JPH02212530A - 耐摩耗樹脂組成物 - 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】 （１）産業上の利用分野 本発明は耐摩耗樹脂組成物に関する。さらに詳しくは本
発明は、衝撃、李擦等によって摩耗、損傷を生じやすい
機器、設備等の基体表面に桶川して耐摩耗保全に有効な
耐摩耗樹脂組成物に関する。

（２）従来の技術 従来、耐摩耗を必要とする基体表面に耐摩耗性を付与す
る方法としては、金属粒、セラミック粒、セラミックタ
イル等を内包または表面に貼着したゴムシートを基体表
面に接着剤で貼りつける方υミ、各種合成樹脂に耐摩耗
材を混合した柑脂組成物を基体表面に塗布、硬化させる
方法等が実施されて来た。特に後者の方法において熱硬
化性樹脂と耐摩耗材からなる耐摩耗樹脂組成物が重用さ
れるようになった。

（３）発明が解決しようとする課題 前述した耐摩耗性付与に使われる熱硬化性樹脂と耐摩耗
材からなる耐摩耗拉（脂組成物は、その製造および施行
の容易さ、耐摩耗性能が従来の他の方法に較べて優れて
いる。

本発明者はこの種耐摩耗樹脂組成物を使って耐摩耗付与
方法を検討するなかで、耐摩耗材の混合量を増して基材
の耐摩耗性能を向上させようとすると組成物の流動性が
減少して作業性が低下し、崩脂と耐摩耗材との結合力も
劣り、施行後の耐摩耗材や組成物自体の剥離脱落の原因
となり、混合量が少いときには当然ながら耐摩耗性能が
発揮さｔＬない。また作業性は多少劣っても適切な混合
量のときは耐摩耗性能は驚く程発揮されるが、反面相手
物体の摩耗損傷を惹起し、場合によっては相手物体の品
質低下のみならず機材の目詰りや運転阻害にまで至るこ
とが判って来た。

本発明者はこのような事情の周辺を詳に探査し、従来の
熱硬化性樹脂と耐摩耗材からなる耐摩耗樹脂組成物の欠
点を解決すべく鋭意検討し、本発明に至った。

すなわち本発明の目的は、基材に改良された耐摩耗性を
付与することのできる耐摩耗ｔＢ脂組成物およびそれを
使った耐摩耗付与方法の提供にある。

さらに従来のこの種組成物より施行作業性がよく、かつ
相手物体を摩耗損傷させない耐摩耗樹脂組成物の提供に
ある。

（４）課題を解決するための手段 本発明は、熱硬化性ｔＨ脂、耐摩耗材および次式に示さ
れる化合物のウィスカを含有してなることを特徴とした
耐摩耗拉（脂組成物である。

Ａ　ｘ　Ｏ・ｎ　Ｔ　ｉ　Ｏ□ （式中Ａはアルカリ金属、ｎは１．２．４．６．８の整
数を示す。） 本発明に使用する熱硬化性樹脂としては特に制限はなく
、例えばウレタン樹脂、エポキシ拮（脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、エポキシアクリレート拮（脂、フラン樹脂
、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂などが挙げられる。な
かでもウレタン樹脂は好ましく、ウレタン樹脂としては
一液型、二液型の何れも優れる。これらの熱硬化性樹脂
は悪影響の無い範囲内で混合使用することもできる。

本発明に使用する耐摩耗材としては、例えば衝撃に強い
金属、金属化合物、天然の各種鉱石、各種セラミック等
が挙げられる。特に炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ケイ
素、窒化ホウ素、溶解アルミナ、アルミナジルコニア等
に代表されるセラミック類が好ましく、これらの天然又
は人造の高硬度化合物の砕粒又は焼結、細砕して得られ
た粉粒体等が好適に使用することができる。これらの耐
摩耗材は数種併用してもよい。

耐摩耗材の形状について、球状、多面体、円筒体、角柱
体等特に制限されるものではなく、異なる形状、大きさ
のものを併用することもできる。

本発明に使用する下記式 ％式％ （式中、Ａはアルカリ金属、ｎは１．２．４．６．８の
整数を示す。）で示される化合物チタン酸アルカリは白
色針状結晶であり、そのウィスカは直径的０　、２−０
　、５７１ｍ、長さ約１０−２０　／７　＋Ｔ＋（顕微
鏡法による）でアスペクト比の大きい無機短繊維である
。式中Ａのアルカリ金属としてはカリウム、ナトリウム
およびルビジウム等が挙げられ、化合物の具体的なもの
としては、チタン酸、ニチタン酸、四チタン酸、六チタ
ン酸、へチタン酸のカリウム、ナトリウムおよびルビジ
ウムが挙ジウムである。中でも化合物ウィスカの安定性
、耐摩耗樹脂組成物の製造、施行、性能に与える作用、
効果等から六ヂタン酸カリウムが最も好ましい。

またこれらの化合物の水和物も使用することができる。

式の化合物のウィスカは種々の製法、例えば焼成法、徐
冷焼成法、溶融法、融体法、フラックス法、水熱法等に
よって合成され、製法について特段に選択するものでは
ない。

本発明に使用する熱硬化性樹脂、耐摩耗材およびチタン
酸アルカリウィスカの好ましい配合割合は、熱硬化性樹
脂９〜７５重量％、特に好ましくは１５〜６５重量％、
耐摩耗材２０〜９０重量％、特に好ましくは３０〜８０
重量％、チタン酸アルカリウィスカ０．０５〜４０重量
％、特に好ましくは０．５％〜２０重量％である。

熱硬化性樹脂の使用量が９重量％以下では耐摩耗材やチ
タン酸アルカリウィスカの配合が困難であり、生成組成
物から、そｒｔら添加物の剥離、脱落が甚しくなる。７
５重量％以上では耐摩耗性が悪くなる。

耐摩耗材の使用量が２０重量％以下では耐摩耗性が悪く
、組成物の剥離、欠落が生ヒ易い。従来は７０重量％以
上使用すると組成物は急ｉＨに固さを増し、滑流性が無
くなって調製作業や塗布施行が困難であったが、本発明
では８０重量％の使用でも作業性は良く、耐摩性能も向
上した。９０重量％以上では作業性、耐摩性ともに悪く
なる。

チタン酸アルカリウィスカの使用量、０．５重量％以下
では熱衝撃に対する抵抗性が乏しくなり、０．０５重量
％以下では樹脂組成物に肘する滑流性付与能力が認めら
れない。チタン酸アルカリウィスカ１重量％以上の添加
により、相手物体の摩耗損傷を防ぐことができるように
なったが、４０重量％を越えると耐摩耗性が低下の傾向
である。

本発明に使用する耐摩耗樹脂組成物の必須有効成分とし
ては熱硬化性樹脂、耐摩耗材およびチタン酸アルカリウ
ィスカであるが、必要に応じてコロイダルシリカ、有機
ベントナイト、水）奈ヒマシ浦、微粒状炭カル、塩ビパ
ウダー等公知の揺変性付与剤、溶剤、硬化促進剤、可塑
剤、安定剤或いはシランカップリング剤、チタンカップ
リング剤等の表面焙埋剤、有機または無機繊維状物、ア
ルミナ粉、シリカ粉等の充填材、着色染料顔料、消泡剤
、ｉ燃剤、電磁波シール剤、静電防止剤等の添加剤を耐
摩耗樹脂組成物特性を満足する範囲内において適宜用い
ることが出来る。

本発明の耐摩耗樹脂組成物は熱硬化性樹脂、耐摩耗材お
よびチタン酸アルカリウィスカまたはさらに前述の添加
剤を均一に混合するか、または基体表面に熱硬化性樹脂
を塗布し、その表面に耐摩耗材およびチタン酸アルカリ
ウィスカを散布するなどして得ることができる。

本発明の耐摩耗樹脂組成物を製造するに当り、耐摩耗材
およびチタン酸アルカリウィスカを熱硬化性樹脂に配合
する前に、予め、シランカップリング剤、チタンカップ
リング剤あるいは樹脂、薬液等で表面処理したり、プラ
ズマエツチング等の物理的表面処理を施しておくこと、
あるいは基体表面の錆落し、リン酸処理、シランカップ
リング剤、チタンカップリング剤で処理しておくこと等
も有効な処置である。

さらに必要に応じて基体表面に予めプライマーを塗布す
ることは本発明の目的達成に好ましい、。

用いられるプライマーは特に限定されるものではなく、
公知の一液型または二液型ブライマーのいずれでもよい
が好ましくは基体表面との接着性がよく、かつ耐摩耗材
ならびに耐摩耗樹脂組成物との層間密着性に優れたもの
がよい。例えば、二液型エポキシ樹脂系ブライマー　−
液型の湿気硬化型ウレタン樹脂系プライマー、変性シリ
コン系ブライマー、フェノキシ樹脂系ブライマー等が挙
げられる。これらのブライマーの塗布量は、特に制限さ
れないが通常約３０〜５００ｇ／ｍ２である。

本発明の耐摩耗樹脂組成物によって基体表面上に形成さ
れた耐摩耗層の表面上に必要に応じてさらにトップコー
トを塗布してもよく、本発明効果を助長するものである
。

本発明の耐摩耗樹脂組成物が適用される基体は耐摩耗性
を要求されるものならばその材質を選ぶものでなく、例
えば金属、本質、ガラス、コンクノート等が挙げられる
。木質、コンクリート等の多孔質的なものやヒビ割れ、
クラックのある表面えの本発明実施に当ってはそれらの
欠損部にはパテ、トノ粉、樹脂等によるシーリングをし
、必要に応じてブラスト、油性分の清拭、ブライマー等
の表面処理を施すことら有効である。

（５）本発明の作用効果 チタン酸アルカリウィスカを含むことを特徴と−だ本発
明の耐摩耗樹脂組成物は、１足来の耐摩耗樹脂組成物に
較べて、耐摩耗材の配合割合が同じであって白組成物の
滑流性、展着性に富み、組成物のｉｌ！！製作業、基体
表面えの塗布作業が極めて容騎になり、かつ、耐１ｆ粍
性能が向上した。

また、耐摩耗性の向上と同時に、相手物体の摩耗損傷を
低減または皆無とならしめることができるようになった
。この結果、従来、穀物等の［般送、サイロ貯蔵作業等
で摩耗損傷による穀物の品質低下、金属や鉱石の摩耗屑
による機器の目詰りによる運転阻害、ベルトのＩＴ損に
よる寿命短縮などが大幅に防衛改善されるようになった
。

さらに、熱衝撃に対する耐性が飛躍的に向上し、高熱作
業分野の機器設備への耐摩耗性付与が実施できるように
なった。

本発明のこのような新規な効果発現の理由は詳かではな
いが、チタン酸アルカリウィスカの特殊な結晶構造に基
因する複合作用によるものと考察している。

本発明の耐摩耗樹脂組成物の提供により、気体、液体、
固体、スラリー等の輸送管、殊にベント部の内側面、ス
ラリーポンプのケーシング内面、サイクロン、ホッパー
、シュータ−等の壁面、プーリー、アイドラー、サイロ
の表面、岸壁、橋脚のスプラッシュゾーン等の摩耗が容
易かつ確実に防止されるようになったことはこの種産業
界、社会に寄り−する意義が大きい。

以下に本発明の耐摩耗ｔｉｔ脂組成物を実施例により詳
述するが本発明はこれらの実施例により制限されるもの
ではない。

実施例１ スミエポキシＥＬＡ−１２８（住人化学工業（株）製品
名、エポキシｉ＋脂）８０重量部、スミエポキシＥＬＡ
−３０１（住人化学工業（株）製品名、エポキシ拮（脂
）２０重量部、スミキュアーＰ７／１．０（住人化学工
業（株）製品名、ポリアミド系エポキシ甜脂用硬化剤）
４５重量部およびスミキュアーＤ（住人化学工業（株）
製品名、エポキシ樹脂用硬化促進剤）２重量部をよく混
合して熱硬化性樹脂組成物を得た後、直ちに、アルミナ
ジルコニア砕粒（平均径１．．２ｍｍ）４００重量部、
四ヂタン酸ナトリウムウィスカ８０重量部および炭酸カ
ルシウム粉末２３重量部を加え充分混合して耐摩耗樹脂
組成物を得た。

この耐摩耗樹脂組成物を予め、サンドブラストおよびブ
ライマー処理した３　００ｍｍＸ　３００ｍｍＸ３ｍｍ
の鋼板の表面に４ｍｍの厚さに塗布した。塗布作業は平
コテで円滑に実施することができた。１日室温硬化後、
温度５０℃のオーブンにて５時間アフターキュアーを行
って耐摩耗層を有する供試片を作成した。

得られた供試片について次の要領で耐摩耗試験および熱
衝撃耐摩耗試験を行い、その結果を第１表に示した。

［耐摩耗試験］ 耐摩耗層の表面に、粒度４０番のレジノイド型丸砥７石
（直径２０５ｍｍ、幅２５ｍｍ）を回転数１、２０　Ｏ
ｒ　ｌ）　ｍにて２秒間隔で３秒間づつ強く接触させる
動作を２０サイクル実施し、供試片の表面状態およびレ
ジノイド型砥石の表面状態を観測する。

［熱衝撃耐摩耗試験］ 供試片を、室温がら１時間を要して温度８０”Ｃに昇温
し、直ちに温度５℃の冷水中に浸漬する。

この熱衝撃テストを２０サイクル実施した後、前述の耐
１丁耗試験を行い、供試片および砥石の表面状態を観測
する。

実施例２ 実施例】において四チタン酸ナトリウムウィスカの代り
に六チタン酸カリウムウィスカを使ったほかは実施例１
と同じ組成で同様に処理して耐摩耗樹脂組成物を製造し
た後、同じようにして供試片を作製し、耐ＩＴ耗試験お
よび熱衝撃耐摩耗試験を行いその結果を第１表に示した
。

実施例３ 実施例１で得た熱硬化性樹脂組成物と同じ熟硬化訃エポ
キシ拮を脂組成物１５０重量部にアルミナジルコニア砕
粒（平均径１．２ｍｍ＞３４５重量部、六チタン酸カリ
ウムウィスカ５重量部および炭化カルシウム粉末１８重
量部を加え充分混合して耐摩耗層（脂組成物を得た。

こｔＬを実施例１と同様にして４ｍｍ肉厚の供試片を作
成し、耐摩耗試験および熱衝撃耐摩耗試験を行い、その
結果を第１表に示した。

耐摩耗樹脂組成物調製時の混合作業および該用成物の塗
布作業は容易であった。

実施例４ スミアノブＭＧ−１，Ｌ（三建化工（株）製品名、不飽
和ポリエステル拮（脂）１００重量部、８％オクテン酸
コバルト０．５重量部及びサンハードＳ１、（三建化工
（株）製品名、パーオキサイド）１．５重量部をよく混
合した後、直ちにアルミナジルコニア砕粒（平均１．５
ｍｍ）２００重量部、溶解アルミナ系セラミンク砂（平
均径０　、１．　ｍｍ）２００重惜型打よび六ヂタン酸
カリウムウィスカ１００重量部を加え均一に混合して耐
摩耗拉十指組酸物を調製した。

この耐摩耗樹脂組成物を予め、サンドブラストおよびプ
ライマー処理した３　００ｍｍＸ　３００ｍｍＸ３ｍｍ
の鋼板の表面に厚さ４ｍｍに塗布し、１日室温で硬化後
、温度４０℃のオーブンで５時間アフターキュアーを行
い、耐摩耗層を有する供試片を作成した。

耐摩耗樹脂組成物調製時の混合操作および該組成物の塗
布作業は容易であった。供試片は実施例１で行ったと同
じ方法で耐摩耗試験および熱衝撃耐摩耗試験を行い、そ
の結果を第１表に示した。

実施例５ ポリフレックスＦ　Ｌ　−３７（第一工業製薬（株）製
品名、ポリイソシアネート化合物、Ｎ　Ｇ　Ｏ含有率６
．５％）９６重量部とコロイダルシリカ４重量部からな
る組成物を主剤とし、３，３°　−ジクロロ−４４′　
−ジアミノジフェニルメタン１９．５重量部、フタル酸
ジオクチル１８重量部、アスベスト４重量部、コロイダ
ルシリカ７重量部、ンランカップリング剤１．５重量部
からなる組成物を硬化剤とし、この主剤と硬化剤とを混
合比２．１　（重量比）で混合して熱硬化性樹脂組成物
をｎだ後、該組成物３０重量部に対してアルミナジルコ
ニア砕粒（平均径２ｍｍ）５０重量部、溶融アルミナ系
セラミ７２０１５重量部、六チタン酸力ノウムウイス力
１６重量部およびチタンカップリング剤１重量部とを加
えてよく混合して耐摩耗（討脂組成物を得た。

この耐摩耗樹脂組酸物を、予めサンドブラストＪ９よび
プライマー処理した３　００ｍｍＸ　３００ｍｍＸ３ｍ
ｍの鋼板の表面に厚さ４ｍｍに塗布し、７日間室温で養
生硬化させて耐摩耗層を有する供試片を作成した。

耐摩耗樹脂組成物調製時の混合操作および該組成物の塗
布作業は容易であった。

供試片は実施例］で行ったと同じ方法で耐摩耗試験およ
び熱衝撃耐摩耗試験を行い、その結果を朶１表に示した
。

実施例６ 実施例５で調製したと同じ熱硬化性樹脂組成物１５０重
量部に六チタン酸カリウムウィスカ８０重量部を加えて
よく混合して熱硬化性樹脂ペーストを得た。

予めサンドブラストおよびプライマー処理した３　００
ｍｍＸ　３００ｍｍＸ　３ｍｍの鋼板の周囲に高さ４ｍ
ｍの塩ビ製枠板を固定し、この中に先ず熱硬化性（肘脂
ペーストを約１　ｍｍ厚に塗布し、そのトに耐摩耗材を
充填し、鋼板の裏側から数分間振盪、放置し、ペースト
の未硬化のうちに鋼板を裏返して密集固着していない耐
７２粍材を除去した。さらにその上にペーストを塗布し
、耐摩耗材を充填、振盪、放置、金利耐摩耗材の除去を
繰り返えし、最後にペーストでトップコートして厚み４
．ｍｍの耐摩耗樹脂組成物層を形成した。７日間養生硬
化させて耐摩耗層を有する供試片を作成した。

使用した熱硬化性崩脂ペーストの総量と耐ＩＴ耗材（ア
ルミナジルコニア砕粒（平均径１　、２　ｍｍ）５０重
量部、溶融アルミナ系セラミ７２０１５重量部およびチ
タンカップリング剤１重量部の混合物）の総量との比は
重量比で５０　ニア　０であった。

供試片は実施例１で行ったと同じ方法で耐摩耗試験およ
び熱衝撃耐摩耗試験を行い、その結果を箔１表に示した
。

実施例７ 実施例５で調製したと同じ熱硬化性樹脂組成物と耐摩耗
材（アルミナジルコニア砕粒（平均１．２ｎ１ＴＩ＋）
　５０重量部、溶融アルミナ系セラミ７２０１５重量部
、六チタン酸カリウムウィスカ１６重量部およびチタン
カップリング剤１重量部の混合物）とを実施例６の方法
に従って塗布作業を行って実施例６と同様の供試片を作
成し、耐摩耗試験および熱衝撃耐摩耗試験を行い、その
結果を第１表に示した。

但し使用した熱硬化性拮（脂組酸物の総量と耐摩耗材総
量との使用比は重量比で３０：８０であった。

比較例１ 実施例５に於て、六チタン酸カリウムウィスカを使用し
なかった以外は実施例５と全く同様にして耐摩耗樹脂組
成物を調製し、供試片を作成して耐摩耗試験および熱衝
撃耐摩耗試験を行い、その結果を第１表に示した。供試
片作成時の耐摩耗樹脂組酸物の塗布は可成りの力を要し
てコテ捌きに苦労しながらも表面平滑は困難であった。

比較例２ 実施例５に於て、六チタン酸カリウムウィスカの代りに
酸化チタン粉末を使用した以外は実施例５と全く同様に
して耐摩耗樹脂組成物を調製し、供試片を作成して耐摩
耗試験および熱衝撃耐摩耗試験を行い、その結果を第１
表に示した。耐摩耗樹脂組成物は実施例５より固く、塗
布作業は容易ではなかった。

比較例３ 実施例５に於て六チタン酸カリウムウィスカの代りに炭
素繊維（繊維径平均１３　／、（、繊維長平均１３０　
、、（を使用した以外は実施例５と全く同様にして供試
片を作成し、耐摩耗試験および熱衝撃耐摩耗試験を行い
、その結果を第１表に示した。耐摩耗樹脂組成物は実施
例５より固く、重布作業は容易ではなかった。

表中、耐摩耗性および熱衝撃耐摩耗試験におけるＡは供
試片、Ｂは砥石を示す。

◎印は殆んど変化なし。

○印は若干の摩耗あり。

△印は摩耗多し。

Ｘ印は摩耗多く、耐摩材の剥離を認める。

実施例および比較例の結果から、本発明耐摩耗柑脂組成
物は従来の耐摩耗拉（脂組酸物に較べて、組成物の調製
作業、基体えの塗布作業が容易であり、耐摩耗性および
熱衝撃耐摩耗性が優ｈ、かつ、相手物体を摩耗損傷させ
ないことが判る。

特許出願人　三束化工業株式会社 第１表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱硬化性樹脂、耐摩耗材および次式に示される化合
   物のウィスカを含有してなることを特徴とした耐摩耗樹
   脂組成物。 Ａ＿２Ｏ・ｎＴｉＯ＿２ （式中Ａはアルカリ金属、ｎは１、２、４、６、８の整
   数を示す。）