JPH02170877A - ケイ素アルコキシド系塗料の製造方法 - 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〕 この発明は、耐候性や硬度等に優れた塗料として利用さ
れているケイ素アルコキシド系塗料の製造方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

ケイ素アルコキシド系コーティング材に顔料を分散して
なるケイ素アルコキシド系の無機塗料は、従来の有機系
塗料等に比べ、耐候性や硬度等に優れているという特長
を備え、各種用途における耐熱塗料等として用いられて
いる。このような、ケイ素アルコキシド系の無機塗料に
ついては、特開昭５１−２７３７号公報に開示されたも
のがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、ケイ素アルコキシド系塗料の場合、ケイ素ア
ルコキシド系コーティング材の粘性が低いので、顔料を
うまく分散させ、かつ、安定な状態に保つのが難しいと
いう問題がある。例えば、前記特開昭５１−２７３７号
公報に開示された製造方法では、顔料の沈降および凝集
がはやいために、上記のような問題が生じていた。また
、同公報に記載された添加剤、すなわちポリメタクリル
酸、アクリル酸のＮａ塩、カルボキシメチルセルロース
やメチルセルロース等は、少量添加しただけでは、増粘
効果が乏しいため、かなり大量に添加する必要がある。

しかし、上記のような添加剤を大量に添加すると、塗膜
の性能を劣化してしまうという欠点が生じる。

そこで、この発明の課題は、ケイ素アルコキシド系コー
ティング材の有する耐候性や硬度に優れるという特長を
損なうことなく、ケイ素アルコキシド系コーティング材
に顔料を分散させた塗料として、充分な粘性を備え、造
膜性が良好であり、顔料の分散状態を安定に保つことに
よって貯蔵安定性や再分散性を向上させることが出来る
ケイ素アルコキシド系塗料の製造方法を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決する、この発明のうち、請求項１記載の
ケイ素アルコキシド系塗料の製造方法は、ケイ素アルコ
キシド系コーティング材に顔料を分散させてなるケイ素
アルコキシド系塗料の製造方法において、塗料に対して
０．１〜１．０重量％の高級脂肪酸窒素誘導体を添加す
るようにしている請求項２記載の製造方法は、請求項１
記載の発明において、塗料に対して０．１〜１．ＯＭ量
％のエチルセルロースを添加するようにしている。

請求項３記載の製造方法は、請求項２記載の発明におい
て、塗料に対して０．１〜０．８重量％の脂肪族ポリカ
ルボン酸系物質を添加するとともに、顔料に対して０．
１〜１．０重量％のチタンカップリング剤を添加するよ
うにしている。

請求項４記載の製造方法は、請求項３記載の発明におい
て、塗料に対して０．２〜２．０重量％の煙霧質シリカ
を添加するとともに、融点が９０〜１１０℃の酸化ポリ
エチレンを塗料に対して０．２〜２．０′重量％添加す
るようにしている。

〔作　　用〕

請求項１記載の発明によれば、塗料に対して０゜１〜１
．０重量％の高級脂肪酸窒素誘導体を添加することによ
って、増粘効果が生じる。

請求項２記載の発明によれば、塗料に対して０゜１〜１
．０重量％のエチルセルロースを添加することによって
、塗料を流し塗りあるいは浸漬塗装したときに、塗料が
凝集しない。

請求項３記載の発明によれば、塗料に対して０゜１〜０
．８重量％の脂肪族ポリカルボン酸系物質を添加すると
ともに、顔料に対してｏ、　ｉ　−１，ｏ重量％のチタ
ンカップリング剤を添加することによって、複数の顔料
を塗料に分散させたときに、色分かれが生じない。

請求項４記載の発明によれば、塗料に対して０゜２〜２
．０重量％の煙霧質シリカを添加するとともに、融点が
９０〜１１０℃の酸化ポリエチレンを塗料に対して０．
２〜２．０重量％添加することによって、塗料の貯蔵安
定性が高まるとともに、長期間貯蔵後の再分散性が良好
になる。

〔実　施　例〕

ケイ素アルコキシド系塗料は、ケイ素アルコキシド系コ
ーティング材と顔料および添加剤からなり、これらの成
分を均一に分散させることによって製造される。

上記成分のうち、ケイ素アルコキシド系コーティング材
は、下式で表される物質を主原料としている。

Ｒｍ　５１　　（ＯＲ’）　４−１　、ｎ＝０”’３Ｒ
：炭素数１〜４のアルキル基およびフェニル基、または
、これらにエポキシ基 、アミノ基、アクリル基を含んでいて もよい。

Ｒ′：炭素数１〜４のアルキル基 この主原料の他に、コロイド状シリカ、無機物からなる
フィラー、界面活性剤等を加えてもよい上記のような成
分から調整されたケイ素アルコキシド系コーティング材
は、触媒および硬化剤の存在下で、加水分解および縮合
させられる。このときに使用される触媒および硬化剤、
さらには必要に応じて添加される硬化促進剤は、通常の
ケイ素アルコキシド系コーティング材の製造に用いられ
ているものが使用できる。例えば、触媒としては、ギ酸
、酢酸、クロロ酢酸等の有機酸の希薄溶液等からなる酸
性触媒、上記各酸の第４級アンモニウム塩もしくはアミ
ン塩、有機スズ化合物等の有機金属化合物等が挙げられ
、硬化剤としては、水等が挙げられる。これらの触媒や
硬化剤は、単独もしくは複数種を併用することができる
。

また、ケイ素アルコキシド系コーティング材を希釈する
希釈溶液としては、通常の希釈溶液が使用でき、具体的
には、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコー
ル（ＩＰＡ）、等のアルコール、エチレングリコール、
エチレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられ、
これらの希釈溶液を単独もしくは複数併用して使用され
る。

上記のような成分からなるケイ素アルコキシド系コーテ
ィング材であって、固形分濃度が１０〜５０重量％に調
整されたものに、高級脂肪酸窒素誘導体を加え、さらに
着色剤となる各種の顔料を加えて、デイスパー等の分散
機において充分に分散させることによって塗料が得られ
る。このとき、最終的に必要なコーティング液（顔料が
含まれないもの）の量の５０％以下のコーティング液に
各顔料等を分散させた後、残りのコーティング液を加え
て全体を混合して塗料を製造すれば、顔料等の分散や混
合が良好に行われる。

高級脂肪酸窒素誘導体は、塗料に対してＯ，１〜１、０
重量％添加することによって、塗料の粘度を、高級脂肪
酸窒素誘導体を添加しないものに比べて、３〜４０倍高
くすることができる。添加量が０．１重量％未満では充
分な増粘効果が発揮できず、１．０ｆｆｉ量％を超える
と耐候性等の低下を招く。

高級脂肪酸窒素誘導体の具体例としては、共栄社油脂社
製ターレン５２００−２５、ターレン７５００−２、タ
ーレンＫＹ−２０００，あルイは、楠本化成社製ディス
バロン６９００−２０等が挙げられる。

顔料としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシ
ウム、アルミナ、酸化鉄赤、その他の複合酸化物系顔料
、有機顔料等が使用され、塗料への添加量は、最終塗料
固形分に対して、１５〜４５Ｍ量％を添加するのが好ま
しい。１５重量％未満では塗膜としての隠蔽性に劣り、
４５重量％を超えると塗膜性能が低下する。

上記のようなケイ素アルコキシド系塗料において、さら
に安定した塗膜を得るために、ケイ素アルコキシド系コ
ーティング材として、下記の（２）〜（Ｑ成分からなる
ものを用いることが好ましい。

（２）−数式Ｒ３λ　（ＯＲ’）、で表されるケイ素化
合物および／またはコロイド状シリカを２０〜２００重
量部 （６）−数式Ｒ３ｉ　　（ＯＲ’　）＊で表されるケイ
素化合物１００重量部 （〇一般数式３ｚ　　（ＯＲ’）オで表されるケイ素化
合物０〜８０重量部 上記（４）〜（Ｑ成分の配合比が、上記範囲を外れると
、塗膜が硬くなり過ぎたり、逆に柔らかくなり過ぎたり
する。

上記のような製造方法で製造された塗料の塗装方法は、
通常のスプレー塗装、ロール塗装、刷毛塗り等が好まし
く、塗装後の焼付温度は８０〜２００℃の範囲で行うの
が好ましい。

つぎに、上記した第１の製造方法において、塗料に対し
て、さらに０．１〜１．０重量％のエチルセルロースを
添加することが有効である。このエチルセルロースの添
加によって、塗料を流し塗りや浸漬塗装したときに、前
記第１の製造方法に比べて、顔料の凝集を起こし難くな
る。エチルセルロースの添加量が０．１重量％未満であ
ると顔料の凝集防止効果が少なく、１．０重量％を超え
ると塗膜性能の低下が起こる。エチルセルロースの具体
例としては、ダウケミカル社製ＳＴＤ型あるいはＭＥＤ
型のエチルセルロースが挙げられる。

上記第２の製造方法において、塗料に対して、さらに０
．１〜０．８重量％の脂肪族ポリカルボン酸系物質を添
加するとともに、顔料に対して０．１〜１．０重量％の
チタンカップリング剤を添加すると、前記第２の製造方
法に比べて、複数の顔料、特に無機顔料を使用したとき
に色分かれを起こし難くなる。脂肪族ポリカルボン酸系
物質が塗料の０゜２重量％未満で、チタンカップリング
剤も顔料の０．１重量％未満では色分かれ防止効果がな
く、脂肪族ポリカルボン酸系物質が塗料の０．８重量％
を超えても、また、チタンカップリング剤が顔料の１．
０重量％を超えても効果の増大が認められず無駄である
。さらに、何れか一方が上記範囲を外れると色分かれ防
止効果が低下する。

脂肪族ポリカルボン酸系物質の具体例としては、共栄社
油脂社製フローレンＧ−５００、フローレンＧ−６００
等が挙げられ、チタンカップリング剤の具体例としては
、味の素社製のイソプロピルトリイソステアロイルチタ
ネート（ＴＴＳ）、イソプロピルトリドデシルベンゼン
スルホニルチタネート（９Ｓ）、イソプロピルトリス（
ジオクチルパイロホスフェート）チタネート（３８Ｓ）
等が挙げられる。

上記第３の製造方法において、塗料に対して、さらに０
．２〜２．０重量％の煙霧質シリカを添加するとともに
、融点が９０〜１１０℃の酸化ポリエチレンを０．２〜
２．０重量％添加することによって、塗料の貯蔵安定性
、特に長期間貯蔵した後の顔料の再分散性をより良好に
することができる。

煙霧質シリカが０．２重量％未満、かつ、酸化ポリエチ
レンが０．２重量％未満では、上記効果がほとんど発揮
できず、煙霧質シリカが２．０重量％を超え、酸化ポリ
エチレンが２．０重量％を超えても、効果の増大が認め
られないとともに、塗膜性能に悪影響を与える。また、
煙霧質シリカまたは酸化ポリエチレンの何れか一方が前
記範囲を外れても効果が少ない。さらに、酸化ポリエチ
レンの融点が前記範囲を外れると効果が少ない。

煙霧質シリカの具体例としては、日本エアロジル社製＃
２００、＃３００、Ｒ−９７２等が挙げられる。融点が
９０〜１１０℃の酸化ポリエチレンとしては、楠本化成
社製ディスパロン＃４２００、＃４４００等が挙げられ
る。

一興体的実施例一 つぎに、上記した、この発明にかかるケイ素アルコキシ
ド系塗料の製造方法を用いて塗料を製造した具体的実施
例について説明する。なお、前記第１〜４の製造方法に
対して、それぞれの製造方法に含まれる実施例と、その
実施例と性能を比較するための比較例の塗料を製造して
各種特性を測定した。

まず、塗料を塗装するための基材を下記のようにして作
製した。高炉セメント、珪砂、バルブ、アスベスト、ビ
ニロン繊維を主体としたスラリー状の組成物を抄造して
プレス成形し、さらにこれを蒸気養生して嵩密度１．８
　ｇ／ｃｍ”の無機硬化体を作製した。この無機硬化体
の表面に、東芝シリコーン社製変性シリコーンブライマ
ー（ＸＣ７０７６）を１０ｕの膜厚になるように塗装し
、６０℃で３０分処理して基材（３０ｃｍＸ　３０ｃｍ
Ｘ　９　ｆｌ）を得た。

■　第１の製造方法 メチルトリメトキシシラン１００重量部、テトラエトキ
シシラン５重量部、ＩＰＡシリカゾル（触媒化成工業社
製０３ＣＡＬ　１４３２、ＳｉＯ□含有量３０重量％）
９５重量部、ジメチルジメトキシシラン２０重量部を混
合した後、この混合溶液に触媒となるＩＮ塩酸０．８５
重量部と水５重量部を加えて、コーティング液Ｃ−１を
得た。なお、上記配合成分の混合は２５℃において５０
０ｒｐｌで３０分間攪拌した。

上記コーティング液Ｃ−１を１００重量部に対して、顔
料となる市販の酸化チタン４０重量部と、高級脂肪酸窒
素誘導体である共栄社油脂社製ターレンＫＹ−２０００
またはＫＹ−７２００（何れも固形分２０重量％）を第
１表に示す各添加量で加えた後、デイスパー（分散機）
にガラスピーズとともに投入して、２０００ｒｐｍで１
５分間攪拌して顔料を分散させた。こうして得られた液
に、さらに前記コーティング液１００重量部を加えて、
デイスパーで同様にして５分間攪拌した後、密栓状態に
して２５℃で３日間保存したものをＢ液とする。

上記のようにして得られたコーティング液を使用する前
に、前記Ｂ液１００重量部に対して、水２７重量部、Ｉ
ＰＡ２７重量部および、触媒となるＩＮ塩酸２重量部を
加え、２５℃において５０Ｑ　ｒｐｍで１０分間攪拌し
て、それぞれの塗料を得た後、各塗料の緒特性を測定し
た結果を第１表に示している。

なお、第１表において、高級脂肪酸窒素誘導体の添加量
は、共栄社油脂社製ターレンＫＹ−２０００またはＫＹ
−７２００（何れも固形分２０重量％）の塗料に対する
添加量から固形分の添加量に換算して示している。測定
項目のうち、「粘度」は、Ｂ型粘度計２号ローター６Ｏ
ｒｐｍで測定した。「塗膜の状態」は、エアスプレーを
使用して、前記基材に塗膜厚２０μ通となるように塗装
し、１５０℃で３０分間焼き付は冷却した後、塗膜を観
察した。「耐候性」は、デユーサイクルテストにおいて
、１０００時間後の塗膜状況を観察した上記第１表の結
果から、高級脂肪酸窒素誘導体を添加することによって
粘度が増加するとともに、その添加量がこの発明にかが
る範囲内の場合に、塗膜の状態および耐候性が向上する
ことが実証できた。

■　第２の製造方法 前記０項における実施例２または３において、顔料分散
時に、顔料および高級脂肪酸窒素誘導体とともに、エチ
ルセルロースであるダウケミカル社製５ＴＤ−１００を
、第２表に示す種々の添加量で添加した以外は、同様の
工程を経て、それぞれのコーティング液を得た。実施例
５〜７は、高級脂肪酸窒素誘導体の添加量（前記ＫＹ−
２０００の固形分換算添加量）が、前記実施例２と同じ
り０．３重量％であり、実施例８は、前記実施例３と同
じり０．８重量％である。各特性の測定方法も前記各実
施例と同様に行い、その結果を第２表に示している。測
定項目のうち、「浸漬塗り」については、基材を塗料に
浸漬した後、引き上げた状態を観察した。

第２表の結果から、第１の製造方法に加えて、エチルセ
ルロースを適当量添加することによって、浸漬塗りの際
に顔料分散を均一にできることが実証できた。

■　第３の製造方法 コーティング液として、前記コーティング液Ｃ−１を１
００重量部に対して、顔料として、酸化チタンを２４重
量部、戸田工業社製ベンガラを４重量部、大日精化社製
＃９１５１を８重量部、同＃９５１０を４重量部添加す
るとともに、高級脂肪酸窒素誘導体である前記ターレン
ＫＹ−２０００を固形分換算で０．３重量％になるよう
に添加し、エチルセルロースである前記エトセル５ＴＤ
１００を０．３重量％になるように添加し、さらに、脂
肪族ポリカルボン酸系物質として前記フローレンＧ−８
２０とチタンカップリング剤として前記ＴＴＳをそれぞ
れ、第３表に示す添加量で添加した。上記顔料および添
加剤の配合以外は、前記実施例と同様の工程を経て、そ
れぞれの塗料を得た。各塗料について、各種の特性を測
定した結果を、第３表に示している。測定項目のうち「
色分かれ」は、調整された塗料を容器に入れた状態で、
基材を塗料に浸漬し、引き上げた状態を観察した。

第３表の結果から、脂肪族ポリカルボン酸系物質および
チタンカップリング剤を適当量添加することによって、
色分かれを防止できることが実証できた。なお、比較例
８の場合、色分かれは生じなかったが、実施例１１や１
２に比べて効果の増大はみられず、脂肪族ポリカルボキ
シ酸系物質およびチタンカップリング剤の添加量が多過
ぎるだけ無駄になっている。

■　第４の製造方法 実施例１０において、顔料分散時に、さらに煙霧質シリ
カ（日本エアロジル社製、＃２００）および酸化ポリエ
チレン（楠本化成社製、ディスパロン４２００−２０）
を添加した以外は、同様の工程を経て塗料を得た。各塗
料について特性を測定した結果を第４表に示している。

なお、第４表において、煙霧質シリカおよび酸化ポリエ
チレンの添加量は、塗料に対する固形分の添加量で示し
ている。測定項目のうち、「再分散性」は、塗料を１週
間静止状態に置いた後で塗料を軽く攪拌した時の顔料の
分散性を観察した。「耐候性」は、塗料を膜厚が１５〜
２０ｎになるように塗装した後、１５０℃で３０分間焼
き付け、１週問おいてから観察した。

第４表の結果から、煙霧質シリカおよび酸化ポリエチレ
ンを適当量添加することによって、再分散性が向上する
ことが実証できた。なお、比較例１０の場合は、再分散
性は良好であったが、煙霧質シリカおよび酸化ポリエチ
レンの添加量が多すぎるために、耐候性が悪くなってし
まっている。

〔発明の効果〕

以上に述べた、この発明にかかるケイ素アルコキシド系
塗料の製造方法のうち、請求項１記載の発明によれば、
塗料に対して０．１〜１．０重量％の高級脂肪酸窒素誘
導体を添加することによって、塗料の粘度を適度に調整
することができ、塗料を使用するときの作業性を高める
とともに、塗膜中の顔料の偏りを防止することができる
。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の上
記効果に加え、さらに塗料に対して０．１〜１．０重量
％のエチルセルロースを添加することによって、塗料を
流し塗りあるいは浸漬塗装したときに、塗料が凝集せず
、顔料が均一に分散さてた奇麗な塗膜が得られる。

請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の発明の上
記効果に加え、さらに塗料に対して０．１〜０．８重量
％の脂肪族ポリカルボン酸系物質を添加するとともに、
顔料に対して０．１〜１．０重量％のチタンカップリン
グ剤を添加することによって、複数の顔料を塗料に分散
させたときに、色分かれが生じないとともに、粘性を高
めることもできる。

請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明の上
記効果に加え、さらに塗料に対して０．２〜２．０重量
％の煙霧質シリカを添加するとともに、融点が９０−１
１０℃の酸化ポリエチレンを塗料に対して０．２〜２．
０重量％添加することによって、塗料の貯蔵安定性が高
まるとともに、長期間貯蔵後の再分散性が良好になり、
長期にわたって貯蔵された塗料でも、軽く攪拌するだけ
で、容易に顔料を均一に分散させることができる。

代理人　弁理士　　松　本　武　彦 利ｍ市正書（自が９ １．事件の表示 昭和６３年特醪師３２７０８４号 ２、発明の名称 ケイ素アルコキシド系塗料の製造方法 ３、補正をする者 羽生との内系　　　特許出願人 住　　　所　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地
名　称（５８３）松下電工株式会社 代表者　　（（ＩＪＩ１ｍ役　三　好俊　夫４、代理人 ６、補正の対象 明細書 ７、　補正の内容 ■　明細書第９頁第１２行に「−船人ＲＳλ　（ＯＲ’
）４Ｊとあるを、［−船人Ｓλ　（ＯＲ’）４」と訂正
する。

■　明細書第９頁第１７行に「−船人Ｒ３ｉ　（ＯＲ’
）ｘＪとあるを、「−船人Ｒ，Ｓλ　（ＯＲ′）１」と
訂正する。

な　　　し ６゜補正の対象 平成　１年　８月　２日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ケイ素アルコキシド系コーティング材に顔料を分散
   させてなるケイ素アルコキシド系塗料の製造方法におい
   て、塗料に対して０．１〜１．０重量％の高級脂肪酸窒
   素誘導体を添加することを特徴とするケイ素アルコキシ
   ド系塗料の製造方法。 ２　塗料に対して０．１〜１．０重量％のエチルセルロ
   ースを添加する請求項１記載のケイ素アルコキシド系塗
   料の製造方法。 ３　塗料に対して０．１〜０．８重量％の脂肪族ポリカ
   ルボン酸系物質を添加するとともに、顔料に対して０．
   １〜１．０重量％のチタンカップリング剤を添加する請
   求項２記載のケイ素アルコキシド系塗料の製造方法。 ４　塗料に対して０．２〜２．０重量％の煙霧質シリカ
   を添加するとともに、融点が９０〜１１０℃の酸化ポリ
   エチレンを塗料に対して０．２〜２．０重量％添加する
   請求項３記載のケイ素アルコキシド系塗料の製造方法。