩＳ−に５６６４の耐防
食試験（耐アルカリ性、耐酸性、耐揮発油性、塩水噴霧
性、耐温性等）に合格する。

例えば、耐薬品性として５％硫酸、５％苛性ソーダ液、
３号揮発油中で３０日間浸漬して異常な（、ＪＷＷＡ　
　Ｋ−１１５の塩水噴霧試験（３０日）で異常なく、シ
ッップブライマーとの密着力１７〜１９ｋｇ／ｃｄ、眉
間密着性も良好という特性を示した。

上水道用塗料として必須の水に対する溶解試験において
も、２０℃×７５％ＲＨＸ　３０日の乾燥条件において
、ＪＷＷＡ　　Ｋ−１１５規格の水の濁度０．５度以下
、色度１度以下、ＫＭ、ｌＯ４消費量２．０　ｐ　ｐ　
ｍ以下、フェノール類０．００５　ｐ　ｐ　ｍ以下、ア
ミン、シアン検出せず、臭気、味異状なしという結果を
得ている。この結果はＪＷＷＡＫ−１１５の規格値を何
れも満足するものである。

〔実施例〕

エポキシ樹脂として旭化成社製のＡＥＲ，−３３７を使
用し、アミン系硬化剤として富士化成製の変性ポリアミ
ン（フジキュア４０３０）をアミン／エポキシ当量比＝
１．０で使用した。塗料改質材としては重合成分として
３５重量％含有するクマロン樹脂原料油にフェノールを
８重量％添加し、ＢＦｓコンプレックス触媒で重合した
クマロン樹脂（軟化点１１５℃）を使用した。架橋樹脂
３０重量％に対して、クマロン樹脂２１重量％を使用し
た０体１を顔料としては偏平タルクを４９重量％使用し
た。搗変剤としては酸化ポリエチレンヮッ゛クスと脂肪
酸アマイドワックスとのブレンド物（楠本化成製ディス
パロンＮＶＳ−１７）０．４部と有機ベントナイト系搗
変剤０．６部を使用した。

この塗料組成物を板厚０．８ｆｌの鋼板に塗布した塗膜
性能は第１表の通りであった。試験方法はＪＷＷＡ　　
Ｇ−１１２に準じて行う。但し衝撃試験、耐屈曲性はＪ
ＷＷＡ　　Ｋ−１１５による。

ＪＷＷＡ　　Ｋ−１１５の試験方法による水への溶解試
験の結果は第２表の通りである。

第１表 〔発明の効果〕 本発明の塗料組成物は水道用鋼管、タンク等に常用され
て来たタールエポキシ塗料と塗膜の特性において優ると
も劣らぬ特性を示した。又水への溶解試験でもＪＷＷＡ
　　Ｋ−１１５の規格を完全に満足するものであった。

即ち上水道用塗料組成物として実用上極めて存用な発明
である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェ
   ノールＡＤより選んだ１種又は２種以上とエピクロルヒ
   ドリンとの反応物であるエポキシ樹脂とアミン系硬化剤
   、この合計の架橋樹脂成分１００重量部に対し、クマロ
   ン樹脂又は石油樹脂原料油にフェノール、フェノールの
   アルキル誘導体より選んだ１種又は２種以上を６重量％
   以上を添加して重合させた樹脂、スチレン化フェノール
   樹脂、シクロペンタジエン系樹脂から選んだ１種又は２
   種以上からなる塗料改質材５０〜７５重量部を添加し、
   更に体質顔料を加えたものを主成分とする上水道用エポ
   キシ樹脂塗料組成物。
2. （２）エポキシ樹脂がビスフェノールＡとエピクロルヒ
   ドリンとの反応物である特許請求の範囲第１項記載の上
   水道用エポキシ樹脂塗料組成物。
3. （３）塗料改質材がクマロン樹脂原料油にフェノール、
   フェノールのアルキル誘導体より選んだ１種又は２種以
   上を６重量％以上添加して重合させたものである特許請
   求の範囲第１項記載の上水道用エポキシ樹脂塗料組成物
   。
4. （４）クマロン樹脂又は石油樹脂原料油に添加するフェ
   ノール、フェノールのアルキル誘導体より選んだ１種又
   は２種以上が６〜１２重量％である特許請求の範囲第１
   項記載の上水道用エポキシ樹脂塗料組成物。 （４）体質顔料が架橋樹脂成分１００重量部に対し１０
   ０〜２００部である特許請求の範囲第１項記載の上水道
   用エポキシ樹脂塗料組成物。