JPH0233071B2

JPH0233071B2 - Tainetsusuiseihifukusoseibutsu

Info

Publication number: JPH0233071B2
Application number: JP22519383A
Authority: JP
Inventors: Sadaichi Tonomura; Toshio Shinohara; Toshihiko Sato
Original assignee: Dai Nippon Toryo KK; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Dai Nippon Toryo KK; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1983-11-29
Filing date: 1983-11-29
Publication date: 1990-07-25
Anticipated expiration: 2003-11-29
Also published as: JPS60118756A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は耐熱水性の優れた被覆組成物に関す
る。更に詳しくは、常温乾燥することにより、耐
熱水性の他に、耐溶剤性、耐酸性、耐アルカリ性
等の諸特性が優れた塗膜を形成することができる
被覆組成物に関する。一般に熱交換器の内面、海水淡水化装置の内面
あるいはタンク内面等の塗膜は耐熱水性が要求さ
れているが、前記の如き被塗物の塗装面には、特
に大きな熱勾配がかかるため、使用中に塗膜のフ
クレ又はハガレが生じるという欠陥があつた。ところで従来耐熱水性塗料として市販されてい
るものは、液状エポキシ樹脂と体質顔料等の顔料
分からなる主剤に、硬化剤として脂肪族ポリアシ
ン又はポリアミド樹脂等を用いたものが多く、こ
の種塗料においては、一般に主剤中の体質顔料等
の顔料分は40重量％前後であつた。しかしてこのような塗料は、特に熱勾配のかか
る環境下での使用にはほとんど役立たないもので
あつた。このように公知の市販塗料においても、主剤中
の体質顔料等の顔料分の含有量を多くすることに
より、耐熱水性を向上せしめ、フクレ等の多少発
生しにくい塗膜を一応得ることができるが、一方
顔料分が50重量％以上というような割合になる
と、腐食性物質が塗膜を透過し易くなるため、塗
膜下の素地面に短時間で錆が発生し、かつ錆汁が
塗面に認められるというような各種欠点が現れ
る。しかしてこのような傾向は、塗装面に温度勾
配のかかる場合に一層顕著になる。従つて、現状では耐熱水性におけるフクレ発生
と錆発生を同時に防止することは非常に困難であ
つた。本発明は、前記の如き従来技術の欠点を改善又
は解消すべくなされたものであり、耐熱水性にお
けるフクレ発生の防止及び塗膜下の素地面の錆発
生防止は勿論のこと、その他耐酸性、耐アルカリ
性、耐溶剤性等化学的あるいは物理的特性の優れ
た塗膜を得るための被覆組成物を提供しようとす
るものである。即ち、本発明は、エポキシ樹脂固形分100重量部に対して、シラ
ンカツプリング剤10〜40重量部、吸油量40ml／
100ｇ以下の扁平状タルク250〜500重量部、着色
顔料０〜50重量部及びエポキシ樹脂用硬化剤１〜
50重量部を含む耐熱水性被覆組成物、に関する。本発明の耐熱水性被覆組成物に使用される前記
エポキシ樹脂とは、分子中に２個以上のエポキシ
基を有する樹脂であれば、どのようなものでもよ
い。しかし耐熱水性や密着性の観点から、エポキ
シ当量400〜2200の常温で固形の、ビスフエノー
ル型エポキシ樹脂の使用が好ましい。前記エポキ
シ当量が400にみたない場合には、耐熱水性試験
においてフクレが発生し易い傾向がある。又エポ
キシ当量が2200をこえると、溶剤に対する溶解性
が低下し、溶液の粘度も高くなるため、体質顔料
の使用量を多くすることが困難になり易いととも
に、架橋密度が低下する傾向がある。従つて、塗
膜の耐熱水性の向上もあまり認められず、被塗物
の使用可能温度も低くくなる傾向を示すようにな
る。前記ビスフエノール型エポキシ樹脂として
は、例えば油化シエルエポキシ(株)製商品名エピコ
ート1001、1002、1003、1004、1007；旭化成工業
(株)製商品名AER661、664、667；昭和電工(株)製商
品名401、104；大日本インキ化学工業(株)製商品
名；エピクロン1050、2050、4050、7050；東都化
成(株)製商品名エポトートYD−011、014、017；
ダウケミカル社製商品名DER661、664、667等の
常温で固形の樹脂を挙げることができる。これら
の樹脂は、１種もしくは２種以上の混合物として
使用することが可能である。又、前記エポキシ樹脂は、使用時に必要量の溶
剤に溶解して用いる。次に、本発明の被覆組成物に使用されるシラン
カツプリング剤は、塗膜の耐フクレ性、密着性等
を向上させると同時に、塗膜下での素地面の発錆
を抑制する効果を有するものである。前記シランカツプリング剤の使用量は、エポキ
シ樹脂（固形分）100重量部に対して、10〜40重
量部の範囲である。前記範囲でシランカツプリング剤を使用するこ
とにより、組成物中の不揮発分を低下させずに粘
度を下げることができる、そのため従来の組成物
では不可能な程度に顔料分含有量を高めることが
できるのである。すなわちこれが塗膜の耐フクレ
性を著しく向上せしめる一要因となるのである。前記範囲において、シランカツプリング剤の使
用量が10重量部にみたない場合には、塗膜の耐フ
クレ性、密着性及び塗膜下での発錆防止の全てを
同時に満足する塗膜が得られ難い。また、シラン
カツプリング剤の使用量が少ない場合には、組成
物の粘度及び顔料に対するヌレ効果の点から、顔
料成分含有量の低下が避けられず、従つて塗膜の
耐熱水性が低下する。加うるにシランカツプリン
グ剤は、組成物に混合される段階あるいは組成物
中で、空気中の水分と反応し消耗されるため、そ
の使用量が10重量部にみたないような場合には塗
膜性能にバラツキが認められるので好ましくない
のである。逆に、シランカツプリング剤の使用量が40重量
部をこえると、組成物中に一官能性化合物が多く
なり、塗膜の架橋密度が低くくなり、従つて塗膜
性能も低下するので好ましくない。又、経済的にも高価な原料を多量に使用すると
いうことになるため好ましくない。本発明の耐熱水性被覆組成物に使用される前記
シランカツプリング剤としては、通常市販されて
いるもの、例えば、γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン、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、γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミ
ノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラ
ン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エ
チルトリメトキシシラン等が挙げられ、これらは
１種もしくは２種以上の混合物として使用可能で
ある。本発明の各種目的から特に好ましいシランカツ
プリング剤は、γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン及び／又は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
り、例えば、信越化学工業(株)製商品名KBM403、
KBM603；日本ユニカ(株)製商品名Ａ−187、Ａ−
1120；トーレシリコン(株)製商品名SH6040等が挙
げられる。本発明の耐熱水性被覆組成物に使用される体質
顔料は、吸油量40ml／100ｇ以下の扁平状タルク
であり、その使用量は、エポキシ樹脂（固形分）
100重量部に対して250〜500重量部である。前記吸油量において、それが40ml／100ｇをこ
えると、本発明の組成物の如く250〜500重量部も
の多量使用が出来なくなるため好ましくない。又、前記扁平状タルクの使用量において、それ
が250重量部にみたない場合には、塗膜の耐フク
レ性が低下し、逆に500重量部をこえて使用され
ると、塗料の作業性が低下するとともに、得られ
た塗膜がポーラスとなるため、塗膜下での発錆を
防止することが困難となり、いずれの場合も好ま
しくない。前記扁平状タルクは、他の体質顔料例えばシリ
カ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等に比して耐
熱水性の非常に優れた塗膜を形成出来るという特
徴を有するものである。本発明の被覆組成物においては、前記扁平状タ
ルク以外の顔料分として必要により着色顔料を用
いることができる。該着色顔料はエポキシ樹脂（固形分）100重量
部に対して、０〜50重量部の範囲で使用される。
この範囲において着色顔料が50重量部をこえて使
用されると、得られた塗膜の耐熱水性が低下する
ため好ましくない。前記着色顔料としては、カーボンブラツク、酸
化鉄、酸化チタン等通常塗料用着色顔料として市
販されているものの中から、耐熱水性、防錆性等
要求される塗膜性能にあわせて適宜選択すること
が可能である。更に、本発明の耐熱水性被覆組成物に使用され
るエポキシ樹脂用硬化剤としては、通常エポキシ
樹脂用硬化剤として使用されているポリアミド樹
脂、アミンアダクト樹脂、ポリアミン等のアミノ
系化合物が使用可能である。前記エポキシ樹脂用硬化剤は、エポキシ樹脂
（固形分）100重量部に対して、１〜50重量部の範
囲で用いられる。特にエポキシ樹脂中のエポキシ
基１当量に対し、エポキシ樹脂用硬化剤中の活性
水素0.6〜1.2当量の割合で用いることが好まし
い。前記範囲において活性水素が0.6当量にみた
ない場合には、塗膜が柔らかくなり、一方活性水
素が1.2当量をこえると塗膜の耐熱水性が低下す
るとともに塗膜が変色し易くなるため、いずれの
場合もあまり好ましくない。なお、得られた塗膜の耐熱水性、常温乾燥性、
硬度等のバランスを考慮した場合、前記範囲はエ
ポキシ基１当量に対し活性水素は0.7〜1.0当量が
最適である。又、前記硬化剤としてのアミノ系化合物の中
で、本発明の目的即ち、塗膜の耐熱水性、耐溶剤
性、耐酸性、耐アルカリ性の向上、更には変色の
ない塗膜を得るのに、より好適なものは、キシリ
レンジアミンを一成分とするアミノ系化合物であ
る。該アミノ系化合物としては、キシリレンジアミ
ンを一成分とするポリアミド樹脂、キシリレンジ
アミンを付加したアミンアダクト樹脂、ポリアミ
ン、キシリレンジアミンを一成分とする前記アミ
ノ系化合物と其の他のアミノ系化合物（ポリアミ
ド樹脂、アミンアダクト樹脂、あるいはポリアミ
ン）との混合物等が挙げられる。これらの硬化剤としては、例えば三和化学工業
(株)製商品名サンマイドＸ−2000、Ｘ−2000A、Ｘ
−2015、Ｘ−2100等；富士化成工業(株)製商品名フ
ジキユアーＸ−001、Ｘ−003、Ｘ−003D、
＃5000、＃5300等；旭電化工業(株)製商品名アデカ
ハードナーEH212、EH220、EH240、EH270等
が挙げられ、これらは１種もしくは２種以上の混
合物として使用される。これらのエポキシ樹脂硬
化剤も使用時に必要量の溶剤に溶解して用いる。更に、本発明の耐熱水性被覆組成物には、前記
以外の成分として、必要により消泡剤、揺変剤、
分散剤等通常塗料用として用いられる添加剤、そ
の他相溶性を有する樹脂、前記以外の体質顔料、
反応性希釈剤、可塑剤、硬化促進剤等を少量併用
することが可能である。本発明の耐熱水性被覆組成物は、(i)エポキシ樹
脂、シランカツプリング剤、扁平状タルク、溶剤
を練合し主剤とし、使用時にエポキシ樹脂用硬化
剤溶液を混合する二液型組成物、あるいは(ii)エポ
キシ樹脂、シランカツプリング剤及び／又は扁平
状タルクのそれぞれの一部と溶剤とを練合し主剤
とし、一方エポキシ樹脂用硬化剤、シランカツプ
リング剤及び／又は扁平状タルクのそれぞれの残
部と溶剤とを練合し硬化剤とし、両者を使用時に
混合する二液型組成物である。いずれにしても顔
料分を混合する場合には三本ローラー等による練
合を必要とし、JIS−Ｋ−5400のツブＢ法により
50μ以下、より好ましくは25μ以下の粒度に分散
し使用することが好ましい。かくして得られた本発明の耐熱水性被覆組成物
は、素地調整された被塗物上に直接、もしくは無
機ジンクリツチペイントや有機ジンクリツチペイ
ント等のシヨツププライマーが塗布された被塗物
上に、乾燥膜厚が30〜1000μ程度になるようにエ
アースプレー、エアレススプレー、刷毛等通常の
塗装方法により塗布され、常温もしくは強制乾燥
により乾燥せしめて、目的とする塗膜を得る。前記の如く、エポキシ樹脂に対して特定量のシ
ランカツプリング剤及び扁平状タルクを併用した
本発明の耐熱水性被覆組成物から得られた塗膜
は、特に耐熱水性試験において、酸素、水、其の
他腐食性物質の塗膜透過による被塗物との界面劣
化、即ちフクレ、発錆等を防止出来るとともに、
耐酸性、耐アルカリ性、耐溶剤性等の塗膜特性も
優れたものとなるのである。従つて、本発明の組成物は、熱交換器、海水淡
水化装置、タンク、発電プラントあるいは化学プ
ラント等耐熱水性の要求される被塗物に最適な被
覆組成物となるのである。以下、本発明の詳細を実施例により説明する。
「部」又は「％」は「重量部」又は「重量％」を
示す。実施例１（主剤）固形ビスフエノール型エポキシ樹脂（エポキシ
当量450〜500）の70％キシレン溶液142.9部（樹
脂固形分100部）、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン23.0部、吸油量30ml／100ｇの扁
平状タルク360.0部、カーボンブラツク0.7部、キ
シレン75.0部、エチルセロソルブ29.0部、及び消
泡剤、揺変剤等の添加剤2.6部をローラー練合し、
主剤とした。（硬化剤）キシリレンジアミンを一成分とする変性脂肪族
ポリアミン〔富士化成工業(株)製商品名フジキユア
ー＃5000：活性水素当量100〕20.7部、キシレン
10.0部及びイソブタノール5.0部を混合し、硬化
剤とした。使用時に主剤と硬化剤を94.7：5.3（重量比）の
割合で混合し、本発明の被覆組成物を得た。実施例２（主剤）固形ビスフエノール型エポキシ樹脂（エポキシ
当量450〜500）の70％キシレン溶液142.9部（樹
脂固形分100部）、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン20.0部、吸油量37ml／100ｇの扁
平状タルク400.0部、カーボンブラツク0.7部、キ
シレン75.0部、エチルセロソルブ29.0部及び消泡
剤、揺変剤等の添加剤2.6部をローラー練合し、
主剤とした。（硬化剤）前記フジキユアー＃5000 20.7部、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5.0部、キシレン5.0部及びｎ−ブタノール
5.0部を混合し、硬化剤とした。使用時に主剤と硬化剤を94.9：5.1（重量比）の
割合で混合し、本発明の耐熱水性被覆組成物を得
た。実施例３（主剤）固形ビスフエノール型エポキシ樹脂（エポキシ
当量875〜975）の50％ブチルカルビトール溶液
40.0部、固形ビスフエノール型エポキシ樹脂（エ
ポキシ当量450〜500）の70％キシレン溶液114.3
部〔エポキシ樹脂の合計固形分100部〕、γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン25.0部、吸
油量36ml／100ｇの扁平状タルク350.0部、酸化チ
タン5.0部、キシレン75.0部、エチルセロソルブ
29.0部及び消泡剤、揺変剤等の添加剤2.6部をロ
ーラー練合し、主剤とした。（硬化剤）キシリレンジアミンを一成分とする変性脂肪族
ポリアミン〔三和化学工業(株)製商品名サンマイド
Ｘ−2015：活性水素当量80〕12.3部、硬化促進剤
〔精工化学(株)製商品名：セイコールTDMP〕1.0
部、吸油量36ml／100ｇの扁平状タルク20.0部、
キシレン10.0部及びイソブタノール5.0部をロー
ラー練合し、硬化剤とした。使用時に主剤と硬化剤を93.0：7.0（重量比）の
割合で混合し本発明の耐熱水性被覆組成物を得
た。実施例４（主剤）固形ビスフエノール型エポキシ樹脂（エポキシ
当量1750〜2200）の40％セロソルブアセテートと
キシレン混合溶液（溶剤混合比１：１）25.0部、
固形ビスフエノール型エポキシ樹脂（エポキシ当
量450〜500）の70％キシレン溶液128.6部〔エポ
キシ樹脂の合計固形分100部〕、γ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン25.0部、吸油量38
ml／100ｇの扁平状タルク330.0部、酸化チタン
5.0部、キシレン75.0部、エチルセロソルブ29.0部
及び消泡剤、揺変剤等の添加剤2.6部をローラー
練合し、主剤とした。（硬化剤）キシリレンジアミンを一成分とする変性脂肪族
ポリアミン〔旭電化工業(株)製商品名アデカハード
ナ−EH−212：活性水素当量80〕12.6部、キシレ
ン7.0部及びイソブタノール5.0部を混合し、硬化
剤とした。使用時に主剤と硬化剤を96.2：3.8（重量比）の
割合で混合し、本発明の耐熱水性被覆組成物を得
た。比較例１固形ビスフエノール型エポキシ樹脂（エポキシ
当量450〜500）の70％キシレン溶液142.9部（樹
脂固形分100部）、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン23.0部、吸油量41ml／100ｇのタ
ルク350.0部、カーボンブラツク0.7部、酸化チタ
ン５部、キシレン75.0部、エチルセロソルブ29.0
部及び消泡剤、揺変剤等の添加剤2.6部をローラ
ー練合したが、組成物は塊状となり、被覆組成物
を得ることが出来なかつた。比較例２〜５表−１の配合にもとずき、実施例１と同様にし
て主剤を得た後、実施例１と同じ硬化剤を同じ混
合比率で混合し、比較例の被覆組成物を得た。

【表】前記実施例１〜４及び比較例２〜５の被覆組成
物について、以下の通り比較試験を行つた。その結果は表−２に示した。 (1) 比較試験片の作成試験片：サンドブラスト鋼板塗装：エアースプレー塗装塗装回数：150μ／１回を２又は３回塗装乾燥：常温で７日間放置尚、塗装に際して、キシレン／エチルセロソ
ルブ＝８／２の混合溶剤でエアースプレー塗装
粘度に調整した。 (2) 比較試験塗膜の評価は、日本塗料検査協会の「塗膜の
評価基準」に従つた。 (a) ライニングテスター試験（膜厚330μ） (株)山崎精機研究所製ライニングテスターに
試験片を取りつけて、純水及び３％食塩水を
用い、各々95℃でフクレ又は錆が発生するま
での日数を測定した。 (b) 熱勾配試験（膜厚450μ）得られた試験片をバツクシールした後、試
験塗膜側を85℃の純水又は３％食塩水に接液
させ、バツクシール側を50℃の水道水に接液
させた状態で、フクレ又は錆が発生するまで
の日数を測定した。 (c) 等温浸漬試験（膜厚300μ） 70℃の純水又は60℃の３％食塩水中に試験
片を全面浸漬し、フクレ又は錆が発生するま
での日数を測定した。 (d) 耐酸性（膜厚300μ） 50℃の10％硫酸中に試験片を浸漬し、フク
レ、錆が発生するまでの日数を測定した。 (e) 耐アルカリ性（膜厚300μ） 50℃の５％アンモニア水中に試験片を浸漬
し、フクレが発生するまでの日数を測定し
た。 (f) 耐溶剤性（膜厚300μ） 50℃の100％メタノール中に試験片を浸漬
し、フクレが発生するまでの日数を測定し
た。

【表】前記比較試験結果表より、明らかに本発明の耐
熱水性被覆組成物から得られた塗膜は、ライニン
グテスター試験、熱勾配試験および等温浸漬試験
等の耐熱水性試験において、フクレや錆発生がな
く、しかも耐酸性、耐アルカリ性、耐溶剤性にお
いても非常に優れた結果を示した。これに対し、吸油量が40ml／100ｇ以上のタル
クを用いた比較例１では被覆組成物が得られず、
またシランカツプリング剤添加量が本発明範囲外
の組成物から得られた塗膜（比較例２及び３）及
び扁平状タルク添加量が本発明範囲外の組成物か
ら得られた（比較例４及び５）は、いずれも前記
各試験において短期間でフクレ、錆等が発生し
た。

Claims

【特許請求の範囲】１エポキシ樹脂固形分100重量部に対して、シ
ランカツプリング剤10〜40重量部、吸油量40ml／
100ｇ以下の扁平状タルク250〜500重量部、着色
顔料０〜50重量部及びエポキシ樹脂用硬化剤１〜
50重量部を含む耐熱水性被覆組成物。２エポキシ樹脂は、エポキシ当量400〜2200の
ビスフエノール型エポキシ樹脂である特許請求の
範囲第１項記載の耐熱水性被覆組成物。３シランカツプリング剤は、γ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン及び／又は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項記載の耐熱
水性被覆組成物。４エポキシ樹脂用硬化剤は、キシリレンジアミ
ンを一成分とするアミノ系化合物である特許請求
の範囲第１項記載の耐熱水性被覆組成物。