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公開番号2021101005
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210708
出願番号2019233109
出願日20191224
発明の名称エポキシ樹脂粉体塗料及び塗膜熱変色抑制方法
出願人日鉄ケミカル&マテリアル株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C09D 163/00 20060101AFI20210611BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】塗装した管を再加熱しても塗膜の変色を抑制でき、均一な塗膜厚で良好な塗膜外観を得ることができる管内面用等として適したエポキシ樹脂粉体塗料を提供する。
【解決手段】エポキシ樹脂、硬化剤及び顔料を含むエポキシ樹脂粉体塗料であって、エポキシ樹脂100質量部に対して、顔料に含まれる二酸化チタンを13〜80質量部の範囲で含有し、硬化温度におけるゲルタイムが20〜60秒であるエポキシ樹脂粉体塗料、及びそれを用いた塗装方法。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項1】
エポキシ樹脂、硬化剤及び顔料を含むエポキシ樹脂粉体塗料であって、エポキシ樹脂100質量部に対して、顔料に含まれる二酸化チタンを13〜80質量部の範囲で含有し、硬化温度におけるゲルタイムが20〜60秒であることを特徴とするエポキシ樹脂粉体塗料。
続きを表示(約 680 文字)【請求項2】
エポキシ樹脂が、ビスフェノール型エポキシ樹脂であり、エポキシ当量が700〜3000g/eq.であり、軟化点が70〜130℃である請求項1に記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
【請求項3】
エポキシ樹脂が、テトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールA型エポキシ樹脂及びビスフェノールA型エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1つである請求項1又は2に記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
【請求項4】
硬化剤が、イミダゾリン誘導体及び/又はイミダゾール誘導体である請求項1〜3のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
【請求項5】
直管又は異形管の塗装に用いられる請求項1〜4のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂粉体塗料を塗装してなる直管又は異形管。
【請求項7】
270℃で10分間加熱した時の加熱前後の塗膜変色度が3以下である請求項6に記載の直管又は異形管。
【請求項8】
粉体塗料を塗装し造膜した被塗物を再加熱した際の塗膜の変色を抑制する塗装方法であって、エポキシ樹脂、硬化剤及び顔料を含むエポキシ樹脂粉体塗料を使用し、そのエポキシ樹脂粉体塗料は、エポキシ樹脂100質量部に対して、顔料に含まれる二酸化チタンを13〜80質量部の範囲で含有し、硬化温度におけるゲルタイムが20〜60秒であることを特徴とする塗装方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は管内面用に適したエポキシ樹脂粉体塗料に関する。詳しくは、貯蔵安定性、放冷硬化性に優れ、塗装外観、耐食性、機械強度に優れた塗膜を得ることのできる管内面用に適した粉体塗料であって、塗装した管を再加熱しても塗膜の変色を抑制する方法に関する。
続きを表示(約 4,900 文字)【背景技術】
【0002】
現在産業・生活施設として埋設されているガス、水道、石油、ケーブル保護管等は、管内面を防食処理されているが、中でも上下水道用に使用される管の内面には、その防食性の高さからエポキシ樹脂脂粉塗料が使用されている。
【0003】
埋設管に対するエポキシ樹脂粉体塗料の塗装方法としては、回転吹き付け法、静電塗装法、流動浸漬法、減圧吸引法、溶射法が用いられる。一般的に被塗物であるダクタイル鋳鉄管を150〜270℃に予熱し、塗装台に設置し直管などは回転させるか又は異形管などは吊り下げた状態で、空気搬送又は減圧下で吸引した粉体塗料をその内面に吹き付けることにより塗膜層を形成し、同温度で10〜20分程度の後加熱、或いは後加熱なしの放冷により硬化塗膜を得るものである。
【0004】
一方、そういった塗装方法で塗膜を形成させるが、ピンホールや塗膜表面が荒れた状態になる塗膜外観不良に対して、管を再度加熱(再加熱)し粉体塗料を塗装する方法が提案されている。
【0005】
また、塗装後の後加熱なしの放冷で塗膜を形成させる場合で、塗装後に所定の温度を下回った場合、再加熱することで塗膜を充分硬化させることもある。
【0006】
いずれの再加熱の場合も、270℃以上の温度雰囲気下の加熱炉を使用するため、再加熱後に塗膜の変色度が大きくなり、外観不良になる。また再加熱後再塗装を施しても被塗物素地に塗装された塗膜の密着性が劣り、充分な塗膜性能が発揮しない恐れがあることが課題となっていた。
【0007】
従来より、粉体塗料の着色顔料として、二酸化チタンは白色系や他有色塗料にも処方されているが、二酸化チタン単体での再加熱した場合の変色の抑制効果に言及する事例はなかった。特許文献1、特許文献2などでは、粉体塗料に二酸化チタンが12部配合されているが、塗膜を高温下で再加熱した時は変色を抑制するに満足するものではなかった。
【0008】
特許文献3では二酸化チタンを使用した色相を維持する方法が提案されているが、高温に曝した場合においても白色の色相を維持するために、二酸化チタン以外の黄色有機顔料が必要であり、むしろ、この黄色有機顔料の退色を樹脂の黄変と同時に起こさせるようにしていることに特徴をもつ。また、この特許文献3では、再加熱に対する変色の抑制効果が開示されていない。白色以外の有色塗料において効果を発揮するためには、更に多くの黄色有機顔料が必要になり、塗膜物性や外観を満足するに至らなかった。
【0009】
二酸化チタンを含む塗料の変色の抑制に対する特許文献4、特許文献5なども、エポキシ樹脂を用いた例を教えてはおらず、ましてや、一旦硬化した塗膜を再加熱した時の効果などは開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
特開2016−69550号公報
特開2017−82119号公報
特開2018−131512号公報
特開平10−44315号公報
特開平9−3211号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、塗膜形成した後、270℃以上の高温で再加熱した時も変色度が抑制され塗膜性能を発現する管内面用等として適したエポキシ樹脂粉体塗料を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明者らは、一度形成した塗膜を270℃以上で再加熱しても変色度を抑制し、塗膜性能を維持できる粉体塗料中の二酸化チタン配合比を見出し、上記課題を解決できる本発明に至った。
【0013】
すなわち、本発明は、エポキシ樹脂、硬化剤及び顔料を含むエポキシ樹脂粉体塗料であって、エポキシ樹脂100質量部に対して、顔料に含まれる二酸化チタンを13〜80質量部の範囲で含有し、硬化温度におけるゲルタイムが20〜60秒であることを特徴とするエポキシ樹脂粉体塗料である。
【0014】
前記エポキシ樹脂はビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましく、エポキシ当量は700〜3000g/eq.が好ましく、軟化点は70〜130℃が好ましい。
【0015】
前記エポキシ樹脂は、テトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールA型エポキシ樹脂又はビスフェノールA型エポキシ樹脂が好ましい。
【0016】
前記硬化剤は、イミダゾリン誘導体及び/又はイミダゾール誘導体が好ましい。
【0017】
前記エポキシ樹脂粉体塗料は、直管又は異形管の塗装に用いられることが好ましい。
【0018】
また、本発明は前記エポキシ樹脂粉体塗料で塗装された直管又は異形管であり、270℃で10分間加熱した時の加熱前後の塗膜変色度は3以下であることが好ましい。
【0019】
更に本発明は、粉体塗料を塗装し造膜した被塗物を再加熱した際の塗膜の変色を抑制する塗装方法であって、エポキシ樹脂、硬化剤及び顔料を含むエポキシ樹脂粉体塗料を使用し、そのエポキシ樹脂粉体塗料は、エポキシ樹脂100質量部に対して、顔料に含まれる二酸化チタンを13〜80質量部の範囲で含有し、硬化温度におけるゲルタイムが20〜60秒であることを特徴とする塗装方法である。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、一旦塗膜が形成された被塗物を再度高温で加熱しても、変色が抑制され塗膜性能を維持することのできるエポキシ樹脂粉体塗料を提供するものである。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明を具体的に説明する。本発明のエポキシ樹脂粉体塗料は、エポキシ樹脂、硬化剤及び顔料を必須成分として含有する。
【0022】
本発明で含有する顔料は、二酸化チタンを必須成分とし、エポキシ樹脂100質量部に対し、二酸化チタンを13〜80質量部の範囲で含有する。好ましくは13〜50質量部の範囲であり、より好ましくは13〜42質量部の範囲である。二酸化チタンがこの範囲未満であると、再加熱したとき変色度が大きくなり、塗膜性能としての密着性が劣り、この範囲を超えると塗料の流動性が悪化し、塗膜の平滑性を損なう恐れがある。二酸化チタン以外の顔料としては、粉体塗料で一般的に使用される着色顔料、体質顔料、光輝顔料、及び防錆顔料等が使用できる。これらの顔料は単独で使用してもよいし、同一系の顔料を2種類以上併用してもよく、また、異なる系の顔料を組み合わせて使用してもよい。
【0023】
着色顔料としては、二酸化チタンの他に、黄色酸化鉄、チタン黄、ベンガラ、リトポン、及び酸化アンチモン等の無機系顔料や、ハンザイエロー5G、パーマネントエローFGL、シアニンブルー、フタロシアニンブルー、インダンスレンブルーRS、パーマネントレッドF5RK、ブリリアントファーストスカーレットG、シアニングリーン、カルバゾール、キナクリドンレッド、及びカーボンブラック等の有機顔料等が挙げられる。
【0024】
体質顔料としては、例えば、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、クレー、シリカ粉、石英系粉、珪藻土、酸化亜鉛、タルク、塩基性炭酸マグネシウム、及びアルミナ等の無機顔料や、内部構造が多孔質、中空構造又は架橋タイプ等の樹脂ビーズを代表とするプラスチック顔料が挙げられる。
【0025】
光輝顔料としては、例えば、アルミニウム粉、ニッケル粉、ステンレス粉、銅粉、ブロンズ粉、金粉、銀粉、マイカ(雲母)、グラファイト、ガラスフレーク、金属コーティングした硝子粉、金属コーティングしたマイカ粉、金属コーティングしたプラスチック粉、薄片化加工したプラスチック粉、及び鱗片状酸化鉄等が挙げられる。
【0026】
防錆顔料としては、例えば、縮合リン酸カルシウム、リン酸アルミニウム、縮合リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、亜リン酸アルミニウム、亜リン酸亜鉛、亜リン酸カルシウム、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸マンガン等が挙げられる。
【0027】
これらの顔料の内、二酸化チタンの他に酸化鉄、黄色酸化鉄、シリカ粉、石英系粉、炭酸カルシウム、硫酸バリウム及びカーボンブラックが好ましく、シリカ粉、石英系粉及びカーボンブラックがより好ましい。
【0028】
二酸化チタンを含む全顔料の配合量は、エポキシ樹脂100質量部に対して、13〜100質量部の範囲が好ましく、20〜80質量部の範囲がより好ましく、30〜70質量部の範囲が更に好ましく、40〜60質量部の範囲が特に好ましい。配合量が少ないと、硬化過程での溶融粘度が低く、ピンホールの発生制御の効果が得られない恐れがあり、また放冷による硬化性が不足し、塗膜の機械特性、防食性等、基本物性も悪くなる恐れがある。配合量が多いと、塗料の流動性が悪く、平滑な塗膜を得られない恐れがあり、更にピンホール発生をはじめとする塗膜外観不良を防ぐことが困難になる恐れがある。顔料の配合量が13〜100質量部の範囲であれば、平塗膜外観が良好で、機械特性、防食性等の基本物性も良好な塗膜が得られる。また、粉体塗料の嵩密度を調整するために2種以上の顔料を混合して使用することができる。
【0029】
エポキシ樹脂粉体塗料の硬化温度におけるゲルタイムは、20〜60秒の範囲であり、好ましくは30〜50秒の範囲である。硬化温度におけるゲルタイムが20秒よりも早いと塗膜が溶融し平滑になる前に硬化、流動性を損ない、塗膜外観が凹凸になる恐れやざらつく恐れがあり、一方で60秒よりも遅いと塗装終了後硬化が不十分となり、管の端部等にタレを生じ、膜厚が不均一となる恐れがあり、また後加熱を施さないと十分な塗膜物性を発現しない恐れがある。硬化温度に対するゲルタイムが20〜60秒であると塗装後の加熱がなくとも、塗膜外観が良好で、機械特性、防食性等の基本物性も良好な塗膜が得られる。ここで、硬化温度は、加熱炉内温度や環境温度などにより定まるものであり、塗装直前の管温度を接触式又は非接触式温度計などの方法で確認することができる。本発明のエポキシ樹脂粉体塗料については、一般的に塗装後に加熱硬化することなく使用する点から、好ましくはその硬化温度が150〜280℃の範囲内であることがよく、塗料に応じた硬化温度において上記のゲルタイムを満たす必要がある。なお、実硬化温度が不明の場合には、200℃でのゲルタイムを上記範囲に調整することで、200℃前後のある程度の範囲でも十分な塗膜物性の硬化塗膜を得ることができる。
【0030】
エポキシ樹脂のエポキシ当量(g/eq.)は、好ましくは700〜3000の範囲であり、より好ましくは900〜2500の範囲であり、更に好ましくは1000〜2000の範囲である。エポキシ当量が小さいと粉体塗料とした場合の貯蔵安定性が悪くなり、長期保管したときブロッキングをおこし、塗料として使用できなくなる恐れがある。エポキシ当量が大きいと溶融粘度が高くなり、粉体塗料とした場合ゲルタイムを調整しても流動性が悪く外観が凹凸等の不良になる恐れがある。エポキシ当量が700〜3000の範囲であれば、粉体塗料とした場合、貯蔵安定性に問題のない粉体塗料が得られ、塗膜外観が良好で、機械特性、防食性等の基本物性も良好な塗膜が得られる。
(【0031】以降は省略されています)

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