JPH06212115A - 耐熱性塗料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】優れた耐熱性を有し、基材との密着性がより優
れ、かつ油汚れが固着しにくい耐熱性塗料を提供する。 【構成】ポリメタロカルボシラン、シリコーン樹脂、粉
末状のフッ素樹脂、粒状の無機充填材、及び短繊維状の
無機充填材が有機溶剤に分散又は溶解されていることを
特徴とする耐熱性塗料。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高温下での使用に耐
え、かつ油汚れが固着しにくい耐熱性塗料に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６２−５４７６８号公報には、ポ
リメタロカルボシラン、シリコーン樹脂及び無機充填材
が有機溶剤に分散又は溶解された耐熱性塗料が開示され
ている。上記公報に記載の耐熱性塗料は、空気中での焼
成焼付けが可能であり、これから得られる塗膜は耐熱性
の優れると共に良好な耐食性、耐衝撃性を示すという、
利点を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載されて
いる塗料の成分である無機充填材の一つの機能は、得ら
れる塗膜の基材との密着性を向上させることである。し
かし、この塗料から得られる塗膜を高温下、例えば８０
０〜１０００℃に長い時間暴露すると、塗膜がピンホー
ル状に剥離することがあるという解決すべき問題点を有
している。また、上記公報に記載の塗料から形成される
塗膜の表面に付着する油汚れは簡単には除去することが
できない。この油汚れはアルカリ性の液体を用いて除去
できるものの、上記塗膜はアルカリ性液体に対して充分
な耐性を有していないという解決すべき問題点を有して
いる。

【０００４】本発明の目的は、優れた耐熱性を有し、基
材との密着性がより優れ、かつ油汚れが固着しにくい耐
熱性塗料を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、ポリメタロカルボシラン、シリコ
ーン樹脂、粉末状のフッ素樹脂、粒状の無機充填材、及
び短繊維状の無機充填材が有機溶剤に分散又は溶解され
ている耐熱性塗料が提供される。本発明におけるポリメ
タロカルボシランは、それ自体公知の有機ケイ素重合体
であり、例えば、特公昭６１−４９３３５号公報、同６
２−６０４１４号公報、同６３−３７１３９号公報、同
６３−４９６９１号公報に記載の方法に従って調製する
ことができる。これら公報の記載は本明細書の一部とし
て参照される。ポリメタロカルボシランの代表的な製法
は、数平均分子量が２００〜１０００のポリカルボシラ
ンとチタンあるいはジルコニウムのアルコキシドとを反
応させる方法である。この反応によって、ポリカルボシ
ランが、その骨格中のケイ素原子の一部が酸素原子を介
してチタン原子あるいはジルコニウム原子で結合され
た、数平均分子量が７００〜１００，０００の架橋重合
体であるポリメタロカルボシランが得られる。上記ポリ
メタロカルボシランの有機溶剤溶液が宇部興産（株）か
らチラノコート▲Ｒ▼ワニスタイプとして市販されてい
る。

【０００６】本発明におけるシリコーン樹脂の具体例と
しては、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリ
シロキサン、ジフェニルポリシロキサンなどの純シリコ
ーン樹脂、純シリコーン樹脂をアルキッド樹脂、ポリエ
ステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの変成用
樹脂と反応させた変成シリコーンが挙げられる。シリコ
ーン樹脂の配合割合は、ポリメタロカルボシラン１００
重量部当たり、１０〜９００重量部、特に５０〜５００
重量部であることが好ましい。シリコーン樹脂の配合割
合が過度に小さいと焼付け塗膜の可撓性が低下し、その
割合が過度に高くなると焼付け塗膜の耐熱性及び耐食性
が低下する。

【０００７】本発明におけるフッ素樹脂の具体例として
は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフル
オロエチレン、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオ
ロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリフ
ッ化ビニル、エチレン／フルオロエチレン交互重合体、
テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体、テトラフルオロエチレン／バーフル
オロスルホニルフルオライドビニルエーテル共重合体が
挙げられる。これらのフッ素樹脂は、例えば、日刊工業
新聞社発行のプラスチック材料講座６「フッ素樹脂」に
記載されている。上記フッ素樹脂の中でも、テトラフル
オロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共
重合体は、耐熱性及び離型性が良好であり、かつ溶融粘
度が低く塗料から形成される塗膜中に均一に分散すると
いう優れた特長を有しており、好ましく使用される。粉
末状のフッ素樹脂の平均粒径は一般には５〜５０μｍで
ある。フッ素樹脂は本発明の耐熱性塗料から形成される
塗膜に撥油性を付与し、このため塗膜に油汚れが付着し
難いと共に、付着した油汚れを簡単に拭き取ることがで
きる。

【０００８】フッ素樹脂の配合割合は、ポリメタロカル
ボシラン１００重量部当たり、１０〜２００重量部、特
に２０〜１００重量部であることが好ましい。フッ素樹
脂の配合割合が過度に小さいと塗膜に充分な撥油性を付
与することができず、その配合割合を過度に大きくして
も塗膜の撥油性がより向上することがなく工業的に意味
がない。

【０００９】本発明における粒状の無機充填材として
は、酸化物、ホウ化物、リン酸塩、ケイ酸塩、ケイ化
物、窒化物及び炭化物から選ばれる少なくとも一種が使
用される。その例としては、マグネシウム、カルシウ
ム、バリウム、チタン、ジルコニウム、クロム、マンガ
ン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ホウ素、アル
ミニウム、ケイ素の酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化
物、ホウ化物、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグ
ネシウム、カルシウムあるいは亜鉛のホウ酸塩、リン酸
塩、ケイ酸塩が挙げられる。粒状の無機充填材の平均直
径は通常２〜２０μｍである。

【００１０】粒状の無機充填材と併用される短繊維状の
無機充填材は、ウイスカ及ひチョップド繊維の両者を包
含する。短繊維状の無機充填材としてはそれ自体公知の
ものをすべて使用することができ、その例としては、チ
タン酸カリウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ・
ボリア、酸化亜鉛、オキシ水酸化マグネシウムなどのウ
イスカあるいはチョップド繊維が挙げられる。短繊維状
の無機充填材の直径は通常０．１〜１０μｍであり、長
さ／直径（ｌ／ｄ）は通常５〜１００である。粒状及び
短繊維状の無機充填材の合計配合割合は、ポリメタロカ
ルボシラン１００重量部当たり、１０〜９００重量部、
特に５０〜５００重量部であることが好ましい。無機充
填材の配合割合が過度に小さいと、塗膜の密着性が低下
し、その割合が過度に高くなると塗膜の可撓性が低下す
る。高温下での塗膜の剥離がないかきわめて少ない塗膜
を形成するためには、粒状の無機充填材と短繊維状の無
機充填材とを併用することが必須である。短繊維状の無
機充填材の配合割合は、無機充填材の全量１００重量部
当たり、５〜７５重量部である。短繊維状の無機充填材
が過度に小さいと高温下で塗膜が剥離しやすくなり、そ
の割合を過度に高くすると、塗料自体の流動性が損なわ
れるようになる。尚、無機充填材として短繊維状の無機
充填材のみを使用することも考えられるが、塗装中で短
繊維状の無機充填材が絡み合って、結果として塗料の流
動性が低下し、塗料の塗布あるいは吹きつけが困難とな
る。

【００１１】本発明における有機溶剤としては、ポリメ
タロカルボシラン及びシリコーン樹脂の溶解能がある溶
剤であればすべて使用することができる。その具体例と
しては、トルエン、キシレン、ｎ−ブタノール、イソブ
タノール、酢酸ブチル、ミネラルスピリット、ソルベン
トナフサ、エチルセロソルブ、セロソルブアセテートが
挙げられる。有機溶剤の使用割合は、塗膜形成性成分の
種類及び配合割合に応じて種々異なるが、本発明の開示
に従って当業者が適宜決定することができる。

【００１２】本発明の耐熱性塗料は、金属基材、あるい
はセラミック、耐火レンガなどの非金属基材に、刷毛塗
り、ロールコータ、スプレー、浸漬などのそれ自体公知
の手段で塗布され、ついで乾燥され、焼付けされる。本
発明の耐熱性塗料の塗布量は２０〜１００ｇ／ｍ^２であ
ることが好ましい。塗布量が過度に低いと塗膜にピンホ
ールが発生しやすくなり、耐食性が低下する。他方、塗
布量が過度に大きいと塗膜が高温下又は冷熱サイクルに
曝される際に塗膜にクラックが発生しやすくなる。

【００１３】焼付け温度は、１５０℃以上、特に２００
℃以上であることが好ましい。焼付け温度が過度に低い
と塗料成分の一つであるポリメタロカルボシランの硬化
が充分に起こらず、塗膜の強度が低くなると共に耐衝撃
性が低下する。尚、塗料の塗装後に被塗装物が１５０℃
以上の使用環境に置かれる場合には焼付け工程を省略す
ることもできる。

【００１４】

【発明の効果】本発明の耐熱性塗料は、これを所望の固
体表面に塗布し、１５０℃以上で焼付けすることによ
り、高温下での使用に耐え、かつ油汚れが固着しにくい
塗膜を与えるので、油汚れの発生しやすい調理用器具、
工業用部品及び化学装置等の塗装に好適に使用される。

【００１５】

【実施例】以下に実施例及び比較例を示す。実施例にお
いて特別の言及がない限り、「％」及び「部」は、それ
ぞれ、「重量％」及び「重量部」を示す。塗膜の耐熱性
は次のようにして評価した。被塗装物を１０００℃で２
００時間空気オーブン中に保持した後、オーブンから取
り出して空気中で徐冷し、次いで塗膜に１ｍｍピッチの
クロスカットをカッターナイフで入れ、この部分に粘着
セロファンテープを貼り付け、それを急激に剥がした後
の塗膜の剥離の有無を調べた。塗膜の剥離が認められな
いものを耐熱性「良」とし、一部でも剥離が認められた
ものを耐熱性「不良」とした。

【００１６】塗膜のピンホール状剥離部生成の有無は次
のようにして評価した。被塗装物を１０００℃で２００
時間空気オーブン中に保持した後、オーブンから取り出
してで徐冷冷し、次いでこれに２００時間塩水を噴霧
し、塗膜に腐食が生成しているかどうかを５０倍の顕微
鏡で観察した。ピンホール状の剥離の有るものには錆の
発生、塗膜の膨れが観察された。

【００１７】塗膜の付着した油汚れの拭き取り易さ（耐
食用油汚染性）は次のようにして評価した。被塗装物の
上に、約１０μｍのサラダ油の油滴を数カ滴下し、３０
０℃で１時間空気オーブン中に保持した後、オーブンか
ら取り出して空気中で徐冷し、次いで濡れたガーゼで汚
れを除去した後の塗膜の外観を検査した。塗膜に異物の
付着がなく油の付着した痕跡も認められないものを耐食
用油汚染性「良」とし、一部でも異物の付着があるもの
あるいは油の付着した痕跡が認められるものを耐食用油
汚染性「不良」とした。

【００１８】実施例１ ポリチタノカルボシランの５０％キシレン溶液（宇部興
産昧製、チラノコート▲Ｒ▼ワニスタイプ）１００部、
メチルフェニルポリシロキサンの５０％キシレン溶液
（東芝シリコーン社製、ＴＳＲ−１１６）１００部、平
均直径３μｍの粒状炭化ケイ素粉末１００部、直径１μ
ｍ、長さ５０μｍのチタン酸カリウムウイスカ２０部、
テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体（三井デュポンフロロケミカル製、Ｍ
Ｐ−１０）５０部、及びキシレン５０部をミキサーで混
合して耐熱性塗料を調製した。これとは別に基材として
厚さ０．６ｍｍのステンレス鋼板（ＳＵＳ ３１６Ｌ）
をアセトンで脱脂した後に風乾した。前記耐熱性塗料を
基材にスプレーガンで約３０μｍ厚さに塗装し、空気オ
ーブン中で３００℃で２５分焼成焼付けした後に徐冷し
た。得られた塗膜の耐熱性及び耐食用油汚染性は「良」
であり、ピンホール状の剥離は観察されなかった。

【００１９】比較例１ チタン酸カリウムウイスカ及びテトラフルオロエチレン
／パーフルオロアルキルビニル共重合体を配合しなかっ
た以外は実施例１を繰り返した。得られた塗膜の耐熱性
は「良」であったが、ピンホール状の剥離が観察され、
耐食用油汚染性も「不良」であった。

【００２０】実施例２ テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニル
共重合体に代えて、ポリテトラフルオロエチレン（ダイ
キン工業（株）製、ルブロンＬ−２）５０部を使用した
以外は実施例１を繰り返した。得られた塗膜の耐熱性及
び耐食用油汚染性は「良」であり、ピンホール状の剥離
は観察されなかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリメタロカルボシラン、シリコ−ン樹
   脂、粉末状のフッ素樹脂、粒状の無機充填材、及び短繊
   維状の無機充填材が有機溶剤に分散又は溶解されている
   ことを特徴とする耐熱性塗料。