JPH01289873A - 耐熱性塗料組成物 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、コロイダルシリカ、珪酸塩を主成分とする水
分散型耐熱塗料組成物に関し、さらに詳しくは、金属表
面に塗布した場合に耐熱性、耐酸化性、耐食性、さらに
は密着性に優れた塗膜を形成する塗料組成物に関するも
のである。

〔従来技術〕

従来、耐熱塗料として広く知られているものとして、有
機系のシリコーン系塗料が挙げられる。これは光沢等の
外観に優れていることから各種熱器具、プラント配管な
どの耐熱塗料として利用され汎用硅が高い。しかし、高
温における熱分解を考えると常用耐熱温度は２００℃レ
ベルであり、しかも塗膜硬度が低いため外部からの衝撃
に対し傷がつきやすく耐久性に劣る。−方、無機系耐熱
塗料については、−船釣に「セラミックコーティング剤
」として広く知られており、形態も粉体状、ロンド状、
水分散状などがあり、施工方法も多種多様である。工業
的にはガラス質コーティングやほうろうびき等が汎用で
、その他セラミック素材を溶融し、スプレー法により基
材に密着させるいわゆる“溶射法”や、あるいはＰ　Ｖ
　Ｄ　（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ）やＣＶ　Ｄ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏ
ｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉ’ｏｎ）等が挙げられるが、いず
れも装置の高価なことと処理に高温を要することから工
業的には問題が多く、大規模に使用されるには至ってい
ない。

これに対し、水分散型のセラミック系塗料は一般的な有
機塗料と同様にスプレーやハケ塗り等の簡便な方法で施
工でき、装置面においても安価なことから各種用途への
汎用性は高い。しかし、この水分散型のセラミック塗料
は、問題点として塗布した後の処理に高温を必要とした
り、基材面への付着性を確実なものにするために、繁雑
でしかも厳密な前処理を必要としていた。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した問題点を解消するためになされたも
ので、低温（２００℃）処理で良好な塗膜性能が得られ
、金属面に対する付着性が向上し、しかも耐熱性、耐酸
化性等、優れた耐久性を有する皮膜を形成し得る耐熱性
塗料組成物を提供することを目的とする。この耐熱性塗
料組成物は、自動車、機械、造船、電気、電子、建材等
の広範な分野へ利用される。

〔発明の構成〕

このため、本発明は、コロイダルシリカ２０〜４５重量
％、珪酸カリウム２０〜４５重量％、珪酸ナトリウム５
〜１５重量％、含水珪酸アルミニウム１〜３重量％、周
期律表ＩＩ〜ＩＶ族金属の酸化物又は水酸化物５〜３０
重量％からなる無機組成物に、その無機固型分１００重
量部に対し、ポリフェニレンスルフィドの水分散液を固
型分換算で１〜１０重量部配合したことを特徴とする耐
熱性塗料組成物を要旨とするものである。

以下、本発明の構成につき詳しく説明する。

Ａ、無機組成物。

（１）コロイダルシリカ。

コロイダルシリカは、無水珪酸超微粉末であって内部に
シロキサン構造をもち、負に帯電しており水中に分散し
てコロイド状になる物質である０本発明においては、コ
ロイダルシリカを２０〜４５ＭＩ％用いることにより脱
水後、金属表面への強固な付着と皮膜形成がなされ、珪
酸カリウム、珪酸ナトリウムと相伴って焼成温度（６０
０℃）以下でも強固な塗膜となる。

（２）珪酸カリウム。

珪酸カリウムは、Ｋ、０−ｒｒｓｉＯ，・ＸＩ（，０の
化学式で表わされ、現在工業的に住産されているものは
ｎ＝２〜３．８の珪酸カリウム水溶液である。本発明に
おいて珪酸カリウムを２０〜４５重量％用いることによ
り塗膜の硬度向上および耐摩耗性の向上に効果的である
。

（３）珪酸ナトリウム。

珪酸ナトリウムは、−紋穴ＮａｚＯ６ｎｓｉＯｚ。

ｘＨ，０で表わされ、外観は水あめ状の無色またはわず
かに淡黄色から淡褐色に着色した液体である。本発明に
おいては、この珪酸ナトリウムを５〜１５重量％用いる
ことにより金属基材への接着に対し効果的な働きをする
。

（４）含水珪酸アルミニウム。

本発明において用いる含水珪酸アルミニウムは、コロイ
ド性を有するものが適当である。

含水珪酸アルミニウムは、天然の膨潤性粘度物から抽出
過程を経て得られる高純度のソジウムモンモリロナイト
で、ベントナイトの主成分として知られており、それ自
体極めて大きな内部表面積、高いカチオン交換能、さら
に高度の水和力をもった無機コロイド粒子であるため、
水中で著しく膨潤し分散することにより安定な水系コロ
イドを形成し、配合成分（固形分）に対しビンガム塑性
粘性（チクソトロピー）を付与する。

本発明では、含水珪酸アルミニウムを１〜３重量％用い
ることにより前記したような特性を発揮することから、
これは増結剤、固体粒子の沈降防止剤の働きをする。

（５）周期律表ＩＩ〜ＩＶ族金属の酸化物又は水酸化物
。

具体的には下記のものが挙げられる。

■族：　ＭｇＯ，Ｍｇ　（ＯＨ）　ｚ、Ｃａｂ、Ｃａ　
（ＯＨ）　ｚ、ＺｎＯ０ ■族：　ＡＩ！０３、Ａｌ　（ＯＨ）　３゜■族５　Ｓ
ｎＯ，Ｐｂ０ｚ、Ｚｒ０ｚ＊これらは平均粒径１ｐＩＩ
以下のものが適当であり、配合量が５〜３０重量％の範
囲で添加することにより加熱処理（２００℃）後の塗膜
性能において耐食性を向上させる効果がある。

（６）本発明で用いる無機組成物は、上記のコロイダル
シリカ、珪酸カリウム、珪酸ナトリウム、含水珪酸アル
ミニウム、周期律表ＩＩ〜ＩＶ族金属の酸化物又は水酸
化物からなる配合物２０〜５０重量部と水８０〜５０重
量部とを含有する。上記配合物が５０重量部を越えて含
有されると混合時にゲル化が生じ、一方、２０重量部未
満では塗膜形成性の点で問題を生じるので充分な諸性能
を発揮し得ない。

Ｂ０本発明においては、上記無機組成物に、その無機固
型分１００重量部に対し、熱可塑性樹脂であるポリフェ
ニレンスルフィド（以下、ＰＰＳという）の水分散液（
Ｐ　Ｐ　Ｓ微粉末を水に分散させたもの）を固型分換算
で１〜１０重量部配合配合。１重量部未満では簡易な前
処理での付着性に問題が起こり　（バラツキがでる）、
好ましくない。逆に１０重量部を越えた場合には、無機
／有機成分のバランスから耐熱性に問題を生じ高温時（
４００℃以上）の皮膜形成能が失われ、塗料としての効
果を示し得ない。

ここで用いるＰＰＳの水分散液としては、上記無機組成
物が水系でそのｐＨ値がアルカリ性であることから、ノ
ニオン系又はアニオン系活性剤で水分散化したものが適
用される。

このようにしてなる本発明の塗料組成物には、美粧性を
与える等の観点から、着色顔料等を添加してもよい。

本発明の塗料組成物によって基材表面に形成された塗膜
は、比較的低温（２００”Ｃ程度）処理のみで高温焼き
つけ等の処理なしで６５０　”Ｃ程度の耐熱性を有し、
耐食性、耐衝撃性等にも優れた特性を有する。

以下に実施例および比較例を示す。なお、配合量、固型
分は重量部を表わす。

実施例、比較例 以下の実施例１〜４、比較例１〜５につき、配合物をボ
ールミルにより２４時間混合し、それぞれ塗料組成物を
得た。これらの塗料組成物で試験片を作製し、それぞれ
の塗料組成物の物性を評価した。この結果を表１に示す
。

（ａ）実施例１ ｉ　　　　　　　　　（配合量）（固型分）（固型分配
合比率） コロイダ）シシリカ１５χ　水溶液　　　１３３　　　
　　　２０　　　　　　３３．８珪酸カリウム５０χ水
溶液　　４０　　　２０　　　３８．８珪酸ナトリウム
４０χ水溶液　　　　１２．５　　　　　５　　　　　
　９．７含水珪酸アルミニウム ４χ水溶液　　３７．５　　１．５　　３ライテイＲＸ
２００　”　　　　８．７　　２．６（３０％分散液） （Ａ）ＰＰＳ成分く固型分）／（Ｂ）無機成分（固型分
’）　＝　５／１００注） 本中興化成工業■。

（本頁以下余白） （６）実施例２ コロイダルシリカ１５χ　水Ｒ液　　　２００　　　　
　　３０　　　　　　４２．９珪酸カリウム５０Ｘ水溶
液　　３０　　　１５　　　２１．４珪酸ナトリウム４
０χ水溶液２０　　　　　　８　　　　　１１．４水酸
化マグネシウム　　　　　　　　　　１５　　　　　　
１５　　　　　　２１．４ライテイＲＸ２００　　　　
３．４　　　１（Ａ）　　／　　（Ｂ）　　＝１．５／
　　１００（重責以下余白） （Ｃ）実施例３ 里−Ｕ−戊一立　（配合量）（固型分）（固型分配合比
率） ボロイダルシリカ１５χ　水溶液　　　１２０　　　　
　　１８　　　　　　２４．３珪酸カリウム５０χ水溶
液　　６０　　　３０　　　４０．５珪酸ナトリウム４
０χ水？ｇ？１１．　　　　１２．５　　　　５　　　
　　　６．８含水珪酸アルミニウム ４χ水溶液　　２５　　　１　　　１．４（Ａ）　　／
　　（Ｂ）　　＝６．８／　　１００（本真以下余白） （ｄ）実施例４ 皿−盪一底一立　（配合量）（固型分）（固型分配合比
率） ボロイダルシリカ１５χ　水ね架液　　　２００　　　
　　　３０　　　　　　４１．７珪酸カリウム５０χ　
水溶液　　　　３０　　　　　　１５　　　　　　２０
．８珪西麦ナトリウム４０χ水ねマｉ　　　　　２５　
　　　　　１０　　　　　　１３．９含水珪酸アルミニ
ウム ４χ水溶液　　５０　　　２　　　２．８ライテイＲＸ
３００　　　２４　　　７．２（ＴＳＣ３０χ分散液） （Ａ）　　／　　（Ｂ）　　＝１０／１００ｃ本頁以下
余白） （ｅ）比較例１ 員−盈一暖一光　（配合量）（固型分）（固型分配合比
率） ボロイダルシリカ１５χ　水溶液　　　　６６．７　　
　　１０　　　　　　２０．２珪酸カリウム５０χ水溶
液　　４６　　　２３　　　４６．５珪酸ナトリウム４
０χ水溶液　　　　１２．５　　　　　５　　　　　　
１０含水珪酸アルミニウム ４χ水溶液　　３７．５　　１．５　　３ライテイＲＸ
　２００　　　　７．３　　２．２（Ａ）　　／　　（
Ｂ）　　＝　　５／１００（本真以下余白） （ｆ）比較例２ 墓−毀一腹一分　（配合量）（固型分）（固型分配合比
率） ボロイダルシリカ１５χ　水、溶Ｗ１　　　２３３　　
　　　　３５　　　　　　５３工４珪酸カリウム５０χ
水溶液　　３０　　　１５　　　２２．９珪酸ナトリウ
ム４０Ｘ水溶液　　　　１０　　　　　　４　　　　　
　６．１含水珪酸７８ミニウム ４χ水溶液　　３７．５　　１．５　　２．３ライテイ
ＲＸ　３００　　　　１５．３　　４．６（Ａ）　　／
　　（Ｂ）　　＝　　７／１００（本真以下余白） （ｇ）比較例３ ブロイダルシリカ１５χ　水溶液　　　１３３　　　　
　　２０　　　　　　４３．５珪酸カリウム５０χ水溶
液　　１４　　　７　　　１５．２珪酸ナトリウム４０
χ水溶液　　　　３２．５　　　　１３　　　　　　２
８．３酸化第２鉛　　　５　　５　　１０．８ライテイ
ＲＸ２００　　　　１３　　　　３．９（Ａ）　／　（
Ｂ）　＝　８．５／１００（重責以下余白） （ｈ）比較例４ ブロイダルシリカ１５χ　水溶Ｗ　　　　１２０　　　
　　　１８　　　　　　４０．２珪酸カリウム５０χ水
溶液　　４０　　　２０　　　４４．６珪酸ナトリウム
４０χ水９８　　　　１５　　　　　　　６　　　　　
　１３．６ライテイＲＸ３００　　　　１０　　　　３
（Ａ）　　／　　（Ｂ）　　＝　　６．７／１００注） 金属酸化物なし。

（重責以下余白） （ｉ）比較例５ ブロイダルシリカ１５χ　水ｍ液　　　１６７　　　　
　　２５　　　　　　４０．７珪酸カリウム５０χ　水
溶液　　　　４０　　　　　２０　　　　　３２．５珪
酸ナトリウム４０χ水溶液　　　１７．５　　　　７　
　　　　１１．４試験片の評価方法： ■塗膜密着性。

鋼板（Ｇ３１４１．１５０　Ｘ　１００　Ｘ　１．６鰭
）の片面をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）脱脂により清
浄にした後、スプレーにより乾燥後の膜厚が３０〜５０
μｍになるようにコートした。コート後、常温で１２時
間乾燥後、９０℃×３０分子備加熱し、さらに２００℃
×３０分加熱硬化させた試験片を用い、ＪＩＳ　Ｋ　５
４００．６．１５基盤目試験の方法に準拠して塗膜の付
着性について評価した。

■　塩水噴霧試験。

上記■と同様にして試験片を作製し、これについてＪＩ
Ｓ　Ｚ　２３７１の方法に準拠して塗装面にクロスカッ
トを入れ、９６時間後、クロスカット部の錆の進行程度
を調べた。判定基準は、錆の成長がクロスカット部より
２鰭以内を良好とし、それよりも大きい場合を不良とし
た。

■　熱衝撃試験。

■と同様の方法で試験片を作成した。

電気炉を６５０℃に調整し、その炉内に試験片を２時間
静置した後、空気中に取り出し、急冷させ、塗膜の鋼板
への付着性を確認した。これをひとつの試験片について
５回繰り返した。評価基準は、試験終了後、９０％以上
付着面が残っていれば良好とし、それ未満は不良とした
。

これらの結果を下記表１に示す。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の耐熱性塗料組成物は、低温
（２００℃）でしかも短時間の処理で高温域（６５０℃
）まで耐熱性、耐食性に優れた特性を発揮し、かつ基材
面から見ても簡易な表面処理で済み、付着性の良好な強
固な皮膜を形成するもので、作業性、省エネルギーの観
点からも工業的に幅広い用途展開が可能である。この塗
料組成物は、特に、自動車エンジン廻りの防錆塗料とし
て好適である。

代理人　弁理士　小　川　信　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コロイダルシリカ２０〜４５重量％、珪酸カリウム２０
   〜４５重量％、珪酸ナトリウム５〜１５重量％、含水珪
   酸アルミニウム１〜３重量％、周期律表II〜IV族金属の
   酸化物又は水酸化物５〜３０重量％からなる無機組成物
   に、その無機固型分１００重量部に対し、ポリフェニレ
   ンスルフィドの水分散液を固型分換算で１〜１０重量部
   配合したことを特徴とする耐熱性塗料組成物。